Tổng quan về Sản phẩm
CELLIPOWER06 là một thiết bị phản ứng sinh học dạng giỏ, được thiết kế đặc biệt cho nuôi cấy tế bào bám dính bằng giá thể dạng tấm (đĩa sợi). Bằng cách giữ tế bào bên trong các đĩa sợi, hệ thống này giảm thiểu tối đa tổn thương do lực cắt và do bọt gây ra. Thiết bị phù hợp cho nuôi cấy bám dính tế bào động vật và tế bào côn trùng, đặc biệt thích hợp cho sản xuất quy mô lớn vaccine virus, protein tái tổ hợp và vector virus. Hệ thống đã được áp dụng thành công ở quy mô công nghiệp 400 L đối với nuôi cấy tế bào Vero, MDCK và CHO.
Ưu điểm kỹ thuật cốt lõi
Thiết kế giường cố định dạng tấm
Sử dụng các ma trận tăng trưởng có mật độ cao với cấu trúc tổ ong (ví dụ như đĩa Fibra-Cel® hoặc giá thể dạng đĩa DISKS), cung cấp diện tích bề mặt riêng cực cao (khoảng 1200 cm²/g). Điều này cho phép tế bào phát triển dưới dạng lớp đơn (monolayer) bên trong cấu trúc giá thể, từ đó nâng cao đáng kể mật độ tế bào và hiệu quả nuôi cấy.
Giảm thiểu ứng suất cắt
Thiết kế giường cố định dạng giỏ cố định chắc chắn các giá thể bên trong bioreactor, hoàn toàn ngăn chặn tiếp xúc giữa tế bào và cánh khuấy. Ứng suất cắt được giảm xuống mức tối thiểu, với tỷ lệ sống sót của tế bào vượt quá 95%. Đặc biệt phù hợp với các loại tế bào nhạy cảm với ứng suất cắt như Vero, MDCK và CHO.
Mật độ tế bào cao và độ ổn định cao
Tế bào bám dính chắc chắn bên trong ma trận giá thể và ít có khả năng bong ra, cho phép nuôi cấy ổn định trong thời gian dài (>7 ngày). Điều này cải thiện đáng kể năng suất sản phẩm đồng thời làm giảm nồng độ DNA của tế bào chủ trong dịch thu hoạch.
Được kiểm chứng ở quy mô công nghiệp
Đã được áp dụng thành công trong sản xuất vắc-xin và protein tái tổ hợp với quy mô 400 L, bao gồm vắc-xin dại trên tế bào Vero, sản xuất EPO trên tế bào CHO và vắc-xin cúm gia cầm trên tế bào MDCK.
Thiết kế kỹ thuật theo mô-đun
Hỗ trợ làm sạch và khử trùng trực tuyến (CIP/SIP), hệ thống nạp/xả giá thể tự động tùy chọn và giám sát điểm lạnh trong quá trình khử trùng để đáp ứng các yêu cầu GMP.
Khả Năng Giám Sát Từ Xa
Tích hợp đầy đủ với hệ thống SCADA nhằm ghi nhận dữ liệu thời gian thực và điều khiển từ xa, đảm bảo tính nhất quán của quy trình trên nhiều mẻ sản xuất và các cơ sở sản xuất khác nhau.
Sản xuất vắc-xin virus
Tế bào Vero: vắc-xin dại, vắc-xin bại liệt bất hoạt (IPV), vắc-xin tiêu chảy dịch tả lợn, vắc-xin sốt xuất huyết kèm suy thận, vắc-xin bệnh sốt xuất huyết cổ điển ở lợn
Tế bào MDCK: vắc-xin cúm gia cầm
Tế bào BSR: vắc-xin dại cho thú y
Tế bào lưỡng bội: vắc-xin dại cho người (có nguồn gốc từ tế bào lưỡng bội)
Biểu hiện protein tái tổ hợp
Tế bào CHO: Erythropoietin (EPO)
Tế bào Vero: Các protein tái tổ hợp khác
Nuôi cấy liên tục theo phương pháp lọc xuyên (Continuous Perfusion Culture)
Hỗ trợ nuôi cấy liên tục theo phương pháp lọc xuyên trong thời gian lên đến 35 ngày với mật độ tế bào ổn định và mức DNA của tế bào chủ còn sót lại thấp.
Mở rộng quy mô và sản xuất
Phù hợp cho việc xác nhận đầy đủ từ phòng thí nghiệm đến sản xuất công nghiệp, bao gồm chuẩn bị mẫu ở quy mô thử nghiệm và sản xuất thương mại quy mô lớn.
Thông số kỹ thuật
Thể Tích Làm Việc
20–400 L
Loại xe tải
Giá thể dạng đĩa sợi polyester (có sẵn với các kích thước lỗ rỗng và độ dày khác nhau)
Lượng giá thể đề xuất
30 g/L
Điều khiển khuấy trộn
50–300 vòng/phút, truyền động bằng nam châm
Điều khiển nồng độ oxy hòa tan (DO)
0–100%, ±1% (thông qua bộ trộn khí điều khiển lưu lượng khối)
Kiểm Soát Nhiệt Độ
5–65°C, ±0,1°C
Oxy hòa tan (DO)
40%, ±2%, hỗ trợ trộn O₂/N₂/không khí
kiểm soát pH
2–12, ±0,01, được trang bị hệ thống cấp kiềm/CO₂ tự động
Hệ thống thông khí
Khuếch tán sâu, 0,3–2 vvm
Hệ thống cấp liệu
4 bộ điều khiển, mỗi bộ hỗ trợ tối đa 6 bơm peristaltic độ chính xác cao
Mật độ tế bào tối đa
Lên đến 4,5 × 10⁷ tế bào/mL
Phương pháp tiệt trùng
SIP (Tiệt trùng tại chỗ)
Chất liệu
thép không gỉ 316L (đạt tiêu chuẩn USP Class VI)
CHỨNG CHỈ
FDA 21 CFR Phần 11, GMP
Hệ thống điều khiển
Kiến trúc phân tán với quản lý truy cập người dùng nhiều cấp và chức năng nhật ký kiểm tra (audit trail)
Các Trường Hợp Thành Công
Vắc-xin dại trên tế bào Vero
Ở quy mô 400 L, đạt độ sống sót của tế bào >98% và hiệu giá virus 1,2 × 10⁶ FFU/mL.
Sản xuất EPO trên tế bào CHO
Đạt quá trình sản xuất ổn định trong 35 ngày ở chế độ nuôi liên tục (perfusion), với độ nhất quán về glycosyl hóa >90%.
Vắc-xin cúm gia cầm trên tế bào MDCK
Ở quy mô 400 L, đạt được năng suất 5 × 10⁸ TCID₅₀/mL với lượng DNA tế bào chủ còn sót lại <10 pg/mL.
Vắc-xin dại trên tế bào lưỡng bội
Đạt được sản xuất vắc-xin độ tinh khiết cao với lượng DNA tế bào chủ còn sót lại thấp, nhờ hỗ trợ của các giá thể dạng tấm.
Tài liệu bổ sung kỹ thuật
Nguyên lý hoạt động của bioreactor giá thể dạng tấm (đĩa sợi)
Bioreactor giá thể dạng tấm (còn gọi là bioreactor dạng giỏ) cố định tế bào bên trong các ma trận tăng trưởng mật độ cao có cấu trúc tổ ong, chẳng hạn như đĩa Fibra-Cel® hoặc giá thể DISKS. Phương pháp này tạo ra môi trường tăng trưởng tĩnh tương tự như nuôi cấy trong chai lăn, đồng thời khắc phục được những hạn chế về mở rộng quy mô của các hệ thống chai lăn truyền thống.
Các giá thể này được làm từ sợi polyester và polypropylene, có độ dày một lớp khoảng 0,44 mm và kích thước lỗ khoảng 15 μm. Với diện tích bề mặt riêng rất cao (khoảng 1200 cm²/g), chúng hỗ trợ sự phát triển của tế bào ở dạng lớp đơn trong ma trận giá thể. Trong quá trình nuôi cấy, các giá thể được cố định bên trong cấu trúc giỏ đặt trong bioreactor, ngăn không cho tế bào tiếp xúc trực tiếp với cánh khuấy, từ đó giảm thiểu ứng suất cắt và đạt tỷ lệ sống sót của tế bào trên 95%.
Chiến lược mở rộng quy mô
Chiến lược mở rộng quy mô khác biệt đáng kể so với các bioreactor kiểu bồn khuấy thông thường:
Thiết kế cấu trúc giường cố định
Lượng giá thể nạp vào được giữ không đổi nhằm đảm bảo sự phân bố đồng đều của tế bào trong ma trận.
Tối ưu hóa khuấy ở mức ứng suất cắt thấp
Trong quá trình mở rộng quy mô công nghiệp, tốc độ khuấy được điều chỉnh theo loại và mật độ giá thể, thường duy trì ở mức 50–150 vòng/phút để tránh gây xáo trộn quá mức.
Tối ưu hóa cấp khí
Việc khuếch tán vi bong bóng sâu được sử dụng nhằm tránh tác động trực tiếp của bong bóng lên các giá thể và đảm bảo sự phân bố đồng đều của oxy hòa tan.
Hỗ trợ nuôi cấy liên tục theo phương thức tuần hoàn
Giá thể cố định dạng giỏ giữ lại tế bào và giá thể, cho phép nuôi cấy liên tục ổn định trong thời gian lên đến 35 ngày và cải thiện đáng kể năng suất sản phẩm.
Thiết kế mô-đun
Hỗ trợ mở rộng quy mô tuyến tính từ phòng thí nghiệm lên sản xuất công nghiệp, đồng thời duy trì các đặc tính thủy động lực học và truyền khối nhất quán.
Lợi thế Quy trình
Giảm thiểu ứng suất cắt
Thiết kế giá thể dạng tấm cố định trên giường cố định hoàn toàn cách ly tế bào khỏi cánh khuấy, rất phù hợp với các loại tế bào nhạy cảm với lực cắt như Vero, MDCK và CHO.
Mật độ tế bào cao và độ ổn định cao
Tế bào nằm bên trong giá thể ít có khả năng bong ra hơn, cho phép nuôi cấy ổn định dài hạn (>7 ngày) và đạt năng suất cao hơn đáng kể.
Kiểm soát DNA của tế bào chủ
Cơ chế cố định tế bào dựa trên giá thể giúp giảm thiểu hiện tượng tế bào bong ra và làm giảm lượng DNA còn sót lại của tế bào chủ trong dịch thu hoạch, đáp ứng yêu cầu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Dược điển Trung Quốc về mức tối đa ≤100 pg/liều đối với các sản phẩm vắc-xin.
Tính Linh Hoạt của Quy Trình
Hỗ trợ các chế độ nuôi cấy mẻ, nuôi cấy mẻ bổ sung và nuôi liên tục theo kiểu thấm qua màng (perfusion), đặc biệt phù hợp cho sản xuất vector virus và protein tiết ra.
Xác nhận ở quy mô công nghiệp
Đã được xác nhận thành công ở quy mô 400 L đối với nhiều sản phẩm, bao gồm erythropoietin (EPO) từ tế bào CHO, vắc-xin dại từ tế bào Vero và vắc-xin cúm gia cầm từ tế bào MDCK.
Quy trình tiền xử lý và sử dụng giá thể
Ngâm giá thể
Ngâm hoàn toàn đĩa sợi giá thể trong nước tiêm (WFI) hoặc nước tinh khiết cho đến khi giá thể thấm đều hoàn toàn.
cân bằng pH
Rửa bằng nước tinh khiết cho đến khi pH gần bằng pH của nước tinh khiết.
Khử trùng
Đặt giá thể vào bioreactor, thêm dung dịch PBS và khử trùng ở nhiệt độ cao trong 30 phút.
Kiểm tra vô trùng
Sau khi làm nguội, xả bỏ dung dịch PBS và đổ đầy môi trường nuôi cấy để thực hiện kiểm tra vô trùng trong 48 giờ.
Cấy tế bào
Mật độ cấy điển hình là 3–5 × 10⁵ tế bào/mL. Việc làm trong môi trường nuôi cấy có thể quan sát thấy sau khoảng 30 phút kể từ khi cấy.
Nuôi cấy bình thường
Chuyển sang điều kiện nuôi cấy tiêu chuẩn để mở rộng tế bào và sản xuất sản phẩm mục tiêu.
Triển vọng ứng dụng công nghiệp Sản xuất vắc-xin
Đáp ứng nhu cầu toàn cầu về vắc-xin chất lượng cao và chi phí hợp lý, bao gồm vắc-xin dại, vắc-xin bại liệt bất hoạt (IPV) và vắc-xin cúm gia cầm.
Biểu hiện protein tái tổ hợp
Đặc biệt phù hợp để sản xuất các protein tái tổ hợp có giá trị cao do tế bào CHO biểu hiện, chẳng hạn như EPO.
Sản xuất vector virus
Hỗ trợ sản xuất quy mô lớn các vector virus như AAV, adenovirus và các vector virus khác cho các ứng dụng liệu pháp gen.
Liệu pháp tế bào
Phù hợp để mở rộng các tế bào điều trị như tế bào gốc trung mô (MSC), hỗ trợ các tiến bộ trong y học tái tạo.
Sản xuất liên tục
Cho phép các quy trình tưới liên tục, từ đó cải thiện đáng kể năng suất và chất lượng sản phẩm đồng thời giảm chi phí sản xuất.
