Que tipos de biorreatores são comumente usados em laboratório?
Se a tecnologia de cultura de células animais pode ser industrializada e comercializada em larga escala depende se um biorreator adequado pode ser projetado. Devido à grande diferença entre células animais e células microbianas, os reatores microbianos tradicionais obviamente não são adequados para o cultivo em larga escala de células animais. Em primeiro lugar, deve-se garantir que sob a condição de baixa força de cisalhamento e boa mistura, oxigênio suficiente pode ser fornecido para o crescimento celular e a síntese celular de produtos.
Então, quais são os tipos de biorreatores comumente usados em laboratório? De acordo com o material do reator, eles podem ser divididos em reatores de tanque de vidro, reatores de aço inoxidável e reatores descartáveis.
(1) Biorreator de vidro
Atualmente, a maioria dos reatores usados para desenvolvimento de processos e pesquisa no país e no exterior são principalmente tanques de vidro. O biorreator de tanque de vidro tem as características de configuração flexível, funções poderosas, operação simples e fácil atualização e expansão. É um projeto de pesquisa e desenvolvimento para cultura de células animais e fermentação microbiana. A melhor escolha para células animais, Escherichia coli, leveduras, fungos, células de insetos e cultura de células vegetais.
(2) Biorreator de aço inoxidável
Até o momento, quase todos os medicamentos de anticorpos aprovados pela FDA são produzidos em reatores de aço inoxidável. Devido ao baixo rendimento de anticorpos iniciais, a escala de produção é principalmente em torno de 10.000 L. Os reatores de aço inoxidável geralmente envolvem módulos CIP, módulos SIP, módulos de armazenamento, etc., portanto, a conexão da tubulação é muito complicada e requer altos operadores. Em caso de contaminação, todo o sistema precisa ser verificado e esterilizado. Ao mesmo tempo, os reatores de aço inoxidável também enfrentam altos investimentos iniciais em equipamentos e custos operacionais.
(3) Biorreator descartável
Nos últimos anos, reatores de uso único ocuparam rapidamente os mercados interno e externo com suas vantagens de não limpeza, esterilização e operação flexível. As preparações enzimáticas da Shire sob o nome comercial VPRIV® são produzidas em reatores de uso único e foram aprovadas pela EMA para comercialização. Comparado com o reator de aço inoxidável tradicional, seja crescimento celular, rendimento de anticorpos ou qualidade de anticorpos, o reator de uso único pode atingir um alto grau de similaridade e, ao mesmo tempo, pode reduzir significativamente o custo de produção e encurtar o ciclo de produção.
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de construção de linha celular e tecnologia de desenvolvimento médio, a densidade celular e o rendimento de anticorpos foram bastante aprimorados, apresentando sérios desafios à cultura de células em larga escala.
A rápida ascensão dos reatores de uso único trouxe um enorme impacto nos reatores tradicionais de aço inoxidável. Porque os reatores de uso único aumentam significativamente a flexibilidade operacional e reduzem os riscos de contaminação, reduzindo a maior parte do trabalho de validação CIP, SIP e relacionado. Se os problemas dos lixiviáveis/precipitados e da escala de produção puderem ser bem resolvidos, será possível substituir os reatores de aço inoxidável e se tornar os principais reatores para a produção de anticorpos no futuro. Além disso, porque a base principal do aumento de escala do reator ainda é baseada no princípio de aumento de escala empírico, e ainda existem algumas controvérsias, como a adequação da velocidade de ponta como princípio de aumento de escala. Esses fatores, sem dúvida, aumentam a dificuldade e o risco da futura industrialização de drogas de anticorpos.
