Возможность промышленного внедрения и коммерциализации технологии культивирования клеток животных зависит от того, удастся ли разработать подходящий биореактор. Из-за большой разницы между животными клетками и микробными клетками традиционные микробные реакторы явно не подходят для крупномасштабного культивирования животных клеток. Прежде всего, должно быть удовлетворено то, что при условии низкой силы сдвига и хорошего перемешивания может быть обеспечено достаточное количество кислорода для роста клеток и клеточного синтеза продуктов.
Итак, какие типы биореакторов обычно используются в лаборатории? По материалу реактора их можно разделить на стеклянные биореакторы, биореакторы из нержавеющей стали и одноразовые биореакторы.
(1) Стеклянные биореакторы
В настоящее время большинство реакторов, используемых для исследований в области разработки процессов в стране и за рубежом, в основном представляют собой реакторы со стеклянным резервуаром. Стеклянные биореакторы обладают характеристиками гибкой конфигурации, мощными функциями, простотой эксплуатации и простотой модернизации и расширения. Это лучший выбор для исследований и разработок в области культур клеток животных и микробной ферментации, и его можно использовать для культур клеток животных, кишечной палочки, дрожжей, грибков, клеток насекомых и растений и т. д.
(2) Биореакторы из нержавеющей стали
На сегодняшний день почти все препараты антител, одобренные FDA, производятся в реакторах из нержавеющей стали. Биореакторы из нержавеющей стали обычно включают в себя модули CIP, SIP-модули, модули хранения и т. д. Поэтому подключение к трубопроводу очень сложно, а требования к операторам относительно высоки. В случае загрязнения необходимо проверить и стерилизовать всю систему. В то же время биореакторы из нержавеющей стали также сталкиваются с высокими авансовыми инвестициями в оборудование и эксплуатационными расходами.
(3) Одноразовые биореакторы
В последние годы одноразовые реакторы быстро завоевали рынок благодаря своим преимуществам, заключающимся в отсутствии очистки, стерилизации и гибкости в эксплуатации. Ферментные препараты Shire производятся в одноразовых биореакторах и одобрены EMA для продажи. По сравнению с традиционными биореакторами из нержавеющей стали, с одноразовыми биореакторами может быть достигнуто большое сходство с точки зрения роста клеток, выхода антител и качества антител. В то же время это также может значительно снизить себестоимость продукции и сократить производственный цикл.
Благодаря быстрому развитию технологий конструирования клеточных линий и технологий разработки сред плотность клеток и выход антител значительно улучшились, что создает серьезные проблемы для крупномасштабных клеточных культур.
Быстрое распространение одноразовых биореакторов оказало огромное влияние на традиционные реакторы из нержавеющей стали. Потому что одноразовые биореакторы значительно повышают эксплуатационную гибкость и снижают риски загрязнения, сокращая при этом объем CIP, SIP и связанных с ними усилий по валидации. Если проблемы с вымываемыми веществами/осадками и масштабами производства удастся решить, можно будет заменить реакторы из нержавеющей стали и в будущем стать основными биореакторами для производства антител.