Of de technologie van dierlijke celcultuur op grote schaal kan worden geïndustrialiseerd en gecommercialiseerd, hangt af van de vraag of een geschikte bioreactor kan worden ontworpen. Door het grote verschil tussen dierlijke cellen en microbiële cellen zijn traditionele microbiële reactoren uiteraard niet geschikt voor grootschalige kweek van dierlijke cellen. Allereerst moet worden vastgesteld dat onder de voorwaarde van lage afschuifkracht en goede menging voldoende zuurstof kan worden verschaft voor celgroei en celsynthese van producten.
Dus wat zijn de soorten bioreactoren die vaak in het laboratorium worden gebruikt? Afhankelijk van het materiaal van de reactor kunnen ze worden onderverdeeld in glazen bioreactoren, roestvrijstalen bioreactoren en wegwerpbioreactoren.
(1) Glazen bioreactoren
Momenteel zijn de meeste reactoren die worden gebruikt voor procesontwikkelingsonderzoek in binnen- en buitenland voornamelijk glazen tankreactoren. Glazen bioreactoren hebben de kenmerken van flexibele configuratie, krachtige functies, eenvoudige bediening en eenvoudige upgrade en uitbreiding. Het is de beste keuze voor onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten voor dierlijke celcultuur en microbiële fermentatie, en kan worden gebruikt voor dierlijke cel, Escherichia coli, gist, schimmel, insectencel en plantencelcultuur, enz.
(2) Roestvrijstalen bioreactoren
Tot op heden worden bijna alle door de FDA goedgekeurde antilichaamgeneesmiddelen geproduceerd in roestvrijstalen reactoren. Roestvrijstalen bioreactoren omvatten meestal CIP-modules, SIP-modules, opslagmodules, enz. Daarom is de pijpleidingverbinding erg gecompliceerd en zijn de vereisten voor operators relatief hoog. Bij contaminatie dient het gehele systeem gecontroleerd en gesteriliseerd te worden. Tegelijkertijd worden roestvrijstalen bioreactoren ook geconfronteerd met hoge initiële investeringen in apparatuur en bedrijfskosten.
(3) Wegwerpbioreactoren
In de afgelopen jaren hebben reactoren voor eenmalig gebruik de markt snel bezet met hun voordelen van geen reiniging, geen sterilisatie en flexibele werking. De enzympreparaten van Shire worden geproduceerd in bioreactoren voor eenmalig gebruik en zijn door de EMA goedgekeurd voor marketing. Vergeleken met traditionele roestvrijstalen bioreactoren kan er een grote overeenkomst worden bereikt met bioreactoren voor eenmalig gebruik in termen van celgroei, antilichaamopbrengst en antilichaamkwaliteit. Tegelijkertijd kan het ook de productiekosten aanzienlijk verlagen en de productiecyclus verkorten.
Met de snelle ontwikkeling van cellijnconstructietechnologie en mediumontwikkelingstechnologie zijn de celdichtheid en antilichaamopbrengst sterk verbeterd, wat ernstige uitdagingen vormt voor grootschalige celcultuur.
De snelle opkomst van bioreactoren voor eenmalig gebruik heeft een enorme impact gehad op traditionele roestvrijstalen reactoren. Omdat bioreactoren voor eenmalig gebruik de operationele flexibiliteit aanzienlijk vergroten en besmettingsrisico's verminderen, terwijl het grootste deel van de CIP-, SIP- en gerelateerde validatie-inspanningen wordt verminderd. Als de problemen met uitloogbare stoffen/precipitaten en de productieschaal goed kunnen worden opgelost, zal het mogelijk zijn om roestvrijstalen reactoren te vervangen en in de toekomst de mainstream bioreactoren te worden voor de productie van antilichamen.
