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 tankreactoren, roestvrijstalen reactoren en wegwerpreactoren.
(1) Glazen bioreactor
Momenteel zijn de meeste reactoren die worden gebruikt voor procesontwikkeling en onderzoek in binnen- en buitenland voornamelijk glazen tanks. De bioreactor met glazen tank heeft de kenmerken van een flexibele configuratie, krachtige functies, eenvoudige bediening en eenvoudige upgrade en uitbreiding. Het is een onderzoeks- en ontwikkelingsproject voor dierlijke celcultuur en microbiële fermentatie. De beste keuze voor dierlijke cellen, Escherichia coli, gist, schimmels, insectencellen en plantencelcultuur.
(2) Roestvrijstalen bioreactor
Tot op heden worden bijna alle door de FDA goedgekeurde antilichaamgeneesmiddelen geproduceerd in roestvrijstalen reactoren. Vanwege de lage opbrengst van vroege antilichamen, ligt de productieschaal meestal rond de 10 000 L. Roestvrijstalen reactoren omvatten meestal CIP-modules, SIP-modules, opslagmodules, enz., dus de pijpleidingverbinding is erg gecompliceerd en vereist hoge operators. Bij contaminatie dient het gehele systeem gecontroleerd en gesteriliseerd te worden. Tegelijkertijd worden roestvrijstalen reactoren ook geconfronteerd met hoge initiële investeringen in apparatuur en bedrijfskosten.
(3) Wegwerpbioreactor
In de afgelopen jaren hebben reactoren voor eenmalig gebruik snel de binnenlandse en buitenlandse markten bezet met hun voordelen van geen reiniging, geen sterilisatie en flexibele werking. Enzympreparaten van Shire onder de handelsnaam VPRIV® worden geproduceerd in reactoren voor eenmalig gebruik en zijn door de EMA goedgekeurd voor marketing. Vergeleken met de traditionele roestvrijstalen reactor, of het nu gaat om celgroei, antilichaamopbrengst of antilichaamkwaliteit, kan de reactor voor eenmalig gebruik een hoge mate van gelijkenis bereiken, en tegelijkertijd kan het de productiekosten aanzienlijk verlagen en de productie cyclus.
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 reactoren voor eenmalig gebruik heeft een enorme impact gehad op traditionele roestvrijstalen reactoren. Omdat reactoren voor eenmalig gebruik de operationele flexibiliteit aanzienlijk vergroten en besmettingsrisico's verminderen, terwijl het grootste deel van CIP-, SIP- en gerelateerde validatiewerkzaamheden 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 belangrijkste reactoren te worden voor de productie van antilichamen. Bovendien, omdat de belangrijkste basis van de reactoropschaling nog steeds gebaseerd is op het empirische opschalingsprincipe, en er nog enkele controverses bestaan, zoals de geschiktheid van de tipsnelheid als opschalingsprincipe. Deze factoren verhogen ongetwijfeld de moeilijkheid en het risico van de toekomstige industrialisatie van antilichaamgeneesmiddelen.
