Kultur von Säugerzellen
Scherarme, hochpräzise geregelte Bioreaktoren für Säugerzellen — Glas im Labor für Sicht und Entwicklung, Edelstahl für die GMP-Produktion — von monoklonalen Antikörpern bis zu viralen Vektoren.
Die Herausforderung
Säugerzellen sind das Rückgrat der modernen Biopharmazie: monoklonale Antikörper, rekombinante Proteine, Zelltherapien und virale Vektoren. Sie sind auch empfindlich — gegenüber Scherbelastung und Schwankungen gelöster Gase und des pH. Im Rührbehälter sind die wichtigsten Quellen von Scherschäden die energiereiche Rührerzone, das Platzen von Gasblasen und die hohe Gaseintrittsgeschwindigkeit am Sparger [1]. Auch wenn CHO-Linien relativ robust sind, senken hohe Energiedissipationsraten die Produktivität messbar: eine Studie berichtet eine um ~25 % geringere spezifische mAb-Produktivität bei ε = 0,4 W/kg gegenüber 0,01 W/kg [1].
Der Prozess muss daher genug Sauerstoff übertragen und homogen mischen, bei gleichzeitig geringer hydromechanischer Belastung — und das reproduzierbar, wenn die Kultur vom Laborbioreaktor in den Produktionsbehälter wächst.
Von der F&E bis zur Produktion im Vollmaßstab: die VINCI-Technologie begleitet Ihr Scale-up mit gerührten Systemen aus Glas, Single-Use und Edelstahl
Rührbehälter mit geringer Turbulenz, Rührorganen, die auf minimale Scherung ausgelegt sind, sanfter Belüftung und fortgeschrittener Gasregelung — in Glas für die F&E und in Edelstahl für die Produktion.
- Glas für F&E, Stahl für die Produktion. Transparente Labor-Glasbioreaktoren geben direkte Prozesssicht für Entwicklung und kleine Volumina; Edelstahl 316L liefert SIP-Sterilisation, Druckfestigkeit und Haltbarkeit, die die GMP-Herstellung verlangt.
- Scherarme Rührung. Schräggestellte und Marine-Rührorgane für homogenes Mischen, ohne die Zellen zu schädigen.
- Microsparger & Oberflächenbelüftung. Modulierter Sauerstofftransfer bei kontrollierter Schaumbildung.
- Perfusionsbetrieb + Bioflex™. Hochdichte-Zellkultur mit Zellrückhaltung und kontinuierlichem Medienwechsel, unter automatisierter Rezeptsteuerung konform zu FDA 21 CFR Part 11.
Von der Forschung bis zur Produktion, eine Plattform
Dieselben Parameter und Bioflex™-Rezepte begleiten Sie von der Laborbank in den Industriemaßstab und senken das Transferrisiko zwischen den Stufen.
In-situ sterilisierbare Bioreaktoren und Fermenter für F&E
BioSIP-Serie.
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In-situ sterilisierbare Bioreaktoren und Fermenter für Pilot und Produktion
BioFerm-Serie.
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In-situ sterilisierbare Bioreaktoren und Fermenter im Großmaßstab
Bioreaktoren nach Maß.
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Die folgenden Zahlen sind Literatur- und Industriereferenzen — keine Ergebnisse von VINCI oder seinen Kunden.
- Scherung wirkt sich direkt auf die Ausbeute aus. Die spezifische mAb-Produktivität sank bei hoher Energiedissipation um etwa 25 % (0,4 gegenüber 0,01 W/kg) — das quantifiziert, warum scherarme Auslegung zählt [1].
- Vorhersagbares Scale-up. Die volumetrische Leistungseinspeisung als Scale-up-Kriterium reproduziert die Kultivierungsbedingungen über drei Größenordnungen, von der Mikroplatte bis zum Rührbehälter [2][3].
- Perfusion für hohe Zelldichte. Perfusion ermöglicht Hochdichte-Zellkultur mit kontinuierlichem Medienwechsel; Rührbehälter zeigen in mittleren und späten Phasen eine hohe spezifische Antikörperproduktion [2].
Wissenschaftliche Quellen
- Analysis of cell lysis / shear damage — shake tube vs stirred-tank perfusion CHO cultures (PMC)
- Scale-up of CHO cell cultures: from 96-well plates to stirred tank reactors across three orders of magnitude — Journal of Biological Engineering (PMC)
- Scale-up of a monoclonal antibody CHO fed-batch in stirred-tank bioreactors: hydrodynamic conditions and feeding regimen (PMC)
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Häufige Fragen
Zwei Systeme auf demselben Weg. Die Entwicklung nutzt Tischgeräte aus Glas, die direkten Blick auf die Kultur geben; die GMP-Produktion wechselt zu Edelstahl. In beiden ist die Auslegung für CHO und HEK293 auf geringe Scherung ausgerichtet: Pitched-Blade- und Marine-Rührer, Mikrosparger und Oberflächenbegasung sowie Perfusionsbetrieb, wo hohe Zelldichte gefordert ist.
Säugerzellen haben keine starre Zellwand, daher muss die Scherung an zwei Fronten begrenzt werden: Rührung und Blasen. Beim Rühren mischen Pitched-Blade- und Marine-Rührer bei mäßiger Drehzahl homogen. Bei der Begasung werden Mikrosparger und Oberflächenbegasung kombiniert, bei kontrolliertem Schaum, um den Sauerstoffeintrag zu steuern, ohne die Zellen dem Blasenplatzen auszusetzen.