Cultura de células de mamífero
Biorreatores de baixo corte e elevado controlo para células de mamífero — vidro na bancada para visibilidade e desenvolvimento, aço inoxidável para produção GMP — de anticorpos monoclonais a vetores virais.
O desafio
As células de mamífero são a espinha dorsal da biofarmacêutica moderna: anticorpos monoclonais, proteínas recombinantes, terapias celulares e vetores virais. São também frágeis — sensíveis à tensão de corte e às oscilações de gases dissolvidos e de pH. Num tanque agitado, as principais fontes de dano por corte são a zona de alta energia do impulsor, o rebentamento das bolhas de gás e a elevada velocidade de entrada de gás no sparger [1]. Mesmo sendo as linhas CHO relativamente robustas, taxas elevadas de dissipação de energia reduzem de forma mensurável a produtividade: um estudo reporta uma produtividade específica de mAb cerca de 25 % inferior a ε = 0,4 W/kg face a 0,01 W/kg [1].
O processo tem portanto de transferir oxigénio suficiente e misturar de forma homogénea mantendo baixa a tensão hidromecânica — e fazê-lo de modo reprodutível quando a cultura passa de um biorreator de laboratório para um tanque de produção.
Da I&D ao fabrico em plena escala: a tecnologia VINCI acompanha o seu escalamento com sistemas agitados em vidro, de uso único e em aço inoxidável
Biorreatores agitados de baixa turbulência, com impulsores dimensionados para minimizar o corte, aeração suave e controlo avançado de gases — em vidro para I&D e em aço inoxidável para produção.
- Vidro para I&D, aço para produção. Os biorreatores de bancada em vidro transparente dão visibilidade direta do processo para desenvolvimento e volumes pequenos; o aço inoxidável 316L traz a esterilização SIP, a resistência à pressão e a durabilidade que o fabrico GMP exige.
- Agitação de baixo corte. Impulsores de pás inclinadas e de tipo marine para uma mistura homogénea sem danificar as células.
- Microsparger & aeração de superfície. Transferência de oxigénio modulada com espuma controlada.
- Modo de perfusão + Bioflex™. Cultura de alta densidade celular com retenção de células e troca contínua de meio, sob controlo automatizado por receitas conforme a FDA 21 CFR Part 11.
Da investigação à produção, uma só plataforma
Os mesmos parâmetros e receitas Bioflex™ acompanham-no da bancada à escala industrial, reduzindo o risco de transferência entre etapas.
Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ para I&D
Série BioSIP.
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Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ, piloto e produção
Série BioFerm.
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Biorreatores e fermentadores esterilizáveis in situ de grande escala
Biorreatores personalizados.
Ver o sistema →Referências de desempenho
Os números abaixo são referências de literatura e da indústria — não resultados da VINCI ou dos seus clientes.
- O corte afeta diretamente o rendimento. A produtividade específica de mAb caiu cerca de 25 % com elevada dissipação de energia (0,4 face a 0,01 W/kg), o que quantifica a importância de um projeto de baixo corte [1].
- Escalamento previsível. Usar a potência volumétrica como critério de escalamento reproduz as condições de cultivo em três ordens de grandeza, da microplaca ao tanque agitado [2][3].
- Perfusão para alta densidade. A perfusão permite cultura de alta densidade celular com troca contínua de meio; os tanques agitados mostram forte produção específica de anticorpos nas fases média e tardia [2].
Fontes científicas
- 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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Perguntas frequentes
Dois sistemas, no mesmo percurso. O desenvolvimento usa vidro de bancada, que dá visão direta da cultura; a produção GMP passa ao aço inoxidável. Em ambos, a configuração para CHO e HEK293 assenta no baixo esforço de corte: agitadores pitched-blade e marine, microsparger e arejamento de superfície, e modo de perfusão onde é exigida alta densidade celular.
As células de mamífero não têm parede celular rígida, pelo que o esforço de corte tem de ser limitado em duas frentes: agitação e bolhas. Na agitação, os agitadores pitched-blade e marine misturam de forma homogénea a velocidade moderada. No arejamento, combinam-se microsparger e arejamento de superfície, com a espuma controlada, para modular a transferência de oxigénio sem expor as células ao rebentamento das bolhas.