一次性反应器如何安全有效的进行放大

中国教育装备采购网2013-12-09 13:51围观157次我要分享

  近十年以来,动物细胞培养广泛的应用在生物制药领域,药物研发对时间的要求紧迫而细胞的培养周期长,成较高,所以如何才能有效的进行动物细胞培养工艺的研究及放大? 目前市场上一次性生产技术的广泛应用,尤其是一次性反应器应用在生物制药中试阶段,更是成为了广大生物制药企业的首选,但是市场上几家主要的一次性反应器的供应商,各自都有自己的特点,或多或少的与传统的小试和生产用的不锈钢反应器在结构上存在一定的差异,所以如何使研发阶段的小型机械搅拌式反应器开发的细胞培养工艺,成功的放大到中试一次性反应器,以及一次性反应器放大到生产规模的不锈钢反应器中?

  在动物细胞培养工艺的参数放大过程中一般可以分为三类,首先是可以保持不变的包括温度,溶氧以及pH值,其次是可以几何放大的参数包括反应器工作体积,高径比等,最后是搅拌和通气相关的参数。然而在使用一次性反应器的过程中,由于不能按照几何放大工作体积及高径比等参数,使得该过程中搅拌和通气相关参数的放大具有了更高的风险。下面详细阐述一下如何通过搅拌和通气的先进设计使一次性反应器更加安全有效的放大。

  

  首先是搅拌,搅拌速度的放大一般可遵循的放大原则有一定的混合时间,单位体积输入功率以及叶尖速度的放大,但是如果反应器结构不同对于放大计算出来的参数可能产生不利的影响,如通过叶尖速度计算出的搅拌转速并不能达到混合时间的要求,而通过混合时间计算的搅拌转速可能叶尖速度会超出一定范围,剪切力过高对细胞产生一定的损害,尤其是有些细胞株对搅拌和通气还是比较敏感的,放大参数计算不当有可能就不能成功进行放大。赛多利斯提供的一次性反应器,与经典的机械搅拌式反应器结构最为接近,配有双层搅拌桨,能够在较低剪切力条件下产生更好的混合效果,使得放大方便而又高效。

  

  其次,放大后的通气方式和通气量,放大规模后单位体积的通气量是降低的,但要满足一定的溶氧传质,保证细胞好氧的需求,但在大规模的细胞培养中CO2的排除也是具有一定的挑战性,需要通入大量的空气来带走细胞培养液中的CO2,在细胞培养过程中微泡可以大幅度提高溶氧传质面积,满足细胞的好氧需求,而较大孔径的气泡对带走培养液中的CO2效果较好。赛多利斯提供的一次性反应器具有孔径较小的micro sparge和较大的ring sparge,能够同时满足细胞培养过程对O2的供应和CO2的排除。

  由于细胞培养周期较长和成本较高,能够成功的进行培养工艺放大对药物研发、中试以及生产过程来说都显得尤为重要,赛多利斯提供的一次性生物反应器正是抓住了保证安全放大的最关键因素,在此基础上生产的一次性生物反应器也将为细胞培养工艺高效而安全的放大提供了有力的保障。更多的生物制药技术相关应用信息。

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来源:德国赛多利斯集团作者:德国赛多利斯集团

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