Il existe plusieurs types de fermenteurs / bioréacteurs couramment utilisés pour la culture des cellules animales. Voici une ventilation avec les défis associés:
1. Réacteurs du tank remué (STR):
* Description: Bioréacteurs traditionnels et polyvalents avec une roue pour le mélange et l'agitation.
* Avantages: Une technologie bien établie, un bon mélange, peut gérer les densités élevées de cellules.
* Défis pour la culture des cellules animales:
* Stress de cisaillement: Les entraîneurs peuvent provoquer un stress de cisaillement significatif, endommageant les cellules animales sensibles.
* Transfert d'oxygène: Des taux de transfert d'oxygène plus faibles par rapport aux cultures microbiennes dues à une viscosité plus élevée.
* Attachement cellulaire: Difficile de maintenir l'attachement cellulaire pour les lignées cellulaires dépendant de l'Anchorage.
2. Réacteurs de transport aérien:
* Description: Utilisez des bulles de gaz pour mélanger et aérer la culture, en minimisant la contrainte de cisaillement.
* Avantages: Contrainte de cisaillement plus faible, transfert efficace de l'oxygène.
* Défis pour la culture des cellules animales:
* Mélange: Peut être moins efficace dans le mélange par rapport aux STR.
* Distribution des cellules: Distribution des cellules inégales dans tout le réacteur.
* échelle: La mise à l'échelle peut être difficile en raison des schémas de débit de gaz-liquide complexe.
3. Réacteurs à lit emballé:
* Description: Les cellules sont cultivées sur un soutien solide, offrant une surface élevée pour la fixation et la croissance.
* Avantages: Densité cellulaire élevée, réduction de la contrainte de cisaillement.
* Défis pour la culture des cellules animales:
* Transfert de masse: Transfert de masse limité de nutriments et d'oxygène dans le lit emballé.
* stérilisation: Difficile de stériliser le matériau de lit emballé.
* échelle: Difficile de se développer en raison des modèles d'écoulement complexes et de la densité d'emballage.
4. Réacteurs à lit fluidisé:
* Description: Les cellules sont cultivées sur de petites particules sphériques qui sont en suspension dans un lit fluidisé.
* Avantages: Densités cellulaires élevées, bon transfert d'oxygène.
* Défis pour la culture des cellules animales:
* Attachement cellulaire: Peut ne pas convenir aux lignées cellulaires dépendant de l'Anchorage.
* Taille des particules: Nécessite une taille de particules soigneusement contrôlée pour assurer une bonne fluidisation.
* échelle: La mise à l'échelle peut être difficile en raison du comportement hydrodynamique complexe.
5. Bioréacteurs jetables (systèmes à usage unique):
* Description: Bioréacteurs pré-stérilisés et préemballés pour les applications à usage unique, éliminant les cycles de nettoyage et de stérilisation.
* Avantages: Un risque de contamination pratique, stérile et réduit, facilement évolutif.
* Défis pour la culture des cellules animales:
* Coût: Peut être plus cher que les bioréacteurs réutilisables.
* Compatibilité des matériaux: Tous les matériaux ne sont pas compatibles avec les cellules animales.
* Performance: Peut avoir des performances légèrement plus faibles par rapport aux bioréacteurs traditionnels.
défie spécifique à la culture des cellules animales par rapport à la culture microbienne:
* Sensibilité: Les cellules animales sont beaucoup plus sensibles aux facteurs environnementaux comme le stress de cisaillement, le pH et les niveaux d'oxygène.
* Exigences de croissance: Les cellules animales nécessitent des milieux plus complexes et des facteurs de croissance par rapport aux microbes.
* Attachement cellulaire: De nombreuses cellules animales nécessitent l'attachement à une surface pour la croissance, ce qui ajoute de la complexité à la conception du bioréacteur.
* Viscosité plus élevée: Les cultures de cellules animales sont généralement plus visqueuses, ce qui rend le mélange et le transfert d'oxygène plus difficiles.
Choisir le bioréacteur droit:
Le choix du meilleur bioréacteur pour la culture des cellules animales dépend de la lignée cellulaire spécifique, de la densité cellulaire souhaitée, de l'échelle de production et des ressources disponibles. Il est crucial de considérer les défis potentiels et de choisir le bioréacteur qui répond le mieux aux exigences de l'application spécifique.
