Escalamiento horizontal Biorreactores
El escalamiento horizontal Biorreactores es importante ya que el cultivo de células adherentes se ha realizado tradicionalmente en matraces de cultivo de tejidos, que se cultivan en incubadoras en condiciones estáticas.
Luego, la producción se puede escalar aumentando el número de matraces, con el doble de células que requieren el doble de matraces en los biorreactores.
Para una terapia autóloga, este enfoque requiere mucho espacio de sala limpia, ya que cada lote de pacientes debe estar separado y la fabricación se vuelve costosa para un gran número de pacientes.
Este método de escalado de matraces de cultivo de tejidos requiere mucha mano de obra y, debido a las condiciones estáticas, no es posible el muestreo y el control.
Algunas de estas limitaciones pueden resolverse automatizando el cultivo de matraces y ahora existen varias plataformas robóticas.
Estas plataformas son capaces de manipular hasta 100 matraces con una superficie combinada de 17 500 cm2 y se ha demostrado que reducen la variabilidad en el proceso.
El tiempo de agrupación requerido durante un proceso de fabricación a escala horizontal tiene el potencial de afectar negativamente las características del producto y, por lo tanto, limitará la escala de estas técnicas.
Ha habido un impulso para aumentar el área de superficie contenida en los frascos de cultivo de tejidos, y algunas empresas han desarrollado sistemas con múltiples capas que ofrecen hasta 25 440 cm2 de área de superficie por frasco.
Una de las preocupaciones con el uso de matraces multicapa o pilas de celdas es el desarrollo de un entorno heterogéneo dentro del sistema debido a problemas con la transferencia de masa y calor.
Por lo tanto, también se han realizado esfuerzos para producir tecnología de capas múltiples cerradas con medio perfundido de modo que los parámetros del proceso se puedan monitorear y controlar durante el cultivo.
Biorreactores y matraces giratorios.
Los matraces rotativos, comúnmente denominados botellas rotativas, se han utilizado ampliamente en el bioprocesamiento tradicional para la producción de vacunas y proteínas a partir de tipos de células adherentes.
Estos sistemas utilizan toda la superficie interna del matraz y requieren un volumen mucho menor de medio de cultivo por superficie en comparación con los matraces de cultivo estáticos.
La rotación también proporciona un nivel de mezcla, lo que mejora el intercambio gaseoso y el control de la temperatura y permite el muestreo y el monitoreo del medio de cultivo.
Al igual que con los matraces estáticos, los matraces rotativos requieren mucha mano de obra y también incurren en la penalización de tiempos de agrupación elevados, lo que puede limitar la escala potencial del proceso de fabricación.
Una limitación adicional de un proceso de botella giratoria para la fabricación de terapia celular es la limitación en el control de la composición de O2 y CO2 tanto en la fase gaseosa como en la líquida del cultivo.
Tradicionalmente, los operadores han cultivado y manipulado los recipientes giratorios en grandes almacenes con temperatura controlada y, por lo tanto, no será posible su funcionamiento a concentraciones de O2 inferiores a la atmosférica, que se utiliza comúnmente para el cultivo de terapia celular.
Dispositivos de fibra hueca
Los biorreactores de fibra hueca se pueden utilizar para proporcionar áreas de gran superficie para la expansión celular.
sistema funcionalmente cerrado proporciona 21 000 cm2 por biorreactor, cumple con las normas GMP y un solo operador puede operar y recolectar varias unidades.
El medio se perfunde a través de las fibras, lo que significa que se puede realizar un seguimiento y control automatizados de las concentraciones de metabolitos, lo cual es importante para mantener la consistencia del proceso.
Debido a la naturaleza del sistema de fibras huecas, existe la posibilidad de que se formen gradientes de concentración longitudinales a medida que el medio de cultivo o el reactivo de disociación fluyen por las fibras.
Además, la expansión a gran escala utilizando múltiples unidades de fibra hueca requiere pasos de crioconservación entre procesos, ya que el número de unidades requeridas aumenta exponencialmente y rápidamente se convertiría en un costo prohibitivo.