Hay varios tipos de fermentadores/biorreactores comúnmente utilizados para el cultivo de células animales. Aquí hay un desglose con los desafíos asociados:
1. Reactores de tanque agitado (STRS):
* Descripción: Biorreactores tradicionales y versátiles con un impulsor para la mezcla y la agitación.
* ventajas: La tecnología bien establecida, una buena mezcla, puede manejar las altas densidades de células.
* Desafíos para el cultivo de células animales:
* Estrés cortante: Los impulsores pueden causar un estrés cortante significativo, dañando las células animales sensibles.
* Transferencia de oxígeno: Tasas de transferencia de oxígeno más bajas en comparación con los cultivos microbianos debido a una mayor viscosidad.
* Adjunto de celdas: Difícil de mantener la unión celular para líneas celulares dependientes del anclaje.
2. Reactores de transporte aéreo:
* Descripción: Utilice burbujas de gas para mezclar y airear el cultivo, minimizando el estrés cortante.
* ventajas: Tensión cortante más baja, transferencia eficiente de oxígeno.
* Desafíos para el cultivo de células animales:
* Mezcla: Puede ser menos eficiente en la mezcla en comparación con los STR.
* Distribución de células: Distribución de células desigual en todo el reactor.
* Escala: La escala puede ser difícil debido a los complejos patrones de flujo de gas-líquido.
3. Reactores de lecho empacado:
* Descripción: Las células se cultivan en un soporte sólido, proporcionando una superficie alta para la unión y el crecimiento.
* ventajas: Altas densidades celulares, estrés cortante reducido.
* Desafíos para el cultivo de células animales:
* Transferencia de masa: Transferencia de masa limitada de nutrientes y oxígeno a la cama llena.
* esterilización: Difícil de esterilizar el material de la cama empaquetado.
* Escala: Desafiante para escalar debido a los complejos patrones de flujo y la densidad de embalaje.
4. Reactores de lecho fluidizado:
* Descripción: Las células se cultivan en pequeñas partículas esféricas que se suspenden en un lecho fluidizado.
* ventajas: Altas densidades de células, buena transferencia de oxígeno.
* Desafíos para el cultivo de células animales:
* Adjunto de celdas: Puede no ser adecuado para líneas celulares dependientes de anclaje.
* Tamaño de partícula: Requiere un tamaño de partícula cuidadosamente controlado para garantizar una fluidización adecuada.
* Escala: La escala puede ser un desafío debido al complejo comportamiento hidrodinámico.
5. Biorreactores desechables (sistemas de uso único):
* Descripción: Biorreactores preesterilizados y preenvasados para aplicaciones de un solo uso, eliminando los ciclos de limpieza y esterilización.
* ventajas: Conveniente, estéril y reducido riesgo de contaminación, fácilmente escalable.
* Desafíos para el cultivo de células animales:
* Costo: Puede ser más caro que los biorreactores reutilizables.
* Compatibilidad del material: No todos los materiales son compatibles con las células animales.
* Rendimiento: Puede tener un rendimiento ligeramente menor en comparación con los biorreactores tradicionales.
Desafíos específicos del cultivo de células animales en comparación con el cultivo microbiano:
* Sensibilidad: Las células animales son mucho más sensibles a los factores ambientales como el estrés cortante, el pH y los niveles de oxígeno.
* Requisitos de crecimiento: Las células animales requieren medios más complejos y factores de crecimiento en comparación con los microbios.
* Adjunto de celdas: Muchas células animales requieren unión a una superficie para el crecimiento, lo que agrega complejidad al diseño de biorreactor.
* Mayor viscosidad: Los cultivos de células animales suelen ser más viscosas, lo que hace que la mezcla y la transferencia de oxígeno sean más desafiantes.
Elegir el biorreactor correcto:
La elección del mejor biorreactor para el cultivo de células animales depende de la línea celular específica, la densidad celular deseada, la escala de producción y los recursos disponibles. Es crucial considerar los desafíos potenciales y elegir el biorreactor que mejor cumpla con los requisitos de la aplicación específica.
