Se la tecnologia delle colture cellulari animali può essere industrializzata e commercializzata su larga scala dipende dal fatto che sia possibile progettare un bioreattore adatto. A causa della grande differenza tra cellule animali e cellule microbiche, i reattori microbici tradizionali non sono ovviamente adatti per colture su larga scala di cellule animali. Prima di tutto, deve essere accertato che in condizioni di bassa forza di taglio e buona miscelazione, può essere fornito ossigeno sufficiente per la crescita cellulare e la sintesi cellulare dei prodotti.
Quindi quali sono i tipi di bioreattori comunemente usati in laboratorio? A seconda del materiale del reattore, possono essere suddivisi in reattori a serbatoio di vetro, reattori in acciaio inossidabile e reattori usa e getta.
(1) Bioreattore in vetro
Attualmente, la maggior parte dei reattori utilizzati per lo sviluppo dei processi e la ricerca in patria e all'estero sono principalmente serbatoi di vetro. Il bioreattore a serbatoio di vetro ha le caratteristiche di configurazione flessibile, funzioni potenti, funzionamento semplice e facile aggiornamento ed espansione. Si tratta di un progetto di ricerca e sviluppo per colture cellulari animali e fermentazione microbica. La scelta migliore per cellule animali, Escherichia coli, lieviti, funghi, cellule di insetti e colture di cellule vegetali.
(2) Bioreattore in acciaio inossidabile
Ad oggi, quasi tutti i farmaci anticorpali approvati dalla FDA sono prodotti in reattori di acciaio inossidabile. A causa della bassa resa degli anticorpi precoci, la scala di produzione è per lo più di circa 10 000 L. I reattori in acciaio inossidabile di solito coinvolgono moduli CIP, moduli SIP, moduli di stoccaggio, ecc., quindi la connessione della pipeline è molto complicata e richiede operatori elevati. In caso di contaminazione, l'intero sistema deve essere controllato e sterilizzato. Allo stesso tempo, i reattori in acciaio inossidabile devono anche far fronte a elevati investimenti anticipati in apparecchiature e costi operativi.
(3) Bioreattore monouso
Negli ultimi anni, i reattori monouso hanno rapidamente occupato i mercati nazionali ed esteri con i loro vantaggi di nessuna pulizia, sterilizzazione e funzionamento flessibile. I preparati enzimatici di Shire con il nome commerciale VPRIV® sono prodotti in reattori monouso e sono stati approvati dall'EMA per la commercializzazione. Rispetto al tradizionale reattore in acciaio inossidabile, indipendentemente dal fatto che si tratti di crescita cellulare, resa anticorpale o qualità anticorpale, il reattore monouso può raggiungere un elevato grado di somiglianza e, allo stesso tempo, può ridurre significativamente i costi di produzione e ridurre il ciclo produttivo.
Con il rapido sviluppo della tecnologia di costruzione della linea cellulare e della tecnologia di sviluppo medio, la densità cellulare e la resa anticorpale sono state notevolmente migliorate, ponendo gravi sfide alla coltura cellulare su larga scala.
La rapida ascesa dei reattori monouso ha avuto un enorme impatto sui tradizionali reattori in acciaio inossidabile. Perché i reattori monouso aumentano significativamente la flessibilità operativa e riducono i rischi di contaminazione, riducendo al contempo la maggior parte del lavoro di convalida CIP, SIP e relativo. Se i problemi rilasciabili/precipitati e di scala di produzione possono essere risolti bene, sarà possibile sostituire i reattori in acciaio inossidabile e diventare i reattori principali per la produzione di anticorpi in futuro. Inoltre, poiché la base principale dello scale-up del reattore è ancora basata sul principio empirico di scale-up, e ci sono ancora alcune controversie, come l'idoneità della velocità di punta come principio di scale-up. Questi fattori indubbiamente aumentano la difficoltà e il rischio della futura industrializzazione dei farmaci anticorpali.
