Presentacin de PowerPoint

Impacto de las estrategias de aireacin en la cintica de cultivo fed-batch en el reactor en miniatura 24Profesora: Estrella AspAlumno: Nicols Gonzlez SilvaReactores Bioqumicos Dpto. Ingeniera QumicaFacultad de Ingeniera

IntroduccinProductos biofarmacuticos estn teniendo un inters comercial considerable

Los ms exitosos productos de este ndole han sido los anticuerpos monoclonales (catalizadores, diagnsticos, tratamientos)

El incremento de la demanda de estos productos ha impulsado a la industria para aumentar la capacidad de produccin y mejorar los procesos de cultivo

La aceptacin del mercado de estos productos se ve obstaculizada por los altos precios de venta

Presin del estado Precios de venta Incentivo industrial (fabricacin viable)Desarrollo y eficiencia de sus bioprocesos

Escala piloto (escala reducida)ModelosBiorreactores a gran escalaEn general la escala piloto son biorreactores STR de 0,5 10 L , utilizados para el cultivo celular

Existe la necesidad de que estos sean mas eficientes, de alto rendimiento y que sean ms pequeos

Biorreactor 24

nica placa base agitadora (0-800 rpm)Contiene una placa de 24 pozos pre-esterilizados (3-7 mL)Puertos individuales de inyeccin de gasControl de pH, DO y TDisponible diseos placa PERC y REG

Caracterizacin del biorreactor 24

Diseos de placa del biorreactor 24PERCGas burbujeado asciende por un tubo central ms alto que la superficie del lquido

Proporciona aireacin superficialREGGas se burbujea directamente en la base de cada pozo

Proporciona aireacin creando una fase de gas dispersa

Temas abordados en la investigacinHidrodinmica de la fase lquida y tiempos de mezcladoDeterminacin kLa y rea interfacial gas-lquidoEstudios de evaporacinRealizacin de un rendimiento consistenteCinticas de cultivo celular fed-batch en placas PERCCinticas de cultivo celular fed-batch en placas REGComparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Para todas las frecuencias de agitacin se indujo deformacin de la superficie del lquidoHidrodinmica de la fase lquida y tiempos de mezclado

PERCREGNmero de fase (Ph)Rgimen de flujo en fase: mayora del lquido circula alrededor del borde del pozoRgimen de flujo desfasado: solo una pequea porcin del fluido circula alrededor de las paredes del pozoHidrodinmica de la fase lquida y tiempos de mezclado

Ph>1,26 En fase Ph60%Rendimiento reproducibleFlujo constanteCinticas de cultivo celular fed-batch en placas PERC

1,6 g/L mximo Datos consistentes a travs de los pozosFlujo constanteTemas abordados en la investigacinHidrodinmica de la fase lquida y tiempos de mezcladoDeterminacin kLa y rea interfacial gas-lquidoEstudios de evaporacinRealizacin de un rendimiento consistenteCinticas de cultivo celular fed-batch en placas PERCCinticas de cultivo celular fed-batch en placas REGComparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Cinticas de cultivo celular fed-batch en placas REG

Pick de densidad celular: 12,9x106 clulas ml-1Viabilidad >70%Rendimiento reproducible Flujo ConstantePick de densidad celular: 15,5x106 clulas ml-1Viabilidad viabilidad constante)Gasificacin a flujo variable tiene una disminucin de la viabilidad al da 11 como resultado del aumento de la frecuencia de gas (estrs ambiental)

Cinticas de cultivo celular fed-batch en placas REGBaja VCD y producto en flujo constantePROBLEMAPOSIBLES CAUSASAumento de la frecuencia de burbujeo de gas para controlar pH (CO2) y DO (O2 40 %)Toxicidad CO2 (presin hidrosttica)

Temas abordados en la investigacinHidrodinmica de la fase lquida y tiempos de mezcladoDeterminacin kLa y rea interfacial gas-lquidoEstudios de evaporacinRealizacin de un rendimiento consistenteCinticas de cultivo celular fed-batch en placas PERCCinticas de cultivo celular fed-batch en placas REGComparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Nomenclatura: Placa PERCPlaca REG flujo constantePlaca REG flujo variableFrasco agitado

Comparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Cintica de crecimiento en placas de PERC superan a los medidos en frasco agitado Existe un mejor control de los parmetros del cultivo

Bajo ndice de VCD en placa REG debido al burbujeo de gasComparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Nomenclatura: Placa PERCPlaca REG flujo constantePlaca REG flujo variableFrasco agitado

Frasco agitado ms alta concentracin de producto (viabilidad ms baja lo cual libera anticuerpos incompletos)

Se predice que resultados frasco agitado PERC

Resultados placa REG menores debido a estrs celular por burbujeo de gasComparacin de la cintica de cultivo del 24 y un frasco agitado

Placa PERC IVC mximo ms alto Soporta el mayor nmero de clulas viables

Placa PERC ms productividad celular por da Sistema capaz de soportar un alto nmero de clulas y por tanto producto

Tasa de crecimiento placa REG < placa PERC Impacto negativo por dao celular debido a las burbujas Placa PERC ms adecuado para identificacin de alta VCD / mayor produccin de clulasPlaca REG cultivo no muy bueno pero se espera que el diseo es ms similar a un biorreactor convencional (preferible para disear a baja escala)A travs de la caracterizacin del sistema 24 se vi como biorreactores en miniatura impactan sobre la cintica celularTanto diseos PERC y REG mostraron un buen mezclado y control de parmetrosLos valores de kLa proporcionaron una adecuada transferencia de O2 Resultados de la placa REG fueron reproducibles, pero mostr el impacto que puede tener una fase de gas dispersa en el rendimiento del cultivo

ConclusionesEl biorreactor 24 puede tener un gran nmero de aplicaciones en el desarrollo de procesos de cultivo industrial

Placa PERC parece ms adecuado para estudios de seleccin de lnea celular bajo condiciones de cultivo en suspensin

Placa REG hace ms representativo un biorreactor agitado a escalas mayores y parece el ms adecuado para disear a baja escala

El trabajo actual est examinando la escalabilidad del rendimiento de cultivo 24

Conclusiones