Realização de cultura de células-tronco em um biorreator

Controle preciso da concentração de oxigênio dissolvido

É necessário controlar a concentração de oxigênio dissolvido de maneira muito precisa, pois ela influencia a diferenciação e a divisão celular. Aqui, a solução ideal é uma estratégia de gaseificação que envolva ar, N₂ e O₂, cada um deles com seu próprio controlador de fluxo de massa. Um fator importante é garantir que haja oxigênio suficiente disponível para as células — em outras palavras, manter alto o valor de k_La do biorreator — apesar do fluxo de gaseificação suave e lento. O sistema também precisa incluir uma linha de CO₂ para controle de pH, bem como uma opção para uso de gaseificação no headspace.

Mistura completa com baixa tensão de cisalhamento

Uma mistura completa é indispensável para manter condições homogêneas dentro do vaso de cultura. Períodos curtos de mistura reduzem gradientes de concentração, que podem danificar as células e podem surgir, por exemplo, ao introduzir uma base ou um meio de nutriente. Células-tronco são muito sensíveis a forças de cisalhamento, o que significa que uma mistura completa com potência baixa e distribuição de energia uniforme é importante. Os recursos principais dos biorreatores adequados incluem geometria ideal do reator e um agitador suave para as células e com posicionamento correto.

Monitoramento contínuo de parâmetros críticos do processo

A capacidade de fazer a cultura de células de forma reprodutível requer uma avaliação detalhada do processo de cultivo. Sensores adicionais — como sensores redox, de gás de exaustão, de densidade de células vivas e de biomassa — permitem que os usuários monitorem parâmetros críticos de forma contínua. Com base nesses dados, o software para bioprocessos pode calcular continuamente parâmetros adicionais, como o QR, permitindo que o sistema responda de forma rápida e automática às mudanças nas condições do processo.

Microcarregadores como uma solução para células aderentes

Com frequência, a cultura de células aderentes — células-tronco que crescem somente quando conseguem se fixar em uma matriz — é feita em biorreatores com a ajuda de microcarregadores. Eles estão disponíveis em diversos materiais e são frequentemente combinados com spin filters. Microcarregadores com células não conseguem atravessar a membrana do filtro, o que causa acúmulo de células no biorreator e permite que o usuário colete um meio livre de células.