ریز ناقل های توخالی برای تکثیر انبوه سلول های وابسته به اتصال در بیورآکتورهای چرخان

تاریخ انتشار: شنبه 11 فروردین 1397 | امتیاز: Article Rating

با پیشرفت های اخیر در بیوتکنولوژی، سلول های پستانداران در صنایع دارویی برای تولید درمان های پروتئینی ارزشمند استفاده شده اند و در سلول درمانی به عنوان عوامل درمانی موثر برای بیماری های مخرب زودرس استفاده شده اند. در این زمینه های موجود و فعالانه در حال گستردش، یک پلت فرم قابل اعتماد، موثر و مقرون به صرفه برای کشت سلول های پستانداران در مقیاس وسیع از اهمیت زیادی برخوردار است. بری تولید و نگهداری جمعیت بزرگی از سلول های وابسته به اتصال، یک تانک بیورآکتور چرخان مبتنی بر ریز ناقل ها معمولا استفاده می شود. در این رویکرد، سلول ها در معرض استرس برشی هیدرودینامیک مضر در بیورآکتور قرار می گیرند و نرخ انتقال مواد غذایی و گاز در بیورآکتور در سطح بهینه حفظ می شود که مانع از آسیب سلولی به دلیل استرس برشی شود. در این مقاله، یک ریز ناقل توخالی(HMC) به عنوان یک راه حل جدید برای حفظ سلول ها از استرس برشی در بیورآکتورها ارائه شده است، این در حالی است که نرخ انتقال کافی و یکدستی از گاز و مواد غذایی را تضمین می کند. ریز ناقل توخالی، میکروسفیرهای توخالی هستند و سلول ها درون سطح داخلی آن ها کشت شده و محافظت می شوند، در حالی که منفذهای روی این ریزناقل های توخالی تبادل کافی محیط درون آن ها را ارائه می کند. برای اثبات این امر، ما تکثیر فیبروبلاست ها، NIH/3T3 و تکثیر و تمایز قلبی سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی را به همراه آنالیزهای عددی دقیق نشان دادیم. ما براین باوریم که ریز ناقل های توخالی تولید شده می توانند راه حل عملی برای تکثیر وسیع سلول های وابسته به اتصال و حساس به استرس برشی در مقیاس صنعتی در بیورآکتورهای چرخان باشند.

Biotechnol Bioeng. 2018 Mar 26. doi: 10.1002/bit.26601. [Epub ahead of print]

Hollow microcarriers for large-scale expansion of anchorage-dependent cells in a stirred bioreactor.

Yekrangsafakar A1, Acun A2, Choi JW1, Song E3, Zorlutuna P2,4, Park K1.

Abstract

With recent advances in biotechnology, mammalian cells are used in biopharmaceutical industries to produce valuable protein therapeutics and investigated as effective therapeutic agents to permanently degenerative diseases in cell based therapy. In these exciting and actively expanding fields, a reliable, efficient, and affordable platform to culture mammalian cells on a large scale is one of the most vital necessities. To produce and maintain a very large population of anchorage-dependent cells, a microcarrier-based stirred tank bioreactor is commonly used. In this approach, the cells are exposed to harmful hydrodynamic shear stress in the bioreactor and the mass transfer rates of nutrients and gases in the bioreactor are often kept below an optimal level to prevent cellular damages from the shear stress. In this paper, a hollow microcarrier (HMC) is presented as a novel solution to protect cells from shear stress in stirred bioreactors, while ensuring sufficient and uniform mass transfer rate of gases and nutrients. HMC is a hollow microsphere and cells are cultured on its inner surface to be protected, while openings on the HMC provide sufficient exchange of media inside the HMC. As a proof of concept, we demonstrated the expansion of fibroblasts, NIH/3T3 and the expansion and cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells, along with detailed numerical analysis. We believe that the developed HMC can be a practical solution to enable large-scale expansion of shear-sensitive anchorage-dependent cells in an industrial scale with stirred bioreactors. This article is protected by copyright. All rights reserved.

PMID: 29578573
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
Skip Navigation Links.
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان