一次性生物反應(yīng)器在過去幾年中已經(jīng)在現(xiàn)代生物制藥工藝中逐步得到應(yīng)用。因為該技術(shù)能夠增加靈活性,降低投資及操作成本。此外,一次性技術(shù)還可提升產(chǎn)量,縮短藥物上市時間,如今對于哺乳動物細胞和昆蟲細胞培養(yǎng)而言,市場上已經(jīng)有許多一次性生物反應(yīng)器可供選擇,但可供微生物培養(yǎng)的一次性解決方案仍是十分有限。一般情況下,通常在臺式攪拌型生物反應(yīng)器中進行工藝的建立和優(yōu)化。在開發(fā)一個穩(wěn)健的細胞培養(yǎng)工藝過程中,人們面臨的一個挑戰(zhàn)便是如何便捷地放大至生產(chǎn)規(guī)模。當使用和已有充分理解的攪拌式原理不同的生物反應(yīng)器時,該放大過程則顯得尤為關(guān)鍵。
一次性生物反應(yīng)器在生產(chǎn)工藝的開發(fā)過程中,放大過程是一個重要并且可能是比較耗時的步驟。這個過程所包括的內(nèi)容不僅僅是在更大的體積進行同樣的操作這么簡單。它需要*理解不同規(guī)模的生產(chǎn)工藝,以確保從早期臨床試驗到生產(chǎn)規(guī)模的整個放大過程中保持一致的質(zhì)量和滴度現(xiàn)在,很多公司采用化學(xué)計量學(xué)手段,如實驗設(shè)計(DoE)和多變量數(shù)據(jù)分析(MVDA)來建立關(guān)鍵工藝參數(shù)范圍以定義一個穩(wěn)健生產(chǎn)工藝設(shè)計空間。尤其是在商業(yè)工藝開發(fā)的后期階段,能否開發(fā)出能夠代表全產(chǎn)規(guī)模工藝的縮小規(guī)模(Scale-Down)模型對有效進行工藝開發(fā)至關(guān)重要。 對不同規(guī)模的生物反應(yīng)器特性的詳 細的研究顯然有助于穩(wěn)健生產(chǎn)工藝的開發(fā)和放大需要考慮的典型參數(shù)有氧傳質(zhì)、混合和熱傳遞特性,以及剪切作用。
在此,我們針對這些生物反應(yīng)器的不同設(shè)計方面,以及它們對單位體積輸入功率、混合時間以及體積傳質(zhì)系數(shù)等關(guān)鍵工藝工程參數(shù)的影響等內(nèi)容進行詳述。我們比較了大規(guī)模一次性生物反應(yīng)器系列之間的特征,這些生物反應(yīng)器系列常用于工藝的開發(fā)、優(yōu)化及特征研究過程中。