일회용 생물반응기

일회용 생물반응기는 대용량 세포 배양에 사용됩니다. 기존의 스테인리스 스틸 재질의 다회용 시스템과는 달리, 플라스틱 백을 배양 용기로 사용하고 사용 후 폐기합니다. 다회용 장비에서 필수적인 세척 및 멸균 단계를 생략함으로써 생산 배치 간 소요 시간을 크게 단축할 수 있습니다. 배양 백은 일반적으로 멸균 처리되어 제공되며, 백 홀더에 설치 후 바로 사용할 수 있습니다. 가스 주입 및 공급 라인 연결은 부착된 튜빙을 통해 이루어집니다. 센서 포트 또는 통합형 일회용 센서를 통해 공정 분석 기술(PAT)을 이용한 공정 모니터링 및 제어가 가능합니다.

일회용 바이오리액터는 세포 배양 용기를 세척하고 고압멸균할 필요성을 없애주어 시간, 노동력, 비용 및 환경 유해 화학물질 사용을 줄여줍니다. 이를 통해 생산 배치 간 회전율 향상 및 공정 설정의 유연성 증대 등 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다. 기존의 스테인리스강 바이오리액터는 일반적으로 볼트로 고정되어 있으며 공정 가스, 물, 증기 공급 장치에 연결되어 있는 반면, 일회용 바이오리액터는 이동성이 뛰어나 스키드에 설치하여 사용할 수 있습니다. 센서 포트, 공급 라인 및 가스 주입 방식은 일회용 바이오리액터의 구성에 따라 결정되므로 공정 요구 사항에 맞게 쉽게 변경하고 조정할 수 있습니다.

일회용 생물반응기는 일반적으로 모듈식 설계를 따릅니다. 실제 세포 배양 용기는 교반 및 가스 주입 장치, 공급 라인 및 센서 포트가 포함된 플라스틱 백입니다. 이 백은 구조적 지지대와 가열 기능을 제공하는 백 홀더에 설치됩니다. 별도의 제어 장치를 통해 온도 및 가스 주입 설정값을 정의하고, 센서 판독값을 수집하며, 공정 자동화를 구현할 수 있습니다.

일회용 바이오리액터는 회전 시간 단축, 복잡한 세척 과정 불필요, 유연성 향상 등 여러 가지 장점을 가지고 있지만, 모든 공정에 이러한 장점이 적용되는 것은 아닙니다. 특히 산소 요구량이 매우 높거나 교반 속도 및 가스 주입 속도가 높은 공정, 또는 온도나 산도 측면에서 극한의 공정 조건이 요구되는 공정의 경우, 기존의 스테인리스강 바이오리액터가 더 나은 대안이 될 수 있습니다. 일회용 바이오리액터는 설치 및 해체 절차, 백 생산, 운송 및 멸균 과정의 제약으로 인해 사용 가능한 용량이 제한적입니다. 포유류 세포 배양 공정의 생산성과 수율은 공정 강화를 통해 향상될 수 있으며, 이를 통해 더욱 대규모 설비가 필요하지 않게 될 것이라고 생각합니다. 그러나 일부 미생물 공정은 일반적으로 10m³ 이상의 대용량 바이오리액터에서 진행됩니다.

일회용 장비가 스테인리스강 장비보다 비싸다는 이야기가 흔히 있지만, 이는 공정 유형, 공정 기간 및 전반적인 전략에 따라 크게 달라집니다. 공정 강화를 통해 일회용 공정의 원가를 크게 절감할 수 있으며, 일회용 생물반응기 시스템의 고유한 유연성은 비용과 공간 절약에도 도움이 됩니다. 또한, 처리 시간 단축으로 전체 설비 생산량을 늘릴 수 있다는 점도 일회용 기술 도입의 이점입니다.