scan0151

240

go wpływu naprężeń ścinających stosuje się małe prędkości obrotowe mieszadeł oraz napowietrzania.

Innym stosowanym rozwiązaniem jest umieszczenie komórek np. na zewnątrz kapilar wykonanych z materiałów półprzepuszczalnych (jak do ultrafiltracji). Pożywka wraz z powietrzem przepływa wewnątrz kapilar. Technika ta zapewnia dobre odżywianie komórek, a jednocześnie chroni je przed uszkodzeniami mechanicznymi, wynikającymi z działania naprężeń ścinających w płynie.

19.1.2. Hodowle komórek w zawiesinie

Z pozoru ten typ hodowli przypomina klasyczną hodowlę wgłębną mikroorganizmów. Wykorzystuje się typowe aparaty do hodowli drobnoustrojów. Z uwagi na wrażliwość komórek zwierzęcych, stosuje się bardzo umiarkowane mieszanie i napowietrzanie (jeśli jest konieczne).

W skali laboratoryjnej używa się butli szklanych z mieszadłami mechanicznymi. W celu przeciwdziałania osadzaniu się komórek na ściankach butli pokrywa się ścianki odpowiednimi substancjami. Dodatkowo do pożywki dodaje się inne składniki, np. proteazy, przeciwdziałające agregacji komórek.

W skali przemysłowej stosuje się typowe fermentory wyposażone w układy kontroli i regulacji pH i rozpuszczonego tlenu. Korzystne warunki napowietrzania uzyskuje się w fermentorach typu air-lift, w których nie występuje mieszanie mechaniczne, mogące powodować uszkodzenie komórek.

19.1.3. Hodowle w reaktorach membranowych

Półprzepuszczalne przegrody wykorzystywane są w tzw. technikach perfu-zyjnych do wydzielania produktów metabolizmu. W tego typu układach, obok reaktora (lub jako jego część) stosuje się moduł ultrafiltracyjny, służący do oddzielenia komórek zwierzęcych od produktów metabolizmu. Komórki zawracane są do reaktora hodowlanego, do którego podawana jest świeża pożywka.

Zastosowanie półprzepuszczalnych membran umożliwia również odseparowanie rosnących komórek od przepływającego medium hodowlanego. Najczęściej używane są moduły membranowe kapilarne. Komórki rosną w przestrzeni międzykapilarnej, podczas gdy pożywka przepływa przez kapilary. Przez membranę następuje przenoszenie składników odżywczych do przestrzeni międzykapilarnej i jednoczesny transport w przeciwnym kierunku produktów metabolizmu. Reaktory membranowe umożliwiają uzyskanie wysokiej koncentracji komórek oraz wysokich stężeń odprowadzanych produktów. Dla przykładu, w produkcji przeciwciał monokionalnych uzyskuje się stężenia białek ok. 2 g/dm³.

W tablicy 19.1 zestawiono typowe wartości gęstości komórek w różnych typach hodowli.

Tablica 19.1

Gęstości kultur komórek różnego typu

Typ hodowli	Powierzchnia właściwa lm^2/dm^3]	Gęstość komórek na cm^3
Komórki powicrzchniowozalcżnc
Butelki obrolowe	<0.1	< 1•10^6
Zbiorniki z wkładem spiralnym	0.4-1	MO^6
Złoże kulek d: - 3 mm	1,0-1,7	2-3-1O^6
Moduły kapilarne	2.5-4	10^7-10*
Mikronośniki	10-15	10^6-10^7
Hodowle w zawiesinie		1-3-10^6
Metody perfuzyjne
Obrotowa membrana		o
Bioreaktor z membraną płaską		I0^6-10^7
Mikrokapsułki		10^7-10^8
Moduł kapilarny		> 10^8

19.1.4. Przemysłowe zastosowania hodowli komórek zwierzęcych

Pierwsze na skalę techniczną hodowle komórek zwierzęcych przeprowadzono 1962 roku, a zastosowanie przemysłowe datuje się na 1967 rok (produkcja szczepionki przeciwko pryszczycy). Obecnie hodowle komórek zwierzęcych stosowane są do wytwarzania wielu produktów:

-    szczepionek wirusowych (np. opryszczki, polio),

-    interferonów,

-    przeciwciał monoklonalnych,

-    hormonów (np. hormonu wzrostu).

Ponadto hodowle komórek i tkanek zwierzęcych są wykorzystywane w:

-    diagnostyce wirusów,

-    badaniach nad rakiem,

-    badaniach podstawowych w biologii.

Poza czysto technologicznymi zastosowaniami hodowli komórek zwierzęcych, duże znaczenie ma wykorzystanie tej techniki w badaniach biologicz-