Auslegungsunterlagen für Bioreaktoren zur Maßstabsvergößerung eines microcarrierbasierenden Virusproduktionsprozesses

• Published in: Chemie ingenieur technik 2008-06, Vol.80 (6), p.821-830
• Main Authors: Pohlscheidt, M., Bödeker, B. G. D., Langer, U., Apeler, H., Hörlein, H.–D., Rübsamen‐Waigmann, H., Reichl, U., Henzler, H.‐J.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Bioreaktoren; Membranbegasung; Parapoxvirus; Scale up
• ISSN: 0009-286X; 1522-2640
• DOI: 10.1002/cite.200700125

Auf Grund der spezifischen Eigenschaften tierischer Zellen kommt der Auslegung von Bioreaktoren und der Maßstabsvergrößerung in der Zellkulturtechnik zur Gewährleistung gleicher Produktqualität und ‐quantität vom Labor‐ bis in den Produktionsmaßstab eine besondere Rolle zu. Der Bioreaktor muss unter anderem die drei verfahrenstechnischen Grundaufgaben Suspendieren, Homogenisieren und Stofftransport gasförmig/flüssig gewährleisten, ohne dabei eine zu hohe Beanspruchung der Zellen zu verursachen. Um eine Aussage über die Skalierbarkeit des Herstellprozesses vom Labormaßstab in den Pilot‐ und Produktionsmaßstab treffen zu können, ist eine fundierte Strategie zur Maßstabsvergrößerung notwendig. Dazu müssen verfahrenstechnische Kennzahlen experimentell bestimmt werden. Im Rahmen dieser Arbeit sollte ein biphasischer Batchprozess zur Herstellung von Parapoxvirus ovis mit einer adhärenten Bovine Kidney Zelle zunächst aus dem Labor‐ in den Pilotmaßstab skaliert und anschließend eine Aussage zur Realisierbarkeit der Maßstabsvergrößerung in den prognostizierten Produktionsmaßstab von 200 L getroffen werden. Dazu erfolgte die Charakterisierung verschiedener Reaktoren bezüglich Suspendierung, Homogenisierung, Stofftransport und Scherbeanspruchung. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden die Reaktoren im Pilot‐ und späteren Produktionsmaßstab ausgelegt und ebenfalls charakterisiert. Der Erfolg der Maßstabsvergrößerung wurde durch vergleichende Fermentationen zwischen Labor‐ und Pilotmaßstab evaluiert. In der Zellkulturtechnik ist die Gewährleistung gleicher Produktqualität und ‐quantität extrem wichtig. Die hier angewendete Methode der Maßstabsvergrößerung für microcarrierbasierende Herstellungsprozesse zur Virusvermehrung erlaubt eine fundierte Maßstabsvergrößerung ohne Ausbeuteverluste.