灌流細胞培養

Perfusion cell culture utilizes a cell retention device and continuous media exchange to achieve and maintain high cell densities and viabilities over extended periods of time, typically weeks. The cell retention device retains cells inside the bioreactor, while fresh media is added, and product of interest, waste products and spent (or depleted) media are continuously removed. Fresh media is provided at the same rate that product and spent media are removed from the bioreactor. Hollow fiber-based membrane filters acts as the most reliable and commonly used membrane type.  Long term perfusion is just one application of perfusion and contrasts with shorter time based perfusion applications, such as High Productivity Harvest (HPH) that focus on intensifying fed patch processes over the course of days. Perfusion may also be used to intensify the seed train with reduced steps and faster overall time to production. 

1980年代に開発された初期の灌流技術は、細胞の健康に悪影響を与えることが多く、エンジニアリングの複雑なスケールアップが必要でした。利点があるにもかかわらず、あまり普及しませんでした。さらに、細胞株工学、培地組成、バイオリアクター設計の進歩により、バッチ式およびフェッドバッチ式の細胞培養から得られる生成物力価が何倍にもなり、灌流式細胞培養アプローチの必要性や影響が一時的に減少しました。 

最近では、施設の能力、スループット、生産性をコストや運用規模を抑えながら向上させることができる新しい製造戦略が求められており、灌流技術とその利点に改めて関心が高まっています。新たなオルタネーティングタンジェンシャルフローフィルトレーションを用いたXCell ATF^®などの技術革新が、これまで抱えてきた課題を解決し、最新のアップストリーム処理の重要なプラットフォームとしての灌流へのパラダイムシフトを促進してきました。 

灌流バイオマニュファクチャリングの歴史

フェッドバッチの1300万と比較して、灌流は1～1.3億のVCDを実現します。灌流培養の生存率は、17日間にわたって90%を超えて維持されます。フェッドバッチ培養の生存率は、9日目から低下を始め、14～15日目で約70%に達します。灌流培養のVCDと生存率が高いということは、生成物の総収量も増加します。灌流プロセスでは約30～35 gの収量が得られます。フェッドバッチプロセスでは、約15日間で3 gに達します。