bioreaktoreihin

Bioreaktorit ovat kontrolloitavia säiliöitä, joissa biologiset järjestelmät kuten mikro-organismit tai eläviä solut voivat kasvaa ja tuottaa haluttuja tuotteita. Niiden tarkoituksena on tarjota vakaat olosuhteet lämpötilalle, pH:lle, ravinteille sekä kaasujen siirrolle ja sekoitukselle, jotta solujen toiminta olisi tehokasta ja toistettavaa. Bioreaktoreita käytetään sekä tutkimuksessa että teollisessa mittakaavassa tuottamaan esimerkiksi proteiineja, entsyymejä, rokotteita, biopolttoaineita ja muita biologisia valmisteita.

Bioreaktoreita on useita tyyppejä. Yleisimmät ovat sekoitusreaktorit, joissa neste sekoitetaan ja ilma/kaasut kierrätetään tehostamaan happea – nämä mahdollistavat korkeat soluviljelmät tilavuudeltaan pienissä tiloissa. Muita ratkaisuja ovat erilaiset ilmastus- ja kalvotekniikoilla toimivat järjestelmät sekä erikoisrakenteiset kiinnitys- tai kalvoihin perustuvat ratkaisut. Suuremmissa sovelluksissa käytetään usein ruostumattomasta teräksestä valmistettuja ratkaisuja tai kertakäyttöisiä, sammutettavissa ja steriileissä ympäristöissä toimivia järjestelmiä.

Toiminta ja ohjaus voivat olla erissä (batch), täydennettyjä kulttuureja (fed-batch) tai jatkuvia prosesseja. Keskeisiä parametreja ovat lämpötila, pH, hapen toimitus ja hiilidioksidi, sekä nestemäisen sekoituksen nopeus. Nykyään bioreaktorit varustetaan mittaus- ja ohjausjärjestelmillä, jotka mahdollistavat reaaliaikaisen valvonnan ja automatisoinnin.

Sovellukset kattavat terapeuttisten valmisteiden ja diagnostisten tuotteiden valmistuksen sekä monien teollisten biologisten prosessien kehittämisen. Bioreaktoreiden suunnittelu ja operointi noudattavat usein hyviä valmistustapoja (GMP) sekä laatuselvityksiä, mukaan lukien sterilointi ja puhdistusmenetelmät.