Dans la production de vaccins, la préparation d'anticorps monoclonaux et la recherche fondamentale en biologie cellulaire,Tourner la bouteilleEn tant que vecteur de culture cellulaire murale classique, avec les avantages d'une structure simple, d'un coût contrôlable et d'une mise à l'échelle facile, il occupe encore aujourd'hui une position importante dans le domaine biopharmaceutique. Son principe de fonctionnement de base s'articule autour d'un mécanisme synergique de "dynamique d'échange d'éléments nutritifs - équilibre gazeux", permettant une prolifération efficace et un maintien fonctionnel des cellules en imitant le microenvironnement de la croissance cellulaire in vivo, en fournissant un espace de fixation suffisant et des conditions de croissance stables pour les cellules plaquées (telles que les cellules vero, les cellules cho).

Le mécanisme d'application dynamique est au cœur de la culture en flacon rotatif, fournissant aux cellules une surface d'accrochage uniforme par rotation continue. La croissance des cellules tapissées dépend de l'adhérence à la surface solide, les cellules dans les cultures statiques traditionnelles ne peuvent se fixer qu'au fond du récipient et l'utilisation de l'espace est extrêmement faible. La rotation lente de 3 - 10 Tours / heure est alors réalisée par l'entraînement du moteur, le milieu de culture à l'intérieur de la bouteille tourne avec la bouteille tournant pour former un film liquide dynamique: lorsque la bouteille tourne à un certain angle, une partie de la paroi de la bouteille est dégagée du niveau liquide exposé à l'air, les cellules plaquées complètent la fixation et l'étalement dans cette zone; Au fur et à mesure que le flacon de transfert continue à tourner, les cellules déjà attachées entrent en contact périodique avec le milieu de culture, obtenant les nutriments tout en évitant l'hypoxie causée par une longue immersion. Cette circulation dynamique permet aux cellules d'être réparties uniformément sur toute la surface cylindrique de la paroi interne du flacon de transfert, avec une utilisation de l'espace 5 à 8 fois supérieure à celle d'une culture statique, augmentant considérablement la production cellulaire par unité de volume.

Le système d'échange de nutriments à haute efficacité est la base matérielle de la prolifération continue des cellules, et la conception structurelle du flacon de transfert assure une diffusion adéquate des nutriments avec les déchets métaboliques. Les flacons pivotants ont généralement une structure cylindrique avec des volumes allant de 100 ml à 2 000 ML et des orifices d'inoculation et de prélèvement scellés sur les côtés du corps. Au cours de la rotation, le milieu de culture forme un flux tourbillonnaire régulier à l'intérieur du flacon, ce mode d'écoulement évite à la fois les dommages mécaniques causés aux cellules par une agitation vigoureuse et accélère la diffusion des nutriments tels que le glucose, les acides aminés et autres dans le liquide, de sorte que la différence de concentration en nutriments dans différentes zones du flacon est contrôlée à 5% près. Dans le même temps, les déchets tels que l'acide lactique, le dioxyde de carbone et autres produits par métabolisme sont également éliminés avec le flux de milieu de culture, empêchant une concentration locale trop élevée de produire une inhibition toxique des cellules, maintenant les cellules dans un microenvironnement de croissance stable.

Le mécanisme de régulation de l'équilibre gaz - liquide assure la respiration cellulaire et le métabolisme, permettant l'homéostasie gazeuse de l'environnement de culture. La respiration aérobie des cellules adhérentes nécessite un apport constant d'oxygène, et la culture en flacon transvaseur répond à ce besoin par le biais d'un "échange de gaz - exposition à la membrane liquide": lorsque la rotation du flacon transvaseur libère la paroi du flacon des cellules adhérentes du niveau liquide, les cellules sont directement en contact avec l'air à l'intérieur de l'incubateur, ce qui complète rapidement l'absorption d'oxygène; Alors que le milieu de culture est en contact avec l'air, la dissolution de l'oxygène et la libération de dioxyde de carbone sont réalisées, en maintenant le pH du milieu de culture stable dans une plage appropriée de 7,2 à 7,4. Pour les cellules à forte consommation d'oxygène (telles que les cellules vero pour la production de vaccins), l'efficacité de l'approvisionnement en oxygène peut être encore améliorée en augmentant la vitesse de rotation du flacon (contrôlée à moins de 10 tr / h) ou en passant dans un mélange de gaz à l'intérieur de l'incubateur Pour assurer les besoins métaboliques cellulaires.

L'optimisation du matériau et de la structure du flacon rotatif renforce encore l'effet de culture. Les flacons de transfert traditionnels utilisent plus d'un matériau en verre à haute teneur en borosilicium, ont une bonne transmission de la lumière, ce qui facilite l'observation de l'état de croissance cellulaire au microscope, mais sont plus lourds et cassables; Le flacon moderne est largement utilisé en polycarbonate (PC) de qualité médicale, léger et résistant aux chutes et a une excellente biocompatibilité, évitant les réactions indésirables des cellules et des matériaux. Une partie du flacon de transfert est également traitée avec un revêtement hydrophile de la paroi interne, ce qui réduit la résistance à l'application des cellules et rend l'étalement des cellules plus uniforme, en particulier pour les cultures de cellules souches avec une faible capacité d'application.

Dans la production à l'échelle, le flacon de transfert est constitué d'un système de culture par un support multicouche, qui coopère avec un dispositif de réhydratation automatique et d'échantillonnage pour réaliser des opérations automatisées. Par exemple, dans la production de vaccins contre la grippe, un système de culture composé de milliers de flacons de transfert permet une amplification à grande échelle des cellules vero en contrôlant avec précision la vitesse de rotation du flacon de transfert, la température de culture et l'alimentation en nutriments, assurant une densité cellulaire supérieure à 1 × 10 ⁶ cellules / cm², fournissant des cellules hôtes adéquates pour les vaccinations virales ultérieures. La combinaison de cette capacité de mise à l'échelle et de la simplicité d'utilisation rend la culture en flacon trans encore une valeur irremplaçable dans le domaine biopharmaceutique.

Le principe de fonctionnement de la culture en flacon trans est essentiellement « l'optimisation dynamique du microenvironnement in vivo simulé», de l'amélioration de l'utilisation de l'espace pour l'application dynamique, à l'amélioration de l'efficacité de l'échange de nutriments, à la régulation précise de l'équilibre gaz - liquide, chaque mécanisme étant conçu autour des caractéristiques de croissance des cellules de l'application. Malgré le développement continu de nouveaux équipements de culture tels que les bioréacteurs, les transvases sont encore largement utilisés dans des scénarios tels que la production de vaccins, la recherche fondamentale et d'autres, en raison des avantages de faible coût, de facilité d'utilisation et de fiabilité élevée. Une compréhension approfondie de son fonctionnement est essentielle pour optimiser le processus de culture, améliorer le rendement et la qualité des cellules et fournir un soutien solide au développement efficace de l'industrie biopharmaceutique.