Biorreatores para Células Animais

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Biorreatores para Células Animais
O cultivo de células animais (especialmente de mamíferos) é um pilar da biotecnologia moderna devido à capacidade dessas células de realizar modificações pós-traducionais adequadas e de secretar as proteínas recombinantes diretamente para o meio de cultivo, facilitando o processo de purificação. EX.: Proteínas e Anticorpos Terapêuticos, vacinas (Virais e Recombinantes), terapias celulares baseadas em células CAR-T e engenharia de Tecidos
Desafios no Cultivo
· Baixa velocidade de crescimento: O tempo de duplicação celular é consideravelmente lento se comparado a bactérias e leveduras, girando em torno de 24 horas ($tg \approx 24h$).
· Alta sensibilidade: As células são extremamente sensíveis à tensão de cisalhamento (força mecânica provocada pela agitação) e ao acúmulo de metabólitos tóxicos no meio de cultivo.
· Exigências Nutricionais: Trata-se de células altamente exigentes e complexas do ponto de vista metabólico.
· Divergência de ambiente: O desenvolvimento celular em tecidos (sistema natural) é drasticamente diferente do desenvolvimento em meios de cultivo artificiais.
· Alto risco de contaminação biológica no processo.
Biorreatores
1 - Sistemas de Pequena a Média Escala:
· Sistemas Estáticos (Garrafas T, Bandejas e Cell Factory): Utilizados exclusivamente para células aderidas. Apresentam alta formação de gradientes internos de nutrientes e gases (sistema não homogêneo), baixa produtividade e grande dificuldade de monitorar e controlar parâmetros de forma automatizada
· Roller Bottles (Garrafas Rotativas): Voltadas para células aderidas. Oferecem maior homogeneidade de mistura e produtividade quando comparadas aos sistemas puramente estáticos, porém ainda carregam desafios no monitoramento e controle contínuo dos parâmetros. 
· Frascos Spinner: Desenvolvidos para células em suspensão ou que utilizem microcarreadores. Permitem o monitoramento básico de parâmetros operacionais, oferecem alta homogeneidade e são ideais para o preparo de pré-inóculo ou produções em escala reduzida.
2 - Sistemas de Média a Larga Escala:
· Leito Fluidizado e "Air Lift": Permitem o uso de microcarreadores para células que demandam ancoragem. Possuem a vantagem de oferecer alta homogeneidade de mistura sob condições de baixo cisalhamento mecânico, facilitando o monitoramento e controle dos parâmetros operacionais.
· Biorreatores de Ondas: Desenvolvidos especificamente para o cultivo de células animais, esses reatores promovem mistura suave através do movimento oscilatório (ondas), gerando alta homogeneidade com baixíssima tensão de cisalhamento.
· Tanques Agitados: O modelo padrão e ideal para a larga escala industrial. Proporcionam alta homogeneidade de nutrientes, excelente taxa de transferência de oxigênio e extrema facilidade para monitorar e controlar todas as variáveis do processo.
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