Bioreactoren
De bioreactoren van Veenbrink RVS maken gebruik van een fermentatieproces. Dit betreft een biologisch proces waarbij micro-organismen in een ideale omgeving worden gebracht. Door het zeer precies beheersen van de omstandigheden in de reactor, zoals de pH-waarde, temperatuur, druk en het zuurstofgehalte, worden de groei en activiteit van de micro-organismen geoptimaliseerd. De cellen zorgen voor de productie van voedingsstoffen voor het uiteindelijke eindproduct.
De gewenste omgeving wordt onder zeer steriele omstandigheden gecreëerd om besmetting en celverlies te voorkomen. Zo wordt zuurstof door een speciale sparger pijp gelijkmatig over de celoplossing toegediend. Door de vloeistof te roeren wordt de toegevoegde zuurstof beter verdeeld en verspreid. Het roerwerk zorgt er bovendien voor dat de cellen homogeen in beweging worden gehouden, zonder de cellen te beschadigen.
De levenscycli van fermentatiebatches hebben veelal een uniform karakter. Cellen die in het begin van het proces bloot worden gesteld aan de geconditioneerde omstandigheden, moeten eerst wennen aan de nieuwe omgeving. Zodra de cellen gewend zijn, beginnen deze op een consistente wijze te verdubbelen. Op het moment dat de cellen dusdanig veel afval afscheiden, stagneert de celgroei: het aantal cellen dat sterft neemt toe en het aantal cellen dat zich verdubbelt vermindert.
ISF model (Internal Spin Filter) en ATF model (Alternating Tangential Flow)
Zodra het fermentatieproces op zijn hoogtepunt is, vindt de oogsting plaats. Oogsten kan op verschillende manieren: • ISF (Internal Spin Filter) oogsting • ATF (Alternating Tangential Flow) oogsting Met een ISF (Internal Spin Filter) wordt de oogst verkregen door het gebruik van een spin filter binnen in de reactor: een oogstingsbuis verzameld alle cel vrije media die zich in het spin filter bevinden. Doordat het filter een bepaalde maaswijdte heeft, zorgt het ervoor dat cellen buiten het filter en de oogstingszone blijven en door kunnen groeien zolang de omstandigheden goed zijn . Met een ATF (Alternating Tangential Flow) wordt de cel suspension (retentate) uit de bioreactor gehaald door middel van vacuümtechnieken. Cel vrije oogst wordt gewonnen en verzameld door de suspensie via het filterhuis terug de bioreactor in te pompen.
Upstream processing
Binnen de biofarmacie wordt veelal onderscheid gemaakt tussen upstream processing en downstream processing. Beiden fasen bestaan ook weer uit een aantal processtappen. Zo bestaat het upstream proces in hoofdlijnen uit:
• Mediavoorbereiding, waarbij producten worden gemaakt waarmee de micro-organismen in de fermentatiefase worden gevoed om te groeien.
• Celcultuur, waarbij cultivatie van cellen plaatsvindt door variabelen als pH-waarde, temperatuur, druk en het zuurstofgehalte nauwkeurig te controleren om celgroei te optimaliseren.
• Fermentatie, waarbij binnen de bioreactor een verandering plaatsvindt van de kweekbouillon tot waardevolle grondstof die als basis fungeert voor het eindproduct.
• Oogsten, waarbij de celgroei een hoogtepunt bereikt heeft en verschillende technieken gebruikt worden om de cellen te scheiden uit de kweekbouillon, zoals het gebruik van een ISF (Internal Spin Filter) of ATF (Alternating Tangential Flow).
Het gehele fermentatieproces wordt daarom ook wel gezien als een upstream proces binnen de biotechnologie. Procesapparatuur binnen de mediavoorbereiding worden veelal lokaal gereinigd door middel van CIP en/of SIP. De fermentoren en bioreactoren daarentegen worden veelal gereinigd door autoclaveren.