Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.5. Hệ thốngMicrocarrier
2.5.2. Sự phát triển của các hạt chất mang
Ý tưởng nuôi cấy tế bào động vật trên Microcarrier được hình thành đầu tiên bởi Van Wezel. Trong các thí nghiệm đầu tiên, Van Wezel đã sử dụng môi trường trao đổi ion đính hạt DEAE Sephadex ™ A-50 làm Microcarrier. Điều này tỏ ra hữu ích trong các thí nghiệm ban đầu vì nó cung cấp một bề mặt nuôi cấy với diện tích / thể tích bề mặt lớn,mật độ phù hợp (Van Wezel, 1973). Sử dụng DEAE Sephadex A-50 ở nồng độ 1 mg / mL, Van Wezel đã chứng minh rằng một hệ thống Microcarrier đồng nhất có thể được sử dụng cho nuôi cấy quy mô lớn. Công trình đầu tiên này minh họa tiềm năng của kỹ thuật Microcarrier để sản xuất vi rút, và các thí nghiệm sau đó đã xác định rằng kỹ thuật này có thể được nhân rộng cho nhiều quy trình sản xuất. Người ta tin rằng mật độ tế bào tối đa (năng suất) trong nuôi cấy Microcarrier sẽ phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc bề mặt Microcarrier (Van Hemert & cs., 1969). Tuy nhiên, khi vượt quá số lượng DEAE Sephadex A-50 1-2 mg / mL thì nhận thấy không có sự gia tăng tỷ lệ nào trong năng suất tế bào (Van Hemert & cs., 1969). Điều này được biểu hiện bởi quá trình bám kém của nhiều loại tế bào trong giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy, sự nhân lên của tế bào chậm, và sản lượng tế bào khi thu hoạch thấp. Giải thích cho hiện tượng này rất nhiều nguyên nhân, nhưng giờ đây người ta đã biết rằng mức độ thay đổi tỷ lệ các hạt DEAE Sephadex A-50 không tối ưu cho sự phát triển của tế bào.
Sau đó, Hạt Cytodex 1 phát triển và thay thế hạt DEAE Sephadex A-50. Sản phẩm này là sản phẩm đầu tiên cho phép phát huy mọi tiềm năng của nuôi cấy trên Microcarrier với quy mô lớn có thể lên tới vài trăm lít. Cytodex 1 là phù hợp khi nuôi cấy các tế bào có hình thái giống như nguyên bào sợi (Hirtenstein & Clark, 1980).
Cơ hội phát triển của nuôi cấy Microcarrier được tăng lên nữa khi có sự ra đời của hạt Cytodex 3. Cytodex 3 dựa trên nguyên tắc hoàn toàn khác cho nuôi cấy Microcarrier. Trong khi hầu hết các bề mặt được sử dụng trong nuôi cấy tế bào ( thủy tinh, nhựa, cytodex1) có mặt độ nhỏ các phân tử tích điện để thúc đẩy sự gắn kết và tăng trưởng của tế bào thì cytodex 3 có 1 lớp bề mặt collagen bề mặt bị biến tính được liên kết chéo đến 1 ma trận dextran làm sản lượng tế bào được nâng lên tối đa. Cytodex 3 có hiệu quả tuyệt vời đối với các tế bào có hình thái giống như biểu mô (Nilsson & Mosbach, 1980).
Bước tiến quan trọng tiếp theo là các vi sóng siêu nhỏ gelatin được phát triển bởi Kjell Nilsson, cho phép sự phát triển bên trong các hạt, do đó làm tăng mật độ tế bào và bảo vệ các tế bào (Nilsson & cs., 1986).
Cytopore vẫn là một sự phát triển hơn nữa giữ hầu hết các thuộc tính tương tự như Cytodex nhưng tăng diện tích bề mặt thông qua một cấu trúc vĩ mô (Blüml & cs., 1992).