세계 최초의 배양육 B2B 마켓플레이스: 발표 읽기

바이오리액터의 무균 시험 방법

Sterility Testing Methods for Bioreactors

David Bell |

무균 시험은 배양육 생산에 있어 매우 중요하며, 작은 오염이라도 발생하면 비용이 많이 드는 배치 실패로 이어질 수 있습니다. 이 과정은 유해 미생물이 바이오리액터 작동을 방해하지 않도록 하여 제품 품질과 재정적 타당성을 보호합니다. 오염률이 평균 11.2%에 달하며 대규모 생산의 경우 19.5%로 증가함에 따라, 생산자들은 무균 환경을 유지하는 데 상당한 어려움을 겪고 있습니다.

주요 사항은 다음과 같습니다:

  • 주요 오염원: 인원, 원자재 및 바이오리액터 작동은 미생물이 침입하는 일반적인 경로입니다.
  • 시험 방법: 대량의 경우 멤브레인 여과, 소량 샘플의 경우 직접 접종, 생산 중 생균수 시험이 널리 사용됩니다.
  • 실시간 모니터링: 용존 산소 센서 및 배출가스 분석과 같은 도구는 미생물 활동을 조기에 감지할 수 있게 합니다.
  • 신기술: AI 기반 모니터링, 콜드 플라즈마 살균 및 자동화된 이미징 시스템은 더 빠르고 정밀한 오염 관리 솔루션을 제공합니다.

배양육 생산자에게는 전통적인 무균 테스트와 고급 모니터링 솔루션을 결합하는 것이 위험을 줄이고 생산 효율성을 향상시키는 데 필수적입니다.

Rocker Discover - 무균 테스트 수행 방법?

바이오리액터 시스템의 오염원

바이오리액터 시스템에서 배치 실패를 방지하려면 오염이 발생하는 곳을 식별하는 것이 중요합니다. 오염물질은 일반적으로 미생물, 입자, 엔도톡신의 세 가지 주요 범주로 나뉩니다. 각 유형은 배양육 생산에 고유한 도전을 제시하므로 특정 예방 전략을 개발하는 것이 필수적입니다.

인원은 오염의 주요 원천입니다. 종종 피부 탈락, 부적절한 복장 착용, 또는 불량한 손 위생을 통해 오염 물질을 도입합니다 [4][7]. 엄격한 프로토콜이 있어도 간단한 움직임이 공기 흐름을 방해하여 오염 물질이 축적될 수 있는 난류나 정체 구역을 초래할 수 있습니다 [4][9]. U.S. 식품의약국은 관련 위험을 강조하며, "멸균된 약물, 구성 요소, 용기 또는 마개를 무균 조립 전에 또는 도중에 수동 또는 기계적으로 조작하는 것은 오염의 위험을 초래하므로 세심한 관리가 필요하다"고 명시하고 있습니다 [4].

환경적 요인도 중요한 역할을 합니다.예를 들어, 10–15 파스칼의 양압을 유지하지 못하면 여과되지 않은 공기가 무균 구역으로 들어올 수 있습니다 [3][4]. 또한, 입자 보유율이 99.97% 미만으로 떨어지는 HEPA 필터 비효율성이나 손상된 압축 가스 필터와 같은 문제는 빠르게 무균 상태를 손상시킬 수 있습니다 [4].

원자재 및 세포주 오염

바이오리액터 시스템에 들어가는 원자재는 주요 오염 위험 요소입니다. 검증되지 않은 성분, 배양 배지 구성 요소 및 세포주 (전문 B2B 마켓플레이스를 통해 이용 가능)는 기회성 병원균을 도입할 수 있습니다 [2]. 세포 배양 배지의 영양이 풍부한 환경은 특히 오염에 취약하여, 배양육 공정이 미생물 생물공정에 비해 더 취약하게 만듭니다 [8].

고온에 민감한 성분은 멸균 처리를 할 수 없기 때문에 특히 위험하며, 필터링과 같은 대체 멸균 방법이 필요합니다. [1][8]. 게다가, 접종 과정 자체도 고유한 위험을 수반합니다. 막을 알코올로 소독하거나 절차를 열린 불꽃 근처에서 수행하더라도 세포주 도입 중 오염에 대한 절대적인 보장은 없습니다 [8]. 이러한 위험은 시스템에 도입되기 전에 철저한 원자재 검증의 중요성을 강조합니다.

바이오리액터 운영 위험

바이오리액터 내의 일상적인 운영은 수많은 오염 기회를 제공합니다. 수동 샘플링은 특히 고위험이며, 모든 접근 지점은 오염 물질을 도입할 가능성을 증가시킵니다 [1].씰 손상, O-링 손상, 또는 비멸균 마감과 같은 문제는 위험을 더욱 증가시킵니다 [4][8]. 또한, 적절한 소독 없이 낮은 등급의 구역에서 높은 등급의 구역으로 물질을 옮기는 것은 또 다른 중요한 취약점입니다 [7].

엄격한 환경 통제를 유지하는 것은 필수적입니다. 클린룸 구역 간의 압력 차이는 지속적으로 모니터링되어야 하며, 어떤 이상 변화도 즉시 조사되어야 합니다 [4]. Class 100 (ISO 5) 중요 구역에서는, ≥0.5 μm 크기의 입자 수가 작업 중에 입방 미터당 3,520 입자 이하로 유지되어야 합니다 [4].또한, 에어로졸 소독제나 70% 이소프로필 알코올을 공기 샘플러 근처에서 사용하면 입자 수치가 증가할 수 있으며, 가스 필터에 응축수가 생기면 막힘이 발생하거나 미생물 성장을 촉진할 수 있습니다 [4][7].

이러한 운영 위험은 생물 반응기 공정을 보호하기 위해 엄격한 무균 시험 방법을 구현하는 것이 중요함을 강조합니다.

생물 반응기를 위한 무균 시험 방법

Comparison of Sterility Testing Methods for Bioreactors

생물 반응기를 위한 무균 시험 방법 비교

생물 반응기에 적합한 무균 시험을 선택하는 것은 생물 반응기의 크기, 생산 단계 및 확장 문제, 그리고 샘플의 구성 - 특히 억제제가 존재할 때 - 과 같은 요소에 따라 달라집니다. 대부분의 산업 응용 분야에서는 막 여과법이 주로 사용되는 방법입니다 [3].한편, PCR과 같은 분자 기술은 특정 오염 물질을 더 빠르게 감지할 수 있습니다. 아래에서는 대량 및 소량 샘플 테스트의 고유한 과제를 해결하기 위해 배양육 생산에 맞춘 방법을 탐구하겠습니다.

산업 규모의 생물 반응기에서 흔히 볼 수 있는 대량 샘플의 경우, 막 여과법은 미생물을 농축하기 위해 0.45 µm 막을 사용하여 감지 민감도를 향상시킵니다 [10]. 이 방법은 특히 항생제를 포함한 샘플에 효과적이며, 세척을 통해 억제제를 배양 전에 제거할 수 있습니다. 반면에, 직접 접종법은 시험 물질을 배양 배지에 직접 추가하는 방법으로, 소량 샘플에 더 적합하지만 억제 물질을 처리하는 데 어려움을 겪습니다. 샘플을 농축하고 억제제를 제거한 후, 배양 및 검증을 통해 결과의 정확성을 보장합니다.

전통적인 무균 시험은 미생물 성장을 시각적으로 확인하기 위해 14일간의 배양 기간에 의존합니다[3]. 일반적으로 사용되는 배지는 호기성 및 혐기성 세균을 위한 Fluid Thioglycollate Medium (FTM)과, 곰팡이 및 호기성 세균을 위한 Soya-bean Casein Digest (SCD)가 있습니다. 무균 시험을 수행하기 전에, 제품이 세균 정지 및 곰팡이 정지 시험을 통해 미생물 성장을 억제하지 않는지 검증하는 것이 중요합니다.

지속적인 공정 모니터링을 위해, 정량적 생균수 시험은 특히 배양육 생산에서 이진 무균 시험보다 더 실용적인 솔루션을 제공합니다. 무균 시험이 단순한 합격/불합격 결과를 제공하는 것과 달리, 생균수 시험은 집락 형성 단위(CFU)를 측정하여 미생물 수준이 허용 가능한 한계 내에 있는지 확인합니다. 이 방법은 엄격한 제약 통제와 대규모 식품 생산의 경제적 현실 사이에서 균형을 맞추며, 새로운 식품 등급 기준에 부합합니다.

무균 시험 용품 및 바이오리액터 솔루션을 위해, 배양육 전문가들은 Cellbase와 같은 신뢰할 수 있는 공급업체를 찾을 수 있습니다.

방법 최적의 적용 주요 장점 주요 제한사항
멤브레인 여과 대량; 억제제가 있는 샘플 미생물을 농축하고 방해 물질을 제거[3] 14일의 배양 기간 필요[3]
직접 접종 억제제가 없는 소량 간단한 무균 첨가 소량으로 제한; 억제제에 의해 영향받음[3]
생균수 시험 설정된 미생물 한계로 공정 중 모니터링 정량적 평가 제공최종 무균 확인에 적합하지 않음 [3]

실시간 모니터링 및 무균 보증

전통적인 14일 무균 테스트에 의존하면 오염이 너무 늦게 발견될 경우 전체 배치를 잃을 위험이 있습니다.실시간 모니터링은 중요한 프로세스 매개변수를 발생 시점에 주시함으로써 사전 예방적 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 문제가 발생할 경우 즉각적인 조치를 취할 수 있습니다. 배양육 생산에서는 바이오리액터가 몇 주 동안 작동하고 비용이 많이 드는 성장 배지를 사용하는데, 오염을 조기에 감지하면 수천 파운드를 절약하고 생산 지연을 피할 수 있습니다. 실시간 데이터를 기존의 무균 테스트와 결합함으로써, 생산자들은 지연된 확인과 신속한 개입 사이의 격차를 메울 수 있습니다.

센서 기반 모니터링

용존 산소(DO)와 pH 수준과 같은 주요 지표는 오염을 조기에 신호할 수 있습니다. 박테리아나 곰팡이가 바이오리액터에 침투하면, 산소를 빠르게 소비하여 DO 수준이 떨어지게 하고, 대사 산을 방출하여 pH를 크게 낮춥니다 [12]. 이러한 변화는 오염이 시각적으로 명확해지기 몇 시간 전에 감지될 수 있습니다. 전통적인 무균 시험은 공정 후 결과를 확인하지만, 실시간 모니터링은 공정이 정상적으로 진행되도록 보장하고 오염 위험을 조기에 해결하는 안전장치 역할을 합니다.

오프가스 분석은 자기 섹터 질량 분석법을 사용하여 바이오리액터의 배기 가스에서 산소와 이산화탄소 수준을 지속적으로 측정합니다. 통제된 오염 연구에서 이 방법은 산소 변화로 인해 22.4시간 내에 미생물 성장을 식별했으며, pH 기반 검출은 25.8시간 후에 뒤처졌습니다 [13]. 자기 섹터 시스템은 7일 동안 최대 0.003% (v/v)의 정확도로 정밀한 산소 측정을 제공하며, 이는 ±0.2% (v/v)까지 정확한 전통적인 파라자기 검출기를 능가합니다 [13].

분광 센서는 일회용 바이오리액터의 벽을 통해 비침습적 모니터링을 제공하며, 이는 무균 상태를 유지하는 데 필수적입니다.UV-vis 분광법은 350–400 nm에서의 빛 흡수를 측정하여 막 손상을 감지할 수 있으며, 누출된 세포 내 물질은 800–900 nm에서 나타납니다 [14]. 상업적으로 이용 가능한 유일한 센서인 정전용량 프로브는 막의 분극 변화를 감지하여 생존 세포 밀도를 측정합니다 [14]. 여러 생물 반응기를 관리하는 시설의 경우, Rapid Multi-Stream Sampler와 같은 도구는 최대 16개의 가스 스트림을 동시에 모니터링할 수 있습니다 [13].

이러한 센서 기반 시스템은 HVAC 오염 방지와 같은 환경 제어와 결합하여 오염에 대한 강력한 방어를 제공합니다.

환경 및 압력 제어

클린룸 구역 간의 양압을 유지하는 것은 오염 물질의 유입을 방지하는 데 중요합니다 [3].양압 시스템은 HEPA 필터와 함께 사용할 때 미생물 침입에 대한 물리적 장벽 역할을 합니다. HEPA 필터의 청각 또는 시각 경보는 압력이 허용 수준 이하로 떨어지면 즉시 직원에게 알릴 수 있습니다 [3].

비활성 입자 계수는 또 다른 방어층입니다. 레이저 입자 계수기는 작동 중 환경이 ISO 공기 청정도 표준을 충족하는지 지속적으로 확인합니다. 0.5 µm 및 5.0 µm 입자를 모두 모니터링하여 이러한 장치는 공기 품질이 요구되는 한계 내에 유지되도록 보장합니다 [7]. 예상치 못한 편차가 발생할 경우 - 예를 들어 DO의 급격한 감소나 pH 변동 - 영향을 받은 바이오리액터를 즉시 격리하고 공급 추가를 중단하면 오염 확산을 방지할 수 있습니다 [12].

배양육 운영에 맞춘 특수 센서 및 장비를 소싱하기 위해, Cellbase 와 같은 회사들은 전문가들을 검증된 공급업체와 연결하여 공정의 무결성을 유지하기 위한 적절한 도구에 접근할 수 있도록 보장합니다.

무균 시험의 새로운 기술

전통적인 무균 시험 방법은 14일의 긴 배양 기간과 수동 샘플링에 의존하기 때문에 종종 부족한 점이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 더 빠르고 정밀한 오염 감지를 제공하는 새로운 기술들이 등장하고 있습니다. 이는 배양육 생산에서 특히 중요합니다. 성장 배지의 높은 비용과 긴 배양 시간이 늦은 단계의 오염을 재정적 악몽으로 만들기 때문입니다.

AI 기반 모니터링 시스템

인공지능은 실시간 데이터를 분석하여 미생물 침입을 식별함으로써 오염 감지를 혁신하고 있습니다.박테리아가 바이오리액터에 침입하면 산소를 소비하고 대사산을 생성하여 용존 산소와 pH 수준이 눈에 띄게 감소합니다. AI 시스템은 산소 및 영양소 소비의 이러한 편차를 감지하여 전통적인 생물부하 테스트 및 무균 프로토콜이 결과를 제공하기 훨씬 전에 잠재적인 오염을 경고할 수 있습니다[12].

이러한 AI 플랫폼은 또한 수학적 모델을 통합하여 오염이 발생한 정확한 시간을 파악하고 미생물 집단이 시간이 지남에 따라 어떻게 성장하는지를 시뮬레이션합니다. 이는 운영자가 오염을 결함 있는 공급원, 운영 실수 또는 장비 문제 등 그 원인으로 추적하는 데 도움이 됩니다. 포아송 확률 분석과 같은 기술은 생물부하 테스트의 정확성을 더욱 향상시켜 위음성의 가능성을 줄입니다 [12].

"수학적 모델은 오염 도입 시간과 미생물 성장 역학을 추정하는 데 도움을 주어 오염 추적 가능성을 향상시킵니다." - Naveenganesh Muralidharan, AGC Biologics, MSAT 수석 관리자 [12]

이상이 감지되면, 즉시 조치를 취하여 - 바이오리액터를 격리하고 모든 공급 추가를 중단하는 것과 같은 - 문제가 확산되는 것을 방지할 수 있습니다 [12]. 생물부하 테스트, 분자 식별 및 성장률 분석을 포함한 체계적인 접근 방식은 근본 원인을 식별하고 시정 조치를 구현하는 데 필수적입니다. 이러한 AI 도구는 전통적인 방법과 사전 예방적 오염 관리 사이의 격차를 메웁니다.

콜드 플라즈마 멸균

콜드 플라즈마 기술은 특히 배양육 생산에 적합한 비열 멸균 옵션을 제공합니다.실온 또는 그 근처에서 작동하여 전통적인 고압증기멸균의 열을 견딜 수 없는 바이오리액터 부품, 센서 및 플라스틱과 같은 민감한 부품을 멸균하는 데 이상적입니다[15][16][17]. 이 방법은 미생물의 막과 DNA를 파괴하기 위해 반응성 산소 및 질소 종과 UV 광을 사용합니다. 이는 바실러스, 클로스트리디움과 같은 세균 포자를 포함하여 광범위한 오염 물질, 곰팡이, 바이러스 및 심지어 프리온에 대해서도 효과적입니다 [15][17].

냉각 플라즈마의 두드러진 특징 중 하나는 독성 잔류물이 남지 않는다는 것입니다. 전원이 꺼지면 반응성 종이 빠르게 산소로 되돌아가 탈착 단계가 필요하지 않습니다 [16][18].또한, 화석 연료 기반의 열원이 아닌 표준 전기 콘센트만 필요로 하여 에너지 효율적입니다 [15][16]. 예를 들어, 연구에 따르면 냉 플라즈마는 300W 전력에서 25분 이내에 >5 로그 감소를 Bacillus cereus 포자에서 달성할 수 있습니다 [15].

그러나, 이 기술은 한계가 없는 것은 아닙니다. 살균 효과는 주로 표면 수준에 국한되어 있어 미생물이 균열이나 홈에 숨을 수 있는 복잡한 형상에 침투하는 데 어려움을 겪습니다 [15][16]. 생물 반응기 환경에서 높은 단백질이나 지방 함량은 반응성 종을 제거하여 미생물을 보호할 수 있으며, 이는 살균 효율을 감소시킵니다 [15][18].

특징 콜드 플라즈마
장점 비열성, 무독성, 에너지 효율적, 잔류물 없음, 빠름[16]
제한사항 제한된 침투력, 복잡한 형상에서의 효능 감소[15][16]

자동화된 이미지 기반 감지 시스템

혼합에 추가하여, 자동화된 이미지 시스템은 실시간 오염 감지를 위한 강력한 도구를 제공합니다. 이러한 시스템은 세포 성장에 대한 상세한 형태학적 통찰력을 제공하여 오염 패턴을 발생 시점에 포착하는 데 중요합니다[19].전통적인 오프라인 현미경과 달리 - 수동 샘플링과 염색이 필요한 - 자동화된 이미징은 온라인 또는 라인 모니터링 설정에 원활하게 통합됩니다. 이를 통해 운영자는 무균성을 손상시키지 않고 생물량과 세포 건강을 모니터링할 수 있습니다 [19].

수동 개입을 줄임으로써, 이러한 시스템은 인간의 오류를 줄이고 배양 과정 전반에 걸쳐 재현성을 향상시킵니다 [19]. 고급 이미지 처리 알고리즘은 발효 진행을 추적하고, 대사산물 생산을 최적화하며, 일관성을 보장합니다 - 이는 생물 공정을 확장할 때 중요한 요소입니다 [19].

"고급 샘플링 기술의 가용성과 자동화된 측정 도구의 결합...생산/재배 과정에서 특히 수작업 단계를 줄이고 오류 전파를 줄임으로써 균주 선택, 공정 개발 및 공정 제어에 필요한 시간을 크게 줄일 수 있습니다." - A.C. Veloso 및 E.C. Ferreira, 미뉴 대학교 [19]

이러한 시스템의 장점에도 불구하고 통합은 항상 간단하지 않습니다. 세포 배양은 복잡하고 원자재는 다양하며 센서는 증기 또는 감마 조사와 같은 가혹한 멸균 방법을 견뎌야 합니다 [19]. 이러한 기술을 채택하려는 기업의 경우 Cellbase 와 같은 플랫폼은 생물 공정 응용 분야에 맞춘 이미징 시스템 및 센서의 검증된 공급업체와 연결할 수 있습니다.

결론

배양육 생산에서 바이오리액터의 무균 상태를 보장하는 것은 쉬운 일이 아니지만 통합된 무균 테스트 전략을 통해 이를 달성할 수 있습니다.이 전략은 대량 샘플의 경우 막 여과법과 소량 샘플의 경우 직접 접종과 같은 전통적인 방법을 현대 분자 도구인 PCR 및 qPCR과 결합하여 신속한 병원체 검사를 수행합니다. 또한, 공기 샘플링 및 표면 스와빙을 통한 환경 모니터링은 HVAC 시스템의 오염 위험을 해결하고, 생산 용기에 영향을 미치기 전에 잠재적인 오염을 포착하여 추가적인 안전 장치를 제공합니다 [11].

테스트 접근 방식의 선택은 샘플 크기, 결과에 영향을 미칠 수 있는 물질의 존재 여부, 완전한 무균성 검증에 중점을 두는지 아니면 단순히 생물 부하를 모니터링하는지와 같은 요인에 따라 달라집니다. 바이오리액터의 여러 지점 - 상단, 중간, 하단 - 에서 샘플링하면 철저한 미생물 프로필을 작성하고 국부적인 오염을 놓칠 가능성을 줄일 수 있습니다 [1].이는 배양육 생산에서의 오염 위험이 생물의약품 제조보다 현저히 높다는 점을 감안할 때 특히 중요하며, 엄격한 무균 프로토콜의 필요성을 강조합니다 [6].

바이오리액터에서 배지 무균성을 유지하는 핵심은 적절한 장비를 조달하는 것입니다. 사전 멸균된 세프타와 0.3 μm보다 큰 입자의 99.97%를 포착할 수 있는 HEPA 필터가 장착된 무균 샘플링 시스템과 같은 도구가 필수적입니다 [4]. Cellbase 와 같은 플랫폼은 배양육 생산자와 멤브레인 여과 장치 및 산업의 고유한 요구에 맞춘 환경 모니터링 장비를 포함한 무균 테스트 도구의 검증된 공급업체 간의 연결을 용이하게 합니다.

산업이 성장함에 따라 하이브리드 무균 접근 방식이 점점 더 중요해지고 있습니다.초기 씨앗 배양 단계에서는 제약 등급의 통제를 적용하고, 대규모 생산에서는 식품 등급의 기준을 채택함으로써 안전성과 비용 효율성 간의 균형을 맞춥니다 [5][6]. 이러한 통합 조치는 이 분야가 계속 발전함에 따라 안전하고 효율적인 배양육 생산의 초석이 될 것입니다.

자주 묻는 질문

배양육 생산에 사용되는 바이오리액터 시스템에서 오염의 주요 원인은 무엇입니까?

바이오리액터 시스템에서의 오염은 무균 환경이 방해받거나 영양이 풍부한 배지가 미생물이 번성하기에 이상적인 환경을 제공할 때 발생합니다. 이는 샘플링, 유지보수 또는 세포 수확 중의 침해; 손상되거나 막힌 가스 필터; 성장 배지에 이미 존재하는 오염; 또는 센서를 설치하거나 서비스할 때 생성된 일시적인 개방으로 인해 발생할 수 있습니다.게다가, 낡은 장비는 미세 플라스틱 입자를 방출할 수 있으며, 이는 미생물의 서식지가 될 수 있습니다.

배양육 생산에서, 작은 오염이라도 배치의 안전성과 수율을 저해할 수 있습니다. 이러한 위험을 줄이기 위해, 엄격한 무균 기준을 준수하는 멸균 필터, 바이오리액터, 센서 키트와 같은 고품질 장비에 투자하는 것이 중요합니다. Cellbase와 같은 플랫폼은 제조업체와 이러한 특수 도구의 신뢰할 수 있는 공급업체를 연결하여 생산의 모든 단계에서 무균 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

인공지능은 바이오리액터의 무균 테스트를 어떻게 향상시키나요?

AI 기반 시스템은 지속적인 모니터링을 통해 실시간 통찰력을 제공함으로써 배양육 바이오리액터의 무균 테스트를 혁신하고 있습니다.고급 바이오센서를 사용하여 이러한 시스템은 pH, 용존 산소, 포도당 및 아미노산과 같은 필수 대사물질과 같은 중요한 요소를 추적합니다. 이 모든 것은 수동 검사가 필요 없이 이루어지며, 이는 오염 위험을 크게 줄입니다.

이 시스템의 차별점은 확립된 무균 기준과 비교하여 판독값을 분석하는 알고리즘을 사용하는 능력입니다. 이는 전통적인 방법보다 훨씬 일찍 미생물 성장의 가장 작은 징후도 감지할 수 있음을 의미합니다. 단순한 감지를 넘어, 예측 분석이 작동하여 센서 설치 중 문제나 포트를 통한 진입과 같은 잠재적 위험을 식별합니다. 이러한 시스템은 심지어 생산자가 비용이 많이 드는 배치 손실을 피할 수 있도록 교정 조치를 제안합니다.

AI 기반 현미경은 건강한 세포와 오염 물질을 즉시 구별하여 무균 검증 프로세스를 가속화함으로써 또 다른 효율성의 층을 추가합니다.생산자에게는 Cellbase 와 같은 플랫폼이 이러한 고급 바이오센서와 모니터링 도구를 채택하기 쉽게 만들어 모든 규모의 운영에서 견고한 무균 테스트를 보장합니다.

배양육 생산을 위한 바이오리액터에서 냉플라즈마 멸균의 사용을 제한하는 도전 과제는 무엇입니까?

냉플라즈마 멸균은 미생물을 중화하는 데 효과적이지만, 배양육 생산의 바이오리액터에 적용할 때 몇 가지 도전 과제가 있습니다. 주요 문제 중 하나는 플라즈마에 의해 생성된 반응성 종의 침투 깊이가 제한적이라는 것입니다. 이는 대량 또는 밀집된 매체를 철저히 멸균하는 것을 어렵게 만듭니다. 게다가, 시스템 크기가 커질수록 전체 반응기에 균일한 플라즈마 커버리지를 달성하는 것이 점점 더 어려워집니다.

실험실 환경에서 상업 규모의 바이오리액터로 냉플라즈마 시스템을 확장하는 것은 추가적인 장애물을 도입합니다.더 큰 반응기는 더 높은 전력 대 부피 비율을 요구하며, 이는 실용적이지 않은 멸균 시간을 초래할 수 있습니다. 많은 냉각 플라즈마 시스템은 진공 상태에서 작동하거나 반응성 가스에 의존하여 안전성, 규제 준수 및 장비 설계 측면에서 복잡성을 더합니다. 이러한 요인들은 상업적인 배양육 생산에 일반적으로 필요한 대규모 생물 반응기에 이 방법이 덜 이상적이게 만듭니다.

또 다른 우려는 미생물 비활성화의 핵심인 반응성 산소 및 질소 종(RONS)에 의해 발생할 수 있는 손상의 가능성입니다. 이러한 반응성 종은 민감한 포유류 세포를 손상시키거나 매체 성분을 분해할 수 있어 세포 생존력을 유지하기 위한 신중한 최적화가 필요합니다. 결과적으로, 냉각 플라즈마는 단독 솔루션보다는 다른 멸균 기술과 결합하여 자주 사용됩니다.

Cellbase 는 다양한 바이오리액터 플랫폼과 관련 장비에 대한 접근을 제공하여 제조업체가 파일럿 규모의 시험에서 냉각 플라즈마 기술과 호환되는 시스템을 테스트할 수 있는 기회를 제공합니다.

관련 블로그 게시물

Author David Bell

About the Author

David Bell is the founder of Cultigen Group (parent of Cellbase) and contributing author on all the latest news. With over 25 years in business, founding & exiting several technology startups, he started Cultigen Group in anticipation of the coming regulatory approvals needed for this industry to blossom.

David has been a vegan since 2012 and so finds the space fascinating and fitting to be involved in... "It's exciting to envisage a future in which anyone can eat meat, whilst maintaining the morals around animal cruelty which first shifted my focus all those years ago"