Aufbau und Testung eines Nebelkammmerreaktors für Tierzellkultivierungen

• Applicant: Professor Dr. Thomas Scheper
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 197356867

Für viele Spezialanwendungen im Bereich der Zellkultivierung sind neuartige Bioreaktorsysteme erforderlich, da die bestehenden Systeme hauptsächlich für konventionelle Submerskulturen ausgelegt sind. So sind z.B. zur Kultivierung und Generierung von humanen Gewebekonstrukten spezifische und standardisierte Zellkulturverfahren und Bioreaktorsysteme für adhärente 2-D und 3DKulturen erforderlich. In diesem Forschungsprojekt soll ein völlig neuer Zellkulturtyp entwickelt werden, welcher sich von den bisher verwendeten Kultur- bzw. Bioreaktorverfahren grundlegend unterscheidet. Es handelt sich um einen Reaktor, bei dem mittels Ultraschallzerstäubung die Zell- bzw. Gewebekonstrukte kontinuierlich mit einem Aerosol (Nebel) aus Nährmedium umhüllt und entsprechend mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt werden. Diese Technik unterscheidet sich prinzipiell von denjenigen Zellkultursystemen, bei denen adhärente Zellen vom Zellkulturmedium überschichtet oder als Aggregate suspendiert (z.B. auf Microcarriern) kultiviert werden. Bei herkömmlichen Reaktoren ist besonders die scherstressarme Versorgung der Zellen mit Gasen und Nährstoffen ein Problem, da die Zellen durch starkes Rühren, platzende Gasbläschen oder Ein- und Austauchen aus dem Medium beschädigt oder abgetötet werden können. Zudem können hierbei auf Trägermaterialien gewachsene Zellen herunter gespült werden. Der neue „Nebelkammerreaktor“ soll diese Probleme umgehen, in dem sehr kleine Aerosoltröpfchen auf den Zellen kondensieren und sie mit Nährstoffen und Gasen scherstressfrei versorgen. Das überflüssige Medium tropft von dem Gewebe ab. Gleichzeit wird eine größere Unabhängigkeit von der Gewebeform und -größe ermöglicht.

• DFG Programme: Research Grants