Сравнительный анализ существующих изобретений установок для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК)
Creators: name: Петров Е.Б.
name: Миронов В.В.
name: Сидорова В.Ю.
Publisher: name: Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства
Year: 2017
Subjects: БИОРЕАКТОР
МЯСО IN-VITRO
ММСК
АЭРАЦИЯ
МЕШАЛКА
БАРБОТАЖНАЯ КОЛОННА
ЭРЛИФТНЫЙ РЕАКТОР
BIOREACTOR
THE IN-VITRO MEAT
MMSC
AERATION
STIRRER
A BARBOTAGE COLUMN
AIRLIFT REACTOR

description: В основе технологии получения мяса in vitro лежит способность мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК) дифференцироваться в клетки мышечной ткани. Техническим средством для реализации технологического процесса является биореактор. Различают биореакторы с механическим или пневматическим перемешиванием. Наиболее близким для реализации технологического процесса культивирования ММСК предлагается пневматический биореактор, так как отсутствие механической мешалки снижает риск ряда нежелательных факторов: травмирование клеток и проникновения в биореактор посторонних микроорганизмов. В пневматических биореакторах в культуральной среде не возникает сильных сдвигов слоев жидкости. Эрлифтные биореакторы наилучшим образом подходят в случае суспензий микроорганизмов с большой плотностью. Перемешивание в них более эффективно и проблема слипания пузырьков не столь велика в сравнении с барботажными колоннами. При совершенствовании существующих и разработке новых конструкций биореакторов для культивирования ММСК необходимо учитывать следующие требования: во-первых, созданные условия аэрации и перемешивания культуральной жидкости должны способствовать сохранению физических межклеточных связей и не допускать повреждений морфологической структуры клеток, а во-вторых, необходимо предусмотреть максимальное обеспечение клеток и вымывание продуктов метаболизма из клеточного окружения, причем вытеснение отработанных газов из газовой полости биореакторной емкости должно препятствовать накоплению токсичных газов отходов дыхания клеток и оптимизировать аэрацию растущих клеток в приповерхностном слое культуральной жидкости. Соблюдение данных требований позволит существенно повысить производительность биореактора и качество целевых продуктов.The base of producing meat in vitro technology is the ability of multipotent mezenshymal stem cells (MMSCs) to differentiate themselves into muscle cells. The technical tool of this process realization is the bioreactor. It are distinguished the bioreactors with mechanical or pneumatic stirring. The closest for this MMSC cultivation technological process realization is offered pneumatic bioreactor, because the mechanical stirrer lack reduces the several undesirable factors’ risk: cells injury and foreign microorganisms into the bioreactor penetration. In the pneumatic bioreactors in the culture medium it does not occur strong changes of fluid layers. Airlift bioreactors are the best in the case of high density microorganisms’ suspensions. Mixing them is more effective and the problem of bubbles coalescence is not so large in compared with barbotage columns. At codevelop-ment of existing MMSC cultivation bioreactors and development of new ones it must designs considering the following requirements: first, the given conditions of culture fluid’s aeration and mixing will maintain physical intercellular connections and do not damage the cells morphological structure, and secondly, it is necessary to provide the maximum cells’ security and metabolic products’ washout from the cellular environment, moreover, the of exhaust gas displacement from the bioreactor gas’ cylinder capacity must prevent the toxic gases accumulation wastes of cellular respiration and optimize the aeration of the growing cells in the culture liquid layer surface. The compliance of these requirements will significantly improve the bioreactor performance and target products quality.