Vent Estéril de EPTFE para Respiraderos de Vasos de Cultivo Microbiológico / Fermentación

El respiradero estéril de ePTFE para recipientes de cultivo y fermentación microbiológica es un componente de filtración de alta circulación, grado esterilizante, diseñado para los exigentes requisitos de intercambio de gases de la microbiología farmacéutica, la fermentación industrial y el desarrollo de bioprocesos. Este respiradero integra una membrana de ePTFE hidrofóbica y de baja extracción con un soporte soldable o sellable mecánicamente, diseñado para la integración directa en los puertos de entrada y escape de gas de matraces agitadores, fermentadores de sobremesa, biorreactores de tren de siembra y recipientes de cultivo microbiano y celular a escala de producción. Proporciona una vía aérea estéril y retentora de bacterias que permite que los enormes volúmenes de oxígeno requeridos para el crecimiento microbiano aeróbico entren en el recipiente, y que salgan los volúmenes igualmente grandes de dióxido de carbono, al tiempo que mantiene una barrera estéril absoluta que previene la contaminación del cultivo. La propiedad hidrofóbica del respiradero protege contra el humedecimiento y la obstrucción causados por la espuma, la condensación y las salpicaduras de medios, asegurando un intercambio de gases constante durante todo el lote.

La fermentación microbiana aeróbica, ya sea para producir proteínas recombinantes, antibióticos, vacunas o enzimas industriales, requiere un suministro continuo de oxígeno estéril. Una fermentación a gran escala de E. coli o levadura puede consumir oxígeno a tasas que requieren una aireación del recipiente de 1-2 volúmenes del recipiente por minuto. El aire debe ser estéril; un solo contaminante bacteriano o fúngico que ingrese al biorreactor puede competir con el organismo de producción, destruyendo un lote por valor de cientos de miles a millones de dólares. El caldo de fermentación forma mucha espuma, y esta espuma, que transporta componentes del medio y microorganismos, puede subir al respiradero de escape y obstruir un filtro no hidrofóbico. De manera similar, la condensación del aire de escape cálido y húmedo puede humedecer una membrana de filtro estándar, haciendo que se bloquee el aire. El respiradero debe mantener su alta circulación de aire y esterilidad durante todo el lote, que puede durar desde horas hasta semanas, a pesar de la espuma, la humedad y los agresivos ciclos de limpieza y esterilización in situ (CIP/SIP).

El respiradero estéril de ePTFE proporciona una vía de intercambio de gas estéril confiable y de alta capacidad. La membrana de ePTFE hidrofóbica es inherentemente resistente al humedecimiento por agua, espuma y medios de cultivo celular. La espuma que entra en contacto con la membrana colapsa y drena hacia atrás, en lugar de humedecer y obstruir los poros. El tamaño de poro de 0,2 micras proporciona una retención bacteriana de grado esterilizante, asegurando que todo el aire que ingresa al recipiente sea estéril y que todo el aire que sale esté contenido. La alta porosidad de la membrana y su perfil delgado proporcionan la caída de presión muy baja necesaria para la aireación de gran volumen. El soporte del respiradero se puede soldar o sujetar a un puerto de biorreactor de acero inoxidable o plástico de un solo uso. La membrana resiste la esterilización repetida con vapor (SIP a 134 °C) y es compatible con sistemas de biorreactores de un solo uso esterilizados por gamma.

• Respiraderos de entrada y escape de aire de fermentadores de sobremesa y escala piloto

• Respiraderos de biorreactores de cultivo microbiano y celular a escala de producción

• Cierres de intercambio de gas para matraces agitadores y matraces giratorios

• Respiraderos de recipientes de expansión de siembra e inóculo

• Respiraderos de bolsas de biorreactores desechables de un solo uso (SUB)

• Respiraderos de purga de gas y alivio de presión para cultivos anaeróbicos

El respiradero se instala en los puertos de entrada y escape de aire del biorreactor. Se empuja aire comprimido estéril a través del respiradero de entrada hacia el recipiente. La membrana de 0,2 micras del respiradero proporciona un filtro esterilizante final, asegurando que se capturen todos los contaminantes de la línea de suministro de aire. A medida que el cultivo respira, el aire de escape rico en CO₂ sale a través del respiradero de escape hacia la atmósfera o un sistema de gases residuales. La membrana hidrofóbica evita que la espuma y la condensación obstruyan la ruta de escape. Al final del lote, el recipiente y los respiraderos se limpian y esterilizan con vapor in situ, o el sistema de un solo uso se desecha.

1. Determine el volumen de trabajo del recipiente y la tasa máxima de consumo de oxígeno del cultivo para calcular la tasa de aireación requerida.

2. Identifique el tipo de biorreactor: acero inoxidable (puerto sujetable SIP) o de un solo uso (puerto soldable esterilizado por gamma).

3. Dimensionar el área del respiradero para proporcionar el flujo de aire requerido con una caída de presión aceptable para el sistema de suministro de aire.

4. Seleccione el formato de la membrana: un disco en una carcasa sanitaria Tri-Clamp para recipientes de acero inoxidable, o un parche soldable para bolsas de un solo uso.

5. Valide el sistema completo: pruebas de desafío bacteriano, caracterización del flujo de aire y pruebas de vida útil de ciclos SIP/CIP.

• P: ¿Se obstruirá el respiradero por la espuma densa producida en una fermentación de E. coli?
  R: La membrana de ePTFE hidrofóbica repele la espuma acuosa. Las burbujas de espuma colapsan al entrar en contacto con la superficie de la membrana y drenan de regreso al recipiente. El respiradero permanece transpirable.

• P: ¿Puede el respiradero soportar los ciclos repetidos de esterilización con vapor de un biorreactor de producción?
  R: Sí, la membrana de ePTFE y el soporte de acero inoxidable o PTFE están diseñados para cientos de ciclos SIP a 134 °C sin degradación.

• P: ¿Cuál es la caída de presión a través del respiradero a altas tasas de aireación?
  R: Proporcionamos curvas de flujo de aire frente a caída de presión para cada tamaño de respiradero. El área del respiradero se puede escalar para garantizar que la caída de presión esté dentro de la capacidad del sistema compresor de aireación.

• P: ¿Se puede probar la integridad del respiradero después de la esterilización?
  R: Sí, la integridad del respiradero se puede probar in situ utilizando una prueba de intrusión de agua o una prueba de flujo directo según ASTM F838, dependiendo de la configuración de instalación.

• P: ¿Se puede usar el respiradero tanto para el aire de burbujeo como para el aire de superposición del espacio de cabeza?
  R: Sí, se pueden dimensionar respiraderos separados para la línea de burbujeo (alto flujo, mayor presión) y la superposición del espacio de cabeza (menor flujo, presión ambiente).