设计和评估一个3D打印的,实验室规模的 perfusion 生物反应器,用于新的生物技术应用

科学领域:

• 生物技术和生物工艺工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
• 微生物培养的方法

背景情况:

• 3D打印正在扩大生物技术领域,但对微生物培养的应用,特别是使用 perfusion 系统的应用,是有限的.
• 微生物培养面临的挑战包括稀释碳来源和抑制物质,特别是在使用由纤维素酸衍生基质时.
• 快速生产,负担得起的3D打印生物反应器可以加速研究和开发阶段.

研究的目的:

• 介绍和评估一种使用化丝制造 (FFF) 制造的新型 perfusion 生物反应器系统.
• 为了证明系统在稀释基板上培养微生物的能力.
• 为创建定制生物反应器系统提供一个多功能,基于模板的工具箱.

主要方法:

• 使用化丝制造 (FFF) 制造了一种新的 perfusion 生物反应器.
• 集成用于细胞保留的水友膜和用于提供氧气的疏水性聚四乙烯膜.
• 培养Corynebacterium glutamicumATCC 13032以评估生物反应器的性能.

主要成果:

• 通过3D打印的 perfusion 生物反应器成功培养了Corynebacterium glutamicum.
• 在52小时后实现了18.4gL-1的竞争力生物质度.
• 用稀释基质进行微生物 perfusion 培养的概念验证.

结论:

• 开发的3D打印 perfusion 生物反应器系统适合微生物培养,特别是用稀释或复杂的基质.
• 该系统显示了基于基纤维素的生物经济和现场产品移除中的生物转化潜力.
• 提供的工具箱可以为各种应用,包括组织工程,创建定制的生物反应器系统.