عنوان

ساخت و ارزیابی عملکرد بیوراکتور هواراند هوادهی میانی برای تولید انبوه سلول‌های بنیادی مدل خونی میکروکپسوله‌شده

IR

۳۶۸۴پ

فارسی

IR

ساخت و ارزیابی عملکرد بیوراکتور هواراند هوادهی میانی برای تولید انبوه سلول‌های بنیادی مدل خونی میکروکپسوله‌شده

[پایان‌نامه]

Design and performance evaluation of a partially-aerated airlift bioreactor for mass production of model microencapsulated hematopoietic stem cells

/زهرا داودی

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۷

۱۰۵ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی

۱۳۹۷/۱۱/۰۱

صنعتی سهند

بنابر اهمیت و استفاده وسیع سلول‌های بنیادی خونساز در درمان بیماری‌ها و تولید محصولات خونی، توسعه سیستم‌های رشد و تکثیر برای به‌دست آوردن مقادیر مناسب کلینیکی سلول‌های بنیادی از مقادیر کم، جهت درمان و کاربردهای پزشکی بسیار مهم است .بیوراکتور ایرلیفت به‌دلیل کاهش تنش برشی و پخش بهتر اکسیژن، محیط همگن و مناسبی را جهت رشد و تکثیر سلول‌ها ایجاد می‌نماید .اما به‌دلیل تشکیل حباب که منجر به تنش و آسیب سلولی می‌شود، این بیوراکتور برای کشت‌های حساس چندان مناسب نیست .در این تحقیق، بیوراکتور ایرلیفت جریان خارجی با هوادهی میانی به‌صورت سیستم کشت خوراک‌دهی ناپیوسته متوالی و همراه با جریان چرخشی در اثر هوادهی با نرخvvm ۰/۱ طراحی و ساخته شد .از سلول‌هایU ۹۳۷ به‌عنوان مدل سلول‌های بنیادی خونساز در میکروکپسول‌های آلجینات-ژلاتین در سیستمT -فلاسک و بیوراکتور طراحی شده، استفاده شد .میکروکپسول‌ها علاوه بر توانایی تشکیل محیط سه بعدی مناسب برای تکثیر سلول‌ها، باعث حفاظت سلول‌ها در برابر تنش برشی وارده در محیطهای دینامیکی می‌شود .بدین منظور، سلول‌هایU ۹۳۷ با دو دانسیته-ی متفاوت cell/ml ۱۰۶‌۲ و ۱۰۶‌۱ در داخل میکروکپسول‌های آلجینات-ژلاتین به روش الکترواستاتیکی در شرایط سرعت تزریق cc/min ۰/۲، فاصله‌ی نازل تا محلول ۶ سانتی‌متر و ولتاژ ۸ کیلو ولت میکروکپسول‌هایی با قطر میانگین ۵۰۰ میکرومتر قرارداده شدند .سلول‌های کپسوله شده درT -فلاسک و بیوراکتور ایرلیفت طراحی شده طی ۹ روز کشت داده شدند .نتایج نشان داد که پس از پایان دوره کشت، تعداد سلول‌ها درT -فلاسک به ترتیب در دانسیته سلولی cell/ml ۱۰۶‌۲ و ۱۰۶‌۱( ۵۷ برابر و ۲/۲ برابر) و در بیوراکتور( ۶ برابر و ۱/۸۸ برابر) شدند .همچنین کشت سلول‌هایU ۹۳۷ در میکروکپسول‌های آلجینات-کیتوسان در حالت استاتیکی هسته جامد و هسته مایع با قطر متوسط ۸۰۰ میکرومتر در ۹ روز کشت بررسی شد که در پایان، تعداد سلول‌ها در میکروکپسول‌های هسته جامد ۱/۵ برابر و هسته مایع ۱۶/۷ برابر شدند .با توجه به نتایج این تحقیق، تغییر محل هوادهی در بیوراکتور ایرلیفت و قرارگیری سلول‌ها در میکروکپسول‌ها، تنش وارده به سلول‌ها کاهش می‌یابد .همچنین، با مقایسه میزان اکسیژن محلول در شرایط استاتیکی و دینامیکی، با کاهش اکسیژن تزریقی به بیوراکتور می‌توان در شرایط دینامیکی نیز به درصدهای بالای تکثیر دست یافت .مقادیر گلوکز مصرفی و لاکتات تولیدی نیز طی فرآیند اندازه‌گیری شدند

m which were developed by means of an electrostatic inject device at operation conditions of 8Kv voltage, 1.25 alginate, 2 gelatin, 6cm distance from ionic solution and injection rate of 0.2 cc/min. Finally, the encapsulated cells were cultured in T-Flask and airlift bioreactor. The results showed that, the increasing in the number of U937 cells was (1.88-fold,6-fold) in bioreactor and (2.2-fold, 57-fold) in T-Flask at seeding densities of 1 million and 2 million cells/ml after 9 days. Also, U937 cells were encapsulated in alginate-chitosan solid matrix and liquid core and these were cultured for 9 days. The results shows, these cells increased 16.7-fold in liquid core and 1.5-fold in solid matrix microcapsules. Based on this research, decreased shear stress in airlift bioreactor by changing location of aeration in airlift bioreactor and encapsulated U937 cells in microcapsules. Also, by comparing the concentration of dissolved oxygen in static and dynamic systems, achieving the higher proliferation could be deduct at dynamic system by decreasing injected oxygen to bioreactor. The amount of substrate(glucose) consumed and produced metabolite(lactate) were also measured during the process.إWhereas, adult hematopoietic stem cells have many applications for curing blood diseases and blood products, expansion of them is so important. Airlift bioreactor is one of the suitable bioreactor for cultivation and expansion of cells with reduction in shear stress and the best distribution of oxygen and hence making the homogenous environment for growth of cells, whereas due to bubble formation and cell damage is not suitable. So this bioreactor should be improved. In this study, the airlift bioreactor with external loop partially-aerated in the case of sequencing batch reactor with the aeration rate of 0.1 vvm were applied. U937 cell-line was used in this study because of similarity with hematopoietic stem cells and the proliferation of these cells at static (T-Flask) and dynamic (Airlift bioreactor) was examined. As a matter of fact the microcapsules can provide the cells a three dimensional microenvironment as well as protection from shear stress particularly in bioreactors. U937 cells were encapsulated in alginate-gelatin at two densities of 1 million and 2 million cells/ml with average size of 500

ba

Design and performance evaluation of a partially-aerated airlift bioreactor for mass production of model microencapsulated hematopoietic stem cells

سلول‌های بنیادی خونساز

بیوراکتور ایرلیفت

میکروکپسول آلجینات-ژلاتین

هوادهی

hematopoietic stem cells, airlift bioreactor, partially-aerated, proliferation

سلول‌های بنیادی خونساز، بیوراکتور ایرلیفت، میکروکپسول آلجینات-ژلاتین، هوادهی

داودی، زهرا

خوش فطرت، علی‌برادر

ایران

20230911

شیمی ،۲۰۸۸۱ ،۱۳۹۷

ه‌دشه‌لوسپکورکیم‍ ی‌نوخ‍ ل‌دم‍ ی‌داینب‍ ی‌اهل‌ولس‍ ه‌وبنا دیلوت‍ ی‌ارب‍ ی‌نایم‍ ی‌هداوه‍ دناراوه‍ روتکارویب‍ درکلمع‍ ی‌بایزرا و ت‌خاس‍.pdf

عادی

عادی

3684.pdf

pch20881.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۶۸۴

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y