Фіналісти конкурсу в рамках VI Фестивалю інноваційних проектів 
«Sikorsky Challenge 2017»

 

«РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ ТА МОДЕЛЮВАННЯ ГІДРОДИНАМІКИ В БІОРЕАКТОРІ З ПОВЕРХНЕВИМ КУЛЬТИВУВАННЯМ КЛІТИННИХ КУЛЬТУР»

автори проекту: 

співробітники кафедри біотехніки та інженерії НТУУ КПІ імені Ігоря Сікорського

кандидат технічних наук

Шибецький Владислав Юрійович

 

кандидат технічних наук

Костик Сергій Ігорович

 

магістр

Семенюк Сергій Миколайович 

Сучасний стан проблеми у світі та в Україні:

У сфері виробництва лікарських засобів біотехнологія витісняє традиційні технології та відкриває принципово нові можливості. Завдяки біотехнології в фармації, способом культивування клітин отримують інтерферони, рекомбінантні білки, моноклональні антитіла, інсулін, вакцини (векторні, живі, рекомбінантні, інактивовані, четвертого покоління), ферменти, діагностичні препарати, вітаміни, антибіотики. Культури тканин застосовують для вивчення механізмів росту і диференціювання клітин, гістогенезу, міжтканинних і міжклітинних взаємодій, обміну речовин. Із збільшенням номенклатури препаратів та об’ємів виробництва, виникла потреба у апаратурному оснащенні етапу біосинтезу обладнанням, що відповідало б технологічному процесу та вимогам асептики і біобезпеки.

В даний час на більшості фармацевтичних підприємствах України відсутня практика отримання активних фармацевтичних інгредієнтів (АФІ) біотехнологічним шляхом. Отже заводи не мають іншої альтернативи, крім закупівлі таких АФІ у закордонних постачальників.

 

Суттєвою проблемою під час розробки систем культивування культур клітин є той факт, що більшість клітин, які використовуються у виробництві медичних чи ветеринарних препаратів, є дуже вимогливими до асептичності середовища, є високо травматичними до надлишкових напружень зсуву, вражаються бульбашками повітря, під час аерації, і відносяться до поверхневозалежних, тобто таких, проліферація яких можлива лише за умов прикріплення до біоафінної поверхні росту. Клітини ссавців на відміну від одноклітинних організмів завжди частина будь-якої спеціалізованої тканини, вона залежить від життєдіяльності інших клітин і від роботи систем циркуляції рідин організму – саме таким шляхом забезпечуються для кожної клітини оптимальні і стабільні умови її існування. Потреби таких клітин в поживних речовинах найрізноманітніші, до того ж вони до кінця ще не вивчені. 
Зазначені особливості культур клітин не припускають використання традиційних конструкцій ферментерів, призначених для культивування суспензійних культур мікроорганізмів, в технологіях виробництва препаратів. Вищенаведене вказує на необхідність створення конструкцій одноразових (single-use) ферментерів, що врахують особливості росту і розвитку клітин в процесі культивування. 

Науковий ефект від реалізації проекту: розроблені концепції можуть бути використані при проведенні процесу масштабування та на етапах досліджень особливостей процесів культивування клітинних культур тварин. 

 

Соціальний ефект може бути досягнутий за рахунок створення більш дешевих лікарських засобів, які використовуються для лікування тяжких смертельних захворювань, аналогів в Україні яких не існує. Враховуючи соціальні стандарти сьогодення, більшість українців неспроможні придбати імпортні високовартісні лікарські засоби. Створення новітніх конструкцій біореакторів, дозволить розширити можливість фармацевтичних підприємств у виробництві лікарських засобів на основі активних фармацевтичних інгредієнтів (АФІ), які отримані біотехнологічним шляхом. Внаслідок цього виникне необхідність в створенні нових ліній виробництва і відповідно збільшення робочих місць для спеціалістів відповідного профілю. Одержання готових лікарських форм, які виготовляються за нормами Належної виробничої практики (GMP), володіють реальним терапевтичним ефектом на пацієнтів, і відповідають світовим стандартам якості, дозволить вийти на світовий фармацевтичний ринок українським виробникам, що позитивно впливатиме на економічний розвиток нашої держави. 

Ідея розробки захищена патентом України № 116783

Більш детальна інформація викладена в науковій статті за посиланням:

http://journals.uran.ua/sciencerise/article/view/107176/103042