1. Bioreaktor yang diaduk
Bioreaktor yang diaduk bergantung pada dayung pengaduk untuk memberikan kekuatan untuk mengaduk fase cair. Ini memiliki rentang operasi yang besar, pencampuran yang baik dan keseragaman konsentrasi, sehingga banyak digunakan dalam reaksi biologis.
Namun, karena sel hewan tidak dilindungi oleh dinding sel, mereka sangat sensitif terhadap geser, dan pengadukan mekanis langsung dapat dengan mudah merusaknya. Bioreaktor pengaduk tradisional untuk mikroorganisme jelas tidak cocok untuk budidaya sel hewan.
Oleh karena itu, bioreaktor teragitasi pada kultur sel hewan telah diperbaiki, antara lain memperbaiki cara pemberian oksigen, bentuk pengaduk, dan penambahan asesoris pada reaktor.
(1) Peningkatan cara suplai oksigen
Secara umum, bioreaktor yang diaduk sering disertai dengan gelembung untuk menyediakan oksigen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan sel. Karena sel-sel hewan juga sensitif terhadap geseran gelembung, banyak pekerjaan telah dilakukan untuk memperbaiki cara suplai oksigen.
Pasokan oksigen kandang adalah salah satu metode suplai oksigen bioreaktor sel hewan gelisah, yaitu gelembung dipisahkan oleh wire mesh dan tidak langsung menghubungi sel. Ini memastikan pencampuran dengan geser sesedikit mungkin untuk memenuhi persyaratan pertumbuhan sel.
(2) Peningkatan pengadukan dayung
Bentuk dayung pengadukan sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan sel. Peningkatan dalam hal ini terutama mempertimbangkan bagaimana mengurangi gaya geser pada sel. Beberapa orang telah memperbaiki bentuk dayung pengadukan dan menambahkan asesoris di dalam reaktor. Eksperimen menunjukkan bahwa bioreaktor yang ditingkatkan cocok untuk kultur sel sensitif geser dengan kepadatan tinggi. Bioreaktor menggunakan dayung pengaduk pita heliks ganda dengan 3 penyekat permukaan yang dipasang pada penutup flensa atas. Sudut yang disertakan dari setiap pelat penyekat relatif terhadap arah radial adalah 30°, dan secara vertikal dimasukkan ke dalam permukaan cairan. Kehadiran baffle mengurangi vortisitas pada permukaan cairan. Bioreaktor semacam itu mempertahankan gaya geser yang kecil, dan dalam percobaan kultur untuk sel serangga, kepadatan kultur akhir mencapai 6 × 106 sel/mL, dan tingkat kelangsungan hidup lebih dari 98%.
2. Bioreaktor tanpa pengadukan
Kerugian terbesar dari bioreaktor berpengaduk untuk kultur sel hewan adalah bahwa gaya gesernya besar dan sel-selnya mudah rusak. Meskipun berbagai perbaikan telah dilakukan, masalah ini masih sulit untuk dihindari. Sebaliknya, reaktor non-pengaduk menghasilkan gaya geser yang lebih sedikit dan menunjukkan keuntungan yang kuat dalam kultur sel hewan.
(1) Bioreaktor unggun terkemas adalah pengisi bahan tertentu di dalam reaktor agar sel tumbuh melekat. Solusi nutrisi disediakan oleh sirkulasi perfusi dan dapat terus diisi ulang selama siklus. Oksigen yang dibutuhkan untuk pertumbuhan sel juga dapat dibawa oleh larutan nutrisi yang beredar di luar reaktor, sehingga tidak ada gelembung udara yang akan merusak sel. Jenis bioreaktor ini memiliki gaya geser yang rendah dan cocok untuk pertumbuhan sel dengan kepadatan tinggi.
(2) Bioreaktor serat berongga banyak digunakan dalam kultur sel hewan karena gaya gesernya yang kecil. Reaktor jenis ini terdiri dari tabung serat berongga, yang masing-masing memiliki diameter dalam sekitar 200 m dan ketebalan dinding 50 hingga 70 m. Dinding tabung adalah membran berpori. Molekul kecil seperti O2 dan CO2 dapat berdifusi melalui membran dengan bebas. Sel-sel hewan menempel pada dinding luar tabung serat berongga untuk tumbuh, yang dapat dengan mudah memperoleh oksigen.
(3) Bioreaktor pengangkutan udara juga merupakan salah satu peralatan yang umum digunakan untuk mewujudkan kultur sel hewan dengan kepadatan tinggi, yang dicirikan oleh struktur sederhana dan pengoperasian yang mudah. Beberapa orang telah menggunakan teknologi kultur mikrocarrier dalam bioreaktor pengangkutan udara untuk mempelajari kondisi teknologi kultur sel Vero dengan kepadatan tinggi. Terbukti bahwa sel-sel Vero dikultur dengan mensuspensikan mikrocarrier dalam bioreaktor pengangkutan udara. Di bawah kondisi penambahan zat pelindung dalam jumlah yang tepat dan suplai nutrisi yang cukup, sel-sel dapat tumbuh secara normal ke permukaan pembawa mikro, dan kepadatan akhir dapat mencapai 1,13x106 sel/mL.