Tubos biorreatores são dispositivos que permitem a cultura celular, de tecidos ou organismos, em condições controladas. Eles são usados para produzir biomoléculas, como proteínas, anticorpos, vacinas e medicamentos, ou para estudar processos biológicos, como a diferenciação celular, a expressão gênica e a interação entre células e ambiente.

Essencialmente, eles consistem em um recipiente cilíndrico, geralmente de vidro ou plástico, que contém o meio de cultura, onde as células ou organismos são mantidos. Além disso, também possuem um sistema de agitação, que pode ser mecânico ou pneumático, que mantém o meio de cultura em movimento e evita a formação de gradientes de concentração ou temperatura, assim como alguns possuem sensores de pH e níveis de oxigênio, otimizando ainda mais o processo.

Vale destacar que os tubos biorreatores são ferramentas importantes para a biotecnologia e a engenharia de tecidos, pois permitem a produção em larga escala de substâncias de interesse biológico e a criação de modelos in vitro para o estudo da biologia celular e molecular.

Vantagens do uso de tubos biorreatores no cultivo celular

Sabemos que existem vários tipos de tubos que permitem o cultivo celular em suspensão, porém, um dos mais utilizados são os tubos biorreatores, por diversos fatores e vantagens. Por isso, é importante conhecer algumas deles:

- Aumento da densidade celular: os tubos biorreatores permitem o cultivo de muitas células em um pequeno volume de meio de cultura, reduzindo os custos e o tempo de produção.

- Melhoria da homogeneidade celular: os tubos biorreatores proporcionam uma distribuição uniforme das células e dos nutrientes no meio de cultura, evitando a formação de agregados celulares e a hipóxia (falta de oxigênio).

- Estímulo da diferenciação e funcionalidade celular: os tubos biorreatores podem induzir a expressão de marcadores específicos e a síntese de produtos celulares, como proteínas, hormônios e fatores de crescimento, por meio da aplicação de estímulos físicos (força de cisalhamento) ou químicos (aditivos no meio de cultura).

- Facilidade de operação e manutenção: os tubos biorreatores são sistemas simples e práticos que requerem pouca intervenção humana e podem ser facilmente acoplados a outros equipamentos, com sensores, bombas e filtros.

Portanto, os tubos biorreatores são uma alternativa eficaz e econômica para o cultivo celular em larga escala, com potencial para diversas aplicações na área da saúde e da biotecnologia.

Tipos de tubos biorreatores disponíveis no mercado

Existem diferentes tipos de tubos biorreatores disponíveis no mercado, cada um com suas vantagens e desvantagens. Alguns dos mais comuns são:

- Tubos biorreatores de tanque agitado: São os mais simples e versáteis, consistindo em um recipiente cilíndrico com um sistema de agitação mecânica que mantém a homogeneidade do meio de cultura e a transferência de massa e calor.

- Tubos biorreatores de leito fluidizado: São compostos por um leito de partículas sólidas (como esferas de vidro ou plástico) que são fluidizadas pelo fluxo ascendente do meio de cultura.

- Tubos biorreatores de membrana: São baseados na utilização de membranas semipermeáveis que separam o meio de cultura do ambiente externo. As membranas podem ser internas ou externas ao recipiente do biorreator, e podem ter diferentes configurações (como fibras ocas, placas planas ou espirais).

Como vimos, cada um tem suas características específicas que devem ser consideradas na hora de escolher o mais adequado para cada aplicação.

Como escolher o tubo biorreator ideal para suas necessidades

Com todas as informações sobre o tema fica uma dúvida: como escolher o tubo biorreator ideal para suas necessidades?

Para ajudá-lo, selecionamos alguns fatores que devem ser considerados na hora da escolha. São eles:

- O volume de cultura que se pretende realizar;

- O tipo de célula ou tecido que se quer cultivar;

- A frequência e a facilidade de monitoramento e coleta de amostras;

- O custo e a disponibilidade dos materiais e insumos;

- A compatibilidade com o sistema de controle e os sensores utilizados.

Um exemplo de tubo biorreator é o tubo de agitação orbital, que consiste em um frasco cilíndrico com uma tampa rosqueada e um impulsor magnético na base. Como vantagem, eles são de fácil manuseio em laboratórios e capazes de serem utilizados em aplicações em larga escala; possuem menor risco de contaminação devido ao seu tamanho e fechamento hermético e é possível de ter o controle do movimento orbital, permitindo uma agitação eficiente da amostra, o que é essencial para o crescimento celular.


No entanto, algumas desvantagens incluem limitações de volume, no fornecimento suficiente de oxigênio durante o crescimento, o que pode limitar o rendimento e a viabilidade das células. Sendo assim, cada tipo de tubo deve ser analisado precisamente, de acordo com o seu objetivo.

Considerações importantes no uso de tubos biorreatores

Ficou na dúvida? Sem problemas, vamos ajudar apresentando algumas considerações importantes na utilização, tais como:

- A escolha do material do tubo: os tubos biorreatores podem ser feitos de diferentes materiais, como vidro, plástico ou metal. Cada material tem vantagens e desvantagens em termos de custo, durabilidade, esterilização e compatibilidade com o meio de cultura e o organismo cultivado. Por exemplo, os tubos de vidro são mais resistentes à corrosão e à contaminação, mas são mais caros e frágeis do que os tubos de plástico.

- A escolha do tipo de tampa: as tampas dos tubos biorreatores devem permitir a entrada e saída de gases, , além de evitar a contaminação do meio de cultura.

- A escolha do volume do tubo: o volume do tubo biorreator deve ser adequado à escala do experimento ou do processo.

- A escolha das condições operacionais: as condições operacionais dos tubos biorreatores devem ser otimizadas para maximizar a eficiência e a qualidade do cultivo. Algumas das principais variáveis a serem controladas são a temperatura, o pH, a agitação, a oxigenação e nutrição através dos meios de cultivo..

Aplicações dos tubos biorreatores na indústria farmacêutica e biotecnológica.

Os tubos biorreatores têm sido amplamente utilizados na indústria farmacêutica e biotecnológica por causa de suas diversas aplicações e benefícios.

Uma das principais aplicações pode ser o cultivo celular para produção de proteínas recombinantes.

As células são cultivadas em tubos biorreatores em condições controladas, permitindo seu crescimento e multiplicação de forma otimizada. Isso é fundamental para a produção de proteínas complexas, como anticorpos monoclonais, enzimas e hormônios, que são utilizados em uma ampla variedade de medicamentos.

Outra aplicação importante dos tubos biorreatores é a produção de vacinas, já que proporciona um ambiente controlado para o crescimento e multiplicação dessas células ou micro-organismos, garantindo a produção eficiente e segura de vacinas.

Além disso, os tubos biorreatores também são utilizados na produção de medicamentos por fermentação, como antibióticos e outros produtos químicos complexos obtidos a partir de micro-organismos fermentativos.

Como podemos ver, os tubos biorreatores têm uma ampla gama de aplicações na indústria farmacêutica e biotecnológica, sendo essenciais para qualquer atividade que necessite de controle preciso do ambiente de cultivo. Sua escalabilidade e sua eficiência tornam-os ferramentas indispensáveis para a produção de medicamentos e produtos biotecnológicos de alta qualidade.

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