Characterization of bioreactors and scaling down of Escherichia coli culture in a vaccine manufacturing process

Abstract

La transposición de pequeña a grande escala y de grande a pequeña escala de los procesos de fabricación de vacunas es uno de los desafíos más estudiados en la actualidad. La mayoría de estos procesos son aeróbicos, por ende, el coeficiente de transferencia volumétrico de masa de oxígeno (k_L a) y la extracción del dióxido de carbono (Extracción del CO2), resultan ser parámetros clave para la caracterización de biorreactores. Este proyecto propone el estudio de estos parámetros para su aplicación en el escalado del cultivo de Escherichia coli en el proceso de producción de la vacuna contra meningitis. Se realizaron trabajos experimentales, a diferentes velocidades de agitación y caudales de aire, en una unidad piloto de fermentación donde se utilizaron biorreactores de 250 mL y 2 L. Posteriormente, se realizó la transposición de escala mediante una herramienta digital para determinar los parámetros de control a aplicar en el biorreactor de referencia, el cual tiene un volumen de 5 L. Entre las observaciones, se logra una alta transferencia de oxígeno y extracción de CO2 en el biorreactor más pequeño. Además, se logró demostrar el poder predictivo de los modelos y la capacidad de transposición de la herramienta. Finalmente, se determinó un factor específico para incrementar el rendimiento de los modelos.