Cell and Tissue Reaction Engineering: With a Contribution by Martin Fussenegger and Wilfried Weber

تکمیل پروژه ژنوم انسانی و پیشرفت سریع در بیولوژی سلولی و مهندسی بیوشیمی، نیروهای اصلی افزایش مداوم محصولات بیوتکنولوژی تایید شده، به ویژه بیوداروها، در بازار هستند. امروزه محصولات سلولی پستانداران ("محصولات از سلول ها")، عمدتاً مونوکلونال ها، سیتوکین ها، گلیکوپروتئین های نوترکیب، و به طور فزاینده ای واکسن ها، بر صنعت بیوداروسازی تسلط دارند. علاوه بر این، تعداد کمی از محصولات متشکل از سلول های کشت شده در شرایط آزمایشگاهی ("سلول ها به عنوان محصول") برای پزشکی احیا کننده نیز در بازار معرفی شده اند. تولید کارآمد آنها مستلزم دانش جامع از اصول بیولوژیکی و همچنین بیوشیمیایی کشت سلولی پستانداران (به عنوان مثال، ویژگی های سلولی و متابولیسم، ایجاد خط سلولی، بهینه سازی محیط کشت) و اصول مهندسی مرتبط (مانند طراحی بیوراکتور، افزایش مقیاس و بهینه سازی فرآیند) است. علاوه بر این، پیشرفت‌های جدید با تمرکز بر توسعه رده سلولی، رسانه‌های بدون حیوانات، وسایل یکبار مصرف و پیامدهای تغییر فرآیندها (تاسیسات چند منظوره) باید در نظر گرفته شوند. در حالی که تعدادی کتاب عالی برای درمان روش‌ها و کاربردهای فناوری کشت سلولی پستانداران منتشر شده است، تنها توجه کمی به جنبه‌های مهندسی آنها شده است. هدف این کتاب کمک به رفع این شکاف است. به ویژه بر تعاملات بین اصول بیولوژیکی و بیوشیمیایی و مهندسی در فرآیندهای حاصل از کشت سلولی تمرکز دارد. هدف آن ارائه یک مرور کلی از ادبیات نیست. این به طور گسترده در جاهای دیگر انجام شده است.

The completion of the Human Genome Project and the rapid progress in cell bi- ogy and biochemical engineering, are major forces driving the steady increase of approved biotech products, especially biopharmaceuticals, in the market. Today mammalian cell products (“products from cells”), primarily monoclonals, cytokines, recombinant glycoproteins, and, increasingly, vaccines, dominate the biopharmaceutical industry. Moreover, a small number of products consisting of in vitro cultivated cells (“cells as product”) for regenerative medicine have also been introduced in the market. Their efficient production requires comprehensive knowledge of biological as well as biochemical mammalian cell culture fundamentals (e.g., cell characteristics and metabolism, cell line establishment, culture medium optimization) and related engineering principles (e.g., bioreactor design, process scale-up and optimization). In addition, new developments focusing on cell line development, animal-free c- ture media, disposables and the implications of changing processes (multi-purpo- facilities) have to be taken into account. While a number of excellent books treating the basic methods and applications of mammalian cell culture technology have been published, only little attention has been afforded to their engineering aspects. The aim of this book is to make a contribution to closing this gap; it particularly focuses on the interactions between biological and biochemical and engineering principles in processes derived from cell cultures. It is not intended to give a c- prehensive overview of the literature. This has been done extensively elsewhere.