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Comment l’impression 3D révolutionne la conception des bioréacteurs et fermenteurs à usage unique

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Pour de nombreuses applications en bioprocédés et notamment en recherche et développement, les systèmes à usage unique ont fait leurs preuves et leurs avantages ne sont plus à démontrer.

 

Appliflex ST Platine 3D

  • Diminution voire annulation des risques de contaminations croisées,
  • Gain de temps: systèmes pré-stérilisés prêts à l’usage, installation facile et rapide, étapes de nettoyage supprimées,
  • Gain de coût: induit par le gain de temps, procédures de validation allégées, délai de mise sur le marché réduit.

 

Les bioréacteurs à usage unique ne dérogent pas à cette nouvelle ère et de nombreux modèles sont aujourd’hui disponibles sur le marché.

En revanche, chaque modèle de bioréacteur possède généralement une configuration figée avec ses propres caractéristiques techniques et il peut parfois être fastidieux voire même impossible de trouver LE modèle répondant totalement aux attentes de son procédé !

La technologie à impression 3D change ces codes et vient révolutionner la recherche et le développement en permettant :

  • une customisation totale des bioréacteurs, de quelques millilitres à quelques litres, avec une conception unique,
  • une flexibilité illimitée,
  • un processus simple, rapide et avec des coûts maitrisés !

Optimiser son procédé grâce à une solution réellement personnalisable

Les dernières avancées technologiques de l’impression 3D permettent de personnaliser la conception d’un bioréacteur à usage unique.

Les caractéristiques techniques de ce dernier ne sont alors plus définies et figées, comme cela est le cas avec les technologies usuelles de production utilisant le moulage par soufflage ou injection, mais peuvent être modifiées à souhait.

En effet, il ne s’agit pas de configurer un système à partir d’une liste d’éléments standards disponibles mais réellement de pouvoir le créer à partir d’une page blanche au moyen de l’impression 3D !

Les éléments clés d’un bioréacteur peuvent alors être pensés comme désirés.

  • La platine

Définition du nombre de ports, d’entrées/sorties de gaz et de liquides, des connecteurs

Appliflex ST customisation platine_

Exemples (non-exhaustifs) de customisation de platine

 

  • Les éléments plongeants

Sparger, canules d’ajout et de prélèvement

  Appliflex ST elements plongeants

Exemples (non-exhaustifs) de customisation des éléments plongeants


  • Les pales et contre-pales d’agitation

Forme, nombre, diamètre

 

Appliflex ST customisation pales

Exemples (non-exhaustifs) de customisation des pales d’agitation

L’impression 3D permet ainsi de concevoir les bioréacteurs dans des géométries innovantes.

Elle permet aux utilisateurs de créer des composants qui n'étaient pas réalisables auparavant d’un point de vue technique ou économique.

L’optimisation d’un procédé est alors poussée à son apogée : en plus de l’optimisation des paramètres biologiques et des constantes de la culture, le bioréacteur lui-même devient sujet d’amélioration.

Il devient très simple et rapide de passer d’une configuration à une autre, d’un procédé à un autre.

Une flexibilité illimitée

En permettant cette customisation poussée, l’impression 3D permet également aux utilisateurs une très grande flexibilité, et ce à deux principaux niveaux :

  • flexibilité dans les procédés,
  • flexibilité dans les équipements.

Flexibilité illimitée dans les procédés

 

Le biorAppliflex ST flexibilité illimitéeéacteur pouvant être conçu comme souhaité, le champ des possibles s’ouvre en termes de procédés de culture.

L’utilisateur n’est en effet plus limité à une ou quelques techniques, souvent imposées par la configuration ou les ports disponibles sur le bioréacteur.

Il devient également possible d’intégrer les capteurs souhaités pour le suivi et la caractérisation de la culture, permettant de s’inscrire parfaitement au sein d’une démarche Process Analytical Technology (PAT).

L’ensemble des procédés, même les plus exotiques, peuvent être envisagés et testés, afin de retenir le plus performant : batch, fed-batch, perfusion, etc…

Exemple d’un bioréacteur designé pour un procédé de perfusion

Flexibilité illimitée dans les équipements

Ce point critique, et parfois bloquant, peut également être résolu via l’impression 3D en réalisant des adaptateurs moteurs.

Ainsi, le bioréacteur peut être intégré à des contrôleurs de différents fournisseurs au sein d’un même laboratoire.

Il devient alors très facile pour les utilisateurs de passer d’un système de contrôle à un autre, d’une culture en bioréacteur autoclavable à une culture en système usage unique.

Le gain de temps et d’efficacité est alors évident !

 

Un processus simple, rapide et avec des coûts maitrisés même à petite échelle !

Les techniques avancées de l’impression 3D associées aux procédures opérationnelles normalisées et aux contrôles garantissent une qualité supérieure et constante des systèmes produits.   

Le processus de conception et d'impression 3D fournit une plate-forme rapide, efficace et rentable, avec laquelle il est possible de modéliser n'importe quelle configuration de bioréacteur répondant de manière optimale aux exigences du procédé.

Appliflex ST impression-3D

Les principales étapes de la customisation sont les suivantes :

  • Description des caractéristiques techniques du bioréacteur
  • Réalisation d’un dessin technique
  • Validation par l’utilisateur
  • Mise en production
  • Assemblage du bioréacteur
  • Inspection et contrôles qualité
  • Stérilisation Gamma

Dans le cadre de systèmes customisés, la quantité minimale demandée est souvent d’une dizaine d’unités et le délai moyen d’approvisionnement à partir de la validation du dessin correspond généralement à 6 à 8 semaines.

De plus, l’impression 3D ne nécessitant pas la création de moules, cette méthode permet une compétitivité en prix jamais vu dans ce domaine !

Ainsi c’est une véritable révolution qui s’opère actuellement dans la conception des bioréacteurs à usage unique permettant aux utilisateurs de laisser totalement libre cours à leur imagination et rendant réalisables de nombreux projets, mêmes les plus complexes.

Optimiser mes procédés avec Appliflex ST

 

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