Perfusion har blivit en etablerad metod för att nå hög produktivitet och höga celltätheter i moderna bioprocesser. Men mitt i allt fokus på filterval, medieoptimering och avancerade styrsystem för bioreaktorn är det lätt att glömma bort en av systemets mest kritiska komponenter: pumpen.
I en perfusionsprocess handlar allt om att hålla cellerna vid liv och produktiva under lång tid. Därför gör valet av pump betydligt större skillnad för slutresultatet än vad många inser.
Utmaningen: Pumpen som skadar dina celler
Traditionellt har peristaltiska pumpar (slangpumpar) varit standard i perfusionssystem. De är välkända och enkla att använda, men innebär också högre skjuvkrafter (shear stress) för cellerna.
När rullarna (hjulen) inuti själva pumpen komprimerar slangen för att driva vätskan framåt utsätts cellerna för mekanisk stress, vilket kan leda till:
- Cellskador och lysering: Cellväggar går sönder.
- Försämrad cellviabilitet: Färre levande celler som kan producera.
- Lägre produktutbyte (yield): minskad produktion över tid.
Det mekaniska slitaget på slangen innebär dessutom risk för partikelfrigöring (spallation), tryckfall och i värsta fall slangbrott. Pumpen blir därmed en kritisk komponent för både processens stabilitet och produktkvalitet.
Lösningen: Kontaktlös pumpteknik med Levitronix MagLev
Vår långsiktiga partner Levitronix bygger sina pumpar på magnetisk levitation (MagLev). Impellern svävar kontaktlöst i ett magnetfält, vilket innebär att inga interna komponenter kommer i mekanisk kontakt under drift.
Resultatet är en pumplösning som transporterar cellerna med mycket låg mekanisk påverkan och hög processkontroll.
För perfusionsprocesser innebär det flera konkreta fördelar som bidrar till både högre produktivitet, bättre processtabilitet och minskad risk för driftstörningar:
1. Låg skjuvkraft för hög cellviabilitet
Det öppna flödesområdet och den kontaktlösa konstruktionen minskar den mekaniska belastningen på cellerna. Eftersom vätskan inte komprimeras och inga interna kontaktpunkter skapar friktion kan cellerna passera genom pumpen med minimal påverkan.
Studier visar att cellviabiliteten kan hållas över 95 procent under långa körningar, medan peristaltiska pumpar ofta uppvisar större förluster under motsvarande förhållanden.
2. Stabilt flöde för bättre processkontroll
Levitronix-pumpar levererar ett pulsationsfritt flöde som bidrar till:
• Jämnare processkontroll
• Stabilt transmembrantryck (TMP) över filtret
• Förutsägbar prestanda över tid
I kombination med externa sensorer kan systemet dessutom automatiskt reglera och upprätthålla ett konstant tryck eller flöde, även när vätskeegenskaper eller filterförhållanden förändras.
3. Minskad risk för driftstopp
Eftersom inga komponenter utsätts för mekanisk kontakt eller friktion minimeras slitaget i pumpen. Avsaknaden av slangkompression eliminerar dessutom en vanlig felkälla i perfusionssystem och minskar risken för slangbrott och oönskad tryckuppbyggnad.
Resultatet är en robust och tillförlitlig lösning med lång livslängd, även vid kontinuerlig drift.
Snabbjämförelse: MagLev vs. Peristaltiska pumpar
| Funktion | Peristaltiska pumpar (Slangpumpar) | Levitronix MagLev-pumpar |
| Mekanisk stress | Hög (kompression och skjuvkrafter) | Extremt låg (hydrodynamiskt optimerad) |
| Flödeskaraktär | Pulserande (kräver ofta dämpare) | Helt pulsationsfritt |
| Slitage & Risk | Risk för slangbrott och partikelsläpp | Minimal risk, inga mekaniska kontaktytor |
| Process-skalbarhet | Begränsad vid höga flöden/tryck | Mycket hög och förutsägbar |
Vad betyder detta för din bioprocess?
Att välja rätt pump handlar inte bara om att flytta en vätska från punkt A till punkt B. I en perfusionsapplikation påverkar pumptekniken allt från cellviabilitet och produktkvalitet till processstabilitet och driftsäkerhet.
Med MagLev-teknologi kan du:
- Skydda cellerna genom att minimera mekanisk påverkan
- Säkerställa ett stabilt och pulsationsfritt flöde
- Minska slitage och risken för oplanerade driftstopp
- Skapa bättre förutsättningar för konsekvent prestanda över tid
När varje procentenhet i cellviabilitet och yield räknas kan rätt pumpteknik göra stor skillnad för processens resultat.
Vill du veta mer om hur Levitronix kan optimera din perfusionsprocess? Vi hjälper dig gärna att utvärdera din applikation och hitta rätt lösning för dina behov. Kontakta mig Viktor Fredriksson (viktor.fredriksson@colly.se) så hjälper jag dig vidare.
Referenser
Om Levitronix
Levitronix är världsledande inom magnetiskt svävande, lagerlösa motorer och en pionjär inom avancerad processteknik för mikroelektronik, life science och industri. Genom sin patenterade teknologi integreras motor och magnetlager i en enhet, vilket möjliggör kontaktfri drift helt utan slitage.
Företagets produktportfölj som inkluderar pumpar, blandare och flödesmätare, är utvecklad för maximal precision och driftsäkerhet i krävande miljöer. Med huvudkontor i Zürich och globala anläggningar kombinerar Levitronix teknisk spetskompetens med lokal närvaro för att möta framtidens behov inom innovativ processteknik.
Har du några frågor?
