Der 3D Multilayer Bioreaktor ermöglicht die Zusammenfühung verschiedener Zelllinien in bestimmten Mustern und Formen. Bei herkömmlichen Flachmembranreaktoren wird fast ausschließlich eine Zellinie benutzt. Diese kann auf einer Membran anwachsen, wird aber niemals eine 3D-Schicht verschiedener Zellen bilden.

Durch die verschiedenen Kammern des 3D Multilayerreaktors werden in den einzelnen Kammern Zellen einer Zelllinie kultiviert. Im Hohlraum einer Kammer befinden sich mindestens eine Zu- und Ableitung für Zellen und Nährstoffe sowie eine oder mehrere normale oder resorbierbare/ verdaubare Hohlfasermembranen zur Begasung der zu kultivierenden Zellen. Durch eine Zu- und Ableitung der Begasungsebene können Gase, wie zum Beispiel Sauerstoff, durch die Hohlfasermembranen, die durch eine oder mehrere Konnektierungen nach außen geführt werden, in den Hohlraum der Kammer geleitet und abgeführt werden. Diese Konnektierungen schließen hermetisch mit den Reaktordeckeln ab. Zur notwendigen Perfusion der einzelnen Kammern und des späteren durch Zusammensetzung der Kammern entstehenden Zellkompartimen­ts, besitzt der Bioreaktor einen Zu- und Ablauf, durch den sich der gesamte Bioreaktorinnenraum mit Flüssigkeiten und/ oder Gasen befüllen lässt. Die Konnektierungen der oben genannten Zu- und Abläufe schließen ebenfalls hermetisch mit dem Bioreaktorgehäuse ab.

Die Kammern sitzen auf einer oder mehreren Kammerwellen (in Abhängigkeit zur Größe der Kammern oder des zu erstellenden Zellkompartimentes), welche durch ihre Formgebung die Kammern in einer bestimmten Position halten. Die Kammerwellen werden durch Gleitlagerführungen, die im Reaktordeckel eingepresst sind und keine Gase oder Flüssigkeiten durch die äußere Reaktorhülle lassen, nach außen geführt. Damit das Reaktorinnere steril und druckstabil bleibt, sind die Gleitführungen und die Kammerwellen miteinander verbunden, wobei die Verbindungsstelle hermetisch versiegelt ist.

Eine feste und definierte Position der Kammer bleibt durch die Formgebung der Kammer­welle auch nach einer Positionsänderung der Kammern erhalten. Die Deckel des Bioreaktors sind abnehmbar und werden durch eine oder mehrere Dichtungen zur äußeren Umgebung hermetisch verriegelt.

Bioreaktor TowiconDabei werden Kam­mern mit einer für den anwendungsspezifischen Bereich entwickelten Trägermembran bestückt. Im Anschluss werden im Bioreaktor in einer bestimmten Reihenfolge Kammern auf die Kammerwellen gesetzt. Dabei haben die Kammern einen durch die Kammerwelle definierten Ab­stand zueinander.

Der gesamte Bioreaktor wird durch Pumpsysteme mit einem Basalmedium durchspült. Bei der Produktion von Hautgewebe beispielsweise werden in den drei einzelnen Kammern jeweils Keratinozyten, dermale Fibroplasten und Lipozyten kultiviert. Die Zelleinfüllung erfolgt über die dafür vorgesehenen Zell- und Nährstoffzu- und -ableitungen. Die Begasungsebenen sorgen für bessere Bedingungen der Zellproliferation. Durch spezielle Nährstoffe, die durch die Zell- und Nährstoffzu- und -ableitungen nach Bedarf hin­zugefügt werden, können in einer Kammer individuelle Bedingungen für die jeweilige Zelllinie geschaffen werden. Ein Basalmedium, das durch den für den gesamten Bioreaktor zuständigen Zu- und Ablauf eingeleitet wird, dient zur Grundversorgung der Zellen und für den Abtrans­port von Reststoffen. Nachdem die Zellen auf der Zellträgermembran der einzelnen Kammer kultiviert wurden, enthält jede Kammer eine flächige Zellstruktur eines Zelltyps. Durch das Zusammensetzen der Kammern fangen die unterschiedlichen Zelllinien an, zu einem dreidimensionalen Gewebe zu proliferieren, nachdem die Zellträgermembran verdaut wurde. Durch den Zu- und Ablauf werden jetzt Medien benutzt, die für das weitere Kultivieren des entstandenen Zellkompartimentes nötig sind.