Bioreaktori za jednokratnu upotrebu koriste se za uzgoj stanica u velikim količinama. Za razliku od tradicionalnih višenamjenskih sustava od nehrđajućeg čelika, plastična vreća koristi se kao posuda za kulturu i odlaže se nakon upotrebe. Izostavljanjem koraka čišćenja i sterilizacije koji su potrebni s višenamjenskom opremom, vrijeme okretanja između proizvodnih serija može se znatno smanjiti. Vreće s kulturama obično se isporučuju sterilne i spremne za upotrebu nakon postavljanja u držač vreće. Veze s plinskim i dovodnim vodovima uspostavljaju se kroz pričvršćene cijevi. Priključci za senzore ili integrirani senzori za jednokratnu upotrebu omogućuju praćenje i kontrolu procesa putem analitičkih tehnologija procesa (PAT).
Jednokratna uporaba eliminira potrebu za čišćenjem i autoklaviranjem posude za kulturu stanica i minimizira vrijeme, rad, troškove i kemikalije opasne za okoliš povezane s tim. Iz ovoga proizlazi nekoliko prednosti, uključujući brže vrijeme okretanja između proizvodnih serija i povećanu fleksibilnost u postavljanju procesa.
Tradicionalni bioreaktori od nehrđajućeg čelika često su pričvršćeni vijcima i čvrsto spojeni za obradu plinova, vode i pare, dok su bioreaktori za jednokratnu upotrebu često mobilniji i postavljeni na klizače. Dostupni priključci senzora, dovodni vodovi i strategija ispuštanja plina određeni su konfiguracijom potrošnog materijala za jednokratnu upotrebu i stoga se mogu jednostavno mijenjati i prilagođavati potrebama procesa.
Bioreaktori za jednokratnu upotrebu obično imaju modularni dizajn. Stvarna posuda za kulturu stanica obično je plastična vreća koja sadrži elemente za miješanje i stvaranje plina, kao i dovodne vodove i otvore senzora. Ova se vreća zatim postavlja u držač vreće, pružajući strukturnu potporu i mogućnost grijanja. Preko zasebne upravljačke jedinice mogu se definirati zadane točke za temperaturu i ispuštanje plinova, prikupljaju se očitanja senzora i ostvaruje se automatizacija procesa.
Bioreaktori za jednokratnu upotrebu imaju neke inherentne prednosti kao što su skraćeno vrijeme rada, nema potrebe za dugotrajnim protokolima čišćenja i povećana fleksibilnost, no ne mogu svi procesi imati koristi od toga.
Konvencionalni bioreaktori od nehrđajućeg čelika mogu biti bolja alternativa posebno za procese s ekstremno visokim zahtjevima za kisikom, koji zahtijevaju povećane brzine miješanja i visoke stope ispuštanja plinova ili s ekstremnim procesnim uvjetima u smislu temperature ili kiselosti. Zbog potrebnih postupaka ugradnje i deinstalacije, kao i ograničenja proizvodnje vreća, transporta i sterilizacije, dostižne količine za bioreaktore za jednokratnu upotrebu su ograničene. Vjerujemo da se produktivnost i prinos mogu povećati za procese kulture stanica sisavaca putem intenzifikacije procesa, eliminirajući potrebu za sve većim postrojenjima.
Često se navodi da je jednokratna uporaba skuplja od nehrđajućeg čelika, ali to uvelike ovisi o vrsti procesa, trajanju procesa i općoj strategiji. Intenziviranje procesa može značajno smanjiti troškove u single-use procesima, a svojstvena fleksibilnost bioreaktorskih sustava za jednokratnu upotrebu može pomoći u uštedi troškova i prostora. Kraće vrijeme obrade može povećati ukupnu proizvodnju postrojenja, što je još jedna prednost usvajanja tehnologije za jednokratnu upotrebu.