【慧聰制藥工業網】近十幾年來,由于生物制品行業的飛速發展,傳統的通過生物化學技術從動物組織獲取生物制品的方法已經遠遠不能滿足市場的需求,通過動物細胞在體外大規模培養來表達特定的蛋白、單克隆抗體、干擾素及病毒疫苗制品已成為目前最普遍的技術。

動物細胞體外大規模培養技術是在人工條件下,設定pH、溫度、溶氧等,在細胞培養載體(容器)中高密度大量培養動物細胞用于生產生物制品的技術。常用的大規模培養的動物細胞有雞胚成纖維細胞、原代地鼠腎細胞等多種元代細胞,及人二倍體細胞、CHO細胞、Vero細胞等。這些細胞在疫苗生產、單抗制備、紅細胞生成素等產品領域廣泛應用。

目前常用的細胞大規模培養方法有轉瓶培養,細胞工廠培養,生物反應器培養等。轉瓶技術為傳統的貼壁細胞培養技術,細胞接種在旋轉的圓筒形培養器-轉瓶中,培養過程中轉瓶不斷旋轉,使細胞交替接觸培養液和空氣。轉瓶培養具有結構簡單,投資少,技術成熟,放大只需簡單的增加轉瓶數量等優點。但也有其缺點:勞動強度大,占地空間大,單位體積提供細胞生長的表面積小,細胞生長密度低,瓶間差異較難控制等,因而難以產業化或規?;a。

微載體培養技術是利用片狀或球狀微載體使細胞貼在其表面,在生物反應器中培養的技術。高密度的微載體大大增加了細胞培養的表面積,從而實現產能的擴大。微載體技術也有一定的局限性,只有少數的經過馴化的細胞才能夠在這種狀態下大規模培養,同時由于細胞貼壁生長的一些特性,在擴大到一定規模時很難再繼續放大,因而限制了該技術應用的范圍。

細胞培養基

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公司廠房圖

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顯微鏡下細胞

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工作人員進行實驗

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產品構想圖

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細胞工廠培養技術在國外已有三十多年的應用歷史,近十來年在中國開始逐漸普及。細胞工廠(CellFactory)是一種設計精巧的細胞培養裝置,在有限的空間內利用了最大限度的培養表面,從而節省了大量的廠房空間,無需進行任何廠房改造即可實現擴大產能的目的。丹麥NUNC公司生產的NUNC細胞工廠是目前應用較多的細胞工廠系統??捎糜谌缫呙?、單克隆抗體或生物制藥等工業規模生產,特別適合于貼壁細胞,也可用于懸浮培養,在從實驗室規模進行放大時不會改變細胞生長的動力學條件,可提供1,2,10和40層的規格使放大變得簡單易行,低污染風險,節省空間,培養表面經測試保證最有利于細胞貼附和生長。特有的專利設計能有效的保證操作的無菌性,最大限度降低批間差異,實現操作規程化。同時,與NUNC的細胞工廠自動化操作設備結合使用,可全面實現細胞培養的自動化,從而大大地減低勞動強度和密集度,快速替代傳統的轉瓶培養技術,實現大規模的細胞培養。但細胞工廠也有一些使用的不便之處:如消化細胞時由于無法進行吹打或使用刮刀輔助,較難將細胞全部都消化下來。

細胞工廠培養技術在疫苗行業廣泛應用,如甲肝疫苗,其利用細胞工廠進行細胞培養和病毒擴增的技術已經非常成熟。另外在其他基于貼壁細胞培養的疫苗生產,如水痘疫苗、麻風腮疫苗、脊灰疫苗等產品生產中逐漸替代傳統的轉瓶工藝,并在用生物反應器生產乙腦、狂犬疫苗的工藝中,細胞工廠也在其前期細胞快速大量擴增步驟中起到了不可替代的作用。同時,細胞工廠在細胞治療、單克隆抗體制備等領域里,也有較好的應用。在國外,細胞工廠培養技術已經是非常成熟和普遍的體外大量培養細胞的技術。如V79-4、雞胚成纖維細胞、L929、HEL299細胞培養、EPO表達、干細胞培養等。由于其便捷安全的操作方式,較少的占用空間,可控性好,細胞工廠已被越來越多的國內生產及科研用戶接受,既有優于轉瓶的優勢,又沒有類似生物反應器的應用限制,細胞工廠的應用將會越來越廣泛,并在今后幾年間迅速成為較成熟的新一代細胞培養技術。                                           (賽默飛世爾投稿)