艾貝泰生物反應(yīng)器+無血清培養(yǎng)基一體化方案助力MSC規(guī)模化擴增

• 需配置B+A級潔凈環(huán)境與全流程追溯能力；
• 開放操作與血清使用導(dǎo)致污染風險高、成分不穩(wěn)定；
• 單批次產(chǎn)量難以滿足臨床億級需求。

 
艾貝泰技術(shù)破局：質(zhì)效并舉的合規(guī)路徑

面對政策對“規(guī)�；�、標準化、安全性”的核心要求，艾貝泰提出一體化解決方案：

3D生物反應(yīng)器平臺：
通過為干細胞大規(guī)模培養(yǎng)專門研發(fā)的封閉式自動化系統(tǒng)，結(jié)合3D微載體仿生環(huán)境，實現(xiàn)細胞擴增效率提升；

無血清培養(yǎng)基：
與新加坡A*Star聯(lián)合開發(fā)，無異源，成分明確，符合藥品級溯源要求；

全程質(zhì)控設(shè)計：
集成參數(shù)監(jiān)控與數(shù)據(jù)追溯功能，精準契合法規(guī)對工藝穩(wěn)健性的要求。

間充質(zhì)干細胞3D規(guī)模化培養(yǎng)方案應(yīng)用案例

核心設(shè)備與試劑

• 生物反應(yīng)器：Applitech AbioBundle eDual 1L （艾貝泰自主品牌）
• 培養(yǎng)基：Innocellular MesenPlify xSF （新加坡 A*Star 配方授權(quán) x 艾貝泰聯(lián)合開發(fā)）
• 種子細胞：臍帶來源 MSC，P6，初始活率≥95，表面標志物符合 ISCT 標準：CD44⁺/CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD34⁻/CD45⁻≤2%）
• 微載體：Corning 可溶性微載體 Synthemax II包被，（Synthemax II 是一種基于玻連蛋白的合成多肽，含 RGD 基序及側(cè)翼序列，是一種獨特的無動物來源的合成表面）
• 過程監(jiān)測設(shè)備：Countleader雙熒光細胞計數(shù)儀（Applitech自主品牌），F(xiàn)LEX2多功能過程參數(shù)分析儀（Nova）

 
實驗流程設(shè)計
 

 
實驗結(jié)果分析

（1）核心數(shù)據(jù)匯總

（2）階段特征解讀

• 適應(yīng)期（D0-D2-8AM）：細胞密度增長平緩，累計增幅僅 46%，主要因細胞需適應(yīng) 3D 微載體環(huán)境，完成貼附與初始代謝調(diào)整，此階段攪拌轉(zhuǎn)速控制在 50rpm以內(nèi)，且D0-D1采用間歇性攪拌，可避免剪切力損傷未完全貼附的細胞；
• ​對數(shù)生長期（D2-8PM-D4-8PM）：細胞進入高速增殖期，48 小時內(nèi)密度從 4.17×10⁵提升至 1.50×10⁶，累計增幅 259.2%，核心原因是：① 無血清培養(yǎng)基提供穩(wěn)定營養(yǎng)；② 3D 微載體提供充足貼附空間；③ 反應(yīng)器精準控制 DO與 PH，匹配細胞高代謝需求；
• 平臺前期（D5）：增長速率降至 10%，培養(yǎng)基中 Gluc 耗盡，代謝廢物 Lac 積累至峰值，但此時微載體上的生長空間已滿，應(yīng)及時進行細胞收獲或傳代到更大體積的反應(yīng)器中。
• 結(jié)合圖中 D0-D5 的顯微圖像，細胞生長狀態(tài)與密度趨勢高度一致。

 
2.  細胞表型驗證（流式檢測結(jié)果）

培養(yǎng)第四天，取上罐細胞進行流式檢測，結(jié)果顯示擴增后的 MSC 表型未發(fā)生偏離，表面標志物符合 ISCT 標準：CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD14⁻/CD34⁻/CD45⁻≤2%，證明3D 培養(yǎng)體系不會改變 MSC 的核心生物學特性，滿足臨床級細胞的質(zhì)量要求。

3.  代謝指標變化與細胞生長的關(guān)聯(lián)性分析

（1）代謝指標核心數(shù)據(jù)

（2）關(guān)鍵關(guān)聯(lián)結(jié)論

• Gluc（葡萄糖）：與細胞密度負相關(guān)（R²=0.82），適應(yīng)期消耗慢（D0→D2-8AM 降至 0.13g/L），對數(shù)期消耗加快（D5 降至 0g/L），可將 Gluc＜0.2g/L 作為補料觸發(fā)信號。
• Lac（乳酸）：呈 “先升后穩(wěn)再升” 趨勢：D2-8AM 達 0.94g/L（適應(yīng)期積累），半換液 + 灌流后降至 0.64g/L（有氧代謝增強），D4 后回升至 1.04g/L（局部缺氧），仍低于 MSC 耐受閾值。
• NH4+（氨離子）：始終在 1.88-2.68mmol/L（低于毒性閾值），D2-8AM 達峰后回落，“半換液 + 灌流” 策略可有效清除代謝廢物，穩(wěn)定生長微環(huán)境。

 
4.  細胞倍增數(shù)計算（量產(chǎn)效率的核心指標）

• 采用公式：倍增數(shù)（n）= log₂（終末細胞密度 / 初始細胞密度），分階段計算如下：

 
結(jié)論：

• 總培養(yǎng)周期內(nèi)，MSC 累計倍增 4.05 次，平均每天倍增 0.81 次，高于傳統(tǒng) 2D 培養(yǎng)（0.5-0.6 次 / 天）；
• D2-8AM→D2-8PM（12 小時）為最高效率區(qū)間，單位時間倍增效率達 0.126，即 12 小時內(nèi)完成 1.51 次倍增，此階段反應(yīng)器參數(shù)可作為規(guī)模化生產(chǎn)的最優(yōu)控制參數(shù)，以進一步優(yōu)化得到更為理想的倍增效率。

• 高效增殖：5 天總增幅 16.5 倍，終末密度 1.65×10⁶ cells/mL；按 5L 反應(yīng)器體積計算，單批次可收獲 8.25×10⁹個細胞，滿足約 138 名 60kg 患者單次治療需求（按 6×10⁷ cells / 人計算），遠超傳統(tǒng) 2D 培養(yǎng)；
• 優(yōu)質(zhì)質(zhì)控：MSC 活率≥95%，代謝指標（Lac≤1.04g/L、NH4⁺≤2.68mmol/L）合規(guī)，表面標志物符合 ISCT 標準（CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD14⁻/CD34⁻/CD45⁻≤2%）。

• 強合規(guī)性：全封閉管路設(shè)計避免開放式操作污染風險，無血清培養(yǎng)基消除異源成分風險，設(shè)備自帶審計追蹤功能可實現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)追溯，完全符合 818 條例及藥監(jiān)局 “先進治療藥品” 生產(chǎn)標準。
• 靈活擴展：艾貝泰平臺支持從 250mL（小試）到5L（中試）到 >1000L（商業(yè)化量產(chǎn)）反應(yīng)器無縫切換，滿足企業(yè) “研發(fā) - 中試 - 量產(chǎn)” 全階段需求。
• 全鏈條產(chǎn)品線配套：配備自主品牌雙熒光細胞計數(shù)儀（可精準實時檢測細胞密度、活率，支持工藝過程中細胞生長狀態(tài)的動態(tài)質(zhì)控，避免人工計數(shù)誤差）、多功能過程參數(shù)分析儀（同步監(jiān)測 Gluc/Lac/NH4⁺等代謝指標及環(huán)境參數(shù)，為工藝優(yōu)化提供多維度數(shù)據(jù)支撐）；同時配套自研無血清培養(yǎng)基（與反應(yīng)器、微載體高度適配，保障細胞增殖效率與批次穩(wěn)定性）、無動物源可溶性微載體（規(guī)避異源成分風險，且裂解收獲過程對細胞活性損傷＜1%），形成 “設(shè)備 – 試劑/耗材 - 檢測” 一體化支持體系，為細胞產(chǎn)品的工藝開發(fā)效率提升與全流程質(zhì)量管控提供了完整、適配的解決方案。

 
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