新一代細胞灌流系統(tǒng)
➡ 理想的灌流系統(tǒng)

當(dāng)前多樣化的生產(chǎn)環(huán)境中，生物技術(shù)公司需要快速調(diào)整生產(chǎn)能力以適應(yīng)波動的市場需求，且越來越傾向于開發(fā)自動化程度高的連續(xù)性制造工藝，這也受到FDA等監(jiān)管機構(gòu)的鼓勵。​

灌流細胞培養(yǎng)方式

動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)操作的生物反應(yīng)器操作模式在實際生產(chǎn)中主要有3種：Batch（批培養(yǎng)），F(xiàn)ed-Batch（補料分批培養(yǎng)），Perfusion（灌流培養(yǎng)），其中的Perfusion指當(dāng)接種后，在細胞增長和產(chǎn)物形成過程中，不斷地補充新鮮培養(yǎng)基，同時通過細胞截留裝置，將細胞截留于反應(yīng)器內(nèi)部，而培養(yǎng)基不斷地流出，使反應(yīng)器內(nèi)的細胞處于一種營養(yǎng)不間斷的狀態(tài)。

優(yōu)點
1、細胞所處環(huán)境良好，營養(yǎng)充足，代謝廢物濃度低；
2、提高細胞密度，提高產(chǎn)品產(chǎn)量，規(guī)模小型化；
3、持續(xù)收獲，產(chǎn)物質(zhì)量提高，生產(chǎn)成本降低，這對于性質(zhì)不穩(wěn)定的產(chǎn)品尤其必要；
4、縮短種子鏈，縮短生產(chǎn)周期。

缺點
1、消耗培養(yǎng)基多，利用率低；
2、操作周期長，污染概率大；
3、需驗證長周期下細胞表達產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

關(guān)注點
1、新鮮培養(yǎng)基灌流：灌流速率的大小調(diào)節(jié)；
2、細胞放流：放流速率的大小調(diào)節(jié)；
3、長周期的灌流工藝培養(yǎng)：細胞活率的維持和產(chǎn)量的提高；
4、細胞截留裝置：細胞的高效截留和產(chǎn)物的高效濾過。

細胞截留裝置

細胞截留裝置的宗旨是在對細胞損傷較小的情況下，有效地實現(xiàn)細胞的截留和目的產(chǎn)物的濾過，這也是灌流工藝開發(fā)的重點所在。

表1 灌流工藝中的細胞截留技術(shù)概覽（網(wǎng)絡(luò)來源）

幾種常見的細胞截留裝置特點如表1。這其中，支持連續(xù)流生產(chǎn)的切向流過濾系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，包括切向流過濾(tangential flow filtration，TFF)和交替切向流過濾(alternating tangential flow filtration，ATF)，二者都需要搭配中空纖維柱或平板膜等截留單元。對于TFF，細胞液通過蠕動泵作用形成一個連續(xù)的環(huán)形流動方向，進入截留單元后，廢液會通過膜排出體系之外，細胞會隨著環(huán)路重新回到培養(yǎng)體系之內(nèi)。ATF用隔膜泵代替蠕動泵，通過隔膜泵的往復(fù)吹吸作用，實現(xiàn)罐內(nèi)培養(yǎng)基在截留單元中的往復(fù)流動，同時代謝廢物會隨著培養(yǎng)基通過膜排出而細胞截留在反應(yīng)器內(nèi)。

挑戰(zhàn)與機遇

灌流培養(yǎng)在工藝開發(fā)與操作難度上存在諸多挑戰(zhàn)：
1、復(fù)雜的準(zhǔn)備工序，使用門檻較高；
2、長周期培養(yǎng)的無菌維持問題；
3、驗證從收獲到純化得到的各“亞批次”之間的一致性；
4、細胞截留裝置堵塞風(fēng)險。

基于當(dāng)前的細胞截留裝置在應(yīng)用過程中暴露出的問題，理想的灌流設(shè)備應(yīng)具有以下特征：低剪切力、設(shè)備可選型、支持線性放大、高度自動化、簡捷易操作、膜具有長生命周期、低成本、供應(yīng)鏈穩(wěn)定、售后無憂、具有配套灌流工藝解決方案。

Biogenstar CTF
理想的細胞灌流系統(tǒng)

Biogenstar CTF 主要特點

該設(shè)備可廣泛應(yīng)用于抗體蛋白類藥物，細胞及基因治療藥物，疫苗類藥物的上游工藝開發(fā)、規(guī)模放大和商品化生產(chǎn)。幫助生物制品行業(yè)的客戶輕松實現(xiàn)高密度細胞培養(yǎng)及連續(xù)換液，加速生物工藝開發(fā)和生產(chǎn)。

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