動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術與疫苗生產工藝優(yōu)化課件

動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術/與疫苗生產工藝優(yōu)化

主要內容大規(guī)模細胞培養(yǎng)歷史與展望大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術及應用對生物反應器的要求

大規(guī)模細胞培養(yǎng)歷史與展望現(xiàn)代細胞培養(yǎng)應該說是從Harrison和Carrel兩人開始的，Harrison于1907年在體外無菌條件下使神經(jīng)細胞存活多達30天,標志著細胞培養(yǎng)的開始。19世紀40年代，抗生素的應用和無菌技術的發(fā)明，使得細胞培養(yǎng)取得重大進展。1955年Eagle研制成功EMEM培養(yǎng)基、1962年Capstick懸浮培養(yǎng)BHK細胞以及永久性細胞系的建立成為動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)的關鍵技術

細胞培養(yǎng)經(jīng)歷100多年的發(fā)展，應用范圍逐漸擴大，培養(yǎng)方式不斷更新，各種生物反應器的出現(xiàn)加強了人們對大規(guī)模細胞培養(yǎng)的研究，對細胞生長環(huán)境、細胞代謝、培養(yǎng)基和細胞培養(yǎng)過程等條件優(yōu)化將是未來細胞培養(yǎng)的發(fā)展方向，推動細胞培養(yǎng)在疫苗生產領域的應用，更好的造福于人類

大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術及應用動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術是建立在貼壁培養(yǎng)法和懸浮培養(yǎng)法基礎上，再融合了固定化細胞、流式細胞術、填充床、生物反應器技術以及人工灌流等技術而發(fā)展起來的。主要包括懸浮培養(yǎng)、微載體培養(yǎng)、微囊化培養(yǎng)、中空纖維法等如今這一技術已廣泛應用于現(xiàn)代生物制藥的研究和生產中。它的應用大大減少了用于疾病預防、治療和診斷的實驗動物，為生產疫苗、細胞因子、生物產品乃至人造組織等產品提供了強有力的工具所謂動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術是指在人工條件下（設定ph、溫度、溶氧等），在細胞生物反應器中高密度大量培養(yǎng)動物細胞用于生產生物制品的技術目前大規(guī)模培養(yǎng)的動物細胞有多種原代細胞及人二倍體細胞、CHO細胞、BHK-21、Vero細胞等傳代細胞，并已成功生產了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、單克隆抗體等大規(guī)模培養(yǎng)細胞的途徑動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)包括懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)兩種培養(yǎng)技術的發(fā)展近年來主要表現(xiàn)在借助不同的生物反應器通過優(yōu)化培養(yǎng)工藝，提高細胞密度來生產有應用價值的細胞產品固定化培養(yǎng)固定化細胞培養(yǎng)是將細胞限定或定位于特定空間位置的培養(yǎng)技術

固定化細胞培養(yǎng)包括傳統(tǒng)的轉瓶培養(yǎng)和微載體培養(yǎng)等微載體培養(yǎng)是目前公認的最有發(fā)展前途的一種動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術，其兼具懸浮培養(yǎng)和貼壁培養(yǎng)的優(yōu)點，放大比較容易。目前微載體培養(yǎng)廣泛用于培養(yǎng)各種類型細胞，如Vero細胞、CHO、BHK21等傳代細胞。用微載體培養(yǎng)原代細胞，目前鮮有成功的報道嘗試用生物反應器進行原代細胞微載體培養(yǎng)探索性研究

對生物反應器的要求生物反應器應有良好的生物相容性，接近細胞在動物體內的生長環(huán)境能精確地控制溫度、酸堿度、溶解氧和C02濃度等條件。必須滿足物質（特別是氧）傳遞的要求。有能力加入熱量，加熱均勻，無過熱點或冷點有優(yōu)良的防污染性能。能嚴格保證無菌環(huán)境便于操作和維護。能夠方便地實現(xiàn)培養(yǎng)液的連續(xù)添加、樣品的采樣和觀察混合系統(tǒng)設計應能提供均勻、溫和的混合狀態(tài)，剪切力小，保證良好的傳質效果反應器內空間利用率高，選用合適的載體系統(tǒng)和材料，易于放大生物反應器的特點分析由于動物細胞沒有細胞壁、非常脆弱、對剪切敏感以及對體外培養(yǎng)環(huán)境有嚴格的要求，傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵反應器不適用于動物細胞的大量培養(yǎng)，因而對動物細胞培養(yǎng)用反應器的設計和過程控制提出了特殊的要求細胞培養(yǎng)用生物反應器的種類越來越多，規(guī)模也越來越大，反應器的主要結構形式仍以攪拌式、氣升式和固定床為主

由于動物細胞對反應器攪拌產生的剪切力敏感，因此攪拌轉速在滿足均勻混合的前提下，應越低越好有可靠的參數(shù)檢測和控制系統(tǒng)，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性高生物反應器的選擇

供應商的售后技術支持真正利用生物反應器實現(xiàn)過程優(yōu)化是有難度的，從理論到實踐的提高，并進一步在生物技術產品生產中發(fā)揮作用，需要有一個過程，但是市場競爭激烈，需要縮短產品實現(xiàn)的時間，因此生物反應器供應商應具有售后培訓工作使生物制品廠家能夠快速掌握反應器操作技術，使生物制品廠家把精力集中在生產工藝等產品實現(xiàn)的關鍵工作；此外生物反應器廠家要做好售后服務工作，以保證生物制品廠家能夠最大程度的利用生物反應器進行產品生產展望可以推斷，更多的代謝中間產物對細胞培養(yǎng)的細微影響和機理將逐漸得以充分認識。對這些因素加以調節(jié)可以簡化篩選特定培養(yǎng)的方法，維持或增