细胞培养在从学术研究到生物制药制造的各个领域中发挥着关键作用。随着对基于细胞的产品和研究成果的需求持续增长，对可扩展且高效的细胞培养过程的需求变得越来越明显。扩大细胞培养规模涉及从小型实验室规模培养过渡到更大的生产规模。 这个过程并非没有挑战，需要仔细考虑设备、介质和流程优化等因素。当我们需要扩展指南时，它们在哪里？在本博客中，我们将探讨扩大细胞培养规模的关键方面，以及研究人员和行业专业人士如何应对复杂性，以成功实现从小规模到大规模细胞培养。

计划扩大细胞规模时需要考虑的 11 件事

1. 细胞类型和特征：

了解所培养的细胞类型的具体特征。不同的细胞系或原代细胞可能对生长、营养消耗和对环境条件的敏感性有独特的要求。这些信息对于设计适当的扩大战略至关重要。

2. 扩大规模的目标和应用：

明确定义扩大流程的目标。考虑目的是否是生产更多的细胞、增加特定产品（例如蛋白质或抗体）的产量，还是支持更广泛的实验研究。预期应用会影响放大方法。

3. 设备和基础设施：

评估并投资适合更大规模的设备。这可能包括生物反应器、发酵罐或其他专为大规模细胞培养而设计的专用容器。确保基础设施（包括洁净室和支持系统）能够适应扩大的规模。

4. 介质配方：

调整细胞培养基以适应更大的体积。培养基的成分可能需要调整以支持更大规模的最佳细胞生长和生产力。考虑营养浓度、pH 稳定性和补充剂添加等因素。

5、流程优化：

优化更大规模的细胞培养过程。这涉及完善搅拌、通气和混合等参数，以确保营养物质和氧气的均匀分布。考虑剪切力对细胞活力和产品质量的影响并进行相应调整。

6. 缩小模型：

在开发的早期阶段实施缩小模型。这些较小规模的模型模仿较大培养物的条件，并为细胞在较大规模下的行为提供了宝贵的见解。缩小规模的研究可以帮助识别潜在的挑战并为优化策略提供信息。

7. 监控系统：

实施强大的监测和控制系统。准确实时监测 pH 值、温度、溶解氧和营养物浓度等关键参数对于维持一致的环境并及时响应任何偏差至关重要。

8. 无菌保证：

保持严格的无菌技术以防止污染。随着规模的增加，污染的风险也随之增加。确保设施设计、设备和程序支持无菌环境。

9、质量控制措施：

建立质量控制措施，以评估放大过程不同阶段细胞的活力、生长和产品质量。定期测试污染物、监测细胞密度并评估产品特性以确保一致性。

10、人员培训：

培训参与扩大规模过程的人员。大规模细胞培养可能需要与小规模实验室工作不同的技能和专业知识。确保团队精通扩大运营的具体挑战和要求。

11. 监管合规性：

了解并遵守监管​​要求。用于治疗或商业目的的更大规模细胞培养过程可能会受到监管审查。确保设施和流程符合您选择建立生物制造实验室的国家/地区管理机构的监管标准和指南。

您可以找到新加坡卫生科学局 (HSA) 提供的新加坡 GMP 和 GDP 标准概述 相关信息，您可以找到泰国食品药品监督管理局（FDA）对泰国GMP标准的概述 相关信息.

了解悬浮细胞培养中的放大：

悬浮培养涉及在三维环境中生长细胞，其中细胞自由悬浮在培养基中。这通常是通过使用搅拌槽生物反应器、波动生物反应器、旋转细胞培养系统、气升式生物反应器、旋转烧瓶和锥形瓶来保持细胞悬浮来实现的。

悬浮细胞培养的特点：

• 细胞不附着在基质上。
• 细胞培养基充分混合，以确保营养物质和氧气的均匀分布。
• 适用于生产分泌型产品，如蛋白质、抗体和某些类型的疫苗。

在什么情况下科学家会选择悬浮培养扩大规模：

• 生物制药生产（例如单克隆抗体）。
• 疫苗生产。
• 用于研究或治疗的大规模细胞扩增。

了解贴壁细胞培养的放大：

单层培养涉及将细胞以单层形式附着在平坦表面（例如培养瓶或培养皿的底部）上。这种方法在实验室环境中很常见，适用于某些细胞类型，特别是贴壁细胞。

贴壁细胞培养的特点：

• 细胞粘附在固体基质上。
• 需要进行表面处理以促进细胞附着。
• 适合需要粘附的细胞或产品的生产（例如，某些类型的病毒生产或某些细胞疗法）。

在什么情况下，科学家会选择在贴壁培养中扩大规模：

• 细胞系开发和维护。
• 疫苗生产（例如，某些病毒疫苗）。
• 某些类型的基因治疗和组织工程。

科学家用于放大的基本细胞培养器皿

扩大细胞培养规模涉及从小规模实验室培养过渡到较大规模的中试规模以及最终的生产规模工艺。几种类型的培养容器和设备通常用于放大细胞培养。以下是一些用于扩大规模的关键文化产品：

• T型烧瓶

T 型瓶是用于细胞培养物日常维护的最广泛使用的容器。其安全的螺旋盖可以为宝贵的细胞提供最佳保护，使其免受污染。 “T”是指培养瓶可供细胞生长的总表面积，有T-25至T-225不同尺寸（T-25指25cm² 生长区）。尽管这些烧瓶很经济，但它们是劳动密集型的，并且扩大规模所需的占地面积很大。

• 细胞工厂

细胞工厂是紧凑的一次性系统，易于扩大规模。它们是由堆叠的平坦表面组成的大型 T 型瓶，增加了细胞生长的可用表面积。这些系统提供与实验室规模细胞培养产品相同的生长动力学。它们适用于高密度培养，通常用于大规模生产细胞、疫苗和治疗性蛋白质。有不同的版本可供选择，从 1 层到 40 层格式。

• 滚瓶

滚瓶： 滚瓶为细胞附着和生长提供了较大的表面积。它们通常用于贴壁细胞系，适用于需要高细胞产量的过程。通常，将细胞接种在滚瓶中，并将瓶子放置在 CO2 中的滚轴上₂ 孵化器。缓慢且连续地旋转烧瓶以提供均质的培养环境。滚瓶有多种容量和款式可供选择，包括具有扩展表面的滚瓶，与普通滚瓶相比，可为细胞生长提供更大的表面积。这些扩大表面的滚瓶可以培养更多数量的细胞，从而提高细胞产量。

• 锥形瓶

这些锥形瓶广泛用于培养悬浮细胞。它们配有挡板以改善混合，并配有通风盖以增加气体交换。它们非常经济、紧凑且易于收获。

• 细胞培养袋

细胞培养袋为扩大悬浮细胞培养提供了灵活高效的解决方案。它们的封闭系统设计、大表面积以及与一次性应用的兼容性使它们在生物制药制造、疫苗生产和研究环境中特别有价值。当与适当的监测和控制系统结合使用时，细胞培养袋有助于细胞和生物制品的可靠和可扩展生产。

根据细胞系的具体要求、培养过程和生产规模仔细选择培养器皿是至关重要的。应考虑容器材料、表面处理和可扩展性等因素，以确保细胞培养的成功放大。此外，无菌技术和适当的质量控制措施对于在整个放大过程中保持细胞培养的完整性至关重要。