動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)與疫苗生產(chǎn)工藝優(yōu)化課件

動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)/與疫苗生產(chǎn)工藝優(yōu)化

主要內(nèi)容大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)歷史與展望大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用對生物反應(yīng)器的要求

大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)歷史與展望現(xiàn)代細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)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(xì)胞存活多達(dá)30天,標(biāo)志著細(xì)胞培養(yǎng)的開始。19世紀(jì)40年代，抗生素的應(yīng)用和無菌技術(shù)的發(fā)明，使得細(xì)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(xì)胞以及永久性細(xì)胞系的建立成為動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

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

大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)是建立在貼壁培養(yǎng)法和懸浮培養(yǎng)法基礎(chǔ)上，再融合了固定化細(xì)胞、流式細(xì)胞術(shù)、填充床、生物反應(yīng)器技術(shù)以及人工灌流等技術(shù)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(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生物制藥的研究和生產(chǎn)中。它的應(yīng)用大大減少了用于疾病預(yù)防、治療和診斷的實驗動物，為生產(chǎn)疫苗、細(xì)胞因子、生物產(chǎn)品乃至人造組織等產(chǎn)品提供了強有力的工具所謂動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)是指在人工條件下（設(shè)定ph、溫度、溶氧等），在細(xì)胞生物反應(yīng)器中高密度大量培養(yǎng)動物細(xì)胞用于生產(chǎn)生物制品的技術(shù)目前大規(guī)模培養(yǎng)的動物細(xì)胞有多種原代細(xì)胞及人二倍體細(xì)胞、CHO細(xì)胞、BHK-21、Vero細(xì)胞等傳代細(xì)胞，并已成功生產(chǎn)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(xì)胞的途徑動物細(xì)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(shù)的發(fā)展近年來主要表現(xiàn)在借助不同的生物反應(yīng)器通過優(yōu)化培養(yǎng)工藝，提高細(xì)胞密度來生產(chǎn)有應(yīng)用價值的細(xì)胞產(chǎn)品固定化培養(yǎng)固定化細(xì)胞培養(yǎng)是將細(xì)胞限定或定位于特定空間位置的培養(yǎng)技術(shù)

固定化細(xì)胞培養(yǎng)包括傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)和微載體培養(yǎng)等微載體培養(yǎng)是目前公認(rèn)的最有發(fā)展前途的一種動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)，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(xì)胞，如Vero細(xì)胞、CHO、BHK21等傳代細(xì)胞。用微載體培養(yǎng)原代細(xì)胞，目前鮮有成功的報道嘗試用生物反應(yīng)器進行原代細(xì)胞微載體培養(yǎng)探索性研究

對生物反應(yīng)器的要求生物反應(yīng)器應(yīng)有良好的生物相容性，接近細(xì)胞在動物體內(nèi)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(zhì)（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(yán)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(shè)計應(yīng)能提供均勻、溫和的混合狀態(tài)，剪切力小，保證良好的傳質(zhì)效果反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)器的特點分析由于動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁、非常脆弱、對剪切敏感以及對體外培養(yǎng)環(huán)境有嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)的微生物發(fā)酵反應(yīng)器不適用于動物細(xì)胞的大量培養(yǎng)，因而對動物細(xì)胞培養(yǎng)用反應(yīng)器的設(shè)計和過程控制提出了特殊的要求細(xì)胞培養(yǎng)用生物反應(yīng)器的種類越來越多，規(guī)模也越來越大，反應(yīng)器的主要結(jié)構(gòu)形式仍以攪拌式、氣升式和固定床為主

由于動物細(xì)胞對反應(yīng)器攪拌產(chǎn)生的剪切力敏感，因此攪拌轉(zhuǎn)速在滿足均勻混合的前提下，應(yīng)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(yīng)器的選擇

供應(yīng)商的售后技術(shù)支持真正利用生物反應(yīng)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(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)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(chǎn)品實現(xiàn)的時間，因此生物反應(yīng)器供應(yīng)商應(yīng)具有售后培訓(xùn)工作使生物制品廠家能夠快速掌握反應(yīng)器操作技術(shù)，使生物制品廠家把精力集中在生產(chǎn)工藝等產(chǎn)品實現(xiàn)的關(guān)鍵工作；此外生物反應(yīng)器廠家要做好售后服務(wù)工作，以保證生物制品廠家能夠最大程度的利用生物反應(yīng)器進行產(chǎn)品生產(chǎn)展望可以推斷，更多的代謝中間產(chǎn)物對細(xì)胞培養(yǎng)的細(xì)微影響和機理將逐漸得以充分認(rèn)識。對這些因素加以調(diào)節(jié)可以簡化篩選特定培養(yǎng)的方法，維持或增