制药网>生物反应器网>技术文章

艾贝泰生物反应器+无血清培养基:解锁MSC规模化扩增的一体化解决方案

2025年12月05日 10:39:06来源:广州市艾贝泰生物科技有限公司
前沿



政策东风已至,MSC产业迎来“合规化产业化”关键期

2025年10月10日,第818号《生物医学新技术临床研究和临床转化应用管理条例》正式公布(2026年5月1日施行),以行政法规形式为生物医学新技术构建覆盖“研发-临床-转化”的全链条框架。在三重政策加持下,MSC产业正式迈入“合规化、产业化”的关键阶段。



产业热度与制备瓶颈并存

在政策红利推动下,已有15款间充质干细胞治疗药品获批上市。其中,10款来源于骨髓,3款来源于脐带,2款来源于脂肪,1款来源于脐带血。截至2024年底,已有655个间充质干细胞药物进入临床研发阶段,这一数量远超其他类型的干细胞疗法。然而,传统2D培养的“手工作坊模式”难以满足818号条例要求:

  • 需配置B+A 洁净环境与全流程追溯能力;

  • 开放操作与血清使用导致污染风险高、成分不稳定;

  • 单批次产量难以满足临床亿级需求。


艾贝泰技术破局:

质效并举的合规路径


面对政策对“规模化、标准化、安全性”的核心要求,艾贝泰提出一体化解决方案:




3D生物反应器平台:

通过为干细胞大规模培养专门研发的封闭式自动化系统,结合3D微载体仿生环境,实现细胞扩增效率提升;



无血清培养基:

与新加坡A*Star联合开发,无异源,成分明确,符合药品级溯源要求;



全程质控设计:

集成参数监控与数据追溯功能,精准契合法规对工艺稳健性的要求。


间充质干细胞3D规模化

培养方案应用案例

核心设备与试剂

  • 生物反应器:Applitech AbioBundle eDual 1L (艾贝泰自主品牌)

  • 培养基:Innocellular MesenPlify xSF (新加坡 A*Star 配方 x 艾贝泰联合开发)

  • 种子细胞:脐带来源 MSC,P6,初始活率≥95,表面标志物符合 ISCT 标准:CD44?/CD73?/CD90?/CD105?≥95%,CD34?/CD45?≤2%)

  • 微载体:Corning 可溶性微载体 Synthemax II包被,(Synthemax II 是一种基于玻连蛋白的合成多肽,含 RGD 基序及侧翼序列,是一种独特的无动物来源的合成表面)

  • 过程监测设备:Countleader双荧光细胞计数仪(Applitech自主品牌),FLEX2多功能过程参数分析仪(Nova)


实验流程设计

图片1.png




实验结果分析


1. 细胞增长趋势

图片3.png


图片


1)核心数据汇总

微信截图_20251202112904.png

2)阶段特征解读

  • 适应期(D0-D2-8AM:细胞密度增长平缓,累计增幅仅 46%,主要因细胞需适应 3D 微载体环境,完成贴附与初始代谢调整,此阶段搅拌转速控制在 50rpm以内,且D0-D1采用间歇性搅拌,可避免剪切力损伤未贴附的细胞;

  • 对数生长期(D2-8PM-D4-8PM:细胞进入高速增殖期,48 小时内密度从 4.17×10?提升至 1.50×10?,累计增幅 259.2%,核心原因是:① 无血清培养基提供稳定营养;② 3D 微载体提供充足贴附空间;③ 反应器精准控制 DO与 PH,匹配细胞高代谢需求;

  • 平台前期(D5:增长速率降至 10%,培养基中 Gluc 耗尽,代谢废物 Lac 积累至峰值,但此时微载体上的生长空间已满,应及时进行细胞收获或传代到更大体积的反应器中。

  • 结合图中 D0-D5 的显微图像,细胞生长状态与密度趋势高度一致。


2.  细胞表型验证(流式检测结果)


图片4.png


培养第四天,取上罐细胞进行流式检测,结果显示扩增后的 MSC 表型未发生偏离,表面标志物符合 ISCT 标准:CD73?/CD90?/CD105?≥95%,CD14?/CD34?/CD45?≤2%,证明3D 培养体系不会改变 MSC 的核心生物学特性,满足临床级细胞的质量要求。


3.  代谢指标变化与细胞生长的关联性分析

1)代谢指标核心数据


表2.png
图片


2)关键关联结论

  • Gluc(葡萄糖):与细胞密度负相关(R?=0.82),适应期消耗慢(D0→D2-8AM 降至 0.13g/L),对数期消耗加快(D5 降至 0g/L),可将 Gluc<0.2g/L 作为补料触发信号。

  • Lac(乳酸):呈 “先升后稳再升” 趋势:D2-8AM 达 0.94g/L(适应期积累),半换液 + 灌流后降至 0.64g/L(有氧代谢增强),D4 后回升至 1.04g/L(局部缺氧),仍低于 MSC 耐受阈值。

  • NH4+氨离子):始终在 1.88-2.68mmol/L(低于毒性阈值),D2-8AM 达峰后回落,“半换液 + 灌流” 策略可有效清除代谢废物,稳定生长微环境。


4.  细胞倍增数计算(量产效率的核心指标)

  • 采用公式:倍增数(n= log?(终末细胞密度 初始细胞密度),分阶段计算如下:

表3.png

结论:

  • 总培养周期内,MSC 累计倍增 4.05 次,平均每天倍增 0.81 次,高于传统 2D 培养(0.5-0.6 次 / 天);

  • D2-8AM→D2-8PM(12 小时)为高效率区间,单位时间倍增效率达 0.126,即 12 小时内完成 1.51 次倍增,此阶段反应器参数可作为规模化生产的控制参数,以进一步优化得到更为理想的倍增效率。



实验核心成果总结与产业化应用讨论


一、实验核心成果:MSC 扩增 “量质双优”

通过艾贝泰 3D 生物反应器平台,验证 MSC 规模化培养关键性能:

  • 高效增殖:5 天总增幅 16.5 倍,终末密度 1.65×10? cells/mL;按 5L 反应器体积计算,单批次可收获 8.25×10?个细胞,满足约 138 名 60kg 患者单次治疗需求(按 6×10? cells / 人计算),远超传统 2D 培养;

  • 优质质控:MSC 活率≥95%,代谢指标(Lac≤1.04g/L、NH4?≤2.68mmol/L)合规,表面标志物符合 ISCT 标准(CD73?/CD90?/CD105?≥95%,CD14?/CD34?/CD45?≤2%)。


二、核心优势:适配产业化全需求




    • 强合规性:全封闭管路设计避免开放式操作污染风险,无血清培养基消除异源成分风险,设备自带审计追踪功能可实现全流程数据追溯,符合 818 条例及“治疗药品” 生产标准。

    • 灵活扩展:艾贝泰平台支持从 250mL(小试)到5L(中试)到 >1000L(商业化量产)反应器无缝切换,满足企业 “研发 - 中试 - 量产” 全阶段需求。

    • 全链条产品线配套:配备自主品牌双荧光细胞计数仪(可精准实时检测细胞密度、活率,支持工艺过程中细胞生长状态的动态质控,避免人工计数误差)、多功能过程参数分析仪(同步监测 Gluc/Lac/NH4?等代谢指标及环境参数,为工艺优化提供多维度数据支撑);同时配套自研无血清培养基(与反应器、微载体高度适配,保障细胞增殖效率与批次稳定性)、无动物源可溶性微载体(规避异源成分风险,且裂解收获过程对细胞活性损伤<1%),形成 “设备 – 试剂/耗材 检测” 一体化支持体系,为细胞产品的工艺开发效率提升与全流程质量管控提供了完整、适配的解决方案。



    关注我们了解更多

    干细胞(MSC/iPSC)及外泌体的工艺方案!


    图片6.png

    图片7.png



    · 关于艾贝泰 ·
    艾贝泰生物科技有限公司(Applitech Biological Technology Co., Ltd.)作为一家集设计、研发、生产、销售和服务于一体的技术企业,致力于为生物制药领域提供专业的生产及分析设备、一次性耗材和整体解决方案。从成立至今,我们始终以客户为中心,将“质量为本,服务为先”作为经营方针,立足于生物工艺的优化、放大和生产,不断*生物制药领域的产品线,为用户提供生物工艺的专业解决方案,助力用户在生物制药领域不断取得新的突破。



    关键词:玻璃罐生物反应器,细胞计数仪
    • 凡本网注明“来源:制药网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-制药网合法拥有版权或有权使用的作品。刊用本网站稿件,需经书面授权。未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:制药网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
    • 本网转载并注明自其它来源(非制药网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
    • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起30日内与本网联系,并提供真实、有效的书面证明。我们将在核实后做出妥善处理。
    产品推荐更多+