艾貝泰生物反應器+無血清培養基一體化方案助力MSC規模化擴增

• 需配置B+A級潔凈環境與全流程追溯能力；
• 開放操作與血清使用導致污染風險高、成分不穩定；
• 單批次產量難以滿足臨床億級需求。

 
艾貝泰技術破局：質效并舉的合規路徑

面對政策對“規模化、標準化、安全性”的核心要求，艾貝泰提出一體化解決方案：

3D生物反應器平臺：
通過為干細胞大規模培養專門研發的封閉式自動化系統，結合3D微載體仿生環境，實現細胞擴增效率提升；

無血清培養基：
與新加坡A*Star聯合開發，無異源，成分明確，符合藥品級溯源要求；

全程質控設計：
集成參數監控與數據追溯功能，精準契合法規對工藝穩健性的要求。

間充質干細胞3D規模化培養方案應用案例

核心設備與試劑

• 生物反應器：Applitech AbioBundle eDual 1L （艾貝泰自主品牌）
• 培養基：Innocellular MesenPlify xSF （新加坡 A*Star 配方授權 x 艾貝泰聯合開發）
• 種子細胞：臍帶來源 MSC，P6，初始活率≥95，表面標志物符合 ISCT 標準：CD44⁺/CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD34⁻/CD45⁻≤2%）
• 微載體：Corning 可溶性微載體 Synthemax II包被，（Synthemax II 是一種基于玻連蛋白的合成多肽，含 RGD 基序及側翼序列，是一種獨特的無動物來源的合成表面）
• 過程監測設備：Countleader雙熒光細胞計數儀（Applitech自主品牌），FLEX2多功能過程參數分析儀（Nova）

 
實驗流程設計
 

 
實驗結果分析

（1）核心數據匯總

（2）階段特征解讀

• 適應期（D0-D2-8AM）：細胞密度增長平緩，累計增幅僅 46%，主要因細胞需適應 3D 微載體環境，完成貼附與初始代謝調整，此階段攪拌轉速控制在 50rpm以內，且D0-D1采用間歇性攪拌，可避免剪切力損傷未完全貼附的細胞；
• ​對數生長期（D2-8PM-D4-8PM）：細胞進入高速增殖期，48 小時內密度從 4.17×10⁵提升至 1.50×10⁶，累計增幅 259.2%，核心原因是：① 無血清培養基提供穩定營養；② 3D 微載體提供充足貼附空間；③ 反應器精準控制 DO與 PH，匹配細胞高代謝需求；
• 平臺前期（D5）：增長速率降至 10%，培養基中 Gluc 耗盡，代謝廢物 Lac 積累至峰值，但此時微載體上的生長空間已滿，應及時進行細胞收獲或傳代到更大體積的反應器中。
• 結合圖中 D0-D5 的顯微圖像，細胞生長狀態與密度趨勢高度一致。

 
2.  細胞表型驗證（流式檢測結果）

培養第四天，取上罐細胞進行流式檢測，結果顯示擴增后的 MSC 表型未發生偏離，表面標志物符合 ISCT 標準：CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD14⁻/CD34⁻/CD45⁻≤2%，證明3D 培養體系不會改變 MSC 的核心生物學特性，滿足臨床級細胞的質量要求。

3.  代謝指標變化與細胞生長的關聯性分析

（1）代謝指標核心數據

（2）關鍵關聯結論

• Gluc（葡萄糖）：與細胞密度負相關（R²=0.82），適應期消耗慢（D0→D2-8AM 降至 0.13g/L），對數期消耗加快（D5 降至 0g/L），可將 Gluc＜0.2g/L 作為補料觸發信號。
• Lac（乳酸）：呈 “先升后穩再升” 趨勢：D2-8AM 達 0.94g/L（適應期積累），半換液 + 灌流后降至 0.64g/L（有氧代謝增強），D4 后回升至 1.04g/L（局部缺氧），仍低于 MSC 耐受閾值。
• NH4+（氨離子）：始終在 1.88-2.68mmol/L（低于毒性閾值），D2-8AM 達峰后回落，“半換液 + 灌流” 策略可有效清除代謝廢物，穩定生長微環境。

 
4.  細胞倍增數計算（量產效率的核心指標）

• 采用公式：倍增數（n）= log₂（終末細胞密度 / 初始細胞密度），分階段計算如下：

 
結論：

• 總培養周期內，MSC 累計倍增 4.05 次，平均每天倍增 0.81 次，高于傳統 2D 培養（0.5-0.6 次 / 天）；
• D2-8AM→D2-8PM（12 小時）為最高效率區間，單位時間倍增效率達 0.126，即 12 小時內完成 1.51 次倍增，此階段反應器參數可作為規模化生產的最優控制參數，以進一步優化得到更為理想的倍增效率。

• 高效增殖：5 天總增幅 16.5 倍，終末密度 1.65×10⁶ cells/mL；按 5L 反應器體積計算，單批次可收獲 8.25×10⁹個細胞，滿足約 138 名 60kg 患者單次治療需求（按 6×10⁷ cells / 人計算），遠超傳統 2D 培養；
• 優質質控：MSC 活率≥95%，代謝指標（Lac≤1.04g/L、NH4⁺≤2.68mmol/L）合規，表面標志物符合 ISCT 標準（CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺≥95%，CD14⁻/CD34⁻/CD45⁻≤2%）。

• 強合規性：全封閉管路設計避免開放式操作污染風險，無血清培養基消除異源成分風險，設備自帶審計追蹤功能可實現全流程數據追溯，完全符合 818 條例及藥監局 “先進治療藥品” 生產標準。
• 靈活擴展：艾貝泰平臺支持從 250mL（小試）到5L（中試）到 >1000L（商業化量產）反應器無縫切換，滿足企業 “研發 - 中試 - 量產” 全階段需求。
• 全鏈條產品線配套：配備自主品牌雙熒光細胞計數儀（可精準實時檢測細胞密度、活率，支持工藝過程中細胞生長狀態的動態質控，避免人工計數誤差）、多功能過程參數分析儀（同步監測 Gluc/Lac/NH4⁺等代謝指標及環境參數，為工藝優化提供多維度數據支撐）；同時配套自研無血清培養基（與反應器、微載體高度適配，保障細胞增殖效率與批次穩定性）、無動物源可溶性微載體（規避異源成分風險，且裂解收獲過程對細胞活性損傷＜1%），形成 “設備 – 試劑/耗材 - 檢測” 一體化支持體系，為細胞產品的工藝開發效率提升與全流程質量管控提供了完整、適配的解決方案。

 
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