題記：
細胞培養的維度提升到三維，更加能夠模擬體內細胞的生長環境。圍繞細胞的三維培養也涌現了很多新鮮的產品，生物工藝開發、優化和放大已經成為主流趨勢。其中在細胞培養灌流工藝中，營養物質被不斷加入到生物反應器中，與此同時細胞生長代謝的產物通過截留裝置與目的產物分離，可以保證細胞一直處于最佳的生長環境中，從而獲得高細胞密度或高濃度細胞產物。中空纖維細胞培養系統（FiberCell系統）是一種可以在常規實驗室內實現生物工藝放大中的小試生產高濃度細胞產物，可以滿足基礎科研中蛋白生產、外泌體富集、藥代學/藥動學等研究。充分利用系統的優勢，為實驗室研究“降本增效”。
 
FiberCell系統工作原理

● 蠕動泵、培養筒、培養基儲液瓶通過導管連接構成一個連續流動的體系。
● 中空纖維作用類似于微血管，纖維直徑大約200 μm，可選擇不同截留分子量的纖維。
● 培養基在中空纖維內部循環流動，細胞接種培養在纖維外部；中空纖維可允許小分子營養物質自由穿透。
● 細胞在纖維外生長時，分泌的產物聚集在纖維外空間，濃度可高于2D培養的10-100倍。
 
FiberCell系統熱門應用舉例

外泌體富集
Yan等利用FiberCell系統進行3D培養臍帶MSC收獲外泌體，再與2D培養獲得的外泌體進行動物臨床研究比較。結果發現3D-外泌體的產量是2D-外泌體的7.5倍；體外研究表明兩種方式獲得的外泌體均能刺激軟骨細胞增殖、遷移和機制合成，抑制細胞凋亡，其中3D-外泌體的作用強于2D-外泌體，治療效果更好。
 
單抗或重組蛋白生產
實驗室內通過動物模型收獲小鼠腹水再純化獲取單克隆抗體，生產規模小，周期長，動物個體的差異也會導致蛋白的差異。如何在有限空間與時間內達到小規模或者商業化地生產單克隆抗體或者重組蛋白來滿足科學研究，FiberCell系統可在培養箱內實現小規模持續生產，大大縮短生產周期與純化成本。另外搭配無蛋白、化學合成的血清替代物CDM-HD，提高表達蛋白的純度與一致性。
 
體外PK/PD模型

體外PK/PD模型是指借助體外裝置來模擬藥物在體內的藥代動力學過程和藥效動力學的研究方法。與傳統的抗菌藥物藥效學研究方法相比，該模型能夠直接體現體內抗菌藥物動態變化過程中與細菌或細胞的相互作用，且不受實驗動物的限制。FiberCell系統可以實現單一藥物或同時兩種藥物的PK/PD模型，更精確地監控劑量和代謝狀況。歐洲藥品管理局（EMA）已批準中空纖維感染模型用于體外毒性測試，得到的抗生素藥物數據可以直接用于臨床申報。
 
FiberCell系統常見問題

1、FiberCell相比于T型Flasks、滾瓶、培養袋的優勢在哪里？

FiberCell系統可以良好地模擬哺乳動物體內循環系統應用，體外運行可以讓研究更簡單、更高效、更具成本效益。當然以低密度懸浮培養或二維燒瓶為基礎的研究，血清體系的使用并不是真正生理性質的，對二維培養是較為適用的，但缺乏生物學相關的特性，也不是細胞最佳的生長方式。而FiberCell系統在體外提供了一個更加接近于體內的三維環境，可持續收獲產物用于下游研究，有效改善蛋白質折疊與均勻的翻譯后修飾，可高效表達蛋白。
2、FiberCell系統該使用什么培養體系？如何適應無血清培養基？

1) FiberCell系統擁有“高密度細胞培養、收獲高濃度細胞產物”的特點，例C2011型號的培養筒至少需要接種1*10^8 cell，這些細胞在系統內會形成它們自己的微環境，建議高密度細胞培養時，基礎培養基的葡萄糖含量至少為3.5 g/L，若是1.0 g/L低糖水平很難維持。

2) 使用基礎培養基加血清可以在中央儲液室中運行，即纖維內空間進行循環以提供給纖維外空間細胞相關營養物質等。如果需要排除血清外源性蛋白或外泌體等干擾，請在細胞穩定消耗葡萄糖后，緩慢撤去血清或緩慢轉換添加CDM-HD（Chemically Defined Medium-High Density）等無血清添加物。待細胞適應新培養基或無血清培養基后，可以開展相關產物的收獲。

3、若細胞狀態不佳，是否可以重復使用培養筒或在同一培養內重新接種細胞嗎？

1) 培養筒如果沒有發生污染，可以嘗試同一培養筒內重新接種同類細胞，但需要在接種前將狀態不佳的細胞清除，使用物理吹打方式或胰酶消化方式均可行，暫時無法保證細胞是否清除徹底。

2) 重新接種細胞后，仍需要正常監測細胞消耗葡萄糖的情況。如能夠正常消耗，可繼續開展收獲工作；如不能正常消耗，則需要更換新的培養筒。

3) 培養筒不建議高壓滅菌。

4、關于FiberCell系統培養基顏色變化的情況說明。

1) 當培養基中葡萄糖水平下降到50%以后，產生很多細胞代謝廢物或乳酸等，培養基的顏色會變成淡黃色或橘黃色需及時更換中央儲液室的培養基。

2) 當培養基的顏色變為深紅色，需要了解下培養箱的CO2濃度是否正確。

3) 如果系統的內外空間培養基顏色都變黃、粉色或渾濁，或者在纖維外空間的接口處出現白色絲狀物等，可能存在細菌或真菌污染，需要舍棄該套培養筒。

5、關于FiberCell系統中培養筒的使用壽命的說明。

1) FiberCell系統應用在神經膠質瘤細胞培養持續時間為560天。另外應用在雜交瘤細胞培養，近一年的收獲的抗體特征基本無變化。

2) 可嘗試每周至少一次反向過濾收獲的操作，有助于纖維孔徑的通暢。

3) 時刻注意無菌操作，一旦發生微生物污染，培養筒就需要舍棄。

*更多關于FiberCell系統的FAQ可以咨詢逍鵬生物技術支持。

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