發布時間：2025/02/28 點擊數：971 干細(xi)胞(bao)再生(sheng)藥(yao)物已展現廣(guang)闊(kuo)的(de)應(ying)(ying)用前景，這對細(xi)胞(bao)治療產品臨床至上市階段(duan)的(de)工(gong)業化生(sheng)產提(ti)出(chu)了要求，且生(sheng)物反應(ying)(ying)器被認為(wei)是較大規模(mo)進行(xing)干細(xi)胞(bao)生(sheng)物制(zhi)造的(de)理想平臺。為(wei)了減(jian)少產品污染的(de)風險(xian)，監管機構也(ye)更推薦使(shi)用一次(ci)性生(sheng)物反應(ying)(ying)器。本文就已報(bao)道的(de)一次(ci)性生(sheng)物反應(ying)(ying)器應(ying)(ying)用、各自優(you)缺點，以及在未來生(sheng)產中的(de)挑戰進行(xing)概述。
一、干細胞生(sheng)物制造的一次性生(sheng)物反應器(qi)
01 一次(ci)性(xing)攪拌槽生物反應器(qi)
(Stirred-tank bioreactors ,STBRs)
攪(jiao)拌槽生(sheng)物反應(ying)(ying)器是在多種(zhong)細(xi)胞(bao)類型(包括細(xi)菌、昆蟲、植物或動物細(xi)胞(bao))中生(sheng)產(chan)病毒或重組蛋白等產(chan)品最常用的(de)(de)(de)(de)裝置之一。STBR通常采(cai)用玻璃(li)或不銹鋼(gang)材質(zhi)，其內部沿(yan)生(sheng)物反應(ying)(ying)器高(gao)度有(you)一個(ge)或多個(ge)葉輪，以確(que)保(bao)培養基的(de)(de)(de)(de)有(you)效攪(jiao)拌(圖1)。數十年來(lai)，STBR在生(sheng)物制藥行業的(de)(de)(de)(de)使用確(que)保(bao)了該類生(sheng)物反應(ying)(ying)器在攪(jiao)拌剖面、剪切(qie)應(ying)(ying)力、功率(lv)耗散和氧傳質(zhi)方(fang)面有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)特(te)征描述，具有(you)完善(shan)的(de)(de)(de)(de)經驗相關性，以及確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)放大標準。
然而(er)，STBRs中存在高剪切力的“熱點”以(yi)及混(hun)(hun)合較差或(huo)未(wei)混(hun)(hun)合的“死區”。這(zhe)種(zhong)不(bu)均勻的水動力學混(hun)(hun)合環境(jing)可能(neng)會因為(wei)高剪切力本身(shen)造成(cheng)(cheng)細(xi)胞(bao)過(guo)度分化，或(huo)細(xi)胞(bao)沉降形成(cheng)(cheng)部(bu)分非常大(da)的細(xi)胞(bao)聚(ju)集體而(er)發生細(xi)胞(bao)凋亡。
文(wen)章(zhang)綜述了10毫升(sheng)(sheng)實驗室規(gui)(gui)模到200升(sheng)(sheng)生(sheng)產規(gui)(gui)模的應(ying)用，包括（1）BioBLU（125 mL）、Mobius CellReady（1.5L）中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)hiPSCs擴(kuo)(kuo)增(zeng)；（2）在STBRs中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)PSC-心肌(ji)細(xi)(xi)胞(bao)分化探(tan)索；（3）在Mobius CellReady、UniVessel SU和(he)CultiBag STR生(sheng)物反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)微載(zai)體(ti)粘附的hMSC擴(kuo)(kuo)增(zeng)；（4）也有在Ambr15生(sheng)物反(fan)應(ying)器(qi)系統中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)人造(zao)血干細(xi)(xi)胞(bao)/祖細(xi)(xi)胞(bao)(hHSPC)擴(kuo)(kuo)增(zeng)的多種條(tiao)件測(ce)試(shi)以及(ji)無血清(qing)培(pei)養基(ji)中(zhong)基(ji)于微載(zai)體(ti)的BM-hMSC擴(kuo)(kuo)增(zeng)測(ce)試(shi)。具體(ti)細(xi)(xi)節可參見原文(wen)章(zhang)【1】。
圖1. 攪拌式生物反應(ying)器容(rong)器及(ji)控制原理圖
02 固定(ding)床(chuang)生物(wu)反(fan)應器
（Fixed-Bed Bioreactors）
固定床生物反應器(qi)是食品(pin)和廢水工業(ye)中(zhong)常(chang)見的主要(yao)裝置，容器(qi)內充滿(man)大孔材料或大珠，細胞或酶可以附(fu)著(zhu)在上面，液相可以通過它連續通過(圖2)。
與攪拌槽生物反應器相比，其幾何形狀和配置使其具有較大的表面體積比，占地面積小，具更高的單位體積生產力，這些特性對于培養錨定依賴性的哺乳動物細胞有利。但由于缺少葉輪和攪拌，傳遞給細胞的剪切應力很低的同時，事實上更容易在生物反應器內形成營養物、代謝物、生長因子、氧氣等物質的濃度梯度（一定程度上反映出培養環境的不均一性），且生長監測困難。
文中綜述(shu)了該(gai)系(xi)統(tong)應用于哺乳動物(wu)細胞病毒(du)生(sheng)(sheng)產和少(shao)量hMSC擴增的(de)案例，如使用固定床生(sheng)(sheng)物(wu)反應器系(xi)統(tong)-Fibrastage瓶(ping)(已停止使用)用于擴增人臍帶血(xue)來源(yuan)的(de)hMSCs，一個500mL的(de)FibraStage瓶(ping)，培養7天可產生(sheng)(sheng)(4.15±0.81)× 108個細胞【1】。
圖(tu)2. 固定床生物反(fan)應器(qi)圖(tu)示(shi)
03 中空纖維(wei)生物反應器
(Hollow Fibre Bioreactors)
中空纖維生物反應器由許多毛細管組成，與固定床生物反應器類似，具有高表面積和低占地面積（圖3）。在中空纖維生物反應器中，細胞粘附在毛細管表面，培養基和試劑可以通過粘附細胞的環泵送，而氣體和小分子（例如葡萄糖、乳酸）可通過半透的毛細血管膜擴散。中空纖維反應器中可獲得高細胞密度及其產生的高產物滴度使其得到重組蛋白、單克隆抗體和病毒生產行業的青睞，同時還可用于廢水處理和生物催化反應。但相對較高的成本、難(nan)以(yi)監測細(xi)胞生(sheng)長以(yi)及容易受(shou)到污染(ran)是它的一些劣勢(shi)。
文中(zhong)綜(zong)述提到了Quantum Cell Expansion System (QES; Terumo BCT)在干細胞方(fang)面(mian)的應用，包括hESCs和hiPSC的擴(kuo)增，GMP級神經干細胞（hNSCs）的生產和各種(zhong)來源的hMSC的培養。該封閉的全自(zi)動系統由(you)大(da)約11500根中(zhong)空纖(xian)維組(zu)成，為細胞生長提供了2.1平(ping)方(fang)米的表面(mian)積(ji)（相當于(yu)120個T-175燒瓶)，占地面(mian)積(ji)為0.3平(ping)方(fang)米【1】。
圖(tu)3.中(zhong)空纖維生物反應(ying)器系統(tong)原理圖(tu)及中(zhong)空纖維組件特寫
04 旋轉細(xi)胞培養系統
(Rotary Cell Culture System, RCCS)
旋轉細胞培(pei)養(yang)系統(tong)是NASA開發(fa)的(de)一種(zhong)高(gao)縱橫(heng)比的(de)圓柱形(xing)生物反應(ying)(ying)(ying)器，可(ke)用于微重力(li)(li)(li)(li)環(huan)境下(xia)的(de)細胞培(pei)養(yang)(圖4)。培(pei)養(yang)基與容(rong)器本身(shen)以(yi)(yi)相同的(de)速(su)度旋轉，這將使地(di)球引(yin)力(li)(li)(li)(li)對(dui)容(rong)器內粒子的(de)影響最小化，從而(er)產(chan)生10-2 x g的(de)有(you)效引(yin)力(li)(li)(li)(li)。因此，細胞可(ke)以(yi)(yi)在層流狀態下(xia)懸浮培(pei)養(yang)，具有(you)最小剪切(qie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(<5 x 10-2 Pa)，且由于缺乏頂部空(kong)間剪切(qie)力(li)(li)(li)(li)進一步減(jian)小，因此不會形(xing)成氣泡(pao)。雖然RCCS傳遞的(de)低剪切(qie)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)限制(zhi)了剪切(qie)引(yin)起(qi)的(de)細胞損傷，但RCCS傳遞(di)的(de)低剪(jian)切應力降低剪(jian)切引起的(de)細胞損傷的(de)同時，也更(geng)大程(cheng)度(du)地限制(zhi)了對流傳質(zhi)（在RCCS中(zhong)，主要(yao)是指擴散傳質(zhi)），這導(dao)致細胞附近形成低營養濃度(du)和高廢物(wu)堆積的(de)微環境。一次性RCCS系(xi)統由synconon公(gong)司商業化(hua)，目前只有10毫(hao)升(sheng)和50毫(hao)升(sheng)的規模，規模擴展性方面限制較大。
文(wen)中綜述了(le)hESC衍生(sheng)(sheng)的hNSC在RCCS中的培養(yang)(yang)，模擬微重力觀察其對這些細胞發育的影響，另外也有(you)成人(ren)BM-hMSCs在該生(sheng)(sheng)物反(fan)應器(qi)中的培養(yang)(yang)研究【1】。
圖4.旋(xuan)轉細胞培養系統(tong)示意圖
05 旋轉床生(sheng)物反應器
(Rotating Bed Bioreactors)
旋轉床生物反應器在固定床系統基礎上加上旋轉作用-細胞粘附在容器內旋轉的板上(圖5)。其應用包括生物催化、廢水處理以及在哺乳動物細胞培養。該類生物反應器可以在滿容量下運行，類似于滾輪瓶，但不完全填充容器，其可以允許細胞間歇性地接觸培養基和頂空，具有較大的表面體積比，向細胞傳遞較低的剪切應力，通過旋轉的方式為培養物提供了更多的均勻性，與灌注兼容。但其缺陷是在培養過程中不能進行細胞收集和監測。
文(wen)中綜述了RP 2000 H生物反應器（125mL規(gui)模）被用于(yu)UCM – hMSC擴增，以及旋轉床(chuang)生物反應器（340mL）被用于(yu)處(chu)理人(ren)臍(qi)帶動脈(mo)細(xi)胞(HUCACs)的(de)實(shi)驗(yan)過程(cheng)【1】。
圖5.旋轉床生物反(fan)應器示(shi)意圖
06 搖(yao)擺生物反(fan)應器
(Rocking Motion Bioreactors)
搖擺生物反應器于1998年被描述，并被建立為攪拌槽生物反應器的替代品，用于昆蟲和哺乳動物細胞的培養，如病毒和重組蛋白的生產。搖擺生物反應器最初是一次性使用的，采用一次性培養袋。但其在特定搖擺速度下的剪切力尖峰會出現共振現象導致不尋常行為，并且一些細胞沉積和微載體黏附在容器壁上。常見的搖擺生物反應器包括Cytiva 的Xuri細胞擴增系統(以前的WAVE生物反應器)和Cellbag容器，以及來自Sartorius的BiostatRM和Flexisafe RM袋(取代CultiBag)，覆蓋的工作體積從50 mL到500L。
文中(zhong)綜述(shu)的應用有(you)在Xuri細(xi)胞(bao)擴增系統中(zhong)培養hESCs和(he)(he)(he)hiPSCs聚集體（150mL、250mL、 1L），并使用灌注和(he)(he)(he)非灌注細(xi)胞(bao)袋，進行連續傳代和(he)(he)(he)培養條件的優(you)化；在搖擺反應器(qi)中(zhong)進行hMSC的擴增（200mL和(he)(he)(he)600mL改良細(xi)胞(bao)袋）及hHSPCs到紅(hong)細(xi)胞(bao)生產的研究【1】。
圖6.搖動生物反應器示意圖
07 垂(chui)直輪生物反(fan)應器
(Vertical-Wheel bioreactors，VWBRs)
攪(jiao)拌(ban)槽生物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)是(shi)傳統生物(wu)(wu)(wu)(wu)處理的(de)(de)(de)(de)常用(yong)方法，但(dan)其攪(jiao)拌(ban)機(ji)制傳遞(di)的(de)(de)(de)(de)高剪切應(ying)力(li)(li)，不(bu)適合干細胞等對剪切力(li)(li)敏感的(de)(de)(de)(de)細胞的(de)(de)(de)(de)培養(yang)。盡管已提(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)大多(duo)數其他(ta)生物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)通過不(bu)使用(yong)葉輪(lun)來(lai)避免這個問題(ti)，但(dan)這會損害傳質并可能影響培養(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻性(xing)。PBS Biotech的(de)(de)(de)(de)垂(chui)直-輪(lun)生物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi) (VWBR)克(ke)服(fu)了(le)前幾類生物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)較大缺陷(xian)，使用(yong)更(geng)溫和(he)有(you)效的(de)(de)(de)(de)攪(jiao)拌(ban)機(ji)制以提(ti)供均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)培養(yang)環境，并實(shi)現不(bu)同規模上的(de)(de)(de)(de)有(you)效放(fang)大（圖(tu)7）。
容器(qi)內(nei)獨特的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)輪(lun)設計(ji)，其內(nei)部(bu)葉(xie)片和(he)(he)外(wai)部(bu)槳葉(xie)使(shi)容器(qi)內(nei)液流(liu)產(chan)(chan)(chan)生徑向(xiang)和(he)(he)軸(zhou)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)混合；容器(qi)U形底部(bu)和(he)(he)相對大的(de)(de)(de)(de)葉(xie)輪(lun)直(zhi)徑形成較大的(de)(de)(de)(de)掃略體(ti)(ti)(ti)積，避免了葉(xie)輪(lun)下方的(de)(de)(de)(de)“死區”，限制了干(gan)細(xi)胞聚集(ji)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)沉(chen)降(jiang)，總體(ti)(ti)(ti)上(shang)(shang)產(chan)(chan)(chan)生更有效的(de)(de)(de)(de)混合效果；另(ling)外(wai)使(shi)用(yong)低輸入功率（攪拌速度），使(shi)傳遞到細(xi)胞的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切應力更小。此外(wai)，葉(xie)輪(lun)的(de)(de)(de)(de)大尺寸允許(xu)其旋轉能(neng)(neng)量(liang)在相當大的(de)(de)(de)(de)面積上(shang)(shang)耗(hao)散(san)，相比于水(shui)平葉(xie)輪(lun)式生物(wu)反(fan)應器(qi)，其能(neng)(neng)量(liang)耗(hao)散(san)率更低。此生物(wu)反(fan)應器(qi)是為一次性(xing)使(shi)用(yong)而開發的(de)(de)(de)(de)，涵(han)蓋前期工藝(yi)開發至臨床和(he)(he)上(shang)(shang)市生產(chan)(chan)(chan)級別規(gui)格，有PBS Mini 0.1L和(he)(he)0.5L規(gui)格（研究級）、PBS 3L、15L和(he)(he)80L的(de)(de)(de)(de)GMP級生產(chan)(chan)(chan)規(gui)格，500L規(gui)格在概(gai)念驗證中(zhong)。所有體(ti)(ti)(ti)積反(fan)應器(qi)擁有相似的(de)(de)(de)(de)水(shui)動力條(tiao)件，在逐漸放(fang)(fang)大的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)輪(lun)生物(wu)反(fan)應器(qi)中(zhong)具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)預(yu)測性(xing)能(neng)(neng)，實(shi)現真正的(de)(de)(de)(de)可放(fang)(fang)大性(xing)。
圖7. 垂直輪生物(wu)反應器示意圖
(a) 100ml容(rong)器(qi)，帶(dai)底座(zuo); (b) 3L容(rong)器(qi)，帶(dai)嵌入式控制器(qi)
目前(qian)，VWBRs基(ji)于CFD的(de)(de)流(liu)體動力(li)學建(jian)模數據和實(shi)驗數據所進行(xing)的(de)(de)特(te)征描(miao)述愈來愈詳盡。多篇hiPSC在(zai)垂直輪(lun)生物反應器中的(de)(de)培養數據，也展現出其優異的(de)(de)性(xing)能表現，包括細(xi)胞(bao)擴增能力(li)、細(xi)胞(bao)質(zhi)(zhi)量保持、可(ke)重復性(xing)、穩定性(xing)和可(ke)放大性(xing)等，如(ru)圖(tu)8所示(shi)，詳細(xi)內容(rong)見參(can)考文獻【3】-【9】。此外，PBS反應器還有(you)被報道用錨(mao)定依賴性(xing)細(xi)胞(bao)的(de)(de)擴增（如(ru)哺乳動物或人間充(chong)質(zhi)(zhi)干細(xi)胞(bao)）、造血干細(xi)胞(bao)以及外泌體的(de)(de)生產(chan)工藝開(kai)發等。具體出版物可(ke)參(can)見原文參(can)考文獻【1】。
圖8.關于近年發表的(de)(de)在不(bu)同的(de)(de)幾何形狀的(de)(de)生物反應器中3D懸浮iPSC擴增研究的(de)(de)匯總比較
引用自參考文獻【3】
二、各生(sheng)物反應器優劣勢(shi)總結(jie)
生物反應(ying)器的(de)(de)選(xuan)擇取決于多種因素(su)。現將前文(wen)中提到的(de)(de)各類生物反應(ying)器及其(qi)各自優點和局限(xian)性(xing)總結如下：
、
三、一次性生物反應器生產過(guo)程(cheng)中的挑(tiao)戰(zhan)
不論選擇何(he)種平臺(tai)，一次性生物反應(ying)器工藝的整體發(fa)展，都存在(zai)以下(xia)挑(tiao)戰(zhan)。大致總結為以下(xia)幾點：
1.一次性部件材質的選(xuan)擇（如聚合物化合物）
用γ輻射進行滅菌或在(zai)培養條件(jian)下使用是否會導致這(zhe)些聚(ju)合物降解，然后浸出(chu)到培養基。
2.可(ke)持續(xu)性
在一(yi)個過(guo)程中(zhong)，可(ke)能(neng)(neng)處理數百(bai)或數千個一(yi)次(ci)性容(rong)器(qi)將導致更高(gao)的(de)(de)空間占用，因(yin)為(wei)這些容(rong)器(qi)含有擴增的(de)(de)細(xi)胞，被視(shi)為(wei)生(sheng)物廢物，不能(neng)(neng)回收、焚(fen)燒(shao)或送往垃圾填埋場。這些生(sheng)物反(fan)應器(qi)的(de)(de)制造(zao)、包裝(zhuang)、滅(mie)菌(jun)和(he)(he)運(yun)輸也構成了可(ke)持(chi)續性限(xian)制。然而，對可(ke)重復使(shi)(shi)用和(he)(he)一(yi)次(ci)性使(shi)(shi)用系統中(zhong)單克隆(long)抗體和(he)(he)腺(xian)病(bing)毒疫(yi)苗(miao)生(sheng)產的(de)(de)一(yi)組生(sheng)命周期分(fen)析實際上(shang)得(de)出結論，一(yi)次(ci)性使(shi)(shi)用過(guo)程在環(huan)境(jing)上(shang)更具(ju)可(ke)持(chi)續性。但它(ta)們的(de)(de)環(huan)境(jing)影響(xiang)可(ke)以(yi)進一(yi)步減(jian)少(shao)，例如，確(que)保生(sheng)物生(sheng)產設(she)施盡可(ke)能(neng)(neng)靠近(jin)容(rong)器(qi)制造(zao)地(di)點，并通過(guo)促進任何未受(shou)污染的(de)(de)部件(即包裝(zhuang)和(he)(he)包裝(zhuang))的(de)(de)回收。
3.經濟性(xing)
因(yin)為初始(shi)投資更少(shao)使(shi)一次(ci)性容(rong)(rong)器(qi)看起來比可(ke)重復(fu)使(shi)用容(rong)(rong)器(qi)更便(bian)宜，但每次(ci)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)運行(xing)都需(xu)要新的(de)(de)容(rong)(rong)器(qi)，這可(ke)能會導致整個過程的(de)(de)運行(xing)成本(ben)(ben)更高。一次(ci)性生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)工(gong)藝(yi)成本(ben)(ben)的(de)(de)差異將取決于較(jiao)低的(de)(de)初始(shi)投資和較(jiao)高的(de)(de)耗材成本(ben)(ben)。其積極方面(mian)(mian)的(de)(de)影響也(ye)應(ying)考慮，如節省滅菌周期(qi)所需(xu)的(de)(de)時(shi)間(jian)和較(jiao)低批次(ci)間(jian)受污染的(de)(de)潛在風險，以及(ji)使(shi)用一次(ci)性生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)工(gong)藝(yi)可(ke)能面(mian)(mian)臨更小的(de)(de)監(jian)管障礙(ai)，縮(suo)短產品上市(shi)時(shi)間(jian)。
4.質量(liang)源于設計框(kuang)架
無論使用何種類型的生物反應器，干細胞生物制造過程的發展都受益于質量源于設計 (Quality by design,QbD)框架。其中操作區間保證在確保最終產品質量的同時允許過程中的一些靈活性。此外，質量控制被轉移到工藝時間軸的上游，而不是限于產品層面，使得整個過程都受到質量控制，允許盡早地發現和規避問題。如果每個一次性容器的特性都包含在關鍵工藝參數中，QbD可以減輕可能的容器變化的影響。QbD還受到持續和迭代改進的推動-隨著對過程有更多的了解，它可以被修改以解釋這些新信息。因此，QbD是開發穩健的生物工藝的重要工具，減少產品質量控制和失敗批次的費用，并允許進一步符合GMP指導方針。
四、結論
近年(nian)來(lai)，基于干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)療法獲(huo)得(de)了很多(duo)(duo)關(guan)注。然而，干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)及其衍生物的(de)(de)(de)大規模制(zhi)造過(guo)(guo)程所帶來(lai)的(de)(de)(de)諸(zhu)多(duo)(duo)問題(ti)——比如(ru)對人類干(gan)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)復雜性的(de)(de)(de)有(you)限認識(shi)；生物反應器提供的(de)(de)(de)動態(tai)培(pei)養環境對細(xi)(xi)胞(bao)(bao)表型、活力或質量的(de)(de)(de)影(ying)響；平臺和試劑的(de)(de)(de)高(gao)昂成本(ben)；從細(xi)(xi)胞(bao)(bao)作為(wei)工廠到細(xi)(xi)胞(bao)(bao)作為(wei)產品(pin)的(de)(de)(de)范式轉變，以及與這種轉變相關(guan)的(de)(de)(de)監管障礙(ai)，都減(jian)緩了它(ta)們向(xiang)臨床的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡。
此外，細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)分(fen)化在(zai)許多情況下(xia)(即在(zai)所有(you)涉及(ji)hPSCs的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)(zhong))都是必需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這增加了過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復雜(za)性(xing)，并且(qie)已(yi)經(jing)(jing)在(zai)2D中(zhong)(zhong)(zhong)進行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)研(yan)(yan)究可(ke)能難(nan)以轉(zhuan)化為3D生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)器(qi)環境。盡(jin)管如此，這些(xie)障礙中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些(xie)正(zheng)在(zai)被突破(po)，并且(qie)已(yi)經(jing)(jing)有(you)可(ke)能在(zai)不影響其(qi)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)生(sheng)(sheng)產臨(lin)床(chuang)規模數量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)。事(shi)實上(shang)，大多數使用生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)器(qi)培(pei)(pei)養干細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)及(ji)其(qi)衍生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究都對細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)表型(xing)和基(ji)因組完整性(xing)進行了評估。然而，仍(reng)然需(xu)要更全面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究，例如靜態與動態培(pei)(pei)養的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蛋白質(zhi)組學或轉(zhuan)錄組學分(fen)析(xi)，來充分(fen)了解生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動態培(pei)(pei)養微環境對所生(sheng)(sheng)成細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)特性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。
雖然早期的(de)(de)報告(gao)采(cai)用(yong)可(ke)重復使用(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)反應器系(xi)統，但(dan)本文回顧的(de)(de)各種(zhong)類型(xing)的(de)(de)一次(ci)性生(sheng)(sheng)物(wu)反應器已被建(jian)立為確保hPSC和hMSC擴增和分化的(de)(de)有效平臺。此外，一次(ci)性生(sheng)(sheng)物(wu)反應器降低了最終產品(pin)污(wu)染的(de)(de)風險，從(cong)而允許更(geng)符(fu)合GMP生(sheng)(sheng)產過程要求。隨著一次(ci)性使用(yong)系(xi)統的(de)(de)發展(zhan)和對(dui)如何解(jie)決其局限性的(de)(de)更(geng)多見(jian)解(jie)被收集，它們(men)可(ke)以(yi)預期在干(gan)細(xi)胞產品(pin)的(de)(de)建(jian)立中發揮(hui)重要作用(yong)，從(cong)而允許采(cai)取更(geng)多策(ce)略(lve)，實(shi)現再生(sheng)(sheng)醫學的(de)(de)應用(yong)。
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