3D细胞培养微载体的选择

无论是以多层“细胞工厂”为代表的平皿制造工艺，还是生物反应器制造工艺，均有各自的局限性。规模化细胞制造工艺，不能只是简单考虑细胞扩增数量，更应该关注扩增后干细胞质量能否保持均一性，接下来为大家分析下3D细胞培养微载体的选择。
1不同规模化制备工艺和微载体的选择
平皿制备工艺可满足于中小规模的细胞生产需求，但存在人工成本高、生产空间需求大、细胞产品批次生产数量有限、批次间质量不稳定等问题，严重制约着干细胞产业化的发展。
生物反应器制备工艺，可作为细胞体外培养的平皿制备工艺替代品。主要有两类：以中空纤维生物反应器为代表的灌注式生物反应器和基于微载体的悬浮搅拌式生物反应器。
中空纤维生物反应器可用于贴壁细胞、悬浮细胞、细胞分泌物（外泌体等）的生产制备，一次运行可生产4-6×10*8 数量的间充质干细胞（MSCs）；但在贴壁细胞培养过程中，无法实时监测细胞增殖状态和质量情况，且收获过程面临着胰酶消化时间长，细胞的收获效率及质量都难以保障。
在搅拌悬浮式生物反应器中，干细胞通常附着在悬浮于搅拌容器中的微载体上。作为干细胞粘附培养介质，选择合适的微载体是干细胞培养扩增过程中保证细胞数量和质量的关键变量。微载体不仅要满足不同类型干细胞的粘附和增殖要求，还要考虑如何去除微载体，保证细胞治疗产品的安全性情况下进行细胞收获操作，且收获的细胞满足干细胞的基本生物学质量要求。
2.定制化3DTableTrix® 微载体的基本特性
基于3D微载体的干细胞大规模制备工艺流程
选择了合适的生物反应器和微载体，细胞制备企业还应根据自身情况（细胞类型、细胞库、细胞质量控制节点、细胞终产品剂型以及临床适应症等因素），建立适合企业自身的干细胞大规模生产制备工艺。
下面，我们以脐带间充质干细胞（UC-MSCs）为代表，采用华龛3D TableTrix®微载片，结合华龛3DFloTrix®系列生物反应器，就基于3D微载体的大规模干细胞制备工艺所需考虑的因素进行探讨。
此外，细胞接种在微载体上还应考虑以下影响因素：
采用新鲜制备细胞还是冻存细胞进行接种；
微载体接种前是否需要经过称量、灭菌、溶胀等操作过程，经过这些操作过程的微载体如何进行质量控制；
细胞接种粘附到微载体上是静态接种，还是微载体悬浮搅拌过程中动态接种，如何保证细胞在微载体上的接种效率。
不同规模生物反应器的的起始参数设定（转速、溶氧、pH、通气量等）；

种子细胞制备所采用的培养基在三维扩增工艺中是否适用等。

在干细胞大规模扩增时如何监测细胞的增殖状况和质量，经三维扩增培养的细胞质量检验项目及标准如何设定。
根据不同组织来源的MSCs生长特性，华龛生物可定制化设计干细胞三维扩增培养工艺参数，不仅满足扩细胞数量的需求，更能满足细胞的质量（基本生物学属性、微生物学安全性、生物学安全性及生物学有效性等）；细胞质量达到《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则（试行）2015》中关于干细胞制剂的质量控制标准，所有三维扩增工艺参数均经过反复验证以保证不同类型干细胞制备工艺的稳定性。
3.3D干细胞微组织原位冻存后细胞特性

生物反应器制备工艺，不仅能满足细胞疗法在临床应用中对细胞数量和重量的需求，同时能够显著降低制备过程中耗材、人力、时间成本，也能保证细胞终产品的质量均一性，降低批次间差异。但无论采用何种生物反应器和微载体进行干细胞大规模制备，不能片面追求细胞数量，均应以3D细胞培养的关键质量属性及工艺的稳定性作为评价标准。