在生物反应器中如何培养干细胞

干细胞的培养需要一个适宜的环境，这种环境可以通过生物反应器来提供。

在生物反应器中成功培养干细胞需要精确监测和控制某些关键过程参数，如 pH 值、溶解氧浓度和温度，以及生化参数，如重要营养素、代谢物和生长因子的浓度。在生物反应器中培养干细胞的另一个特别重要的因素是通过最小化搅拌和充气引起的剪切应力来防止细胞损伤。无论您是用悬浮细胞、细胞聚集体还是微载体上的干细胞培养干细胞，这都是正确的。

精确控制溶氧浓度

因为它影响干细胞的分化和分裂，所以必须非常精确地控制溶解氧浓度。理想的解决方案是涉及空气、N 2 和 O 2的充气策略，每个都有自己的质量流量控制器。一个重要的因素是确保细胞有足够的氧气可用，即尽管通气率低且温和，但仍保持生物反应器的 k L值高。该系统还需要包括用于 pH 控制的单独 CO 2 管线，以及用于顶空充气的选项。

充分混合，剪切应力小

彻底混合对于维持培养容器内的均匀条件是必不可少的。较短的混合时间会降低可能损坏细胞的浓度梯度。例如，它们可能在引入基础试剂或营养培养基时出现。干细胞对剪切力特别敏感，这意味着低功率输入和均匀能量分布的彻底混合非常重要。合适的生物反应器的主要特征包括最佳反应器几何形状和对细胞温和且位置正确的搅拌器。

持续监控工艺关键参数

可重复培养细胞的能力需要详细了解培养过程。附加传感器，如氧化还原、废气、活细胞密度和生物量传感器，允许用户连续监测关键参数。基于这些数据，生物过程软件可以连续计算 RQ 等附加参数，使系统能够快速自动响应不断变化的过程条件。

微载体作为贴壁细胞的解决方案

贴壁细胞即干细胞只有在它们能够将自身附着到基质上时才会生长，通常在微载体的帮助下在生物反应器中培养。它们有多种材料可供选择，并且经常与旋转过滤器一起使用。带有细胞的微载体不能通过过滤膜，导致细胞在生物反应器中积聚，并允许用户收获无细胞培养基。