動物細胞的微囊化培養(yǎng)(編輯修改稿)
2025-06-18 17:18 本頁面
【文章內容簡介】 將含有細胞的瓊脂糖溶液分散到一個水不溶相中 (如石蠟油 ) ， 形成直徑 ， 移去石蠟油后 ， 細胞即可進行培養(yǎng) 。同海藻鈣一樣 ， 瓊脂糖更適于培養(yǎng)懸浮細胞 。 盡管凝膠珠形成過程很復雜 ， 目前放大體積不超過 20 L。 但瓊脂糖凝膠無毒性 ， 具有較大的空隙 ， 可以允許大分子物質自由擴散 ， 因此該法非常適用于蛋白產(chǎn)物的連續(xù)生產(chǎn) 。 有人曾用瓊脂糖包埋雜交瘤細胞和淋巴細胞生產(chǎn)單克隆抗體和白細胞介素 。 3） 血纖維蛋白 將動物細胞與血纖維蛋白原混合 ， 然后加入凝血酶 。 凝血酶將血纖維蛋白原轉化為不溶性的血纖維蛋白 ， 將動物細胞固定在其中 。 血纖維蛋白可以促進細胞貼壁 ， 因此兩種類型的細胞都適于培養(yǎng) 。 而且基質高度多孔 ， 允許大分子物質的自由擴散 。 但機械強度差 ， 對剪切力很敏感 。 三 、 中空纖維 中空纖維細胞培養(yǎng)技術是模擬細胞在體內生長的三維狀態(tài) ， 利用一種人工的 “ 毛細管 ” 即中空纖維給培養(yǎng)的細胞提供物質代謝條件而建立的一種體外培養(yǎng)系統(tǒng) 。 中空纖維培養(yǎng)技術的優(yōu)點是無剪切 、 高傳質 、 營養(yǎng)成分的選擇性滲入 ， 使培養(yǎng)細胞和產(chǎn)物密度都可達到比較高的水平 。 缺點是膜的污染和堵塞 ， 觀察困難 ， 細胞生長或過量氣體產(chǎn)生會破壞纖維 。 中空纖維培養(yǎng)技術的發(fā)展趨勢是讓細胞在管束外空間生長 ， 以達到更高的細胞培養(yǎng)密度 。 目前中空纖維反應器已進入工業(yè)化生產(chǎn) ，主要用于培養(yǎng)雜交瘤細胞來生產(chǎn)單克隆抗體 。 四 、 微囊化 微囊化培養(yǎng)技術其要點是：在無菌條件下將擬培養(yǎng)的細胞 、 生物活性物質及生長介質共同包裹在薄的半透膜中形成微囊 ， 再將微囊放入培養(yǎng)系統(tǒng)內進行培養(yǎng) 。 生長介質為 %海藻酸鈉溶液 ，半透膜由多聚賴氨酸形成 。 培養(yǎng)系統(tǒng)可采用攪拌式或氣升式反應器系統(tǒng) 。 實驗證實 ， 采用批式和連續(xù)灌注式培養(yǎng)雜交瘤細胞生產(chǎn)單克隆抗體 ， 在727 d 微囊內抗體濃度可達 12505300 mg/ L。 利用微囊包裹具有特定功能的組織細胞，形成免疫隔離的人工細胞，以此植入疾病動物或病人體內。 1980 年報道了微囊化胰島移植治療糖尿病。他們將同種大鼠胰島用海藻酸 聚賴氨酸 聚乙烯亞胺包埋后植入鏈脲霉素誘導的糖尿病大鼠體內，在未用免疫抑制劑的情況下，控制大鼠血糖正常達一年左右。 固定化方法的選擇 一 、 培養(yǎng)規(guī)模 由于各種固定化系統(tǒng)可以獲得相同的細胞密度 ，且細胞的產(chǎn)率主要取決于細胞的擴散 ， 因此反應器的體積是培養(yǎng)規(guī)模放大的主要決定因素 。 雖然微載體系統(tǒng)可以提供最大的單元操作 ， 但其他系統(tǒng)也可以通過增加單元套數(shù)而獲得放大 。 二 、 培養(yǎng)方式 除了海藻酸鈣包埋法外 ， 其他固定化基質都是多孔型的 ， 能允許大分子物質自由出入 ，因此可實現(xiàn)蛋白質產(chǎn)物的連續(xù)生產(chǎn) 。 在凝膠珠和微囊中可使蛋白產(chǎn)物積聚到很高的濃度 ， 給后續(xù)的分離純化處理帶來方便 ， 并大大降低了生產(chǎn)成本 。 三 、 所培養(yǎng)的細胞類型 大多數(shù)固定化系統(tǒng)都適用于貼壁型細胞的培養(yǎng) 。 而在吸附非貼壁型細胞時 ， 由于吸附力弱 ， 易出現(xiàn)細胞泄露 。 四 、 制備方法的難易和成本 由于固定化基質類型比較復雜 ， 因此各種固定化方法的成本很難比較 。 海藻酸鹽和瓊脂糖是以化學試劑形式出售；膠原珠是以無菌形式提供給使用者 ， 以便于接種 。 固定化培養(yǎng)存在的問題 (1)固定化細胞培養(yǎng)的細胞密度較一般懸浮培養(yǎng)高 10100 倍 ，但同時也帶來了如何保證足夠的營養(yǎng)物質和氧的傳遞問題 。 (2) 細胞群體在大規(guī)模 、 長時間培養(yǎng)過程中分泌產(chǎn)物能力的丟失或產(chǎn)物活性的降低依然是細胞培養(yǎng)領域深感棘手的問題 。包埋在凝膠或微囊中死亡的細胞會對其他細胞產(chǎn)生污染和毒害作用 。 (3) 培養(yǎng)基及固定化基質價格昂貴 ， 生產(chǎn)成本高居不下 。 尤其是高效的微載體細胞培養(yǎng)介質 ， 銷售價格一直呈上漲趨勢 。 (4) 目前對細胞代謝和生長動力學的研究以及在線監(jiān)測水平還遠不足以設計出確定的優(yōu)化培養(yǎng)系統(tǒng) ， 從而導致昂貴培養(yǎng)基的浪費 。 固定化動物細胞培養(yǎng)的展望 固定化動物細胞培養(yǎng)工程發(fā)展的總方向是大型化 、 自動化 、 精巧化 、 低成本 、 高細胞密度 、 高目的產(chǎn)品產(chǎn)量 。 從國際上的發(fā)展趨勢看 ， 動物細胞培養(yǎng)技術主要有： （ 1） 開發(fā)細胞培養(yǎng)反應器和培養(yǎng)系統(tǒng)； （ 2) 開發(fā)培養(yǎng)貼壁細胞的載體； （ 3) 開發(fā)微囊技術； （ 4) 開發(fā)雜交 、 重組技術；
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