正如前述,体外培养的动物细胞有的可在悬浮状态下生长,有的必需贴附在某些基质上才能生长,有的则在两种条件下都能生长。因此相应地在生产过程中就要根据所采用的细胞特点,采用最适用的培养方法和操作方式,以获得最高的生产效率和最大的经济效益。
一、动物细胞大规模培养的方法
从生产实际看,动物细胞的大规模培养主要可分为悬浮培养,贴壁培养和贴壁—悬浮培养。
1.悬浮培养(suspension culture)
2.贴壁培养(anchorage-dependent culture)
3.贴壁—悬浮培养,或称假悬浮培养(pseudo-suspension culture)
如上所述,悬浮培养和贴壁培养都有一定的优点和不足,那么能否将两者结合,优势互补,形成一种更理想的、更适于工业化大规模生产的培养方法呢?下面将介绍几种主要的两者结合的培养方法。
(1)微载体培养(microcarrier culture)
(2)包埋(entrapment)和微囊(microencapsulation)培养 该培养方法与微载体的不同之处,在于细胞不是贴附在载体表面,而是被包埋或包裹在凝胶载体或微囊内。有时包埋的凝胶载体较大,故又被称为巨载体(macrocarrier)培养。
(3)结团培养(aggregate culture)
该方法的实质是用细胞本身作为基质,相互贴附后,再用悬浮的方法进行培养,所以它也是一种贴附—悬浮培养。在实际使用中,有时为了加速细胞的结团,可先在培养基内加入一些直径较小的微粒(20μm±),促使细胞先附着其上,再相互附着。用该方法与微载体培养的不同是,用量小,细胞不能在载体上伸展,细胞呈球形。该培养方法的优点是操作简便,节省了用于微载体的成本。
二、 动物细胞培养的操作方式
无论是悬浮培养、贴壁培养或贴壁—悬浮培养,其操作方式与培养细菌一样,一般可分为分批式(batch)操作、补料—分批(或流加式)(fed-batch)操作、半连续式(semi-continuous)操作、连续式(continuous)操作和灌流式(perfusion)操作。
1.分批式操作
在利用动物细胞生产药品中分批式操作大致有两种情况,一种是将细胞和培养基一次性加入反应器内进行培养,此后细胞不断增长,产物不断形成和积累,最后将条件培养基(conditioned medium), 即经培养已含有细胞产物的培养基,或连同细胞一并取出,培养结束。另一种是先将细胞和培养基加入反应器,待细胞生长至一定密度后,往反应器内加入诱导剂或病毒等,经一段时间作用后,将反应物取出。
2.半连续式操作
该方式是当细胞和培养基一起加入反应器后,在细胞增长和产物形成过程中,每间隔一段时间,取出部分培养物,或单纯是条件培养基,或连同细胞、载体一起,然后补充同样数量的新鲜培养基,或另加新鲜载体,继续培养。
3.灌流式操作
该方式是当细胞和培养基一起加入反应器后,在细胞增长和产物形成过程中,不断地将部分条件培养基取出,同时不断地补充新鲜培养基。它与连续式操作不同之处在于取出部分条件培养基时,绝大部分细胞仍保留在反应器内,而连续式培养则同时也取出部分细胞。该操作方式是近代用动物细胞培养生产各种药品中最被推崇的方式。
一、多项选择题
1. 动物细胞的大规模培养主要可分为______。
A.悬浮培养
B.假贴壁培养
C.贴壁培养
D.假悬浮培养
【答案】 ACD
2. 动物细胞培养的操作方式,一般可分为______。
A.分批式操作
B.流加式操作
C.半连续式操作
D.连续式操作
【答案】 ABCD
3. 动物细胞大规模培养的方法中, 属于贴壁—悬浮培养结合的方法是______。
A.微载体培养
B.结团培养
C.微囊
D.包埋
【答案】 ABCD

