[發明專利]一種用于培養細胞的載體

在審

• 申請號: 201710107175.6
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106754627A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張永新;葉治家;王修林;王香寒;朱融暉;譚玉麟;徐張展;劉小浩
• 申請（專利權）人: 南京新諾丹生物技術有限公司
• 主分類號: C12N5/02
• 分類號: C12N5/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及細胞培養領域，一種用于細胞培養的載體。

背景技術

細胞培養是指在合適的培養條件下，動物細胞離體生長和增殖，并保持其特征和功能的技術。來自于動物實體組織的大多數細胞需要貼壁單層生長。只要它們沒有轉化為非貼壁依賴性的，必須貼附在合適的固體介質上并鋪展，才能開始生長。

傳統的細胞培養是使用細胞培養皿進行培養，培養皿經過處理適于細胞貼附和生長，一個傳統的培養皿提供了78.52cm²并可以可支持10⁶-10⁷個細胞貼附生長。隨后，人們開始使用細胞轉瓶，滾瓶、以及中空纖維等裝置進行細胞培養。此種方法工藝勞動強度大，細胞產量低，產品批間差異大，且容易造成污染，耗時耗力，并不能滿足現今社會上對細胞產物大批量培養的需求。

微載體是細胞培養中所使用的一類無毒性、非剛性、密度均一、透明的小顆粒。能使貼壁依賴性細胞貼附在顆粒表面進行懸浮培養，從而增加細胞貼附生長的面積，有利于細胞的大規模培養和收集。

最早使用微載體培養技術的是1967年Van Wezel利用離子交換凝膠(DEAE-Sephadex A50)作為載體，輕微攪動即可使該離子交換凝膠成為微小的顆粒懸浮在培養基中，由于這種微載體帶有電荷，利于細胞貼附于載體上進行生長繁殖，而且載體處于懸浮狀態不僅可大大增加細胞附著面積，又使細胞能與培養基充分接觸，進而有利于細胞的生長，因此能達到大量培養細胞的目的。

微載體培養是目前公認的最有發展前途的一種動物細胞大規模培養技術，由于其兼具懸浮培養和貼壁培養的優點，且放大容易，已廣泛用于培養各種類型細胞，生產疫苗、蛋白質產品，如293細胞、成肌細胞、Vero細胞、CHO細胞等。良好的細胞培養微載體具有以下特點：表面積/體積(S/V)大，單位體積培養液的細胞產率高；把懸浮培養和貼壁培養融合在一起，兼有兩者的優點；可用簡單的顯微鏡觀察細胞在微珠表面的生長情況；簡化了細胞生長各種環境因素的檢測和控制，重現性好；培養基利用率較高；容易進行放大培養；細胞收獲過程不復雜；勞動強度小；培養系統占地面積和空間小。目前已開發了多種商業化的微載體，包括葡聚糖微載體、聚賴氨酸液體微載體、大孔明膠微載體、纖維素微載體、殼聚糖微載體、甲殼質微載體、聚苯乙烯微載體、聚氨酯泡沫微載體、藻酸鹽凝膠微載體以及磁性微載體等。

大規模的細胞培養是通過哺乳動物細胞培養生產病毒疫苗或蛋白產品的有效途徑。貼壁依賴性細胞貼附在微載體上利用生物反應器懸浮培養成為迄今最常用、最有效的細胞大規模培養模式之一。

目前市場上使用的商品化微載體主要有：如GE公司的CytodexⅠ、CytodexⅡ、CytodexⅢ和Thermo公司的Cytopore，Cytoline，Biosilon、CultispherG等，以上的微載體因為其制作需要經過多種生物反應溶劑、高分子聚合物材料以及添加劑、還原劑等相互反應、中和以及清洗，工序繁多，工藝復雜，所以價格昂貴，目前的市場價已達每公斤3-10萬元人民幣，還時常出現供貨不及時的現象。而且由于此類微載體的尺寸在幾微米到幾百微米不等，體積微小，在細胞大規模培養時需要大量的微載體置入反應器內，容易造成微載體堆積，使得相連的微載體之間的空隙很小，細胞生長密度比較大，在底部及中心部位的細胞就很難獲得細胞增殖所需的充足養分，以及影響細胞消耗過的廢物排放，使得細胞的生長環境和生長狀態變差，容易造成底部的細胞生長緩慢甚至死亡。受損死亡的細胞從載體上脫落進而影響其它細胞的生長。如果是干細胞，則更容易產生非特異性分化。

因此，開發出細胞培養領域中適合于多種動物細胞大規模培養所用的載體，具有廣泛的應用前景，對促進生物反應器載體大規模細胞培養技術的發展具有重要的歷史意義。

本發明的目的是為生物細胞的增殖培養提供一種生長載體，使其可以擁有更大的細胞吸附生長空間，并在載體之間的空隙形成適合細胞生長的微環境，可以大規模培養所需的細胞。并隨著培養容器或者反應器的運動實現攪拌培養基的功能，避免由于傳統的反應器采用機械式攪拌原理而產生剪切力，從而造成細胞受損，甚至死亡。

此外，也可以給載體增加可磁化物質，使之可以通過外部磁場控制載體的運動、分布以及狀態，實現更均勻的攪拌培養基液體和形成更優的細胞生長微環境。