动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中的通气方式

通气在动植物细胞或组织生物反应器培养过程中起着至关重要的作用,而同时通气过程所产生的机械损伤力亦可对细胞造成直接的伤害,因此,通气方式是动植物细胞或组织生物反应器培养过程设计与工程放大的关键技术之一。本文综述了动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中三种主要通气(异养培养时又称供氧)方式的结构特点,及其对气液传质、生物量、代谢产物量和细胞损伤的影响,以及改进的新型通气方式和几种通气方式的融合并用。     

利用脱细胞血管基质体外构建小口径组织工程血管

目的探讨利用犬的间充质干细胞诱导分化种子细胞,以异种脱细胞血管基质为基础体外构建小口径血管移植物。方法采用密度梯度离心和贴壁培养的方法从犬骨髓中分离出间充质干细胞并体外培养,诱导分化成内皮样细胞和平滑肌样细胞;采用非离子型去垢剂和胰蛋白酶去除猪颈动脉血管壁结构细胞,对脱细胞基质进行组织学、力学检测及孔隙率评估。在生物反应器内采用旋转种植的方法将犬骨髓间充质干细胞诱导的内皮样细胞种植到脱细胞基质上,体外构建小口径组织工程血管。结果犬的骨髓间充质干细胞体外能够定向诱导分化为平滑肌样细胞和内皮样细胞,可以作为血管组织工程的种子细胞。经过脱细胞处理后,光镜和电镜观察证实血管壁的细胞成分完全去除。具有良好的孔径和孔隙率。支架在生物力学、孔隙率等方面符合构建组织工程血管支架的要求。在生物反应器内剪切力条件下可以初步构建出组织工程血管。结论小口径血管移植物可以将间充质干细胞诱导种子细胞,以异种脱细胞血管支架作为基质,在搏动性生物反应器内培养的方法进行构建。     

动物细胞培养用生物反应器及相关技术

动物细胞大量培养是生产生物制品的重要途径,它用到的关键设备是生物反应器。根据培养细胞、培养载体、培养液混合方式的不同,生物反应器主要有搅拌式、气升式、中空纤维式、回转式等,其中搅拌式规模最大。回转式是NASA于20世纪90年代中期开发的一种新型生物反应器,被誉为空间生物反应器,可用于组织工程研究。与生物反应器配套的技术主要有灌注、微载体、多孔微球、转入抗凋亡基因等,可以有效地提高细胞密度,增加生物制品产量,提高质量。今后生物反应器研制主要朝两个方向发展:一是,以高密度培养动物细胞生产蛋白质药物为目的,二是以三维培养动物细胞(主要是人类细胞)再生组织或器官为目的。     

新型旋转壁式生物反应器内三维组织工程骨的构建

利用微载体悬浮培养法将成骨细胞在旋转壁式生物反应器内进行大规模扩增,并检测细胞的组织形态和生物功能.然后以此作为种子细胞,分别以2×10⁶个/ml和1×10⁶个/ml两种密度接种到支架材料上,于旋转壁式生物反应器(RWV)内进行三维组织工程骨的构建.并将所构建的骨组织分别进行倒置显微镜(inverted microscope)、扫描电镜(SEM)、碱性磷酸酶(ALP)、矿化结构和AO/EB双重荧光染色等生物学性能检测,以及对培养过程的营养物质代谢情况进行监控和分析.结果表明,在RWV中培养的骨组织生长良好,分泌大量胶原纤维,并有矿化基质和新骨样组织形成. 由上述结果可断定,通过RWV内部流体对流所产生的应力刺激,可提高成骨细胞碱性磷酸酶的活性表达,并加速矿化结节的形成,从而完成成骨细胞的快速增殖与分化以及工程化组织的三维构建.     

光生物反应器培养大型海藻细胞或组织

许多大型海藻含有具潜在重要药用价值的次生代谢物质,通常这些物质在藻体中含量极微,大型海藻体本身也不像微藻那样易在短期内大量获取,并且这些物质化学结构复杂,这使得直接提取或者人工合成极为困难。利用光生物反应器培养大型海藻细胞或组织,可以经济、无限量和资源循环再利用的方式,在植物体外合成生产重要的海洋植物次生代谢物质。光生物反应器所提供的可调控和工程优化的培养环境有望成为优化次生代谢物生物合成的有效手段。光生物反应器培养大型海藻细胞或组织也是大型海藻养殖业育苗技术发展的一个重要方向。综述了近10年来光生物反应器培养大型海藻细胞或组织在培养条件以及生长动力学模型方面国内外的研究进展,并对该领域未来可能的研究方向作一展望。     

模拟微重力环境对昆明小鼠早期胚胎体外发育的影响

90年代初,美国航空航天局(NASA)设计研制出一种转壁式生物反应器(Rotating Wall Vessel Bioreactor,RWVB)。采用RWVB进行基地试验时,意外地发现离体细胞在RWVB中呈现高密度聚集,并形成较大的组织样结构。RWVB的核心结构是由两个同心圆柱体构成的旋转培养装置。将细胞与培养液置入内、外圆柱体之间,整个装置绕水平纵轴旋转,使培养物长时间保持悬浮状态。由于在旋转过程中     

VERO细胞生物反应器放大培养初探

目的:研究用生物反应器放大进行Vero细胞微载体培养,实现生物反应器之间Veto细胞放大培养.方法:5L微载体生物反应器以10g/L微载体浓度培养Vero细胞,96h时经漂洗、消化、接种于30L微载体生物反应器,实现放大后的30L微载体生物反应器细胞怏速增殖,期间对不同时期的微载体细胞进行细胞计数、细胞代谢分析和形态观察.结果:5L生物反应器细胞经过96h灌注培养,平均细胞密度达到7.81×10~6cells/mL.5L微载体细胞放大到30L微载体生物反应器,平均细胞收获率为32.3%;放大到30L生物反应器后经过144h培养,细胞密度达到9.19×10~6cells/mL;放大后的细胞代谢途径依然以葡萄糖氧化代谢乳酸为主.结论:生物反应器由5L到30L进行Veto细胞放大培养是可行的.     

应用旋转生物反应器批量制备拟胚体的研究

以小鼠胚胎干细胞(ES-D3)为模型,应用新型细胞培养系统——STLV型旋转生物反应器(rotarycellculturesystem,RCCS)建立一种批量制备拟胚体(embryoidbodies,EBs)的新方法,研究不同细胞接种密度及培养时间对RCCS内EBs产生效率的影响。为了进一步研究该制备方法是否对EBs的分化潜能产生影响,对照传统方法制备的EBs,利用形态学及RT-PCR方法测定经旋转生物反应器制备的EBs在自发性或诱导条件下(1%DMSO)向心肌细胞的分化能力。结果表明:ES-D3在RCCS内能够高效形成EBs,与传统的直接悬浮法比较,其EBs的形成效率可达到后者的2倍。1×104个/ml为最佳细胞接种密度,培养时间也是在RCCS制备EBs过程中的重要因素之一,培养第4~5天为最佳收获EBs的时间。与悬滴法制备的EBs比较,该方法制备的EBs分化为心肌细胞的潜能未改变。由此,应用旋转生物反应器可以高效制备EBs,该方法制备的EBs可以用于发育生物学等基础及应用领域的相关研究。     

组织工程皮肤生物反应器的研究与设计

目的设计一套生物反应器,能针对不同支架材料———细胞复合物进行构建组织工程皮肤。方法根据皮肤的自身生长特点和不同支架材料-细胞复合物的特性,模拟皮肤的生长环境和力学环境,通过生物反应器解决组织工程皮肤构建中支架的装夹和气液界面问题。结果生物反应器由控制系统和生物反应器主体两部分构成,能提供对多种皮肤细胞复合物的动态培养。结论皮肤生物反应器能够满足不同组织工程皮肤产品的需要。能够形成气液界面和模拟生物力学的刺激。     

植物细胞培养生物反应器的种类特点及展望

生物反应器技术应用于植物细胞培养既可以打破环境条件的限制,又有助于生产过程的人为调控,为植物细胞大规模培养或工厂化直接生产植物细胞有用代谢产物创造了条件,是当前植物细胞培养工作的研究热点。在介绍植物细胞培养特点的基础上,对适用于植物细胞培养的各类生物反应器(搅拌式生物反应器、非搅拌式生物反应器、用于植物细胞固定化培养的生物反应器、光生物反应器以及一次性培养生物反应器)的原理、优缺点等进行比较分析,最后提出了植物细胞培养生物反应器研究的发展方向,以期为植物细胞培养生物反应器的选择及改良提供参考。     

MDCK细胞微载体悬浮培养放大工艺研究

MDCK细胞对各种流感病毒具有高度敏感性,广泛应用于流感病毒的分离和疫苗制备.通过探索培养基中促进细胞贴壁的关键组分,并筛选水解物,开发了适合MDCK细胞生长的低血清培养基.发现钙、镁离子是细胞贴壁不可缺少的物质,麦麸水解物可以部分代替培养基中的血清.利用该低血清培养基,经过消化转移将MDCK细胞从5L反应器放大至25 L反应器,微载体上细胞贴附均匀、生长旺盛,25 L反应器中培养48 h细胞密度可达30.5×105 cells/ml.研究结果为工业规模反应器微载体悬浮培养MDCK细胞生产流感病毒奠定了基础.     

组织器官三维构建及原位组织工程概念——组织工程连载之四

组织器官三维构建就是把种子细胞和支架材料结合而获得设计的组织或器官,属于组织工程的核心内容,也最能体现组织工程的技术水平,如血管、气管的构建。由于传统组织工程存在缺陷,Shimizu于1998年首先提出了原位组织工程的概念,它是运用组织工程学基本原理,通过各种方法诱导移植的外源性的种子细胞或内源性的缺损组织局部细胞发生迁移、增殖、分化形成新生组织修复缺损。原位组织工程最大的特点是不依赖体外的细胞培养装置--生物反应器。原位组织工程是传统离体组织工程的有益补充。离体组织工程仍具有广阔的发展前景。     

生物防治

920202连续昆虫细胞生物反应器生产杆状病毒或盆组衍生物〔会,英〕/van Lier,F.L.J.一2 Ann.N .Y.Acad.Sci一2992,613一253~100〔译自DBA,1991,10(9),91一05063」 叙述了杆状病毒的分子生物学,以及如何生产用于昆虫生防的重组杆状病毒。此为连续操作系统,其中两个相连反应器的第一个用于培养昆虫细胞,在第二个反应器中,非封闭形首蓓银纹夜蛾(A“to夕ra夕无acal‘for。￡ca.)核多角体病毒 (AoNPV)侵染昆虫细胞。细胞裂解前完成侵染周期。在剪切力最小的饱罩塔中反应,此模型用于气提式生物反应器。4周后,在上述二步反应器中,草地夜蛾(…     

心肌组织工程的研究现状

心肌组织工程的目的是通过在体外构建思想的心肌组织工程,用于替代和修复病损的心肌组织,从心肌组织工程的细胞来源,细胞培养基,细胞接种,细胞支架,生物反应器5个方面介绍心肌组织工程的研究现状。     

生物反应器相关专利分析

生物反应器（bioreactor）是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能而进行生化反应的装置系统．如发酵罐．在各种生物加工过程中占据中心位置。从反应过程上看．根据培养对象的不同．生物反应器可以简单分为3类：微生物反应器和酶反应器、动植物细胞大规模培养生物反应器以及转基因动植物细胞生物反应器。     

固定化酵母细胞酱油发酵工艺的改进

采用圆柱形丝状陶瓷两段式生物反应器,分别固定鲁氏酵母和球拟酵母发酵酱油的工艺.使发酵时间缩短到八天.由于制备和掌握圆柱形丝状陶瓷生物反应器是相当麻烦的,所以,对于中试规模生产酱油来说更便利的陶瓷球则是合乎要求的生物反应器.为解决上述困难,我们应用陶瓷球代替圆柱形丝状陶瓷生物反应器.把鲁氏酵母细胞和球拟酵母细胞分别固定在用陶瓷球制作的两段式生物反应器上,酱油发酵则需要八天.已有酵母固定在颗粒状陶瓷载体上连续酿造啤酒的报导.本篇介绍把酵母细胞固     

植物反应器——生产FGF的“植物工厂”

<正>植物能进行光合作用,仅需要来自土壤的矿物质和水分便可在适宜的条件下获得大量人们所需的产物,而产物贮藏在种子、果实和块茎等器官中,十分便于贮运。植物生物反应器利用基因重组技术,以植物组织或细胞作为生物反应器来生产医药蛋白,进而提供廉价、绿色、安全、充足的药品。植物生物反应器是融合农业、生物技术和医药     

能源上的应用

891021最大限度提高固定化细胞反应器的产量〔会,英〕/Vega,J.L.…了Aoll.N.Y .Aead.Sei一1957,506一208~228〔译自DBA,1988,7(16),88一08088〕 固定化细胞反应器的乙醇产量已提高到最大限度。利用由戊二醛交联在明胶载体上的酿酒酵母(Saccharom夕cesc“re”i“ae)的立式固定化细胞反应器,对于达到高的稀释率和细胞浓度是有效的。反应器长时间很稳定,在这段时期内细胞浓度不断增加而不达到稳定态。为了从空隙中除去多余的生物量,必须定期进行气体清洗。在葡萄糖浓度为15一20%时,”%的葡萄糖转化为乙醇。底物浓度高和流速快促进了质量传…     

应用生物反应器扩繁魔芋愈伤组织(简报)

以魔芋颗粒状愈伤组织为试材,用生物反应器进行扩繁愈伤组织研究.结果表明,魔芋愈伤组织在接种量10g/6L、通气量60L/h、搅拌转速100r/min的生物反应器中培养12d后,材料直径从接种时的0.3cm增大至0.8cm.文中还分析了生物反应器培养魔芋愈伤组织存在的难点.     

转移性人肝癌类组织体模型的建立

为了探讨三维培养状态下人肝癌细胞的生物学特征和转移潜能,利用旋转壁式生物反应器(rotating wall vessel, RWV)结合生物支架材料,将高转移性人肝癌细胞(MHCC97H)成功地构建成一种新的转移性人肝癌类组织体模型,针对肝癌细胞的临床病理特征,一系列体外和体内实验包括组织形态、显微结构、蛋白质产生和分泌、葡萄糖代谢、组织特征基因表达、细胞的生长和凋亡,以及在裸鼠中的成瘤性和转移性等对模型进行检测评估,结果均显示,该模型能较好地模拟转移性人肝癌组织的病理特征,且优于单层培养的人肝癌细胞,该模型可能对肝癌转移分子机制探讨、抗癌药物筛选以及肝癌动物模型建立产生积极的推动,同时也表明肝细胞癌(HCC)细胞的立体形态结构对维持肝癌细胞生物学功能十分重要．