在干细胞治疗产品领域，目前细胞培养主要采用细胞培养瓶、多层细胞工厂的开放式生产工艺；部分企业采用隔离器结合蜂巢式培养箱以实现干细胞的密闭式培养工艺，但仍属于手工操作，难以实现自动化、规模化、标准化的干细胞培养工艺。

采用生物反应器进行干细胞的大规模生产制备，不仅能满足干细胞产品临床应用和商业化过程中对于细胞产量的需求，同时能够避免开放式操作所带来的污染风险，显著降低细胞生产制备过程中的耗材、人力、时间成本。此外，一次性大量收获细胞更能保证细胞终产品的质量均一性，降低细胞制备过程中的批次间差异。

但无论采用何种生物反应器及微载体进行干细胞的大规模制备，不能片面追求细胞扩增倍数及细胞产量，任何干细胞大规模制备工艺均应以细胞的关键质量属性及工艺的稳定性作为评价标准。

关于干细胞不同规模的细胞制备工艺选择，我们已在以前的文章《干细胞3D微载体规模化生产工艺及质量控制》（上、下）中做了详尽阐述，这里不再赘述。

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对于较大规模、商业化的生产而言，自动化的封闭式细胞扩增及收获系统是细胞治疗产品生产工艺发展的趋势。2021年《药品生产质量管理规范-细胞治疗产品附录》第十一条规定“宜采用密闭系统或设备进行细胞产品的生产操作，密闭系统或设备放置环境的洁净度级别可适当降低。”

3D FloTrix®自动化系列生物反应器是华龛生物为实现3D细胞的规模化培养，自主研发的一款封闭式、自动化、标准化的搅拌式生物反应器，目前该系列产品包括125ml、2L、5L、15L体系，以满足不同生产工艺及产能的需求。

基于核心技术产品3D TableTrix®细胞微载片及3D FloTrix® 动态培养工艺，结合华龛生物3D FloTrix®vivaPREP细胞收获系统所搭建的3D FloTrix®细胞技术平台，在干细胞CMC工艺中具有以下优势：

1、根据特定的细胞类型及工艺要求，可在C级环境下实现从细胞接种、培养扩增、细胞收获分装的连续、密闭式生产工艺，提高单批次细胞产量，显著降低生产成本，减少因细胞反复制备所带来的批次间质量不稳定性风险。

2、根据《药品生产质量管理规范-细胞治疗产品附录》第三十六条规定“采用密闭系统进行细胞培养，同一生产操作间或同一培养箱内可同时培养和保存不同批次产品”，采用华龛3D FloTrix®动态培养工艺可以在同一生产操作间内，同时间进行多批次细胞的扩增培养，在保证低污染风险的同时，高效利用洁净空间。

3、3D FloTrix®vivaSPIN自动化生物反应器系列设备，配有3D FloTrix®CELL PRO活细胞在线监测系统，可实时精准监测活细胞状态，自动生成细胞增殖曲线；设备还配备PECALSTM控制系统，可精准执行自动化程序，支持远程参数控制，全信息实时记录，用户可以根据自己的需求设置用户权限、工艺参数，且细胞数据完整、可追溯。

采用悬浮式生物反应器用于干细胞的规模化扩增，干细胞通常附着在悬浮于搅拌容器中的微载体上。作为干细胞粘附培养介质，微载体是干细胞产品生产过程中使用的关键原材料，会直接影响细胞纯度、质量及细胞治疗疗效。因此，选择合适的微载体是干细胞培养扩增过程中保证细胞数量和质量的关键变量。

2021年《人源性干细胞产品药学研究与评价技术指导原则》（征求意见稿）也明确指出“部分原材料处在不断更新优化过程中，优先选择风险等级低，如采用药用级的原材料”；“对于可能影响产品质量和安全性的所有原材料，需在最终产品或工艺的合理阶段对残留进行评估和控制，并结合临床使用剂量确定需要控制的残留限度”。

1：华龛生物3D TableTrix®微载体

华龛生物的3D明胶微载片（3D TableTrix®)是一款多孔微载体，其核心成分为明胶蛋白固化形成的100um-200um的多孔微球。微载体原材料选用药用辅料级别，3D TableTrix®微载片通过了第三方机构质量检测及安全性评价——“微载体质检安评报告”（江苏省药物安全性评价中心）。在此基础上获得了国家药品监督管理局药品审评中心（CDE）药用辅料资质备案（F20210000003与F20200000496），同时也完成了美国FDA/DMF药用辅料资质备案（DMF：35481）。

2：华龛生物3D FloTrix®Digest微载体裂解液

为了在经微载体扩增细胞达到预期增殖数量之后，能够去除微载体，保证细胞治疗产品的安全性情况下进行细胞收获操作，且收获的细胞满足干细胞的基本生物学质量要求，华龛生物开发了微载体裂解液（3DFloTrix® Digest微载体裂解液），可以特异的降解3D TableTrix®微载片，将微载体降解为氨基酸片段。为了保证降解后产物（微载体残留物、裂解液残留物）在最终的干细胞悬液中符合细胞制品的安全性标准，从原材料的选择、检验方法的建立及安全性评价三个方面进行了质量控制，并与中国食品药品检定研究院共同建立了检测微载体原料中特异氨基酸及裂解液中酶活性的残留物检测方法及标准，获得了“微载体残留及裂解液残留质量评价报告“（中国食品药品检定研究院）。

CGT产品从临床到商业制造的过程中，如何进行工艺开发和优化是CGT开发企业及CDMO服务企业都面临的挑战，我们已在之前的文章《基于可降解微载体的细胞规模化制备在CMC上游工艺开发中的应用》中进行了讨论。

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在这一过程中，选择合适的自动化设备、耗材及细胞CMC工艺，将用于临床生产的开放式手动流程扩大到商业化大规模制造，既满足细胞生产的商业化需求，同时能够显著降低细胞治疗产品的生产成本，保证细胞治疗产品的质量和安全性。需要CGT产品开发人员具有前瞻性的商业设计、采用突破性技术和新的自动化解决方案以符合细胞和基因疗法未来发展趋势。

参考：

1.《人源性干细胞产品药学研究与评价技术指导原则》（征求意见稿）

2. 《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则(试行)》

3. 《干细胞3D微载体规模化生产工艺及质量控制》（上、下）：华龛公众号/干细胞者说公众号

4. 《基于可降解微载体的细胞规模化制备在CMC上游工艺开发中的应用》：华龛公众号/干细胞者说公众号

下期预告：干细胞治疗产品服务篇

欲知详情如何 敬请关注华龛生物

✦ 3D TableTrix^®

 细胞微载片 

• 已分别获得FDA DMF和CDE药用辅料资质

• 弹性多孔结构，比表面积大

• 3D仿生，可定制化

• 特异性降解技术

• 无菌片剂包装，无需预处理

✦ 3D FloTrix^®

 三维干细胞培养基 

• 专为间充质干细胞3D培养工艺定制

• GMP生产级别

• 无血清、无动物源成分

✦ 3D FloTrix^®vivaSPIN

 自动化生物反应器 

• 可实现3D细胞实时在线计数

• 高精度质量流量计，减少气泡产生，适配于3D细胞动态培养工艺

• 3D TableTrix^®细胞微载体专用上清液过滤系统

• 具有审计追踪功能，提供3Q认证，符合GMP规范

✦ 3D FloTrix^®vivaPREP

 细胞收获系统

• 可实现连续式、封闭式、自动化细胞制备工艺

• 单批次可收获10^9以上细胞

• 可完成清洗、浓缩、分装等多种细胞处理工艺

• 内置审计追踪功能，符合GMP规范

 

 

 

✦ 3D FloTrix^®vivaEXO

外泌体收获装置

• 单批次可将10L原液浓缩至500mL以下，仅需1-3小时

• 采用一次性全封闭耗材包，即开即用

• 可实时设定并显示运行过程中的各项参数

 

 

【关于华龛生物】

北京华龛生物科技有限公司由清华大学医学院杜亚楠教授科研团队领衔创建，清华大学参股共建。核心技术源于清华大学的科技成果转化。公司专注于打造原创3D细胞“智造”平台，提供基于3D微载体的细胞规模化定制化扩增工艺整体解决方案。

华龛生物核心产品3D TableTrix®微载片（微载体），是自主创新型、首款可用于细胞药物开发的药用辅料级微载体。已通过中检院等相关权威机构的检验报告，并获得2项国家药监局药用辅料资质（CDE审批登记号：F20210000003、F20200000496）。同时，产品获得美国FDA DMF药用辅料资质（DMF：35481）。

华龛生物的产品与服务，可广泛应用于基因与细胞治疗、细胞外囊泡、疫苗及蛋白产品等生产的上游工艺开发。同时，在再生医学、类器官与食品科技（细胞培养肉等）领域也具有广泛应用前景。

公司拥有5000平米的研发与转化平台，其中包括4000平米的GMP生产平台，1000余平的以3D细胞智造及微组织再生医学治疗产品为核心的CDMO服务平台；新建1200L微载体生产线。相关技术已获得100余项专利成果，30余篇国际期刊报道。核心技术项目已获得多项国家级立项支持与应用。