摘要文章结合动物细胞培养的基本特点，介绍了国内外动物细胞培养生物反应器的研究现状以及未来的技术发展方向。
关键词生物反应器;动物细胞培养
动物细胞培养在当今生物制品生产中已越来越重要，而动物细胞培养的最主要设备就是生物反应器。生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能，在体外进行生化反应的装置系统，是1种生物功能模拟机，是实现产品产业化的关键设备，是连接原料和产物的桥梁。从生物反应过程来说，发酵过程用的反应器称为发酵罐，酶反应过程用的反应器则称为酶反应器［1］。近年来，动物细胞培养技术的发展极大地推进了现代生物医药产业的发展［2］。该技术被广泛应用于单克隆抗体的制备、重组蛋白药物的研发、人造器官移植等行业，成为生物制药领域的关键技术之一。随着全球对生物制品需求的快速增长，动物细胞大规模培养技术也越来越受到人们的青睐，而作为动物细胞大规模培养中不可代替的主要设备———生物反应器，在生物制品的生产中也起到了越来越重要的作用［3］。它能够有效增加细胞单位体积的培养密度，从而为动物细胞的大规模生产奠定坚实的基础。动物细胞培养反应器种类多样，常规应用较多的有机械搅拌式、气升式、中空纤维等［4］。
01
基本概况
1动物细胞培养的基本特点
动物细胞体外培养按其对生长机制的依赖性差异可分为2类:一类是贴壁依赖性细胞，这类细胞必须贴附于基质表面才能生长;另一类为非贴壁依赖性细胞，这类细胞生长不需贴附在基质表面，可采用类似于微生物细胞的悬浮培养。根据动物细胞类型及其生长特性的不同，可采用贴壁培养、悬浮培养和固定化培养等3种方法进行动物细胞大规模培养［5］。动物细胞无细胞壁，其机械强度低，生长缓慢，营养要求高，生长条件不易控制，而且大都具有贴壁依赖性等特点，从而限制了生物反应器的大小，影响动物细胞大规模培养20世纪70年代以来，动物细胞培养生物反应器有了很大发展［6］，种类越来越多，如搅拌式、鼓泡式、气升式、中空纤维，以及一些新型生物反应器，如固定床、流化床等;同时生产规模也越来越大，例如英国Celltech公司通过加大生物反应器尺寸，建立了L规模的气升式生物反应器进行杂交瘤细胞培养以生产单克隆抗体。
02
传统生物反应器种类
2.1搅拌式生物反应器
利用搅拌器(Impeller)旋转以驱动液相流动的搅拌式生物反应器(Stirredbioreactor)，根据动物细胞培养的基本特点，要求搅拌器转动时产生的剪切力小，混合性能好，同时通气应尽量减小对细胞的损伤且达到供氧充足的目的，因此必须采用与传统的微生物反应器不同的搅拌器及通气方式。国外科学家利用螺旋带叶轮(Helicalribbonimpeller)减小生物反应器培养过程中的剪切作用，并通过表面充气及诱导表面气泡产生，分别采用有血清培养基(TNMFH)和无血清培养基(IPL/41)对Sf－9昆虫细胞进行悬浮培养，生产重组异源蛋白。Shi等设计了1种具有双层滤网的新型搅拌器(Annularcageimpeller)，与美国NBS公司开发的cell－lift搅拌器相比，不仅提高了氧传递速率、活细胞浓度以及单克隆抗体产物浓度，而且有利于保护细胞免受流体剪切破坏［7］。近年来，随着生物反应器培养中流体流动状态及混合现象研究的深入，许多新型搅拌器相继出现［8］，为动物细胞采用搅拌式生物反应器培养提供了广阔的发展前景。
2.2气升式生物反应器
气升式生物反应器(Airliftbioreactor)是在鼓泡式生物反应器(Spargedbioreactor)的基础上发展起来的，以气体上升为动力，由导流装置引导形成气液混合的总体有序循环。自从利用此类反应器首次成功培养动物细胞以来，气升式生物反应器在动物细胞大规模培养中的应用受到了生物工程领域的北京去哪家医院治疗白癜风比较好中科白癜风寒假感恩回馈
