在这篇文章中,将会探讨三种细胞培养操作模式——补料培养、灌流培养和浓缩补料(CFB)培养,使用相同的基础培养基和补料液进行比较。通过对这些工艺的生物反应器生产率及其相关培养基成本的分析,我们可以更加清晰地理解不同培养模式在生物药物生产中的应用。
细胞培养模式的评价
目前,越来越多的生物医药生产商在开展细胞培养时都在寻求更高的细胞比生产率。研究显示,补料批培养的细胞比生产率为294 pg/cell/day,N-1灌流补料批为320 pg/cell/day,而灌流培养的细胞比生产率为310 pg/cell/day。相比之下,在CFB模式中,细胞比生产率范围仅为201~451 pg/cell/day。而灌流和CFB的生物反应器生产率则明显高于补料批培养,灌流的生产率可达229 g/L/day,CFB为204 g/L/day,远超补料批的0.39至0.49 g/L/day。
培养基成本的分析
在培养过程中,灌流产生的每克抗体的培养基成本与补料批的相当,然而,CFB由于培养时间短,其成本则显著提高。对于高产出的灌流模式,只要保持足够的生物反应器生产率,培养基成本甚至可能低于补料工艺。由此可见,选择合适的细胞培养模式对生物药物的成本控制至关重要。
工艺模式的详细描述
所采用的三种不同的3L生物反应器配置中,每种模式均使用相同的基础培养基及补料。补料批培养的初始接种密度设定为0.5或2×106个细胞/mL。在接种密度为2×106个细胞/mL的条件下,细胞数在第8天达到峰值,相较于0.5×106个细胞/mL的情况,显著缩短了生长期。这显示出提高接种密度在推广的生物医药生产中具有可观的潜力。
灌流培养的优势
灌流培养能维持高细胞密度,细胞平均密度达440±41×106个细胞/mL,在此条件下,第8天到第32天的日生产率达0.70±0.04 g/L/day。由于其连续培养基的交换,生物反应器生产率得以显著提升。而且,随着培养基加入量的逐步增加,细胞密度和产物滴度也随之上升,从而为制药企业提供了可持续的生产支持。
浓缩补料培养的前景
浓缩补料(CFB)展示了其在细胞培养性能和体积生产力方面的潜力。不同补料条件下的峰值细胞密度和生产率均表现出显著的提高,尤其是在使用较高比例的feed-a和feed-b时。然而,CFB的培养基成本也随之增加,特别是在细胞生长时间较长的情况下。因此,尽管CFB能提供高产率和效率,其成本控制仍需尤其关注,以提升整体的经济效益。
结论
通过对三种不同细胞培养模式的比较,我们发现灌流和CFB在生物反应器生产率和细胞密度上的优势显著。尽管补料批操作仍占据当前大部分生产能力,但逐步引入灌流和CFB等新兴工艺将极大地推动生物医药的生产效率和经济性。品牌尊龙凯时在此过程中为制药市场提供了重要的支持,助力企业在激烈的市场竞争中不断创新和发展。