使用单克隆抗体作为治疗药物需要规模化生产，远远超过实验室生产。各种生产系统已经开发和发展，生物反应器已逐渐成为单克隆抗体生产系统的重要仪器设备。
一、悬浮培养细胞生产系统简介
商业规模的 mAb 生产可以使用贴壁细胞或悬浮细胞以及微载体进行培育生产，但使用悬浮细胞进行放大更容易所以也较常用。悬浮生产系统的另一个优势是不需要具有大面积细胞粘附的生物反应器，因为贴壁细胞生产力的培养与生物反应器的面积相互关联。
在生产规模扩大、产品质量维持、污染控制、供氧需求、DO和CO 2去除控制等指标也是衡量生物反应器的关键。
二、细胞生产系统中生物反应器的类型
通常用于水下哺乳动物细胞中 mAb 生产的不同类型的生物反应器是不锈钢搅拌罐生物反应器 (STR)、气升式反应器和一次性生物反应器。
1.不锈钢搅拌罐生物反应器
不锈钢搅拌罐生物反应器是用于工业 mAb 生产的最坚固的生物反应器类型，由与搅拌桨和搅拌罐组成。它是一个综合系统，围绕这项技术有很多知识和经验，这些知识和经验是通过其广泛的工业用途获得的，而不仅仅是使用哺乳动物细胞进行生产。
该生物反应器中的培养允许工作体积的广泛灵活性，范围从 1.0 到 25.0 L ，因为该系统由于其对生产条件的高度控制和广泛的处理知识，很容易扩展到更大的容量。清洁和灭菌系统都有着较好的改善。此外，与其他生产系统相比，该系统的培养参数，例如气体转移系数、搅拌、通气、温度维持、pH 等，都得到了有效的控制和调节。STR 的另一个优点是它可以用于培养各种细胞类型。然而，使用 STR 的最大缺点是剪切引起的应力。它会导致细胞裂解并导致 mAb 生产力下降。
2.气升式反应器
气升式生物反应器的示意图。显示栽培过程中的主要成分。
气升式反应器也广泛用于 mAb 的工业生产。反应器由内部带有气泡柱的罐组成，空气被注入柱底。当脱气培养基以与反应器底部相反的方向流动时，空气通过柱的长度流到生物反应器的顶部。这创造了培养基的持续温和混合以及适当的培养通气，消除了由其他搅拌系统引起的部分剪切应力。该操作系统的其他优点是更容易扩大规模，减少污染问题发生，并且设备较简单。尽管有这些优点，但该系统的利用率低于 STR 反应器，因为工作体积范围仅为 2.0 至 5.0 L 所以适用于小样试样。
3.一次性生物反应器
随着波浪反应器系统的推出，之后，开发了一次性搅拌罐生物反应器。
这种方法为 mAb 制造带来了许多优势。在该过程结束时，生物反应器被丢弃并更换为一个新的清洁和无菌的。这消除了批次之间的交叉污染，并减少了批次之间设备准备所消耗的时间。当考虑到该工艺的所有优点时，与其他工艺方法相比，在生产和投资资本方面的节省是非常显着的。这种生产系统的最大缺点是支持的工作量很小，范围从 50 到 2000 L。
4.波浪式生物反应器
波浪式生物反应器系统由一个放置在摇摆平台上的无菌塑料袋 (CellBag™) 组成。袋子一半装满培养基，一半装满感兴趣的气体混合物。平台运动在培养物中产生起伏运动，确保有效的通气和培养物混合，而不会造成剪切损伤。
一次性波浪生物反应器的示意图。
SUBs 的主要特点与它们与不锈钢生物反应器相似的技术特性有关，即曝气率、搅拌、反应器几何形状以及易于监测内部条件，这一过程类似于不锈钢生物反应器SUB 被广泛用于替代许多生物产品生产过程。从工业角度来看，SUB可能是一种更便宜、更有效的替代品，其原理可以轻松替代任何生物工艺，以使该方法适应要更换的感兴趣平台，例如大型罐和不锈钢或运动摇摆平台。
目前，SUBS 已用于单克隆抗体生产的生物过程中，涉及多种表达系统，包括哺乳动物细胞、微生物、植物、乳腺等。动物细胞培养技术是生产 mAb 的最古老技术之一。
还有一种称为滚瓶的瓶子的生产，它由在保持旋转运动的瓶子中控制的营养和物理条件下生长的哺乳动物细胞组成。
5.滚瓶培养系统
滚瓶是用于培养细胞和生产某些生物产品的旋转运动培养系统。它已成为其他单克隆抗体生产系统的替代品。滚瓶提供有利于氧气传输和温度控制的条件，无需曝气、搅拌螺旋桨或循环泵。对于商业规模的单克隆抗体生产，滚瓶技术可适用于生产线中包含数十个瓶子的架子。这种技术的优点是与易于处理和监测某些条件（如温度和旋转）相关的高增长潜力。
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