图1 固流床

由于细胞比较脆弱，通气和搅拌对细胞的生长造成了物理伤害，制约着生物反应器的应用和细胞工业化生产。日泰公司生产的生物反应器较好地解决了通气和搅拌对细胞生长的影响，同时结合微载体和片状载体为细胞生长提供足够的依附面积。

生物反应器是一种为细胞生长提供优化的物理和化学环境的装置。生化反应是在多相体系中进行的，大部分是在固、液、气三相中进行的，并且氧气的需求是细胞培养过程中的重要特征，所以不断地通气和搅拌是生物反应器不可或缺的。同时由于细胞比较脆弱，通气和搅拌对细胞的生长造成了物理伤害，制约着生物反应器的应用和细胞工业化生产，所以生物反应器的发展和选择也就是如何围绕解决以上矛盾的过程。

大规模的动物细胞培养开始于20 世纪50 年代，总体来看，只有少数动物细胞能悬浮培养，而多数具有工业生产意义的细胞需附着在固体介质上生长和单层培养（即细胞不能相互堆叠），因此要求培养装置有供细胞附着的尽可能大的表面积，同时也意味着动物细胞生物反应器的设计较为严格，如对pH、温度的控制精度要求。

图2 提升式搅拌桨

解决通气和搅拌问题

国内虽然研究生物反应器较早，但是国产生物反应器一直未能在实际生产中得到广泛应用。

自2007年起，生产发酵设备为主的上海日泰医药设备工程有限公司开始依托在发酵设备、配料罐和管道安装等领域的优势，依靠引进人才，通过吸收、消化国内外的主流生物反应器的技术和优势，坚持自主创新，能提供满足不同细胞培养方式的、可灵活配置多种搅拌桨的生物反应器。

日泰公司生产的生物反应器较好地解决了通气和搅拌对细胞生长的影响，同时结合微载体和片状载体为细胞生长提供足够的依附面积。

具体来说，日泰可以提供如下的3种搅拌方式，依据不同的细胞和培养方式选择不同的搅拌桨：

1. 固流床

它具有固定床和流化床的优势，同时克服了固定床的缺点。细胞依附在片状载体上，在培养过程大部分时间内细胞处于相对静止状态，控制系统根据细胞种类和培养要求，按一定的时间间隔将片状载体形成流化状态，使得物质传递得以充分进行，消除由于沟流形成的局部营养不良，同时搅拌是由液体的流动完成的，消除了剪切力，通气在搅拌腔内进行，消除了气泡的影响。

图3 犁式搅拌桨

固流床适用于在不以细胞为收获物贴壁细胞培养，用于生产分泌型蛋白或病毒；或原代细胞的培养。固流床培养方式简单，易于掌握，同时流化性可以让培养过程取样观察。固流床培养过程使用聚酯片量在30~40g/L，细胞密度在3×107。固流床在各种培养方式中在细胞密度方面最有优势。

2. 提升式搅拌桨

提升式搅拌桨利用离心力的作用，促使液体在罐体内流动，从而带动营养物质和溶解氧等混合和传递。其具有剪切力小，混合效果好，消除微载体或细胞在罐体底部的积累等。同时通气采用通气网管，将微载体和通气分割开来，消除气泡对细胞生长的影响。

提升式搅拌桨适用于贴壁细胞的微载体培养，同时配合移液网管，进行连续培养，有利于细胞的高密度培养。微载体培养形式类似于微生物发酵，易于放大.对于分泌型蛋白、病毒或细胞的收获可采用此方式培养。微载体的使用量在12g（干）/L，细胞密度在1~1.5×107。可用于悬浮细胞培养，细胞密度达到2×106。

3. 犁式搅拌桨

通用型搅拌桨，剪切力较大，细胞生长所受影响较大；通气采用通气网管，消除气泡对细胞生长的影响.细胞密度在2~3×106。

对于单克隆抗体等产品生产采用较为合适，易于放大，但是细胞密度较低,相对于前两种方式, 单位体积生产效率较低，考虑到纯化的损失，对于蛋白产率较低的细胞株不是很合适。

应用结果

依据不同的细胞和培养方式应用不同的搅拌桨，均可以获得很好的培养效果。各项参数的差异如表1所示。

目前日泰公司可以为客户提供100L内的标准型产品。对于更大体积的生物反应器，可以根据用户的需求定做。