作为生物医药制造的核心环节，细胞培养的优化对于整体生物制程流的提升至关重要。通过缩短细胞生长过程或减少N阶段生物反应器的生产时间，能够显著加快生产速度。目前，细胞培养的主要方法包括批量培养、补料分批培养、灌流培养和连续培养。其中，基于灌流技术的连续培养相较于传统的批量和补料分批培养，展示出了显著的优势。灌流培养模式在不稳定蛋白和低产量蛋白的生产中得到了广泛应用，尤其是在小规模操作中。尽管灌流技术在小规模生产中表现出色，但在大规模商业化生产中的应用仍面临许多挑战，主要集中在工艺开发的复杂性、对自动化控制的高要求以及成本控制等方面。

近年来，一个日益受欢迎且高效的生物制程平台是强化或高接种密度的补料分批生物反应器。这种方法的接种密度高于传统补料分批生物反应器的20倍，主要是通过在N-1阶段采用灌流培养来提供密集的接种源。此过程将细胞生长的负担转移到N-1阶段，使N阶段的生物反应器能够维持高细胞浓度。单克隆抗体的总产量与培养物的细胞总数及其寿命直接相关，因此细胞浓度的提高将显著提升生物反应器的生产效率。在过去的十年中，已出现了许多类似的制造工艺实例，相较于低密度生物反应器，在接种了10x10^6个细胞/mL的反应器中，滴度提升了100%。

2020年5月，美国百时美施贵宝公司在期刊mAbs上分享了一个从传统工艺向强化工艺转变的成功案例，展示了使用CHO细胞生产单克隆抗体的三种不同工艺：传统补料分批工艺（工艺A，1000L规模）、N-1强化补料分批工艺（工艺B，1000L规模）和N-1灌流强化补料分批工艺（工艺C，2000L规模）。其中，工艺C在上游阶段采用了N-1灌流技术，并在下游整合了多柱层析（MCC）和精制步骤，显著提升了生产效率。这个工艺展现出良好的可扩展性，并通过有效的工艺优化降低了生产成本，为实现综合连续化生产打下了坚实的基础。

作者比较了不同工艺下N-1阶段种子培养的活细胞密度（VCD）、细胞活力以及后续的生产性能。结果表明，在200L至500L规模中，传统的补料分批工艺A的VCD为429±023×10⁶cells/mL，而强化工艺B和C的VCD显著提高，分别达到了143±15×10⁶cells/mL和103±46×10⁶cells/mL，特别是工艺C，展示了灌流技术对细胞扩增的显著积极作用。尽管工艺A和B的细胞活力差异不大，工艺C的细胞活力略有下降，但这并没有显著影响后续的生产培养。

在1000L至2000L规模中，工艺C的最高VCD达到了293±219×10⁶cells/mL，显著高于工艺A和B的VCD。这说明工艺C在大规模培养中表现同样优异。此外，工艺C的标准化产量及细胞特异性产量也明显高于工艺A和B，分别增加8倍和2倍，表明引入N-1强化工艺后，生产效率得到了显著提升。

在生物制药领域，提升生产力一直是研发的核心目标。IFB通过N-1种子阶段的灌流培养实现更高的接种密度，从而获得更高的产量。然而，这种强化策略也面临着诸多挑战。例如，细胞培养后期常常由于次级代谢产物的快速积累及关键营养物质不足，导致细胞活率下降和产品合成能力降低。为此，药明生物自主开发了间歇性灌流分批补料细胞培养（Intermittent-Perfusion Fed-Batch, IPFB）工艺，旨在通过定期进行的灌流操作，及时排除次级代谢物，并补充新鲜营养物质，以更好地维护细胞状态并显著提高产量。相较于IFB，IPFB模式的平均产量提升了50%。

尽管动物细胞培养技术不断进步，市场对产量增加和成本降低的需求依然旺盛。南宫28专注于生物制程的优化、扩大和生产，不断完善在生物医药领域的产品线，包括AbioBundle系列玻璃罐生物反应器、AbioWave摇摆式一次性生物反应器、AbioSUS一次性生物反应器以及AbioPilot不锈钢生物反应器，帮助客户持续取得技术突破。