Производство ячеек кру: КРУ (комплектные распределительные устройства КРУ) «Элтима» 6, 10. 35 кВ. Разработка и создание КРУ, высоковольтные ячейки КРУ, комплектные и распределительные устройства.

Содержание

Производство ячеек, КРУ-2-10 цена договорная

Описание

Завод силовой электроаппаратуры производит ячейки КРУ-2-10. Устройства комплектные распределительные серии КРУ-2-10м предназначены для работы в электрических установках трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц и номинальным напряжением 6 и 10 кВ для системы с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Ячейка КРУ-2-10 представляет собой набор отдельных шкафов с коммутационными аппаратами, приборами измерения, устройствами автоматики и защиты, а также аппаратурой управления, сигнализации и другими вспомогательными устройствами, соединенными между собой в со-ответствии со схемой электрической расположения, с запасными частями и принадлежностя-ми. Шкафы КРУ-2-10 представляют собой отдельные конструктивные законченные элементы; в состав КРУ-2-10 могут входить: шинные мосты для связи КРУ одной секции, расположенных в два ряда; шинные вводы от стены помещения распределительного устройства до шкафа ввода.

Шкаф КРУ-2-10 с выключателем состоит из трех основных частей: — корпус шкафа; — выкатной элемент; — релейный шкаф. Корпус шкаф представляет собой сборную жесткую металлическую конструкцию, разделенную глухими металлическими и изоляционными перегородками на четыре отсека: 1) отсек сборный шин ячейки КРУ-2-10 образуется двумя стойками, верхней крышкой и нижней перего-родкой и проходными изоляторами. В отсеке сборных шин на опорных изоляторах устанавливаются сборные шины с отпайками к верхним контактам розетки разъединителя. Сборные шины и отпайки окрашиваются в цвета, соответствующие фазировке. 2) Отсек верхних контактов розетки разъединителей образуется нижней перегородкой шинного отсека с проходными изоляторами, верхней изоляционной перегородкой 6, отсека трансформаторов тока и кабельных заделок и съёмной крышкой, устанавливаемой с задней стороны шкафа. Верхние контакты розетки разъединителя устанавливаются на опорных изоляторах и со-единяются с отпайками, пропущенными через проходные изоляторы из отсека сборных шин ячейки КРУ-2-10 3) Отсек трансформаторов тока (линейный отсек) образуется перегородкой, съёмной крышкой, съёмной перегородкой между линейным отсеком, отсеком для выкатного элемен-та и боковыми листами обшивки шкафа. 4) Отсек для размещения выкатного элемента отделён от отсеков верхних и нижних кон-тактов розетки разъединителей металлическим съемным листом и шторками, открывающимися при вкатывании выкатного элемента в рабочее положение. Выкатной элемент ячейки КРУ-2-10 представляет собой жесткую каркасную конструкцию, на котором устанавливаются аппараты в зависимости от типа шкафа. Релейный шкаф ячейки КРУ-2-10 представляет собой сварной каркас с дверью, внутри по требованию заказчика или при насыщенной релейной аппаратурой устанавливается поворотная панель. На двери релейного шкафа При установке шкафов КРУ-2-10 в не отапливаемых помещениях предусмотрен подогрев релейного шкафа. могут быть размещены аппараты управления, сигнализации и приборы учета электроэнергии и измерения. Перечень и типы приборов, устанавливаемых в релейном шкафу ячейки КРУ-2-10, определяются схемами соединений вспомогательных цепей шкафа. Габаритные размеры ячейки КРУ-2-10: ширина 900 мм, высота 2380 мм, глубина 1664 мм. При заказе ячейки КРУ заполняется опросный лист с перечнем необходимого оборудования, устанавливаемонго в ячейку КРУ-2-10. Завод силовой электроаппаратуры предоставляет гарантию 3 года на ячейки КРУ. Качество ячеек доказано многолетним опытом производства КРУ нашим предприятием и положительными отзывами обслуживающего персонала. Продукция сертифицирована.


Связаться с продавцом

По техзаданию заказчика с применением вакуумных выключателей, защитой релейной либо микропроцессорной.

Лицензии и сертификаты

Связаться с продавцом

Доставка и оплата

В любую точку России

Связаться с продавцом

Комплектное распределительное устройство (ячейка КРУ, КРУЭ) на напряжение

Процесс снабжения потребителей электрической энергией включает в себя этапы её выработки, транспортировки и распределения. Для приёма и распределения электроэнергии одного класса напряжения служат специальные электроустановки — распределительные устройства (РУ), в состав которых входят следующие виды электрооборудования:

  • коммутационная аппаратура — силовые автоматические включатели, выключатели нагрузки, разъединители;
  • устройства защиты — плавкие предохранители или блоки РЗА;
  • приборы измерения и учёта — счётчики электроэнергии, амперметры, вольтметры, измерительные трансформаторы.

КРУ (комплектное распределительное устройство) представляет собой готовое заводское изделие, состоящее из унифицированных, готовых к монтажу ячеек (шкафов) с компактно интегрированным электрооборудованием. Благодаря высокой плотности монтажа оборудования внутри шкафа, конечное изделие имеет существенно меньшие габариты по сравнению с электроустановкой, собранной из отдельных компонентов. Использование ячеек КРУ возможно как поодиночке, так и в составе распредустройств подстанций, питающих несколько линий нагрузки. При групповой установке ячеек, их монтаж производится в ряд с соединением шкафов боковыми стенками. Благодаря очевидным преимуществам такого компоновочного решения, основу конструкций распределительных устройств низкого и среднего напряжения современных подстанций составляют именно комплектные распределительные устройства.

Схема КРУ


Основные функциональные блоки ячейки КРУ

Корпус комплектного распределительного устройства выполнен в виде сварной конструкции, имеющей форму шкафа. Для изготовления корпуса используется стальной лист, который после завершения сварочных работ обрабатывается антикоррозионным составом и окрашивается. Внутреннее пространство шкафа разделено с помощью стальных перегородок на отсеки, в которых размещается электрооборудование. Комплектное распределительное устройство разделено на отсеки, каждый из которых имеет своё специфическое назначение:

  • в низковольтном отсеке размещаются устройства релейной защиты и автоматики, коммутационные аппараты питания цепей оперативного тока, измерительные приборы;
  • коммутационный отсек предназначен для размещения силового выключателя либо выключателя нагрузки и разъединителя;
  • в кабельном отсеке находится кабельная разделка, а также установлены трансформаторы тока и напряжения.

Лицевая панель релейного отсека КРУ выполнена в виде открывающейся дверцы, на которой установлены контрольно – измерительные приборы, светосигнальная арматура и ключ управления. Проводка цепей вторичной коммутации, а также цепей оперативного тока надёжно защищена от воздействия различных внешних помех, в том числе от электромагнитных наводок со стороны первичной силовой схемы.

На панели отсека коммутационных аппаратов нанесена первичная схема присоединения потребителя. Положение силового выключателя контролируется специальными флажками, механически связанными с его приводом. Безопасность эксплуатации комплектного распределительного устройства обеспечена многоуровневой системой защиты оборудования и обслуживающего персонала. Система блокировок препятствует выполнению ошибочных действий, в частности, не позволяет произвести отключение разъединителя, если выключатель находится во включенном положении. Это обусловлено неприспособленностью разъединителей к коммутации нагрузочных токов (отсутствие устройств гашения дуги, ручной привод). Кроме этого, привод заземляющих ножей сблокирован с приводами основных коммутационных аппаратов, что не позволяет произвести заземление электрических цепей, находящихся под напряжением. При пробое основной изоляции и возникновении электрической дуги внутри корпуса КРУ, обслуживающий персонал и смежные электроустановки, находящиеся в непосредственной близости от повреждённой ячейки надёжно защищены прочным стальным корпусом шкафа. Для сброса избыточного давления, возникающего внутри ячейки при дуговом разряде, конструкцией опционально предусмотрено наличие специального канала для отвода газов.

Ошиновка в кабельном отсеке надёжно закреплена на опорных изоляторах, благодаря чему конструкция способна выдерживать любые динамические нагрузки, которые могут возникать в аварийных режимах.

Область применения комплектных распределительных устройств

В зависимости от исполнения, комплектные распределительные устройства могут устанавливаться на открытом воздухе (КРУН) либо внутри капитальных или модульных сооружений. Ячейки КРУ применяются в схемах электроснабжения потребителей любого профиля и могут использоваться как в одиночку, так и в составе следующих электроустановок:

  • понижающих и распределительных подстанций единой энергетической системы;
  • отраслевых электрических подстанций, осуществляющих питание потребителей различных сфер промышленного и сельскохозяйственного производства;
  • распределительных подстанций городской инфраструктуры, обеспечивающих электроэнергией жилые микрорайоны и системы городского освещения.

Комплектное распределительное устройство благодаря компактному исполнению и размещению оборудования в едином корпусе может быть установлено или демонтировано практически за один крановый подъём, что позволяет производить строительство электрических подстанций в самые кратчайшие сроки. Унифицированный подход при конструировании ячеек обеспечивает взаимозаменяемость входящих в их состав компонентов различных производителей.

Ячейки КРУ компании «ЭНЕРГОПРОМ-АЛЬЯНС»

Ячейка данного типа имеет варианты исполнения для классов напряжения 6, 10 кВ и 20 кВ. В комплект оборудования может входить вакуумный выключатель либо вакуумный выключатель нагрузки. В зависимости от конкретных требований предлагаются модификации с различными значениями номинальных токов главных силовых цепей, сборной ошиновки и трансформаторов тока.

КРУ (комплектное распределительное устройство) «МЕГАПОЛИС» предназначено для внутренней установки в зданиях и сооружениях капитальной или модульной конструкции. В комплекте ячейки используются только проверенные компоненты и качественное оборудование российских и зарубежных производителей. Контроль качества осуществляется на всех стадиях производства изделия. Поставка шкафов заказчику осуществляется с полным комплектом документации, включающей:

  • технический паспорт изделия и гарантийные обязательства производителя;
  • инструкцию по эксплуатации КРУ и его отдельных компонентов;
  • технические паспорта приборов и устройств, входящий в комплект ячейки.

К особенностям КРУЭ данного типа относится использование элегаза (SF6) в качестве изоляционной среды. Внутреннее пространство шкафов КРУЭ заполнено под давлением гексафторидом серы, обладающим высокими изоляционными свойствами. Данное техническое решение позволило сократить изоляционные расстояния, уменьшив наружные габариты изделия, одновременно повысив надёжность оборудования.

Элегазовое комплектное распределительное устройство выполняется в виде цельносварного шкафа из листов нержавеющей стали. Герметичность конструкции и полная изоляция токоведущих частей от внешнего пространства исключает влияние погодных условий и загрязнения атмосферы на работу высоковольтного оборудования. Данное обстоятельство позволяет размещать КРУЭ «ЭПА» в промышленных зонах, характеризующихся высокой концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

В целом преимущества КРУЭ «ЭПА» можно сформулировать следующим образом:

  • более компактная конструкция по сравнению с КРУ других типов;
  • высокая надёжность и долговечность изделия — срок эксплуатации КРУЭ составляет 30 лет, на протяжении которых не требуется проведение профилактических мероприятий и работ по техническому обслуживанию;
  • высокий уровень безопасности в процессе эксплуатации, обусловленный наличием герметичного заземлённого кожуха, скрывающего токоведущие части, находящиеся под напряжением.

Комплектация шкафов КРУЭ «ЭПА» может быть различной и зависит от конкретных потребностей заказчика. Состав оборудования КРУЭ опционально ориентируется на возможность использования шкафа в качестве:

  • секционного, шиносоединительного или обходного выключателя подстанции;
  • выключателя, осуществляющего ввод питания системы шин;
  • подстанционной ячейки, питающей отходящие линии потребителей.

Как заказать комплектное распределительное устройство?

Для получения дополнительной информации, консультации по производимой нами продукции или оформления заказа на поставку оборудования, можно воспользоваться следующими способами:

  • позвонить на бесплатный номер +7(800) 500 49 69, либо на городской телефон +7(495) 150 72 22;
  • сделать заказ обратного звонка либо отправить онлайн – сообщение с главной страницы нашего сайта;
  • отправить сообщение на электронный адрес [email protected]

В любом случае Вы получите интересующую информацию по вопросам, связанным с приобретением, вариантами доставки и эксплуатации нашего электрооборудования.

Ячейка КРУ-2-10М — НПК ВЗСО

Ячейка КРУ-2-10М

Скачать опросный лист на ячейку КРУ-2-10М

Назначение

Устройства комплектные распределительные серии КРУ-2-10м предназначены для работы в электрических установках трехфазного переменного тока частоты 50/60 Гц и номинальным напряжением 6 и 10 кВ для системы с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.

Структура условного обозначения

КРУ(1) — 2(2) — 10(3) — м(4) / ХX(5) — ХХ(6)

(1)- комплектное распределительное устройство

(2) — условный индекс серии

(3) — класс напряжения, кВ

(4) — модернизированное

(5) — номинальный ток отключения выключателя, кА

(6) — номинальный ток выключателя, А

Примеры условных обозначений

Устройство КРУ-2-10м с вакуумным выключателем номинальным током 1600А, током термической стойкости 20 кА, климатического исполнения У3:

«КРУ-2-10м-20/1600 У3»

При заказе изделия, предназначенного для электрических сетей частоты 60 Гц, дополнительно в технических требованиях должна учитываться частота.

Технические данные
Наименование параметраЗначение
Номинальное напряжение (линейное), Кв
при частоте 50 Гц (для исполнения У3)
при частоте 60 Гц (для исполнения Т3)

6; 10
6,6; 11
Номинальное рабочее напряжение (линейное), кВ7,2; 12
Номинальный ток главных цепей, А
при частоте 50 Гц
при частоте 60 Гц

630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150
630; 1250; 2500
Номинальный ток сборных шин, А
при частоте 50 Гц
при частоте 60 Гц

1000*; 1600; 2000; 2500; 3150
800*; 1250; 1600; 2500
Номинальный ток отключения встроенного в КРУ выключателя, кА20; 25; 31,5; 40
Ток термической стойкости (трехсекундный ток), кА20; 31,5; 40
Ток электродинамической стойкости, кА51; 81; 100
Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В:
постоянного тока
переменного тока

110; 200
220
Номинальная мощность встраиваемых трансформаторов собственных нужд, кВА25, 40

* — выполняется на электродинамические стойкости 51 кА

Номинальные значения климатических факторов – по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1, при этом:
  • диапазон температуры окружающего шкафа КРУ воздуха принимается:
    • от минус 5 до плюс 40°С – для шкафов КРУ без установки подогревателей в их отсеках;
    • от минус 25 до плюс 40°С – для шкафов КРУ с установкой электроподогревателей в релейном шкафу.
  • тип атмосферы II (промышленная) по ГОСТ 15150;
  • высота над уровнем моря – не более 1000 м;
  • окружающая среда не должна быть взрывоопасной, содержать токопроводящую пыль, агрессивные пары и газы в концентрациях, разрушающие металлы и изоляцию.

Габаритные размеры на ток до 1600 А

Габаритные размеры на ток до 3150 А

Схема главных цепей КРУ-2-10М

Схема главных цепей КРУ-2-10М

Комплектные распределительные устройства КРУ-2-13 — Челябинский завод «Электротехника»

Ячейки КРУ

Комплектное распределительное устройство КРУ-2-13 предназначено для распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 6(10) кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.

КРУ-2-13 оснащено кассетными выкатными элементами, силовым вакуумным выключателем, системой сборных шин и воздушной изоляцией. Корпус КРУ выполнен из стали, разделен на отсеки заземленными металлическими перегородками и имеет повышенную механическую прочность.

КРУ-2-13 применяется как на первичном, так и на вторичном уровнях распределения электроэнергии. Ячейки КРУ используются генерирующими и сетевыми компаниями, а также в электрохозяйстве промышленных предприятий и на объектах инфраструктуры.

Скачать опросный лист

Технические характеристики

Наименование параметра

Значение параметра

 Номинальное напряжение, кВ

6; 10

 Наибольшее рабочее напряжение, кВ

7,2; 12

 Номинальный ток, А

  •   главных цепей КРУ
  •   сборных шин

630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150

1600; 2500; 3150

 Номинальный ток трансформаторов тока, А

200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000

 Номинальный ток отключения силового  выключателя, кА

20; 25; 31,5

 Ток термической стойкости, кА

20; 25; 31,5

 Длительность протекания тока термической  стойкости, с

  •  главных токоведущих цепей
  •  цепей заземления

3

1

 Ток электродинамической стойкости, кА

51; 64; 81

 Номинальные напряжения цепей  управления и сигнализации, В

  •  при постоянном токе
  •  при переменном токе
  •  цепей освещения

110; 220

100; 220

24

 Электрическое сопротивление изоляции,  Мом, не менее:

  •  главных токоведущих цепей
  •  цепей управления и вспомогательных цепей

1000

1

 Срок службы до списания, лет, не менее

25

 Степень защиты по ГОСТ 14254-96

IP31

Габаритные размеры КРУ-2-13

 Номинальный ток  ячейки, А

Ширина, мм

Глубина, мм

Высота, мм

 до 1250 А (габарит 1)

650

1430

2300

 до 2000 А (габарит 2)

800

1430

2300

 до 3150 А (габарит 3)

1000

1430

2300

Комплектное распределительное устройство КРУ-2-13 разработано для универсального применения и может быть одностороннего и двухстороннего обслуживания. В зависимости от номинального тока ячейки выпускаются в трех габаритных исполнениях по ширине. Принцип модульного построения дает возможность реализовать требуемую конфигурация КРУ-2-13 с сохранением высокой степени унификации базовой конструкции.

 Функция

Ввод / отходящая

линия

Секционный  выключатель 

Секционный  разъединитель 

Измерительная

 Собственных нужд 

 Тип ячейки

 (№ габарита)

ВЛ 1, 2, 3

СВ 1, 2, 3

СР 1, 2, 3

ТН 1

ТС 1

 Оборудование  устанавливаемое   на выкатной  элемент

Силовой вакуумный выключатель

Силовой вакуумный выключатель

Токоведущая перемычка

Панель с измерительными  трансформаторами 

 напряжения

Панель с  предохранителями

 Условия эксплуатации КРУ-2-13

КРУ-2-13 предназначено для установки внутри помещений при следующих условиях окружающей среды:

  • высота над уровнем моря до 1000 м;
  • верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не выше +40°С;
  • нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха не ниже -25°С;
  • относительная влажность воздуха не более 80% при температуре +15°С. Тип атмосферы II по        ГОСТ 15150-69;
  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержит токопроводящей пыли, агрессивных паров и —  газов, разрушающих изоляцию и металл.

При разработке КРУ-2-13 учитывались самые современные тенденции в мировом строении комплектно-распределительных устройств. Особое внимание было уделено обеспечению высокого уровня надежности, безопасности, удобству эксплуатации оборудования и экономической эффективности конструкторских и технологических решений.

Конструктивные особенности

Функциональные отсеки (выкатного элемента, кабельных присоединений, сборных шин и цепей вторичной коммутации) разделены металлическими перегородками. Для каждого высоковольтного отсека предусмотрены отдельные клапаны сброса избыточного давления при внутренних дуговых коротких замыканиях. Прокладка цепей вторичной коммутации в высоковольтных отсеках выполнена в металлических кабель-каналах. Отсеки сборных шин соседних ячеек разделены металлическими перегородками с проходными изоляторами. Применены высоконадежные коммутационные аппараты: вакуумные силовые выключатели и заземляющие разъединители.

Безопасность

Порядок доступа в высоковольтные отсеки определяется блокировками. Металлические шторки закрывают доступ к неподвижным силовым контактам в контрольном или сервисном положениях выкатного элемента. Дугостойкие двери закрываются многоточечным замком. Наглядная активная мнемосхема однозначно показывает положение коммутационных аппаратов главной цепи. Все активные оперативные переключения главных цепей возможны только при закрытых дверях в высоковольтные отсеки. Система встроенных механических блокировок предупреждает ошибочные действия обслуживающего персонала. Защита персонала от воздействия короткого замыкания обеспечена системой независимых клапанов сброса давления, расположенных на крыше ячейки. Конденсаторные делители напряжения позволяют контролировать наличие (отсутствие) напряжения и выполнять фазировку кабеля на низком напряжении.

Удобство эксплуатации

В отсеке выкатного элемента КРУ-2-13 реализована возможность выполнять регламентные работы с выключателем и проводить высоковольтные испытания кабелей без снятия напряжения со сборных шин. Отсек кабельных присоединений выполнен за отдельной дверью. Благодаря фронтальному размещению присоединительных шин и высокой точке подключения обеспечиваются наиболее комфортные условия для монтажа и обслуживания кабельных присоединений. Реализована возможность технического обслуживания и оперативных переключений с фронтальной стороны ячейки. Вакуумные силовые выключатели не требуют обслуживания. Трансформаторы тока имеют длинные выводы и не требуют периодического контроля и затяжки винтов вторичных токовых цепей в высоковольтном отсеке. Работа с токовыми цепями производится только в релейном отсеке. Наличие напряжения на кабеле контролируется с помощью стационарных указателей напряжения.

Экономическая эффективность

Возможность применения комплектующих российского производства обеспечивает оптимальное соотношение цены и качества. Комбинирование отдельных модулей позволяет реализовывать широкую линейку модификаций ячеек КРУ-2-13. Изготовление модулей на независимых друг от друга технологических линиях снижает время и стоимость производства КРУ-2-13. Модульная конструкция обеспечивает быструю замену комплектующих, что сокращает время на профилактическое обслуживание и ремонт в аварийных ситуациях. Возможность селективного отключения в случае возникновения внутренней дуги обеспечивает минимальные потери в аварийных ситуациях. Малые габаритные размеры по фронту способствуют эффективному использованию внутреннего пространства помещений вновь вводимых распределительных устройств (РУ), позволяют модернизировать существующие РУ без увеличения занимаемых площадей.

Поставка КРУ, НКУ и КТП для блочной кустовой насосной станции месторождения

Комплект поставки:
· Распределительное устройство 6 кВ КРУИТ-113 («Спарта»)-06, в составе 14 ячеек,
· Комплектная трансформаторная подстанция внутреннего исполнения «Титан»
2-КТП-400-6/0,4-УХЛ4,
· Низковольтное распределительное устройство «Аврора» типа НКУ-400-380-УХЛ4.

Описание проекта:
Выполнена поставка КРУ-6 кВ типа КРУИТ-113 «СПАРТА», производства НПП «ИТ СПб» с выключателями 6 кВ типа BB/TEL-10-20/1000 в ячейках вводов и BB/TEL-10-20/630 в ячейках отходящих линий и секционного выключателя, производства «Таврида Электрик», с вводом снизу для силовых кабелей. В КРУ-6 кВ предусмотрена система автоматического включения резерва (АВР). Обеспечение АВР с восстановлением нормальной схемы электропитания после восстановления напряжения на питающих линиях. Выполнена блокировка действия АВР при выкаченной тележке СР с передачей сигнала в систему телемеханики.
Распределительное устройство 6 кВ представляет собой две секции по 7 ячеек, соединенные между собой с помощью нормально отключенного секционного выключателя. Ячейки расположены в два ряда с одним коридором обслуживания – 1950 мм. Ширина заднего коридора обслуживания составляет 800 мм, с допускаемым сужением за ячейками СВ и СР на 200 мм.
Расположение ячеек КРУ-6 кВ — двухрядное (параллельно друг другу) и соединены шинным мостом. Ввод воздушный через проходные изоляторы и шинным мостом к ячейкам.
Всего КРУ–6 кВ состоит из 14 ячеек, из которых: 2 ячейки ввода (ВВ), 1 ячейка секционного выключателя (СВ), 1 ячейка секционного разъединителя (СР), 2 ячейки трансформатора напряжения (ТН), 2 ячейки силовых трансформаторов (ОЛ КТП), 6 ячеек электродвигательные (ЭД). Общий вид шкафа ввода КРУ КРУИТ-113 «СПАРТА» показан на рисунке 1.

Рисунок 1 Общий вид шкафа ввода КРУ КРУИТ-113 «СПАРТА» с вакуумным выключателемна номинальные токи до 1000 А Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) внутренней установки предназначена для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 6 кВ.
В состав КТП входят 2 силовых трансформатора и распределительное устройство со стороны низшего напряжения (РУНН). В качестве силовых трансформаторов выбраны сухие трансформаторы в защитном кожухе ТС(З)Л-400-6/0,4 мощностью 400 кВА. Трансформаторы получают питание от ячеек КРУ-6 кВ ОЛ КТП. Преобразованное напряжение 0,4 кВ поступает на панели ввода РУНН.
РУНН и НКУ производства НПП «ИТ СПб» изготовлены в металлических корпусах с применением стационарных и выкатных автоматических выключателей фирмы SchneiderElectric. РУНН состоит из следующих панелей:
·      панель ввода 1 (В1),
·      панель отходящей линии (ОЛ1),
·      панель секционного выключателя (СВ),
·      панель отходящей линии (ОЛ2),
·      панель ввода 2 (В2).
НКУ состоит из следующих панелей:
·      панель отходящей линии (ОЛ1),
·      панель вводов и секционного выключателя (В1 В2 СВ),
·      панель отходящей линии (ОЛ2).

  На рисунке 2 показан общий вид РУНН и НКУ.
 

        

Рисунок 2. Общий вид РУНН  и НКУ 


Основные технические характеристики
  Ячейка КРУ-6 кВ выполнены с верхним расположением сборных шин. При расположении по линии фасада, ячейки имеют одну (без изгибов) линию сборной шины, и сборная шина подключается через проходные изоляторы. Однолинейная схема КРУ-6 кВ показана на рисунке 3.
Каркас ячейки – сборный, включает в себя:
·      отсек сборных шин с индикаторами напряжения ИН3-10 в качестве опорных изоляторов;
·      отсек выкатного элемента (ВЭ) со средним расположением;
·      отсек кабельного ввода;
·      отсек релейного блока с габаритами 695х650х275 мм.
Отсеки сборных шин, выкатного элемента, кабельного ввода имеют взрывной клапан.
Релейная защита и автоматика
В спроектированном КРУ-6 кВ функции автоматики управления и защит выполняются на микропроцессорных устройствах типа «БМРЗ» фирмы «НТЦ «Механотроника».
Система оперативного постоянного тока
Оперативный ток – постоянный, 220 В.
Для питания потребителей, в качестве источника принимаем шкаф управления оперативным током, ШОТ02-50-10-220-1-40-14-1-1-41-УХЛ4 производства ЗАО «Электронмаш».
Емкость АБ выбрана по получасовому разряду (использование 2-часового разряда приведет к увеличению емкости АБ и сокращению её срока службы из-за малого тока разряда) АБ максимальной постоянной мощностью (при исчезновении переменного тока питания подзарядных агрегатов).
Учет электроэнергии
Учет электроэнергии выполнен счетчиками СЭТ-4ТМ.02М.02, измеряющих активную, реактивную электроэнергию и мощность в одном или двух направлениях. Все счетчики имеют память для хранения графиков нагрузки (ГН). Каждый счетчик снабжен портом цифрового интерфейса RS-485 для подключения к УСПД и передачи данных на вышестоящие уровни. Подключение счетчиков выполнено с применением испытательных коробок UTME-6 для возможного замыкания токовых цепей и размыкания цепей напряжения. Крышка испытательного блока имеет возможность опломбирования. Рядом со счетчиком или группой счетчиков на панели учета предусматривается размещение разветвителя интерфейса RS-485.
Галерея проекта

Ячейки КРУ от завода-изготовителя

В каталоге продукции ООО «ИЦ Энергетики», которое занимается проектированием и производством электрооборудования, – комплектно-распределительные устройства (КРУ), предназначенные для работы в электрических установках напряжением 6,10 и 35 кВ. За время существования нашей компании многочисленные клиенты успели по достоинству оценить все преимущества сотрудничества с нами. В штате компании – высокопрофессиональные специалисты, которые разработают необходимое оборудование в точном соответствии с требованиями заказчика. При необходимости мы организуем доставку груза в любой российский регион или в страны СНГ.


Назначение и устройство КРУ 6–10 кВ

КРУ предназначены для приема и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц. Различают установки для внутреннего и наружного размещения. Наряду с общим предназначением и принципом действия существуют определенные особенности конструкции для устройств разного типа.


Например, КРУ внутренней установки серии КРУ2-10Э/Э монтируются из отдельных шкафов и шинных кожухов, которые служат для соединения отдельных секций конструкции. Ячейка КРУ 10 такого типа состоит из корпуса, выдвижного элемента и релейного шкафа. Корпус ячейки разделен металлическими перегородками и шторками на 4 отсека:

  • сборных шин;
  • верхних разъемных контактов главной цепи;
  • линейный;
  • выдвижного элемента.

В закрытом положении шторки со съемным листом создают сплошную закрытую перегородку отсеков. В линейном отсеке размещены трансформаторы тока, кабельные присоединения, заземляющий разъединитель. Выдвижной элемент предусматривает три основных положения:

  • рабочее, когда сам элемент находится в корпусе шкафа, контакты главных и вспомогательных цепей замкнуты;
  • контрольное, когда контакты главных цепей разомкнуты, а контакты вспомогательных цепей могут быть замкнуты для возможности опробования выключателя с приводом;
  • ремонтное, когда выдвижной элемент выкатывается из шкафа, контакты главных и вспомогательных цепей разомкнуты.

В релейном шкафу расположены аппараты управления, защиты, сигнализации, а также приборы учета и измерений. Защитные шторки ячеек КРУ вместе с перегородками между отсеками создают сплошное ограждение, которое защищает обслуживающий персонал от случайного прикосновения к токоведущим частям. При вкатывании выдвижного элемента шторки автоматически поднимаются, а розетки разъемных контактов, установленных на выдвижном элементе, соединяются с ножами, размещенными в корпусе. При выкатывании выдвижного элемента шторки автоматически опускаются и закрывают проемы к ножам разъемных контактов.

Техническая комплектация

Производимые нами КРУ имеют всю линейку функционального назначения, требуемого в распределительных устройствах. Комплектуются КРУ в соответствии с требованиями заказчика широким ассортиментом коммутационных аппаратов, устройств управления и защиты. Оснащаются всеми необходимыми блокировками. Возможно оснащение механическими и электронными блокировками по индивидуальным требованиям. 
КРУ производятся как с нижним исполнением коммутационного оборудования, так и со средним.

Эксплуатация и техобслуживание

Комплектные РУ 6–10 кВ имеют ряд преимуществ по сравнению с закрытыми РУ: они более удобны и безотказны, надежны в эксплуатации и в большей степени соответствуют современным требованиям строительства энергетических объектов.

Осмотры и обслуживание этого типа оборудования может выполнять электротехнический персонал предприятия с соответствующей группой допуска к работам в электроустановках. При осмотрах КРУ особое внимание следует уделять качеству уплотнения дверей, днищ в местах прохода кабелей, отсутствию щелей в стыках шкафов. В помещении должны исправно работать системы освещения и отопления.

Наше предложение

ООО «ИЦ Энергетики» предлагает своим клиентам комплекс услуг, который по желанию заказчика может включать проектирование, производство и монтаж ячеек КРУ 6–10 кВ. В ходе выполнения заказа мы используем новейшие технологии и опираемся на многолетний практический опыт наших специалистов. Благожелательные отзывы наших клиентов и партнеров – лучшее подтверждение высокого уровня предлагаемых нами услуг. Чтобы связаться с нами для получения консультации по вопросам, касающимся покупки оборудования и оформления заказа, можно набрать номер контактного телефона, отправить сообщение по электронной почте или воспользоваться кнопкой «Для получения консультации» на сайте компании.

Распределительные устройства КРУ, КРУН, КРН, КСО

Комплектные распределительные устройства 6-10 кВ внутренней (КРУ) и наружной (КРУН) установки изготавливаются на базе ячеек одностороннего (КСО) и двустороннего обслуживания.

Комплектные распределительные устройства наружной установки КРУН изготавливаются как в утепленных блок-боксах (в том числе в сейсмостойких и взрывоустойчивых), так и в виде отдельных ячеек типа К-59. Утепленные КРУН по технологии изготовления не отличаются от утепленных КТП, так как КРУН аналогичен отсеку РУВН трансформаторной подстанции.

Элементная база, на которой могут изготавливаться КРУН достаточно разнообразна. Это могут быть ячейки КРУ двустороннего обслуживания типа К-2-10 или К-59, К-63, камеры сборные одностороннего обслуживания КСО второй (КСО-2ХХ) и третьей (КСО-3ХХ) серий, а также моноблоки типа RM6 (Schneider Electric), SafeRing (ABB) и дугие.

При строительстве и модернизации трансформаторных подстанций и распределительных устройств внутренней установки (внутрицеховые КТП и РУ) мы предлагаем широко применяемые ячейки КСО-272, -285, -298 и КСО-366, -393.

Выбор конкретной модификации ячейки КСО зависит от применяемого коммутационного оборудования и напряжения сети. Так для устройств с напряжением 10 кВ предпочтительно использовать ячейки КСО-2ХХ, так как они имеют габариты, позволяющие выдержать требования Правил устройства электроустановок (ПУЭ) относительно межфазных расстояний и расстояний до нетоковедущих поверхностей. Также использование ячеек КСО-2ХХ желательно в оборудовании на базе вакуумных выключателей, хотя последнее время для этих целей для удешевления оборудования нередко применяются ячейки КСО-393.

При техническом присоединеннии объекта к линии электропередачи основным требованием, предъявляемым к конечным потребителям, является защита линии от аварийных перегрузок.

В настоящее время наиболее надежной считается защита линии с помощью вакуумного выключателя, управляемого устройством релейной защиты и автоматики (РЗА) на основе токовых реле или микропроцессоров.

Подробнее…

Ячейки (камеры) КСО-393 благодаря унифицированной конструкции и простоте изготовления, являются наиболее распространенным элементом распределительных устройств среднего напряжения.

Распределительные устройства на основе камер одностороннего обслуживания КСО-393 (на выключателях нагрузки) и КСО-298 (на вакуумных выключателях) предназначены для коммутации и защиты линий трехфазного переменного тока в сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью.

Подробнее…

Производственная ячейка

| биология | Британника

В биотехнологии: история биотехнологии

… (часто человеческий белок) в производственные клетки, такие как дрожжи, бактерии или клетки млекопитающих в культуре, которые затем начинают производить белок в объеме. В процессе внедрения гена в производственную клетку создается новый организм. Сначала инвесторы в биотехнологии и исследователи были не уверены в том, что…

Read More «,» url «:» Introduction «,» wordCount «: 0,» sequence «: 1},» imarsData «: {» HAS_REVERTED_TIMELINE «:» false «,» INFINITE_SCROLL «:» «},» npsAdditionalContents «: {},» templateHandler «: {» metered «: false,» name «:» INDEX «},» paginationInfo «: {» previousPage «: null,» nextPage «: null,» totalPages «: 1},» seoTemplateName «:» PAGINATED INDEX «,» infiniteScrollList «: [{» p «: 1,» t «: 1314391}],» familyPanel «: {» topicLink «: { «title»: «production cell», «url»: «/ science / production-cell»}, «tocPanel»: {«title»: «Directory», «itemTitle»: «References», «toc»: null} , «группы»: [], «showCommentButton»: false, «fastFactsItems»: null}, «авторство»: {«участник»: null, «allContributorsUrl»: null, «lastModificationDate»: null, «contentHistoryUrl»: null, «warningMessage»: null, «warningDescription»: null}, «citationInfo»: {«участники»: null, «title»: «производственная ячейка», «lastModification»: null, «url»: «https: // www.britannica.com/science/production-cell»},»websites»:null,»lastArticle»:false}

Узнайте об этой теме в этих статьях:

биотехнология

  • В биотехнологии: история биотехнологии

    … (часто человеческий белок) в производственные клетки, такие как дрожжи, бактерии или клетки млекопитающих в культуре, которые затем начинаются для производства белка в объеме.В процессе внедрения гена в производственную клетку создается новый организм. Сначала инвесторы в биотехнологии и исследователи были не уверены в том, что…

    Подробнее

производственных ячеек

Что такое производственная ячейка?

Производственные ячейки — это наборы машин, которые сгруппированы по продуктам или деталям, которые они производят. Этот тип системы используется в концепции сотового производства и отличается от традиционной функциональной производственной системы, которая объединяет все похожие машины.

Производственные ячейки обычно используются для повышения эффективности потока материалов и устранения отходов в производственном процессе.

Ключевые выводы

  • Производственная ячейка размещает ключевых сотрудников, машины и расходные материалы в одном стратегическом месте.
  • Производственные ячейки могут привести к более эффективному потоку материалов, улучшению коммуникации и сокращению запасов.
  • Хотя капитальные затраты на добавление машин к разделению ячеек могут быть высокими, преимущества часто того стоят.
  • Производственные ячейки могут устранить отходы перепроизводства, избыточные запасы и неэффективность чрезмерной обработки.

Общие сведения о производственных ячейках

Критическим шагом в реализации системы производства ячеек является разработка производственных ячеек. Это может оказаться сложной задачей, потому что, если одни и те же машины требуются в разных ячейках, это может привести к более высоким требованиям к капиталу. Однако преимущества производственных ячеек, такие как более высокая производительность, лучшее реагирование на рыночные условия и возможность производить индивидуальные товары в небольших объемах, могут с лихвой компенсировать возросшие затраты.

Хотя производственные ячейки часто сосредоточены на поддержании машин в непосредственной близости, это еще не все. Ячейка также может включать стратегическое размещение ключевых людей, инструментов и материалов. Это позволяет улучшить коммуникацию и каждый работник всегда видеть, что происходит.

Внедрение сотового производства зарекомендовало себя как способ снижения затрат на продукцию при одновременном улучшении сроков поставки и качества. Ячейки процветали, потому что они работают, и они работают практически в любой производственной среде.Одна из причин успеха ячеек заключается в том, что они часто устраняют многие отходы, присущие типичной производственной операции.

Преимущества производственных ячеек

Перепроизводство — это пример отходов, потому что производится больше продукции, чем может быть использовано. Производственная ячейка устраняет отходы, упрощая производство только того, что необходимо. Все операции находятся в непосредственной близости, а производственный процесс упрощен. При использовании сотовой связи один оператор может выполнять несколько операций, что может улучшить баланс работы и упростить поток продуктов.

Перепроизводство ведет к избыточным запасам, что является самым дорогостоящим из всех производственных отходов. Производственные ячейки предотвращают избыточные запасы различными способами. Во-первых, балансировка работы и указание операторам не выходить за рамки того, что может выполнить следующий человек, сокращают запасы незавершенного производства. По характеру расстановки ячеек лишний инвентарь складывать некуда. Производственные ячейки решают парадокс свободного пространства, который гласит, что количество свободного пространства обратно пропорционально количеству времени, в течение которого оно остается свободным.

Наконец, производственные ячейки помогают устранить отходы, связанные с чрезмерной обработкой, сохраняя процессы в непосредственной близости друг от друга и производя только то, что можно использовать немедленно. Ненужные процессы, такие как упаковка и распаковка, исключаются, потому что упрощается обработка, а то, что остается, представляет небольшой риск повреждения. Детали в ячейках обрабатываются быстрее, поэтому любые другие процессы защиты продукта также могут быть исключены. Непосредственная близость всех операций упрощает выявление процессов, которые не добавляют ценности продукту.

границ | Масштабируемые технологии производства адгезивных клеток

Введение

За последние 20 лет были достигнуты значительные успехи в таких дисциплинах, как биология и биотехнология, каждая из которых произвела важные прорывы в тканевой инженерии и регенеративной медицине. В результате был достигнут значительный прогресс в различных областях, что привело к развитию множественных клеточных методов лечения, новых и более эффективных биопрепаратов, а также улучшенных подходов к регенерации поврежденных тканей.Более того, эти современные знания способствовали развитию новых областей, таких как культивирование мяса (1, 2). Действительно, эта форма альтернативного производства белка основана на применении и манипулировании передовыми технологиями в культуре клеток, тканевой инженерии и биотехнологии для достижения in vitro производства мяса без убоя. Кроме того, эта новая, но быстро развивающаяся область требует серьезных междисциплинарных усилий, охватывающих от молекулярной и клеточной биологии до инженерии.

Ученые, работающие в области выращивания мяса, сталкиваются с многочисленными проблемами, в значительной степени масштаб и тип проблемы зависят от подхода, который они используют для создания конечных продуктов — мяса, выращенного в лаборатории (3, 4). Одно из наиболее важных решений, которое должен принять каждый производитель, — это масштабируемый подход к биотехнологии, который им следует принять. Как и в других областях, таких как аллогенная клеточная терапия, существует необходимость эффективно генерировать большое количество клеток (5, 6). Например, производство культивированного мяса потребует от производителей культивировать миллиарды клеток (10 12 -10 13 клеток для производства ~ 10–100 кг мяса), стремясь использовать ограниченное пространство, время и ресурсы для хранения. затраты снижаются (7).Чтобы дать общее представление о масштабе, чтобы удовлетворить только 10% мирового потребления мяса (~ 30 × 10 6 т / год), нам потребуется как минимум 2 × 10 6 м 3 объем биореактора ( соответствует ~ 200000 × 100 м 3 биореакторам). Выращивание такого количества клеток является чрезвычайно сложной задачей, поскольку масштабируемость адгезивных клеток никогда не была доказана в таком большом масштабе.

Таким образом, выбор правильного процесса масштабирования важен не только для удовлетворения требуемого спроса на ячейки, но и для ограничения затрат на производство.Например, когда профессор Марк Пост взял на себя исключительную задачу и создал первый «культивированный бургер», прилипшие клетки были выращены на поверхности, состоящей из тысяч слоев пластика для тканевых культур, уложенных друг на друга, что привело к снижению производственных затрат примерно до 250 000 евро за один бургер (1). Действительно, эта система культивирования имеет значительные ограничения с точки зрения масштабируемости (в настоящее время ограничено производством до 10 11 клеток), с неблагоприятно низким отношением поверхности к объему, а также отсутствием контроля над pH, концентрацией газа и метаболитов (8 ).

Основная проблема увеличения масштабов — это те клетки, которые зависят от закрепления, обычно называемые адгезивными клетками. Это наиболее распространенная форма животных клеток, которая широко используется во всех областях (например, в регенеративной медицине, клеточной терапии, для производства биопрепаратов и т. Д.), Включая производство культивированного мяса (мезенхимальные стволовые клетки, мышечные сателлитные клетки и индуцированные плюрипотентные клетки). стволовые клетки — лишь некоторые примеры) (1, 9). Эти клетки должны прилипать к поверхности, чтобы оставаться жизнеспособными и размножаться.Таким образом, для эффективной системы размножения клеток in vitro существует острая потребность в улучшенных биопроцессах, которые обеспечивают более благоприятное соотношение поверхности к объему, более жесткий контроль над критическими параметрами роста, лучше оптимизированную диссоциацию от поверхности роста и более эффективную конечную клетку. уборка урожая. Чтобы улучшить соотношение поверхности к объему, обычно используются две стратегии: (i) адаптировать клетки для роста как независимые от закрепления (суспензионные) клетки или (ii) использовать суспензионные культуральные системы (например, микроносители), в которых клетки прикрепляются и размножаются на носителях, которые постоянно перемешиваются, чтобы оставаться во взвешенном состоянии (рис. 1).Адаптация адгезивных клеток к росту в виде суспензионных клеток часто бывает трудоемкой, так как для этого могут потребоваться месяцы и, в конечном итоге, часто может быть безуспешной, поскольку не все клетки способны полностью приспособиться к этому новому состоянию роста (10). Более того, если этап адаптации успешен, остается важным внимательно следить за системой и регулярно диссоциировать клеточные агрегаты для предотвращения спонтанной дифференцировки и образования некротических ядер внутри агрегатов. С другой стороны, более распространенным является использование суспензионных систем культивирования, таких как микроносители, поскольку они могут использоваться в различных биопроцессах и имеют клейкую поверхность, в то время как их масса достаточно мала, чтобы их можно было суспендировать в среде для культивирования клеток при перемешивании (рис. 1A).

Рисунок 1 . Сбор клеток: (A) Зависимые от закрепления (адгезивные) клетки требуют прикрепления к поверхности для устойчивой и здоровой культуры, это закрепление может быть либо на обычных пластиках для тканевых культур, либо на микроносителях. Хотя сами микроносители находятся в суспензии, важно отметить, что клетки все еще прикреплены к микроносителю и, следовательно, требуют того же расщепления закрепляющих белков, что и клетки, закрепленные на пластике для культур тканей. Классически закрепляющие белки расщепляются либо ферментативными, либо механическими способами.Такое расщепление высвобождает клетки с поверхности и превращает их в суспензию для сбора. Зависимые от закрепления клетки обычно не могут долго выжить в условиях суспензии, отсюда и необходимость периодического расщепления. (B) Независимые от закрепления (суспензионные) клетки не требуют поверхностного прикрепления, чтобы быть жизнеспособными и размножаться, поэтому они легко доступны для сбора и легко адаптируются к биопроцессорной обработке.

Нам известно, что могут быть исследования и стратегии, изучающие производство культивируемого мяса с использованием клеток, адаптированных для роста в суспензии.Однако биопроцессы для увеличения масштаба суспензионных клеток менее сложны, чем для адгезивных клеток, поскольку отпадает необходимость в специализированных ростовых поверхностях для прикрепления клеток. Кроме того, уменьшается занимаемая площадь и сложность этапа сбора клеток, и они хорошо зарекомендовали себя в отрасли (рис. 1B).

В свете этого, в этой обзорной статье мы решили сосредоточиться на производстве адгезивных клеток, выделив существующие и будущие технологии для их масштабирования.

Ключевые параметры и соображения при масштабировании

Прежде чем приступить к перечислению и техническому описанию всех различных технологий масштабирования, важно выделить, какие ключевые параметры необходимо учитывать при разработке биопроцесса, направленного на успешное производство большого количества адгезивных клеток.

Наличие ключевых элементов

Кислород, углекислый газ и питательные вещества необходимо добавлять в среду, чтобы поддерживать рост клеток в системе размножения (11).Кислород можно добавлять либо в форме аэрации через барботаж внутри биореактора, либо выше по потоку, чтобы гарантировать насыщение среды растворенным кислородом. Пузырьковая аэрация посредством барботирования традиционно используется для подачи кислорода в крупномасштабные биореакторы, однако существуют альтернативные методы без пузырьковой аэрации, такие как использование газопроницаемых силиконовых трубок для питающих трубопроводов или устройства для аэрации внешней среды. Когда уровень кислорода падает ниже уровня, необходимого для клеточного метаболизма, скорость дыхания замедляется, что отрицательно сказывается на росте клеток и, как следствие, на качестве продукта (12).

В зависимости от буфера, используемого для поддержания pH 7,2–7,4 в биореакторе, может потребоваться обеспечение и поддержание концентрации углекислого газа. В крупномасштабных системах культивирования высокая концентрация углекислого газа (CO 2 ) часто считается нежелательной (13). Когда CO 2 выше определенного уровня, рост клеток может быть подавлен, а качество продукта снижено, поскольку полисахариды клеточного происхождения (N-гликаны) могут быть затронуты из-за нарушения внутриклеточной среды pH (14, 15).В свете этого критически важны датчики для мониторинга и системы управления с обратной связью на этих ключевых элементах.

Что касается доступности питательных веществ, наиболее распространенной стратегией подачи питательной среды в процесс является периодическая система с подпиткой. Пакетирование с подпиткой — это рабочий метод, используемый в различных биотехнологических процессах, когда одно или несколько питательных веществ загружаются (поставляются) в биореактор в течение периода культивирования и при котором продукт (-ы) остаются в биореакторе до конца цикла ( 16, 17).Культуральная среда обычно добавляется путем перфузии, что приводит к меньшему разнообразию питательных веществ и повышению урожайности клеток (15). Перфузия питательной среды позволяет отслеживать и контролировать условия процесса, что, как упоминалось ранее, имеет решающее значение для разработки воспроизводимого производственного процесса.

Напряжение сдвига

С одной стороны, динамическое культивирование в биореакторах улучшает транспорт питательных веществ и удаление отходов, но, с другой стороны, оно подвергает клетки повышенному сдвиговому напряжению жидкости (18, 19).Клетки, которые выросли в этих условиях, реагируют на эти внешние стимулы по-разному, в зависимости от типа клеток (19). Учитывая, что биореакторы стремятся воссоздать среду in vitro, , которая очень похожа на условия in vivo , напряжения сдвига можно модулировать ad hoc в зависимости от типа клеток и применения (15). Например, было показано, что остеобласты и мезенхимальные стволовые клетки (МСК) напрямую реагируют на напряжение сдвига (20).Действительно, механическая стимуляция посредством сдвиговых напряжений жидкости, по-видимому, способствует дифференцировке и минерализации костей (21). Однако бывают случаи, когда эти силы негативно влияют на жизнеспособность, рост и поведение клеток (22, 23). В связи с этим фармацевтическая промышленность и промышленность клеточной терапии вызвали озабоченность и все еще стремятся минимизировать и оптимизировать метод перемешивания, чтобы уменьшить влияние сдвигового напряжения жидкости на клетки внутри биореактора.

След

Что касается оборудования, задействованного в процессах масштабирования, важно учитывать физическое пространство, занимаемое определенной машиной, или занимаемую ею площадь.Размер, тип и количество биореакторов будут влиять на окружающую среду, общие затраты, потребление энергии, ресурсы, обращение, качество продукции и воспроизводимость (24, 25). Большие следы обычно больше связаны с размножением адгезивных клеток, поскольку они необходимы для прикрепления к субстрату (26). В настоящее время наиболее распространенные технологии, направленные на уменьшение следа во время размножения адгезивных клеток, основаны на культурах с использованием биореакторов на основе микроносителей и полых волокон (которые будут обсуждаться в следующих главах).

Традиционные и усиленные процессы

Традиционный биопроцесс состоит из увеличения начальной аликвоты клеток, начиная с небольшого сосуда, а затем постепенно увеличивая размер сосудов каждый раз, когда клетки достигают слияния (рис. 2 вверху). Этот процесс может занять 3-4 недели и требует частых и многократных ручных операций для создания достаточного количества ячеек для перехода к следующему этапу. Тао и др. предложили альтернативную систему для ускорения времени и уменьшения количества шагов в процессе масштабирования путем создания банков ячеек высокой плотности (HD) (27) (рис. 2 внизу).Традиционные флаконы содержат 1–4 миллиона клеток, в то время как каждый из этих банков клеток обычно содержит 450 миллионов клеток. Такие флаконы банка клеток HD затем используются для инокуляции биореакторов с несколькими колебательными движениями (волновым движением), что устраняет несколько промежуточных стадий расширения во встряхиваемых колбах (рис. 3). Таким образом, манипуляции с вытяжным шкафом с ламинарным потоком значительно сокращаются, что снижает трудозатраты и потенциальный риск загрязнения. Эта стратегия способна сократить время обработки до 9 дней и улучшить операционный успех на этапах расширения засева.

Рисунок 2 . Различия между традиционным и высокоинтенсивным масштабированием: (верхнее), традиционное и (нижнее), высокоинтенсивные методы.

Рисунок 3 . Получение банка ячеек с высокой плотностью: банки с высокой плотностью используются для сокращения необходимых шагов в традиционном процессе масштабирования для создания большего количества ячеек. Первоначально клетки выращивают при высокой плотности клеток в перфузионном биореакторе, к культуре добавляют криоконсервацию и объем уменьшают.Затем клетки хранят в виде аликвот высокой плотности в криопробирках. При необходимости пробирка оживляется. Если оживление прошло успешно, аликвоты с высокой плотностью засеваются в перфузионный биореактор, который затем засевается в более крупный биореактор.

Увеличение и уменьшение масштаба

В биотехнологической и биотехнологической отраслях масштабирование и масштабирование — две широко используемые стратегии для создания большого количества клеток. Системы с увеличением масштаба постепенно увеличивают площадь поверхности / объем культуры по мере увеличения количества клеток (28).Системы масштабирования основаны на использовании нескольких сосудов для культивирования / биореакторов, работающих параллельно (рис. 4). Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки. Например, по сравнению с процессами масштабирования, масштабирование лучше справляется с изменениями спроса на продукцию и улучшает производительность процесса, однако воспроизводимость может быть труднодостижимой. Вместо этого процессы масштабирования сложнее обрабатывать и контролировать из-за задействованных больших рабочих объемов, но это может снизить стоимость товаров в долгосрочной перспективе (28, 29).

Рисунок 4 . Увеличение и уменьшение масштаба. Культивирование обычно начинается из криоконсервированных запасов или биопсий и культивируется в небольших культурах, таких как колбы. Эти колбы можно увеличивать с помощью микроносителей или масштабировать с помощью гипер- или многослойных колб. Затем процесс переходит в стадию лабораторного масштаба. Здесь можно использовать более крупные сосуды, такие как роликовые флаконы, перфузионные биореакторы и вращающиеся колбы, как для увеличения, так и для масштабирования процесса.При необходимости процесс переходит в промышленный масштаб. Эта стадия биотехнологии включает два различных потока: масштабирование биореакторов (несколько биореакторов одного размера) или масштабирование (дальнейшая обработка до одного биореактора).

Системы мониторинга

Системы мониторинга биореактора

можно разделить на три типа: «автономные», «оперативные» и «оперативные». Автономный мониторинг можно определить как ручную операцию, заключающуюся в извлечении образца из биореактора и его обработке в лаборатории.Приточная система отличается от автономной тем, что образец, несмотря на то, что он удален из биореактора, тестируется прямо рядом с ним. Однако онлайн-система дает возможность тестировать образцы как in situ, , так и ex situ . В системе in situ поточный анализатор проверяет образец и затем возвращает его обратно в биореактор; в то время как в подходе ex situ образец не возвращается в биоанализатор после измерения (30). В то время как линейные аналитические методы для мониторинга pH, растворенного кислорода и температуры уже доступны, другие параметры, такие как плотность субстрата, все еще измеряются в автономном режиме с помощью трудоемких и подверженных ошибкам методов (31).Примером, в котором компоненты биореактора можно контролировать в автономном режиме с помощью методов разделения биомассы, является система высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Преимущество использования ВЭЖХ заключается в том, что компоненты среды будут разделяться адсорбцией, взаимодействием жидкость-жидкость или аффинным разделением. Обратной стороной использования ручных методов отбора проб является время, а также невозможность тестирования образцов в реальном времени (32). Мониторинг биореактора в режиме реального времени имеет большое значение, поскольку он может привести к повышению эффективности, производительности, качества продукции и общему снижению затрат (33).Например, плотность и жизнеспособность клеток являются двумя наиболее важными факторами для биопроцесса, и их следует измерять в режиме реального времени. Инструменты, облегчающие эти измерения, основаны на оптической плотности, флуоресценции или проводимости и обеспечивают онлайн-измерения, которые впоследствии будут проверены с использованием автономных методов, таких как микроскопия (34). Непрерывный мониторинг плотности субстрата и реагентов может выполняться с использованием оптических датчиков, ультразвуковых датчиков, УФ-видимой, флуоресцентной и RAMAN-спектроскопии (31).Спектроскопические методы RAMAN и ближнего инфракрасного диапазона (NIR) популярны в фармацевтической промышленности и основаны на взаимодействии между светом и веществом. И RAMAN, и NIR являются неинвазивными методами, которые могут предоставить полезную информацию о биопроцессах клеточных культур, хотя интерпретация спектров сложна и требует хемотаксического и многомерного метода (35). Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) — это популярный метод измерения биопроцессов на линии, который в сочетании с многомерным анализом данных дает возможность выполнять измерение ряда параметров в реальном времени (36).Информацию о спектрах получают с помощью FTIR-спектроскопа, собирая данные с помощью зонда, который вставляется в систему биореактора (37). Преимущества NIR включают простоту обслуживания, неинвазивность и идентификацию нескольких аналитов в среде. Однако датчики FTIR дороги, и их погружение в бульон биореактора требует тщательной стерилизации (31). Наконец, стоит упомянуть in situ микроскопию , которая позволяет получать изображения клеток изнутри биореактора без необходимости извлекать образец (38), поскольку поле зрения фиксировано (34).В целом, несмотря на рост масштабов биореакторов, традиционные методы мониторинга все еще используются, что свидетельствует о необходимости внедрения более надежных, автоматизированных систем, работающих в режиме реального времени (35).

Small Scale Technologies или Compact Technologies

В этом разделе мы опишем четыре из наиболее часто используемых устройств для увеличения масштаба прикрепленных клеток в лабораторном масштабе. Обзор основных технических характеристик и относительных преимуществ / недостатков также представлен в таблице 1.

Таблица 1 . Таблица, обобщающая преимущества и недостатки описанных малогабаритных систем.

Т-образные колбы

Т-колбы являются наиболее часто используемыми пластиковыми расходными материалами для размножения клеток на ранней стадии, обычно при выращивании клеток, начиная с криопробирки (рис. 5А). Т-образные колбы различаются по размеру: от 12,5–225 см до площади культивирования. 2 . Они изготовлены из одноразового полистирола, обработанного плазмой, или пластика для культивирования тканей (TCP) (39, 40). Несмотря на удобство использования, эти колбы трудоемки и становятся экономически неэффективными при расширении ячеек за пределы лабораторных масштабов, в основном из-за их большой занимаемой площади.

Рисунок 5 . Малые технологии. Схематическое изображение обсуждаемых компактных технологий: (А) Т-образная колба; (В) Колба многослойная; (C) Роликовая бутылка; и (D) вращающаяся колба.

Многослойные колбы

Это большие Т-образные колбы, состоящие из уложенных друг на друга плоских поверхностей (рис. 5В). Цель состоит в том, чтобы увеличить доступную поверхность за счет включения блока с несколькими лотками, общая площадь которого зависит от количества слоев, но обычно достигает 2.5 м 2 (39, 41). Колбу этого типа следует рассматривать как отдельную единицу, при этом клетки каждого слоя должны быть засеяны, культивированы и отделены одновременно. Несмотря на то, что это полезное устройство для масштабирования в лабораторном масштабе, существуют опасения относительно качества ячеек и связанной с этим трудоемкости. Например, может быть неоднородная доступность и распределение питательных веществ и газов между разными слоями колбы (41). Более того, простые операции, такие как посев клеток, смена среды и отделение / сбор клеток, становятся сложными из-за их размера и веса.В этом отношении автоматизация системы значительно улучшила бы эти повседневные операции.

Роликовые бутылки

Эти флаконы состоят из цилиндрических сосудов для выращивания клеток в динамической системе (рис. 5C). Обычно их помещают в нагретую среду на стойку, которая медленно вращается (от 5 до 240 оборотов в час). Они недороги и являются обычным методом, используемым для первоначального увеличения количества адгезивных клеток (42). Клетки прикрепляются и покрывают внутреннюю поверхность бутылки; следовательно, клетки циклически погружаются в культуральную среду и подвергаются воздействию газов.Кроме того, вращение обеспечивает уровень перемешивания, предотвращая образование в среде градиентов, которые могут повлиять на рост клеток. В этой системе клетки большую часть времени покрыты тонким слоем среды, что способствует лучшему газообмену (18). Поверхность, доступная для размножения клеток, составляет от 500 до 1700 см. 2 , с общим объемом от 1 до 1,5 л, подходящим для объемов культивирования 0,1–0,3 л (39). Как и статические колбы, вращающиеся колбы также трудозатратны. Для большого количества клеток дополнительным ограничением процесса роликовой бутылки из-за масштабирования является ограничение в контроле O 2 и CO 2 как в газовой, так и в жидкой фазе культивирования (39, 42).

Колбы вращающиеся

Эти устройства представляют собой колбы с плоским дном, обычно используемые в лабораторных условиях для перемешиваемых суспензионных культур, которые можно использовать для первоначальной проверки микроносителей и состава среды (43) (рис. 5D). Культура поддерживается в суспензии, а перемешивание достигается с помощью магнитной мешалки, также называемой крыльчаткой с магнитным приводом (44). В среду засевают клетки до заполнения колбы объемом 100–200 мл при скорости перемешивания 50 об / мин (45). По сравнению с растворами, упомянутыми ранее, вращающиеся колбы могут генерировать большое количество клеток, обеспечивать лучшую систему аэрации, более однородную подачу питательных веществ, более длительный период культивирования и снижение затрат.Микроносители могут быть добавлены во вращающиеся колбы в основном для проведения предварительных тестов перед перемещением в более крупные биореакторы (7). Микроносители представляют собой небольшие сферы диаметром от 90 до 300 мкм, доступные в различных размерах, материалах, покрытиях и поверхностных зарядах (46–48). Различные размеры и материалы влияют на плотность посева микроносителей и методы сбора клеток (48). Обработка клеточной адгезии может улучшить прикрепление клеток и способствовать их распространению (49). Поскольку выбор микроносителя зависит от типа клетки, продукта и операционной настройки, настоятельно рекомендуется провести предварительные тесты с различными микроносителями (48, 50, 51).

Важнейшими следующими этапами являются: (i) диссоциация клеток от носителей и (ii) сбор клеток из среды (7, 49). Во многих исследованиях сообщалось о проблемах эффективного отделения клеток от носителей с использованием классических ферментативных методов (7, 49, 52). Чтобы смягчить эту проблему, современные решения включают покрытия из термочувствительных полимеров (например, pNIPAAm) (53), разлагаемых (например, из PGA) (54) и съедобных (например, из альгината или хитозана) микроносителей (7).

Крупномасштабные биореакторы или промышленные масштабы

В этой главе мы опишем четыре наиболее часто используемых устройства для масштабирования адгезивных клеток в промышленных масштабах.Обзор основных технических характеристик и относительных преимуществ / недостатков также представлен в Таблице 2.

Таблица 2 . Таблица, обобщающая преимущества и недостатки описанных крупномасштабных систем.

Биореакторы качающегося движения

Этот тип реактора использует волновое движение культуральной среды, создаваемое качающейся платформой, для получения суспензии клеточных гранул (микроносителя) (рис. 6А). Гранулы помещаются внутрь одноразового мешка с портами, обеспечивающими циркуляцию воздуха и надувание мешка (55).Система одноразовых пакетов имеет преимущества для клинического применения с точки зрения безопасности, обеспечивая максимальную простоту в эксплуатации и защиту от перекрестного заражения (55, 56). Камера помещается на специальную качающуюся платформу, создавая низкое / незначительное напряжение сдвига в ячейках (55, 57). Перемешивание обеспечивает надлежащее перемешивание и массообмен, в то время как циркулирующий воздух обеспечивает необходимый кислородный обмен (57). Следует отметить, что новые модели биореакторов с качающимся движением имеют более высокий массоперенос, чем биореакторы стандартного волнового типа, при этом вызывая относительно низкое напряжение сдвига.Можно подключать мешки с питательной средой для перфузии через дополнительные порты, и он может работать в режиме партии, партии с подпиткой, многократной партии с подпиткой и режима перфузии (12). Эта настройка облегчает масштабирование и автоматизацию, что было продемонстрировано для объемов культивирования до 500 л (58). Такая система широко используется для размножения клеток млекопитающих, например эмбриональных фибробластов легких кошек (59), нейтрофилов из HSC (58) и Т-клеток (60). Учитывая, что эти реакторы обеспечивают высокий выход клеток, они являются платформой выбора при расширении банков клеток высокой плотности, полученных в результате интенсификации процессов (27).

Рисунок 6 . Масштабные технологии. Схематическое изображение обсуждаемых промышленных технологий: (A) Wave; (В) Бак перемешивающий; (C) Насыпная кровать; и (D) Половолоконные биореакторы.

Биореакторы с перемешивающим резервуаром

Имея обширные знания о системах с мешалкой, реакторы с мешалкой, возможно, являются наиболее часто используемой системой для крупномасштабного культивирования клеток млекопитающих (15, 61) (Рисунок 6B). Они применяют те же принципы работы, что и вращающаяся колба (перемешивание в резервуаре с помощью крыльчатки), только в гораздо больших объемах, которые могут достигать до 2000 л в одном резервуаре (62).Крыльчатка поддерживает перемешивание раствора для поддержания частиц (то есть органоидов, суспензионных клеток или микроносителей) в суспензии, гомогенизируя распределение кислорода, питательных веществ и тепла (63). Резервуар представляет собой закрытую и автоматизированную платформу и может работать в различных режимах, таких как периодический, с подпиткой и перфузия (15). Учитывая, что это система культивирования подвески, она предлагает типичные преимущества оптимизации площади основания. Когда он используется для выращивания клеток, прикрепленных к микроносителям, он может обеспечить in situ помощь в диссоциации клеток от носителей, когда клетки достигают слияния (18, 52).Стратегия основана на сочетании добавления трипсина с интенсивным перемешиванием. Создаваемое напряжение сдвига повышает эффективность отделения клеток, тем самым увеличивая конечный выход. В этом конкретном случае гидродинамика говорит нам, что это короткое и интенсивное напряжение сдвига не повреждает ячейки, потому что оторвавшиеся ячейки меньше, чем масштаб турбулентности Колмогорова (52). Промышленные биореакторы с мешалкой доступны как одноразовые, однако они традиционно изготавливаются из нержавеющей стали (материал цГМФ), учитывая, что их легко чистить, они хорошо совместимы с биологическими препаратами и обладают высокой устойчивостью к давлению и эрозии (11).

Биореакторы с насадочным слоем

Также называемые неподвижным слоем, они состоят из полой трубки, набитой на дне неподвижными поверхностями, такими как каркасы, микроносители или пористые волокна (рис. 6C). Клетки засеваются на неподвижный слой, в то время как свежая среда непрерывно циркулирует в системе, переносит кислород и поставляет питательные вещества, обеспечивая при этом большое соотношение поверхности к объему для прикрепления и расширения клеток (18, 64). Это влияет на пассирование клеток: из-за большой площади поверхности клетки можно пассировать реже, что позволяет сэкономить на культуральных средах и операциях (57).Они коммерчески доступны в лабораторном масштабе cGMP (до 4 м 2 ) и для промышленного производства (до 500 м 2 ) (18, 57). Сообщалось о высокой плотности клеток 5,1 × 10 8 клеток / мл при использовании биореакторов с уплотненным слоем (64). Очень ранние клетки-предшественники (CFU-GEMM) увеличивались до 4,2 раза, в то время как более поздние клетки-предшественники (CFU-GM и BFU-E) демонстрировали до 7 и 1,8 раза соответственно (65). Более того, сообщалось о среднем семикратном увеличении MSC при начальной плотности клеток 6.0 × 10 7 клеток через 7 дней культивирования (66). Кроме того, перфузионная операция предлагает мониторинг и контроль условий процесса (18). Следует отметить, что конструкция реактора действительно создает риск образования осевой и радиальной концентрации градиентов, особенно в больших масштабах (18). Сбор клеток также может быть проблематичным из-за наличия высокой плотности клеток и сложности эффективного введения добавок для отсоединения в культуру (18).

Биореакторы с полым волокном

Они состоят из цилиндрической камеры, заполненной полупроницаемыми полыми волокнами (рис. 6D). Клетки могут быть инокулированы как внутри волокон, так и на экстракапиллярных поверхностях, что обеспечивает высокую плотность клеток порядка 1,0 × 10 9 клеток / мл (67, 68). Волокна имитируют кровеносные сосуды в координации подачи питательных веществ и удаления отходов, в то время как кислородный обмен регулируется за счет диффузии между внутрикапиллярным и экстракапиллярным пространствами (57, 67).Культуральная среда может протекать через волокно или камеру, либо через то и другое, используя соответствующие каналы и порты. В зависимости от метода инокуляции можно выбрать размер пор для полупроницаемой мембраны, чтобы определить, какие частицы должны проходить через мембрану или задерживаться на ней. Например, если клетки инокулируют на интракапиллярной поверхности, то среда перфузируется извне или вне капиллярного пространства. Эта проточная операция известна как внутрикапиллярная инокуляция с экстракапиллярной перфузией (69).Благодаря своей перфузионной природе, он позволяет автоматически отслеживать и контролировать концентрацию метаболитов, что важно для поддержания согласованности процесса (18). Однако существует потенциальная диссоциация продольных градиентов концентрации по мере того, как питательная среда или реагент диссоциации течет по волокнам, что означает, что распределение питательных веществ может быть непостоянным по полым волокнам (67). Стратегии преодоления этих ограничений включают использование переносчиков кислорода, которые увеличивают скорость потока и / или вращают половолоконный биореактор в заданных по времени циклах, чтобы уменьшить градиенты кислорода (70).Биореакторы из полых волокон использовались для увеличения МСК и HSC, полученных из пуповины человека. Культивирование проводили с плотностью посева 800000 клеток / мл, чтобы продемонстрировать полунепрерывную производственную модель с увеличением до 14 288 раз при сохранении маркеров плюрипотентности (69, 71). Чтобы увеличить производство ячеек, также можно подключать различные блоки параллельно (горизонтальное масштабирование) (72).

Непрерывная культура клеток как альтернативный подход

Более 30 лет назад была внедрена концепция непрерывной биопереработки как альтернатива серийному производству; в общих чертах это означает создание непрерывного процесса превращения текущего сырья в промежуточные или конечные продукты (73).В широком спектре отраслей применяются непрерывные процессы, от химических и нефтеперерабатывающих заводов до пищевых продуктов и наук о жизни (74–76). Причина этой реализации связана с доказанными преимуществами непрерывной обработки для сокращения продолжительности технологического цикла, используемых материалов и энергии, а также образования отходов (77). В последнее время биофармацевтическая промышленность, с появлением клеточной терапии, должна была стать более конкурентоспособной с точки зрения биотехнологии, чтобы снизить затраты на производство (78).По этой причине были предприняты большие усилия по внедрению непрерывных платформ для повышения эффективности и повышения рентабельности (79). Сосредоточившись на этом секторе, для прикрепившихся клеток по-прежнему требуется более эффективное расширение клеток in vitro и в больших масштабах.

Способ культивирования адгезивных клеток не изменился за последние 50 лет. Единственный принятый подход основан на постепенном увеличении поверхности, доступной для роста клеток, в минимальном объеме культуральной среды.Другими словами, чтобы разместить как можно больше ячеек, используя наименьший объем носителя. Таким образом, при расширении производства адгезивных клеток в промышленных масштабах площадь основания биореакторов все еще представляет собой препятствие из-за трудностей в эксплуатации и мониторинге резервуаров большого объема. Такие подходы привели к использованию поверхностей ячеек-гранул, которые перемешиваются в суспензии (как мы упоминали выше, с помощью микроносителей и реакторов с уплотненным слоем). Однако проблемы, связанные с отслоением клеток и последующим сбором, все еще не решены.

Более того, прогнозы относительно будущего спроса на адгезивные клетки, которые будут производиться, по-видимому, выходят далеко за рамки текущих возможностей установленных платформ. В частности, потребность в адгезивных клетках для таких отраслей, как лечение аллогенных клеток и выращивание мяса, будет расти экспоненциально в течение относительно короткого периода времени; Это означает, что существует острая потребность в новых инновационных технологиях.

Альтернативный подход заключается в разработке нового биореактора, который позволяет непрерывно производить адгезивные клетки, основываясь на хорошо известных преимуществах непрерывной биопереработки по сравнению с партиями (рис. 7) (77).Для этого важны следующие шаги: (i) как отсоединить отдельные клетки, (ii) как поддерживать систему в равновесии между отсоединением и пролиферацией (стационарное состояние), и (iii) как непрерывно собирать клетки. .

Рисунок 7 . Непрерывный процесс . Схема, показывающая пример того, как может работать непрерывный процесс производства адгезивных клеток. Такая система позволит прикрепленным клеткам расти на поверхности и непрерывно отделяться как отдельные клетки в стабильном состоянии.Отслаивающиеся клетки оставляют пустое пространство для роста соседних клеток, поддерживая стабильное количество клеток в культуре, при этом непрерывно собирая отдельные клетки из системы.

Важно отметить, что непрерывная система может обеспечить ряд преимуществ по сравнению с существующими системами пакетной обработки, такими как: сокращение занимаемой площади и ресурсов, общие более низкие производственные затраты, повышение качества продукции, воспроизводимости и выхода с течением времени за счет внедрения замкнутой и автоматизированной системы.Например, в недавней статье представлены данные, подтверждающие концепцию, предполагающие, что на площади всего 155 см 2 (например, колба для культивирования тканей среднего размера) может генерироваться более 1 миллиона клеток каждые 24 часа (76). Таким образом, на такой небольшой площади можно было бы произвести ~ 100 миллионов ячеек при непрерывной работе в течение 3 месяцев. Кроме того, непрерывная система, применяемая для производства адгезивных клеток, может способствовать истинному обеспечению качества отдельных клеток в реальном времени. В такой системе отдельные клетки непрерывно отделяются и перемещаются в нижнем потоке из области, где они росли, к следующему процессу ниже по потоку.Контрольная точка может быть вставлена, позволяя принять решение о переходе ячейки к следующему процессу ниже по потоку, или соответственно отброшена. Это могло быть применено к каждой произведенной ячейке. В свою очередь, этот новый способ производства ячеек может либо изменить следующие последующие процессы, либо стимулировать разработку системы сбора, которая может соответствовать текущим последующим процессам. В любом случае это будет важный шаг, который необходимо тщательно продумать и спланировать, прежде чем реализовывать.

В целом, преимущества непрерывных систем перед партиями хорошо известны и доказаны в различных отраслях промышленности, и в настоящее время нет причин, по которым их нельзя было бы применить для этого конкретного приложения.Однако, как и с любой новой технологией или процессом, будут проблемы и уроки, но всегда есть возможность развиваться и совершенствоваться.

Вычислительное моделирование динамики жидкости для увеличения производства ячеек

Компьютерные модели использовались для запуска алгоритмов и уравнений для прогнозирования поведения или результатов многих природных систем. Численное моделирование стало полезным инструментом не только для прогнозов, но и для ускорения разработки систем и устройств как в естественных, так и в человеческих системах (80).В частности, вычислительная гидродинамика (CFD) — это раздел механики жидкости, который использует численный анализ и структуры данных для анализа и решения проблем, связанных с потоками жидкости. Компьютеры используются для выполнения расчетов, необходимых для моделирования набегающего потока жидкости и взаимодействия жидкости (жидкостей и газов) с поверхностями, определяемыми граничными условиями.

Поскольку проектирование, строительство и оценка биореакторов для крупномасштабного производства являются дорогостоящими и требуют много времени, вычислительные методы могут дать некоторое представление о механике жидкости в биореакторах.Таким образом, критические ограничивающие факторы, такие как недостаточное перемешивание, а также неоднородный массоперенос питательных веществ и кислорода, могут быть определены на ранней стадии проектирования процесса (81). Анализ CFD может предоставить подробную информацию о скоростях жидкости, давлениях, концентрациях растворенных веществ или частиц, температурах, напряжениях и тепловых / массовых потоках по всей области потока (67, 82). Все это важные параметры для разработки биореакторов и стратегий увеличения масштабов. В частности, для конструкции биореактора CFD является полезным инструментом для решения важных вопросов и исследования оптимальных параметров, таких как тип и размеры реактора, конструкция газовых барботеров, контроль пенообразования / пенообразования, гидродинамическая стабильность, массообменная способность, перемешивание, концентрация / распределение растворенного кислорода. в качестве спорных тем, таких как повреждение клеток, вызванное пузырьками (15, 67).Кроме того, с помощью CFD можно предсказать критические параметры потока текучей среды, которые сложно или даже невозможно измерить. Например, в случае ячеек, чувствительных к сдвигу, входная мощность должна быть оптимальной для создания достаточного массопереноса, не вызывая критических уровней напряжения сдвига, которые могут в конечном итоге повредить ячейки (81).

CFD-моделирование пузырьковых колонн, эрлифтных реакторов или резервуаров с мешалкой было частью повседневной работы инженеров-химиков (67). CFD-анализ использовался для прогнозирования поведения потока внутри капилляров в устройствах для ультрафильтрации (84), что может быть применимо для разделения и / или концентрации клеток (67).CFD также используется в качестве инструмента для понимания слипания пузырьков (лопания пузырьков), вызванного массопереносом газов в среде биореактора, что является спорным вопросом в биотехнологии на протяжении десятилетий (81, 83).

CFD

широко применяется для биореакторов с мешалкой в ​​различных масштабах объема (85, 86). Помимо классических биореакторов, сделанных из стекла или нержавеющей стали, жидкость течет в небольшом (87), настольном (88) и пилотном (89) масштабе, что помогает идентифицировать, например, зоны гибели или застойные зоны, в которых жидкость течет очень сильно. медленно или совсем не течет (90), что влияет на массоперенос и жизнеспособность конечного продукта.Ли и др. исследовали модель CFD для оценки массопереноса и перемешивания в реакторе для увеличения производства клеток для выращивания мяса (91). Тот же подход уже широко используется для проектирования и производства нескольких медицинских устройств и хорошо подходит для проведения исследований по оптимизации для оценки гораздо большего числа вариантов конструкции, чем метод сборки и тестирования, что способствует сокращению времени цикла проектирования (15, 67). ).

Можно сказать, что CFD — это «прогноз погоды» для инженеров по биотехнологии, помогающий им предсказать a priori поведение прикрепленных клеток, растущих в биореакторах.Успешное масштабирование биопроцессов требует, чтобы производительность лабораторного масштаба в равной степени достигалась во время крупномасштабного производства, чтобы соответствовать экономическим ограничениям (92). Что наиболее важно, CFD может сократить затраты времени и средств на эксперименты методом проб и ошибок, что особенно важно, если доступность биологического материала ограничена (например, первичных тканей или стволовых клеток). Когда основные технические параметры, такие как потребляемая мощность, время перемешивания и коэффициент массопереноса (кислорода), моделируются и прогнозируются, можно оптимизировать рост клеток и производительность, сохраняя при этом высокое качество продукта (81).

Заключительные замечания

Существует значительное количество технологий, доступных для увеличения производства ячеек. Они были разработаны в основном для использования в биотехнологической и фармацевтической промышленности. На данный момент нет коммерчески доступных биореакторов, разработанных ad hoc для выращивания мясных культур. Таким образом, вполне вероятно, что группы, работающие в области выращивания мяса, принимают две разные стратегии: (1) пытаются адаптировать свой процесс производства клеток к существующим периодическим технологиям; (2) разработать собственные производственные платформы, которые очень специфичны для их нужд.Следует учитывать, что это поле должно генерировать количество ячеек, которое, возможно, является самым высоким среди всех существующих отраслей (1). Однако остается вопрос, смогут ли современные технологии удовлетворить такой значительный спрос на сотовые элементы. Мы полагаем, что, основываясь на текущих коммерчески доступных технологиях, периодические процессы не смогут эффективно генерировать необходимое количество адгезивных клеток. Более того, мы считаем, что должны произойти радикальные изменения в том, как мы выращиваем и производим эти типы клеток, разрабатывая новые системы, в которых задействуются, например, хорошо известные преимущества непрерывной биопереработки.

Великие идеи и благородные цели в этой области должны сочетаться с новыми и весьма инновационными технологиями, позволяющими их поддерживать. Огромная проблема эффективного производства мясных продуктов в больших масштабах дает возможность разрабатывать новые концепции и биопроцессы, которых раньше не было, а также стимулировать инновации во многих дисциплинах. Мы считаем, что непрерывное производство клеток могло бы стать одной из этих новых концепций, которые помогут компаниям, занимающимся выращиванием мясных культур, достичь своей цели.Но, безусловно, предстоит еще многое сделать для дальнейшего продвижения инноваций.

Авторские взносы

Рукопись написали

CB, JA и LD. MM и LG отредактировали и внесли интеллектуальный вклад в рукопись. CC отредактировал, внес интеллектуальный вклад и одобрил к публикации. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

JA, LD, MM и LG используются CellulaREvolution Ltd. CellulaREvolution Ltd — дочернее предприятие Университета Ньюкасла, разрабатывающее новый биореактор непрерывного действия для производства адгезивных клеток.MM, LG и CC являются соучредителями и акционерами CellulaREvolution Ltd.

.

Оставшийся автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

2. Шпехт Э.А., Велч Д.Р., Клейтон Э.М.Р., Лагалли CD. Возможности применения биомедицинских методов производства и производства для развития чистой мясной промышленности. Biochem Eng J. (2018) 132: 161–8. DOI: 10.1016 / j.bej.2018.01.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. Чжан Г, Чжао Х, Ли Х, Ду Г, Чжоу Дж, Чен Дж. Проблемы и возможности биопроизводства культивированного мяса. Trends Food Sci Technol. (2020) 97: 443–50. DOI: 10.1016 / j.tifs.2020.01.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

5. Lechanteur C, Baila S, Janssen ME, Giet O, Briquet A, Baudoux E, et al. Крупномасштабное клиническое распространение мезенхимальных стволовых клеток в закрытой автоматизированной системе квантового расширения квантовых клеток ® , соответствующей требованиям GMP: сравнение с размножением в традиционных Т-колбах. J Рес-терапия стволовыми клетками. (2014) 4: 1000222. DOI: 10.4172 / 2157-7633.1000222

CrossRef Полный текст | Google Scholar

6. Tirughana R, Metz MZ, Li Z, Hall C, Hsu D, Beltzer J, et al. Производство GMP и расширение адгезивных нервных стволовых клеток с помощью системы квантовой экспансии. Методы терапии Mol Clin Dev. (2018) 10: 48–56. DOI: 10.1016 / j.omtm.2018.05.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8. Дерахти С., Сафиабади-Тали С.Х., Амоабедин Г., Шейхпур М.Стратегии прикрепления и отсоединения в технологии культивирования клеток на основе микроносителей: всесторонний обзор. Mater Sci Eng C. (2019) 103: 109782. DOI: 10.1016 / j.msec.2019.109782

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Fish KD, Rubio NR, Stout AJ, Yuen JS, Kaplan DL. Перспективы и проблемы в отношении жира, выращенного на клеточных культурах, как нового пищевого ингредиента. Trends Food Sci Technol. (2020) 98: 53–67. DOI: 10.1016 / j.tifs.2020.02.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

11.He C, Ye P, Wang H, Liu X, Li F. Систематический подход к моделированию массопереноса для увеличения масштабов биореактора культур клеток млекопитающих. Biochem Eng J. (2019) 141: 173–81. DOI: 10.1016 / j.bej.2018.09.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Эйбл Р., Вернер С., Эйбл Д. Мешковый биореактор, основанный на движении, вызванном волной: характеристики и применение. В: Одноразовые биореакторы . Берлин; Гейдельберг: Springer, 55–87. DOI: 10.1007 / 10_2008_15

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

14.Голдман М.Х., Джеймс Д.К., Рендалл М., Изон А.П., Хоар М., Бык А.Т. Мониторинг рекомбинантного человеческого N-гликозилирования гамма-интерферона во время перфузии периодического культивирования клеток CHO в псевдоожиженном слое и в резервуаре с перемешиванием. Biotechnol Bioeng. (1998) 60: 596–607. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-0290 (19981205) 60: 5 <596 :: AID-BIT10> 3.0.CO; 2-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Мандениус CF. Биореакторы: конструкция, работа и новые применения . Вайнхайм: Джон Вили и сыновья (2016).DOI: 10.1002/9783527683369

CrossRef Полный текст | Google Scholar

16. Яманэ Т., Шимицу С. Методики периодического действия в микробных процессах. в Управление параметрами биопроцесса. Springer, 147–194. DOI: 10.1007 / BFb0006382

CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Рафик QA, Heathman TR, Coopman K, Nienow AW, Hewitt CJ. Масштабируемое производство для нужд клеточной терапии. В: Биореакторы . Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA (2016).п. 113–146. DOI: 10.1002 / 9783527683369.ch5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Книппенберг М., Хелдер М.Н., Зандие Дулаби Б., Семейнс С.М., Вуйсман П.И., Кляйн-Нуленд Дж. Мезенхимальные стволовые клетки, полученные из жировой ткани, приобретают подобную костным клеткам реакцию на напряжение сдвига жидкости при остеогенной стимуляции. Tissue Eng. (2005) 11: 1780–8. DOI: 10.1089 / десять.2005.11.1780

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

23. Мотобу М., Ван П.С., Мацумура М.Влияние напряжения сдвига на рекомбинантные клетки яичников китайского хомячка. J Ferment Bioeng. (1998) 85: 190–5. DOI: 10.1016 / S0922-338X (97) 86766-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

24. Туомисто Х.Л., Эллис М.Дж., Хааструп П. Воздействие культивированного мяса на окружающую среду: альтернативные сценарии производства. В Schenck R, Huizenga D, редакторы. Труды 9-й Международной конференции по оценке жизненного цикла в агропродовольственном секторе . Сан-Франциско, Калифорния (2014), 1360–6.Доступно в Интернете по адресу: https://core.ac.uk/download/pdf/38629617.pdf

PubMed Аннотация | Google Scholar

27. Тао Й., Ши Дж., Синакор М., Рилл Т., Юсуф-Макагиансар Х. Разработка и внедрение основанного на перфузии процесса банковского накопления клеток с высокой плотностью клеток. Биотехнология Прогресс. (2011) 27: 824–9. DOI: 10.1002 / btpr.599

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Ро К. Х., Нерем Р. М., Рой К. Биопроизводство терапевтических клеток: современное состояние, текущие проблемы и перспективы на будущее. Ann Rev Chem Biomol Eng. (2016) 7: 455–78. DOI: 10.1146 / annurev-chembioeng-080615-033559

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Macdonald GJ. Масштабирование плюс одноразовое использование могут многократно увеличить урожайность: технология одноразового использования сводит некоторые уравнения биопроизводства к горизонтальному> расширению. Genetic Eng Biotechnol News. (2019) 39: 46–8. DOI: 10.1089 / gen.39.11.16

CrossRef Полный текст | Google Scholar

30. Абу-Абси Н.Р., Кенти Б.М., Куэльяр М.Э., Борис М.К., Сахамури С., Страчан Д.Д. и др.Мониторинг в реальном времени нескольких параметров в биореакторах культур клеток млекопитающих с использованием встроенного зонда для спектроскопии комбинационного рассеяния. Biotechnol Bioeng. (2011) 108: 1215–21. DOI: 10.1002 / бит.23023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Циммерлейтер Р., Кагер Дж., Никзад-Лангероди Р., Бережинский В., Вестад Ф., Хервиг С. и др. Бесконтактный неинвазивный спектроскопический мониторинг биопроцессов в ближнем инфракрасном диапазоне с использованием микроспектрометрической технологии. Anal Bioanal Chem. (2019) 412: 2103–9. DOI: 10.1007 / s00216-019-02227-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

32. Хембах Т., Фихтер А., Джонсон Э.А.. Последующая переработка, биосурфактанты, каротиноиды. Т. 53. Берлин; Гейдельберг: Springer (1996). DOI: 10.1007 / BFb0102322

CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Alford JS. Контроль биопроцессов: достижения и проблемы. Comput Chem Eng. (2006) 30: 1464–75. DOI: 10.1016 / j.compchemeng.2006.05.039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

34. Joeris K, Frerichs J-G, Konstantinov K, Scheper T. Микроскопия in-situ : онлайн-мониторинг процессов культур клеток млекопитающих. Цитотехнология. (2002) 38: 129–34. DOI: 10.1023 / A: 1021170502775

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

35. Мехдизаде Х., Лаури Д., Карри К.М., Мошгбар М., Прокопио-Мелино Р., Драпо Д. Базовые модели калибровки на основе комбинационного рассеяния, позволяющие в реальном времени контролировать биореакторы культур клеток. Биотехнология Прогресс. (2015) 31: 1004–13. DOI: 10.1002 / btpr.2079

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

36. Лоуренсо Н.Д., Лопес Дж. А., Алмейда, К. Ф., Саррагуса М.К., Пиньейру Х.М. Мониторинг биореактора с помощью спектроскопии и хемометрии: обзор. Anal Bioanal Chem. (2012) 404: 1211–37. DOI: 10.1007 / s00216-012-6073-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

37. Koch C, Posch AE, Goicoechea HC, Herwig C, Lendl B.Количественная оценка нескольких аналитов в биопроцессах с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье с помощью частичной регрессии наименьших квадратов и многомерного разрешения кривой. Anal Chimica Acta. (2014) 807: 103–110. DOI: 10.1016 / j.aca.2013.10.042

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Биттнер Ч., Венерт Г., Шепер Т. Микроскопия in situ для определения биомассы в режиме онлайн. Biotechnol Bioeng. (1998) 60: 24–35. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-0290 (19981005) 60: 1 <24 :: AID-BIT3> 3.0.CO; 2-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Рафик К.А., Купман К., Хьюитт С.Дж. Масштабирование культуры мезенхимальных стволовых клеток человека: современные технологии и проблемы будущего. Curr Opin Chem Eng. (2013) 2: 8–16. DOI: 10.1016 / j.coche.2013.01.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

40. Лерман М.Дж., Лембонг Дж., Мурамото С., Гиллен Дж., Фишер Дж. П.. Эволюция полистирола как материала для культивирования клеток. Tissue Eng B Rev. (2018) 24: 359–72. DOI: 10.1089 / ten.teb.2018.0056

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

41. Рандерс-Эйххорн Л., Бартлетт Р.А., Сипиор Дж., Фрей Д.Д., Картер Г.М., Лакович Дж. Р. и др. Датчики на основе времени жизни флуоресценции: измерение кислорода и другие биомедицинские приложения. В: Laser-Tissue Interaction VII . Сан-Хосе, Калифорния: Международное общество оптики и фотоники, 147–158.

Google Scholar

42. Клапп К.П., Кастан А., Линдског Е.К.Оборудование для разведки и добычи. в Биофармацевтическая обработка . Амстердам: Эльзевир, 457–476. DOI: 10.1016 / B978-0-08-100623-8.00024-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

43. Schnitzler A, Verma A, Aysola M, Murrell J, Rook M. Среда и поверхность микроносителя должны быть оптимизированы при переходе разрастания мезенхимальных стволовых / стромальных клеток в биореакторы с мешалкой. в BMC Proceedings . Барселона: BioMed Central, 57.

.

Google Scholar

44.Лиович П., Шутало И.Д., Стюарт Р., Глаттауэр В., Мегхер Л. Поток жидкости и напряжения на микроносителях в биореакторах с вращающейся колбой. в Труды 9-й Международной конференции по CFD в полезных ископаемых и обрабатывающих отраслях . Мельбурн, Виктория: CSIRO.

Google Scholar

45. Гупта П., Исмади М.З., Верма П.Дж., Фурас А., Джадхав С., Белларе Дж. И др. Оптимизация скорости перемешивания в вращающейся колбе для структурной целостности микроносителя и размножения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Цитотехнология . (2016) 68: 45–59. DOI: 10.1007 / s10616-014-9750-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

46. Braeckmans K, De Smedt SC, Leblans M, Pauwels R, Demeester J. Кодирование микроносителей: настоящие и будущие технологии. Нат Рев Лекарство Открытие . (2002) 1: 447–56. DOI: 10.1038 / nrd817

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

47. Чен АКЛ, Чен Х, Чу АБХ, Реувени С., О СКВ. Критические свойства микроносителя, влияющие на распространение недифференцированных эмбриональных стволовых клеток человека. Stem Cell Res. (2011) 7: 97–111. DOI: 10.1016 / j.scr.2011.04.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

49. Shyu JY. Расширение клеток с помощью растворимых микроносителей . Берлингтон, Массачусетс: BioProcess International (2018).

Google Scholar

50. Панчалингам К.М., Юнг С., Розенберг Л., Бехи Л.А. Стратегии биопроцессинга для крупномасштабного производства мезенхимальных стволовых клеток человека: обзор. Рес-терапия стволовыми клетками. (2015) 6: 225. DOI: 10.1186 / s13287-015-0228-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

51. Цай А.С., Ма Т. Экспансия мезенхимальных стволовых клеток человека в биореакторе микроносителя. в Биореакторы в биологии стволовых клеток . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer, 77–86. DOI: 10.1007 / 7651_2016_338

CrossRef Полный текст | Google Scholar

52. Ниенов А.В., Рафик К.А., Купман К., Хьюитт С.Дж. Потенциально масштабируемый метод получения hMSC с микроносителей. Biochem Eng J. (2014) 85: 79–88. DOI: 10.1016 / j.bej.2014.02.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

53. Ян Х.С., Чон О, Бханг Ш., Ли Ш., Ким Б.С. Суспензионная культура клеток млекопитающих с использованием термочувствительного микроносителя, который позволяет отслаивать клетки без обработки протеолитическими ферментами. Трансплантация клеток . (2010) 19: 1123–32. DOI: 10.3727 / 096368910X516664

CrossRef Полный текст | Google Scholar

54. Родригес А.Л., Родригес Калифорния, Гомес АР, Виейра С.Ф., Баденес С.М., Диого М.М. и др.Растворимые микроносители позволяют масштабируемое размножение и сбор индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток в условиях, свободных от ксено. Biotechnol J. (2019) 14: 1800461. DOI: 10.1002 / biot.201800461

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

56. Zhong JJ. Последние достижения в области биореакторной техники. Korean J Chem Eng. (2010) 27: 1035–41. DOI: 10.1007 / s11814-010-0277-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

57.Кумар А., Старли Б. Крупномасштабное промышленное расширение ячеек: производство критически важного сырья для процессов биотехнологии. Биологическое производство . (2015) 7: 044103. DOI: 10.1088 / 1758-5090 / 7/4/044103

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Тимминс Н.Э., Палфрейман Э., Мартурана Ф., Дитмайр С., Луйкенга С., Лопес Г. и др. Клиническая шкала ex vivo производство нейтрофилов из гемопоэтических клеток-предшественников. Biotechnol Bioeng. (2009) 104: 832–40. DOI: 10.1002 / бит.22433

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

59. Хундт Б., Бест С., Шлавин Н., Касснер Х., Гензель Ю., Райхл У. Создание процесса производства вакцины против энтерита норок в реакторе с мешалкой и культивированием микроносителя в биореакторе Wave ® в масштабе 1–10 л. Вакцина . (2007) 25: 3987–95. DOI: 10.1016 / j.vaccine.2007.02.061

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

60.Hami LS, Green C, Leshinsky N, Markham E, Miller K, Craig S. Производство GMP и тестирование Xcellerated T Cells TM для лечения пациентов с CLL. Цитотерапия. (2004) 6: 554–62. DOI: 10.1080 / 14653240410005348

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Леффельхольц К., Хусеманн Ю., Греллер Г., Меусель В., Каулинг Дж., Эй П. и др. Параметры биоинженерии для одноразовых биореакторов: обзор и оценка подходящих методов. Chemie Ingenieur Technik . (2013) 85: 40–56. DOI: 10.1002 / cite.201200125

CrossRef Полный текст | Google Scholar

62. Де Хесус М., Вурм FM. Производство рекомбинантных белков в количествах килограмм-тонн с использованием животных клеток в биореакторах. Eur J Pharm Biopharm. (2011) 78: 184–8. DOI: 10.1016 / j.ejpb.2011.01.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

63. Wang SJ, Zhong JJ. Биореакторная техника. в Биопереработка для продуктов с добавленной стоимостью из возобновляемых ресурсов .Амстердам: Elsevier, 131–161. DOI: 10.1016 / B978-044452114-9 / 50007-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

65. Мейснер П., Шредер Б., Херфурт С., Бизелли М. Разработка биореактора с неподвижным слоем для размножения гематопоэтических клеток-предшественников человека. Цитотехнология. (1999) 30: 227–34. DOI: 10.1023 / A: 1008085932764

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

66. Mizukami A, Orellana MD, Caruso SR, de Lima Prata K, Covas DT, Swiech K.Эффективное размножение мезенхимальных стромальных клеток в одноразовой культуральной системе с неподвижным слоем. Биотехнология Прогресс. (2013) 29: 568–72. DOI: 10.1002 / btpr.1707

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

67. Мартин И., Верметт П. Биореакторы для массовой культуры тканей: дизайн, характеристика и последние достижения. Биоматериалы . (2005) 26: 7481–503. DOI: 10.1016 / j.biomaterials.2005.05.057

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

68.Робертс И., Байла С., Райс Р. Б., Янссенс М. Э., Нгуен К., Моенс Н. и др. Увеличение масштаба культуры эмбриональных стволовых клеток человека с использованием полого волоконного биореактора. Письма о биотехнологиях . (2012) 34: 2307–15. DOI: 10.1007 / s10529-012-1033-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

69. Годара П., МакФарланд CD, Нордон RE. Разработка биореакторов для тканевой инженерии мезенхимальных стволовых клеток. J. Chem Technol Biotechnol. (2008) 83: 408–20. DOI: 10.1002 / jctb.1918

CrossRef Полный текст | Google Scholar

70. Bettahalli NMS, Vicente J, Moroni L, Higuera GA, Van Blitterswijk CA, Wessling M, et al. Интеграция половолоконных мембран улучшает поступление питательных веществ в трехмерные тканевые конструкции. Acta biomaterialia . (2011) 7: 3312–24. DOI: 10.1016 / j.actbio.2011.06.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

71. Housler GJ, Miki T., Schmelzer E, Pekor C., Zhang X, Kang L, et al.Технология биореактора на основе капиллярной мембраны из полых волокон для исследований in vitro по направлению клонирования эритроцитов гемопоэтических стволовых клеток. Tissue Eng C Methods. (2012) 18: 133–42. DOI: 10.1089 / ten.tec.2011.0305

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

72. Whitford WG, Cadwell JJ. Потенциальное применение полых волоконных биореакторов в крупномасштабном производстве . Крэнбери, Нью-Джерси: BioPharm International (2011) 24: s21 – s26.

Google Scholar

74. Wu N, Bai L, Chu C. Моделирование и обнаружение конфликтов операций с сырой нефтью для процесса нефтепереработки на основе контролируемой цветной временной сети Петри. В: IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews) . IEEE (2007) 37: 461–42. DOI: 10.1109 / TSMCC.2007.897339

CrossRef Полный текст | Google Scholar

75. Томасула П.М., Крейг Дж. С., Босуэлл, RT. Непрерывный процесс производства казеина с использованием углекислого газа под высоким давлением. J Food Eng. (1997) 33: 405–19. DOI: 10.1016 / S0260-8774 (97) 00053-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

76. Миотто М., Гувейя Р., Абидин Ф.З., Фигейредо Ф., Коннон С.Дж. Разработка подхода непрерывной биопроцессинга к производству стромальных клеток. Интерфейсы приложения ACS Mater. (2017) 9: 41131–42. DOI: 10.1021 / acsami.7b09809

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

77. Griffiths JB. Относительные преимущества непрерывного процесса по сравнению с периодическим.в Культура клеток животных и производство биопрепаратов . Дордрехт: Springer, 401–410. DOI: 10.1007 / 978-94-011-3550-4_48

CrossRef Полный текст | Google Scholar

78. Липсиц Ю.Ю., Миллиган В.Д., Фицпатрик И., Сталмейер Э., Фарид С.С., Тан К.Й. и др. Дорожная карта для планирования затрат на товары для руководства экономическим производством продуктов клеточной терапии. Цитотерапия . (2017) 19: 1383–91. DOI: 10.1016 / j.jcyt.2017.06.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

79.Hummel J, Pagkaliwangan M, Gjoka X, Davidovits T, Stock R, Ransohoff T. и др. Моделирование последующей обработки моноклональных антител показывает преимущества в стоимости непрерывных методов для широкого диапазона производственных масштабов. Biotechnol J. (2019) 14: 1700665. DOI: 10.1002 / biot.201700665

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

80. Оран ES, Борис Дж. П. Численное моделирование реактивного потока . Кембридж: Издательство Кембриджского университета (2005).

Google Scholar

81. Вернер С., Кайзер С.К., Крауме М., Эйбл Д. Вычислительная гидродинамика как современный инструмент для инженерной характеристики биореакторов. Фарм Биопроцесс. (2014) 2: 85–99. DOI: 10.4155 / PBP.13.60

CrossRef Полный текст | Google Scholar

82. Блазек Дж. Вычислительная гидродинамика: принципы и приложения . Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн (2015). DOI: 10.1016 / B978-0-08-099995-1.00012-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

83.Шарма С., Малхотра Д., Ратор А.С. Обзор приложений вычислительной гидродинамики в биотехнологических процессах. Биотехнология Прогресс . (2011) 27: 1497–510. DOI: 10.1002 / btpr.689

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

84. Смит С., Таха Т., Цуй З. Улучшение ультрафильтрации полых волокон с помощью снарядного потока — гидродинамическое исследование. Опреснение. (2002) 146: 69–74. DOI: 10.1016 / S0011-9164 (02) 00491-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

85.Лэмпинг С.Р., Чжан Х., Аллен Б., Шамлоу, Пенсильвания. Разработка прототипа миниатюрного биореактора для высокопроизводительной автоматизированной биотехнологии. Chem Eng Sci. (2003) 58: 747–58. DOI: 10.1016 / S0009-2509 (02) 00604-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

86. Zou X, Xia J, Chu J, Zhuang Y, Zhang S. Исследование динамики жидкости в реальном времени и физиологический ответ на увеличение объема ферментации эритромицина с 50 л до 132 м 3 ферментера. Bioprocess Biosyst Eng. (2012) 35: 789–800.DOI: 10.1007 / s00449-011-0659-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

87. Бильген Б., Барабино Г.А. Моделирование гидродинамической среды биореактора и ее влияние на рост тканей. в Компьютерная инженерия тканей . Тотова, Нью-Джерси: Springer, 237–255. DOI: 10.1007 / 978-1-61779-764-4_14

CrossRef Полный текст | Google Scholar

88. Kaiser SC, Eibl R, Eibl D. Технические характеристики одноразового биореактора с мешалкой в ​​лабораторных условиях: биореактор Mobius CellReady 3L в качестве примера. Eng Life Sci. (2011) 11: 359–68. DOI: 10.1002 / elsc.201000171

CrossRef Полный текст | Google Scholar

89. Löffelholz C, Kaiser SC, Werner S, Eibl D. CFD как инструмент для характеристики одноразовых биореакторов. В: Технология одноразового использования в биофармацевтическом производстве . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons (2010), 263–279. DOI: 10.1002 / 9780470

7.ch32

CrossRef Полный текст | Google Scholar

90. Ли С. Глава 5 — Модели распределения времени пребывания и потока для реакторов.В: Reaction Engineering , ed. С. Ли. Бостон: Баттерворт-Хайнеманн, 213–263. DOI: 10.1016 / B978-0-12-410416-7.00005-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

91. Ли Х, Чжан Г, Чжао Х, Чжоу Дж, Ду Г, Чен Дж. Концептуальный проект эрлифтного реактора для крупномасштабного культивирования клеток животных в контексте производства мяса in vitro и . Chem Eng Sci. (2020) 211: 115269. DOI: 10.1016 / j.ces.2019.115269

CrossRef Полный текст | Google Scholar

92.Кушель М., Сиблер Ф., Такорс Р. Лагранжевые траектории для прогнозирования формирования популяционной гетерогенности в крупномасштабных биореакторах. Биоинженерия. (2017) 4:27. DOI: 10.3390 / биоинженерия4020027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крупномасштабное производство стволовых клеток для клинического применения с использованием автоматической машины для обработки клеток | BMC Biotechnology

  • 1.

    Takehara N, Tsutsumi Y, Tateishi K, Ogata T, Tanaka H, ​​Ueyama T, Takahashi T, Takamatsu T, Fukushima M, Komeda M и др.: Контролируемая доставка основного фактора роста фибробластов способствует развитию кардиосферы человека. -приживление клеток для улучшения восстановления сердца при хроническом инфаркте миокарда.J Am Coll Cardiol. 2008, 52 (23): 1858-1865. 10.1016 / j.jacc.2008.06.052.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 2.

    Smith RR, Barile L, Cho HC, Leppo MK, Hare JM, Messina E, Giacomello A, Abraham MR, Marban E: Регенеративный потенциал клеток, полученных из кардиосферы, увеличился из образцов чрескожной эндомиокардиальной биопсии. Тираж. 2007, 115 (7): 896-908. 10.1161 / CIRCULATIONAHA.106.655209.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 3.

    Rota M, Padin-Iruegas ME, Misao Y, De Angelis A, Maestroni S, Ferreira-Martins J, Fiumana E, Rastaldo R, Arcarese ML, Mitchell TS и др.: Локальная активация или имплантация сердечных клеток-предшественников спасает рубцовый инфаркт миокард, улучшающий сердечную функцию. Circ Res. 2008, 103 (1): 107-116. 10.1161 / CIRCRESAHA.108.178525.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 4.

    Vogel G: Продажа стволовых клеток. Наука. 2010, 330 (6008): 1173-10.1126 / science.330.6008.1173.

    Артикул Google Scholar

  • 5.

    Тран С.А., Бертон Л., Руссом Д., Вагнер Дж. Р., Дженсен М.К., Форман С.Дж., ДиДжиусто Д.Л.: Производство большого количества специфичных для пациента Т-лимфоцитов для адаптивной иммунотерапии: подход к повышению безопасности продукта, состав, и производственная мощность. J Immunother. 2007, 30 (6): 644-654. 10.1097 / CJI.0b013e318052e1f4.

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Soncin S, Lo Cicero V, Astori G, Soldati G, Gola M, Surder D, Moccetti T: практический подход к проверке стерильности, эндотоксина и активности мононуклеарных клеток костного мозга, используемых для регенерации сердца, в соответствии с надлежащим производством упражняться. J Transl Med. 2009, 7: 78-10.1186 / 1479-5876-7-78.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 7.

    Джоаннидес А., Фиоре-Хериче С., Вестмор К., Колдуэлл М., Компстон ​​А., Аллен Н., Чандран С.: Автоматическое механическое пассирование: новый и эффективный метод размножения эмбриональных стволовых клеток человека.Стволовые клетки. 2006, 24 (2): 230-235. 10.1634 / стволовые клетки.2005-0243.

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Кино-Ока М., Огава Н., Умегаки Р., Тая М. Дизайн биореактора для последовательного культивирования зависимых от закрепления клеток, работающий в автоматическом режиме. Tissue Eng. 2005, 11 (3-4): 535-545.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 9.

    Terstegge S, Laufenberg I, Pochert J, Schenk S, Itskovitz-Eldor J, Endl E, Brustle O: Автоматическое поддержание культур эмбриональных стволовых клеток.Biotechnol Bioeng. 2007, 96 (1): 195-201. 10.1002 / бит. 21061.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 10.

    Томас Р.Дж., Андерсон Д., Чандра А., Смит Н.М., Янг Л.Э., Уильямс Д., Деннинг С. Автоматизированная масштабируемая культура человеческих эмбриональных стволовых клеток в условиях без кормления. Biotechnol Bioeng. 2009, 102 (6): 1636-1644. 10.1002 / бит. 22187.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 11.

    Коике Х, Кубота К., Секин К., Такебе Т., Оучи Р., Чжэн Ю.В., Уэно Ю., Танигава Н., Танигучи Х .: Создание автоматизированной системы культивирования плюрипотентных стволовых клеток, индуцированных мышами. BMC Biotechnol. 2012, 12: 81-10.1186 / 1472-6750-12-81.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 12.

    Thomas RJ, Chandra A, Liu Y, Hourd PC, Conway PP, Williams DJ: Производство популяции мезенхимальных стволовых клеток человека с использованием автоматизированной платформы для культивирования клеток.Цитотехнология. 2007, 55 (1): 31-39. 10.1007 / s10616-007-9091-2.

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Hubbell JA, Palsson BO, Papoutsakis ET: Предисловие: тканевая инженерия и клеточная терапия: II. Biotechnol Bioeng. 1994, 43 (8): 683-10.1002 / bit. 260430802.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 14.

    Томас Р., Чандра А., Хурд П., Уильямс Д.: Автоматизация клеточных культур и инженерия качества: необходимое партнерство для разработки оптимизированных производственных процессов клеточной терапии.J Assoc Lab Autom. 2008, 13 (3): 152-158. 10.1016 / j.jala.2007.12.003.

    Артикул Google Scholar

  • 15.

    Томас Р.Дж., Хурд П.К., Уильямс Д.Д.: Применение методов проектирования качества процесса для улучшения понимания обработки стволовых клеток in vitro для терапевтического использования. J Biotechnol. 2008, 136 (3-4): 148-155.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 16.

    Такехара Н., Огата Т., Наката М., Ками Д., Накамура Т., Матоба С., Годзё С., Савада Т., Яку Х., Мацубара Х .: Циркуляция. Исследование ALCADIA (аутологичные стволовые клетки человека, полученные из сердца для лечения ишемической кардиомиопатии). 2012, ФИЛАДЕЛЬФИЯ, Пенсильвания: LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS 530 WALNUT ST, 19106-3621. США: 2783–2783

    Google Scholar

  • 17.

    Toyoda M, Yamazaki-Inoue M, Itakura Y, Kuno A, Ogawa T., Yamada M, Akutsu H, Takahashi Y, Kanzaki S, Narimatsu H, et al: Анализ лектиновых микроматриц плюрипотентных и мультипотентных стволовых клеток .Гены Клетки. 2011, 16 (1): 1-11. 10.1111 / j.1365-2443.2010.01459.x.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 18.

    Шаров А.А., Дудекула Д.Б., Ко М.С.: Веб-инструмент для анализа основных компонентов и значимости данных микрочипов. Биоинформатика. 2005, 21 (10): 2548-2549. 10.1093 / биоинформатика / bti343.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 19.

    Пташек Л.М., Мансур М., Раскин Ю.Н., Чиен К.Р.: На пути к регенеративной терапии сердечных заболеваний.Ланцет. 2012, 379 (9819): 933-942. 10.1016 / S0140-6736 (12) 60075-0.

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Годзё С., Тойода М., Умедзава А: Тканевая инженерия и клеточная терапия в направлении интегрированной стратегии с искусственными органами. J Artif Organs. 2011, 14 (3): 171-177. 10.1007 / s10047-011-0578-4.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 21.

    Лю И, Хурд П., Чандра А., Уильямс Д. Д.: Возможности процесса культивирования человеческих клеток: сравнение ручного и автоматизированного производства.J Tissue Eng Regen Med. 2010, 4 (1): 45-54.

    CAS Google Scholar

  • 22.

    Курода Ю., Китада М., Вакао С., Нишикава К., Танимура Ю., Макиносима Х, Года М., Акаси Н., Инуцука А., Нива А. и др.: Уникальные мультипотентные клетки в популяциях мезенхимальных клеток взрослого человека. Proc Natl Acad Sci USA. 2010, 107 (19): 8639-8643. 10.1073 / pnas.0

    7107.

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Унгер С., Скоттман Х., Бломберг П., Дилбер М.С., Ховатта О: Надлежащая производственная практика и линии эмбриональных стволовых клеток человека клинического уровня. Human Mol Genet. 2008, 17 (R1): R48-R53. 10.1093 / hmg / ddn079.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 24.

    Allport-Settle MJ: Руководство по надлежащей производственной практике (GMP). 2009, Роли: Pharmalogika

    Google Scholar

  • 25.

    Burger SR: Актуальные вопросы регулирования клеточной и тканевой терапии. Цитотерапия. 2003, 5 (4): 289-298. 10.1080 / 14653240310002324.

    Артикул CAS Google Scholar

  • 26.

    USP: 32-NF 27 Клеточная и генная терапия. 2008, Фармакопея США, Роквилл: Производство продуктов клеточной терапии

    Google Scholar

  • 27.

    Ниази С.К .: Стерильные изделия, т.6. 2009, Лондон: Informa Healthcare Inc

    . Google Scholar

  • 28.

    Takehara NOT, Nakata M, Kami D, Matoba NT, Gojo S, Sawada T, Yaku H, Matsubara H: Заявление о поздних клинических испытаниях. Исследование ALCADIA (аутологичные стволовые клетки, полученные из сердца человека для лечения ишемической кардиомиопатии). 2012, Лос-Анджелес: Американская кардиологическая ассоциация, научная сессия

    Google Scholar

  • 29.

    Куно А., Итакура Ю., Тойода М., Такахаши Ю., Ямада М., Умедзава А., Хирабаяси Дж .: Разработка системы сбора данных для дифференциального профилирования клеточных гликопротеинов на основе микроматрицы лектинов. J Proteom Bioinfo. 2008, 1 (2): 5-

    Статья Google Scholar

  • 30.

    Itakura Y, Kimura M, Gojo S, Toyoda M, Kami D, Motomura N, Umezawa A, Kyo S, Ono M: профилирование гликанов с использованием микроматрицы лектинов — это новый инструмент проверки для мониторинга повреждений от замораживания -отмороженные клетки.Low Temp Med. 2011, 37: 7-

    Google Scholar

  • Стратегии биопроцессинга для крупномасштабного производства мезенхимальных стволовых клеток человека: обзор | Исследование стволовых клеток и терапия

  • 1.

    Брук Дж., Тонг Х., Левеск Дж. П., Аткинсон К. Механизмы молекулярного переноса мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток, полученных из костного мозга и плаценты человека. Stem Cells Dev. 2008; 17: 929–40.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 2.

    Ле Блан К., Рингден О. Иммуномодуляция мезенхимальными стволовыми клетками и клинический опыт. J Intern Med. 2007; 262: 509–25.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 3.

    Prockop DJ. «Стебельчатость» не объясняет восстановление многих тканей мезенхимальными стволовыми / мультипотентными стромальными клетками (МСК). Clin Pharmacol Ther. 2007; 82: 241–3.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 4.

    Dominici M, Le Blanc K, Mueller I, Slaper-Cortenbach I, Marini F, Krause D, et al. Минимальные критерии для определения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Заявление о позиции Международного общества клеточной терапии. Цитотерапия. 2006; 8: 315–7.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 5.

    Meirelles Lda S, Fontes AM, Covas DT, Caplan AI. Механизмы, влияющие на терапевтические свойства мезенхимальных стволовых клеток.Фактор роста цитокинов Ред. 2009; 20: 419–27.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 6.

    Prockop DJ, Brenner M, Fibbe WE, Horwitz E, Le Blanc K, Phinney DG, et al. Определение рисков терапии мезенхимальными стромальными клетками. Цитотерапия. 2010; 12: 576–8.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 7.

    Sensebe L, Bourin P, Tarte K. Надлежащая производственная практика: производство мезенхимальных стволовых / стромальных клеток.Hum Gene Ther. 2011; 22: 19–26.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 8.

    Spees JL, Gregory CA, Singh H, Tucker HA, Peister A., ​​Lynch PJ, et al. Интернализованные антигены необходимо удалить, чтобы подготовить гипоиммуногенные мезенхимальные стволовые клетки для клеточной и генной терапии. Mol Ther. 2004; 9: 747–56.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 9.

    Юнг С., Сен А., Розенберг Л., Бехи Л.А.Культура мезенхимальных стволовых клеток человека: быстрое и эффективное выделение и размножение в определенной бессывороточной среде. J Tissue Eng Regen Med. 2012; 6: 391–403.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 10.

    Gottipamula S, Muttigi MS, Kolkundkar U, Seetharam RN. Бессывороточные среды для производства мезенхимальных стромальных клеток человека: обзор. Cell Prolif. 2013; 46: 608–27.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 11.

    Кинзебах С., Бибак К. Экспансия мезенхимальных стволовых / стромальных клеток в условиях культивирования без ксеногенов. Adv Biochem Eng Biotechnol. 2013; 129: 33–57.

    PubMed Google Scholar

  • 12.

    Tekkatte C, Gunasingh GP, Cherian KM, Sankaranarayanan K. «Гуманизированные» методы культивирования стволовых клеток: разногласия по поводу сыворотки животных. Stem Cells Int. 2011; 2011: 504723.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 13.

    Mizuno N, Shiba H, Ozeki Y, Mouri Y, Niitani M, Inui T. и др. Человеческая аутологичная сыворотка, полученная с использованием полностью закрытой системы мешков в качестве заменителя фетальной телячьей сыворотки в культурах мезенхимальных стволовых клеток человека. Cell Biol Int. 2006; 30: 521–4.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 14.

    Шахдадфар А., Фронсдал К., Хауг Т., Рейнхольт Ф.П., Бринчманн Дж. Э. Экспансия мезенхимальных стволовых клеток человека in vitro: выбор сыворотки является определяющим фактором пролиферации, дифференцировки, экспрессии генов и стабильности транскриптома.Стволовые клетки. 2005; 23: 1357–66.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 15.

    Стют Н., Хольц К., Бубенхайм М., Ланге С., Блейк Ф., Зандер А.Р. Аутологичная сыворотка для выделения и размножения мезенхимальных стволовых клеток человека для клинического использования. Exp Hematol. 2004. 32: 1212–25.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 16.

    Татейши К., Андо В., Хигучи К., Харт Д.А., Хашимото Дж., Наката К. и др.Сравнение человеческой сыворотки с фетальной бычьей сывороткой для увеличения и дифференциации синовиальных МСК человека: потенциальная возможность для клинического применения. Пересадка клеток. 2008. 17: 549–57.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 17.

    Турновцова К., Ружичкова К., Ванецек В., Сыкова Е., Дженделова П. Свойства и рост мезенхимальных стромальных клеток костного мозга человека, культивируемых в различных средах. Цитотерапия. 2009; 11: 874–85.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 18.

    Poloni A, Maurizi G, Rosini V, Mondini E, Mancini S, Discepoli G, et al. Селекция клеток CD271 (+) и сыворотки крови человека AB делает возможным большое распространение мезенхимальных стромальных клеток из костного мозга человека. Цитотерапия. 2009; 11: 153–62.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 19.

    Бибак К., Хеккер А., Кокаомер А., Ланнерт Х., Шаллмозер К., Странк Д. и др.Человеческие альтернативы фетальной бычьей сыворотке для размножения мезенхимальных стромальных клеток из костного мозга. Стволовые клетки. 2009; 27: 2331–41.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 20.

    Muller I, Kordowich S, Holzwarth C, Spano C, Isensee G, Staiber A, et al. Бессывороточные условия культивирования животных для выделения и размножения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток из BM человека. Цитотерапия. 2006; 8: 437–44.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 21.

    Reinisch A, Bartmann C, Rohde E, Schallmoser K, Bjelic-Radisic V, Lanzer G, et al. Гуманизированная система для размножения мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток пуповинной крови для клинического применения. Regen Med. 2007; 2: 371–82.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 22.

    Schallmoser K, Bartmann C, Rohde E, Reinisch A, Kashofer K, Stadelmeyer E, et al. Лизат тромбоцитов человека может заменить фетальную бычью сыворотку для увеличения функциональных мезенхимальных стромальных клеток в клиническом масштабе.Переливание. 2007; 47: 1436–46.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 23.

    Abdelrazik H, Spaggiari GM, Chiossone L, Moretta L. Мезенхимальные стволовые клетки, размноженные в лизате тромбоцитов человека, демонстрируют пониженную ингибирующую способность в отношении пролиферации и функции Т- и NK-клеток. Eur J Immunol. 2011; 41: 3281–90.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 24.

    Lange C, Cakiroglu F, Spiess AN, Cappallo-Obermann H, Dierlamm J, Zander AR. Ускоренное и безопасное размножение мезенхимальных стромальных клеток человека в бессывороточной среде животных для трансплантации и регенеративной медицины. J. Cell Physiol. 2007; 213: 18–26.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 25.

    Gruber R, Karreth F, Kandler B, Fuerst G, Rot A, Fischer MB, et al. Высвобождаемые тромбоцитами супернатанты увеличивают миграцию и пролиферацию и уменьшают остеогенную дифференцировку мезенхимальных клеток-предшественников костного мозга в условиях in vitro.Тромбоциты. 2004; 15: 29–35.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 26.

    Хорн П., Бокерманн Г., Холева Д., Борк С., Валенда Т., Кох С. и др. Влияние отдельных лизатов тромбоцитов на выделение и рост мезенхимальных стромальных клеток человека. J Stem Cells Regen Med. 2010; 6: 110.

    CAS PubMed Google Scholar

  • 27.

    Бурноуф Т., Ценг Й.Х., Куо Ю.П., Су Си.Обработка концентратов тромбоцитов растворителями / детергентами увеличивает высвобождение факторов роста. Переливание. 2008; 48: 1090–8.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 28.

    Castiglia S, Mareschi K, Labanca L, Lucania G, Leone M, Sanavio F и др. Инактивированный лизат тромбоцитов человека с псораленом: новая перспектива производства мезенхимальных стромальных клеток в условиях надлежащей производственной практики. Цитотерапия. 2014. 16: 750–63.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 29.

    Кагами Х., Агата Х., Като Р., Мацуока Ф., Тодзё А. Фундаментальные технологические разработки, необходимые для повышения доступности тканевой инженерии. В: Эберли Д., редактор. Регенеративная медицина и тканевая инженерия — клетки и биоматериалы. Риека, Хорватия: InTech; 2011.

    Google Scholar

  • 30.

    Юнг С., Сен А., Розенберг Л., Бехи Л.А.Определение факторов роста и прикрепления для бессывороточного выделения и размножения мезенхимальных стромальных клеток человека. Цитотерапия. 2010; 12: 637–57.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 31.

    Мива Х., Хашимото Й., Теншо К., Вакитани С., Такаги М. Без ксено-пролиферации мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека. Цитотехнология. 2012; 64: 301–8.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 32.

    Sart S, Tsai AC, Li Y, Ma T. Трехмерные агрегаты мезенхимальных стволовых клеток: клеточные механизмы, биологические свойства и приложения. Tissue Eng Часть B Ред. 2014; 20: 365–80.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 33.

    Hupfeld J, Gorr IH, Schwald C, Beaucamp N, Wiechmann K, Kuentzer K, et al. Модуляция характеристик мезенхимальных стромальных клеток с помощью культуры микроносителей в биореакторах.Biotechnol Bioeng. 2014; 111: 2290–302.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 34.

    Waszak P, Alphonse R, Vadivel A, Ionescu L, Eaton F, Thebaud B. Предварительное кондиционирование усиливает паракринный эффект мезенхимальных стволовых клеток в предотвращении вызванного кислородом повреждения легких новорожденных у крыс. Stem Cells Dev. 2012; 21: 2789–97.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 35.

    Herrmann JL, Wang Y, Abarbanell AM, Weil BR, Tan J, Meldrum DR. Предварительное кондиционирование мезенхимальных стволовых клеток трансформирующим фактором роста альфа улучшает опосредуемую мезенхимальными стволовыми клетками кардиопротекцию. Шок. 2010; 33: 24–30.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 36.

    Ryu CH, Park KY, Hou Y, Jeong CH, Kim SM, Jeun SS. Генная терапия рассеянного склероза с использованием мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека, секретирующих бета-интерферон.Biomed Res Int. 2013; 2013: 696738.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 37.

    Бартош Т.Дж., Илостало Дж. Х., Мохаммадипур А., Бажанов Н., Кобл К., Клейпул К. и др. Агрегация мезенхимальных стромальных клеток человека (МСК) в трехмерные сфероиды усиливает их противовоспалительные свойства. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2010; 107: 13724–9.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 38.

    Zimmermann JA, McDevitt TC. Предварительное кондиционирование сфероидов мезенхимальных стромальных клеток для секреции иммуномодулирующего паракринного фактора. Цитотерапия. 2014; 16: 331–45.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 39.

    Emmert MY, Wolint P, Wickboldt N, Gemayel G, Weber B, Brokopp CE, et al. Трехмерные микроткани на основе стволовых клеток человека для передовой терапии сердечными клетками. Биоматериалы. 2013; 34: 6339–54.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 40.

    Emmert MY, Wolint P, Winklhofer S, Stolzmann P, Cesarovic N, Fleischmann T. и др. Транскатетерное электромеханическое картирование, управляемое внутримиокардиальной трансплантацией, и отслеживание in vivo трехмерных микротканей на основе стволовых клеток человека в сердце свиньи. Биоматериалы. 2013; 34: 2428–41.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 41.

    Алимперти С., Лей П., Вэнь И, Тиан Дж., Кэмпбелл А.М., Андредис СТ. Бессывороточная суспензионная культура сфероидов поддерживает способность к пролиферации и дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток.Biotechnol Prog. 2014; 30: 974–83.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 42.

    Estrada JC, Albo C, Benguria A, Dopazo A, Lopez-Romero P, Carrera-Quintanar L, et al. Культура мезенхимальных стволовых клеток человека при низком давлении кислорода улучшает рост и генетическую стабильность за счет активации гликолиза. Смерть клетки отличается. 2012; 19: 743–55.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 43.

    Валорани М.Г., Монтелатичи Э, Джермани А, Биддл А, Д’Алессандро Д., Стролло Р. и др. Предварительное культивирование мезенхимальных стволовых клеток жировой ткани человека в условиях гипоксии увеличивает их потенциал адипогенной и остеогенной дифференцировки. Cell Prolif. 2012; 45: 225–38.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 44.

    Chang CP, Chio CC, Cheong CU, Chao CM, Cheng BC, Lin MT. Гипоксическое прекондиционирование увеличивает терапевтический потенциал секретома из культивированных мезенхимальных стволовых клеток человека при экспериментальной черепно-мозговой травме.Clin Sci (Лондон). 2013; 124: 165–76.

    CAS Статья Google Scholar

  • 45.

    Rosova I, Dao M, Capoccia B, Link D, Nolta JA. Гипоксическое предварительное кондиционирование приводит к увеличению подвижности и улучшению терапевтического потенциала мезенхимальных стволовых клеток человека. Стволовые клетки. 2008; 26: 2173–82.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 46.

    Peterson KM, Aly A, Lerman A, Lerman LO, Rodriguez-Porcel M.Повышение выживаемости мезенхимальных стромальных клеток после прекондиционирования гипоксии: роль окислительного стресса. Life Sci. 2011; 88: 65–73.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 47.

    Binder BY, Sagun JE, Leach JK. Пониженные сывороточные и гипоксические условия культивирования усиливают остеогенный потенциал мезенхимальных стволовых клеток человека. Stem Cell Rev.2015; 11: 387–93.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 48.

    Oskowitz A, McFerrin H, Gutschow M, Carter ML, Pochampally R. Человеческие мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки (МСК), лишенные сыворотки, обладают высокой ангиогенностью. Stem Cell Res. 2011; 6: 215–25.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 49.

    Godara P, McFarland CD, Nordon RE. Разработка биореакторов для тканевой инженерии мезенхимальных стволовых клеток. J Chem Technol Biotechnol. 2008; 83: 408–20.

    CAS Статья Google Scholar

  • 50.

    Кинг Дж. А., Миллер В. М.. Разработка биореактора для размножения стволовых клеток и контролируемой дифференцировки. Curr Opin Chem Biol. 2007; 11: 394–8.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 51.

    Rodrigues CA, Fernandes TG, Diogo MM, da Silva CL, Cabral JM. Культивирование стволовых клеток в биореакторах. Biotechnol Adv. 2011; 29: 815–29.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 52.

    Sun LY, Lin SZ, Li YS, Harn HJ, Chiou TW. Функциональные клетки, культивируемые на микроносителях, для использования в исследованиях регенеративной медицины. Пересадка клеток. 2011; 20: 49–62.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 53.

    Bartmann C, Rohde E, Schallmoser K, Purstner P, Lanzer G, Linkesch W., et al. Два шага к функциональным мезенхимальным стромальным клеткам для клинического применения. Переливание. 2007; 47: 1426–35.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 54.

    Конник П., Колаппан М., Патани Р., Скотт М.А., Кроули С., Он XL и др. Протокол исследования мезенхимальных стволовых клеток при рассеянном склерозе (MSCIMS) и характеристики исходной когорты: открытое предварительное тестирование: послетестовое исследование со слепой оценкой результатов. Испытания. 2011; 12: 62.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 55.

    Марески К., Рустичелли Д., Калабрезе Р., Гунетти М., Санавио Ф, Кастилья С. и др.Расширение мультипотентных мезенхимальных стромальных стволовых клеток путем посева цельного костного мозга с низкой плотностью клеток: более предпочтительный метод для клинического использования. Stem Cell Inter. 2012; 2012:

    1.

    Google Scholar

  • 56.

    Schallmoser K, Rohde E, Reinisch A, Bartmann C, Thaler D, Drexler C, et al. Быстрое крупномасштабное распространение функциональных мезенхимальных стволовых клеток из необработанного костного мозга без сыворотки животных. Tissue Eng Часть C Методы.2008. 14: 185–96.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 57.

    Роули Дж., Абрахам Э., Кэмпбелл А., Брандвейн Х., О. С. Решение проблем, связанных с крупными партиями при производстве адгезивных клеток для терапии. Биопроцесс Интернэшнл. 2012; 10: 16–22.

    CAS Google Scholar

  • 58.

    Hanley PJ, Mei Z, da Graca Cabreira-Hansen M, Klis M, Li W, Zhao Y, et al. Производство мезенхимальных стромальных клеток для фазы I клинических испытаний.Цитотерапия. 2013; 15: 416–22.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 59.

    Коллиньон Ф., Гоффине Дж., Кардон Дж., Винантс С., Монкаубейг Ф., Эглофф М. Многопластинчатый биореактор Integrity Xpansion: масштабируемое решение для размножения прикрепленных стволовых клеток. Pall Life Sciences. 2012. http://www.pall.com/pdfs/Biopharmaceuticals/Integrity-Xpansion-Multiplate-Bioreactor-Adherent-Stem-Cell-Expansion-Poster.pdf. Проверено 8 июля 2015 г.

  • 60.

    Sensebe L, Gadelorge M, Fleury-Cappellesso S. Производство мезенхимальных стромальных / стволовых клеток в соответствии с передовой производственной практикой: обзор. Stem Cell Res Ther. 2013; 4: 66.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 61.

    Сарт С., Шнайдер Ю. Дж., Агатос С. Н.. Влияние параметров культуры на мезенхимальные стволовые клетки уха, размноженные на микроносителях. J Biotechnol. 2010; 150: 149–60.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 62.

    Schop D, Janssen FW, Borgart E, de Bruijn JD, van Dijkhuizen-Radersma R. Расширение мезенхимальных стволовых клеток с использованием системы культивирования на основе микроносителей: рост и метаболизм. J Tissue Eng Regen Med. 2008; 2: 126–35.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 63.

    Ян Й., Росси Ф.М., Путнинс Э.Ex vivo экспансия мезенхимальных стромальных клеток костного мозга крысы на гранулах микроносителя в спиновой культуре. Биоматериалы. 2007; 28: 3110–20.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 64.

    Jung S, Panchalingam KM, Wuerth RD, Rosenberg L, Behie LA. Крупномасштабное производство мезенхимальных стволовых клеток человека для клинического применения. Biotechnol Appl Biochem. 2012; 59: 106–20.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 65.

    Szczypka M, Splan D, Woolls H, Brandwein H. Одноразовые биореакторы и микроносители. Биопроцесс Интернэшнл. 2014; 12: 54–68.

    CAS Google Scholar

  • 66.

    Eibes G, dos Santos F, Andrade PZ, Boura JS, Abecasis MM, da Silva CL, et al. Максимальное увеличение ex vivo мезенхимальных стволовых клеток человека с помощью системы культивирования с перемешиванием на основе микроносителя. J Biotechnol. 2010; 146: 194–7.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 67.

    Сантос Ф., Андраде П.З., Абекасис М.М., Гимбл Дж.М., Чейз Л.Г., Кэмпбелл А.М. и др. К расширению клинического уровня мезенхимальных стволовых клеток из человеческих источников: система культивирования на основе микроносителей в условиях, свободных от ксено. Tissue Eng Часть C Методы. 2011; 17: 1201–10.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 68.

    Sart S, Errachid A, Schneider Y-J, Agathos S. Контролируемое расширение и дифференцировка мезенхимальных стволовых клеток в перемешиваемом биореакторе на основе микроносителя.BMC Proc. 2011; 5: P55.

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 69.

    Эрви М., Вебер Дж. Л., Печоль М., Долли-Сонневиль П., Генри Д., Чжоу И. и др. Долгосрочное размножение полученных из костного мозга hMSC на новых синтетических микроносителях в определенных условиях, свободных от ксенонов. PLoS One. 2014; 9: e

  • .

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 70.

    Дос Сантос Ф., Кэмпбелл А., Фернандес-Платцгаммер А., Андраде П. З., Гимбл Дж. М., Вен И и др. Безксеногенная биореакторная система для расширения мезенхимальных стволовых / стромальных клеток человека в клинических масштабах. Biotechnol Bioeng. 2014; 111: 1116–27.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 71.

    Heathman TR, Glyn VA, Picken A, Rafiq QA, Coopman K, Nienow AW, et al. Размножение, сбор и криоконсервация мезенхимальных стволовых клеток человека в бессывороточном процессе на микроносителях.Biotechnol Bioeng. 2015; 112: 1696–707.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 72.

    Frauenschuh S, Reichmann E, Ibold Y, Goetz PM, Sittinger M, Ringe J. Система культивирования на основе микроносителей для размножения первичных мезенхимальных стволовых клеток. Biotechnol Prog. 2007; 23: 187–93.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 73.

    Батлер М.Культура и технология клеток животных. 2-е изд. Лондон; Нью-Йорк: научные издатели BIOS; 2004.

    Книга. Google Scholar

  • 74.

    Schop D, van Dijkhuizen-Radersma R, Borgart E, Janssen FW, Rozemuller H, Prins HJ, et al. Экспансия мезенхимальных стромальных клеток человека на микроносителях: рост и метаболизм. J Tissue Eng Regen Med. 2010; 4: 131–40.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 75.

    Гилбертсон Дж. Расширение биореактора нервных стволовых клеток. Магистерская диссертация. Калгари, AB, Канада: факультет химической инженерии, Университет Калгари; 2005.

    Google Scholar

  • 76.

    Cherry RS, Kwon KY. Переходные напряжения сдвига в ячейке суспензии в условиях турбулентности. Biotechnol Bioeng. 1990; 36: 563–71.

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 77.

    Нагата С.Смешивание: принципы и применение. Токио, Нью-Йорк: Wiley; 1975.

    Google Scholar

  • 78.

    Кайзер С., Йоссен В., Ширмайер С., Эйбл Д., Брилл С., ван ден Бос С. и др. Поток жидкости и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани, в небольших одноразовых биореакторах с перемешиванием. Chemie Ingenieur Technik. 2013; 85: 95–102.

    CAS Статья Google Scholar

  • 79.

    Галипео Дж. Дилемма мезенхимальных стромальных клеток — является ли отрицательная фаза III испытания случайных донорских мезенхимальных стромальных клеток при стероидно-резистентной реакции «трансплантат против хозяина» похоронным звоном или ударом на дороге? Цитотерапия. 2013; 15: 2–8.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 80.

    Francois M, Copland IB, Yuan S, Romieu-Mourez R, Waller EK, Galipeau J. Криоконсервированные мезенхимальные стромальные клетки демонстрируют ослабленные иммунодепрессивные свойства в результате реакции теплового шока и нарушения лицензирования гамма-интерферона.Цитотерапия. 2012; 14: 147–52.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 81.

    Quimby JM, Webb TL, Habenicht LM, Dow SW. Безопасность и эффективность внутривенной инфузии аллогенных криоконсервированных мезенхимальных стволовых клеток для лечения хронического заболевания почек у кошек: результаты трех последовательных пилотных исследований. Stem Cell Res Ther. 2013; 4: 48.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 82.

    Moll G, Alm JJ, Davies LC, von Bahr L, Heldring N, Stenbeck-Funke L, et al. Обладают ли криоконсервированные мезенхимальные стромальные клетки нарушенными иммуномодулирующими и терапевтическими свойствами? Стволовые клетки. 2014; 32: 2430–42.

    PubMed Central CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 83.

    Маклеод М.К., Кобаяши Н.Р., Сен А., Багбадерани Б.А., Сади Д., Улалия Р. и др. Трансплантация ГАМКергических клеток, полученных из человеческих нервных клеток-предшественников, выращенных в биореакторе, восстанавливает моторные и когнитивные поведенческие дефициты в модели болезни Хантингтона на грызунах.Пересадка клеток. 2013; 22: 2237–56.

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 84.

    Панчалингам КМ. Биопереработка стволовых клеток человека при заболеваниях центральной нервной системы. Кандидатская диссертация. Калгари, AB, Канада: факультет химической инженерии, Университет Калгари; 2014.

    Google Scholar

  • Производство эндокринных клеток, экспрессирующих гормон поджелудочной железы, из эмбриональных стволовых клеток человека

  • 1

    Hoffman, L.М. и Карпентер, М. Характеристика и культура эмбриональных стволовых клеток человека. Nat. Biotechnol. 23 , 699–708 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 2

    Liew, C.G. и другие. Эмбриональные стволовые клетки человека: возможности трансплантации клеток человека. Ann. Med. 37 , 521–532 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 3

    Боннер-Вейр, С.И Weir, G.C. Новые источники бета-клеток поджелудочной железы. Nat. Biotechnol. 23 , 857–861 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 4

    Madsen, O.D. Стволовые клетки и лечение диабета. APMIS 113 , 858–875 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 5

    Assady, S. et al. Производство инсулина эмбриональными стволовыми клетками человека. Диабет 50 , 1691–1697 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 6

    Сегев, Х., Фишман, Б., Зискинд, А., Шульман, М., Ицковиц-Элдор, Дж. Дифференциация эмбриональных стволовых клеток человека в инсулин-продуцирующие кластеры. Стволовые клетки 22 , 265–274 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 7

    Бахарванд, Х., Джафари, Х., Массуми, М., Аштиани, С.К. Получение инсулин-секретирующих клеток из эмбриональных стволовых клеток человека. Dev. Разница в росте. 48 , 323–332 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 8

    Xu, X. et al. Дифференциация клонов энтодермы и островков поджелудочной железы из эмбриональных стволовых клеток человека. Клонирование стволовых клеток 8 , 96–107 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 9

    Квон, Ю.D. et al. Клеточные манипуляции с человеческими эмбриональными стволовыми клетками путем трансдукции белка TAT-PDX1. Мол. Ther. 12 , 28–32 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 10

    Хори, Ю., Гу, X., Се, X. и Ким, С.К. Дифференциация инсулин-продуцирующих клеток от клеток-предшественников нейронов человека. PLoS Med. 2 , e103 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 11

    Roche, E., Sepulcre, P., Reig, J.A., Santana, A. & Soria, B. Эктодермальная фиксация инсулин-продуцирующих клеток, полученных из эмбриональных стволовых клеток мыши. FASEB J. 19 , 1341–1343 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 12

    Sipione, S., Eshpeter, A., Lyon, J.G., Korbutt, G.S. & Bleackley, R.C. Клетки, экспрессирующие инсулин из дифференцированных эмбриональных стволовых клеток, не являются бета-клетками. Диабетология 47 , 499–508 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 13

    Раджагопал, Дж., Андерсон, У.Дж., Куме, С., Мартинес, О.И. И Мелтон, Д.А. Окрашивание инсулином потомства ES-клеток в результате поглощения инсулина. Наука 299 , 363 (2003).

    Google Scholar

  • 14

    Hansson, M. et al. Артефактное высвобождение инсулина из дифференцированных эмбриональных стволовых клеток. Диабет 53 , 2603–2609 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 15

    Tam, P.P., Williams, E.A. И Чан, W.Y. Гаструляция у эмбриона мыши: ультраструктурные и молекулярные аспекты морфогенеза зародышевого листка. Microsc. Res. Tech. 26 , 301–328 (1993).

    CAS Статья Google Scholar

  • 16

    Wells, J.M. & Melton, D.A. Развитие энтодермы позвоночных. Annu. Rev. Cell Dev. Биол. 15 , 393–410 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 17

    Stafford, D., Hornbruch, A., Mueller, P.R. & Prince, V.E. Консервативная роль ретиноидной передачи сигналов в развитии поджелудочной железы позвоночных. Dev. Genes Evol. 214 , 432–441 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 18

    Лау, Дж., Кавахира, Х. и Хеброк, М. Передача сигналов Hedgehog в развитии и заболевании поджелудочной железы. Cell. Мол. Life Sci. 63 , 642–652 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 19

    Гу, Г., Дубаускайте, Дж. И Мелтон, Д.А. Прямые доказательства панкреатического происхождения: клетки NGN3 + являются предшественниками островков и отличаются от предшественников протоков. Разработка 129 , 2447–2457 (2002).

    CAS Google Scholar

  • 20

    Wilson, M.E., Scheel, D. & German, M.S. Каскады экспрессии генов в развитии поджелудочной железы. мех. Dev. 120 , 65–80 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 21

    Bhushan, A. et al. Fgf10 необходим для поддержания пролиферативной способности эпителиальных клеток-предшественников во время раннего органогенеза поджелудочной железы. Разработка 128 , 5109–5117 (2001).

    CAS Google Scholar

  • 22

    Murtaugh, L.C. И Мелтон, Д.А. Гены, сигналы и клоны в развитии поджелудочной железы. Annu. Rev. Cell Dev. Биол. 19 , 71–89 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 23

    Дженсен Дж. Генные регуляторные факторы в развитии поджелудочной железы. Dev. Дин. 229 , 176–200 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 24

    D’Amour, K.A. и другие. Эффективная дифференцировка эмбриональных стволовых клеток человека в дефинитивную энтодерму. Nat. Biotechnol. 23 , 1534–1541 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 25

    Ямагути, Т.П. Голова или хвост: Wnts и передне-задний узор. Curr. Биол. 11 , R713 – R724 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 26

    Канаи-Адзума, М. и др. Истощение дефинитивной энтодермы кишечника у Sox17-нулевых мутантных мышей. Развитие 129 , 2367–2379 (2002).

    CAS Google Scholar

  • 27

    Ясунага М. и др. Индукция и мониторинг дифференцировки дефинитивной и висцеральной энтодермы мышиных ES-клеток. Nat. Biotechnol. 23 , 1542–1550 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 28

    МакГрат К.Э., Кониски А.Д., Малтби К.М., МакГанн Дж. И Палис, Дж. Эмбриональная экспрессия и функция хемокина SDF-1 и его рецептора CXCR4. Dev. Биол. 213 , 442–456 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 29

    Сасаки, Х.И Хоган, Б. Дифференциальная экспрессия нескольких генов, связанных с головкой вилки, во время гаструляции и формирования осевого паттерна у эмбриона мыши. Развитие 118 , 47–59 (1993).

    CAS Google Scholar

  • 30

    Biben, C. et al. Гомолог цербера мыши mCer-1: молекула-кандидат, формирующая передний паттерн. Dev. Биол. 194 , 135–151 (1998).

    CAS Статья Google Scholar

  • 31

    Barbacci, E.и другие. Ядерный фактор 1 гепатоцитов необходим для спецификации висцеральной энтодермы. Разработка 126 , 4795–4805 (1999).

    CAS Google Scholar

  • 32

    Coffinier, C., Barra, J., Babinet, C. & Yaniv, M. Экспрессия гена гомеопротеина vHNF1 / HNF1β во время органогенеза мыши. мех. Dev. 89 , 211–213 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 33

    Дункан, С.A. et al. Экспрессия фактора транскрипции HNF-4 во внеэмбриональной энтодерме, кишечнике и нефрогенной ткани развивающегося эмбриона мыши: HNF-4 является маркером первичной энтодермы в имплантируемой бластоцисте. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 91 , 7598–7602 (1994).

    CAS Статья Google Scholar

  • 34

    Sun, Z. & Hopkins, N. vhnf1, MODY5 и семейный ген, ассоциированный с GCKD, регулирует региональную спецификацию кишечника, пронефроса и заднего мозга рыбок данио. Genes Dev. 15 , 3217–3229 (2001).

    CAS Статья Google Scholar

  • 35

    Chen, Y. et al. Передача сигналов ретиноевой кислоты важна для развития поджелудочной железы и способствует эндокринной системе за счет дифференцировки экзокринных клеток у Xenopus . Dev. Биол. 271 , 144–160 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 36

    Стаффорд, Д.И князь, В. Передача сигналов ретиноевой кислоты необходима для критического раннего этапа развития поджелудочной железы у рыбок данио. Curr. Биол. 12 , 1215–1220 (2002).

    CAS Статья Google Scholar

  • 37

    Molotkov, A., Molotkova, N. & Duester, G. Ретиноевая кислота, генерируемая Raldh3 в мезодерме, необходима для развития дорсальной энтодермальной поджелудочной железы мыши. Dev. Дин. 232 , 950–957 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 38

    Martin, M. et al. Агенез дорсальной части поджелудочной железы у мутантных мышей Raldh3 с дефицитом ретиноевой кислоты. Dev. Биол. 284 , 399–411 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 39

    Хеброк, М., Ким, С.К. И Мелтон, Д.А. Репрессия хорды энтодермального Sonic hedgehog способствует развитию поджелудочной железы. Genes Dev. 12 , 1705–1713 (1998).

    CAS Статья Google Scholar

  • 40

    Ринди, Г., Лейтер, А.Б., Копин, А.С., Борди, К. и Сольча, Э. «Нормальные» эндокринные клетки кишечника: изменение представлений и новые доказательства. Ann. NY Acad. Sci. 1014 , 1–12 (2004).

    CAS Статья Google Scholar

  • 41

    Томита, Т.Новые маркеры островков поджелудочной железы и островковых опухолей. Pathol. Int. 52 , 425–432 (2002).

    Артикул Google Scholar

  • 42

    Латиф, З.А., Ноэль, Дж. И Алехандро, Р. Простой метод окрашивания свежих и культивированных островков. Трансплантация 45 , 827–830 (1988).

    CAS Статья Google Scholar

  • 43

    Фредериксон, К.Визуализация цинка: старые и новые инструменты. Sci. СТКЕ 2003 , пэ18 (2003).

    Google Scholar

  • 44 ​​

    Стерджесс, Северная Каролина, Эшфорд, М.Л., Кук, Д.Л. И Хейлз, К. Рецептор сульфонилмочевины может быть АТФ-чувствительным калиевым каналом. Ланцет 2 , 474–475 (1985).

    CAS Статья Google Scholar

  • 45

    Misler, S. et al.Связь стимул-секреция в бета-клетках перевиваемых островков Лангерганса человека. Доказательства критической роли входа Ca 2+ . Диабет 41 , 662–670 (1992).

    CAS Статья Google Scholar

  • 46

    Pyne, N.J. & Furman, B.L. Циклические нуклеотидные фосфодиэстеразы в островках поджелудочной железы. Диабетология 46 , 1179–1189 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 47

    Прентки, м.& Мачинский, Ф. Ca 2+ , цАМФ и мессенджеры на основе фосфолипидов в механизмах сочетания секреции инсулина. Physiol. Ред. 67 , 1185–1248 (1987).

    CAS Статья Google Scholar

  • 48

    Климстра, Д.С. Поджелудочная железа. в Гистология для патологов (изд. Штернберг, С.С.) 613–647 (Lippincott-Raven Publishers, Филадельфия, 1997).

    Google Scholar

  • 49

    Маклин, А.B. et al. Activin A эффективно специфицирует дефинитивную энтодерму из человеческих эмбриональных стволовых клеток только тогда, когда передача сигналов PI3K подавлена. Stem Cells (в печати).

  • 50

    Hart, A., Papadopoulou, S. & Edlund, H. Fgf10 поддерживает активацию вырезки, стимулирует пролиферацию и блокирует дифференцировку эпителиальных клеток поджелудочной железы. Dev. Дин. 228 , 185–193 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 51

    Е., Ф., Duvillie, B. & Scharfmann, R. Факторы роста фибробластов 7 и 10 экспрессируются в мезенхиме поджелудочной железы эмбриона человека и способствуют пролиферации эмбриональных эпителиальных клеток поджелудочной железы. Диабетология 48 , 277–281 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 52

    Jacquemin, P. et al. Эндотелиально-мезенхимальный ретрансляционный путь регулирует ранние фазы развития поджелудочной железы. Dev.Биол. 290 , 189–199 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 53

    Jonsson, J., Carlsson, L., Edlund, T. & Edlund, H. Инсулиновый промотор-фактор 1 необходим для развития поджелудочной железы у мышей. Nature 371 , 606–609 (1994).

    CAS Статья Google Scholar

  • 54

    Jacquemin, P., Lemaigre, F.P. И Руссо, Г.G. Фактор транскрипции Onecut HNF-6 (OC-1) необходим для своевременной спецификации поджелудочной железы и действует выше Pdx-1 в каскаде спецификации. Dev. Биол. 258 , 105–116 (2003).

    CAS Статья Google Scholar

  • 55

    Харрисон, К.А., Талер, Дж., Пфафф, С.Л., Гу, Х. и Керл, Дж. Х. Агенезия дорсальной доли поджелудочной железы и аномальные островки Лангерганса у мышей с дефицитом Hlxb9 и . Nat. Genet. 23 , 71–75 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 56

    Ли, Х., Арбер, С., Джессел, Т.М. И Эдлунд, Х. Селективный агенез дорсальной части поджелудочной железы у мышей, лишенных гена гомеобокса Hlxb9 . Nat. Genet. 23 , 67–70 (1999).

    CAS Статья Google Scholar

  • 57

    Schwitzgebel, V.M. et al. Экспрессия нейрогенина 3 выявляет популяцию предшественников островковых клеток в поджелудочной железе. Разработка 127 , 3533–3542 (2000).

    CAS Google Scholar

  • 58

    Gradwohl, G., Dierich, A., LeMeur, M. & Guillemot, F. Нейрогенин 3 необходим для развития четырех линий эндокринных клеток поджелудочной железы. Proc. Natl. Акад. Sci. USA 97 , 1607–1611 (2000).

    CAS Статья Google Scholar

  • 59

    Тейтельман, Г., Alpert, S., Polak, J.M., Martinez, A. & Hanahan, D. Клетки-предшественники эндокринной поджелудочной железы мыши коэкспрессируют инсулин, глюкагон и нейрональные белки тирозингидроксилазу и нейропептид Y, но не полипептид поджелудочной железы. Развитие 118 , 1031–1039 (1993).

    CAS Google Scholar

  • 60

    Polak, M., Bouchareb-Banaei, L., Scharfmann, R. & Czernichow, P. Ранний образец дифференцировки в поджелудочной железе человека. Диабет 49 , 225–232 (2000).

    CAS Статья Google Scholar

  • 61

    De Krijger, R.R. et al. Поджелудочная железа плода человека среднего возраста содержит клетки, коэкспрессирующие островковые гормоны. Dev. Биол. 153 , 368–375 (1992).

    CAS Статья Google Scholar

  • 62

    Эррера, П.Л., Непоте, В. и Делакур, А.Анализ клонов клеток поджелудочной железы на мышах. Эндокринная 19 , 267–278 (2002).

    CAS Статья Google Scholar

  • 63

    Слак, Дж. М. Биология развития поджелудочной железы. Развитие 121 , 1569–1580 (1995).

    CAS Google Scholar

  • 64

    Pictet, R.L. & Rutter, W.J. Развитие эмбриональной эндокринной поджелудочной железы.в Справочнике по физиологии (ред. Штайнер, Д. Ф. и Френкель, Н.) 25–66 (Уильямс и Уилкинс, Вашингтон, округ Колумбия, 1972).

    Google Scholar

  • 65

    Schisler, J.C. et al. Фактор транскрипции гомеодомена Nkx6.1 подавляет экспрессию глюкагона и регулирует стимулируемую глюкозой секрецию инсулина в островковых бета-клетках. Proc. Natl. Акад. Sci. США 102 , 7297–7302 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 66

    Нисимура, В.и другие. Переключение с экспрессии MafB на MafA сопровождает дифференцировку бета-клеток поджелудочной железы. Dev. Биол. 293 , 526–539 (2006).

    CAS Статья Google Scholar

  • 67

    Demeterco, C., Beattie, G.M., Dib, S.A., Lopez, A.D. & Hayek, A. Роль активина А и бетацеллулина в дифференцировке и росте фетальных клеток поджелудочной железы человека. J. Clin. Эндокринол. Метаб. 85 , 3892–3897 ​​(2000).

    CAS Google Scholar

  • 68

    Hayek, A. & Beattie, G.M. Экспериментальная трансплантация островков поджелудочной железы плода и взрослого человека. J. Clin. Эндокринол. Метаб. 82 , 2471–2475 (1997).

    CAS Google Scholar

  • 69

    Битти, Г.М., Батлер, С. и Хайек, А. Морфология и функция культивированных плодных панкреатических клеток человека, трансплантированных бестимусным мышам: продольное исследование. Пересадка клеток. 3 , 421–425 (1994).

    CAS Статья Google Scholar

  • 70

    Kanai, Y. et al. Идентификация двух изоформ матричной РНК Sox17, с и без области бокса группы с высокой подвижностью, и их дифференциальная экспрессия в сперматогенезе мышей. J. Cell Biol. 133 , 667–681 (1996).

    CAS Статья Google Scholar

  • Исследование дает новый взгляд на производство клеток крови и иммунных клеток

    У здорового взрослого человека каждую секунду вырабатывается около 2 миллионов клеток крови, и 99 процентов из них представляют собой эритроциты, переносящие кислород.Другой процент — это тромбоциты и различные лейкоциты иммунной системы. То, как все виды зрелых клеток крови происходят из одних и тех же «гематопоэтических» стволовых клеток костного мозга, было предметом интенсивных исследований, но большинство исследований сосредоточено на одном проценте — иммунных клетках.

    «Это немного странно, но поскольку эритроциты энуклеированы и поэтому их трудно отследить с помощью генетических маркеров, их производство более или менее игнорировалось огромным количеством исследований за последние пару десятилетий», — сказала Камилла Форсберг, профессор биомолекулярной инженерии в инженерной школе Баскина в Калифорнийском университете в Санта-Крус.

    В новом исследовании, опубликованном 21 марта в журнале Stem Cell Reports , лаборатория Форсберга преодолела технические препятствия, чтобы обеспечить тщательный учет производства клеток крови из гемопоэтических стволовых клеток. Их выводы важны для понимания таких заболеваний, как анемия, заболевания иммунной системы и рак крови, например лейкемии и лимфомы.

    «Мы пытаемся понять баланс производства клеток крови и иммунных клеток, который нарушается при многих заболеваниях», — сказал Форсберг.

    Процесс, с помощью которого гемопоэтические стволовые клетки дают начало зрелым клеткам крови, включает множественные популяции клеток-предшественников, которые постепенно становятся более преданными определенной «судьбе» по мере того, как они развиваются в полностью зрелые клетки. Основная развилка находится между «лимфоидными предшественниками», которые дают начало лейкоцитам, называемым лимфоцитами, и «миелоидными предшественниками», которые дают начало другим видам белых кровяных телец, а также эритроцитам и тромбоцитам. Большинство клеток костного мозга принадлежат к миелоидной линии.

    Ключевой вывод нового исследования заключается в том, что все клетки-предшественники с миелоидным потенциалом производят гораздо больше эритроцитов, чем клетки любого другого типа. Это было неожиданно, потому что многие предыдущие исследования, в которых клетки-предшественники выращивали в культурах клеток («in vitro»), показали, что они обладают ограниченной способностью продуцировать эритроциты и тромбоциты. Форсберг сказал, что эти результаты теперь кажутся артефактом условий культивирования.

    «Было трудно понять многие из этих экспериментов, потому что мы знаем, что нашему телу необходимо вырабатывать много красных кровяных телец и тромбоцитов», — сказала она.«Наши результаты показывают, что эти клетки-предшественники сохраняют большой потенциал красных кровяных телец. Фактически, мы предполагаем, что производство красных кровяных телец является путем по умолчанию».

    В экспериментах, проводимых первым автором Скоттом Бойером, аспирантом лаборатории Форсберга, исследователи трансплантировали мышам различные популяции клеток-предшественников и отслеживали производство красных кровяных телец, а также тромбоцитов (второй по величине компонент крови) и иммунных клеток. Бойер также смог трансплантировать отдельные клетки-предшественники, а затем идентифицировать продуцируемые им клетки крови и иммунные клетки.

    Путем количественной оценки количества зрелых клеток крови, продуцируемых трансплантированными предшественниками, исследователи смогли показать, что эритроциты на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом клеток, продуцируемых всеми типами клеток-предшественников, за исключением лимфоидных предшественников. Их результаты привели к разработке модели гемопоэтической дифференцировки, которая фокусируется на красных кровяных тельцах как на пути по умолчанию для всех миелоидных предшественников.

    Помимо Форсберга и Бойера, соавторами статьи являются Смрити Раджендиран, Анна Бодин, Стефани Смит-Бердан, Правин Мутусвами, Джессика Перес-Каннингем, Эрик Мартин, Криста Чунг, Герман Цанг и Марк Лэндон, все из Калифорнийского университета. Институт биологии стволовых клеток Санта-Крус.Эта работа была поддержана Национальным институтом здоровья и Калифорнийским институтом регенеративной медицины.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *