美国Synthecon旋转细胞培养系统介绍

美国Synthecon旋转细胞培养系统（Rotary Cell Culture System，RCCS）是一款具有创新性的细胞培养设备，以下是其相关介绍：

- 技术起源：Synthecon公司于1990年创立，创立者为NASA细胞研究计划中的发明人，得到NASA的技术转移后，重新设计了RCCS。最初是为了在地面模拟微重力环境开发了旋转壁式生物反应器（RWV），用于研究不同类型细胞在太空环境中的功能表现。

- 工作原理：利用培养盘或培养管柱进行培养，将培养液、细胞或组织加入其中并去除气泡。培养盘或管柱安装在带旋转马达的基座上，细胞等在旋转切线力和重力的双重作用下保持悬浮状态。随着细胞或组织生长，可调整旋转速度，使细胞团块不会沉降碰触底部。培养容器背侧有硅胶制成的换气膜，可进行气体交换，为细胞提供充分氧气并排出废气。

- 系统特点

- 低剪切力：旋转产生的剪切力低，对细胞无机械损伤，减少了因剪切力等物理因素对细胞造成的伤害，有利于维持细胞的正常生理状态和功能。

- 高营养传输：能实现高效率的营养物质传输，细胞在悬浮过程中不断与培养液充分接触，使营养物质更易被细胞摄取，同时代谢废物也能及时排出，防止在局部积累对细胞产生毒性。

- 模拟微重力：模拟微重力环境，细胞在其中有一定程度的三维空间自由，有利于细胞-细胞、细胞-基质之间按组织学特性相互接触，促进细胞间的信号转导，诱导细胞形成更接近体内组织的三维细胞集团，可保持其体内各项生理病理特征指标。

- 可共培养：能够实现多种细胞类型在三维球状体形态下的共培养，为研究不同细胞之间的相互作用，如免疫细胞与肿瘤细胞、肝细胞与肝星状细胞等的相互影响提供了平台。

- 培养容器类型

- 可重复使用高压灭菌HARV容器：适用于需要多次使用且对无菌要求较高的实验，可通过高压灭菌重复利用，降低成本。

- 一次性容器：如RCCS-2D、RCCS-4D等，配套培养容器独立包装，已经过伽马射线灭菌，可直接使用，避免了交叉污染的风险，且使用后无需进行复杂的清洗和灭菌操作。

- 应用范围

- 干细胞研究：可用于干细胞的维持、扩增和分化，例如在模拟微重力条件下，人类多能干细胞分化为心肌细胞的效率会显著提高，为干细胞治疗和组织工程提供了大量的种子细胞。

- 肿瘤研究：用于癌症建模、肿瘤球培养和癌细胞侵袭研究等，能构建具有异质性的肿瘤球模型，更好地模拟体内肿瘤组织的生长和发展，为肿瘤药物研发和治疗方案的优化提供更准确的实验依据。

- 组织工程：可培养多种人体组织，如肝脏、皮肤、骨髓、软骨、心肌、肺等组织，为组织修复和再生医学研究提供了接近体内环境的培养模型。

- 宿主-病原体研究：有助于研究病原体与宿主细胞之间的相互作用，例如病毒感染细胞的过程、细菌与免疫细胞的相互影响等，为传染病的防治提供理论支持。

- 类器官培养：近年来被广泛应用于类器官培养，能够更高效地生成具有功能的类器官，如神经类器官和胰腺类器官，为药物筛选、疾病建模和个性化医疗等领域提供了有力的工具。