“高效大规模生产全细胞生物墨水的研究：针对人诱导多能干细胞聚集体在自动化生物反应器中的培养条件优化”由Debbie LL Ho等人撰写。本文探讨了如何通过优化人诱导多能干细胞（hiPSCs）在自动化生物反应器中的悬浮培养条件，实现全细胞生物墨水的大规模生产，并应用于3D生物打印。

研究背景

目前，类器官的构建主要依赖手工操作，这在质量控制和规模扩展方面存在诸多挑战。自动化的生物3D打印技术展现出类器官批量构建的潜力。与传统方法相比，生物3D打印能够在使用较少样本的情况下快速探索不同变量对模型的影响，具有更快、更经济、更便利的优势。由于hiPSCs能够分化为多种细胞类型并自发形成3D聚集体，因此在3D生物打印领域展现了广阔的应用前景。自动化搅拌罐生物反应器能够实现细胞的大规模生产，成为生物打印理想的细胞来源。

研究内容

本研究的第一步是优化生物反应器的培养参数。在250 mL的生物反应器中培养SCVI-1 hiPSCs，深入研究了叶轮转速对聚集体直径、细胞密度及多能性标记物表达的影响。结果显示，200 RPM的恒定叶轮转速能够获得最佳的聚集体直径、较高的细胞密度及多能性标记物表达。通过多变量数据分析（MVDA）进一步确认了该培养条件的最佳性。

接下来，在WTC-11和SCVI-15细胞系的基础上进行了三次连续传代培养，结果表明聚集体在生物反应器中的生长速率和形态保持一致，并且多能性水平维持在较高状态，但部分SCVI-15细胞出现了1q重复的染色体异常。

随后，研究团队将培养规模扩大至1 L，通过自动化生物反应器系统进行培养，结果显示聚集体培养能够成功扩展至1 L规模，细胞的生长速率、形态以及多能性标记物的表达与250 mL培养相似，同时仍有部分细胞出现了1q重复。

研究结论

本研究开发了一种高效的流程，从250 mL到1 L规模培养hiPSCs聚集体，并成功实现生物打印和向目标细胞类型的分化。确定了最佳的生长条件，并验证了细胞在多次传代和大规模培养中的特性，证明了聚集体生物墨水的可打印性和分化能力。

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