二氧化碳培养箱在干细胞治疗研究中的应用

二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度（37°C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置，是细胞、组织、细菌培养的一种先进仪器，是开展免疫学、肿瘤学、遗传学及生物工程所必须的关键设备。二氧化碳培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度（37°C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置，是细胞、组织、细菌培养的一种先进仪器，是开展免疫学、肿瘤学、遗传学及生物工程所必须的关键设备。

干细胞治疗与康复医学

近年来，干细胞治疗正在成为治疗诸如Alzheimer’s及Parkinson’s之类的退行性疾病和其他炎症性疾病的强有力工具与技术手段。干细胞除了具备分化发育成损伤组织的功能外，还可以协调修复反应。干细胞可以源自患者分离得来，通过培养后进行自体移植。此外，干细胞可以通过基因修饰来强化表达某些关键基因，这些基因可以促进伤口愈合、减少疤痕的形成等等。再生医学是生物医学工程中的一个重要分支，借助干细胞，通过修复已经退化或遭受损伤的组织和器官，治愈功能损伤和疾病。

出现最早也是最著名的干细胞疗法是从患者骨髓或血液中移植干细胞治疗白血病。自20世纪90年代以来，世界各地的不同研究团队已经成功分离出数种干细胞（即从组织和体液中分离出干细胞），并研究了它们作用于多种疾病的潜在疗效。德国有着相对严苛的监管规章，TICEBA的研究主要集中在非胚胎（成体）干细胞。多能干细胞(PSC)可以在出生后的人体内获得，并能诱导发育成多种特殊的细胞类型。例如，间充质干细胞可以很容易地从脂肪组织中分离，在体外培养扩增；在这些干细胞及3D打印技术的辅助下，就有可能治疗与血管疾病和糖尿病有关的伤口，这些伤口迄今已证明很难愈合；甚至因肝肾疾病导致的器官衰竭都有可能得以治疗。另一个重要的潜在应用方向是角膜再生，角膜干细胞损伤后角膜可能变得混浊，导致视网膜色素变性。反过来，肿瘤干细胞的靶向策略如果可以成功关闭，则可以抑制肿瘤生长，这对目前不能得到充分治疗的癌症或许很有帮助。

TICEBA与Memmert CO2培养箱

干细胞治疗面临的一个最大挑战是如何将各类风险因素降到可承受范围。这就是为什么TICEBA生产的干细胞药物需要跟其他任何药物一样，要在在科学家和学术界的强力支持与严格监督下，开展临床试验研究。这些试验在广泛的体外试验和建模研究之后就要进行。例如，TICEBA旗下RHEACELL目前正在进行临床试验，研究多能干细胞治疗各种适应症（慢性静脉溃疡、糖尿病足溃疡和外周动脉闭塞性疾病）的疗效和安全性。在这种情况下，治疗成功与否是根据与伤口愈合相关的各种参数来衡量的。此外，还在紧张准备开展接下来的间充质干细胞治疗大疱性表皮松解症、慢性肝功能衰竭急性期和急性肾功能衰竭的临床试验以及角膜缘干细胞治疗角膜缘干细胞缺乏症的临床试验。

在以干细胞为基础研发生物药物过程中，先从人骨髓间充质干细胞或角膜干细胞的原代培养物中分离出ABCB5阳性干细胞，这些细胞表面携带ABCB5蛋白，其拥有抗炎和再生特性，能够修复受损组织。细胞培养环节在37°C的二氧化碳培养箱中进行，CO2浓度控制在3.1%，相对湿度保持在90%RH。同时，在质量控制部门进行所谓的效价测定，以测试所生产的细胞制剂的再生和免疫调节能力，细胞培养同样是在前述的37℃、3.1% CO2浓度和90%RH相对湿度环境下进行。

细胞扩增效果评价是整个过程中一个特别重要的环节，也是干细胞治疗临床试验的成功与否的关键。所有的培养环境参数都需要稳定控制在规范所规定的设定值，在其上下某个误差范围内波动，这个可允许偏差区间往往又是非常狭窄的，TICEBA对生产和质控用二氧化碳培养箱提出了同样高的要求。例如，验收规定要求培养箱内部温度随着时间的波动不得超过±0.5K，温度空间分布偏差不得超过0.8K、 所有参数通过洁净室监控系统或经过校准的数据记录系统进行全过程监控，数据长期保存。面对这些核查要求，二氧化碳培养箱均轻松过关。

除此之外，细胞培养还需要烘箱及低温培养箱佐以辅助，进行培养器具的高温干热灭菌与保温储存等。

现有实验室及临床研究表明干细胞治疗具有巨大的医疗应用前景，但绝大多数尚处于研究和临床试验阶段，要想长期应用于临床，还需要进一步深入研究，优化培养及移植方案，通过大规模临床试验来验证疗效的真实有效性，以确保移植后干细胞（成体干细胞或骨髓间充质干细胞）在功能整合、增殖，分化和迁移正常进行，达到修复和替换受损组织的目的，并在组织生态微环境中长期存活。