标题：通过优化人诱导多能干细胞聚集体在自动化生物反应器中的培养，推动全细胞生物墨水的规模化生产

作者：Debbie L. L. Ho等

在本研究中，我们探讨了在自动化生物反应器中优化人诱导多能干细胞（hiPSCs）聚集体的培养条件，旨在实现全细胞生物墨水的大规模生产，以支持三维生物打印的应用。现今，类器官的构建主要依靠手工操作，这在质量控制和规模扩展中面临诸多挑战。自动化生物3D打印技术的出现，有望实现类器官的稳定批量生产。利用生物3D打印的高通量构建优势，我们能够用极少的样本快速探索多种变量对模型的影响，这一方法相较于传统方式更为迅速、经济且易于执行。

hiPSCs由于其多向分化能力以及自发形成3D聚集体的特性，在3D生物打印领域展现出巨大的潜力。利用自动化搅拌罐生物反应器可有效实现细胞的大规模生产，为生物打印提供理想的细胞源。

在研究中，我们首先优化了生物反应器的培养参数，特别是在250 mL生物反应器中培养SCVI-1 hiPSCs，重点分析了叶轮转速对细胞聚集体直径、细胞密度和多能性标记物表达的影响。研究结果显示，设置为200 RPM的恒定叶轮转速能够产生理想的细胞聚集体，细胞密度和多能性标记物的表达水平均达到最佳。此外，通过多变量数据分析，我们进一步验证了这一优化条件的有效性。

在连续传代培养的实验中，我们使用WTC-11和SCVI-15细胞系进行三次培养。结果表明，细胞在生物反应器中连续传代时，生长速率和细胞形态保持一致，多能性维持在较高水平。然而，部分SCVI-15细胞出现染色体异常。在扩大培养规模方面，我们成功利用自动化生物反应器系统将培养规模增至1L，验证了在这一规模下，细胞的生长速率、形态与多能性标记物表达与250 mL培养条件类似，且依然出现部分细胞的染色体重复。经过一系列测试，细胞在功能和生物特性方面均表现良好。

研究结果表明，成功开发了一种高效流程，能够将hiPSCs聚集体从250 mL培养扩大到1L，经过生物打印后成功分化为目标细胞类型。我们确认了最佳生长条件，并验证了细胞在多次传代和大规模培养中的生物特性。最终，本文有力地证明了hiPSCs聚集体生物墨水的可打印性及其在细胞分化方面的能力，让我们对未来的细胞治疗与再生医学充满期待。

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