产品名称:三维旋转可高压灭菌培养系统
品牌:synthecon
货号:RCCS
价格:询价
联系人:李经理
电话:18618101725

一、产品定位与基本说明

Synthecon 旋转细胞培养系统(Rotary Cell Culture System, RCCS)是一款源自 NASA 旋转壁容器(RWV)技术的三维细胞培养系统。可高压灭菌培养系统是 RCCS 产品线中的重负载方案,其培养容器专为反复高压灭菌设计,适合需长期使用、跨实验连续运行、对无菌要求严格的实验室。可高压灭菌 RCCS 系统兼容 Synthecon 从 10 ml 到 500 ml 的部培养皿规格,且可同时兼容 STLV 旋转壁式培养容器和 HARV 高径比培养容器,既可重复高压灭菌灭菌使用,也兼容一次性培养皿。

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二、主要用途

可高压灭菌 RCCS 系统利用膜氧合无气泡技术及水平旋转原理,使细胞处于持续自由落体的微重力状态,因此允许多种细胞类型共培养,并在低剪切力环境中形成高度分化的三维组织聚集体。其具体用途可归纳为:

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(一)分化型高密度三维组织培养

可高压灭菌 RCCS 能够产出高密度、分化的三维组织培养物。组织培养密度可达 10??~10?? 细胞/ml,远高于常规二维或静态三维培养体系。

(二)人体及动物脆性细胞的三维组织模型构建

RCCS 可有效建立使脆弱细胞在复杂的三维组织模型内进行培养或共培养的环境,该组织模型能模拟其母体组织的结构及功能。

(三)干细胞扩增与分化

干细胞培养专用的 RCCS-SC 系列为可高压灭菌系统,专为小体积培养而设计,可在 1 ml、2 ml、4 ml 和 10 ml 四种规格的培养容器中,使用高浓度的干细胞及干细胞生长因子进行三维培养。可高压灭菌系统的立转头型号(如 RCCS-4SCQ)允许每个容器以立速度旋转,同时进行多个不同实验。

(四)肿瘤球体培养与癌症研究

可高压灭菌 RCCS 适用于培养正常组织、肿瘤球体以及细菌/病毒感染的组织模型,尤其适用于癌症研究。目前已成功在 RCCS 中培育的癌细胞类型包括人神经母细胞瘤、乳腺癌、前列腺癌、肺癌、黑色素瘤、肾癌、卵巢癌及肺腺癌等。

(五)组织再生与组织工程

RCCS 可用于骨髓、肝脏、胰腺、皮肤、心脏、神经、软骨、肾脏及血管的组织再生研究,并可配合微载体或生物支架进行大规模三维细胞扩增。

(六)体外毒理学与药物筛选

RCCS 系统可以提供更接近体内真实反应的体外模型,用于候选化合物药效筛选及毒理学评价,具有替代部分动物实验的潜力。

(七)病毒–宿主相互作用研究

RCCS 可用于病毒学建模,目前已应用于艾滋病病毒、埃博拉病毒、卡波西氏肉瘤病毒、流感病毒、EB 病毒及猴痘病毒等的研究,帮助构建病毒感染的三维组织模型。

三、典型使用场景

干细胞与再生医学场景

使用可高压灭菌 RCCS-SC 系统(如 RCCS-1SC / RCCS-2SC / RCCS-4SC / RCCS-4SCQ)进行小体积(1–10 ml)干细胞三维培养,可通过小体积培养获得更高浓度的细胞及生长因子,加速干细胞球体形成与定向分化。此场景下可高压灭菌容器反复使用的特点尤为关键——干细胞研究常涉及转基因操作、患者来源样本及多重实验组别,对无菌操作要求高,可高压灭菌确保了容器批次间的一致性与无菌可靠性。

癌症研究中心场景

使用 STLV-55 或 STLV-110 可高压灭菌容器构建肿瘤球体模型、研究肿瘤微环境及耐药性机制。STLV 培养容器的膜氧合器位于容器轴心内部,适合配合微载体或支架进行大体积三维细胞培养,尤其适合需要构建大尺寸肿瘤组织模型的研究场景。

制药企业/毒理学实验室场景

可高压灭菌 RCCS-1 单转头系统(兼容任何 Synthecon 10–500 ml 培养容器),经济高效、长期运行、系统稳定,适用于长达数周至数月的药物毒理持续评价。制药企业对不同细胞模型的无菌切换效率要求高,可高压灭菌系统能够在两小时内完成容器灭菌和系统重启,大幅缩短实验周期。

长期外植体维护场景

使用 HARV-10 或 HARV-50 可高压灭菌容器,在无菌条件下进行人淋巴组织、肝组织、脾组织、肺组织及支气管组织的外植体培养,并在长达数周乃至数月的培养周期中维持组织的原有结构完整性。HARV 培养容器采用平面膜氧合器,尤其适用于悬浮细胞及贴壁细胞的三维培养,与可高压灭菌系统相结合后,特别适合需要长期连续培养且无法中途更换容器的外植体研究。

心血管组织工程场景

使用 STLV-250 或 STLV-500 大型可高压灭菌容器,结合生物支架或微载体进行血管移植物、心肌片层或软骨支架的大体积构建。在此场景中,无支架组织工程球体形成是 RCCS 的一大特亮点——骨髓间充质干细胞、软骨细胞等可在 RCCS 中数小时内自发形成三维球体,而无需依赖外源性支架材料,大大简化了组织工程构建流程和成本。

四、系统优势

1. 来源于NASA的技术

RCCS 系统由 NASA 细胞研究计划的原发明人创立,获得了 NASA 专利和技术转移。初为在航天飞机中开展细胞研究而设计,后经重新设计并推向基础医学、药物研发及其他临床应用领域。

2. 低剪切力,保护细胞完整性

RCCS 采用水平旋转设计,使细胞处于持续的微重力悬浮状态,期间无搅拌器、无气泡、无任何冲击性外力,大幅降低了液体剪切力对细胞的机械损伤。培养环境其温和,是同类系统中对细胞温和的选择之一。

3. 膜氧合无气泡技术

每个培养容器背侧均配置硅胶材质的气体交换膜,气体可通过膜扩散进出,实现彻底的无气泡气体交换。此设计有效避免了传统搅拌式生物反应器中气泡破裂造成的细胞损伤,并确保组织核心获得充分供氧,防止球体中心坏死。

4. 高密度三维分化培养

RCCS 能够产出高度分化、功能接近体内真实状态的三维组织。在高密度状态下细胞?细胞、细胞?基质相互作用被大程度保留,组织学功能表达完整且稳定。

5. 兼容多种培养模式

系统既支持悬浮细胞三维球体形成,也支持锚定依赖型细胞在微载体或支架上的三维生长,并且同时兼容可高压灭菌重复使用容器及一次性培养容器,应用场景灵活。

6. 多容器并行或立运行

RCCS?4SCQ 等型号支持四个培养容器各自立调速,可同时进行多项不同实验。RCCS?2SC 双转头系统则允许以非立方式同时运行两种条件,适合平行筛选或比较性研究。

7. 操作简便,可置于标准培养箱中运行

RCCS 整套系统体积紧凑,可直接置于实验室常用 CO? 培养箱内运行,且不中断培养即可进行取样和参数调节,显著降低了使用门槛。

8. 经济有效、长期耐用的实验室设备

可高压灭菌培养容器可反复高压灭菌使用(灭菌条件为 121℃ 下 20 分钟),在综合成本和系统耐用性上远优于一次性培养方案,是长期性研究的理想选择。Synthecon 已有 32 年的技术积累,球超过 2,000 篇同行评议学术论文基于 RCCS 系统发表,技术成熟度和可靠性均有充分验证。

五、特点亮点

1. 可高压灭菌容器经久耐用

可高压灭菌容器专为反复高温高压灭菌而设计,可历经多次严格的灭菌程序而保持功能完整、材质稳定。该特性大幅降低了长期使用成本,完杜批次间容器的差异,确保实验数据的一致性和可比性。同时用户可根据实验节奏自主安排灭菌周期,无需依赖外部供应,尤其适合对无菌操作要求高的细胞研究和组织工程生产。

2. 完兼容一次性与可重复使用两类培养皿

可高压灭菌 RCCS 系统不仅支持客户自选的 STLV 或 HARV 容器,也兼容同类可高压灭菌容器及一次性培养容器,给实验室留有充分选择余地。

3. STLV 与 HARV 两种容器结构各自发挥不同优势

  • STLV(旋转壁式培养容器):同轴内置硅胶膜氧合管,适用于微载体培养、外植体组织培养及大体积三维组织构建。规格覆盖 55 ml、110 ml、250 ml、500 ml。
  • HARV(高径比容器):平面硅胶膜氧合器,适用于悬浮细胞和贴壁细胞的三维培养。规格覆盖 10 ml、50 ml。
  • 干细胞专用 HARV 小体积容器:1 ml、2 ml、4 ml、10 ml,专为小体积高浓度培养设计,可进一步减少细胞和生长因子用量。

4. 可进行无支架组织工程

RCCS 能够在不使用外源性支架的情况下,使多种细胞类型(包括前列腺癌细胞、乳腺癌细胞及成纤维细胞)在数小时内自发形成三维球体,大简化了组织工程流程,提升了实验通量并降低了构建时间。

5. 立调速提高实验效率

RCCS-4SCQ 四转头立调速型号(Independent Rotation)允许每个培养容器分别以不同速度旋转,使研究人员能够同时运行多四个不同条件的实验。无论一次性型号还是可高压灭菌型号,Synthecon 均提供立调速选项,大地提高了实验通量。

6. 质量传递与低剪切力的完美平衡

RCCS 是个能够同时整合多细胞共培养能力、低剪切力(即低湍流)和高传质效率三大特性的生物反应器系统,能够有效防止球体内部细胞因缺氧而坏死,维持组织核心活力。

7. 支持定制化设计与多规格选择

Synthecon 可根据用户的具体要求,设计构建契合特定细胞类型、特殊培养条件或特殊培养容器规格的套系统,进一步拓宽了系统在新技术、新模型开发中的适用性。

六、高分文献精选

以下列出使用 Synthecon RCCS 系统(含可高压灭菌容器应用)的代表性学术论文。Synthecon 官网声明已有 超过 2,000 篇 同领域文章发表,以下仅列出部分。如需完整文献列表,可向供应商索取。

(一)组织工程与再生医学

  1. Jung Y, et al. (2015)Scaffold-free, Human Mesenchymal Stem Cell-Based Tissue Engineered Blood Vessels.Scientific Reports, 5:15116. doi: 10.1038/srep15116
  2. — 利用 RCCS 无支架构建源自人骨髓间充质干细胞的工程化血管组织,是 RCCS 无支架组织工程的代表性工作。
  3. Vascular Graft Tissue Engineering (2017)Synthecon RCCS 被用于构建工程化血管移植物,与传统静态培养相比,在 RCCS 中培养的血管移植物具有更均匀的细胞分布、更优的平滑肌细胞表型表达,并将培养周期缩短至 1–2 周。
  4. Crabbé A, et al. (2015)Recellularization of decellularized lung scaffolds is enhanced by dynamic suspension culture.PLoS ONE, 10(5):e0126846
  5. — 动态悬浮培养体系显著增强脱细胞肺支架的细胞再植效果,RCCS 系统用于该动态培养过程。
  6. Cinbiz MN, et al. (2010)Computational fluid dynamics modeling of momentum transport in rotating wall perfused bioreactor for cartilage tissue engineering.Journal of Biotechnology, 150(3):389-95
  7. — 采用计算流体动力学(CFD)模拟分析 RCCS 旋转壁灌注生物反应器在软骨组织工程中的动量传输过程。

(二)肿瘤与癌症研究

  1. Nakamura K, et al. (2002) *Simulated microgravity culture system for a 3-D carcinoma tissue model.* BioTechniques, 33:1068-1076
  2. — 利用 RCCS-4D 一次性系统在模拟微重力条件下建立三维癌组织模型,次展示胰腺癌组织在 RCCS 中的培养可行性与应用价值。
  3. Vidyasekar P, et al. (2015)Genome wide expression profiling of cancer cell lines cultured in microgravity reveals significant dysregulation of cell cycle and microRNA gene networks.PLoS ONE, 10(8):e0135958
  4. — 对 RCCS 模拟微重力条件下培养的多种癌细胞系进行基因组表达谱分析,揭示细胞周期及 miRNA 调控网络的显著异常。
  5. Chen L, et al. (2016)Adrenomedullin is a key protein mediating rotary cell culture system that induces the effects of simulated microgravity on human breast cancer cells. (具体期刊请参阅文索引)
  6. — RCCS 模拟微重力条件诱导人乳腺癌细胞周期阻滞,增强糖酵解并上调肾上腺髓质素(ADM)表达。

(三)干细胞与分化研究

  1. Spatz JM, et al. (2015)The Wnt inhibitor sclerostin is up-regulated by mechanical unloading in osteocytes in vitro.Journal of Biological Chemistry, 290(27):16744-58
  2. — RCCS 模拟力学卸载可上调骨细胞中硬化蛋白(Sclerostin)的表达,揭示骨代谢的力学调控机制。
  3. Han C, et al. (2015) *Differentiation of transforming growth factor β1-induced mesenchymal stem cells into nucleus pulposus-like cells under simulated microgravity conditions.* Cellular and Molecular Biology, 61(2):50-5
  4. — 在 RCCS 模拟微重力条件下成功将 TGF-β1 诱导的间充质干细胞向髓核样细胞定向分化。

(四)病毒学与感染性疾病

  1. Goodwin TJ, et al. (2015) *3D tissue-like assemblies: A novel approach to investigate virus-cell interactions.* Methods
  2. — 基于 RCCS 的三维类组织模型在病毒?宿主细胞互作机制研究中的方法学综述。
  3. Bergmann S, Steinert M. (2015)From single cells to engineered and explanted tissues: New perspectives in bacterial infection biology.International Review of Cell and Molecular Biology, 319:1-44
  4. — 从单细胞培养到工程化组织及外植体的细菌感染生物学研究新进展,重点介绍了 RCCS 等动态三维培养系统的应用。

(五)流体动力学与系统建模

  1. Lappa M. (2003)Organic Tissues in Rotating Bioreactors: Fluid-Mechanical Aspects, Dynamic Growth Models, and Morphological Evolution.Biotechnology and Bioengineering, 84:518-532
  2. — 系统论述 RCCS 旋转生物反应器中有机组织的流体力学特性、动态生长模型及形态演化规律。
  3. Hammond TG, Hammond JM. (2001)Optimized Suspension Culture: The Rotating-Wall Vessel.American Journal of Physiology - Renal Physiology, 281:F12-F25
  4. — 旋转壁容器(RWV/RCCS)在优化悬浮细胞培养中的系统综述,是该技术领域的经典文献。