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蠕动泵在细胞培养液输送中的无菌控制实践

更新时间:2026-01-29      点击次数:69
  在细胞培养,尤其是生物制药与细胞治疗等高标准应用中,保持培养液输送全过程的无菌性至关重要。蠕动泵作为一种非接触式传输设备,虽天生具备防止回流污染的优势,但实现并维持全程无菌,仍需通过系统性的工程设计与严格的实践规范。
  核心实践一:构建完整的无菌流路屏障
  关键在于确保从储液袋到生物反应器的整个流体路径,在安装和运行中均处于密闭、无菌状态。这依赖三大要素:
  一次性无菌管路:使用预灭菌、无热原的铂金硫化硅胶或Pharmed®等生物兼容性软管,通过无菌焊接或快接接头与储液袋、反应器连接,在层流罩或隔离器内完成无菌组装。
  泵头的无菌设计:选择易清洁、可在线灭菌的泵头。理想方案是采用与管路一同预灭菌的一次性泵头,或可原位高压蒸汽灭菌的泵头。若反复使用,则需建立严格的清洁灭菌SOP。
  对泵本身的屏障管理:泵的驱动部分虽在流路外,但其产生的微粒和微生物需被隔绝。将泵置于洁净区或隔离器内,是防止环境微生物污染管路外表面的有效手段。
  核心实践二:实施过程控制与动态无菌保障
  压力监控与防泄漏:在泵的进出口设置压力传感器。出口压力异常升高可能预示过滤器堵塞或下游堵塞;进口压力异常降低可能提示储液袋排空或管路弯折。实时监控能及时预警,防止因管路破裂或连接松动导致的无菌屏障失效。
  低剪切与低脉动输送:培养液中的细胞、蛋白质和微载体对剪切力敏感。选用多滚轮、特殊流道设计的低脉动泵头,并优化运行参数(如转速),能一定程度减少流体扰动,保护细胞活性和产品质量,避免因剪切破坏产生的微颗粒增加污染风险。
  规范操作与验证:建立从泵与管路安装、预运行冲洗、参数设置到运行结束拆卸的全套SOP。定期进行培养基无菌灌流模拟试验,验证整个输送系统在最长培养周期内维持无菌状态的能力。
  实践总结:集成与智能化趋势
  当前最佳实践是采用集成化的一次性流体管理系统,将预无菌的泵、管路、传感器和储液袋整合在一个即插即用的模块中,极大降低了人为操作失误。结合在线微生物检测传感器与预测性维护算法,蠕动泵系统正从被动的无菌屏障,进化为可实时监控、主动预警的智能无菌保障核心,为高价值细胞培养提供从始至终的可靠守护。