成纤维细胞在CelGrid™微型固定床生物反应器上的3D培养和外泌体收获研究

成纤维细胞（Fibroblasts）是一种能产生和维持富含细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）的结缔组织的细胞，其功能是维持机体的多种基本功能，如抵抗皮肤的钝性和尖锐性损伤，抵抗器官的拉伸和弹性回缩，通过微结构、ECM中的生物力学和生物化学信号以及可溶性介质如细胞因子、生长因子和代谢物的调节分泌（图1）。除了产生结缔组织，成纤维细胞还可作为特定间充质细胞类型的祖细胞，如在胚胎发育、成人稳态和损伤、修复和重塑过程中的骨形成成骨细胞或脂质填充脂肪细胞^[1]。

图1. 成纤维细胞输出和功能总结^[1]

其分泌的外泌体（Fibroblast-Derived Exosomes, FDEs）是细胞间通讯的核心媒介。这类纳米级囊泡（直径30-150nm）携带 miRNA、蛋白质、脂质等生物活性物质，兼具来源广泛、靶向性强、低免疫原性等优势，在再生医学、疾病治疗及皮肤健康等领域展现出巨大应用潜力。研究表明年轻、健康的成纤维细胞外泌体通过促进血管新生和上皮细胞迁移，加速伤口闭合，并减少疤痕形成^[2]；能够促进胶原再生，延缓衰老^[3]；能够传递保护性信号，抑制软骨细胞的炎症和凋亡，延缓关节退变^[4]。但在实验室2D培养模式下，成纤维细胞的外泌体产量偏低，普遍低于10⁹颗粒数/mL，因此限制了其临床转化应用。

随着生产需求从小试工艺开发到工业规模的扩展，固定床反应器的3D培养模式本身具备的高比表面积在较小规模下同样能够发挥出应用优势，同腾新创自主研发的CelGrid™ Culture Single & Quadra 微型固定床生物反应器（图2），这一突破性新品专为贴壁细胞 3D 培养及其生物产物制备量身打造，凭借优化的结构布局与功能分区，实现了结构紧凑与操作简便的完美结合，能够为细胞高密度生长提供低剪切力、可控及稳定的培养环境。

图2. CelGrid™ Culture Single & Quadra 微型固定床生物反应器

CelGrid™ 作为CEL-G^® Culture Ad60/Ad600系列固定床生物反应器（Ad60/Ad600 FBR）的微型化研究模型，兼具两大核心优势：

本次实验通过研究成纤维细胞在CelGrid™ 3D培养条件下生长情况，探索其3D培养工艺和外泌体的收获产量。