世联博研北京公司独家代理Synthecon RCCS灌流培养系统（RCCMax / RCCMax-Dual）是在标准RCCS旋转培养基础上，集成连续灌流功能的升级系统。它在保留RCCS低剪切力、模拟微重力等核心优势的同时，通过持续更新培养基，为细胞提供更接近体内的动态微环境。

Synthecon RCCS灌注生物反应器系统，允许从外部培养基瓶持续向细胞培养室供液。培养基在系统中持续灌注，而细胞和支架的三维聚集体则通过多孔灌注芯保留在细胞培养室中。培养基还通过蠕动泵流经外部硅胶氧合器，以维持氧气水平。

灌注培养系统的优势：

? 在三维细胞培养过程中，无论是否停止容器旋转，均可更换、取样或调整培养基。

? 该系统可与支架一起使用，也可不使用支架来构建三维细胞模型。

? 培养基自动灌注到容器中，大限度地降低污染风险，并减少操作人员在培养过程中的干预。

? 适用于贴壁细胞类型。

二、灌流培养的核心优势

1. 连续营养供给，减少人工干预

灌流系统允许培养基连续灌注通过细胞培养室：

• 自动换液：通过蠕动泵将新鲜培养基从外部储液瓶泵入培养室，同时排出废液

• 减少污染风险：无需频繁开盖换液，显著降低操作带来的污染可能

• 降低操作负担：适合长期培养实验，减少人工干预频率

2. 高效物质交换与代谢废物清除

与静态培养和普通动态培养相比，灌流培养在物质传递方面具有显著优势：

3. 保留低剪切力环境

灌流系统继承了RCCS的核心优势：

• 无气泡操作：通过硅胶膜进行气体交换，避免气泡破裂产生的剪切损伤

• 细胞保留：培养室内的多孔灌流芯可保留细胞和3D聚集体，防止被冲出

• 螺旋流特性：旋转与灌流结合形成螺旋Poiseuille流，细胞在重力、科里奥利力、离心力等多重力场作用下沿周期性近圆轨迹运动

4. 支持组织工程大体积培养

灌流系统配备更大体积的培养容器：

三、技术亮点

1. 旋转与灌流双重力学环境

灌流系统的核心创新在于旋转与轴向灌流的协同作用：

• 螺旋Poiseuille流：在管状组织（如食管）内部形成特的螺旋流动模式

• 多力场耦合：细胞同时受到重力、阿基米德力、离心力、科里奥利力和曳力的作用

• 参数优化窗口：流体动力学研究表明，转速<20 rpm、灌流速率<30 mL/min是组织工程应用的佳参数范围

2. 连续氧合保障

• 硅胶膜氧合：气体通过培养容器背侧的硅胶膜扩散进入培养基，无需气泡

• 外部氧合器：灌流系统中，培养基在循环过程中流经外部硅胶氧合器，确保持续供氧

3. 模块化设计，灵活扩展

• 单站与双站可选：RCCMax为单血管系统，RCCMax-Dual支持双血管立控制

• 兼容性：灌流系统可搭配不同规格的培养容器，并兼容一次性或可重复使用耗材

• 备件支持：RCCMax-Dual配备双倍备件套件，便于长期运行

4. NASA技术背景

RCCS技术源自NASA旋转壁式生物反应器（RWV） 专利：

• 初为模拟太空微重力环境开发

• Synthecon于1990年获得NASA家专利并商业化

• 灌流系统是在此基础上的功能扩展，专为组织工程优化

四、灌流培养的应用场景

1. 组织工程与再生医学

核心优势：灌流系统可有效实现脱细胞支架的再细胞化

典型应用：

• 食管组织工程：灌流系统用于食管脱细胞支架的细胞再植，实现细胞在支架内的均匀分布

• 血管培养：支持定制化的管状器官培养

• 气管重建：旋转-灌流双模式促进上皮细胞均匀沉积

2. 复杂类器官培养

核心优势：持续营养供给支持类器官长期、稳定生长

典型应用：

• 视网膜类器官：NIH眼科研究所研究证实，RCCS灌流培养可加速和改善多能干细胞向视网膜类器官的分化

• 与传统静态3D培养相比，分化更完、组织结构更接近体内

3. 脱细胞与再细胞化研究

核心优势：灌流可增强脱细胞试剂的作用效果

应用流程：

1. 通过灌流通道输送脱细胞试剂（如脱氧胆酸钠、DNase I）

2. 获得完整保留ECM结构的生物支架

3. 在相同灌流系统内进行再细胞化

五、高分文献精选

文献1：视网膜类器官分化研究（封面文章）

标题：Accelerated and Improved Differentiation of Retinal Organoids from Pluripotent Stem Cells in Rotating-Wall Vessel Bioreactors

发表期刊：Stem Cell Reports (Cell Press旗下，IF: 5.9+)

发表时间：2018年1月

研究机构：美国国立卫生研究院（NIH）眼科研究所

关键发现：

• RCCS灌流培养显著加速视网膜类器官的形成

• 分化得到的类器官组织结构更完整，更接近体内发育状态

• 优于传统静态3D悬浮培养方法

• 成果被选为ISSCR-Stem Cell Reports期刊封面

引用价值：NIH官方研究，证明灌流系统在类器官分化效率方面的显著优势，是RCCS灌流系统高影响力的文献之一。

文献2：食管组织工程流体力学表征

标题：Fluid dynamics characterisation of a rotating bioreactor for tissue engineering

发表期刊：Medical Engineering & Physics (IF: 2.2)

发表时间：2022年6月

研究机构：法国索邦大学、贡比涅技术大学、INSERM

关键发现：

• 系统建立了RCCS灌流系统的流体动力学数学模型

• 揭示旋转与灌流结合产生的螺旋Poiseuille流特性

• 确定佳操作参数：ω < 20 rpm，Q < 30 mL/min

• 描述细胞颗粒在旋转参考系中的周期性近圆运动轨迹

引用价值：为RCCS灌流系统的参数优化和标准化提供理论依据，是该系统流体力学机理研究的权威文献。发表于同行评议的工程-生物医学期刊。