用于生物质生产的被动供氧硅胶平台：最大化细胞农业发展中的劳动生产率与工艺效率

细胞基食品的商业化生产目前仍受限于现有生物反应器技术，这些技术通常需要大量资本投入、专业化操作技能以及复杂的工艺配置。为推动细胞基食品生产的普及化，我们开发了“oxy-thru cultivator”，这是一种由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的简易、可高压灭菌的封闭袋式生物反应器。通过利用PDMS的高氧气渗透性，该平台可实现跨整个容器壁的被动供氧，无需外部曝气或机械鼓泡。 在测试过程中，该培养器在23天内维持了稳定的培养环境，未显示出具有细胞毒性的可浸出物，并在经过10次高压灭菌循环后仍保持结构完整性和无菌性。这种稳健性支持了DF-1细胞长达74天的连续培养。采用标准化传代方案后，我们在5次传代过程中，成功从每个培养器中收获了估算为2.60 g的细胞基生物量。 值得注意的是，与传统生物反应器相比，该平台实现了127%的月度劳动生产率，且无需专业培训的研究人员也能够轻松操作。此外，该系统还成功支持了哺乳动物细胞系和原代禽类细胞系的扩增。凭借可降低资本支出（CapEx）的极简设备占用，以及可重复使用、能够降低运营支出（OpEx）的硅胶容器，oxy-thru cultivator为细胞农业的规模化发展提供了一条高度实用且易于普及的路径。

细胞基食品的商业化生产目前受到现有生物反应器技术的制约，因为这些技术需要大量资本投入、专业化操作技能以及复杂的工艺配置。为推动细胞基食品生产的普及化，我们开发了“oxy-thru cultivator”，这是一种由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的简易、可高压蒸汽灭菌的封闭袋式生物反应器。通过利用PDMS的高氧气渗透性，该平台能够在整个容器壁范围内实现被动供氧，从而无需外部曝气或机械鼓泡。

在测试过程中，该培养器在23天内维持了稳定的培养环境，未检测到细胞毒性浸出物，并在10次高压蒸汽灭菌循环后仍保持结构完整性和无菌状态。这种稳健性支持了DF-1细胞长达74天的连续培养。采用标准化传代方案后，我们在5次传代过程中，成功从每个培养器中收获了估算为2.60 g的细胞基生物质。值得注意的是，与传统生物反应器相比，该平台实现了127%的月度劳动生产率，并且可由未经专业培训的研究人员轻松操作。

此外，该系统还成功支持了哺乳动物细胞系和原代禽类细胞系的扩增。凭借可降低资本性支出（CapEx）的极简设备占用，以及可重复使用、从而降低运营支出（OpEx）的硅胶容器，oxy-thru cultivator为细胞农业的规模化发展提供了一条极具实用性和可及性的路径。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729703v1?rss=1

🏷️ 细胞农业 被动供氧 PDMS生物反应器 生物质生产 哺乳动物细胞培养