Synthecon RCCMax灌注生物反应器

世联博研（北京）科技有限公司一站式国际前沿细胞力学（细胞应力加载培养、流式高通量细胞实时形变与机械特性综合表征、细胞牵引力高通量检测分析、细胞收缩力高通量检测分析）、细胞力学-电生理（力电耦合刺激与成像记录）、力电微环境人体多功能器官芯片、组织材料微观力电特性检测分析、动作实时捕捉与分析（运动力学）、3D打印（生物打印、电子材料打印、金属打印、陶瓷打印）、电纺丝、细胞微环境（力、电、气、PH、微图案、微通道、几何空间、微结构水凝胶及其多条件耦合）调控装置、肿瘤细胞交变磁场热疗检测分析、单细胞双层乳化液滴制备与功能分析、自动化规模细胞培养监测等科研设备，代理与技术交流 13466675923。

Synthecon 灌流生物反应器系统（RCCMax / RCCMax-Dual）是在标准RCCS旋转细胞培养系统基础上，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。

系统工作原理为：培养基从外部培养基瓶通过蠕动泵连续灌注进入细胞培养室，细胞和支架的三维聚集体通过多孔灌注芯保留在培养室内，同时培养基在循环过程中流经外部硅胶氧合器以维持氧气水平。旋转与灌流的协同作用，在管状组织内部形成特的螺旋Poiseuille流，为细胞提供低剪切力的三维生长环境。

Synthecon 提供两个灌流系统型号：RCCMax（单血管灌注系统）和 RCCMax-Dual（双转子系统，可立控制双血管）。可用容器尺寸包括 100 mL、125 mL、250 mL，并支持定制更大容量以生长更大组织。

二、主要用途

RCCMax 灌流生物反应器系统主要服务于以下研究方向：

1. 干细胞研究

维持干细胞干性、干细胞扩增、干细胞定向分化。研究证实，在RCCS-3D系统中培养的BMSCs不仅增殖效率更高，且能更好地维持分化潜能。

2. 肿瘤研究

癌症模型构建、肿瘤球体培养、癌细胞侵袭研究。利用灌流系统培养的三维肿瘤球体，能够更真实地反映肿瘤在体内的生物学行为，适用于抗肿瘤药物敏感性测试和肿瘤干细胞研究。

3. 组织工程与再生医学

组织构建、再细胞化、脱细胞支架的细胞再植。灌流系统可以有效实现脱细胞支架的再细胞化，细胞在支架内分布更均匀，尤其适用于管状器官的体外重建。

4. 三维模型构建

球体形成与培养、类器官培养、外植体培养、中空器官培养（定制）、血管培养（定制）。系统可在有支架或无支架的条件下使用，灵活构建多种三维细胞模型。

5. 病原体与感染研究

宿主-病原体相互作用研究，支持病毒-细胞相互作用的三维建模。

三、典型使用场景

场景一：食管组织工程与脱细胞/再细胞化研究

研究人员使用RCCS灌流系统制备猪食管脱细胞基质（ECM）支架，并通过灌流将人干细胞均匀接种到支架内部，实现食管的体外重建。流体动力学研究给出了优化实验参数：转速<20 rpm、灌流速率<30 ml/min。

场景二：组织工程血管（TEBV）培养

韩国研究团队使用RCCS系统，在不使用支架的情况下，以MSCs作为血管壁、hEPCs作为血管内腔进行共培养，成功构建了组织工程血管。该血管外径约1.13 mm，爆破压力达342.3 ± 101.2 mmHg，高于人体生理血管微环境，对苯肾上腺素和NO的血管舒缩反应与天然猪股静脉相当。该研究发表在Nature子刊Scientific Reports上。

Synthecon也为客户定制了灌流血管培养系统，支持在同一系统中完成血管腔内的灌注和成熟培养。

场景三：关节软骨外植体长期维持

研究人员利用RCCS?生物反应器开发了三维培养模型，用于兔关节软骨外植体的长期体外维持（长达4周）。结果表明，在整个培养期间，样本保持透明软骨的典型特征，无明显细胞应激或退行性变化，为软骨病理生理研究和治疗策略开发开辟了新方向。

场景四：肾祖细胞生理学研究

在2024年发表的研究中，RCCS系统用于模拟微重力环境，探究机械力在肾祖细胞生理学中的作用。该系统是NASA旋转壁式生物反应器的改进版本，通过水平旋转使细胞不断受到变换方向的重力矢量，以模拟微重力效应。

场景五：高密度三维肿瘤球体培养

与常规静态培养相比，RCCS系统可在数小时内形成无支架的三维球体，包括前列腺癌细胞、乳腺癌细胞和成纤维细胞等多种细胞类型。这些多细胞球体可用于药物测试、毒理学检测，并可减少动物模型的使用需求。

场景六：肝细胞三维分化与HCV研究

研究人员使用RCCS三维培养Huh7人肝癌细胞系，促进细胞再分化和性形成，获得了更具生理相关性的肝细胞培养模型，用于丙型肝炎病毒（HCV）感染机制研究。

四、系统优势

1. 连续营养供给，减少人工干预

灌流系统通过蠕动泵将新鲜培养基从外部储液瓶连续泵入培养室，同时排出废液。无需频繁开盖换液，显著降低操作带来的污染可能，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，可及时清除代谢废物，避免有毒代谢产物积累对细胞造成的损伤。

3. 保留RCCS低剪切力环境

灌流系统继承了RCCS的核心优势：通过硅胶膜进行气体交换的无气泡操作，避免气泡破裂产生的剪切损伤；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。

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（100 mL、125 mL、250 mL），并可扩大规模以生长更大的组织，满足组织工程和再生医学对大体积培养的需求。

5. 操作灵活性

在三维细胞培养过程中，可以不停止容器旋转的情况下进行培养基的更换、取样或调整，大方便了长期培养实验中的过程监控和干预。

6. 系统使用简便

用户反馈表明，RCCS系统易于使用，培养容器规格齐（从1 mL到500 mL），且可提供多站式3D生物反应器和定制设计产品。

五、特点亮点

亮点一：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。在管状组织内部形成特的螺旋Poiseuille流模式，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。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。

亮点二：连续氧合保障

通过硅胶膜进行气体交换，无气泡操作。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，为细胞高密度长期培养提供保障。

亮点三：模块化设计，灵活扩展

单站（RCCMax）与双站（RCCMax-Dual）可选，支持双血管立控制。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。RCCMax-Dual配备双倍备件套件，便于长期运行维护。

亮点四：NASA技术背景

RCCS技术源自NASA约翰逊航天中心开发的旋转壁式生物反应器，初为模拟太空微重力环境而设计。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。

亮点五：支持有支架/无支架两种模式

系统可在有支架或无支架的条件下使用，为三维细胞模型的构建提供了大的灵活性。多项研究已证实，无支架培养可形成高细胞密度球体，更真实地模拟体内组织密度。

亮点六：定制化能力

Synthecon可设计和制造用于特定应用的定制生物反应器系统，涵盖脱细胞/再细胞化、外植体维持、血管培养、食管和气管培养、脉冲式/生理压力系统等复杂需求。

六、高分文献汇总

Synthecon RCCS系列产品拥有超过32年历史，相关研究文献已超过2,000篇。以下为灌流系统相关的高分/代表性文献：

其他重要研究与应用报告：

• 关节软骨外植体长期培养：在RCCS?生物反应器中，兔关节软骨外植体可在长达4周的培养中保持透明软骨特征，无明显细胞应激或退行性变化。

• 肝细胞三维培养：使用RCCS培养Huh7细胞，促进细胞再分化和性形成，成功建立HCV感染的生理相关细胞模型。

• 宿主-病原体研究：RCCS被长期用于病毒与细胞相互作用的创新性研究，包括肺组织工程等领域。

注 ：以上仅列入了部分代表性文献和研究。Synthecon官方的文献索引和用户评价页面提供了更多参考资料，可访问 synthecon.com/reviews-and-testimonials 和 synthecon.com/blog 获取更多信息。

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