在生物医疗领域，细胞培养的优化是上游生产的重要环节，是实现整体生物工艺流优化的关键。通过缩短细胞生长步骤或减少N阶段生物反应器的生产时间，可以显著加快生产流程。目前，上游细胞培养主要方式有批次培养、补料分批培养、灌流培养和连续培养，其中基于灌流技术的连续培养相较于传统批次和补料分批培养展现出明显优势。灌流培养技术已广泛应用于不稳定蛋白和低产量蛋白的生产，且多集中于小规模操作。虽然灌流技术在小规模生产中表现出色，但其在大规模商业化生产中的应用依然面临工艺开发复杂性、自动化控制高要求和成本控制等众多挑战。

近年来，一种新的且高效的生物反应器工艺——高接种密度补料分批反应器得到了迅速发展。这种工艺的接种密度相较于传统补料分批生物反应器高出20倍，其实现方式是在N-1阶段利用灌流培养生成高密度接种源。通过这种过程，细胞的生长负担转移至N-1阶段，使得N阶段的生物反应器保持高细胞浓度。单克隆抗体的产量与培养物的总细胞数和生命周期直接相关，因此细胞浓度的提升能显著增强生物反应器的整体生产效率。在过去十年中，采用高接种密度技术的案例不断增加，且与低密度生物反应器相比，在接种10x10^6个细胞/mL的情况下，滴度增长达到100%。

例如，2020年5月《mAbs》期刊发表的“Biomanufacturing evolution from conventional to intensified processes for productivity improvement: a case study”中，美国百时美施贵宝公司分享了一个传统工艺与强化工艺在生产力提升上的成功案例，该案例通过使用CHO细胞生产单克隆抗体，展示了三种不同工艺的比较：传统补料分批工艺（工艺A，规模1000L）、N-1强化补料分批工艺（工艺B，规模1000L）以及N-1灌流强化补料分批工艺（工艺C，规模2000L）。其中，工艺C在上游环节采用N-1灌流技术，并在下游引入了多柱层析（MCC）及集成纯化步骤，极大提升了生产效率，同时展现了良好的可扩展性，通过工艺优化有效降低了生产成本，奠定了实现全面连续生产的基础。

研究表明，在200L至500L规模中，传统补料分批工艺A的活细胞密度为429±023×10⁶ cells/mL，而采用强化工艺B和工艺C时，活细胞密度分别提升至143±15×10⁶ cells/mL和103±46×10⁶ cells/mL，尤其是工艺C，表明灌流技术对细胞增殖的显著正面影响。虽然工艺A和B的细胞活力差异不大，工艺C在细胞活力上稍有降低，但未显著影响后续生产。此外，在1000L至2000L规模中，工艺C的最大活细胞密度达293±219×10⁶ cells/mL，远超工艺A和B，显示出其在大规模培养的优越性。同时，工艺C的标准化产量和细胞特异性产量显著高于工艺A和B，分别增加了8倍和2倍，说明基于N-1强化工艺的导入，生产效率得到显著提升。

在生物制药行业，提升生产力始终是研发的核心目标，工艺也在不断迭代。强化补料分批工艺（IFB）通过N-1种子阶段的灌流培养以实现更高的接种密度，进而获得更高产量。然而，这种强化策略仍存在挑战，例如细胞培养后期常面临副产物快速积累和关键营养素缺乏的问题，造成细胞活性迅速下降和产品合成能力降低。最近，药明生物开发的间歇性灌流补料分批工艺（IPFB），通过在IFB生产过程中加入间歇性灌流操作，及时排除富含次级代谢物的培养液，引入新鲜营养素，从而有效改善细胞状态并显著提高产量。与传统IFB相比，IPFB模式能使产量提升平均达到50%。

尽管动物细胞培养技术在不断完善，面对市场对提升产量和降低成本的日益增长需求，仍然显得不够理想。鸿运国际致力于生物工艺的优化、放大与生产，不断拓展生物制药领域的产品线，包括多款生物反应器，如AbioBundle系列玻璃罐生物反应器、AbioWave摇摆式一次性生物反应器、AbioSUS一次性生物反应器及AbioPilot不锈钢生物反应器，助力客户在生物制药领域不断创造新的突破。