生物制药上游发酵主要耗费的材料包括哪些？

想了解相关问题，可以下载报告《医药行业深度报告：生物药行业快速发展，设备耗材国产替代正当时》查看，以下内容都是根据该报告总结的，仅供参考。

1.主要耗材之培养基：为细胞生长提供营养物质

培养基是为细胞生长提供所需营养成分的物质，其进化历程是配方不断改进 和优化的过程。 1950-1960s 年代，培养基通常添加 10-20%血清，血清含有上千种不同成分， 为细胞体外培养提供广泛而丰富的营养和各种因子，但动物血清的使用存在引进 外源病毒的风险，因此减少血清浓度甚至完全去除血清在培养基前期培养基改进 的主要方向。

19 世纪 80 年代，科学家通过在培养基里面添加蛋白（如胰岛素、转铁蛋白 和白蛋白等），可以很大程度上替代血清，无血清培养基逐渐发展起来。 1997 年，第一个完全化学成分的培养基推出，培养基开发从此进入了一个 全新的时代，2000 年后，无动物源 CDM 持续优化，支持高密度培养和高产物表 达。

生物制品的制备和生产均需要依赖细胞培养基，培养基是生物制品生产的关 键耗材。细胞培养基通常包含培养细胞的能量来源和调节细胞周期的化合物。培 养基的基本组分包括缓冲系统、无机盐、氨基酸、糖类、脂肪酸/脂质、维生素、 微量元素。补料培养基还包括补充氨基酸、维生素、无机盐、葡萄糖和血清等。

培养不同类型的细胞，对培养基的成分需求均有较大的不同，CHO 细胞、 HEK293、杂交瘤细胞在无动物来源成分、化学合成、无蛋白成分、重组蛋白、 生长因子等方面的需求都不一样。培养基技术难度在于培养基的配方保密且培养 基需要根据细胞种类进行优化以获得较高的产物表达量。

培养基主要的国外生产企业主要有 Cytiva、赛默飞、赛多利斯、默克等企业， 国内的生产企业主要有健顺生物、奥浦迈、澳斯康、多宁生物等，同时，由于培 养基在使用过程中需要调节较多，不同的细胞株对培养基适用情况也不一样，国 内也有较多的企业存在自配培养基的情况。

2.主要耗材之生物反应器：细胞大规模繁殖的场所

生物反应器是指利用生物反应机能的系统或场所，主要作用是为生物体代谢 提供一个优化的物理、化学环境，使生物体能更快更好的生长，以获得更多所需 要的生物量或代谢产物。传统的搅拌式生物反应器以不锈钢罐子为主，经过多年， 发展，一次性技术的应用领域不断扩充。

一次性生物反应器的最初起源是因 Hyclone（目前为 Cytiva 旗下品牌）需要 大量供应血清，因此购买了一条大规模的食品袋生产线，用塑料袋包装血清并进 行运输，后逐渐发展为在储液、生物反应器领域应用。第一台一次性生物反应器 袋子被称为“波浪袋”，至今还在被广泛使用，而这个袋子的限制在于体积，为 了做得更大，人们回归到传统的搅拌槽设计，里面放置袋子作为衬垫，于是第一 代大型搅拌槽一次性生物反应器诞生了。

与不锈钢设备相比，一次性生物技术可以提供更高的速度、效率和经济性。 一次性设备每批的生产成本可能更高，但批量吞吐量也更大。根据 Cytiva 对 50L 设备的经济模拟数据得出，由于不锈钢设备每次发酵完成后需要 CIP、SIP 的清 洁和验证环节，该过程所需时间大约 7 天左右，一次性不存在产品转结的清洗和 验证工作，故生产批次增加。基于 300 天的发酵，不锈钢每三天可以收获一批， 每年最多生产 100批，一次性发酵批次完成时间减少 33%，可以每隔一天收获一 次，每年最多收获 150 批。无论在单产品设备还是多产品设备生产中，一次性的 生产批次均高于不锈钢。

在成本方面，一次性生物反应器消耗的成本更高，单一产品设施中每批一次 性使用的成本比不锈钢高出 29%，在多产品设施中高出 25%。但是，不锈钢的 资本投入，认证周期和年度维护成本更高，无论设备利用率如何，维护成本基本 不变，在设备利用率不高的情况下，不锈钢的综合性价比不高。