RCCS發明于美國NASA的世界上能在體外進行的“人的3維細胞/組織培養系統”RCCS™（Rotary Cell Culture System)已進入中國！RCCS™的應用面極廣，從癌癥和愛滋病研究，到組織工程和工業制藥。

1.【RCCS™的機制和優勢】

相比動態和靜態組織培養系統，RCCS的主要優勢是其能提供理想的環境，從而允許細胞聚集、3維生長和分化。這個優勢使得我們的培養環境非常接近于體內。

在大多數的動態培養系統中細胞/組織會受損，這主要是其與推進器接觸而致。那么它為何會與推進器接觸呢？因為懸浮，那懸浮是如何產生的？這歸因于以下2個力：1.受到推進器產生的力；2.在培養的氧交換和懸浮過程中噴出的氣泡所產生的剪切力。

在靜態的平面培養瓶/培養皿中，2維的環境和塑料基質會改變基因表達和阻止分化。
相比之下，在RCCS™中生長的細胞/組織因隨機變化的重力矢量而懸浮，從而在培養液中成連續的自由落體狀態。一個較好的比喻是：細胞從無限高的充滿液體的管中落下。組織在培養液中會落下、翻滾和混合，受不到任何主宰生長方向的單個重力矢量的影響；組織會向各個方向生長。這就是RCCS™的機制。

由于系統無推進器、空氣升液器、氣泡或攪拌器，使破壞性應力減到最小。因維持在一個理想的流體軌道中，故細胞能共同生長、互相交流和形成3維的結構。

此外，RCCS™是目前的能使研究者進行共同培養，而這種培養能提供本能的分化、高細胞增殖、低的細胞死亡率和增加細胞產物的分泌。

總之，RCCS™的培養容器中充滿了用作培養基的生長液以及細胞或組織材料。整個容器由電機驅動沿水平軸旋轉。細胞顆粒在水平軸內建立均質的液體懸浮軌道。培養基以及細胞顆粒隨容器一起旋轉且不與容器壁和它物相撞。由于系統無推進器、空氣升液器、氣泡或攪拌器，使破壞性應力減到最小。RCCS中的細胞通過膜式氣體交換器來吸氧和排出CO2。任何氣泡都被清除，以防其旋渦對細胞的生長的影響。無破壞應力使生成的三維組織具有與父系相同的結構和功能。其組織的培養密度為10E10至10E11個細胞/ml；細胞的培養密度為10E7。至今所有的細胞組織都能培養。

RCCS™具有普通培養裝置的三大特點:

(1) 高分化度: RCCS使高分化的人體組織能在實驗室中生長，模仿感興趣的器官和腫瘤。

(2) 模擬微重力: 以前要在體外模擬正常組織的微環境因細胞外基質太復雜和難適應環境而受阻，而細胞外基質對于調節細胞骨架和細胞核基質蛋白非常重要。RCCS使分裂原本應在一起的細胞組織成分的重力問題得到解決。

(3) 三維細胞培養: 而普通生物反應器因要保持細胞的懸浮而產生剪切力。其破壞了細胞間和細胞與基質間的穩定，使組織和細胞集中于自身的修復, 而大大影響其生長和其它的正常生理功能。發孝罐主要培養大量細菌, 不適于大量培養人及其它哺乳動物細胞組織，因很難把大量的細胞移植到發孝罐中, 即使能夠培養, 所得的細胞數也有限且很難生成組織。而RCCS行且可用于大規模生產，其細胞的成活率平均為97%且分化度高。

2.【旋轉式細胞培養系統RCCS™的應用】

(在模擬的微重力環境下，細胞/組織的三維高分化的培養技術已進入臨床和生產)

組織移植：例如RCCS培養的肝組織和自然的在整體上無區別，使局部組織移植成為可能。

疫苗生產：以前丙肝疫苗效果不佳的原因之一是用來產生這種疫苗的病毒并不長在人的肝臟中，現在RCCS培養的肝使產生肝炎疫苗的病毒生長在人的肝臟成為現實。RCCS在美國已廣泛用于生產。

軟骨再生：經培養的軟骨密度高，可治療關節損傷。

激素、酶和其它由人體組織產生的蛋白以及基因工程：經培養的高分化的人體組織，其被刺激后能分泌治療用的蛋白。例如經培養的神經組織產生的神經生長激素能修復脊椎的損傷。

骨髓再生：培養的骨髓生長情況佳，且可連續進行增生和低溫冷凍保藏，可建大型骨髓庫。

糖尿病：胰島素培養后能插入體內繼續生長，無數患者有望免去長期注射胰島素。

有效殺滅腫瘤：對腫瘤組織活體取樣，與自身的白細胞或淋巴細胞在RCCS中混合培養，刺激或馴化它們來識別和攻擊腫瘤組織，然后把經馴化后有殺傷力的細胞直接注入病灶。這樣，這些經感化的淋巴細胞*殺滅了腫瘤。

腫瘤、愛滋病、腎病和心臟病的理想模型：培養人的器官、腺體和淋巴結。然后感染這些類器官，再跟蹤其生長。把藥物用在被感染的經培養的組織模型上，研究其對抗疾病的效果及其對抗方式。例如腫瘤組織的培養有利于測試藥在病人自身的經培養和分化的腫瘤上的療效，避免了用藥的盲目性。以前這是在鼠的組織模型上進行的，但物種差異使許多腫瘤在鼠中的生長情況并不好。而在RCCS中，所有的腫瘤組織都完好生長，且避免了原先鼠蛋白的干擾。

皮膚移植：經培養的皮膚具有高分化度避免了以前培養的皮膚在肌理、靈巧度和膚色的不足。

3.【各種培養系統的對比】

相關資料：
新的生物反應器：旋轉式細胞培養系統（The Rotary Cell Culture System，以下簡稱RCCS）是目前世界上培養貼壁和懸浮細胞的最新的裝置。


1.大量培養細胞的意義
動物和人的細胞可以合成有重要價值的蛋白質（例如干擾素、單克隆抗體等等），在科研、臨床和商業上都有重大價值。要制備干擾素、單抗等，就需要大量培養哺乳動物的細胞、人的雜交瘤骨髓瘤細胞、人的腎細胞等等。雖然工業微生物技術已發展很完善，但是它主要是用于培養細菌類的細胞，它們有堅韌的細胞壁，對營養物質的要求較簡單。而哺乳類細胞則大而脆弱，對營養物質要求高，不能游離生活，大多數要附著在某種表面才能生長。要大量培養哺乳類細胞是個困難的任務。


2.大量培養細胞的方法
小的細胞培養瓶，瓶底面積很小，只能培養很少細胞，要不斷分瓶，得用許多長的瓶子不斷滾動來獲得較多的細胞。后來，人們又采取高密度培養方法，以求在一定的容積內能培養更多的細胞。對于要求附著生長的細胞，為提高表面積/體積的比值，用空心纖維和微載體作為附著物，可以大大提高培養容積的利用率。微珠作為載體，是提高培養密度的有效方法，細胞可以生長在微珠的表面，微載體法，可使在同樣容積內培養細胞數增加幾個量級。隨著細胞的生長，附近的營養物質逐漸減少，廢物逐漸增多，為了使生長的細胞不斷接觸到營養物質，并離開廢物，微珠能在培養介質中分散和懸浮，并且不斷供應培養液，不斷排出廢液。


3.適用范圍
生物制藥中進行大規模細胞培養。