體外腸道模擬反應器攪拌系統對細胞的損傷

　　在體外腸道模擬反應器中，不同類型的機械作用力對細胞可能造成細胞結構重組、變形或導致細胞損傷或死亡的生化變化。

　　

　　例如細胞可能被來自相反兩個方向的垂直于表面的力擠壓產生變形；細胞可能撞擊移動的機械物體，或受到流體剪切力的影響：流體在細胞的一側相對另一側移動較快。

　　

　　在短時間范圍內，機械力的作用可能會導致細胞變形：從對面擠壓細胞邊將它們相對球形的形狀變為卵形。在長時間范圍內，細胞會重組細胞骨架，重新分配脂質雙分子層膜。因此，機械力對細胞的影響可以是物理的或生物方面的。

　　

　　大多數研究以細胞活率和生長變化作為評估細胞損傷的標準，此外評估細胞生理的非致死效應也很重要。當體外腸道模擬反應器中剪切速率變大，細胞變形速度加快，細胞骨架網絡和膜完整性受損，導致應激反應甚至細胞死亡；在細胞死亡之前，細胞損傷可能是由其他生理事件引起的，如代謝、基因表達或生產效率。‍

　　

　　反應器中攪拌槳葉尖處具有線速度和能量釋放，大多數懸浮細胞對機械應力敏感，但由于細胞屬于具有中等浮力的粒子，其更傾向于跟隨渦流運動；目前的攪拌參數遠低于直接對細胞造成損害的臨界值。

　　

　　因此，細胞受到攪拌槳直接的機械作用比較小，同時適當提高攪拌速度更有利于提高氧氣和二氧化碳在高密度細胞培養過程中氣液兩相中的傳遞。體外腸道模擬反應器中流體速度梯度以及渦流引起的剪切力對于細胞損傷占更主要因素。