生物反應器 (Bioreactor) 為生物製劑在製程放大 (scale-up) 的關鍵設備，製程中須考慮的因素相當複雜，例如細胞特性、環境溫濕度、剪切力、培養基配方等都會影響細胞的生長。因此，如何找到最適合的條件大量培養細胞，是各家細胞治療公司的 know-how。根據量產需求，容器通常以公升等級逐步放大，目前業界已知最大為 2,000 公升。生物反應器也有多種不同種類，例如：Rocking motion bioreactors、Pneumatically driven bioreactors、Packed and fluidized bed bioreactors、Stirred tank bioreactors等技術系統。
人類細胞製劑來源可以分為自體細胞和異體細胞。其中異體細胞因為可以一次性大量製造，解決現行細胞製劑單價昂貴的問題，因此有許多公司投入自動化開發製程，一次性的大量製造去攤提製造與製劑檢測成本，最終達成製程批量的經濟效益。相對於傳統的手動製程，自動化導入再加上封閉系統可以減少人為汙染的風險，並且透過設定好且固定的參數建立標準化流程，可以提高生物製劑產品生產批次間的再現性。總結來說，自動化製程導入能幫助細胞製劑生產時降低成本、提高產量、降低批次間差異性、降低汙染風險。
在製程放大的過程中除了生物反應器的步驟外，製造細胞製劑還須考慮細胞的培養方式、細胞純化等技術，廠商在開發細胞治療產品時須因應生產細胞之特性去進行設計，例如貼附型細胞必須要有適合的載體貼附培養，比較不同設備的處理能力，搭配各家廠商專有的條件培養基，找出關鍵的製程參數，最終打造所需之功能性模組並串聯起來，過程非常多元化且複雜。此外，由於細胞製劑組成是活細胞，不適合作高溫或放射性方式的滅菌，因此細胞製造過程相當嚴謹，必須要在嚴苛的無菌環境下進行操作。最後，除了細胞是否因為培養條件或環境因素導致破損外，產品製造過程中細胞所接觸到的耗材都是重要的考量因素，使用之設備和參數的 3Q 驗證 (IQ、OQ、PQ) 及自動化生產 GAMP 規範，以及最終製劑放行時的驗證標準，例如無菌性、活性、生物標誌、關鍵品質特性等，這些都是細胞製造過程中關注的問題。
近年細胞治療產業蓬勃發展，細胞治療產品開發的項目也越來越多樣化，包含自體、異體、幹細胞、免疫細胞、基因治療等，導致需要多元的技術來滿足細胞治療的需求。根據不同需求，很難以單一的細胞製程去套用到所有細胞治療產品，必須利用多個設計好的功能性模組製程串聯起來，才能製造出符合需求產品。無獨有偶，這也帶動生醫產業委託製造暨開發服務 (CDMO) 市場的規模快速增長，未來高端的生物製劑產品若要提高生產效率與降低成本，自動化平台與生物反應器的導入將會是一大趨勢。
參考資料
● 何俊翰、楊清純。細胞治療製劑製程中使用自動化系統之法規科學。財團法人醫藥品查驗中心 - 當代醫藥法規月刊。RegMed 2024 Vol. 159。