什麼是 CAR-T 細胞療法？

CAR-T 細胞療法採用個人化方法：提取患者自身的免疫細胞（即 T 細胞），進行改造、擴增，然後再輸回患者體內，以便免疫系統能夠自行對抗癌細胞。 這種個人化的治療方案有望提高療效並減少副作用。 此外，該療法只需進行一次。 然而，由於其流程複雜且多依賴人工製備，因此產量有限。

為什麼 CAR-T 細胞的生產如此複雜且昂貴？

CAR-T 細胞的生產過程十分複雜，涉及多個連續步驟：首先，從患者血液中提取 T‑細胞。 些細胞必須先被純化與活化，並進行基因改造，才能辨識癌細胞。 之後，對改良後的細胞進行擴增和廣泛測試，以確保其安全有效。 這一切都需要無菌生產設施、專用設備和訓練有素的工作人員。

高昂的成本源自於昂貴的材料和特殊試劑，以及複雜的基礎設施和大量的測試。 此外，每種療法都是為患者單獨量身訂製的。

分散式、自動化製造 CAR‑T‑細胞

因此，Fraunhofer 生產技術與自動化研究所（IPA）結合 Festo 的技術，為免疫細胞處理開發了一種用於小型分散式生產系統的自動化方案。

例如，這些模組化微型工廠可以在大學附設醫院運行，運作過程高度自動化，幾乎不需要任何專業人員。 自動化顯著縮短了製造時間和降低了成本，從而使 CAR‑T‑治療方法變得更快、更便宜，並惠及更多患者。

個人化細胞療法的可擴展性

這些微型工廠由不同模組構成，而卡匣會依序逐步通過這些模組。 對於每位患者而言，治療過程的每個步驟都需要一個卡匣，T 細胞在其中接受必要的處理。 在用於改造細胞製程步驟的卡匣中，Festo 的自動化組件確保在盡可能狹小的安裝空間內實現精確的流體輸送。

此卡匣內建一套封閉且無菌的流體系統，其中包括改造細胞所需的所有元件。 這些元素本身是被動的。 當卡匣被插入微型工廠的其中一個模組時，便會由外部系統對其進行驅動與操作。

整合閥門實現高精度流體控制

在細胞培養室中，T 細胞會與攜帶 CAR 受體基因設計圖的病毒接觸，將對應的遺傳物質導入細胞內。 因此，T 細胞產生特殊的 CAR 受體，變成 CAR-T 細胞。

為此，必須將不同的培養基精確地加入細胞培養室中，並在其中進行混合和恆溫控制。 這是由 Festo 公司的 Diffusion Bonded Manifold 來完成。 分配模組包含一個通道系統，並透過該系統連接卡匣的所有區域。 它能實現精確的液體輸送。 閥門整合在歧管中，透過外部控制氣源進行切換，以建立各個元件之間的連接。

流體運動是透過壓縮空氣或真空的推拉作用來實現的。 透過智慧調控的壓縮空氣，即使是極微量的介質，也能在卡匣內被精準定量並完成輸送，而且這一切都可在極小的安裝空間內實現。 為了之後能將卡匣用於其他患者，只需要更換與細胞和病毒接觸過的元件。 此系統的設計使得只需幾個步驟即可在無塵室外完成此操作。