从“手艺活”到“流水线”！海尔生物让细胞培养走进自动化时代

8月6日，在山东省科技大会上，青岛海尔生物医疗股份有限公司（以下简称海尔生物）牵头完成的“集约式生物自动化培养装备关键技术”项目获得2025年度山东省科技进步奖一等奖。这项技术干了一件听起来简单、做起来很难的事——让机器代替人，稳定、批量、标准化地“养细胞”。AI不仅替代了重复劳动，更通过海量数据反馈，将经验沉淀为一套可复制的工业标准。

细胞培养是门精细活

如果把细胞比作婴儿，那么传统的细胞培养过程就像是靠经验带孩子。最终细胞培养能否成功，很大程度上依赖实验人员经验积累程度。

在细胞治疗、生物制药飞速发展的今天，一个尴尬的现实是，绝大多数细胞培养工作还在靠“人的手感”。实验员穿着白大褂，一次次打开培养箱，凭认识和经验换液、传代、观察，在显微镜下用肉眼判断细胞长得好不好。问题也出现在这里，人不是机器，培养出来的细胞，批次之间差异大，活率参差不齐，出了问题还很难追溯到底是哪一步出了岔子。除此之外，人工操作有生理极限，根本无法支撑规模化生产。

“过去，不同人员、不同批次之间难免存在差异。当细胞治疗从实验室研究走向产业化，仅靠人的经验已经难以满足规模化生产对稳定性和一致性的要求。”海尔生物生物培养产业总经理王毅坦言，这种不确定性，在实验室阶段还能接受，可一旦要走向临床、走向产业化，就成了致命伤。

而细胞本身又极其娇贵。体外培养过程中，温度、湿度、气体浓度等环境参数需要保持稳定，任何一个环节发生波动，都可能影响细胞状态。如何让细胞培养过程更加稳定、标准、可追溯，成为先进疗法产业化过程中必须突破的关键环节。但是传统设备的温控精度根本达不到要求，细胞培养过程中差0.5℃就可能出问题。湿度、温度、风速，任何一个参数波动，都会互相影响，像一团乱麻。

这就是行业面临的挑战，疗法在进步，制造能力跟不上。细胞治疗要真正惠及患者，必须先解决“怎么稳定、标准、批量地养出好细胞”这个“卡脖子”问题。

三块硬骨头逐个攻克

海尔生物团队此次获得山东省科技进步奖一等奖的项目核心就是要把细胞培养从依赖人工经验的“手艺活”变成“自动化流水线”。为此，他们啃下了三块硬骨头。

首先是为细胞打造一个相对恒定的“生命环境系统”。细胞培养箱就像一个微型“人造子宫”，里面的温度、湿度、气体浓度必须稳定，但这几个参数不是各管各的，而是互相牵扯。海尔生物研发的培养箱通过算法实现培养环境的精准调节，温度均匀性可以控制在正负0.15℃内。更头疼的是，实验员要观察细胞，总得打开箱门，门一开，外界空气涌入，箱内参数瞬间全乱。“以前开门之后，恢复设定参数要很长时间，而且很容易超调，就像空调设定26度，结果一下子吹到23度，细胞就不好了。”王毅说道。海尔生物拿下的第二块硬骨头就是环境控制，让箱子里面“四季如春”。实验员打开箱体再关门，四分钟的时间箱内一切恢复设定参数。

解决了环境问题，还得解决“人手”问题。传统培养每一步都离不开人，换液要人、传代要人、离心要人、拿到显微镜下观察也要人。人进进出出，本身就是最大的不可控制变量。海尔生物通过自动化培养装备，将多个环节进行智能衔接，让机械系统承担大量重复性操作。细胞复苏、培养、观察、收集等流程，可由自动化设备协同完成，实验人员不再需要频繁介入培养过程。“就像原来做顿饭，你得自己买菜、洗菜、切菜、炒菜，现在是一套自动化厨房，按个按钮就全搞定了。”王毅说道。

最后是让机器AI拥有“火眼金睛”。过去判断细胞状态，主要依靠实验人员在显微镜下观察，并结合经验进行判断。如今，通过AI视觉识别技术，系统能够自动采集细胞图像、分析生长状态，对细胞数量、铺满率等指标进行标准化判断，让不同批次细胞拥有更加一致的评价标准。

据落地实践应用的数据，该技术全流程效率较传统人工培养模式提升150%，不同批次之间差异率控制在4%以内，细胞活率稳定在95%以上，核心操作环节自动化率达到99%，支持7×24小时连续运行。

从实验室到支持创新药研发，技术正在落地

目前，海尔生物相关自动化培养技术已应用于细胞治疗等前沿研发场景。在具体治病救人层面，这项技术已经开始扎根。吉美瑞生公司专注于修复、再生及增强人体组织器官结构和功能，从而为不可逆器官损伤患者提供再生医学创新解决方案。以该公司进行的肺纤维化治疗为例，这是一种过去被认为不可逆的疾病，病人会逐渐感觉到胸口闷、喘不上气。在与海尔生物共创的自动化方案支持下，目前，已经从实验室阶段进入临床研究阶段。

“细胞治疗从实验室到临床，中间最大的坎就是培养过程的标准化和一致性，我们帮他把这个坎迈过去了。”王毅说，这项技术的价值不是替代某一个人工动作，而是降低细胞制备全过程的不确定性。除了治病，这套系统的用户还包括高校、科研机构、生物制药企业和第三方检测公司。从科研小试到批量生产，这套技术的适用面正在不断拓宽。除了创新药企，海尔生物还与中国血液病研究领域权威机构开展合作，持续推动细胞资源管理和先进疗法研发能力升级。

值得关注的是，在此次山东省科技进步奖一等奖之前，海尔生物CGT相关技术已获得国家级和国际级认可。同时，海尔生物自主研发的“面向生物培养与测试的多参数协同精准控制技术平台及系列装备”“温敏型生物资源高活性液氮冻存一体系统”等核心成果，经中国医疗器械行业协会组织专家鉴定，整体技术达到国际领先水平。

细胞治疗的竞争不只是疗法本身的竞争，更是底层制造能力的竞争。谁能稳定、便宜、大规模地生产出质量一致的细胞，谁就能在这条赛道上跑得更快。从这个角度看，把细胞培养从“靠手感”变成“靠系统”，或许正是中国细胞治疗产业从“实验室奇迹”走向“寻常百姓家”的关键一步。

未来，海尔生物还将围绕细胞培养、类器官等前沿方向，探索自动化培养、智能成像和AI分析技术融合应用，推动生命科学研发和生产流程进一步智能化，为创新药研发和先进疗法产业化提供面向未来的智能生产力支撑。

大众新闻·齐鲁壹点 曹婧雯