研究已经开发了各种机械数学框架来描述细胞培养的动力学。这种机械模型可以分为结构化和非结构化类别。结构化模型描述细胞外和细胞内成分，而非结构化模型只考虑细胞外代谢物和营养物质的浓度。迄今为止，大多数文献都使用了非结构化相关性，因为构建结构化模型需要对细胞特定的内部过程有透彻的了解。传统的 Monod 型动力学和产量系数已用于非结构化模型，因为这些简单模型可以提供足够的信息来描述生物量、产物和底物浓度
细胞和基因疗法 (CGT) 为肿瘤、遗传性疾病、免疫疾病和其它治疗领域有巨大医疗需求的患者提供了新的治疗方法的潜力。治疗性医疗设备的这种快速变革性发展必须伴随着有效的生产，才能将这些复杂的疗法大规模地提供给患者。随着这个新行业的发展，我们确定了可以构建其转型的创新。获批的 CGT 产品目前每年总共使数千名患者受益，这些产品是使用成本高、效率低、主要是手动操作且通常不适合其目的的工艺生产，这些工艺主
由于最近的成功和 AAV 的挑战，以及 mRNA 作为一种新的 COVID 疫苗方式的意外胜利，基因治疗生产正在快速发展，这进一步引起了人们对非病毒基因治疗的兴趣。我们首先介绍新的生物分子形式，这些形式可能正在取代用于疫苗和基因治疗的质粒，尤其是狗骨 DNA (doggybone DNA，dbDNA)，它在 2022 年吸引了许多额外的行业兴趣（包括与拜耳、龙沙和默克的交易）。然后我们讨论生产 A
AAV 是体内基因治疗的主要形式，有几种已批准的药物，数百项正在进行的 1 期、2 期和 3 期试验主要针对眼部、肝脏、肌肉或中枢神经系统适应症，但也有针对心血管和肺部疾病的新研究。这些产品使用一系列天然血清型（AAV2、AAV8、AAV9、AAV5、AAV6、AAV1、AAVrh10、AAVrh74）或越来越多地使用工程衣壳。转基因受各种启动子（CMV、CBA+CBh、CAG、普遍存在的、天然的
随着数字化和大数据分析的最新进展，越来越多的制药公司正在采用数字工具来实现现代化。生物反应器内的生物现象是此类数字方法的关键目标，因为这些过程通常很复杂且难以扩展。从历史上看，经验法则已用于匹配生物反应器规模的性能指标。尽管这些方法已经很成熟并且被行业广泛采用，但还没有开发出通用的解决方案来克服工艺开发和放大过程中面临的许多挑战。几种基于计算机的方法可以潜在地应用于生物反应器的规模放大，包括知识驱
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