1. מוצר יעד סוג מוצר היעד יקבע את אסטרטגיית האופטימיזציה הבינונית.
ליצירת מספר תאים מהיר, קצב צמיחת התאים וחיות התאים הם קריטיים. לכן, המדיום לתרבית תאים צריך לתמוך בצמיחת תאים מקסימלית ולשמור על כדאיות התא בצפיפות התאים הגדלת. לייצור וירוסים, נדרשת לא רק צפיפות תאים גבוהה, אלא יש לשמור על מספיק חומרים מזינים במצע התרבות לאחר ההדבקה כדי לתמוך בשכפול ויראלי, למשל, מדיום DMEM גבוה גלוקוז עבור תאי Lenti-X 293T. לייצור חלבון רקומביננטי, נדרשת צפיפות תאים גבוהה. עם זאת, חומרים מזינים לצמיחת תאים עשויים להתחרות בחומרים מזינים לייצור חלבון. לכן, חשוב מאוד לקבוע בקפידה את צפיפות התאים המקסימלית שמדיום תרבות נתון יכול לשמור כדי לעמוד ברמת הפרודוקטיביות הרצויה. בנוסף, חשוב מאוד ששינויים במצע התרבות במהלך תהליך האופטימיזציה לא ישפיעו על איכות המוצר.
2. קווי התאים בשימוש לשורות תאים שונות יש דרישות תזונתיות שונות עקב הבדלים מטבוליים, מה שקובע את שיטת האופטימיזציה של מצע התרבות.
קווי התאים הנפוצים ביותר בתעשיית הביוטכנולוגיה כוללים תאי CHO, תאי BHK{{0}}, תאי היברידומה, תאי מיאלומה ופיברובלסטים דיפלואידים נורמליים. לשורות תאים מסוימות יש דרישות תזונתיות ספציפיות, כגון תאי מיאלומה NS0 הדורשים כולסטרול. פיברובלסטים דיפלואידים רגילים דורשים גורמי התקשרות על מנת להיצמד ולהתרחב על פני השטח. הם גדלים בצפיפות נמוכה יותר ולכן אינם דורשים ריכוזים גבוהים של חומרים מזינים. קווי תאי היברידומה לרוב תלויים מאוד בגלוטמין. לרוב חסרה להם תקופה יציבה לאחר שהגיעו לשיא צפיפות התאים, ואז שיעור ההישרדות יורד במהירות. לכן, אופטימיזציה של מצע התרבות יכולה לשמור על שיעור ההישרדות ולהגביר את הייצור של נוגדנים חד שבטיים.
3. תהליך ייצור מצב זרימת התהליך לא ישפיע רק על בחירת המדיום לתרבית תאים, אלא גם על שיטת האופטימיזציה. זרימות התהליך השונות בהן נעשה שימוש כוללות.
1. תרבית אצווה משתמשת במצע תרבית יחיד כדי לשמור על צמיחה וייצור תאים. לכן, מצע התרבות צריך להיות עשיר בחומרים מזינים אך להישאר בגבולות הפיזיולוגיים של התאים.
2. תרבית Fed-batch בתהליך תרבית תאים משתמשים בסוגים שונים של מדיות תרבית לפי שלבים שונים של התהליך. מצע הגידול צריך להיות מתוכנן כך שיהיה בעל ריכוזי תזונה נמוכים כאשר צפיפות התאים נמוכה בחיסון, אך כדי לשמור על קצב גידול תאים גבוה במהלך הרחבת התרבית ושלבי הייצור המוקדמים. כאשר התרבית נכנסת לשלב הייצור, מתווספת הזנה בריכוז גבוה.
3. תרבית זלוף תהליך זלוף מאריך את זמן התרבית על ידי אספקת חומרים מזינים טריים באופן רציף לתאים תוך סילוק פסולת נוזל ומטבוליטים. לעומת זאת, תרבות אצווה ותהליכי תרבות אצווה מוזנים אינם בעלי יתרון זה. היתרונות העיקריים של טכנולוגיית הזילוף כוללים עיצוב תהליכים קומפקטי, גמישות, פרודוקטיביות מוגברת, תשואה משופרת ועקביות של איכות המוצר, אך ישנן גם בעיות של קושי בהגדלה ועלויות גבוהות יותר.