细胞培养系统和细胞培养方法技术方案

本发明专利技术提供细胞培养系统和细胞培养方法。细胞培养系统具备：细胞培养槽；成分调整液储存槽；培养液成分调整部件，其具有细胞培养液的入口和出口；入口连接送液回路，其自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的入口；出口连接送液回路，其自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的出口；灌注部件，其用于将细胞培养液自入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注到出口连接送液回路；以及调整部件，其用于调整细胞培养槽的液量，其中，该细胞培养系统能够借助培养液成分调整部件对细胞培养槽内的细胞培养液的成分和成分调整液储存槽内的成分调整液的成分连续地进行调整并能够以使细胞培养槽内的细胞培养液的量为实质上恒定的方式调整细胞培养槽内的细胞培养液的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞培养系统和细胞培养方法
本专利技术涉及细胞培养系统和细胞培养方法。
技术介绍
近年来，除了以以往的合成化学物质为主要成分的医药品之外，还广泛应用作为以使用生物技术生产的生物材料为来源的医药品的生物制剂。在生物制剂之中，尤其引人注目的是抗体等细胞产物。这些生物制剂的效果非常好，但问题是价格高昂。另外，由于这些生物制剂是来自生物的产物，因此还存在在制造工序中品质的偏差等大于以往的医药品的可能性。因此，要求开发用于一次性大量地培养细胞并低廉地制造细胞产物的系统，能够通过可稳定地保持培养环境并维持细胞的品质的方式来提高细胞产物的品质的培养系统。并且，最近，将细胞用于治疗的再生医疗开始实用化。现在，在日本，关于皮肤、软骨组织方面也存在得到药品批准而在市场销售的产品。现在的治疗方法是，提取患者的一部分细胞，在使其增殖后制成组织而进行移植，但能够预想到，将来从成体干细胞(somaticstemcell)、多能性干细胞中诱导目标细胞并将其用于治疗的方法会实用化。在要实现这样的治疗的情况下，为了制作能够向患者移植的大小的组织，需要非常大量的细胞。以心脏的左心室为例，估算会需要10＾9个数量级的细胞数。要准备如此大量的培养细胞，凭借现在的技术手段需要花费大量的工夫和成本。并且，现在的细胞培养工序的大部分内容是通过人的手动操作来实施的，因此，不能完全避免操作错误、细菌等混入到培养系统中的风险。由此，要求实现一种能够以更高的密度培养细胞并能够低成本且自动地实施细胞培养的有效的培养系统。作为满足这样的要求事项的培养系统，有如下提案：一边利用基于半透膜的透析原理来连续地净化培养液一边进行培养的各种系统(例如，参照专利文献1、2。)。但是，在利用这些系统进行细胞培养时，因灌注培养液而产生的半透膜外侧和内侧的压力差、成分的浓度梯度而使培养液溶剂经由膜进行移动，当实施长时间的培养时，会使槽内的液量减少或增加而难以控制培养槽内的液量，因此存在难以进行稳定的培养这样的问题。并且，还存在如下问题，即，通常，在利用这些系统进行培养时，为了减少培养液的组分变化，要求尽量提高灌注的速度，但越提高灌注速度，越难以进行所述控制。另外，扩大培养规模也会导致提高灌注速度，从而仍产生相同的问题。另外，作为其他方法，在非专利文献1中公开有一种将透析部件连接于转筒型(ローター型)的细胞培养槽的方法。但是，存在这样的培养槽需要为与通常广泛使用的细胞培养装置不同的特殊的细胞培养槽且难以提升规模这样的问题。专利文献1：日本特开昭63－226279号公报专利文献2：日本特公平7－40928号公报非专利文献1：BiotechnologyandBioengineering，2005；92(7)：920
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术提供一种用于解决以上所述问题的细胞培养系统。即，本专利技术的课题在于，提供一种能够应对各种细胞的培养形态并且能够同时实现低成本、省力化、高密度培养的系统。用于解决问题的方案本专利技术者们为了解决所述问题而进行了认真研究，结果发现，能够具有如下特征的细胞培养系统来提供一种可应对各种细胞的培养形态并且可同时实现低成本、省力化、高密度培养且可易于实现提升规模的系统，从而完成了本专利技术，该细胞培养系统的特征在于，能够借助培养液成分调整部件对细胞培养槽内的细胞培养液的成分和成分调整液储存槽内的成分调整液的成分连续地进行调整，且能够以使细胞培养槽内的培养液量为实质上恒定的方式调整细胞培养槽内的培养液量。即，本专利技术的技术方案提供一种细胞培养系统，其具备：细胞培养槽，其用于培养细胞；成分调整液储存槽；培养液成分调整部件，其具有细胞培养液和/或成分调整液的入口和出口，并具有半透膜；入口连接送液回路，其自细胞培养槽和/或成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的入口；出口连接送液回路，其自细胞培养槽和/或成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的出口；灌注部件，其用于将细胞培养液和/或成分调整液自入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注至出口连接送液回路；以及调整部件，其用于调整细胞培养槽的液量，其中，该细胞培养系统能够借助培养液成分调整部件对细胞培养槽内的细胞培养液的成分和成分调整液储存槽内的成分调整液的成分连续地进行调整，并能够以使细胞培养槽内的细胞培养液的量为实质上恒定的方式调整细胞培养槽内的细胞培养液的量。例如，也可以是，在细胞培养系统中，培养液成分调整部件配置在成分调整液储存槽内，培养液成分调整部件具有细胞培养液的入口和出口，入口连接送液回路自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的入口，出口连接送液回路自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的出口，灌注部件将细胞培养液自入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注到出口连接送液回路。或者也可以是，在细胞培养系统中，培养液成分调整部件配置在细胞培养槽内，培养液成分调整部件具有成分调整液的入口和出口，入口连接送液回路自成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的入口，出口连接送液回路自成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的出口，灌注部件将成分调整液自入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注到出口连接送液回路。另外，或者也可以是，在细胞培养系统中，相对于成分调整液储存槽和细胞培养槽而言，培养液成分调整部件设于外部，入口连接送液回路包括第1入口连接送液回路和第2入口连接送液回路，该第1入口连接送液回路自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的第1入口，该第2入口连接送液回路自成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的第2入口，出口连接送液回路包括第1出口连接送液回路和第2出口连接送液回路，该第1出口连接送液回路自细胞培养槽连接到培养液成分调整部件的第1出口，该第2出口连接送液回路自成分调整液储存槽连接到培养液成分调整部件的第2出口，半透膜划分出将第1入口和第1出口相连接的空间和将第2入口和第2出口相连接的空间，灌注部件包括用于将细胞培养液自第1入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注到第1出口连接送液回路的部件和用于将成分调整液自第2入口连接送液回路经由培养液成分调整部件灌注到第2出口连接送液回路的部件。也可以是，灌注部件具备：送液部件，其用于将细胞培养槽的细胞培养液和/或成分调整液储存槽的成分调整液输送到培养液成分调整部件；以及回液部件，其用于使被输送到培养液成分调整部件，使细胞培养液中的不需要的物质和成分调整液中的有用物质相接触后的细胞培养液和/或成分调整液返回，送液部件的每小时的送液量V1和回液部件的每小时的回液量V2之间满足关系式：0.9×V1≤V2≤1.1×V1，含有细胞的细胞培养液的总量的变动在10％以内。也可以是，细胞培养系统还具备过滤件，该过滤件设置在入口连接送液回路上或第1入口连接送液回路上，用于不使细胞或细胞聚集群通过入口连接送液回路上或第1入口连接送液回路上位于细胞培养槽内侧的端部，而使细胞培养液实质上通过入口连接送液回路上或第1入口连接送液回路上位于细胞培养槽内侧的端部。另外，本专利技术的技术方案提供一种细胞培养方法，该细胞培养方法包括以下步骤：a)设置所述的细胞培养系统，b)向细胞培养槽供给细胞和细胞培养液且向成分调整液储存槽供给培养液成分调整液，c)连续地灌注细胞培养液和/或成分调整液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞培养系统，其具备：细胞培养槽，其用于培养细胞；成分调整液储存槽；培养液成分调整部件，其具有细胞培养液和/或成分调整液的入口和出口，并具有半透膜；入口连接送液回路，其自所述细胞培养槽和/或所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的入口；出口连接送液回路，其自所述细胞培养槽和/或所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的出口；灌注部件，其用于将所述细胞培养液和/或所述成分调整液自所述入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注至所述出口连接送液回路；以及调整部件，其用于调整所述细胞培养槽的液量，其中，该细胞培养系统能够借助所述培养液成分调整部件对所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的成分和所述成分调整液储存槽内的所述成分调整液的成分连续地进行调整并能够以使所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的量为实质上恒定的方式调整所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.27 JP 2012-1040781.一种细胞培养系统，其具备：细胞培养槽，其用于培养细胞；成分调整液储存槽；培养液成分调整部件，其具有细胞培养液和/或成分调整液的入口和出口，并具有半透膜；入口连接送液回路，其自所述细胞培养槽和/或所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的入口；出口连接送液回路，其自所述细胞培养槽和/或所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的出口；灌注部件，其用于将所述细胞培养液和/或所述成分调整液自所述入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注至所述出口连接送液回路；以及调整系统，其用于以使所述细胞培养槽的液体容量在培养中实质上恒定的方式调整所述细胞培养槽的液体容量，所述调整系统包括：信息传递回路，其随时取得通过使用用于检测所述细胞培养槽的液量的部件而检测到的液量多于期望的液量或少于期望的液量时的信息；以及送液部件调整器，其基于所述信息使流经所述入口连接送液回路的液体的流速和流经所述出口连接送液回路的液体的流速之间具有差，从而控制所述细胞培养槽的液面，其中，该细胞培养系统能够借助所述培养液成分调整部件对所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的成分和所述成分调整液储存槽内的所述成分调整液的成分连续地进行调整并能够以使所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的量为实质上恒定的方式调整所述细胞培养槽内的所述细胞培养液的量。2.根据权利要求1所述的细胞培养系统，其中，培养液成分调整部件为中空纤维状。3.根据权利要求1所述的细胞培养系统，其中，所述培养液成分调整部件配置在所述成分调整液储存槽内，所述培养液成分调整部件具有所述细胞培养液的入口和出口，所述入口连接送液回路自所述细胞培养槽连接到所述培养液成分调整部件的入口，所述出口连接送液回路自所述细胞培养槽连接到所述培养液成分调整部件的出口，所述灌注部件将所述细胞培养液自所述入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注到所述出口连接送液回路。4.根据权利要求1所述的细胞培养系统，其中，所述培养液成分调整部件配置在所述细胞培养槽内，所述培养液成分调整部件具有所述成分调整液的入口和出口，所述入口连接送液回路自所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的入口，所述出口连接送液回路自所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的出口，所述灌注部件将所述成分调整液自所述入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注到所述出口连接送液回路。5.根据权利要求1所述的细胞培养系统，其中，相对于所述成分调整液储存槽和所述细胞培养槽而言，所述培养液成分调整部件设于外部，所述入口连接送液回路包括第1入口连接送液回路和第2入口连接送液回路，该第1入口连接送液回路自所述细胞培养槽连接到所述培养液成分调整部件的第1入口，该第2入口连接送液回路自所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的第2入口，所述出口连接送液回路包括第1出口连接送液回路和第2出口连接送液回路，该第1出口连接送液回路自所述细胞培养槽连接到所述培养液成分调整部件的第1出口，该第2出口连接送液回路自所述成分调整液储存槽连接到所述培养液成分调整部件的第2出口，所述半透膜划分出将所述第1入口和所述第1出口相连接的空间和将所述第2入口和所述第2出口相连接的空间，所述灌注部件包括用于将所述细胞培养液自所述第1入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注到所述第1出口连接送液回路的部件和用于将所述成分调整液自所述第2入口连接送液回路经由所述培养液成分调整部件灌注到所述第2出口连接送液回路的部件。6.根据权利要求1所述的细胞培养系统，其中，所述灌注部件具备：送液部件，其用于将所述细胞培养槽的所述细胞培养液和/或所述成分调整液储存槽的所述成分调整液输送到所述培养液成分调整部件；以及回液部件，其用于使被输送到所述培养液成分调整部件，使所述细胞培养液中的不需要的物质和所述成分调整液中的有用物质相接触后的所述细胞培养液和/或所述成分调整液返回，所述送液部件的每小时的送液量V1和所述回液部件的每小时的回液量V2之间满足关系式：0.9×V1≤V2≤1.1×V1，含有所述细胞的所述细胞培养液的总量的变动在10％以内。7.根据权利要求3所述的细胞培养系统，其中，该细胞培养系统还具备过滤件，该过滤件设置在所述入口连接送液回路上，用于不使细胞或细胞聚集群通过所述入口连接送液回路上位于所述细胞培养槽内侧的端部，而使所述细胞培养液实质上通过所述入口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩元潮，佐藤美智，小西佳奈子，松浦胜久，清水达也，冈野光夫，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，学校法人东京女子医科大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP