用于细胞培养的装置和方法制造方法及图纸

一种用于细胞（C）培养的生物反应器（1），其包含用于细胞（C）粘附和液体培养基（M）分配的载架（7）的堆叠体。所述载架（7）被堆叠，以便限定在相邻载架（7）之间的用于液体培养基（M）流动的层区（6）。相邻层区（6）经由空隙（2）而流体连通地互连，使得液体培养基（M）能够从一个层区（6）流向相邻层区（6）。第一层区与相邻的第二层区（6'）之间的空隙（2）不与所述第二层区（6'）与相邻的第三层区（6″）之间的一个或多个空隙（2）重叠。一个或多个载架也可以包括适合于阻止细胞粘附或生长的区域，从而允许从所述生物反应器外的有利位置来观察细胞在相邻载架上的生长。本发明专利技术还公开了相关的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞培养的装置和方法
本公开涉及一种用于细胞培养的装置、所述装置的制造和操作方法、以及所述装置用于贴壁细胞培养、干细胞或原代细胞培养、哺乳动物细胞培养和用于生产抗体或病毒（例如用于人类和/或动物治疗或疫苗的抗体或病毒）的应用。
技术介绍
商业上相关的真核细胞的细胞培养可以分成两类：细胞系和原代细胞或干细胞。细胞系适合于疫苗（病毒）和蛋白质例如抗体的制备。这样的细胞被用作生物反应器，因此所述细胞只是宿主。细胞可以被遗传工程改造：人们在细胞中导入基因序列，人们希望细胞生产这些基因序列的基因产物。这类细胞可以在固定床生物反应器例如WO2007/039600A中公开的固定床生物反应器中生长，所述专利申请的公开内容在此引为参考。在涉及干细胞时，细胞本身可以被收获，因此也是产品。该产品可用于例如再生医学和组织工程。实验显示，某些细胞类型例如干细胞的培养比细胞系的培养精细得多，这是由几种因素造成的。细胞被证明对机械胁迫和其他外部影响非常敏感。在细胞系的生产中使用的用于扩增细胞和从生物反应器收获细胞两者的典型程序往往不适用于干细胞；它们容易损伤或杀死所有干细胞。目前，干细胞典型地在静置条件下、在置于培养箱中的组织培养瓶中生长。为清楚起见，“培养瓶”是指所有静置的培养装置，例如T瓶、皮氏培养皿、细胞工厂细胞培养室（CellFactoriesCellstacks）等。滚瓶也与培养瓶相关联。这些静置培养瓶设有用于气体交换的过滤器。培养箱包含多个T瓶，每个T瓶在提供足够营养物后构成了适合于细胞培养的基材。这样的系统具有的缺点是就每单位体积的可用表面而言效率非常低。此外，细胞生长的准备耗费时间：通过插入包含待生长的细胞和营养物的专用液体（例如分散体、或悬液等）来填充T瓶，然后将T瓶上下颠倒一次或大于一次以使细胞分布在可用层区上。此外，对于每个批次/每位患者来说，根据为生产治疗所需的足够细胞量所要求的T瓶的数量，这种操作需要重复几次。因此，认识到需要一种能够解决上述这种装置等的局限性的装置。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种可选的生物反应器。本专利技术实施方案的优点包括：它们允许成本效率更高地培养细胞、特别是干细胞和/或原代细胞，同时仍允许细胞附着于表面，和/或在两个维度上提供良好生长，和/或允许以所需的质量水平收获细胞。本专利技术的目的通过本专利技术第一方面的实施方案得以满足。在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于细胞培养的生物反应器。在第一方面的实施方案中，本公开涉及用于细胞培养的装置。所述装置包含多个用于细胞粘附和液体培养基分配的载架（carrier）。所述载架彼此堆叠，从而在相邻载架之间限定了用于液体培养基流动的层区(level)。这些层区经由所述载架中的一个或多个空隙而流体连通地互连，使得液体培养基能够从一个层区向相邻层区流动。第一层区和与第一层区相邻的第二层区之间的一个或多个空隙彼此不重叠。在第一方面的实施方案中，本公开涉及用于细胞培养的生物反应器，其包含由板或膜形式的载架组成的堆叠体，所述载架具有用于细胞粘附并且液体培养基可以沿着其进行分配的表面。所述载架限定了在相邻表面之间的用于液体培养基流动的层区，其中所述层区通过每个表面中的一个或多个空隙互连，使得液体培养基能够从一个层区向相邻层区流动。第一载架中的一个或多个空隙，当垂直投影在相邻的第二载架上时，不与所述第二载架中的一个或多个空隙重叠。换句话说，当在第二载架中的第二空隙上的垂直投影中观察第一载架中的第一空隙时，在单个层区的相对侧上的第一和第二载架中的第一空隙是相互横向或旋转错位的。优选地，被限定在相邻载架之间的层区在所述载架的侧边缘处气密封闭。这迫使液体培养基使用载架内的空隙从一个层区去往相邻层区。所述堆叠体的顶部和/或底部载架尽管不为相邻层区所共用，但仍可以具有本公开的第一方面的任何实施方案的任何特征。例如，这些载架中可以具有多个空隙，使得液体培养基能够流过顶部或底部载架（以进入或离开堆叠体）。在底部载架的情形中，相邻载架位于其上方，而在顶部载架的情形中，相邻载架位于其下方。在顶部或底部载架之外的任何其他载架的情形中，相邻载架是下方或上方的载架。优选情况下，它是在驱动机构所施加的流动方向上的下一个载架（并且最优选情况下，是上方的载架）。在实施方案中，至少一个载架可以由单个实心载架（例如板或膜）提供，其中一个或多个空隙是所述实心载架中的孔口。载架优选由板或膜提供。板或膜可以是无孔或有孔的（其中孔小于0.05mm，使得通过所述材料的流动是以通过所述空隙（例如圆形孔口）的流动为主而不是以通过所述孔的流动为主），并且优选包含刚性板。可选地，载架至少可以在远离互连空隙的区域中是无孔的。可选地，可以使用大孔材料，只要通过所述材料的流动是以通过所述孔口的流动为主而不是通过所述孔的流动为主即可。例如，可以使用不可渗透的织物。也可以使用塑料材料，例如刚性聚苯乙烯板。在实施方案中，至少一个载架可以由被一个或多个空隙横向隔开的一组实心载架（例如板和/或膜）提供。在一组实心载架被一个或多个空隙横向隔开的情形中，所述实心载架全都在同一平面中（如果载架垂直于主方向的话），或者全都是同一圆锥形或角锥形表面的一部分（如果载架以不垂直于主方向的方向定向的话）。载架中的空隙起到了使相邻层区之间流体连通地互连的作用。在实施方案中，在每个载架中，所述空隙所占的总表面积与实心载架所占的总面积之间的比率可以在1%至20%、优选1%至15%、更优选1%至10%的范围内。由该总表面积所表示的载架区域部分优选保持尽可能小，以便可用于携带细胞的表面保持尽可能大。然而，足以确保每个细胞的良好氧合和营养物供应的足够高和足够均匀的液体培养基流动，要求该载架区域部分足够大。本公开的实施方案可以同时满足所述细胞载架区域要求和氧合/营养物要求两者。在实施方案中，空隙可以具有1至4、优选1至2的纵横比（长度与宽度的比率）。在实施方案中，空隙可以是圆形的。在实施方案中，不依赖于空隙的形状，空隙的宽度可以为0.05mm或更大、0.1mm或更大、0.2mm或更大、0.5mm或更大、2mm或更小、1mm或更小、0.5mm或更小。大于0.05mm的尺寸是优选的，以允许细胞通过。在实施方案中，不依赖于空隙的尺寸和形状，层状载架的每单位面积的空隙数量优选使得用于流体连通地互连的所有空隙所占的表面积与用于细胞粘附的实心载架的表面积之间的比率优选为20%或更小，更优选为15%或更小，最优选为10%或更小。优选情况下，它为1%或更大。在实施方案中，层状载架的每单位面积的空隙数量在所述层状载架的整个表面上可以是恒定的。空隙（孔洞）的密度可以是例如0.001至100个空隙/mm2、0.03至60个空隙/mm2或0.1至10个空隙/mm2。在一个实施方案中，在第一层状载架中存在多个空隙，并且每个这些空隙具体体现为穿透所述层状载架（例如板或膜）的圆形孔洞，其直径小于第一层状载架的直径的1/10，优选小于1/50，更优选小于1/100，最优选小于1/1000。在该实施方案中，每块板的空隙数量可以为例如2个空隙至4x107个空隙、10个空隙至107个空隙、100个空隙至106个空隙、1000个空隙至105个空隙或5000个空隙至20000个空隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.11 GB 1007861.6;2010.05.11 GB 1007855.8;201.一种用于细胞(C)培养的生物反应器(1)，其包括第一载架和第二载架(7)，所述第一载架和第二载架各自具有允许流体培养基进入的至少一个入口，所述第一载架包括适合于细胞(C)粘附的第一部分，所述第二载架还包括适合于阻止细胞粘附的第二部分，由此，当所述第一部分与所述第二部分对齐时，所述第二载架的第二部分允许对所述第一载架的第一部分进行观察，其中，所述第一载架和第二载架包括在各自的表面中的一个或多个空隙，并且，所述第一载架中的所述一个或多个空隙在垂直投影在相邻的第二载架上时不与所述第二载架中的所述一个或多个空隙重叠，使得液体培养基能够通过每个载架中的所述空隙从一个层区流到相邻的层区，其中，所述第二部分包括在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。2.根据权利要求1所述的生物反应器(1)，其中，所述第一部分和第二部分包含所述载架(7)上的表面。3.根据权利要求1至2中任一项所述的生物反应器(1)，还包括用于容纳所述载架(7)的单个壳体。4.根据权利要求1至2中任一项所述的生物反应器(1)，其中，所述载架(7)包含可堆叠的托架或立方盒体。5.根据权利要求1至2中任一项所述的生物反应器(1)，还包括第三载架，所述第三载架具有适合于细胞粘附的第一部分以及适合与所述第二载架的第二部分对齐使用以阻止细胞粘附的第三部分。6.根据权利要求1至2中任一项所述的生物反应器(1)，其中，所述第二部分包含形成在所述载架中的开口。7.一种用于细胞(C)培养的生物反应器(1)，其包括由多个载架(7)组成的堆叠体，位于所述多个载架中的第二载架上方的第一载架具有适合于阻止细胞粘附的区域，由此，所述第一载架的没有细胞粘附的该区域允许透过所述第一载架来观察所述第二载架上的细胞生长区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，其中，所述适合于阻止细胞粘附的区域包括在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。8.一种用于细胞(C)培养的生物反应器(1)，其包括由N个载架(7)组成的堆叠体，其中，第N-1个载架具有适合于阻止细胞粘附的至少一个区域，由此，所述第N-1个载架的该区域允许透过所述第N-1个载架来观察第N个载架上的细胞生长区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，其中，所述适合于阻止细胞粘附的至少一个区域包括在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。9.根据权利要求8所述的生物反应器(1)，其中，第N-2个载架具有适合于阻止细胞粘附的至少两个阻止区域，所述阻止区域中的第一个阻止区域允许观察所述第N-1个载架上的第一细胞生长区域，并且，所述阻止区域中的第二个阻止区域允许利用透过所述第N-1个载架的阻止区域的视线来观察所述第N个载架上的第二细胞生长区域。10.一种用于细胞(C)培养的生物反应器(1)，其包括由N个载架(7)组成的堆叠体，其中，第N-M个载架具有适合于阻止细胞粘附的至少M个区域，由此，所述第N-M个载架的该区域允许透过所述第N-M个载架来观察第N个载架上的细胞生长区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，其中，所述适合于阻止细胞粘附的区域包括在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。11.一种生物反应器(1)，其包括由N个实心载架组成的堆叠体，并具有从外部有利位置通向第N-1个载架表面上的细胞生长区域的透光视线通路，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，并且其中，所述生物反应器(1)还包括用于形成所述透光视线通路的透明材料(T)柱和在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。12.一种生物反应器(1)，其包括由多个载架(7)组成的堆叠体，并具有位于相邻载架之间的空间内的透光固体材料和在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区。13.一种生物反应器(1)，其包括由多个实心载架(7)组成的竖直堆叠体，每个载架(7)均具有用于接收流体培养基(M)的入口，并适合于允许透过一个载架的相邻载架而不是经由所述入口来观察该一个载架上的生长区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，其中，所述生物反应器(1)还包括在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域。14.一种用于细胞(C)培养的生物反应器(1)，其包括由多个实心载架(7)组成的堆叠体，所述载架(7)彼此堆叠，从而在相邻载架(7)之间限定了用于液体培养基(M)从所述生物反应器(1)的入口(21)向出口(22)流动的层区(6)，其中，相邻层区(6)经由两个或更多个空隙(2)而流体连通地互连，从而所述液体培养基(M)能够从一个层区(6)流到相邻的层区(6)，其中，第一载架和相邻的第二载架具有在所述载架上的适合于阻止细胞粘附的表面区域，以产生不受阻挡的光路，用于观察第三载架上的生长区域，其中，所述载架的每个表面中包括一个或多个空隙，当垂直投影时，彼此相邻的载架中的所述一个或多个空隙彼此不重叠，使得液体培养基能够经由每个载架中的所述空隙从一个层区流动到相邻的层区，其中，所述不受阻挡的光路还包括在所述第二载架与所述第三载架之间的透光材料。15.根据权利要求14所述的生物反应器，其中，所述载架(7)还包括位于第一层区和相邻的第二层区(6')之间的一个或多个空隙(2)，当沿着主方向(P)投影时，位于所述第一层区和相邻的第二层区(6')之间的一个或多个空隙(2)不与位于所述第二层区(6')和相邻的第三层区(6")之间的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪耶·卡勒兰嘉博，朱利安·卡登，何塞·安东尼奥·卡斯蒂略冈萨雷斯，
申请(专利权)人：阿特利斯公司，
类型：
国别省市：