重力流式细胞培养装置、系统及其使用方法制造方法及图纸

通过培养基的连续重力流动而不使用机动化设备来培养悬浮和粘附细胞的多层细胞培养装置和系统最大程度地减少了细胞培养物的污染风险。多层细胞培养装置至少包括第一室和第二室，其被构造用于容纳流体并且是流体连接，使得第一室中的流体通过重力流动从第一室单向且连续地流动并进入到第二室中。多层细胞培养装置还可包括第三室，其被构造用于容纳流体并且定位在第二室的下方，使得第二室中的流体通过重力流动从第二室单向且连续地流动并进入到第三室中。还描述了使用这些装置和系统来培养细胞的方法。

Gravity Flow Cell Culture Device, System and Its Application

Multilayer cell culture devices and systems for culturing suspended and adherent cells by continuous gravity flow of the medium without the use of motorized equipment minimize the risk of contamination of cell cultures. Multilayer cell culture devices include at least the first and second chambers, which are constructed to accommodate fluids and are fluid-connected so that fluids in the first chamber flow unidirectionally and continuously from the first chamber to the second chamber through gravity. Multilayer cell culture devices may also include a third chamber, which is constructed to accommodate fluids and positioned below the second chamber so that fluids in the second chamber flow unidirectionally and continuously from the second chamber to the third chamber through gravity. Methods of using these devices and systems to culture cells are also described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】重力流式细胞培养装置、系统及其使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月22日提交的系列号为62/398,266的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。
本专利技术涉及连续重力流式细胞培养装置和系统，以及使用所述装置和系统来培养细胞的方法。
技术介绍
提供营养物以及稀释培养中的细胞的废产物的一种方法是悬浮培养细胞。悬浮液中的细胞密度可以极高，但是为了获得高的细胞密度，可能需要混合、搅拌、振荡和/或气体鼓泡。这些行为可造成剪切力，其是对培养中的细胞通常有害的力。并不是所有的细胞类型均适于悬浮培养，因此可能需要采用微载体。所需的全部设备可占据大体积的占用空间，这可能受到可用空间的限制，并且使细胞与微载体分离也存在问题。提供营养物及稀释培养中的细胞的废产物的另一种方法是在区室化容器中培养悬浮细胞，其中细胞在气体渗透性基材上生长并且/或者通过半透膜或透析膜而从培养基的大区室中分离出细胞。由于在透析膜的任意侧上形成的浓度梯度，营养物通过透析膜扩散向细胞，同时废物以相反的方向移动。由细胞产生的蛋白质产物仍保留在具有细胞的区室中，从而能够使重组蛋白浓缩。CELLine瓶(英特格拉生物科学公司，IntegraBiosciences)就是一种这样的容器。然而，这对于粘附细胞没有用处。灌注是向培养中的细胞提供新鲜营养物的另一种方法。其涉及机械设备，例如循环泵。存在可获得的各种泵，其中注射泵和蠕动泵为大多数灌注细胞培养系统提供动力。和E-CubeTM系统是使用循环泵的灌注系统。在一些情况中，培养基的初始引入，间歇式团注进料以及营养培养基和细胞的最终移除可通过管道利用重力发生，如在和容器中的那样。然而，这些容器的设计不能够随着时间连续进料。对微孔板中的细胞进行进料的其他方法通过液体静压力发生。在这种系统中，第一孔比后续的孔处于更大的压力下，以形成通过“芯吸”材料的流，该流从进料孔出发，经由培养孔到达废物孔。这是操作FloWellTM板的方法。在商业上未获得允许对培养中的细胞进行连续进料的简单、非机械化的方法的系统。这种类型的系统变得更有必要，因为几何结构能够使每平方厘米(例如作为球体)培养更多细胞变为可能，或者对于诸如T细胞之类的细胞类型，其变得更为必要，这些细胞类型基于单位细胞利用更大体积的营养物。为了例如满足T细胞的要求，或者满足使单位体积占用空间的细胞数增加的要求，将需要增大进料频率，这增加了细胞培养员的工作负担。每次干预还增加了细胞培养物受污染的风险。
技术实现思路
本文描述了通过培养基的连续重力流动而不使用机动化设备来培养悬浮和粘附细胞的多层细胞培养装置和系统，其最大程度地减小了细胞培养物的污染风险。下文还描述了使用这些装置和系统来培养细胞的方法。在一个方面中，本公开提供了一种多层细胞培养装置，其包括：第一室以及位于第一室下方的第二室，所述第一室被构造用于容纳流体并且包含至少第一孔，所述第一孔用于引入流体或从第一室移除流体。第二室被构造用于容纳流体并且包含至少第一孔，所述第一孔用于引入流体或从第二室移除流体。第一室和第二室被构造成流体连接，使得第一室中的流体通过重力流动从第一室单向且连续地流到第二室中。多层细胞培养装置还可包括第三室，其被构造用于容纳流体并且其位于第二室的下方。在该装置中，第三室包括用于引入流体或从第三室移除流体的至少第一孔，并且第二室和第三室被构造成流体连接，以使第二室中的流体通过重力流动从第二室单向且连续地流到第三室中。通常，第一室为进料室，第二室为培养室，第三室为废物室。第一室可以与第二室基本上平行。第二室可以与第三室基本上平行。第一室、第二室和第三室基本上可以彼此平行。在多层细胞培养装置中，流体在例如两天或更多天的时间内通过重力流动单向且连续地流动。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室和第二室中的至少一者包括通气口。在具有至少三个室的多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室、第二室和第三室中的至少一者包括通气口。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室还可包括细胞保留设备以用于防止第一室中的细胞进入第二室。类似地，第二室还可包括细胞保留设备以用于防止第二室中的细胞进入第三室。第一室可包含培养基和第一细胞群，第二室可包含培养基和第二细胞群。例如，第一细胞群可包括外周血单核细胞(PBMC)，而第二细胞群可包括T细胞。又例如，第一细胞群可包括成纤维细胞，而第二细胞群可包括干细胞。第二室可包括用于限制细胞的孔以用于球体细胞培养。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第二室的至少一个内表面涂覆有某种材料，该材料防止细胞结合到该至少一个内表面。在另一个实施方式中，第二室具有基本上为平面的水平表面以用于支持贴壁依赖(attachment-dependent)细胞的生长。在本文所述的多层细胞培养装置中，各室可以通过至少一个连接器(包括管道)流体连接。在这种实施方式中，第一盖可以覆盖用于引入流体或从第一室移除流体的所述至少第一孔，第一盖具有用于接收管道的第一端的至少第一接头，第二盖可覆盖用于引入流体或从第二室移除流体的所述至少第一孔，第二盖具有用于接收管道的第二端的至少第一接头。第一盖可包括用于从第一室排出气体的第二接头，第二盖可包括用于从第二室排出气体的第二接头。流量调节器可以操作性连接到管道。流量调节器可以例如为阀。在多层细胞培养装置的一个实例中，各室通过至少一个连接器流体连接，并且至少一个流量调节器(例如阀)操作性地连接到所述至少一个连接器。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室包括用于引入流体或从第一室移除流体的第二孔，第二室包括用于引入流体或从第二室移除流体的第二孔。可以例如夹住、关闭、覆盖或密封第二孔。每个第二孔可以操作性地连接到通气口。在一些实施方式中，第一室为袋子，并且第一室和第二室通过包含管道的连接器流体连接。流量调节器可以操作性连接到管道。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第二室的第二孔操作性地连接到通气口。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室和第二室可以通过与第一室流体连接的套管以及与第二室流体连接的至少第一隔膜流体连接。在该实施方式中，对第一室和第二室进行定位，使得所述至少第一隔膜被套管穿透。在这样的实施方式中，第一室可包括第一端和第二端以及在该两端中的一端处的倾斜的内表面，该倾斜的内表面相对于该两端中的另一端处的内表面倾斜。在该实施方式中，倾斜的内表面和套管处于第一室的相对端处。第一室可包括用于引入流体或从第一室移除流体的第二孔，其被第一盖覆盖，第二室可包括用于引入流体或从第二室移除流体的第二孔，其被第二盖覆盖。在多层细胞培养装置的一个实施方式中，第一室与第二室之间的表面具有设置在其中的孔，并且第一室与第二室通过设置在第一室与第二室之间的表面中的孔以及部分位于第一室的内部且延伸通过设置在第一室与第二室之间的表面中的孔的阀而流体连接。在这样的实施方式中，第一室可包括第一端和第二端以及在该两端中的一端处的倾斜的内表面，该倾斜的内表面相对于该两端中的另一端处的内表面倾斜。在该实施方式中，倾斜的内表面和设置在第一室与第二室之间的表面中的孔处于第一室的各相对端处。第一室可包括用于引入流体或从第一室移除流体的第二孔，其被第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层细胞培养装置，其包括：‑第一室，其被构造用于容纳流体并且包括用于引入流体或从第一室移除流体的至少第一孔；和‑位于第一室下方的第二室，所述第二室被构造用于容纳流体并且包括用于引入流体或从第二室移除流体的至少第一孔，第一室和第二室被构造成流体连接，以使第一室中的流体通过重力流动从第一室单向且连续地流动并进入到第二室中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.22 US 62/398,2661.一种多层细胞培养装置，其包括：-第一室，其被构造用于容纳流体并且包括用于引入流体或从第一室移除流体的至少第一孔；和-位于第一室下方的第二室，所述第二室被构造用于容纳流体并且包括用于引入流体或从第二室移除流体的至少第一孔，第一室和第二室被构造成流体连接，以使第一室中的流体通过重力流动从第一室单向且连续地流动并进入到第二室中。2.如权利要求1所述的多层细胞培养装置，其还包括第三室，所述第三室被构造用于容纳流体并且其位于第二室的下方，所述第三室包括用于引入流体或从第三室移除流体的至少第一孔，第二室和第三室被构造成流体连接，以使第二室中的流体通过重力流动从第二室单向且连续地流动并进入到第三室中。3.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，各室通过包含管道的至少一个连接器流体连接。4.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，各室通过至少一个连接器流体连接，并且至少一个流量调节器操作性地连接到所述至少一个连接器。5.如权利要求4所述的多层细胞培养装置，其中，所述至少一个流量调节器为阀。6.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，第一室包括用于引入流体或从第一室移除流体的第二孔，第二室包括用于引入流体或从第二室移除流体的第二孔。7.如权利要求6所述的多层细胞培养装置，其中，所述第二孔是被夹住、关闭、覆盖或密封的。8.如权利要求6所述的多层细胞培养装置，其中，使第二孔各自操作性地连接到通气口。9.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，第一室为袋子，并且第一室和第二室通过包括管道的连接器流体连接。10.如权利要求9所述的多层细胞培养装置，其中，使流量调节器操作性地连接到管道。11.如权利要求6所述的多层细胞培养装置，其中，使第二室的第二孔操作性地连接到通气口。12.如权利要求3所述的多层细胞培养装置，其中，第一盖覆盖用于引入流体或从第一室移除流体的所述至少第一孔，第一盖具有用于接收管道的第一端的至少第一接头，第二盖覆盖用于引入流体或从第二室移除流体的至少第一孔，第二盖具有用于接收管道的第二端的至少第一接头。13.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，第一室和第二室通过流体连接到第一室的套管和流体连接到第二室的至少第一隔膜而流体连接，对第一室和第二室进行定位，使得所述至少第一隔膜被所述套管穿透。14.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，第一室与第二室之间的表面具有设置在其中的孔，并且第一室与第二室通过设置在第一室与第二室之间的表面中的孔以及部分位于第一室的内部且延伸通过设置在第一室与第二室之间的表面中的孔的阀而流体连接。15.如权利要求1或权利要求2所述的多层细胞培养装置，其中，第一室包括第一端和第二端以及在该两端的一端处的倾斜的内表面，所述倾斜的内表面相对于该两端的另一端处的内表面倾斜，其中，所述倾斜的内表面和用于引入流体或从第一室移除流体的所述至少第一孔位于第一室的各相对端处。16.如权利要求13所述的多层细胞培养装置，其中，第一室包括第一端和第二端以及在该两端的一端处的倾斜的内表面，所述倾斜的内表面相对于该两端的另一端处的内表面倾斜，其中，所述倾斜的内表面和套管位于第一室的各相对端处。17.如权利要求14所述的多层细胞培养装置，其中，第一室包括第一端和第二端以及在该两端的一端处的倾斜的内表面，所述倾斜的内表面相对于该两端的另一端处的内表面倾斜，其中，所述倾斜的内表面和设置在第一室与第二室之间的表面中的孔位于第一室的各相对端处。18.如权利要求12所述的多层细胞培养装置，其中，第一盖包括用于从第一室排出气体的第二接头，第二盖包括用于从第二室排出气体的第二接头。19.如权利要求13所述的多层细胞培养装置，其中，第一室包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·马丁，A·J·坦纳，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US