细胞生长基质制造技术

技术编号:21958591 阅读:21 留言:0更新日期:2019-08-24 21:55
本发明专利技术提供了一种结构化细胞生长基质或组件,其包括一个或多个间隔层和一个或多个细胞固定层。本发明专利技术还提供了一种包括所述基质或组件的生物反应器。

Cell growth matrix

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞生长基质
本专利技术涉及细胞生长基质,特别是结构化的高密度细胞生长基质。本专利技术还涉及所述基质在培养细胞中的用途和包含所述基质的生物反应器。
技术介绍
培养细胞(如真核细胞、动物细胞、哺乳动物细胞和/或组织)的技术是困难且复杂的,因为这些细胞很脆弱并且生长过程中需要营养和氧气,而这一点复杂且难以保持。鉴于对大量培养细胞的需求日益增加,生物反应器和培养装置已成为细胞研究和细胞生产中的重要工具,用于生产活性蛋白质和/或抗体和/或任何细胞副产物。现有技术的生物反应器包括非结构化的细胞生长基质,并且设有用于细胞培养基循环的内部或外部循环机构。细胞生长基质通常包含载体,其可以具有规则或不规则结构的珠子形状,或者可以包含聚合物的织造或非织造微纤维或能与细胞生长相容的任何其他材料。所述载体可具有各种形状和尺寸。已知的生物反应器及其非结构化的细胞生长基质具有若干不足之处。在它们的填充过程中生长基质的体积均匀性缺乏再现性,并且由于培养基流动的影响,它们随时间的移动和再分布会导致出现不可再现的细胞培养环境和在生物反应器的不同部分出现非常不同的微环境。所述载体可能聚集在生物反应器内的给定区域中,从而显著降低细胞培养期间的均质性。因此,部分培养细胞将非常有限地或无法接触到培养基和/或获得氧供给,这会导致不同的细胞代谢、产品质量的差异,甚至所述细胞的死亡以及较低的细胞生产率。另外,考虑到可能彼此粘附的载体的各种尺寸和形状,非均质基质难以进行生产和填充。现有技术的细胞生长基质的另一个缺点是不能精确确定它们的细胞培养表面。最后,由于将载体填充到生物反应器中费时费力,因此这种方式比较昂贵。US3948732描述了一种组件,其包括螺旋卷绕的管状腔室单元,利用该单元培养基和细胞可以在所述腔室内行进并围绕所述螺旋的中心行进并且粘附到所述腔室的内壁上。该组件包括间隔件,该间隔件设有间隔开的凸出支撑构件,该支撑构件与管状腔室单元交错设置。这些突出构件旨在促进气体沿轴向方向流过螺旋组件的横截面。所述间隔件在任何时候都不与管内的任何细胞或细胞培养基接触,更不能以任何方式为细胞提供路径。本专利技术的目的是提供细胞生长基质和包含所述基质的生物反应器,其克服了至少部分上述缺点。优选地,细胞生长基质应在小体积内提供大的细胞生长表面,同时仍能实现培养基和细胞循环。应避免系统内的压降,因为这会对某些细胞活力产生反作用。应提高再现性和均质性,同时保持手动操作和成本绝对值最低。细胞和细胞培养基行进的曲折路径需要与间隔层结合,该间隔层促使所述路径沿着并平行于所述间隔层和细胞固定层。
技术实现思路
在第一方面,本专利技术提供根据权利要求1、8、14、22、29和30所述的细胞生长基质组件或结构化细胞生长基质。在第二方面,本专利技术提供了根据本专利技术任何实施方案的细胞生长基质组件或基质在培养细胞中的用途。在第三方面,本专利技术提供了一种生物反应器,其包括根据本专利技术任何实施方案的细胞生长基质组件或基质。与现有技术中已知的那些相比,本专利技术的细胞生长基质组件或基质具有几个优点。通过使用结构化组件,可以忽略或最小化细胞生长过程中的变化性。由于已知的细胞培养表面和固定层的数量,可以容易且准确地确定细胞培养表面。可以很容易地调整待放置在生物反应器内的细胞培养表面,而不需要改变基质和/或生物反应器设计。所述基质在生物反应器内提供了改进的和组织化的细胞和细胞培养基流动性。此外,结构化细胞生长基质在生物反应器内提供了有效填充,从而优化了所述生物反应器内的内部空间使用并增加了细胞生长表面。因此,所述基质提供了高细胞密度的培养表面。此外,由于基质的结构化设计,促进了含有所述基质的生物反应器的一致性和可重复性生产。附图说明图1A和1B示出了根据本专利技术的两个实施方案的基质组件的部分截面视图。图2A至D示出了根据本专利技术的实施方案的基质组件的非限制性示例。图3A至B示出了根据本专利技术的实施方案的部分卷绕的基质组件的透视图和俯视图;以及紧密配置结构的组件实施例。图3C示出了根据本专利技术另一实施方案的完全卷绕基质俯视图;图4A至4D示出了根据本专利技术实施方案的网状间隔层结构的示例。图5示出了具有根据本专利技术实施方案的基质组件的生物反应器室,其中流体和细胞沿着顶部和底部或底部和顶部之间的间隔层和固定层的表面轴向流动。图6示出了旋转生物反应器的侧视图,该旋转生物反应器设置有根据本专利技术实施方案的基质组件,在使用时围绕其轴线旋转。具体实施方式本专利技术涉及细胞生长基质组件,后者在细胞培养中的用途和包含所述基质组件的生物反应器。除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。通过进一步的指导,所包括的术语定义用于更好地理解本专利技术的教导。如本文所用的,以下术语具有以下含义:除非上下文另有明确规定,否则本文所用的“一”、“一个”和“所述”指的是单数和复数指示物。举例来说,“隔间”是指一个或多于一个隔间。如本文所用的,“约”指可测量值,例如参数、数量、时间等,意指包括了是指定值的和与指定值相差+/-20%或更少的变化,优选地+/-10%或更少的变化,更优选地+/-5%或更少的变化,甚至更优选地+/-1%或更少的变化,更优选地+/-0.1%或更少的变化,在这些范围内这些变化适合于实施本公开的专利技术。然而,应该理解,修饰语“约”所指的值本身也是具体公开的。本文所用的“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(comprises)”和“由......组成(comprisedof)”与“包含(include)”、“包含(including)”、“包含(includes)”或“含有(contain)”、“含有(containing)”、“含有(contains)”是同义词,并且是包含性的或开放式术语,其指例如组件的存在,并且不排除或除去本领域已知的或其中公开的其他未列举的组件、特征、元件、构件、步骤的存在。由端点表示的数值范围包括该范围内包含的所有数字和分数以及所述的端点。术语组件、基质组件和基质在全文中可互换使用。在第一方面,本专利技术提供细胞生长基质组件,其包括一个或多个细胞固定层,所述细胞固定层具有允许细胞粘附、生长并形成细胞固定区的表面。与这些细胞固定层相邻的是一个或多个间隔层,其包括形成间隔区的结构,该结构可使细胞和培养基通过开放但曲折的路径,由此所述间隔层的结构或性质的选择为:使得所述间隔层能形成用于细胞和培养基平行于所述间隔层和固定层的表面行进的曲折开放路径。由间隔区形成的曲折路径或通道会形成湍流,这有助于细胞和细胞培养基侵入固定层。所述细胞固定层将限定一细胞固定区,而所述间隔层限定一间隔区。在进一步或替代的实施方案中,本专利技术提供了结构化细胞生长基质,其包括一个或多个间隔区和一个或多个细胞固定区。每个间隔区包括至少一个间隔层,每个细胞固定区包括至少一个细胞固定层,其中所述固定区与所述间隔区的厚度比至少为0.1,所述间隔区的厚度为至少0.1mm。在一个实施方案中,所述间隔区包括为细胞沿着所述各层行进提供曲折路径或通道的结构。根据本专利技术的目的,曲折路径应被理解为具有从总路径变化并沿着总路径变化的方向分量的路径。所述基质组件设计成使其允许流体和细胞沿本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种细胞生长基质组件,包括一个或多个细胞固定层和一个或多个间隔层,所述细胞固定层具有能使细胞粘附和生长的表面,所述间隔层包含形成与所述细胞固定层相邻的结构的曲折路径,细胞和培养基能沿所述细胞固定层和间隔层的表面而不是从曲折路径中通过,其中细胞将高效率地进入所述固定层并粘附在其一定深度处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.09 BE BE2016/58391.一种细胞生长基质组件,包括一个或多个细胞固定层和一个或多个间隔层,所述细胞固定层具有能使细胞粘附和生长的表面,所述间隔层包含形成与所述细胞固定层相邻的结构的曲折路径,细胞和培养基能沿所述细胞固定层和间隔层的表面而不是从曲折路径中通过,其中细胞将高效率地进入所述固定层并粘附在其一定深度处。2.根据权利要求1所述的细胞生长基质,其中所述间隔层包含网状结构。3.根据权利要求2所述的细胞生长基质组件,其特征在于,所述间隔层的网孔尺寸在0.05mm至5mm之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的细胞生长基质组件,其中所述细胞固定层限定了细胞固定区,并且其中所述间隔层限定了间隔区。5.根据权利要求4所述的细胞生长基质组件,其特征在于,所述固定区与所述间隔区的厚度比为至少0.1。6.根据前述权利要求4或5中任一项所述的细胞生长基质组件,其特征在于,所述间隔区的厚度为至少0.1mm,优选地在0.1至5mm之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的细胞生长基质组件,其特征在于,所述组件由一个或多个细胞固定层和一个或多个间隔层的结构组成,所述间隔层与所述细胞固定层相邻,所述得到的结构绕一芯部螺旋卷绕或同心卷绕。8.根据前述权利要求中任一项所述的细胞生长基质组件,其特征在于,所述细胞固定层由织造或非织造织物制成。9.一种结构化细胞生长基质,其包括一个或多个间隔区和一个或多个细胞固定区;所述间隔区包括至少一个具有曲折路径的间隔层,所述细胞固定区包括至少一个细胞固定层,其中所述固定区与所述间隔区的厚度比至少为0.1,所述间隔区的厚度为至少0.1mm。10.根据权利要求9所述的基质,其中所述间隔层形成曲折开放的路径,用于细胞和培养基沿所述间隔层和固定层的表面行进。11.根据权利要求9或10所述的基质,其中所述间隔层包括网状结构。12.根据权利要求11所述的基质,其中所述间隔层的网孔尺寸为0.05mm至5mm。13.根据前述权利要求中任一项所述的基质,其中所述间隔层和/或所述细胞固定层由生物相容性聚合物制成。14.根据前述权利要求中任一项所述的基质,其中所述细胞固定层是亲水性的。15.根据前述权利要求中任一项所述的基质,其中所述间隔层是疏水性的或亲水性的。16.根据前述权利要求中任一项所述的基质,其中至少一个间隔层至少部分不被细胞固定层覆盖。17.一种细胞生长基质组件,包括由织造或非织造织物制成的一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·卡斯蒂略B·迈雷斯Q·凡瓦勒杰姆
申请(专利权)人:尤尼沃尔塞尔斯股份公司
类型:发明
国别省市:比利时,BE

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