用于细胞培养的器皿制造技术

一种具有适合细胞生长的内部隔间的用于细胞培养的器皿，在一个实施例中，外管状壁在纵向方向上延伸并在径向方向上划定所述内部隔间的外边界。第一外端和第二外端分别在外管状壁的第一外端和第二外端处对所述内部隔间限界。所述内部隔间中的固定填充物包括诸如纤维基质的填充物。还公开了另外的实施例和相关的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于细胞培养的器皿相关申请的交叉引用本申请要求美国临时专利申请N0.61/735，841的优先权，其公开内容在此通过引用的方式并入。
本公开涉及用于细胞培养的器皿、包括用于细胞培养的器皿的生物反应器、制造这种器皿或生物反应器的方法、以及使用该器皿或生物反应器的方法，例如培养细胞。
技术介绍
在现今的细胞培养中，包括一个或多个器皿的生物反应器的产量是生物产业的多个主要关注点之一。当前方法的复杂性也可能会提高成本。因而，确定需要进行改进。
技术实现思路
本文公开的实施例的一个目的是提供优良的用于细胞培养的器皿及方法。其优点在于，当用于细胞生长时，所述器皿的产量可至少等于或甚至大于当前已知器皿的产量，且不会增加复杂性或成本。一个优点是提供具有更高细胞密度的器皿，从而提供增加的“体积产量”，即每器皿体积的产量。有利的是，提供当用于细胞生长时可具有在整个器皿中基本一致的细胞培养的器皿。有利的是提供如下的器皿:当用于细胞生长时，沿着细胞所生长的整个表面具有更均匀的介质通气和更新。有利的是提供如下的器皿:该器皿提供良好的细胞生长和/或改善的生存能力维护。有利的是提供能用于制造一次性器皿和生物反应器的器皿。一种方法和器皿可实现上述目的中的一个或多个。根据第一方面，根据本公开的用于细胞培养的器皿的实施例具有内部空间，该内部空间包含适合细胞生长的填充物。该内部空间由下列部件限定:-外管状壁，该外管状壁具有第一外端和第二外端，-内伸长壁，该内伸长壁的第一外端朝着外管状壁的第一外端定向，该内伸长壁的第二外端朝着外管状壁的第二外端定向，该内伸长壁位于外管状壁内，以及-第一封盖和第二封盖，该第一封盖和第二封盖用于封闭所述内部空间。用于细胞培养的器皿可具有环状内部空间，该环状内部空间包含适合细胞生长的填充物。当存在时，此环状内部空间具有由以下部件限定的环状体积:-外管状壁，该外管状壁具有第一外端和第二外端以及在纵向方向上延伸的纵向壁，该外管状壁在纵向方向上划定了所述环状体积的外边界；-第一封盖和第二封盖，该第一封盖和第二封盖分别在外管状壁的第一外端和第二外端处对所述环状体积进行限界和封闭；-内伸长壁，该内伸长壁的第一外端朝着外管状壁的第一外端定向，该内伸长壁的第二外端朝着外管状壁的第二外端定向，该内伸长壁位于外管状壁内，该内伸长壁在纵向方向上延伸且划定了所述环状体积的内边界，该内边界被所述外边界包围。可选地，该内边界被所述外边界封闭。该内伸长壁的第一外端可与第一封盖对齐。该内伸长壁的第二外端可与第二封盖对齐。该内伸长壁可由内伸长元件提供。该外管状壁可由外管状元件提供。有利的是，可迫使设置在所述器皿中以允许细胞培养的基本全部体积的培养介质(例如细胞培养介质）流经所述填充物。根据一个实施例，与所述外边界相切并具有在纵向方向上的轴线的最小圆柱体可具有直径Dmax ;所述内边界与外边界之间的沿径向方向的距离可在Dmax的5%至45%的范围内。具有环状体积的环状内部空间具有下列优点，即：在细胞生长期间，一旦旋转至少部分填充有培养介质（例如细胞培养介质）的器皿，介质就能够以基本均一和/或恒定的速度流过所述填充物。该介质甚至能够以柱塞流的形式流过所述填充物。可获得更均匀且可预测的细胞生长。可选地，获得了更高的产量。在将介质与气体（例如氧气或二氧化碳）混合以允许细胞生长的情况下，介质经由所述填充物的可预测且更均一的流动可引起对所述填充物的更均匀的通气，因此可提高整个填充物上的细胞生长效率。当培养介质（例如细胞培养介质）作为柱塞流流过所述填充物时尤其如此。在培养介质（例如细胞培养介质)穿入到所述填充物的给定区域中时，迫使所存在的气体或空气移位，例如流出该区域。一旦一定体积的培养介质（例如细胞培养介质）已经穿过该区域，就在所排出的一定体积的培养介质（例如细胞培养介质）后方产生低压。这种低压导致相邻的填充物区域中存在的气体或空气被吸入到存在低压的区域中。这样，不仅培养介质（例如细胞培养介质）穿过所述填充物移位，而且该器皿中存在的气体或空气也穿过所述填充物移位。培养介质（例如细胞培养介质，特别是该介质的组分）可适于所获得的产量。在特定实施例中，该介质富含例如用于短暂或组成型表达的孢子元素或另外的碳源。在其它特定实施例中，例如为了标记实验（例如NMR标记)而使用了基本培养基。根据第一方面的器皿可以是用于细胞培养的生物反应器的一部分。该器皿能够以可旋转方式安装在生物反应器中，由此，该器皿绕一个轴线旋转，该轴线基本平行于所述器皿的纵向方向，即外管状壁的纵向方向。封盖在外管状壁的两个外端处封闭其环状体积。这防止了该体积中存在的介质在这些封盖的高度处沿横向方向从该环状体积泄漏。在任何实施例中，该填充物都可以是适合黏附细胞生长的填充物。该填充物可以是适合悬浮培养的填充物。该填充物可选自由机织或无纺微纤维、多孔碳和壳聚糖基质组成的组。可选地，该微纤维可由PET或任何其它聚合物或生物聚合物制成。可将聚合物处理成适合细胞培养，如果这种处理是必要的话。适合的填充物或“载体材料”是适合细胞生长的诸如硅酸盐的矿物载体、磷酸钙、诸如多孔碳的有机化合物、诸如壳聚糖的自然产物、聚合物或生物聚合物。该填充物可采用具有规则或不规则结构的珠子的形式，或者可包括适合细胞生长的聚合物或任何其它材料的机织或无纺微纤维。也可将该填充物设置为具有多个孔和/或通道的单个件。该器皿中的填充物可具有各种形式和尺寸。在一些实施例中，该填充物是固体或多孔球、薄片、多边形的颗粒材料。通常，使用足量的填充物来避免该填充物颗粒在使用时在器皿内移动，因为这可能损伤细胞且可影响气体和/或介质的循环。替代地，该填充物由配合到内部器皿或配合到器皿的隔间内的元件构成，并具有适当的孔隙率和表面。根据特定实施例，该填充物的孔隙率的范围为60%至99%，更特别地，为80%至90%。为了黏附细胞生长，该填充物的细胞可达表面约在150至lOOOcmVcm3之间。其一个实例是Cinvent1n公司(德国)制造的碳基质(Carboscale)。可为该器皿的外管状壁、内伸长元件、封盖和可选的其它元件提供适合该器皿进行细胞培养的材料，例如不锈钢、聚苯乙稀、玻璃、聚乙稀、甲基丙烯酸甲酯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚乙烯对苯乙二醇、全氟烷氧基树脂、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龙、特氟纶、晶体聚苯乙烯、茂金属聚丙烯或间同聚苯乙烯。在一个实施例中，其中，细胞悬浮生长，根据需要用防止细胞黏附的化合物处理该器皿的元件。在另一实施例中，其中，细胞作为黏附细胞生长，根据需要用诸如多熔素的化合物处理该器皿的元件，以获得期望的黏附。该器皿还可包括至少第一和第二流体可渗透分隔件，该第一和第二流体可渗透分隔件将所述内部空间分为至少两个隔间，其中:-该流体可渗透分隔件在与管状轴线的方向平行的纵向方向上从内伸长壁延伸至外管状壁并从第一封盖延伸至第二封盖，并且-所述第一隔间和第二隔间中的一个不包含填充物。该器皿还可包括至少N个流体可渗透分隔件，它们将所述内部空间分为至少N个隔间，N是等于或大于2的整数。这些流体可渗透分隔件可在与管状轴线的方向平行的纵向方向上从内伸长壁延伸至外管状壁并从第一封盖延伸至第二封盖。可选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细胞培养的器皿，所述器皿具有用于细胞生长的内部隔间，所述器皿包括：‑外管状壁，所述外管状壁在纵向方向上延伸，所述外管状壁在径向方向上划定所述内部隔间的外边界；‑第一端和第二端，所述第一端和第二端分别在所述外管状壁的第一外端和第二外端处对所述内部隔间限界；以及‑填充物，所述填充物处于所述内部隔间中并包括纤维基质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让克里斯托弗·德吕格曼，何塞·安东尼奥·卡斯蒂略冈萨雷斯，维希沃思·佩泽，马修·克雷默，
申请(专利权)人：颇尔科技英国有限公司，颇尔阿特利斯有限公司，颇尔生命科学比利时公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB