灌注生物反应器平台制造技术

一种细胞培养设备，其包含一个或多个具有第一主表面和相对的第二主表面的板材。第一主表面包含确定多个孔的结构化表面。各孔具有确定确定上开口和最低点的内表面，且各孔的上开口的直径尺寸在100微米～2000微米的范围内。该设备还包含多个从第一主表面沿底部表面的一定长度延伸的间隔物。多个流动通道确定于相邻轨道之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灌注生物反应器平台本公开要求于2014年10月29日提交的美国临时申请系列号62/072039的优先权，该申请通过引用全文纳入本文。
本公开涉及用于培养细胞的设备、系统和方法。技术背景可保持的活细胞密度(VCD)决定生物反应器容器的生产能力和成本的一个主要变量。在生物反应器中，实现最高的可能VCD的一个限制是随着袋子越摇越快或为了适应培养物中的细胞高密度而提高了的营养物和气体交换要求而提高叶轮转速时细胞所经历的剪切力。另外，对于以附着依赖性细胞为产品的应用，例如对于生产用于筛选、细胞疗法或可再生医疗应用的细胞，可能难以从反应器中收获细胞。近年来，一直致力于在稳定的状态下以连续灌注的模式运行生物反应器，以尝试大大降低生产成本，同时保持自动化工艺中的一贯品质。虽然该方法显示是保持高细胞密度的一种有效方法，但其在商业生产治疗性蛋白质的适应性上存在困难。一种风险是一段延续时间培养后表达水平的不稳定，会随时间选择显示最快速的生长潜能的细胞，而不是那些表达感兴趣蛋白质的细胞。因此，需要能够提供提高感兴趣细胞的稳定性、方便收获附着依赖性细胞、或者提高活细胞密度中一种或多种特点的新颖细胞培养设备。专利技术概述根据本公开的各种实施方式，描述了具有一个或多个可堆叠的板材的细胞培养设备。这些板材具有确定结构化表面的主表面。结构化表面确定多个孔，可在这些孔中培养细胞。这些孔可具有微米尺度的尺寸，且可配置成促进球状细胞簇的形成。本文所述的设备还具有多个间隔物以保持堆叠板材之间的空间。在一些实施方式中，这些间隔物包括从主表面沿着板材长度延伸的分隔轨道。多个流动通道在相邻板材和/或轨道之间形成，用以灌注细胞培养介质。结构化表面可承载细胞密度很高的细胞生长，所述细胞生长可通过球体形成而得到增强。球体形成还应当增强细胞的功能稳定性，因为相对于单层中生长的细胞，球状体能够保持表示更好的类活体内反馈的分化细胞功能。在一些实施方式中，培养细胞的孔不粘附细胞，这能够有助于细胞的收获。在本文所述的各种实施方式中，将设备设计成允许代谢气体被动扩散，这能够允许更低的介质灌注速率，从而使被培养的细胞经历更小的剪切。在各种实施方式中，本公开描述了一种细胞培养设备。细胞培养设备包含一个或多个具有第一主表面和相对的第二主表面的板材。第一主表面包含确定多个孔的结构化表面。各孔具有确定上开口和最低点的内表面，且各孔的上开口的直径尺寸在200微米～500微米范围内，或者在100微米～2000微米的范围内。该设备还包含多个从第一主表面沿第一主表面的长度延伸的分隔轨道(间隔物)，多个流动通道确定于相邻轨道之间。在一些实施方式中，本文提供了用于生产蛋白质(例如诸如治疗性抗体或抗体片段的治疗性蛋白质)的方法，该方法包括：a)在本文所述的细胞培养设备的孔中培养表达蛋白质的细胞；以及b)从细胞分离蛋白质。在一些实施方式中，孔(例如微孔)具有接近正弦波的截面形状。在这些实施方式中，孔的底部是圆形(例如半球状圆形)，侧壁的直径从孔的底部向顶部增加，且孔之间的边界也是圆形的。因此，孔的顶部不以直角终止。在一些实施方式中，孔在底部与顶部的中点具有直径D(也称为D半高)、在孔的顶部具有直径D顶部，且从孔的底部至顶部的高度为H。在这些实施方式中，D顶部大于D。其他实施方式示于图15，其中，孔的宽度大于连续孔之间的屏障宽度。这种实施方式允许在培养表面的给定区域内存在大量的孔。在以下的详细描述中提出了本
技术实现思路
的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本
技术实现思路
而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述给出了本
技术实现思路
的实施方式，用来提供理解要求保护的本
技术实现思路
的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本专利技术的主题的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本专利技术的主题的各种实施方式，并与说明书一起对本专利技术的主题的原理和操作进行阐述。此外，附图和说明书仅仅是示例性的，并不试图以任意方式限制权利要求的范围。附图的简要说明当结合以下附图阅读时，能对本专利技术下文的具体实施方式的详细描述有最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：图1是具有结构化表面的基材的一种实施方式的示意性的侧视图，所述结构化表面具有用于培养细胞的孔。图2是结构化表面的孔的一种实施方式的示意性横截面图。图3是结构化表面的孔的一种实施方式的示意性横截面图。图4是具有结构化表面的基材的一种实施方式的图像。图5是在结构化表面的一种实施方式的孔中生长的细胞的示意性俯视图。图6A～C是板材和轨道实施方式的示意性透视图。图7是细胞培养设备的一种实施方式的示意性横截面图。图8是细胞培养设备的一种实施方式的示意性侧视图。图9A～B是歧管(9A)和扩张器扩张器(9B)的一种实施方式的一个面的示意图。图10A～B是以批处理模式(10A)和连续模式(10B)运行的系统的一个实施方式的示意图。图11A～B是孔的实施方式的示意性截面视图。图12是板材和轨道的堆叠单元的实施方式的示意性截面视图。图13是板材和轨道的堆叠单元的实施方式的示意性剖切透视图。图14是细胞培养设备的一种实施方式的示意性侧视图。图15A显示了一种细胞培养设备600的示意性的剖切透视图，其中，孔由可透气材料形成。在这种示例性的实施方式中，介质经由入口625进入设备的一端，在(经由出口635)离开之前循环通过整个设备，逆流通过各腔室。图15B显示了一种用于控制流体通过图15A所示的细胞培养设备的系统。图16A显示了一种细胞培养设备600的示意性的剖切透视图，其中，孔由可透气材料形成。在这种示例性的实施方式中，介质经由入口625进入，并且(经由入口歧管620)向所有区室分布，然后经由依附于出口635的出口歧管630离开相反端。图16B显示了一种用于控制流体通过图16A所示的细胞培养设备的系统。图17A和B是孔100阵列的一种示例性实施方式的示意图。图17A是其剖面图。图17B是孔阵列的示例性实施方式的从图17A的线B-B截取的俯视图。图18A和B是孔100阵列的另一种示例性实施方式的示意图。图18A是其剖面图。图18B是孔阵列的示例性实施方式的从图18A的线B-B截取的俯视图。图19A～C是孔100的阵列的另一种示例性实施方式的示意图。图19A是其剖面图。图19B是孔的阵列的示例性实施方式的从图19A的线B-B截取的俯视图。图19C是具有正弦曲线或抛物线形状的孔的阵列的图。专利技术详述下面将对本专利技术的主题的各种实施方式进行更详细的描述，其中的一些实施方式例示于附图中。附图中所使用的相同的编号表示相同的组件、步骤等。然而，应当理解的是，使用数字表示给定附图中的组件并非旨在对另一幅附图中标有相同数字的组件进行限制。另外，使用不同数字表示组件并非旨在表示标有不同数字的组件不能与其它编号的组件相同或相似。本公开除了其它方面以外还描述了具有多个堆叠板材的细胞培养设备，各堆叠板材具有第一主表面和相对的第二主表面。第一主表面包含确定多个微孔的结构化表面。在一个实施方式中，结构化表面是具有微孔阵列的基材。各孔具有确定上开口和最低点的内表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞培养设备，其包含：一个或多个板材，所述板材具有第一主表面和相对的第二主表面，且所述第一主表面包含多个微孔；和多个间隔物，所述间隔物从所述第一主表面延伸，且相邻间隔物之间确定多个细胞培养介质流动通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.29 US 62/072,0391.一种细胞培养设备，其包含：一个或多个板材，所述板材具有第一主表面和相对的第二主表面，且所述第一主表面包含多个微孔；和多个间隔物，所述间隔物从所述第一主表面延伸，且相邻间隔物之间确定多个细胞培养介质流动通道。2.如权利要求1所述的细胞培养设备，其特征在于，所述间隔物从所述第一主表面沿着所述板材的长度延伸，且相邻间隔物之间确定多个细胞培养介质流动通道。3.如权利要求1或2所述的细胞培养设备，其特征在于，各孔具有确定上开口和最低点的内表面，且各孔的所述上开口的直径尺寸在100微米～2000微米的范围内。4.如权利要求1～3中任一项所述的细胞培养设备，其特征在于，所述细胞培养设备包含多个彼此堆叠的所述板材。5.如权利要求1～4中任一项所述的细胞培养设备，其特征在于，还包含入口和出口，且所述多个介质流动通道中的每一个与所述入口和所述出口流体连通。6.如权利要求5所述的细胞培养设备，其特征在于，还包含入口歧管，所述入口歧管确定入口，且确定多个入口流动通道开孔，且所述多个入口流动通道孔中的每一个与各自的介质流动通道流体连通。7.如权利要求5所述的细胞培养设备，其特征在于，还包含出口歧管，所述出口歧管确定出口，且确定多个出口流动通道开孔，且所述出口流动通道孔中的每一个与各介质流动通道流体连通。8.如权利要求1～7中任一项所述的细胞培养设备，其特征在于，至少一对相邻的堆叠板材确定具有底表面和顶表面的细胞培养腔室，其中，所述底表面由所述堆叠板材的其中之一的所述第一主表面确定，所述顶表面由所述相邻堆叠板材的所述第二主表面确定。9.如权利要求1～8中任一项所述的细胞培养设备，其特征在于，还包含顶板，所述顶板设置在所述多个堆叠板材的最顶部细胞培养板上。10.如权利要求1～9中任一项所述的细胞培养设备，其特征在于，至少一个间隔物包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·R·马汀，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