利用声泳的治疗细胞洗涤、浓缩和分离制造技术

公开了用于从宿主流体连续地分离第二流体或粒子的多级声泳装置。还公开了操作该多级声泳装置的方法。系统包括以串联彼此流体连接的多个声泳装置，每个声泳装置包括流动腔室、能够产生多维声驻波的超声换能器以及反射器。该系统还可以包括泵和流量计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用声泳的治疗细胞洗涤、浓缩和分离相关申请的交叉引用本申请要求2016年5月3日提交的美国临时专利申请序列号62/330,947和2016年7月6日提交的美国临时专利申请序列号62/359,182以及2016年8月15日提交的美国临时专利申请序列号62/374,910的优先权。这些申请的公开内容由此通过引用以其整体被完全并入本文中。
技术介绍
浓缩治疗细胞并将它们从一种溶液转移到另一种溶液中(通常称为洗涤)是在细胞的生产和使用的多个阶段涉及的两个过程。细胞处理中材料的洗涤和分离是所选的细胞治疗的总体功效的重要部分。具体地，治疗细胞最初可以悬浮在生长血清中或者在类似二甲基亚砜(DMSO)的防腐剂材料中。将细胞从这些流体分离以使细胞可以被进一步处理在使用这种细胞材料的整个治疗过程中是重要的。在一个实例中，例如在制造CAR-T细胞中，细胞典型地从生物反应器回收、浓缩并在转导之前从培养介质被转移到电穿孔缓冲液中。细胞在最终制造步骤扩增之后，取决于所期望的应用，它们被浓缩并且被转移到适当溶剂中。治疗细胞被储存在专门的介质中以通过冷藏和/或冷冻方法来延长这些细胞的活力。当将治疗细胞引入患者体内时，这种专门的介质可能不相容。因此，将治疗细胞在与治疗细胞和患者均生物相容的缓冲液或洗涤介质中同时洗涤和浓缩可能是有帮助的。这些洗涤和浓缩方法常规地涉及离心和物理过滤的使用。洗涤步骤可以重复多次。例如，可以通过多个洗涤步骤完全移除特定介质(其可以是热原的或以其它方式有害的)，并且可以将细胞悬浮在新的缓冲液或洗涤溶液中。在该洗涤方法中，细胞中的许多通过离心和物理过滤方法而被降解或破坏。此外，过滤方法可能相当低效并且可能向用于批量处理的环境中带来非无菌的侵入，由此细胞培养物暴露于可能的病原体或者会对目标细胞培养物有害的外部细胞影响。此外，利用这些物理过滤方法，通过多个物理过滤器的使用生成了生物废物，这可能出现用于适当处理的附加步骤。该方法的成本和及时性也不利于制备用于引入患者的细胞的快速或低成本方法。
技术实现思路
本公开提供了用于以更简单、更低成本和更友好的用于粒子(例如治疗细胞)的处理来代替或增强伴随多个洗涤步骤的常规离心和物理过滤处理的方法和系统。该方法/处理可以在无菌环境中并且以连续的形式执行。本文中公开的是洗涤粒子的方法，其包括将第一介质和粒子的初始混合物馈送通过声泳装置的流动腔室。例如，第一介质可能含有诸如二甲基亚砜(DMSO)的防腐剂，其对于粒子(例如细胞)的未来应用/使用是不期望的。声泳装置还包括至少一个超声换能器，该超声换能器包括压电材料，该压电材料被配置成被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波。所述至少一个超声换能器被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波，使得粒子中的至少一部分被捕获在多维声驻波中。随后被捕获的粒子与第二介质混合以洗涤捕获的粒子(例如从粒子移除第一介质)。在一些实施例中，初始混合物通过流动腔室以获得粒子在减小体积的第一介质中的中间混合物。然后收集该中间混合物，并与第二介质一起混合以形成二级混合物。然后将二级混合物馈送通过流动腔室以获得粒子在减小体积的第二介质中的最终混合物。在其它实施例中，在初始混合物被馈送通过流动腔室之后，第二介质被馈送到流动腔室中。在此，第二介质取代第一介质，或者逐渐取代第一介质。还在其它实施例中，声泳装置还包括位于所述至少一个超声换能器下方的收集器，使得随着被捕获的粒子形成簇并且生长到临界尺寸并且随后从多维声驻波脱离时，所述簇落入收集器中。收集器通向收集容器，该收集容器包含第二介质，将粒子的簇与第二介质混合在一起。所述第二介质可以是生物相容性洗涤溶液或缓冲溶液。所述粒子可以是细胞。所述细胞可以是中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、NS0杂交瘤细胞、幼仓鼠肾(BHK)细胞、人类细胞、调节性T细胞、JurkatT细胞、CAR-T细胞、B细胞或NK细胞、外周血单核细胞(PBMC)、藻类、植物细胞、细菌或病毒。所述细胞可以附着到微载体。有时，所述至少一个超声换能器的压电材料是由多个压电元件形成的压电阵列的形式。每个压电元件可以通过灌封材料与周围的压电元件物理分离。压电阵列可以存在于单晶上，其中一个或多个通道将压电元件彼此分离。每个压电元件可以被单独连接到其自身的一对电极。压电元件可以彼此同相操作，或者彼此异相操作。声泳装置还可以包括用于冷却所述至少一个超声换能器的冷却单元。还公开了将微载体与细胞分离的方法，该方法包括将第一介质和与带有其上附着细胞的微载体的初始混合物馈送通过声泳装置的流动腔室。同样，声泳装置还包括至少一个超声换能器，该超声换能器包括压电材料，该压电材料被配置成被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波。所述至少一个超声换能器被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波，并且在多维声驻波中捕获带有附着细胞的微载体的至少一部分。然后通过使第二介质流动通过流动腔室来洗涤被捕获的带有附着细胞的微载体以移除第一介质。接下来，含有酶的第三介质流动通过流动腔室以将细胞与微载体分离。在一些实例中，微载体保持被捕获在多维声驻波中，并且细胞与微载体和/或流体分离。可替代地，细胞保持被捕获在多维声驻波中，并且微载体流动通过该装置。然后可以回收细胞和第三介质的混合物。第二介质和第三介质可以是相同的，或者可以是不同的。在具体实施例中，所述酶是胰蛋白酶。本文中还公开了培养袋，其包括：包围内部体积的侧壁，所述内部体积包括上部和下部；在培养袋的上端处在上部中的填充口；在培养袋的下端处在下部中的排放口；以及位于上部的底端处在填充口和排放口之间的洗涤出口；其中所述上部可以具有比下部大的直径。洗涤出口可以被连接到位于培养袋的下部中的洗涤入口。下部可以包括内部体积的从约1％至约5％。还公开了使用上述培养袋的声泳系统。该系统还包括：至少一个超声换能器，该超声换能器包括压电材料，该压电材料被配置成被驱动以在培养袋中产生多维声驻波；以及用于使所述至少一个超声换能器相对于培养袋在培养袋的上端和下端之间移动的装置。声泳系统还可以包括培养袋可以被放置到其中的罐。用于移动所述至少一个超声换能器的装置可以是位于该罐外侧的传送系统。声泳系统还可以包括用于将培养袋密封在其上部和下部之间的装置。例如，加热棒可用于将培养袋的两个相对侧熔化在一起，将上部与下部分离。本文中还公开了声泳系统，其包括：声泳装置，其包括馈送端口、位于馈送端口下方并且被配置成同时操作为洗涤入口和浓缩物出口的排放端口、洗涤出口以及至少一个超声换能器，该超声换能器包括压电材料，该压电材料被配置成被驱动以产生多维声驻波；通向声泳装置的馈送端口的馈送线路；从声泳装置的废物出口引出的废物线路；以及通向声泳装置的排放端口的洗涤线路；以及从声泳装置的排放端口引出的浓缩线路。各种线路通向向声泳装置提供各种材料/从声泳装置接收各种材料的容器。声泳系统还可以包括阀以在洗涤线路和浓缩线路之间切换。可替代地，在声泳系统中，馈送线路和洗涤线路可以穿过流入选择器阀。声泳系统还可以包括在流入选择器阀上游的馈送选择器阀。废物线路和浓缩线路也可以穿过流出选择器阀。以下更具体地描述了这些和其它非限制性特征。附图说明本专利或申请文件包含至少一幅以彩色完成的附图。具有彩色附图(多幅彩色附图)的该专利或专利申请公开的副本将在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洗涤粒子的方法，所述方法包括：将第一介质和粒子的初始混合物提供到声泳装置的腔室，所述声泳装置还包括包含压电材料的至少一个超声换能器；驱动所述至少一个超声换能器以在所述腔室中产生声驻波，使得所述粒子的至少一部分被捕获在所述声驻波中；以及将被捕获的粒子与第二介质混合以洗涤所述被捕获的粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 US 62/330,947;2016.07.06 US 62/359,182;1.一种洗涤粒子的方法，所述方法包括：将第一介质和粒子的初始混合物提供到声泳装置的腔室，所述声泳装置还包括包含压电材料的至少一个超声换能器；驱动所述至少一个超声换能器以在所述腔室中产生声驻波，使得所述粒子的至少一部分被捕获在所述声驻波中；以及将被捕获的粒子与第二介质混合以洗涤所述被捕获的粒子。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将所述初始混合物提供到所述腔室以获得所述被捕获的粒子在减小体积的所述第一介质中的中间混合物；收集所述中间混合物；将所述中间混合物与所述第二介质混合以形成二级混合物；以及将所述二级混合物提供到所述腔室以获得所述被捕获的粒子在减小体积的所述第二介质中的最终混合物。3.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述初始混合物提供到所述腔室之后，将所述第二介质提供到所述腔室。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述声泳装置还包括用于在其中收集被捕获的所述粒子的收集器，所述收集器位于所述至少一个超声换能器下方；并且其中所述收集器通向包含所述第二介质的收集容器。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二介质是生物相容性洗涤溶液或缓冲溶液。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述粒子是细胞。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述细胞是中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、NS0杂交瘤细胞、幼仓鼠肾(BHK)细胞、人类细胞、调节性T细胞、JurkatT细胞、CAR-T细胞、B细胞或NK细胞、外周血单核细胞(PBMC)、藻类、植物细胞、细菌或病毒。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述细胞附着于微载体。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个超声换能器的压电材料呈由多个压电元件形成的压电阵列的形式。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述压电元件彼此异相操作。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述声泳装置还包括用于冷却所述至少一个超声换能器的冷却单元。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述声驻波是多维声驻波。13.根据权利要求1所述的方法，其中，随着时间推移，在声泳装置的流动腔室中所述第二介质逐渐取代所述第一介质。14.一种将微载体与细胞分离的方法，其包括：将第一介质和带有附着其上的细胞的微载体的初始混合物馈送通过声泳装置的流动腔室，所述声泳装置包括至少一个超声换能器，所述超声换能器包括压电材料，所述压电材料被配置成被驱动以在所述流动腔室中产生多维声驻波...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·利普肯斯，W·M·小普雷茨，B·杜特拉，R·吉尔曼申，J·迪翁，C·莱德尔，L·马西，G·戈沙尔，
申请(专利权)人：弗洛设计声能学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US