搅拌器、细胞培养罐以及培养方法技术

本发明专利技术涉及一种细胞培养罐的搅拌器、细胞培养罐以及细胞培养方法。其中所述搅拌器包括：中轴；以及以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度占所述中轴的长度的20％至35％，叶片本体的旋转角度为15°至50°，最大径向长度为20mm到54mm，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。以上搅拌器、细胞培养罐以及细胞培养方法至少具有搅拌剪切力小、细胞产率高等优点。

Agitator, cell culture tank and culture method

【技术实现步骤摘要】
搅拌器、细胞培养罐以及培养方法
本专利技术涉及搅拌器、细胞培养罐以及培养方法。
技术介绍
细胞免疫治疗疗法，其原理是采集人体自身免疫细胞，经过体外培养，使其数量成千倍增多，靶向性杀伤功能增强，然后再回输到人体来杀灭血液及组织中的病原体、癌细胞。对于目前普遍的癌症治疗而言，在治疗过程中杀死肿瘤细胞缺少选择性，在杀死肿瘤细胞的同时，也杀死了大批正常的细胞。因此，靶向治疗一直是癌症治疗的热点研究课题。而细胞免疫的方法，例如CAR-T(ChimericAntigenReceptorT-CellImmunotherapy，嵌合抗原受体T细胞免疫疗法)是通过基因修饰获得携带识别肿瘤抗原特异性受体T淋巴细胞的治疗方法。它嵌合的抗原受体能够特异性结合肿瘤细胞表面的抗原，从而避免CAR-T细胞损伤到人体的正常细胞，实现靶向治疗。2017年8月10日，诺华宣布FDA正式批准其突破性CAR-T疗法Kymriah(tisagenlecleucel)上市，曾用名CTL019。用于治疗25岁以下的难治复发性B细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)患者，定价47.5万美元。2017年10月18日，FDA批准另一款CAR-T疗法Yescarta(axicabtageneciloleucel)上市，曾用名KTE-C19。用于治疗弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)、原发性纵隔B细胞淋巴瘤(PMBCL)以及转化型滤泡性淋巴瘤(TFL)，定价37.3万美元。获得CAR-T细胞的步骤通常是对培养的T细胞进行基因转导(CAR转导)，之后对转导后的细胞进行扩增，得到大量的CAR-T细胞；CAR-T细胞难以高效大规模培养，是细胞免疫疗法成本高昂的原因之一。动物细胞由于没有细胞壁，对于外部环境十分敏感，例如二氧化碳浓度等指标，培养体系中的污染物的混入等等，均会对动物细胞，尤其是T细胞的大规模培养产率造成显著影响。在实验室级别的培养规模，目前普遍采用的细胞扩增的方法是，培养容器为实验室常见的反应容器，例如细胞培养瓶，培养一段时间后需要进行换液，而换液过程需要技术人员对细胞与培养液的混合物进行离心以及对离心后产物进行培养液重悬，从而继续进行培养，最终在收获时，仍然需要进行离心操作，并使用生理盐水洗涤后，方可得到产物。细胞的培养产率与实验操作者的实验技能有很大关系，其换液过程中离心收集细胞的时间、重悬过程中吹吸细胞的力度、重悬后轻轻晃动的时间及力度均会影响实验结果。因此，培养过程无规范流程，导致培养的细胞的一致性较差，难以实现大规模的培养。现有技术中，工业化级别的混合，例如公开号CN107760524A中国专利申请文件记载的发酵装置，采用水翼桨、涡轮式桨等工业上常用的桨叶作为搅拌桨进行物料和菌种的混合，专利技术人发现，若采用一般工业上常用的搅拌桨用于搅动细胞与培养液，在其搅拌时产生的强力旋涡，导致的强剪应力会打碎T细胞，而使得细胞的产率偏低。现有技术中，减少细胞培养体系中剪切力的方案，大多为在搅拌器轴上设置多个搅拌元件。例如公开号为CN102639221A的中国专利申请文件记载的搅拌器系统，其在轴向设置至少三个搅拌器元件，采用了倾斜叶片+标准盘式搅拌器的结构，以减小细胞培养体系中的剪切力。专利技术人发现，采用上述搅拌器除了零件较多，导致装配、维护较为复杂之外，无论叶片是倾斜放置还是垂直放置，采用上述搅拌器的平板状叶片，会导致T细胞培养中细胞剪应力较大而影响细胞产率。现有技术中，也存在不带搅拌功能的细胞培养罐，例如公开号为CN107267389A中国专利申请文件记载的细胞扩增装置，其采用活塞体移动的方法排出培养液与细胞，但专利技术人发现，若采用该装置，由于其扩增装置内部没有搅拌，因此为了防止细胞沉降，必须频繁地进行离心－排出培养液的操作，将消耗大量时间以及材料，同时，最后收集扩增的细胞，采用活塞推动的方式，细胞在一些边缘区域会受到很大的压力，导致细胞的破坏，或粘附滞留在培养罐的边缘，降低细胞的产率。在工业化级别的大规模的培养过程中的产率比实验室级别的产率较低，其主要原因在于，采用常见的工业均相混合设备，例如螺旋桨叶式的搅拌器搅拌混合培养液和T细胞，在其搅拌时会产生旋涡，旋涡的剪应力会打碎T细胞，而使得细胞的产率偏低。综上所述，本领域需要一种用于细胞培养罐的搅拌器，以及培养方法，以便于实现CAR-T细胞的规模化培养。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种细胞培养罐的搅拌器。本专利技术的一个目的是提供一种细胞培养罐。本专利技术的一个目的是提供一种细胞培养方法。根据本专利技术一个方面的一种细胞培养罐的搅拌器，包括中轴和以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度占所述中轴的长度的20％至35％，叶片本体的旋转角度为15°至50°，最大径向长度为20mm到54mm，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。在所述搅拌器的实施例中，从所述叶片本体的底部到顶部，其径向长度随轴向高度以线性关系逐渐变小。在所述搅拌器的实施例中，所述螺旋状为在一个正螺旋面的基础上由圆锥面切除后保留在该圆锥面以内的部分形成，所述圆锥面的半锥角为20-45度。在所述搅拌器的实施例中，所述叶片本体最大径向长度在以下范围中选择：20-36mm或25-45mm或30-54mm。根据本专利技术另一方面的一种细胞培养罐，包括罐体以及设置于所述罐体内部空间的搅拌器；所述搅拌器包括中轴；以及以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度从中轴的底部起，占所述罐体高度的20％至35％，最大径向长度占所述罐体径向长度的50％至90％，螺旋的旋转角度为15°至50°，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。在所述细胞培养罐的实施例中，所述叶片还包括位于叶片本体最大径向长度处的封闭容纳腔，用于容纳驱动搅拌器旋转的磁石。在所述细胞培养罐的实施例中，所述罐体底面包括位于其中心的内凹部，用于与外部托盘定位连接；所述叶片设置有与所述内凹部相匹配的缺口，所述缺口与所述内凹部的轴向距离至少为2mm。在所述细胞培养罐的实施例中，所述中轴远离所述叶片的一端与一柱形卡块的中空区域的托孔相配合；在所述托孔的下端，所述中轴还设置有径向延伸的台阶面。根据本专利技术又一方面的一种培养方法，包括：a)在细胞培养罐中，将转导后的免疫细胞与培养液混合并在培养过程中持续搅拌，扩增培养免疫细胞；其中，所述细胞培养罐包括罐体以及设置于所述罐体内部空间的搅拌器；所述搅拌器包括中轴和以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度从中轴的底部起，占所述罐体高度的20％至35％，最大径向长度占所述罐体径向长度的50％至90％，螺旋的旋转角度为15°至50°，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞培养罐的搅拌器，其特征在于，包括：/n中轴；以及/n以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度占所述中轴的长度的20％至35％，叶片本体的旋转角度为15°至50°，最大径向长度为20mm到54mm，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。/n

【技术特征摘要】
1.一种细胞培养罐的搅拌器，其特征在于，包括：
中轴；以及
以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度占所述中轴的长度的20％至35％，叶片本体的旋转角度为15°至50°，最大径向长度为20mm到54mm，从底部到顶部的径向长度逐渐变小。


2.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，从所述叶片本体的底部到顶部，其径向长度随轴向高度以线性关系逐渐变小。


3.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述螺旋状为在一个正螺旋面的基础上由圆锥面切除后保留在该圆锥面以内的部分形成，所述圆锥面的半锥角为20-45度。


4.如权利要求1所述的搅拌器，其特征在于，所述叶片本体最大径向长度在以下范围中选择：
20-36mm或25-45mm或30-54mm。


5.一种细胞培养罐，其特征在于，包括：
罐体；
设置于所述罐体内部空间的搅拌器；
所述搅拌器包括中轴；以及
以所述中轴的轴线呈旋转对称并连接所述中轴的至少两片叶片，每片所述叶片包括叶片本体，所述叶片本体呈螺旋状延展，所述叶片本体的轴向长度从中轴的底部起，占所述罐体高度的20％至35％，最大径向长度占所述罐体径向长度的50％至90％，螺旋的旋转角度为15°至50°，从底部到顶部的径向长...

【专利技术属性】
技术研发人员：余学军，徐鹏，方勇军，李力，
申请(专利权)人：华道上海生物医药有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31