灌注生物反应器系统及灌注细胞培养方法技术方案

本文提供了一种灌注生物反应器系统。所述灌注生物反应器系统包括具有壁的容器，所述壁至少部分限定用于容纳流体的内部隔室；流体连接到多个外部源中的至少一个外部源的至少一个端口以及流体连接到小孔膜装置的至少一个出口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灌注生物反应器系统及灌注细胞培养方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年11月22日提交的美国临时申请系列第62/589,669号的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。
本公开一般涉及灌注生物反应器系统，更具体地，涉及包括用于从微载体分离出细胞以及更换灌注生物反应器系统中的液体的组件的灌注生物反应器系统。
技术介绍
微载体细胞培养通常在生物反应器中进行。在培养期间，细胞在微载体的表面上生长。一旦细胞培养过程完成，经培养的细胞从微载体剥离，接着使含有细胞的经培养的溶液与微载体分离以用于进一步处理。用于使微载体与包含剥离细胞的经培养的溶液分离的一种常规技术包括使溶液通过容器中的刚性网筛。该筛允许经培养的流体通过，但阻止微载体通过。然而，随着微载体在筛上积累，它们开始堵塞筛并且阻止流体从中通过。堵塞的微载体还可困住细胞并阻止细胞通过网筛。一旦筛被堵塞，则过程停止直到筛畅通。这些过程步骤可能昂贵且耗时，并且还被认为在微载体细胞培养中导致细胞收率降低。另外，由于网筛是单独的系统部件，因此需要从进行细胞培养过程的容器转移经培养的溶液以使其通过网筛。由于该转移，这些网筛可能增加污染细胞或者细胞培养溶液的风险。用于使微载体与包含剥离细胞的经培养的溶液分离的几种其他技术例如包括差异化梯度离心、声共振、切向流过滤、旋转过滤器以及使用锥形或倾斜板的沉淀。大多数的这些技术要求昂贵的资本设备或者操作复杂。提供使微载体与包含剥离细胞的经培养的溶液分离的技术的一种相对不那么复杂的商购装置是HyQHarvestainer。HyQHarvestainer能够容纳几百升的培养基，并且依靠泵使细胞、微载体和培养基通过装置。更具体来说，HyQHarvestainer在较大的液体不可渗透的结构化袋内具有网袋，所述结构化袋具有出口以用于经过过滤的培养基。在将细胞、微载体和培养基溶液灌注入并通过HyQHarvestainer之前，反复洗涤微载体并在外部生物反应器中使细胞与微载体酶促分离。微载体被保留在HyQHarvestainer的内部网袋中，并且细胞和培养基通过内部网袋并随后离开外部的结构化袋进入细胞收集容器中。可以理解，所要求的步骤使得HyQHarvestainer的使用烦琐。
技术实现思路
根据本公开的实施方式，本文提供了一种灌注生物反应器系统。所述灌注生物反应器系统包括具有壁的容器，所述壁至少部分限定用于容纳流体的内部隔室；流体连接到多个外部源中的至少一个外部源的至少一个端口以及流体连接到小孔膜装置的至少一个出口。根据本公开的实施方式，提供了一种灌注细胞培养方法。所述方法包括：将细胞和细胞生长培养基加入到生物反应器系统的容器中，以及将可溶性微载体加入到所述容器中。所述方法还包括：通过使培养基从容器流到与容器流体连接的至少一个膜装置来移除废培养基，以及将新鲜培养基加入到容器中以替换所移除的废培养基。另外，所述方法包括：溶解可溶性微载体，以及通过使培养基从容器流到与容器流体连接的所述至少一个膜装置而从容器移除具有溶解的微载体材料的废培养基。在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图说明通过以下的说明和附图能够更加清晰地理解本公开，以下附图仅作为非限制性的实例给出，其中：图1示意性例示了根据本公开实施方式所述的灌注生物反应器系统；图2示意性例示了根据本公开实施方式所述的灌注生物反应器系统；以及图3例示了根据本公开实施方式所述的一种灌注细胞培养方法。具体实施方式下面对本公开的实施方式作详细说明，这些实施方式的实例在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。除非上下文明确有其他的说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数的指代物。阐述相同特征的所有范围的端点可独立地组合并包含所述端点。所有参考文献都以参考的方式纳入本文中。如在本文中所使用的，“具有”、“具备”、“含有”、“包括”、“包含”、“含”等以其开放含义使用，通常表示“包括但不限于”。除非另外说明，本文中使用的所有科技术语的含义具有本领域通用的含义。本文提供的定义是用来帮助理解本文经常用到的某些术语，不对本公开的范围构成限制。下文首先概括地描述本公开，然后在几个示例性实施方式的基础上详细描述本公开。在各个示例性实施方式中彼此组合示出的各特征并非都必须实现。特别地，各个特征也可以省略或与相同的示例性实施方式或其他示例性实施方式所示的其他特征以其他方式组合。本公开的实施方式涉及灌注生物反应器系统以及灌注细胞培养方法。本文所述的系统和方法采用可溶性微载体和至少一个灌注膜装置来促进几个细胞培养过程的进行，所述几个细胞培养过程常规上要使用生物反应器系统的单个容器中的分开的系统或硬件来进行。因此，本文所述的系统和方法有效地降低了与细胞生长，从生长表面分离细胞以及从系统收获细胞或其他细胞产物相关的成本。因此，通过促进在生物反应器系统的单个容器中进行细胞培养和分离过程，本公开的实施方式还降低了与从初始系统或容器移除细胞并将细胞转移到后续系统或容器相关的污染风险以及细胞收率损失。降低的污染风险的实例包括细胞或细胞产物潜在地暴露于污染物，例如，来自各种系统或容器的材料的可提取物和可浸出物和/或可能来自各种系统或容器的材料的微粒，或在将细胞或细胞产物从一个系统或容器转移到另一系统或容器期间可能源自环境的微粒。暴露于这些污染物可能导致昂贵的下游产物受污染，由于污染，最终需要弃去这些下游产物。本公开的实施方式得益于由可溶性微载体提供的细胞培养应用中的某些优点。对于细胞培养，常规是使细胞生长在细胞粘附表面上，因为大多数哺乳动物细胞和某些其他细胞是依赖于锚固才能够生长的。在平坦表面上的细胞培养中，粘附细胞可达到高度融合并因此通过细胞间接触抑制来限制细胞扩增，与这样的细胞培养不同的是，具有高表面积/体积比的微载体为有效的细胞培养放大或扩增提供了有吸引力的平台，其中收获的细胞、基于细胞的产品或条件培养基可以是所需的产品。虽然先前已经将由塑料材料形成的微载体用于细胞培养，但是可溶性微载体或者可以受控溶解以使细胞与微载体表面分离的微载体在细胞培养应用中提供了某些优点。如将在下文论述中变得更清楚的，本文公开的可溶性微载体被描述成可溶的和不溶的。如本文所用的术语“不溶的”用于指材料或材料的组合是不可溶的，并且在常规细胞培养条件(包括例如细胞培养基)下保持是固体。同样如本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌注生物反应器系统，其包括：/n具有壁的容器，所述壁至少部分限定用于容纳流体的内部隔室；/n流体连接到多个外部源中的至少一个外部源的至少一个端口；以及/n流体连接到小孔膜装置的至少一个出口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171122 US 62/589,6691.一种灌注生物反应器系统，其包括：
具有壁的容器，所述壁至少部分限定用于容纳流体的内部隔室；
流体连接到多个外部源中的至少一个外部源的至少一个端口；以及
流体连接到小孔膜装置的至少一个出口。


2.如权利要求1所述的灌注生物反应器系统，其中，小孔膜装置包括与所述至少一个出口流体连接的外部再循环环路。


3.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述小孔膜装置包括膜，所述膜的平均孔径阻止细胞通过所述膜。


4.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述小孔膜装置包括膜，所述膜的平均孔径在约0.01μm至约1.0μm之间。


5.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其还包括与所述至少一个出口流体连接的大孔膜装置。


6.如权利要求5所述的灌注生物反应器系统，其中，大孔膜装置包括与所述至少一个出口流体连接的外部再循环环路。


7.如权利要求5-6中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述大孔膜装置包括膜，所述膜的平均孔径阻止可溶性微载体通过所述膜。


8.如权利要求5-7中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述大孔膜装置包括膜，所述膜的平均孔径在约1μm至约100μm之间。


9.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其包括多个端口，每个端口与所述多个外部源中的一个外部源流体连接。


10.如权利要求1-8中任一项所述的灌注生物反应器系统，其包括与共用的管道歧管流体连接的一个端口，所述共用的管道歧管与所述多个外部源流体连接。


11.如权利要求1-8中任一项所述的灌注生物反应器系统，其还包括与所述至少一个端口流体连通的无菌连接器。


12.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其包括多个出口。


13.如前述权利要求中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述容器是包含塑料膜或塑料层压件的挠性容器。


14.如权利要求13所述的灌注生物反应器系统，其中，所述挠性容器包括至少一种塑料材料，其选自下组：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基戊烯(PMP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、多氟烷氧基物(PFA)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)及其衍生物。


15.如权利要求1-12中任一项所述的灌注生物反应器系统，其中，所述容器是刚性容器。


16.如权利要求15所述的灌注生物反应器系统，其中，所述刚性容器包括至少一种塑料材料，其选自下组：高密度聚丙烯(HDPE)、超高分子量(UHMW)聚乙烯、聚丙烯、EVA、LDPE和LLDPE。


17.如权利要求15所述的灌注生物反应器系统，其中，所述刚性容器包括玻璃。


18.一种灌注细胞培养方法，所述方法包括：
将细胞和细胞生长培养基加入到生物反应器系统的容器中；
将可溶性微载体加入到所述容器中；
通过使培养基从所述容器流到与所述容器流体连接的至少一个膜装置来移除废培养基；
将...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·L·鲁瑟尔，
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