用于生物反应器系统的灌注装置制造方法及图纸

公开了一种灌注装置，用于在生物反应器内的微载体上的细胞培养物生长期间从生物反应器中提取流体介质。还公开了在包含在微载体上的生物反应器中培养细胞的方法。灌注装置包括附连到过滤构件的中空管状构件。过滤构件具有能够以相对高的流量从生物反应器中提取流体介质的孔径和容积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物反应器系统的灌注装置相关申请本申请基于提交日期为2017年9月29日的美国临时专利申请序列号No.62/565,187并要求其优先权，该申请以全文引用的方式并入到本文中。
技术介绍
生物反应器是可以在实验室或工业规模上进行生物反应或过程的装置，在生物制药工业中广泛使用。生物反应器可用于批量应用，其中供应给生物反应器的生物材料保留在生物反应器中，直到反应时间结束。替代地，生物反应器可用于灌注应用，其中生物反应器中包含的流体介质被周期性地或连续地移除并重新供应至生物反应器，以便补充流体介质中包含的营养物，并可能移除在该过程中产生的有害副产物。在一些生物反应器系统中，微载体被添加到生物反应器中以促进细胞生长。例如，细胞可以粘附到微载体的表面，用于进一步生长和繁殖。以这种方式，微载体可以为反应器内的细胞培养生长提供更大的表面积。事实上，一些贴壁依赖性细胞，如某些动物细胞，需要附着在表面才能生长和分裂。微载体可以由各种不同的材料(包括聚合物)制成。微载体可以具有任何合适的形状，并且在一些应用中，包括圆形珠。微载体通常可以具有约200微米至约350微米的粒度。在一些系统中，微载体悬浮在培养基中，这是通过总体搅动引起的，这优化并最大化了生物反应器系统中的生长条件。过去在包含微载体的生物反应器系统中遇到的一个问题是快速从生物反应器中移除流体而不移除微载体或损坏微载体或生长在微载体上的细胞的能力。试图增加包含微载体的生物反应器系统的流出流量可能会由于尺寸不合适的汲取管而导致流动受到阻碍或阻塞，由微载体导致堵塞，和/或由于驱动流动的泵的上游产生的抽吸头而导致管道收拢。鉴于上述情况，需要一种用于从包含微载体的生物反应器中快速移除流体培养基的装置和方法。
技术实现思路
总体而言，本公开涉及一种灌注装置，其能够以相对高的流量从生物反应器中移除流体培养基，而不会损坏生物反应器或在反应器中生长的细胞。更具体地说，本公开涉及一种灌注装置，该灌注装置特别设计成以相对高的流量从包含微载体的生物反应器中移除培养流体介质。如下文将更详细描述的，灌注装置特别适合于移除流体，而不会移除或损害微载体或附着于微载体的细胞。本公开还涉及一种用于促进生物反应器系统中细胞生长的方法，其中灌注装置用于移除培养流体介质以进行补充和用于细胞进一步生长。例如，在一个实施例中，本公开涉及一种灌注装置，其包括用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件。中空管状构件可具有足以插入生物反应器的长度。例如，中空管状构件可以具有足以向生物反应器底部延伸的长度。中空管状构件可延伸穿过生物反应器顶部或侧部的端口。中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二相对端。第二开口用于向生物反应器中插入流体介质，并用于提取流体介质。中空管状构件的第二开口可以具有被设计成能够从生物反应器中提取期望的体积流量的横截面积。根据本公开，灌注装置还包括过滤构件，过滤构件位于并附连到中空管状构件的第二端。过滤构件完全包围并封闭第二开口。过滤构件具有延伸超过中空管状构件的第二端的长度，并限定封闭容积。即使当生物反应器包含微载体时，封闭容积的大小也足以满足所期望的流体流量。例如，在一个实施例中，第二开口的横截面积与过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200，例如约1:15至约1:100。如本文所用的过滤构件的表面积是允许流体进入中空管状构件的过滤构件的多孔部分的总表面积。在一个实施例中，过滤构件包括多孔网。例如，多孔网可以包括筛，例如不锈钢筛或聚合物网。在一个实施例中，网的平均孔径大于约60微米，例如大于约70微米，例如大于约80微米。例如，网的平均孔径可以从大约60微米到大约150微米。在一个实施例中，网上的孔隙都具有大致均匀的尺寸。在一个实施例中，网的孔径为约60微米至约150微米。中空管状构件和第二开口的直径通常可大于约2mm，例如大于约4mm，例如大于约8mm，例如大于约10mm，例如大于约12mm，例如大于约14mm，例如大于约16mm，例如大于约18mm，例如大于约20mm。中空管状构件的直径通常小于约50mm，例如小于约30mm，例如小于约20mm，例如小于约14mm。中空管状构件可以由各种不同的材料例如不锈钢或聚合物制成。在一个实施例中，中空管状构件从第一端到第二端是直的。在替代实施例中，中空管状结构的形状可以使得第二端不干扰可以在生物反应器中旋转的叶轮。例如，在一个实施例中，中空管状构件可以包括第一直部段、第二直部段和位于第一直部段与第二直部段之间的成角度部段。成角度部段可以从第一直部段以大约25°到大约45°的角度延伸。类似地，成角度部段可以从第二直部段以大约25°到大约45°的角度延伸。在一个实施例中，第一直部段和第二直部段平行于延伸穿过生物反应器的竖向轴线。在一个实施例中，中空管状构件还可以包括位于第二端的角度构件。中空管状构件可以包括过渡到角度构件的直构件。角度构件可以与直部段成约50°至约90°的角度。例如，在一个实施例中，角度构件在中空管状构件的端部形成直角。在这点上，当灌注装置延伸到生物反应器中时，角度构件可以朝向生物反应器的底部定位，并且可以大致平行于生物反应器的底表面。例如，在一个实施例中，角度构件可以被设计成将过滤构件放置在生物反应器内所包含的叶轮下方。在一个实施例中，中空管状构件和过滤构件可以完全封闭，用于无菌闭合连接到生物反应器的端口。塑料柔性波纹管可以封闭中空管状构件和过滤构件。无菌连接端口可以附连到波纹管的一端。生物反应器端口可以具有匹配的无菌连接器。当生物反应器和波纹管的匹配无菌连接器连接时，波纹管可以收拢，并且过滤构件和中空管状构件可以插入生物反应器端口。在一个实施例中，灌注装置可以包括位于生物反应器侧壁或底壁上的过滤构件。过滤构件可以是生物反应器侧壁或底壁上的网补片。柔性锥体可以将网补片连接到中空管状构件，用于从生物反应器输出流体。本公开还涉及一种在生物反应器中生长细胞培养物的方法。该方法包括在包含微载体的生物反应器中接种细胞。生物细胞可以附着在微载体上，以继续细胞生长。生物反应器可以包含用于向生长的细胞培养物提供营养物和食物的流体介质。根据本公开，该方法还包括使用如上所述的灌注装置从生物反应器连续或周期性地移除流体介质的步骤。在一个实施例中，例如，灌注装置可以被设计成以大于约20L/天、例如大于约25L/天、例如大于约30L/天、例如大于约35L/天、例如大于约40L/天、例如大于约45L/天、例如大于约50L/天的速率移除流体介质。当流体介质从生物反应器中移除时，向生物反应器中加入新的流体介质，以进一步促进附着在微载体上的生物细胞的生长。在期望量的细胞生长后，可以向生物反应器中加入释放剂，使细胞与微载体分离。然后可以收获细胞并根据需要使用。下文将更详细地讨论本公开的其他特征和方面。附图说明在说明书的其余部分中，包括参考附图，更具体地阐述了本公开的完整且可践行的公开，附图中：图1是根据本公开的生物反应器系统的一个实施例的剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌注装置，其包括：/n用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二端相对端，所述第二开口具有一定横截面积，以及/n过滤构件，其位于所述中空管状构件的第二端并附连到所述中空管状构件的所述第二端，所述过滤构件完全围绕并封闭所述第二开口，所述过滤构件限定封闭的容积和表面积，并且其中所述第二开口的横截面积与所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/565,1871.一种灌注装置，其包括：
用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二端相对端，所述第二开口具有一定横截面积，以及
过滤构件，其位于所述中空管状构件的第二端并附连到所述中空管状构件的所述第二端，所述过滤构件完全围绕并封闭所述第二开口，所述过滤构件限定封闭的容积和表面积，并且其中所述第二开口的横截面积与所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200。


2.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径大于约60微米。


3.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径大于约80微米。


4.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径为约60微米至约150微米。


5.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述第二开口的横截面积与所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:15至约1:100。


6.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件由不锈钢制成。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的灌注装置，其中，所述灌注装置包括一次性使用的灌注装置。


8.根据权利要求1至5中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件由热塑性聚合物制成，并且其中所述过滤构件包括聚酰胺网。


9.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件从所述第一端到所述第二端是直的。


10.根据权利要求1至8所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括第一直部段、第二直部段和位于所述第一直部段与所述第二直部段之间的成角度部段，所述成角度部段用于将所述第二开口和过滤构件定位在生物反应器中的与旋转的叶轮无接触的位置。


11.根据权利要求10所述的灌注装置，其中，所述成角度部段与第一直部段成约25°至约45°的角度，并且与第二直部段成约25°至约45°的角度。


12.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件的直径为约2mm至约20mm。


13.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括位于所述第二端附近的角度构件，所述中空管状构件包括过渡到所述角度构件的直部段，所述角度构件与所述直部段成约50°至约90°的角度。


14.根据权利要求1至8中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件和所述过滤构件可移动地封闭在可收拢波纹管中，其中，所述可收拢波纹管在一端包括无菌连接端口，用于连接到所述生物反应器的匹配无菌连接端口。


15.根据权利要求1至8中任一项所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括位于生物反应器的侧壁或底壁上的网补片，所述过滤构件还包括将所述网补片连接到所述中空管状构件的锥体。


16.一种灌注装置，其包括：
用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二端，所述第二开口具有一定横截面积；和
过滤构件，其位于并附连到所述中空管状构件的第二端，所述过滤构件完全包围并封闭所述第二开口，所述过滤构件包括多孔网，所述多孔网具有的平均孔径范围为从约60微米或更大到约150微米或更小。


17.根据权利要求16所述的灌注装置，其中，所述过滤构件限定封闭的容积和表面积，并且其中，所述第二开口的横截面积和所述过滤构件的表面积之...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·列文森，E·亚伯拉罕，S·古普塔，
申请(专利权)人：龙沙有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH