具有高细胞粘附性的聚合物细胞培养表面制造技术

使聚合物衬底与工艺气体接触，并将射频电功率引入所述工艺气体中，从而形成与未处理的接触表面相比具有改善的细胞回收率的经处理的接触表面。所述工艺气体可选地可以是氮气、氧气、或含有氮原子、氧原子或氮原子和氧原子的组合的气体。所述方法可选地提高了鸡胚细胞培养物从所述经处理的接触表面的细胞回收率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高细胞粘附性的聚合物细胞培养表面
技术介绍
该技术总体上涉及塑料衬底的表面或表面改性(在本披露中有时称为接触表面)，该表面是亲水性的，或使该表面亲水并增强细胞对表面的粘附。更具体地，该技术涉及塑料衬底，例如医疗装置或实验室器具，其具有由于其增强的细胞粘附性而用于细胞培养和细胞生长的经处理的表面。此类医疗装置包括但不限于细胞培养容器和滚瓶。尽管比如造血细胞系和转化细胞等一些细胞在悬浮液(例如3D球形培养悬浮液)中生长，但大多数其他细胞的生长有利于高表面结合(例如单层生长)；也就是说，它们需要表面附着来增殖。历史上，玻璃被用作生长表面，因为它具有优异的光学性质，是亲水性的且自然带电的，这有利于促进细胞生长。一次性塑料，尤其是聚苯乙烯，现在最常用于细胞培养生长。聚苯乙烯培养容器具有良好的光学质量。然而，由于大多数塑料是疏水性的并且不适于细胞生长，因此它们的表面需要处理或涂层。在细胞生长容器中，希望增强细胞吸附以及细胞与用于生物物质的塑料器具的结合。由聚合塑料制成的普通实验室器具部件的表面是疏水性的，并且通常没有良好的细胞粘附性。因此，期望使得用于塑料实验室器具和其他与生物物质接触的物品的表面具有更高的亲水性并由此具有改善的细胞粘附性。本专利技术还涉及用于进行化学、生物化学、医学和/或生物学用途的涂覆容器的制造的
这些方法和系统在包括医学诊断、医学治疗、环境监测、制造质量控制、药物发现和科学研究的各种应用中至关重要。本专利技术总体上涉及细胞生长和细胞培养容器以及塑料实验室器具的制造。本专利技术还涉及通过等离子体处理产生亲水性表面。本专利技术进一步涉及产生具有增强的细胞粘附性的亲水性表面，并由此改善细胞培养和细胞生长。传统玻璃器具呈现亲水性表面，并且因此被使用，并继续用于细胞培养和细胞生长。然而，玻璃器具容易破碎，非常昂贵，易于出现颗粒问题，产生重金属可萃取物，并且可能对细胞生长和/或蛋白质和其他生物制品的聚集产生不利影响。这些问题中的一些可以通过用注塑模制塑料器具代替玻璃器具来解决。具体地说，由于玻璃器具存在大量问题，所以塑料器具在生物制剂领域，如医药、医学研究、药物发现和科学研究的领域中是优选的。塑料器具解决了玻璃器具的一些问题，但塑料器具也产生某些问题。塑料器具含有可萃取物/可浸出物，从而阻碍使用塑料器具或使其不适用于许多类型的实验室体外和分析测试。塑料器具呈现疏水性表面，其通常给予低的细胞粘附性。高细胞粘附性被认为可以增强细胞生长。这些问题限制了塑料器具用于细胞培养容器和滚瓶的用途。滚瓶在各种应用中用作细胞培养容器。滚瓶通常由聚苯乙烯(PS)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。这些材料呈现出优异的光学透明度、高稳定性、减少的破损和许多其他优点。滚瓶相对较大的接触表面增强了细胞粘附，从而促进了细胞生长。为了扩大接触表面，一些滚瓶被设计成在主体上具有圆周的、轴向的或其他肋状物，这可以增加生长表面。为了产生有益于细胞生长的亲水性表面，使用了一些亲水性涂层，包括聚乙二醇(PEG)和两性离子聚合物涂层，它们提供了良好的细胞粘附性。这些聚合物涂层中的许多不与物品表面共价结合，并且具有移动(溶解、分散)到流体有效负载中的潜力，造成干扰细胞生长或测试，从而限制了它们的效用。与物品表面共价连接的聚合物涂层将不具有移动(溶解、分散)到流体有效负载中的潜力，从而消除了干扰细胞生长的这种源。此外，共价结合的聚合物涂层将防止聚合物表面涂层的移动，由此防止物品表面的不希望的暴露。因此，对于塑料实验室器具(如细胞培养容器和滚瓶)的表面的亲水性涂层/处理存在需要，这将增强细胞对塑料表面的粘附性。同样，对于塑料实验室器具(如细胞培养容器和滚瓶)的表面的共价结合的聚合物涂层/处理存在需要，这将防止聚合物表面涂层的移动，从而防止塑料表面不希望的颗粒干扰和暴露。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是通常通过以下来实施的方法：提供包括初始接触表面的聚合物衬底，使初始接触表面与工艺气体接触，并在工艺气体中引入射频电功率，从而形成与未处理的接触表面相比具有改善的细胞回收率的经处理的接触表面。除了初始接触表面之外，聚合物衬底还包括邻近初始接触表面的内部部分。工艺气体可选地可以是氮气、氧气或含有氮原子、氧原子或氮原子和氧原子的组合以及其他种类原子的非均相气体，例如惰性气体。合适的工艺气体的非限制性实例包括氧气、氮气、一氧化二氮气体，或这些气体中的任何两种或更多种的组合。可选地，射频电功率被引入邻近初始接触表面的工艺气体中，以邻近初始接触表面产生等离子体。结果，形成了具有经处理的接触表面的经处理的聚合物衬底。相对于初始接触表面，该方法可选地提高了鸡胚细胞培养物从经处理的接触表面的细胞回收率，可选地导致从经处理的接触表面的细胞回收率是在细胞回收测试开始时提供给经处理的接触表面的细胞的至少140％。附图说明在附图中，图1是可用于实施本专利技术任一实施例的等离子体处理装置的示意图。图2是类似于图1的视图，示出了用于同时处理三个容器的等离子体处理装置。图3是图1的装置的示意性剖视图，示出了该装置的内部细节和用于平衡被处理容器内部和外部压力的附加特征。图4示出了CELLTREATTM滚瓶的透视图。图5示出了类似于图4的商业滚瓶的照片视图，该滚瓶在其壁的内部和外部具有多个圆周肋状物，扩大了细胞附着的表面积。图6示出了如在本说明书实例2中提到的图5的CELLTREATTM滚瓶，标识了该瓶的相关部分。图7A和图7B示出了可以用于封闭本专利技术容器的无菌帽的两个实例。图7A示出了无菌转移帽，并且图7B示出了Sartorius封闭件。在图中使用了以下参考字符：相同的参考字符表示对应的部分。具体实施方式本披露涉及制造具有接触表面的滚瓶或其他实验室器具或衬底的方法，该接触表面是亲水性的，并且比未处理表面或生物涂层处理表面具有更高的细胞粘附性。可选地，当本专利技术的衬底用于细胞生长时，这些细胞在生长过程完成后被收获或回收。可选地，回收率高于生物涂层处理的，在其他方面相同的衬底。可选地，回收率高于康宁(Corning)Cellbind衬底。可选地，如果衬底被实施为容器，则容器进一步包括封闭件。封闭件可以是任何种类的。例如，封闭件可以是任何塞子、帽、盖子、顶部、软木塞或它们的任意组合。例如，可以将塑料或弹性体塞子插入帽中以形成封闭件。细胞生长需要无菌环境。经常打开和关闭细胞培养/生长容器的帽是污染源之一。可选地，细胞培养/生长容器(例如滚瓶)可以用无菌转移帽封闭，以防止在培养基进料、接种、样品添加/收集、转移等过程中由于打开和关闭帽而造成的污染。可选地，该封闭件适用于无菌过程，可选地在高温、低温、高压灭菌、辐射或任何其他不寻常条件下。例如，该封闭件可以是带有其他附件的无菌转移帽，以消除在细胞培养/生长过程中打开帽的需要。可选地，该封闭件可以是无菌转移帽。可选地，该封闭件可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n·提供聚合物衬底，该聚合物衬底包括初始接触表面以及邻近所述初始接触表面的内部部分，/n·使所述初始接触表面与工艺气体接触；以及/n·在邻近所述初始接触表面的所述工艺气体中引入射频电功率，以使在所述初始接触表面附近产生等离子体，由此在相对于所述初始接触表面有效地提高鸡胚细胞培养物从经处理的接触表面的细胞回收率的条件下，形成具有经处理的接触表面的经处理的聚合物衬底，从而导致从所述经处理的接触表面的细胞回收率是在细胞回收测试开始时提供给所述经处理的接触表面的细胞的至少140％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 US 62/575,037;20180813 US 62/718,2841.一种方法，包括：
·提供聚合物衬底，该聚合物衬底包括初始接触表面以及邻近所述初始接触表面的内部部分，
·使所述初始接触表面与工艺气体接触；以及
·在邻近所述初始接触表面的所述工艺气体中引入射频电功率，以使在所述初始接触表面附近产生等离子体，由此在相对于所述初始接触表面有效地提高鸡胚细胞培养物从经处理的接触表面的细胞回收率的条件下，形成具有经处理的接触表面的经处理的聚合物衬底，从而导致从所述经处理的接触表面的细胞回收率是在细胞回收测试开始时提供给所述经处理的接触表面的细胞的至少140％。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述经处理的接触表面的x射线光电子能谱(XPS)原子组成是：
·从10％到25％的氧、从0％到5％的氮以及从70％到90％的碳；
·可选地，从15％到24％的氧、从0.1％到5％的氮以及从70％到80％的碳；
·可选地，从20％到24％的氧、从0.1％到1％的氮以及从70％到79％的碳。


3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分的XPS原子组成比所述经处理的接触表面包含更少的氧和更多的碳。


4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分在0.6nm深度处的XPS原子组成包含从1％到10％的氧。


5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分在1.2nm深度处的XPS原子组成包含从0.5％到5％的氧。


6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分在1.7nm深度处的XPS原子组成包含从0.3％到3％的氧。


7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分在2.3nm深度处的XPS原子组成包含从0.1％到1％的氧。


8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底的所述内部部分在2.9nm深度处的XPS原子组成包含从0.1％到1％的氧。


9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中相对于所述初始接触表面，与所述经处理的接触表面接触生长并收获的鸡胚细胞培养物的存活率是至少88％，可选地是从88％到99％、可选地是从88％到97％、可选地是从94％到96％。


10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中相对于所述初始接触表面，与所述经处理的接触表面接触生长并收获的鸡胚细胞培养物的回收率是至少132％，可选地是从132％到300％、可选地是从140％到250％、可选地是从140％到230％。


11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的接触表面的表面接触角是从38°到62°，可选地是从50°到70°、可选地是从55°到65°、可选地是从60°到64°、可选地是从30°到50°、可选地是从30至40°、可选地是从35°到45°、可选地是从37°到41°。


12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经处理的聚合物衬底包括容器，所述容器具有壁，所述壁具有封闭内腔的内表面、外表面、以及在所述内表面与所述外表面之间并与其隔开的内部部分。


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【专利技术属性】
技术研发人员：A·塔哈，B·莫瑞尔，M·威尔斯，
申请(专利权)人：SIO二医药产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US