用于截留和返回细胞的一次性分离器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在连续地或者间歇性地被流过的优选可以在生物反应器外部工作的塑料袋子或塑料瓶中截留和返回细胞的分离器。本发明专利技术还涉及一种用于在生物反应器内部或外部截留和返回细胞的方法。本发明专利技术还涉及一种用于制造本发明专利技术的分离器的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于截留和返回细胞的一次性分离器本申请为申请号为201380020998.5、国际申请日为2013年2月20日、优先权日为2012年2月20日且专利技术创造名称为用于截留和返回细胞的一次性分离器的专利申请的分案申请。本专利技术涉及一种用于在连续地或者间歇性地被流过的塑料袋子中截留和返回细胞的一次性分离器，该塑料袋子优选可以在生物反应器外部工作。本专利技术还涉及一种用于在本专利技术的生物反应器内部或外部截留和返回细胞的方法。本专利技术还涉及一种用于制造本专利技术的分离器的方法。在制造生物活性物质和药物活性产物时，培养动物细胞和植物细胞具有重大意义。培养经常在营养介质自由悬浮液中经过的细胞要求特别高，因为与微生物相反，这种细胞对机械的剪应力和营养物质供应不足很敏感。通常间歇性地培养动植物细胞系，其缺点是，由于培养基浓度、产物浓度和生物质浓度不断变化，很难实现最佳地供养细胞。此外在发酵结束时积聚了副产物，例如坏死细胞的组分，这些组分在以后处理时通常必须付出巨额成本予以去除。出于所述原因，但特别是在制造例如会因分解蛋白侵蚀而受损的不稳定产物时，所以要使用连续工作的生物反应器。采用连续的生物反应器可以达到高的细胞密度，并实现与此相关联的高产率，如果满足如下要求的话：•低剪切力地充足地给细胞供应培养基、特别是溶解氧；•彻底消除在呼吸时产生的二氧化碳；•用于建立高的细胞浓度的有效的低剪切力的防堵塞的细胞截留系统；•生物反应器和截留系统的长期稳定性（无菌、流体动力特性）。除了连续的工作方式外，具有有效细胞截留系统的生物反应器例如还可以用于培养具有特别高的细胞密度的预培养物。于是按照重复-分批-模式采用非连续方式使用细胞截留系统，以便提取几乎无生物质的细胞培养物上层清液。然后可以再给预培养物反应器装填新鲜的营养介质，以便采用这种方式使得培养物相比于简单的间歇性工作具备较高的细胞密度。为了能够在连续工作的生物反应器中达到高的细胞密度（每毫升有两千万个以上的存活细胞），必须有效地截留细胞。所需的截留度在此取决于细胞的生长率和灌注率q/V（生物反应器单位体积V的介质流量q）。在过去，提出了各种不同的用于连续工作的生物反应器的细胞截留系统，这些细胞截留系统多数都设置在生物反应器外部。其原因是，为了维护和清洁目的易于够到细胞截留系统。为了使得特别是因氧气供应不足和在生物反应器外部的二氧化碳去除不彻底导致的细胞受损以及因酶(enzymatisch)侵蚀所致的有效物质失效保持得尽可能小,希望细胞截留系统的工作容积小,相关联地使得细胞滞留时间短暂。有些膜片式过滤器、设备采用横流过滤原理利用固定的和可移动的膜片进行工作，除此之外，在现有技术中还可以采用特殊的离心器和重力分离器。在借助膜片式过滤器进行细胞截留的情况下，会观察到沉积物或污垢，它们会阻碍可靠的无维护的长期工作。若膜片表面被足够快速地流过，就可以减少沉积物。这可以在静止式或振动式工作中实现。被振动式流过的膜片系统例如是Refine科技公司的交替式切向流（ATF）系统。但快速地流过膜片表面却与低剪切力的细胞培养的基本前提背道而驰。用于在离心场中分离细胞的低剪切力的离心器在无维护工作的情况下只能工作数周，因而需要更换离心部件。由此增大了污染的风险。在培养细胞时主要使用的重力分离器是沉降容器和倾斜通道分离器。相比于简单的沉降容器，大型倾斜通道分离器的优点是，容积大小相对于分离面明显较小。出版物（Henzler,H.-J.,Chemie-Technik,1,1992,3）记载了在倾斜通道分离器中截留细胞，这些倾斜通道分离器可以在逆流、交流和直流中工作。被流过的通道横截面可以设有板或管。专利文献US5,817,505和EP0699101B1要求保护倾斜通道分离器在逆流式分离器中用于截留细胞的应用。在WO2003020919A2中尤其记载了逆流式和交流式分离器以及与各种不同的用于截留细胞的预分离器（例如旋液分离器）的组合。倾斜通道分离器通过外部回路与生物反应器连接。为此需要软管管路和泵。为了减少细胞在重力分离器中的新陈代谢活动和结垢，提出使得细胞培养液在其通至重力分离器的路径上冷却。低温情况下新陈代谢活动减少肯定有益于在生物反应器外部长久地保存细胞。WO2009152990（A2）记载了一种用于在被流过的器皿中截留和返回细胞的细胞截留系统，它包括多个相邻布置的通道，这些通道形成固定的空心柱，且相对于空心柱的纵轴线倾斜介于10°和60°之间的角度β。被流过的器皿可以是生物反应器或者是与生物反应器连接的用于截留和返回的器皿。这些通道在下端开口。它们在上端通至共同的环形腔中，该环形腔具有至少一个管路，经由该管路可以把收获流从器皿中输出。在这些通道中对细胞和细胞培养溶液进行分离。从生物反应器中连续地提取收获流，这样就把细胞培养溶液和细胞吸入到通道中。细胞在倾斜地布置的通道内部沉淀，且如同在传统的倾斜通道分离器中一样在流入的收获流的逆流中又从通道滑出，进而保留在器皿中。与细胞分离的细胞培养溶液经由通道输入到通道上方的环形腔中，最后从器皿中输出。在大规模调节的药物生产中，在提供清洁、消毒的生物反应器和生物反应器部件比如细胞截留系统方面付出高昂的时间、技术和人力代价。为了可靠地避免在多用途设备中或者在两个产物批次之间更替产物时出现交叉感染，除了清洁之外，还需要很繁琐的清洁核实（validierung），这在调整工艺时必要时必须重复进行。为了清洁和消毒传统的分批件、补料-分批件或特种钢灌注发酵桶，往往在所谓的永久管路（festverrohrten）设备中与在线蒸汽（SIP）技术相结合地采用在线清洗（CIP）技术。为了保证在连续的过程进行中充分地长期无菌，还采用高压灭菌技术，但这种技术要求把反应器或反应器部件费事地输送至高压灭菌器，且只能在比较小的小型反应器中使用。在使用老化的磨损件例如密封的搅拌器轴时，在未正确地杀菌或输送设备时，在投入工作时，或者在连接管路连接时，在高压灭菌和定期提取试样之后，沾染的风险尤为严重。对于在分批或补料-分批-模式下使用的CIP/SIP设备来说，特别是在经常更换产物时由准备过程引起的反应器使用失灵由于使用周期短而达到了影响反应器可用性的程度。为了在保持最大程度的清洁和无菌情况下考虑到对快速且灵活地重新供应生产设备的要求，在市场上日益强烈地希望有些用于一次性反应器的设计方案。基于现有技术，目的因而在于，提出一种用于在连续地或间歇性地工作的过程中截留和返回动物特别是人类细胞和植物细胞的有效的方法，该方法考虑到了细胞对机械的剪切负荷的敏感性和给细胞充足地供应营养物质，该方法可扩展至很大的规模，该方法满足了制药工业的维护、清洁和杀菌技术要求，采用该方法降低了复杂性和故障风险，该方法能在资源耗用最少的情况下实现在经济上和生态上作为一次性系统的最佳利用（制造和消纳）。上述目的通过一种用于截留和返回来自生物反应器混合物的细胞的一次性细胞分离器得以实现，其包括可流过的、可杀菌的、按照现有技术例如优选可用伽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从反应器混合物中截留和返回细胞的连续流动细胞分离器，包括被流过的可杀菌的塑料袋子或塑料瓶（50），且在塑料袋子或塑料瓶（50）内部：/n- 在上部区域中包括一个或多个通路/内件（80），用于把与细胞分离的收获流（70）从收获流汇集区域（56）引出；/n- 在中间区域的上部区段中包括带有分离面的分离区域（1、501），该分离面在工作期间以相对于水平线0°-80°的角度（10）倾斜；/n- 在中间区域的下部区段中包括一个或多个通路或内件（84），用于使得反应器混合物（74）在引入面上均匀水平流动分布，其中所述分离区域位于所述引入面上方；/n- 在下部区域中包括向下变窄的细胞汇集区域（57），用来借助重力汇集细胞；并且/n- 其中所述分离区域由叠片组（1）中的多个相邻布置的通道构成，并且所述分离面在工作期间以相对于水平线30°-80°的角度（10）倾斜，其中所述叠片组（1）由多个上下堆叠的齿板构成，所述齿板形成了叠片组（1）的通道，并且其中所述齿板的连接通过粘接进行。/n

【技术特征摘要】
20120220 EP 12001121.81.一种用于从反应器混合物中截留和返回细胞的连续流动细胞分离器，包括被流过的可杀菌的塑料袋子或塑料瓶（50），且在塑料袋子或塑料瓶（50）内部：
-在上部区域中包括一个或多个通路/内件（80），用于把与细胞分离的收获流（70）从收获流汇集区域（56）引出；
-在中间区域的上部区段中包括带有分离面的分离区域（1、501），该分离面在工作期间以相对于水平线0°-80°的角度（10）倾斜；
-在中间区域的下部区段中包括一个或多个通路或内件（84），用于使得反应器混合物（74）在引入面上均匀水平流动分布，其中所述分离区域位于所述引入面上方；
-在下部区域中包括向下变窄的细胞汇集区域（57），用来借助重力汇集细胞；并且
-其中所述分离区域由叠片组（1）中的多个相邻布置的通道构成，并且所述分离面在工作期间以相对于水平线30°-80°的角度（10）倾斜，其中所述叠片组（1）由多个上下堆叠的齿板构成，所述齿板形成了叠片组（1）的通道，并且其中所述齿板的连接通过粘接进行。


2.如权利要求1所述的连续流动细胞分离器，其中所述细胞汇集区域（57）具有一个或多个用于引出细胞的通路（89）或内件（88）。


3.如权利要求1或2中任一项所述的连续流动细胞分离器，其中细胞汇集区域（57）圆锥形地或角锥形地向下变窄。


4.如权利要求1到3中任一项所述的连续流动细胞分离器，所述连续流动细胞分离器在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J考林，J泽莱齐基，J马格努斯，A帕斯托尔，H布罗德，
申请(专利权)人：拜耳股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE