用于生物反应器的盖子配置制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生物反应器(2)的盖子配置(1)，所述盖子配置包括：‑盖子(3)，所述盖子被配置用于与所述生物反应器(2)的容器(4)连接，所述容器(4)在使用期间容纳生物反应器流体(7)，所述盖子配置的特征在于：所述盖子设置有用于在使用期间感测或控制所述生物反应器(2)，明确地说是所述生物反应器流体(7)的一个或多个参数的一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物反应器的盖子配置专利
本专利技术涉及以下各者：一种用于生物反应器的盖子配置，所述盖子配置包括被配置用于与所述生物反应器的容器连接的盖子，所述容器在使用期间容纳生物反应器流体；一种包括此类盖子配置的生物反应器；一种包括此类盖子配置的生物反应器配置套件；以及一种用于产生此类盖子配置的方法。
技术介绍
生物反应器大体上是指支持生物活性环境的制造或工程化的装置或系统。例如如现有技术文档WO2017/083705A1、US2017/349874A1和US2017/369828A1中公开的此类生物反应器通常包括容器，在所述容器中实施生物过程，所述生物过程涉及有机体或从此类有机体衍生的生化活性物质。这个过程可以是需氧或厌氧的。此类生物反应器通常是圆柱形的，大小是从数毫升到数立方米，并且通常由玻璃和/或不锈钢制成。生物反应器也可以指被设计成在细胞培养的背景下生长细胞或组织的装置或系统。此类装置被开发来在组织工程或生化工程中使用。基于其操作模式，生物反应器可以被分类为分批、补料分批或连续的。在生物反应器中生长的有机体可以浸入液体介质中或可以附着至固体介质的表面。浸没培养可以是悬浮的或固定的。悬浮培养生物反应器可以使用各种有机体，因为不需要特定的附着表面，并且由于对细胞膜表面积的最佳利用，可以以比固定培养大得多的规模来操作。在连续操作的过程中，有机体将保留于反应器中，并且副产物将随着流出物而从反应器移除。典型的生物反应器包括以下部分：搅拌器或叶轮-用于混合反应器的内含物，这样使“细胞”保持于绝对均质的状态以将营养物和氧更好地输送至细胞；挡板-用于破坏所述容器中的涡流形成，所述涡流形成通常是极不想要的，因为它改变系统的重心并消耗额外的功率而不会添加给混合；喷雾器-在需氧培养过程中，喷雾器的作用是向生长中的细胞供应足够的气体(诸如氧气或CO2)；以及夹套-所述夹套提供用于使某一温度的水循环的环形区域，某一温度的水的循环使生物反应器的温度保持于所要值，但是使用珀尔帖加热或加热毯也是可设想到的。生物反应器通常被分类为具有大于20升的容积或小于20升的容积。US2017/0321178A公开了一种用于细胞扩增和细胞分泌物质产生的三维(3D)生物反应器的设计、制造方法和应用。所述生物反应器包括非随机互连的空隙，从而提供用于细胞粘附和生长的连续三维表面区域。US2017/0211026A另外公开一种膜，所述膜包括：聚合物网络，所述聚合物网络被配置为将第一流体与第二流体分开，其中所述第一流体与所述第二流体不同；和嵌入于所述聚合物网络中的多种酶活性组分。所述生物反应器可以包括三维结构的晶格，每一结构包括具有以下各者的膜：聚合物网络，所述聚合物网络被配置为将第一流体与第二流体分开，其中所述第一流体与所述第二流体不同；和嵌入于所述聚合物网络中的多种酶活性组分。实际上，生物反应器的生产相当复杂并且成本高昂(明确地说，容积小于20升的生物反应器)，尤其在量少时，终端用户(例如，生物学家)进行配置则甚至更困难并且成本更高。这类生物学家了解正确地使用或研究相应的生物反应器过程(诸如胰岛素的产生)所需要的参数以及实现此目的所需的生物反应器设计/配置的类型。上述复杂及成本高的生产问题已被一些制造商通过提供由塑料制成的生物反应器盖子和/或反应器容器而得到部分解决。成本相对较低和相对较易于生产的塑料盖子和/或生物反应器容器可以在使用后被弃置。一些制造商有利地使用3D打印来生产塑料盖子(和/或生物反应器容器)。除了降低复杂性和生产成本之外，这种一次性或抛弃式解决方案还具有若干的其他优点。一次性技术还减少组装/拆卸、清洁、灭菌和校准需求。一些估计表明了一次性系统与固定资产不锈钢反应器相比成本节省超过60％。在药品生产中，可以使复杂的资格认定和确认程序更容易，并且最终导致显著的成本降低。一次性生物反应器的应用降低了交叉污染的风险并且提高生物和过程安全性。一次性应用适合于任何种类的生物制药产品。一次性生物反应器与常规生物反应器相比还含有较少的部件，因此降低初始成本和维护成本。然而，抛弃式或一次性生物反应器的问题是要使用的传感器或控制器元件，即，以感测/测量或控制生物反应器过程参数，诸如温度、pH、压力、氧含量等，通常仍由昂贵或复杂的材料(诸如不锈钢)制成。因此，实际上，以上部件在使用之后仍必须进行清洁、消毒、组装/拆卸等，从而抵消了具有一次性或抛弃式盖子和/或容器的好处。此外，此类抛弃式或一次性生物反应器难以由终端用户配置或定制，这归因于可用传感器或控制器元件的范围相当有限，即，终端用户在根据他的意愿定制生物反应器方面受到过多限制。专利技术目标因此，本专利技术的一个目标是提供一种用于生物反应器的盖子配置，其中所述盖子配置，即，具有传感器或控制器元件，基本上是可抛弃的。本专利技术的另一个目标是提供一种用于生物反应器的盖子配置，其中相较于现今的盖子配置，给终端用户提供了更高程度的可配置性和可定制性。
技术实现思路
至此，根据本专利技术的用于生物反应器的盖子配置(例如，盖子或顶板)设置有用于在使用期间感测或控制所述生物反应器，明确地说是生物反应器流体的一个或多个参数的一个或多个3D打印的传感器或控制器元件。所述盖子配置的特征在于：所述一个或多个3D打印的传感器或控制器元件包括一个或多个3D打印的入口和出口。换句话说，所述用于生物反应器的盖子配置的特征在于：所述盖子设置有一个或多个3D打印的入口或出口。申请人已发现，前述盖子配置允许所述盖子配置，即，具有所述传感器或控制器元件，为基本上可抛弃的(即，作为整体)。同时，相较于现今的盖子配置，给终端用户提供了更高程度的可配置性和可定制性，这归因于所述传感器或控制器元件中的一者或多者是3D打印的。例如，所述入口或出口可以是喷雾器、水入口、气体出口、营养物入口、抗泡剂入口、蒸汽入口、接种剂入口等。其中，“流体”诸如气体或液体，以及固体材料可以输送通过入口或出口。申请人已发现，明确地说，连续地或频繁地暴露于气体或流体的生物反应器部件可以有利地被制成“一次性”的，通过3D打印来生产，这归因于这些部件在之后不必进行清洁。生物反应器的容器中的流体可以例如是液体，所述液体的顶部上有一层泡沫。3D打印的入口或出口的另一个优点，尤其在入口具有延伸到生物反应器的容器中的管时，是可以将流体直接注入至液体中(而不是滴到泡沫中)。这样在生物反应器内部导致可更好地控制和更精确的生物过程。3D打印的入口或出口的另一个优点是可以最佳地定制所述入口或出口的形状以适合于特定功能。使用3D打印技术，先前无法制造的形状和设计变成可获得的。仅举例来说，可以将出口的入口端与容器的底部的形状匹配，以允许从容器的底部抽吸(几乎)每一滴流体，几乎不会有任何浪费。再举例来说，出口的入口端可以在其周向壁中具有一个或多个开口，例如，仅在顶部部分(面向盖子的部分)或仅在底部部分(面向容器的底部的部分)。这允许从容器仅抽吸非常特定类型的流体。例如，这允许从容器抽吸上清液，即，浮在其他流体的顶部上的流体，就本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生物反应器(2)的盖子配置(1)，所述盖子配置包括：/n-盖子(3)，所述盖子被配置用于与所述生物反应器(2)的容器(4)连接，所述容器(4)在使用期间容纳生物反应器流体(7)，所述盖子(3)设置有用于在使用期间感测或控制所述生物反应器(2)，明确地说是所述生物反应器流体(7)的一个或多个参数的一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件，所述盖子配置的特征在于：所述一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件包括一个或多个3D打印的入口(11)或出口(12)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180815 NL 20214701.一种用于生物反应器(2)的盖子配置(1)，所述盖子配置包括：
-盖子(3)，所述盖子被配置用于与所述生物反应器(2)的容器(4)连接，所述容器(4)在使用期间容纳生物反应器流体(7)，所述盖子(3)设置有用于在使用期间感测或控制所述生物反应器(2)，明确地说是所述生物反应器流体(7)的一个或多个参数的一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件，所述盖子配置的特征在于：所述一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件包括一个或多个3D打印的入口(11)或出口(12)。


2.根据权利要求1所述的盖子配置(1)，其中所述一个或多个3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件包括3D打印的搅拌元件(8)。


3.根据权利要求2所述的盖子配置(1)，其中所述搅拌元件(8)包括3D打印的叶轮，诸如螺旋状物(9)。


4.根据权利要求2或3所述的盖子配置(1)，其中所述搅拌元件(8)包括3D打印的轴(10)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的盖子配置(1)，其中所述3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件和/或所述盖子(3)由可生物降解材料，诸如可生物降解塑料制成。


6.根据前述权利要求中任一项所述的盖子配置(1)，其中所述3D打印的传感器(5)或控制器(6)元件和/或所述盖子(3)由生物相容材料制成。


7.根据前述权利要求中任一项所述的盖子配置(1)，其中所述3D打印的传感器(5)或控制器元件(6)和/或所述盖子(3)借助于激光烧结来产生。


8.根据前述权利要求中任一项所述的盖子配置(1)，其中所述盖子(3)是3D打印的盖子(3)。


9.一种生物反应器(2)，所述生物反应器包括：
-容器(4)，所述容器(4)在使用期间容纳生物反应器流体(7)，
-根据前述权利要求中任一项所述的盖子配置(1)，所述盖子配置连接至所述生物反应器(2)的所述容器(4)。


10.根据权利要求9所述的生物反应器(2)，其中所述容器(4)的容积是1毫升至20升，优选是100毫升至20升，更优选是500毫升至5升，甚至更优选是3升。


11.根据权利要求9或10所述的生物反应器(2)，其中所述容器(4)由塑料制成。


12.根据权利要求9至11中任一项所述的生物反应器(2)，其中所述容器(4)是3D打印的容器(4)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：W·T·沃尔沃特，J·奥斯特拉，
申请(专利权)人：州市艾倍康生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL