用于哺乳动物细胞培养灌注和澄清的疏水中空纤维过滤器制造技术

本公开涉及疏水中空纤维过滤器用于过滤细胞培养物和其他生物灌注物的用途，因为其抗结垢性以及过滤高固体含量的溶液的能力。疏水中空纤维过滤器可以结合过程容器和传统分离系统在过滤器壳体内使用。当通过交替切向流或切向流过滤使用系统时，疏水中空纤维过滤器导致滤液的更有效过滤，从而导致更高的截留物浓度，甚至在含有高水平固体的溶液中也是如此。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于哺乳动物细胞培养灌注和澄清的疏水中空纤维过滤器优先权本申请要求于2018年12月31日提交的题目为“FilerForMammalianCellCulturePerfusionAndClarificationWithPolypropyleneHollowFiber”的美国专利申请No.62/786.844的优先权的权益，并要求于2019年5月13日提交的题目为“FilerForMammalianCellCulturePerfusionAndClarificationWithPolypropyleneHollowFiber”的美国专利申请No.62/846,934的优先权的权益，这两个申请通过引用整体并入本文。
本公开的实施方案总体上涉及过程过滤系统，更具体地涉及利用疏水中空纤维膜的系统。
技术介绍
过滤用于分离、澄清、改性和/或浓缩流体溶液、混合物或悬浮液。它通常是生物技术、制药和医疗行业在药物、诊断和化学品的生产、加工和分析阶段的必要步骤。例如，过滤可用于从溶液中移除所需的化合物，或去除副产物，留下更浓缩的介质。这些过程可以通过选择各种过滤材料、孔径和/或其他过滤变量来适当修改。当生产细胞培养物时，通常需要过滤正在发育的培养物中的废物。生物制造工艺的进步现在允许大规模生产细胞培养物，使得能够生产重组蛋白、病毒样颗粒(VLP)、基因治疗颗粒和疫苗，通常使用过程容器(processvessel)装置。去除代谢废物并用额外的营养物更新培养物的细胞保留装置广泛可用。通常，这种保留用利用切向流或交替切向流过滤的中空纤维膜使用过程容器培养物的灌注来进行。此外，行业趋势表明，生物处理操作正在延长或甚至连续化。这种操作可能延长为数天、数周或数月的操作。许多典型的部件，例如过滤器，不能在不结垢或需要维护或更换的情况下充分运行如此长的时间。中空纤维膜通常用于细胞培养物灌注和澄清，但它们在这些应用中的使用可能因细胞碎片使膜结垢的可能性而变得复杂。反过来，结垢可能导致膜保留预期的产品而不是使其穿过。中空纤维膜通常由聚醚砜(PES)、聚砜、纤维素和其他能够在膜内产生孔的材料制成。这些孔通常在0.2μm至0.65μm之间。由于其防止细胞碎片附着的阴离子增压性质，PES传统上用于生物处理应用。然而，持续需要改进的膜，该膜能够抗结垢并同时允许过滤高固体含量的溶液。聚丙烯(PP)是已普遍用于工业过滤的疏水材料。已知由于分子和PES膜之间的极性相互作用，与PES膜相比，某些分子不太可能吸附到PP膜上。具体地，发现多酚、多糖和单宁对PP膜的吸附水平比对PES膜的低得多。虽然聚丙烯(PP)已经用于制造中空纤维膜，但这些膜通常不用于生物技术灌注，因为它们的极端疏水性并且据信它们将有助于肽生物制剂的变性。
技术实现思路
在此已经发现聚丙烯适用于过滤细胞培养物和其他生物灌注物，这是因为其抗结垢性以及过滤高固体含量的溶液的能力。PP中空纤维过滤器(例如由Membrana制造的过滤器)可以结合过程容器和传统分离系统在过滤器壳体内使用。当通过交替切向流或切向流过滤使用系统时，PP中空纤维过滤器导致滤液的更有效过滤，从而导致更高的截留物浓度，甚至在含有高水平固体的溶液中也是如此。不希望受任何理论的束缚，在一些情况下，至少部分地通过管状收缩效应减少结垢，这通过在过滤过程中为过滤通量选择合适的内部纤维直径来实现。例如，该PP中空纤维过滤器可以用于N-1灌注。一方面，本公开描述了一种用于灌注细胞培养的预润湿的一次性中空纤维过滤器。该过滤器可以用醇预润湿并且可以储存在缓冲溶液中。在一个实施方案中，过滤器可以包括过滤器壳体，该过滤器壳体包括：入口；截留物出口；渗透物出口；至少一个疏水中空纤维，其在所述入口和截留物出口之间延伸，从而将渗透物出口与截留物出口和所述入口流体分离；和灌封材料，其将疏水中空纤维连接至过滤器壳体，并将所述入口和截留物出口中的至少一个相对于渗透物出口密封。在一些实施方案中，疏水中空纤维可以包含多个孔。这些孔的直径可以为0.05um至2.0um。疏水中空纤维的表面积可以为10cm2至90cm2。疏水中空纤维的内径可以为0.2mm至5.0mm。疏水中空纤维的壁厚可以为50um至500um。疏水中空纤维可以包含聚烯烃或含氟聚合物。聚烯烃可以是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。一方面，本公开描述了一种灌注细胞培养的方法。该方法可以包括将细胞培养液循环通过疏水中空纤维过滤器，从而将细胞培养液分离成滤液和截留物，和将截留物返回至生物反应器。在一些实施方案中，灌注细胞培养可以选自由以下组成的组：n-1培养和培养基交换，其中在任一种情况下都不保留滤液。灌注细胞培养可以选自由以下组成的组：高生产率收获、浓缩补料分批培养或连续灌注，其中在每种情况下，滤液都包含感兴趣的生物产品并被保留。细胞培养可以是哺乳动物细胞培养、酵母细胞培养、原核细胞培养或昆虫细胞培养。细胞培养的循环可以通过交替切向流进行。细胞培养的循环可以通过切向流过滤进行。细胞培养液的循环可以在1、2、3、4、5、10、15、20、22.5、25、30l/m2·h的过滤器通量下进行。分离系统可以含有以下中的一种或多种：通过蠕动泵头的蠕动泵管、磁悬浮泵、ATF泵和其他正排量一次性泵。该方法可以进行10、20、30、40、50天。疏水中空纤维可以包含聚烯烃或含氟聚合物。聚烯烃可以是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。一方面，本公开描述了一种组装灌注培养系统的方法。该方法可以包括将预润湿的疏水中空纤维过滤器置于灌注培养系统的过滤器壳体中，和任选地，将过滤器壳体的渗透物出口连接到渗透物收集容器，其中：(a)灌注培养系统包括过程容器、将过程容器内部流体连接到过滤器壳体内部以限定过滤器进料通道的第一导管、和任选地将过滤器壳体内部连接到过程容器并限定截留物通道的第二导管，并且(b)在置于过滤器壳体内之前，疏水中空纤维过滤器用包含醇的溶液预润湿并储存在缓冲水溶液中。在一些实施方案中，过滤器壳体还可以包括用于滤出物的出口，该出口通过中空纤维疏水过滤器与进料和截留物通道流体分离。细胞培养液的循环可以在1、2、3、4、5、10、15、20、22.5、25、30l/m2·h的过滤通量下进行。疏水中空纤维可以包含聚烯烃或含氟聚合物。聚烯烃可以是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。一方面，本公开描述了一种灌注细胞培养的方法。该方法可以包括使细胞培养基切向通过疏水过滤器，以降低细胞培养基的第一组分的浓度，其中第一组分不包含重组肽、核酸或病毒衣壳。在一些实施方案中，该方法可以进行10、20、30、40、50天。细胞培养液的循环可以在1、2、3、4、5、10、15、20、22.5、25、30l/m2·h的过滤通量下进行。疏水中空纤维可以包含聚烯烃或含氟聚合物。聚烯烃可以是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。一方面，本公开描述了一种过滤流体的方法。该方法可以包括使流体通过疏水中空纤维过滤器系统，使得流体以非层流方式流过疏水中空纤维过滤器，并使得流体被分离成截留物和渗透物。...

【技术保护点】
1.一种用于灌注细胞培养的预润湿的一次性中空纤维过滤器，其中所述过滤器用醇预润湿并储存在缓冲溶液中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181231 US 62/786,884;20190513 US 62/846,9341.一种用于灌注细胞培养的预润湿的一次性中空纤维过滤器，其中所述过滤器用醇预润湿并储存在缓冲溶液中。


2.如权利要求1所述的过滤器，其进一步包括过滤器壳体，所述过滤器壳体包括：
入口；
截留物出口；
渗透物出口；
至少一个疏水中空纤维，其在所述入口和所述截留物出口之间延伸，从而将所述渗透物出口与所述截留物出口和所述入口流体分离；和
灌封材料，其将所述疏水中空纤维连接至过滤器壳体，并使所述入口和所述截留物出口中的至少一个相对于所述渗透物出口密封。


3.如权利要求2所述的过滤器，其中所述疏水中空纤维包含多个孔。


4.如权利要求3所述的过滤器，其中所述孔的直径为0.05um至2.0um。


5.如权利要求1所述的过滤器，其中所述疏水中空纤维的表面积为10cm2至90m2。


6.如权利要求1所述的过滤器，其中所述疏水中空纤维的内径为0.2mm至5.0mm。


7.如权利要求1所述的过滤器，其中所述疏水中空纤维的壁厚为50um至500um。


8.如权利要求1所述的过滤器，其中所述疏水中空纤维包括聚烯烃或含氟聚合物。


9.如权利要求8所述的过滤器，其中所述聚烯烃是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。


10.一种灌注细胞培养的方法，其包括：
将细胞培养液循环通过疏水中空纤维过滤器，从而将细胞培养液分离成滤液和截留物；和
将截留物返回至生物反应器。


11.如权利要求10所述的方法，其中所述灌注细胞培养选自由以下组成的组：n-1培养和培养基交换，其中在任一种情况下都不保留滤液。


12.如权利要求10所述的方法，其中所述灌注细胞培养选自由以下组成的组：高生产率收获、浓缩补料分批培养或连续灌注，其中在每种情况下，滤液都包含感兴趣的生物产品并被保留。


13.如权利要求10所述的方法，其中所述细胞培养是哺乳动物细胞培养、酵母细胞培养、原核细胞培养或昆虫细胞培养。


14.如权利要求10所述的方法，其中所述细胞培养的循环通过交替切向流进行。


15.如权利要求10所述的方法，其中所述细胞培养的循环通过切向流过滤进行。


16.如权利要求10所述的方法，其中所述细胞培养液的循环在1、2、3、4、5、10、15、20、22.5、25、30l/m2·h的过滤器通量下进行。


17.如权利要求10所述的方法，其中所述分离系统含有以下中的一种或多种：通过蠕动泵头的蠕动泵管、磁悬浮泵、ATF泵和其他正排量一次性泵。


18.如权利要求10所述的方法，其中所述方法进行10、20、30、40、50天。


19.如权利要求10所述的方法，其中所述疏水中空纤维包括聚烯烃或含氟聚合物。


20.如权利要求19所述的过滤器，其中所述聚烯烃是聚丙烯、聚乙烯或其共聚物。


21.一种组装灌注培养系统的方法，其包括以下步骤：
将预润湿的疏水中空纤维过滤器置于灌注培养系统的过滤器壳体中，和任选地，将过滤器壳体的渗透物出口连接到渗透物收集容器，其中：
(a)所述灌注培养系统包括过程容器(processvessel)、将过程容器的内部流体连接到所述过滤器壳体内部以限定过滤器进料通道的第一导管、和任选地将所述过滤器壳体的内部连接到过程容器并限定截留物通道的第二导管，并且(b)在置于所述过滤器壳体内之前，所述疏水中空纤维过滤器用包含醇的溶液预润湿并储存在缓冲水溶液中。


22.如权利要求21所述的方法，其中所述过滤器壳体进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·布兰斯比，德里克·卡罗尔，菲利普·尤恩，
申请(专利权)人：瑞普利金公司，
类型：发明
国别省市：美国;US