用于细胞培养的微流控装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于培养细胞的多层微流控生物反应器和方法。带凹槽的半透性基底可以使用灌注培养方法来捕获细胞和使细胞生长。微流控几何形状引导流体在凹槽上流动以用于细胞扩增并沿凹槽流动以用于细胞收获。一些实施方案被优化成用于对细胞的生长的高密度和自动化处理。处理。处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞培养的微流控装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年5月13日提交的澳大利亚临时专利申请2019901630的优先权，其内容通过引用并入本文中。


[0003]本专利技术涉及用于细胞培养的微流控生物反应器和方法。本专利技术特别但不限于涉及用于高密度细胞培养的微流控生物反应器，其允许将多个细胞培养过程集成到单个装置中。

技术介绍

[0004]细胞和基因疗法涉及对从患者血液中提取的细胞进行修饰，并且可以在单次治疗中提供对一些癌症和遗传疾病的治愈。随着细胞和基因疗法从临床概念证明进展到监管批准和产品许可，主要障碍将是患者特异性的治疗的超出规模。据估计，美国和欧盟的细胞和基因疗法市场每年将增长超过200,000次患者特异性治疗。用于用治疗性基因修饰人类细胞的目前方法包括以下步骤：a)从人类血液中纯化血干细胞或免疫细胞；b)使用病毒或非病毒递送系统将治疗性DNA或RNA引入靶细胞；c)通过组织培养若干天使得经转导细胞的有丝分裂活化，以促进病毒进入和稳定的基因组整合。慢病毒载体是临床试验中较常使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于细胞培养的多层微流控生物反应器，包括集箱层、基础层和位于所述集箱层与基础层之间的流体可渗透流动层，其中：(a)所述流动层包含上表面和下表面，并且所述上表面包含用于保留细胞的一个或更多个凹槽；(b)所述基础层提供用于在所述流动层中进行气体交换的气体流动路径；以及(c)所述集箱层被配置成在流动层上表面之上限定流动通道，并且所述集箱层包括：(i)第一入口端口；(ii)第一出口端口；(iii)一个或更多个第一流体入口，其提供所述第一入口端口与流动通道之间的流体连通；以及(iv)一个或更多个第一流体出口，其提供所述流动通道与第一出口端口之间的流体连通；其中所述一个或更多个流体入口和一个或更多个流体出口被定位在所述集箱中，使得从所述一个或更多个流体入口进入所述流动通道的流体以第一流动方向朝向所述一个或更多个流体出口移动，所述第一流动方向交叉于所述至少一个凹槽以使所述至少一个凹槽中接收到的细胞的破坏最小化。2.根据权利要求1所述的多层微流控生物反应器，其中所述集箱层包括：
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第二出口端口；以及
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一个或更多个第二流体出口，其提供所述流动通道与第二出口端口之间的流体连通；其中所述一个或更多个第二流体出口被定位在所述集箱中，使得通过所述第二出口端口离开所述流动通道的流体以第二流动方向朝向所述一个或更多个第二流体出口流动，所述第二流动方向沿着所述一个或更多个凹槽。3.根据权利要求2所述的多层微流控生物反应器，其中所述集箱层还包括：
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第二入口端口；以及
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一个或更多个第二流体入口，其提供所述第二入口端口与流动通道之间的流体连通；其中所述一个或更多个第二流体入口沿着所述集箱的尺度定位，其与所述一个或更多个凹槽的纵向尺度基本上正交，使得从所述一个或更多个第二流体入口进入所述流动通道的流体以所述第二流动方向朝向所述一个或更多个第二出口流动。4.根据权利要求3所述的多层微流控生物反应器，其中所述第二入口端口接收来自一个或更多个介质源的流体，并且所述集箱包含用于将流体介质接纳到所述第二入口端口中的一个或更多个第二流体通道。5.根据权利要求4所述的多层微流控生物反应器，其中所述第二流体通道延伸穿过所述集箱层、流动层和基础层，优选共线地延伸，以形成穿过所述多层微流控生物反应器的垂直通道。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一入口端口接收来自一个或更多个流体源的流体，并且所述集箱包括用于将所述流体介质接纳到所述第一入口端口中的一个或更多个第一流体通道。7.根据权利要求6所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一流体通道延伸穿过所述集箱层、流动层和基础层，优选共线地延伸，以形成穿过所述多层微流控生物反应器的垂
直通道。8.根据权利要求2至7中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一流动方向和第二流动方向基本上正交。9.根据权利要求1至8中任一项所述的多层微流控生物反应器，其还包含将所述流动通道分隔成第一流动通道和第二流动通道的选择性可渗透膜；其中所述选择性可渗透膜提供低分子量代谢物的交换。10.根据权利要求9所述的多层微流控生物反应器，其还包含次级集箱，其中所述选择性可渗透膜位于所述集箱与次级集箱之间，从而形成所述集箱与次级集箱之间的第二流动通道，其中所述次级集箱包含：(i)与所述第二流动通道流体连通的次级入口端口；以及任选地，(ii)与所述第二流动通道流体连通的次级出口端口；其中所述选择性可渗透膜提供进入所述第二入口端口的低分子量流体代谢物的交换，并且任选地，提供通过所述次级出口端口对低分子量流体代谢物的移除。11.根据权利要求1至10中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述一个或更多个凹槽被官能化成限制细胞在所述一个或更多个凹槽中的非特异性结合。12.根据权利要求1至11中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述集箱包括多个结构柱，所述结构柱被配置成抵靠邻接所述流动层上表面。13.根据权利要求1至12中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述基础层包含以下之一或两者：(i)多个结构柱，其被配置成抵靠邻接流动层下表面；以及(ii)壁或多个壁部。14.根据权利要求1至13中任一项所述的多层微流控生物反应器，其中所述第一入口端口接收新鲜细胞和培养基之一或两者。15.根据权利要求1至14中任一项所述的多层微流控生物反应器，其包含用于在所述流动通道中调节流动的一个或更多个流动阻力器。16.根据权利要求1至15中任一项所述的多层微流控生物反应器，其被配置成用于以堆叠进行布置，所述堆叠包含至少一个另外的多层微流控生物反应器，每个多层微流控生物反应器包含共线地延伸穿过所述集箱层、基础层和流动层中的每一个的一个或更多个贯通端口，并且提供与所述至少一个另外的多层微流控生物反应器的对应贯通端口的流体连通。17.根据权利要求16所述的多层微流控生物反应器，其包含一个或更多个对准特征，用于将至少一个另外的多层微流控生物反应器定位在堆叠的布置中。18.生物反应器细胞培养系统，其包含：(a)以至少一个堆叠布置的多个根据权利要求1至17中任一项所述的多层微流控生物反应器；(b)控制器，其被配置成根据存储在控制器的存储器中的细胞培养方案个体控制一个或更多个流体泵的操作，所述一个或更多个流体泵将流体递送至共线地穿过所述至少一个堆叠而提供的一个或更多个贯通端口，所递送的流体根据所存储的细胞培养方案进入所述至少一个堆叠中的每个微流控生物反应器的流动室。
19.根据权利要求18所述的生物反应器细胞培养系统，其中所述控制器包含与控制器存储器和用户接口通信联接的处理器，其中所述存储器存储用于执行一个或更多个细胞培养方案的指令，并且所述指令在由所述处理器执行时，使所述控制器操作所述生物反应器细胞培养系统以执行所述一个或更多个细胞培养方案。20.根据权利要求18或19所述的生物反应器细胞培养系统，其包含以下之一或两者：(a)所述至少一个堆叠下方的基本刚性的底板；以及(b)布置在所述至少一个堆叠上的基本刚性的盖板；其中所述底板和盖板中的每一个对所述至少一个堆叠施加结构支承。21.根据权利要求20所述的生物反应器细胞培养系统，其中所述基本刚性的盖板包含多个开口，所述多个开口在一个或更多个堆叠中的贯通端口与一个或更多个流体源和/或废物贮存器之间提供流体连通。22.根据权利要求21所述的生物反应器细胞培养系统，其包含与所述一个或更多个流体源流体连通的一个或更多个泵，其中所述一个或更多个泵由所述控制器操作以根据所述一个或更多个细胞培养方案将流体递送至盖板开口中的各个开口。23.根据权利要求18至22中任一项所述的生物反应器细胞培养系统，其包含一个或更多个导引特征，用于以堆叠布置将所述多层微流控生物反应器中的多层微流控生物反应器对准。24.根据权利要求18至23中任一项所述的生物反应器细胞培养系统，其中所述控制器可操作地使得通过细胞提取贯通端口从以堆叠布置的各个多层微流控生物反应器的一个或更多个凹槽提取细胞，所述细胞提取贯通端口共线地延伸穿过多层微流控生物反应器堆叠并且与所述各个多层微流控生物反应器中的第二出口端口流体连通。25.根据权利要求24所述的生物反应器细胞培养系统，其包含用于接收贮存器的联接，所述贮存器用于从一个或更多个微流控生物反应器堆叠无污...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：纽索思创新有限公司，
类型：发明
国别省市：