本发明专利技术提供一种3D多孔生长表面，其包含具有多个网状层的织物，该织物可通过卷曲各网状层而形成柱状固定床，或通过堆栈或充填该多层网状结构物而形成其他形状的固定床。本发明专利技术同时提供一种通过维持网状层的孔径及结构的方式来强化细胞生长的方法。本发明专利技术还提供一种强化细胞回收率的方法，其使用上述网状层相较于以无纺布或其他多孔材料制成的载体具有较少的障碍物(obstacle)，可强化细胞回收率。本发明专利技术还提供一种在收集细胞过程中降低颗粒生成的方法，通过于该多层网状结构的四周进行封边以阻隔纤维或颗粒的释出，并利用网状层上的纱线直径大于细胞的壁尺寸以易于过滤分离。由本发明专利技术所提供的生长表面可通过简易地卷曲多个网状层而易于制成固定床，不仅可降低制造成本，同时有利于固定床生物反应器的载体的大量制造。制造。
Carrier for cell biomass production and cell culture device containing the same
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于细胞生物量生产的载体及包含其的细胞培养装置
[0001]本申请案主张美国临时专利申请号62/953,575，申请日2019.12.25，名称“一种生物质量量产的细胞培养基质”的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
[0002]本专利技术涉及一种细胞培养基质领域，特别是一种真核细胞的生物量(Biomass)生产的细胞培养基质。
技术介绍
[0003]随着生物科技的快速发展，用于原核细胞或真核细胞的细胞培养技术已越来越重要。一般来说，真核细胞生长较慢且易受到剪应力及污染的影响而受损，而大部分的真核细胞具有贴壁性(anchorage
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dependent)，其需要贴附生长表面才得以生长。为了培养这些具有贴壁性的真核细胞，因而发展多种具有生长表面的培养载体(carrier)，常用的培养载体包含由葡聚糖基材料(dextran
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based material)制成的具有平滑面的培养载体、由聚氨酯(polyurethane)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)制成的多孔基质、以及由聚砜(polysulfone)或醋酸纤维素(cellulose acetate)所制成的具有中空纤维的半透膜(semi
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permeable membrane)。然而，从上述培养载体中收集细胞容易受到这些载体因剪切力破坏所释放的碎屑颗粒所污染，尤其是具有多孔结构的载体而言，要将细胞由载体孔隙中回收更是困难。因此，贴壁细胞的细胞工艺放大(scale up)过程缓慢，不仅耗时费力且费用高昂。鉴于此，有必要发展适合的细胞培养载体以解决上述细胞收集的问题。
[0004]目前用于贴壁细胞的培养载体主要包含下列两种：微粒(particulate)平滑面载体(无孔或少孔)及多孔载体。平滑面载体因受限于自身的生长表面积，进而限制了贴附及生长于其上的细胞数量。而另一方面，多孔载体则提供了三维腔体(three
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dimensional cavity)以容置细胞，其多孔性也提供了额外的生长面积供细胞贴附，以保护细胞免于受到在曝气、搅拌及进料等细胞培养过程中所造成的剪应力带来的间接影响。然而，从多孔载体中收集细胞并非易事。用于细胞回收(cell recovery)的初代多孔载体为BioNOC II(已注册商标)载体(CESCO Bioengineering Co.,Ltd.)，其是由聚酯无纺布(polyester non
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woven fabrics)所制成。从多孔BioNOC II载体收集细胞是由平面水平堆栈的纤维所形成的孔洞经过热压后形成的多层结构来收集。其中，纤维之间的开口都是以朝着相同的方向的形式排列，相较于其他的多孔材料(例如以随机方向分布于基质内的信道孔洞结构)，较易于释放细胞。然而，以BioNOC II载体收集细胞具有以下缺点：1.随机层叠于纤维中的孔洞会形成超过二十层的多重层叠结构，其中的孔洞具有几微米至几百微米不等的孔径尺寸，基于上述超过二十层纤维的物理障碍(physical obstacle)，细胞的释出并无法如在平坦表面那么直接；2.在收集细胞的过程中，纤维也容易同步被释出而造成细胞污染；3.上述被释出的纤维具有与细胞类似的尺寸，因此难以与所收集的细胞分离。这些分离纤维与细胞的过程不仅导致成本提升，同时也造成细胞损失，因此阻碍了BioNOC II载体在细胞生产(cellular production)领域的应用。上述缺点造成应用的限制或增加生产成本，特别是对
于将细胞作为生物性产品的生产目标。
[0005]生物技术和基因工程的革命性进化已经创造了细胞产品市场的高需求，例如蛋白质药物、细胞激素、单株抗体、病毒相关产品、疫苗、核酸、酵素以及细胞及/或组织。为应对这些产品的需求，同步产生了对效益性及经济性生产方法的不断增长的需求。
[0006]真核细胞，例如哺乳动物细胞，已成为提供高质量及高产量蛋白质或细胞产物的热门目标。长期以来，培养哺乳动物细胞一直用于疫苗、基因工程蛋白、药物及其他细胞产品的生产。一般来说，真核细胞可为贴壁细胞、非贴壁细胞、或同时包含两者特性。贴壁细胞需要生长表面以定锚(anchor)、生长及生产所需的细胞产物。举例而言，贴壁细胞可为胚胎干细胞(embryonic stem cells)、间叶干细胞(mesenchymal stem cells)、纤维母细胞(fibroblasts)、上皮细胞(epithelial cells)及内皮细胞(endothelial cells)。真核细胞，例如淋巴细胞、某些转移的细胞及癌细胞，可为非贴壁细胞，且可悬浮地生长。然而，无论是哪一种类，大部分的真核细胞在培养时都具有以下共同特征(此将于以下段落详细说明)，这些特征在设计有效的生长表面及培养装置时都扮演了关键性的角色。
[0007]贴壁细胞对生长表面的贴附依赖性是影响细胞活力的关键，并且是所有类型细胞的培养技术基础，包括但不限于传统的单层培养或以载体及/或微载体系统培养。由于贴壁细胞仅能在贴附适合的生长表面后增殖，因此所使用的促进细胞贴附的生长表面及培养程序十分的重要。细胞贴附包含将贴附因子(例如蛋白质)吸附到培养表面、使细胞接触该培养表面、将细胞贴附于适合细胞贴附的处理过后的表面、在整个生长表面散布及复制贴附的细胞直到该些细胞与另一个表面生长的细胞接触(即接触抑制(contact inhibition))。
[0008]为了进行可行的贴壁细胞培养，培养装置需要设置有适当的培养生长表面或载体、用于循环特定细胞培养基的机制，并且适当地通气以提供充足的溶氧以维持细胞生长。目前有几种不同的培养细胞方法，包含：尽管需要添加氧气，但在培养过程中并不额外补充养分的批次培养系统(batch system)；需要对养分及氧气进行监控及补充的补料批次培养系统(fed batch systems)；以及通过持续补充新鲜的培养基来监控及控制养分与废弃产物的连续灌注培养系统(perfusion systems)。
[0009]在本领域中已知几种类型的培养载体。举例而言，葡聚糖基(dextran
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based)(例如cytodex I,DEAD
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葡聚糖(DEAE
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dextran)及Cytodex III、猪胶原蛋白涂布的葡聚糖(porcine collagen
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coated dextran)；Cytiva,US,(formally GE Healthcare Life Sciences))、或涂布聚苯乙烯基的(coated polystyrene
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based(e.g.,SoloHill,U.S.))微载体(microcarrier)。微载体通常很小，其直径约为50至250微米(micrometers)，然而，较大或较小尺寸的微载体也已有使用过(U.S.Pat.No.5,114,855issued May 19,1992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】1.一种用于细胞培养的载体，其特征在于，其包含一网状结构单元，该网状结构单元包含：至少一第一网层，其具有由多条第一经线及多条第一纬线彼此交织所形成的多个第一网孔，且该第一网层具有生物兼容性及亲水性；及至少一第二网层，其具有由多条第二经线及多条第二纬线彼此交织所形成的多个第二网孔，所述第二网层平行地设置于所述第一网层之上或之下。2.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述网状结构单元包含两层所述第一网层及一层所述第二网层，其中，所述第二网层设置于两层所述第一网层中间、或设置于两层所述第一网层之上、或设置于两层所述第一网层之下。3.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述网状结构单元包含至少三层所述第一网层及一层所述第二网层，其中，所述第二网层设置于三层所述第一网层的任两层之间、或设置于三层所述第一网层之上、或设置于三层所述第一网层之下。4.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述第一网层的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，所述第二网层的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)或尼龙。5.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述第一网层为经过亲水性表面处理的一格网材料，所述第二网层为具有支撑性的一格网材料。6.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，任一所述第一网孔的孔径为30μm至800μm，任一所述第二网孔的孔径为1mm至5mm。7.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述载体的型态为由所述网状结构单元卷曲而形成的一或多个柱体、由多个所述网状结构单元依序层叠而形成的一或多个柱体、或由多个所述网状结构单元随机堆栈而形成的一堆栈体。8.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，所述第一网层的周边与所述第二网层的周边是以热压、超声波或胶黏的方式封合。9.如权利要求1所述的用于细胞培养的载体，其特征在于，在所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张景明，
申请(专利权)人：赛宇细胞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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