具有增强的细胞收获能力的生物反应器系统和相关方法技术方案

用于收获细胞的系统和方法，该系统包括生物反应器，该生物反应器具有用于细胞截留/粘附和生长的结构，比如固定床结构。细胞收获机构适于比如通过振动或摇动固定床来搅动生物反应器，并适于比如通过反复冲洗和填充生物反应器而使液位相对于结构移动。细胞分离溶液，比如用于分离细胞而不产生团块或聚集体的酶混合物，被提供至生物反应器。生物反应器可包括位于另一个生物反应器上游的预培养容器。括位于另一个生物反应器上游的预培养容器。括位于另一个生物反应器上游的预培养容器。

【技术实现步骤摘要】
具有增强的细胞收获能力的生物反应器系统和相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年6月3日提交的美国临时专利申请序列号63/196337，于2021年12月31日提交的美国临时专利申请序列号63/295673、于2022年2月16日提交的美国临时专利申请序列号63/310753、于2022年3月24日提交的美国临时专利申请序列号63/323308和于2022年4月14日提交的美国临时专利申请序列号63/330981的权益，这些美国临时专利申请的公开内容通过引用并入本文。


[0003]本文件总体上涉及具有增强的细胞收获能力的生物反应器系统和相关方法。

技术介绍

[0004]用于生物制造的某些高细胞密度生物反应器包括用于促进细胞截留/粘附和生长的结构，比如固定床(无论是结构化的还是填充式的)。固定床材料的布置影响局部流体、热量和质量传输。在许多情况下，在给定的空间中最大化细胞培养是非常密集的。
[0005]对于某些生物制造应用，在固定床中生长的细胞本身在生长阶段后被从生物反应器中收获。这可能是当将细胞收获物用作种子培养以扩增细胞以接种另一个(例如，生产)生物反应器时，或当细胞本身是所关注的产物(例如，产生细胞库或用于细胞治疗应用)时的情况。为了从固定床收获活细胞，可以使用诸如胰蛋白酶等化学试剂。然而，这单独地通常导致有限量的细胞分离，通常是由于典型生物反应器中固定床材料的密集填充性质，这使得化学试剂贯穿床循环并增加经收获的细胞的产量更加困难。
[0006]细胞也通过被称为整联蛋白的小的电缆状蛋白质附着在固定床上。此外，细胞产生其他蛋白质，像胶原和糖胺聚糖，其形成类似于网的细胞外基质。即使当使用诸如胰蛋白酶等分离溶液来实现细胞从结构中分离时，这些蛋白质可能会导致经收获的细胞聚集在一起。这对于回收目的来说可能是不期望的，并且可能导致低于期望的细胞产量。
[0007]因此，证实需要一种提高从生物反应器中收获的细胞的产量的方法。

技术实现思路

[0008]根据本公开的一个方面，提供了一种收获细胞的方法。该方法包括提供包括固定床结构的生物反应器，该固定床结构能够进行细胞截留或粘附以及细胞生长，经由培养基将细胞添加至该生物反应器，并允许细胞变成截留和/或粘附至该固定床结构并在生物反应器内生长。该方法进一步包括搅动生物反应器并使液位相对于固定床结构移动，以及将包括酶混合物的细胞分离溶液引入至生物反应器中，其中细胞中的一部分从固定床结构分离，而在细胞中的该部分中没有团块或聚集体。
[0009]在一个实施例中，搅动步骤和移动步骤同时完成。移动步骤可以包括至少部分地排空生物反应器的流体，比如通过将液位从固定床结构的顶部附近移动至固定床的底部附近。移动步骤可以包括将流体添加至生物反应器，比如举例而言通过将额外的细胞分离溶
液添加至生物反应器。移动步骤可以包括使用于细胞截留/粘附和生长的结构相对于生物反应器移动，以移动液位的位置。
[0010]在移动步骤之前，液位可以位于固定床结构的上方，移动步骤可以涉及多次(但也可以仅一次)升高和降低液位(比如从固定床结构的顶部到固定床结构的底部)。搅动步骤可以包括振动生物反应器。引入步骤可以包括切割整联蛋白的酶和切割细胞外基质的不同酶以作为酶混合物。
[0011]根据本公开的另一方面，提供了一种用于收获细胞的系统。该系统包括：生物反应器，该生物反应器包括用于细胞截留/粘附和生长的结构；细胞收获机构，该细胞收获结构适于搅动生物反应器并适于使液位相对于该结构移动；以及容器，该容器包括与生物反应器流体连通的细胞分离溶液。细胞分离溶液包括用于从用于细胞截留/粘附和生长的结构中分离细胞中的一部分的酶混合物，并且一旦分离，在细胞中的该部分中不产生团块或聚集体。
[0012]在一个实施例中，用于细胞截留/粘附和生长的结构包括固定床，比如3D打印固定床。用于细胞截留/粘附和生长的结构包括具有多个细胞固定化层的固定床，该多个细胞固定化层比如以堆叠式或螺旋式配置来布置，并且直接接触相邻层或在这些相邻层之间具有间隔。细胞收获机构包括用于振动或摇动生物反应器(特别是用于细胞截留/粘附和生长的结构)的设备和/或泵。细胞收获机构可以形成用于生物反应器的对接站的一部分，对接站可以包括用于收获细胞以引入另一个生物反应器的收获容器。
[0013]在这些或其他实施例中，生物反应器可以相对于水平平面倾斜，以促进流体从用于细胞截留/粘附和生长的结构排空。可以提供用于压实用于细胞截留/粘附和生长的结构的压实机，该压实机在该结构的内部或外部。酶混合物包括切割整联蛋白的酶和切割细胞外基质的不同酶。
[0014]该细胞收获设备包括致动器，致动器用于使用于细胞截留/粘附和生长的结构相对于生物反应器移动，以移动液位的位置。可以提供用于控制细胞收获机构的控制器，以搅动生物反应器并使液位相对于用于细胞截留/粘附和生长的结构移动。控制器适于控制酶混合物至生物反应器的递送。
[0015]本公开的另一方面涉及一种用于收获细胞的系统，包括：生物反应器，包括用于细胞截留/粘附和生长的结构；搅动器，适于搅动生物反应器；致动器，用于使液位相对于用于细胞截留/粘附和生长的结构移动；以及容器，包括与生物反应器流体连通的细胞分离溶液。细胞分离溶液包括用于从用于细胞截留/粘附和生长的结构中分离细胞而不产生团块或聚集体的酶混合物。
[0016]在一个实施例中，搅动器包括振动器。致动器可以包括线性致动器和/或泵。还可以提供控制器以控制致动器和/或搅动器。
[0017]本公开的又一方面涉及一种用于收获细胞的系统。该系统包括生物反应器，该生物反应器包括用于细胞截留/粘附和生长的结构。细胞收获机构适于在用流体填充和冲洗生物反应器的同时搅动生物反应器。容器包括与生物反应器流体连通的细胞分离溶液。
[0018]在一个实施例中，细胞分离溶液包括用于分离细胞而不产生团块或聚集体的酶混合物。细胞收获机构可以包括用于将振动能量施加至生物反应器的设备，并且具体地为将振动能量施加至用于细胞截留/粘附和生长的结构的设备，比如通过振动或摇动生物反应
器和/或结构，和/或用于部分或完全地填充、清空和冲洗生物反应器的设备。该填充、清空和冲洗设备可以包括一个或多个泵。细胞收获机构可以形成用于生物反应器的对接站的一部分。
[0019]本公开的仍另一方面涉及一种从固定床生物反应器分离细胞的方法，包括：将用于分离细胞而不产生团块或聚集体的酶混合物添加至固定床生物反应器；以及在振动生物反应器的同时调节固定床生物反应器中液位的位置。调节步骤可以包括用流体填充和冲洗生物反应器，包括通过用流体反复地填充和冲洗生物反应器。方法可以进一步包括将经分离的细胞从生物反应器递送至另一个生物反应器的步骤。又进一步地，方法可以包括倾斜生物反应器和/或压实生物反应器中的固定床。调节步骤可以包括使固定床相对于生物反应器移动。
[0020]另一个所公开的方面是一种在生物反应器中分离细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种收获细胞的方法，包括：提供包括固定床结构的生物反应器，所述固定床结构能够进行细胞截留或粘附以及细胞生长；经由培养基将细胞添加至所述生物反应器；允许所述细胞变成截留和/或粘附至所述固定床结构，并在所述生物反应器内生长；将包括酶混合物的细胞分离溶液引入至所述生物反应器中；搅动所述生物反应器的一部分；以及使所述细胞分离溶液的液位相对于所述固定床结构移动；其中所述细胞中的大部分从所述固定床结构分离，而不会在所述细胞中的所述大部分中形成团块或聚集体。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅动步骤和所述移动步骤同时完成。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括至少部分地排空所述细胞分离溶液的所述生物反应器。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括将所述液位从所述固定床结构的顶部上方或附近移动至所述固定床的底部下方或附近。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括将流体添加至所述生物反应器。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加步骤包括将额外的细胞分离溶液添加至所述生物反应器。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述移动步骤之前，所述液位位于所述固定床结构上方。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动步骤包括多次地升高和降低所述液位。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述搅动步骤包括比如以介于约20赫兹至约300赫兹之间的频率以及以介于约O.5毫米至约5毫米之间的振幅直接或间接地振动所述固定床。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述引入步骤包括引入切割整联蛋白的酶和切割细胞外基质的不同酶以作为所述酶混合物。11.一种用于收获细胞的系统，包括：生物反应器，包括用于细胞截留/粘附和生长的结构；细胞收获机构，适于搅动所述生物反应器并使液位相对于所述结构移动；以及容器，包括与所述生物反应器流体连通的细胞分离溶液，所述细胞分离溶液包括用于从用于细胞截留/粘附和生长的所述结构中分离细胞而不产生团块或聚集体的酶混合物。12.根据权利要求11所述的系统，其中用于细胞截留/粘附和生长的所述结构包括固定床，比如3D打印固定床。13.根据权利要求11所述的系统，其中用于细胞截留/粘附和生长的所述结构包括具有多个细胞固定化层的固定床，所述多个细胞固定化层比如以堆叠式或螺旋式配置来布置，并且直接接触相邻层或在所述相邻层之间具有间隔。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述细胞收获机构包括用于振动或摇动所述生物反应器的设备。15.根据权利要求11所述的系统，其中所述细胞收获机构包括用于移动所述液位的泵。16.根据权利要求11所述的系统，其中所述细胞收获机构包括用于将振动能量施加至
所述生物反应器的设备，并且具体地为将振动能量施加至用于细胞截留/粘附和生长的所述结构。17.根据权利要求11所述的系统，其中所述细胞收获机构形成用于所述生物反应器的对接站的一部分。18.根据权利要求11所述的系统，其中所述生物反应器包括用于收获细胞以引入另一个生物反应器的收获容器。19.根据权利要求11所述的系统，其中所述生物反应器相对于水平平面倾斜，以促进流体从用于细胞截留/粘附和生长的所述结构排空。20.根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于压实用于细胞截留/粘附和生长的所述结构的压实机，所述压实机在所述结构内部或外部。21.根据权利要求11所述的系统，其中所述酶混合物包括切割整联蛋白的酶和切割细胞外基质的不同酶。22.根据权利要求11所述的系统，其中所述细胞收获设备包括致动器，所述致动器用于使用于细胞截留/粘附和生长的所述结构相对于所述生物反应器移动，以移动所述液位的位置。23.根据权利要求11所述的系统，进一步包括用于控制所述细胞收获机构的控制器，以搅动所述生物反应器并使液位相对于用于细胞截留/粘附和生长的所述结构移动。24.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC，
申请(专利权)人：尤尼沃尔塞尔斯技术股份公司，
类型：发明
国别省市：