一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法，培养装置包括：底座；反应器壳体，设置于底座的上方，并与底座相连接形成密闭腔体；气体交换组件，设置于底座的上方，并与密闭腔体相连通；第一液体交换组件，设置于反应器壳体的上方，且与反应器壳体相连接；第二液体交换组件，设置于反应器壳体的侧壁，并与密闭腔体相连通；第一液体交换组件内设置有过滤器，过滤器内设置有过滤膜，过滤膜以折叠或堆叠的方式内置于过滤器内；过滤器的气体透过速率为5

【技术实现步骤摘要】
一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法


[0001]本专利技术属于细胞培养
，尤其涉及一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法。

技术介绍

[0002]细胞培养技术是指细胞在体外条件下利用相应的营养物质及气体进行生长增殖的技术。随着制药技术的发展，细胞培养越来越成为制药研究与药物生产过程中必不可少的技术手段，目前的细胞培养技术已经逐步应用于药物筛选研究、单克隆抗体生产、疫苗生产以及细胞治疗等多个

[0003]现有技术中，T 细胞疗法、过继免疫疗法和过继细胞疗法应用的细胞，往往采用常规的方法进行制备和储存，但是由于细胞的生长空间以及营养物质有限，当细胞增殖达到一定的数量后需要进行传代，通常需要在细胞大量增殖后对其频繁增加培养基或使细胞从培养基分离，在此过程中需要通过利用大量的细胞耗材进行培养来提高细胞增殖数量。然而，一方面，这种操作方式需要反复开盖操作，这样就极大地增加了细胞制备过程中细胞被污染的风险，且延长了细胞的收获时间，细胞一旦被细菌污染，细胞将停止增殖并大量死亡，造成巨大的损失。另一方面，细胞的生长需要二氧化碳和氧气，现有的培养装置透气效率低，无法一次性加入大量培养基，就无法实现细胞的长时间培养，进而最终导致细胞培养的效率低下，进而使细胞的培养成本大量增加。
[0004]细胞基因治疗（CGT，Cell and Gene Therapy）指将确定的遗传物质转移至患者的特定靶细胞内，通过基因添加、基因修正、基因沉默等方式修饰个体基因的表达或修复异常基因，达到治愈疾病目的的过程。据ASCGT(美国细胞和基因治疗协会American Society of Cell and Gene Therapy)统计，全球CGT领域在线管线有超过3600项临床试验处于进行当中，迄今为止，已有23种基因和细胞治疗产品获得美国FDA批准，其中包括对神经肌肉疾病、遗传性失明、某些血液癌症等疾病的颠覆性疗法。在中国推动进行了726项试验，并已上市5款药物。CGT具有很高的靶向性，可以不损伤正常细胞的同时杀死癌细胞，同时细胞是来源于患者体内，不具有免疫排斥性，基本无副作用和不良反应，治疗过程中病人不会产生痛苦。CGT治疗需要将患者体内的缺陷细胞取出进行相应的基因改造，并进行细胞培养增殖，再回输至患者体内。常规的细胞培养过程，采用常规的细胞培养瓶，单个培养耗材中生长的细胞数量有限，需要定期开盖操作，进行细胞传代或者检测，容易造成细胞的污染。此种培养方式必然不适合CGT的细胞培养。CGT细胞的培养增殖应尽可能在完全封闭的系统中，减少人为干预造成不可预见的污染。
[0005]为解决上述问题，急需一种高透气全封闭的细胞培养系统。细胞培养到收集整个过程处于全封闭系统中，通过管路进行转运细胞和培养基，极大减少污染风险。
[0006]现有的专利技术专利CN113462570A，该专利技术专利公开了一种大容量悬浮细胞培养瓶，具体地，该大容量悬浮细胞培养瓶是一种全封闭操作设备，通过一体式培养瓶设计，能够在细胞培养过程中减少交叉污染的风险。其采用抽取的方式换取培养液，由于上部透气膜体
过滤气体采用传统的单层膜片式过滤器，单位面积的孔数量少，透气速率低，适用于细胞培养过程中的气体交换，但在抽取培养基时，不能实时以及瞬时维持瓶体内外压力平衡，因抽吸培养基会造成瓶内负压，在抽吸培养基时底部硅胶透气膜会因负压隆起，影响正在培养的细胞，进而使接近下部连接管的细胞被扰动，且随废液一同吸出，进而导致细胞的培养效率降低，且降低培养细胞的收率；当补充培养基时，由于上部透气膜体透气速率低，导致补充速度慢，影响细胞的生长。
[0007]为了避免抽吸培养基造成瓶内负压，专利技术专利CN105392876A，公开了一种用于透气性细胞培养过程的封闭系统装置和方法，其封闭系统装置是利用压力将气体推送到细胞培养和细胞回收装置，进而排出培养基和培养的细胞。具体地，其采用的是连接空气泵向瓶内通入无菌空气形成正压的方式将液体排出，但加压时间不好控制，需要设置相应的气体流量控制与监控，判断是否排净了液体，增加了系统的复杂性。
[0008]为此，针对上述的技术问题，需要提供一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种高透气性的细胞封闭培养装置及方法，以解决现有技术中的抽取培养基导致底部硅胶透气膜会因负压隆起的问题，以及正压的方式排出培养基导致设备复杂的问题。
[0010]本专利技术第一方面提供了一种高透气性的细胞封闭培养装置，包括：底座；反应器壳体，设置于所述底座的上方，并与所述底座相连接形成密闭腔体；气体交换组件，设置于所述底座的上方，并与所述密闭腔体相连通；第一液体交换组件，设置于所述反应器壳体的上方，且与所述反应器壳体相连接；第二液体交换组件，设置于所述反应器壳体的侧壁，并与所述密闭腔体相连通；其中，所述第一液体交换组件内设置有过滤器，所述过滤器内设置有过滤膜，过滤膜以折叠或堆叠的方式内置于过滤器内；过滤器的气体透过速率为5
‑
30L/min，过滤膜的膜面积大于2700 mm2。
[0011]进一步的，所述第一液体交换组件还包括：连通件，设置于所述反应器壳体的顶端，并与所述反应器壳体相连接；端帽，设置于所述连通件的上方，并与连通件相连接，进而通过所述连通件限制所述密闭腔体与外界相连通；液体连通管穿设于所述端帽的内部，并与所述端帽相连接；气体连通管穿设于所述端帽的内部，并与所述端帽相连接；气体连通管内设置过滤器。
[0012]进一步的，所述过滤膜的孔径不大于0.22μm，且所述过滤膜的材质为PP、PES、PTFE或NF中的任一种。
[0013]进一步的，所述气体交换组件包括：支撑网，设置于所述底座的上方，并与所述底座相连接；密封圈，设置于所述支撑网的上方，并与所述支撑网相连接；第二透气膜，设置于所述支撑网与所述密封圈之间，并与所述支撑网、所述密封圈均相连接。
[0014]进一步的，所述第二透气膜为疏水透气膜，进而使细胞生长所需的气体透过，且能够阻挡培养基流过，所述第二透气膜为硅胶材质。
[0015]进一步的，所述第二液体交换组件包括：排出口，设置于所述反应器壳体的侧壁，并与所述密闭腔体相连通；排出管，并与所述排出口相连接。
[0016]可选择的，所述培养装置还包括第一透气膜，所述第一透气膜设置于反应器壳体
上方，并与所述密闭腔体相连通。
[0017]可选择的，分隔组件，设置于所述反应器壳体内部，并与所述反应器壳体的内侧壁相连接，进而使所述密闭腔体分为第一腔室和第二腔室，且所述第一腔室设置于所述第二腔室的上方；所述第一腔室的容积与所述第二腔室的容积比为9：1。
[0018]进一步的，所述分隔组件包括；卡槽，设置于所述反应器壳体的内壁周向，并与所述反应器壳体内壁相连接；卡板，所述卡板的边缘设置于所述卡槽内部，并与所述卡槽相连接，进而使所述反应器壳体内部的腔体分为所述第一腔室和所述第二腔室；交换口，穿设于所述卡板，通过所述交换口，使得所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，包括：底座（5）；反应器壳体（7），设置于所述底座（5）的上方，并与所述底座（5）相连接形成密闭腔体；气体交换组件（2），设置于所述底座（5）的上方，并与所述密闭腔体相连通；第一液体交换组件（3），设置于所述反应器壳体（7）的上方，且与所述反应器壳体（7）相连接；第二液体交换组件（4），设置于所述反应器壳体（7）的侧壁，并与所述密闭腔体相连通；其中，所述第一液体交换组件（3）内设置有过滤器（3
‑
5），所述过滤器（3
‑
5）内设置有过滤膜，过滤膜以折叠或堆叠的方式内置于过滤器（3
‑
5）内；过滤器（3
‑
5）的气体透过速率为5
‑
30L/min，过滤膜的膜面积大于2700 mm2。2.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述第一液体交换组件（3）还包括：连通件（3
‑
2），设置于所述反应器壳体（7）的顶端，并与所述反应器壳体（7）相连接；端帽（3
‑
1），设置于所述连通件（3
‑
2）的上方，并与连通件（3
‑
2）相连接，进而通过所述连通件（3
‑
2）限制所述密闭腔体与外界相连通；液体连通管（3
‑
3）穿设于所述端帽（3
‑
1）的内部，并与所述端帽（3
‑
1）相连接；气体连通管（3
‑
4）穿设于所述端帽（3
‑
1）的内部，并与所述端帽（3
‑
1）相连接；气体连通管（3
‑
4）内设置过滤器（3
‑
5）。3.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述过滤膜的孔径不大于0.22μm，且所述过滤膜的材质为PP、PES、PTFE或NF中的任一种。4.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述气体交换组件（2）包括：支撑网（2
‑
3），设置于所述底座（5）的上方，并与所述底座（5）相连接；密封圈（2
‑
1），设置于所述支撑网（2
‑
3）的上方，并与所述支撑网（2
‑
3）相连接；第二透气膜（2
‑
2），设置于所述支撑网（2
‑
3）与所述密封圈（2
‑
1）之间，并与所述支撑网（2
‑
3）、所述密封圈（2
‑
1）均相连接。5.根据权利要求4所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述第二透气膜（2
‑
2）为疏水透气膜，进而使细胞生长所需的气体透过，且能够阻挡培养基流过，所述第二透气膜（2
‑
2）为硅胶材质。6.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述第二液体交换组件（4）包括：排出口（4
‑
1），设置于所述反应器壳体（7）的侧壁，并与所述密闭腔体相连通；排出管（4
‑
2），设置于所述排出口（4
‑
1），并与所述排出口（4
‑
1）相连接。7.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，所述培养装置还包括第一透气膜（1），所述第一透气膜（1）设置于反应器壳体（7）上方，并与所述密闭腔体相连通。8.根据权利要求1所述的一种高透气性的细胞封闭培养装置，其特征在于，包括：分隔组件（6），设置于所述反应器壳体（7）内部，并与所述反应器壳体（7）的内侧壁相连接，进而使所述密闭腔体分为第一腔室（7
‑
1）和第二腔室（7
‑
2），且所述第一腔室（7
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜有，叶竹青，
申请(专利权)人：苏州赛普生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：