生物反应器及其使用方法技术

一种具有封闭容器、反应腔室和至少一个屏障的生物反应器，其中所述生物反应器被构造成支持生物活性环境。用于所述生物反应器的所述反应腔室的所述屏障包括孔和连接至所述孔的培养基流动路径。所述培养基流动路径被构造成具有小于所述孔的平均直径的直径。所述生物反应器的所述屏障包括表面特征、内部结构特征或它们的组合，所述特征被构造成改善或增强细胞或微生物的生长。或微生物的生长。或微生物的生长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物反应器及其使用方法
相关专利申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年12月28日提交的题为“BIOREACTOR AND METHODS OF USE THEREOF(生物反应器及其使用方法)”的美国临时专利申请第63/131043号的优先权和权益，其全部内容以引用的方式并入本文。


[0002]本文公开了用于生长活的细胞或微生物的包括穿孔屏障的生物反应器或细胞培养腔室。本文描述了用于在该生物反应器中生长细胞或微生物的方法，其中流量和流分散的调节可用于不同密度的细胞或微生物生长。

技术介绍

[0003]生物反应器或细胞培养腔室用于在被容纳的和受控的环境中培养微生物和分离的活细胞，包括哺乳动物和人类细胞。在许多情形中，微生物和细胞的培养需要将微生物或细胞与周围环境物理分开和隔离并维持在无菌环境中。这些情形可包括开发和制造治疗性微生物或细胞，诸如疫苗和经遗传修饰的细胞，以及制造供治疗使用的工具诸如供基因治疗使用的病毒，蛋白质，抗体或治疗细胞。另外，可能需要将微生物或细胞与环境隔离，例如，在生物体有危害的情形中。
[0004]这些微生物和细胞的培养和处理需要若干典型步骤，这些步骤可能包括但不限于用少量生物体或细胞接种生物反应器、不断地向微生物或细胞提供营养物、培养基、补充剂、支架、激活剂、测量微生物或细胞数量、维持活力、维持微生物或细胞的特性、维持物理状态以及细胞收集。在微生物和细胞在生物反应器中生长和扩增期间，监测诸如培养基和葡萄糖消耗、培养基中的氧、H+离子、电导率等之类的参数也很重要。另外，长期培养通常包括将微生物或细胞在它们增殖时转移到更大的容器。一旦微生物或细胞的数量达到所需的数量或活性，通常对该微生物或细胞进行处理和配制。这种处理可包括洗涤生长培养基、浓缩细胞或微生物、将培养基更换为最终保存培养基，或者包装和冷冻微生物或细胞以供进一步使用。
[0005]生物反应器可用于生长、增殖、分化和维持活的细胞和/或微生物以用于不同目的。在这种生物反应器中生长的细胞通常由生长培养基灌注，生长培养基为细胞提供营养和氧并移除细胞排泄的废物和二氧化碳。通常，可以在这种生物反应器中培养细胞或微生物之前和/或期间进行各种步骤，包括例如选择细胞、培养细胞、修饰细胞、激活细胞、扩增细胞(通过细胞增殖)、洗涤细胞、浓缩细胞和最终配制细胞(或微生物)。
[0006]迄今为止，通常通过在不同容器之间转移带有微生物或细胞的培养基来进行繁殖，并且为此目的使用各种工具，诸如较大的生长容器、离心管或袋、中间储存容器和最终包装。上述过程通常可能包括打开操作，其中微生物或细胞从一个步骤转移到另一个步骤。
[0007]上述步骤中的若干步骤可能需要从生物反应器中移出细胞并进一步使它们经受诸如离心、温育、计数、测试、分离、配制和包装等之类的步骤。不幸的是，涉及将细胞或微生
物从生物反应器中取出的任何步骤都大大增加了不需要的微生物(诸如，例如，真菌、细菌、支原体或其他不希望有的微生物)污染细胞的风险，这些不需要的微生物可能会对细胞培养过程造成不利影响。
[0008]人们已经认识到对于改进的封闭系统生物反应器存在长期的需要。已经认识到，这种改进可以针对减少或消除通过将细胞或微生物从生物反应器中取出来处理细胞或微生物的需要以及减少或消除培养过程中的步骤及人与细胞的相互作用。此外，人们已经认识到，改进可以针对通过在一个自动化的和封闭的系统中对细胞从早期阶段到最终产品进行处理来端到端地对工艺进行自动化和优化。本文所述的生物反应器及其使用方法的至少一些实施方案是针对这些改进的并且可以提供有利的生长条件，从而有可能实现更高的产率和更低的培养基需求。

技术实现思路

[0009]生物反应器是被构造成支持生物活性环境的设备或系统。生物反应器的一些实施方案包括封闭容器。生物反应器的一些实施方案包括一个或多个反应腔室。反应腔室被构造用于其中的化学过程，涉及一种或多种生物体和/或衍生自一种或更多种生物体的一种或多种生物化学活性物质。
[0010]在一些方面，本文所公开的是用于生物反应器的反应腔室的屏障或者生物反应器反应腔室或培养皿的表面的实施方案，其包括多个孔；以及至少一个培养基流动路径，其连接至所述多个孔中的至少一些孔，并且所述至少一个培养基流动路径的直径小于所述多个孔的平均直径。
[0011]在该屏障的一个相关的方面，所述多个孔的平均直径为至少0.2微米。
[0012]在该屏障的一些方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至1.0微米的范围。
[0013]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.9微米的范围。
[0014]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.8微米的范围。
[0015]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.7微米的范围。
[0016]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.6微米的范围。
[0017]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.5微米的范围。
[0018]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.4微米的范围。
[0019]在该屏障的一个方面，所述多个孔的直径包括0.2微米至0.3微米的范围。
[0020]在该屏障的一个方面，所述多个孔以足够的量存在，从而导致比不包括足够量的所述多个孔的其它方面等价的生物反应器的扩增倍数高20％或以上。
[0021]在该屏障的一个方面，所述多个孔以足够的量存在，从而导致比不包括足够量的所述多个孔的其它方面等价的生物反应器的扩增倍数高50％或以上。
[0022]在该屏障的一个相关的方面，所述至少一个培养基流动路径由不锈钢形成。
[0023]在该屏障的一个相关的方面，屏障包括聚合物膜，例如但不限于聚醚砜(PES)。
[0024]在该屏障的一个相关的方面，该聚合物膜包括包含陶瓷的表面。
[0025]在该屏障的一个方面，蛋白质吸收等于或小于50微克/平方厘米(μg/cm2)。
[0026]在该屏障的一个方面，蛋白质吸附等于或小于50微克/平方厘米(μg/cm2)。
[0027]在该屏障的一个方面，蛋白质吸收等于或小于约50微克/平方厘米(μg/cm2)。
[0028]在该屏障的一个方面，蛋白质吸附等于或小于约50微克/平方厘米(μg/cm2)。
[0029]在一些方面，本文所公开的是用于生物反应器的反应腔室的屏障的实施方案，该屏障包括构造成具有弯曲形状的表面。
[0030]在包括构造成具有弯曲形状的表面的屏障的一个相关的方面，该弯曲形状具有等于或大于625毫米(mm)的曲率半径。
[0031]在包括构造成具有弯曲形状的表面的屏障的一个相关的方面，该弯曲形状具有大于约625mm的曲率半径。
[0032]在包括构造成具有弯曲形状的表面的屏障的一个相关的方面，该弯曲形状包括凸面形状，该凸面形状具有等于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生物反应器的反应腔室的屏障，其包括：多个孔；和与所述多个孔中的至少一些连接的至少一个培养基流动路径，其中所述多个孔的平均直径为至少0.2微米，并且所述至少一个培养基流动路径的直径小于所述多个孔的平均直径。2.根据权利要求1所述的屏障，其中所述至少一个培养基流动路径由不锈钢形成。3.根据权利要求1所述的屏障，其中所述屏障包括聚合物膜，其中所述聚合物膜包括包含陶瓷的表面。4.根据权利要求1所述的屏障，其中蛋白质吸收等于或小于约50微克/平方厘米(μg/cm2)。5.根据权利要求1所述的屏障，其中蛋白质吸附等于或小于约50微克/平方厘米(μg/cm2)。6.根据权利要求1所述的屏障，其包括：构造成具有弯曲形状的表面。7.根据权利要求6所述的屏障，其中所述弯曲形状具有等于或大于约625毫米(mm)的曲率半径。8.根据权利要求6所述的屏障，其中所述弯曲形状包括凸面形状，所述凸面形状具有等于或小于50mm的距离(d)，所述距离(d)被定义为所述凸面形状的最低部分至由所述凸面形状的边缘限定的假想直线。9.一种生物反应器，其包括：反应腔室，其中所述反应腔室包括：下腔室；和上腔室；以及至少一个屏障，其中所述至少一个屏障设置在所述下腔室与所述上腔室之间，其中所述至少一个屏障包括多个孔；其中所述多个孔具有至少0.2微米的平均尺寸；其中所述多个孔以足够的量存在于所述至少一个屏障中，从而导致比不包括足够量的所述多个孔的其它方面等价的生物反应器的扩增倍数高至少20％。10.一种用于在其中生长细胞或微生物的生物反应器，所述生物反应器包括：封闭容器，所述封闭容器围封其中的空间；其中具有多个孔的第一屏障，所述第一屏障密封地设置在所述空间内，被构造成将所述空间分为第一下腔室和第二上腔室，所述第二上腔室被构造成在其中容纳所述生长的细胞或微生物；其中所述第一屏障经构造：以允许所述第一腔室与所述第二腔室之间的流体流，以及所述第二腔室与所述第一腔室之间的流体流，同时防止细胞或微生物在其间通过；以维持向下的凸面弧，所述凸面弧具有：大于625毫米(mm)的曲率半径，或者作为另一种选择，
向下凸面处的最低点与连接向下凸面边缘的直线之间的距离(d)小于50mm；以及以维持低于50微克/平方厘米(μg/cm2)的低蛋白质吸收和/或吸附。11.根据权利要求10所述的生物反应器，其中所述第一屏障被构造成在以下工作条件中的至少一个条件下维持其向下的凸面和...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：艾德瓦生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：