用于培养细胞的设备和生物反应器以及相关方法技术

用于培养细胞的设备和生物反应器以及相关方法

【技术实现步骤摘要】
用于培养细胞的设备和生物反应器以及相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2022
年4月7日提交的序列号为
63/328,461、
于
2022
年4月
14
日提交的序列号为
63/330,967、
于
2022
年9月
27
日提交的序列号为
63/410,252
和于
2022
年
10
月3日提交的序列号为
63/412,709
的美国临时专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文中
。
本申请还涉及序列号为
62/758,152、62/733,375
和
62/608,261
的美国临时专利申请，这些美国临时专利申请中的每一者都通过引用并入本文中
。
公开号为
2018/0282678
的美国专利申请
、
国际专利申请
PCT/EP2018/076354、
美国临时专利申请
62/711,070
和美国临时专利申请
62/725,545
的公开内容也通过引用并入本文中
。


[0003]本文件总体上涉及细胞培养领域，并且更特别地涉及模块化生物反应器
、
生物反应器系统和相关方法，尤其涉及用于培养细胞的设备和生物反应器以及相关方法
。

技术介绍

[0004]生物反应器经常用于培养细胞
。
通常，生物反应器包括由多个零件形成的复杂壳体布置，需要过多的焊接或胶合才能组装
。
这会增加制造的复杂性
、
失败的风险，并最终增加最终使用者的成本
。
[0005]另一个问题涉及在生物反应器的细胞生长区域中最大化细胞密度的能力
。
许多过去关于固定床生物反应器的提议使用填充床
。
虽然这样的填充床可以很好地促进细胞生长，并提供某些优点，但产生这样的床所需的生物反应器中的空间体积很大
。
在实现期望的细胞生长的同时，易于扩展具有非结构化填充床或流化床的生物反应器也是具有挑战性的，并且当前存在对可以在本领域的各种操作条件下
(
包括例如在无菌罩内，其中间隙可能是有限的
)
使用的生物反应器的需求
。
[0006]就给定工艺所涉及的时间和资源两者而言，细胞培养可能是昂贵的
。
这样的努力的失败或者给定工艺的次优条件可以导致时间和资源的浪费，或者至少是可用资源
(
包括研究人员时间
、
物理部件和给定工艺中涉及的各种材料
)
的次优使用
。
为此，小规模运行可能是有用的，比如用于工艺开发
、
实验设计
、
评估给定工艺的可行性，或用于优化其参数
。
如果这样的评估是在较大规模上进行的，则用于实验目标的给定工艺的每一次运行都要利用大量的资源
。
[0007]此外，评估单个生物反应器系统中的工艺参数要么需要额外的时间以使实验顺序进行，要么需要额外的物理资源以控制多个单独的单个生物反应器系统
。
例如，评估给定参数
(
例如，温度
、pH、DO、
氧合
/kLa
等
)
变化的影响或给定工艺的给定参数集可能需要大量时间用于顺序运行，以便改变所述参数和
/
或大量资源和空间用于在各种不同参数下同时运行工艺，以便优化工艺
。
[0008]因此，需要一种改进的生物反应器，该生物反应器易于制造且成本低廉，并且易于扩展以适应各种操作条件
。
该生物反应器能够以高度可重复的方式组装
。
一旦确定了最佳
条件和
/
或参数，相关的生物反应器系统也能够促进扩展
。

技术实现思路

[0009]在第一实施例中，公开了一种用于培养细胞的设备，其包括：生物反应器，包括具有形成内部隔室的壁的壳体；固定床，用于培养细胞；用于固定床的固定床支撑件，固定床支撑件适于可移除地定位在壳体的内部隔室内；以及一个或多个定位器，用于将固定床支撑件与壳体的壁均匀地隔开
。
[0010]在这个实施例或其他实施例中，固定床支撑件包括中心部分和周边部分，周边部分从中心部分径向向外延伸并包括一个或多个定位器，周边部分具有的外径对应于壳体的内径
。
周边部分可以包括一个或多个突起
。
周边部分可以包括外环，外环通过一个或多个突起连接到中心部分
。
[0011]在这个实施例或其他实施例中，周边部分包括环形圆盘形表面，环形圆盘形表面在其中具有多个孔口
。
周边部分可以包括网或筛网
。
周边部分可以适于从下面支撑固定床
。
周边部分可以适于允许流体从其流过
。
[0012]在这个实施例或其他实施例的另一方面，中心部分可以包括分离器，分离器在中心部分的内部中形成多个空间，用于容纳壳体内的导管
。
多个空间可以具有不同的尺寸
。
导管中的至少一者可以适于将流体流输送至中心部分的内部或从中心部分的内部输送流体流
。
分离器可以适于定位导管中的至少一者，导管适于输送流体流远离中心部分的内壁，以防止导管与沿内壁流下的降膜流体之间的接触
。
[0013]在这个实施例或其他实施例的另一方面，支撑件的中心部分形成用于容纳搅动器的容器
。
搅动器可以包括适于围绕搅动器支撑件旋转的叶轮，该搅动器支撑件适于接收并保持固定床支撑件
。
搅动器支撑件可以包括管状柱，该管状柱与连接至生物反应器的盖子的柔性排水管连接
。
[0014]在这个实施例或其他实施例的另一方面，固定床支撑件的周边部分可以包括呈多个径向延伸臂形式的一个或多个突起
。
多个径向延伸臂可以连接到边沿，该边沿具有的外径对应于壳体的内径
。
多个径向延伸臂可以接合并支撑固定床
。
[0015]在这个实施例或其他实施例的另一方面，壳体包括接收器，该接收器用于接收一个或多个突起中的至少一者
。
固定床支撑件的中心部分和周边部分可以包括单个整体结构
。
[0016]在这个实施例或其他实施例的另一方面，固定床包括一层或多层纺织或非纺织材料，一层或多层纺织或非纺织材料缠绕在固定床支撑件中心部分周围
。
[0017]在这个实施例或其他实施例的另一方面，该设备还可以包括密封件，该密封件用于在壳体的内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于培养细胞的设备，包括：生物反应器，包括具有形成内部隔室的壁的壳体；固定床，用于培养细胞；用于所述固定床的固定床支撑件，所述固定床支撑件适于能移除地定位在所述壳体的所述内部隔室内；和一个或多个定位器，用于将所述固定床支撑件与所述壳体的所述壁均匀地隔开
。2.
根据权利要求1所述的设备，其中所述固定床支撑件包括中心部分和周边部分，所述周边部分从所述中心部分径向向外延伸并包括所述一个或多个定位器，所述周边部分具有的外径对应于所述壳体的内径
。3.
根据权利要求2所述的设备，其中所述周边部分包括一个或多个突起
。4.
根据权利要求3所述的设备，其中所述周边部分包括外环，所述外环通过所述一个或多个突起连接到所述中心部分
。5.
根据权利要求2所述的设备，其中所述周边部分包括环形圆盘形表面，所述环形圆盘形表面在其中具有多个孔口
。6.
根据权利要求2所述的设备，其中所述周边部分包括网或筛网
。7.
根据权利要求2所述的设备，其中所述周边部分适于从下方支撑所述固定床
。8.
根据权利要求2所述的设备，其中所述周边部分适于允许流体从其流过
。9.
根据权利要求2所述的设备，其中所述中心部分包括分离器，所述分离器在所述中心部分的内部中形成多个空间，用于容纳所述壳体内的导管
。10.
根据权利要求9所述的设备，其中所述多个空间具有不同的尺寸
。11.
根据权利要求9所述的设备，其中所述导管中的至少一者适于将流体流输送至所述中心部分的所述内部或从所述中心部分的所述内部输送流体流
。12.
根据权利要求
11
所述的设备，其中所述分离器适于定位所述导管中的至少一者，所述导管适于输送流体流远离所述中心部分的内壁，以防止所述导管与沿所述内壁流下的降膜流体之间的接触
。13.
根据权利要求2所述的设备，其中所述支撑件的所述中心部分形成用于容纳搅动器的容器
。14.
根据权利要求
13
所述的设备，其中所述搅动器包括叶轮，所述叶轮适于围绕搅动器支撑件旋转，所述搅动器支撑件适于接收并保持所述固定床支撑件
。15.
根据权利要求
14
所述的设备，其中所述搅动器支撑件包括管状柱，所述管状柱与连接至所述生物反应器的盖子的柔性排水管连接
。16.
根据权利要求
15
所述的设备，其中所述固定床支撑件的所述周边部分包括呈多个径向延伸臂形式的一个或多个突起
。17.
根据权利要求
16
所述的设备，其中所述多个径向延伸臂连接到边沿，所述边沿具有的外径对应于所述壳体的内径
。18.
根据权利要求
16
所述的设备，其中所述多个径向延伸臂接合并支撑所述固定床
。19.
根据权利要求
18
所述的设备，其中所述壳体包括接收器，所述接收器用于接收所述一个或多个突起中的至少一者
。20.
根据权利要求
19
所述的设备，其中所述固定床支撑件的所述中心部分和所述周边
部分包括单个整体结构
。21.
根据权利要求1所述的设备，其中所述固定床包括一层或多层纺织或非纺织材料，所述一层或多层纺织或非纺织材料缠绕在所述固定床支撑件的所述中心部分周围
。22.
根据权利要求1所述的设备，还包括密封件，所述密封件用于在所述壳体的内壁与所述固定床支撑件之间进行密封
。23.
根据权利要求1所述的设备，其中所述固定床包括多个固定床部分，所述固定床支撑件还包括多个互锁支撑件部分，所述多个互锁支撑件部分用于支撑所述多个固定床部分中的每一者
。24.
根据权利要求
23
所述的设备，其中每个互锁支撑件部分适于与相邻的支撑件部分互锁
。25.
根据权利要求
23
所述的设备，还包括第一密封件，所述第一密封件用于将每个相邻的互锁支撑件部分密封在一起
。26.
根据权利要求
25
所述的设备，还包括第二密封件，所述第二密封件用于将多个部分中的每一者与所述壳体的内壁进行密封
。27.
根据权利要求1所述的设备，还包括上框架，所述上框架用于定位在所述固定床上方
。28.
根据权利要求
27
所述的设备，其中所述上框架具有足够的高度，以形成用于允许流体在离开所述固定床的上端时积聚在其中的至少一个袋，以及用于感测所述至少一个袋中的流体的特性的传感器
。29.
根据权利要求
27
所述的设备，其中所述上框架适于接合所述生物反应器的盖子
。30.
根据权利要求
27
所述的设备，其中所述上框架形成多个袋，所述多个袋具有不同的体积
。31.
根据权利要求
30
所述的设备，其中所述上框架适于接收或对准一个或多个取样器，所述一个或多个取样器用于对所述固定床进行取样
。32.
根据权利要求1所述的设备，还包括能移除地连接到所述壳体的盖子
。33.
根据权利要求
32
所述的设备，其中所述盖子适于将所述固定床竖直保持在所述壳体内的适当位置
。34.
根据权利要求
33
所述的设备，其中所述盖子包括悬垂部分，所述悬垂部分用于接合所述固定床或所述固定床支撑件
。35.
根据权利要求
32
所述的设备，其中所述盖子适于螺纹接合所述壳体
。36.
根据权利要求
32
所述的设备，还包括在所述盖子与所述壳体之间的垫圈
。37.
根据权利要求1所述的设备，还包括在所述壳体的所述壁中的端口，所述端口当定位在其中时在所述固定床的上端上方
。38.
根据权利要求1至
37
中任一项所述的设备，其中所述壳体包括形成所述内部隔室的单件式刚性结构
。39.
一种用于培养细胞的设备，包括：壳体和盖子，一起限定了具有内部隔室的容器；和组件，用于定位在所述内部隔室内，所述组件包括固定床，所述固定床适于培养细胞，其中所述组件适于与所述容器互锁以保持所述固定床在所述内部隔室内的位置
。
40.
根据权利要求
39
所述的设备，其中所述组件包括上部，所述上部适于与所述盖子互锁
。41.
根据权利要求
40
所述的设备，其中所述上部包括上框架，所述上框架用于定位在所述固定床上方
。42.
根据权利要求
41
所述的设备，其中所述上框架具有足够的高度，以形成用于允许流体在离开所述固定床的上端时积聚在其中的至少一个袋，以及用于感测所述至少一个袋中的流体的特性的传感器
。43.
根据权利要求
41
所述的设备，其中所述上框架包括凹部，所述凹部用于接合从所述生物反应器的盖子延伸的突起
。44.
根据权利要求
41
所述的设备，其中所述上框架形成多个袋，所述多个袋各自具有不同的体积
。45.
根据权利要求
41
所述的设备，其中所述固定床包括多个固定床部分，每个固定床部分与适于与相邻的支撑件互锁的多个支撑件中的一者相关联
。46.
根据权利要求
45
所述的设备，其中所述上框架适于与所述多个支撑件中的至少一者互锁
。47.
根据权利要求
45
所述的设备，其中所述多个支撑件中的每一者包括中心部分和周边部分，所述周边部分适于允许流体到达所述固定床，所述周边部分具有的外径对应于所述壳体的内径
。48.
根据权利要求
45
所述的设备，还包括至少一个
O
形环，所述至少一个
O
形环位于所述多个支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
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：