改进的气体可渗透性细胞培养装置及使用方法制造方法及图纸

公开了提供更有效的细胞培养的气体可渗透性装置和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的
涉及允许更有效的细胞培养过程的气体可渗透性细胞培养装 置和细胞培养方法。
技术介绍
在本申请中和在共同待决的美国申请10/961，814、美国申请11/952，848、美国申 请11/952，856中所引用的每个申请、专利和论文，以及在该每个申请中所引用的文献和参 考，包括相应于和/或要求这些申请和专利的任一个的优先权的每个共同待决的专利申请 和每个PCT和外国申请或者专利的审查过程，以及在每个申请所引用的文献中所引用或者 参考的每篇文献，在这里明确地结合到本文中。对于按比例放大的贴壁细胞的培养，多搁板烧瓶例如Nunc Cell Factory和 Corning^Cell Stack通常被使用。然而，为了给培养中的细胞提供氧气，这些装置需要每个搁板来使气体存在于培养基上。为了使气体存在于装置中，这就需要使该装置较大并在 按比例放大的期间难以处理，浪费了实验室空间并且在培养基更换期间需要使用特殊的设 备。最终导致了在培养尺寸增加时复杂的和昂贵的方法。需要气液界面来氧化该培养是这 些无效用的根本原因。共同待决的美国专利申请10/961，814(Wilson等)描述了多搁板装置，其消除了 气体存在于每个搁板之上的需要。在一个实施方式中，用于使细胞存在于其上的一系列的 搁板状的支架布置成一个在另一个的上面，并且该装置外壁的至少一部分是气体可渗透性 的。该气体可渗透性的外壁定向为垂直于该支架。气体通过气体可渗透性外壁的传递允许 细胞在缺少气液界面的情况下被氧化。该培养可以在不需要灌注培养基或气体的情况下 (即，在静态模式下操作)进行，允许简单的细胞生产方法。然而，随着该装置加宽，细胞与 氧源的距离随之增加。在一些点上，细胞离该氧源太远，该装置在水平方向上的可缩放性就 变得有限。因此，尽管该装置比传统的装置更加紧凑，但是其在水平方向上的可缩放性是有 限的。共同待决的美国专利申请11/952，848 (Wilson)也描述了消除气体存在于每个搁 板之上的需要的装置。在各种实施方式中，一系列的细胞隔间被设置为一个在另一个之上。 每个细胞隔间的底部是气体可渗透性的。在使用中，细胞可以存在于该气体可渗透性表面 之上，该气体可渗透性表面表现为气体可渗透性支架的功能。当该装置水平和垂直缩放时， 这就允许每个细胞与周围氧源的距离一致。然而，这种类型的装置的制造可能会比描述于4共同待决的‘814中的装置更加困难和昂贵，对于最终使用者抬高了其成本。更进一步，由 于存在更大的气体可渗透性表面区域，装置中培养基的蒸发可能会比传统的多搁板烧瓶和 共同待决的‘814中的装置以更高的速率发生。已公开的构造最小化了这一问题，但是它们 加入了增加成本的特征。尽管共同待决的‘848和共同待决的‘814相对于传统的多搁板烧瓶提供了更多的 有效几何空间，其还存在对于无论是共同待决的‘848还是共同待决的‘814都不理想的细 胞培养的应用。仅作为一个例子，干细胞经常以低表面密度培养，以使得细胞相互之间不要 离得太近，从而避免不期望的分化。当该培养产生的细胞的数量增长时，该培养装置需要提 供更大的表面区域以保持细胞处于低表面密度。由此，一个允许在水平和垂直方向上按比 例放大的装置就是有用的。为了最有效的利用空间，其应当在气液界面缺失的情况下起作 用并且不需要装备来泵送培养基或者气体通过。尽管共同待决的‘848提供了那些特性，以 到周围的气体一致的距离放置细胞所产生的额外成本是没有保证的，因为对于细胞依存于 其上的每一平方厘米的面积内存在很少的细胞(即，低氧气需求)。共同待决的‘814的低 成本装置在水平方向上具有有限的可缩放性。由此，就需要一种新的装置构造，其可以便宜 的制造，使用简便，消除对于气液界面的需要，不需要灌注，并且填补了共同待决的‘848和 共同待决的‘814之间的空白。这样的装置对于许多重要的细胞培养应用例如干细胞培养 将减少花费并简化细胞制备过程。因此，公开了一种改进的气体可渗透性装置，其可以容易的制造，可在气液界面缺 失的情况下起作用，不需要装备来泵送培养基或者气体来通过其中，并且在水平和垂直方 向允许实质上无限制的可缩放性。专利技术概述在这里描述的本专利技术允许高效的细胞培养。至少部分由气体可渗透性材料组成的 气体隔间分散在指定地点的培养设备内，当该装置在水平方向上缩放时，其允许细胞相对 于气体传递位置保持一个固定的距离。气体隔间的气体可渗透性壁允许与环境气体的气体 交换。这样的装置提供许多优势，包括消除对于气液界面的需要的能力，允许细胞培养在静 态模式中进行(即，不存在对于泵送培养基或者气体通过该装置的需要)，允许该装置的缩 放在水平方向和垂直方向均增加，降低培养基蒸发的速率，允许简单和低成本的设备制造， 并且提供降低的给料频率的能力。在一种实施方式中，气体可渗透性细胞培养装置包括一个设置在另一个之上的支 架，并具有分离它们的空间以形成细胞隔间。一个歧管将一入口连接至该细胞隔间。至少 一个气体可渗透性气体隔间与该细胞隔间接触，由此增强细胞隔间与环境气体之间的气体 传递在另一种实施方式中，该气体隔间包括垂直于支架定向的壁。在另一种实施方式中，对环境气体开放的气体隔间位于气体可渗透性装置的底 部。在另一种实施方式中，对环境气体开放的气体隔间位于该装置的顶部。在另一种实施方式中，对环境气体开放的气体隔间位于该装置的侧壁。在另一种实施方式中，对环境气体开放的气体隔间位于该装置的顶部和/或底部 和侧壁。在另一种实施方式中，对环境气体开放的气体隔间横穿该整个的气体可渗透性装 置，具有的气体开口位于气体可渗透性装置的相对的壁。在另一种实施方式中，该气体隔间包括气体隔间支撑结构。附图说明图IA是本专利技术示例性的实施方式的透视图。气体可渗透性装置10的内容物通过 气体可渗透性外壁和气体隔间M与环境气体交流。图IB是图IA装置的A-A横截面视图，展示出如何使用气体隔间M来减少细胞和 气体隔间壁之间的距离。图IC是图IA装置的B-B横截面视图，展示出考虑到接种和培养基交换的设计。图2是本专利技术示例性的实施方式的横截面视图，示出细胞和提供气体传递的壁之 间的距离如何能够通过气体隔间的数目和位置来改变。图3A是本专利技术示例性的实施方式的横截面视图，示出气体隔间如何占据气体可 渗透性细胞培养装置。图IBB是本专利技术示例性的实施方式的横截面视图，示出气体隔间如何通过侧壁横 穿该气体可渗透性细胞培养装置。图3C是本专利技术示例性的实施方式的横截面视图，示出气体隔间如何完全穿过该 气体可渗透性细胞培养装置。图3D是本专利技术示例性的实施方式的横截面视图，示出气体隔间如何具有任意的 几何形状，在这一案例中为具有圆孔的圆柱形隔间。图4A是本专利技术示例性的实施方式的透视图，示出气体隔间如何成为该装置周界 的一部分。图4B是本专利技术示例性的实施方式的俯视图，示出气体隔间如何成为该装置周界 的一部分。图5利用横截面视图示出本专利技术示例性的实施方式，其示出在在装置周界不存在 气体可渗透性壁的情况下放置气体隔间的优选方法。图6A示出本专利技术示例性的实施方式的透视图，其构造为允许细胞和培养基以最 小的湍流进入该装置。图6B示出图6A的B-B横截面，显示了入口进入孔和出口进入孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体可渗透性培养装置，包括：一个进入孔，和一侧壁、一顶壁和一底壁，和多于一个的支架，一个位于另一个之上，每个所述的支架通过一空间隔离，所述的空间形成细胞隔间，和一歧管，连接所述的进入孔至所述的细胞隔间，和至少一个气体隔间，所述的气体隔间具有一开口，其与环境气体相流通，并且所述的气体隔间具有至少一个由气体可渗透性材料构成的壁，所述的至少一个由气体可渗透性材料构成的壁不是支架。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/078,9662008年7月8日1.一种气体可渗透性培养装置，包括 一个进入孔，和一侧壁、一顶壁和一底壁，和多于一个的支架，一个位于另一个之上，每个所述的支架通过一空间隔离，所述的空间 形成细胞隔间，和一歧管，连接所述的进入孔至所述的细胞隔间，和至少一个气体隔间，所述的气体隔间具有一开口，其与环境气体相流通，并且所述的气 体隔间具有至少一个由气体可渗透性材料构成的壁，所述的至少一个由气体可渗透性材料 构成的壁不是支架。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述的气体隔间的至少一个由气体可渗透性材料 构成的壁通常定位为垂直于所述支架。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述的支架具有一支架开口并且所述的气体隔间 穿透所述的支架开口。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述的一个气体可渗透性材料的壁存在于每个细 胞隔间中。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述的侧壁由气体可渗透性材料构成。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述的侧壁不由气体可渗透性材料构成。7.根据权利要求1所述的装置，其中一个朝向所述的气体隔间的开口是存在的并且定 位在所述的底部上。8.根据权利要求1所述的装置，其中一个朝向所述的气体隔间的开口是存在的并且定 位在所述的顶部上。9.根据权利要求1所述的装置，其中一个朝向所述的气体隔间的开口位于所述的侧壁上。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述的气体隔间形成所述装置的周界的一部分， 以使得朝向所述气体隔间的所述开口穿透所述的顶部和/或所述的底部和所述的侧壁。11.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·R·威尔逊，
申请(专利权)人：威尔森沃尔夫制造公司，
类型：发明
国别省市：US