细胞培养方法以及进行该方法的设备技术

包括具有顶盖(19)的培养容器(2)的细胞培养设备(1)，其中，第一区(3)用于将基本不含细胞的培养基在内部转移到第二细胞培养区(5)，第三区(4)和第四区(6)用于转移基本不含细胞的培养基。第三区(4)位于第二区(5)之内和第一区(4)之外，而第四区(6)是所述第二区(5)之外的区域。所有区域由培养基连通。该设备还包括能够使培养基循环从底部到顶部通过培养区(5)的培养基循环装置。

【技术实现步骤摘要】
细胞培养方法以及进行该方法的设备本申请是2006. 10. 03提交的CN 200680044141. 7，题为“细胞培养方法以及进行该方法的设备”的分案申请。本专利技术涉及通过包括以下部件的设备培养细胞-具有顶盖顶盖的培养容器，其中设置有至少一个第一区和至少一个第二区，所述第一区是基本不含任何细胞的培养基的转移区，而所述第二区是细胞培养区，所述第一区位于第二区内部，-使培养基循环通过培养区的循环培养基的装置，所述培养区包括底壁和顶壁，各壁具有能够转移基本不含细胞的培养基的开口。 这种培养设备是已知的，例如可从专利US 5 501 971中得知，该专利描述了一种培养容器，其中在内部培养基转移管道之外设置有培养区。细胞被置于外部培养区内，其类型为含有载体的篮子，培养基通过该培养区从顶部向底部流动。然后从培养区底部回收培养基，培养基在培养基循环设备的作用下通过上述管道进入培养容器顶部，然后再通过培养区。专利US 5 507 971描述了一些替代方案，但培养基总是从顶部到底部通过培养区。这种设备的一个缺点是，它不适用于所有类型的细胞培养。实际上，这种设备仅设计用于在固定床或紧密填充床的微载体上培养细胞，绝对不适合悬浮液或流化床中的微载体上培养细胞。实际上，在专利US 5 501 971的设备中，不含载体或微载体的悬浮液中的细胞或非固定载体上的细胞有在重力作用下沉降并聚集在培养区底部的趋势，并且，由于培养基从上到下流经该培养区，更加重了这种细胞聚集在培养区底部。因此，细胞层层堆叠并相互接触，从而使细胞无法充分获取该区域中的物。在专利US 5 501 971的反应器中，当在非固定载体或微载体上培养非常脆弱而几乎经不起任何应力的细胞时，细胞会经受重力、培养基向下流动以及载体重量的作用，这会极大损害培养物的存活率。此外，对于专利US 5 501 971的生物反应器而言，采用悬浮培养是难以想像的，因为悬浮的细胞决不能经历细胞和细胞接触。实际上，如果存在这种接触，细胞之间便会形成蛋白质键并聚集。这种聚集导致细胞由于缺乏氧气和养料而死亡。本专利技术的目的是减轻现有技术的缺点，方法是获得一种培养设备，该设备同时培养悬浮液中的细胞和载体或微载体上的依赖于贴壁的细胞，并能确保对细胞的应力最小同时防止细胞聚集在培养区底部。为解决该问题，本专利技术提供了如本文开始时提到的设备，其特征在于，该设备还包括至少一个第三区和至少一个第四区，这两个区都是基本不含细胞的培养基转移区，所述第三区是所述第二区之内和所述第一区之外的区域，而所述第四区是是所述第二区之外的区域，所述第三区与第一和第二区培养基连通，而所述第四区经培养基循环装置与第二区(培养区)和第一区(培养基转移区)培养基连通，且培养基循环装置能够使培养基在所述第二培养区内从底部循环到顶部。所述第四区更具体包括一定体积的由生物反应器环境大气构成的气体，并且还构成该培养基的氧合区。因此，从底部到顶部通过第一培养基转移区的培养基到达第一培养基转移区顶部并溢入与第一区培养基连通的第三区，培养基在循环装置、重力以及连通容器效应的作用下向下流动，通过第二培养区底壁上的培养基通道开口，然后又在连通容器效应或培养基循环装置或者这两者的作用下向上流向培养区顶部，之后又溢入经循环装置与第一培养基转移区连通的第四培养基转移区。培养基循环装置之后又立即使培养基到达第一培养基转移区顶部并重新开始循环。因此，得益于培养基的流动部分抵消了重力作用，培养区内的细胞便可随培养基从底部流向顶部。流动使单独的细胞或微载体上的细胞在培养区内更好地分散并降低了对它们的有害应力。当使用术语“载体或微载体上的细胞”时，必需理解，所述载体可以在固定或填充床内、或在流化床内。同样，当使用术语“细胞培养物”或“细胞”时，必需理解，尤其是当提及动物细胞时，它可以指病毒产物、蛋白质或其他重组产品、细胞代谢物、组织细胞培养物(可能在三 维载体上)、干细胞或者细菌或酵母。本领域技术人员将容易理解，载体或微载体上的细胞受填充的影响小于无载体或 无微载体的悬浮液中的细胞，在固定床中尤其如此，尽管如此，技术人员仍旧容易发现培养区内这样的流动方向对于培养物氧合和营养物分布的优势。实际上，已经众所周知细胞培养的关键步骤是培养容器的设计。培养容器的设计必需满足无新鲜培养基无法到达或者细胞会发生聚集的死角；细胞直接与培养基接触而非相互接触对于它们的繁殖和/或生产代谢也是非常有利的。因此，本专利技术提供了一种适合悬浮培养物和载体或微载体上的培养物的灵活设备，该设备通过降低重力对细胞的影响并防止出现新鲜培养基无法到达或者细胞会发生聚集的死角，能够降低对细胞施加的应力并能够防止细胞在培养区的特定区域内聚集。此外，对于悬浮培养应用，本专利技术的设备能够使细胞良好分散，这一方面是利用朝上的液流，另一方面是利用仍旧施加在细胞上的部分重力。术语“具有供基本不含细胞的培养基通过的开口的底壁”必需理解为是设置在培养区底部的壁，它可以设置在培养区底部或界定所述培养区的垂直壁的较低部位，且能允许培养基通过但不允许微载体或载体上甚至悬浮液中的细胞通过。类似地，“具有供基本不含细胞的培养基通过的开口的顶壁”可以是具有上述相同特征的设置在培养基顶部或界定培养区的垂直壁顶部的壁。从第一区溢入第三区的培养基可自然从第一区的壁顶部溢出，并通过这种方式到达第三区或者可经安置在第一培养基转移区顶部或底部的开口或管道溢出。培养基以相同方式从第二区溢入第四区。有利地，培养基循环装置由设置在所述培养设备底部的离心泵构成，包括至少一个能够围绕基本位于中心的旋转轴(真实的或虚拟的)旋转的磁力设备、至少一个培养基入口和至少一个培养基出口，所述循环装置被设计成将培养基吸入由磁力设备旋转形成的虹吸管并将培养基推向置于所述磁力设备外部区域内的培养基出口，所述离心泵由旋转磁力马达驱动，所述马达使培养基产生循环，而不与设备外部连通，以及至少一个设计成能引导培养基通过所述出口朝容器顶部推进的导向装置。现有常规生物反应器的一个缺点是，它们利用叶片或螺旋搅拌系统使培养容器内的培养基均质化，无法提供足够的循环。在这种情况下，生物反应器包括具有两片易碎机械垫片(例如由昂贵的碳化硅制成)并穿过生物反应器顶盖顶盖的主轴。通过生物反应器的顶盖会造成严重的污染风险和明显的坍塌风险。其他类型的生物反应器包括培养基的外部循环。培养基经蠕动泵或类似系统通过管道。显然，这种方法尽管能部分防止直接污染但具有其他缺点。它无法适用于长期培养。实际上，这种类型的泵中使用的管道在长期培养期间容易磨损，它还涉及密封和污染的问题。上述培养基循环还导致了出现“喷泉”效应的技术难题。因此不足以使液流以非常低的压降穿过培养区，还需要同时维持培养容器内的水平差异。实际上，将液体带向第一培养基转移区顶部是一个关键步骤，但确保培养基不过度聚集在第四区底部也是一个关键步骤。如果培养基聚集在第四培养区底部，溢出效应将被降低，且培养基从第一培养基转移区到第三培养基转移区以及然后到第二培养区和最终进入第四培养基转移区的循环将不 是最佳的。因此，本专利技术的循环装置将包括围绕基本位于中心的旋转轴旋转的磁力设备以及培养基入口和出口。在小规模培养时，例如，磁力设备将是简单的磁力棒，它由外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞培养设备(1)，其包括：?具有顶盖(19)的培养容器(2)，其中设置有至少一个第一区(3)和至少一个第二区(5)，所述第一区(3)是基本不含任何细胞的培养基的转移区，而所述第二区(5)是细胞培养区，所述第一区(3)位于第二区内部，?使培养基通过培养区(5)循环的循环培养基的装置，所述培养区(5)包括底壁(15)和顶壁(16)，各壁(15，16)具有能够转移基本不含细胞的培养基的开口(17)，其特征在于，它还包含至少一个第三区(4)和至少一个第四区(6)，这两个区都是基本不含细胞的培养基的转移区，所述第三区(4)是所述第二区(5)之内和所述第一区(3)之外的区域，而所述第四区(6)是所述第二区(5)之外的区域，所述第三区(4)与第一(3)和第二区(5)培养基连通，而所述第四区(6)经培养基循环装置与第二区(5)(培养区(5))和第一区(3)(培养基转移区(3))培养基连通，其中，培养基循环装置能够使培养基在所述第二培养区(5)内从底部循环到顶部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·卡斯蒂略弗南德兹，
申请(专利权)人：阿尔特莱斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：