具有添加管的生物反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物反應(yīng)器，且更具體而言，涉及用于生物反應(yīng)器的添加管。本發(fā)明還涉及在具有添加管的生物反應(yīng)器中的細胞培養(yǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在生物制藥和生命科學行業(yè)中，通常出于回收由細胞攜帶的產(chǎn)品如蛋白質(zhì)、疫苗成分等或例如回收干細胞來用于治療使用的目的來培養(yǎng)細胞。培養(yǎng)條件需要小心地控制，且一般慣例是在培養(yǎng)期間將試劑如pH調(diào)節(jié)劑、氣體、營養(yǎng)物、消泡劑(antifoam)等加入培養(yǎng)物中。這通過經(jīng)由添加管進行栗送來完成，添加管可具有輸送孔口(通常是管的端部)，該輸送孔口或者浸沒在細胞培養(yǎng)介質(zhì)中，或者懸置于細胞培養(yǎng)介質(zhì)上方。栗通常間歇地運行，或者由反饋環(huán)控制，或者由固定的添加程序控制。于是，一個問題是即使當栗停止時試劑也可通過滴注或擴散來輸送，從而導致試劑供應(yīng)的較差控制。當輸送孔口浸沒時，另一問題還在于細胞培養(yǎng)介質(zhì)和細胞可進入管，且經(jīng)歷高毒性條件，從而導致細胞死亡和有害信號物質(zhì)的釋放。當輸送孔口懸置于介質(zhì)上方時，試劑還可主要進入介質(zhì)頂部上的泡沫層中，從而阻止了在培養(yǎng)物中的適當?shù)姆植肌?br>[0003]因此，需要將試劑添加到細胞培養(yǎng)物中，而沒有細胞經(jīng)歷過高的局部試劑濃度的風險的良好受控的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個方面在于提供一種用于將試劑良好受控地添加到細胞培養(yǎng)物中的手段。這利用如權(quán)利要求1中限定的生物反應(yīng)器來實現(xiàn)。
[0005]—個優(yōu)點在于，試劑僅在計劃時輸送且以計劃的量輸送。其他優(yōu)點在于試劑均勻地分布，且細胞不局部地暴露于高瞬時試劑濃度。
[0006]本發(fā)明的另一個方面在于提供一種利用試劑的良好受控的添加來培養(yǎng)細胞的方法。這利用如權(quán)利要求中限定的細胞培養(yǎng)方法來實現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明的其他適合的實施例在從屬權(quán)利要求中描述。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的生物反應(yīng)器。
[0009]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的生物反應(yīng)器，其中塑料袋由剛性結(jié)構(gòu)支承。
[0010]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的生物反應(yīng)器，其中可充脹袋擱置在可動平臺上。
[0011]圖4不出了具有分尚盤(splitdisk)止回閥的本發(fā)明的添加管的詳圖。
[0012]圖5示出了具有唇部(lip)(鴨嘴形)止回閥的本發(fā)明的添加管的詳圖。
[0013]圖6示出了具有管狀止回閥的本發(fā)明的添加管的詳圖。
[0014]圖7示出了具有翻板(flap)止回閥的本發(fā)明的添加管的詳圖。
【具體實施方式】
[0015]在一個方面中，本發(fā)明公開了一種生物反應(yīng)器1、11、21，其包括限定內(nèi)容積3、23的器皿2、22。生物反應(yīng)器還包括攪動器件4、24和至少一個添加管5、25，其中，添加管中的輸送孔口6、26位于器皿的內(nèi)容積內(nèi)，且止回閥7、27布置成鄰近或接近輸送孔口，使得其允許流體沿從添加管到內(nèi)容積3、23的方向流動，且阻擋沿相反方向的流動。當止回閥7、27布置成鄰近輸送孔口6、26時，止回閥與孔□之間的距離例如可直到管5、25的直徑的20倍，諸如，直到管5、25的直徑(或平均直徑，如果直徑沿管5、25的長度變化)的10倍、直到5倍或直到2倍。由于較小的死容積，故短距離是有利的，但如果允許一定距離，則可更容易將止回閥容納在管中。當流體如pH調(diào)節(jié)溶液、營養(yǎng)溶液、生長因子溶液或氣體經(jīng)由添加管和輸送孔口供應(yīng)至內(nèi)容積時，止回閥打開，且當沒有流體供應(yīng)時，閥關(guān)閉，從而阻擋流體從內(nèi)容積到添加管中的任何對流或擴散滲透。器皿通?？删哂袕?.1升直到幾千升的容積，且添加管的直徑可對應(yīng)地從大約1 mm直到幾cm。添加管可與器皿的壁中的端口連接，且該端口可在生物反應(yīng)器的使用期間(例如，利用管路)連接到流體供應(yīng)器皿和連接到壓力生成輸送器件。輸送器件例如可為栗、加壓流體供應(yīng)器皿或位于生物反應(yīng)器上方的流體供應(yīng)器皿，以生成流體靜壓力。流體的輸送例如可通過切換或調(diào)節(jié)栗，或者通過打開/關(guān)閉管路中的調(diào)節(jié)閥來控制。
[0016]在一些實施例中，添加管的輸送孔口6、26布置成在生物反應(yīng)器的使用期間浸沒在液體中。這具有以下優(yōu)點:流體直接地添加到細胞培養(yǎng)液中，且沒有流體被困在在培養(yǎng)期間形成在液體頂部上的泡沫層中的風險。例如，添加管可與器皿的頂壁中的端口連接，且添加管可具有足以向下達到至器皿底壁的至少中途的長度，如，從頂壁到底壁的距離的至少80%或至少90%，其中輸送孔口位于添加管的底端處或鄰近其。在這些情況中，應(yīng)對生物反應(yīng)器提供指示，以用足夠的液體填充器皿，以在使用期間浸沒輸送孔口。備選地，添加管還可與器皿的側(cè)壁或底壁中的端口連接，且甚至在這些情況下，器皿也應(yīng)用足夠的液體填充，以在使用期間浸沒輸送孔口。
[0017]在某些實施例中，輸送孔口在器皿中的位置是可調(diào)整的。例如，這可利用伸縮式添加管、供添加管連接到其的器皿壁端口中的波紋管等來實現(xiàn)，且具有以下優(yōu)點:與器皿的填充程度無關(guān)，輸送孔口可浸沒且定位在高湍流的點處。
[0018]在一些實施例中，添加管的輸送孔口6、26由止回閥7、27覆蓋。其優(yōu)點在于，細胞培養(yǎng)液與止回閥直接接觸，且沒有停滯區(qū)域(stagnant zone)形成在止回閥的外側(cè)。止回閥自身可適當?shù)貥?gòu)造成使得沒有停滯區(qū)域形成在其外側(cè)上。圖4-7中例示了此種止回閥的實例。
[0019]在一些實施例中，止回閥例如在鄰近輸送孔口的位置處插入添加管中。
[0020]在某些實施例中，所述止回閥的打開壓力低于或等于10 kPa，如，10 Pa和10 kPa之間、100 Pa和10 kPa之間，或1 kPa和10 kPa之間。過高的打開壓力可引起壓力累積和流體的不受控的猝發(fā)(burst)，而過低的打開壓力可導致閥例如因由攪動誘發(fā)的壓力波動而打開。打開壓力是將導致止回閥打開的止回閥的兩側(cè)(入口側(cè)和出口側(cè))之間的最小壓差。其可以利用標準方法容易地確定，例如，逐漸地增大入口側(cè)上的壓力，且注意閥打開的壓力。
[0021 ]在一些實施例中，止回閥包括彈性體關(guān)閉部件38、48、58、68。彈性體關(guān)閉部件有助于構(gòu)造沒有停滯區(qū)域的止回閥，且與單次使用的生物反應(yīng)器器皿良好地相容。還可能具有帶一體地形成的彈性體止回閥關(guān)閉部件的添加管，使得不需要閥零件的分開組裝。
[0022]在某些實施例中，彈性體關(guān)閉部件選自