[实用新型]细胞培养生物成套生产装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及细胞培养生物成套生产装置。

背景技术

动物细胞培养，是细胞源人用疫苗和细胞源动物用疫苗、抗体药物以及部分重组蛋白药物的基础。单位体积培养增殖的细胞数量，是上述产物产量基础。尽力提高动物细胞培养密度，为进一步的产品增产提供更有利条件，始终是上述产物产业化、工程化关注的焦点。

动物细胞培养，更多的是贴壁依赖细胞的培养，即细胞必须附着在一个适宜的表面上生长、代谢和增殖。

为给细胞提供生长的附着面，最初是将细胞和培养液置于方瓶中，方瓶平放，一个较大的侧面在下，细胞就在这个侧面上生长。瓶子本身就小，利用量就很有限；瓶子6个面只有一个面被利用，显然利用率很低。

后来，将细胞和培养液置于圆柱形瓶子(转瓶)中，转瓶横放，下部部分瓶壁浸于培养液中。转瓶缓慢旋转，贴附于瓶内壁的细胞周期性浸润到培养液中，离开培养液后，在转瓶上部仍由培养液液膜提供营养。所以转瓶的瓶身内壁都成为细胞生长面。单位容积所提供的细胞生长面比用方瓶增加了一个数量级。

转瓶培养的缺点是占地面积大、劳动强度高。

1980年代发展出细胞培养生物反应器，即细胞培养罐。生物反应器内装培养液中，加入若干微载体，微载体表面即是细胞生长面。微载体以美国GE的Cytodex系列及美国NBS的DISK为两种典型微载体代表。Cytodex系列葡聚糖球形微载体，DISK为小塑料片支撑的纸质微载体。Cytodex系列提供的比表面积更大，可以达到6000(cm)²/g。1克Cytodex I微载体约相当于2个10L的转瓶提供的生长面。球形微载体更容易实现放大生产。除了Cytodex外，球形微载体还有明胶微载体、琼脂糖微载体、壳聚糖微载体等，主要是选用生物相容性更好的原材料来制造微载体。

动物细胞，基本上都是好氧生长代谢，而且只能利用溶解于培养液的溶解氧。氧在培养液中的饱和溶解度很低，37℃，常压下只有约3～5mg/L培养液。所以溶解氧是细胞生长代谢 的限制因素，供氧能力是细胞培养生物反应器的限制因素。

现有技术中，采用的反应装置如图1所示的通气搅拌式细胞培养生物反应器、图2所示的湍动床式细胞培养生物反应器、图3所示的气升式细胞培养生物反应器。现有细胞培养生物反应器用于细胞培养时，可达到的最大细胞密度尚低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是采用现有技术中的细胞培养生物反应装置进行细胞培养时，生物反应器中可达到的最大细胞密度低的问题。提供一种新的细胞培养生物成套生产装置，其具有生物反应器中可达到的最大细胞密度高的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：细胞培养生物成套生产装置，包括细胞培养生物反应器、培养液增氧塔13；

所述反应器具有反应器进料口1、反应器取样口2、反应器接种口4、反应器排气口6、pH检测装置和溶解氧检测装置；

所述增氧塔13内部具有如下布置：上部空间设置液体分布器14、下部设置有与增氧气体入口相连通的增氧塔气体分布器16，液体分布器14和增氧塔气体分布器16之间设置填料层15；所述增氧塔顶部具有增氧塔尾气排放口12；

所述成套生产装置具有从所述反应器内取出液体物料并输送至所述增氧塔顶部与液体分布器14相通的增氧塔进料通道I；

所述成套生产装置具有从所述增氧塔底部取出液体物料并输回所述反应器的液体物料回输通道II。

所述增氧气是指可以提供需氧细胞培养所需氧气的任何气体，例如纯氧、空气、氮气氧气混合物、氧气二氧化碳混合物，氧气氮气二氧化碳混合物等等。优先使用空气与二氧化碳混合气体。

通道I和通道II采用的输送动力的来源和种类没有特别要求，在本实用新型说明书记载的基础上本领域技术人员能够合理选择。例如通道I和通道II之一可以采用反应器和增氧塔的位置高低使得其中一个通道通过液位差提供输送动力，而另一个通道的输送动力需要借助于输送泵或压力罐或真空泵。例如通过调高增氧塔的高度或者调低反应器的高度的方法可以实现通道II的输送动力来自液位差，而通道I借助输送泵；或者通过调低增氧塔的高度或者调高反应器的高度的方法可以实现通道I的输送动力来自液位差，而通道II借助输送泵。还可以通道I和通道II均采用输送泵等提供输送动力。本实用新型装置的放料口没有特别限制， 可以设置在反应器(例如反应器的放料口5)，也可以设置在通道I，当通道I设置输送泵时可将放料口设置在邻近输送泵的出口端(例如图4～9所示装置的放料口11)。