[发明专利]用于培养细胞的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于培养细胞的装置，所述装置包含混合装置和由反应器壁界定的反应室，其中，所述反应器壁具有用于添加气体和/或液体的至少一个连接部，并且所述反应室具有内部体积，其中，所述反应室被设计为相对于最小初始内部体积，内部体积可增大至少500％，或者所述反应室的水平横截面在从底部到顶部的方向上增加。此外，本发明涉及用于培养细胞的方法。

技术领域

本发明涉及用于培养细胞的装置，所述装饰包含混合装置和由反应器壁界定的反应室，其中，所述反应器壁具有用于添加气体和/或液体的至少一个连接部，并且所述反应室具有内部体积。此外，本发明涉及用于在该装置中培养细胞的方法。

背景技术

用于培养细胞的生物反应器通常包含具有不同但固定尺寸的玻璃、不锈钢或塑料容器作为反应室。玻璃或不锈钢容器经常用作可回收反应器，并在使用后清洗、灭菌并重复使用。特别是，由塑料制成的反应容器可旨在单次使用，也被称为一次性使用(Single-Use)。

此外，由塑料制成的生物反应器是已知的，其具有口袋(Tasche)的形状，并且在使用中通常被布置在振动器上。它们也被称为Wave生物反应器(Wave-Bioreaktoren)。

常规的反应容器(特别是用于细胞培养的反应容器)提供了一个预先给定的、固定的反应体积以供使用，这是由于不变的容器大小以及通常也由于不变的容器形状所造成的。

为了能够用细胞接种具有数升反应量、特别是在工业规模上具有超过1m³反应量的生物反应器，必须首先从mL量级的起始培养物的少量存储细胞开始，然后产生用于大反应体积的足够量的的细胞。为此，在育种过程(Anzuchtschiene)(也称为种子培养(seedtrain))中，逐步将细胞从小容器转移到下一更大容器中，在该容器中使细胞生长继续直到下一次转移至下一更大容器中。

在这一系列的预培养中，细胞总体上最佳地处于指数生长期。将细胞转移至更大的容器也称为转接、传代或转移。将细胞转移到较大的体积中是必要的，因为许多细胞需要一定的细胞密度才能进入指数生长期，这也称为对数生长期或对数期。细胞密度通常定义为每体积液体细胞培养物的细胞数。当达到最大细胞密度时，细胞生长(其被理解为每单位时间细胞数量的增加)通常降低。由于固定的容器体积，只能在有限的程度上稀释或添加其它介质。

育种过程中的细胞生长也被描述为细胞扩增。在育种过程中的扩增是为了提供接种物(Inokulums)(也称为接种体(Inokulat))，其可用于工业规模生物反应器的接种(也称为播种(Beimpfung))。因此，在细胞扩增(也称为细胞系扩增)中，意味着细胞的增殖和培养体积的逐步扩大，通常在几个过程步骤中进行。

通常，细胞存在于细胞悬浮液中，其中，所述细胞及其细胞外代谢物悬浮在通常为水性的营养介质中。

M.Howaldt等在“Kultivierung von”中，Bioprozesstechnik，第三版，Spektrum Akademischer Verlag，2011，第410-413页描述了哺乳动物细胞技术的大规模使用，其中，上游处理过程由核心环节细胞库、接种物和发酵构成。为了发酵，将细胞库的等分试样解冻并在摇瓶或旋转器中培养。然后，将细胞转接到下一更大的培养容器中，例如旋转器、wave生物反应器或不锈钢生物反应器，以用作产生细胞增殖的前体。期望用种子发酵罐尽可能快地产生大量细胞，从而可以在尽可能短的时间内以高的播种密度接种生产发酵罐。

EP 2543719A1描述了一种曲流生物反应器(-Bioreaktor)以及用于动态扩增、分化和收获造血细胞的方法。生物反应器由一个生物反应器容器组成，该生物反应器容器的底面设置有交错排列的隔板，这可引起层流的介质的曲流样路线。多个曲流生物反应器可通过截流阀模块化地串联连接。所引进的细胞形成几乎覆盖底面的细胞层。