[发明专利]生物反应器系统和生物处理方法

说明书

一种生物反应器系统包括：器皿，其具有底部底面；柔性生物处理袋，其设置于器皿内；以及柔性囊袋，其定位于器皿的底部底面与生物处理袋的中间。柔性囊袋选择性地可充气，以改变生物处理袋的几何结构或构造中的至少一个，以便为生物反应器系统提供改进的可排放性或增大的调节比。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及生物处理系统和方法，并且更特别地涉及一种生物反应器系统，其中，这样的系统的单次使用式培养袋的形状和/或构造可选择性地改变。

背景技术

多种器皿、装置、构件以及单元操作因执行生物化学过程和/或生物过程和/或操纵液体和这样的过程的其它产物而已知。越来越多地，为了避免与对在生物制药制造过程中使用的器皿进行杀菌相关联的时间、费用以及困难，单次使用式或一次性生物反应器袋和单次使用式混合器袋用作这样的器皿。例如，生物材料(例如，动物细胞和植物细胞)(包括例如哺乳动物细胞、植物细胞或昆虫细胞和微生物培养物)可使用一次性或单次使用式混合器和生物反应器来处理。

一种类型的生物反应器混合系统包括刚性圆柱形器皿，单次使用式柔性袋定位于刚性圆柱形器皿中。使用无菌一次性袋排除清洗器皿的耗时步骤并且降低污染的可能性。袋利用期望的流体填充，以用于混合，并且，设置于袋内的叶轮(由定位于器皿外部的磁性驱动器系统或马达驱动)用于使流体混合。取决于所处理的流体，系统可包括与袋联接的许多流体管线和不同的传感器、探头以及端口，以用于监测、分析、采样以及液体转移。例如，采集端口典型地位于一次性袋和器皿的底部处，并且允许采集管线连接到袋，以用于在过程完成之后对袋进行采集和排放。

这些单次使用式柔性袋的体积典型地在从约50升到约2000升的范围内。在许多应用中，诸如，在按比例增大的初始阶段期间，合乎期望的是，利用显著地小于一次性袋的最大工作体积的工作体积来培养。然而，由于系统约束(诸如，需要维持袋内的流体水平高度高于传感器穿透袋的区域)，有时也许不可能利用低于某一下限阈值的体积来工作。给定的生物反应器系统可在控制下有效地运行所处于的该最小体积被称为调节比。例如，对于许多大规模细胞培养应用，在可在2000 L生物反应器中完成商业规模运行之前，首先在较小的生物反应器中实施过程，以确保细胞培养性能适当地按比例增减并且可以可再生产地实现期望的细胞密度、活性、糖基化模式以及表达率。该按比例增大过程可相当耗时并且昂贵，从而要求使用许多不同的增大体积的生物反应器。因此，在低工作体积(高调节比)下操作生物反应器的能力是合乎期望的，因为这样做可减少按比例增大到期望的采集体积所需要的生物反应器的数量。如今，大部分的生物反应器具有5:1的最大调节比，这意味着200 L器皿可在控制下有效地操作成降至约40 L。

虽然现有的生物反应器系统大体上适合于可被视为性能普通的情况，但需要具有增大的调节比和改进的可排放性的生物反应器系统。

发明内容

在实施例中，一种生物反应器系统包括：器皿，其具有底部底面；柔性生物处理袋，其设置于器皿内；以及柔性囊袋，其定位于器皿的底部底面与生物处理袋的中间。柔性囊袋选择性地可充气，以改变生物处理袋的几何结构或构造中的至少一个。

在另一个实施例中，一种生物处理方法包括以下步骤：将柔性囊袋设置于生物反应器器皿的底部底面上；将柔性生物处理袋在器皿内大体上设置于柔性囊袋顶上；在柔性生物处理袋内执行生物处理；以及使柔性囊袋充气，以改变柔性生物处理袋的几何结构或构造中的至少一个。

在又一个实施例中，一种用于在生物反应器系统中使用的设备包括柔性囊袋，柔性囊袋具有构造成用于连接到加压空气源的入口端口。柔性囊袋构造成在生物反应器器皿的底部底面上定位于也设置于器皿内的柔性生物处理袋底下，并且构造成选择性地利用加压空气源来充气，以改变柔性处理袋的几何结构或构造，以改进生物反应器系统的可排放性或增大生物反应器系统的调节比。

附图说明

将通过参考附图而阅读以下对非限制性实施例的描述来更好地理解本发明，其中，在下文中：