[发明专利]一种哺乳细胞贴壁培养的中空管束式固定床生物反应器

说明书

本发明提供了一种哺乳细胞贴壁培养的中空管束式固定床生物反应器，其能有效解决现有固定床生物反应器使用过程中，细胞在载体上分布不均匀、载体堆叠的中心容易产生无细胞的“死区”、反应器内流体介质剪切力大、细胞难以收获的技术问题。该中空管束式固定床细胞生物反应器，包括罐体、载体和培养基驱动和气体供应单元，罐体顶部安装有法兰盖、内部设有载体，其特征在于：载体内仅设有呈竖立状设置并均匀分布的流道，载体的上端与法兰盖之间、载体与罐体侧壁之间分别设有间隙，罐体内的培养基在培养基驱动单元的作用下从各流道的下端开口流入后，依次经过流道、载体与法兰盖之间的间隙、载体与罐体侧壁之间的间隙后返回至罐体底部。

技术领域

本发明涉及细胞生物培养装置技术领域，具体涉及一种哺乳细胞贴壁培养的中空管束式固定床生物反应器，用于生物医药产品的研发与生产过程。

背景技术

用于病毒疫苗、病毒载体、治疗性抗体和其它蛋白质药物生产过程中的贴壁细胞的规模化培养主要采用搅拌式生物反应器(微载体悬浮培养)与固定床生物反应器(多为医用高分子材料或者纤维材料制成的片状载体)。相对于微载体悬浮培养，固定床生物反应器将载体固定在反应器内的一定区域，细胞附着于载体的表面与载体纤维内部生长，从而避免了搅拌以及载体碰撞带来的剪切力；细胞可实现在载体之间的扩增迁移，因而可采用较小的细胞接种量，有效缩减种子链制备过程，降低细胞“消化-接种-消化”的工艺操作循环。但传统固定床生物反应器的载体随机堆叠在反应器中，各区域载体分布密度不同，由于载体对细胞有截留作用，导致不同区域内的细胞分布不均匀，同时，即使是多孔载体，一方面，由于孔隙的不均匀性，会导致的细胞分布不均匀，另一方面，细胞在多孔载体内的移动路径不确定，也会导致的细胞分布不均匀。此外，载体堆叠的中心容易产生“死区”，导致载体无法充分利用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种哺乳细胞贴壁培养的中空管束式固定床生物反应器，其能解决现有固定床生物反应器使用过程中，细胞分布不均匀，载体堆叠的中心容易产生“死区”，剪切力对细胞损伤严重、细胞难以收获的技术问题。

一种哺乳细胞贴壁培养的中空管束式固定床生物反应器，包括罐体、载体和培养基驱动单元，所述罐体顶部安装有法兰盖、内部设有所述载体，其特征在于：所述载体内仅设有呈竖立状设置并均匀分布的流道，所述载体的上端与法兰盖之间、所述载体与罐体侧壁之间分别设有间隙，所述罐体内的培养基在培养基驱动单元的作用下从各流道的下端开口流入后，依次经过流道、载体与法兰盖之间的间隙、载体与罐体侧壁之间的间隙后返回至罐体底部。

进一步的，所述载体是由医用高分子材料或者纤维材料制成的管体主要构成，所述管体呈竖立状支撑并均匀分布于罐体内。

进一步的，2个以上管体相互贴合形成管束，单个管束外周通过束缚件围合固定，所述载体包括1个以上管束，当管束大于2时，所有管束外周通过束缚件围合固定。

进一步的，所述载体通过限位件间隔支撑于培养基驱动单元的上方。

更进一步的，所述限位件为滤网，所述滤网嵌设于罐体下部的环形凹槽内，所述滤网与所述培养基驱动单元间隔设置。

更进一步的，所述限位件为支架，所述支架包括圆环主体和分布于圆环主体外周的卡脚，所述罐体的内侧壁设有竖向延伸的限位槽，所述圆环主体套设于载体外周并与载体卡合，所述卡脚伸入所述限位槽内并与限位槽底部的限位面抵接。

进一步的，所述培养基驱动单元为射流泵或者螺旋搅拌泵，优选地，所述射流泵为低剪切力射流泵。

进一步的，所述管体的横截面包括并不限于圆形或多边形；管束的结束形式包括并不限于圆形、三角形、梯形。

进一步的，所述医用高分子材料或者纤维材料由高分子材料制得，所述高分子材料包括并不局限于PP、PET、PES、PVDF。