[发明专利]生物反应器中的细胞扩增

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2013年11月16日递交的美国临时专利申请号61/905,182的名称为“在细胞扩增系统的生物反应器中加载并且分布细胞的方法(METHOD OF LOADING AND DISTRIBUTING CELLS IN A BIOREACTOR OF A CELL EXPANSION SYSTEM)”的优先权，该美国临时专利申请通过引用整体并入本文中，就如其全文涵盖在本申请中一样。

背景技术

干细胞在各种治疗和疗法中的潜在应用已经取得了特别关注。细胞扩增系统可用于扩增(例如生长)干细胞以及其它类型的细胞，诸如骨髓细胞。从供体细胞扩增的干细胞可用于修复或替换受损的或有缺陷的组织，并且对于大量疾病都具有广泛的临床应用。再生医学领域中的最新进展证实了，干细胞具有很多特性，诸如增殖和自我更新能力、维持非特化状态以及在特定条件下分化成特化细胞的能力。

细胞扩增系统包括用于扩增细胞的一个或多个腔室，诸如细胞生长腔室(在本文中也被称为“生物反应器”)。为了扩增细胞，通常将初始体积的细胞加载并且分布在生物反应器中。因此，需要一种在与细胞扩增系统相连的生物反应器中加载并且分布细胞的方法。本发明解决了这种需要或其他需要。

鉴于这些和其它方面的考虑，进行了本发明的实施方式。但是，上述相对具体的问题并不限制本发明的实施方式对其它问题的适用性。

发明内容

提供该发明内容以介绍本发明的简化形式的一些实施方式的各个方面，并不用于确定本发明的关键或必要元素，也不用于限制权利要求的范围。

应理解本发明可包括多种不同的变体或实施方式，本发明内容并不是要进行限制或包括所有的变体或实施方式。本发明内容提供了对一些可被包括在实施方式中的特征的一些概括性描述，还包括了对可被包括在其他实施方式中的其他特征的一些更具体的描述。

一个或多个实施方式通常涉及用于在细胞扩增系统的生物反应器中加载和分布细胞的方法和系统。因此，实施方式包括可用于向流体中添加多个细胞的方法，该流体在细胞扩增系统的生物反应器内以第一速度循环。在实施方式中，生物反应器可包括具有多个独立中空纤维的中空纤维膜，细胞和其他流体穿过该具有多个独立中空纤维的中空纤维膜循环。最初，流体穿过生物反应器的中空纤维膜循环，并且将细胞添加到循环的流体中。流体以第一预定的循环速度进行循环。在循环过程中，生物反应器可处于水平位置。在通过添加至循环流体来加载细胞后，随着细胞流入和流出中空纤维膜的中空纤维，可允许细胞穿过系统循环并且均匀地分布在系统中。然后，可停止循环。随后，在重力的影响下，允许细胞沉淀，并且附着至生物反应器中的中空纤维的第一区上。在实施方式中，可允许细胞在第一预定时间段期间进行沉淀。在一些实施方式中，可对预定时间段进行选择，以允许细胞附着至中空纤维的第一区上。

在第一预定时间段之后，使生物反应器旋转180度。在生物反应器旋转之后，允许生物反应器内的细胞进行额外的沉淀。然后，细胞可在第二预定时间段期间沉淀在中空纤维的相对的部分上，可对该第二预定时间段进行选择，以允许细胞附着至该相对的部分。在第二预定时间段之后，使生物反应器旋转回到其初始的水平位置，然后细胞进行扩增程序。

在一些实施方式中，加载过程包括额外的步骤。在一些实施方式中，在生物反应器返回至其初始的水平位置之后，重新启动循环。可将循环速度设置为比第一预定循环速度慢的速度。一旦使还没有附着至表面的细胞进行额外的分布，则要进行循环。该循环应持续第三预定时间段，以允许未附着的细胞均匀分布在包括生物反应器的系统中。然后停止循环，以允许生物反应器中的细胞沉淀，并且在一些实施方式中再次附着至中空纤维的多个部分上

在允许细胞进行额外沉淀的第四预定时间段之后，使生物反应器旋转180度。在生物反应器旋转之后，允许生物反应器内的细胞进行额外的沉淀。然后，细胞可在第五预定时间段期间沉淀在中空纤维的相对部分上，可对该第五预定时间段进行选择，以允许细胞附着至中空纤维的相对部分。在第五预定时间段之后，使生物反应器旋转回到其初始的水平位置

通过使细胞在系统中循环，以再次重复上述程序，以使任何未附着的细胞进行均匀分布。但是，每次重新启动循环，都以比之前循环慢的速度重新启动。当停止循环时，允许细胞沉淀和附着。使生物反应器旋转180度，并且允许细胞沉淀和附着。然后，使生物反应器旋转回到其初始位置。可将循环、沉淀、旋转、沉淀和旋转的这些步骤重复预定的次数，之后，已经附着成层的附着的细胞在生物反应器中进行扩增。