[发明专利]生物反应器系统及其方法

权利要求书

1.一种用于处理生物材料的生物反应器系统，包括：

至少一个培养容器(1)，其中进行用于培养细胞的过程，所述至少一个培养容器(1)被布置为包含具有入口(1a)和出口(1b)的流体培养基，并且所述至少一个培养容器(1)包含至少一个流体输入/输出导管(14)用于在所述至少一个培养容器(1)中供应流体并且在培养过程完成之后从所述至少一个培养容器(1)中排出流体以保持包括接种导管和取样导管的培养过程的期望代谢状态的目的，并且所述至少一个培养容器(1)包含用于温度、压力、pH、氧气、二氧化碳和需要在过程中测量和控制的其他代谢物的至少一个感测元件(15)；

至少一个支撑基质(2)，被包含在所述培养容器(1)内，其中所述支撑基质(2)包括：

居中和纵向地延伸到所述容器(1)中的至少一个可旋转的中央轴(9)，

用于可旋转地定位所述中央轴(9)的至少一个支撑框架环(6)，

至少一个轴安装框架(6c)，

相对于所述中央轴(9)径向和平行地延伸到所述培养容器(1)中的一个或多个可旋转的外围轴(10)，

居中和纵向地装载在所述中央轴(9)和所述外围轴(10)上用于为细胞附着和细胞生长提供基质的多个堆叠的间隔开的盘(11)，

位于连续的两个盘(11)之间用于形成空间(11a)的间隔物，

用于产生径向流体流动以改善所述容器(1)内的混合条件的一个或多个挡板装置，其中所述一个或多个挡板装置优选地由沿着所述培养容器(1)的轴向长度延伸以径向和平行地包围装载在所述中央轴(9)和所述外围轴(10)上的盘(11)并且安装在挡板安装环(8)上的一个或多个可旋转的偏转叶片(12)组成，

用于所述中央轴(9)、所述外围轴(10)和所述挡板装置的旋转的一个或多个旋转装置(13)，以及

用于支撑所述中央轴(9)和所述外围轴(10)的平稳旋转的轴驱动机构(16)；

其中，装载在所述外围轴(9)上的盘(11)部分地和可旋转地延伸到所述中央轴(9)上装载的盘之间的空间(11a)中；

至少一个再循环回路导管(5)，在外部并且流体连接在所述入口(1a)和所述出口(1b)之间，以支撑流体进出所述培养容器(1)的无菌转移以用于产生再循环回路(A)；

至少一个流体泵送装置(3)，用于产生通过所述再循环回路(A)的期望流体流动，以用于安装在所述再循环回路导管(5)和所述泵送装置处的期望的过程操作，以转移包括培养基、进料、缓冲液和其他过程需要的流体；

至少一个气体交换装置(4)，安装在所述再循环回路导管(5)处，用于在流体循环通过所述再循环回路(A)期间将氧气输送到营养培养基中并且从营养培养基中除去二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述系统包括用于根据过程需要提供流体源的至少一个流体贮存器。

3.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述系统包括用于在培养过程中监测和控制过程参数的至少一个过程控制系统。

4.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述系统包括用于所述轴和所述挡板装置通过所述旋转装置(13)的旋转的一个或多个动能源(19)。

5.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述培养容器(1)配备有用于生物反应器培养容器(1)中的流体含量和流体容积的准确测量的一个或多个重量感测元件。

6.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述培养容器(1)配备有至少一个供气导管和排气导管或通气孔。

7.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述盘(11)由纤维或多孔材料构成以提供显著增大的表面积并且支撑2D或3D细胞和组织培养。

8.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述盘(11)由刚性和透明材料构成以提供功能强度并且支撑多层细胞结构。

9.根据权利要求1所述的生物反应器系统，其中所述盘(11)构造有孔隙或孔以提供附加的湍流和更有效的流体流动。