[发明专利]一种用于自动化可持续大规模3D细胞生产系统装置

说明书

本发明涉及一种用于自动化可持续大规模3D细胞生产系统装置及应用，其包括智能配气系统、生产系统、收集系统，智能配气系统可以满足细胞培养所需气体；生产系统包括生产细胞、控温系统、微载体、搅拌器、输送泵，其中，控温系统为各种细胞提供良好的生产环境，微载体为细胞提供良好黏附生长表面，极大提升细胞生长所需微面，在搅拌器的搅拌下实现细胞3D立体悬浮培养；生产细胞黏附于微载体表面后，作为新的细胞种子接种到后续投入的微载体表面；收集系统包括滤膜、第二容器、回料口、输送泵，输送泵和滤膜的使用实现培养基和微载体的循环利用以及生产细胞的不断产出，达到3D自动化可持续、大规模细胞生产。

技术领域

本发明涉及一种用于自动化可持续大规模3D细胞生产系统装置。

技术背景

细胞尤其是各种干细胞由于独特的分化潜能、修复能力及靶向载药运输性能，使得其在临床应用及科学研究中引起广泛兴趣。然而在干细胞使用过程中仍存在各种问题，其中最显著在于对干细胞数量的需求大难以解决。各种细胞治疗需要尽可能的维持细胞在一定数量，才能显示出其特定疗效。而传统细胞采用贴壁培养的过程中，由于培养器皿二维（2D）表面积大小有限，需要不断传代满足来细胞数量需求，然而2D平面上由于生长空间的挤压以及频繁传代中胰酶消解化液的使用会一定程度地影响细胞的基因和蛋白质表达，且在长期传代培养的过程中干细胞的扩增和分化能力会逐渐丧失，引起质量的下降，因而限制了细胞在临床及科学研究上的应用。近年来，三维（3D）细胞培养技术的兴起被认为是解决细胞生产数量与质量优选方式。3D细胞培养技术是指可以使细胞在体外条件下进行3D生长的培养方式，通常利用微米级别微载体作为细胞黏附生长基质，不仅使得细胞生长所需表面积增加，而且细胞悬浮于培养体系中生长，这使得细胞的培养与体在内的生存状态及环境相接近，可实现细胞的放大培养及高质量产出需求。

然而现有的关于3D细胞培养报道，存在培养规模较小难以放大、投入的培养基及微载体往往难以循环利用以及操作复杂等缺点，难以实现生产细胞的自动化大规模生产。

发明内容

为克服目前生产细胞数量、质量及操作复杂等问题，本发明目的在于提供一种用于自动化可持续大规模3D细胞生产系统装置，适合G.M.P标准环境下生产细胞的自动化大规模3D循环培养。

本发明的再一目的在于：提供上述装置的使用方法。

本发明目的通过以下方案实现：一种自动化大规模3D细胞生产系统装置，包括智能配气系统、生产系统、收集系统，通过管道系统连接；

所述配气系统，通过管道系统和管道连接器与生产系统密封相连，由配气系统提供生产系统生产细胞所需气体；

所述生产系统，包括第一容器、装配在第一容器上的电动机、装配在第一容器内的搅拌器由电机轴带动旋转，生产细胞、微载体和培养基自第一容器的进料口投入第一容器内，由控温系统控制生产系统温度，可为各种细胞提供良好的生产环境；

所述的收集系统包括倒锥形的第二容器，底部为出料口，用于收集其内的生产细胞及微载体；

生产系统与收集系统通过输送管上的第一泵和减压阀控制微载体、生长在微载体表面的生产细胞和培养基被输送到收集系统，以及回流管上的第二泵将第二容器内多余的培养基自回流口回流至生产系统的第一容器内。

在上述方案基础上，所述的管道系统通过管道连接器和法兰将配气系统和生产系统密闭连接。

在上述方案基础上，生产系统中，第一容器的下部有第一容器的出液口，经第二减压阀和第一泵，将生产系统中完成生产的微载体和生长在微载体表面的生产细胞自第二容器的进液口输送至收集系统的第二容器内；在第一容器9的中部连接有培养基输送管，连接了第一减压阀的培养基输送管的另一端连接在第一容器的出液口和第一泵之间，将生产系统中的培养基输送入收集系统的第二容器中，用于更新培养基。