[发明专利]具有添加管的生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及生物反应器，且更具体而言，涉及用于生物反应器的添加管。本发明还涉及在具有添加管的生物反应器中的细胞培养。

背景技术

在生物制药和生命科学行业中，通常出于回收由细胞携带的产品如蛋白质、疫苗成分等或例如回收干细胞来用于治疗使用的目的来培养细胞。培养条件需要小心地控制，且一般惯例是在培养期间将试剂如pH调节剂、气体、营养物、消泡剂(antifoam)等加入培养物中。这通过经由添加管进行泵送来完成，添加管可具有输送孔口(通常是管的端部)，该输送孔口或者浸没在细胞培养介质中，或者悬置于细胞培养介质上方。泵通常间歇地运行，或者由反馈环控制，或者由固定的添加程序控制。于是，一个问题是即使当泵停止时试剂也可通过滴注或扩散来输送，从而导致试剂供应的较差控制。当输送孔口浸没时，另一问题还在于细胞培养介质和细胞可进入管，且经历高毒性条件，从而导致细胞死亡和有害信号物质的释放。当输送孔口悬置于介质上方时，试剂还可主要进入介质顶部上的泡沫层中，从而阻止了在培养物中的适当的分布。

因此，需要将试剂添加到细胞培养物中，而没有细胞经历过高的局部试剂浓度的风险的良好受控的方法。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种用于将试剂良好受控地添加到细胞培养物中的手段。这利用如权利要求1中限定的生物反应器来实现。

一个优点在于，试剂仅在计划时输送且以计划的量输送。其他优点在于试剂均匀地分布，且细胞不局部地暴露于高瞬时试剂浓度。

本发明的另一个方面在于提供一种利用试剂的良好受控的添加来培养细胞的方法。这利用如权利要求中限定的细胞培养方法来实现。

本发明的其他适合的实施例在从属权利要求中描述。

附图说明

图1示出了根据本发明的生物反应器。

图2示出了根据本发明的生物反应器，其中塑料袋由刚性结构支承。

图3示出了根据本发明的生物反应器，其中可充胀袋搁置在可动平台上。

图4示出了具有分离盘(splitdisk)止回阀的本发明的添加管的详图。

图5示出了具有唇部(lip)(鸭嘴形)止回阀的本发明的添加管的详图。

图6示出了具有管状止回阀的本发明的添加管的详图。

图7示出了具有翻板(flap)止回阀的本发明的添加管的详图。

具体实施方式

在一个方面中，本发明公开了一种生物反应器1、11、21，其包括限定内容积3、23的器皿2、22。生物反应器还包括搅动器件4、24和至少一个添加管5、25，其中，添加管中的输送孔口6、26位于器皿的内容积内，且止回阀7、27布置成邻近或接近输送孔口，使得其允许流体沿从添加管到内容积3、23的方向流动，且阻挡沿相反方向的流动。当止回阀7、27布置成邻近输送孔口6、26时，止回阀与孔口之间的距离例如可直到管5、25的直径的20倍，诸如，直到管5、25的直径(或平均直径，如果直径沿管5、25的长度变化)的10倍、直到5倍或直到2倍。由于较小的死容积，故短距离是有利的，但如果允许一定距离，则可更容易将止回阀容纳在管中。当流体如pH调节溶液、营养溶液、生长因子溶液或气体经由添加管和输送孔口供应至内容积时，止回阀打开，且当没有流体供应时，阀关闭，从而阻挡流体从内容积到添加管中的任何对流或扩散渗透。器皿通常可具有从0.1升直到几千升的容积，且添加管的直径可对应地从大约1mm直到几cm。添加管可与器皿的壁中的端口连接，且该端口可在生物反应器的使用期间(例如，利用管路)连接到流体供应器皿和连接到压力生成输送器件。输送器件例如可为泵、加压流体供应器皿或位于生物反应器上方的流体供应器皿，以生成流体静压力。流体的输送例如可通过切换或调节泵，或者通过打开/关闭管路中的调节阀来控制。

在一些实施例中，添加管的输送孔口6、26布置成在生物反应器的使用期间浸没在液体中。这具有以下优点：流体直接地添加到细胞培养液中，且没有流体被困在在培养期间形成在液体顶部上的泡沫层中的风险。例如，添加管可与器皿的顶壁中的端口连接，且添加管可具有足以向下达到至器皿底壁的至少中途的长度，如，从顶壁到底壁的距离的至少80%或至少90%，其中输送孔口位于添加管的底端处或邻近其。在这些情况中，应对生物反应器提供指示，以用足够的液体填充器皿，以在使用期间浸没输送孔口。备选地，添加管还可与器皿的侧壁或底壁中的端口连接，且甚至在这些情况下，器皿也应用足够的液体填充，以在使用期间浸没输送孔口。