[发明专利]利用声泳的治疗细胞洗涤、浓缩和分离

说明书

公开了用于从宿主流体连续地分离第二流体或粒子的多级声泳装置。还公开了操作该多级声泳装置的方法。系统包括以串联彼此流体连接的多个声泳装置，每个声泳装置包括流动腔室、能够产生多维声驻波的超声换能器以及反射器。该系统还可以包括泵和流量计。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月3日提交的美国临时专利申请序列号62/330,947和2016年7月6日提交的美国临时专利申请序列号62/359,182以及2016年8月15日提交的美国临时专利申请序列号62/374,910的优先权。这些申请的公开内容由此通过引用以其整体被完全并入本文中。

背景技术

浓缩治疗细胞并将它们从一种溶液转移到另一种溶液中(通常称为洗涤)是在细胞的生产和使用的多个阶段涉及的两个过程。细胞处理中材料的洗涤和分离是所选的细胞治疗的总体功效的重要部分。具体地，治疗细胞最初可以悬浮在生长血清中或者在类似二甲基亚砜(DMSO)的防腐剂材料中。将细胞从这些流体分离以使细胞可以被进一步处理在使用这种细胞材料的整个治疗过程中是重要的。在一个实例中，例如在制造CAR-T细胞中，细胞典型地从生物反应器回收、浓缩并在转导之前从培养介质被转移到电穿孔缓冲液中。细胞在最终制造步骤扩增之后，取决于所期望的应用，它们被浓缩并且被转移到适当溶剂中。

治疗细胞被储存在专门的介质中以通过冷藏和/或冷冻方法来延长这些细胞的活力。当将治疗细胞引入患者体内时，这种专门的介质可能不相容。因此，将治疗细胞在与治疗细胞和患者均生物相容的缓冲液或洗涤介质中同时洗涤和浓缩可能是有帮助的。这些洗涤和浓缩方法常规地涉及离心和物理过滤的使用。洗涤步骤可以重复多次。例如，可以通过多个洗涤步骤完全移除特定介质(其可以是热原的或以其它方式有害的)，并且可以将细胞悬浮在新的缓冲液或洗涤溶液中。在该洗涤方法中，细胞中的许多通过离心和物理过滤方法而被降解或破坏。此外，过滤方法可能相当低效并且可能向用于批量处理的环境中带来非无菌的侵入，由此细胞培养物暴露于可能的病原体或者会对目标细胞培养物有害的外部细胞影响。此外，利用这些物理过滤方法，通过多个物理过滤器的使用生成了生物废物，这可能出现用于适当处理的附加步骤。该方法的成本和及时性也不利于制备用于引入患者的细胞的快速或低成本方法。

发明内容

本公开提供了用于以更简单、更低成本和更友好的用于粒子(例如治疗细胞)的处理来代替或增强伴随多个洗涤步骤的常规离心和物理过滤处理的方法和系统。该方法/处理可以在无菌环境中并且以连续的形式执行。

本文中公开的是洗涤粒子的方法，其包括将第一介质和粒子的初始混合物馈送通过声泳装置的流动腔室。例如，第一介质可能含有诸如二甲基亚砜(DMSO)的防腐剂，其对于粒子(例如细胞)的未来应用/使用是不期望的。声泳装置还包括至少一个超声换能器，该超声换能器包括压电材料，该压电材料被配置成被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波。所述至少一个超声换能器被驱动以在流动腔室中产生多维声驻波，使得粒子中的至少一部分被捕获在多维声驻波中。随后被捕获的粒子与第二介质混合以洗涤捕获的粒子(例如从粒子移除第一介质)。

在一些实施例中，初始混合物通过流动腔室以获得粒子在减小体积的第一介质中的中间混合物。然后收集该中间混合物，并与第二介质一起混合以形成二级混合物。然后将二级混合物馈送通过流动腔室以获得粒子在减小体积的第二介质中的最终混合物。

在其它实施例中，在初始混合物被馈送通过流动腔室之后，第二介质被馈送到流动腔室中。在此，第二介质取代第一介质，或者逐渐取代第一介质。

还在其它实施例中，声泳装置还包括位于所述至少一个超声换能器下方的收集器，使得随着被捕获的粒子形成簇并且生长到临界尺寸并且随后从多维声驻波脱离时，所述簇落入收集器中。收集器通向收集容器，该收集容器包含第二介质，将粒子的簇与第二介质混合在一起。

所述第二介质可以是生物相容性洗涤溶液或缓冲溶液。