[发明专利]用于处理生物材料的无菌生物反应器系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理生物材料的生物反应器系统，并且特别地涉及用于在无菌环境中生产和处理生物药品的生物反应器系统。

背景技术

光生物反应器为允许光合微生物以受控方式生长的器件。在称为Forth的美国专利No.5,846,816(“Forth”)公开了生物质生产装置，其包括具有倒置的三角形剖面的透明室10，如Forth的图1中所示。贯穿室的为第一导管22，第一导管22沿其长度具有多个穿孔以允许将气体导入室中。而且贯穿室的为与热交换介质的供给源连接的一对热交换导管26。

通过导管进入的气体的通过建立了不同的流动模式，使得室中的液体向上循环通过室的中央区域、横过盖16下方的室的上部，并且沿着室侧壁20向下回到导管，如Forth的图3所示。盖包括两个通风口28，循环气体通过两个通风口退出室。表面上，气体的通过和液体的循环确保悬浮在其中的生物物质暴露到光并且也防止诸如藻类的生物物质粘附到室的壁上。

尽管由Forth公开的生物反应器促进了生物物质的生长，其通常不用于要求无菌生长环境的应用。通风口朝向外部空气打开，外部空气可以包括空中污染物。这些污染物对于制药应用尤其令人厌烦，其中必须满足用于避免污染的严格的食品和药物管理规定。

而且，常规的生物反应器系统通常要求用于处理、生长和收获生物物质的封闭且分类的区域。这些系统昂贵且通常需要在分类区域之间移动，这样可能耗时且导致效率差。例如，培养通常在受控环境中种植库存储管转移到下游的容器，诸如经由层流净化罩。另外，用于收获生物药品的典型保持器皿安装有带有对应的无菌连接器的定制的、封闭的垫片，无菌连接器适用于与过滤器囊组件相关联的管组件。箱体积庞大且昂贵，并且不是一次性的，并且无菌地更换垫片可能是耗时的且中断过程流，并且必须使组件之间的连接在受控环境条件下以防止微生物污染。

因此，有利的是，具有能够无菌地生产和处理生物药品而无需受控的无菌生产和处理套件的生物反应器和生产系统。更有利的是，提供不昂贵且能够高效地处理和促进生物材料的生长以及生物药品的生产的系统。而且，有利的是提供可靠的、需要低维护的以及提供高生产密度的系统。

发明内容

本发明的实施方案可以提供由于现有技术的改进，在其它改进当中，提供用于封闭且无菌地生产和处理生物药品而无需一个或多个分类的无菌生产和处理区域的生物反应器系统。根据一个实施方案，所述系统：包括至少一个培养管，其构造为保持包含生物材料的琼脂基介质或液态介质；至少一个柔性囊，其用于促进其中的生物材料的生长。培养管和柔性囊构造为便于在未分类区域中将液态介质和生物材料从培养管无菌地转移到柔性囊。生物材料生成所关心的生物药品并且可以或可以不将生物药品隐藏到液态介质中。所述系统还包括至少一个柔性收获囊，所述柔性收获囊可构造为暂时地或不断地与柔性囊流动连通，其中所述柔性收获囊构造为将在柔性囊中生长的生物材料与液态介质分离以在后期便于生物材料或介质的下游处理。

根据本发明的方案，至少一个培养管和至少一个柔性囊包括无菌连接器，所述无菌连接器构造为彼此耦合并且便于生物材料和液态介质的无菌转移。至少一个柔性囊可以为柔性种子囊或柔性生产囊。所述系统可以包括至少一个柔性种子囊和至少一个柔性生产囊，其中所述至少一个柔性生产囊构造为与至少一个柔性种子囊和至少一个柔性收获囊暂时地或连续地流动连通。至少一个柔性囊可以包括多个连接端口，其中所述端口中的一个构造为与过压组件耦合。根据一个方案，至少一个柔性囊中的每个的高度实质上小于其长度和宽度。所述系统可以包括多个柔性囊。所述多个柔性囊可以构造为与单个收获囊暂时或连续地流动连通。另外，所述系统可以包括支架，所述支架构造为支撑彼此在垂直方向上间隔开的多个柔性囊。所述系统可以进一步包括至少一个光源，所述光源构造为照射至少一个柔性囊从而通过光合作用促进生物材料的生长。

本发明的另一实施方案涉及在无菌环境中生产和处理生物药品的方法。所述方法包括：将包含生物材料的液态介质从至少一个培养管转移到至少一个柔性囊，并且促进至少一个柔性囊内的生物材料的生长，其中所述生物材料的生长使得生产出生物药品，并且在一些实施方案中将生物药品隐藏到液态介质中。所述方法还包括将在至少一个柔性囊中生长的生物材料与液态介质分离，其中转移、促进和收获步骤中的每个在未分类区域中无菌地发生。