[发明专利]切向流动灌注系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物反应器系统，并且更具体地涉及用于利用往复泵的灌注培养的生物反应器系统。本发明还涉及细胞的灌注培养方法。

背景技术

由于遗传工程和生物工艺学上的变革，近年来细胞培养已产生了相当大的利益。培养细胞来制造例如，用于治疗、研究和用于诊断的蛋白质、受体、疫苗和抗体。

一直以来认为，灌注培养提供用于细胞培养的相对好的经济性。在该操作中，细胞保留在生物反应器中，并且产物与有毒代谢副产物一起持续地移除。将包含营养的进料持续地添加至生物反应器。灌注培养操作能够实现高细胞密度，并且更重要地，细胞可维持在高产出状态下以数周。这实现了大得多的产出并且降低了必要的生物反应器尺寸。其还是用于培养初生或其他缓慢生长的细胞的有用技术。

在近些年期间，灌注操作已极大地发展。美国专利No. 6,544,424公开了一种灌注系统，其中在向外冲程期间，往复膜片泵通过中空纤维过滤器从生物反应器吸引培养液，并且在向内冲程期间，通过过滤器将液体推回至生物反应器。在向外冲程期间，产生渗透，并且在向内冲程期间，过滤器被反冲洗来减少由细胞造成的阻塞。该技术的其他发展在WO 2012/026978中描述，其涉及生物反应器和灌注单元对单个设备中的并入，并且在US 2011/0111486中描述，其中去往和来自灌注单元的流也用来提供生物反应器中的附加搅拌。但是，这些系统的过滤效率不是最佳的，并且它们还对膜的阻塞和污垢敏感。

由此，存在对允许更好地控制过滤的灌注系统的改进设计的需求。

发明内容

本发明的一个方面是提供具有改善的过滤控制的灌注系统。这通过在权利要求1中限定的系统实现。

一个优点为可防止堵塞和污垢。其他优点为：该系统是可扩缩的，其与摇动类型的生物反应器兼容，和灌注单元可作为包含的单元容纳在一体的壳体内。

本发明的第二方面是提供用于允许改善的过滤控制的灌注培养的方法。这通过在权利要求中限定的方法而实现。

本发明的第三方面是提供预杀菌灌注系统。这通过在权利要求中限定的系统而实现。

本发明的其他适当的实施例在从属权利要求中描述。

附图说明

图1显示了根据本发明的灌注系统。

图2显示了图1所示的系统的过滤器单元、泵和流体连接件的放大图。

图3显示了带有控制阀、压力变换器和控制单元的根据本发明的灌注系统。

图4显示了具有无菌连接件和单元壳体的根据本发明的灌注系统。

具体实施方式

在一方面中，本发明公开了一种用于细胞的灌注培养的系统1;31;51。

该系统包括：

a) 至少一个生物反应器2;32;52；

b) 至少一个过滤器单元3;33;53，其具有滞留物入口端部4;34;54、滞留物出口端部5;35;55、和至少一个渗透物出口端口6;36;56和；

c) 至少一个往复泵7;37;57，其流体地连接至滞留物入口端部。

滞留物入口端部经由入口止回阀8;38;58流体地连接至生物反应器，入口止回阀8;38;58布置为允许在从生物反应器至滞留物入口端部的方向上的流并且阻碍相反方向上的流。滞留物出口端部经由出口止回阀9;39;59流体地连接至生物反应器，出口止回阀9;39;59布置为允许在从滞留物出口端部至生物反应器的方向上的流并且阻碍相反方向上的流。

此外，入口和出口止回阀各自流体地连接至管道分支点10;40;60，管道分支点10;40;60也经由管道段11;41;61(例如，柔性管道段)连接至生物反应器。适当地，管道分支点与生物反应器之间的连接是经由单个管道段的。这是方便的，因为其使在生物反应器中需要的端口的数量最小化，并且其降低了绕生物反应器的管道包裹的复杂性。后者对于移动(例如，摇动袋类型的)生物反应器是尤其重要的，其中，移动管的数量需要保持在最小值。然而备选的可能性是使入口8;38;58和出口9;39;59止回阀中的各个经由不同的管道段(未显示)流体地连接至生物反应器，而没有分支点10;40;60。用于入口和出口的不同的管道可确保有利的条件：生物反应器与装置之间的管道中的液体在单次经过中单独地被处理，而不论处理的体积(泵的向内和向外冲程中的体积之间的差异)与生物反应器和装置之间的管道中的停顿体积之间的比率如何。另一个备选方式为，将分支点定位在沿着生物反应器与装置之间的流体连接的中间位置处，因而说明了工艺和停顿体积，并且优化了性能。