[发明专利]用于连续地培养细胞的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于连续地(传代地，continuously)培养细胞的装置 和方法，以及更具体地涉及一种用于连续地培养细胞的装置和方法，包括 细胞的注入、培养、脱附和收获以及保持密封的培养基。

背景技术

细胞培养的实例包括单层培养(粘附培养)和悬浮培养，在单层培养 中细胞粘附(附着，adhere)于培养器(incubator)以繁殖，在悬浮培养 中细胞在悬浮状态下繁殖。

大多数动物细胞粘附于表面以生长，且具有甚至比微生物的生长速度 更慢的生长速度，并因此，生产力(生产率，productivity)低并且动物细 胞在培养期间容易受到微生物污染。

然而，在细胞板粘附培养中，难以保持密封，并因此在现有过程中于 预定时段内的细胞收获过程之后，细胞容易受到污染。

此外，当将所培养的细胞移至实验室之外时，需要提供单独的密封单 元，但是不存在密封完美的成功案列，而且为了移动细胞，通常迁移(搬 运，transport)容器。

然而，当迁移容器时，发生了另一传代(passage)，从而难以保持所 培养的细胞的均匀度。

同时，用蛋白酶(诸如胰蛋白酶)使待培养的、已粘附至容器的内部 的细胞脱附。

该酶溶解了与粘附表面连接的表面以破坏细胞的粘附，并导致了各种 问题，诸如酶处理时间长、细胞特性的改变以及由于酶的毒性而导致的细 胞死亡。

基于胰蛋白酶处理数量，对细胞的特性变化程度进行分类，这证明了 胰蛋白酶的使用改变了细胞的特性。

此外，由于胰蛋白酶的使用导致了从培养容器的所有表面将所粘附的 细胞脱附下来，所以在使用胰蛋白酶之后，需要再次粘附一些细胞的过程， 并且重新粘附率低，即10％或更少。

用于防止使用胰蛋白酶的方法的实例包括各种方法，诸如使用水的强 剪切力(shearforce)的方法；刮削方法，在该刮削方法中将刮削器应用至 平板或平滑弯曲表面；使用温度反应性液化/可固化的固液相材料和液固相 材料作为粘合材料的方法；以及使用胶原酶代替胰蛋白酶的方法，但是存 在细胞恢复率低或不稳定的缺陷和细胞粘附面积受限的缺陷。

例如，在仅使用水的剪切力将细胞从细胞粘附珠脱附下来的情况下， 由于须使用强漩涡，所以水的流动方向不均匀，并因此回收(recovery)率 不稳定，以及珠之间彼此相撞，从而破坏了夹在珠之间的细胞。

此外，在使用了胶原粘附材料和胶原酶的情况下，由于当细胞被分层 在两层或更多层中时该酶不影响位于内部的细胞，所以一些细胞可能不被 溶解，或在需要完全溶解胶原蛋白期间，由于胶原酶的功能，而存在溶解 细胞的风险，这种功能类似于胰蛋白酶的功能，并因此，不容易使用上述 技术。

发明内容

技术问题

因此，在紧记相关的现有技术中存在的上述问题的情况下，作出了本 发明，并且本发明的目的在于提供用于连续地培养细胞的装置和使用该装 置的培养方法，其中在保持培养容器的密封的状态时，对细胞和培养基选 择性地且重复地进行注入、培养、脱附、以及收获，并因此，在收获过程 中，收获了细胞，同时允许遗留一些所培养的细胞，从而对培养容器中所 遗留的细胞重复地进行培养、防止所培养的细胞受污染、并且获得所培养 的细胞的均匀度。

本发明的另一目的在于使用培养环境单元将繁殖细胞所需的最佳培 养温度和气体提供给培养容器，在该培养环境单元中存放该培养容器，并 且该培养环境单元提供了用于繁殖细胞的最佳培养环境，从而提高了细胞 培养的繁殖效率。

本发明的又一目的在于从密封状态下的培养容器的隔室的底部将所 培养的细胞脱附下来。

本发明的再一目的在于使用密封型培养容器从而容易地移动、储存以 及管理细胞。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了用于连续地培养细胞的装置，包括 具有隔室的培养容器，选择性地确定该隔室要被密封。在隔室被密封时， 将培养基注入隔室并对培养基接种细胞，以及脱附并收获该细胞，而当隔 室是开放的时培养该细胞。

根据本发明，收获细胞，并在收获细胞的过程期间，排除一部分所培 养的细胞，使得重复地培养在培养容器中遗留的细胞，即，在收获细胞的 过程期间收获了细胞，但不包括一些所培养的细胞，使得重复地培养在培 养容器中遗留的细胞。