[发明专利]收获细胞的方法和系统

说明书

本发明提供了使用振动收获在3D培养物中生长的细胞的方法。所述方法对附着于3D基质的细胞施加足够振幅、频率和持续时间，使得细胞与基质分离并使分离的细胞从基质材料中冲掉(flush)。本发明还提供了进行本发明方法的装置。

本申请是申请日为2012年4月15日、申请号为201280018602.9、发明名称为“收获细胞的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年4月15日申请的美国临时申请号的优先权，所述申请全文并入本文。

发明领域

本发明涉及收获培养生长的细胞的方法和系统。更特别地，本发明涉及收获在三维(3D)培养基上体外生长的细胞的方法和系统，通过施加足够频率、振幅和持续时间的振动力，使细胞从3D基质中释放，由此细胞以高收率和高细胞存活率和活力(vitality)回收。所述振动力也可用于将细胞接种在基质上，之后生长，及用于细胞在3D生物反应器系统中生长期间与3D基质有效混合。

细胞、如哺乳动物或人细胞群，在医学中作为可用于治疗许多不同医学病症的生物制剂而越来越重要。例如，已经相当感兴趣地关注于人细胞在各种医学应用方面的治疗潜力，包括损伤器官如脑、心脏、骨和肝脏的组织修复，及支持骨髓移植(BMT)。已经对一类人细胞-成人干细胞-在治疗和治愈各种病症如造血功能失调、心脏病、帕金森氏症、阿尔兹海默病、脑卒中、烧伤、肌肉萎缩症、自身免疫失调、糖尿病和关节炎中的作用进行了评估。

另一类感兴趣的人细胞是粘附基质细胞(ASC)。ASC是异质细胞群，可得自骨髓、脂肪组织、胎盘或者血液。ASC及其在体外增殖造血干细胞中的应用在美国专利No.6,911,201中描述，所述专利以其全部内容并入本文。

由于其在临床和研究领域中的不同医学应用，越来越需要大规模的ASC。使用这些细胞的障碍在于由于这些细胞在大多数组织中的有限数量而导致的分离大量正常存在的粘附基质细胞群的技术难题，以及获得ASC的方法中包含的不适和风险。

一种解决ASC有限数目难题的方案是在3D培养系统中在使得细胞扩增的条件下体外培养细胞。以其全部内容并入本文的WO 2007/108003揭示了在3D生物反应器中通过培养扩增ASC的方法，及所述细胞在治疗中的应用。通过在3D基质中体外培养而扩增ASC也在WO2010/026575中揭示，所述文献以其全部内容并入本文。在这些参考文献中，ASC在3D基质中生长之后，细胞用如下程序收获，用缓冲液多次洗涤细胞和基质及随后通过将细胞暴露于胰蛋白酶EDTA溶液轻轻搅拌而将细胞从基质中释放出来。

虽然在这些参考文献中描述的收获方法使得可以从3D基质中回收扩增的ASC，但是基质的特性导致所述方法的低效。3D基质的优势是其提供了三维微环境，在其中培养的细胞能更好地模拟其体内对应物。虽然基质中3D微环境促进培养的细胞的生长和增殖，但是其也提供了内部空间，难以在收获方法中从中移出细胞。这个难题由于存在由培养的细胞分泌的胞外大分子使细胞附着于基质表面而复杂化。

因此，需要改良从生物反应器中使用的3D基质中有效回收细胞的细胞收获方法。

发明概述

根据一方面，本发明提供了收获在培养物中生长的细胞的方法，包括使细胞在粘附材料上生长，其中细胞附着于所述粘附材料，通过将细胞暴露于解离剂而将其与粘附材料解离，以足以使细胞从粘附材料中释放的频率和振幅振动所述粘附材料一段时间，并回收细胞。在一些实施方案中，所述方法进一步包括以足以将释放的细胞从粘附材料中冲掉(flush)的频率和振幅振动所述粘附材料一段时间。在进一步的实施方案中，所述粘附材料提供细胞附着的二维表面，而在其它实施方案中，粘附材料提供细胞附着的三维基质。