[发明专利]用于生物反应器系统的灌注装置

说明书

公开了一种灌注装置，用于在生物反应器内的微载体上的细胞培养物生长期间从生物反应器中提取流体介质。还公开了在包含在微载体上的生物反应器中培养细胞的方法。灌注装置包括附连到过滤构件的中空管状构件。过滤构件具有能够以相对高的流量从生物反应器中提取流体介质的孔径和容积。

相关申请

本申请基于提交日期为2017年9月29日的美国临时专利申请序列号No.62/565,187并要求其优先权，该申请以全文引用的方式并入到本文中。

背景技术

生物反应器是可以在实验室或工业规模上进行生物反应或过程的装置，在生物制药工业中广泛使用。生物反应器可用于批量应用，其中供应给生物反应器的生物材料保留在生物反应器中，直到反应时间结束。替代地，生物反应器可用于灌注应用，其中生物反应器中包含的流体介质被周期性地或连续地移除并重新供应至生物反应器，以便补充流体介质中包含的营养物，并可能移除在该过程中产生的有害副产物。

在一些生物反应器系统中，微载体被添加到生物反应器中以促进细胞生长。例如，细胞可以粘附到微载体的表面，用于进一步生长和繁殖。以这种方式，微载体可以为反应器内的细胞培养生长提供更大的表面积。事实上，一些贴壁依赖性细胞，如某些动物细胞，需要附着在表面才能生长和分裂。

微载体可以由各种不同的材料(包括聚合物)制成。微载体可以具有任何合适的形状，并且在一些应用中，包括圆形珠。微载体通常可以具有约200微米至约350微米的粒度。在一些系统中，微载体悬浮在培养基中，这是通过总体搅动引起的，这优化并最大化了生物反应器系统中的生长条件。

过去在包含微载体的生物反应器系统中遇到的一个问题是快速从生物反应器中移除流体而不移除微载体或损坏微载体或生长在微载体上的细胞的能力。试图增加包含微载体的生物反应器系统的流出流量可能会由于尺寸不合适的汲取管而导致流动受到阻碍或阻塞，由微载体导致堵塞，和/或由于驱动流动的泵的上游产生的抽吸头而导致管道收拢。鉴于上述情况，需要一种用于从包含微载体的生物反应器中快速移除流体培养基的装置和方法。

发明内容

总体而言，本公开涉及一种灌注装置，其能够以相对高的流量从生物反应器中移除流体培养基，而不会损坏生物反应器或在反应器中生长的细胞。更具体地说，本公开涉及一种灌注装置，该灌注装置特别设计成以相对高的流量从包含微载体的生物反应器中移除培养流体介质。如下文将更详细描述的，灌注装置特别适合于移除流体，而不会移除或损害微载体或附着于微载体的细胞。本公开还涉及一种用于促进生物反应器系统中细胞生长的方法，其中灌注装置用于移除培养流体介质以进行补充和用于细胞进一步生长。

例如，在一个实施例中，本公开涉及一种灌注装置，其包括用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件。中空管状构件可具有足以插入生物反应器的长度。例如，中空管状构件可以具有足以向生物反应器底部延伸的长度。中空管状构件可延伸穿过生物反应器顶部或侧部的端口。中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二相对端。第二开口用于向生物反应器中插入流体介质，并用于提取流体介质。中空管状构件的第二开口可以具有被设计成能够从生物反应器中提取期望的体积流量的横截面积。

根据本公开，灌注装置还包括过滤构件，过滤构件位于并附连到中空管状构件的第二端。过滤构件完全包围并封闭第二开口。过滤构件具有延伸超过中空管状构件的第二端的长度，并限定封闭容积。即使当生物反应器包含微载体时，封闭容积的大小也足以满足所期望的流体流量。例如，在一个实施例中，第二开口的横截面积与过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200，例如约1:15至约1:100。如本文所用的过滤构件的表面积是允许流体进入中空管状构件的过滤构件的多孔部分的总表面积。