[发明专利]细胞培养系统

说明书

本公开整体涉及一种细胞培养装置和细胞培养方法。本公开的一个方面提供一种灌注式细胞培养袋，所述灌注式细胞培养袋包括：一个或多个聚合物膜，所述聚合物膜具有粘结在一起以围绕所述袋的未分隔的内部隔室形成边缘的边缘；第一孔口和第二孔口，所述第一孔口和第二孔口各自形成于所述袋的外部表面；第一液体可渗透的管和第二液体可渗透的管，所述第一液体可渗透的管和第二液体可渗透的管各自延伸进所述袋的所述内部隔室并与所述袋的所述内部隔室成流体连通，并可操作地联接至相应的孔口；以及第三孔口，所述第三孔口形成于所述袋的外部表面，所述第三孔口与所述袋的所述内部隔室成流体连通；其中第一管包括：第一内支撑结构，所述第一内支撑结构限定所述管的中心腔；以及第一外过滤层，所述第一外过滤层围绕所述第一部支撑结构。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2019年6月30日提交的美国临时专利申请号62/869021的优先权权益，其全文据此以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及一种细胞培养装置和细胞培养方法。

背景技术

体外细胞培养是复杂的过程，细胞通过该过程在受控条件下生长，通常在自然环境之外但尽可能接近体内条件。在实践中，细胞培养是指来自多细胞真核生物的细胞，尤其是动物细胞的培养。然而，也可培养植物、真菌、昆虫以及微生物(包括病毒、细菌和原生生物)。

体外细胞培养可为药理学、生理学和毒理学的研究和应用提供材料。细胞培养也是生物加工和细胞疗法的必要方面。

在适当的温度和气体混合物下，细胞可以在细胞孵育箱中生长和维持。通常，哺乳动物细胞在37℃孵育，pH值保持在7.2和7.4之间。可以使用在培养基中的碳酸氢盐缓冲系统结合大约5-7体积％二氧化碳的孵育箱气氛来控制pH值。二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸又与培养基中的碳酸氢根离子相互作用形成缓冲系统，该缓冲系统可以维持pH值接近生理学水平。对于许多期望的细胞类型来说，氧气是细胞代谢和生长必不可少的。每种细胞类型的培养条件可能不同，并且特定细胞类型的条件变化可导致不同表型的表达。例如，基于碳酸氢盐的缓冲液可以用磷酸一钠和二钠或三钠缓冲液、氯化物和氨缓冲液、乳酸盐或有机缓冲液(诸如HEPES等)代替。

单核细胞是最大的白血球(白细胞)，并且是包括所有哺乳动物在内的脊椎动物的先天免疫系统的重要部分。单核细胞是巨噬细胞和树突状细胞的循环前体，其跨血管内皮从血流迁移，以便进行免疫监测和炎症反应。单核细胞通常在细胞培养物中生长。

T细胞在免疫应答中扮演重要角色。T细胞在胸腺中发育，并存在于人类的各种人群中。过继性T细胞疗法是一个快速发展的领域，因此需要使T细胞在培养物中生长的方法。

可商购的袋状细胞培养装置是用于细胞培养的常规形式。细胞培养袋是一次性用品，这个优点可减少准备和清理时间。此外，细胞培养袋可预消毒、便宜、易于使用，并且需要极小的存储和使用空间。一次性用品还有助于降低细胞培养物和环境污染的风险。

然而，常规含氟聚合物细胞培养袋的一个问题是，进料培养基和细胞在培养室内混合，且因此加入的培养基的量受限于容器的体积。常规含氟聚合物细胞培养袋的另一个问题是，细胞培养期间对于营养物(例如，葡萄糖)含量减少和废物含量(例如，乳酸)增加的培养基的移除，其可能不利地移除细胞。此外，通常需要人工操控培养物以补充培养基。

灌注是个连续过程，其中不断向生物反应器中的贴壁或悬浮细胞培养物提供新鲜培养基，同时不断移除废培养基。将细胞从废培养基中连续过滤并返回至生物反应器，以保持恒定的培养物体积。该连续过程允许高达10-15m/mL的可持续的细胞密度。然而，该过程通常限于需要大体积培养基的复杂的灌注式生物反应器。此外，从废培养基中过滤和返回的细胞可能不利地干扰细胞培养。

因此，需要一种简化的灌注装置，其允许移除和补充进料培养基，而不明显干扰细胞和/或减少细胞计数。

发明内容