KR20200119277A - 바이오프로세싱 시스템에서의 유체 유동 관리용 시스템 및 방법 - Google Patents

바이오프로세싱 시스템에서의 유체 유동 관리용 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20200119277A
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Abstract

바이오프로세싱 시스템은 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체, 및 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이의 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이의 유체 연통을 제공하는 상호 연결 라인을 포함한다.

Description

바이오프로세싱 시스템에서의 유체 유동 관리용 시스템 및 방법
본 발명의 실시예는 일반적으로 바이오프로세싱(bioprocessing) 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 세포 면역 치료제(cellular immunotherapies)의 생산을 위한 바이오프로세싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 의료 요법은 하류 치료 프로세스에 사용을 위한 세포의 추출(extraction), 배양(culture) 및 확장(expansion)을 포함한다. 예를 들어, 키메라 항원 수용체(chimeric antigen receptor: CAR) T 세포 치료제는 종양 세포를 명확하게 표적화하여 파괴하도록 환자의 T 세포를 재지향시키는 세포 치료제이다. CAR-T 세포 디자인의 기본 원리는 항원-결합 및 T-세포 활성화 기능을 조합하는 재조합 수용체를 수반한다. CAR-T 세포의 일반적인 전제는 암세포에서 발견되는 마커에 표적화된 T-세포를 인공적으로 생성하는 것이다. 과학자들은 사람으로부터 T 세포를 제거하고, 이들을 유전자 변형하여, 암세포를 공격하도록 이들을 환자 내로 다시 투입할 수 있다. CAR-T 세포는 환자 자신의 혈액으로부터 유도되거나(자가) 또는 다른 건강한 공여자로부터 유도될 수 있다(동종이형).
CAR-T 세포의 생성의 제1 단계는 환자의 신체로부터 혈액을 제거하고 백혈구를 분리하기 위해 성분 채집술(apheresis), 예를 들어 백혈구 성분 채집술을 사용하는 것을 수반한다. 충분한 양의 백혈구가 수확된 후, 백혈구 성분 채집 생성물은 T-세포를 위해 농축되는데(enriched), 이는 백혈구 성분 채집 버퍼(buffer)로부터 세포를 세척하는 것을 수반한다. 특정 바이오 마커(bio-markers)를 갖는 T-세포 서브세트는 이어서 특정 항체 접합체(conjugates) 또는 마커를 사용하여 농축된 하위 집단(sub-population)으로부터 격리된다(isolated).
표적화된 T-세포의 격리 후에, 세포는 이들이 활발하게 증식할(proliferate) 수 있는 특정 환경에서 활성화된다. 예를 들어, 세포는 항-CD3/항-CD28 단일 클론 항체 또는 세포 기반 인공 항원 제시 세포(aAPC)로 코팅된 자기 비드를 사용하여 활성화될 수도 있으며, 이는 자기 분리를 사용하여 배양물로부터 제거될 수 있다. T-세포는 이어서, 통합 감마레트로바이러스(RV) 또는 렌티바이러스(LV) 벡터에 의해 CAR 유전자로 형질도입된다(transduced). 바이러스 벡터는 환자 세포에 부착하기 위해 바이러스 기계류를 사용하고, 세포 내로 진입시에, 벡터는 RNA 형태의 유전 물질을 도입한다. CAR-T 세포 치료제의 경우, 이 유전 물질은 CAR을 부호화한다. RNA는 DNA 내로 역전사되어 환자 세포의 유전체(genome) 내에 영구적으로 통합되어; 세포가 분열하고 생물반응기(bioreactor) 내에서 다수로 성장함에 따라 CAR 발현이 유지되게 한다. CAR은 이어서 환자 세포에 의해 전사되고 번역되고, CAR은 세포 표면 상에 발현된다.
T 세포가 CAR-부호화 바이러스 벡터로 활성화되고 형질도입된 후, 세포는 생물반응기에서 다수로 확장되어 원하는 세포 밀도를 달성한다. 확장 후에, 세포는 수확되고, 세척되고, 농축되고, 환자 내에 주입을 위해 제형화된다.
주입 가능 투여량의 CAR T 세포를 제조하기 위한 기존의 시스템 및 방법은 다수의 인간 접촉점을 수반하는 다수의 복잡한 조작을 필요로 하는데, 이는 전체 제조 프로세스에 시간을 추가하고 오염의 위험을 증가시킨다. 제조 프로세스를 자동화하려는 최근의 노력은 몇몇 인간 접촉점을 제거하였지만, 이들 시스템은 여전히 높은 비용, 불가변성 및 작업흐름 병목 현상을 겪는다. 특히, 증가된 자동화를 이용하는 시스템은, 이들 시스템이 고객이 시스템의 특정 장비에 그들의 프로세스를 적응시키는 것을 요구하는 점에서, 매우 고비용이고 불가변성이다.
상기 점을 고려하여, 자동화를 증가시키고 인간 핸들링을 감소시킴으로써 오염 위험을 감소시키는 세포 면역 치료제를 위한 바이오프로세싱 시스템에 대한 요구가 존재한다. 게다가, 개발에 있어서 가변성 및 대량 생산에 있어서 일관성의 요구를 균형화할 뿐만 아니라, 상이한 고객이 상이한 프로세스를 실행하기 위한 요구에 부합하는 세포 치료제 제조를 위한 바이오프로세싱 시스템에 대한 요구가 존재한다.
원래 청구된 요지와 범주가 같은 정도인 특정 실시예가 이하에 요약된다. 이들 실시예는 청구된 요지의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아니고, 오히려 이들 실시예는 단지 가능한 실시예의 간략한 요약을 제공하도록 의도된다. 실제로, 본 개시내용은 이하에 설명되는 실시예와 유사하거나 상이할 수도 있는 다양한 형태를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템은 세포의 집단을 농축하고 격리하기 위해 구성된 제1 모듈, 세포의 집단을 활성화, 유전자 형질도입 및 확장하기 위해 구성된 제2 모듈, 및 세포의 확장된 집단을 수확하기 위해 구성된 제3 모듈을 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템은 세포를 농축하고 격리하기 위해 구성된 제1 모듈, 복수의 제2 모듈로서, 각각의 제2 모듈은 세포를 활성화, 유전자 형질도입 및 확장하기 위해 구성된, 제2 모듈, 및 확장 후에 세포를 수확하기 위해 구성된 제3 모듈을 포함한다. 각각의 제2 모듈은 서로 병렬로 상이한 세포의 집단의 활성화, 유전자 형질도입 및 확장을 지원하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 제1 모듈에서 세포의 집단을 농축하고 격리하는 단계, 제2 모듈에서 세포의 집단을 활성화, 유전자 형질도입 및 확장하는 단계, 및 제3 모듈에서 세포의 확장된 집단을 수확하는 단계를 포함한다. 세포의 집단을 활성화, 유전자 형질도입 및 확장하는 단계는 제2 모듈로부터 세포의 집단을 제거하지 않고 수행된다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 장치는 하우징 및 하우징 내에 수용 가능한 서랍을 포함한다. 서랍은 프로세싱 챔버를 형성하는 복수의 측벽 및 저부, 및 일반적으로 개방된 상부를 포함한다. 서랍은 서랍이 하우징 내에 수용되는 폐쇄 위치와, 서랍이 하우징으로부터 연장되어 개방된 상부를 통한 프로세싱 챔버로의 액세스를 가능하게 하는 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 장치는 프로세싱 챔버 내에 위치되고 생물반응기 용기를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 베드 플레이트를 또한 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 복수의 측벽, 저부 및 일반적으로 개방된 상부를 갖는 서랍을 하우징 내의 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 활주시켜 서랍을 하우징으로부터 일반적으로 개방된 상부를 통해 연장시키는 단계, 일반적으로 개방된 상부를 통해, 서랍 내에 위치된 정적 베드 플레이트 상에 생물반응기 용기를 위치설정하는 단계, 서랍을 폐쇄 위치로 활주시키는 단계, 및 복수의 유체 유동 라인을 적어도 하나의 펌프 및 복수의 핀치 밸브 선형 액추에이터와 맞물리도록 서랍 맞물림 액추에이터를 제어하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 시스템은 하우징, 하우징 내에 수용 가능한 제1 서랍으로서, 제1 서랍은 제1 프로세싱 챔버를 형성하는 복수의 측벽 및 저부, 및 일반적으로 개방된 상부를 포함하는, 제1 서랍, 제1 서랍의 프로세싱 챔버 내에 위치되고 그 위에 제1 생물반응기 용기를 수용하거나 다른 방식으로 맞물리도록 구성되는 적어도 하나의 제1 베드 플레이트, 제1 서랍과 적층된 관계로 하우징 내에 수용 가능한 제2 서랍으로서, 제2 서랍은 제2 프로세싱 챔버를 형성하는 복수의 측벽 및 저부, 및 일반적으로 개방된 상부를 포함하는, 제2 서랍, 및 제2 서랍의 프로세싱 챔버 내에 위치되고 그 위에 제2 생물반응기 용기를 수용하거나 다른 방식으로 맞물리도록 구성된 적어도 하나의 제2 베드 플레이트를 포함한다. 제1 서랍 및 제2 서랍은 제1 서랍 및/또는 제2 서랍이 하우징 내에서 수용되는 폐쇄 위치와, 제1 서랍 및/또는 제2 서랍이 하우징으로부터 연장되어 개방된 상부를 통해 각각 프로세싱 챔버로의 액세스를 가능하게 하는 개방 위치 사이에서 각각 이동 가능하다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 장치는 하우징, 하우징 내에 수용 가능한 서랍으로서, 상기 서랍은 프로세싱 챔버를 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부를 포함하고, 서랍은 서랍이 하우징 내에 수용되는 폐쇄 위치와, 서랍이 하우징으로부터 연장되어 개방된 상부를 통한 프로세싱 챔버로의 액세스를 가능하게 하는 개방 위치 사이에서 이동 가능한, 서랍, 저부면에 인접한 프로세싱 챔버 내에 위치된 적어도 하나의 베드 플레이트, 및 프로세싱 챔버 내에 수용 가능한 키트를 포함한다. 키트는 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부, 키트의 저부면에 형성된 개구로서, 개구는 주연부를 갖는, 개구, 및 내부 구획 내의 적어도 하나의 개구 위에 위치되고 생물반응기 용기의 부분이 저부면의 개구를 통해 액세스 가능하도록 저부면에 의해 지지되는 생물반응기 용기를 포함한다. 키트는 베드 플레이트가 키트의 저부면 위에 생물반응기 용기를 지지하기 위해 트레이의 저부면의 개구를 통해 연장되도록 프로세싱 챔버 내에 수용 가능하다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 시스템은 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부를 갖는 트레이, 및 저부면에 형성된 적어도 하나의 개구로서, 적어도 하나의 개구는 주연부를 갖는, 적어도 하나의 개구, 트레이와 일체화되고 적어도 하나의 펌프 튜브를 수용하고 펌프와 선택적 맞물림을 위한 위치에 적어도 하나의 펌프 튜브를 유지하도록 구성된 제1 튜빙 홀더 블록, 트레이와 일체화되고 복수의 핀치 밸브 튜브를 수용하고 핀치 밸브 어레이의 각각의 액추에이터와 선택적 맞물림을 위한 위치에 복수의 핀치 밸브 튜브의 각각의 핀치 밸브 튜브를 유지하도록 구성된 제2 튜빙 홀더 블록, 및 내부 구획 내의 적어도 하나의 개구 위에 위치되고 생물반응기 용기의 부분이 저부면의 개구를 통해 액세스 가능하도록 저부면에 의해 지지되는 생물반응기 용기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 시스템은 복수의 측벽, 저부면 및 일반적으로 개방된 상부를 갖는 프로세싱 챔버, 저부면에 인접한 프로세싱 챔버 내에 위치된 베드 플레이트, 및 트레이를 포함한다. 트레이는 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부, 및 트레이의 저부면의 개구를 포함하고, 개구는 주연부를 갖는다. 개구의 주연부는 생물반응기 용기가 개구 위에 위치되고 트레이의 저부면에 의해 지지될 수 있고 반면에 생물반응기 용기의 부분이 저부면의 개구를 통해 액세스 가능하도록 성형되고 그리고/또는 치수 설정된다. 트레이는 베드 플레이트가 생물반응기 용기를 지지하기 위해 트레이의 저부면의 개구를 통해 연장되도록 프로세싱 챔버 내에 수용 가능하다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 시스템은 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부, 및 저부면의 적어도 하나의 개구를 갖는 트레이를 포함하고, 개구는 주연 에지에 의해 경계 형성되고, 개구는 생물반응기 용기가 개구 위에 위치되고 내부 구획 내의 트레이의 저부면에 의해 지지될 수 있도록 성형되고 그리고/또는 치수 설정된다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 1회용 트레이 내에 생물반응기 용기를 배치하는 단계로서, 1회용 트레이는 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 일반적으로 개방된 상부, 저부면에 형성된 개구, 및 저부면으로부터 개구 내로 연장되는 복수의 탭 또는 돌출부를 갖는, 생물반응기 용기 배치 단계, 생물반응기 용기가 개구 위에 복수의 탭에 의해 지지되도록 트레이 내에 생물반응기 용기를 배열하는 단계, 및 베드 플레이트가 트레이의 개구를 통해 수용되고 생물반응기 용기를 지지하도록 베드 플레이트를 갖는 프로세싱 챔버 내로 트레이를 배치하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템용 튜빙 모듈은 적어도 하나의 펌프 튜브를 수용하고 연동 펌프와 선택적 맞물림을 위한 위치에 적어도 하나의 펌프 튜브를 유지하도록 구성된 제1 튜빙 홀더 블록, 및 복수의 핀치 밸브 튜브를 수용하고 핀치 밸브 어레이의 각각의 액추에이터와 선택적 맞물림을 위한 위치에 복수의 핀치 밸브 튜브의 각각의 핀치 밸브 튜브를 유지하도록 구성된 제2 튜빙 홀더 블록을 포함한다. 제1 튜빙 홀더 블록과 제2 튜빙 홀더 블록은 상호 연결되어 있다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 시스템은 내부 구획을 형성하는 복수의 측벽 및 저부면, 및 일반적으로 개방된 상부를 갖는 트레이로서, 트레이는 생물반응기 용기를 그 위에 수용하고, 지지하거나, 다른 방식으로 맞물리도록 구성되는, 트레이, 트레이의 후방 측벽에 인접하여 위치된 펌프 조립체, 트레이의 후방 측벽에 인접하여 위치된 핀치 밸브 어레이, 및 트레이의 후방에 위치된 튜빙 모듈을 포함한다. 튜빙 모듈은 적어도 하나의 펌프 튜브를 수용하고 펌프 조립체와 선택적 맞물림을 위한 위치에 적어도 하나의 펌프 튜브를 유지하도록 구성된 제1 튜빙 홀더 블록, 및 복수의 핀치 밸브 튜브를 수용하고 핀치 밸브 어레이의 각각의 액추에이터와 선택적 맞물림을 위한 위치에 복수의 핀치 밸브 튜브의 각각의 핀치 밸브 튜브를 유지하도록 구성된 제2 튜빙 홀더 블록을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 생물반응기 용기는 저부 플레이트, 저부 플레이트에 결합된 용기 본체로서, 용기 본체 및 저부 플레이트는 그 사이에 내부 구획을 형성하는, 용기 본체, 및 저부 플레이트에 형성된 복수의 리세스로서, 복수의 리세스의 각각의 리세스는 베드 플레이트 상에 생물반응기 용기를 정렬시키기 위해 베드 플레이트 상에 대응 정렬 핀을 수용하도록 구성되는, 복수의 리세스를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 저부 플레이트를 용기 본체에 동작식으로 연결하여 그 사이에 내부 구획을 형성하는 단계로서, 저부 플레이트와 용기 본체는 생물반응기 용기를 형성하는, 내부 구획 형성 단계, 저부 플레이트 내의 리세스를 바이오프로세싱 시스템의 정렬 핀과 정렬시키는 단계, 및 생물반응기 용기를 바이오프로세싱 시스템의 베드 플레이트 상에 안착하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템은 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인은 제1 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제1 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제1 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제1 유체 조립체, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인은 제2 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제2 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제2 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제2 유체 조립체, 및 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이에 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 유체 연통을 제공하는 상호 연결 라인을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체를 제공하는 단계, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체를 제공하는 단계, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 상호 연결 라인을 제공하는 단계를 포함하고, 상호 연결 라인은 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이의 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이의 유체 연통을 허용한다.
또 다른 실시예에서, 세포 치료를 위한 바이오프로세싱 방법은 생물반응기 용기 내에서 세포의 집단을 유전자 변형시켜 유전자 변형된 세포의 집단을 생성하는 단계, 및 생물반응기 용기 내에서 유전자 변형된 세포의 집단을 확장시켜 생물반응기 용기로부터 유전자 변형된 세포의 집단을 제거하지 않고 세포 치료제 치료에 사용하기 위한 하나 이상의 투여량에 충분한 다수의 유전자 변형된 세포를 발생하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 세포의 집단의 유전자 변형의 효율을 향상시키기 위한 시약으로 생물반응기 용기를 코팅하는 단계, 세포의 집단의 세포를 유전자 변형시켜 유전자 변형된 세포의 집단을 생성하는 단계, 및 생물반응기 용기로부터 유전자 변형된 세포를 제거하지 않고 생물반응기 용기 내에서 유전자 변형된 세포의 집단을 확장하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 자기 또는 비자기 비드를 사용하여 생물반응기 용기 내에서 세포의 집단의 세포를 활성화시켜 활성화된 세포의 집단을 생성하는 단계, 생물반응기 용기 내에서 활성화된 세포를 유전자 변형시켜 유전자 변형된 세포의 집단을 생성하는 단계, 생물반응기 용기 내에서 유전자 변형된 세포를 세척하여 원하지 않는 재료를 제거하는 단계, 및 생물반응기 용기 내에서 유전자 변형된 세포의 집단을 확장시켜 형질도입된 세포의 확장된 집단을 생성하는 단계를 포함한다. 활성화, 유전자 변형, 세척 및 확장은 생물반응기 용기로부터 세포를 제거하지 않고 생물반응기 용기에서 수행된다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템에 사용을 위한 키트는 프로세스 백, 소스 백, 비드 추가 용기 및 프로세스 백, 소스 백 및 비드 추가 용기와 유체 연통하도록 구성된 프로세스 루프를 포함한다. 프로세스 루프는 펌프와 유체 연통하도록 구성된 펌프 튜빙을 추가로 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오프로세싱용 장치는 프로세스 백, 소스 백, 및 프로세스 루프와 유체 연통하도록 구성된 비드 추가 용기를 포함하고, 프로세스 루프는 펌프와 유체 연통하도록 구성된 펌프 튜빙을 추가로 포함하는, 키트, 자기장을 발생하도록 구성된 자기장 발생기, 소스 백, 프로세스 백 및 비드 추가 용기를 현수하기 위한 복수의 후크로서, 복수의 후크의 각각의 후크는 그에 연결된 백의 중량을 감지하도록 구성된 로드 셀에 동작식으로 연결되는, 복수의 후크, 적어도 하나의 공기 기포 센서, 및 프로세스 루프와 유체 연통하도록 구성된 펌프를 포함한다.
실시예에서, 바이오프로세싱 방법은 세포의 집단을 포함하는 현탁액을 자기 비드와 조합하여 현탁액 내에 비드 결합 세포의 집단을 형성하는 단계, 자기 격리 열 상에서 비드 결합 세포의 집단을 격리하는 단계, 및 세포의 집단으로부터 표적 세포를 수집하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 세포의 집단으로부터 유전자 변형된 세포의 집단을 생성하도록 제1 배양 기간 동안 세포의 집단을 수납하는 생물반응기 용기 내에 제1 표적 환경을 유지하기 위해 제어기를 적응시키고, 생물반응기 용기로의 배지의 유동을 시작하고, 유전자 변형된 세포의 확장된 집단을 생성하기 위해 제2 배양 기간 동안 생물반응기 용기 내에 제2 표적 환경을 유지하도록 구성된 명령을 포함한다.
다른 실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 제1 생물반응기 내에서 세포의 집단을 활성화하도록 제1 배양 기간 동안 제1 생물반응기 용기 내에 제1 표적 환경을 유지하기 위해 제어기를 적응시키고, 세포의 집단으로부터 유전자 변형된 세포의 집단을 생성하기 위해 제2 배양 기간 동안 제1 생물반응기 용기 내에 제2 표적 환경을 유지하도록 구성된 명령을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 배양 배지 내에 현탁된 세포의 집단을 수납하는 생물반응기 용기의 질량 및/또는 체적에 관한 데이터를 수신하기 위해 제어기를 적응시키고, 생물반응기 용기로 새로운 배지를 펌핑하도록 제1 펌프를 작동시키고, 소비된 배지를 생물반응기 용기로부터 폐기물 백으로 펌핑하기 위해 제2 펌프를 작동시키고, 생물반응기 용기의 질량 및/또는 체적에 관한 데이터에 따라 제1 펌프 및 제2 펌프 중 적어도 하나의 동작 설정점을 제어하도록 구성된 명령을 포함한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여, 이하의 비한정적인 실시예의 설명의 숙독으로부터 더 양호하게 이해될 수 있을 것이고, 아래에서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오프로세싱 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오프로세싱 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 1의 바이오프로세싱 시스템의 세포 활성화, 유전자 변형 및 확장 서브시스템의 유체 유동 구성/시스템을 도시하고 있는 블록도이다.
도 4는 유체 유동 구성/시스템의 제1 유체 조립체를 도시하고 있는, 도 3의 블록도의 일부의 상세도이다.
도 5는 유체 유동 구성/시스템의 제2 유체 조립체를 도시하고 있는, 도 3의 블록도의 일부의 상세도이다.
도 6은 유체 유동 구성/시스템의 샘플링 조립체를 도시하고 있는, 도 3의 블록도의 일부의 상세도이다.
도 7은 유체 유동 구성/시스템의 여과 유로를 도시하고 있는, 도 3의 블록도의 일부의 상세도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 생물반응기 용기의 사시도이다.
도 9는 도 8의 생물반응기 용기의 분해도이다.
도 10은 도 8의 생물반응기 용기의 분해 단면도이다.
도 11은 도 8의 생물반응기 용기의 분해 저부 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 바이오프로세싱 시스템의 1회용 드롭인 키트(drop-in kit)의 사시 평면 정면도이다.
도 13은 도 12의 1회용 드롭인 키트의 다른 사시 평면 정면도이다.
도 14는 도 12의 1회용 드롭인 키트의 사시 평면 후면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 도 12의 1회용 드롭인 키트의 트레이의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 도 12의 1회용 드롭인 키트의 튜빙 모듈의 정면 사시도이다.
도 17은 도 16의 튜빙 모듈의 후면 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른, 튜빙 모듈의 제2 튜빙 홀더 블록의 입면도이다.
도 19는 도 18의 제2 튜빙 홀더 블록의 단면도이다.
도 20은 그 내에 통합된 유동 아키텍처를 도시하고 있는, 도 12의 드롭인 키트의 다른 사시 정면도이다.
도 21은 그 내에 통합된 유동 아키텍처를 도시하고 있는, 도 12의 드롭인 키트의 사시 후면도이다.
도 22는 그 내에 통합된 유동 아키텍처를 도시하고 있는, 도 12의 드롭인 키트의 정면 입면도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른, 바이오프로세싱 장치의 사시도이다.
도 24는 본 발명의 실시예에 따른, 도 12의 드롭인 키트를 수용하기 위한 바이오프로세싱 장치의 서랍의 사시도이다.
도 25는 도 24의 서랍의 평면도이다.
도 26은 도 24의 서랍의 프로세싱 챔버의 정면 사시도이다.
도 27은 서랍의 프로세싱 챔버의 평면도이다.
도 28은 도 23의 바이오프로세싱 장치의 베드 플레이트의 평면도이다.
도 28a는 도 28의 베드 플레이트 아래에 수용된 하드웨어 구성요소의 평면도이다.
도 29는 도 12의 바이오프로세싱 장치의 측면 입면도이다.
도 30은 도 12의 바이오프로세싱 장치의 서랍 맞물림 액추에이터의 사시도이다.
도 31은 서랍 맞물림 액추에이터, 펌프 조립체 및 솔레노이드 어레이의 간극 위치를 도시하고 있는, 바이오프로세싱 장치의 서랍의 평면도이다.
도 32는 서랍 맞물림 액추에이터, 펌프 조립체 및 솔레노이드 어레이의 맞물림 위치를 도시하고 있는, 바이오프로세싱 장치의 서랍의 평면도이다.
도 33은 서랍의 프로세싱 챔버 내의 위치에서 드롭인 키트를 도시하고 있는, 바이오프로세싱 장치의 사시도이다.
도 34는 서랍의 프로세싱 챔버 내의 위치에서 드롭인 키트를 도시하고 있는, 바이오프로세싱 장치의 평면도이다.
도 35는 바이오프로세싱 장치의 연동 펌프 조립체의 사시도이다.
도 36은 구성요소 사이의 관계를 도시하고 있는, 드롭인 키트의 연동 펌프 조립체 및 튜빙 홀더 모듈의 측면 입면도이다.
도 37은 바이오프로세싱 장치의 핀치 밸브 어레이를 형성하는 솔레노이드 어레이 및 핀치 밸브 앤빌의 사시도이다.
도 38은 바이오프로세싱 장치의 핀치 밸브 어레이의 다른 사시도이다.
도 39는 맞물림 위치에서, 핀치 밸브 어레이에 대한 드롭인 키트의 튜빙 홀더 모듈의 위치설정을 도시하고 있는, 핀치 밸브 어레이의 다른 사시도이다.
도 40은 베드 플레이트 상의 생물반응기 용기의 안착 위치를 도시하고 있는, 바이오프로세싱 장치의 서랍의 단면도이다.
도 41은 생물반응기 시스템의 교반/혼합 동작 모드를 도시하고 있는, 베드 플레이트 상에 수용된 생물반응기의 측면 입면도이다.
도 42는 생물반응기 시스템의 교반/혼합 동작 모드를 도시하고 있는, 베드 플레이트 상에 수용된 생물반응기의 측면 단면도이다.
도 43은 교반/혼합 동작 모드 중에 생물반응기 용기 내의 유체 레벨을 도시하고 있는 생물반응기 용기의 개략도이다.
도 44는 교반/혼합 동작 모드 중에 베드 플레이트 상의 위치지정 핀과 생물반응기 용기 상의 수용 리세스 사이의 계면의 상세 단면도이다.
도 45는 개방 위치에서 그 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 본 발명의 실시예에 따른 플립 다운(flip-down) 전방 패널을 갖는 바이오프로세싱 장치의 사시도이다.
도 46은 개방 위치에서 그 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 도 45의 바이오프로세싱 장치의 다른 사시도이다.
도 47은 보조 구획으로의 액세스를 갖는 폐쇄 위치에서 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 도 45의 바이오프로세싱 장치의 보조 구획의 확대 사시도이다.
도 48은 보조 구획으로의 액세스를 갖는 폐쇄 위치에서 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 도 45의 바이오프로세싱 장치의 보조 구획의 다른 확대 사시도이다.
도 49는 보조 구획으로의 액세스를 갖는 폐쇄 위치에서 그 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 도 45의 바이오프로세싱 장치의 사시도이다.
도 50은 보조 구획으로의 액세스를 갖는 폐쇄 위치에서 그 프로세싱 서랍을 도시하고 있는, 도 45의 바이오프로세싱 장치의 다른 사시도이다.
도 51은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 바이오프로세싱 장치의 보조 구획의 사시도이다.
도 52는 본 발명의 실시예에 따른, 폐기물 트레이를 갖는 바이오프로세싱 시스템의 사시도이다.
도 53 내지 도 77은 본 발명의 실시예에 따른, 도 3의 유체 유동 아키텍처를 이용하는 바이오프로세싱 시스템의 자동화된 일반적인 프로토콜의 개략도이다.
도 78은 본 발명의 실시예에 따른 농축 및 격리 장치의 사시도이다.
도 79는 도 78의 농축 및 격리 장치의 프로세스 흐름도이다.
도 80은 세포의 집단의 농축 및 격리를 수행하기 위한, 도 78의 장치의 유체 유동 아키텍처의 개략도이다.
도 81은 본 발명의 실시예에 따른, 도 1의 시스템을 사용하는 바이오프로세싱 방법의 흐름도이다.
이하, 그 예들이 첨부 도면에 예시되어 있는 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 참조할 것이다. 가능한 경우, 도면 전체에 걸쳐 사용된 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 부분을 칭한다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "가요성" 또는 "접힘 가능한"은 유연하거나 파괴되지 않고 굴곡되는 것이 가능한 구조 또는 재료를 칭하고, 또한 압축성 또는 팽창성인 재료를 칭할 수도 있다. 가요성 구조의 예는 폴리에틸렌 필름으로 형성된 백이다. 용어 "강성" 및 "반강성"은 본 명세서에서 "접힘 불가능한" 구조, 즉 이들의 긴 치수를 실질적으로 감소시키기 위해 통상의 힘 하에서 절첩, 접힘, 또는 다른 방식으로 변형되지 않는 구조를 설명하기 위해 상호교환 가능하게 사용된다. 문맥에 따라, "반강성"은 또한 예를 들어 굴곡 가능한 튜브 또는 도관과 같이 "강성" 요소보다 더 가요성이지만, 여전히 통상의 조건 및 힘 하에서 종방향으로 접히지 않는 구조를 나타낼 수 있다.
"용기"는 이 용어가 본 명세서에서 사용될 때, 경우에 따라, 가요성 백, 가요성 컨테이너, 반강성 컨테이너, 강성 컨테이너, 또는 가요성 또는 반강성 튜빙을 의미한다. 용어 "용기"는 본 명세서에 사용될 때, 반강성 또는 강성인 벽 또는 벽의 부분을 갖는 생물반응기 용기, 뿐만 아니라 예를 들어 세포 배양/정화 시스템, 혼합 시스템, 배지/버퍼 준비 시스템, 및 여과/정화 시스템, 예를 들어 크로마토그래피 및 접선 유동 필터 시스템, 및 이들의 연관된 유로를 포함하는, 생물학적 또는 생화학적 프로세싱에 통상적으로 사용되는 다른 컨테이너 또는 도관을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "백"은 예를 들어 다양한 유체 및/또는 배지를 위한 격납 디바이스로서 사용되는 가요성 또는 반강성 컨테이너 또는 용기를 의미한다.
본 명세서에서 사용될 때, "유동적으로 결합" 또는 "유체 연통"이라는 것은 시스템의 구성요소가 구성요소들 사이에서 유체를 수용하거나 전달하는 것이 가능하다는 것을 의미한다. 용어 유체는 기체, 액체 또는 이들의 조합을 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때, "전기 통신" 또는 "전기적으로 결합된"이라는 것은 특정 구성요소가 직접 또는 간접 전기 접속을 통한 직접 또는 간접 시그널링을 통해 서로 통신하도록 구성된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용될 때, "동작식으로 결합된"은 직접적 또는 간접적일 수도 있는 연결을 칭한다. 연결은 반드시 기계적 부착일 필요는 없다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "트레이"는 복수의 구성요소를 적어도 일시적으로 지지하는 것이 가능한 임의의 대상물을 칭한다. 트레이는 다양한 적합한 재료로 제조될 수도 있다. 예를 들어, 트레이는 멸균 및 1회 사용 1회용 제품에 적합한 비용 효율적인 재료로 제조될 수도 있다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "기능적으로 폐쇄된 시스템"은 폐쇄된 유체 경로의 완전성을 손상시키지 않고 시스템으로부터 유체 또는 공기를 추가하거나 제거하기 위해(예를 들어, 내부 멸균 생물의학 유체 경로를 유지하기 위해), 입구 포트 및 출구 포트를 가질 수도 있는 폐쇄된 유체 경로를 구성하는 복수의 구성요소를 칭하고, 여기서 포트는 예를 들어, 유체 또는 공기가 시스템으로부터 추가되거나 제거될 때 멸균 완전성을 유지하기 위해 각각의 포트에 필터 또는 멤브레인을 포함할 수도 있다. 주어진 실시예에 따라, 구성요소는 하나 이상의 도관, 밸브(예를 들어, 멀티포트 전환기(multiport diverters)), 용기, 리셉터클 및 포트를 포함할 수도 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예는 생물학적 샘플(예를 들어, 혈액, 조직 등)로부터 세포 면역 치료제를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템에서의 유체 유동 관리용 시스템 및 방법이 제공된다. 실시예에서, 시스템은 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인은 제1 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제1 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제1 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제1 유체 조립체, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인은 제2 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제2 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제2 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제2 유체 조립체를 포함한다. 시스템은 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이에 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 유체 연통을 제공하는 상호 연결 라인을 또한 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오프로세싱 시스템(10)의 개략도가 도시되어 있다. 바이오프로세싱 시스템(10)은 세포 면역 치료제(예를 들어, 자가 세포 면역 치료제)의 제조에 사용을 위해 구성되고, 여기서, 예를 들어 인간 혈액, 유체, 조직 또는 세포 샘플이 수집되고, 세포 치료제는 수집된 샘플로부터 또는 그에 기초하여 발생된다. 바이오프로세싱 시스템(10)을 사용하여 제조될 수 있는 일 유형의 세포 면역 치료제는 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료제이지만, 다른 세포 치료제가 또한 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 본 발명의 시스템 또는 그 양태를 사용하여 생산될 수도 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, CAR T 세포 치료제의 제조는 일반적으로 환자의 혈액의 수집 및 성분 채집술을 통한 림프구의 분리로 시작된다. 수집/성분 채집술은 임상 환경에서 이루어질 수도 있고, 성분 채집 생성물은 이어서 CAR T-세포의 생산을 위해 실험실 또는 제조 시설로 보내진다. 특히, 일단 성분 채집 생성물이 프로세싱을 위해 수용되면, 원하는 세포 집단(예를 들어, 백혈구)은 세포 치료제를 제조하기 위해 수집된 혈액을 농축하거나 또는 그로부터 분리되고, 관심 표적 세포는 초기 세포 혼합물로부터 격리된다. 관심 표적 세포는 이어서 활성화되고, 종양 세포를 명확하게 표적화하고 파괴하도록 유전자 변형되고, 원하는 세포 밀도를 달성하도록 확장된다. 확장 후에, 세포는 수확되고, 투여량이 제형화된다. 제형은 종종 이어서, 냉동 보존되고, 해동, 준비 및 최종적으로 환자 내로의 주입을 위해 임상 환경으로 전달된다.
도 1을 추가로 참조하면, 본 발명의 바이오프로세싱 시스템(10)은 실질적으로 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 스케일링 가능한 방식으로 제조 단계의 특정 서브세트를 수행하도록 각각 구성된 복수의 별개의 모듈 또는 서브시스템을 포함한다. 특히, 바이오프로세싱 시스템(10)은 농축 및 격리 단계를 수행하도록 구성된 제1 모듈(100), 활성화, 유전자 변형 및 확장 단계를 수행하도록 구성된 제2 모듈(200), 및 확장된 세포 집단을 수확하는 단계를 수행하도록 구성된 제3 모듈(300)을 포함한다. 실시예에서, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 전용 제어기(예를 들어, 각각 제1 제어기(110), 제2 제어기(210) 및 제3 제어기(310))에 통신 가능하게 결합될 수도 있다. 제어기(110, 210, 310)는 각각의 모듈 내의 제조 프로세스에 대한 실질적으로 자동화된 제어를 제공하도록 구성된다. 제1 모듈(100), 제2 모듈(200) 및 제3 모듈(300)은 각각의 모듈의 동작을 제어하기 위한 전용 제어기를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 마스터 제어 유닛이 3개의 모듈에 대한 전역 제어를 제공하기 위해 이용될 수도 있다는 것이 고려된다. 각각의 모듈(100, 200, 300)은 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 단일의 일관된 바이오프로세싱 시스템(10)을 다른 모듈과 협력하여 작동하도록 설계된다.
각각의 모듈 내에서 프로세스를 자동화함으로써, 각각의 모듈로부터의 생성물 일관성이 증가될 수 있고, 광범위한 수동 조작과 연관된 비용이 감소될 수 있다. 게다가, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 실질적으로 폐쇄되는데, 이는 외부 오염의 위험을 감소시킴으로써 환자 안전을 보장하는 것을 돕고, 규정 준수를 보장하며, 개방 시스템과 연관된 비용을 회피하는 것을 돕는다. 더욱이, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 적은 환자수에서의 개발 및 많은 환자수에서의 상업적 제조의 모두를 지원하기 위해 스케일링 가능하다.
도 1을 추가로 참조하면, 프로세스 단계가 폐쇄된 자동화된 바이오프로세싱을 각각 제공하는 별개의 모듈로 구획되는 특정 방식은 종래 기술에서 볼 수 없는 정도로 자본 설비의 효율적인 이용을 허용한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 수확 및 제형화 전에 원하는 세포 밀도를 달성하기 위해 세포 집단을 확장시키는 단계는 통상적으로 제조 프로세스에서 가장 시간 소모적인 단계이고, 반면 농축 및 격리 단계, 및 수확 및 제형화 단계, 뿐만 아니라 활성화 및 유전자 변형 단계는 훨씬 덜 시간 소모적이다. 이에 따라, 전체 세포 치료제 제조 프로세스를 자동화하려는 시도는 절차적으로 어려운 것에 추가하여, 작업흐름을 방해하고 제조 효율을 감소시키는 프로세스에서의 병목 현상을 악화시킬 수 있다. 특히, 완전 자동화된 프로세스에서, 세포의 농축, 격리, 활성화 및 유전자 변형 단계는 다소 빠르게 일어날 수 있는 반면, 유전자 변형된 세포의 확장은 매우 느리게 일어난다. 이에 따라, 제1 샘플(예를 들어, 제1 환자의 혈액)로부터의 세포 치료제의 제조는 확장 단계까지 빠르게 진행될 것이고, 이는 수확을 위해 원하는 세포 밀도를 달성하기 위해 상당한 시간을 요구한다. 완전 자동화된 시스템에서, 전체 프로세스/시스템은 제1 샘플로부터의 세포의 확장을 수행하는 확장 장비에 의해 독점될 것이고, 제2 샘플의 프로세싱은 전체 시스템이 사용을 위해 해방될 때까지 시작될 수 없다. 이와 관련하여, 완전 자동화된 바이오프로세싱 시스템에서, 전체 시스템은 본질적으로 오프라인 상태이고, 농축으로부터 수확/제형화에 이르는 전체 세포 치료제 제조 프로세스가 제1 샘플에서 완료될 때까지 제2 샘플의 프로세싱을 위해 이용 불가능하다.
그러나, 본 발명의 실시예는 하나 초과의 샘플(동일한 또는 상이한 환자로부터)의 병렬 프로세싱을 허용하여 자본 자원의 더 효율적인 이용을 제공한다. 이러한 장점은 전술된 바와 같이, 프로세스 단계가 3개의 모듈(100, 200, 300)로 분리되는 특정 방식의 직접적인 결과이다. 특히, 도 2를 참조하면, 실시예에서, 단일 제1 모듈(100) 및/또는 단일 제3 모듈(300)은 바이오프로세싱 시스템(12)에서 다수의 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200a, 200b, 200c)과 함께 이용되어, 동일한 또는 상이한 환자로부터의 다수의 샘플의 병렬 및 비동기식 프로세싱을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 환자로부터의 제1 성분 채집 생성물은 제1 모듈(100)을 사용하여 농축되고 격리되어 격리된 표적 세포의 제1 집단을 생성할 수도 있고, 표적 세포의 제1 집단은 이어서 제어기(210a)의 제어 하에서 활성화, 유전자 변형 및 확장을 위해, 제2 모듈 중 하나, 예를 들어 모듈(200a)에 전달될 수도 있다. 일단 표적 세포의 제1 집단이 제1 모듈(100) 외부로 전달되면, 제1 모듈은 예를 들어 제2 환자로부터 제2 성분 채집 생성물을 프로세싱하기 위해 사용을 위해 다시 이용 가능하다. 제2 환자로부터 채취된 샘플로부터 제1 모듈(100) 내에서 생성된 표적 세포의 제2 집단은 이어서 제어기(201b)의 제어 하에서 활성화, 유전자 변형 및 확장을 위해, 다른 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200b)로 전달될 수 있다.
유사하게, 표적 세포의 제2 집단이 제1 모듈(100) 외부로 전달되면, 제1 모듈은 예를 들어 제3 환자로부터 제3 성분 채집 생성물을 프로세싱하기 위해 사용을 위해 다시 이용 가능하다. 제3 환자로부터 채취된 샘플로부터 제1 모듈(100) 내에서 생성된 표적 세포의 제3 집단은 이어서 제어기(201c)의 제어 하에서 활성화, 유전자 변형 및 확장을 위해, 다른 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200c)로 전달될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 제1 환자에 대한 CAR-T 세포의 확장은 제2 환자, 제3 환자 등에 대한 CAR-T 세포의 확장과 동시에 발생할 수 있다.
이 접근법은 또한 필요에 따라 포스트 프로세싱이 비동기적으로 발생하게 한다. 달리 말하면, 환자 세포가 모두 동시에 성장하는 것은 아닐 수도 있다. 배양물은 상이한 시간에 최종 밀도에 도달할 수도 있지만, 다수의 제2 모듈(200)은 링크되지 않으며, 제3 모듈(300)은 필요에 따라 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 샘플은 병렬로 프로세싱될 수 있지만, 이들은 일괄식으로 수행될 필요는 없다.
제2 모듈(200a, 200b, 200c)로부터의 세포의 확장된 집단의 수확은 마찬가지로, 세포의 각각의 확장된 집단이 수확을 위한 준비가 될 때 단일 제3 모듈(300)을 사용하여 달성될 수 있다.
이에 따라, 가장 시간 소모적이고 특정 동작 요구를 공유하고 그리고/또는 유사한 배양 조건을 요구하는 활성화, 유전자 변형 및 확장 단계를 자립형, 자동화 및 기능적으로 폐쇄된 모듈로 분리함으로써, 농축, 격리, 수확 및 제형화를 위해 이용되는 다른 시스템 장비는 세포의 하나의 집단의 확장이 수행되는 동안 구속되거나 오프라인 상태가 아니다. 그 결과, 다수의 세포 치료제의 제조가 동시에 수행될 수도 있어, 장비 및 바닥 면적 사용을 최대화하고 전체 프로세스 및 시설 효율을 증가시킨다. 원하는 바에 따라, 부가의 제2 모듈이 임의의 수의 세포 집단의 병렬 프로세싱을 제공하기 위해 바이오프로세싱 시스템(10)에 추가될 수도 있는 것으로 고려된다. 이에 따라, 본 발명의 바이오프로세싱 시스템은 플러그 앤 플레이형 기능성을 허용하는데, 이는 제조 설비가 용이하게 스케일 업 또는 스케일 다운될 수 있게 한다.
실시예에서, 제1 모듈(100)은 면역 치료제 및 재생 의약품의 제조와 같은 생물학적 프로세스에 사용을 위한 농축되고 격리된 세포의 표적 집단을, 환자로부터 채취된 성분 채집 생성물로부터 생성하는 것이 가능한 임의의 시스템 또는 디바이스일 수도 있다. 예를 들어, 제1 모듈(100)은 GE Healthcare로부터 입수 가능한 Sefia Cell Processing System의 수정된 버전일 수도 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제1 모듈(100)의 구성은 이하에 상세히 설명된다.
실시예에서, 제3 모듈(300)은 유사하게, 세포 면역 치료제 또는 재생 의약품에 사용을 위해, 환자 내로의 주입을 위한 제2 모듈(200)에 의해 생성된 CAR-T 세포 또는 다른 변형된 세포를 수확 및/또는 제형화하는 것이 가능한 임의의 시스템 또는 디바이스일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 모듈(300)은 마찬가지로 GE Healthcare로부터 입수 가능한 Sefia Cell Processing System일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 모듈(100)은 먼저 세포의 농축 및 격리를 위해 이용될 수도 있고(이들 세포는 이어서 활성화, 형질도입 및 확장(및 몇몇 실시예에서, 수확)을 위해 제2 모듈(200)로 전달됨), 이어서 또한 세포 수확 및/또는 제형화를 위한 프로세스의 종료시에 사용될 수도 있다. 이와 관련하여, 몇몇 실시예에서, 동일한 장비가 프론트엔드 세포 농축 및 격리 단계, 뿐만 아니라 백엔드 수확 및/또는 제형화 단계를 위해 이용될 수 있다.
먼저 제2 모듈(200)에 초점을 맞추면, 전술된 작업흐름 효율을 제공하는 단일의 기능적으로 폐쇄되고 자동화된 모듈(200)에서 세포 활성화, 유전자 변형 및 세포 확장의 프로세스 단계를 조합하는 능력은 제2 모듈(200) 내의 구성요소의 특정 구성, 및 이러한 구성요소 사이의 특정 상호 연결성을 제공하는 고유한 유동 아키텍처에 의해 가능화된다. 이하에 설명되는 도 3 내지 도 77은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제2 모듈(200)의 다양한 양태를 도시하고 있다. 먼저 도 3을 참조하면, 세포 활성화, 유전자 변형 및 확장(몇몇 경우에, 수확)을 제공하는 제2 모듈(200) 내의 유체 유동 아키텍처(400)(본 명세서에서 또한 바이오프로세싱 서브시스템(400) 또는 바이오프로세싱 시스템(400)이라 널리 칭함)를 도시하고 있는 개략도가 도시되어 있다. 시스템(400)은 제1 생물반응기 용기(410) 및 제2 생물반응기 용기(420)를 포함한다. 제1 생물반응기 용기는 적어도 제1 포트(412) 및 제1 포트(412)와 유체 연통하는 제1 생물반응기 라인(414), 및 제2 포트(416) 및 제2 포트(416)와 유체 연통하는 제2 생물반응기 라인(418)을 포함한다. 유사하게, 제2 생물반응기 용기는 적어도 제1 포트(422) 및 제1 포트(422)와 유체 연통하는 제1 생물반응기 라인(424), 및 제2 포트(426) 및 제2 포트(426)와 유체 연통하는 제2 생물반응기 라인(428)을 포함한다. 이와 함께, 제1 생물반응기 용기(410) 및 제2 생물반응기 용기(420)는 생물반응기 어레이(430)를 형성한다. 시스템(400)은 2개의 생물반응기 용기를 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 단일 생물반응기 또는 2개 초과의 생물반응기 용기를 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420)의 제1 및 제2 생물반응기 라인(414, 418, 424, 428)은 이하에 설명된 바와 같이, 그를 통한 유체의 유동을 제어하기 위한 각각의 밸브를 각각 포함한다. 특히, 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)은 제1 생물반응기 라인 밸브(432)를 포함하고, 반면 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 생물반응기 라인(418)은 제2 생물반응기 라인 밸브(424)를 포함한다. 유사하게, 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424)은 제1 생물반응기 라인 밸브(436)를 포함하고, 반면 제2 생물반응기 용기(420)의 제2 생물반응기 라인(428)은 제2 생물반응기 라인 밸브(438)를 포함한다.
도 3을 추가로 참조하면, 시스템(400)은 제1 유체 조립체 라인(442)을 갖는 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체 라인(446)을 갖는 제2 유체 조립체(444), 및 샘플링 조립체(448)를 또한 포함한다. 상호 연결 라인 밸브(452)를 갖는 상호 연결 라인(450)이 제1 유체 조립체(440)와 제2 유체 조립체(444) 사이에 유체 연통을 제공한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상호 연결 라인(450)은 또한 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 생물반응기 라인(418)과 제1 생물반응기 라인(414) 사이에 유체 연통을 제공하여, 제1 생물반응기 용기의 제1 순환 루프를 따른 유체의 순환을 허용한다. 유사하게, 상호 연결 라인은 또한 제2 생물반응기 용기(420)의 제2 생물반응기 라인(428)과 제1 생물반응기 라인(424) 사이에 유체 연통을 제공하여, 제2 생물반응기 용기의 제2 순환 루프를 따른 유체의 순환을 허용한다. 더욱이, 상호 연결 라인(450)은 또한 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 포트(416) 및 제2 생물반응기 라인(418)과, 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 포트(422) 및 제1 생물반응기 라인(424) 사이에 유체 연통을 제공하여, 이하에 설명되는 바와 같이, 제2 생물반응기 용기(420)로의 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물의 전달을 허용한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에서, 상호 연결 라인(450)은 제2 생물반응기 라인(418, 428)으로부터 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)과 제1 유체 조립체 라인(442)의 교차점까지 연장한다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 유체 조립체(440, 450)는 상호 연결 라인(450)을 따라 배치된다. 부가적으로, 실시예에서, 제1 유체 조립체는 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424)을 통해 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 포트(412) 및 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 포트와 각각 유체 연통한다. 제2 유체 조립체(444)는 상호 연결 라인(450)을 통해 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 포트(416) 및 제2 생물반응기 용기(420)의 제2 포트(426)와 유체 연통한다.
양방향 유체 유동을 제공하는 것이 가능한 제1 펌프 또는 상호 연결 라인 펌프(454)가 제1 유체 조립체 라인(442)을 따라 배치되고, 양방향 유체 유동을 제공하는 것이 가능한 제2 펌프 또는 순환 라인 펌프(456)가 상호 연결 라인(450)을 따라 배치되는데, 이들의 기능 및 목적은 이하에 설명될 것이다. 실시예에서, 펌프(454, 456)는 고 동적 범위 펌프이다. 도 3에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 멸균 공기 소스(458)가 멸균 공기 소스 라인(460)을 통해 상호 연결 라인(450)에 연결된다. 멸균 공기 소스 라인(460)을 따라 위치된 밸브(462)가 멸균 공기 소스(458)와 상호 연결 라인(450) 사이에 선택적 유체 연통을 제공한다. 도 3은 상호 연결 라인(450)에 연결된 멸균 공기 소스(458)를 도시하고 있지만, 다른 실시예에서, 멸균 공기 소스는, 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고, 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체(444), 또는 제1 생물반응기 또는 제2 생물반응기의 제2 생물반응기 라인 밸브와 제1 생물반응기 라인 밸브의 중간의 유체 유로에 연결될 수도 있다.
이제, 도 4 내지 도 6을 추가로 참조하면, 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체(444) 및 샘플링 조립체(448)의 상세도가 도시되어 있다. 도 4를 구체적으로 참조하면, 제1 유체 조립체(440)는 복수의 튜빙 테일(464a 내지 464f)을 포함하는데, 그 각각은 복수의 제1 저장조(466a 내지 466f) 중 하나에 선택적/제거 가능한 연결을 위해 구성된다. 제1 유체 조립체(440)의 각각의 튜빙 테일(464a 내지 464f)은 제1 유체 조립체(440)의 복수의 제1 저장조(466a 내지 466f)의 각각으로 또는 각각으로부터의 유체의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 튜빙 테일 밸브(468a 내지 468f)를 포함한다. 도 4는 제1 유체 조립체(440)가 6개의 유체 저장조를 포함하는 것을 구체적으로 도시하고 있지만, 원하는 바에 따라, 더 많거나 또는 더 적은 저장조가 다양한 프로세싱 유체의 입력 또는 수집을 제공하기 위해 이용될 수도 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 각각의 튜빙 테일(464a 내지 464f)은 유체 조립체(440)의 동작 중에 요구되는 시간에, 저장조(466a 내지 466f)에 각각 개별적으로 연결될 수도 있는 것으로 고려된다.
도 5를 구체적으로 참조하면, 제2 유체 조립체(444)는 복수의 튜빙 테일(470a 내지 470d)을 포함하는데, 그 각각은 복수의 제2 저장조(472a 내지 472d) 중 하나에 선택적/제거 가능한 연결을 위해 구성된다. 제2 유체 조립체(444)의 각각의 튜빙 테일(470a 내지 470d)은 제1 유체 조립체(444)의 복수의 제2 저장조(472a 내지 472d)의 각각으로 또는 각각으로부터의 유체의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 튜빙 테일 밸브(474a 내지 474e)를 포함한다. 도 5는 제2 유체 조립체(444)가 4개의 유체 저장조를 포함하는 것을 구체적으로 도시하고 있지만, 원하는 바에 따라, 더 많거나 또는 더 적은 저장조가 다양한 프로세싱 유체의 입력 또는 수집을 제공하기 위해 이용될 수도 있다. 실시예에서, 제2 저장조, 예를 들어, 제2 저장조(472d) 중 적어도 하나는, 이하에 설명되는 바와 같이, 세포의 확장된 집단을 수집하기 위한 수집 저장조이다. 실시예에서, 제2 저장조(472a)는 폐기물 저장조이며, 그 목적은 이하에 설명된다. 본 발명은 또한 하나 이상의 저장조(472a 내지 472d)가 그 각각의 테일(470a 내지 470d)에 미리 연결될 수도 있고, 각각의 부가의 저장조는 제2 유체 조립체(440) 내의 그 사용을 위해 적시에 그 각각의 테일에 연결된다는 것을 고려한다.
실시예에서, 제1 저장조(466a 내지 466f) 및 제2 저장조(472a 내지 472d)는 1회 사용/1회용, 가요성 백이다. 실시예에서, 백은 관련 기술분야에 공지된 바와 같이, 그 주연부 둘레에 함께 용접 또는 고정되어 그 각각의 테일에 연결을 위한 연결 도관을 지지하는 대향 패널들을 갖는 실질적으로 2차원 백이다.
실시예에서, 저장조/백은 멸균 용접 디바이스를 사용하여 제1 및 제2 튜빙 조립체의 튜빙 테일에 연결될 수도 있다. 실시예에서, 용접 디바이스는 모듈(200) 옆에 위치될 수 있고, 용접 디바이스는 튜빙 테일 중 하나를 백 상의 튜브로의 테일에 스플라이스 용접하는 데 이용된다(무균 상태를 유지하면서). 따라서, 조작자는 필요할 때 백을 제공할 수 있다(예를 들어, 튜빙 테일을 파지하고 그 자유 단부를 용접 디바이스 내로 삽입하고, 백 튜브의 자유 단부를 튜빙 테일의 단부에 인접하게 배치하고, 튜브를 새로운 면도날 블레이드로 절단하고, 2개의 튜브 단부가 함께 재고화하도록 여전히 용융되면서 2개의 튜브 단부가 함께 가압되는 동안 면도날이 견인 이격됨에 따라 절단된 단부들을 가열함으로써). 역으로, 백은 백으로부터 라인을 용접하고 2개의 폐쇄 라인을 분리하도록 용접부에서 절단함으로써 제거될 수 있다. 이에 따라, 저장조/백은 원할 때 개별적으로 연결될 수도 있고, 본 발명은 조작자가 그 사용을 위해 적시에 저장조/백을 연결하도록 전체 프로세스 중에 적절한 튜빙 테일로 액세스할 것이기 때문에, 모든 저장조/백이 프로토콜의 시작시에 연결되어야 하는 것을 필요로 하지 않는다. 실제로, 모든 저장조/백이 미리 연결되는 것이 가능하지만, 본 발명은 미리 연결을 필요로 하지 않으며, 제2 모듈(200)의 일 장점은, 이하에 설명되는 바와 같이, 조작자가 동작 중에 유체 조립체/라인에 액세스할 수 있게 하여, 소비된 백이 멸균 방식으로 연결될 수도 있게 하고, 다른 백이 프로토콜 중에 멸균식으로 연결될 수 있도록 분리될 수도 있다는 것이다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 샘플링 조립체(448)는 상호 연결 라인(450)에 유동적으로 연결된 하나 이상의 샘플링 라인, 예를 들어 샘플링 라인(476a 내지 476d)을 포함한다. 각각의 샘플 라인(476a 내지 476d)은 유체가 상호 연결 라인(450)으로부터 샘플 라인(476a 내지 476d)을 통해 유동하게 하도록 선택적으로 작동 가능한 샘플 라인 밸브(478a 내지 478d)를 포함할 수 있다. 이 도면에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 샘플링 라인(476a 내지 476d)의 원위 단부는 상호 연결 라인(450)으로부터 유체의 수집을 위해 샘플 수집 디바이스(예를 들어, 샘플 수집 디바이스(280a, 280d))에 선택적 연결을 위해 구성된다. 샘플 수집 디바이스는 예를 들어 주사기, 딥 튜브(dip tube), 백 등과 같은 관련 기술분야에 공지된 임의의 샘플링 디바이스의 형태를 취할 수도 있다. 도 6은 샘플링 조립체(448)가 상호 연결 라인에 연결되는 것을 도시하고 있지만, 다른 실시예에서 샘플링 조립체는 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체(444), 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 생물반응기 라인 밸브(434)와 제1 생물반응기 라인 밸브(432) 중간의 유체 유로, 및/또는 제2 생물반응기 용기(420)의 제2 생물반응기 라인 밸브(438)와 제1 생물반응기 라인 밸브(436)의 중간의 유체 유로에 유동적으로 결합될 수도 있다. 샘플링 조립체(448)는 원하는 바에 따라, 시스템(400) 내에 하나 이상의 지점에서 유체의 완전 기능적으로 폐쇄된 샘플링을 제공한다.
도 3을 다시 참조하면, 실시예에서, 시스템(400)은 상호 연결 라인(450)을 따라 2개의 지점에 연결되고 상호 연결 라인(450)을 따라 여과 루프를 형성하는 여과 라인(482)을 또한 포함할 수도 있다. 여과 라인(482)을 통과하는 유체로부터 투과물 폐기물을 제거하기 위해 필터(484)가 여과 라인(482)을 따라 위치된다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 여과 라인(482)은 각각 필터(484)의 상류 및 하류측에 위치된 상류 여과 라인 밸브(486) 및 하류 여과 라인 밸브(488)를 포함한다. 폐기물 라인(490)은 필터(484)와 제2 유체 조립체(444) 사이, 특히 폐기물 저장조(472a)에 연결된 제2 유체 조립체(444)의 튜빙 테일(470a)과 유체 연통을 제공한다. 이와 관련하여, 폐기물 라인(490)은 필터(484)에 의해 여과 라인(482)을 통과하는 유체로부터 제거된 폐기물을 폐기물 저장조(472a)로 운반한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 여과 라인(482)은 상호 연결 라인 밸브(452)를 둘러싸서, 이하에 설명되는 바와 같이, 상호 연결 라인(450)을 통한 유체의 유동이 여과 라인(482)을 통해 강제 이동될 수 있게 된다. 폐기물 라인(490)을 따라 위치된 투과물 펌프(492)가 필터에 의해 제거된 폐기물을 폐기물 저장조(472a)로 펌핑하도록 동작 가능하다. 실시예에서, 필터(484)는 바람직하게는 세장형 중공 섬유 필터이지만, 예를 들어 편평 시트 멤브레인 필터와 같은 관련 기술분야에 공지된 다른 접선 유동(tangential-flow) 또는 횡유동(cross-flow) 여과 수단이 또한 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 이용될 수도 있다.
실시예에서, 제1 유체 조립체(440) 및 제2 유체 조립체(444)의 밸브, 뿐만 아니라 생물반응기 라인 밸브(즉, 밸브(432, 434, 436, 438), 멸균 라인 밸브(462), 상호 연결 라인 밸브(452) 및 여과 라인 밸브(486, 488)는 이하에 설명된 방식으로 구성된 핀치 밸브이다. 실시예에서, 라인 자체는 핀치 밸브를 포함할 필요가 없고, 도 3 내지 도 8의 핀치 밸브의 도시는 유체 유동을 방지하기 위해 핀치 밸브가 라인 상에서 동작할 수 있는 위치를 간단히 나타낼 수도 있다. 특히, 이하에 설명되는 바와 같이, 유동 아키텍처(400)의 핀치 밸브는 유체 경로/라인이 그를 통한 유체 유동을 방지하기 위해 라인을 "핀치 오프(pinch off)"하도록 그 사이에 있는 동안 대응 앤빌에 대해 동작/작용하는 각각의 액추에이터(예를 들어, 솔레노이드)에 의해 제공될 수도 있다.
실시예에서, 펌프(454, 456, 492)는 연동 펌프이고, 펌프는 이하에 설명되는 바와 같이, 단일 조립체로 통합된다. 바람직하게는, 이들 밸브 및 펌프의 동작은 모듈(200)의 적절한 동작을 가능하게 하기 위해 프로그래밍된 프로토콜에 따라 자동으로 지시된다. 제2 제어기(210)는 모듈(200)에 의해 이들 밸브 및 펌프의 동작을 지시할 수도 있는 것으로 고려된다.
이제 도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 생물반응기 용기(410)의 구성이 도시되어 있다. 제2 생물반응기 용기(420)는 바람직하게는, 필수적인 것은 아니지만, 제1 생물반응기 용기(410)와 구성이 동일하기 때문에, 간단화를 위해, 단지 제1 생물반응기 용기(410)만이 이하에 설명될 것이다. 실시예에서, 생물반응기 용기(410, 420)는 그 내의 세포의 집단의 활성화, 형질도입 및 확장을 지원하는 관류 가능 실리콘 멤브레인 기반 생물반응기 용기이다. 생물반응기 용기(410, 420)는 의료 치료 또는 다른 프로세스에 사용을 위해 세포 밀도를 증가시키기 위해 세포 배양, 세포 프로세싱 및/또는 세포 확장을 위해 사용될 수도 있다. 생물반응기 용기는 본 명세서에서 특정 세포 유형과 함께 사용되는 것으로서 개시될 수도 있지만, 생물반응기 용기는 임의의 적합한 세포 유형의 활성화, 유전자 변형 및/또는 확장에 사용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술은 부착성 세포, 즉 세포 확장 표면에 부착하고 그리고/또는 증식하는 세포와 함께 사용될 수도 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2018년 2월 9일 출원된 미국 특허 출원 제15/893,336호에 개시된 바와 같이 구성되고 기능할 수도 있다.
도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 생물반응기 용기(410)는 저부 플레이트(502) 및 저부 플레이트(502)에 결합된 용기 본체(504)를 포함할 수도 있다. 저부 플레이트(502)는 세포 배양물을 지지하기 위한 강성 구조체일 수도 있다. 그러나, 저부 플레이트는 도 9를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 산소가 세포 배양물에 제공되는 것을 허용하기 위해 비중실 플레이트(예를 들어, 개방형 및/또는 다공성일 수도 있음)일 수도 있다. 도시되어 있는 실시예에서, 저부 플레이트(502)는 직사각형 또는 거의 직사각형 형상이다. 다른 실시예에서, 저부 플레이트(502)는 저 프로파일 용기를 가능하게 할 수도 있고 그리고/또는 제1 생물반응기 용기가 이용되거나 저장될 수도 있는 장소에서 공간을 최대화할 수도 있는 임의의 다른 형상일 수도 있다.
실시예에서, 용기 본체(504)는, 저부 플레이트(502)에 결합될 때, 제1 생물반응기 용기(410)의 공동 또는 내부 구획(506)을 형성하는 강성의 일반적으로 오목한 구조를 포함한다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 용기 본체(504)는 용기 본체(504)와 저부 플레이트(502)가 서로 결합될 수도 있도록 저부 플레이트(502)의 주연 형상과 유사한 주연 형상을 가질 수도 있다. 부가적으로, 도시되어 있는 실시예에서와 같이, 용기 본체(504)는 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물의 육안 검사를 가능하게 할 수도 있고 그리고/또는 광이 제1 생물반응기 용기(410)로 진입하는 것을 가능하게 할 수도 있는 투명 또는 반투명 재료로 제조될 수도 있다. 저부 플레이트(502) 및 용기 본체(504)에 의해 형성된 내부 구획(506)은 세포 활성화, 유전자 변형(즉, 형질도입) 및/또는 세포 확장을 위해 제1 생물반응기 용기의 사용 중에 세포 배지 및 세포 배양물을 수납할 수도 있다.
도 8 내지 도 11에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 제1 생물반응기 용기(410)는, 배지 입력 및 폐기물 제거와 같은, 세포의 활성화, 형질도입/유전자 변형 및 확장과 관련된 특정 프로세스를 위해 내부 구획(506)과 제1 생물반응기 용기(410)의 외부 사이에 유체 연통을 가능하게 할 수도 있는 용기 본체(504)를 통한 다수의 포트를 포함할 수도 있다. 포트는 예를 들어, 제1 포트(412) 및 제2 포트(416)를 포함할 수도 있다. 포트(416)는 도시되어 있는 실시예에서와 같이, 용기 본체(504)의 상부면(508) 및/또는 임의의 측면(510)을 통하는 것을 포함하여, 용기 본체(504) 내의 임의의 장소에 배치될 수도 있다. 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 포트(412, 416)의 특정 양 및 위치를 포함하는 제1 생물반응기 용기(410)의 특정 구조는 제1 생물반응기 용기(410)가 세포의 활성화, 세포의 유전자 변형, 및 높은 세포 밀도 확장을 지원하는 데 사용되는 것을 가능하게 한다.
도 9는 제1 생물반응기 용기(410)의 실시예의 분해도이다. 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502)는 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 또는 지지부일 수도 있다. 전술된 바와 같이, 저부 플레이트(502)는 비중실 구조로 형성될 수도 있다. 도시되어 있는 실시예에서, 저부 플레이트(502)는 저부 플레이트(502)를 통해 세포 배양물을 수납하는 내부 구획(506)으로의 자유 기체 교환을 가능하게 하는 개구를 또한 제공하면서 구조적으로 강성일 수도 있는 그리드(510)를 포함한다. 그리드(510)는 그리드(510)의 각각의 구멍(512) 사이의 중실 영역 또는 크로스바아(514) 사이에 형성된 다수의 구멍(512)을 포함할 수도 있다. 따라서, 구멍(512)은 기체 교환을 위한 개구를 제공할 수도 있고, 크로스바아(514)는 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506) 내의 다른 구조체 및 세포 배양물에 대한 구조적 지지를 제공할 수도 있다.
제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506) 내에서 세포 배양물에 대한 추가의 지지를 제공하기 위해, 제1 생물반응기 용기(410)는 저부 플레이트(502)의 상부면(518) 위에 배치될 수도 있는 멤브레인(516)을 포함할 수도 있다. 멤브레인(516)은 기체 투과성 액체 불투과성 멤브레인일 수도 있다. 멤브레인(516)은 또한 높은 기체 투과도, 높은 기체 전달 속도, 및/또는 산소 및 이산화탄소에 대한 높은 투과도를 가능하게 하는 특성을 갖는 것으로 선택될 수도 있다. 따라서, 멤브레인(516)은 내부 구획(506) 내에서 높은 세포 밀도(예를 들어, 최대 약 35 MM/cm2)를 지지할 수도 있다. 멤브레인(516)의 기체 투과도 특징은 자유 기체 교환이 세포 배양 및/또는 세포 확장을 지원하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 이와 같이, 멤브레인(516)은 세포 배양 표면 및/또는 세포 확장 표면일 수도 있다. 멤브레인(516)은 비교적 작은 두께(예를 들어, 0.010 인치 또는 0.02 cm)를 가질 수도 있는데, 이는 멤브레인(516)이 기체 투과성일 수 있게 할 수도 있다. 또한, 멤브레인(516)은 실리콘 또는 다른 기체 투과성 재료와 같은 기체 투과성 재료로 형성될 수도 있다.
멤브레인(516)의 편평도는 세포 배양물이 활성화, 형질도입 및/또는 확장을 위해 정착하기 위한 표면적을 증가시킬 수도 있다. 제1 생물반응기 용기(410)의 사용 중에 멤브레인(516)이 편평하게 유지되는 것을 가능하게 하기 위해, 메시 시트(520)가 저부 플레이트(502)와 멤브레인(516) 사이에 배치될 수도 있다. 메시 시트(520)는 멤브레인(516)에 구조적 지지를 제공할 수도 있어, 멤브레인(516)이 평면으로 유지될 수게 되고 세포 배양 및/또는 세포 확장을 위해 제1 생물반응기 용기(410)에 추가된 세포 배양물 및/또는 임의의 세포 배지의 중량 하에서 처지거나 왜곡되지 않을 수도 있게 된다. 또한, 메시 시트(520)의 메시 특성은 멤브레인(516)의 지지를 가능하게 할 수도 있지만, 그 다공성은 여전히 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506)과 제1 생물반응기 용기(410)의 바로 외부의 환경 사이의 자유 기체 교환을 가능하게 한다. 메시 시트는 폴리에스터 메시, 또는 멤브레인에 지지를 제공하고 자유 기체 교환을 가능하게 할 수도 있는 임의의 다른 적합한 메시 재료일 수도 있다.
전술된 바와 같이, 용기 본체(504)는 저부 플레이트(502)에 결합되어 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506)을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 메시 시트(520) 및 멤브레인(516)은 내부 구획(506) 내에 또는 적어도 부분적으로 내에 배치될 수도 있다. 용기 본체(504)가 저부 플레이트(502)에 결합될 때 제1 생물반응기 용기(410)를 밀봉하기 위해 O-링(522)이 사용될 수도 있다. 실시예에서, O-링(522)은 생체 적합성 O-링(사이즈(Size) 173, Soft Viton® 플루오로엘라스토머 O-링)일 수도 있다. O-링(522)은 용기 본체(504)의 주연 표면(526)에 형성된 홈(524) 내에 끼워질 수도 있다. 주연 표면(526)은 본체(504)가 플레이트(502)에 정합될 때 플레이트(502)의 상부면(518)에 대면한다. 이와 같이, O-링(522)은 홈(524) 내에서 그리고 플레이트(516) 및/또는 저부 플레이트(502)의 상부면(518)에 대해 압축될 수도 있다. O-링(522)의 이러한 압축은 바람직하게는 어떠한 화학적 또는 에폭시 접합 없이도 제1 생물반응기 용기(410)를 밀봉한다. 제1 생물반응기 용기(410)가 생물학적 세포의 활성화, 형질도입 및 확장을 위해 사용될 수도 있기 때문에, O-링(522)은 바람직하게는 생체 적합성, 오토클레이브 가능, 감마 방사선 안정 및/또는 ETO 멸균 안정 재료로부터 형성된다.
전술된 바와 같이, 제1 생물반응기 용기(410)는 제1 포트(412) 및 제2 포트(416)와 같은 다수의 포트를 포함할 수도 있다. 포트(412, 416)는 용기 본체(504)를 통해 배치될 수도 있고, 유체 또는 배지 입력, 폐기물 제거, 수집 및 샘플링과 같은 세포 배양, 세포 활성화, 세포 형질도입 및/또는 세포 확장과 관련된 특정 프로세스를 위해 내부 구획(506)과 제1 생물반응기 용기(410)의 외부 사이의 연통을 가능하게 할 수도 있다. 각각의 포트(416)는 개구(526) 및 각각의 피팅 또는 튜빙(528)(예를 들어, 루어 피팅, 미늘 피팅 등)을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 개구(526)는 튜빙이 직접 접합되고 피팅(예를 들어, 카운터 보어)의 필요성을 제거하도록 구성될 수도 있다.
실시예에서, 제1 포트(412) 및 제2 포트(416)에 추가하여, 제1 생물반응기 용기(410)는 용기 본체(504)의 상부면(508)에 배치된 공기 균형 포트(530)를 더 포함할 수도 있다. 공기 균형 포트(530)는 제1 포트(412) 및 제2 포트(416)와 유사하게 구성될 수도 있고, 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다. 공기 균형 포트(530)는 확장을 위해 세포 배양에 의해 사용을 위해 내부 구획(506)과 제1 생물반응기 용기(410)의 외부 사이에 기체 교환을 또한 제공할 수도 있다. 또한, 공기 균형 포트(530)는 세포 배양 및/또는 세포 확장을 위해 내부 구획(506) 내에 환경을 제공하기 위해 내부 구획(506) 내에 대기압을 유지하는 것을 도울 수도 있다. 공기 균형 포트(530)는 도시되어 있는 실시예에서와 같이, 용기 본체(504)의 상부면(508)을 통해 또는 용기 본체(504) 둘레의 임의의 다른 위치에 배치될 수도 있다. 용기 본체(504)의 상부면(508)을 통한 중앙 위치는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 생물반응기 용기(410)의 경사를 통해 세포 배양물의 혼합 중에 공기 균형 포트(530)의 습윤을 방지하는 것을 도울 수도 있다.
저부 플레이트(502), 용기 본체(504), 포트(412, 416, 530), 멤브레인(516), 메시 시트(520) 및 O-링(522)을 포함하는 제1 생물반응기 용기(410)의 각각의 요소는 생체 적합성, 오토클레이브 가능, 및 감마 방사선 및/또는 ETO 멸균 안정성이 있는 재료로부터 제조될 수도 있다. 이와 같이, 각각의 요소, 및 전체 유닛으로서 제1 생물반응기 용기(410)는 생물학적 세포의 활성화, 형질도입 및 확장을 위해, 그리고/또는 세포 제조 프로세스의 다른 프로세스를 위해 사용될 수도 있다.
제1 생물반응기 용기(410)는 관류를 통한 세포 배양 및/또는 세포 확장을 가능하게 할 수도 있는데, 이는 세포 성장을 지원하기 위해 필요한 영양소를 제공할 수도 있고 세포 배양물 내의 불순물을 감소시킬 수도 있다. 연속 관류는 소비된 배지(예를 들어, 사용된 배지)의 동시 제거와 함께 성장하는 세포 배양물로의 새로운 배지 공급의 추가이다. 제1 포트(412) 및 제2 포트(416)는 이하에 설명되는 바와 같이, 관류 프로세스를 위해 사용될 수도 있다. 제1 포트(412)는 내부 구획(506)과 제1 생물반응기 용기(410)의 외부 사이의 연통을 가능하게 할 수도 있고, 제1 생물반응기 용기(410) 내에 새로운 배지를 추가하는 데(예를 들어, 제1 유체 조립체(440)의 배양 배지 저장조로부터) 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 포트(412)는 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포 배양물 및 배지의 표면 위의 임의의 장소에서 용기 본체(504) 내에 배치되고 이를 통해 연장될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 포트(412)는 제1 생물반응기 용기(410) 내에서 세포 배양물 및 배지의 표면에 접촉하거나 그를 통해 연장하도록 배치될 수도 있다.
제2 포트(416)는 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포 배양물 및 배지의 표면 아래에 완전히 또는 부분적으로 침지되는 임의의 장소에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제2 포트(416)는 용기 본체(504)의 측면(510) 중 하나를 통해 배치되는 거의 측방향 포트일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 포트(416)는 제2 포트(416)가 내부 구획(506)의 저부(예를 들어, 멤브레인(516))에 도달하지 않도록 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 포트(416)는 내부 구획(506)의 저부에 도달할 수도 있다. 제2 포트(416)는 이중 기능성 포트일 수도 있다. 이와 같이, 제2 포트는 세포 배양물의 관류를 촉진하기 위해 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506) 외부로 관류 배지를 견인하는 데 사용될 수도 있다. 또한, 제2 포트(416)는 또한 세포 배양물의 세포를 제거하는 데 사용될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 제2 포트는 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506)의 저부면에 도달하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제2 포트(416)는 멤브레인(516)으로부터 대략 0.5 cm 이격하여 위치될 수도 있다. 따라서, 정적 평면 위치에서, 제2 포트(416)는 세포가 중력에 의해 멤브레인(516)(예를 들어, 세포 확장 표면)에 정착될 수도 있기 때문에, 세포 배양물의 세포를 인출하지 않고 소비된 세포 배양 배지를 제거하는 데 사용될 수도 있다. 따라서, 정적 평면 위치에서, 제2 포트(416)는 관류 프로세스를 촉진할 수도 있고, 제1 생물반응기 용기(410) 내의 성장하는 세포 배양물의 세포 밀도의 증가를 가능하게 할 수도 있다. 보유 체적을 최소화하기 위해, 예를 들어 세포 배양물의 수확 중에, 세포가 내부 구획(506)으로부터 제거되도록 요구될 때, 제1 생물반응기 용기(410)는 이하에 설명되는 방식으로, 제2 포트(416)를 향해 경사질 수도 있어 세포 제거를 위한 세포로의 액세스를 제공한다.
부가적으로, 실시예에서, 제2 포트(416)는 필터를 포함하지 않을 수도 있고, 따라서 관류 프로세스는 무필터식(filter-free)일 수도 있다. 이와 같이, 제2 포트(416)가 배지 제거를 위해 사용될 때 세포의 제2 포트(416)로의 진입의 어떠한 물리적 차단도 존재하지 않을 수도 있다. 또한, 제2 포트(416)는 경사질 수도 있어, 제2 포트(416)가 용기 본체(504)의 측면(22)을 통해 측방향으로 배치되지만, 제2 포트(416)가 멤브레인(516) 및 저부 플레이트(502)를 향해 경사질 수도 있게 된다. 제2 포트(416)의 경사 특징은, 사용시에 제1 생물반응기 용기(410)의 밀봉을 유지하는 것을 돕기 위해 O-링(522) 및 홈(524)과의 간섭을 최소화하면서, 제2 포트(416)가 멤브레인 표면(36)에 더 가깝게 용기 본체(504) 상에서 비교적 낮게 위치되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 제2 포트(416)의 경사 특징부는 사용된 배지가 제거될 때 제2 포트(416)를 통한 유체 유동의 속도를 낮출 수 있다. 부가적으로, 제2 포트(416) 외부로의 유체 유량과 함께 포트 직경은, 내부 구획(506) 외부로 배지를 인출하는 데 사용되는 제2 포트(416)를 통한 흡입 속도가 제2 포트(416)에 인접한 개별 세포 상의 흡입력을 최소화할 수도 있어 힘이 멤브레인(516)을 향해 세포를 견인하는 중력보다 낮게 되도록 이루어질 수도 있다. 따라서, 전술된 바와 같이, 제2 포트(416)는 세포 배양물의 세포를 실질적으로 제거하지 않고 세포 배양물의 관류를 촉진하기 위해 관류 배지를 제거하는 데 사용될 수도 있다. 세포의 정착 시간이 증가함에 따라, 제거된 배지의 세포 농도는 제2 포트(416)의 위치에 의해 촉진되는 측정 불가능한 범위로 감소될 수도 있다. 또한, 내부 개구(540)의 위치는 권장 세포 정착 시간을 변경하도록 변경될 수도 있다. 세포는 정착되어 성장 배지의 상부로부터 먼저 고갈될 것이기 때문에, 멤브레인(516)에 더 가까운 위치는 더 긴 정착 시간과 연관될 수도 있고, 반면 배지의 상부 또는 상부에 더 가까운 위치는 더 짧은 정착 시간과 연관된다.
실시예에서, 따라서 제2 포트(416)는 관류 프로세스 중에 사용된 배지의 제거를 위해 사용될 뿐만 아니라, 또한 예를 들어 세포 배양물의 수확 중에 내부 구획(506)으로부터 세포 배양물의 세포를 제거하는 데 사용될 수도 있다. 사용된 관류 배지의 더 많은 제거 및 세포의 제거를 촉진하기 위해, 용기 본체(504)는 각형성된 또는 갈매기형 측벽(532)을 포함할 수도 있다. 갈매기형 측벽(532)은 따라서 정점 또는 첨단(534)을 포함한다. 측벽(532)의 정점(534)은 용기 본체(504)가 저부 플레이트(502)에 결합될 때 용기 본체(504)가 첨단(534) 부근에 배치되는 그를 통한 제2 포트(416)를 더 포함할 수도 있다. 각형성된 측면(532) 및 첨단(534)은, 제1 생물반응기 용기(410)가 제2 포트(416)를 향해, 예를 들어 5도 각도로 경사질 때, 세포 배양의 배지 및/또는 세포의 더 큰 배출을 가능하게 할 수도 있다.
제1 포트(412) 및 제2 포트(416)의 위치에 의해 촉진된 세포를 성장시키기 위한 관류의 사용은, 도 10을 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 내부 구획(506) 내에서 낮은 배지 높이(예를 들어, 0.3 내지 2.0 cm)를 가능하게 할 수도 있다. 내부 구획(506) 내의 비교적 낮은 배지 높이는, 최대 달성 가능한 세포 밀도의 증가를 가능하게 하면서, 제1 생물반응기 용기(410)가 비교적 저 프로파일 용기인 것을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 제1 생물반응기 용기(410)와의 관류의 사용은 내부 구획(506) 내의 세포에 새로운 배지를 제공함으로써 세포 성장을 지원할 수도 있고, 또한 세포 배양물 내의 불순물의 제거를 가능하게 할 수도 있어, 일단 특정 세포 밀도 목표가 제1 생물반응기 용기(410) 내에서 도달되면 개별 디바이스에서 부가의 세포 세척이 필요하지 않을 수도 있게 된다. 예를 들어, 무필터식 관류를 통해, 제1 생물반응기 용기(410)는 새로운 배지를 제공하고 1일당 전체 체적 교환의 비율로 세포 배양물 내의 불순물을 감소시킬 수도 있다(예를 들어, 2.3일당 대략 1 로그의 비율로 불순물 감소를 야기함). 따라서, 제1 생물반응기 용기(410)의 구조는 제1 생물반응기 용기(410) 내에서 세포 배양물을 성장시키기 위한 관류의 사용을 가능하게 할 수도 있는데, 이는 따라서 감소된 불순물 레벨을 갖는 높은 표적 밀도로 세포 배양물의 확장을 가능하게 할 수도 있다. 이하에 또한 설명되는 바와 같이, 무필터식 관류를 통해, 제1 생물반응기 용기(410)는 시딩, 헹굼, 세척/잔류물 감소, 및/또는 확장 후 세포의 배출/수확을 위해 1일당 실질적으로 더 큰 체적(예를 들어, 1일당 2 체적 초과)의 비율로 새로운 배지를 제공할 수도 있다.
제1 생물반응기 용기(410)의 저 프로파일 구조를 촉진하기 위해, 내부 구획(506) 내의 비교적 낮은 배지 높이가 유지될 수도 있다. 도 10은 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포 배지(538)의 높이(536)를 도시하고 있는 제1 생물반응기 용기(410)의 단면도이다. 전술된 바와 같이, 용기 본체(504)는 저부 플레이트(502)에 결합되어 세포 배양물의 확장이 관류를 통해 달성될 수도 있는 내부 구획(506)을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 교체 또는 새로운 배지(538)가 용기 본체(504)를 통해 배치된 제1 포트(412)를 통한 세포 성장을 위해 제공될 수도 있고, 기존 또는 사용된 배지(538)가 용기 본체(504)의 측면(510)을 통해 배치된 제2 포트(416)를 통해 제거될 수도 있다. 관류 프로세스는 제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506) 내에서 배지(538)의 비교적 낮은 배지 높이(536)를 촉진할 수도 있다. 내부 구획(506) 내의 관류 배지(538)의 비교적 낮은 높이(536)는 제1 생물반응기 용기(410)가 저 프로파일 구조가 되는 것을 가능하게 할 수도 있는데, 이는 따라서 전체적으로 콤팩트한 세포 제조 시스템을 가능하게 할 수도 있다.
제1 생물반응기 용기(410)의 내부 구획(506) 내의 관류 배지(538)의 높이(536)는 0.3 cm 내지 2 cm일 수도 있고, 헤드 룸(542), 즉 내부 구획(506) 내의 용기 본체(504)의 상부면(508)과 배지(538) 사이에 형성된 갭의 높이는 대략 2 cm일 수도 있다. 따라서, 배지, 세포 배양물 및 헤드스페이스를 포함하여, cm2 당 2 mL 미만의 배지 및 cm2 당 4 mL 미만의 총 체적이 존재할 수도 있다. 비교적 낮은 배지 높이(536)는 멤브레인(516)의 표면적에 대한 배지 체적의 비가 특정값 미만이 되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 이와 같이, 멤브레인 표면적에 대한 배지 체적의 비는 세포 배양물의 세포를 성장시키기 위해 관류의 사용에 의해 촉진된 임계 레벨 미만이거나, 또는 바람직한 범위 내일 수도 있다. 예를 들어, 임계 레벨은 0.3 내지 2.0의 비일 수도 있다. 멤브레인 표면적에 대한 배지 체적의 낮은 비는 여전히 높은 세포 밀도 세포 배양물이 달성되는 것을 허용하면서, 제1 생물반응기 용기(410)가 저 프로파일 또는 콤팩트한 구조를 갖는 것을 가능하게 할 수도 있다.
전술된 바와 같이, 이중 기능성 제2 포트(416)는 제1 생물반응기 용기(410) 내에서 배지(538)의 표면(544) 아래에 완전히 또는 부분적으로 침지되도록 용기 본체(504)를 통해 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 포트(416)는 제2 포트(416)가 내부 구획(506)의 저부(예를 들어, 멤브레인(516))에 도달하도록 배치될 수도 있다. 제2 포트(416)의 위치설정은, 예를 들어 수확과 같은 이러한 제거가 요구될 때까지 세포의 제거 없이, 내부 구획(506) 내에서 세포 배양물로부터 배지 및 불순물 제거를 촉진할 수도 있다. 무필터식 제2 포트(416)는 제1 포트(412)와 함께, 세포 확장을 위해 세포에 성장 배지(538)를 제공하고, 사용된 배지(538) 및 다른 불순물 또는 부산물을 제거하기 위해 관류의 사용을 허용할 수도 있다. 용기 본체(504)에 대한 제1 포트(412) 및 이중 기능성 제2 포트(416)의 위치는 내부 구획(506) 내의 배지의 높이(536)가 비교적 낮은 레벨로 유지되고, 따라서 고밀도 세포 배양물의 생성을 여전히 허용하면서, 제1 생물반응기 용기(410)가 비교적 저 프로파일 용기가 되는 것을 허용하는 구성을 촉진한다.
도 11을 구체적으로 참조하면, 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502)는 더 넓은 바이오프로세싱 시스템(10)의 부분, 특히 바이오프로세싱 시스템(10)의 제2 모듈(200)의 부분으로서 생물반응기 용기의 사용을 가능하게 하는 다양한 특징을 포함한다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 저부 플레이트(502)는 저부 플레이트(502)의 저부면에 형성된 복수의 리세스(550)를 포함하는데, 그 목적은 이하에 설명될 것이다. 실시예에서, 리세스는 저부 플레이트(502)의 코너에 인접하여 위치될 수도 있다. 리세스(550)는 각각 일반적으로 원통형 형상일 수도 있고 돔형 또는 반구형 내부면에서 종료될 수도 있다. 도 11에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 저부 플레이트(502)는 제2 모듈(200) 내에서 제1 생물반응기 용기(410)의 적절한 위치설정을 보장하기 위해 제2 모듈(200)의 센서와 상호 작용하도록 구성된 위치 검증 구조체(552)를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 위치 검증 구조체는 제1 생물반응기 용기(410)가 그 내에 적절하게 안착될 때 제2 모듈(200)의 광빔을 단절하도록 구성된 빔 차단부일 수도 있다.
저부 플레이트(502)는 저부 플레이트의 중심선(저부 플레이트의 폭을 가로질러 연장함)으로부터 오프셋된 인접한 저부면 상에 형성된 한 쌍의 편평한 맞물림 표면(554)을 또한 포함한다. 바람직하게는, 맞물림 표면(554)은 저부 플레이트(502)의 대향 단부들에 인접하여 위치되도록 저부 플레이트(502)의 종방향 중심선을 따라 이격되어 있다. 저부 플레이트(502)는 생물반응기 용기와 맞물리고 동작하는 바이오프로세싱 장치에 의해 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물의 감지를 허용하기 위한 적어도 하나의 구멍 또는 개구(556)를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420) 및 유체 아키텍처(400)는 이하에 개시된 방식으로 조립체 또는 키트(600)에 통합될 수도 있다. 실시예에서, 키트(600)는 1회 사용 1회용 키트이다. 도 12 내지 도 14에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 제1 바이오프로세싱 용기(410) 및 제2 바이오프로세싱 용기(420)는 이하에 설명된 방식으로 1회용 키트(600)의 트레이(610), 및 트레이(610) 내에 배열된 유동 아키텍처(400)의 다양한 튜브 내에 나란히 수용된다.
도 15를 추가로 참조하면, 트레이(610)는 저부면(620) 및 일반적으로 개방된 상부와 주연에서 경계 형성하는 전방벽(612), 후방벽(614), 및 대향 측면(616, 618)을 포함하는 복수의 일반적으로 얇은 강성 또는 반강성 측벽을 포함한다. 측벽 및 저부면(620)은 트레이(610)의 내부 구획(622)을 형성한다. 실시예에서, 트레이(610)의 개방된 상부는, 이하에 지시되는 바와 같이, 내부 구획(622)을 에워싸는 제거 가능 커버(도시되어 있지 않음)를 수용하기 위한, 뿐만 아니라 바이오프로세싱 장치의 서랍의 상부 림 상에 바람직하게 안착하기 위한 표면을 제시하는 주연 플랜지(624)에 의해 경계 형성된다. 트레이(610)의 저부면(620)은 바이오프로세싱 시스템 내의 생물반응기 용기의 수에 대응하는 다수의 개구를 포함한다. 예를 들어, 트레이(610)는 제1 개구(626) 및 제2 개구(628)를 포함할 수도 있다. 저부면(620)은 이하에 설명된 목적을 위해 제1 및 제2 개구(626, 628)에 인접한 부가의 개구(630)를 또한 포함할 수도 있다. 실시예에서, 트레이(610)는 열성형, 3D 인쇄 또는 사출 성형될 수도 있지만, 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 다른 제조 기술 및 프로세스가 또한 이용될 수도 있다.
도 15에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 개구(626, 628)의 각각은, 여전히 생물반응기 용기(610, 620)의 일부가 각각의 개구(626, 628)를 통해 트레이(610)의 저부로부터 액세스 가능하게 하면서, 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420)가 각각의 개구(626, 628) 위에 위치될 수 있고 내부 구획(622) 내의 트레이(610)의 저부면(620)에 의해 지지될 수 있도록 성형되고 그리고/또는 치수 설정된 주연부를 갖는다. 실시예에서, 개구의 주연부는 각각의 개구 위에 생물반응기 용기를 지지하기 위한 적어도 하나의 탭 또는 돌출부를 포함한다. 예를 들어, 각각의 개구(626, 628)의 주연부는 그 위에 배치된 생물반응기 용기(410, 420)를 지지하기 위해 개구(626, 628)의 중심을 향해 내향으로 돌출하는 탭(632)을 포함할 수도 있다. 도 12 및 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 트레이(610)는 생물반응기 용기가 각각의 개구(626, 628) 위에 수용될 때 생물반응기 용기의 측방향 이동을 억제하기 위해 개구(626, 628) 위로 상향으로 연장하는 하나 이상의 돌기를 또한 포함할 수도 있다. 따라서, 돌기는 이하에 설명되는 바와 같이, 트레이(610) 내에서 생물반응기 용기(410, 420)의 적절한 위치설정을 촉진하고 제2 모듈(200) 내의 키트(600)의 로딩 또는 위치설정 중에 생물반응기 용기(410, 420)의 의도하지 않은 이동을 방지하는 것을 돕는 정렬 디바이스로서 역할을 한다.
도 12 및 도 13을 추가로 참조하면, 트레이(610)는 트레이(610)의 저부면 상에 형성된 하나 이상의 지지 리브(636)를 포함할 수도 있다. 지지 리브(636)는 트레이(610)의 폭 및/또는 길이를 가로질러 연장되고 트레이(610)에 강성 및 강도를 부여하여, 키트(600)의 이동 및 조작을 촉진할 수도 있다. 리브(636)는 트레이와 일체로 형성될 수도 있거나 또는 관련 기술분야에 공지된 부착 수단을 통해 보조 구성요소로서 추가될 수도 있다. (도 13 참조). 실시예에서, 트레이(610)는 본 명세서에서 또한 튜빙 모듈(650)이라 칭하는 맞물림 플레이트를 그를 통해 수용하기 위한 개구(638)를 포함하는데, 이는 유체 유동 라인을 조직화된 방식으로 보유하고 이들을 펌프 및 핀치 밸브에 의한 맞물림을 위한 위치에 유지한다. 다른 실시예에서, 튜빙 모듈(650)은 트레이(610)의 후방벽(614)과 일체로 형성될 수도 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 튜빙 모듈(650)의 구성을 도시하고 있다. 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 튜빙 모듈(650)은 유체 유동 시스템(400)의 제1 유체 조립체 라인(442), 상호 연결 라인(450) 및 폐기물 라인(490)을 수용하고 도 35 및 도 36과 관련하여 이하에 설명되는 연동 펌프 조립체의 각각의 펌프 헤드(454, 456, 492)와의 선택적 맞물림을 위한 위치에 제1 유체 조립체 라인(442), 상호 연결 라인(450) 및 투과물 폐기물 라인(490)을 유지하도록 구성된 제1 튜빙 홀더 블록(652)을 포함한다. 실시예에서, 유체 조립체 라인(442), 상호 연결 라인(450) 및 폐기물 라인(490)은 제1 튜빙 홀더 블록(652)에 의해 수평 연장 및 수직 이격 배향으로 유지된다. 특히, 도 17에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 제1 튜빙 홀더 블록(652)은 그 사이에 공극을 형성하는 2개의 이격된 장소(656, 658)에서 각각의 라인(442, 450, 490)과 맞물린다(예를 들어, 튜빙 홀더 블록(652)의 튜브와 슬롯 사이의 클립 또는 간단한 간섭을 통해). 도 17에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 제1 튜빙 홀더 블록(652)은 연동 펌프 조립체의 슈(도시되어 있지 않음)를 수용하도록 구성되는 간극 개구(660)를 포함한다. 이 구성은 이하에 설명되는 바와 같이, 라인을 통한 유체의 각각의 원동력을 제공하기 위해 연동 펌프(들)의 각각의 펌프 헤드에 의해 슈에 대한 라인(442, 450, 490)의 연동 압축을 허용한다.
도 16 내지 도 18을 추가로 참조하면, 튜빙 모듈(650)은 제1 튜빙 홀더 블록(652)과 일체로 형성된(또는 다른 방식으로 결합된) 제2 튜빙 홀더 블록(654)을 더 포함한다. 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 핀치 밸브가 연관되는 유체 유동 시스템(400)의 모든 유체 유동 라인을 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 제1 유체 조립체(440)의 튜빙 테일(464a 내지 464f), 제2 유체 조립체(444)의 튜빙 테일(470a 내지 470d), 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제2 생물반응기 라인(418), 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424) 및 제2 생물반응기 라인(428), 멸균 공기 소스 라인(460), 상호 연결 라인(450) 및 여과 라인(482)(및 몇몇 실시예에서, 샘플링 라인(476a 내지 476d))을 보유하도록 구성된다. 제1 튜빙 홀더 블록(652)과 유사하게, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 이들 튜브를 수평 연장 및 수직 이격 배향으로 유지할 수도 있다. 특히, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 그 내부에 라인을 수용하도록 구성된 복수의 또는 수직 이격 및 수평 연장 슬롯(666)을 포함할 수도 있다. 도 18 및 도 19는 또한 핀치 밸브에 의해 작용되고/인터페이스하는 모든 유동 라인을 보유하는 슬롯(666)의 구성을 가장 양호하게 도시하고 있다. 바람직하게는, 슬롯(666)은 블록(654)의 윤곽을 따르지만, 특히 필터(484)를 향해 개방되도록 평면 후방 플레이트를 가로질러 연장된다. 도 18에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에서, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 그로부터 샘플링 라인이 연장하는 상호 연결 라인(450)의 루프를 유지하기 위해 제2 튜빙 홀더 블록(654)의 저부에 하나 이상의 좁은 튜빙 슬롯(682), 및 폐기물 저장조(472a)에 연결된 튜빙 테일(470a)을 수용하기 위한 폐기물 라인 튜빙 슬롯(684)을 가질 수도 있다.
제2 튜빙 홀더 블록(654)은 제2 튜빙 홀더 블록(654)에 의해 보유되는 복수의 유체 유동 라인에 대응하는 복수의 구멍(664)을 갖는 평면 후방 플레이트(662)를 포함할 수도 있다. 특히, 적어도 하나의 구멍(664)은 각각의 슬롯(666)과 그 내에 보유된 유동 라인과 수평으로 정렬된다. 도 16에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 그를 통해 핀치 밸브 조립체의 앤빌(도시되어 있지 않음)을 수용하도록 구성되는 2개의 간극 개구(668, 670)를 포함한다. 이 구성은 이하에 설명되는 바와 같이, 유체 유동을 선택적으로 방지하거나 허용하기 위해, 핀치 밸브 어레이의 액추에이터의 각각의 피스톤에 의해 앤빌에 대해 제1 유체 조립체(440)의 튜빙 테일(464a 내지 464f), 제2 유체 조립체(444)의 튜빙 테일(470a 내지 470d), 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제2 생물반응기 라인(418), 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424) 및 제2 생물반응기 라인(428), 멸균 공기 소스 라인(460), 상호 연결 라인(450) 및 여과 라인(482)의 선택적 압축을 허용한다. 도 18 및 도 19에 도시되어 있는 바와 같이, 구멍(664)은 나란히 위치된 제1 및 제2 열로 배열될 수도 있고, 구멍의 제1 열의 구멍은 구멍의 제2 열의 구멍에 대해 수직 방향으로 오프셋되어 구멍의 제1 열의 구멍이 구멍의 제2 열의 구멍과 수평 정렬되지 않게 된다. 이 구성은 튜빙 모듈(650), 트레이(610) 및 키트(600)가 전체로서 저 프로파일을 가질 수 있게 한다.
실시예에서, 필터(484)(세장형 중공 섬유 필터 모듈로서 도 16에 도시되어 있음)는, 예로서 보유 클립(672)의 사용을 통해 필터(484)를 튜빙 모듈(650)에 장착함으로써, 튜빙 모듈(650)과 일체화될 수도 있다. 필터(484)가 중공 섬유 필터일 때, 필터(484)는 튜빙 모듈(650)의 실질적으로 전체 길이로 연장될 수도 있고, 여과 라인(482)으로부터 유체의 입력 유동을 수용하기 위한 제1 입력 단부(674), 및 투과물/폐기물의 제거 후에, 제1 생물반응기 용기(410) 또는 제2 생물반응기 용기(420) 중 하나로의 순환을 위해 여과 라인(482) 및 상호 연결 라인(450)으로 보유물을 운반하기 위한 제2 출력 단부(676)를 포함할 수도 있다. 필터(484)는 폐기물/투과물을 투과물/폐기물 저장조(472a)로 운반하기 위해 폐기물 라인(490)에 연결을 위한 제2 출력 단부(676)에 인접한 투과물 포트(678)를 또한 포함할 수도 있다. 마지막으로, 튜빙 모듈(650)은 클립을 수용하고 생물반응기 라인(예를 들어, 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 및 제2 생물반응기 라인(414, 418) 및/또는 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 및 제2 생물반응기 라인(424, 428))을 조직화하기 위한 복수의 특징부(680)를 포함할 수도 있다.
트레이(610)와 유사하게, 튜빙 모듈(650)은 열성형, 3D 인쇄 또는 사출 성형될 수도 있지만, 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 다른 제조 기술 및 프로세스가 또한 이용될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 실시예에서, 튜빙 모듈(650)은 트레이(610)와 일체로 형성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 튜빙 모듈(650)은 트레이(610)에 의해 제거 가능하게 수용되는 개별 구성요소일 수도 있다.
도 20 내지 도 22는 트레이(610) 내에 수용된 제1 생물반응기 용기(410) 및 제2 생물반응기 용기(420) 및 튜빙 모듈(650)에 의해 수용된 유동 아키텍처(400)의 유체 라인을 도시하고 있는 키트(600)의 실시예의 다양한 도면을 도시하고 있다. 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 개구(630)를 갖는 대신에, 도 20 내지 도 22에 도시되어 있는 바와 같은 키트(600)는 샘플링 라인(예를 들어, 샘플링 라인(476a, 476b))을 유지하는 컨테이너를 수용하기 위해 트레이(610) 내에 샘플링 공간(631)을 제공하기 위해 거기에 중실 플로어를 포함한다. 키트(600)는 쉽게 셋업되고 사용 후에 폐기될 수 있는 세포 프로세싱을 위한 모듈식 플랫폼을 제공한다. 제1 및 제2 유체 조립체(440, 444)의 튜빙 테일은 플러그 앤 플레이 기능성을 허용하여, 다양한 프로세스가 단일 플랫폼 상에서 수행되게 하기 위해 다양한 배지, 시약, 폐기물, 샘플링 및 수집 백의 신속하고 용이한 연결을 가능하게 한다. 실시예에서, 연결 및 분리는 TERUMO 디바이스에 의해, 또는 관련 기술분야에 공지된 바와 같이 테일 세그먼트를 핀치, 용접 및 절단함으로써, 전술된 바와 같이, 튜브 세그먼트의 멸균 절단 및 용접에 의해 달성될 수 있다.
이제 도 23 내지 도 25를 참조하면, 키트(600)는 특히 바이오프로세싱 방법의 부분으로서 키트(600)를 작동하기 위해 요구되는 모든 하드웨어(즉, 제어기, 펌프, 핀치 밸브 액추에이터 등)를 포함하는 바이오프로세싱 장치(700)에 의해 수용되도록 구성된다. 실시예에서, 바이오프로세싱 장치(700) 및 키트(600)(유동 아키텍처(400) 및 생물반응기 용기(410, 420)를 포함함)는 도 1 및 도 2와 관련하여 전술된 제2 바이오프로세싱 모듈(200)을 함께 형성한다. 바이오프로세싱 장치(700)는 하우징(710) 내에 수용 가능한 복수의 서랍(712, 714, 716)을 갖는 하우징(710)을 포함한다. 도 23은 3개의 서랍을 포함하는 장치(700)를 도시하고 있지만, 장치는 각각의 서랍 내에서 수행될 동시 바이오프로세싱 동작을 제공하기 위해 단일 서랍, 2개의 서랍 또는 3개 초과의 서랍을 가질 수도 있다. 특히, 실시예에서, 각각의 서랍(712, 714, 716)은 세포 활성화, 유전자 변형 및/또는 확장의 프로세스를 수행하기 위한 자립형 바이오프로세싱 모듈(즉, 도 2와 관련하여 전술된 제2 모듈(200a, 200b, 200c)과 동등함)일 수도 있다. 이와 관련하여, 임의의 수의 서랍이 동일한 또는 상이한 환자로부터의 다수의 샘플의 병렬 프로세싱을 제공하기 위해 장치(700)에 추가될 수도 있다. 실시예에서, 각각의 서랍이 공통 하우징을 공유하는 대신에, 실시예에서, 각각의 서랍은 전용 하우징 내에 수용될 수도 있고, 하우징은 서로의 정상부에 적층될 수 있다.
도 23 및 도 24에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 서랍, 예를 들어 서랍(712)은 프로세싱 챔버(722)를 형성하는 복수의 측벽(718) 및 저부면(720), 및 일반적으로 개방된 상부를 포함한다. 서랍(712)은 도 23에 서랍(714, 716)에 대해 도시되어 있는 바와 같이, 서랍이 하우징(710) 내에 완전히 수용되는 폐쇄 위치 사이와, 도 23 및 도 24에 서랍(712)에 대해 도시되어 있는 바와 같이, 서랍(712)이 하우징(710)으로부터 연장되어 개방된 상부를 통한 프로세싱 챔버(722)로의 액세스를 가능하게 하는 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 실시예에서, 측벽(718) 중 하나 이상은 프로세싱 챔버(722) 내의 온도를 제어하기 위해 온도 제어된다. 예를 들어, 측벽(718) 중 하나 이상은 매립된 가열 요소(도시되어 있지 않음)를 포함하거나 가열 요소와 열적으로 소통할 수도 있어, 측벽(718) 및/또는 프로세싱 챔버(722)가 모듈(200)에 의해 수행될 프로세스 단계에 대해 최적화된 바와 같이 프로세싱 챔버(722)를 원하는 온도(예를 들어, 섭씨 37도)로 유지하기 위해 원하는 온도로 가열될 수도 있게 된다. 몇몇 실시예에서, 저부면(720) 및 하우징의 상부면의 하부측(서랍이 폐쇄될 때 프로세싱 챔버 위의)은 유사한 방식으로(예를 들어, 매립된 가열 요소) 온도 제어될 수도 있다. 프로세싱 챔버(722) 후방의 서랍(712)의 하드웨어 구획(724)은 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 장치(700)의 모든 하드웨어 구성요소를 수용할 수도 있다. 실시예에서, 서랍(712)은 제1 유체 조립체(440) 및 제2 유체 조립체(444)에 연결된 배지, 시약 등을 수납하는 저장조를 수용하기 위해 프로세싱 챔버(722)에 인접한 보조 구획(730)을 더 포함할 수도 있다. 실시예에서, 보조 구획(730)은 냉장될 수도 있다.
각각의 서랍, 예를 들어 서랍(712)은 하우징(710)의 내부에 장착된 대향 가이드 레일(726) 상에 활주 가능하게 수용될 수도 있다. 선형 액추에이터가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 서랍(712)을 선택적으로 이동시키기 위해 서랍(712)에 동작식으로 연결될 수도 있다. 선형 액추에이터는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 서랍(712)의 원활한 제어된 이동을 제공하도록 동작 가능하다. 특히, 선형 액추에이터는 생물반응기 용기(들)의 내용물에 대한 교란을 최소화하기 위해 실질적으로 일정한 속도(및 모션의 정지 및 시작시에 최소 가속 및 감속)로 서랍(712)을 개폐하도록 구성된다.
도 25는 서랍(712)의 프로세싱 챔버(722), 하드웨어 구획(724) 및 보조 구획(730)을 도시하고 있는 서랍 내부의 평면도이다. 해당 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 하드웨어 구획(724)은 프로세싱 챔버(722)의 후방에 위치되고, 전원(732), 제2 모듈 제어기(210)와 통합되거나 다른 방식으로 통신하는 모션 제어 보드 및 구동 전자 기기(734), 저전력 솔레노이드 어레이(736), 펌프 조립체(738)(펌프(454, 456, 492)를 위한 펌프 헤드를 포함함) 및 서랍 맞물림 액추에이터(740)를 포함한다. 서랍(712)의 하드웨어 구획(724)은 이하에 설명되는 바와 같이, 펌프 슈(742) 및 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이(736)와 각각 인터페이스하기 위한 한 쌍의 핀치 밸브 앤빌(744)을 더 포함한다. 실시예에서, 펌프 슈(742) 및 솔레노이드 앤빌(744)은 프로세싱 챔버의 전방 베이스 플레이트(전방 플레이트)에 고정된다. 하드웨어 구획(및 설명된 구성요소)은 모두 후방 베이스 플레이트에 장착된다. 양 플레이트는 레일에 활주 가능하게 장착된다. 또한, 서랍 맞물림 액추에이터(740)는 2개의 플레이트를 결합하고, 2개의 플레이트(및 플레이트 상에 지지된 구성요소를 맞물림 위치로 유도하는 데(펌프 롤러 헤드를 펌프 슈 내로 유도하여 이에 의해 그 사이에 삽입되면 펌프 튜빙을 압착함) 사용된다. 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이, 펌프 조립체는 유체 경로(400)의 라인(442, 450, 490)에 대한 선택적 동작을 제공하여 그에 대한 독립적인 각각의 연동 원동력을 제공한다. 유사하게, 트레이(600)의 튜빙 홀더 블록(654)은 더 설명되는 바와 같이 솔레노이드 어레이(736)와 앤빌(744) 사이에 위치될 것이다.
도 25에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 2개의 베드 플레이트, 예를 들어, 제1 및 제2 베드 플레이트(746, 748)는 저부면(720) 상의 프로세싱 챔버(722) 내에 위치되고 상향 연장되거나 또는 그로부터 직립한다. 실시예에서, 프로세싱 챔버(722)는 단일 베드 플레이트, 또는 2개 초과의 베드 플레이트를 수용할 수도 있다. 베드 플레이트(746, 748)는 그 위에 제1 생물반응기 용기(410) 및 제2 생물반응기 용기(420)를 수용하거나 그렇지 않으면 맞물리도록 구성된다. 도 25에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 서랍(712)은 저장조, 예를 들어 그 위에 위치된 폐기물 저장조(472a)의 중량을 감지하기 위해 프로세싱 챔버(722) 내에서 베드 플레이트(746, 748)에 인접하여 위치된 로드 셀로 구성된 플레이트(750)를 또한 포함한다.
도 26 내지 도 28은 베드 플레이트(746, 748)의 구성을 가장 양호하게 도시하고 있는데, 도 28a는 베드 플레이트 아래에 위치된 하드웨어 구성요소를 도시하고 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 베드 플레이트(746, 748) 및 하드웨어 구성요소(즉, 도 28a에 도시되어 있는 바와 같이 그와 통합되거나 그 아래에 위치된 센서, 모터, 액추에이터 등)는 베드 플레이트라 총칭할 수도 있다. 제1 및 제2 베드 플레이트(746, 748)는 구성 및 동작면에서 실질적으로 동일하지만, 간단화를 위해, 베드 플레이트(746, 748)의 이하의 설명은 제1 베드 플레이트(746)만을 참조한다. 베드 플레이트(746, 748)는 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502)의 형상 및 면적에 일반적으로 대응하는 형상 및 표면적을 갖는 실질적으로 평면 상부면(752)을 갖는다. 예를 들어, 베드 플레이트는 일반적으로 직사각형 형상일 수도 있다. 베드 플레이트(746, 748)는 트레이(610)의 돌출부 또는 탭(632)의 위치에 일반적으로 대응하는 릴리프 또는 간극 영역(758)을 또한 포함할 수도 있는데, 그 목적은 이하에 설명될 것이다. 베드 플레이트(746, 748)는 복수의 로드 셀(760)(예를 들어, 베드 플레이트(746)의 각각의 코너 아래에 위치된 4개의 로드 셀(760))에 의해 지지된다. 로드 셀(760)은 제어기(210)에 의한 사용을 위해, 바이오프로세싱 중에 제1 생물반응기 용기(410)의 중량을 감지하도록 구성된다.
실시예에서, 베드 플레이트(746)는 매립된 가열 요소를 포함하거나 가열 요소와 열적으로 소통할 수도 있어, 프로세싱 챔버(722) 및/또는 그 위에 배치된 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물이 원하는 온도로 유지될 수 있게 된다. 실시예에서, 가열 요소는 측벽(718), 상부 벽 및 저부면을 가열하는 가열 요소와 동일하거나 상이할 수도 있다.
도시되어 있는 바와 같이, 베드 플레이트(746)는 베드 플레이트(746)의 상부면(452) 위로 돌출되는 복수의 위치지정 또는 정렬 핀(754)을 포함한다. 위치지정 핀(754)의 수 및 위치지정 핀(754)의 위치 및 간격은 생물반응기 용기(410, 420)의 저부 플레이트(502)의 저부면 내의 리세스(550)의 수, 위치 및 간격에 대응할 수도 있다. 이하에 지시된 바와 같이, 위치지정 핀(754)은, 제1 베드 플레이트(746) 상의 제1 생물반응기 용기(410)의 적절한 정렬을 보장하기 위해 제1 생물반응기 용기(410)가 프로세싱 챔버(722) 내에 위치될 때 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502)의 리세스(550) 내에서 수용 가능하다.
도 26 내지 도 28을 추가로 참조하면, 베드 플레이트(746)는 제1 베드 플레이트(746) 상의 제1 생물반응기 용기(410)의 적절한 정렬(또는 오정렬)을 검출하기 위한 통합 센서(756)를 더 포함할 수도 있다. 실시예에서, 센서(756)는 적외선 광빔이지만, 레버 스위치와 같은 다른 센서 유형이 또한 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 이용될 수도 있다. 센서는 제1 생물반응기 용기(410)가 제1 베드 플레이트(746) 상에 적절하게 안착될 때 저부 플레이트(502) 상의 위치 검증 구조체(552)와 상호 작용하도록 구성된다. 예를 들어, 센서(756)가 적외선 광빔이고 위치 검증 구조체(552)가 실질적으로 IR-불투명 위치 검증 구조체(552)를 갖는 빔 차단부(즉, 편평 탭)인 경우, 제1 생물반응기 용기(410)가 베드 플레이트(746) 상에 완전히 안착될 때, 빔 차단부는 적외선 광빔을 단절할 것이다(즉, 빔을 차단함). 이는 제1 생물반응기 용기(410)가 적절하게 안착되었다는 것을 제어기(210)에 시그널링할 것이다. 제1 생물반응기 용기(410)를 제1 베드 플레이트(746) 상에 위치설정한 후에, 제어기가 센서(756)의 적외선 광빔이 차단된 것을 검출하지 않으면, 이는 제1 생물반응기 용기(410)가 베드 플레이트(746) 상에 완전히 또는 적절하게 안착되어 있지 않았고 조정이 요구된다는 것을 지시한다. 베드 플레이트(746) 상의 센서(756) 및 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502) 상의 위치 검증 구조체(552)는 따라서, 제1 생물반응기 용기(410)가 바이오프로세싱을 시작하기 전에 베드 플레이트(746) 상의 레벨 위치(정렬 핀에 의해 결정된 바와 같은)에 안착되는 것을 보장한다.
도 26 내지 도 28a을 또한 추가로 참조하면, 베드 플레이트(746)는 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502) 내의 구멍(556)과 정렬되도록 위치된 매립된 온도 센서(759)를 추가로 포함한다. 온도 센서(759)는 예를 들어 생물반응기 용기(410) 내의 온도 레벨과 같은 생물반응기 용기(410) 내의 하나 이상의 파라미터를 측정 또는 감지하도록 구성된다. 실시예에서, 베드 플레이트(746)는 상부면(752)의 온도를 측정하도록 구성된 저항 온도 검출기(760), 및 생물반응기 용기 내의 이산화탄소 레벨을 측정하기 위한 이산화탄소 센서(베드 플레이트 아래에 위치됨)를 추가로 포함할 수도 있다.
도 26 내지 도 28a에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 베드 플레이트(746, 748)는 예를 들어 한 쌍의 대향 캠 아암(762)을 포함하는 액추에이터 기구(761)(예를 들어, 모터)를 포함한다. 캠 아암(762)은 베드 플레이트(746, 748)의 슬롯(764) 내에 수용되고, 캠 아암(762)이 베드 플레이트(746)의 상부면(752) 아래에 위치되는 간극 위치와, 제1 생물반응기 용기(410)가 제1 베드 플레이트(746) 정상부에 수용될 때 캠 아암(762)이 베드 플레이트의 상부면(752) 위로 연장하고 제1 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502)의 대향하는 편평한 맞물림 표면(554)과 접촉하는 맞물림 위치 사이에서 캠 핀(766)을 중심으로 회전 가능하다. 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 액추에이터 기구는 베드 플레이트 정상부에서 생물반응기 용기를 경사시켜 교반을 제공하고 그리고/또는 생물반응기 용기의 배출을 보조하도록 동작 가능하다.
도 29 내지 도 32를 참조하면, 서랍(712)의 하드웨어 구획(724)에서의 선형 액추에이터(768) 및 서랍 맞물림 액추에이터(740)의 더 상세한 도면이 도시되어 있다. 도 29를 참조하면, 상기에 지시된 바와 같이, 선형 액추에이터(768)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 서랍(712)을 이동시키도록 동작 가능하다. 실시예에서, 선형 액추에이터(768)는 하우징(710)의 외부에서 로커 스위치(770)에 전기적으로 접속되는데, 이는 서랍의 이동의 사용자 제어를 허용한다. 선형 액추에이터(770)는 서랍(712) 내의 생물반응기 용기(들)의 내용물의 교란을 방지하기 위해 서랍(712)의 제어된 이동을 제공한다. 실시예에서, 선형 액추에이터(768)는 대략 16"의 스트로크를 가지며 초당 대략 2 인치의 최대 속도를 갖는다.
이제 도 30을 참조하면, 서랍 맞물림 액추에이터(740)는 리드 스크류(772) 및 서랍(712) 내의 전방 플레이트(751)에 부착되는 클레비스 아암(774)을 포함한다. 서랍 맞물림 액추에이터는 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이(736)에 동작식으로 연결되고, 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이(736)를 제1 간극 위치와 맞물림 위치 사이에서 이동시키도록 동작 가능하다.
도 31 및 도 32는 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이(736)의 간극 위치 및 맞물림 위치를 더 양호하게 도시하고 있다. 도 31에 도시되어 있는 바와 같이, 간극 위치에서, 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이(736)는 각각 펌프 슈(742) 및 핀치 밸브 앤빌(744)로부터 이격되어 있다. 리드 스크류(772)의 작동시에, 서랍 맞물림 기구(740)는 펌프 조립체(738) 및 솔레노이드 어레이를 도 32에 도시되어 있는 위치로 선형으로 전방으로 이동시킨다. 이 위치에서, 펌프 조립체(738)의 펌프 헤드는 제1 튜빙 홀더 블록(652)에서 라인(442, 450, 490)과 맞물리고 솔레노이드 어레이(736)는 솔레노이드 어레이(736)의 피스톤/액추에이터가 핀치 밸브 앤빌(들)(744)에 대해 제2 튜빙 홀더 블록(654)의 그 각각의 유체 유동 라인을 핀칭/클램핑할 수 있어, 이에 의해 그 유체 유동 라인을 통한 유동을 방지하기 위해 핀치 밸브 앤빌(744)에 충분히 가깝게 위치된다.
도 24를 다시 참조하고, 도 33 내지 도 39를 추가로 참조하면, 동작시에, 서랍(712)은 하우징(710)의 외부에서 로커 스위치(770)를 작동시킴으로써 개방 위치로 제어 가능하게 이동될 수도 있다. 튜빙 모듈(650)(유동 아키텍처(400)의 모든 튜브 및 튜빙 테일을 유지함) 및 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420)를 포함하는 키트(600) 내의 1회용 드롭은 이어서 프로세싱 챔버(722) 내의 위치로 하강된다. 키트(600)가 프로세싱 챔버(722) 내로 하강함에 따라, 펌프 슈(742)는 펌프 튜브(442, 450, 490)가 연동 펌프 조립체(738)의 펌프 슈(742)와 펌프 헤드(454, 456, 492) 사이에 위치되도록 제1 튜빙 홀더 블록(652)의 간극 개구(660)를 통해 수용된다. 도 35는 서로에 관한 펌프 헤드(454, 456, 492)의 위치설정을 도시하고 있는, 연동 펌프 조립체(738)의 사시도이다. 도 36은 키트(600)가 프로세싱 챔버(722) 내에 수용될 때 펌프 튜브(442, 450, 490)에 관한 펌프 헤드(454, 456, 492)의 위치설정을 도시하고 있다. 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 펌프 튜브(442, 450, 490)는 펌프 슈(742)와 펌프 헤드(454, 456, 492) 사이에 위치된다. 동작시에, 서랍 맞물림 액추에이터(740)가 펌프 조립체(738)를 맞물림 위치에 위치설정할 때, 펌프 헤드(454, 456, 492)는 튜브(442, 450, 490)를 통한 유체의 유동을 개시, 유지 및 중지시키기 위해 제어기(210)의 제어 하에서 선택적으로 작동 가능하다.
유사하게, 키트(600)가 프로세싱 챔버(722) 내로 하강함에 따라, 핀치 밸브 앤빌(744)은 제2 튜빙 홀더 블록(654)의 간극 개구(668, 670)를 통해 수용되어, 제2 튜빙 홀더 블록(654)에 의해 보유된 제1 유체 조립체(440)의 튜빙 테일(464a 내지 464f), 제2 유체 조립체(444)의 튜빙 테일(470a 내지 470d), 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제2 생물반응기 라인(418), 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424) 및 제2 생물반응기 라인(428), 멸균 공기 소스 라인(460), 상호 연결 라인(450) 및 여과 라인(482)이 솔레노이드 어레이(736)와 핀치 밸브 앤빌(744) 사이에 위치되게 된다. 이 구성은 도 37 내지 도 39에 가장 양호하게 도시되어 있다(도 37 및 도 38은 공간(776) 내에 제2 튜빙 홀더 블록(654)의 후방 플레이트(662)를 수용하기 전에 솔레노이드 어레이(736)와 핀치 밸브 앤빌(744) 사이의 관계를 도시하고 있음).
이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 솔레노이드 어레이(736)의 각각의 솔레노이드(778)는 핀치 밸브 앤빌(744)에 대해 연관 튜브를 클램핑하기 위해 제2 튜빙 홀더 블록(654)의 후방 플레이트(662)에서 연관 구멍(구멍(664))을 통해 선형으로 연장 가능한 피스톤(780)을 포함한다. 이와 관련하여, 솔레노이드 어레이(736) 및 앤빌(744)은 핀치 밸브 어레이(제1 유체 조립체(440) 및 제2 유체 조립체(444)의 밸브, 뿐만 아니라 생물반응기 라인 밸브, 즉 밸브(432, 434, 436, 438), 멸균 라인 밸브(462), 상호 연결 라인 밸브(452) 및 여과 라인 밸브(486, 488)를 포함함)를 함께 형성한다. 특히, 유동 아키텍처(400)의 핀치 밸브는 유체 경로/라인이 그 사이에 있는 동안 그 각각의 앤빌(744)에 대해 동작/작용하는 솔레노이드 어레이(736)의 각각의 솔레노이드(778)(즉, 솔레노이드의 피스톤)에 의해 제공된다. 특히, 동작시에, 서랍 맞물림 액추에이터(740)가 솔레노이드 어레이(736)를 맞물림 위치에 위치설정할 때, 각각의 솔레노이드(778)는 그를 통한 유체의 유동을 방지하기 위해 앤빌(744)에 대해 연관 유체 유동 라인을 클램핑하기 위해 제어기(210)의 제어 하에서 선택적으로 작동 가능하다. 본 발명은 각각의 유체 라인이 평면 앤빌면과 평면 솔레노이드 액추에이터 헤드 사이에 위치되는 것을 고려한다. 대안적으로, 솔레노이드 액추에이터 헤드는 탄성 가요성 유체 라인 상에 원하는 핀칭력을 제공하도록 최적화된, 필립스-헤드 스크류드라이버와 유사한 세장형 에지에서 만나는 2개의 테이퍼 표면과 같은 성형 헤드를 포함할 수도 있다. 대안적으로 또한, 앤빌면은 평면형 솔레노이드 헤드가 그를 통한 유체 유동에 대해 라인을 폐쇄하도록 이 횡방향 연장 리지에 대해 유체 라인을 압축할 수도 있도록 각각의 유체 라인을 향해 연장하는 세장형 리지 또는 돌출부를 포함할 수도 있다.
도 33, 도 34 및 도 40을 추가로 참조하면, 키트(600)가 서랍의 프로세싱 챔버 내로 하강함에 따라, 제1 생물반응기 용기(410) 및 제2 생물반응기 용기(420)는 개구의 주연부에 의해, 특히 탭/돌출부(632)에 의해 개구(626, 628) 위에 지지된다. 키트가 더 하강함에 따라, 베드 플레이트(746, 748)는 개구(626, 628)를 통해 연장되고 생물반응기 용기(410, 420)를 수용하거나 다른 방식으로 맞물린다. 개구(626, 628) 및 베드 플레이트(746, 748)의 상부면(752)(예를 들어, 트레이(610)의 탭/돌출부(632)에 대응하는 베드 플레이트(746, 748)의 릴리프 영역(758))의 형상은, 일단 생물반응기 용기(410, 420)가 베드 플레이트(746, 748)에 의해 수용되면 트레이(610)가 계속 하향 이동하게 하여, 트레이(610)의 저부면 및 탭/돌출부(632)가 베드 플레이트(746, 748)의 상부면(752)보다 낮은 장소에 안착되어 생물반응기 용기(410, 420)가 트레이(610)의 저부면(620)과 이격된 관계로 베드 플레이트(746, 748)에 의해 지지될 수 있게 된다. 이는 트레이(610)가 베드 플레이트(746, 748) 상의 생물반응기 용기(410, 420)의 레벨 안착과 간섭하지 않는 것을 보장한다.
베드 플레이트(746, 748)가 트레이(610)의 개구(726, 728)를 통해 연장됨에 따라, 베드 플레이트(746, 748) 상의 위치지정 핀(754)은 생물반응기 용기(410, 420)의 저부 플레이트(502)의 대응 리세스(550) 내에 수용되어, 생물반응기 용기(410, 420)가 베드 플레이트(410, 420)와 적절하게 정렬될 것을 보장한다. 베드 플레이트(746, 748)에 적절하게 안착될 때, 빔 차단부(552)는 베드 플레이트 내의 센서(756)의 광빔을 차단하여, 생물반응기 용기(410, 420)가 적절한 위치에 있다는 것을 제어기에 지시한다. 베드 플레이트(746, 748) 및 정렬 핀 높이가 동일 수준이기 때문에, 빔 차단부(552)에 의한 센서(756)의 광빔의 단절은 마찬가지로 생물반응기 용기(410, 420)가 동일 수준인 것을 보장한다. 이 적절하게 안착된 위치에서, 베드 플레이트(746, 748) 상의 센서(759)는 각각 생물반응기 용기(410, 420)의 내부 구획 내의 프로세싱 파라미터의 감지를 허용하도록 저부 플레이트(502)의 구멍(556)과 정렬된다. 또한, 완전 안착된 위치에서, 베드 플레이트(746, 748)의 캠 아암(762)은 각각 생물반응기 용기(410, 420)의 저부 플레이트(502) 상의 편평한 맞물림 표면(554)과 정렬된다.
도 40은 베드 플레이트(746) 상의 제1 생물반응기 용기(410)의 이러한 완전 안착된 위치를 도시하고 있는 단면 정면도이다. 도 40에 도시되어 있는 바와 같이, 가열 패드(782) 및 가열 모듈(784) 형태의 가열 요소는 베드 플레이트(746)를 가열하기 위해 베드 플레이트(746) 아래에 위치될 수도 있다. 도 40에 도시되어 있는 바와 같이, 이산화탄소 감지 모듈(786)은 또한 프로세싱 챔버(722) 내의 이산화탄소 함량을 감지하기 위해 베드 플레이트 아래에 위치될 수도 있다.
도 40에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에서, 서랍(712)의 측벽(718) 및 저부(및 하우징의 상부 벽)는 커버(788), 프로세싱 챔버(722)로부터의 열 손실을 최소화하는 것을 돕기 위한 절연 발포층(790), 전술된 바와 같은 벽을 가열하기 위한 필름 히터(792), 및 내부 금속 플레이트(794)를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 내부 금속 플레이트(794)는 알루미늄으로부터 형성될 수도 있지만, 다른 열전도성 재료가 또한 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 이용될 수도 있다. 서랍(712)은 프로세싱 챔버(722)로부터의 열 손실을 최소화하는 것을 돕기 위한 하나 이상의 브러시 밀봉부(796), 및 서랍(712)으로부터 장치(700)의 다른 구성요소(하우징(710) 또는 다른 서랍(예를 들어, 서랍(714, 716))과 같은)로의 열 에너지의 흐름을 최소화하거나 방지하기 위한 열 차단부(798)를 더 포함할 수도 있다.
도 34를 다시 한번 참조하면, 키트(600)가 프로세싱 챔버(722) 내에 수용될 때, 제2 베드 플레이트(748)에 인접한 프로세싱 챔버(722)의 저부에 있는 로드 셀(750)은 트레이(610)의 개구(730)를 통해 연장되어 폐기물 백(472a)이 튜빙 테일(470a)에 연결되고 로드 셀(750) 상에 위치될 수도 있게 한다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 키트(600)가 서랍(712) 내에 수용될 때, 제2 튜빙 홀더 블록(654)은 제1 유체 조립체(440)의 튜빙 테일(464a 내지 464f) 및 제2 유체 조립체(444)의 튜빙 테일(470b 내지 470d)이 이들로의 저장조의 연결을 위해 보조 구획(730) 내로 연장되도록 튜빙을 보유한다. 실시예에서, 샘플링 라인(476a 내지 476d)은 마찬가지로 보조 구획(730) 내로 연장된다.
이제 도 41 내지 도 44를 참조하면, 베드 플레이트(746, 748)의 캠 아암(762)의 동작이 도시되어 있다. 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 캠 아암(762)은 이들이 베드 플레이트(746, 748)의 상부면 아래에 위치되는 수축 위치와, 이들이 캠 핀(766)을 중심으로 회전되고 베드 플레이트(746, 748) 위로 연장되어 생물반응기 용기(410, 420)의 편평한 맞물림 표면(554)에 맞물려 베드 플레이트(746, 748)로부터 생물반응기 용기(410, 420)를 들어올리는 맞물림 위치 사이에서 이동 가능하다. 캠 아암(762)이 디폴트 상태에서 베드 플레이트(746, 748)의 상부면 아래로 수축되고 생물반응기 용기(410, 420)가 레벨 베드 플레이트(746, 748)(및 특히 레벨 정렬 핀(754) 상에 지지되기 때문에, 생물반응기 용기를 레벨 위치에 유지하기 위해 어떠한 전력도 요구되지 않는다. 특히, 생물반응기 용기(410, 420)가 베드 플레이트(746, 748) 상에 수용될 때, 이들은 레벨 위치에 있다. 전력 단절의 경우에, 생물반응기 용기(410, 420)는 레벨 베드 플레이트(746, 748) 상에 안착 유지되고, 레벨 위치를 유지하기 위해 캠 아암(762)을 사용하여 어떠한 계속적인 조정도 필요로 하지 않는다. 이는 레벨 위치를 유지하기 위해 서보모터를 사용하여 생물반응기의 일정한 조정을 필요로 할 수도 있는 몇몇 시스템과 대조적이다. 실제로, 본 발명의 캠 아암(762)의 구성에 의해, 액추에이터는 이하에 설명되는 바와 같이, 교반/혼합을 위해 생물반응기 용기를 경사시킬 때 여기되기만 하면 되는데, 이는 프로세싱 챔버(722)로의 열 기여를 최소화한다.
도 41 내지 도 43에 도시되어 있는 바와 같이, 캠 아암(762)은 생물반응기 용기(410, 420)의 내용물을 교반하도록 순차적으로 동작 가능할 수도 있다. 예를 들어, 생물반응기 용기(410)의 내용물을 교반하도록 요구될 때, 캠 아암 중 하나는 생물반응기 용기(410)의 일 단부를 베드 플레이트(746)로부터(그리고 베드 플레이트(746) 상의 위치지정 핀(754)과의 맞물림으로부터 벗어나게) 들어올리도록 작동될 것이고, 반면 대향 단부는 베드 플레이트 상에 안착 유지되고 상승되지 않은 단부 상의 위치지정 핀(754)은 저부 플레이트(502)의 대응 리세스(550) 내에 수용 유지된다. 상승된 캠 아암은 이어서 베드 플레이트 아래의 간극 위치로 다시 회전될 것이고, 대향 캠 아암은 맞물림 위치로 회전되어 생물반응기 용기의 대향 단부를 베드 플레이트 및 위치지정 핀으로부터 상승시킬 것이다.
실시예에서, 캠 작동 시스템은 캠 아암(762)이 생물반응기 용기를 건드리지 않고 호밍될 수 있어, 배양물로의 방해를 방지하고 캠 아암(762)이 긴 세포 프로세싱 기간 중의 임의의 시점에 호밍(또는 시험)될 수 있게 하도록 설계될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 베드 플레이트의 대향 측면들 상에 2개의 캠 아암(762)을 가짐으로써 다른 요동 또는 교반 수단이 생물반응기 용기를 위해 제공될 수도 있는 것을 고려하지만, 혼합 기구의 전체 높이는 최소화될 수 있다. 예를 들어, +/-5도 모션이 중앙 액추에이터(베드 플레이트 상에 중앙에 위치)를 통해 달성될 수 있지만, 거의 동일한 용기의 모션이 용기의 양측에서 캠 아암에 의해 구동된 용기의 0 내지 5도 모션에 달성될 수 있어, 용기에 높이의 절반의 +/-5도 모션을 효과적으로 제공한다. 또한, 캠 아암(762)의 모션(예를 들어, 캠 아암 회전 속도 및 대향하는 캠 아암들 사이의 타이밍)은 용기에서 파동 형성을 최대화하여 파동 진폭을 최대화하고 따라서 용기 내용물의 균질성 및 균질성을 달성하기 위한 시간을 (이상적으로) 최대화하도록 조정될 수 있다. 타이밍은 혼합 효율을 최대화하기 위해 주어진 기하학 형상을 갖는 용기 내의 체적에 기초하여 또한 조정될 수 있다.
실시예에서, 광학 센서(756)는 제1 생물반응기 용기(410)가 각각의 캠 교반 모션 후에 정확하게 재위치설정되었다는 것을 확인하는 데 사용될 수 있다. 생물반응기 용기의 정확한 재위치설정이 교번 캠 모션 사이에서도 점검되고 검증될 수 있는 것으로 또한 고려된다. 이는 실질적으로 실시간으로 오정렬의 신속한 검출을 가능하게 하여, 조작자가 바이오프로세싱 동작/프로토콜로부터 실질적인 벗어남 없이 생물반응기 용기를 재안착하도록 개입할 수 있게 한다.
도 43은 이 교반 프로세스 중에 생물반응기 용기 내의 유체(800)의 위치를 도시하고 있는 개략도이다. 도 42에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에서, 베드 플레이트(746)와 일체화된 호밍 센서(802)는, 캠 아암(762)이 베드 페이트(746)의 상부면 아래의 간극 위치로 복귀되었을 때를 결정하기 위해 제어기에 의해 이용될 수도 있다. 이는 생물반응기 용기에서 원하는 혼합 빈도를 제공하기 위해 캠 아암(762)의 모션을 조절하는 데 유용하다. 실시예에서, 캠 아암(762)은 베드 플레이트(746)에 대해 최대 5도의 경사각을 제공하도록 구성된다.
도 44를 참조하면, 혼합/교반 중에 베드 플레이트의 위치지정 핀(754)과 생물반응기 용기(410)의 저부 플레이트(502) 내의 리세스(550) 사이의 계면이 도시되어 있다. 실시예에서, 리세스(550)는 돔형 또는 반구형 내부면 및 위치지정 핀(754)의 직경(d2)보다 큰 직경(d1)을 갖는다. 도 44에 도시되어 있는 바와 같이, 이 구성은 위치지정 핀(754)과 리세스(550) 사이에 간극을 제공하는데, 이는 위치지정 핀(554)이 리세스(550) 내에 수용될 때 생물반응기 용기(410)의 경사를 허용한다.
실시예에서, 바이오프로세싱 장치(700)의 각각의 서랍, 예를 들어 서랍(712)은 바람직하게는 도 45 내지 도 50에 도시되어 있는 바와 같이, 그에 힌지식으로 장착된 플립 다운 전방 패널(810)을 포함한다. 플립 다운 전방 패널(810)은 도 45, 도 49 및 도 50에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 서랍(712)을 개방할 필요 없이 보조 구획(730)으로의 액세스를 허용한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이 구성은 프로세스 중 샘플링 및 배지 백의 교환을 허용한다. 상기와 관련하여, 실시예에서, 보조 구획(730)은 다양한 저장조/배지 백이 그로부터 현수될 수 있는 부착 수단(815)을 제공하는 복수의 신축식 활주 레일(812)로 구성될 수도 있다. 레일(812)은 도 48에 도시되어 있는 바와 같은 구획(730) 내의 수축 위치와, 도 49에 도시되어 있는 바와 같은 구획(730)으로부터의 신장 위치 사이에서 이동 가능하다. 수집 백이 가득찼거나, 배지/유체 백이 교체될 필요가 있을 때, 레일(812)은 간단히 외향 신장되고 백이 클립 고정해제될 수 있다. 새로운 백은 그 각각의 테일에 연결될 수 있고, 이어서 레일로부터 현수되고 서랍(712)을 개방하거나 프로세싱을 중지할 필요 없이 보조 구획(730) 내로 다시 활주될 수 있다. 실시예에서, 레일(812)은 횡방향 연장 크로스 로드(814) 상에 장착될 수도 있다. 레일(812)은 따라서 로드(814) 상에서 측방향으로 활주 가능하고, 보조 구획으로부터 신장 가능하고 보조 구획 내로 수축 가능할 수도 있다. 게다가, 서랍이 개방될 때(도 46), 레일(812)은 후방 크로스 로드를 중심으로 회전할 수 있어, 이것이 구획(730)을 클리어하여 사용자가 730 구획의 전방을 향해 튜빙 테일을 스레딩하게 하여, 제3 자유도를 제공한다.
도 51에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 실시예에서, 배지/유체 백은 격납 위치로부터 액세스 위치로 보조 구획(730) 외부로 회전 가능한 플랫폼(820) 상에 장착될 수도 있다. 예를 들어, 플랫폼(820)은 보조 구획(730)의 측벽에 형성된 가이드 트랙(822)을 따른 이동을 위해 장착될 수도 있다.
도 52를 참조하면, 실시예에서, 바이오프로세싱 장치(700)는 각각의 서랍, 예를 들어 서랍(712) 아래의 하우징(710) 내에 수용된 저 프로파일 폐기물 트레이(816)를 더 포함할 수도 있다. 폐기물 트레이(816)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하도록 그 서랍 상에 독립적으로 장착된다. 폐쇄 위치에서, 트레이(816)는 바람직하게는 서랍의 전방 표면과 동일 높이로 연장되고, 반면 개방 위치에서 트레이(816)는 조작자에게 액세스 가능하도록 그 자신의 챔버(819)를 노출시킨다. 챔버(819)는 그 상위의 트레이(600)의 유체 경로에 연결된 큰 폐기물 백의 용이한 저장을 제공하고 서랍(712)을 개방할 필요 없이 그에 대한 액세스를 제공한다. 게다가, 폐쇄 위치에서, 폐기물 트레이(816)는 그 서랍과 하위 정합하여 챔버(819)를 위치설정하고, 프로세싱 챔버(722) 또는 보조 구획(730)으로부터의 임의의 누설을 수용하게 동작 가능하도록 크기 설정되고 성형된다.
실시예에서, 각각의 서랍은 서랍(712)을 개방할 필요 없이 서랍(712)의 내부의 시각적 모니터링을 허용하도록 프로세싱 챔버 위에(예를 들어, 각각의 생물반응기 용기(410, 420) 위에) 위치된 카메라를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 카메라(또는 부가의 카메라)는 베드 플레이트 조립체와 일체화되거나, 생물반응기 용기(들)를 측방향으로 바라보는 측벽 상에 일체화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 모듈(200)은 관련 기술분야에서 종래 볼 수 없는 정도로 세포 프로세싱의 자동화를 제공한다. 특히, 유체 유동 아키텍처(400), 펌프 조립체(738) 및 핀치 밸브 어레이(736)는 생물반응기 용기(410, 420)와 제1 및 제2 유체 조립체(740, 744)에 연결된 백 사이의 자동화된 유체 조작(예를 들어, 유체 첨가, 전달, 배출, 헹굼 등)을 허용한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 이 구성은 또한 중공 섬유 필러 농도 및 세척, 무필터식 관류 및 라인 프라이밍을 허용한다. 서랍 맞물림 액추에이터(740)의 사용은 또한 드롭인 키트(600)의 자동 맞물림 및 분리를 위한 것이며, 인간 접촉점을 추가로 최소화한다. 실제로, 인간 접촉점은 소스/배지 백 추가 및 제거, 샘플링 및 데이터 입력(예를 들어, 샘플 체적, 세포 밀도 등)을 위해서만 요구될 수도 있다.
도 53 내지 도 77을 참조하면, 제2 모듈(200) 및 그 유체 유동 아키텍처(400)를 사용하여 동일한 용기 내의 확장에 의한 고정된 Ab 코팅, 가용성 Ab 추가, 감마-레트로바이러스 벡터를 갖는 작업흐름을 위한 자동화된 일반적인 프로토콜이 도시되어 있다. 이 일반적인 프로토콜은 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 방식으로 세포의 집단의 활성화(도 53 내지 도 59에 도시됨), 형질도입전 준비 및 형질도입(도 60 내지 도 71에 도시됨), 확장(도 72 내지 도 76), 및 몇몇 실시예에서 수확(도 77)을 제공한다. 이하에 핀치 밸브의 동작을 설명할 때, 밸브가 특정 동작을 위해 사용되지 않을 때, 밸브는 그 폐쇄 상태/위치에 있다. 이에 따라, 밸브가 특정 동작을 허용하도록 개방된 후, 그리고 일단 그 동작이 완료되면, 밸브는 다음 동작/단계로 진행하기 전에 폐쇄된다.
도 53에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 단계에서, 밸브(432, 468f)가 개방되고 제1 유체 조립체 라인 펌프(454)는 제1 유체 조립체(440)에 연결된 저장조(466f)로부터 그 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 항체(Ab) 코팅 용액을 펌핑하도록 작동된다. 항체 코팅 용액은 소정 시간 기간 동안 배양되고, 이어서 밸브(434, 474a)를 개방하고 순환 라인 펌프(456)를 활성화시킴으로써 상호 연결 라인을 통해 제1 유체 조립체(440)의 폐기물 저장조(472a)로 배출된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 생물반응기 용기(410)의 배출은 캠 아암(462)을 사용하여 생물반응기 용기(410)를 경사시킴으로써 촉진될 수도 있다.
항체 코팅 용액을 배출한 후, 밸브(432, 468e)는 개방되고, 펌프(454)는 제1 유체 조립체(440)에 연결된 저장조(466e)로부터 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 헹굼 버퍼를 펌핑하도록 작동된다. 헹굼 버퍼는 이어서 순환 라인 펌프(456)를 작동시키고 및 밸브(474a)를 개방함으로써 상호 연결 라인(450)을 통해 폐기물 저장조(472a)로 배출된다. 실시예에서, 이 헹굼 및 배출 절차는 제1 생물반응기 용기(410)를 적절하게 헹굼하기 위해 다수회 반복될 수도 있다.
도 55를 참조하면, 버퍼로 제1 생물반응기 용기(410)를 헹굼한 후, 시드 백(466d) 내의 세포(제1 모듈(100)을 사용하여 미리 농축되고 격리되어 있음)는 밸브(468d, 432)를 개방하고 펌프(454)를 작동시킴으로써 제1 생물반응기 용기로 전달된다. 세포는 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)을 통해 펌핑되고 제1 포트(412)를 통해 생물반응기 용기(410)로 진입한다. 도 56에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(432, 468a)가 이어서 개방되고, 펌프(454)는 제1 유체 조립체(440)에 연결된 저장조(466a)로부터 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 제2 항체(Ab) 용액을 펌핑하도록 작동된다.
제2 항체 용액을 제1 생물반응기 용기 내로 펌핑한 후, 제2 항체 용액 저장조(466a)는 이어서 헹굼되고 헹굼 배지는 제1 생물반응기 용기로 펌핑된다. 특히, 도 57에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(474b, 452, 468a)가 개방되고, 제2 유체 조립체(444)의 헹굼 배지 저장조/백(472b)으로부터의 헹굼 배지는 펌프(454)를 사용하여 제2 항체 용액 저장조(466a) 내로 펌핑되어 저장조를 헹굼한다. 헹굼 후에, 밸브(432)가 개방되고, 헹굼 배지는 저장조(466a)로부터 제1 생물반응기 용기(410)로 펌핑된다. 실시예에서, 제2 항체 용액 저장조(466a)는 이 절차를 사용하여 다수회 헹굼될 수도 있다.
제2 항체 용액 저장조(466a)를 헹굼한 후에, 접종물/시드 세포 백(466d)은 또한 선택적으로 헹굼될 수도 있다. 특히, 도 58에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(474b, 452, 468d)가 개방되고, 제2 유체 조립체(444)의 헹굼 배지 저장조/백(472b)으로부터의 헹굼 배지는 펌프(454)를 사용하여 백을 헹굼하도록 접종물/시드 세포 백(466d) 내로 펌핑된다. 헹굼 후에, 밸브(432)가 개방되고, 헹굼 배지는 펌프(454)를 사용하여 백(466d)으로부터 제1 생물반응기 용기(410)로 펌핑된다. 접종물/시드 세포 백(466d)을 헹굼한 후 헹굼 배지를 제1 생물반응기 용기(410)로 펌핑함으로써, 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포 밀도가 감소된다. 이 때, 활성화 전에 제1 생물반응기 용기 내의 용액의 하나 이상의 파라미터를 측정하기 위해(예를 들어, 활성화 전에 원하는 세포 밀도가 존재하는 것을 보장하기 위해) 샘플이 채취될 수도 있다. 특히, 도 58에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(434, 452, 432)가 개방되고 펌프(456)는 제1 생물반응기 용기의 제1 순환 루프를 따라 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물을 펌핑하도록(즉, 제2 포트(416) 외부로, 상호 연결 라인(450)을 통해, 그리고 다시 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로) 작동된다. 샘플을 채취하기 위해, 제1 샘플 용기(280a)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 제1 샘플 튜빙 테일(476a)에 연결되고 밸브(478a)는 상호 연결 라인(450)을 통해 분석을 위해 제1 샘플 용기(280a)로 유동의 일부를 전환시키기 위해 개방된다.
채취된 샘플의 분석이 모든 용액 파라미터가 미리 결정된 범위 내에 있는 것을 지시하면, 제1 생물반응기 용기(410) 내의 용액은 도 59에 도시되어 있는 바와 같이, 용액 내의 세포의 집단의 활성화를 위해 미리 결정된 시간 기간 동안 배양된다. 예를 들어, 실시예에서, 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포의 집단은 대략 24 내지 48시간 동안 배양될 수도 있다.
이제 도 60을 참조하면, 활성화 후, 형질도입을 준비하기 위해, 밸브(438, 474b)가 개방될 수도 있고, 펌프(456)는 저장조(472b)로부터 제2 생물반응기 용기(420)의 제2 포트(426)를 통해 제2 생물반응기 용기(420)로 레트로넥틴(RetroNectin) 용액을 펌핑하도록 동작될 수도 있다. 제2 생물반응기 용기(420)의 레트로넥틴 코팅을 위해 레트로넥틴 용액을 제2 생물반응기 용기(420)로 펌핑한 후, 용액은 미리 결정된 시간 기간 동안 제2 생물반응기 용기(420) 내에서 배양된다. 도 60에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 배양 후, 모든 레트로넥틴 용액은 이어서 밸브(438, 474a)를 개방하고 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 제2 생물반응기 용기(420)로부터 폐기물 저장조(472a)로 배출된다. 이 레트로넥틴 코팅, 배양 및 배출 단계(제2 생물반응기 용기(420)와 관련됨) 중에, 활성화된 세포 집단은 제1 생물반응기 용기(410) 내에 잔류하고 있다는 것이 주목되어야 한다. 유전자 변형의 효율을 향상시키기 위한 레트로넥틴 또는 다른 시약이 모든 프로세스에 이용될 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다.
도 61에 도시되어 있는 바와 같이, 레트로넥틴 코팅 후, 헹굼 버퍼 백(472b)은 제2 유체 조립체(444)에 연결되고(또는 미리 존재하고 튜빙 테일 중 하나에 연결될 수도 있음), 밸브(474b, 438)가 개방되고, 펌프(456)가 백(472b)으로부터 제2 생물반응기 용기(420)로 버퍼를 펌핑하도록 작동된다. 전술된 바와 같이, 대안적으로, 버퍼는 밸브(452, 436)를 개방하는 것 대신에, 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 포트(422)를 통해 펌핑될 수도 있다.
이제 도 62를 참조하면, 규정된 시간 기간 후에, 제2 생물반응기 용기(420) 내의 모든 버퍼는 밸브(438, 474a)를 개방하고 상호 연결 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 제2 유체 조립체(444)의 폐기물 저장조(472a)로 배출된다.
이 시점에서, 도 63에 도시되어 있는 바와 같이, 활성화후 농축전 샘플이 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포에서 채취될 수도 있다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(434, 486, 488, 432)가 개방되고, 펌프(456)는 제2 포트(434)외부로, 상호 연결 라인을 통해, 여과 라인(48) 및 필터(484)를 통해, 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)을 통해, 그리고 다시 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 제1 생물반응기 용기(410) 내의 용액을 순환시키도록 작동된다. 샘플을 채취하기 위해, 제2 샘플 용기(280b)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 제2 샘플 튜빙 테일(476b)에 연결되고 밸브(478b)는 상호 연결 라인(450)을 통해 분석을 위해 제2 샘플 용기(280b)로 유동의 일부를 전환시키기 위해 개방된다.
이제, 도 64를 참조하면, 샘플로부터 얻어진 농도에 따라, 제1 생물반응기 용기(410)의 내용물을 필터(484)를 통해 순환시킴으로써 농축이 수행될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 이는 밸브(434, 486, 488, 432)를 개방하고 펌프(456)를 작동함으로써 달성되는데, 펌프의 작동은 제2 포트(416) 외부로, 제2 생물반응기 라인(418)을 통해, 상호 연결 라인(450)을 통해, 여과 라인(482) 및 필터(484)를 통해, 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)을 통해, 그리고 다시 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 제1 생물반응기 용기(410) 내의 용액의 순환을 유발한다. 유체가 필터(484)를 통과함에 따라, 폐기물이 제거되고 투과물 펌프(492)는 이러한 폐기물을 폐기물 라인(490)을 통해 제2 유체 조립체(444)의 폐기물 저장조(472a)로 펌핑한다. 실시예에서, 이 절차는 제1 생물반응기 용기(410) 내의 체적이 미리 결정된 체적으로 농축될 때까지 반복된다.
도 65를 참조하면, 농축 후, 활성화 용기(즉, 농축된 세포 집단을 수납하는 제1 용기(410)) 내의 농축된 세포 집단은 관류를 통해 일정한 체적으로 세척한다. 특히, 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 유체 조립체(440)의 배지 백(466b)으로부터의 배지는, 일정한 체적이 제1 생물반응기 용기(410) 내에 유지되도록 배지가 제2 포트(416)를 통해 제1 생물반응기 용기(410) 외부로 펌핑되는 것과 동시에, 상호 연결 라인(450)을 통해 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410) 내로 펌핑된다. 배지가 용기(410)로부터 추가되고 제거됨에 따라, 폐기물은 필터(484)에 의해 여과되어 폐기물 저장조(472a)로 유도될 수도 있다.
세척후 샘플은 농축전 샘플링에 대해 전술된 것과 유사한 방식으로 제1 생물반응기 용기(410)에서 세포에서 채취될 수도 있다. 특히, 도 66에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(434, 486, 488, 432)가 개방되고, 펌프(456)는 제2 포트(434)외부로, 상호 연결 라인을 통해, 여과 라인(48) 및 필터(484)를 통해, 제1 생물반응기 용기(410)의 제1 생물반응기 라인(414)을 통해, 그리고 다시 제1 포트(412)를 통해 제1 생물반응기 용기(410)로 제1 생물반응기 용기(410) 내의 유체를 순환시키도록 작동된다. 샘플을 채취하기 위해, 제3 샘플 용기(280c)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 제3 샘플 튜빙 테일(476c)에 연결되고 밸브(478c)는 상호 연결 라인(450)을 통해 분석을 위해 제3 샘플 용기(280c)로 유동의 일부를 전환시키기 위해 개방된다.
도 67에 도시되어 있는 바와 같이, 해동된 바이러스 벡터를 수납하는 백은, 예로서 튜빙 테일(464c)을 통해, 제1 유체 조립체(440)에 연결된다. 밸브(468c, 436)는 이어서 개방되고 펌프(454)가 작동되어 바이러스 벡터 코팅 용액을 백(466c)으로부터 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420)로 전달한다. 배양이 이어서 제2 생물반응기 용기(420)의 바이러스 코팅을 위해 미리 결정된 시간 기간 동안 수행된다. 배양 후, 바이러스 벡터 코팅 용액은 밸브(438, 474a)를 개방하고 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 제2 생물반응기 용기(420)로부터 폐기물 저장조(472a)로 배출된다. 실시예에서, 바이러스 및 비바이러스 벡터는 형질도입/유전자 변형을 위한 제제로서 이용될 수 있다.
도 68에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 생물반응기 용기(420)가 바이러스 벡터로 코팅된 후, 제1 생물반응기 용기(410)로부터의 세척후 세포는 형질도입/유전자 변형을 위해 제2 생물반응기 용기(420)로 전달된다. 특히, 밸브(434, 452, 436)가 개방되고, 순환 라인 펌프(456)는 제1 생물반응기 용기(410)의 제2 포트(416)를 통해, 상호 연결 라인(450)을 통해, 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424), 및 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420) 내로 제1 생물반응기 용기(420) 외부로 세포를 펌핑하도록 작동된다.
배지 백(466b)으로부터의 배지는 이어서 도 69에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(468b, 436)를 개방하고 펌프(454)를 작동함으로써 제2 생물반응기 용기(420)에 추가되어 제2 생물반응기 용기(420) 내의 용액의 총 체적을 미리 결정된 체적으로 증가시킨다. 도 70을 참조하면, 밸브(438, 452, 436)를 개방하고 제2 생물반응기 용기의 순환 루프를 따라 제2 생물반응기 용기(420) 내의 용액을 펌핑하도록(즉, 제2 포트(426) 외부로, 상호 연결 라인(450)을 통해, 그리고 다시 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420)로) 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 형질도입전 샘플이 이어서 채취될 수도 있다. 샘플을 채취하기 위해, 제4 샘플 용기(280d)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 제4 샘플 튜빙 테일(476d)에 연결되고 밸브(478d)는 상호 연결 라인(450)을 통해 분석을 위해 제4 샘플 용기(280d)로 유동의 일부를 전환시키기 위해 개방된다.
채취된 제4 샘플의 분석이 모든 파라미터가 성공적인 형질도입을 위해 요구되는 미리 결정된 범위 내에 있는 것을 지시하면, 제2 생물반응기 용기(420) 내의 세포의 집단은 도 71에 도시되어 있는 바와 같이, 용액 내의 세포의 집단의 형질도입을 위해 미리 결정된 시간 기간 동안 배양된다. 예를 들어, 실시예에서, 제2 생물반응기 용기(420) 내의 세포의 집단은 형질도입을 위해 24시간 동안 배양될 수도 있다.
도 72를 참조하면, 형질도입 후, 배지가 제2 생물반응기 용기(420)에 추가되어 제2 생물반응기 용기(420) 내에 미리 결정된 확장 체적을 달성한다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 배지를 추가하기 위해, 밸브(468b, 436)가 개방되고 펌프(454)는 미리 결정된 확장 체적이 도달할 때까지 제2 생물반응기 용기의 제1 포트(422)를 통해 배지 백(466b)으로부터 제2 생물반응기 용기(420)로 성장/관류 배지를 펌핑하도록 작동된다.
도 73에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브(438, 452, 436)를 개방하고 상기에 지시된 바와 같이, 제2 생물반응기 용기(420)의 순환 루프를 따라 제2 생물반응기 용기(420) 내의 용액을 펌핑하도록(즉, 제2 포트(426) 외부로, 상호 연결 라인(450)을 통해, 그리고 다시 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(414) 및 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420)로) 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 확장전 샘플이 이어서 채취될 수도 있다. 샘플을 채취하기 위해, 제5 샘플 용기(280e)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 제5 샘플 튜빙 테일(476e)에 연결되고 밸브(478e)는 상호 연결 라인(450)을 통해 분석을 위해 제5 샘플 용기(280e)로 유동의 일부를 전환시키기 위해 개방된다.
채취된 제5 샘플의 분석이 모든 파라미터가 세포의 집단의 성공적인 확장을 위해 요구되는 미리 결정된 범위 내에 있는 것을 지시하면, 제2 생물반응기 용기(420) 내의 세포의 집단은 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 4시간 동안 배양되어, 세포가 정착되게 한다.
이 배양 기간 후에 또는 이후의 미리 결정된 시간에, 도 74에 도시되어 있는 바와 같이, 소비된/사용된 배지가 제2 포트(426)를 통해(및 상호 연결 라인(450)을 통해 폐기물 저장조(472a)로) 제2 생물반응기 용기(420) 외부로 펌핑되는 것과 동시에, 1일당 1 체적의 비율의 관류(1x 관류)가 배지 백(466b)으로부터 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420) 내로 배지를 펌핑함으로써 수행된다. 이 관류는 밸브(468b, 436, 438, 474a)를 개방하고, 제1 펌프(454) 및 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 달성된다. 이러한 1x 관류 중에, 배지 백(466b)으로부터의 배지는, 제2 생물반응기 용기(420) 내에 실질적으로 일정한 체적을 유지하기 위해, 사용된 배지가 제2 생물반응기 용기(420)로부터 제거되고 폐기물로 보내지는 것과 실질적으로 동일한 비율로 제2 생물반응기 용기(420) 내로 도입된다.
샘플링은 이어서 확장 프로세스를 모니터링하기 위해 그리고/또는 원하는 세포 밀도가 도달될 때를 결정하기 위해 요구되는/원하는 바에 따라 수행될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 밸브(438, 452, 436)를 개방하고 상기에 지시된 바와 같이, 제2 생물반응기 용기(420)의 순환 루프를 따라 제2 생물반응기 용기(420) 내의 용액을 펌핑하도록(즉, 제2 포트(426) 외부로, 제2 생물반응기 라인(428)을 통해, 상호 연결 라인(450)을 통해, 그리고 다시 제2 생물반응기 용기(420)의 제1 생물반응기 라인(424) 및 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420)로) 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 샘플이 채취될 수도 있다. 샘플을 채취하기 위해, 도 75에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 샘플 용기(280x)(예를 들어, 딥 튜브, 주사기 등)가 샘플 조립체(448)의 샘플 튜빙 테일에 연결되고 튜빙 테일의 밸브가 개방되어 분석을 위해 샘플 용기(280x)에 상호 연결 라인(450)을 통해 유동의 일부를 전환시키도록 개방된다. 각각의 샘플링 동작 후에, 관류가 없는 배양이 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 4시간 동안 수행되어, 관류를 재시작하기 전에 세포가 정착되게 한다.
도 76에 도시되어 있는 바와 같이, 이 배양 기간 후에, 도 74에 도시되어 있는 바와 같이, 소비된/사용된 배지가 제2 포트(426)를 통해(및 상호 연결 라인(450)을 통해 폐기물 저장조(472a)로) 제2 생물반응기 용기(420) 외부로 펌핑되는 것과 동시에, 1일당 1 체적의 비율의 관류(1x 관류)가 배지 백(466b)으로부터 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420) 내로 배지를 펌핑함으로써 수행된다. 이 관류는 밸브(468b, 436, 438, 474a)를 개방하고, 제1 펌프(454) 및 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 달성된다.
샘플링이 미리 결정된 임계값(예를 들어, 5 MM/mL)의 생존 가능 세포 밀도(VCD)를 지시할 때, 도 76에 도시되어 있는 바와 같이, 소비된/사용된 배지가 제2 포트(426)를 통해(및 상호 연결 라인(450)을 통해 폐기물 저장조(472a)로) 제2 생물반응기 용기(420) 외부로 펌핑되는 것과 동시에, 1일당 2 체적의 비율의 관류(2x 관류)가 배지 백(466b)으로부터 제1 포트(422)를 통해 제2 생물반응기 용기(420) 내로 배지를 펌핑함으로써 수행된다. 이 관류는 밸브(468b, 436, 438, 474a)를 개방하고, 제1 펌프(454) 및 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 달성된다. 이러한 2x 관류 중에, 배지 백(466b)으로부터의 배지는, 제2 생물반응기 용기(420) 내에 실질적으로 일정한 체적을 유지하기 위해, 사용된 배지가 제2 생물반응기 용기(420)로부터 제거되고 폐기물로 보내지는 것과 실질적으로 동일한 비율로 제2 생물반응기 용기(420) 내로 도입된다.
마지막으로, 도 77을 참조하면, 원하는 생존 가능 세포 밀도가 달성된 후에, 세포는 밸브(438, 474d)를 개방하고 순환 라인 펌프(456)를 작동시킴으로써 수확될 수도 있다. 세포의 확장된 집단은 제2 포트(426)를 통해, 상호 연결 라인(450)을 통해, 그리고 제2 튜빙 조립체(444)의 튜빙 테일(470d)에 연결된 수집 백(472d)으로 제2 생물반응기 용기(420) 외부로 펌핑된다. 이들 세포는 이어서 환자 내로의 전달 및 주입을 위해 관련 기술분야에 종래 공지된 방식으로 제형화될 수 있다.
바이오프로세싱 시스템(10)의 제2 모듈(200), 및 그 유동 아키텍처(400) 및 생물반응기 용기(410, 420)는 따라서, 다양한 바이오프로세싱 동작이 실질적으로 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 방식으로 수행될 수도 있는 가요성 플랫폼을 제공한다. 특히, 도 53 내지 도 77은 본 발명의 바이오프로세싱 시스템(10)을 사용하여(특히, 그 제2 모듈(200)을 사용하여) 수행될 수 있는 예시적인 일반적인 프로토콜을 도시하고 있지만, 시스템은 이와 관련하여 그와 같이 한정되는 것은 아니다. 실제로, 다수의 고객-특정 프로토콜을 포함하여, 다양한 자동화 프로토콜이 본 발명의 시스템에 의해 가능화될 수 있다.
기존 시스템에 대조적으로, 바이오프로세싱 시스템(10)의 제2 모듈(200)은, 세포 활성화, 형질도입 및 확장을 가능하게 하는 세포-배양 친화적 환경 조건에서(즉, 온도 및 기체 제어 환경 내에서) 모두 유지되는 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420) 및 유체 핸들링 및 유체 격납 시스템을 수용하는 기능적으로 폐쇄된 자동화 시스템이다. 전술된 바와 같이, 시스템은 자동화된 키트 로딩 및 폐쇄 샘플링 능력을 포함한다. 이 구성에서, 시스템은 단일 시스템에서 면역 세포 활성화, 형질도입, 확장, 샘플링, 관류 및 세척의 모든 단계를 가능하게 한다. 이는 단일 생물반응기 용기(예를 들어, 제1 생물반응기 용기(410))에서 모든 단계를 조합하거나 단부간 활성화 및 세척을 위해 생물반응기 용기(410, 420)의 모두를 사용하는 유연성을 사용자에게 또한 제공한다. 실시예에서, 단일 확장 생물반응기 용기(예를 들어, 생물반응기 용기(420))는 수십억 개의 T 세포의 투여량을 강인하게 발생하는 것이 가능하다. 단일 또는 다중 투여량이 높은 회수와 높은 생존력으로 현장에서 발생될 수 있다. 게다가, 시스템은 유전자 변형 면역 세포의 제조를 위한 상이한 프로토콜을 실행하는 유연성을 최종 사용자에게 제공하도록 설계된다.
본 발명의 바이오프로세싱 시스템에 의해 제공된 상업적 장점 중 일부는 작업흐름을 단순화하고, 노동 강도를 감소시키고, 청정룸 인프라구조에 대한 부담을 감소시키고, 고장 노드를 감소시키고, 동작의 스케일을 증가시키는 비용 및 능력을 감소시킴으로써 제품 상용화를 위한 강인하고 스케일링 가능한 제조 기술을 포함한다.
일반적인 작업흐름과 관련하여 전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템, 바이오프로세싱 시스템(10), 및 제2 모듈(200)의 유동 아키텍처(400) 및 생물반응기 용기(410, 420)는 배양 농도, 세척, 저속 관류, 고속 관류, '라운드 로빈(round robin)' 관류 프로세스가 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 방식으로 수행되는 것을 제공한다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 상호 연결 라인(450) 상의 펌프(456)는, 농축 단계에서 투과물 펌프(492)(통상적으로 예를 들어 약 10%와 같은, 순환 펌프(456)의 백분율)를 운전하면서, 생물반응기의 포트 중 하나로부터 여과 라인(482) 및 필터(484)를 통해 그리고 이어서 다시 생물반응기 상의 다른 포트로 유체를 순환하는 데 사용될 수 있다. 농도는 개방 루프로 운전될 수 있거나, 또는 생물반응기로부터 제거된 측정된 체적 또는 폐기물 내에 축적된 측정된 체적에 기초하여 정지될 수 있다. 실시예에서, 필터, 펌프 속도, 필터 면적, 루멘 수 등은 전단에 기인하는 파울링 및 과도한 세포 손실을 제한하기 위해 총 세포 수 및 표적 세포 밀도에 대해 모두 적절하게 크기 설정된다.
실시예에서, 전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 또한 예를 들어 배양 후 잔류 바이러스 벡터와 같은 잔류물을 제거하기 위해 세척을 위해 사용될 수 있다. 세척은 제1 유체 조립체 라인(442) 상의 펌프(454)가 투과물 폐기물 펌프(492)로부터 펌핑된 유체를 교체하기 위해 부가의 배양 배지에서 펌핑하는 데 사용되는 것을 제외하고는, 농축을 위해 전술된 동일한 단계를 수반한다. 새로운 배지의 도입 속도는 투과물 펌프(492)에 의한 유체의 제거 속도에 대응할 수 있다. 이는 생물반응기 용기에서 일정한 체적이 유지될 수 있게 하고, 생물반응기 내의 내용물이 양호하게 혼합되어 있는 한(순환이 충분할 수도 있음) 잔류물은 시간에 따라 기하급수적으로 제거될 수 있다. 실시예에서, 이러한 동일한 프로세스는 잔류물을 제거하기 위해 세포 현탁액의 현장 중공 섬유 여과 기반 세척을 위해 활성화 후 이용될 수 있다. 코팅 및 미코팅 표면의 경우, 가용성 활성화 시약 세척은 필터 기반 관류를 통해 또한 행해질 수 있다.
또한 전술된 바와 같이, 제1 유체 조립체 라인(442) 상의 펌프(454)는 주어진 생물반응기 용기에 배지를 추가하는 데 사용될 수 있고, 반면 상호 연결 라인(450) 상의 펌프(456)는 관류 프로세스에서, 제2 유체 조립체의 폐기물 백으로 소비된 배지를 이동시키는 데 사용된다. 실시예에서, 중력이 세포를 정착하는 데 사용될 수 있고, 소비된 배지는 생물반응기 용기 내의 세포를 상당히 방해하지 않도록 하는 이러한 속도로 펌핑될 수 있다. 이 프로세스는 동일한 속도로 펌프(454, 456) 개방 루프를 운전하는 것을 수반할 수도 있다. 실시예에서, 하나의 펌프(454 또는 456)는 설정된 속도로 운전될 수도 있고, 다른 펌프의 속도는 생물반응기 용기의 질량/체적 또는 폐기물 백의 질량/체적(또는 측정된 소스 백의 질량/체적)에 기초하여 조정될 수도 있다.
상기와 관련하여, 펌프 제어는 생물반응기 용기의 중량 측정(로드 셀(760)로부터의 피드백을 사용하여)에 기초할 수도 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 시스템 구성은 로드 셀 판독값을 기초로 하는 온-더-플라이(on-the-fly) 펌프 캘리브레이션을 가능하게 하여, 시스템이 시간 경과에 따라 튜브/펌프 성능의 변화를 자동으로 수용하게 한다. 또한, 이 방법은 생물반응기 용기를 비우거나 충전할 때 질량(체적) 변화율에 대한 폐루프 제어를 위해 사용될 수 있다.
도 81은 관류 프로세스에서 제2 모듈(200)을 이용하는 방법(480)의 일 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 방법(480)은, 482에서, 세포의 유전자 변형된 집단을 수납하는 생물반응기 용기(410)에 새로운 배지를 펌핑하도록 제1 펌프(454)를 활성화하는 단계, 484에서, 소비된 배지를 생물반응기 용기(410)로부터 폐기물 백(472a)으로 펌핑하도록 제2 펌프(456)를 활성화하는 단계, 486에서, 베드 플레이트와 연관된 로드 셀을 사용하여 생물반응기 용기(예를 들어, 생물반응기 용기(410))의 질량에 관한 질량 데이터를 획득하는 단계, 488에서, 생물반응기 용기(410)의 질량이 변경되었는지 또는 실질적으로 일정하게 유지되고 있는지 여부를 판정하는 단계, 및 생물반응기 용기의 질량이 변경되었으면, 490에서, 생물반응기 용기(410)의 실질적으로 일정한 질량을 유지하기 위해 제1 펌프 및 제2 펌프 중 적어도 하나의 동작 파라미터를 조정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 생물반응기 용기(410)의 질량이 감소되었다고 판정되면, 이는 소비된 배지가 생물반응기 용기로의 새로운 배지의 추가의 비율보다 높은 비율로 생물반응기 용기로부터 제거되고 있다는 것을 지시한다. 이에 따라, 그리고 이에 응답하여, 생물반응기 용기(410) 내에 실질적으로 일정한 질량(및 체적)을 유지하기 위해 제1 펌프의 유량이 증가될 수도 있고 그리고/또는 제2 펌프의 유량이 감소될 수도 있다. 생물반응기 용기(410) 내에 실질적으로 일정한 질량/체적을 유지하기 위해, 필요하다면, 다른 질량 데이터가 이어서 획득될 수도 있고 펌프 동작에 대한 추가의 조정이 이루어질 수도 있다. 질량이 제1 및 제2 펌프의 동작의 소정 시간 기간 후에 실질적으로 일정한 것으로 판정되면, 492에 나타낸 바와 같이, 펌프는 이들의 현재 동작 설정점(예를 들어, 유량)으로 유지될 수도 있다.
다른 실시예에서, 바이오프로세싱 시스템은 유동 아키텍처(400)를 사용하여 시스템에서 다양한 생물반응기 용기의 라운드 로빈 관류를 허용한다. 예를 들어, 제1 유체 조립체 라인(442)을 따른 순환 펌프(456) 및 펌프(545)는 전술된 바와 같이, 적절한 핀치 밸브 상태와 함께 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포를 관류시키기 위해 사용된다. 제1 생물반응기 용기(410) 내의 세포의 관류는 이어서 중단되거나 중지될 수도 있고, 이어서 순환 펌프(456) 및 펌프(454) 및 적절한 핀치 밸브가 제2 생물반응기 용기(420) 내의 세포를 관류시키도록 작동될 수도 있다. 이와 관련하여, 다양한 생물반응기의 관류가 순차적으로 수행될 수 있다(즉, 반복 및 교번 방식으로, 소정 시간 기간 동안 제1 생물반응기 용기(410)의 관류, 이어서 소정 시간 기간 동안 제2 생물반응기 용기(420)의 관류). 이는 더 많은 펌프, 배지 백 또는 폐기물 백의 사용을 요구하지 않고 시스템 내의 임의의 수의 생물반응기 용기의 관류를 허용한다.
라운드 로빈 관류에 의해, 펌프는 연속적으로 운전될 수 있고, 간헐적으로 함께 운전할 수 있고(듀티 사이클), 또는 순차적으로 운전할 수 있으며(소스, 이어서 폐기물, 반복), 따라서 다양한 생물반응기 용기 내의 체적/질량을 여전히 대략 동일한 레벨로 유지할 수 있다. 라운드 로빈 관류(펌프의 세트를 간헐적으로 함께 운전하고 소정 시간 간격 대기)는 또한 지시된 바와 같이, 동일한 2개의 펌프를 사용하여 다수의 용기의 관류를 또한 허용할 것이다. 또한, 라운드 로빈 관류는 펌프가 큰 저단 동적 범위를 갖지 않더라도 더 낮은 유효 교환율(예로서, 약 1 Vol/day)을 허용한다. 또한, 라운드 로빈 관류는 또한 제1 유체 조립체(440)의 밸브에 의해 제어되는 바와 같이 각각의 용기가 상이한 배지로 관류될 수 있게 한다.
게다가, 실시예에서, 고속 관류가 잔류물 제거를 위해(예를 들어, 활성화 후 Ab 제거 및/또는 형질도입 후 잔류물 제거)를 위해 사용될 수 있다. 고속 관류 프로세스에서, 설명된 관류 프로세스는 예를 들어, 분 내지 시간의 견지에서 1 로그 감소를 달성하기 위해 약 8 내지 20 volumes/day 또는 약 20 초과 volumes/day와 통상적인 1 내지 5 volumes/day보다 훨씬 더 고속으로 실행될 수도 있다. 실시예에서, 관류 속도는 세포 손실에 대해 균형화된다. 몇몇 실시예에서, 고속 관류는 중공 필터(484)의 제거를 허용하고 특정 단계 후에 잔류물을 신속하게 제거하는 생물학적 명령을 여전히 충족시킬 수도 있다.
또한 전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 제1 유체 조립체 라인(442) 상의 펌프(454)를 사용하여 제2 유체 조립체(444)에 연결된 다른 백/저장조로부터 헹굼 버퍼 또는 유체를 사용하여 제1 유체 조립체(440)에 연결된 백/저장조를 헹굼하는 것을 촉진한다. 게다가, 유동 아키텍처/시스템(400)의 유체 라인은 멸균 공기 소스(458)로부터의 멸균 공기로 클리어되어 세포가 라인 내에 안착하여 사멸하는 것을 방지하거나 배지 또는 시약이 라인 내에 안착하여 열화하거나 미사용되는 것을 방지할 수 있다. 멸균 공기 소스(458)는 또한 의도된 것보다 더 많은 시약이 생물반응기 용기(410, 420)로 펌핑되지 않는 것을 보장하기 위해 라인으로부터 시약을 클리어하는 데 사용될 수 있다. 멸균 공기 소스(458)는 마찬가지로, 캐리오버(carryover)를 제한하기 위해 멸균 튜브 용접을 클리어하도록 연결된 백(제1 또는 제2 유체 조립체(440, 444)의)까지 줄곧 라인을 클리어하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 또는 멸균 공기 소스(458)를 사용하여 라인을 클리어하는 것에 추가하여, 공기가 그를 통해 견인되는 포트가 침지되지 않고 생물반응기 용기가 공기 균형 포트(530)를 갖는 한, 라인은 생물반응기 용기 중 하나로부터 견인된 공기를 사용하여 클리어될 수도 있다.
전술된 바와 같이, 시스템은 생물반응기 용기(들)의 내용물의 샘플링 프로세스에서 폐쇄-서랍을 허용한다. 샘플링 중에, 샘플이 그로부터 견인되는 용기는 캠 아암(762)을 사용하여 교반될 수도 있어, 순환 라인 펌프(456)를 사용하여 용기의 내용물을 순환시키고, 샘플링 조립체(448)를 사용하여 상호 연결 라인(450)으로부터 샘플을 회수한다. 실시예에서, 단지 비-비드 결합 세포만이 교반될 수도 있다.
또한 전술된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 표적 세포 밀도가 달성된 후 세포의 집단이 수집될 수 있게 한다. 실시예에서, 형질도입된 세포의 확장된 집단을 수집하는 것은 상호 연결 라인(450) 상의 펌프(456)를 사용하여 제2 유체 조립체(444)에 연결된 백 중 하나로 세포를 이동하는 것, 또는 세포를 제1 유체 조립체(440)에 연결된 백으로 이동시키기 위해 상호 연결 펌프(456)로 세포를 순환시키는 것을 포함할 수도 있다. 이 프로세스는 최종 수집을 위해 또는 큰 샘플 체적을 위해 사용될 수 있고, 또는 샘플링 프로세스를 완전히 자동화하는 데 사용될 수 있다(즉, 주사기 또는 백을 제1 유체 조립체(440)에 연결하고, 생물반응기 용기의 내용물을 순환시키고, 유체 조립체 펌프(454)로 순환된 내용물로부터 원하는 샘플 체적의 부분을 견인하고, 주사기/백을 향해 이동시킴으로써). 이러한 경우에, 순환 펌프(456) 및 밸브는 이어서 유체/세포의 순환 라인을 클리어하는 데 사용될 수 있다. 게다가, 제1 유체 조립체 라인(442) 상의 펌프(454)는 라인 내에 잔류하는 상당한 양의 세포 없이 컨테이너로의 샘플 전달을 완료하기 위해 라인 내의 공기를 사용하여, 모든 분취된 샘플 체적을 샘플 컨테이너로 계속 압박하는 데 사용될 수 있다.
전술된 실시예는 세포의 활성화가 제1 생물반응기 용기에서 수행되고 활성화된 세포가 형질도입 및 확장을 위해 제2 생물반응기 용기로 전달되는 작업흐름을 개시하고 있지만, 실시예에서, 본 발명의 시스템은 활성화 및 형질도입 동작이 제1 생물반응기 용기 내에서 수행되게 하고, 유전자 변형된 세포의 확장이 제2 생물반응기 용기 내에서 수행되게 할 수도 있다. 더욱이, 실시예에서, 본 발명의 시스템은 격리된 T 세포의 현장 프로세싱을 허용할 수도 있고, 활성화, 형질도입 및 확장 유닛 동작은 모두 단일 생물반응기 용기 내에서 수행된다. 실시예에서, 본 발명은 단순화되고 자동화 친화적인 '원팟(one-pot)' 활성화, 형질도입 및 확장 용기를 가능화함으로써 기존 프로토콜을 단순화시킨다.
이러한 실시예에서, T-세포 활성제는 미크론-크기의 다이나비드(Dynabeads)일 수도 있고 렌티바이러스 벡터는 형질도입을 위해 사용된다. 특히, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 미크론-크기의 다이나비드는 T 세포를 격리 및 활성화하는 이중 목적을 담당한다. 실시예에서, T 세포의 활성화(및 격리)는 상기에 지시된 방식으로 다이나비드를 사용하여 생물반응기 용기(410) 중 하나에서 수행될 수도 있다. 이후에, 활성화된 세포는 예를 들어 도 60 내지 도 71과 관련하여 전술된 방식과 같이, 유전자 변형을 위해 바이러스에 의해 형질도입된다. 활성화 및 바이러스 형질도입 후, 바이러스는 이어서 생물반응기 용기(410) 내에 세포 및 미크론-크기의 다이나비드를 보유하는 전술된 무필터식 관류 방법을 사용하여 생물반응기 용기(410)로부터 세척될 수도 있다. 이는 활성화 및 형질도입을 위해 사용되는 동일한 생물반응기 용기(410) 내의 세포 확장을 가능하게 한다. 무필터식 관류 방법은 부가적으로 확장 중에 세포와 함께 보유되어야 할 필요가 있는 활성화 비드를 먼저 고정할 필요 없이 배양 세척이 발생하는 것을 가능하게 한다. 특히, 바이러스가 세척될 때, 미크론 크기의 다이나비드는 저속 관류 속도에서 유동화되지 않고 용기 내에 보유된다. 나노미터 크기의 바이러스 입자 및 잔류 거대 분자는 저속 관류 중에 유동화되고 세척된다.
실시예에서, 확장 후에, 세포는 도 77과 관련하여 전술된 방식으로 수확될 수도 있다. 수확 후에, 자기 디비딩(debeading) 프로세스가 수집된 세포로부터 다이나비드를 제거하는 데 이용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 세포의 확장된 집단을 수확하고 세포를 디비딩하는 단계는 관류를 사용하여 동시에 수행되며, 이에 의해 배양 배지는 생물반응기 용기 내의 공급 포트를 통해 도입되고, 한편 세포의 확장된 집단을 포함하는 세포 배양 배지는 생물반응기 용기로부터 생물반응기 용기 내의 배출 포트를 통해 제거된다. 특히, 배양물의 최종 디비딩이 요구될 때, 무필터식 관류가 세포의 중량과 세포-다이나비드 복합체의 중량의 차이를 이용함으로써 미크론-크기 비드를 디비딩하는 데 사용될 수 있다. 배양물을 디비딩하기 위해, 생물반응기 용기의 전체 내용물이 혼합될 것이다(예시를 위해, 전술된 방식으로 액추에이터 기구의 캠 아암(762)을 사용하여). 혼합/교반 후, 무거운 다이나비드는 가라앉아 10 내지 15분 내에 실리콘 멤브레인(516) 상에 정착될 것이다. 대조적으로, 세포는 멤브레인(516) 위에 정착되기 위해 4시간 초과를 필요로 한다. 혼합/교반 후 10 내지 15분의 유지 기간 후, 세포 현탁액은 정착된 다이나비드를 방해하지 않으면서 관류를 사용하여 천천히 인출될 수 있다. 유입 배지 라인은 생물반응기 용기 내에서 배지 베드 높이를 유지하는 데 사용될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 발명은 다수의 중간 프로세스 세포 전달 및 신중한 세척 및 디비딩 단계의 필요성을 제거함으로써 현재의 다이나비드 프로토콜을 단순화하고 비용 및 잠재적 위험을 최소화한다. 세포를 수확하는 것과 동시에 배양물을 디비딩함으로써, 통상적으로 필요했던 부가의 자기 디바이스 또는 1회용품의 필요성이 제거될 수 있다.
다른 정적, 무관류 배양 시스템에 대조적으로, 본 발명의 기체 투과성 멤브레인 기반 생물반응기 용기(410)는 고밀도 세포 배양(예를 들어, 최대 35 mm/cm2)을 지원한다. 따라서, 다이나비드를 사용하는 활성화, 형질도입, 세척 및 확장의 4개의 단위 프로세스는 완전히 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 방식으로 동일한 생물반응기 용기 내에서 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바이오프로세싱 시스템은 중간 프로세스 세포 전달 및 신중한 세척 단계의 필요성을 제거함으로써 현재 프로토콜을 단순화하고, 다수의 인간 접촉점으로부터 발생하는 비용 및 잠재적 위험을 최소화한다.
실시예에서, 시스템의 2개의 생물반응기 용기(410, 420)는 동일한 시작 배양물 또는 2개의 동시 분할 배양물, 예를 들어 하나의 생물반응기 용기(410) 내의 CD4+ 세포 및 다른 생물반응기 용기(420) 내의 CD8+ 세포로 실행될 수 있다. 분할 배양물은 환자 내로 주입 전에 조합될 수 있는 2개의 세포 유형의 병렬 독립적 프로세싱 및 확장을 허용한다.
본 발명의 바이오프로세싱 시스템을 사용하여 유전자 변형된 세포의 생성 및 확장을 위한 다수의 가능한 CAR-T 작업흐름이 전술되었지만, 다른 CAR-T 작업흐름이 또한 본 발명의 시스템에 의해 가능하기 때문에, 본 명세서에 설명된 작업흐름은 포괄적인 것으로 의도되지 않는다. 게다가, 본 발명의 시스템, 및 특히 시스템의 제2 모듈(200)이 CAR-T 세포의 제조와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 시스템은 또한 TCR-T 세포 및 NK 세포와 같은 다른 면역 세포의 제조와 호환 가능하다. 더욱이, 본 발명의 실시예는 제1 생물반응기 용기(410)의 출력이 부가의 프로세싱 단계를 위해 제2 생물반응기 용기(420)에 추가되는 2-단계의 순차적인 프로세스(예를 들어, 제1 생물반응기 용기 내에서의 활성화 및 제2 생물반응기 용기 내에서의 형질도입 및 확장)에서 2개의 생물반응기 용기(410, 420)의 사용을 개시하고 있지만, 몇몇 실시예에서, 2개의 생물반응기 용기는 동일한 작업흐름을 위해 이중으로 사용될 수 있다. 제2 생물반응기 용기를 순차적으로 사용하는 예시적인 이유는 이후의 단계에서 유해한 제1 생물반응기를 세척할 수 없는 잔류 화학적 변형(예를 들어, 코팅 또는 고정 시약), 또는 세포의 과노출이 이전의 단계에서 발생하면, 또는 세포의 추가 전에 생물반응기 표면을 프리코팅하기 위한 필요성(예를 들어, 레트로넥틴 코팅)을 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템에 의해 가능화된 잠재적인 단일 생물반응기 용기 작업흐름의 부가의 예는 (1) 단일 생물반응기 용기 내에서의 가용성 활성제 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장, (2) 단일 생물반응기 용기 내에서의 다이나비드-기반 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장 및 (3) 단일 용기 내에서의 트랜스액트 비드-기반 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장을 포함한다.
더욱이, 본 발명의 시스템에 의해 가능화된 잠재적인 다중 생물반응기 용기 작업흐름의 다른 예는, (1) 2개의 생물반응기 용기 내에 동일한 세포 유형 또는 분할 배양물을 사용하여, 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 가용성 활성제 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 가용성 활성제 활성화, 렌티바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장; (2) 2개의 생물반응기 용기 내에 동일한 세포 유형 또는 분할 배양물을 사용하여, 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 다이나비드-기반 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 다이나비드-기반 활성화, 렌티바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장; (3) 2개의 생물반응기 용기 내에 동일한 세포 유형 또는 분할 배양물을 사용하여, 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 트랜스액트 비드-기반 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 트랜스액트-기반 활성화, 렌티바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장; (4) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 가용성 활성제 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 레트로넥틴 코팅, 형질도입 및 확장; (5) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 고정 활성제 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 레트로넥틴 코팅, 형질도입 및 확장; (6) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 다이나비드 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 레트로넥틴 코팅, 형질도입 및 확장; (7) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 다이나비드 활성화 및 렌티바이러스 형질도입, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 확장; (8) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 트랜스액트 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 레트로넥틴 코팅, 형질도입 및 확장; (9) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 가용성 활성제 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 현장외 전기천공된 세포 또는 다른 비바이러스 변형된 세포의 확장; (10) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 트랜스액트 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 현장외 전기천공된 세포 또는 다른 비바이러스 변형된 세포의 확장; (11) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 다이나비드 활성화, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 현장외 전기천공된 세포 또는 다른 비바이러스 변형된 세포의 확장; (12) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 동종이형 NK 세포의 확장, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 동종이형 NK 세포의 확장(소분자 기반 확장, 유전자 변형 없음); (13) 제1 생물반응기 용기(410) 내에서의 동종이형 NK 세포의 확장, 및 제2 생물반응기 용기(420) 내에서의 동종이형 NK 세포의 확장(공급자 세포 기반 확장, 유전자 변형 없음); 및 (14) 제1 생물반응기 용기(410) 및/또는 제1 및 제2 생물반응기 용기(410, 420) 내에서의 동종이형 CAR-NK 또는 CAR-NK 92 세포의 가용성 활성제 활성화, 바이러스 형질도입, 무필터식 관류 및 확장(레트로넥틴 코팅 없음, 폴리브렌은 형질도입을 돕기 위해 사용됨)을 포함한다.
전술된 실시예는 생물반응기 용기 및/또는 베드 플레이트와 일체화된(예를 들어, 멤브레인 상에, 멤브레인 내에 일체화됨, 용기 측벽 상에 등) 프로세스 모니터링 센서를 예시하고 있지만, 다른 실시예에서 부가의 센서가, 예를 들어 유체 유동 라인 자체를 따라 유체 아키텍처(400)에 추가될 수도 있는 것으로 고려된다. 이들 센서는 순환된 유체 내의 pH, 용존 산소, 밀도/탁도(광학 센서) 전도도 및 생존력과 같은 파라미터를 모니터링하기 위한 1회용-호환성 센서일 수도 있다. 순환 루프(예를 들어, 제1 생물반응기 용기의 순환 루프 및/또는 제2 생물반응기 용기의 순환 루프) 내에 센서를 배열함으로써, 용기 구성이 단순화될 수 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예에서, 순환 루프를 따른 센서는 순환될 때 용기 내용물의 더 정확한 표현을 제공할 수도 있다(세포가 용기 내에서 정적일 때를 측정하는 대신). 또한, 유량 센서(예를 들어, 초음파 기반)가 펌핑 성능을 측정하기 위해 유동 루프에 추가될 수 있고, 필요에 따라 펌핑 파라미터를 교정하기 위해 알고리즘과 함께 사용될 수 있다.
상기에 지시된 바와 같이, 제1 및 제3 모듈(100, 300)은 세포 농축 및 격리, 및 수확 및/또는 제형화가 가능한 관련 기술분야에 공지된 임의의 시스템 또는 디바이스(들)의 임의의 형태를 취할 수도 있다. 도 78은 다양한 자기 격리 비드 유형(예를 들어, 밀테니(Miltenyi) 비드, 다이나비드 및 스템셀 이지셉(StemCell EasySep) 비드를 포함함)을 사용하는 세포 농축 및 격리를 위해, 제1 모듈(100)로서 바이오프로세싱 시스템(10)에서 사용될 수도 있는 디바이스/장치(900)의 하나의 가능한 구성을 도시하고 있다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 장치(900)는 원심 프로세싱 챔버(912)를 수용하는 베이스(910), 고 동적 범위 연동 펌프 조립체(914), 연동 펌프 조립체에 의해 수용된 작은 내경 펌프 튜브(916), 스탑콕 매니폴드(918), 광학 센서(920), 및 가열-냉각-혼합 챔버(922)를 포함한다. 이하에 지시되는 바와 같이, 스탑콕 매니폴드(918)는 예를 들어 루어 피팅을 사용하여 다수의 유체 또는 기체 라인을 함께 인터페이스하는 간단하고 신뢰적인 수단을 제공한다. 실시예에서, 펌프(914)는 약 3 mL/min만큼 낮고 약 150 mL/min만큼 높은 유량을 제공하도록 정격화된다.
도 78에 또한 도시되어 있는 바와 같이, 장치(900)는 베이스(910)로부터 연장되고 복수의 프로세싱 및/또는 소스 용기 또는 백을 현수하기 위한 복수의 후크(926)를 포함하는 일반적으로 T형 행거 조립체(924)를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 6개의 후크가 존재할 수도 있다. 각각의 후크는 각각의 용기/백의 중량을 검출하기 위한 통합 중량 센서를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 백은 샘플 소스 백(930), 프로세스 백(932), 격리 버퍼 백(934), 세척 백(936), 제1 저장 백(938), 제2 저장 백(940), 격리후 폐기물 백(942), 세척 폐기물 백(944), 배지 백(946), 해제 백(948) 및 수집 백(950)을 포함할 수도 있다.
장치(900)는 본 명세서에 제공된 바와 같이, 자기 세포 격리 홀더(960)와 함께 사용되거나 포함하도록 구성된다. 자기 세포 격리 홀더(960)는 자기장 발생기(962)(예를 들어, 자기장 플레이트(964, 966))에 제거 가능 결합될 수도 있다. 자기 세포 격리 홀더(960)는 분리 열, 매트릭스 또는 튜브와 같은 자기 보유 요소 또는 재료(968)를 수용한다. 실시예에서, 자기 세포 격리 홀더(960)는 본 명세서에 그래도 참조로서 합체되어 있는, 2017년 12월 1일 출원된 미국 특허 출원 제15/829,615호에 개시된 바와 같이 구성될 수도 있다. 장치(900)는 프로세서에 의해 실행되고 메모리 내에 저장된 명령에 따라 동작하는 제어기(예를 들어, 제어기(110))의 제어 하에 있을 수도 있다. 이러한 명령은 자기장 파라미터를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 장치(900)는 이하에 설명되는 바와 같이, 비드 추가에 이용될 수 있는 주사기(952)를 더 포함할 수도 있다.
이제 도 79를 참조하면, 장치(700)의 일반적인 프로토콜(1000)이 도시되어 있다. 이 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 단계(1010)에서, 샘플 내의 혈소판 및 혈장을 감소시킴으로써 농축이 수행된다. 다이나비드가 자기 격리 비드로서 이용되는 실시예에서, 다이나비드 현탁액 내의 잔류물을 제거하기 위한 세척 단계(1012)가 이어서 수행될 수도 있다. 농축 후에, 단계 1014에서, 세포는 이어서 프로세스 백(932)으로 전달된다. 몇몇 실시예에서, 농축된 세포의 일부는 단계 1016에서, 프로세스 백(932) 내로 전달 전에, 제1 저장 백(938)에 저장될 수도 있다. 단계 1018에서, 자기 격리 비드가 단계 1020에서 주사기(952)를 사용하는 것에 의해서와 같이, 프로세스 백 내에 주입된다. 실시예에서, 자기 격리 비드는 밀테니 비드 또는 스템셀 이지셉 비드이다. 다이나비드가 이용되는 경우, 단계 1012로부터의 세척된 다이나비드는 프로세스 백(932) 내에 재현탁된다. 실시예에서, 주사기를 이용하는 대신에, 자기 격리 비드는 시스템에 연결된 백 또는 용기에 수용될 수도 있고, 비드는 펌프(914)에 의해 시스템 내로 흡인될 수도 있다.
프로세스 백(932) 내의 비드 및 세포는 단계 1020에서, 소정 시간 기간 동안 배양된다. 자기 격리 비드가 밀테니 나노-크기 비드인 실시예에서, 과잉의 나노-크기 비드를 제거하기 위해 단계 1022에서 침강 세척이 수행되고, 배양된 비드 결합 세포의 일부는 단계 1024에서 제2 저장 백(940)에 저장된다. 배양 후에, 단계 1026에서, 비드 결합 세포는 자석, 예를 들어 자기 세포 격리 홀더(960)의 자기장 플레이트(964, 966)를 사용하여 격리된다. 단계 1028에서, 잔류 비드 결합 세포가 이어서 헹굼되고 격리된다. 마지막으로, 밀테니 또는 다이나비드가 이용되는 실시예에서, 단계 1030에서, 격리된 비드 결합 세포는 수집 백(950)에 수집된다. 스템셀 이지셉 비드가 이용되는 실시예에서, 비드를 제거하기 위해 비드로부터 세포를 해제하는 부가의 단계(1032), 및 수집된 세포를 세척/농축하는 선택적 단계(1034)가 수행된다.
장치(900)를 사용하는 도 79의 일반적인 프로토콜의 더 상세한 설명이, 장치(900)의 유동 아키텍처(1100)의 개략도인 도 80을 구체적으로 참조하여, 이하에 설명된다. 시작하기 위해, 혈소판 및 혈청의 양을 감소시키기 위해, 소스 백(930) 내에 수납된 성분 채집 생성물 및 세척 버퍼를 사용하여 세척을 위해 세척 버퍼 백(936)으로부터 챔버(912)로 세척 버퍼를 전달함으로써 농축 프로세스(단계 1010)가 시작된다. 이 시점에, 농축된 소스 재료는 챔버(912)에 위치된다. 격리 프로세스를 시작하기 위해, 자석 세포 격리 홀더(960)에 의해 수용된 분리 열은 매니폴드(918)를 통해 그리고 열을 프라이밍하기 위해 열을 통해 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로의 버퍼의 유동을 개시함으로써 프라이밍된다.
상기에 개시된 바와 같이, 다이나비드가 자기 격리 비드로서 이용되는 것과 같은 특정 실시예에서, 세척 단계(단계 1012)는 비드 현탁액 버퍼 내의 임의의 잔류물을 제거하기 위해 수행된다. 세척 단계는 프로세스 루프(1110) 내에서 순환하는(예를 들어, 프로세스 백(932)으로부터 연동 펌프 튜빙(914)을 통해, 매니폴드(918)를 통해, 그리고 다시 프로세스 백(932)으로) 동안 주사기(952)를 사용하여 비드를 주입하는 단계, 프로세스 루프(1110)를 클리어하는 단계, 및 이어서 자기장 발생기(962)가 '온'인 동안 프로세스 백(932)을 격리 폐기물 백(942)에 유동시킴으로써 비드를 포획하는 단계를 포함한다. 세척이 요구되지 않는 실시예에서, 프로세스 백(932)은 프로세스 백(932)이 깨끗한 것을 보장하기 위해 격리 폐기물 백(942)으로 유동한다. 본 명세서에서 사용될 때, 영구 자석의 경우에, 온은 자기 보유 요소 또는 재료(968)(예를 들어, 분리 열, 매트릭스 또는 튜브)가 자기장 내의 적절한 위치에 있는 것을 의미한다. 오프는 튜빙 섹션이 자기장으로부터 제거되는 것을 의미한다.
다음에, 프로세싱 챔버(912) 내의 농축 세포가 프로세스 백(932)으로 전달되고(단계 1014), 격리 버퍼 백(934)으로부터의 격리 버퍼가 프로세싱 챔버(912) 내로 흡인되어 임의의 잔류 세포를 챔버(912)에서 헹굼한다. 헹굼 후, 유체는 프로세스 백(932)으로 배출된다. 이 헹굼 프로세스는 원하는 바에 따라, 반복될 수도 있다. 모든 세포가 프로세스 백(932)으로 전달된 후, 챔버(912)는 격리 버퍼 백(934)으로부터 챔버(912) 내로 버퍼를 흡인하고 유체를 소스 백(930)으로 배출함으로써 세척된다. 이 세척 프로세스는 원하는 바에 따라, 반복될 수도 있다.
프로세스 백(932)의 내용물은 이어서, 전체 내용물을 프로세스 백(932)으로 복귀시킴으로써 프로세스 루프(1110)를 클리어하기 전에, 프로세스 루프(1110)를 따라 내용물을 순환시킴으로써 혼합될 수도 있다. 상기에 지시된 바와 같이, 실시예에서, 농축된 세포의 일부는 프로세스 백(932)의 내용물의 일부를 제1 저장 백(938)으로 전달함으로써 이 시점에 저장될 수도 있다(단계 1016). 프로세스 라인(1112) 및 제1 저장 백 라인(1114)은 이어서 클리어될 수도 있다.
비드 세척 단계가 이용되지 않는 실시예에서, 비드는 주사기(952)를 사용하여 프로세스 루프(1110) 내로 주입되고 프로세스 루프(1110)가 클리어된다(단계 1018). 비드 세척 단계가 이용되는 실시예에서, 비드는 프로세스 루프(1110)(단계 1018) 및 열(968)을 통해 재현탁되고 순환되고, 프로세스 루프는 열(968)을 통해 클리어된다.
전술된 바와 같이, 자기 격리 비드를 추가한 후, 세포는 소정 시간 기간 동안 배양될 수도 있다(단계 1020). 실시예에서, 배양 전에, 프로세스 백(932)의 내용물은 제2 저장 백(940)으로 전달될 수도 있고, 제2 저장 백(940)은 교반된다(예로서, 가열-냉각-혼합 챔버(922)를 사용하여). 제2 저장 백(940)의 내용물은 이어서 프로세스 백(932)으로 다시 전달된다. 격리 버퍼 백(934)으로부터의 버퍼는 이어서 프로세싱 챔버(912) 내로 흡인되고, 챔버 내용물은 제2 저장 백(940)으로 배출되고, 이어서 프로세스 백(932)으로 전달되어 제2 저장 백(940)을 헹굼하게 된다.
어느 실시예에서든, 세포는 이어서 지정된 배양 시간 동안 프로세스 루프(1110)를 따라 세포를 순환시킴으로써 자기 격리 비드와 함께 배양된다. 배양 후에, 프로세스 루프(1110)는 클리어된다.
전술된 바와 같이, 배양 후에, 과잉의 비드(예를 들어, 나노-크기 비드)를 세척하는 선택적 단계가 수행될 수도 있다(단계 1022). 과잉의 나노-크기 비드를 세척하는 단계는 프로세스 백(932)으로부터 제2 저장 백(940)으로의 유동을 개시하는 단계, 제2 저장 백(940)의 내용물을 프로세싱 챔버(912) 내로 흡인하는 단계, 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 전달하는 단계, 프로세스 백(932)의 내용물을 제2 저장 백(940)으로 전달하는 단계, 제2 저장 백(940)의 내용물을 프로세싱 챔버 내로 흡인하는 단계를 포함한다. 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로, 이어서 제2 저장 백(940)으로 유동하는 단계는 과잉의 비드를 세척하기 위해 원하는 바에 따라 반복될 수도 있다. 실시예에서, 챔버(912)는 이어서 격리 버퍼 백(934)으로부터의 버퍼로 충전되어, 챔버(912)의 회전을 개시하고, 이어서 상청액을 폐기물 백(742)으로 배출할 수도 있다. 이들 단계는 원하는 바에 따라 반복될 수도 있다. 실시예에서, 챔버 내의 세포는 프로세스 백(932)으로 배출되고, 격리 버퍼 백(934)으로부터의 버퍼는 챔버(932) 내로 흡인되고, 챔버는 이어서 프로세스 백(932)으로 배출된다. 이 프로세스는 마찬가지로 원하는 바에 따라 반복될 수도 있다. 프로세스 루프의 혼합 및 프로세스 루프의 클리어가 이어서 수행된다.
몇몇 실시예에서, 배양된 세포 집단의 일부는 제2 저장 백(940)에 저장될 수도 있다(단계 1024). 이를 위해, 프로세스 백(932)의 내용물의 일부가 제2 저장 백(940)으로 전달될 수도 있고, 이어서 프로세스 라인 및 제2 저장 라인(1116)이 클리어된다.
전술된 임의의 프로세스에서, 배양 후에, 비드 결합 세포는 자석(964, 966)을 사용하여 격리된다(단계 1026). 이는 자기장 발생기(962)가 '온'인 동안 프로세스 백(932)으로부터 폐기물 백(942)으로 유동함으로써 달성된다. 잔류 폐기물은 이어서 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 이어서 자기장 발생기(962)가 '온'인 상태에서 프로세스 백(932)으로부터 폐기물 백(942)으로 펌핑함으로써 클리어된다.
실시예에서, 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 루프(1110)를 헹굼하고, 프로세스 루프(1110)를 클리어하고, 자기장 발생기(962)가 '온'인 상태에서 프로세스 백(932)으로부터 폐기물 백(942)으로 유동함으로써 재현탁이 없는 헹굼이 수행될 수도 있다.
다른 실시예에서, 자기장 발생기(962)가 '오프'인 상태에서 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 루프(1110)를 순환하고, 프로세스 루프를 클리어하고, 자기장 발생기(962)가 '온'인 상태에서 프로세스 백(932)으로부터 폐기물 백(942)으로 유동함으로써 재현탁을 통한 헹굼이 수행될 수도 있다.
실시예에서, 잔류 폐기물은 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 자기장 발생기(962)가 '온'인 상태에서 프로세스 백(932)으로부터 폐기물 백(942)으로 유동함으로써 클리어될 수도 있다.
잔류 비드 결합 세포를 헹굼하고 격리한 후, 격리된 비드 결합 세포가 이어서 수집된다(단계 1028). 비드 결합 세포가 비드로부터 세포를 해제하지 않고 수집되는 경우, 일 방법에서, 배지 백(946)으로부터의 배지는 자기장 발생기(962)가 '오프'인 상태에서 열(968)을 통해 수집 백(950)으로 간단히 펌핑된다. 다른 방법에서, 격리 버퍼 백(934)으로부터의 버퍼가 프로세스 백(932)으로 펌핑되고, 프로세스 백(932)은 이어서 자기장 발생기(962)가 '오프'인 상태에서 수집 백(950)으로 펌핑된다. 이 제2 방법은 격리후 세척을 제공한다. 제3 방법에서, 배지 백(946)으로부터의 배지는 열(966)을 통해 프로세스 백(932)으로 펌핑된다(격리후 세척이 필요하지 않으면). 대안적으로, 격리 버퍼 백(934)으로부터의 버퍼는 열(966)을 통해 프로세스 백(932)으로 펌핑된다(격리후 세척이 요구되면). 어느 프로세스에서든, 프로세스 백(932)의 내용물은 이어서 프로세스 루프(1110) 내에서 순환되고, 프로세스 루프(1110)는 프로세스 백(932)으로 복귀함으로써 클리어되고, 프로세스 백(932)의 내용물은 비드 결합 세포를 수집하기 위해 수집 백(950)으로 펌핑된다.
비드 결합 세포가 비드로부터 세포를 해제한 후 수집되어야 하는 경우, 다수의 잠재적인 프로세스가 수행될 수도 있다. 예를 들어, 실시예에서, 세포/비드는 백(948)으로부터 열을 통해 프로세스 백(932)으로 해제 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 루프(1110) 내에서 순환하고, 이어서 유체를 프로세스 백(932)으로 복귀시킴으로써 프로세스 루프를 클리어함으로써 자석이 '오프'인 상태에서 재현탁될 수도 있다. 다음에, 프로세스 루프(1110) 내에서 배양하고, 프로세스 루프(1110)를 클리어하고, 프로세스 백(932)으로부터 열(966)을 통해 수집 백(950)으로 펌핑함으로써 해제된 세포를 수집하고, 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 백(932)의 내용물을 열(966)을 통해 수집 백(950)으로 펌핑함으로써 잔류물을 수집함으로써, 자석이 '온'인 상태에서 배양 및 수집이 수행된다. 해제된 비드(단계 1032)는 이어서 자석이 '오프'인 상태에서, 격리 버퍼 백(934)으로부터 열(966)을 통해 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 루프(1110) 내에서 순환하고, 프로세스 루프(1110)를 클리어하고, 프로세스 백(932)의 내용물을 폐기물 백(942)으로 펌핑함으로써 폐기될 수도 있다.
상기와 관련하여, 실시예에서, 세척/농축(단계 1034)은 수집 백(950)의 내용물을 프로세싱 챔버(912)로 펌핑하고, 격리 버퍼 백(934)으로부터 프로세스 백(932)으로 버퍼를 펌핑하고, 프로세스 백(932)으로부터 프로세싱 챔버(912)로 버퍼를 전달함으로써 수행될 수도 있다. 세척 사이클은 이어서 프로세싱 챔버(912)를 버퍼 형태 격리 버퍼 백(934)으로 충전하고, 챔버(912)를 스핀하고, 폐기물 백(942)에 상청액을 배출하고, 원하는 바에 따라 스핀 및 배출 단계를 반복함으로써 수행될 수도 있다. 마지막으로, 세척/농축 후에 세포를 수집 백으로 전달하는 단계는 배지 백(946)으로부터 수집 백(950)으로 배지를 전달하고, 수집 백 내용물을 프로세싱 챔버(912) 내로 펌핑하고, 프로세싱 챔버(912)의 내용물을 수집 백(950)에 배출하고, 이어서 프로세싱 챔버(912)와 수집 백(950) 사이의 라인을 수동으로 클리어함으로써 달성될 수도 있다.
실시예에서, 백들 중 하나, 예를 들어, 프로세스 백(932)은, 전술된 다양한 프로세스 단계에서와 같이, 요구에 따라, 멸균 공기가 라인을 클리어하기 위해 시스템 내로 도입될 수도 있도록(프로세스 백(932)이 비어 있을 때) 필터를 갖는 상부 포트(1118)를 포함할 수도 있다. 라인의 클리어는 농축/격리 프로세스에서 그리고/또는 프로세스 중에 제1 단계로서 달성될 수도 있다. 실시예에서, 수집 백(950)으로부터의 공기는 시스템의 임의의 라인을 클리어하는 데 사용될 수도 있다(예를 들어, 수집 백(950)으로부터의 공기는 프로세스 라인(1112)을 클리어하는 데 사용될 수 있고, 이어서 프로세스 라인(1112) 내의 공기는 원하는 튜빙 라인(즉, 라인(1114, 1116) 등)을 클리어하는 데 사용될 수 있어, 이에 의해 프로세스 백(932)으로부터 액체로 프로세스 라인(1112)을 충전하고, 마지막으로 수집 백(950)으로부터의 공기를 사용하여 프로세스 라인(1112)을 다시 클리어함).
실시예에서, 프로세싱 백(932)은 블로우 성형되고, 특히 순환 기반 배양 중에 긴 촉진 혼합 중에, 미크론-크기 비드가 측벽에 고착하는 것을 제한하기 위해 측면에 높은 각도를 갖는다(액체 레벨 초과의 한정된 공기 포켓을 갖는 3D 형상을 가짐).
실시예에서, 주사기(952)는 순환 기반 유동 루프(1110)로의 작은 체적(비드 현탁액 분취량과 같은)의 첨가를 허용한다. 더욱이, 유동 루프(1110)로부터의 유체는 주사기(952) 내로 견인되어 주사기(952)로부터 임의의 잔류물을 추가로 클리어할 수 있다.
실시예에서, 센서(920) 중 하나는 유체의 유동을 측정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서(920) 중 하나는 정확한 유동 제어를 보장하기 위해 2차 확인 척도로서 사용될 수 있는 기포 검출기 또는 광학 검출기일 수 있다(후크(926)와 통합된 로드 셀에 추가하여). 이는 실제로 열 내로 공기를 도입하지 않고 자석을 통해 프로세스 백 내의 체적을 유동하는 것이 요구되는 격리 중에 사용될 수 있다. 로드 셀은 프로세스 백이 로드 셀 몇몇 예측된 공차 내에서 빈 상태에 가깝다는 것을 지시하고, 기포 검출기(920)는 유동을 정지시키기 위해 후행 액체/공기 계면을 식별한다. 따라서, 센서(920)는 세포를 이탈시키거나, 세포를 건식 환경에 노출하는 슬러그를 발생할 수 있는 루프 내로의 공기의 견인을 방지하기 위해 제어기에 의해, 또는 펌프가 프로세스 백의 완전한 배출 후에 정지되지 않는 상황에서 재료를 폐기물 백 내로 부주의하게 견인함으로써 사용될 수 있다. 실시예에서, 기포 검출기(920)는 따라서 체적 제어 정확도를 개선하기 위해 후크와 일체화된 로드 셀과 조합하여 사용될 수 있어, 이에 의해 세포 손실을 감소시키고 그리고/또는 공기가 열 튜빙 및 열로 진입하는 것을 방지한다.
실시예에서 전술된 바와 같이, 수집을 위해, 격리 열/튜브 내에서 비드 결합 세포를 이탈시키는 데 사용될 수 있는 공기 슬러그의 의도적인 발생을 위해 공기가 루프 내로 견인될 수도 있다. 실시예에서, 버퍼 용액이 격리 열을 통해 순환되어 공기 슬러그를 사용하는 대신에 또는 그에 추가하여 격리 열로부터 비드 결합 세포를 용출할 수도 있다.
실시예에서, 단일 펌프에 대해 확장된 유량 범위를 가능하게 하기 위해, 직렬로 연결된 상이한 내경을 갖는 2개 이상의 연동 펌프 튜브가 채용될 수 있다. 튜브들 사이에서 스위칭하기 위해, 펌프 커버가 개방되고, 기존의 튜브가 물리적으로 제거되고, 원하는 튜브가 물리적으로 삽입되고, 펌프 헤드가 이어서 폐쇄된다.
몇몇 실시예에서, 시스템(900)은 격리/포획된 비드-세포 복합체의 용출을 위해 사용될 수 있다. 특히, 튜브 측벽 또는 열 틈새 공간으로부터 복합체의 제거를 돕기 위해 공기-액체 계면이 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 공기가 열/튜브를 통해 순환되거나 전후로 셔플될 수 있다. 공기/액체 계면이 없으면, 비드/비드 결합 세포의 패킹된 베드는, 전단 속도(세포 생존력에 잠재적인 부정적인 영향을 미침)를 상당히 증가시키지 않고, 유량 제어만으로는 제거하기 어려울 수 있다. 유량과 결합하여, 자석으로부터 제거하지 않고 비드-세포 복합체를 제거하는 것이 따라서 가능하다.
상기와 관련하여, 시스템(900)은 양성으로 선택된 비드-세포 복합체를 선택 배지 내로 직접 용출하는 개념을 지원한다(하류 단계에 기초하여). 이는 버퍼 교환/세척 단계를 제거한다. 실시예에서, 배양을 시작하기 위해 배지 및 바이러스 벡터 내로 직접 용출하는 것이 또한 고려된다. 이 개념은 최종 백에 바이러스 벡터를 추가하는 것을 또한 가능하게 할 수 있다. 실시예에서, 버퍼로 비드 결합 세포를 용출하는 대신에, 배지가 용출 유체로서 사용될 수도 있다. 유사하게, 해제 버퍼가 비드로부터 후속 세포 해제를 위해 스템셀 비드를 용출하는 데 사용될 수 있다. 시스템(900)의 일부에서 버퍼를 배지로 교체함으로써, 희석이 최소화될 수 있다.
상기에 개시된 바와 같이, 제1 모듈(100)의 장치(900)는 혈소판- 및 혈장-감소 농축에 이어서 표적 세포의 자기 격리를 제공하는 단일 키트이다. 장치(900)는 농축, 격리 및 수집 단계 및 모든 개입 단계가 최소한의 인간 개입으로 수행될 수 있도록 자동화된다. 제2 모듈(200)과 마찬가지로, 제1 모듈(100) 및 그 장치(900)는 오염의 위험을 최소화하기 위해 기능적으로 폐쇄되고, 다양한 치료제 체적/투여량/세포 농도를 핸들링하기 위해 가요성이고, CAR-T 세포에 추가하여 다수의 세포 유형을 지원할 수 있다.
본 발명의 시스템은 필수 전자 기기, 소프트웨어, 메모리, 저장 장치, 데이터베이스, 펌웨어, 논리/상태 기계, 마이크로프로세서, 통신 링크, 디스플레이 또는 다른 시각적 또는 오디오 사용자 인터페이스, 인쇄 디바이스, 및 본 명세서에 설명된 기능을 수행하기 위한 그리고/또는 본 명세서에 설명된 결과를 달성하기 위한 임의의 다른 입력/출력 인터페이스를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 시스템은 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 판독 전용 메모리(ROM)를 포함할 수도 있는 적어도 하나의 프로세서 및 시스템 메모리/데이터 저장 구조체를 포함할 수도 있다. 시스템의 적어도 하나의 프로세서는 하나 이상의 통상의 마이크로프로세서 및 수학 코프로세서 등과 같은 하나 이상의 보충 코프로세서를 포함할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 데이터 저장 구조체는 자기, 광학 및/또는 반도체 메모리의 적절한 조합을 포함할 수도 있고, 예를 들어, RAM, ROM, 플래시 드라이브, 컴팩트 디스크와 같은 광학 디스크 및/또는 하드 디스크 또는 드라이브를 포함할 수도 있다.
부가적으로, 본 명세서에 개시된 방법을 수행하도록 제어기(들), 예를 들어 제어기(110, 210 및/또는 310)를 적응시키는 소프트웨어 애플리케이션이 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 적어도 하나의 프로세서의 메인 메모리 내로 판독될 수도 있다. 용어 "컴퓨터 판독 가능 매체"는, 본 명세서에 사용될 때, 실행을 위해 시스템의 적어도 하나의 프로세서(또는 본 명세서에 설명된 디바이스의 임의의 다른 프로세서)에 명령을 제공하거나 제공하는 데 참여하는 임의의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 비휘발성 매체 및 휘발성 매체를 포함하여, 다수의 형태를 취할 수도 있다. 비휘발성 매체는 예를 들어, 메모리와 같은, 광학, 자기 또는 광자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 통상적으로 메인 메모리를 구성하는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 포함한다. 통상의 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 디스크, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, RAM, PROM, EPROM 또는 EEPROM(전자적 소거 가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리), FLASH-EEPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 또는 컴퓨터가 그로부터 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
실시예에서, 소프트웨어 애플리케이션 내의 명령의 시퀀스의 실행은 적어도 하나의 프로세서가 본 명세서에 설명된 방법/프로세스를 수행하게 하지만, 유선 회로가 본 발명의 방법/프로세스의 구현을 위해 소프트웨어 명령 대신에 또는 조합하여 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 특정 조합에 한정되지 않는다. 더욱이, 본 명세서에 설명된 모든 방법, 프로토콜 및 작업흐름은 소프트웨어를 통해 수행될 수 있고, 이 소프트웨어는 단일 또는 다중 애플리케이션, 프로그램 등일 수도 있는 것으로 고려된다.
더욱이, 소프트웨어는 완전 자율 모드, 반자율 모드, 또는 게이팅된 방식(gated manner)으로 방법, 프로토콜 및/또는 작업흐름을 수행하도록 구성될 수도 있는 것으로 고려된다. 완전 자율 모드에서, 소프트웨어는 일단 사용자 또는 조작자에 의해 시작되면 자동으로(즉, 조작자에 의한 개입 없이 그리고 인간 접촉점을 요구하지 않고) 시작으로부터 종료까지 실질적으로 전체 동작, 방법, 프로토콜 또는 작업흐름을 실행하기 위해 시스템의 제어기(들)를 적응시키도록 구성된 명령을 포함한다. 반자율 동작 모드에서, 소프트웨어가 그 바이오프로세싱 시스템 또는 구성요소의 동작을 일시 정지하고 샘플을 취하기 위해 수집 백, 폐기물 백, 배지 백, 세포 백, 또는 다른 백 또는 저장조를 연결 또는 분리하는 것과 같은 등과 같은, 동작 방법, 프로토콜 또는 작업흐름을 수행하는 데 필요한 소정의 특정 행동을 취하도록 사용자 또는 조작자를 프롬프팅하도록 제어기(들)에 명령할 수도 있는 것을 제외하고는, 소프트웨어는 일단 사용자 또는 조작자에 의해 시작되면 시작으로부터 종료까지 실질적으로 전체 동작 방법, 프로토콜 또는 작업흐름을 실행하기 위해 시스템의 제어기(들)를 적응시키도록 구성된 명령을 포함한다. 게이팅 동작 모드에서, 소프트웨어는 샘플을 취하기 위해 수집 백, 폐기물 백, 배지 백, 세포 백, 또는 다른 백 또는 저장조를 연결 또는 분리하는 것과 같은 등과 같은, 동작 방법, 프로토콜 또는 작업흐름을 수행하는 데 필요한 소정의 특정 행동을 취하고, 각각의 별개의 조작자 개입 사이에서 시스템 동작을 자율적으로 제어하도록 사용자 또는 조작자에 지시하는 일련의 프롬프트를 발생하기 위해 시스템의 제어기(들)를 적응시키도록 구성된 명령을 포함한다. 게이팅 동작 모드에서, 바이오프로세싱 시스템은 훨씬 더 많이 조작자 의존성이고, 이에 의해 제어기(들)는 일단 조작자에 의해 개시되면 단지 미리프로그램된 바이오프로세싱 단계만을 수행한다.
본 명세서에 사용될 때, 단수형으로 상술되고 단수 표현의 단어로 표현된 요소 또는 단계는, 이러한 배제가 명시적으로 언급되지 않으면, 복수의 상기 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로서 이해되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 "일 실시예"의 참조는 상술된 특징부를 또한 구비하는 부가의 실시예의 존재를 배제하는 것으로서 해석되도록 의도되는 것은 아니다. 더욱이, 명시적으로 반대로 언급되지 않으면, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는", "구비하는" 또는 "갖는" 실시예는 그 특성을 갖지 않는 부가의 이러한 요소를 포함할 수도 있다.
이 기입된 설명은 최선의 모드를 포함하여 본 발명의 다수의 실시예를 개시하기 위해 그리고 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것 및 임의의 구체화된 방법을 수행하는 것을 포함하여 통상의 기술자가 본 발명의 실시예를 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범주는 청구범위에 의해 정의되고, 통상의 기술자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예는 이들 예가 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 가지면, 또는 이들 예가 청구범위의 문자 언어와 비실질적인 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 포함하면 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (41)

  1. 바이오프로세싱 시스템이며,
    제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인은 제1 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제1 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제1 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제1 유체 조립체;
    제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체로서, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인은 제2 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제2 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제2 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 제2 유체 조립체; 및
    제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이에 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 유체 연통을 제공하는 상호 연결 라인을 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상호 연결 라인은 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인, 및 제1 생물반응기 라인 및 제1 유체 조립체 라인에 연결되고;
    상호 연결 라인은 적어도 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제2 유체 조립체 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 상호 연결 라인 밸브를 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 유체 조립체는 복수의 튜빙 테일을 포함하고, 제1 유체 조립체의 각각의 튜빙 테일은 복수의 제1 저장조 중 하나에 연결을 위해 구성되고;
    제2 유체 조립체는 복수의 튜빙 테일을 포함하고, 제2 유체 조립체의 각각의 튜빙 테일은 복수의 제2 저장조 중 하나에 연결을 위해 구성되는, 바이오프로세싱 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    제1 유체 조립체의 각각의 튜빙 테일은 복수의 제1 저장조의 각각으로 또는 각각으로부터의 유체의 유동을 제어하기 위한 튜빙 테일 밸브를 포함하고;
    제2 유체 조립체의 각각의 튜빙 테일은 복수의 제2 저장조의 각각으로 또는 각각으로부터의 유체의 유동을 제어하기 위한 튜빙 테일 밸브를 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 유체 조립체, 제2 유체 조립체, 상호 연결 라인 및/또는 제2 생물반응기 라인 밸브와 제1 생물반응기 라인 밸브의 중간의 유체 유로 중 적어도 하나에 연결된 샘플링 조립체를 더 포함하고, 샘플링 조립체는 샘플링 조립체와 제1 생물반응기 용기의 제2 포트 사이에 유체 연통을 제공하는 샘플링 조립체 라인을 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    샘플링 조립체는 제2 생물반응기 라인 밸브와 제1 생물반응기 라인 밸브의 중간의 상호 연결 라인에 연결되는, 바이오프로세싱 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    샘플링 조립체는 샘플링 말단으로의 연결을 위한 적어도 하나의 튜빙 테일 구성을 포함하는, 바이오프로세싱 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 유체 조립체 라인을 따라 위치되고, 제1 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기 사이, 및 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이의 유체의 유동을 시작하도록 구성된 양방향성 제1 펌프를 더 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    제2 유체 조립체와 제1 생물반응기 용기 사이의 유체의 유동을 시작하도록 구성된 양방향성 제2 펌프를 더 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    양방향성 제2 펌프는 제1 생물반응기 용기와 제2 생물반응기 용기 사이의 유체의 유동을 시작하도록 구성되는, 생물반응기 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    제1 펌프 및 제2 펌프는 고 동적 범위 펌프인, 바이오프로세싱 시스템.
  12. 제2항에 있어서,
    상호 연결 라인 및 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인과 유체 연통하는 여과 라인; 및
    여과 라인을 따라 위치된 필터를 더 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    여과 라인은 상호 연결 라인을 통한 유체의 유동이 여과 라인을 통해 강제 이동될 수 있도록 상호 연결 라인의 상호 연결 라인 밸브를 둘러싸는, 바이오프로세싱 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    유체로부터 제거된 폐기물을 폐기물 저장조로 운반하기 위해 제2 유체 조립체에 연결된 폐기물 저장조와 필터 사이에 유체 연통을 제공하는 투과물 폐기물 라인을 더 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    필터로부터 폐기물 저장조로 폐기물을 펌핑하도록 구성된 투과물 폐기물 펌프를 더 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    필터는 중공 섬유 필터 및 편평 시트 멤브레인 중 하나인, 바이오프로세싱 시스템.
  17. 제5항에 있어서,
    제1 유체 조립체, 제2 유체 조립체, 상호 연결 라인 및/또는 제2 생물반응기 라인 밸브와 제1 생물반응기 라인 밸브의 중간의 유체 유로 중 적어도 하나에 연결된 멸균 공기 소스 라인을 더 포함하고, 멸균 공기 소스 라인은 멸균 공기 소스로부터 제1 유체 조립체, 제2 유체 조립체 및/또는 상호 연결 라인 중 적어도 하나로의 멸균 공기의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 멸균 공기 소스 라인 밸브를 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    제1 유체 조립체의 제1 유체 조립체 라인은 제2 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제2 생물반응기 용기의 제1 포트에 또한 연결되고, 제2 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인은 제1 유체 조립체와 제2 생물반응기 용기의 제1 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제1 생물반응기 라인 밸브를 포함하고;
    제2 유체 조립체의 제2 유체 조립체 라인은 제2 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제2 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결되고, 제2 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인은 제2 유체 조립체와 제2 생물반응기 용기의 제2 포트 사이에 선택적 유체 연통을 제공하기 위한 제2 생물반응기 라인 밸브를 포함하는, 바이오프로세싱 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상호 연결 라인은 제2 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제2 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 유체 연통을 제공하는, 바이오프로세싱 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상호 연결 라인은 제2 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제2 유체 조립체 사이에 유체 연통을 제공하는, 바이오프로세싱 시스템.
  21. 바이오프로세싱 방법이며,
    제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트에 연결된 제1 유체 조립체 라인을 갖는 제1 유체 조립체를 제공하는 단계;
    제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인을 통해 제1 생물반응기 용기의 제2 포트에 연결된 제2 유체 조립체 라인을 갖는 제2 유체 조립체를 제공하는 단계; 및
    제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이에 상호 연결 라인을 제공하는 단계로서, 상호 연결 라인은 제1 유체 조립체와 제2 유체 조립체 사이에 유체 연통, 및 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인과 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인 사이의 유체 연통을 허용하는, 상호 연결 라인 제공 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상호 연결 라인과 유체 연통하는 여과 라인, 및 여과 라인을 따라 위치된 필터를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    여과 라인 및 필터를 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트 또는 제2 포트 중 하나로부터, 제1 생물반응기의 제1 포트 또는 제2 포트 중 다른 하나로 유체를 순환시키도록 상호 연결 라인을 따라 순환 펌프를 작동하는 단계; 및
    필터에 의해 유체로부터 분리된 폐기물을 제2 유체 조립체에 연결된 폐기물 저장조로 펌핑하도록 투과물 펌프를 작동하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기로부터 제거된 유체의 체적이 미리 결정된 체적에 도달할 때까지 순환 펌프 및 투과물 펌프를 운전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    폐기물 저장조의 체적 또는 중량 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 및
    폐기물 저장조의 체적 또는 중량이 미리 결정된 값에 도달할 때까지 순환 펌프 및 투과물 펌프를 운전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기 내에 실질적으로 일정한 체적을 유지하기 위해 제1 생물반응기 용기에 교체 유체를 추가하도록 제1 유체 조립체 라인을 따라 펌프를 작동하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    제1 생물반응기로의 교체 유체의 추가의 비율은 투과물 필터 펌프에 의한 폐기물의 비율 또는 제거에 실질적으로 동등한, 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기로부터 폐기물 저장조로 사용된 세포 배양 배지를 펌핑하도록 상호 연결 라인을 따라 순환 펌프를 작동하는 단계; 및
    제1 생물반응기 용기에 부가의 세포 배양 배지를 도입하도록 제1 유체 조립체 라인을 따라 펌프를 작동하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프는 동일한 속도로 운전되는, 방법.
  30. 제28항에 있어서,
    순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프 중 하나는 설정 속도로 운전되고, 순환 펌프 및 제1 조립체 라인을 따른 펌프 중 다른 하나는 제1 생물반응기 용기, 폐기물 저장조 및/또는 부가의 세포 배양 배지가 그로부터 펌핑되는 배지 소스 저장조 중 적어도 하나의 질량 또는 체적에 기초하여 조정된 속도로 운전되는, 방법.
  31. 제28항에 있어서,
    순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프는 제1 생물반응기 용기 내에 일반적으로 일정한 체적 및/또는 질량을 유지하기 위해 연속적으로 또는 간헐적으로 함께, 또는 순차적으로 중 적어도 하나로 운전되는, 방법.
  32. 제28항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기 내의 세포를 관류하기 위해 순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프를 운전하는 단계;
    제1 생물반응기 용기 내의 세포의 관류를 중지하는 단계; 및
    순환 펌프, 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프 및 폐기물 저장조와 유체 연통하는 제2 생물반응기 내의 세포를 관류하기 위해 순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프를 운전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  33. 제28항에 있어서,
    1일당 약 20 체적 초과의 관류 속도를 달성하기에 충분한 속도로 순환 펌프 및 제1 유체 조립체 라인을 따른 펌프를 운전하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  34. 제21항에 있어서,
    제1 유체 조립체 라인을 다른 펌프를 사용하여 제2 유체 조립체 라인에 연결된 제2 저장조로부터 제1 저장조로 헹굼 배지를 펌핑함으로써 제1 유체 조립체에 연결된 제1 저장조를 헹굼하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  35. 제21항에 있어서,
    제1 유체 조립체 라인, 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인, 제2 유체 조립체 라인, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인 및/또는 상호 연결 라인 중 적어도 하나를 클리어하기 위해, 멸균 공기 소스로부터, 제1 유체 조립체 라인, 제1 생물반응기 용기의 제1 생물반응기 라인, 제2 유체 조립체 라인, 제1 생물반응기 용기의 제2 생물반응기 라인 및/또는 상호 연결 라인 중 적어도 하나 내로 멸균 공기를 도입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  36. 제21항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기를 교반하는 단계;
    제1 생물반응기 용기로부터 유체를 펌핑하도록 상호 연결 라인을 따라 순환 펌프를 작동하는 단계; 및
    상호 연결 라인에 연결된 샘플링 조립체를 통해 유체로부터 샘플을 회수하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    제1 생물반응기 용기를 교반하는 단계는 제1 생물반응기 용기 내에 단지 비-비드 결합 세포만을 교반하는 단계를 포함하는, 방법.
  38. 제21항에 있어서,
    제1 생물반응기로부터 제1 유체 조립체 및 제2 유체 조립체 중 하나에 연결된 저장조로 세포를 펌핑하기 위해 상호 연결 라인을 따라 순환 펌프를 작동하는 단계를 포함하는, 제1 생물반응기 용기로부터 세포를 수집하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  39. 제22항에 있어서,
    여과 라인 및 필터를 통해 제1 생물반응기 용기의 제1 포트 또는 제2 포트 중 하나로부터, 제1 생물반응기의 제1 포트 또는 제2 포트 중 다른 하나로 유체를 순환시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  40. 제21항에 있어서,
    유체 유로를 따라 위치된 센서를 사용하여 생물반응기 용기 내의 파라미터를 감지하는 단계; 및
    파라미터에 따라 관류 속도를 제어하고 수확 시간을 스케쥴링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    파라미터는 세포 밀도, 세포 생존력, 배지 pH, 용존 산소, 락트산, 또는 글루코스 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
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