CH693632A5 - Begasungs-Rohrmodul mit selektiv gasdurchlässiger Schlauchmembran und damit versehene Reaktoren für Zellkulturtechnik sowie Wirbelschicht-Anordnungen für Zellkultivierung. - Google Patents

Description

  



   Begasungs-Rohrmodul mit selektiv gasdurchlässiger Schlauchmembran und damit versehene Reaktoren für Zellkulturtechnik sowie Wirbelschicht-Anordnungen für Zellkultivierung 



  Die Erfindung bezieht sich auf Begasungs-Rohrmodule für Zellkultur-Reaktoren mit blasenfreier Begasung über selektiv gasdurchlässige Schlauchmembranen und sie umfasst damit versehene   Reaktoren für Zellkulturtechnik sowie Wirbelschicht-Anordnungen für Zellkultivierung. 



  Im Bereich der Zellkulturtechnik, bei der insbesondere pharmakologisch wirksame Wertstoffe mithilfe animalischer Zellen gewonnen werden, spielt die ausreichende Sauerstoffzufuhr auf möglichst schonende Weise eine bedeutende Rolle. Es wurde daher schon zeitig an die Sauerstoffzufuhr über die Diffusion durch nicht-poröse Membranen gedacht, für die als Material u.a. Silikonkautschuk genannt wird (DE-PS 2431 450). 



  In der DE-PS 2 940 446 wird ein Fermenter zur Züchtung tierischer Zellen in Suspensions- oder Monolayerkultur mit interner Flüssigkeitszirkulation mittels eines Rührwerks beschrieben, bei dem das Nährmedium über eine Membran mit Sauerstoff versorgt wird, die vorzugsweise aus Silikongummi besteht und als Schlauch spiralförmig auf eine Trägerfläche aufgewickelt ist. 



  Die WO 87/03 615 beschreibt ein Verfahren zur Sauerstoffversorgung in Fermentern durch blasenfreie Begasung über eine porenfreie Kunst-stoff-memb-ran (mit integrierter Gewebeverstärkung), die im Fermenter auf formsteifen Stützelementen gelagert ist. Diese Anordnung soll in einem Rührkessel- oder auch in Wirbelschicht- oder Fliessbettfermentern eingesetzt werden. 



  Vertrieben werden von der Dr. Bräutigam Membrantechnik in Hamburg glasfaserverstärkte Membranschläuche auf einem Edelstahlrohr als Träger, die bis ca. 5 bar druckbelastbar sind und als so genannte selbsttragende Membrankerzen angeboten werden, die zwischen einem oberen und einem unteren Gasverteiler eingesetzt in einem mit Rührwerk versehenen Reaktor mit 1000 l Arbeitsvolumen angewandt werden sollen. 



  Diese derzeit angebotenen und eingesetzten Membranfilterkerzen sind kostspielig und erfordern obere und untere Gasverteilerkammern bzw. -anschlüsse. Solche Gassammler im unteren Reaktorbereich sind ggf. für eine optimale Strömungsverteilung im Reaktor hinderlich. 



  Ziel der Erfindung sind daher für Anwendung und Handhabung besonders geeignete Begasungs-Rohrmodule. 



  Die zu diesem Zweck entwickelten Begasungs-Rohrmodule der eingangs genannten Art sind im Wesentlichen   gekennzeichnet durch eine am unteren Ende mit einem Verschlussstück versehene Schlauch- Membran, in das ein enges, formsteifes, axiales Gasleitrohr mit zumindest einer Durchlassöffnung am unteren Ende und einem Stutzen für Gaszu- oder -ableitung am oberen Ende eingreift der über das mit Verbindungselementen für Gaszu- oder -ableitung versehene obere Ende der Schlauch-Membran hinaus reicht. 



  Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen. 



  Der erfindungsgemässe Begasungsmodul ist als Doppelrohr mit Gasumkehr am unteren Ende ausgebildet, sodass Gassammler bzw. Verteiler für die Gaszu- und -ableitung im Reaktorkopf angeordnet werden können. Das axiale Gasleitrohr ist formsteif und im unteren Verschlussstück - ggf. aufsteckbar - verankert, das insb. bei Ausführungen von geringer Länge bzw. Höhe als - vorzugsweise konischer - Strömungsleitkörper ausgebildet sein kann oder insb. bei grosser Ausführung als Passstück in einen unteren Strömungs-Verteilerboden eines Fermenters eingreift. Das Verschlussstück kann ggf. in eine untere Sammelhalterung integriert sein. 



  Das obere Ende des insb. der Gasrückführung dienenden axialen Leitrohres ist - insb. beim Einsatz einer Mehrzahl von Modulen in einem grösseren Reaktor - vorzugsweise mit einem Verbindungselement zu einem Gassammler versehen oder mit einem solchen bleibend   verbunden, während ein äusseres Verbindungselement am oberen Ende des Moduls dem Anschluss des Membranschlauches an einen Gasverteiler für die Gaszuleitung dient. Diese "äussere" Verbindung kann ggf. lediglich durch Aufpressen des   Schlauchendes auf einen entsprechenden Anschlussstutzen des Gaszuleit-Sammlers herbeigeführt werden. 



  Für Anordnungen, insb. Wirbelschicht-Anordnungen, bei denen ein Reaktor mit relativ geringem Durchmesser (Ringspalt </= 12 mm) mit nur einem Rohrmodul versehen ist, wird dessen oberes Ende zweckmässigerweise in den Reaktordeckel integ-riert oder integrierbar vorgesehen. Der Deckel hat dann insb. eine entsprechende (dichte) Durchführung für eine die Membran abschliessende, mit Gaszuführung versehene Schlauchkappe, durch welche die Verlängerung des Axialrohres (abgedichtet) hindurchgreift. Das Ende des Axialrohres kann in einem "Abblasstutzen" enden oder zu einem Gassammler führen. 



  Für die erfindungsgemässen Rohrmodule werden vorzugsweise möglichst dünne Schlauchmembranen vorgesehen, deren herstellungsbedingte Dickenfluktuationen jedoch bei Betriebsdruck noch nicht zur Lochbildung führen sollen. Membrandicken von 0,4 bis 0,8 mm, insbesondere 0,5 bis 0,7 mm werden bevorzugt. Als Membranmaterial dient insbesondere Silicongummi bzw. Materialien auf Siliconbasis, wie sie von W.L. Robb in den Annals New York Acad. Sci. 146 (1968) 199 ff. beschrieben werden. 



  Besonders zweckmässig wird der ansonsten auflagefreie Membranschlauch mit einem innenseitigen Stützgewebe versehen, das die zur Verfügung stehende Membranfläche praktisch nur kontaktiert und nicht durch Einbezug mindert. Dazu dient insbesondere ein Glasseidengeflecht von ca. 1 mm Wandstärke, wie es bislang z.B. für elektrische Isolierschläuche gemäss DE 4 100 265 A1 - allerdings zusammen mit grösseren Silikonwandstärken - vorgesehen wird. 



  Erfindungsgemäss kann mit preiswerter Membrantechnik für eine ausreichende Sauerstoffzufuhr von bis zu 200 mg/l x h (und darüber) gesorgt werden, wobei spezifische Membranflächen von 30 bis 150 m<2>/m<3 >Reaktorinhalt bevorzugt werden. 



  Die erfindungsgemässen Membranschläuche mit innenseitigem Stützgewebe sind ohne weiteres in Längen bis zu 2 m und darüber einsetzbar, und zwar für Produktionsreaktoren unterschiedlicher Kons-truktion und Anwendungsart, wie sie in der Zellkulturtechnik in Betracht kommen. 



  Besonders bevorzugt werden jedoch Wirbelschichtreaktoren mit in einem Trägergranulat immobilisierten Zellen, wobei hohe Zelldichten bis 10<8>/ml Trägergranulat erreicht und somit wirtschaftlich inte-ressante Reaktoren von Technikgrösse betrieben werden können. 



  Als Granulat bzw. Trägerkörper werden insbesondere offenporige Teilchen von relativ geringer Grösse von 0,4 bis 1 mm  DIAMETER  und einem spezifischen Gewicht von > 1 g/cm<3 >bevorzugt, die insbesondere aus inertem Glas oder Keramikmaterialien bestehen können. Es sind aber auch (insbesondere beschwerte) Trägerkörper auf der Basis von künstlichen oder natürlichen Polymeren einsetzbar. Besonders bewährt hat sich kommerziell verfügbares offenporiges Sinterglas hoher Porosität, wie es als Siran< TM > von der Fa. Schott in Mainz vertrieben wird. 



  Zweckmässigerweise wird in einem Wirbelschichtreaktor gearbeitet und das untere Ende der Membranmodule greift in konturgleiche Aufnahmen im "Siebboden" (als Siebplatte, Schlitzplatte, insbesondere Parallelschlitzplatte, Glockenboden oder dergl. ausgebildet) am unteren Ende des Reaktors ein, durch den das umlaufende Medium zur Aufwirbelung der mit Zellen bewachsenen Trägerkörper geleitet wird. Die Gassammler befinden sich insbesondere oberhalb der Trenngrenze der durch zuströmendes Medium fluidisierten Trägerkörper. 



  In Verbindung mit sehr feinen Trägerkörpern kann auch ein sehr fein perforierter Verteilerboden oder ein sehr feines Maschensieb unter einer die Membran-Verschlussstücke bzw. Membranenden fixierenden Halterung vorgesehen sein. 



  Als besonders nützlich erweist sich der Einsatz der erfindungsgemässen Begasungs-Rohrmodule für Wachstums- und Zellstudien sowie pharmakologische Tests mit Zellmischpopulationen in einer Wirbelschicht mit einem einzigen axialen Rohrmodul in einer Anordnung, wie sie weiter unten in Verbindung mit Fig. 1 anhand eines Beispiels erläutert wird. 



  Hier wird der axiale Rohrmodul unten durch einen insb. konischen Strömungsleitkörper abgeschlossen und bildet zusammen mit der vorzugsweise mit Thermostatisierungsmantel versehenen Reaktorwand einen Ringraum oder Ringspalt von etwa 4-12 mm Spaltbreite, in dem die mit Biobewuchs versehenen Trägerkörper durch über den konisch verjüngten Boden zuströmendes Medium im Fliesszustand gehalten werden, das oberhalb der Trenngrenze zum Rezyklierungskreis abgeführt wird. 



  Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen; es zeigen im Schema: 
 
   Fig. 1 eine Wirbelschicht-Anordnung mit nur einem Begasungs-Rohrmodul gemäss der Erfindung; 
   Fig. 2 eine Anordnung analog zu Fig. 1 mit abgewandelter Trägerausschleusung; 
   Fig. 3 einen Wirbelschichtreaktor mit einer Mehrzahl von Begasungs-Rohrmodulen gemäss der Erfindung; 
   Fig. 4 und 5 Varianten zum Reaktor gemäss Fig. 3 in Teildarstellung mit Realisierungsdetail. 
 



  Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung wurde insbesondere für Zelluntersuchungen und Entwicklungen konzipiert und kann in relativ geringer Grösse ausgeführt werden, etwa für Arbeitsvolumina einschliesslich des Rezyklierungskreises, die maximal 100 ml gross sind. Für spezifische pharmakologische Entwicklungen und Untersuchungen sind jedoch auch Anordnungen in der durch Fig. 1 veranschaulichten Einzelrohrmodulver-sion mit grösseren Abmessungen zweckmässig, wobei u.a. auch mit erheblichen Memb-randurchmessern gearbeitet werden kann. 



  Das in Fig. 1 wiedergegebene Schema umfasst den Reaktorbehälter 1 mit Heizmantel 2 und einen Rezyklierungskreis 3 für das flüssige Medium, der insbesondere von einer peristaltischen Umlaufpumpe 4 angetrieben wird. Über 5 wird gemäss einer jeweils gewählten Dosierstrategie für die gewünschten Untersuchungsbedingungen (insbesondere optimale Wachstums- bzw. Erhaltungsbedingungen) flüssiges Medium in den Kreislauf eingespeist, dessen Medium, wie durch 6 angedeutet, bezüglich unterschiedlicher Parameter - insbesondere mit einer Sauerstoffsonde - überwacht wird. Bei 7 wird dem Reaktor Medium (z.B. durch einen Überlaufanschluss) entnommen. Zudosierung und Entnahme können auch im Kreislauf oder Reaktor integriert sein. 



  Die Wirbelschicht 8 mit biobewachsenen Trägern wird durch die unten in den Reaktor 1 einlaufende Rezyklierungsströmung im Fliesszustand gehalten: Die Wirbelkörper werden durch ihr höheres spezifisches Gewicht innerhalb der Reaktorröhre festgehalten und somit am Austragen am oberen Reaktorende in den Kreislauf gehindert. Innerhalb der zylindrischen Röhre, die das Wirbelbett enthält, ist axial ein Rohrmodul 9 mit Silikonmembran angebracht, über die der Sauerstoff für die Zellen eingetragen wird. 



   Bei der gezeigten Anordnung hatte der Reaktor ein Gesamtvolumen (einschliesslich Umlauf) von 60 ml und eine Trägerkörperfüllung entsprechend 10 ml Schüttvolumen. Die Membran des Begasungsmoduls hatte eine Stärke von 0,5 mm und war am unteren Ende durch einen Strömungsleitkörper 10 als Verschlussstück abgeschlossen, der in das konisch verjüngte untere Ende des Reaktors ragt, das dem Durchmesser der Umlaufschläuche (< 7,5 mm) angepasst ist. Das Reaktorrohr hatte einen Durchmesser von 16 mm und wurde oben durch eine Verschlusskappe 11 abgeschlossen, durch welche der Begasungs-Rohrmodul 9 hindurchgreift und oberhalb des Deckels mit einem Einspeisstutzen 12 für Gas versehen ist, während die Abluft über das obere Ende des Gasleitrohres 13 abgeblasen wird oder zu einem Gassammelraum gelangt.

   Das Gasleitrohr 13 greift unten in das Verschlussstück 10 ein, in dem sein Ende gleitend geführt oder eingeschweisst sein kann. Oberhalb des Verschlussstücks hat das Leitrohr eine \ffnung 14, die den Zutritt von Gas aus dem Ringraum zwischen Membran und Leitrohr in das Leitrohr hinein ermöglicht. Bei der gezeigten Anordnung mit Verbindungsöffnung 14 am unteren Ende können sich ggf. innerhalb des Membranraums sammelnde Kondensate vom Gasrückstrom mitgenommen und abgeführt werden. - In den Kreislauf ist über ein T-Stück ein Medien-Probenahmegefäss A eingekoppelt, das nach einem Befüllen steril über der Flamme oder unter der Sterilbank gewechselt werden kann. Für die Entnahme von Trägerproben ist eine Trägerfalle B im Kreislauf vorgesehen. Durch eine kurzzeitige Erhöhung der Drehzahl der Pumpe bzw.

   Strömungsgeschwindigkeit im Kreislauf werden Träger in den Kreislauf mitgenommen und in der Trägerfalle "gefangen" und können dann (durch Auswechseln der Falle) entnommen werden. Mit "F" sind Sterilfilter bezeichnet. 



  Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Trägerprobeentnahme mit einem Faltenbalg 15 von variabler Länge von z.B. 12-23 cm, in dem sich ein Teflonschlauch 16 befindet. Im ausgefahrenen Zustand des Faltenbalges 15 befindet sich der Teflonschlauch oberhalb des Raktormediums im Kopf der Reaktorröhre. Somit behindert der Schlauch nicht die Strömungseigenschaften des Reaktors. Im eingefahrenen Zustand befindet sich der Schlauch im Wirbelbett, wie angezeigt. Die Trägerentnahme erfolgt durch kurzzeitige Saugwirkung über Unterdruck am Schlauchende. Die Träger werden in eine Flasche 17 am Ende des Schlauches gesogen, die dann steril gewechselt wird. In der Verbindung vom Faltenbalg 15 aus flexiblem Edelstahl zur Flasche 17 befindet sich eine Reduzier- und Klemmverschraubung 18 und eine Sterilkupplung 19.

   Mit der Flasche 17 kann ein Peleusball 20 über ein Sterilfilter 20¾ verbunden sein, um auf einfache, manuelle Weise Medium und Trägerreste im Schlauch durch Überdruck zurück in den Reaktor zu befördern. Somit kann eine Trägerprobe steril aus dem Reaktor entnommen werden. 



   Fig. 3 zeigt eine als Wirbelschichtreaktor ausgebildete Anordnung mit einer Mehrzahl von Begasungs-Rohrmodulen gemäss der Erfindung. Wie in Fig. 3 skizziert, umfasst der Wirbelschichtreaktor für Zellkulturtechnik einen im Wesentlichen zylindrischen Behälter 21 mit einer (entfernbaren) Abdeckung 22, durch die Gaszu- und -ableitungen 23 und 24 hindurchgreifen. 25 und 26 sind Gasverteiler- bzw. -sammeleinrichtungen, über die das Gas (Luft bzw. insbesondere Sauerstoff, dem ggf. in der ersten Einfahrphase CO2 zugemischt sein kann) in die Begasungs-Rohrmodule 27 gelangt und wieder abgeführt wird. Diese bestehen im Wesentlichen aus einem äusseren Membranschlauch 28 mit innenseitigem Stützgewebe 29, das gemäss vorliegendem Beispiel aus einem relativ dicken formgebenden Glasseidengeflecht von etwa 1 mm Stärke besteht.

   Das in der Ausschnittsvergrösserung näher dargestellte untere Ende des Rohrmoduls 27 hat ein Verschlussstück 30 mit insbesondere konischer Kontur, das in den unteren Siebboden 31 der Wirbelschicht eingreift, der gleichzeitig als Strömungsverteiler wirkt. 



  Über ein in der konischen Verschlusskappe 30 fixiertes, z.B. aus Edelstahl bestehendes Axialrohr 32, das am unteren Ende eine die Axialrohr-Aussen- und -Innenseite verbindende \ffnung 32¾ von z.B. >/= 2,0 mm  DIAMETER  aufweist, wird das von oben durch den Memb-ranschlauch 28 geschickte Gas über den Gassammler 26 zurückgeführt. Grundsätzlich kann die Strömungsrichtung des sauerstoffhaltigen Gases durch den Membranmodul nach Belieben gewählt werden, vorteilhaft ist jedoch die gezeigte Art der Rückströmung durch ein relativ enges Axialrohr 32, wodurch mögliche Kondensate innerhalb des Schlauchmoduls im Betrieb aus dem Modul herausgetrieben werden können und die innere Oberfläche der Membranschläuche "trocken" gehalten wird. Das Axialrohr sorgt im Übrigen für die mechanische Integ-rität des Moduls, dessen Membran somit keines Gerüstrohres bedarf.

   Dabei werden für die Realisierung z.B. V4A-Rohre von >/= 2 mm Innendurchmesser und >/= 1 mm Wandstärke für Rohrmodule im Tech-nikumsmassstab mit Membrandurchmessern von >/= 1 cm vorgesehen. 



  Die in der Vergrösserung gezeigte Art der Fixierung des Schlauchendes, das umgestülpt, wie bei 33 angedeutet, auf die Verschlusskappe 30 aufgepresst wird, ist besonders einfach und effektiv, da in der gezeigten Weise die Silikonfolie des Schlauches gleichzeitig als innere Dichtung gegenüber der Verschlusskappe wirkt. 



  Im Reaktor wird über eine Rezyklierungsleitung 34 mithilfe einer Flüssigkeitspumpe 35 für eine ausreichende Strömung gesorgt, welche die mit Zellen bewachsenen Wirbelkörper 36 in Suspension hält, die vom Kulturmedium derart angeströmt werden, dass sich ein Gleichgewicht zwischen Sedimentation und Anströmkräften einstellt. Auf diese Weise bildet sich ein stabiles Fliessbett mit einer diskreten Trenngrenze 37 zum überstehenden Kulturmedium aus. Aus diesem Überstand wird kontinuierlich Produktlösung abgezogen, einerseits in den beschriebenen Bypass 34, andererseits für die Produkternte über 38. Eine kontinuierliche Versorgung mit frischem Kulturmedium wird über 39 gewährleistet. Die Pfeile 40 deuten jeweils die Strömungsrichtung an. 



  Als Trägerkörper wurden gemäss vorliegendem Beispiel offenporige Siran< TM >-Perlen mit einer Porosität um 50% aus Borosilikatglas mit Durchmessern zwischen 400 und 700  mu m gewählt. Für die Gaszuführung über 23 werden Drucke gewählt, die den hydrostatischen Druck im Wirbelschichtreaktor maximal um 1 bar, insbesondere um nicht mehr als 0,5 bar übersteigen. Der obere Anschluss der Membranmodule kann bleibend oder lösbar gewählt werden, wobei im einfachsten Falle eine der Anpressverbindung am unteren Ende entsprechende obere Verbindung gewählt werden kann. 



  In Fig. 4 ist eine Detailabwandlung der Anordnung gemäss Fig. 3 angedeutet. Dabei wurde für analoge Elemente das gleiche Bezugszeichen verwendet, sodass sich diesbezüglich eine erneute Beschreibung erübrigt. 



  Fig. 4 zeigt eine Art der Ausführung des oberen Reaktorendes mit einem lösbaren Deckel 22, in den Gasverteiler 25 und Gassammler 26 integriert sind. Die oberen Enden der Axialrohre 32 sind im Boden des Gassammlers 26 abgedichtet fixiert (ggf. verschweisst) oder lösbar mit Dichtung verschraubt o.dgl. Der untere Boden des Gasverteilers 25 ist mit Stutzen 25¾ versehen, auf welche die mit Gewebe versehene Schlauchmembran 28 dichtend aufgezogen ist. 



  Das untere Verschlussstück 30 des Rohrmoduls ist in einer für die Rohrmodulmehrzahl gemeinsamen Halterung 30¾ integriert (ggf. verschraubt), die nicht durch die Strömungsverteilerplatte selbst gebildet wird und in der gezeigten Form ohne Fixierung (z.B. als Teflongitter, ggf. Lochgitter) am unteren Reaktorrohrende vorgesehen ist. Darunter kann sich ein die in der Wirbelschicht befindlichen Trägerkörper zurückhaltender (nicht gezeigter) Siebboden etwa nach Art eines Glockenboden bzw. Umkehrrinnenbodens oder eines Feinsiebes befinden. 



   Fig. 5 zeigt ein weiteres konstruktives Detail für einen Reaktor mit Mehrfach-Rohrmodul-Anordnung (auch hier sind zum Reaktor gemäss Fig. 3 analoge Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen). 



  Gemäss Fig. 5 sind die zum Gasverteiler bzw. Gassammler führenden Rohrstutzen oder Rohrenden 23, 24 im lösbaren Reaktordeckel 22 verschweisst. Der Begasungs-Rohrmodul 27 hat am unteren Ende ein Verschlussstück 30 mit Einrastkontur in eine nicht gezeigte untere Halterung im Reaktor. Auf der Aussenseite des Verschlussstücks ist die innenseitig mit Gewebe versehene Membran 28, 29 mittels eines Klemmrings 41 befestigt. In das Verschlussstück 30 greift das axiale Gasleitrohr 32 mit Durchlassöffhung 32¾ ein, das oben in ein Verbindungsstück 42 eingeschweisst ist, in dessen oberem Kragen eine Dichtung 43 geführt ist, die für einen dichten Abschluss des in den oberen Gassammler führenden Rohrendes sorgt. Nach unten zu hat das Verbindungsstück 42 eine Verbindungsbohrung 44 zum Gasverteiler, die zum Membran-Ringraum hin offen ist.

   Eine Dichtung 45 sorgt für die Abdichtung des Ringraums innerhalb der durch einen oberen Klemmring 41¾ am Verbindungsstück 42 befestigten Membran gegen den Innenraum des Reaktorbehälters 21.

Claims (22)

1. Begasungs-Rohrmodul für Zellkultur-Reaktoren mit blasenfreier Begasung über selektiv gasdurchlässige Schlauchmembranen, gekennzeichnet durch eine am unteren Ende mit einem Verschlussstück (10) versehene Schlauch-Membran (9), in das ein enges, formsteifes, axiales Gasleitrohr (13) mit zumindest einer Durchlassöffnung (14) am unteren Ende und einem Stutzen für Gaszu- oder -ableitung am oberen Ende eingreift, der über das mit Verbindungselementen für Gaszu- oder -ableitung versehene obere Ende der Schlauch-Membran (9) hinaus reicht.

2. Begasungs-Rohrmodul nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verbindungselemente für die Gaszuleitung am oberen Ende der Schlauch-Membran (9) und einen Gasableitstutzen am oberen Ende des Gasleitrohres.

3.

Begasungs-Rohrmodul nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein flexibles Stützgewebe in Kontakt mit der Innenseite der Membran.

4. Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verbindungen für die Integration seines oberen Endes - ggf. über Gasverteiler und Gassammler - in den Reaktordeckel.

5. Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein als Strömungsleitkegel ausgebildetes unteres Verschlussstück.

6. Begasungs-Rohrmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein als Passstück für den Eingriff in eine untere Zustrom-Verteilerplatte eines Fermenters ausgebildetes Verschlussstück.

7. Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Membranstärke der Schlauch-Membran von 0,3-1 mm.

8.

Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schlauchdurchmesser von >/= 1 cm.

9. Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Membranmaterial auf Silikonbasis.

10. Wirbelschicht-Anordnung für Zellkultivierung mit blasenfreier Begasung über gasdurchlässige Membranschläuche in einem allgemein zylindrischen Behälter mit Rezyklierungskreis, gekennzeichnet durch ein axiales Begasungs-Rohrmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem konischen Verschlussstück als Strömungsleitkörper im zum Flüssigkeitszulauf konisch verjüngten Behälterboden.

11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Fixierung des Rohrmoduls im Behälterdeckel.

12.

Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch offenporige Glasträger als Trägerkörper zur Immobilisierung der Zellen.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Trägerkörper mit 200 bis 1000 mu m Durchmesser.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch Trägerkörper mit 20 bis 100 mu m Porengrösse.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch einen Trägeranteil im Reaktor von ca. 40%, gerechnet als Schüttvolumen pro Arbeitsvolumen des Reaktors inklusive Rezyklierungskreis.

16.

Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch ein Arbeitsvolumen einschliesslich Rezyklierungskreis von </= 100 ml bei einem auf das Arbeitsvolumen bezogenen Schüttvolumenanteil der Trägerkörper von 0,2 bis 0,6, deren Porengrössen </= 100 mu m und Porosität bei ca. 50% liegen.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, gekennzeichnet durch Sterilprobenahmesysteme, insb. für die Trägerprobeentnahme.

18.

Reaktor für Zellkulturtechnik mit blasenfreier Begasung über gasdurchlässige Membranschläuche in Form von Rohrmodulen in einem Reaktorbehälter, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von über den Querschnitt des Behälters verteilten parallelen Begasungs-Rohrmodulen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit gemeinsamem Gasverteiler und gemeinsamem Gassammler am oberen Ende und unteren Verschlussstücken in Form von in Gegenkonturen einer Strömungsverteilerplatte am unteren Ende des Reaktors eingreifenden Passstücken oder mit Verteiler-\ffnungen der Verteilerplatte zusammenwirkenden Strömungsleitkörpern.

19. Reaktor nach Anspruch 18, ausgebildet als Wirbelschicht-Reaktor mit Trägerkörpern zur Immobilisierung der Zellen.

20.

Reaktor nach Anspruch 18 oder 19 von </= 0,5 m Höhe für Zellkulturtechnik mit Zelldichten im Bereich von >/= 10<7 >Zellen/ml Reaktorflüssigkeit, gekennzeichnet durch Membranstärken von </= 0,8 mm der auf der Innenseite mit flexiblem Stützgewebe in Kontakt befindlichen Membranschläuche von >/= 1 cm Durchmesser, die mit Mitteln zur Gasbeaufschlagung ihrer Innenräume mit einem den hydrostatischen Druck der umgebenden Reaktorflüssigkeit um </= 1 bar übersteigenden Druck in Verbindung stehen.

21. Reaktor nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Membranfläche von 30 bis 150 m<2>/m<3> Reaktorinhalt.

22. Reaktor nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch Mittel zur Gasbeaufschlagung des Membraninnenraums mit einem den hydrostatischen Druck der umgebenden Reaktorflüssigkeit um </= 0,5 bar übersteigenden Druck.