CH709970A1 - A method for supplying gas to an affected environment under artificial cell culture device for the implementation of this process. - Google Patents

A method for supplying gas to an affected environment under artificial cell culture device for the implementation of this process. Download PDF

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CH709970A1
CH709970A1 CH01211/14A CH12112014A CH709970A1 CH 709970 A1 CH709970 A1 CH 709970A1 CH 01211/14 A CH01211/14 A CH 01211/14A CH 12112014 A CH12112014 A CH 12112014A CH 709970 A1 CH709970 A1 CH 709970A1
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predetermined
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Jean-Baptiste Menut
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Smtec Sport & Medical Technologies Sa
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Abstract

Le dispositif (10) pour alimenter en gaz un environnement affecté à la culture cellulaire artificielle comporte au moins une boîte de Pétri (11) ou similaire, se composant d’un récipient (12), habituellement de forme circulaire, carrée ou rectangulaire, pourvue de préférence d’un couvercle (13) et d’un fond (14). Le couvercle (13) est agencé pour s’emboîter sur le dessus du récipient (12) pour le fermer. Le fond (14) est constitué d’une membrane semi-perméable (15) qui a comme caractéristique de laisser passer les gaz et d’arrêter les liquides. La membrane semi-perméable (15) constitue une interface d’échange entre les cellules d’une culture cellulaire et le gaz traversant la membrane. Le récipient (12) contient un liquide biologique (16) et la culture cellulaire qui est fixée sur la surface intérieure de la membrane semi-perméable (15) constituant le fond du récipient (12).The device (10) for supplying gas to an environment assigned to the artificial cell culture comprises at least one Petri dish (11) or the like, consisting of a container (12), usually of circular, square or rectangular shape, provided with preferably a lid (13) and a bottom (14). The lid (13) is arranged to fit on top of the container (12) to close it. The bottom (14) consists of a semi-permeable membrane (15) which has the characteristic of allowing the gases to pass and the liquids to be stopped. The semipermeable membrane (15) constitutes an exchange interface between the cells of a cell culture and the gas passing through the membrane. The container (12) contains a biological fluid (16) and the cell culture which is attached to the inner surface of the semipermeable membrane (15) constituting the bottom of the container (12).

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne un procédé pour alimenter en gaz un environnement affecté à la culture cellulaire, comportant au moins une boîte de Pétri ou similaire, contenant un liquide physiologique et mise en contact avec une composition gazeuse prédéterminée contenant par exemple de l’oxygène ou un autre gaz, ou mélange de gaz ou similaire, dont le taux est ajusté séquentiellement, ladite au moins une boîte de Pétri comportant un fond réalisé en un matériau semi-perméable laissant passer les gaz et étanche aux liquides. The present invention relates to a method for supplying gas to an environment assigned to the cell culture, comprising at least one Petri dish or the like, containing a physiological liquid and placed in contact with a predetermined gaseous composition containing, for example, oxygen or another gas, or gas mixture or the like, the rate of which is adjusted sequentially, said at least one petri dish having a bottom made of a gas-permeable semi-permeable material and liquid-tight.

[0002] Elle concerne également un dispositif pour alimenter en gaz un environnement affecté à la culture cellulaire artificielle, comportant au moins une boîte de Pétri ou similaire, contenant un liquide physiologique et placé dans une enceinte dans laquelle circule une composition gazeuse prédéterminée contenant par exemple de l’oxygène ou un autre gaz, ou mélange de gaz ou similaire, dont le taux doit être ajusté séquentiellement, ladite au moins une boîte de Pétri comportant un fond réalisé en un matériau semi-perméable laissant passer les gaz et étant étanche aux liquides, pour la mise en œuvre du procédé. It also relates to a device for supplying gas to an environment assigned to artificial cell culture, comprising at least one Petri dish or the like, containing a physiological liquid and placed in an enclosure in which circulates a predetermined gaseous composition containing, for example oxygen or another gas, or mixture of gases or the like, whose rate must be adjusted sequentially, said at least one petri dish having a bottom made of a semi-permeable material permitting the gas and being liquid-tight , for the implementation of the method.

[0003] Les cultures cellulaires de laboratoire sont de plus en plus pratiquées notamment comme substitut à l’expérimentation animale. Elles sont généralement effectuées dans une boite de Pétri contenant un liquide physiologique, qui est placée dans une étuve à 37° pour respecter les conditions naturelles de température et d’humidité. Pour reproduire les conditions d’oxygénation, les boites de Pétri sont placées dans des étuves à atmosphère contrôlée. Mais en conditions réelles, les cellules sont souvent soumises à des variations rapides d’oxygénation, parfois importantes. Pour soumettre ces cellules, baignant dans ledit liquide physiologique, à des variations rapides du taux d’oxygène, des boites de Pétri spéciales, comportant un fond semi perméable ont été développées pour favoriser les échanges gazeux. Le fond de la boîte de Pétri est constitué d’une matière semi-perméable qui laisse passer les gaz mais retient les liquides. Ces boîtes de Pétri offrent aux cellules en culture, qui sont toujours fixées contre la surface du fond, l’avantage d’être soumises très rapidement aux mêmes pressions partielles des gaz que l’atmosphère régnant dans l’environnement immédiat des boites. Étant donné que pour faire varier les pressions partielles auxquelles les cellules doivent être soumises, on fait varier l’atmosphère régnant autour des boites de Pétri, il est essentiel que les variations de l’environnement immédiat des boîtes de culture puissent être transmises le plus rapidement possible aux cellules en culture dans lesdites boîtes de Pétri. Laboratory cell cultures are increasingly used especially as a substitute for animal experimentation. They are usually performed in a petri dish containing a physiological fluid, which is placed in a 37 ° oven to respect the natural conditions of temperature and humidity. To reproduce the oxygenation conditions, the Petri dishes are placed in controlled atmosphere ovens. But in real conditions, cells are often subject to rapid changes in oxygenation, sometimes significant. In order to subject these cells, bathed in said physiological fluid, to rapid variations in the oxygen content, special Petri dishes with a semi-permeable bottom have been developed to promote gas exchange. The bottom of the petri dish is made of a semi-permeable material that allows the gases to pass but retains the liquids. These Petri dishes offer the cultured cells, which are always fixed against the bottom surface, the advantage of being subjected very quickly to the same partial pressures of the gases as the atmosphere prevailing in the immediate environment of the boxes. Since, in order to vary the partial pressures to which the cells must be subjected, the atmosphere prevailing around the petri dishes is varied, it is essential that the variations in the immediate environment of the culture dishes can be transmitted as quickly as possible. possible to the cells in culture in said petri dishes.

Technique antérieurePrior art

[0004] Selon la pratique actuelle, on utilise des étuves climatiques dans lesquelles on peut faire varier la composition des gaz, dans le but de modifier l’environnement de culture, d’abord autour des boîtes de Pétri et ensuite, au niveau des cultures cellulaires elles-mêmes à travers le fond semi-perméable des boîtes. Mais le processus connu a de nombreux inconvénients. Il est tout d’abord relativement lent puisqu’il dure plusieurs minutes, il nécessite un remplissage complet de l’étuve par la composition gazeuse prédéterminée, cette étuve ayant un volume important, ce qui implique d’une part une très forte consommation de ladite composition gazeuse et ralentit considérablement l’absorption d’une nouvelle composition gazeuse si celle-ci est modifiée. Plus le cycle est court plus la difficulté augmente et il devient impossible de reproduire, par cultures cellulaires, ce qui se passe lors de tels cycles courts, comme par exemple pour le cas lors d’apnées du sommeil. [0004] According to current practice, climate chambers are used in which the composition of the gases can be varied in order to modify the culture environment, first around the Petri dishes and then, at the level of the cultures. themselves through the semi-permeable bottom of the dishes. But the known process has many disadvantages. It is initially relatively slow since it lasts several minutes, it requires a complete filling of the oven by the predetermined gaseous composition, this oven having a large volume, which implies on the one hand a very high consumption of said gaseous composition and considerably slows the absorption of a new gaseous composition if it is modified. The shorter the cycle, the more the difficulty increases and it becomes impossible to reproduce, by cell cultures, what happens during such short cycles, as for example in the case of sleep apnea.

Exposé de l’invention:Presentation of the invention

[0005] La présente invention vise à pallier ces inconvénients en réduisant de manière conséquente la durée de la transmission aux cellules en culture, des modifications de la composition gazeuse prédéterminée qui les alimente, plus particulièrement la durée des variations du taux d’oxygène présent dans ladite composition prédéterminée, en diminuant de manière importante le volume de ladite composition utilisée pour alimenter les cellules en culture et en augmentant la vitesse à laquelle ladite composition gazeuse prédéterminée peut être modifiée selon les besoins. The present invention aims to overcome these disadvantages by significantly reducing the duration of transmission to the cells in culture, modifications of the predetermined gas composition which feeds them, more particularly the duration of the changes in oxygen present in the said predetermined composition, significantly decreasing the volume of said composition used to feed cells in culture and increasing the rate at which said predetermined gaseous composition can be modified as needed.

[0006] Dans ce but, le procédé selon l’invention est caractérisé en ce que l’on fait circuler ladite composition gazeuse prédéterminée dans un canal de circulation adjacent audit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, ledit canal de circulation ayant une paroi supérieure agencée pour communiquer avec ledit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, de telle manière que ladite composition gazeuse prédéterminée qui est véhiculée dans ledit canal de circulation communique avec le contenu de ladite au moins une boîte de Pétri à travers ladite paroi supérieure dudit canal et ledit fond de la boîte, qui sont au moins partiellement communs, en ce que l’on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité d’entrée dudit canal de circulation et en ce que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité de sortie dudit canal de circulation, opposée à ladite extrémité d’entrée. For this purpose, the method according to the invention is characterized in that said predetermined gaseous composition is circulated in a circulation channel adjacent said bottom of said at least one Petri dish, said circulation channel having a upper wall arranged to communicate with said bottom of said at least one petri dish, such that said predetermined gaseous composition which is conveyed in said circulation channel communicates with the contents of said at least one petri dish through said upper wall said channel and said bottom of the box, which are at least partially common, in that said predetermined gaseous composition is injected at an inlet end of said circulation channel and in that said predetermined gaseous composition is evacuated to an outlet end of said circulation channel opposite said inlet end.

[0007] D’une manière préférentielle, l’on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal disposée en amont de ladite au moins une boîte de Pétri et que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal disposée en aval de ladite au moins une boîte de Pétri. Preferably, said predetermined gaseous composition is injected at one end of said channel disposed upstream of said at least one Petri dish and said predetermined gaseous composition is discharged at an end of said channel disposed in downstream of said at least one petri dish.

[0008] Selon un mode de mise en œuvre avantageux du procédé, l’on utilise un canal de circulation disposé sous une pluralité de boîtes de Pétri, chacune desdites boîtes comportant un fond semi-perméable au moins partiellement commun avec la paroi supérieure dudit canal de circulation, dans lequel on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée en amont de ladite pluralité de boîtes de Pétri et que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal de circulation disposée en aval de ladite au moins une boîte de Pétri. According to an advantageous embodiment of the method, using a circulation channel disposed under a plurality of Petri dishes, each of said boxes having a semi-permeable bottom at least partially common with the upper wall of said channel. in which said predetermined gaseous composition is injected upstream of said plurality of Petri dishes and said predetermined gaseous composition is discharged at an end of said circulation channel disposed downstream of said at least one Petri dish.

[0009] Selon un premier mode de réalisation, pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée, à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on injecte dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné est égale à un taux de consigne, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans la zone de contact avec le liquide biologique atteigne localement ladite valeur de consigne pendant un temps défini pour transmettre à la culture cellulaire ledit gaz sélectionné. According to a first embodiment, in order to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gas composition, to a fixed fixed rate called a set rate, a predetermined gaseous composition in which the pressure is injected is injected into said channel. partial of said selected gas is equal to a set rate, so that the partial pressure of said gas selected in the contact zone with the biological fluid locally reaches said setpoint value for a defined time to transmit to the cell culture said selected gas.

[0010] Selon un deuxième mode de réalisation, pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on injecte avantageusement dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur supérieure audit taux de consigne, l’on maintient cette valeur supérieure audit taux de consigne pendant un temps prédéterminé et l’on abaisse ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne plus rapidement ladite valeur de consigne. According to a second embodiment, in order to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition to a fixed fixed rate called the target rate, a predetermined gaseous composition in which the pressure is advantageously injected into said channel. partial of said selected gas has a value greater than said setpoint rate, it maintains this value greater than said setpoint rate for a predetermined time and said value is lowered to that of said setpoint after said predetermined time, so that the pressure part of said selected gas in the biological fluid reaches said setpoint more rapidly.

[0011] Selon un troisième mode de réalisation, pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on peut injecter dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur supérieure au taux de consigne, on peut diminuer progressivement cette valeur supérieure au taux de consigne pendant un temps prédéterminé et on peut maintenir ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne plus rapidement ladite valeur de consigne. According to a third embodiment, in order to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition to a fixed fixed rate called the target rate, it is possible to inject into said channel a predetermined gaseous composition in which the pressure partial of said selected gas has a value greater than the set rate, it can gradually decrease this value greater than the setpoint rate for a predetermined time and can maintain said value to that of said set point after said predetermined time, so that the partial pressure said selected gas in the biological fluid reaches said setpoint more quickly.

[0012] Selon un quatrième mode de réalisation, pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on peut injecter dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur inférieure au taux de consigne, on peut augmenter ensuite cette valeur inférieure au taux de consigne pendant un temps prédéterminé et on peut maintenir ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne ladite valeur de consigne. According to a fourth embodiment, in order to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition to a fixed fixed rate called the target rate, it is possible to inject into said channel a predetermined gaseous composition in which the pressure partial of said selected gas has a value lower than the set rate, can then increase this value lower than the set rate for a predetermined time and can maintain said value to that of said set point after said predetermined time, so that the partial pressure said selected gas in the biological fluid reaches said setpoint.

[0013] Dans ce but également le dispositif selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comporte un canal de circulation adjacent audit fond de ladite boîte de Pétri, ledit canal de circulation ayant une paroi supérieure constituée par ledit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, de telle manière que ladite composition gazeuse prédéterminée qui est véhiculée dans ledit canal de circulation communique avec le contenu de ladite au moins une boîte de Pétri à travers ladite paroi supérieure du canal de circulation et ledit fond de la boîte, qui sont au moins partiellement communs, des moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité d’entrée dudit canal de circulation et des moyens pour récupérer ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité de sortie dudit canal de circulation, opposée à ladite extrémité d’entrée. For this purpose also the device according to the invention is characterized in that it comprises a circulation channel adjacent said bottom of said Petri dish, said circulation channel having an upper wall constituted by said bottom of said at least one a petri dish, such that said predetermined gaseous composition which is conveyed in said circulation channel communicates with the contents of said at least one petri dish through said upper wall of the circulation channel and said bottom of the can, which at least partially common are means for injecting said predetermined gaseous composition at an inlet end of said circulation channel and means for recovering said predetermined gaseous composition at an outlet end of said circulation channel, opposite said inlet end .

[0014] De façon préférentielle, lesdits moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal de circulation sont disposés en amont de ladite au moins une boîte de Pétri et en ce que lesdits moyens pour récupérer ladite composition gazeuse prédéterminée à l’autre extrémité dudit canal de circulation sont disposés en aval de ladite au moins une boîte de Pétri. Preferably, said means for injecting said predetermined gaseous composition at one end of said circulation channel are arranged upstream of said at least one petri dish and in that said means for recovering said predetermined gaseous composition at the other end of said circulation channel are disposed downstream of said at least one Petri dish.

[0015] Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte un canal de circulation unique disposé sous une pluralité de boîtes de Pétri, chacune desdites boîtes comportant un fond semi-perméable qui coïncide avec des fenêtres ménagées dans la paroi supérieure dudit canal de circulation unique, pourvu de moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée en amont de ladite pluralité de boîtes de Pétri et de moyens pour récupérer ladite composition gazeuse prédéterminée en aval de ladite pluralité de boîtes de Pétri. According to an advantageous embodiment, the device comprises a single circulation channel disposed under a plurality of Petri dishes, each of said boxes having a semi-permeable bottom which coincides with windows formed in the upper wall of said circulation channel. single, provided with means for injecting said predetermined gaseous composition upstream of said plurality of Petri dishes and means for recovering said predetermined gaseous composition downstream of said plurality of petri dishes.

[0016] Pour un dispositif dans lequel le gaz de ladite composition gazeuse dont le taux est ajusté de manière séquentielle est l’oxygène et /ou l’anhydride carbonique, on prévoit de préférence des moyens de contrôle agencés pour définir à la fois la valeur de la pression partielle de l’oxygène dans le liquide physiologique et la durée de l’injection de ladite composition gazeuse dans ledit canal de circulation. For a device in which the gas of said gaseous composition whose rate is adjusted sequentially is oxygen and / or carbon dioxide, control means arranged to define both the value the partial pressure of the oxygen in the physiological fluid and the duration of the injection of said gaseous composition into said circulation channel.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

[0017] La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de modes de réalisation donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: <tb>la fig. 1<SEP>représente une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de culture cellulaire selon l’invention, <tb>la fig. 2<SEP>représente une vue de dessus du dispositif de culture cellulaire de la fig. 1 , <tb>la fig. 3<SEP>représente une vue en perspective du dispositif de culture cellulaire de la fig. 1 , <tb>les fig. 4A , 4B , 4C et 4D<SEP>sont des vues qui illustrent l’évolution de la pression partielle d’oxygène (PO2) dans le liquide biologique se trouvant au-dessus de la membrane semi-perméable.The present invention and its advantages will appear better in the following description of embodiments given as non-limiting examples, with reference to the accompanying drawings, in which: <tb> fig. 1 <SEP> represents a longitudinal sectional view of a cell culture device according to the invention, <tb> fig. 2 <SEP> represents a view from above of the cell culture device of FIG. 1, <tb> fig. 3 <SEP> represents a perspective view of the cell culture device of FIG. 1, <tb> figs. 4A, 4B, 4C and 4D <SEP> are views that illustrate the evolution of oxygen partial pressure (PO2) in the biological fluid above the semipermeable membrane.

Illustrations de l’invention et différentes manières de la réaliserIllustrations of the invention and different ways of achieving it

[0018] En référence aux fig. 1 à 3 , le dispositif 10 pour alimenter en gaz un environnement affecté à la culture cellulaire artificielle, comporte au moins une boîte de Pétri 11 ou similaire se composant d’un récipient 12, habituellement de forme circulaire, carrée ou rectangulaire, pourvue de préférence d’un couvercle 13 et d’un fond 14. Le couvercle 13 est agencé pour s’emboîter sur le dessus du récipient 12 pour le fermer. Le fond 14 est constitué d’une membrane semi-perméable 15 qui a comme caractéristique de laisser passer les gaz et d’arrêter les liquides. La membrane semi-perméable 15 constitue une interface d’échange entre les cellules d’une culture cellulaire 16 et le gaz traversant la membrane. Le récipient 12 contient un liquide biologique et la culture cellulaire 16 fixée sur la surface intérieure de la membrane semi-perméable 15 constituant le fond du récipient 12. With reference to FIGS. 1 to 3, the device 10 for supplying gas to an environment assigned to the artificial cell culture, comprises at least one Petri dish 11 or the like consisting of a container 12, usually circular, square or rectangular, preferably provided a cover 13 and a bottom 14. The cover 13 is arranged to fit on the top of the container 12 to close it. The bottom 14 consists of a semi-permeable membrane 15 which has the characteristic of allowing the gases to pass and of stopping the liquids. The semipermeable membrane 15 constitutes an exchange interface between the cells of a cell culture 16 and the gas passing through the membrane. The container 12 contains a biological fluid and the cell culture 16 fixed on the inner surface of the semipermeable membrane 15 constituting the bottom of the container 12.

[0019] Une boite de Pétri affectée à une culture cellulaire doit être alimentée avec une composition gazeuse contenant de l’oxygène ou de l’oxygène et de l’anhydride carbonique, cette composition devant être régulièrement ajustée pour permettre d’étudier le comportement des cellules dans un milieu où les pressions partielles de l’oxygène et/ou du C02 sont modifiées. Afin d’assurer une réactivité rapide du système et afin de pouvoir modifier rapidement le taux de gaz, notamment de l’oxygène au niveau de l’interface avec les cellules de la culture, le dispositif de l’invention comporte un canal 20 de circulation de la composition gazeuse, ce canal de circulation étant disposé en-dessous dudit récipient 12. Il comprend une base 21, des parois latérales 22, une extrémité d’entrée 23 et une extrémité de sortie 24, cet ensemble étant obturé sur le dessus, par une plaque de couverture 25. Dans cette plaque de couverture est ménagée au moins une fenêtre 26, ou une pluralité de fenêtres 26, correspondant au fond 14 du récipient 12, lorsque le dispositif ne comporte qu’un seul récipient 12 ou aux fonds respectifs des différents récipients 12, dans le cas où le dispositif comporte une pluralité de récipients du type boites de Pétri, par exemple. La ou les fenêtres 26 ont une forme et des dimensions telles qu’elle peut ou qu’elles peuvent recevoir et loger le ou les fonds 14 de récipients 12. Pour éviter ou minimiser les fuites entre ledit canal de circulation et l’extérieur des récipients 12, un joint d’étanchéité 27 est avantageusement fixé sur le pourtour à la base du récipient 12. A petri dish assigned to a cell culture must be fed with a gaseous composition containing oxygen or oxygen and carbon dioxide, this composition must be regularly adjusted to allow studying the behavior of the cells. cells in a medium where the partial pressures of oxygen and / or CO 2 are changed. In order to ensure rapid reactivity of the system and in order to be able to rapidly modify the rate of gas, especially oxygen at the interface with the cells of the culture, the device of the invention comprises a circulation channel 20 of the gaseous composition, this circulation channel being disposed below said container 12. It comprises a base 21, side walls 22, an inlet end 23 and an outlet end 24, this assembly being closed on the top, by a cover plate 25. In this cover plate is provided at least one window 26, or a plurality of windows 26, corresponding to the bottom 14 of the container 12, when the device comprises only one container 12 or respective funds different containers 12, in the case where the device comprises a plurality of containers of the type Petri dishes, for example. The window or windows 26 have a shape and dimensions such that they can or can receive and house the bottom or bottoms 14 of containers 12. To avoid or minimize leaks between said circulation channel and the outside of the containers 12, a seal 27 is advantageously fixed around the periphery at the base of the container 12.

[0020] Pour amener la composition gazeuse prédéterminée dans le canal de circulation 20, la plaque de fermeture 25 est équipée de moyens 27 positionnés en amont de ladite ou des boites de Pétri 11 et de moyens 28 peuvent être positionnés en aval pour évacuer la composition gazeuse prédéterminée hors dudit canal 20. To bring the predetermined gaseous composition into the circulation channel 20, the closure plate 25 is equipped with means 27 positioned upstream of said Petri dishes 11 and means 28 can be positioned downstream to evacuate the composition. predetermined gas off said channel 20.

[0021] Par ce moyen, le contact entre le liquide biologique et la composition gazeuse prédéterminée est très direct. Le volume de composition gazeuse prédéterminée à injecter pour faire varier l’environnement des cellules est réduit, puisqu’il n’excède pas le volume du canal de circulation 20, ce qui permet d’effectuer des transitions rapides et en outre, de réaliser des économies considérables de gaz. Un rinçage du canal 20 par la composition gazeuse peut être effectué rapidement et à moindre coût. By this means, the contact between the biological fluid and the predetermined gas composition is very direct. The predetermined volume of gaseous composition to be injected to vary the environment of the cells is reduced, since it does not exceed the volume of the circulation channel 20, which makes it possible to perform fast transitions and, in addition, to realize considerable savings in gas. Rinse channel 20 by the gaseous composition can be performed quickly and cheaply.

[0022] Les fig. 4A , 4B et 4C montrent l’évolution de la pression partielle d’oxygène PO2dans le liquide biologique 16 à la surface de la membrane semi-perméable 15 sur laquelle est fixée la culture cellulaire 17. On rappelle que la pression partielle d’un gaz dans un volume donné d’un mélange gazeux est égale à la pression qu’aurait ce gaz s’il était tout seul dans ledit volume donné. Par exemple si la pression barométrique est de 760 mm Hg et que la fraction d’oxygène dans le mélange gazeux est de 5% la pression partielle d’oxygène est de 760x0,05 soit 38mmHg. La pression partielle de l’oxygène ou éventuellement d’un autre gaz ou mélange de gaz dans le canal est désigné par a, et la pression partielle correspondante dans le liquide qui contient ou irrigue les cellules est désigné par b. Figs. 4A, 4B and 4C show the evolution of the PO2 oxygen partial pressure in the biological fluid 16 at the surface of the semipermeable membrane 15 to which the cell culture 17 is attached. It is recalled that the partial pressure of a gas in a given volume of a gaseous mixture is equal to the pressure that this gas would have if it were all alone in said given volume. For example, if the barometric pressure is 760 mmHg and the oxygen fraction in the gas mixture is 5% the oxygen partial pressure is 760x0.05 or 38mmHg. The partial pressure of the oxygen or possibly another gas or gas mixture in the channel is designated a, and the corresponding partial pressure in the liquid which contains or irrigates the cells is designated b.

[0023] Le graphique de la fig. 4A représente la courbe 41 illustrant l’évolution de la pression partielle d’oxygène PO2qui passe brusquement d’un état 1, où sa valeur est par exemple de 38 mm Hg à un état 2 où sa valeur est par exemple de 121 mm Hg, ce qui correspond respectivement à des taux de 5% et de 16% dans la composition gazeuse. Un temps t1est nécessaire pour atteindre l’équilibre dans le liquide au niveau de la culture cellulaire, soit de l’autre côté de la membrane semi-perméable par rapport audit canal de circulation. The graph of FIG. 4A represents the curve 41 illustrating the evolution of the oxygen partial pressure PO2 which passes abruptly from a state 1, where its value is for example 38 mmHg to a state 2 where its value is for example 121 mmHg, which corresponds respectively to 5% and 16% in the gas composition. Time is required to achieve equilibrium in the liquid at the level of the cell culture, ie on the other side of the semipermeable membrane with respect to said circulation channel.

[0024] Le graphique de la fig. 4B représente la courbe 42 qui illustre l’évolution de la pression partielle d’oxygène PO2. La pression partielle d’oxygène PO2du gaz est dans un premier temps plus élevée que la valeur finale souhaitée après l’équilibre. On fait circuler une composition gazeuse dans le canal pendant une durée déterminée tb, dont le taux est supérieur à la valeur de consigne puis on revient à ladite valeur de consigne. On constate que le processus est fortement accéléré, l’équilibre est atteint plus rapidement et le transfert d’oxygène s’effectue dans un temps t2plus court que le temps t1dans l’exemple de la fig. 4A . The graph of FIG. 4B represents the curve 42 which illustrates the evolution of the PO2 oxygen partial pressure. The oxygen partial pressure PO2 of the gas is initially higher than the desired final value after the equilibrium. A gaseous composition is circulated in the channel for a determined duration tb, the rate of which is greater than the setpoint value and then returns to said setpoint value. It can be seen that the process is greatly accelerated, the equilibrium is reached more rapidly and the oxygen transfer takes place in a time t2 shorter than the time t1 in the example of FIG. 4A.

[0025] Le graphique de la fig. 4C représente la courbe 43 qui illustre l’évolution de la pression partielle d’oxygène PO2. Il y a aussi un dépassement de la pression partielle d’oxygène PO2qui est ensuite asymptotiquement ramenée à la valeur de consigne pendant un temps tc. Le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre est atteint au temps t3, qui est inférieur au temps t2précédent, mais l’avantage est une stabilité plus grande du système. Le risque de dépassement de la valeur consigne, comme le montre la courbe 42, est moindre. The graph of FIG. 4C represents the curve 43 which illustrates the evolution of the PO2 oxygen partial pressure. There is also an overshoot of the PO2 oxygen partial pressure which is then asymptotically brought back to the setpoint for a time tc. The time required to reach equilibrium is reached at time t3, which is less than the time t2, but the advantage is a greater stability of the system. The risk of exceeding the setpoint, as shown in curve 42, is less.

[0026] Le graphique de la fig. 4D représente la courbe 44 qui illustre l’évolution de la pression partielle d’oxygène PO2. A la place d’un dépassement, tel que le montre la fig. 4C , de la pression partielle d’oxygène PO2, on prévoit une injection réduite et on augmente ensuite cette pression partielle à la valeur de consigne pendant un temps td. Le temps nécessaire pour atteindre l’équilibre est atteint au temps t4, qui est raccourci par rapport au temps t1évoqué précédemment. Le risque de dépassement de la valeur consigne, comme le montre la courbe 42, est moindre. The graph of FIG. 4D represents the curve 44 which illustrates the evolution of the PO2 oxygen partial pressure. In place of an overtaking, as shown in FIG. 4C, oxygen partial pressure PO2, a reduced injection is provided and this partial pressure is then increased to the setpoint for a time td. The time required to reach equilibrium is reached at time t4, which is shortened compared to the time mentioned above. The risk of exceeding the setpoint, as shown in curve 42, is less.

[0027] Les essais ont montré que dans le cas de la fig. 4A le temps taest d’environ 3 minutes, le temps tbet tcnécessaire pour atteindre l’équilibre dans le cas des fig. 2 et 3 étant réduit à environ 40 secondes. Comparés aux 10 minutes requises lorsque les cultures sont disposées dans des étuves, et que le traitement s’effectue selon l’art antérieur connu, le gain de temps est colossal sans oublier la diminution de la consommation de gaz qui est de l’ordre d’un facteur 100. The tests have shown that in the case of FIG. 4A time is about 3 minutes, the time tbet necessary to achieve equilibrium in the case of figs. 2 and 3 being reduced to about 40 seconds. Compared to the 10 minutes required when the cultures are placed in incubators, and that the treatment is carried out according to the known prior art, the time saving is colossal without forgetting the decrease in gas consumption which is of the order of a factor of 100.

[0028] On évoque principalement la pression partielle d’oxygène PO2, mais il est bien entendu qu’il pourrait également s’agir d’autres gaz ou de mélange de gaz, tels que par exemple l’anhydride carbonique, l’azote, un gaz médicament ou un aérosol, en fonction des besoins spécifiques dans un contexte de mise en culture de cellules. En effet, il y a toujours plusieurs gaz dans le mélange gazeux qui se compose principalement d’oxygène, d’azote et d’anhydride carbonique (CO2). Actuellement le CO2 est maintenu constant à 5% ou 10%, et le taux d’oxygène et d’azote sont interdépendants, à savoir que si le taux d’oxygène baisse, celui de l’azote monte et réciproquement. The oxygen partial pressure PO2 is mentioned mainly, but it is understood that it could also be other gases or a mixture of gases, such as, for example, carbon dioxide, nitrogen, a drug gas or an aerosol, according to specific needs in a context of culturing cells. Indeed, there are always several gases in the gas mixture which consists mainly of oxygen, nitrogen and carbon dioxide (CO2). Currently CO2 is kept constant at 5% or 10%, and the oxygen and nitrogen levels are interdependent, ie if the oxygen level drops, that of nitrogen rises and vice versa.

[0029] Le dispositif est avantageusement associé à des moyens de gestion des flux de gaz. Au moment d’un changement de consigne, il peut y avoir un intérêt à augmenter les débits, puis de les baisser. Le dépassement temporaire de la valeur de consigne peut être accompagné temporairement d’une augmentation des débits afin d’améliorer les échanges. The device is advantageously associated with gas flow management means. At the time of a change of setpoint, there may be an interest in increasing the flows and then lowering them. Temporary overrun of the setpoint may be accompanied temporarily by an increase in flow to improve trade.

[0030] La présente invention n’est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais peut s’étendre à diverses variantes évidentes pour l’homme du métier et qui découlent de la présente description sans qu’un effort inventif ne soit nécessaire. A titre d’exemple, les boites rectangulaires ou carrées dite multi-puits permettant d’effectuer plusieurs cultures simultanément et dans des conditions identiques donnent d’excellents résultats. Les moyens d’évacuation des gaz peuvent être remplacés par des moyens de gestion des fuites entre le canal de circulation de la composition gazeuse et les récipients 12. The present invention is not limited to the embodiments described, but can be extended to various obvious variations for the skilled person and which flow from the present description without an inventive effort is necessary. For example, the rectangular or square boxes called multi-well for performing multiple crops simultaneously and under identical conditions give excellent results. The gas evacuation means may be replaced by means for managing leaks between the circulation channel of the gaseous composition and the containers 12.

Claims (11)

1. Procédé pour alimenter en gaz un environnement affecté à la mise en culture de cellules, comportant au moins une boîte de Pétri ou similaire, contenant un liquide physiologique et mise en contact avec une composition gazeuse prédéterminée contenant par exemple de l’oxygène ou un autre gaz, ou mélange de gaz ou similaire, dont le taux est ajusté séquentiellement, ladite au moins une boîte de Pétri comportant un fond réalisé en un matériau semi-perméable laissant passer les gaz et étanche aux liquides, caractérisé en ce que l’on fait circuler ladite composition gazeuse prédéterminée dans un canal de circulation adjacent audit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, ledit canal de circulation ayant une paroi supérieure agencée pour communiquer avec ledit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, de telle manière que ladite composition gazeuse prédéterminée qui est véhiculée dans ledit canal de circulation communique avec le contenu de ladite au moins une boîte de Pétri à travers ladite paroi supérieure dudit canal et ledit fond de la boîte, qui sont au moins partiellement communs, en ce que l’on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité d’entrée dudit canal de circulation et en ce que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité de sortie dudit canal de circulation, opposée à ladite extrémité d’entrée.A method for supplying gas to an environment for culturing cells, comprising at least one petri dish or the like, containing a physiological liquid and contacted with a predetermined gaseous composition containing, for example, oxygen or a another gas, or mixture of gases or the like, the rate of which is adjusted sequentially, said at least one petri dish having a bottom made of a gas-permeable and liquid-proof semi-permeable material, characterized in that circulates said predetermined gaseous composition in a circulation channel adjacent said bottom of said at least one petri dish, said circulation channel having an upper wall arranged to communicate with said bottom of said at least one petri dish, such that said predetermined gaseous composition which is conveyed in said circulation channel communicates with the contents of the ladi at least one petri dish through said upper wall of said channel and said bottom of the box, which are at least partially common, in that said predetermined gaseous composition is injected at an inlet end of said circulation channel and in that said predetermined gaseous composition is discharged at an outlet end of said circulation channel, opposite to said inlet end. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal disposée en amont de ladite au moins une boîte de Pétri et que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal disposée en amont de ladite au moins une boîte de Pétri.2. Method according to claim 1, characterized in that said predetermined gaseous composition is injected at one end of said channel disposed upstream of said at least one petri dish and that said predetermined gaseous composition is discharged at an end of said channel disposed upstream of said at least one Petri dish. 3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’on utilise un canal de circulation disposé sous une pluralité de boîtes de Pétri, chacune desdites boîtes comportant un fond semi-perméable au moins partiellement commun avec la paroi supérieure dudit canal de circulation, dans lequel on injecte ladite composition gazeuse prédéterminée en amont de ladite pluralité de boîtes de Pétri et que l’on évacue ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal de circulation disposée en aval de ladite au moins une boîte de Pétri.3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that one uses a circulation channel disposed under a plurality of Petri dishes, each of said boxes having a semi-permeable bottom at least partially common with the wall upper of said circulation channel, into which said predetermined gaseous composition is injected upstream of said plurality of Petri dishes and that said predetermined gaseous composition is discharged at one end of said circulation channel disposed downstream of said at least one box of Petri. 4. Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée, à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on injecte dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné est égale à un taux de consigne, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans la zone de contact avec le liquide biologique atteigne localement ladite valeur de consigne pendant un temps défini pour transmettre à la culture cellulaire ledit gaz sélectionné.4. Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that for adjusting the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition, at a fixed rate defined called set rate, is injected into said channel, a predetermined gas composition in which the partial pressure of said selected gas is equal to a set rate, so that the partial pressure of said selected gas in the contact zone with the biological fluid locally reaches said setpoint value for a defined time to transmit to the cell culture said selected gas. 5. Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on injecte avantageusement dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur supérieure audit taux de consigne, l’on maintient cette valeur supérieure audit taux de consigne pendant un temps prédéterminé et l’on abaisse ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne plus rapidement ladite valeur de consigne.5. Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition at a fixed rate defined called setpoint rate is advantageously injected into said channel, a a predetermined gas composition in which the partial pressure of said selected gas has a value greater than said setpoint rate, this value is maintained higher than said setpoint rate for a predetermined time and said value is lowered to that of said setpoint rate after said predetermined time, so that the partial pressure of said selected gas in the biological fluid reaches more quickly said set value. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on peut injecter dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur supérieure au taux de consigne, on peut diminuer progressivement cette valeur supérieure au taux de consigne pendant un temps prédéterminé et on peut maintenir ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne plus rapidement ladite valeur de consigne.6. Method according to claim 3, characterized in that to adjust the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition to a fixed fixed rate called set point, can be injected into said channel, a predetermined gaseous composition in which the partial pressure of said selected gas has a value greater than the set rate, it can gradually decrease this value greater than the set rate for a predetermined time and can maintain said value to that of said set point after said predetermined time, so that the partial pressure of said selected gas in the biological fluid reaches said setpoint more quickly. 7. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour ajuster la pression partielle d’un gaz sélectionné de ladite composition gazeuse prédéterminée à un taux fixe défini appelé taux de consigne, on peut injecter dans ledit canal, une composition gazeuse prédéterminée dans laquelle la pression partielle dudit gaz sélectionné a une valeur inférieure au taux de consigne, on peut augmenter ensuite cette valeur au taux de consigne pendant un temps prédéterminé et on peut maintenir ladite valeur à celle dudit taux de consigne après ledit temps prédéterminé, pour que la pression partielle dudit gaz sélectionné dans le liquide biologique atteigne ladite valeur de consigne.7. Method according to claim 3, characterized in that for adjusting the partial pressure of a selected gas of said predetermined gaseous composition to a fixed fixed rate called the target rate, it is possible to inject into said channel a predetermined gaseous composition in which the partial pressure of said selected gas has a value lower than the set rate, then this value can be increased to the setpoint rate for a predetermined time and said value can be maintained at that setpoint rate after said predetermined time, so that the pressure partial of said selected gas in the biological fluid reaches said setpoint. 8. Dispositif pour alimenter en gaz un environnement affecté à la culture cellulaire artificielle, comportant au moins une boîte de Pétri ou similaire, contenant un liquide physiologique et placé dans une enceinte dans laquelle circule une composition gazeuse prédéterminée contenant de l’oxygène ou un autre gaz, ou mélange de gaz ou similaire, dont le taux doit être ajusté séquentiellement, ladite au moins une boîte de Pétri comportant un fond réalisé en un matériau semi-perméable laissant passer les gaz et étant étanche aux liquides, pour la mise en œuvre du procédé, caractérisé en ce qu’il comporte un canal de circulation adjacent audit fond de ladite boîte de Pétri, ledit canal de circulation ayant une paroi supérieure constituée par ledit fond de ladite au moins une boîte de Pétri, de telle manière que ladite composition gazeuse prédéterminée qui est véhiculée dans ledit canal de circulation communique avec le contenu de ladite au moins une boîte de Pétri à travers ladite paroi supérieure du canal de circulation et ledit fond de la boîte, qui sont au moins partiellement communs, des moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité d’entrée dudit canal de circulation et des moyens pour évacuer ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité de sortie dudit canal de circulation, opposée à ladite extrémité d’entrée.Apparatus for supplying gas to an environment assigned to artificial cell culture, comprising at least one Petri dish or the like, containing a physiological liquid and placed in an enclosure in which circulates a predetermined gaseous composition containing oxygen or another gas, or mixture of gases or the like, whose rate must be adjusted sequentially, said at least one Petri dish comprising a bottom made of a semi-permeable material permitting the passage of gas and being liquid-tight, for the implementation of the process, characterized in that it comprises a circulation channel adjacent said bottom of said Petri dish, said circulation channel having an upper wall constituted by said bottom of said at least one Petri dish, such that said gas composition predetermined channel which is conveyed in said circulation channel communicates with the contents of said at least one petri dish through said upper wall of the circulation channel and said bottom of the box, which are at least partially common, means for injecting said predetermined gaseous composition at an inlet end of said circulation channel and means for discharging said predetermined gaseous composition at an outlet end of said flow channel, opposite said inlet end. 9. Dispositif, selon la revendication 8, caractérisé en ce lesdits moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée à une extrémité dudit canal de circulation sont disposés en amont de ladite au moins une boîte de Pétri et en ce que lesdits moyens pour évacuer ladite composition gazeuse prédéterminée à l’autre extrémité dudit canal de circulation sont disposés en aval de ladite au moins une boîte de Pétri.9. Device according to claim 8, characterized in that said means for injecting said predetermined gaseous composition at one end of said circulation channel are arranged upstream of said at least one petri dish and in that said means for discharging said gaseous composition predetermined at the other end of said circulation channel are disposed downstream of said at least one Petri dish. 10. Dispositif, selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comporte un canal de circulation unique disposé sous une pluralité de boîtes de Pétri, chacune desdites boîtes comportant un fond semi-perméable au moins partiellement commun avec la paroi supérieure dudit canal de circulation, pourvu de moyens pour injecter ladite composition gazeuse prédéterminée en amont de ladite pluralité de boîtes de Pétri et de moyens pour évacuer ladite composition gazeuse prédéterminée en aval de ladite pluralité de boîtes de Pétri.10. Device according to claim 8, characterized in that it comprises a single circulation channel disposed under a plurality of Petri dishes, each of said boxes having a semi-permeable bottom at least partially common with the upper wall of said channel. circulation, provided with means for injecting said predetermined gaseous composition upstream of said plurality of Petri dishes and means for discharging said predetermined gaseous composition downstream of said plurality of petri dishes. 11. Dispositif, selon l’une au moins des revendications 8 à 10, dans lequel le gaz de ladite composition gazeuse dont le taux est ajusté de manière séquentielle est l’oxygène et/ou l’anhydride carbonique, ou un autre gaz, ou mélange de gaz ou similaire, caractérisé en ce que l’on prévoit de préférence des moyens de contrôle agencés pour définir à la fois la valeur de la pression partielle de l’oxygène dans le liquide physiologique et la durée de l’injection de ladite composition gazeuse dans ledit canal de circulation.The device according to at least one of claims 8 to 10, wherein the gas of said gaseous composition whose rate is adjusted sequentially is oxygen and / or carbon dioxide, or another gas, or gas mixture or the like, characterized in that control means arranged to define both the value of the partial pressure of the oxygen in the physiological liquid and the duration of the injection of said composition are preferably provided. gas in said circulation channel.
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