CN102643744A - 一种高通量细胞培养器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高通量细胞培养器及其制造方法。培养器包括细胞培养室，细胞培养室由隔板隔离为多个独立的细胞培养层组成，细胞培养层中的设有培养基进出料口和密封塞，密封塞后插入有带过滤器的通风端口，培养基进出料口通过管路与进料装置相连，进料装置通过管路分别与培养液储罐和细胞收集瓶相连。进料动力装置为单管或多管蠕动泵，蠕动泵可以方便地调节流速和流量。本发明的细胞培养器，可以根据需要确定细胞的培养量，可以方便地切换不同的培养基，满足不同细胞培养阶段的需求，可以方便地调节细胞的培养量，既可以用于研发，也可以用于实际生产，应用范围更广。

Description

一种高通量细胞培养器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种细胞培养器及其制备方法，特别涉及一种高通量细胞培养器及其制备方法。
背景技术
近十几年来，由于生物制品行业的飞速发展，传统的通过生物化学技术从动物组织获取生物制品的方法已经远远不能满足市场的需求，通过动物细胞在体外大规模培养来表达特定的蛋白、单克隆抗体、干扰素及病毒疫苗制品已成为目前最普遍的技术。另外，最近几年随着干细胞技术的发展，对人体细胞培养应用日益广泛，其中，组织器官再造和细胞疗法已成为人类疾病治疗最有希望的方法。细胞疗法是指应用人的自体、同种异体或异种（非人体）的体细胞，经体外操作后回输(或植入)人体的治疗方法。这种体外操作包括细胞在体外的传代、扩增、筛选以及药物或其他能改变细胞生物学行为的处理。经过体外操作后的细胞可用于疾病的治疗，也可用于疾病的诊断或预防。
人体及动物细胞体外大规模培养技术是在人工条件下，设定pH、温度、溶氧等，在细胞培养载体（容器）中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。常用的大规模培养的动物细胞有鸡胚成纤维细胞、原代地鼠肾细胞等多种元代细胞，及人二倍体细胞、CHO细胞、Vero细胞等。这些细胞在疫苗生产、单抗制备、红细胞生成素等产品领域广泛应用。常用的人体细胞有干细胞、NK细胞、皮肤细胞等。
目前常用的细胞大规模培养方法有常规细胞培养瓶培养、转瓶培养、生物反应器培养和细胞工厂等。转瓶技术为传统的贴壁细胞培养技术，细胞接种在旋转的圆筒形培养器-转瓶中，培养过程中转瓶不断旋转，使细胞交替接触培养液和空气。转瓶培养具有结构简单，投资少，技术成熟，放大只需简单的增加转瓶数量等优点。但也有其缺点：劳动强度大，占地空间大，单位体积提供细胞生长的表面积小，细胞生长密度低，瓶间差异较难控制等，因而难以产业化或规模化生产。
“细胞工厂”由Corning公司和Thermo Fisher公司开发，该装置将细胞培养推向自动化、高效化、工业化生产，有了巨大的进步。但该系统未能解决培养结束后的细胞无损伤性回收及多株细胞在一个反应器中同时培养的问题。此外，该系统无法在同一细胞培养装置中同时培养多批或多株细胞；
常规细胞培养皿、板和瓶均为开放式，加液、接种及细胞收获操作过程极易发生污染。
有必要开发出一种新型的高通量细胞培养器。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种高通量的细胞培养器。
本发明的另一个目的在于提供上述细胞培养器的制造方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高通量细胞培养器，包括细胞培养室，细胞培养室由隔板隔离为多个独立的细胞培养层组成，细胞培养层中设有培养基进出料口和密封塞，密封塞中插入有带过滤器的通风端口，培养基进出料口通过管路与进料装置相连，进料装置通过管路分别与培养液储罐和细胞收集瓶相连。
作为本发明的进行一步改进，进料装置为单管或多管蠕动泵。
作为本发明的进行一步改进，培养液储罐上方设有真空式过滤器。
作为本发明的进行一步改进，细胞培养室由塑料制成。
作为本发明的进行一步改进，细胞培养层的内壁为经过亲水改性处理的内壁。
作为本发明的进行一步改进，密封塞为橡胶密封塞。
作为本发明的进行一步改进，上述细胞培养器的制造方法，包括使用注塑法注塑得到细胞培养室的部件，之后使用超声塑料焊接成为细胞培养室。
作为本发明的进行一步改进，使用等离子表面改性技术对细胞培养室与细胞相接触的部位进行亲水改性。
本发明的有益效果是：
本发明的细胞培养器，可同时培养多株细胞，为临床细胞治疗的细胞体外培养提供了理想的工具；使用本发明的细胞培养器，可以使细胞培养及其加料和收获在封闭状态下进行，大大减少了其在培养过程中被污染的可能性。
本发明的细胞培养器，在国内率先开发用于细胞培养和细胞及其产物收获的高精度、自动化、程序化、连续高效的生产装置，使细胞培养和细胞及其产物收获工序集成在一个反应器或一个工艺步骤中进行，从而简化工艺流程、提高生产效率，解决细胞贴壁和封闭式加料和培养结束后的收获等问题；
本发明的细胞培养器，可以根据需要确定细胞的培养量，可以方便地切换不同的培养基，满足不同细胞培养阶段的需求，可以方便地调节细胞的培养量，既可以用于研发，也可以用于实际生产，应用范围更广。
通过对内壁进行改性处理，使内壁具有亲水性，从而增强了细胞的贴壁率，提高了细胞的培养效率。
附图说明
图1是本发明细胞培养器的结构示意图；
图2是本发明细胞培养室的结构示意图；
图3是本发明密封塞处的一种结构示意图；
图4是本发明进料装置的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进行一步说明本发明。
参见图1～4，
一种高通量细胞培养器，包括细胞培养室1，细胞培养室1由隔板隔离为多个独立的细胞培养层2组成，细胞培养层2中的设有培养基进出料口21和密封塞22，密封塞22后插入有带过滤器23的通风端口24，培养基进出料口21通过管路与进料装置3相连，进料装置3通过管路分别与培养液储罐4和细胞收集瓶5相连。
作为本发明的进行一步改进，进料装置为单管或多管蠕动泵。蠕动泵可以方便地调节流速和流量，并可以通过计算机远程操作，进一步减少了人为操作，降低了细胞被污染的风险。
作为本发明的进行一步改进，培养液储罐4上方设有真空式过滤器41。配制好的培养液经过真空式过滤器进行除菌处理，方便了培养液的进料，同时也降低了培养液被污染的风险。
作为本发明的进行一步改进，细胞培养室由塑料制成。
作为本发明的进行一步改进，细胞培养层的内壁为经过亲水改性处理的内壁。
作为本发明的进行一步改进，密封塞为橡胶密封塞。
作为本发明的进行一步改进，上述细胞培养器的制造方法，包括使用注塑法注塑得到细胞培养室的部件，之后使用超声塑料焊接成为细胞培养室。
作为本发明的进行一步改进，使用等离子表面改性技术对细胞培养室与细胞相接触的部位进行亲水改性。经过改性的内壁，可以更好地促进细胞的贴壁生长。
在培养细胞时，培养液通过进料装置进料时，可以通过通风端口进行气体交换，以平衡细胞培养层内外的气压，方便进料。在接种细胞时，可将针头插入密封塞中，接种细胞，接种完成之后拔出，密封塞自然密闭，操作方便，也不易污染培养液。
由于细胞培养层彼此独立，培养液也可以通过进料装置单独进料，因此，可以在不同的细胞培养层培养不同的细胞，也可以在细胞培养的不同阶段，排除废液和新的培养液。使用本发明的细胞培养器，可以方便地培养多种细胞，也可以根据需要设定细胞的培养量。
待细胞成熟后，使细胞脱壁，之后通过进料装置将培养好的细胞外吸，收集在细胞收集器中。
本发明的细胞培养器，可同时培养多株细胞，为临床细胞治疗的细胞体外培养提供了理想的工具；使用本发明的细胞培养器，可以使细胞培养及其加料和收获在封闭状态下进行，大大减少了其在培养过程中被污染的可能性。
本发明的细胞培养器，在国内率先开发用于细胞培养和细胞及其产物收获的高精度、自动化、程序化、连续高效的生产装置，使细胞培养和细胞及其产物收获工序集成在一个反应器或一个工艺步骤中进行，从而简化工艺流程、提高生产效率，解决细胞贴壁和封闭式加料和培养结束后的收获等问题；
本发明的细胞培养器，可以根据需要确定细胞的培养量，可以方便地切换不同的培养基，满足不同细胞培养阶段的需求，可以方便地调节细胞的培养量，既可以用于研发，也可以用于实际生产，应用范围更广。

Claims (8)

1.一种高通量细胞培养器，包括细胞培养室，其特征在于：所述细胞培养室由塑料隔板隔离为多个独立的细胞培养层组成，所述细胞培养层中设有培养基进出料口和密封塞，所述密封塞中插入有带过滤器的通风端口，所述培养基进出料口通过管路与进料装置相连，所述进料装置通过管路分别与培养液储罐和细胞收集瓶相连。
2.根据权利要求1所述的一种高通量细胞培养器，其特征在于：进料装置为单管或多管蠕动泵。
3.根据权利要求1或者2所述的一种高通量细胞培养器，其特征在于：培养液储罐上方设有真空式过滤器。
4.根据权利要求1所述的一种高通量细胞培养器，其特征在于：细胞培养室由塑料制成。
5.根据权利要求1所述的一种高通量细胞培养器，其特征在于：密封塞为橡胶密封塞。
6.根据权利要求4所述的一种高通量细胞培养器，其特征在于：细胞培养层的内壁为经过亲水改性处理的内壁。
7.权利要求4所述高通量细胞培养器的制造方法，包括如下步骤：使用注塑法注塑得到细胞培养室的部件，之后使用超声塑料焊接成为细胞培养室。
8.根据权利要求7所述的高通量细胞培养器的制造方法，其特征在于：使用等离子表面改性技术对细胞培养室与细胞相接触的部位进行亲水改性。
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