CN111433342A - 用于生物反应器系统的灌注装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种灌注装置，用于在生物反应器内的微载体上的细胞培养物生长期间从生物反应器中提取流体介质。还公开了在包含在微载体上的生物反应器中培养细胞的方法。灌注装置包括附连到过滤构件的中空管状构件。过滤构件具有能够以相对高的流量从生物反应器中提取流体介质的孔径和容积。

Description

用于生物反应器系统的灌注装置
相关申请
本申请基于提交日期为2017年9月29日的美国临时专利申请序列号No.62/565,187并要求其优先权，该申请以全文引用的方式并入到本文中。
背景技术
生物反应器是可以在实验室或工业规模上进行生物反应或过程的装置，在生物制药工业中广泛使用。生物反应器可用于批量应用，其中供应给生物反应器的生物材料保留在生物反应器中，直到反应时间结束。替代地，生物反应器可用于灌注应用，其中生物反应器中包含的流体介质被周期性地或连续地移除并重新供应至生物反应器，以便补充流体介质中包含的营养物，并可能移除在该过程中产生的有害副产物。
在一些生物反应器系统中，微载体被添加到生物反应器中以促进细胞生长。例如，细胞可以粘附到微载体的表面，用于进一步生长和繁殖。以这种方式，微载体可以为反应器内的细胞培养生长提供更大的表面积。事实上，一些贴壁依赖性细胞，如某些动物细胞，需要附着在表面才能生长和分裂。
微载体可以由各种不同的材料(包括聚合物)制成。微载体可以具有任何合适的形状，并且在一些应用中，包括圆形珠。微载体通常可以具有约200微米至约350微米的粒度。在一些系统中，微载体悬浮在培养基中，这是通过总体搅动引起的，这优化并最大化了生物反应器系统中的生长条件。
过去在包含微载体的生物反应器系统中遇到的一个问题是快速从生物反应器中移除流体而不移除微载体或损坏微载体或生长在微载体上的细胞的能力。试图增加包含微载体的生物反应器系统的流出流量可能会由于尺寸不合适的汲取管而导致流动受到阻碍或阻塞，由微载体导致堵塞，和/或由于驱动流动的泵的上游产生的抽吸头而导致管道收拢。鉴于上述情况，需要一种用于从包含微载体的生物反应器中快速移除流体培养基的装置和方法。
发明内容
总体而言，本公开涉及一种灌注装置，其能够以相对高的流量从生物反应器中移除流体培养基，而不会损坏生物反应器或在反应器中生长的细胞。更具体地说，本公开涉及一种灌注装置，该灌注装置特别设计成以相对高的流量从包含微载体的生物反应器中移除培养流体介质。如下文将更详细描述的，灌注装置特别适合于移除流体，而不会移除或损害微载体或附着于微载体的细胞。本公开还涉及一种用于促进生物反应器系统中细胞生长的方法，其中灌注装置用于移除培养流体介质以进行补充和用于细胞进一步生长。
例如，在一个实施例中，本公开涉及一种灌注装置，其包括用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件。中空管状构件可具有足以插入生物反应器的长度。例如，中空管状构件可以具有足以向生物反应器底部延伸的长度。中空管状构件可延伸穿过生物反应器顶部或侧部的端口。中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二相对端。第二开口用于向生物反应器中插入流体介质，并用于提取流体介质。中空管状构件的第二开口可以具有被设计成能够从生物反应器中提取期望的体积流量的横截面积。
根据本公开，灌注装置还包括过滤构件，过滤构件位于并附连到中空管状构件的第二端。过滤构件完全包围并封闭第二开口。过滤构件具有延伸超过中空管状构件的第二端的长度，并限定封闭容积。即使当生物反应器包含微载体时，封闭容积的大小也足以满足所期望的流体流量。例如，在一个实施例中，第二开口的横截面积与过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200，例如约1:15至约1:100。如本文所用的过滤构件的表面积是允许流体进入中空管状构件的过滤构件的多孔部分的总表面积。
在一个实施例中，过滤构件包括多孔网。例如，多孔网可以包括筛，例如不锈钢筛或聚合物网。在一个实施例中，网的平均孔径大于约60微米，例如大于约70微米，例如大于约80微米。例如，网的平均孔径可以从大约60微米到大约150微米。在一个实施例中，网上的孔隙都具有大致均匀的尺寸。在一个实施例中，网的孔径为约60微米至约150微米。
中空管状构件和第二开口的直径通常可大于约2mm，例如大于约4mm，例如大于约8mm，例如大于约10mm，例如大于约12mm，例如大于约14mm，例如大于约16mm，例如大于约18mm，例如大于约20mm。中空管状构件的直径通常小于约50mm，例如小于约30mm，例如小于约20mm，例如小于约14mm。中空管状构件可以由各种不同的材料例如不锈钢或聚合物制成。在一个实施例中，中空管状构件从第一端到第二端是直的。在替代实施例中，中空管状结构的形状可以使得第二端不干扰可以在生物反应器中旋转的叶轮。例如，在一个实施例中，中空管状构件可以包括第一直部段、第二直部段和位于第一直部段与第二直部段之间的成角度部段。成角度部段可以从第一直部段以大约25°到大约45°的角度延伸。类似地，成角度部段可以从第二直部段以大约25°到大约45°的角度延伸。在一个实施例中，第一直部段和第二直部段平行于延伸穿过生物反应器的竖向轴线。
在一个实施例中，中空管状构件还可以包括位于第二端的角度构件。中空管状构件可以包括过渡到角度构件的直构件。角度构件可以与直部段成约50°至约90°的角度。例如，在一个实施例中，角度构件在中空管状构件的端部形成直角。在这点上，当灌注装置延伸到生物反应器中时，角度构件可以朝向生物反应器的底部定位，并且可以大致平行于生物反应器的底表面。例如，在一个实施例中，角度构件可以被设计成将过滤构件放置在生物反应器内所包含的叶轮下方。
在一个实施例中，中空管状构件和过滤构件可以完全封闭，用于无菌闭合连接到生物反应器的端口。塑料柔性波纹管可以封闭中空管状构件和过滤构件。无菌连接端口可以附连到波纹管的一端。生物反应器端口可以具有匹配的无菌连接器。当生物反应器和波纹管的匹配无菌连接器连接时，波纹管可以收拢，并且过滤构件和中空管状构件可以插入生物反应器端口。
在一个实施例中，灌注装置可以包括位于生物反应器侧壁或底壁上的过滤构件。过滤构件可以是生物反应器侧壁或底壁上的网补片。柔性锥体可以将网补片连接到中空管状构件，用于从生物反应器输出流体。
本公开还涉及一种在生物反应器中生长细胞培养物的方法。该方法包括在包含微载体的生物反应器中接种细胞。生物细胞可以附着在微载体上，以继续细胞生长。生物反应器可以包含用于向生长的细胞培养物提供营养物和食物的流体介质。
根据本公开，该方法还包括使用如上所述的灌注装置从生物反应器连续或周期性地移除流体介质的步骤。在一个实施例中，例如，灌注装置可以被设计成以大于约20L/天、例如大于约25L/天、例如大于约30L/天、例如大于约35L/天、例如大于约40L/天、例如大于约45L/天、例如大于约50L/天的速率移除流体介质。
当流体介质从生物反应器中移除时，向生物反应器中加入新的流体介质，以进一步促进附着在微载体上的生物细胞的生长。在期望量的细胞生长后，可以向生物反应器中加入释放剂，使细胞与微载体分离。然后可以收获细胞并根据需要使用。
下文将更详细地讨论本公开的其他特征和方面。
附图说明
在说明书的其余部分中，包括参考附图，更具体地阐述了本公开的完整且可践行的公开，附图中：
图1是根据本公开的生物反应器系统的一个实施例的剖视图；
图2是根据本公开制造的灌注装置的一个实施例的侧视图；
图3是根据本公开制造的灌注装置的另一实施例的侧视图；
图4A是根据本公开的附连到灌注装置的过滤构件的一个实施例的立体图；
图4B是图4A所示的过滤构件的侧视图；
图5是根据本公开制造的灌注装置的另一实施例的侧视图；
图6是根据本公开的生物反应器系统的另一个实施例的立体图；
图7A至7C是生物反应器系统的一个实施例的立体图，该生物反应器系统在生物反应器与灌注装置之间具有无菌闭合连接；
图8A是根据本公开的生物反应器系统的另一个实施例的立体图；
图8B是可与图8A所示的生物反应器系统一起使用的灌注装置的侧视图；
图9是根据本公开的生物反应器系统的另一个实施例的侧视图；
图10A和10B示出了根据本公开制造的灌注装置的准确度测试所产生的数据。
在本说明书和附图中重复使用附图标记是为了表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
本领域普通技术人员应当理解，本讨论仅是对示例性实施例的描述，并不旨在限制本公开的更广泛的方面。
总的来说，本公开涉及在生物反应器中培养和繁殖细胞和/或细胞产物的方法和系统。根据本公开，生物细胞，例如哺乳动物细胞，在生物反应器中与合适的微载体结合。细胞附着在微载体上以促进细胞生长。生物反应器包含流体介质，例如流体生长介质。生物细胞在合适的条件下和合适的培养基中培养，以促进细胞的生殖和生长，直到可以从生物反应器中收获期望数量的细胞。
根据本公开，除了包含一种或更多种微载体之外，生物反应器被设计成在细胞培养过程中以灌注模式运行。特别地，包含在生物反应器内的流体介质被连续地或至少周期性地移除和补充。以往，在以足以维持反应器内最佳生长条件的流量从包含微载体的生物反应器中移除液体介质时遇到了问题。在这方面，本公开涉及一种灌注装置，其能够快速从生物反应器中移除流体介质，而不移除微载体，不损坏微载体，和/或不损坏生物反应器内的细胞培养物。
参照图1，示出了根据本公开的生物反应器系统的一个实施例。生物反应器系统包括生物反应器10。生物反应器10包括中空器皿或容器，其包括用于接收细胞培养物的生物反应器容积12，细胞培养物附着于悬浮在流体生长介质中的微载体。如图1所示，生物反应器系统可以进一步包括联接到搅动器例如叶轮16的可旋转轴14。
生物反应器10可以由各种不同的材料制成。例如，在一个实施例中，生物反应器10可以由金属例如不锈钢制成。金属生物反应器通常被设计成可重复使用的。
替代地，生物反应器10可以包括由柔性聚合物膜制成的一次性使用的生物反应器。膜或形状符合材料可以是液体不可渗透的，并且可以具有内部亲水表面。在一个实施例中，生物反应器10可以由柔性聚合物膜制成，该柔性聚合物膜被设计成插入刚性结构例如用于呈现期望形状的金属容器中。可用于制造柔性聚合物膜的聚合物包括聚烯烃聚合物，例如聚丙烯和聚乙烯。替代地，柔性聚合物膜可以由聚酰胺制成。在又一个实施例中，柔性聚合物膜可以由多层不同的聚合物材料形成。在一个实施例中，柔性聚合物膜可以被γ辐射。
生物反应器10可以具有任何合适的容积。例如，生物反应器10的容积可以从100毫升至约10,000升或更大。例如，生物反应器10的容积12可以大于约0.5L，例如大于约1L，例如大于约2L，例如大于约3L，例如大于约4L，例如大于约5L，例如大于约6L，例如大于约7L，例如大于约8L，例如大于约10L，例如大于约12L，例如大于约15L，例如大于约20L，例如大于约25L，例如大于约30L，例如大于约35L，例如大于约40L，例如大于约45L。生物反应器10的容积通常小于约20,000L，例如小于约15,000L，如小于约10,000升，如小于约5,000升，如小于约1,000升，如小于约800升，如小于约600升，如小于约400升，如小于约200升，如小于约100升，如小于约50升，如小于约40升，如小于约30升，例如小于约20L，例如小于约10L。在一个实施例中，例如，生物反应器的容积可以为约1L至约5L。在替代实施例中，生物反应器的容积可以为约25升至约75升。在另一个实施例中，生物反应器的容积可以为约1,000升至约5,000升
除了叶轮16之外，生物反应器10可以包括各种附加器材，例如挡板、喷洒器、气体供应、端口等，其允许生物细胞的培养和繁殖。此外，生物反应器系统可以包括用于测量和监测压力、泡沫、pH、溶解氧、溶解的二氧化碳等的各种探头。
在一个实施例中，生物反应器10包括限定多个端口的顶部。端口可以允许供应管线和供给管线进出生物反应器12，用于添加和移除流体和其他材料。此外，生物反应器系统可以与用于测量生物反应器10内培养物的质量的载荷传感器相关联地放置。
在替代实施例中，多个端口可以位于生物反应器10上的不同位置。例如，在一个实施例中，端口可以位于生物反应器的侧壁上，如图6-8所示。在另一个实施例中，端口可以位于生物反应器的底部，如图9所示。例如，由柔性聚合物膜制成的生物反应器可以包括位于器皿底部的端口。
如图1所示，生物反应器10可以包括附连到至少一个叶轮16的可旋转轴14。可旋转轴14可以联接到用于使轴14和叶轮16旋转的马达。叶轮16可以由任何合适的材料例如金属或生物相容性聚合物制成。适用于生物反应器系统的叶轮的示例包括水翼叶轮、高稠度桨距叶片叶轮、高稠度水翼叶轮、拉什顿(Rushton)叶轮、桨距叶片叶轮、和缓的船用叶片叶轮等。此外，可旋转轴14可以联接到如图1所示的单个叶轮16，或者可以联接到两个或更多个叶轮。当包含两个或更多个叶轮时，各个叶轮可以沿着旋转轴14间隔开。在一个实施例中，叶轮16旋转足够的量，以保持生物反应器10中包含的微载体悬浮在流体介质中，而不损坏附着在微载体上的生物细胞。
在一个实施例中，生物反应器系统还可以包括控制器，该控制器可以包括一个或更多个可编程设备或微处理器。控制器可用于维持生物反应器10内促进细胞生长的最佳条件。例如，控制器可以通信并控制热循环器、载荷传感器、控制泵，并从各种传感器和探头接收信息。例如，控制器可以控制和/或监测pH、溶解氧张力、溶解二氧化碳、温度、搅动条件、碱条件、流体生长介质条件、压力、泡沫水平等。例如，基于pH读数，控制器可以被配置成通过添加必需量的酸或碱来调节pH水平。控制器还可以使用二氧化碳气体供应来降低pH。类似地，控制器可以接收温度信息，并且控制流体以使之被供给到生物反应器周围的水套中，以升高或降低温度。
根据本公开，生物反应器10还可以与如图1所示的灌注装置20连通。灌注装置20可以延伸穿过生物反应器10顶部内的端口。如图所示，灌注装置20可以延伸到生物反应器10中，并且放置在生物反应器底部附近，而不会干扰叶轮16。灌注装置20用于连续或周期性地从生物反应器10中取出液体介质，而不提取包含在生物反应器中的微载体。例如，本公开的灌注装置20可以以相对高的流量提取流体，而不会移除微载体或损坏附着在微载体上的细胞。例如，微载体可以包括生物相容性珠子或小颗粒，并提供用于繁殖生物细胞的附着位点。例如，在一个实施例中，微载体可以由聚合物例如多糖制成。例如，在一个特定的实施例中，微载体可以由葡聚糖制成。微载体可以具有约150微米至约400微米的粒度或直径。
参考图2、图4A和图4B，示出了可以根据本公开使用的灌注装置20的一个实施例。参照图2，灌注装置20包括中空管状构件22。中空管状构件22可以包括限定第一开口的第一端24和限定第二开口的第二相对端26。中空管状构件22可以由与细胞培养物生物相容的任何合适的材料制成。例如，中空管状构件22可以由金属例如不锈钢制成。
在替代实施例中，中空管状构件可以由聚合物制成。例如，在一个实施例中，灌注装置20可以被设计成在单次使用后被丢弃。在该实施例中，中空管状构件22可以由聚合物材料制成。例如，中空管状构件可以由聚烯烃例如聚丙烯或聚乙烯制成。替代地，中空管状构件22可以由聚酰胺制成。否则，中空管状构件22可由可被γ辐射的塑料材料制成。
中空管状构件22可以是柔性的或刚性的。中空管状构件22、第一开口和第二开口通常可以具有适合特定应用和需要从生物反应器10中提取的流体量的直径。例如，中空管状构件22的直径通常可以大于约2mm，例如大于约4mm，例如大于约6mm，例如大于约8mm，例如大于约10mm。中空管状构件22的直径通常小于约40mm，例如小于约30mm，例如小于约20mm，例如小于约15mm，例如小于约11mm，例如小于约10mm，例如小于约8mm
中空管状构件22的第一端24可以包括用于将中空管状构件22连接到塑料管道的管道连接件。管道连接件可以是各种可焊接管道类型中的任何一种。第一端24的管道连接件的外径通常可以具有适合特定应用和需要从生物反应器中提取的流体量的外径。例如，管道连接件的外径通常可以为约3mm或更大，例如约6mm或更大，例如约13mm或更大，例如约19mm或更大，例如约26mm。管道连接件的外径通常为约26mm或更小。
中空管状构件22可以由单件材料制成，或者可以由连接在一起的多件材料制成。中空管状构件22从第一端24到第二端26可以是直的。替代地，中空管状构件22可以包括如图2所示的角度构件28。在图2所示的实施例中，角度构件28从生物反应器10延伸，用于引导流体在期望的方向上流出生物反应器。如图所示的角度构件28通常与中空管状构件22的直部段30成直角。然而，角度构件28可以相对于中空管状构件22的直的或竖向部段30成任何合适的角度。
当用于从生物反应器10中移除流体时，灌注装置应当具有足够的长度，使得中空管状构件22的第二端26位于生物反应器10的底表面附近。在这点上，灌注装置20的直部段30的长度通常大于生物反应器10的长度(或深度)。例如，直部段30的长度可以大于生物反应器10长度的约110％，例如大于约120％，例如大于约150％。通常，直部段30小于生物反应器10长度的约500％，例如小于300％，例如小于约200％。
根据本公开，灌注装置20还包括位于中空管状构件22的第二端26的过滤构件32。过滤构件32在图4A和4B中更详细地示出。过滤构件32是充分多孔的，以允许流体介质以相对高的流量通过灌注装置20，而不允许微载体流动或以其他方式损坏微载体。例如，在一个实施例中，过滤构件32可以由多孔网制成，例如不锈钢筛。替代地，过滤构件32可以由聚合物材料制成。例如，在一个实施例中，过滤构件32可以由聚酰胺筛网制成。例如，与由金属制成的过滤元件相比，聚合物网可能更柔软且不易损坏。具有聚合物中空管状构件22和过滤构件32的灌注装置20可以进一步包括围绕过滤构件32的聚合物壳(未示出)。
该网可以具有期望的孔径。孔径可以在整个网上是均匀的，也可以是不均匀的。在一个实施例中，网的孔径大于约60微米，例如大于约70微米，例如大于约80微米，例如大于约90微米。孔径通常小于约150微米，例如小于约130微米，例如小于约120微米，例如小于约110微米。已经发现，上述孔径以非破坏性的方式优化了流体流动。例如，较小的孔径不允许足够的流量，并且可能会遇到堵塞问题。然而，在其他实施例中，可能需要更小的孔径。例如，在其他实施例中，孔径可以小于约50微米。例如，由聚合物制成的过滤元件可以具有较小的孔径。例如，当由聚合物制成时，孔径可以为约18微米至约50微米，例如约20微米至约30微米。
参考图4A和4B，更详细地示出了过滤构件32。如图所示，过滤构件32附连到中空管状构件22的第二端26。例如，在所示的实施例中，过滤构件32完全包围并封闭位于中空管状构件22的第二端26的开口。过滤构件32可以使用任何合适的方法或技术附连到中空管状构件22。例如，过滤构件32可以焊接到中空管状构件22，可以粘附到中空管状构件22，或者可以机械地附连到中空管状构件。例如，在一个特定实施例中，过滤构件32可以是焊接到中空管状构件22上的树脂。
如图4B所示，在一个实施例中，过滤构件32具有延伸超过中空管状构件22的第二端26的长度L。以这种方式，过滤构件32限定了封闭容积34。封闭容积34的尺寸可以取决于系统的流量要求，并且可以与第二端26的开口的横截面积成比例。例如，封闭容积34的尺寸可以足以允许足够的流体流过过滤构件并进入中空管状构件22，这对于特定的应用可能是所希望的。例如，封闭容积34增加了过滤构件32的表面积，从而为流体进入过滤构件提供了更多的面积，并允许通过中空管状构件22的更大的流量。
例如，在一个实施例中，第二端26处的开口的横截面积与过滤构件32的表面积之间的比率可以大于约1:5，例如大于约1:10，例如大于约1:15，例如大于约1:20，例如大于约1:25，例如大于约1:30，例如大于约1:35，例如大于约1:40。第二端26的开口的横截面积与过滤构件32的表面积34之间的比率通常可以小于约1:1000，例如小于约1:500，例如小于约1:200，例如小于约1:150，例如小于约1:100，例如小于约1:80。例如，当第二端26的第二开口的直径为约2mm至约20mm时，过滤构件32的长度L通常大于约20mm，例如大于约30mm，例如大于约40mm，例如大于约50mm，并且通常小于约500mm，例如小于约300mm，例如小于约100mm。
在图4A和4B所示的实施例中，过滤构件32具有终止于倾斜端38的细长形状。然而，应该理解，过滤构件32可以具有任何合适的形状。例如，过滤构件32的形状可以取决于最大化表面积同时能够方便地放置在生物反应器10中的形状。
根据本公开，中空管状构件22的横截面积、过滤构件32的封闭容积34以及过滤构件32的孔径都被选择为优化流量。特别地，本公开的灌注装置20被设计成允许相对高的流量流出生物反应器10。例如，在一个实施例中，通过灌注装置20的流量可以取决于生物反应器10的容积。例如，灌注装置20可被设计成每天(24小时)提取生物反应器容积的大于约50％，例如生物反应器容积的大于约60％，例如生物反应器容积的大于约70％，例如生物反应器容积的大于约80％，例如生物反应器容积的大于约90％，例如生物反应器容积的大于约100％，例如大于生物反应器容积的约110％，例如大于生物反应器容积的约120％，例如大于生物反应器容积的约130％，例如大于生物反应器容积的约140％，例如大于生物反应器容积的约150％。通常，通过灌注装置20的流量通常小于每天生物反应器容积的约500％，例如小于每天生物反应器容积的约200％。
在一个特定的示例中，灌注装置20被设计成每天从生物反应器10中提取大于约20L的流体，例如每天大于约30L的流体，例如每天大于约40L的流体，并且通常每天小于约100L的流体。
如图2所示的灌注装置20的实施例包括打算插入生物反应器10的直的或竖向部段30。一旦插入到生物反应器10中，直的或竖向部段30保持基本平行于生物反应器的竖向轴线和/或可旋转轴14。因此，直的或竖向部段30的长度至少与生物反应器10的长度或深度一样长。然而，在一个实施例中，直的或竖向部段30可能会干扰包含在生物反应器10内的叶轮16。因此，在其他实施例中，灌注装置20的形状可以改变，以在生物反应器内提供更好的配合。
例如，参考图3，示出了灌注装置120的另一个实施例。灌注装置120包括中空管状构件122，其包括第一端124和第二相对端126。根据本公开制造的过滤构件132附连到第二端126。中空管状构件122还包括位于第一端124的角度构件128。
在图3所示的实施例中，灌注装置120包括第一直部段140、第二直线段142和成角度部段144。角度部段144位于第一直形部分140与第二直形部分142之间。如图1所示，角度部段144可以包括在中空管状构件22中，以防止灌注装置120干扰包含在生物反应器10中的叶轮16。特别地，角度部段144将中空管状构件122的第二端126定位在生物反应器10的壁附近。在一个实施例中，角度部段144可以与第一直形部分140形成约10°至约80°的角度，例如约25°至约45°的角度。例如，角度部段144与第一直部段140之间的角度通常可以大于约20°，例如大于约30°，例如大于约40°，并且通常小于约60°，例如小于约50°。类似地，角度部段144与第二直部段142之间的角度可以从大约10°到大约80°，例如从大约25°到大约45°。
直部段140和142的长度以及角度部段144的长度也可以根据生物反应器10的几何形状和各种其他因素而变化。在一个实施例中，例如，角度部段144可以大于第一直部段140、第二直部段142和角度部段144的总长度的约5％，例如大于约10％，例如大于约15％，例如大于约20％，并且通常小于约50％，例如小于约40％，例如小于约30％，例如小于约20％。
参照图5，示出了根据本公开制造的灌注装置220的又一实施例。灌注装置220包括中空管状构件222，其包括第一端224和第二相对端226。过滤构件232附连到中空管状构件222的第二端226。中空管状构件222包括第一直部段250、第二直部段242和位于第一直部段240与第二直部段242之间的角度部段244。灌注装置220还包括位于中空管状构件222的第一端224的第一角度构件228。
在图5所示的实施例中，灌注装置220还包括位于中空管状构件222的第二端226的第二角度构件250。第二角度构件250用于将过滤构件232定位在生物反应器10的底部附近。例如，第二角度构件250可以与第一直部段240形成通常大于约40°，例如大于约50°，例如大于约60°，例如大于约70°，例如大于约80°，并且通常小于约120°，例如小于约100°的角度。例如，如图5所示，在一个实施例中，第二角度构件250与中空管状构件222的第一直部段240形成直角。以这种方式，灌注装置220可以被放置在生物反应器中，以避免干扰叶轮。另一方面，第二角度构件250允许过滤构件232根据具体应用沿着生物反应器的底部朝向生物反应器的中心或朝向生物反应器的壁延伸。因此，第二角度构件250可以具有适于将过滤构件232放置在期望位置的长度。例如，在一个实施例中，第二角度构件250的长度通常可以大于约20mm，例如大于约30mm，例如大于约40mm，例如大于约50mm，例如大于约60mm，例如大于约70mm，例如大于约80mm，例如大于约90mm，例如大于约100mm，通常小于约500mm，例如小于约300mm，例如小于约200mm，例如小于约180mm，例如小于约160mm，例如小于约140mm。然而，第二角度构件250的长度可以取决于生物反应器10的尺寸和容积。因此，长度可以大于或小于上述尺寸。
参照图6，示出了根据本公开制造的生物反应器系统的又一实施例。生物反应器系统包括生物反应器310，其具有位于生物反应器侧壁上的端口318。生物反应器系统还包括灌注装置320，其具有中空管状构件322和过滤构件332。灌注装置320可以插入端口318。过滤构件332类似于图4A和4B中更详细示出的过滤构件。灌注装置320可以最小化生物反应器中占据的空间量，这在一些实施例中可以允许过滤构件332包括具有更大表面积的更长的网。如图6所示，与例如如图1所示的通过生物反应器顶部的端口插入的灌注装置的实施例相比，允许灌注装置320在底部侧壁进入生物反应器310减少了伸入生物反应器310的材料的总量。
现在参考图7A至7C，示出了根据本公开制造的生物反应器系统的另一实施例。生物反应器系统包括生物反应器410，其具有位于生物反应器下侧壁上的端口418。图7A至7C的实施例还包括具有中空管状构件422和过滤构件432的灌注装置420。
在图7A至7C所示的实施例中，灌注装置420还包括用于完全闭合、无菌进入的可收拢波纹管结构440。波纹管420可以是塑料的。中空管状结构422和过滤构件432完全包在波纹管440中。波纹管440形成封闭的环境，该环境可以被灭菌以包含中空管状结构422和过滤构件432。灌注装置420还包括波纹管440内的通向无菌连接端口442的刚性隧道446。无菌连接端口442可以是与生物反应器410相容的任何可商购的无菌连接端口。例如，无菌连接端口可以是由Pall Biotech制造的KleenpakTM无菌连接器、由Sartorius制造的
Figure GDA0002518056010000141
无菌连接器、由GE Healthcare Life Sciences制造的现成ReadyMate一次性使用的连接器、或其它可商购的无菌连接器。生物反应器410包括位于生物反应器壁上的端口418中的相匹配的无菌连接器444。
如图7B所示，灌注装置420和生物反应器410的无菌连接件442和444首先相互连接。在无菌连接件442和444之间形成密封。然后，如图7C所示，在无菌连接件442与444之间形成开口。然后，波纹管440可以收拢，并且中空管状构件422可以被穿过生物反应器410推入，将过滤构件432延伸到生物反应器410中。当中空管状构件422和过滤构件432被推入生物反应器时，波纹管440收拢。
参照图8A和8B，示出了根据本公开制造的生物反应器系统的又一实施例。生物反应器系统包括具有锥形灌注装置520的生物反应器510。灌注装置520的过滤构件532形成为生物反应器510的壁511上的网补片。网补片可以位于生物反应器510的侧壁511上，如图8B所示。灌注装置520具有由锥体536形成的封闭容积534，该锥体从过滤构件532通向出口中空管状构件522。在一些实施例中，锥体536可以是柔性的。
参照图9，示出了根据本公开制造的生物反应器系统的另一实施例。该生物反应器系统包括生物反应器610，该生物反应器610具有锥形灌注装置620，该灌注装置620可用作生物反应器610的过滤疏放装置。灌注装置620的过滤构件632在生物反应器610的底壁上形成为网补片。灌注装置620具有由锥体636形成的封闭容积634，该锥体636从过滤构件632通向出口中空管状构件622。在一些实施例中，锥体636可以是柔性的。图9所示实施例的设计允许最大量的液体从生物反应器中排出，仅将微载体留在生物反应器中。生物反应器610中可包括搅动器，例如图1所示的叶轮16，以防止微载体沉积在网补片上并堵塞过滤构件632。
示例
进行以下测试是为了证明在根据本公开的实施例制造的生物反应器系统中使用灌注装置进行灌注的准确性。在每个测试中，建立生物反应器系统，包括插入生物反应器的灌注装置，该生物反应器包含流体介质、微载体和间充质干细胞。在无菌罩内，灌注装置通过端口插入生物反应器。灌注装置的控制器被设置为控制连接到灌注装置的泵在一段时间内具有目标灌注速率，并且灌注开始。在测试时间段结束时，测量包含自生物反应器灌注的流体介质的废物袋，以确定是否达到目标灌注速率。灌注装置的性能以相对于目标速率的灌注速率百分比来测量。在y轴线上，相对于目标速率的100％灌注速率表明灌注正好为目标速率。灌注的流体介质少于目标速率可能表明，例如，过滤构件被微载体堵塞。从数据中可以看出，无论是在小规模(3L生物反应器容积)还是大规模(50L生物反应器容积)中，灌注装置的准确度始终在10％以内。
图10A示出了用如图2所示的灌注装置和生物反应器容积为3L的生物反应器进行的测试结果。该测试运行了七次。图10A示出了每次测试运行的个别结果。从图10A中可以看出，在每次测试运行中，灌注装置在设定点的约10％范围内递送。
图10B示出了用如图3所示的灌注装置和生物反应器容积为50L的生物反应器进行的测试结果。该测试进行了三次。图10B示出了每个测试运行的个别结果。从图10B中可以看出，在每次测试运行中，灌注装置在设定点(50L)的10％内递送。
本文所述的设备、设施和方法适用于培养任何所需的细胞系，包括原核和/或真核细胞系。此外，在实施例中，所述设备、设施和方法适用于培养悬浮细胞或贴壁依赖性(贴壁)细胞，并且适用于被配置用于生产制药和生物制药产品的生产操作，制药和生物制药产品例如多肽产品、核酸产品(例如DNA或RNA)，或者细胞和/或病毒，例如用于细胞和/或病毒疗法的细胞和/或病毒。
在实施例中，细胞表达或产生产物，例如重组治疗或诊断产物。如下文更详细描述的，细胞产生的产物的示例包括但不限于抗体分子(例如，单克隆抗体，双特异性抗体)，抗体模拟物(与抗原特异性结合但与抗体结构无关的多肽分子，例如DARPins，亲合体(affibodies)，adnectins或IgNARs)，融合蛋白(例如，Fc融合蛋白，嵌合细胞因子)，其他重组蛋白(例如，糖基化蛋白，酶，激素)，病毒治疗剂(例如，抗癌溶瘤病毒，用于基因治疗和病毒免疫疗法的病毒载体)，细胞治疗剂(例如多能干细胞，间充质干细胞和成体干细胞)，疫苗或脂质包裹的颗粒(例如，外来体，病毒样颗粒)，RNA(例如例如siRNA)或DNA(例如质粒DNA)，抗生素或氨基酸。在实施例中，设备，设施和方法可用于生产生物仿制药。
如上所述，在实施例中，设备、设施和方法允许产生真核细胞，例如哺乳动物细胞或低等真核细胞，例如酵母细胞或丝状真菌细胞，或原核细胞，例如革兰氏阳性或革兰氏阴性细胞，和/或真核细胞或原核细胞的产物，例如蛋白质，肽，抗生素，氨基酸，核酸(如DNA或RNA)，由真核细胞以大规模方式合成。除非本文另有说明，否则设备，设施和方法可包括任何期望的容积或生产能力，包括但不限于实验室规模，中试规模和全生产规模能力。
此外，除非本文另有说明，该设备、设施和方法可包括任何合适的(一个或更多个)反应器，包括但不限于搅拌罐、气升、纤维、微纤维、中空纤维、陶瓷基质、流化床、固定床和/或喷动床生物反应器。如本文所用，“反应器”可包括发酵罐或发酵单元，或任何其它反应器皿，术语“反应器”可与“发酵罐”互换使用。例如，在一些方面，示例生物反应器单元可以执行以下一项或更多项或全部:营养物和/或碳源的供给、合适气体(例如，氧气)的注入、发酵或细胞培养基的入口和出口流动、气相和液相的分离、温度的维持、氧气和CO2水平的维持、pH水平的维持、搅动(例如，搅拌)和/或清洁/灭菌。示例反应器单元，例如发酵单元，可以在单元内包含多个反应器，例如该单元可以在每个单元内具有1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100个或更多个生物反应器，和/或设施可以在设施内包含具有单个或更多个反应器的多个单元。在各种实施例中，生物反应器可适用于分批、半补料分批、补料分批、灌注和/或连续发酵过程。可以使用任何合适的反应器直径。在实施例中，生物反应器可具有约100毫升至约50,000升的容积。非限制性实例包括100毫升、250毫升、500毫升、750毫升、1升、2升、3升、4升、5升、6升、7升、8升、9升、10升、15升、20升、25升、30升、40升、50升、60升、70升、80升、90升、100升、150升、200升、250升、300升、350升，400升，450升，500升，550升，600升，650升，700升，750升，800升，850升，900升，950升，1000升，1500升，2000升，2500升，3000升，3500升，4000升，4500升，5000升，6000升，7000升，8000升、9000升、10,000升、15,000升、20,000升和/或50,000升。此外，合适的反应器可以是多次使用的、单次使用的、一次性的或非一次性的，并且可以由任何合适的材料形成，包括金属合金，例如不锈钢(例如，316L或任何其他合适的不锈钢)和铬镍铁合金、塑料和/或玻璃。
在实施例中，除非本文另有说明，本文所述的设备、设施和方法还可以包括未另外提及的任何合适的单元操作和/或器材，例如用于分开、纯化和分离这些产物的操作和/或器材。可以使用任何合适的设施和环境，例如传统的杆式(stick-built)设施、模块化、移动和临时设施，或者任何其他合适的构造、设施和/或布局。例如，在一些实施例中，可以使用模块化洁净室。此外，除非另有说明，这里描述的设备、系统和方法可以在单个位置或设施中容纳和/或执行，或者替代地在单独或更多个位置和/或设施中容纳和/或执行。
作为非限制性示例而非限制，美国公开号2013/0280797；2012/0077429；2011/0280797；2009/0305626；和美国专利号8,298,054；7,629,167；和5,656,491描述了可能合适的示例设施、器材和/或系统，所有这些公开和专利以全文引用的方式并入到本文中。
在实施例中，细胞是真核细胞，例如哺乳动物细胞。哺乳动物细胞可以是例如人或啮齿动物或牛细胞系或细胞株。这种细胞、细胞系或细胞株的示例是例如小鼠骨髓瘤(NSO)细胞系、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系、HT1080、H9、HepG2、MCF7、MDBK Jurkat、NIH3T3、PC12、BHK(幼仓鼠肾细胞)、VERO、SP2/0、YB2/0、Y0、C127、L细胞、COS(例如COS1和COS7)、QC1-3、HEK-293、VERO、PER.C6，HeLA，EB1，EB2，EB3，溶瘤或杂交瘤细胞系。优选地，哺乳动物细胞是CHO细胞系。在一个实施例中，该细胞是CHO细胞。在一个实施例中，细胞是CHO-K1细胞、CHO-K1SV细胞、DG44CHO细胞、DUXB11CHO细胞、CHOS细胞、CHO GS敲除细胞、CHO FUT8GS敲除细胞、CHOZN细胞或CHO衍生细胞。CHO-K1GS敲除细胞(例如，GSKO细胞)是例如CHO-K1SV GS敲除细胞。例如，CHO FUT8敲除细胞是
Figure GDA0002518056010000191
CHOK1SV(Lonza Biologics，Inc.)。真核细胞也可以是鸟类细胞、细胞系或细胞株，例如
Figure GDA0002518056010000192
细胞、EB14、EB24、EB26、EB66或EBvl3。
在一个实施例中，真核细胞是干细胞。干细胞可以是例如多能干细胞，包括胚胎干细胞(ESC)、成体干细胞、诱导多能干细胞(iPSC)、组织特异性干细胞(例如造血干细胞)和间充质干细胞(MSC)。
在一个实施例中，细胞是本文所描述的细胞中任何的分化形式。在一个实施例中，细胞是来源于培养物中任何原代细胞的细胞。
在实施例中，细胞是肝细胞，例如人肝细胞、动物肝细胞或非实质细胞。例如，细胞可以是可铺板的(plateable)代谢合格的人肝细胞、可铺板的诱导合格的人肝细胞、可铺板的Qualyst Transporter CertifiedTM人肝细胞、悬浮合格的人肝细胞(包括10供体和20供体合并肝细胞)、人肝库普弗细胞、人肝星状细胞、狗肝细胞(包括单个和合并比格犬(Beagle)肝细胞)、小鼠肝细胞(包括CD-1和C57BI/6肝细胞)、大鼠肝细胞(包括Sprague-Dawley、Wistar Han和Wistar肝细胞)、猴肝细胞(包括食蟹猴(Cynomolgus)肝细胞或恒河猴(Rhesus monkey)肝细胞)、猫肝细胞(包括短毛家猫肝细胞)和兔肝细胞(包括新西兰白兔肝细胞)。肝细胞的示例可从Triangle Research Labs,LLC,6Davis Drive ResearchTriangle Park,North Carolina,USA 27709商购获得。
在一个实施例中，真核细胞是低等真核细胞，例如真核细胞，例如酵母细胞，例如，毕赤酵母属(Pichia)(例如巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)，甲醇毕赤酵母(Pichiamethanolica)，克鲁弗利氏毕赤酵母(Pichia kluyveri)，和安格斯毕赤酵母(Pichiaangusta))，Komagataella属(例如Komagataella pastoris、Komagataellapseudopastoris或Komagataella phaffii)，糖酵母属(Saccharomyces)(例如啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)，克鲁弗利氏糖酵母(Saccharomyces kluyveri)，葡萄汁糖酵母(Saccharomyces uvarum))，克鲁维酵母属(Kluyveromyces)(例如乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)，马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus))，假丝酵母属(Candida)(例如产朊假丝酵母(Candida utilis)，可可假丝酵母(Candida cacaoi)，博伊丁氏假丝酵母(Candida boidinii))，地霉属(Geotrichum)(例如发酵地霉(Geotrichumfermentans))，多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)，解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)，或粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)。优选巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)。巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)菌株的实例是X33，GS115，KM71，KM71H；和CBS7435。
在一个实施例中，真核细胞是真菌细胞，例如曲霉属(Aspergillus)(诸如黑曲霉(A.niger)，烟曲霉(A.fumigatus)，米曲霉(A.oryzae)，沟巢曲霉(A.nidula))，支顶孢属(Acremonium)(诸如嗜热支顶孢(A.thermophilum))，毛壳霉属(Chaetomium)(诸如嗜热毛壳霉(C.thermophilum))，金孢子菌属(Chrysosporium)(诸如嗜热金孢子菌(C.thermophile))，冬虫夏草(Cordyceps)(诸如蛹虫草菌(C.militaris))，棒囊壳属(Corynascus)，栉霉属(Ctenomyces)，镰孢属(Fusarium)(诸如尖孢镰孢(F.oxysporum))，病霉属(Glomerella)(诸如禾生病霉(G.graminicola))，肉座菌属(Hypocrea)(诸如红褐肉座菌(H.jecorina))，稻瘟菌属(Magnaporthe)(诸如稻梨孢(M.oryzae))，毁丝霉属(Myceliophthora)(诸如嗜热毁丝霉(M.thermophile))，丛赤壳菌属(Nectria)(诸如赤球丛赤壳菌(N.heamatococca))，链孢霉属(Neurospora)(诸如粗糙链孢霉(N.crassa))，青霉属(Penicillium)，孢子丝菌属(Sporotrichum)(诸如嗜热孢子丝菌(S.thermophile)，草根霉属(Thielavia)(诸如陆生草根霉(T.terrestris)，异宗配合草根霉(T.heterothallica))，木霉属(Trichoderma)(诸如瑞氏木霉(T.reesei))，或轮枝孢属(Verticillium)(诸如大丽花轮枝孢(V.dahliae)))。
在一个实施例中，真核细胞是昆虫细胞(例如，Sf9，MimicTM Sf9，Sf21，High FiveTM(BT1-TN-5B 1-4)或BT1-Ea88细胞)，藻类细胞(例如，双眉藻属属(genus Amphora)、硅藻属(Bacillariophyceae)，杜氏藻属(Dunaliella)，小球藻(Chlorella)，衣藻属(Chlamydomonas)，蓝藻门(Cyanophyta)(蓝藻细菌(cyanobacteria))，微拟球藻属(Nannochloropsis)，螺旋藻属(Spirulina)或棕鞭藻属(Ochromonas))，或植物细胞(例如，来自单子叶植物(如玉米，水稻，小麦或狗尾草)的细胞，或来自双子叶植物(例如，木薯，马铃薯，大豆，番茄，烟草，苜蓿，小立碗藓(Physcomitrella patens)或拟南芥属(Arabidopsis))。
在一个实施例中，细胞是细菌或原核细胞。
在实施例中，原核细胞是革兰氏阳性细胞，诸如芽孢杆菌属(Bacillus)，链霉菌属(Streptomyces)链球菌属(Streptococcus)，葡萄球菌属(Staphylococcus)或乳杆菌属(Lactobacillus)。可以使用的芽孢杆菌属(Bacillus)是，例如枯草芽孢杆菌(B.subtilis)，解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefacien)，地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)，纳豆芽孢杆菌(B.natto)或巨大芽孢杆菌(B.megaterium)。在实施例中，细胞是枯草芽孢杆菌(B.subtilis)，诸如枯草芽孢杆菌(B.subtilis)3NA和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)168。芽孢杆菌属(Bacillus)可以从例如Bacillus Genetic StockCenter，Biological Sciences 556,484West 12th Avenue，Columbus OH 43210-1214获得。
在一个实施例中，原核细胞是革兰氏阴性细胞，例如沙门氏菌属(Salmonellassp.)或大肠埃希氏菌(Escherichia coli)，例如TGI、TG2、W3110、DH1、DHB4、DH5a、HMS174、HMS174(DE3)、NM533、C600、HB101、JM109、MC4100、XL1-Blue和Origami，以及那些衍生自大肠埃希氏菌(E.coli)B-菌株，例如BL-21或BL21(DE3)，所有这些都是可商购的。
合适的宿主细胞可商购，例如，来自培养物收集物，例如DSMZ(Deutsche SammlungvonMikroorganismen和Zellkulturen GmbH，Braunschweig，Germany)或美国典型培养物保藏中心(ATCC)。
在实施例中，培养的细胞用于产生蛋白质，例如抗体，例如单克隆抗体和/或重组蛋白质，用于治疗用途。在实施例中，培养的细胞产生肽，氨基酸，脂肪酸或其他有用的生物化学中间体或代谢物。例如，在实施例中，可以制备分子量为约4000道尔顿至大于约140,000道尔顿的分子。在实施例中，这些分子可具有一系列复杂性并且可包括翻译后修饰，包括糖基化。
在实施例中，蛋白质是如BOTOX、Myobloc、Neurobloc、Dysport(或其他肉毒杆菌神经毒素血清型)、阿葡糖苷酶α、达托霉素(daptomycin)、YH-16、绒毛膜促性腺激素α、非格司亭(filgrastim)、西曲瑞克(cetrorelix)、白细胞介素-2、阿地白介素(aldesleukin)、替西白介素(teceleulin)、地尼白介素-毒素连接物(denileukin diftitox)，干扰素α-n3(注射)，干扰素α-nl，DL-8234，干扰素，三得利(γ-1a)，干扰素γ，胸腺素α1，他索纳明，DigiFab，ViperaTAb，EchiTAb，CroFab，奈西立肽，阿巴西普，阿法赛特，利比(Rebif)，艾托特明α，特立帕肽(骨质疏松症)，降钙素可注射(骨病)，降钙素(鼻，骨质疏松症)，依那西普，聚戊二醛血红蛋白250(牛)，屈曲克凝α，胶原酶，卡培立肽，重组人表皮生长因子(局部凝胶，伤口愈合)，DWP401，达贝泊汀α，依泊汀欧米伽，依泊汀β，依泊汀α，地西卢定，来匹卢定，比伐卢定，诺娜凝血素α(nonacogα)，凝血因子IX粉针剂(Mononine)，依他凝血素α(eptacog alpha)(活化)，重组因子VIII+VWF，浓缩的重组抗血友病因子(Recombinate)，重组因子VIII，因子VIII(重组体)，Alphnmate，辛凝血素α(octocog alpha)，因子VIII，帕利夫明，indikinase，替奈普酶，阿替普酶，帕米普酶，瑞替普酶，那替普酶，孟替普酶，促滤泡素α，rFSH，hpFSH，米卡芬净，培非司亭，来格司亭，那托司亭，舍莫瑞林，高血糖素，依泽那肽，普兰林肽，iniglucerase，加硫酶，Leucotropin，molgramostirn，醋酸曲普瑞林，组氨瑞林(皮下植入，Hydron)，地洛瑞林，组氨瑞林，那法瑞林，亮丙瑞林缓释长效药物(depot)(ATRIGEL)，亮丙瑞林植入物(DUROS)，戈舍瑞林，尤得盼(Eutropin)，KP-102程序，生长激素，美卡舍明(生长障碍)，enlfavirtide，Org-33408，甘精胰岛素，谷赖胰岛素，胰岛素(吸入)，赖脯胰岛素，地特胰岛素，胰岛素(口腔，RapidMist)，美卡舍明林菲培，阿那白滞素，西莫白介素，阿西肽锝(99mTc)(99mTc-apcitide)注射剂，myelopid，重组干扰素β-1b(Betaseron)，醋酸格拉替雷，Gepon，沙格司亭，奥普瑞白介素，人白细胞衍生的α干扰素，倍尔来福(Bilive)，胰岛素(重组)，重组人胰岛素，门冬胰岛素，mecasenin，罗飞龙(Roferon)-A，干扰素-α2，Alfaferone，复合α-1(interferon alfacon-1)，干扰素α，Avonex的重组人黄体生成素，链道酶α，曲弗明，齐考诺肽，他替瑞林，地博特明α，阿托西班，贝卡普勒明，依替巴肽，Zemaira，CTC-111，Shanvac-B，HPV疫苗(四价)，奥曲肽，兰瑞肽，安塞司亭，阿加西酶β，阿加西酶α，拉罗尼酶，醋肽铜(局部凝胶)，拉布立酶，雷珠单抗，干扰素γ-1b(Actimmune)，PEG-内含子，采尼(Tricomin)，重组屋尘螨过敏脱敏注射，重组人甲状旁腺激素(PTH)1-84(sc，骨质疏松症)，依泊汀δ，转基因抗凝血酶III，大蒜素，透明质酸酶(Vitrase)，重组胰岛素，干扰素-α(口服锭剂)，GEM-21S，伐普肽(vapreotide)，艾杜硫酸酯酶(idursulfase)，奥马曲拉(omnapatrilat)，重组血清白蛋白，培化舍珠单抗(certolizumab pegol)，羧肽酶(glucarpidase)，人重组C1酯酶抑制剂(血管神经性水肿)，兰替普酶，重组人生长激素，恩夫韦肽(无针注射，Biojector 2000)，VGV-1，干扰素(α)，芦西纳坦，阿肽地尔(吸入，肺部疾病)，艾替班特，艾卡拉肽，奥米加南，Aurograb，醋酸培西加南，ADI-PEG-20，LDI-200，地加瑞克，cintredelinbesudotox，Favld，MDX-1379，ISAtx-247，利拉鲁肽，特立帕肽(骨质疏松症)，tifacogin，AA4500，T4N5脂质体洗剂，卡妥索单抗，DWP413，ART-123，Chrysalin，去氨普酶，安地普酶，融促卵泡素α(corifollitropinα)，TH-9507，替度鲁肽，Diamyd，DWP-412，生长激素(缓释注射)，重组G-CSF，胰岛素(吸入，AIR)，胰岛素(吸入，Techno球)，胰岛素(吸入，AERx)，RGN-303，DiaPep277，干扰素β(丙型肝炎病毒感染(HCV))，干扰素α-n3(口服)，贝拉西普，透皮胰岛素贴剂，AMG-531，MBP-8298，Xerecept，奥培巴康(opebacan)，AIDSVAX，GV-1001，LymphoScan，豹蛙酶(ranpirnase)，Lipoxysan，卢舒普肽，MP52(β-磷酸三钙载体，骨再生)，黑色素瘤疫苗，sipuleucel-T，CTP-37，Insegia，vitespen，人凝血酶(冷冻，手术出血)，凝血酶，TransMID，蛇毒纤溶酶(alfimeprase)，普瑞凯希(Puricase)，特利加压素(静脉注射，肝肾综合征)，EUR-1008M，重组FGF-I(可注射，血管疾病)，BDM-E，缝隙连接调节剂(rotigaptide)，ETC-216，P113，MBI-594AN，耐久霉素(吸入，囊性纤维化)，SCV-07，OPI-45，内皮抑素，血管抑制素，ABT-510，Bowman Birk抑制剂浓缩物，XMP-629,99mTc-Hynic-膜联蛋白V，kahalalide F，CTCE-9908，替维瑞克(延长释放)，ozarelix，罗咪酯肽(rornidepsin)，BAY-504798，白细胞介素4，PRX-321，Pepscan，iboctadekin，rhlactoferrin，TRU-015，IL-21，ATN-161，西仑吉肽，白蛋白干扰素(Albuferon)，Biphasix，IRX-2，Ω-干扰素，PCK-3145，CAP-232，帕瑞肽(pasireotide)，huN901-DMI，卵巢癌免疫治疗疫苗，SB-249553，Oncovax-CL，OncoVax-P，BLP-25，CerVax-16，多表位肽黑色素瘤疫苗(MART-1，gp100，酪氨酸酶)，奈米非肽(nemifitide)，rAAT(吸入)，rAAT(皮肤病)，CGRP(吸入，哮喘)，pegsunercept，胸腺素β4，普利肽新，GTP-200，雷莫拉宁，GRASPA，OBI-1，AC-100，鲑鱼降钙素(口服，eligen)，降钙素(口服，骨质疏松症)，艾沙瑞林，卡普瑞林，Cardeva，velafermin，131I-TM-601，KK-220，T-10，乌拉立肽，地来司他，hematide，Chrysalin(局部用)，rNAPc2，重组因子V111(PEG化脂质体)，bFGF，聚乙二醇化重组葡萄球菌激酶变体，V-10153，SonoLysis Prolyse，NeuroVax，CZEN-002，胰岛细胞新生疗法，rGLP-1，BIM-51077，LY-548806，艾塞那肽(受控释放，Medisorb)，AVE-0010，GA-GCB，阿福瑞林(avorelin)，ACM-9604，醋酸利那洛肽(linaclotid eacetate)，CETi-1，Hemospan，VAL(可注射)，速效胰岛素(注射剂，Viadel)，鼻内胰岛素，胰岛素(吸入)，胰岛素(口服，eligen)，重组甲硫氨酸人瘦素，pitrakinra皮下注射，湿疹)，pitrakinra(吸入干粉，哮喘)，Multikine，RG-1068，MM-093，NBI-6024，AT-001，PI-0824，Org-39141，Cpn10(自身免疫疾病/炎症)，talactoferrin(局部)，rEV-131(眼科)，rEV-131(呼吸系统疾病)，口服重组人胰岛素(糖尿病)，RPI-78M，奥普瑞白介素(口服)，CYT-99007CTLA4-Ig，DTY-001，伐拉司特(valategrast)，干扰素α-n3(局部)，IRX-3，RDP-58，Tauferon，胆盐刺激脂肪酶，Merispase，碱性磷酸酶，EP-2104R，美拉诺坦(Melanotan)-II，布雷默浪丹(bremelanotide)，ATL-104，重组人微纤溶酶，AX-200，SEMAX，ACV-1，Xen-2174，CJC-1008，强啡肽A，SI-6603，LAB GHRH，AER-002，BGC-728，疟疾疫苗(病毒体，PeviPRO)，ALTU-135，细小病毒B19疫苗，流感疫苗(重组神经氨酸酶)，疟疾/HBV疫苗，炭疽疫苗，Vacc-5q，Vacc-4x，HIV疫苗(口服)，HPV疫苗，Tat类毒素，YSPSL，CHS-13340，PTH(l-34)脂质体乳膏(Novasome)，Ostabolin-C，PTH类似物(局部，银屑病)，MBRI-93.02，MTB72F疫苗(结核病)，MVA-Ag85A疫苗(结核病)，FARA04，BA-210，重组鼠疫FIV疫苗，AG-702，OxSODrol，rBetV1，Der-pl/Der-p2/Der-p7过敏原靶向疫苗(尘螨过敏)，PR1肽抗原(白血病)，突变ras疫苗，HPV-16E7脂肽疫苗，迷路毒素疫苗(腺癌)，CML疫苗，WT1-肽疫苗(癌症)，IDD-5，CDX-110，Pentrys，Norelin，CytoFab，P-9808，VT-111，icrocaptide，替柏明(telbermin)(皮肤病学，糖尿病足溃疡)，芦平曲韦，reticulose，rGRF，HA，α-半乳糖苷酶A，ACE-011，ALTU-140，CGX-1160，血管紧张素治疗性疫苗，D-4F，ETC-642，APP-018，rhMBL，SCV-07(口服，肺结核)，DRF-7295，ABT-828，ErbB 2特异性免疫毒素(抗癌)，DT3SSIL-3，TST-10088，PRO-1762，Combotox，缩胆囊素-B/胃泌素受体结合肽，111In-hEGF，AE-37，trasnizumab-DM1，拮抗剂G，IL-12(重组体)，PM-02734，IMP-321，rhIGF-BP3，BLX-883，CUV-1647(局部)，基于L-19的放射免疫治疗剂(癌症)，Re-188-P-2045，AMG-386，DC/1540/KLH疫苗(癌症)，VX-001，AVE-9633，AC-9301，NY-ESO-1疫苗(肽)，NA17.A2肽，黑素瘤疫苗(脉冲抗原治疗剂)，前列腺癌疫苗，CBP-501，重组人乳铁蛋白(干眼)，FX-06，AP-214，WAP-8294A(可注射)，ACP-HIP，SUN-11031，肽YY[3-36](肥胖，鼻内)，FGLL，atacicept，BR3-Fc，BN-003，BA-058，人甲状旁腺激素1-34(鼻，骨质疏松症)，F-18-CCR1，AT-1100(乳糜泻/糖尿病)，JPD-003，PTH(7-34)脂质体乳膏(Novasome)，耐久霉素(眼科，干眼症)，CAB-2，CTCE-0214，糖基化PEG化促红细胞生成素，EPO-Fc，CNTO-528，AMG-114，JR-013，因子XIII，氨基多辛，PN-951，716155，SUN-E7001，TH-0318，BAY-73-7977，替维瑞克(立即释放)，EP-51216，hGH(控释，Biosphere)，OGP-1，西夫韦肽，TV4710，ALG-889，Org-41259，rhCCIO，F-991，胸腺五肽(肺部疾病)，r(m)CRP，肝选择性胰岛素，苏亚林，L19-IL-2融合蛋白，弹性蛋白酶抑制剂(elafin)，NMK-150，ALTU-139，EN-122004，rhTPO，血小板生成素受体激动剂(血小板减少症)，AL-108，AL-208，神经生长因子拮抗剂(疼痛)，SLV-317，CGX-1007，INNO-105，口服特立帕肽(eligen)，GEM-OS1，AC-162352，PRX-302，LFn-p24融合疫苗(Therapore)，EP-1043，肺炎链球菌儿科疫苗，疟疾疫苗，脑膜炎奈瑟球菌(Neisseria meningitidis)B组疫苗，新生儿B组链球菌疫苗，炭疽疫苗，HCV疫苗(gpEl+gpE2+MF-59)，中耳炎治疗，HCV疫苗(核心抗原+ISCOMATRIX)，hPTH(1-34)(透皮，ViaDerm)，768974，SYN-101，PGN-0052，aviscumnine，BIM-23190，结核疫苗，多表位酪氨酸酶肽，癌症疫苗，enkastim，APC-8024，GI-5005，ACC-001，TTS-CD3，血管靶向TNF(实体瘤)，去氨加压素(口腔控释)，onercept和TP-9201。
在一些实施例中，多肽是阿达木单抗(HUMIRA)、英夫利昔单抗(REMICADETM)、利妥昔单抗((RITUXANTM/MAB THERATM)、依那西普(ENBRELTM)、贝伐单抗(AVASTINTM)、曲妥单抗(HERCEPTINTM)、培格列格列汀(NEULASTATM)或任何其它合适的多肽，包括生物仿制药和生物改进剂。
其他合适的多肽是下列和美国专利2016/0097074表1中列出的那些:
表一
Figure GDA0002518056010000271
Figure GDA0002518056010000281
Figure GDA0002518056010000291
Figure GDA0002518056010000301
Figure GDA0002518056010000311
Figure GDA0002518056010000321
在实施例中，多肽是如表2所示的激素、血凝集/凝血因子、细胞因子/生长因子、抗体分子、融合蛋白、蛋白疫苗或肽。
表2示例性产物
Figure GDA0002518056010000322
Figure GDA0002518056010000331
在实施例中，蛋白质是多特异性蛋白质，例如表3所示的双特异性抗体。
表3:双特异性形式
Figure GDA0002518056010000332
Figure GDA0002518056010000341
Figure GDA0002518056010000351
Figure GDA0002518056010000361
Figure GDA0002518056010000371
在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本公开进行这些和其他的修改和变化，本公开的精神和范围在所附权利要求中进行了更具体的阐述。此外，应当理解，各种实施例的方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员将会理解，前面的描述仅仅是示例性的，并不旨在限制在所附权利要求中进一步描述的本公开。

Claims (28)

1.一种灌注装置，其包括：
用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二端相对端，所述第二开口具有一定横截面积，以及
过滤构件，其位于所述中空管状构件的第二端并附连到所述中空管状构件的所述第二端，所述过滤构件完全围绕并封闭所述第二开口，所述过滤构件限定封闭的容积和表面积，并且其中所述第二开口的横截面积与所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200。
2.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径大于约60微米。
3.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径大于约80微米。
4.根据权利要求1所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括多孔网，所述网的平均孔径为约60微米至约150微米。
5.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述第二开口的横截面积与所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:15至约1:100。
6.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件由不锈钢制成。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的灌注装置，其中，所述灌注装置包括一次性使用的灌注装置。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件由热塑性聚合物制成，并且其中所述过滤构件包括聚酰胺网。
9.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件从所述第一端到所述第二端是直的。
10.根据权利要求1至8所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括第一直部段、第二直部段和位于所述第一直部段与所述第二直部段之间的成角度部段，所述成角度部段用于将所述第二开口和过滤构件定位在生物反应器中的与旋转的叶轮无接触的位置。
11.根据权利要求10所述的灌注装置，其中，所述成角度部段与第一直部段成约25°至约45°的角度，并且与第二直部段成约25°至约45°的角度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件的直径为约2mm至约20mm。
13.根据前述权利要求中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括位于所述第二端附近的角度构件，所述中空管状构件包括过渡到所述角度构件的直部段，所述角度构件与所述直部段成约50°至约90°的角度。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件和所述过滤构件可移动地封闭在可收拢波纹管中，其中，所述可收拢波纹管在一端包括无菌连接端口，用于连接到所述生物反应器的匹配无菌连接端口。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括位于生物反应器的侧壁或底壁上的网补片，所述过滤构件还包括将所述网补片连接到所述中空管状构件的锥体。
16.一种灌注装置，其包括：
用于灌注来自生物反应器的流体的中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二端，所述第二开口具有一定横截面积；和
过滤构件，其位于并附连到所述中空管状构件的第二端，所述过滤构件完全包围并封闭所述第二开口，所述过滤构件包括多孔网，所述多孔网具有的平均孔径范围为从约60微米或更大到约150微米或更小。
17.根据权利要求16所述的灌注装置，其中，所述过滤构件限定封闭的容积和表面积，并且其中，所述第二开口的横截面积和所述过滤构件的表面积之间的比率为约1:5至约1:200，例如约1:15至约1:100。
18.根据权利要求16或17所述的灌注装置，其中，所述过滤构件的网具有均匀的孔径。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的灌注装置，其中，所述网包括不锈钢筛。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括第一直部段、第二直部段和位于所述第一直部段与所述第二直部段之间的成角度部段，所述成角度部段用于将所述第二开口和过滤构件定位在生物反应器中的与旋转的叶轮无接触的位置。
21.根据权利要求20所述的灌注装置，其中，所述成角度部段与所述第一直部段成约25°至约45°的角度，并且与所述第二直部段成约25°至约45°的角度。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件包括位于所述第二端附近的角度构件，所述中空管状构件包括过渡到所述角度构件的直部段，所述角度构件与所述直部段成约50°至约90°的角度。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的灌注装置，其中，所述中空管状构件和所述过滤构件可移动地封闭在可收拢波纹管中，其中，所述可收拢波纹管在一端包括无菌连接端口，用于连接到所述生物反应器的匹配无菌连接端口。
24.根据权利要求16至19中任一项所述的灌注装置，其中，所述过滤构件包括位于生物反应器的侧壁或底壁上的网补片，所述过滤构件还包括将所述网补片连接至所述中空管状构件的锥体。
25.一种生物反应器系统，包括生物反应器，所述生物反应器具有一定生物反应器容积，所述生物反应器包含微载体，用于在所述微载体上培育细胞生长，所述生物反应器具有顶部并限定端口，并且其中所述生物反应器系统还包括根据权利要求16-23中任一项所限定的灌注装置，所述灌注装置接纳在所述端口内。
26.一种生物反应器系统，包括生物反应器，所述生物反应器具有一定生物反应器容积，所述生物反应器包含微载体，用于在所述微载体上培育细胞生长，所述生物反应器系统还包括根据权利要求24所述的灌注装置，其中，所述生物反应器与所述灌注装置连通。
27.一种培养细胞生长的方法，其包括：
将生物细胞接种到生物反应器中，所述生物反应器包含用于细胞生长的流体介质，所述生物细胞附着到包含在所述生物反应器中的微载体上；
通过将灌注装置插入到所述生物反应器中来灌注包含在所述生物反应器中的所述流体介质，所述灌注装置包括中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二相对端，所述灌注装置还包括过滤构件，所述过滤构件位于并附连到所述中空管状构件的第二端，所述过滤构件完全包围并封闭所述第二开口，并且其中所述流体介质通过所述灌注装置从所述生物反应器中提取，所述过滤构件防止所述微载体从所述生物反应器中提取；和
补充所述生物反应器内的流体介质以促进细胞生长。
28.一种培养细胞生长的方法，包括：
将生物细胞接种到生物反应器中，所述生物反应器包含用于细胞生长的流体介质，所述生物细胞附着到在所述生物反应器中包含的微载体上；
灌注在所述生物反应器中包含的流体介质，使所述生物反应器与灌注装置连通，所述灌注装置包括中空管状构件，所述中空管状构件具有限定第一开口的第一端和限定第二开口的第二相对端，所述灌注装置还包括在所述生物反应器的壁中形成为网补片的过滤构件，所述灌注装置还包括从所述网补片连接到所述中空管状构件的所述第二开口的柔性锥体，并且其中所述流体介质通过所述灌注装置从所述生物反应器中提取，所述过滤构件防止所述微载体从所述生物反应器中提取；和
补充所述生物反应器内的流体介质以促进细胞生长。
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