CN114144510A - 用于集中式流体管理和培养控制的系统和方法 - Google Patents

用于集中式流体管理和培养控制的系统和方法 Download PDF

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斯蒂芬妮·M·米斯克尔
扎卡里·T·科普斯
贾斯汀·M·费伦蒂诺
迈克尔·C·蒂利
安德鲁·K·卡普利
凯拉·L·麦克格拉斯
斯图尔特·A·雅各布森
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Abstract

本发明提供了用于从细胞创建多个组织构建体的制造系统和方法。系统可以包括解冻子系统(如果提供的细胞处于冷冻状态)、扩增子系统、浓缩子系统和组织成熟子系统。这些子系统中的每一个都是模块化的并且可以重新配置，并且该过程可以根据要实现的具体的组织过程进行重复。多种组织类型可以在多个生物反应器中组合。多个生物反应器的活动可以由监管器控制器以自动化的方式协调和控制。监管器控制器可以在过程开始时接收用户输入，并且可以管理此后的过程，如果需要用户操作，则向用户发出警报。

Description

用于集中式流体管理和培养控制的系统和方法
政府许可的权利
本发明是在先进再生制造研究所(Advanced Regenerative ManufacturingInstitute)授予的W911NF-17-3-003子基金F0008下的政府支持下做出的。政府在本发明中有一定的权利。
相关申请的交互参考
本发明专利申请要求于2019年6月17日提交的序号为62/862,379的美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请名称为“用于细胞制备的系统和方法”(代理人案号Z69)，其通过引用整体并入本文。
背景技术
本公开一般性涉及组织制造线，具体地涉及能够将同种异体、类同种异体和自体组织制造过程的多个同时实例自动化的组织制造线。可以使用一次性使用组件和非侵入式传感来支持在非环境控制的ISO“灰色空间”封闭流路中的商业规模放大。
长期以来，一直在尝试在实验室手动制造组织。由于技术人员的手动工作性质以及对生物输入材料的了解相对较差，用于进行制造的方法通常遭受从一次运行到下一次运行的不可重复性或不一致性。现行的方法通常也是高度耗费劳动力的。然而，组织制造的模块可以包括能够自动化的过程。自动化可以消除人为错误、改善生产运行之间的一致性，等等。自动化必须包括将实现整个制造线所需的完全不同的过程和与可能是组织创建基础的生物过程相关的过程启动定时配合在一起。对指示组织状态的特定特征的监测必须是持续的，并反馈到系统活动控制回路中。
组织制造可以分阶段发生。如果细胞在来时是冷冻的，可以将其解冻。来时未冷冻的细胞、或经解冻细胞可能需要扩增、浓缩和成熟步骤。通常，扩增发生在置于培养箱中的烧瓶和静态生物反应器中，这些需要手动更换培养基。通常，监测是目测的和主观的。将细胞从一阶段转移到下一阶段通常是手动进行的。
如果该过程以冷冻细胞开始，则适当的细胞解冻、如有必要的复苏、和储存可以帮助成功使用细胞。为了解冻细胞，一种常见的手动方法是将细胞小瓶部分浸泡在37℃水浴中。这种手动方法不能满足自动化制造的要求，是高度主观的，并且产生了污染的风险，以及其他问题。为了防止在解冻期间的冰晶化，必须快速解冻。随后进行培养基的受控“淬灭”以稀释冷冻保护剂且不会导致细胞过度膨胀(和爆裂)。自动化系统能够比手动过程更好地控制快速解冻。细胞培养物可能因事故、污染、老化相关或环境诱导的变化、以及监测不当而损耗。当以手动模式操作时，对细胞进行目视监测来评估汇合水平、培养基颜色的任何变化等。
需要一种能够重复并且持续地自动创建组织的制造线。需要一种系统，在所述系统中，能够实现各阶段的过程是自动化的，并且细胞从一阶段到下一阶段的移动也是自动化的。需要一种系统，在所述系统中，不由用户确定一阶段何时结束以及另一阶段何时开始、何时需要移动细胞，并且不手动进行细胞转移。需要一种系统，其能够总体上实现一致的结果，并且避免细胞/组织在用户没有监测它们的半夜或周末时“准备就绪”的问题。需要一种系统，其中监测以及与监测结果有关的任何反馈回路都是完全自动化的。这样的制造线将是可扩展的，使得同样的自动化过程可以用于创建许多组织构建物。所述制造线应该由模块化组件组成，允许基于特定组织过程需求的可重构性。所述制造线也应该是流体封闭的，使得它可以在非清洁的空间中操作，而不必担心污染其中包含的细胞和组织。
发明内容
本教示的系统可以包括但不限于一种用于生产组织工程化医疗产品(TEMP)或更广泛地说人类细胞、组织以及基于细胞和组织的产品(HCT/P)的制造线。所述制造线可以在组织工程运行间产生一致的结果，并且因为在细胞成熟和温育过程期间不需要人工干预，可以解决安全性和质量问题。所述制造线可以包括但不限于：其中将细胞解冻的站、其中将经解冻细胞扩增的站、其中将经扩增细胞浓缩的站、和其中将经浓缩细胞温育成组织的站。
用于实现自动组织制造的本教示方法可以包括但不限于包括：将细胞接收在至少一个小瓶中，将细胞从所述至少一个小瓶自动泵送到至少一个第一生物反应器，当细胞移动到所述至少一个第一生物反应器时自动控制从所述至少一个小瓶到所述至少一个第一生物反应器的流体递送，基于监测关键过程参数的传感器数据，自动创建促进细胞在所述至少一个第一生物反应器中扩增的第一预选环境，从微载体表面自动收获细胞并淬灭收获酶，当经扩增细胞达到预选密度时将经扩增细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到浓缩器，自动浓缩所述经扩增细胞，当预选事件发生时将经浓缩细胞自动泵送到所述至少一个第一生物反应器中，当经浓缩细胞悬浮时将细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到至少一个第二生物反应器，以及基于关键过程参数的传感器数据在所述至少一个第二生物反应器中自动创建促进所述经浓缩细胞成熟为组织的第二预选环境。
所述方法可以任选地包括自动接收和解冻细胞，包括访问绝热容器。所述绝热容器可以容纳冷冻细胞的至少一个小瓶，并且可以包括绝热容器盖和小瓶架。所述方法还可以任选地包括通过解冻控制器自动控制使用第一夹持器移除所述绝热容器的绝热容器盖。第一夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以任选地包括通过解冻控制器自动确定所述至少一个小瓶在小瓶架内的位置，通过解冻控制器自动控制将第二夹持器定位在所述位置处，以及通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器从绝热容器中取出所述至少一个小瓶。第二夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用第一夹持器将绝热容器盖返回到绝热容器。第一夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器将所述取出的至少一个小瓶放入细胞解冻装置中。第二夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过由解冻控制器控制的解冻管理器自动确定冷冻细胞何时解冻，以及通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器取出所述至少一个经解冻细胞的小瓶。第二夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶转移到第三夹持器。第二夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用与第三夹持器可操作地偶联的致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到第一预选位置，所述致动器由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制通过净化系统对所述至少一个小瓶的外部进行净化，所述净化系统由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到用于访问的第二预选位置，所述致动器由解冻控制器控制。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制通过由解冻控制器控制的访问系统访问所述至少一个小瓶，所述访问系统包括访问装置，所述访问装置在泵送操作期间被持续供能。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制通过由解冻控制器控制的泵将溶液泵送到所述至少一个小瓶中，通过解冻控制器自动控制利用平流从所述至少一个小瓶提取经解冻细胞，以及通过解冻控制器自动控制所述至少一个小瓶的处置。第一夹持器和第二夹持器可以任选地包含单个装置。第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器可以任选地包含单个装置。所述方法可以任选地包括通过由解冻控制器控制的第一装置自动确定所取出的至少一个小瓶的识别。所述净化系统可以任选地包括净化所述至少一个小瓶的外表面。所述溶液可以任选地包含中和剂。所述溶液可以任选地包含培养基。经扩增细胞的浓缩可以任选地包括对经扩增细胞进行离心。
本教示的用于实现自动制造组织的系统可以包括，但不限于包括，将细胞从至少一个小瓶自动泵送到至少一个第一生物反应器的扩增子系统，所述扩增子系统当细胞移动到所述至少一个第一生物反应器时自动关闭从所述至少一个小瓶到所述至少一个第一生物反应器的阀，所述扩增子系统在所述至少一个第一生物反应器中自动创建促进细胞扩增的第一预选环境，所述扩增子系统当经扩增细胞达到预选密度时将经扩增细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到浓缩器，所述扩增子系统被配置成从经浓缩细胞创建经重悬浮细胞。所述系统可以包括自动浓缩经扩增细胞的浓缩子系统、和当发生预选事件时将经重悬浮细胞自动泵送到至少一个第二生物反应器中的成熟子系统，所述成熟子系统基于监测关键过程参数的传感器数据在所述至少一个第二生物反应器中自动创建促进所述经浓缩细胞成熟的第二预选环境。
所述浓缩子系统可以任选地包括离心装置。所述预选事件可以任选地包括检测到期望的浓度。第一预选环境可以任选地包括第一生长培养基，所述第一生长培养基基于监测关键过程参数的传感器数据连续地自动调节，以维持生长培养基特性的第一预选水平。第二预选环境可以任选地包括第二生长培养基，所述第二生长培养基基于监测关键过程参数的传感器数据连续地自动调节，以维持生长培养基特性的第二预选水平。所述系统可以任选地包括解冻子系统，其接收至少一个小瓶中的冷冻细胞并自动解冻所述冷冻细胞。
所述解冻子系统可以任选地包括：控制细胞的制备的解冻控制器，绝热容器站，所述绝热容器站具有冷却所述至少一个小瓶中冷冻细胞的周围环境的冷却机构、维持冷冻细胞在预选温度范围内的绝热容器和保持所述环境的绝热容器盖，盖夹持器和小瓶夹持器，所述盖夹持器在解冻控制器控制下移动绝热容器盖，所述小瓶夹持器在解冻控制器控制下移动所述至少一个小瓶，至少一个在解冻控制器控制下定位所述至少一个小瓶中每一个的位置的装置，在解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收所述至少一个经识别的小瓶的解冻站，所述解冻站包括容纳所述至少一个经识别的小瓶的解冻装置，所述解冻装置将所述至少一个小瓶内的细胞解冻，所述解冻站包括在解冻控制器控制下的解冻站控制器，所述解冻站控制器向解冻控制器提供细胞的状态，在解冻控制器控制下从小瓶夹持器接收所述至少一个经解冻细胞的小瓶的净化站，所述净化站包括用于净化所述至少一个经解冻细胞的小瓶的外表面的机构，在解冻控制器控制下从小瓶夹持器接收所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶的穿刺站，所述穿刺站包括至少两个针头，所述至少两个针头在解冻控制器控制下穿刺所述经净化的小瓶，所述至少两个针头中的第一针头具有第一长度，所述至少两个针头中的第二针头具有第二长度，所述穿刺站包括在解冻控制器控制下用第一针头穿刺所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶的针头控制器，所述第一针头伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第一预选距离，所述针头控制器在解冻管理器的控制下，用第二针头穿刺所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶，所述第二针头伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第二预选距离，以及在解冻控制器控制下将溶液从溶液储器通过溶液管道和第一针头泵送到所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶中的溶液泵，通过第二针头抽取经解冻细胞，经解冻细胞通过细胞管道流入细胞储器，从所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶移出细胞，产生至少一个废小瓶。
所述系统可以任选地包括识别站，在解冻控制器控制下识别所述至少一个小瓶中的每一个。所述第一长度可以任选地包括比所述第二长度更长的长度。所述第一预选距离可以任选地包括比所述第二预选距离更短的距离。所述系统可以任选地包括气体吹扫，迫使所述经净化的至少一个小瓶中的基本上所有内容物离开所述经净化的至少一个小瓶。所述净化站可以任选地包括在所述经经识别的至少一个经解冻细胞的小瓶周围的预选区域内保持净化流体的罩、在解冻控制器控制下将所述净化流体泵送到所述预选区域中的净化泵、和将净化流体引向所述至少一个经识别的经解冻细胞的小瓶的喷嘴。所述穿刺站可以任选地包括基部夹持器，当针头控制器在解冻控制器控制下移除第一针头和第二针头时，基部夹持器将所述至少一个经识别的小瓶维持在原位。所述系统可以任选地包括废物系统，在针头控制器移除第一针头和第二针头之后，所述废物系统在解冻控制器控制下，从小瓶夹持器接收所述至少一个废小瓶，所述废物系统将所述至少一个废小瓶放入废物接收器。所述系统可以任选地包括围绕穿刺站的罩，所述罩维持穿刺站周围受控的清洁空间。所述扩增子系统可以任选地包括控制细胞从解冻子系统到扩增子系统的流动的扩增控制器，以及监测和修改所述第一预选环境的生物反应器控制器。所述生物反应器控制器可以任选地包括搅拌细胞以促进细胞附着于表面的搅拌控制器，基于预选的期望温度调节所述至少一个第一生物反应器的温度的温度控制器，调节细胞周围培养基中的气体水平的气体混合处理器，所述气体水平基于培养基特性的预选期望值，感测培养基特性的值的监测过程，以及将培养基移入和移出所述至少一个第一生物反应器的泵控制器。所述特性可以任选地包括溶解氧和pH。所述成熟子系统可以任选地包括在将培养基引入到所述至少一个第二生物反应器之前监测和修改培养基的培养基控制器，以及管理所述至少一个第二生物反应器的移动的培养箱控制器，所述培养箱控制器监测所述至少一个第二生物反应器中培养基的特性，所述培养箱控制器冲洗并恢复来自/进入所述至少一个第二生物反应器的培养基。所述系统可以任选地包括培养基储存控制器，所述培养基储存控制器可以包括监测培养基储器中培养基的量的培养基液位传感器、以及监测将培养基从培养基储器移动到培养基容器的泵的泵压传感器。
细胞可以以任何合适的方式提供，包括但不限于冷冻形式。本教示的制备用于进入组织工程系统制造线的冷冻细胞的方法可以包括，但不限于包括，访问绝热容器。所述绝热容器可以容纳冷冻细胞的至少一个小瓶，并且可以包括绝热容器盖和小瓶架。绝热容器可以持有、并且所述系统可以容纳单个小瓶或多个小瓶。所述方法可以包括自动控制使用第一夹持器移除所述绝热容器的绝热容器盖。所述第一夹持器可以由解冻控制器控制。所述方法可以包括，通过解冻控制器自动确定所述至少一个小瓶在所述小瓶架内的位置，通过解冻控制器将第二夹持器自动定位在所述位置上，以及使用第二夹持器自动从所述绝热容器取出所述至少一个小瓶。第二夹持器可以由解冻控制器控制。在一些配置中，第一夹持器和第二夹持器的动作可以由单个装置执行。所述方法可以包括自动控制使用第一夹持器返回所述绝热容器的绝热容器盖。所述方法可以包括，通过由解冻控制器控制的第一装置自动确定、以及自动控制使用第二夹持器将所述取出的至少一个小瓶放入细胞解冻装置中。所述方法可以包括，通过由解冻控制器控制的解冻控制器自动确定冷冻细胞何时被解冻到预选量，以及通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器取出所述至少一个经解冻细胞的小瓶。所述方法可以包括通过解冻控制器自动控制使用第二夹持器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶转移到第三夹持器。第三夹持器可以由解冻控制器控制。在一些配置中，第二夹持器和第三夹持器的动作可以由单个装置执行。在一些配置中，第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器的动作可以由单个装置执行。该方法可以包括，通过解冻控制器自动控制使用与第三夹持器可操作地偶联的致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到第一预选位置。所述致动器可以由解冻控制器控制。该方法可以包括，通过解冻控制器自动控制通过净化系统净化所述至少一个小瓶。所述净化系统可以由解冻控制器控制并且可以净化所述小瓶的外表面。所述方法可以包括，通过解冻控制器自动控制使用致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到用于穿刺的第二预选位置。所述方法可以包括，通过解冻控制器自动控制由解冻控制器控制的穿刺系统穿刺所述至少一个小瓶，以及通过解冻控制器自动控制由解冻控制器控制的泵将溶液泵送到所述至少一个小瓶中。所述方法可以包括，通过解冻控制器自动控制利用平流从所述至少一个小瓶提取经解冻细胞。所述方法可以包括，通过解冻控制器自动控制所述小瓶的处置。所述溶液可以任选地包括中和冻结剂或培养基的缓冲液(PBS)。所述方法可以任选地包括识别所述取出的至少一个小瓶。
本教示的用于制备进入组织制造系统的细胞的系统可以包括，但不限于包括，控制细胞的制备的解冻控制器和绝热容器站。绝热容器站可以包括冷却至少一个小瓶中冷冻细胞的周围环境的冷却机构、维持冷冻细胞在预选温度范围内的绝热容器、和保持所述环境的绝热容器盖。所述系统可以包括盖夹持器和小瓶夹持器。盖夹持器可以在解冻控制器控制下移动绝热容器盖，小瓶夹持器可以在解冻控制器控制下移动所述至少一个小瓶。所述系统可以包括至少一个在解冻控制器控制下定位所述至少一个小瓶中每一个的位置的装置。所述系统可以包括在解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收所述至少一个经识别的小瓶的解冻站。所述解冻站可以包括容纳所述至少一个经识别的小瓶的解冻装置。所述解冻装置可以将所述至少一个小瓶内的细胞解冻。所述解冻站可以包括在解冻控制器控制下的解冻站控制器。解冻站控制器向解冻控制器提供细胞的状态。所述系统可以包括在解冻控制器控制下从小瓶夹持器接收所述至少一个经解冻细胞的小瓶的净化站。所述净化站可以包括用于净化所述至少一个经解冻细胞的小瓶的外表面的机构。所述系统可以包括在解冻控制器控制下从小瓶夹持器接收所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶的穿刺站。所述穿刺站可以包括至少两个针头。所述至少两个针头可以在解冻控制器控制下穿刺所述经净化的小瓶。所述至少两个针头中的第一针头可以包括第一长度，所述至少两个针头中的第二针头可以包括第二长度。所述穿刺站可以包括针头控制器，其在解冻控制器控制下用第一针头穿刺所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶。所述第一针头可以伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第一预选距离。针头控制器可以在解冻管理器控制下用第二针头穿刺所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶。所述第二针头可以伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第二预选距离。所述系统可以包括溶液泵，其在解冻控制器控制下将溶液从溶液储器通过溶液管道和第一针头泵送到所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶中。经解冻细胞可以通过第二针头抽取，并且可以通过细胞管道流入细胞储器。所述细胞可以从所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶移出，产生至少一个废小瓶。
所述第一针头长度可以任选地包括比所述第二针头长度更长的长度。针头伸入小瓶的所述第一预选距离可以任选地包括比针头伸入小瓶的所述第二预选距离更短的距离。所述系统可以任选地包括气体吹扫，迫使所述经净化的至少一个小瓶中的基本上所有内容物离开所述经净化的至少一个小瓶。所述净化站可以任选地包括在所述经识别的至少一个经解冻细胞的小瓶周围的预选区域内保持净化流体的罩、在解冻控制器控制下将所述净化流体泵送到所述预选区域中的净化泵、和将净化流体引向所述至少一个经识别的经解冻细胞的小瓶的喷嘴。所述穿刺站可以任选地包括基部夹持器，当针头控制器在解冻控制器控制下移除第一针头和第二针头时，基部夹持器将所述至少一个经识别的小瓶维持在原位。所述系统可以任选地包括废物系统，在针头控制器移除第一针头和第二针头之后，所述废物系统在解冻控制器控制下，从小瓶夹持器接收所述至少一个废小瓶。所述废物系统将所述至少一个废小瓶放入废物接收器。所述系统可以任选地包括围绕穿刺站的罩，所述罩可以维持穿刺站周围受控且清洁的空间。所述系统可以任选地包括识别站，所述识别站在解冻控制器控制下识别所述至少一个小瓶中的每一个。
附图说明
通过结合参考附图来参考以下描述，将更容易理解本公开的前述特征，在附图中：
图1是本教示的系统的示意性框图；
图2A和2B是本教示的系统的监管器(supervisor)编排的过程的流程图；
图3是在本教示的监管器控制下的人机界面的示意性框图；
图4是在本教示的监管器控制下的解冻子系统的示意性框图；
图4A是本教示的方法的流程图；
图4B和4C是本教示的方法的示例性时间进程的示意性框图；
图4D是本教示的系统的透视图；
图4E和4F是图4D的系统的透视图，显示了本教示的小瓶移动；
图4G是本教示的净化站的透视图；
图4H是本教示的穿刺站的透视图，其中针头正准备穿刺小瓶；
图4I是图4H的穿刺站的透视图，其中针头刺穿小瓶；
图4J是本教示的穿刺站的透视图；
图4K是溶液和细胞储器连接的透视图；
图4L是本教示的小瓶穿刺毂的截面图；
图5是在本教示的监管器控制下的扩增子系统的示意性框图；
图6是在本教示的监管器控制下的浓缩子系统的示意性框图；
图7是在本教示的监管器控制下的成熟子系统的示意性框图；
图7A是本教示的旋转装置的透视示意图；
图7B是图7A的旋转装置的分解示意图；
图7C是图7A的旋转装置与生物反应器以第一位置偶联的截面图；
图7D是图7A的旋转装置与生物反应器以第二位置偶联的截面图；
图7E是图7A的旋转装置与生物反应器以第三位置偶联的截面图；
图8是在本教示的监管器控制下的培养基供应子系统的示意性框图；并且
图9A和9B是本教示的方法的流程图。
具体实施方式
本教示的用于制造组织的系统可以实现从细胞创建组织的灵活过程。该灵活过程可以通过制造生产线来实现。所述系统在初始设置和参数规定后可以从过程中去除人为成分，从而确保可重现的结果。所述系统可以通过包括可以遵循即插即用范式的可编程控制器来实现沿生产线的部件的互换性。沿生产线的站可以由无菌管道连接。所述管道可以实现细胞和流体在所述线上的站之间的移动。冷冻细胞可以在第一站解冻，并且可以与培养基一起泵送到装有营养液的生物反应器容器中并置于第二站内的受控环境中。所述生物反应器容器可以包括微载体，当细胞被引入生物反应器容器时，它们可以在微载体上沉降并附着或粘附。所述微载体可以包覆有胶原蛋白、蛋白质或结合域以促进细胞附着。或者，它们可以被化学修饰、荷电、或等离子体处理以促进细胞附着。初始细胞接种后，微载体上的培养可以在生物反应器内维持，并持续感测培养参数，如pH、溶解氧和温度。所述系统还可以在整个培养中控制用过的培养基的自动去除和新鲜培养基的引入。当细胞密度达到预选水平时，当微载体(如果存在)与细胞分离时，或者当细胞充分消化微载体、将细胞附着在微载体上的蛋白质、或微载体的表面包覆层时，如有必要，可以将细胞和液体泵送到第三站，在其中可以浓缩细胞。在第三站，将细胞与大部分中和的消化溶液、细胞培养基和洗涤缓冲液分离，然后将细胞加上预选量的先前混合物移至扩增容器中准备它们成熟。在预选的周期时间下，例如但不限于，在以期望的浓度重悬浮之后，经浓缩细胞可以被泵送到可以包括培养箱和培养基储存容器的第四站中。通过泵送和管道，细胞可以经流体接种到生物反应器中的培养表面上进行接种附着、分化和生长。在一些配置中，所述生物反应器可以包括支架表面，细胞可以在其上粘附和生长。在一些配置中，所述生物反应器可以包括水平的平坦生长表面。第一细胞类型可以放置在第一表面上，所述第一表面可以覆盖有来自所述容器的培养基，并且细胞可以生长和分化。在预选的或动态确定的时间下，可以旋转所述第一表面，使得可以将第二细胞类型引入到第二表面上。随着细胞生长，生物反应器内的特征可以促使两个表面的细胞交织，从而实现将多种细胞类型一起温育的目标。
现在参照图1，本教示的用于制造组织的系统2100可以包括，但不限于包括，控制沿生产线的站的监管器2101。所述站可以包括，但不限于包括，解冻子系统2147、扩增子系统2141、浓缩子系统2143和成熟子系统2145。操作上，监管器2101从人机界面(HMI)2133接收指令。指令可以包括参数设置，参数设置可以取决于例如被处理的细胞类型、以及在处理结束时期望的组织类型。监管器2101可以与解冻子系统2147通信，接收状态信息并提供命令信息。在一些配置中，监管器2101和解冻子系统2147可以通过例如但不限于Rockwell
Figure BDA0003473494780000131
PLC启用，它们的通信可以通过例如但不限于以太网连接进行。监管器2101可以向解冻子系统2147、扩增子系统2141、浓缩子系统2143和成熟子系统2145提供命令，例如但不限于使用开放平台统一架构协议(OPC UA)和/或以太网协议，而在扩增子系统2141的情况下，则通过HMI 2103网络。
继续参照图1，监管器2101可以管理系统2100的操作。监管器2101可以跟踪子系统的状态、用户输入和传感器输入，并且可以使预定义的代码可被可以解释代码并相应地采取行动的系统组件利用。
继续参照图1，解冻子系统2147可以解冻小瓶2163中的细胞。在监管器2101确定待解冻的细胞后，监管器2101可以启动从解冻子系统2147到扩增子系统2141的细胞接种。扩增子系统2141可以将经解冻细胞从小瓶2163泵送到生物反应器容器2113，而监管器2101可以实现将培养基从储器6149泵送到生物反应器容器2113(图8)中。当细胞达到预选密度时，扩增子系统2141可以执行任务如排出和洗涤，并且可以通知监管器2101并且可以将细胞转移到浓缩子系统2143，在那里可以浓缩经扩增细胞。如果希望或必要，监管器2101可以任选在这些过程期间的各种点接受用户输入。监管器2101可以通过网关(gateway)与浓缩子系统通信，在一些配置中，网关可以使用但不限于使用Profinet协议。例如，监管器2101可以监测浓缩配方(recipe)。所述配方可以包括可以用于触发浓缩子系统2143的停止命令的相位值，以及发送给扩增子系统2141指示它可以继续进行过程中的后续步骤的消息。监管器2101可以从浓缩子系统2143请求状态更新，并且浓缩子系统2143可以向监管器2101发送状态命令。当细胞达到期望的浓度时，细胞可以返回到扩增子系统2141，并且监管器2101可以指导成熟子系统2145将细胞泵送到生物反应器2114中，并将条件培养基从容器2118泵送到生物反应器2114中。培养基控制器2121可以在容器2118中调理培养基，以备所述培养基适当地滋养生物反应器2114中的细胞。在一些配置中，生物反应器2114可以包括具有相对的内侧面的浅盒。培养箱控制器2123可以控制定位装置来定位生物反应器2114，使第一相对内侧面面向地面，而第二相对侧面面向所述第一相对侧面。随着细胞被泵送到生物反应器2114中，细胞可以对重力做出反应并倾向于粘附在第二相对侧面上。可以向生物反应器2114添加新鲜培养基，可以监测/调节关键过程参数，可以进行受控的洗涤，以及可以进行培养基更换以支持分化。培养箱控制器2123可以随后将相同的或不同的细胞类型接种到生物反应器2114中。生物反应器2114可以在所述第二次接种前旋转，以促进细胞粘附在不同的表面上。可以照此进行更多轮的接种。从培养基2118到生物反应器2114的流体线可以位于中空轴中，以在生物反应器2114翻转时维持其完整性。
继续参照图1，成熟子系统2145可以包括培养基控制器2121和培养箱控制器2123。培养基控制器2121可以调理给生物反应器2114中的细胞提供营养的培养基，控制诸如，例如但不限于温度、pH值和溶解氧之类的特性。被调理成具有期望特性的培养基可以流过粘附在生物反应器2114内的浅箱的上表面或下表面的细胞。培养基控制器2121可以包括，但不限于包括，LABOWLtm控制系统。培养箱控制器2123可以包括，但不限于包括，ROCKWELL
Figure BDA0003473494780000141
Figure BDA0003473494780000142
PLC。
继续参照图1，监管器2101可以使用以太网协议接收和处理来自负荷单元2125和压力传感器2127的从冷藏的培养基感测的信息。处理可以包括使用来自负荷单元2125的数据来确定培养基储存区中还留有多少培养基。监管器2101可以通过过程HMI 2133警示用户需要补充培养基。例如，监管器2101可以使用以太网协议向/从过程HMI 2133发送和接收数据。起始于解冻子系统2147、扩增子系统2141、浓缩子系统2143和成熟子系统2145的消息可以通过监管器2101导向过程HMI 2133。在一些配置中，网关可以用来实现子系统之间的通信。消息确认可以通过反向路径。监管器2101可以与远程服务器2135(图3)通信，后者可以管理数据库2131。如果需要，可以通过日志记录处理器(logging processor)2129来存储本教示的系统的操作运行数据，也许可以远程存储。可以使用常规手段，例如，但不限于
Figure BDA0003473494780000151
Figure BDA0003473494780000152
Historian软件来接收和编录数据。
现在参照图1和2A，系统2100(图1)可以通过包括监管器2101(图1)来用于从细胞中创建组织，该监管器2101可以响应每个子系统所呈现的触发信号。例如，当监管器2101(图1)检测到细胞已解冻时，系统2100(图1)可以包括将经解冻细胞从解冻子系统2147(图1)移动到扩增子系统2141(图1)的步骤1201(图2A)。当扩增子系统4141(图1)检测到期望的细胞密度时，系统2100(图1)可以包括将细胞从扩增子系统2141(图1)移动到浓缩器子系统2143(图1)的步骤1203(图2A)。当监管器2101(图1)检测到已经获得期望的细胞浓度时，系统2100(图1)可以包括细胞从浓缩器子系统2143(图1)移动到扩增子系统2141(图1)的步骤1205(图2A)，以及当细胞达到期望的成熟度时，这可通过预选时间量的到期来确定，系统2100(图1)可以包括实现将成熟组织移出成熟子系统2145(图1)的步骤1207(图2A)。在一些配置中，扩增子系统2141(图1)可以通过监管器2101(图1)向过程HMI 2133(图1)发送消息，来启动由系统2100实现的过程(图1)，从而提示用户进行输入。监管器2101(图1)可以处理用户输入，与扩增子系统2141交换消息(图1)，并指示解冻子系统2147(图1)(1)检查小瓶2163(图1)，(2)检查针头可以位于穿刺小瓶2163(图1)的位置，如本文别处所述，(3)确定其中一个针头是否刺穿了小瓶2163(图1)，和(4)检查是否没有更多的小瓶2163(图1)要处理，然后将这些检查的状态提供给扩增子系统2141(图1)。在一些配置中，可以假定针头位置，并且可以减少检查。在一些配置中，小瓶2163(图1)可以去盖，内容物可以用各种方式取出，包括但不限于将安装好的针头插入小瓶2163(图1)的去盖的口中。作为响应，扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息。在一些配置中，监管器2101(图1)可以通知解冻子系统2147(图1)小瓶2163(图1)的冲洗正在进行、或者冲洗完成。在一些配置中，监管器2101(图1)和扩增子系统2141(图1)之间可以执行以下协议：(1)扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息以启动解冻子系统2147(图1)，(2)当小瓶2163(图1)被刺穿时，监管器2101(图1)可以给扩增子系统2141(图1)发消息，(3)扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息以设置预选的阀状态，(4)扩增子系统2141(图1)可以泵送预选的流体量，(5)当泵送完成时，扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息，(6)当气体吹扫完成时，以及如果有更多的小瓶要处理，监管器2101(图1)可以给扩增子系统2141(图1)发消息，以及(7)扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息以基于是否留有更多的小瓶要处理来设置另一个预选的阀状态。此时，监管器2101(图1)可以给扩增子系统2141(图1)发消息以启动细胞扩增过程。当扩增子系统2141(图1)确定扩增完成时，扩增子系统2141(图1)可以给监管器2101(图1)发消息，并且，如有必要，监管器2101(图1)可以任选给过程HMI 2133(图1)发消息以提示用户进行进一步指令。监管器2101(图1)可以给浓缩器子系统2143(图1)发消息以开始所述配方步骤，并且浓缩器子系统2143(图1)可以执行所述配方步骤。当所述配方步骤完成后，监管器2101(图1)可以给扩增子系统141发消息以重悬浮细胞，使细胞返回到溶液中。此时，监管器2101(图1)可以给成熟子系统2145(图1)发消息以在生物反应器2114(图1)中接种细胞。如果需要，接种可以发生多次。
现在参照图2A和2B，从一个步骤移动到另一个步骤的触发信号，并且当一个子系统从另一个子系统取得控制时，在监管器2101(图1)的控制下可以遵循通用准则，取决于期望的结果，每个子系统内可能会发生变化。例如，如果1209(图2B)细胞被解冻，监管器2101(图1)可以实现1201(图1)，将经解冻细胞移动到扩增子系统2141(图1)中。在一些配置中，将解冻子系统2147(图1)与扩增子系统2141(图1)连接的管道可以包括用于检测管道中气泡的机构。当1211(图2B)检测到气泡时，监管器2101(图1)可以给扩增子系统2141(图1)发消息起动完成。在一些配置中，将细胞移动到扩增子系统2141(图1)所必需的泵送量可以预先确定，并且当发生泵送预先确定的量时，监管器2101(图1)可以给扩增子系统2141发消息以禁止来自解冻子系统2147(图1)的细胞流动。当细胞在扩增子系统2141中时，可以监测的各种参数1213A(图2B)，并且也许基于监测值可以调节某些参数1213B(图2B)。监管器2101可以监测，例如但不限于，控制流体流过扩增子系统2141(图1)的流体阀的阀状态。扩增子系统2141(图1)也可以监测在细胞周围流动的流体的特性，例如但不限于，培养基容器2116(图1)中的液位、流体温度、流体pH、流体中的溶解氧、搅拌速率和培养基电导率。这些特性可以通过各种方式调节。例如，可以向所述液体添加二氧化碳以调节pH，可以向所述液体添加氧气或氮气以调节溶解氧，以及可以从储器添加或去除液体以调节液位和调节液体特性。也可以监测细胞密度。当1215A(图2B)细胞密度达到预定量时，监管器1201(图1)可以实现将细胞移动到浓缩器子系统2143(图1)。当1215B(图2B)达到期望的细胞浓度时，监管器1201(图1)可以实现将细胞移动到成熟子系统2145(图1)。成熟子系统2145(图1)可以监测1217A(图2B)并调节1217B(图2B)培养基来调节细胞环境。监测容器2118(图1)中的培养基可以包括监测例如但不限于pH、溶解氧、温度和搅拌等的特性。监测连接生物反应器和培养基储器的管道中的培养基可以包括在线监测例如但不限于pH、葡萄糖、溶解氧和气泡等的特性。监测容纳生物反应器2114的培养箱中的培养基可以包括监测例如但不限于二氧化碳、温度和相对湿度等的特性。可以监测泵送系统的状态以及在容器2118和生物反应器2114之间的管道中的气泡前缘。培养基的温度可以调节，并且培养基可以被搅拌。基于监测的特性和设备的值可以采取其它行动和/或可以产生警报。
现在参照图3，用户可以根据过程控制2133和网络控制2103来提供对系统2100(图1)的输入。在一些配置中，根据过程参数的输入和根据网络参数的输入可以在单个计算机上提供和处理。在一些配置中，多个监测器–过程HMI监测器2133A和网络HMI监测器2139--和/或处理器–过程计算机2135和网络计算机2141--可以接收和处理用户输入，将该输入提供给监管器2101，并接收来自监管器2101的消息，包括命令、状态和数据。在一些配置中，扩增子系统2141、浓缩子系统2143、成熟子系统2145和培养箱中的每一个都可以包括HMI。在一些配置中，用户与扩增子系统2141的交互可以启动组织生成过程。在一些配置中，用户可以通过与浓缩子系统2143、培养箱和成熟子系统2145的HMI交互来改变配方和设定点。在一些配置中，过程计算机1135可以承载日志记录处理器2129(图1)，日志记录处理器2129可以收集时间序列信息并将其存储在例如数据库1231(图1)中。数据库2131(图1)可以包括物理长期存储、云存储、短期存储或任何其它方式来电子存储数据。系统2100(图1)可以通过用户输入到无线装置、例如但不限于手机或平板电脑进行远程控制，或通过与系统2100(图1)的物理硬件位于同一位置的监测器进行本地控制。
现在参照图4，解冻子系统2147可以接收冷冻细胞的小瓶，并如本文别处所述安全有效地实现细胞的均匀解冻。监管器2101可以协调解冻子系统2147的活动与其它子系统的活动。例如，监管器2101可以从HMI子系统2133/2103(图3)接收配方信息和紧急停止信息，并且可以将该信息提供给解冻子系统2147的组件。安全处理器21471可以监测与解冻子系统2147相关的安全设备的状态，并将该信息提供给监管器2101。监管器2101可以向HMI子系统2133/2103(图3)发送状态信息的消息，以供可能显示给用户。用户也许可以基于安全设备的状态启动紧急停止。在一些配置中，安全处理器21471可以从监管器2101接收紧急停止消息并且可以启动关闭与解冻子系统2147相关的活动、例如龙门架(gantry)的活动，并因此停止小瓶2163的移动。计划外停工的原因包括可以但不限于小瓶错位、小瓶缺陷、龙门架故障或小瓶条形码未知。
继续参照图4，解冻子系统2147可以实现访问小瓶2163，访问与小瓶2163相关的标识符，将小瓶2163从一个站移动到另一站，并从操纵小瓶2163的处理器和控制器接收状态信息。机械控制/监测2155可以通过控制执行小瓶拾取和放置的夹爪实现从小瓶库中选择小瓶。识别过程2157可以访问与小瓶2163相关的识别。在一些配置中，所述识别可以包括条形码，识别过程2157可以包括条形码读取器。识别过程2157可以向监管器2101提供小瓶标识符，并且小瓶标识可以用于确定与小瓶相关的处理参数。在一些配置中，所述处理参数可以是用于处理小瓶内细胞的配方形式。监管器2101和子系统可以使用该配方来自动处理细胞。所述配方可以至少部分地由例如使用HMI子系统的用户制定。
继续参照图4，龙门架控制器–X/Y龙门架控制器2151和A/Z龙门架控制器2153–可以使小瓶能够沿着小瓶导轨从一个站移动到另一个站。在一些配置中，步进电机控制器模块，例如但不限于
Figure BDA0003473494780000191
CMXH-ST2控制器，可以控制X/Y轴电机。在一些配置中，现场总线模块，例如但不限于
Figure BDA0003473494780000192
总线节点CTEU-EP，可以提供A/Z轴电机和解冻控制器21491之间的接口。龙门架控制器可以为解冻控制器21491提供龙门架位置和龙门架状态。状态处理器2161可以监测解冻子系统2147的其它组件，并将该信息报告给解冻控制器21491。解冻控制器21491可以通过电源控制器2159实现对解冻子系统组件供电，电源控制器2159可以为解冻控制器21491提供电源状态。解冻控制器21491可以与小瓶导轨、拾取和放置设备、夹爪阀、压力开关和致冷器报警器通过歧管、例如但不限于
Figure BDA0003473494780000193
歧管进行信息交换。
现在参照图4A，本教示的制备用于工程化组织的细胞的方法150通常可以包括但不限于包括：解冻细胞的小瓶、净化经解冻的小瓶、刺穿经净化的经解冻的小瓶、以及从小瓶中取出细胞，所述取出发生在穿刺站周围受控的清洁空间中。这些过程可以自动启动，使方法150能够在制造线中使用。具体地，方法150可以包括151用盖夹持器自动移除绝热容器站的盖。所有自动操作均可以由解冻控制器控制。方法150可以包括153自动选择小瓶以从绝热容器中取出。小瓶选择可以基于预选的小瓶位置，或者传感器可以确定小瓶位置和其中小瓶已被取出的位置。传感器可以通知解冻控制器将盖夹持器定位在包含小瓶的位置。方法150可以包括155使用小瓶夹持器从绝热容器自动取出小瓶，并且使用盖夹持器放回绝热容器盖。这两种夹持器都可以由解冻控制器控制。方法150可以任选地包括157自动识别小瓶。识别可以通过例如但不限于RFID装置、条形码读取器、或可以读取贴有标签的小瓶或询问小瓶内容物的其它类型传感器来实现。方法150可以包括将小瓶自动移动到解冻站并自动解冻细胞159。解冻站可以包括解冻管理器，其在解冻控制器控制下并且与解冻控制器通信，解冻管理器可以在细胞已解冻时进行电子指示。如果161解冻管理器和解冻控制器未确定细胞处于经解冻状态，则方法150可以包括继续解冻细胞159。如果161确定细胞解冻，则方法150可以包括将小瓶自动移动到净化站并净化小瓶163。净化可以包括，但不限于包括，将诸如酒精的物质自动施加到小瓶的外表面达预定量的时间。方法150可以包括当解冻控制器确定净化完成时，将小瓶自动移动到在外壳或罩内的穿刺站周围的受控的清洁空间中。方法150可以包括当小瓶正确定位在穿刺站中时用两个针头自动穿刺小瓶165，其中所述针头具有不同的长度。方法150可以包括167用两个针头中的第一个穿透小瓶至第一预选量，以及169用两个针头中的第二个穿透小瓶至第二预选量。两个针头的不同针头长度可以确保针尖将在小瓶内延伸到不同的水平。方法150可以包括当解冻控制器确定针头正确定位在小瓶内时，通过针头之一，例如第二针头，将溶液自动泵送到小瓶171中。在一些配置中，第一针头可以比第二针头短。在一些配置中，所述针头可以包括斜缘，该斜缘可以与指向相反方向的斜缘同步(clocked with)。方法150可以包括，随着通过第二针头将溶液引入小瓶中而使细胞向第一针头移动，从而将细胞接收到第一针头中173。所述细胞可以通过管道继续它们的行程，所述管道可以将第一针头与细胞储器连接，直到大量细胞从小瓶中排出。方法150可以包括将经识别的小瓶与细胞储器中的细胞自动关联175。方法150可以任选地包括泵送预选时间量的溶液、自动确定小瓶中没有细胞、将小瓶自动移动到有罩区域的外面、和/或用小瓶夹持器自动取回小瓶。方法150可以包括在解冻控制器控制下使用小瓶夹持器将小瓶自动丢弃177到废物容器中。
参照图4B，在此根据时间相关的事件序列描述了本教示的细胞制备过程。其它设计也是可能的，例如，多个小瓶112可以大致同时被处理，或者多个小瓶112的处理可以重叠，或者过程中的各个步骤可以在可能的情况下重叠，或者处理时间可以包括基于例如处理条件改变，从一个小瓶到另一个小瓶的时间帧不等。例如，在小瓶夹持器将小瓶112从识别站113(当存在时)移动到解冻站115的同时，盖夹持器103可以放回盖107。涉及基于时间顺序的处理的配置可以包括，在时间T＝1时，解冻控制器101可以指示盖夹持器103从绝热容器109提起盖107，绝热容器109的温度可以由冷却机构111维持。冷冻小瓶112可以位于盖107下。解冻控制器101可以指示小瓶夹持器105从绝热容器109取回小瓶112。在时间T＝2时，解冻控制器101可以指示盖夹持器将盖107放回绝热容器109上。在一些配置中，解冻控制器101可以指示小瓶夹持器105移动小瓶112通过识别站113(当存在时)，并且可以从识别站113(当存在时)接收小瓶识别信息。可以使用创建小瓶112的识别记录的其它方法，例如但不限于，从绝热容器109读取识别信息，或在本教示的细胞制备过程中稍后将小瓶112中的细胞与小瓶112相关联。在时间T＝3，解冻控制器101可以指示小瓶夹持器105将小瓶112从其先前位置移动到解冻站115。在解冻站115，当根据解冻站115执行的过程认为小瓶112中的细胞已解冻时，解冻站控制器117可以向解冻控制器101发送信号。
现在参照图4C，在时间T＝4，解冻控制器101可以指示小瓶夹持器105将小瓶112从其先前位置移动到净化站123。当解冻控制器101确定小瓶112正确定位在净化站123中时，解冻控制器101可以指示溶液泵119通过管道128向小瓶112的外部提供净化溶液。在一些配置中，例如，所述净化溶液可以包括抗菌和挥发性特性。解冻控制器101可以根据预选的配方或根据传感器相关的刺激，向小瓶112泵送气态物质。所述气态物质可以包括空气，或适用于净化过程的其它气体混合物。在T＝5时，解冻控制器101可以指示小瓶夹持器105移动小瓶112通过罩124下方的垂片127(图4D)并进入穿刺站143。当解冻控制器101确定小瓶112相对于导向致动器207(图4H)和针头145/148处于适当的定位时，解冻控制器101可以指示针头控制器133降低导向致动器207(图4H)，使得针头145/148可以穿刺小瓶112。当针头145/148根据预选位置或基于传感器的位置定位时，解冻控制器101可以指示溶液泵141将溶液从溶液储器139通过管道129和针头148泵送到小瓶112中。当小瓶112中的细胞被溶液移位时，细胞可以进入针头145并通过管道131流出到细胞储器137。在T＝6(图4B)时，解冻控制器101可以通过预选的方法或通过基于传感器的计算来确定足够的细胞已经从小瓶112转移到细胞储器137中，并且可以指示小瓶夹持器105从穿刺站143取出小瓶112并将其放入废物站106(图4B)。解冻控制器101可以将细胞储器137中的细胞与小瓶112相关联，该关联方式可以依赖于如本文所述的识别小瓶112的方法。
现在参照图4D-4F，用于执行方法150的自动化系统100(图4A)可以包括可以维持冷冻细胞完整性的绝热容器109。绝热容器109可以包括任何数量的小瓶112A-112E的安装位置。绝热容器109可以包括任何可以满足将冷冻细胞维持在预定温度下的商业细胞绝热容器站。在一些配置中，绝热容器109可以包含能够被动地将绝热容器109的内容物例如细胞维持在大致预定温度范围内的材料。所述预定温度范围可以基于内容物及其后续处理的要求。在一些配置中，绝热容器109可以包括用于将所述内容物维持在大致预定温度范围内的主动系统。所述主动系统可以包括冷冻机，并且冷冻机中的温度可以由控制器101控制。控制器101可以包括与正被控制的系统的有线或无线通信，并且可以管理如本文所述的事件的定序。系统100可以包括移动机构以将小瓶112A-112E，例如但不限于，一个接一个地移动到解冻站115中。所述移动机构可以由控制器101控制。解冻站115可包括，但不限于包括，可以满足本文所述解冻要求、例如以高再现性和最小污染风险进行快速解冻的可商购的解冻站。解冻站115可以包括，例如但不限于，Astero Bio的
Figure BDA0003473494780000231
自动细胞解冻系统，其可以由控制器101通过定制接口控制。
继续参照图4D-4F，在一些配置中，解冻控制器101可以管理可将小瓶112A例如从绝热容器109沿例如路径213移动到解冻站115的器械(未示出)。所述移动器械可以包括用于抓住和释放小瓶112A的机制，例如，通过受控抽吸、受控夹钳、受控夹持器或任何其他合适的手段。解冻控制器101可以包括用控制接口将控制信息通信到解冻站控制器117、小瓶运输机构129和夹持系统，以及将净化机构(未示出)与净化站123、穿刺站143(图4J)以及任选地与绝热容器109相关联。解冻站控制器117可以提供解冻控制器101和解冻站115之间的接口。
继续参照图4D-4F，小瓶夹持器系统147可以包括，但不限于包括，可商购的小瓶夹持器，例如但不限于
Figure BDA0003473494780000232
三点夹持器，或任何可以包含类似的夹持力的夹持器。小瓶夹持器系统147可以安装在板211上，板211可以实现安装到例如但不限于移动机构129上。移动机构129可以包括，但不限于包括，可以将小瓶夹持器系统147从净化站123移动到穿刺站143的可商购的移动组合件(图4J)。
继续参照图4D-4F，解冻站控制器117可以包括电子器件以例如感测小瓶112A的内容物的状态，以及当移动小瓶112A例如到小瓶夹持器系统147的时间到来时通知解冻控制器101。所述移动器械可以包括例如通过本文所述的机构连上小瓶112A，以及将小瓶112A例如从解冻站115沿例如13 221移动到小瓶夹持器系统147。解冻控制器101可以识别例如当小瓶112A正确定位在小瓶夹持器系统147中的时候，并且可以控制例如小瓶112A周围的夹持器149(图4H)的收紧。当感测到夹持器149被收紧预定的量时，解冻控制器101可以指示移动机构129将小瓶夹持器系统147和小瓶112A移动到例如可以对小瓶112A的外部进行净化的净化站123中。在一些配置中，净化机构300(图4G)可以包括喷雾器319(图4G)，将来自气体管道125(图4G)和/或溶液管道128(图4G)的材料沉积到小瓶112A上。所述材料可以通过净化管道323(图4G)、并且通过腔123A(图4G)被泵送到小瓶112A上。雾化歧管321(图4G)可以在气体泵121(图4G)和溶液泵331(图4G)将气体和溶液泵送到净化管道323(图4G)中时，帮助分别控制气体管道125(图4G)和溶液管道128(图4G)。门口123B(图4G)可以任选地包括可以将溶液留在净化站123内的门。所述门可以任选地包括但不限于包括垂片和/或刷毛。解冻控制器101可以控制净化机构300(图4G)，并且可以对其激活时间进行定序。净化机构300(图4G)可以在小瓶112A通过例如垂片127进入罩124内围绕穿刺站环境的受控的清洁空间之前对其外部进行净化。在一些配置中，罩124可以包括可以容纳例如通过正压强制通过空气过滤器的层流空气流的装置，所述空气过滤器可以例如过滤尺寸小至约0.12至0.3微米之间的粒子。在一些配置中，过滤的空气可以通过罩124的工作区排出。在一些配置中，罩124可以包括，例如，ISO 5级洁净室，其至多有10^5＝100,000个粒子/立方米。
现在参照图4H和4I，当净化完成时，解冻控制器101可以指示移动机构129移动小瓶夹持器系统147和小瓶112A例如通过垂片127(图4F)进入罩124内的穿刺站143(图4J)。解冻控制器101可以指示移动机构129定位小瓶夹持器系统147和小瓶112A，例如，以确保小瓶112A以预选的方式与针头145/148(图4K)对齐。穿刺站143(图4K)可以冲洗小瓶112A，例如用来自溶液储器139的溶液通过管道129和连接器202(图4K)冲洗，同时例如在细胞储器137中收集从小瓶112A转移的细胞。在一些配置中，可以基本上同时穿刺多个小瓶112A-112E。在一些配置中，连接器202(图4K)可以包括螺纹鲁尔锁配件，例如但不限于，10-32号阴螺纹鲁尔锁配件。在一些配置中，如果需要处理更大数量的细胞，系统100可以容纳更大的小瓶。例如，解冻控制器101可以至少基于小瓶112A的位置来纵向延伸导向致动器207。在一些配置中，当解冻控制器101指示移动机构129将小瓶夹持器系统147和小瓶112A定位在例如相对于针头145/148(图4K)的预选位置时，解冻控制器101可以升高144(图4H)导向致动器杆225。当需要穿刺小瓶时，解冻控制器101可以降低142(图4I)导向致动器杆225。
现在参照图4J，穿刺站143可以包括，但不限于包括，挤压支架205、导向致动器207、T形支架249、小瓶穿刺毂201和针头145/148(图4K)。针头145/148(图4K)的第一端可以装入T形支架249中的针腔(未示出)。针头145/148(图4K)的第二端可以包括斜缘。导向致动器207、T形支架249和小瓶穿刺毂201可以通过从杆连接器247穿过T形支架249到小瓶穿刺毂201中的腔245(图4K)的紧固件可操作地偶联。导向致动器杆225可以通过穿刺柱体(未显示)在压力下进出导向致动器207，穿刺柱体可以通过挤压支架205可操作地与挤压件209偶联。挤压件209和挤压支架205可以实现导向致动器207并因此实现针头145/148的灵活水平定位。导向致动器207可以包括，但不限于包括，可商购的致动器，例如但不限于，
Figure BDA0003473494780000251
导向致动器DFM-25-80-P-A-KF，或包含对扭矩和横向力的高度耐受力的任何致动器。在一些配置中，导向活塞杆225A可以通过导杆225固定以防旋转。导杆225也可以帮助实现多个小瓶112的多次同时和/或半同时穿刺。在一些配置中，为了正确穿刺112瓶，穿刺柱体(未示出)可以提供5-7kgf范围内的穿刺力。导向活塞杆225A可以包括约10mm至20mm之间的柱体内径，并且在约4至7巴之间范围内的供给压力下，可以提供约70N至220N之间的力。在一些配置中，可以产生大于60N的最小力。
现在参照图4K和4L，小瓶穿刺毂201可以包括小瓶穿刺配件腔231/233，其可以收容小瓶穿刺配件202。第一小瓶穿刺配件202和溶液管道129可以提供溶液储器139和针头148之间的接口。第二小瓶穿刺配件202和细胞管道131可以提供细胞储器137和针头145之间的接口。在一些配置中，解冻控制器101可以指示泵(未示出)将溶液从溶液储器139移动通过溶液管道129和第一小瓶穿刺配件202、小瓶穿刺毂201、并进入针头148。小瓶112内的溶液可以迫使存在于小瓶112中的经解冻细胞进入针头145，通过小瓶穿刺毂201、第二小瓶穿刺配件202、细胞管道131、并最终进入细胞储器137。在一些配置中，针头145/148可以包含316不锈钢，而针头145/148的斜缘可以在相反的方向上同步，±10°。在一些配置中，小瓶穿刺孔231/233可以包括尺寸例如但不限于约0.0605+0.0015，-0.0008英寸，并且管道129/131可以包括在约0.03至0.06英寸范围内的内径。关于针头145/148，可以选择足够大的内径以获得合理的流速，并避免对细胞的过度剪切和/或长泵送时间。适当的针头壁厚度可以确保针头145/148能够刺穿小瓶112的帽而不会弯折，例如，在约0.008至0.015英寸的范围内。在一些配置中，两个针头145/148都可以包含相对于小瓶穿刺毂201的焊接或钎焊接头直径间隙，约0.0035英寸。在一些配置中，小瓶穿刺毂201可以包含316不锈钢。
现在参照图4L，小瓶穿刺毂201可以包括垫圈234，它可以结合变形236来防止细胞渗漏，即防止细胞采取通过针头145/148之一以外的途径排出小瓶112。穿刺小瓶112可以穿刺垫圈234，与防漏密封一起形成变形236。
现在参照图5，如果需要细胞解冻，在细胞解冻后，监管器2101可以实现从解冻子系统2147(图4)到扩增子系统2141的移动和控制转移。扩增子系统2141可以包括扩展控制器21411和生物反应器控制器21412。扩增控制器21411可以控制流体和气动阀2109，所述阀可以实现控制流体从一处泵送到另一处的方向。扩增控制器21411可以通过气泡传感器3145监测小瓶2163(图4)和生物反应器容器2113之间的管道中的流体的起动和前缘。当预选的时间量或时间范围到期时，可以认为从小瓶4163(图4)到生物反应器容器2113的细胞转移完成。在一些配置中，部分转移可以通过泵送完成，部分可以通过气体吹扫完成。细胞可以从小瓶4163(图4)移动到生物反应器容器2113，在那里它们可以附着在例如但不限于生物反应器2113内的微载体2116上。微载体2116以外的细胞生长促成物，或者根本没有该促成物，也是可能的。例如，一些细胞作为簇集合体生长。生物反应器控制器21412可以实现对生物反应器2113的内容物的气体混合3147、搅拌3149和温度控制3151的定序。步进电机可以用于搅拌生物反应器2113。生物反应器控制器21412可以通过泵控制器3155控制培养基和细胞的移动，泵控制器3155可以实现将培养基从储器6149泵送到生物反应器2113以及从生物反应器2113泵送到废物。生物反应器2113可以由搅拌控制器3149进行搅拌，并且温度控制器3151可以实现对培养基温度的调节。气体混合处理器可以实现控制培养基中的气体，并因此控制培养基的特性。监测过程3153可以监测生物反应器2113中的培养基特性。可以监测的培养基特性包括，但不限于包括，温度、溶解氧和pH。可以监测生物反应器2113中的细胞密度，因为预选的细胞密度目标范围可以触发特定生物反应器中细胞扩增的结束。
继续参照图5，例如，扩增控制器21411可以包括，例如但不限于，ROCKWELL
Figure BDA0003473494780000271
控制器，它可以通过
Figure BDA0003473494780000272
阀终端控制气动阀2109和气泡传感器2145。生物反应器控制器21412可以包括，但不限于包括，
Figure BDA0003473494780000273
控制器，或可以并行操作多个生物反应器的任何类型的生物反应器控制器。生物反应器控制器21412可以控制并监测生物反应器的温度和搅拌。温度控制可以通过例如但不限于
Figure BDA0003473494780000274
Biblock控制器来实现。培养基pH、溶解氧、液位和细胞密度可以通过将数据报告给生物反应器控制器21412的监测模块进行监测。可以控制二氧化碳的变化并最终控制pH变化的气体混合阀的状态，可以由响应生物反应器控制器21412的气体混合处理器3137控制。在一些配置中，可以测量％CO2、％O2和生物反应器容器2114的顶部空间的流出气体流速，并且可以确定耗氧速率。培养基添加/去除可以通过蠕动泵监测和控制，泵速可以由生物反应器控制器21412基于生物反应器控制器21412监测的数据进行调节。
现在参照图6，当细胞密度达到可能在配方中设定的期望水平时，所生成的经扩增细胞可以在沿生产线的另一站——浓缩站2143进行浓缩。监管器2101可以从扩增子系统2141(图5)监测的数据中检测细胞密度，并且可以实现将细胞移动到浓缩子系统2143中，在那里经扩增细胞可以被浓缩，也许通过离心进行。在一些配置中，经扩增细胞可以被泵送到浓缩子系统2143中，浓缩，然后移回扩增子系统2141(图7)。在一些配置中，浓缩子系统2143可以提供，但不限于提供，通过将活细胞与死细胞和碎屑分离进行细胞浓缩和培养基澄清。在一些配置中，浓缩子系统2145可以包括，但不局限于包括，
Figure BDA0003473494780000281
Figure BDA0003473494780000282
LAB III。在一些配置中，监管器2101可以通过浓缩器接口4143与浓缩子系统2143交接。在一些配置中，浓缩器接口4143可以提供特定于工业系统的协议，该协议通过工业以太网进行通信，以控制工业系统中的设备，例如浓缩器4145。在一些配置中，该协议可以包括Profinet，一种用于数据通信的行业技术标准。
现在参照图7，当浓缩周期完成时，监管器2101可以实现细胞从浓缩器子系统2143移动到扩增子系统2141以进行浓度调节，然后再移动到成熟子系统2145。浓缩周期的长度可以预先选择、由用户设置、取决于细胞类型、在配方中设置、和/或基于浓缩周期期间收集的数据动态确定。成熟子系统2145可以包括，但不限于包括，培养基控制器5145和培养箱控制器5147。在一些配置中，监管器2101可以实现将细胞从浓缩器子系统2143移动到扩增子系统2141进行浓度调节，然后在培养箱控制器5147的控制下转移到成熟子系统。在培养基控制器5145的控制下，培养基可以移动到容器2118。培养基控制器5145可以调节容器2118中培养基的特性、搅拌培养基、并将培养基泵送到生物反应器2114。特性控制器5151可以调节培养基的特性，例如但不限于，温度、pH和溶解氧。气体混合阀5149可以提供调节例如pH所需要的气体。泵控制器5153和气动阀控制器5155可以实现培养基从储器6149(图8)移动到容器2118，并从容器2118移动到生物反应器2114。在生物反应器2114内是在细胞进行成熟时可以附着的表面。第一种类型的细胞可以从容器2118引入，它们可以粘附在所述表面的一侧。培养箱控制器5147可以命令电机驱动器5157以启动电机5159旋转所述表面，并可以引入第二种细胞类型。通过这种方式，两种类型的细胞可以同时进行成熟，并且生物反应器2114的几何结构可以促进细胞一起生长。例如，培养箱控制器5147可以通过串行接口5161接收来自在线传感器5163的数据，并且也可以接收来自传感器5165的数据。对于成熟中的细胞，可以感测很多东西，例如，温度、pH和葡萄糖。如果感测的数据超出了可接受的范围，监管器2101可以发出警报。在一些配置中，监管器2101可以实现基于感测的数据对生物反应器2114的环境进行调节。
继续参照图7，在制备用于成熟的经浓缩细胞后，培养箱控制器5147可以与控制生物反应器2114的移动的电机驱动器交换信息。培养箱控制器5147可以包括，但不限于包括，ROCKWELL
Figure BDA0003473494780000291
控制器。电机驱动器5157可以包括用于工业系统的步进电机5159，例如，但不限于ANG1 AnyNET-I/O集成步进电机控制器/驱动器。在成熟子系统2145中，培养箱控制器5147可以随着细胞成熟监测细胞及其周围流体的特性。在一些配置中，在线传感器5163可以用于监测pH、溶解氧和葡萄糖，也许是通过串行接口。其它传感器可以监测相对湿度、温度、二氧化碳浓度和培养箱警报。
现在参照图7A和7B，生物反应器2114的旋转可以由旋转装置1900管理。旋转装置1900可以接纳(如有必要，可能通过修改旋转装置1900的尺寸)任何形状和大小的生物反应器2114。旋转装置轭1909可以为生物反应器2114提供悬臂支撑，使样品的观察不受阻碍。旋转装置1900可以实现细胞和培养基供应以及排气管道在生物反应器2114有限的操作旋转范围内、例如+/-270度内保持完好和不缠绕。旋转装置1900可以包括，但不限于包括，中空轴1901，其可以在生物反应器2114旋转时收容和保护管道1919A/B/C。中空轴1901可以由安装在安装板1917顶上的轴盖1913固定就位。蜗轮和蜗杆1907可以实现轭1909/生物反应器2114组合的旋转，而管道1919A/B/C保留在中空轴1901内并且不缠绕，减少了旋转期间的惯性顾虑。电机1905可以使蜗杆和蜗轮1907能够旋转轭1909。螺栓1912可以接纳蜗杆1907的齿轮盖，所述齿轮盖可以覆盖蜗杆1907并保护装置和过程免遭金属对金属微粒排放。旋转装置1900的其余部分可以被冲洗，例如，达到IEC 60529 IP65标准的水准。
现在参照图7C，生物反应器2114可以取决于生物反应器2114的方向，通过管道1919B或1919C来接种。在图7C所示的视图中，生物反应器侧面2114A可以通过管道1919B接收细胞和培养基，同时与管道1919B关联的夹管阀1903可以被强制打开。与管道1919A关联的夹管阀1903可以在管道1919A上关闭。细胞和培养基可以通过管道1919B进入生物反应器内部1920，并可以通过重力促进粘附在生物反应器2114的侧面2114A。管道1919A可以通过腔2114C进入生物反应器2114，该腔例如位于生物反应器侧面2114B的中央。管道1919B可以通过腔2114D进入生物反应器2114，该腔例如位于生物反应器侧面2114A的旁侧。进入位置2114C/D可以定位，以促进一种类型的细胞在另一种类型细胞的周围生长。例如，第一种细胞类型可以通过腔2114D接种，第二种细胞类型可以通过腔2114C接种，从而促进第一种细胞类型在第二种细胞类型周围生长。
现在参照图7C-7E，操作上，在生物反应器2114接种后，蜗杆1907可以接纳轭1909(和生物反应器2114)轻微倾斜，例如至多约3°，随后是一定时间停留，以提供均匀的液体分布并促进一致的细胞接种密度和附着于生物反应器侧面2114B。蜗轮1907年可以将轭1909返回到水平位置以允许附着发生，并且如果需要的话，可以重新倾斜。最终，蜗杆1907可以旋转，使轭1909/生物反应器2114静止在距其起始位置180°处。此时，可以通过管道1919A将细胞接种到生物反应器2114的侧面2114A上。每一步所需的时间量取决于所期望的组织类型、形成该组织的过程以及其它考虑因素。在接种和成熟期间产生的任何气体都可以通过管道1919C排出，管道1919C可以终止在过滤排气口中。
继续参照图7C-7E，为了收获组织，可以将生物反应器2114放置在架子上，整个架子可以从培养箱中取出。所述培养箱可以包括，但不限于包括，焊接的不锈钢组合件，其可以在使用之间进行消毒。所述培养箱可以容纳所述电机的控制器，并且可以包括网络连接。旋转装置1900可以被配置成成对操作，其中生物反应器2114可以在一个驱动侧面被悬臂支撑，并在另一侧面被简单支撑。
现在参照图8，监管器2101可以控制例如培养基储器6149的各个方面。在一些配置中，培养基储器6149可以位于环境受控区域6145，这减少了培养基中热敏性补充物降解的可能性。
现在参照图9A和9B，本教示的用于沿着生产线制造组织的方法1850可以包括，但不限于包括，将细胞从至少一个小瓶泵送到至少一个第一生物反应器1851。当细胞移动到所述至少一个第一生物反应器时1853，方法1850可以包括管理在所述至少一个小瓶和所述至少一个生物反应器之间的流体流动1855，并在所述至少一个第一生物反应器中创建环境实现排水、洗涤、消化和淬灭过程以促进细胞扩增1857。所述环境可以基于关键过程参数的传感器数据自动创建并自动维持。当1859在所述至少一个第一个生物反应器中达到期望的细胞密度时，并且当其它过程完成时，方法1850可以包括泵送经扩增细胞到浓缩器1861并浓缩细胞1863。当细胞处于期望的浓度时1865，方法1850可以包括泵送所述经浓缩细胞到至少一个第一生物反应器1867，将所述经浓缩细胞重悬浮1869，以及泵送所述经重悬浮细胞到至少一个第二生物反应器1871以进行接种和成熟。方法1850可以包括基于对关键过程参数以及其它参数的传感器数据的监测，在所述至少一个第二生物反应器中创建环境以促进成熟1873。在潮汐交换(tidal exchanges)、培养基更新、洗涤、消化和交换培养基以进行分化之后，并且当细胞达到期望的成熟度时1875，方法1850可以包括收获从经成熟细胞生成的组织1877。
在一些配置中，系统2100(图1)的各个组件在监管器2101(图1)的自动控制下所采取的步骤的顺序(除了在准备阶段–步骤7、11、17需要人工输入的情况外)可以包括以下列清单。
Figure BDA0003473494780000321
Figure BDA0003473494780000331
Figure BDA0003473494780000341
Figure BDA0003473494780000351
在不背离本公开的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本公开旨在包括所有这样的替代、修改和变更。另外，虽然在本文的附图和/或论述中已经显示了本公开的几个示例性配置，但并不打算以此限制本公开，因为意欲本公开的范围与本领域将允许的那样广泛，而且对说明书的阅读也是同样。因此，以上描述不应被被解释为限制性的，而仅仅是作为特定配置的例证。并且，本领域技术人员将会设想到在权利要求的范围和精神内的其它修改。与上述和/或权利要求中所述的无明显不同的其他要素、步骤、方法和技术也打算在本公开的范围内。
所提供的附图仅用于展示本公开的某些示例。并且，所描述的附图只是说明性的，并且是非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元素的尺寸可能被夸大并且没有按照特定的比例绘制。另外，附图内显示的具有相同编号的元素可以是相同的元素或可以是相似的元素，这取决于上下文。
在本说明书和权利要求书中使用术语“包含”的情况下，并不排除其它元素或步骤。当涉及单数名词时使用不定冠词或定冠词、例如“一个”“一种”或“所述”的情况下，这包括该名词的复数形式，除非另有具体说明。因此，术语“包含”不应被解释为局限于其后所列的项目；它不排除其它元素或步骤，因此，表述“一个包含A和B项的装置”不应限于仅由组件A和B组成的装置。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等，无论是在说明书中还是在权利要求中使用，都是为了区分相似的元素而提供的，并不一定是为了描述顺序或时间次序。要理解的是，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的(除非另有明确公开)，并且本文中描述的本公开的示例性配置能够以本文描述或说明之外的其它序列和/或排列来操作。
所要求保护的是。

Claims (29)

1.一种用于实现自动组织制造的方法，所述方法包括：
将细胞接收在至少一个小瓶中；
将所述细胞从所述至少一个小瓶自动泵送到至少一个第一生物反应器；
当所述细胞移动到所述至少一个第一生物反应器时自动控制从所述至少一个小瓶到所述至少一个第一生物反应器的流体递送；
基于监测关键过程参数的传感器数据，自动创建促进所述细胞在所述至少一个第一生物反应器中扩增的第一预选环境；
从微载体表面自动收获所述细胞并淬灭收获酶；
当经扩增细胞达到预选密度时将所述经扩增细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到浓缩器；
自动浓缩所述经扩增细胞；
当预选事件发生时将经浓缩细胞自动泵送到所述至少一个第一生物反应器中；
当所述经浓缩细胞悬浮时将所述细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到至少一个第二生物反应器；以及
基于关键过程参数的传感器数据，在所述至少一个第二生物反应器中自动创建促进所述经浓缩细胞成熟为组织的第二预选环境。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
自动接收和解冻细胞，包括：
访问绝热容器，所述绝热容器容纳冷冻细胞的至少一个小瓶，所述绝热容器具有绝热容器盖和小瓶架；
通过解冻控制器自动控制使用第一夹持器移除所述绝热容器的绝热容器盖，所述第一夹持器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动确定所述至少一个小瓶在所述小瓶架内的位置；
通过所述解冻控制器自动控制将第二夹持器定位在所述位置处；
通过所述解冻控制器自动控制使用所述第二夹持器从所述绝热容器中取出所述至少一个小瓶，所述第二夹持器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制使用所述第一夹持器将所述绝热容器盖返回到所述绝热容器，所述第一夹持器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制使用所述第二夹持器将取出的至少一个小瓶放入细胞解冻装置中，所述第二夹持器由所述解冻控制器控制；
通过由所述解冻控制器控制的解冻管理器自动确定所述冷冻细胞何时解冻；
通过所述解冻控制器自动控制使用所述第二夹持器取出至少一个经解冻细胞的小瓶，所述第二夹持器由所述解冻控制器控制；通过所述解冻控制器自动控制使用所述第二夹持器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶转移到第三夹持器，所述第二夹持器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制使用与所述第三夹持器可操作地偶联的致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到第一预选位置，所述致动器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制通过净化系统对所述至少一个小瓶的外部进行净化，所述净化系统由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制使用所述致动器将所述至少一个经解冻细胞的小瓶移动到用于访问的第二预选位置，所述致动器由所述解冻控制器控制；
通过所述解冻控制器自动控制通过由所述解冻控制器控制的访问系统访问所述至少一个小瓶，所述访问系统包括访问装置，所述访问装置在泵送操作期间被持续供能；
通过所述解冻控制器自动控制通过由所述解冻控制器控制的泵将溶液泵送到所述至少一个小瓶中；
通过所述解冻控制器自动控制利用平流从所述至少一个小瓶提取所述经解冻细胞；以及
通过所述解冻控制器自动控制所述至少一个小瓶的处置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一夹持器和所述第二夹持器包含单个装置。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一夹持器、所述第二夹持器和所述第三夹持器包含单个装置。
5.根据权利要求2所述的方法，其还包括：
通过由解冻控制器控制的第一装置自动确定所述取出的至少一个小瓶的识别。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述净化系统包括净化所述至少一个小瓶的外表面。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述溶液包含中和剂。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述溶液包含培养基。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述经扩增细胞的浓缩包括对所述经扩增细胞进行离心。
10.一种用于实现自动制造组织的系统，所述系统包括
将细胞从至少一个小瓶自动泵送到至少一个第一生物反应器的扩增子系统，所述扩增子系统当所述细胞移动到所述至少一个第一生物反应器时自动关闭从所述至少一个小瓶到所述至少一个第一生物反应器的阀，所述扩增子系统在所述至少一个第一生物反应器中自动创建促进所述细胞扩增的第一预选环境，所述扩增子系统当经扩增细胞达到预选密度时将所述经扩增细胞从所述至少一个第一生物反应器自动泵送到浓缩器，所述扩增子系统被配置成从经浓缩细胞创建经重悬浮细胞；
自动浓缩所述经扩增细胞的浓缩子系统；和
当发生预选事件时将所述经重悬浮细胞自动泵送到至少一个第二生物反应器中的成熟子系统，所述成熟子系统基于监测关键过程参数的传感器数据在所述至少一个第二生物反应器中自动创建促进所述经浓缩细胞成熟的第二预选环境。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述浓缩子系统包括离心装置。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述预选事件包括检测到期望的浓度。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一预选环境包括第一生长培养基，所述第一生长培养基基于监测关键过程参数的传感器数据连续地自动调节，以维持生长培养基特性的第一预选水平。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二预选环境包括第二生长培养基，所述第二生长培养基基于监测关键过程参数的传感器数据连续地自动调节，以维持生长培养基特性的第二预选水平。
15.根据权利要求10所述的系统，其还包括：
解冻子系统，其接收至少一个小瓶中的冷冻细胞并自动解冻所述冷冻细胞。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述解冻子系统包括：
控制所述细胞的制备的解冻控制器；
绝热容器站，其具有冷却所述至少一个小瓶中冷冻细胞的周围环境的冷却机构、维持所述冷冻细胞在预选温度范围内的绝热容器和保持所述环境的绝热容器盖；
盖夹持器和小瓶夹持器，所述盖夹持器在所述解冻控制器控制下移动所述绝热容器盖，所述小瓶夹持器在所述解冻控制器控制下移动所述至少一个小瓶；
至少一个在所述解冻控制器控制下定位所述至少一个小瓶中每一个的位置的装置；
在所述解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收至少一个经识别的小瓶的解冻站，所述解冻站包括容纳所述至少一个经识别的小瓶的解冻装置，所述解冻装置将所述至少一个小瓶内的细胞解冻，所述解冻站包括在所述解冻控制器控制下的解冻站控制器，所述解冻站控制器向所述解冻控制器提供所述细胞的状态；
在所述解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收至少一个经解冻细胞的小瓶的净化站，所述净化站包括用于净化所述至少一个经解冻细胞的小瓶的外表面的机构；
在所述解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶的穿刺站，所述穿刺站包括至少两个针头，所述至少两个针头在所述解冻控制器控制下穿刺经净化的小瓶，所述至少两个针头中的第一针头具有第一长度，所述至少两个针头中的第二针头具有第二长度，所述穿刺站包括在所述解冻控制器控制下用所述第一针头穿刺经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶的针头控制器，所述第一针头伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第一预选距离，所述针头控制器在解冻管理器的控制下用第二针头穿刺所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶，所述第二针头伸入所述至少一个经净化的经解冻细胞的小瓶中第二预选距离，以及
在所述解冻控制器控制下将溶液从溶液储器通过溶液管道和所述第一针头泵送到所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶中的溶液泵，通过所述第二针头抽取所述经解冻细胞，所述经解冻细胞通过细胞管道流入细胞储器，从所述经净化的至少一个经解冻细胞的小瓶移出细胞，产生至少一个废小瓶。
17.根据权利要求15所述的系统，其还包括：
识别站，其在所述解冻控制器控制下识别所述至少一个小瓶中的每一个。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一长度包括比所述第二长度更长的长度。
19.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一预选距离包括比所述第二预选距离更短的距离。
20.根据权利要求15所述的系统，其包括气体吹扫，迫使经净化的至少一个小瓶中的基本上所有内容物离开所述经净化的至少一个小瓶。
21.根据权利要求15所述的系统，其中所述净化站包括：
在经识别的至少一个经解冻细胞的小瓶周围的预选区域内保持净化流体的罩；
在所述解冻控制器控制下将所述净化流体泵送到所述预选区域中的净化泵；以及
将所述净化流体引向至少一个经识别的经解冻细胞的小瓶的喷嘴。
22.根据权利要求15所述的系统，其中所述穿刺站包括：
基部夹持器，当所述针头控制器在所述解冻控制器控制下移除所述第一针头和所述第二针头时，所述基部夹持器将所述至少一个经识别的小瓶维持在原位。
23.根据权利要求15所述的系统，其还包括：
废物系统，在所述针头控制器移除所述第一针头和所述第二针头之后，所述废物系统在所述解冻控制器控制下从所述小瓶夹持器接收所述至少一个废小瓶，所述废物系统将所述至少一个废小瓶放入废物接收器。
24.根据权利要求15所述的系统，其还包括：
围绕所述穿刺站的罩，所述罩维持所述穿刺站周围受控的清洁空间。
25.根据权利要求10所述的系统，其中所述扩增子系统包括：
控制细胞从所述解冻子系统到所述扩增子系统的流动的扩增控制器；以及
监测和修改所述第一预选环境的生物反应器控制器。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述生物反应器控制器包括：
搅拌所述细胞以促进细胞附着于表面的搅拌控制器；
基于预选的期望温度调节所述至少一个第一生物反应器的温度的温度控制器；
调节所述细胞周围培养基中的气体水平的气体混合处理器，所述气体水平基于所述培养基特性的预选期望值；
感测所述培养基特性的值的监测过程；以及
将所述培养基移入和移出所述至少一个第一生物反应器的泵控制器。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述特性包括溶解氧和pH。
28.根据权利要求10所述的系统，其中所述成熟子系统包括：
在将培养基引入到所述至少一个第二生物反应器之前监测和修改所述培养基的培养基控制器；以及
管理所述至少一个第二生物反应器的移动的培养箱控制器，所述培养箱控制器监测所述至少一个第二生物反应器中培养基的特性，所述培养箱控制器冲洗并恢复来自/进入所述至少一个第二生物反应器的培养基。
29.根据权利要求10所述的系统，其还包括培养基储存控制器，所述培养基储存控制器包括：
监测培养基储器中培养基的量的培养基液位传感器；以及
监测将培养基从所述培养基储器移动到培养基容器的泵的泵压传感器。
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