CN209816168U - 一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，包括多级设置的若干个细胞培养器，级与级之间的细胞培养器由上级至下级单向连通设置，各级细胞培养器的数量逐级增加；每一级间的各细胞培养器相互独立。每个细胞培养器包括培养器罐体、设置在培养器罐体内的搅拌器和渗透膜，渗透膜将培养器罐体分隔成上下两个部分，搅拌器设置在培养器罐体的中部且位于渗透膜的上方。培养器罐体上设有培养基入口、废液出口、细胞悬浮液入口和细胞悬浮液出口。该系统利用多级连续设置的细胞培养器进行大规模的细胞培养，实现细胞连续式培养，代替直接采用单个大容积的培养瓶大规模培养细胞。

Description

一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统

技术领域

本实用新型涉及细胞工业化生产技术领域，尤其涉及一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统。

背景技术

细胞治疗技术，又称活细胞治疗，指利用活细胞修复损伤的组织。细胞治疗技术已有百年历史，在全球范围内，已经批准上市的细胞治疗产品有10种。随着临床研究的不断深入，越来越多的适应症被发现，临床对细胞产品的需求在逐年增长。目前，细胞产品的生产主要采用培养瓶和培养皿等扩增工艺，单次细胞培养量小、并且面临细胞传代、离心等复杂过程，难以满足大规模临床使用的需求。针对以上问题，越来越多的企业开始研究和开发大规模培养的工艺。

现有的大规模培养一般是采用大的容积的培养器进行细胞的大规模培养，这种培养方式容易造成细胞密度和细胞生长状态的不平衡。在细胞传代方面是用移液管在离心管或管子中和培养瓶之间转移液体，移液管最大32ml，吸取液体和打出液体耗时较长，效率极低且操作时间如果过长对细胞状态有影响。大容积的培养器还面临着细胞悬液加装问题，即使几升细胞悬浮液在维持混匀状态下自动加装到培养瓶或冻存管或冻存袋中。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，该系统利用多级连续设置的细胞培养器进行大规模的细胞培养，实现细胞连续式培养，代替直接采用单个大容积的培养瓶大规模培养细胞。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，包括多级设置的若干个细胞培养器，级与级之间的细胞培养器由上级至下级单向连通设置，各级细胞培养器的数量逐级增加；每一级间的各细胞培养器相互独立。

优选地，每个细胞培养器包括培养器罐体、设置在培养器罐体内的搅拌器和渗透膜，渗透膜将培养器罐体分隔成上下两个部分，搅拌器设置在培养器罐体的中部且位于渗透膜的上方。采用这种结构后，运用渗透膜代替现有的利用离心管实现离心沉淀去上清的步骤，节省工艺步骤，且无需移液至离心管后再移液至细胞培养器中。

优选地，每一培养器罐体上均设有培养基入口、废液出口、细胞悬浮液入口和细胞悬浮液出口，培养基入口和细胞悬浮液入口设置在培养器罐体的上表面，废液出口设置在培养器罐体的底面。采用这种结构后，入口和出口的设置便于实现自动加装和自动换液。

优选地，细胞悬浮液出口设置在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方。采用这种结构后，渗透膜将细胞悬浮溶液和废液分离开，方便换液时及时排出废液，保证了细胞培养器中细胞的生存环境。

优选地，在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方还设有缓冲液入口、消化酶入口和中和酶入口。采用这种结构后，便于分别对缓冲液、消化酶和中和酶的加入易于实现自动化控制。

优选地，上一级单个细胞培养器对应下一级的多个细胞培养器，上一级单个细胞培养器的细胞悬浮液出口与下一级多个细胞培养器的细胞悬浮液入口单向连通。

优选地，上一级细胞培养器与下一级细胞培养器之间通过流道单向连通。

优选地，每一培养器罐体内均设有PH探测器、糖探测器和谷氨酰胺探测器。用于探测培养基的PH值、糖含量和谷氨酰胺含量，以确定是否需要换液。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

1.该系统利用多级连续设置的细胞培养器进行大规模的细胞培养，实现细胞连续式培养，代替直接采用单个大容积的培养瓶大规模培养细胞。

2.采用多个细胞培养器培养的形式进行细胞的培养，每一个细胞培养器的容量不会过大，以保证细胞数量适当，培养液可以更加充分均匀地向各细胞供能，使得细胞的存活率和分化速率高，产品质量好，更加适用于大规模生产。

3.各级细胞培养器之间连续培养，单个细胞培养器自动实现换液过程，各级细胞培养器能够自动加装转移，自动化程度高，有效节省劳动力。

4.每一细胞培养器中装载的PH探测器、糖探测器和谷氨酰胺探测器对培养器内的培养液的相关参数值进行实时检测，以反馈实现自动化培养。

附图说明

图1为本实用新型中单个细胞器的结构示意图。

图2为本实用新型的多级细胞器的分布示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1-培养基入口，2-细胞悬浮液出口，3-废液出口，4-搅拌器，5-渗透膜，6-缓冲液入口，7-消化酶入口，8-中和酶入口，9-细胞悬浮液入口。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，包括若干个细胞培养器，若干细胞培养器呈倒树形多级排列设置，各级细胞培养器的数量逐级增加；级与级之间的细胞培养器由上级至下级通过微流道单向连通设置，每一级间的各细胞培养器相互独立。本实施例中，第一级设有一个细胞培养器，

每个细胞培养器包括培养器罐体、设置在培养器罐体内的搅拌器和渗透膜，渗透膜将培养器罐体分隔成上下两个部分，搅拌器设置在培养器罐体的中部且位于渗透膜的上方。培养器罐体上设有培养基入口、废液出口、细胞悬浮液入口、细胞悬浮液出口、缓冲液入口、消化酶入口和中和酶入口。培养基入口和细胞悬浮液入口设置在培养器罐体的上表面，废液出口设置在培养器罐体的底面，细胞悬浮液出口设置在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方。缓冲液入口、消化酶入口和中和酶入口设置在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方。上一级单个细胞培养器的细胞悬浮液出口与下一级多个细胞培养器的细胞悬浮液入口通过微流道单向连通。每一培养器罐体内均设有用于探测培养基参数的PH探测器、糖探测器和谷氨酰胺探测器。

该系统的实现过程为：在第一级培养器罐体的上部加装培养基和细胞悬浮液，同时实时监测培养基的PH、糖和谷氨酰胺参数。搅拌器搅拌，待细胞长满后，将培养基废液排除、同时加入缓冲液清洗残余培养基，随后将缓冲液排除、再加入消化酶使细胞脱离贴壁状态悬浮到消化酶中，加入培养基中和酶使其充分混合，利用渗透膜分离细胞和废液并将废液排除，加入新鲜培养基混匀形成细胞悬浮液，将细胞悬浮液通过自动加装至下一级新的细胞培养器中进行下一轮的传代培养。

在细胞培养器中实现细胞的自动换液和细胞与培养基溶液的分离，依靠微流道、微流泵等控制系统实现细胞的自动传代和加装过程，进而实现大规模的细胞的连续培养。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：包括多级设置的若干个细胞培养器，级与级之间的细胞培养器由上级至下级单向连通设置，各级细胞培养器的数量逐级增加；每一级间的各细胞培养器相互独立。

2.按照权利要求1所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：每个细胞培养器包括培养器罐体、设置在培养器罐体内的搅拌器和渗透膜，渗透膜将培养器罐体分隔成上下两个部分，搅拌器设置在培养器罐体的中部且位于渗透膜的上方。

3.按照权利要求2所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：每一培养器罐体上均设有培养基入口、废液出口、细胞悬浮液入口和细胞悬浮液出口，培养基入口和细胞悬浮液入口设置在培养器罐体的上表面，废液出口设置在培养器罐体的底面。

4.按照权利要求3所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：细胞悬浮液出口设置在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方。

5.按照权利要求3所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：在培养器罐体的侧面且位于渗透膜的上方还设有缓冲液入口、消化酶入口和中和酶入口。

6.按照权利要求3所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：上一级单个细胞培养器对应下一级的多个细胞培养器，上一级单个细胞培养器的细胞悬浮液出口与下一级多个细胞培养器的细胞悬浮液入口单向连通。

7.按照权利要求6所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：上一级细胞培养器与下一级细胞培养器之间通过流道单向连通。

8.按照权利要求5所述的应用于大规模细胞培养的多级连续式系统，其特征在于：每一培养器罐体内均设有PH探测器、糖探测器和谷氨酰胺探测器。