CN215799636U - 一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，属于医疗器械技术领域，包括细胞培养透气袋、充气管式陶瓷膜滤器、循环泵、排液管式陶瓷膜滤器和补液三通阀，补液三通阀与细胞培养透气袋相连通，充气管式陶瓷膜滤器的一端与细胞培养透气袋相连通，排液管式陶瓷膜滤器与补液三通阀相连通，循环泵位于充气管式陶瓷膜滤器和排液管式陶瓷膜滤器之间。本实用新型通过细胞培养透气袋外循环管式陶瓷膜，错流充气和排液设计，比传统细胞中空纤维柱灌流培养系统简单和不易堵：传统中空纤维柱灌流培养杂交瘤，由于培养基中有血清细胞碎片等颗粒杂质，0.45um中空纤维柱容易堵塞，目标杂交瘤单克隆抗体透出不完全而2‑3um管式陶瓷膜元件不易堵，抗体透出收率高。

Description

一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置。

背景技术

灌流培养普遍是生物反应器配合中空纤维柱，需要生物反应器及中空纤维柱ATF/TFF灌流系统，培养系统投资大；而T细胞治疗扩增或杂交瘤抗体制备通常采用透气袋静置培养，市面上还没有透气袋灌流培养换液系统。透气袋通常培养体积多为一升，主要用于T细胞/杂交瘤静置培养。而细胞治疗需要超过E+9细胞数量最好E+10细胞总数，由于培养体积限制不能换液，以及透气袋换气面积限制，透气袋静置培养一袋最多达到E+9 细胞，对细胞治疗稍显不够。

一般高细胞密度长时间培养，需要不断更换培养液，去除代谢产物补充营养，另外细胞高密度需要动态混合和持续补充氧气，才能在不扩大培养体积情况下，提高细胞密度和细胞扩增时间到达E+10细胞产量。所以需要提供一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置进行扩增。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，以解决现有技术中的问题。

本实用新型实施例采用下述技术方案：一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，包括细胞培养透气袋、充气管式陶瓷膜滤器、循环泵、排液管式陶瓷膜滤器和补液三通阀构成封闭管路系统，所述细胞透气袋有两个无菌鲁尔接头，补液三通阀与细胞培养透气袋一个接头相连通，所述充气管式陶瓷膜滤器的一端与细胞培养透气袋另一接头相连通，所述排液管式陶瓷膜滤器与补液三通阀相连通，所述循环泵位于充气管式陶瓷膜滤器和排液管式陶瓷膜滤器之间。

进一步的，所述充气管式陶瓷膜滤器和排液管式陶瓷膜滤器均包括错流管式陶瓷微滤膜元件、不锈钢外壳、两个带缓冲腔的卫生接头和不锈钢外壳外腔透出口，所述错流管式陶瓷微滤膜元件位于不锈钢外壳内，两个所述卫生接头分别位于不锈钢外壳的两端，所述不锈钢外壳和卫生接头之间以及不锈钢外壳与错流管式陶瓷微滤膜元件之间设有密封圈，两个卫生接头与错流管式陶瓷微滤膜内通道相连通，代谢产物小分子从管式陶瓷膜内管透出到陶瓷膜外腔排出滤器，细胞回流到透气培养袋中。

进一步的，所述错流管式陶瓷微滤膜元件中膜孔径2-3um，错流管式陶瓷微滤膜元件外径25mm，错流管式陶瓷微滤膜元件长度10cm，错流管式陶瓷微滤膜元件内管通道数量为19根，错流管式陶瓷微滤膜元件通道内径3.3mm，错流管式陶瓷微滤膜元件的陶瓷膜面积为190cm2。

进一步的，所述补液三通阀上设有新鲜培养基进口。

进一步的，所述补液三通阀采用医用输液三通阀，所述补液三通阀采用无菌鲁尔接头与细胞培养透气袋连接。

本实用新型实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

其一，本实用新型中错流管式陶瓷膜比中空纤维柱灌流培养不易堵：传统中空纤维柱灌流培养杂交瘤，由于培养基中有血清细胞碎片等颗粒杂质，0.45um中空纤维柱容易堵塞，而且培养产物单克隆抗体透出不完全影响收率，而2-3um陶瓷膜元件不易堵，抗体透出完全。

其二，本实用新型中陶瓷膜滤器方便无菌连接和高压消毒，易清洗可重复使用：陶瓷膜元件为整体结构与不锈钢外壳易于通过EPDM橡胶密封圈密封，不锈钢外壳接口设计成卫生接口，无菌连接管道接头，管道接头做成喇叭口，让培养基进入陶瓷膜通道前有缓冲，防止液流分布不均。用前不锈钢陶瓷膜滤器可以整体高压灭菌，用后卫生接口便于打开清洗陶瓷膜，重复使用。

其三，本实用新型中透气袋灌流培养比静置培养工艺安全可控，重复性好，细胞密度提高5-8倍，产量提高10倍，生产成本低。全封闭管道化装置简单，实现自动灌流培养，操作容易，质量可靠。

其四，本实用新型中从细胞种子冻存管E+7细胞直接放大到1000ml 产出超过E+10细胞，从冻存管直接放大1000倍。

其五，本实用新型简单地通过定时开关电源和双泵头恒流泵，实现灌流透出和补液体积一致，实现自动连续生产；以及5天后开始灌流，每天透出体积从1/3放大到3倍培养体积变化难题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中充气管式陶瓷膜滤器和排液管式陶瓷膜滤器的示意图；

图3为本实用新型中错流管式陶瓷微滤元件示意图；

附图标记：

细胞培养透气袋1，充气管式陶瓷膜滤器2，循环蠕动泵3，排液管式陶瓷膜滤器4，补液三通阀5，错流管式陶瓷微滤膜元件11，不锈钢外壳12，卫生接头13，不锈钢外壳外腔透出口14。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，采用蠕动泵外循环混匀培养方式，包括细胞培养透气袋1、充气管式陶瓷膜滤器2、循环蠕动泵3、排液管式陶瓷膜滤器4和补液三通阀5，所述细胞培养透气袋1有两个无菌鲁尔接头进出口，补液三通阀5与一个细胞培养透气袋1进口相连通，所述充气管式陶瓷膜滤器2的一端与细胞培养透气袋1另一进口相连通，所述排液管式陶瓷膜滤器4 与补液三通阀5相连通，所述循环蠕动泵3位于充气管式陶瓷膜滤器2和排液管式陶瓷膜滤器4之间。通过充气管式陶瓷膜滤器2、循环泵3、排液管式陶瓷膜滤器4，实现外循环使细胞在透气袋内持续混合均匀、灌流换液和换气功能。灌流、换气培养可以控制营养物质浓度和溶氧，细胞可以培养更长时间，细胞密度比静置培养高5-10倍，高密度细胞浓度培养时间延长，相同培养体积的透气袋，可以产出10倍以上的细胞总量和抗体产出。

具体地，所述充气管式陶瓷膜滤器2和排液管式陶瓷膜滤器4均包括错流管式陶瓷微滤膜元件11、不锈钢外壳12、两个带缓冲腔的卫生接头 13和不锈钢外壳外腔透出口14，所述错流管式陶瓷微滤膜元件11位于不锈钢外壳12内，两个所述卫生接头13分别位于不锈钢外壳12的两端，所述不锈钢外壳12和卫生接头13之间和不锈钢外壳12与错流管式陶瓷微滤膜元件11之间有密封圈密封，两个卫生接头13与错流管式陶瓷微滤膜元件11内管相连通，不锈钢外壳12与错流管式陶瓷微滤膜元件11之间的不锈钢外壳外腔透出口14。

具体地，所述错流管式陶瓷微滤膜元件11中膜孔径2-3um，错流管式陶瓷微滤膜元件11外径25mm，错流管式陶瓷微滤膜元件11长度10cm，错流管式陶瓷微滤膜元件11通道数量为19根，错流管式陶瓷微滤膜元件 11通道内径3.3mm，错流管式陶瓷微滤膜元件11的陶瓷膜面积为190cm2。

具体地，所述补液三通阀5上设有新鲜培养基进口。新鲜培养基进口可以供新鲜培养基通过补液三通阀5进入细胞培养透气袋1内。

具体地，所述补液三通阀5采用医用输液三通阀，所述补液三通阀5 采用无菌鲁尔接头与细胞培养透气袋1连接。以保证装置处于无菌状态。

本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，通过循环蠕动泵3、充气管式陶瓷膜滤器3和排液管式陶瓷膜滤器4，实现细胞反应器灌流换液和换气功能，通过外循环实现细胞培养透气袋1中搅拌混合功能。灌流或换气培养可以持续补充营养物质和溶氧，排液管式陶瓷膜滤器4排出代谢产物并且细胞培养透气袋1透气表面排出废气CO2，细胞可以高密度高活率和培养更长时间，细胞密度比静置培养高5-10倍，高密度细胞浓度培养时间延长，相同培养体积的透气袋，持续收集可以产出10倍以上的细胞总量和抗体产出。

细胞培养透气袋1中的悬浮细胞，在循环蠕动泵3的带动下，在细胞培养透气袋1、充气管式陶瓷膜滤器2和排液管式陶瓷膜滤器4的通道中循环，由于排液管式陶瓷膜元件11孔径2-3um，细胞被截留回流细胞培养袋1，培养液中的细胞代谢废物乳酸，氨等小分子由排液管式陶瓷膜4透出，同时由补液三通阀5补充相同体积富含葡萄糖谷氨酰胺营养的新鲜培养基，实现培养基更换；充气管式陶瓷膜滤器2外腔连接无菌空气，氧气透过充气管式陶瓷膜4通道溶解在流动中的培养基中，实现培养基溶氧提高；外循环动态混合&充氧&灌流换液情况下细胞透气袋1支持超过1千万细胞/ml细胞密度培养。

控制循环蠕动泵3的流速，维持陶瓷膜内部通道温和剪切力，同时防止细胞碎片等杂质堵塞陶瓷膜；同时循环流速在细胞培养透气袋1中起到外循环混合搅拌效果，比静置培养提高了透气袋中的传质，传热，提高溶氧，同时透气培养袋1透气表面可以排出废气CO2。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，其特征在于，包括细胞培养透气袋(1)、充气管式陶瓷膜滤器(2)、循环泵(3)、排液管式陶瓷膜滤器(4)和补液三通阀(5)构成封闭培养管路，所述补液三通阀(5)与细胞培养透气袋(1)相连通，所述充气管式陶瓷膜滤器(2)的一端与细胞培养透气袋(1)相连通，所述排液管式陶瓷膜滤器(4)与补液三通阀(5)相连通，所述循环泵(3)位于充气管式陶瓷膜滤器(2)和排液管式陶瓷膜滤器(4)之间。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，其特征在于：所述充气管式陶瓷膜滤器(2)和排液管式陶瓷膜滤器(4)均包括错流管式陶瓷微滤膜元件(11)、不锈钢外壳(12)、两个带缓冲腔的卫生接头(13)和两个不锈钢外壳外腔透出口(14)，所述错流管式陶瓷微滤膜元件(11)位于不锈钢外壳(12)内，两个所述卫生接头(13)分别位于不锈钢外壳(12)的两端，所述不锈钢外壳(12)和卫生接头(13)之间以及不锈钢外壳(12)与错流管式陶瓷微滤膜元件(11)之间设有密封圈，两个卫生接头(13)与错流管式陶瓷微滤膜元件(11)内通道相连通，两个不锈钢外壳外腔透出口(14)连通至错流管式陶瓷微滤膜元件(11)透出外腔。

3.根据权利要求2所述的一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，其特征在于：所述错流管式陶瓷微滤膜元件(11)内通道膜孔径2-3um，错流管式陶瓷微滤膜元件(11)外径25mm，错流管式陶瓷微滤膜元件(11)长度10cm，错流管式陶瓷微滤膜元件(11)内通道数量为19根，错流管式陶瓷微滤膜元件(11)通道内径3.3mm，错流管式陶瓷微滤膜元件(11)的陶瓷膜面积为190cm2。

4.根据权利要求1所述的一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，其特征在于：所述补液三通阀(5)上设有新鲜培养基进口。

5.根据权利要求4所述的一种悬浮细胞透气袋灌流培养装置，其特征在于：所述补液三通阀(5)采用医用输液三通阀，所述补液三通阀(5)采用无菌鲁尔接头与细胞培养透气袋(1)连接。

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