DE102004035107A1

DE102004035107A1 - Cell culture apparatus, useful e.g. in tissue engineering, comprising housing containing culture chamber with integrated liquid supply device to minimized leakage and contamination risks

Info

Publication number: DE102004035107A1
Application number: DE200410035107
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Schieker; Hermann Dr. Seitz; Carsten Dr. Tille
Original assignee: Ludwig Maximilians Universitaet Muenchen LMU; Stiftung Caesar Center of Advanced European Studies and Research
Current assignee: Ludwig Maximilians Universitaet Muenchen LMU; Stiftung Caesar Center of Advanced European Studies and Research
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-16

Abstract

Apparatus for culturing organic cell material in a liquid, comprising a culture chamber (2) within a housing (1) having a sealable access opening provided with a device (10) for supplying a stream of liquid into the chamber, the supply device (10) is an integral part of the chamber, is new.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kultivierung von organischem Zellmaterial in einem Fluid. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, das eine Kultivierungskammer umgibt, wobei das Gehäuse eine dichtend verschließbare Öffnung aufweist, die den Zugang zu der Kultivierungskammer ermöglicht und wobei eine Fördervorrichtung vorgesehen ist, mit der innerhalb der Kultivierungskammer eine Strömung des Fluid erzeugbar ist.The The present invention relates to a cultivating apparatus of organic cell material in a fluid. The device has a housing on, which surrounds a cultivation chamber, the housing having a has a sealable opening, which allows access to the cultivation chamber and wherein a conveyor device provided is, with within the cultivation chamber a flow of the Fluid can be generated.

Derartige Vorrichtungen werden in der Biologie und der Medizin zur Kultivierung von Zellen eingesetzt. In der Kultivierungskammer werden zu vermehrende Zellen in einem Kulturmedium gehalten, das Nährstoffe, Pufferlösungen, Wachstumsfaktoren und Proteine enthält. In der Regel wird die Konzentration des Kulturmediums durch einen Medienzulauf und einen Medienablauf oder rezirkulierend in einem stationären Verhältnis gehalten. Dazu wird das Kulturmedium meist mittels einer Schlauchpumpe über Schläuche der Kammer zu- und abgeführt. So werden neben dem Gehäuse für die Kultivierungskammer und der Pumpe zusätzlich noch ein Vorratsbehälter und ein Auffangbehälter für das Kulturmedium benötigt.such Devices are used in biology and medicine for cultivation used by cells. In the cultivation chamber are to be propagated Kept cells in a culture medium containing nutrients, buffer solutions, Contains growth factors and proteins. In general, the concentration will be the culture medium through a media feed and a media outlet or held in a stationary ratio by recirculation. This will be the Culture medium usually by means of a peristaltic pump via hoses of the chamber and removed. So be next to the case for the Cultivation chamber and the pump additionally a reservoir and a collection container for the Culture medium needed.

Die bekannten Systeme werden beispielsweise im Bereich des „tissue engineering", also dem Züchten von Gewebe im Labor, eingesetzt. Das tissue engineering spielt in der Medizin generell, beispielsweise zur Erzeugung von Gefäß-, Haut- oder Organersatz, und insbesondere in der Unfall- und der wiederherstellenden Chirurgie für die Therapie von Knochendefekten eine große Rolle. So dient in diesen Beispielen heute die „autogene Spongiosatransplantation" als Mittel der Wahl, während Knochenersatzmaterialien nur bei speziellen Indikationen eingesetzt werden. Zudem ist es bekannt, Prothesen im Falle von Gelenkdefekten zu implantieren. Mit dem tissue engineering eröffnen sich somit neue Felder in der Ersatztherapie.The known systems are used, for example, in the area of tissue engineering ", so breeding tissue in the laboratory. The tissue engineering plays in medicine in general, for example for the production of vascular, skin or organ replacement, and in particular in the accident and the restorative Surgery for the treatment of bone defects plays a major role. So serves in these Examples today the "autogenous Spongiosa transplantation "as Means of choice while Bone replacement materials used only for special indications become. It is also known prostheses in the case of joint defects to implant. With tissue engineering, new fields open up in replacement therapy.

Wie beschrieben, sind die bekannten Systeme jedoch von besonders aufwändigem technischen Aufbau, der eine Vielzahl einzelner Komponenten umfasst. Zentrales Stück ist dabei die Kultivierungskammer, die über einen Zulauf und einen Ablauf von dem Kultur- oder Nährmedium durchströmt wird. Durch derart komplexe Systeme ist die „in vitro" Kultivierung erheblich eingeschränkt. Insbesondere besteht eine relativ große Kontaminationsgefahr, die durch Leckagen in den Verbindungen begünstigt wird. Die bekannten Systeme sind innerhalb des OP nur bedingt zu gebrauchen, da sie unhandlich sind und von einem unter Stress stehenden OP-Team nur mit großem technischen Verständnis und einer gewissen Fingerfertigkeit bedient werden können. Ein weiterer Nachteil der Systeme ist, dass ein Gasaustausch in den für den Medientransport vorgesehenen Schläuchen zu Veränderungen des pH-Wertes des Nährmediums führen kann. Zudem ist die Gefahr verhältnismäßig hoch, dass wegen der Adhäsion Zellen an den Schlauchwänden verbleiben und damit verloren sind. Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme ist das besonders hohe Totraumvolumen.As However, the known systems are of a particularly complex technical design, comprising a plurality of individual components. Central piece is here the cultivation chamber that over an inlet and a drain of the culture or nutrient medium flows through becomes. Such complex systems considerably limit "in vitro" cultivation is a relatively large one Contamination risk, which is promoted by leaks in the compounds. The known systems are to be used only conditionally within the OP, because they are unwieldy and from a surgical team under stress only with big technical understanding and a certain dexterity can be served. Another Disadvantage of the systems is that a gas exchange in the for the media transport provided hoses to changes the pH of the nutrient medium to lead can. In addition, the risk is relatively high, that because of the adhesion Cells on the tube walls remain and thus lost. Another disadvantage of the known Systems is the particularly high dead space volume.

Insbesondere zur intraoperativen Besiedelung von Konstrukten, d.h. zur Entnahme von patienteneigenen Zellen und zur Kultivierung der Zellen auf einem Zellträger während einer Operation im operativen Umfeld, sind die bislang eingesetzten Besiedelungsverfahren wegen ihres aufwändigen Aufbaus kaum geeignet.Especially for intraoperative colonization of constructs, i. for removal from the patient's own cells and for the cultivation of the cells on one cell carrier while an operation in the operational environment, are the previously used Colonization hardly suitable because of their complex structure.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und damit kostengünstig zu fertigen ist und die bei Minimierung der Kontaminationsgefahr eine bequeme Handhabung sowohl im Labor als auch innerhalb des OP gewährleistet.task The present invention is now a generic device to create, the simple structure and therefore inexpensive to manufacture is and at minimizing the risk of contamination a convenient Handling both in the laboratory and within the OP guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.These The object is achieved by a device with the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments are in the subclaims called.

Der erfindungswesentliche Grundgedanke liegt darin, eine miniaturisierte und autonome Kultivierungskammer zu schaffen. Die gewünschte Miniaturisierung wird dadurch ermöglicht, dass die Komponenten des Systems zu einem Bauteil vereint, insbesondere innerhalb eines einzigen kleinen Gehäuses zusammengefasst werden. Dabei ist erfindungsgemäß die Fördervorrichtung nicht mehr ein externes Gerät, sondern ein mit dem Gehäuses integral verbundener Bestandteil. Durch diese bauliche Maßnahme wird es möglich, das ganze System in einer einzigen baulichen Einheit zu vereinen. Dabei umschreibt das Merkmal „integraler Bestandteil", dass das Gehäuse und die Fördervorrichtung starr aber eventuell lösbar miteinander verbunden sind. Vorteilhafterweise teilen beide Komponenten einzelne Bauteile, wie insbesondere Wandungen. Die Lösung der Aufgabe liegt somit in der Entwicklung eines integrierten Systems zur Kultivierung von Zellen, die sich immerhalb der Kultivierungskammer befinden und insbesondere auf Zellträgern aufgebracht sind.Of the Essential to the invention basic idea is a miniaturized and to create an autonomous cultivation chamber. The desired miniaturization is thereby enabled that the components of the system combine to form a component, in particular be summarized within a single small housing. In this case, according to the invention, the conveying device no longer an external device, but one with the case integrally connected component. This structural measure will it is possible to unite the whole system in a single structural unit. Here, the characteristic "integral Component "that that casing and the conveyor rigid but possibly detachable connected to each other. Advantageously, both components share individual components, in particular walls. The solution of the task is thus in the development of an integrated system for cultivation of cells that are always within the culture chamber and in particular on cell carriers are applied.

Ein wesentlicher Vorteil ist, dass bei einem solchen System keine Schläuche mehr außerhalb der Kammer nötig sind. Damit ist die Leckage-Gefahr reduziert und das Risiko der Kontamination minimiert. Wenn zudem eine einfachen Handhabung gewährleistet ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur im Labor, sondern auch unmittelbar im OP-Saal eingesetzt werden. Mit der Erfindung ist somit ein zuverlässiges steriles System geschaffen. Die Eingabe von Zellen und Medium in das System erfolgt über die Öffnung, die einen Zugang bildet und die steril verschlossen wird. Das Medium kann über einen gesonderten Kanal beispielsweise mittels einer Kanüle zugeführt werden. Das System kann als Ganzes steril verpackt und für den unmittelbaren Einsatz verkauft werden.A significant advantage is that in such a system no more hoses are needed outside the chamber. This reduces the risk of leakage and minimizes the risk of contamination. In addition, if a simple handling is guaranteed, the device according to the invention can be used not only in the laboratory, but also directly in the operating room. With the invention thus a reliable sterile system is created. The input of cells and medium in the system he follows over the opening, which forms an access and which is closed sterile. The medium can be supplied via a separate channel, for example by means of a cannula. The system can be packaged sterile as a whole and sold for immediate use.

Besonders einfach und kostengünstig lässt sich die Erfindung umsetzen, wenn das Gehäuse ein aus insbesondere transparentem Kunststoff gefertigtes Basisteil aufweist respektive von einem solchen Basisteil gebildet wird. Innerhalb dieses Basisteils ist eine Ausnehmung vorzusehen, welche die Kultivierungskammer bildet. Solche Basisteile können im Spritzgussverfahren massenhaft hergestellt werden.Especially easy and inexpensive let yourself Implement the invention, when the housing is made of a particular transparent Plastic-made base part has respectively from such a base part is formed. Within this base part is to provide a recess, which forms the cultivation chamber. Such basic parts can be injection molded be mass produced.

Das einseitig offene Basisteil wird von einem ebenso aus Kunststoff hergestellten Deckelteil bedeckt, wobei zwischen Basisteil und Deckelteil eine Dichtungfunktion, beispielsweise eine Ringdichtung, vorgesehen ist.The one-sided open base part is made of a plastic as well covered lid part covered, wherein between the base part and cover part a sealing function, such as a ring seal provided is.

In einer besonders einfachen Ausführungsform erzeugt die Fördervorrichtung innerhalb der Kultivierungskammer eine Rundströmung, die den zu besiedelnden Zellträger durchströmt. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die Kultivierungskammer zu durchströmen. Dazu sind Leitungskanäle im Basisteil vorzusehen, die bezüglich der Kultivierungskammer einen Kammervorlauf und einen Kammerrücklauf für das Fluid bilden. An einem solchen Gehäuse kann die Fördervorrichtung, insbesondere die Pumpe unmittelbar gehalten und angeschlossen werden, so dass die gesamte Vorrichtung integralen in einem Teil zusammengefasst ist. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auch die Fördervorrichtung innerhalb des Basisteils zwischen dem Kammervorlauf und dem Kammerrücklauf angeordnet ist.In a particularly simple embodiment generates the conveyor within the cultivation chamber a circular flow, the one to be populated cell carrier flows through. However, it may be advantageous to flow through the cultivation chamber. To are cable channels provide in the base part, with respect to the culture chamber, a chamber flow and a chamber return for the fluid form. On such a housing the conveyor device, especially the pump can be held and connected directly, so that the entire device is summarized in one part is. However, it is particularly advantageous, although the conveying device disposed within the base part between the chamber lead and the chamber return is.

Im Hinblick auf einen einfachen und kompakten Aufbau ist die Integration weiterer Komponenten in dem Basisteil vorteilhaft. So kann innerhalb des Basisteils eine Vorratskammer zur Bevorratung des Nährmediums vorgesehen sein, die über einen Kanal mit der Kultivierungskammer verbunden ist. Die insbesondere integrierte Fördereinrichtung pumpt dann das flüssige Nährmedium von der Vorratskammer in die Kultivierungskammer. Dabei kann es wegen des besonders einfachen Aufbaus vorteilhaft sein, die Fördereinrichtung innerhalb der Vorratskammer vorzusehen. Nach Einschalten der Fördereinrichtung erfolgt die autonome Kultivierung der Zellen ohne externe technische Aufbauten und Hilfsmittel. Das System bleibt unverändert bis zur Entnahme der Konstrukte zur Implantation. So ist ein besonders handliches und autonomes „all-in-one" System zur Kultivierung von Zellen geschaffen. In ein solches System kann das zu besiedelnde Konstrukt, also die auf einem Zellträger aufgebrachten Zellen, nachträglich eingelegt werden oder bereits während der Herstellung integriert werden. Als Material für Zellträger lässt sich Metall- oder Polymerschaum, poröse Keramik, Fließmaterial oder tierischer Knochen gut einsetzen.in the In terms of a simple and compact design is the integration further components in the base part advantageous. So can within the base part a storage chamber for storing the nutrient medium be provided over a channel is connected to the culture chamber. The particular integrated conveyor then pumps the liquid broth from the pantry to the cultivation chamber. It can be advantageous because of the particularly simple structure, the conveyor to provide within the pantry. After switching on the conveyor the autonomous cultivation of the cells takes place without external technical Constructions and aids. The system remains unchanged until for removing the constructs for implantation. That's a special one Handy and autonomous "all-in-one" system for cultivation created by cells. In such a system can be populated Construct, so applied to a cell carrier cells, subsequently inserted be or already during integrated into the production. As a material for cell carriers can be Metal or polymer foam, porous Ceramic, flow material or use animal bone well.

Um die gewünschte Förderwirkung zu erzielen, können kleine Kreiselpumpen oder Kolbenpumpen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch das Prinzip der Membranpumpe, der Peristaltikpumpe oder der Schlauchpumpe zu nutzen und entsprechende Pumpen als Fördervorrichtung vorzusehen. Diese Funktionen können von Pumpen umgesetzt werden, deren Pumpenkammer eine deformierbare Wandung aufweist. Dabei ist es vorteilhaft, Teile des Kammergehäuses beispielsweise in Form einer Membran auszubilden, um die Förderwirkung ohne großen technischen Aufwand zu erzielen. Die flexible Wandung ist somit vorteilhafterweise ebenfalls integraler Bestandteil des Gehäuses. Zum Erzeugen der Förderwirkung wird die flexible Wandung von einem Antriebselement beaufschlagt. Wandung und Antriebselement bilden somit die Fördervorrichtung. In dieser Ausführung kann das System sogar als Einweg-System ausgebildet sein. Dann sollte das aufwendige Antriebselement von einem wiederverwendbaren Gerät gebildet werden, das beispielsweise über eine Magnetkupplung an die Membran koppelt. Im Hinblick auf eine weitere bauliche Vereinheitlichung kann es aber auch vorteilhaft sein, das Antriebselement innerhalb des Basisteils anzuordnen.Around the desired conveying action to achieve small centrifugal pumps or piston pumps are used. Especially Advantageously, however, it is the principle of the diaphragm pump, the peristaltic pump or to use the peristaltic pump and corresponding pumps as a conveyor provided. These functions can be implemented by pumps whose pump chamber is a deformable Wall has. It is advantageous, parts of the chamber housing, for example form in the form of a membrane to the conveying effect without major technical To achieve effort. The flexible wall is thus advantageously also an integral part of the housing. For generating the conveying effect the flexible wall is acted upon by a drive element. Wall and drive element thus form the conveyor. In this execution The system can even be designed as a disposable system. Then should the elaborate drive element formed by a reusable device for example, over couples a magnetic coupling to the membrane. With regard to a But further structural standardization can also be advantageous be to arrange the drive element within the base part.

Zur Optimierung der Förderwirkung sollten Drosselstellen und/oder Ventilklappen vorgesehen werden, die vorteilhafterweise innerhalb des Basisteils anzuordnen sind. Ebenso können im Strömungsweg des Nährmediums Filter vorgesehen und/oder im Gehäuse eine Heizung integriert sein. Es kann in einer Ausführungsform besonders vorteilhaft sein, eine Beschichtung der Innenflächen vorzusehen. Diese kann entweder ein Anwachsen der Zellen begünstigen, Zellmaterial abweisen oder mit einem Medikament versehen sein.to Optimization of the conveying effect Throttling points and / or valve flaps should be provided, which are advantageously to be arranged within the base part. Likewise in the flow path of the nutrient medium Filter provided and / or integrated in the housing a heater be. It may in one embodiment be particularly advantageous to provide a coating of the inner surfaces. This can either favor an increase in the cells reject cell material or be provided with a drug.

Wie schon dargelegt, kann das Basisteil als Spritzteil massenhaft hergestellt werden. Im Falle besonders komplexer Funktionalität kann es jedoch vorteilhaft sein, eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Verfahren des Rapid Prototyping, beispielsweise einem stereolithographischen Verfahren, zu fertigen. Mit einem solchen Verfahren ist eine besonders effektive Miniaturisierung möglich.As already stated, the base part can be mass produced as a molded part become. In case of particularly complex functionality it can however, be advantageous, a device according to the invention with the method Rapid prototyping, for example, a stereolithographic Process to manufacture. With such a procedure is a special effective miniaturization possible.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die externe Pumpvorrichtung samt der langen Schlauchwege einzusparen hat die Vorrichtung den Vorteil, dass sich für das Kultivierungssystem insgesamt ein geringerer Platzbedarf ergibt. Damit wird das Totraumvolumen für das Kulturmedium in erheblichem Maße reduziert. Darüber hinaus ist die Handhabbarkeit für Mitarbeiter im Operationssaal deutlich vereinfacht und weniger fehleranfällig. Das System kann als Ganzes sterilisiert und dann steril verpackt in den OP gebracht werden. Dort kann es unmittelbar am Operationstisch geöffnet und eingesetzt werden. Die Anfälligkeit für Kontaminationen ist erheblich reduziert, dadurch ist die Zulassung für die klinische Anwendung vereinfacht. In einer besonderen Ausführungsform ist sogar die Möglichkeit eröffnet, das System für die Phase der Kultivierung subkutan in den Körper zu implantieren. In dieser Ausführung ist die Kammer implantierbar und kann an menschliche Gefäße angeschlossen werden oder über ein als dünne Membran gestaltetes Deckelteil an spezifische Regionen des Körpers implantiert werden.The measure according to the invention of saving the external pumping device together with the long hose paths has the advantage that the overall cultivation system requires less space. Thus, the dead space volume for the culture medium is reduced to a considerable extent. In addition, the manageability for employees in the operating room is significantly simplified and less error-prone. The system can be sterilized as a whole and then brought sterile packed in the operating room. There it can be opened and used directly on the operating table. The susceptibility to contamination is considerably reduced, thereby simplifying the approval for clinical use. In a particular embodiment, even the possibility of implanting the system subcutaneously into the body for the phase of cultivation is opened up. In this embodiment, the chamber is implantable and may be connected to human vessels or implanted to specific regions of the body via a thin-membrane-designed cover member.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to FIG 1 to 3 described in more detail. Show it:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 a section through a device according to the invention,

2 eine Vorrichtung mit Piezo-Aktor und 2 a device with piezo actuator and

3 eine Vorrichtung mit integrierter Steuerelektronik. 3 a device with integrated control electronics.

In 1 ist eine Vorrichtung zur Kultivierung von organischem Zellmaterial in einem Fluid gezeigt. Diese weist ein Gehäuse 1 auf, das eine Kultivierungskammer 2 umgibt. In die Kultivierungskammer 2 ist ein zu besiedelnder Zellträger 3 eingelegt, der eine das Zellmaterial aufnehmende Aufnahme bildet und auf dem die eigentliche Zellkultivierung stattfindet. Das Gehäuse 1 weist ein aus transparentem Kunststoff gefertigtes Basisteil 4 auf, wobei die Kultivierungskammer von einer Ausnehmung im Basisteil 4 gebildet ist. Das Basisteil 4 ist von einem ebenfalls als einfaches transparentes Spritzteil gefertigtes Deckelteil 5 bedeckt, das die nach oben offene Kultivierungskammer 2 dichtend verschließt. Bei abgehobenen Deckelteil 5 die in der Kultivierungskammer 2 vorhandene Aufnahme 3 zugänglich.In 1 a device for culturing organic cell material in a fluid is shown. This has a housing 1 on, that's a cultivation chamber 2 surrounds. In the cultivation chamber 2 is a cell carrier to colonize 3 inserted, which forms a cell material receiving receptacle and on which the actual cell cultivation takes place. The housing 1 has a base made of transparent plastic base 4 on, wherein the cultivation chamber of a recess in the base part 4 is formed. The base part 4 is of a likewise manufactured as a simple transparent molded part lid part 5 covered, which is the upwardly open cultivation chamber 2 sealing closes. With lifted lid part 5 those in the cultivation chamber 2 existing recording 3 accessible.

Innerhalb des Basisteils ist eine Vorratskammer 6 vorgesehen, die einen Vorrat an Nähr- oder Kulturmedium, beispielsweise mit intraoperativ gewonnenen Zellen des Patienten versehenes Medium, aufnimmt. Das von Nährmedium durchsetzte Volumen ist in den Figuren punktiert dargestellt. Die Vorratskammer 6 ist über einen Kammervorlauf 7 und einen Kammerrücklauf 8 mit der Kultivierungskammer 2 verbunden. Das Kulturmedium wird über ein verschließbaren Kanal 9 von außen zugegeben.Inside the base part is a pantry 6 provided that receives a supply of nutrient or culture medium, for example, provided with intraoperatively obtained cells of the patient medium. The permeated by nutrient medium volume is shown in dotted lines in the figures. The pantry 6 is via a chamber lead 7 and a chamber return 8th with the cultivation chamber 2 connected. The culture medium is via a closable channel 9 added from the outside.

Wichtiger Bestandteil der Vorrichtung ist eine Fördervorrichtung 10, die als integraler Bestandteil des Gehäuses 1 ausgebildet ist. Die Fördereinrichtung 10 fördert das flüssige Medium im Kreislauf durch Vorratskammer 6 und Kultivierungskammer 2. Sie ist in diesem Fall als kleine Kreiselpumpe ausgebildet, deren Rotor von einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Aktor angetrieben wird.An important component of the device is a conveying device 10 that as an integral part of the housing 1 is trained. The conveyor 10 promotes the liquid medium in the circulation through the storage chamber 6 and cultivation chamber 2 , It is designed in this case as a small centrifugal pump whose rotor is driven by an actuator located outside the housing.

Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Fördervorrichtung eine Pumpe, deren Pumpenkammer von der Kultivierungskammer 2 gebildet wird. Diese weist eine als Membran ausgebildete deformierbare Wandung 11 auf, die von einem Piezoaktor 12 gehoben und gesenkt wird. Die flexible Wandung 11 ist integraler Bestandteil des Deckelteils 5 und damit des Gehäuses 1. Der Piezoaktor 12 wird über elektrische Impulse 13 angesteuert. In Kombination mit entsprechenden Drosselstellen oder Ventilen 14a, 14b, die im Fluidweg angeordnet sind, wird die Funktion eine Piezo-Membranpumpe realisiert. Insbesondere lässt sich der Medienstrom dadurch geschwindigkeitsvariabel und/oder pulsierend einstellen.In the embodiment according to 2 the conveyor is a pump whose pump chamber is from the culture chamber 2 is formed. This has a deformable wall formed as a membrane 11 on top of that by a piezoelectric actuator 12 is raised and lowered. The flexible wall 11 is an integral part of the lid part 5 and thus of the housing 1 , The piezo actuator 12 is via electrical impulses 13 driven. In combination with appropriate throttling points or valves 14a . 14b , which are arranged in the fluid path, the function of a piezo-diaphragm pump is realized. In particular, the media flow can thereby be adjusted in terms of speed and / or pulsation.

Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist noch eine Ansteuerelektronik 15 und eine Energieversorgung 16 in Form einer Batterie in das Gehäuse integriert. Damit bildet die Vorrichtung ein kompaktes, autonomes System zur Kultivierung von Zellen auf Zellträgern. Die hier dargestellten Vorrichtungen können einen Volumendurchsatz des Mediums im Bereich zwischen 1 und 1000 Mikroliter pro Minute realisieren, wobei ein Durchsatz zwischen 10 bis 100 Mikroliter pro Minute bevorzugt ist. Das Kammervolumen liegt bevorzugt zwischen etwa 10 mm³ und 0.25 l.In the embodiment according to 3 is still a control electronics 15 and a power supply 16 integrated in the housing in the form of a battery. Thus, the device forms a compact, autonomous system for culturing cells on cell carriers. The devices shown here can realize a volume throughput of the medium in the range between 1 and 1000 microliters per minute, wherein a throughput between 10 to 100 microliters per minute is preferred. The chamber volume is preferably between about 10 mm ³ and 0.25 l.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist im Strömungsweg des Nährmediums ein nicht dargestellter Filter vorgesehen. Im Boden des Gehäuses ist eine ebenfalls nicht dargestellte Heizung integriert, die über elektrische Verbindungen nach Außen kontaktiert. Auch können weitere Leitungen vorgesehen sein, über die eine sterile Zugabe von Wirkstoffen möglich ist.Inside the case 1 is provided in the flow path of the nutrient medium, not shown filter. In the bottom of the housing, a heater, also not shown, is integrated, which contacts via electrical connections to the outside. Also, additional lines can be provided, via which a sterile addition of active ingredients is possible.

Claims

Device for cultivating organic cell material in a fluid comprising a housing ( 1 ), which is a cultivation chamber ( 2 ), wherein the housing ( 1 ) has a sealingly closable opening which allows access to the culture chamber ( 2 ), wherein a conveying device ( 10 ) within the cultivation chamber ( 2 ), a flow of the fluid is generated, characterized in that the conveying device ( 10 ) integral part of the housing ( 1 ).

Device according to claim 1, characterized in that the housing ( 1 ) a base part ( 4 ), which is made of in particular transparent plastic, wherein a recess in the base part ( 4 ) the cultivation chamber ( 2 ), the base part ( 4 ) of a cover part ( 5 ) covered is that is made of particular transparent plastic, wherein the cover part ( 5 ) closes the opening of the recess.

Device according to claim 2, characterized in that the base part ( 4 ) and the lid part ( 5 ) are injected in one piece and connected to each other via a film hinge.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the base part ( 4 ) Channels ( 7 . 8th ) are formed with respect to the culture chamber ( 2 ) a chamber lead ( 7 ) and a chamber return ( 8th ) form for the fluid.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the conveying device ( 10 ) within the base part ( 4 ) between the chamber lead ( 7 ) and the chamber return ( 8th ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying device ( 10 ) is formed by a pump whose pump chamber has a deformable wall ( 11 ), wherein the pump pumps the fluid formed by liquid nutrient medium.

Device according to claim 6, characterized in that the flexible wall ( 11 ) is an integral part of the housing.

Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the flexible wall ( 11 ) of at least one within the housing ( 1 ), in particular the base part ( 4 ), arranged drive element ( 12 ) is applied.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that inside the housing ( 1 ), in particular the base part ( 4 ), provided throttle points and / or valve flaps ( 14 ) the conveying effect of the conveying device ( 10 ) support.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump ( 10 ) works according to the principle of a peristaltic pump, a peristaltic pump or a diaphragm pump.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that within the base part ( 4 ) a pantry ( 6 ) is provided for the storage of the nutrient medium, which via a channel ( 7 ) with the cultivation chamber ( 2 ), wherein the conveyor ( 10 ) the liquid nutrient medium from the storage chamber ( 6 ) into the cultivation chamber ( 2 ) promotes.

Apparatus according to claim 11, characterized in that the conveyor ( 10 ) within the pantry ( 6 ) or the cultivation chamber ( 2 ) is located.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a heater is integrated in the housing.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the flow path of the nutrient medium a filter is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that within the culture chamber ( 2 ) a cell material receiving receptacle ( 3 ), in particular a cell carrier, is provided.