TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Vorrichtungen zur großtechnischen Verarbeitung von
Zellkulturen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Das schnelle Wachstum von Biotechnologie hat zu
dem Bedarf an großtechnischen Gewebekulturtechniken für
Oberflächenzellen geführt. In der Industrie werden zu
diesem Zweck häufig Rollflaschen verwendet. Zellen
werden kultiviert, während sie an der Innenseite der
Rollflasche haften. Bestehende Rollflaschenmaschinen
sorgen für Drehung der Flaschen, um die Zellen während
Kulturstadien in einem Bad aus Kulturmedium zu halten.
Die Verarbeitungsschritte wie zum Beispiel Inokulation,
Kulturmediumzufuhr oder Zellernte, die den Strom von
Flüssigkeiten in die Rollflasche oder aus ihr heraus
erfordern, werden manuell oder durch teuere mechanische
Handhabungssysteme, wie zum Beispiel Roboter,
ausgeführt.
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Bei großtechnischer Produktion kann dieser
Prozeß unzweckmäßig und zeitaufwendig sein, und er
birgt die Gefahr eines Infizierens des Flascheninhalts
durch Fremdorganismen bei der Handhabung.
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Bei manchen Systemen, zum Beispiel bei dem in
der US-A-3,847,749 offenbarten System, entfällt das
Erfordernis der physischen Handhabung der Rollflaschen
durch Versehen jeder Flasche mit einer Spezialkappe,
die mit einer Drehdichtung und Zufuhrschläuchen
ausgestattet ist, wodurch sowohl ein Drehen der Flasche
gestattet, als auch das Einspritzen oder Absaugen von
Prozeßflüssigkeiten erleichtert wird. Das System neigt
jedoch zu externer Infizierung über die Drehdichtungen
und ist in jedem Fall mechanisch komplex und somit
teuer.
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Ein System, das aseptischen Zugang zu dem
Innern einer großen Anzahl von Rollflaschen über einen
einzigen Anschluß gestatten würde, während sich die
Flaschen dennoch drehen können, ohne die Notwendigkeit
der Verwendung einer großen Anzahl von Drehdichtungen,
wäre für großtechnische Rollflaschenprozesse unter
Verwendung von Oberflächenzellen von größerem
praktischen Nutzen und wirtschaftlichen Vorteil.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird eine Zellkulturvorrichtung bereitgestellt, die
folgendes umfaßt: ein Gestell oder einen Stützrahmen,
einen Rotor, in dem mehrere
Zellkulturbehälter/Rollflaschen lösbar untergebracht sind, wobei der Rotor
durch Mittel, die zur Erleichterung der Drehung des
Rotors mit einer kontrollierten Geschwindigkeit
vorgesehen sind, um eine im wesentlichen horizontale
Achse oder solche Welle, die von dem Rahmen gestützt
wird, herum angebracht ist, eine umkehrbare
Mehrkanalpumpe oder umkehrbare Mehrkanalpumpen, die an
dem Rotor angebracht sind und sich mit diesem drehen,
einen Verteiler mit einem oder mehreren abdichtbaren
Außenanschlüssen und mehreren Anschlüssen, die mit den
einzelnen Kanälen der Mehrkanalpumpe oder -pumpen in
Verbindung stehen, wobei jeder der Zellkulturbehälter mit
einer Mikroporenlüftung an die Atmosphäre und einem
Tauchrohr ausgestattet ist, wobei das Tauchrohr jedes
Behälters einzeln mit einem Kanal der Mehrkanalpumpe oder
-pumpen verbunden ist, wobei die Anordnung der Teile
derart ist, daß der den Rotor, die Zellkulturbehälter,
die Pumpe, den Verteiler und die Verbindungen mit den
Zellkulturbehältern umfassende Aufbau um die horizontale
Achse gedreht werden kann, und wobei die Anordnung des
weiteren ein gleichzeitiges Einspritzen von Flüssigkeit
in die Rollflaschen oder Absaugen daraus über einen
einzelnen Außenanschluß unter Wirkung der Mehrkanalpumpe
oder -pumpen gestattet.
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Der Einsatz einer Mehrkanalpumpe mit einem
gemeinsamen Pumpenelement wird zwar bevorzugt, aber als
Alternative können mehrere Pumpen eingesetzt werden. Es
ist zweckmäßig, eine Schlauchpumpe zu verwenden.
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Vorzugsweise wird ein Mittel bereitgestellt, um
die Verbindungen jeweils einzeln gezielt zu öffnen und zu
schließen, wodurch Flüssigkeit in ausgewählte
Kulturbehälter eingespritzt oder daraus abgesaugt wird.
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Der Zellkulturbehälter kann eine herkömmliche
Rollflasche umfassen, deren Kappe durch eine Kappe
ersetzt ist, die mit der Mikroporenlüftung und dem
Tauchrohr versehen ist.
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Als Alternative dazu kann der Zellkulturbehälter
speziell für die Vorrichtung angefertigt sein, wobei
vorgeschlagen wird, die Füllkappe wegzulassen und den
Behälter mit integrierter Lüftung und Tauchrohr zu
versehen. Diese können geformt oder in Position geklebt
sein. Durch die Verwendung eines integralen Tauchrohrs
werden weiterhin Kosten und Komplexität vermindert,
während ebenfalls die Gefahr externer Infizierungen
während des Anschlusses der Flasche verringert wird.
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Demgemäß stellt ein weiterer Aspekt der
Erfindung einen Zellkulturbehälter bzw. eine Rollflasche
bereit, der bzw. die folgendes umfaßt: einen im
wesentlichen zylindrischen Kulturbehälter, ein integral
derart in dem Behälter ausgebildetes Tauchrohr, daß die
Flüssigkeit über das Tauchrohr dem Behälter zugeführt
oder aus ihm abgezogen werden kann, und ein integral in
dem Behälter ausgebildetes Mittel zur derartigen Aufnahme
eines Mikroporenlüftungsfilters, daß Luft den Behälter
verlassen oder in ihn eintreten kann, um einen
Druckausgleich mit der Atmosphäre zu gestatten, während
Flüssigkeit dem Behälter zugeführt oder aus ihm abgezogen
wird, ohne den Eintritt von Verunreinigungsteilchen oder
-organismen zu gestatten.
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Als eine Alternative dazu, jeden Behälter mit
einem Filter zu versehen, kann ein Filter so angeordnet
werden, daß es mehrere Behälter über einen
Lüftungsverteiler und ein Verbindungsleitungssystem,
ähnlich wie schon bei der Verteilung von Flüssigkeit
zu/von den Behältern beschrieben, lüftet.
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Bei bestimmten Prozessen, die zur Verbesserung
des Zellwachstums die Einführung von Gasen, wie zum
Beispiel Kohlendioxid, in die Rollflasche erfordern, kann
die Behälterlüftung (oder der Lüftungsverteiler) mit
einem Ventil oder einem Verschluß versehen werden, um
einen Verlust des Gases an die Atmosphäre durch Diffusion
während Kulturstadien zu verhindern, wobei das Ventil
oder der Verschluß vorübergehend zur Atmosphäre geöffnet
wird, um einen Druckausgleich zu gestatten, während
Flüssigkeiten in den Behälter oder aus ihm heraus gepumpt
werden.
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Der Zellkulturbehälter ist in erster Linie zur
Verwendung mit der oben beschriebenen
Zellkulturvorrichtung bestimmt. Insbesondere können die
Flaschen vor der Sterilisierung mit den Pumpenschläuchen
verbunden werden, wodurch die Gefahr einer Verunreinigung
während der Einrichtung der Vorrichtung weiter reduziert
wird.
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Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung des
weiteren einen Aufbau bereit, der mehrere
Zellkulturbehälter, die jeweils ein Tauchrohr, durch das
Flüssigkeit dem Behälter zugeführt und aus ihm abgezogen
werden kann, und ein Lüftungsfilter zum Druckausgleich in
dem Behälter aufweisen, und weiterhin einen
Flüssigkeitsverteiler mit einem abdichtbaren
Außenanschluß und einer jeweiligen Verbindung zwischen
dem Verteiler und jedem der mehreren Behälter umfaßt.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Aufbau um
einen Einweg-Aufbau. Die Verbindung zwischen dem
Verteiler und dem Behälter besteht zweckmäßigerweise aus
einem Schlauch, der sich zur Verwendung mit einer
Schlauchpumpe eignet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der
Zellkulturvorrichtung (die mehrere Rollflaschen
verwendet) verwendet Federklemmen zum lösbaren Stützen
der Rollflaschen in dem Rotor.
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Vorzugsweise ist ein Mittel zum Kippen der
Rotorachse, um zu bewirken, daß Flüssigkeit zu den
Tauchrohren läuft, vorgesehen. Der Kippmechanismus wird
in der Regel nur dann eingesetzt, wenn der Rotor ortsfest
ist. Vorteilhafterweise ist ein Mittel zum Verhindern
eines versehentlichen Kippens vorgesehen, zum Beispiel in
Form einer Verriegelung.
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Vorzugsweise ist jeder Kanal der Pumpe einzeln
einstellbar.
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Es ist von Vorteil, wenn jeder
Zellkulturbehälter von dem Rotor abgebaut werden kann,
ohne daß der Flüssigkeitsanschluß daran abgetrennt werden
muß. Dies kann erforderlich sein, um eine Analyse der
Kultur (während sie sich in der Flasche befindet) unter
Verwendung eines Mikroskops zu gestatten. Dies kann durch
Bereitstellung einer ausreichenden Schlauchlänge zwischen
dem Verteiler und dem Behälter leicht ermöglicht werden.
Wenn die Vorrichtung mit den im Rotor angeordneten
Zellkulturbehältern in Gebrauch ist, wird die
überschüssige Schlauchlänge zweckmäßigerweise um einen
Halsteil des Zellkulturbehälters gewickelt. Ein
Klemmensystem wird zum Festhalten des Schlauchs
eingesetzt. Als Alternative dazu kann ein getrenntes
Schlauchlagermittel am Rotor vorgesehen sein.
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Es wird bevorzugt, daß die Verbindung zwischen
Behälter und Verteiler jeder Flasche die gleiche Länge
hat.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt eine
Mehrkanal-Schlauchpumpe bereit, die eines oder mehrere
der folgenden Merkmale umfaßt, nämlich individuelle
Einstellung der Kanäle mittels eines jeweiligen
Pumpenschuhs und ein Mittel zum gezielten Öffnen und
Schließen der Kanäle. Insbesondere dient das Mittel zum
Schließen eines ausgewählten Kanals zum Anheben des
Pumpenschuhs des Kanals, so daß die Wirkung der Pumpe für
den Kanal aufgehoben ist.
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Der Antrieb des Rotors erfolgt über ein Riemen-
und Scheibensystem von einem Antriebsmotor.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung
wird ein Rotorantriebssystem bereitgestellt, bei dem eine
flexible Kupplung im Antriebsstrang angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist die flexible Kupplung einen
hohen Grad an Torsionsnachgiebigkeit auf, und sie ist
vorteilhafterweise zwischen einem Antriebsmotor und einer
Scheibe eines Riemenantriebs angeordnet. Des weiteren
wird das Vorsehen eines Schwungrads im Antriebsstrang
bevorzugt, das vorteilhafterweise zwischen der flexiblen
Kupplung und der Scheibe angeordnet ist. Der bevorzugte
Antriebsstrang gestattet den Einsatz eines Schrittmotors.
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Im folgenden werden die verschiedenen Aspekte
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen nur beispielhaft weiter
beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung
gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 eine als Schnitt ausgeführte
Seitenansicht der Vorrichtung in Fig. 1,
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer
Ausführungsform eines Mehrkanalpumpen- und
Verteileraufbaus zur Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 4 eine perspektivische
Explosionsdarstellung der Vorrichtung, die die
verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung
enthält,
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Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Kanal
einer Pumpe zur Verwendung bei der Erfindung, wobei der
Kanal im Pumpmodus eingestellt ist,
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Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Kanal der
Pumpe in Fig. 5, wobei der Kanal in dem geklemmten
oder Nichtpumpmodus eingestellt ist,
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Fig. 7 einen Querschnitt durch ein
Rotorantriebssystem,
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Fig. 8 und 9 perspektivische Ansichten, die
das Mittel darstellen, durch das überschüssiger
Schlauch gelagert wird,
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Fig. 10 einen Längsquerschnitt durch einen
Zellkulturbehälter, und
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Fig. 11 eine Vielzahl von Zellkulturbehältern,
die mit dem Zellkulturbehälteraufbau verbunden sind,
vollständig mit Verbindungspumpenschläuchen, Verteiler
und externem Anschlußstutzen.
AUSFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
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Zunächst auf die Zeichnungen der Fig. 1 bis
3 Bezug nehmend, umfaßt die Vorrichtung ein Gestell 1
und eine hintere Rotorstütze 2, die einen Rotor 3
stützt, der sich um eine horizontale Welle oder Achse 4
drehen kann. Der Rotor wird von einer
Motor-/Getriebeanordnung 5 unter dem Einfluß eines nicht
gezeigten Steuersystems so angetrieben, daß seine
Drehzahl veränderlich ist.
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Der Rotor 3 nimmt lösbar eine Mehrzahl von
Rollflaschen 6 auf. Die vordere Rotorplatte 7 stellt
eine Halterung für eine umkehrbare Mehrkanal-
Schlauchpumpe 8, Pumpenschläuche 9 und einen
Verteileraufbau 10 bereit. Die Rollflaschen 6 sind mit
Tauchrohr-/Entlüftungskappenaufbauten 11 versehen.
Lüftungen 12 stehen über Mikroporenfilter 13 mit der
Atmosphäre in Verbindung. Die Tauchrohre 14 erstrecken
sich von der Achse der Kappe 11 am Innern der Flasche 6
nach unten und tauchen so in die Prozeßflüssigkeit 15
ein, wenn sich der Rotor in der aufrechten Position
befindet, wie gezeigt.
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Die Tauchrohre 14 der Kappenaufbauten 11 sind
unter Verwendung von Pumpenschläuchen 9 über die
umkehrbare Mehrkanal-Schlauchpumpe 8 einzeln mit den
Abzweigleitungen 20 des Verteileraufbaus 10 verbunden.
Die Pumpenschläuche 9 sind durch einen Pumpenschuh 19,
der schwenkbar an einem Gelenk 21 angebracht und durch
eine Sicherungsschraube 22 in der geschlossenen
Position befestigt ist, an dem Pumpenrotor 18
angeordnet. Die Pumpenschläuche 9 können durch nicht
gezeigte Schlauchstützklemmen, die nach Bedarf
bereitgestellt werden, an der vorderen Rotorplatte 7
befestigt sein. Der Verteileraufbau 10 ist durch ein
lösbares Mittel so an der vorderen Rotorplatte 7
befestigt, daß die Tauchrohr-/Lüftungskappenaufbauten
11, die Pumpenschläuche 9 und der Verteileraufbau 10
zur Sterilisierung ausgebaut werden können, während sie
noch miteinander verbunden sind.
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Ein abdichtbarer externer Anschlußstutzen 17
steht mit dem Verteiler 10 so in Verbindung, daß der
Verteiler mit einem nicht gezeigten externen Gefäß oder
Behälter zum Zwecke des Einspritzens oder Absaugens von
Flüssigkeit verbunden werden kann. Somit können
dosierte Prozeßflüssigkeitsmengen gleichzeitig in
sämtliche oder aus sämtlichen Flaschen 6 übertragen
werden, indem der Rotor 3 in der aufrechten Position
angehalten wird, so daß die Tauchrohre 14 in das
Kulturmedium 15 tauchen, bevor eine aseptische
Verbindung mit dem Anschlußstutzen 17 hergestellt wird,
und die Pumpe 8 wie erforderlich betrieben wird.
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Es können Vorkehrungen zum Kippen des Rotors 3
auf seiner Achse um ein paar Grad vorgesehen werden, um
zu bewirken, daß die Flüssigkeit 15 zum Tauchrohr(14)-
Ende der Rollflaschen 6 läuft, wodurch der in der
Flasche nach dem Entleeren verbliebene Rest auf ein
Minimum reduziert wird.
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Strom zum Betrieb der Pumpe 8 wird durch nicht
gezeigte Schleifringe zugeführt, die zwischen dem
Gestell 1 und dem Rotor 3 wirken. Die Pumpe 8 kann
durch einen nicht gezeigten voreinstellbaren Zähler
gesteuert werden, der die Pumpe 8 nach einer
voreingestellten Anzahl von Umdrehungen des
Pumpenrotors 18 anhält; auf diese Weise kann eine
automatisch dosierte Flüssigkeitsmenge nach Bedarf in
die oder aus den Flaschen 6 übertragen werden.
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Die Schlauchpumpe 8 kann lösbar derart an der
vorderen Rotorplatte 7 angebracht werden, daß eine
einzige Pumpe zur sequentiellen Bedienung mehrerer
Rotoren 3 verwendet werden kann, wodurch die Kosten,
die durch Versehen jedes Rotors 3 mit seiner eigenen
Pumpe 8 entstehen, entfallen. Bei einer derartigen
Ausführungsform muß ein nicht gezeigtes Klemmittel an
jedem Rotor 3 vorgesehen werden, um die einzelnen
Pumpenschläuche 9 zu verschließen und somit ein Heben
von Flüssigkeit zwischen Flaschen zu verhindern, wenn
die Pumpe 8 abgebaut ist.
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Der Anschlußstutzen 17 kann durch einen nicht
gezeigten Verbindungsschlauch, der eine begrenzte
Drehung des Rotors 3 gestattet, aber dennoch die
Übertragung von Flüssigkeit gestattet, mit einem nicht
gezeigten nichtdrehenden System verbunden werden.
Übermäßiges Verdrehen des Verbindungsschlauchs wird
durch Vorsehen eines automatischen Mittels zur
periodischen Umkehrung der Drehrichtung des Rotors 3
verhindert.
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Der Anschlußstutzen 17 kann über eine
Drehkupplung mit einem nicht gezeigten nichtdrehenden
System verbunden werden, wodurch ein Drehen des Rotors
3 gestattet wird, während auch für die Übertragung von
Flüssigkeit gesorgt wird. Bei einer derartigen
Ausführungsform kann sich der Rotor 3 möglicherweise
nur in einer Richtung drehen.
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Die Drehung des Rotors 3 und der Betrieb der
Pumpe 8 können von einem nicht gezeigten automatischen
Takt- und Steuersystem gesteuert werden, das die
automatische Übertragung von Flüssigkeiten zu/von dem
obengenannten nichtdrehenden System erleichtert.
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Die Vorrichtung kann mit einer abnehmbaren,
isolierten Haube oder Abdeckung ausgestattet und mit
einem nicht gezeigten elektrisch betriebenen
Lufterhitzer und Temperaturregelsystem versehen sein,
wobei die Anordnung derart ausgeführt ist, daß die
Vorrichtung die Temperatur der Flaschen 6 automatisch
regulieren kann, ohne daß die Vorrichtung in einen
Brutschrank oder einer temperaturgeregelten Umgebung
angeordnet werden muß.
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Es kann ein Mittel zum Sperren ausgewählter
Kanäle der Mehrkanalpumpe 8 durch Heben eines
entsprechenden Abschnitts des Pumpenschuhs 19 von dem
Pumpenrotor 18 weg und Verschließen des entsprechenden
Pumpenschlauchs durch ein nicht gezeigtes Klemmittel
vorgesehen sein, wobei die Anordnung derart ist, daß
Flüssigkeit in oder aus ausgewählte(n) Flaschen in der
Vorrichtung gepumpt werden kann.
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Im folgenden auf Fig. 4 Bezug nehmend, umfaßt
eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung ein
Gestell 101 mit Rädern, das mittels einer Antriebsrolle
103 und einer Stützrolle 108 einen abmontierbaren Rotor
102 so stützt, daß eine Drehung der Antriebsrolle 103
zu einer Drehung des Rotors führt. Ein Antriebsmotor
ist unter der Abdeckung 132 angeordnet und dreht die
Antriebsrolle 103 über ein Riemen- und Scheibensystem
105. Beide Rollen 103 und 108 sind mit Bünden 109
versehen, die durch Positionierung beider Seiten der
vorderen Rotorplatte 131 eine Axialbewegung des Rotors
102 hemmen.
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In dem Rotor 102 ist mittels Federklemmen 110
eine Vielzahl von nicht gezeigten Rollflaschen
untergebracht, wobei die Federklemmen die Flaschen
radial innerhalb der Löcher 133 in den Rotorplatten
ergreifen und in jedem Loch 133 drei Federklemmen 110
vorgesehen sind, so daß beide Enden der Flaschen nach
der Einführung durch die Löcher vollständig gestützt
werden. Die vordere 131 und die hintere 127 Rotorplatte
werden mittels Dreiecksverstrebungen 134 starr
zusammengehalten, wobei die Enden der Streben lösbar an
den Rotorplatten angeordnet sind, so daß der
Rotoraufbau 102 für Transport- oder Lagerzwecke
auseinandergebaut werden kann.
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Ein Rotorkipphebel 123 wirkt über eine Welle
124 auf einen Kurbelarm 125 und eine Rolle 126, wobei
die Anordnung der Teile derart ist, daß durch Drehen
des Kipphebels 123 im Uhrzeigersinn die Rolle 126 nach
oben auf den Rand der hinteren Rotorscheibe 127
einwirkt und den hinteren Teil des Rotors anhebt. Durch
derartiges Kippen des Rotors wird ein vollständiges
Entleeren der Flaschen beim Abpumpen von Flüssigkeit
gewährleistet.
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Die Drehung der Welle 124 wird durch nicht
gezeigte Anschläge sowohl in der gekippten als auch in
der abgesenkten Position gehemmt. Wenn sich der
Rotorkippgriff 123 in der abgesenkten Position
befindet, wird ein Schalter betätigt. Das nicht
gezeigte Steuersystem wird verriegelt, um eine Drehung
des Rotors zu verhindern, wenn der Rotor 102 nicht in
die Horizontale abgesenkt ist.
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Das Steuersystem kann auch verhindern, daß
Flüssigkeit abgepumpt wird, wenn der Rotor 102 nicht
gekippt ist.
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Eine Mehrkanal-Schlauchdosierpumpe 111 ist
mittels Halteschrauben 135 und Aufnahmebohrungen 138 am
Rotor 102 lösbar angebracht.
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Auf Fig. 5 Bezug nehmend, ist jeder Kanal der
Pumpe mit einem beweglichen Abschnitt eines
Pumpenschuhs 112 und einer Schlauchklemme 113 versehen.
Der bewegliche Pumpenschuh 112 wirkt um ein Gelenk 114,
das in diesem Beispiel durch Biegen eines schmalen
Teils des Materials des Schuhs 112 gebildet wird. Der
Schuh 112 wird durch eine Feder 116 an die Pumpenrollen
115 gedrängt. Der Mindestspalt zwischen den Rollen 115
und der Innenfläche des Pumpenschuhs 112 wird durch
eine auf die Pumpenabdeckung 118 einwirkende
Einstellschraube 117 eingestellt. Es ist jeweils eine
derartige Einstellschraube für jeden Kanal vorgesehen.
Die Schlauchklemme 113 wird in der zurückgezogenen
Position gezeigt; eine Drehung der Pumpe bewirkt somit
ein Verdrängen von Flüssigkeit durch den Schlauch 119.
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Auf Fig. 6 Bezug nehmend, kann die
Schlauchklemme 113 durch Betätigung der Klemmschraube
120 ausgedehnt werden, wodurch der Schlauch 119
zwischen der Kappe 123 und einem an dem Pumpenkörper
122 befestigten Block 121 verschlossen wird. Das Dehnen
der Klemme 113 führt auch zu einem Anheben des
Pumpenschuhs 112 von den Rollen 115 weg, wodurch die
Feder 116 zusammengedrückt wird. Dadurch wird
verhindert, daß der Pumpenschlauch 119 durch
übermäßigen Druckaufbau im geklemmten Kanal beschädigt
wird, wenn die Pumpe zur Bedienung von Flaschen, die
mit anderen, nichtgeklemmten Kanälen verbunden sind,
betätigt wird. Dadurch ist eine gezielte Übertragung
von Flüssigkeit nach Wunsch in oder aus eine/einer
beliebige/beliebigen oder alle/allen Rollenflaschen
möglich.
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Auf Fig. 7 Bezug nehmend, wird eine Drehung
des Rotors 102 mittels eines Antriebsmotors 104, der
über ein Riemen- und Scheibensystem 105 auf
Antriebsrollen 103 einwirkt, erleichtert.
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Eine flexible Kupplung 106, bei dieser
Ausführungsform ein Federantrieb, und ein Schwungrad
107 können zwischen dem Motor 104 und dem Riemen- und
Scheibensystem 105 angeordnet werden, um die
Antriebsrollen 103 von Torsionsschwingungen des Motors
104 zu isolieren und eine ruhige Drehung des Rotors zu
gewährleisten. Der Motor 104 selbst ist in elastischen
Halterungen 136 angeordnet, um zu verhindern, daß
Schwingungen auf das Gestell 101 übertragen werden. Die
Motorhalterungen 136 sind an ein Ballastgewicht 137
befestigt, das wiederum durch einen Halter 141 am
Gestell 101 angebracht ist. Das Ballastgewicht 137
wirkt zur weiteren Verminderung des Ausmaßes jeglicher
Restschwingungen im Gestell 101.
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Durch diese Anordnung ist die Verwendung eines
Schrittmotors zum Antrieb des Rotors ohne
Beeinträchtigung des Anhaftens und Wachstums der Zellen
durch übermäßige Schwingungen möglich.
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Die Verwendung eines Schrittmotors bei dieser
Anwendung weist die Vorteile auf, daß einem sehr weiten
Rotorumdrehungsgeschwindigkeitsbereich, in der Regel
von 0,1 U/min für Zellanhaftung bis zu in der Regel
15 U/min zum Gestatten des Spülens und Waschens der
Zellschicht, Rechnung getragen werden kann. Die
Verwendung von Gleichstrom-Servomotoren ist bei dieser
Anwendung auch möglich, jedoch weisen analoge Systeme
dieser Art oftmals Schwierigkeiten bei der
Bereitstellung einer genauen und stabilen
Umdrehungsgeschwindigkeit über einen solchen weiten
Umdrehungsgeschwindigkeitsbereich auf.
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Zur Gewährleistung genauer Dosierung kleiner
Flüssigkeitsmengen weisen alle Pumpenschläuche 119 die
gleiche Länge auf, wobei die Länge dazu ausreicht, ein
Einführen oder Herausziehen der Flaschen in den oder
aus dem Rotor 102 zu gestatten, während die Schläuche
119 in die Pumpe 111 geladen werden. Auf Fig. 8 Bezug
nehmend, wird eine Flasche 139 gezeigt, die in ihrem
Aufnahmeloch 133 positioniert dargestellt wird. Die
Federhalteklemmen 110 werden der Übersicht halber nicht
gezeigt. Da sich bei der gezeigten Ausführungsform
einige Flaschen viel näher an der Pumpe befinden als
andere, sind Mittel vorgesehen, die der überschüssigen
Schlauchlänge Rechnung tragen. Die Flaschenkappen oder
die Flaschen selbst sind mit Schlauchlagermitteln, in
diesem Beispiel einer Schlauchaufnahmescheibe 128, um
deren Umfang mehrere Schlauchhalteschlitze 129
ausgebildet sind, versehen. Überschüssiger Schlauch
wird auf dem Schlauchlagermittel aufgewickelt, oder in
diesem Beispiel um den Hals 130 der Flasche 139 herum,
während sie von der vorderen Rotorplatte 131 vorragt.
Beim Wickeln des Schlauchs um den Flaschenhals 130
herum, wird der Schlauch 119 in der gleichen Richtung
verdreht, wie er gewickelt wird, um die durch
Aufwickeln erzeugte Verdrehung aufzuheben und somit ein
Knicken des letzten Abschnitts des Schlauchs zu
verhindern. In der Darstellung nach Fig. 8 verläuft
die Wickelrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie
durch Pfeil 'A' gezeigt. Der Schlauch wird deshalb bei
jeder Windung des Schlauchs, der um den Flaschenhals
130 gelagert wird, entgegen dem Uhrzeigersinn um eine
Windung verdreht. Die Verdrehungsrichtung wird durch
Pfeil 'B' gezeigt.
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Dann wird der letzte lose Schlauchabschnitt in
einem der Aufnahmeschlitze 129 befestigt, wie in Fig.
9 gezeigt.
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Klemmen 140 werden nach Bedarf an der vorderen
Rotorplatte 131 vorgesehen, um ein Lagern der Längen
Schlauch 119, die die einzelnen Flaschen mit der nicht
gezeigten Mehrkanal-Schlauchpumpe 11 verbinden, zu
gestatten.
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Auf Fig. 10 Bezug nehmend, umfaßt der
Zellkulturbehälter bzw. die Rollflasche gemäß der
Erfindung einen im wesentlichen zylindrischen Behälter
201, der mit einem Tauchrohr 204 ausgestattet ist, das
ein Füllen oder Entleeren des Behälters durch einen
nicht gezeigten Verbindungsschlauch gestattet, der mit
einer ebenfalls nicht gezeigten Mehrkanal-Schlauchpumpe
in Verbindung steht. Bei der gezeigten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Tauchrohr 204 um ein getrenntes
Element, das so in den Behälter 201 geklebt wird, daß
eine Dichtung gebildet wird, es kann aber auch integral
als eine Verlängerung der Behälterwand 101 geformt
werden.
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Wenn Flüssigkeit 203 in den oder aus dem
Behälter verdrängt wird, ändert sich das Luftvolumen im
Luftraum 202. Für Druckausgleich mit der Atmosphäre
sorgt eine Lüftung 205, die über ein
Mikroporenfilterelement 207, das den Eintritt von
Verunreinigungen und Fremdorganismen verhindert, mit
dem Luftraum 202 in Verbindung steht. Ein
Flüssigkeitsdurchtrittsschutz wird von einer
hergestellten Verlängerung des Filtergehäuses 208
gebildet, die sich in den Körper des Behälters 201
erstreckt und verhindert, daß Flüssigkeit 203 in das
Filter 207 spritzt, wenn der Behälter bewegt oder
erschüttert wird.
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Bei der gezeigten Ausführungsform ist das
Filtergehäuse 208 durch einen Klebstoff bzw. ein
Dichtungsmittel 206 in den Behälter 201 geklebt,
obgleich das Filtergehäuse auch integral mit dem
Behälter 201 geformt sein kann.
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Auf Fig. 11 Bezug nehmend, kann eine Vielzahl
von Flaschen 201 mit einem wiederverwendbaren oder
Einweg-Aufbau verbunden werden, der Schläuche 209,
einen Verteiler 210 und einen abdichtbaren
Außenanschluß 211 enthält. Der Aufbau kann dann durch
Wärme, chemisch oder durch Bestrahlung sterilisiert
werden, während die Elemente miteinander verbunden
sind, wodurch das Erfordernis, bei der Einrichtung der
Vorrichtung die Schläuche 209 unter aseptischen
Bedingungen an die Flaschen 201 anzuschließen,
entfällt. Durch diese Vorgehensweise wird die
Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung wesentlich
vermindert.
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Es versteht sich, daß die Flaschen 201 anstelle
der oben erwähnten Flaschen 6 und/oder 139 verwendet
werden können.