EA009716B1 - Способ культивирования клеток - Google Patents

Способ культивирования клеток Download PDF

Info

Publication number
EA009716B1
EA009716B1 EA200600345A EA200600345A EA009716B1 EA 009716 B1 EA009716 B1 EA 009716B1 EA 200600345 A EA200600345 A EA 200600345A EA 200600345 A EA200600345 A EA 200600345A EA 009716 B1 EA009716 B1 EA 009716B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
carrier
medium
layers
substrate
layer
Prior art date
Application number
EA200600345A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600345A1 (ru
Inventor
Йорг Ратенов
Йюрген Кунстманн
Андреас Бэн
Соэйл Асгари
Original Assignee
Синвеншн Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/EP2004/000077 external-priority patent/WO2005021462A1/de
Application filed by Синвеншн Аг filed Critical Синвеншн Аг
Publication of EA200600345A1 publication Critical patent/EA200600345A1/ru
Publication of EA009716B1 publication Critical patent/EA009716B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/061—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/069—Tubular membrane modules comprising a bundle of tubular membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/081—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/14—Pleat-type membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
    • B01D67/0072—Inorganic membrane manufacture by deposition from the gaseous phase, e.g. sputtering, CVD, PVD
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/14—Dynamic membranes
    • B01D69/141—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
    • B01D69/145—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes containing embedded catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B01D71/0212—Carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • B01J35/59—Membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/20—Material Coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06—Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14—Scaffolds; Matrices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/10—Rotating vessel
    • C12M27/12—Roller bottles; Roller tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0068—General culture methods using substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/08—Flow guidance means within the module or the apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/08—Patterned membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00—Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/10—Mineral substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу культивирования клеток, включающему стадии изготовления субстрата на основе углерода со слоистой структурой, состоящей по меньшей мере из двух слоев пористого материала, по существу, наложенных друг на друга и соединённых друг с другом, с образованием между этими слоями зазора, по которому может проходить поток; или по меньшей мере из одного слоя пористого материала, который расположен таким образом или сложен при сохранении его формы таким образом, что по меньшей мере между двумя наложенными друг на друга частями слоя материала образуется зазор, по которому может проходить поток. Указанный способ затем включает нагрузку субстрата живым и/или размножающимся биологическим материалом и контактирование нагруженного субстрата с жидкой средой.

Description

Данное изобретение относится к способу культивирования клеток, включающему стадии обеспечения носителя на основе углерода/субстрата, имеющего слоистую структуру, состоящую по меньшей мере из двух слоев пористого материала, которые, по существу, наложены друг на друга, между которыми имеется внутреннее пространство для прохождения потока; или по меньшей мере из одного слоя пористого материала, который, пока он сохраняет свою форму, закатывается или расположен таким образом, что между по меньшей мере двумя частями слоя материала, которые расположены одна на другой, имеется внутреннее пространство для прохождения потока; и нагрузки носителя биологическим материалом, который является живым и/или способным к размножению (жизнеспособным) и контактирования нагруженного носителя с жидкой средой.
В технологии процессов, осуществляемых в биореакторах, принято использовать субстраты для увеличения площади поверхности. Системы, известные в прошлом, использовали, в основном, неупорядоченные структуры в виде гранул, хлопьев, пластинок или дисков, капилляров, сита, шариков и т.д. когда использованные материалы выполнены, в основном, из керамики или полимеров. Эти системы обычно характеризуются большим падением давления и ограниченной площадью поверхности для объёмного выхода. Существует также часто ограничение по размеру формованных тел (падение давления, вес, расходы, изменение упаковки и т.д.), что затрудняет техническое осуществление процесса в промышленном масштабе. Кроме того, полимеры имеют тенденцию к химическим или физическим изменениям во время применения или стерилизации.
Далее, когда существует неупорядоченная упаковка, не всегда можно обеспечить равномерную однородную подачу питательного вещества и воспроизводимое заполнение. Мёртвое пространство и предпочтительное течение вдоль стенок контейнера приводят к различным метаболическим условиям, которые могут влиять на свойства продукта чувствительных белков, такие как, например, их свёртывание. Реакции в промышленном масштабе требуют высокой производительности и зависят от экономических факторов. Для того чтобы можно было отделить лучше продукты метаболизма от смеси клеток или для их повторного последующего использования, клетки или культуры клеток иммобилизуют на твёрдых субстратах. Это приводит к отделению среды от клеток, которые чувствительны, например, к силам сдвига. Если мембрану используют, например, как стенку формованного тела и используется поперечная геометрия, это даёт возможность вводить газообразные продукты метаболизма в клетки непрерывно без пузырьков и/или обогатить желательные продукты метаболизма на одной стороне мембраны. Это облегчает подачу питательного вещества, обмен метаболитов и измерение параметров процесса и ведёт к значительной интенсификации процесса. Иммобилизация культур клеток также позволяет управлять непрерывным процессом с непрерывной подачей веществ и сбором продукта.
Кроме того, способы с иммобилизованными культурами клеток позволяют получить высокую плотность клеток, так что возможны довольно высокие скорости реакций и системы с меньшими размерами и существенно может быть повышен выход. При применении иммобилизованных культур клеток из клеточных линий млекопитающего, которые были генетически модифицированы, например, для процессов ферментации, достигаются более высокие скорости реакции, чем с суспендированными культурами клеток.
Особенно в связи с «жизнеспособными каталитическими единицами» следует отметить, что субстрат является биосовместимым, может быть легко стерилизован, обеспечивает хорошую основу адгезива для клетки и позволяет процессу иммобилизации протекать таким образом, что он является защитным для клеток. Далее, субстрат должен быть адаптирован к требованиям различных культур клеток или клеток. В этом отношении имеют значение размер пор и состав субстрата. Уже существуют некоторые способы иммобилизации культур клеток или клеток.
Например, в патенте ИЕ 693 11 134 описан биореактор с иммобилизованными бактериями молочной кислоты, причём бактерии нанесены на пористый субстрат. Субстрат состоит из матрицы множества свободно соединённых микрочастиц или микроволокон. Предпочтительны целлюлоза или рэйон и их производные. Агломерацию предпочтительно осуществлять с полистиролом.
В международной заявке АО 01/19972 описан способ иммобилизации, в котором культуры клеток соединены с полимерным предшественником и иммобилизованы путём последующего сшивания полимера.
Культуры клеток могут быть также иммобилизованы в открытопористых «минеральных» объёмных матрицах, как описано в международной заявке АО 94/10095. Примеры включают расширенную глину, расширенный сланец, лаву, пемзу, перлит и осколки кирпича.
Далее, в международной заявке АО 00/067711 описана иммобилизация культур клеток или ферментов на диатомовой земле в качестве субстрата.
В ЕР 1270533 предложено применение кристаллической оксидной керамики, смешанной с аморфной полианионной интергранулированной фазой в виде гранул и дисков.
Способы, описанные выше, имеют некоторые недостатки. Субстратные матрицы не могут быть, например, модифицированы любым желательным способом, или же материал субстрата имеет низкую биосовместимость, или иммобилизация приводит к большим потерям.
- 1 009716
Иммобилизация культур клеток в полимерной матрице за счёт сшивания смеси полимерный предшественник/клетки часто приводит к гибели многих культур клеток во время реакции полимера, например, из-за токсичных продуктов реакции или эдуктов, таких как сшивающие агенты. Далее, сшитые полимеры часто набухают и, следовательно, не обладают стабильностью размеров и вызывают изменения условий течения и поэтому приводят к механическому стрессу клеток.
Задача данного изобретения состоит в получении доступных, в высшей степени биосовместимых, гибко используемых субстратов, которые могут быть адаптированы к конкретному применению для иммобилизации жизнеспособных (живых) и/или размножающихся (способных к размножению) биологических материалов.
Далее, другая задача данного изобретения заключается в создании доступного способа культивирования клеток с применением вышеупомянутых субстратов. Этот способ предпочтительно подходит для применения в лабораторных условиях и/или в промышленном масштабе.
Сущность изобретения
Задача, определённая выше, решена при использовании признаков изобретения, указанных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты описаны комбинацией признаков, указанных в зависимых пунктах.
В самом общем аспекте данное изобретение описывает применение пористого тела на основе углерода для иммобилизации биологического материала для химических и/или биологических реакций. Для этой цели описан способ культивирования клеток, использующий пористый носитель/субстрат, нагруженный биологическим материалом.
Подходящие носители/субстраты на основе углерода с нагрузкой биологического материала также становятся доступными благодаря данному изобретению.
Решение проблемы согласно изобретению включает способ культивирования культур клеток на упорядоченных углеродных подложках с направленным потоком жидкостей, проходящим через них, преимущественно, с падением специфического для нагрузки давления. Упорядоченная структура субстратов по изобретению, с одной стороны, обеспечивает условия для равномерного течения при самом высоком отношении площади поверхности к объёму с целью обеспечения питания культур клеток, с другой стороны, она позволяет достичь выгодного разделения компартментов на культуру клеток и среду. Субстраты, предпочтительно, содержат каналоподобную структуру между слоями материала, расположенными один поверх другого, или между их отдельными частями. Путём изменения диаметра каналов и толщины стенки каналов и/или толщины слоя материала можно установить в субстрате оптимальные условия в каждом случае для каждой области применения согласно изобретению. Коэффициенты потока могут быть установлены, например, путём варьирования геометрии каналов в направлении потока (например, гофрированные каналы), варьирования диаметра и варьирования свойств поверхности углерода, таких как свойства мембран, шероховатость, пористость, гидрофильность. гидрофобность, олеофильность. олеофобность, рН, степень пропитки активными ингредиентами и/или катализаторами и т.д., чтобы приспособить их к требующимся условиям для культур.
Определённая равномерная подача, а также свойства субстрата обеспечиваются, таким образом, в промежуточном пространстве между двумя слоями материала или частями этого материала и/или в каналах субстрата по изобретению, так что культуры клеток могут всегда находиться в оптимальных условиях их роста при очень высокой плотности клеток. Субстраты по изобретению могут также легко устанавливаться в кожухах или контейнерах и применяться в этом виде как картриджи, индивидуально или в сочетании с несколькими такими же картриджами в промышленных реакторах или лабораторных реакторах для осуществления способов культивирования клеток и выращивания. Согласно данному изобретению обеспечиваются абсолютная воспроизводимость потока и свойств субстрата для каждого картриджа, полученного таким же способом, что является огромным упрощением, например, в процессе одобрения в фармацевтическом секторе.
Взаимодействие субстрата по изобретению и культур клеток, иммобилизованных на нём, например, со средой, может проводиться в способе по изобретению несколькими путями, например, путём протекания среды через субстраты/картриджи при движении среды (например, при помощи поршней, давления, насосов и т.д.);
движения субстрата/картриджа в среде;
движения субстрата/картриджа со средой по соответствующим линиям (например, при гидростатическом давлении).
Благодаря высокой химической и физической стабильности углерода, нет проблемы со стерилизацией субстрата по изобретению обычными методами стерилизации, с которыми хорошо знакомы специалисты в данной области. Это обеспечивает, например, оптимальный рост культур клеток, так как клетки быстро образуют колонии и сцепляются с углеродной поверхностью субстрата или прилипают к ней и могут быть, по существу, отделены от окружающей среды в смысле образования компартмента. Это делает возможным равномерную и регулируемую подачу питательных веществ и улучшенную утилизацию метаболитов и сбор культур клеток.
- 2 009716
Данное изобретение относится к способу культивирования клеток, включающему следующие стадии:
а) использование носителя на основе углерода/субстрата, имеющего слоистую структуру, содержащую:
ί) по меньшей мере два слоя пористого материала, которые расположены один поверх другого, между которыми существует внутреннее пространство для прохождения потока: или и) по меньшей мере, один слой пористого материала, который сохраняет свою форму, свёрнут или расположен таким образом, что между по меньшей мере двумя частями слоя материала, расположенными одна на другой, существует внутреннее пространство для прохождения потока; и
б) нагрузку носителя биологическим материалом, который является живым и/или способен к размножению;
в) контактирование нагруженного носителя с жидкой средой.
Что касается продукта, решение вышеуказанных задач относится к пористому носителю на основе углерода/субстрату, имеющему слоистую структуру, содержащую:
ί) по меньшей мере два слоя пористого материала, которые расположены один поверх другого, между которыми существует внутреннее пространство для прохождения потока; или ίί) по меньшей мере один слой пористого материала, который сохраняет свою форму, свёрнут или расположен таким образом, что между по меньшей мере двумя частями слоя материала, расположенными одна на другой, существует внутреннее пространство для прохождения потока;
и содержащему иммобилизованный биологический материал, который является живым (жизнеспособным) и/или способен к размножению.
Описание фигур
На фиг. 1 схематически изображены субстраты по изобретению, имеющие слоистую структуру.
На фиг. 2 схематически изображён цилиндрический субстрат по изобретению, имеющий круговую поверхность для прохождения потока.
На фиг. 3 схематически изображено устройство для осуществления способа культивирования клеток по изобретению в его предпочтительном варианте.
На фиг. 4 схематически изображено другое устройство для осуществления способа культивирования клеток согласно альтернативному предпочтительному варианту.
На фиг. 1 показаны варианты носителей/субстратов по изобретению, имеющие слоистую структуру. Субстрат 1, показанный в перспективе на фиг. 1А, содержит многочисленные чередующиеся слои материала 2, 3, расположенные один поверх другого, причём первый слой материала 2 прикреплён к возможно структурированному, например, гофрированному или складчатому, слою материала 3, расположенному на нём таким образом, что между слоями 2 и 3 материала образуется внутреннее пространство, включающее множество каналов 4, по которым может проходить параллельно поток. В самом простом случае можно представить субстрат на фиг. 1А в виде стопы гофрированного картона. Если слои структурированного материала чередуются под углом, например 90°, по отношению друг к другу, получается субстрат аналогичный показанному на фиг.1В, через который поток проходит в пересекающихся направлениях в каналах 4, 4'. Этот субстрат практически открыт на торцевых поверхностях и имеет два возможных направления течения через субстрат, смещённые по отношению друг к другу благодаря поперечному расположению слоев гофрированной структуры. Как альтернатива слоям структурированного материала два или более практически плоских слоя 2, 3 материала также могут быть расположены согласно изобретению один поверх другого, что показано на фиг. 1С, при этом два из этих слоев соединены вместе спейсерными элементами 5 с образованием многочисленных каналов 4, через которые проходит поток, в пространстве между слоями 2, 3 материала.
На фиг. 2 показан другой вариант носителя/субстрата согласно данному изобретению. Вид сверху цилиндрического субстрата 6 на фиг. 2А показывает гофрированный слой 7 материала, свёрнутый в виде спирали. Эта спираль обеспечивает множество участков, при помощи которых другая часть 8' слоя 7 материала располагается на части 8 слоя материала в следующем намотанном слое, при этом между частями 8 и 8' образуются промежуточные каналы 9. Как показано на фиг. 2В, субстрат 6 имеет цилиндрическую форму благодаря тому, что плоский лист, имеющий гофры, свёрнут спирально или скатан. Соответствующие субстраты могут быть свёрнуты, например, путём скатывания гофрированного картона, с образованием цилиндрического формованного тела. Путём карбонизации полученного гофрированного картонного материала может быть сформовано цилиндрическое тело 6, содержащее множество каналов 9, проходящих через него в направлении высоты цилиндра. Это позволяет получить цилиндрический субстрат 7 с круглой концевой поверхностью, через который, по существу, в одном направлении может проходить поток (фиг. 2А).
На фиг. 3 показана схематическая диаграмма предпочтительного варианта устройства и/или реактора 10 для осуществления способа культивирования клеток согласно изобретению. Носитель/субстрат 11, например, в виде цилиндра, показанного на фиг. 2, или блока, показанного на фиг. 1, расположен на подходящем держателе 12, например, перфорированной пластине в реакционном сосуде 13. Этот реакционный сосуд 13 связан через выравнивающую линию 14 с выравнивающим контейнером для хранения 15.
- 3 009716 который содержит жидкую среду 16, например, культуральную среду. Реакционный сосуд 13 перемещается вверх и вниз по отношению к выравнивающему контейнеру 15 при помощи подходящего устройства 17. При движении реакционного сосуда 13 вниз среда 16 вытекает из контейнера для хранения 15 по линии 4 в реакционный сосуд 13, и субстрат 11 частично или полностью погружён в культуральную среду в зависимости от вертикального расположения реакционного сосуда 13 по отношению к уровню жидкости в контейнере для хранения 15. За счёт регулярного движения реакционного сосуда 13 вверх и вниз субстрат 11 циклически погружается в культуральную среду 16 и среда 16 протекает через субстрат 11. Реакционный сосуд 13 может быть воздухонепроницаемым, и пространство для газа над средой в реакционном сосуде 13 может быть заполнено инертным газом, в котором может быть предусмотрено приспособление для выравнивания давления. При движении реакционного сосуда вверх и вниз среда 16 попадает в каналы субстрата 11 и обеспечивает равномерное поступление влаги, питательных веществ или т.п. к микроорганизмам или клеткам или клеточным тканям. В то же самое время метаболиты, образованные микроорганизмами, клетками или другим биологическим материалом, иммобилизованным на субстрате 11, могут уноситься средой 16 из субстрата 11. Эти метаболиты накапливаются в среде 16 и могут быть удалены из неё по выравнивающей линии 14 или через контейнер для хранения 15, непрерывно или периодически, например, путём экстракции или подобными методами выделения.
На фиг. 4 представлен другой вариант устройства 18 для осуществления способа культивирования клеток по изобретению, который работает по принципу чередующегося давления. Носитель/субстрат 22 по изобретению в виде цилиндрической секции субстрата, изображённого на фиг. 2, или в виде блока, показанного на фиг. 1, расположен в реакционном сосуде 19 с двумя камерами 20, 21, расположенными одна над другой. Этот субстрат имеет радиальный канал, по которому через ввод 23 в пространство 24, расположенное в нижней камере 20 реактора, может быть введён сжатый воздух. Две камеры 20, 21 реакционного сосуда 19 отделены одна от другой проницаемой перегородкой 25, которая может быть, например, перфорированной донной частью, на которой располагается субстрат 22. Для работы реактора нижняя камера 20 реактора заполняется жидкой средой 26, например, жидкой культуральной средой для микроорганизмов или клеток, таким образом, что уровень жидкости остаётся ниже перегородки 25 в реакторе. Если сжатый воздух вводится в пространство 24 через ввод 23 с перепадом давления, часть жидкой культуральной среды 26 вытесняется в нижнюю камеру 20 реактора согласно принципу погружения колокола и побуждается подниматься вверх через перегородку 25 реактора, при этом субстрат 22 приходит в соприкосновение с жидкой культуральной средой 26. Избыточное давление, преобладающее в верхней камере реактора высвобождается через отверстие 27 выравнивания давления в верхнюю камеру 21 реактора. Путём регулярной или нерегулярной подачи давления в нижнюю камеру 20 реактора и затем сброса давления через ввод 23 выравнивания давления в пространство вытеснения 24 субстрат 22 промывается жидкой культуральной средой 26. При этом субстрат 22 может быть погружён полностью или частично в среду 26.
Подробное описание изобретения
Носитель/субстрат.
Носители/субстраты на основе углерода по изобретению обладают превосходной биосовместимостью при использовании в качестве носителя/субстрата для культур клеток или клеток; они не выделяют токсичных веществ, имеют стабильные размеры, чрезвычайно легко получаются с различной конструкцией, например, с различными размерами пор, внутренней структурой и внешней формой.
Далее, пористые тела по изобретению легко стерилизуются и являются хорошими адгезионными субстратами для микроорганизмов, культур клеток и клеток, а также жизнеспособного и/или размножающегося биологического материала вообще. Благодаря этим свойствам эти пористые тела на основе углерода могут быть приспособлены к требованиям, предъявляемым во многих областях применения. Пористые субстраты, предпочтительно, состоят, в основном, из аморфного и/или пиролитического и/или стекловидного углерода, предпочтительно, выбранного из активированного углерода, спеченного активированного углерода, аморфного, кристаллического или частично кристаллического углерода, графита, пиролитического углеродистого материала, углеродных волокон или карбидов, карбонитридов, оксикарбидов или оксикарбонитридов металлов или неметаллов, а также их смесей или подобного материала на основе углерода. Пористые носители/субстраты по изобретению представляют собой, особенно предпочтительно, пиролитический материал, состоящий, по существу, из углерода.
Носители/субстраты особенно предпочтительно изготавливать путём пиролиза/карбонизации исходных материалов, которые при высокой температуре в атмосфере, не содержащей кислорода, превращаются в вышеупомянутые материалы на основе углерода. Подходящие исходные материалы для карбонизации субстратов по изобретению включают, например, полимеры, полимерные плёнки, бумагу, пропитанную или содержащую покрытия бумагу, тканые, нетканые материалы, керамические диски с покрытиями, хлопковую валяную ткань, войлочные прутки, войлочные гранулы, целлюлозные материалы или, например, бобовые, такие как земляные орехи, чечевица, бобы и т.п., или орехи, сухофрукты или т.п. а также неспелые плоды, полученные на основе этих материалов.
Термин «на основе углерода», используемый в контексте данного изобретения, относится ко всем материалам, которые содержат углерод (до любой модификации металлами) в количестве более 1 вес.%,
- 4 009716 особенно более 50 вес.%, предпочтительно более 60 вес.%, предпочтительнее более 70 вес.%, более 80 вес.% и особенно более 90 вес.%. Согласно особенно предпочтительным вариантам носители/субстраты на основе углерода по изобретению содержат углерод в количестве между 95 и 100 вес.%, в особенности 95-99 вес.%.
Предпочтительно, чтобы носитель/субстрат содержал многочисленные слои материала, расположенные один поверх другого, образуя внутреннее пространство, через которое может проходить поток. Предпочтительно, каждое такое пространство имеет каналовидную структуру, например, множество каналов, расположенных практически параллельно, пересекающихся или образующих сетку. Каналовидные структуры могут располагаться на расстоянии друг от друга благодаря наличию множества спейсерных элементов, предусмотренных в слоях субстрата, что обеспечивает наличие расстояний. Каналы, а именно, каналовидные структуры, предпочтительно, имеют средний диаметр в интервале от примерно 1 нм до примерно 1 м, в частности, от примерно 1 нм до примерно 10 см, предпочтительно, от 10 нм до 10 мм и, особенно, от 50 нм до 1 мм. Расстояния между двумя соседними слоями практически одинаковы.
Носитель/субстрат по изобретению предпочтительно изготавливать таким, чтобы каналы между первым и вторым слоями материала и каналы в соседнем слое между вторым и третьим слоями материала располагались практически в одном и том же направлении, так что в целом субстрат имеет слои каналов, через которые поток может проходить в предпочтительном направлении. Альтернативно, субстрат может быть изготовлен так, что он содержит слои каналов, которые располагаются под углом по отношению друг к другу, между первым и вторым слоем материала каналы расположены под углом от более 0 до 90°, предпочтительно 30-90° и особенно предпочтительно 45-90° по отношению к каналам в соседнем слое между вторым слоем материала и третьим слоем материала.
Каналы, а именно, каналовидные структуры в субстрате по изобретению практически открыты на обоих концах, так что тело по изобретению в целом имеет структуру типа сэндвича, а именно, слоистую конструкцию чередующихся слоев пористого материала и внутренних пространств, предпочтительно, слоев каналов, через которые может проходить поток. Каналы, то есть каналовидные структуры, могут иметь линейное протяжение в их продольном направлении согласно данному изобретению, или они могут иметь гофрированную, извилистую или зигзагообразную структуру и могут проходить параллельно или пересекая друг друга в пространстве между слоями материала.
Внешняя форма и размеры носителя/субстрата по изобретению могут быть выбраны и адаптированы согласно предполагаемому применению.
Носитель/субстрат по изобретению может иметь внешнюю форму, которая выбрана, например, из удлинённых форм, таких как цилиндрическая, полигональная, колоннообразная, например, форма треугольной колонны или форма стержня, или может быть в виде листа или полигонального изделия, например, квадратного, кубического, тетраэдрального, пирамидального, октаэдрального, додекаэдрального, икозаэдрального, ромбовидного, призматического или сферического, полого сферического или цилиндрического, двояковыпуклого или дискообразного или кольцеобразного.
Субстраты по изобретению могут иметь размеры, которые требуются в зависимости от предполагаемого применения, например, объём носителя/субстрата может быть равен от 1 мм3, предпочтительно от примерно 10 см3 до 1 м3. В случаях, когда это желательно, субстраты могут быть гораздо больше или иметь микроразмеры, данное изобретение не ограничивается определёнными размерами субстрата.
Субстрат может иметь очень длинный внешний размер в интервале от примерно 1 нм до 1000 м, предпочтительно от примерно 0,5 см до 50 м, особенно предпочтительно от примерно 1 см до 5 м.
Для получения таких субстратов гофрированный слой материала, например, может быть свёрнут в виде спирали с образованием цилиндрического тела. Такие субстраты изготавливают так, что один слой материала, предпочтительно, гофрированный или структурированный иначе таким образом, что сохраняет свою форму, располагается в виде спирали, образуя промежуточное пространство между по меньшей мере двумя частями слоя материала, расположенными одна поверх другой, так что поток может проходить через промежуточное пространство, предпочтительно содержащее множество каналовидных структур или каналов.
Несколько слоев материала, расположенных один над другим, могут образовать такие цилиндрические носители/субстраты путём их свёртывания.
Пористые слои материала и/или стенки каналов и/или элементы спейсеров между слоями материала носителя/субстрата по изобретению могут иметь средний размер пор в интервале от примерно 1 нм до 10 см, предпочтительно от 10 нм до 10 мм и особенно предпочтительно от 50 нм до 1 мм. Пористые слои материала могут быть полупроницаемыми и обычно имеют толщину между 3 ангстрема (А) и 10 см, предпочтительно от 1 нм до 100 мкм и наиболее предпочтительно от 10 нм до 10 мкм. Средний диаметр пор пористых слоев, возможно полупроницаемых, равен от 0,1 ангстрема (А) до 1 мм, предпочтительно от 1 ангстрема (А) до 100 мкм и наиболее предпочтительно от 3 ангстрем (А) до 10 мкм.
Согласно предпочтительному варианту выполнения носителя/субстрата по изобретению слои материала носителя/субстрата структурируют с одной или двух сторон, предпочтительно с двух сторон. Предпочтительное структурирование слоя материала заключается в форме профилированной канавки или отпечатка, полученного вместе с канавками и/или каналовидными углублениями, расположенными,
- 5 009716 по существу, на равном расстоянии один от другого по всей длине поверхности слоев материала. Канавки могут располагаться параллельно внешним краям слоев материала или могут располагаться по отношению к ним под любым углом или могут быть зигзагообразными или гофрированными. Кроме того, слои материала, если они структурированы с обеих сторон, могут иметь идентичную форму канавок с двух сторон или же могут содержать различные формы канавок. Предпочтительно, чтобы слои пористого материала были структурированы, чтобы они были однородными с двух сторон, то есть, чтобы углубления канавок с одной стороны слоя материала соответствовали соответствующим выступам в профиле с другой стороны слоя материала. Слои материала, предпочтительно, располагаются в субстратах таким образом, чтобы форма канавок двух соседних слоев материала была параллельной друг другу.
Далее, слои материала могут располагаться таким образом, что канавки в двух соседних слоях материала пересекаются под углом и когда слои материала накладываются один на другой, результатом является множество точек контакта между соседними слоями материала в точках пересечения выступающих краёв канавок соседних слоев материала. Это приводит к получению субстратов, имеющих повышенную механическую стабильность благодаря соединению во многих точках согласно точкам контакта пересекающихся канавок. Структуры канавок выбираются, в частности, таким образом, что когда два слоя материала расположены один поверх другого, каналовидная или сетчатая структура образуется в промежуточных областях между двумя соседними слоями материала, соответствуя множеству каналов или трубок и обеспечивая подходящее сопротивление потоку в носителе/субстрате, предпочтительно, самое небольшое сопротивление потоку. Специалистам в данной области известно, как выбрать форму канавок и их размеры. В носителе/субстрате по изобретению структуры канавок в профилированных слоях материала обеспечивают каналовидные структуры и/или трубчатые структуры в промежуточных пространствах, поперечное сечение которых может быть адаптировано к конкретной цели.
Как альтернатива профилированию канавок или каналов слои материала могут также иметь предварительно изготовленные гофры или складки. Когда многие такие слои материала располагаются плоско один поверх другого, результатом является сотовая структура, которая видна с конца носителя/субстрата в виде структуры каналов в направлении плоскости слоев материала. Когда такие предварительно сформованные слои материала свёртываются, результатом являются цилиндрические субстраты, поперечное сечение которых содержит множество каналов, расположенных в виде спирали, простирающейся вдоль продольного размера цилиндра. Такие цилиндры/диски, по существу, открыты в поперечных сечениях с двух сторон.
В добавление к этому могут быть также предусмотрены спейсерные элементы и/или они могут быть альтернативно или дополнительно введены между слоями материала. Соответствующие спейсерные элементы служат для создания достаточно больших пространств между слоями материала, в которых расположены каналы и которые обеспечивают низкое сопротивление модуля потоку. Соответствующие спейсерные элементы могут быть пористыми, открыто-пористыми плоскими листами в виде промежуточных слоев, сетчатых структур или спейсеров, расположенных в центре или на краях слоев материала, которые затем обеспечивают определённое минимальное расстояние между слоями материала.
Носители/субстраты по изобретению содержат промежуточные слои и/или каналы и/или слои с каналами, которые, по существу, являются открытыми на обоих концах каналов и/или слоев. Субстраты по изобретению не герметизируются и не закрываются по отношению к жидкостям на концах и краях слоев материала и/или на выходе или входе в каналы.
Пространство между слоями материала по отношению один к другому особенно предпочтительно обеспечивается тем, что множество точек контакта между соседними слоями материала получается в местах пересечения приподнятых краёв структур благодаря профилированию канавок подходящих размеров, образованию складок или гофрированию и пересечению канавок, складок или гофров двух соседних слоев материала под некоторым углом. Это приводит к тому, что вдоль углублений в слоях материала образуются внутренние пространства в виде множества каналовидных структур. Подобно этому этот результат можно также получить за счёт чередующихся складок или гофров в слоях материала различной ширины.
Далее, слои материала могут быть также расположены на таком расстоянии, что профилирование канавок или образование складок и/или гофров различной глубины в чередующемся порядке достигается в слоях материала, приводя к образованию выступов краёв отдельных канавок различной высоты, за счёт чего число точек контакта между соседними слоями материала в точках пересечения краёв канавок, гофрированных структур или складчатых структур уменьшается в целом по сравнению с общим количеством доступных краёв канавок. За счёт соединения слоев материала в этих точках обеспечивается адекватная прочность носителя/субстрата и подходящее сопротивление потоку.
Особенно предпочтительно применять модульную структуру в качестве пористого носителя/субстрата, причём эта структура создаётся путём карбонизации возможно структурированного, профилированного, предварительно обработанного и сложенного листового материала на основе волокон, бумаги, текстиля или полимерного материала. Носители/субстраты согласно данному изобретению состоят из материала на основе углерода, возможно, соответствуя углеродному композиционному мате
- 6 009716 риалу, полученному пиролизом углеродистых исходных материалов и типу углеродной керамики и/или керамики на основе углерода. Такие материалы могут быть получены, например, исходя из бумагоподобных исходных материалов, путём пиролиза и/или карбонизации при высоких температурах. Соответствующие способы изготовления, в частности, углеродных композиционных материалов, описаны в международной заявке νθ 01/80981, в частности, на стр. 14, строка 10 и кончая стр. 18, строка 14, эти способы можно применять в данном случае. Субстраты на основе углерода по изобретению могут быть также изготовлены по способу, описанному в международной заявке XVО 02/32558, в частности, на стр. 6, строка 5 - стр. 24, строка 9. Содержание этих международных заявок полностью включено в качестве ссылок в данную заявку.
Субстраты по изобретению могут быть также получены пиролизом предварительно полученных полимерных плёнок и/или трёхмерно расположенных или сложенных в пакеты полимерных плёнок, как описано в ΌΕ 103 22 182, также полностью включённом в качестве ссылки в данную заявку.
Особенно предпочтительные варианты носителя/субстрата по изобретению могут быть изготовлены путём карбонизации гофрированного картона по способам пиролиза, описанным в вышеуказанных заявках, при этом гофрированные слои картона фиксируются один на другом, что приводит к получению открытого тела, через которое может проходить поток.
Кроме того, предпочтительные субстраты получают также в цилиндрической форме путём свёртывания или скатывания слоев бумаги или полимерной плёнки или кип бумаги или полимерной плёнки с получением цилиндрических тел, труб или стержней, пригодных для параллельного или поперечного прохождения потока, и последующего пиролиза согласно вышеуказанным известным способам. Эти «катушки (спирали)» в простейшем случае включают содержащий канавки, профилированный, сложенный или гофрированный слой пористого материала, который свёрнут с образованием цилиндра путём скатывания этого листообразного предшественника и затем после свёртывания карбонизации.
Полученный цилиндрический носитель/субстрат включает слой пористого материала, свёрнутого в виде спирали или червячной передачи в поперечном сечении, при этом пространство и/или каналы простираются, в основном, в направлении высоты цилиндра между витками носителя/субстрата, а поперечное сечение служит как площадь для прохождения потока, имеющая наименьшее сопротивление потоку. Подобным образом два или несколько слоистых предшественников материала, расположенных один поверх другого, могут быть также скатаны и затем подвергнуты карбонизации с образованием носителя/ субстрата. Особенно предпочтительными являются по меньшей мере два слоя материала, расположенные один поверх другого, при этом один слой является гофрированным, а другой - плоским (верхний слой); это препятствует скольжению гофров и/или канавок и попаданию их друг в друга при свёртывании для получения цилиндра, и поэтому пространства, образующие каналоподобную структуру остаются открытыми. В нижеследующем примере 1 описаны такие цилиндрические тела.
Носители/субстраты по изобретению могут быть модифицированы для адаптации их физических и/или химических свойств к предполагаемой области применения. Материалы на основе углерода являются в высшей степени биосовместимыми, образующими идеальный субстрат для клеток, микроорганизмов или тканей. Субстраты по изобретению могут быть модифицированы на внутренней и/или внешней поверхностях для придания, по меньшей мере частично, гидрофильных, гидрофобных, олеофильных или олеофобных свойств, например, путём фторирования, париленирования, нанесения покрытий или пропитки носителя/субстрата веществами, которые способствуют росту микробов, культуральной средой, полимерами.
Свойства носителя/субстрата могут быть, предпочтительно, модифицированы другими веществами, выбранными из органических и неорганических веществ или соединений. Предпочтительными веществами являются соединения железа, кобальта, меди, цинка, марганца, калия, магния, кальция, серы или фосфора. Введение этих дополнительных соединений может быть использовано, например, для ускорения роста некоторых микроорганизмов или клеток на субстрате. Далее, пропитка или нанесение на носитель/субстрат покрытий на основе углеводов, липидов, пуринов, пиромидинов, пиримидинов, витаминов, белков, факторов роста, аминокислот и/или источников серы или азота также пригодны для ускорения роста. Далее, для стимулирования роста клеток можно использовать следующие вещества: дифосфонаты (например, риседронаты, памидронаты, ибандронаты, золедроновая кислота, клодроновая кислота, этидроновая кислота, алендроновая кислота, тилудроновая кислота), фториды (динатрийфторфосфат, фторид натрия), кальцитонин, дигидротахистирол, а также все факторы роста и цитокины (эпидермальный фактор роста (ΕΟΕ), тромбоцитарный фактор роста (ΡΌΟΕ), фибробластовый фактор роста (ЕОЕ), трансформирующие факторы роста Ь (ТОЕк-Ь), трансформирующий фактор роста а (ТОЕ-а), эритропоетин (Еро), инсулиноподобный фактор роста I (ЮЕ-Ι), инсулиноподобный фактор роста II (ЮЕ-П), интерлейкин 1 (1Ь-1), интерлейкин 2 (1Ь-2). интерлейкин 6 (1Ь-6), интерлейкин 8 (1Ь-8), фактор некроза опухолей а (ΤΝΕ-а), фактор некроза опухолей Ь (ΤΝΕ-Ь), интерферон д (ΕΝΕ-д), моноцитарный хемотактический белок, фибробластовый стимулирующий фактор 1, гистамин, фибрин, фибриноген, эндотелин 1, ангиотензин II, коллагены, бромокриптин, метисергин, метотрексат, четырёххлористый углерод, тиоацетамид, этанол.
- 7 009716
Условия прохождения потока в носителе/субстрате можно регулировать для требующихся условий путём изменения геометрии пространства или каналов в направлении потока (например, в случае гофрированных каналов, изменения диаметра и, возможно, также поверхностных свойств углерода, таких как свойства мембран, шероховатость, пористость, гидрофильность, гидрофобность, олеофильность, олеофобность, величина рН, путём пропитки активными ингредиентами и/или катализаторами и т.д.
Нагрузка и культивирование клеток.
Согласно способу по изобретению носитель/субстрат нагружается жизнеспособным и/или размножающимся биологическим материалом. Биологический материал включает одноклеточные или многоклеточные микроорганизмы, грибы, споры, вирусы, клетки растений, клеточные культуры или ткани или клетки животных или людей, культуры клеток или тканей или их смеси.
Нагрузка предпочтительно приводит к экстенсивной иммобилизации биологического материала. Нагрузку предпочтительно проводят при помощи тканеобразующих или нетканеобразующих клеток млекопитающих, водорослей, бактерий, в частности генетически модифицирующих бактерий, продуцирующих активные ингредиенты, первичных клеточных культур, таких как эукариотные ткани, например, костная, хрящевая ткань, ткань печени, почек, а также экзогенных, аллогенных, сингенных или аутологичных клеток и типов клеток и, возможно, также генетически модифицированных клеточных линий и, в особенности, нервных тканей.
Биологический материал может быть нанесён на носитель/субстрат обычными методами. Примеры включают погружение носителя/субстрата в раствор/суспензию клеточного материала, разбрызгивание на носитель/субстрат раствора клеточного материала или суспензии клеточного материала, инокулирование жидкой среды в контакте с носителем/субстратом и т. п. После нагрузки необходимо определённое время инкубирования, чтобы иммобилизованный биологический материал полностью проник в носитель/субстрат.
Субстраты на основе углерода пригодны, в частности, для иммобилизации и размножения микроорганизмов всех типов и культур тканей, особенной тканей клеток. В этих процессах микроорганизмы или культуры клеток образуют колонии на субстратах и могут снабжаться жидкими или газообразными питательными веществами через промежуточные слои с проходящим потоком и/или каналы в промежуточных слоях, в то время как метаболиты могут легко удаляться с жидким потоком, проходя через носитель/субстрат. Кроме того, микроорганизмы и клетки, иммобилизованные на носителе/субстрате, могут быть защищены от вымывания и от возможного вредного воздействия окружающей среды, например, от механического стресса.
Далее, согласно данному изобретению можно погружать несколько субстратов, содержащих различные микроорганизмы, культуры клеток или культуры тканей в реакционную смесь, содержащую, например, реакционную среду и, возможно, эдукты, и тем самым позволить реакционной среде проходить через них, не приводя к смешению микроорганизмов, культур клеток или тканей, которые в значительной степени иммобилизованы на субстратах.
Соответствующие носители/субстраты, возможно, установленные в подходящих контейнерах с получением систем картриджей, которые нагружены различными микроорганизмами или, возможно, различными культурами клеток, могут погружаться в одну культуральную среду для репродукции или продуцирования активных ингредиентов и могут удаляться из культуральной среды через некоторый промежуток времени в виде отдельных картриджей для сбора материала и открываться для этой цели, или же продукты могут удаляться непрерывно. Субстраты или контейнеры и/или картриджи, содержащие эти субстраты, могут быть устроены таким образом, что они должны быть разрушены для высвобождения активного ингредиента или они могут обратимо открываться и закрываться. Картриджи предпочтительно, изготавливают так, чтобы их можно было обратимо открывать и закрывать. Согласно данному изобретению носители/субстраты могут быть помещены в подходящий кожух и/или подходящий контейнер, выбранный из реакторов для химических или биологических реакций, например, в колбы, бутылки, в особенности, в склянки для культур клеток, роллер-флаконы, центрифугу, в пробирки с культурами, камеры с культурами клеток, чашки с культурами клеток, планшеты с культурами, в пипетки с колпачками, кюветы, криотрубки, реакторы с перемешиванием, реакторы с фиксированным слоем, трубчатые реакторы и т. п.
До, во время и после нагрузки биологического материала носитель/субстрат приводится в контакт с жидкой средой. Жидкая среда до нагрузки может отличаться от жидкой среды после нагрузки. Термин «жидкая среда» включает любую жидкость, в виде газа, твёрдого тела или жидкости, такую как вода, органические растворители, неорганические растворители, суперкритические газы, обычные газы, растворы или суспензии твёрдых или газообразных веществ, эмульсии и т. п. Среду, предпочтительно, выбирают из жидкостей или газов, растворителей, воды, газообразных, жидких или твёрдых эдуктов и/или продуктов, жидких культуральных сред для ферментов, клеток и тканей, их смесей и т. п.
Примеры жидких культуральных сред включают, например, ΚΡΜΙ 1640 от Се11 Соиеер18, РРНМ II, гибридому 8РМ и/или СО гидридому от С1ВСО и т.д. Они могут быть использованы с сывороткой или без неё, например, с фетальной коровьей сывороткой вместе с аминокислотами, такими как Ь-глутамин.
- 8 009716 или без них. Жидкая среда может быть смешана с биологическим материалом, например, для инокулирования носителя/субстрата.
Контакт можно осуществить при полном или частичном погружении носителя/субстрата или кожуха/контейнера, его содержащего, в жидкую среду. Субстраты могут быть помещены в подходящие реакторы, чтобы жидкая среда могла через них протекать. Важным критерием при этом являются смачиваемость и удаляемость любых пузырьков воздуха из материала субстрата. Для этого могут быть необходимы вакуумирование, дегазация и/или промывка, которые применяются, если это необходимо.
После первого контакта между носителем/субстратом и жидкой средой предпочтительно добавлять биологический материал, обычно в жидком виде, например, в виде раствора, суспензии, эмульсии и т.п., особенно предпочтительно, в самой жидкой среде, обычно в стерильных условиях. В случае субстратов по изобретению обычно осветляют среду, которая имеет некоторую мутность из-за наличия клеток, обычно осветление достигается через несколько часов, часто примерно через 2 ч.
Носитель/субстрат, предпочтительно, погружают в раствор, эмульсию или суспензию, содержащую биологический материал, на период времени от 1 с до 1000 дней, или же он может быть инокулирован биологическим материалом, возможно, в стерильных условиях, чтобы дать материалу возможность диффундировать в пористое тело и образовать там колонии. Инокуляцию можно также проводить путём разбрызгивания и т. п.
Жидкая среда, например культуральная среда, может перемещаться или возбуждаться для создания наиболее однородного жизнеспособного окружения и подачи питательных веществ микроорганизмам. Это может быть достигнуто различными методами, указанными выше, например, путём перемещения носителя/субстрата в среде или перемещения среды через носитель/субстрат. Это осуществляется обычно в течение достаточного промежутка времени, чтобы обеспечить рост, репродукцию или адекватную метаболическую активность биологического материала.
Затем метаболиты, то есть размножившиеся клетки, собирают. Фиксированное культивирование на носителе/субстрате является желательным упрощением процесса, так как таким образом клетки и окружающая среда могут быть легко отделены друг от друга. Клетки прилипают к носителю/субстрату и могут быть удалены при помощи подходящих средств после вымывания среды, обычно путём промывки, при помощи подходящих средств. После сбора продуктов метаболизма, например, путём экстракции из среды, носитель/субстрат может быть, если это желательно или необходимо, очищен, стерилизован и вновь использован для новой нагрузки того же или другого биологического материала.
Для последующего повторного применения нагруженных субстратов они могут также сохраняться путём криоконсервации вместе с биологическим материалом.
Биореакторы.
Способ по изобретению, предпочтительно, осуществляется с применением одного (или более) субстрата, который вводится в подходящий кожух, контейнер или реактор или систему реакторов до или после нагрузки биологическим материалом. Субстраты, предпочтительно, приводят в контакт с жидкой средой в кожухе, контейнере, реакторе или системе реакторов путём, по меньшей мере, частичного заполнения кожуха, контейнера или реактора и/или системы реакторов.
Согласно одному из вариантов контакт со средой, предпочтительно, происходит таким образом, что субстрат непрерывно или периодически приводится в движение в среде в кожухе, контейнере, реакторе или системе реакторов. Для этого контейнер обычно соединяется с ёмкостью для хранения, наполненной средой через питающие механизмы и, если это необходимо, предусматриваются дополнительные механизмы удаления, чтобы подавать среду непрерывно или периодически в контейнер и через него. Альтернативно, носитель/субстрат может также передвигаться при помощи подходящих устройств в кожухе, контейнере или реакторе и/или системе реакторов, частично или полностью заполненных жидкой средой.
Далее, носитель/субстрат может быть непрерывно или периодически, возможно, полностью или частично, погружён в кожухе, контейнере, реакторе или системе реакторов так, что жидкая среда может протекать через него. При этом прохождение жидкой среды через носитель/субстрат может осуществляться путём перемещения носителя/субстрата в этой среде. Альтернативно, прохождение жидкой среды через носитель/субстрат может быть осуществлено перемещением среды в носителе/субстрате, например, при помощи подходящих перемешивающих устройств, насосов, пневматических устройств для поднятия жидкости и т.п. После нагрузки носителя/субстрата биологическим материалом, предпочтительно, добавляют питательные вещества и/или продукты метаболизма, предпочтительно, удаляются непрерывно или периодически вместе с биологическим материалом.
В способе по изобретению носитель/субстрат нагружается и/или инокулируется вместе с подходящим количеством биологического материала, в соответствии с предполагаемой целью. Этот материал, предпочтительно, вводится и/или инокулируется таким образом, что носитель/субстрат содержит между 10-5 и 99 вес.%, предпочтительно между 10-2 и 80 вес.%, по меньшей мере предпочтительно между 1 и 50 вес.% клеток в расчёте на общий вес нагруженного носителя/субстрата. Носитель/субстрат особенно предпочтительно содержит культуры клеток в количестве, в 106 раз превышающем его собственный вес, а также имеет плотность клеток, равную 1-1023 клеток/мл объёма носителя/субстрата.
- 9 009716
Способ по изобретению особенно пригоден для культивирования и, возможно, репродуцирования нервной ткани. Особенное преимущество при этом состоит в том, что субстраты на основе углерода по изобретению хорошо адаптируются и являются пригодными благодаря лёгкости, с которой проводимость тел регулируется, и применению пульсирующих токов для культивирования нервной ткани.
Согласно данному изобретению субстраты могут применяться для культивирования в обычных системах биореакторов, например, в пассивных системах, без непрерывного регулирования и применения планшетов для тканей, склянок для тканей, роллер-флаконов, а также в активных системах со вводом газа и автоматическим регулированием параметров (кислотности, температуры), то есть в системах реакторов в самом широком смысле с применением контрольно-измерительных приборов.
Далее, носители по изобретению могут также работать как система реакторов при обеспечении подходящего оборудования, например, соединений для перфузии культуральной среды и газообмена, в особенности, включающего также модульные конструкции в соответствующей системе серии реакторов и тканевые культуры.
Согласно данному изобретению предпочтительно осуществлять способ культивирования клеток в реакторе и/или системе реакторов, содержащих по меньшей мере один носитель/субстрат, описанный выше, при этом реактор и/или система реакторов выбираются из склянок, флаконов, особенно флаконов для культур, роллер-флаконов, центрифуг, трубок для культур, камер для культур клеток, чашек для культур клеток, чашек для культивирования, криотрубок, реакторов с перемешиванием, реакторов с фиксированным слоем, трубчатых реакторов. Особенно предпочтительны роллер-флаконы, содержащие носитель/субстрат по изобретению или картриджи, содержащие носитель/субстрат по изобретению в кожухе. Кроме того, субстраты по изобретению могут быть также модифицированы для ускорения органогенеза, например. протеогликанами, коллагенами, солями тканей, например, гидроксиапатитом, и т.д., особенно, вышеупомянутыми биоразрушаемыми и/или абсорбируемыми полимерами. Субстраты по изобретению далее модифицируются также путём пропитки и/или адсорбции факторов роста, цитокинов, интерферонов и/или аддитивных факторов. Примеры подходящих факторов роста включают, РЭСР. БОР, ТОР -α, ОРО, ΝΟΡ, эритропоетин, ТОР-β, ЮР-1 и ЮР-ΙΙ. Подходящие цитокины включают, например, Ш-1-α и 1Ь-1-в, Ш-2, 1Б-3, 1Б-4, 1Б-5, 1Б-6, 1Б-7, 1Б-8, 1Б-9, 1Б-10, 1Б-11, 1Б-12, 1Б-13. Подходящие интерфероны включают, например, ЮТ-α, ЮТ-β и ЮТ-γ. Примеры подходящих факторов адгезии включают фибронектин. ламинин, витронектин, фетуин, поли-Э-лизин и т.п.
Плотность клеток носителей/субстратов по изобретению составляет от 1 до 1023 клеток/мл объёма, в частности объёма реактора, предпочтительно до 102, более предпочтительно 105, особенно до 109 клеток/мл.
Реакторы и/или системы реакторов могут работать непрерывно или периодически. Носитель/субстрат по изобретению может содержать полупроницаемый разделительный слой. Субстраты без полупроницаемого разделительного слоя могут быть установлены в контейнер в реакторе, предпочтительно содержащий полупроницаемый разделительный слой. В таком случае контейнер, предпочтительно, конструируется таким образом, что массообмен между жидкой средой в реакторе и внутренним пространством контейнера регулируется полупроницаемым разделительным слоем. Полупроницаемый разделительный слой может иметь те же разделительные свойства, что и полупроницаемый разделительный слой в контакте с внешней поверхностью пористого носителя/субстрата.
Для применения субстратов, содержащих полупроницаемый разделительный слой, или субстратов, которые находятся в контейнере, содержащем полупроницаемый разделительный слой, который обеспечивает массообмен только в отношении эдуктов и реакционной среды, предпочтительны реакторы с перемешиванием, работающие периодически, они предпочтительны и для субстратов по изобретению без разделительного слоя. Эти реакторы с перемешиванием обычно снабжены мешалкой и, возможно, механизмом для непрерывной подачи эдуктов. Субстрат(-ы) погружается (-ются) в жидкую среду в контейнере, который может содержать полупроницаемый разделительный слой. Если применяются сравнительно небольшие носители/субстраты, их предпочтительно помещать в контейнер или кожух, где они погружены в жидкую среду. Контейнер обеспечивает контакт со средой, возможно, через полупроницаемый разделительный слой, и он предотвращает неконтролируемое размещение субстратов в реакторе.
Поток в реакционном пространстве, предпочтительно, является турбулентным, и ламинарная пограничная плёнка является как можно более тонкой. Для поддержания градиента необходима хорошая конвекция. Эдукты всегда должны поступать в достаточном количестве. Специалистам в данной области очевидно, что согласно данному изобретению подходящими являются меры, приводящие к тщательному перемешиванию и хорошей и полной конвекции.
Специалистам также известно, что массопередача становится быстрее с увеличением турбулентности (увеличением числа Ке) благодаря уменьшению пути диффузии. Чем короче пути диффузии и чем больше градиент концентрации, тем быстрее происходит массопередача между внутренним пространством и внешним пространством. Специалистам известно, что скорость большинства реакций определяется массопередачей, а не скоростью самой реакции и, таким образом, скорость реакции непосредственно
- 10 009716 зависит от массопередачи. Только в исключительных случаях сама скорость реакции меньше, чем скорость массопередачи, поэтому скорость реакции ограничена самой реакцией, а не массопередачей.
Альтернативно, можно использовать непрерывный способ. Непрерывный способ имеет то преимущество, что эдукты могут подаваться непрерывно или периодически с жидкой средой и продукты реакции могут удаляться непрерывно или периодически. Для такого способа предпочтительны носители/субстраты без полупроницаемого разделительного слоя. Как альтернатива субстратам, содержащим полупроницаемый разделительный слой, могут применяться субстраты, не имеющие полупроницаемого разделительного слоя, иммобилизованные в контейнере или в кожухе при введении в реактор, содержащий полупроницаемый разделительный слой. Предпочтительные реакторы включают непрерывно работающие реакторы с перемешиванием, трубчатые реакторы и, возможно, реакторы с псевдоожиженным слоем.
Время пребывания в реакторе будет меняться в зависимости от типа реакции и будет зависеть от скорости биологической реакции. Специалисты в данной области знают, как отрегулировать время пребывания в реакторе в соответствии с конкретной реакцией. Поток эдуктов может, предпочтительно, вводиться путём циркуляции, при этом предусматриваются соответствующие контрольно-измерительные приборы для контроля, например, температуры, величины рН, концентрации питательных веществ или концентрации эдуктов в среде. Продукты могут удаляться из циркулирующего потока или непрерывно, или периодически.
Носители/субстраты по изобретению могут быть закреплены неподвижно в сосуде с перемешиванием или в трубчатом реакторе, или же они могут свободно «плавать» в среде, они могут также находиться в контейнере или кожухе, который погружён в реакционную среду. Если тела плавают свободно в среде, на выходе из реактора должны быть предусмотрены средства, которые препятствуют удалению этих тел из реактора. Например, могут быть установлены на выходе экраны. Носители/субстраты по изобретению предпочтительно помещать в пористый контейнер или кожух, который может быть снабжён полупроницаемым разделительным слоем, для погружения в реакционную смесь. Этот вариант имеет преимущество, состоящее в том, что субстраты могут быть легко удалены, когда реакционный сосуд с перемешиванием нужен для других реакций или когда необходимо обновление.
Согласно другому варианту изобретения реактор является трубчатым. В этом случае предпочтительно применять субстраты удлинённой формы, особенно спиралевидные цилиндрические тела, например, описанные в примере 1. Эти субстраты располагаются в трубчатом реакторе свободно или же устанавливаются в виде пучка в контейнере. С одного конца трубчатого реактора вводится смесь эдукты реакционная среда, а с другого конца реактора удаляется смесь продуктов реакции и реакционной среды. Когда среда протекает через трубчатый реактор, имеет место непрерывное прохождение потока среды через носитель/субстрат. Длина трубчатого реактора, скорость потока жидкой среды и связанное с этим время нахождения в реакторе регулируются специалистами в соответствии с видом реакции. Специалистам очевидно, что трубчатый реактор может быть дополнительно снабжён турбулизаторами для создания турбулентного потока. Как указано выше, для непрерывно работающего реактора с перемешиванием для минимизации ламинарного пограничного слоя и уменьшения длины путей диффузии желательно создавать поток с максимально высокими числами Рейнольдса (К.с). Турбулизаторами могут быть пористые носители/субстраты особой формы. Альтернативно, в качестве турбулизаторов могут быть также введены дополнительные формованные тела.
Специалистам очевидно, что в дополнение к основным типам реакторов, описанным выше, для способов культивирования клеток по изобретению можно, не выходя за рамки данного изобретения, применять модифицированные типы реакторов. Данное изобретение будет объяснено ниже более подробно с привлечением графических диаграмм и предпочтительных вариантов. Эти варианты не ограничивают данное изобретение.
Настоящее изобретение ниже иллюстрируется примерами, которые не следует понимать, как ограничительные.
Примеры. Пример 1.
Для применения в качестве носителя/субстрата в способе культивирования клеток по изобретению получали формованное тело, имеющее длину, равную 150 мм, и диаметр, равный 70 мм, путём свёртывания полимерного композита, содержащего натуральные волокна, имеющего вес, равный 100 г/м2 и толщину сухого слоя, равную 110 мкм. Радиально закрытые каналы со средним диаметром 3 мм получали путём формирования гофров из плоского материала длиной около 8 м, затем эту слоистую гофрированную структуру скатывали в поперечном направлении и закрепляли в этом виде. Формованное тело подвергали карбонизации в атмосфере азота при 800°С в течение 48 ч, добавляя к концу воздух для модификации пористости. Потеря веса составила 61 вес.%. Величина рН полученного материала в воде составляла 7,4. Буферный интервал находился в слабокислой области. Диски диаметром 60 мм каждый и толщиной 20 мм, вырезанные из этого карбонизованного материала, имели следующие свойства.
Отношение поверхность/объём 1700 м2/м3, поперечное сечение свободного потока 0,6 м2/м3, благодаря открытой структуре и длине каналов, равной 20 мм, измеримого падения давления при протекании воды через материал в условиях опыта не наблюдалось.
- 11 009716
Эти диски устанавливали в аппарате с переменным давлением, изображённым на фиг. 4, таким образом, чтобы 500 мл культуральной среды и 150 мл суспензии клеток могли протекать через каждый диск в стерильных условиях. Суспензия клеток содержала продуцирующую клеточные линии гибридому РЬТ2 МАВ против токсина 8Ыда, известного своим неадгезивным ростом в суспензии.
Для сравнения соответствующие единицы применяли без субстрата и без углеродного материала, сохранив остальные условия и скорость подачи и/или нагрузки такими же. Жидкая среда проходила через картридж за цикл, равный 30 с, то есть она циркулировала, тело было погружённым в жидкую среду каждые 30 с.
Образцы с субстратом характеризовались спонтанной количественной иммобилизацией клеток (ранее мутная надосадочная жидкость стала прозрачной через 4 ч) и затем мутность суспензии не обнаруживалась. После инкубирования в течение 7 дней плотность клеток увеличилась в семь раз до 1,8-107 клеток/мл. Продуцирование МАВ увеличилось от 50 мкг/мл вначале до 350 мкг/мл без признаков протеолитического разложения. Через 25 дней 12 из 12 образцов оставались жизнеспособными, затем процесс заканчивали. Это показывает, что носители/субстраты по изобретению приводят к прерыванию контактного ингибирования, несмотря на более высокую плотность клеток. Даже после криосохранения и размораживания продуцирование МАВ возобновлялось спонтанно после добавления свежей культуральной среды.
В сравнительном опыте на 11-й день выжила только одна из шести культур.
Пример 2. Поперечная геометрия.
Для применения в качестве носителя/субстрата в способе культивирования клеток по изобретению получали формованное тело, имеющее длину, равную 300 мм, шириной 150 мм и высотой 50 мм из полимерного композита, содержащего природные волокна, весом 100 г/м2 и толщиной сухого слоя 110 мкм и склеивали его в этой форме. При этом получались каналы со средним диаметром 3 мм благодаря гофрированию плоского материала и наслаиванию этих однослойных гофрированных структур под углом 90°, каналы получались радиально закрытыми. Эти формованные тела подвергали карбонизации при 800°С в течение 48 ч в атмосфере азота, при этом к концу добавляли воздух для модификации пористости. Потеря веса составила 61 вес.%. Величина рН полученного материала в воде равнялась 7,4, буферный интервал был в слабокислой области. Для получения цилиндрических субстратов по изобретению из этого углеродного материала диаметром 35 мм и толщиной 40 мм применяли резку водяной струёй, носители имели следующие свойства.
Отношение поверхность/объём 1700 м2/м3, поперечное сечение свободного течения 0,6 м2/м3, благодаря открытой структуре и длине каналов, равной 20 мм, измеримого падения давления при протекании воды через материал в условиях опыта не наблюдалось.
Полученные диски помещают в сшитую облучением защитную оболочку и соединяют с образованием пучков длиной 160 мм. Каждый из этих пучков помещали в обычный роллер-флакон объёмом 2 л и нагружали 500 мл жидкой культуральной среды и 150 мл суспензии клеток в стерильных условиях. Суспензия клеток содержала продуцирующую клеточные линии гибридому РЬТ2 МАВ против токсина 8Ыда, известного своим неадгезивным ростом в суспензии.
Для сравнения соответствующие единицы применяли без субстрата и без углеродного материала, сохранив остальные условия и скорость подачи и/или нагрузки такими же.
Роллер-флаконы вращались в устройстве для роллер-склянок. Образцы с субстратом характеризовались спонтанной количественной иммобилизацией клеток (ранее мутная надосадочная жидкость стала прозрачной через 4 ч) и затем мутность суспензии не обнаруживалась. После инкубирования в течение 7 дней плотность клеток увеличилась в семь раз до 1,8-107 клеток/мл. Продуцирование МАВ увеличилось от 50 мкг/мл вначале до 350 мкг/мл без признаков протеолитического разложения. Через 25 дней 12 из 12 образцов оставались жизнеспособными, затем процесс заканчивали. Это показывает, что носители/субстраты по изобретению приводят к прерыванию контактного ингибирования, несмотря на более высокую плотность клеток Даже после криосохранения и размораживания продуцирование МАВ возобновлялось спонтанно после добавления свежей культуральной среды.
В сравнительном опыте на 11-й день выжила только одна из шести культур.
Пример 3.
Для применения в качестве носителя/субстрата в способе культивирования клеток по изобретению получали формованное тело, имеющее длину, равную 150 мм, и диаметр, равный 70 мм, путём свёртывания полимерного композита, содержащего натуральные волокна, имеющего вес, равный 100 г/м2 и толщину сухого слоя, равную 110 мкм. При этом путём профилирования и затем гофрирования плоского материала и свёртывания этого однослойного гофрированного тела (см. пример 1) получали каналы 8образной формы или гофрированной формы со средним диаметром 3 мм, ранее радиально закрытые. Формованное тело подвергали карбонизации в атмосфере азота при 800°С в течение 48 ч, добавляя к концу воздух для модификации пористости. Потеря веса составила 61 вес.%. Величина рН полученного материала в воде составляла 7,4. Буферный интервал находился в слабокислой области. Диски диамет
- 12 009716 ром 60 мм каждый и толщиной 20 мм, вырезанные из этого карбонизованного материала, имели следующие свойства.
Отношение поверхность/объём 2500 м2/м3, площадь поперечного сечения для свободного течения 0,3 м2/м3, благодаря открытой структуре и длине каналов, равной 20 мм, измеримого падения давления при протекании воды через материал в условиях опыта не наблюдалось.
Эти диски устанавливали в аппарате, изображённом на фиг. 3, таким образом, чтобы через каждый из них в стерильных условиях могло протекать 500 мл культуральной среды и 150 мл суспензии клеток. Суспензия клеток содержала продуцирующую клеточные линии гибридому ЕЬТ2 МАВ против токсина 8Ыда, известного своим неадгезивным ростом в суспензии.
Для сравнения соответствующие единицы применяли без субстрата и без углеродного материала, сохранив остальные условия и скорость подачи и/или нагрузки такими же. Жидкая среда проходила через картридж за цикл, равный 30 с, то есть она циркулировала, тело было погружённым в жидкую среду каждые 30 с.
Образцы с субстратом характеризовались спонтанной количественной иммобилизацией клеток (ранее мутная надосадочная жидкость стала прозрачной через 4 ч) и затем мутность суспензии не обнаруживалась. После инкубирования в течение 7 дней плотность клеток увеличилась в семь раз до 1,8-107 клеток/мл. Продуцирование МАВ увеличилось от 50 мкг/мл вначале до 350 мкг/мл без признаков протеолитического разложения. Через 25 дней 12 из 12 образцов оставались жизнеспособными, затем процесс заканчивали. Это показывает, что носители/субстраты по изобретению приводят к прерыванию контактного ингибирования, несмотря на более высокую плотность клеток. Даже после криосохранения и размораживания продуцирование МАВ возобновлялось спонтанно после добавления свежей культуральной среды.
Пример 4.
Диски из примера 1 после карбонизации пропитывали водным раствором, содержащим 10% поливинилпирролидона, затем высушивали. Затем устанавливали картриджи в аппарате по примеру 1 и инкубировали культуральной средой и клетками. Было отмечено, что смачивание картриджей улучшилось, и клетки были иммобилизованы уже через 2 ч (осветление мутной надосадочной жидкости).
Пример 5.
Диски из примера 1 устанавливали в аппарате по фиг. 3, содержащем два контейнера, которые были соединены соответствующими линиями в донной части.
Эту систему в контейнерах инкубировали культуральной средой и клетками как в примере 1. Расположение контейнеров было таким, что в состоянии покоя углеродный диск был всё ещё погружён в жидкость. После полной иммобилизации клеток сосуд вместе с углеродным диском механически поднимали до такого положения, чтобы жидкость могла выходить через соответствующие линии во второй контейнер с жидкостью и углеродный диск больше не был погружён в жидкость. Затем контейнер опускали в исходное положение покоя. Время цикла было равно 30 с. Преимущество такой циркуляции заключалось в том, что сила, требующаяся для движения среды, возникала при подъёме и опускании картриджей, и не требовалось контакта со средой.
После инкубирования в течение 7 дней плотность клеток увеличилась в семь раз до 1,8-107 клеток/мл. Продуцирование МАВ увеличилось от 50 мкг/мл вначале до 350 мкг/мл без признаков протеолитического разложения. Через 25 дней 12 из 12 образцов оставались жизнеспособными, затем процесс заканчивали. Это показывает, что носители/субстраты по изобретению приводят к прерыванию контактного ингибирования, несмотря на более высокую плотность клеток. Даже после криосохранения и размораживания продуцирование МАВ возобновлялось спонтанно после добавления свежей культуральной среды.
Пример 6.
Диски из примера 1 устанавливали в аппарате по фиг. 3, содержащем два контейнера, которые были соединены соответствующими линиями в донной части.
Эту систему в контейнерах инкубировали культуральной средой и клетками как в примере 1. Расположение контейнеров было таким, что в состоянии покоя углеродный диск был всё ещё погружён в жидкость. После полной иммобилизации клеток сосуд вместе с углеродным диском механически опускали до такого положения, чтобы жидкость могла выходить через соответствующие линии из второго контейнера и могла протекать через углеродный диск. Затем контейнер поднимали до исходного положения покоя. Преимущество такой циркуляции заключалось в том, что сила, требующаяся для движения среды, возникала при подъёме и опускании картриджей, и не требовалось контакта со средой.
После инкубирования в течение 7 дней плотность клеток увеличилась в семь раз до 1,8-107 клеток/мл. Продуцирование МАВ увеличилось от 50 мкг/мл вначале до 350 мкг/мл без признаков протеолитического разложения. Через 25 дней 12 из 12 образцов оставались жизнеспособными, затем процесс заканчивали. Это показывает, что носители/субстраты по изобретению приводят к прерыванию контактного ингибирования, несмотря на более высокую плотность клеток. Даже после криосохранения и раз
- 13 009716 мораживания продуцирование МАВ возобновлялось спонтанно после добавления свежей культуральной среды.

Claims (24)

1. Способ культивирования клеток, включающий следующие стадии:
а) получение носителя на основе углерода из материала, выбранного из активированного углерода, спечённого активированного углерода, аморфного, кристаллического или частично кристаллического углерода, графита, пиролитического углеродистого материала, углеродных волокон или карбидов, карбонитридов, оксикарбидов и/или оксикарбонитридов металлов или неметаллов, а также их смесей, и имеющего слоистую структуру, содержащую:
ί) по меньшей мере два слоя пористого материала, по существу, расположенные один поверх другого, между которыми имеется пространство для прохождения потока; или ίί) по меньшей мере один слой пористого материала, который, пока он сохраняет свою форму, скатан или расположен таким образом, что между по меньшей мере двумя частями этого слоя материала, расположенными одна поверх другой, имеется пространство для прохождения потока; и ϊϊΐ) пространство между каждыми двумя слоями материала или между каждыми двумя частями свёрнутого слоя материала, содержащее множество каналов, которые расположены, по существу, параллельно друг другу и образованы путем выполнения на соседних слоях материала складок или гофр;
б) нагрузку носителя биологическим материалом, который является живым и/или способным к размножению;
в) контактирование загруженного носителя с жидкой средой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что носитель включает множество слоев материала и что между каждыми двумя слоями материала, которые расположены один поверх другого, имеется по меньшей мере одно пространство.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что каналы, которые расположены, по существу, параллельно друг другу, имеют средний диаметр в пределах от примерно 1 нм до примерно 10 см, предпочтительно от 10 нм до 10 мм и особенно предпочтительно от 50 нм до 1 мм.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каналы между первым и вторым слоем материала расположены под углом по отношению к каналам в соседнем слое между указанным вторым слоем материала и третьим слоем материала, причём этот угол составляет от 0 до 90°, предпочтительно от 30 до 90°, особенно предпочтительно от 45 до 90°, в результате чего носитель содержит слои каналов, которые чередующимся образом расположены под углом друг к другу.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каналы, которые располагаются, по существу, параллельно, являются в слое линейными, волнообразными, извилистыми или зигзагообразными.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что слой пористого материала и/или стенки каналов имеют средний размер пор в пределах от примерно 1 нм до 10 см, предпочтительно от 10 нм до 10 мм и особенно предпочтительно от 50 нм до 1 мм.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве пористого носителя примеряют модульную структуру, которая изготовлена карбонизацией, возможно, структурированного, свёрнутого, профилированного, предварительно обработанного и/или сложенного листового материала на основе волокон, бумаги, текстильного или полимерного материала.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что биологический материал выбирают из одноклеточных или многоклеточных микроорганизмов, грибов, дрожжей, спор, клеток растений, культур клеток или тканей и/или клеток животных или человека, культур клеток или тканей человека или их смесей.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что среда выбирается из жидкостей или газов, растворителей, воды, газообразных, жидких или твердых эдуктов реакции и/или продуктов реакции, жидких культуральных сред для ферментов, клеток и тканей и их смесей.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что носитель расположен в кожухе или в подходящем или на подходящем контейнере, выбранном из реакторов для химических или биологических реакций, таких как колбы, флаконы, особенно флаконы для культур клеток, роллерфлаконы, центрифуги, трубки для культур клеток, камеры для культур клеток, чашки для культур клеток, планшеты для культур, пипеток с колпачком, покровных стекол, криотрубок, реакторов с перемешиванием, реакторов с неподвижным слоем, трубчатых реакторов.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что носитель приводится в контакт с жидкой средой путем, по меньшей мере, частичного заполнения контейнера.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что носитель перемещается в среде в контейнере.
13. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что контейнер соединен с емкостью для подачи, заполненной средой при помощи питающих механизмов, а для непрерывной или периодической передачи среды в контейнер или через него предусмотрены механизмы для удаления.
- 14 009716
14. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкая среда или непрерывно, или периодически проходит через носитель, который может быть погружен в контейнер.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что течение жидкой среды через носитель осуществляется при перемещении носителя в этой среде.
16. Способ по п.14, отличающийся тем, что течение жидкой среды через носитель осуществляется при перемещении среды в носителе.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что питательные вещества вводятся непрерывно или периодически со средой и/или метаболиты непрерывно или периодически выводятся со средой.
18. Пористый носитель на основе углерода, из материала, выбранного из активированного углерода, спечённого активированного углерода, аморфного, кристаллического или частично кристаллического углерода, графита, пиролитического углеродистого материала, углеродных волокон или карбидов, карбонитридов, оксикарбидов и/или оксикарбонитридов металлов или неметаллов, а также их смесей, и имеющего слоистую структуру, содержащую:
1) по меньшей мере два слоя пористого материала, по существу, расположенные один поверх другого, между которыми имеется пространство для прохождения потока; или
и) по меньшей мере один слой пористого материала, который, пока он сохраняет свою форму, скатан или расположен таким образом, что между по меньшей мере двумя частями этого слоя материала, расположенными одна поверх другой, имеется пространство для прохождения потока и ΐΐΐ) пространство между каждыми двумя слоями материала или между каждыми двумя частями свёрнутого слоя материала, содержащее множество каналов, которые расположены, по существу, параллельно друг другу и образованы путем выполнения на соседних слоях материала складок или гофр;
включающий иммобилизованный биологический материал, который является жизнеспособным и/или способен к размножению.
19. Носитель по п.18, отличающийся тем, что биологический материал выбран из одноклеточных или многоклеточных микроорганизмов, грибов, дрожжей, спор, клеток растений, культур клеток или тканей и/или клеток животных или человека, культур клеток или тканей человека или их смесей.
20. Носитель по п.18 или 19, отличающийся тем, что он содержит от 10-5 до 99 вес.%, предпочтительно от 10-2 до 80 вес.%, наиболее предпочтительно от 1 до 50 вес.% клеток в расчёте на вес нагруженного носителя.
21. Реактор для культивирования клеток, включающий один или более носителей по пп.18-20.
22. Реактор по п.21, отличающийся тем, что он выбран из реакторов для химических или биологических реакций, таких как колбы, флаконы, особенно флаконы для культур клеток, роллер-флаконы, центрифуги, трубки для культур клеток, камеры для культур клеток, чашки для культур клеток, планшеты для культур, пипеток с колпачком, покровных стёкол, криотрубок, реакторов с перемешиванием, реакторов с неподвижным слоем, трубчатых реакторов.
23. Роллер-флакон, содержащий носитель по любому из пп.18-20.
24. Картридж, содержащий носитель по любому из пп.18-20 в кожухе.
Фиг. 1В
- 15 009716
Фиг. 1С
Фиг. 2А
Фиг. 2В
Фиг. 4
EA200600345A 2003-07-31 2004-08-02 Способ культивирования клеток EA009716B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10335130A DE10335130A1 (de) 2003-07-31 2003-07-31 Immobilisierung von Katalysatoren auf porösen Körpern auf Kohlenstoffbasis
PCT/EP2004/000077 WO2005021462A1 (de) 2003-07-31 2004-01-08 Verfahren zur herstellung von porösen kohlenstoffbasierten formkörpern und deren verwendung als zellkulturträger- und aufzuchtsysteme
PCT/EP2004/008642 WO2005012504A1 (de) 2003-07-31 2004-08-02 Zellkultivierungs- und aufzuchtverfahren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600345A1 EA200600345A1 (ru) 2006-06-30
EA009716B1 true EA009716B1 (ru) 2008-02-28

Family

ID=34089007

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600232A EA009017B1 (ru) 2003-07-31 2004-08-02 Носитель с иммобилизованными каталитически активными единицами
EA200600345A EA009716B1 (ru) 2003-07-31 2004-08-02 Способ культивирования клеток

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600232A EA009017B1 (ru) 2003-07-31 2004-08-02 Носитель с иммобилизованными каталитически активными единицами

Country Status (14)

Country Link
US (2) US20060160200A1 (ru)
JP (2) JP2007500589A (ru)
KR (2) KR20060054361A (ru)
CN (2) CN1860223A (ru)
AU (2) AU2004260618B2 (ru)
BR (2) BRPI0413133A (ru)
CA (2) CA2532970A1 (ru)
DE (1) DE10335130A1 (ru)
EA (2) EA009017B1 (ru)
IL (2) IL172851A0 (ru)
MX (2) MXPA06001239A (ru)
NZ (2) NZ544944A (ru)
SG (2) SG145703A1 (ru)
WO (2) WO2005012504A1 (ru)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040109853A1 (en) * 2002-09-09 2004-06-10 Reactive Surfaces, Ltd. Biological active coating components, coatings, and coated surfaces
US8618066B1 (en) 2003-07-03 2013-12-31 Reactive Surfaces, Ltd., Llp Coating compositions having peptidic antimicrobial additives and antimicrobial additives of other configurations
US7922878B2 (en) * 2004-07-14 2011-04-12 The Penn State Research Foundation Electrohydrogenic reactor for hydrogen gas production
US8962165B2 (en) * 2006-05-02 2015-02-24 The Penn State Research Foundation Materials and configurations for scalable microbial fuel cells
US20080292912A1 (en) * 2006-05-02 2008-11-27 The Penn State Research Foundation Electrodes and methods for microbial fuel cells
US7491453B2 (en) * 2004-07-14 2009-02-17 The Penn State Research Foundation Bio-electrochemically assisted microbial reactor that generates hydrogen gas and methods of generating hydrogen gas
US8277984B2 (en) * 2006-05-02 2012-10-02 The Penn State Research Foundation Substrate-enhanced microbial fuel cells
US20060286006A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Mcdaniel C S Method and apparatus for the treatment of fluid waste streams
DE102005038415B4 (de) * 2005-08-12 2007-05-03 Areva Np Gmbh Verfahren zum Reinigen von Wässern nukleartechnischer Anlagen
CA2677721A1 (en) * 2007-02-28 2008-09-04 Cinvention Ag High surface cultivation system with surface increasing substrate
WO2008118794A2 (en) 2007-03-23 2008-10-02 Lydall, Inc. Substrate for carrying catalytic particles
US20080257713A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Robert Woodhull Grant Catalytic reactors with active boundary layer control
EP2258474A4 (en) 2008-02-20 2011-09-14 Showa Denko Kk SYSTEMS FOR THE SURGICAL REMOVAL OF TRADE
WO2009108654A2 (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Clemson University Differential pressure pump system
US20090257796A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Houston Advanced Research Center Nanotechnology based image reproduction device
US20100050619A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-04 Houston Advanced Research Center Nanotechnology Based Heat Generation and Usage
US8388904B1 (en) 2008-12-22 2013-03-05 Reactive Surfaces, Ltd., Llp Equipment decontamination system and method
AU2009335012A1 (en) 2008-12-30 2011-08-18 The Penn State Research Foundation Cathodes for microbial electrolysis cells and microbial fuel cells
JP5284536B2 (ja) * 2009-04-20 2013-09-11 オリジンオイル，インコーポレイテッド 藻類から細胞内生成物および細胞塊および砕片を得るためのシステム、装置および方法、ならびにその誘導物および使用法
WO2011034931A2 (en) * 2009-09-15 2011-03-24 Reactive Surface, Ltd. Anti-fouling paints and coatings
US8617295B2 (en) * 2009-09-30 2013-12-31 3M Innovative Properties Company Active-particulate air filter having monolith primary filter and polishing filter
US9220731B2 (en) * 2009-12-16 2015-12-29 Vivabiocell, S.P.A. Continuous culturing device
KR101123859B1 (ko) * 2010-02-26 2012-03-20 고려대학교 산학협력단 탄소나노튜브가 삽입된 역삼투막 및 그 제조방법
US9085745B2 (en) 2010-10-18 2015-07-21 Originoil, Inc. Systems and methods for extracting non-polar lipids from an aqueous algae slurry and lipids produced therefrom
JP2012090584A (ja) * 2010-10-27 2012-05-17 Inoac Gijutsu Kenkyusho:Kk 反重力培養方法及び反重力培養装置
CN103313954B (zh) * 2010-11-09 2016-03-30 阿特克创新有限责任公司 由初陶瓷的纸结构和/或纸板结构构成的陶瓷
KR20120132999A (ko) 2011-05-30 2012-12-10 삼성전기주식회사 세포칩 및 그 제조방법
WO2013126329A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 The Regents Of The University Of California Compositions and methods for enhancing neuronal growth and differentiation
AU2013277290A1 (en) * 2012-06-21 2015-01-22 Neostem Oncology, Llc Bioreactor cartridge and system
KR101412775B1 (ko) * 2012-07-27 2014-07-02 서울대학교산학협력단 다공성 탄소 및 이의 제조방법
AU2013311288B2 (en) 2012-09-06 2015-04-16 Pluristem Ltd. Devices and methods for culture of cells
CA2902452C (en) * 2013-02-28 2018-09-04 Full Spectrum Laboratories Limited Chemical engineering processes and apparatus for the synthesis of compounds
US9546426B2 (en) 2013-03-07 2017-01-17 The Penn State Research Foundation Methods for hydrogen gas production
JP6169869B2 (ja) * 2013-03-22 2017-07-26 株式会社スペース・バイオ・ラボラトリーズ 細胞培養容器
JP6153357B2 (ja) * 2013-03-22 2017-06-28 株式会社スペース・バイオ・ラボラトリーズ 細胞培養容器
JP6130182B2 (ja) * 2013-03-26 2017-05-17 日東電工株式会社 通気部材
JP6130183B2 (ja) 2013-03-26 2017-05-17 日東電工株式会社 通気部材
US20150132504A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-14 Chung-Yuan Christian University Method for Fabricating Carbon Molecular Sieve Membrane
CN103611414B (zh) * 2013-11-22 2015-04-15 同济大学 一种用于半封闭交通环境内的空气净化装置及其使用方法
RU2572349C1 (ru) * 2014-07-11 2016-01-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук Система контроля фотосинтетического и дыхательного со2-газообмена растений, изолированных органов и тканей in vitro
AU2015308136B2 (en) 2014-08-25 2020-07-09 Teewinot Technologies Limited Apparatus and methods for the simultaneous production of cannabinoid compounds
JP2016059355A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 株式会社ジェイ・エム・エス 細胞培養容器
WO2016126852A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 President And Fellows Of Harvard College Biomineralization on paper scaffolds
WO2016153299A2 (ko) * 2015-03-24 2016-09-29 주식회사 아스트로마 유체 분리막을 포함하는 유체 분리 장치 및 유체 분리막 모듈
CN104906636B (zh) * 2015-05-19 2018-01-12 河海大学常州校区 一种三维管状多细胞结构的制备方法
CN104974976B (zh) * 2015-07-02 2019-01-18 新奥科技发展有限公司 一种细胞的固定化培养方法
CN106362578A (zh) * 2016-09-28 2017-02-01 徐明好 一种烟气处置方法
CN106591127A (zh) * 2016-12-19 2017-04-26 浙江大学 具有三维表面微结构的细胞培养装置及其制造方法
KR102386538B1 (ko) * 2017-07-13 2022-04-15 주식회사 아모라이프사이언스 세포배양 지지체용 원단 및 이를 포함하는 세포배양기
CN111770986A (zh) * 2017-09-27 2020-10-13 尤尼沃尔塞尔斯股份公司 用于制备生物分子（如病毒疫苗）的系统和方法
CN107473404B (zh) * 2017-09-29 2020-12-29 福建省农业科学院农业工程技术研究所 一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法
RU2020123777A (ru) * 2017-12-20 2022-01-21 Юниверселлс Текнолоджиз С.А. Биореактор и связанные способы
BE1026108B1 (fr) 2018-03-16 2019-10-14 Univercells S.A. Échantillonneur à lit fixe et procédés associés
DE102018206268A1 (de) * 2018-04-24 2019-10-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Kultivierung und Differenzierung von Zellen
JP7151218B2 (ja) * 2018-07-04 2022-10-12 横河電機株式会社 細胞構築物の製造方法、担体、および担体の製造方法
CN108786739A (zh) * 2018-07-04 2018-11-13 四川大学 一种具有疏水性的炭基吸附剂制备方法
CN109012715A (zh) * 2018-08-10 2018-12-18 青岛华世洁环保科技有限公司 低温钒钛氧化物催化模块及其制备方法
JP7336275B2 (ja) * 2019-06-24 2023-08-31 高砂熱学工業株式会社 藻類培養タンクシステム及び藻類培養方法
CN110257367A (zh) * 2019-07-23 2019-09-20 南京萌萌菌业有限公司 一种高效固定化酶柱及其制备方法和应用
KR102233452B1 (ko) * 2019-11-07 2021-03-26 성균관대학교산학협력단 합성 가스 제조용 촉매 및 이의 제조 방법
CN110947241A (zh) * 2019-12-04 2020-04-03 成都易态科技有限公司 多孔薄膜以及多孔薄膜的制备方法
CN111018093B (zh) * 2019-12-25 2022-03-25 柏中环境科技(上海)股份有限公司 可以实现分层和接近真正推流条件的反应器及其处理方法
JP2021103973A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 東洋製罐グループホールディングス株式会社 接着性細胞用培養容器、及び接着性細胞用培養容器の製造方法
US11344841B2 (en) * 2020-03-09 2022-05-31 Hamilton Sundstrand Corporation Air separation modules and methods of making air separation modules
KR102484782B1 (ko) * 2020-08-20 2023-01-05 코아스템켐온 주식회사 나권형 세포 배양용기 및 이를 이용한 세포 배양시스템
CN113522262A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 陕西科技大学 一种可回收柔性二氧化钛/热解碳/碳纤维毡复合光催化材料及其制备方法和应用
US11981884B2 (en) * 2022-10-17 2024-05-14 Upside Foods, Inc. Pipe-based bioreactors for producing comestible meat products and methods of using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117734A (ja) * 1985-11-19 1987-05-29 株式会社神戸製鋼所 流体用接触反応材
JPH0398571A (ja) * 1989-09-12 1991-04-24 Mitsubishi Rayon Co Ltd 細胞培養器および細胞培養方法
JPH09188574A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Tokai Carbon Co Ltd 生物培養用多孔質炭素材料およびその製造方法
US6372495B1 (en) * 1995-10-06 2002-04-16 Seed Capital Investments-2 (Sci-2) B.V. Bio-artificial organ containing a matrix having hollow fibers for supplying gaseous oxygen

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3342555A (en) * 1961-06-19 1967-09-19 Dow Chemical Co Process for the preparation of light weight porous carbon
US4013564A (en) * 1975-03-17 1977-03-22 Takeda Chemical Industries, Ltd. Multipurpose metabolic assist system
US4195129A (en) * 1975-11-26 1980-03-25 Kansai Paint Co., Ltd. Method for immobilizing enzymes and microbial cells
DE3327659C2 (de) * 1983-07-30 1987-01-02 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers
JPH01243984A (ja) * 1988-03-25 1989-09-28 Ngk Insulators Ltd バイオリアクターエレメント
CN2050471U (zh) * 1988-06-11 1990-01-03 姜鹏明 混合型内燃机排气催化净化部件
FR2658431B1 (fr) * 1990-02-16 1992-04-30 Ceramiques Tech Soc D Dispositif a membrane pour filtration, separation ou reaction catalytique.
JPH05194056A (ja) * 1992-01-16 1993-08-03 Oji Paper Co Ltd 耐圧縮性の高い多孔質炭素板の製造方法
JPH05208195A (ja) * 1992-01-29 1993-08-20 Kuraray Co Ltd バイオリアクター用成形体
JPH06494A (ja) * 1992-06-16 1994-01-11 Kuraray Co Ltd バイオリアクター用成形物
JP3067080B2 (ja) * 1994-07-13 2000-07-17 東邦レーヨン株式会社 吸着材
US5814164A (en) * 1994-11-09 1998-09-29 American Scientific Materials Technologies L.P. Thin-walled, monolithic iron oxide structures made from steels, and methods for manufacturing such structures
CN2272783Y (zh) * 1996-08-07 1998-01-21 抚顺石油化工公司石油二厂 整型网袋式催化剂构件
US5827577A (en) * 1996-11-22 1998-10-27 Engelhard Corporation Method and apparatus for applying catalytic and/or adsorbent coatings on a substrate
EP0884459A3 (en) * 1997-06-13 2002-12-11 Corning Incorporated Coated catalytic converter substrates and mounts
JP2001079346A (ja) * 1999-09-20 2001-03-27 Takeda Chem Ind Ltd ガス処理方法とガス処理装置、およびハニカム状活性炭の再生方法
US20030035901A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-20 Eiji Tani Silicon carbide-based, porous, lightweight, heat-resistant structural material and manufacturing method therefor
WO2001080981A1 (de) * 2000-04-20 2001-11-01 Membrana Mundi Gmbh Trennung von fluidgemischen mittels membranisierter sorptionskörper
DE10051910A1 (de) * 2000-10-19 2002-05-02 Membrana Mundi Gmbh Flexible, poröse Membranen und Adsorbentien, und Verfahren zu deren Herstellung
AU2003267892A1 (en) * 2002-05-08 2003-11-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Nanotube mat with an array of conduits
WO2004050823A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-17 Council Of Scientific And Industrial Research Porous vessel bioreactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62117734A (ja) * 1985-11-19 1987-05-29 株式会社神戸製鋼所 流体用接触反応材
JPH0398571A (ja) * 1989-09-12 1991-04-24 Mitsubishi Rayon Co Ltd 細胞培養器および細胞培養方法
US6372495B1 (en) * 1995-10-06 2002-04-16 Seed Capital Investments-2 (Sci-2) B.V. Bio-artificial organ containing a matrix having hollow fibers for supplying gaseous oxygen
JPH09188574A (ja) * 1996-01-08 1997-07-22 Tokai Carbon Co Ltd 生物培養用多孔質炭素材料およびその製造方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch, Week 198727 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class A88, AN 1987-188598, XP002305881 & JP 62 117734 A (KOBE STEEL LTD) 29 May 1987 (1987-05-29), abstract *
DATABASE WPI Section Ch, Week 199123 Derwent Publications Ltd., London, GB; Class D16, AN 1991-167019, XP002284324 & JP 03 098571 A (MITSUBISHI RAYON CO LTD) 24 April 1991 (1991-04-24), abstract *
KENT B. L. ET AL.: "CULTIVATION OF ANIMAL CELLS IN A RETICULATED VITREOUS CARBON FOAM", JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, vol. 22, no. 3, 1 February 1992 (1992-02-01), pages 311-327, XP000246821, ISSN: 0168-1656, the whole document *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 11, 28 November 1997 (1997-11-28) & JP 09 188574 A (TOKAI CARBON CO LTD), 22 July 1997 (1997-07-22), abstract *
ZHU GUANHUA ET AL.: "Activated carbon-filled cellulose acetate hollow-fiber membrane for cell immobilization and phenol degradation", J. APPL. POLYM. SCI.; JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE 2000 JOHN WILEY & SONS INC, NEW YORK, NY, USA, vol. 76, no. 5, 2000, pages 695-707, XP002305880, page 699, page 703 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN100413563C (zh) 2008-08-27
MXPA06001239A (es) 2006-05-15
JP2007500589A (ja) 2007-01-18
KR20060054361A (ko) 2006-05-22
KR20060054362A (ko) 2006-05-22
MXPA06001240A (es) 2011-06-06
EA200600232A1 (ru) 2006-06-30
WO2005011844A1 (de) 2005-02-10
NZ544944A (en) 2009-02-28
BRPI0413133A (pt) 2006-10-03
NZ544945A (en) 2008-08-29
CN1826166A (zh) 2006-08-30
EA200600345A1 (ru) 2006-06-30
AU2004260618B2 (en) 2009-07-30
BRPI0412574A (pt) 2006-09-19
CA2531093A1 (en) 2005-02-10
CA2532970A1 (en) 2005-02-10
IL173165A0 (en) 2006-06-11
WO2005012504A1 (de) 2005-02-10
AU2004260618A1 (en) 2005-02-10
US20060160200A1 (en) 2006-07-20
AU2004261745A1 (en) 2005-02-10
EA009017B1 (ru) 2007-10-26
DE10335130A1 (de) 2005-02-24
SG145703A1 (en) 2008-09-29
IL172851A0 (en) 2006-06-11
JP2007500505A (ja) 2007-01-18
US20060172417A1 (en) 2006-08-03
CN1860223A (zh) 2006-11-08
AU2004261745B2 (en) 2009-07-30
SG145702A1 (en) 2008-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA009716B1 (ru) Способ культивирования клеток
US5266476A (en) Fibrous matrix for in vitro cell cultivation
JPH0829077B2 (ja) 細胞培養に使用するマトリツクス
US7033823B2 (en) Cell-cultivating device
CA2348493C (en) Textured and porous silicone rubber
EP0433463B1 (en) Rotary culture device
US20040067585A1 (en) Cell cultivation surface and method of making the same
CN101120083B (zh) 利用透气性材料进行细胞培养的方法及装置
US5376548A (en) Bioreactor apparatus
US9677038B2 (en) Device and method for industrial cultivation of cells
KR20190128546A (ko) 생물 반응기 시스템 및 그 방법
US20050186669A1 (en) Apparatus and method for preparing and culturing cells
JP2007500505A5 (ru)
US8268611B2 (en) Microtiter plate and use thereof
EP1923461A1 (en) A bioreactor
JP4584571B2 (ja) 細胞培養のための熱成形容器
DE102010005415B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Expansion und/oder Differenzierung von suspendierten primären Zellen oder Stammzellen humanen und tierischen Ursprungs
JPS62501536A (ja) 生触媒を培養および処理するための装置および方法
US20080138891A1 (en) Small scale cell culture container
EP4289932A1 (en) Cell cultivation by using removable top-loaded chambers in cell culture plates
EP1673443A1 (de) Zellkultivierungs- und aufzuchtverfahren
WO2024107345A1 (en) Systems and methods of differentiating stem cells within bioreactor
WO2024107348A1 (en) Systems and methods for coating a bioreactor substrate
Yanagi et al. A Packed-Bed Bioreactor Utilizing Reticulated Polyvinyl Formal Resin to Attain High Density Culture of Hepatocytes

Legal Events

Date Code Title Description
PD1A Registration of transfer to a eurasian application by order of succession in title
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU