EP3068865A1 - Mikrotiterplatte mit kapillarmembran-versorgungseinheit - Google Patents

Mikrotiterplatte mit kapillarmembran-versorgungseinheit

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Publication number
EP3068865A1
EP3068865A1 EP14798794.5A EP14798794A EP3068865A1 EP 3068865 A1 EP3068865 A1 EP 3068865A1 EP 14798794 A EP14798794 A EP 14798794A EP 3068865 A1 EP3068865 A1 EP 3068865A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capillary
culture dish
supply line
interior
kapillarmembransystem
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14798794.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian BONN
Carsten MEIXNER
Haythem KORBI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Priority to EP14798794.5A priority Critical patent/EP3068865A1/de
Publication of EP3068865A1 publication Critical patent/EP3068865A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/04—Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis
    • 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
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/12—Well or multiwell plates

Definitions

  • the invention relates to a device for cultivating and examining cells, comprising an arrangement of a plurality of cup-shaped culture dishes insulated from each other, each having a bottom and a side wall and an inner space bounded by bottom and side wall, which has an opening at the top.
  • Hybridoma cells are often used cell culture plates, for example, as so-called microtiter plates with e.g. 1, 4, 6, 24 or 96 cup-shaped
  • Cell culture dishes and, for example, under the names 6, 24, 96 Well plates are available. Such cell culture plates allow e.g. a rapid screening of drugs on cell cultures, such as to assess the effect of cytostatics on cancer or tumor cells of a cancer patient.
  • EP-A-1 159 444 discloses individual membrane modules suitable for testing a variety of drugs on cells.
  • Membrane modules include a housing having an interior bounded by a lid, a bottom and a sidewall. In the interior, at least one system of first capillary membranes and a system of second capillary membranes are arranged, which are arranged in the interior to planar layers. The capillary membranes pass through at least one of their ends through the side wall of the interior and are separated by systems in bundles combined at this at least one end each embedded in a potting compound.
  • DE-A-10 2006 031 871 describes a Petri dish for breeding and
  • Hollow fiber membranes are bundled at their ends and connected to a lead or drain. Above the hollow fiber membrane system, several, e.g. six circular culture spaces are arranged, which lie along the running direction of the hollow-fiber membranes one behind the other, so that the hollow-fiber membranes by several
  • DE-A-102 21 565 microtiter plates for culturing for example, cells are described in which flat membranes are arranged in the bottom of the cup-shaped depressions or culture dishes, on the basis of a arranged under the culture dishes common feeding eg nutrient media in the culture dishes and thus the cells located in these culture dishes can be supplied.
  • the object is achieved by a device for cultivating and examining cells, which has an arrangement of at least one cup-shaped
  • Culture dish comprising a bottom and a side wall and an inner space bounded by the bottom and side wall, which has an opening at the top, wherein the device is characterized in that
  • At least one planar-shaped capillary armature system of at least one capillary membrane is arranged,
  • the at least one capillary membrane has a semipermeable wall, a lumen enclosed by the wall and at least one open end,
  • the at least one capillary membrane is in fluid communication with at least one open end having at least one supply line with a wall and a lumen so that liquids, media, gases and / or other substances can be conducted through the supply line and the at least one capillary armature system,
  • Bottom of the at least one culture dish is arranged and is limited in its planar extent by the side wall of the at least one culture dish and
  • the cup-shaped culture dishes are common in microtiter plates, here 2-hole, 4-hole, 6-hole, 12-hole, 24-hole plates, etc. (2, 4, 6, 12, 24 well plates) common are. Therefore, in a preferred embodiment, the device comprises at least two culture dishes, which are isolated from each other and have no connection to one another and which are provided separately with at least one Kapillarmembransystem. In a further preferred embodiment, the device comprises at least six culture dishes, which are insulated from each other and have no connection to one another and which are provided separately with at least one Kapillarmembransystem.
  • the bottom of the at least one cup-shaped culture dish preferably has an area in the range of 2 to 30 cm 2 and particularly preferably an area in the range of 2 to 15 cm 2 .
  • the interior of the at least one cup-shaped culture dish is open at its top and bounded by the bottom and the side wall.
  • Sidewall itself preferably has no openings and is closed.
  • the bottom and inner wall are preferably fluid-impermeable, i. tight against the passage of gases and / or liquids.
  • the interior can
  • the at least one culture dish is preferably provided with a lid which covers the opening of the interior of the culture dish, in which case the at least one supply line passes through the lid.
  • the lid may also be a common for all culture dishes of the device cover through which the individual culture dishes associated supply lines in the range of
  • the cover over the openings of the at least one culture dish connecting pieces are attached, with which the supply lines are connected and through which they pass through the lid and lead out of the interior.
  • the connecting pieces are glued into the lid, wherein respect. Of gluing can be made of common adhesive.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem is understood to mean an arrangement of at least one Kapillarmembran extending flat in the region of the bottom of the culture dish or in its vicinity.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem is understood to mean an arrangement of at least one Kapillarmembran extending flat in the region of the bottom of the culture dish or in its vicinity.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem is understood to mean an arrangement of at least one Kapillarmembran extending flat in the region of the bottom of the culture dish or in its vicinity.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem is understood to mean an arrangement of at least one Kapillarmembran extending flat in the region of the bottom of the culture dish or in its vicinity.
  • Kapillarmembransystem touch the side wall, the at least one sheet-shaped Kapillarmembransystem or this forming at least one Kapillarmembran does not pass through the side wall or the floor.
  • the at least one capillary membrane opens inside the interior into a supply line, which leads out of the invention via the opening of the interior of the at least one culture dish.
  • Kapillarmembransystems arise from its outer dimensions in the planar extension.
  • Kapillarmembransystem can extend over the entire cross section of the interior to the side wall of the cup-shaped culture dish maximum.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem extends over 30 to 90% and more preferably over 50 to 80% of the surface of the bottom of the at least one culture dish or
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem of the Interior removable or attached attached executed. There is no material connection with the floor or side wall of the interior.
  • the sheet-shaped Kapillarmembransystem can consist of a single capillary membrane, which is arranged meandering.
  • at least one of the ends of the meandering capillary membrane is open and connected to the supply line.
  • At least one Kapillarmembransystem can also several Kapillarmembransystems
  • planar-shaped Kapillarmembransystem consists of at least one capillary membrane which is arranged spirally in the region of the bottom of the at least one culture dish.
  • one of the ends of the at least one spirally arranged capillary membrane is open and connected to the supply line while the other end is closed.
  • the planar-shaped Kapillarmembransystem can be constructed of a plurality of arranged in concentric circles Kapillarmembranen whose ends in a
  • Embodiment open and are each embedded on opposite sides of the wall of a single supply line.
  • the at least one planar-shaped Kapillarmembransystem comprises a plurality of mutually parallel arranged Kapillarmembranen and may preferably be composed of 2 to 100 mutually parallel arranged Kapillarmembranen.
  • the number of capillary membranes arranged parallel to one another can be 5 to 50.
  • the capillary membranes of the mutually parallel arranged capillary membranes are at its open ends so on its outer periphery fluid-tight in the supply line embedded that between the lumen of the
  • Supply line and the lumen of the capillary membranes is a fluid connection and through the supply line and the capillary membranes
  • Liquids, media, gases and / or other substances are impressleitbar.
  • the at least one supply line is open at one end and connectable to a supply unit or a unit for disposal, while the other end of the at least one supply line is closed.
  • the embedding can, for example, with a curable
  • Silicone material carried out with a polyurethane or an epoxy resin.
  • curable silicone materials are preferably used.
  • the capillary membranes are embedded in one supply line with only one of their ends, the other, opposite end of the capillary membranes is closed, for example by welding or gluing.
  • the area-shaped capillary membranes are embedded in one supply line with only one of their ends, the other, opposite end of the capillary membranes is closed, for example by welding or gluing.
  • the area-shaped capillary membranes is preferably used.
  • Kapillarmembransystem also be adapted to the example round contour of the interior of the cup-shaped culture dish, for example, by appropriately adjusted Ab performingen welding the non-embedded ends of Kapillarmembranen in Kapillarmembransystemen with only one supply line, so that there is an arcuate contour at this edge of the sheet-shaped Kapillarmembransystems.
  • the capillary membranes can also be embedded with their two ends on one side of the arrangement in a supply line, for which purpose the capillary membranes are U-shaped at their free end. In these cases, the capillary membranes are operated in dead-end mode.
  • Capillary membranes at both ends open and embedded with one end in each case a supply line the supply lines are then preferably located on opposite sides of the sheet-shaped Kapillarmembransystems.
  • the embedding is like that stated that the capillary membranes are embedded in a fluid-tight manner at their outer periphery and there is a fluid connection between the lumen of the respective supply line and the lumen of the capillary membranes.
  • Such an embodiment with two supply lines allows a flow through the at least one Kapillarmembransystems in cross-flow mode.
  • the diameter of the at least one supply line depends primarily on the outer diameter of the capillary membranes embedded in it. Therefore, the at least one supply line preferably has one
  • Inner diameter in the range of 0.1 to 10 mm. It is also preferred if the wall thickness of the flexible silicone tube is in the range of 0.1 to 5 mm. In the case of using a supply line with non-circular
  • the supply line can also have an oval, or approximately square or rectangular inner cross section.
  • the at least one supply line e.g. one
  • Silicone hose proved to be suitable, through the wall of the
  • the at least one common supply line is a flexible silicone tube.
  • the embedding or sticking in the wall of the supply line can by means of conventional glue such. by means of hardenable
  • the Kapillarmembransystem can be formed in the form of a Kapillarmembranmatte in which a plurality of capillary membranes by means of mutually spaced and mutually parallel
  • Connecting elements are interconnected and held by the connecting elements to each other at a distance.
  • the connecting elements can extend transversely to the mutually parallel arranged capillary membranes or at a different angle.
  • the fasteners may be to act adhesive tape or, for example, to strand-shaped elements of a silicone material.
  • the connecting elements can extend transversely to the mutually parallel arranged capillary membranes or at a different angle.
  • the fasteners may be to act adhesive tape or, for example, to strand-shaped elements of a silicone material.
  • Capillary membranes by means of yarn-shaped connecting elements connected to a mat.
  • the connecting elements are particularly preferably textile multifilament yarns. Have proven particularly useful as textile
  • Multifilament yarns multifilament polyester yarns, polypropylene yarns or
  • the capillary membrane mat may be a knitted mat in which the capillary membranes and the capillary membranes
  • the capillary membrane mat may be a woven mat in which the capillary membranes and the connecting threads are interwoven and in which the capillary membranes in
  • Kapillarmembranwirkmatten and -webmatten and ways of their preparation are described for example in DE 38 39 567, DE 43 08 850 and in EP 0 442 147.
  • Such mat-shaped Kapillarmembransysteme allow for a good handling and
  • the capillary membranes are in contact with each other through the mat-shaped structure a uniform distance.
  • the distance between the capillary membranes in the mat is 1 to 10 times that of
  • Capillary membranes is. It is also advantageous if the
  • Connecting elements are at a defined distance from each other, which should preferably be in the range of 1 to 20 mm, with a distance in the range of 3 to 7 mm is preferred.
  • Kapillarmembransystem be kept at the same distance from each other. This can also be achieved by suitable connecting elements, e.g. by
  • Suitable materials for the capillary membranes are in principle all known in the art organic polymers in question, which are suitable for the formation of Kapillarmembranen, said polymers have a good
  • the membrane polymer allow sterilization of the device, for example, by steam sterilization, ⁇ -ray sterilization or ethylene oxide sterilization.
  • the organic polymers may be natural polymers or polymers prepared by synthetic routes. natural
  • Polymers are especially those based on cellulosic polymers, which includes polymers which have been subjected to so-called polymer-analogous reactions.
  • cellulose-based polymers are those of regenerated cellulose, cellulose acetate or modified cellulose such as Cellulose esters, cellulose ethers, benzyl group-modified cellulose
  • Polymers may be used those which consist of polyolefins, polyamides, polyacrylonitrile, polycarbonates, polyesters or sulfone polymers, as well as modifications, blends, mixtures or copolymers of these polymers obtained therefrom.
  • those are used which are based on sulfone polymers, in particular polysulfone or polyethersulfone.
  • These polymers may be further polymers such as e.g. Polyethylene oxide, polyhydroxyether,
  • the capillary membranes may additionally have a coating with an additive.
  • Capillary membranes a hydrophilizing agent, e.g. Polyvinylpyrrolidone or hydrophilic modifications of these polymers.
  • Connector can be a simple connection with e.g. a storage container for a nutrient solution or with a vacuum unit, by means of which e.g. an extraction of dissolved degradation products from the cell culture dishes can be done.
  • the connecting pieces are Luer-Lock
  • Cell culture dishes leading out supply lines each with a Connecting piece in the form of a Y-connector connected with its free ends, for example with a system for supplying fluids and a system for disposal of the at least one Kapillarmembransystems
  • a single supply line can thus be connected by means of the Y-connector via a first part of line with a liquid feed and a second part of line with a vacuum unit.
  • the connection can also be made via Luer-Lock connections.
  • controllable shut-off valves can intermittently over predetermined time intervals either a supply of liquid or a suction of
  • Degradation products take place from the interior.
  • sheet-shaped Kapillarmembransysteme can be independently coupled via their supply lines with different supply or disposal units, so that, for example, a supply of settled in the culture dishes cell cultures can be done with different nutrient media.
  • a different supply of the different cell cultures with regard to nutrient solution concentrations or time intervals of the supply can take place.
  • Kapillarmembransystem be arranged in the culture dishes of the device, which differ for example in their function or in terms of the characteristics of the capillary membranes used therein.
  • Another advantage of the device according to the invention is also that individual Kapillarmembransysteme the device can be replaced, for example, if it comes to a too strong growth of Kapillarmembranen on the outside.
  • the device according to the invention is also in the application a
  • the device according to the invention can also have at least one further capillary arm system in individual or in all of its culture dishes, which performs further tasks for the cultivation of the cells.
  • at least one of the culture dishes of the device in addition to a Kapillarmembransystem for
  • Supply of nutrient solution contain another Kapillarmembransystem with membranes for oxygenation, via which a supply of cell culture in the interior of the respective culture dish can be made with oxygen.
  • at least one further Kapillarmembransystem may be included, via which a disposal of decomposition substances can be made, so that supply and disposal can be done via different Kapillarmembransysteme. It is also possible that, for example, two different Kapillarmembransystems.
  • Capillary arm systems in one another into a mat e.g. be woven or knitted together via connecting yarns to form a knitted mat.
  • the supply lines assigned to the respective capillary armature system are then expediently located on different sides of the capillary membrane mat thus formed.
  • FIG. 1 shows a cross section through a single cup-shaped culture dish according to the invention.
  • FIG. 2 in the direction of view from above, a cross section of that shown in FIG.
  • Fig. 3 in the direction of view from above a cross section of a cup-shaped
  • Fig. 4 in the direction of view from above a cross section of a cup-shaped
  • Culture dish with a round inner cross section and a single, arranged in the region of the bottom of the culture dish and spiraling to a
  • capillary membrane system formed Kapillarmembran.
  • Fig. 5 in the direction of view from above a cross section through a device with four juxtaposed cup-shaped culture dishes with each
  • Capillary arm system is arranged with a rectangular contour.
  • a cup-shaped culture dish 1 is shown in a device 100 in cross section, as it is suitable according to the invention for the cultivation and examination of cells.
  • the cup-shaped culture dish 1 has an interior space 2 with a square cross section, which is delimited by a side wall 3 and a bottom 4.
  • the upward opening of the interior is completed in the present case by a cover 5.
  • a planar capillary armature system of a plurality of mutually parallel capillary membranes 6 is arranged, with four capillary membranes being shown in cross section in FIG. 1 by way of example.
  • Capillary membranes each have a semipermeable wall 7 and a lumen 8 enclosed by the wall. With her in viewing direction
  • the capillary membranes are embedded in a supply line 9 such that between the supply line 9 and the lumens of the Capillary membranes 6 is a fluid connection, so that through the
  • Supply line leads with its vertical branch 10 through an opening in the lid 5 from the interior 2 of the culture dish 1 and can with a
  • FIG. 2 shows a cross section of the bowl-shaped culture dish 1 shown in FIG. 1 along the section A-A.
  • the arranged in the interior 2 with square cross section in this example planar Kapillarmembransystem has a rectangular contour and is parallel to each other
  • capillary 6 is formed.
  • the capillary membranes 6 are embedded at their one end in a strand-shaped hot melt adhesive material 1 1, whereby the capillary membranes are closed at this end and at the same time held stable to each other at a distance.
  • the capillary membranes are embedded in the supply line 9, which leads out via its upwardly leading branch 10 from the interior 2 of the cup-shaped culture dish 1, as shown in Fig. 1.
  • FIG. 3 shows an enlarged scale corresponding to FIG
  • the sheet-like Kapillarmembransystem arranged in the interior has for this example on a contour adapted to the contour of the interior contour and is also formed of a plurality of mutually parallel arranged Kapillarmembranen.
  • the capillary membranes 6 are adapted in their length to the contour of the inner cross section, so that formed on the formed by the free ends 12 of the capillary 6 edge of the sheet-like
  • Kapillarmembransystems results in an arcuate contour.
  • the Capillary membranes 6 are closed at their free end 12, for example by welding or immersion in a hotmelt adhesive.
  • the sheet-like Kapillarmembransystem is formed into a mat in which the Kapillarmembranen 6 are connected by yarn-shaped connecting elements 13 with each other and at the same time held stable to each other at a distance.
  • the capillary membranes 6 are embedded in the supply line 9, which are perpendicular to their upward leading branch 10
  • a single capillary membrane 6 is wound spirally in the region of the bottom and thus formed into a flat capillary membrane system.
  • one of the ends of the spirally arranged capillary membrane 6 is open and connected to the supply line 10, which leads out of the culture dish still up.
  • the other, free end 12 of the capillary 6 is closed.
  • the individual turns of the spiral formed by the capillary membrane are connected by connecting elements 14a, b e.g. held in the form of adhesive strips or strand-like elements of silicone material to each other at a distance and stabilized against each other.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a device 100 with four juxtaposed cup-shaped culture dishes 1 ad, each having a rectangular cross-section.
  • the cup-shaped culture dishes 1 ad are isolated from each other and are not related to each other.
  • a separate sheet-like Kapillarmembransystem is arranged in the interior 2a-d analogous to the culture dish shown in Figure 2 with a rectangular contour, each of a plurality of mutually parallel Kapillarmembranen 6a-d is formed.
  • the capillary membranes 6a-d of respective Kapillarmembransysteme are embedded at its free end in strand-like hot melt adhesive material 1 1 ad, whereby they are closed at this end and at the same time held stable to each other at a distance. With their other end, the capillary membranes 6a-d are each one
  • the supply lines 9a-d are led out separately from one another via their upwardly directed branches 10a-d from the culture dishes 1 a-d via their respective openings on the upper side.

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Abstract

Vorrichtung zur Züchtung und/oder Untersuchung von Zellen, umfassend eine Anordnung von mindestens einer napfförmigen Kulturschale mit einem Boden und einer Seitenwand sowie einem durch Boden und Seitenwand begrenzten Innenraum, welcher nach oben hin eine Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - im Innenraum der Kulturschale mindestens ein flächenförmig ausgebildetes Kapillarmembransystem aus mindestens einer Kapillarmembran angeordnet ist, - wobei die mindestens eine Kapillarmembran eine semipermeable Wand, ein von der Wand umschlossenes Lumen und mindestens ein offenes Ende aufweist und mit ihrem offenen Ende mit einer Versorgungsleitung mit einer Wand und einem Lumen in Fluidverbindung steht, so dass durch die Versorgungsleitung und das Kapillarmembransystem Flüssigkeiten, Medien, Gase und/oder andere Stoffe durchleitbar sind, - wobei das Kapillarmembransystem im Bereich des Bodens der jeweiligen Kulturschale angeordnet ist und in seiner flächigen Erstreckung durch die Seitenwand der Kulturschale begrenzt ist und - wobei die mindestens eine Versorgungsleitung über die Öffnung aus dem Innen räum führt.

Description

Mikrotiterplatte mit Kapillarmembran-Versorgungseinheit
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Züchtung und Untersuchung von Zellen, umfassend eine Anordnung von mehreren voneinander isolierten napfförmigen Kulturschalen mit jeweils einem Boden und einer Seitenwand sowie einem durch Boden und Seitenwand begrenztem Innenraum, welcher nach oben hin eine Öffnung aufweist.
Zur Untersuchung und Kultivierung von adhärenten, Suspensions- und
Hybridomzellen werden vielfach Zellkultur-Platten eingesetzt, die beispielsweise als sogenannte Mikrotiterplatten mit z.B. 1 , 4, 6, 24 oder 96 napfförmigen
Zellkulturschalen und beispielsweise unter den Bezeichnungen 6, 24, 96 Well- Platten erhältlich sind. Derartige Zellkulturplatten erlauben z.B. ein schnelles Screening von Wirkstoffen an Zellkulturen, wie beispielsweise zur Beurteilung der Wirkung von Cytostatika auf Krebs- oder Tumorzellen eines Krebspatienten.
Die Durchführung solcher Zellexperimente im Labor erfordert häufig eine Vielzahl von parallel ablaufenden Experimenten, die zumeist in solchen Mikrotiterplatten durchgeführt werden. Dabei ist bei der Kultivierung der Zellen insbesondere das intervallweise Zuführen bzw. Entfernen von Medien aus den Vertiefungen (Wells) der Titerplatte äußerst personalintensiv. Ferner ist die Versorgung der Zellen, beispielsweise mit Nährmedium, oftmals zu unregelmäßig. Die Konzentration der Inhaltsstoffe (Nährstoffe, Botenstoffe, extrazelluläre Stoffe) ist dadurch starken Schwankungen unterworfen. Hierdurch kann die Zellentwicklung beeinträchtigt werden.
In der EP-A-1 159 444 werden einzelne Membranmodule offenbart, die zum Testen einer Vielzahl von Wirkstoffen an Zellen geeignet sind. Diese
Membranmodule umfassen ein Gehäuse mit einem Innenraum, welcher durch einen Deckel, einen Boden sowie eine Seitenwand begrenzt wird. Im Innenraum sind zumindest ein System von ersten Kapillarmembranen und ein System von zweiten Kapillarmembranen angeordnet, die im Innenraum zu flächigen Schichten angeordnet sind. Die Kapillarmembranen treten mit mindestens einem ihrer Enden durch die Seitenwand des Innenraums hindurch und sind nach Systemen getrennt in Bündeln zusammengefasst an diesem mindestens einen Ende jeweils in einer Vergussmasse eingebettet. Die DE-A-10 2006 031 871 beschreibt eine Petrischale zur Züchtung und
Untersuchung von Zellen. Im Innenraum der Petrischale ist ein
Hohlfasermembransystem mit einer Vielzahl von Hohlfasermembranen
angeordnet, durch das Flüssigkeiten oder Gase durchleitbar sind. Die
Hohlfasermembranen sind an ihre Enden zu Bündeln zusammengefasst und mit einer Zuleitung bzw. Ableitung verbunden. Über dem Hohlfasermembransystem können in der Petrischale mehrere, z.B. sechs kreisförmige Kulturräume angeordnet werden, die entlang der Laufrichtung der Hohlfasermembranen hintereinander liegen, so dass die Hohlfasermembranen durch mehrere
Kulturräume hintereinander verlaufen und mehrere Kulturräume versorgen bzw. entsorgen.
In der DE-A-102 21 565 werden Mikrotiterplatten zum Kultivieren beispielsweise von Zellen beschrieben, bei denen im Boden der napfförmigen Vertiefungen bzw. Kulturschalen Flachmembranen angeordnet sind, über die aus einer unter den Kulturschalen angeordneten gemeinsamen Zuführeinrichtung z.B. Nährmedien in die Kulturschalen und damit den in diesen Kulturschalen befindlichen Zellen zugeführt werden können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Züchtung und Untersuchung von Zellen mit einer Vielzahl napfförmiger Kulturschalen zur Verfügung zu stellen, die unabhängig voneinander in kontrollierte Weise beispielsweise mit einer Nährlösung versorgt werden können. Gleichzeitig soll eine einfache Handhabung und ein flexibler Einsatz der Vorrichtung möglich sein. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Züchtung und Untersuchung von Zellen gelöst, welche eine Anordnung von mindestens einer napfförmigen
Kulturschale mit einem Boden und einer Seitenwand sowie einem durch Boden und Seitenwand begrenzten Innenraum umfasst, der nach oben hin eine Öffnung aufweist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass
- im Innenraum der mindestens einen Kulturschale mindestens ein flächenförmig ausgebildetes Kapillarmembransystem aus mindestens einer Kapillarmembran angeordnet ist,
- wobei die mindestens eine Kapillarmembran eine semipermeablen Wand, ein von der Wand umschlossenes Lumen und mindestens ein offenes Ende aufweist,
- wobei die mindestens eine Kapillarmembran mit ihrem mindestens einen offenen Ende mit mindestens einer Versorgungsleitung mit einer Wand und einem Lumen in Fluidverbindung steht, so dass durch die Versorgungsleitung und das mindestens eine Kapillarmembransystem Flüssigkeiten, Medien, Gase und/oder andere Stoffe durchleitbar sind,
- und wobei das mindestens eine Kapillarmembransystem im Bereich des
Bodens der mindestens einen Kulturschale angeordnet ist und in seiner flächigen Erstreckung durch die Seitenwand der mindestens einen Kulturschale begrenzt ist und
- wobei die mindestens eine Versorgungsleitung über die Öffnung aus dem
Innenraum führt. Mittels der vorliegenden Vorrichtung ist eine separate Versorgung von in den voneinander isolierten Kulturschalen vorliegenden Zellkulturen möglich, ohne dass es zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Zellkulturen kommt. Dabei können den einzelnen Zellkulturen z.B. auch unterschiedliche Medien zugeführt werden, ohne dass es zu einer Vermischung der Medien kommt.
Vorzugsweise befinden sich die napfförmigen Kulturschalen gemeinsam in Mikrotiterplatten, wobei hier 2-Loch, 4-Loch, 6-Loch, 12-Loch, 24-Loch-Platten usw. (2, 4, 6, 12, 24 Well-Platten) üblich sind. Daher umfasst die Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens zwei Kulturschalen, die voneinander isoliert sind und keine Verbindung untereinander aufweisen und die getrennt voneinander mit jeweils mindestens einem Kapillarmembransystem versehen sind. In einer weiteren in einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens sechs Kulturschalen, die voneinander isoliert sind und keine Verbindung untereinander aufweisen und die getrennt voneinander mit jeweils mindestens einem Kapillarmembransystem versehen sind. Der Boden der mindestens einen napfförmigen Kulturschale hat bevorzugt eine Fläche im Bereich von 2 bis 30 cm2 und besonders bevorzugt eine Fläche im Bereich von 2 bis 15 cm2. Der Innenraum der mindestens einen napfförmigen Kulturschale ist an seiner Oberseite offen und durch den Boden und die Seitenwand begrenzt. Die
Seitenwand selbst weist vorzugsweise keine Öffnungen auf und ist geschlossen. Boden und Innenwand sind bevorzugt fluidundurchlässig, d.h. gegenüber dem Durchtritt von Gasen und/oder Flüssigkeiten dicht. Der Innenraum kann
verschiedene Querschnittsgeometrien aufweisen. Vorzugsweise hat der
Innenraum einen kreisförmigen, ovalen, rechteckigen oder quadratischen
Querschnitt.
Die mindestens eine Kulturschale ist vorzugsweise mit einem Deckel versehen, der die Öffnung des Innenraums der Kulturschale abgedeckt, wobei dann die mindestens eine Versorgungsleitung durch den Deckel hindurchtritt. Bei mehreren Kulturschalen kann es sich bei dem Deckel auch um eine für alle Kulturschalen der Vorrichtung gemeinsame Abdeckung handeln, durch die die den einzelnen Kulturschalen zugeordneten Versorgungsleitungen im Bereich von deren
Öffnungen hindurchtreten. Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn im Deckel über den Öffnungen der mindestens einen Kulturschale Anschlussstutzen angebracht sind, mit denen die Versorgungsleitungen verbunden sind und über die sie durch den Deckel hindurchtreten und aus dem Innenraum herausführen. Vorzugsweise sind die Anschlussstutzen in den Deckel eingeklebt, wobei bzgl. des Einklebens auf übliche Kleber zurückgegriffen werden kann.
Unter dem mindestens einen flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransystem wird eine Anordnung aus mindestens einer Kapillarmembran verstanden, die sich flächig im Bereich des Bodens der Kulturschale oder in dessen Nähe erstreckt. Dabei kann das mindestens eine flächenförmig ausgebildete
Kapillarmembransystem die Seitenwand berühren, das mindestens eine flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem bzw. die dieses ausbildenden mindestens eine Kapillarmembran tritt jedoch nicht durch die Seitenwand oder den Boden hindurch. Die mindestens eine Kapillarmembran mündet innerhalb des Innenraums in eine Versorgungsleitung, die erfindungsgemäß über die Öffnung des Innenraums der mindestens einen Kulturschale aus dieser herausführt.
Die Dimensionen des mindestens einen flächenförmig ausgebildeten
Kapillarmembransystems ergeben sich aus dessen äußeren Abmessungen in der flächigen Erstreckung. Das mindestens eine flächenförmig ausgebildete
Kapillarmembransystem kann sich maximal über den gesamten Querschnitt des Innenraums bis an die Seitenwand der napfförmigen Kulturschale erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich das mindestens eine flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem über 30 bis 90 % und besonders bevorzugt über 50 bis 80 % der Fläche des Bodens der mindestens einen Kulturschale bzw.
Zellkulturschale. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem aus dem Innenraum entnehmbar bzw. hinzugfügbar ausgeführt. Dabei besteht keine stoffliche Verbindung mit Boden oder Seitenwand des Innenraums.
Hierbei kann das flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem aus einer einzelnen Kapillarmembran bestehen, die mäanderförmig angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist mindestens eines der Enden der mäanderförmigen Kapillarmembran offen und mit der Versorgungsleitung verbunden. Das
mindestens eine Kapillarmembransystem kann jedoch auch mehrere
mäanderförmig angeordnete Kapillarmembranen umfassen, die zusammen mit ihren Enden in die Versorgungsleitung münden.
Insbesondere für den Einsatz in Kulturschalen mit einem kreisförmigen oder ovalen Querschnitt des Innenraums kann eine Ausführungsform von Vorteil sein, bei der das flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem aus mindestens einer Kapillarmembran besteht, die spiralförmig im Bereich des Bodens der mindestens einen Kulturschale angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise eines der Enden der mindestens einen spiralförmig angeordneten Kapillarmembran offen und mit der Versorgungsleitung verbunden, während das andere Ende geschlossen ist. Ebenso kann das flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem aus mehreren in zueinander konzentrischen Kreisen angeordneten Kapillarmembranen aufgebaut sein, deren Enden in einer
Ausgestaltung offen und jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Wand einer einzelnen Versorgungsleitung eingebettet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das mindestens eine flächenförmig ausgebildete Kapillarmembransystem mehrere zueinander parallel angeordnete Kapillarmembranen und kann vorzugsweise aus 2 bis 100 zueinander parallel angeordneten Kapillarmembranen aufgebaut sein. Besonders bevorzugt kann die Zahl der zueinander parallel angeordneten Kapillarmembranen 5 bis 50 betragen. Die Kapillarmembranen der zueinander parallel angeordneten Kapillarmembranen sind an ihren offenen Enden so an ihrem äußeren Umfang fluiddicht in der Versorgungsleitung eingebettet, dass zwischen dem Lumen der
Versorgungsleitung und dem Lumen der Kapillarmembranen eine Fluidverbindung besteht und durch die Versorgungsleitung und die Kapillarmembranen
Flüssigkeiten, Medien, Gase und/oder andere Stoffe durchleitbar sind.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Versorgungsleitung an ihrem einen Ende offen und mit einer Versorgungseinheit oder einer Einheit zur Entsorgung verbindbar, während das andere Ende der mindestens einen Versorgungsleitung geschlossen ist. Die Einbettung kann beispielsweise mit einem härtbaren
Silikonmaterial, mit einem Polyurethan- oder einem Epoxidharz erfolgen.
Bevorzugt werden wegen ihrer besseren Flexibilität härtbare Silikonmaterialien eingesetzt. Im Falle, dass die Kapillarmembranen nur mit einem ihrer Enden in einer Versorgungsleitung eingebettet sind, ist das andere, gegenüberliegende Ende der Kapillarmembranen geschlossen, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben. Dabei kann das flächenförmig ausgebildete
Kapillarmembransystem auch an die beispielsweise runde Kontur des Innenraums der napfförmigen Kulturschale angepasst sein, beispielsweise durch entsprechend angepasstes Abschweißen der nicht eingebetteten Enden der Kapillarmembranen bei Kapillarmembransystemen mit nur einer Versorgungsleitung, so dass sich an dieser Kante des flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransystems eine bogenförmige Kontur ergibt. Die Kapillarmembranen können auch mit ihren beiden Enden auf einer Seite der Anordnung in eine Versorgungsleitung eingebettet sein, wozu die Kapillarmembranen an ihrem freien Ende U-förmig ausgebildet sind. In diesen Fällen werden die Kapillarmembranen im Dead-end Modus betrieben.
In einer weiteren Ausführungsform des Kapillarmembransystems sind die
Kapillarmembranen an ihren beiden Enden offen und mit jeweils einem Ende in jeweils eine Versorgungsleitung eingebettet, wobei die Versorgungsleitungen sich dann bevorzugt an gegenüberliegenden Seiten des flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransystems befinden. Auch in diesem Fall ist die Einbettung so ausgeführt, dass die Kapillarmembranen an ihrem äußeren Umfang fluiddicht eingebettet sind und zwischen dem Lumen der jeweiligen Versorgungsleitung und dem Lumen der Kapillarmembranen eine Fluidverbindung besteht. Eine derartige Ausführungsform mit zwei Versorgungsleitungen erlaubt eine Durchströmung des mindestens einen Kapillarmembransystems im cross-flow Modus.
Der Durchmesser der mindestens einen Versorgungsleitung richtet sich in erster Linie nach dem Außendurchmesser der in sie eingebetteten Kapillarmembranen. Daher weist die mindestens eine Versorgungsleitung bevorzugt einen
Innendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 10 mm auf. Ebenso ist bevorzugt, wenn die Wandstärke des flexiblen Silikonschlauchs im Bereich von 0,1 bis 5 mm liegt. Im Falle der Verwendung einer Versorgungsleitung mit nicht-kreisförmigem
Querschnitt wird als Innendurchmesser der äquivalente Durchmesser d = 4A/U des Innenquerschnitts angesetzt mit A als der Fläche des Innenquerschnitts und U als dessen Umfang. Beispielsweise kann die Versorgungsleitung auch einen ovalen, oder näherungsweise quadratischen oder rechteckigen Innenquerschnitt aufweisen. Für die mindestens eine Versorgungsleitung hat sich z.B. ein
Silikonschlauch als geeignet erwiesen, durch dessen Wand die
Kapillarmembranenden hindurchtreten und in der sie eingeklebt sind.
Vorzugsweise ist die mindestens eine gemeinsame Versorgungsleitung ein flexibler Silikonschlauch. Die Einbettung bzw. das Einkleben in die Wand der Versorgungsleitung kann mittels üblicher Kleber wie z.B. mittels härtbarer
Silikonmaterialien, Polyurethanharzen oder Epoxidharzen erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Kapillarmembransystem in Form einer Kapillarmembranmatte ausgebildet sein, in der mehrere Kapillarmembranen mittels zueinander beabstandeter und zueinander parallel verlaufender
Verbindungselemente miteinander verbunden und durch die Verbindungselemente zueinander auf Abstand gehalten sind. Dabei können die Verbindungselemente quer zu den parallel zueinander angeordneten Kapillarmembranen verlaufen oder auch unter einem anderen Winkel. Bei den Verbindungselementen kann es sich um Klebestreifen handeln oder beispielsweise auch um strangförmige Elemente aus einem Silikonmaterial. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die
Kapillarmembranen mittels garnförmiger Verbindungselemente zu einer Matte verbunden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Verbindungselementen um textile Multifilamentgarne. Besonders bewährt haben sich als textile
Multifilamentgarne multifile Polyestergarne, Polypropylengarne oder
Polytetrafluorethylengarne.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei der Kapillarmembranmatte um eine Wirkmatte handeln, in der die Kapillarmembranen und die
Verbindungsfäden miteinander verwirkt sind und bei der die Kapillarmembranen quer zur Erstreckungsrichtung der Kapillarmembranmatte verlaufen und die Länge der Kapillarmembranen durch die Mattenbreite bestimmt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei der Kapillarmembranmatte um eine Webmatte handeln, in der die Kapillarmembranen und die Verbindungsfäden miteinander verwoben sind und bei der die Kapillarmembranen in
Erstreckungsrichtung oder Laufrichtung der Kapillarmembranmatte verlaufen und die textilen Fäden quer dazu. Kapillarmembranwirkmatten und -webmatten sowie Möglichkeiten ihrer Herstellung werden beispielsweise in der DE 38 39 567, der DE 43 08 850 und in der EP 0 442 147 beschrieben. Derartige mattenförmige Kapillarmembransysteme erlauben zum einen eine gute Handhabung und
Einbringung der flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransysteme in die Innenräume der Kulturschalen. Darüber hinaus resultiert bei derartigen
Anordnungen eine sehr gleichmäßige Verteilung z.B. von Nährmedien auf die in der jeweiligen Kulturschale befindliche Zellkultur bzw. eine gleichmäßige
Entsorgung von Abbauprodukten aus der Zellkultur.
Für eine gleichmäßige Versorgung der im Innenraum der mindestens einen Zellkulturschale befindlichen Zellen ist es insbesondere bei Kulturschalen mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt des Innenraums von Vorteil, wenn sich die Kapillarmembranen durch den mattenförmigen Aufbau zueinander in einem gleichförmigen Abstand befinden. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Kapillarmembranen zueinander in der Matte das 1 bis 10 fache des
Außendurchmessers der Kapillarmembranen beträgt, wobei der Abstand von den Längsachsen der Kapillarmembranen gemessen wird. Besonders bevorzugt ist ein Abstand, der das 1 ,05 bis 3-fache des Außendurchmessers der
Kapillarmembranen beträgt. Ebenso ist es von Vorteil, wenn sich die
Verbindungselemente zueinander in einem definierten Abstand befinden, der vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20 mm liegen soll, wobei ein Abstand im Bereich von 3 bis 7 mm bevorzugt ist.
Bei einem spiralförmigen Aufbau des mindestens einen Kapillarmembransystems oder bei einer Anordnung der Kapillarmembranen im Kapillarmembransystem in zueinander konzentrischen Kreisen ist es im Hinblick auf eine gleichmäßige Versorgung der Zellen ebenfalls von Vorteil, wenn die Abstände zwischen den Kapillarmembranen gleichförmig sind, d.h. wenn die Spiralwindungen bzw. die zueinander konzentrisch angeordneten Kapillarmembranen im
Kapillarmembransystem zueinander in gleichem Abstand gehalten werden. Dies kann ebenfalls durch geeignete Verbindungselemente wie z.B. durch
Verbindungsfäden, Klebestreifen oder strangförmige Elemente aus Silikonmaterial erfolgen. Als Materialien für die Kapillarmembranen kommen grundsätzlich alle im Stand der Technik bekannten organischen Polymere in Frage, die zur Ausbildung von Kapillarmembranen geeignet sind, wobei diese Polymere eine gute
Biokompatibilität ausweisen müssen. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, dass das Membranpolymer eine Sterilisation der Vorrichtung beispielsweise über Dampfsterilisation, Sterilisation mittels γ-Strahlung oder mittels Ethylenoxid erlaubt. Dabei können die organischen Polymere natürliche Polymere oder Polymere sein, die auf synthetischen Wege hergestellt wurden. Natürliche
Polymere sind insbesondere solche auf Basis von zellulosischen Polymeren, was Polymere, die sog. polymeranalogen Reaktionen unterzogen worden sind, ebenfalls umfasst. Beispiele für Polymere auf Basis von Zellulose sind solche aus regenerierter Zellulose, Zelluloseazetat oder modifizierter Zellulose wie z.B. Zelluloseester, Zelluloseäther, mit Benzylgruppen modifizierte Zellulose
(Benzylzellulose) oder mit Diethylaminoethyl modifizierte Zellulose oder
Mischungen dieser zellulosischen Polymere. Des Weiteren können auch Polymere auf der Basis von Chitin, bzw. Chitosan zum Einsatz kommen.
Als auf synthetischem Wege hergestellte Polymere, d.h. als synthetische
Polymere können solche verwendet werden, die aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyacrylnitril, Polycarbonaten Polyester oder Sulfonpolymeren sowie daraus gewonnen Modifikationen, Blends, Mischungen oder Copolymere dieser Polymere bestehen. Vorzugsweise werden solche verwendet, die auf Sulfonpolymeren, wie insbesondere Polysulfon oder Polyethersulfon, basieren. Diesen Polymeren können weitere Polymere wie z.B. Polyethylenoxid, Polyhydroxyether,
Polyethylenglykol, Polyvinylalkohol oder Polycaprolacton als Zusatzstoffe beigemischt sein. Die Kapillarmembranen können darüber hinaus noch eine Beschichtung mit einem Additiv aufweisen. Bevorzugt enthalten solche
Kapillarmembranen ein Hydrophilierungsmittel, z.B. Polyvinylpyrrolidon oder auch hydrophile Modifikationen dieser Polymere.
Wie dies bereits für Ausführungsformen der Vorrichtung, die einen Deckel zur Abdeckung die Öffnung des Innenraums der mindestens einen Kulturschale aufweisen, ausgeführt wurde, ist es von Vorteil, wenn die Versorgungsleitungen mit Anschlussstutzen verbunden sind, über die sie durch den Deckel
hindurchtreten und aus dem Innenraum geführt werden. Über derartige
Anschlussstutzen kann eine einfache Verbindung mit z.B. einem Vorlagebehälter für eine Nährlösung oder mit einer Unterdruckeinheit erfolgen, mittels derer z.B. eine Absaugung gelöster Abbauprodukte aus den Zellkulturschalen erfolgen kann. Vorzugsweise handelt es sich bei den Anschlussstutzen um Luer-Lock
Verbindungen, die eine einfache und saubere Verbindung erlauben. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die aus den Innenräumen der
Zellkulturschalen herausführenden Versorgungsleitungen jeweils mit einem Anschlussstutzen in Form eines Y-Konnektors verbunden, der mit seinen freien Enden beispielsweise mit einem System zur Versorgung mit Fluiden und einem System zur Entsorgung des mindestens einen Kapillarmembransystems
verbindbar ist, d.h. eine einzelne Versorgungsleitung kann also mittels des Y- Konnektors über eine erste Teilleitung mit einer Flüssigkeitsvorlage und über eine zweite Teilleitung mit einer Unterdruckeinheit verbunden werden. Dabei kann die Verbindung ebenfalls über Luer-Lock Verbindungen erfolgen. Mittels
ansteuerbarer Absperrventile kann intermittierend über vorgegebene Zeitintervalle entweder eine Versorgung mit Flüssigkeit oder eine Absaugung von
Abbauprodukten aus dem Innenraum erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch ein hohes Maß an
Flexibilität aus. So können beispielsweise bei Vorrichtungen mit mehreren napfförmigen Kulturschalen in den einzelnen napfförmigen Kulturschalen der Vorrichtung unterschiedliche Zellkulturen gezüchtet werden, ohne dass es zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Zellkulturen kommt, da die Kulturschalen voneinander isoliert sind. Darüber hinaus können die in den Innenräumen angeordneten, flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransysteme über ihre Versorgungsleitungen unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Versorgung- oder Entsorgungseinheiten gekoppelt werden, so dass z.B. eine Versorgung der in den Kulturschalen angesiedelten Zellkulturen mit unterschiedlichen Nährmedien erfolgen kann. Ebenso kann beispielsweise eine unterschiedliche Versorgung der verschiedenen Zellkulturen im Hinblick auf Nährlösungskonzentrationen oder Zeitintervalle der Versorgung erfolgen. Des Weiteren ist es auch möglich, dass in den Kulturschalen der Vorrichtung unterschiedliche Kapillarmembransystem angeordnet sind, die sich beispielsweise in ihrer Funktion unterscheiden oder hinsichtlich der Charakteristik der darin eingesetzten Kapillarmembranen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht auch darin, dass einzelne Kapillarmembransysteme der Vorrichtung ausgetauscht werden können, z.B. wenn es zu einem zu starken Zuwachsen der Kapillarmembranen an deren Außenseite kommt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch in der Anwendung eine
Betriebsweise möglich, bei der im Innenraum der mindestens einen Kulturschale die Zellen für die Zellkulturen z.B. als Zellsuspension vorgelegt werden und dann den Boden besiedeln. Anschließend wird dann das Versorgungssystem in Gestalt des flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransystems aufgelegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in einzelnen oder in allen ihrer Kulturschalen mindestens ein weiteres Kapillarmembransystem aufweisen, das für die Züchtung der Zellen weitere Aufgaben übernimmt. So kann mindestens eine der Kulturschalen der Vorrichtung neben einem Kapillarmembransystem zur
Zuführung von Nährlösung ein weiteres Kapillarmembransystem mit Membranen zur Oxygenation enthalten, über die eine Versorgung der Zellkultur im Innenraum der betreffenden Kulturschale mit Sauerstoff erfolgen kann. Ebenso kann mindestens ein weiteres Kapillarmembransystem enthalten sein, über das eine Entsorgung von Abbaustoffen vorgenommen werden kann, so dass Versorgung und Entsorgung über unterschiedliche Kapillarmembransysteme erfolgen können. Dabei ist es auch möglich, dass beispielsweise zwei unterschiedliche
Kapillarmembransysteme in miteinander zu einer Matte z.B. verwoben werden oder über Verbindungsgarne zusammen zu einer Wirkmatte verwirkt werden. In diesen Fällen befinden sich dann die dem jeweiligen Kapillarmembransystem zugeordneten Versorgungsleitungen zweckmäßigerweise an unterschiedlichen Seiten der so ausgebildeten Kapillarmembranmatte.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert, wobei durch die Figuren der Umfang der Erfindung nicht eingeschränkt wird:
Es zeigen: Fig. 1 : einen Querschnitt durch eine einzelne napfförmige Kulturschale gemäß der Erfindung. Fig. 2: in Blickrichtung von oben einen Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten
Kulturschale entlang der Line A - A in Fig. 1 .
Fig. 3: in Blickrichtung von oben einen Querschnitt einer napfförmigen
Kulturschale mit einem runden Innenquerschnitt.
Fig. 4: in Blickrichtung von oben einen Querschnitt einer napfförmigen
Kulturschale mit einem runden Innenquerschnitt und einer einzelnen, im Bereich des Bodens der Kulturschale angeordneten und spiralförmig zu einem
flächenförmigen Kapillarmembransystem ausgebildeten Kapillarmembran.
Fig. 5: in Blickrichtung von oben einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit vier nebeneinander angeordneten napfförmigen Kulturschalen mit jeweils
rechteckigem Querschnitt, in denen jeweils ein flächenförmiges
Kapillarmembransystem mit rechteckiger Kontur angeordnet ist.
In Fig. 1 ist im Querschnitt eine napfförmige Kulturschale 1 in einer Vorrichtung 100 dargestellt, wie sie erfindungsgemäß zur Züchtung und Untersuchung von Zellen geeignet ist. Die napfförmige Kulturschale 1 weist einen Innenraum 2 mit quadratischem Querschnitt auf, der durch eine Seitenwand 3 und einen Boden 4 begrenzt wird. Die nach oben gerichtete Öffnung des Innenraums wird in vorliegenden Fall durch einen Deckel 5 abgeschlossen. Im Bereich des Bodens ist ein flächenfömiges Kapillarmembransystem aus mehreren zueinander parallelen Kapillarmembranen 6 angeordnet, wobei in Fig. 1 beispielhaft vier Kapillarmembranen im Querschnitt dargestellt sind. Die
Kapillarmembranen weisen jeweils eine semipermeable Wand 7 und ein von der Wand umschlossenes Lumen 8 auf. Mit ihrem in Betrachtungsrichtung
rückwärtigen Ende sind die Kapillarmembranen in eine Versorgungsleitung 9 so eingebettet, dass zwischen der Versorgungsleitung 9 und den Lumina der Kapillarmembranen 6 eine Fluidverbindung besteht, so dass durch die
Versorgungsleitung und das mindestens eine Kapillarmembransystem
Flüssigkeiten, Medien, Gase und/oder andere Stoffe durchleitbar sind. Die
Versorgungsleitung führt mit ihrem vertikalen Ast 10 durch eine Öffnung im Deckel 5 aus dem Innenraum 2 der Kulturschale 1 heraus und kann mit einer
Versorgungseinheit z.B. in Gestalt einer Pumpe oder eines Vorratsbehälters oder mit einer Einheit zur Entsorgung z.B. in Gestalt einer Vakuumpumpe verbunden werden. In Fig. 2 ist ein Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten napfförmigen Kulturschale 1 entlang des Schnitts A-A gezeigt. Das im Innenraum 2 mit in diesem Beispiel quadratischem Querschnitt angeordnete flächenförmige Kapillarmembransystem weist eine rechteckige Kontur auf und ist aus den zueinander parallel
angeordneten Kapillarmembranen 6 ausgebildet. Die Kapillarmembranen 6 sind an ihrem einen Ende in ein strangförmiges Schmelzklebermaterial 1 1 eingebettet, wodurch die Kapillarmembranen an diesem Ende verschlossen und gleichzeitig zueinander stabil auf Abstand gehalten sind.
Mit ihrem anderen Ende sind die Kapillarmembranen in die Versorgungsleitung 9 eingebettet, die über ihren nach oben führenden Ast 10 aus dem Innenraum 2 der napfförmigen Kulturschale 1 herausführt, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Figur 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen der Figur 2 entsprechenden
Querschnitt einer napfförmigen Kulturschale 1 mit rundem Innenquerschnitt. Das im Innenraum angeordnete flächenförmige Kapillarmembransystem weist für dieses Beispiel eine an die Kontur des Innenraums angepasste Kontur auf und ist ebenfalls aus mehreren zueinander parallel angeordneten Kapillarmembranen ausgebildet. Die Kapillarmembranen 6 sind in ihrer Länge an die Kontur des Innenquerschnitts angepasst, so dass sich an der durch die freien Enden 12 der Kapillarmembranen 6 ausgebildeten Kante des flächenförmigen
Kapillarmembransystems eine bogenförmige Kontur ergibt. Die Kapillarmembranen 6 sind an ihrem freien Ende 12 z.B. durch Verschweißen oder Eintauchen in einen Schmelzkleber verschlossen. In diesem Beispiel ist das flächenförmige Kapillarmembransystem zu einer Matte ausgebildet, in der die Kapillarmembranen 6 durch garnförmige Verbindungselemente 13 miteinander verbunden und gleichzeitig zueinander stabil auf Abstand gehalten sind.
Mit ihrem zweiten Ende sind die Kapillarmembranen 6 in die Versorgungsleitung 9 eingebettet, die über ihren nach oben führenden Ast 10 senkrecht zur
Betrachtungsebene aus dem Innenraum 2 der napfförmigen Kulturschale 1 herausführt.
In Figur 4 ist ebenfalls eine napfförmige Kulturschale 1 mit rundem
Innenquerschnitt gezeigt. In dieser napfförmigen Kulturschale 1 ist Bereich des Bodens eine einzelne Kapillarmembran 6 spiralförmig gewickelt und so zu einem flächigen Kapillarmembransystem ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist eines der Enden der spiralförmig angeordneten Kapillarmembran 6 offen und mit der Versorgungsleitung 10 verbunden, die aus der Kulturschale noch oben herausführt. Das andere, freie Ende 12 der Kapillarmembran 6 ist geschlossen. Die einzelnen Windungen der durch die Kapillarmembran ausgebildeten Spirale sind durch Verbindungselemente 14a,b z.B. in Gestalt von Klebestreifen oder strangförmigen Elementen aus Silikonmaterial zueinander auf Abstand gehalten und gegeneinander stabilisiert.
Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 100 mit vier nebeneinander angeordneten napfförmigen Kulturschalen 1 a-d, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die napfförmigen Kulturschalen 1 a-d sind voneinander isoliert und stehen nicht miteinander in Verbindung. In jeder dieser Kulturschalen 1 a-d ist im Innenraum 2a-d analog zu der in Figur 2 gezeigten Kulturschale ein separates flächenförmiges Kapillarmembransystem mit rechteckiger Kontur angeordnet, das jeweils aus mehreren zueinander parallelen Kapillarmembranen 6a-d ausgebildet ist. Die Kapillarmembranen 6a-d der jeweiligen Kapillarmembransysteme sind an ihrem freien Ende in strangförmiges Schmelzklebermaterial 1 1 a-d eingebettet, wodurch sie an diesem Ende geschlossen und gleichzeitig zueinander stabil auf Abstand gehalten sind. Mit ihrem anderen Ende sind die Kapillarmembranen 6a-d in jeweils eine
Versorgungsleitung 9a-d eingebettet. Die Versorgungsleitungen 9a-d werden getrennt voneinander über deren nach oben gerichteten Äste 10a-d aus den Kulturschalen 1 a-d über deren jeweilige Öffnung an der Oberseite herausgeführt.

Claims

Mikrotiterplatte mit Kapillarmembran-Versorgungseinheit Patentansprüche:
1 . Vorrichtung zur Züchtung und/oder Untersuchung von Zellen, umfassend eine Anordnung von mindestens einer napfförmigen Kulturschale mit einem Boden und einer Seitenwand sowie einem durch Boden und Seitenwand begrenzten Innenraum, welcher nach oben hin eine Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- im Innenraum der mindestens einen Kulturschale mindestens ein
flächenförmig ausgebildetes Kapillarmembransystem aus mindestens einer Kapillarmembran angeordnet ist,
- wobei die mindestens eine Kapillarmembran eine semipermeable Wand, ein von der Wand umschlossenes Lumen und mindestens ein offenes
Ende aufweist,
- wobei die mindestens eine Kapillarmembran mit ihrem mindestens einen offenen Ende mit mindestens einer Versorgungsleitung mit einer Wand und einem Lumen in Fluidverbindung steht, so dass durch die
Versorgungsleitung und das mindestens eine Kapillarmembransystem
Flüssigkeiten, Medien, Gase und/oder andere Stoffe durchleitbar sind,
- wobei das mindestens eine Kapillarmembransystem im Bereich des
Bodens der mindestens einen Kulturschale angeordnet ist und in seiner flächigen Erstreckung durch die Seitenwand der mindestens einen Kulturschale begrenzt ist und
- wobei die mindestens eine Versorgungsleitung über die Öffnung aus dem Innenraum führt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kulturschale mit einem Deckel versehen ist, der die Öffnung ihres Innenraums abgedeckt, und dass die mindestens eine Versorgungsleitung der mindestens einen Kulturschale durch den Deckel hindurchtritt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine flächenförmige Kapillarmembransystem mehrere parallel zueinander angeordnete Kapillarmembranen umfasst, die mittels mehrerer zueinander beabstandeter und zueinander parallel verlaufender
Verbindungselemente miteinander zu einer Matte verbunden und durch die Verbindungselemente zueinander auf Abstand gehalten sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kapillarmembranen zueinander in der Matte das 1 ,0 bis 10 fache des Außendurchmessers der Kapillarmembranen beträgt, wobei der Abstand von den Längsachsen der Kapillarmembranen gemessen wird.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kapillarmembranen des mindestens einen
Kapillarmembransystem mit zwei Versorgungsleitungen verbunden ist, wobei die Kapillarmembranen mit ihren gegenüberliegenden Enden in jeweils eine gemeinsame Versorgungsleitung eingebettet sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die mindestens eine gemeinsame Versorgungsleitung ein flexibler Silikonschlauch ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die aus den Innenräumen der Zellkulturschalen herausführenden Versorgungsleitungen jeweils mit einem Y-Konnektor verbunden sind, der mit seinen freien Enden mit einem System zur
Versorgung mit Fluiden und einem System zur Entsorgung verbindbar ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der mindestens einen Kulturschale eine Fläche im Bereich von 2 bis 30 cm2 aufweist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des mindestens einen flächenförmig ausgebildeten Kapillarmembransystem 30 bis 90 % der Fläche des Bodens der mindestens einen Kulturschale beträgt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Kulturschalen umfasst, die voneinander isoliert sind und keine Verbindung untereinander aufweisen und die getrennt voneinander mit jeweils mindestens einem
Kapillarmembransystem versehen sind.
1 1 Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie
mindestens sechs Kulturschalen umfasst.
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WO (1) WO2015071278A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088265B (zh) * 2016-12-30 2022-06-10 分子机械和工业公开股份有限公司 用于分离和处理颗粒靶标的方法和装置
CN109666588A (zh) * 2018-11-15 2019-04-23 广东金之华生物科技有限公司 一种医疗用造血干细胞培养设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3839567A1 (de) 1988-11-24 1990-06-07 Akzo Gmbh Hohlfadenmodul zum abtrennen von gas
DE4004797A1 (de) 1990-02-16 1991-08-22 Akzo Gmbh Gewebtes hohlfadenband
DE4308850A1 (de) 1993-03-19 1994-09-22 Akzo Nv Hohlfadenmatte
EP1159444B1 (de) 1999-03-09 2004-05-26 Acordis Industrial Fibers GmbH Membranmodul zum testen von wirkstoffen an zellen
DE10221565A1 (de) 2002-05-15 2003-12-04 Evotec Ag Vorrichtung zum Kultivieren von Partikeln
DE102006031871B4 (de) 2006-07-10 2008-10-23 Gerlach, Jörg, Dr.med. 3-D Petri-Schale zur Züchtung und Untersuchung von Zellen
WO2008106515A1 (en) * 2007-02-27 2008-09-04 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Insert device for multiwell plate
DE102009039868B4 (de) * 2009-09-03 2020-12-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Untersuchung der Wirkung eines gasförmigen Mediums auf ein biologisches Prüfsystem unter Verwendung eines extrazellulären Metabolisierungssystems
CN101709266B (zh) * 2009-12-01 2012-06-27 中国科学院电工研究所 一种生物反应器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015071278A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016537000A (ja) 2016-12-01
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