JP2002335946A

JP2002335946A - 細胞培養管及びこれを用いた大量細胞培養器

Info

Publication number: JP2002335946A
Application number: JP2001383741A
Authority: JP
Inventors: Kwang Hyun Yoo; 光鉉劉; Sung Ho Shin; 星浩申
Original assignee: Core Biotech Co Ltd
Current assignee: Core Biotech Co Ltd
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2002-11-26
Also published as: US6492163B1; EP1260580A1; US20020197710A1; KR20020088848A

Abstract

(57)【要約】【課題】使用し易くて生産性に優れた、細胞培養管及
びこれを用いた大量細胞培養器を提供する。【解決手段】中心軸に対して偏心した位置に孔を有す
る培養管と、円形ハウジングの軸を中心としてハウジン
グ内に、培養管の孔が前記ハウジングの半径方向の外側
に配置されるように、培養管を多数装着させた培養管束
と、多数の培養管束を集合体とした細胞培養器と、培養
器内に酸素を供給する流入口及び排出口と、培地の液高
を一定に維持させるレベルコントローラと、培地を培養
器内に移送させる培地流入口と、培養途中で培養器内の
ｐＨと溶存酸素を測定するセンサと、培養が終了する
と、自動的に培養物を排出させる排出口とから構成され
る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動物細胞の体外培
養用細胞培養管及びこれを用いた大量細胞培養器(Multi
ple Roller Tube Cell Culture System)に係り、より詳
しくは両端が密閉された円筒形培養管の中心に対して偏
心した位置に両断面を貫通する孔が一直線上に設けられ
ている培養管をハウジング内に多数積層し、培養管束の
集合体に構成させた細胞培養器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の動物細胞を用いた体外培養の場合
は、微生物に比べて弱い細胞膜及び剪断応力(shear str
ess)によって培養物質の生産性が低いため、高濃度及び
高収率にて培養し難いという短所がある。近年、細胞培
養の必要性が増大しつつあるが、細胞自体の特性に関係
なく従来のバクテリア培養を細胞培養に応用して大量培
養することにより、多くの投資にも拘わらず大きい成果
が得られない実状である。

【０００３】最近、細胞の特性研究が深度深く行われて
おり、ＥＳ(Embryonic Stem)細胞、ハイブリドーマ(Hyb
ridomas)、ＣＨＯ(Chinese Hamster Ovary)細胞を代表
細胞とする３グループに区分して各部類の細胞培養性に
適した培養方法が行われている。ここで、ハイブリドー
マを代表とするリンパ系細胞は、メンブレイン(membran
e)による高濃縮培養がＡＳＭ社の中空糸システム(Hollo
w Fiber System)によって可能となった。さらに、ＥＳ
細胞と癌組織培養は、ＮＡＳＡで開発した回転細胞培養
システム(Rotary Cell Culture System)によって低剪断
応力と培養環境調節(environmental control)が可能と
なることにより、組織片の培養が可能になった。

【０００４】ＣＨＯ細胞を始めとした３Ｔ３、Ｃ１２７
などを根幹とする遺伝子組織で完成された形質転換細胞
を用いたサイトカイン(cytokine)または有用な蛋白質が
付着性細胞を通じて主に生産されており、人間遺伝子計
画(human genome project)が完成するにつれて、このよ
うな付着性細胞を用いた有用物質の生産は、幾何級数的
に増えてくると予想される。

【０００５】しかし、前述した繊維芽細胞(fibroblasto
d)または上皮細胞(Epithereail と分類される付着性細
胞の大量培養方法が完璧に開発されないため、バクテリ
ア培養法、或いはＥＳ細胞またはハイブリドーマ細胞培
養法を適用して大量培養することにより、培養収率が著
しく低くなると共に長期間培養できないという短所が生
ずる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の付着性細胞培養装置において大量細胞培養の時に培養
収率が低く且つ長期間にわたって培養できないという問
題点を解決することにより、使用し易くて生産性に優れ
た大量細胞培養器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の培養器は、中心軸に対して偏心した位置に
孔を有する培養管と、円形ハウジングの軸を中心として
ハウジング内に、培養管の孔が前記ハウジングの半径方
向の外側に配置されるように、培養管を多数装着させた
培養管束と、多数の培養管束を集合体とした細胞培養器
と、培養器内に酸素を供給する流入口及び排出口と、培
地の液高を一定に維持させるレベルコントローラと、培
地を培養器内に移送させる培地流入口と、培養途中で培
養器内のｐＨと溶存酸素を測定するセンサと、培養が終
了すると、自動的に培養物を排出させる排出口とから構
成されることを特徴とする。本発明の細胞培養器は、モ
ータによって回転しながら培養管束中の培養管が外部か
らの細胞培養物に接触すると、培養管の孔を介して細胞
培養物が培養管の内部に流入してその壁面に均一に分布
し、好気的環境下で動物細胞が連続して大量培養される
ようにする。

【０００８】本発明の細胞培養器は、円筒状培養管が束
を成して構成されているため、細胞が広範囲にわたって
棲息できる生育空間(surface area)を培養管内部の壁面
に提供することにより、外部からの酸素と培地を最大限
活用すると同時に細胞が培養液中の炭素源及び栄養分を
効率よく代謝活動に用いるので、乳酸生成濃度を減少さ
せてｐＨ（水素イオン濃度）を常時一定に保持し、培地
の供給と培養物の収穫を自動に調節するから、細胞を長
期間効率良く濃縮培養することができ、労働力の節減に
よる生産性の向上と正確な調節機能を備えた自動化され
た細胞培養器を提供することができる。

【０００９】本発明の細胞培養器は、培養管束が徐々に
回転するにつれて培養器下部の培地に浸漬されながら、
円筒状培養管の中心に対して偏心した位置に一直線上に
設けられた両端の孔を介して培養物が均一に培養管の内
部に流入することにより、細胞が栄養分を磁化すると同
時に培養管束が培地の外に上昇すると、培養物が培養管
下部の両端の孔を介して培養管の外に徐々に流出し、培
養管に残留する細胞は培地の栄養分を好気的状態下で磁
化する。また、培養管束が回転しながら培養管が培養器
下部の培地と接触した後、流入した培養物はさらに培養
管の外に排出され、残留する培地を細胞の代謝活動に利
用する過程が繰り返されることにより、細胞の活動が旺
盛になり、濃縮培養と同時に空気に直接接触した細胞は
栄養分が枯渇(starvation)するが、酸素との接触が容易
であって培地内の乳酸生成が低下することにより、ｐＨ
濃度が一定に保たれて効率的な細胞培養が行われる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を参照図に基づいて
詳しく説明する。培養器の構造本発明の培養器（図１）は、中心軸に対して偏心した位
置に孔１４が設けられた円筒状培養管１１と、前記円筒
状培養管を円形ハウジング１２の軸を中心としてハウジ
ング内に、円筒状培養管の孔１４が前記ハウジング１２
の半径方向の外側に配置されるように多数装着した培養
管束１３と、培養管束を一つ以上の集合体とした細胞培
養器１０と、培養管束１３が駆動軸３１に連結され、細
胞培養器の外側面に取り付けられたモータ３０によって
回転し、培養器内に酸素を供給する流入口２１及び排出
口２２と、培地の液高を一定に保持させるレベルコント
ローラ２０と、栄養培地を新鮮培地タンク５０から培地
移送ポンプ５１及び培地流入口５２を介して培養器内に
移送させ、培養途中で培養器内のｐＨと溶存酸素を測定
するセンサ４０と、培養が終了すると、排出口６２及び
移送ポンプを介して自動的に培養物を排出させる収穫タ
ンク６０とから構成されている。細胞を培養する円筒状
培養管１１は、図２に示すように、管の端部が封緘され
る一方、培養管の中心軸に対して偏心した位置に孔１４
が培養管の底面と接するように一直線上に設けられ、培
養液が培養管内に対して流入及び排出されるときに抵抗
または干渉を受けないように設計されることにより、剪
断応力が低くなって細胞の培養を円滑にする。これらの
培養管は、円形の培養管ハウジング１２の軸を中心とし
て孔１４が半径方向の外側に配置されるように装着させ
て培養管束１３を構成する。前記培養管束は一つ以上並
設して培養器１０の内部に備える。このような本発明に
係る培養管形態は、培養中の培地を培養管に容易に分配
し且つ排出させ得るようにする画期的な本発明の構成要
素である。

【００１１】培養器内に流入する培地は、新鮮培地タン
ク５０から培地移送ポンプ５１によって流入口を介し
て、培地の液高が自動にレベルコントローラ２０によっ
て常時一定に保たれるように供給される。培養済みの培
養物は、排出口６２から培養物移送ポンプ６１によって
培養物収穫タンク６０に移送される。培養物のｐＨ濃度
と溶存酸素は、センサ用ポンプ４１を介してセンサ４０
に供給されると、自動に測定される。一方、培養中の細
胞に酸素を供給するために含湿及び除菌された空気は空
気流入口２１を介して一定に供給され、培養器内のガス
は空気排出口２２を介して排出されることにより、溶存
酸素濃度が一定に保たれる。培養器内の培養管がモータ
３０の駆動軸３１によって１／３〜１／４ＲＰＭにて回
転すると、培養管が培養液と徐々に接触することによ
り、培養管内に細胞が付着するが、この細胞は棲息しな
がら培地の栄養分から代謝活動を通じて細胞増殖を行
う。図２に示すように両端の断面一側に孔が開いている
培養管を、管の両端の孔が前記ハウジングの中心軸の半
径方向の外側に配置されるように培養器の駆動軸を中心
として並設することにより、培養管内に培地が容易に分
配され且つ排出される。また、培養管を円心と平行にす
るか、或いは円心に対して０〜１０°程度傾けて取り付
けることにより、培地が流動するようにすることもでき
る。この培養器束（図３）に細胞浮遊液を注入させる
と、培養管内への細胞の完全付着に約２４〜７２時間が
かかるが、培養管の内側に細胞が完全に付着すると、培
養管内の培養培地は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す
ように培地の分配と交換が行われる。

【００１２】その後、細胞の生産性と連係している葡萄
糖(glucose)、乳酸(lactate)及びアンモニア(ammonia)
の濃度もしくはｐＨ濃度などを培地交換周期で設定して
培養する。培養された培地は、培養器内のレベルコント
ローラ(level controller)によって自動交換される。更
に、溶存酸素とｐＨを調節するために除菌及び含湿され
た二酸化炭素と空気との混合ガスを同時に注入して培養
する。このような装置と培養方法によって細胞培養及び
分析を自動に行うことができる。本発明の培養原理本発明は、培養器内の培養管に培地を分配し、一定量ず
つ持続して交換する方式としてバッチ(batch)、コンテ
ニュアスバッチ(continuous batch)またはコンテニュア
ス(continuous)を用いて培養できる培養器であり、各培
養管内の培地表面を通じて空気の交換が行われるので、
他の培養器に比べて多量の空気との接触面を備え、従来
の生物反応器(bioreactor)のように気泡応力(air bubbl
e stress)または剪断応力が生じることはない。また、
空気と接触した細胞面においては細胞内に溶存酸素が効
率よく伝達されるので、糖分解代謝が円滑に行われる。
即ち、酸素不足の下では葡萄糖が乳酸に分解されて細胞
のエネルギー源として用いられることにより、培地内の
水素イオン濃度を高めて細胞損傷を招き易いが、豊かな
溶存酸素が供給されると、ＴＣＡサイクル(Tricarboxyl
ic Acid Cycle)を用いて細胞の必要とするエネルギーの
供給を受けることができる上、水素イオン濃度の増加も
抑えられる。また、細胞面が空気と直接接触した面にお
いては、培地内のエネルギー源の葡萄糖が急速に枯渇す
ることにより、細胞自体が炭素源を効率良く使用するた
めにＴＣＡサイクルを使用するほかはない。しかし、こ
のような状態が長く続くと、細胞自体がストレスを受け
るが、これは細胞が再び培地内に移動して細胞面が培地
と接触するようにするか、或いは新しい培地を供給する
ことにより克服することができる。この原理は、現在付
着細胞培養の際に最も普遍的に用いられるローラーボト
ル(Roller Bottle)の原理とも同一である。このような
原理が本発明の培養器(Multiple Roller Tube)内で円滑
に適用されるように空気と二酸化炭素を適切に供給して
水素イオンの濃度を調節し、ローラーボトルの問題点
（自動化不可能、エア交替不可能、ｐＨ調節不可能）を
解決し、培養空間を画期的に縮小することにより、完全
自動化による細胞培養を実現することができた。＜試験例１＞：付着性動物細胞の培養器別特性本発明の培養器の性能及び培養特性を比較するために、
フラスコ、ローラーボトル、生物反応器(Bioreactor)を
対象として遺伝子操作されたＣＨＯ細胞を用いて細胞形
態、葡萄糖対比乳酸生成率、培養期間、培養収率を測定
して次の表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】＜試験例２＞：遺伝子操作されたＣ１２７
細胞を用いた培養器別特性本発明の培養器の性能及び培養特性を比較するために、
フラスコ、ローラーボトル、生物反応器及び中空糸(Hol
low Fiber)を対象として遺伝子操作されたＣ１２７細胞
を用いて培養培地、生産時の細胞形態、マトリックス、
培養方法、コントロール、細胞成長位置、乳酸生成及び
葡萄糖消耗、生産性及び培養期間を測定して次の表２に
示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】前記表１と表２から分るように、培養原理
（糖分解方法、細胞形態、Control方法）によって細胞
の生産性に多くの差異が見られる。ローラーボトルにお
いて、培養収率の増加と培養期間の延長は、ローラーボ
トル内の空気と細胞面との酸素交換を活発にすると共
に、瞬間的な炭素源の枯渇によって効率よく炭素源を細
胞が利用できるようにする。さらに、細胞面が培地内に
移動して十分な栄養分の供給を受けることにより、細胞
の活性を保持することができるものと判断される。しか
し、フラスコ類の場合、一定量の培地深さの下方に細胞
面が付着して静置培養されることにより、細胞成長時に
は効果的であるが、酸素透過が容易でなく、培地交換時
毎に過栄養から栄養欠乏状態まで（培地交換周期）の周
期(cycle)が長いため、細胞の濃度が高い場合には細胞
損傷を起こし、炭素源の効率的な利用が難しい。また、
細胞株によって多少の差はあるが、マイクロキャリア(m
icrocarrier)をマトリックスにするか、或いは細胞自体
を浮揚(suspension)状態にして培養する場合、溶存酸素
は改善されるが、細胞自体の形態変化によって炭素源の
効率的利用が不可能になって生産性が減少し、特に生成
された乳酸によってｐＨ濃度の増加が早く現われ、培地
交換を頻繁にしなければならない。更に、遺伝子操作に
よって生産される生体材料(biomaterial)はｐＨの低下
によって破壊されることが多いから、生産収率が更に低
くなるものと判断される。

【００１７】

【実施例】＜実施例１＞本発明に係る、多数の培養管か
ら構成された細胞培養器の培養性能を確認するために、
サイトカイン類の生産に最も多く用いられているＣＨＯ
^dhfr-細胞を培養実験に適用した。培養の前、２％ゼラ
チン溶液(Sigma G1393)で培養管の内部を２時間コーテ
ィングして細胞付着を容易にした。培養性を比較するた
めに、ポリスチレン材培養フラスコ（７５Ｃｍ²の０.２
μｍのフィルタキャップ Flask Corning #430641）と共
に培養した。培養培地(Iscove's Modified Dulbecco's
Medium; Gibco Cat No.12200-036)に３.０２４ｇ/Ｌの
ＮａＨＣＯ₃を添加して使用した。更に、使用の前、Ｈ
Ｔ培地(Hypozentin Thymidine Supplement; Gibco Cat
No.11067-030)を添加し、牛胎児血清(FBS Gibco Cat. N
o.26140-079)を全体培地の１０％となるように添加して
使用した。培養器の培養管内部の総面積は６９４Ｃ
ｍ²、培養管は１７本であった。ＣＨＯ細胞は、初期濃
度４×１０⁷のものを２００ｍｌに懸濁して培養器内に
入れ、培養器の蓋を完全に密閉して恒温室（３７℃）内
のローラードラム(Roller Drum)上で培養した。一方、
フラスコは、培養器と培養面積比を考慮して４.３３２
×１０⁶細胞を２２ｍｌに懸濁して５％ＣＯ₂培養器で培
養した。最初の細胞注入後４８時間経過してそれぞれ培
地を交換し、その後４８時間毎に培地を交換しながら培
地内の葡萄糖、乳酸を測定(Sigma Assay Kit)した。培
地交換の時、培養された培地のｐＨを測定したところ、
７.０以上を維持した。この際、培養器の回転速度は１/
３〜１/４ＲＰＭにした。

【００１８】培養管の細胞付着状態と培養器の作動実験
によって確認したところ、初期細胞浮遊液を加えた後２
４時間内に、細胞は培養管の内部に良好に付着した。ま
た、細胞をクリスタルバイオレット(Crystal Violet)染
色で確認したところ、培養１ヶ月後も良好な細胞付着能
力を示した。培養器の回転によって一定量の培養液が培
養管内に交換され、３０ＲＰＭまで正常的な作動が確認
された。培養期間によってｐＨ濃度が急速に増加する
と、新しい空気を投入することによりｐＨ濃度を容易に
減少させることができた。培養器の培養性において、細
胞の付着及び形態はフラスコ(Tissue Flask)とあまり大
きい差を示していないが、細胞の完全付着に２４時間程
度かかり、フラスコより８時間程度長いものと判断され
る。細胞の成長は顕微鏡による観察と細胞代謝を通じて
間接的に把握することができた。前記の培養結果より、
培養器の回転によって培養管から培養器の底面へ培地が
流出入されることにより、別の細胞分離装置が無くても
培養器全体を自動化することができることが分る。ま
た、培養管をプラスチック（ポリスチレンなど）で製造
して細胞付着力を改善することができ、浮遊細胞におい
ても環境調節によって炭素源の効果的な培養が可能であ
って、培養管内に細胞捕集可能な物質（ファイバ(fibe
r)、スポンジ(sponge)など）を挿入したり付着させたり
して浮遊細胞(suspension)を培養することができる。＜実施例２＞本発明の自動化された大量細胞培養器(Mul
tiple Roller Tube Cell Culture System)で実施例１と
同様の方法で処理した細胞を長期間培養実験に適用する
ために、新鮮培地タンクから移送ポンプと流入口を介し
て一定量の細胞培養用培地をレベルコントローラによっ
て培養器内に流入させ、モータの駆動軸に連結された培
養管束を培養器内に流入した培地に接触させるために、
１.０ＲＰＭ以下に回転させて培養しながら、培養中に
培養物のｐＨと溶存酸素をセンサで測定して培養をコン
トロールし、培養物の濃度を測定した後培養物を回収す
るために６０ＲＰＭ以下に回転させて培地を交換した。
このように培養した結果、全培養期間にわたって細胞の
付着、成長及び代謝が無理なく行われ、優れた培養性を
示した。更に、培養管内に対する培地の流出入が容易で
あって培養培地が円滑に交換され、培養液の交換時にｐ
Ｈの増加があったがＣＯ₂を供給して減少させた。そし
て、培養管へ空気を投入することによりｐＨの調節が可
能であって、２種からなる混合ガスを用いた培養環境の
調節(2 gas environment control)ができることが分っ
た。また、葡萄糖吸収量対比乳酸生産性が減少すること
により、培養培地内の炭素源を効率良く利用できる体系
であって、図５及び図７にサイトカイン類の生産性が向
上することを見せた。培養器は、３０ＲＰＭまで無理な
く培養管内に対して培地が流出入することにより、単位
培養管を増やして大量に培養できることが分った。

【００１９】培養管の細胞付着において、実施例１と同
様に、培養管の内部に良好に付着し、培養１ヶ月後も良
好な細胞付着能力を見せた。培養器の回転によって一定
量の培養液が培養管内に交換され、培養期間によってｐ
Ｈ濃度が急速に増加すると、新しい空気を投入すること
により、ｐＨ濃度を容易に減少させることができた。以
上の実施例において、細胞の代謝は、培養開始後２７日
間培養して観察したところ、細胞代謝増加率をglucose
uptake ratioで表わして実験した結果、本発明の培養器
では培養後１９日目まで増加したが（図５及び図７）、
フラスコ培養では培養９日目から増加せず、培養液の残
存葡萄糖濃度は１００ｍｇ／ｄｌ水準を保った（図６及
び図８）。また、本発明の培養器では、乳酸生成率も培
養器の細胞では培養９日目に新しい空気を供給した後か
ら１３日まで増加したが、葡萄糖吸収量が増加しても乳
酸生成量が減少して葡萄糖吸収量対比乳酸生産量は減少
し、その比率が２２.９％まで減少した（図５及び図
７）。これに対し、フラスコ培養では、培養９日目から
乳酸生成率が３００ｍｇ／ｄｌで大きい変化をみせず、
葡萄糖吸収量対比９０％程度の乳酸生産性を示した(図
６及び図８)。さらに、培養器で培養１９日目より１／
３ＲＰＭから１／４ＲＰＭに速度を低めて培養したとこ
ろ、葡萄糖吸収量対比乳酸生産量が有意に少なくなり、
炭素源の枯渇効果(starvation effect)による効率的な
炭素源の利用が間接的に証明された。培養基間のｐＨ変
化をみると、培養器において培養初期新しい空気を投入
する前にｐＨ６.９８まで下がったが、投入後ｐＨ７.０
０以上を保持した。さらに、炭素源の効率的利用によっ
て実験期間中１／３ＲＰＭを保持した場合にはｐＨ７.
００〜７.０７であり、１／４ＲＰＭを保った場合には
ｐＨ７.２０〜７.３２まで増加して動物細胞培養の最適
ｐＨを保持することができた（図５）。しかし、フラス
コによる細胞培養の際には培地の枯渇効果を観察するこ
とができなかった上、培養５日目からｐＨが６.５０〜
６.９０に維持（図６）されることにより、培養細胞に
影響を与えることになって、特に遺伝子操作によって生
成されたサイトカイン類には大きく影響を与えるものと
判断される。

【００２０】

【発明の効果】本発明の培養器は、培養管内の細胞を付
着または捕集して細胞の表面に直接空気を供給すること
により、正常的な細胞形態の維持と炭素源の代謝を容易
にして培養期間を増やし、生産性を高めることができ
る。なお、培養管の集合体を大きくして容易に規模増大
(scale up)を図ることができ、培養液を自然に交換し且
つ炭酸ガスと酸素との混合ガスを注入して正確な細胞培
養の環境を造成することにより、小規模培養から大量培
養まで完全自動化された培養器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る大量細胞培養器の構成、及び培養
管束を複数装着した培養器の例示を示す正断面図であ
る。

【図２】培養管の構造を示す斜視図である。

【図３】培養管の集合体であるドラム型培養管の束を示
す側面図である。

【図４】図４（ａ）は、細胞培養の際における、培養器
の回転による培養管内の培地の流出入状態を示す概略側
面図である。また、図４（ｂ）は、培地収穫の際におけ
る、培養器の回転による培養管内の培地の流出入状態を
示す概略側面図である。

【図５】培養器を用いた細胞培養時間によるｐＨ（−△
−）、葡萄糖吸収（−◇−）、乳酸生産（−□−）の変
化を示すグラフである。

【図６】フラスコを用いた細胞培養時間によるｐＨ（−
△−）、葡萄糖吸収（−◇−）、乳酸生産（−□−）の
変化を示すグラフである。

【図７】培養器を用いた細胞培養時間による培地内の葡
萄糖濃度（−◇−）、乳酸濃度（−□−）の変化を示す
グラフである。

【図８】フラスコを用いた細胞培養時間による培地内の
葡萄糖濃度（−◇−）、乳酸濃度（−□−）の変化を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０培養器１１培養管１２培養管ハウジング１３培養管束１４培養管の孔２０レベルコントローラ２１空気流入口２２空気排出口３０モータ３１駆動軸４０ｐＨ、ＤＯセンサ４１センサ用ポンプ５０新鮮培地タンク５１培地移送ポンプ５２培地流入口６０培養物収穫タンク６１培養物移送ポンプ６２培養物排出口

フロントページの続きＦターム(参考） 4B029 AA02 AA08 AA11 BB11 CC02 CC08 DB19 DF05 DG06 GA02 GA06 GB03 GB10 4B065 AA90X BB01 BC02 BC03 BC08 BC46 BC50 CA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管の内部に対して培養液が流出入する培
養管において、培養管（１１）の端部が封緘されてお
り、その両端面にその中心軸に対して偏心した位置に孔
（１４）が培養管の底面と接するように一直線上に設け
られることを特徴とする培養管。
【請求項２】培養管の形は円形、楕円形または多角形
の中から選択されたいずれかであることを特徴とする請
求項１記載の培養管。
【請求項３】培養管は長さ１０ｍｍ〜３００ｍｍ、直
径５ｍｍ〜１１０ｍｍであることを特徴とする請求項１
記載の培養管。
【請求項４】培養管の両端に設けられた孔は、円形、
楕円形または多角形のいずれかの形を有し、培養管口径
の１〜７０％を占める大きさを有することを特徴とする
請求項１記載の培養管。
【請求項５】孔の代わりに、変形された管を取り付け
て使用することを特徴とする請求項１記載の培養管。
【請求項６】培養器（１０）が、中心軸に対して偏心
した位置に孔（１４）を有する培養管（１１）と、円形
ハウジング（１２）の軸を中心としてハウジング内に、
培養管の孔（１４）が前記ハウジングの半径方向の外側
に配置されるように、培養管を多数装着させた培養管束
（１３）と、多数の培養管束を集合体とした細胞培養器
（１０）と、培養器内に酸素を供給する流入口（２１）
及び排出口（２２）と、培地の液高を一定に維持させる
レベルコントローラ（２０）と、培地を培養器内に移送
させる培地流入口（５２）と、培養途中で培養器内のｐ
Ｈと溶存酸素を測定するセンサ（４０）と、培養が終了
すると、自動的に培養物を排出させる排出口（６２）と
から構成されることを特徴とする大量細胞培養器。
【請求項７】培養管束は、培地の入出を容易にするた
め、培養管を、駆動軸を中心として培養管の孔が前記ハ
ウジングの半径方向の外側に配置されるように装着させ
てなることを特徴とする請求項６記載の大量細胞培養
器。
【請求項８】培養器は、培養管の端部の孔または管を
介して重力によって培地の交換が行われることを特徴と
する請求項６記載の大量細胞培養器。
【請求項９】培養管束は、培養管を円心と平行に、或
いは円心に０〜１０°傾けて取り付けることにより、培
地が流動できるように設けられることを特徴とする請求
項７記載の大量細胞培養器。
【請求項１０】培養管束は、一つ以上が培養器内に並
んで設けられることを特徴とする請求項７記載の大量細
胞培養器。
【請求項１１】材質がガラスまたはプラスチックであ
ることを特徴とする請求項６記載の大量細胞培養器。
【請求項１２】請求項６乃至請求項１１のいずれか項
の培養器で付着性動物細胞を培養するにおいて、培地移
送ポンプと流入口を介して一定量の細胞培養用培地をレ
ベルコントローラによって培養器内に流入させる段階
と、モータの駆動軸に連結された培養管束を培養器内に
流入した培地に接触させるために、１〜１／５ＲＰＭに
て回転させて培養する段階と、培養中に培養物のｐＨと
溶存酸素をセンサで測定して培養をコントロールする段
階と、培養物の濃度を測定して培養物を回収するため
に、１０〜６０ＲＰＭにて回転させて培地を交換する段
階とからなることを特徴とする細胞培養器を用いた細胞
の大量培養方法。
【請求項１３】培養管の内部に細胞の付着を容易にす
るため、培養管の内部にゼラチン溶液を塗布するか、或
いは繊維またはスポンジを使用することを特徴とする請
求項１２記載の細胞培養器を用いた細胞の大量培養方
法。
【請求項１４】培地内のｐＨ及び溶存酸素のコントロ
ールは、酸素と炭酸ガスが９０：１０〜１００：０で混
合された除菌及び吸湿ガスを注入して培養することを特
徴とする請求項１２記載の細胞培養器を用いた細胞の大
量培養方法。
【請求項１５】培地内のｐＨが７.０以下であり、或
いは葡萄糖含量が１００ｍｇ／ｄｌ以下である場合、空
気を供給して培養することを特徴とする請求項１２記載
の細胞培養器を用いた細胞の大量培養方法。
【請求項１６】培養管が多数装着された培養管束を、
懸濁した細胞を含有する培養器内に入れ、恒温室ローラ
ードラム上においてバッチ式で培養することを特徴とす
る請求項１２記載の細胞培養器を用いた細胞の大量培養
方法。