JP2010509935A - 大規模細胞培養容器 - Google Patents

Abstract

細胞を培養するための多層細胞培養装置が開示されている。細胞培養装置は、空気間隙を維持するスペーサ材料と組み合わされて複数の柔軟性細胞培養区画を有する一体構造として画成される。細胞培養装置の拡張型区画は、細胞培養区画と外部環境との間でガスが自由に流れることのできる空気間隙と組み合わされたガス透過性膜をその中に与える。さらに、各区画の間と、細胞培養容器と外部環境との間に、相互連絡通路が設けられる。拡張可能な容器は、培養液およびガス交換を提供することによって、多数の懸垂または懸濁細胞の増殖を促進させる。

Description

本発明は、広く細胞生物学分野に関し、特に、拡張型細胞培養容器に関する。

培養条件は、培養される細胞の種類や細胞を培養する目的に応じて一般に様々である。細胞は、数多くの供給源、例えば、細菌、酵母、昆虫および哺乳類に由来し、培養液に浸され、浮遊培養において、または培養基に付着されて、増殖せしめられる。細胞は、所望の物質を生成するために用いられるか、または細胞自体が生成物であることもある。

細胞および／または細胞培養から生成される物質を使用する能力は、一部には、細胞培養をサポートする容器の特性により決まる。この容器は、細胞生成物における望ましくない成分に寄与すべきではない。生物学分野において技術が進歩するにつれ、サポート設備の進歩などの技術的サポートの進歩が、この知識の利点を十分に実現するために足並みを揃えなければならない。細胞および遺伝子治療用途では、例えば、特定の個人のための特定の細胞を増殖させることに専用の各細胞培養容器に関して、最も厳しい無菌環境を維持することのできる細胞培養容器が必要とされる。

現在、生物薬剤を製造する諸経費の主要因は、使捨てではない生物反応器／容器の保守、殺菌および検査に関連する費用である。細胞培養容器は、この過剰な費用をかけたり、汚染の可能性の危険を冒したりせずに、要求される清浄度のレベルを維持するように開発されなければならない。

細胞増殖のための最適な処理条件の開発は通常、数十億の細胞を含む大規模システムをモニタすることとは対照的に、数千の細胞を増殖させる１つの容器から始まる。一貫した細胞性能を可能にするために培養する細胞の微環境を維持することが重要である。１つの容器から大規模システムに進むことは簡単なことではない。何故ならば、１つの容器から大規模システムへ培養条件を直接推定できる単純な容器システムは存在しないからである。

培養中の細胞の代謝要件を維持するために、細胞培養容器の外部環境と内部環境との間のガス交換が必要である。大規模システムにおいて、容器内の培養液と外部環境との間のガス交換には特別に配慮しなければならない。何故ならば、容器の容積が増加するにつれ、表面積対容積比が減少するからである。増加する容積によるこの表面積の減少で、拡散に利用される培養液の量が制限され、ガス交換が制限される。大規模容器内には空間勾配が生じ得、スパージングや撹拌などの改善策は、培養液の泡立ちや、また培養中の細胞への剪断損傷の原因となり得る。

多くの従来の細胞培養システムでは、袋を形成するためにポリマーシートを利用している。特許文献１において、ポリマーシートは、混合を誘発し、適切な培養条件を確実にするのに必要なガス交換を促進させるために、波状撹拌に耐えるのに十分に厚い。この機器は、メンテナンスを必要とし、細胞培養容器自体に必要とされる空間の他の空間を占める。他の袋状細胞培養装置、例えば、特許文献２および３に開示されているものは、非常に薄いポリマーシートから形成され、それゆえ、撹拌やスパージングをせずに、ポリマーシート材料を通してガス交換が行われる。しかしながら、支持されていない大型袋容器の取扱いは、わずらわしく、非現実的である。

あるいは、外部雰囲気と内部培養環境との間のガス交換により、例えば、その開示がここに全て含まれる、同一出願人の特許文献４に記載されているような、多層高密度の細胞培養容器の開発がもたらされた。ここに記載された容器は、ガス透過性材料が組み込まれ、これらの装置が、スパージングや撹拌の必要なく、細胞代謝の酸素要件を満たすことを可能にしている。これらの容器は、細胞増殖のための増加した表面積並びにロボット式の取扱いを可能にする適度に剛性の構造を有する。しかしながら、これらの装置には限界が生じる。何故ならば、ロボット式の取扱いを可能にする剛性は、容器の容積が固定されたままである必要があり、培養条件の改変がより一層問題になるからである。

米国特許第６１９０９１３号明細書 米国特許第４９４５２０３号明細書 米国特許第５７３６３９８号明細書 米国特許出願第１１／４３３８５９号明細書

それゆえ、細胞条件を変えずに、小さな容積（＜１Ｌ）から大きな容積（＞１０Ｌ）に規模を変えることのできる設計を用いて、培養中の細胞の無菌増殖および保守を可能にする使捨て式細胞培養容器が必要とされている。大規模の細胞培養操作を実施するための空間要件、特に、潅流、スパージングおよび移動により加わる変動因子、並びにこれらの操作を実施するのに必要な機械的付属品および機器を簡単にし、減少させる細胞培養容器を有することが都合よいであろう。

さらに、培養液の内部容積を増加させ、それゆえ、細胞の数とサイズを乗じる連続増殖を可能にする、細胞の増殖のために必要なガス交換を可能にする細胞培養容器が必要とされている。この容器の拡張により、より容量の大きい容器に移すために細胞を無菌環境から取り出す必要なく、それゆえ、汚染のリスクを減少させて、使用中の培養液の増加と容積の増加の両方を可能にする。そのような細胞培養容器で培養中の懸垂依存性または懸濁いずれかの細胞の増殖または保守を可能にすることが有益であろう。また、細胞培養容器を積み重ねる能力が、培養中の大容積の細胞を維持し、拡張して、効率的な空間利用および取扱いの簡素化を可能にする上で有益であろう。さらに、容易に組み立てられ、効率的に利用できる、細胞の増殖をモニタするための光学的に透明な材料を用いて構成された経済的な使捨て式細胞培養容器が必要とされている。

本発明のある実施の形態によれば、細胞を効率的に培養するための細胞増殖装置が開示される。細胞増殖装置は多数の区画を備え、各区画は、拡張可能であり、少なくとも１つのガス透過性で液不透過性の表面、細胞増殖のための一体容器を提供するための各区画間の相互接続路または通路、および１つ以上のエアポケットまたはスペースが間に支持されるように各区画の間に配置された、ガス交換を維持するためのスペーサを備えている。

本発明の別の実施の形態によれば、細胞増殖装置を潰さずに、いくつかの拡張可能な区画を積み重ね、取り扱い、動かせるように、多数の拡張可能な区画を支持するための外部支持構造体が提供される。外部支持構造体は、複合容器、細胞培養区画の安定性を補強する。

本発明のはさらに別の実施の形態において、外部支持構造体は、拡張する区画を収容するために拡張可能である。

細胞培養容器および本発明の細胞培養容器を用いた方法は、表面対容積比を増加させて、ガス透過性で液不透過性の構成要素により大容積の細胞培養培養液内での酸素の拡散および／または分散を能動的に促進させる。

本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白であるか、またはその記載の説明および特許請求の範囲、並びに添付の図面に記載されたように本発明を実施することによって認識されるであろう。

先の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の単なる例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または構成を提供することが意図されているのが理解されよう。

添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。これらの図面は、本発明の１つ以上の実施の形態を例証するものであり、説明と一緒になって、本発明の原理および動作を説明する働きをする。

本発明は、添付の図面と共に読んだときに、以下の詳細な説明から最もよく理解される。様々な特徴は必ずしも一定の縮尺で描かれていないことを強調しておく。実際に、寸法は、議論を明白にするために、任意の増加または減少されているであろう。

本発明のある実施の形態による細胞増殖装置の側面図 本発明の別の実施の形態による細胞増殖装置の１つの区画の平面図 図２に示された実施の形態の１つの区画の側面図 本発明の別の実施の形態による細胞増殖装置の側面図 本発明の別の実施の形態による細胞増殖装置の側面図 本発明のさらに別の実施の形態による細胞増殖装置の側面図 図６に示された実施の形態の１つの区画の平面図 本発明の別の実施の形態による細胞増殖装置の側面図 本発明の細胞培養装置の例示の形状とポーティングを示す概略図

以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的で、本発明を完全に理解できるように、特定の詳細を開示した例示の実施の形態が述べられている。しかしながら、本発明は、ここに開示された特定の詳細から逸脱した他の実施の形態で実施してもよいことが当業者には明白であろう。他の例において、よく知られた装置および方法の詳細な説明は、本発明の説明を分かりにくくしないように、省かれているであろう。

本発明の現在の実施の形態を詳しく参照し、その実施例が添付の図面に例示されている。できる限りどこでも、同じ参照番号は、同じまたは同様の部品を称するために、図面に亘り用いられている。

本発明のある実施の形態による装置の外観が図１に示されている。この実施の形態の容器１００は、区画１１４が垂直に積み重ねられた高密度細胞培養装置である。区画１１４は、所望の容積容量に応じて、任意のサイズ、形状、または寸法を有する様々な構造のための剛性材料からなる上板１１０と底板１１２により囲まれている。各区画１１４は、縁形成壁１１５で互いに封止されるガス透過性材料から作製される。ガス透過性区画１１４／１１７は潰されているのに対し、ガス透過性区画１１４／１１８は、培養液および増殖細胞を収容するように広げられている。この例示の実施の形態において、容器１００は５つの区画からなるが、容器が構造的に支持されている限り、いくつの層／区画１１４が積み重ねられていてもよい。各区画１１４内のポート１０１が、次の区画１１４に順に隣接しているおよび／または外部環境との流体連通を提供する。各区画の間には、ガス交換のための区域１０３を維持するスペーサ材料１１６がある。したがって、区画には、細胞培養の拡張可能な容積を囲むように、細胞と培養液を充填することができる。例えば、区画に細胞と培養液を充填するときに、それらの区画は、細胞の増殖する容積を囲むように、高さで約１ｍｍから約２〜５ｍｍまでサイズが広がる。区画１１４の拡張は、液体、細胞および培養液の包囲容積に依存する。

本発明の１つのガス透過性区画１１４の例示の実施の形態の平面図が図２に示されている。この実施の形態のガス透過性区画１１４は、拡張可能であり、ガス透過性区画２０４のための構造的支持を提供する区画フレーム２０２を備えている。フレーム２０２自体は、支持できるように剛性であり、支持周囲を形成する封止されたガス透過性材料２０４の外側にある。ポート１０１が、ガス透過性壁１１５の角部２０８の１つに示されており、これは、細胞培養積層体において別の類似のガス透過性区画１１４と相互連結する。この実施の形態において、ポート１０１がガス透過性材料２０４を通ってガス透過性壁１１５の角部に示されているが、ポート１０１は、外部環境からガス透過性区画１１４中に、ガス透過性区画１１４間に、および／またはガス透過性区画１１４から外部環境へと、流体連通を必要とする任意の位置に配置されていてもよい。

図２に示された例示の実施の形態の１つの区画１１４の側面図が図３に示されている。支持区画フレーム２０２が、その区画の封止された縁１１５の外側に配置されている。スペーサ材料１１６が、ガスが循環し、ガス透過性材料２０４を通って拡散するための空気間隙１０３を維持するように、ガス透過性材料２０４の上と下にある。スペーサ材料１１６は、ガス透過性区画の間またはガス透過性区画と他のガス不透過性表面との間に空気間隙１０３を維持するために、その中に形成された特徴構造を持つ平らなシートとして構成されてもよい。このスペーサ材料の例には、平らな表面の片側または両側に規則的なパターンで、平らな表面から０．０１０インチ（約０．２５ｍｍ）突出した丸まったピンの先端の特徴構造を有する、ポリエチレンやポリプロピレンなどの０．０２０インチ（約０．５０ｍｍ）厚の熱成形ポリマーがある。他方で、スペーサ材料１１６は、ガスが空気間隙１０３を通してガス透過性材料２０４と外部雰囲気との間に拡散できるように細胞増殖区画１１４の間に空気間隙１０３を維持できる任意の剛性または柔軟性支持網状構造であってもよい。そのような柔軟性支持網状構造の例に、織物メッシュがある。スペーサ材料１１６の構造は、任意の組成物、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロンもしくは他の適切なポリマーまたは金属のものであってよい。適切な材料は、例えば、アルミニウム、チタンステンレス鋼などであってよい。スペーサ材料は、各細胞増殖区画１１４の間に少なくとも０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）の空気間隙１０３を形成できる任意の構造のものであってよい。さらに、安定な構造形態を維持する複合容器積層体の能力によってのみ制限される区画を相互連結する入口と出口を充填したり空にしたりして、いくつの区画１１４を互いに積み重ねてもよい。それゆえ、本発明は、拡張可能な細胞培養容器１１０を通じて多数の細胞の増殖を促進するために懸垂または懸濁細胞培養のために利用することができる。

図４の例示の実施の形態に示されるように、多数の区画１１４を積み重ねる場合、ポート１０１は、流体を、５層の容器４００内で各個々の区画１１４を通して次の区画中に連続して潅流するために、互い違いに配置してもよい。また、ポート１０１は、培養液、流体、分析装置などのための入口地点および／または出口地点を提供してもよい。それらの間に形成された個々の柔軟性区画１１４を含む、上板１１０と底板１１２の間の蛇腹状構造４０４により、個々の区画１１４の各々の柔軟性、任意の区画フレーム２０２の剛性、相互連結ポート１０１の弾性、および／または各細胞増殖区画１１４の間にあるスペーサ材料１１６の撓み性に応じて、個別にまたはユニットとして、区画１１４の全ての圧縮および／または拡張が可能になる。

図５に示される別の実施の形態において、大規模細胞培養容器５００が、一列に並べられたポート１０１を有している。細胞培養容器５００は、先に記載した実施の形態におけるように同様のガス透過性材料２０４から構成されている。ガス透過性材料２０４は、区画フレーム２０２により支持され、充填ポート１０１により各区画１１４の間で流体連通が可能になっているそれらの間にスペーサ材料１１６によってガス交換のための空気間隙１０３により隔てられている。ポート１０１が一列に並べられている場合、アクセス管５２０が、流体の流れを各ポート１０１に導くように挿入されてもよい。ある態様において、アクセス管５２０は、細胞培養容器５００内の各ポート１０１に空間的に対応する孔５２２を備えた管である。アクセス管５２０は、図５に示したような別個のユニットであっても、または流れを可能にするまたは制限するように細胞培養容器５００内で、一体に接続され回転され、別々に相互連結されてもよい。したがって、アクセス管の漏斗形上部５２４に充填を行い、他のポート１０１を塞いで、特定の細胞培養区画１１４に選択的に充填することも可能である。

図６は、大規模細胞培養容器６００のある実施の形態を示している。容器６００は、上板１１０と底板１１２の間に形成された柔軟な細胞培養区画６１４を備えている。細胞培養区画６１４の増殖表面および／または壁を形成するガス透過性材料２０４は、区画フレーム２０２の周囲の外縁６０３に沿って固定されている。グロメットまたは他の支持された孔構造体６１０（図７の平面図にも示されている）を、細胞培養区画６１４の周囲の各角部６１１および／または他の位置で、ガス透過性材料２０４、スペーサ材料および支持区画フレームを通って配置することができる。伸縮式であってよい支持棒６１２が、区画の積層体の細胞培養区画６１４の周囲の角部６１１および／または他の位置で、グロメット６１０を突き抜け、剛性の上板１１０と剛性の底板１１２を接続している。伸縮式の支持棒は、個々の区画内または細胞培養容器全体の内部で容積を変えて、縮めたり、伸ばしたりすることができ、それゆえ、広げたり畳むのを決して妨げない。支持棒６１２は、ガス透過性の細胞培養区画６１４の柔軟性積層体に構造的支持を与えるのに役立つ。

図８に示された別の実施の形態において、上板１１０と底板１１２の間の各細胞培養区画１１４は、ガス透過性材料を結合させて管を形成すること、予め形成された管を取り付けることのいずれかによって形成された一体管８０３により接続される。容器８００のポート８０１は、剛性の上板１１０内に含まれている。しかしながら、ポート８０１は、流体を容器に出し入れできるように容器の壁のどこに含まれていてもよい。１つまたは多数の区画にアクセスするための入口または出口のいずれかとして機能する多数のポートがあってもよい。細胞培養容器８００は、個々の区画１１４の間並びに区画と剛性の外部支持板１１０／１１２との間にガス交換のための空気間隙または隙間１０３を形成するために、２つの隣接するガス透過性材料２０４の周囲縁１１５を封止して、スペーサ材料１１６を備えた個々の細胞増殖区画１１４を形成することによって形成される。管８０３は各区画１１４のポート８１１を相互接続する。その管の長さと直径の寸法は、容器全体の広がる能力、および粘度および／または流量の尺度に対応する。さらに、流量は、容器の設計を設定するための要因であろう。

どのようなサイズ、形状または構造の大規模容器を用いてもよいが、図９は、容器の区画形状のいくつかの例示の実施の形態を示している。各区画９０１／９０２／９０３／９０４は、区画の連続層上に互い違いに配置されたポートの配列を有することのできるポート９０６を有する。連続して積層された区画のある位置から別の位置にポート９０６が互い違いに配置されたことにより、流体が、多数の積層区画を有する容器中を勢いよく流れるのが防がれ、各区画中に流入する流体（媒質、細胞など）の速度および体積の制御が可能になり、細胞が、それらが定着する区画または容器内の１つの位置に溜まるのが防がれる。矢印が、入口／出口ポート９０６の累進的に濃くなる斜線により示されるように、連続層のポートの可能性のある移行する位置決めを表している。容器の区画の層を位置決めする斜線９０７が、流体の除去を容易にするために、前後の揺れによって側面を交互にする可能性を提供する。あるいは、区画９０５において、ポートは、区画９０５の周囲の１つ以上の位置に配置された一体管８０３から構成されてもよい。

細胞を培養するのに有用な任意の材料組成物を、本発明の実施の形態の区画を製造するのに用いてもよい。組成物は、細胞増殖のための拡張容積を可能にする耐久性、柔軟性または半柔軟性材料であってよい。この組成物は、液体体積を収容することができ、ガス透過性でなければならない。細胞培養区画を製造するのに用いてもよい可能性のある材料としては、以下に限られないが、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、シリコーンゴム、フルオロエチレンプロピレンコポリマー、並びにこれらの材料のコポリマーおよび多層が挙げられる。これらの材料の多くは、透明であり、光学的透明な区画を製造するために用いられる。

隔膜を、容器の本体に一体に貼り付けてもよい。隔膜は、一般に国際公開第０２／０６６５９５号パンフレットに記載されているような、鈍端針に有用なスリット配置を含む、当業者によく知られた任意の形態をとってよい。隔膜を製造するのに用いられる可能性のある材料としては、以下に限られないが、フルオロカーボンゴム、ブチルゴム、ポリクロロプレンゴム、シリコーンエラストマー複合材料、熱可塑性エラストマー、医療グレードのシリコーンゴム、ポリイソプレン、合成イソプレン、サントプレン（登録商標）およびフルオロポリマー積層体並びにそれらの組合せを含む天然および合成のエラストマー材料が挙げられる。好ましい実施の形態において、エラストマー材料は、培養される細胞にとって実質的に非毒性である。さらに、細胞培養区画のポートは、１つのポートからアクセスできるようにマニホールドにより接合されてもよく、多数の細胞培養区画が、外部の構造支持骨格により囲まれてもよい。したがって、細胞培養容器の実施の形態は、有効なロボット式操作が出現したときに利用できるように設計されていてよい。

支持構造は、当該技術分野においてよく知られたいくつの製造方法により製造されてもよい。射出成形されたポリマー材料、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、シリコーンゴム、フルオロエチレンプロピレンコポリマーまたはそれらの組合せが、支持構造を製造するのに特に有用である。２ｍｍ以下の厚さでポリスチレンを使用することの利点の１つは、その支持構造および区画を通る光学的透明さが維持されることである。したがって、細胞培養は、外部環境から視覚的にモニタされるであろう。

本発明の細胞培養容器を使用する上で、許容される細胞増殖培養法にしたがって、この業界で知られた様々な方法を用いてよい。培養液に浸漬された細胞が、いくつの入口／ポートを通して容器に導入され、出口／ポートを通じて排出されてもよい。容器は、細胞含有培養液が細胞増殖表面（例えば、ガス透過性で液不透過性の表面）を覆うように配置されている。細胞増殖容器は、空気間隙（柔軟性／拡張型構成でスペーサ材料により維持されるような）と組み合わされたガス透過性区画により、細胞増殖表面により均一なガス分布が与えられるので、培養液を完全に充填することができることが都合よい。任意の気孔率または相互連結配列を有する、任意の材料組成物のスペーサは、細胞培養区画の内部と外部環境との間のガス交換と流れをさらに確実にする。必要であれば、容器を、培養中の特定の細胞にとって適切な温度を維持する区域内に配置してもよい。細胞培養容器は、多数の細胞培養物が同時に増殖されるように、同様の細胞培養容器と互いに積み重ねられてもよい。細胞培養容器は、底板またはトレイが水平位置を担うように配置されている。懸垂細胞培養の場合には、次いで、細胞培養容器を反対にして、反対の表面で細胞を培養できるようにすることできる。ガス透過性材料のみが細胞培養容器の細胞培養区画のための周囲表面を提供する場合、細胞増殖は、区画の上側と下側（対向するガス透過性表面）上で可能になる。

細胞増殖プロセス中、使い尽くされた培養液を取り出し、新たな培養液を挿入する必要が生じるであろう、先に記載したように、培養液の交換は、例えば、ポートに取り付けられた隔膜または単に蓋が開けられたポートを通して、カニューレの挿入によって行われる。しかしながら、容器の都合よい構成により、培養液および／または細胞は、出口ポートを開けることによって排出され、培養液／細胞を入口ポートに導くことによって交換できる。培養された細胞が汚染される危険を避けるために、この全てを無菌で行ってもよい。付着依存性細胞の場合には、一度、細胞の採取の準備ができたら、トリプシン、ＥＤＴＡおよび／または他の細胞解離物質などの化学添加剤を、隔膜を通して容器に加えてもよい。これらの物質は、細胞を容器の表面から解離させる効果を有する。次いで、細胞を容器から採取する。あるいは、細胞は、ガス透過性表面の穏やかな折畳みまたは引伸しによって、表面から機械的に解離してもよい。これにより、細胞を、細胞構造への損傷や化学的寄与なく採取できる。懸濁培養中の細胞は単に、さらに処理するために、培養液と共に容器から排出してもよい。

上述したように、本発明の実施の形態は、単に例示の目的であり、制限するものではない。容器は、板が直接接触するように互いに隣接して積み重ねられてもよい。いくつの細胞培養区画および空気間隙が可能なようにスペーサ材料とガス透過性区画を交差および／または交互にさせる支持／板の多様な網状構造を、それらが、外部環境との細胞増殖区画のガス交換を可能にする限り、本発明の実施の形態に用いることができる。したがって、細胞培養容器全体に亘り均一なガス分布を達成できる。さらには、本発明の容器では、細胞増殖区域に対して均一なガス分布のために配置された表面を有する水平または垂直設計を利用してよい。便宜上、追加の区画を支持するために、ヒンジ付き板が所定に位置に回転させてもよい。使用中の区画の隣りで、留め具で、未使用の区画を閉じて、巻き上げら状態に保持してもよい。したがって、容器の構成部材および表面の柔軟性により、使用と設計のための様々なオプションが与えられる。

付着依存性細胞増殖のための条件の均一性としては、単位表面積当たりの所定の培養液体積が挙げられるであろう。単位面積当たりの所定の体積比は、約０．２５〜０．５ｍｌ／ｃｍ²の狭い範囲内にあることがこれまで知られていたが、この比は、細胞を取り囲むガス透過性材料を介してガス交換が細胞に直接行われるために、もはや限定するものではない。培養液を効率的に使用することがまだ好ましいが、本発明の容器にどれくらいの体積の培養液を利用してもよく、この容器は、特定の細胞増殖用途に適したどのような形状をとっても、および／またはどのようなサイズであってもよい。さらに、本発明の向上した能力が、標準化されたまたは従来のサイズの容器の細胞増殖室と組み合わされ組み込まれてもよい。しかしながら、上述したように、細胞の増殖のために拡張可能な面積が含まれる限り、細胞増殖のための高さや寸法はもはや制限されない。

本発明の実施の形態は、この業界で現在用いられている任意のデバイス、コンテナ、装置、容器、またはフラスコの形状をとるように改変されてもよい。詳しくは、円筒容器または代わりの容器では、細胞の増殖のために改善された培養環境を提供するために、空気間隙と組み合わされたガス透過性材料（容器の内部）を利用してもよい。拡張型の柔軟性コンテナを構成できるようにするためにスペーサ材料として編物メッシュを含む改善点が、一体容器構造に含まれる。スパージング、潅流する、撹拌するまたは他の様式で混合を誘起する能力が、本発明に可能なままである。

本発明の多数の実施の形態により、この業界で現在用いられている標準的な容器よりもすぐれた改良点がいくつか提供されることが示される。改良された細胞培養装置は、従来の細胞培養容器により囲まれる容積で培養できる細胞の数を著しく増加させる。様々な利点が、一体容器に組み立てられるガス透過性区画の多層配置およびそれらの層の半剛性構造に帰因する。ガス交換間隙を形成するスペーサ材料と交互になっているガス透過性区画の構成により、大きな容器に移す必要なく、それゆえ、汚染の危険が減少した、細胞の連続増殖および培養液の体積の増大が可能になる。したがって、本発明は、細胞培養容器の改良に含まれる拡張構成部材を提供する。ガス透過性区画はさらに、外部環境からの酸素および他のガスを、容器の内部含有物に利用できるようにする。詳しくは、培養液とのガス交換が、ガス透過性材料が細胞増殖区画の構成に用いられた場合、細胞増殖の均一な分布に役立つ。細胞増殖容器は、扱いにくく場所をとる補助設備が必要なく、空気間隙により直接の酸化と最適な体積の培養液に細胞がアクセスできることによって、その能力を完全に利用することができる。先に予測不能な恩恵が実現され、これらの恩恵により、内部の細胞増殖区域と外部環境との間のガス交換を維持するための柔軟性細胞培養装置並びに容易な取扱い、貯蔵、および接近性のために設計された拡張可能な細胞培養装置を含む、指数的な細胞増殖の利点が都合よく提供される。

例示したように、本発明の装置は、連続配向でスペーサ材料と共にガス透過性区画を一体に組み込む能力を有する、任意の一体構造、容器、デバイスまたはフラスコを備えてもよい。本発明をこのように記載してきたが、この開示の恩恵を受けた当業者によって、同じことが多くの様式で変更されることが明白であろう。そのような変更は、本発明の精神および範囲から逸脱したものとはみなされず、当業者にとって明白なそのような改変は、以下の特許請求の範囲およびその法律的同等物に含まれることが意図されている。

本発明の精神すなわち範囲から逸脱せずに、本発明の様々な改変および変更が行えることが当業者には明らかであろう。それゆえ、本発明は、本発明の改変および変更を、それらのが添付の特許請求の範囲およびその同等物に含まれるという条件で、包含することが意図されている。

１００，４００，５００，６００ 細胞培養容器
１０１ ポート
１１０ 上板
１１２ 底板
１１４，６１４ 区画
１１５ 壁
１１６ スペーサ材料
２０２ 区画フレーム
２０４ ガス透過性材料
５２０ アクセス管

Claims (5)

1. 細胞増殖装置であって、
   少なくとも１つのガス透過性で液不透過性表面を備えた拡張可能な壁を有する複数の区画、
   前記区画の各々の間に配置されて、それらの間にガス交換区域を形成するスペーサ材料、および
   前記区画の各々および外部環境と流体連絡した相互接続通路、
   を備えた細胞増殖装置。
2. 前記区画の各々が、対向するガス透過性で液不透過性表面を備えることを特徴とする請求項１記載の細胞増殖装置。
3. 前記スペーサ材料が、編物メッシュおよび突出した支持特徴構造を有する平らなシートからなる群より選択されることを特徴とする請求項１記載の細胞増殖装置。
4. 前記区画の外部の支持構造をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の細胞増殖装置。
5. 細胞増殖装置であって、
   少なくとも１つのガス透過性で液不透過性表面を備えた拡張可能な壁を有する複数の区画、
   前記区画の各々の間に配置されて、それらの間にガス交換区域を形成する可撓性スペーサ材料、
   前記区画の各々および外部環境と流体連絡した相互接続通路、および
   前記区画の外部にある、前記細胞増殖装置を安定化させるための拡張型支持構造体、
   を備えた細胞増殖装置。

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