JP2016516575A - 単回使用バイオリアクターにおける可撓性フィルムバッフル - Google Patents
単回使用バイオリアクターにおける可撓性フィルムバッフル Download PDFInfo
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Abstract
Description
従来、流体は、ステンレス鋼製の容器を利用するシステムで処理されてきた。これらの容器は、使用後に滅菌されるため、再利用できる。滅菌手順は、高価で面倒なだけでなく、時間が無駄である。
所定の実施形態によれば、本明細書に開示されるのは、任意に1個以上の入口と、1個以上の出口と、容器に含まれる又は添加される1種以上の成分を混合させ、分散させ、均質化させ及び/又は循環せるための容器に関連したミキサーとを有する使い捨て又は一回使用の容器といった容器である。所定の実施形態によれば、この容器は、混合を改善させるために、特に低剪断混合を改善させるために成形されかつ容器内に配置された可撓性バッフルを備える。所定の実施形態によれば、バッフルは、ミキサーによって形成された渦を破壊する又は渦の形成を防止するように容器内に配置される。所定の実施形態によれば、バッフルは、剪断効果を制限するために単一のインペラと共に使用される。所定の実施形態によれば、バッフルは、容器全体の高さにわたって渦の破壊を向上させ、そして全ての動作容量を通して均質な混合を提供するために、水平方向及び垂直方向の両方の部材で成形される。所定の実施形態によれば、バッフルは、X字形である。
特定の実施形態によれば、流体を受け取りかつ保持するように設計された使い捨て容器は、ポリエチレンなどの重合体組成物から形成された単層又は多層可撓性壁から形成できる。ポリエチレンとしては、超高分子量ポリエチレン;線状低密度ポリエチレン;低密度又は中密度ポリエチレン;ポリプロピレン;エチレン・酢酸ビニル(EVOH);ポリ塩化ビニル(PVC);ポリ酢酸ビニル(PVA);エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA共重合体);様々な熱可塑性樹脂のブレンド;異なる熱可塑性樹脂の共押出物;異なる熱可塑性樹脂の多層積層体などが挙げられる。「異なる」とは、EVOHの1以上の層を有するポリエチレン層などの異なる重合体タイプ並びに同じ重合体タイプであるが異なる特性、例えば分子量、直鎖又は分岐重合体、充填剤などのものを含むことを意味する。典型的には、医療グレード、好ましくは動物を含まないプラスチックが使用される。これらは、一般に、例えば蒸気、エチレンオキシド又はベータ若しくはガンマ放射線などの放射線によって滅菌可能である。ほとんどは、良好な引張強度、低いガス移送を有し、透明又は少なくとも半透明のいずれかである。好ましくは、この材料は、溶接可能であり、支持されていない。好ましくは、この材料は、透明又は半透明であり、内容物の視覚的な監視を可能にする。容器は、1個以上の入口と、1個以上の出口と、1個以上の任意のベント通路とを備えることができる。容器は、混合される細胞及び培養培地などの流体を含むのに十分なサイズのものである。所定の実施形態では、容器は、細胞培養の状況において細胞を成長させることができるものなどの生物学的に活性な環境をサポートすることができるバイオリアクターであることができる。
満200Lタンク内において可撓性バッフルのサンプルによって生じた混合時間及び品質を評価した。結果を図4に示す。A及びBは、タンク内部の所定の位置でフィルムバッフルを保持する金属棒を表す。これらをコントロールとして実行して、混合に及ぼす任意の影響がホルダーではなくバッフルによって生じることを確認した。Eは、標準的な剛性パドルバッフルを表す。
この例を、13インチのインペラ及びX字形バッフルを有するバイオリアクターについての混合性能を特徴付けるために実施して、パワー入力の変化が混合性能にどのように影響を与えるのかを決定し、200L〜2000Lの容量範囲にわたってインペラ/バッフル設計の有効性を決定した。
パワー=トルク×回転速度
トルク=(駆動電流A+駆動電流B)/2×トルク定数/100
トルク定数は、Levitronix(登録商標)によって、LPS−4000モータについて21.32であると定義される。
回転速度=2×3.14/60×rpm。
・フェノールフタレイン溶液:0.5重量%、1Lのphth溶液=5gのphth+600mLのエタノール+残部容量のDI水
・6M水酸化ナトリウム(NaOH)
・5M塩酸(HCl)
・DI水
・秒表示付きタイマー
・ビデオ機能
・pH値を監視するためのpH計。
1.タンクに所望の容量まで水を満たす。タンク内の水の各100Lについて、phth溶液21mLを添加する。
2.ミキサーを回してタンク内に均質な環境を確保し、その後、水のサンプルを取り、そしてpHを測定する。
3.酸/塩基を添加してpHレベルを約6.9に調整する。
4.ビデオをオンにする。タンク内における水の各100Lについて、6MのNaOHを4mL添加する(溶液がピンク色に変化する)。
5.タンクを混合しながら、溶液の色が変化したときに混合パターンを観察し、観察された任意の区域的影響を記録する。完全な混合を達成するのにかかる時間を記録する(ビデオの再生を使用してこの時間をさらに正確に記録する)。ビデオをオフにする。
6.さらに数分間にわたって又は均質な環境を確保するようにタンクを混合する。ビデオをオンにする。タンク内において水各100Lについて、5MのHClを3.4mL添加する(溶液が透明に変化する)。
7.工程5を繰り返す。
このプロセスを複数の試験のために反復できる。しかし、pHを定期的にチェックして、操作が約6.9〜8.5の範囲内にあることを確認する必要がある(色の変化がpH=8.2で生じる)。必要に応じてバルクpHを調整する。ある程度の時間後、タンクはその緩衝能力に達する可能性があるため、タンクを排水して、再度始動させる必要がある。
特性評価試験の第2シリーズは、200L〜2000Lの全範囲の容量にわたってX字形バッフルの有効性を検討した。一定のタンク直径では、容量の変化はアスペクト比の変化に相当し、0.2:1で200Lの最小容量及び2:1で2000Lの最高容量である。図6の結果は、特に、従来のパドルバッフル及びバッフルなしと比較して、このアスペクト比の全範囲にわたるX−バッフルの有効性を実証する。
10 インペラアセンブリ
14 基部
16 可動ブレード
22 軸方向延長部材
30 入口
50 バッフル
51 第1脚部
52 第2脚部
Claims (13)
- 流体用の容器であって、可撓性材料から形成された容量部と、該容器内にある1個以上の入口と、該容器内にある1個以上の出口と、該容器の該容量部内に少なくとも部分的に取り付けられたインペラアセンブリと、該容器の該容量部内にあり、該容器において水平部品及び垂直部品を具備するように該容器内に配置されたバッフルとを備える容器。
- 前記バッフルがX字形のものを含む、請求項1に記載の容器。
- 前記容量部が閉鎖容量部である、請求項1に記載の容器。
- 前記容器がバイオリアクターである、請求項1に記載の容器。
- 容器であって、可撓性材料で形成された容量部と、該容器内にある1個以上の入口と、該容器内にある1個以上の出口と、該容器の該容量部内に少なくとも部分的に取り付けられたインペラアセンブリと、該容器内の流体の所定容量と、該容器の該容量部内にあり、該容器において水平部品及び垂直部品を具備するように該容器内に配置され、該流体の所定容量に部分的にのみ沈められたバッフルとを備える容器。
- 前記バッフルがX字形のものを含む、請求項5に記載の容器。
- 前記流体が細胞を含む、請求項5に記載の容器。
- 前記流体が前記細胞用のマイクロキャリアをさらに含む、請求項7に記載の容器。
- 容器内において流体を混合させる方法であって、次の工程:
容量部を画定する容器を準備し;
該容器の該容量部内に少なくとも部分的に取り付けられたインペラアセンブリを準備し;
該容器内において水平部品及びの垂直部品を具備するように該容器の該容量部内にバッフルを配置し;
混合される流体を該容器に該バッフルを部分的にのみ沈めるレベルにまで導入し;及び
該インペラアセンブリを駆動させて該流体を混合させ、これにより、該バッフルが混合の間に任意の渦の形成を最小限に抑えること
を含む方法。 - 前記容器がバイオリアクターである、請求項9に記載の方法。
- 前記バッフルがX字形のものを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記流体が細胞を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記流体が前記細胞用のマイクロキャリアをさらに含む。請求項12に記載の方法。
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