JP2024503897A - 製造ラインのためのモジュール式構成可能バイオリアクタシステム - Google Patents

Abstract

制御された環境、可能性として、産業生産ラインの一部における組織成長に関連するプロセスを繰り返し可能に実施するための構成可能システム。システム（１０７）は、種々のサイズおよび形状の培養容器（５０３）に適応することができ、培養容器内で所望の温度に細胞を維持し、したがって、一貫した再現可能な結果を生産し得るプラグアンドプレイシステムを可能にすることができる。本システムは、ガス管理、流体管理、および複数のプロセスの制御（１１１）を同時に含み、組織関連プロセスを可能にし得る様々な支援技術と自動的に動作可能に結合されることができる。本システムは、製造ライン上の上流および下流の支援技術と通信し、完全に自動化されたプロセス制御、一元化されたデータ履歴化、および一元化された制御を可能にすることができる。

Description

本開示は、構成可能システムに関し、具体的には、構成可能製造システムに関する。構成可能製造システムでは、構想は、プラグアンドプレイコンポーネントが、システムの段取り替えを殆どまたは全く伴わずにシステムに追加され、それから除去されることを可能にし、かつ上流および下流機器および技術への堅牢な通信を可能にすることである。プラグアンドプレイは、その占有面積、特性、および熱要件がコンポーネントタイプ毎に異なる、入替可能なコンポーネントの動作可能な結合に適応する、産業システムに関する特別な関心事である。現在のシステムは、製造ラインの他のコンポーネントとの上流および下流通信を可能にすることによって改良されることができる。組織処理のための製造ラインのコンポーネントの実施例は、限定ではないが、細胞融解システム、バイオリアクタシステム、および組織維持システムを含むことができる。製造ラインに沿ったコンポーネント間の標準的プロセスおよび通信は、所望の出力に応じて、コンポーネントの追加および除去を可能にする。したがって、本教示の製造ラインは、同時に、順次、またはレシピによって決定される、動的に決定される、および／またはユーザ選択される順序で動作する、本明細書に列挙されるものおよびその他を含む、様々なコンポーネントを想定する。

製造ラインのバイオリアクタシステムを考慮するとき、結果は、例えば、自動的培地切換、滅菌、脱細胞化灌流プロセス、統合された電気的および機械的刺激、および多用途バイオリアクタ部品を提供することによって改良され得る。改良のための他の可能性も、存在する。本教示のシステムを含む、組織処理のための製造ラインに関する使用の実施例は、限定ではないが、細胞増殖、脱細胞化、内皮細胞の灌流、再細胞化、および再細胞化組織の成熟を含む。本リストは、本開示または本教示のシステムの使用をいかようにも限定しない。

細胞増殖は、組織または疾患に関する療法を生成するための細胞の意図的な成長である。ヒト間葉系間質細胞（ｈＭＳＣ）（成体幹細胞）およびヒト誘導多能性幹細胞（ｈｉＰＣＳ）（ヒト多能性幹細胞（ｈＰＣＳ）の体細胞を再プログラミングすることによって取得される）の細胞増殖プロセスにおいて効果的に使用され得る細胞である。これらの細胞タイプは、自己再生し、それらの効能に応じて、具体的細胞タイプに分化することができる。バイオリアクタ（培養容器）が、特に、それらが、３Ｄの攪拌されたスケーラブルな均質化された環境を提供することができるため、細胞増殖を可能にするために使用されることができる。製造ラインにおいて見出され得るバイオリアクタのタイプは、使い捨てまたは耐久性コンポーネントまたは組み合わせを有する、掻混タンク、固定床、中空繊維、回転細胞、回転床、および揺動運動バイオリアクタを含むことができる。センサが、温度、酸／塩基レベル、通気、攪拌速度、および培養培地流率の動作範囲を確立するために、バイオリアクタおよびコントローラと関連付けられることができる。製造ライン上の細胞増殖における再現性を可能にするために必要とされるものは、バイオリアクタシステムの一貫した内部制御と、他の製造ラインコンポーネントとのバイオリアクタシステムのステータスおよび他の特性の通信とである。

脱細胞化は、細胞外マトリクス（ＥＣＭ）足場からの生体組織の除去をもたらす一方、ＥＣＭの構造において細胞保全および恒常性の手がかりを留保する。足場は、物理的または化学的に脱細胞化されることができる。脱細胞化において使用される化学物質は、リン脂質細胞膜を擾乱することによって細胞を溶解する、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）のような界面活性剤、細胞膜を可溶化する、過酢酸のような酸および水酸化ナトリウムのような塩基を含む。物理的脱細胞化は、凍結／融解、高静水圧、および超臨界二酸化炭素等の方法を含むことができる。全ての脱細胞化プロセスは、洗浄プロセスを伴う。脱細胞化が成功したかどうかを決定するために、脱細胞化後にそのままであるＥＣＭの側面が、検査され、例えば、細胞が除去され、遺伝子材料が排除され、マトリクス中のタンパク質が保全され、任意の機械的性質が留保されているかどうかを決定することができる。より具体的には、いくつかのシステムでは、脱細胞化後のＥＣＭは、事前選択された断片長の二重鎖ＤＮＡの事前選択された閾値に到達してはならず、いかなる可視の核物質も有してはならない。弾性率および引張強度を含む、機械的性質が、ある事前選択された基準を満たすために要求され得る。脱細胞化方法の成功は、組織の免疫原性、具体的には、遺伝子材料および抗原の低減によって決定されることができる。免疫原性の不十分な低減は、組織の生体内拒絶につながり得る。必要とされるものは、所望の脱細胞化結果に到達するための内部制御を含み、脱細胞化のステータスおよび他の特性を製造ラインの他のコンポーネントに提供する、堅牢な通信システムを含む、バイオリアクタシステムである。

再細胞化では、足場は、器官を形成するために細胞を播種される。完全な器官再生は、実質、脈管、および支持構成要素が細胞を播種することに先立って再確立されなければならないことを要求する。多くのタイプの細胞が、器官再生のために考慮されている。例えば、適正な数まで増殖される骨髄または脂肪組織からの間葉系幹細胞は、種々の細胞タイプに分化することができ、足場が、間葉系幹細胞分化を助長するために見出されている。誘導多能性幹細胞は、再細胞化のための細胞源を提供するために、患者由来細胞の使用を促進することができる。線維芽細胞等の支持細胞は、あるタイプの細胞機能を強化し、したがって、再細胞化を強化することができる。成功する播種ルートは、器官依存的であり得る。例えば、腎臓足場は、尿管または腎動脈を通して再播種されることができ、腎動脈ルートは、いくつかの研究では、尿管ルートよりも高い細胞分布および留保をもたらすことが示されている。再細胞化は、温度、ガス、ｐＨ、および圧力のような特性を管理する、バイオリアクタ制御システムを要求する。成功した再細胞化は、組織または器官全体を形成するために、要求される数の特定のタイプの細胞をもたらす。必要とされるものは、所望の再細胞化結果に到達するための内部制御を含み、再細胞化のステータスおよび他の特性を製造ラインの他のコンポーネントに提供する、堅牢な通信システムを含む、バイオリアクタシステムである。

栄養素を供給し、廃棄物を除去し、培養容器内の温度およびヘッドスペースガス混合を制御することによって、哺乳類細胞の成長を繰り返し可能に制御するように設計されるシステムでは、モジュール式設計が、細胞成長を可能にするために要求されるシステムの非同時性の技術進歩を利用するために、有益であり得る。さらに、そのようなシステムは、複数の細胞培養容器ステーションを同時に動作させることによって、さらなる効率を提供することができる。主な技術格差は、小さい組織を伴う自家および同種プロセスのために必要とされる容器の相対的サイズに関連する問題に関係する。増殖プロセスを監視および制御するための能力を犠牲にすることなく、種々の量の細胞を生産することが可能な容器の必要性が、存在する。ある商業的バイオリアクタシステムを効率的に使用することは、現在のセンサを網羅するために大きい最小体積を要求する。種々の体積の細胞を採取することはまた、増殖容器の底部に存在する死容積に起因して、困難になり、これは、種々のタイプの培養容器において数十～数百ミリリットルに及び得る。より小さい作業体積のために設計される新しい使い捨て容器およびセンサが、自家および同種組織工学構成物の生産を効率的に自動化する目標を実現するために必要である。同様に、例えば、１００リットルと同程度に大きい、またはそれよりも大きい、より大きい容器にスケールアップすることが、必要とされる。さらに必要とされるものは、使い捨ておよび耐久性コンポーネントの両方を含み得る、システムである。培地を供給し、培地を再循環させ、廃棄物を処分し、細胞を播種し、１つの製造ラインコンポーネントから次のものに流体および細胞を移動させるための管類、および培地リザーバ、および単回使用センサ等の使い捨てコンポーネントが、必要とされ得る。耐久性コンポーネントは、例えば、システムシャーシ、ユーザインターフェース、培地冷蔵器、廃棄物封じ込めシステム、ガス管理システム、空気圧制御ブロック、および製造ライン上の他のコンポーネントまたはサブコンポーネントを含むことができる。耐久性または使い捨てであり得るコンポーネントは、限定ではないが、増殖および成熟バイオリアクタを含む。

別の技術格差は、ポンプおよび弁の使用の周囲の問題に関係する。現在のシステムでは、ポンプおよび弁は、固定数において配設され、システムの柔軟性を限定し、より多いまたはより少ないポンプおよび弁が、特定の用途のために要求される場合、異なるシステムの購入を要求する。なおも別の技術格差は、柔軟に構成されるシステムの制御を伴う。例えば、同時に動作する複数のバイオリアクタを伴うシステムでは、現在のシステムは、各バイオリアクタが、同一の動作を実施している、例えば、細胞を成長させていると仮定する。これらのシステムにおける監視は、細胞が異なる率において成長し得ることを示すが、同一の基本的制御機能が、そのような並列動作のために要求される。必要とされるものは、各バイオリアクタが、同時に動作しながら、別個に制御され得るシステムである。そのようなシステムは、複雑な器官を工学設計し、結果を製造ライン上の他のコンポーネントに提供するために、細胞および足場の同時調製を可能にすることができる。例えば、複数のバイオリアクタを伴うシステムは、同時に、足場を脱細胞化させ、足場を再細胞化させるために複数のタイプの細胞を調製することができる。各バイオリアクタおよびその関連付けられるポンプおよび弁は、バイオリアクタの内容物を伴う状況の監視によって誘導される、カスタム制御フローおよびカスタムガス流動を受けることができる。バイオリアクタ毎に、種々の異なるポンプ、弁、およびセンサが、本実施例では、組織成長および足場調製を同時に達成するためにアクティブ化されることができる。

Ｙａｎｔａｉ Ｈａｉｓｈａｎｇｃｈｕａｎｑｉ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， ＬＴＤ．に譲渡され、２００９年４月９日に付与され、２０１４年９月１９日に満了する実用新案（Ｎｉｎｇ）である、Ｚｏｏ Ｎｉｎｇの産業規模光学バイオリアクタ第ＣＮ２０１０４５１３９Ｙ号等の現在のシステムは、大規模産業生産に適応するための単純なガラスから構築されたバイオリアクタを説明している。Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ．「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｏｖｅｌ Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｍａｒｔ Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ」Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ８：７， ｄｏｉ： １０．３３８９／ｆｂｉｏｅ．２０２０．００００７（２０２０年２月４日）（Ｗａｎｇ）は、デバイスのセットおよび統御ソフトウェアが階層ツリー内に配列され、ツリー内のリンクがコンピュータネットワークによって実装される、ネットワーク化制御システムの形態である、階層構造制御システムを含む、バイオリアクタ制御技術における最新の傾向を説明している。Ｗａｎｇは、バイオリアクタにおけるプロセス制御のための簡潔な解決策として、並列分散スマートセンサおよびアクチュエータに基づく、バイオリアクタのためのフラット編成制御システムの改良を説明している。Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ ＡＭＢＲ（登録商標） １５ Ｃｅｌｌ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ２等の実験室構成は、プロセスの開始時およびその間の両方でオペレータによって変更されることができる。システムは、全て生物学的安全キャビネット内に配設される、単回使用容器と、自動化ワークステーションとを含む。複数のバイオリアクタ培養が、並行して監視される。システムは、培地、飼料、および試薬を容器に提供し得、インラインまたはオフラインサンプリングを促進する、自動化液体ハンドラを含む。ＥｐｐｅｎｄｏｒｆのＤＡＳＧＩＰ（登録商標）並列バイオリアクタシステム等の他のデバイスは、高度なバイオプロセス制御および自動化を可能にする。システムは、微生物、光栄養、哺乳類、およびヒト細胞、および幹細胞用途の要件に適応するために、パラメータの精密な制御、ユーザ定義プロファイル、自動化特徴、および構成可能な解決策を提供する。システムは、複数の耐久性または使い捨てバイオリアクタを並行して制御し、所望の温度プロファイルを維持し、攪拌、ｐＨ、およびＤＯ、および空気、Ｎ_２、Ｏ_２、およびＣＯ_２のＴＭＦＣガス混合を制御することができる。

必要とされるが、しかしながら、現在提供されていないものは、閉鎖系バイオリアクタにおいて少なくとも１つの統合されたプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）を伴う産業制御システムである。そのようなシステムは、バイオリアクタＰＬＣと製造ラインに沿った他のコントローラとの間の通信を可能にし得る。必要とされるものは、統合されたセンサを有するシステム、すなわち、容器サイズおよび形状における変化に適応し、バイオリアクタの数よりも少ない数のＭＦＣを可能にするシステムである。必要とされるものは、バイオリアクタ足場の片側上で１つのタイプの細胞を成長させ、別の側上で別のタイプを成長させ、２つのタイプの細胞を組み合わせるための能力に適応し得る、システムである。

本教示のシステムは、本明細書に概説される技術格差を克服する。本教示のシステムは、種々のサイズの細胞培養容器および小さい組織を伴うプロセスに適応することによって、自家および同種組織の生産を効率的に自動化する。本教示の容器は、増殖プロセスを監視および制御するための能力を犠牲にすることなく、種々の量の細胞を生産することができる。容器は、種々の器官タイプの管類必要性に適応し得る、ヘッドプレートを含む。本教示の容器は、細胞の体積がセンサを網羅するように、センサ配置に適応するように構成される。容器は、種々の体積の細胞を採取することを可能にするために、使い捨てであり、したがって、容器の底部における死容積細胞を低減させることができる。容器はまた、耐久性であり得る。容器は、少量の細胞に適応するために、例えば、限定ではないが、０．１～３ｌまでスケールダウンされる、またはより大きい容器まで、例えば、最大１，０００ｌまでスケールアップされることができる。本システムはまた、特定の用途に基づいて配分され得る、可変数のポンプおよび弁に適応することができる。本システムは、可変数の弁およびポンプ、可変数およびサイズの容器、および所望のプロセスと関連付けられる流体およびガスを制御するように構成される、少なくとも１つのコントローラを含む。容器が、異なるタイプの細胞、組織、および／または足場を用いて構成されることができるため、コントローラは、並行して容器内で実行される種々のプロセスを制御するように構成される。本システムは、それらが同時に動作する間、各培養容器ステーションを別個に制御するように構成される。例えば、複数の培養容器ステーションを伴うシステムは、同時に、足場を脱細胞化させ、また、足場を再細胞化させるために複数のタイプの細胞を調製することができる。各培養容器およびその関連付けられるポンプ、弁、およびガスシステムは、培養容器の内容物の監視によって誘導される、カスタム制御フローを受けることができる。培養容器毎に、種々のポンプ、弁、およびセンサが、例えば、組織成長および足場調製を同時に達成するためにアクティブ化されることができる。本教示のシステムは、流動フィードバックおよび監視とともに、圧力制御循環流動を含む。流路は、本システムが動作するにつれて、変更されることができる。本教示のシステムの別の特徴は、各培養容器が、その中でガスを受容するための時間窓を与えられるため、培養容器の数よりも少ない数の質量流動コントローラ（ＭＦＣ）を可能にするように構成される、ガス制御システムである。本特徴は、ＭＦＣと培養容器との間の１対１対応を有するシステムよりも、ガス消費の低減、通気されるより少ないガス、およびより少ない無駄なガスを可能にする。また別の特徴は、本システムが、培養容器足場の片側上で１つのタイプの細胞を成長させ、別の側上で別のタイプを成長させることに適応し得、２つのタイプの細胞を組み合わせ得ることである。本教示のシステムに関する使用は、限定ではないが、細胞培養、培地調整（すなわち、培地の温度を所望の値に調節し、培地のｐＨおよびＤＯレベルを設定すること）、足場を脱細胞化および再細胞化させること、血液、血液成分、遺伝子療法のためのウイルス、組換えタンパク質、医薬品、ワクチン、アレルゲン、遺伝子、抗体、発酵、合剤、化粧品、および食料を発生させること、および未加工材料を有用な副産物に変換することを含むことができる。他の用途も、本教示によって想定される。

本開示の前述の特徴は、付随の図面を参照して検討される、以下の説明を参照することによってより容易に理解されるであろう。

図１Ａは、本教示のシステムを含む、構成可能産業製造システムの概略ブロック図である。

図１Ｂは、本教示のシステムの概略ブロック図である。

図１Ｃは、図１のシステムの実装の概略ブロック図である。

図１Ｄ－１Ｇは、図１Ｃの実装のコンポーネントである。 図１Ｄ－１Ｇは、図１Ｃの実装のコンポーネントである。 図１Ｄ－１Ｇは、図１Ｃの実装のコンポーネントである。 図１Ｄ－１Ｇは、図１Ｃの実装のコンポーネントである。

図２Ａは、本教示のシステムの装置の実装の斜視図である。

図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの実装のコンポーネントの斜視図である。 図２Ｂおよび２Ｃは、図２Ａの実装のコンポーネントの斜視図である。

図３Ａ－３Ｅは、下流再循環システムを含む、本教示の実装の概略図である。 図３Ａ－３Ｅは、下流再循環システムを含む、本教示の実装の概略図である。 図３Ａ－３Ｅは、下流再循環システムを含む、本教示の実装の概略図である。 図３Ａ－３Ｅは、下流再循環システムを含む、本教示の実装の概略図である。 図３Ａ－３Ｅは、下流再循環システムを含む、本教示の実装の概略図である。

図３Ｆおよび３Ｇは、本教示のインペラコーンの斜視図面である。 図３Ｆおよび３Ｇは、本教示のインペラコーンの斜視図面である。

図４は、商業的培養容器を含む、本教示のアセンブリの第１の側の斜視図である。

図５は、商業的培養容器を含む、本教示のアセンブリの第２の側の斜視図である。

図６は、商業的培養容器を含む、本教示のアセンブリの底部および上部の斜視図を含む。

図７は、商業的培養容器を含む、本教示のアセンブリの第１の側の分解斜視図である。

図８は、商業的培養容器を含む、本教示のアセンブリの第２の側の分解斜視図である。

図９は、本教示の容器スリーブおよび熱スリーブの構成の分解斜視図である。

図１０Ａは、本教示の容器スリーブの第１の構成の斜視図である。

図１０Ｂは、本教示の容器スリーブの第２の構成の斜視図である。

図１１は、本教示の熱スリーブの構成の斜視図である。

図１２は、本教示の容器クランプおよび商業的培養容器の斜視分解図である。

図１３は、本教示の容器クランプの斜視図である。

図１４は、本教示のガス管理システムの例示的使用の概略ブロック図である。

図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。 図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。 図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。 図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。 図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。 図１５Ａ－１５Ｆは、本教示のガス管理システムの実装のコンポーネントの斜視図である。

図１６は、本教示の例示器コントローラプロセスのフローチャートである。

図１７Ａは、心臓の脱細胞化に関する、本教示のシステムの例示的使用の概略ブロック図である。

図１７Ｂは、本教示のシステムを使用して心臓を脱細胞化させるための例示的弁構成の概略図である。

図１８Ａ－１８Ｃは、本教示のシステムが心臓を脱細胞化させるために使用され得る方法を図示する、概略図である。 図１８Ａ－１８Ｃは、本教示のシステムが心臓を脱細胞化させるために使用され得る方法を図示する、概略図である。 図１８Ａ－１８Ｃは、本教示のシステムが心臓を脱細胞化させるために使用され得る方法を図示する、概略図である。

図１９Ａ－１９Ｃは、足場の複数の面積が同一のバイオリアクタ内で播種される、本教示の実装の概略ブロック図である。 図１９Ａ－１９Ｃは、足場の複数の面積が同一のバイオリアクタ内で播種される、本教示の実装の概略ブロック図である。 図１９Ａ－１９Ｃは、足場の複数の面積が同一のバイオリアクタ内で播種される、本教示の実装の概略ブロック図である。

詳細な説明
本教示のシステムは、制御された環境において所望の結果を生産するために、少なくとも１つの培養容器の内容物に特有のプロセスに従うことができる。本システムは、種々のサイズおよび形状の培養容器、種々の構成および数の弁、ポンプ、およびセンサ、および種々のタイプおよび数の流体およびガスに適応し、したがって、一貫した再生成可能な結果を生産し得るプラグアンドプレイシステムを可能にすることができる。

ここで図１Ａを参照すると、本教示のシステムは、産業制御システムのコンポーネントであり得、その実施例が、図１Ａに示され、各コンポーネントからの情報が、本システムの他のコンポーネントによってアクセス可能である。産業システムのコンポーネントは、イーサネット（登録商標）／ＩＰプロトコルおよびＡＮＳＩ／ＩＳＡ－８８．０１－１９９５（ＩＳＡ－８８）等の産業で合意された規格に準拠することから利益を享受している。イーサネット（登録商標）／ＩＰプロトコルまたはイーサネット（登録商標）産業プロトコルは、イーサネット（登録商標）が制御プロトコルとして使用されることを可能にする、産業ネットワークプロトコルである。イーサネット（登録商標）／ＩＰと関連付けられるオブジェクトライブラリおよびデバイスプロファイルは、複雑なデバイス間のプラグアンドプレイ相互運用性を可能にし、同一のネットワークを経由してリアルタイムＩ／Ｏメッセージング、構成、および診断をサポートする。イーサネット（登録商標）／ＩＰは、情報および制御メッセージングサービスを提供する（Ｂｒｏｏｋｓ， ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ： Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｗｈｉｔｅ Ｐａｐｅｒ， ＩＥＥＥ， ＥＦＴＡ ２００１（２００１年１０月）参照）。ＩＳＡ－８８は、生産プロセスを構造化し、機器の制御を開発するためのモデルおよび専門用語から成る。ＩＳＡ－８８は、３つのモデル、すなわち、ソフトウェア（手順）、ハードウェア（物理）、およびソフトウェアがハードウェア上で実行されるときに遂行される材料の変更（プロセス）に編成される。各モデルは、プロトコルレベルに編成される。モデルを横断して、プロトコルレベルは、バッチを生産するように協調的に動作する。例えば、手順モデルは、４つのプロトコルレベル、すなわち、手順、単位手順、動作、および位相を含む。物理モデルは、２つのプロトコルレベル、すなわち、プロセスセルおよび単位、および随意に、機器および制御レベルを含む。手順モデルレベルは、物理モデルレベルと組み合わせて、プロセスモデルのレベル、すなわち、プロセス、プロセスステージ、プロセス動作、およびプロセスアクションを生産する。ＩＳＡ－８８等の産業開発規格に準拠することは、ＡＮＳＩ／ＩＳＡ／９５等の他のエンタープライズ規格との統合の容易さを増加させることができる。ＡＮＳＩ／ＩＳＡ－８８等の規格が、１つまたはそれを上回る一式の機器を使用して、ある量の入力材料に有限の期間にわたって処理活動の順序付けられたセットを受けさせることによって材料のバッチを生産するためのプロセスおよび専門用語の一貫したセットを提供するために、本教示のシステムによって使用される（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｐｌｃａｃａｄｅｍｙ．ｃｏｍ／ｉｓａ－８８－ｓ８８－ｂａｔｃｈ－ｃｏｎｔｒｏｌ－ｅｘｐｌａｉｎｅｄ／参照）。規格は、スタンドアロンシステムとして、またはより大きいシステムと統合される、本教示のシステムを使用するための柔軟性を提供する。本システムにおける少なくとも１つの統合されたプログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）は、製造ラインに沿った他のコントローラと通信することができる。例えば、有限量（バッチ）の細胞を生産するための産業システムは、例えば、限定ではないが、細胞融解システム２５１、融解された細胞を受容する培養容器システム、および培養容器システムにおいて行われたいかなるプロセスからの結果も受信するインキュベートシステム２５５を含むことができる。産業制御システムの他のコンポーネントも、本開示によって想定される。標準的通信システム２５７は、イーサネット（登録商標）／ＩＰに関して本明細書に説明されるように、例証的産業制御システムのコンポーネント間のデータおよび制御共有を可能にする。例えば、融解コントローラ２５９は、標準的通信システム２５７を通して、コントローラ１０６が、これが融解された細胞に対して実行することを予期するプロセスをスケジューリングし得るように、融解動作のステータスをバイオコントローラ１０６に通信することができる。同様に、コントローラ１０６は、融解された細胞が、培養容器システムがそれらのために準備ができた時点で交換され得るように、そのスタータスを融解コントローラ２５９と交換することができる。コントローラ１０６は、そのステータスおよびこれが実行しているプロセスについての他の情報をインキュベータコントローラ２６３に提供することができ、その独自の情報をコントローラ１０６に提供することができる。コンポーネントは、コンポーネント間の標準的通信を追跡することによってコンポーネントを監視し、それにコマンドし得る、システム制御手段によって協調的に制御されることができる。

ここで図１Ｂを参照すると、本教示のシステムは、バッチ生産に関して意図される、自動化培養容器システムである。物理的レベルにおいて、本教示のシステムは、限定ではないが、センサ、弁、モータ／エンコーダ、ポンプ、培養容器、ガス管理、およびコントローラ等のコンポーネントを含むことができる。これらのコンポーネントは、限定ではないが、流体取扱システム、培養容器システム、ガス管理システム、および制御システム等のサブシステムに群化される。本明細書では同義的にＰＬＣと称される、制御システムは、ＩＳＡ－８８規格に従う手順モデルのプロトコルレベルにおいて編成されることができる。プロトコルレベルは、プロトコルにおける最低レベルから最高レベルの順に、デバイスモジュールと、デバイスモジュールを使用し、制御論理、位相、およびレシピ（または動作）を生成する、制御モジュールとを含む。デバイスモジュールは、本デバイスとＰＬＣ１０６との間の通信を確立する。機器モジュールは、故障、動作閾値、始動／停止制御、本デバイスが実行するであろう任意の基本的機能に適応する論理である。制御モジュールは、機能を実行するために協働する必要がある１つまたは複数のデバイスとインターフェースをとることができる。制御モジュールに関連するが、また、レシピの一部である状態として定義されるものが、位相である。位相は、具体的機能を実行する。例示的位相は、ある体積の液体を培養容器に添加するステップを伴う。位相命令は、弁を開放し、ポンプを始動し、事前選択された流体体積に到達するまで流動を合計し、ポンプを停止し、弁を閉鎖する。本教示の例示的位相は、限定ではないが、培地を培養容器の中に圧送するステップ、培地を除去するステップ、培養容器の内容物を加熱するステップ、培養容器の内容物を攪拌するステップ、細胞を採取するステップ、および培地を再循環させるステップを含む。レシピは、複数の位相の組み合わせであり、完全なプロセスを形成する。

継続して図１Ｂを参照すると、ＩＳＡ－８８には、レシピが、５つのカテゴリの情報、すなわち、ヘッダ、機器要件、調合法、手順、および他の情報を含有することが記載されている。手順カテゴリは、他のカテゴリを組み合わせ、レシピ手順要素のマルチレベル階層を提供し、論理を含有する。制御レシピは、具体的製品の単一のバッチの製造を定義し、プロセス制御を反映する。いくつかの構成では、ＰＬＣは、バッチサーバおよびヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）と併せてレシピを実行することができる。ＨＭＩは、例えば、レシピ実行の結果をオペレータに表示することができ、オペレータから流動および構成情報の修正を受信することができる。いくつかの構成では、商業的に入手可能なアプリケーションが、ＨＭＩおよびバッチサーバの実装を提供することができる。例えば、ＲｏｃｋｗｅｌｌのＦＡＣＴＯＲＹＴＡＬＫ（登録商標）バッチサーバソフトウェアは、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）サーバ上で実行されることができ、ＨＭＩを駆動し、ＰＬＣ上でレシピの実行を開始することができる。ＰＬＣは、培養容器内の現在の条件を理解するために、センサデータに周期的にアクセスすることが可能である。いくつかの構成では、アクセス周期は、例えば、約１００ｍ秒であるが、他の周期も、本開示によって想定される。センサデータの値は、ＰＬＣによる手動または自動的反応をアクティブ化することができる。例えば、ｐＨ／溶解酸素（ＤＯ）が比例積分微分（ＰＩＤ）ループおよびガス制御を介して維持される構成では、ＰＬＣは、弁を開放／閉鎖し、ガス流率を設定する。制御は、培養容器内で設定点を維持することに基づく。脱細胞化プロセスの間、ポンプ率は、一定の圧力を維持することを目標として、現在の圧力読取値に基づいて変化する。ＰＬＣは、レシピに基づいてアクションを行い、これは、具体的位相を呼び出す。位相は、現在のステップ許可、すなわち、続行する前に満たされる必要がある条件が満たされるまで、次のステップに進むことができない、順次的動作である。いくつかの構成では、流体取扱動作は、弁、ポンプ、流動センサ、またはレベルセンサを伴う、順次的動作またはレシピ駆動動作である。着信センサデータは、例えば、限定ではないが、雑音除去、データ外れ値検出、欠損データ補完、およびデータ集約によって検証および故障チェックされる。着信センサデータは、状態フローまたはシーケンスにおいて使用され、モータ、ポンプ、および弁にコマンドを出力し、例えば、レシピに従って、ある順序でそれらのデバイスをアクティブ化する。レシピは、動的に変更されることができ、レシピにおけるトリガが依拠する値もまた、動的に、すなわち、手動で、または自動的に変更されることができる。

継続して図１Ｂを参照すると、別個の培養容器は、ガス補給に関するＭＦＣを除いて、同一の資源または機器のいずれも共有しない。培養容器毎に別個であるが、同じ論理が、存在し、これが、それらが同時に同一または異なるプロセスを実行し得る理由である。一定のガス補給は、培養容器におけるｐＨ／ＤＯ設定点を維持するために必要とされないため、各培養容器は、その中でガスを受容するための時間窓を得る。プロセス（細胞成熟、増殖、脱細胞化、再細胞化）は、ｐＨおよびＤＯ設定点を決定する。ＰＬＣは、時間を監視し、第１の培養容器のセンサデータを読み取り、弁を開放することによって所望の率において第１の培養容器にガスを提供する。第１の培養容器の時間窓の終了時に、第１の培養容器のガス弁は、閉鎖し、第２の培養容器のガス弁は、開放し、ＰＬＣは、第２の培養容器からのセンサデータを読み取り、所望のガス混合物を第２の培養容器に提供する。各培養容器は、流体送達のためのその独自の弁、流動センサ、およびポンプを有する。ＰＬＣは、各培養容器上で異なるレシピを同時に実行することができる。

ここで図１Ｃを参照すると、本教示のシステムの例示的実装は、コントローラ１０６によって制御される、培養容器システムと、ガス管理システム１０７とを含む。複数の培養容器システムが存在する構成では、それぞれは、その他と同じように装備され、様々なタスクを実施するために使用されることができる。各培養容器システムは、培養容器５０３と、流体取扱システム１０８と、培養容器制御システム１１１とを含む。他の構成も、本教示によって想定される。培養容器５０３は、センサ、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの流体出口、および少なくとも１つのガス入口を装備する、蓋付きコンテナを含む。蓋は、培養容器ステーションによって実施されているタスクに適切な管類を受容することができる。例えば、心臓が、再細胞化されている場合、蓋は、下行大動脈、肺動脈、および肺静脈を培養容器システムの外側のレセプタクルおよび／または栄養源と結合する管類を収容することができる。同様に、腎臓が、再細胞化されている場合、蓋は、動脈、静脈、および尿道を培養容器システムの外側のレセプタクルおよび／または栄養源と結合する管類を収容することができる。流体取扱システム１０８は、培養容器５０３の内容物を通して流体を移動させるために使用される、少なくとも１つのポンプと、弁と、センサとを含む。培養容器制御システム１１１は、培養容器５０３の内容物と関連付けられるセンサデータを監視することによって、培養容器５０３の内容物の種々の特性の設定点を維持する。培養容器制御システム１１１は、これらの設定点およびセンサデータをコントローラ１０６に提供し、コントローラからコマンドを受信する。コントローラ１０６は、その実行が、培養容器システムが実施することになっているタスクを実装する、レシピまたは他の形態のコマンド構造にアクセスする。コントローラ１０６は、それらが手動で打ち込まれるか、または動的に決定されるかどうかにかかわらず、レシピの変更に適応することができる。ガス管理システム１０７は、それぞれ、これが培養容器の内容物の恒常性を維持するために必要とするガス混合物を受容する、全ての培養容器システムによって共有される。本教示のシステムは、流体の受容および循環および流体へのガスの提供を制御および監視し、培養容器の内容物に関する所望の結果を可能にすることができる。ある側面では、コントローラ１０６は、複数の培養容器ステーション５０３のそれぞれにおいて実行されるプロセスを同時に制御することができる。ある側面では、コントローラ１０６は、培養容器ステーション５０３を制御し得る、複数のプロセッサを含むことができる。ある側面では、単一のガス管理システム１０７が、単一のガスの流動を制御することができる。ある側面では、単一のガス管理システム１０７が、複数のガスの流動を制御することができる。ある側面では、単一のガス管理システム１０７が、ガスを単一の培養容器ステーション５０３に提供することができる。ある側面では、単一のガス管理システム１０７が、ガスを複数の培養容器ステーション５０３に提供することができる。ある側面では、複数のガス管理システム１０７が、ガスを単一の培養容器ステーション５０３に提供することができる。ある側面では、複数のガス管理システム１０７が、ガスを複数の培養容器ステーション５０３に提供することができる。培養容器５０３は、限定ではないが、本教示の構成可能容器アセンブリを含むことができる。

継続して図１Ｃを参照すると、ある側面では、本教示のシステムは、足場を脱細胞化させることができる。ある側面では、本教示のシステムは、足場を再細胞化させることができる。ある側面では、本教示のシステムは、細胞が成熟し得、組織が成長し得る環境を提供することができる。ある側面では、本教示のシステムは、例えば、限定ではないが、０．１～１，０００ｌ等のサイズにおける容器に適応することができる。ある側面では、本教示のシステムは、例えば、限定ではないが、ワクチン、血液、血液成分、アレルゲン、遺伝子、遺伝子療法のためのウイルス、化粧品、およびタンパク質等の生物製剤製品を発生させるために使用されることができる。

再び図１Ｂを参照すると、流体取扱システム１０８は、培養容器５０３の内容物を通して培地および他の流体を移動させる。流体のタイプ、流体の圧力、および流体の流率は、因子、例えば、限定ではないが、所望の成果と関連付けられる事前選択されたプロセス、所望の成果を生産するために要求される種々の特性に関する事前選択された設定点、動的特性決定、およびユーザ入力の組み合わせによって決定される。いくつかの構成では、本システムは、所望の成果を生産するであろう動作を決定付けるレシピにアクセスする。各動作は、プロセスにおけるステップを達成するために実行される、位相のセットまたはコマンドによって特徴付けられる。流体取扱システム１０８では、１つの動作は、ステップを達成するために要求される流体のタイプにアクセスするステップを含むことができる。別のものは、循環流体のｐＨ、循環流体の溶解酸素（ＤＯ）含有量、および循環流体の温度等の種々の特性に関する設定点を用いてＰＬＣ１０６を構成するステップを含むことができる。また別のものは、培養容器５０３を通して、センサを過ぎて流体を移動させるように少なくとも１つのポンプを構成するステップを含むことができる。流体制御は、流率または圧力によって統御されることができる。流体取扱システム１０８のコンポーネントは、限定ではないが、インライン流動および圧力センサ、液体レベルセンサ、ポンプ、および流動を指向するためのピンチ弁を含むことができる。

ここで図１Ｄを参照すると、本教示の流体取扱システム１０８（図１Ｂ）の実装は、ステッパモータ６２１およびモータドライブ６２３と動作可能に結合される、培養容器６０１あたり少なくとも１つの流体ポンプ６１９を含むことができる。モータドライブ６２３は、例えば、イーサネット（登録商標）ＩＰ接続６２５によってＰＬＣ６３１と通信することができ、モータの始動、停止、方向、率、警報、およびステータス等の標準的モータ移動を支援することができる。ポンプ６１９は、培養容器６０１を通して、可能性として、管類の内側口径への流体接触を限定する管類を通して、廃棄物６１５まで流体６１１を循環させることができる。ポンプ圧力センサ６１７は、培養容器６０１内の組織の上流のインライン圧力読取値に基づいて、培養容器６０１への流体６１１の流率の制御を可能にすることができる。本構成では、圧力読取値が、事前選択された設定点を囲繞する事前選択された範囲外である、例えば、５ｍｍＨｇ高いまたは低い場合、ポンプ速度は、圧力の値に応じて、より高くまたはより低くのいずれかで、事前選択されたパーセンテージだけ変更される。例えば、ポンプ速度は、圧力を増加させるためにより高く、または圧力を減少させるためにより低くのいずれかで、１０％だけ変更されることができる。新しい圧力は、事前選択された時間量、例えば、５秒で評価されることができ、プロセスは、繰り返されることができる。圧力読取値が、事前選択された範囲内である場合、いかなるポンプ速度変更も、行われない。機能の圧力設定点は、レシピによって決定される。ポンプ圧力センサ６１７は、ポンプ６１９からの出口圧力を、可変速度ポンプがポンプの速度を調節するために使用する電気信号に変換する。いくつかの構成では、高カットアウト圧力スイッチが、ポンプ６１９が極端な圧力を出力しないように防止することができる。ポンプ圧力センサ６１７は、効率を監視し、ポンプ６１９の効率および信頼性を改良するために、ポンプの入口上に搭載されることができる。

ここで図１Ｅを参照すると、本教示の培養容器または閉鎖培養容器システムは、培養容器６０１に関する加熱、場所、および構造的支持を提供し、また、ユーザによって要求される動作を殆ど伴わずに所与のプロセスのために適切に定寸される容器を含むための方法を提供する、構成可能容器アセンブリシステムを含む。本教示のシステムは、例えば、限定ではないが、様々な細胞タイプおよび真菌および細菌培養物を培養および生産することができる。本システムは、培養された細胞を用いて、ウイルスおよびタンパク質を生産するために使用されることができる。本システムは、限定ではないが、耐久性および使い捨てである、ガラスおよびプラスチック容器を含む、様々な形状、サイズ、およびタイプの培養容器のために構成されることができる。例示的タイプの培養容器は、限定ではないが、掻混容器、充填床、ローラボトル、酸素透過性培養プレート、マイクロ流体スライド、またはヒドロゲル系培養容器を含むことができる。本教示の培養容器システムは、本明細書の別の場所に説明されるようなＰＬＣと通信する統合されたセンサを含む。

継続して図１Ｅを参照すると、本教示の構成可能容器アセンブリシステムは、様々なプロセスに適応するための柔軟な構成の一部であり得る。所与の細胞増殖プロセスは、具体的容器体積が所望の数の細胞まで拡張することを要求し得る一方、代替プロセスは、異なる容器体積を要求し得る。容器のサイズは、容器の加熱要素、電気接続／配線、制御論理、較正、および位置付け調節を含む、可能性として、柔軟な構成における容器スリーブ以外の何も改変することなく、所望のプロセスに適合するように確立されることができる。ユーザが、容器サイズを、例えば、２Ｌから０．５Ｌに変更することを所望する場合、コンポーネントの単純な入替のみが、必要とされ、それ以上は、必要とされない。いくつかの構成では、ユーザは、単純に、２Ｌ容器スリーブを除去し、これを０．５Ｌ容器スリーブと交換し、各容器スリーブは、同一の外径を有することができる。容器スリーブを囲繞する熱スリーブの外側上のクランプを引締し、０．５Ｌ容器スリーブが固定されていることを確実にした後、アセンブリ再構成は、完了し、０．５Ｌ容器を用いた動作のために準備ができた状態となる。これは、限定ではないが、例えば、０．５Ｌ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、および最大１００Ｌを含む、様々なサイズに関して行われることができる。商業的培養容器が、アセンブリのアダプタリングに搭載されることができる。アダプタリングは、２つのコンポーネントの間の良好な熱接触を確実にするために、引締特徴を有する、温度制御リングまたは熱スリーブの中に搭載される。熱スリーブは、容器スリーブに進入する熱エネルギーの量を制御することができる。アセンブリは、熱スリーブ内の培養容器を安定化させる、容器クランプを含むことができる。異なるサイズの容器が、所望される場合、異なるサイズの容器が、適切なサイズの容器スリーブの中に搭載され、他のサイズの容器と同一の熱スリーブの中に配設されることができる。したがって、基本システムは、容器サイズにかかわらず、同一のままである。クランプ式加熱リングは、容器を安定化させることができる。容器クランプは、随意に、伸縮デバイスを含むことができる。伸縮デバイスは、種々の異なる培養容器の種々の高さに適応し、具体的培養容器の高さを変動させることができる。アセンブリは、随意に、容器スリーブと容器スリーブを囲繞する環境との間の断熱層と、熱スリーブが少なくとも１つの事前選択された閾値温度に到達するときを感知する、電気遮断装置であって、電気遮断装置は、容器スリーブへの熱エネルギーの伝達を無効にする、電気遮断装置と、熱スリーブを容器スリーブに固着させる、少なくとも１つのバンドクランプとを含むことができる。熱スリーブは、随意に、拡張／収縮間隙を含むことができる。アセンブリは、随意に、熱スリーブを容器スリーブに位置的に固着させる、安定化ピンと、少なくとも１つの温度制御要素と、容器スリーブの内径と培養容器の外径との間の空間を充填する、熱伝導性材料とを含むことができる。

継続して図１Ｅを参照すると、制御された環境において細胞を処理するための本教示の構成可能容器アセンブリは、限定ではないが、培養容器の少なくとも一部を囲繞する、容器スリーブを含むことができる。容器スリーブは、熱エネルギーを培養容器に伝達するように構成されることができる。アセンブリは、容器スリーブと動作可能に結合される、熱スリーブを含むことができる。熱スリーブは、容器スリーブに進入する熱エネルギーの量を制御することができる。アセンブリは、熱スリーブ内の培養容器を安定化させる、容器クランプを含むことができる。随意に、アセンブリは、培養容器を通して流体を移動させる、流体取扱システムと、熱スリーブと動作可能に結合される、センサ制御システムとを含むことができる。培養容器制御システム１１１は、容器スリーブに進入する熱エネルギーの量の制御を可能にするデータを提供することができる。容器クランプは、随意に、伸縮デバイスを含むことができる。伸縮デバイスは、種々の異なる培養容器の種々の高さに適応し、具体的培養容器の高さを変動させることができる。アセンブリは、随意に、容器スリーブと容器スリーブを囲繞する環境との間の断熱層と、熱スリーブが少なくとも１つの事前選択された閾値温度に到達するときを感知する、電気遮断装置であって、電気遮断装置は、容器スリーブへの熱エネルギーの伝達を無効にする、電気遮断装置と、熱スリーブを容器スリーブに固着させる、少なくとも１つのバンドクランプとを含むことができる。熱スリーブは、随意に、拡張／収縮間隙を含むことができる。アセンブリは、随意に、熱スリーブを容器スリーブに位置的に固着させる、安定化ピンと、少なくとも１つの温度制御要素と、容器スリーブの内径と培養容器の外径との間の空間を充填する、熱伝導性材料とを含むことができる。

継続して図１Ｅを参照すると、培養容器６０１は、温度、ｐＨ、ｐＯ_２、攪拌、および圧力等の培養容器６０１の内容物の特性を制御するための熱制御、攪拌制御、およびセンサを含むことができる。いくつかのプロセスでは、３７℃の温度が、細胞維持のために最適である。３７℃をわずかに上回るまたは下回る温度でも、細胞生存率および細胞代謝に影響を及ぼし得る。所望の温度を維持することは、培養容器６０１の内容物の温度の値を読み取り、次いで、信号を培養容器コントローラシステム１１１に送信し、存在する場合、加熱／冷却デバイスを制御することを通して、必要に応じて温度を調節する、温度センサ６５９によって可能にされる。

継続して図１Ｅを参照すると、レベルセンサ６１３が、培養容器６０１内の液体レベルを監視することができる。液体レベルは、流体移送プロセスの間に添加される流体の量を制御し、レベルが高すぎる、または低すぎる場合、アラートを発生させるために使用されることができる。培養容器６０１内の流体６１１によって占有されていない空間内の蒸気の密度が、流体６１１の密度よりもはるかに小さいと仮定すると、レベルセンサのタイプは、限定ではないが、ガラスレベルゲージ、フロート、ディスプレーサ、バブラ、差圧送信機、ロードセル、磁気レベルゲージ、静電容量送信機、磁歪レベル送信機、光学、振動、超音波、レーザレベル送信機、およびレーダレベル送信機を含む。いくつかの構成では、レベルセンサは、４～２０ｍＡ電流ループの形態におけるトランスデューサ出力信号を、例えば、アナログ入力モジュール６２７を通して、ＰＬＣ６３１に提供することができる。

継続してなおもさらに図１Ｅを参照すると、レベルセンサ６１３の代替として、またはレベルセンサ６１３に加えて、流体流量計６０５が、例えば、ｍＬ／分単位で、培養容器６０１に進入し、それから出る流動を測定することができる。合計機能が、ポンプ周期にわたる流動を積分することによって移送された流体の合計体積を計算するために、培地移送の間に使用されることができる。流体流量計のカテゴリは、限定ではないが、差圧、速度、容積、質量流動、および開放チャネルを含む。差圧流量計は、オリフィスプレート、ベンチュリ管、流動ノズル、および可変面積ロータメータを含む。速度流量計は、ピート管、熱量測定流量計、タービン流量計、渦流量計、電磁流量計、超音波ドップラ流量計、および飛行時間流量計を含む。容積流量計は、往復ピストンメータ、揺動ディスクメータ、および回転ベーンメータを使用することができる。質量流量計は、熱流量計およびコリオリ流量計を含む。レベルセンサ６１３または流量計６０５のいずれかは、培養容器６０１から除去される、またはそれに添加される流体の量を計算することによって、用量制御６０３を支援することができる。用量制御６０３は、添加された体積を追跡し、所望の設定点に到達すると、さらなる流体の添加を停止することができる。投与は、可能性として、事前選択された状況下で、ポンプを始動／停止し、許容量からの不足またはその超過を報告し、送達のステータスをアラートおよび報告するための能力を含む。投与デバイスは、２つの主要なカテゴリ、すなわち、重量測定および容積測定に該当する。投与デバイスの選定は、流体の流量および流体の所望の流率に基づく。投与は、自動的、プログラム可能、または連続的であり得、例えば、投与弁によって制御されることができる。いくつかの構成では、用量制御６０３は、命令をレベルセンサ６１３または流量計６０５処理に追加することによって遂行されることができる。

継続して図１Ｅを参照すると、いくつかの構成では、本システムは、熱制御を含むことができる。一配列では、本システムは、能動的加熱および受動的冷却を含むことができる。少なくとも１つの温度制御機構が、容器システム自体の中に存在することができ、少なくとも１つの温度センサが、温度制御機構の温度を感知するために、容器の外部に常駐することができ、少なくとも１つの温度センサが、容器の内容物の温度を感知するために、容器の内部に常駐することができる。いくつかの構成では、培養容器の内容物に関する所望の温度は、３４～３９℃の範囲内である。いくつかの構成では、温度閾値は、培養容器の内容物の６５℃の温度を含むことができる。いくつかの構成では、温度制御は、カスケードＰＩＤループを用いて行われ、内側ループは、温度制御機構を制御し、外側ループは、容器の内容物の温度を制御することができる。いくつかの構成では、温度制御機構は、１１０Ｖによって給電されることができる。そのような構成では、ソリッドステートリレーが、２４Ｖ出力カードが、温度制御機構をパルス波変調させ得るように使用されることができる。本教示における設定点への熱制御は、能動的および受動的に達成される。いくつかの構成では、培養容器の内容物の加温は、能動的に達成される一方、内容物の冷却は、受動的に達成される。他の構成、例えば、能動的に冷却し、受動的に加温すること、および能動的冷却および加温も、本教示によって想定される。いくつかの構成では、設定点は、例えば、限定ではないが、３７℃等の事前選択された値である。いくつかの構成では、加温は、事前選択された温度、例えば、４０℃に限定されることができる。センサは、培養容器６３１の内容物の温度を培養容器制御システム１１１に報告し、それらのセンサデータは、熱制御をトリガする。いくつかの構成では、温度プローブ６５９が、培養容器６０１のヘッドプレートに搭載される。温度プローブ６５９は、培養容器６０１内の流体の温度を読み取る。ヒータＲＴＤ６５７が、ヒータ６５５に搭載され、これは、培養容器６０１内の流体を加熱する。センサＲＴＤ６５９およびヒータＲＴＤ６５７からのデータが、そのようなデータを受信するように設計されたＲＴＤ Ｉ／Ｏカード６２９を介して、培養容器制御システム１１１を通して、ＰＬＣ６３１によって受信される。いくつかの構成では、温度の制御は、カスケードＰＩＤループによって実行され、内側ループは、ヒータ６５５の温度（ＰＷＭ）を制御し、外側ループは、培養容器６０１の内容物の温度を制御する。ＰＩＤの出力は、ヒータ６５５への電力入力を駆動する。熱制御の他の方法も、本開示によって想定される。例えば、デジタル温度センサまたはシリコン系リニアサーミスタが、センサおよび培養容器６０１の内容物の温度を測定するために使用されることができる。

継続して図１Ｅを参照すると、培養容器６０１は、適切な成長のために移動を要求する組織を含むことができる。例えば、培養容器６０１の内容物は、具体的プロセスおよび所望の成果に応じて、ガス灌流、および可能性として、熱制御を改良するために、攪拌を必要とし得る。培養容器６０１の内容物の攪拌に関する他の理由は、ガス気泡の均一な分散を生産すること、小さいガス気泡を生産すること、培養容器の底部にガス気泡を駆動することによって流体中のガスの滞留時間を最大限にすること、培養容器の上部から培養容器６０１の内容物の中に戻るように栄養素を再び組み込むこと、および内容物全体を通して均一な栄養素および温度プロファイルを提供することを含むことができる。攪拌デバイスは、例えば、ブラシまたはブラシレスＤＣモータ６６３によって駆動される、機械的掻混デバイスを含む。機械的掻混デバイスは、流体が混合される流動方向、例えば、軸方向、半径方向、複合、および分散流動によってカテゴリ化され、例えば、プロペラと、インペラとを含むことができる。プロペラ寸法およびピッチは、用途に基づいて選択される特徴である。例示的インペラは、ピッチブレード（軸方向流動に関して）、ラシュトン（半径方向流動に関して）、角度付きピッチブレード（複合流動）、および螺旋（分散流動）を含む。いくつかの構成では、攪拌器６６１は、ステッパモータ６６３に結合されるシャフトに取り付けられる、船用プロペラを含むことができ、その組み合わせは、細胞プロセス等の用途を支援するために使用される。いくつかの構成では、ＰＬＣ６３１は、限定ではないが、イーサネット（登録商標）ＩＰ６２５等の通信媒体およびプロトコルを通して伝送されたコマンドおよび受信されたデータを使用することによって、モータ６６３を制御し、そのステータスを監視する。プロペラの速度および方向は、用途に基づいて選択される。

継続してなおもさらに図１Ｅを参照すると、培養容器６０１を使用する用途の成功は、本システムの種々の特性および培養容器６０１の内容物の監視に依拠することができる。本明細書に説明されるように、センサは、進行中のプロセスの側面を測定するために有利に位置付けられることができる。例えば、濁度、ｐＨ、ＤＯ、グルコース、および乳酸レベルが、データを培養容器制御システム１１１に提供するインラインセンサ６６９によって測定されることができる。そのようなセンサは、侵襲性、低侵襲性、または非侵襲性であり得る。センサからのデータは、例えば、限定ではないが、シリアル接続６６５（図１Ｃ）、ＵＳＢ接続（図示せず）、イーサネット（登録商標）ＩＰ接続６２５（図１Ｃ）を通して、または無線で、培養容器制御システム１１１からＰＬＣ６３１に提供されることができる。いくつかの構成では、グルコースおよび乳酸レベルは、流体が本システムの管類および培養容器６０１を通して循環する際に収集されることができる。

継続して図１Ｅを参照すると、本教示の構成可能容器アセンブリシステムは、具体的細胞培養プロセスに適応するための柔軟な構成の一部であり得る。所与の増殖プロセスは、具体的容器体積が所望の数の細胞まで拡張することを要求し得る一方、代替プロセスは、異なる容器体積を要求し得る。培養容器６０１のサイズは、可能性として、柔軟な構成における容器スリーブ以外の何も改変することなく、所望のプロセスに適合するように確立されることができる。培養容器６０１の加熱要素、電気接続／配線、制御論理、較正、および位置付け調節は、培養容器６０１の物理的サイズの変更を横断して同一のままであることができる。ユーザが、容器サイズを、例えば、２Ｌから０．５Ｌに変更することを所望する場合、コンポーネントの単純な入替のみが、必要とされ、それ以上は、必要とされない。いくつかの構成では、ユーザは、単純に、２Ｌ容器スリーブを除去し、これを０．５Ｌ容器スリーブおよび培養容器６０１と交換し、各容器スリーブは、同一の外径を有することができる。容器スリーブを囲繞する熱スリーブの外側上のクランプを引締し、０．５Ｌ容器スリーブが固定されていることを確実にした後、アセンブリ再構成は、完了し、０．５Ｌ容器を用いた動作ができる状態となる。これは、限定ではないが、例えば、０．５Ｌ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、および最大１００Ｌを含む、様々なサイズに関して行われることができる。商業的培養容器が、アセンブリのアダプタリングに搭載されることができる。アダプタリングは、２つのコンポーネントの間の良好な熱接触を確実にするために、引締特徴を有する、温度制御リングの中に搭載される。異なるサイズの容器が、所望される場合、異なるサイズの容器が、適切なサイズの容器スリーブの中に搭載され、他のサイズの容器と同一の熱スリーブの中に配設されることができる。したがって、基本システムは、容器サイズにかかわらず、同一のままである。クランプ式加熱リングは、容器を安定化させることができる。

ここで図１Ｆを参照すると、ガス管理システム１０７（図１Ｂ）は、質量流動センサおよび制御弁を組み合わせ、使用条件またはガス圧力の変化によって影響を受けることなく、ガスの流率を所望の量に制御する、質量流動コントローラ（ＭＦＣ）６０８または機能的に同等のデバイス毎にガス供給源６０９を含むことができる。ＭＦＣ６０８は、制御されているガスのタイプの数に基づいて、アナログまたはデジタルであり得る。ガス供給源６０９は、１つまたはいくつかのタイプのガスを含み、選択されるタイプは、本教示のシステムによって可能にされるプロセスからの所望の成果によって決定されることができる。ガス管理システム１０７（図１Ｂ）は、全ての選択されたガス供給源からガスを受容し、これが選択されたガスを受容する番である培養容器に単一ガス流を供給する、ガスマニホールド６０７を含むことができる。ＰＬＣ６３１（図１Ｃ）は、培養容器１０１（図１Ｂ）（本明細書ではバイオリアクタとも称される）に提供するべきガスのタイプを選択し、所望の成果を可能にするであろうガス平衡を達成する。本システムは、複数のＭＦＣ６０８および関連付けられるガス供給源を含むことができるが、必ずしも培養容器ステーション６０１（図１Ｃ）の数と同数のＭＦＣ６０８およびガス供給源ではない。ガス管理システム１０７（図１Ｂ）は、本明細書の別の場所に説明されるように、各コンポーネントの数にかかわらず、培養容器６０１（図１Ｃ）のコンポーネントの必要性を満たすために、利用可能なＭＦＣ６０８／ガス供給源６０９からのガス流動を管理する。ある側面では、ＭＦＣ６０８は、閉鎖された導管を通して流動するガスの合計質量流率を測定するために使用される。ある側面では、ガス管理システム１０７（図１Ｂ）は、ＭＦＣ６０８のためのガス流動を調製するために、種々のタイプのガスと関連付けられる圧力調整器およびフィルタを含むことができる。ある側面では、圧縮空気が、可能性として、圧縮空気流から粒子および種々のタイプのガスを濾過する、組み合わせフィルタに曝されることができる。本教示は、本システムに供給されている全てのタイプのガスに関するフィルタの組み合わせおよび他のタイプのフィルタを想定する。ある側面では、酸素、窒素、および二酸化炭素が、ＰＬＣ６３１（図１Ｃ）によって決定付けられる種々の量において培養容器に提供される。ある側面では、ガス管理システム１０７（図１Ｂ）は、自動的切替を伴うガスマニホールドを含み、連続的ガス供給を確実にすることができる。切替は、機械的または空気圧的に可能にされることができ、新しいガス供給源が接続され得るように、切替が生じたときに本システムにアラートすることができる。本システムは、利用可能なガスの混合物を培養容器６０１（図１Ｃ）に提供するために、ガスミキサブロックを含むことができる。ＰＬＣ６３１（図１Ｃ）は、指示にアクセスし、それを処理し、限定ではないが、レシピ、ユーザ入力、およびセンサ入力等の源から所望の成果を達成する。

ここで図１Ｇを参照すると、本教示のシステム全体を通して位置付けられる、センサは、シリアル、パラレル、または通信ポートを通してＰＬＣ６３１に到着し得る、アナログおよびデジタル入／出力を提供することができる。センサからの入／出力（Ｉ／Ｏ）は、ＰＬＣ６３１へのインターフェースを提供する、商業的に入手可能な、またはカスタムＩ／Ｏカードによって可能にされることができる。Ｉ／Ｏカードは、バックプレーンを介してＰＬＣ６３１に接続されることができ、ＰＬＣ６３１によって構成可能であり得る。Ｉ／Ｏはまた、通信プロトコルの使用を可能にする、イーサネット（登録商標）ＩＰカード６２５等の通信カードによって可能にされることができる。そのようなデバイス通信は、ＰＬＣ６３１のポートに接続される、イーサネット（登録商標）スイッチを通してルーティングされる。いくつかの構成では、ＰＬＣ６３１は、Ｉ／Ｏカードおよびコネクタのブロックに直接配線される。いくつかの構成では、電気信号は、限定ではないが、４～１０ｍＡ電流ループ（アナログ）、ＲＳ－４８５（シリアル）、または０～２４Ｖ（デジタル）を含むことができる。いくつかの構成では、イーサネット（登録商標）接続は、ＲＪ４５コネクタを使用し、シリアル接続は、ＤＢ－９コネクタを使用する。センサに応じて、ＰＬＣ６３１は、例えば、スケーリングおよびデータ伝送／受信プロトコルの構成を可能にすることができる。ＰＬＣ６３１は、本システムの所望の使用に基づいて、センサの周囲に制御ループを構築するためのコードを含む。センサは、受動的であり得る、または、例えば、圧力に基づいてポンプを制御することができる。センサは、例えば、限定ではないが、組織の温度、流体の圧力、流体の温度、および流体の特性を検出することができる。センサは、本システム全体を通して搭載され、例えば、温度センサは、バイオリアクタ６０１（図１Ｃ）および流体６１１（図１Ｃ）と関連付けられ、流体圧力センサは、本システム全体を通して搭載されることができる。センサは、有線または無線のいずれかで、データをＰＬＣ６３１（図１Ｃ）に提供し、可能性として、ＰＬＣ６３１（図１Ｃ）からコマンドを受信し、両方とも外部または中間者干渉からセキュアにされることができる。いくつかのセンサは、流体６１１（図１Ｃ）と接触するように構成される、使い捨てであり得る一方、その他は、非接触でデータを読み取るように構成される、耐久性であり得る。スポットセンサが、例えば、バイオリアクタ６０１（図１Ｃ）の外側上に搭載されることができる。いくつかの構成では、非接触流体圧力センサ６１７（図１Ｃ）が、例えば、限定ではないが、ルアーロック端部によって、流体６１１（図１Ｃ）を経路指定するために使用される管類上の任意の場所に直列に搭載されることができる。いくつかの構成では、ＰＬＣ６３１（図１Ｃ）と通信するセンサは、流体経路に沿って０～６０ｐｓｉを感知することができる。例えば、限定ではないが、４～２０ｍＡ電流ループ、アナログ電圧、またはデジタル電圧等のセンサからの信号は、例えば、アナログ入力モジュール６２７を通してセンサからＰＬＣ６３１（図１Ｃ）に通信されることができる。

ここで図２Ａ－２Ｃを参照すると、本教示のシステムのハードウェアの実装が、示される。４つの培養容器実装７０７が、示される。また、示されるものは、図１Ｂおよび１Ｅに示されるような培養容器実装７０７と関連付けられる流体送達封入体７１５を含む、流体取扱システム１０８（図１Ｂ）の要素の実装である。具体的には、流体送達封入体（ＦＤＥ）７１５は、弁７０１と、ポンプ７０３と、管ガイド７１３とを含む。流体流動ラインが、本明細書の別の場所に示される。また、示されるものは、少なくとも、２０２０年１１月１８日に出願されたＷｈｉｔｅ ｅｔ ａｌ．の米国特許出願第２９／７５８，７７４号「Ｃａｂｌｅ／Ｔｕｂｅ Ｓｌｅｅｖｅ ａｎｄ Ｓｎｏｒｋｅｌ」および２０２１年１１月９日に出願されたＷｈｉｔｅ ｅｔ ａｌ．の米国特許出願第１７／５２２，００３号「Ｃａｂｌｅ／Ｔｕｂｅ Ｓｌｅｅｖｅ ａｎｄ Ｓｎｏｒｋｅｌ」（両方とも参照することによって組み込まれる）により完全に説明される、ケーブル／スリーブスノーケル７０５である。コネクタバンク７１３Ａが、示される。センサとＰＬＣとの間の電気接続は、コネクタバンク７１３Ａを通して経路指定される。廃棄物収集器７０８およびヒューマンマシンインターフェースディスプレイ７１１が、示される。本実装では、培養ステーションは、アセンブリラインに沿った位置付けのために移動可能である。培養容器７０７の内容物またはその関連付けられる流体および内側管類の環境へのいかなる暴露も、実質的に存在しないため、クリーンルームは、要求されない。各バイオリアクタチャネル、すなわち、培養容器アセンブリ７０７、弁７０１、およびポンプ７０３は、所望の成果に基づいて、異なるように構成されることができる。いくつかの構成では、ＦＤＥは、機械的にスタック可能であり、相互係止プレートおよびラッチを用いてともに嵌合する。各バイオリアクタチャネルは、事前選択された数のＦＤＥと関連付けられることができ、それぞれ、一意の構成を有することができる。各ＦＤＥは、いくつかのポンプ７０３、弁７０１、および管経路指定ガイド７１３を含むことができる。いくつかの構成では、本教示のシステムは、複数のポンプサイズおよび流体弁に適応することができる。弁およびポンプのサイズおよび数は、所望の成果に基づいて、ミックスアンドマッチされることができる。

ここで図３Ａ－３Ｅを参照すると、細胞成熟のために使用される、本教示のシステムの流体およびガスラインおよびコンポーネントの例示的実装の概略図が、示される。図３Ａ－３Ｂは、本明細書の別の場所に説明されるガス管理システムのコンポーネントを示す。本実装では、圧縮空気８０１（図３Ａ）が、生物学的フィルタ等の空気フィルタおよび調整器８０６（図３Ａ）を通して空気圧ブロック８０９（図３Ｂ）に経路指定される。窒素８０３（図３Ａ）、酸素８０５（図３Ａ）、および二酸化炭素８０７（図３Ａ）が、圧力弁８０２（図３Ａ）および圧力調整器８０４（図３Ａ）を通して、フィルタ８１０（図３Ｂ）を通して、熱ＭＦＣ８１１（図３Ｂ）に経路指定される。ＭＦＣ８１１（図３Ｂ）は、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）において起こる具体的活動のための正しいガス混合物８１２（図３Ｃ）を生産するであろうガス体積を供給するように（コントローラによって）コマンドされる。

ここで図３Ｃ－３Ｄを参照すると、示されるものは、本明細書の別の場所に説明される流体管理システムのコンポーネントである。図３Ｃは、流体源提供および圧送コンポーネントを示す。いくつかの構成では、成長培地８１３（図３Ｃ）、緩衝溶液８１５（図３Ｃ）、およびトリプシン８１７（図３Ｃ）が、ポンプ８１９（図３Ｃ）によってバイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の中に選択的に圧送され得る、可能性として考えられる流体である。本実施例では、コンテナ８１４（図３Ｃ）が、例えば、成長培地８１３（図３Ｃ）等の流体が送達されるにつれて、送達された流体の体積を測定し得る、負荷センサ８２０（図３Ｃ）から懸吊される。送達されることが所望される流体の量は、負荷センサ８２０（図３Ｃ）によってコントローラに提供されるデータの使用によって制御されることができる。例示的に、成長培地８１３（図３Ｃ）の品質は、冷蔵器８１６Ａ（図３Ｃ）によって維持される。緩衝溶液８１５（図３Ｃ）およびトリプシン８１７（図３Ｃ）の両方の送達体積が、例えば、本明細書に説明されるような負荷センサ８２０（図３Ｃ）によって測定され得ることに留意されたい。源から提供される流体は、コントローラによって制御されるポンプ８１９（図３Ｃ）によって圧送される。ポンプ８１９（図３Ｃ）は、例えば、高吸引揚程を有しながら、溶血を回避するための穏やかな圧送作用を提供する、非接触ポンプを含むことができる。そのようなポンプは、スラリーを圧送することができ、可逆的であり、正確な投与を提供することができる。流体圧力および流体中の空気の測定は、例えば、限定ではないが、インライン圧力トランスデューサ８１６（図３Ｃ）およびインライン気泡センサ８１８（図３Ｃ）によって行われ、ポンプ８１９（図３Ｃ）の監視および将来の制御のためにコントローラに提供される。

ここで図３Ｄを参照すると、ガスおよび流体が、生産ラインのさらに下の必要性を満たすために、細胞成熟プロセスの生成物を提供するために、バイオリアクタ８２１に提供され、そこから圧送される。例えば、図３Ｄ－３Ｅに示されるものは、インキュベートを可能にするための再循環を提供し得る構成である。図３Ｂに示されるように提供されるガス配合物は、ガスフィルタ８２２（図３Ｄ）によって濾過され、これがバイオリアクタ８２１（図３Ｄ）に進むにつれて、ガス配合物からウイルスおよび微生物を除去する。濾過は、例えば、限定ではないが、不要な微粒子のために定寸されたフィルタ、慣性分離器、または静電分離技術、または組み合わせによって遂行されることができる。流体もまた、バイオリアクタ８２１に提供される。それらが、添加されるにつれて、バイオリアクタ８２１は、例えば、大気に通気される。逃散する空気が、バイオリアクタ８２１から出るにつれて、これは、流体が凝縮されるように、排気空調装置８２６によって冷却される。本システムの構成は、重力が、凝縮物をバイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の中に引き戻し、したがって、空気のみが、大気に通気されるようなものである。このように、フィルタ８２４は、乾燥したままであり、空気の連続的流動を可能にし、加えて、培養容器は、水和したままである。例示的冷却器８２８（図３Ｄ）は、限定ではないが、ペルチェデバイスを含むことができる。それを通して通気された空気が通過しなければならない、フィルタ８２４（図３Ｄ）は、汚染物質が大気からバイオリアクタ８２１に進入しないように防止するために使用される。したがって、フィルタ８２４（図３Ｄ）は、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の環境内にあることが予期される汚染物質を除去し、また、汚染から環境を保護するように構成されることができる。例えば、いくつかの構成では、０．２ミクロンと同程度に小さい汚染物質が、除去されることができる。例示的フィルタは、例えば、ポリプロピレンおよびＰＴＦＥから構築されることができ、本システム内の圧力が外部の大気圧と等しくなることを可能にすることができる。そのようなフィルタは、例えば、双方向性、疎水性、およびオートクレーブ可能であり得る。バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）内の流体のレベルは、本明細書の別の場所に説明されるように、本システムの動作を監視するために、測定され、コントローラに提供されることができる。例えば、限定ではないが、ｐＨおよびＤＯ等のバイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の内容物の特性が、測定されることができ、そのセンサが、図３Ｄに示される。

継続して図３Ｄを参照すると、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の内容物の温度は、熱維持デバイス８３０、バイオリアクタ熱センサ８３４（図３Ｄ）、バイオリアクタ内容物熱センサ８３６（図３Ｄ）、およびそれにこれらのデータがルーティングされるコントローラの組み合わせによって制御されることができる。所望のプロセスに応じて、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の内容物内の反応は、吸熱、発熱、または静的であり得る。したがって、熱維持デバイス８３０（図３Ｄ）は、内容物の温度を上昇または低下させる、または静的熱状況を維持することが可能でなければならない。熱維持デバイス８３０（図３Ｄ）は、例えば、コイルにおける熱交換器、加熱ブランケット、またはジャケット再循環システムの形態をとることができる。バイオリアクタ熱センサ８３４（図３Ｄ）は、バイオリアクタ内容物熱センサ８３６（図３Ｄ）と併せて、内容物に熱制御を提供するためにコントローラによって必要とされるデータを提供することができる。

ここで図３Ｄおよび３Ｆを参照すると、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）は、耐久性であり、例えば、ステンレス鋼またはガラスから構築されることができる、または単回使用であり、可能性として事前滅菌された、ポリマー材料から製造されることができる。バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の材料仕様は、熱制御に影響を及ぼし得、内容物の所望の温度を求めるときにコントローラによって考慮されることができる。バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の内容物は、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）内で実行されるプロセスに応じて、例えば、掻混（推進）、吸引（押進）、攪拌、バッフルの使用によって、またはガスの流動を提供し、二酸化炭素等の廃棄生産物を除去することによって提供され得る、移動を要求し得る。移動は、例えば、機械的または磁気的に駆動される、上部または底部駆動デバイスから駆動されることができる。攪拌器８３２（図３Ｄ）は、そのような移動を提供するための１つの方法である。インペラは、軸方向および半径方向流体流動等の特性を含むことができ、プロペラは、ピッチブレードまたは船用等の種々の形状を含むことができる。適切なタイプのプロペラ／インペラが、用途に基づいて選定されることができる。インペラコーン特徴８５２（図３Ｆ）が、インペラの上面に一致して、インペラのシャフト上のシャフト空洞８５６（図３Ｆ）を介して配設される。コーン特徴８５２（図３Ｆ）は、攪拌が完了するとき、細胞または同等物がインペラの平坦面の上に沈降しないように防止し、細胞または同等物が、インペラから流れ落ち、培養容器の底部に沈降することを可能にし、そこで、それらは、浸漬管によって収集されることができる。コーン特徴８５２（図３Ｆ）は、コーン特徴８５２（図３Ｆ）をインペラのシャフト上の定位置に保持するように構成される、止めねじを収容するための孔８５４（図３Ｆ）を含む。コーン特徴８５２（図３Ｆ）は、インペラのシャフトの周囲に締まり嵌めを含み、いかなる平坦面積も含まない。インペラフィン８８０（図３Ｇ）が、採取の間に管類によって捕捉されるように指図するために、培養容器の底部に摺動するように細胞を促すための角度においてコーン特徴８５２（図３Ｇ）を中心として被着される。

継続して図３Ｄを参照すると、本構成では、サンプルが、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）に進入し、それから退出する流体ラインにおいて、本システム内の流体から採取されることができる。異なる場所におけるさらなるサンプリングポートも、本教示のシステムによって想定される。ポンプ８３８が、図３Ｄ－３Ｅに示されるようなシステム、例えば、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の内容物が、本システムによって生産される細胞の使用を可能にするために下流に圧送される、または廃棄物８２３（図３Ｄ）に圧送される、システムにおける再循環を可能にすることができる。示される構成では、採取された細胞および培地は、下流に圧送されることができ、下流プロセスからの培地は、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）に再循環されることができる。本構成は、種々の機能を実施するために、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）の中に延在する管を含み、それらが延在する量は、所望の機能に応じて、調節されることができる。例えば、攪拌器８３２が、アクティブ化されていないとき、細胞およびマイクロキャリアは、バイオリアクタ８２１の底部に沈降するであろう。管のうちの１つは、混合物の中に延在することができるが、バイオリアクタ８２１の底部まで延在せず、培地を除去することなく、細胞を除去するために使用されることができる。別の管は、混合物の中にさらに延在することができ、下流プロセス、例えば、他のバイオリアクタの播種における使用のために、細胞を除去するために使用されることができる。より長い管に関する別の使用は、新鮮な培地または異なるタイプの培地を添加することに先立って、バイオリアクタ８２１から培地を完全に除去することであり得る。

ここで図３Ｅを参照すると、下流プロセスが、示される。例示的構成では、インキュベータ８５１（図３Ｅ）が、バイオリアクタ８５９（図３Ｅ）を格納する。二酸化炭素８５７（図３Ｅ）が、バイオリアクタ８５９（図３Ｅ）の環境を確立するために、インキュベータ８５１（図３Ｅ）に提供される。インキュベータ８５１（図３Ｅ）では、バイオリアクタ８５９（図３Ｅ）は、本教示のシステムによって生成されるバッチの消費者が行い得るものの実施例として、モータ８６１によって回転される。本教示のシステムによって生成された細胞および培地８５３（図３Ｅ）はまた、バイオリアクタ８５９（図３Ｅ）に提供される。培地および可能性として他の出力８５５（図３Ｅ）が、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）に再循環される。（バイオリアクタ８５９（図３Ｅ）への）流入および流出流体の特性は、監視されることができる。例えば、流入流体内の圧力および気泡は、細胞が無傷でそれらの目的地に到着するであろうことを確実にするために、測定および調節されることができ、流出培地中のｐＨ、ＤＯ、および気泡は、バイオリアクタ８２１（図３Ｄ）に再進入する前に測定および調節されることができる。本教示のシステムは、測定され得る他のタイプの特性を想定する。

ここで図４－６を参照すると、培養容器システム１０１（図１Ｂ）は、種々のサイズの培養容器が使用され、種々の環境が培養容器の周囲に確立されることを可能にする特徴を含むことができる。培養容器システム１０１（図１Ｂ）は、例えば、熱管理システムとのインターフェースを維持するために、培養容器を定位置に保持する特徴を含むことができる。

継続して図４－６を参照すると、種々のサイズの培養容器が、培養容器システム１０１（図１Ｂ）において適応されることができる。図６および７に示される例示的実施形態は、容器クランプ１２０内に捕捉される培養容器１０２を図示する（図１３に関して本明細書により詳細に示され、説明される）。培養容器１０２は、商業的に入手可能なバイオリアクタまたはカスタム設計バイオリアクタを含むことができる。本教示のシステムは、種々のサイズの培養容器に適応することができ、したがって、培養容器１０２は、一実施例である。容器クランプ１２０（図１３）の伸縮スリーブ１２３および支柱１２５は、種々の培養容器の高さに適応するために、容器クランプ１２０（図１３）の高さを延在／後退させることを可能にすることができる。例示的培養容器１０２の高さは、空洞１３２内に設定される締結具によって定位置に係止される、伸縮支柱１２５のわずかな延在を決定付ける。

継続して図４－６を参照すると、容器クランプ１２０（図１３）は、容器スリーブ１１５（図１０）を安定化させ、培養容器１０２を容器スリーブ１１５（図１０Ａ）、したがって、熱スリーブ１１７（図１１）の中に引き込み、培養容器１０２と熱スリーブ１１７（図１１）との間の熱伝導性を確実にすることができる。培養容器クランプは、培養容器の内容物の均一な温度制御を可能にするために、容器スリーブおよび温度管理システムに対する培養容器の位置が維持されることを確実にすることができる。

継続して図４－６を参照すると、温度管理システムは、培養容器の内容物の所望の温度を維持するように構成されることができる。いくつかの構成では、温度管理は、部分的または完全に、培養容器１０２と統合されることができる。ある配列では、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）は、培養容器１０２と熱スリーブ１１７（図１１）との間の熱伝導性を可能にすることができる。培養容器１０２は、培養容器１０２のキャップ２０４を囲繞する継手によって、容器クランプ１２０（図１３）に固着されることができる。継手は、キャップ２０４のサイズに適応するように構成され得る、複数の相互接続された部品を含むことができる。例えば、継手は、伸縮支柱１２５上に搭載され、ブラケット基部１２８のための搭載面を提供し得る、容器クランプリングスタンド１２９を含むことができる。キャップ２０４は、容器クランプリングスタンド１２９上に静置され、ブラケット基部１２８と動作可能に結合され得る、少なくとも１つのヘッドプレートブラケット１２７によって垂直に挟持されることができる。いくつかの構成では、ブラケット基部１２８およびヘッドプレートブラケット１２７は、単一のコンポーネントとして形成されることができる。いくつかの構成では、ブラケット基部１２８および容器クランプリングスタンド１２９は、単一のコンポーネントとして形成されることができる、または別個の部品であり得る。いくつかの構成では、容器クランプリングスタンド１２９、ブラケット基部１２８、およびヘッドプレートブラケット１２７は、単一のコンポーネントとして形成されることができる、または別個の部品であり得る。ある配列では、３つのヘッドプレートブラケット１２７が、存在する。より多いまたはより少ないヘッドプレートブラケット１２７が、少なくとも培養容器１０２の所望の位置的安全性に応じて、好適に構成される容器クランプリングスタンド１２９上に搭載されることができる。容器クランプ１２０は、キャップリング１１８によって容器スリーブ１１５（図１０Ａ）と動作可能に結合されることができる。

継続して図４－６を参照すると、断熱層１２１は、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）と環境との間の熱絶縁を提供することができる。容器スリーブ１１５（図１０Ａ）は、熱スリーブ１１７によって囲繞されることができ、熱スリーブ１１７は、例えば、限定ではないが、ストラップ１４３によって、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）と確実に結合されることができる。熱スリーブ１１７は、ストラップ１４３が引締されるとき、熱スリーブ１１７が従うことを可能にし得る、緊締切り欠きを含むことができる。容器スリーブ１１５（図１０Ａ）に対する熱スリーブ１１７の位置は、例えば、限定ではないが、ダウエルピン、ねじ、ボルト、または止めピン等、例えば、容易に挿入される締結具１２９Ａ（図４）の使用によって維持されることができる。締結具１２９は、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）が垂直軸において拡張／収縮する際に浮動を可能にするように選択される。

継続して図４－６を参照すると、熱スリーブ１１７は、熱制御手段１３１と、熱センサ１５５（図５）とを含むことができる。熱制御手段１３１は、加熱パッド、熱ストリップ、熱テープ、および／または熱シースを含むことができる。熱スリーブ１１７および熱制御手段１３１は、例えば、ブラケットフット１４７、ブラケット１５２、締結具１５１、および締結具１４５によって搭載プラットフォーム（図示せず）に固着されることができる。ブラケットフット１４７およびブラケット１５２は、単一のコンポーネントまたは、例えば、締結具によって動作可能に結合される別個のコンポーネントであり得る。熱センサ１５５（図５）は、熱制御手段１３１を無効にするために使用されることができる。熱センサ１５５（図５）は、例えば、限定ではないが、手動または自動的リセットを伴う熱スイッチ、温度ヒューズ、または正温度係数サーミスタを含むことができる。

ここで図７－９を参照すると、本教示の特徴を実装する例示的システムのコンポーネントが、部分的分解形態において示される。培養容器１０２は、培養容器１０２を動作構成に組み立てる際の第１のステップとして、容器クランプ１２０（図１３）と動作可能に結合されて示される。容器クランプ１２０（図１３）および培養容器１０２は、温度管理が行われ得る前に、容器スリーブ１１７の中に降下され、定位置に引締されることができる。キャップリング１１８は、断熱層１２１上で内側幾何学形状１１６の中に降下され、容器スリーブ面１１４上に位置する締結空洞１２８Ａにおいて容器スリーブ１１５（図１０Ａ）に締結されることができる。容器スリーブ１１５（図１０Ａ）および熱スリーブ１１７は、培養容器１０２を受け取るように構成される、すなわち、ともに繋着され、搭載面上に搭載されることができる。培養容器１０２が、内側幾何学形状１１６の中に移動されると、ストラップ１４３が、引締されることができ、締結具１２９Ａが、挿入されることができる。

ここで図９を参照すると、種々のサイズの培養容器が本教示の特徴を実装するシステムにおいて使用されることを可能にする構成が、分解形態において示される。カスタム要件を最小限にするために、熱スリーブ１１７は、容器スリーブ１１５とは別個のコンポーネントであり得る。しかしながら、熱スリーブ１１７および容器スリーブ１１５によって実施される機能は、単一のコンポーネントによって実施されることができる。例えば、単一のコンポーネントは、熱／容器コンポーネント内の培養容器の位置を維持するために必要とされる量の充填材材料の追加を可能にすることによって、全てのサイズの培養容器を使用可能にし得る、空洞を含むことができる。充填材材料は、例えば、ストラップ１４３の引締を通して培養容器に対して押圧され得る任意の熱伝導性材料を含むことができる。熱スリーブ１１７は、容器スリーブ１１５の熱拡張および容器スリーブ１１５の周囲の熱スリーブ１１７の引締に適応するために必要とされる空間を可能にし得る、間隙１３３を含むことができる。熱カットアウトが、例えば、締結具空洞１３７に搭載されることができる。

ここで図１０Ａを参照すると、容器スリーブ１１５は、いくつかの構成では、培養容器１０２（図１２）の幾何学形状に合致するように構築され得る、内径表面１１６を含むことができる。例えば、培養容器１０２（図４）が、テーパ状幾何学形状１０４（図１２）を含む場合、内径表面１１６は、培養容器１０２（図１２）に合致するようにテーパ状であり得る。容器スリーブ１１５は、培養容器のサイズに応じて、厚さにおいて変動することができる。培養容器１０２（図１２）の温度維持は、容器スリーブ１１５の周囲に熱スリーブ１１７（図１１）を位置付け、培養容器１０２の周囲に容器スリーブ１１５を位置付け、容器クランプ１２０（図１３）によって構成全体を定位置に固定することによって遂行されることができる。熱スリーブ１１７（図１１）は、その直径が、培養容器１０２の直径に伴って変動しないため、任意のサイズの培養容器１０２に適応することができる。代わりに、いくつかの構成では、容器スリーブ１１５の内側幾何学形状１１６は、変動する。容器スリーブ１１５は、熱圧縮性リング（図示せず）を受け取り得る、熱リング空洞１１２を含むことができる。熱リングは、熱リング空洞１１２から空洞１１６の内面を辿って任意の好適な方法で締結されることができる。容器スリーブ１１５は、容易に除去されるように設計され、熱スリーブ１１７は、定位置に残される。

ここで図１０Ｂを参照すると、いくつかの構成では、容器スリーブ１１５Ａは、様々な培養容器サイズおよび形状と併用され得る、一般的な形状を含むことができる。一般的に成形される容器スリーブ１１５Ａは、共形化し、かつ熱伝導性である、材料（図示せず）と組み合わせられることができ、これは、培養容器１０２（図１２）と容器スリーブ１１５Ａとの間の均一に同一平面の界面を確実にすることができる。

ここで図１１を参照すると、熱スリーブ１１７は、例えば、商業的に入手可能なヒータであり得る、熱修正手段１３１に給電するために、熱修正手段１３１および導線（図示せず）と動作可能に結合されることができる。熱修正手段１３１は、熱を熱スリーブ１１７の中に伝導し、これは、次いで、熱を容器スリーブ１１５（図１０Ａ）の中に伝導する。いくつかの構成では、熱スリーブ１１７は、熱スリーブ１１７の拡張および収縮に適応し得る、間隙１３３を含むことができる。いくつかの構成では、間隙１３３は、テーパ状縁１３５によって囲繞されることができ、これは、平坦な搭載面を形成する結果をもたらす。いくつかの構成では、例えば、角ブラケット（図示せず）が、熱スリーブ１１７への接続点１３８においてブラケットの一方の脚部上に取り付けられることができる。角ブラケットの他方の脚部は、熱スリーブ１１７を搭載基部（図示せず）に固着させるために使用されることができる。いくつかの構成では、熱カットアウトセンサ１５５（図９）が、取付点１３７において熱スリーブ１１７に取り付けられることができる。いくつかの構成では、熱カットアウト１５５は、熱スリーブ１１７が、例えば、６０℃を超えないことを保証するように設定されることができる。いくつかの構成では、培養容器内の内容物の所望の温度は、３７℃である。本教示のシステムの１つの目標は、内容物の温度を３７℃等の事前選択された閾値を上回って上昇させることなく、可能な限り速く培養容器の内容物を加熱することである。カットアウトセンサ１５５（図９）の温度が、事前選択された閾値を超える場合、これは、電力回路を開にし、熱修正手段１３１への電力を遮断する。いくつかの構成では、熱スリーブ１１７は、センサ制御システム１０５（図１Ｂ）が、温度修正手段１３１の温度を感知する着信センサデータを使用し、温度修正手段１３１への電力を調節することを可能にする、温度センサを含む。熱スリーブ１１７、したがって、培養容器１０１（図１Ｂ）の内容物の温度に対する高い制御度の目標は、内容物を損傷させることなく、内容物を可能な限り速く事前選択された温度に至らせることである。熱スリーブ１１７は、熱スリーブ１１７が、必要なときに共形化するために拡張し、収縮し、屈曲することを可能にし得る、応力緩和切り込み１３９を含むことができる。熱スリーブは、例えば、限定ではないが、ダウエルピン、ねじ、止めピン、またはボルト等の安定化デバイスを受け取り得る、空洞１４１を含むことができる。ストラップ１４３が、例えば、限定ではないが、ストラップ緊締具１５７を使用して引締されることができる。

ここで図１２を参照すると、容器クランプ１２０および培養容器が、それらが結合される前に示され、容器クランプ１２０は、分解形態において示される。ブラケット基部１２８が、突出部２２８において容器クランプリングスタンド１２９と動作可能に結合されることができる。ブラケット基部１２８および突出部２２８は、キャップ２０４を囲繞するように定寸され、容器クランプリングスタンド１２９は、キャップ２０４の直径に適応するように定寸される。他の構成も、可能性として考えられる。例えば、突出部２２８は、ブラケット基部１２８が異なるサイズのキャップのために位置付けられることを可能にし得る、摺動空洞を含むことができる。なおもさらに、容器クランプリングスタンド１２９は、培養容器の直径に伴って拡張／収縮し得るが、ブラケット基部１２８および伸縮支柱１２５のための剛性搭載プラットフォームを提供する、水平に可撓性であるが、垂直に剛性の材料を含むことができる。伸縮スリーブ１２３は、搭載空洞２２９においてキャップリング１１８に搭載されることができる。代替として、伸縮スリーブ１２３およびキャップリング１１８は、単一のコンポーネントを形成することができる。他の変形例も、可能性として考えられ、例えば、いくつかの伸縮スリーブ１２３は、キャップリング１１８に締結されることができる一方、その他は、キャップリング１１８の一部として製造される。

ここで図１３を参照すると、容器クランプ１２０は、断熱層１２１と、伸縮スリーブ１２３と、容器クランプリングスタンド１２９に接続される、伸縮支柱１２５と、可能性として、容器クランプリングスタンド１２９にばね搭載される、ヘッドプレートブラケット１２７とを含むことができる。伸縮支柱１２５および伸縮スリーブ１２５は、容器クランプ１２０が延在／収縮することを可能にするために協調された方法で動作し、それによって、種々の高さの培養容器に適応することができる。特に、培養容器は、熱スリーブ１１７（図１１）によって提供される温度制御手段に向かって引き寄せられ、培養容器の内容物の効率的な温度制御を可能にすることができる。所望の容器高は、摺動空洞１３２を通して熱スリーブ１１７（図１１）の中に締結具を挿入することによって固着されることができる。所望の高さを設定することは、種々の高さの容器に適応し、容器が熱スリーブと接触するために十分であるが、依然として、本システムが起動しているときの流体内容物の目視検査のために容器を十分に高く保つことを保証するために使用されることができる。締結具が、容器の高さに基づいて、容器クランプの高さを設定することができる。容器クランプは、容器リングとの適正な接触を有するように調節されることができる。経時的に容器の内容物の外観を見るために、容器の一部を暴露させることが、望ましくあり得る。容器クランプは、目視検査のために容器の一部を暴露することを遂行するために、容器スリーブの底部の上方に容器を保持するように調節されることができる。容器スリーブの底部と容器との間で、容器、容器スリーブ、および熱スリーブから発する熱は、容器の周囲の熱均一性を維持するために、閉じ込められることができる。いくつかの構成では、熱スリーブは、熱スリーブが、容器の側の１～２インチまたはそれを上回るものと接触する場合、容器の内容物の所望の温度を維持することができる。いくつかの構成では、断熱層（図示せず）が、容器スリーブの底部に位置することができる。容器クランプ１２０は、断熱層１２１と動作可能に結合することができる。断熱層１２１は、その上に容器クランプ１２０が搭載される基部表面と、最終的に、培養容器の内容物との間の熱の伝導性を促さない、材料から構築される。断熱層１２１は、キャップリング１１８を通して容器スリーブ１１５（図１０Ａ）と動作可能に結合される。キャップリング１１８は、断熱層１２１を被覆し、培養容器アセンブリへの清浄な界面を提示する。動作的使用のために培養容器１０２（図１２）を確実に位置付けるために、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）は、事前に基部シャーシ構造に固着され、電力供給源およびデータＩ／Ｏデバイスに結合されている場合がある、熱スリーブ１１７（図１１）の中に設置される。いくつかの構成では、異なる培養容器を使用するために、例えば、より小さいサイズの容器を使用するために、容器クランプ１２０および容器スリーブ１１５（図１０Ａ）は、除去され、容器スリーブ１１５（図１０Ａ）は、適切なサイズのスリーブと交換されることができるが、熱スリーブ１１７（図１１）は、そのデータおよび電力接続とともに、定位置に留まる。熱管理システムのいかなる変更も、培養容器を変更するために必要ではない。

再び図１Ｂを参照すると、ｐＨおよびＤＯは、培養物における細胞の増殖および成熟における重要な性能因子である。細胞増殖は、細胞が、成長因子、血清、および他の添加物を含有する物質である、成長培地によって囲繞される、組織培養容器内で起こる。細胞増殖は、単一の細胞から細胞を生産するプロセスである。ｐＨレベルおよびＤＯの量および他の細胞特性は、ガス管理システム１０７による酸素、窒素、および二酸化炭素等のガスの制御された添加によって維持される。

ここで図１４を参照すると、いくつかの構成では、本教示のガス管理システムは、構成可能な数のアクティブＭＦＣを含むことができ、その数は、可能性として、アクティブバイオリアクタの構成可能な数と異なり、すなわち、全てのガスに関するＭＦＣの補完物は、バイオリアクタ毎に要求されない。一定のガス重層が、必要とされないとき、各アクティブバイオリアクタは、これが要求されるガス混合物を受容し得る時間スロットを与えられる。ガスは、いかなるガスもバイオリアクタに提供されていないときの時間の間にバイオリアクタの内容物の中に沈降し得る。該当する場合、具体的バイオリアクタへの後続ガス提供の間の時間ギャップは、ＭＦＣの数、アクティブバイオリアクタの数、およびバイオリアクタに与えられた時間スロットの間に具体的バイオリアクタに提供されるガスの量およびタイプと同様に、構成可能である。これらの変数は、例えば、レシピにおいて設定され、ＰＬＣによって可能にされる。ガス提供の多くの可能性として考えられる組み合わせも、本教示によって想定される。

継続して図１４を参照すると、ガス管理システムは、複数の培養容器を横断してガス資源を制御する。いくつかの構成では、例えば、限定ではないが、培養容器の内容物に暴露される酸素、窒素、および二酸化炭素の量を制御するセンサおよび質量流動コントローラ（ＭＦＣ）が、ガス管理システムの主要な特徴である。いくつかの構成では、ＭＦＣは、コントローラが、複数の培養容器を制御および監視しているとき、少なくとも部分的に、特定の培養容器と関連付けられるセンサからのデータに応じて、ガスの混合物を受容する。センサは、本システムの構成に応じて、培養容器または別の場所に搭載されることができる。いくつかの構成では、スパージングが、ガスを培養容器の内容物に導入するために使用されることができる。いくつかの構成では、ガス管理は、ＰＬＣシャーシ上のデジタル出力カードによって駆動される、電子ソレノイドによって可能にされる。いくつかの構成では、ＭＦＣは、イーサネット（登録商標）ＩＰを介してＰＬＣ３０１と通信し、センサは、シリアルプロトコルであるＲＳ－４８５を介してＰＬＣ３０１と通信する。ある側面では、ゲートウェイが、シリアルプロトコルをイーサネット（登録商標）ＩＰに変換するために使用される。他の通信方法およびプロトコルも、本開示によって想定される。

継続して図１４を参照すると、ガス管理が、培養容器の内容物のｐＨを調節するために使用されることができる。例えば、いくつかの細胞株は、７．０～７．４のｐＨ範囲内で生長する。培養容器の内容物への添加物は、最初に、内容物のｐＨを所望の範囲に設定することができる。例えば、培養培地は、重炭酸塩緩衝液を含むことができる。培養容器の内容物が、グルコースを乳酸に変換するにつれて、二酸化炭素が、生産され、ｐＨを変化させ、培養培地をより酸性にする。ガス状二酸化炭素を添加することは、溶解二酸化炭素を増加させ、ｐＨを減少させることができる。空気または窒素を添加することは、溶解二酸化炭素を減少させ、乳酸が培養培地中に蓄積しない限り、ｐＨを増加させることができ、その場合では、塩基溶液が、ｐＨを増加させるために、内容物に添加され得る。ある側面では、培養容器内のｐＨの設定点は、ｐＨを低下させるために二酸化炭素を重層し、ｐＨが上昇することを可能にするために窒素を重層することによって達成される。ＰＩＤループが、ＭＦＣへの所望の（可変）ガス流率を駆動する。ある側面では、１つのガス、例えば、限定ではないが、二酸化炭素または窒素が、ｐＨが所望の設定点を上回るまたは下回るかどうかに応じて、一度に活性化される。

継続して図１４を参照すると、血液中に溶解する酸素ガス（ＤＯ）は、培養容器内の細胞によって消費され、ガス管理システムによる補充を要求する。いくつかのタイプの細胞培養が、例えば、２０～５０％酸素飽和度の範囲内のＤＯを用いて実施される。いくつかの構成では、空気または窒素および酸素は、少なくとも培養容器の内容物内のＤＯのセンサ読取値と事前選択された設定点との比較に基づいて、コントローラの制御下で自動的に添加されることができる。ある側面では、培養容器内のＤＯの設定点は、容器内の溶解酸素パーセントを増加させるために酸素を重層する、またはそれを低下させるために窒素を重層することによって達成される。ある側面では、双方向制御が、各ＭＦＣとのＰＩＤループを使用して達成される。ある側面では、窒素、空気、および／または酸素の添加は、培養容器の内容物内に沈められたセンサによって測定されるようなＤＯの量と所望の設定点との間の差異に基づく。ＤＯが、設定点を超えるとき、窒素が、培養容器の内容物から外に酸素の一部を揮散させるために、スパージャを通して培養容器に添加されることができる。ある側面では、培養容器の内容物は、単純に、設定点に到達するまで、酸素を消費することができる。

継続して図１４を参照すると、ガス管理システム１０７は、いくつかの構成では、バイオリアクタと異なる数のＭＦＣを使用することによって、コンパクトな物理的占有面積および最適な機器費用を達成することができる。ＭＦＣは、液体およびガスの流動を測定および制御することができる。一般的に使用されるＭＦＣのタイプは、特定の範囲の流率において具体的タイプの液体またはガスを制御するように設計および較正される。本教示の説明は、現在入手可能なＭＦＣの限定に限定されない。例えば、具体的タイプのガスまたはある範囲の流率を処理することに限定されない、ＭＦＣが、想像されることができる。自己較正ＭＦＣが、本説明によって想定される。ある配列では、ＭＦＣは、スタンドアロン封入体において所望の占有面積および費用を達成するために、配管およびフィルタによって接続される、例えば、限定ではないが、Ｂｒｏｏｋｓ ＳＬＡ ５８００シリーズ等の精密かつ再現可能な出力をもたらす、複数のガスおよび圧力または流率入力をプログラム可能に取り扱い得る、デバイスを含むことができる。必要とされるＭＦＣの数は、構成のために要求されるガス源の数の関数である。ある側面では、ＭＦＣは、Ｏ_２のための１つのＭＦＣ、Ｎ_２のための１つのＭＦＣ、ＣＯ_２のための１つのＭＦＣ、および圧縮空気のための１つのＭＦＣを含むことができるが、任意の取り合わせの源ガスを伴う任意の数のＭＦＣが、可能性として考えられる。構成における培養容器の数は、増殖されている細胞培養物の数または維持されている組織の数の関数である。ある側面では、ＭＦＣは、可能性として混合されたガスを、スケジューリングされた時間間隔で複数のバイオリアクタに送達することができる。ガス混合物を配合するために全てのバイオリアクタに関してＭＦＣの単一のセットを使用し、次いで、順次的、定時的、および／または断続的な重層またはスパージを各バイオリアクタに行うことは、要求されるＭＦＣの数を最小限にし、ガス消費、排気、および廃棄物を最小限にする。

継続して図１４を参照すると、ある配列では、コントローラ１０６は、制御ループ誤差に比例する種々の流率において培養容器３０５にガスを提供するようにガス管理システム１０７に命令することによって、設定点３０３を維持することができる。割合は、流率に依存し、ガスの間で異なる。例えば、窒素および酸素に関して、割合は、二酸化炭素よりも高い。制御ループ誤差は、各バイオリアクタに対して専用のＰＩＤループから計算される。ＰＩＤループ３０３は、ＭＦＣへの所望の（可変）流率を駆動するために使用されることができる。コントローラ３０１は、ＭＦＣを含む、ガス管理システム１０７に、ＰＩＤループ誤差に基づく設定点を送信する。例えば、
ガス流率＝Ｃ×制御ループ誤差であり、
式中、Ｃ＝ｆ（流率、ガスのタイプ）であり、
制御ループ誤差＝設定点－測定データである。
比例コントローラが、具体的細胞タイプと協働するように設定される。ＰＩＤ調整パラメータが、細胞タイプから開始し、後ろ向きに考察することによって、経験的に決定されることができる。ある配列では、比例制御は、積分または微分側面を伴わずに使用されることができる。ある配列では、定常状態制御（設定点からの低偏差）が、比例、積分、または微分制御のうちのいずれかを別個に、または組み合わせて使用することによって達成されることができる。

継続して図１４を参照すると、培養容器３０５内のｐＨの設定点は、ｐＨの低減（より酸性）を可能にするＣＯ_２およびｐＨの増加を可能にするＮ_２を重層することによって維持される。ガス補給は、グルコースおよび乳酸のレベルが圧倒的なｐＨ駆動因子になるまで、定常のｐＨを維持することができる。Ｍｉｃｈｌ ｅｔ ａｌ．の「Ｅｖｉｄｅｎｃｅ－ｂａｓｅｄ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐＨ ｉｎ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｌｉｖｅ－ｃｅｌｌ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍｓ」ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＢＩＯＬＯＧＹ ｜ ２：１４４ ｜ ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０３８／ｓ４２００３－０１９－０３９３－７ ／ｗｗｗ．ｎａｔｕｒｅ．ｃｏｍ／ｃｏｍｍｓｂｉｏ （２０１９年）（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるように、ある期間後、培地交換が、グルコース消費および乳酸生産に起因して、ｐＨ設定点を維持するために必要とされるであろう。ｐＨ測定値＜７．２であるとき、培地交換が、必要であり得る。ある配列では、連続的ガス補給が、細胞培養の特性を変化させることができない場合、培地の即時交換が、始められるであろう。ある配列では、グルコースおよび乳酸もまた、監視されることができる。

継続して図１４を参照すると、培養容器３０５内の溶解酸素（ＤＯ）の設定点は、ＤＯ％を増加させるためにＯ_２を重層する、またはＤＯ％を低下させるためにＮ_２を重層することによって達成されることができる。設定点の値は、増殖されている細胞または成長されている組織のタイプに応じて、プロセス特有である。Ｐｌａｃｅ ｅｔ ａｌ．の「Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｏ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｃｕｌｔｕｒｅ： Ａｎ ｕｎｄｅｒａｐｐｒｅｃｉａｔｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｂａｓｉｃ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ」Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ， １１３： ３１１－３２２ （２０１７年）（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に議論されるように、いくつかの細胞または組織は、酸素が豊富な環境において生長する一方、その他は、酸素が欠乏した環境において生長する。加えて、ガス移送法則は、酸素が溶液の中に溶解し、最終的に、細胞に到達する量を決定付ける。ある配列では、レシピが、種々の測定パラメータの現在の値に従って、ｐＨおよびＤＯ設定点を調節するために使用されることができ、レシピは、コントローラ１０６に対して利用可能にされ、本システムが、細胞タイプから導出された種々のｐＨおよびＤＯ設定点に適応することを可能にする。ｐＨの制御と同様に、双方向制御が、設定点毎に２つのＰＩＤループ３０３を使用して達成されるであろう。双方向制御は、設定点に対する正および負の誤差への応答を提供し、例えば、設定点を下回るときに酸素を添加し、設定点を上回るときに窒素を添加する。

継続して図１４を参照すると、ある側面では、本システムは、細胞および組織を同時に成長させる、複数の培養容器３０５を含むことができる。一度に使用される複数の容器が、存在することができるため、各容器３０５に具体的ガス混合物を送達するための制御方略が、展開される。ｐＨおよびＤＯレベルの変化率が、一定のガス重層が必要とされないほど十分に遅いとき、ガスが、ある期間の間に培養容器３０５内に重層されることができ、次いで、ガス注入は、内容物の中へのガスの拡散が行われる間、中断されることができる。事前選択された時間の休止周期が、事前選択されたガス送達時間を上回るものを要求するプロセス／内容物を考慮するために、プロセスに内蔵されることができる。ガスが、送達されているとき、ＰＩＤループは、限定ではないが、ｐＨおよびＤＯ等の監視される特性に関する設定点を決定付けている。ある側面では、各培養容器は、別個および／または専用のＰＩＤループを含む。ガス重層を周期的に提供することは、少なくとも部分的に、影響を受ける特性が、比較的に遅い変化率を有するため、成功する方略である。１つの培養容器へのガス送達の単離は、混合ガスの方向を制御するために、ＭＦＣの下流のソレノイド弁を作動させることによって達成される。

継続して図１４を参照すると、コントローラ１０６は、具体的時間フレームにわたって具体的培養容器３０５にガス、可能性として、利用可能なガスの混合物を供給するようにガス管理システム１０７に指示することができる。コントローラ１０６は、次いで、必要な場合、混合物を変更し、第２の培養容器３０５の内容物に適応するようにガス管理システム１０７に指示し、次いで、ガスを第２の培養容器３０５に送達するようにガス管理システム１０７に指示することができる。本プロセスは、本システムにおける培養容器３０５毎に繰り返されることができる。培養容器３０５は、培養容器の内容物の具体的要件に応じて、および／またはパラメータ測定結果に応じて、さらなるガス注入、可能性として、異なる混合物を用いて再訪されることができる。１つの培養容器３０５へのガス送達の単離は、定時的スケジュールに基づいて、具体的ソレノイド弁を作動させることによって達成されることができる。ＭＦＣ設定点および弁状態の協調は、コントローラにおけるシーケンス化ルーチンによって駆動されることができる。シーケンスは、各培養容器に、ｐＨ／ＤＯセンサ（図１）を通してｐＨ／ＤＯを読み取り、ガスを送達し、次の培養容器に移るための期間を与える。本時間共有は、ハードウェアコンポーネントの共有を可能にし、ガス消費、排気、および廃棄物を最小限にする。

ここで図１４を参照すると、例えば、６つの培養容器３０５が、存在し、それぞれが、５分にわたるガス送達を要求する場合、培養容器３０５を巡回し、ガスをそれらに供給するサイクルは、３０分を要求するであろう。ガス拡散率がサイクル時間と同一である培養容器３０５では、コントローラ１０６は、より多くのガスをその培養容器３０５に供給するようにガス管理システム１０７に指示することができる。例示的プロセスでは、各ＭＦＣへの設定点は、培養容器３０５毎のｐＨおよびＤＯ ＰＩＤループ３０３の誤差出力に応じて、５分毎に変更されることができる。コントローラ１０６は、各培養容器３０５におけるＰＩＤループ／プローブからの誤差を計算し、次のガス窓に対するガスを補正するための設定を行う。

継続して図１４を参照すると、培養容器から退出するガスライン中の液体の凝縮は、可能性として、ガス管理機器を汚損させ得る。ある側面では、空気乾燥機が、液体不純物から流入ガスを揮散させるために使用されることができる。ある側面では、例えば、ペルチェ加熱システム等の加熱システムが、バイオリアクタから退出するガスライン中の液体の凝縮を防止することができる。例示的ペルチェ加熱システムでは、一方の接合部は、冷却される一方、他方は、加熱され、電流が、２つの異種導体または半導体を含む材料の回路内で維持される。温度の増加が、接合部において起こり、そこで、例えば、銅が、ビスマスに変化し、温度の減少が、接合部において起こり、そこで、例えば、ビスマスが、銅に変化する。ある側面では、ペルチェ加熱システムは、熱電ヒータおよびファンを含む。ある側面では、コントローラは、コントローラと関連付けられるデジタル出力を通して、ファンおよび熱電ヒータにコマンドを提供する。

ここで図１５Ａ－１５Ｆを参照すると、例示的ガス管理システムのコンポーネントが、示される。具体的には、ＭＦＣおよびガスマニホールドを格納する封入体が、図１５Ａに示される。シュラウド９０５および基部９０１が、本教示のガス管理システムを保護する封入体を形成する。シュラウド９０５から延在するものは、混合マニホールド９１７（図１５Ｄ）に取り付けられる、圧力逃がし弁９０７である。シュラウド９０５（図１５Ｂ）が部分的に除去されて、分配マニホールド９１５（図１５Ｂ／Ｃ）が、示される。ＭＦＣ入口に進入するガスは、微粒子フィルタ９１８（図１５Ｃ）によって濾過されることができる。分配マニホールド９１５（図１５Ｂ／Ｃ）は、ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）によって規定されるような特定のプロセスに関して要求されるタイプおよび量に従って、ガスを受容する。各ガストレインは、ＭＦＣ９２５（図１５Ｅ）、微粒子フィルタ９１８（図１５Ｅ）、および逆止弁への接続を組み込む。本システムにおいて存在する源ガスと同数のガストレインが、存在する。各ガストレイン（ＭＦＣ）からのガスは、混合マニホールド９１７（図１５Ｄ）において配合され、分配マニホールド９１５（図１５Ｄ）を通して所望のバイオリアクタに分配される。分配マニホールド９１５（図１５Ｄ）は、ガスミキサからバイオリアクタへの出口である。分配マニホールド９１５（図１５Ｆ）は、ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）コマンドによる源ガスの分配を可能にする。分配マニホールド９１５（図１５Ｆ）は、空気圧マニホールド固定具９３３／９３５（図１５Ｆ）、例示的５ステーションユニット９３７（図１５Ｆ）、および例示的２方向常時閉ソレノイド弁９３１（図１５Ｆ）等の特徴を含む。本教示のシステムは、より多いまたはより少ないガス源に適応する、より大きいまたはより小さいユニットを想定する。

ここで図１６を参照すると、コントローラ（ＰＬＣ）１０６（図１）は、培養容器、流体管理システム、およびガス管理システムと関連付けられるセンサからデータを受信し、それらのデータを使用し、システム機能を制御し、例えば、限定ではないが、組織発生、足場脱細胞化、および足場再細胞化等の所望の成果を達成する。ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）は、コマンド変換を要求することなく、本システムの他の部品を制御するために、有線で（または無線で）統合される。ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）は、着信センサデータにおける障害を検出し、検証が完了した後、データを使用し、例えば、モータ、ポンプ、および弁への出力コマンドのシーケンスを選定するために、状態の変更を可能にすることができる。いくつかの構成では、状態変更の順序および／またはコマンドのシーケンスは、レシピによって駆動されることができる。レシピ自体が、ユーザ入力によって、または本システムにおける条件に基づいてＰＬＣ１０６（図１Ｂ）によって、変更されることができる。レシピが変更され得る、または制御が進み得る他の方法も、本教示によって想定される。

継続して図１６を参照すると、本教示のＰＬＣ１０６（図１Ｂ）は、本教示のシステムによって実行され得る、培養容器ステーション（培養容器５０３（図１Ｂ）、流体取扱システム１０８（図１Ｂ）、および培養容器制御１１１（図１Ｂ）を含む）毎の全てのプロセスに関する一般的なフローに従う。ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）は、本教示の培養容器において実行される異なるプロセスを同時に管理することができる。したがって、方法９５０のあるバージョンが、培養容器毎にＰＬＣ１０６（図１Ｂ）において実行されることができる。方法９５０は、限定ではないが、開始されるべきであるプロセスの選択を受信するステップ９５１を含むことができる。例示的プロセスは、限定ではないが、細胞成熟、器官脱細胞化、および器官再細胞化を含む。選択は、例えば、限定ではないが、セキュアな遠隔通信回線、ローカル有線回線、またはセキュアな無線無線接続を通して、例えば、ユーザによって行われることができる。ＨＭＩ６３０（図１Ｃ）は、ユーザが所望のプロセスを選択し得る、１つの方法である。ＨＭＩ６３０（図１Ｃ）と関連付けられるディスプレイは、培養容器毎のステータス情報を提供することができる。ディスプレイは、例えば、アクティブな培養容器の数に応じて、またはアクティブかどうかにかかわらず、培養容器の合計数に応じて、いくつかの区分に分割されることができる。代替として、ＨＭＩ６３０（図１Ｃ）は、それぞれ、アクティブな培養容器を支援する、複数のモニタを含むことができる。なおもさらに、プロセスは、相互に関連することができ、したがって、プロセス選択は、自動的または半自動的に起こり、ユーザは、プロセス実行が進む前に選択を承認することができる。例えば、脱細胞化プロセスは、再細胞化プロセスを自動的または半自動的に開始することができる。方法９５０は、選択されたプロセスと関連付けられるレシピにアクセスするステップ９５３を含むことができる。選択されたプロセスに関する複数の可能性として考えられるレシピが、存在するとき、ユーザ入力は、所望のレシピを選ぶように要求されることができる。代替として、ＰＬＣ１０６（図１４）は、本システムにおけるバイオリアクタのうちの１つまたはそれを上回るものによって実行される以前の、または並行したプロセスに基づいて、最も適切なレシピを選択し、それにアクセスすることができる。ユーザ相互作用が、プロセスおよびレシピと関連付けられる特性に応じて、選択を検証するために提供されることができる。

継続して図１６を参照すると、方法９５０は、選択されたプロセスおよび／または選択されたレシピに関連するパラメータにアクセスする、またはそれを算出する、またはそれを受信する、またはそれをプロンプトするステップ９５５を含むことができる。例えば、温度、ｐＨ、およびＤＯに関する設定点が、提供されることができる。ユーザは、要求される値を打ち込む、またはデフォルト値を使用するように選定することができる、またはユーザは、本システムがデフォルト値を選定する、または本システムにおける事前の、または並行した活動に基づく値を算出することができるため、ループから完全に外れることができる。方法９５０は、パラメータを使用して選択されたレシピを開始するステップ９５７を含むことができる。レシピ開始は、全ての位相が遂行されるまで、レシピを通して移動し、次いで、さらなるレシピをチェックし、最後に、プロセス選択を受信するために最初に戻る、処理ループを設定する。処理ループでは、方法９５０は、レシピからの位相を実行するステップ９５９、例えば、弁を開放する、培地を圧送する、または攪拌器をアクティブ化するための命令を実行するステップを含むことができる。ＩＳＡ－８８位相モジュールの要素は、本教示のシステムにおいて、例えば、限定ではないが、弁を開放し、ポンプを始動し、事前選択された量に到達するまでセンサを用いて流動を合計し、ポンプを停止し、弁を閉鎖するプログラムによって提供される。本教示の位相制御は、事前選択された基準に基づいて、機器の所有権を調停する。例えば、いくつかの構成では、自動化位相を実行するとき、全てのデバイスは、シーケンス内に手動ステップが存在しない限り、ＰＬＣによって制御されるように設定される。本質的に、全ての機器は、自動化位相およびレシピの間、ＰＬＣによって所有される。いくつかの構成では、オペレータは、具体的状況下で着目デバイスの所有権を取得する。オペレータが、本デバイスの使用を完了すると、位相が、再開され、ＰＬＣは、本デバイスの所有権を取得する。いくつかの構成では、可能性として考えられるモードは、オペレータ、外部、および保守を含む。他の可能性として考えられるモードも、本教示によって想定される。モードは、機器の所有権をロックし得るユーザと関連付けられる。所有者ユーザは、コントローラが所有権を別のユーザに付与し得る前に、ロックを解除しなければならない。本教示のシステムでは、複数の位相が、同時に実行されることができる。例えば、加熱位相が、攪拌位相および再循環位相と同時に実行されることができる。いくつかの構成では、各培養容器は、専用機器および専用ソフトウェアを有し、異なる培養容器内容物に対する同時の関連しない動作を可能にする。

継続して図１６を参照すると、本システムにおけるセンサからのデータは、例えば、位相が完了するときを示すことができる、またはＰＬＣ１０６（図１Ｂ）は、事前選択された時間量が経過した後、次の位相に移動することができる。レシピは、各位相が取り扱われるべきである方法を規定することができる、または可能性として、プロセスが進むにつれて、収集されたセンサデータに基づいて、ＰＬＣ１０６（図１Ｂ）によって行われる算出にこれを委ねることができる。方法９５０は、プロセスが実行されている培養容器ステーションと関連付けられるセンサからデータを受信するステップ９６１と、必要な場合、センサデータに基づいて、特性およびパラメータを調節するステップ９６３とを含むことができる。多くのそのような実施例が、本明細書に提供されている。培養容器の内容物の熱プロファイルを調節することは、培養容器ステーション内およびその周囲のそのようなデータ感知に依拠する。特に、センサデータは、位相が完了したことを示し得る。９６５において、レシピにおいてさらなる位相が、存在する場合、方法９５０は、ステップ９５９に戻り、その時点から実行するステップを含むことができる。９６５において、レシピにおいて実行するべきいかなるさらなる位相も、存在しない場合、および９６７において、プロセスと関連付けられる他のレシピが、存在する場合、方法９５０は、ステップ９５３に戻り、その時点から実行するステップを含むことができる。９６７において、いかなる他のレシピも、存在しない場合、方法９５０は、ステップ９５１に戻り、その時点から実行するステップを含むことができる。

いくつかの構成では、細胞を培養するための例示的位相が、表Ｉに記載される。

いくつかの構成では、足場を脱細胞化させるための例示的位相が、表ＩＩに記載される。

ここで図１７Ａ－１７Ｂ、１８Ａ－１８Ｃ、および１９Ａ－１９Ｂを参照すると、心臓を脱細胞化させることに対する本システムの種々の用途が、種々のコンポーネントレイアウトとともに示される。図１７Ａを参照すると、本教示のシステムの簡略化された流体流動図が、脱細胞化の間の心臓に関して示される。特に、培地の形態における栄養素等の溶液３５１が、弁３５３によって選択され、ポンプ３５５によって、センサ３５７を過ぎて、選択的に廃棄物３５９または下行大動脈３６１のいずれかに圧送される。流体が、心臓３７１を通して拡散されるにつれて、それらは、肺動脈３６３から廃棄物３５９に進むか、または心臓３７１を通して戻るように再循環されるかのいずれかとなる。心臓３７１から退出する流体は、肺静脈３６５を通して、圧力容器３６７に進み、廃棄物３５９または再循環のいずれかに進む。圧力容器は、大気圧よりも高いまたは低いものにおいて液体またはガスを貯蔵する、漏出防止コンテナである。圧力容器３６７は、バイオリアクタ３６９から流出する流体に対して背圧を付与する。いくつかの構成では、背圧は、バイオリアクタ３６９の上方の高度における水頭高さを通した間接的な圧力からもたらされることができる。本教示は、圧力容器３６７の使用に関する他の方法および背圧を生産するための他の構成を想定する。いくつかの構成では、圧力容器３６７は、通気され、廃液が、廃棄物３５９に流動する。他の構成も、本教示によって想定される。いくつかの構成では、圧力容器３６７は、肺静脈／左心室内で固定された圧力を維持し、冠動脈を通して、肺動脈から外に退出するようにより高いパーセンテージの流動を促すことができる。本圧力は、心臓を膨張状態に維持することができる。圧力制御ループ等の他の構成も、本教示によって想定される。種々の形状の圧力容器が、圧力を付与するために使用されるガスのタイプおよび要求される圧力の量に応じて、使用されることができる。例えば、圧力容器のタイプは、限定ではないが、種々の形状のヘッドによって冠着され得る、円筒形、円錐形、球形、水平、または垂直を含む。例えば、非球形圧力容器は、ヘッドを要求する。ヘッドのタイプは、例えば、半球形形状および浅い形状の（皿状）ヘッド（半楕円形または皿形）を含むことができる。

ここで図１７Ｂを参照すると、具体的脱細胞化構成に関して、溶液３５１は、限定ではないが、緩衝溶液（ＰＢＳ）、蒸留脱イオン化（ＤＩ）水中の洗浄性ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、高張ＮａＣｌ、低張塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、ヘパリン化ＰＢＳ、および過酢酸を伴うＰＢＳを含むことができる。他の脱細胞化溶液は、限定ではないが、洗浄性デオキシコール酸ナトリウム（ＳＤ／ＳＤＣ）、洗浄性Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、３－［（３－コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］－１－プロパンスルホン酸塩（ＣＨＡＰＳ）等の双性イオン溶液、トリプシン／エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、およびデオキシリボヌクレアーゼ（ＤＮＡｓｅ）を含むことができる。ＳＤＳは、タンパク質を変性させることが公知である洗浄剤である。過酢酸は、最終的な足場の滅菌のために使用される。タンパク質を変性させることは、タンパク質分子内の弱い連結または結合、例えば、水素結合の多くを破壊することを伴う。結合は、タンパク質の秩序構造に関与し、したがって、変性されたタンパク質は、より緩い、よりランダムな構造を有し、不溶性である可能性が高い。ＰＢＳは、一定のｐＨを維持することに役立つために、リン酸水素二ナトリウム、塩化ナトリウム、および可能性として、塩化カリウムおよびリン酸二水素カリウムを含有する水性塩溶液である、リン酸緩衝溶液である。脱イオン化水は、これが、例えば、鉄、カルシウム、および硫酸塩のような鉱物塩からのイオンを欠くため、予測可能かつ再現可能な結果を生成するために使用されることができる。本構成における弁３５３は、常時閉ソレノイド弁および手動弁の混合物を含む。いくつかの構成では、手動弁は、例えば、限定ではないが、低張ＮＡＣｌ、ヘパリン化ＰＢＣ、およびＰＢＣ／過酢酸等のある源流体と関連付けられることができる。いくつかの構成では、手動弁は、設定および分解プロセスの間に漏出を防止することを支援するために使用されることができ、自動化プロセスにおいて使用されない。手動弁は、プロセスにおいて使用されるであろう溶液を保持するコンテナ上で使用されることができ、源内の溶液を漏出する、または汚染させるリスクを伴わずに、これらの容器がオフラインで充填され、輸送され、配設されるための方法である。選定された溶液は、ポンプ３５５によって、圧力センサ３５７および流量計／気泡計を通して、廃棄物３５９またはバイオリアクタ３６９、具体的には、下行大動脈３６１のいずれかに圧送される。ポンプ３５５は、本明細書の別の場所に説明される所望のポンプ特性を満たす、蠕動型ポンプを含むことができる。

ここで図１８Ａ－１８Ｃを参照すると、例示的脱細胞化レシピおよび関連付けられる弁操作が、示される。図１８Ａおよび表ＩＩＩおよびＩＶは、２つの流体ポンプおよび１２個の流体弁を伴うシステムが、心臓等の器官を脱細胞化させ、流体を収集容器に圧送するために実行され得る方法を説明する。図１８Ａを参照すると、本例示的使用では、流体は、第１のポンプから、ヘパリン化ＰＢＳ、高張ＮＡＣｌ、ＰＢＳ／過酢酸、ＳＤＳ、Ｔｒｉｔｏｎ、ＰＢＳ、および脱イオン化（ＤＩ）水の源から、圧力計を過ぎて、下行大動脈の中に圧送される。心臓内の流体は、廃棄物または収集容器に経路指定される。図１８Ｂを参照すると、例示的レシピに従って心臓の脱細胞化を遂行するために実行される位相が、列挙される。最初の４つの位相は、第２のポンプが事前選択された圧力に出力を制御している間、第１のポンプによって、体積によって、および時間／圧力によって交互に圧送されるヘパリン化ＰＢＳを使用して、心臓から血液を一掃するステップを伴う。本教示のシステムが、ポンプ容積、圧力、および時間の値の変動を可能にし、したがって、図１８Ｂに列挙される値が、例示的にすぎないことに留意されたい。第５の位相では、血液の残りが、ＤＩ水によって心臓から洗除される。次の位相は、ＮａＣｌを用いて心臓内の細胞を溶解し、次いで、ＤＩ水を用いて破壊された細胞を洗除するステップを伴う。次に、細胞破片が、ＳＤＳおよびＤＩ水の繰り返される適用によって心臓から除去される。本レシピでは、ＳＤＳの２回の適用を伴い、ＤＩ水の１回の適用が続く、破片除去シーケンスの３回の繰り返しが、存在する。物質の最後の位相は、Ｔｒｉｔｏｎを使用して、残留ＳＤＳを除去する。最後の２つの位相は、ＤＩ水およびＰＢＳを用いて残りの足場を洗浄するステップを伴う。図１８Ｃは、図１８Ｂ上に列挙される位相毎に使用される、図１８Ａに示される弁を列挙する。

ここで図１９Ａ－１９Ｃを参照すると、本教示のシステムのまた別の特徴は、培養容器足場の片側上で１つのタイプの細胞を成長させ、別の側上で別のタイプを成長させ、２つのタイプの細胞を組み合わせるステップを含む。そのような構成は、源流体と、培養容器５０３Ａ／Ｂを含む少なくとも１つの培養容器ステーションと、流体取扱システム１０８と、ポンプ２５６と、培養容器制御システム１１１と、ガス管理１０７と、バイオコントローラ１０６と、廃棄物２７４と、バイオリアクタ２７２と、回転手段２７０と、通気孔２８０とを含むことができ、その全てが、本明細書に説明されている。いくつかの構成では、足場２６６は、バイオリアクタ２７２の中間に固定され、培地／細胞添加ポート２７６／２７８が、バイオリアクタ２７２に進入する。回転特徴２７０は、播種されている面積を、細胞が休息し、繁殖するように促されるであろう位置に移動させることができる。通気孔２８０または他の出口経路は、圧力上昇を防止するように構成されることができる。図１９Ａに示されるようなシステムは、浮遊細胞、凝集体、またはマイクロキャリア上の細胞等の細胞を増殖させるために使用されることができる。細胞密度が、標的閾値に到達すると、細胞は、沈降することを可能にされ、過剰な培地は、除去され、洗浄溶液２５２、例えば、限定ではないが、ＰＢＳが、添加／除去される。トリプシン２５４が、マイクロキャリア／細胞外付着タンパク質を消化するために添加され、高タンパク質培地２６２または阻害剤が、トリプシン２５４を抑制するために添加され、培地２６２が、その濃度を調節するために添加／除去され、次いで、細胞は、足場２６６の片側に圧送される。付加的培地２６２が、管類死容積内のいかなる細胞も一掃するために使用されることができる。足場２６６の他方の側は、足場２６６の第１の側が、例えば、第２の培養容器５０３Ｂ内で同時に増殖している細胞による付着を終了されるとすぐに、または第１の培養容器５０３Ａ内で発達された第１の層が成熟するための時間を必要とする場合、後の時点で、播種される。バイオリアクタ２７２における培地交換は、例えば、フローループを通して連続的に、または通気孔を使用して周期的に行われる。第２のバイオリアクタ（または第３のバイオリアクタ）は、バイオリアクタ２７２における培地交換を実施するように構成されることができる。選択肢の選定は、少なくとも、プロセスタイミング、培地組成、および組織サイズ／代謝に基づく。センサ（別の場所に示される）が、培養容器５０３Ａ／Ｂ、培地容器２６２、組織バイオリアクタ２７２内に、および／または流体経路（例えば、組織バイオリアクタ入口／出口２７６／２７８）のうちのいずれかの中に設置される。いくつかの構成では、培地２６２に対する熱制御は、熱デバイス２６４において維持される。回転手段２７０は、回転軸２６８の周囲で足場２６６を回転させることができる。いくつかの構成では、廃棄生産物は、バイオリアクタ２７２から離れて、廃棄物収集２７４の中に経路指定されることができる。いくつかの構成では、両側播種が、単一の培養容器ステーションおよび源流体の単一のセットを使用して実施されることができる。そのようなシステムでは、図１９Ｂおよび１９Ｃに図示されるように、培養容器５０３は、異なる時点で足場２６６の両側に細胞を供給することができる。バイオリアクタ２７２内で生産された細胞および廃棄生産物の一部は、それぞれ、培養容器５０３および廃棄物収集２７４に戻ることができる。図１９Ｃに示されるものは、本明細書に説明されるような回転手段２７０である。いくつかの構成では、図１９Ａ－１９Ｃに描写される培養容器システムの外側に増殖された細胞は、特別に構成されたポートを通してバイオリアクタ２７２に提供されることができる。そのような構成では、培養容器５０３（図１９Ｂ）内で増殖された細胞および別の場所で増殖された細胞の両方である、複数のタイプの細胞が、足場２６６の複数の面積に播種するために、バイオリアクタ２７２の中に導入されることができる。足場２６６は、長方形として描写されるが、バイオリアクタ２７２のサイズに従って、任意の形状およびサイズをとることができる。さらに、複数の足場２６６が、より複雑な組織を形成するために、播種プロセスが完了した後に組み合わせられることができる。

製造ラインの一部として少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを繰り返し可能に実施するためのシステムであって、本システムは、可変サイズの培養容器と、流体取扱システムと、培養容器制御システムとを含む、少なくとも１つの培養容器ステーションであって、少なくとも１つの培養容器ステーションは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを実施するステップに適応するように構成される、少なくとも１つの培養容器ステーションと、少なくとも１つのタイプのガスを少なくとも１つの培養容器ステーションに提供するように構成される、ガス管理システムと、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを実施するために、ガス管理システムおよび少なくとも１つの培養容器ステーションを制御するように構成される、コントローラであって、コントローラは、標準的産業通信プロトコルを使用して、製造ライン上のコンポーネントと通信するように構成される、コントローラとを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、使い捨てコンポーネントを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、耐久性コンポーネントを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、少なくとも１つの可変サイズの培養容器の少なくとも一部を囲繞する、容器スリーブであって、容器スリーブは、熱エネルギーを少なくとも１つの可変サイズの培養容器に伝達するように構成される、容器スリーブと、容器スリーブと動作可能に結合される、熱スリーブであって、熱スリーブは、容器スリーブに進入する熱エネルギーの量を制御する、熱スリーブと、熱スリーブ内の少なくとも１つの可変サイズの培養容器を安定化させる、容器クランプとを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、流体取扱システムは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器を通して流体を移動させるように構成される。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、容器スリーブに進入する熱エネルギーの量を制御する、センサ制御システムを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、ガス管理システムは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器に進入するガスのタイプおよび量を制御するように構成される。本明細書に説明されるようなシステムでは、容器クランプは、伸縮デバイスであって、伸縮デバイスは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器の高さに適応する、伸縮デバイスを備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、容器スリーブと容器スリーブを囲繞する環境との間の断熱層を備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、熱スリーブが少なくとも１つの事前選択された閾値温度に到達するときを感知する、電気遮断装置であって、電気遮断装置は、容器スリーブへのさらなる熱エネルギーの追加を無効にするように構成される、電気遮断装置を備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、熱スリーブを容器スリーブに固着させる、少なくとも１つのバンドクランプを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、熱スリーブは、少なくとも１つの拡張／収縮間隙を備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、熱スリーブを容器スリーブに位置的に固着させるように構成される、安定化ピンを備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、少なくとも１つの温度制御要素を備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、容器スリーブの内径と少なくとも１つの可変サイズの培養容器の外径との間の空間を充填する、熱伝導性材料を備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、少なくとも１つの可変サイズの培養容器の複数のサイズに適応する、複数の容器スリーブを備える。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、少なくとも１つの可変サイズの培養容器内の可変サイズの体積の細胞を監視するように構成される、センサシステムを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、流体取扱システムは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器ステーションの内外に流体を移動させるように構成される、可変数の少なくとも１つの弁および少なくとも１つのポンプであって、少なくとも１つのコントローラは、少なくとも１つの弁および少なくとも１つのポンプを制御する、可変数の少なくとも１つの弁および少なくとも１つのポンプを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのコントローラは、独立したタスクを同時に実施する、複数の少なくとも１つの培養容器ステーションを制御するように構成される、命令を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの培養容器ステーションの第１のものは、少なくとも１つの培養容器ステーションの第２のものが少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２のタイプを実施することと並行して、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプを実施する。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２のタイプと同一のタイプを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２のタイプと異なるタイプを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、脱細胞化を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、再細胞化を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、再細胞化組織の細胞成熟を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、内皮細胞の灌流を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのコントローラは、少なくともレシピに基づいて、流体流路を決定するステップを含む。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのコントローラは、流体流路を動的に決定するステップを含む。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくともユーザ入力に基づいて、流体流路を決定するステップを含む。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのコントローラは、少なくともレシピ、動的に決定されたパラメータ、およびユーザ提供パラメータの組み合わせに基づいて、流体流路を決定するステップを含む。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスは、バッチを生成するステップを含む。本明細書に説明されるようなシステムでは、バッチは、少なくとも１つの産業標準プロセスに従って生産される。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの産業標準プロセスは、ＡＮＳＩ／ＩＳＡ－８８．０１－１９９５を備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、標準的産業通信プロトコルは、イーサネット（登録商標）／産業プロトコルを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、ガス管理システムは、ガスの源を受容するように構成される、少なくとも１つの質量流動コントローラであって、ガスの量は、少なくとも１つのコントローラによって制御される、少なくとも１つの質量流動コントローラと、複数の少なくとも１つの質量流動コントローラからの複数のタイプのガスを配合するように構成される、混合マニホールドであって、複数のタイプのガスの量およびタイプは、少なくとも１つのコントローラによって制御される、混合マニホールドと、配合された複数のガスを受容し、少なくとも１つのコントローラからのコマンドに従って、配合された複数のガスを少なくとも１つの培養ステーションに分配する、分配マニホールドとを備える。本明細書に説明されるようなシステムでは、少なくとも１つの質量流動コントローラの数は、少なくとも１つの培養容器ステーションの数から独立する。本明細書に説明されるようなシステムでは、複数の少なくとも１つの質量流動コントローラは、周期的送達機能に従って、複数のタイプのガスの量およびタイプを複数の少なくとも１つの培養容器ステーションに提供するように構成される。本明細書に説明されるようなシステムでは、周期的送達機能は、少なくとも、少なくとも１つの培養容器ステーションと関連付けられるセンサによって収集された値に基づく。本明細書に説明されるようなシステムはさらに、培養容器内の攪拌デバイスのシャフトに取り付けられる、コーン特徴であって、コーン特徴は、細胞が攪拌デバイス上に沈降しないように実質的に防止する、コーン特徴を備える。足場の複数の面積上に複数のタイプの細胞を播種するための方法であって、本方法は、足場をバイオリアクタ内の回転手段と動作可能に結合するステップであって、バイオリアクタは、バイオリアクタ内の複数のポートを通して複数のタイプの細胞を受け取るように構成される、ステップと、第１の培養容器内の複数のタイプの細胞の第１の細胞タイプの細胞密度が、事前選択された閾値に到達するとき、または事前選択された待機周期後、（ａ）培養容器から過剰な培地を除去するステップと、（ｂ）培養容器内の第１の細胞タイプの第１の細胞を洗浄するステップと、（ｃ）消化溶液を使用して、培養容器内のマイクロキャリア／細胞外付着タンパク質を消化するステップと、（ｄ）消化溶液を抑制するステップと、（ｅ）培地の濃度を調節するステップと、第１の細胞を培養容器から、バイオリアクタ内の足場の複数の面積の第１の面積に圧送するステップと、第１の事前選択された時間が、経過したとき、ステップ（ａ）－（ｅ）に従って、複数の細胞タイプの第２の細胞タイプを処理するステップと、第２の細胞を培養容器から、バイオリアクタ内の足場の複数の面積の第２の面積に圧送するステップであって、第２の細胞タイプは、第２の培養容器内で生成される、ステップとを含む。本明細書に説明されるような方法はさらに、第１の面積が播種された後、足場を回転させるステップであって、回転させるステップは、第２の面積上に複数の細胞の第２のタイプを受け取るように足場を位置付ける、ステップを含む。

種々の代替および修正が、本開示から逸脱することなく、当業者によって考案されることができる。故に、本開示は、全てのそのような代替、修正、および変形を包含することを意図している。加えて、本開示のいくつかの例示的構成が、図面に示されている、および／または本明細書に議論されているが、本開示が、当技術分野が許すであろう限り広い範囲であり、本明細書が、同様に熟読されることを意図しているため、本開示が、それに限定されることを意図していない。したがって、上記の説明は、限定として解釈されるべきではなく、単に、特定の構成の例示として解釈されるべきである。加えて、当業者は、本明細書に添付される請求項の範囲および精神内の他の修正を想像するであろう。上記および／または添付される請求項に説明されるものと非実質的に異なる他の要素、ステップ、方法、および技法もまた、本開示の範囲内であることを意図している。

図面は、本開示のある実施例を実証するためにのみ提示される。加えて、説明される図面は、例証的にすぎず、非限定的である。図面では、例証目的のために、要素のうちのいくつかのサイズは、誇張され、特定の縮尺通りに描かれていない場合がある。加えて、同一の番号を有する、図面内に示される要素は、文脈に応じて、同じ要素であり得る、または類似する要素であり得る。

用語「～を備える」が、本説明および請求項において使用される場合、これは、他の要素またはステップを除外しない。単数名詞に言及するとき、不定冠詞または定冠詞、例えば、「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」が、使用される場合、これは、それ以外の何かが具体的に記載されない限り、その名詞の複数形を含む。したがって、用語「～を備える」は、その後に列挙されるアイテムに制限されるものとして解釈されるべきではなく、これは、他の要素またはステップを除外せず、したがって、「アイテムＡおよびＢを備えるデバイス」という表現の範囲は、コンポーネントＡおよびＢのみから成るデバイスに限定されるべきではない。

さらに、用語「第１」、「第２」、「第３」、および同等物は、説明または請求項において使用されるかどうかにかかわらず、類似する要素を区別するために提供され、必ずしも、順次的または時系列的順序を説明するために提供されない。そのように使用される用語が、（明確に別様に開示されない限り）適切な状況下で同義的であり、本明細書に説明される開示の例示的構成が、本明細書に説明または図示されるもの以外のシーケンスおよび／または配列における動作が可能であることを理解されたい。

Claims (41)

1. 製造ラインの一部として少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを繰り返し可能に実施するためのシステムであって、前記システムは、
   少なくとも１つの培養容器ステーションであって、前記少なくとも１つの培養容器ステーションは、少なくとも１つの可変サイズの培養容器と、流体取扱システムと、培養容器制御システムとを含み、前記少なくとも１つの培養容器ステーションは、前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを実施することに適応するように構成される、少なくとも１つの培養容器ステーションと、
   少なくとも１つのタイプのガスを前記少なくとも１つの培養容器ステーションに提供するように構成されるガス管理システムと、
   少なくとも１つのコントローラであって、前記少なくとも１つのコントローラは、前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスを実施するために、前記ガス管理システムおよび前記少なくとも１つの培養容器ステーションを制御するように構成され、前記少なくとも１つのコントローラは、標準的産業通信プロトコルを使用して、前記製造ライン上のコンポーネントと通信するように構成される、少なくとも１つのコントローラと
   を備える、システム。
2. 前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、使い捨てコンポーネントを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、耐久性コンポーネントを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器は、
   前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器の少なくともある区分を囲繞する容器スリーブであって、前記容器スリーブは、熱エネルギーを前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器に伝達するように構成される、容器スリーブと、
   前記容器スリーブと動作可能に結合される熱スリーブであって、前記熱スリーブは、前記容器スリーブに進入する熱エネルギーの量を制御する、熱スリーブと、
   前記熱スリーブ内の前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器を安定化させる容器クランプと
   を備える、請求項１に記載のシステム。
5. 前記流体取扱システムは、前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器を通して流体を移動させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記容器スリーブに進入する前記熱エネルギーの量を制御するセンサ制御システムをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
7. 前記ガス管理システムは、前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器に進入するガスのタイプおよび量を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記容器クランプは、
   伸縮デバイスであって、前記伸縮デバイスは、前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器の高さに適応する、伸縮デバイス
   を備える、請求項４に記載のシステム。
9. 前記容器スリーブと前記容器スリーブを囲繞する環境との間の断熱層をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
10. 前記熱スリーブが少なくとも１つの事前選択された閾値温度に到達するときを感知する電気遮断装置であって、前記電気遮断装置は、前記容器スリーブへのさらなる熱エネルギーの追加を無効にするように構成される、電気遮断装置
    をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
11. 前記熱スリーブを前記容器スリーブに固着させる少なくとも１つのバンドクランプをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
12. 前記熱スリーブは、
    少なくとも１つの拡張／収縮間隙を備える、請求項４に記載のシステム。
13. 前記熱スリーブを前記容器スリーブに位置的に固着させるように構成される安定化ピンをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
14. 少なくとも１つの温度制御要素をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
15. 前記容器スリーブの内径と前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器の外径との間の空間を充填する熱伝導性材料をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
16. 前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器の複数のサイズに適応する複数の容器スリーブをさらに備える、請求項４に記載のシステム。
17. 前記少なくとも１つの可変サイズの培養容器内の可変サイズの体積の細胞を監視するように構成されるセンサシステムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
18. 前記流体取扱システムは、
    前記少なくとも１つの培養容器ステーションの内外に前記流体を移動させるように構成される可変数の少なくとも１つの弁および少なくとも１つのポンプであって、前記少なくとも１つのコントローラは、前記少なくとも１つの弁および前記少なくとも１つのポンプを制御する、可変数の少なくとも１つの弁および少なくとも１つのポンプ
    を備える、請求項５に記載のシステム。
19. 前記少なくとも１つのコントローラは、
    独立したタスクを同時に実施する複数の少なくとも１つの培養容器ステーションを制御するように構成される命令を備える、請求項１に記載のシステム。
20. 前記少なくとも１つの培養容器ステーションの第１のものは、前記少なくとも１つの培養容器ステーションの第２のものが前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２の選択肢を実施することと並行して、前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１の選択肢を実施する、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの少なくとも１つの選択肢の第１のタイプは、前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２の選択肢と同一の選択を備える、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１の選択肢は、前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第２の選択肢と異なる選択を備える、請求項２０に記載のシステム。
23. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、脱細胞化を備える、請求項２１に記載のシステム。
24. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、再細胞化を備える、請求項２１に記載のシステム。
25. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、再細胞化組織の細胞成熟を備える、請求項２１に記載のシステム。
26. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスの第１のタイプは、内皮細胞の灌流を備える、請求項２１に記載のシステム。
27. 前記少なくとも１つのコントローラは、
    少なくともレシピに基づいて、流体流路を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
28. 前記少なくとも１つのコントローラは、
    流体流路を動的に決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
29. 前記少なくとも１つのコントローラは、
    少なくともユーザ入力に基づいて、流体流路を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
30. 前記少なくとも１つのコントローラは、
    少なくともレシピ、動的に決定されたパラメータ、およびユーザ提供パラメータの組み合わせに基づいて、流体流路を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
31. 前記少なくとも１つのタイプの組織関連プロセスは、
    バッチプロセスを備える、請求項１に記載のシステム。
32. 前記バッチは、少なくとも１つの産業標準プロセスに従って生産される、請求項３１に記載のシステム。
33. 前記少なくとも１つの産業標準プロセスは、
    ＡＮＳＩ／ＩＳＡ－８８．０１－１９９５を備える、請求項３２に記載のシステム。
34. 前記標準的産業通信プロトコルは、
    イーサネット（登録商標）／産業プロトコルを備える、請求項３２に記載のシステム。
35. 前記ガス管理システムは、
    ガスの源を受容するように構成される少なくとも１つの質量流動コントローラであって、前記ガスの量は、前記少なくとも１つのコントローラによって制御される、少なくとも１つの質量流動コントローラと、
    混合マニホールドであって、前記混合マニホールドは、複数の少なくとも１つの質量流動コントローラからの複数のタイプの前記ガスを配合するように構成され、前記複数のタイプのガスの量およびタイプは、前記少なくとも１つのコントローラによって制御される、混合マニホールドと、
    分配マニホールドであって、前記分配マニホールドは、前記配合された複数のガスを受容し、前記少なくとも１つのコントローラからのコマンドに従って、前記配合された複数のガスを前記少なくとも１つの培養容器ステーションに分配する、分配マニホールドと
    を備える、請求項１に記載のシステム。
36. 前記少なくとも１つの質量流動コントローラのコントローラ数は、前記少なくとも１つの培養容器ステーションの容器数から独立する、請求項３５に記載のシステム。
37. 複数の少なくとも１つの質量流動コントローラは、周期的送達機能に従って、前記複数のタイプのガスの量およびタイプを複数の少なくとも１つの培養容器ステーションに提供するように構成される、請求項３６に記載のシステム。
38. 前記周期的送達機能は、少なくとも、前記少なくとも１つの培養容器ステーションと関連付けられるセンサによって収集された値に基づく、請求項３７に記載のシステム。
39. 前記少なくとも１つの培養容器内の攪拌デバイスのシャフトに取り付けられるコーン特徴であって、前記コーン特徴は、細胞が前記攪拌デバイス上に沈降しないように実質的に防止する、コーン特徴
    をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
40. 足場の複数の面積上に複数のタイプの細胞を播種するための方法であって、前記方法は、
    前記足場をバイオリアクタ内の回転手段と動作可能に結合することであって、前記バイオリアクタは、前記バイオリアクタ内の複数のポートを通して前記複数のタイプの細胞を受け取るように構成される、ことと、
    選択された培養容器内の前記複数のタイプの細胞の第１の細胞タイプの細胞密度が、事前選択された閾値に到達するとき、または事前選択された待機周期後、
    （ａ）前記選択された培養容器から過剰な培地を除去することと、
    （ｂ）前記選択された培養容器内の前記第１の細胞タイプの第１の細胞を洗浄することと、
    （ｃ）消化溶液を使用して、前記選択された培養容器内のマイクロキャリア／細胞外付着タンパク質を消化することと、
    （ｄ）前記消化溶液を抑制することと、
    （ｅ）前記培地の濃度を調節することと、
    前記第１の細胞を前記選択された培養容器から、前記バイオリアクタ内の前記足場の複数の面積の第１の面積に圧送することと、
    第１の事前選択された時間が、経過したとき、
    ステップ（ａ）－（ｅ）に従って、前記複数のタイプの細胞の第２の細胞タイプを処理することと、
    前記第２の細胞タイプを前記選択された培養容器の第２のものから、前記バイオリアクタ内の前記足場の複数の面積の第２の面積に圧送することであって、前記第２の細胞タイプは、前記培養容器の第２のものの中で生成される、ことと
    を含む、方法。
41. 前記第１の面積が播種された後、前記足場を回転させることであって、前記回転させることは、前記第２の面積上に前記複数のタイプの細胞の第２の細胞タイプを受け取るように前記足場を位置付ける、こと
    をさらに含む、請求項４０に記載の方法。

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