JP7438597B2 - バイオプロセシングのための装置、システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般に、バイオプロセシング、より具体的には、単一のデバイスにおいて複数の製造プロセスを組み合わせることによって細胞療法（cell therapies）の製造を促進する装置、システム、および方法に関する。

様々な医学的治療は、下流の治療プロセスのために細胞密度（cell density）を増加させるための細胞の培養および増殖を伴う。例えば、キメラ抗原受容体細胞療法、すなわち、ＣＡＲ－Ｔは、ドナーからの白血球の抽出、および細胞が悪性細胞を識別および攻撃することを可能にするような方法で細胞を遺伝子操作することを含む。一旦操作されると、細胞は細胞培養／拡張容器に移され、細胞が増殖して特定の標的投与量を達成できるようにする。

抽出された細胞を活性化し、それらを所望の密度に拡大するために、ロッキング・プラットフォーム・バイオリアクターなどの攪拌、温度制御およびガス制御をもたらす装置を利用して、そのような治療法の多くが作られる。これらのプロセスの間、細胞は不純物、例えば、ウイルスベクターの残骸を減らすために洗浄が必要となり得る。但し、洗浄には通常、最初の細胞培養／拡張容器から別の指定された細胞洗浄装置に細胞を移す必要がある。洗浄後、細胞は追加の処理のために別の細胞培養容器に移される。

さらに、細胞処理中に、細胞を濃縮する、すなわち、細胞を除去せずに液体の量を減らすことがしばしば望ましい。より具体的には、細胞洗浄の前に液体の量を減らすことにより、必要な洗浄緩衝液（wash buffer）の量および洗浄に必要な時間もまた減少するであろう。但し、洗浄の場合と同様に、細胞の濃縮には通常、最初の細胞培養／拡張容器から別のデバイス、例えば遠心分離機に細胞を移して、容量を減らす必要がある。

複数のバイオプロセシング・デバイスを必要とすることに加えて、多くの既知のバイオリアクターシステムはまた、組み立ておよび操作するために広範な流体ライン処理を必要とする。すなわち、複数の個別の流体ラインは、オペレータによって、複数のポンプ、バッグ、および／またはフィルターに、ルートを作り接続されなければならない。理解されるように、一般に、細胞処理を実行するために必要な人間の介入を減らして製造を容易にし、それに関連する潜在的な過誤の可能性を減らすことが望ましい。

上記を考慮して、濃縮および／または洗浄のために細胞を別の指定されたデバイスに移す必要性を排除し、それによって人間の介入を減らし、製造の容易さをもたらす細胞処理の装置、システムおよび方法が必要である。

最初に求められた主題の範囲と釣り合っている特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、可能な実施形態の簡単な要約を提供することのみを意図する。実際、本開示は、以下に記載される実施形態と類似または異なる可能性がある様々な形態を包含し得る。

一実施形態では、バイオリアクター容器は、上端部および下端部を有する本体と、本体に形成された中空の内部空洞とを含み、内部空洞は、上端部と下端部との間に位置し、内部空洞は、処理のために生体材料を受容するように構成される。内部空洞は、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに、内部空洞内の生体材料を抽出および濃縮、および／または、洗浄することを可能にするために容器が傾けられ得るように、本体の下端部に向かって角度付けされた下部境界を含む。

別の実施形態では、バイオプロセシング・システムは、約４５度から約７５度の角度で下部境界を備えた内部空洞を有するバイオリアクター容器を含み、容器が、傾斜可能なバイオリアクター・プラットフォームで使用されるように構成されている。このシステムは、バイオリアクター容器に接続可能な複数の流体ラインがポンプヘッドに動作可能に接触するように、複数の蠕動ポンプと係合するように構成されたポンプ取り付けプレートをさらに含む。バイオリアクター容器を実質的に直立した位置に傾けると、細胞はバイオリアクター容器から抽出され、蠕動ポンプおよびインライン接線フローフィルター(inline tangential flow filter)の助けを借りて濃縮および／または洗浄され、その結果、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに、細胞の濃縮および／または洗浄が達成され得る。

さらに別の実施形態では、バイオプロセシングの方法は、約４５度から約７５度の角度で下部境界を備えた内部空洞を有するバイオリアクター容器内で細胞を処理するステップと、容器から細胞が抽出され得るようにバイオリアクター容器を実質的に直立配置に傾けるステップと、バイオリアクター容器から細胞を抽出するステップと、抽出された細胞を濃縮および／または洗浄するステップと、を含んでなる。ここで、抽出された細胞を濃縮および／または洗浄するステップは、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに実行される。

別の実施形態では、バイオリアクター容器を少なくとも１つの蠕動ポンプに動作可能に接続するためのポンプ取り付けプレートは、蠕動ポンプが拡張できる少なくとも１つの開口であって、蠕動ポンプへのポンプ取り付けプレートの設置を容易にする開口と、容器に接続された流体ラインを受容し、蠕動ポンプのポンプヘッドと動作可能に接触するように流体ラインを配置するように構成された、複数のポンプループ・ブラケットとを含む。取り付けプレートは、フィルターをポンプ取り付けプレートに取り外し可能に固定するように構成されたフィルターブラケットをさらに含む。ポンプ取り付けプレートは、細胞処理のための容器の設置および使用を容易にするために、流体ラインが事前に装填されるように構成されている。

本発明は、添付図面を参照しつつ、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことからよりよく理解されるであろう。

本発明の一実施形態による、ウェーブ（wave）・バイオリアクター・プラットフォーム上に組み立てられたバイオプロセシング・システムを示す。 ウェーブ・バイオリアクター・プラットフォームがなく、廃液バッグが追加された図１のバイオプロセシング・システムを示す。 図１のバイオプロセシング・システムで使用するために構成されたバイオリアクター容器を示す。 図１のバイオプロセシング・システムで使用するために構成されたポンプ取り付けプレートを示す。 本発明の一実施形態による、取り付けプレートを複数の蠕動ポンプ（peristaltic pumps）に固定するプロセスを示す。 本発明の一実施形態によるバイオプロセシング・システムの概略図である。 本発明の実施形態によるバイオプロセシング・システムの有効性を示すグラフである。

以下では、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。可能な限り、図面全体で使用されている同じ参照文字は、重複する説明なしに、同じまたは類似の部品を参照している。

本明細書で使用される場合、単数形で引用され、「a」、「an」、「the」、または「said」という単数で記載された要素またはステップは、明示的に除外されていない限り、複数の要素またはステップを除外しないと理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」または「実施形態」への言及は、列挙された特徴も含む、追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図するものではない。さらに、反対に明示的に述べられていない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える」、「含む」、または「有する」実施形態は、その特性を有さない追加のそのような要素を含み得る。

本明細書で使用される場合、「実質的に」、「一般的に」、および「約」という用語は、コンポーネントまたはアセンブリの機能的目的を達成するのに適した理想的な所望の条件と比較して、合理的に達成可能な製造およびアセンブリの許容範囲内の条件を示す。

本明細書で使用される場合、「バイオリアクター容器」は、バイオプロセシング、例えば、細胞培養のための生体材料を受容するように構成された使い捨ておよび非使い捨てのプラスチック製品、バッグおよび／または容器を含む。この用語には、単回使用のプラスチック製品、バッグおよび／または容器、並びに、複数回使用のプラスチック製品、バッグおよび／または容器が含まれる。

本明細書で使用される場合、「バイオプロセシング・デバイス」は、生体材料を処理するのに適した、例えば、細胞の増殖、濃縮、および／または洗浄に適した装置、デバイス、キット、またはアセンブリを指す。そのような装置には、バイオリアクター、バイオリアクター容器、遠心分離機、洗浄キット、フィルターなどが含まれるが、これらに限定されない。

本明細書で使用される場合、「閉鎖システム」、「閉鎖バイオリアクターシステム」、または「閉鎖バイオプロセシング・システム」は、閉鎖および／またはシールされている間に事前に滅菌され、完全性および／または無菌性を保持する、細胞培養／バイオリアクターシステム、容器および付属コンポーネントを指す。システム、容器、およびコンポーネントは、システムの完全性を損なうことなく利用され、無菌状態を維持しながら流体の出入りを可能にし、完全性を失うことなく他の閉鎖システムに接続可能である。閉鎖システムバイオリアクターおよび／または容器とは、（例えば、チューブのキャップを開くことによって、または、細胞培養プレートまたは皿から蓋を持ち上げることによって）システムの完全性を損なうことなく、細胞、細胞培養媒体、化学物質、および試薬を無菌的に添加、除去、および／または操作するシステムを指す。閉鎖システムの単回使用または複数回使用のバッグおよび／または容器および／またはバイオリアクターは、例えば、容器またはバイオリアクターの部位での滅菌チューブ溶接によって、閉鎖システムの上または中に追加される。

本明細書で使用される「別個のバイオプロセシング・デバイス」は、閉鎖型バイオリアクター／バイオプロセシング・システムまたは閉鎖型バイオリアクター／バイオプロセシング・システムのコンポーネントであるバイオリアクター容器から分離されているか、例えば、接続されていないか、そうでなければその一部から分離されている。

背景として、ＣＡＲ－Ｔは、被験者、例えば人間、またはより一般的には脊椎動物から白血球を抽出し、悪性細胞を識別して攻撃できるようにそれらを遺伝子操作することを含む。典型的なＣＡＲ－Ｔの上流プロセスには、末梢血単核細胞の濃縮、Ｔ細胞の分離、活性化、および最終増殖期前の形質導入が含まれる。この後者の段階では、操作されたＣＡＲ－Ｔ細胞が増殖装置に移され、用量目標を達成するために増殖できるようになる。ＣＡＲ－Ｔ細胞用の細胞培養／処理装置には、ＷＡＶＥバイオリアクターが含まれる。これは、活発にガスを流しながら、波動を生成することによって細胞培養を絶えず攪拌し、細胞培養媒体を交換するオプションを備えている。

ＣＡＲ－Ｔプロセスは、典型的には、初期の細胞培養／拡張容器から、例えば、形質導入に使用されるウイルスベクターの残骸を除去するための細胞濃縮および洗浄のために分離されて指定されたデバイスへのＴ細胞の移入を必要とする。さらに、多くの既知の細胞培養／処理装置はまた、組み立てて操作するために広範な流体ライン処理を必要とする。本発明の実施形態は、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに細胞を濃縮および／または洗浄することができる、使いやすい閉鎖型バイオプロセシング・システムを提供する。

ここで図１および図２を参照すると、本発明の実施形態による、バイオプロセシング・システム１０のコンポーネントは、バイオリアクター・プラットフォーム２０に設置されて示されている。特に、システム１０は、一般に、流体結合されたバイオリアクター容器１２、ポンプ取り付けプレート１４、およびインラインフィルター１７を含む。バイオリアクター容器１２は、バイオリアクター・プラットフォーム２０の傾斜可能なトレイ２２に取り付けられて示されている。バイオリアクター・プラットフォーム２０は、Ｘｕｒｉ（登録商標）細胞増殖システムなどのＷＡＶＥバイオリアクター、或いは、容器１２を、実質的な直立配置、例えば、水平から約７５度の角度に傾斜させる機構を有する別のシステムであり得る。

ポンプ取り付けプレート１４は、複数の蠕動ポンプ１５、例えば、Ｘｕｒｉ（登録商標）Ｗ２５ポンプに取り付けられ、ポンプ取り付けプレート１４に接続された流体ライン１９が蠕動ポンプ１５のポンプヘッドに動作可能に接触するように示されている。ポンプ取り付けプレート１４は、インラインフィルター１７、例えば、接線フローフィルター(tangential flow filter)をさらに含み、これは、流体ラインおよびポンプを介してバイオリアクター容器１２および廃液バッグ１９に流体結合される。図２に示される実施形態において、バイオリアクター容器１２は、取り付けプレート１４、フィルター１７、流体ライン容器１２および廃液バッグ１９を含む、事前に組み立てられたキットのコンポーネントであることが想定される。

以下でより詳細に論じられるように、バイオリアクター容器１２は、傾斜した継ぎ目／下部境界４８を含み、これは、容器が実質的に直立している場合、容器１２内の流体を、浸漬管（dip tube）７２を有する出口ポート６２に向けて案内する（図３）。傾斜した下部境界４８、出口ポート６２および浸漬管７２は、ポンプ１５、複数の流体ライン、およびフィルター１７を使用して、濃縮および／または洗浄のために流体を容易かつ迅速に抽出することを可能にする。さらに、容器１２は、別個のバイオプロセシング・デバイスを使用する必要なしに、細胞が濃縮および／または洗浄され得る閉鎖されたバイオプロセシング・システムを可能にする。

ここで図３を参照すると、一実施形態では、バイオリアクター容器１２は、実質的に長方形の形状を有する柔軟で透明な本体３０を有する。本体３０は、上端部３２および下端部３４を有し、これらは、それぞれ、トップエッジ部３６およびボトムエッジ部３８によって規定される。バイオリアクター容器１２が傾斜可能なバイオリアクター・プラットフォームなどを介して実質的に直立した位置に配置されるとき、上端部３２は下端部３４の上に位置する。バイオリアクター容器本体３０は、第１のサイドエッジ部４０および第２のサイドエッジ部４２をそれぞれさらに含む。

図示されるように、本体３０はまた、処理のために生体材料、例えば、Ｔ細胞を受容するように構成された中空の内部空洞４４を含む。中空内部空洞４４は、上部境界４６、下部境界４８、およびサイド境界５０、５２によって画定される。内部空洞４４は、流体入口ポート６０および流体出口ポート６２を含み、これらは、特定の実施形態では、本体３０の下端部３４に近接し、特定の実施形態では、下端部４８に実質的に平行であり得る。特定の実施形態では、空洞４４はまた、ガス入口６４およびガス出口６６ポートを含み得る。ポートは、所定の位置に溶接することを含み、様々な方法で空洞４４内に形成され、ポートにはかえしが設けられ得る。

重要なことに、前述したように、下部境界４８は、本体３０の下端部３４に向かって下向きに傾斜または角度付けされている。実施形態では、下部境界４８は、垂直から約４５度から約７５度の角度にある。特定の実施形態では、下部境界４８の角度は、垂直から約６２度である。実施形態では、下部境界４８は、本体３０の内部空洞４４の少なくとも一部を画定または形成する可撓性ポリマーシート間の溶接シームであり得る。他の実施形態では、下部境界４８は、別個の材料片または内部空洞４４からの構造であり得る。上部境界４６もまた、下端部３４に向かって下向きに傾斜して描かれているが、それは様々な方向であってもよい。

流体入口ポート６０および流体出口ポート６２は、例えば、細胞洗浄中の混合を最大化するように配置された浸漬管を含む。より具体的には、入口ポート６０は入口浸漬管７０を有し、出口ポート６２は出口浸漬管７２を有する。図示されるように、入口浸漬管７０は、内部空洞の下部境界４８に実質的に平行であり、それに沿って延在し、入口ポート６０を通って中空内部空洞４４に流入する液体は、混合を促進するために渦を生成する。入口浸漬管７０は、内部空洞に溶接された１つまたは複数のフィルムのストリップによって、下部境界４８の近くに保持されている。理解されるように、特定の実施形態では、入口浸漬管７０は、接着剤などの他の手段を介して所定の位置に固定され得る。実施形態では、入口浸漬管７０は、下部境界４８に沿って２インチから６インチの距離で延在し、下部境界４８から約１インチ以内の間隔で配置されている。

さらに、入口浸漬管７０の遠位端７１は、液体のショートカットを防ぐために、すなわち、入口ポート６０を介して中空内部空洞４４に入る液体が、十分に混合せずに、出口ポート６２を介して容器１２に直ちに抽出される場合に、出口浸漬管７２の遠位端７３から離間されなければならない。実施形態では、入口浸漬管７０の遠位端７１は、約２インチから約６インチの距離で、出口浸漬管７２の遠位端７３から離間されている。

出口浸漬管７２の遠位端７３は、内部空洞４４のサイド境界５２と、容器本体３０の下端部３４に最も近い下部境界４８の部分との交差点に近接して配置されている。実施形態では、出口浸漬管７２の遠位端７３は、この交差点に接触している。出口浸漬管７２は、最大量の生体材料、例えば、細胞が出口ポート６２を介して内部空洞から抽出可能であることを確実にするために、内部空洞の最下点と接触するか、またはこれに近接している。

バイオリアクター容器は、単回使用または複数回使用のバッグであり、可撓性プラスチックから作られ、さらに、中空空洞境界は、融合された継ぎ目であり得る。特定の実施形態において、バイオリアクター容器は、剛性構造を有し得る。

特定の実施形態では、バイオリアクター容器１２は、約８インチ×２２インチであり、中空の内部空洞が実質的に菱形の形状で、約７．５インチ×１５．５インチの寸法を有する可撓性バッグである。さらに、一実施形態では、入口ポート浸漬管７０は、長さが約６インチから約８インチであり、出口ポート浸漬管７２は、長さが約３インチから約５インチである。しかしながら、理解されるように、容器および空洞は、様々な形状、サイズ、および構成を有し、そしてポートは、様々な場所にあり得る。さらに、浸漬管の長さは、浸漬管の遠位端が機能的な混合および抽出を可能にするように配置されている限り、ポートの位置によって異なり得る。

ここで図４に目を向けると、本発明の一実施形態によるポンプ取り付けプレート１４が示されている。この図には、ポンプ取り付けプレート１４のユーザに面する側が示されている。実施形態では、取り付けプレート１４は、透明または半透明の材料から製造され、その結果、ポンプモジュール上の特徴、例えば、ライトが、使用中に視覚化され得る。図示されるように、プレート１４は、複数の開口１０２を含み、ポンプヘッドが通過し、それを介して、プレート１４が複数の蠕動ポンプに取り付けられることを可能にする。図４は、４つの開口１０２を含む実施形態を示しているが、理解されるように、他の実施形態では、４つの開口よりも大きいまたは小さいものを含み得る。

実施形態では、プレート１４は、蠕動ポンプモジュールに取り付けるように構成されており、各モジュールは２つのポンプを含む。そのようなモジュールは、動作可能に接続可能であり、その結果、２つのモジュールは、例えば、図１に示される構成のように、４つのポンプに合わせて積み重ねられ得る。

プレート１４はさらに、プレート１４上に配置された実質的にＵ字形のブラケットであるポンプループ・ブラケット１０６を含む。ブラケット１０６は、流体ラインを受容し、流体ラインをそれらがポンプヘッドに作動可能に接触する位置に保持するようなサイズおよび形状である。図示されるように、それぞれの開口１０２は、２つのブラケット１０６を含む。使用中、ブラケット１０６は、流体ラインのポンプ管セクション、例えば、シリコーンチューブを受容し、圧入によって流体ラインを所定の位置に保持する。ブラケット１０６は、ポンプ管セクションがポンプヘッドに接触してポンプが適切に機能することを可能にするように、ポンプ管セクション２１を弧状の経路に押し込む。

実施形態では、流体ラインは、異なる材料の複数の相互接続されたセクションを有する。例えば、ラインは、医薬グレードの熱可塑性エラストマー、ＰＶＣから製造されたセクション、およびシリコーンから製造されたセクションを有し得る。実施形態では、流体ラインは、シリコーンまたは機能的に類似した材料から製造されるポンプ管セクション２１を有する。特定の実施形態では、流体ラインは、６インチのシリコーンポンプ管セクション２１を含むが、理解されるように、ポンプ管セクションは、ポンプ管セクション２１が適切なポンプ機能を可能にするポンプヘッドと十分に係合する限り、長さが異なり、様々な材料から製造され得る。

ポンプ取り付けプレート１４は、フィルターブラケット１０８をさらに含む。フィルターブラケット１０８は、接線方向フローフィルター、例えば、中空繊維フィルターを受容し、圧入または嵌合を介してフィルターを所定の位置に保持するようなサイズおよび形状である。

ここで図５Ａ～図５Ｅを参照すると、ポンプ取り付けプレート１４の実施形態が、複数の蠕動ポンプ１５に取り付けられて示されている。一実施形態では、破線で示されるポンプ取り付けプレート１４には、４つのポンプヘッド係合流体が事前に装填され、そのうちの２つはバイオリアクター容器１２および廃液バッグ１９の出口ポートに接続され（図２）、さらに、そのうちの２つは、例えば、滅菌チューブ融合を介して接種物／緩衝液バッグおよび媒体バッグに接続可能である。ラインはすべて、Ｔコネクタを介してフィルターに動作可能に接続し得る。

取り付けプレート１４を複数のポンプに取り付けるために、ユーザは最初にポンプヘッドのカバーを開く（図５Ａ）。次に、流体ラインのポンプ管セクションをポンプヘッドと位置合わせし（図５Ｂ）、取り付けプレート１４を所定の位置に押し込む（図５Ｃ）。次に、ポンプヘッドカバーが閉じられ（図５Ｄ）、ユーザはポンプの機能を確認できる。理解されるように、流体ラインをポンプ取り付けプレート１４に予圧し、ラインを容器１２および廃液バッグ１９に事前に取り付けることにより、システムの実施形態は、細胞療法の設置、使用、および製造を容易にする。さらに、特定の実施形態では、接続されたそれぞれの流体ラインの機能をユーザが迅速に識別して適切なバッグへの取り付けを容易にすることができるように、開口のそれぞれにラベル付けされている。

図６を参照すると、一実施形態によるバイオプロセシング・システム２００の流路が示されている。図示されるように、バイオリアクター容器１２は、出口ポート６２に接続された出口流体ライン２０２を有する。次に、出口流体ライン２０２は、第１のポンプ２０４と係合し、Ｔコネクタ２０６を介してフィルター１７に接続され、或いは、機能的に類似したバルブである。フィルター１７は、第２のポンプ２１０と係合し、廃液バッグ１９に供給する廃液ライン２０８を含む。

システム２００は、接種物または緩衝液バッグ２１０に接続され、第３のポンプ２１６と係合する接種物／緩衝液ライン２１２をさらに含む。接種物／緩衝液ライン２１２は、フィルター１７のＴコネクタ２１８に接続する。次に、コネクタ２１８は、入口ポート６０および入口浸漬管７０を介してバイオリアクター容器１２に流体を戻すための入口流体ライン２２０に接続されている。

システム２００はまた、媒体補充のための媒体流体ライン２２２を含む。媒体流体ライン２２０は、第４のポンプ２２４およびＴコネクタ２０６と係合する。媒体流体ライン２２０は、媒体バッグ２２６に接続可能である。

実施形態では、容器１２は、ロード細胞２２８に接続され得る。さらに、実施形態は、例えば、細胞集団密度を評価するためのサンプリングを容易にするために、例えば、出口流体ライン２０２上に配置されたクレーブポート(clave port)２３０をさらに含む。

理解されるように、システム２００は、図の概略図から省略されている取り付けプレート１４と共に使用するように構成される。同様に、上述したシステム２００の機能は、バイオリアクター容器１２をバイオリアクター・プラットフォームの傾斜トレイに取り付け、容器１２を実質的に直立した位置に傾斜させることによって促進される。プラットフォームおよび実質的に直立した位置は、図には示されていない。

実施形態において、細胞濃縮および／または洗浄が、別個のバイオプロセシング・デバイス、例えば、容器、遠心分離機などを必要とせずに達成され得る、閉鎖型バイオプロセシング・システムが提供される。いくつかの側面では、この機能は、図６に示される流体経路アーキテクチャによって実現される。

より具体的には、濃縮のために、バイオリアクター容器１２を実質的に直立した位置に置き、第１のポンプ２０４を作動させて、細胞懸濁液を、出口ポート６２および出口浸漬管７２を介して、出口流体ライン２０２およびＴコネクタ２０６を通して、バイオリアクター容器１２からフィルター１７へ引き込む。第２のポンプ２１０、すなわち浸透ポンプは、細胞懸濁液から廃液ライン２０８を介して廃液バッグ１９に水を引き込むように開始される。細胞は、入口流体ライン２２０と入口ポート６０および入口浸漬管７０を通って容器１２に戻される。濃縮中、第２および第４のポンプ２１６、２２４はそれぞれ閉鎖され、ピンチバルブとして機能する。

理解されるように、このプロセスは、所望の濃度が達成されるまで、例えば、２５０ｍｌの細胞懸濁液から５０ｍｌの懸濁液への減少まで実行される。所望の濃度が達成されたら、細胞は洗浄されるか、さもなければ処理され得る。

洗浄に関して、ポンプ２０４、すなわちメインループポンプが作動して、細胞懸濁液を、出口ポート６２および出口浸漬管７２を介して、出口流体ライン２０２およびＴコネクタ２０６を通して、バイオリアクター容器１２からフィルター１７に引き込む。実施形態では、ポンプ２０４は、ある量の剪断力を維持しながら流体を、フィルター１７を通して循環させ、それにより、細胞は、フィルター１７内の多孔性透過物「ミニトンネル」に引き込まれ、その中に捕捉されない。

ポンプ２０４がまだアクティブな状態で、接種物／緩衝液バッグ２１０からの洗浄緩衝液は、ポンプ２１６により、接種物／緩衝液ライン２１２を介して、Ｔコネクタ２１８および流体ライン２２０を通って、バイオリアクター容器１２の入口ポート６０および入口浸漬管７０にポンプ輸送される。ポンプ２０４および２１６の作動に続いて、ポンプ２１０、すなわち浸透ポンプが作動されて、水を細胞懸濁液から廃液ライン２０８を介して廃液バッグ１９に引き込む。細胞は、それらが洗浄緩衝液と混合される入口流体ライン２２０を通って容器１２に戻される。実施形態では、ポンプ２１６および２０８は、平衡を維持するために同じ流量で操作される、すなわち、細胞が新鮮な流入洗浄緩衝液で洗浄されている間、流入量が流出量に等しく、さらなる濃縮または希釈は生じない。

理解されるように、細胞は、容器１２において、増殖に加えて、活性化または遺伝子改変後に洗浄および／または濃縮され得る。さらに、濃縮および／または洗浄された細胞がバイオリアクター容器に戻されると、所望の細胞密度を得るために細胞懸濁液の体積が媒体で再構成され、次に培養内容物を新しいバイオリアクター容器に入れて、そこでさらに増殖させ得る。

ここで図７を参照すると、細胞の濃縮および洗浄における本発明の実施形態の有効性を示すグラフ３００が提供される。特に、このグラフ３００は、細胞懸濁液の濃度、すなわち、脱水およびベクター洗浄の両方における本発明の実施形態の効率を表す。

細胞工学で使用されるウイルスベクターなどの望ましくない内容物を除去するために必要な洗浄ステップをシミュレートするために、フルオレセイン色素を細胞懸濁液（１５０ｎＭ）に添加した。細胞懸濁液は洗浄前に濃縮され、両方の単位操作では組み込まれた接線フローフィルターを利用して不要な内容物を除去した。サンプルは処理全体を通して定期的に収集され、蛍光について分析された。代理フルオレセイン濃度は、対数目盛を使用した「ウイルス濃度」（ＲＦＵ）プロットで表されている。左軸でスケーリングされた相対蛍光単位（ＲＦＵ）で測定されたフルオレセインの濃度は、３６分の処理時間で劇的に減少する。この洗浄は、「洗浄係数」の折れ線グラフで表される。この図に示されているテスト結果は、４０分の処理時間後のフルオレセインの２対数(log)の減少を示す。

細胞生存率（線）、洗浄係数、および処理後の細胞回復率（バー）のパーセンテージが右軸に示されている。細胞生存率は、時間：０分から時間：４０分までの洗浄プロセス全体でほぼ１００％のままである。同様に、９０％の細胞回復が達成される。回復率および生存率の両方の値は、非常に効率的な頑強処理を示している。

洗浄係数の計算式：

洗浄係数＝（元のウイルス数－現在の数）＊１００％／元のウイルス数

代理としてフルオレセインを使用して、

ウイルス数＝ＲＦＵ濃度＊現在の処理量

当初、ウイルスは洗浄されていなかったため、洗浄係数は０である。

洗浄係数が９０％の場合、１ログ(log)洗浄である。

洗浄係数が９９％の場合、２ログ(Log)洗浄である。

洗浄係数が９９．９％の場合、３ログ(Log)洗浄である。

この明細書による説明は、例示を使用して、最良のモードを含む本発明のいくつかの実施形態を開示し、また、任意のデバイスまたはシステムの作成および使用、並びに、任意の組み込まれた方法の実行を含むことで、当業者が本発明の実施形態を実施できるようにする。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者によって生じる他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが請求項に記載された言語と異ならない構造要素を有する場合、或いは、それらが請求項に記載された言語と実質的に異なる同等の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内に含まれることを意図している。

さらに、本明細書に記載された材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを規定することを意図しているが、それらを決して限定するものではなく、例示的な実施形態を示すものである。上述した説明を検討すれば、他の多くの実施形態が当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられている同等物の全範囲とともに決定されるべきである。添付の特許請求の範囲における「comprising」および「wherein」という用語は、平易な英語における「including」および「in which」という用語の同義語として使用される。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１」、「第２」、「第３」、「上部」、「下部」、「ボトム」、「トップ」などの用語は、単にラベルとして使用され、対象物に対し数値的または位置的な要件を課すことは意図されていない。さらに、請求項の制限では、means-plus-function 形式で記載されていない。但し、そのような請求項の制限で「means for」というフレーズが明示的に使用され、その後に構成要件の無効な機能ステートメントが続く場合を除き、そのように解釈されることを意図していない。

本明細書に含まれる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、上述した発明に特定の変更を加えることができるので、添付された図面に示された上記説明の主題のすべては、本明細書における本発明の概念を説明する単なる例として解釈されることが意図されているが、本本発明を限定するものとして解釈するべきではない。

１０ バイオプロセシング・システム
１２ バイオリアクター容器
１４ ポンプ取り付けプレート
１５ 蠕動ポンプ
１７ インラインフィルター
１９ 廃液バッグ
２０ バイオリアクター・プラットフォーム
２１ ポンプ管セクション
３０ 本体
３２ 上端部
３４ 下端部
３６ トップエッジ部
３８ ボトムエッジ部
４０ 第１のサイドエッジ部
４２ 第２のサイドエッジ部
４４ 内部空洞
４６ 上部境界
４８ 下部境界
５０、５２ サイド境界
６０ 入口ポート
６２ 出口ポート
６４ ガス入口
６６ ガス出口
７０ 入口浸漬管
７２ 出口浸漬管
７３ 遠位端
１０２ 開口
１０６ ポンプループ・ブラケット
１０８ フィルターブラケット
２００ バイオプロセシング・システム
２０２ 出口流体ライン
２０４ 第１のポンプ
２０６、２１８ Ｔコネクタ
２０８ 廃液ライン
２１０ 第２のポンプ、緩衝液バッグ
２１２ 接種物／緩衝液ライン
２１６ 第３のポンプ
２２２ 媒体流体ライン
２２４ 第４のポンプ
２２６ 媒体バッグ
２２８ ロード細胞
２３０ クレーブポート
３００ グラフ

Claims (29)

1. 上端部および下端部を有する本体と、
   前記本体に形成された中空の内部空洞であって、前記上端部と前記下端部との間に位置し、処理のために生体材料を受容するように構成されている内部空洞と、
   を備えたバイオリアクター容器であって、
   前記内部空洞は、前記本体の下端部に向かって傾斜する下部境界を有し、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに前記内部空洞内の生体材料を抽出および濃縮さらに／または洗浄できるように、当該バイオリアクター容器が傾斜可能であり、
   前記内部空洞は、前記本体の下端部に近接する前記下部境界の一部分に隣接して配置されている流体出口ポートを含み、前記流体出口ポートが出口浸漬管（outlet dip tube）を含み、
   前記内部空洞は、さらに、前記下部境界の一部分に隣接して配置されている流体入口ポートを含み、前記流体入口ポートが入口浸漬管（inlet dip tube）を含むことを特徴とする、バイオリアクター容器。
2. 前記下部境界が、４５から７５度の角度であることを特徴とする、請求項１に記載のバイオリアクター容器。
3. 前記下部境界が、６２度の角度であることを特徴とする、請求項１または２に記載のバイオリアクター容器。
4. 前記出口浸漬管は、前記内部空洞の最下点に接触するか、またはその近傍にあり、生体材料の最大量が前記出口ポートを通って前記内部空洞から抽出可能であることを確実にしていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
5. 前記本体が、可撓性、透明性、および／または、略長方形の形状のうちの１つ以上を満たしていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
6. 前記出口浸漬管の遠位端が、前記内部空洞のサイド境界と、前記本体の下端部に最も近い前記下部境界の一部分との交点に近接して配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
7. 前記入口浸漬管の少なくとも一部が、前記内部空洞の下部境界のすぐ近くに維持されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
8. 前記流体入口ポートおよび前記流体出口ポートは前記本体の下端部に近接し、前記下部境界と平行であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
9. １）前記入口浸漬管は、前記内部空洞の下部境界に平行でそれに沿って延在し、前記流体入口ポートを通って中空の前記内部空洞に流入する液体が渦を生成して混合を促進している、および／または、
   ２）液体のショートカットを防ぐために、前記入口浸漬管は前記出口浸漬管の遠位端から離れている、および／または、
   ３）前記入口浸漬管は前記出口浸漬管の遠位端から５～１５ｃｍ（２インチから６インチ）の距離だけ離間している
   ことを特徴とする、請求項１から８に記載のバイオリアクター容器。
10. 前記下部境界が溶接シームであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
11. 当該バイオリアクター容器が可撓性の単回使用の細胞処理バッグであることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器であって、傾斜可能なバイオリアクター・プラットフォームと共に使用されるように構成されているバイオリアクター容器と、
    前記バイオリアクター容器に接続可能な複数の流体ラインがポンプヘッドに動作可能に接触するように、複数の蠕動ポンプと係合するように構成されたポンプ取り付けプレートと、
    を備えたバイオプロセシング・システムであって、
    前記バイオリアクター容器を実質的に直立した位置に傾けると、前記蠕動ポンプおよびインライン接線フローフィルターの助けを借りて、細胞が、前記バイオリアクター容器から抽出されて、濃縮および／または洗浄され、その結果、細胞濃縮および／または洗浄が、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに達成され得ることを特徴とする、バイオプロセシング・システム。
13. 少なくとも１つの流体ラインを介してフィルターに流体接続された廃液レセプタクルをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載のバイオプロセシング・システム。
14. 少なくとも１つの液体ラインを介して前記バイオリアクター容器に流体接続された洗浄緩衝液バッグさらに含むことを特徴とする、請求項１２または１３に記載のバイオプロセシング・システム。
15. 少なくとも１つの流体ラインを介して前記バイオリアクター容器に流体接続された媒体バッグをさらに含むことを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか一項に記載のバイオプロセシング・システム。
16. 前記バイオリアクター容器の下端部に近接する下部境界の一部分に隣接して配置された流体出口ポートであって、浸漬管を有する流体出口ポートをさらに含むことを特徴とする、請求項１２から１５のいずれか一項に記載のバイオプロセシング・システム。
17. 前記浸漬管の遠位端が、前記内部空洞のサイド境界と、本体の下端部に最も近い下部境界の一部分との交点に近接して配置されていることを特徴とする、請求項１６に記載のバイオプロセシング・システム。
18. 前記バイオリアクター容器が可撓性の単回使用の細胞処理バッグであることを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか一項に記載のバイオプロセシング・システム。
19. 前記ポンプ取り付けプレートが、４つの蠕動ポンプヘッドと係合するように構成された４つの開口を有していることを特徴とする、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のバイオプロセシング・システム。
20. 前記ポンプ取り付けプレートは、ポンプ管セクションおよび流体ラインが蠕動ポンプと動作可能に接触するように、前記ポンプ管セクションを受容して前記流体ラインを配置するように構成された複数のポンプループ・ブラケットを含むことを特徴とする、請求項１２から１９のいずれか一項に記載のバイオプロセシング・システム。
21. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のバイオリアクター容器内で細胞を処理するステップと、
    細胞を前記バイオリアクター容器から抽出できるように、前記バイオリアクター容器を実質的に直立した位置に傾けるステップと、
    前記バイオリアクター容器から細胞を抽出するステップと、
    抽出された細胞を濃縮および／または洗浄するステップと、
    を含んでなるバイオプロセシングの方法であって、
    抽出された細胞を濃縮および／または洗浄するステップが、別個のバイオプロセシング・デバイスを必要とせずに実行されることを特徴とする、方法。
22. 前記バイオリアクター容器が、前記バイオリアクター容器の下端部に近接する下部境界の一部分に隣接して配置された流体出口ポートを含み、該流体出口ポートが浸漬管を有し、
    前記流体出口ポートおよび前記浸漬管が、前記バイオリアクター容器からの細胞の抽出を促進することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
23. 前記浸漬管の遠位端が、前記内部空洞のサイド境界と、本体の下端部に最も近い下部境界の一部分との交点に近接して配置されていることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 細胞が、フィルターを利用した接線フロー処理によって濃縮および／または洗浄されることを特徴とする、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 前記フィルターが中空繊維フィルターであることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
26. 前記バイオリアクター容器に接続された流体ラインがポンプと動作可能に接触するように前記ポンプに係合するように構成されたポンプ取り付けプレートを介して、前記バイオリアクター容器を少なくとも１つの蠕動ポンプに動作可能に接続するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法。
27. ウェーブ・バイオリアクター・プラットフォームのトレイが傾斜しているときに前記バイオリアクター容器が傾斜していることを特徴とする、請求項２１から２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 細胞を処理するステップが、
    細胞を活性化するステップ; および／または
    細胞の遺伝子を組み換えるステップ、
    を含むことを特徴とする、請求項２１から２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 濃縮および／または洗浄された細胞を前記バイオリアクター容器に戻すステップと、
    細胞を新しいバイオリアクター容器に移す前に、媒体を追加して所望の細胞密度を取得するステップと、
    前記新しいバイオリアクター容器内の濃縮および／または洗浄された細胞を拡張するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項２１から２８に記載のいずれか一項に記載の方法。

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