JP7482247B2 - 粒子セトリングデバイス - Google Patents

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Description

(関連出願の相互参照)
本願は、「PARTICLE SETTLING DEVICES」と題する2020年3月19日付で出願された米国仮特許出願シリアル番号第62/991,976号に対して35 U.S.C.セクション119(e)に基づく優先権の利益を主張する。また、2019年4月4日付で出願された米国特許出願第16/375,683号(現在、米国特許第10,576,399号であり、これは、2018年4月18日付で出願された米国仮特許出願シリアル番号第62/659,295号に対して35 U.S.C.セクション119(e)に基づく優先権の利益を主張するものである)に関連し、2017年5月4日付で出願された米国特許出願第15/586,902号(現在は、米国特許第10,596,492号であり、2017年1月5日付で出願された米国特許出願第15/324,062号の一部継続出願である)に関連し、PCT出願番号第PCT/US2015/063195号(2015年12月1日の国際出願日を有し、米国が指定されているもの)に関連する。また、本願は、2016年5月6日付で出願された米国仮特許出願第62/332,546号に関連し、2017年2月15日付で出願された米国仮特許出願第62/459,509号にも関連している。米国特許出願第15/324,062号は、PCT出願番号第PCT/US2015/039723号(2015年7月9日の国際出願日を有し、米国が指定されているもの)の35 U.S.C.371に基づく国内段階の出願である。このPCT出願は、2014年7月9日付で出願した米国仮特許出願番号第62/022,276号の利益、および2014年8月14日付で出願した米国仮特許出願番号第62/037,513号の利益を主張している。PCT出願番号第PCT/US2015/063195号は、2014年12月1日付で出願された米国仮特許出願番号第62/086,122号の利益を主張している。これらの出願は、全て、その全体が参照により本明細書中に組み込まれている(又は援用されている)。
(分野)
本開示は、細胞または粒子のセトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)を提供する。当該セトリングデバイスでは、多層化された傾斜表面へのセトリング(又は沈降)が強化されている。本開示のデバイスは、多数の分野での用途を有しており、例えば、以下の(i)~(vi)が挙げられる。
(i)ポリペプチド、ホルモン、タンパク質または糖タンパク質、ワクチンまたはワクチン様の粒子、または他の小さな化学製品(例えば、エタノール、イソブタノール、イソプレノイド、フレーバーおよびフレグランスの化合物)などを分泌する細胞密度の高い生物学的な細胞培養物(哺乳動物、微生物、植物または藻類の細胞培養物);
(ii)多孔性または非多孔性の固体の触媒粒子(固体粒子をとりまく液相または気相での化学反応を触媒するもの)を分離およびリサイクルすること;
(iii)物理的な変換(又は変態又はトランスフォーメーション)(例えば、結晶化(又はクリスタリゼーション)、凝結(又はフロキュレーション)、凝集(又はアグロメレーション)、沈殿(又はプレシピテーション))などにおいて、新たに形成される固体を周囲の液相から分離および回収すること;
(iv)アフィニティ・リガンド(例えば、マイクロスフィア・ビーズに固定化(又はイモビライゼーション)されたプロテインA)に分泌タンパク質(例えば、モノクローナル抗体)などを捕捉および精製すること;
(v)様々な哺乳動物の細胞(例えば、ヒト間葉系幹細胞、分化したヒトの細胞(例えば、心筋細胞または赤血球細胞)、修飾されたヒトの細胞(例えば、キメラ抗原受容体がトランスフェクトされたT細胞またはCAR-T細胞(自家または同種の細胞治療用途のための細胞))などのインビトロ(in vitro)での増殖(又は成長);および
(vi)複雑な生物学的なコンソーシアムまたは活性スラッジ(又は下水浄化泥)または他の固体粒子を沈降(又はセトリング)および除去することによって、大規模な都市または商業的な廃水処理プラントにおける処理水を清澄化すること。
(関連技術の説明)
セトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)の上記のすべての適用分野のなかでも、より即応性のある適用可能な十分に確立された分野は、組み換え微生物または哺乳動物の細胞の懸濁培養物から分泌される生物学的なタンパク質、ポリペプチドまたはホルモンの産生である。組み換え哺乳動物細胞や微生物細胞で生物学的なタンパク質を産生する最も一般的な方法は、フェッドバッチ培養に依存している。フェッドバッチ培養では、細胞が高い細胞密度まで成長(又は増殖)し、次いで、典型的には、誘導培地(又はインダクション・メディア)または誘導剤(又はインデューサ)に暴露され、タンパク質の産生を誘発している。所望のタンパク質が細胞から分泌されるのであれば、フェッドバッチ培養から連続パーフュージョン培養(又は連続灌流培養)に切り替えた方がより有益である。連続パーフュージョン培養は、かなり長い培養期間にわたって、高い細胞密度および高い生産性を維持することができる。連続パーフュージョン培養の間には、生産的な生きた細胞は、維持されるか、あるいはバイオリアクタにリサイクルされて戻される。その間、分泌されたタンパク質は、バイオリアクタから連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)され、下流の精製プロセスに送られる。
以下の(1)~(4)がフェッドバッチ培養と比較した場合の連続パーフュージョン培養のいくつかの重要な利点である。
(1)分泌されるタンパク質の産物は、バイオリアクタから連続的に除去される。かかる産物は、死んだ細胞から培養培地(又は培養媒体)中に放出されるタンパク質分解酵素および/または解糖酵素による潜在的な分解を受けることがない。
(2)生産的な生きた細胞は、維持されるか、あるいはリサイクルされて戻されて、連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、高い細胞密度を達成する。生産的な生きた細胞は、連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、はるかに長い培養期間にわたって、制御されたバイオリアクタ環境において、価値あるタンパク質を産生し続ける。これは、それぞれのフェッドバッチ培養の終了時に殺してバイオリアクタから取り出すのとは異なるものである。
(3)パーフュージョン・バイオリアクタの環境は、定常状態にかなり近い状態を維持することができる(それにより、設計上、より一貫した製品の品質を維持する)。このとき、新鮮な栄養培地(又は培養媒体)を連続的にに添加して、回収したタンパク質産生物とともに老廃物を除去する。これは、フェッドバッチ培養における栄養分および老廃物の濃度が動的に変化するのとは異なるものである。
(4)セル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)のサブセットを使用することによって、より小さい死細胞または瀕死の細胞を、パーフュージョン・バイオリアクタから選択的に除去することができる。その後、これらの細胞は、溶解し、その細胞内酵素を放出する。それによって、高い生存率(又はバイアビリティ・フラクション(viability fraction))の細胞を維持し、高品質の分泌タンパク質産生物を、回収された状態で維持する。
哺乳動物の細胞培養の産業では、多くのセル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)が開発されている。
例えば、インターナル・スピン・フィルタ・デバイス(Himmelfarbら、Science 164:555-557、1969)、エクスターナル・フィルトレーション・モジュール(Brennanら、Biotechnol.Techniques、1(3).169-174, 1987)、ホロー・ファイバー・モジュール(Knazekら、Science, 178: 65-67, 1972)、サイクロンでの重力によるセトリング(Kitanoら, Appli. Microbiol. Biotechnol. 24, 282-286, 1986)、傾斜セトラ(Battら, Biotechnology Progress, 6:458-464, 1990)、連続遠心分離(Johnsonら、Biotechnology Progress, 12, 855-864, 1999)、およびアコースティック・フィルタリング(Gorenfloら、Biotechnology Progress, 19, 30-36, 2003)。
サイクロンは、哺乳動物の細胞培養の実験に使用されるデバイスの寸法(又は大きさ又はサイズ)およびハーベスト・フロー・レート(又は回収フローレート)では、十分な細胞分離のための十分な遠心力を発生させることができないことが判明している(Kitanoら、1986)。哺乳動物細胞は、効率的な細胞分離に必要とされるより高いフローレート(又は流速又は流量)(および遠心力)において、深刻なダメージ(又は損傷)を受ける(Elsayedら、Eng. Life Sci., 6: 347-354, 2006)。他のデバイス(又は装置)のほとんどが、回収物(又はハーベスト)から、全ての哺乳動物細胞を適切に保持(又はリテンション)する。その一方で、かかるデバイス(又は装置)は、バイオリアクタにおいて、所望の生細胞から死細胞を分離することができない。その結果、死細胞は、パーフュージョン・バイオリアクタ内に蓄積され続けて、メンブレンフィルタが目詰まりを起こし、連続パーフュージョン・バイオリアクタを停止せざるを得ない(哺乳動物細胞の培養では、典型的には、3~4週間以内)。
今日、利用可能な全てのセル・リテンション・デバイスのなかでも、傾斜セトラ(Battら、1990、上記、および Searlesら、Biotechnology Progress, 10:198-206、1994)だけが、オーバーフロー・ストリームまたはハーベスト・ストリームの中のより小さな死細胞および細胞破片の選択的な除去を可能にしている。その一方で、より大きく生産的な生きた哺乳動物細胞は、アンダーフローを介して、継続的にリサイクルされて、パーフュージョン・バイオリアクタに戻されている。したがって、タンパク質産生物が傾斜セトラのトップ(又は頂部又は上部)から連続的に回収される間において、高い生存率および高い細胞密度でパーフュージョン・バイオリアクタの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)を無期限に続けることが実行できる。
傾斜セトラは、従前、マルチプレート・セトラまたはラメラ・セトラとして、スケールアップされている(Probstein, R. F., 米国特許第4,151,084号、1979年4月)。そして、いくつかの大規模な工業プロセス(例えば、廃水処理、飲用水の清澄化、メタル・フィニッシング(又は金属仕上げ)、マイニング(又は鉱業)および触媒のリサイクル)において、広く用いられてきた(例えば、Odueyngboら, 米国特許第7,078,439号、2006年7月)。
シングル・プレートの傾斜セトラの最初の実証(Battら、1990)を引用して、哺乳動物の細胞培養の用途における分泌タンパク質の生産性(又はプロダクティビティ(productivity))を高めており、マルチ・プレート・セトラ・デバイスまたはラメラ・セトラ・デバイスが、ハイブリドーマ細胞の培養に用いるための傾斜セトラのスケールアップに関して、特許されている(Thompson および Wilson、米国特許第5,817,505号、1998年10月)。このようなラメラ傾斜セトラ・デバイスを使用して、長期間にわたって(例えば、数ヶ月にわたって、パーフュージョン培養を終了する必要は、全くない)、高いバイオリアクタの生産性(又はプロダクティビティ)(高い細胞密度に起因する)および高い生存率(又はバイアビリティ)(>90%)で、連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、組み換え哺乳動物細胞を培養している。米国特許公開番号第2011/0097800号(Kaulingら)において、傾斜した角度でラップされた円筒形のチューブを使用した傾斜セトラのスケールアップバージョンが記載されている。このデバイス(又は装置)は、より大きな哺乳動物の細胞(例えば、CHO、BHK、HEK、HKB、ハイブリドーマ細胞、繊毛虫、および昆虫細胞)の培養に有用であることが記載されている。
より小さく、したがって、より困難な微生物細胞のパーフュージョン・バイオリアクタ培養において、分泌タンパク質産生物を回収(又は収穫又はハーベスト)するために、このようなセル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)が実証されたことは、これれまでにない。ラメラ・セトラは、細胞のセトリング(又は沈降)を研究するために酵母細胞で試験されているが、限られた成功に終わっている(Bungay および Millspaugh, Biotechnology and Bioengineering, 23:640-641, 1984)。ハイドロサイクロンは、主として、ビールから酵母細胞を分離するために、酵母懸濁液で試験されているが、やはり、限られた成功しか得られていない(Yuanら、Bioseparation, 6:159-163, 1996;Cilliers および Harrison, Chemical Engineering Journal, 65:21-26, 1997)。
従って、比較的に小さなスペースで、液体懸濁液中の粒子において、遠心力および重力を解放することができる粒子セトリングデバイス(又は粒子セトリング装置又は粒子沈降デバイス又は粒子沈降装置)が望まれている。
(要旨)
本開示は、細胞または粒子のセトリングデバイスを提供する。当該セトリングデバイスでは、ハウジングの内部に配置(又は配列又は整列)される、多層化されて傾斜した表面において、セトリング(又は沈降)が強化されている。ハウジングは、サイクロン・ハウジングであってよい。本開示の粒子分離デバイス(又は粒子セパレーション・デバイス)は、多数の用途で使用することができ、先行技術の分離デバイスと比較して、大きな改善(又は改良)を示すことができる。かかるセトリング・デバイスにおいて、傾斜した表面は、複数の垂直(方向)の円筒形のプレートに取り付けられてよい。セトリング・デバイスは、螺旋円錐表面(又はスパイラル・コニカル・サーフェス)、または、いくつかの傾斜したプレート(角度が付いた円錐表面に近似していて、螺旋(又はスパイラル)のボトム(又は底部又は下部)に接続されている)を含んでよい。多数の層状の傾斜したプレートは、バルク液体からの粒子の沈降効率を向上させる。バルク流体は、円錐形のアセンブリの内部で下方または上方に運動(又は移動)するものである。円錐形のアセンブリにおいて、液体のボリューム(又は容量又は容積又は体積)は、円錐形または螺旋形の沈降表面の周囲部から沈降装置の中央部に向けて進んで運動(又は移動)するものである。
本開示のセトラ・デバイスは、ハウジングを含んでよい。ハウジングは、連続した(又は一連の)積み重なった(又はスタックした)コーンを囲むものであり、このようなコーンは、ハウジングの内部に位置付けられており(又は配置されており)、中央の開口部に向かってテーパリングして下がっている(又はテーパ状になっている又は先細りしている)。垂直(方向)のプレートは存在していない。この実施形態のコーンは、互いに重ねられて、スタック状態で支持(又はサポート)されている。このような支持は、スタック内で連続するコーン間の距離(またはチャネル幅)を維持するサポート(又は支持体)によるものである。サポート(又は支持体)は、3以上の突出部(又はプロジェクション)を含んでよい。かかる突出部は、1以上のコーンの上方の表面(又は上面)および/または下方の表面(又は下面)に取り付けられている。それによって、所望の距離(所望のチャネル幅)で間隔をあけてコーンを連続して位置付けることができる(又は配置することができる)。必要に応じて、サポート(又は支持体)は、少なくとも3つのL字形の構成要素(又は要素又はエレメント)を含んでよい。L字形の構成要素は、各コーンの表面に相互接続されている。このような表面は、コーンの切り取られた頂部(又はアペックス)から遠位にある。L字形の構成要素は、第1の側部(又はサイド)を含み、頂部で第2の側部(又はサイド)に相互接続されている。L字形の構成要素は、上記の表面に相互接続されていて、そうすることで、第1の側部(又は側面又はサイド)が、コーンのスタックにおける第2コーンを支持するようになる。第2の側部(又はサイド)は、コーンの表面に対して、実質的に平行(又はパラレル)である。必要に応じて、第2の側部(又はサイド)は、ハウジングの内表面からコーンを離間するように、コーンを越えて突出してよい。いくつかの実施形態において、積み重ねられた円錐表面から中央の開口部に向けて液体または懸濁した粒子のフロー(又は流れ)を妨げるプラグ(又は栓)または他の障害物は存在していない。
本開示のセトラ・デバイスは、以下の(1)および(2)を囲むハウジングを含んでよい。
(1)2以上のコーンがスタックした第1スタック(それぞれのコーンが中央の開口部を有している)、および
(2)2以上のコーンがスタックした任意の第2スタック(それぞれのコーンが中央の開口部を有していて、そのボトム(又は底部又は下部)またはボトム(又は底部又は下部)付近で結合(又はジョイント)されており、円錐表面が、ハウジングのボトム(又は底部又は下部)にある中央の開口部に向けてテーパリングして下がっている(又はテーパ状になっている又は先細りしている)。
スタックしたコーン(又は積み重ねられた又は積層したコーン)(2以上のコーンがスタックした第1のスタックと、任意の第2スタックの両方においてスタックしたコーン)は、かかるスタックにおいて、次の連続するコーンの上方に各コーンを支持する少なくとも3つの突出部(又はプロジェクション)を含んでよい。突出部は、好ましくは、実質的に一定の距離で配置されており、ほぼ等しい寸法(又は大きさ又はサイズ)で形成されている。そうすることで、スタックのすべてのコーンの間にほぼ等しい間隔(又は空間又はスペース)で、スタックにおいて連続するコーンをそれぞれ保持(又は保持)している。一実施形態において、少なくとも3つの突出部が各コーンに対して存在する。それによって、連続するコーンをそれぞれ適切に支持(又はサポート)している。しかし、各コーンは、必要に応じて、3よりも多くの突出部を含んでよく、そうすることで、コーンを十分または適切に支持(又はサポート)している。例えば、各コーンは、4つの突出部を含んでよい。あるいは、8つの突出部を含んでよい。そうすることで、スタックにおいて、次の連続するコーンを支持(又はサポート)している。
突出部(又はプロジェクション)、または「垂直(方向)のサポート(又は支持体)」は、中央の開口部あるいはハウジングの内周部(ハウジングとコーンとの間にある)のまわりの隙間(又はギャップ)に向かって、沈降(又はセトリング)した粒子または細胞がコーンの表面を滑り落ちるのを妨げる障害物となり得るものである。かかる突出物は、コーンの片方の表面に取り付けられている。しかし、かかる突出物は、コーンのスタックにおいて、別のコーンに取り付けられる必要はない。したがって、かかる突出物は、必要ないものであり、ほとんどの実施形態において、スタック内の2以上のコーンを互いに結合させることはない。
好ましくは、コーンのスタックにおいて、それぞれ連続するコーンを支持(又はサポート)する突出部によって形成される連続的な円錐形の表面のそれぞれの間に実質的に一定の間隔(又は空間又はスペース)が存在する。連続するコーン間の間隔は、約1mm~約2.5cmの間で変化させてよい。
このようなコーンの連続するスタックによって提供されるセトリング表面(又は沈降表面)の配置(又は配列又は整列又はアレンジメント)は、そのそれぞれが、次の連続するコーンによって支持(又はサポート)されるものであるが、次の連続するコーンに恒久的に取り付けられるものではないので、分離の用途に特に有用である。このような用途において、粒子セトリングデバイス、およびその中の円錐表面は、定期的または継続的なサービス(又は整備)(例えば、セトラ・デバイスの円錐形のセトリング表面の分解および洗浄)を必要とする。
このようなコーンの第1スタックおよび任意の第2のスタックの配置(又は配列又は整列又はアレンジメント)は、バルク液体がセトリングデバイスを通って運動(又は移動)することから、粒子のバルク液体からのセトリング効率(又は沈降効率)を顕著に向上させる。細胞などの粒子を含むバルク液体は、本開示のセトラ・デバイスのスタックしたコーンを通って運動(又は移動)するので、より大きな粒子(例えば、生産的で生きている細胞)がコーンの表面上に沈降(又はセトリング又はセトル)する。コーンの上方または第1のスタックを滑り落ちる細胞は、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)まで円錐表面を滑り落ち、ハウジングの円錐部分に垂直(方向)に落下する。さらに、コーンの下方または第2のスタックを滑り落ちる細胞は、コーンの中央の開口部まで円錐表面を滑り落ち、ハウジングの中央の開口部に向かって垂直(方向)に落下する。
かかるデバイスは、従来のセトリングデバイスのより典型的な1次元または2次元のスケール(又はスケーリング)と比較して、分離表面が3次元的でボリューム(又は容量又は容積又は体積)に応じてスケールアップまたはスケールダウンされるため、様々な産業または用途または寸法(又は大きさ又はサイズ)(又は異なる産業または用途または寸法(又は大きさ又はサイズ))の分離のニーズに合わせて、スケールアップまたはスケールダウンすることができる。
本開示のデバイスのスケールアップは、ハウジングの直径を増加させる(および、それに対応して、内部に積み重ねられるコーンの直径を増加させる)および/またはハウジングの高さを増加させる(これは、コーンの第1スタックおよび第2スタックのいずれか一方または両方においてコーンの数を増加させる)ことによって単に実行することができる。細胞沈降(又はセル・セトリング)のための有効な投影面積は、ハウジングの直径の二乗に比例して増加し、内部の円筒の高さに比例して増加する。本開示のコンパクトなセトリングデバイスの有効な沈降面積(又はセトリング面積)は、ハウジングの直径の3乗に比例して(さらに内部のセトラの高さに比例して増加するものと仮定する)、またはハウジングのボリューム(又は容量又は容積又は体積)に等しく比例してスケールがアップする。このような有効沈降面積の3次元的なスケールアップまたはボリューム(又は容量又は容積又は体積)に応じてスケールアップすることによって、本開示のセトリングデバイスは、従前の傾斜セトラ・デバイスと比較して、はるかによりコンパクトになる。
様々なシリンダ(又は異なるシリンダ)またはコーンの間の環状の領域における半径(方向)の間隔(又は空間又はスペース)は、約1cm~約10cmであってよい。約2.5cm程度が最適である。傾斜したセトリング・コーンと、次の連続するコーンの内表面との間の小さなクリアランス(約1mm~1cm)は、沈降粒子(例えば、細胞)がコーンのボトム(又は底部又は下部)まで、ずっと滑り落ちるのではなく、コーンの表面を滑り落ち、側部(又は側面又はサイド)でコーンから出るのに有用な空間(又はスペース)を提供する。側部(又はサイド)から出る細胞は、各円筒の内側に沿って、垂直(方向)に沈降(又はセトリング)する。かかる沈降細胞は、各円筒のボトム(又は底部又は下部)にある円錐表面に到達すると、コーンの傾斜した表面を滑り落ち、サイクロン・ハウジングのボトム(又は底部又は下部)にある中央の開口部へと移動する。傾斜した円錐表面を下って中央の開口部に向かう間に流体の速度を増加させることの利点は、コーンを滑り落ちる沈降細胞の数が増加し、それらが中央の開口部に掃き落されることである。液体をより速い速度で蓄積させることではない。
沈降表面の傾斜の角度は、一定であっても、一定でなくてもよく、垂直(方向)から、約15度(°)と約75(°)との間の範囲内である。より粘着性の粒子(典型的には、哺乳動物の細胞)と共に使用する場合、傾斜の角度は、垂直(方向)により近いものであってよい(すなわち、垂直(方向)から約15度(°))。粘着性のない固体触媒粒子と共に使用する場合、傾斜の角度は、垂直(方向)から、さらに離れてよい(例えば、垂直(方向)から約75度(°))。いくつかの実施形態において、円錐表面は、弓形(又は弧状又はアーチ状)の長手方向の断面を有する。そうすることで、傾斜の角度が、長手軸に対して、約10度(°)~約80度(°)、または約15度(°)~約75度(°)の間で変化するようになる。
本開示のセトラ・デバイスは、すべて、ハウジングの第1開口部の反対側の端部において、ハウジングの少なくとも一部にわたって、クロージャ(又は封止部)またはリッド(又は蓋)を含んでよい。かかる実施形態のすべてにおいて、クロージャ(又は封止部)またはリッド(又は蓋)は、さらに、アウトレット(又は出口)またはポートを含んでよい。これらは、液体を除去するか、あるいはセトラ・デバイスに液体を入れるためのものである。ハウジングおよび/またはリッド(又は蓋)の開口部および追加のポートまたはアウトレット(又は出口)は、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通している。それによって、セトラ・デバイスのハウジングへの液体および/またはハウジングからの液体の通過を可能にしており、このような開口部またはインレット(または入口)/アウトレット(又は出口)の場合において、それぞれ、ハウジングに入る通路およびハウジングから出る通路は、開閉可能なバルブまたは他の機構を含んでよく、本開示のセトラ・デバイスに入る液体の流れ(又はフロー)または本開示のセトラ・デバイスから出る液体の流れ(又はフロー)を停止または制限することができる。
本開示の粒子セトリングデバイスは、ハウジングと、かかるハウジングの内部に配置される少なくとも1つの垂直(方向)のチューブ(又は管)とを含んでよい。少なくとも1つの垂直(方向)のチューブは、一方の端部が円錐表面と結合(又はジョイント)しており、この円錐表面は、サイクロン・ハウジングの第1開口部に向けてテーパ状に下がっている(又は先細りになっている)。ハウジングには、少なくとも1つの追加の開口部があり、これは、第1開口部の実質的に反対側にある。
円錐表面の傾斜の角度は、一実施形態において、垂直(方向)から約45度(°)である。あるいは、垂直(方向)から約15度(°)と、垂直(方向)から約75度(°)との間で変化してよい。必要に応じて、円錐表面および/またはハウジングのトップ(又は頂部又は上部)またはボトム(又は底部又は下部)は、凹状(又は凹面)または凸状(又は凸面)の形状を有してよい。そうすることで、傾斜の角度が、垂直(方向)から約15度(°)と、垂直(方向)から約75度(°)との間で変化するようになる。
隣接する垂直(方向)のチューブ(又は管)の間に形成される環状のリング状のチャネルの幅は、約1mmと、約50mmとの間である。セトラ・デバイスにおける垂直(方向)のチューブ(又は管)の数は、約2と約30との間であってよい。
セトラ・デバイスは、ハウジングの第1開口部の反対側の端部において、ハウジングの少なくとも一部にわたって、クロージャ(又は封止部)を含んでよい。ハウジングにおいて、少なくとも1つの追加の開口部は、少なくとも1つの垂直(方向)のチューブ(又は管)に正接するハウジングの側部(又はサイド)から開口するように構成されてよい。このような開口部は、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通する。
液体のハーベスト・アウトレット(又は回収アウトレット又は回収出口)は、クロージャ(又は封止部)に形成されてよく、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通する。
本開示の1つの態様は、細胞治療製品(又はセル・セラピー・プロダクト)、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品(又はジーン・セラピー・プロダクト)の製造での使用において操作可能(又は作動可能又は運転可能)なセトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)である。
当該セトリングデバイスは、以下の(1)下方円錐部分と、(2)円筒部分と、(3)複数のコーンと、(4)上方部分と、(5)外側導管とを含んで成る。
(1)下方円錐部分は、ポートを有する。
(2)円筒部分は、(i)下方の端部と、(ii)上方の端部と、(iii)内壁部とを有し、下方の端部は、下方円錐部分に接し、なおかつ下方円錐部分から上方に延在している。
(3)複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられている。複数のコーンの各コーンは、(i)第1開口部を有する本体と、(ii)第2開口部と、(iii)外縁部(又は外側のエッジ)とを含んで成る。第1開口部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。第2開口部は、第1開口部よりも大きい。外縁部は、第2開口部の近くにあり、円筒部分の内壁部から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
(4)上方部分は、円筒部分の上方の端部に接続されている。
(5)外側導管は、上方部分から延在し、なおかつ、円筒部分の内壁部と、コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している。
一実施形態において、複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされている。
下方円錐部分のポートは、長手軸とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)されてよい。必要に応じて、セトリングデバイスは、下部円錐部分を通るポートを1つだけ有している。
一実施形態において、外側導管は、長手軸に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されている。
外側導管は、セトリングデバイスから流体を取り出す(又は引き出す)ためのルーメン(又は管腔)およびオリフィス(又は穴)を含んでよい。オリフィスは、存在する場合、セトリングデバイスの内部において、所定のレベル(又は高さ又は大きさ)で流体を取り出す(又は引き出す)ために、円筒部分の上方の端部(又は上端)と、下方の端部(又は下端)との間に位置付けられている(又は配置されている)。
追加的または代替的に、セトリングデバイスの内部において、コンディション(又は状態又は条件)を測定するために、外側導管にセンサが関連付けられてよい(又は結合されてよい)。一実施形態において、センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するために操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。センサは、円筒部分の上方の端部(又は上端)と、下方の端部(又は下端)との間に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
一実施形態において、センサは、蛍光プローブである。蛍光プローブからの光を受け取るリーダ(またはメータ)は、外側導管に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。必要に応じて、外側導管は、蛍光プローブからの光がそこを通過することができるように、透明または半透明である。
リーダは、蛍光プローブから制御システム(又はコントロール・システム)にデータを送ることができる。一実施形態において、リーダは、制御システムにデータを送るための光ファイバーまたはワイヤーを含んで成る。追加的または代替的に、リーダは、制御システムにデータを送るための無線(又はワイヤレス)の手段を使用してよい。
必要に応じて、セトラ・デバイスは、環状の空間に延在する複数の外側導管を含んで成る。一実施形態において、複数の外側導管の第1導管は、第1の長さを有する。複数の外側導管の第2導管は、第2の長さを有する。第2の長さは、第1の長さとは異なる長さである。この態様において、第1外側導管は、円筒部分の第1の高さにおいてコンディション(又は状態又は条件)をサンプリングすることができるか、または流体を取り出す(又は引き出す)ことができる。第2外側導管は、第1の高さとは異なる円筒部分の第2の高さにおいてコンディション(又は状態又は条件)をサンプリングするか、または流体を取り出す(又は引き出す)ことができる。
一実施形態において、上方部分の形状は、円錐形である。円錐形の上方部分は、第1端部と、第2端部とを含んで成る。第1端部は、第1直径を有する。第2端部は、第2直径を有する。第2直径は、第1直径よりも大きい。
一実施形態において、第1端部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。必要に応じて、上方部分の第1端部は、複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2の開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
セトリングデバイスは、必要に応じて、上方部分の第1端部から延在する第2導管を含んで成る。第2導管は、複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部を通って、下方に延在し、複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムまで(又はセントラル・カラムの内部まで)延在している。
一実施形態において、第2導管は、第2の長さを有する。そうすることで、第2導管の第2端部が円筒部分の第2のレベル(又は高さ又は大きさ)に存在するようになる(又は位置するようになる)。さらに、外側導管は、第1の長さを有してよい。そうすることで、外側導管の第1端部が、円筒部分の第1のレベル(又は高さ又は大きさ)に存在するようになる(又は位置するようになる)。第1のレベルは、第2のレベルとは異なるものである。
一実施形態において、第2導管は、セントラル・カラムにおいて、流体のコンディション(又は状態又は条件)を測定するためのセンサを含んで成る。センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。センサは、セントラル・カラムの上方の端部(又は上端)と、下方の端部(又は下端)との間に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。必要に応じて、第2導管は、透明または半透明である。それによって、第2導管の内部に位置付けられるリーダ(又は配置されるリーダ)にセンサからの光を送るようになる。
追加的または代替的に、第2導管は、セントラル・カラムから流体を取り出す(又は引き出す)ためのルーメン(又は管腔)およびオリフィス(又は穴)を有する。
必要に応じて、セトラ・デバイスは、セントラル・カラムに延在する複数の第2導管を含んで成る。一実施形態において、複数の第2の導管は、それぞれ、様々な長さ(又は異なる長さ)を有する。そうすることで、第2導管は、それぞれ、セントラル・カラムの様々なレベル(又は異なるレベル)でコンディション(又は状態又は条件)をサンプリングすることができるか、あるいは流体を取り出す(又は引き出す)ことができるようになる。
一実施形態において、セトリングデバイスは、第1ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)をさらに含んで成る。第1ディストリビュータ・エレメントは、セトリングデバイスの内部に位置付けられている(又は配置されている)。第1ディストリビュータ・エレメントは、セトリングデバイスに流体を導入するか、またはセトリングデバイスから流体を取り出す(又は引き出す)ように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。
第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングを含んでよい。第1リングは、複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在している。必要に応じて、第1リングは、最も低いコーンに接触して、最も低いコーンを支持(又はサポート)している。あるいは、第1リングは、最も下方のコーンから離間されている(又は間隔をあけて配置されている)。
一実施形態において、第1リングは、最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられている(又は配置されている)。必要に応じて、第1リングは、最も下方のコーンの第2の開口部と、第1開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
一実施形態において、第1リングは、環状の空間(又はスペース)において上方に延在している第1チューブに接続され、なおかつ上方部分にも接続されている。第1チューブは、1以上の複数のコーンの外縁部(又は外側のエッジ)に接触してよい。あるいは、第1チューブは、外縁部から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。第1リングは、必要に応じて、2~5本の第1チューブを有する。
第1リングは、複数のアパチャ(又は開口)を含んで成る。アパチャは、セトリングデバイスに流体を流し入れるためのものである。一実施形態において、第1リングのアパチャ(又は開口)は、気体(又はガス)がそこを通って流れるような寸法(又は大きさ又はサイズ)に調節されている。必要に応じて、空気(又はエア)、O、COおよびNの1以上が、第1ディストリビュータ・エレメントを通して、セトリングデバイスに導入されてよい。
追加的または代替的に、セトリングデバイスは、第2ディストリビュータ・エレメント(第2ディストリビュータ要素)を含んでよい。第2ディストリビュータ・エレメントは、セトリングデバイスの内部に位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、第2ディストリビュータ・エレメントは、第1ディストリビュータ・エレメントから離れている(又は別のものである)。
第2ディストリビュータは、最も下方のコーンの外表面のまわりに延在する第2リングを含んで成る。一実施形態において、第2リングは、第1リングと、最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
一実施形態において、第2リングは、最も下方のコーンと接触している。あるいは、第2リングは、最も下方のコーンから離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
第2リングは、第2チューブを含んで成る。第2チューブは、環状の空間(又はスペース)において、上方部分まで、上方に延在している。第2リングは、必要に応じて、2~5本の第2チューブを有する。
あるいは、第1ディストリビュータ・エレメントは、(i)下方表面と、(ii)下方突部と、(iii)上方表面と、(iv)上方突部と、(v)複数のホールとを有する本体を含んで成る。
下方突部は、下方表面から延在して、本体の下方表面と、下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定する。
上方突部は、上方表面から延在して、本体の上方表面と、複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間(又はスペース)を規定する。
複数のホールは、本体を通して延在し、本体の大きな端部の近くにある。
一実施形態において、複数のコーンの各コーンの内表面は、凸状(又は凸面)である。各コーンの内表面は、長手軸に対して、約5度(°)から約85度(°)の間の角度で配向(又は配置)されてよい。
追加的または代替的に、コーンの本体の長手方向の断面は、弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状のライン(又は線)を形成する。一実施形態において、ライン(又は線)は、第1開口部に近い第1曲率半径と、第2開口部に近い第2曲率半径とを有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている。
本開示の別の態様は、懸濁液中の粒子をセトリングする(又は沈降させる)ための方法である。当該方法は、
(1)セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)を含み、セトリングデバイスが、(i)下方円錐部分と、(ii)円筒部分と、(iii)複数のコーンと、(iv)上方部分と、(v)第1導管と、(vi)外側導管と、(vii)センサとを含んで成り、
下方円錐部分は、ポートを有し、
円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、下方の端部は、下方円錐部分に接し、なおかつ下方円錐部分から上方に延在しており、
複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部(又は外側のエッジ)とを含んで成り、
第1開口部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
外縁部(又は外側のエッジ)は、第2開口部の近くにあり、円筒部分の内壁部から離間しており(又は間隔をあけて配置されており)、
上方部分は、円筒部分の上方の端部に接続されており、
第1導管は、上方部分から延在し、オリフィス(又は穴)を含んで成り、オリフィスは、複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムに位置付けられており(又は配置されており)、
外側導管は、上方部分から延在し、なおかつ、円筒部分の内壁部と、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)との間の環状の空間(又はスペース)において、下方に延在しており、
センサは、外側導管に関連付けられている(又は結合されている)。
当該方法は、さらに、
(2)外側導管に関連付けられたセンサ(又は結合されたセンサ)を用いて、環状の空間(又はスペース)において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定すること(又は工程又はステップ)と、
(3)第1導管のオリフィス(又は穴)を通して、清澄化した液体を回収すること(又は工程又はステップ)と、
(4)下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収すること(又は工程又はステップ)と
を含む。
一実施形態において、液体懸濁液は、組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母および真核細胞の少なくとも1つを含んで成る。
追加的または代替的に、液体懸濁液は、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞の1以上を含んでよい。
一実施形態において、液体懸濁液は、マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上を含んでよい。
追加的または代替的に、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素(例えば、テルペン、イソプレノイド、ポリプレノイド)、ポリペプチド、タンパク質(例えば、ブラゼイン、コロニー刺激因子)、アルコール、脂肪酸、ホルモン(例えば、インスリン、成長因子)、炭水化物、糖タンパク質(例えば、エリスロポエチン、モノクローナル抗体)、ビールおよびバイオディーゼルを含んで成る。
当該方法は、セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの少なくとも1つを制御(又はコントロール)することをさらに含んでよい。一実施形態において、制御すること(又はコントロール)は、以下の(i)および(ii)の少なくとも1つを含む。
(i)セトリングデバイスへの気体(又はガス)のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)すること(又は工程又はステップ)、および
(ii)セトリングデバイスへの様々な液体メディア成分(又は異なる液体メディア成分又は液体培地成分又は液体媒体成分又はリキッド・メディア・コンポーネント)のフロー・レートを操作(又はマニピュレーション)すること(又は工程又はステップ)。
必要に応じて、気体(又はガス)は、空気(又はエア)、O、COおよびNの少なくとも1つである。気体(又はガス)は、第1ディストリビュータ・エレメントを通して導入されてよい。一実施形態において、液体メディア成分は、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングで入れる。
一実施形態において、セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)は、セトリングデバイスの内部に位置付けられたディストリビュータ・エレメント(又は配置されたディストリビュータ・エレメント)を通して液体懸濁液をポンピングすることを含む。ディストリビュータ・エレメントは、複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
セトリングデバイスは、第1ディストリビュータ・エレメントを含んでよい。第1ディストリビュータ・エレメントは、セトリングデバイスの内部に位置付けられている(又は配置されている)。第1ディストリビュータ・エレメントは、(i)第1リングと、(ii)第1チューブとを含んで成る。
(i)第1リングは、複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
(ii)第1チューブは、第1リングから、環状の空間(又はスペース)に、上方部分まで、上方に延在している。
必要に応じて、セトリングデバイスは、第2ディストリビュータ・エレメントを含んで成る。第2ディストリビュータ・エレメントは、セトリングデバイスの内部に位置付けられている(又は配置されている)。第2ディストリビュータ・エレメントは、(i)第2リングと、(ii)第2チューブとを含んで成る。
(i)第2リングは、最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
(ii)第2チューブは、第2リングから、環状の空間に、上方部分まで上方に延在している。
いくつかの実施形態において、当該方法は、上方部分から延在する第2導管に関連付けられたセンサ(又は結合されたセンサ)を用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することをさらに含む。
追加的または代替的に、当該方法は、セントラル・カラムに位置付けられたセンサ(又は配置されたセンサ)を用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することを含んでよい。一実施形態において、センサは、第1導管に関連付けられている(又は結合されている)。あるいは、センサは、上方部分からセントラル・カラムに延在する第3導管に関連付けられている(又は結合されている)。
一実施形態において、上方部分の形状は、円錐形である。円錐形の上方部分は、第1端部と第2端部とを有する。第1端部は第1直径を有し、第2端部は第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きい。
一実施形態において、第1端部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。必要に応じて、上方部分の第1端部は、複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
本開示の別の態様は、以下の(1)~(7)の1以上を含んで成るハウジングを含んでよいが、このようなハウジングに限定されない粒子セトリングデバイスである。
(1)第1円錐部分、
(2)第2円錐部分、
(3)第1円錐部分と第2円錐部分との間に配置される円筒部分、
(4)液体をハウジングに導入するための少なくとも1つのインレット(または入口)、
(5)第1アウトレット・ポート(又は第1出口)、
(6)第2アウトレット・ポート(又は第2出口)、および
(7)ハウジングの内部に配置されるコーンの第1スタック。
一実施形態において、第1アウトレット・ポート(又は第1出口)は、第1円錐部分に関連付けられている(又は結合されている)。第2アウトレット・ポート(又は第2出口)は、第2円錐部分に関連付けられている(又は結合されている)。必要に応じて、ハウジングに導入される液体は、粒子を含む液体懸濁液であってよい。粒子は、複数のサイズ(又は寸法又は大きさ)を有するものであってよい。
一実施形態において、第1アウトレット・ポート(又は第1出口)は、清澄化された液体を回収(又は収穫又はハーベスト)するためのものであってよい。清澄化された液体は、粒子の第1サブセットを含んでよい。粒子の第1サブセットは、細胞破片、死細胞などを含んでよい。必要に応じて、第1アウトレット・ポートは、ハウジングのクロージャ(又は封止部)に形成されてよい。第1アウトレット・ポートは、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通している。
必要に応じて、別の実施形態において、第2アウトレット・ポートは、濃縮された液体を回収(又は収穫又はハーベスト)するためのものであってよい。濃縮された液体は、生細胞などの粒子の第2サブセットを含んでよい。典型的には、粒子の第2サブセットに含まれる粒子は、概して、粒子の第1サブセットに含まれる粒子よりも大きい。粒子の第2サブセットに含まれる各粒子は、概して、粒子の第1サブセットに含まれる粒子よりも大きな質量を有する。第2アウトレット・ポートは、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通している。
コーンの第1スタックは、第1円錐部分の少なくとも一部分を占める。必要に応じて、コーンの第1スタックは、円筒部分の少なくとも一部を占める。必要に応じて、コーンの第1スタックに含まれる1以上のコーンは、切り詰められた頂部(又はアペックス)を含んで成る。かかる頂部は、第1アウトレット・ポートに向けて配置(又は配向)されている。追加的または代替的に、コーンの第1スタックに含まれる少なくとも1つのコーンには、中央の開口部がない。別の実施形態において、コーンの第1スタックに含まれる各コーンは、開いた基部(又はオープン・ベース)を含んで成る。かかる基部は、第2アウトレット・ポートに向けて配置(又は配向)されている。コーンの第1スタックに含まれるコーンは、概して、ハウジングの内部において、センタリングされている。例えば、コーンの第1スタックに含まれるコーンは、1以上のコーンの切り詰められた頂部(又はアペックス)によって形成される実質的に中央の開口部を中心としてセンタリングされてよい。
必要に応じて、ハウジングは、コーンの第2スタックをさらに含んでよい。コーンの第2スタックは、第2円錐部分の少なくとも一部を占めてよい。そして、コーンの第2スタックは、円筒部分の少なくとも一部を占めてよい。一実施形態において、コーンの第2スタックに含まれる各コーンは、コーンの第1スタックに含まれるコーンに対して、逆向きである。
必要に応じて、コーンの第1スタックにおいて、コーンの表面の傾斜の角度は、垂直(方向)から、約15度(°)と約75度(°)との間で変動してよい。一実施形態において、コーンの表面は、円錐表面の断面が弓形(又は弧状又はアーチ状)のライン(又は線)を規定するように、凸状(又は凸面)または凹状(又は凹面)である。別の実施形態において、コーンの傾斜の角度は、垂直(方向)から、15度(°)と75度(°)との間の任意の角度で一定であってよい。一実施形態において、コーンの傾斜の角度は、約45度(°)である。
別の実施形態において、コーンの第2スタックに含まれる各コーンは、切り詰められた頂部(又はアペックス)を含んで成る。かかる頂部は、第2アウトレット・ポートに向けて配置(又は配向)されている。また、コーンの第2のスタックに含まれる各コーンは、開いた基部(又はオープン・ベース)を含んでよい。かかる基部は、第1アウトレット・ポートに向けて配置(又は配向)されている。一実施形態において、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、概して、ハウジングの内部でセンタリングされている。別の実施形態において、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、概して、1以上のコーンの切り詰められた頂部(又はアペックス)によって形成される実質的に中央の開口部を中心としてセンタリングされている。
一実施形態において、コーンの第2スタックにおいて、コーンの表面の傾斜の角度は、垂直(方向)から、約15度(°)と約75度(°)との間である。コーンの第2スタックにおいて、コーンの傾斜の角度は、約45度(°)であってよい。
一実施形態において、コーンの第1スタックに含まれるコーンは、実質的に均一な間隔(又は空間又はスペース)を有する。さらに、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、実質的に均一な間隔(又は空間又はスペース)を有してよい。一実施形態において、コーンの第1スタックに含まれるコーンは、コーンの第2スタックに含まれるコーンと比較して、異なる間隔(又は空間又はスペース)を有する。
少なくとも1つのインレット(又は入口)が、ハウジングの外部(又は外側)および内部(又は内側)と液体連通するインレット・ポートとして構成されている。少なくとも1つのインレット(又は入口)は、ハウジングの第1円錐部分、第2円錐部分および円筒部分の少なくとも1つに関連付けられてよい(又は結合してよい)。一実施形態において、少なくとも1つのインレットの第1インレットが、ハウジングの円筒部分に関連付けられている(又は結合している)。別の実施形態において、少なくとも1つのインレットの第2インレットが、第1および第2の円錐部分の1つに関連付けられている(又は結合している)。さらに別の実施形態において、第2インレットが、第2円錐部分に関連付けられている(又は結合している)。別の実施形態において、少なくとも1つのインレットは、ディスポーザブル・バイオリアクタ・バッグ(又は使い捨てバイオリアクタ・バッグ)に相互接続され得るように構成されている。ディスポーザブル・バイオリアクタ・バッグは、プラスチック材料を含んでよい。
本開示の別の態様は、細胞治療製品(又はセル・セラピー・プロダクト)、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモンの製造での使用において操作可能(又は作動可能又は運転可能)なセトリングデバイスである。当該セトリングデバイスは、以下の(1)上方部分と、(2)円筒部分と、(3)下方部分と、(4)コーンのスタックと、(5)アライメント・エレメント(又はアライメント要素)と、(6)ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)とを含んで成る。
上方部分は、セントラル・ポート(又は中央ポート)と、少なくとも1つのペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)とを有する。
下方部分は、ミドル・ポート(又は真ん中のポート又は中間ポート)と、少なくとも1つのアウター・ポート(又は外側ポート)とを有する。
コーンのスタックは、セトリングデバイス内に配置され、コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、上方部分および下方部分の一方に向けて配置(又は配向)されており、コーンのスタックは、セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされている。
アライメント・エレメントは、長手軸に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されており、コーンのアパチャ(又は開口)を通して延在している。
ディストリビュータ・エレメントは、コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている(又は配置されている)。
一実施形態において、コーンのスタックに含まれる少なくとも1つのコーンは、プラスチックを含んで成る。そして、セトリングデバイスは、ディスポーザブル(又は使い捨て)である。
別の実施形態において、コーンのスタックに含まれる各コーンの内表面は、凸状(又は凸面)であり、長手軸に対して、約5度(°)と約85度(°)との間の角度で配向(又は配置)されている。
必要に応じて、各コーンの内表面は、第1開口部に近接する第1曲率半径と、第2開口部に近接する第2曲率半径とを有する。第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている。
一実施形態において、各コーンの第2開口部は、コーンの大きな円形の縁部(又はエッジ)によって規定されている。アパチャ(又は開口)は、大きな円形の縁部(又はエッジ)から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
一実施形態において、アライメント・エレメント(又はアライメント要素)は、チューブ(又は管)を含んで成る。かかるチューブは、上方部分のペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)を通って延在している。
別の実施形態において、チューブは、ルーメン(又は管腔)およびオリフィス(又は穴)を含んで成る。これらは、セトリングデバイスから流体を取り出す(又は引き出す)ためのものである。オリフィス(又は穴)は、セトリングデバイスの内部の所定のレベル(又は高さ又は大きさ)から流体を取り出す(又は引き出す)ように位置付けられている(又は配置されている)。
一実施形態において、下方部分の内表面は、凸状(又は凸面)である。そして、最大の直径(円筒部分に近接している)から最小の直径(下方の端部)まで弓形(又は弧状又はアーチ状)のパス(又は経路又は軌道)に沿ってテーパ状である。
別の実施形態において、ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)は、以下の(i)~(v)を有する本体を含んで成る。
(i)下方の表面(又は下面)、
(ii)下方の表面から延在する下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)、
(iii)上方の表面(又は上面)、
(iv)上方の表面から延在する上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)、
(v)複数のホール(又は孔)(本体の大きな端部の近くにある)。
一実施形態において、ディストリビュータ・エレメントの下方の表面(又は下面)は、セトリングデバイスの下方部分の少なくとも1つのアウター・ポート(又は外側ポート)の上側に位置付けられている(又は配置されている)。別の実施形態において、下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)は、本体の下方の表面(又は下面)と、セトリングデバイスの下方部分の内表面との間にチャネルを規定(又は形成)している。必要に応じて、上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)は、本体の上方の表面(又は上面)と、コーンのスタックの最も下方のコーンとの間の空間(又はスペース)を規定(又は形成)している。
一実施形態において、セトリングデバイスは、ピンをさらに含んで成る。ピンは、ディストリビュータ・エレメントの本体の上方の表面(又は上面)から突出し、なおかつ、最も下方のコーンのアパチャ(又は開口)を通って延在している。
一実施形態において、アライメント・エレメントがピンに係合している。必要に応じて、最も下方のコーンが、ディストリビュータ・エレメントの本体の上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)に接触して設けられている。
一実施形態において、コーンのスタックに含まれる各コーンの第1開口部は、ディストリビュータ・エレメントの上方部分に向けて配置(又は配向)されている。
あるいは、別の実施形態において、コーンのスタックに含まれる各コーンの第1開口部は、ディストリビュータ・エレメントの下方部分に向けて配置(又は配向)されている。
別の実施形態において、セトリングデバイスは、さらに、セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するためのセンサを含んで成る。必要に応じて、センサは、アライメント・エレメントに関連付けられている(又は結合している)。
一実施形態において、ディストリビュータ・エレメントは、複数のスロットを含んで成る。かかるスロットは、セトラ・デバイスの下方部分の内表面に延在している。スロットは、それぞれ、上端(又はトップ・エンド)と、下端(又はボトム・エンド)とを有する。
必要に応じて、スロットの上端は、最も下方のコーンの第2開口部の上側に延在している。スロットの下端は、最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられている(又は配置されている)。
本開示の別の態様は、以下のセトリングデバイスである。当該セトリングデバイスは、以下の(1)上方ハウジングと、(2)下方ハウジングと、(3)コーンのスタックとを含んで成るが、これらに限定されるものではない。
(1)上方ハウジングは、第1円錐部分と、第1円筒部分と、少なくとも1つのポートとを含んで成る。
(2)下方ハウジングは、上方ハウジングに相互接続可能であり、第2円錐部分と、第2円筒部分と、少なくとも1つのポートとを含んで成る。
(3)コーンのスタックは、セトリングデバイスの内部に配置され、コーンのスタックに含まれる各コーンは、小さな開口部と、大きな開口部とを含んで成る。小さな開口部は、第1円錐部分に向けて配置(又は配向)されていて、大きな開口部は、第2円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。コーンの第1スタックは、概して、セトリングデバイスの長手軸を中心としてセンタリングされている。
必要に応じて、上方ハウジングは、第1フランジをさらに含んで成る。第1フランジは、下方ハウジングの第2フランジと係合するように構成されている。上方ハウジングは、下方ハウジングに恒久的に結合(又はジョイント)されてよい。
かかるデバイスにおいて、コーンの第1スタックに含まれるコーンの表面は、長手軸に対して、約15度(°)と約85度(°)との間の角度を有している。必要に応じて、第1および第2の円錐部分は、長手軸に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。一実施形態において、コーンの本体の長手方向の断面は、弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有するライン(又は線)を形成している。
追加的または代替的に、第1円錐部分は、長手軸に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。第2の円錐部分は、長手軸から離れる方向で外側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。一実施形態において、セトリングデバイスは、コーンの第2スタックを含んで成る。コーンの第2スタックは、セトリングデバイスの内部に配置されている。別の実施形態において、コーンの第2スタックに含まれる各コーンは、小さな開口部と、大きな開口部とを含んで成る。小さな開口部は、第1円錐部分から離れる方向に配置(又は配向)されている。大きな開口部は、第1円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。必要に応じて、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、本体を有する。かかる本体は、長手軸から離れる方向で外側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。
本開示のセトラ・デバイスのいずれかにおいて、セトラ・デバイスのハウジングおよび/またはコーンおよび/または任意の他の構成要素(又は成分又はコンポーネント)は、金属またはプラスチックから構成されてよい。プラスチックは、1以上のポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレンなどであってよい。一実施形態において、セトリングデバイスは、全体として、プラスチックから形成されている。別の実施形態において、コーンのスタックに含まれる少なくとも1つのコーンは、少なくとも部分的にステンレス鋼から構成されている。金属表面(特に、ステンレス鋼)は、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供するために電解研磨されてよい。同様に、本開示のセトラ・デバイスのいずれかにおいて、デバイスのハウジングおよび/またはコーンおよび/または任意の他の構成要素(又は成分又はコンポーネント)は、1以上の非粘着性のプラスチック(例えば、テフロンまたはシリコーン)で完全または部分的に被覆(又はコーティング)されてよい。
本開示のセトラ・デバイスのいずれかにおいて、ハウジングは、流体ジャケットをさらに含んでよい。流体ジャケットは、第1円錐部分、第2円錐部分および/または円筒部分の1以上に関連付けられている(又は結合している)。一実施形態において、流体ジャケットは、第2円錐部分および円筒部分に関連付けられている(又は結合している)。流体ジャケットは、少なくとも1つのポートを含んでよい。かかるポートは、所定の温度の流体を受容するためのものである。必要に応じて、流体ジャケットは、第2ポートを含んでよい。かかるポートは、流体ジャケットから流体を取り出す(又は引き出す)ためのものである。水または他の流体を流体ジャケットに方向付けてよい(又は誘導又は導入してよい)。そうすることで、サイクロン・ハウジングおよびその内容物(又はコンテンツ)の全てを所望の温度範囲内で維持することができる。サイクロン・ハウジングの外壁部にポートが形成されてよい。そうすることで、ジャケットに到達することができる。ポートは、インレット(又は入口)ポートまたはアウトレット(又は出口)ポートとして機能することができる。そうすることで、ジャケットを通して、冷却流体または加熱流体を循環させることができる。
本開示のセトラ・デバイスのいずれかにおいて、1以上のセンサを位置付けてよい(又は配置してよい)。そうすることで、セトラ・デバイスの内部において、物理的なコンディション(又は状態又は条件)をモニタリング(又はモニター)することができる。追加的または代替的に、少なくとも1つのセンサを位置付けてよく(又は配置してよく)、本開示のセトラ・デバイスに相互接続されるチューブライン(又はチュービング・ライン又は管路)の内部において、コンディション(又は状態または条件)をモニタリング(又はモニター)することができる。チューブラインは、リターン・ラインであってよい。リターン・ラインは、セトラ・デバイスのボトム(又は底部又は下部)・アウトレット(又は出口)・ポートに相互接続されてよい。
かかるセンサを選択してよく、そうすることで、セトラ・デバイスのハウジングの内部またはセトラ・デバイスに接続されるチューブラインの内部において、pH、溶存酸素(DO)、グルコース、温度、CO(例えば、溶存CO(部分CO(又はパーシャルCO)として知られているもの))、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上を決定することができる。センサは、1以上のプローブを含んでよい。かかるプローブは、ハウジングまたはチューブラインの内部の溶液と接触するものである。プローブは、セトラ・デバイスまたはチューブラインの内表面に固定(又は貼付)されてよい。好ましい実施形態において、少なくとも1つのセンサおよび/またはプローブは、セトラ・デバイスの下方円錐部分の内部に位置付けられている(又は配置されている)。また、サイド・ポートおよびボトム・ポートの1以上から離間していてよい(又は間隔をあけて配置されていてよい)。
かかるプローブ(単数または複数)は、接触することなく(又は非接触で)、リーダにデータを送ることができる。このように、プローブは、セトラ・デバイスおよび/またはラインの内部のコンディション(又は状態又は条件)を測定することができる。そして、セトラ・デバイスの外部のリーダにデータを送ることができる。1以上のプローブが蛍光プローブであってよい。pH、DO(溶存酸素)、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニア、温度およびpCOの1以上が、セトラ・デバイスの内部のプローブによって測定されてよい。プローブは、ハウジングの一部に固定(又は貼付)されてよい。ハウジングの一部は、蛍光プローブによって発光した光を透過するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)であってよい。本開示で説明する通り、ハウジングの一部は、透明または半透明であってよい。リーダ(またはメータ)は、蛍光プローブから光を受け取る。また、リーダは、光ファイバーを含んでよい。光ファイバーによって、蛍光プローブによって送られる光を集める。
本開示のセトラ・デバイスと共に当業者に知られている任意の適切なセンサまたはプローブを使用することができる。適切なプローブおよびリーダは、様々な供給元(又はベンダー)(例えば、Scientific Bioprocessing, Inc.、および PreSens Precision Sensing GmbH)から入手可能である。別の構成(又はコンフィギュレーション)では、セトラ・デバイスの内部にあるプローブは、ネットワーク接続によって、セトラ・デバイスの外部のリーダにデータを送ることができる。例えば、プローブは、WiFi、Bluetooth、または他の任意の有線(又はワイヤード)または無線(又はワイヤレス)のコミュニケーション・モダリティによって、リーダと通信することができる。
本開示のセトラ・デバイスの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)において、かかるセンサ(単数または複数)からのデータを使用することによって、流体ジャケットの内部の流体の温度を調整してよい。別の実施形態において、センサからのデータを使用して、粒子セトリングデバイスの内部において、pH、温度、溶存酸素濃度、溶存二酸化炭素、および栄養濃度(又は養分濃度)の1以上を調整または制御することができる。例えば、セトラ・デバイスに入る流体またはセトラ・デバイスから出る流体のフロー・レート(又は流速又は流量)を変更して、セトリングデバイスの内部において、pH、温度、溶存酸素濃度、溶存二酸化炭素、および栄養濃度(又は養分濃度)の1以上を調整または制御することができる。追加的または代替的に、セトリングデバイスへの空気(又はエア)、O、COおよび/またはNの少なくとも1つのフロー・レート(又は流速又は流量)を調整して、セトリングデバイスの内部のコンディション(又は状態又は条件)を制御することができる。
別の態様は、懸濁液における粒子をセトリングするための方法である。当該方法は、
(1)セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)を含み、前記デバイスは、(a)上方部分と、(b)円筒部分と、(c)下方部分と、(d)コーンのスタックと、(e)アライメント・エレメント(又はアライメント要素)と、(f)ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)とを含んで成り、
上方部分は、セントラル・ポート(又は中央ポート)と、少なくとも1つのペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)とを有し、
下方部分は、ミドル・ポート(又は真ん中のポート又は中間ポート)と、少なくとも1つのアウター・ポート(又は外側ポート)とを有し、
コーンのスタックは、セトリングデバイス内に配置され、コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャ(又は開口)とを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、アパチャ(又は開口)は、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、上方部分および下方部分の一方に向けて配置(又は配向)されており、コーンのスタックは、セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
アライメント・エレメントは、長手軸に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されており、コーンのアパチャ(又は開口)を通して延在しており、
ディストリビュータ・エレメントは、コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている(又は配置されている)。
当該方法は、さらに、
(2)上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収すること(又は工程又はステップ)と、
(3)下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収すること(又は工程又はステップ)と
を含む。
一実施形態において、液体懸濁液は、組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母、および真核細胞の少なくとも1つを含んで成る。
別の実施形態において、液体懸濁液は、以下の(a)および(b)の少なくとも1つを含んで成る。
(a)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
(b)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
必要に応じて、液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)は、第1の速度(又は流量又はレート)で下方部分の少なくとも1つのアウター(又は外側)・ポートを通して、液体懸濁液を方向付ける(又は誘導する又は導入する)こと(又は工程又はステップ)を含む。
一実施形態において、濃縮された液体懸濁液は、第2の速度(又は流量又はレート)でミドル(又は真ん中又は中間)・ポートから回収される。ここで、第2の速度は、第1の速度よりも小さい速度である。そうすることで、清澄化された液体が、上方部分のセントラル・ポートから流出するようになっている。
一実施形態において、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素(例えば、テルペン、イソプレノイド、ポリプレノイド)、ポリペプチド、タンパク質(例えば、ブラゼイン、コロニー刺激因子)、アルコール、脂肪酸、ホルモン(例えば、インスリン、成長因子)、炭水化物、糖タンパク質(例えば、エリスロポエチン、モノクローナル抗体)、ビール、およびバイオディーゼルを含んで成る。
当該方法は、必要に応じて、アライメント・エレメント(又はアライメント要素)のオリフィス(又は穴)を通して、セトリングデバイスから液体を取り出す(又は引き出す)こと(又は工程又はステップ)をさらに含む。
一実施形態において、当該方法は、アライメント・エレメント(又はアライメント要素)に関連付けられるセンサ(又は結合するセンサ)によって、セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定すること(又は工程又はステップ)を含む。
別の実施形態において、粒子の液体懸濁液をセトリングデバイスに導入すること(又は工程又はステップ)は、下方部分の少なくとも1つのアウター(又は外側)・ポートを通して、および、ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)の本体に形成される複数のホール(又は孔)を通して、液体懸濁液をポンピングすること(又はポンプで送ること)(又は工程又はステップ)を含む。
一実施形態において、ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)の本体は、以下の(i)下方の表面(又は下面)と、(ii)上方の表面(又は上面)とを含んで成る。
(i)下方の表面(又は下面)は、下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)を有する。下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)は、セトリングデバイスの下方部分の内表面と接触している。
(ii)上方の表面(又は上面)は、上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)を有する。上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)は、コーンのスタックの最も下方のコーンと接触している。
本開示の一態様は、流体を濃縮し、細胞を回収(又は収穫又はハーベスト)するためのセトラ・デバイスである。細胞として、間葉系幹細胞(MSC)、人工多能性幹細胞(iPSC)、キメラ抗体受容体-Tリンパ球(CAR-T細胞)および他の幹細胞またはその産物(例えば、オルガノイドまたはエクソソーム)、ならびに培養肉または魚の細胞が挙げられる。
セトラ・デバイスは、以下の(i)~(iii)のように構成されている。
(i)セトラ・デバイスの内部で細胞へのせん断応力を低減し、細胞の損傷(又はダメージ)および死亡を減少させる。
(ii)以前に発生した死細胞(又はデッド・セル)および/または細胞破片(又はセル・デブリ)を選択的に除去する。
(iii)より大きなマイクロキャリア・ビーズまたは細胞の凝集体(又はアグリゲート)(例えば、オルガノイド)または細胞より小さい産物(例えば、細胞外小胞またはエクソソーム)から単一の生細胞を分離する。
細胞へのせん断応力および損傷(又はダメージ)を低減することによって、本開示のセトラ・デバイスは、他のセトラ・デバイスと比較して、生存細胞治療産物(又はバイアブル・セル・セラピー・プロダクト)をより高い割合(%)で提供する。このような産物は、より高い治療価値を有するものであり、様々な癌および他の疾患の治療に役立つ。
当該セトラ・デバイスは、使用済み培養メディアから、マイクロキャリア・ビーズから、そして死細胞および細胞破片から、目的の細胞または粒子を穏やかに分離することができる。
当該セトラ・デバイスは、清澄化された上清において、分泌された抗体の約95%を回収することができる。一実施形態において、セトラ・デバイスによって、上清の濁度を出発細胞培養ブロスの濁度(約2000NTU)から200NTU未満まで減少させることができる。なぜなら、下流の深層ろ過(二次的または最終的な清澄化ステップとして)の成功に必要とされるからである。
本開示の別の態様は、単回使用の使い捨てセンサ(グルコース、温度、pHおよび溶存酸素のためのもの)を含んで成るセトラ・デバイスである。栄養メディア(又は栄養培地又は栄養媒体)のインプット(又は入力又は注入)およびセトラ・デバイスにスパージされる気体(又はガス)の混合物を操作(又はマニピュレーション)することによって、セトラ・デバイスの内部において、グルコース、温度、pH、溶存酸素、溶存CO、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアを制御する。例えば、ディストリビュータを通して、セトリングデバイスに導入される空気(又はエア)、O、COおよびNの少なくとも1つのフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって、あるいは、ディストリビュータを通してポンピングにより入れる様々な液体メディア成分のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって制御する。
上記の内容は、本開示の簡略化された要旨であり、本開示のセトラ・デバイスのいくつかの態様についての理解を与えることを意図している。この要旨は、本発明およびその様々な態様、実施形態、および構成(又はコンフィギュレーション)の広範な概観でもなく、網羅的な概観でもない。本開示の主要または重要な要素(又は構成要素又はエレメント)を特定することなく、また、本開示の範囲を規定することでもないことが意図されている。しかし、以下に提示するような、より詳細な説明の導入として、本開示の選択された概念を単純化した形で提示することが意図されている。理解される通り、本開示の他の態様、実施形態、および構成(又はコンフィギュレーション)は、単独または組み合わせて、上記に記載した特徴または以下にて詳細に説明する特徴の1以上を利用することができる。理解される通り、他の実施形態は、単独または組み合わせて、上記で説明した特徴または本開示の詳細な説明に記載の特徴の1以上を使用することができる。例えば、ある実施形態に関して記載および/または示される様々な特徴およびデバイスが、他の実施形態の特徴またはデバイスと組み合わせることができるか、または置換することができることが考えられる。なお、このような組み合わせまたは置換が本明細書中に具体的に記載または示されているか、否かについては関係がない。本発明の追加の態様は、詳細な説明から、特に図面とともに考慮したとき、より容易に明らかとなる。
図1は、本開示のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である。 図2は、図1のセトラ・デバイスの部分断面の正面(又はフロント)の斜視図である(セトラ・デバイスに含まれる凸状のコーンのスタックを示す)。 図3は、図2のセトラ・デバイスの別の部分断面の正面(又はフロント)の斜視図である。 図4は、図1のセトラ・デバイスの分解した正面(又はフロント)の斜視図である。 図5Aは、図1のセトラ・デバイスのハウジングの斜視図である。 図5Bは、図5Aのハウジングの上側(又はトップ)の平面図である。 図5Cは、図5Aのハウジングの側面(又はサイド)の立面図である。 図6は、図1のセトラ・デバイスの上側(又はトップ)の平面図である。 図7は、図6のライン7-7に沿って切り取ったセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図である(明瞭に記載するためにコーンのスタックは除いている)。 図8Aは、図7の一部の詳細な断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図8Bは、図7の一部の別の詳細な断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図9Aは、図1のセトラ・デバイスのコーンの上側(又はトップ)の平面図である。 図9Bは、図1のセトラ・デバイスのコーンの下側(又はボトム)の平面図である。 図9Cは、図1のセトラ・デバイスのコーンの側面(又はサイド)の立面図である。 図9Dは、図9Aのライン9D-9Dに沿って切り取ったセトラ・デバイスのコーンの断面の側面(又はサイド)の立面図である。 図10は、本開示のさらに別の構成のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である。 図11は、図10のセトラ・デバイスの部分断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図12は、図10のセトラ・デバイスの別の部分断面の正面(又はフロント)の斜視図である(セトラ・デバイスにおいて、コーンの上方のスタックおよびコーンの下方のスタックを示す)。 図13は、図10のセトラ・デバイスの下方のハウジングの部分断面の斜視図である(コーンの下方のスタックを示す)。 図14は、図10のセトラ・デバイスの下方のコーンを示す図である。 図15は、図10のセトラ・デバイスの下方のコーンを示す図である。 図16は、本開示の別の構成のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である(セトラ・デバイスの内部の構成要素を幻像線(又はファントムライン)で示す)。 図17は、図16のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図18は、図16のセトラ・デバイスの分解した正面(又はフロント)の斜視図である(セトラ・デバイスの内部に位置付けられ得るように適合される任意の第2セットのコーンを示す)。 図19Aは、本開示の一実施形態のコーンの斜視図である(図16のセトラ・デバイスとともに使用するために構成されている)。 図19Bは、本開示の一実施形態のコーンの斜視図である(図16のセトラ・デバイスとともに使用するために構成されている)。 図20Aは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用するための任意の導管(又はコンジット)の斜視図である。 図20Bは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用するための任意の導管(又はコンジット)の斜視図である。 図21Aは、本開示の一実施形態のディフューザを概して示す斜視図である(セトラ・デバイスとともに使用するために構成されている)。 図21Bは、本開示の一実施形態のディフューザを概して示す斜視図である(セトラ・デバイスとともに使用するために構成されている)。 図22は、本開示の別のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図であり、幻像線(又はファントムライン)でセトラ・デバイスのいくつかの内部の構成要素を示している。 図23は、図22のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図24は、本開示のコンパクト・セル・セトラ・デバイス/粒子セトラ・デバイスのモジュラー・バイオリアクタへの取り付けを概略的に示す。 図25は、酵母P.パストリス(pastoris)細胞のパーフュージョン・バイオリアクタ培養の結果を示すグラフである(セル・リテンション・デバイスとしてフルパック・コンパクト・セル・セトラを用い、図24に示すようにセットアップされている)。 図26は、バイオリアクタから取り出したサンプルおよび図24に示すようにセットアップされた装置からのセトラ流出物の粒子サイズ分析を示す。 図27Aは、図1~9のセトラ・デバイスに類似のセトラ・デバイスを示す図である(セトラ・デバイス内に位置付けられたアスピレータを含んで成り、アスピレータは、第2の上方のポートに相互に接続されている)。 図27Bは、図1~9のセトラ・デバイスに類似のセトラ・デバイスを示す図である(セトラ・デバイス内に位置付けられたアスピレータを含んで成り、アスピレータは、第2の上方のポートに相互に接続されている)。 図27Cは、図1~9のセトラ・デバイスに類似のセトラ・デバイスを示す図である(セトラ・デバイス内に位置付けられたアスピレータを含んで成り、アスピレータは、第2の上方のポートに相互に接続されている)。 図28Aは、本開示の別のセトラ・デバイスを示す(別の実施形態のフランジまたはジョイントを含んで成る)。 図28Bは、本開示の別のセトラ・デバイスを示す(別の実施形態のフランジまたはジョイントを含んで成る)。 図28Cは、本開示の別のセトラ・デバイスを示す(別の実施形態のフランジまたはジョイントを含んで成る)。 図29Aは、本開示のセトラ・デバイスの別の実施形態(透視線で示すハウジングを有する)の斜視図である(セトラ・デバイスの上方部分を通って延在するポートに相互接続されるコイル状のアスピレータを含んで成る)。 図29Bは、図29Aのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(第1の位置においてアスピレータを示す)。 図29Cは、図29Aのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(第2の位置においてアスピレータを示す)。 図29Dは、図29Bのセトラ・デバイスの正面(又はフロントの立面図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図29Eは、図29Cのセトラ・デバイスの正面(又はフロントの立面図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図30Aは、図29Aのセトラ・デバイスに類似する本開示のセトラ・デバイスの別の実施形態の斜視図である。このセトラ・デバイスは、透視線で示すハウジングを含んで成る。また、別の実施形態のコイル状のアスピレータが、セトラ・デバイスの下方部分を通して延在するポートに相互接続されている。 図30Bは、図30Aのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(第1の位置におけるアスピレータを示す)。 図30Cは、図30Aのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(第2の位置におけるアスピレータを示す)。 図30Dは、図30Bのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図30Eは、図30Cのセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図31Aは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用されるように構成された本開示の実施形態のコーンを示す。 図31Bは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用されるように構成された本開示の実施形態のコーンを示す。 図31Cは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用されるように構成された本開示の実施形態のコーンを示す。 図31Dは、本開示のセトラ・デバイスとともに使用されるように構成された本開示の実施形態のコーンを示す。 図32Aは、セトラ・デバイスとともに使用するための本開示のディストリビュータを示す図である。 図32Bは、セトラ・デバイスとともに使用するための本開示のディストリビュータを示す図である。 図32Cは、図32Aのディストリビュータの斜視図である(ディフューザに相互接続されるサポート・レールを示す)。 図32Dは、図32Cのサポート・レールの部分的な斜視図である(本開示のコーンを支持する)。 図32Eは、図32Cのディフューザの別の斜視図である。本開示のコイル状のアスピレータを示し、サポート・レールの外側で螺旋状であり、ディストリビュータのアパチャ(又は開口)を通して下方に延在している。 図33は、本開示の一実施形態の2つのコーンの斜視図である。 図34は、図33のコーンの斜視図である(コーンのスタックにおいて、同心円状に載置されている)。 図35は、図34のコーンのスタックの断面の斜視図である。 図36は、図34のコーンとともに本開示のセトラ・デバイスを示す断面図である。 図37は、図36のセトラ・デバイスの別の断面図であり、さらに、セトラ・デバイスのハウジング内に位置付けられるディストリビュータおよびアスピレータを示し、アスピレータは、コーンのスタックに含まれるコーンの大きな開口部の近くで垂直(方向)に延在している。 図38は、図37のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の断面の立面図である。 図39は、図37のセトラ・デバイスのディストリビュータ、アスピレータおよびコーンの断面の斜視図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図40は、図37のセトラ・デバイスのディストリビュータ、アスピレータおよびコーンの正面(又はフロント)の斜視図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図41は、図37のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である(ハウジングも示している)。 図42は、図37のセトラ・デバイスの断面の斜視図であり、さらに、トップ・セクションのポートに挿入されたトランスミッション・ラインを示す。トランスミッション・ラインは、ハウジングにおいて、様々な深さで位置付けられるセンサに接続されている。 図43は、図42のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図44は、図43のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図であり、ハウジングにおいて、様々な深さのトランスミッション・ラインおよびセンサを示している(明瞭に記載するためにコーンは除いている)。 図45は、図44のセトラ・デバイスの斜視図である(明瞭に記載するためにハウジングの円筒部分は除いている)。 図46は、トランスミッション・ラインの斜視図である。トランスミッション・ラインは、センサとともにチューブ内に位置付けられている。チューブは、コーンのスタックに含まれるコーンの大きな開口部の近くに垂直(方向)に配置されている。 図47は、別の実施形態の2つのコーンの斜視図である。コーンは、同心円状に配置されており、整列したノッチを含んで成り、ノッチは、コーンの大きな端部の周囲部まで延在している。図47は、さらに、隣接するコーンを分離するためにコーンに形成された突出部を示す。 図48は、図47のコーンの斜視図であり、コーンは、ノッチを通して延在するアスピレータによって支持されている。図48は、さらに、アスピレータのより小さい端部を示し、アスピレータは、本開示の別の実施形態のディストリビュータから延在するポートによって係合している。 図49は、図47に類似する別の斜視図であり、アスピレータおよびディストリビュータによって支持されるコーンのスタックを示す。 図50は、本開示のさらに別の実施形態の2つのコーンの斜視図である。2つのコーンは、同心円状に配置され、整列したアパチャ(又は開口)を含んで成る。アパチャは、コーンの大きな端部の周囲部から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。図50は、さらに、隣接したコーンを分離するために、コーンに形成された突出部を示す。 図51は、図50のコーンの斜視図であり、コーンは、アパチャ(又は開口)を通して延在するアスピレータによって支持されている。図51は、さらに、アスピレータの下方の端部を示す。アスピレータは、本開示のディストリビュータから延在するポートによって係合している。 図52は、図51のコーン、アスピレータおよびディストリビュータを有する本開示の実施形態のセトラ・デバイスの断面の斜視図であり、図52は、さらに、ハウジングの上方部分の近くで2つのコーンの間に間隔を設けることを示す。 図53は、図52のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図54は、コーンのスタックの正面(又はフロント)の斜視図であり、図50の実施形態のコーンを含んで成り、コーンは、ディストリビュータのポートと係合するアスピレータによって整列している。 図55は、図54のコーンのスタックの断面図である。コーンのスタックは、本開示のセトラ・デバイス内に位置付けられている。 図56は、図55のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の立面図である。 図57は、図55のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である。 図58は、本開示のセトラ・デバイスのトップ・ポーションの上部(又はトップ)の平面図であり、ポートに関連する印を示す。印は、ポートを通して挿入されるアスピレータがセトラ・デバイスのハウジング内で延在する深さに関するものである。 図59は、本開示の一実施形態に従うディストリビュータの斜視図である。 図60は、図50の実施形態のコーンを有する図59のディストリビュータの斜視図である。 図61は、図60のディストリビュータおよびコーンの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図62は、図60のディストリビュータおよびコーンの下方(又はボトム)の斜視図である。 図63は、図59のディストリビュータの下方(又はボトム)の斜視図である。 図64は、図59のディストリビュータの上方(又はトップ)の立面図である。 図65は、本開示の別の実施形態のセトラ・デバイスのハウジングの断面の斜視図である。ハウジングの内表面の周囲に気体(又はガス)を分配するインテグラル・スロットをハウジングは含んで成る。 図66は、図65のハウジングの断面の正面(又はフロント)の立面図である。 図67は、図65のハウジングの別の断面の斜視図である。図67は、さらに、ハウジング内に位置付けられたコーンを示す。 図68は、図67のハウジングおよびコーンの断面の正面(又はフロント)の立面図である。図68は、ハウジングの内表面によって支持されるコーンの上方部分または大きな端部を示す。そうすることで、この大きな開口部が、ハウジングのインテグラル・スロットに近接するようになる。 図69は、セトラ・デバイスの分解した斜視図である。図69は、ハウジングの下方部分、円筒部分および上方部分(またはリッド)を示す。 図70は、図69のセトラ・デバイスの斜視図であり、図70は、さらに、任意の第2円筒部分を示す。 図71は、図69のセトラ・デバイスの斜視図であり、図71は、さらに、任意の第2円筒部分を示す。 図72は、本開示のスタンドに位置付けられたセトラ・デバイスの斜視図である。図72は、さらに、スタンドから延在するトランスミッション・ラインを示す。トランスミッション・ラインは、スタンドによって支持されるセンサに関連付けられている。 図73は、図72のセトラ・デバイスおよびスタンドの正面(又はフロント)の立面図である。 図74は、図72のセトラ・デバイスおよびスタンドの右側の立面図である。 図75は、図72のセトラ・デバイスおよびスタンドの右側の斜視図である。 図76は、図72のスタンドの右側の斜視図である。 図77は、図72のスタンドの正面(又はフロント)の斜視図である。 図78は、図72のスタンドの別の斜視図であり、本開示の追加のサポート(又は支持体)を有する。 図79は、本開示の別の実施形態のスタンドの斜視図であり、セトラ・デバイスから延在するトランスミッション・ラインを示す。 図80は、本開示の別の実施形態に従うセトラ・デバイスの部分的な断面の正面(又はフロント)の斜視図である。 図81は、図80のセトラ・デバイスの断面の正面(又はフロント)の斜視図である。 図82は、図80のセトラ・デバイスの上方円錐部分の断面の正面(又はフロント)の斜視図である。上方円錐部分の第1端部および第2端部を通して形成されるポートを通して延在する導管(又はコンジット)を示す。 図83は、図80のセトラ・デバイスの正面(又はフロント)の斜視図である(明瞭に記載するためにハウジングは除いている)。 図84は、本開示の一実施形態のディストリビュータの第1部分の正面(又はフロント)の斜視図である。 図85は、ディストリビュータの第2部分の正面(又はフロント)の斜視図である。
(詳細な説明)
本開示で使用する通り、「少なくとも1つ(at least one)」、「1以上(one or more)」および「および/または(and/or)」との語句は、オープン・エンドの表現であり、実施において、接続的および分離的な両方の意味を有する表現である。例えば、「A、BおよびCの少なくとも1つ(at least one of A, B and C)」、「A、BまたはCの少なくとも1つ(at least one of A, B, or C)」、「A、BおよびCの1以上(one or more of A, B, and C)」、「A、BまたはCの1以上(one or more of A, B, or C)」および「A、Bおよび/またはC(A, B, and/or C)」との表現は、それぞれ、A単独、B単独、C単独、AとBとともに、AとCとともに、BとCとともに、あるいはAとBとCとともにを意味する。
本開示で使用される通り、用語「1つ(a)」または「1つ(an)」の実体(又は物)は、その実体(又は物)の1以上を指す。例えば、用語「1つ(a)(または1つ(an))」、「1以上(one or more)」および「少なくとも1つ(at least one)」は、本開示において、交換可能に使用することができる。
暫定の用語「含む(又は含んで成る)(comprising)」は、「含む(又は含んで成る又は包含する)(including)」、「含む(又は含んで成る又は含有する)(containing)」または「特徴とする(characterized by)」と同義であり、包括的またはオープン・エンドであり、追加の記載されていない要素(又は構成要素又はエレメント)または方法の工程(又はステップ)を排除するものではない。
他に示さない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される全ての数は、量、寸法(又は次元又はディメンション)、条件(又は状態又はコンディション)、比(又はレシオ)、範囲(又はレンジ)などを表し、すべての場合において、用語「約(about)」または「約(又はほぼ)(approximately)」によって修飾されているものとして理解されるべきである。
従って、他に記載しない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される全ての数は、量、寸法(又は次元又はディメンション)、条件(又は状態又はコンディション)、比(又はレシオ)、範囲(又はレンジ)などを表し、満足な結果を達成するために、約5%だけ増加しても、減少してもよい。
さらに、本開示で使用される通り、用語「約(about)」または「約(又はほぼ)(approximately)」の意味が、他の点で、当業者に明らかでない場合、用語「約(about)」または「約(又はほぼ)(approximately)」は、記載された値のプラスまたはマイナス(±)5%の範囲を意味するものとして解釈されるべきである。
本開示に記載する全ての範囲は、当該範囲の任意のサブレンジまたは一部に狭められてよい。あるいは、本発明から逸脱することなく、当該範囲内の任意の値に限定されてよい。例えば、範囲「5~55」として、「5~20」ならびに「17~54」のサブレンジが挙げられるが、これに限定されるものではない。
暫定の語句「からなる(consisting of)」は、特許請求の範囲において特定されていない任意の要素(又は構成要素又はエレメント)、工程(又はステップ)または成分(又はイングレディエント)を排除するものである。ただし、本開示に関連しない追加の構成要素(又は成分又はコンポーネント)または工程(又はステップ)(例えば、不純物(それに普通に関連する不純物))を排除するものではない。
暫定の語句「本質的にからなる(consisting essentially of)」は、特定の材料(又はマテリアル)または工程(又はステップ)ならびに特許請求の範囲に記載した発明の基本的かつ新規な特徴(単数または複数)に実質的に影響を与えないものに請求項の範囲を限定する。
本開示において、「含む(又は含んで成る又は包含する)(including)」、「含む(又は含んで成る)(comprising)」または「有する(having)」およびそれらの変形(又はバリエーション)を使用することは、その後に列挙するアイテム(又は物又は項目)およびその均等物ならびに追加のアイテム(又は物又は項目)を包含することを意味する。従って、「含む(又は含んで成る又は包含する)(including)」、「含む(又は含んで成る)(comprising)」または「有する(having)」およびそれらの変形(又はバリエーション)との用語は、本開示において、交換可能に使用することができる。
ここで、図1を参照すると、本開示のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス又はセトラ装置又は沈降デバイス又は沈降装置)300の構成(又はコンフィギュレーション)が図示されており、粒子または細胞を沈降(又はセトリング又はセトル)させるのに有用である。セトラ・デバイス300は、概して、上方ハウジング(又は上部ハウジング)301Aと、下方ハウジング(又は下部ハウジング)301Bとを含んで成る。一実施形態において、上方ハウジング301Aおよび下方ハウジング301Bは、実質的に同一である。したがって、一実施形態において、ハウジング301A、301Bは、概して、交換可能である。
ここで、図2~9を参照すると、ハウジング301A、301Bは、概して、円錐部分303A、303Bと、円筒部分308A、308Bと、第1ポート353A、353Bと、第2ポート354A、354Bとを含む。
必要に応じて、第1ポート353は、概して、ハウジング301の長手軸と同心円状に整列(又はアライメント)されている。第1ポート353は、入口(又はインレット)としてだけでなく、出口(又はアウトレット)としても使用することができる。例示的な実施形態において、第2ポート354は、円錐部分303を通って延在している。また、第2ポート354は、液体(又はリキッド)、気体(又はガス)および固体(又はソリッド)をセトラ・デバイス300に導入またはセトラ・デバイス300から除去するためにも使用することができる。必要に応じて、第2ポート354は、セル・セトラ・デバイスの長手軸350に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に整列(又はアライメント)させることができる。例示的な実施形態において、第2ポート354は、円筒部分308を通して延在することができる。第1ポート353および第2ポート354の他の構成(又はコンフィギュレーション)も考えられる。また、ハウジング301は、2以上のポートを有してよい。ポート353、354は、チューブライン(又はチュービング・ライン又は管路)に相互接続されるように構成されている。
このようなチューブラインは、本開示のコンパクト・セル・セトラ・デバイスのいずれかに相互接続されてよい。ラインは、本開示の実施形態の任意のポートに相互接続するための直径を有するか、あるいは他の方法で構成されてよい。ラインは、必要に応じて、中空内部(又はホロー・インテリア)に位置付けられる(又は配置される)少なくとも1つのセンサを含んでよい。センサは、ライン内の流体および/または粒子と接触してよい。必要に応じて、センサは、他の構成(又はコンフィギュレーション)も考えられるが、ラインの内表面に配置(又は配列又は整列)されてよい。センサは、ライン内のpH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCO(溶存COまたは部分CO(又はパーシャルCO)を含む)の1以上をモニタリング(又はモニター)するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)であってよい。必要に応じて、1以上のセンサは、蛍光プローブを含んでよい。蛍光プローブは、そのプローブによって感知されたコンディション(又は状態又は条件)に基づいて変化する光を放出する。光は、リーダまたはメータによって集められてよい。必要に応じて、任意のファイバーケーブルによって、光が集められてよく、メータに送られてよい。メータは、蛍光プローブによって感知されたpH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCOの少なくとも1つのレベル(又は大きさ又は高さ)を報告または表示するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。チューブラインは、透明または少なくとも半透明の材料を含んでよい。したがって、センサによって、生成される光は、ラインを通過することができる。あるいは、ラインの少なくとも一部は、ウィンドウ(又は窓)と同様に、透明または半透明である。したがって、センサによって生成される光は、ウィンドウ(又は窓)の部分(又は一部)を通して送られ、メータによって集められてよい。
コーン309は、セトラ・デバイス300の内部に位置付ける(又は配置する)ことができる。図2および図3に示すように、コーン309は、スタックとして配置(又は配列又は整列)していてよく、上方ハウジング301Aの第1ポート353Aに向けて配置(又は配向)される開放頂部(又はオープン・アペックス)342と、下方ハウジング301Bの第1ポート353Aに向けて配置(又は配向)される基部(又はベース)または大きな開口部346とを有することができる。例示的な実施形態において、3~25個のコーン309が、セトラ・デバイス300の内部において、スタックとして配置(又は配列又は整列)されている。しかし、ハウジング301は、図4に示す通り、セトラ・デバイス300を組み立てるとき、任意の数のコーン309を受け入れるような寸法(又は大きさ又はサイズ)に設定され得る。
セトラ・デバイス300の要素(又は構成要素又はエレメント)(例えば、ハウジング301およびコーン309)は、単回使用の使い捨てのプラスチックから作製することができる。あるいは、ハウジング301およびコーン309の1以上が、金属(例えば、ステンレス鋼の合金)またはガラスから作製することができる。コーン309の表面およびハウジング301の内表面は、当業者に知られている非粘着性のプラスチック、テフロン、シリコーンおよび同様の材料の1以上で完全または部分的に被覆(又はコーティング)されてよい。追加的または代替的に、表面(特に、ステンレス鋼から形成される場合の表面)は、電解研磨されてよく、それにより、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供してよい。かかるセトラ・デバイスは、任意の所望の寸法(又は大きさ又はサイズ)に容易にスケールを合わせることができる。
ハウジング301は、必要に応じて、流体ジャケット(図示せず)を含んでもよい。流体ジャケットは、水または他の流体が1以上のポートを通して流体ジャケット内に導かれるように操作(又は作動又は運転)させることができる。それによって、ハウジング301およびセトラ・デバイス300の内容物(又はコンテンツ)を所望の温度範囲内に維持してよい。
ここで、図5A~5Cを参照すると、複数のスペーサ315が、ハウジング301の内表面から内側(方向)に突出してよい。スペーサ315は、セトラ・デバイス300に存在するコーン309のスタックがハウジング301A、301Bの内表面に載置する(又は寄りかかる)ことを防ぐように構成されている。必要に応じて、スペーサ315は、セトラ・デバイス300の長手軸350に対して、ほぼ平行(又はパラレル)であってよい。スペーサ315の他の構成(又はコンフィギュレーション)も考えられる。スペーサ315は、実質的に薄い断面を有し、セトラ・デバイス300の内部の液体および懸濁した粒子の移動(又はムーブメント)または流れ(又はフロー)に対する干渉を防止または最小にしている。
ここで、図7を参照すると、スペーサ315は、複数の第1スペーサ315Aと、第2スペーサ315Bと、第3スペーサ315Cとを含んでよい。概して、図示する通り、一実施形態において、第1スペーサ315Aは、それぞれ、円筒部分308の内表面の少なくとも一部に沿って延在している。第2スペーサ315Bは、円錐部分303の内表面から円筒部分308に近接して延在している。第3スペーサ315Cは、第2スペーサ315Bから離間することができる(又は間隔をあけて配置することができる)。具体的には、一実施形態において、第3スペーサ315Cは、円筒部分303よりも第1ポート353に近い位置に配置(又は配列又は整列)されている。
一実施形態において、上方ハウジング301Aおよび下方ハウジング301Bは、固定して結合(又はジョイント)されている。例えば、上方および下方のハウジング301は、接着(又はグルー接着)、熱溶着(又は熱溶接)または音波溶着(又は音波溶接)で一体化することができる。
あるいは、図1を再び参照すると、必要に応じて、フランジ318がハウジング301の概して円筒形の部分308から延在することができる。例示の実施形態において、フランジは、長手軸350に対して、ほぼ垂直(方向)に延在している。上方ハウジング301Aを下方ハウジング301Bのフランジ318Bに相互接続するように任意のフランジ318Aが構成されている。フランジ318A、318Bは、必要に応じて、図5Aに最もよく見られる突出部(又はプロジェクション)320を含むことができる。例示の実施形態において、キャッチまたはフック322が、突出部320のそれぞれの自由端に形成されている。
また、少なくとも1つの突部(又は凸部又はプロトルージョン)324をフランジ318に形成することもできる。突部324は、概して円筒形の形状を有することができる。突部324は、別のフランジの対応するレセス(又は凹部)326に受容されるように適合されている。追加的または代替的に、フランジ318は、上方ハウジング301Aおよび下方ハウジング301Bを整列(又はアライメント)させるように適合されたフィーチャ(又は特徴部)332、334を含むことができる。例示の実施形態において、フィーチャ(又は特徴部)は、タブ332および関連する陥没部(又は窪み又は凹み又はデプレション)334を含んで成る。図1に示される通り、上方ハウジング301A、下方ハウジング301Bが整列(又はアライメント)するとき、タブ332は、対向するフランジの陥没部(又は窪み又は凹み又はデプレション)334にフィットする。
必要に応じて、フランジの突部(又は凸部)324およびレセス(又は凹部)326は、ボアを含んでよい。上方ハウジング301Aの突部324が下方ハウジング301Bのレセス326に受容されるとき(図8Aに示す通り)、突部(又は凸部)およびレセス(又は凹部)のボアが整列(又はアライメント)するように構成されている。このようにして、固定具328(例えば、ボルト)は、整列(又はアライメント)したボアを通過することができる。次いで、ナット330を固定具328に相互接続することができ、それによって、ハウジング301A、301Bを、リリース(又は解放又は脱着)が可能な状態で一体としてロックすることができる。概して、図8Bに示す通り、上方ハウジング301Aが下方ハウジング301Bと整列(又はアライメント)したとき、フランジ318の突出部(又はプロジェクション)320は、インターロックするように構成されている。具体的には、一実施形態において、突出部(又はプロジェクション)320のフック322は、リリース(又は解放又は脱着)が可能な状態でインターロックしている。
任意のフランジ318には、グルーブ(又は溝)336を形成することができる。溝336は、概して、図8Aおよび図8Bに示す通り、上方ハウジング301Aと下方ハウジング301Bとの間に位置付けられるワッシャまたはガスケット338(又は配置されるワッシャまたはガスケット338)を保持するように構成されている。
一実施形態において、ハウジング301の円錐部分303は直線的ではない。より具体的には、円錐部分303は、円筒部分308に近接した最大の直径から第1ポート353に近接した最小の直径まで弓形(又は弧状又はアーチ状)のパス(又は経路又は軌道)に沿ってテーパリングしている(又はテーパがついている又は細くなっている)。より具体的には、ここで、図5Cおよび図7を参照すると、ハウジング301の円錐部分303の長手方向の断面は、円筒部分308と第1ポート353との間の弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有するライン(又は線)を規定している。一実施形態において、円錐部分303は、セトラ・デバイス300の中心(又はセンター)に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。別の実施形態において、円錐部分303は、一定の曲率半径を有してよい。必要に応じて、別の実施形態では、円錐部分303は、2以上の曲率半径を有することができる。例えば、円錐部分303は、円筒部分308に近接する第1曲率半径と、第1ポート353に近接する第2曲率半径とを有してよい。第1および第2の曲率半径の中心点(又はセントラル・ポイント)は、ハウジングの内部に位置付けられている(又は配置されている)。必要に応じて、円錐部分308の傾斜(又はスロープ)は、長手軸350に対して、約15度(°)と約85度(°)との間で変化してよい。一実施形態において、円錐部分303は、第1ポート353に近接する凸状(又は凸面)の部分を含んで成る。凸状(又は凸面)の部分は、ハウジングの外側にある中心点(又はセンター・ポイント)を有する曲率半径を有する。
ここで、図9A~9Dを参照すると、コーン309は、概して、小さな開口部344を有する頂部(又はアペックス)342と、大きな開口部346を有する基部(又はベース)とを有する本体340を含んで成る。必要に応じて、コーンは、それぞれ、別々に形成されている。例示の実施形態において、コーンの寸法(又は大きさ又はサイズ)および形状(又はシェイプ)は、実質的に同じである。
いくつかの実施形態において、本体340は、小さな開口部344と、大きな開口部346との間で直線状でなくてよい。図9Dに示す通り、本体340の長手方向の断面は、弓形(または弧状又はアーチ状)の形状を有するライン(又は線)を形成する。それぞれのコーン309の弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状は、ハウジング301の円錐部分303とほぼ同じであってよい。
いくつかの実施形態において、本体340は、長手軸350に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。したがって、大きな開口部346のある地点(又はポイント)から小さな開口部344のある地点(又はポイント)に引いた線(又はライン)は、本体の内側にある。
必要に応じて、本体340は、一定の曲率半径を有する。あるいは、本体は、2以上の曲率半径を有してよい。したがって、本体は、小さな開口部344に近接する第1曲率半径と、大きな開口部346に近接する第2の曲率半径とを有することができる。第1および第2の曲率半径の中心点(又はセントラル・ポイント)は、コーン309の内側に位置付けられている(又は配置されている)。この態様において、小さな開口部344に近接する本体340の部分(又は一部)の傾き(又はスロープ)は、大きな開口部に近接する本体の傾き(又はスロープ)とは異なってよい。例えば、本体は、小さな開口部344に近接して、長手軸350に対して、少なくとも約40度(°)の角度で整列(又はアライメント)させることができる。対照的に、大きな開口部346の近傍では、本体をより垂直に近づけることができる(または長手軸により近づけることができる)。より具体的には、本体は、大きな開口部346に近接するあるポイント(又は点)で、長手軸に対して、約45度(°)未満の角度で傾斜(又はスロープ)していてよい。必要に応じて、本体340の傾斜(又はスロープ)は、長手軸に対して、約5度(°)と約85度(°)との間で変化させてよい。
図9B、図9Dに示す通り、コーン309は、それぞれ、突出部(又はプロジェクション)313を含むことができ、突出部313は、隣接するコーンに接触するように構成されている。そうすることで、コーンのスタックにおいて、連続するコーン309をそれぞれ実質的に等間隔で保持することができる。一実施形態において、突出部313は、本体340の内表面から内側(方向)に延在している。突出部313は、隣接するコーンの本体340の外表面に接触するように構成されている。あるいは、突出部313は、本体340の外表面から延在することができる。
突出部313は、隣接するコーンの間において、任意の所望の間隔を提供するような寸法(又は大きさ又はサイズ)であってよい。必要に応じて、突出部313は、約1mm~約2.5cmの間の距離だけ隣接するコーンから分離するように構成されている。例示の実施形態において、コーン309は、それぞれ、少なくとも3つの突出部313を含んで成る。
ここで、図2および図3を参照すると、コーン309が上方ハウジング301Aの内部に位置付けられているとき(又は配置されているとき)、ボトム・コーン(又は底部コーン又は下部コーン)309Aの本体340は、下方ハウジング301Bの第2スペーサ315Bによって支持されている。少なくとも下方ハウジング301Bの円錐部分303ならびに円筒部分308A,308Bの部分(又は一部)には、コーンが無くてもよい。したがって、培養中の細胞は、セトラ・デバイス300の中で保持(又はリテンション)することができる。
図1~図9Dに示す実施形態のセトラ・デバイス300の操作中(又は作動中又は運転中)において、下方ハウジング301Bの第1ポート353および第2ポート354の1以上を通して、血清を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養培地又は細胞培養媒体又は細胞培養液)または動物性タンパク質を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養培地又は細胞培養媒体又は細胞培養液)をセトラ・デバイス300にポンピング(又はポンプで送る又は送圧)して入れてよい。細胞培養メディアは、連続的または周期的にセトラ・デバイス300にポンピングして入れてよい。具体的には、セトラ・デバイス300は、バッチモードまたは連続モードの操作(又はオペレーション)で運転することができる。
また、制御された空気(又はエア)、O、COおよびNの混合物をセトラ・デバイス300にポンピングして入れてよい。そうすることで、セトラ・デバイス300の内部の培養上清のpHおよびDO(溶存酸素)を制御することができる。必要に応じて、第2ポート354A、354Bおよび下方ハウジング301B、第1ポート353Bの1以上を使用して、例えば、細胞生存率を確認するためにバイオリアクタの内容物(又はコンテンツ)をサンプリングしてよく、さらにコンピュータ制御のマルチ・ガス・マス・フロー・コントローラに入力(又はインプット)するために液体のpHおよびDO(溶存酸素)を連続的に測定してよい。
インビトロ(in vitro)での細胞増殖の終了時において、下方ハウジング301Bにおいて、セトラ・デバイス300のボトム(又は底部又は下部)に集まる濃縮されて沈降した細胞を下方ハウジングの第1ポート353Bから回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。任意の代謝廃棄物(例えば、アンモニアおよびラクテート)または気体(又はガス)を含む清澄化した培養流体(又は培養液)は、まだ沈降していないより小さな死細胞や細胞破片とともに、上方ハウジング301Aの第1ポート353Aを通して除去することができる。
必要に応じて、セトラ・デバイス300は、スタンド・アローンのバイオリアクタ/セル・ソータの組み合わせとして使用することができる。成長メディア(又は成長培地又は成長培体)が、第1ポート353および第2ポート354の1以上を通して、セル・セトラ・デバイスに添加されてよい。したがって、パーフュージョン・バイオリアクタを用いることなく、セトラ・デバイス300を使用することができる。
一実施形態において、セトラ・デバイス300の内部にセンサが位置付けられてよい(又は配置されてよい)。必要に応じて、1以上のハウジング301A、301Bの内表面にセンサを配置(又は配列又は整列)させてよい。ハウジング301の少なくとも一部は、プラスチックを含んでよい。例示の実施形態において、ハウジングの全体がプラスチックから構成されてよい。例示の実施形態において、プラスチックは、透明であるか、または少なくとも半透明である。必要に応じて、ハウジング301の少なくとも一部は、透明または半透明である。例えば、透明または半透明の材料が、ウィンドウ(又は窓)と同様に、ハウジング301のアパチャ(又は開口)に相互接続されてよい。透明な部分(又は一部)は、ガラス、プラスチック、または任意の他の適切な材料を含んでよい。透明な部分は、所定の範囲(単数または複数)の波長の光に対して透明である材料から形成されてよい。
センサは、存在する場合、セトラ・デバイス300において、メディア(又は培地又は媒体)と接触するように位置付けられている(又は配置されている)。センサは、セトラ・デバイス300において、pH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCO(溶存COまたは部分CO(又はパーシャルCO)を含む)の1以上をモニタリング(又はモニター)するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)であってよい。
必要に応じて、1以上のセンサが、蛍光プローブを含んでよい。蛍光プローブは、光を放出するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。光は、蛍光プローブによって感知される条件に基づいて変化する。蛍光プローブは、セトラ・デバイス300において、様々な異なる位置(又はポジション)に配置(又は配列又は整列)されてよい。より具体的には、蛍光プローブは、セル・セトラ・デバイスにおいて、様々な領域(又は異なる領域)において、様々なコンディション(又は状態又は条件)(又は異なるコンディション(又は状態又は条件))またはコンディション(又は状態又は条件)の変化を測定するために配置(又は配列又は整列)されてよい。必要に応じて、少なくとも1つの蛍光プローブが、下方ハウジング301Bの円錐部分303Bの内表面に固定(又は貼付)されている。
蛍光プローブによって放たれる光は、ハウジング301の表面(またはハウジングの透明な部分(又は一部))を通過し、リーダまたはメータによって集められ得る。本開示に記載する通り、メータは、セトラ・デバイス300内の蛍光プローブによって感知されるpH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCOの少なくとも1つのレベル(又は大きさ又は高さ)を報告または表示するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。必要に応じて、蛍光プローブによって放たれる光は、任意のファイバーケーブルによって集められてよく、さらにメータに送られてよい。
ここで、図10~図15を参照すると、本開示のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス又は沈降デバイス)400の別の構成(又はコンフィギュレーション)が示されている。この構成は、細胞または粒子のセトリング(又は沈降)に有用である。セトラ・デバイス400は、概して、上方ハウジング(又は上部ハウジング)301および下方ハウジング(又は下部ハウジング)401を含んで成る。上方ハウジング301は、コーン309の第1スタックを含んで成る。下方ハウジング401は、コーン409の第2スタックを含んで成る。上方ハウジング301およびコーン309は、図1~図9Dに関連して説明するハウジング301およびコーン309と同じであるか、または、それらに類似している。
下方ハウジング401は、概して、円錐部分403と、円筒部分408と、第1ポート453と、第2ポート454とを含んで成る。ポート453、454は、チューブライン(又はチュービング・ライン又は管路)に相互接続するように構成されている。
一実施形態において、下方ハウジング401は、上方ハウジング301に固定して結合(又はジョイント)されている。例えば、下方ハウジングおよび上方ハウジングは、溶着(又は溶接)(熱溶着(又は熱溶接)を含む)、接着剤(又はグルー)で一体的に結合されてよく、あるいは当業者に知られている別の手段によって結合されてよい。
あるいは、下方ハウジング401は、必要に応じて、フランジ418を含んでよい。任意のフランジ418は、ハウジング301の任意のフランジ318に、リリース(又は解放又は脱着)が可能な状態で相互接続するように構成されている。したがって、フランジ418は、フランジ318のフィーチャ(又は特徴部)と同様に機能するホック状(又は鉤状)の突出部(又はプロジェクション)、突部(又は凸部又はプロトルージョン)、レセス(又は凹部)、タブおよび陥没部(又は窪み又は凹み又はデプレション)を含んでよい。必要に応じて、スペーサ415は、円筒部分408から内側(方向)に延在してよい。
ここで、図13を参照すると、ハウジング401の円錐部分403は、長手軸450に対して、内側(方向)に膨らんでいる(又は凸状である又は凸面である又は湾曲している)。具体的には、円錐部分のうち第1ポート453に近接する地点(又はポイント)から円錐部分が円筒部分408と接する地点(又はポイント)まで引いた直線(又はストレート・ライン)は、ハウジング401の外側に位置することになる。
円錐部分403は、一定の曲率半径を有してよい。あるいは、円錐部分403は、2以上の曲率半径を有してよい。例えば、円錐部分403は、円筒部分408に近接する第1曲率半径と、第1ポート453に近接する第2曲率半径とを有してよい。第1および第2の曲率半径の中心点(又はセンター・ポイント)は、ハウジング401の外側に位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、円錐部分403は、第1ポート453に近接する点(又はポイント)において、長手軸450に対して、約45度(°)未満の角度で傾斜(又はスロープ)している。必要に応じて、円筒部分408に近接する点(又はポイント)において、円錐部分は、長手軸に対して、約45度(°)よりも大きい傾斜(又はスロープ)を有する。別の実施形態において、円錐部分403の傾斜(又はスロープ)は、長手軸に対して、約15度(°)と約85度(°)との間で変化してよい。
例示の実施形態において、センサは、セトラ・デバイス400の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。センサは、1以上のハウジング301、401の内表面に配置(又は配列又は整列)されてよい。センサは、セトラ・デバイス400において、メディア(又は培地又は媒体)と接触し得るように配置(又は配列又は整列)されてよい。センサは、セトラ・デバイス400において、pH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCO(溶存COまたは部分COを含む)の1以上をモニタリング(又はモニター)するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。センサは、本開示に記載する他のセンサと同じであってよい。したがって、センサの1以上は、蛍光プローブによって感知されたコンディション(又は状態又は条件)に基づいて変化する光を放出するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)な蛍光プローブを含んでよい。光は、ハウジング301、401の透明な部分を通して、あるいはハウジングのウィンドウ(又は窓)を通して透過されてよい。
図12および図13に示す通り、コーン409は、下方ハウジング401の内部でスタックされている(又は積み重ねられている)。コーン409は、第1ポート453に近接して位置付けられている(又は配置されている)小さな開口部444とともに配向(又は配置)されている。各コーン409の本体440は、ハウジングの円錐部分403の形状にほぼ対応する形状を有する。具体的には、コーンの本体440は、ハウジングの円錐部分の少なくとも一部に対応する弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有してよい。例示の実施形態において、コーンの本体は、長手軸450に向けて内側(方向)に膨らんでいる(又は凸状である又は凸面である又は湾曲している)。必要に応じて、コーンの本体は、一定の曲率半径を有する。あるいは、コーンの本体は、2以上の曲率半径を有してよい。一実施形態において、本体の傾斜(又はスロープ)は、長手軸に対して、約5度(°)と約85度(°)との間で変化してよい。
隣接するコーンが所定の距離だけ離れるように、コーンの本体440に突出部(又はプロジェクション)413が形成されてよい。一実施形態において、突出部413は、コーンの本体の内表面から内側(方向)に延びている。追加的または代替的に、突出部413は、必要に応じて、コーンの本体の外表面に形成することもできる。コーンが一緒にスタックされるとき(又は積み重ねられるとき)、突出部413は、隣接するコーンが所定の距離だけ離れるように、下方のコーンの内表面に接触する。コーンがハウジング401内に位置付けられるとき(又は配置されるとき)、最も下方のコーン409Aの突出部413は、円錐部分403の内表面に接触することになる。最も上方のコーン409Eは、大きな開口部446を越えて延在する突出部448を任意に含むことができる。図12に示すように、最も上方のコーン409Eの突出部448は、コーン309の上方スタックに含まれる最も下方のコーン309Aの内表面に接触することができる。突出部448とコーン309Aとの間の接触は、コーン409のスタックの意図しない運動(又は移動)または不注意な運動(又は移動)を防止する。
図14および図15に示すように、いくつかの実施形態において、コーン409は、様々な直径(又は異なる直径)を有する。最も下方のコーン409Aは、スタックの他のコーンよりも大きい直径を有していてよい。コーン409B~409Eは、それぞれ、最も上方のコーン409Eが最小の直径を有するように連続的により小さい直径を有してよい。一実施形態において、6個のコーン409A~409Eが下方ハウジング401にスタックされてよい。別の実施形態において、下方ハウジング内のコーン409のスタックは、4~10個のコーンを含んでよい。
セトラ・デバイス400は、ハウジング301、401と、コーン309、409とを含んで成り、本開示に記載する他の実施形態と同じ材料で形成することができる。例示の実施形態において、ハウジングおよびコーンの1以上が、単回使用の使い捨てのプラスチックから作製されている。あるいは、ハウジングおよびコーンの1以上が、金属(例えば、ステンレス鋼の合金)、またはガラスから作製されている。コーン309、409の表面ならびにハウジング301、401の内表面は、当業者に知られている非粘着性のプラスチック、テフロン、シリコーンおよび同様の材料の1以上で完全または部分的に被覆(又はコーティング)されてよい。セトラ・デバイス400の表面(特に、ステンレス鋼から形成される場合の表面)は、電解研磨してよく、それにより、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供することができる。セトラ・デバイス400は、任意の所望の寸法(又は大きさ又はサイズ)にスケールを合わせることができる。
セトラ・デバイス400は、セトラ・セトラ300と同一または同様の方法で操作(又は作動又は運転)させてよい。具体的には、下方ハウジング401の第1ポート453および第2ポート454の1以上を通して、血清を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養媒体又は細胞培養培地又は細胞培養液)または動物性タンパク質を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養媒体又は細胞培養培地又は細胞培養液)をセトラ・デバイス400にポンピング(又はポンプで送る又は送圧)して入れてよい。また、連続的または周期的に細胞培養メディアをセトラ・デバイス400にポンピングして入れてよい。具体的には、セトラ・デバイス400は、バッチまたは連続的な操作(又は作動)で運転することができる。
また、制御された空気(又はエア)、O、COおよびNの混合物もセトラ・デバイス400にポンピングして入れてよく、セル・セトラ・デバイスの内部において、培養上清のpHおよびDO(溶存酸素)を制御することができる。必要に応じて、第2ポート354、454ならびに下方ハウジング301、第1ポート353の1以上を使用して、例えば、細胞生存率をチェックするためにバイオリアクタの内容物(又はコンテンツ)をサンプリングしてよく、そして、コンピュータ制御のマルチ・ガス・マス・フロー・コントローラへの入力(又はインプット)のために液体のpHおよびDO(溶存酸素)を連続的に測定してよい。
インビトロ(in vitro)での細胞増殖の終了時、セトラ・デバイス400のボトム(又は底部又は下部)に集まる濃縮されて沈降した細胞を下方ハウジング401の第1ポート453から回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。任意の代謝廃棄物(例えば、アンモニア、ラクテート)または気体(又はガス)を含んで成る清澄化された培養流体(又は培養液)は、まだ沈降していない、より小さい死細胞や細胞破片とともに、上部ハウジング301の第1ポート353を通して除去することができる。
必要に応じて、セトラ・デバイス400は、スタンド・アローンのバイオリアクタ/セル・ソータの組み合わせとして使用することができる。成長メディア(又は成長培地又は成長媒体)が、第1および第2のポート353、354、453、454の1以上を通して、セル・セトラ・デバイスに添加されてよい。したがって、パーフュージョン・バイオリアクタを使用することなく、セトラ・デバイス300を使用することができる。
ここで、図16~図21を参照すると、本開示の粒子または細胞のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス又は沈降デバイス)500の別の構成(又はコンフィギュレーション)が図示されている。セトラ・デバイス500は、本開示のセトラ・デバイス300、400と同一または同様の要素(又は構成要素又はエレメント)を含んで成る。より具体的には、セトラ・デバイス500は、概して、上方円錐部分503A、円筒部分508および下方円錐部分503Bを含んで成る。これらは、概して、中空の内部(又はホロー・インテリア)を規定するものである。一実施形態において、上方円錐部分503Aおよび下方円錐部分503Bは、実質的に同一である。少なくとも1つのコーン509のスタックがセトラ・デバイス500の内部に位置付けられている(又は配置されている)。
円錐部分503A、503Bは、概して、第1ポート553および必要に応じて第2ポート554を含んで成る。必要に応じて、第1ポート553は、セトラ・デバイス500の長手軸550と実質的に同心円状に整列(又はアライメント)されている。第1ポート553は、入口(又はインレット)としてだけでなく、出口(又はアウトレット)としても使用することができる。
また、第2ポート554は、セトラ・デバイス500の中空の内部から、液体(又はリキッド)、気体(又はガス)および固体(又はソリッド)を導入または除去するために使用することもできる。例示の実施形態において、第2ポート554は、円錐部分503を通して延在している。必要に応じて、第2ポート554は、セル・セトラ・デバイスの長手軸550に概ね平行(又はパラレル)に整列(又はアライメント)させることができる。他の実施形態において、第2ポート554は、円筒部分508を通して延在してよい。一実施形態において、第2ポート554は、長手軸550に対して、垂直(方向)またはそれを横切る方向(又は横方向)に配向(又は配置)させることができる。第1ポート553および第2ポート554の他の構成(又はコンフィギュレーション)も考えられる。また、セトラ・デバイス500は、4以上のポートを有することもできる。
ポート553、554は、チューブライン(又はチュービング・ライン又は管路)に相互接続するように構成されている。かかるチューブラインは、本開示のコンパクト・セル・セトラ・デバイスのいずれかに相互接続されてよい。チューブラインは、本開示の実施形態の任意のポートに相互接続させるための直径を有してよいか、あるいは他の方法で構成されてよい。チューブラインは、必要に応じて、中空の内部に位置付けられた(又は配置された)少なくとも1つのセンサを含んでよい。センサは、チューブライン内の流体および/または粒子と接触してよい。必要に応じて、センサは、他の構成(又はコンフィギュレーション)も考えられるが、チューブラインの内表面に配置(又は配列又は整列)されてよい。センサは、チューブラインにおいて、pH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCO(溶存COまたは部分CO(又はパーシャルCO)を含む)の1以上をモニタリング(又はモニター)するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)であってよい。
必要に応じて、1以上のセンサが、プローブによって感知されるコンディション(又は状態又は条件)に基づいて変化する光を放出する蛍光プローブを含んでよい。光は、リーダまたはメータによって集められてよい。光は、必要に応じて、任意のファイバーケーブルによって集められてよく、さらにメータに送られてよい。メータは、蛍光プローブによって感知されるpH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCOの少なくとも1つのレベル(又は大きさ又は高さ)を報告または表示するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。ラインは、透明または少なくとも半透明の材料を含んでよい。したがって、センサによって生成される光は、ラインを通過することができる。あるいは、ラインの少なくとも一部は、ウィンドウ(又は窓)のように、透明または半透明である。したがって、センサによって生成される光は、ウィンドウ(又は窓)の部分(又は一部)を通して送られてよく、さらにメータによって集められてよい。
導管(又はコンジット)560は、必要に応じて、セトラ・デバイス500の内部において、第2ポート554の少なくとも1つに相互接続されてよい。本開示の導管560の一実施形態は、図20A、図20Bに概して示されている。ルーメン(又は管腔)562は、導管を通して延在している。一実施形態において、導管560は直線状ではない。より具体的には、導管560は、曲げることができる。この態様では、導管は、図17に概して図示されているように、導管の自由端564が長手軸550に近接して位置付けられ(又は配置され)、セトラ・デバイス500において、内側(方向)に延在するように構成されている。したがって、導管560を通るルーメン562は、セトラ・デバイス500の中間の部分から(例えば、コーン509の内側から)、流体を注入または取り出す(又は引き出す)ように位置付ける(又は配置する)ことができる。このようにして、導管560を通して、セトラ・デバイス500から流体を取り出す(又は引き出す)ことによって、流体内の細胞または粒子がコーン上にセトリング(又は沈降)して、下方円錐部分503Bに向けて移動するように、セトラ・デバイスにおいて、上方に流体を流すことを促進することができる。
また、セトラ・デバイス500は、中空の内部(又はホロー・インテリア)に位置付けられた(又は配置された)図21A、図21Bに概して示されるようなディフューザ570を含んでいてよい。ディフューザ570は、複数の第2ポートの1つ(例えば、下方の第2ポート554B)に関連付けることができる(又は結合することができる)。流体は、下方円錐部分503Bに近接してセトリング(又は沈降)した粒子または細胞を乱すことなく、ディフューザを通して、セトラ・デバイス500から注入または取り出され得る(又は引き出され得る)。流体がディフューザを通して、セトラ・デバイス500に注入されると、細胞または粒子を含み得る流体は、セトラの下方円錐部分503Bに全体的に均一に分配される。
ここで、図21A、図21Bを参照すると、ディフューザは、ステム572から延在するトーラスまたはリング574を含んでよい。ステム572は、概して、直線状であってよく、長手軸550に平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されるように構成されてよい。リング574は、ディフューザ570がセトラ・デバイス500に相互接続されるとき、長手軸550の周囲に延在するように構成されてよい。一実施形態において、リング574は、長手軸と実質的に同心円状であるように適合されている。
アパチャ(又は開口)576は、リング574を通して形成されており、ディフューザを通る流体、細胞または粒子の輸送を促進する。一実施形態において、アパチャ(又は開口)576は、ステム572に接続されたリングの片面(又は1つの側面又はサイド)に形成されている。このように、アパチャ(又は開口)576は、ディフューザが下方の第2ポート554に相互接続されるとき、下方の第1ポート553Bに向けて配向(又は配置)されてよい。アパチャ(又は開口)576は、単一のチャネルまたはグルーブ(又は溝)として構成されてよい。グルーブ(又は溝)は、リングの周りに実質的に連続して延在してよい。
あるいは、リングは、複数の個別のアパチャ(又は開口)576を含んでよい。一実施形態において、アパチャ(又は開口)は、長手軸にほぼ平行(又はパラレル)に流体を射出するように軸方向に配向(又は配置)されている。アパチャ(又は開口)576は、全て、同じ方向に配向(又は配置)されてよい。あるいは、アパチャ(又は開口)のいくつかは、異なる方向または反対方向を向いてよい。必要に応じて、アパチャ(又は開口)576の1以上が、長手軸550を横切る方向(又は横方向)に配向(又は配置)されてよい。追加的または代替的に、アパチャ(又は開口)のいくつかは、半径方向または軸方向に配向(又は配置)されてよい。
再び図17を参照すると、コーン509は、セトラ・デバイス500の内部に位置付けられてよく(又は配置されてよく)、上方円錐部分503Aおよび下方円錐部分503Bの1以上に面するように配向(又は配置)されてよい。一実施形態において、セトラ・デバイスは、コーンのスタックを1つ含んで成る。コーン509Bの小さい端部および頂部(又はアペックス)542が下方円錐部分503Bの下方の第1ポート553Bに向けて配向(又は配置)されている。この実施形態では、コーンの基部(又はベース)または大きな開口部546は、上方円錐部分503Aの上方の第1ポート553Aに向けて配向(又は配置)されている。例示の実施形態において、3~25個のコーン509が、セトラ・デバイス500において、スタック状に配置(又は配列又は整列)されている。別の実施形態において、スタックは、6~14個のコーン、または10個のコーンを含んで成る。しかし、セトラ・デバイス500は、図16~図17に示す通り、セトラ・デバイス500を組み立てるとき、任意の数のコーン509を受容するように寸法(又は大きさ又はサイズ)が合わされてよい。下方円錐部分503Bの少なくとも一部は、コーンが無くてもよい。より具体的には、最も下方のコーン509は、下部円錐部分503Bの内表面から所定の距離だけ離間させることができる(又は間隔をあけて配置することができる)。したがって、培養中の細胞は、例えば、下方の第1ポート553Bに近接して、セトラ・デバイス500内に保持(又はリテンション)することができる。
コーン509Bの頂部(又はアペックス)542を下方の第1ポート553Bに近接させてコーン509Bを配向(又は配置)させるとき、ボトム(又は底部又は下部)のコーン509の本体540は、ディフューザ570によって支持されてよい。より具体的には、図17に概して示す通り、ボトム(又は底部又は下部)のコーン509は、ディフューザのリング574を通して延在することができる。そうすることでコーンの本体540がディフューザのリング574に接触するようになる。ボトム(又は底部又は下部)のコーンは、必要に応じて、ディフューザのリングに結合または溶着(又は溶接)されてよい。このようにして、ディフューザ570は、下方円錐部分503Bの内表面から所定の距離だけボトム(又は底部又は下部)のコーン509を位置付ける(又は配置する)ように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。
再び図17を参照すると、必要に応じて、フランジ518が、セトラ・デバイスの円錐部分503の大きい端部から延在してよい。フランジ518は、円筒部分508の外径とほぼ等しいか、それよりも大きい内径を有してよい。一実施形態において、セトラ・デバイスが組み立てられるとき、フランジ518は、円筒部分508の外表面の外側で、長手軸550とほぼ平行(又はパラレル)に延在している。必要に応じて、フランジ518は、関連する円錐部分503を円筒部分508に相互接続するように構成されている。例えば、円錐部分503は、フランジ518に近接して円筒部分508に溶着(又は溶接)または他の方法で固定(又は貼付)することができる。
追加的または代替的に、フランジ518は、関連する円錐部分503を円筒部分508と整列(又はアライメント)させるように適合されたフィーチャ(又は特徴部)を含んでよい。例示の実施形態において、フィーチャ(又は特徴部)は、突出部(又はプロジェクション)含んで成り、突出部(又はプロジェクション)は、円筒部分の対応するレセス(又は凹部)に係合するように構成されている。
フランジは、円錐部分と円筒部分との間に位置付けられている(又は配置されている)ワッシャまたはガスケットを保持するように構成されてよい。ガスケットは、図8Aおよび図8Bに概して図示するガスケット338と同一または同様であってよい。
一実施形態において、セトラ・デバイス500の円錐部分503の1以上が直線状ではない。より具体的には、円錐部分503は、円筒部分508に近接する最大の直径から、第1ポート553に近接する最小の直径まで、弓形(又は弧状又はアーチ状)のパス(又は経路又は軌道)に沿ってテーパが付けられてよい(又はテーパリング)。より具体的には、そして再び図17を参照すると、各々の円錐部分503の長手方向の断面は、円筒部分508と第1ポート553との間の弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有するライン(又は線)を規定している。一実施形態において、円錐部分503は、セトラ・デバイス500の中心に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。別の実施形態において、円錐部分503は、一定の曲率半径を有してよい。必要に応じて、別の実施形態において、1以上の円錐部分503は、2以上の曲率半径を有してよい。例えば、円錐部分503は、円筒部分508に近接する第1曲率半径と、関連する第1ポート553に近接する第2曲率半径とを有してよい。第1および第2の曲率半径の中心点(又はセンター・ポイント)は、セトラ・デバイス500の内部に位置付けられている(又は配置されている)。必要に応じて、円錐部分508の傾斜(スロープ)は、長手軸550に対して、約5度(°)と約85度(°)との間で変化してよい。一実施形態において、円錐部分503は、第1ポート553に近接する凸状の部分を含むことができる。凸状の部分は、セトラ・デバイス500の外側にある中心点(又はセンター・ポイント)を有する曲率半径を有する。
ここで、図19Aおよび図19Bを参照すると、コーン509は、概して、本体540を含んで成り、本体540は、小さな開口部544を有する頂部(又はアペックス)542と、大きな開口部546を有する基部(又はベース)とを有する。必要に応じて、コーンは、それぞれ、別々に形成されている。例示の実施形態において、コーンは、実質的に同一の寸法(又はサイズ)および形状(又はシェイプ)を有する。
いくつかの実施形態において、本体540は、小さな開口部544と、大きな開口部546との間で直線的でない場合がある。図17に概して示される通り、本体540の長手方向の断面は、弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有するライン(又は線)を形成する。それぞれのコーン509の弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状は、セトラ・デバイス500の1以上の円錐部分503とほぼ同じであってよい。
いくつかの実施形態において、本体540は、長手軸550に対して、内側が窪んでいる(又は凹んでいる又は凹面である又は湾曲している)。したがって、大きな開口部546のある地点(又はポイント)から小さな開口部544のある地点(又はポイント)に引いた直線(又はストレート・ライン)は、本体の内側にある。
必要に応じて、本体540は、一定の曲率半径を有する。あるいは、本体は、2以上の曲率半径を有してよい。したがって、本体は、小さな開口部544に近接する第1曲率半径と、大きな開口部546に近接する第2曲率半径とを有してよい。第1および第2の曲率半径の中心点(又はセンター・ポイント)は、コーン509の内部に位置付けられている(又は配置されている)。このようにして、小さな開口部544に近接する本体540の部分の傾き(又はスロープ)は、大きな開口部に近接する本体の傾き(又はスロープ)とは異なってよい。例えば、小さな開口部544に近接して、本体は、長手軸550に対して、少なくとも約40度(°)の角度で整列(又はアライメント)させることができる。対照的に、大きな開口部546に近接して、本体は、より垂直に近づけることができる(または、より長手軸に近づけることができる)。より具体的には、本体は、大きな開口部546に近接する地点(又はポイント)において、長手軸に対して、約45度(°)未満の角度で傾斜(またはスロープ)してよい。必要に応じて、本体540の傾斜(又はスロープ)は、長手軸に対して、約5度(°)と約85度(°)との間で変化してよい。
図19A、図19Bに示す通り、コーン509は、それぞれ、突出部(又はプロジェクション)513を含んでよい。突出部513は、隣接するコーンと接触するように構成されている。それによって、コーンのスタックにおいて、実質的に等間隔で連続するコーン509をそれぞれ保持する。一実施形態において、突出部513は、本体540の外表面から外側(方向)に延在している。突出部513は、隣接するコーンの本体540の内表面に接触するように構成されている。あるいは、突出部513は、本体340の内表面から延在してよい。いくつかの実施形態において、突出部513は、長手軸550に概して平行(又はパラレル)して配向(又は配置)されている。
突出部513は、隣接するコーンの間に任意の所望の間隔を提供するような寸法(又は大きさ又はサイズ)であってよい。必要に応じて、突出部513は、隣接するコーンを約1mm~約2.5cmの間の距離だけ分離するように構成されている。例示の実施形態において、コーン509は、それぞれ、少なくとも3つの突出部513を含んで成る。
突出部513は、必要に応じて、第1コーンを第2コーンに対して固定するように構成することができる。より具体的には、突出部513は、フランジ532およびグルーブ(又は溝)536を含んでよい。第1コーンのグルーブ536は、図19Aに概して示す通り、隣接する第2コーンのフランジ532を受けることができる。
ここで、図18を参照すると、セトラ・デバイス(又はセトリングデバイス又は沈降デバイス又は沈降装置)500は、必要に応じて、コーン509Aの第2スタックを含んでよい。コーンの第2スタックに含まれるコーン509Aは、コーン509Bと同じであってよい。あるいは、コーン509Aは、コーン509Bとは異なる寸法(又は大きさ又はサイズ)または形状(又はシェイプ)であってよい。一実施形態において、コーンの第2スタックに含まれるコーン509Aは、それぞれ、異なる寸法(又は大きさ又はサイズ)を有してよい。例えば、コーン509Aの最も上方のコーンは、その下方のコーンよりも大きな直径を有してよい。同様に、コーン509Aの最も下方のコーンは、そのコーンの第2スタックの他のコーンよりも小さな直径を有してよい。
必要に応じて、セトリングデバイス(又はセトラ・デバイス)500の内表面から、1以上のスペーサ(図示せず)が内側(方向)に突出してよい。スペーサは、セトラ・デバイス500に存在するコーン509のスタックが、円錐部分503または円筒部分508の内表面に寄りかかるのを防ぐように構成されている。必要に応じて、スペーサは、セトラ・デバイス300の長手軸550にほぼ平行(又はパラレル)であってよい。スペーサは、セトラ・デバイス500において、液体および懸濁した粒子の運動(又は移動又はムーブメント)または流れ(又はフロー)と干渉することを防止または最小にするために、実質的に薄い断面を有してよい。
図16~図18には図示されていないが、スペーサは、本開示に記載され、図5A、図5Bおよび図7に示されているスペーサ315と同じであるか、あるいはそれと同様であってよい。本開示に記載するセトリングデバイス500、600および800の全ての実施形態は、同様のスペーサを含んでよい。
セトラ・デバイス500の要素(又は構成要素又はエレメント)(例えば、円錐部分503、円筒部分508、コーン509)は、単回使用の使い捨て(又はディスポーザブル)のプラスチックから作製されてよい。あるいは、円錐部分503、円筒部分508およびコーン509の1以上は、金属(例えば、ステンレス鋼の合金)またはガラスから作製することができる。コーン509の表面と、円錐部分503の内表面と、円筒部分508の内表面は、非粘着性のプラスチック、テフロン、シリコーンおよび当業者に知られている同様の材料の1以上で完全または部分的に被覆(又はコーティング)することができる。追加的または代替的に、表面(特に、ステンレス鋼から形成されている場合の表面)は、電解研磨されてよく、それにより、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供する。かかるセトラ・デバイスは、任意の所望の寸法(又は大きさ又はサイズ)に容易にスケールを合わせることができる。
一実施形態において、円錐部分は、例えば、溶着(又は溶接)(例えば、音波溶着(又は音波溶接)または熱溶着(又は熱溶接))、接着剤またはグルーによって、円筒部分に固定して結合(又はジョイント)されている。必要に応じて、1以上のコーンが、セトラ・デバイスの内表面に結合(又はジョイント)されてよい。例えば、一実施形態では、コーンのスタックにおいて、最も上方のコーン509の部分(又は一部)が、図17に概して示す通り、上方円錐部分503Aの内表面に接触し、それに固定することができる。一実施形態において、コーンのスタックを形成するために、複数のコーンを一緒に結合(又はジョイント)することができる。
セトラ・デバイス500は、必要に応じて、流体ジャケット(図示せず)を含んでよい。流体ジャケットは、円錐部分503および円筒部分508の1以上に関連付けることができる(又は結合することができる)。セトラ・デバイス500およびその内容物(又はコンテンツ)(その中の流体を含む)を所望の温度範囲で維持するために、1以上のポートを通して、水または他の流体を流体ジャケットに導入してよい。
図16~図18に示す実施形態のセトラ・デバイス500の操作中(又は作動中又は運転中)、下方円錐部分503Bの第1ポート553Bおよび第2ポート554Bの1以上を通して、血清を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養培地又は細胞培養媒体又は細胞培養液)または動物性タンパク質を含まない細胞培養メディア(又は細胞培養培地又は細胞培養媒体又は細胞培養液)をセトラ・デバイス300にポンピング(又はポンプで送る又は送圧)して入れてよい。細胞培養メディアは、セトラ・デバイス500に連続的または周期的にポンピングして入れることができる。具体的には、セトラ・デバイス500は、バッチまたは連続の操作(又は作動)で運転することができる。
また、制御された空気(又はエア)、O、COおよびNの混合物をセトラ・デバイス500にポンピングして入れてよい。それによって、セトラ・デバイス500の内部において、培養上清のpHおよびDO(溶存酸素)を制御することができる。必要に応じて、第2ポート554A、554Bと、下方円錐部分503Bと、第1ポート553Bの1以上を使用してよく、例えば、細胞生存率を確認するためにバイオリアクタの内容物(又はコンテンツ)をサンプリングすることができ、さらに、コンピュータ制御のマルチ・ガス・マス・フロー・コントローラへの入力(又はインプット)のために液体のpHおよびDO(溶存酸素)を連続的に測定することができる。
インビトロ(in vitro)での細胞増殖の終了時、下方円錐部分503Bにおいて、セトラ・デバイス500のボトム(又は底部又は下部)に集まる濃縮されて沈降した細胞をセトラ・デバイス500の第1ポート553Bから回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。上方円錐部分503Aの第1ポート553Aを通して、まだ沈降していない、より小さな死細胞および細胞破片とともに、任意の代謝廃棄物(例えば、アンモニアおよびラクテート)または気体(又はガス)を含む清澄化した培養流体(又は培養液)を除去することができる。
必要に応じて、セトラ・デバイス500は、スタンド・アローンのバイオリアクタ/セル・ソータの組合せとして使用することができる。第1ポート553および第2ポート554の1以上を通して、成長メディア(又は成長培地又は成長媒体)をセル・セトラ・デバイスに添加してよい。したがって、セトラ・デバイス500は、パーフュージョン・バイオリアクタに接続することなく、使用することができる。
一実施形態において、センサは、セトラ・デバイス500の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。必要に応じて、センサは、1以上の円錐部分503および円筒部分508の内表面に配置(又は配列又は整列)されてよい。例示の実施形態において、セトラ・デバイス500の少なくとも一部(又は部分)は、プラスチックを含んでよい。例示の実施形態において、ハウジングの全体がプラスチックから構成されてよい。例示の実施形態において、プラスチックは、透明であるか、または少なくとも半透明である。必要に応じて、セトラ・デバイス500の少なくとも一部(又は部分)は、透明または半透明である。例えば、透明または半透明の材料は、ウィンドウ(又は窓)と同様に、セトラ・デバイス500のアパチャ(又は開口)に相互接続されてよい。透明な部分(又は一部)は、ガラス、プラスチック、または任意の他の適切な材料を含んでよい。透明な部分(又は一部)は、所定の範囲(単数または複数)の波長の光に対して透明である材料から形成されてよい。
センサは、存在する場合、セトラ・デバイス500において、メディア(又は培地又は媒体)と接触し得るように位置付けられている(又は配置されている)。センサは、セトラ・デバイス500において、pH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCO(溶存COまたは部分CO(又はパーシャルCO)を含む)の1以上をモニタリング(又はモニター)するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)であってよい。
必要に応じて、1以上のセンサが蛍光プローブを含んでよい。この蛍光プローブは、光を放出するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。光は、蛍光プローブによって感知されるコンディション(又は状態又は条件)に基づいて変化する。蛍光プローブは、セトラ・デバイス500において、様々な異なる位置(又はポジション)に配置(又は配列又は整列)されてよい。より具体的には、蛍光プローブは、セル・セトラ・デバイスにおいて、様々な領域(又は異なる領域)で、様々なコンディション(又は異なるコンディション)(又は状態又は条件)、あるいはコンディション(又は状態又は条件)の変化を測定するために配置(又は配列又は整列)されてよい。必要に応じて、少なくとも1つの蛍光プローブがセトラ・デバイスの下方円錐部分503Bの内表面に固定されている。
蛍光プローブによって放射される光は、セトラ・デバイスの表面(またはセトラ・デバイスの透明な部分)を通過し、リーダまたはメータによって集めることができる。本開示に記載する通り、メータは、セトラ・デバイス500において、蛍光プローブによって感知されるpH、DO(溶存酸素)、グルコース、温度およびCOの少なくとも1つのレベル(又は大きさ又は高さ)を報告または表示するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。必要に応じて、蛍光プローブによって放射される光は、必要に応じてファイバーケーブルによって集められてよく、さらにメータに送られてよい。
ここで、図22~23を参照すると、本開示の別のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス)600が概して示されている。セトラ・デバイス600は、セトラ・デバイス500と同様であり、同じフィーチャ(又は特徴部)を多く含んで成る。例えば、セトラ・デバイス600は、概して、上方円錐部分503Aと、円筒部分508と、下方円錐部分503Bとを含んで成る。これらは、概して、中空の内部(又はホロー・インテリア)を規定するものである。ディフューザ570は、下方の第2ポート553Bと流体連通して中空の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
コーン509Aのスタックは、セトラ・デバイス600の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。注目すべきは、コーン509Aは、その頂部(又はアペックス)542が上方円錐部分503Aおよび上方の第1ポート553Aに近接するように配向(又は配置)されている。
コーン509Aは、上方円錐部分503Aの内表面に固定されてよい。より具体的には、一実施形態において、コーンは、本開示に記載する通り、突出部(又はプロジェクション)513を含んで成る。上方のコーン509Aの突出部513は、図23に概して示される通り、上方円錐部分503Aの内表面に固定または溶着(又は溶接)することができる。
必要に応じて、コーンの第2スタック(図示せず)が、セトラ・デバイス600の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。コーンの第2スタックに含まれるコーンは、それらの頂部(又はアペックス)が下方円錐部分503Bに近接するように配向(又は配置)されてよい。一実施形態において、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、コーン509Aと同一であるか、または同様のものである。あるいは、コーンの第2スタックに含まれるコーンは、コーン509Aとは異なる寸法(又は大きさ又はサイズ)または形状(又はシェイプ)を有してよい。一実施形態において、第2コーンは、図14および図15に示すコーン409のように、連続的に増加する直径を有してよい。
本開示の実施形態のそれぞれにおいて、スタックしたコーン(又は積み重ねられた又は積層したコーン)の円錐表面における表面の傾斜の角度は、垂直(方向)から約30度(°)~約60度(°)とすることができる。特定の実施形態では、円錐表面またはスタックしたコーン(又は積み重ねられた又は積層したコーン)の表面の傾斜の角度は、垂直(方向)から約45度(°)である。さらに別の実施形態では、傾斜の角度は、約15度(°)から約75度(°)の間の範囲である。上記で説明したように、より粘着性の粒子(典型的には哺乳動物の細胞)を分離するために、傾斜の角度は、好ましくは、垂直(方向)により近い(すなわち、垂直(方向)から約30度(°)である)。低い粘着性の固体粒子(例えば、触媒粒子)について、傾斜の角度は、垂直(方向)から、さらに遠くすることができる(好ましくは、垂直(方向)から、約60度(°)である)。
本開示のいずれかのセトラ・デバイス300、400、500、600および800(ハウジング、コーンおよび/またはセトラ・デバイスの任意の追加の構成要素(又は成分又はコンポーネント)を含む)の構成(又は構築又はコンストラクション)の材料は、ステンレス鋼(特に、ステンレス鋼(又はステンレス・スチール)316)、または微生物もしくは哺乳動物の細胞培養における用途に使用される同様の材料、ならびに触媒の分離およびリサイクルなどの化学プロセス産業における用途に使用される他の金属であってよい。ステンレス鋼の表面は、部分的または完全に電解研磨されてよい。それによって、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供することができる。このような表面によって、細胞または粒子が、液体の懸濁液から沈降(又はセトリング)した後、滑り落ちることができる。本開示のセトラ・デバイスの表面の一部または全部が、非粘着性のプラスチックまたはシリコーン(例えば、ジメチルジクロロシラン)で被覆(又はコーティング)されてよい。代替的または追加的に、本開示のこれらのいずれかのセトラ・デバイスの材料の構成(又は構築又はコンストラクション)は、金属でなくてもよい(又は非金属であってよい)。例えば、プラスチック(単回使用の使い捨て(又はディスポーザブル)のプラスチックなど)が挙げられる。本開示の金属のセトリング・デバイスは、標準的な板圧延および螺旋状プレート(又はスパイラル・プレート)のボトム(又は底部又は下部)への鋼角板の溶着(又は溶接)によって構成(又は構築又はコンストラクション)することができる。その一方で、本開示のプラスチックのセトラ・デバイスまたはその個々の部品は、例えば、射出成形または三次元プリント技術を用いて単一の部品として、連続的に、より容易に作製することができる。
本開示のいずれかのセトラ・デバイスのハウジングに配置されるコーンを構成する材料の厚みは、好ましくは、形状の剛性を維持し、ハウジングの内側で支持されるべきコーンの同心円状のスタックの重量を最小にするために必要な限り薄い。かかるデバイスの半径および高さは、大規模なプロセスに必要な限り、独立して、スケールアップすることができる。予測方程式から計算することができる(例えば、傾斜プレート・セトラ(Battら、1990、上記参照)で提供される予測方程式)。
本開示のセトラ・デバイスにおいて粒子の分離を引き起こす重要な要因(又はファクター)は、傾斜した表面において、沈降(又はセディメンテーション)を促進させることである。これは、Boycott(Nature, 104: 532, 1920)によって、傾斜した長方形の表面で血液の細胞を用いることで首尾よく実証されている(Battら(1990、上記参照)によって、モノクローナル抗体を生成するハイブリドーマ細胞を用いて、首尾よく実証されている通りである)。細胞/粒子の分離を促進する追加の要因(又はファクター)は、連続する円筒(又はシリンダ)の間の環状領域を細胞/粒子が移動する間に細胞/粒子にかかる遠心力、ならびに、沈降表面(又はセトリング表面)での重力に起因する沈降(又はセトリング)である。
各次元で独立して傾斜したプレート・セトラをスケールアップするためにラメラ・プレートが使用されている(すなわち、長さ、または幅、または各プレートのトップ(又は頂部又は上部)にスタックした(積み重ねた)プレートの数を増やすこと)。その一方で、このデバイスの水平半径を単純に増加させることによって、螺旋状の円錐の沈降ゾーン(又はスパイラル・コニカル・セトリング・ゾーン)を3次元的に同時にスケールアップすることができる。デバイスの水平半径を増加させるにつれて、連続するスパイラルの間で一定の距離(またはチャネルの幅)を保つことによって、垂直面および円錐面の数を比例して増やすことができる。粒子の分離の効率は、傾斜したセトリング表面(又は沈降表面)の投影水平面積の合計に正比例する。デバイスにおいて半径が大きくなると、投影水平面積は半径の2乗に比例して大きくなる。その結果、単に半径を大きくするだけで投影面積の合計が3次元的にスケールアップする(すなわち、半径の3乗に比例する)。
セトラ・デバイス600は、本開示の他のセトラ・デバイスと同様の様式(又は方法)で操作(又は作動又は運転)させることができる。例えば、セトラ・デバイス600は、セトラ・デバイス300、400、500に関して説明したように、使用および操作することができる。
(使用の方法およびプロセスの操作)
本開示のセトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)を使用する例示的な方法を以下に説明する。粒子含有液体(例えば、細胞培養液や、固体触媒粒子を含む廃水または反応流体などが挙げられる)を本開示のセトラ・デバイスにポートを介して導入する。導入する液体の約50%~99%(典型的には、約90%)をセトラ・デバイスのボトム(又は底部又は下部)にあるポートを通して除去する。その一方で、残りの液体の1%~50%(典型的には、約10%)をデバイスのトップ(又は頂部又は上部)にあるポートを通して除去する。ポンプ(例えば、ぜん動ポンプ)を使用してよい。そうすることで、トップ(又は頂部又は上部)のポートから液体を吸い出してよい。その一方で、ボトム(又は底部又は下部)から出る濃縮された液体は、ポンプを必要とすることなく、重力によってサイクロン・ハウジングのボトム・アウトレット(又はボトム出口又は底部出口又は下部出口)から放出できるようにしてよい。あるいは、沈降(又はセトリング)した細胞または粒子を含む液体は、流入する液体のフロー・レート(又は流量又は流速)の約50%~99%で円錐セトラのボトム・ポート(又は底部ポート又は下部ポート)からポンピングして出してよい。そして、残りの清澄化された液体(1%~50%)が、トップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)を介して、放出されてよい。必要に応じて、ポートを出る流体は、ポンピングされ、ハーベスト・ライン(又は回収ライン)に送り出されてよい。
流入する細胞(または粒子)のほとんどは、流入するときに遠心力によって、セトラ・デバイス・アセンブリの壁部に押され、最初は穏やかな渦の動き(又はボルテックス・モーション)によって、円錐部分に沈降し、液体および粒子/細胞が降下するにつれて速度が増し、ボトム・ポート(又は底部ポート又は下部ポート)から出る。沈降(又はセトリング)しなかった細胞または粒子は、コーンのスタックを介して、上方に運動(又は移動)する。コーンのスタックを介して液体がゆっくりと上方に運動(又は移動)すると、より大きな粒子(例えば、生きた細胞)は、コーンの表面に沈降する。そして、コーンを滑り降りるか、あるいはコーンとサイクロン・ハウジングの外壁との間に形成される小さな空間を降下する。かかる沈降粒子は、アセンブリのボトム(又は底部又は下部)の円錐部分に到達するまで、外側(方向)の円筒形の壁部に沿って垂直下方に降下し、円錐部分からボトム・ポート(又は底部ポート又は下部ポート)まで滑り落ちるように進む。
ポートを通して液体の入口(又はインレット)のフロー・レート(又は流量又は流速)を増加させることによって、傾斜したセトリング・ゾーンにおいて、液体の滞留時間を減少させることが可能である。そうすることで、より小さな粒子(例えば、死細胞および細胞破片)は、液体がセトリング・ゾーンのトップ(又は頂部又は上部)に達するときまで沈降(又はセトリング)しない。したがって、このような、より小さな粒子は、トップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)を介して、セトリングデバイスを出る。このフィーチャ(又は特徴部)によって、より小さい粒子(例えば、死細胞および細胞破片)をトップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)を介して、ハーベストストリーム(又は回収ストリーム)に選択的に除去し、その一方で、より大きい粒子(例えば、生きている細胞および生産性のある細胞)をボトム・ポート(又は底部ポート又は下部ポート)から別の容器(例えば、バイオリアクタ)に戻す簡単な方法を提供する。
したがって、これらの方法において、かかるセトラ・デバイスに液体の懸濁液を導入する工程(又はステップ)は、液体の懸濁液をプラスチックのバイオリアクタ・バッグから粒子のセトリングデバイスに方向付ける(又は導入する)ことを含んでよい。
ポートまたは開口部に液体連通する1以上のポンプ(例えば、ぜん動ポンプ)によって、セトリングデバイスの任意のポートまたは開口部に液体を方向付ける(又は誘導又は導入する)か、あるいは、そこから液体が取り出されてよい(又は引き出されてよい)。このようなポンプ、または液体をセトラ・デバイスに流入または流出させる他の手段は、連続的または断続的に操作(又は作動又は運転)することができる。断続的に操作する場合、ポンプが停止している期間に粒子または細胞の沈降(又はセトリング)が起こる。このとき、周囲の流体は静止している。これによって、既に沈降(又はセトリング)している粒子や細胞が、液体の上方への流れ(又はフロー)によって妨げられることなく、傾斜した円錐表面を滑り落ちることができる。断続的な操作には利点がある。この断続的な操作によって、細胞が下方に滑り落ちる速度を向上させることができる。それによって、細胞の生存率(又はバイアビリティ(viability))および生産性(又はプロダクティビティ(productivity))を向上させる。具体的な実施形態において、バイオリアクタまたは発酵メディア(又は発酵培地又は発酵媒体)から本開示のセトラ・デバイスに細胞の液体懸濁液を方向付ける(又は誘導又は導入する)ためにポンプを使用する。
本開示のかかるセトラ・デバイスを使用する方法において調整され得るパラメータの1つは、セトラ・デバイスに入る液体のフロー・レート(又は流量又は流速)およびセトラ・デバイスから出る液体のフロー・レート(又は流量又は流速)である。液体のフロー・レート(又は流量又は流速)は、デバイス(又は装置又は機器)の特定の用途に全体的に依存する。清澄化された液体から沈降(又はセトリング)および分離(又はセパレート)する粒子を保護するために液体のフロー・レート(又は流量又は流速)を変化させてよい。具体的には、本開示のセトラ・デバイスにおいて分離され、細胞培養に戻すことができる生細胞の生存率を保護するために、液体のフロー・レート(又は流量又は流速)を調整する必要があるかもしれない。しかし、セトラ・デバイスにおける実質的な細胞または粒子の蓄積(又はビルドアップ)あるいはセトラ・デバイスへの液体の出し入れを行う導管(又はコンジット)の目詰まり(又はクロッグ)を防止するために液体のフロー・レート(又は流量又は流速)を調整することも必要である。
かかる方法において、セトラ・デバイスから収集(又は回収)する清澄化された液体として、生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学反応物および化学反応生成物の少なくとも1つが挙げられてよい。セトラ・デバイスから収集(又は回収)する清澄化された液体として、炭化水素、ポリペプチド、タンパク質、アルコール、脂肪酸、ホルモン、炭水化物、抗体、イソプレノイド、バイオディーゼル、およびビールの少なくとも1つが挙げられてよい。かかる方法の例示において、セトラ・デバイスから収集(又は回収)する清澄化された液体として、インスリンまたはそのアナログ(又は類似体又は類縁体)、モノクローナル抗体、成長因子、サブユニット・ワクチン、ウイルス、ウイルス様の粒子、コロニー刺激因子およびエリスロポエチン(EPO)の少なくとも1つが挙げられる。
本明細書で引用する刊行物または特許は、それぞれ、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる(又は援用される)。本開示において、概して記載されている本開示のセトリングデバイスは、以下の実施例を参照することによって、より容易に理解されるものである。以下の実施例は、本開示の実施形態の特定の態様を単に示すことを目的として挙げられている。かかる実施例は、本開示を限定することを意図するものでない。なぜなら、当業者は、上記の教示および以下の実施例の記載から、他の技術および方法が特許請求の範囲を満たすことができ、なおかつ、本開示の範囲から逸脱することなく採用できることを理解するからである。
(実施例)
実施例1
タンパク質産生物を分泌する酵母または他の微生物の細胞
微生物の組み換え細胞(例えば、酵母または真菌(ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)など)または細菌(又はバクテリア)の細胞(エシェリキア・コリ(Escherichia coli)、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)など)の細胞)(これらは、異種タンパク質(例えば、インスリンまたはブラゼイン)を分泌するように操作されたものまたは天然分泌酵素(例えば、A.ニガー(A. niger)、B.スブチリス(B. subtilis)など))が、本開示のコンパクト・セトラ・デバイスに取り付けられたバイオリアクタで増殖(又は成長)させることができ、それによって、生きた生産性の高い細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルすることができる。それによって、高い細胞密度および高い生産性を達成する。高い細胞密度のバイオリアクタにおいて、生きた生産性の高い細胞に新鮮な栄養培地(又は栄養媒体又はニュートリエント・メディア)を連続的に供給する。そして、分泌されたタンパク質または酵素をトップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)(またはトップ・サイド・アウトレット(又は上側出口)353A、354A、553A、554A)から、清澄化されたアウトレットで連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)する。その一方で、濃縮された生きた生産性の高い細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルする。死細胞および生きた細胞の小さな画分(又はスモール・フラクション)を、ハーベスト・アウトレット(又は回収アウトレット又はハーベスト出口又は回収出口)を介して、バイオリアクタから連続的に除去する。細胞の増殖(又は成長)およびタンパク質の産生を無期限で維持することができる。このとき、バイオリアクタの操作(又は作動又は運転)を停止する実際の必要はない。酵母ピキア(Pichia)細胞を用いた操作(又は作動又は運転又はオペレーション)では、本開示のコニカル・セトラ・デバイスを用いており、1ヶ月間以上にわたって、パーフュージョン・バイオリアクタを操作(又は作動又は運転)した。微生物の細胞は、懸濁培養液中で成長(又は増殖)する。そして、細胞保持装置(又はセル・リテンション・デバイス)は、任意の所望の寸法(又は大きさ又はサイズ)までスケールアップできるので、本開示のセトラは、懸濁バイオリアクタに取り付けることができる(ラボスケール(<1リットル)から工業スケール(>50,000リットル)で変化する寸法(又は大きさ又はサイズ)、またはその間の任意の寸法(又は大きさ又はサイズ))。それによって、高い細胞密度のパーフュージョン培養(又は灌流培養)を達成することができる。
1つの具体的な例において、酵母ピキア・パストリス(Pichia pastoris)細胞のパーフュージョン・バイオリアクタ培養を説明する。酵母ピキア・パストリス(Pichia pastoris)細胞を、5リットルのコンピュータ制御のバイオリアクタで増殖(又は成長)させた。最初は、バッチモードで最初の50時間にわたって、接種物から細胞を増殖(又は成長)させた。次いで、フェッドバッチ(fed-batch)・モードで、次の100時間にわたって、取り付けたセル・セトラ(12リットル)をゆっくりと満たした。次いで、本開示のコンパクト・セル・セトラを用いて、連続パーフュージョン・モードにおいて、より小さな死細胞を除去し、より大きな生きた細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルした。本開示のコンパクト・セル・セトラ/粒子セトラの任意のモジュラー・バイオリアクタへの取り付けの典型的な概略図を図24に示す。
図24を参照すると、酵母ピキア・パストリス(Pichia pastoris)細胞を、パーフュージョン・バイオリアクタ(218)で増殖(又は成長)させた。インプット・ライン(201)に相互接続した第1ポンプ(202)を介して、増殖培地(又は増殖媒体又は増殖メディア又は成長培地又は成長媒体又は成長メディア)をメディア・レザバ(200)からバイオリアクタ(218)に添加した。溶存酸素モニタ(206)およびpHモニタ(204)によって、バイオリアクタ(218)において、溶存酸素量(又は溶存酸素含有量又は溶存酸素コンテンツ)およびpHを連続的にモニタリング(又はモニター)した。バイオリアクタ(218)からの酵母の細胞培養液(又は細胞培養物)を、ライン(212)に相互接続する第2ポンプ(214)を介して、本開示のコンパクト・セル・セトラ(208)(12リットル)に送達した。コンパクト・セル・セトラ(208)からの流出物(より小さい死細胞を含む)を流出物ライン(210)から排出(又はエバキュエート)した。より大きな生細胞は、第3ポンプ(216)およびリターン・ライン(217)を介して、セル・セトラ(208)からバイオリアクタ(218)に戻してリサイクルした。バイオリアクタ(218)において、メディア(又は培地又は媒体)および細胞培養液(又は細胞培養物)のレベル(又は高さ又は大きさ)は、第4ポンプ(220)およびリムーバル・ライン(又は除去ライン)(222)を介して、過剰な細胞培養液(又は細胞培養物)を除去することによって制御した。それにより、過剰な細胞培養液(又は細胞培養物)を捕捉または廃棄した。
本開示のコンパクト・セル・セトラ/粒子セトラを用いてセットアップしたパーフュージョン・バイオリアクタで得られた結果を図25に示す。円(●)は、600nmで測定したバイオリアクタ・サンプルの光学密度を示し、約150時間の最初のバッチおよびフェッドバッチの培養期間中に蓄積(又はビルドアップ)し、続いて、最大1600時間または2ヶ月よりも長い連続パーフュージョン操作(又は作動又は運転)を行う。セトラの流出物または回収物(又は収穫物又はハーベスト)のレート(又は量又は速度)は、セトラ・インレット・ポンプの設定(又はセッティング)および/またはセトラ・リサイクル・ポンプの設定(又はセッティング)のいずれかを操作(又はマニピュレーション)することによって調整する。細胞の濃度(600nmでのODで測定する)およびサイズ分布は、バイオリアクタから流入する細胞のハーベスト・フロー・レート(又は回収フローレート)と、セル・サイズ分布と、他の要因(又はファクター)(例えば、セトラからのリサイクル比(又はリサイクル・レシオ))とによって決定する。パーフュージョン・レートを2000ml/日から6000ml/日以上まで徐々に増加させたとしても、0から30の範囲の非常に低いODで測定されるように、流出物ストリームには、非常に僅かな細胞しか含まれていない。これらの結果は、バイオリアクタにおいて、非常に高い細胞密度が得られて維持されたことを実証している。このことは、ほとんどの生細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルすることと、より小さな死細胞および細胞破片が選択的に除去されたこととに起因する。このようにパーフュージョン・レートを増加させたとしても、バイオリアクタを停止させる理由が全くなく(例えば、競合する膜ベースのセル・リテンション・デバイスでの膜詰まり)、高い細胞密度でバイオリアクタを無制限に操作(又は作動又は運転)することができる。
同じ時点で採取したバイオリアクタからのサンプルおよびセトラ流出物からのサンプルを粒径分析器で分析した。図26に示す正規化した細胞のサイズ分布の結果は、バイオリアクタ内の細胞について見出された細胞のサイズ分布と比較して、セトラ流出物が著しく小さな細胞のサイズ分布を含むことが明確に示されている。かかる結果は、セトラが、流出物において、より小さい死細胞および細胞破片を優先的に除去し、より大きな生細胞が優先的にバイオリアクタに戻されることを例証している。このように、バイオリアクタは、セトラの流出物によって死細胞および細胞破片を選択的に除去することで連続的に清浄され、結果として、他のすべての細胞保持装置(又はセル・リテンション・デバイス)で日常的に起こるような、バイオリアクタ内での死細胞および細胞破片の蓄積は生じない。
パーフュージョン培養の間、初期の時点でバイオリアクタからのサンプルおよびセトラ流出物からのサンプルを採取し、2mlの小さなバイアルで遠心分離した。セトラ・デバイス(208)の流出物からペレット化した細胞およびバイオリアクタ(218)からペレット化した細胞によって、バイオリアクタからペレット化した細胞は、バイアル内の湿潤充填細胞体積(又はウェット・パック・セル・ボリューム)のほぼ50%を占めるのに対し、セトラ流出物のペレット化した細胞は、湿潤充填細胞体積(又はウェット・パック・セル・ボリューム)の約5%のみを占めていることを示した。これらの結果からも、バイオリアクタからの無傷(又はインタクト)のより小さな細胞の非常に小さなフラクションのみがセトラ流出物から除去され、その一方で、より大きな無傷(又はインタクト)の細胞のほとんどが、バイオリアクタに優先的に戻されることが改めて確認されている。
この2ヶ月間の長期間のパーフュージョン操作の間にわたって、バイオリアクタおよびセトラ流出物におけるタンパク質の総濃度を測定した。これは、最初のバッチおよびフェッドバッチ(fed-batch)の操作の後(すなわち、長期間のパーフュージョン操作の間)、セトラ・デバイス(208)からの流出物サンプル中のタンパク質の総含有量は、バイオリアクタ(218)からのサンプルにおけるタンパク質の総含有量と比べて、一貫して大きいことを示している。これらの結果は、膜ベースのセル・リテンション・デバイス(例えば、哺乳動物細胞のパーフュージョン培養におけるATF)で共通して観察されるように、セトラ(208)の内側でタンパク質がふるい分け(又はプロテイン・シーブ)されていないことを非常に強く示唆するものである。さらに、これらの結果は、セトラ(208)において、何らかの追加のタンパク質の産生があり、この流出物のタンパク質の濃度が同時にバイオリアクタ(218)での濃度と比べて、一貫して、より高くなることを示唆している。
図24に示す連続したパーフュージョン・バイオリアクタの構成(又はコンフィギュレーション)からのハーベスト・ストリーム(又は回収ストリーム)の中に蓄積したタンパク質の総量は、単回(又はシングル)のフェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタ(218)(158時間またはほぼ6日間にわたって行われ、例えば1600時間の同じ培養期間にわたって何度も何度も繰り返される)の無細胞の上清から回収(又は収穫又はハーベスト)され得るタンパク質と比較することができる。フェッドバッチ培養は、典型的には、長い休止時間(又はダウンタイム)を有することによって、バイオリアクタから回収(又は収穫又はハーベスト)もしくはバイオリアクタを空にし、内表面を洗浄し、系中(又はその場又はインサイチュ(in situ))において蒸気で滅菌し、冷却し、バイオリアクタに滅菌した培地(又は媒体又はメディア)を再充填し、バイオリアクタに新鮮な細胞を接種し、次いで、細胞を十分に高い細胞密度まで増殖(又は成長)させて、タンパク質の力価(又はタイター)の顕著な増加を確認する。その一方で、連続パーフュージョン・バイオリアクタでは、培養操作の全体を通して、高い細胞密度および高い産生率で、中断することなく動作し続ける。結果として、連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)される生成物のストリームにおいて、蓄積するタンパク質の総量は、パーフュージョン・レートが増加するに従って、顕著により速いレート(又は速度又は量)で増加し、160gまで蓄積する。これは、同じ5リットルのバイオリアクタで8回にわたって繰り返されるフェッドバッチ培養の操作に由来する無細胞の上清から収穫できるタンパク質の量の5倍以上である。
実施例2
ビールからの酵母細胞の除去
大規模(又はラージ・スケール)での醸造の操作(又は作動又は運転)では、酵母細胞が、濾過デバイス(定期的に目詰まりする)または遠心分離デバイス(高価な高速の機械的なデバイスである)によって、生成物であるビールから除去されている。以前は、ハイドロサイクロンがこの用途のためにテストされたが失敗している(Yuanら、1996; Cilliers and Harrison, 1997)。かかるデバイスは、本開示のセトラ・デバイスによって容易に置き換えることができ、それによって、トップ(又は頂部又は上部)のアウトレット(又は出口)からビールを清澄化し、濃縮された酵母細胞の懸濁液をボトム(又は底部又は下部)のアウトレット(又は出口)から除去する。本開示のコニカル・セトラ・ゾーンにおける滞留時間の増加および沈降(又はセディメンテーション)の強化に起因して、本発明者は、細胞培養液から、酵母細胞の分離に成功し、その最初の操作(又は作動又は運転)において、セトラ・デバイスに入る細胞のわずかに約5%だけを含む培養上清を回収(又は収穫又はハーベスト)した。このデバイス(又は装置)は、スケールアップまたはスケールダウンすることができ、それによって、その細胞分離の効率を増加または減少させることができるので、所望により、ハーベスト・ポート(又は回収ポート)から完全に無細胞(又はセル・フリー)のビールを得ることが促進され得る。したがって、本開示のデバイス(又は装置)は、ビールの醸造、ならびに、ビールの清澄化、および連続醸造の配置(又は配列又は整列又はアレンジメント)において、特に有用であってよい。
実施例3
哺乳動物細胞の培養ブロスからの細胞の清澄化または除去
上記の実施例2と同様に、フェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタ培養の最後に細胞培養ブロスから哺乳動物細胞を清澄化することは、分泌産生物(例えば、抗体または治療用の糖タンパク質)の回収(又は収穫又はハーベスト)に必要な第1の工程(又はステップ)であり、それによって、その後、他の一連の下流の処理操作が続く。現在、細胞培養ブロスから哺乳動物細胞および細胞破片を除去するための共通ユニット操作として、遠心分離および深層ろ過が使用されている。しかし、連続した遠心分離プロセスから蓄積された細胞を定期的に除去することは、清澄化された細胞培養液の上清への細胞のクラウドバーストを繰り返す結果となる。本開示のセトラ・デバイスは、清澄化された上清(無細胞(又はセル・フリー)の上清、または細胞が著しく減少した上清)を連続して生成する。このとき、哺乳動物細胞は、デバイスの内部で容易に沈降する(又はセトリングする)。かかるコンパクト・セトラ・デバイスによって、細胞培養ブロスから細胞をより一貫して除去し、潜在的な遠心分離の必要性を置き換え、第2の深層ろ過の操作において、必要な膜面積の量を減少させて、残存する細胞および全ての細胞破片を完全に除去することを提供する。この清澄化は、バッチ操作であっても、以下にて説明するようなパーフュージョン・バイオリアクタでの連続操作においても可能である。
実施例4
哺乳動物細胞のパーフュージョン培養
傾斜セトラにおけるマウスのハイブリドーマ細胞および組み換え哺乳動物細胞の強化(又は促進)された沈降(又はセディメンテーション)は、既に成功したものとして実証されている(Battら、1990 及び Searlesら、1994)、ラメラ・セトラでスケールアップされている(Thompson および Wilson、米国特許第5,817,505号)。ラメラ・セトラは、独立して、3次元的にスケールアップされている。その一方で、本開示のコニカル・セトラ・デバイス(又は円錐セトラ・デバイス)は、上記で説明したように、単にその半径を大きくすることによって、同時に3次元的にスケールアップすることができる。したがって、本開示のセトラは、よりコンパクトであり、より小さなフットプリントで沈降(又はセトリング)させるためには、かなりより多くの傾斜した表面を含み、糖タンパク質(例えば、モノクローナル抗体)、および他の治療用のタンパク質を分泌する哺乳動物の細胞培養において、実証されている用途とともに、より容易にスケールの調節が可能なセル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)である。分泌されたタンパク質を含むトップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)からの清澄化されたハーベスト(又は回収物又は収穫物)・アウトプットは、セル・リテンション・デバイスから連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)される。その一方で、ボトム・アウトレット(又は底部出口又は下部出口)からの濃縮細胞は、バイオリアクタに戻してリサイクルされ、高い細胞密度のパーフュージョン・バイオリアクタをもたらす。それによって、無期限(すなわち、数ヶ月間にわたる連続したパーフュージョンの操作(又は作動))で運転することができる。単一(又はシングル)の1000リットルの大きな細胞密度のパーフュージョン・バイオリアクタから連続的に得られる高い力価(又はタイター)の回収物(又は収穫物又はハーベスト)は、大型(>20,000リットル)のフェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタで得られる年間ベースの累積生産量を上回ることができる。
コンパクト・セル・セトラ(4インチ)を取り付けた制御バイオリアクタ(1リットル)で組み換えチャイニーズハムスター卵巣細胞(治療用の糖タンパク質の過剰発現および分泌において共通して用いられるもの)を培養する(図24に模式的に示す通りである)。バイオリアクタ内の生存細胞密度、セトラ・トップの流出物、およびセトラ・ボトムからバイオリアクタへのリターン(又は戻り)を測定した。パーフュージョン操作の開始直後の60時間では、セトラ・トップの流出物から生細胞は、ほとんど除去されず、セトラ・ボトム・アウトレットからバイオリアクタに戻される生存細胞の量が増加する。結果として、バイオリアクタの生存細胞密度(viable cell density)(VCD)は、パーフュージョン操作の開始後、徐々に増加し、バイオリアクタにおける生存率(%)(ダイヤモンド)は、パーフュージョンが開始したとき、より劇的に増加する。
バイオリアクタおよびセトラ・トップの流出物からのサンプル(5日目)について、セル・サイズの分布を測定した。バイオリアクタのサンプルについて、ベックマン・コールター・マルチサイズ・アナライザー(Beckman-Coulter Multisize Analyzer)で測定した細胞/粒子サイズのヒストグラムは、生細胞の幅広い分布(おそらくダブレット)(約10ミクロン(μm)から約30ミクロン(μm)の範囲のサイズ、約16ミクロン(μm)のピーク)と、死細胞の鋭いピーク(8から9ミクロン(μm)のサイズ)と、より小さいサイズの細胞破片の大きなテール(8ミクロン(μm)未満の範囲)とを示す。コンパクト・セル・セトラ(208)のトップ・ポート流出物からのサンプルに関して、同じ装置で測定した細胞/粒子のサイズの別のヒストグラムは、死細胞のピークが増大し(8ミクロン(μm)と9ミクロン(μm)との間のサイズ)、細胞破片のテール(8ミクロン(μm)未満のサイズ)を示し、生細胞のピーク(約16ミクロン(μm))が全くないことを劇的に示した。
このようなサイズ測定は、セトラ・トップの流出物が、パーフュージョン・バイオリアクタ(218)から、より小さな死細胞および細胞破片を選択的に除去し、その一方で、より大きな生細胞が、パーフュージョン・バイオリアクタ(218)に連続的に戻されることを強く実証するものである。より小さな死細胞および細胞破片のこのような選択的な除去は、傾斜プレート・セトラで実証されている(Battら、1990 および Searlesら、1994)。また、本開示のコンパクト・セル・セトラは、よりコンパクトで、より容易にスケールの調節が可能な設計で、それらの連続した結果を再現している。哺乳動物細胞用に今日利用可能な他のセル・リテンション・デバイスのいずれもが、より小さな死細胞および細胞破片のみを除去するような選択性は示さない。
実施例5
ワクチン、ウイルスまたはウイルス様の粒子あるいは遺伝子治療ベクター製品
ワクチン(例えば、ウイルスまたはウイルス様の粒子(virus-like particle)(VLP))、遺伝子治療ベクター(例えば、アデノ随伴ウイルス(adeno-associated viruses)(AAV)、レンチウイルス)などの製造は、通常、バッチまたはフェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタ培養において、生きた哺乳動物または昆虫の細胞の感染および溶解によって行われる。ウイルスまたはウイルス様の粒子が細胞内で大量に産生された後、溶解プロセスにおいて、感染した細胞からウイルスまたはウイルス様の粒子が放出される。これらの粒子は、哺乳動物および昆虫の生細胞の大きさ(又はサイズ)(約5~20ミクロン(μm))と比較して、サイズが大きく異なる(サブミクロンまたはナノメートルのスケール)。バッチまたはフェッドバッチのバイオリアクタ培養物からウイルスまたはウイルス様の粒子を分離することは非常に簡単である。主にウイルスまたはVLPを含む清澄化された細胞培養ブロス(細胞破片(又はセル・デブリ)を伴う)の連続回収(又は連続ハーベスト)またはアウトレット・レート(又は出口速度)を制御することによって、増殖(又は成長)する生細胞と共に、より少数の感染粒子をバイオリアクタ内で保持することも可能である。そうすることによって、ウイルスおよびVLPの連続回収(又は連続ハーベスト)のために本開示のセトラ・デバイスに取り付けられた連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、ワクチンを連続的に感染および製造することができる。
実施例6
固体触媒粒子の分離およびリサイクル
固体触媒粒子のリアクタへのリサイクルおよび液相化学反応(例えば、フィッシャー・トロプシュ合成)をさらに触媒するための再使用(又はリユース)における分離は、ラメラ・セトラを用いることで以前に実証されている(米国特許第6,720,358号、2001年)。多くのこのような二相化学反応は、液相または気相の反応において固体触媒粒子を含むものであり、本開示の粒子セトリングデバイスによって強化(又は促進)することができる。これは、よりコンパクトな粒子セパレーション・デバイス(又は粒子分離装置)を提示するものである。それによって、ラメラ・セトラで実証されたのと同じ固体のセパレーション(又は分離)およびリサイクル(又は再利用又は循環)を達成する。
実施例7
植物および藻類の細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)
価値ある産物を分泌する組み換え植物細胞の培養は、まだ、商業的には実現可能ではない。しかし、これは、本開示のセトリングデバイスの潜在的な用途のさらに別の分野である。傾斜セトラは、いくつかの植物細胞培養の用途で使用されている。このようなデバイスは、本開示のよりコンパクトなコニカル・スパイラル・セトラ・デバイス(又は円錐螺旋セトラ装置又は円錐螺旋沈降デバイス又は円錐螺旋沈降装置)で置き換えることができる。植物細胞のサイズは、酵母または哺乳動物の細胞のサイズよりも大きいことから、単一の植物細胞または植物組織培養を用いると、細胞分離効率は、より高くなる。
本開示のセトラ・デバイスのより直近の商業的な用途は、大規模な栽培池からの藻類細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)であってよい。そうすることで、内部の藻類細胞からバイオディーゼル産生物を回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。太陽エネルギーを細胞内で脂質または脂肪酸に変換して貯蔵する大規模(エーカーサイズ)の浅い池での比較的に希薄な藻類細胞の塊(又はマス)は、本開示のコニカル・スパイラル・セトラ・デバイスを通して、容易に回収(又は収穫又はハーベスト)することができ、濃縮された藻類の細胞は、ボトム・アウトレット(又は底部出口又は下部出口)から回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。
実施例8
都市下水処理
大規模な都市下水処理プラント(汚水または廃水の生物学的および有機的な廃棄物を分解するために活性化されたスラッジまたは複数の細菌種のコンソーシアムを使用するもの)は、共通して、大型の沈殿槽(又はセトリング・タンク)を使用する。これらのプラントのより近代的なバージョンでは、ラメラ・セトラを使用して、スラッジから清澄化された水を取り除いている。本開示のコニカル・スパイラル・セトラ・デバイスは、これらのプラントで必要とされるサイズよりも大きなサイズにスケールアップすることができる。その一方で、これらの処理プラントで現在使用されている大型の沈降槽(又はセトリング・タンク)またはラメラ・セトラと比べて、小さいサイズを維持している。
実施例9
産業処理水の清澄化
大規模な水処理プラントは、濁水(懸濁した固体を含む)の天然源または産業廃水のいずれかを浄化するものであり、大規模な沈殿槽(又はセトリング・タンク)または傾斜ラメラ・セトラを使用している。かかる大規模なデバイスは、本開示において、本開示のよりコンパクトなコニカル・スパイラル・セトラ・デバイスに置き換えることができる。それによって、産業で再使用するために水を清澄化することや、自治体による真水の供給のために水を清澄化するという同じ目的を達成することができる。
実施例10
プロテインAをコーティングしたビーズでのモノクローナル抗体の捕捉および精製
モノクローナル抗体を含む細胞培養の上清は、プロテインAをコーティングしたマイクロスフィアまたはビーズ(40~200ミクロン(μm))と接触させることができる。接触は、当該セトラ内において、2つの異なるインレットを介して行われる(例えば、ビーズはトップ・インレットから導入され、細胞培養の上清はボトム・ポートを介して導入される)。そうすることで、それらの接触および捕捉の効率を最大にすることができる。プロテインAビーズによるモノクローナル抗体の捕捉は、非常に迅速であり、競合するアフィニティ・クロマトグラフィー・カラム内での滞留時間は、典型的には、10分以下である。プロテインAをコーティングしたマイクロスフィアビーズは、速やかに沈降する。そして、懸濁状態で維持することができ、ボトム・インレットからのポンピングによって入れて細胞培養の上清と接触させて十分に混合させることができる。減少した細胞培養の上清は、バッチ・ローディング操作によって、本開示のセル・セトラのトップ・アウトレットから連続的に除去することができる。上方に流れる液体に随伴(又はエントレイン)されるビーズは、いずれも、傾斜した表面に沈降(又はセトリング)し、ボトム(又は底部又は下部)の撹拌領域に戻る。添加したビーズの最大結合容量(又はマキシマム・バインディング・キャパシティ)の近くまでローディング(又は充填)した後、ビーズをセトラの量の約3倍~5倍の典型的な洗浄液で洗浄することができる。それによって、死細胞破片(又はデス・セル・デブリ)(これは、上澄み液中に存在する)と共に、未結合の宿主細胞タンパク質をトップ・アウトレットから除去することができる。
すべての洗浄の終了後、溶出培地(又は溶出媒体又は溶出メディア)をゆっくりとポンピングして入れて、結合した抗体を液体の培地(又は媒体又はメディア)に除去し(又は移し)、濃縮された抗体の溶液をトップ・ポートから取り出す。その一方で、ビーズは、セトラ内に維持されている。溶出が完了した後、ボトム・インレットから平衡化液をポンピングすることによって入れて、ビーズの平衡化を行う。その一方で、この入ってくる溶液によって、ビーズの懸濁状態を維持する。平衡化後、次の細胞培養の上清のバッチがセトラにロード(又はローディング又は充填)され、上記の4段階のプロセスを繰り返す(クロマトグラフィー・カラムで使用するシーケンスと同様である)。モノクローナル抗体の捕捉に関して、本開示のセル・セトラ・デバイスを使用する利点のいくつかは、以下の(i)および(ii)の通りである。
(i) 細胞培養の上清を直接的に充填(又はロード又はローディング)して、プロテインAビーズと接触させることができる。このとき、上清に一般に存在する死細胞(又はデッド・セル)または細胞破片(又はセル・デブリ)を除去する必要がない。
(ii) 全ての懸濁したビーズを、流入する上清とより効率的に即時に接触させている(カラムの後半の部分でビーズの固定床にモノクローナル抗体を徐々にまたは遅れて曝露させることはない)。
アフィニティ・カラム・クロマトグラフィーを本開示の実施形態のセトラ・デバイスの内部において懸濁したプロテインAビーズによる抗体のアフィニティ・キャプチャと置き換える場合、現在、死細胞および細胞破片を除去するための遠心分離および/または深層ろ過に必要なユニット操作を排除することで顕著なコストの低減をもたらす。
このプロテインAをコーティングしたビーズによる分泌された抗体産生物のアフィニティ・キャプチャ、それに続く、洗浄、溶出および再生の工程(又はステップ)は、単一(又はシングル)のセトラにおける一連のバッチ操作において実施することができるか、あるいは一連のセトラにおいて連続的に実施することができる。操作に関して、タンパク質Aビーズは、本開示の実施形態のセトラのそれぞれにおける細胞培養ブロスまたは様々な緩衝液と、まさしくカウンター・カレントまたはクロス・フローの操作で1つのセトラから次のセトラに流れる。
実施例11
細胞から分泌される有機産生物をインサイチュ(in situ)で抽出するためのデカンタ/セル・セトラ
いくつかのフレグランスおよびフレーバーの化合物の産生および分泌は、微生物の酵母細胞(例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae))において代謝的に操作されている。かかる化合物のいくつかは、細胞に対して毒性がより強いものもあり、有機の液体に容易に抽出され得ることによって、細胞への毒性を低減するとともに、酵母細胞の生産性を高めることができる。分泌される産物を含む有機の液体と、生産性の高い微生物の細胞を含む水層とのエマルジョン(撹拌式のタンク・バイオリアクタからのエマルジョン)は、本開示のコンパクト・セル・セトラ・デバイスのインレット・ポートにポンピングして入れることができる。セトラの静かなゾーンにおいて、エマルジョンは、上方(又はトップ)に浮いている有機層(トップ・ポートを介して回収(又は収穫又はハーベスト)される有機層)と、生産的な生細胞を含む水層(ボトムに沈降(又はセトリング)してボトム・ポートを介してバイオリアクタにリサイクルされる水槽)とに簡単に分離される。細胞破片は、有機層に分別されて、セトラのトップ(又は頂部又は上部)から容易に除去される。水層中の生産的な生細胞は、バイオリアクタに戻される。それによって、パーフュージョン・バイオリアクタにおける細胞の密度および生産性が向上する。
実施例12
スタンド・アローンのパーフュージョン・バイオリアクタとして使用されるコンパクト・セル・セトラにおける様々な哺乳動物細胞のインビトロ(in vitro)での増殖
現在、様々な哺乳動物細胞(例えば、幹細胞およびCAR-T細胞)のインビトロ(in vitro)での増殖(又は成長)の分野が急速に拡大しつつある。バイオリアクタとして、無菌の単回使用の使い捨て(又はディスポーザブル)の培養バッグが、混合のためのロッキング・プラットフォーム上や、pH制御用のCOインキュベータの内部に設置されている。このようなバッグ・バイオリアクタは、連続パーフュージョン・モードで操作(又は作動又は運転)させることが増えている。そうすることで、蓄積した廃棄物である代謝の副産物(例えば、アンモニアおよびラクテート)を除去している。このとき、バッグのセル・リテンション・デバイスとして、精密ろ過膜を使用することで、増殖中の高い細胞生存率を維持している。しかし、長時間のパーフュージョン操作の間において、これらのバッグに死細胞および細胞破片が蓄積し、バッグの精密ろ過膜を通して除去することができなくなる。本開示のセル・セトラ・デバイスは、スタンド・アローンのエア・リフト・バイオリアクタとして効果的に操作することができ、連続パーフュージョンで操作(又は作動又は運転)させることができる。それによって、新鮮な栄養を取り込み、代謝廃棄物を除去し、さらに、死細胞および細胞破片を選択的に除去することができる。ボトム・ポートは、複数のガス(CO、OおよびN)の混合を制御するためのインレット(又は入口)として使用することができる。それによって、バイオリアクタにおいて、所望のpHおよびDO(溶存酸素)を維持することができる。中央部分を通過する上昇気流は、細胞培養液の一部を随伴または巻き上げ、バイオリアクタ内の栄養を穏やかに混合し、トップ・アウトレットから出る。その一方で、液体は、セトラの円筒部分において自由であり、コニカル・セトラを循環(又はリサイクル)している。戻ってくる細胞培養液は、サンプリングさてよい(pH、DO(溶存酸素)の連続測定のためのサンプリング、インレット・ガス・ミクスチャを制御するコンピュータへの入力(又はインプット)のためのサンプリング、必要に応じて、細胞の密度や生存率のための臨時のサンプリング)。所望の細胞増殖の後、セル・コレクション・バックにガス・フローをスイッチングすることによって、ボトム・ポートを介して、濃縮された生細胞を回収する。当該セル・セトラ/バイオリアクタの大きな利点は、毒性の代謝廃棄物の副産物とともに、死細胞および細胞破片の容易な除去を提供することである。それによって、自己細胞治療のためのインビトロ(in vitro)での増殖の後に生細胞の高い細胞密度をもたらす。
実施例13
沈殿して濃縮された治療用のタンパク質の連続分離
いくつかの治療用のタンパク質(例えば、インスリン・アナログ・グラルギンおよびモノクローナル抗体)は、単純な塩(例えば、グラルギンでは、塩化亜鉛、または抗体では、硫酸アンモニウム)の添加、pH調整、その他の溶媒(例えば、グラルギンでは、m-クレゾールまたは他のフェノール類、抗体では、エタノール)の添加で沈殿させることができる。このような沈殿は、かかる治療用のタンパク質の下流での精製プロセスにおいて、クロマトグラフィーに代わる低コストの方法である。現在、これらの沈殿工程は、バッチモードで行われている。その後、遠心分離またはデカンテーションによって沈殿物から上清を除去している。
本開示の分離デバイス(又はセパレーション・デバイス)を用いて、連続的な分離プロセスを実施することができる。タンパク質が豊富(又はリッチ)な回収メディア(又はハーベスト・メディア)(精密ろ過または遠心分離または他の方法で任意の細胞を除去した後)を、他の必要な化学物質(例えば、溶媒)、またはpHを変更する溶液(例えば、NaOHまたはHCl)の塩とともに、本開示のコンパクト・セル・セトラに投入(又はインプット)する。この沈殿プロセスは、セトラの内部で起こり、タンパク質が豊富(又はリッチ)な沈殿物は、ボトム・アウトレットから連続的に除去することができ、タンパク質が減少した上澄みから分離され、上澄みが、トップ・アウトレットから連続的に除去される。
実施例14
マイクロキャリア・ビーズでの間葉系間質細胞/幹細胞(MSC)のエクソビボ(ex vivo)での増殖および増殖した幹細胞の精製
MSCは、適切な増殖培地の存在下でエクソビボ(ex vivo)での増殖が可能であり、共通して、組織培養フラスコ、ペトリ皿、ローラーボトル、セルキューブ、マイクロキャリア・ビーズなどの表面に付着させて成長(又は増殖)させる。マイクロキャリア・ビーズ(100ミクロン(μm)から500ミクロン(μm)の範囲のサイズ)での付着成長(又は付着増殖)は、非常に容易にスケールを調節することができる。なぜなら、マイクロキャリア・ビーズは、撹拌または振とうしたバイオリアクタにおいて懸濁され、pH、温度、溶存酸素濃度、栄養濃度などの最適成長条件を制御するからである。しかし、増殖した幹細胞をマイクロキャリアから分離することは困難である。酵素による剥離、余分な酵素の迅速な洗い流し、幹細胞をマイクロキャリア・ビーズから分離することが必要であるからである。これらの様々な工程(又は異なる工程)(又はステップ)は、現在、労働集約的で汚染を招きやすいバッチ処理工程を使用して試みられている。これらの困難な工程の各々は、本開示のバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスにおいて、より容易に達成することができる。本開示のバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスは、センサ・プローブを含んでよく、センサ・プローブは、サイクロン・ハウジング内に位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、センサ・プローブは、蛍光プローブを含んで成る。蛍光プローブによって、サイクロン・ハウジングの内部において、pH、溶存酸素(DO)、グルコース濃度、温度およびCOレベルの1以上を測定する。より具体的には、かかるセトラ・デバイスにおいて、
(i)ボトム・ポートを介して、新鮮な栄養培地(又は栄養媒体又は栄養メディア)に供給することによって、トップ・ポートを介して、過剰な酵素が非常に容易に洗浄または除去される。その一方で、より遅い沈降の剥離した細胞および速い沈降の新たに露出したマイクロキャリア・ビーズがセトラの内部で循環して保持されている。
(ii)裸(又はベア)のマイクロキャリア・ビーズ(100~500ミクロン(μm))は、幹細胞(10~20ミクロン(μm))と比べて、かなり速く沈降し、ボトム・ポートから除去することができる。その間、幹細胞は、懸濁液中で循環している。
(iii)最後に、増殖した幹細胞は、ボトム・ポートを介して、その後の細胞治療の用途に適した所望の濃度で回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。
実施例15
他の分化した細胞(例えば、Tリンパ球または心筋細胞)のインビトロ(in vitro)での増殖または成長をサポートするために必要な成長因子を分泌するマイクロキャリア・ビーズでのストローマ細胞の共培養
多能性の幹細胞から心筋細胞または活性化リンパ球(CAR-T細胞)への成長および分化には、成長バイオリアクタに補充するべき高価な成長因子が必要となる。このコストは、所望の成長因子を成長培地に分泌する操作した(又は人工の)間葉系幹細胞(MSC)と目的の細胞とを共培養することで削減することができる。かかる成長因子分泌細胞は、例えば、CAR-T細胞、心筋細胞などの他の所望の細胞の成長をサポートする。この共培養は、本開示のバイオリアクタ/セル・ソータの組み合わせデバイスの内部で影響を与えることができる。このような細胞の産生または増殖のコストが顕著に削減される。増殖した細胞は、バイオリアクタ/セル・ソータの内部により大きなマイクロキャリア・ビーズを維持しながら、増殖した単細胞または細胞の凝集体(又はアグリゲート)を除去するために必要なフロー・レート(又は流量又は流速)に新鮮な培地を送り込むことによって共培養から容易に除去することができる。
実施例16
混合細胞集団(例えば、骨髄からのもの)の望ましい特性または望ましくない特性を有するいくつかの異なる亜集団への分画または選別
本開示のいずれかのバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスに混合細胞集団(例えば、骨髄細胞)の初期ボーラスをいくらかロード(又はローディング又は充填)した後、フロー・レート(又は流量又は流速)を段階的に増加させて、ゆっくりと新鮮な栄養培地を供給することができる。そうすることによって、最小の細胞(例えば、血小板、赤血球の細胞など)が最も低いフロー・レート(又は流量又は流速)でトップ(又は頂部又は上部)の流出物ストリームを介して出て行き、続いて、より大きな細胞のタイプ(リンパ球、単核球の細胞など)が、ますますより大きなフロー・レート(又は流量又は流速)で出て行き、次いで、最も大きな細胞のタイプ(例えば、マクロファージ、巨核球など)が、最も大きなフロー・レート(又は流量又は流速)で流出するようになる。栄養の供給およびトップ流出物のフロー・レート(又は流量又は流速)をゆっくりと増加する段階的なフロー・レートで増加させることによって、単一の所望の細胞タイプの比較的に純粋な集団が得られる。これは、バイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスから健全な細胞培養成長培地に放出される。従って、それらは、その後の使用のために、さらに増殖することができるようになっている。
実施例17
ユニバーサル赤血球細胞のインビトロ(in vitro)での産生
造血幹細胞を赤血球細胞の系統に分化させるために、新しい遺伝子工学的な手法が開発されている。前赤芽球細胞(赤血球生成の初期のコミットされた段階)は、かなり大きく(12~20ミクロン(μm))、通常の赤血球と比べて、最大で3倍の大きさである。多染性正赤芽球(赤血球の系統の後期の段階)は、前赤芽球細胞よりも小さい(12~15ミクロン(μm))。正染性正赤芽球細胞(有核赤血球の前駆細胞)は、さらに小さく(8~12ミクロン(μm))、その後にさらに小さな核が除かれた成熟した赤血球細胞となる(Geiler, C.ら、International Journal of Stem Cells, 9:53-59)。本開示のバイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスのサイズ分画能力(又はサイズ・フラクシオネーション・キャパシティ)に基づいて、より大きな前駆細胞の全てが保持され、最も小さな核が除かれた成熟した赤血球細胞のみがデバイスのトップ(又は頂部又は上部)の流出物から除去される。その一方で、より大きな前駆細胞の全てが、バイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスの内部で連続して増殖している。
実施例18
大規模な血小板の生産
制御されたバイオリアクタの培養条件において、高い倍数性で巨核球細胞をエクソビボ(ex vivo)で増殖させることと、巨核球細胞のより小さな血小板細胞へのシヤリング(又は剪断)は、基礎的なレベルでますます理解されている(Panuganti, S.ら、Tissue Engineering Part A, 19:998-1014)。この理解がさらに進むと、これらのバイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスにおいて、巨核球細胞の成長(又は増殖)と分化とに必要な培養パラメータを取得および制御することができる。その一方で、セトラからトップ・アウトレットを介して、成熟して剪断されたより小さな血小板のみを回収(又は収穫又はハーベスト)する。
ここで、図27A~図27Cを参照すると、本開示の別のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス)300Aが概して示されている。セトラ・デバイス300Aは、本開示に記載する他のセトラ・デバイスと同様であり、多くの同じ特徴(又はフィーチャ)または同様の特徴(又はフィーチャ)を含んで成る。より具体的には、セトラ・デバイス300Aは、図1~図9に関連して説明したセトラ・デバイス300と同様である。
注目すべきは、セトラ・デバイス300Aは、アスピレータ360を含んで成る。アスピレータ360は、セトラ・デバイスのハウジング301の内部に位置付けられている自由端364(又は配置されている自由端364)を有する。アスピレータ360は、ハウジング301の外側に延在する第2端部366を有するように示されている。
アスピレータ360は、ハウジング301のポート353、354の1つを通って延在することができる。一実施形態において、アスピレータ360は、ハウジングの上方部分303Aの上方のペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)354Aを通って延在している。しかしながら、アスピレータは、下方の第2ポート354Bを通して、あるいは第1ポート353A、353Bのいずれかを通して、延在することもできる。
アスピレータ360は、ハウジングに流体を加えたり、ハウジングから流体を取り出したりするように構成されている。ルーメン(又は管腔)362は、アスピレータ360を通して延在している。
アスピレータ360の自由端364の位置(又はポジション)は、ハウジングに対して、アスピレータを前進(又は進入)させるか、またはアスピレータを後退させる(又は引き出す)ことによって調整することができる。一実施形態において、自由端364は、ハウジングの内部の流体の上面に近接し得るように調整されてよい。このようにして、アスピレータは、流体の上面付近に溜まった清澄化された液体を取り出すことができる。流体がセトラ・デバイスに加えられると、自由端364は、上方に調整することができる。例えば、図27A~図27Cに示す実施形態において、アスピレータ360は、自由端364をハウジングの内部でより高い位置に移動させるために、ハウジングから部分的に引き出すことができる。あるいは、アスピレータ360は、自由端364をハウジングの内部でより低い位置に移動させるために、前進させることができる。
必要に応じて、自由端364は、ハウジングの円筒部分308の内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。一実施形態において、自由端364は、ハウジングの内部のコーン309の大きな開口部346に近接して配置(又は配列又は整列)されている。
ここで、図28A~図28Cを参照すると、セトラ・デバイス(又はセトリングデバイス)300Bのさらに別の実施形態が概して示されている。このセトラ・デバイスは、本開示に記載するセトラ・デバイスの他の実施形態(図1~図9および図27のセトラ・デバイスを含む)と同様である。
セトラ・デバイス300Bは、本開示の別の実施形態のフランジ318を含んで成る。フランジ318は、ハウジング301のトップ部分303Aをボトム部分303Bに結合(又はジョイント)するように構成されている。
フランジは、概して、ハウジングのトップ部分303Aから延在するトップ・フランジ318Aと、ハウジングのボトム部分303Bから延在するボトム・フランジ318Bとを含んで成る。一実施形態において、フランジ318A、318Bは、トップおよびボトムの部分303のそれぞれから外側(方向)に延在するリングを含んで成る。ハウジング301の円筒部分308に対して、フランジは、ほぼ垂直(方向)であってよい。
フランジ318A、318Bは、一緒に結合(又はジョイント)するように構成されている。必要に応じて、フランジは、ボルトまたはネジなどの機械的なファスナー(又は固定具)なしで結合(又はジョイント)されてよい。一実施形態において、フランジ318A、318Bは、一緒に溶着(又は溶接)(又はウェルド)または接着(又はグルー)することができる。例えば、一実施形態において、フランジ318A、318Bは、熱溶着(又は熱溶接)または音波溶着(又は音波溶接)で一緒に溶着(又は溶接)されている。当業者に理解されるように、フランジ318A、318Bを一緒に結合(又はジョイント)する任意の適切な手段をセトラ・デバイスと共に使用することができる。
また、図28Bおよび図28Cは、コーン309のスタックが、ハウジング301において、異なる配向(又は向き又はオリエンテーション)で位置付けられてよい(又は配置されてよい)ことを示している。図28Bは、概して、コーン309Aのスタックを示す。コーンの小さな開口部344は、上方部分303Aに向けて、上方に面している。コーンの大きな開口部346は、下方部分303Bに向けて、下向に面している。
あるいは、コーン309Bは、図28Cに概して示されるように、大きな開口部346が上方部分303Aに面するように配向(又は配置)されてよい。
図28Bを用いて説明したように、大きな開口部346を下方に向けた状態でハウジングの内部にコーンを配置(又は配列または整列)させることが有益である。なぜなら、ハウジングの内部の流体から沈降(又はセトリング)する粒子は、ハウジング301の外部に向けて外側(方向)に流れるからである。次いで、粒子は、ハウジングの内表面と、コーンの大きな開口部346の外縁部との間で下方に流れる。いくつかの実施形態において、ハウジング301は、透明または半透明である。したがって、ハウジングと、大きな開口部346の外縁部との間において、粒子が下方に流れることを観察することができる。このようにして、観察者またはセンサは、セトラ・デバイスの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)を評価することができ、セトリングの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)の有効性を判断することができる。
ここで、図29A~図29Eを参照すると、本開示のさらに別のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス)600Aが概して示されている。セトラ・デバイス600Aは、概して、ハウジング601を含んで成る。ハウジング601は、上方部分603Aと、下方部分603Bと、円筒部分608とを有する。
ハウジングは、明瞭に記載するために、透明であるように図示されている。一実施形態において、ハウジングは、プラスチックを含んで成る。あるいは、ハウジング601は、金属から形成されてよい。ハウジング601は、半透明または透明の材料から形成されてよい。
上方部分603Aは、概して、平面(又はプラナー)または平坦(又はフラット)である。しかし、別の実施形態では、上方部分603Aは、例えば、セトラ・デバイス300で概して説明するような円錐形の形状を有してよい。
下方部分603Bは、本開示のセトリングデバイス400の下方部分403と同様に円錐形である。一実施形態において、下方部分603Bの外表面は、概して、凹状(又は凹面)である。必要に応じて、下方部分603Bは、少なくとも2つの異なる曲率半径を有する。従って、下方部分603Bの垂直(方向)の断面は、弓形(又は弧状又はアーチ状)のパス(又は経路又は軌道)を有する。
コーン609は、ハウジング601の内部に位置付けられている(又は配置されている)。コーン609は、本開示に記載する他の実施形態のコーン309、509と同様である。例えば、コーン609は、概して、大きな開口部646に対向する小さな開口部644を含んで成る。コーンは、開口部644、646がハウジングの長手軸650とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)した状態で、ハウジングの内部にスタックされている(又は積み重ねられている)。
コーン609は、概して、凹状(又は凹面)である外表面を有する。したがって、コーンの内表面(またはセトリング表面)は、小さな開口部644と、大きな開口部646との間で変化する角度で傾斜(又はスロープ)している。コーン609のセトリング表面の傾斜角度は、変化することができ(又は一定でなく)、垂直(方向)から(または長手軸650に対して)、約15度(°)から約75度(°)の範囲であってよい。一実施形態において、ハウジングの内部に位置付けられると(又は配置されると)、大きな開口部646に近接する内表面は、水平軸のより近くに配向(又は配置)される(小さな開口部644に近接する内表面との比較によるものであり、小さな開口部644に近接する内表面は、長手軸650に整列(又はアライメント)した垂直軸のより近くに配向(又は配置)されている)。
一実施形態において、コーン609が位置付けられて(又は配置されて)、大きな開口部646が上方部分603Aに面し、小さな開口部644が下方部分603Bに面している。あるいは、コーンは、ハウジングの内部に位置付けられてよく(又は配置されてよく)、小さな開口部644が、上方部分603Aに面してよい。
セトラ・デバイス600Aは、本開示の別の実施形態のアスピレータ660を含んで成る。アスピレータ660は、概して、ハウジングの内部に位置付けられる自由端664(又は配置される自由端664)と、ハウジングから延在する第2端部666とを含んで成る。第2端部666は、上方部分603Aのポートから延在している。一実施形態において、第2端部666は、ハウジングの上方端部または上方部分603Aの複数の第2ポート654Aの1つから延在している。
本開示に記載するアスピレータ360および560と同様に、アスピレータ660は、ハウジングに流体を加えるか、あるいはハウジングから流体を取り出す(又は引き出す)ように適合されている。一実施形態において、ハウジング601から清澄化された液体を取り出す(又は抽出する)ためにアスピレータ660を使用する。
アスピレータ660は、ハウジング601の内部のコーン609の周囲を螺旋状(又はスパイラル)またはコイル状に巻いている。アスピレータ660のコイルは、環状の空間652(図29B、図29Cに示す)を占める。環状の空間652は、コーン609の大きな開口部646に近接する外側コーン部分と、ハウジング601の内表面との間にある。アスピレータ660は、可撓性の材料から形成されている。一実施形態において、アスピレータ660は、セトラ・デバイスに使用される流体よりも軽い材料から形成されている。従って、アスピレータ660の自由端664は、必要に応じて、流体の上面の付近で浮遊する。ハウジング601が比較的に流体で満たされているとき、自由端664は、図29B、図29Dに概して示すように、上方のハウジング部分603Aに近接する。ハウジングにおいて流体の量が減少すると、自由端664は、下方に移動することができる。図29C、図29Eに概して示すように、自由端664は、ハウジング301の内部を下降してよく、下方のハウジング部分603Bに近接することができる。
必要に応じて、1以上の場所(又はロケーション)でアスピレータ660にラインを接続することができる。ラインは、ハウジングの内部において、自由端664の位置(又はポジション)を調整するために使用される。例えば、アスピレータ660に接続される第1ラインは、自由端664をハウジングの上方部分603Aに向けて上昇させるように構成されている。アスピレータ660に接続される第2ラインは、自由端664をハウジングの下方部分603Bに向けて降下させるように構成されている。このようにして、自由端664は、ハウジングの内部において、所望のレベル(又は高さ又は大きさ)から、流体を取り出す(又は引き出す)ように調整することができる。
また、セトラ・デバイス600Aは、本開示の一実施形態のディフューザ(又は散布器)またはディストリビュータ(又は分配器)670を含んで成る。ディストリビュータ670は、本開示で説明するディフューザ570と同様である。より具体的には、ディストリビュータ670は、ハウジングに加えられる気体または液体をハウジング601の内部の周囲に分配するように構成されている。
ディストリビュータ670は、大きな上方開口部と、小さな下方開口部とを有する本体を有する。ディストリビュータの本体は、概して、円錐形であり、頭端を切り取った上方および下方の端部を有し、それらによって、上方開口部と、下方開口部とが形成されている。ディストリビュータは、コーンのスタックにおいて、最も下方のコーンを支持するように構成されている。
図29B、図29Cに概して示すように、ディストリビュータは、ハウジングの内部に位置付けられて(配置されて)、下方ハウジング部分603Bと接触している。必要に応じて、ディストリビュータ670は、下方の表面から延在する突部(又は凸部又はプロトルージョン)682を含んで成る。突部は、ディストリビュータ670を下方ハウジング部分の内表面から所定の距離だけ分離するように構成されている。
ここで、図30A~図30Eを参照すると、本開示のさらに別のセトラ・デバイス(又はセトリングデバイス)600Bが概して示されている。セトラ・デバイス600Bは、セトラ・デバイス600Aと同様であり、多くの同じ特徴(又はフィーチャ)または同様の特徴(又はフィーチャ)を含んで成る。注目すべきは、アスピレータ660の第2端部666が、下方ハウジング部分603Bを通るポートを通して延在している。一実施形態において、第2端部666は、複数の下方第2ポート654Bの1つを通して延在している。アスピレータの自由端664は、アスピレータの流体のレベル(又は高さ又は大きさ)に応じて、上昇または降下させることができる。このようなアスピレータは、セトラ・デバイス600Aに関連して説明したアスピレータと同様である。
ここで、図31A~図31Dを参照すると、本開示の一実施形態のコーン609が概して示されている。コーン609は、本開示に記載する他の実施形態のコーン309、509と同様である。例えば、コーン609は、概して、大きな開口部646に対向する小さな開口部644を含んで成る。コーンは、開口部644、646がハウジングの長手軸650とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)した状態でハウジングの内部にスタックされる(又は積み重ねられる)ように構成されている。
コーン609は、概して、凹状(又は凹面)の外表面を有する。従って、コーンの内表面(またはセトリング表面または沈降表面)は、概して、凸状(又は凸面)である。一実施形態において、内側のセトリング表面は、小さな開口部644と、大きな開口部646との間で変化する角度で傾斜(又はスロープ)している。コーン609のセトリング表面の傾斜角度は、変化してよく(又は一定でなくてよく)、垂直(方向)から(または長手軸650に対して)、約15度(°)から約75度(°)の範囲であってよい。
一実施形態において、コーン609は、セトラ・ハウジング601の内部に位置付けられている(又は配置されている)。大きな開口部646は、上方部分603Aに面している。小さな開口部644は、下方部分603Bに面している。あるいは、コーンは、ハウジングの内部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。小さな開口部は、上方部分603Aに面している。
注目すべきは、一実施形態において、コーン609は、スロット648を含んで成る。スロット648は、外表面から内表面までコーンを通して延在している。一実施形態において、スロットは、コーン609の大きな外縁部まで延在している。外縁部は、大きな開口部646によって規定されている。スロット648は、長手軸650にほぼ平行(又はパラレル)して配向(又は配置)されている。スロットは、本開示に記載するサポート・レール692と係合するように構成されている。
コーン609は、それぞれ、少なくとも2つのスロットを含んで成り、スロットは、大きな開口部646の円周部のまわりに位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、コーンは、6つのスロット648を含んで成る。
また、コーン609は、本開示の一実施形態に従う突出部(又はプロジェクション)613を含んで成る。突出部613は、本開示に記載する他の突出部313、413、513と同様である。突出部613は、概して、内側のセトリング表面から上方に延在している。突出部は、長手軸650の周りに形成されている。
コーンは、必要に応じて、コーンの異なるレベル(又は高さ又は大きさ)で突出部613の1以上のリングを含んでよい。例えば、突出部613Aの第1リングは、より大きな開口部646に近接して位置付けられてよい(又は配置されてよい)。突出部613Bの第2リングは、コーンの小さな開口部644に近接して位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、図31B、図31Cに概して示す通り、第1コーン609Aの突出部613は、第2コーン609Bの突出部から時計回りまたは反時計回りにオフセットされている。このようにして、コーンのスロット648を整列(又はアライメント)させてコーンをスタックさせると(又は積み重ねると)、コーンの突出部613は、全く整列(又はアライメント)していない。これは、隣接するコーンの間の均一な間隔を確保するのに有益である。より具体的には、一実施形態において、突出部613は、コーンの上方の表面から上方に延在し、コーンの外側の下方の表面において、対応する陥没部(又は窪み又は凹み又はデプレション)を形成している。陥没部は、図31A、図31Dに概して示されている。下方コーンの突出部613が、上方のコーンの突出部によって形成される陥没部と整列(又はアライメント)する場合、上方および下方のコーンは、意図していたよりも互いに接近してよく、コーンの間の流体の流れ(又はフロー)を乱すか、あるいは妨げる可能性がある。
図31Dに概して示す通り、突出部613は、コーン609のまわりに離間している(又は間隔をあけて配置されている)。そうすることによって、上方のコーンの外側の下方の表面(又は下面)を、隣接する下方のコーンの内側のセトリング表面から、所定の距離656だけ分離(又は離間)している。一実施形態において、隣接するコーンの間の所定の距離656は、約2mmと約30mmとの間、または約5mmである。
ここで、図32A~図32Eを参照すると、本開示の一実施形態に従うディストリビュータ(又は分配器)670が概して示されている。ディストリビュータ670は、本開示に記載するディフューザ570と同様であり、同様の様式(又は方法又はマナー)で操作(又は作動又は運転)させる。
ディストリビュータ670は、ハウジングに加えられる気体または液体をハウジング601の内部の周囲に分配するように構成されている。ディストリビュータ670は、概して、リングの形状または円錐形である本体674を有する。本体674は、大きな上方開口部678と、小さな下方開口部680とを有する。
ディストリビュータは、ハウジングの内部でコーンのスタックを支持するように構成されている。従って、一実施形態において、突出部682は、本体674の下方の表面(又は下面)から延在している。突部(又は凸部又はプロトルージョン)は、ディストリビュータ670をセトリングデバイスのハウジングの下方部分の内表面から所定の距離だけ分離(又は離間)するように構成されている。
また、本体674は、ディストリビュータ670の上方に位置付けられたコーン609(又は配置されたコーン609)を支持するように適合されている。一実施形態において、上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)684が、本体674の内表面から上方に延在している。コーン609と同様に、ディストリビュータ670は、必要に応じて、上方突部(又は凸部又はプロトルージョン)684の1以上のリングを含んで成る。突部684Aの上方リングは、必要に応じて、上方の大きな開口部678に近接して位置付けられている(又は配置されている)。突部684Bの下方リングは、下方の小さな開口部680に近接して形成されている。
スロット690は、本体674を通して形成されている。スロット690は、長手軸650とほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されている。一実施形態において、スロット690は、上方突部684Aを通して延在している。スロット690は、コーン609を通して形成されるスロット648と同様である。より具体的には、スロット648は、図32Cに概してされるようなサポート・レール692を受容するように構成されている。
ディストリビュータは、アパチャ(又は開口)676を含んで成る。アパチャ(又は開口)によって、気体(又はガス)または液体(又はリキッド)が、ディストリビュータを通過して上昇することが可能になる。アパチャ(又は開口)676は、大きな開口部678の内縁部(又は内側のエッジ)のまわりに離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
一実施形態において、本体674の上縁部(又は上方のエッジ)から下方にフランジ686が突出している。フランジ686は、本体674の下方の表面とフランジとの間にスペース(又は空間)688を規定している。そうすることで、セトリングデバイスのハウジングに導入される気体(又はガス)の上方への運動(又は移動)を防止する。アパチャ(又は開口)676は、ディストリビュータの本体を通ってスペース(又は空間)688まで延在している。また、アパチャ(又は開口)676は、フランジ686の上縁部(又は上方のエッジ)で内表面に近接している。このようにして、ハウジングに導入される気体(又はガス)は、スペース(又は空間)688に溜まることができ、その後、均質かつ制御された様式(又は方法又はマナー)でアパチャ(又は開口)676を通過することができる。
ここで、図32Cを参照すると、サポート・レール692が示されている。サポート・レール692は、ディストリビュータ670のスロット690に係合している。レール692は、セル・セトラ・デバイス600のハウジング601の内部にフィット(又は適合)するように選択される所定の長さを有する。図32Dに概して示す通り、レール692の上方の端部は、上方のコーン609と係合することができる。他のコーン609は、ディストリビュータ670と、上方コーン609との間に位置付けることができる(又は配置することができる)。このとき、サポート・レール692は、他のコーン609のスロット648を通って延在している。サポート・レールは、コーン609の長手軸650を中心とする意図しない不注意な回転を防止する。
また、図32Cは、任意の孔または通路694を示している。通路694は、ディストリビュータ670を通して形成されている。図32Eに概して示す通り、通路694は、アスピレータ660が通路694を通過するように構成されている。
また、ここで、図32Eを参照すると、サポート・レール692は、アスピレータ660がハウジングの内部を上下に移動する際、アスピレータ660が対向してスライドする垂直な表面を提供する。例えば、サポート・レール692が存在しない場合、アスピレータ660のコイルが2つのコーン609の外縁部の間のギャップまたはスペースに引っかかる場合があり、アスピレータ660の運動(又は移動)を妨げる可能性がある。これに対して、図29Eに概して示す通り、アスピレータ660の内縁部は、サポート・レールの垂直な外縁部に対向して、スライドすることができる。
ここで、図33を参照すると、本開示の実施形態の2つの弓形(又は弧状又はアーチ状)のコーン609が概して示されている。コーンは、頂部(又はアペックス)または小さな開口部644が下方を向いている状態で示されている。コーンは、垂直(方向)から約30度(°)~約80度(°)で増加する傾斜の角度を有する。一実施形態において、コーンの傾斜は、約45度(°)と約70度(°)との間である。
弓形(又は弧状又はアーチ状)のコーン609の外径は、大きな開口部646に近接して約25mm~約2000mmの範囲であってよい。コーン609の内径は、小さな開口部644に近接して約3mm~約50mmの範囲であってよい。本開示のセトリングデバイス600は、サイズ(又は大きさ又は寸法)およびボリューム(又は容量又は容積又は体積)を増加させるように容易にスケールを調節することができる。それによって、より大きなバイオリアクタのボリューム(又は容量又は容積又は体積)を処理する。
ここで、図34を参照すると、斜視図が提供されており、概して、垂直(方向)にスタックされた(又は積み重ねられた)コーン609が示されている。各コーンの間には、実質的に均一なスペース(又はスペーシング又は空間又は間隔)が設けられている。各コーンの間に所定の垂直(方向)の距離またはスペースを設けるようにコーンを構成する。隣接するコーン間のスペースは、典型的には、約3mm~約20mmである。一実施形態において、隣接するコーンの間のスペースは、約5mmである。
図35は、セントラル・ホール(又は中央ホールまたは中央孔)(または小さな開口部644)を示している。セントラル・ホールは、同心円状に並んでいて、セントラル・チャネル(又は中央チャネル)645を形成している。このとき、コーンは、実質的に均一なスペース(又はスペーシング又は空間又は間隔)で垂直(方向)にスタックされている(又は積み重ねられている)。一実施形態において、コーンは、長手軸650と実質的に同軸で整列(又はアライメント)されている。従って、セントラル・チャネル645も長手軸650と実質的に同軸で整列(又はアライメント)している。セントラル・チャネル645は、パス(又は経路又は軌道)を提供し、このパスを通して、液体と、沈降した細胞、凝集体(又はアグリゲート)、ビーズおよび他の粒子の1以上がセトリングデバイス600のボトム(又は底部又は下部)に流れ落ちる。コーン609の湾曲した内表面またはセトリング表面は、これらの表面に付着して成長する任意の付着細胞を回収(又は収穫又はハーベスト)または収集するための素晴らしい方法を提供する。
対照的に、フラット(又は平坦)で水平な表面のスタックを有するデバイスは、フラット(又は平坦)で水平な表面で成長する付着細胞を分離して回収(又は収穫又はハーベスト)するための操作(又はマニピュレーション)を必要とする。細胞を分離して回収(又は収穫又はハーベスト)するために必要なマニピュレーションは、多くの細胞にダメージを与える場合があり、結果として、非効率となる。
任意の数のコーン609が、本開示のセトラ・デバイスの内部において、コーンのスタックに含まれてよい。一実施形態において、コーンのスタックは、5個のコーン609から約500個のコーン609を含んで成る。
ここで、図36を参照すると、本開示のセトラ・デバイス600Cの断面図が提供されている。セトラ・ハウジング601の内部に位置付けられる(又は配置される)弓形(又は弧状又はアーチ状)のコーン609のスタックが図示されている。ハウジング601は、エンドキャップ603A、603Bを用いて、トップ(又は頂部又は上部)およびボトム(又は底部又は下部)でキャップされた任意の長さの円筒形のチューブ608から作製されてよい。上方のキャップ603Aは、ボトム・キャップまたはボトム部分603Bと同じであっても、異なっていてもよい。
ハウジングのボトム部分(又は底部又は下部)またはボトム・エンドキャップ603Bは、弓形(又は弧状又はアーチ状)の円錐形の形状を有していてよい。一実施形態において、ボトム・エンドキャップ603Bは、セントラル・ポート653Bを1つ有する。
あるいは、ボトム・エンドキャップは、セントラル・ポート653Bと、1以上のペリフェラル・ポート654(円錐形の表面のまわりに分布している)とを有する。それによって、様々な流体(又は異なる流体)(液体および気体)をセトラ・デバイスにポンピングして入れることができる。また、必要に応じて、1以上のポート653B、654Bは、液体または沈降した細胞もしくは粒子のサンプルを取り出すために使用されてよい。ボトムにあるセントラル・ポート653Bは、主として、沈降した細胞、凝集体(又はアグリゲート)またはビーズもしくは粒子を収集するため、そして/または、これらをセトラからポンピングして出すために使用することができる。
ハウジング601のトップ・エンドキャップ603Aは、よりフラット(又は平坦)なプレート(又は板)であってよい。あるいは、わずかに湾曲(又はカーブ)した円錐体であってよい。トップ・エンドキャップ603Aは、ペリフェラル・ポート654Aを含んでよい。いくつかの実施形態において、トップ・エンドキャップは、その周辺にいくつかのポート654Aを有する。一実施形態において、上方のハウジング部分603Aは、概して、平面的(又はプラナー)である。
必要に応じて、セトラ・デバイスは、4以上のポート654Aを含んで成る。セトラ・アセンブリの内部の培養パラメータを測定するためのアスピレータ・チューブ660および/またはセンサは、ポート654Aを通して、ハウジング601に挿入されてよい。また、トップ・エンドキャップは、セントラル・ポートまたは開口部653Aを含んでよい。セントラル・ポート653Aを使用してよい。そうすることで、清澄化された液体(非常に少ない細胞または粒子を含むもの)をセトラ・デバイス600Cから出すことができるようになる。
ここで、図37~図38を参照すると、いくつかのチューブ660が、図36のハウジングの上方部分603Aにおいて、ペリフェラル・ポート654Aに挿入された後の様子が示されている。チューブ660は、概して、ハウジング601の内表面と、コーン609の大きな開口部646に近接する外側部分との間の環状の空間652において、ハウジング601の下方に延在する。
チューブ660は、本開示に記載の他のアスピレータと同様のアスピレータであってよい。追加的または代替的に、チューブ660は、センサを含むことができる。必要に応じて、4以上のチューブ660がハウジング601に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
また、チューブ660は、コーン609をハウジングの内部の所定のアライメントで保持するためのサポート(又は支持体)として機能することができる。例えば、チューブ660は、ハウジング601の内部の所定の位置にコーンを垂直(方向)に保持することができる。一実施形態において、チューブ660は、長手軸650でコーンをセンタリングするのに役立つ。さらに、いくつかの実施形態において、チューブによって、コーン609がハウジングの円筒状の壁部の内表面に接触しないように位置付けられ(又は配置され)、それによって、ハウジングの内表面と、コーンとの間に環状の空間652が存在するようになる。
チューブ660は、様々な長さ(又は異なる長さ)を有してよい。一実施形態において、チューブ660は、ハウジングの下方部分603Bまで延在している。必要に応じて、チューブ660は、下方部分の内表面に係合する。別の実施形態において、チューブ660は、ハウジングの内部に位置付けられたディストリビュータ670(又は配置されたディストリビュータ670)に相互接続されている。
一実施形態において、チューブ660は、センサを含んで成る。センサは、ハウジングの内部の様々のレベル(又は異なるレベル)(又は高さ又は大きさ)の液体を測定するために、様々な長さ(又は異なる長さ)のチューブ660によって位置付けられている(又は配置されている)。例えば、センサは、ハウジング601の内部の様々な位置(又は異なる位置)において、培養パラメータ(pH、DO(溶存酸素)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよびT(温度)など)を測定することができる。この情報を用いて、ユーザは、ハウジング601内のコンディション(又は状態又は条件)を調整または制御することができる。より具体的には、ユーザは、ポート653、654を通して、あるいはディフューザ670を通して、ハウジングにおいて、空気(又はエア)、O、CO、Nの1以上のフローレート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって、pH、DO(溶存酸素)、T(又は温度)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上を調整することができる。追加的または代替的に、ユーザは、液体のメディア(又は培地又は媒体)および/または栄養(又は養分又はニュートリエント)がハウジング内に導入され、ハウジングから取り出されるレート(又は引き出されるレート)(又は速度又は量)を操作(又はマニピュレーション)することができる。
一実施形態において、チューブは、内部ルーメン(又は内部管腔又はインターナル・ルーメン)662を有するアスピレータ660である。ハウジングから液体を取り出す(又は引き出す)ためにオリフィス(又は穴)663が各アスピレータに形成されている。オリフィス663は、アスピレータの長さに沿った任意の位置に形成することができる。さらに、様々なアスピレータ(又は異なるアスピレータ)が、様々な位置(又は異なる位置)に形成されたオリフィス663を有してよい。このようにして、アスピレータを運動(又は移動)または調整(又は調節)することなく、ハウジングの様々なレベル(又は異なるレベル)または高さから、清澄化された液体を取り出す(又は引き出す)ことができる。一実施形態において、アスピレータ660は、清澄化された液体をハウジングから任意の所望のレート(又は速度又は量)でアスピレーション(又は吸引)またはポンピング(又は圧送)できるように、ポンプまたはバキューム(又は減圧)に接続されている。
図37~図38のアスピレータ660Aは、オリフィス663の一例を示している。オリフィス663は、ハウジングの上方部分603Aに近接して位置付けられている(又は配置されている)。このようにして、オリフィス663およびアスピレータ660Aは、より上方のレベル(又は高さ又は大きさ)の流体から、清澄化された液体を取り出すことができる。
一実施形態において、オリフィス663は、アスピレータ660Bの自由端664に形成されている。
必要に応じて、アスピレータ660Cが、上方のハウジング部分603Aの第1ポート653Aを通してハウジング内に挿入されている。アスピレータの自由端は、清澄化された液体を取り出す(又は引き出す)ためのオリフィス(又は穴)663を含んで成る。一実施形態において、ポンプまたはバキューム(又は減圧)によって支援されることなく、流体は、アスピレータ660Cを通って流れる。例えば、いくつかの実施形態において、ハウジング601は密閉されており、ハウジング内の圧力がハウジング外の圧力よりも大きくなるように加圧することができる。第1ポート653Aは、ポートを開閉するためのバルブ(又は弁)を含んでよい。それによって、アスピレータ660Cを通って流体が自由に流れることを選択的に許可したり、防止したりすることができる。
第1ポート653Aに挿入されるアスピレータ660Cは、トップ・コーンの上側の空いたスペース(又は空間又は間隔)に下向きに延在してよいし、延在していなくてもよい。より具体的には、自由端およびオリフィス(又は穴)663は、コーンのスタックにおいて、最も上方のコーン609の大きな開口部646と、小さな開口部644との間に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。一実施形態において、アスピレータ660Cは、自由端664が、最も上方のコーンの小さな開口部644の下側に向けて、コーンを通るセントラル・チャネル645の中に延在するような長さを有する。セトラ・デバイス600Cのボトム(又は底部又は下部)から液体を連続的にポンピングする間において、トップ(又は頂部又は上部)の清澄化された液体は、トップ・ポート653Aを通して、ハウジングから出ることができる。一実施形態において、トップ・ポート653Aは、開いたままである。すなわち、このポートからのチュービングにぜん動ポンプまたは他のポンプは取り付けられていない。
本開示の別の実施形態のディストリビュータ670は、コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている(又は配置されている)。ディストリビュータ670は、本開示に記載される他のディストリビュータおよびディフューザと同様である。ディストリビュータ670は、液体をセトラ・デバイスのボトム部分603Bに分留するように構成されており、上部にいくつかのホール(又は孔)またはアパチャ(又は開口)676を含んで成り、空気(又はエア)または気体(又はガス)のバブル(又は泡)がいずれもコーンの周縁部のまわりを昇って上がり、円筒状のハウジング内の環状の空間652に方向付けられている。また、これらの気泡は、コーンと、ハウジングの内表面との間の環状の空間652に液体をエントレイン(又は随伴)する。このことによって、液体が各コーンの上方の表面(またはセトリング表面(又は沈降表面))(又は上面)に降下することができ、セントラル・チャネル645に入って、セトラのボトム(又は底部又は下部)に戻る。
図39は、弓形(又は弧状又はアーチ状)のコーンの別の断面図である。チューブ660およびディストリビュータ670のみを有し、円筒形のハウジングまたはエンドキャップは示していない。いくつかの用途において、アスピレーション(又は吸引)は、必要ないが、細胞培養パラメータ(例えば、pH、溶存酸素(DO)、温度(T)など)の制御(又はコントロール)は必要である。これらのチューブは、短くしてよい。その密閉されたボトム・エンド(又は底端又は下端)には、pH、DO(溶存酸素)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアのための蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))と、熱電対とが貼り付けられてよい。入射光や蛍光をチャネリングするための光ケーブル(またはトランスミッション・ライン(又は伝達ライン又は伝送ライン))は、かかるホロー・チューブ(又は中空管)(例えば、ペリフェラル・チューブおよびセントラル・チューブ)の1以上を通すことができる。別の短かくしたアスピレータ・チューブをサーモウェルとして別の目的で使用することができ、そのチューブの先端において、培養液の温度を測定することができる。
図40は、弓形(又は弧状又はアーチ状)のコーン609のスタック全体の斜視図を示す。チューブ660およびディストリビュータ670のみを有し、円筒形のハウジングまたはエンドキャップは示していない。ホール(又は孔)またはオリフィス663が、様々な高さ(又は異なる高さ)でチューブまたはアスピレータ660に設けられてよい。そうすることで、様々な高さ(又は異なる高さ)でチューブのホール(又は穴)のいずれか1つを通して、液体をアスピレーション(又は吸引)またはポンピング(又は圧出)して出してよい。例えば、アスピレータ660Aが示されており、オリフィス663が、最も上方のコーン609の任意のレベル(又は高さ又は大きさ)の大きな開口部646に近接している。別のアスピレータ660Bは、オリフィス663を有し、これは、セトラ・デバイス600Cのより下方にあり、最も下方のコーン609およびディストリビュータ670の近くにある。必要に応じて、アスピレータ660Dは、オリフィス663を有してよく、これは、コーンのスタックの中間のコーンの近くにある。オリフィス663の他の位置および高さも考えられる。当業者によって理解されるように、オリフィス663をハウジング内の様々なレベル(又は異なるレベル)(又高さ)に位置付ける(又は配置する)ことによって、ハウジング内の様々な位置および高さ(又は異なる位置および高さ)における液体のコンディション(又は状態又は条件)を、任意のレベル(又は高さ又は大きさ)のオリフィスから流体を取り出す(又は引き出す)ことによって決定することができる。
ディストリビュータ670の上部のまわりには、気体(又はガス)または空気(又はエア)のための小さなホール(又は孔)676がより多く示されている。これによって、気体(又はガス)または空気(又はエア)が、そこを通って、コーンのスタックの周縁の環状の空間652に流入させて上昇させることができる。ディストリビュータの下部に設けられる3以上のリブ682のうち1つを見ることができる。これによって、セトラ・ハウジングのボトム(又は底部又は下部)の円錐部分603Bの上側において、ディストリビュータを離間している(又は間隔をあけて配置している)。それによって、沈降(又はセトリング)した細胞または粒子を含む液体を下方に流すことができる。
図41は、ハウジング601の外側図を示す。ハウジング601は、トップ(又は頂部又は上部)603Aおよびボトム(又は底部又は下部)603Bのエンドキャップとポートを有する。内部のコーン、アスピレータ・チューブ660、およびインレットの液体/気体のディストリビュータは、ハウジングによって、見えないようになっている。
一実施形態において、上方部分またはキャップ603Aは、ポート653A、654Aの1以上に関連付けられているラベル604(又は結合されているラベル604)を含んで成る。ラベル604は、各チューブの高さ、または培養パラメータを示す。培養パラメータは、光ケーブルを挿入することによって測定することができる。光ケーブルは、チューブの端部にある適切な蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))からデータを得ることができる。
図42~図44は、2つのトップ(又は頂部又は上部)のペリフェラル・ポート654Aからチューブ660A、660Bに挿入されるトランスミッション・ライン(又は伝達ライン又は伝送ライン)620(例えば、光ファイバーケーブル)を示す。かかる光ファイバーケーブルの端部は、透明なシールでキャップされてよい。また、外側に蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))622が固定(又は貼付)されてよい。そうすることによって、セトラ・デバイス600Cの内部の流体と接触することができる。蛍光センサは、流体において、pH、溶存CO、DO(溶存酸素)、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上の量またはレベル(又は高さ又は大きさ)を測定することができる。2つの対向するチューブ660A、660Bは、断面で示され、2つの異なる長さまたは高さに切り詰められている。このようにして、蛍光センサ622によって、同じ変数(pH、溶存CO、またはDO(溶存酸素))を2つの異なる位置(角度および垂直(方向)の位置)(又はロケーション)で測定することができる。
ここで、図44を参照すると、2本のチューブ660C、660Dは、温度センサ626を含んでよい。必要に応じて、温度センサ626は、チューブ660C、660Dの端部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。しかし、温度センサは、チューブの他の位置に配置されてもよい。温度センサ626は、熱伝導性シール(例えば、メタル・ディスク(又は金属ディスク))を含んでよい。そうすることで、データ・ライン624または熱電対をこれら2つのチューブに挿入することができ、2つの異なる位置(又はロケーション)で温度(T)を測定することができる。セトラ・デバイス600Cとともに、当業者に知られている他の温度センサ626を使用してよい。
一実施形態において、セトラ・デバイス600Cは、6つのトップ(又は頂部又は上部)のペリフェラル・ポート654Aを有する。4本のチューブ660に光ファイバーケーブル620が挿入されている。2本のチューブは、pHを測定するための蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))622を有する。2本のチューブは、DO(溶存酸素)を測定するための蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))622を有する。さらに、残りの2つのトップ・ポートには2本のチューブ660が挿入されている。熱電対ワイヤー624が、センサ626に関連付けられている(又は結合している)。これらは、異なる2箇所で温度(T)を測定するためのものである。トップ(又は頂部又は上部)において、ケーブル620、624が、電子ハブまたは制御システムに接続されている。これらは、光または電気信号をpH、DO(溶存酸素)およびT(温度)のプロセス・パラメータにデコードするためのものである。
当業者に知られている任意の適切な手段を使用して、制御システムにセンサ622、626を接続してよい。例えば、一実施形態において、センサ622、626は、制御システムにデータを無線(又はワイヤレス)で送る。一実施形態において、センサは、Wi-Fi、BluetoothTM、NFC、その他の無線(又はワイヤレス)の通信プロトコルを使用して、制御システムにデータを送る。
図45は、6本すべてのチューブ660の斜視図を示す。これらは、セトラ・デバイス600Cの6つのペリフェラル・ポート654Aを通して挿入されている。セトラ・ハウジングの円筒部分およびコーン・スタックは取り除かれている。チューブ660は、様々な位置(又は異なる位置)でプロセス・パラメータを測定するために、様々な高さ(又は異なる高さ)で切り詰められている。チューブ660Aは、第1の長さを有し、その下方の端部は、トップ・エンド・キャップ603Aによって覆われているため、図45では見ることができない。これに対して、チューブ660Bは、チューブ660Aの第1の長さよりも長い第2の長さを有する。
図46は、図45と同様であり、チューブ660がコーン609のスタックのまわりに位置付けられた状態(又は配置された状態)を示している。ハウジングの上方部分603Aおよび下方部分603Bならびに円筒部分608は、明瞭に記載するために省略されている。
図47は、本開示の別の実施形態の2つのコーン609を概して示している。コーン609は、本開示に記載されるコーンの他の実施形態(309、409、509、609)と同様であり、多くの同一または同様の特徴(又はフィーチャ)を含んで成る。例えば、コーン609は、概して、大きな開口部646と、小さな開口部644とを含んで成る。コーンは、本開示の任意の実施形態のセトラ・デバイスの内部に位置付けることができる(又は配置することができる)。必要に応じて、大きな開口部646または小さな開口部644のいずれかが、セトラ・デバイス600のハウジング601の上方部分603Aに近接して位置付けることができる(又は配置することができる)。コーンは、図31A~図31Dに関連して説明したコーンの特徴(又はフィーチャ)の全てを含むことができる。
コーン609は、所定の間隔(又は空間又はスペース又はスペーシング)656で他のコーンに近接して位置付けられる(又は配置される)ように構成されている。一実施形態において、隣接するコーンの間の所望の垂直(方向)の間隔656(図49に示す)は、約3mm~約20mmである。別の実施形態において、垂直(方向)の間隔は、隣接するコーンの間で、約5mmである。
コーン609は、隣接するコーン間で間隔をあけることを促進にするために、所望の高さのバンプまたは突出部(又はプロジェクション)613を含んで成る。バンプ613は、その製造中にプラスチックまたは金属のコーンにおいて形成(又は構築)することができる。一実施形態において、バンプ613は、内側(方向)に延在し、コーン609のセトリング内表面(又は沈降内表面)614のまわりで突出している。別の実施形態(図示せず)において、バンプ613は、コーンの外表面616から外側(方向)に延在している。必要に応じて、各コーン609は、大きな開口部646に近接したバンプ613Aの第1リングを含んで成る。追加的または代替的に、コーン609は、それぞれ、小さな開口部644に近接したバンプ613Bの第2リングを含んで成る。
いくつかのスロットまたはノッチ648が、それぞれのコーン609を通して、カットされている(又は切り出されている)。ノッチ648は、図31A~図31Dに関連付けて説明したスロットと同様である。
必要に応じて、コーンは、それぞれ、4以上のノッチ648を有する。ノッチ648は、チューブ660が各コーンを通過できるように適合されている。一実施形態において、ノッチは、コーンの大きな開口部646に近接して、各コーン609を通して形成されている。必要に応じて、ノッチ648は、大きな開口部646の円周方向の縁部(又はエッジ)まで延在している。
それぞれのコーンのノッチ648は、ペリフェラル・アスピレータ・チューブ660がこれらのノッチに固定(又は登録)されるか、または離間される(又は間隔をあけて配置される)ように構成されている。一実施形態において、ノッチ648は、各バンプ613の一方または他方の側(又はサイド)で交互の位置に形成されている。そうすることで、垂直(方向)のチューブ660がこれらのノッチを通って整列(又はアライメント)するとき、バンプは、互いの上側で整列していない。そのため、コーンは、オフセットされたバンプによって、望ましい間隔で位置付けることができる(又は配置されてよい)。
図48は、コーン609のノッチ648を通過するアスピレータ・チューブ660を概して示している。注目すべきは、上方のコーン609Aのバンプ613は、下方のコーン609Bのバンプ613からオフセットされている。このようにして、コーンのスタックにおいて、コーン609A、609Bを交互に配置することによって、コーンは、交互のバンプ613によって形成される所定の空間(又は間隔又はスペース又はスペーシング)656でスタックする(又は積み重ねられている)。それによって、ギャップ(又は隙間)なくコーンが互いに密接にスタックすること(又は積み重なること)を防止している。
一実施形態において、1以上のチューブ660の遠位端(又は遠方の端部)664が、ディストリビュータ670に係合している。必要に応じて、ディストリビュータ670は、上方に突出するポストまたはピン696を含んで成る。チューブ660は、ピンと係合することができる。このようにして、チューブ660は、ディストリビュータ670のピン696によって、ボトム(又は底部又は下部)に固定(又は登録)されている。そうすることで、ハウジングへの組立て中において、チューブが垂直(方向)に保持されるようになる。
チューブ660において、異なる高さでホール(又は孔)663を見ることができる。これらのチューブの1つを通して、セトラ・デバイス600の内部から、いつでも任意の所望の高さで液体をアスピレーション(又は吸引)することができる。例えば、図49に示されるチューブ660Aは、オリフィス(又は穴)663を有し、これは、コーンのスタックの最も上方のコーン609の大きな開口部646に近接している。
また、図48~図49において、ディストリビュータ670の上方のスペーサ684および下方のスペーサ682を示している。スペーサ684、682は、ディストリビュータの1以上の表面から突出するバンプ、リッジ、フランジまたはリブであってよい。一実施形態において、ディストリビュータ670は、ディストリビュータの上方の表面(又は上面)から上方に突出する3つのリブ684を含んで成る。追加的または代替的に、ディストリビュータの下方の表面(又は下面)から下方に3つのリブ682が突出している。ディストリビュータのリブ682、684は、ディストリビュータと、ボトム・コーン609と、ハウジングの下方部分603Bの内表面との間に所定の空間(又は間隔又はスペース又はスペーシング)を設ける。それによって、この空間を通って、液体が、コーンのスタックの周囲部に流れて上昇することができる。
また、ディストリビュータ670の周囲部にホール(又は孔)676を見ることができる。ホール676を通して、気体(又はガス)の気泡(又はバブル)を上昇させることができ、セトラ・デバイスの周囲部に液体をエントレイン(又は随伴)させることができる。このエントレインされた液体は、コーンの外縁部と、ハウジングの内表面との間の環状の空間652を上方に上昇させる。次いで、液体は、コーンのスタックのセントラル・チャネル645(例えば、図39に示す)に入って、コーンの間を下降して戻る。このようにして、ディストリビュータ670は、本開示のセトラ・デバイス600Cの実施形態のハウジング601の内部での流体の循環を促進する。
図49は、全てのコーンの斜視図を示すものであり、所望の垂直(方向)の距離656で互いに離間している(又は間隔をあけて配置されている)。このような間隔は、図47~図48に示すバンプおよびリッジによるものである。コーン609は、各コーンのノッチ648を通って進むチューブ660によって、同心円状に整列(又はアライメント)している。コーンは、ボトム(又は底部又は下部)において、ディストリビュータ670でサポート(又は支持)されている。ディストリビュータの3つのリッジが、所望の垂直(方向)の距離で離間して(又は間隔をあけて)コーンを配置している。それによって、その間のチャネルを通して、液体が通過できるようになっている。
ここで、図50を参照すると、本開示の別の実施形態のコーン609が概して示されている。図50に示すコーン609は、図47~図49に関連して説明するコーン、ならびに本開示のコーンの他の実施形態と同様である。
注目すべきは、図50に示すコーン609は、ホール(又は孔)648を有し、これは、チューブ660のために、コーンを通して形成されるものである。ホール648は、図47のコーンのスロットとは異なるものである。ホール648は、大きな開口部646に近い(又は近接する)コーンの大きな円周方向の縁部(又はエッジ)までは延在していない。ホール648は、各バンプ613の同じ側(又は一方の側)または反対側(又は他方の側)で交互に配置されている。そうすることで、垂直(方向)のチューブ660が、このようなホールを通過するとき、バンプ613は、互いの上側で整列(又はアライメント)していない。オフセットされたバンプによって、各コーンの上方に、所望の間隔(又は空間又はスペース又はスペーシング)が提供されている。
図51は、概して、トップ・エンドキャップにあるトップ・ポートから延在するチューブ660を示し、チューブ660は、コーン609の交互のホール(又は孔)648を通過している。そうすることで、コーンは、ギャップ(又は隙間)をあけて、互いにスタックする(又は積み重なる)ようになる。チューブ660は、ボトム(又は底部又は下部)において、ディストリビュータ670のピン696に固定(又は登録)されている。そうすることで、ハウジングへの組み立ての間において、チューブが垂直(方向)に保持されるようになる。
ディストリビュータ670の3つのスペーサまたは上方のリブ684は、ディストリビュータと、ボトム・コーン609との間に所望の空間(又は間隔又はスペース又はスペーシング)を与える。それによって、この空間を通って、液体が、コーンのスタックの周囲部に流れて上昇することができる。様々な高さ(又は異なる高さ)で、チューブ660において、ホール(又は孔)663を見ることができる。そうすることで、かかるチューブの1つを通して、任意の時間において、任意の所望の高さでセトラ600Cの内部から液体をアスピレーション(又は吸引)してよい。また、ディストリビュータ670の周囲部にホール676を見ることができる。それによって、気体(又はガス)の泡(又はバブル)がそこから上昇することができ、周囲部のまわりで、環状の空間652(図52に示す)において、液体をエントレイン(又は随伴)する。このエントレインされた液体は、コーンに戻って降下し、コーンのスタックの小さな開口部644によって形成されるセントラル・チャネル645に入る。
図52~図53は、セトラ・デバイス600を示すが、中央で切り取って、2つのトップ・コーン609だけを示している。2つのトップ・コーン609は、それらの間の所望の垂直(方向)の距離656で保持されている。6つのペリフェラル・チューブ660のうちの4つを示している。これらは、トップ・ペリフェラル・ポート654Aを介して挿入されるものであり、ディストリビュータ670のピン696に固定(又は登録)されている。また、ディストリビュータ670のリブ684を示す。これは、ディストリビュータの上側に空間(又は間隔又はスペース又はスペーシング)を提供するものであり、ボトム・サイド・ポート654B(2つだけが示されている)からの液体のインレットが最初は流れ落ち、液体の一部がディストリビュータと、コーンのスタックのボトム・コーン(図示せず)との間の空間で上昇させるためのものである。ディストリビュータ670の周囲部にある気体(又はガス)または空気(又はエア)のための多数のホール(又は孔)676が示されている。これらは、インレットの気体(又はガス)または空気(又はエア)が、これらのホールを通って、コーンのスタックの周りの環状の空間652に逃げ込むように方向付けるものである。
図54は、複数のコーン609の斜視図であり、図48に示すバンプ613によって、互いに所望の垂直(方向)の距離656で間隔があけられている。これらのコーンは、チューブ660(各コーンのホール648を通過している)によって、同心円状に整列(又はアライメント)している。コーンは、ボトム(又は底部又は下部)において、ディストリビュータ670でサポート(又は支持)されている。ディストリビュータの3つのリッジは、所望の垂直(方向)の距離658(図55に示す)で離間して(又は間隔をあけて)コーンを配置している。それによって、ボトム・コーンの下方の表面(又は下面)と、ディストリビュータの上方の表面(又は上面)との間にあるチャネルを液体が通過できるようになっている。
図55は、セトラ・デバイス600Cのハウジング601の内部に組み立てられるコーンのスタックの切断面の斜視図である。4つのペリフェラル・チューブ660は、トップ・ペリフェラル・ポート654Aを介して挿入されていて、ディストリビュータ670のピン696に固定(又は登録)されている。ディストリビュータ670のリブは、ディストリビュータと、最も下方のコーン609の外表面616との間に所定の空間(又は間隔又はスペース又はスペーシング)658を提供する。このようにして、ボトム・サイド・ポート654B(2つだけを示す)の1以上からハウジング601に注入される液体または気体は、最初は下方に流れ、次いで、ディストリビュータ670と、ボトム・コーン609との間の空間658を上昇して、コーンの周囲部の環状の空間652に入る。
図56~図57は、本開示のセトラ・デバイス600Cの実施形態を示す図である。セトラ・デバイス600Cは、概して、コーン609と、図50~図55に関連して説明する他の構成要素(又は成分又はコンポーネント)とを含んで成る。セトラ・デバイス600Cは、図41と関連して説明されるセトラ・デバイスと同様である。図41において、トップ・ポート654Aからのペリフェラル・チューブ660は、コーンの最先端にある。しかしながら、図57のセトラ・デバイス600Cでは、ポート654Aを通って挿入されるチューブ660をコーンのホール(又は孔)648と整列(又はアライメント)させるために、上方のペリフェラル・ポート654Aは、上方部分603Aの周辺縁部から離れて、長手軸650に向けて離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
図58は、セトラ・アセンブリ600Cおよび上方部分603Aの上面図である。ラベル604は、上方部分603Aに示されている。一実施形態において、ラベル604は、トップ(又は頂部又は上部)からの高さを割合(%)で示す数字である。この場所(高さ)には、ペリフェラル・ポート654Aに挿入されるアスピレータ・チューブ660のホール(又は孔)またはオリフィス663(図48に示す)が位置している(又は配置されている)。チューブ660およびオリフィス663は、ハウジング内の任意のレベル(又は高さ又は大きさ)に延在するように構成することができる。一実施形態において、第1ラベル604Aは、チューブのオリフィスが上方部分603Aに近い(又は近接している)ことを示す「0」である。第2ラベル604Bは、チューブのオリフィスがハウジングの高さの80%の位置にあることを示す「80」である。同様に、第3ラベル604Cは「60」、第4ラベル604Dは、チューブのオリフィスがハウジングのボトム(又は底部又は下部)に近い(又は近接している)ことを示す「100」であり、第5ラベル604Eは「20」であり、第6ラベル604Fは「40」である。
いくつかの用途においてアスピレーション(又は吸引)が不要である場合、その代わりに、培養パラメータ(例えば、pH、DO(溶存酸素)、溶存COおよびT(温度))の制御(又はコントロール)がハウジングの内部の液体に対して所望される。その場合、アスピレータ・チューブ660は、以下の(i)および(ii)の光を運ぶ光ケーブルのための導管(又はコンジット)として使用することができる。
(i)チューブ660に固定(又は貼付)された蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))(例えば、pH、溶存COおよびDO(溶存酸素)、他のパラメータ(グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアを含む)のための蛍光センサ)への入射光(このとき、チューブは、必要に応じて、所望の位置(又はロケーション)/高さ)まで短くされている)、および
(ii)専用リーダ(光信号をpH、溶存CO、DO(溶存酸素)、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの値に変換するためのリーダ)に送るためのセンサからの蛍光。
同様に、チューブの1つをサーモウェルに変更(又はコンバート)することができる。サーモウェルは、そのボトム(又は底部又は下部)において伝導性の流体に熱電対を挿入するためのものであって、チューブの端部のすぐ下側において、細胞培養流体の温度を測定することができる。次いで、トップ・キャップエンドでのマーキングは、パラメータの名称を適切に表示することができる。
図59は、本開示のディストリビュータ670の一実施形態の詳細な斜視図である。ディストリビュータは、概して、本体674を含んで成る。本体674は、概して、円錐形の形状を有し、切り詰められた端部を有するものであり、大きな上方開口部678と、より小さな下方開口部680とが規定されている。
ディストリビュータは、ホール(又は孔)676を含んでなる。空気(又はエア)または気体(又はガス)の気泡(又はバブル)が上昇して、コーンのスタックの外縁部と、本開示のセトラ・デバイス600のハウジングの内表面との間の周囲または環状の空間(又はスペース)652に入る。必要に応じて、ディストリビュータ670の上方の周縁部から下方にフランジ686が延在している。フランジ686およびディストリビュータ本体の外表面は、空間(又はスペース)688を規定し、気体(又はガス)を集め、その後、気体(又はガス)がホール676を通過させる。
ディストリビュータのピン696は、本開示で説明する通り、ボトム(又は底部又は下部)において、アスピレータ・チューブ660を固定(又は登録)するために使用されている。ディストリビュータの上方のリッジ684および下方のリッジ682は、ディストリビュータと、ボトム・コーン609との間において、所望の垂直(方向)の距離658、ならびにディストリビュータと、セトラ・デバイス600のボトム部分603Bとの間の距離を提供するために、寸法(又は大きさ又はサイズ)が調節されている。
図60~図62は、ボトム・コーン609が、いかにして、ディストリビュータ670に配置されているかを示すものであり、ディストリビュータのピン696が、コーン609のホール(又は孔)648を通過している。ディストリビュータ本体の上方の表面(又は上面)のスペーサ684は、下方のコーン609の下方の外表面(又は外面)616に接触して、コーンとディストリビュータとの間にある所望の垂直(方向)の空間(又はスペース)658を提供する。上方のスペーサ684は、リッジ、バンプまたは他の特徴(又はフィーチャ)であってよい。これらは、ディストリビュータの内表面(又は内面)から所定の距離だけ上方に突出し、下方のコーンをディストリビュータから所定の距離だけ上方に離間している(又は間隔をあけて配置されている)。同様に、下部スペーサ682も、リッジ、バンプまたは他の特徴(又はフィーチャ)であってよい。これらは、ディストリビュータの下方の表面(又は下面)から所定の距離だけ下方に突出している。一実施形態において、ディストリビュータは、3つの上方のスペーサ684と、3つの下方のスペーサ682とを含んで成る。しかし、ディストリビュータは、3~7個の上方および/または下方のスペーサ684、682を有してよい。
図63~図64は、追加の図であり、コーンがないディストリビュータ670を示す。下方の表面(又は下面)の3つのリブ・スペーサ682と、上方の表面(または上面)の3つのリブ・スペーサ684が示されている。図64に示す通り、ディストリビュータ670は、大きな周縁部のまわりに、気体(又はガス)が通過するための複数のアパチャ(又は開口)またはホール(又は孔)676を含んで成る。
一実施形態において、ディストリビュータは、セトリングデバイスのスケール(又は大きさ)に応じて、20~60個のアパチャ(又は開口)を有する。必要に応じて、ディストリビュータは、約30個のホール(又は孔)676を有する。ホール676は、任意の所定の直径を有してよい。一実施形態において、ホール676の直径は、約0.1mmから約7mmの間である。
ここで、図65~図67を参照すると、本開示のセトラ・デバイス600Dの別の実施形態が概して示されている。セトラ・デバイス600Dは、本開示に記載される他のセトラ・デバイスと同様であり、多くの同一または同様の特徴(又はフィーチャ)を含んで成る。セトラ・デバイス600Dは、概して、ハウジングを含んで成る。ハウジングは、上方部分603Aと、円筒部分608と、下方部分603Bとを有するものである。本開示に記載される全ての実施形態のコーン609は、ハウジングの内部に位置付けることができる(又は配置することができる)。
注目すべきは、セトラ・デバイス600Dの下方部分603Bは、別個のディストリビュータを必要とする代わりに、液体および気体のディストリビュータ機能を包含している。下方部分603Bの内表面(又は内面)は、スロットまたはグルーブ(又は溝)630を含んで成る。一実施形態において、グルーブ630は、長手軸650にほぼ平行(又はパラレル)で延在している。
グルーブ(又は溝)630は、下方部分603Bの上方の端部606に近接して、下方部分603Bのまわりに離間している(又は間隔をあけて配置されている)。各グルーブ630のトップ・エンド632は、下方部分の上方の端部606から、第1距離634にある。一実施形態において、グルーブ630のトップ・エンドは、外側のペリフェラル・ポート654Bではなく、上方の端部606により近い。より具体的には、外側のペリフェラル・ポート654Bは、下方部分603Bの上方の端部606から第2距離636にあり、第2距離636は、第1距離634よりも大きい。
ハウジングの下方部分603Bは、内側に突出するスペーサ615を含んで成る。スペーサ615は、本開示で説明するディストリビュータ670の内側の突部(又は凸部又はプロトルージョン)684と同様である。スペーサ615は、下方のコーン609の外表面616に接触して、下方のコーンと、下方部分603Bの内表面との間にある所定の空間(又はスペース)を提供するように構成されている。
一実施形態において、スペーサ615は、リブ、バンプまたは他の突部(又は凸部又はプロトルージョン)を含んで成り、これらは、下方部分の内表面(又は内面)から、所定の距離だけ上方に延在するものである。一実施形態において、スペーサ615は、内側の突部(又は凸部又はプロトルージョン)684と同じ構造を有する。
下方のハウジングは、内表面の周りに離間する(又は間隔をあけて配置される)3以上のスペーサ615を含んでよい。必要に応じて、スペーサ615は、ディストリビュータのボトム(又は底部又は下部)の円錐部分の縁部(又はエッジ)のまわりの短いリブである。スペーサ615は、所望の空間(又はスペース)を提供する(ただし、ハウジングの下方部分603Bにボトム・コーン609が配置された後)。それによって、インレット(又は入口)654Bを通って入る流体からの気体(又はガス)または空気(又はエア)の気泡(又はバブル)が、スロット630を通って上昇し、セトラ・デバイス600Dの管状部分608の周囲または環状の空間(又はスペース)に入ることができるようになる。スペーサ615は、十分な寸法(又は大きさ又はサイズ)の環状の空間を形成するように寸法(又は大きさ又はサイズ)が調節されている。それによって、下方部分603Bの円錐形の側部(又はサイド)のまわりで、インレット・ポート654Bからの液体の大部分(又は顕著なフラクション(又は画分))が、上昇できるようになり、スペーサ615の間にある空間を通って上昇することができ、セトラ・アセンブリの環状の円筒部分に入ることができる。この液体に含まれる細胞または粒子は、落ちて各コーンに沈降(又はセトリング)する。このとき、液体は、円錐形のチャネルを通って降りてきて、ハウジングの中心および長手軸650に向かって運動(又は移動)する。沈降した細胞は、コーンのセントラル・チャネル645(図53に示すチャネル645と同様のものである)に落下する。その一方で、サイド・インレット654Bおよびボトム・リターン・ポート653Bへの適切なフロー・レート(又は流速又は流量)を選択することによって、トップ・セントラル・ポート653Aを通して、清澄化された液体の一部を除去することができる。
図67~図68は、セトラ・デバイス600Dを示し、下方のコーン609がハウジングの下方部分603Bに位置付けられている(又は配置されている)。コーン609の下方の外表面(又は外面)は、スペーサ615(図65に示す)によって、下方部分603Bの内表面(又は内面)から、所定の距離だけ離間している(又は間隔があけられている)ことに留意されたい。コーン609の大きな縁部(又はエッジ)647は、ペリフェラル・サイド・インレット654Bの上方に位置付けられている(又は配置されている)。大きな縁部647は、必要に応じて、ハウジングの下方部分603Bの内表面(又は内面)に接触してよい。コーン609の外表面(又は外面)と、ハウジングの下方部分603Bの内表面(又は内面)との間の接触は、概して、図68のポイント(又は地点)「A」で示されている。しかしながら、スロット630のトップ・エンド632は、コーンの上方の端部647の上方に突出している。このようにして、下方のペリフェラル・ポート654Bのいずれかを通して、ハウジングに入る液体(又はリキッド)および気体(又はガス)は、ボトム・コーン609の下側およびスペーサ615の間で上方に運動(又は移動)することができ、スロット630を通過して、スロットのトップ・エンド632から出て、コーン・スタックのまわりの周囲または環状の空間(又はスペース)に入ることができる。サイド・インレット・ポート654Bを介して入る液体の大部分(または大きなフラクション(又は画分))は、ボトム・コニカル・ハウジングまたはエンドキャップ603Bに降りてきて、沈降(又はセトリング)した細胞、凝集体(又はアグリゲート)、ビーズまたは粒子を掃き落とし、ボトム・セントラル・ポート653Bを介して出るようになる。
図69は、セトラ・デバイス600の分解図を示し、トップ(又は頂部又は上部)およびボトム(又は底部又は下部)の部分603は、ハウジングの円筒部分608から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。これらのエンドキャップ603A、603Bは、熱溶着(又は熱溶接)、音波溶着(又は音波溶接)、ガスケットによるシール、接着(又はグルー)、および当業者に知られている他の方法を含む様々な方法によって、円筒部分608に取り付けることができる。
一実施形態において、円筒部分608は、フランジ618を有する。これは、上方ハウジング部分603Aと、下方ハウジング部分603Bの対応する表面に結合(又はジョイント)することができる。必要に応じて、下方ハウジング部分603Bの上方の端部606も、同様のフランジ618を含んで成る。
ここで、図70~図71を参照すると、本開示のセトラ・デバイス600の高さおよびボリューム(又は容量又は容積又は体積)は、1以上の追加の円筒部分608を追加することによって変更することができる。例えば、セトラ・デバイス600は、必要に応じて、第1円筒部分608Aと、第2円筒部分608Bとを含むことができる。円筒部分608は、同一または異なるボリューム(又は容量又は容積又は体積)および高さを有することができる。図70~図71の例示において、第1円筒部分608Aは、第2円筒部分608Bよりも大きいボリューム(又は容量又は容積又は体積)および高さを有する。
ここで、図72~図78を参照すると、セトラ・デバイス600は、本開示のスタンド700によってサポート(又は支持)された状態で示されている。当業者に理解されるように、セトラ・デバイス600がプロセス流体で満たされると、その重量は劇的に増加し、その重量を支えるために強力なスタンド700が必要となる。スタンド700およびそのローラ704によって、バイオリアクタなどの他のプロセス装置(任意)の近くの場所にセトラ・デバイス600を近づけたり遠ざけたりして運動(又は移動)せせることが可能になる。
スタンド700は、概して、ローラ704を有する基部(又はベース)702を含んで成る。ストラット706は、基部(又はベース)702からレール708まで上方に延在している。レールの内側は、概して、円形である。一実施形態において、レール708は、第1端部710Aと、第2端部710Bとを有し、それらによって開口部が規定されている。
レール708は、セトラ・デバイス600のハウジング601をサポート(又は支持)するように構成されている。一実施形態において、レール708は、ハウジングの下方部分603Bの一部の外径よりも小さい内側の寸法または直径を有する。したがって、一実施形態において、ハウジングの下方部分603Bは、レールに接触して、レールによって支持されている。
別の実施形態において、レール708の内側の寸法は、ハウジングの下方部分603Bのフランジ618の直径よりも小さい。したがって、フランジ618は、レールの上方の表面(又は上面)によってサポート(又は支持)されている。
スタンド700は、必要に応じて、1以上のサポート(又は支持体)714を含んでよい。必要に応じて、サポート714は、アーム712から延在している。一実施形態において、サポート714は、リングまたはループを含んで成る。サポート714は、ストラップと呼ばれることもある。サポート714の直径は、必要に応じて、調節可能である。
第1または上方のサポート714Aは、ハウジング601の円筒部分608のまわりにフィット(又は適合)するように構成されている。第2または下方のサポート714Bは、ハウジングの下方部分603Bの円錐形の部分のまわりにフィット(又は適合)するように構成されている。一実施形態において、上方のサポート714Aおよび下方のサポート714Bの1以上において、垂直(方向)の位置(又はポジション)が調節可能である。図78に示す通り、スタンドは、任意の数のサポート714を含むことができる。例えば、一実施形態において、スタンド700は、高さが増加した円筒部分608をスタンドに固定するために、2つの上方のサポート714Aを有する。
一実施形態において、スタンド700は、ハウジング601の内部のコンディション(又は状態又は条件)を測定するように構成されている。例えば、スタンド700は、センサ716を含んでよい。センサ716によって、pH、DO(溶存酸素)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度(T)を測定する。センサ716は、コレクタを含んでよい。コレクタは、蛍光プローブまたは蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))に関連付けられている(又は結合されている)。追加的または代替的に、温度を測定するように1以上のセンサ716が構成されている。例えば、1つのセンサ716が、温度計、サーモウェル、または別の適切なデバイスであってよい。図42~図46に関連して上記で説明したたように、コンディション(又は状態又は条件)(例えば、ハウジングの内部のpH、DO(溶存酸素)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度(T))を測定する1つの任意の方法は、チューブ660の内部またはチューブ660のボトム(又は底部又は下部)に適切なセンサを位置付ける(又は配置する)ことによって測定することである。
図72に示す通り、セトラ・デバイスをスタンドに固定するために使用されるサポート(又は支持体)714に1以上のセンサ716が関連付けられてよい(又は結合されてよい)。一実施形態において、1以上のセンサ716が、ハウジングの内部からの光を検出および/または測定するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。例えば、センサは、セトラの円筒形の壁部608およびコニカル・ボトム・エンドキャップ603Bの内部に取り付けられた対応する蛍光センサ・パッチから光を収集することができる。この実施形態において、ハウジング601の少なくとも一部は、透明または半透明の材料を含んで成る。センサ716は、必要に応じて、ハウジングを通して、センサに入射光および蛍光を送るように構成されたウィンドウ(又は窓)に近接して位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
一実施形態において、適切なトランスミッション・ライン620がセンサに接続されている。一実施形態において、トランスミッション・ラインは、光ファイバーケーブルを含んで成る。光ファイバーケーブルは、入射光を方向付け、ハウジングの外側の様々な高さ(又は異なる高さ)で出現した蛍光を集める集めるためのものである。追加的または代替的に、センサ716は、本開示に記載されるように、制御システムに無線(又はワイヤレス)でデータを送ってよい。
ここで、図79を参照すると、一実施形態において、センサ716は、ハウジング601の外表面(又は外面)に方向付けられて固定(又は貼付)されている(又は外表面(又は外面)に向けて又は対して固定(又は貼付)されている)。センサ716は、円筒部分608と、上方部分603Aと、下方部分603Bとを含んで成るハウジングの任意の部分に固定(又は貼付)することができる。センサ716は、ハウジングの内部において、1以上のコンディション(又は状態又は条件)(例えば、pH、DO(溶存酸素)、溶存COおよびT(又は温度)の1以上であるが、これらに限定されるものではない)を測定するように操作可能(又は作動可能又は運転可能)である。一実施形態において、センサ716に近接するハウジング601の部分(又は一部)は、透明または半透明である。
ここで、図80~図85を参照すると、本開示のセトラ・デバイス800の別の実施形態が概して示されている。セトラ・デバイス800は、本開示に記載されるセトラ・デバイス600A、600B、600Cおよび600Dと同様であり、多くの同一または同様の特徴(又はフィーチャ)を有する。さらに、セトラ・デバイス800は、セトラ・デバイス600と共に使用するために説明されるコーン609のいずれかを含むことができる。セトラ・デバイス800は、概して、下方円錐部分803Bと、円筒部分808と、上方円錐部分803Aと、セトラ・デバイスの内部に位置付けられるコーン809(又は配置されるコーン809)のスタックまたは複数のコーン809を含んで成る。
当業者に知られている任意の適切な材料が、セトラ・デバイス800およびコーン809を形成するために使用することができる。セトラ・デバイスは、第1材料で形成されてよい。コーンは、第2材料で形成されてよい。必要に応じて、第1材料および第2材料は、同じである。あるいは、第1材料は、第2材料とは異なる。一実施形態において、セトラ・デバイスは、プラスチックまたはガラスから形成されている。あるいは、セトラ・デバイスは、ステンレス鋼などの金属から形成されている。
必要に応じて、コーン809の表面およびセトラ・デバイスの内表面は、非粘着性のプラスチック、テフロン、シリコーンおよび当業者に知られている同様の材料の1以上で完全または部分的に被覆(又はコーティング)されてよい。セトラ・デバイス800およびコーン809の表面(特に、ステンレス鋼から形成される場合の表面)は、滑らかな表面(又はスムース・サーフェス)を提供するために電解研磨されてよい。
下方円錐部分803Bは、ポート853Bを含んで成る。一実施形態において、ポート853Bは、セトラ・デバイスの長手軸850とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)されている。ポート853Bは、本開示に記載される他のポート653Bと同じであるか、または同様である。
必要に応じて、下方円錐部分803Bは、本開示に記載されるポート654Bと同じであるか、または同様の第2ポート(図示せず)を含んでよい。第2のポートは、存在する場合、長手軸からオフセットされている。
一実施形態において、第2ポートは、セトラ・デバイスの下方円錐部分803Bとともに含まれていない。例えば、セトラ・デバイス800がステンレス鋼などの金属から形成されている場合、第2ポートは、下方円錐部分に形成されなくてよい。いくつかの実施形態において、第2ポートは、セトラ・デバイス800の下方円錐部分に含まれて成る。例えば、セトラ・デバイス800がプラスチックまたはガラスから形成される場合、下方円錐部分803Bは、ポート853B、およびポート653Bと同様の第2ポートを含んでよい。
当業者に理解されるように、下方円錐部分803Bが第2ポートを含まない場合、ポート853Bのために下方円錐部分を通過する1つの貫通部(又はペネトレーション)のみが存在する。これは、貫通部を1つだけ有することによって、セトラ・デバイス800内の細胞、ビーズまたは粒子が不注意に蓄積することができる場所を制限し、収集のためにポート853Bに向かう細胞、ビーズおよび粒子の運動(又は移動)を減少させることができるので有益である。さらに、下方円錐部分803Bにポートを1つだけ形成することにより、下方円錐部分の作製に必要な時間が短縮され、セトラ・デバイスからの漏れ(又はリーク)の潜在的な原因が排除される。
円筒部分808は、下方の端部(又は下端)817と、上方の端部(又は上端)817と、内壁部819とを有する。下方の端部817は、下方円錐部分803Bに接触し、下方円錐部分803Bから上方に延在している。
コーン809は、本開示に記載される任意の実施形態であってよい。一実施形態において、コーン809は、図47と関連して説明するコーン609と同様であり、多くの同じ特徴(又はフィーチャ)を含んで成る。より具体的には、複数のコーンの各コーン809は、本体を含んで成る。本体は、下方円錐部分803Bに対向して配置(又は配向)される第1開口部844(又は向けられた第1開口部844)と、第1開口部よりも大きい第2開口部846と、第2開口部846に近接する外縁部(又は外側のエッジ)847とを有するものである。第2開口部846は、下方円錐部分803Bから離れるように配向(又は配置)されている。外縁部847は、内壁部819から離間して(又は間隔をあけて配置され)、複数のコーンのまわりに環状の空間(又はスペース)852を規定している。
コーン809は、図81に概して示される通り、セトリングデバイス800の長手軸850のほぼ中心でセンタリングされている。より具体的には、一実施形態において、各コーン809の第1開口部844および第2開口部846は、長手軸850とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)している。
一実施形態において、コーンの内表面814は、長手軸850に対して、約5度(°)と約85度(°)との間の角度で配向(又は配置)されている。必要に応じて、内表面814は、図81に概して示される通り、長手方向の断面において凸状(又は凸面)である。例えば、コーン809の本体の長手方向の断面は、非線形(又は線形ではない)のライン(又は線)を形成している。一実施形態において、ライン(又は線)は、第1開口部に近接する第1曲率半径と、第2開口部に近接する第2曲率半径とを有する弓形(又は弧状又はアーチ状)の形状を有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なるものである。
コーン809の第1開口部844は、複数のコーンを通って延在するセントラル・チャネルまたはセントラル・カラム845を規定している。セントラル・カラム845(図81に概して示されている)は、最も上方のコーン809Aから、最も下方のコーン809Zを通して延在し、長手軸850とほぼ同心円状に整列(又はアライメント)している。細胞および他の粒子がセトリングデバイス800の内部の流体から、コーン809の内表面または沈降表面(又はセトリング表面)814に沈降(又はセトリング)すると、細胞および粒子は、コーンの第1開口部844まで滑り落ちる。その後、細胞および粒子は、セントラル・カラム845に落ちて、下方円錐部分803Bに落ち、そこで、細胞および粒子が蓄積され、ポート853Bを通して収集することができる。
コーン809は、必要に応じて、内表面814から延在する突出部(又はプロジェクション)813(図83に概して示されている)を含んで成る。突出部813は、本開示に記載される他の突出部613と同じ形状および配置(又は配列又は整列又はアレンジメント)を有してよい。より具体的には、突出物813(存在する場合)は、第1コーンの内表面814と、第2コーン(第1コーンに隣接して、第1コーンの上側にある)の下方の表面または外表面816との間において、所定の距離856を提供するように適合されている。一実施形態において、隣接するコーン間の所定の距離856は、約2mmと約30mmとの間、または約5mmである。
追加的または代替的に、コーン809は、アパチャ(又は開口)848を含んでよい。アパチャ(又は開口)848は、図50~図61に関連して説明するコーン609のホール(又は孔)648と同一であっても、同様であってもよい。一実施形態において、アパチャ(又は開口)848は、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)847から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。アパチャ(又は開口)は、セトラ・デバイス800の内部において、ほぼ垂直(方向)に延在するアライメント・ロッドを受容するように適合されている。アパチャ(又は開口)は、円形の形状を有してよい。しかしながら、アパチャ(又は開口)の他の形状も考えられる。
アパチャ(又は開口)848は、突出部813の側または突出部(又はプロジェクション)813の反対側に交互のパターンで形成されてよい。このようにして、アライメント・ロッドがアパチャ(又は開口)に通されると、突出部813は、互いの上方に整列せず、オフセットされた突出部によって、各コーンの上側に所望の間隔856が提供されている。
コーンは、外縁部(又は外側のエッジ)847から外側(方向)に延在する突出部842を含んで成る。突出部842は、コーン809を整列(又はアライメント)させるために使用することができる。いくつかの実施形態において、突出部842は、円筒部分808の内壁部819に接触してよい。あるいは、突出部842は、内壁部から離間してよい(又は間隔をあけて配置されてよい)。
上方部分803Aは、円筒部分808の上方の端部(又は上端)818に接続されている。注目すべきは、セトラ・デバイス800の上方部分803Aは、円錐形の形状を有している。より具体的には、そして、ここで図81~図82を参照すると、上方部分803Aは、円錐部分830によって分離される第1端部828と第2端部829とを有する。
第1端部828は、概して、円形であり、第1直径を有する。一実施形態において、第1直径は、コーン809の第1開口部844の内径よりも大きい。さらに、第1端部828の第1直径は、コーンの第2開口部846の内径よりも小さい。
第1端部828は、下方円錐部分803Bに対して配向(又は配置)されている(又は向けられている)。より具体的には、第1端部828は、円筒部分808の下方の端部(又は下端)817と、上方の端部(又は上端)818との間に位置付けられている(又は配置されている)。また、第1端部828は、複数のコーンの最も上方のコーン809Aの第1開口部844と第2開口部846との間に位置付けられている(又は配置されている)ように記載することもできる。したがって、第1端部828は、円筒部分808に窪んでいる(又は凹面又はレセスを形成している)。
円錐部分830は、最も上方のコーン809Aの内表面814の少なくとも一部にほぼ対応する形状を有している。一実施形態において、円錐部分830の垂直(方向)の断面は、非線形(又は線形ではない)ライン(又は線)を規定している。ライン(又は線)は、コーンの内表面814の形状に一致するスロープ(又は傾斜又は勾配)および形状を有してよい。このようにして、円錐部分830は、内表面814から所定の距離858だけ離間している(又は間隔をあけて配置されている)。距離858は、必要に応じて、約2mmと約30mmとの間、または約5mmである。一実施形態において、距離858は、隣接するコーンの間の距離856にほぼ等しい。
このような上方部分803Aの形状および構成は有益である。なぜなら、最も上方のコーン809Aの内表面814の上側の空間(又はスペース)のボリューム(又は容量又は容積又は体積)を減少させるからである。このようにして、セトラ・デバイス800の効率を犠牲にすることなく、セトラ・デバイス800の液体の合計のボリューム(又は容量又は容積又は体積)および結果として生じる合計の重量を減少させることができる。さらに、最も上方のコーン809Aの内表面814の上方の液体のボリューム(又は容量又は容積又は体積)を減少させると、セトラ・デバイス800の内部における流体の循環が改善される。また、セトラ・デバイスのボリューム(又は容量又は容積又は体積)を減少させることによって、セトリングデバイスの内部の流体のボリューム(又は容量又は容積又は体積)も減少する。それによって、流体の温度を調整することを容易にし、流体のコンディション(又は状態又は条件)(例えば、そのpH、ならびに溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアのレベル)ならびに流体の栄養(又は養分)を制御することがより容易になる。
上方円錐部分803Aの第2端部829は、外縁部(又は外側のエッジ)を有する。外縁部は、概して、円形であり、なおかつ第1直径よりも大きい第2直径を有するものである。第2直径は、円筒部分808の直径にほぼ等しい。第2端部829は、円筒部分808の上方の端部(又は上端)818に相互接続されている。
上方円錐部分803Aは、複数のポート853A、854Aを含んでよい。ポート853A、854Aは、本開示に記載される他のポート653A、654Aと同じであってよく、同一または同様の方法で使用されてよい。
上方円錐部分803Aの第2端部829は、少なくとも1つのポート854Aを有する。ポート854Aは、内壁部819と、コーン809の外縁部(又は外側のエッジ)847との間の環状の空間(又はスペース)852の上側に位置付けられている(又は配置されている)。必要に応じて、第2端部829は、2個~14個、または12個のポート854Aを含んで成る。ポート854Aは、第2端部829のまわりに実質的に均等に離間してよい(又は間隔をあけて配置されてよい)。
導管(又はコンジット)860は、ポート854Aに接続されてよい。一実施形態において、導管は、ポートを通って延在している。あるいは、導管860は、セトラ・デバイス800の内部に延在するポート854Aの一部に接続されてよい。それにもかかわらず、導管860は、環状の空間(又はスペース)852において、下方に延在するように位置付けられてよい(又は配置されてよい)。
導管860は、本開示で記載される全ての実施形態の導管660と同一であっても、同様であってもよい。したがって、導管860は、内部ルーメン(又は内部管腔)と、オリフィス(又は穴)863とを含んでよい。これらは、セトラ・デバイス800から流体を取り出す(又は引き出す)ためのものである。オリフィス863は、導管の長さに沿った任意の位置(又はポジション)に形成されてよい。したがって、オリフィス863を使用することによって、環状の空間(又はスペース)852の任意のレベル(又は高さ)から流体を取り出してサンプリングすることができる。付加的または代替的に、流体のサンプルを様々なレベル(又は異なるレベル)でオリフィス863から取り出してよい(又は引き出してよい)。そうすることによって、流体において、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアがセトラ・デバイスの全体を通して均一に分布し、許容可能な範囲内にあるかを決定している。このようにして、ユーザは、流体をモニタリング(又はモニター)することができる。それによって、流体を確実にセトラ・デバイスの内部において均一に循環させることができ、流体のフロー(又は流れ)が阻害される可能性のある場所(又はロケーション)を同定(又は特定)することができる。
追加的または代替的に、導管860は、必要に応じて、セトラ・デバイスにおいて、流体のコンディション(又は状態又は条件)を測定するためのセンサを含んでよい。例えば、導管860は、流体のpH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上を測定するためのセンサ822を含んでよい。追加的または代替的に、導管860は、流体の温度を測定するためのセンサ826を含んでよい。センサ822および/または826は、本開示に記載される全ての実施形態のセンサ622および626と同一であっても、同様であってもよい。
一実施形態において、トランスミッション・ライン820は、ポート854Aを通して、導管860に挿入されている。トランスミッション・ライン820は、導管860に関連付けられたセンサ822(又は結合したセンサ822)からデータを受け取ることができ、かかるデータをディスプレイまたは制御システム(例えば、ラップトップ・コンピュータまたはパーソナル・コンピュータ)に送ることができる。
一実施形態において、トランスミッション・ライン820は、光ファイバーケーブルである。導管は、蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))622からデータ(又は光)を受け取るための透明シールを含んで成る。蛍光センサ(又は蛍光色素センサ)は、セトラ・デバイス800の内部の流体と接触する導管860の外側に固定(又は貼付)されてよい。蛍光センサ(又は蛍光色素センサ)は、流体中のpH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上を測定することができる。
追加的または代替的に、導管860は、必要に応じて、温度センサ826を含んでよい。温度センサ826は、導管の端部に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。しかし、温度センサは、導管の任意の他の位置(又はポジション)に配置されてよい。一実施形態において、温度センサ826は、熱伝導性シール(例えば、金属ディスク)を含んで成る。そうすることで、温度(T)を測定するために、導管860にデータ・ライン824または熱電対が挿入できるようになる。セトラ・デバイス800とともに、当業者に知られている他の温度センサ826が使用されてよい。
一実施形態において、ケーブル820、824が導管860から延在している。これらは、センサ822/826から、電子ハブまたは制御システムにデータを送るためのものである。一実施形態において、制御システムは、ラップトップ・コンピュータまたはデスクトップ・コンピュータである。
センサ822、826を制御システムに接続するために、当業者に知られている任意の適切な手段を使用することができる。例えば、一実施形態において、センサ822、826は、制御システムに無線(又はワイヤレス)でデータを送信する。一実施形態において、センサは、Wi-Fi、BluetoothTM、NFC、他の無線(又はワイヤレス)の通信プロトコルを使用して制御システムにデータを送信する。
ここで、図81を参照すると、導管860は、任意の所望の長さを有してよい。さらに、導管860は、様々な長さ(又は異なる長さ)を有することができる。例えば、第1導管860Aは、第1の長さを有することができる。第1の長さは、第2導管860Bの第2の長さよりも短い長さである。同様に、第1導管860Aの第1オリフィス863Aは、第2端部829からの第1の距離を形成することができる。第1の距離は、第2オリフィス863Bの第2端部829からの第2の距離よりも短い距離である。
追加的または代替的に、第1導管860Aに関連付けられる(又は結合される)第1のセンサ822/826は、セトラ・デバイスの第1のレベル(又は高さ又は大きさ)において、流体のコンディション(又は状態又は条件)を測定することができる。第2導管860Bに関連付けられる(又は結合される)第2センサ822/826は、第1のレベル(又は高さ又は大きさ)よりも低い第2のレベル(又は高さ又は大きさ)において、流体のコンディション(又は状態又は条件)を測定することができる。上記で説明した通り、これは有益である。流体は、確実に、セトラ・デバイスを通って均一に流れ、流体中のpH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアならびに流体の温度が、セトラ・デバイス全体を通して、均一に分布することを確実にする。
ここで、図81~図82を参照すると、少なくとも1つのポート853Aが、上方円錐部分803Aの第1端部828を通って延在している。ポート853Aは、セントラル・チャネル845の上側に位置付けられている(又は配置されている)。セントラル・チャネル845は、コーン809の第1開口部844によって規定されるものである。必要に応じて、第1端部828は、2個から10個、または7個のポート853Aを含んで成る。
導管860は、ポート853Aから、セントラル・チャネル845の内部に延在することができる。例えば、導管860は、ポート853Aから、最も上方のコーン809Aの第1開口部844を越えて、下方に延在するのに十分な長さを有することができる。
導管860は、セトラ・デバイスから流体を取り出す(又は引き出す)こと、および/または流体のコンディション(又は状態又は条件)を測定することに使用されてよい。例えば、導管860Eは、セントラル・チャネル845に位置付けられる自由端864(又は配置される自由端864)を有してよい。必要に応じて、導管860Eを通るルーメン(又は管腔)が、導管860Eを通して流体を取り出す(又は引き出す)ことができるように、自由端864まで延在している。
追加的または代替的に、オリフィス863Eは、導管860Eの長さに沿う任意の位置(又はポジション)に形成されてよい。このようにして、セントラル・チャネル845の任意のレベル(又は高さ又は大きさ)において、流体863Eは、オリフィス863Eを通して、取り出されてよい(又は引き出されてよい)。
導管860Eを通して、セントラル・チャネル845から流体を取り出す(又は引き出す)ことは、環状の空間(又はスペース)852において、上方に流体を流すことを促進することができる。そうすることで、流体に含まれる細胞または粒子がコーンに沈降(又はセトリング)し、セントラル・チャネル845に向かって移動し、その後、下方円錐部分803Bに向かって、下方に移動するようになる。
一実施形態において、導管860Cまたは860Dは、本開示で記載される通り、センサ822および/または826を含んでよい。したがって、セントラル・チャネル845における流体のコンディション(又は状態又は条件)(例えば、T(温度)、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上)をセントラル・カラム845で測定することができる。このようにして、セントラル・カラム845の内部に位置付けられる(又は配置される)センサ822/826からのデータと、環状の空間(又はスペース)852の内部に位置付けられる(又は配置される)同様のセンサ822/826からのデータとを比較することによって、セトラ・デバイスにおける流体の差異を同定(又は特定又は決定)することができる。T(温度)、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアにおける差異が同定(又は特定又は決定)されると、セトラ・デバイスに入る流体のフロー・レート(又は流速又は流量)またはセトラ・デバイスから出る流体のフロー・レート(又は流速又は流量)を調整してよい。追加的または代替的に、セトラ・デバイスにポンピングによって入れる様々な液体メディア(又は培地又は媒体)成分(又は液体培地成分又は液体媒体成分)(又は異なる液体メディア(又は培地又は媒体)成分(又は液体培地成分又は液体媒体成分))のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニュピレーション)してよい。
ここで、図80および図83~図85を参照すると、セトラ・デバイス800は、必要に応じて、本開示の別の実施形態に従うディストリビュータ870を含んで成る。ディストリビュータ870は、流体(例えば、液体(又はリキッド)または気体(又はガス)のいずれか)をセトラ・デバイスに導入するように構成されている。
ディストリビュータ870は、アパチャ(又は開口)876を含んで成る。アパチャ(又は開口)876は、流体を放出するように位置付けられている(又は配置されている)。流体は、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)と、円筒部分808の内壁部819との間の環状の空間(又はスペース)852に入って、上方に流すことができる。アパチャ(又は開口)876は、ディストリビュータ870を通る流体、細胞または粒子の輸送を促進するような寸法(又は大きさ又はサイズ)に調節されている。アパチャ(又は開口)876は、全て同じ方向に配向(又は配置)されてよい。あるいは、アパチャ(又は開口)のいくつかは、様々な方向(又は異なる方向)または反対の方向に向けることができる。必要に応じて、1以上のアパチャ(又は開口)876が、長手軸850を横切る方向に配向(又は配置)されてよい。追加的または代替的に、アパチャ(又は開口)のいくつかは、半径方向または軸方向に配向(又は配置)されてよい。
ディストリビュータ870は、概して、第1リング874Aを含んで成る。第1リング874Aは、複数のコーンのうち最も下方のコーン809Zの下側に位置付けられるものである(又は配置されるものである)。一実施形態において、第1リングは、最も下方のコーン809Zの第1開口部844と第2開口部846との間に位置付けられている(又は配置されている)。第1リング874Aは、最も下方のコーン809Zの外表面816のまわりに延在している。第1リングは、複数のアパチャ(又は開口)876を含んで成る。ここを通って、流体が流れることができる。
第1チューブ872Aは、上方円錐部分803Aに第1リング874Aを接続する。第1チューブは、内部ルーメンを通して、流体が第1リングを出たり入ったりして流体を輸送する。一実施形態において、第1チューブ872Aは、環状の空間(又はスペース)852において、上方に延在し、第2端部829のポート854Aまで延在する。必要に応じて、第1チューブ872Aは、ポート854Aを通って延在している。あるいは、第1チューブは、セトラ・デバイス内のポート854Aの一部に接続されている。
第1リングは、任意の数の第1のチューブを含んでよい。例えば、1本から5本の第1チューブが第1のリングに接続されてよい。一実施形態において、第1リング874Aは、3本の第1チューブ872Aを有する。
一実施形態において、最も下方のコーン809Zは、第1リング874Aに接触している。必要に応じて、第1リング874Aは、複数のコーン809をサポート(又は支持)する。一実施形態において、第1リングは、セトリングデバイスの内部で複数のコーン809をサポート(又は支持)する。この態様において、コーンは、第1リングおよびそのチューブ872Aによって、ハウジングの上方部分803Aから吊り下げられているものとして説明されてよい。
さらに、また、第1リングと、最も下方のコーン809Zとの接触は、ハウジングの内部において、複数のコーンの適切な整列(又はアライメント)を確実にするのに有益に役立つ。例えば、一実施形態において、第1リングおよびその垂直(方向)のチューブ872Aは、コーンの第1開口部844を長手軸850にセンタリングまたは整列(又はアライメント)させるのに役立つ。そして/または、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)847と、ハウジングの内壁部819との間の空間(又はスペース)を確保して、環状の空間(又はスペース)852を規定するのにも役立つ。あるいは、第1リング874Aは、最も下方のコーン809Zから離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
必要に応じて、チューブ872Aは、コーンの一部と接触している。一実施形態において、チューブ872Aは、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)847と接触している。あるいは、チューブ872Aは、コーンのスロットまたはアパチャ(又は開口)848を通って延在している。このようにして、チューブ872Aは、コーンの意図しない運動(又は移動)または不注意な運動(又は移動)を防止することができる。
追加的または代替的に、ディストリビュータ870は、必要に応じて、第2リング874Bを含んでよい。第2リングは、リングとセトラ・デバイスとの間に流体を流すために複数のアパチャ(又は開口)876を有する。一実施形態において、第2リングのアパチャ(又は開口)876は、そこを通る液体のフロー(又は流れ)を促進するように適合されている。例えば、一実施形態において、第2リングのアパチャ(又は開口)は、第1リングのアパチャ(又は開口)の第1の寸法(又は大きさ又はサイズ)よりも大きい第2の寸法(又は大きさ又はサイズ)を有する。一実施形態において、第1リングのアパチャ(又は開口)は、それを通る気体(又はガス)のフロー(又は流れ)を促進するように適合されている。
第2リング874Bは、第1リング874Aの下側に位置付けられてよい(又は配置されてよい)。一実施形態において、第2リング874Aは、第1リング874Aと、複数のコーンのうち最も下方のコーン809Zの第1開口部844との間に位置付けられている(又は配置されている)。
第2リング874Bは、最も下方のコーン809Zの外表面816のまわりに延在している。一実施形態において、第2リングは、第2直径を有する。第2直径は、第1リング874Aの第1直径よりも小さい。
内部ルーメン(又は内部管腔)を有する第2チューブ872Bは、第2リング874Bを上方の円錐部分803Aに接続する。ルーメン(又は管腔)は、流体が第2リングを出たり入ったりして流体を輸送することができる。一実施形態において、第2チューブ872Bは、環状の空間(又はスペース)852内で、第2端部829のポート854Aまで上方に延在する。必要に応じて、第2チューブ872Bは、ポート854Aを通って延在する。あるいは、第2チューブは、セトラ・デバイスの内部のポート854Aの一部に接続されている。
一実施形態において、第2リング874Bは、3本の第2チューブ872Bを有する。あるいは、第2リング874Bは、1本~5本の第2チューブ872Bに接続されてよい。
必要に応じて、第2リングは、セトリングデバイスの内部において、複数のコーン809をサポート(又は支持)する。例えば、コーンは、第2リングおよびそのチューブ872Bによって、ハウジングの上方部分803Aから吊り下げられてよい。追加的または代替的に、第2リングおよびそのチューブ872Bは、コーンの第1開口部844を長手軸850にセンタリングまたは整列(又はアライメント)させるのに役立つ。そして/またはコーンの外縁部(又は外側のエッジ)847と、ハウジングの内壁部819との間の空間(又はスペース)を確保して、環状の空間(又はスペース)852を規定するのに役立つ。あるいは、第2リング874Bは、最も下方のコーン809Zから離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
追加的または代替的に、チューブ872Bは、コーン809の一部(例えば、コーンの外縁部)と接触している。このようにして、チューブ872Bは、コーンの意図しない運動(又は移動)または不注意な運動(又は移動)を防止することができる。一実施形態において、チューブ872Bは、コーンのスロットまたはアパチャ(又は開口)848を通って延在している。
一実施形態において、第1リング874Aおよび第2リング874Bを別々に形成する。第1リング874Aは、第1流体をセトラ・デバイス800に導入することができる。第2リング874Bは、第2流体をセトラ・デバイスに導入することができる。このようなことは有益である。なぜなら、いくつかの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)において、第1流体が、セトリングデバイスに導入されるとき、第2流体から分離されるべきであるからである。第1リング874Aおよび第2リング874Bは、必要に応じて、セトラ・デバイスから流体を取り出す(又は引き出す)ために使用されてよい。
一実施形態において、セトラ・デバイスの操作(又は作動又は運転又はオペレーション)の間、空気(又はエア)、O、COおよびNの1以上が、ディストリビュータ870の第1リング874Aを通って、セトリングデバイスに導入される。追加的または代替的に、液体メディア(又は培地又は媒体)成分(又は液体培地成分又は液体媒体成分)は、ディストリビュータの第2リング874Bを通して、ポンピングすることができる。第1リング874Aおよび第2リング874Bを通る流体のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって、セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの1以上を制御する。必要に応じて、コンピュータ制御のマルチ・ガス・マス・フロー・コントローラを使用して、セトリングデバイスにポンピングして入れられる流体のレート(又は速度又は量)およびセトリングデバイスからポンピングして出される流体のレート(又は速度又は量)を制御する。
本開示の実施形態のセトラ・デバイス600および800の操作(又は作動又は運転又はオペレーション)において、様々な寸法(又は異なる寸法)(又は大きさ又はサイズ)の細胞および/または粒子を含んで成る細胞培養液は、ボトム・ポート653Bおよび/または654B、853Bならびにディストリビュータ670、870の1以上を介して、セトラ600、800にポンピングによって入れられる。リターン・フローは、セントラル・ボトム・ポート653B、853Bを介して、インレット(又は入口)のフロー・レート(又は流速又は流量)よりも低いレート(又は速度又は量)でポンピングにより出されて、インレット流体(又は入口流体)の所望のフラクション(又は画分又は部分)を、コーン609、809のまわりの環状の空間(又はスペース)652、852に流して上昇させて、コーンの間のコニカル・チャネルを通って下り、セントラル・オープン・チャネル645、845を介して再び上昇して流れ、トップ・セントラル・ポート653A、853Aから出るように強制する。
必要に応じて、1以上のポート653、654、853、854にヒータを接続することができる。それにより、セトラ600、800の内部の液体の温度を調整することができる。例えば、一実施形態において、インレットの細胞培養のメディア(又は培地又は媒体)を加熱または冷却する熱交換器を、ボトム・サイド・ポート654B、セントラル・ポート653B、853B、またはアウター・ポート654A、854Aに接続することができる。
より大きく、より速く沈降する生きた幹細胞、または細胞クラスター、またはマイクロキャリア・ビーズは、リサイクル(又は循環又は再利用)または回収(又は収穫又はハーベスト)のために、コーンの円錐表面上に沈降(又はセトリング)し、滑り落ち、中央の開口部645、845を介して、セントラル・ボトム・ポート653B、853Bに回収される。より遅いまたは沈降しないエクソソーム、より小さな死細胞および細胞破片、またはより小さな単一の生きた幹細胞は、セントラル・オープン・チャネル645、845と同様に、コーンと、セトラ・ハウジングの内表面との間の環状の空間(又はスペース)において、液体の上方への流れ(又はフロー)によって洗浄され、トップ・セントラル・アウトレット・ポート653A、853Aを介して搬出される。
数値流体力学(computational fluid dynamic)(CFD)によるシミュレーションによって、本開示のセトラ・デバイスのフロー・チャネル(又は流路)を通る流体のフローパターンが確認されている。また、本開示のセトラ・デバイスの実施形態の構成要素(又は要素又はエレメント)の設計を導くために広範に使用されている。
上記の説明によると、フローパターンは、1以上の入口ポート654Bを介して、ディストリビュータ670、870を通して、細胞培養液の連続ポンピング中に起こるが、いくつかのバイオ医薬品の用途(例えば、フェッドバッチ・バイオリアクタからの細胞培養ブロスの清澄化)では、すべての細胞培養ブロスをポンピングにより入れた後にセトラ・デバイス600、800内に残る清澄化された上清に含まれる分泌物(又は産物)の大部分を回収することが望ましい。トップ・サイド603A、803Aに任意(又はオプション)のポート654A、854Aを設け、チューブ660、860を挿入することによって、セトラ・デバイスの内部に残った清澄化された上清を吸引(又はアスピレーション)し、清澄化された上清に含まれる価値のある産物を最大限に回収することが有用である。セトラ・デバイス600、800の他の潜在的な用途(例えば、細胞の洗浄、濃縮および回収(又は収穫又はハーベスト))では、任意(又はオプション)のトップ・サイド・ポート654A、854Aは、洗浄液を吸引または除去するのに有用であってよい。その一方で、沈降(又はセトリング)した細胞、細胞クラスターまたはマイクロキャリア・ビーズが、ボトム・ポート653B、853Bで濃縮および回収(又は収穫又はハーベスト)される。このとき、これらの敏感な細胞は、同じ処理のために現在使用されているデバイス(又は装置)のせん断誘発遠心力(shear-inducing centrifugal forces)に供されることがない。かかる直線状または弓形(又は弧状又はアーチ状)のコニカル・セトラ・チャネルのいずれかを通って、液体が上方またたは下方に流れると、その速度が劇的に変化する。これは、液体のフロー(又は流れ)に対する断面積が半径とともに増大することに起因する。したがって、沈降(又はセトリング)する粒子のフローレート(又は流速又は流量)に関する従前の学術研究、および清澄化された上清の所望のレート(又は速度又は量)(1つの粒子サイズ(又は粒子径又は粒径)しかないと仮定する)に対する直線状の傾斜したセトラの寸法(又は大きさ又はサイズ)を調節するための単純な代数方程式は、本開示のコーンの円錐形または略円錐形の表面には容易に適用することができない。
多くの自己および同種の細胞治療製造プロトコルは、無菌の閉鎖型のフロー・スルー・デバイスにおいて、細胞および粒子を穏やかに分離する必要がある。例えば、サスペンジョン・バイオリアクタのマイクロキャリア・ビーズでの間葉系幹細胞(MSC)のエクソビボ(ex vivo)での増殖(又は成長)では、ビーズ上で細胞がコンフルエンスに達した後、酵素による細胞の剥離が行われ、その後、ビーズからMSCが続いて分離されている。現在、幹細胞(約20ミクロン(μm))とマイクロキャリア・ビーズ(約500ミクロン(μm))の分離は、約100ミクロン(μm)の開口部を有する滅菌スチールメッシュに混合物を通すことによって行われている。幹細胞に大きなせん断による損傷(又はダメージ)が与えられる。この分離プロセスによって回収(又は収穫又はハーベスト)される成長(又は増殖)した幹細胞の約15%が失われる。別の例は、多能性幹細胞(PSC)を細胞クラスターやオルガノイドに成長(又は増殖)させる場合の例である。PSCの成長(又は増殖)には、T字フラスコやシェイクフラスコなどの小型バイオリアクタでPSCを高速で成長(又は増殖)させることをサポートするため、毎日、培地(又は媒体又はメディア)の交換を行う必要がある。しかし、毎日の培地(又は媒体又はメディア)の交換の間、バイオリアクタの内部に細胞クラスターを維持することは困難である。たとえ細心の注意を払ったとしも、フラスコから使用済みの培地(又は媒体又はメディア)をゆっくりとピペッティングする間、細胞クラスター(約100ミクロン(μm))は、著しく損失することを経験する。
これに対して、本開示のセトラ・デバイスでは、細胞の損失(又はロス)および損傷(又はダメージ)が少ないという結果をもたらす。より具体的には、本開示のセトラ・デバイスは、死んだチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞および細胞破片(<8ミクロン(μm))を生細胞(>12ミクロン(μm))から分離することができる。また、本開示のセトラ・デバイスは、いくつかの実施形態において、20ミクロン(μm)の細胞を500ミクロン(μm)のビーズから分離することができる。さらに、いくつかの実施形態(pHおよび溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度に関するセンサを含むもの)において、本開示のセトラ・デバイスの内部において、これらの培養パラメータの制御(又はコントロール)は、内部の様々な幹細胞(PSC、MSC)の成長(又は増殖)を促進し、細胞、細胞クラスターおよびマイクロキャリア・ビーズへのせん断ダメージ(シア・ダメージ(shear damage))をなくす。センサにより、リアルタイムまたは定期的なサンプリングのインターバルで、外来性作用因子(例えば、微生物)による汚染を迅速に検出することができる。また、本開示のセトラ・デバイスは、幹細胞の増殖、分化、濃縮、回収(又は収穫又はハーベスト)に使用することができる。このとき、セトラ・デバイスをインキュベータ内で維持したり、セトラ・デバイスをインキュベータとバイオセーフティ・キャビネットとの間に輸送する必要がない。
一実施形態において、本開示のセトラ・デバイスは、パーフュージョン・バイオリアクタの用途で操作(又は作動又は運転)させることができ、使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の連続除去中において、セトラ・デバイスから死細胞および細胞破片(寸法(又は大きさ又はサイズ)<10ミクロン(μm))を分離して除去し、生きた生産的なCHO細胞(12~24ミクロン(μm))をセトラ・デバイスに戻してリサイクル(又は再利用又は循環)させる。このようにして、本開示のセトラ・デバイスは、多くの幹細胞の増殖(又は成長)および回収(又は収穫又はハーベスト)のプロトコルが経験する以下の2つの大きな問題を解消する。
(i)バイオセーフティ・キャビネットでのデイリー・オープン・オペレータ・マニピュレーションの工程(又はステップ)であって、細胞の増殖(又は成長)を維持するための培地(又は媒体又はメディア)の交換操作のための工程(又はステップ)、および
(ii)使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の除去プロセス中における幹細胞および細胞クラスターの再発性損失(又はリカレント・ロス)。
より具体的には、いくつかの実施形態において、本開示のセトラ・デバイスは、バイオセーフティ・キャビネットでのオープン・オペレータ・マニピュレーションを必要とせず、使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の除去の間に生存幹細胞または細胞クラスターが損失しないので、これら2つの問題を排除している。
本開示のセトラ・デバイスは、さらなる利点(例えば、セトラ・デバイス内の液体培地(又は液体媒体又はリキッド・メディア)の細胞培養パラメータを机上で制御すること)を提供する。対照的に、他の全ての市販の入手可能な組織培養フラスコのスタックは、インキュベータ中に置かれる必要がある。さらに、本開示のセトラ・デバイス内の円錐表面上で成長(又は増殖)する付着細胞に緩やかに流れ落ちる液体は、他の細胞培養システムが付着細胞で培地(又は媒体又はメディア)を約24時間にわたって静置または未混合のままで維持するのに対して、酸素添加した新鮮な培地(又は媒体又はメディア)で細胞をパーフュージョン(又は灌流)する。
本開示のセトラ・デバイスのいずれかにおいて、液体は、ポートまたは開口部と液体連通している1以上のポンプ(例えば、ぜん動ポンプ)によって、セトリングデバイスのハウジング内のポートまたは開口部のいずれかに方向付けられ得るか(又は誘導され得るか又は導入され得るか)、またはそこから取り出されてよい(又は引き出されてよい)。このようなポンプ、または他の手段(液体をセトラ・デバイスに流入またはセトラ・デバイスから流出させるもの)は、連続的または断続的に操作(又は作動又は運転)させることができる。断続的に操作(又は作動又は運転)させる場合、ポンプが停止している期間(又はオフの期間)において、周囲の流体が静止している間に粒子または細胞の沈降(又はセトリング)が起こる。これにより、既に沈降した粒子や細胞は、液体の上昇流に妨げられることなく、傾斜した円錐表面を滑り落ちることができる。断続操作は、細胞が下方に滑り落ちる速度を向上させることができ、それによって細胞の生存率(又はバイアビリティ)と生産性(又はプロダクティビティ)を向上させることができるという利点がある。具体的な実施形態において、バイオリアクタまたは発酵培地(又は発酵媒体又は発酵メディア)から本開示のセトラ・デバイスに細胞の液体懸濁液を方向付ける(又は誘導又は導入する)ためにポンプが使用される。
ボトム・サイド・ポート654Bを通して、あるいはディストリビュータ670、870を通して、新鮮な培地(又は媒体又はメディア)をポンピングすることによって、本開示のセトラ・デバイスのセントラル・トップ・ポート653A、853Aから、使用済みの媒体(又は媒体又はメディア)を連続的に除去することができる。これにより、使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の除去中に生細胞または細胞クラスターが失われることを防止する。他の全てのスケール変更が可能な付着細胞培養スタックは、その内部での毎日の手作業による培地交換操作のために、バイオセーフティ・キャビネットに搬送されなければならない。
最後に、利用可能な成長表面においてコンフルエンスまで成長(又は増殖)させた後の増殖幹細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)は、インレット・メディア・ポート654Bまたはディストリビュータ670、870を介して、必要な酵素溶液をセトラ・デバイス600、800に添加し、剥離した細胞がコーンのセントラル・チャネル645、845に穏やかに滑り落ち、セントラル・ボトム・ポート653B、853Bから出るようにできることで容易に達成される。これに対して、他の付着細胞培養システムでは、バイオセーフティ・キャビネットの内部に手を入れて、広範囲にわたって作業することによって、剥離した幹細胞を回収(又は収穫又はハーベスト)する必要がある。
本開示の実施形態のセトラ・デバイスの試験から得られるサンプルのサイズ分布のデータは、約50%の生存率のCHO細胞を示した(死細胞(8~10μ)の小さなピークを示す)。セトラのトップ(又は頂部又は上部)の流出物は、より小さな死細胞および細胞破片(8μ未満)がトップ(又は頂部又は上部)の流出物において優先的に除去されることを非常に明確に示している。さらに、本開示のセトラ・デバイスを取り付けた当該パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、CHO細胞の生存率(又はバイアビリティ・パーセンテージ(%))は、7日間のフェッドバッチ培養で低下した典型例と比べて、約90%まで回復する(パーフュージョン(又は灌流)のフローをオンにした後、すぐに、徐々に増加させて、バイオリアクタから死細胞および細胞破片を選択的に除去する)。
本開示のセトラ・デバイスは、2つの別々の装置を有益に置き換える統合されたバイオリアクタ/セトラとして操作(又は作動又は運転)させることができ、2つの現行のデバイス(又は装置)の間の細胞培養液の輸送に従来必要とされていた多くのぜん動ポンプを不要にする。したがって、このようなセトラ・デバイスは、細胞治療薬製造において、いくつかの重要な用途に使用することができる。例えば、以下の(i)~(iv)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(i)マイクロキャリア・ビーズから単一の幹細胞を穏やかに分離すること、
(ii)パーフュージョン操作で使用済みの培地(又は媒体又はメディア)を連続的に除去しながら細胞クラスターを完全に保持すること、
(iii)せん断による損傷なしに幹細胞を濃縮および回収(又は収穫又はハーベスト)すること、
(iv)セトラ・デバイスの内部にセンサを取り付けることによって、大きな面積を有する傾斜したセトリング表面の内側において、付着幹細胞を成長(又は増殖)させること(センサによって、pH、DO(溶存酸素)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよびT(温度)を測定し、空気(又はエア)、O、CO、Nおよび空気(又はエア)が操作(又はマニピュレーション)された混合物をスパージングすることによって、および/または、ディストリビュータ670、870を通して、セトラ・デバイスにポンピングして入れる様々な液体メディア(又は媒体又は培地)成分(又は液体媒体成分又は液体培地成分)(又は異なる液体メディア(又は媒体又は培地)成分(又は液体媒体成分又は液体培地成分))のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって、これらの培養パラメータを制御(又はコントロール)している。
このようなセトラ・デバイスは、現在の最先端技術と比較して、多くの利点を提供する。例えば、以下の(i)~(iii)の必要性を排除する。
(i)セトラ・デバイスの内部のすべての培養パラメータを制御するために、セトラ・デバイスをインキュベータ内で維持すること、
(ii)無菌液体処理および細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)のためにセトラ・デバイスをバイオセーフティ・キャビネット内で維持すること、
(iii)毎日の培地交換のためにインキュベータとバイオセーフティ・キャビネットとの間でセトラ・デバイスを往復させて輸送すること。
追加の背景、文脈を提供し、35U.S.C.セクション112に規定の記載要件をさらに満たすために、以下の文献が、参照により、その全体が本明細書中に組み込まれている(又は援用されている)。
欧州特許第EP0521583B1号、米国特許第1,701,068号、米国特許第2,230,386号、米国特許第2,261,101号、米国特許第2,307,154号、米国特許第2,651,415号、米国特許第5,624,580号、米国特許第5,840,198号、米国特許第5,948,271号、米国特許第6,146,891号、米国特許出願公開第2005/0194316号、米国特許出願公開第2007/0246431号、米国特許出願公開第2009/159523号、米国特許出願公開第2011/097800号、米国特許出願公開第2012/180662号、米国特許出願公開第2014/011270号、米国特許出願公開第2014/0225286号、および米国特許出願公開第2017/0090490号。
本開示の上記の実施例は、例示および説明のために提示されたものである。かかる実施例は、本明細書に開示される形態に本開示を限定することは意図していない。その結果、本開示の説明の教示、および関連技術のスキルまたは知識に見合った変形(又はバリエーション)および修正(又はモディフィケーション)は、本開示の範囲内である。本明細書に提供される実施例に記載される特定の実施形態は、本開示を実施するために知られている最良の態様(又はベストモード)をさらに説明ことが意図されている。さらに、本開示の特定の用途または使用によって必要とされる様々な修正(又はモディフィケーション)を伴って、かかる実施形態または他の実施形態において、当業者が本開示を利用できるようにすることが意図されている。添付の特許請求の範囲は、従来技術によって許容される範囲において、代替の実施形態を包含するように解釈されることが意図されている。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、外側導管とを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している、
セトリングデバイス。
(態様2)
前記外側導管が、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様3)
前記外側導管が、当該セトリングデバイスから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを含んで成り、当該セトリングデバイスの内部において、所定のレベルで流体を取り出すために、前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記オリフィスが位置付けられている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様4)
当該セトリングデバイスの内部において、コンディションを測定するために、前記外側導管に関連付けられたセンサをさらに含んで成る、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様5)
前記センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するために操作可能である、態様4に記載のセトリングデバイス。
(態様6)
前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記センサが位置付けられている、態様1~5のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様7)
前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は、第1直径を有し、第2端部は、第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様8)
前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、態様7に記載のセトリングデバイス。
(態様9)
前記上方部分の第1端部から延在する第2導管をさらに含んで成り、第2導管は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部を通って、下方に延在し、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムまで延在している、態様7に記載のセトリングデバイス。
(態様10)
前記第2導管は、前記セントラル・カラムにおける流体のコンディションを測定するためのセンサを含んで成る、態様9に記載のセトリングデバイス。
(態様11)
前記第2導管は、前記セントラル・カラムから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを有する、態様1~5または7~10のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様12)
第1ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第1ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントによって、当該セトリングデバイスに流体を導入するか、または当該セトリングデバイスから流体を取り出す、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様13)
前記第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングを含んで成り、第1リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記環状の空間において上方に延在している第1チューブに接続され、なおかつ前記上方部分に接続されている、態様12に記載のセトリングデバイス。
(態様14)
第2ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第2ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第1ディストリビュータ・エレメントから離れており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、前記環状の空間において、前記上方部分まで、上方に延在している、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様15)
前記第1ディストリビュータ・エレメントが、下方表面と、下方突部と、上方表面と、上方突部と、複数のホールとを有する本体を含んで成り、
前記下方突部は、前記下方表面から延在して、前記本体の下方表面と、前記下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定し、
前記上方突部は、前記上方表面から延在して、前記本体の上方表面と、前記複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間を規定し、
前記複数のホールは、前記本体を通して延在し、前記本体の大きな端部の近くにある、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様16)
前記複数のコーンの各コーンの内表面は、凸状であり、前記長手軸に対して、約5度と約85度との間の角度で配向されており、
コーンの本体の長手方向の断面が、弓形の形状のラインを形成し、前記ラインは、第1開口部に近い第1曲率半径と、第2開口部に近い第2曲率半径とを有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様17)
懸濁液中の粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスが、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、第1導管と、外側導管と、センサとを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、
第1導管は、前記上方部分から延在し、オリフィスを含んで成り、前記オリフィスは、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラム内に位置付けられており、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在しており、
前記センサは、前記外側導管に関連付けられており、
当該方法は、さらに、
前記外側導管に関連付けられたセンサを用いて、前記環状の空間において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することと、
第1導管のオリフィスを通して、清澄化した液体を回収することと、
前記下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。
(態様18)
前記液体懸濁液が、以下の(a)~(c)の少なくとも1つ
(a)組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母、および真核細胞、
(b)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
(c)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
を含んで成り、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素(例えば、テルペン、イソプレノイド、ポリプレノイド)、ポリペプチド、タンパク質(例えば、ブラゼイン、コロニー刺激因子)、アルコール、脂肪酸、ホルモン(例えば、インスリン、成長因子)、炭水化物、糖タンパク質(例えば、エリスロポエチン、モノクローナル抗体)、ビール、およびバイオディーゼルを含んで成る、態様17に記載の方法。
(態様19)
第1ディストリビュータ・エレメントを通して前記セトリングデバイスに導入する空気、O 、CO およびN の少なくとも1つのフロー・レートを操作することによって、あるいは、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングして入れる様々な液体メディア成分のフロー・レートを操作することによって、前記セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO 、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの少なくとも1つを制御することをさらに含む、態様17に記載の方法。
(態様20)
前記セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することが、前記セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられているディストリビュータ・エレメントを通して、液体懸濁液をポンピングすることを含む、態様17に記載の方法。
(態様21)
前記セトリングデバイスが、第1ディストリビュータ・エレメントと、第2ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
第1ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングと、第1チューブとを含んで成り、
第1リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられており、
第1チューブは、第1リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで、上方に延在しており、
第2ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと、第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、第2リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで上方に延在している、態様17に記載の方法。
(態様22)
前記上方部分から延在する第2導管に関連付けられたセンサを用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することをさらに含む、態様17に記載の方法。
(態様23)
前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は第1直径を有し、第2端部は第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されている、態様17に記載の方法。
(態様24)
前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、態様17~23のいずれか1項に記載の方法。
(態様25)
細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている、
セトリングデバイス。
(態様26)
懸濁液における粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられており、
当該方法は、さらに、
前記上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収することと、
前記下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。

Claims (24)

  1. 細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、外側導管とを含んで成り、
    前記下方円錐部分は、ポートを有し、
    前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
    前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
    第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
    第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
    前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
    前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
    前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は、第1直径を有し、第2端部は、第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されていて、
    前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記複数のコーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している、
    セトリングデバイス。
  2. 前記外側導管が、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
  3. 前記外側導管が、当該セトリングデバイスから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを含んで成り、当該セトリングデバイスの内部において、所定のレベルで流体を取り出すために、前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記オリフィスが位置付けられている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
  4. 当該セトリングデバイスの内部において、コンディションを測定するために、前記外側導管に関連付けられたセンサをさらに含んで成る、請求項1に記載のセトリングデバイス。
  5. 前記センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するために操作可能である、請求項4に記載のセトリングデバイス。
  6. 前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記センサが位置付けられている、請求項4または5に記載のセトリングデバイス。
  7. 前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、請求項に記載のセトリングデバイス。
  8. 前記上方部分の第1端部から延在する第2導管をさらに含んで成り、第2導管は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部を通って、下方に延在し、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムまで延在している、請求項に記載のセトリングデバイス。
  9. 前記第2導管は、前記セントラル・カラムにおける流体のコンディションを測定するためのセンサを含んで成る、請求項に記載のセトリングデバイス。
  10. 前記第2導管は、前記セントラル・カラムから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを有する、請求項8または9に記載のセトリングデバイス。
  11. 第1ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第1ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントによって、当該セトリングデバイスに流体を導入するように構成されているか、または当該セトリングデバイスから流体を取り出すように構成されている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
  12. 前記第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングを含んで成り、第1リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記環状の空間において上方に延在している第1チューブに接続され、なおかつ前記上方部分に接続されている、請求項11に記載のセトリングデバイス。
  13. 第2ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第2ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第1ディストリビュータ・エレメントから離れており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと第2チューブとを含んで成り、
    第2リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
    第2チューブは、前記環状の空間において、前記上方部分まで、上方に延在している、
    請求項12に記載のセトリングデバイス。
  14. 前記第1ディストリビュータ・エレメントが、下方表面と、下方突部と、上方表面と、上方突部と、複数のホールとを有する本体を含んで成り、
    前記下方突部は、前記下方表面から延在して、前記本体の下方表面と、前記下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定し、
    前記上方突部は、前記上方表面から延在して、前記本体の上方表面と、前記複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間を規定し、
    前記複数のホールは、前記本体を通して延在し、前記本体の大きな端部の近くにある、
    請求項11または12に記載のセトリングデバイス。
  15. 前記複数のコーンの各コーンの内表面は、凸状であり、前記長手軸に対して、5と85度との間の角度で配向されており、
    コーンの本体の長手方向の断面が、弓形の形状のラインを形成し、前記ラインは、第1開口部に近い第1曲率半径と、第2開口部に近い第2曲率半径とを有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている、
    請求項1~5、7~または1112のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
  16. 懸濁液中の粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
    セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスが、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、第1導管と、外側導管と、センサとを含んで成り、
    前記下方円錐部分は、ポートを有し、
    前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
    前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
    第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
    第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
    前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
    前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は第1直径を有し、第2端部は第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されていて、
    第1導管は、前記上方部分から延在し、オリフィスを含んで成り、前記オリフィスは、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラム内に位置付けられており、
    前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記複数のコーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在しており、
    前記センサは、前記外側導管に関連付けられており、
    当該方法は、さらに、
    前記外側導管に関連付けられたセンサを用いて、前記環状の空間において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することと、
    第1導管のオリフィスを通して、清澄化した液体を回収することと、
    前記下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
    を含む、方法。
  17. 前記液体懸濁液が、以下の(a)~(c)の少なくとも1つ
    (a)組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母、および真核細胞、
    (b)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
    (c)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
    を含んで成り、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素、ポリペプチド、タンパク質、アルコール、脂肪酸、ホルモン、炭水化物、糖タンパク質、ビール、およびバイオディーゼルを含んで成る、請求項16に記載の方法。
  18. 第1ディストリビュータ・エレメントを通して前記セトリングデバイスに導入する空気、O、COおよびNの少なくとも1つのフロー・レートを操作することによって、あるいは、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングして入れる様々な液体メディア成分のフロー・レートを操作することによって、前記セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの少なくとも1つを制御することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  19. 前記セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することが、前記セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられているディストリビュータ・エレメントを通して、液体懸濁液をポンピングすることを含む、請求項16に記載の方法。
  20. 前記セトリングデバイスが、第1ディストリビュータ・エレメントと、第2ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
    第1ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングと、第1チューブとを含んで成り、
    第1リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられており、
    第1チューブは、第1リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで、上方に延在しており、
    第2ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと、第2チューブとを含んで成り、
    第2リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
    第2チューブは、第2リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで上方に延在している、請求項16に記載の方法。
  21. 前記上方部分から延在する第2導管に関連付けられたセンサを用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
  22. 前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、請求項1621のいずれか1項に記載の方法。
  23. 細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
    前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
    前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
    前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
    前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのスタックのアパチャを通して延在しており、
    前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている、
    セトリングデバイス。
  24. 懸濁液における粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
    セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
    前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
    前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
    前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
    前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのスタックのアパチャを通して延在しており、
    前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられており、
    当該方法は、さらに、
    前記上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収することと、
    前記下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
    を含む、方法。
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