JPH0276569A

JPH0276569A - 細胞培養装置

Info

Publication number: JPH0276569A
Application number: JP1185847A
Authority: JP
Inventors: David W Armstrong; デビット　ダブリュ．アームストロング; L Perry Fleming; エル　ペリイ　フレミング; Deborah G Grenzowski; デボラ　ジー．グレンゾウスキー
Original assignee: Canadian Patents and Development Ltd
Current assignee: Canadian Patents and Development Ltd
Priority date: 1988-07-19
Filing date: 1989-07-18
Publication date: 1990-03-15
Also published as: DE68915070T2; CA1307225C; EP0353893A3; EP0353893A2; US4906577A; EP0353893B1; DE68915070D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は細胞培養装置に関する。

本発明において培養される細胞は、細菌、イースト、又
、植物、動物、及び人間の細胞のような、生きていて、
増殖する又は増殖しない、原核及び真核細胞である。そ
れらの細胞は任意の方法で誘導されるもの、即ち、自然
から分離されるもの、突然変異で作られるもの、自然に
存在するもの、遺伝子工学的に作られる又は改造される
もの、形質転換される又はされないもの、同種又は異種
の細胞の一部分又は全部分どうしの融合によって作られ
るハイブリットである。細胞は基質に着けられるか、あ
るいは懸濁液内で、又はギヤリヤビーズのような他の基
質に着けられるか又はその中に置かれる、又はその他の
方法で不動にされる懸濁液内で増殖される。それら培養
細胞は同種又は異種の単一の細胞系あるいは複数の細胞
系で構成されよう。

〔従来の技術〕

血液因子、インターフェロン、成長ホルモン、リンフ才
力インのような蛋白質を作る細胞系は化学的及び機械的
ストレス（特に剪断力）に対して非常に敏感である。従
って固い細胞壁をもった微生物の培養のために開発され
た通常のバイオリアクタ内で増殖させるのは離しい。こ
こで修飾微生物発酵槽（ＭＭＦ　）装置と称す、動物細
胞培養のだめの既存のバイオリアクタの多くは原則的に
もともと微生物培養のために開発されたものである（Ｊ
、ヴアンープラント、バイオテクノロジー５：１１３４
−１１３８．１９８７）。それら発酵槽は、隔室底部の
開いたパイプ又は孔明きリングを通して散布される空気
及び／又はガスオーバーレイによって通気される。ガス
オーバーレイからの酸素移送を多くするだめブレードイ
ンペラ、セイルインペラ、又は浮遊ステンレス鋼メツシ
ュ攪拌器によって攪拌が行われる。それら発酵槽は又、
潅流のだめの高速回転ステンレス鋼メツシュ円筒を備え
ることがある。この後者の攪拌装備は一般的に乱流を作
る。槽のペースは平らな部分から半球状に少しく丸めら
れた部分へつながる形にされている。それらの動物細胞
培養装置はある種類の細胞だけに限られているが、何等
かのハードウェアの適用（例えば半球形ベース）は成功
している。

超の主要な短所は、ガス移送のため及び過剰な栄養素又
は滴定剤（…制御）の区域を少なくするために用いられ
る攪拌インペラと散布される空気とに伴なう流体及び機
械的剪断が生じることである。

他に、例えばガス透過膜又は「ケージ付き」通気システ
ムのような、間接ガス移送を用いる装置が開発されてい
る。シリコン管コイル（米国特許第４．６４９．１１４
号）及びステンレス鋼メツシュ円筒（米国特許第４，７
２７，（１４０号）の使用を含む上記のような装置の設
計は、大型ユニットでは技術的に困難であるか、又は経
済的に制約される。

ガス交換システムの大型の細目メツシュ要素の製造費は
非常に高いものになる。又、生物の目詰まりを少なくす
る円筒の回転によって生じる剪断力が細胞を破壊すると
いう問題もある（　Ａ、Ｊ、ブレナン、ニュープランス
クイツク技術誌、Ｄ　−０１４０（Ｓ−０２−８７，１
９８７）。攪拌はブレードインペラ又は圧力差によって
行われる。槽のベースは平らな部分から半球状に少しく
丸められた部分へつながるものである。

槽の中に同心的に設置される、あるいは場合によって非
同心的な形状にされる同様な機能をもったドラフト管又
は要素を備えた「古典的な」エアリフトシステムが動物
細胞培養に使用されてきた（Ｊ、ヴアンープラント、１
９８７、前掲書）。このシステムは、増殖及び／又は生
産性に対して非常に有害である強力な流体剪断力を作り
易い。通常それらシステムは槽のペース内で空気を駆動
して液の濃度差を作る。上昇する液は増殖と代謝に必要
な酸素を供給するだけでなく、細胞を持上げ、そして液
を混合する。しかし気泡が上昇するとき相互に合着して
より大きい気泡を作り、これら大きい気泡は液面に接す
ると破裂して細胞に対し大きな剪断ストレスを加え（気
泡剪断）、これによって代謝ストレスが生じ、場合によ
っては細胞を破壊するまでに至る。

最近、無気泡通気システムのリポートが提出された（　
Ｒ，ワグナ−及びＪ、レーマン、ＴＩＢＴＥＣＨ。

６（５）、１０１−１（１４．１９８８．）。このシス
テムは、多孔性中空ファイバとして形成されたポリゾロ
ピレンで作られる疎水性膜を備える。内部ガス圧力が気
泡の作られる圧力を超えなければ無気泡通気が行われる
。疎水性膜はキャリヤ周りにループ状に巻かれ、そして
そのキャリヤが培地中を緩つくり動いて膜攪拌器の働き
をする。このシステムは大型化が困難である。細胞とマ
イクロキャリヤが膜に捕捉され易い。システム内に死区
域が作られ、そして流れの運動の予測ができない。

動物細胞培養のための又別の技術として流動床リアクタ
がある。細胞はヒドロデル封入又は包括によって固定さ
れ、そして空気が槽のペースで散布される。槽は大きい
対直径高さ比を有し、そして円筒形又は円錐形のベース
を備える。固定が必要なためシステムの融通性が制約さ
れ、大型化は困難である。

細胞の固定は又、酸素添加培地の直接注入を行うだめの
微細チャンネルを有する無機物の円筒（セラミック）の
支持マトリックス上でも行われている。そのような支持
マトリックスは再使用できない。システムの大型化は高
価になり、そして労力の要る操作と保守を必要とする。

米国特許第４，６６１，４５８号は、細胞が有機物の管
状又は積層膜細胞支持上に備えられるシステムを記載す
る。このシステムは不均質な微小環境を形成しよう。支
持上の細胞の増殖は栄養素とガスの大量移送を妨げる。

要約すると、現在ある細胞培養技術の問題点は、流体及
び機械的剪断、システムの測定と制御、勾配（−］、溶
解酸素、温度、及び栄養素）の形成、生成物と廃棄物の
除去、自然でガス状又は非ガス状、融通性及び大型化の
可能性である。

〔発明が解決しようとする課題〕

理想的な動物細胞バイオリアクタは下記のことを必要と
する。

（ａｌ　　なだらかで予測できる流れパターンを作り、
又適切な大量移送を行える攪拌システム。又、機械的剪
断を起さずに槽内の勾配を最小にする充分な混合が行わ
れなければならない。

（ｂｌ　　既存技術の通気システムでは流体及び機械的
剪断が生じるので、ガス透過膜を通す間接的ガス移送を
採用すること。

（Ｃ１増殖及び生産パラメータの理想的に有効な実時間
測定と制御。

（ｄ）　　長期間操作においても装置の生物目詰まりに
よって影響されることのない生成物と廃棄物の除去装備
を備えること。

（ｃｉ＋　　システムが融通性を備えること。理想的に
はシステムは、マイクロキャリヤ及び懸濁培地内の剪断
耐性のある細胞系と剪断に敏感な細胞系とに適用可能で
なければならない。又そのバイオリアクタは、回分、流
加回分、反復流加回分、潅九及び連続モードで操作でき
なければならない。

（ｆｌ　　システムが大型化できること。

様々なモードで操作できる、上記のような諸特徴を備え
た大型化可能バイオリアクタが望まれているのである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、細胞培養装置において、（ａ、）　　
低乱流隔室内面を共に画成する側面及び２つの対向する
流れ指導面を有する細胞培養隔室、（ｂｌ　　該隔室と
流体連絡してその上方に設置される補償室、（Ｃ）　　該細胞培養隔室内に設置されそして各線流れ
指導面に対向する開いた両端部を有するガス交換管であ
って、内面と外面とを有し、これら内外両面が、該隔室
内の培地にガスを供給し又そこからガスを除去するため
のガス交換装備を備える、ガス交換管、（ｄ）　　該隔室の外側から該ガス交換装備に連絡する
ガスコンジット装備、及び、（ｅ）　　該ガス交換管と実質的に同軸に該隔室内に設
置される液リフト装備を備える細胞培養装置が提供される。

好適には、比較的おだやかに、乱流無しに液を変位させ
る機械的な液リフト装備、例えばアルキメデススクリュ
ーが使用される。隔室の底部に１死区域」を作らないた
め液リフト装備は好適にはスクープ装備を備える。

〔実施例〕

第１図に示す本発明の細胞培養装置１０は、哺乳類その
他の動物の細胞あるいは剪断に敏感な植物又は微生物の
細胞の懸濁培養を行うのに使用できる。装置１０は、細
胞培養隔室１２と、この隔室の上方に設置されそして隔
室より大きい直径を有する円筒形補償室１４とで構成さ
れる。隔室１２と室１４は両方共透明ガラスで作られる
が、又硬質の非中毒性プラスチック材料あるいは例えば
ステンレス鋼のような生体親和性の金属で作ってもよい
。隔室１２は円筒形壁１６と半球形成１８を有する。隔
室１２と室１４との間に形成される棚は取外しできる隔
壁２０を支持する。この隔壁は下側に環状の円孤形四部
２２を備え、との凹部は頂部流れ案内として働く。装置
の操作中に隔壁２０が回転したり持上げられたりしない
ように隔壁は適当な取付は装備（図示せず）によって隔
室１２に取外し可能に締結される。隔室１２の底１８に
、底部流れ案内として働く環状の円孤形四部２６をもっ
た流れ指導要素２４が備えられる。

この底部流れ案内は非多孔性のインサートとしてもよい
し、あるいは隔室の壁と一体の部分としてもよい。

大型のバイオリアクタでは、流れ指導要素２４を貫通し
て隔室１２内につながるピストン型集菌弁を備えること
ができる。この弁は閉じ位置では要素２４０表面と合致
し、開き位置では流体の無菌排出を行うドレインとなる
。

装置１０は好適には、ゼロヘッドスペースモーＶ、即ち
細胞培養隔室が培地によって完全に充満されるモードで
操作されるようになっている。装置が気泡無し様態で操
作されるときでも、特に操作が長期間に亘って行われる
場合には、代謝ＣＯ２の合着によって培地から幾らかの
ガス放出がなされる。そこで細胞培養隔室内の液の体積
の変化と圧力の変化とに適応するために補償室１４が備
えられる。そのために隔壁２０は、隔室１２の最上区域
と連絡する複数個のチャンネル２８を設けられる。これ
によって隔室１２からのガス抜きが容易に行われる。隔
壁２０の上側に溢流ウェル３０が備えられ、隔室１２か
ら過剰な液を受けることによりゼロヘッドスペースを確
保する。

補償室を備えることによって又、装置がゼロヘッドスペ
ースモードで操作するとき細胞培養の殺菌状態を維持で
きる。

隔室１２内に回転するオーが−３２が垂直に設置される
。オーガーの軸は一方の端部が底部流れ指導要素２４上
に装架され、他方の端部が隔壁２０を貫通する。図示の
実施例においてオーが−は、磁気カップル３３として概
略的に示される磁気駆動装置によって駆動されるアルキ
メデススクリューである。磁気駆動装置はバイオリアク
タに微生物シールを備えることなしに駆動を行える。

しかしその他の機械的駆動装置を適当な機械的シールに
貫通させて使用してもよい。オーガー３２の好適なピッ
チ角度は２２°であるが、この角度はバイオリアクタと
その培養隔室の形状や寸法に応じて変えられよう。ピッ
チ角度は全てのフライトにおいて一定としてもよいし、
又オーガーの１個所あるいはそれ以上の個所で違った角
度にしてもよい。フライトは実質的に平らな表面と丸め
られた縁部を有する形状のものが使用されるが、又流体
の適切な流れを作るため湾曲した（凹曲）表面を有する
別の形状にすることもできる。更にオーガーは図示のよ
うに真直ぐな螺旋でなく、傾斜した螺旋にすることもで
きよう。

オーが−３２の先行縁部にすぎ状のスクープ要素３４が
備えられる。このスクープ要素３４の下縁部は四部２６
の形状に対応する形状を有し、そして好適には四部２６
の面から約６鶴離される。

この結果スクープ要素３４は隔室１２の最下区域から培
地をすくい上げ、従って、細胞を剪断したり破壊するこ
となく、隔室内から死区域を無くす。

図示のオルガ−は先行縁部に１つのすきユニットを備え
たものであるが、プロセスの必要によっては複数個のす
きユニットを備えることもできる。

隔室１２内に同軸的にガス交換管３６が備えられる。こ
のガス交換管（以後、ＧＥＴと称することもある）はオ
ーガー３２をこれの長さの大部分において取巻き、そし
てオーガー３２が操作するときに、管３６の内側の上方
向流れ区域、及び、管３６と隔室１２の円筒形壁１６と
の間の下方向流れ区域を画成する。

細胞培養隔室１２が液で充満され、そしてオーガー３２
が操作するとき、頂部流れ案内２２と底部流れ案内２６
はなだらかで予測可能な流れパターンを作る。流れ案内
２２．２６の形状は、乱流を可及的に少なくし、従って
剪断に敏感な細胞を損傷する可能性を低くするようなも
のにされる。

バイオリアクタは連続モーＰ１又は回分、流加回分、反
復流加回分、又紘潅流モードで使用される。

回分モードにおいては、操作の間隔室１２から細胞代謝
の生成物が除去されることはない。これと反対に潅流モ
ードにおいては、代謝生成物は定常的に隔室１２から、
隔壁２０に備えた細いチャンネル３７及びこれらチャン
ネルに接続し且つ液ポンプ（図示せず）へ結合する管４
０，４１を通して除去される。チャンネル３７は潅流室
３９に連絡し、この室３９は多孔性潅流要素又はインサ
ート４２によって隔室１２から分離される。潅流要素４
２は、細胞培養隔室１２からチャンネル３７を通して引
出される培地のフィルタ要素として働く。第１図の実施
例において、潅流要素４２は、潅流室３９に寸法を合わ
せて作られた多孔性の親水性リングである。変化形とし
て、頂部流れ案内２２の液と接する面全体を多孔性にし
てもよい。多孔性要素４２のボア（微細孔）は、当該細
胞のある代謝物又は生成物は通過させるが、細胞は通過
させないようなものでなければならない。

要素４２は、微小多孔性陶器、焼結ステンレス凧プラス
チック、その他の剛性又は半剛性の多孔性生体親和性材
料で作られる。マイクロキャリヤに着けられる細胞又は
細胞集合体の場合、ボアの寸法はより大きくできるが、
しかしそれでもろ過される粒子よりは小さくされ、例え
ば直径約１００μｍ又はそれ以上の粒子の場合ボア寸法
は約２５μｍから７５μｍにされる。細胞の生成物は頂
部流れ案内の体部内に集められ、それから管４０゜４１
を通して隔室の外側へ引出され、適当に濃縮して処理さ
れる。

多孔性インサート４２はバイオリアクタの操作の間に細
胞又は細胞の成分によって閉塞又は目詰まりし易い。こ
の望ましくない状態を避けるため２つの手段が導入され
る。その１つは、上方向流れ区域からの液の流れを上部
流れ案内面２２に対して実質的に接線方向になるように
し、これによって多孔性インサート４２に詰まった物質
を少なくても部分的に除去しようとするものである。更
に、管４４と４５がチャンネル３８と窒素その他のガス
供給源（図示せず）とに接続される。乱流を起さずに管
４０全通しての潅流物の引出しが続行されている間に、
管４４、これに接続するチャンネル３８、及び要素４２
を通して窒素を間欠的に短時間吹込むことによって要素
４２がらこれに詰まったものを洗浄することができる。

隔壁２０を室１４から取外せるようにするため、管４ｏ
と４４がそれぞれに、室１４の内外側に通じる管４１と
４５に取外し可能に結合するようにされる。

補償室１４は、微生物フィルタ４８を有するベント４６
を備える。これによって、隔室１２内の液の体積が変化
し、そして隔室１２と室１４との間のガス交換が行われ
た後でも、室１４内の圧力を同等に保つことができる。

ガス交換管（ＧＥＴ　）　３６の幾つかの実施例が第２
図、第６図、及び第６ａ図に詳細に示される。

第２図の実施例のＧＥＴは内壁５０と外壁５２とで構成
される。これら壁の間に通路５４が画成される。この通
路は両端部が環状カバー５６によって閉じられる。上部
カバー５６（第２図）は２つの管５８を備え、これら管
５８はそれぞれに管５９（第１図）によってガスコンシ
ット６０と６１に連絡する。この実施例において一方の
コンジット６０は、細胞培養隔室の外側に設置されてい
るガス（空気、酸素、窒素、及びＣｏ２）の供給源（図
示せず）に接続する。他方のコンジット６１は、細胞培
地からガス交換管へ入るガスを放出する。

内壁５０の内側と外壁５２の外側とにそれぞれに溝６２
（第６図）が設けられ、それら壁５０゜５２の上下両端
部間に螺旋状に延在する。それら溝６２はそれぞれに円
筒形ガス透過膜６４．６６で覆われる。これら膜は溝６
２の頂部の個所でそれぞれの壁５０．５２に接着される
。第１図に示されるガスコンシントロ０はガス入ロア０
．７２をそれぞれに介して内壁５０の溝６２と外壁５２
の溝６２とに結合される。従って、空気、酸素、窒素、
又はＣＯ２のようなガスはコンジット６０と入ロア０，
７２を通ってそれら溝６２に供給され、それから膜６４
，６６を透過してＧＥＴの上方向流れ側と下方向流れ側
との細胞培地へ入る。ガスはその液体の培地へ実質的に
気泡無しで入り、そして培養される細胞から発生するガ
スと交換する。

多少の背圧を作るため、内壁５０と外壁５２からのガス
出口６８と６９はガス入ロア０．７２より小さい直径に
される。図面においてＧＥＴは直円筒形になっているが
、円錐台形にすることもでき、この場合その形状に対応
して液リフトシステム３２の形状も適当に変形される。

第２図の実施例において、液へのガスの供給は好適に対
向流の様態で行われる。即ち、ガス入口が、ＧはＴの上
方向流れ側ではＧＥＴの頂部に、そして下方向流れ側で
はＧｇ’ｒの底部に設置される。出口６８と６９を通っ
て通路５４に入ったガスは、その通路５４から第１図に
示されるコンジット６１全大型のバイオリアクタでは、通路５４を太きくし、その
中にガスコンジット６０と溝６２との間を直接連絡する
管を設置するようにしてもよい。

この実施例では２つのガスコンジットが、第６図に示す
ように内壁５０と外壁５２とにそれぞれ備えた連絡管９
２によって、それぞれガス入ロア０と７２とを通して各
溝６２ヘガスを送給する。第２図の実施例の場合と同様
に、液へのガス供給は好適には対向流様態で行われる。

即ち、ガス入口は、（］、ＥＴの上方向流れ側ではＧＥ
Ｔの頂部に、そして下方向流れ側ではＧＥＴの底部に設
けられる。培地から出たガスは内壁５０のガス出口６８
と外壁５２のガス出口６９とを通って、それぞれの出口
６８．６９に接続した連絡管９４により放出される。第
６図に示した連絡管９２．９４の配置は概要的なもので
ある。実際にはそれら連絡管は、第６ａ図に示されるよ
うにガス交換管の周縁上に間隔を置いて設けられる複数
個の入口と出口とにそれぞれ結合されよう。

ＧＥＴは又、第６ａ図に示すように、中実のインサート
９５をガス交換膜セクション９７の間に挿入設置して構
成されるようなモジュール型式にすることができる。各
インサート９５は、これを貫通して各ガス交換管に結合
する適当なガス送入チャンネルと送出チ・ヤンネルを備
える。第６図に示されるように、それぞれ１対のチャン
ネルが各ガス交換管に対するガス供給とガス放出のため
に備えられる。こうして、細胞培養隔室内の液圧が下に
いくほど高くなることがあっても、それぞれのガス交換
モジュールは個別に独立して制御される。

これによりガス交換管全体に亘って均等なガス交換が行
われる。

変化形実施例として、ＧＥＴは、表面にスロットを備え
られた中実の管にすることができる。この管の外面層り
にガス透過管が巻付けられ、そしてガス送入及び送出コ
ネクションが隔壁に通して設けられよう。

ＧＥＣＴは、隔壁２０を貫通して細胞培養隔室へ入るガ
ス送入管と送出管又は支持によって垂直平面内に支持さ
れる。ＧＥＴの水平平面内の動きは、好適にはＧＥＴに
取付けられるが又細胞培養隔室の壁に取付けることもで
きる支持９６によって規制される。

培地へ供給されて細胞の代謝を維持させるガスはＣ０２
で強化することができる。ＣＯ２は細胞培養隔室内の液
を酸性化し、従ってその−を下げる。

又ガスを窒素で強化すれば液から００２を効果的に奪い
、従って−を高くする。この−の調節は液体の酸／塩基
滴定剤を使用して行われよう。

細胞培養隔室内の全ての構造要素の形状が乱流を作らず
且つ膜への沈殿を無くするようなものにされることが重
要である。図示の実施例においてはそのような条件に適
合するため、頂部と底部の流れ案内面を備えることの他
に、螺旋形のガス透過管ではなく実質的に平らなガス透
過膜が備えられる。

本発明の細胞培養装置の制御システムはレベル制御を含
む。培養装置は液面での発泡及び剪断力の発生を無くす
るため主としてゼロヘッドスペースモードで操作するよ
うに設計され、そのため桶償室の溢流ウェル３０が細胞
培養隔室の最上区域より上方のレベルにおいて過剰液を
保持するようになっている。フェル内の液レベルはレベ
ルセンサー装備（図示せず）によって制御される。その
センサーは、溢流ウェル内のレベルの変動に応じてポン
プが培地を追加供給したり、あるいは排出したシするよ
うにポンプを制御する制動装置に接続される。

第４図と第５図は装置外部に備えられる制御センサー回
路を示す。この回路の設計は、オーガー３２の作動で細
胞培養隔室内に作られる液流パターンを利用する。第４
図に矢印７４で示されるように、隔室内の下方向流れ区
域内の液は水平軸心と垂直軸心との間の中間角度で流れ
る。そこで制御回路は管７５を備えるが、この管７５は
入口アロと、この入口より下方のレベルに設けられる出
ロア８とにおいて隔室に結合される。従って管７５は、
隔室の下方向流れ区域内に作られる液流の角度にほぼ対
応する角度で延在する。この結果、補助装備を使用又は
使用せずに、隔室の下方向流れ区域の上部最外側領域か
ら液の代表的な試料を採取する分流を作ることができる
。入口アロと出ロア８の角度は制御回路へ通される流体
の流れを非破壊的なものにするようでなければならない
。

制御回路は、例えば適当なモニター装置に接続される複
数個の接続部を備える。乱流をできるだけ少なくするた
めそれら接続部８０，８２，８４゜８６．８８は管７５
中の流体の流れる下方向への鋭角をもって管７５に結合
される。これは第５図に示される。接続部８０，８２，
８４，８６は、試料採取装置、滴定剤注入装置、…プロ
ーブ、及び溶解酸素プローブに接続されるが、必要に応
じてその他の口又はセンサーを備えることができる。

接続部８８は取外し可能な充填管９０に接続される。こ
の充填管の上端部は溢流ウェルのレベルより高い所に設
定され、これによって液及び／又は接種物を隔室に導入
し完全に充満させることができる。その導入と並行して
隔室からガスがチャンネル２８を通して室１４内へ移送
され、それからベント４６とフィルタ４８を通して放出
される。

本発明の細胞培養装置は、例えば哺乳類、両生類、昆虫
、鳥類を含む全ての種類の動物細胞、又植物細胞の培養
に適用できる。従って、胚、成体、又は腫瘍組織から採
取される一次細胞、及び連続的な細胞系を使用できる。

これら細胞系は、公的な調査その他の目的のために様々
な保管所から得られる全てのよく知られた細胞系である
。

本発明の細胞培養装置は又、例えば、ベイサル・ミデイ
アム・イーグルス（ＢＭＥ）　、イーグルス・ミニマム
・エツセンシャル・ミデイアム（ＭＥＭ）、ダルペコス
・モディファイド・イーグル・ミデイアム、ミデイアム
１９９等のような周知の組織培地を使って操作を行える
。それら普通の培地は周知の必須アミノ酸、無機塩、ビ
タミン、及び炭化水素を含有する。それらは又しばしば
、胎児牛の血清のような浦乳動物の血清で強化される。

ここに本発明の実施例を開示してきたが、本発明の精神
から逸脱することなく、なおその他の様様な変化形実施
例が可能なことは当該技術者に明らかであろう。それら
変化形実施例は全て本□発明の特許請求の範囲の中に含
まれるものである。又、特許請求の範囲は、ここに記述
及び図示してきた内容に含まれ、及びそこから派生する
全ての％徴に及ぶことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は培地が充満した細胞培養バイオリアクタの垂直
断面図、第２図はガス交換管の１実施例の垂直断面図、第６図は
ガス交換管の別の実施例の部分の断面斜視図、第５ａ図はガス交換管のモジュール式実施例の部分の分
解斜視図、第４図は外部制御センサー回路を備え九Ｉぐイオリアク
タの側室面図、第５図はバイオリアクタの頂部分流口に取付けられる外
部センサー回路を示す図面である。１０・・・細胞培養装置、１２・・・細胞培養隔室、１
４・・・補償室、２０・・・隔壁、２２．２６・・・流
れ案内、３０・・・溢流ウェル、３２・・・オーガー、
３３・・・磁気カップル、３４・・・スクープ要素、３
６・・・ガス交換管、３９・・・潅流室、４２・・・潅
流要素、４６・・・ベント、５０．５２・・・ガス交換
管内外壁、５４・・・通路、６２・・・溝、６４．６６
・・・ガス透過膜、７５・・・制御回路管、９０・・・
充填管、９５・・・インサート、９７・・・ガス交換膜
セクション。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）細胞培養装置において、 −低乱流隔室内面を共に画成する側面及び２つの対向す
る流れ指導面を有する細胞培養隔室、 −該隔室と流体連絡してその上方に設置される補償室、 −該細胞培養隔室内に設置されそして各該流れ指導面に
対向する開いた両端部を有するガス交換管であつて、内
面と外面を有し、これら内外両面が、該隔室内の培地に
ガスを供給し又そこからガスを除去するためのガス交換
装備を備える、ガス交換管、 −該隔室の外側から該ガス交換装備に連絡するガスコン
ジツト装備、及び、 −該ガス交換管と実質的に同軸に該隔室内に設置される
液リフト装備を備える細胞培養装置。
（２）細胞培養装置において、 −低乱流隔室内面を共に画成する全体的に円筒形の側面
、上流れ指導面、及び下流れ指導面を有する細胞培養隔
室、 −該隔室と流体連絡してその上方に設置される補償室、 −該細胞隔室内に設置されそして各該流れ指導面に対向
する開いた両端部を有するガス交換管であつて、内面と
外面を有し、これら内外両面がそれぞれに、該隔室にガ
スを供給し又、そこからガスを除去するためのガス交換
装備を備える、ガス交換管、 −該隔室の外側から該ガス交換装備に連絡するガスコン
ジツト装備、及び、 −該ガス交換管と実質的に同軸に該隔室内に設置される
機械的液リフト装備であつて、該下流れ指導面の形状に
合わせその面に近接して下方向へ延在するスクープ要素
を備えた機械的液リフト装備を備える細胞培養装置。
（３）該液リフト装備が、該ガス交換管と同軸に、その
中に少なくても部分的に設置されるアルキメデススクリ
ユーである、請求項２記載の細胞培養装置。
（４）該上下両流れ指導面が該ガス交換管と同軸の環状
凹曲面であり、そして液が該液リフト装備により流動さ
れるとき該ガス交換管の外側のスペースと該ガス交換管
の内側のスペースとの間に低乱流の液流を作ることがで
きる、請求項２記載の細胞培養装置。
（５）該補償室がこれの底部に溢流ウェルを備え、該ウ
ェルが該細胞培養隔室の最上区域と流体連絡している、
請求項１又は２記載の細胞培養装置。
（６）該上流れ指導面の少なくても一部分が、該細胞培
養隔室からの細胞培養生成物を除去するための生成物コ
ンジツト及び潅流要素の詰まりを排除するための窒素ガ
スその他のガスの供給源と流体連絡する潅流要素によつ
て画成される、請求項１又は２記載の細胞培養装置。
（７）該液リフト装備が機械的駆動装備によつて駆動さ
れる、請求項１、２又は３記載の細胞培養装置。
（８）該機械的駆動装備が磁気駆動装備である、請求項
７記載の細胞培養装置。
（９）該ガス交換管の該内面と外面とがこれらの間にガ
スキャビティを画成し、このキャビティは該ガスコンジ
ツト装備と流体連絡し、該内外両面がそれぞれにガス透
過膜を被せられ、そして両該面にそれぞれ開口が備えら
れて該ガスキャビティをそれぞれの該膜に連絡させる、
請求項１又は２記載の細胞培養装置。
（１０）該ガス透過膜が実質的に平らである、請求項９
記載の細胞培養装置。
（１１）該ガス透過膜が管状膜である、請求項９記載の
細胞培養装置。
（１２）該ガス交換管が、中実のインサートをガス透過
膜の間に設置して構成されるモジール型式とされる、請
求項９記載の細胞培養装置。
（１３）該溢流ウェルに液が充満されるようになつてお
り、そしてレベルセンサー、及び、制御装置と該センサ
ーとに結合されて該細胞培養隔室と該溢流ウェル内の液
の量を制御する液ポンプを備える請求項５記載の細胞培
養装置。
（１４）該液リフト装備が該細胞培養隔室内の該ガス交
換管の外側に液の螺旋状下方向流れを作り、該隔室がこ
れにセンサー装置を結合する外部液コンジツトを有し、
このコンジツトは送入端部と送出端部とを有し、これら
送入端部と送出端部とがそれぞれに第１地点と第２地点
とで、該ガス交換管の外側の該液流の方向とほぼ一致す
る角度で該隔室に結合される、請求項２又は３記載の細
胞培養装置。