JPH04252175A - 細胞培養槽 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は細胞を培養増殖させるた
めの培養槽に関するものである。さらに詳しくは、大規
模にかつ高密度に細胞培養を行なう目的で作られたサス
ペンジョン型細胞培養槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】細胞大量培養は例えばウイルス、ワクチ
ン、インターフェロンなどの抗ウイルス剤、あるいはホ
ルモンなどの生物薬品の工業的製造に重要な技術である
。殊に近年特定タンパク質などを標的とするモノクロー
ナル抗体の生産は抗体産生細胞とミエローマ細胞の配合
によるハイブリドーマ細胞の大量培養によるものであり
、その技術の解決は工業的に不可欠な問題である。

【０００３】また、大規模であり、かつ高密度に細胞を
培養することは上記有用物質を低コストで生産するため
に必須の技術であり、その技術の急速な解決が望まれて
いる。

【０００４】従来、サスペンジョン型の細胞培養は一般
に培養びんやスピンナーフラスコを用いて実験室的規模
で行なわれている。

【０００５】しかしながら、上記の方法では一定量の栄
養分の中で培養されるため細胞の生長増殖は比較的低い
濃度で停止する。

【０００６】近年、サスペンジョン型の高密度細胞培養
方法およびそのための装置としていくつかの提案がなさ
れている。たとえば、マグネチックスターラーもしくは
モーターで駆動される回転軸に平行な面にフィルターを
有する筒形回転体を回転させてフィルターのつまりを遠
心力で防ぎながら培養液を入れかえる高密度培養装置が
提案されている（米国特許第３，６４７，６３２号明細
書参照）。

【０００７】しかしながら上記の方法では、単位細胞当
たりまたは培養液当たりの濾過面積をある一定以上大き
くすることに制約があるため、スケールアップが非常に
困難である。

【０００８】

【発明の構成】そこで本発明者らは前記のような従来法
における欠点を克服し、サスペンジョン型の細胞培養法
によって大規模かつ高密度の培養が可能な培養槽につい
て研究を進めた結果、本発明に到達した。

【０００９】すなわち本発明は、回転型フィルターを培
養槽中に装着したサスペンジョン型細胞培養槽であって
、該回転型フィルターが、複数の円筒状のフィルター領
域を培養液を培養装置外へ取出す導管に該導管と同軸で
回転し得るように取り付けたものであることを特徴とす
る細胞培養槽である。

【００１０】本発明の細胞培養槽はサスペンジョン型の
細胞培養に適用されるが、サスペンジョン型とは、水性
媒体中で細胞それ自体が浮遊しながらあるいは細胞を微
小担体（マイクロキャリアー）に担持して浮遊しながら
、またマイクロカプセル中で細胞が生育されるような種
々の浮遊培養をいう。殊に本発明は細胞自体を浮遊させ
ながら培養する方法に有利に用いられる。

【００１１】本発明の細胞培養槽を用いて培養される細
胞は、植物細胞、動物細胞、微生物細胞などであっても
よく、また人為的あるいは遺伝子操作により変性された
細胞であってもよい。殊に本発明の培養槽は動物細胞の
培養に適している。

【００１２】本発明におけるサスペンジョン型の細胞培
養槽中においては、培養しようとする細胞が培養液中に
浮遊した状態で培養される。培養液は実質的に水よりな
る水性媒体に、種々の無機塩、ビタミン類、補酵素、ブ
ドウ糖、アミノ酸、抗生物質などの通常細胞培養に使用
される添加成分が加えられている。また培養液には血清
を加えることもできるし、血清を用いない所謂無血清培
地を培養液として使用することもできる。

【００１３】本発明における円筒状のフィルター領域に
は培養液は透過するが、細胞あるいはそれが付着した微
小担体またはそれが中に入ったマイクロカプセルは透過
しない大きさの細孔が多数設けられている。細胞自体を
浮遊させて培養させる場合、細孔の大きさは細胞の大き
さによって左右されるが一般に平均孔径が１０μ以下、
好ましくは８μ以下が適当である。一方微小担体（マイ
クロキャリアー）の表面に細胞を付着させて培養させる
場合またはマイクロカプセルを使用して培養させる場合
にはそれらが透過しない大きさの細孔である必要がある
。

【００１４】また、該フィルターは、水をある程度透過
する能力を有することが望ましい。すなわち該フィルタ
ーは水の透過係数（ｍｌ／ｍ２　・ｈｒ・ｍｍＨｇ）が
１０以上、好ましくは１００以上であるのが有利である
。一方上限は特にないが、２０，０００以下、好ましく
は１０，０００以下が望ましい。

【００１５】さらに該フィルター領域には栄養分や細胞
の老廃物、代謝生産物などの如き分子量の小さい化合物
は透過するが分子量の大きい化合物（例えば分子量１，
０００以上、好ましくは５，０００以上）は透過しない
膜、例えば限外濾過膜を使用することも可能である。

【００１６】かかる円筒状フィルター領域には前記フィ
ルター領域が少なくとも部分的に設けられており、その
フィルター領域は円筒のほぼ全面に設けられてもよく、
一部であってもよい。一部である場合には、側面がよく
、内側面であってもよく、外側面であってもよいが、遠
心力でのフィルターの細胞により目づまりが発生しない
外側が好適である。フィルター領域自体を回転すること
により、フィルターへの細胞の付着を防止できるのみな
らず、外側にフィルターを取り付けることにより、遠心
力による細胞のフィルターへの付着を防止でき、目づま
りなく長期の培養が可能となる。

【００１７】本発明の回転フィルターは複数の上記円筒
状のフィルター領域からなる。複数のフィルター領域は
同一軸に回転し得るように取付ける。回転軸としては、
培養液を培養槽外へ取出す導管を使用することが好適で
ある。

【００１８】以下、図１及び図２により本発明の細胞培
養槽を更に説明する。

【００１９】図１及び図２は本発明の細胞培養槽の一例
を示すものである。図１はその側面図である。図２は上
面図である。図中、Ａは培養上清、Ｂは新培地、Ｃは酸
素含有ガスを示す。１は培養液を培養槽外へ取出す導管
、２は円筒状のフィルター領域である。３は酸素含有ガ
スを導入する管である。図中、点線は細孔がある状態を
示す。

【００２０】図１及び図２においては、３個の円筒状の
フィルター領域が同心円上に培養液を培養槽外へ取出す
導管を中心軸として形成されている。

【００２１】３個の円筒状フィルター領域よりなる回転
型フィルターは駆動手段により回転し、細胞を培養液中
に効果的に浮遊させる。

【００２２】攪拌は特に必要はないが、回転型フィルタ
ーの上部または下部または中間に取付けられた攪拌翼に
よって攪拌をさらに効果的に行なうことも可能である。 また別途に設けられたマグネチックスターラーでもよい
。さらに培養液中の細胞を効果的に浮遊させることので
きる他の攪拌効果を有する手段であってもよい。

【００２３】一方、古い培養液はポンプ等によってフィ
ルター領域を透過し、回転軸の中を経て導管１を通って
培養槽外へ取出される。

【００２４】本発明によれば、培養槽の形状、培養液の
量、細胞密度などに応じて円筒状フィルター領域の数を
増減し、フィルターの面積を容易に増減することが可能
で最適な培地の交換が可能である。さらに培養槽には、
酸素、二酸化炭素や栄養素の濃度、ｐＨの値を測定し、
それらをある範囲に維持する装置が一般に設置されてい
るが、本発明の細胞培養槽にもこれらの装置が備えられ
ていてもよいことはいうまでもない。しかし図１及び図
２にはこれらの付属装置は省略されている。

【００２５】本発明の培養槽に供給される新しい培養液
は、この中にブドウ糖、タンパク質の如き栄養源、種々
のアミノ酸、無機塩、抗生物質などの細胞培養に必要な
成分を水溶液として含むものが使用されるが、さらに血
清を含んでいてもよく、また含んでいなくてもよい。こ
れらの成分は必要なすべてを培養源として供給してもよ
いが、一部の成分は、他の供給手段によって培養液中へ
導入することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した本発明の細胞培養槽によれ
ば、サスペンジョン型の細胞培養において連続的に培養
液を供給できかつ連続的に老廃物、代謝生産物、生育阻
害物質などを除去でき、またフィルターのめづまるもお
こらないため、高密度でしかも大量の細胞を長期間にわ
たって培養することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の細胞培養槽の一例の側面図であ
る。

【図２】図２は図１で示した細胞培養槽の上面図である
。

【符号の説明】

図１及び図２中、Ａは培養上清、Ｂは新培地、Ｃは酸素
含有ガス、１は培養液を培養槽外へ取出す導管、２は円
筒状フィルター領域、３は酸素含有ガスを導入する管で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転型フィルターを培養槽中に装着したサ
   スペンジョン型細胞培養槽であって、該回転型フィルタ
   ーが、複数の円筒状のフィルター領域を培養液を培養槽
   外へ取出す導管に該導管と同軸で回転し得るように取り
   付けたものであることを特徴とする細胞培養槽。