JPH0491779A - 動物細胞培養装置 - Google Patents
動物細胞培養装置Info
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- JPH0491779A JPH0491779A JP20500190A JP20500190A JPH0491779A JP H0491779 A JPH0491779 A JP H0491779A JP 20500190 A JP20500190 A JP 20500190A JP 20500190 A JP20500190 A JP 20500190A JP H0491779 A JPH0491779 A JP H0491779A
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Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔ｆＩ；、業−Ｆの利用分野〕
本発明は動物細胞培養装置におＨる細胞、の保持技術の
改良に関するものである。
改良に関するものである。
生物が作り出す有用物實の利用が進むにつれて、従来の
微生物培養による生産では対応する二七ができな（なり
、動物岨胞培臂の必歩性が増加してきた。この動物１１
１１胞はりツバ球系の細胞ぺ゛ガ、／化した１胞等の特
殊なものを除き、多ｑのｍ類の紹］胞が、生Ｕお↓び増
殖するＲめ（こ固体表面に付着していることを必要とす
る付着依存性を有している。
微生物培養による生産では対応する二七ができな（なり
、動物岨胞培臂の必歩性が増加してきた。この動物１１
１１胞はりツバ球系の細胞ぺ゛ガ、／化した１胞等の特
殊なものを除き、多ｑのｍ類の紹］胞が、生Ｕお↓び増
殖するＲめ（こ固体表面に付着していることを必要とす
る付着依存性を有している。
このような付着性動物細胞を効率よ（培養するためには
、単位容積中にできるだけ多くの固体表面を用意しなけ
ればならない。このため従来種々の方法が提案されてき
たが、それぞれ一長一短があった。最も一般的に行なわ
れているフラスコやローラーボトルを用いた手法は簡便
で装置コストが低いものの、我面槽が小さく、また大容
量化するには容器の数を増加させる必要が生じ、労力が
かかりすぎるという欠点があった。次に多く用いられて
いる方法としてｇ、橋デキストラン等の材料を用いた球
状のマイクロキャリア上にａ胞を付着させ、培地中に懸
濁して培養するマイクロキャリア培養法がある。この方
法は付着のための表面積が多くとれるものの、攪拌や通
気による細胞へのダメージが太き（、高密度化や、剪断
力感受性の高い細胞への適用が困難であユた。さらに、
懸濁するのではなく、固定床式として担体が動かないよ
うにすることにより細胞へのダメージを減少することが
できるが、２献テ′ベロγプメノタル バイオロジー
スタンダード、６０（１９８５年）第４７５頁から第４
８１頁（Ｄｅｖｅｌｏｐ、 Ｂｉａｌ。
、単位容積中にできるだけ多くの固体表面を用意しなけ
ればならない。このため従来種々の方法が提案されてき
たが、それぞれ一長一短があった。最も一般的に行なわ
れているフラスコやローラーボトルを用いた手法は簡便
で装置コストが低いものの、我面槽が小さく、また大容
量化するには容器の数を増加させる必要が生じ、労力が
かかりすぎるという欠点があった。次に多く用いられて
いる方法としてｇ、橋デキストラン等の材料を用いた球
状のマイクロキャリア上にａ胞を付着させ、培地中に懸
濁して培養するマイクロキャリア培養法がある。この方
法は付着のための表面積が多くとれるものの、攪拌や通
気による細胞へのダメージが太き（、高密度化や、剪断
力感受性の高い細胞への適用が困難であユた。さらに、
懸濁するのではなく、固定床式として担体が動かないよ
うにすることにより細胞へのダメージを減少することが
できるが、２献テ′ベロγプメノタル バイオロジー
スタンダード、６０（１９８５年）第４７５頁から第４
８１頁（Ｄｅｖｅｌｏｐ、 Ｂｉａｌ。
５ｔａｎｄａｒｄ、、 ６０ （１９８５）ＰＰ４７５
−４８１ ）において論じられているようにカラス球を
用いて、エアーリフトによる培地循環を行なう方法では
、固定床の流体抵抗が大きく、大容量化に培地循環か十
分に行なわれに（いという欠点があった。
−４８１ ）において論じられているようにカラス球を
用いて、エアーリフトによる培地循環を行なう方法では
、固定床の流体抵抗が大きく、大容量化に培地循環か十
分に行なわれに（いという欠点があった。
上記従来技術のガラス球の固定床を用いる方法では、ガ
ラス球の占める容積が大きいため、流体抵抗が大きくな
っていた。そのためガラス球の大きさもあまり小さ（で
きず、直径３ｕ程度のものが通常用いられていた。
ラス球の占める容積が大きいため、流体抵抗が大きくな
っていた。そのためガラス球の大きさもあまり小さ（で
きず、直径３ｕ程度のものが通常用いられていた。
本発明の目的は固定床中の担体の形状を変えることによ
り流体抵抗を減少させながら表面積を増加させ、高密度
、大容量の付着性動物細胞培養に対応できる動物細胞培
養装置を提供することにある。
り流体抵抗を減少させながら表面積を増加させ、高密度
、大容量の付着性動物細胞培養に対応できる動物細胞培
養装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、担体の比表面槽、すなわち
単位容積の坦体当りの表面積を増加させる手段として中
空円筒（ラシヒリング）を用いたものである。よ（知ら
れているように、球においてｌま４ｉ位容槓当りの表面
積が最も／Ｊｌさ（なる。従って、載置外の形状であれ
ば比表面積は球の場合に比べて増加させることができる
。例えば、活性炭のように多孔質とすることが最も比表
面積を増加させることができる方法であるが、動物細胞
培養用担体の場合、動物細胞が付着できるだけのある一
定（数〜数十マイクロメートル）の大きさを持った孔又
は表面でな（ではならない。従って、流体抵抗を小さく
保ちながら比表面積を増加させるための担体の形状とし
て、よく知られている中空円筒（ラシヒリング）を採用
したものである。
単位容積の坦体当りの表面積を増加させる手段として中
空円筒（ラシヒリング）を用いたものである。よ（知ら
れているように、球においてｌま４ｉ位容槓当りの表面
積が最も／Ｊｌさ（なる。従って、載置外の形状であれ
ば比表面積は球の場合に比べて増加させることができる
。例えば、活性炭のように多孔質とすることが最も比表
面積を増加させることができる方法であるが、動物細胞
培養用担体の場合、動物細胞が付着できるだけのある一
定（数〜数十マイクロメートル）の大きさを持った孔又
は表面でな（ではならない。従って、流体抵抗を小さく
保ちながら比表面積を増加させるための担体の形状とし
て、よく知られている中空円筒（ラシヒリング）を採用
したものである。
ラシヒリングは精留用に用いられるよう設計されたもの
であるので、通常、直径が６１１以上の物が用いられる
。ベリー ケミカル エンジニアズハンドブック 第６
版、マツフグローヒル（１９８４年）第１８−２３頁（
Ｐｅｒｒｙ ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒ ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ５ｉｘｔｈ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎＭｃＧｒａｗＨｉｌｌ （１９８４）ＰＰ１８−２３
）によれば、直径および長さが６１ 円筒部の厚さが１
．６ＸＩのランとリングの場合、単位容積の固定床当り
の表面積がおよそ７．１ （ａｄ／ｃｒｒｔ ）である
。この嘘はラシヒリングの直径にほぼ反比例するため、
直径１朋のラシヒリングを用いｎば、単位容積の固定床
当りの表面積はおよそ４０（ｃＩｉ／ｃＩｔ）となる。
であるので、通常、直径が６１１以上の物が用いられる
。ベリー ケミカル エンジニアズハンドブック 第６
版、マツフグローヒル（１９８４年）第１８−２３頁（
Ｐｅｒｒｙ ｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒ ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ５ｉｘｔｈ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎＭｃＧｒａｗＨｉｌｌ （１９８４）ＰＰ１８−２３
）によれば、直径および長さが６１ 円筒部の厚さが１
．６ＸＩのランとリングの場合、単位容積の固定床当り
の表面積がおよそ７．１ （ａｄ／ｃｒｒｔ ）である
。この嘘はラシヒリングの直径にほぼ反比例するため、
直径１朋のラシヒリングを用いｎば、単位容積の固定床
当りの表面積はおよそ４０（ｃＩｉ／ｃＩｔ）となる。
この値はマイクロキャリアによる懸濁培養に十分匹敵す
るものである。多孔質材料を用いた動物ｍ胞培養用担体
の中にはこの鎧を上回るものかめるが、上述したように
有効我血禎は理論表面積よりも小さく、また、多孔質中
の培地の循環が悪ζ内部まで十分な栄養分が供給されな
い場合がある。本発明のラシヒリングタイプの担体の場
合、担体表面積のほとんど全てが細胞の付着に利用可能
であり、円筒長さを円筒の直径と同程度にすることによ
り同局内部へも十分な培地の供給が可能となるものであ
る。
るものである。多孔質材料を用いた動物ｍ胞培養用担体
の中にはこの鎧を上回るものかめるが、上述したように
有効我血禎は理論表面積よりも小さく、また、多孔質中
の培地の循環が悪ζ内部まで十分な栄養分が供給されな
い場合がある。本発明のラシヒリングタイプの担体の場
合、担体表面積のほとんど全てが細胞の付着に利用可能
であり、円筒長さを円筒の直径と同程度にすることによ
り同局内部へも十分な培地の供給が可能となるものであ
る。
〔実 施 例］
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は中空円筒式の固定床にエアーリフトによる培地循環
と酸素供給を行なう方式の培養装置である。空気供給ノ
ズル６から供給された空気又は空気と酸素、二酸化炭素
、窒素等の混合ガスはスパージャ−３から培地中に放出
され、エアリフトバイブ４内を上昇する間に培地の移送
および酸素の供給を行なう。上昇後の空気又は混合ガス
は培養槽９内の培地２と分離し、排気ノズル８から排出
される。空気又は混合ガスにより酸素を供給された培地
２は担体１を堆積させて固定床内な降下中に細胞に酸素
および栄養を供給する。まれ、培地供給ノズル５から新
鮮培地を供給し、培地抜き出しノズル７から培地と共に
老廃物と生産物を回収することにより潅流培養を行なう
ことができる。
図は中空円筒式の固定床にエアーリフトによる培地循環
と酸素供給を行なう方式の培養装置である。空気供給ノ
ズル６から供給された空気又は空気と酸素、二酸化炭素
、窒素等の混合ガスはスパージャ−３から培地中に放出
され、エアリフトバイブ４内を上昇する間に培地の移送
および酸素の供給を行なう。上昇後の空気又は混合ガス
は培養槽９内の培地２と分離し、排気ノズル８から排出
される。空気又は混合ガスにより酸素を供給された培地
２は担体１を堆積させて固定床内な降下中に細胞に酸素
および栄養を供給する。まれ、培地供給ノズル５から新
鮮培地を供給し、培地抜き出しノズル７から培地と共に
老廃物と生産物を回収することにより潅流培養を行なう
ことができる。
エアリフトパイプ４は第１図のように固定床外部に設け
たり、又は固定床内部に設けて、培養槽外部の循環ライ
ンを省略することも可能である。
たり、又は固定床内部に設けて、培養槽外部の循環ライ
ンを省略することも可能である。
担体１はラシヒリノグタイプの中空円筒であり精留塔の
充填物形状としてよく用いられるが、請留塔用として用
いられる他の形状（レプシ／グリング（Ｌｅｓｓｉｎｇ
ｒｉｎｇ ）＋分割リング（Ｐａｒｊｉ＋ｉｏｎ ｖ
ｒｎｇ ）、鞍形（５ａｄｄｌｅ ）等 ）も通用可能
である。
充填物形状としてよく用いられるが、請留塔用として用
いられる他の形状（レプシ／グリング（Ｌｅｓｓｉｎｇ
ｒｉｎｇ ）＋分割リング（Ｐａｒｊｉ＋ｉｏｎ ｖ
ｒｎｇ ）、鞍形（５ａｄｄｌｅ ）等 ）も通用可能
である。
担体材質は細胞が付着するものであれば何でもよいが、
化学的、黙約および費械的に安定な材質としてガラス、
セラミック、ステンレス鋼等が適している。
化学的、黙約および費械的に安定な材質としてガラス、
セラミック、ステンレス鋼等が適している。
培地の循環方法は第１因のようなエアリフト形の他にポ
ツプによる循環も可能である。
ツプによる循環も可能である。
本実施例によれば、指体内外部の空間は細胞の大きさよ
りも大きく設計することができるため、担体表面の利用
率を上げるとともに、細胞による目ｔ！５まりを防止で
き、各細胞に均一に栄養分や他の誘導、刺激物質を供給
することができる。また、培地交換が容易に連続的に行
なえるため、潅流培養による高密度、長期培養が可能で
ある。さらに担体はガラス等の一般的な材質で作ること
ができ、培養槽にも攪拌装置が不要であるため、経済的
な培養装置を構築することができる。
りも大きく設計することができるため、担体表面の利用
率を上げるとともに、細胞による目ｔ！５まりを防止で
き、各細胞に均一に栄養分や他の誘導、刺激物質を供給
することができる。また、培地交換が容易に連続的に行
なえるため、潅流培養による高密度、長期培養が可能で
ある。さらに担体はガラス等の一般的な材質で作ること
ができ、培養槽にも攪拌装置が不要であるため、経済的
な培養装置を構築することができる。
本発明によれば、単位容積当りの細胞付着表面積を太き
（しながら、細胞への流体的ダメージを減少することが
できるため、付着性動物ｉ［ｌＩ胞の高密度、大容量の
培養が可能となる。
（しながら、細胞への流体的ダメージを減少することが
できるため、付着性動物ｉ［ｌＩ胞の高密度、大容量の
培養が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の動物細胞培養装置の説明図
である。 ｌ・・・・・・担体、２・・・・・・培地、３・・・・
・・スパージャ−薯ｌ閃 代理人 弁理士 小 川 勝 男 ＶＣ−−亡 Ｘ之−／ ３−一一−スハ（ジャー
である。 ｌ・・・・・・担体、２・・・・・・培地、３・・・・
・・スパージャ−薯ｌ閃 代理人 弁理士 小 川 勝 男 ＶＣ−−亡 Ｘ之−／ ３−一一−スハ（ジャー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、細胞保持用担体として中空円筒（ラシヒリング、Ｒ
ａｓｃｈｉｇｒｉｎｇ）を用いたことを特徴とする動物
細胞培養装置。 ２、請求項第１記載の動物細胞培養装置において、中空
円筒の軸方向の長さは外径の２倍以下であることを特徴
とする動物細胞培養装置。 ３、請求項第１記載の動物細胞培養装置において、中空
円筒の外径が５ｍｍ以下であることを特徴とする動物細
胞培養装置。 ４、請求項第１記載の動物細胞培養装置において、中空
円筒の肉厚が外径の１／３以下であることを特徴とする
動物細胞培養装置。 ５、請求項第１記載の動物細胞培養装置において、中空
円筒の材資がガラスであることを特徴とする動物細胞培
養装置。 ６、細胞保持用担体として培養槽の培地内に設けた中空
円筒（ラシヒリング、Ｒａｓｃｈｉｇｒｉｎｇ）と、担
体充填部に培地を循環させる手段とを具備したことを特
徴とする動物細胞培養装置。 ７、請求項第６記載の動物細胞培養装置において、ポン
プによる培地循環手段を設けたことを特徴とする動物細
胞培養装置。 ８、請求項第６記載の動物細胞培養装置において、エア
ーリフトによる培地循環手段を設けたことを特徴とする
動物細胞培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20500190A JPH0491779A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 動物細胞培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20500190A JPH0491779A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 動物細胞培養装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491779A true JPH0491779A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16499811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20500190A Pending JPH0491779A (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | 動物細胞培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491779A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4930581A (ja) * | 1972-07-17 | 1974-03-19 | ||
| JPS62289185A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-12-16 | ヘルデイング ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング エントシユタウブングスアンラ−ゲン | 微生物を固定化するための担体物質 |
| JPH01317390A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Chiyoda Corp | 微生物担持体の製造方法 |
-
1990
- 1990-08-03 JP JP20500190A patent/JPH0491779A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4930581A (ja) * | 1972-07-17 | 1974-03-19 | ||
| JPS62289185A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-12-16 | ヘルデイング ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング エントシユタウブングスアンラ−ゲン | 微生物を固定化するための担体物質 |
| JPH01317390A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Chiyoda Corp | 微生物担持体の製造方法 |
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