JPH06102013B2 - Bioreactor - Google Patents

Bioreactor

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JPH06102013B2
JPH06102013B2 JP62074925A JP7492587A JPH06102013B2 JP H06102013 B2 JPH06102013 B2 JP H06102013B2 JP 62074925 A JP62074925 A JP 62074925A JP 7492587 A JP7492587 A JP 7492587A JP H06102013 B2 JPH06102013 B2 JP H06102013B2
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bioreactor
medium
cells
gas
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正彦 山口
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、細胞を生育させる為のバイオリアクターに係
り、更に詳しくは大規模に細胞培養を行なう為のバイオ
リアクターに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bioreactor for growing cells, and more particularly to a bioreactor for culturing cells on a large scale.

[従来の技術] 微生物または細胞を培養する培養槽を用いる培養装置に
おいて、培養の容積効率を高めるための手段の一つとし
て、培地への通気ガス供給を増大させることが知られて
おり、この場合、一般に培地の激しい攪拌が行なわれ
る。
[Prior Art] In a culture device using a culture tank for culturing microorganisms or cells, it is known to increase the supply of aeration gas to the medium as one of the means for increasing the volumetric efficiency of the culture. In this case, vigorous stirring of the medium is generally performed.

一方、中空糸膜を用いて細胞を培養する、いわゆるホロ
ーファイバー法と呼ばれる培養方法が知られている。
On the other hand, there is known a culture method called a hollow fiber method, in which cells are cultured using a hollow fiber membrane.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、通気ガス供給を増大させる方法において
は、培地中への通気バブリングによる泡立ちによって細
胞と気泡とが接触することや、攪拌による機械的なスト
レスが細胞に加わるために、細胞、特に動物細胞などの
脆弱な細胞が死滅損傷する慮れがあるなどの問題があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the method of increasing aeration gas supply, contact between cells and bubbles due to bubbling due to aeration bubbling into the medium and mechanical stress due to agitation to the cells There is a problem that cells, particularly fragile cells such as animal cells, may be killed and damaged due to addition.

一方、ホローファイバー法と呼ばれる培養方法にあって
は、第3図に示すようにホローファイバーバイオリアク
ターとガス交換器が分離して設けられているため、O2
びpH調整用ガスの供給が不十分で、大規模な細胞培養に
は適していないという問題がある。この点を説明する
と、ホローファイバーバイオリアクターにおいては、中
空糸膜の外側にいる細胞に厳密に制御される培地を送る
必要があるが、バイオリアクター14とガス交換器17が分
離して設けられている場合、第3図に示すように、バイ
オリアクター14の前(又は後)において培地のpH、DOを
pHセンサー13及びDOセンサー18にて測定し、その信号に
応じてガス交換器17よりガスを送り込むが、細胞が急激
に増殖した場合、バイオリアクター14に入れ込む培地の
pH値、DO値が異なることになる。これは細胞により培地
中のグルコース等が消費されるためである。従って、バ
イオリアクター14の前においてpH値、DO値を測定したと
しても、単に目安程度にしかならず、その値の信号によ
りガス交換を行なってもあまり意味がないことになるの
である。
On the other hand, in the culture method called the hollow fiber method, since the hollow fiber bioreactor and the gas exchanger are separately provided as shown in FIG. 3, the supply of O 2 and pH adjusting gas is not performed. There is a problem that it is sufficient and not suitable for large-scale cell culture. Explaining this point, in the hollow fiber bioreactor, it is necessary to send a strictly controlled medium to the cells outside the hollow fiber membrane, but the bioreactor 14 and the gas exchanger 17 are provided separately. As shown in FIG. 3, the pH and DO of the medium before (or after) the bioreactor 14 are
Measured by the pH sensor 13 and the DO sensor 18, gas is sent from the gas exchanger 17 according to the signal, but when the cells grow rapidly, the medium to be put into the bioreactor 14
The pH value and DO value will be different. This is because the cells consume glucose and the like in the medium. Therefore, even if the pH value and the DO value are measured in front of the bioreactor 14, the values are merely approximate values, and it is meaningless to perform gas exchange based on the signals of the values.

さらに、従来のホローファイバー法の場合、O2の供給が
培地だけに行なわれているため、細胞が酸素不足になり
死滅するという問題もあった。
Furthermore, in the case of the conventional hollow fiber method, since O 2 is supplied only to the medium, there is a problem that cells become deficient in oxygen and die.

[問題点を解決するための手段] そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、なされた
もので、O2ガスの供給が培地だけでなく細胞にも十分に
なされる、大規模な細胞培養に適したバイオリアクター
を提供することを目的とするものである。そして、その
目的は、本発明によれば、培地供給膜を介して培養液を
供給し、該培地供給膜上及び該培地供給膜の外部空間で
細胞を増殖するバイオリアクターにおいて、該バイオリ
アクター内に、前記培地供給膜を構成する多数の多孔質
中空糸膜とガス交換膜を構成する多数の多孔質中空糸膜
とを混在させた状態で収容することを特徴とするバイオ
リアクター、により達成することができる。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and a large-scale cell in which O 2 gas is sufficiently supplied not only to the medium but also to the cell. It is intended to provide a bioreactor suitable for culturing. And, according to the present invention, the purpose thereof is to provide a culture solution through a medium supply membrane, and in a bioreactor for growing cells on the medium supply membrane and in an outer space of the medium supply membrane, in the bioreactor. And a bioreactor characterized by accommodating a large number of porous hollow fiber membranes forming the medium supply membrane and a large number of porous hollow fiber membranes forming a gas exchange membrane in a mixed state. be able to.

[作用] 本発明のバイオリアクターにおいては、バイオリアクタ
ー内に配設した培地供給膜の内側に培地を流し、該膜の
細孔を通じて培地供給膜の外側に培地をにじみ出させ、
培地供給膜の外側に植え込んである細胞を増殖させる。
その際、同じく、バイオリアクター内に前記培地供給膜
と混在させた状態で収容したガス交換膜の内側を通って
送られてくるガスが、ガス交換膜を介して培地供給膜よ
りにじみ出た培地と接触するようになっており、O2が培
地に供給されるほか、培地供給膜の外側に植え込まれた
細胞にもO2を供給する。
[Operation] In the bioreactor of the present invention, the medium is flown inside the medium supply membrane arranged in the bioreactor, and the medium is exuded to the outside of the medium supply membrane through the pores of the membrane,
Grow the cells that are seeded on the outside of the media feeding membrane.
At that time, similarly, the gas sent through the inside of the gas exchange membrane housed in the bioreactor mixed with the culture medium supply membrane is the medium oozing out from the culture medium supply membrane through the gas exchange membrane. In addition to supplying O 2 to the medium, it also supplies O 2 to cells planted outside the medium supply membrane.

[実施例] 以下、本発明を図示例の実施例に基いて詳細に説明す
る。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples of illustrated examples.

第1図は本発明のバイオリアクターの構造の一例を示し
た縦断面図である。筒状容器7の内部には培地供給膜8
およびガス交換膜9を構成する多数の中空糸膜が配設さ
れており、該筒状容器7の両端部において、該筒状容器
7の内面と前記培地供給膜8およびガス交換膜9の外面
が、ポリウレタン樹脂等のポッティング材からなる支持
部材10により気密に支持されるとともに、培地供給膜8
およびガス交換膜9の両端部は、該筒状容器7の両端側
に開口している。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of the structure of the bioreactor of the present invention. Inside the cylindrical container 7, a medium supply film 8 is provided.
And a large number of hollow fiber membranes constituting the gas exchange membrane 9 are provided, and the inner surface of the tubular container 7 and the outer surfaces of the medium supply membrane 8 and the gas exchange membrane 9 are provided at both ends of the tubular container 7. Is airtightly supported by a support member 10 made of a potting material such as polyurethane resin, and the medium supply film 8
And both ends of the gas exchange membrane 9 are open to both ends of the cylindrical container 7.

培地供給膜8とガス交換膜9は、筒状容器7内におい
て、中心部にガス交換膜9、その外側に培地供給膜8が
配置され、各々気液が通過し得る多数の透孔12を有する
隔壁11によって分離されて設けられている。
The medium supply membrane 8 and the gas exchange membrane 9 are arranged in the cylindrical container 7 such that the gas exchange membrane 9 is arranged at the center and the medium supply membrane 8 is arranged outside thereof, and each has a large number of through holes 12 through which gas and liquid can pass. The partition walls 11 are provided so as to be separated from each other.

また、ポート5は、使用済みの栄養培地と細胞産生物を
バイオリアクターから取り出すポートであり、ポート6
は、ガスの供給量及び濃度を制御するセンサーの導入口
である。尚、Oリング19は、外部との気密性保持および
ガスと培地とを混合させないために設けられている。
Port 5 is a port for taking out the used nutrient medium and cell products from the bioreactor.
Is an inlet of a sensor that controls the supply amount and concentration of gas. The O-ring 19 is provided to keep the airtightness with the outside and to prevent the gas and the medium from being mixed.

以上の構成において、培地Aは培地入口2より培地供給
膜8の中空糸膜内に入り、膜にかかる圧力により、少量
培地供給膜8の外側ににじみ出し、残りの培地は培地出
口3より筒状容器7を出る。一方、空気などのガスB
は、ガス入口1よりガス交換膜9の中空糸膜内に入り、
ガス交換膜9を介し隔壁11の透孔12を通して培地にガス
を供給し、残余のガス及び交換したガスがガス出口4よ
り筒状容器7を出る。
In the above configuration, the medium A enters the hollow fiber membrane of the medium supply membrane 8 from the medium inlet 2, and oozes out to the outside of the small amount medium supply membrane 8 due to the pressure applied to the membrane, and the remaining medium from the medium outlet 3 into a cylinder. Exit the container 7. On the other hand, gas B such as air
Enters the hollow fiber membrane of the gas exchange membrane 9 from the gas inlet 1.
Gas is supplied to the culture medium through the gas exchange membrane 9 and the through holes 12 of the partition wall 11, and the residual gas and the exchanged gas exit the tubular container 7 from the gas outlet 4.

本発明のバイオリアクターを構成している培地供給膜8
としては、種々の重合体よりなるものであればよく、そ
の重合体としては、例えばセルロースアセテート、ポリ
スルホン、ポリアクリロニトリル、弗素ポリマー、ポリ
オレフォンなどが挙げられる。
Medium supply membrane 8 constituting the bioreactor of the present invention
The polymer may be any of various polymers, and examples of the polymer include cellulose acetate, polysulfone, polyacrylonitrile, fluoropolymer, and polyolefin.

培地供給膜8の壁膜には、栄養分及び細胞の老廃物、代
謝生産物などは透過するが、細胞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、細胞の大きさにより決定
されることになるが、一般に、平均孔径が10μm以下、
好ましくは8μm以下が適当である。
The wall membrane of the medium supply membrane 8 is provided with a large number of pores having a size that allows nutrients, cell waste products, metabolic products, etc. to pass through, but does not pass through cells. When the cells themselves are suspended and cultured, the size of the pores is determined by the size of the cells. Generally, the average pore size is 10 μm or less,
It is preferably 8 μm or less.

又、培地供給膜8は、水をある程度透過する能力を有す
ることが望ましい。即ち、培地供給膜8は、水の透過係
数(ml/m2・hr・mmHg)が10以上、好ましくは100以上で
あることが有利である。一方、上限は特にないが、20,0
00以下、好ましくは10,000以下が望まれる。
Further, it is desirable that the culture medium supply membrane 8 has the ability to permeate water to some extent. That is, it is advantageous that the medium supply membrane 8 has a water permeability coefficient (ml / m 2 · hr · mmHg) of 10 or more, preferably 100 or more. On the other hand, there is no particular upper limit, but 20,0
00 or less, preferably 10,000 or less is desired.

さらに、培地供給膜8としては、栄養分や細胞の老廃物
などの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。
Further, as the medium supply membrane 8, it is also possible to use a membrane which allows compounds having a small molecular weight such as nutrients and waste products of cells to permeate but does not allow compounds having a large molecular weight to permeate, for example, an ultrafiltration membrane.

本発明のバイオリアクターを構成しているガス交換膜9
としては、種々の重合体よりなるものであればよく、例
えばセルロース、ポリアクリルニトリル、ポリカーボネ
ート、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーンゴム等
およびそれらの変成素材などが挙げられる。
Gas exchange membrane 9 constituting the bioreactor of the present invention
It may be made of various polymers, and examples thereof include cellulose, polyacrylonitrile, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polymethylmethacrylate, polyethylene, polypropylene, silicone rubber and modified materials thereof.

又、ガス交換膜9は、ガス透過能を有することが必要で
ある。即ち、ガス交換膜9は、ガスの透過係数(ml/m2
・hr・mmHg)が10以上、好ましくは100以上であること
が有利である。
Further, the gas exchange membrane 9 needs to have gas permeability. That is, the gas exchange membrane 9 has a gas permeability coefficient (ml / m 2
-Hr · mmHg) is advantageously 10 or more, preferably 100 or more.

さらに、ガス交換膜9としては、単位体積当りの膜面積
が小さくできる中空糸膜が好ましい。特に、高い透過能
を有する多孔質膜がよく、その中でもポリオレフィン系
多孔質膜が好ましい。なお、第1図においては、説明の
便宜のため同心状で、その中心部にガス交換膜9、その
外側に培地供給膜8を設け、各々隔壁11により分離され
た構成としたが、ガスを十分に培地に供給するために
は、筒状容器7内においてガス交換膜9および培地供給
膜8が混在した構成のものがより好ましい。
Further, the gas exchange membrane 9 is preferably a hollow fiber membrane that can reduce the membrane area per unit volume. In particular, a porous membrane having high permeability is preferable, and among them, a polyolefin-based porous membrane is preferable. In FIG. 1, for the sake of convenience of description, the gas exchange membrane 9 is provided in the central portion and the culture medium supply membrane 8 is provided outside the same, and each is separated by the partition wall 11. In order to sufficiently supply the medium, it is more preferable that the tubular container 7 has the gas exchange membrane 9 and the medium supply membrane 8 mixed therein.

また、細胞を増殖させるためには、細菌による汚染をな
くすことが絶対的に必要であり、ガス交換膜9としてポ
リプロピレン多孔質膜、培地供給膜8としてポリエーテ
ルサルホン限外濾過膜、筒状容器7としてポリカーボネ
ート製の容器、支持部材10としてポリウレタン樹脂など
を用いることにより、バイオリアクター全体が高温高圧
蒸気滅菌が可能である構成とすることがより好ましい。
Further, in order to grow cells, it is absolutely necessary to eliminate bacterial contamination, and the gas exchange membrane 9 is a polypropylene porous membrane, the medium supply membrane 8 is a polyethersulfone ultrafiltration membrane, a tubular shape. It is more preferable to use a polycarbonate container as the container 7 and a polyurethane resin or the like as the support member 10 so that the entire bioreactor can be sterilized by high-temperature high-pressure steam.

第2図は本発明のバイオリアクターを用いた細胞培養方
式を示したもので、pHセンサー13及びDO(溶存酸素)セ
ンサー18を備えたバイオリアクター14、培地タンク15、
pHセンサーおよび灌流物の流速を制御するポンプ16から
成る系を示している。一方、第3図は従来のバイオリア
クターとガス交換器を用いた細胞培養方式を示したもの
で、第2図と相違するのはガス交換器17がバイオリアク
ター14内に包含されておらず、外部に設置されている点
である。
FIG. 2 shows a cell culture system using the bioreactor of the present invention, which comprises a bioreactor 14 equipped with a pH sensor 13 and a DO (dissolved oxygen) sensor 18, a medium tank 15,
1 shows a system consisting of a pH sensor and a pump 16 that controls the flow rate of perfusate. On the other hand, FIG. 3 shows a cell culture system using a conventional bioreactor and a gas exchanger. The difference from FIG. 2 is that the gas exchanger 17 is not included in the bioreactor 14, The point is that it is installed outside.

そこで、以下、本発明を第2図および第3図に基いて行
なった実施結果について、より具体的に説明する。
Therefore, the results of carrying out the present invention with reference to FIGS. 2 and 3 will be described below in more detail.

(実施例) 培地供給膜として、内径300μm、外径400μm、分画分
子量10,000のポリスルホン製限外濾過中空糸膜2,500
本、ガス交換膜として、内径300μm、外径400μm、平
均孔径0.2μm、空隙率65%のポリプロピレン多孔質中
空糸膜2,500本からなるバイオリアクターを使用した。
(有効膜面積はどちらとも0.5m2である。) バイオリアクター14およびpHセンサー13、DO(溶存酸
素)センサー18、CO2センサー(図示せず)および培地
タンク15、ポンプ16をシリコーンチューブにて接続し、
閉鎖回路とした。回路内をプライミングし、全回路をそ
のまま、25分間高圧蒸気滅菌を行なった。
(Example) As a medium supply membrane, an ultrafiltration hollow fiber membrane 2,500 made of polysulfone having an inner diameter of 300 μm, an outer diameter of 400 μm, and a molecular weight cutoff of 10,000.
As the gas exchange membrane, a bioreactor consisting of 2,500 polypropylene porous hollow fiber membranes having an inner diameter of 300 μm, an outer diameter of 400 μm, an average pore diameter of 0.2 μm and a porosity of 65% was used.
(Effective membrane area is 0.5m 2 for both.) Bioreactor 14 and pH sensor 13, DO (dissolved oxygen) sensor 18, CO 2 sensor (not shown), medium tank 15, pump 16 are made of silicone tube. connection,
It was a closed circuit. The inside of the circuit was primed, and the whole circuit was subjected to high-pressure steam sterilization for 25 minutes.

滅菌終了後回路を37℃の恒温槽内に設置し、基礎培地と
して、無血清のイーグル(Eagle′s)MEM−E(Minimu
m Essential Medium-Eagle)培地(ペニシリンカリウム
10万単位/L、硫酸カナマイシン100mg/Lを含む)を80ml/
minにて48時間循環した後、10%FBS(Fetal Bovine Ser
um)(子牛の血清)を含むMEM−E培地に交換した。
After sterilization, the circuit was placed in a constant temperature bath at 37 ° C, and serum-free Eagle's MEM-E (Minimu) was used as a basal medium.
m Essential Medium-Eagle) medium (penicillin potassium
(Including 100,000 units / L, kanamycin sulfate 100 mg / L) 80 ml /
After circulating for 48 hours at min, 10% FBS (Fetal Bovine Ser
um) (serum of calf).

ヒーラ(HeLa)細胞を中空糸膜外側の空間に5×106
ル(cell)/mlを接種(イノキュレート)した。接種
後、4時間は培地を循環させずに、1時間ごとにバイオ
リアクターを90度づつ回転させて、中空糸膜外側の空間
に均一にヒーラ(HeLa)細胞を分散させた。その後、培
地を40ml/min、4時間循環した後、80ml/minに流量を上
げた。同様に細胞増殖用の培地のpHを7.4に保持するよ
うに空気(1000cc/min)、炭酸ガス(50cc/min)をガス
交換膜の内側に流入した。
HeLa cells were inoculated (inoculated) with 5 × 10 6 cells / ml in the space outside the hollow fiber membrane. After inoculation, the bioreactor was rotated by 90 degrees every hour without circulating the medium for 4 hours, and HeLa cells were uniformly dispersed in the space outside the hollow fiber membrane. Then, the medium was circulated at 40 ml / min for 4 hours, and then the flow rate was increased to 80 ml / min. Similarly, air (1000 cc / min) and carbon dioxide (50 cc / min) were flown into the gas exchange membrane so that the pH of the medium for cell growth was maintained at 7.4.

2lの培地を3日おきに15日間交換し、培地槽内のグリコ
ース濃度、酸素分圧、炭酸ガス分圧を測定した。16日目
より、2日おきに培地交換を行ない、31日後に装置を停
止した。
The 2 l medium was replaced every 3 days for 15 days, and the glucose concentration, oxygen partial pressure, and carbon dioxide partial pressure in the medium tank were measured. From the 16th day, the medium was replaced every 2 days, and the apparatus was stopped after 31 days.

装置停止後、培地供給膜内をPBS(リン酸緩衝液)
(−)、0.25%トリプシンへと順次置換し、各15分37℃
で培養した後、浮遊させて細胞を回収し、細胞数を算定
した。又、同様に培地供給膜内をPBS(−)、2%グル
タールアルデヒドへと順次置換し、2.5%グルタールア
ルヒデドにて一昼夜固定した後、PBS(−)にて水洗
後、1%オスニウム酸にて染色し、以後連結乾燥を行な
い、金蒸着後SEM(走査型電子顕微鏡)観察を行なっ
た。
After stopping the device, PBS (phosphate buffer solution) inside the culture medium supply membrane
(-), Replace with 0.25% trypsin sequentially, 15 minutes each 37 ℃
After culturing in, the cells were collected by floating and the number of cells was calculated. Similarly, the inside of the medium supply membrane was sequentially replaced with PBS (−) and 2% glutaraldehyde, fixed with 2.5% glutaraldehyde for one day and then washed with PBS (−) and then with 1%. It was dyed with osninic acid, ligated and dried, and after vapor deposition of gold, SEM (scanning electron microscope) observation was performed.

培地のグルコース濃度は初期値100mg/dlに調整した。培
養開始後6日間(2回の培地交換)は顕著なグルコース
濃度の減少は認められなかった。
The glucose concentration of the medium was adjusted to an initial value of 100 mg / dl. No remarkable decrease in glucose concentration was observed for 6 days (two medium changes) after the start of culture.

9日目より徐々にグルコース濃度の減少を認め、15日目
では3日間で100mg/dlから40mg/dlに減少した。以後、1
6日目から2日おきの測定では、100mg/dlから50mg/dlへ
とほぼ一定の減少であった。
A gradual decrease in glucose concentration was observed from the 9th day, and on the 15th day, it decreased from 100 mg / dl to 40 mg / dl in 3 days. After that, 1
The measurement every two days from the 6th day showed an almost constant decrease from 100 mg / dl to 50 mg / dl.

酸素分圧、炭酸ガス分圧は終始各々約150、20mmHgとほ
ぼ一定値をとり、pHの変動は7.36から7.46の間で安定し
ていた。
Oxygen partial pressure and carbon dioxide partial pressure were almost constant at about 150 and 20 mmHg, respectively, and pH fluctuations were stable between 7.36 and 7.46.

31日間培養の細胞数は3×108セル(cells)/mlであっ
た。
The number of cells cultured for 31 days was 3 × 10 8 cells / ml.

SEMによる観察では、中空糸膜上に付着した細胞は、膜
の内部に入り込んで成長するとともに、外側に向っても
成長していた。膜の内部に入り込んだ細胞には、さほど
立体的な成長は認められなかったが、膜の外部に向って
成長した細胞では、細胞同士が隣接しあい、生体内にお
いて形成している3次元構造に似た成長を示した。
According to SEM observation, the cells attached to the hollow fiber membrane entered the inside of the membrane and grew, and also grew outward. The cells that entered the inside of the membrane did not show much three-dimensional growth, but in the cells that grew toward the outside of the membrane, the cells were adjacent to each other and formed into a three-dimensional structure formed in vivo. It showed similar growth.

(比較例) 実施例に用いた培地供給膜及びガス交換膜と同一のもの
を用いて、それぞれ有効膜面積が0.5m2のバイオリアク
ターとガス交換器を使用した。
(Comparative Example) A bioreactor and a gas exchanger each having an effective membrane area of 0.5 m 2 were used, using the same medium supply membrane and gas exchange membrane used in the examples.

実施例と同様の操作で滅菌、プライミング、細胞培養を
行なった。
Sterilization, priming, and cell culture were performed in the same manner as in the examples.

その結果、グルコース濃度は、実施例と同じように9日
目より徐々に低下したが、15日目からグルコース濃度
は、初期値の100mg/dlから変化しなかった。
As a result, the glucose concentration gradually decreased from day 9 as in the example, but from day 15 the glucose concentration did not change from the initial value of 100 mg / dl.

また、pHの変動は5.83から8.14の間で激しく変動し、酸
素分圧も同様に激しく変動した。
In addition, the pH changes drastically between 5.83 and 8.14, and the oxygen partial pressure also changes drastically.

15日目からグルコース濃度が変化しなかったのは、細胞
が死滅したためであり、バイオリアクター内の酸素分圧
を測定すると、ほとんど0を示していた。
The fact that the glucose concentration did not change from the 15th day was due to cell death, and when the oxygen partial pressure in the bioreactor was measured, it was almost 0.

これは、バイオリアクター内の培地中の溶存酸素が、細
胞増殖に伴って消費され、ほとんど酸素がなくなり、細
胞が死滅したものと推定される。
It is presumed that the dissolved oxygen in the medium in the bioreactor was consumed along with the cell growth, the oxygen was almost lost, and the cells were killed.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明のバイオリアクター
によれば、バイオリアクター内に培地供給膜とともにガ
ス交換膜と混在させた状態で収容したので、O2ガス及び
pH調整用ガスが培地及び細胞に十分に供給され、細胞の
生育、増殖を何ら支障なく行なうことができ、大規模な
細胞培養にも十分対応できる、という利点を有する。
As described [Effect INVENTION above in detail, according to the bioreactor of the present invention, since the housing in a state of being mixed with the gas exchange membrane with medium supply film in the bioreactor, O 2 gas and
The pH adjusting gas is sufficiently supplied to the medium and the cells, and the cells can be grown and proliferated without any trouble, and it has an advantage that it can be sufficiently applied to a large-scale cell culture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のバイオリアクターの構造の一例を示し
た縦断面図、第2図は本発明のバイオリアクターを用い
た細胞培養方式を示す概要図、第3図は従来のバイオリ
アクターとガス交換器を用いた細胞培養方式を示した概
要図である。 7…筒状容器、8…培地供給膜、9…ガス交換膜、10…
支持部材、11…隔壁、12…透孔、13…pHセンサー、14…
バイオリアクター、17…ガス交換器、18…DOセンサー。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the structure of the bioreactor of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a cell culture system using the bioreactor of the present invention, and FIG. 3 is a conventional bioreactor and gas. It is a schematic diagram showing a cell culture system using an exchanger. 7 ... Cylindrical container, 8 ... Medium supply membrane, 9 ... Gas exchange membrane, 10 ...
Support member, 11 ... Partition wall, 12 ... Through hole, 13 ... pH sensor, 14 ...
Bioreactor, 17 ... gas exchanger, 18 ... DO sensor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】培地供給膜を介して培養液を供給し、該培
地供給膜上及び該培地供給膜の外部空間で細胞を増殖す
るバイオリアクターにおいて、該バイオリアクター内
に、前記培地供給膜を構成する多数の多孔質中空糸膜と
ガス交換膜を構成する多数の多孔質中空糸膜とを混在さ
せた状態で収容することを特徴とするバイオリアクタ
ー。
1. In a bioreactor in which a culture solution is supplied through a medium supply membrane and cells are grown on the medium supply membrane and in the space outside the medium supply membrane, the medium supply membrane is provided in the bioreactor. A bioreactor comprising a large number of porous hollow fiber membranes and a large number of porous hollow fiber membranes forming a gas exchange membrane in a mixed state.
【請求項2】ガス交換膜がポリオレフィン系多孔質中空
糸膜である特許請求の範囲第1項記載のバイオリアクタ
ー。
2. The bioreactor according to claim 1, wherein the gas exchange membrane is a polyolefin porous hollow fiber membrane.
【請求項3】高温高圧蒸気滅菌が可能な材質からなる特
許請求の範囲第1項記載のバイオリアクター。
3. The bioreactor according to claim 1, which is made of a material that can be sterilized by high-temperature high-pressure steam.
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