JPH0965876A - 動物細胞の振盪培養方法および培養容器 - Google Patents

動物細胞の振盪培養方法および培養容器

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JPH0965876A
JPH0965876A JP7223712A JP22371295A JPH0965876A JP H0965876 A JPH0965876 A JP H0965876A JP 7223712 A JP7223712 A JP 7223712A JP 22371295 A JP22371295 A JP 22371295A JP H0965876 A JPH0965876 A JP H0965876A
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JP
Japan
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culture
animal cells
cells
shaking
animal
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JP7223712A
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English (en)
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Hiroshi Tamashima
博 玉嶋
Yasuo Amatsuji
康夫 天辻
Takao Omura
孝男 大村
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Mitsubishi Tanabe Pharma Corp
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Green Cross Corp Japan
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動物細胞の振盪培養において、高密度培養が
可能で動物細胞を大量培養できる振盪培養方法を提供
し、その振盪培養方法を可能にする培養容器を提供する
こと。 【解決手段】 動物細胞の振盪培養方法は、動物細胞を
培養容器内において振盪培養するに際し、動物細胞含有
培養液を定められた流れ方向に滑らかに移動させるよう
に振盪させることを特徴とする。培養容器1は、振盪培
養時に培養液の流れの方向を定め得る凹状の環状路3よ
りなる流路が設けられたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動物細胞の振盪培
養方法に関し、詳しくは振盪培養において、高密度培養
が可能で動物細胞を大量に培養できる動物細胞の振盪培
養方法に関する。また、本発明は上記の振盪培養方法に
使用するのに好適な培養容器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、動物細胞用の培養容器としては、
その内面が平坦な容器、特に平底の容器が使用されてい
る。かかる容器を使用して動物細胞を振盪培養した場合
には、特に高密度培養した場合には、振盪によって、動
物細胞同士が衝突し、このため動物細胞の損傷が大き
く、高密度培養は到底望めなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、動物細胞の振盪培養において、高密度培養が
可能で動物細胞を大量培養できる振盪培養方法を提供す
ることである。また、本発明の第2の目的は、動物細胞
の振盪培養において高密度培養を可能にする培養容器を
提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、以下
に示す特徴を有する本発明の動物細胞の振盪培養方法に
よって達成できる。即ち、本発明の動物細胞の振盪培養
方法は、下記の特徴を有するものである。 (1)動物細胞を培養容器内において振盪培養するに際
し、動物細胞含有培養液を定められた流れ方向に滑らか
に移動させるように振盪させることを特徴とする。 (2)上記(1)の動物細胞の振盪培養方法において、
動物細胞を培養容器内に設けられた流路に沿って、動物
細胞含有培養液を定められた流れ方向に滑らかに移動さ
せるように振盪させることを特徴とする。 (3)上記(2)の動物細胞の振盪培養方法において、
その内部底面の外形が円形であって、流路が該底面に対
して同心状に設けられた凹状の環状路である培養容器を
使用するものである。 (4)上記(3)の動物細胞の振盪培養方法において、
流路が、内部底面の中央部を凸状とすることによって形
成されたものである。 (5)上記(1)〜(4)の動物細胞の振盪培養方法に
おいて、培養方法が、高密度培養方法である。
【0005】また、上記第2の目的は、以下に示す特徴
を有する本発明の培養容器によって達成できる。即ち、
本発明の培養容器は、下記の特徴を有するものである。 (6)振盪培養に用いられる培養容器であって、振盪培
養時に培養液の流れの方向を定め得る流路が設けられた
ものであることを特徴とする。 (7)上記(6)の培養容器において、培養容器の内部
底面の外形が円形であり、流路が該底面に対して同心状
に設けられた凹状の環状路である。 (8)上記(7)の培養容器において、流路が、内部底
面の中央部を凸状とすることによって形成されたもので
ある。 (9)上記(6)〜(8)の培養容器が、動物細胞培養
用である。 (10)上記(9)の培養容器が、高密度培養用であ
る。
【0006】本発明の振盪培養方法においては、動物細
胞含有培養液、ひいては培養液中に浮遊する動物細胞を
定められた流れ方向に滑らかに移動させるように振盪さ
せることを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明の動物細胞の振盪培養方法によれば、動
物細胞を浮遊させた培養液が培養容器内で定められた方
向に滑らかに流れるので、この培養液中に浮遊する動物
細胞は、該培養液の流れに沿って定められた流れ方向に
滑らかに移動する。従って、動物細胞同士が衝突するこ
とが大幅に減少し、動物細胞が傷付くことを抑制でき
る。かくして、培養液中の動物細胞の密度を高くして培
養を行うことが可能である。本発明の方法においては、
動物細胞の密度を106 細胞/ml以上に、好ましくは
107 細胞/ml以上にする高密度培養が可能になり、
動物細胞を大量に培養できる。
【0008】本発明の培養容器は、動物細胞の流れの方
向を定め得る流路が設けられているので、培養液が培養
容器内で当該流路に沿って滑らかに流れるので、本発明
の方法を実施する上で特に好適なものである。
【0009】
【発明の実施の形態】動物細胞を定められた流れ方向に
滑らかに移動させるように振盪させるために、本発明の
培養方法では、培養容器内に動物細胞含有培養液の流れ
の方向を定め得る流路を設けた培養容器を使用する。こ
の流路としては、振盪運動によって、培養容器内の培養
液中に浮遊している動物細胞が定められた流れ方向に滑
らかに移動する流路であれば特に限定されるものではな
い。例えば、培養容器の内部底面の外形が円形であると
き、上記流路は、該底面に対して同心状に設けられた1
個以上、特に1個の環状路であることが好ましい。
【0010】該環状路は、好ましくは培養容器の内部底
面の中央部を凸状とすることによって形成されたもので
あって、当該凸状としては、例えば円柱凸状、円錐また
は円錐台凸状、逆円錐台凸状等が例示される。環状路の
流れ方向に垂直な断面形状、即ち流路の断面形状は、例
えば該凸状が円柱状であれば矩形またはU字形に、凸状
が円錐状または円錐台状であればV字形または台形にな
る。動物細胞が定められた流れ方向に滑らかに移動し易
いという点から、好ましい流路の断面形状は、矩形、U
字形、V字形または台形である。しかしながら、これら
の形状に限定されるものではない。
【0011】上記環状路の数は、1以上あればよく、動
物細胞が定められた流れ方向に滑らかに移動され易い点
から、1〜5程度が適当である。なお、環状路の数が多
くなると、振盪運動によっても動物細胞が定められた流
れ方向に滑らかに移動しなくなる傾向があるので、環状
路の数は、1とすることが特に好ましい。2以上の環状
路(流路)を形成する場合には、培養容器が内部底面の
外形が円形である場合、同心状に環状路(流路)を形成
すればよい。
【0012】また、上記凸状とした部分の上端から内部
底面までの長さ、即ち流路の深さは、振盪運動によって
動物細胞含有培養液を定められた流れ方向に滑らかに移
動させうる深さであれば特に限定されるものではない。
例えば培養容器の高さの少なくとも5%、好ましくは5
〜50%、より好ましくは10〜40%程度が適当であ
る。
【0013】環状路よりなる流路を有する培養容器とし
ては、例えば図1にその断面図にて示される構造を有す
る培養容器が例示される。同図において、1は培養容器
であって、2は内部底面である。内部底面2は、図1に
は明確にされていないが、その外形が円形である。当該
培養容器1は、該底面2に同心状に設けられた幅X、深
さYを有する凹状の環状路3を流路として有している。
【0014】上記培養容器1としては、内部底面2の外
形が円形のものが好ましく、具体的には、円柱(筒)
状、円錐状等の形状を有する容器が例示される。
【0015】この培養容器の材質としては、動物細胞の
生育を阻害しない材質であればよく、例えばポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック
またはガラス、ステンレス等の金属が例示される。
【0016】本発明の培養方法は、浮遊細胞または付着
依存性細胞のいずれの動物細胞にも好適に適用すること
ができる。動物細胞としては、例えばヒト腎細胞、メラ
ノーマ細胞、CHO細胞、ナマルバ細胞、繊維芽状細
胞、BHK細胞、HeLa細胞、ハイブリドーマ細胞な
どが好適なものとして例示される。
【0017】培地としては、通常、この分野で使用され
る液体培地であればいずれも使用でき、例えばウエイマ
ウス培地、イーグル培地、RPMI培地等が挙げられ、
これらの培地に動物血清等を添加して修正した培地が好
適に使用される。
【0018】本発明においては、「振盪」とは、略水平
方向へ振り動かす運動をいい、好ましくは円弧状に旋回
させる。「動物細胞の振盪培養方法」とは、動物細胞を
浮遊させた培養液を収容した培養容器に、上記「振盪」
による動作を加えて、該培養液を攪拌しながら動物細胞
を培養する方法をいう。動物細胞は不溶性担体(例えば
マイクロキャリヤ)に付着した状態でも付着していない
状態でもよいが、好ましくは付着していない浮遊状態が
よい。振盪培養における振盪手段としては、培養容器を
水平方向へ振り動かすことが好ましい。振盪には、収容
された培養液を攪拌できる公知の装置が使用でき、例え
ば回転式振盪培養機が好適に使用できる。振盪の振幅
は、培養容器の大きさ、培地の量、細胞の種類等によっ
て変わり限定されないが、通常1〜50cm、好ましく
は5〜20cmである。また、振盪の回転速度は通常1
0〜150rpm、好ましくは30〜100rpm程度
が適当である。
【0019】培養に際して細胞密度(濃度)は、通常1
4 〜108 細胞/ml程度、好ましくは105 〜10
7 細胞/ml程度である。培養温度は、対象とする動物
細胞によって異なり限定されないが、通常30〜39
℃、好適には36〜37.5℃である。
【0020】本発明では、動物細胞を所定の密度(濃
度)、例えば106 細胞/ml程度、好ましくは107
細胞/ml程度にまで培養した後、これを例えばスケー
ルアップした容器に移替えて、動物細胞を一旦104
106 細胞/ml程度に培地で希釈したのち、再度所定
の密度(濃度)にまで培養し、必要に応じてこの工程を
繰り返す方法(回分培養法)や一定速度で新鮮培地を供
給し、同量の培養液を取り出す方法(連続培養法)が適
用できる。
【0021】
【実施例】以下に、本発明をより具体的に説明するた
め、実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
【0022】実施例1 ウエイマウス培地に5% Fetal Bovin Serum (Intergen
社製)の血清を添加した2.5リットルの培地に、ヒト
腎細胞を、1.50×106 細胞/mlの密度となるよ
うに添加した。これを、図1に示す内部底面2の中央部
を円柱凸部とし凹状の環状路3を有する円筒形状の10
リットルの培養容器1(ポリカーボネート製)に収容
し、これを振盪培養装置(G−25,NBS社製)にて
回転数75rpmで振盪培養した。なお、培養容器1
は、内部底面2が外径25cmの円形で、高さ30cm
の円筒形であり、該底面に対して同心状に1つの凹状の
環状路3を流路として有するものであった。該凹状の環
状路3は、外径23cm、幅5cm、深さ10cmであ
った。培養条件は次の通りである。 培養温度:36.5℃ エアレーション:培地交換後除菌フィルターを通したO
2 ガスを0.5kg/cm2 で培養容器内の液相部にバ
ブリングし、泡が気相部の50〜70%程度になるまで
供給した。 培地交換:ヒト腎細胞の濃度が3.0×106 細胞/m
l以下の場合は、2日毎に新鮮培地に、3.0×106
細胞/ml以上では、毎日1.5リットルを新鮮培地に
交換した。このヒト腎細胞の振盪培養において、培養液
中に浮遊するヒト腎細胞は、培養容器中を内壁面に沿う
形で一定方向に滑らかに流れ、細胞同士が衝突すること
は、殆ど見られなかった。
【0023】細胞増殖および生存率測定は、次の方法で
行った。サンプリングした培養液を遠心分離した後、
0.5%トリプシン−0.22%EDTA(リン酸緩衝
液中)で5〜10分間処理し、0.1%エリスロシンB
で染色した。染色後、血球計算盤上で顕微鏡により生細
胞数および死細胞数を測定し、細胞濃度および生存率を
求めた。図2に培養日数とヒト腎細胞の密度(濃度)と
の関係をグラフに線A−1で示し、また、培養日数とヒ
ト腎細胞の生存率との関係を線B−1で示した。
【0024】比較例1 実施例1において、平底の円筒形の培養容器を用いた以
外はすべて実施例1と同様にして、ヒト腎細胞を振盪培
養した。この振盪培養においては、培養容器中の培養液
の流れが一定せずに乱れ、該培養液中に浮遊するヒト腎
細胞は衝突を繰り返した。このときの培養日数とヒト腎
細胞の密度(濃度)との関係を図2のグラフに線A−2
で示した。また、培養日数とヒト腎細胞の生存率との関
係を線B−2で示した。
【0025】上記の結果から明らかなように、実施例1
では、ヒト腎細胞は培養7日目に7×106 細胞/ml
以上にまで増殖し、さらに培地交換することにより、そ
の細胞密度(濃度)を維持することができた。一方、比
較例ではヒト腎細胞は培養開始後10日目に細胞密度が
5×106 細胞/ml以上に増殖した。なお、上記ヒト
腎細胞の培養において、細胞の生存率は、実施例および
比較例ともに80%以上であった。
【0026】さらに、上記実施例1および比較例1にお
いて、11日目に上記細胞密度の培養液を培地で希釈し
てヒト腎細胞の密度(濃度)を1.50×106 細胞/
mlとして再度振盪培養したところ、図2に示すよう
に、実施例1では培養5日目には約7×106 細胞/m
lまで増殖した。一方、比較例1では培養8日目に約5
×106 細胞/mlまで増殖した。なお、上記ヒト腎細
胞の再培養において、細胞の生存率は、実施例1および
比較例1ともに80%以上であった。しかし、細胞密度
の高い状態で継代したので、生存率はいずれも低下傾向
にあった。
【0027】実施例2 実施例1において、培養容器を容量が30リットルのも
のに替え、7.5リットルの培地に、植え込みヒト腎細
胞数を1.17×106 細胞/mlとし、実施例1と同
様にして振盪培養した。なお、培養容器は、内部底面の
外形が円形(外径35cm)で、高さ40cmであり、
流路として、該底面に対して同心状に1つの凹状の環状
路を有している。凹状の環状路は、外径35cm、内径
15cm、深さ10cmであった。培養条件は次の通り
である。 回転数:60〜65rpm 培養温度:36.5℃ エアレーション:培地交換後除菌フィルターを通したO
2 ガスを0.5kg/cm2 で培養容器内の液相部にバ
ブリングし、泡が気相部の30〜40%程度になるまで
供給した。 培地交換:細胞濃度が3.0×106 細胞/ml以下の
場合は、2日毎に新鮮培地に、3.0×106 細胞/m
l以上では、毎日4.5リットルを新鮮培地に交換し
た。生細胞数および死細胞数を測定し、細胞の濃度およ
び生存率を求めた。このときの培養日数とヒト腎細胞密
度の関係を図3のグラフに線A−3で示した。また、培
養日数と細胞生存率の関係を線B−3で示した。
【0028】この結果、図3に示すように、培養開始9
日目で細胞密度は7.5×106 細胞/mlまで増殖
し、さらに培地交換することにより、細胞密度を6.0
×10 6 細胞/mlに維持することができた。また、ヒ
ト腎細胞の生存率は、84〜96%と高いものであっ
た。
【0029】
【発明の効果】上記の結果から明らかなように、実施例
では動物細胞を互いに傷つかないように滑らかに移動で
きる、動物細胞の流れの方向を定め得る流路が設けられ
た特定の培養容器を用いて振盪培養しているので、その
ような流路が設けられていない従来の培養容器を用いる
比較例の方法に較べて、動物細胞同士が衝突することが
大幅に減少し、動物細胞が損傷することが抑制された。
この結果、動物細胞の生存率も84〜96%と高くで
き、動物細胞を高密度に増殖できた。また、培地交換す
ることにより、動物細胞密度を高密度に維持させること
ができた。さらに、増殖される動物細胞の生存率も84
〜96%と高くできた。従って、本発明方法によって、
動物細胞を107 細胞/ml以上の高密度培養すること
が可能になり、動物細胞を大量に培養できる。また、高
密度培養が可能になるので、培養装置の小型化、目的生
産物の生産性の向上等が期待できる。
【0030】また、本発明の培養容器によれば、動物細
胞が互いに傷つかないように滑らかに移動されるための
流れの方向を定め得る流路が設けられているので、これ
を動物細胞の振盪培養に用いることによって、動物細胞
同士が衝突することが大幅に減少し、動物細胞が損傷す
ることが抑制された。従って、本発明の培養容器を動物
細胞の振盪培養方法に用いることによって、動物細胞の
高密度培養が可能になり、動物細胞を大量に培養でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の培養容器の一実施例を示す断面図であ
る。
【図2】実施例1および比較例1のヒト腎細胞の高密度
培養における培養日数に対する細胞密度および生存率の
関係を示すグラフ図である。
【図3】実施例2のヒト腎細胞の高密度培養における培
養日数に対する細胞密度および生存率の関係を示すグラ
フ図である。
【符号の説明】
1 培養容器 2 内部底面 3 凹状の環状路 X 凹状の環状路の幅 Y 凹状の環状路の深さ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動物細胞を培養容器内において振盪培養
    するに際し、動物細胞含有培養液を定められた流れ方向
    に滑らかに移動させるように振盪させることを特徴とす
    る動物細胞の振盪培養方法。
  2. 【請求項2】 動物細胞を培養容器内に設けられた流路
    に沿って、動物細胞含有培養液を定められた流れ方向に
    滑らかに移動させるように振盪させることを特徴とする
    請求項1記載の動物細胞の振盪培養方法。
  3. 【請求項3】 その内部底面の外形が円形であって、流
    路が該底面に対して同心状に設けられた凹状の環状路で
    ある培養容器を使用する請求項2記載の動物細胞の振盪
    培養方法。
  4. 【請求項4】 流路が、内部底面の中央部を凸状とする
    ことによって形成されたものである請求項3記載の動物
    細胞の振盪培養方法。
  5. 【請求項5】 培養方法が、高密度培養方法である請求
    項1〜4のいずれかに記載の動物細胞の振盪培養方法。
  6. 【請求項6】 振盪培養に用いられる培養容器であっ
    て、振盪培養時に培養液の流れの方向を定め得る流路が
    設けられたものであることを特徴とする培養容器。
  7. 【請求項7】 培養容器の内部底面の外形が円形であっ
    て、流路が該底面に対して同心状に設けられた凹状の環
    状路である請求項6記載の培養容器。
  8. 【請求項8】 流路が内部底面の中央部を凸状とするこ
    とによって形成されたものである請求項7記載の培養容
    器。
  9. 【請求項9】 動物細胞培養用である請求項6〜8のい
    ずれかに記載の培養容器。
  10. 【請求項10】 高密度培養用である請求項9記載の培
    養容器。
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