JPS60207581A - Method for cell culture - Google Patents

Method for cell culture

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JPS60207581A
JPS60207581A JP6112084A JP6112084A JPS60207581A JP S60207581 A JPS60207581 A JP S60207581A JP 6112084 A JP6112084 A JP 6112084A JP 6112084 A JP6112084 A JP 6112084A JP S60207581 A JPS60207581 A JP S60207581A
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suspension
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cell culture
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渡嘉敷 通之
Shuichi Sato
修一 佐藤
Hironori Murakami
浩紀 村上
Ryozo Hasegawa
長谷川 僚三
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Abstract

PURPOSE:To enable the cultivation of a large amount of cells at a high density, by carrying out the supply of fresh culture liquid and the discharge of used culture liquid continuously or semicontinuously in a suspension-type cell culture. CONSTITUTION:The arrow shows the pipe connected to the liquid inlet and outlet connected to either of the change-over valves 12, 13, 14 and 15 in the culture vessel. The unit contains a capillary bundle composed of a number of hollow fibers. Both ends of the bundle are fixed by bonding layers, and a common inlet and outlet of the liquid is attached at one end. The other end is sealed. The unit is operated by repeating the supply of an aqueous liquid medium (e.g. fresh culture medium) and the discharge of used culture liquid alternately. Even if the wall membrane of the hollow fiber is blocked temporarily with a cell or other solid component, there occurs no permanent blocking of the tube, and the exchange of the culture liquid can be performed effectively.

Description

【発明の詳細な説明】 ) (、) iiE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方決に関する
ものである。さらに詳しくは、大規模に細胞培養を行う
に適した方法に間するものでりシ、効率よ(細PAに栄
養分を与え、1 一方副生ずる生育阻害、物質を除去す
る目的1 で作られたサスペンション型細脂培養システ
ムにおけるAJB胞培養方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a culture method for culturing and propagating cells. In more detail, it is a method suitable for carrying out cell culture on a large scale. The present invention relates to a method for culturing AJB cells in a suspension type cell culture system.

(b) 従来技碕 1 大規模による細胞大量培養は例えばウイルス、ワク
チン、インターフエpンなどの抗ウィルス剤、あるいは
ホルモンなどの生物薬品の製造に必須である。殊に近年
特定タンノくり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による/−イプリド
ーマ大量培養によるものであり、その技術の解決は工業
的に重要なテーマである。
(b) Prior Art 1 Large-scale cell culture is essential for the production of viruses, vaccines, antiviral agents such as interferon, or biological drugs such as hormones. Particularly in recent years, the production of monoclonal antibodies targeting specific proteins has been based on mass culture of antibody-producing cells and myeloma/ipridoma, and solving this technology is an industrially important theme.

従来、細胞培養は一般にシャーレ試験管。Traditionally, cell culture is generally done in Petri dish test tubes.

培養びんなどを用い℃実験室的ffl模で行なわれ℃い
る。
It is carried out in a laboratory model using culture bottles and the like.

一方近年細胞の大量培養法及びそのための装置として、
いくつかの提案がなされ℃いる。
On the other hand, in recent years, as a method for mass culturing cells and a device for that purpose,
Some suggestions have been made.

これらの提案は、太き(分けて付着培養(anchor
ag@dependant eultur6 )と浮遊
培養、つまシサスペンジョン培養(5usp・n5lo
nculture )との2つの・方弐忙分類されるが
、これらの方式は培養される細胞の特性によっていずれ
かに決められる。
These proposals are based on the following methods:
ag@dependent eultur6) and suspension culture, Tsuma-shi suspension culture (5usp/n5lo
There are two types of methods: culture), and these methods are determined depending on the characteristics of the cells to be cultured.

本発明はサスペンション型の細胞培養における改良方法
IC関する。そのサスペンション培養によって細胞を培
養する方法に関し、最近いくつかの提案があり、例えば
マグネテイツクスターラーもしくは機械的に駆動される
シャフト上の羽根車によって、スピナーフラスコの中に
調整された攪拌機能を設けた培養方法などが提案され℃
いる(例えば特開昭57−65180号公報参照)。
The present invention relates to an improved method IC in suspension-type cell culture. There have been several recent proposals for culturing cells by suspension culture, for example by providing a controlled agitation function in a spinner flask by means of a magnetic stirrer or an impeller on a mechanically driven shaft. Various culture methods have been proposed.
(For example, see Japanese Patent Laid-Open No. 57-65180).

しかし上記の方法においては、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密度で停止す
る。
However, in the above method, since the cells are cultured in a fixed amount of nutrients, the growth and proliferation of cells stops at a relatively low density.

(c) 発明の構成 そこで本発明者らは、前記した如き従来法における欠点
を克服し、サスペンション培養法よって、大量且つ高密
度の培養が可能な培養方法について研究を進めた結果、
本発明に到達した。
(c) Structure of the Invention The present inventors overcame the drawbacks of the conventional methods as described above, and conducted research on a culture method that enables large-scale, high-density culture using the suspension culture method.
We have arrived at the present invention.

すなわち、本発明はサスペンション型細胞培養槽のサス
ペンション液中に、細胞培養に必要な栄養分及び生育阻
害物質を実質的に透過するが、細胞は実質的に透過しな
(・壁膜より形成された中空糸の多数よシなる毛管束で
あって、その毛管束の両端は固着層によシ固着された2
ニツトの少(とも1個が収納され、(1)サスペンショ
ン液中の培養液をユニットの中空糸の壁膜な介してユニ
ットの両端又は一端から導管を通じて培養槽外へ排出し
、(ii)Lかる後、培養槽外から細胞培養に悪影響を
与えない水性液体媒体を導管を通じて該ユニットの両端
又は一端へ供給して該液体媒体を中空糸の壁膜を介して
サスペンション液中へ流入し、前記排出と流入とを交互
に繰返すことを特徴とする細胞培養方法である。
That is, the present invention allows nutrients and growth inhibitory substances necessary for cell culture to substantially permeate into the suspension liquid of a suspension type cell culture tank, but cells do not substantially permeate the suspension liquid (formed from wall membranes). A capillary bundle consisting of a large number of hollow fibers, both ends of which are fixed by an anchoring layer.
(1) The culture solution in the suspension solution is discharged from both ends or one end of the unit to the outside of the culture tank through a conduit through the hollow fiber wall membrane of the unit, and (ii) L After that, an aqueous liquid medium that does not adversely affect the cell culture is supplied from outside the culture tank to both ends or one end of the unit through a conduit, and the liquid medium flows into the suspension liquid through the wall membrane of the hollow fiber. This is a cell culture method characterized by alternately repeating discharge and inflow.

さらに前記本発明方法は、サスペンション型細胞培養槽
のサスベンジジン液中に、少くとも2個の該ユニットが
収納され、それぞれのユニットは前記排出と流入が交1
iに繰返されるように作動され、且つ該培養槽中のサス
ペンション液中の培養液の排出が停止しないように各ユ
ニットの排出と流入の間隔を互い忙制御することによっ
て一層有利に培養することができる。
Furthermore, in the method of the present invention, at least two of the units are housed in the suspension-type cell culture tank, and each unit has the discharge and inflow intersecting with each other.
The cultivation can be carried out more advantageously by controlling the intervals between the discharge and inflow of each unit so that the culture solution in the suspension solution in the culture tank does not stop discharging. can.

かくして本発明の培養方法によれば、サスペンション型
の培養槽におけるサスペンション液中に、少くとも1個
の前記毛管束よシなるユニットが沈められておシ、細胞
が産出した老廃物9代謝産物、その他生前阻害物質を含
んだ古い培養液が、サスペンション液から中空糸の壁膜
を介して中空糸中へ流れユニットの両端又は一端から導
管を経て培養槽外へ排出され、成る時間経過するとこの
排出を停止し、次いで培養槽外から細胞培養に悪影響を
与えない水性液体媒体を導管を通じてユニットの両端又
は一端へ供給して核液体媒体を中空糸の壁膜な介してサ
スペンション液へ流入せしめられる。
Thus, according to the culture method of the present invention, at least one unit such as the capillary bundle is submerged in the suspension solution in a suspension-type culture tank, and the waste products 9 metabolites produced by the cells, The old culture solution containing other prebiotic-inhibiting substances flows from the suspension solution into the hollow fiber through the wall membrane of the hollow fiber, and is discharged from both ends or one end of the unit to the outside of the culture tank via a conduit. is stopped, and then an aqueous liquid medium that does not adversely affect the cell culture is supplied from outside the culture tank through conduits to both ends or one end of the unit, so that the nuclear liquid medium flows into the suspension liquid through the wall membrane of the hollow fiber.

従って、本発明方法においては、サスペンション液中に
沈められたユニットによって。
Therefore, in the method according to the invention, by means of a unit submerged in suspension liquid.

それに設けられた多数の中空糸の壁膜な介して水性液体
媒体のサスペンション液中への供給と、サスペンション
液中からの古い培讐液へ排出とが交互に繰返されるので
、中空糸の壁膜の細孔&1ffl鳥やその他固形物が詰
多実質的な壁面積の効率低下を来すことはな(、有利に
水性液体媒体の供給と、古い培養液の排出とをスムース
に行うことができ、極めて高密度の細胞培養が可能とな
る。
The supply of the aqueous liquid medium into the suspension liquid through the many hollow fiber wall membranes provided therein and the discharge from the suspension liquid to the old culture liquid are alternately repeated, so that the hollow fiber wall membrane Pores & 1ffl Birds and other solids can clog without causing substantial wall area efficiency loss (advantageously, supply of aqueous liquid medium and draining of old culture medium can be carried out smoothly) , it becomes possible to culture cells at extremely high density.

特に本発明方法においては、ユニットを2個以上別々に
或いは適当に組合せてサスペンション液中に没入するこ
ともでき、また簡単に2個以上を直列又は並列に連結し
て使用することもできるので、細胞の種類と密度、培養
条件、培養の規模の変化に応じて容易に中空糸の壁膜の
面積を適応させることが可能である。
In particular, in the method of the present invention, two or more units can be immersed in the suspension liquid separately or in a suitable combination, and two or more units can be easily connected in series or in parallel. It is possible to easily adapt the wall area of the hollow fiber according to changes in cell type and density, culture conditions, and culture scale.

また本発明においては、少くとも2個のユニットの組合
せて使用し、それぞれのユニットは、培養槽のサスペン
ション液中忙おいて液の供給と古い培養液の排出が繰返
されるように作動され、且つ少くとも1個のユニットは
古い培養液の排出が常時性なわれるように。
Further, in the present invention, at least two units are used in combination, and each unit is operated so as to repeatedly supply the suspension liquid and drain the old culture liquid while being in the suspension liquid of the culture tank, and Make sure that at least one unit is constantly draining old culture fluid.

つまシ培養槽中のサスペンション液中の培養液の排出が
停としないよう忙各ユニットにおける液の排出と流入の
間隔を互い忙制御することができる。
The intervals between the discharge and inflow of the liquid in each unit can be mutually controlled so that the discharge of the culture solution in the suspension liquid in the pickled culture tank does not stop.

本発明の細胞培養方法はサスペンション型の細胞培養槽
中用されるが、サスペンション型とは、水性媒体中で細
胞それ自体が浮遊しながら、或いは細胞を微小担体(マ
イク−キャリアー)K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
養する方式に有利に用いられる。
The cell culture method of the present invention is used in a suspension type cell culture tank, and the suspension type means that the cells themselves are suspended in an aqueous medium, or the cells are supported on microcarriers (microcarriers) K. Refers to various suspension cultures in which cells are grown in suspension or in microcapsules. In particular, the present invention is advantageously used in a system in which the cells themselves are cultured while being suspended.

本発明の細胞培養方法にお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
人為的或いは遺伝子操作によシ変性された細胞であって
もよい。
The cells cultured in the cell culture method of the present invention may be plant cells, animal cells, microbial cells, etc., or cells that have been modified artificially or by genetic manipulation.

殊に本発明の培養方法は、動物細胞の培養忙適している
The culture method of the present invention is particularly suitable for culturing animal cells.

本発明におけるサスペンシ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圧浮遊した状態
で培養される。培養液は実質的托水よシなる水性媒体に
、種々の無機塩、ビタQン類、捕酵素、ブドウ糖、アミ
ノ酸1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出来る。
In the suspension-type cell culture tank of the present invention, cells to be cultured are cultured in a suspended state in the culture solution. The culture solution consists of an aqueous medium that is essentially a substratum, to which additive components commonly used in cell culture, such as various inorganic salts, vitamin Q, enzyme traps, glucose, and amino acid 1 antibiotics, are added. Further, serum can be added to the culture solution, or a so-called serum-free medium that does not use serum can also be used as the culture solution.

本発明方法において、培養槽外からサスペンション液中
にあるユニットへ導管を通じて供給される″細胞培養に
悪影響を与えない水性媒体“としては、減薗水を主体と
してこの中く前記添°加成分の一種又はそれ以上を加え
て使用することができる。この水性媒体は培養に必要な
全ての添加成分を含んでいる新しい培養液であってもよ
く、またこれら成分を全て含んでいる必要はなく、一部
は他の供給手段でサスペンション液中に導入することも
できる。また水性媒体としては、本発明方法に従ってユ
ニットから導管を通じて培養槽外へ排出された培養液(
以下これを°′古い培養液”ということがある)を一部
として使用することも可能である。
In the method of the present invention, the "aqueous medium that does not adversely affect cell culture" that is supplied from outside the culture tank to the unit in the suspension solution through a conduit is mainly composed of reduced-solen water and contains the above-mentioned additive components. One or more can be used in addition. This aqueous medium may be a fresh culture medium containing all additional components necessary for the culture, and does not need to contain all of these components, some of which may be introduced into the suspension solution by other supply means. You can also. In addition, as the aqueous medium, the culture solution (
It is also possible to use part of the culture solution (hereinafter sometimes referred to as "old culture solution").

本発明方法忙使用されるユニットを構成している中空糸
毛管は、種々の重合体よシ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7クリロニトリル、弗素系ポリマーなどが好
ましい例として挙げられる。
The hollow fiber capillary constituting the unit used in the method of the present invention may be made of various polymers, such as cellulose acetate, polysulfone, poly7-crylonitrile, and fluorine-based polymers. etc. are mentioned as preferable examples.

中空糸毛管の壁膜忙は多数の微細孔を有しており、その
毛管の壁膜は、栄養分及び細胞の老廃物9代謝生産物な
どを透過するが、細胞或いはそれが付着した微小担体又
は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又はマイクコカプセル
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。
The wall membrane of a hollow fiber capillary has many micropores, and the wall membrane of the capillary allows nutrients and cell waste products, 9 metabolic products, etc. to pass through, but it does not allow cells or microcarriers to which they are attached to pass through. Microcapsules are provided with many pores that are sized to prevent penetration. When culturing cells in suspension,
Although the size of the pores depends on the size of the cells, it is generally appropriate for the average pore size to be 10 μm or less, preferably 8 μm or less. On the other hand, when cells are cultured by adhering to the surface of microcarriers (microcarriers) or when cells are cultured using microcapsules, the pores need to be large enough that they cannot pass through.

また、該毛管の壁膜は、水を成る程度透過する能力を有
することが望ましい。すなわち、該壁膜は水の透過係数
(ld / W?・hr−mHg)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10.00
0 以下が望ましい。
It is also desirable that the capillary wall membrane has the ability to permeate water to some extent. That is, it is advantageous for the wall membrane to have a water permeability coefficient (ld/W?·hr-mHg) of 10 or more, preferably 100 or more. On the other hand, there is no particular upper limit, but 20.000 or less, preferably 10.00
Desirably 0 or less.

さらに該壁膜としては、栄養分や細胞の老廃物9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1000以上、好ましくは
soo。
Further, as for the wall membrane, compounds with a small molecular weight such as nutrients and cellular waste products 9 permeate, but compounds with a large molecular weight (for example, 1000 or more, preferably soo.

以上)は透過しない膜、例えば限外濾過嘆を使用するこ
とも可能である◎ 以下添付図面によυ本発明の細胞培養方法を更に詳細に
説明する。
It is also possible to use an impermeable membrane, such as an ultrafiltration membrane.The cell culture method of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

株付第1図は、本発明の細胞培養方法な実施するための
概略図の一例を示すものであり。
FIG. 1 shows an example of a schematic diagram for carrying out the cell culture method of the present invention.

第2−A図、第2−B図及び第2−C図はそれぞれ本発
明におけるユニットの概略図の一例を示したものである
FIG. 2-A, FIG. 2-B, and FIG. 2-C each show an example of a schematic diagram of a unit in the present invention.

第1図は、2つのユニツ) 3− a及び3−bを一対
として作動させ工培養する場合を示したものでメジ、第
1図におい℃、1はサスペンション型培養槽における培
養本体であり、栄養物などを含む水性媒体は、その供給
槽6からポンプ7により供給導管8を通り切り換え弁1
2又は14を経て一つのユニットへ送られる。一方他の
ユニットからは古い培養液が排出され切シ換え弁13又
は15を経て排出導管11を通ってポンプ10によシ古
い培養液の貯槽9へ送られる。
Figure 1 shows the case where two units) 3-a and 3-b are operated as a pair to perform industrial culture. The aqueous medium containing nutrients etc. is passed from the supply tank 6 through the supply conduit 8 by the pump 7 to the switching valve 1.
2 or 14 to one unit. On the other hand, the old culture solution is discharged from the other unit and sent via the switching valve 13 or 15 through the discharge conduit 11 to the storage tank 9 for old culture solution by the pump 10.

第1図に示されている2つのユニット3−a及び3−b
は、多数の中空糸よシなる毛管束の両端は固着層によシ
固着されている。そしてその上部は液の流出入口になっ
ておシ、その下部は封止されている構造を有している。
Two units 3-a and 3-b shown in FIG.
In this case, both ends of a capillary bundle consisting of a large number of hollow fibers are fixed by a fixed layer. The upper part serves as a liquid inlet and outlet, and the lower part is sealed.

培養槽1には、細胞がサスペンション液中を効果的に浮
遊するように攪拌装g12が第1図に示すように備え付
けられていてもよい。
The culture tank 1 may be equipped with a stirring device g12 as shown in FIG. 1 so that the cells are effectively suspended in the suspension liquid.

攪拌2のように回転型攪拌翼に限らずマグネットスター
ラーであってもよい。さらにサスペンション液中の細胞
を効果的に浮遊させることができる他の攪拌効果を奏す
る手段であってもよい。
It is not limited to a rotary stirring blade like stirring 2, but a magnetic stirrer may also be used. Furthermore, other stirring effects that can effectively suspend the cells in the suspension solution may be used.

第1図の培養槽においては2つのユニットが一対となっ
ている一つの組の場合について示されているが、この一
対の組は一つに限らず複数組使用することもできる。ま
たユニットは一対の組として使用しないで、−個の独立
したユニットを入れこのユニットに培養液の排出と水性
液体媒体の供給とを繰返して操作するようにしてあって
もよい。この独立したユニットを多数使用することがで
きることは云うまでもない。
Although the culture tank in FIG. 1 is shown as a single set of two units, the number of pairs is not limited to one, and a plurality of sets may also be used. Further, the units may not be used as a pair, but - independent units may be used, and the operations of draining the culture medium and supplying the aqueous liquid medium to these units may be repeated. It goes without saying that a large number of these independent units can be used.

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、そわらを成る範囲忙維持する装置が
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もよいことは云うまでもない。し
かし第1図にはこれらの付属装置は省略されている。
Furthermore, the concentration of oxygen, carbon dioxide and nutrients in the culture tank,
Devices for measuring the pH value and maintaining the pH value are generally installed, but it goes without saying that the cell culture tank of the present invention may also be equipped with these devices. However, these accessories are omitted from FIG.

本発明の培養槽圧供給される新しい培養液は、この中に
ブドウ等、蛋白質の如き栄養源。
The new culture solution supplied to the culture tank of the present invention contains nutrients such as grapes, etc., and proteins.

種々アミノ酸、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(てもよい。
An aqueous solution containing components necessary for cell culture, such as various amino acids, inorganic salts, and antibiotics, is used, but it may or may not further contain serum.

これら成分は必要な全てを培養液としてユニットを通し
て供給してもよいが、一部の成分は他の供給手段によっ
てサスペンション液中へ導入スることも可能である。一
般に細胞培養には、酸素、二酸化炭素なども必要である
が、これらは新しい培養液に溶存させて供給してもよく
、さら忙第1回に示すように弁16を通してガス供給管
17よシ直接すスペンション液へ供給してもよい。
All of these components may be supplied as a culture solution through the unit, but some components may also be introduced into the suspension solution by other supply means. Generally, cell culture requires oxygen, carbon dioxide, etc., but these can be supplied dissolved in a new culture medium, and as shown in the first part, the gas supply pipe 17 is supplied through the valve 16. It may also be supplied directly to the suspension fluid.

第2−A図、第2−B図及び第2−C図はいスレも本発
明方法に使用されるユニットの種々の形態の例を示した
ものである。これらの図において矢印→は第1図の培養
槽において切p換え弁12,13.14又は15のいず
れかに接続される液の流出入口和結合した導管を示して
いる。
2-A, 2-B, and 2-C also show examples of various forms of units used in the method of the present invention. In these figures, the arrow → indicates a conduit connected to the liquid inlet and outlet connected to either the switching valve 12, 13, 14 or 15 in the culture tank of FIG.

第2−A図のユニットは基本的忙は、第1図のユニット
と同じ形態のものであ)、多数の中空糸よりなる毛管束
の両端が固着層によシ固着され、一方の端部に液の共通
した流入口と排出口が設けられており、他の端部は封止
された構造を有している。第2−B図は毛管束の両端が
固着層に固着され、その両端には液の出入口が設けられ
、この出入口にはそれぞれ導管が接合され、これら導管
が結合されて共通した液の流入口と排出口を形成してい
る構造を有している。また第2−C図は毛管束の両端が
1つの共通した固着層によって固着された形態であり、
その両端部に液の共通した流入口と排出口を有している
構造を有している。以上それぞれのユニットは、基本的
な型の一例を示したものであり、他の若干の変更は当然
許容される。これらユニットは任意に複数個組合せて使
用することもできる。
The unit shown in Fig. 2-A has basically the same form as the unit shown in Fig. 1), in which both ends of a capillary bundle consisting of a large number of hollow fibers are fixed by a fixing layer, and one end A common liquid inlet and outlet are provided at both ends, and the other end has a sealed structure. In Figure 2-B, both ends of the capillary bundle are fixed to the fixed layer, liquid inlets and outlets are provided at both ends, conduits are connected to each of these inlets and outlets, and these conduits are connected to form a common liquid inlet. It has a structure that forms a discharge port. Further, Fig. 2-C shows a form in which both ends of the capillary bundle are fixed by one common fixing layer,
It has a structure in which a common liquid inlet and outlet are provided at both ends. Each of the units described above is an example of a basic type, and other slight changes are naturally allowed. A plurality of these units can also be used in arbitrary combination.

本発明方法忙おいて1つのユニットは、いずれも水性液
状媒体(例えば新しい培養液)の供給と古い培養液の排
出とを交互に繰返しながら操作されるが、その間隔は、
細胞の種類、密度、培養条件などによって左右されるが
、一般には1分乃至五目、好ましくは5分乃至10時間
の範囲で切り換えることが出来る。
During the process of the present invention, each unit is operated while alternately supplying an aqueous liquid medium (for example, fresh culture medium) and discharging old culture medium, the intervals of which are as follows:
Although it depends on the cell type, density, culture conditions, etc., it can generally be switched within a range of 1 minute to 5 minutes, preferably 5 minutes to 10 hours.

本発明方法は1つのユニットをサスペンション液中に沈
めて前述のように液の供給と排出を交互に繰返しながら
操作することもでき、またこのよ5に操作されるユニッ
トを2個以上沈めてそれぞれ独立して操作してもよい。
The method of the present invention can also be operated by submerging one unit in the suspension liquid and alternately repeating the supply and discharge of the liquid as described above, or by submerging two or more units to be operated in this manner and each May be operated independently.

しかしながら一般には2個又はそれ以上のユニットを使
用するのが好ましく、その場合複数のユニットを互いに
運動させて操作するのが有利である。
However, it is generally preferable to use two or more units, in which case it is advantageous to operate the units in relation to one another.

複数のユニットを互いに連動させて操作する場合、培R
:櫂におけるサスペンション叙の培養液の槽外への排出
が一時期においても停止することがないように(つまシ
常時古い培養液の槽外への排出が行なわれるように)各
ユニットの液の排出と流入の間隔を互いに制御するのが
一層望ましい。また2個のユニットを一対としてサスペ
ンション液中へ沈め、その一方は水性液体媒体がサスペ
ンション液中へ供給され、他のユニットは古い培養が排
出されるように作動しており、それらの流れが交互に逆
になるように切り換え弁を切り換えるように操作してこ
のように一対のユニットを交互に作動させることにより
水性液体媒体の供給と、古い培養液の排出とを常時連続
的に行い、かくして、しかも培養槽中のサスペンション
の液面、を一定の水準に維持することが容易に可能とな
る。
When operating multiple units in conjunction with each other,
: Discharge of liquid from each unit so that the suspension of the suspension in the paddle will not stop discharging the culture liquid to the outside of the tank (so that the old culture liquid is constantly drained out of the tank) It is more desirable to mutually control the intervals between the inflow and the inflow. In addition, two units were submerged in the suspension liquid as a pair, and one of the units was operated so that the aqueous liquid medium was supplied into the suspension liquid, and the other unit was operated so that the old culture was discharged, and their flow was alternated. By operating the pair of units alternately in this way by switching the switching valve in the opposite direction, the supply of the aqueous liquid medium and the discharge of the old culture medium are carried out continuously at all times, and thus, Moreover, it becomes possible to easily maintain the liquid level of the suspension in the culture tank at a constant level.

本発明方法を実施するに当って、成るユニットにおける
水性液体媒体の供給と古い培養液の排出との間隔は任意
に決定することができる。一般には古い培養液の排出は
、細胞などが中空糸の壁膜の細孔を寒ぎ排出量が少なく
ならない限シ長時間行うことができるが、30分以上1
0日以内が望ましく、サスペンション液中の細胞密度が
小さいときは比較的長持間であル、逆に細胞密度が大き
くなると短時間忙なる傾向がある。
When carrying out the method of the invention, the interval between the supply of the aqueous liquid medium and the discharge of the old culture medium in the unit can be arbitrarily determined. In general, draining the old culture solution can be carried out for a long time as long as the cells etc. do not cool the pores of the wall membrane of the hollow fibers and the amount of discharge decreases.
It is desirable to keep the suspension within 0 days; when the cell density in the suspension liquid is low, it lasts for a relatively long time; on the other hand, when the cell density is high, it tends to be busy for a short period of time.

一方水性液体媒体(例えば新しい培養液)の供給は、前
記排出よりも概して短い時間でよい。普通1分以上であ
れば充分である。供給時間は供給fi(面積肖り)によ
っても左右され、多いと短かくてよく、逆忙少ないと長
くすることが必要となる。特に若干加圧して。
On the other hand, supplying an aqueous liquid medium (eg fresh culture medium) generally takes less time than said draining. Generally, 1 minute or more is sufficient. The supply time is also influenced by the supply fi (area ratio); if the supply is busy, it can be shortened, and if the supply is busy, it may be necessary to lengthen it. Especially with a little pressure.

短時間に水性液状媒体を供給することが有利であること
が多い。
It is often advantageous to supply the aqueous liquid medium over a short period of time.

以上説明した本発明の培養方法によれば、サスペンショ
ン屋の培養において、新しい培養液の供給と古い培養液
の排出を連続的或いit半連続的に行うので、高密度で
しかも大量の細胞を培養することが出来る。殊に本発明
ではユニットにおける中空糸の壁膜の細胞に細胞その他
の固形物が一時的に詰ったとしても、長時間に亘って詰
ることはなく、従って効果的に培養液の交換を行うこと
が出来、極めて高密度の培養を行うことが可能である。
According to the culture method of the present invention as described above, in suspension culture, the supply of new culture solution and the discharge of old culture solution are carried out continuously or semi-continuously, so that a large number of cells can be grown at high density. It can be cultivated. In particular, in the present invention, even if cells or other solid matter temporarily clog the walls of the hollow fibers in the unit, the clogging will not occur for a long period of time, and therefore, the culture medium can be exchanged effectively. It is possible to perform extremely high-density culture.

さらに本発明のユニットは、単に2個以上或いはこれを
直列又は並列、或いは独立して2本以上を適当に組合せ
℃、装置の規模、細胞の種類、培養条件など忙合せなが
ら使用することが容易であるという利点がある。
Furthermore, the units of the present invention can be easily used by simply combining two or more units, in series or parallel, or by appropriately combining two or more units independently, while taking into account various factors such as temperature, equipment scale, cell type, and culture conditions. It has the advantage of being

以下実施例を掲げ℃本発明方法を詳述する。The method of the present invention will be described in detail below with reference to Examples.

実、施例 (11ユニットの性状; セルー−ズアセテート、アクリル酸ポリマー及び硝酸セ
ルロースよりなるポリマーアーイよシ形成された中空糸
の多数を用いて、添付図面第2−A図に示されるような
片側が封止されたユニットな作った。各中空糸の内径は
320/Jであシ外径は460μで6って。
Examples (Properties of 11 Units) Using a large number of hollow fibers formed from a polymer fiber made of cellulose acetate, an acrylic acid polymer, and a cellulose nitrate, as shown in Figure 2-A of the attached drawings, I made a unit with one side sealed.The inner diameter of each hollow fiber is 320/J and the outer diameter is 460μ.

その壁膜は平均孔径が0.2μの多数の微細孔を有して
いた。ユニット忙おげろ中空糸の有効長は36■であり
、中空糸の総有効面積(外径基準)は80csiであっ
た。なお使用した中空糸の透水率は4J / m’−h
r−錦Hgであった。
The wall membrane had numerous micropores with an average pore size of 0.2μ. The effective length of the hollow fibers in the unit was 36 cm, and the total effective area (based on the outer diameter) of the hollow fibers was 80 csi. The water permeability of the hollow fiber used was 4J/m'-h.
It was r-Nishiki Hg.

(2)培養槽の形状; 添付第1図に示したような構造をした内容積が56gm
のガラス容器を培養槽として使用した。この培養槽には
、第1図に示されているよ5に2つのユニットが収納さ
れておシ。
(2) Shape of the culture tank; The structure is as shown in the attached Figure 1, and the internal volume is 56gm.
A glass container was used as a culture tank. This culture tank houses two units as shown in Figure 1.

またマリン屋攪拌子が装着されている・また、培養槽内
には二酸化炭素及び酸素の供給導管が挿入されているが
、これは第1図の5に該当する。
In addition, a marine stirrer is installed and a carbon dioxide and oxygen supply conduit is inserted into the culture tank, which corresponds to 5 in Figure 1.

(3)新培養液組成; 使用した新しい培養液の組成は下記の通シであった。(3) New culture solution composition; The composition of the new culture medium used was as follows.

単位は%に断わらない限シ11当シのKM(ミリモル)
でおる。
Units are KM (mmol) unless specified in %.
I'll go.

NaC1110,OmM KCI 5・0 Mg5Oa O,55 MgCl、 、 6H,0− c a (NOI)s、4 uxo −CaC1,、2
)1,0 0.74 NaH1PO4、2H,0− Na*llPO4、iza、o 3.41CuSO,、
5H103、OX 10−藝FeSO4、7H@0 8
 、 OX 10−F e (N03) g 、 9 
Hlo −ZnSO4,7H1011,OX 10−’
A1an1n* o、o、ys Arginin*、HCl 2.76 Asparagine、Hlo 0+63Ampara
tic acid 0.30・Cyst@In@、HC
l、Hlo 0.60Cya’ロtte − Glutamlc aeld O127Glutaml
na 6,84 Glycine 0・57 H1stldine、HCl、Hp 0.36Hydr
oxyproline 0.24Isol@ucine
 1・20 Leuc1n@ 1.26 Lyslne、HCl 1.08 M@thto+htn* 0.33 Phsnylalanlne O,45Proline
 O・48 Setine O・81 Thr@onine O,93 Tryptophan O00+1 Tyroalne O,48 Valjne O,LI p−Amlno benzo(c acid 3.7 
Xl0−”Biotim 4.1 X 1G−’ Pantoth@nat*−Ca 2.6 X 1G−
”Cholin chloride 8,8X10−”
Folie aell 、 4.lX10−”Inom
ltol 2.6 X 10−’Nlac1namid
e 1.2 X 10−”Pyridoxal、HCl
 4,9X1G−”Pyrldoxins、HCl 2
.5 Xl0−”Rlboflavlne 5.6X1
0”Thlamin、HCl 4.7 X 10−”V
itamin B、、 2.5 X 10”’Llpo
ic acid 2.5X10−4Glutathia
ne 1.6 X 10−”Glucose 19,0
0 Hypoxanthins 7.5 X10−”Put
resein*、2HC12,5X 10−’Pyru
vate−Na 1.O Thymidlne 725 X 1G−”L%mol
@%e aala 7.5X1G−”Phenol r
@d 5.01!/LHEPE8 1.19.91/L NaHCO112,50WM Eltreptomyein 0.1 9/LP@n1
aillin G 10” U/LInmullne 
7.5pl/l1lTranaphclln 2 μm
1/lEthanolamins 10 μM/LNa
18・Os 2.5 X 10−’M/L (4) 培養方法; 前記培養槽圧液容積が300dとなるように新しい培養
液を入れその中に2つのユニットを挿入した。それぞれ
のユニットは第1図の6に示すような新しい培養液供給
槽と、古い培養液の貯槽9とに切シ換え弁を介して、そ
れぞれ導管で結合されている。それぞれの導管の途中に
は、ポンプが設けられており、2つのユニットは切シ換
え弁によって一方のユニットが新しい培養液を培養液供
給槽a外へ排出されるよう忙互忙逆の流れをするように
なっている。
NaC1110, OmM KCI 5.0 Mg5Oa O, 55 MgCl, , 6H,0- ca (NOI)s, 4 uxo -CaC1,, 2
)1,0 0.74 NaH1PO4,2H,0- Na*llPO4,iza,o 3.41CuSO,,
5H103, OX 10-FeSO4, 7H@0 8
, OX 10-F e (N03) g , 9
Hlo -ZnSO4,7H1011,OX 10-'
A1an1n* o, o, ys Arginin*, HCl 2.76 Asparagine, Hlo 0+63 Ampara
tic acid 0.30・Cyst@In@, HC
l, Hlo 0.60Cya'Lotte-Glutamlc aeld O127Glutaml
na 6,84 Glycine 0.57 H1stldine, HCl, Hp 0.36Hydr
oxyproline 0.24Isol@ucine
1.20 Leuc1n@1.26 Lyslne, HCl 1.08 M@thto+htn* 0.33 Phsnylalanne O,45Proline
O・48 Setine O・81 Thr@one O,93 Tryptophan O00+1 Tyroalne O,48 Valjne O,LI p-Amlno benzo (c acid 3.7
Xl0-"Biotim 4.1 X 1G-' Pantoth@nat*-Ca 2.6 X 1G-
"Cholin chloride 8,8X10-"
Folie aell, 4. lX10-”Inom
ltol 2.6 X 10-'Nlac1mid
e 1.2 X 10-”Pyridoxal, HCl
4,9X1G-”Pyrldoxins, HCl2
.. 5 Xl0-”Rlboflavlne 5.6X1
0"Thlamin, HCl 4.7 x 10-"V
itamin B,, 2.5 x 10”Llpo
ic acid 2.5X10-4Glutathia
ne 1.6 X 10-”Glucose 19,0
0 Hypoxanthines 7.5 X10-”Put
resein*, 2HC12,5X 10-'Pyru
vate-Na 1. O Thymidlne 725 X 1G-”L%mol
@%e aala 7.5X1G-”Phenol r
@d 5.01! /LHEPE8 1.19.91/L NaHCO112,50WM Eltreptomyein 0.1 9/LP@n1
aillin G 10” U/LInmullne
7.5pl/l1lTransaphclln 2 μm
1/l Ethanolamins 10 μM/LNa
18.Os 2.5 X 10-'M/L (4) Culture method: A new culture solution was poured into the culture tank so that the pressure liquid volume was 300 d, and two units were inserted into it. Each unit is connected to a new culture solution supply tank and an old culture solution storage tank 9, as shown at 6 in FIG. 1, through a switching valve and a conduit, respectively. A pump is installed in the middle of each conduit, and the two units are operated by a switching valve so that one unit can drain the new culture solution out of the culture solution supply tank a in reverse flow. It is supposed to be done.

一方培養槽においてはCO,ガス及び0.ガスがサスペ
ンション液中へ供給され、それらの供給はそれぞれ系内
のpH6,5〜7、溶存酸素量が3〜4−の一定となる
ように制御された。
On the other hand, in the culture tank, CO, gas and 0. Gases were supplied into the suspension liquid, and their supply was controlled so that the pH within the system remained constant at 6.5-7 and the amount of dissolved oxygen remained constant at 3-4.

培養槽の培養液中にマウスミニp−マ細砲p3ul を
親株とするマウスハイプリドーマ4C10B6 細胞株
tt t X 1 o、”個/dトft ;bように加
えた。この細胞は免疫グロブリン(13cr)生産型の
株である。
The mouse hybridoma 4C10B6 cell line, whose parent strain was mouse minipoma cannon p3ul, was added to the culture solution in the culture tank at a rate of 10,000 cells/dtft;b. 13cr) is a production type strain.

培養中のサスペンション液は27℃に保持され、またマ
リン屋攪拌子は60r%の速度で回転させた。培養開始
後、細胞密度がlXl0’個/dになってから2つのユ
ニットの作動を開始し、新しい培養液の供給と古い培養
液の排出を行った。1つのユニットにおける供給と排出
の間隔ははS:12時時間位で行い、1日における新し
い培養液の培養槽への供給は約300dであった。しか
し培養開始後5日経過後は、この新しい培養液の供給を
1日当り最高5OO−まで除々忙増加させた。
The suspension solution during culture was maintained at 27°C, and a Marinya stirrer was rotated at a speed of 60r%. After the culture was started and the cell density reached 1X10' cells/d, the two units were started to operate, and new culture solution was supplied and old culture solution was discharged. The interval between supply and discharge in one unit was approximately 12:00 S, and the supply of new culture solution to the culture tank in one day was approximately 300 days. However, after 5 days from the start of culture, the supply of this new culture solution was gradually increased to a maximum of 500 - per day.

(5) 培養結果; か(して9日間培養を行った結果は下記のAシであった
(5) Culture results: After culturing for 9 days, the results were as shown below.

なお本発明のユニットを全(使用しない他は全く同一条
件で培養を行った時の最終の細胞密度は281 G@個
/ mlであった。
The final cell density was 281 G cells/ml when culturing was carried out under exactly the same conditions except that the unit of the present invention was not used.

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

第1図は本発明の細胞培養方法を実施するための概略図
の一例を示したもの、であり、第2−A図、第2−8図
及び第2−0図は、それぞれ本発明の細胞培養方法圧用
いられるユニットの形態の例を示したものである。 第1図
FIG. 1 shows an example of a schematic diagram for implementing the cell culture method of the present invention, and FIG. 2-A, FIG. 2-8, and FIG. An example of the form of the unit used in the cell culture method is shown. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 サスペンション型細胞培養槽のサスペンション液
中に、細胞培養に必要な栄養分及び4育阻害物質を実質
的に透過するが、細胞はメ質的に透過しない壁膜よシ形
成された中空糸の多数よりなる毛管束であって、その毛
管薦の両端は固着層によシ固着されたユニットσ少くと
も1個が収納され、中サスペンション液中の培養液をユ
ニットの中空糸の壁膜をブしてユニットの両端又は一端
から導管を通して培養槽外へ排出し、(i*+ Lかる
後、培養槽夕から細胞培養に悪影響を与えない水性液体
ζ体を導管を通じて骸ユニットの両端又は−剣へ供給し
て該液体媒体を中空糸の壁膜な介し℃サスペンション液
中へ流入し、前記排出2流入とを交互に繰返すことを特
徴とする細胞培養方法。 2、 サスペンション型細胞培養槽のサスペンジョン液
中忙、少くとも2個の該ユニットが収納され、それぞれ
のユニットは前記排出と流入が交互に繰返されるよう忙
作動され、且つ該培養槽中のサスペンション液中の培養
液の排出が停止しないよう忙各ユニットの排出と流入の
間隔を互いに制御することを特徴とする第1項記載の細
胞培養方法。
[Scope of Claims] 1. The suspension liquid of a suspension type cell culture tank contains a wall membrane or a membrane that substantially permeates nutrients and growth-inhibiting substances necessary for cell culture, but does not substantially permeate cells. A capillary bundle consisting of a large number of formed hollow fibers, in which at least one unit σ fixed by a fixed layer is housed at both ends of the capillary bundle, and the culture solution in the middle suspension solution is transferred to the hollow fibers of the unit. After removing the wall membrane of the thread and draining it from both ends or one end of the unit to the outside of the culture tank through a conduit, drain an aqueous liquid ζ that does not have a negative effect on cell culture from the culture tank through the conduit. A cell culture method characterized in that the liquid medium is supplied to both ends or ends of the unit and flows into the suspension solution through the wall membrane of the hollow fiber, and the above-mentioned discharge and inflow are repeated alternately. 2. Suspension At least two such units are housed in the suspension solution of the type cell culture tank, and each unit is actively operated so that the discharge and inflow are repeated alternately, and the culture in the suspension solution in the culture tank is 2. The cell culture method according to claim 1, wherein the intervals between discharge and inflow of each busy unit are mutually controlled so that the discharge of the liquid does not stop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0224800A2 (en) * 1985-11-26 1987-06-10 Roche Diagnostics GmbH Method and apparatus for cell culture
JPS62130683A (en) * 1985-11-26 1987-06-12 ベ−リンガ−・マンハイム・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング Method and apparatus for culturing cell

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