JPWO2019157356A5

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Publication number: JPWO2019157356A5
Application number: JP2020564794A
Authority: JP
Publication date: 2022-02-04
Anticipated expiration: 2039-02-08

Claims

顕微鏡検査可能なバイオリアクタシステムであって、
１つ又は複数のバイオリアクタユニットを含み、前記１つ又は複数のバイオリアクタユニットのそれぞれは、
３次元（３Ｄ）細胞成長培地によって充填されたサンプルウェルであって、前記３Ｄ細胞成長培地は、複数のヒドロゲル粒子及び液体細胞培養培地を含み、前記ヒドロゲル粒子は、前記液体細胞培養培地によって膨潤して顆粒状ゲルを形成する、サンプルウェルと、
第１フィルタ材料によって前記サンプルウェルに流体接続されている培地収集チャンバと、を含み、
前記システムは、前記培地収集チャンバに対する負のゲージ圧の適用、または前記サンプルウェルに対する正圧の適用が、前記サンプルウェルから、前記３次元細胞成長培地を通して、前記第１フィルタ材料を通して、最終的に前記培地収集チャンバ内への、流体の能動的な浸透を引き起こすように構成され、
前記第１フィルタ材料は、前記膨潤したヒドロゲル粒子のサイズよりも小さな多孔性を有し、
前記サンプルウェルの底部は、光学的に透明である、顕微鏡検査可能なバイオリアクタシステム。
第２フィルタ材料によって前記サンプルウェルに流体接続された液体培地リザーバをさらに含み、前記システムは、前記培地収集チャンバに対する負のゲージ圧の適用、または前記液体培地リザーバに対する正圧の適用が、前記液体培地リザーバから、前記第２フィルタ材料を通して、その後前記３次元細胞成長培地を通して、前記第１フィルタ材料を通して、最終的に前記培地収集チャンバ内への、流体の灌流を引き起こすようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
前記培地収集チャンバに動作可能に接続された真空装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
前記真空装置は、ネジ駆動型アクチュエータを含み、前記ネジ駆動型アクチュエータは、前記培地収集チャンバに負のゲージ圧を能動的に提供するように構成された、前記培地収集チャンバ内に回転可能に取り付けられた駆動用止めネジを含む、請求項２に記載のシステム。
前記培地収集チャンバは、前記培地収集チャンバに流体接続された真空ポートであって、真空装置に着脱可能に接続可能である真空ポートを含む、請求項１に記載のシステム。
個別のサンプルウェルのアレイを含む、請求項１に記載のシステム。
前記アレイ中の各サンプルウェルは、別々の液体培地リザーバに流体接続されている、請求項６に記載のシステム。
前記アレイ中の各サンプルウェルは、同じ液体培地リザーバに流体接続されている、請求項６に記載のシステム。
前記システムは、外側リングと、中間リングと、中央チャンバとを含む環状配置を有し、
前記液体培地リザーバは、前記外側リング内に配置され、
前記サンプルウェルは、前記中間リング内に配置され、
前記中央チャンバは、前記培地収集チャンバである、請求項１に記載のシステム。
前記システムは、外側リングと、中央チャンバとを含む環状配置を有し、
前記サンプルウェルは、前記中央チャンバ内に配置され、
前記培地収集チャンバは、前記外側リング内に配置され、
前記液体培地リザーバは、前記中央チャンバ内において、前記サンプルウェルの上方に配置される、請求項１に記載のシステム。
前記３次元細胞成長培地は、前記降伏応力よりも大きな剪断応力の適用時に、前記細胞成長培地が第１の固体相から第２の液体相へと相変化するように降伏応力を有する、請求項１に記載のシステム。
複数の細胞が、前記３Ｄ細胞培養培地の領域内に配置される、請求項１に記載のシステム。
前記１つ又は複数のバイオリアクタユニットは、前記液体培地リザーバから前記サンプルウェルへ、さらに前記培地収集チャンバへの流体の水平方向流路のために構成される、請求項１に記載のシステム。
ピペット尖端を受容するように構成され、且つ、前記サンプルウェルの底部から前記ピペット尖端の遠位端までの固定した高さを提供するように構成されたピペットガイドをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
前記１つ又は複数のバイオリアクタユニットは、前記液体リザーバから前記サンプルウェルへ、さらには前記培地収集チャンバへの流体の水平方向流路を有する互いに流体連通していない個別のユニットである、請求項１に記載のシステム。
複数の個別のバイオリアクタユニットをしっかりと保管及び輸送するように構成されたカセットをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
前記個別ユニットのそれぞれは、底面上に、前記個別ユニットの上部に向けて延びる突起を受容するように構成された、３つ以上の開口又は環状円錐台形状凹部を含む、請求項１に記載のシステム。
前記カセットは、複数のバイオリアクタユニットを受容するように構成されたチャンバを含み、前記チャンバは、複数の凹部を有した底面を有し、前記複数の凹部のそれぞれは、個々のバイオリアクタユニットをしっかりと着座させ得るように構成される、請求項１に記載のシステム。
前記底面の各凹部は、前記底面から上向きに延び、前記底面から遠位端に向けて先細りとなっている３つ以上の先細り形状の円錐台形状ポストを含み、それぞれの先細り形状ポストは、前記個別のバイオリアクタユニットの前記開口又は前記環状円錐台形状凹部内へと突出するように構成され、且つ、前記開口又は前記環状円錐台形状凹部にしっかりと嵌合するように構成される、請求項１に記載のシステム。
前記カセットは、ガスポートをさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
前記カセットは、熱源に動作可能に接続される、請求項１６に記載のシステム。
前記液体リザーバと前記サンプルリザーバとの間の前記流路内に配置された前記水平方向流路に流体接続された、薬剤送達のための注入ポートをさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
高処理能力バイオリアクタシステムであって、
ウェルプレートであって、複数の開口を含み、前記複数の開口のそれぞれは、３次元（３Ｄ）細胞成長培地によって充填されたサンプルウェルを含み、前記３Ｄ細胞培養培地は、複数のヒドロゲル粒子及び液体細胞培養培地を含み、前記ヒドロゲル粒子は、前記液体細胞培養培地によって膨潤して顆粒状ゲルを形成する、ウェルプレートと、
フィルタと、
複数の開口を含む中央プレートと、
ベースプレートであって、フィルタ材料によって前記サンプルウェルに流体接続された１つ又は複数の培地収集チャンバを含むベースプレートと、を含み、
前記ウェルプレートの底部は、前記中央プレートの上部と嵌合して前記フィルタを挟むように構成され、前記中央プレートの底部は、前記ベースプレートの上部と嵌合するように構成され、これにより、嵌合時には、前記ウェルプレートの前記サンプルウェルは、前記フィルタを通して前記中央プレートに流体連通し、前記中央プレートは、前記１つ又は複数の培地収集チャンバに流体連通し、これにより、前記ウェルプレートから前記フィルタを通してさらに前記中央プレートを通してそして前記ベースプレートへの鉛直方向流体流路を有した複数のバイオリアクタが形成され、
前記システムは、前記培地収集チャンバに対する負のゲージ圧の適用が、前記３次元細胞成長媒体を浸透させた前記サンプルウェルから、前記フィルタを通して、最終的に前記培地収集チャンバ内への、流体の能動的な吸引を引き起こすように構成され、
前記フィルタ材料は、前記膨潤したヒドロゲル粒子のサイズよりも小さな多孔性を有する、高処理能力バイオリアクタシステム。
デュアルフローバイオリアクタシステムであって、
第１液体リザーバと、
サンプルウェルであって、前記サンプルウェルは、３次元（３Ｄ）細胞成長培地によって充填され、前記３Ｄ細胞培養培地は、複数のヒドロゲル粒子及び液体細胞培養培地を含み、前記ヒドロゲル粒子は、前記液体細胞培養培地によって膨潤して顆粒状ゲルを形成する、サンプルウェルと、
第１培地収集チャンバと、
第２液体リザーバと、
第２培地収集チャンバと、
第１真空装置と、
第２真空装置と、を含み、
前記第１真空装置は、前記第１培地収集チャンバに動作可能に接続され、
前記第２真空装置は、前記第２培地収集チャンバに動作可能に接続され、
前記第１液体リザーバは、第１フィルタ材料を通して前記サンプルウェルに流体連通し、前記サンプルウェルは、前記第１フィルタ材料を通して前記第１培地収集チャンバに流体連通し、これにより、第１灌流流路を形成し、前記第１フィルタ材料は、前記膨潤したヒドロゲル粒子のサイズよりも小さい多孔性を有し、
前記第２液体リザーバは、第２フィルタ材料を通して前記サンプルウェルに流体連通し、前記サンプルウェルは、前記第２フィルタ材料を通して前記第２培地収集チャンバに流体連通し、これにより、第２灌流流路を形成し、前記第２フィルタ材料は、前記膨潤したヒドロゲル粒子のサイズよりも小さい多孔性を有し、
前記システムは、前記システムの底部から前記サンプルウェルへの異なる高さ位置のところにおいて前記第１流路と前記第２流路とが互いに直交するように構成され、
前記システムは、前記第１培地収集チャンバに対する、又は前記第２培地収集チャンバに対する、又はこれら両方に対する負のゲージ圧の適用が、前記３次元細胞成長媒体を浸透させた、前記第１液体リザーバからの又は前記第２液体リザーバからの又はこれら両方からの、前記第１フィルタを通しての又は前記第２フィルタを通しての又はこれら両方を通しての、そして最終的に、前記第１培地収集チャンバ内への又は前記第２培地収集チャンバ内への又はこれら両方内への、流体の能動的な吸引を引き起こすようにさらに構成される、デュアルフローバイオリアクタシステム。
灌流が可能とされたバイオリアクタの使用方法であって、
請求項１に記載の１つ又は複数のバイオリアクタシステムを準備することと、
生物学的サンプルを準備することと、
３Ｄ成長培地を準備することと、
前記バイオリアクタの培養チャンバ内に前記３Ｄ成長培地を配置することと、
前記３Ｄ成長培地内に前記生物学的サンプルを分注することと、
正又は負のゲージ圧を前記バイオリアクタに適用し、これにより、能動的な灌流によって流体を前記３Ｄ成長培地内へと吸引することと、を含む、方法。