KR101695049B1 - 연속 회수 채취 백 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유체를 보유할 수 있는 무공성 용기로서, 외부 벽면 및 유체를 보유하기 위한 내부 챔버를 형성하는 내부 벽면과; 주연부, 제1 면 및 제2 면을 갖고, 전체 주연부 주위가 무공성 용기의 내부 벽면의 일부분에 고정 부착되어 무공성 용기 내에 일체형 내부 백을 형성하는, 필터와; 일체형 내부 백의 제1 면에 인접한 외부 벽면의 일부분에서 무공성 용기의 외부 벽면에 부착되고, 유체가 일체형 내부 백을 통해 내부 챔버로부터 필터를 통해 포트 외부로 유동하는 것을 허용하도록 구성된 포트를 형성하는 부속품을 포함하는, 무공성 용기에 관한 것이다.

Description

연속 회수 채취 백{CONTINUOUS RECOVERY HARVEST BAG}
관련 출원
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에서 참조되는 2009년 8월 26일자로 출원된 미국 가출원 제61/237,286호 및 2009년 9월 8일자로 출원된 미국 가출원 제61/240,323호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 예컨대, 2차원 폐기가능(disposable) 백이나 3차원 폐기가능 벤치 탑(bench top) 생물반응기 백 또는 대형 폐기가능 생물 반응기 내의 마이크로캐리어 상에서 성장된 세포를 채취하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
세포 배양은 핵산, 백신용 바이러스, 항체 및 인터페론과 같은 단백질과 같은 생물학적 산물(biological product)의 제조시 필수 단계이다. 임의의 동물 세포와 같은 고정의존성(anchorage-dependent) 세포는 성장과 분열을 위해 임의의 표면에 부착될 필요가 있다.
대규모 세포 배양을 위해, 마이크로캐리어는 고정의존성 세포를 성장시키는데 필요한 큰 표면 면적을 제공한다. 1967년 반 베젤(Van Wezel)은 그런 세포를 성장시키기 위해 마이크로캐리어, 약 0.2mm 직경의 소형 비드 또는 입자를 사용하는 것을 개시하였다. 마이크로캐리어는 생물반응기 백 내의 배지(culture medium) 내에 부유되어 있다. 세포(접종물)는 마이크로캐리어가 부유되어 있는 액체 배지에 추가된다. 통상, 세포 배양 과정 동안 부유액 내에 마이크로캐리어 비드를 유지하는데 도움이 되도록 약한 교반이 사용된다.
"부유 세포(suspension cell)"로 지칭되는 비고정의존성 세포는 성장하는데 있어 고체 지지체가 불필요하며, 세포 부유액에서 성장할 수 있다.
연속 또는 관류 모드 ( Continuous or Perfusion Mode ): 연속 또는 관류 모드에선, 세포군이 추가된 마이크로비드 부유액을 통한 또는 세포 부유 배양을 통한 신선한 영양소 풍부 배지의 연속적인 유동이 존재한다. 산물은 배양 기간 전체에 걸쳐 채취된다. 유독성 대사 물질 및 가끔 있는 죽은 세포는 제거된다. 부유 배양에선, 세포의 소형 크기로 인해, 세포를 생물반응기 내에 보유하면서 영양소가 고갈된 매체를 제거하는 과정에 문제점이 계속 존재한다. 현재 이용가능한 여과 방법 및 시스템은 필터의 막힘 및 생물반응기 내의 죽은 세포의 축적을 포함하는 여러 단점을 특성적으로 갖고 있다. 이런 문제점은 회수되는 산물의 양에 영향을 미쳐, 이런 관류 생물반응기 시스템이 산업적 규모로 확대되는 것을 어렵게 한다.
배치 모드 ( Batch Mode ): 배치 모드에선, 모든 영양소가 개시시 추가되고 산물은 배치 모드 종료까지 제거되지 않는다. 노폐물이 진행중에 축적되고 영양소가 소진되기 때문에, 배치 처리는 다양한 적용예에 있어서는 비효율적이다.
유가 모드 ( Fed - Batch Mode ): 유가 모드는 산물이 진행의 종료시에만 제거된다는 점에선 배치 모드와 유사하지만, 영양소가 과정 동안 복수의 간격으로 추가된다는 점에선 다르다.
각각의 이런 모드에서, 세포군은 관심 산물을 배지 내로 분비하거나 유출할 수도 있다. 다량의 세포군을 갖는 마이크로캐리어 비드 또는 세포 부유액으로부터의 세포를 생물반응기 백 내에 잔류시키는 동안 배지의 적어도 일부분을 생물반응기로부터 제거함으로써 산물을 채취한다. 상술된 바와 같이, 연속 또는 관류 모드에선, 산물은 배양 기간 전체에 걸쳐 채취된다. 배치 모드 및 유가 모드에선, 산물은 진행의 종료시에만 제거된다.
세포 배양의 이런 각각의 모드에서, 채취 단계 동안 배지로부터 마이크로캐리어 비드 또는 세포를 분리하는 대부분의 종래 방법은 비드 또는 세포를 안착시키고 유체를 디캔팅(decanting)하거나 혼합물을 외부 여과함으로써 수행된다. 이런 방법들 모두는 비효율적이며 분리하는데 상당한 시간을 필요로 한다.
외부 필터는 유체 유동이 필터 표면에 대해 거의 법선 방향인, 즉 수직인 정상 유동 여과(Normal Flow Filtration; NFF)에 사용될 수도 있다. NFF는 비교적 완속인 프로세스일 뿐 아니라, NFF에선 필터를 통과하지 않은 입자가 축적되어 필터를 막기 쉽다.
접선 방향 유동 여과(Tangential Flow Filtration: TFF)에선, 유체 유동은 필터의 표면을 따라 접선 방향이다. TFF에선 필터를 통해 유동하는 유체의 일부분을 여과측으로 가압하기 위해 압력이 필터 표면에 법선 방향으로 인가된다. 필터를 막는 것 대신, 필터를 통과하지 않은 입자는 유동에 의해 수반된다. 이런 장치는 대체로 막힘 문제를 유발하진 않지만, TFF 장치는 대형 면적, 높은 유량 및 고압이 필요하기 때문에, 세포 또는 마이크로캐리어 비드를 손상시킬 수도 있다.
아주 효율적인 것은 아닌 다른 방법은 "로커(rocker)" 유형의 2차원 백의 내부에 부유식 관류 필터를 사용하는 것이다. 또 다른 유형의 여과 시스템은 카트리지 또는 하우징 내에 파형 또는 주름 필터를 통상 포함하는 카트리지 필터 시스템이다. 카트리지 필터도 또한 쉽게 막힌다. 현재 이용가능한 이런 시스템들 중 어느 시스템도 마이크로캐리어 비드를 회수하는데 효과적인 방법을 제공하지 않는다.
따라서, 마이크로캐리어 비드 또는 세포를 배지로부터 분리하고 채취시 마이크로캐리어 비드 또는 세포를 회수하는데 있어서 보다 신속하고 보다 효율적인 수단을 제공하는 장치 및 방법이 여전히 계속 필요하다. 영양소가 시스템에 연속적으로 추가되고 산물이 배양 기간 전체에 걸쳐 채취되는 연속 또는 관류 모드의 세포 배양에 사용되는 이런 장치 및 방법에 대한 필요성이 특히 주지되어 있다.
특히, 본 발명은 다음 중 하나 또는 조합을 포함한다. 일 양태에서, 본 발명은, 배지를 채취하는 동시에 마이크로캐리어 비드를 백 내에 잔류시키기 위한 채취 및 마이크로캐리어 회수 백 및 대응하는 방법의 발견에 관한 것이며, 이런 방법은 종래 기술의 방법보다 상당히 더 효율적이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 매체 및 비드는 채취 및 마이크로캐리어 회수 백 내부에서 생물반응기 내로 다시 유동될 수 있다.
개시된 발명은, 유체를 보유할 수 있는 무공성 용기로서, 외부 벽면 및 유체를 보유하기 위한 내부 챔버를 형성하는 내부 벽면과, 주연부, 제1 면 및 제2 면을 갖고, 전체 주연부 주위가 무공성 용기의 내부 벽면의 일부분에 고정 부착되어 무공성 용기 내에 일체형 내부 백을 형성하는, 필터와, 일체형 내부 백에 인접한 외부 벽면의 일부분에서 무공성 용기의 외부 벽면에 부착되고, 유체가 필터를 통해 내부 챔버로부터 일체형 내부 백 내로 그리고 제1 포트 외부로 유동하는 것을 허용하도록 구성된 제1 포트를 형성하는, 제1 부속품(fitment)을 포함하는, 무공성 용기에 관한 것이다.
일 실시예에서, 무공성 용기는 유연성 재료를 포함한다. 다른 실시예에서, 무공성 용기는 접이식 백을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 필터의 면적은 무공성 용기의 내부 벽면의 면적과 거의 동일하다.
본 발명의 다른 실시예는, 유체를 보유할 수 있는 제1 내부 챔버를 갖는 무공성 용기로서, 제2 내부 챔버를 갖고 무공성 용기의 벽과 일체형이며, 무공성 용기의 제1 내부 챔버에 인접한 다공성 표면을 포함하고, 제1 내부 챔버와 제2 내부 챔버가 서로 유체 연통하도록 구성되는, 내부 파우치(pouch)와, 무공성 용기의 표면상에 포트를 형성하는 부속품을 포함하고, 포트는 제2 내부 챔버로의 출입(access)을 허용하도록 위치설정되며, 제1 내부 챔버 내에 포함된 유체가 무공성 용기의 표면상의 포트 외부로 유동하는 것을 허용할 때, 유체는 제1 내부 챔버 외부로 그리고 내부 파우치를 통과하는 여과액을 형성하는 다공성 표면을 통해 포트 외부로 진행하는, 무공성 용기이다.
개시된 무공성 용기는, 무공성 용기의 내부 챔버 내에 보유된 유체를 채취하기 위해 부속품의 포트에 부착되는 배관을 가질 수도 있다.
본 발명은 많은 이점을 갖는다. 마이크로캐리어 비드를 생물반응기 또는 세포 배양 백 내에 잔류시키는 동안 관심 산물을 포함하는 배지를 채취하는 것과 관련된 문제를 해결할 필요성이 계속 존재하여 왔다. 종래 기술의 외부 필터에 대한 본 발명에 의해 제공되는 하나의 이점은 필터의 막힘을 최소화하거나 방지한다는 것이다. 외부 필터는 채취하는 동안 마이크로캐리어 비드가 축적되어 결국에는 필터를 막는 "데드 엔드(dead end)" 또는 배치 모드에서 통상 사용된다. 반면에, 개시된 채취 및 마이크로캐리어 회수 백의 일체형 필터는 외부 필터와 같이 쉽게 막히는 경향이 없다. 개시된 장치는 농축된 마이크로캐리어 비드 부유액 또는 세포 부유액이 생물반응기 내로 다시 재순환될 수도 있는 배치 모드에서, 또는 연속 또는 반연속 모드에서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 이점은, 유체를 안착시키고 디캔팅하는 것보다 더 신속할 뿐만 아니라, 디캔팅보다 더욱 효과적인 분리 방법이다. 디캔팅 방법은 비효과적인 분리일 가능성이 크다(즉, 비드가 채취 유체의 일부가 된다).
또한, 개시된 장치 및 방법은 통상 디캔팅으로 가능한 것보다 더 많은 유체를 회수할 수 있다. 다공성 배관 조립체를 사용하는 종래의 방법은, 배관의 막힘과, 백 내의 배관의 위치에 따른 더 제한적인 유체 회수와, 3차원 백에 사용될 때의 배관의 임펠러와의 우발적인 얽힘(entanglement)과 같은 다른 제한 사항을 갖는다.
또 다른 이점은, 폐기가능하고 일회용이며 무균 연결부를 통해 오염의 위험 없이 동시에 살균되도록 본 발명을 생물반응기 디자인 또는 다른 폐기가능 장치에 통합함으로써 달성된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 백을 통해 부분적으로 관측될 수 있는 직사각형 형상 필터 및 스크린을 갖는 2차원 접이식 백의 형태인 채취 및 마이크로캐리어 회수 용기의 개략적인 상부 단면도를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 투명 백을 통해 부분적으로 관측될 수 있는 원형 형상 필터 및 스크린을 갖는 2차원 채취 및 마이크로캐리어 회수 백의 개략적인 상부 단면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 백의 내부 벽과 필터 사이에 개재된 스크린을 도시하는 채취 및 마이크로캐리어 회수 백의 상부 패널의 일부분의 절결도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 통류 채취 백의 상부 패널(47)의 상부도 및 백의 하부 패널(48)의 하부도를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 통류 채취 백의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 통류 채취 백의 상부의 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 관통 채취 백의 하부의 사시도를 도시한다.
본 발명의 상술된 그리고 다른 구성요소 및 이점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 대한 보다 구체적인 다음 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면은 반드시 일정 비율로 도시될 필요는 없으며, 개시된 장치의 예시적인 실시예의 결과를 예시하는 것에 중점을 두고 있다.
본 발명의 양호한 실시예를 이하에 기술한다. 본 발명의 특정 실시예는 예로서 도시되어 있으며, 본 발명을 제한하는 것이 아님을 알아야 한다. 처음에는, 본 발명은 보다 상세한 이하의 설명과 함께 본 발명의 가장 넓은 전체 양태가 기술된다. 본 발명의 구성요소 및 방법의 특징과 다른 세부 사항은 특허청구범위에 추가로 기재될 것이다.
배지로부터 마이크로캐리어 비드를 분리하는 종래 기술의 방법에 비해, 본 발명의 발명자는, 배지를 채취하는 동시에 채취 및 마이크로캐리어 회수 백 내에 또는 생물반응기 내에, 또는 채취 및 마이크로캐리어 회수 백과 생물반응기 양자 모두 내에 마이크로캐리어 비드를 잔류시키기 위한 연속 회수 채취 용기 또는 백 및 대응하는 방법을 발견하였는데, 이런 방법은 종래 기술의 방법보다 상당히 더 효율적이다.
본 발명은 여과 적용예을 위해 특유한 기능을 수행하는 접이식 백일 수 있는 용기에 관한 것이다. 백은 임의의 크기일 수 있다. 일 실시예에서, 접이식 백은 2차원 폐기가능 백, 3차원 폐기가능 벤치 탑 생물반응기 백 및 폐기가능 생물반응기로부터 선택된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 백은 마이크로캐리어 비드상에서 세포를 배양하는데 적절한 일회용 유연성 무공성(nonporous) 백이다.
개시된 연속 회수 채취 용기는 폐기가능하거나 일회용일 수 있다. "연속 회수 채취 용기", "채취 및 마이크로캐리어 회수 백", "무공성 용기" 및 "무공성 백"이라는 용어는 본 명세서에서 동의어로 사용된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 백은 세포 배양 매체를 채취하는데 적절한 유연성 무공성 백이다.
도 3a, 도 3b, 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서, 무공성 백은, 예컨대 생물반응기 내의 연속 또는 관류 모드 세포 배양과 함께 사용될 수 있는 연속 회수 통류(flow-through) 채취 백이다. 통류 채취 백의 일 실시예에서, 매체 및 마이크로캐리어 비드는 생물반응기로부터 통류 백의 하부 패널의 포트 내로 그리고 백의 하부 패널의 다른 포트에서 다시 생물반응기 내로 유동될 수 있다.
일 실시예에서, 무공성 백은 유연성 폴리에틸렌 재료 또는 필름을 포함하고, 무공성 백에 부착된 부속품을 가질 수도 있다. "부속품"이라는 용어는 무공성 백 필름을 부착시키기 위해 무공성 백 필름에 용접, 예컨대 열 용접되는 분리품을 지칭하는데 본 명세서에서 사용된다. 따라서, 부속품은 무공성 백의 벽을 포함하는 중합체 재료와 동일하거나 유사할 수 있는 중합체 재료를 통상 포함한다. 부속품은 통상 무공성 백의 벽보다 밀도가 더 높은 재료이며, 기능할 수 있도록 백에 추가될 수도 있다. 부속품의 비제한적인 예는 포트를 형성하는 부속품이다. 본 발명의 일 실시예에서, 이하에 기술되는 바와 같은 포트는 무공성 백의 내부로부터 세포 배지 또는 다른 유체를 배출시키기 위해 무공성 백의 벽에 추가된다.
개시된 무공성 백은 무공성 백의 내부 챔버 내에 보유된 유체를 채취하기 위해 부속품의 포트에 부착되는 배관을 가질 수도 있다.
무공성 백은, 배양 매체가 내부 챔버로부터 일체형 내부 백을 통해 필터를 통해 포트 외부로 유동할 때 연속 여과가 유발되도록 마이크로캐리어 비드 또는 세포 부유액을 포함하는 배양 매체를 장치를 통해 연속적으로 유동시키는데 사용되는 포트 및 배관으로 구성된 복수의 부속품을 가질 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무공성 백은, 상부 패널 및 하부 패널을 포함하는 2차원 폐기가능 백, 3차원 폐기가능 벤치 탑 생물반응기 백 또는 지지 구조체와 함께 사용되는 폐기가능 생물반응기 백이다. 무공성 백은 임의의 크기, 예컨대 10리터, 100리터, 200리터, 500리터 또는 5000리터일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 무공성 백은, 다공성 중합체 재료의 시트가 용접, 예컨대 열 용접에 의해 필터의 전체 외주연부 주위에 직접 부착되는 적어도 하나의 내부 벽부를 포함하는 무공성 중합체 재료를 포함한다. 부착된 필터는 무공성 백 내부에 완전히 위치설정되어 무공성 백 내의 일체형 내부 백을 형성한다. 필터의 일 측부는 무공성 백에 포함된 벌크 유체(bulk fluid)에 노출된다. 포켓이 무공성 백의 내부 벽부와 필터 사이에서 필터의 다른 측부에 형성된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 채취 및 마이크로캐리어 회수 백(20)의 개략적인 상부 단면도이다. 본 명세서에서 "필터"(23)라고 지칭되는 직사각형 미공성 필터는 투명한 무공성 백(20)의 내부 벽면에 부착된다. 필터(23)의 에지 및 스크린(22)은 무공성 백(20)의 투명한 상부 패널(28)을 통해 관측될 수 있다. 배관(26)은 부속품(24)의 채취 포트에 부착된다. 추가 포트(30)가, 예컨대 무공성 백의 충전, 살포 또는 센서용 프로브를 위해 사용될 수도 있다.
도 2a는 채취 및 마이크로캐리어 회수 백(21)의 다른 실시예의 상부도를 도시한다. 도 1 및 도 2a에 도시된 무공성 백들 사이의 유일한 차이점은 도 2a에 도시된 무공성 백(21)의 필터가 원형 또는 타원형이라는 점이다.
도 2b는 개시된 일회용 채취 및 마이크로캐리어 백(21)의 상부 패널(28)의 일부분의 절결도로서, 본 발명의 실시예에 따른 백 외부 벽면(32)과, 백 내부 벽면(34)과, 필터(23)의 전체 주연부 주위가 도면부호 13에서 내부 벽면(34)에 시임 용접된 필터(23)와, 필터(23)와 백(21)의 내부 벽면(34) 사이에 개재된 자유 부유 스크린(22)을 도시하고 있다.
스크린(22) 및 필터(23)는 임의의 적절한 재료, 예컨대 적절한 다공성의 일체형 폴리에틸렌을 각각 포함할 수도 있다. 스크린(22)은 필터(23)와 백(21)의 내부 벽면(34) 사이에 배치되어 자유 부유되고, 필터(23)는 필터(23)의 주연부 주위가 백(21)의 내부 벽면(34)에 시임 용접됨으로써 백(21) 내부에 샌드위치(sandwich)를 형성할 수도 있다. 도 2b는 도면부호 13으로 나타낸 필터(23)의 주연부 주위의 시임 용접부가 무공성 백(21)의 내부 챔버에 대면하는 다공성 벽을 갖는 일체형 내부 백을 무공성 백(21) 내에 형성한다는 것을 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 통류 채취 백(28)의 상부 패널(32)의 상부도(47) 및 백(28)의 하부 패널(50)의 하부도(48)를 제공한다. 채취 포트(24)는 백(28)의 외부 상부 패널(32) 내의 부속품(25)에 형성된다. (도 3b의 도면부호 22로 나타낸)스크린은 필터(23)와 상부 패널(32)의 내부 벽면 사이에서 자유 부유한다. 스크린-필터-백 샌드위치(35)가 백(28)의 상부 패널 내에 형성된다. 백(28)은, 예컨대 (도시 안 된)생물반응기 내의 연속 또는 관류 모드 세포 배양과 함께 사용될 수 있는 연속 회수 통류 채취 백(28)이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예에서, 필터의 면적은 2차원 폐기가능 백의 상부 벽 패널의 내부 벽면의 전체 면적과 거의 동일하다.
통류 채취 백(28)의 일 실시예에서, 매체 및 마이크로캐리어 비드는 생물반응기로부터 통류 백(28)의 하부 패널(50) 내의 포트(36)들 중 하나의 포트 내로 유동될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 연속 회수 통류 채취 백(28)의 단면도인 도 3b를 참조한다. 도 3b에서 백 내부(54)는 하부 패널(50)에 의해 일 측부에 한정된다. 화살표(40)는 포트를 통한 백 내부(54) 내로의 매체 및 마이크로비드(또는 세포)의 유동 방향을 나타낸다. 화살표(42)는 다른 포트를 통해 백 내부(54)에서 (도시 안 된)생물반응기 내로 복귀하는 매체 및 비드의 유동 방향을 나타낸다. 화살표(44)는 백 외부로의 매체의 유동 방향을 나타내며, 비드는 백 내에 잔류된다.
도 3b의 단면도는 필터(23)와 백(28)의 상부 패널(32) 사이에 개재된 자유 부유 스크린(22)을 도시한다. 필터(23)는 필터(23)의 주연부가 백(28)의 상부 패널(32)에 용접됨으로써 백(28)의 상부 패널(32)과 함께 일체형 필터 백을 형성한다. 스크린(22)은 단순히 필터(23)를 상부 패널(32)로부터 이격되게 보유하는 기능을 한다. 도 3a 및 도 3b 양자 모두에서, 부속품(25) 및 채취 포트(24)는 상부 패널(32) 내에 도시되어 있다. 도 3a에서, 포트(36)들 중 하나의 포트는 매체 및 비드를 생물반응기로부터 백(28) 내로 유동시키는데 사용될 수 있고, 포트(36)들 중 하나의 포트는 매체 및 비드를 백(28)에서 다시 생물반응기 내로 유동시키는데 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 연속 회수 통류 채취 백의 상부 사시도이다. 상부 패널(32)은 채취 포트를 위한 부속품(25) 및 채취 포트에 부착된 배관(26)을 갖는다.
도 5는 도 4에 도시된 연속 회수 통류 채취 백의 하부 패널(50)의 사시도이다. 부속품(51)은 매체 및 비드를 생물반응기로부터 백 내로 유동시키기 위한 이송관을 부착시키는데 사용될 수 있다. 배관(52)은 매체 및 비드를 백에서 연속 관류 모드에서 작동하는 생물반응기 내로 다시 유동시키는데 사용될 수 있다.
배관(26)이 부착된 채취 포트(24)를 포함하는 부속품은, 배지와 같은 유체가 배관(26)을 통해 무공성 백(28)의 내부 부분에서 유출될 때 무공성 백(28) 내의 벌크 유체가 무공성 백(28) 내의 일체형 내부 백을 맨 먼저 통과하고 포트(24)를 통해 무공성 백(28)을 탈출하기 전에 필터 또는 필터(23)를 통해 배관(26)에 진입해야 하도록, 무공성 백(28)의 벽부에 연결된다. 필터(23)는 무공성 백(28)과 완전히 일체형이며, 임의의 입자 크기 이상인 마이크로캐리어 비드와 같은 모든 입자를 기계적 씨빙(sieving)을 통해 무공성 백(28) 내에 보유하는 동안 유체를 통과시킬 수 있다.
필터(23)의 면적은 임의의 크기일 수도 있으며, 예컨대 백(28)의 내부 벽면의 면적과 거의 동일할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 필터(23)의 면적은 무공성 백(28)의 내부 벽면의 면적의 약 2% 내지 약 95%와 동일하다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 필터의 면적은 무공성 백(28)의 내부 벽의 면적의 약 25% 내지 약 50%와 동일하다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 무공성 백(28)은 필터(23)와 백(28)의 내부 벽면 사이에 위치설정되는 자유 부유 스크린(22)을 포함한다. 일 실시예에서, 스크린(22)은 필터(23)의 평균 공극 크기보다 큰 평균 공극 크기를 갖는다. 필터의 평균 공극 크기는, 예컨대 약 0.2㎛(마이크로미터) 내지 약 200㎛일 수 있다.
스크린(22)은 필터(23)를 백의 내부 벽면에서 이격되게 보유하는데 도움이 된다. 스크린(22)은 백(28)의 투명한 상부면을 통해 관측될 수 있다.
도 2a는 필터(23)가 원형 형상인 무공성 백(28)의 다른 실시예를 도시한다.
개시된 무공성 백의 필터(23)는 일체형 폴리에틸렌 필터 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 포함할 수도 있다. 다공체(porous form)로 이용될 수도 있고 필터(23)를 형성하는 적절한 재료일 수도 있는 중합체의 다른 비제한적인 예는, 플루오르화(fluorinated) 폴리에틸렌, 폴리-4-메틸펜텐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리벤즈옥사졸, 폴리카보네이트, 폴리시아노아릴에테르, 폴리에스테르, 폴리에스테르카보네이트, 폴리에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리플루오로올레핀, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리옥사디아졸, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리설파이드, 폴리술폰, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리티오에테르, 폴리트리아졸, 폴리우레탄, 폴리비닐, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 재생 셀룰로오스, 실리콘, 및 이들의 공중합체, 또는 이들의 물리적 혼합물을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 필터에 사용되는데 적절할 수도 있는 다공성 재료의 다른 비제한적인 예는 글루타르알데히드와 일부 가교된(some cross-linking) 콘드로이틴 설페이트 및 콜라겐으로 제조된 다공성 매트릭스이다. 또 다른 예는 폴리락타이드의 고분자 중량 중합체 또는 폴리락틱산(PLA)이다.
본 발명의 일 실시예에서, 필터(23)는 일체형 폴리에틸렌 필터일 수도 있다. 공극 크기는 마이크로캐리어 비드 크기의 선택에 따르거나, 유체가 필터를 통해 유출될 때 무공성 백 내에 잔류되는 대상이 되는 다른 입자의 선택에 따를 수 있다. 통상적인 공극 크기는, 예컨대 약 0.2㎛ 내지 약 200㎛일 수도 있다.
개시된 일회용 채취 및 마이크로캐리어 회수 백이 이용될 수도 있는 적용예의 비제한적인 예는, 마이크로캐리어 비드를 세포 배지로부터 분리하는 것, 세포를 세포 배지로부터 채취 분리하는 것 또는 관류 배양을 포함한다.
예시
일회용 채취 및 마이크로캐리어 회수 백을 제조하기 위해, 마이크로다공성 중합체 시트의 전체 주연부 주위를 유연성 무공성 백의 벽 내부의 일부분에 열 용접하여, 유연성 무공성 백의 일부분을 포함하는 제1 벽 및 마이크로다공성 중합체 시트를 포함하는 제2 벽을 포함하는 일체형 내부 백을 형성하였다. 내부 백의 다공성 벽은 유연성 무공성 백의 내부와 접촉되어 있다. 내부 백의 무공성 벽은, 내부 백의 무공성 벽의 전체 주연부 주위가 부착되는 유연성 무공성 백의 일부분을 포함한다. 사용된 무공성 백은 폴리에틸렌 백이었다.
채취 포트를 형성하는 부속품을 포함하는 부속품을 무공성 백의 외부에 추가하였다. 어떤 부속품도 필터에 직접 용접하지 않았다. 또한, 부속품은 무공성 백의 밀도보다 높은 밀도를 갖는 폴리에틸렌으로 형성되었다. 부속품은 임의의 다양한 크기일 수 있으며 다양한 인자에 따라 형상화될 수 있다. 구성된 원형은 부속품으로서 0.5인치 호스 바브(hose barb) 또는 3인치 위생 부품(sanitary fitting)을 이용하였다.
마이크로캐리어 비드를 배지로부터 분리하는데 사용될 때, 무공성 백 내의 일체형 내부 백의 다공성 벽은 마이크로캐리어 비드를 백 내의 나머지 용액으로부터 분리하는 필터로서 기능을 한다. 유체는 무공성 백의 내부 챔버 외부로 펌핑되어, 일체형 내부 백을 통해, 마이크로필터(23)를 통해, 채취 포트(24)에서 채취 배관(26) 내로 펌핑될 수 있으며, 마이크로비드는 내부 챔버 내에 잔류된다.
본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 전체에 걸쳐, "포함"이라는 용어 및 이의 변형 용어는 "포함하지만 제한되지 않는"이란 의미이며, 다른 성분, 첨가물, 요소, 인티저(integer) 또는 단계를 배제하려는 의도가 아니다(배제하지 않는다). 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 전체에 걸쳐, 단수형은 문맥상 달리 요구하지 않는 한 복수형을 포함한다. 특히, 부정 관사가 사용된 경우, 본 명세서는 문맥상 달리 요구하지 않은 한 복수뿐만 아니라 단수도 고려한다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 특정한 양태, 실시예 또는 예와 함께 기술된 구성요소, 인티저, 특징, 화합물, 화학 성분 또는 그룹은 양립될 수 있는 한 본 명세서에 기술된 임의의 다른 양태, 실시예 또는 예에 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. (임의의 첨부된 특허청구범위, 요약 및 도면을 포함하는)본 명세서에 기술된 모든 구성요소 및/또는 기술된 방법 또는 공정의 모든 단계는, 이런 구성요소 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고는, 임의의 조합으로 조합될 수도 있다. 본 발명은 임의의 상술된 실시예의 세부 사항에 제한되지 않는다. 본 발명은 (임의의 첨부된 특허청구범위, 요약 및 도면을 포함하는)본 명세서에 기술된 구성요소의 임의의 신규한 구성요소 또는 조합을 포함하거나, 기술된 임의의 방법 또는 공정의 단계의 임의의 신규한 단계 또는 조합을 포함한다.
등가물
본 발명은 본 발명의 양호한 실시예를 참조하여 구체적으로 도시되고 기술되었지만, 당업자는 첨부된 특허청구범위에 의해 포함되는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항을 변형할 수도 있다는 것을 알아야한다.
20 : 채취 및 마이크로캐리어 회수 백
22 : 스크린
23 : 필터
24 : 부속품
26 : 배관
28 : 상부 패널
30 : 추가 포트

Claims (15)

  1. 유체를 보유할 수 있는 무공성 용기이며,
    외부 벽면 및 유체를 보유하기 위한 내부 챔버를 형성하는 내부 벽면과,
    주연부, 제1 면 및 제2 면을 갖고, 전체 주연부 주위가 무공성 용기의 내부 벽면의 일부분에 고정 부착되어 무공성 용기 내에 일체형 내부 백을 형성하는, 필터와,
    일체형 내부 백에 인접한 외부 벽면의 일부분에서 무공성 용기의 외부 벽면에 부착되고, 유체가 내부 챔버로부터 필터를 통해 일체형 내부 백 내로 그리고 제1 포트 외부로 유동하는 것을 허용하도록 구성된 제1 포트를 형성하는, 제1 부속품과,
    일체형 내부 백에 인접하지 않는 외부 벽면의 일부분에서 무공성 용기의 외부 벽면에 부착되는 제2 부속품들을 포함하고,
    제2 부속품들의 적어도 하나는 유체가 내부 챔버 내로 유동하는 것을 허용하도록 구성된 제2 포트를 형성하고,
    제2 부속품들의 나머지는 유체가 내부 챔버 외부로 유동하는 것으로 허용하도록 구성된 제2 포트를 형성하는,
    무공성 용기.
  2. 제1항에 있어서, 무공성 용기는 유연성 재료를 포함하는, 무공성 용기.
  3. 제1항에 있어서, 무공성 용기는 접이식 백을 포함하는, 무공성 용기.
  4. 제3항에 있어서, 접이식 백은 2차원 폐기가능 백, 3차원 폐기가능 벤치 탑 생물반응기 백 및 폐기가능 생물반응기로부터 선택되는, 무공성 용기.
  5. 제1항에 있어서, 필터의 면적은 무공성 용기의 내부 벽면의 전체 면적과 동일한, 무공성 용기.
  6. 제1항에 있어서, 필터의 면적은 무공성 용기의 내부 벽면의 면적의 2% 내지 95%와 동일한, 무공성 용기.
  7. 제6항에 있어서, 필터의 면적은 무공성 용기의 내부 벽면의 면적의 25% 내지 50%와 동일한, 무공성 용기.
  8. 제1항에 있어서, 필터와 무공성 용기의 내부 벽면 사이에 위치설정되는 스크린을 포함하고, 스크린은 필터의 평균 공극 크기보다 큰 평균 공극 크기를 갖는, 무공성 용기.
  9. 제1항에 있어서, 필터는 일체형 폴리에틸렌 필터를 포함하는, 무공성 용기.
  10. 제1항에 있어서, 필터의 평균 공극 크기는 0.2㎛ 내지 200㎛인, 무공성 용기.
  11. 제1항에 있어서, 무공성 용기의 내부 챔버 내에 보유된 유체를 채취하기 위한 배관을 포함하고, 배관은 제1 포트의 제1 부속품에 부착되는, 무공성 용기.
  12. 삭제
  13. 제4항에 있어서, 접이식 백은 상부 벽 패널 및 하부 벽 패널을 포함하는 2차원 폐기가능 백이고, 필터는 2차원 폐기가능 백의 상부 벽 패널의 내부 벽면의 일부분에 부착되는, 무공성 용기.
  14. 제13항에 있어서, 필터의 면적은 2차원 폐기가능 백의 상부 벽 패널의 내부 벽면의 전체 면적과 동일한, 무공성 용기.
  15. 유체를 보유할 수 있는 제1 내부 챔버를 갖는 무공성 용기이며,
    제2 내부 챔버를 갖고 무공성 용기의 벽과 일체형이며, 무공성 용기의 제1 내부 챔버에 인접한 다공성 표면을 포함하고, 제1 내부 챔버와 제2 내부 챔버가 서로 유체 연통하도록 구성되는, 내부 파우치와,
    무공성 용기의 표면상에 제1 포트를 형성하는 부속품과,
    무공성 용기의 다른 표면 상에 제2 포트들을 형성하는 부속품들을 포함하고,
    제1 포트는 제2 내부 챔버로의 출입을 허용하도록 위치설정되며, 제1 내부 챔버 내에 포함된 유체가 무공성 용기의 표면상의 제1 포트 외부로 유동하는 것을 허용할 때, 유체는 제1 내부 챔버 외부로 그리고 내부 파우치를 통과하는 여과액을 형성하는 다공성 표면을 통해 제1 포트 외부로 진행하고,
    제2 포트들의 적어도 하나는 유체가 제1 내부 챔버 내로 유동하는 것을 허용하도록 구성되고, 제2 포트들의 나머지는 유체가 제1 내부 챔버의 외부로 유동하는 것을 허용하도록 구성되는,
    무공성 용기.
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