KR20190052145A - 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하는 용기 - Google Patents

세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하는 용기 Download PDF

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KR20190052145A
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마틴 모리시
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이엠디 밀리포어 코포레이션
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Abstract

본 기술분야에 설명된 시스템에 비해 마이크로캐리어를 함유하는 세포 배양 유체의 보다 큰 여과 효율을 제공하는 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기. 용기는 제1 격실로서, 멸균성 절첩 가능 백, 제1 격실로의 유체 경로를 제공하는 입구 포트 및 제1 격실을 나가는 유체 경로를 제공하는 출구 포트를 포함할 수 있는, 제1 격실; 및 제1 격실의 입구 포트와 유체 연결되고 경계 벽에 의해 형성된 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 포함하는 제2 격실로서, 경계 벽은 부분적으로 또는 완전히 다공성이면서 제2 격실 내부에 마이크로캐리어를 유지하는 동시에 세포 배양 유체가 세포 배양 유체를 수집할 수 있는 제1 격실의 출구 포트로 제2 격실을 통해 통과할 수 있게 하기에 충분한 공극을 갖는, 제2 격실을 포함할 수 있다.

Description

세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하는 용기
본 출원은 2016년 11월 2일자로 출원된 미국 가출원 제62/416,309호의 우선권을 주장하며, 그 개시내용은 본원에 참조로서 통합된다.
마이크로캐리어는 통상적으로 부착 또는 앵커리지-의존성 세포의 배양에 사용되며, 이를 위해 제약 산업에서 널리 사용된다. 마이크로캐리어는 특정 생물제제 또는 백신의 제조 또는 특정 유형의 세포(예를 들어, 줄기 세포) 배양- 이 경우, 줄기 세포 자체가 의도된 생성물임 -에 사용되는 부착 세포 배양에 사용할 수 있다.
마이크로캐리어는 통상적으로 마이크로캐리어에 세포의 부착을 가능하게 하거나 촉진시키는 표면 특성 또는 화학 작용을 갖는다. 생물반응기는 마이크로캐리어와 관련된 부착 세포의 배양에 사용된다. 일단 세포가 특정 밀도에 도달하거나 세포 배양 프로세스가 완료되면 세포 배양 유체는 세포 배양 유체 자체(예를 들어, 분비된 치료 단백질의 경우, 예를 들어, 단일 클론 항체) 또는 세포가 부착된 마이크로캐리어(예를 들어, 줄기 세포의 경우)의 추가 처리를 위해 마이크로캐리어로부터 분리되어야 한다. 또한, 멸균 후에 마이크로캐리어가 재사용될 수 있도록 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하는 것이 종종 바람직하다.
일반적으로, 마이크로캐리어로부터 세포를 제거하기 위해 예를 들어, 트립신, EDTA 또는 유사한 보조제로 마이크로캐리어를 처리함으로써 마이크로캐리어로부터 세포를 분리시키는 여러 방법이 설명되어 있다. 또한, 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 여러 프로세스가 설명되어 있다. 예를 들어, 큰 체적의 대량 처리를 위해, 전통적인 분리 방법은 예를 들어, 적층된 표면들의 경사진 침강 테이블 상에서 또는 얕은 용기에서 마이크로캐리어를 침강시키는 것이다. 세포가 침강되고 나면, 디켄팅에 의해 대부분의 상청액을 수확할 수 있고, 침강 단계를 반복함으로써 생성물의 회수를 개선시킬 수 있다. 그러나 이러한 프로세스에 필요한 시간은 효율적인 회수를 위해서는 너무 길 수 있으며 생성물이 악화될 수 있다.
또는, 세포 배양 용액으로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 필터가 설명되어 있다. 예를 들어, 한 가지 종래의 시스템은 일회용 수용 백에 통합된 여과 스크린을 포함하고, 마이크로캐리어를 함유하는 용액은 수용 백 벽을 가로지르는 장구를 통해 수용 백으로 공급되는 회로를 거쳐 수용 백에 전달된다. 가요성 수용 백의 벽을 가로질러 마이크로캐리어 현탁액을 전달하는 입구 장구는 평면형 메시 시트에 의해 2개의 챔버로 분할되어, 입구 장구에 의해 공급되는 제1 챔버는 마이크로캐리어가 축적되는 위치가 되고, 제2 챔버는 마이크로캐리어가 없는 액체 용액을 수용한다.
다른 종래의 시스템은 유체 배지로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 필터 조립체를 포함하고, 이는 유체를 보유하도록 구성된 멸균 격실 주위의 절첩 가능 용기; 유체가 그를 통해 격실 내로 유동하는 입구 포트; 유체가 격실 밖으로 그를 통해 유출되는 출구 포트; 및 격실 내에 배치된 필터를 포함하고, 필터는 격실을 입구 포트와 유체 연결되는 입구 챔버와 출구 포트와 유체 연결되는 출구 챔버로 분할하고, 필터는 매체가 필터를 통과할 수 있게 하면서 마이크로캐리어의 통과는 방지한다.
분리된 세포를 포함하는 배양된 용액으로부터의 마이크로캐리어의 분리는 강성 용기를 가로질러 연장되는 수평 스크린을 갖는 강성 용기를 통해 용액을 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 이 스크린은 배양액이 통과할 수 있게 하지만 마이크로캐리어의 통과는 방지하는 강성 메시이다. 그러나, 마이크로캐리어가 스크린 상에 축적됨에 따라, 이들은 스크린을 막히게 하고, 유체가 그를 통과하는 것을 방지하기 시작한다. 스크린이 막히면 스크린이 막힘 해제될 때까지 프로세스가 중지된다. 또한, 프로세스가 완료되고 나면, 강성 용기 및 관련 스크린을 재사용하기 전에 이들을 세정하고 멸균해야 한다. 이러한 프로세스 단계는 많은 비용과 시간이 소요될 수 있다.
앵커리지 의존성 세포는 기질에 "확산"하는 경향 또는 요건을 가지며 따라서 세포 수에 비해 비교적 큰 표면적을 점유한다. 이는 앵커리지 의존성 세포 생성물의 생산 프로세스를 매우 복잡하게 만든다. 예를 들어, 75 cm2 배양 표면은 총 습윤 세포 중량의 수 마이크로그램이면서 임의의 유용한 제약 생성물의 것보다 매우 작은, 본질적으로 무시할 수 있는 1 x 105-6 세포를 산출할 수 있다. 따라서, 평면형 표면 부착의 한계를 극복하려는 다년간의 시도에도 불구하고, 생산을 위해 평탄한 표면 상에서 앵커리지 의존성 세포를 성장시키는 것은 매우 비실용적이었다.
따라서, 본 기술 분야에서 필요한 것은 상기 문제 중 하나 이상을 완화할 수 있는 방법 및/또는 시스템이다.
본원에 설명된 실시예는 마이크로캐리어를 세포 배양 유체로부터 분리하기 위한 용기에 관한 것이다. 본원에 기재된 용기는 본 기술 분야에서 설명된 시스템에 비해 마이크로캐리어를 함유하는 세포 배양 유체의 더 큰 여과 효율을 제공한다. 예를 들어, 종래 기술의 여과 시스템, 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같은 것들의 경우, 백이 마이크로캐리어로 채워지고 나면, 마이크로캐리어의 표면적 중 점점 더 작은 백분율이 여과 베슬(예를 들어, 백 또는 파우치)과 접촉하게 되고, 그에 의해, 여과 프로세스를 늦추거나 방해하고 전체 여과 효율을 감소시킨다. 본원에 기재된 용기는 높은 표면적을 가지므로 여과 효율이 증가한다.
일부 실시예에서, 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기가 제공되며, 이 용기는 제1 격실로서, 멸균성 절첩 가능 백, 제1 격실 내로의 유체 경로를 제공하는 입구 포트 및 제1 격실을 나가는 유체 경로를 제공하는 출구 포트를 포함할 수 있는 제1 격실; 및 제1 격실의 입구 포트와 유체 연결되고 경계 벽을 포함하는 완전히 포위된 제2 격실로서, 경계 벽은 부분적으로 또는 완전히 다공성이면서 제2 격실 내부에 마이크로캐리어를 유지하는 동시에 세포 배양 유체가 세포 배양 유체를 수집할 수 있는 제1 격실의 출구 포트로 제2 격실을 통해 통과할 수 있게 하기에 충분한 공극을 갖는, 제2 격실을 포함한다.
특정 실시예에서, 완전히 포위된 제2 격실은 복수의 독립적이거나 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 한정하는 다수의 경계 벽을 갖는다. 영역은 하나의 독립적인 또는 별개의 영역 내의 마이크로캐리어가 다른 독립적인 영역의 마이크로캐리어와 직접 상호 작용하지 않으며 접촉하지 않는다는 점에서 독립적이거나 별개이다. 일부 실시예에서, 마이크로캐리어 수용 영역 각각은 파우치이다.
특정 실시예에서, 각각 제1 격실의 입구 포트와 유체 연결되고 경계 벽을 포함하는 복수의 완전히 포위된 격실이 존재하고, 경계 벽은 부분적으로 또는 완전히 다공성이면서 제2 격실 내부에 마이크로캐리어를 유지하는 동시에 세포 배양 유체가 세포 배양 유체를 수집할 수 있는 제1 격실의 출구 포트로 제2 격실을 통해 통과할 수 있게 하기에 충분한 공극을 갖는다.
일부 실시예에서, 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하는 방법이 제공되며, 이 방법은
(a) 마이크로캐리어를 포함하는 세포 배양 유체를 제공하는 단계;
(b) 제1 격실과, 제1 격실 내에 배치된 완전히 포위된 제2 격실을 포함하는 용기를 제공하는 단계 - 제1 격실은 멸균성 절첩 가능 백, 제1 격실 내로의 유체 경로를 제공하는 입구 포트, 및 제1 격실을 나가는 유체 경로를 제공하는 출구 포트를 포함하고; 제2 격실은 제1 격실의 입구 포트와 유체 연결되고 경계 벽을 포함하며, 경계 벽은 부분적으로 또는 완전히 다공성이며 제2 격실 내부에 마이크로캐리어를 유지하면서 유체가 제2 격실을 통해 출구 포트로 통과할 수 있게 하는 공극을 갖고; 경계 벽은 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 한정함 -; 및
(c) 마이크로캐리어를 포함하는 세포 배양 유체를 제1 격실의 입구 포트를 통해 유동시켜, 마이크로캐리어가 완전히 포위된 제2 격실로 유동하여 제2 격실 내부에 포획 및 축적되고, 나머지 세포 배양 유체는 제1 용기의 출구 포트를 통해 제2 격실 외부로 유동하게 하는 단계를 포함하고,
그에 의해 세포 배양 유체로부터 마이크로캐리어를 분리한다.
일부 실시예에서, 제2 격실은 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 포함하고, 이들 각각은 마이크로캐리어를 함유하는 세포 배양 유체가 마이크로캐리어 수용 영역으로 들어갈 수 있게 하는 유체 경로를 제공하는 상단 부분, 측면 벽 및 마이크로캐리어 수용 영역에서 마이크로캐리어를 유지하면서 세포 배양 유체가 통과할 수 있게 하기에 충분히 다공성인 저부 부분을 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 격실의 복수의 마이크로캐리어 수용 영역은 매니폴드를 형성하도록 플리넘에 연결된다. 플리넘은 예를 들어 폴리술폰, 아크릴 또는 폴리카보네이트 폴리머와 같은 강성 재료로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 이는 예를 들어 비닐 또는 폴리비닐클로라이드 폴리머와 같은 가요성 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 플리넘은 마이크로캐리어를 함유하는 세포 배양 유체를 복수의 마이크로캐리어 수용 영역의 각각에 분배한다.
도 1은 특정 실시예에 따라 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기의 개략도이다.
도 2는 다른 실시예에 따라 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기의 개략도이다.
도 3은 특정 실시예에 따라 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기의 개략도이다.
도 4는 특정 실시예에 따라 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기의 다른 개략도이다.
첨부 도면을 참조하여 본원에 개시된 구성요소, 프로세스 및 장치를 보다 완전히 이해할 수 있다. 도면은 편의상, 그리고, 본 개시내용의 설명의 용이성에 기초한 개략적인 표현일 뿐이며, 따라서 장치 또는 그 구성요소의 상대적인 크기 및 치수를 나타내거나 그리고/또는 예시적인 실시예의 범위를 정의 또는 제한하려는 것은 아니다.
명료함을 위해 하기의 설명에서 특정 용어가 사용되었지만, 이들 용어는 도면에서 예시를 위해 선택된 실시예의 특정 구조만을 언급하려는 것이지, 개시내용의 범위를 정의하거나 제한하려는 의도는 아니다. 도면 및 이하의 설명에서, 동일한 참조 번호는 동일한 기능을 갖는 구성요소를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
단수 형태는 문맥상 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다.
명세서에서 사용될 때, 다양한 장치 및 부품은 다른 구성요소를 "포함하는"이라고 설명될 수 있다. 본원에서 사용된 "포함하다", "내포하다", "갖는", "가지다", "할 수 있다", "함유하다" 및 그 변형은 추가 구성요소의 가능성을 배제하지 않는 개방단 전이 어구, 용어 또는 단어가 되는 것을 의도한다.
많은 유전적으로 변형된 동물 세포를 포함하는 앵커리지 의존성 세포는 정전/소수성 상호 작용, 자체 부착 매트릭스의 생성 또는 폴리아미노산(예를 들어, 폴리리신) 또는 콜라겐, 라미닌, 피브로넥틴 및 기타 "RGD" 펩티드를 포함하는 다양한 "스캐폴딩(scaffolding)" 단백질의 코팅에 대한 부착을 포함하는 프로세스에 의해 표면에 부착된다. 이들은 자연 환경에서 세포를 고정하는 세포 부착 기질을 모방하며, 부착 프로세스 자체가 유전 및 합성 프로세스를 제어하고 구체적으로 원하는 생성물의 생성을 제어하는 세포에 신호를 제공하기 때문에 앵커리지 의존성이 필수 요건이다.
회분식 방법
회분식 모드 마이크로캐리어 세포 배양은 단순히 세포 코팅된 마이크로캐리어와 영양 배지의 조합을 세포 건강을 지원하는 방식으로 용기에 제공하는 것을 포함하며: 가스, 완충액, 동화 작용 탄소원 및 성장 인자가 제공되고 원하는 생성물의 최대 생산을 위해 최적화된다. 최적화된 농도의 생성물에 도달하고 나면, 현탁액을 마이크로캐리어로부터 소정 방식으로 분리한 후 하류 처리를 수행한다.
유가식 모드는 실행이 끝난 후에만 생성물이 제거된다는 점에서 회분식 모드와 유사하지만 생성물의 회수를 개선하기 위한 목적으로 프로세스 중에 다수의 간격으로 영양물이 첨가된다는 점이 다르다.
관류(연속 유동) 모드
관류 모드에서, 신선한 영양 배지의 연속적인 유동이 마이크로비드의 현탁액을 통과한다. 마이크로캐리어는 통상적으로 배양 베슬을 통해 매우 느리게 관류하는 배지의 밀도보다 약간 고밀도로 선택되기 때문에, 따라서 마이크로캐리어 중량은 그렇지 않으면 배양 베슬로부터 마이크로캐리어를 방출할 유동 벡터(이동 배지의 "상승" 인자)를 상쇄시킨다. 원하는 생성물이 영양 배지로 배출되면, 이는 유출 스트림으로부터 회수된다. 화학적 또는 효소적 수단(통상적으로 트립신 또는 "EDTA"(에틸렌 디아민 테트라아세트산))에 의해 마이크로캐리어로부터 벗겨내어진 이후, 생성물이 여전히 세포 내에 함유된 또는 마이크로캐리어 비드에 부착된 세포와 연결되어 있는 경우, 이때, 추가 처리가 일어나기 전에 마이크로캐리어로부터의 세포의 분리가 필요하다.
따라서, 연속 또는 관류 모드에서, 생성물은 배양 기간 전반에 걸쳐 수확된다. 회분식 및 유가식 모드에서 생성물은 프로세스 실행이 끝날 때만 제거된다.
마이크로캐리어 기반 배양물의 처리
이들 현재의 방법 모두는 메시 여과 매체의 치수가 마이크로캐리어의 농도에 비해 크다면 마이크로캐리어의 양호한 포획을 제공할 것이다. 그러나, 마이크로캐리어 포획 챔버가 마이크로캐리어로 채워지기 시작함에 따라, 메시의 일부가 폐색되므로, 여과 효율이 저하되고 유체 스트림의 처리가 반드시 감소해야 한다. 따라서, 배양 배지로부터 마이크로캐리어 비드 또는 세포를 분리하고, 수확시 마이크로캐리어 비드 또는 세포를 회수하기 위한 보다 빠르고 효율적인 수단을 제공하는 기기 및 방법에 대한 요구가 여전히 존재한다. 영양물이 연속적으로 시스템에 첨가되고 생성물이 배양 기간 전반에 걸쳐 수확되는 세포 배양의 연속 또는 관류 모드에서 사용하기 위한 그러한 기기 및 방법이 필요하다는 것은 특히 명확하다.
지금까지 공지된 포획 장치에서 필터 매체의 소진을 극복하기 위해, 포획 매체의 이용 가능한 표면적을 증가시키는 것이 필요하다. 본원에 개시된 실시예는 수용 백에 배치될 때 전체 장치의 체적을 증가시키지 않고 여과 매체의 표면적을 실질적으로 증가시킨다.
본원에 개시된 실시예는 세포 배양 용액 또는 프로세스 용액으로부터 특히 효율적인 방식으로 마이크로캐리어 또는 다른 응집체를 여과하여 마이크로캐리어 현탁 배지의 여과물이 마이크로캐리어 자체로부터 효율적으로 분리되게 하는 장치 및 방법을 제공한다. 장치의 설계는 본 기술분야에 이미 공지된 장치로부터 예상되는 필터 막힘 및 유동 차단을 크게 감소시키는 동시에 임의의 유형의 멸균 일회용 또는 재사용 가능한 멸균 가능한 생물반응기에서 유사한 장치를 적용함으로써 기대되는 모든 이점을 제공한다. 보다 구체적으로, 본원에 개시된 실시예는 세포 마이크로캐리어를 위한 개선된 일회용 여과 장치 및 마이크로캐리어 세포 배양물로부터 세포 및 세포 생성물을 회수하기 위한 프로세스 회로에 대한 필터 유닛의 통합에 관련한다. 일반적으로, 일회용 여과 장치 및 여과물 회수 장치는 임의의 크기의 비다공성 일회용 백을 포함할 수 있다. 일 실시예는 "필로우(pillow)" 백이라고 지칭되며, 서로 마주하여 배치되고 둘레를 따라 함께 밀봉 또는 접착된 2개 이상의 폴리머 또는 라미네이트된 폴리머 시트를 포함한다. 대안적으로, 일회용 3 차원 일회용 백, 즉 가요성 단일 또는 라미네이트된 비다공성 폴리머 재료의 3, 4, 5 또는 그 이상의 벽을 갖도록 제조된 백이 있다.
특정 실시예의 목적은 여과 효율을 증가시키는 것이다. 특정 실시예에서, 다공성 여과 격실의 표면적은 격실의 벽의 수를 증가시켜 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 생성시킴으로써 증가된다. 마이크로캐리어 영역에 축적되는 마이크로캐리어 베드의 유효 밀도는 사용된 마이크로캐리어의 실제 수를 감소시키지 않으면서 감소된다. 따라서, 동일한 수의 마이크로캐리어에 대해, 보다 많은 마이크로캐리어 표면적이 샘플 또는 세포 배양 용액에 노출된다.
일부 실시예에서, 매니폴드 또는 플리넘을 사용하여 프로세스 유체를 제2 격실 또는 격실들로 유도할 수 있다.
특정 실시예에서, 장치의 제1 격실은 백일 수 있다. 백은 멸균 포트, 배관 연결부 및 배관 회로의 배열과 같은 가변 개수의 장구를 보유할 수 있다. 일 실시예에서, 백은 비다공성이며 가요성 폴리에틸렌 재료 또는 필름을 포함하고, 그것에 부착된 장구를 가질 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "장구(fitment)"는 비다공성 백 필름에 용접, 예를 들어, 가열 용접되어 부착된, 별도의 대상물을 지칭한다. 이와 같이, 장구는 흔히 비다공성 백의 벽을 포함하는 폴리머 재료와 동일하거나 유사할 수 있는 폴리머 재료를 포함한다. 장구는 흔히 비다공성 백의 벽보다 밀도가 높은 재료이며, 기능을 가능하게 하기 위해 백에 추가될 수 있다. 장구의 비제한적인 예는 포트를 형성하는 것이다. 특정 실시예에서, 비다공성 백의 내부로부터 세포 배양 배지 또는 다른 유체를 인출하기 위해 하기에 설명된 포트가 비다공성 백의 벽에 추가 된다. 이러한 백은 큰 유체 부하로 인한 응력을 경감시키기 위해 금속 탱크 또는 통에 수용되어 있는 상태로 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 제2 격실은 제1 격실 내에 수용되며, 제1 격실은 제2 격실 필터로부터의 여과물을 수집한다. 제2 격실(필터)은 예를 들어 접착제 또는 가열 밀봉에 의해 격실의 상단 에지를 따라 제1 격실의 벽에 밀봉될 수 있다. 제2 격실은 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 포함한다.
이제 도 1을 참조하면, 유체 및 비드(도시되지 않음)의 외부 공급원으로부터 외부 공급 튜브에 연결되고, 용기 내로 그리고 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10')(부분적으로 도시됨)과 유체 연통하는 플리넘(3)으로의 경로를 제공하는 장구(1)가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, 그 각각이 메시 여과 백인 2개의 이런 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10')이 있다. 각각의 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10')은 그 내부 체적 내에 복수의 마이크로캐리어를 다른 것들로부터 독립적으로 수납하도록 구성되고; 격실(10) 내의 복수의 마이크로캐리어는 격실(10') 내의 복수의 마이크로캐리어와는 독립적이고 별개이다. 일부 실시예에서, 각각의 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10') 내의 복수의 마이크로캐리어는 포획 및 축적되어 마이크로캐리어 베드를 형성한다. 각각의 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10')은 동일할 수 있지만(예를 들어, 동일한 체적 및 구성), 반드시 그러할 필요는 없다.
도 2는 제1 용기(2)가 플리넘 챔버(3) 및 복수의 독립적인 또는 별개의 마이크로캐리어 수용 영역(10, 10', 10" 및 10'")을 포함하는 제2 용기(5)를 둘러싸고 있는 실시예를 도시한다. 특정 실시예에서, 각각의 영역(10, 10', 10" 및 10'")은 다공성 메시 필터 백이다. 비드 함유 유체는 장구(1)를 통과하여 플리넘(3)으로 들어가고, 그곳에서 메시 백을 분산시키며, 메시 백은 현탁 유체가 메시를 통과하고 제1 용기(2)로 들어감에 따라 비드를 포획한다. 이 실시예에서, 입구 포트(1)는 용기(2)의 측면 벽 상에 위치된다. 메시 백은 메시 백 내에서 마이크로캐리어를 유지하면서 프로세스 유체가 통과할 수 있도록 하기에 충분한 공극을 갖는다. 마이크로캐리어 수용 영역에 대한 적절한 공극은 50-100㎛ 메시를 포함한다.
도 3은 제2 용기의 플리넘(3)에 대한 접근을 제공하는 장구(1)가 기기의 상단에 위치되는 것을 제외하면 도 2와 유사한 실시예를 도시한다. 장구(1)는 예를 들어 후크 또는 슬롯형 지지부에 결합하는 경우 기기에 대한 지지를 제공할 수 있다.
도 4는 제2 용기가 복수의 별개의 여과 파우치(100)를 포함하는 실시예를 도시한다. 각각의 여과 파우치는 매니폴드에 부착될 수 있고 비다공성 폴리에틸렌 백과 같은 제1 용기의 입구와 유체 연통한다. 부착은 기계적일 수 있거나, 제2 용기(또는 그 관련 부분)와 매니폴드가 모두 동일한 재료(예를 들어, PE)인 경우, 이때 가열 밀봉될 수 있다.
특정 실시예에서, 각각의 파우치(100)는 유체가 통과할 수 있게 하면서 복수의 마이크로캐리어를 수용하도록 구성된 메시 파우치 또는 다른 다공성 재료이다.
일부 실시예에서, 제2 용기는 마이크로캐리어로 예비 적재될 수 있으며, 기기는 예컨대 마이크로캐리어로부터 부착 세포를 세척하거나 또는 프로세스 액체 내의 세포를 마이크로캐리어에 부착시키기 위해 처리 액체로 마이크로캐리어를 세척하는 데 사용될 수 있다.
가상의 마이크로캐리어 수용 영역은 다음의 예에 의해 나타낼 수 있다. 10 x 10 x 10 치수를 갖는 큐브는 상단 벽을 제외하면 10 x 10 유닛 = 500 평방 유닛의 벽이 5개의 벽이 있기 때문에 10 x 10 x 5의 측벽 표면을 갖는다. 이것이 마이크로캐리어 수용 영역으로서 10 x 1 유닛 파우치로 대체된다면, 이때, 총 측면 및 저부 벽 표면은 10 x 10(2개의 각각의 큰 측면 벽 x 1 유닛) + 10 x 1 x 3(각각의 파우치에 대해 2개의 짧은 측면 벽 + 1 저부 벽) 또는 2300 평방 유닛의 여과 면적일 것이며, 거의 동일한 공간에서 460 % 증가한다.
사용시, 특정 실시예에서, 설명된 필터 장치는 포트에 부착된다. 포트는 차례로 세포 배양 베슬로부터 현탁액을 배액하는 펌프 또는 중력 유동 회로에 배관에 의해 부착된다. 이 유동은 여과 메시와 같은 마이크로캐리어 수용 영역으로 유도된다. 마이크로캐리어 수용 영역에 대한 접근은 포트에 대한 직접 부착에 의해 또는 제1 용기에 접근하는 포트로부터의 연장 튜브를 통해(도 2) 이루어진다. 마이크로캐리어 용액은 플리넘으로서 기능하는 제2 격실의 상부 부분으로 통과하고, 마이크로캐리어 용액은 메시 필터 직물 또는 다공성 시트의 파우치, 백 또는 주름 백과 같은 마이크로캐리어 수용 영역에 분산된다(도 3). 마이크로캐리어 수용 영역의 측벽에 의해 제공되는 추가적인 표면적은 오직 하나의 마이크로캐리어 수용 영역을 갖는 표준 필터 유닛과 비교하여 여과를 위한 표면적을 지수적으로 증배시키기 때문에, 기기는 또한 종래 기술의 필터보다 지수적으로 더 효율적이다.
적절한 마이크로캐리어는 GE로부터 입수 가능한 CYTODEX 마이크로캐리어; Pall로부터 입수 가능한 SOLOHILL 마이크로캐리어 및 코닝으로부터 입수 가능한 CELLBIND 마이크로캐리어를 포함한다.
예
여과 장치는 플라스틱 또는 폴리에틸렌 백과 같은 제1 용기와 플리넘 및 5개의 메시 필터 백으로 구성된 제2 용기를 가지며, 여기서 각각의 필터 백은 2㎝ x 10㎝ x 10㎝의 필터 메시 직물 치수를 가지고, 개별 백 당 전체 면적은 260㎠ 이다. CHO 세포 배양 유체 중의 시토덱스 3 마이크로캐리어 비드(직경 141-211㎛) 100 리터를 80㎛의 메시 크기를 갖는 설명된 비드 여과 장치로 펌핑한다. 불어난 시토덱스 3 비드의 체적은 500mls/100 리터의 비드 현탁액의 최종 팩킹된 비드 체적에 대해 펌핑된 비드 용액 리터당 50 밀리리터(ml)이다. 비드 필터의 제2 용기에는 용기의 플리넘에 5개의 메시 백이 부착되어 있다. 비드가 함유 유체 100 리터가 처리되면 5개의 백은 500ml의 비드를 포획한다. 백이 정확히 고르게 채워질 필요는 없지만, 그렇게 되는 경향이 있다. 하나의 백이 다른 백보다 실질적으로 더 많이 채워지면, 이때, 더 많이 찬 백은 약간 더 높은 압력 강하를 가질 것이고, 유입되는 액체는 보다 적게 채워진/더 낮은 압력 강하를 갖는 백을 향해 편향될 것이다. 이 시점에서 이는 축적된 비드 위에 600㎠의 아직 막히지 않은 필터 매체를 남긴다. 이는 포획된 비드에 의해 덮여지지 않은, 막히지 않은 필터 매체의 양이 불과 200 cm 2인, 동일한 외부 치수, 즉 10㎝ x 10㎝ x 10㎝의 단 하나의 백으로 구성되는 종래 기술의 제2 용기와 대비된다. 이는 이 예에서 제1항의 발명에 의해 제공되는 여과 면적에 비해 1/3이다. 따라서, 사용 가능한 여과 매체의 절반 소진시 청구된 발명의 막힘없는 유량은 이 예에서 종래 기술의 장치의 3배일 것이다.

Claims (5)

  1. 프로세스 유체로부터 마이크로캐리어를 분리하기 위한 용기이며,
    제1 격실;
    제1 격실 내로의 유체 경로를 제공하는 입구 포트;
    제1 격실을 나가는 유체 경로를 제공하는 출구 포트; 및
    제1 격실의 내부에 배치되어 제1 격실의 입구 포트와 유체 연결된 제2 격실을 포함하고,
    상기 제2 격실은 복수의 별개의 마이크로캐리어 수용 영역을 포함하는 용기.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 마이크로캐리어 수용 영역은 상기 마이크로캐리어를 유지하면서 프로세스 유체가 통과할 수 있게 하기에 충분한 공극을 갖는 다공성 메시를 포함하는 용기.
  3. 제1항에 있어서, 마이크로캐리어 수용 영역은 매니폴드를 형성하도록 플리넘과 유체 연통하는 용기.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 마이크로캐리어 수용 영역은 제1 격실의 입력 포트에 유체 연결되는 매니폴드에 연결된 메시 백을 포함하는 용기.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 마이크로캐리어 수용 영역은 다공성 주름 백을 포함하는 용기.
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