KR20200118416A - 생물반응기 및 관련 방법 - Google Patents

생물반응기 및 관련 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200118416A
KR20200118416A KR1020207020697A KR20207020697A KR20200118416A KR 20200118416 A KR20200118416 A KR 20200118416A KR 1020207020697 A KR1020207020697 A KR 1020207020697A KR 20207020697 A KR20207020697 A KR 20207020697A KR 20200118416 A KR20200118416 A KR 20200118416A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bioreactor
chamber
fixed bed
bed
structured fixed
Prior art date
Application number
KR1020207020697A
Other languages
English (en)
Inventor
호세 까스틸로
바스틴 메레스
세바스챤 장-피에르 미헬 로드리게즈
Original Assignee
유니버셀스 테크놀로지스 에스.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유니버셀스 테크놀로지스 에스.에이. filed Critical 유니버셀스 테크놀로지스 에스.에이.
Publication of KR20200118416A publication Critical patent/KR20200118416A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/02—Membranes; Filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34—Internal compartments or partitions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/42—Integrated assemblies, e.g. cassettes or cartridges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/44—Multiple separable units; Modules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14—Scaffolds; Matrices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C12M25/18—Fixed or packed bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18—Flow directing inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/18—Flow directing inserts
    • C12M27/20—Baffles; Ribs; Ribbons; Auger vanes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

세포를 배양하기 위한 장치는 생물반응기를 포함한다. 생물반응기는 모듈식일 수 있고, 세포를 배양하기 위한 비구조화 또는 구조화 베드(예를 들어 나선형 베드)와 같은 고정 베드를 챔버 내에 포함할 수 있으며, 복귀 기둥이 챔버 내 중앙에 배치된다. 모듈식 생물반응기는 적층형 구성으로 배치된 다수의 구조화 고정 베드를 포함할 수 있다. 모듈식 생물반응기는 세포가 배양되는 챔버를 적어도 조절(예를 들어, 단열, 가열, 냉각)하기 위한 공간을 형성하는 외부 케이스를 포함할 수 있다. 생물반응기는 또한 반경 방향으로 곡선형인 블레이드를 갖는 임펠러를 포함할 수 있고, 좌우로 이동하여 외부 구동장치와 정렬할 수 있도록 임펠러를 매달 수도 있다. 관련 방법이 또한 개시된다.

Description

생물반응기 및 관련 방법
본 출원은 미국 가특허 출원 제62/758,152호, 제62/733,375호 및 제62/608,261호의 이익을 주장하며, 이들 각각은 본원에 참조로 포함된다. 미국 특허 출원 공개 제2018/0282678호, 국제 특허 출원 PCT/EP2018/076354, 미국 가특허 출원 62/711,070 및 미국 가특허 출원 62/725,545의 개시가 본원에 참조로 포함된다.
이 문서는 일반적으로 세포 배양 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생물반응기 및 관련 방법에 관한 것이다.
본 개시의 목적은 하나 이상의 구조화 고정 베드(고정층, fixed bed)를 이용하여 제조 및 사용의 용이성을 촉진하면서, 확대 또는 축소된 경우에도, 결과적으로 제공되는 균질성 및 반복성으로부터 우수한 세포 배양 결과를 달성하는, 모듈식 형태일 수 있는 생물반응기를 제공하는 것이다.
본 개시의 제 1 양태에 따르면, 유체 흐름과 관련하여 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는 세포를 배양하기 위한 고정 베드를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성된다.
일부 실시형태에서, 모듈식 생물반응기는 제 1 챔버를 갖는 베이스부(base portion)와, 고정 베드를 수용하기 위한 제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부(intermediate portion), 및 중간부 위에 배치되는 커버부(cover portion)로 구성된다. 고정 베드는 구조화 고정 베드로 구성될 수 있고, 중간부는 관형 부분(tubular part)으로 구성될 수 있고, 구조화 고정 베드는 관형 부분 주위에서 나선형으로 연장되고, 또는 중간부는 고정 베드의 내벽으로 구성될 수 있다. 임의의 실시형태에서, 중간부는 구조화 고정 베드와 각각 결합되는 다수의 중간 부분(intermediate part)으로 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 다수의 중간 부분 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 중간 부분 아래의 제 1 구조화 고정 베드로부터 적어도 하나의 중간 부분 위의 제 2 구조화 고정 베드로 유체가 흐를 수 있도록 천공된다. 일부 실시형태에서, 다수의 중간 부분 각각은 관형이고, 각각의 구조화 고정 베드는 관형 중간 부분 주위에 권취된 나선형 베드(spiral bed)로 구성된다. 구조화 고정 베드를 위해 천공 지지대(perforated support)가 제공될 수 있다.
일부 실시형태에서, 중간부는 모듈식 생물반응기의 주변부를 형성하기 위한 관형 케이스(tubular casing)를 더 포함할 수 있다. 관형 케이스는 생물반응기를 가열, 냉각 또는 단열하기 위한 공간을 형성한다. 중간부는 서로 연결되도록 각각 구성된 다수의 중간 부분을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 중간부는, 적어도 하나의 중간 부분과 맞물리고 고정 베드를 수용하기 위해 제 2 외부 챔버의 내벽을 형성하기 위한 튜브(tube)를 포함한다. 튜브는 튜브 아래의 제 1 중간 부분 및 튜브 위의 제 2 중간 부분과 맞물린다. 제 2 중간 부분은 제 3 내부 챔버를 따라 유체 막(fluid film)을 생성하기 위한 개구(opening)를 포함할 수 있다. 제 1 중간 부분으로부터 제 2 중간 부분을 지지하기 위한 수직 막대(vertical rod)와 같은 지지대가 제공될 수 있다.
일부 실시형태에서, 커버부는 다수의 포트(port)를 포함하는 제거 가능한 캡(cap)으로 구성된다. 제거 가능한 캡은 중간부의 외경보다 작은 외경을 가질 수 있다. 포트 중 적어도 하나는 나사산 금속 인서트(threaded metal insert)를 포함할 수 있다. 커버부는 중간부의 외경과 같거나 큰 외경을 가질 수 있다.
중간부는 베이스부 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성된 중간 부분을 포함할 수 있다. 중간 부분은 유체 흐름을 방해하기 위한 흐름 방해기(flow disruptor)를 더 포함할 수 있다.
베이스부는 고정 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버와 유체 연통하는 제 1 챔버의 반경 방향 외측에 추가 챔버를 포함할 수 있다. 이 추가 챔버는 제 1 챔버로부터 추가 챔버로 유체를 전달하기 위한 다수의 개구를 갖는 직립 벽(upstanding wall)에 의해 형성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 교반기(agitator)는 베이스부에 결합된다. 중간부는 외부 구동장치(external drive)와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 방식으로 제 1 챔버 내에 교반기를 매달도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 교반기를 수용하기 위한 용기(container)가 제공되며, 용기는 중앙 유입구 및 다수의 반경 방향으로 배향된 배출구를 포함한다. 흐름 분할기(flow divider)는 중앙 유입구에 결합될 수 있다. 임의의 실시형태에서, 또는 임의의 생물반응기와 분리된 독립적인 구성요소로서, 교반기는 다수의 곡선형 블레이드(curved blade)로 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제 3 내부 챔버로 진입하는 유체 흐름을 다수의 스트림으로 분할하기 위한 다수의 흐름 방해기가 제공된다. 다수의 흐름 방해기는 고리(ring)에 결합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 스트림 중 하나 뒤의 공간으로 기체가 진입하도록 하기 위한 하나 이상의 도관(conduit)이 제공된다. 하나 이상의 도관은 다수의 흐름 방해기를 포함하는 구조물에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 도관이 구조물에 연결될 수 있거나, 제 1 및 제 2 도관이 구조물에 연결될 수 있다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 도관은 구조물에 연결되지 않을 수 있다.
본 개시의 추가 양태에 따르면, 세포를 배양하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 중앙 기둥과 및 외부 케이스 모두에 제거 가능하게 연결된 베이스부를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성되고, 외부 케이스와 중앙 기둥은 함께 세포 배양을 위한 격실(compartment)을 형성한다.
일부 실시형태에서, 격실은 적어도 하나의 구조화 고정 베드를 포함한다. 격실은 적층형 구성으로 배치된 다수의 구조화 고정 베드를 포함할 수 있다. 다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에 스크린(screen)과 같은 중간 부분이 배치될 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성된다. 다수의 적층형 구조화 고정 베드 각각은 중앙 기둥 주위에 둘러싸인다. 중앙 기둥은 제 1 및 제 2 상호 연결된 튜브로 구성되고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 1 구조화 고정 베드는 제 1 튜브 주위에 둘러싸이고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 2 구조화 고정 베드는 제 2 튜브 주위에 둘러싸인다. 중앙 기둥은 다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에서 연장되는 천공 지지대와 맞물리는 제 1 및 제 2 튜브로 구성된다.
임의의 실시형태에서, 구조화 고정 베드는 제 2 외부 챔버 또는 격실에 삽입되거나 이로부터 제거되도록 구성된 카트리지(cartridge)를 포함할 수 있다.
본 개시의 추가 양태에 따르면, 세포를 배양하기 위한 생물반응기가 제공된다. 생물반응기는 유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스 부분을 포함할 수 있다. 제 1 중앙 기둥은 베이스 부분에 선택적으로 제거 가능하게 부착될 수 있고, 제 1 중앙 기둥은 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성한다.
이러한 또는 다른 실시형태에서, 제 2 외부 챔버는 제 1 구조화 고정 베드를 포함한다. 이러한 또는 임의의 실시형태에서, 제 1 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되고, 제 1 중앙 기둥 주위에 권취되거나 둘러싸일 수 있다. 제 2 중앙 기둥은 또한 제 2 외부 챔버의 적어도 일부를 형성할 수 있고, 제 1 구조화 고정 베드로부터 수직으로 이격된 제 2 구조화 고정 베드를 더 포함한다. 천공 지지대는 제 1 구조화 고정 베드와 제 2 구조화 고정 베드 사이에 제공될 수 있다.
임의의 실시형태에서, 제 2 외부 챔버는 비구조화 베드(unstructured bed)를 포함한다.
본 개시의 또 다른 양태에 따르면, 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기가 개시된다. 생물반응기는 유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와, 세포를 배양하기 위한 다수의 적층형 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버, 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성된다.
일부 실시형태에서, 생물반응기는 제 1 챔버를 갖는 베이스부와, 제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부, 및 중간부 위에 배치되는 커버부로 구성된다. 이러한 또는 다른 실시형태에서, 중간부는 다수의 적층형 베드의 제 1 베드를 지지하기 위한 제 1 지지대를 포함한다. 중간부는 다수의 적층형 베드의 제 2 베드를 지지하기 위한 제 2 지지대를 포함하고, 베이스부 및 커버부와 제거 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정된다. 생물반응기는 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함할 수 있고, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것이다.
본 개시의 또 다른 양태는 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기에 관한 것이다. 생물반응기는 유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와, 세포를 배양하기 위한 적어도 하나의 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버, 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성된다. 제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정될 수 있고, 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함하고, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것이다.
이러한 또는 임의의 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 베드는 나선형 베드와 같은 구조화 고정 베드로 구성되지만, 비구조화 베드일 수도 있다. 내부 챔버는 적어도 하나의 튜브(베드로부터 분리되거나 일부일 수 있음)에 의해 형성될 수 있다. 적어도 하나의 튜브는 적어도 하나의 베드를 한정하는 제 1 및 제 2 지지대에 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 지지대는 외벽에 연결될 수 있고, 또는 제 1 및 제 2 지지대는 적어도 부분적으로 천공될 수 있다.
본 개시의 또 다른 부분은 세포를 배양하기 위한 장치에 관한 것으로, 장치는 교반기를 포함하는 생물반응기로 구성되고, 생물반응기는 외부 구동장치와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 매달린 상태로 교반기를 유지하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 생물반응기는 교반기를 수용하기 위한 베이스부, 및 교반기를 매달린 상태로 유지하기 위한 캐리어(carrier)를 지지하기 위한 중간부를 포함한다. 캐리어는 중간부와 맞물리는 클립(clip)으로 구성될 수 있다.
본 개시의 추가 양태는 세포를 배양하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 다수의 곡선형 블레이드를 갖는 교반기를 포함하는 생물반응기로 구성된다. 교반기는 다수의 곡선형 블레이드의 반경 방향 내측에 중앙 개방 영역을 포함할 수 있고, 하나 이상의 자석을 포함할 수 있다.
본 개시는 또한 제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드를 포함하는 생물반응기에 관한 것이다. 생물반응기는 제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드 모두와 맞물리는 스크린을 더 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 적층형 베드는 나선형 베드와 같은 구조화 베드를 포함할 수 있다.
생물반응기의 중앙 기둥을 형성하는 구조화 고정 베드를 포함하는 생물반응기가 또한 개시된다. 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성될 수 있다. 구조화 고정 베드의 내부 표면은 유체-불투과성이고, 따라서 구조화 고정 베드를 통해, 예를 들어 위에서 아래로, 유체를 재순환하도록 복귀시키기 위해 중앙 기둥이 형성된다. 생물반응기는 모듈식일 수 있고, 다수의 적층형 구조화 고정 베드는 가능하게는 스택 내의 각각의 베드 사이에 갭(gap) 또는 스페이서(spacer)를 구비할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태에 따르면, 생물반응기를 제조하는 방법이 제공된다. 방법은 유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스부를, 제 2 외부 챔버로부터 이송된 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 베이스부의 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 적어도 하나의 중간부에 연결하는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에서, 방법은 적어도 하나의 중간부 위에 커버부를 연결하는 단계를 포함한다. 방법은 외부 챔버에서 세포를 배양하기 위한 구조화 고정 베드를 형성하기 위해 중간부 주위에 매트릭스 물질(matrix material)을 나선형으로 둘러싸는 단계, 또는 구조화 고정 베드를 제 2 외부 챔버에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 제 2 외부 챔버의 주변부를 형성하기 위해 외부 케이스를 제공하는 단계, 또는 외부 케이스를 베이스부에 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가 단계는 제 2 외부 챔버 내에 다수의 구조화 고정 베드를 적층하는 단계, 또는 다수의 구조화 고정 베드 사이에 천공 지지대를 제공하는 단계를 포함한다. 임의의 실시형태에서, 방법은 외부 구동장치와 정렬하도록 좌우 이동을 허용하는 방식으로 베이스부 위에 교반기를 매다는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양태는 생물반응기를 제조하는 방법으로서, 방법은 생물반응기 내에 다수의 구조화 고정 베드를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 다수의 구조화 고정 베드 각각 사이에 천공 스페이서를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 각각의 구조화 고정 베드의 내측을 따라 내부 튜브를 제공하고 각각의 구조화 고정 베드의 외측을 따라 외부 튜브를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법은 외부 튜브의 반경 방향 외측으로 케이스를 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 케이스는 생물반응기를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 공간을 생성한다.
본 개시의 신규한 특징은 첨부된 청구 범위에 구체적으로 명시되어 있다. 본 개시의 특징 및 장점에 대한 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시형태 및 첨부 도면을 설명하는 다음의 상세한 설명을 참조하여 달성될 것이다, 도면에서:
도 1은 본 개시에 따른 생물반응기의 제 1 실시형태의 사시도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1의 생물반응기의 가능한 사용 환경을 도시한다.
도 3은 몇 개의 확대도를 포함하는, 도 1의 생물반응기의 사시도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 개시된 임의의 생물반응기에서 세포를 배양하기 위한 구조화 고정 베드를 형성하는 데 사용하기 위한 매트릭스 물질을 도시한다.
도 4는 도 1의 생물반응기의 모듈식 버전을 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 생물반응기의 제 2 실시형태의 단면도이다.
도 6은 도 5의 생물반응기의 베이스부의 단면도이다.
도 7은 도 5의 생물반응기의 중간 부분의 부분 절개 상면도이다.
도 8은 도 5의 생물반응기의 중간 부분의 부분 절개 저면도이다.
도 9는 도 5의 생물반응기의 커버부의 사시도이다.
도 10은 플라스틱 포트에 금속 나사산을 제공하는 방식의 단면도이다.
도 11, 도 11a 및 도 11b는 본 개시에 따른 생물반응기의 제 3 실시형태의 다양한 도면이다.
도 12는 도 11의 생물반응기의 단면도이다.
도 13은 도 11의 생물반응기의 단면도이다.
도 14는 본 개시에 따른 생물반응기의 제 4 실시형태의 단면도이다.
도 15는 도 14의 생물반응기의 일부의 부분 절개도이다.
도 16은 도 14의 생물반응기 일부의 부분 절개도이다.
도 16a, 도 16b 및 도 16c는 도 14의 생물반응기의 추가 실시형태의 단면도이다.
도 17 및 도 18은 본 개시에 따른 생물반응기의 제 5 실시형태의 개략도이다.
도 19 및 도 20은 임펠러(impeller)의 실시형태의 저면도 및 상면도이다.
도 21은 다양한 형태의 임펠러 및 결합된 하우징의 도면이다.
도 22는 본 개시에 따른 또 다른 임펠러의 상면도이다.
도 23 및 도 24는 흐름 방해기의 실시형태를 도시한다.
도 25 및 도 26은 생물반응기의 "폭포" 아래 부분에 기체를 공급하기 위한 도관의 사용을 도시한다.
도 27 및 도 28은 생물반응기와 관련하여 사용하기 위한 프로브의 실시형태를 도시한다.
도 29 및 도 30은 생물반응기의 시험을 나타내는 그래프이다.
도 31 및 도 32는 적층형 구성의 구조화 고정 베드의 세포 밀도를 평가하기 위한 생물반응기의 시험을 나타내는 그래프이다.
도 33, 도 34, 도 35, 도 36, 도 37 및 도 38은 본 개시에 따른 모듈식 생물반응기를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한다.
생물반응기는 세포를 배양하기 위해 흔히 사용된다. 전형적인 생물반응기는 고정된 치수(특히 높이)로 구성되고, 따라서 치료를 제공하기 위해 세포 배양이 필요할 수 있는 원격 위치(특히 개발 도상국)로 수송하기가 어렵고 비용이 많이들 수 있다. 고정된 특성은 또한 이전의 생물반응기가 다양한 용도에 적응되는 것을 막는다.
추가의 문제는 주어진 영역에 대해 세포 밀도를 최대화하는 능력에 관한 것이다. 생물반응기에 대한 많은 이전의 제안은 유동층(fluidized bed)을 사용한다. 이러한 층은 세포 성장을 촉진하고 특정 이점을 제공하기 위해 잘 작동할 수 있지만, 이러한 층을 생성하기 위해 필요한 생물반응기의 공간의 부피는 크다. 원하는 세포 성장을 달성하면서 비구조화 또는 유동층을 갖는 생물반응기의 크기를 변경하는 것은 또한 어려운 일이며, 현장에서(예를 들어, 간격이 제한될 수 있는 멸균 후드(sterile hood) 내를 포함함) 다양한 작동 조건에서 이용될 수 있는 생물반응기에 대한 요구가 현재 존재한다.
따라서, 특히 원격 위치에서 전달 및 조립이 용이하고 및/또는 다양한 크기 또는 구성에서 사용하기 위해, 또는 상이한 응용 또는 용도에 대해 용이하게 적응될 수 있는 개선된 생물반응기에 대한 필요성이 확인된다. 본 개시의 일부 실시형태에서, 본 개시는 생물학적 제제의 생산, 특히 세포, 바이러스 또는 세포- 또는 바이러스-유래 제품의 생산을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 고밀도 세포 성장을 제공한다. 예를 들어, 적어도 2백만 개의 세포/ml, 적어도 5백만 개의 세포/ml, 적어도 1천만 개의 세포/ml, 적어도 2천만 개의 세포/ml, 적어도 4천만 개의 세포/ml, 적어도 6천만 개의 세포/ml, 또는 적어도 1억 개의 세포/ml. 일부 실시형태에서, 밀도는 3억, 2억 5천, 또는 2억 개의 세포/ml에 도달할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 적어도 1 L, 적어도 10 L, 적어도 30 L, 적어도 40 L, 또는 적어도 50 L의 총 부피를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기의 총 부피는 최대 2500 L, 최대 200 L, 최대 150 L, 최대 100 L, 또는 최대 75 L일 수 있다. 생물반응기의 총 부피에 의해, 생물반응기에 유입될 수 있는 총 액체 부피에 대한 참조가 이루어질 수 있으며, 이는 전체가 될 것이다.
일부 실시형태에서, 생물반응기는 관류 생물반응기(perfusion bioreactor), 웨이브 생물반응기(wave bioreactor), 원통형 생물반응기(cylindrical bioreactor), 백 생물반응기(bag bioreactor) 이동층 생물반응기(moving bed bioreactor) 충전층 생물반응기(packed bed bioreactor), 섬유층 생물반응기(fibrous bed bioreactor), 막 생물반응기(membrane bioreactor) 배치 생물반응기(batch bioreactor), 또는 연속 생물반응기(continuous bioreactor)일 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는 적합한 재료, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 유리, 알루미늄 또는 플라스틱으로 제조되거나 이로 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는 생성물의 다운스트림 분석(downstream analysis)을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 기술된 생물반응기는 예를 들어, 생산된 생성물(예를 들어 바이러스), 농축기(concentrator) 또는 정제 유닛(purification unit)을 불활성화시키기 위해 하나 이상의 불활성화 유닛에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 농축기는 표적 생체 분자가 상주하는 액체의 부피를 감소시키기에 적합한 장치이다. 일부 실시형태에서, 농축기는 접선 유동 필터(tangential flow filter) 또는 데드-엔드 필터(dead-end filter)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 농축기는 여과 및/또는 크기 배제 크로마토그래피를 기반으로 한다. 일부 실시형태에서, 농축기는 여과 장치, 정밀-여과(micro-filtration) 장치, 또는 한외-여과(ultra-filtration) 장치, 또는 정밀-여과 및 한외-여과 장치의 조합일 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 기술된 정제 유닛은 여과 장치, 한외여과 장치, 정용여과(diafiltration) 장치, pH 조절 장치, 원심분리 장치, 세척 장치, 크로마토그래피 컬럼(예를 들어 친화성 크로마토그래피, 이온 교환 크로마토그래피, 소수성 상호작용 크로마토그래피, 크기 배제 크로마토그래피, 또는 면역-친화성 크로마토그래피), 크로마토그래피 멤브레인, 수확 장치, 투석 장치, 농축 장치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 기술된 생물반응기에 대한 접근은 뚜껑(lid) 또는 문(door)을 통해 이루어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기에 대한 접근 메커니즘은, 예를 들어, 자물쇠와 열쇠 메커니즘(lock and key mechanism), 패스 코드 펀치 패드(pass code punch pad), 카드 판독기(card swipe), 트랜스폰더 판독기(transponder reader), 지문 스캐너, 망막 스캐너, 센서, 무선 주파수 식별(RFID)과 같은 자동 식별 및 데이터 수집 방법, 생체 측정 장치(예를 들어, 홍채 또는 얼굴 인식 시스템), 자기 띠(magnetic stripe), 광학 문자 인식(OCR), 스마트 카드, 음성 인식, 또는 기타 접근 메커니즘을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 공정 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 공정 제어기는 생물반응기의 작동을 제어하도록 구성되며, 다수의 센서, 로컬 컴퓨터, 로컬 서버, 원격 컴퓨터, 원격 서버 또는 네트워크를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는 하나 이상의 센서, 예를 들어, 온도 센서(예를 들어, 열전대), 유량 센서, 가스 센서, 또는 임의의 다른 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 공정 제어기는 제품 제조 공정의 양상을 제어하기 위해 작동할 수 있고, 예를 들어, 생물반응기 내의 온도, 부피 유량 또는 기체 유량을 실시간으로 제어하기 위해 생물반응기에 배치된 센서에 결합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 공정 제어기는 시스템의 상태를 확인하기 위해 사용자가 접근할 수 있는 디스플레이, 예를 들어, 컴퓨터 모니터, 스마트 폰 앱, 태블릿 앱 또는 아날로그 디스플레이를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 공정 제어기는 생물반응기의 작동을 제어하기 위한 제어 파라미터를 사용자가 입력할 수 있도록 입력 장치, 예를 들어, 키보드, 키패드, 마우스 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 공정 제어기는 생물반응기에 대한 접근을 제어할 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 다양한 파라미터를 모니터링하기 위한 센서로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 센서는 본원에 개시된 생물반응기의 임의의 격실에 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 기술된 센서는 가스 센서(예를 들어, 산소, 질소 또는 이산화탄소), pH 센서, 온도 센서, 세포 밀도 센서 또는 용존 산소 센서일 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 센서는 무엇보다도 생물량(biomass) 또는 세포 밀도, 용존 산소 분압, 산소 함량, ρT1 값, 온도, 예를 들어 젖산, 암모늄, 탄산염, 포도당 또는 예를 들어 세포 밀도를 반영할 수 있는 임의의 대사 산물 또는 대사될 산물과 같은 영양소의 특정 농도를 측정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 밀도(생물량 밀도)는 측정 전극의 구성을 사용하여 전기 임피던스 분석 또는 전기 임피던스 분광법에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본 개시에 따른 생물반응기는 배양 파라미터를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 센서는 생물반응기에서 배양 배지와 접촉할 수 있다. 일부 실시형태에서, 배양 파라미터는 무엇보다도 용존 산소 분압, pH, 온도, 광학 밀도, 예를 들어 젖산, 암모늄, 탄산염, 포도당 또는 예를 들어 세포 밀도를 반영할 수 있는 임의의 대사 산물 또는 대사될 산물과 같은 영양소의 특정 농도를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 개시된 파라미터에 따라 조절 루프(regulation loop)를 사용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조절 루프는, 예를 들어, 존재하는 용존 산소 분압의 값 또는 세포에 의해 소비된 용존 산소의 양과 배양 배지의 순환 속도에 따라, 주입될 산소의 양을 조절할 수 있고; 센서에 또는 이러한 유형의 배양에 일반적으로 사용되는 다른 유형의 조절에 의해 수득된 pH 값에 따라 CO2를 주입할 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포는 300 μM 이하(160 mmHg 분압), 200 μM 미만, 또는 20 내지 150 μM의 용존 산소 농도에 노출될 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포는 약 0%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 78%, 80%, 90%, 또는 100% 질소 및/또는 약 0%, 1%, 5%, 10%, 21%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 또는 100% 산소에 노출될 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포는 순수 산소 또는 산소 풍부 대기에 노출될 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 개시된 생물반응기는 배양 배지를 가열 및/또는 냉각하도록 설계된 가열 및/또는 냉각 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 가열 장치는 전기 소자, 전기 코일, 또는 예를 들어 자동 온도 조절식 이중 재킷과 같은 세포 배양 분야에서 일반적으로 사용되는 임의의 다른 가열 수단일 수 있다. 일부 실시형태에서, 냉각 장치는 펠티어(Peltier) 소자와 같은 임의의 적합한 냉각 장치일 수 있다. 일부 실시형태에서, 배양 배지 및 기체와 관련하여, 생물반응기는 기체 및/또는 배양 배지의 도입을 위한 적어도 하나의 유입구 및 생물반응기에 포함된 배양 배지의 수집을 위한 적어도 하나의 배출구를 포함한다. 일부 실시형태에서, 기체의 혼합물 또는 기체 혼합물과 배양 배지는 동일한 공급 라인을 통해 공급될 수 있다.
일부 실시형태에서, 배양 배지는 교반기를 통해 순환될 수 있다. 일부 실시형태에서, 교반기는 회전 가능한 비접촉식 자기 임펠러(magnetic impeller), 블레이드 또는 스크류 교반 시스템 또는 외부 순환 시스템일 수 있다. 일부 실시형태에서, 교반기는 디스크 블레이드 터빈(disk blade turbine), 곡선형 블레이드 터빈(curved blade turbine), 개방형 블레이드 유체 포일 축방향 임펠러(open blade fluid foil axial impeller), 피치 블레이드(pitched blade)를 갖는 터빈 임펠러(turbine impeller), 또는 3-블레이드 프로펠러를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 교반기는 약 0.01 l/분, 0.05 l/분, 0.1 l/분, 0.5 l/분, 1 l/분, 2 l/분, 5 l/분, 10 l/분, 15 l/분, 20 l/분, 50 l/분, 100 l/분, 또는 150 l/분 내지 약 160 l/분 이상, 180 l/분, 200 l/분 또는 250 l/분의 유량을 가질 수 있다.
일부 실시형태에서, 본원에 기술된 생물반응기는 고정 베드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 고정 베드는 구조화 고정 베드이다(이는 고정 베드가 쉽게 복제되고, 일반적으로 균일하고, 실질적으로 고정된 구조물로 형성되고, 따라서 임의로 배향되거나 비구조화되지 않으며, 알 수 있는 바와 같이, 이러한 자격을 충족하면서 다양한 크기 또는 형태를 취할 수 있음을 의미한다). 일부 실시형태에서, 본원에 기술된 구조화 고정 베드는 배지 및 세포의 순환을 여전히 허용하면서 작은 부피 내에서 큰 세포 성장 표면을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 기술된 구조화 고정 베드는 세포 및 세포 배양 배지에 대한 구불구불한 경로를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 층(spacer layer)은 구불구불한 경로를 촉진한다. 일부 실시형태에서, 구조화 고정 베드는, 세포가 세포 고정화 부분(immobilization section) 상에 부착되고 성장하여 이를 형성할 수 있게 하는 표면을 갖는 하나 이상의 세포 고정화 층(immobilization layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 고정화 층에는 하나 이상의 스페이서 층이 인접해 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 층은 스페이서 부분(spacer section)을 형성하는 구조물을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 부분은 개방형이지만 구불구불한 경로를 통한 세포 및 배지의 통과를 허용한다. 일부 실시형태에서, 스페이서 층의 구조 또는 특성은 세포 및 배양 배지가 상기 스페이서 및 세포 고정화 층의 표면에 평행하게 이동할 수 있도록 구불구불한 개방 경로를 스페이서 층이 생성하도록 선택될 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 부분에 의해 형성된 구불구불한 경로 또는 채널은 고정화 층으로의 세포 및 세포 배지의 침습을 촉진하는 난류를 생성한다.
일부 실시형태에서, 스페이서 층은 메쉬(mesh)일 수 있거나 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 메쉬 구조 또는 메쉬는 필라멘트, 와이어 또는 나사산의 네트워크 또는 웹-모양 패턴을 포함하는 구조일 수 있다. 일부 실시형태에서, 네트워크는 3차원 직조(weave)로 형성된 기공, 개구 또는 천공을 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 부분 및/또는 스페이서 부분의 세포 고정화 층 및 고정화 부분은 생체적합성 고분자, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 플라즈마 처리 폴리에틸렌, 플라즈마 처리 폴리에스테르, 플라즈마 처리 폴리프로필렌 또는 플라즈마 처리 폴리아미드로 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 층 또는 세포 고정화 층은 실리카, 폴리스티렌, 아가로스, 스티렌 디비닐벤젠, 폴리아크릴로니트릴 또는 라텍스를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 층은 친수성 또는 소수성일 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 고정화 층은 친수성일 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 고정화 층은 직포 또는 부직포일 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 고정화 부분과 및 스페이서 부분은 교대로 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 교대로 배치된 부분은 수직 위치 또는 수평 위치에서 교대할 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포 고정화 층의 하나 이상의 층은 하나 이상의 스페이서 층 상에 (또는 그 반대로) 중첩될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 개시된 구조화 층은 나선형 구조 또는 다양한 형태와 같은 구조에 대해 단단히 또는 느슨하게 감길 수 있다.
이제 본 개시의 일 양태에 따라 세포를 배양하기 위한 생물반응기(100)의 일 실시형태를 도시하는 도 1 내지 도 3을 참조한다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(100)는 내부 격실을 형성하는 외부 케이스 또는 하우징(112) 및 내부 격실을 덮기 위한 제거 가능한 커버(114)를 포함하고, 이는 유체, 기체(예를 들어, 살포기(sparger)를 포함함), 프로브, 센서, 샘플러(sampler) 등의 선택적인 도입 또는 제거를 허용하기 위한 제거 가능한 커버 또는 캡(C)을 갖는 다양한 개구 또는 포트(P)를 포함할 수 있다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 생물반응기(100)는 유체를 생물반응기(100)로 순환시키기 위한 연속 루프를 형성하기 위해 외부 저장소(102) 및 도관(104)(예를 들어, 전진 및 복귀)과 관련하여 사용될 수 있다.
생물반응기 하우징(112)에 의해 형성된 내부 격실 내에서, 생물반응기(100) 전체에 유체 또는 기체의 흐름을 전달하기 위해 여러 개의 격실 또는 챔버가 제공될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 챔버는 생물반응기(100)의 베이스에 또는 그 근처에 제 1 챔버를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제 1 챔버(116)는 생물반응기(100) 내에서 유체 흐름을 유발하기 위한 교반기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 교반기는 "드롭-인(drop-in)" 회전 가능한, 비-접촉식 자기 임펠러(118)의 형태일 수 있다(이는 아래에서 더 기술되는 바와 같이 유체의 유입하고 방출하기 위한 다수의 개구를 포함하는 용기(미도시) 내에 포획되거나 포함될 수 있다). 일부 실시형태에서, 제공된 교반의 결과, 유체는 이후 생물반응기(100)의 외부 또는 주변 부분을 따라 환형 챔버(120) 내로 (도 2에서 화살표(A)로 나타낸 바와 같이) 위로 흐를 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는, 사용시 성장 중인 세포를 함유하고 보유할 수 있는 구조화 나선형 베드(122)와 같은 고정 베드를 수용하도록 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 나선형 베드(122)는 사용 시점에서 챔버(120) 내로 하강하거나 배치될 수 있는 카트리지 형태일 수 있다. 일부 실시형태에서, 나선형 베드(122)는 운송 전에 시설에서 제조하는 동안 챔버 내에 미리 설치될 수 있다.
일부 실시형태에서, 챔버(120)를 빠져나가는 유체는 베드(122)의 일측(위쪽)의 챔버(124)로 전달되며, 여기서 유체는 기체(예를 들어, 산소 또는 질소)에 노출된다. 일부 실시형태에서, 유체는 이후 중앙 복귀 챔버(126)로 반경 방향 내측으로 흐를 수 있다. 일부 실시형태에서, 중앙 복귀 챔버는 사실상 원주형일 수 있고, 구멍이 없는 도관 또는 튜브(128)에 의해 형성되거나, 대신에 구조화 나선형 베드의 중심 개구에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 챔버(126)는 생물반응기(100)를 통한 재순환을 위해 유체를 제 1 챔버(116)로 복귀시키며(복귀 화살표(R)), 연속 루프가 발생한다(이 버전에서 "아래에서 위로"). 일부 실시형태에서, 챔버(126) 내의 유체의 온도를 감지하기 위해 센서, 예를 들어, 온도 프로브 또는 센서(T)가 또한 제공될 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체가 챔버(116)로 진입(또는 재진입)하기 전에 소정 위치에 추가 센서(예를 들어, pH, 산소, 용존 산소, 온도)가 제공될 수 있다.
도 3a는 본 개시의 생물반응기에서 구조화 고정 베드, 특히 나선형 베드(122)로 사용하기 위한 매트릭스 물질의 일 실시형태를 도시하고 있다. 일부 실시형태에서, 메쉬 구조로 제조된 하나 이상의 스페이서 층(122b)에 인접하게 하나 이상의 세포 고정화 층(122a)이 제공된다. 일부 실시형태에서, 레이어링(layering)이 선택적으로 여러 번 반복되어 적층(stacked) 또는 층상(layered) 구성을 달성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스페이서 층(122b)에 포함되는 메쉬 구조는, 두 개의 고정 베드(122a) 사이에서 층을 이룰 때 세포(도 3b에서 세포(L)는 고정화 층(122a)의 물질에 매달리거나 포획되고, 세포 배양물은 본원에 청구된 임의의 발명의 일부를 형성할 수 있음)와 유체가 흐르는 구불구불한 경로를 형성한다. 이러한 유형의 구성의 결과로서 구조화 고정 베드 내에서 세포의 균질성이 유지된다. 일부 실시형태에서, 이러한 구불구불한 경로를 형성하는 다른 스페이서 구조가 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 구조화 고정 베드는 이후 축 또는 코어(예를 들어, 다수의 구성 부품으로 제공될 수 있는 도관(128))를 따라 나선형으로 또는 동심으로 감길 수 있다. 일부 실시형태에서, 구조화 고정 베드의 층은 단단히 권취된다. 일부 실시형태에서, 코어의 직경, 층의 길이 및/또는 양은 궁극적으로 어셈블리 또는 매트릭스의 크기를 정의할 것이다. 일부 실시형태에서, 각각의 층(122a, 122b)의 두께는 0.1 내지 5 mm, 01 내지 10 mm, 또는 0.001 내지 15 mm일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 생물반응기(100)는 특정 실시형태에서 "모듈식"일 수 있다. 일부 실시형태에서, 모듈식 생물반응기는, 모듈의 제조 균질성으로 인해 고도로 예측되는 방식으로 세포를 배양하기에 적합한 공간을 생성하기 위해 함께 상호작용하는 다수의 개별 모듈로 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 모듈식 생물반응기는 특정 형상 또는 형태로 제한되지 않는다(예를 들어, 응용에 따라, 원통형이거나 다른 것일 수 있고, 구조화 고정 베드 또는 비구조화 베드를 가질 수 있다). 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 모듈은 베이스 모듈(130)에 의해 형성된 베이스부와, 중간 모듈(140)에 의해 형성된 중간부(이는 이하의 설명에서 더 기술되는 바와 같이 다수의 적층 가능한 모듈식 부분으로 형성될 수 있음)와, 중간 모듈의 일부로 간주될 수 있는 도관 또는 튜브(128)와 같은 선택적인 결합된 중앙 모듈, 및 뚜껑 또는 제거 가능한 커버(114)의 형태로 커버 부분에 의해 형성된 것과 같은 커버 모듈을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 모듈은 개별 구성요소로서 개별적으로 제조될 수 있고, 의도된 응용을 기반으로 제조 시설에서 조립(이후 사용 시점으로 운송됨)되거나 최종 사용 시점에서 의도된 응용을 기반으로 조립될 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(100)의 모듈은, 예를 들어, 구조화 또는 비구조화 고정 베드와 같은 고정 베드를 사용하여 고밀도 방식으로 세포를 성장시키기 위한 장소를 생성하도록 상호작용한다.
본 개시에 따른 생물반응기(200)의 추가 실시형태가 도 5 내지 도 9에 도시되어 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는 (단일 단위로서 모듈식이든 사전 조립된 것인지 간에) 베이스, 중간부 및 커버를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 베이스부는 베이스 부분(230)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간부는 중간 부분(250 및/또는 270)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분(250 및 270)은 동일하지 않다. 일부 실시형태에서, 커버부는 커버 부분(280)을 포함할 수 있다. 도 6을 참조하면, 일부 실시형태에서, 베이스 부분(230)은 외벽(232) 및 내벽(234)을 포함할 수 있으며, 이는 교반기(미도시)를 수용하기 위한 제 1 챔버(216)를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 내벽(234)은 외벽 또는 외부 벽(232)에 의해 한정되는 제 2의 반경 방향 외측 챔버(220)로의 유체 흐름을 허용하기 위한 개구(234a)를 포함할 수 있다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 내벽(234)은 도 8에 도시된 제 1 중간 부분(250) 상에 설부(tongue, 250a)와 같은 대응하는 커넥터와 맞물리기 위한 홈(groove, 236)과 같은 다수의 커넥터를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 내벽(234)은 외벽(232)보다 더 낮거나 더 높을 수 있다. 일부 실시형태에서, 내벽(234)은 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 외벽(232)보다 더 낮은 높이일 수 있다. 도 5를 참조하면, 일부 실시형태에서, 제 1 중간 부분(250)은 베이스 부분(230) 내에 적어도 부분적으로 리세스될 수 있다.
일부 실시형태에서, 베이스 부분(230)은 홈(237)과 같은 주변 커넥터를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 커넥터 또는 홈(237)은 단순히 외벽(262)의 일부일 수 있는 제 2 중간 부분(270)의 대응하는 커넥터를 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분(270) 내에서는 제 3 챔버(224) 내에 다수의 고정 베드(274)가 배치될 수 있다(그러나, 이러한 또는 임의의 개시된 실시형태에서 임의의 크기, 형상 또는 형태를 취할 수 있는 단일 모놀리식 고정 베드가 사용될 수 있지만, 고정 베드의 인접한 부분 사이에 갭(G)이 제공될 수도 있다). 갭은 또한 상부 베드가 하부 베드 위에 있고 이에 의해 지지되도록 제거될 수 있다.
일부 실시형태에서, 구조화 고정 베드는 도 3, 도 3a, 도 3b 및 3C에 도시된 바와 같이 나선형 형태일 수 있다(이 나선형 형태는 개시되거나 개시되지 않은 생물반응기의 임의의 실시형태에서 구현될 수 있다). 나선형 베드의 경우, 베드는 내벽(266) 주위에 권취될 수 있고, 이는 베이스 부분(230)의 제 1 챔버(216)로 유체를 복귀시키기 위한 제 5 챔버(228)를 형성할 수 있다. 내벽(266)은 도시된 바와 같이 다수의 적층형 관형 부분을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 다수의 적층형 관형 부분은 존재하는 고정 베드의 수에 따라 높이가 조정될 수 있다(예를 들어, 각각의 적층형 베드에 대해 하나의 관형 부분이 제공될 수 있다).
일부 실시형태에서, 커버 부분(280) 또는 뚜껑은 제 2 중간 부분(270)과 제거 가능하게 연결되어, 액체가 기체, 예를 들어, 공기와 만나는 제 4 챔버(226)를 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 커버 부분과 제 2 중간 부분 사이의 연결은, 외벽(262)의 상단 또는 본원에 개시된 임의의 접근 메커니즘을 수용하는 홈(282)과 같은 커넥터에 의해 이루어질 수 있다. 뚜껑 또는 커버 부분(280)은 다양한 포트(P)를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 중간 부분(250)의 추가 세부사항이 도시되어 있다. 일부 실시형태에서, 부분(250)은 다수의 반경 방향으로 연장된 지지대(254)를 포함할 수 있으며, 따라서 인접한 제 3 챔버(224)에서 그 위에 놓일 때 구조화 고정 베드에 대한 지지를 부여할 수 있다. 일부 실시형태에서, 지지대(254)는 또한 유체가 수직으로 흐르도록 하기 위한 부분 개구(O)를 형성하는 하부 선반(256)을 지지할 수 있다. 일부 실시형태에서, 지지대(254)의 높이(H)는, 고정 베드(274)의 전체 부분을 통과하기 위해 챔버(224)로 진입하기 전에 유체가 충분한 상승 속도를 발생시킬 수 있으면 충분할 수 있다.
일부 실시형태에서, 내부 환형 벽(258)은 지지대(254)의 내측 단부에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 벽(258)은 직경이 중간 부분(270)의 내벽(266)의 직경에 대응하고, 이에 연결(예를 들어 내포)될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 내벽(266)은 제 5 챔버(228)로부터 제 1 챔버(216)로 유체를 전달하기 위한 통로를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 흐름 방해기(260)는 이 통로 내에 제공되어 제 5 챔버(228) 내부에서 임의의 와류의 생성을 방지할 수 있다.
일부 실시형태에서, 센서(미도시)와 같은 구성요소와의 나사식 연결을 확립하기 위해 내부 나사산을 갖는 커버 부분(280) 상에 하나 이상의 포트(P)를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 본 개시의 추가 양태에 따라, 그리고 도 9 및 도 10을 참조하면, 커버 부분(280)은 나선형 나사산을 갖는 금속 인서트(292)를 사출 금형(294)에 제공한 다음 플라스틱 재료를 금형에 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 나사산은 커버 부분(280)에 확실하게 제공될 수 있으며, 그렇지 않으면 플라스틱으로 형성될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 기술은 또한 나사식 피팅 또는 포트를 필요로 하는 개시된 생물반응기의 임의의 다른 부분과 관련하여 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 기술에 사용하기 위한 인서트는 IMTEC 브랜드의 독일 빌레펠트의 Wilhelm Bollhoff GmbH & Co. KG로부터 입수할 수 있다.
도 5로부터, 일부 실시형태에서, 세포 배양 챔버(224) 내의 하나의 고정 베드 모듈로부터 바로 인접한 고정 베드 모듈로의 흐름은 직접적이거나 중단되지 않을 수 있음을 알 수 있다. 일부 실시형태에서, 외부 챔버(224)는 내부에 위치한 다수의 베드를 통해 연속적인 유동 경로를 생성할 수 있는데, 이는 구조화 고정 베드, 비구조화 고정 베드 또는 비구조화 베드일 수 있다. 일부 실시형태에서, 미리 설계되고 정합된 베드 모듈을 통한 연속적이고 실질적으로 방해 받지 않는 흐름은 세포 성장 및 다른 처리를 위한 균질성을 촉진하는데 도움이 되고 세포 배양 조작의 일관성을 향상시키며, 또한 적층형 베드로부터 측정치 또는 샘플을 취하는 능력을 증진시키는데, 이는 (이하에 논의되는 바와 같이 천공 지지대와 대조되는) 차단 칸막이(block partition)가 존재하는 경우에는 쉽게 가능하지 않다. 마지막으로, 구조화 베드 실시형태에서, 하나의 고정 베드 모듈로부터 다른 고정 베드로의 특성 및 특징을 맞추려는 노력이 크게 감소되므로 전체 생물반응기의 제조는 훨씬 덜 복잡하고 노동 집약적이다.
이제 명확성을 위해 단면도로 도시된 생물반응기(300)의 제 3 실시형태를 개략적으로 도시하고 있는 도 11 및 도 12를 참조한다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(300)는 (단일 단위로서 모듈식이든 사전 조립된 것인지 간에) 커버(333)를 갖는 외부 하우징(331)을 포함하며, 이들 중 어느 하나는 유체 도입 또는 제거를 허용하기 위한 다양한 개구 또는 포트를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기 하우징(331) 내에서 유체 흐름을 유발하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버(316)를 포함하는 여러 개의 격실이 생물반응기(300) 내에 제공되며, 이는 "드롭-인" 회전 가능한 비-접촉식 자기 임펠러(318) 또는 본원에 개시된 교반기의 형태일 수 있다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 임펠러(318)는 유체를 유입하고 방출하기 위한 유입구 및 배출구의 역할을 하는 다수의 개구(318b)를 포함하는 하우징 또는 용기(318a)와 같은 하우징 내에 수용되거나, 포획되거나 포함될 수 있다(그러나 다른 형태의 교반기가 사용될 수 있다). 일부 실시형태에서, 생성된 교반은, 유체가 제 1 챔버(316)의 반경 방향 외측에 있는 제 2 또는 외부 환형 챔버(320) 내로 유동하도록 할 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체는 이후 생물반응기(300)의 중간 외부 부분을 따라 제 3 환형 챔버(324) 내로 (도 12에 화살표로 표시된 바와 같이) 위로 흐를 수 있다. 일부 실시형태에서, 외부 부분은, 사용시 성장 중인 세포를 함유할 수 있는 구조화 나선형 베드(325)(그러나 다른 형태가 사용될 수 있음)와 같은 고정 베드를 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 나선형 베드(325)는 사용 시점에서 챔버(324) 내로 간단하게 하강할 수 있는 카트리지의 형태일 수 있거나, 운송 전에 시설에서 제조하는 동안 챔버 내에 미리 설치될 수 있다.
일부 실시형태에서, 제 3 챔버(324)를 빠져나가는 유체는 이후 제 4 챔버(326)로 전달될 수 있으며, 여기서 제 4 챔버(326)는 기체(예를 들어 공기)에 노출된 후 제 5 챔버(328)로 반경 방향 내측으로 유동하며, 이는 사실상 원주형이고 생물반응기(310)를 통한 재순환을 위해 유체를 제 1 챔버(316)로 복귀시키고, 따라서 연속적인 루프가 형성된다. 일부 실시형태에서, 온도 프로브 또는 센서(T), 또는 본원에 개시된 임의의 다른 센서는 또한 파라미터, 예를 들어, 제 5 챔버 내의 유체의 온도를 직접 감지하기 위해 제공될 수 있고, 이 위치(이는 유체가 고정 베드(325)에 진입(또는 재진입)하기 전임)에 추가 센서(예를 들어, pH 또는 용존 산소)가 또한 제공될 수 있다.
도 11b의 부분 절개 이미지로부터, 제 3 챔버(324)는 상부 및 하부 플레이트(330, 332)에 의해 한정될 수 있으며, 이는 일반적으로 세포가 없는 유체가 고정 베드(325)에 진입 및 배출되는 것을 허용하기 위한 개구 또는 천공을 포함한다. 일부 실시형태에서, 하부 플레이트(332)는 재순환을 위해 유체가 제 5 챔버(328)로부터 제 1 챔버(316)로 통과할 수 있도록 하는 중앙 개구(332a)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 상부 플레이트(330)는 유체가 제 5 또는 복귀 챔버(328)로 진입하기 위해 이동할 수 있는 개구(330a)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 상부 플레이트(330)에 대한 지지대는 중공의 대체로 원통형인 튜브(334)에 의해 제공될 수 있지만, 다른 형태를 취할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 튜브(334)의 대향 단부는 플레이트(330, 332)의 대응하는 홈(330b, 332b)에 끼워질 수 있다(일부 경우, 하부 플레이트(332)는 도시된 실시형태에서 임펠러 하우징 또는 용기(318a)와 일체형일 수 있다). 일부 실시형태에서, 일반적으로 수직 막대(336)와 같은 지지대는 플레이트(330)에 대한 추가 지지를 제공하도록 배열될 수 있다. 일부 실시형태에서, 개시된 수직 막대(336)는 대응하는 챔버(328) 내에서의 유체 흐름을 어떠한 방식으로도 방해하지 않는다. 일부 실시형태에서, 막대(336)의 단부는 플레이트(330, 332) 내에 리세스되거나 적절한 패스너(fastener) 또는 잠금 메커니즘(예를 들어, 잠금 연결, 볼트 또는 접착제)에 의해 제자리에 유지될 수 있다.
도 12 및 그 위에 제공된 작동 화살표로부터, 유체 교반의 결과로서, 일부 실시형태에서, 유체가 챔버(316)로부터 챔버(320)로 외측으로 흐를 수 있음을 알 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체는 이후 고정 베드를 포함하는 챔버(324)를 수직으로 통과하고 챔버(328)로 다시 보내질 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체는 이후 내측으로 챔버(328)로 보내지는데, 여기서 유체는 개구(332a)를 통해 제 1 챔버(316)로 복귀할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체는 배양 배지를 지칭할 수 있다.
도 13은, 일부 실시형태에서, 유체가 튜브(334)에 의해 형성된 내벽을 따라 직접 흐를 수 있도록 상부 플레이트(330)가 주변 개구(330c)를 구비하는 구성을 더 도시하고 있다. 이러한 방식으로, 제 5 챔버(328)를 통과하면서 하향으로 흐르는 유체의 얇은 층 또는 막이 형성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이는 유체가 제 1 챔버(316)로 복귀되기 전에 제 5 챔버(328) 내에서 기체(공기)에 노출된 유체의 부피를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이러한 구현은 보다 많은 산소 전달을 허용할 수 있는데, 이는 더 큰 크기를 위해 필요하거나 생산 중인 생물학적 제제를 기반으로 공정 파라미터를 조정하기 위해 세포 성장 속도를 증가시키기 위해 필요할 수 있다.
일부 실시형태에서, 유체 막을 생성하는 "폭포" 구현은, 단지 작은 넘침(overflow)이 생성되도록, 시작에서부터 제한된 양의 세포 배양 배지를 첨가함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시형태에서, "폭포" 구현은 세포 배양 배지 및 세포를 첨가함으로써 달성되고, 이후 세포가 베드에서 성장할 때, 챔버(328)와 같은 대응하는 챔버에서 배양 배지를 (예를 들어, 딥 튜브(dip tube)를 사용하여) 회수한다.
일부 실시형태에서, 생물반응기(400)의 제 4 실시형태는 도 14 내지 도 16을 참조하여 기술된다. 이 실시형태에서, 생물반응기(400)는 위에서 언급한 바와 같이 제 1 내지 제 5 챔버(416, 420, 424, 426 및 428)를 포함(고정 베드는 도시되지 않음)하지만, 하우징(412)은 다수의 모듈식 부품으로 구성된다. 일부 실시형태에서, 부분은 베이스 부분(430)과, 하나 이상의 중간 부분(450) 및 커버 부분(470)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 부분(430, 450, 470)은 언급한 바와 같이 챔버(416, 420, 424, 426 및 428)와 함께 생물반응기(400)를 형성하기 위해 유체 기밀 방식으로 상호작용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 그리고 아마도 도 14로부터 가장 잘 이해되는 바와 같이, 베이스 부분(430)은, 중간 부분(450) 중 하나로부터 돌출된 설부(452)와 같은 대응하는 주변 커넥터를 수용하고 이에 맞물리기 위해 홈(432) 형태로 도시된 주변 커넥터를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 베이스 부분(430)은 유체 교반기(미도시)를 수용하기 위한 제 1 챔버(416)를 형성하는 직립 벽(434)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 벽(434)은 추가 또는 제 2 챔버(420)를 형성하는 베이스 부분(430)의 외부로 반경 방향으로 유체가 흐를 수 있도록 하는 개구 또는 통로를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 베이스 부분(430)의 존재의 결과로서 흐름이 수직으로 다시 향하게 됨에 따라, 난류가 발생하고, 이는 생물반응기 전체에 걸친 유체의 혼합 및 균질성을 촉진시키고, 따라서 세포 배양 과정을 향상시킨다.
두 개의 중간 부분(450a, 450b)은 적층된 것으로 도시되어 있으며, 제 1 (하부) 부분(450a)의 주변 커넥터(홈(454))는 제 2 (상부) 부분(450b)의 대응하는 커넥터(설부(452))와 맞물린다. 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 각각의 중간 부분(450a, 450b)은 설부(452)와 홈(454)을 각각 지지하는 외부 측벽(456)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 반경 방향 내측으로, 내벽(458)은 내부 및 외부 커넥터를 보유하며, 이는 직립 턱부(ledge, 460, 462)의 형태일 수 있고, 튜브(436)의 대응하는 단부를 수용하기 위해 제공될 수 있으며, 따라서 제 5의 복귀 챔버(428)의 주변부를 형성한다.
일부 실시형태에서, 제 1 또는 하부 중간 부분(450a)은 또한, 벽(434)으로부터의 직립 돌출부(434a)와 같은, 베이스 부분(430)의 커넥터를 적어도 부분적으로 수용하는 길쭉한 아치형 슬롯(464)과 같은 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 내부 턱부(466)는, 벽(434)에 의해 형성된 내부 기둥으로 유체가 흐르게 하고, 또한 임의의 온도 센서, 딥 튜브 등(유체가 고정 베드를 빠져나간 후에 배치됨)을 수용할 수 있도록 중간 부분(450a, 450b)에 중앙 개구(466a)를 형성할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제 2 중간 부분(450b)은 유사하게 호환성을 촉진하도록 구성될 수 있으며, 이 경우, 제 2 또는 상부 중간 부분(450b)의 개구(슬롯(464))는 상기한 바와 같이 제 5 또는 복귀 챔버(428) 내에서 얇은 강하 흐름(falling flow) 또는 유체 막의 생성을 허용한다.
일부 실시형태에서, 다수의 지지대(468)가 내벽과 외벽(456, 458) 사이에서 연장된다. 일부 실시형태에서, 지지대(468)는 반경 방향으로 연장된 지지대(468a) 및 적어도 하나의 원주 방향으로 연장되는 지지대(468b)를 포함하며, 이는 함께 유체 흐름을 허용하는 천공 또는 그물 모양의 플레이트형 구조를 형성할 수 있다(이러한 또는 임의의 실시형태에서 이러한 구조는 스크린, 네트, 그리드 또는 다른 골격 구조를 포함할 수 있고 강성이거나, 반-강성 또는 유연할 수 있다). 실제로, 지지대(468)는 유체가 통과할 수 있도록 개구에 의해 생성된 개방 공간의 양을 최대화함으로써 베드(들)를 통한 유체 유동을 향상시키도록 설계될 수 있다. 일부 실시형태에서, 세포를 배양하기 위해, 벽(434) 주위에 권취된 나선형 베드(미도시)와 같은 고정 베드가 부분(450a, 450b) 사이에 형성된 챔버(424) 내에 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상부 중간 부분(450b)으로부터 전달되는 유체는 커버 부분(470)에 의해 부분적으로 형성된 제 4 챔버(426)로 진입할 수 있고, 재순환을 위해 제 1 챔버(416)로 복귀하기 전에 제 5 챔버(428)를 형성하는 기둥으로 흐를 수 있다.
일부 실시형태에서, 커버 부분(470)은 제 2 중간 부분(450b)의 대응하는 커넥터(홈(454))에 끼워 맞춰지기 위해 설부(472)와 같은 커넥터를 포함한다. 일부 실시형태에서, 커버 부분(470)은 또한 제거 가능한 캡 또는 뚜껑(476)을 수용하기 위한 직립 벽(474)과 같은 제 1 또는 중앙 수용기(receiver)를 포함할 수 있으며, 이는 유체 또는 다른 물질을 생물반응기(400)(및 제 5 챔버(428))로 전달하기 위해 도관과 연결하기 위한 다양한 포트(P)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 캡 또는 뚜껑(476)은 도시된 바와 같이 온도 센서 또는 프로브(T)뿐만 아니라 다른 센서를 보유할 수 있고, 생물반응기(400)로부터 물질을 추가 또는 제거하거나, 또는 제품 제조 공정을 조절하기에 적합할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 캡 또는 뚜껑(476)은 챔버(428)를 통한 복귀 흐름과 관련하여 감지 또는 유체 샘플링이 발생할 수 있도록 잘 배치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 직립 벽(477)과 같은 제 2의 주변부에 배치된 수용기는 또한 센서를 수용하거나 생물반응기에 대해 물질(배양 샘플 포함)을 배치하거나 회수하기 위해 제 2 캡 또는 뚜껑(478)과 연결되도록 구성될 수 있고, 특히 이의 주변부는 세포 배양이 완료되는 제 3 챔버(426)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 캡 또는 뚜껑(476, 478)은 상이한 유형의 포트(P)를 가질 수 있고 상이한 크기/형상일 수 있거나, 또는 호환성을 촉진하기 위해 동일할 수 있다.
도 14를 도 5와 비교하면, 캡 또는 뚜껑(476, 478)이 상이한 크기의 생물반응기와 관련하여 사용될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 도 14에서, 캡 또는 뚜껑(476, 478)은 생물반응기(400)의 외경보다 훨씬 작은 외경을 갖는 것을 알 수 있다. 일부 실시형태에서, 캡 또는 뚜껑(476, 478)은 또한 도 5의 생물반응기(300)(또는 임의의 다른 것)와 함께 사용될 수 있으며, 이 경우, 외경은 생물반응기(300)의 직경과 대략 동일하거나 아마도 약간 더 클 것이다.
일부 실시형태에서, 구조물을 함께 유지하기 위해 연결부에서 접착제 또는 아교가 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 나사산 또는 잠금(예를 들어, 착검식(bayonet style)) 연결부가 사용될 수 있고, 따라서 유체 밀봉이 유지되어 누출을 방지하고 무균 상태가 유지되는 것을 돕는다. 일부 실시형태에서, 모듈식 부분(430, 450, 470)의 구성은 생물반응기(400)가 신속하게 현장에서 사전 조립되고, 조립되거나 구성될 수 있게 하고, 유사한 신속성으로 잠재적으로 분해될 수 있게 한다. 높은 벽(434) 또는 중간 부분(450)을 형성하기 위해 추가 튜브(들)를 용이하게 추가할 수 있기 때문에, 고정 베드의 수 또는 생물반응기(400)의 높이는 응용에 따라 특정 요구 또는 공정 설정에 맞게 조정될 수 있다.
일부 실시형태에서, 챔버 내의 하나의 고정 베드로부터 바로 인접한 베드로의 흐름은 직접적이거나 중단되지 않는다. 일부 실시형태에서, 베드를 수용하기 위한 외부 챔버(424)는 그 안에 존재하는 다수의 베드를 통해 연속적인 유동 경로를 생성하는데, 이는 구조화 고정 베드, 비구조화 고정 베드 또는 다른 베드일 수 있다. 일부 실시형태에서, 연속적이고 실질적으로 방해 받지 않는 흐름은, 모듈이 실제로 단일 베드인 것처럼 균질성을 촉진하는데 도움이 되고, 따라서 세포 배양 공정의 예측 가능성과 품질을 향상시킨다. 균질성은 베드 전체에 걸친 세포 분포가 균질하거나 다소 동일한 확산을 갖는 것을 의미한다.
도 16은 중간 부분(450)의 대안적인 실시형태를 도시하고 있는데, 이는 베이스 부분(430) 위에 배치되도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 다수의 반경 방향으로 연장된 지지대(466b)가 중앙 개구(466a) 내에 제공되며, 이는 고리(466d) 형태의 내부 커넥터와 연결된다. 일부 실시형태에서, 고리(466d)는 교반기(미도시)를 보유하기 위한 캐리어(480)의 일부를 수용하도록 크기가 정해질 수 있고, 따라서 베이스 부분(430)의 바닥 위에 이를 매단다. 일부 실시형태에서, 구조물을 기반으로, 회전하는 동안 임펠러와 베이스 부분(430)의 바닥 사이의 마찰 접촉의 결과로서의 마찰 및 수반되는 입자 분리(particle shedding)가 방지된다.
도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서, 캐리어(480)는 한 쌍의 압축성 클립(482)을 포함할 수 있는데, 이는 고리(466d) 내의 개구를 통과할 수 있도록 함께 눌려지고, 이후 캐리어가 자유롭게 회전할 수 있도록 상대적 움직임을 허용하면서, 중간 부분(450)에 캐리어를 안전하게 매달도록 해제될 수 있다. 일부 실시형태에서, 캐리어(480)는, 임펠러(미도시) 또는 아마도 단순히 길쭉한 자성 또는 강자성 막대(아님)와 같은, 교반기의 대응 부분을 수용하는, C-형태의 단면으로 도시된 소켓(socket, 484)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 부분은 베어링에 의해 교반기에 회전 가능하게 연결된 상향 연장 돌출부를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 일부 실시형태에서, 소켓(484)은 베이스 부분(430) 아래에서와 같이 생물반응기(400)의 외부에 위치한 대응하는 외부 또는 비-접촉식(예를 들어, 자기) 구동장치(D)와의 정렬을 달성하기 위해 필요할 수 있는 교반기의 좌우 이동을 허용할 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 또한 고정 베드(496)를 포함하는 모듈식 생물반응기(400)의 대안적인 실시형태를 도시하고 있다. 일부 실시형태에서, 베이스 부분(430)과 커버 부분(470)은 외부 케이스(492)와 연결되도록 구성될 수 있으며, 이는 중간 부분(450)의 주변부와의 갭 또는 공간을 형성한다. 일부 실시형태에서, 갭(G) 또는 공간은 중간 부분(450)과 결합된 베드의 온도를 제어하기 위해 가열 또는 냉각 효과를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 갭(G) 또는 공간은 또한 베드 내의 성장 세포에 근접하고 온도 변화에 민감할 가능성이 있는 생물반응기의 중간 영역의 벽의 단열을 단순히 공급할 수 있다. 이 단열은 생물반응기의 베이스 부분(430)의 바닥에 가해지는 열이 베드(들)(496) 내의 부착된 세포까지 연장되는 것을 방지하도록 작용한다.
도 16a는 또한 생물반응기에서 살포(sparging)의 가능한 사용을 도시하며, 이는 임의의 개시된 실시형태에서 제공될 수 있다. 도시된 구성에서, 살포는 제 5 챔버(428)에 위치한 살포기(494)에 의해 제공된다. 그 결과 생성된 기포는 따라서 복귀 유체 흐름과 반대 방향으로 위로 흐를 수 있다.
이들 도면 및 아마도 도 16b에서 최상으로 도시하고 있는 바는 중간 부분(450)이 내부 튜브(436)와 맞물릴 수 있는데, 이들 내부 튜브는 유체 불투과성이고 따라서 베이스 부분(430)으로 흐름을 복귀시키기 위한 챔버(428)를 제공할 수 있으며, 이 베이스 부분에서 유체는 교반되고 아래로부터 베드로 진입해서 이를 통해 위로 흐를 수 있다(개시된 임의의 실시형태에서). 이들 튜브(436)는 도시된 바와 같이 하나의 튜브가 존재하는 각각의 고정 베드(496)에 대응하도록 제공될 수 있고, 두 개의 중간 부분(450)은 각각의 튜브(436)와 맞물린다(예를 들어, 하나는 아래로부터 그리고 하나는 위로부터). 그러나, 이러한 또는 임의의 다른 개시된 실시형태에서, 나선형 베드의 가장 안쪽의 나선형 랩(wrap)과 같은 고정 베드의 가장 안쪽 표면은 유체에 대해 불투명하도록 그것을 제조하거나 달리 조절함으로써 유사한 기능을 수행하도록 제조될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 표면은 유체-불투과성 또는 소수성 물질로 코팅될 수 있고, 따라서 여전히 베드(들) 내에 유체를 유지하고 챔버(428)에 의해 형성된 중앙 기둥을 통한 유체의 확실한 복귀 흐름을 유지한다.
도 16c는 또한 이전에 도시하고 기술한 바와 같은 구조화 나선형 베드일 수 있는 고정 베드(496)를 개재하는 중간 부분(450a, 450b)을 포함하는 생물반응기(400)의 실시형태를 도시하고 있다. 베이스 부분(430)과 커버 부분(470)이 또한 제공되고 외부 케이스(492)와 접속되어 고리 또는 갭을 생성하며, 이는 다시 가열 또는 냉각 수단과 단열되거나 결합될 수 있다. 이러한 또는 임의의 다른 실시형태에서, 케이스(492)는 단순히 버퍼 또는 공간(공기 또는 다른 기체로 채워짐)을 생성할 수 있다. 이는 생물반응기(400)의 온도가 보다 효율적으로(예를 들어, 더 빠르게) 조절될 수 있게 하고, 또한 배지 예열 측면에서 보다 낮은 요건을 갖고 배지 재순환에서 관류 및/또는 사용될 수 있게 한다.
이 도면은 또한 교반기(418a)를 위한 하우징(418)을 도시하고 있다. 하우징(418)은 도 21에 도시된 형태 중 어느 하나일 수 있으며, 따라서 흐름 분할기(418d)를 포함할 수 있다. 중앙 기둥(즉, 도 16a에 도시된 복귀 챔버(428))을 부분적으로 형성하기 위한 튜브(436) 형태의 내부 칸막이가 또한 도시되어 있다. 외부 칸막이가 또한 도시되어 있는데, 부분들(450a, 450b)과 제거 가능하게 상호 연결되고(접착제 또는 다른 형태의 결합을 사용하여 제자리에 부착될 수 있는) 원통형 구조 또는 튜브(496)와 같은 종류일 수도 있지만, 또한 이들 중 하나 또는 둘 다를 갖는 단일 구조일 수 있다.
도 17 및 도 18은 도시된 예에서 두 개의 수직으로 적층형 구조화 고정 베드(518a, 518b)와 같은 하나 이상의 고정 베드를 포함하는 생물반응기(500)의 예를 도시하고 있다. 일부 실시형태에서, 베드(518a, 518b)는 생물반응기(500)의 외부 챔버(512a)에 배치될 수 있고, 도 1 내지 도 3에 도시된 나선형 베드일 수 있다. 일부 실시형태에서, 내부 챔버(512b)는 또한 고정 베드(들)에 대해 순환 유체를 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체는 생물반응기(500)의 하부 격실(512c)에 위치한 임펠러(520)와 같은 결합된 교반기에 의해 흐를 수 있다. 일부 실시형태에서, 유체의 흐름은 위에서 아래로 또는 아래에서 위로와 같이 고정 베드 내에서 수직 방향일 수 있다. 일부 실시형태에서, 구조화 고정 베드(들)는 내부 챔버(512b)에 제공될 수 있고, 외부 챔버(512a)는 내부 챔버에 대해 유체를 전달하는 역할을 한다.
이제 도 19 및 도 20을 참조하면, 일부 실시형태에서, 임펠러(600) 형태의 교반기가 상기한 실시형태 중 어느 하나에서 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러(600)는 반경 방향으로 연장된 블레이드(606)를 갖는 몸체(604)(기계 가공 또는 사출됨)에 삽입될 수 있는 자석(602) 및 샤프트(610) 또는 다른 수용기가 삽입될 수 있는 개구(608)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 캡(미도시)이 자석(602) 위에 제공되어 배양 배지와의 접촉이 이루어지지 않도록 하고, 접착제 또는 나사산 연결을 사용하여 부착될 수 있다. 일부 실시형태에서, 몸체(604) 실시형태가 사출(사출 성형)될 때 자석(602)이 오버몰딩(overmold)될 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러(600)를 형성하기 위해 실시형태를 3D 인쇄하고, 3D 인쇄를 일시 정지하고, 자석을 삽입하고, 3D 인쇄를 다시 시작할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러 몸체(604)는 폴리카보네이트 또는 다른 적합한 재료와 같은 내구성이 있는 고분자 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러는 기계 가공, 사출 성형, 3D 인쇄, 또는 다른 방식으로 제조될 수 있다. 결합된 수용기 또는 샤프트(610)(존재하는 경우)는 폴리프로필렌 또는 다른 적합한 재료로 형성될 수 있으며, 기계 가공, 사출 또는 3D 인쇄될 수 있다.
도 21은 결과적인 상대 효율의 표시와 함께, 테이블 형태의 상이한 용기(618a)를 갖는 임펠러(600)의 다양한 조합을 도시하고 있다. 일부 실시형태에서, 블레이드(B)의 반경 방향 범위를 조정하고 용기(618a)의 배출구(O)의 수를 4 개 이상(및 가능하면 10 개 내지 12 개)으로 변경함으로써, 유체 흐름 측면에서 더 높은 효율이 비슷한 회전 속도에서 달성될 수 있다. 일부 실시형태에서, X-형태의 단면을 갖는 직립 벽(618d)과 같은 분할기가 흐름을 분할하기 위해 용기(618a)의 유입구(I)에 인접하게 제공될 수 있다. 도 21의 우측에 있는 두 개의 실시형태에서, 용기(618a)를 빠져나갈 때 흐름을 안내하기 위해 날개(vane, V)가 제공되어 있으며, 표시된 바와 같이 날개는 다양한 형태 또는 폭을 가질 수 있음을 알 수 있다.
도 22는 반경 방향으로 곡선형인 블레이드(B)를 갖는 임펠러(650)의 다른 예를 더 도시하고 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러(650)는 이와 관련하여 사용될 때 용기(618a)의 유입구(I)로부터 흐름을 수용하기 위한 중앙 공간(651)을 포함할 수 있고, 따라서 블레이드(B)는 배출구(O)를 통해 유체를 외부로 다시 내보내는 역할을 한다. 블레이드(650)는 10 개의 블레이드를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 원하는 경우 또는 필요에 따라 더 많거나 적은 수가 제공될 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러(650)는 외부 구동장치(미도시)와의 비-접촉 결합을 형성하기 위해 상기한 바와 같이 하나 이상의 자석(미도시)을 포함할 수도 있다. 살아있는 세포는 전단(shear)과 같은 기계력에 민감하기 때문에 임펠러 설계는 효율적이고 최적화된 유체 흐름을 제공하면서 전단을 피해야 한다. 임펠러(650)는 이러한 무료 목표를 달성한다.
상기 생물반응기(100-500)의 구성요소는 단일 사용 또는 일회용 구성요소로 제조되거나 재사용 가능하게 제조될 수 있다. 또한, 사용된 구성요소는 일회용 및 재사용 가능한 재료의 혼합체 또는 혼성체일 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(100-500)는 대략 50 내지 60 cm의 직경을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(100-500)는 약 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 또는 100 cm 이상의 직경 또는 높이를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(400)와 관련하여 사용될 수 있는 커버 부분 또는 뚜껑(476, 478)은 대략 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30 또는 50 센티미터 이상의 직경을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 중간 부분(450a, 450b)은 대략 약 2.5 내지 5.0 센티미터 이상의 높이를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 전체 생물반응기(400)는 대략 20 내지 50 센티미터의 높이를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기는 하나 이상의 고정 베드를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 임펠러 속도는 반응기 하부로부터 반응기 상부까지 일관된 선형 속도를 유지하기 위해 압력 강하의 증가를 보상하도록 조정될 수 있다. 이러한 경우, 세포에 대한 전단 응력은 모든 크기의 생물반응기에 대해 일정하게 유지될 수 있다. 일부 실시형태에서, 살포기가 또한 제공될 수 있다. 일부 실시형태에서, 기포가 고정 베드로 이동하는 것을 방지하기 위해 살포 중에 임펠러의 작동을 중단하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 실시형태에서, 모듈식인 경우, 생물반응기(100, 200, 300, 400, 500)는 이의 상대 높이를 조정하기 위한 임의의 수의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증가한 높이를 생성하기 위해 부분(450)과 같은 다수의 중간 부분이 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 생물반응기(100, 200, 300, 400, 500)는 또한 다수의 상이한 직경으로 제공될 수 있고, 각각의 직경은 특정 응용을 기반으로 상이한 높이를 생성하기 위한 하나 이상의 중간 부분을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 고정 베드 성장 표면은 <1 m2 내지 2 m2, 7 내지 30 m2, 150 내지 600 m2, >2,400 m2의 범위일 수 있고, 생물반응기의 상이한 크기(높이 또는 직경)에 따라 달라질 수 있다. 언급한 바와 같이, 다수의 고정 베드는 하나, 둘, 셋, 넷 또는 그 이상의 고정 베드와 같은 적층형 구성으로 제공될 수 있다.
일부 실시형태에서, 상기한 "폭포" 구성에서, 유체가 내부 또는 중앙 기둥으로 통과할 때 난류도(degree of turbulence)를 제공함으로써 산소 전달(또는 산소가 주어진 작동 조건에 대해 생물반응기로 전달될 수 있는 효율을 나타내는 용량 물질 전달 계수, kLa)을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 결과를 달성하기 위해, 층류를 차단하고 난류가 되게 하는 하나 이상의 흐름 방해기가 제공될 수 있다. 도 23 및 도 24는 모듈식 생물반응기에 대한 추가의 가능한 변형을 도시하며, 여기서 흐름 방해기 또는 분할기는 중앙 기둥 위에 배치될 수 있는 고리(700) 상에 직립 돌출부(702)로서 제공될 수 있다(따라서 왕관 형상을 형성함). 결과적으로, 유체 막으로서 중앙 기둥(736)으로 진입하는 유체 흐름은 돌출부(702)에 의해 "파괴"될 수 있고, 따라서 더 난류성이고 더 나은 산소 전달을 가능하게 하는 개별 스트림을 형성한다. 일부 실시형태에서, 돌출부(702)는 고정 베드를 떠날 때 잠재적인 소용돌이 운동을 파괴할 수 있고, 유체 흐름이 생물반응기의 중심과 정렬될 수 있도록 한다.
도 25 및 도 26을 참조하면, 결과적인 개별 흐름은 구조화 고정 베드의 내벽에 의해 형성된 중앙 기둥 또는 기둥 영역 내에서 궁극적으로 재결합하여 추가 난류를 유발할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 고리(700)는 흐름이 기둥으로의 포물선 궤적을 취하게 할 수 있고, 이는 흐름 아래에 공기/산소가 포획될 수 있는 포켓(P)을 생성할 수 있음을 또한 알 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 포켓(P)과 중앙 기둥 위의 생물반응기의 내부 사이에서 기체 교환이 발생하도록 하기 위해, 하나 이상의 도관(704)이 제공될 수 있다. 도 26에, 단일 도관(704)이 도시되어, 기체 흐름을 위한 유입구를 형성한다. 도 25에 도시된 바와 같이, 다수의 도관(704a, 704b)이 제공될 수 있고, 기체가 교체되도록 기체의 유입구 및/또는 배출구의 역할을 할 수 있다. 추가로 나타낸 바와 같이, 도관(704)은 도 26에 도시된 바와 같이 고리(700)와 일체형이거나 도 25에 도시된 바와 같이 고리로부터 분리될 수 있다.
이제 도 27 및 도 28을 참조하면, 생물반응기(100, 200, 300, 400)의 다양한 조건을 감지하기 위한 비-일회용(예를 들어, 스테인레스 스틸) 프로브(802)를 연결하기 위한 일회용(예를 들어, 플라스틱 또는 고분자) 커넥터(800)가 도시되어 있다. 일부 실시형태에서, 커넥터(800)는 일단에서 캡 또는 커버(806)에 결합된 튜브 또는 슬리브(804)와 타단에서 어댑터(808)를 포함할 수 있으며, 이 어댑터는 나사산 연결에 의해서와 같이 생물반응기(100, 200, 300, 400, 500)의 임의의 벽 또는 부분의 포트와 연결하기 위한 것일 수 있다. 일부 실시형태에서, 캡(806)에 부착된 멤브레인(810)과 같은 광 투과성 부분이 프로브(802)와의 접속을 위해 제공될 수 있다.
실시예
다음의 실시형태는 본 발명의 다양한 실시형태를 예시하기 위한 목적으로 제공되며 어떠한 방식으로도 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본원에 기술된 방법과 함께 본 실시예는 현재의 예시적인 실시형태를 나타내며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 내에 포함되는 본원에서의 변경 및 다른 용도가 본 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 다음의 실시예는 개시된 생물반응기의 효능을 설명하기 위해 제공된다.
산소가 공급되고 교반된 조건(~5 cm, 740 rpm(고정 베드를 통한 1 cm s-1의 수직 선형 속도에 해당함)의 강하 막(falling film)을 보장하는 750 mL 배양 배지, 1 시간 수화 시간) 하에서 구조화 고정 베드를 수화함으로써 도 1에 따른 생물반응기를 제조하였다. 실험 설정치(각각 37℃, 7.2)에서 온도와 pH를 설정하고 자동화 조절을 시작하여 중간 평형을 달성하였다. DO 교정은 먼저 비-조절 산소 공급 조건(100% DO 설정치)에서 달성한 후, DO 조절(>50%)을 시작하였다. 배지가 설정된 작동 온도에 도달하고 나서, 프로브 교정(온 및 오프라인 측정)을 수행하였다. 접종물을 교반 조건 하에서 3.0 × 104 세포/cm-2의 초기 접종 밀도로 생물반응기로 수동으로 옮기고, 상응하는 부피의 평형화 배지를 제거함으로써 총 액체 부피가 일정하게 유지되도록 하였다. 이후 즉시 배양 파라미터 기록(pH, DO, T)을 시작하였다. 접종 직후, 도 2에 따라 외부 배지 공급원을 생물반응기를 통해 연결 및 재순환시켰다.
이 실험 설정을 사용하여, 두 개의 세포 배양을 배치 모드(감염 세포 밀도 = 1.9±0.2 × 105 세포/cm-2)에서 3 일 동안 수행하였다. 영양분 이용성을 보장하기 위해 3 일째 외부 배지 공급원을 신선한 물질로 교체하여 6 일 동안 제 3 세포 배양(감염 세포 밀도 = 6.5 × 105 세포/cm-2)을 수행하였다. 감염의 설정된 목표 세포 밀도 및 5의 고정 MOI에서 아데노바이러스(스톡: 1.7 × 109 ifu mL-1)를 사용하여 감염을 수행하였다. 교반 조건 하에서 현장 벌크 세포 용해를 위해 최적화 세제 첨가(TritonTM X-100; Sigma Aldrich, Overijse, Belgium)를 사용하여 세포 배양 배지의 수확을 수행하였다. 다음과 같은 요약이 제공된다.
생물반응기 용기 유효 작업량: 750 mL
재순환 부피: 4.2 L
교반 속도: 740 rpm(1 cm s-1 수직 속도)
강하 막 높이: ~5 cm
접종 밀도: 25,000-30,000 세포/cm-2
pH: 7.2
용존 산소: 50%
수확 처리: Triton X-100, 벤조나제(Benzonase) 및 MgCl2-
배양 시간: 3-6 일
관련 있는 동일한 작동 조건(온도, 배지 조성, 초기 pH, 상부 공간 기체 조성) 하에서 CELLSTACK 생물반응기에서 대조군 부착 배양을 수행하였다. 도 29는 CELLSTACK 생물반응기에서 수행된 대조군과 비교하여 본 발명의 고정 베드 생물반응기에서의 세포 성장 곡선을 보여준다. 구조화 고정 베드 생물반응기에서 도달된 세포 밀도는 대조군 실험과 동일한 조건 하에서 3 일째 및 6 일째 모두 훨씬 더 높다(6.5 × 105 대 3.2 × 105 세포/cm-2). 6 일째 관찰된 높은 세포 밀도를 달성하기 위해, CELLSTACK 생물반응기에서 3 일째 배지의 85%를 교환하였고, 동일한 비율의 배지 교환에 상응하는 4.2 L의 신선한 배양 배지를 함유하는 외부 병을 연결하고 생물반응기에 통해 순환시켰다(10 mL min-1). 세포 배양에서 표적 세포 밀도로 감염을 수행하였다. 감염 후 3 일에 모든 세포가 용해되는 것으로 관찰되었으며, 이때 세제 처리를 사용하여 생성물을 회수하기로 결정하였다. CELLSTACK 생물반응기를 사용하여 대조군에서 동일한 수확 프로토콜을 수행하였고, 데이터를 생물반응기 작동과 함께 도 30에 제시하였다. 본 개시에 따른 생물반응기 #2는 처음부터 4.2 L의 외부 배지 순환 루프로 작동시키고 3 일째 감염시켰다(보다 상세한 것은 방법을 참조 - 감염 후 세포 밀도 - 미도시). 본 개시에 따른 생물반응기 #1은 3 일째 외부 배지 순환 루프를 새로운 배지로 교체하여 추가 세포 성장을 허용한다는 점을 제외하고는 생물반응기 #2와 마찬가지로 시작하였다. 생물반응기 #2는 2 일째 감염시킨 반면, 생물반응기 #3은 3 일째 감염시켰다. 오차 막대는 TCID50 분석 검사 측정치의 범위를 나타낸다. 본 발명의 생물반응기와 이들의 대조군 사이의 생산성은 유사하며, 차이는 검사의 오차 범위 내에 있다.
도 31 및 도 32에 나타낸 바와 같이, 생물반응기에서의 구조화 고정 베드의 효능을 입증하기 위해 추가 실험을 수행하였다. 세포 배양 조건은 다음과 같았다:
- 베로 세포(Vero cell)
- 배지 5% 혈청 - 부피/표면 비율: 0.17 ml/cm²
- 접종 5000 c/cm²
- 5 일의 성장
- 37℃ - pH: 7.2 - DO = 50%
- 생물반응기의 교반: 550 rpm
- 20 ml/min의 유량으로 재순환 배치 모드
알 수 있는 바와 같이, 이들 도면은 구조화 고정 베드, 특히 나선형 또는 "달팽이(snail)"형 베드를 사용하는 생물반응기에서 축 방향 및 반경 방향으로 균일한 세포 성장이 달성되었음을 나타낸다.
이제 도 33 내지 도 37을 참조하면, 구조화 고정 베드를 갖는 모듈식 생물반응기(1000)를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 먼저 도 36을 참조하면, 방법은 이전에 기술한 나선형 베드(1004)일 수 있는 구조화 고정 베드에 관형 부분(1002)을 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 나선형 베드(1004)는 관형 부분(1002) 주위에 매트릭스 물질을 둘러싸거나 권취함으로써 형성될 수 있고, 이는 설부 및 홈 구성을 사용하는 것과 같이 베이스(1006)에 고정될 수 있고 제자리에 부착될 수 있다. 이는 제 1 단계 생물반응기 전구체(1007)를 형성한다.
다음으로, 접착제를 사용하여 상부(1008)가 베이스(1006)에 고정될 수 있다. 이는 도 38에 도시된 제 2 단계 생물반응기 전구체(1010)에 도달하기 위해 수행되며, 이는 부분들의 적절한 안착을 보장하기 위한 웨이트(weight, 1012) 및 접착제를 경화시키기 위한 UV 램프(1014)의 사용을 더 도시하고 있다.
도 37을 참조하면, 생물반응기 전구체(1010)에 뚜껑(1016)이 적용될 수 있고, 임의의 프로브 또는 샘플러(1018)가 설치될 수 있다. 뚜껑(1016)은 함께 접착될 수 있는 외부 하우징(1020)과 접속할 수 있다. 웨이트(1012) 및 UV 램프(1014)는 다시 안전한 연결을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 38을 참조하면, 뚜껑(1016)을 설치하기 전에, 제 2 단계 생물반응기 전구체(1010) 상에 다수의 제 1 단계 생물반응기 전구체(1007a, 1007b)를 설치함으로써 적층형 구성이 달성될 수 있음을 알 수 있다. 제 2 단계 생물반응기 전구체(1010)의 상부(1008)는 관형 부분(1002)의 매달린 부분과 같은 바로 인접한 제 1 단계 생물반응기 전구체(1007a)의 일부분을 수용하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제 1 단계 생물반응기 전구체(1007a)의 상부(1008)는 바로 인접한 제 2 단계 생물반응기 전구체(1007b)와 유사하게 접속되도록 구성될 수 있다. 뚜껑 및 임의의 프로브, 샘플러 등은 위에서 언급한 바와 같이 설치될 수 있으며, 생물반응기(1000)는 이러한 방식으로 다수의 적층형 베드를 제공한다.
생물반응기를 제조하는 추가의 방법이 또한 고려된다. 이 방법에서, 구조화 고정 베드는 생물반응기의 내부 격실 또는 챔버에 배치된다. 본 개시에서 이전에 언급한 바와 같이, 베드는 스페이서(예를 들어, 스크린 또는 유사한 구조) 또는 갭에 의해 접촉되거나 분리될 수 있다.
임의의 실시형태에서, 생물반응기(100, 200, 300, 400, 500)에서의 구조화 고정 베드의 모놀리식 특성은 전체적으로 세포 배양 작업의 일관성 및 따라서 균질성을 촉진시키는 것을 돕는다는 것을 알 수 있다. 구조화 고정 베드를 단순히 생물반응기에 "드롭 인"시키는 능력은 세포 배양 과정을 쉽게 반복할 수 있게 하고, 결과는 높은 재현성을 제공한다. 이는 부유층 또는 유동층을 사용하는 알려진 생물반응기에 비해 중요한 이점이다. 개시된 구성의 결과로서, 세포 배양 균질성(예를 들어, 온도, pH 및 다른 시약 특성을 포함하는 특성)이 전체적으로 유지된다. 임펠러 혼합 및 유체 흐름으로 인해 균질성이 더욱 향상된다. 세포 배양 배지의 재-균질화(재혼합)가 발생하는 갭으로 인해 균질화가 더욱 개선된다. 세포 배양물이 베드를 통해 이동하고 균질성을 상실하더라도, 배양물이 갭을 통과함에 따라 균질성이 다소 회복된다.
요약하면, 본 개시는 또한 다음 항목들과 관련되는 것으로 고려될 수 있다:
1. 유체 흐름과 관련하여 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
세포를 배양하기 위한 고정 베드를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성되는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
모듈식 생물반응기는:
제 1 챔버를 갖는 베이스부와;
고정 베드를 수용하기 위한 제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부; 및
중간부 위에 배치되는 커버부로 구성되는, 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
고정 베드는 구조화 고정 베드로 구성되는, 장치.
4. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 관형 부분으로 구성되고, 구조화 고정 베드는 관형 부분 주위에서 나선형으로 연장되는, 장치.
5. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 고정 베드의 내벽에 의해 형성된 관형 부분으로 구성되는, 장치.
6. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 구조화 고정 베드와 각각 결합되는 다수의 중간 부분으로 구성되는, 장치.
7. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 중간 부분 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 중간 부분 아래의 제 1 구조화 고정 베드로부터 적어도 하나의 중간 부분 위의 제 2 구조화 고정 베드로 유체가 흐를 수 있도록 천공되는, 장치.
8. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 중간 부분 각각은 관형이고, 각각의 구조화 고정 베드는 관형 중간 부분 주위에 권취된 나선형 베드로 구성되는, 장치.
9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
구조화 고정 베드를 위한 천공 지지대를 더 포함하는 장치.
10. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 모듈식 생물반응기의 주변부를 형성하기 위한 관형 케이스를 더 포함하고, 관형 케이스는 생물반응기를 가열, 냉각 또는 단열하기 위한 공간을 형성하는, 장치.
11. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 서로 연결되도록 각각 구성된 다수의 중간 부분으로 구성되는, 장치.
12. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는, 적어도 하나의 중간 부분과 맞물리고 고정 베드를 수용하기 위해 제 2 외부 챔버의 내벽을 형성하기 위한 튜브를 포함하는, 장치.
13. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
튜브는 튜브 아래의 제 1 중간 부분 및 튜브 위의 제 2 중간 부분과 맞물리는, 장치.
14. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 중간 부분은 제 3 내부 챔버를 따라 유체 막을 생성하기 위한 개구를 포함하는, 장치.
15. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 중간 부분으로부터 제 2 중간 부분을 지지하기 위한 지지대를 더 포함하는 장치.
16. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
지지대는 수직 막대로 구성되는, 장치.
17. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
커버부는 다수의 포트를 포함하는 제거 가능한 캡으로 구성되는, 장치.
18. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
제거 가능한 캡은 중간부의 외경보다 작은 외경을 갖는, 장치.
19. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
포트 중 적어도 하나는 나사산 금속 인서트를 포함하는, 장치.
20. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
커버부는 중간부의 외경과 같거나 큰 외경을 갖는, 장치.
21. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 베이스부 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성된 중간 부분으로 구성되고, 중간 부분은 유체 흐름을 방해하기 위한 흐름 방해기를 더 포함하는, 장치.
22. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스부는 고정 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버와 유체 연통하는 제 1 챔버의 반경 방향 외측에 추가 챔버를 포함하고, 이 추가 챔버는 제 1 챔버로부터 추가 챔버로 유체를 전달하기 위한 다수의 개구를 갖는 직립 벽에 의해 형성되는, 장치.
23. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스부에 결합되는 교반기를 더 포함하는 장치.
24. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 외부 구동장치와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 방식으로 제 1 챔버 내에 교반기를 매달도록 구성되는, 장치.
25. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
교반기를 수용하기 위한 용기를 더 포함하고, 용기는 중앙 유입구 및 다수의 반경 방향으로 배향된 배출구를 포함하는, 장치.
26. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
중앙 유입구에 흐름 분할기가 결합되는, 장치.
27. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
교반기는 다수의 곡선형 블레이드로 구성되는, 장치.
28. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 3 내부 챔버로 진입하는 유체 흐름을 다수의 스트림으로 분할하기 위한 다수의 흐름 방해기를 더 포함하는 장치.
29. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 흐름 방해기는 고리에 결합되는, 장치.
30. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
스트림 중 하나 뒤의 공간으로 기체가 진입하도록 하기 위한 하나 이상의 도관을 더 포함하는 장치.
31. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 도관은 다수의 흐름 방해기를 포함하는 구조물에 연결되는, 장치.
32. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
구조물에 제 1 도관이 연결되는, 장치.
33. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
구조물에 제 1 및 제 2 도관이 연결되는, 장치.
34. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 및 제 2 도관은 구조물에 연결되지 않는, 장치.
35. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
중앙 기둥과 및 외부 케이스 모두에 연결된 베이스부를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성되고, 외부 케이스와 중앙 기둥은 함께 세포 배양을 위한 격실을 형성하는, 장치.
36. 제 35 항에 있어서,
격실은 적어도 하나의 구조화 고정 베드를 포함하는, 장치.
37. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
격실은 적층형 구성으로 배치된 다수의 구조화 고정 베드를 포함하는, 장치.
38. 제 35 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에 배치되는 중간 부분을 더 포함하는 장치.
39. 제 35 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 장치.
40. 제 35 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 적층형 구조화 고정 베드 각각은 중앙 기둥 주위에 둘러싸이는, 장치.
41. 제 35 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
중앙 기둥은 제 1 및 제 2 상호 연결된 튜브로 구성되고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 1 구조화 고정 베드는 제 1 튜브 주위에 둘러싸이고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 2 구조화 고정 베드는 제 2 튜브 주위에 둘러싸이는, 장치.
42. 제 35 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
중앙 기둥은 다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에서 연장되는 천공 지지대와 맞물리는 제 1 및 제 2 튜브로 구성되는, 장치.
43. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
고정 베드는 제 2 외부 챔버 또는 격실에 삽입되거나 이로부터 제거되도록 구성된 카트리지를 포함하는, 장치.
44. 제 35 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스부는 중앙 기둥에 제거 가능하게 연결되는, 장치.
45. 제 35 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스부는 외부 케이스에 제거 가능하게 연결되는, 장치.
46. 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스 부분; 및
베이스 부분에 제거 가능하게 부착되는 제 1 중앙 기둥으로 구성되고, 제 1 중앙 기둥은 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는, 생물반응기.
47. 제 46 항에 있어서,
제 2 외부 챔버는 제 1 구조화 고정 베드를 포함하는, 생물반응기.
48. 제 47 항에 있어서,
제 1 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
49. 제 48 항에 있어서,
제 1 구조화 고정 베드는 제 1 중앙 기둥 주위에 권취되는, 생물반응기.
50. 제 47 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 외부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 제 2 중앙 기둥을 더 포함하고, 제 1 구조화 고정 베드로부터 수직으로 이격된 제 2 구조화 고정 베드를 더 포함하는 생물반응기.
51. 제 50 항에 있어서,
제 1 구조화 고정 베드와 제 2 구조화 고정 베드 사이에 천공 지지대를 더 포함하는 생물반응기.
52. 제 46 항에 있어서,
제 2 외부 챔버는 비구조화 베드를 포함하는, 생물반응기.
53. 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와;
세포를 배양하기 위한 다수의 적층형 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버; 및
제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성되는 생물반응기.
54. 제 53 항에 있어서,
제 1 챔버를 갖는 베이스부와;
제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부, 및
중간부 위에 배치되는 커버부로 구성되는 생물반응기.
55. 제 54 항에 있어서,
중간부는 다수의 적층형 베드의 제 1 베드를 지지하기 위한 제 1 지지대를 포함하는, 생물반응기.
56. 제 54 항 또는 제 55 항에 있어서,
중간부는 다수의 적층형 베드의 제 2 베드를 지지하기 위한 제 2 지지대를 포함하는, 생물반응기.
57. 제 54 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간부는 베이스부 및 커버부와 제거 가능하게 연결되도록 구성되는, 생물반응기.
58. 제 54 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정되고, 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함하며, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것인, 생물반응기.
59. 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와;
세포를 배양하기 위한 적어도 하나의 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버; 및
제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성되고,
제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정되고, 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함하고, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것인, 생물반응기.
60. 제 59 항에 있어서,
적어도 하나의 베드는 구조화 고정 베드로 구성되는, 생물반응기.
61. 제 58 항 또는 제 59 항에 있어서,
구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
62. 제 59 항에 있어서,
내부 챔버는 적어도 하나의 튜브에 의해 형성되는, 생물반응기.
63. 제 62 항에 있어서,
적어도 하나의 튜브는 적어도 하나의 베드를 한정하는 제 1 및 제 2 지지대에 연결되는, 생물반응기.
64. 제 63 항에 있어서,
제 1 및 제 2 지지대는 외벽에 연결되는, 생물반응기.
65. 제 63 항 또는 제 64 항에 있어서,
제 1 및 제 2 지지대는 적어도 부분적으로 천공되는, 생물반응기.
66. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
교반기를 포함하는 생물반응기로 구성되고, 생물반응기는 외부 구동장치와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 매달린 상태로 교반기를 유지하도록 구성되는, 장치(이 매달린 교반기는 제 1 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항의 일부를 구성할 수 있음).
67. 제 66 항에 있어서,
생물반응기는 교반기를 수용하기 위한 베이스부, 및 교반기를 매달린 상태로 유지하기 위한 캐리어를 지지하기 위한 중간부를 포함하는, 장치.
68. 제 67 항에 있어서,
캐리어는 중간부와 맞물리는 클립으로 구성되는, 장치.
69. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
다수의 곡선형 블레이드를 갖는 교반기를 포함하는 생물반응기로 구성되는 장치(이 교반기는 제 1 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항의 일부를 구성할 수 있음).
70. 제 69 항에 있어서,
교반기는 다수의 곡선형 블레이드의 반경 방향 내측에 중앙 개방 영역을 포함하는, 장치.
71. 제 69 항 또는 제 70 항에 있어서,
교반기는 하나 이상의 자석을 포함하는, 장치.
72. 제 69 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
블레이드는 반경 방향으로 곡선형인, 장치.
73. 제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드로 구성되는 생물반응기.
74. 제 73 항에 있어서,
제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드 모두와 맞물리는 스크린을 더 포함하는 생물반응기.
75. 제 73 항 또는 제 74 항에 있어서,
제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
76. 생물반응기의 중앙 기둥을 형성하는 구조화 고정 베드를 포함하는 생물반응기.
77. 제 76 항에 있어서,
구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
78. 제 76 항 또는 제 77 항에 있어서,
구조화 고정 베드의 내부 표면은 유체-불투과성인, 생물반응기.
79. 생물반응기를 제조하는 방법으로서, 방법은:
유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스부를, 제 2 외부 챔버로부터 이송된 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 베이스부의 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 적어도 하나의 중간부에 연결하는 단계를 포함하는 방법.
80. 제 79 항에 있어서,
적어도 하나의 중간부 위에 커버부를 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.
81. 제 79 항 또는 제 80 항에 있어서,
외부 챔버에서 세포를 배양하기 위한 구조화 고정 베드를 형성하기 위해 중간부 주위에 매트릭스 물질을 나선형으로 둘러싸는 단계를 더 포함하는 방법.
82. 제 79 항 내지 제 81 항 중 어느 한 항에 있어서,
구조화 고정 베드를 제 2 외부 챔버에 삽입하는 단계를 더 포함하는 방법.
83. 제 79 항 내지 제 82 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 외부 챔버의 주변부를 형성하기 위해 외부 케이스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
84. 제 79 항 내지 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서,
외부 케이스를 베이스부에 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.
85. 제 79 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 외부 챔버 내에 다수의 구조화 고정 베드를 적층하는 단계를 더 포함하는 방법.
86. 제 79 항 내지 제 85 항 중 어느 한 항에 있어서,
다수의 구조화 고정 베드 사이에 천공 지지대를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
87. 제 79 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서,
외부 구동장치와 정렬하도록 좌우 이동을 허용하는 방식으로 베이스부 위에 교반기를 매다는 단계를 포함하는 방법.
88. 생물반응기를 제조하는 방법으로서, 방법은:
생물반응기 내에 다수의 구조화 고정 베드를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
89. 제 88 항에 있어서,
다수의 구조화 고정 베드 각각 사이에 천공 스페이서를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
90. 제 88 항 또는 제 89 항에 있어서,
각각의 구조화 고정 베드의 내측을 따라 내부 튜브를 제공하고 각각의 구조화 고정 베드의 외측을 따라 외부 튜브를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
91. 제 88 항 내지 제 90 항 중 어느 한 항에 있어서,
외부 튜브의 반경 방향 외측으로 케이스를 제공하는 단계를 더 포함하고, 케이스는 생물반응기를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 공간을 생성하는, 방법.
본원에서 사용된 다음 용어는 다음 의미를 갖는다:
본원에서 사용된 부정관사와 정관사는 문맥상 명백하게 달리 지지하지 않는 한 단수 및 복수의 지시대상을 의미한다. 예를 들어, "격실"은 하나 이상의 격실을 의미한다.
파라미터, 양, 지속 기간 등과 같은 측정 가능한 값을 언급하는 본원에서 사용된 "약", "실질적으로" 또는 "대략"은 특정된 값의 +/- 20% 이하, 바람직하게는 +/- 10% 이하, 더욱 바람직하게는 +/- 5% 이하, 더욱 더 바람직하게는 +/- 1% 이하, 더욱 더 바람직하게는 +/- 0.1% 이하의 변화를 포함하기 위한 것으로, 이러한 변화는 개시된 발명에서 수행하기에 적합한 경우에 그렇다. 그러나, 수식어 "약"이 참조하는 값 자체도 구체적으로 개시되어 있음을 알아야 한다.
본원에서 사용된 "~로 구성된다", "~로 구성되는"은 "~를 포함한다", "~를 포함하는", 또는 "~를 함유한다", "~를 함유하는"과 동의어이며, 다음에 나오는 것, 예를 들어 구성요소의 존재를 명시하는 포괄적이거나 개방형 용어이며, 본 기술 분야에 공지되거나 본원에 개시된 추가의, 언급되지 않은 구성요소, 특징, 요소, 부재, 단계의 존재를 제외하거나 배제하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시형태가 본원에 도시되고 기술되었지만, 이러한 실시형태는 단지 예로서 제공되는 것임이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 다수의 변형, 변경 및 치환이 이제 본 발명을 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 예를 들어, 생물반응기는 수직 방향으로 도시되어 있지만, 임의의 방향으로 사용될 수 있다. 본원에 기술된 본 발명의 실시형태에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는 데 채용될 수 있음을 알아야 한다. 다음의 청구 범위는 준거법에 따른 보호 범위를 정의하고, 이들 청구 범위 및 그 등가물 내의 방법 및 구조가 이에 의해 포함된다.

Claims (91)

  1. 유체 흐름과 관련하여 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
    세포를 배양하기 위한 고정 베드를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성되는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모듈식 생물반응기는:
    제 1 챔버를 갖는 베이스부와;
    고정 베드를 수용하기 위한 제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부; 및
    중간부 위에 배치되는 커버부로 구성되는, 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    고정 베드는 구조화 고정 베드로 구성되는, 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 관형 부분으로 구성되고, 구조화 고정 베드는 관형 부분 주위에서 나선형으로 연장되는, 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 고정 베드의 내벽에 의해 형성된 관형 부분으로 구성되는, 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 구조화 고정 베드와 각각 결합되는 다수의 중간 부분으로 구성되는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    다수의 중간 부분 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 중간 부분 아래의 제 1 구조화 고정 베드로부터 적어도 하나의 중간 부분 위의 제 2 구조화 고정 베드로 유체가 흐를 수 있도록 천공되는, 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    다수의 중간 부분 각각은 관형이고, 각각의 구조화 고정 베드는 관형 중간 부분 주위에 권취된 나선형 베드로 구성되는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    구조화 고정 베드를 위한 천공 지지대를 더 포함하는 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 모듈식 생물반응기의 주변부를 형성하기 위한 관형 케이스를 더 포함하고, 관형 케이스는 생물반응기를 가열, 냉각 또는 단열하기 위한 공간을 형성하는, 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 서로 연결되도록 각각 구성된 다수의 중간 부분으로 구성되는, 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    중간부는, 적어도 하나의 중간 부분과 맞물리고 고정 베드를 수용하기 위해 제 2 외부 챔버의 내벽을 형성하기 위한 튜브를 포함하는, 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    튜브는 튜브 아래의 제 1 중간 부분 및 튜브 위의 제 2 중간 부분과 맞물리는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 2 중간 부분은 제 3 내부 챔버를 따라 유체 막을 생성하기 위한 개구를 포함하는, 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    제 1 중간 부분으로부터 제 2 중간 부분을 지지하기 위한 지지대를 더 포함하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    지지대는 수직 막대로 구성되는, 장치.
  17. 제 2 항에 있어서,
    커버부는 다수의 포트를 포함하는 제거 가능한 캡으로 구성되는, 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제거 가능한 캡은 중간부의 외경보다 작은 외경을 갖는, 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    포트 중 적어도 하나는 나사산 금속 인서트를 포함하는, 장치.
  20. 제 2 항에 있어서,
    커버부는 중간부의 외경과 같거나 큰 외경을 갖는, 장치.
  21. 제 2 항에 있어서,
    중간부는 베이스부 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성된 중간 부분으로 구성되고, 중간 부분은 유체 흐름을 방해하기 위한 흐름 방해기를 더 포함하는, 장치.
  22. 제 2 항에 있어서,
    베이스부는 고정 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버와 유체 연통하는 제 1 챔버의 반경 방향 외측에 추가 챔버를 포함하고, 이 추가 챔버는 제 1 챔버로부터 추가 챔버로 유체를 전달하기 위한 다수의 개구를 갖는 직립 벽에 의해 형성되는, 장치.
  23. 제 2 항에 있어서,
    베이스부에 결합되는 교반기를 더 포함하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    중간부는 외부 구동장치와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 방식으로 제 1 챔버 내에 교반기를 매달도록 구성되는, 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    교반기를 수용하기 위한 용기를 더 포함하고, 용기는 중앙 유입구 및 다수의 반경 방향으로 배향된 배출구를 포함하는, 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    중앙 유입구에 흐름 분할기가 결합되는, 장치.
  27. 제 23 항에 있어서,
    교반기는 다수의 곡선형 블레이드로 구성되는, 장치.
  28. 제 2 항에 있어서,
    제 3 내부 챔버로 진입하는 유체 흐름을 다수의 스트림으로 분할하기 위한 다수의 흐름 방해기를 더 포함하는 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    다수의 흐름 방해기는 고리에 결합되는, 장치.
  30. 제 28 항에 있어서,
    스트림 중 하나 뒤의 공간으로 기체가 진입하도록 하기 위한 하나 이상의 도관을 더 포함하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    하나 이상의 도관은 다수의 흐름 방해기를 포함하는 구조물에 연결되는, 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    구조물에 제 1 도관이 연결되는, 장치.
  33. 제 31 항에 있어서,
    구조물에 제 1 및 제 2 도관이 연결되는, 장치.
  34. 제 31 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 도관은 구조물에 연결되지 않는, 장치.
  35. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
    중앙 기둥과 및 외부 케이스 모두에 연결된 베이스부를 포함하는 모듈식 생물반응기로 구성되고, 외부 케이스와 중앙 기둥은 함께 세포 배양을 위한 격실을 형성하는, 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    격실은 적어도 하나의 구조화 고정 베드를 포함하는, 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    격실은 적층형 구성으로 배치된 다수의 구조화 고정 베드를 포함하는, 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에 배치되는 중간 부분을 더 포함하는 장치.
  39. 제 36 항에 있어서,
    적어도 하나의 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 장치.
  40. 제 37 항에 있어서,
    다수의 적층형 구조화 고정 베드 각각은 중앙 기둥 주위에 둘러싸이는, 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    중앙 기둥은 제 1 및 제 2 상호 연결된 튜브로 구성되고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 1 구조화 고정 베드는 제 1 튜브 주위에 둘러싸이고, 다수의 구조화 고정 베드의 제 2 구조화 고정 베드는 제 2 튜브 주위에 둘러싸이는, 장치.
  42. 제 37 항에 있어서,
    중앙 기둥은 다수의 구조화 고정 베드 중 적어도 두 개 사이에서 연장되는 천공 지지대와 맞물리는 제 1 및 제 2 튜브로 구성되는, 장치.
  43. 제 3 항 또는 제 36 항에 있어서,
    구조화 고정 베드는 제 2 외부 챔버 또는 격실에 삽입되거나 이로부터 제거되도록 구성된 카트리지를 포함하는, 장치.
  44. 제 35 항에 있어서,
    베이스부는 중앙 기둥에 제거 가능하게 연결되는, 장치.
  45. 제 35 항 또는 제 44 항에 있어서,
    베이스부는 외부 케이스에 제거 가능하게 연결되는, 장치.
  46. 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
    유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스 부분; 및
    베이스 부분에 바람직하게 제거 가능하게 부착되는 제 1 중앙 기둥으로 구성되고, 제 1 중앙 기둥은 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체 흐름을 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는, 생물반응기.
  47. 제 46 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버는 제 1 구조화 고정 베드를 포함하는, 생물반응기.
  48. 제 46 항에 있어서,
    제 1 구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
  49. 제 48 항에 있어서,
    제 1 구조화 고정 베드는 제 1 중앙 기둥 주위에 권취되는, 생물반응기.
  50. 제 49 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 제 2 중앙 기둥을 더 포함하고, 제 1 구조화 고정 베드로부터 수직으로 이격된 제 2 구조화 고정 베드를 더 포함하는 생물반응기.
  51. 제 50 항에 있어서,
    제 1 구조화 고정 베드와 제 2 구조화 고정 베드 사이에 천공 지지대를 더 포함하는 생물반응기.
  52. 제 46 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버는 비구조화 베드를 포함하는, 생물반응기.
  53. 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
    유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와;
    세포를 배양하기 위한 다수의 적층형 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버; 및
    제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성되는 생물반응기.
  54. 제 53 항에 있어서,
    제 1 챔버를 갖는 베이스부와;
    제 2 외부 챔버의 적어도 일부 및 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 중간부, 및
    중간부 위에 배치되는 커버부로 구성되는 생물반응기.
  55. 제 54 항에 있어서,
    중간부는 다수의 적층형 베드의 제 1 베드를 지지하기 위한 제 1 지지대를 포함하는, 생물반응기.
  56. 제 55 항에 있어서,
    중간부는 다수의 적층형 베드의 제 2 베드를 지지하기 위한 제 2 지지대를 포함하는, 생물반응기.
  57. 제 55 항에 있어서,
    중간부는 베이스부 및 커버부와 제거 가능하게 연결되도록 구성되는, 생물반응기.
  58. 제 53 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정되고, 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함하며, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것인, 생물반응기.
  59. 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 생물반응기로서, 생물반응기는:
    유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버와;
    세포를 배양하기 위한 적어도 하나의 베드를 포함하는 제 2 외부 챔버; 및
    제 2 외부 챔버로부터 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버로 구성되고,
    제 2 외부 챔버는 외벽에 의해 한정되고, 외벽과의 공간을 형성하는 외부 케이스를 더 포함하고, 공간은 제 2 외부 챔버를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 것인, 생물반응기.
  60. 제 59 항에 있어서,
    적어도 하나의 베드는 구조화 고정 베드로 구성되는, 생물반응기.
  61. 제 59 항에 있어서,
    구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
  62. 제 59 항에 있어서,
    내부 챔버는 적어도 하나의 튜브에 의해 형성되는, 생물반응기.
  63. 제 62 항에 있어서,
    적어도 하나의 튜브는 적어도 하나의 베드를 한정하는 제 1 및 제 2 지지대에 연결되는, 생물반응기.
  64. 제 63 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 지지대는 외벽에 연결되는, 생물반응기.
  65. 제 63 항 또는 제 64 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 지지대는 적어도 부분적으로 천공되는, 생물반응기.
  66. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
    교반기를 포함하는 생물반응기로 구성되고, 생물반응기는 외부 구동장치와의 정렬을 위해 좌우 이동을 허용하는 매달린 상태로 교반기를 유지하도록 구성되는, 장치.
  67. 제 66 항에 있어서,
    생물반응기는 교반기를 수용하기 위한 베이스부, 및 교반기를 매달린 상태로 유지하기 위한 캐리어를 지지하기 위한 중간부를 포함하는, 장치.
  68. 제 67 항에 있어서,
    캐리어는 중간부와 맞물리는 클립으로 구성되는, 장치.
  69. 세포를 배양하기 위한 장치로서, 장치는:
    다수의 곡선형 블레이드를 갖는 교반기를 포함하는 생물반응기로 구성되는 장치.
  70. 제 69 항에 있어서,
    교반기는 다수의 곡선형 블레이드의 반경 방향 내측에 중앙 개방 영역을 포함하는, 장치.
  71. 제 69 항 또는 제 70 항에 있어서,
    교반기는 하나 이상의 자석을 포함하는, 장치.
  72. 제 69 항에 있어서,
    블레이드는 반경 방향으로 곡선형인, 장치.
  73. 제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드로 구성되는 생물반응기.
  74. 제 73 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드 모두와 맞물리는 스크린을 더 포함하는 생물반응기.
  75. 제 73 항 또는 제 74 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 적층형 구조화 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
  76. 생물반응기의 중앙 기둥을 형성하는 구조화 고정 베드를 포함하는 생물반응기.
  77. 제 76 항에 있어서,
    구조화 고정 베드는 나선형 베드로 구성되는, 생물반응기.
  78. 제 76 항 또는 제 77 항에 있어서,
    구조화 고정 베드의 내부 표면은 유체-불투과성인, 생물반응기.
  79. 생물반응기를 제조하는 방법으로서, 방법은:
    유체를 교반하기 위한 교반기를 포함하는 제 1 챔버를 갖는 베이스부를, 제 2 외부 챔버로부터 이송된 유체와 관련하여 세포를 배양하기 위한 제 2 외부 챔버 및 베이스부의 제 1 챔버로 유체를 복귀시키기 위한 제 3 내부 챔버의 적어도 일부를 형성하는 적어도 하나의 중간부에 연결하는 단계를 포함하는 방법.
  80. 제 79 항에 있어서,
    적어도 하나의 중간부 위에 커버부를 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.
  81. 제 79 항에 있어서,
    외부 챔버에서 세포를 배양하기 위한 구조화 고정 베드를 형성하기 위해 중간부 주위에 매트릭스 물질을 나선형으로 둘러싸는 단계를 더 포함하는 방법.
  82. 제 79 항에 있어서,
    구조화 고정 베드를 제 2 외부 챔버에 삽입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  83. 제 79 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버의 주변부를 형성하기 위해 외부 케이스를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  84. 제 83 항에 있어서,
    외부 케이스를 베이스부에 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.
  85. 제 79 항에 있어서,
    제 2 외부 챔버 내에 다수의 구조화 고정 베드를 적층하는 단계를 더 포함하는 방법.
  86. 제 85 항에 있어서,
    다수의 구조화 고정 베드 사이에 천공 지지대를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  87. 제 79 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 구동장치와 정렬하도록 좌우 이동을 허용하는 방식으로 베이스부 위에 교반기를 매다는 단계를 포함하는 방법.
  88. 생물반응기를 제조하는 방법으로서, 방법은:
    생물반응기 내에 다수의 구조화 고정 베드를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  89. 제 88 항에 있어서,
    다수의 구조화 고정 베드 각각 사이에 천공 스페이서를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  90. 제 88 항 또는 제 89 항에 있어서,
    각각의 구조화 고정 베드의 내측을 따라 내부 튜브를 제공하고 각각의 구조화 고정 베드의 외측을 따라 외부 튜브를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  91. 제 88 항에 있어서,
    외부 튜브의 반경 방향 외측으로 케이스를 제공하는 단계를 더 포함하고, 케이스는 생물반응기를 단열, 가열 또는 냉각하기 위한 공간을 생성하는, 방법.
KR1020207020697A 2017-12-20 2018-12-20 생물반응기 및 관련 방법 KR20200118416A (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762608261P 2017-12-20 2017-12-20
US62/608,261 2017-12-20
US201862733375P 2018-09-19 2018-09-19
US62/733,375 2018-09-19
US201862758152P 2018-11-09 2018-11-09
US62/758,152 2018-11-09
PCT/EP2018/086394 WO2019122239A1 (en) 2017-12-20 2018-12-20 Bioreactor and related methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200118416A true KR20200118416A (ko) 2020-10-15

Family

ID=65013665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207020697A KR20200118416A (ko) 2017-12-20 2018-12-20 생물반응기 및 관련 방법

Country Status (12)

Country Link
US (3) US20210130760A1 (ko)
EP (1) EP3728549A1 (ko)
JP (2) JP7433232B2 (ko)
KR (1) KR20200118416A (ko)
CN (1) CN111801410A (ko)
AU (1) AU2018386438A1 (ko)
BR (1) BR112020012574A2 (ko)
CA (1) CA3086283A1 (ko)
MX (1) MX2020006655A (ko)
RU (1) RU2020123777A (ko)
SG (1) SG11202005815UA (ko)
WO (1) WO2019122239A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230033116A (ko) * 2021-08-27 2023-03-08 주식회사 안머터리얼즈 다공성 물질의 제조를 위한 열팽창 반응기

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL304041A (en) 2019-05-28 2023-08-01 Upside Foods Inc Devices and methods for preparing an edible meat product
CA3144960A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Ology Bioservices, Inc. Method for cultivation of adherent cells in a multiparallel bioreactor
WO2021084077A1 (en) 2019-10-30 2021-05-06 Minaris Regenerative Medicine Gmbh Bioreactor for adherent cells
KR20240042226A (ko) 2019-11-20 2024-04-01 업사이드 푸즈 인코포레이티드 육류 제품을 준비하기 위한 장치 및 시스템
US20230348834A1 (en) * 2019-11-25 2023-11-02 Corning Incorporated Fixed bed bioreactor vessel and methods of using the same
WO2021110767A1 (en) * 2019-12-02 2021-06-10 Univercells Technologies S.A. Bioreactor with enhanced gas transfer and thermal regulation
US20230227767A1 (en) * 2020-05-11 2023-07-20 Univercells Technologies S.A. Bioprocessing with improved measurement of process parameters, related apparatus and methods
CN116457451A (zh) * 2020-09-25 2023-07-18 尤尼沃尔塞尔斯技术股份公司 细胞培养器皿和相关方法
AU2021364404A1 (en) * 2020-10-23 2023-06-01 Resilience Government Services, Inc. Method for infecting cells with virus
US20240002769A1 (en) * 2020-12-02 2024-01-04 Univercells Technologies S.A. Structured monolithic fixed bed for cell culture, related bioreactor and methods of manufacturing
CN112375685A (zh) * 2020-12-04 2021-02-19 山东新华医疗器械股份有限公司 一种固定床生物反应器
US11752509B2 (en) 2021-06-17 2023-09-12 Upside Foods, Inc. Fluid dispenser for recovering material from a surface
WO2023170523A1 (en) * 2022-03-07 2023-09-14 Stemmedical A/S Closed system bioreactor for cell culturing
CN114736797A (zh) * 2022-03-30 2022-07-12 昆明柏特生物科技有限公司 一种细胞培养反应器
WO2024030477A1 (en) * 2022-08-03 2024-02-08 Corning Incorporated Rolled adherent cell culture substrates for uniform flow in fixed bed reactors
US11981884B2 (en) 2022-10-17 2024-05-14 Upside Foods, Inc. Pipe-based bioreactors for producing comestible meat products and methods of using the same
WO2024105226A2 (en) 2022-11-18 2024-05-23 Univercells Technologies Sa Systems and methods for recovering target biomolecules from fixed bed bioreactors

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1376131A (en) 1971-02-09 1974-12-04 Nat Res Dev Hydrostatic power transmission system
US3948732A (en) 1973-05-31 1976-04-06 Instrumentation Laboratory, Inc. Cell culture assembly
US5266476A (en) * 1985-06-18 1993-11-30 Yeda Research & Development Co., Ltd. Fibrous matrix for in vitro cell cultivation
IL75554A (en) * 1985-06-18 1993-01-14 Yeda Res & Dev Matrix for cell cultivation in vitro
US5786215A (en) 1987-05-20 1998-07-28 Baxter International Inc. Method for culturing animal cells
US4833083A (en) * 1987-05-26 1989-05-23 Sepragen Corporation Packed bed bioreactor
US5002890A (en) 1988-11-29 1991-03-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Spiral vane bioreactor
FR2679248A1 (fr) * 1991-07-19 1993-01-22 Commissariat Energie Atomique Bioreacteur et dispositif pour la culture de cellules animales.
JPH0678760A (ja) * 1992-09-03 1994-03-22 Kurabo Ind Ltd 接着性動物細胞の無血清培養法およびその培養器
US5563069A (en) 1992-04-24 1996-10-08 The Ohio State University Research Foundation Extractive fermentation using convoluted fibrous bed bioreactor
RU2050415C1 (ru) 1992-10-02 1995-12-20 Научно-производственное объединение биологического приборостроения "Биоприбор" РАН Биореактор для культивирования клеток на микроносителях
EP0682697A4 (en) * 1993-01-29 1997-07-30 New Brunswick Scientific Co METHOD AND APPARATUS FOR CULTURING ANCHOR AND SUSPENSION CELLS.
NZ515276A (en) * 1999-05-06 2004-03-26 Univ Laval Scalable bioreactor culture process and system for the maturation of conifer somatic embryos
JP4601746B2 (ja) 1999-10-25 2010-12-22 エイブル株式会社 三次元動物細胞培養装置及び培養方法
US6593136B1 (en) 2000-03-20 2003-07-15 Geo-Centers, Inc. Culturing cells in a chamber in a stack of chambers
ATE321848T1 (de) 2000-06-19 2006-04-15 Bekaert Sa Nv Immobilisierungsträger mit einem porösen medium
US20030157676A1 (en) 2000-06-19 2003-08-21 Marc Arnaut Immobilising comprising a porous medium
WO2002102432A1 (en) 2001-06-15 2002-12-27 Johns Hopkins Singapore Pte Ltd Biofunctional fibers
US6875605B1 (en) 2002-08-21 2005-04-05 Florida State University Research Foundation, Inc. Modular cell culture bioreactor and associated methods
US7449331B2 (en) 2002-09-20 2008-11-11 Whitley Kenneth W Roller bottle
DE10335130A1 (de) 2003-07-31 2005-02-24 Blue Membranes Gmbh Immobilisierung von Katalysatoren auf porösen Körpern auf Kohlenstoffbasis
ITMO20030081A1 (it) 2003-03-21 2004-09-22 Rand Srl Bioreattore, particolarmente per organi bioartificiali.
WO2006019043A1 (ja) 2004-08-17 2006-02-23 Kyushu Institute Of Technology 細胞培養用多孔性シート状物とそれを用いたバイオリアクター及び培養方法
BE1016793A4 (fr) * 2005-10-04 2007-06-05 Artelis Procede de culture de cellules et dispositif permettant sa mise en oeuvre.
US8951784B2 (en) 2005-12-14 2015-02-10 Sepragen Corporation Cell culture bioreactor
US7682822B2 (en) 2006-03-31 2010-03-23 Aastrom Biosciences, Inc. Ex vivo generated tissue system
WO2008016673A2 (en) 2006-08-01 2008-02-07 Thefeinstein Institute For Medical Research Bioactive scaffolds
CN200940147Y (zh) 2006-08-30 2007-08-29 仪忠军 细胞贴壁培养用三层玻璃转瓶
US9217129B2 (en) 2007-02-09 2015-12-22 Massachusetts Institute Of Technology Oscillating cell culture bioreactor
CN101294136A (zh) * 2007-04-24 2008-10-29 博傲西腾医疗科技(上海)有限公司 生物人工肝细胞生长组件、人工肝反应器及其制备方法
US8198087B2 (en) 2007-07-30 2012-06-12 Sofradim Production Sas Tissue engineering support
RU2363729C1 (ru) 2008-02-18 2009-08-10 Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) Аппарат для суспензионного культивирования клеток тканей или микроорганизмов
WO2010032260A1 (en) * 2008-08-05 2010-03-25 Sameer Sudhir Kulkarni Stacked basket bioreactor for solid state fermentation
WO2010033820A1 (en) 2008-09-19 2010-03-25 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Bioreactors, systems, and methods for vascularizing tissue constructs
GB0820779D0 (en) * 2008-11-13 2008-12-17 Artelis S A Cell culture device and method of culturing cells
WO2010069320A2 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Stobbe Tech A/S Biopharmaceutical plant in a column
US8507263B2 (en) 2009-08-07 2013-08-13 Maria Adelaide Asnaghi Rotating bioreactor
WO2011139957A1 (en) 2010-05-04 2011-11-10 Caridianbct, Inc. Method and apparatus for controlling a cell expansion apparatus
AU2011252063A1 (en) 2010-05-11 2012-11-29 Pall Artelis Apparatus and methods for cell culture
EP2585579A2 (en) 2010-06-23 2013-05-01 Stobbe Tech A/s Device and method for industrial cultivation of cells
CN102344888B (zh) 2010-07-29 2014-08-20 凯洛斯环球有限公司 循环式光生物反应器
US9220810B2 (en) 2010-12-10 2015-12-29 Florida State University Research Foundation, Inc. Mesenchymal stem cells (MSC) expansion methods and materials
KR20140006024A (ko) * 2011-03-29 2014-01-15 용신 장 다기능 생물 반응기 시스템 및 세포 분류 및 배양 방법
WO2012140519A2 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Pluristem Ltd. Methods and systems for harvesting cells
SE1130042A1 (sv) 2011-05-17 2012-11-18 Belagt nanofibernätverk för tredimensionell cellodling av neurala celler
RU117434U1 (ru) 2011-11-22 2012-06-27 Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (УРАМН НИИ КПССЗ СО РАМН) Устройство для культивирования клеток и заселения ими трубчатой тканеинженерной конструкции
WO2013079797A1 (en) 2011-12-01 2013-06-06 Kemira Oyj A material and method for immobilizing microbial cells
EP2885393A1 (en) 2012-08-20 2015-06-24 Terumo BCT, Inc. Method of loading and distributing cells in a bioreactor of a cell expansion system
US10781417B2 (en) 2012-12-11 2020-09-22 Pall Technology Uk Limited System and method for detachment of cells in fixed bed reactors
CN103865958B (zh) * 2012-12-13 2016-06-29 南京工业大学 一种采用固定化酵母细胞连续发酵生产乙醇的方法
US9273278B2 (en) 2013-01-07 2016-03-01 Cesco Bioengineering Co., Ltd. Large scale cell harvesting method for pack-bed culture device
US20140243995A1 (en) 2013-02-28 2014-08-28 The Massachusetts Institute Of Technology Stacked planar sheet tissue engineering scaffolds with 3d structural order
GB2520300A (en) 2013-11-15 2015-05-20 Univ Loughborough Cell Culture System
JP6633522B2 (ja) 2013-11-16 2020-01-22 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド バイオリアクターにおける細胞増殖
EP3105311A1 (en) 2014-02-10 2016-12-21 Univercells NV System, apparatus and method for biomolecules production
US10077420B2 (en) 2014-12-02 2018-09-18 Histogenics Corporation Cell and tissue culture container
US10479974B2 (en) 2015-01-26 2019-11-19 Ube Industries, Ltd. Method, device and kit for mass cultivation of cells using polyimide porous membrane
MA41506A (fr) 2015-02-13 2017-12-19 Takeda Vaccines Inc Procédés de production de virus pour produire des vaccins
TWI672375B (zh) 2015-12-09 2019-09-21 財團法人工業技術研究院 細胞培養載體模組、生物反應器及細胞回收方法
JP6840219B2 (ja) 2016-03-14 2021-03-10 パテル ラビンドラカマー ディラブハイＰＡＴＥＬ，Ｒａｖｉｎｄｒａｋｕｍａｒ Ｄｈｉｒｕｂｈａｉ バイオリアクタシステム及びその方法
JP6986031B2 (ja) 2016-05-05 2021-12-22 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド 自動化された製造及び収集
JP6987080B2 (ja) 2016-05-05 2021-12-22 サウスウェスト リサーチ インスティテュート 細胞増殖のための三次元バイオリアクター及び関連用途
WO2017204563A1 (ko) 2016-05-24 2017-11-30 주식회사 아모라이프사이언스 세포배양 지지체용 원사, 이를 포함하는 세포배양 지지체용 원단
BE1024230B1 (fr) 2016-11-08 2017-12-20 Univercells Sa Production contenue de cellules et/ou de produits cellulaires
BE1024733B1 (fr) 2016-11-09 2018-06-14 Univercells Sa Matrice de croissance cellulaire
CN106635797A (zh) * 2017-03-15 2017-05-10 上海戈洛思生物科技有限公司 一种生物反应器
US11624046B2 (en) 2017-03-31 2023-04-11 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
WO2018187808A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Epibone, Inc. System and method for seeding and culturing
US20200291348A1 (en) 2017-11-21 2020-09-17 Corning Incorporated Dissolvable foam scaffolds for cell culture and methods of making the same
WO2019175442A1 (en) 2018-03-16 2019-09-19 Univercells S.A. Fixed bed sampler and related methods
AU2019258004A1 (en) 2018-04-23 2020-11-26 Univercells Technologies S.A. Bioreactor with freeze-thaw capabilities to enhance product recovery and related methods
CN108315258A (zh) 2018-05-10 2018-07-24 章毅 增大细胞培养面积的细胞培养滚瓶及其应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230033116A (ko) * 2021-08-27 2023-03-08 주식회사 안머터리얼즈 다공성 물질의 제조를 위한 열팽창 반응기

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020006655A (es) 2021-01-08
US20210130760A1 (en) 2021-05-06
JP2024023339A (ja) 2024-02-21
RU2020123777A (ru) 2022-01-21
JP2021508445A (ja) 2021-03-11
US20230272324A1 (en) 2023-08-31
CN111801410A (zh) 2020-10-20
US20220396754A1 (en) 2022-12-15
EP3728549A1 (en) 2020-10-28
WO2019122239A1 (en) 2019-06-27
US11680237B2 (en) 2023-06-20
JP7433232B2 (ja) 2024-02-19
BR112020012574A2 (pt) 2020-11-24
AU2018386438A1 (en) 2020-08-06
SG11202005815UA (en) 2020-07-29
CA3086283A1 (en) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200118416A (ko) 생물반응기 및 관련 방법
KR20210069032A (ko) 생체분자 생산 시스템 및 방법
JP6840219B2 (ja) バイオリアクタシステム及びその方法
US8137959B2 (en) Method of cell cultures and device for implementing it
BRPI0803630A2 (pt) Biorreator de escoamento em vórtices de taylor para cultivo celular
US20230052695A1 (en) Cell culture bioreactor with zone control
US20230203418A1 (en) System and method for the production of biomolecules
RU2797021C1 (ru) Система асимметричного конического биореактора и способ ее использования
WO2024003154A1 (en) Biomolecule production system comprising pressure sensors for volume measurement
WO2024052678A1 (en) System for biorocessing
MX2008004419A (es) Metodo de cultivos celulares y dispositivo para implementar este

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal