KR20210005598A - 팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법 - Google Patents

팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210005598A
KR20210005598A KR1020207030205A KR20207030205A KR20210005598A KR 20210005598 A KR20210005598 A KR 20210005598A KR 1020207030205 A KR1020207030205 A KR 1020207030205A KR 20207030205 A KR20207030205 A KR 20207030205A KR 20210005598 A KR20210005598 A KR 20210005598A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bioreactor
bag
perturbation
expandable
protrusions
Prior art date
Application number
KR1020207030205A
Other languages
English (en)
Inventor
한나리나 사우코넨
랄프 스탄코우스키
Original Assignee
글로벌 라이프 사이언시즈 솔루션즈 유에스에이 엘엘씨
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 글로벌 라이프 사이언시즈 솔루션즈 유에스에이 엘엘씨 filed Critical 글로벌 라이프 사이언시즈 솔루션즈 유에스에이 엘엘씨
Publication of KR20210005598A publication Critical patent/KR20210005598A/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
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/14—Bags
    • 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
    • C12M25/10—Hollow fibers or tubes
    • 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
    • C12M27/16—Vibrating; Shaking; Tilting
    • 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
    • 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
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/10—Perfusion
    • 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
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/18—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes
    • C12M41/22—Heat exchange systems, e.g. heat jackets or outer envelopes in contact with the bioreactor walls

Abstract

팽창 가능한 생물반응기(110, 210)는 하나 이상의 시트로서, 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트(118, 218) 및 하단 시트(119, 219)를 포함하는 백(111, 211)을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동(R)으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체(10)의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적(117, 217)을 제공하도록 팽창 가능한, 하나 이상의 시트, 및 하단 시트로부터 상방으로 상단 시트를 향해 연장되지만 상단 시트까지는 연장되지 않고 배양 액체의 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부(116, 116', 116", 216)를 포함할 수 있다. 결과적인 구조는 백 내에서 낮은 초기 체적의 배양 액체에 대해 개선된 유동을 제공할 수 있다.

Description

팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 4월 25일자로 출원된 미국 가출원 제62/662,292호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 전반적으로 가요성 시트 재료로 형성되는, 예를 들어 세포 또는 다른 생물학적 물질의 배양을 위한 유체용 백 또는 백형 용기로 구성된 대체로 자립형 유형인 가요성 생물반응기의 개선에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 교반, 예를 들어 요동 하에서 그러한 배양을 위한 팽창 가능한 가요성 백 생물반응기에 관한 것이다. 본 개시내용은 또한 개선된 생물반응기 조립체에 관한 것이다.
바이오 처리 산업은 전통적으로 발효 및 세포 배양을 위한 제조 프로세스에서 스테인리스강 시스템 및 배관을 사용해 왔다. 이들 디바이스는 증기 멸균 및 재사용되도록 설계된다. 그러나, 세정 및 멸균은 고비용의 노동 집약적인 작업이다. 더욱이, 필요한 배관과 유틸리티가 있는 그러한 전통적인 시스템의 설치 비용은 흔히 엄청나게 비싸다. 게다가, 이들 시스템은 통상적으로 특정 프로세스를 위해 설계되었으며 새로운 용례를 위해 쉽게 재구성할 수 없다. 이와 같은 한계로 인해 최근에 플라스틱, 일회용(single-use disposable) 백 및 배관을 사용하여 일반적인 스테인리스강 탱크를 대체하는 새로운 접근법이 채택되었다.
특히, 전통적으로 스테인리스강으로 제조된 생물반응기는 많은 용례에서 세포 배양에 필요한 통기 및 혼합을 제공하기 위해 요동되는 일회용 백으로 대체되었다. 이들 일회용 백은 통상적으로 멸균 상태로 제공되며, 고가이고 시간 소모적인 세정 및 멸균 단계를 제거한다. 백은 작동 중에 멸균 환경을 유지하도록 설계됨으로써, 오염 위험을 최소화한다.
일반적으로 사용되는 백은 "베개 스타일"인데, 주로 그러한 백이 2개의 가요성 플라스틱 시트를 함께 이음매 접합하여 저렴한 비용으로 제조될 수 있기 때문이다. 벽 구조를 생성하기 위해 추가 시트가 사용될 수 있는 3차원 백이 또한 설명되었다.
특정한 일회용 생물반응기 시스템은 생물반응기 백이 놓이는 요동 테이블(rocking table)을 사용한다. 생물반응기 백은 액체 영양소 배지와 원하는 세포로 부분적으로 채워진다. 테이블은 백을 요동시켜 백 내의 세포의 일정한 움직임을 제공하고 또한 난류 공기-액체 표면으로부터 효율적인 가스 교환을 제공한다. 백은 통상적으로 공기, 이산화탄소, 질소, 또는 산소의 도입을 위한 적어도 하나의 가스 공급 튜브, 및 호흡 가스의 제거를 허용하는 적어도 하나의 배기 가스 튜브를 갖는다. 영양소는 다른 튜브를 통해 추가될 수 있다.
세포가 초기 낮은 체적으로 배양될 때, 이 초기 낮은 체적에서의 혼합 및 산소화를 고려해야 한다. 혼합을 개선하기 위해 백의 에지를 따라 배플을 갖는 백이 미국 공개 제2010/0203624호 및 미국 특허 제719,394호에 설명되어 있지만, 그러한 설계는 작은 체적을 효과적으로 혼합하기에 충분하지 않다. 따라서, 낮은 체적 배양을 위한 요동 테이블 생물반응기에서 개선된 산소화가 필요하다.
국제 공개 제WO 2012/128703호는 백에서 수직으로 연장되는 배플에 의해 보다 양호한 산소화에 대한 필요성을 다루지만, 설명된 설계는 낮은 초기 체적에서 개선된 산소화에 대한 필요성을 다루지 않는다.
따라서, 기존 기술의 전술한 한계 중 하나 이상을 해결하고 초기 낮은 체적 배양에 필요한 산소화를 제공하는 데에 사용될 수 있는, 세포 또는 다른 생물학적 물질의 배양을 위한 개선된 생물반응기 백 및 생물반응기 시스템에 대한 필요성이 남아 있다.
본 개시내용은 세포 또는 다른 생물학적 물질의 배양에 사용하기 위한 개선된 생물반응기 및 생물반응기 시스템을 제공한다. 일 양태에 따르면, 팽창 가능한 생물반응기가 제공된다. 일 실시예에서, 생물반응기는 하나 이상의 시트를 포함하고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트 및 하단 시트를 포함하는 백을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적을 제공하도록 팽창 가능하다. 생물반응기는 또한 하단 시트로부터 상방으로 상단 시트를 향해 연장되지만 상단 시트까지는 연장되지 않고 배양 액체의 파동 운동의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 하단 시트에 열 밀봉될 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 파동 운동의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬한 방향으로 선형으로 연장될 수 있다. 특정 실시예에서, 백은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지 및 제2 단부 에지, 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지 및 제2 측면 에지를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 단부 에지와 제2 단부 에지 사이의 중앙에 위치 설정될 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 하나 이상의 섭동 돌출부 위의 지점에서 완전히 팽창된 백의 높이의 약 1/4 이하인 수직 치수를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 측면 에지와 제2 측면 에지 사이의 거리의 약 1/2 이상인 수평 치수를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 측면 에지로부터 제2 측면 에지로의 방향으로 서로 이격되어 그 사이에 간극을 형성하는 제1 섭동 돌출부 및 제2 섭동 돌출부를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 단부 에지로부터 제2 단부 에지로의 방향으로 서로 이격된 제1 섭동 돌출부 및 제2 섭동 돌출부를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 반전된 T 형상을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 섭동 돌출부는 내부 챔버, 및 백의 내부 체적 내로 가스를 지향시키기 위한 복수의 살포 구멍을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 살포 구멍은 하나 이상의 섭동 돌출부의 수직 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 특정 실시예에서, 살포 구멍은 하나 이상의 섭동 돌출부의 수평 표면 상에 위치 설정될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 생물반응기 시스템이 제공된다. 일 실시예에서, 생물반응기 시스템은 팽창 가능한 생물반응기를 요동 운동으로 지지하기에 적절한 트레이를 포함할 수 있다. 생물반응기는 하나 이상의 시트를 포함할 수 있고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트 및 하단 시트를 포함하는 백을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적을 제공하도록 팽창 가능하다. 생물반응기 시스템은 하단 시트로부터 상방으로 상단 시트를 향해 연장되지만 상단 시트까지는 연장되지 않고 배양 액체의 파동 운동의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부를 더 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 돌출부는 트레이의 하나 이상의 상향 연장부를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 팽창 가능한 생물반응기가 제공된다. 팽창 가능한 생물반응기는 하나 이상의 시트를 포함할 수 있고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트 및 하단 시트를 포함하는 백을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적을 제공하도록 팽창 가능하다. 생물반응기는 백 내에 적어도 부분적으로 위치 설정되고 하단 시트에 부착된 하나 이상의 살포 포트를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 살포 포트는 내부 체적과 유체 연통하고 내부 체적에 가스를 전달하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예에서, 팽창 가능한 생물반응기는 또한 하나 이상의 살포 포트와 유체 연통하고 살포 포트에 가스를 전달하도록 구성된 하나 이상의 입구 포트를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 팽창 가능한 생물반응기는 또한 하나 이상의 살포 포트와 유체 연통하고 살포 포트에 가스를 전달하도록 구성된 하나 이상의 살포 채널을 포함할 수 있다. 하나 이상의 살포 채널은 하단 시트에 부착된 하나 이상의 시트에 의해 획정될 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 살포 채널은 백의 외부에 위치 설정될 수 있다. 특정 실시예에서, 하나 이상의 살포 채널은 백 내에 위치 설정될 수 있다.
본 개시내용의 이들 및 기타 양태와 실시예는 여러 도면과 함께 취한 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 검토하면 본 기술 분야의 숙련자에게 명백하거나 명백해질 것이다.
본 개시내용은 그러한 조합이 본 명세서에서 명시적으로 언급되는 지의 여부에 관계없이 본 명세서에 개시된 구성요소 또는 피처의 임의의 조합으로 확장된다. 또한, 2개 이상의 구성요소 또는 피처가 조합되어 언급되는 경우, 그러한 구성요소 또는 피처는 본 개시내용의 범위를 확장하지 않고 별도로 청구될 수 있는 것으로 의도된다.
본 개시내용의 실시예는 다양한 방식으로 실행될 수 있다. 본 개시내용의 예시적인 실시예를 설명함에 있어서, 반드시 실척으로 작성된 것은 아닌 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 생물반응기, 트레이, 피봇 블록, 및 액추에이터를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 조립체의 측면도이다.
도 2는 백, 지지 로드, 및 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 사시도이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 섭동 돌출부의 사시도이다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 섭동 돌출부의 사시도이다.
도 5a는 백, 지지 로드, 및 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 평면도이다.
도 5b는 백, 지지 로드, 및 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 평면도이다.
도 5c는 백, 지지 로드, 및 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 평면도이다.
도 5d는 백, 지지 로드 및 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 평면도이다.
도 6은 생물반응기 백의 백의 각각의 부분 및 섭동 돌출부를 갖는 트레이를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 조립체의 일부의 측단면도이다.
도 7은 백, 지지 로드, 및 살포 구멍을 갖는 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 사시도이다.
도 8a는 백의 각각의 부분 및 살포 구멍을 갖는 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 일부의 측단면도이다.
도 8b는 백의 각각의 부분 및 살포 구멍을 갖는 섭동 돌출부를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 일부의 측단면도이다.
도 9는 백, 지지 로드, 및 살포 포트를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 사시도이다.
도 10은 백의 각각의 부분 및 살포 포트를 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 일부의 측단면도이다.
도 11은 백, 지지 로드, 및 살포 채널을 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 평면도이다.
도 12a는 백의 각각의 부분 및 살포 채널을 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 일부의 측단면도이다.
도 12b는 백의 각각의 부분 및 살포 채널을 도시하는, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 백의 일부의 측단면도이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 관류 세포 배양 생물반응기 시스템(100)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 시스템", "로킹 가능한 생물반응기 시스템" 또는 "생물반응기 조립체"로 지칭될 수 있음)과 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 생물반응기 시스템(100)은, 아래에 설명된 바와 같이, 세포 또는 다른 생물학적 물질의 배양에 사용될 수 있다. 예를 들어, 생물반응기 시스템(100)은 세포 배양에 필요한 통기 및 혼합을 제공하기 위해 세포 배양 배지(10)(또한, 본 명세서에서 "배양 액체" 또는 "배양 유체"로 지칭될 수 있음)를 수용하고 교반할 수 있다. 도시된 바와 같이, 생물반응기 시스템(100)은 생물반응기(110), 트레이(140), 피봇 블록(150), 및 액추에이터(160)를 포함할 수 있다. 생물반응기 시스템(100)이 도 1에 개략적으로 도시되어 있고, 생물반응기 시스템(100)은 다양한 실시예에 따른 추가 구성요소 및/또는 피처를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
생물반응기 시스템(100)의 작동 동안, 생물반응기(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 트레이(140)에 의해 지지될 수 있다. 생물반응기(110)는, 아래에 설명되는 바와 같이, 그 정합 피처를 통해 트레이(140)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 생물반응기(110)가 트레이(140)에 부착될 때, 정합 피처는 트레이(140)에 대한 생물반응기(110)의 위치 및 배향을 유지할 수 있다. 피봇 블록(150)은 트레이(140)를 피봇 가능하게 지지하도록 구성될 수 있고, 액추에이터(160)는 트레이(140) 및 생물반응기(110)의 전후 요동 운동(R)(화살표로 표시됨)을 유도하도록 구성될 수 있다. 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안, 트레이(140)는 액추에이터(160)의 영향 하에 피봇 블록(150)을 중심으로 전후로 요동하게 될 수 있다. 그러한 요동 운동(R)은 생물반응기(110) 내의 세포 배양 배지(10)가 중력의 영향 하에 생물반응기(110)의 최하부 부분으로 압박되는 파동과 같은 운동(W)으로 유동하게 할 수 있다. 세포 배양 배지(10)의 그러한 파동 운동(W)은 세포를 배지 액체에 혼합하여 세포 분열에 필요한 산소와 영양소의 일정한 보충을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 생물반응기 시스템(100)은 세포 배양 배지(10)를 냉각하도록 구성된 냉각 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 시스템(100)이 더 높은 세포 밀도를 수용하게 할 수 있다. 예를 들어, 펠티에 판 또는 회로에 배치된 복수의 냉각 유체 파이프를 포함하는 냉각 시스템은 생물반응기(110)에서 세포 배양 배지(10)를 냉각하도록 트레이(140) 상에 위치 설정되거나 트레이 내에 통합될 수 있다. 그러한 시스템은 또한 낮은 세포 밀도를 위해 세포 배양 배지(10)를 가열하는 데에 사용될 수 있다.
생물반응기(110)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 백", "팽창 가능한 생물반응기" 또는 "요동 가능한 생물반응기"로 지칭될 수 있음)는 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 세포 배양 배지(10)를 수신하고 수용하도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 생물반응기(110)는 백(111), 입구 포트(112), 출구 포트(113), 필터(114), 한 쌍의 지지 로드(115), 및 섭동 돌출부(116)를 포함할 수 있다.
백(111)은 가요성 시트 재료로 형성될 수 있으며 생물반응기(110)의 사용 동안 팽창될 수 있다. 팽창될 때, 백(111)은 배양 배지(10) 및 세포가 무균 상태로 배양될 수 있는 내부 체적(117)(또한, 본 명세서에서 "배양 체적"으로 지칭될 수 있음)을 가질 수 있다. 백(111)은 가요성 플라스틱 재료와 같은 하나 이상의 가요성 재료 시트로 형성될 수 있다. 예를 들어, 백(111)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 백(111)을 형성하도록 함께 결합된 가요성 재료의 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)는 시트(118, 119)의 각각의 에지를 따라 열 도입 밀봉 또는 용접에 의해 함께 결합될 수 있지만, 시트(118, 119)를 결합하는 다른 적절한 수단이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 상단 시트(118), 하단 시트(119), 및 전체 백(111)은 백(111)의 상단 또는 하단에서 볼 때 대체로 직사각형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 백(111)은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(121) 및 제2 단부 에지(122), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(123) 및 제2 측면 에지(124)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)는 별개로 형성되고, 예를 들어 열 밀봉에 의해 각각의 에지(121, 122, 123, 124)를 따라 함께 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)는, 재료를 절첩하여 에지(121, 122, 123, 124) 중 하나를 형성하고, 예를 들어 열 밀봉에 의해 나머지 에지(121, 122, 123, 124) 각각을 따라 시트(118, 119)를 함께 결합함으로써 단일 피스의 가요성 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 백(111)은, 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)에 추가하여, 하나 이상의 추가적인 가요성 재료 시트를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 입구 포트(112) 및 출구 포트(113)는 백(111)의 내부 체적(117)과 유체 연통할 수 있다. 생물반응기(110)를 사용하는 동안, 세포 배양 배지(10)는 입구 포트(112) 및 출구 포트(113)를 통해 연속적으로 교환될 수 있고, 세포는 백(111) 내의 세포 배양 배지(10)에 현탁된 상태로 유지된다. 도시된 바와 같이, 입구 포트(112)는 백(111) 내부에 위치 설정된 내부 부분과 백(111) 외부에 위치 설정된 외부 부분을 포함하는 관형 부재로 형성될 수 있지만, 다른 구성의 입구 포트(112)가 사용될 수 있다. 생물반응기(110)를 사용하는 동안, 입구 포트(112)를 통해 영양소 및 용존 산소가 연속적으로 첨가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 출구 포트(113)는 또한 백(111) 내부에 위치 설정된 내부 부분과 백(111) 외부에 위치 설정된 외부 부분을 포함하는 관형 부재로 형성될 수 있지만, 다른 구성의 출구 포트(113)가 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 필터(114)는 백(111) 내에 위치 설정되고 출구 포트(113)의 내부 단부에 부착될 수 있다. 이 방식으로, 백(111)에서 나오는 세포 배양 배지(10)의 유동은 필터(114)를 통과할 수 있어, 세포가 백(111) 내에 유지되는 동안 저해 또는 독성 저분자 폐기물이 제거된다. 일부 실시예에서, 필터(114)는 세포에 의해 발현된 임의의 배양된 단백질이 공지된 기술에 의해 투과물에서 회수될 수 있도록 구성된 마이크로 필터일 수 있다. 일부 실시예에서, 필터(114)는 발현된 단백질이 배치 수확 작업에서 회수를 위해 세포 현탁액에 남아있게 하도록 구성된 울트라 필터(ultrafilter)일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지지 로드(115)는 백(111)에 부착되어 백(111)의 각각의 단부에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 예를 들어, 지지 로드(115) 중 하나는 제1 단부 에지(121)에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있고, 다른 지지 로드(115)는 제2 단부 에지(122)에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 지지 로드(115)는 트레이(140)에 대한 생물반응기(110)의 제거 가능한 부착 및 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 트레이(140)에 대한 생물반응기(110)의 위치 및 배향을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 지지 로드(115)는, 생물반응기(110)가 트레이(140)에 부착될 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 트레이의 각각의 채널 또는 다른 정합 피처 내에 수용되고 유지될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 로드(115)는 강성 또는 실질적으로 강성 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 로드는 백(111)의 재료보다 더 강성인 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 로드(115)는 백(111)의 상단 시트(118)와 하단 시트(119) 사이에 위치 설정되고 포획될 수 있다. 예를 들어, 지지 로드(115)는 백(111)의 제1 단부 에지(121) 및 제2 단부 에지(122)를 따라 형성된 히트 시일을 통해 백(111)에 부착될 수 있지만, 지지 로드(115)를 백(111)에 부착하는 다른 수단이 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116)(또한, 본 명세서에서 "난류 돌출부" 또는 "난류 리브"라고 지칭될 수 있음)는 백(111)의 하단에서 또는 그에 인접하여 백(111) 내에 위치 설정될 수 있다. 섭동 돌출부(116)는 초기 낮은 체적 배양에 필요한 산소화를 제공하도록 구성될 수 있다. 특히, 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안, 섭동 돌출부(116)는 세포 배양의 체적이 작을 때 "둑"과 같은 효과를 유발함으로써 세포 배양 배지(10)의 작은 초기 체적을 교반할 수 있지만, 배양 액체의 체적이 더 클 때 더 적은 효과를 가질 수 있다. 이 효과는 도 2에 예시되어 있고, 해당 도면에서, 백(111)은 가요성 플라스틱 시트 재료의 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116)는 위에서 언급한 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 연장될 수 있으며, 그 결과 세포 배양 배지(10)의 파동이 해변에서 부서지는 파도처럼 파쇄되어, 트레이(130)의 요동 운동(R)이 이루어질 때마다 난류의 비층류 유동이 발생된다. 그러한 난류 유동(F)은 섭동 돌출부(116)를 한 방향으로 넘는 것으로 도 2에 개략적으로 예시되어 있지만, 난류 유동(F)은 트레이(140)의 전후 요동 운동(R)으로 인해 섭동 돌출부(116) 위에서 양방향으로 연속적으로 발생한다는 것이 이해될 것이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 섭동 돌출부(116') 및 그 피처를 예시한다. 섭동 돌출부(116')는 전술한 섭동 돌출부(116)와 유사한 방식으로 생물반응기(110)에서 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116')는 반전된 T 형상의 플라스틱 압출물, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)(EVA) 또는 저밀도 폴리에틸렌(low-density polyethylene)(LDPE)으로 형성될 수 있다. 섭동 돌출부(116)와 유사하게, 섭동 돌출부(116')는 백(111) 내에 위치 설정되고 백(111)의 하단 시트(119)에 열 밀봉될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116')는 수직 치수(D1)("높이"라고도 지칭될 수 있음) 및 수평 치수(D2)("길이"라고도 지칭될 수 있음)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 수직 치수(D1)는 섭동 돌출부(116') 위의 지점에서 완전히 팽창된 백(111)의 높이의 약 1/4 이하일 수 있다. 일부 실시예에서, 수직 치수(D1)는 섭동 돌출부(116') 위의 지점에서 완전히 팽창된 백(111)의 높이의 약 1/10일 수 있다. 일부 실시예에서, 수평 치수(D2)는 완전히 팽창된 백(111)의 제1 측면 에지(123)와 제2 측면 에지(124) 사이의 거리의 약 1/2 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 수평 치수(D2)는 완전히 팽창된 백(111)의 제1 측면 에지(123)와 제2 측면 에지(124) 사이의 거리의 약 3/4 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116')의 단부 프로파일은 일점 쇄선(125)에 의해 도시된 바와 같이 수정될 수 있으며, 이에 의해 날카로운 에지를 감소시켜, 매우 낮은 체적의 배양 배지 및 세포(10)만이 처음에 백(111)에 도입될 때 일부 유체가 섭동 돌출부(116') 주변에서 유동하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116')는 유사한 효과를 달성하기 위해 하나 이상의 구멍(126) 및/또는 하나 이상의 절결부(127)를 포함하여, 일부 유체가 섭동 돌출부(116')의 각각의 부분을 통해 또는 그 사이를 유동하게 할 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 섭동 돌출부(116") 및 그 피처를 예시한다. 섭동 돌출부(116")는 전술한 섭동 돌출부(116)와 유사한 방식으로 생물반응기(110)에서 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116')는 탄성을 갖는 플라스틱 재료 시트로 형성되고, 반전된 T 형상으로 절첩되며, 반전된 T 형상을 유지하도록 제1 히트 시일(131)에서 함께 열 밀봉될 수 있다. 이어서, 섭동 돌출부(116")는 제2 히트 시일(132) 및 제3 히트 시일(133)에서 추가 열 밀봉에 의해 백(111)의 하단 시트(119)에 고정될 수 있다. 섭동 돌출부(116)와 유사하게, 섭동 돌출부(116")는 백(111) 내에 위치 설정되고 하단 시트(119)에 고정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 섭동 돌출부(116), 섭동 돌출부(116'), 또는 섭동 돌출부(116") 중 하나 이상(집합적으로 섭동 돌출부(들)(116))이 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기(110)의 백(111)에 대해 위치 설정되고 배향될 수 있는 예를 예시한다. 도 5a에서, 단일 섭동 돌출부(116)가 도 2에 도시된 바와 같이 백(111)에 대해 동일한 위치 및 배향에 위치 설정된다. 특히, 섭동 돌출부(116)는 제1 단부 에지(121)와 제2 단부 에지(122) 사이의 중간에, 대체로 백(111)의 중앙에 위치 설정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116)는 백(111) 내의 의도된 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 그리고 제1 측면 에지(123)와 제2 측면 에지(124) 사이의 거리의 대부분을 가로질러 연장할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 생물반응기(110)는 제1 단부 에지(121)와 제2 단부 에지(122) 사이의 중간에, 대체로 백(111)의 중앙에 위치 설정되는 한 쌍의 섭동 돌출부(116)를 포함할 수 있다. 섭동 돌출부(116)는 섭동 돌출부(116) 사이의 간극(134)을 형성하도록 제1 측면 에지(123)와 제2 측면 에지(124) 사이의 방향으로 서로 오프셋되거나 이격될 수 있다. 간극(134)은 백(111) 내의 매우 작은 체적의 액체가 백(111) 내의 의도된 파동 운동(W)의 방향으로 섭동 돌출부(116) 사이에서 유동하게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116)는 의도된 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 생물반응기(110)는 백(111) 내의 의도된 파동 운동(W)의 방향으로 서로 오프셋되거나 이격된 한 쌍의 섭동 돌출부(116)를 포함할 수 있으며, 이는 다시 작은 체적의 액체의 유동을 허용한다. 이 방식으로, 섭동 돌출부(116) 중 하나는 제1 단부 에지(121)에 더 가깝게 위치 설정될 수 있고, 다른 섭동 돌출부(116)는 제2 단부 에지(122)에 더 가깝게 위치 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116)는 또한 제1 측면 에지(123)와 제2 측면 에지(124) 사이의 방향으로 서로 오프셋되거나 이격될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116)는 백(111) 내의 의도된 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 생물반응기(110)는 백(111) 내의 의도된 파동 운동(W)의 방향에 대해 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부(116)를 포함할 수 있어, 향상된 혼합 작용이 백(111) 내의 액체에 도입된다. 예를 들어, 생물반응기(110)는 도시된 바와 같이 의도된 파동 운동(W)의 방향에 대해 비스듬하게 연장되고 서로 오프셋되거나 이격된 4개의 섭동 돌출부(116)를 포함할 수 있다. 도 5a 내지 도 5d에 예시된 섭동 돌출부(116)는 평면도에서 선형으로 연장하는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116)는 만곡될 수 있거나 불규칙 형상을 가질 수 있고, 동일한 효과를 가질 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기 시스템(100')의 일부와 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 도 6에 예시되고 본 명세서에 설명된 차이점 외에, 생물반응기 시스템(100')은 유사한 구성요소 및 피처를 비롯하여, 전술한 생물반응기 시스템(100)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 생물반응기 시스템(100')은, 백(111)에 의해 일반적으로 제공되는 내부 체적(117)으로 차례로 잠식되는 섭동 돌출부(116''')를 갖는 트레이(140')를 포함할 수 있다. 특히, 섭동 돌출부(116''')는 생물반응기 시스템(100')의 작동 동안 백(111)이 트레이(140')에 의해 지지될 때 백(111)의 하단과 접촉할 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(116''')는 백(111)의 하단 시트(119)가 팽창된 백(111)에 의해 일반적으로 제공되는 내부 체적(117)으로 내향 변형되게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116''')는 트레이(140')의 잔여 부분과 일체로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 섭동 돌출부(116''')는 별개로 형성되어 트레이(140')의 상단 표면에 고정될 수 있다. 이 방식으로, 섭동 돌출부(116''')는 트레이(140')의 일부로 형성되거나 트레이 상에 위치 설정될 수 있으며, 전술한 섭동 돌출부(116)와 동일한 효과를 갖도록 백(111)과 협력할 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기(210)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 백", "팽창 가능한 생물반응기" 또는 "요동 가능한 생물반응기"라고 지칭될 수 있음) 및 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 생물반응기(210)는 전술한 생물반응기 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 도 7에 예시되고 본 명세서에 설명된 차이점 외에, 생물반응기(210)는 유사한 구성요소 및 피처를 비롯하여, 전술한 생물반응기(110)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 생물반응기(210)는 백(211), 한 쌍의 지지 로드(215), 섭동 돌출부(216), 및 입구 포트(231)를 포함할 수 있다.
백(211)은 가요성 시트 재료로 형성될 수 있고, 생물반응기(210)의 사용 동안 팽창될 수 있어, 백(211)은 배양 배지(10) 및 세포가 무균 상태로 배양될 수 있는 내부 체적(217)을 갖는다. 백(211)은 가요성 플라스틱 재료와 같은 하나 이상의 가요성 재료 시트에 의해 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 백(211)은 백(211)을 형성하도록, 예를 들어 열 밀봉에 의해 함께 결합되는 가요성 재료의 상단 시트(218) 및 하단 시트(219)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 백(211)은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(221) 및 제2 단부 에지(222), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(223) 및 제2 측면 에지(224)를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 지지 로드(215)는 백(211)에 부착되고 백(211)의 각각의 단부에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 지지 로드(215)는 트레이(140)에 대한 생물반응기(210)의 제거 가능한 부착 및 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 트레이(140)에 대한 생물반응기(210)의 위치 및 배향을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)(또한, 본 명세서에서 "난류 돌출부", "살포 돌출부" 또는 "난류 리브"라고 지칭될 수 있음)는 백(211)의 하단에서 또는 그에 인접하여 백(211) 내에 위치 설정될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 백(211)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 섭동 돌출부(216)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 히트 시일(232)에 의해 백(211)의 하단 시트(219)에 부착될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 전술한 섭동 돌출부(116)와 유사한 방식으로 작은 초기 체적의 세포 배양 배지(10)를 교반함으로써 초기 낮은 체적 배양에 필요한 산소화를 제공하도록 구성될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 또한 백(211) 내에서 세포 배양 배지(10)의 살포를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)는 내부 챔버(233) 및 그 안에 형성된 복수의 살포 구멍(234)을 포함할 수 있다. 내부 챔버(233)는 산소와 같은 가스를 수신하도록 입구 포트(231)와 유체 연통할 수 있다. 생물반응기(210)를 사용하는 동안, 가스는 내부 챔버(233)를 통과하고 살포 구멍(234)으로부터 백(211) 내의 세포 배양 배지(10)로 나아갈 수 있다. 이 방식으로, 섭동 돌출부(216)는 개선된 산소 전달 용량을 제공함으로써, 더 높은 산소 전달 속도를 필요로 하는 용례를 위해 생물반응기(210)의 작동 범위를 확장시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 살포 구멍(234)은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)의 수직 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 살포 구멍(234)은, 도 8b에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)의 수직 표면 및 수평 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 섭동 돌출부(216) 상의 살포 구멍(234)의 다양한 배열은 상이한 용례 및 성능 이점을 위해 사용될 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기(210)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 백", "팽창 가능한 생물반응기", "요동 가능한 생물반응기" 또는 "살포 생물반응기"로 지칭될 수 있음) 및 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 생물반응기(210)는 전술한 생물반응기 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 도 7 내지 도 8b에 예시되고 본 명세서에 설명된 차이점 외에, 생물반응기(210)는 유사한 구성요소 및 피처를 비롯하여, 전술한 생물반응기(110)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 생물반응기(210)는 백(211), 한 쌍의 지지 로드(215), 섭동 돌출부(216), 및 입구 포트(231)를 포함할 수 있다.
백(211)은 가요성 시트 재료로 형성될 수 있고, 생물반응기(210)의 사용 동안 팽창될 수 있어, 백(211)은 배양 배지(10) 및 세포가 무균 상태로 배양될 수 있는 내부 체적(217)을 갖는다. 백(211)은 가요성 플라스틱 재료와 같은 하나 이상의 가요성 재료 시트에 의해 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 백(211)은 백(211)을 형성하도록, 예를 들어 열 밀봉에 의해 함께 결합되는 가요성 재료의 상단 시트(218) 및 하단 시트(219)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 백(211)은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(221) 및 제2 단부 에지(222), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(223) 및 제2 측면 에지(224)를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 지지 로드(215)는 백(211)에 부착되고 백(211)의 각각의 단부에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 지지 로드(215)는 트레이(140)에 대한 생물반응기(210)의 제거 가능한 부착 및 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 트레이(140)에 대한 생물반응기(210)의 위치 및 배향을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)(또한, 본 명세서에서 "난류 돌출부", "살포 돌출부" 또는 "난류 리브"라고 지칭될 수 있음)는 백(211)의 하단에서 또는 그에 인접하여 백(211) 내에 위치 설정될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 백(211)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 섭동 돌출부(216)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 히트 시일(232)에 의해 백(211)의 하단 시트(219)에 부착될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 전술한 섭동 돌출부(116)와 유사한 방식으로 작은 초기 체적의 세포 배양 배지(10)를 교반함으로써 초기 낮은 체적 배양에 필요한 산소화를 제공하도록 구성될 수 있다. 섭동 돌출부(216)는 또한 백(211) 내에서 세포 배양 배지(10)의 살포를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)는 내부 챔버(233) 및 그 안에 형성된 복수의 살포 구멍(234)을 포함할 수 있다. 내부 챔버(233)는 산소와 같은 가스를 수신하도록 입구 포트(231)와 유체 연통할 수 있다. 생물반응기(210)를 사용하는 동안, 가스는 내부 챔버(233)를 통과하고 살포 구멍(234)으로부터 백(211) 내의 세포 배양 배지(10)로 나아갈 수 있다. 이 방식으로, 섭동 돌출부(216)는 개선된 산소 전달 용량을 제공함으로써, 더 높은 산소 전달 속도를 필요로 하는 용례를 위해 생물반응기(210)의 작동 범위를 확장시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 살포 구멍(234)은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)의 수직 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, 살포 구멍(234)은, 도 8b에 도시된 바와 같이, 섭동 돌출부(216)의 수직 표면 및 수평 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 섭동 돌출부(216) 상의 살포 구멍(234)의 다양한 배열은 상이한 용례 및 성능 이점을 위해 사용될 수 있다.
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기(310)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 백", "팽창 가능한 생물반응기", "요동 가능한 생물반응기" 또는 "살포 생물반응기"로 지칭될 수 있음) 및 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 생물반응기(310)는 전술한 생물반응기 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 도 9 및 도 10에 예시되고 본 명세서에 설명된 차이점 외에, 생물반응기(310)는 유사한 구성요소 및 피처를 비롯하여, 전술한 생물반응기(110)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 생물반응기(310)는 백(311), 한 쌍의 지지 로드(315), 한 쌍의 살포 포트(316), 및 입구 포트(331)를 포함할 수 있다.
백(311)은 가요성 시트 재료로 형성될 수 있고, 생물반응기(310)의 사용 동안 팽창될 수 있어, 백(311)은 배양 배지(10) 및 세포가 무균 상태로 배양될 수 있는 내부 체적(317)을 갖는다. 백(311)은 가요성 플라스틱 재료와 같은 하나 이상의 가요성 재료 시트로 형성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 백(311)은 백(311)을 형성하도록, 예를 들어 열 밀봉에 의해 함께 결합되는 가요성 재료의 상단 시트(318) 및 하단 시트(319)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 백(311)은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(321) 및 제2 단부 에지(322), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(323) 및 제2 측면 에지(324)를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 지지 로드(315)는 백(311)에 부착되고 백(311)의 각각의 단부에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 지지 로드(315)는 트레이(140)에 대한 생물반응기(310)의 제거 가능한 부착 및 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 트레이(140)에 대한 생물반응기(310)의 위치 및 배향을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 살포 포트(316)는 백(311)의 하단을 따라 위치 설정될 수 있고 그 내부 체적(317)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 각각의 살포 포트(316)는 백(311) 내에 위치 설정된 내부 부분 및 백의 외부에 위치 설정된 외부 부분을 포함할 수 있지만, 다른 구성의 살포 포트(316)가 사용될 수 있다. 살포 포트(316)는 백(311)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 살포 포트(316)는 하나 이상의 히트 시일 또는 다른 부착 수단에 의해 백(311)의 하단 시트(319)에 부착될 수 있다. 살포 포트(316)는 백(311) 내에서 세포 배양 배지(10)의 살포를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 살포 포트(316)는 내부 챔버(333) 및 그 안에 형성된 복수의 살포 구멍(334)을 포함할 수 있다. 내부 챔버(333)는 산소와 같은 가스를 수신하도록 입구 포트(331)와 유체 연통할 수 있다. 생물반응기(310)를 사용하는 동안, 가스는 내부 챔버(333)를 통과하고 살포 구멍(334)으로부터 백(311) 내의 세포 배양 배지(10)로 나아갈 수 있다. 이 방식으로, 살포 포트(316)는 개선된 산소 전달 용량을 제공함으로써, 더 높은 산소 전달 속도를 필요로 하는 용례를 위해 생물반응기(310)의 작동 범위를 확장시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 살포 포트(316)의 내부 부분은 실질적으로 편평한 수평 상단 표면을 갖는 디스크형 부재로서 형성될 수 있고, 살포 구멍(34)은 살포 포트(316)의 상단 표면 상에 위치 설정될 수 있다. 살포 포트(316) 및 그 살포 구멍(334)의 다양한 배열은 상이한 용례 및 성능 이점을 위해 사용될 수 있다. 생물반응기(310)가 의도된 파동 운동(W)의 방향으로 서로 이격된 2개의 살포 포트(316)를 갖는 것으로 도 9 및 도 10에 예시되어 있지만, 생물반응기(310)는 백(311)에 대해 다양한 구성으로 배치된 임의의 수의 살포 포트(316)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 생물반응기(410)(또한, 본 명세서에서 "생물반응기 백", "팽창 가능한 생물반응기", "요동 가능한 생물반응기" 또는 "살포 생물반응기"로 지칭될 수 있음) 및 그 구성요소 및 피처를 예시한다. 생물반응기(410)는 전술한 생물반응기 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 도 11 내지 도 12b에 예시되고 본 명세서에 설명된 차이점 외에, 생물반응기(410)는 유사한 구성요소 및 피처를 비롯하여, 전술한 생물반응기(110)와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 생물반응기(410)는 백(411), 한 쌍의 요동 안정화 지지 로드(415), 복수의 살포 포트(416), 한 쌍의 살포 채널(414), 및 한 쌍의 입구 포트(431)를 포함할 수 있다.
백(411)은 가요성 시트 재료로 형성될 수 있고, 생물반응기(410)의 사용 동안 팽창될 수 있어, 백(411)은 배양 배지(10) 및 세포가 무균 상태로 배양될 수 있는 내부 체적(417)을 갖는다. 백(411)은 가요성 플라스틱 재료와 같은 하나 이상의 가요성 재료 시트로 형성될 수 있다. 도 9 내지 도 12a에 도시된 바와 같이, 백(411)은 백(411)을 형성하도록, 예를 들어 열 밀봉에 의해 함께 결합되는 가요성 재료의 상단 시트(418) 및 하단 시트(419)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 백(411)은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(421) 및 제2 단부 에지(422), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(423) 및 제2 측면 에지(424)를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 지지 로드(415)는 백(411)에 부착되고 백(411)의 각각의 단부에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 지지 로드(415)는 트레이(140)에 대한 생물반응기(410)의 제거 가능한 부착 및 생물반응기 시스템(100)의 작동 동안 트레이(140)에 대한 생물반응기(410)의 위치 및 배향을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 살포 포트(416)는 백(411)의 하단을 따라 위치 설정될 수 있고 그 내부 체적(417)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 살포 포트(416)는 백(411) 내에 위치 설정된 내부 부분 및 백(411)의 외부에 위치 설정된 외부 부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 살포 포트(416)는 완전히 백(411) 내에 또는 완전히 백(411) 외부에 위치 설정될 수 있다. 살포 포트(416)는 백(411)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 살포 포트(416)는 하나 이상의 히트 시일 또는 다른 부착 수단에 의해 백(411)의 하단 시트(419)에 부착될 수 있다. 살포 포트(416)는 백(411) 내에서 세포 배양 배지(10)의 살포를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 전술한 살포 포트(316)와 유사하게, 각각의 살포 포트(416)는 내부 챔버 및 그 안에 형성된 복수의 살포 구멍을 포함할 수 있다.
도 11 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 살포 채널(414)은 백(411)의 하단을 따라 위치 설정되고 살포 포트(416)를 통해 그 내부 체적(417)과 유체 연통될 수 있다. 일부 실시예에서, 도시된 바와 같이, 각각의 살포 채널(414)은 백(411)의 하단 시트(419)에 고정되는 가요성 플라스틱 재료와 같은 가요성 재료의 시트(435)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 시트(435)는 하나 이상의 히트 시일(436) 또는 다른 부착 수단에 의해 백(411)의 하단 시트(419)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 12a에 도시된 바와 같이, 시트(435)는, 살포 채널(414)이 백(411)의 외부에 위치 설정되도록, 하단 시트(419)의 외부 표면에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 시트(435)는, 살포 채널(414)이 백(411) 내에 위치 설정되도록, 하단 시트(419)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 살포 포트(416) 중 하나 이상은 각각의 살포 채널(414) 내에 위치 설정될 수 있다. 달리 말하면, 시트(435) 각각은 살포 포트(416) 중 하나 이상을 둘러쌀 수 있다. 살포 채널(414)은, 도시된 바와 같이, 각각의 입구 포트(431)와 유체 연통될 수 있다. 이 방식으로, 살포 포트(416)는 산소와 같은 가스를 수신하도록 살포 채널(414)을 통해 입구 포트(431)와 유체 연통될 수 있다. 생물반응기(410)를 사용하는 동안, 가스는 살포 채널(414)을 통과하고, 살포 포트(416)를 통해, 그 살포 구멍으로부터 백(411) 내의 세포 배양 배지(10)로 나아갈 수 있다. 이 방식으로, 살포 채널(414) 및 살포 포트(416)는 개선된 산소 전달 용량을 제공함으로써, 더 높은 산소 전달 속도를 필요로 하는 용례를 위해 생물반응기(410)의 작동 범위를 확장시킬 수 있다. 전술한 생물반응기(310)와 비교할 때, 생물반응기(410)의 살포 채널(414)의 구성은 생물반응기(410)의 하단을 따라 배관(즉, 입구 포트(331)의 일부 또는 중간 배관 세그먼트)에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 살포 채널(414), 살포 포트(416), 및 그 살포 구멍의 다양한 배열은 상이한 용례 및 성능 이점을 위해 사용될 수 있다. 생물반응기(410)가 의도된 파동 운동(W)의 방향으로 서로 이격된 2개의 살포 채널(414) 및 4개의 살포 포트(416)를 갖는 것으로 도 11에 예시되어 있지만, 생물반응기(410)는 백(411)에 대해 다양한 구성으로 배치된 임의의 수의 살포 채널(414) 및 살포 포트(416)를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 살포 포트(416)는 생략될 수 있고, 구멍 또는 천공부가 (살포 채널(414)이 백(411)의 외부 또는 내부에 위치 설정되는 지의 여부에 따라) 백(411)의 하단 시트(419) 또는 살포 채널(414)을 획정하는 시트(435)에 형성되어 가스가 살포 채널(414)로부터 백(411)의 내부 체적(417)으로 직접 나아가게 할 수 있다.
본 개시내용의 실시예의 많은 수정은 전술한 설명 및 관련 도면을 통해 본 명세서에 제시된 교시의 이점을 가질 때 본 개시내용이 속하는 기술 분야의 숙련자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예로 제한되지 않으며, 수정 및 다른 실시예가 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에서는 특정 용어가 사용되지만, 제한을 목적으로 하는 것이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용된다.

Claims (20)

  1. 팽창 가능한 생물반응기(110, 210)이며, 하나 이상의 시트를 포함하고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트(118, 218) 및 하단 시트(119, 219)를 포함하는 백(111, 211)을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동(R)으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체(10)의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적(117, 217)을 제공하도록 팽창 가능하고, 생물반응기는, 하단 시트로부터 상방으로 상단 시트를 향해 연장되지만 상단 시트까지는 연장되지 않고 배양 액체의 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부(116, 116', 116", 216)를 더 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 하단 시트에 열 밀봉되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 파동 운동의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬한 방향으로 선형으로 연장되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 백은 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 단부 에지(121, 221) 및 제2 단부 에지(122, 222), 그리고 서로 반대쪽에 위치 설정된 제1 측면 에지(123, 223) 및 제2 측면 에지(124, 224)를 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 단부 에지와 제2 단부 에지 사이의 중앙에 위치 설정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 하나 이상의 섭동 돌출부 위의 지점에서 완전히 팽창된 백의 높이의 약 1/4 이하인 수직 치수(D1)를 갖는, 팽창 가능한 생물반응기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 측면 에지와 제2 측면 에지 사이의 거리의 약 1/2 이상인 수평 치수(D2)를 갖는, 팽창 가능한 생물반응기.
  8. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 측면 에지로부터 제2 측면 에지로의 방향으로 서로 이격되어 그 사이에 간극(134)을 형성하는 제1 섭동 돌출부 및 제2 섭동 돌출부를 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  9. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 제1 단부 에지로부터 제2 단부 에지로의 방향으로 서로 이격된 제1 섭동 돌출부 및 제2 섭동 돌출부를 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 반전된 T 형상을 갖는, 팽창 가능한 생물반응기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 섭동 돌출부는 내부 챔버(233), 및 백의 내부 체적 내로 가스를 지향시키기 위한 복수의 살포 구멍(234)을 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 살포 구멍은 하나 이상의 섭동 돌출부의 수직 표면 상에 위치 설정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  13. 제11항에 있어서, 상기 살포 구멍은 하나 이상의 섭동 돌출부의 수평 표면 상에 위치 설정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  14. 팽창 가능한 생물 반응기(110)를 요동 운동(R)으로 지지하기에 적절한 트레이(140')를 포함하는 생물반응기 시스템(100)이며, 생물반응기는 하나 이상의 시트를 포함하고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트(118) 및 하단 시트(119)를 포함하는 백(111)을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체(10)의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적(117)을 제공하도록 팽창 가능하고, 상기 시스템은, 하단 시트로부터 상방으로 상단 시트를 향해 연장되지만 상단 시트까지는 연장되지 않고 배양 액체의 파동 운동(W)의 방향에 횡방향으로 또는 비스듬하게 연장되는 하나 이상의 섭동 돌출부(116''')를 더 포함하는, 생물반응기 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 돌출부는 트레이의 하나 이상의 상향 연장부를 포함하는, 생물반응기 시스템.
  16. 팽창 가능한 생물반응기(310, 410)이며, 하나 이상의 시트를 포함하고, 하나 이상의 시트는 하나 이상의 시트로 형성된 상단 시트(318, 418) 및 하단 시트(319, 419)를 포함하는 백(311, 411)을 형성하도록 결합되고 백의 요동 운동(R)으로 인한 배양 액체의 유동 동안 배양 액체(10)의 체적을 유지하기에 적절한 내부 체적(317, 417)을 제공하도록 팽창 가능하고, 생물반응기는 백 내에 적어도 부분적으로 위치 설정되고 하단 시트에 부착된 하나 이상의 살포 포트(316, 416)를 더 포함하고, 하나 이상의 살포 포트는 내부 체적과 유체 연통하고 내부 체적에 가스를 전달하도록 구성되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  17. 제16항에 있어서, 하나 이상의 살포 포트와 유체 연통하고 살포 포트에 가스를 전달하도록 구성된 하나 이상의 입구 포트(331, 431)를 더 포함하는, 팽창 가능한 생물반응기.
  18. 제16항에 있어서, 하나 이상의 살포 포트와 유체 연통하고 살포 포트에 가스를 전달하도록 구성된 하나 이상의 살포 채널(414)을 더 포함하고, 하나 이상의 살포 채널은 하단 시트에 부착된 하나 이상의 시트(435)에 의해 획정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 살포 채널은 백의 외부에 위치 설정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
  20. 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 살포 채널은 백 내에 위치 설정되는, 팽창 가능한 생물반응기.
KR1020207030205A 2018-04-25 2019-04-25 팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법 KR20210005598A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862662292P 2018-04-25 2018-04-25
US62/662,292 2018-04-25
PCT/US2019/029143 WO2019210067A1 (en) 2018-04-25 2019-04-25 Inflatable bioreactor and method of use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210005598A true KR20210005598A (ko) 2021-01-14

Family

ID=66857973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207030205A KR20210005598A (ko) 2018-04-25 2019-04-25 팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210071123A1 (ko)
EP (1) EP3784767A1 (ko)
JP (1) JP2021521845A (ko)
KR (1) KR20210005598A (ko)
CN (2) CN117965269A (ko)
AU (1) AU2019257700A1 (ko)
WO (1) WO2019210067A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102638966B1 (ko) * 2023-07-28 2024-02-21 셀베이스 주식회사 일회용 바이오리액터 백

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11959056B2 (en) * 2019-06-30 2024-04-16 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Cell culture system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US719394A (en) 1902-05-02 1903-01-27 George Benjamin Tyler Draft-regulating apparatus for furnaces.
CS231615B1 (en) * 1981-12-29 1984-12-14 Vladislav Vlcek Method of cultivation of cells of higher organism and device to perform the method
US5075234A (en) * 1988-11-02 1991-12-24 Josefino Tunac Fermentor/bioreactor systems having high aeration capacity
US7195394B2 (en) * 2004-07-19 2007-03-27 Vijay Singh Method for resonant wave mixing in closed containers
CN101743302B (zh) * 2007-06-15 2013-11-13 塞卢升生物技术有限公司 改进的柔性的生物反应器
CN101809142A (zh) * 2007-09-26 2010-08-18 通用电气医疗集团生物科学生物方法公司 三维可用后即弃生物反应器
JP5923529B2 (ja) * 2011-03-18 2016-05-24 ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・アクチボラグ 細胞培養用可撓性バッグ
WO2012158108A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Method of cultivating cells on microcarriers in a bag
CN103224882B (zh) * 2012-01-31 2014-07-30 天津艾赛博生物技术有限公司 带有曝气装置的一次性波浪式生物反应器
WO2015180908A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Bag assembly for cultivation of cells
US10617070B2 (en) * 2014-10-06 2020-04-14 Life Technologies Corporation Methods and systems for culturing microbial and cellular seed cultures
JP6577596B2 (ja) * 2015-11-27 2019-09-18 デクセリアルズ株式会社 培養装置
WO2017090760A1 (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 株式会社京都製作所 培養装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102638966B1 (ko) * 2023-07-28 2024-02-21 셀베이스 주식회사 일회용 바이오리액터 백

Also Published As

Publication number Publication date
CN111989391A (zh) 2020-11-24
JP2021521845A (ja) 2021-08-30
EP3784767A1 (en) 2021-03-03
US20210071123A1 (en) 2021-03-11
WO2019210067A1 (en) 2019-10-31
CN117965269A (zh) 2024-05-03
AU2019257700A1 (en) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230323268A1 (en) Filter systems for separating microcarriers from cell culture solutions
JP7232259B2 (ja) チャネルを有する折り畳み式バッフルを含む一回使用の容器
US11890557B2 (en) Microcarrier filter bag assemblies and methods of use
JP6739273B2 (ja) シングルユース培養装置及び培養方法
CN101163786B (zh) 气体喷射器和相关的容器系统
US10632433B2 (en) Disposable bioreactor
US9012210B2 (en) Cell culture and mixing vessel
US20100203624A1 (en) Three dimensional disposable bioreactor
EP3041927B1 (en) Cell culture bag with internal dialysis membrane
KR20210005598A (ko) 팽창 가능한 생물반응기 및 사용 방법
CN111699240A (zh) 用于细胞培养缩放的系统和方法
CN108026496B (zh) 过滤器保持装置
JP2015515270A (ja) 加圧された単回使用バイオリアクタを旋回させること
US20230407226A1 (en) Systems and Methods for a Collapsible Chamber with Foldable Mixing Element
US8846382B2 (en) Airlift bioreactor
US20090325282A1 (en) Vessels for mixing bioprocessing materials
JP6870629B2 (ja) バイオリアクターバッグのスケールアップ方法
JP2022513217A (ja) バイオプロセスシステムのための羽根車およびスパージャ組立体

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal