KR20210064218A

KR20210064218A - 세포 배양용 멀티 격실 백

Info

Publication number: KR20210064218A
Application number: KR1020217008714A
Authority: KR
Inventors: 메튜 데이빗 올레트; 마이클 제이슨 밀러
Original assignee: 글로벌 라이프 사이언시즈 솔루션즈 유에스에이 엘엘씨
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2021-06-02
Also published as: EP3856886A1; US20220033748A1; JP7391446B2; CN112789348A; JP2022501022A; WO2020064356A1; AU2019345889A1

Abstract

본 발명은 세포 배양용 가요성 플라스틱 백을 개시하고, 가요성 플라스틱 백은, 상단벽 필름 및 하단벽 필름 - 각각의 필름은 임의로 하나 이상의 측벽 필름을 통해 내구성 용접 시임에 의해 서로 내부끼리 밀봉되는 내부 및 외부를 가짐으로써, 내구성 용접 시임에 의해 획정되는 내부 체적을 갖는 백을 형성함 -; 유체의 도입 및 회수를 위해 상단벽 필름 및/또는 하단벽 필름을 통과하는 하나 이상의 포트; 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 백 내부 체적을 복수의 배양 격실로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임; 및 하나 이상의 파지 수단 - 파열성 용접 시임 각각에 인접하여 상단벽 필름 및 하단벽 필름에 고정되고, 특정 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단을 당겨 분리시킴으로써 특정 파열성 용접 시임을 파괴하도록 구성됨 - 을 포함한다.

Description

세포 배양용 멀티 격실 백

본 발명은 세포 배양용 생물 반응기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 시드 트레인 팽창(seed train expansion) 또는 세포 치료를 위한 세포의 팽창과 같은 세포 배양물의 다단계 팽창에 적절한 가요성 백 생물 반응기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 가요성 백 생물 반응기에서 세포 배양물을 팽창시키는 방법에 관한 것이다.

세포 배양물이 작은 세포 은행 샘플로부터 더 큰 생산 배치로 대형화되는 경우, 이는 일반적으로 별도의 생물 반응기를 사용하여 여러 단계에서 이루어져야 한다. 이 배양 순서는 흔히 시드 트레인으로 명명되며, 세포 밀도를 특정 최적 윈도우 내에서 흔히 ml 당 >10⁵ 세포 정도로 유지하도록 요구된다. 작은 냉동 보존 바이알 샘플로부터 수 m³까지 대형화가 되는 바이오 제약의 대규모 생산에서, 시드 트레인은 최대 6 단계를 포함하고 몇 주가 걸릴 수 있다. 시드 트레인은, 또한 전달이 LAF 작업대 또는 멸균 청정실에서 이루어져야 하도록, 하나의 생물 반응기로부터 다른 생물 반응기로 배양물의 멸균 전달이 요구된다는 점에서 복잡한 절차이다. 이들 조건에서도, 높은 가치의 대규모 배양물에 치명적인 결과를 초래할 수 있는 외래성 감염에 대한 특정 위험이 또한 존재한다. 임상 세포 치료에 사용될 세포, 예를 들어 줄기 세포 또는 가공된 면역 세포의 팽창에도 유사한 우려가 적용된다.

세포 배양물을 위한 일회용 용기에 대한 일반적인 추세와 함께, 시드 트레인에서 가요성 백 생물 반응기를 사용하는 경향이 증가하고 있다. 그러나, 하나의 작은 백을 비우고 내용물을 더 큰 백으로 전달해야 하는 필요성이 여전히 남아 있으며 일부 오염 위험이 있는 노동 집약적인 작업이다. 백의 일부를 전체 백 단면에 걸쳐 클램핑한 다음 클램프를 제거함으로써(WO2008153401) 또는 절첩된 백으로 시작하여 백을 펼침으로써(US20100055764) 가요성 백의 배양물 체적을 점진적으로 증가시키는 것이 제안되었다. 그러나, 이들 해결책은 사용된 격실과 미사용 격실 사이에 양호한 밀봉을 제공하지 못하여, 미사용 격실로의 배양물의 누설 및 부적합한 조건 하에서 성장된 세포로부터 방출된 물질에 의한 세포 배양물의 오염을 초래한다. 이들 방법은 또한 백에 대한 기계적 손상의 실질적인 위험을 수반하며, 그 결과 백이 파열될 위험이 있다.

따라서, 멸균 조건 하에서 하나의 가요성 배양물 격실로부터 다른 격실로 세포 배양물을 전달하는 안전하고 편리한 방법에 대한 요구가 존재한다. 또한, 시드 트레인 절차의 자동화에 대한 요구가 존재한다.

본 발명의 일 양태는 용기들 사이에 배양물의 임의의 개방적 전달 없이 배양물 체적을 편리하게 증가시켜, 오염의 위험을 완화시킬 수 있는 가요성 백을 제공하는 것이다. 이는 세포 배양을 위한 가요성 플라스틱 백으로 달성되며, 가요성 플라스틱 백은 다음을 포함한다:

- 상단벽 필름 및 하단벽 필름 - 각각의 필름은 임의로 하나 이상의 측벽 필름을 통해 내구성 용접 시임에 의해 서로 내부끼리 밀봉되는 내부 및 외부를 가짐으로써, 내구성 용접 시임에 의해 획정되는 내부 체적을 갖는 백을 형성함 -;

- 유체의 도입 및 회수를 위해 상단 및/또는 하단벽 필름(들)을 통과하는 하나 이상의 포트;

- 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 내부 체적을 복수의 배양 격실로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임; 및

- 하나 이상의 파지 수단 - 파열성 용접 시임 각각에 인접하여 상단벽 필름 및 하단벽 필름에 고정되고, 특정 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단을 당겨 분리시킴으로써 특정 파열성 용접 시임을 파괴하도록 구성됨.

한 가지 이점은, 배양 격실 사이의 시임이 쉽게 파괴되어 더 큰 배양 격실을 형성한다는 것이다. 다른 이점은 시임의 파괴가 자동화될 수 있고, 작업자 시간이 최소화될 수 있으며 백 및 장비에 대한 요건이 감소될 수 있다는 것이다.

본 발명의 제2 양태는 교반을 제공하기 위해 이동(예를 들어, 요동(rocking)) 플랫폼 상에 전술한 바와 같은 하나 이상의 가요성 백을 갖는 생물 반응기를 제공하여, 용기들 사이에서 배양물의 임의의 개방적 전달 없이 배양물 체적의 편리한 증가를 허용하는 것이다. 이는 청구범위에서 한정된 생물 반응기를 이용하여 달성된다.

본 발명의 제3 양태는 용기들 사이에서 배양물의 임의의 개방적 전달 없이 배양물 체적이 증가되는 배양 방법을 제공하는 것이다. 이는 청구범위에서 한정된 방법을 이용하여 달성된다.

본 발명의 다른 적절한 실시예는 종속항에 설명되어 있다.

도 1은 2개의 파열성 용접 시임에 의해 서로 획정된 3개의 연결 가능한 배양 격실이 있는 백을 갖는 본 발명의 실시예를 도시한다(평면도). 백은 요동 테이블 상에 장착된다.
도 2는 도 1의 백의 일련의 측면도를 도시한다. a) 파열성 용접 시임 둘 모두가 손상되지 않음, b) 하나의 파열성 용접 시임이 개방됨, c) 파열성 용접 시임 둘 모두가 개방됨.
도 3은 a) 대각선 파열성 용접 시임과 b) 동심형 파열성 용접 시임을 갖는 백의 다른 배치를 도시한다(평면도).
도 4는 필름 루프 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 5는 필름 탭 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 6은 접착 테이프 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 7은 포트 브리지 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 8은 단일 포트 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 9는 파지 핸들을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 10은 필름 절첩부 파지 수단을 상세히 도시한다(파열성 용접 시임을 가로지르는 측면도).
도 11은 파열성 용접 시임을 개방하기 위한 2개의 시임 오프너 실시예를 도시한다(측면도).
도 12는 백이 있는 요동 테이블 생물 반응기를 도시한다(측면도).
도 13은 파열성 용접 시임을 따라 개략적인 측면도를 도시한다.

정의

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "내구성 용접 시임(durable weld seam)"은, 필름에 대한 손상 없이 당겨 분리할 수 없거나 당겨 분리하기 위해 약 80 N 초과의 힘이 필요한 2개의 플라스틱 필름 또는 라미네이트를 결합하는 용접 시임을 의미한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "파열성 용접 시임(frangible weld seam)"은, 약 5 N 내지 약 80 N과 같은 적당한 힘을 사용하여 필름을 손상시키는 일 없이 당겨 분리될 수 있는 2개의 플라스틱 필름 또는 라미네이트를 결합하는 용접 시임을 의미한다. 그러한 시임은 또한 파열 또는 조기 누설을 유발하지 않고 정상적인 세포 배양 중에 발생하는 힘을 견딜 수 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "포트(port)"는 유체를 백으로 및/또는 백 밖으로 운반하기 위한 백의 개구를 의미한다. 포트는 통상적으로 백 필름에 부착하기 위한 내부 피팅(예를 들어, 디스크) 및 배관 또는 외부 디바이스에 부착하기 위한 외부 피팅을 포함한다. 외부 피팅은, 예를 들어 호스 미늘 또는 기타 배관 커넥터, 일정 길이의 배관, 스파이크 또는 주사기 바늘에 의해 천공하기 위한 멤브레인 등일 수 있다.

실시예에 대한 상세한 설명

도 1 내지 도 10에 의해 예시된 일 양태에서, 본 발명은 세포의 배양을 위한 가요성 플라스틱 백(1)을 개시한다. 백은 다음을 포함한다:

a) 상단벽 필름(2) 및 하단벽 필름(4) - 각각의 필름은 내부(백의 내부 체적(8)과 대면함) 및 외부(외측과 대면함)를 가짐 -. 이들 필름은 내구성 용접 시임(12)에 의해 서로 내부끼리 밀봉되어 내부 체적을 갖는 백을 형성하는데, 내부 체적(8)은 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부와 대면하고 내구성 용접 시임과 상단벽 필름 및 하단벽 필름에 의해 획정된다. 내구성 용접 시임은 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 에지를 따라 적절하게 위치될 수 있다. 상단벽 필름 및 하단벽 필름은 바람직하게는 서로 직접 용접될 수 있지만, 또한 하나 이상의 측벽 필름을 통해 밀봉되어 내부 체적을 갖는 백을 형성할 수 있다. 필름은 균질한 필름 또는 라미네이트일 수 있고, 예를 들어 폴리에틸렌 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체와 같은 폴리올레핀 뿐만 아니라 장벽층, 예를 들어 에틸렌 비닐 알코올 폴리머 및/또는, 예를 들어 폴리아미드의 인열 내성층을 포함할 수 있다. 필름/라미네이트의 두께는, 예를 들어 100-350 마이크로미터와 같은 50-400 마이크로미터일 수 있다. 적합하게는, 필름/라미네이트 재료는 낮은 수준의 침출물/추출물을 갖는 USP VI 품질일 수 있고 세포 배양 용례에서의 그 적합성을 위해 선택될 수 있다. 세포 배양을 위한 그러한 필름/라미네이트의 예는 GE Healthcare Life Sciences사로부터의 Fortem^TM, 바이오클리어(Bioclear) 10 및 바이오클리어 11 라미네이트를 포함한다.

b) 유체의 도입 및 회수를 위해 상단벽 필름 및/또는 하단벽 필름을 통과하는 하나 이상의 포트(14). 아래 c)에서 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 배양 격실은 적절하게는 가스 입구 및 가스 출구를 포함한다. 이들 입구 및 출구에는 배양물의 감염/오염을 방지하기 위해 멸균 필터(도시되지 않음)가 장착될 수 있으며, 예를 들어 배양물에 공기/산소를 공급하고 이산화탄소와 같은 기체 대사 산물을 제거하는 데 사용된다. 배양 격실(들)은 또한 샘플링 출구, 배양물 배지용 입구, 및 예를 들어 온도, 세포 밀도, pH 및/또는 예를 들어 산소 또는 대사 산물의 농도를 위한 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 제1 배양 격실은 특정 배양 프로토콜에 필요한 포트(들)/센서(들)를 가져야 한다. 그 후, 이들은 추가 배양 격실이 제1 배향 격실에 추가될 때에도 액세스 가능할 것이다. 그러나, 격실 체적이 특정 레벨을 초과하여 증가하면, 더 큰 규모에서 필요한 더 높은 유량을 수용하기 위해, 예를 들어 더 큰 배관 직경을 가진 추가 포트를 갖는 것이 유리할 수 있다.

c) 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 내부 체적을 복수의 배양 격실(18), 예를 들어 적어도 3개의 배양 격실로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임(16). 각각의 배양 격실은 상단벽 필름 및 하단벽 필름, 하나 이상의 파열성 용접 시임, 및 임의로 하나 이상의 내구성 용접 시임에 의해 획정된다. 사용 동안, 백은 배양 격실 중 적어도 하나에 세포 배양물을 포함할 수 있으며, 파괴되지 않은 경우, 파열성 용접 시임은 다른 배양 격실로 배양물의 임의의 누설을 방지한다. 파열성 용접 시임은, 예를 들어 EP 2,226,058A1호 또는 US 4,519,499호에 개시된 바와 같이 약한 용접부일 수 있으며, 이들 특허는 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다. 파열성 용접 시임은, 예를 들어 인접한 2개의 배양 격실 사이의 전체 분계를 구성할 수 있다. 도 1 및 도 3a)에 도시된 바와 같이, 파열성 용접 시임은 2개의 내구성 용접 시임 사이에서 연장될 수 있지만, 도 3b)에서와 같이 폐쇄된 루프를 형성할 수도 있다. 배양 격실은 제1 배양 격실(18a), 제2 배양 격실(18b) 및 임의로 제3 배양 격실(18c) 그리고 또한 임의로 제4 배양 격실(18d)일 수 있다. 제2 배양 격실은 제1 배양 격실보다 클 수 있으며, 예를 들어 제1 배양 격실의 체적의 적어도 120%, 예를 들어 적어도 200%, 120-1000% 또는 250-300%의 체적을 가질 수 있다. 제3 배양 격실은 제2 배양 격실보다 클 수 있으며, 예를 들어 제2 배양 격실의 체적의 적어도 120%, 예를 들어 적어도 200%, 120-1000% 또는 250-300%의 체적을 가질 수 있고, 및/또는 제1 배양 격실의 체적의 적어도 140%, 예를 들어 적어도 400% 또는 140-10,000%의 체적을 가질 수 있다. 이를 통해 제1 배양 격실로부터 제2 배양 격실로 그리고 이후에 제3 배양 격실로 안전하고 편리한 3단계 대형화가 가능하다. 파열성 용접 시임이 모두 파괴되면, 백의 전체 내부 체적은 단일 배양 격실을 형성하게 되며, 이 격실은 상단 필름 및 하단 필름과 내구성 용접 시임에 의해 획정된다. 배양 격실의 배치는, 예를 들어 도 1에서와 같이 선형, 도 3a)에서와 같이 대각선 또는 도 3b)에서와 같이 동심형일 수 있지만, 다른 배치가 또한 가능하다. 백은 또한, 예를 들어 파열성 용접 시임에 의해 획정되는 총 4개, 5개 또는 그 이상의 배양 격실을 갖는 추가 배양 격실을 포함할 수 있다. 예로서, 백은 각각 200 ml, 500 ml, 1.5 l, 5 l 및 15 l의 체적을 갖는 5개의 배양 격실을 포함할 수 있다. 또한, 백은 파열성 용접 시임에 의해 획정된 하나 이상의 배양 배지 격실을 포함할 수 있다. 이 경우, 파열성 용접 시임이 개방되어 필요한 경우 배양 배지 격실로부터 배양 격실로 새로운 배양물 배지를 유입할 수 있다. 배양 배지 격실(들)은 백 전달시 배양 배지로 미리 채워질 수 있거나, 작업자에 의해 적절한 배양 배지로 채워질 수 있다.

d) 하나 이상의 파지 수단(20) - 파열성 용접 시임 각각에 인접하여 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 외부(또는 내부에서, 파지 수단의 일부가 외부로부터 파지 가능하도록 필름의 구멍을 통해 돌출됨)에 고정되고, 특정 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단을 당겨 분리시킴으로써 특정 파열성 용접 시임을 파괴하도록 구성됨. 파지 수단은, 필름 루프(22), 필름 탭(24), 후크, 파지 바아, 핸들(26), 탭(30) 또는 루프가 있는 접착 테이프(28)의 스트립, 튜브(34)와 연결된 한 쌍의 포트(32), 단일 포트(36) 및 상단/하단 필름의 절첩부(38) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 파지 수단은 서로 대면하는 상단 및 하단 필름의 위치 상에 쌍으로 배치될 수 있다. 이들 실시예의 추가 세부 사항은 아래에서 설명된다:

- 필름 루프(22)는, 사용자가 루프 아래를 잡고 당길 수 있도록 용접에 의해 백 외부 표면에 밀봉된다(도 4).

- 필름은 용접에 의해 백 외부 표면에 밀봉된다(도 5). 이는 위의 실시예와 유사하지만, 반드시 루프 형태일 필요는 없다. 필름으로 밀봉되거나 필름의 일부를 형성하는 간단한 당김 탭(24)으로 충분할 수 있다. 탭은 또한 기계식 시임 오프너의 후크 또는 유사한 구성요소를 부착하기 위해 탭/필름을 통해 천공된 하나 이상의 구멍을 가질 수 있다.

- 당김 탭에서 밀봉하는 대신에, 접착 테이프(28) 또는 유사물을 사용하여 파열성 시임 근방에 파지 가능한 표면(30)을 생성할 수 있다(도 6). 파열성 시임 위에 테이프 스트립을 적용하면 사용자가 테이프 자체를 당겨 시임을 개방할 수 있다.

- 테이프와 유사하게, 파지 핸들(26)은 파열성 시임 근방에서 백에 부착되어 파열성 시임을 박리하는 올바른 수단을 제공할 수 있다(도 9). 이 핸들은 용접 또는 접착제 결합에 의해 부착될 수 있다.

- "포트 브리지"는 파열성 시임의 각각의 측면 근방에 포트(32)(예를 들어, 미늘형 포트)를 용접함으로써 생성될 수 있다(도 7). 2개의 포트는 튜브(34)에 의해 연결되어 파열성 시임을 가로지르는 핸들을 생성할 수 있다.

- 포트 브리지와 유사하지만, 하나의 포트(36)(예를 들어, 임의의 개구가 없거나 막힌 개구가 있는 블라인드 포트)가 파열성 시임 근방에서 필름에 용접되는 경우, 포트는 시임이 박리될 수 있도록 (예를 들어, 포트 상의 배관 또는 핸들/후크 구조를 이용하여) 파지될 수 있다(도 8).

- 백을 제조할 때 사용자가 핀칭할 수 있는 "과잉" 필름을 의도적으로 생성한다(도 10). 예를 들어, 백의 폭이 0.5 미터인 경우, 0.6 m의 필름을 사용하여 이 0.5 m의 시임을 생성한다. 여분의 0.1 m의 필름(38)은 구겨져서 사용자가 파지하고 박리하여 개방시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 파지 수단의 부착은 용접 또는 접착제 결합에 의해 이루어질 수 있다. 용접은 필름을 통해 잠재적으로 이동하는 외래 물질이 추가되지 않는다는 점에서 유리할 수 있다. 그러나, 세포 독성 성분을 이동시키지 않는 접착제가 사용되면 또는 배양 직전에 파지 수단이 부착하면, 접착제 결합이 또한 가능하다.

파지 수단을 이용하여, 파열성 용접 시임(16)의 양쪽 측면(40, 42)을 시임의 길이 축(46)에 본질적으로 수직인 방향(44)으로 당겨 분리시켜, 힘을 작은 영역(48)(도 13)에 집중시키는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어 시임을 파열하는 과압을 생성하기 위해 배양 격실을 압축하여 시임을 개방하려는 시도보다 훨씬 용이하다. 바이오클리어 10 및 11 필름(GE Healthcare)을 이용하고 용접 온도를 180℃로 일정하게 유지하고 압력을 80 psi로 유지하면서 실험을 수행하였다. 14초의 용접 시간으로 내구성 용접 시임을 획득하였으며, 용접 시간이 1초로 감소된 경우 파열성 용접 시임이 달성되었다. 이들 파열성 용접 시임은 수직으로 당기면 개방될 수 있지만 격실 압축 파열에 의해서는 개방될 수 없다. 또한, 특정 한 쌍의 파지 수단을 당겨 분리시키면, 다른 파열성 시임에 대한 임의의 손상 위험 및 그 결과 일어나는 인접한 배양 격실로의 우발적인 누설 없이 의도된 파열성 시임만을 개방시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 백은 적어도 하나의 배양 격실에서 적어도 하나의 특성을 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서(50)를 더 포함한다. 적절하게는, 백은 생존 세포 밀도(viable cell density)(VCD) 센서를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어 US 8,180,575호 또는 WO 2010/010313A2호에 설명된 바와 같은, 예를 들어 인라인 바이오매스 센서일 수 있으며, 이들 특허는 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다. 상업적으로 입수 가능한 VCD 센서의 예는 Incyte^TM(Hamilton) 및 Futura^TM(Aber Instruments Ltd)를 포함한다.

특정 실시예에서, 백은 직접적으로 또는 테이블에 제거 가능하게 부착된 트레이를 통해 교반을 위해 요동 또는 다른 방식의 이동 테이블(52) 플랫폼에 부착되도록 구성된다. 테이블은, 예를 들어 테이블의 약간 아래에 배치된 축(54)을 중심으로 앞뒤로 요동될 수 있다. 그러한 목적에 적절한 요동 테이블 플랫폼은, 예를 들어 전체가 본 명세서에 참조로 포함되는 US 6,190,913호에 설명되어 있으며, GE Healthcare Bio-Sciences사의 WAVE Bioreactor^TM으로서 상업적으로 입수 가능하다. 단일 축을 중심으로 요동하는 것 이외의 다른 모드로 이동하는 테이블 플랫폼은, 예를 들어 US20050063247호(수직으로 피봇 가능한 플랩이 있는 테이블), US20080160597호(2개의 평행한 축을 중심으로 한 이동), US20090233334호(궤도 이동) 및 US20160215249호(선회 이동)에 개시되어 있고, 이들 특허 모두는 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다. 이들 모드는 또한 백과 함께 사용할 수 있다. 백이 테이블 또는 트레이에 부착되면, 하단벽 필름 상의 파지 수단(20)이 테이블/트레이에 부착될 수 있다. 이어서, 파열성 용접 시임은 상단벽 필름 상의 파지 수단을 수동으로 또는 기계식 시임 오프너(56)에 의해 당김으로써 간단히 개방될 수 있다. 파지 수단을 테이블/트레이에 부착하는 것은 (수형) 파지 수단을 테이블/트레이의 대응하는 (암형) 리시버 또는 소켓에 삽입함으로써 달성될 수 있다. 리시버/소켓은 백을 손상시킬 위험이 있을 수 있는 임의의 돌출 부분이 없도록 테이블/트레이에 적절하게 만입될 수 있다.

일부 실시예에서, 백은, 예를 들어 방사선 멸균 또는 증열/고압 멸균에 의해 사전 멸균된 상태로 공급된다. 방사선 멸균은, 예를 들어 감마 또는 전자 빔 조사에 의해 달성될 수 있다. 적절하게는, 모든 액체 접촉 물질은 방사선에 안정적이고 조사 후에도 낮은 수준의 침출물을 제공하도록 선택된다. 모든 재료는, 예를 들어 USP VI 품질이 될 수 있다.

도 1 및 도 12에 예시된 제2 양태에서, 본 발명은 백의 교반을 위해 이동/요동 테이블(52) 플랫폼에 부착된, 전술한 바와 같은 가요성 플라스틱 백(1)을 포함하는 생물 반응기를 개시한다. 백은 이동/요동 테이블에 직접 부착될 수 있거나, 트레이를 통해 부착하여 테이블에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 부착은, 예를 들어 백 단부의 포켓에 삽입되고 트레이/테이블에 클램핑되는 강성 로드(51)로 달성될 수 있다. 적절하게는, 상기 하단벽 필름의 외부에 부착된 적어도 하나의 파지 수단(20)은 이어서 전술한 바와 같이 이동/요동 테이블 플랫폼에 부착될 수 있다. 요동 테이블 플랫폼은 적절하게는 적어도 하나의 축(54)을 중심으로 앞뒤로 요동하도록 구성될 수 있다. 요동 메커니즘 및 트레이/테이블용 지지부(55)는 US 6,190,913호 및 V Singh: Cytotechnology 30(1-3), 149-158(1999)에 상세히 설명되어 있다. 생물 반응기는 배양 격실 중 적어도 하나에 세포 배양물을 더 포함할 수 있다. 테이블/트레이에는 백과 직접 접촉하는 온도 제어(가열) 표면이 장착될 수 있다. 적어도 하나의 백과 전기적으로 접촉하는 센서 커넥터가 추가로 장착될 수 있다. 배양 격실 중 적어도 하나는 가스 입구 및 멸균 필터를 통해 가스 공급원에 연결될 수 있다.

특정 실시예에서, 생물 반응기는 특정 파열성 용접 시임을 개방하기 위해 상단벽 필름의 외부에 부착된 파지 수단(20)을 당길 수 있는 시임 오프너(56)를 더 포함한다. 시임 오프너는, 예를 들어 센서(50)에 연결되고 센서로부터 신호를 수신할 때 파열성 시임을 개방하도록 구성될 수 있다. 특히, 센서가 생존 세포 밀도 센서인 경우, 시임 오프너는 미리 결정된 생존 세포 밀도에 도달하면 파열성 시임을 개방하도록 구성될 수 있다. 시임 오프너는 상단벽 필름 상의 파지 수단과 맞물리고 파열성 용접 시임을 시임에 본질적으로 수직인 방향으로 당겨 개방하도록 배치된다. 시임 오프너는, 예를 들어 솔레노이드 액추에이터에 부착된 후크 또는 클램프, 수직으로 이동 가능한 와이어, 캔틸레버, 바아 또는 로드 등일 수 있다. 움직임은 모터 또는 피스톤에 의해, 임의로 예를 들어 캔틸레버, 바아 또는 와이어/풀리 배치를 통해 제공될 수 있다. 2개의 예시적인 예가 도 11에 도시되어 있다: a) 테이블/트레이에 부착된 액추에이터(60)에 의해 상승되는 캔틸레버 빔(cantilever beam)(58) 및 b) 2개의 개별적으로 어드레스 가능한 액추에이터(64)를 갖는 오버헤드 빔(62). 도 11에 도시된 바와 같이, 백은, 센서로부터 미리 결정된 신호 레벨이 수신되면 시임 오프너/액추에이터(56; 60; 64)를 구동시키도록 구성된 제어 유닛(66)에 신호적으로 연결된 센서(50)를 포함할 수 있다. 시임 오프너/액추에이터는 파열성 용접 시임의 완전한 개방을 나타내는 힘 또는 위치가 달성되면 당기는 움직임을 중지하도록 구성된 힘 또는 위치 센서를 더 포함할 수 있다.

제3 양태에서, 본 발명은 세포의 배양 방법을 개시한다. 이 방법은 다음 단계를 포함한다:

a) 세포의 배양을 위한 가요성 플라스틱 백(1)을 제공하는 단계로서, 가요성 플라스틱 백은,

상단벽 필름(2) 및 하단벽 필름(4) - 각각의 필름은 임의로 하나 이상의 측벽 필름을 통해 내구성 용접 시임(12)에 의해 서로 내부끼리 밀봉되는 내부 및 외부를 가짐으로써, 내구성 용접 시임에 의해 획정되는 내부 체적(8)을 갖는 백을 형성함 -;

유체의 도입 및 회수를 위해 상단벽 필름 및/또는 하단벽 필름을 통과하는 하나 이상의 포트(14);

상기 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 내부 체적을 복수의 배양 격실(18)로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임(16)을 포함하는 것인, 단계;

b) 제1 배양 격실(18a)에 배양물 배지 및 세포를 도입하는 단계;

c) 세포 배향물을 제공하기 위해 제1 배양 격실에서 세포를 배양하는 단계;

d) 제1 배양 격실(18a)과 제2 배양 격실(18b)을 더 큰 배양 격실로 결합하도록, 파열성 용접 시임(16)의 길이 축(46)에 본질적으로 수직인 방향(44)으로 파열성 용접 시임 위로 상단벽 필름 및 하단벽 필름을 당겨 분리시킴으로써 제1 배양 격실과 인접한 제2 배양 격실(18b) 사이의 파열성 용접 시임(16)을 파괴하는, 단계. 적절하게는, 파열성 용접 시임이 완전히 개방되어, 시임의 미개봉 부분 후방에 있는 임의의 정체 영역을 방지한다. 기계식 시임 오프너가 사용되는 경우, 완전한 개방을 나타내는 미리 결정된 힘 레벨 또는 오프너 위치에 도달할 때까지 당기는 것을 포함할 수 있다. 그 후, 백에 대한 임의의 손상을 방지하기 위해 당기는 움직임을 중지시킬 수 있다.

e) 더 큰 배양 격실에서 세포를 배양하는 단계.

방법은 임의로 다음 단계를 더 포함할 수 있다:

f) 파열성 용접 시임에 본질적으로 수직인 방향으로 파열성 용접 시임 위로 상단벽 필름 및 하단벽 필름을 당겨 분리시킴으로써 더 큰 배양 격실과 인접한 제3 배양 격실(18c) 사이의 파열성 용접 시임을 파괴하여, 제1, 제2 및 제3 배양 격실을 최종 배양 격실로 결합하는 단계. 단계 d) 및/또는 f)에서 당김 방향(44)은, 예를 들어 파열성 용접 시임의 길이 축(46)(시임이 만곡된 경우 국부적 길이 축)에 대해 60-90도, 예를 들어 75-90 또는 80-90도의 각도(α)로 될 수 있다. 물론, 더 많은 배양 격실, 예를 들어 4개 또는 5개의 배양 격실을 하나의 최종 배양 격실로 결합하는 것이 또한 가능하다.

g) 최종 배양 격실에서 세포를 배양하는 단계.

배양 격실에서의 배양은 본 기술 분야에 널리 공지되어 있고, 예를 들어 V Singh: Cytotechnology 30(1-3), 149-158(1999) 또는 Clincke 등, Biotechnol. Prog., 2013, Vol. 29, No. 3에 설명된 방법을 사용하여 이루어질 수 있다. 공기 또는 기타 가스는 가스 입구를 통해 공급될 수 있으며, 기체 대사 산물(예를 들어, 이산화탄소)과 함께 과잉 공기/가스는 가스 출구를 통해 배출될 수 있다. 제1 격실에서의 배양은 미리 결정된 생존 세포 밀도(VCD), 예를 들어, 1.0 x 10⁵, 2.0 x 10⁵, 5.0 x 10⁵ 또는 1.0 x 10⁶ 생존 세포/ml에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 미리 결정된 VCD에 도달하면, 단계 d) 이상이 시작될 수 있다. VCD는 위에서 설명한 바와 같이 인라인 센서로 측정될 수 있거나, 또는, 예를 들어 세포 생존력 염색 키트가 있는 Cytell^TM 세포 이미징 시스템(GE Healthcare Life Sciences)을 사용하여 오프라인 또는 온라인으로 측정될 수 있다.

일부 실시예에서, 단계 g) 및/또는 e)는 관류 모드에서, 즉 배양물의 적어도 일부를 여과물이 제거되는 필터로 반송하고 세포를 배양물로 다시 반송하며 제거된 여과물을 새로운 배양물 배지로 대체함으로써, 수행될 수 있다. 이는 VCD의 추가 증가를 허용한다.

단계 a)에서, 백은 전술한 바와 같이 가요성 플라스틱 백(1)일 수 있으며, 이 경우에 단계 d)는 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단(20)을 당겨 분리시키는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 백은, 상단 필름 및 하단 필름 중 하나 또는 둘 모두에 특정 파지 수단이 없이, 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 내부 체적을 복수의 배양 격실로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임을 가질 수 있다. 이 경우, 단계 d)는 하나 이상의 진공 흡입 컵, 흡입 판, 접착 판(예를 들어, 양면 접착 테이프로 덮인 판) 또는 상단 필름 및 하단 필름을 당겨 분리시키는 유사물을 이용하여 상단 필름 및/또는 하단 필름을 파지하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 c)는 센서(50)를 이용하여 세포 배양물의 특성을 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 이 특성이 미리 결정된 값에 도달하면, 단계 d)를 시작한다. 적절하게는, 특성은 세포 배양물의 생존 세포 밀도일 수 있다. 이 경우, 생물 반응기는, 센서(50) 및 시임 오프너(56)에 연결되고 미리 결정된 값에 도달했는지를 결정하도록 프로그래밍되며 시임 오프너를 활성화시켜 단계 d)를 수행하도록 배치된 제어 유닛(66)(예를 들어, 컴퓨터 또는 PLC)을 포함할 수 있다(도 11).

이 기록된 설명은 예를 사용하여 최상의 모드를 포함하는 본 발명을 개시하고, 또한 본 기술 분야의 숙련자가 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것 및 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 본 발명을 실시할 수 있도록 한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 한정되며, 본 기술 분야의 숙련자에게 연상되는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는 청구항의 문자적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 갖는 경우, 또는 청구항의 문자적 언어와 실질적인 차이가 없는 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우, 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 본문에 언급된 모든 특허 및 특허 출원은 개별적으로 통합된 것처럼 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

Claims

세포 배양을 위한 가요성 플라스틱 백(1)이며,
상단벽 필름(2) 및 하단벽 필름(4) - 각각의 필름은 임의로 하나 이상의 측벽 필름을 통해 내구성 용접 시임(12)에 의해 서로 내부끼리 밀봉되는 내부 및 외부를 가짐으로써, 상기 내구성 용접 시임에 의해 획정되는 내부 체적(8)을 갖는 백을 형성함 -;
내부 체적으로 또는 내부 체적으로부터 유체의 도입 및 회수를 위한 하나 이상의 포트(14);
상기 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 상기 내부 체적을 복수의 배양 격실(18)로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임(16); 및
하나 이상의 파지 수단(20) - 상기 파열성 용접 시임 각각에 인접하여 상기 상단벽 필름 및 하단벽 필름에 고정되고, 특정 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단을 당겨 분리시킴으로써 특정 파열성 용접 시임을 파괴하도록 구성됨 -
을 포함하는, 백.
제1항에 있어서, 상기 파지 수단은 필름 루프, 필름 탭, 후크, 파지 바아, 핸들, 포트 또는 상단 또는 하단 필름의 절첩부 중 하나 이상을 포함하는, 백.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 3개의 배양 격실을 포함하는, 백.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상단벽 필름 및 하단벽 필름은 내구성 용접 시임에 의해 그 에지를 따라 서로 직접 밀봉되는, 백.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 배양 격실에서 적어도 하나의 특성을 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서(50)를 더 포함하는, 백.
제5항에 있어서, 상기 센서 중 적어도 하나는 생존 세포 밀도 센서인, 백.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 교반을 위해 요동 테이블 플랫폼과 같은 이동 테이블 플랫폼(52)에 부착되도록 구성되는, 백.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 방사선 멸균 등에 의해 사전 멸균된 상태로 공급되는, 백.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배양 격실 중 적어도 하나에 세포 배양물을 포함하는, 백.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 파열성 용접 시임에 의해 획정되는 하나 이상의 배양 배지 격실을 더 포함하는, 백.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 가요성 플라스틱 백(1)을 포함하는 생물 반응기이며, 상기 백의 교반을 위해 이동 테이블 플랫폼(52)에 부착되는, 생물 반응기.
제11항에 있어서, 상기 이동 테이블 플랫폼은 요동 테이블 플랫폼인, 생물 반응기.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 하단벽 필름에 부착된 적어도 하나의 파지 수단(20)은 상기 이동 테이블 플랫폼에 부착되는, 생물 반응기.
제13항에 있어서, 특정 파열성 용접 시임을 개방하기 위해 상기 상단벽 필름의 외부에 부착된 파지 수단을 당길 수 있는 시임 오프너(56)를 더 포함하는, 생물 반응기.
제14항에 있어서, 상기 시임 오프너는 상기 특정 파열성 용접 시임이 완전히 개방될 때까지 당긴 다음, 백에 대한 임의의 손상을 방지하기 위해 당기는 것을 중지하도록 구성되는, 생물 반응기.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 시임 오프너는 센서(50)에 연결되고 상기 센서로부터 신호를 수신할 때 상기 파열성 시임을 개방하도록 구성되는, 생물 반응기.
제16항에 있어서, 상기 센서는 생존 세포 밀도 센서이고, 상기 시임 오프너는 미리 결정된 생존 세포 밀도에 도달하면 상기 파열성 시임을 개방하도록 구성되는, 생물 반응기.
세포의 배양 방법이며,
a) 세포의 배양을 위한 가요성 플라스틱 백(1)을 제공하는 단계로서, 가요성 플라스틱 백은,
상단벽 필름(2) 및 하단벽 필름(4) - 각각의 필름은 임의로 하나 이상의 측벽 필름을 통해 내구성 용접 시임(12)에 의해 서로 내부끼리 밀봉되는 내부 및 외부를 가짐으로써, 상기 내구성 용접 시임에 의해 획정되는 내부 체적(8)을 갖는 백을 형성함 -;
내부 체적으로 또는 내부 체적으로부터 유체의 도입 및 회수를 위한 하나 이상의 포트(14);
상기 상단벽 필름 및 하단벽 필름의 내부들을 결합시켜 상기 내부 체적을 복수의 배양 격실(18)로 분할하는 하나 이상의 파열성 용접 시임(16)을 포함하는 것인, 단계;
b) 상기 배양 격실 중 적어도 하나에 배양물 배지 및 세포를 도입하는 단계;
c) 세포 배향물을 제공하기 위해 상기 배양 격실에서 세포를 배양하는 단계;
d) 2개의 배양 격실을 더 큰 배양 격실로 결합하도록, 파열성 용접 시임에 본질적으로 수직인 방향으로 파열성 용접 시임 위로 상단벽 필름 및 하단벽 필름을 당겨 분리시킴으로써 배양 격실과 인접한 배양 격실 사이의 파열성 용접 시임을 파괴하는 단계;
e) 상기 더 큰 배양 격실에서 세포를 배양하는 단계를 포함하는, 방법.
제18항에 있어서, 단계 a)는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 가요성 플라스틱 백을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 단계 d)는 상기 파열성 용접 시임에 인접한 상단벽 필름 및 하단벽 필름 상의 파지 수단(20)을 당겨 분리시키는 단계를 포함하는, 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 c)는 센서(50)를 이용하여 세포 배양물의 특성을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 특성이 미리 결정된 값에 도달하면, 단계 d)를 시작하는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 특성은 세포 배양물의 생존 세포 밀도인, 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 제어 유닛(66)은 상기 센서 및 시임 오프너(56)에 통신 가능하게 결합되고, 상기 제어 유닛은 상기 특성이 미리 결정된 값에 도달하면 시임 오프너를 활성화시켜 시임 오프너가 단계 d)를 수행하게 하도록 프로그래밍되는, 방법.