KR20220024536A - 세포 배양 시스템 - Google Patents

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KR20220024536A
KR20220024536A KR1020227001225A KR20227001225A KR20220024536A KR 20220024536 A KR20220024536 A KR 20220024536A KR 1020227001225 A KR1020227001225 A KR 1020227001225A KR 20227001225 A KR20227001225 A KR 20227001225A KR 20220024536 A KR20220024536 A KR 20220024536A
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port
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liquid permeable
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KR1020227001225A
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로버트 지. 플레돈
나타샤 안나 보고시안
제콥 앤드류스
필립프 진 브루사드
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

본 개시내용은 일반적으로 세포 배양 장치 및 세포 배양 방법에 관한 것이다. 본 개시내용의 일 양태는 세포 관류배양 백을 제공하며, 상기 세포 관류배양 백은, 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름; 상기 백의 외부 면에 각각 형성된 제1 및 제2 포트; 각각, 백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 각각의 포트에 작동 가능하게 결합되는 제1 및 제2 액체 투과성 튜브; 그리고 백의 외부 면에 형성되며, 백의 내부 격실과 유체 연통하는 제3 포트; 를 포함하고; 상기 제1 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제1 내부 지지 구조 및 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터 층을 포함한다.

Description

세포 배양 시스템
본 출원은 2019년 6월 30일 출원된 미국 가특허출원 No.62/869021호를 우선권으로 주장하며, 그 전체 기술내용은 참고로 본 명세서에 포함되어 있다.
본 개시내용은 일반적으로 세포 배양 장치 및 세포 배양 방법에 관한 것이다.
시험관내 세포 배양은 일반적으로 자연 환경 밖에 있으면서 가능한 한 생체내 조건에 가까운 통제된 조건 하에서 세포가 성장하는 복잡한 과정으로 이루어진다. 실제로, 세포 배양은 다세포 진핵생물, 특히 동물 세포에서 유래된 세포 배양을 의미한다. 그러나 식물, 곰팡이, 곤충 및 바이러스, 박테리아 및 원생생물을 포함한 미생물도 배양될 수 있다.
시험관내 세포 배양은 약리학, 생리학 및 독성학의 연구 및 적용을 하기 위한 재료를 제공할 수 있다. 세포 배양은 또한 생물 처리 및 세포 치료의 필수 요소이기도 하다.
세포는 세포 인큐베이터 내에서 적절한 온도 및 기체 혼합물로 증식 및 유지될 수 있다. 일반적으로 포유동물 세포는 pH 7.2 내지 7.4 를 유지하면서 37℃ 에서 배양된다. pH는 약 5-7 vol.% 의 이산화탄소의 인큐베이터 분위기와 조합하여 배지에서 중탄산염 완충 시스템을 사용하여 제어할 수 있다. 이산화탄소는 물과 반응하여 탄산을 형성하고, 이는 차례로 배지의 중탄산염 이온과 상호 작용하여 pH를 생리학적 수준에 가깝게 유지할 수 있는 완충 시스템을 형성한다. 산소는 많은 바람직한 세포 유형의 세포 대사 및 성장에 필수적 인 것이다. 배양 조건은 각 세포 유형에 따라 다를 수 있으며, 특정 세포 유형에 대한 조건의 변화는 다른 표현형식의 발현을 초래할 수 있다. 예를 들어, 중탄산염 기반 완충액은 인산 1-나트륨 및 2-나트륨 또는 3-나트륨 완충제, 염화물 및 암모니아 완충제, 유산염 또는 HEPES 등과 같은 유기 완충제로 대체될 수 있다.
단핵구는 가장 큰 유형의 백혈구(leukocytes)이며, 모든 포유동물을 포함한 척추동물의 자연 면역계의 중요한 부분이다. 단핵구는 면역학적 감시 및 염증 반응을 위해 혈류에서 혈관 내피를 가로질러 이동하는 대식세포 및 수상세포의 순환 전구체 세포이다. 단핵구는 종종 세포 배양으로 증식한다.
T-세포는 면역 반응에서 중요한 역할을 한다. 그것들은 흉선에서 발생하며, 사람의 다양한 개체군에 존재하고 있다. 양자 T-세포 치료법(Adoptive T-cell therapy)은 빠르게 발전하는 분야이며, 배양으로 T-세포를 증식시키는 방법이 바람직하다.
백(bag) 형태로 시판되는 세포 배양 장치는 세포 배양에 사용되는 통상적인 방법이다. 세포 배양 백은 일회용이라는 장점이 있고, 그것은 준비 시간과 정리 시간이 단축된다. 또한 세포 배양 백은 사전 멸균 가능하고, 저렴하며, 사용이 간편하고, 보관 및 사용을 하기위한 최소한의 공간만을 필요로 한다. 일회용품은 또한 세포 배양과 환경에 대한 오염 위험을 줄이는 데도 도움이 된다.
그러나, 기존의 플루오로중합체 세포 배양 백의 문제점 중 하나는 배양 챔버 내에서 공급 배지와 세포가 혼합되기 때문에, 추가된 배지의 양이 용기의 부피로 제한된다는 것이다. 기존의 플루오로중합체 세포 배양 백의 또 다른 문제는 세포 배양 중에 영양소 함량(예를 들어, 포도당)이 감소하고, 폐기물 함량(예를 들어, 젖산)이 증가된 배지를 제거하는 것인데, 이는 세포도 쓸모없게 제거할 수 있다. 또한, 배지를 보충하기 위해서는 일반적으로 배양물의 수동 조작이 필요하다.
관류(perfusion)는 바이오 리액터 내의 부착 또는 부유 세포 배양물에 신선한 배지를 연속적으로 공급하면서, 사용한 배양 배지를 연속적으로 제거하는 연속 공정이다. 세포는 사용한 배양 배지에서 지속적으로 여과되어, 일정한 배양 부피를 유지하기 위해 바이오 리액터로 되돌아 간다. 이 연속 공정을 통해 1000~1500만 세포/mL 의 높은 지속 가능한 세포 밀도를 얻을 수 있다. 그러나 이 공정은 일반적으로 많은 양의 배지가 필요한 복잡한 관류 바이오 리액터(perfusion bioreactors)로 제한된다. 더욱이, 사용된 배양 배지로부터 나오는 세포의 여과 및 귀환은 바람직하지 않게 세포 배양을 방해할 수 있다.
따라서, 세포를 현저하게 방해하고/하거나 세포 수를 감소시키지 않으면서 공급 배지를 제거 및 보충할 수 있는 단순화된 관류 장치에 대한 필요성이 있다.
본 개시내용의 일 양태는, 백이: 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하기 위해 함께 접합된 에지를 갖는 하나 또는 복수의 중합체 필름(예를 들어, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름); 백의 외부 면에 형성된 제1 포트; 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제1 액체 투과성 튜브 - 상기 제1 튜브는 제1 포트에 작동가능하게 결합되어 있음 -; 백의 외부 면에 형성된 제2 포트; 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제2 액체 투과성 튜브 - 상기 제2 튜브는 제2 포트에 작동가능하게 결합되어 있음 -; 및 선택적으로, 백의 외부 면에 형성된 제3 포트 - 상기 제3 포트는 백의 내부 격실과 유체 연통하게 있음 -; 를 포함하며; 여기서 상기 제1 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 한정하는 제1 내부 지지구조와 상기 제1 내부 지지구조를 둘러싼 제1 외부 필터 층을 구비한다.
본 개시내용의 다른 양태는, 백이: 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하기 위해 함께 접합된 에지를 갖는 하나 또는 복수의 중합체 필름(예를 들어, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름); 백의 외부 면에 형성된 제1 포트; 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제1 액체 투과성 튜브 - 상기 제1 튜브는 제1 포트에 작동가능하게 결합되어 있음 -; 백의 외부 면에 형성된 제2 포트; 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제2 액체 투과성 튜브 - 상기 제2 튜브는 제2 포트에 작동가능하게 결합되어 있음 -; 및 선택적으로, 백의 외부 면에 형성된 제3 포트 - 상기 제3 포트는 백의 내부 격실과 유체 연통하게 있음 -; 를 포함하며; 여기서 상기 제1 튜브는 50 미크론 이하, 예를 들어, 20 미크론 이하, 또는 심지어 10 미크론 이하의 평균 기공 크기를 갖는다.
본 개시내용의 또 다른 양태는, 세포 배양 시스템이, 제1 및 제2 액체 투과성 튜브가 백의 제1 중합체 필름의 대부분에 대해서 상승되도록 지지체 상에 배향된 (예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 임의의 실시예에 따른) 백을 포함하는 것이다.
본 개시내용의 또 다른 양태는, 세포 배양 시스템이, 제1 액체 투과성 튜브가 제2 액체 투과성 튜브에 대해서 상승되도록 지지체 상에 배향된 (예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 실시예에 따른) 백을 포함하는 것이다.
본 개시내용의 또 다른 양태는 세포를 배양하기 위한 방법이: 내부 격실에 배지 및 세포를 구비하는 (예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 실시예에 따른) 백을 제공하는 단계; 및 제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고 그리고 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 배지를 제거함으로써, 내부 격실을 통해 배지를 유동시키는(flowing) 단계를 포함하는 것이다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 백의 개략적인 (상부)평면도 및 (하부)단면도이다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 액체 투과성 튜브의 개략적인 절단도이다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 액체 투과성 튜브의 개략적인 절단도이다.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 세포 배양 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 세포 배양 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 개시내용의 일 예의 테스트 구성의 개략도이다.
본 개시내용은 내부 격실을 갖는 백에 관한 것으로, 상기 백은 내부 격실 내로 연장되고 내부 격실과 유체 연통하는 제1 액체 투과성 튜브에 결합된 제1 포트, 내부 격실 내로 연장되고 내부 격실과 유체 연통하는 제2 액체 투과성 튜브에 결합된 제2 포트, 및 선택적으로 내부 격실과 유체 연통하는 제3 포트를 포함한다. 적어도 제1 튜브는 제1 내부 지지 구조 및 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터 층을 포함한다. 본 개시내용은 유리하게 공급 배지가 제2 튜브에서 내부 용적을 통해 제1 튜브 밖으로 배지를 흘러 보냄으로써 눈에 띄게 세포를 방해하거나 세포 수를 감소시키지 않고 백의 내부 격실을 통해 관류할 수 있음을 보여주는 것이다. 제1 튜브의 제1 필터 층은 세포가 내부 격실의 내부 용적을 빠져나가는 것을 막을 수 있다. 본 개시내용은 또한 세포가 공급 배지 공급제한 및/또는 폐기 제거제한 없이 내부 격실에서 성장 및 농축될 수 있음을 추가로 보여주는 것이다. 제공된 경우, 제3 포트는 배지 샘플링 및 세포를 내부 격실 내에 도입 및 내부 격실로부터 제거하는데 사용할 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 일 양태는 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름(예를 들어, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름)을 포함하는 백이다. 백은 백의 외부 면에 형성된 제1 포트, 및 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제1 액체 투과성 튜브를 포함하고, 제1 튜브는 제1 포트에 작동 가능하게 결합되어 있다. 백은 백의 외부 면에 형성된 제2 포트, 및 백의 내부 격실 내로 연장되어 유체 연통하는 제2 액체 투과성 튜브를 포함하고, 제2 튜브는 제2 포트에 작동적으로 결합된다. 백은 백의 외부 면에 형성된 제3 포트를 선택적으로 포함하고, 제3 포트는 백의 내부 격실과 유체 연통한다. 제1 튜브 및 제2 튜브 모두는 백의 내부 격실의 제1 축(예를 들어, 장축)의 방향으로 연장하고; 제1 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제1 내부 지지 구조 및 후에 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터를 포함한다.
특정 실시예에서, 하나 이상의 중합체 필름은, 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서는 단일 필름이 백을 형성하기 위해 접혀서 그 자체에 접합될 수 있거나, 또는 관형 필름이 백을 형성하기 위해 2개의 에지 상에서 용접될 수 있다.
특히, 내부 격실은 분할될 필요가 없다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 백의 바람직한 특정 실시예에서는, 제1 및 제2 튜브가 제1 하위 격실에 있고 그리고 제3 포트가 멤브레인 또는 기타 다공성 구조에 의해 제1 하위 격실과 분리된 제2 하위 격실에 연결되도록, 내부 격실을 나누는 멤브레인 또는 기타 다공성 구조는 없다. 즉, 특정 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 유체 투과성 튜브와 제3 포트 사이에 작동적으로 배치된 멤브레인 또는 기타 다공성 구조는 존재하지 않는다(즉, 유체가 유동하기 위해 이러한 멤브레인 또는 기타 다공성 구조 사이를 통과하여 제1 또는 제2 유체 투과성 튜브와 제3 포트 사이를 유동시킬 필요가 있음). 이것은 유리하게 배양 세포와 관류 배지 사이의 우수한 유체 전달이 이루어지게 할 수 있다.
이러한 백의 실시예를 도 1의 개략적인 평면도(좌측) 및 단면도(우측)로 도시했다. 도 1의 백(100)은 제1 중합체 필름(110) 및 제2 중합체 필름(120)을 포함하고, 필름은 장축(132)을 갖는 분할되지 않은 내부 격실(130) 주위에 에지를 형성하도록 그 에지에서 함께 접합된다. 백(100)은 제1 액체 투과성 튜브(170)에 작동적으로 결합된 제1 포트(140), 및 제2 액체 투과성 튜브(180)에 작동적으로 결합된 제2 포트(150)를 추가로 포함한다. 도 1의 실시예에서는 백(100)이 내부 격실(130)과 유체 연통하는 제3 포트(160)를 더 포함하지만; 그러나, 관련 기술분야의 기술자는 제3 포트가 여기에서 고려되는 모든 실시예에서 있을 필요는 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본원에 기재된 바와 같은 다양한 실시예에서, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름의 두께는 적용 및 원하는 용기 부피 및 투과성에 따라 변할 수 있다. 중합체 필름(110, 120)의 두께는 예를 들어 1 mil(즉, 1 mil = 0.001 인치, 또는 25.4 미크론) 내지 30 mil의 범위에 있을 수 있다. 특정 실시예에서, 중합체 필름의 두께는 5 mil 내지 10 mil 의 범위에 있다.
본 명세서에 기재된 백은 다양한 부피로 제공될 수 있다. 특별히 제한되지는 않지만, 내부 격실의 부피는 예를 들어 5 mL 내지 3500 mL, 예를 들어 10 mL 내지 500 mL, 또는 10 mL 내지 100 mL, 또는 100 mL 내지 3000 mL, 또는 500 mL 내지 2500 mL, 또는 500 mL 내지 2000 mL 의 범위에 있을 수 있다. 그러나 관련 기술분야의 기술자가 인식할 수 있는 바와 같이, 상이한 부피의 백도 고려될 수 있다.
백은 바람직하게는 제2 액체 투과성 튜브로부터 제1 액체 투과성 튜브로 유동함으로써 내부 체적의 실질적인 부분을 통해서 배지의 관류를 허용하도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 제1 튜브는 백의 제1 측면 에지에 인접하게 배치되고, 제2 튜브는 백의 대향 제2 측면 에지에 인접하게 배치되며; 특정 실시예에서, 각각은 백의 측면 에지로부터 2cm 거리 이내에 있다. 예를 들어, 도 1의 실시예에서, 제1 튜브(170)는 제1 측면 에지(134)에 인접하여 배치되고, 제2 튜브(180)는 제2 측면 에지(136)에 인접하여 배치되며, 제2 측면 에지(136)는 제1 측면 에지(134)로부터 백의 반대편에 있다. 튜브는 예를 들어 서로 20도 이내 또는 심지어 10도 이내의 각도로 서로에 대해 실질적으로 평행하게 있을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제1 튜브 및 제2 튜브는 백의 장축 방향을 따라 연장된다. 예를 들어, 도 1의 실시예에서, 제1 튜브(170) 및 제2 튜브(180)는 백의 장축(132) 방향을 따라 연장된다. 물론, 튜브는 다른 실시예에서는 임의의 적절한 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 제1 튜브 및 제2 튜브는 만곡되고, 둥근 백의 측면 에지를 따라 연장된다.
제1, 제2, 및 제3(존재하는 경우) 포트는 백을 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 제1 및 제2 포트는 백의 에지에 형성되며, 예를 들어 에지는 백 내로 향하는 튜브의 연장 방향에 대해 직각으로 연장된다. 이것은 도 1에 도시된 것과 같은 에지 또는 반대쪽 에지에 있을 수 있다. 이것은 제1 및 제2 포트의 상대적 위치가 공통 방향을 따라 (예를 들어, 백의 장축을 따라) 제1 액체 투과성 튜브 및 제2 액체 투과성 튜브의 연장을 용이하게 이루어지게 한다. 제3 포트는 예를 들어, 제1 및 제2 포트 중 하나 또는 둘 모두와 동일한 에지를 따라 형성될 수 있고; 도 1의 실시예에서는 포트(140, 150, 160)가 공통 에지를 따라 있다. 그러나 제3 포트는 대안적으로 제1 및 제2 포트가 형성된 에지(들)에 직교하는 에지를 따라, 또는 대안적으로 백의 다른 면을 따라, 예를 들어 중력을 허용하는 세포 제거를 허용하는 바닥 면을 따라 있을 수 있다. 포트의 위치는 특별히 제한되지 않으며, 제1 및 제2 포트 (및 그에 결합된 제1 및 제2 튜브)의 상대적 위치가 백의 상당한 부피를 통한 관류를 용이하게 해준다. 관련 기술분야의 기술자는 본 개시내용에 기초하여, 제1 튜브 및 제2 튜브를 배열하여, 예를 들어 백 내의 관류 흐름의 사각지대(dead spots)를 최소화하고 및/또는 관류 흐름이 세포 성장을 방해하지 않도록 보장할 것이다. 존재하는 경우, 제3 포트는 예를 들어 백의 내부 부피에 대한 세포의 도입 및/또는 세포의 수집을 용이하게 하거나, 백에서의 유체 샘플링 또는 모니터링을 하는 데 적합한 위치를 제공하도록 배치될 수 있다.
백의 내부 격실을 형성하는 하나 이상의 중합체 필름은, 예를 들어 기체 투과성(구체적으로 산소 투과성) 또는 다른 실시예에서는 기체 불투과성(구체적으로 산소 불투과성), 가요성, 수밀성을 보장하는 열 밀봉성, 세포 성장의 현미경적 평가를 허용하는 우수한 투명도, 세포에 해로울 수 있는 가소제(예: 디옥틸 프탈레이트 및 디이소데실 프탈레이트), 수증기 투과성, 세포와의 원하는 세포 상호작용에 대해 변경될 수 있는 능력, 광학 선명도 및 물리적 강도를 포함하는 하나 이상의 바람직한 특성을 가질 수 있다. 특정 바람직한 실시예에서, 중합체 필름 중 하나 이상(예를 들어, 내부 격실을 형성하는 중합체 필름 각각)은 기체 투과성이고, 내부 격실 안밖으로의 산소(세포 성장에 필요함)의 확산 및 이산화탄소(폐기물; pH 완충에 필요함)의 확산이 이루어지게 할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 백을 형성하는 중합체 필름(들) 중 하나 이상은, 미국특허 9926524호에 기술되어 있고, 그 전체 기술내용이 본원에 참고로 포함되어 있는, 플루오로 중합체/실리콘 필름과 같은, 산소 투과성 다층 필름이다. 특정 실시예에서, 백을 형성하는 중합체 필름(들) 중 하나 이상은, 플루오르화 에틸렌-프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로(프로필 비닐 에테르)(PFA), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/에틸렌 공중합체(HTE), 클로로트리플루오로에틸렌/비닐리덴플루오라이드 공중합체, 클로로트리플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌, 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체(ECTFE), 에틸렌/트리플루오로에틸렌 공중합체, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌/프로필렌 공중합체(TFE/P), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP/HFP), 또는 헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌/비닐리덴 공중합체(THV)와 같은, 플루오로중합체 필름이다. 특정 실시예에서, 백을 형성하는 중합체 필름 중 하나 이상은 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP)의 필름이다. 그리고 다른 실시예에서, 백을 형성하는 중합체 필름(들) 중 하나 이상(예를 들어, 각각)은 산소 불투과성 필름이다. 이러한 실시예에서, 백 내로 및 밖으로의 산소 교환은 관류 배지를 사용하여 관리될 수 있다.
하나 이상의 중합체 필름의 표면(예를 들어, 내부 격실을 형성하는 하나 이상의 표면)은 예를 들어 C-처리, 코로나 방전, 플라즈마 처리, 에칭, 또는 이들의 조합에 의해 처리될 수 있다. 표면은 또한 예를 들어 첨가제 또는 프라이머(primers)로 (예를 들어, 단독으로 또는 다른 처리 방법과 함께 사용됨) 화학적으로 처리될 수 있다.
백을 형성하기 위해, 하나 이상의 중합체 필름의 에지는, RF 용접, 열 임펄스 용접, 초음파 용접, 핫 바(hot bar) 용접, 화학적 접합, 접착제 접합, 열 융합 접합, 용제 용접, 레이저 용접, 코로나 방전, 방사선, 표면 처리, 극열(extreme heat), 벨트, 또는 용융 적층, 에칭, 플라즈마 처리, 압출, 습윤, 접착제 또는 이들의 조합과 같은, 임의의 적합한 방법으로 접합될 수 있다. 소정의 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 필름은 열, 레이저 또는 핫 바 용접에 의해 접합된다.
제1 튜브 및 제2 튜브는 칼라 밀봉 공정(예를 들어, RF 용접, 초음파 용접, 열 임펄스 용접, 핫 바 용접, 화학적 접합, 접착제 접합, 열 융합 접합, 용제 용접, 레이저 용접, 코로나 방전, 방사선, 극열 또는 용융 적층, 에칭, 플라즈마 처리, 습윤, 접착제 또는 이들의 조합)에 의해 백의 하나 이상의 에지에 형성된 각각의 제1 및 제2 포트에 부착될 수 있다. 이것은 백을 형성할 때 수행할 수 있다. 제1 튜브는 (예를 들어, 칼라 밀봉에 의해) 밀봉될 수 있어서, 그 외부 필터 층이 세포가 내부 격실으로부터 튜브를 통해 제1 포트 밖으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1 및/또는 제2 튜브는 백 외부로부터 백 내부로 연장될 수 있다(그의 다공성 부분은 바람직하게는 실질적으로 백 내에서만 연장됨). 물론, 다른 실시예에서는 제1 및/또는 제2 튜브가 백에서 종결될 수 있고, 다른 튜브를 통해 유체 시스템에 연결될 수 있고; 이러한 다른 튜브들은 제1 및 제2 유체 투과성 튜브에 대해 본 명세서에 기재된 것과 동일한 재료로 제조될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 특정 실시예에서, 제1 튜브(예를 들어, 도 1의 튜브(170))는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제1 내부 지지 구조 및 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터 층을 포함한다. 본 명세서에 상세하게 설명된 바와 같이, 제1 내부 지지 구조는 다양한 형태, 예를 들어 천공된 또는 그렇지 않으면 다공성 튜브, 프레임, 또는 나선형으로 감긴 필라멘트를 취할 수 있다. 지지 구조는 본 명세서의 도면에 도시된 바와 같이 단면이 원형일 수 있거나, 예를 들어 다각형과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 특정된 바람직한 실시예에서, 지지 구조 및 외부 필터 층의 재료는 친수성, 자가 습윤성(self-wetting), 및/또는 튜브를 통한 액체 흐름이 최소 압력으로 개시되거나 유지될 수 있도록 충분한 다공성을 갖는다.
이러한 유체 투과성 튜브의 실시예가 도 2에 절단도로 도시되어 있다. 도 2의 튜브(200)는 나선형으로 감긴 필라멘트(272) 및 필라멘트를 둘러싸는 외부 필터 층(274)을 포함한다. 외부 필터 층(274)은 적어도 포트(예를 들어, 도 1의 포트(140))에서 나선형으로 감긴 필라멘트(272)에 부착되지만, 필라멘트를 따라 하나 이상의 추가 지점에서 나선형으로 감긴 필라멘트(272)에 부착될 수도 있다. 외부 필터 층은 나선형으로 감긴 필라멘트를 비교적 느슨하게 둘러싸거나(예를 들어, 필라멘트(272) 위의 느슨한 백으로), 또는 나선형으로 감긴 필라멘트에 대해 더 단단히 배치될 수 있다(예를 들어, 필라멘트(272) 위의 꼭 맞는 슬리브로서).
따라서, 본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함한다. 필라멘트는 상대적으로 단단하거나 상대적으로 유연한 것일 수 있으며, 물론 필라멘트가 튜브의 중앙 루멘을 형성하고 제1 외부 필터 층을 지지할 수 있으면, 상대적으로 단단히 또는 상대적으로 느슨하게 감겨질 수 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 바람직한 특정 실시예에서, 필라멘트는 0.1 mg/㎠ 미만의 수중(in water) 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다(예를 들어, 중합체이다). 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 필라멘트는 플루오로중합체, 폴리메틸펜텐, 또는 이들의 조합물을 포함한다(예를 들어, 그것으로 형성된다)(예를 들어, 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소를 가짐).
본원에 달리 기술된 바와 같은 특정 실시예에서, 나선형으로 감긴 필라멘트의 간격(즉, 중앙 루멘의 축을 따라)은 대부분의 세포의 크기와 거의 동일하거나, 심지어 더 크다. 예를 들어, 본원에 달리 기술된 바와 같은 특정 실시예에서, 나선형으로 감긴 필라멘트의 간격은 적어도 100㎛, 또는 100㎛ 내지 10mm, 또는 500㎛ 내지 7.5mm, 또는 1mm 내지 5mm 의 범위에 있다. 본 발명자들은 100㎛ 초과하는 간격을 갖는 튜브가 배양 세포의 수를 현저하게 방해 및/또는 감소시키지 않으면서, 바람직한 유속으로 배양 배지 관류를 유리하게 촉진할 수 있다고 판단했다.
본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 다른 실시예에서, 지지 구조는 프레임으로서 제공될 수 있으며, 예를 들어, 필라멘트-형상의 재료로 형성되지만 나선형에서와는 다르게 배열된다. 필라멘트 및 필라멘트 간격은 나선형으로 감긴 필라멘트에 대해 전술한 바와 같을 수 있다.
본 명세서에 달리 제공된 바와 같은 다른 실시예에서, 지지 구조는 다공성 튜브의 형태일 수 있다. (예를 들어, 도 1의 튜브(170)로서 사용하기 위한) 그러한 일 실시예가 도 3에서 절단하여 도시되어 있다. 도 3의 튜브(370)는 다공성 튜브(372) 및 다공성 튜브를 둘러싸는 외부 필터 층(374)을 포함한다. 외부 필터 층은 적어도 포트(예를 들어, 도 1의 포트(140))에서 다공성 튜브에 부착되지만, 튜브를 따라 하나 이상의 추가 지점에서 다공성 튜브에 부착될 수 있는 것이다. 외부 필터 층은 다공성 튜브를 비교적 느슨하게 둘러싸거나(예를 들어, 다공성 튜브(372) 위의 백으로), 또는 다공성 튜브에 대해 더 단단히 배치될 수 있다(예를 들어, 다공성 튜브(372) 위의 슬리브로서).
따라서, 본 명세서에서 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 내부 지지 구조는 제1 다공성 튜브를 포함한다. 물론, 튜브가 제1 외부 필터 층을 지지할 수 있다면, 튜브는 상대적으로 유연하거나 상대적으로 단단한 것일 수 있다. 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 바람직한 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다(예를 들어, 중합체로 형성된다). 본 명세서에서 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 엘라스토머, 플루오로중합체, 폴리메틸펜텐, 또는 이들의 조합물을 포함(예를 들어, 이들로 형성)한다(예를 들어, 수중 총 유기 탄소가 0.1 mg/㎠ 미만임). 본원에서 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 다공성 튜브는 실리콘 또는 폴리염화비닐(예를 들어, 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소를 가짐)을 포함한다(예를 들어, 이들로 형성된다). 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 실리콘 엘라스토머를 포함한다. 다른 예에서는, 이러한 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 플루오르화 에틸렌 프로필렌을 포함한다. 그러나 다른 적절한 재료와 마찬가지로 다양한 플루오르화 및 비플루오르화 중합체를 사용할 수 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 1㎛ 내지 5,000㎛ 범위 내의 평균 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브의 평균 기공 크기는, 1㎛ 내지 2,000㎛, 또는 1㎛ 내지 1500㎛, 또는 1㎛ 내지 1,250㎛, 또는 1㎛ 내지 1,000㎛, 또는 1㎛ 내지 750㎛, 또는 1㎛ 내지 500㎛, 또는 5㎛ 내지 1,250㎛, 또는 5㎛ 내지 1,000㎛, 또는 5㎛ 내지 750㎛, 또는 10㎛ 내지 5,000㎛, 또는 25㎛ 내지 5,000㎛, 또는 50㎛ 내지 5,000㎛, 또는 50㎛ 내지 2,000㎛, 또는 50㎛ 내지 1500㎛, 또는 50㎛ 내지 1,250㎛, 또는 50㎛ 내지 1,000㎛ 의 범위 내에 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브의 평균 기공 크기는 100㎛ 내지 5,000㎛ 의 범위 내에 있으며, 예를 들면, 100㎛ 내지 2,000㎛, 또는 100㎛ 내지 1500㎛, 또는 100㎛ 내지 1,250㎛, 또는 100㎛ 내지 1,000㎛, 또는 250㎛ 내지 5,000㎛, 또는 250㎛ 내지 2,000㎛, 또는 250㎛ 내지 1,500㎛, 또는 250㎛ 내지 1,250㎛, 또는 250㎛ 내지 1.000㎛ 의 범위 내에 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브의 기능적 기공 크기는 500㎛ 내지 5,000㎛ 의 범위 내에 있으며, 예를 들면, 500㎛ 내지 2,000㎛, 또는 500㎛ 내지 1500㎛, 또는 500㎛ 내지 1,250㎛, 또는 500㎛ 내지 1,000㎛, 또는 1,000㎛ 내지 5,000㎛, 또는 1,000㎛ 내지 2,000㎛, 또는 1,000㎛ 내지 1,500㎛ 의 범위 내에 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 평균 기공 크기는 편리한 광학 측정을 위해 기공이 너무 작은 경우에는 모세관 유동 기공 측정을 통해 측정된다. 관련기술분야의 기술자는 1㎛ 내지 5,000㎛ 범위 내의 기공 크기가 대부분의 세포의 크기와 대략적으로 동일하거나 더 클 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명자들은 다공성 튜브가 특히 외부 필터 층과 함께 사용될 때 배양 세포의 수를 현저하게 방해 및/또는 감소시키지 않으면서 바람직한 유속으로 배양 배지 관류를 유리하게 도울 수 있다고 판단했다.
다공성 튜브는 넓은 범위에서 다공성을 가질 수 있으며; 관련기술분야의 기술자는 기계적 안정성 및 유속의 원하는 조합을 제공하는 다공성을 선택할 수 있을 것이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브는 10% 내지 90% 범위 내의 다공성을 갖는다. 관련기술분야의 기술자는 재료의 총 부피에 대한 물품의 기공 부피의 척도인 다공성이 다수의 공지된 다공성 측정 방법에 의해 측정될 수 있음을 이해할 수 있을 것이며; 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 수분 증발은 편리한 광학 측정을 위해 구멍이 너무 작은 경우에 튜브의 다공성을 측정하는 데 사용된다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 다공성 튜브의 다공성은 20% 내지 90%, 또는 30% 내지 90%, 또는 40% 내지 90%, 또는 50% 내지 90%, 또는 10% 내지 80%, 또는 10% 내지 70%, 또는 10% 내지 60%, 또는 10% 내지 50%, 또는 20% 내지 80%, 또는 30% 내지 70%, 또는 40% 내지 60% 의 범위 내에 있다.
다공성 튜브의 다공성은 예를 들어 몰딩, 열 천공, 레이저 드릴링, 전자빔 드릴링, 방전 기계가공, 기계적 드릴링, 스탬핑 또는 절단과 같은 기술적으로 인정된 다수의 방법 중 임의의 것에 의해 제공될 수 있다.
본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 바람직한 특정 실시예에서, 제1 다공성 튜브의 다공성의 대부분은 제2 액체 투과성 튜브 반대편의 표면(예를 들어, 반원통 표면)에 국한 된다. 유리하게, 본 발명자들은 제2 액체 투과성 튜브로부터 멀어지는 방향으로의 튜브의 다공성 배향이, 제2 액체 투과성 튜브로부터 제1 액체 투과성 튜브로의 배양 배지 관류에 의해 영향을 받는 배양 세포의 방해 및/또는 감소를 추가로 최소화 할 수 있다고 판단했다. 따라서, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 다공성 튜브에 대한 다공성의 적어도 65%, 또는 적어도 75%, 또는 적어도 85%, 또는 적어도 90% 가 제2 액체 투과성 튜브 반대편 표면(예를 들어, 반원통 표면)상에 국한 된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 바람직한 특정 실시예에서, 제1 다공성 튜브의 다공성은 액체 투과성 튜브의 중앙 루멘의 축을 따라 비교적 균일하게 분포되어, 즉 백의 장축을 따라 균일한 관류를 촉진 한다.
전술한 바와 같이, 제1 튜브는 제1 내부 지지 구조 주위에 배치된 제1 외부 필터 층을 포함할 수 있다. 제1 외부 필터 층은 관류 동안 세포가 백을 탈출하는 것을 방지하도록 선택된 평균 기공 크기를 갖는 다공성 물질로 형성된다. 특정 실시예에서, 평균 기공 크기는 백에서 성장될 세포의 평균 크기보다 작도록 선택된다. 그러나, 다른 실시예에서, 평균 기공 크기는 백에서 성장될 세포의 평균 크기보다 클 수 있으며; 본 발명자들은 본 명세서에 기재된 바와 같이 배열된 더 큰 기공 재료가, 예를 들어, 세포가 제1 외부 필터 층에 대해 강력하게 미는 것을 유지하는 유동 역학을 제공함으로써, 제1 외부 필터 층을 통해 제1 튜브 밖으로 세포가 유동하는 것에 대한 저항력을 제공할 수 있다고 판단했다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다. 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 10㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만이다. 관련기술분야의 기술자는 10㎛ 이하의 기공 크기가 대부분의 세포(세포에 따라 다름)와 거의 동일하거나 작을 수 있음을 인식할 것이며 - 놀랍게도, 본 발명자들은 외부 필터 층(예를 들어, 배양 세포에 비해 작은 기능적 기공 크기를 가짐)과 내부 지지 구조(예를 들어, 배양 세포에 대해 큰 기능적 기공 크기 또는 간격을 가짐)의 조합이 배양 세포의 수를 상당한 방해 및/또는 감소시키지 않고 필요한 유속으로 배양 배지의 관류를 촉진 할 수 있다고 판단했었다. 그러나 필터 기공 크기가 세포 크기보다 다소 큰 경우에도, 필터는 관류 중에 내부 부피에서 세포의 상당한 손실을 방지하는 데 효과적일 수 있다.
소정의 바람직한 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 백 내의 배양 세포 유형의 평균 직경의 약 100% 미만, 예를 들어, 약 75% 미만, 또는 약 50% 미만, 또는 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만, 또는 약 25% 미만의 평균 기공 크기 및/또는 D99 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 발명자들은 10㎛ 미만, 예를 들어, 5㎛ 미만, 3㎛ 미만, 또는 심지어 2㎛ 미만의 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기가 관류 동안 중간엽 줄기 세포를(예를 들어, 약 10㎛ 내지 13㎛ 의 평균 직경을 가짐) 유지하는 데 유리하게 도움이 될 수 있다고 판단했다. 다른 예에서, 본 발명자들은 1㎛ 미만, 600nm 미만 또는 심지어 500nm 미만의 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기가, 관류 동안에 적혈구(예를 들어, 약 2㎛ 내지 3㎛ 의 평균 직경을 가짐)를 보유하는 데 유리하게 도움이 될 수 있다고 판단했다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이 필터 기공 크기가 세포 크기보다 어느 정도 큰 경우에도, 필터는 내부 부피 내의 특히 제1 및 제2 포트의 위치에 따라 관류 중에, 내부 부피에서의 세포의 상당한 손실을 방지하는 데 효과적일 수 있다.
관련기술분야의 기술자는 필터 층의 "기능적" 기공 크기가 층 내의 기공의 평균 크기 및 최대 크기 모두에 따른 다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 필터 층의 D99 기공 크기(즉, 크기가 99번째 백분위수인 기공의 크기)는 필터 층의 평균 기공 크기와 최대 100% 정도 예를 들어, 최대 50%, 최대 30%, 또는 최대 10% 차이가 난다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 필터 층의 D99 기공 크기는 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만이다. 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 10㎛ 미만의 D99 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층의 D99 기공 크기는 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만이다.
그러나, 관련 기술분야의 기술자가 인식하는 바와 같이, 제1 외부 필터 층의 작은 평균 기공 크기는 백을 통한 유동을 늦출 수 있다. 따라서, 관련 기술분야의 기술자는 원하는 세포 유형에 대한 여과를 제공하기에 충분히 작지만 백을 통해 원하는 유속을 제공하기에는 충분히 큰 기공 크기를 선택할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 심지어 적어도 1000nm 이다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 1㎛ 내지 10㎛, 예를 들어, 1㎛ 내지 7㎛, 또는 2㎛ 내지 10㎛, 또는 2㎛ 내지 7㎛ 의 범위에 있다.
그리고 위에서 설명된 바와 같이, 평균 기공 크기가 세포 크기보다 더 큰 경우에도, 본원에 설명된 배열은 제1 튜브를 통한 세포의 흐름을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 더 큰 평균 기공 크기를 사용하면 시스템을 통한 유속을 개선하는 데 도움이 될 수도 있다. 따라서, 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 5 미크론 내지 50 미크론의 범위, 예를 들어 5 미크론 내지 20 미크론, 또는 10 미크론 내지 50 미크론, 또는 10 미크론 내지 30 미크론의 범위에 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다(예를 들어, 그로써 형성된다). 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 외부 필터 층은 폴리에스테르 또는 폴리에테르 술폰을 포함한다. 다른 적합한 재료로는 PVDF, 나일론 및 친수성 PTFE 가 있다.
그러나, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 백의 다른 실시예에서, 제1 튜브는 지지 구조로부터 분리된 필터 층을 포함하지 않으며, 대신 제1 외부 필터 층에 대해 본 명세서에 기재된 바와 같은 평균 기공 크기를 갖는 튜브이다. 이것은, 예를 들어 다공성 필름 재료를 튜브로 형성함으로써(예를 들어, 용접에 의해), 또는 원하는 기공 크기를 갖는 강성 관형 재료를 제공함으로써, 이루어질 수 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브는 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브의 평균 기공 크기는 10㎛ 미만, 예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만이다. 특정한 바람직한 실시예에서, 제1 튜브는 예를 들어, 제1 외부 필터 층과 관련하여 전술한 바와 같이 백 내에서 배양된 세포 유형의 평균 직경의 평균 기공 크기 및/또는 평균 직경의 약 100% 미만의 D99 기공 크기를 가지며, 그 예를 들면, 약 75% 미만, 또는 약 50% 미만, 또는 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만, 또는 약 25% 미만의 기공 크기를 갖는다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 제1 튜브의 D99 기공 크기(즉, 크기가 99번째 백분위수인 기공의 크기)는 튜브의 평균 기공 크기와 최대 50%, 예를 들어, 최대 30% 또는 최대 10% 차이가 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 바람직한 실시예에서, 제1 튜브의 D99 기공 크기는 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브는 10㎛ 미만의 D99 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브의 D99 기공 크기는 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브의 평균 기공 크기는 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 심지어 적어도 1000nm 이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브의 평균 기공 크기는 5 미크론 내지 50 미크론의 범위, 예를 들어 5 미크론 내지 20 미크론, 또는 10 미크론 내지 50 미크론, 또는 10 미크론 내지 30 미크론의 범위 내에 있다. 소정의 바람직한 실시예에서, 제1 튜브는 강성, 즉 이를 통해 흐르는 유체의 압력 없이 단면 형상을 유지하기에 충분한 강성이다.
제2 액체 투과성 튜브(예를 들어, 도 1의 튜브(180))는 일반적으로 백의 내부 격실에 배지를 배치하는 데 사용되기 때문에, 많은 실시예에서 필터 층을 가질 필요가 없다. 따라서, 특정 실시예에서, 제2 액체 투과성 튜브는 외부 필터 층이 없는 제1 액체 투과성 튜브의 다공성 튜브 지지 구조에 대해 위에서 설명한 바와 같을 수 있다. 제2 액체 투과성 튜브는 다양한 다른 관형 구조를 취할 수 있다.
그러나, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 다른 실시예에서, 제2 액체 투과성 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제2 내부 지지 구조 및 제2 내부 지지 구조를 둘러싸는 제2 외부 필터 층을 포함한다. 그리고 다른 실시예에서, 제2 액체 투과성 튜브는 50 미크론 이하의 평균 기공 크기를 갖는 튜브이다. 그러한 실시예에서는, 제2 액체 투과성 튜브가 제1 액체 투과성 튜브에 대해 본 명세서의 임의의 실시예에서 달리 설명된 바와 같을 수 있다. 유리하게도, 그러한 백은 상술한 바와 같이, -제2 튜브로부터 내부 용적을 통해, 제1 튜브 밖으로의- 배지 유동 및 그 반대의 유동도 이루어지게 한다. 본 발명자들은 이러한 실시예에서 관류의 방향을 역전시킴으로써, 세포가 제1 외부 필터 층에서 제거될 수 있지만, 내부 격실 내에 보유할 수 있다고 판단했다. 물론 이러한 "양방향" 백은 또한 사용자에 의한 보다 편리한 설정 및 작동을 용이하게 해준다. 특정한 실시예에서는 제2 액체 투과성 튜브의 내부 지지 구조 및 외부 필터 층이 임의의 실시예와 관련하여 제1 액체 투과성 튜브에 관하여 본 명세서에 기재되어 있는 바와 같다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 구조는 특정 실시예에서 제2 액체 투과성 튜브로써 사용할 수 있다.
예를 들어, 본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트(예를 들어, 상술한 나선형으로 감긴 필라멘트)를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 제1 액체 투과성 튜브의 제1 내부 지지 구조는 또한 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함한다. 유사하게, 본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 특정 다른 실시예에서, 제2 내부 지지 구조는 프레임 구조를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 제1 액체 투과성 튜브의 제1 내부 지지 구조는 또한 프레임 구조도 포함한다.
다른 예에서는, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 내부 지지 구조가 다공성 튜브(예를 들어, 상기 기재된 바와 같은 다공성 튜브)를 포함한다. 예를 들어, 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 내부 지지 구조는 제1 다공성 튜브를 포함하고, 제2 내부 지지 구조는 제2 다공성 튜브를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 제2 다공성 튜브(예를 들어, 그리고 제1 다공성 튜브)는 1㎛ 내지 5,000㎛ 범위의, 예를 들어 1㎛ 내지 1,000㎛, 또는 100㎛ 내지 5,000㎛, 또는 500㎛ 내지 5,000㎛ 범위의 기능적 기공 크기를 갖는다. 이러한 특정 실시예에서, 제2 다공성 튜브(예를 들어, 그리고 제1 다공성 튜브)는 10% 내지 90%, 또는 20% 내지 80%, 또는 30% 내지 70% 범위의 다공성을 갖는다. 이러한 특정 실시예에서, 제2 다공성 튜브의 다공성의 적어도 60%, 또는 적어도 75%, 또는 적어도 90% 는 제1 액체 투과성 튜브의 반대편 표면(예를 들어, 반원통 표면)에 국한 된다(예를 들어, 그리고 제1 다공성 튜브의 다공성의 적어도 60%, 또는 적어도 75%, 또는 적어도 90%는 제2 액체 투과성 튜브의 반대편 표면(예를 들어, 반원통 표면)에 국한 된다). 특정 실시예에서, 제2 다공성 튜브(예를 들어, 그리고 제1 다공성 튜브)는 실리콘 엘라스토머를 포함한다. 특정 실시예에서, 제2 외부 필터 층(예를 들어, 그리고 제1 외부 필터 층)은 10㎛ 미만, 예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 심지어 적어도 1000nm 이다. 특정 실시예에서, 제2 외부 필터 층(예를 들어, 그리고 제1 외부 필터 층)은 폴리에스테르 또는 폴리에테르술폰을 포함한다.
그리고 다른 실시예에서, 제2 액체 투과성 튜브는, 제2 지지 구조 및 제2 외부 필터 층을 포함하지 않는 튜브이지만, 대신에 제2 외부 필터 층에 대해 본 명세서에 기재된 바와 같은 기공 크기를 갖는 튜브 형태이다. 이것은, 예를 들어 다공성 필름 재료를 튜브로 형성함으로써(예를 들어, 용접에 의해), 또는 원하는 기공 크기를 갖는 강성 관형 재료를 제공함으로써 이루어질 수 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 튜브는 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다. 예를 들어, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 튜브의 평균 기공 크기는 10㎛ 미만, 예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만 이다.
특정한 바람직한 실시예에서, 제2 튜브는 예를 들어, 제1 외부 필터 층과 관련하여 전술한 바와 같이, 백 내에서 배양된 세포 유형의 평균 직경의 약 100% 미만, 예를 들면 약 75% 미만, 또는 약 50% 미만, 또는 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만, 또는 약 25% 미만의 D99 기공 크기 및/또는 평균 기공 크기를 갖는다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정한 바람직한 실시예에서, 제2 튜브의 D99 기공 크기(즉, 크기가 99번째 백분위수인 기공의 크기)는 제2 튜브의 평균 기공 크기와 최대 50%, 예를 들어, 최대 30%, 또는 최대 10% 차이가 난다. 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제2 튜브의 평균 기공 크기는 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 심지어 적어도 1000nm 이다. 소정의 바람직한 실시예에서, 제2 튜브는 강성, 즉 이를 통해 흐르는 유체의 압력 없이 단면 형상을 유지하기에 충분히 강성이다.
제2 액체 투과성 튜브가 제2 필터 층에 의해 덮이거나 전술한 바와 같이 작은 기공 크기를 갖는 경우에는, 제3 포트를 설치하여 백의 내부 용적 내로의 세포의 도입 및/또는 백의 내부 용적으로부터 세포의 제거를 단순화 하는 것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 총 유기 탄소(TOC: total organic carbon)는 유기 화합물에 결합된 탄소의 양이며, 무엇보다도 제약 제조 장비의 비특이적 지표(non-specific indicator)로서 종종 사용된다. 총 유기 탄소는 생명공학 산업에서 공정 제어 속성으로 활용되어, 정화 및 배분 시스템을 사용하는 단위 작업의 성능을 모니터링 한다.
총 유기 탄소는 용기의 내부 표면적 또는 다른 품목의 표면적에서 추출하여 측정된다(결과는 mg/㎠ 단위로 제공되고, 표면적의 평방 센티미터 당 추출 가능한 총 유기 탄소 임). 물질은 일정량의 정제수를 70℃ 에서 24시간 동안 접촉시켜 추출한다.
플루오르화 에틸렌 프로필렌 용기(즉, FEP 필름 사용)의 총 유기 탄소 값의 한 예는 < 0.01 mg/㎠ 이다. 실리콘 튜브의 경우, 추출 비율은 14.6 ㎠/mL (예: Biosil)일 수 있고 또는 15.9 ㎠/mL (예: SR139)일 수 있으며, 실리콘 Biosil 튜브의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.021 mg/㎠ 이고, 실리콘 SR139 튜빙의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.008 mg/㎠ 이다. 적어도 특정 실리콘 튜빙의 경우, 추출 부피 및 농도로 인해 값이 기계의 최대 검출 값보다 높기 때문에, 샘플이 희석될 수 있다. 희석 및 다른 추출 비율은 중량/면적 값을 제공하기 위해 이러한 샘플을 백 샘플과 비교해야 한다.
열가소성 엘라스토머(TPE)의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.002 mg/㎠ 이다. 플루오르화 에틸렌 프로필렌의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.00005 mg/㎠ 이다. 실리콘의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.021 mg/㎠ 이다. PMP 필름의 총 유기 탄소 값의 한 예는 0.00001 mg/㎠ 이다. 역사적으로 사용된 세포 배양 백의 총 유기 탄소 값의 예는 물품의 내부 습윤면 0.002 mg/㎠ (물품의 0.032 mg/g) 이다.
본 명세서에서 정량화된 바와 같이, 총 유기 탄소는 UV-촉진된 화학적 산화의 고온 습식 산화 반응을 이용하는 장비를 사용하여 미국 약전(USP) 643에 따라 측정된다(Ultra-Clean 기술 핸드북: 제1권: Ultra-Pure Water, Ohmi, Tadahiro; CRC Press, 1993, pp.497-517). 정제수를 70℃ 에서 24시간 동안 물 1mL 에 대해 물품 표면적 3㎠ 비율로 중합체와 접촉시킨다. 중합체와의 접촉으로부터 물을 제거하고, TOC분석기에서 테스트 한다. 적합한 장비에는 TEKMAR DOHRMANN 모델 Phoenix 8000 TOC 분석기가 있다.
본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름(예를 들어, 도 1의 필름(110) 및 필름(120))은 기체 투과성이며, 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다.
예를 들어, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 다음과 같은 중합체를 포함하며(또는 중합체로 형성되며), 다음과 같은 중합체는, 1 mg/㎠ 미만, 또는 0.9 mg/㎠ 미만, 또는 0.8 mg/㎠ 미만, 또는 0.7 mg/㎠ 미만, 또는 0.6 mg/㎠ 미만, 또는 0.5 mg/㎠ 미만, 또는 0.4 mg/㎠ 미만, 또는 0.3 mg/㎠ 미만, 또는 0.2 mg/㎠ 미만, 또는 0.1 mg/㎠ 미만, 또는 0.09 mg/㎠ 미만, 또는 0.08 mg/㎠ 미만, 또는 0.07 mg/㎠ 미만, 또는 0.06 mg/㎠ 미만, 또는 0.05 mg/㎠ 미만, 또는 0.04 mg/㎠ 미만, 또는 0.03 mg/㎠ 미만, 또는 0.02 mg/㎠ 미만, 또는 0.01 mg/㎠ 미만, 또는 0.009 mg/㎠ 미만, 또는 0.008 mg/㎠ 미만, 또는 0.007 mg/㎠ 미만, 또는 0.006 mg/㎠ 미만, 또는 0.005 mg/㎠ 미만, 또는 0.004 mg/㎠ 미만, 또는 0.002 mg/㎠ 미만, 또는 0.001 mg/㎠ 미만의, 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체 이다.
예를 들어, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 다음과 같은 중합체를 포함하며(또는 중합체로 형성되며), 다음과 같은 중합체는, 0.001 mg/㎠ 내지 0.1 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.095 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.075 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.05 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.01 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.005 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 내지 0.025 mg/㎠ 범위 내의 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체 이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 0.01 mg/㎠ 내지 0.1 mg/㎠, 또는 0.01 mg/㎠ 내지 0.075 mg/㎠, 또는 0.01 mg/㎠ 내지 0.05 mg/㎠, 또는 0.01 mg/㎠ 내지 0.025 mg/㎠ 범위 내에 있는 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다(또는 중합체로 형성된다). 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 0.05 mg/㎠ 내지 0.1 mg/㎠, 또는 0.05 mg/㎠ 내지 0.09 mg/㎠, 또는 0.05 mg/㎠ 내지 0.075 mg/㎠, 또는 0.05 mg/㎠ 내지 0.06 mg/㎠ 범위 내의 수중 총 유기 탄소를 가진 중합체를 포함한다(또는 중합체로 형성된다). 특정 실시예에서, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름 각각은, 0.005 mg/㎠ 내지 0.1 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠ 내지 0.095 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠ 내지 0.075 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠ 내지 0.05 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠ 내지 0.025 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠ 내지 0.01 mg/㎠ 범위 내의 수중 총 유기 탄소를 갖는 중합체를 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름(예를 들어, 도 1의 필름(110) 및 필름(120))은 엘라스토머, 플루오로중합체, 폴리메틸펜텐, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다(또는, 그것으로 형성된다). 예를 들어, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 각각의 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름은 천연 폴리이소펜 고무(NR), 합성 폴리이소프렌 고무(IR), 폴리부타디엔 고무(BR), 클로로펜 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 할로겐화 부틸 고무(CIIR, BIIR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 니트릴 고무(NBR) 및 수소화 니트릴 고무(HNBR), 에틸렌 프로필렌 고무(EPM), 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(EPDM), 에피클로로히드린 고무(ECO), 폴리아크릴 고무(ACM, ABR), 실리콘 고무(SI, Q, VMQ), 플루오로실리콘 고무(FSR, FVMQ), 플루오로엘라스토머(FKM, FEPM), 퍼플루오로엘라스토머(FFKM), 폴리에테르 블록 아미드(PEBA), 클로로설폰화 폴리에틸렌(CSM), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 환형 올레핀 공중합체, 폴리올레핀 엘라스토머, 엘라스토머 PET, 또는 이들의 혼합물을 포함한다(그것 이다).
관련기술분야의 기술자는 엘라스토머가 일반적으로 다른 재료에 비해 낮은 영률 및 높은 파단 신율을 갖는 점탄성 특성, 낮은 결정도 및 높은 비정질 함량을 갖는 중합체임을 이해할 것이다. 엘라스토머라는 용어는 고무라는 용어와 상호교환적으로 사용될 수 있지만, 가황물을 언급할 때는 고무가 바람직하다. 엘라스토머는 탄소, 수소, 산소 및/또는 규소의 단량체로 구성된 비정질 중합체이다.
열가소성 폴리우레탄(TPU)은 당업계에 공지되어 있는 것이다. 일반적으로, 열가소성 폴리우레탄은 폴리올과 이소시아네이트를 반응시켜 형성된다. 폴리우레탄의 전반적인 특성은 폴리올과 이소시아네이트의 유형, 폴리우레탄의 결정도, 폴리우레탄의 분자량 및 폴리우레탄 백본의 화학 구조에 따라 달라진다.
당업자는 제공된 가교의 정도에 따라 폴리우레탄이 열가소성 또는 열경화성일 수 있음을 이해할 것이다. 열가소성 우레탄(TPU)에는 1차 가교가 없지만, 열경화성 폴리우레탄은 반응물의 기능에 따라 가교 정도가 다르다.
열가소성 폴리우레탄은 일반적으로 메틸렌 디이소시아네이트(MDI) 또는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)를 기재로 하고, 폴리에스테르 및 폴리에테르 등급의 폴리올을 모두 포함한다. 열가소성 폴리우레탄은 이소시아네이트와 폴리올 사이의 "원샷(one-shot)" 반응에 의해 또는 "예비 중합체" 시스템에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 경화제가 부분적으로 반응된 폴리올리소시아네이트 착물에 첨가되어 폴리우레탄 반응을 완료한다. "프리-중합체"를 기반으로 하는 일부 일반적인 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 예에는, Bayer Materials Science의 상표명인 "TEXIN", Lubrizol의 상표명인 "ESTANE", Dow Chemical Co.의 상표명인 "PELLETHANE", 및 BASF Inc.의 상표명인 "ELASTOLLAN" 이 있다.
GENIOMER® 열가소성 실리콘에는 GENIOMER® 140 실리콘 TPE, GENIOMER® 200 실리콘 TPE 엘라스토머(90% 폴리디메틸실록산 및 이소시아네이트), GENIOMER®, 60 실리콘 TPE, GENIOMER® 80 실리콘 TPE 및 GENIOMER® 145 TPE 가 포함되지만 이에 국한되지는 않으며, 모두 90% 폴리디메틸실록산과 이소시아네이트로 구성된다.
물론, 열가소성 수지(엘라스토머 및 비-엘라스토머)의 다른 구성 및 플루오로중합체 구성이 또한 낮은 TOC 유체 접촉 층을 함유하면서, 복합재의 기체 투과성을 제어하는 데 사용될 수도 있다. 기체 투과성의 제어는 높거나 낮은 기체 투과성 합성물을 생성하기 위한 것일 수 있다. 열가소성 엘라스토머(TPE)의 예로는, 스티렌 블록 공중합체(TPE-s), 올레핀(TPE-o), 합금(TPE-v 또는 TPV), 폴리우레탄(TPU), 코폴리에스테르 및 폴리아미드가 있다. 비엘라스토머 열가소성 수지의 예로는 아크릴, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 나일론, 폴리락트산(PLA), 폴리벤즈이미다졸(PBI), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리에테르에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 이 있을 뿐만 아니라, 결정성을 줄이고 유연성을 높이기 위해 변경된 단량체 구조를 가진 전통적인 강성 중합체도 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름 각각은 플루오로중합체를 포함한다(예를 들어, 존재한다). 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름 각각은 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌), TFE(테트라플루오로에틸렌), PFA(퍼플루오로알콕시알칸), PVF(폴리비닐플루오라이드), PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 3M™ Dyneon™ TFM™ 변형 PTFE, PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), HTE(테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌/에틸렌 공중합체), ETFE(폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌), ECTFE(폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌), FFPM/FFKM(퍼플루오로엘라스토머), FPM/FKM(클로로트리플루오로에틸렌/비닐리덴 플루오라이드 공중합체), PFPE(퍼플루오로폴리에테르), MFA(테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로메틸 비닐-에테르 공중합체), CTFE/VDF(클로로트리플루오로에틸렌-비닐리덴 플루오라이드 공중합체), TFE/HFP(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체), 클로로트리플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌, THV(헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌/비닐리덴 공중합체), 관능화된 중합체 말단기를 갖는 퍼플루오로(1-부테닐 비닐 에테르) 호모시클로중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함한다(예를 들어, 이들이다).
특정 실시예에서, 제1 및 제2 중합체 필름은 메틸펜텐 단량체 단위의 열가소성 중합체인 PMP(폴리메틸펜텐)를 포함한다. 이것은 가스 투과성 포장, 오토클레이브 의료 및 실험실 장비, 전자레인지 부품 및 조리기구에 사용되었다. 이것은 미국 뉴욕주 라이 브룩에 소재한 미츠이 케미칼스 아메리카 회사(Mitsui Chemicals America, Inc.)에서 TPX™ 으로 판매하는 것을 상업적으로 입수가능하다.
특정 실시예에서, 본원에 달리 기재된 바와 같은 백의 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름은 열가소성 실리콘(예를 들어, Wacker Chemie AG의 GENIOMER®, 폴리디메틸실록산/우레아 공중합체) 또는 본 명세서에 기재된 바와 같은 TOC 및 투과성 특성을 갖는 플루오로중합체와 같은 탄성중합체로 된 단일 층을 포함한다.
다른 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 본 명세서에 기재된 재료를 함유하는 라미네이트를 포함한다(또는 그로 형성된다). 예를 들어, 본 명세서에 달리 기술된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름(예를 들어, 도 1의 필름(110) 및 필름(120))은 플루오로중합체(예를 들어, 플루오르화 에틸렌 프로필렌)를 함유한 내부 층 및 실리콘 엘라스토머를 함유한 외부 층을 포함하며(또는 그로 형성되며), 각각의 필름의 내부 층은 백의 내부 격실(예를 들어, 내부 격실(130))을 형성하고 그리고 각각의 필름의 외부 층은 백의 외부 표면을 형성한다. 이러한 재료는 예를 들어, 미국특허 번호 9926524호에 기술되어 있으며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 포함되어 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 중합체 필름 중 적어도 하나(예를 들어, 각각)는 1일 당 적어도 100 cc/㎡ 의 기체 투과도(예를 들어, 산소 투과도)를 가지며, 바람직하게는 1일 당 500 cc/㎡ 이상, 또는 바람직하게는 1일 당 1,000 cc/㎡ 이상, 또는 1일 당 1,500 cc/㎡ 이상, 또는 1일 당 2,000 cc/㎡ 이상, 또는 심지어 1일 당 2,200 cc/㎡ 이상의 기체 투과도를 갖는다. 예를 들어, 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 백을 구성하는 각각의 중합체 필름은 엘라스토머 플루오로중합체 복합체를 포함하고(또는 이것으로 형성되고), 기체 투과성(예를 들어, 산소 투과성)을 1일 당 적어도 100 cc/㎡, 또는 1일 당 적어도 500 cc/㎡, 또는 1일 당 적어도 1,000 cc/㎡, 또는 1일 당 적어도 1,500 cc/㎡, 또는 1일 당 적어도 2,000 cc/㎡, 또는 심지어 1일 당 적어도 2,200 cc/㎡ 을 갖는다. 특정 실시예에서, 백을 구성하는 중합체 필름 중 적어도 하나(예를 들어, 각각)는 1일 당 1000 내지 25000 cc/㎡ 범위의 기체 투과성을 갖는다. 산소 투과성은 25℃ 에서 ASTM D3985에 따라 MOCON Ox-tran 2/21H 산소 분석기로 측정된다. 필름 투과성의 다른 양태에서는 표준화된 단위(cc-mm/㎡-day)를 사용하여 임의의 두께의 필름을 표시할 수 있다. 예를 들어, 5mm 필름의 변환 범위는 25℃의 온도에서 약 12.7 cc-mm/㎡-day 에서 적어도 약 279 cc-mm/㎡-day 까지이다. 구성재/복합재의 투과도는 2개의 층으로 구성되어서, cc/㎡ 용어로 표현할 수 있다.
유사하게, 제1 및 제2 유체 투과성 튜브 각각은 낮은 TOC 재료로 제조될 수 있다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제1 튜브 및 제2 튜브 각각은 다음과 같은 중합체로 형성되며, 다음과 같은 중합체는 0.1 mg/㎠ 미만, 예를 들면, 0.09 mg/㎠ 미만, 또는 0.08 mg/㎠, 또는 0.07 mg/㎠, 또는 0.06 mg/㎠, 또는 0.05 mg/㎠, 또는 0.04 mg/㎠, 또는 0.03 mg/㎠, 또는 0.02 mg/㎠, 또는 0.01 mg/㎠, 또는 0.009 mg/㎠, 또는 0.008 mg/㎠, 또는 0.007 mg/㎠, 또는 0.006 mg/㎠, 또는 0.005 mg/㎠, 또는 0.004 mg/㎠, 또는 0.003 mg/㎠, 또는 0.002 mg/㎠, 또는 0.001 mg/㎠ 의 총 유기 함량을 갖는 중합체이다.
본원에 기재된 백은 세포 배양 시스템에서 특히 유용한 것이다. 따라서, 본 개시내용의 다른 양태는 본원에 기재된 바와 같은 백을 포함하는 세포 배양 시스템이다. 이러한 시스템의 실시예가 도 4에 단면도로 도시되어 있다. 제1 중합체 필름(402) 및 제2 중합체 필름(404)으로 형성된 백(400)은, 제1 액체 투과성 튜브(406) 및 제2 액체 투과성 튜브(408)가 대부분의 제1 중합체 필름(402)에 대해 상승되어 있다. 이러한 시스템의 다른 실시예가 도 5의 단면도로 도시되어 있다. 제1 중합체 필름(502) 및 제2 중합체 필름(504)으로 형성된 백(500)은 지지체(510) 상에서 배향되어, 제1 액체 투과성 튜브(506)가 제2 액체 투과성 튜브(508)에 대해 상승되어 있다. 이것은 세포가 백의 하부 면(도시된 것과 같이 배향되어 있음)에 모여서 튜브 영역에서의 유체 흐름에 의한 방해 정도가 낮아지게 한다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명자들은 본원에 기재된 백 및 시스템이 세포 배양을 통해 배지를 관류하는데 유용하다고 판단하였다. 따라서, 본 개시내용의 다른 양태는, 내부 격실(예를 들어, 내부 격실(130))에 배지 및 세포를 구비하고, 그리고 제2 포트(예를 들어, 포트(150)) 및 제2 액체 투과성 튜브(예를 들어, 튜브(180))를 통해 배지를 추가하고 그리고 제1 액체 투과성 튜브(예를 들면, 튜브(170)) 및 제1 포트(예를 들어, 포트(140))를 통해 배지를 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동시키는, 본원에 달리 기재된 바와 같은 백 또는 시스템(예를 들어, 도 1의 백(100))을 제공하는 단계를 포함하는 세포 배양 방법이다. 이러한 특정 실시예에서, 내부 격실에 배지 및 세포를 포함하는 백 또는 시스템은, 백의 외부 면에 형성되고 백의 내부 격실과 유체 연통하는 제3 포트(예를 들어, 도 1의 백(100)의 포트(160))를 통해 백에 배지 및 세포를 추가함으로써 제공될 수 있다. 다양한 유속이 예를 들어 0.5 내지 20 mL/min 범위에서 사용될 수 있고; 유속은 중력 침강을 통해 백의 바닥에서 세포가 유지될 수 있을 만큼 충분히 낮은 것이 바람직 하다. 물론, 정상 작동 과정에서 유속은 변할 수 있고, 심지어 (예를 들어, 우연히 또는 세포 활동에 따라) 불연속적일 수도 있다. 따라서, 다른 예에서 유속은 하루에 0.2 내지 2개의 백 부피 교체 범위에 있을 수 있다. 백은 관류 중에 원하는 배양 온도로 유지할 수 있으며, 흔들리거나 그렇지 않으면 뒤흔들릴 수 있다.
제3 포트가 포함되는 경우, 배양 세포는 제3 포트를 통해 내부 격실로부터 제거될 수 있다. 배양 세포는 그렇지 않으면 예를 들어 제2 포트를 통해 제거될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 방법은 제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고 그리고 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 배지를 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동시킨 후, 제1 포트 및 제1 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고 그리고 제2 액체 투과성 튜브 및 제2 포트를 통해 매체를 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동하여서 흐름 방향을 역전시키는 단계를 부가로 포함한다. 이것은 제1 외부 필터 층에서 세포 또는 기타 미립자를 씻어내는 데 유익할 수 있다. 이러한 실시예는 백이 전술한 바와 같이 제2 외부 필터 층 또는 소기공 다공성 제2 튜브를 포함할 때 특히 유리할 수 있다. 그러나 다른 구조에서도 짧은 유동방향의 역전은 제2 튜브를 통해 세포를 크게 끌어당기지 않고 제1 외부 필터 층을 씻어낼 수 있다.
일 예에서는 5-mil FEP 필름으로 형성된 3포트 160mL VueLife 세포 배양 백을 사용하여 관류 백을 구성했다. 6㎛ 의 기능적 기공 크기를 갖는 폴리에스터 필터에 맞는, 0.25인치의 외경 및 0.1875인치의 내경 및 8인치 길이의 천공된(~3mm 구멍) FEP 튜브를, 백의 제1 및 제3 포트에 삽입했고, 그리고 포트는 튜브 주위에 봉인했다. 튜브는 제2 포트와 제1 및 제2 튜브에 튜브를 연결하고, 소스 백은 제2 튜브에 연결하고, 폐기물 백은 제1 튜브에 연결한다.
기본 흐름 평가를 위한 초기 구성(예를 들어, 도 6의 구성(600))에서는, 소스 백(예: 백(610))이 채워지고, 테스트 백(예: 백(630))에 대해 상승되고, 약간 기울어졌다. 테스트 백을 메쉬 카트리지(mesh cartridge)(예: 카트리지 620)에 배치하여 두께를 제한한 다음, 소스 백에서 적색으로 염색된 물의 흐름을 개시했다(예: 튜브(602)를 통해). 중력 하에서, 수동 지원이 필요하지 않았고, 배지는 테스트 백을 채우고 필터로 인한 눈에 띄는 지연 없이 폐기물 백(예: 백(650))으로 이동하기 시작했다. 그런 다음, 테스트 백과 폐기물 백 사이의 튜브(예: 튜브(604))를 A Watson-Marlow 펌프(예: 펌프(640))에 배치했다. 시스템은 2 내지 10rpm의 테스트된 속도 범위에서 잘 수행되었다(사용된 튜브의 경우, 제조업체의 성능 조언에 따라 공칭 0.9 내지 4.7 mL/min 유속에 상당함). 시스템을 6rpm(2.8 mL/min)에서 약 1시간 동안 가동시켜 확실하게 안정적인 정상 상태를 달성했다. 테스트 백을 배수하지 않고, 적색 염색된 물의 소스 백을 청색 염색된 물의 소스 백으로 교체하였다. 관류는 6rpm 으로 실행되었다. 청색 염색된 물이 진행되는 전면(front)이 백을 따라 완전하게 균일하지는 않았지만, 사각지대가 없는 모든 적색 염색된 물로 대체되었다. 청색 염색된 물의 진행은 백 필름의 파문(ripple)(고압 멸균 백에서는 일반적인 것임)과 백 내의 공기의 실질적인 존재로 인한 영향을 받는 것으로 나타났고; 유체 투과성 튜브의 사용이 아닌, 이러한 것들이 주요한 요인인 것으로 나타났다. 따라서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 유체 투과성 튜브의 사용은 백의 내부 격실에 대한 효율적인 관류를 제공할 수 있다.
VueLife 290-C 백에서 재조합 IL-2가 보충된 TexMACS™ 배지에서 확장 10일 후에 인간 T세포를 수확했다. T세포를 0.5 x 106 cells/mL의 밀도로 TexMACS™ 배지 160mL의 테스트 백에 접종하고, 37℃, 5% CO2, 주변 산소에서 24시간 동안 관류하면서 배양했다. 24시간 배양 기간 후, 제3 포트를 통해 ALN 2 백에서 세포 배양 샘플을 수집하고, 세포 수 및 생존율을 분석했다. 아래 표에서 보는 바와 같이, 세포 생존율은 90.9%로 높게 유지되었고, 세포 수는 안정적으로 유지되었다. 또한, 백을 마사지하여 세포 계수에 사용된 테스트 샘플의 필터에 부착된 세포의 균질한 세포 분포 및 잠재적인 수확을 보장했다. 3개의 샘플을 분석했으며, 세포 수와 생존율 측정에 대해 동일한 수를 보여주었다.
배양 시작 24시간 후(관류) 72시간 후(관류없음)
생존율 88.0% 90.9% 85.80%
생존 세포[x106] 50 77.92 55.8
총 세포 [x106] 50 85.6 65.12
백 내의 세포 분포의 영상을 통해 세포가 백 전체에 균질하게 분산되어 있고, 또한 양쪽 필터 근처에서/에서 발견되었음을 알 수 있었다. 상류 배지 백이나 하류 폐기물 백에서 세포가 발견되지 않았으며, 이는 필터가 의도한 대로 테스트 백의 내부 부피 내측에 세포 집단을 유지하는 데 효율적임을 시사한다. 샘플의 현미경 검사는 세포가 백 전체에 걸쳐 좋은 형태를 가지고 있음을 나타내었다. 그런 다음, 테스트 백을 다시 48시간 동안 배양액(정적 배양액, 관류 없음)에 두었다. 그 후, 세포 수, 생존율 및 형태에 대해 세포를 다시 한 번 분석했다. 세포 생존율은 85.8% 였으며, 55.8 x 106개의 생존 세포가 테스트 백에 남아 있는 것으로 밝혀졌다. 세포 형태는 연장된 배양 기간 후에도 변하지 않은 채로 유지되었으며, 이는 필터 물질이 즉시 세포독성을 나타내지 않았거나, 이 시스템에서 T-세포 운명에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다.
본 개시내용의 다양한 실시예는 기술적으로 또는 논리적으로 일치하지 않는 임의의 수 및 임의의 방식으로 조합될 수 있는, 이하에 설명되는 열거된 실시예에 관한 것이다.
실시예 1. 백은:
백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름;
상기 백의 외부 면에 형성된 제1 포트;
백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제1 포트에 작동 가능하게 결합되는 제1 액체 투과성 튜브;
백의 외부 면에 형성된 제2 포트;
백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제2 포트에 작동 가능하게 결합된 제2 액체 투과성 튜브; 그리고
선택적으로, 백의 외부 면에 형성되는, 백의 내부 격실과 유체 연통하는 제3 포트; 를 포함하며;
상기 제1 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제1 내부 지지 구조 및 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터 층을 포함한다.
실시예 2. 실시예 1의 백에서, 하나 이상의 중합체 필름이 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름을 포함하고, 에지가 함께 접합되어 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성한다.
실시예 3. 실시예 1 또는 실시예 2의 백에서, 제1 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함한다.
실시예 4. 실시예 1 또는 실시예 2의 백에서, 제1 내부 지지 구조는 제1 다공성 튜브를 포함한다.
실시예 5. 실시예 4의 백에서, 제1 다공성 튜브는 1㎛ 내지 5,000㎛(예를 들어, 25㎛ 내지 1,000㎛, 또는 50㎛ 내지 5,000㎛) 범위의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 6. 실시예 4의 백에서, 제1 다공성 튜브는 100㎛ 내지 5,000㎛(예를 들어, 500㎛ 내지 5,000㎛, 또는 1,000㎛ 내지 5,000㎛) 범위의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 7. 실시예 4 내지 6 중 어느 하나의 백에서, 제1 다공성 튜브는 10% 내지 90%(예를 들어, 30% 내지 70%) 범위의 다공성을 갖는다.
실시예 8. 실시예 4 내지 7 중 어느 하나의 백에서, 제1 다공성 튜브의 다공도의 적어도 60%(예를 들어, 적어도 75%, 또는 적어도 90%)는 제2 액체 투과성 튜브 반대편 표면(예를 들어, 반원통형)에 국한(localized) 된다.
실시예 9. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나의 백에서, 제1 다공성 튜브는 중합체로 형성된다.
실시예 10. 실시예 1 내지 8 중 어느 하나의 백에서, 제1 다공성 튜브는 플루오로중합체를 포함한다.
실시예 11. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 12. 실시예 1 내지 10 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 10㎛ 미만(예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만)의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 13. 실시예 1 내지 12 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 적어도 1000nm 의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 14. 실시예 1 내지 13 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층의 D99 기공 크기는 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기와 최대 50%, 예를 들어, 최대 30%, 또는 최대 10% 차이가 난다.
실시예 15. 실시예 1 내지 14 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 16. 실시예 1 내지 14 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 10㎛ 미만(예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만)의 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 17. 실시예 1 내지 16 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층이 적어도 200nm(예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 적어도 1000nm)의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 18. 실시예 1 내지 10 및 14 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 5 미크론 내지 50 미크론의 범위, 예를 들어 5 미크론 내지 20 미크론, 또는 10 미크론 내지 50 미크론, 또는 10 미크론 내지 30 미크론의 범위 내에 있다.
실시예 19. 실시예 1 내지 10 및 14 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 백 내의 배양 세포 유형의 평균 직경의 약 100% 미만, 예를 들어, 약 75% 미만, 또는 약 50% 미만, 또는 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만, 또는 약 25% 미만의 평균 기공 크기 및/또는 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 20. 실시예 1 내지 19 중 어느 하나의 백에서, 제1 외부 필터 층은 폴리에스테르 또는 폴리에테르설폰을 포함한다.
실시예 21. 실시예 1 내지 20 중 어느 하나의 백에서, 제2 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제2 내부 지지 구조 및 제2 내부 지지 구조를 둘러싸는 제2 외부 필터 층을 포함한다.
실시예 22. 실시예 21의 백에서, 제2 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함한다.
실시예 23. 실시예 21의 백에서, 제2 내부 지지 구조는 제2 다공성 튜브를 포함한다.
실시예 24. 실시예 23의 백에서, 제2 다공성 튜브는 1㎛ 내지 5,000㎛(예를 들어, 25㎛ 내지 1,000㎛, 또는 50㎛ 내지 5,000㎛) 범위의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 25. 실시예 23의 백에서, 제2 다공성 튜브는 100㎛ 내지 5,000㎛(예를 들어, 500㎛ 내지 5,000㎛, 또는 1,000㎛ 내지 5,000㎛) 범위의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 26. 실시예 24 또는 25의 백에서, 제2 다공성 튜브는 10% 내지 90%(예를 들어, 30% 내지 70%) 범위의 다공성을 갖는다.
실시예 27. 실시예 23 내지 26 중 어느 하나의 백에서, 제2 다공성 튜브의 다공도의 적어도 60%(예를 들어, 적어도 75%, 또는 적어도 90%)가 제1 액체 투과성 튜브 반대편 표면(예를 들어, 반원통형)에 국한된다.
실시예 28. 실시예 23 내지 27 중 어느 하나의 백에서, 제2 다공성 튜브는 중합체로 형성된다.
실시예 29. 실시예 23 내지 27 중 어느 하나의 백에서, 제2 다공성 튜브는 불소중합체를 포함한다.
실시예 30. 실시예 21 내지 29 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 31. 실시예 21 내지 29 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 10㎛ 미만(예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만)의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 32. 실시예 21 내지 31 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 적어도 200nm(예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 적어도 1000nm)의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 33. 실시예 21 내지 32 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층의 D99 기공 크기는 제2 외부 필터 층의 평균 기공 크기와 최대 50%, 예를 들어, 최대 30%, 또는 최대 10% 차이가 난다.
실시예 34. 실시예 21 내지 33 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 50㎛ 미만, 예를 들어 20㎛ 미만의 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 35. 실시예 21 내지 33 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 10㎛ 미만(예를 들어, 5㎛ 미만, 또는 3㎛ 미만, 또는 2㎛ 미만)의 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 36. 실시예 21 내지 35 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 적어도 200nm, 예를 들어, 적어도 400nm, 적어도 750nm, 또는 심지어 적어도 1000nm 의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 37. 실시예 21 내지 30 및 35 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 5 미크론 내지 50 미크론의 범위, 예를 들어 5 미크론 내지 20 미크론의 범위, 또는 10 미크론 내지 50 미크론의 범위, 또는 10 미크론 내지 30 미크론의 범위에 있다.
실시예 38. 실시예 21 내지 39 및 33 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 백 내의 배양 세포 유형의 평균 직경의 약 100% 미만, 예를 들어, 약 75% 미만, 또는 약 50% 미만, 또는 약 40% 미만, 또는 약 30% 미만, 또는 약 25% 미만의 평균 기공 크기 및/또는 D99 기공 크기를 갖는다.
실시예 39. 실시예 21 내지 38 중 어느 하나의 백에서, 제2 외부 필터 층은 폴리에스테르 또는 폴리에테르설폰을 포함한다.
실시예 40. 실시예 1 내지 39 중 어느 하나의 백에서, 제1 및 제2 액체 투과성 튜브 각각은 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소(TOC)를 갖는 중합체를 포함한다.
실시예 41. 실시예 1 내지 40 중 어느 하나의 백에서, 하나 이상의 중합체 필름의 각각은 기체 투과성이고, 0.1 mg/㎠ 미만의 수중 총 유기 탄소(TOC)를 갖는 중합체를 포함한다.
실시예 42. 실시예 1 내지 41 중 어느 하나의 백에서, 하나 이상의 중합체 필름의 각각은 엘라스토머, 플루오로중합체, 폴리메틸펜텐(PMP), 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다.
실시예 43. 실시예 1 내지 41 중 어느 하나의 백에서, 하나 이상의 중합체 필름 각각은 플루오로중합체를 포함한다.
실시예 44. 실시예 43의 백에서, 플루오로중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시알칸(PFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP), 에틸렌 플루오르화 에틸렌 프로필렌(EFEP), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌(TFM), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 또는 이들의 임의의 혼합물이다.
실시예 45. 실시예 1 내지 41 중 어느 하나의 백에서, 각각의 하나 이상의 중합체 필름은 플루오로중합체를 함유하는 내부 층 및 실리콘 엘라스토머를 함유하는 외부 층을 포함하고, 각 필름의 내부 층은 백의 내부 격실을 형성하고 그리고 각 필름의 외부 층은 백의 외부 표면을 형성한다.
실시예 46. 백은:
백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름;
상기 백의 외부 면에 형성된 제1 포트;
백의 내부 격실 내로 연장되고 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제1 포트에 작동 가능하게 결합되는 제1 액체 투과성 튜브;
백의 외부면에 형성된 제2 포트;
백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제2 포트에 작동 가능하게 결합된 제2 액체 투과성 튜브; 그리고
선택적으로, 백의 외부 표면에 형성되고, 백의 내부 격실과 유체 연통하는 제3 포트; 를 포함하며;
제1 튜브는 50 미크론 이하의 평균 기공 크기를 갖는다.
실시예 47. 실시예 46의 백에서, 제1 튜브는 실시예 11 내지 19 중 어느 하나의 백의 제1 외부 필터 층에 대해 설명된 바와 같은 기공 크기를 갖는다.
실시예 48. 실시예 46 또는 47의 백에서, 제2 튜브의 평균 기공 크기는 50 미크론 이하이다.
실시예 49. 실시예 48에서, 제2 튜브는 실시예 30 내지 38 중 어느 하나의 백의 제2 외부 필터 층에 대해 설명된 기공 크기를 갖는다.
실시예 50. 실시예 46 내지 49 중 어느 하나의 백은, 실시예 2 및 40 내지 45 중 어느 하나의 백과 관련하여 추가로 설명된 것이다.
실시예 51. 세포 배양 시스템은, 제1 및 제2 액체 투과성 튜브가 백의 제1 중합체 필름의 대부분에 대해 상승되도록 지지체 상에 배향된 실시예 1 내지 50 중 어느 하나의 백을 포함한다.
실시예 52. 세포 배양 시스템은, 제1 액체 투과성 튜브가 제2 액체 투과성 튜브에 대해 상승되도록 지지체 상에 배향된 실시예 1 내지 50 중 어느 하나의 백을 포함한다.
실시예 53. 세포 배양 방법은:
내부 격실에 배지 및 세포를 구비하는 실시예 1 내지 52 중 어느 하나의 백 또는 실시예 55 또는 56 의 시스템을 제공하는 단계; 그리고
제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고, 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 배지를 제거함으로써, 내부 격실을 통해 배지를 유동시키는 단계를 포함한다.
실시예 54. 실시예 53의 방법은, 예를 들어 존재하는 경우 제3 포트를 통해 배양된 세포를 제거하는 단계를 추가로 포함한다.
실시예 55. 실시예 53 또는 실시예 54의 방법(예를 들어, 제2 외부 필터 층이 포함됨)으로, 방법은 추가로, 배지를 제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 추가하고 그리고 배지를 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동시킨 후에, 배지를 제1 포트 및 제1 액체 투과성 튜브를 통해 추가하고 그리고 제2 액체 투과성 튜브 및 제2 포트를 통해 배지를 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동시키어, 유동 방향을 반전시키는 단계를 포함한다.
본원에 나타낸 세부사항은 본 개시내용의 바람직한 실시예에 대한 예시적인 논의를 위한 목적으로 제공된 것이며, 본 개시내용의 다양한 실시예의 원리 및 개념적 측면에 대한 가장 유용하고 용이하게 이해되는 설명을 제공하기 위해 제시된 것이다. 이와 관련하여, 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법의 근본적인 이해에 필요한 것보다 더 상세하게 본 개시내용의 다양한 실시예의 구조적 세부사항을 나타내려는 시도는 하지 않았으며, 본 명세서에 기술된 시스템 및 방법의 여러 형태는 실제로 구현될 수 있는 방법에 대한 설명을 관련기술분야의 기술자에게 도면 및/또는 실시예와 함께 제공하였다. 따라서, 개시된 공정 및 장치를 설명하기 전에, 본원에 설명된 양태는 특정 실시예, 장치 또는 구성으로 국한되지 않으며, 당연히 변경될 수 있는 것으로 이해해야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 양태를 설명하기 위한 것이며, 본 명세서에서 특별히 정의되지 않는 한 그 내용을 한정하려는 의도가 아닌 것임을 또한 이해해야 한다.
영문 명세서의 용어 "a", "an", "the" 및 본원 명세서에 설명된 시스템 및 방법을 설명하는 맥락에서(특히 청구범위의 맥락에서) 사용되는 유사한 지시 대상은, 본원에서 다르게 표현되지 않았거나, 문맥상 명백하게 모순되지 않는 한, 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위를 명시하는 것은 단지 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 참조하기 위한 기재방법으로서 역할을 할 뿐이다. 본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 각각의 개별 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된 것이다. 각각의 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 별개로 모두 중요하다는 것을 또한 이해해야 할 것이다.
본원에 설명된 모든 방법은 본원에 다르게 나타내지 않았거나, 문맥상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적절한 단계 순서로 수행될 수 있는 것이다. 본원에 기재된 모든 예 또는 예시적인 표현(예를 들어, "~와 같은")들은 단지 본원에 설명된 시스템 및 방법을 더 잘 설명하기 위한 것이며, 달리 청구된 시스템 및 방법의 범위에 제한을 두지 않는다. 명세서에 기재된 어떤 표현도 본원에 설명된 시스템 및 방법의 실행에 필수적인 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.
문맥상 명백히 다르게 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐 기재된 '포함한다', '포함하는' 등의 단어는 배타적이거나 완전한 의미가 아닌, 포괄적인 의미로 해석되어야 한다. 즉, "포함하지만 이에 국한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 단수 또는 복수를 사용하는 단어에는 각각 복수 및 단수가 포함된다. 또한, "본원에서", "위에", "아래에"의 단어 및 이와 유사한 의미를 지닌 단어는 본원의 특정 부분을 가리키는 것이 아니라, 본원의 전체를 가리키는 것으로 참조해야 한다.
관련기술분야의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 본원에 개시된 각각의 실시예는 그 특정 요소, 단계, 성분 또는 구성요소를 포함하거나, 또는 본질적으로 구성되거나 또는 구성할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이행 용어 "포함한다"는 비제한적인 요소, 단계, 성분 또는 구성요소를 다량으로 포함하는 것이지만, 이에 한정되지 않고 포함할 수 있는 것을 의미한다. "~로 구성된"이라는 이행 표현은 지정되지 않은 요소, 단계, 성분 또는 구성 요소를 제외하는 것이다. "기본적으로 ~로 구성된"이라는 이행 표현은 실시예의 범위를 명시한 요소, 단계, 성분 또는 구성요소 및 실시예에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들로 한정한다.
별도로 나타내지 않는 한, 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재된 수치 매개변수는 본 개시내용의 현재 시스템 및 방법에 의해 구하고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 적어도 청구범위에 대한 등가 원칙의 적용을 제한하려는 것은 아니고, 각 수치의 매개변수는 적어도 보고된 유효 자릿수의 관점에서 그리고 일반적인 반올림 지식을 적용하여 해석되어야 한다.
본 개시내용의 시스템 및 방법에 대한 넓은 범위를 규정하는 수치범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재된 수치 값은 가능한 한 정확하게 기재한 것이다. 그러나 수치는 본질적으로 각각의 테스트 측정에서 발견된 표준편차에 기인하는 필연적으로 발생하는 특정 오차를 포함하고는 있다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법의 대안적인 요소 또는 실시예의 그룹화는 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 각 그룹의 구성요소는 개별적으로 또는 그룹의 다른 구성요소 또는 본원에 있는 기타 요소와 조합하여 참조 및 주장될 수 있는 것이다. 그룹의 하나 이상의 구성요소가 편의 및/또는 특허성을 이유로 그룹에 포함되거나 그룹에서 삭제될 수 있다. 그러한 포함 또는 삭제가 발생하면 명세서는 수정된 그룹을 포함하여 첨부된 청구범위에 사용된 모든 마쿠쉬(Markush) 그룹의 기재된 설명을 충족하는 것으로 간주된다.
본 발명의 시스템 및 방법을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하는 시스템 및 방법의 일부 실시예가 본원에 기재되어 있다. 물론, 상술된 실시예에 대한 변형은 전술한 설명으로부터 관련기술분야의 기술자에게는 명백하게 이해될 수 있을 것이다. 본원의 발명자들은 숙련된 기술자가 이러한 변형을 적절하게 사용할 것으로 기대하며, 본원의 발명자들은 본 개시내용의 시스템 및 방법이 본원에 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시되도록 의도한 것이다. 따라서, 본 개시내용은 관련 법률이 허용하는 바에 따라 본원에 첨부된 청구범위에 인용된 주제의 모든 수정 및 등가물을 고려한다. 더욱이, 본 명세서에서 달리 나타내지 않거나 달리 문맥상 명백하게 모순되지 않는 한, 모든 가능한 변형에서 전술한 요소의 임의의 조합은 본 개시내용에 포함된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 특허 및 인쇄된 간행물에 대한 많은 참조가 이루어졌다. 인용된 참고 문헌 및 배포된 출판물 각각은 그 전체가 참고 문헌으로 개별적으로 본원에 포함된다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예는 본 개시내용의 원리를 예시한 것으로 이해해야 한다. 이용될 수 있는 다른 수정은 본 개시내용의 범위 내에 있는 것이다. 따라서, 한정적이지 않은 예로서, 본 개시내용의 시스템 및 방법에 대한 대안적인 구성이 본 명세서의 교시에 따라 이용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 도시 및 설명된 바와 같이 정확하게 제한되지 않는 것이다.

Claims (20)

  1. 백은:
    백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름;
    상기 백의 외부 면에 형성된 제1 포트;
    백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제1 포트에 작동 가능하게 결합되는 제1 액체 투과성 튜브;
    백의 외부 면에 형성된 제2 포트;
    백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제2 포트에 작동 가능하게 결합된 제2 액체 투과성 튜브; 그리고
    선택적으로, 백의 외부 면에 형성되며, 백의 내부 격실과 유체 연통되는 제3 포트; 를 포함하고;
    상기 제1 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제1 내부 지지 구조 및 제1 내부 지지 구조를 둘러싸는 제1 외부 필터 층을 포함하는, 백.
  2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 중합체 필름이 제1 중합체 필름 및 제2 중합체 필름을 포함하고, 에지가 함께 접합되어 백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하는, 백.
  3. 제1항에 있어서, 제1 내부 지지 구조는 제1 다공성 튜브를 포함하는, 백.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 다공성 튜브는 1㎛ 내지 5,000㎛ 범위의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 다공성 튜브는 100㎛ 내지 5,000㎛ 범위의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 다공성 튜브는 10% 내지 90% 범위의 다공성을 갖는, 백.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 다공성 튜브의 다공성의 적어도 60% 가 제2 액체 투과성 튜브의 반대편 표면에 국한되는, 백.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트를 포함하는, 백.
  9. 제1항에 있어서, 제1 외부 필터 층은 50㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  10. 제1항에 있어서, 제1 외부 필터 층은 10㎛ 미만의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  11. 제10항에 있어서, 제1 외부 필터 층은 1000nm 이상의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  12. 제1항에 있어서, 제1 외부 필터 층의 평균 기공 크기는 5 미크론 내지 50 미크론 범위에 있는, 백.
  13. 제1항에 있어서, 제2 튜브는 튜브의 중앙 루멘을 형성하는 제2 내부 지지 구조 및 제2 내부 지지 구조를 둘러싸는 제2 외부 필터 층을 포함하는, 백.
  14. 제13항에 있어서, 제2 내부 지지 구조는 나선형으로 감긴 필라멘트 또는 제2 다공성 튜브를 포함하는, 백.
  15. 백은:
    백의 분할되지 않은 내부 격실 주위에 에지를 형성하도록 함께 접합된 에지를 갖는 하나 이상의 중합체 필름;
    상기 백의 외부 면에 형성된 제1 포트;
    백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제1 포트에 작동 가능하게 결합된 제1 액체 투과성 튜브;
    백의 외부 면에 형성된 제2 포트;
    백의 내부 격실 내로 연장되고, 상기 백의 내부 격실과 유체 연통하며, 상기 제2 포트에 작동 가능하게 결합된 제2 액체 투과성 튜브; 그리고
    선택적으로, 백의 외부 면에 형성되고, 백의 내부 격실과 유체 연통되는 제3 포트; 를 포함하고;
    상기 제1 튜브는 50 미크론 이하의 평균 기공 크기를 갖는, 백.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 백을 포함하는 세포 배양 시스템으로, 제1 및 제2 액체 투과성 튜브가 백의 제1 중합체 필름의 대부분에 대해 상승되도록 지지체 상에 배향되어진 세포 배양 시스템.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 백을 포함하는 세포 배양 시스템으로, 제1 액체 투과성 튜브가 제2 액체 투과성 튜브에 대해 상승되도록 지지체 상에 배향되어진 세포 배양 시스템.
  18. 세포 배양 방법에 있어서, 상기 방법은:
    배지 및 세포를 구비하는 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 백을 내부 격실에 제공하는 단계; 그리고
    제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 배지를 제거함으로써, 내부 격실을 통해 배지를 유동시키는 단계를 포함하는, 세포 배양 방법.
  19. 제18항에 있어서, 예를 들어 제3 포트가 존재하는 경우, 제3 포트를 통해 배양 세포를 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 세포 배양 방법.
  20. 제18항에 있어서(예를 들어, 제2 외부 필터 층이 포함됨), 상기 방법은 추가로, 배지를 제2 포트 및 제2 액체 투과성 튜브를 통해 추가하고 그리고 제1 액체 투과성 튜브 및 제1 포트를 통해 배지를 제거함으로써 내부 격실을 통해 배지를 유동시킨 후, 제1 포트 및 제1 액체 투과성 튜브를 통해 배지를 추가하고 그리고 제2 액체 투과성 튜브 및 제2 포트를 통해 배지를 제거함으로써 내부 격실을 통해 유동시켜서 유동 방향을 역전시키는 단계를 포함하는, 세포 배양 방법.
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