KR20230119681A - 세포 세정, 자기 단리 및 투여 준비용 일회용 키트 - Google Patents
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Abstract
자기 세포 단리 키트는 적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제1 스톱콕 매니폴드, 세포 처리 디바이스의 원심 처리 챔버와 함께 사용하도록 구성된 분리 챔버 - 분리 챔버는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 세포 처리 디바이스의 가열/냉각 혼합 챔버와 함께 사용하도록 구성된 혼합 백 - 혼합 백은 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제2 스톱콕 매니폴드 - 제2 스톱콕 매니폴드는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 자기 세포 단리 홀더 - 자기 세포 단리 홀더는 자기 세포 단리 디바이스의 자기장 발생기와 함께 사용하도록 구성됨 -, 및 제1 및/또는 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 복수의 세포 처리 백을 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 12월 15일자로 출원된 미국 가출원 제63/125,831호의 이익을 주장하며, 이 가출원은 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
기술 분야
본 발명의 실시예는 전반적으로 바이오 처리 시스템 및 방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 세포 면역치료제의 생산을 위한 바이오 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다양한 의료 치료제는 하류 치료 프로세스에서 사용하기 위한 세포의 추출(extraction), 배양(culture) 및 확장(expansion)을 수반한다. 예를 들어, 키메라 항원 수용체(chimeric antigen receptor)(CAR) T 세포 치료제는 환자의 T 세포를 전용하여 종양 세포를 구체적으로 표적화하고 파괴하는 세포 치료제이다. CAR-T 세포 설계의 기본 원리는 항원 결합 기능과 T 세포 활성화 기능을 조합한 재조합 수용체를 수반한다. CAR-T 세포의 일반적인 전제는 암 세포에서 발견된 마커에 표적화된 T 세포를 인공적으로 생성하는 것이다. 과학자는 사람으로부터 T 세포를 제거하고, 유전적으로 변경한 다음, 암 세포를 공격하도록 환자에게 다시 넣을 수 있다. CAR-T 세포는 환자 자신의 혈액(자가)으로부터 유래되거나 다른 건강한 공여자(동종)로부터 유래될 수 있다.
CAR-T 세포 생산의 제1 단계는 성분채집(apheresis), 예를 들어 백혈구 성분채집을 사용하여 환자 신체로부터 혈액을 제거하고 백혈구를 분리하는 것을 수반한다. 충분한 양의 백혈구가 수확된 후, 백혈구 성분채집 제품(leukapheresis product)은 T 세포에 대해 농축되는데, 이는 원치 않는 세포 유형을 고갈시키는 것을 수반한다. 이어서, 특정 바이오-마커를 갖는 T 세포 서브세트는 원하는 경우 특정 항체 접합체 또는 마커를 사용하여 농축된 하위 집단으로부터 단리될 수 있다.
표적화된 T 세포의 단리 후, 세포는 활발히 증식할 수 있는 특정 환경에서 활성화된다. 예를 들어, 세포는, 자기 분리를 사용하여 배양물로부터 제거될 수 있는 항-CD3/항-CD28 단일 클론 항체 또는 세포 기반 인공 항원 제시 세포(artificial antigen presenting cell)(aAPC)로 코팅된 자기 비드를 사용하여 활성화될 수 있다. 그 후, T 세포에는 통합 감마레트로바이러스(gammaretrovirus)(RV) 또는 렌티바이러스(lentivirus)(LV) 벡터에 의해 CAR 유전자가 형질 도입된다. 바이러스 벡터는 바이러스 기계를 사용하여 환자 세포에 부착하고, 세포에 진입할 때, 벡터는 RNA 형태의 유전 물질을 도입한다. CAR-T 세포 치료제의 경우, 이 유전 물질이 CAR을 인코딩한다. RNA는 DNA로 역전사되고 환자 세포의 게놈에 영구적으로 통합되고; 세포가 분열하고 바이오반응기에서 많은 수로 성장됨에 따라 CAR 발현이 유지될 수 있게 한다. 그 후, CAR은 전사되고 환자 세포에 의해 변형되며, CAR은 세포 표면에서 발현된다.
T 세포가 활성화되고 CAR 인코딩 바이러스 벡터가 형질 도입된 후, 세포는 바이오반응기에서 많은 수로 확장되어 원하는 세포 밀도를 달성한다. 확장 후, 세포는 수확되고, 세정되며, 농축되고, 환자에게 주입하도록 제형화된다.
주입 가능한 투여량의 CAR T 세포를 제조하기 위한 기존 시스템 및 방법은 통상적으로 많은 수의 인간 접점을 수반하는 많은 복잡한 작업을 필요로 했으며, 이는 전체 제조 프로세스에 시간을 추가하고 오염 위험을 증가시킨다. 제조 프로세스를 자동화하려는 최근의 노력으로 일부 인간 접점이 제거되었지만, 이들 시스템은 여전히 높은 비용, 경직성 및 워크플로우 병목 현상으로 인해 어려움을 겪을 수 있다. 특히, 증가된 자동화를 이용하는 시스템은, 고객이 시스템의 특정 장비에 프로세스를 맞춰야 한다는 점에서 매우 비용이 많이 들고 융통성이 없다. WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호(본 명세서에 참조로 포함됨)는 종래 기술의 많은 단점을 성공적으로 해결한 바이오 처리 시스템 및 방법을 개시한다.
그러나, 위의 관점에서, 전반적인 기능, 유연성, 적응성 및 사용 용이성의 측면에서 '207 간행물에 포함된 교시를 개선하는 바이오 처리 시스템 및 방법에 대한 요구가 있다.
최초 청구된 주제와 범위가 상응하는 특정 실시예가 아래에 요약된다. 이들 실시예는 청구된 주제의 범위를 제한하도록 의도되지 않고, 오히려 이들 실시예는 단지 가능한 실시예의 간단한 요약을 제공하도록 의도된다. 실제로, 본 개시내용은 아래에 기재된 실시예와 유사하거나 상이할 수 있는 다양한 형태를 포함할 수 있다.
실시예에서, 자기 세포 단리를 위한 키트가 제공된다. 키트는 적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제1 스톱콕 매니폴드, 세포 처리 디바이스의 원심 처리 챔버와 함께 사용하도록 구성된 분리 챔버 - 분리 챔버는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 세포 처리 디바이스의 가열/냉각 혼합 챔버와 함께 사용하도록 구성된 혼합 백 - 혼합 백은 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제2 스톱콕 매니폴드 - 제2 스톱콕 매니폴드는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 자기 세포 단리 홀더 - 자기 세포 단리 홀더는 자기 세포 단리 디바이스의 자기장 발생기와 함께 사용하도록 구성됨 -, 및 제1 및/또는 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 복수의 세포 처리 백을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 일회용 키트를 사용하는 자기 세포 단리 방법이 제공된다. 방법은 적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제1 스톱콕 매니폴드를 세포 처리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스와 맞물리게 하는 단계, 세포 처리 디바이스의 원심 처리 챔버에 분리 챔버를 배치하는 단계 - 분리 챔버는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 세포 처리의 가열/냉각 혼합 챔버에 혼합 백을 배치하는 단계 - 혼합 백은 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 제2 스톱콕 매니폴드를 자기 세포 단리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스와 맞물리게 하는 단계, 및 자기 세포 단리 홀더를 자기 세포 단리 디바이스의 슬롯에 삽입하는 단계를 포함하고, 자기 세포 단리 홀더는 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통한다. 자기 세포 단리 디바이스는 슬롯에 수용될 때 자기 세포 단리 홀더에 비드 결속 세포를 유지하기 위한 자기장을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 세포 처리를 위한 키트가 제공된다. 키트는 적어도 6개의 스톱콕을 갖는 스톱콕 매니폴드 - 스톱콕 매니폴드는 세포 처리 디바이스와 함께 사용하도록 구성됨 -, 세포 처리 디바이스의 가열/냉각 혼합 챔버와 함께 사용하도록 구성된 혼합 백 - 혼합 백은 스톱콕 매니폴드와 유체 연통함 -, 및 스톱콕 매니폴드에 유체 연결된 복수의 세포 처리 백을 포함한다.
다른 실시예에서, 표적 세포를 단리하는 방법이 제공된다. 방법은 자기 입자로 세포 집단을 배양하여 비드 결속 표적 세포를 포함하는 세포 혼합물을 형성하는 단계, 자기장을 생성하는 단계, 및 세포 혼합물을 자기장 내의 유로를 통해 여러 번 통과시켜 자기장 내 유로 영역에 비드 결속 표적 세포를 유지하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 자기 세포 단리를 위한 장치가 제공된다. 장치는 베이스에 위치되고 세포 처리 키트의 스톱콕 매니폴드를 수용하도록 구성된 스톱콕 매니폴드 인터페이스, 베이스 내에 위치된 자기장 발생기, 및 베이스에 형성된 슬롯을 포함하며, 슬롯은 자기 세포 단리 홀더를 제거 가능하게 수용하고 선택적으로 홀더를 자기장 발생기와 작동 접촉하게 하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 세포 처리를 위한 시스템이 제공된다. 시스템은, 원심 처리 챔버, 펌프 조립체, 제거 가능한 세포 처리 키트의 스톱콕 매니폴드를 수용하도록 구성된 스톱콕 매니폴드 인터페이스, 가열/냉각 혼합 챔버, 및 자기 단리 모듈(IM)을 포함하는 하우징을 갖는 세포 처리 모듈을 포함한다. IM은 베이스, 베이스 상의 IM 스톱콕 매니폴드 인터페이스 - IM 스톱콕 매니폴드 인터페이스는 제거 가능한 세포 처리 키트의 스톱콕 매니폴드를 수용하도록 구성됨 -, 베이스 내에 위치된 자기장 발생기, 및 베이스에 형성된 슬롯을 포함하며, 슬롯은 자기 세포 단리 홀더를 제거 가능하게 수용하고 선택적으로 홀더를 자기장 발생기와 작동 접촉하게 하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 세포를 자기적으로 단리하는 방법이 제공된다. 방법은 자기 세포 단리 홀더를 단리 장치의 슬롯에 삽입하는 단계, 자기장 발생기에 의해 생성된 자기장이 자기 세포 단리 홀더에 작용하지 않아 자기 세포 단리 홀더 내에 비드 결속 세포를 유지하는 후퇴 위치로부터, 자기장 발생기에 의해 생성된 자기장이 자기 세포 단리 홀더 내에 비드 결속 세포를 유지하기에 충분한 맞물림 위치로 단리 장치의 자기장 발생기를 이동시키는 단계, 및 비드 결속 세포의 집단을 자기 세포 단리 홀더로 유동시켜 자기 세포 단리 홀더 내에 비드 결속 세포를 포획하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리를 위한 방법이 제공된다. 방법은 제1 바이오반응기 용기 및 제2 바이오반응기 용기를 갖는 바이오 처리 시스템을 제공하는 단계, 제1 바이오반응기 용기 내의 세포 집단을 활성화시키는 단계, 세포 집단을 유전적으로 변형시켜 유전적으로 변형된 세포 집단을 생성하는 단계, 및 제1 바이오반응기 용기와 제2 바이오반응기 용기 내의 유전적으로 변형된 세포 집단을 확장시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리를 위한 방법이 제공된다. 방법은 제1 바이오반응기 용기 및 제2 바이오반응기 용기를 갖는 바이오 처리 시스템을 제공하는 단계, 제1 바이오반응기 용기 내의 세포의 제1 집단을 활성화, 유전적으로 변형 및 확장시키는 단계, 및 제1 바이오반응기 용기 내의 세포의 제2 집단을 활성화, 유전적으로 변형 및 확장시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리를 위한 방법이 제공된다. 방법은 제1 바이오반응기 용기 및 제2 바이오반응기 용기를 갖는 바이오 처리 시스템을 제공하는 단계, 제1 바이오반응기 용기 내의 세포 집단을 활성화시키는 단계, 제1 바이오반응기 용기 밖으로 세포 집단을 전달하는 단계, 세포 집단을 유전적으로 변형시켜 유전적으로 변형된 세포 집단을 생성하는 단계, 유전적으로 변형된 세포 집단을 적어도 하나의 제1 바이오반응기 용기 및 제2 바이오반응기로 전달하는 단계, 및 제1 바이오반응기 용기 및/또는 제2 바이오반응기 용기 내의 유전적으로 변형된 세포 집단을 확장시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 장치가 제공된다. 장치는 하우징, 하우징 내에 수용 가능하고 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 프로세스 서랍- 프로세스 서랍은 내부에 적어도 하나의 배양 용기를 수용하도록 구성됨 -, 및 하우징에 대해 적층된 수직 관계로 위치 설정된 캐비닛을 포함하고, 캐비닛은 캐비닛 내에 활주 가능하게 수용되는 적어도 하나의 수직 저장 서랍을 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 장치용 일회용 키트가 제공된다. 일회용 키트는 트레이, 트레이 내에 수용된 적어도 하나의 바이오 처리 용기, 트레이의 후방에 장착되고 바이오 처리 장치의 선형 액추에이터 어레이와 맞물리도록 구성된 밸브 매니폴드, 바이오 처리 장치의 연동 펌프와 맞물리도록 구성된 적어도 하나의 연동 펌프 튜브, 및 밸브 매니폴드에 유체 연결된 복수의 튜브를 유지하는 배관 오거나이저를 포함한다. 트레이는 바이오 처리 장치의 온도 제어 프로세스 서랍에 수용되도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리 방법이 제공된다. 방법은 일회용 키트의 배양 용기가 바이오 처리 장치의 락킹 조립체 위에 수용되도록 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 내에 일회용 바이오 처리 키트를 위치시키는 단계, 배관 오거나이저를 바이오 처리 장치의 캐비닛의 도어에 연결하는 단계 - 배관 오거나이저는 캐비닛에 장착된 복수의 배지 및/또는 시약 백에 대한 유체 연결을 위한 복수의 배관 테일을 유지함 -, 및 복수의 배관 테일 중 적어도 하나의 배관 테일을 복수의 배지 백 및/또는 시약 백 중 적어도 하나에 유체 연결하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오반응기 용기용 락킹 메커니즘이 제공된다. 락킹 메커니즘은 베이스, 베이스에 장착되고 모터에 의해 구동되는 편심 롤러를 갖는 모터, 및 편심 롤러와 접촉하는 락킹 플레이트를 포함하고, 락킹 플레이트는 그 위에 바이오반응기 용기를 수용하도록 구성된다. 모터는 편심 롤러를 구동하여 락킹 플레이트의 밑면에 대해 힘을 전달하여 락킹 플레이트와 바이오반응기 용기를 틸트시키도록 제어 가능하다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리 방법이 제공된다. 방법은 락킹 플레이트 위에 바이오반응기 용기를 수용하는 단계, 및 모터를 구동하여 편심 롤러가 락킹 플레이트의 밑면에 힘을 인가하게 함으로써 락킹 플레이트와 바이오반응기 용기를 수평축을 중심으로 틸트시키는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템이 제공된다. 바이오 처리 시스템은 베이스, 베이스에 장착된 지지점, 지지점 위에 수용되고 그 위에서 피봇하도록 구성된 락킹 플레이트, 락킹 플레이트의 밑면과 접촉하는 편심 롤러, 편심 롤러를 구동하여 편심 롤러가 락킹 플레이트의 밑면에 힘을 인가하게 함으로써 지지점을 중심으로 락킹 플레이트를 피봇시키도록 구성된 모터, 및 락킹 플레이트 위에 수용된 바이오반응기 용기를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리 방법이 제공된다. 방법은 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인을 갖는 바이오반응기 용기를 제공하는 단계, 가스 유동을 시작하는 단계, 및 가스 유동을 멤브레인의 하단 표면에 걸쳐 통과시켜 가스 유동과 멤브레인 사이에 난류 상호 작용을 유도하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템이 제공된다. 바이오 처리 시스템은 배양 챔버, 배양 챔버 내의 상승된 위치에서 배양 용기를 지지하도록 구성된 지지 구조, 및 배양 용기가 지지 구조에 의해 지지될 때 배양 용기의 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인의 하단 표면에 걸쳐 배양 챔버 내의 분위기를 순환시키도록 구성된 적어도 하나의 팬을 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템이 제공된다. 바이오 처리 시스템은, 한 쌍의 대향 지지 다리와 한 쌍의 지지 다리 상단에 인접한 트레이의 한 쌍의 개구를 갖는 일회용 트레이, 한 쌍의 개구의 수직 위치에 대응하는 수직 위치에서 일회용 트레이 내에 위치 설정된 적어도 하나의 바이오반응기 용기, 및 분위기를 바이오반응기 용기 아래로부터, 상향으로 그리고 한 쌍의 개구의 제1 개구를 통해, 바이오반응기 용기의 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인의 하단 표면에 걸쳐, 한 쌍의 개구의 제2 개구를 통해, 그리고 다시 바이오반응기 용기 아래로 순환시키도록 구성된 적어도 하나의 팬을 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오반응기 용기가 제공된다. 바이오반응기 용기는 복수의 관통 개구를 갖는 베이스, 복수의 히트 스테이크를 통해 베이스에 연결된 뚜껑, 및 베이스와 뚜껑 사이에 샌드위치되어 복수의 히트 스테이크에 의해 제자리에 유지되는 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인을 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템용 일회용 키트가 제공된다. 일회용 키트는 한 쌍의 대향 다리와 다리 사이에서 연장되는 플랫폼을 갖는 트레이 - 플랫폼은 적어도 하나의 바이오반응기 용기를 지지하도록 구성됨 -, 트레이 내에 수용된 적어도 하나의 바이오반응기 용기의 제1 바이오반응기 용기 - 제1 바이오반응기 용기는 복수의 관통 개구를 갖는 베이스를 가짐 -, 베이스에 연결된 뚜껑, 및 베이스와 뚜껑 사이에 샌드위치된 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인을 포함한다. 베이스는 트레이가 내부에 위치 설정되는 바이오 처리 시스템의 락킹 플랫폼의 지지 포스트에 대응하는 지지부를 수용하도록 구성된 복수의 웰을 포함하고, 복수의 웰 중 하나는 장방형 형상을 갖는다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템의 무결성을 평가하는 방법이 제공된다. 방법은 제1 컨테이너의 질량을 결정하는 단계, 제1 컨테이너로부터 제2 컨테이너로 일정 체적의 유체를 전달하는 단계, 제2 컨테이너의 질량을 결정하는 단계, 제1 컨테이너의 질량을 제2 컨테이너의 질량과 비교하는 단계, 및, 제1 컨테이너의 질량과 제2 컨테이너의 질량 사이의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 누설이 존재함을 나타내는 알림을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템의 무결성을 평가하는 방법이 제공된다. 방법은 제1 컨테이너로부터 제2 컨테이너를 통해 제3 컨테이너로 액체를 관류하는 단계, 관류 단계 동안 제2 컨테이너의 질량을 측정하는 단계, 및, 제2 컨테이너의 질량 변화가 임계값을 초과하는 경우, 누설이 존재함을 나타내는 알림을 생성하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 바이오 처리 시스템의 무결성을 평가하는 방법이 제공된다. 방법은 바이오 처리 시스템의 펌프를 이용하는 단계, 복수의 유동 라인을 가압하는 단계, 및 미리 결정된 지속 기간 동안 복수의 유동 라인 내의 압력 감쇠를 측정하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템이 제공된다. 바이오 처리 시스템은 소스로부터 제1 유동 라인을 통해 바이오 처리 용기로 제1 유체를 펌핑하도록 구성된 소스 펌프, 순환 라인 및 여과 라인을 통해 바이오 처리 용기 밖으로 유체를 순환시키도록 구성된 프로세스 펌프, 여과 라인을 따라 필터에 의해 제거된 폐기물을 폐기물 라인을 통해 폐기물 저장조로 펌핑하도록 구성된 폐기물 펌프, 바이오 처리 용기를 제1 유동 라인, 여과 라인 및 폐기물 라인으로부터 단리시키도록 구성된 제1 밸브, 및 제어기를 포함하고, 제어기는 소스 펌프 및 프로세스 펌프 중 하나를 제어하여 제1 유동 라인 및/또는 순환 라인 중 적어도 하나를 가압하며, 제1 유동 라인 및/또는 순환 라인 중 적어도 하나 내의 압력 감쇠를 모니터링하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템을 위한 감지 챔버가 제공된다. 감지 챔버는 전방 플레이트, 후방 플레이트, 전방 플레이트와 후방 플레이트 중간에 있는 적어도 하나의 유체 채널, 유체 채널과 유체 연통하고 유체가 유체 채널로 유동하게 하는 제1 포트, 및 유체 채널과 유체 연통하고 유체 채널 밖으로 유체의 유동을 허용하는 제2 포트를 포함한다. 적어도 하나의 유체 채널은 적어도 제1 감지 디바이스 및 제2 감지 디바이스로 유체의 복수의 파라미터의 감지를 허용하는 복수의 세그먼트를 포함한다. 제1 감지 디바이스는 제1 감지 기술을 사용하여 유체의 적어도 하나의 파라미터를 감지하도록 구성되고 제2 감지 디바이스는 제2 감지 기술을 사용하여 유체의 적어도 하나의 파라미터를 감지하도록 구성된다. 제1 감지 기술은 제2 감지 기술과 상이하다.
실시예에서, 유체의 파라미터를 감지하는 방법이 제공된다. 방법은 바이오 처리 용기로부터 감지 조립체의 유체 채널로 유체를 유동하는 단계, 적어도 하나의 전극과 유체의 접촉을 통해 유체 채널 내의 유체를 전기화학적으로 분석하는 단계, 및 유체 채널 내의 유체를 광학적으로 분석하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 바이오 처리 시스템용 일회용 키트가 제공된다. 일회용 키트는 트레이, 트레이 내에 수용된 바이오 처리 용기, 전방 플레이트와 후방 플레이트를 갖는 관류 감지 챔버, 전방 플레이트와 후방 플레이트 중간에 있는 유체 채널, 유체 채널과 유체 연통하고 유체가 유체 채널로 유동하게 하는 제1 포트, 및 유체 채널과 유체 연통하고 유체 채널 밖으로 유체의 유동을 허용하는 제2 포트를 포함한다. 관류 감지 챔버는 트레이에 장착된다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 실시예에 대한 다음의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이고, 도면에서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세포 처리 및 단리 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3의 세포 처리 및 단리 시스템의 단리 모듈의 사시도이다.
도 5는 단리 모듈의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단리 모듈의 스톱콕 매니폴드 인터페이스의 사시도이다.
도 7은 스톱콕 매니폴드 인터페이스의 확대 사시도이다.
도 8은 단리 모듈의 또 다른 사시도이다.
도 9는 단리 모듈의 후방 사시도이다.
도 10은 단리 모듈의 전방 분해 사시도이다.
도 11은 단리 모듈의 후방 분해 사시도이다.
도 12는 단리 모듈의 기포 센서 조립체의 확대 사시도이다.
도 13은 기포 센서 조립체의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 단리 모듈의 자기장 발생기 조립체의 전방 사시도이다.
도 15는 자기장 발생기 조립체의 또 다른 전방 사시도이다.
도 16은 자기장 발생기 조립체의 후방 사시도이다.
도 17은 자기장 발생기 조립체의 일부의 후방 사시도이다.
도 18은 자기장 발생기 조립체의 캐리지의 단순화된 전방 사시도이다.
도 19는 캐리지의 단순화된 후방 사시도이다.
도 20은 후퇴 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 21은 단리 모듈의 슬롯에 수용되는 단리 홀더를 갖는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 22는 연장 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 23은 슬롯에 수용된 단리 홀더 내의 연장 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 24는 연장 위치에 있고 슬롯 내에서 단리 홀더를 로킹하는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 25는 단리 홀더의 오정렬 위치를 예시하는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른, 도 4의 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 27은 도 26의 자기 세포 단리 홀더의 분해 사시도이다.
도 28은 도 26의 자기 세포 단리 홀더의 컬럼의 측면도이다.
도 29는 도 28의 컬럼의 분해도이다.
도 30은 단리 모듈의 슬롯에 자기 세포 단리 홀더를 삽입하는 것을 예시하는 사시도이다.
도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 4의 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 32는 도 31의 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 33은 본 개시내용의 양태에 따른 자기장 발생기의 자기장 분포를 예시하는 도 31의 자기 세포 단리 홀더의 평면도이다.
도 34는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 세포 단리 홀더의 단순화된 사시도이다.
도 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 세포 단리 홀더의 단순화된 사시도이다.
도 36은 도 3의 처리 장치와 함께 사용하기 위한, 세포 제품을 세정 및 농축하기 위한 일회용 키트의 개략도이다.
도 37a는 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리용 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 37b는 도 37a의 자기 세포 단리용 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 38은 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈에서 도 37a 및 도 37b의 일회용 키트를 이용하는 자기 세포 단리 워크플로우/프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 39는 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 투여 준비/제형화용 일회용 키트의 개략도이다.
도 40은 도 39의 투여 준비/제형화를 위한 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 41은 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈에서 도 39의 일회용 키트를 이용하는 투여 준비 워크플로우/프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 처리 시스템/장치의 사시도로서, 폐쇄 위치에 있는 프로세스 서랍 및 캐비닛을 도시한다.
도 43은 도 42의 바이오 처리 장치의 또 다른 사시도로서, 개방 위치에 있는 캐비닛을 도시한다.
도 44는 도 42의 바이오 처리 장치의 캐비닛의 사시도로서, 그 수직 서랍의 연장 위치를 예시한다.
도 45는 캐비닛의 정면도이다.
도 46은 도 42의 바이오 처리 장치의 하우징 및 프로세스 서랍의 사시도로서, 프로세스 서랍의 개방 위치를 예시한다.
도 47은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 평면도이다.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 서랍의 한 쌍의 플랫폼 로커 조립체의 사시도이다.
도 49는 도 42의 바이오 처리 장치의 폐기물 서랍의 사시도이다.
도 50은 도 42의 바이오 처리 장치와 함께 사용하기 위한 일회용 바이오 처리 키트의 사시도이다.
도 51은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 트레이의 후방 사시도이다.
도 52는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 앵커 콤(anchor comb)의 사시도이다.
도 53은 도 52의 앵커 콤의 정면도이다.
도 54는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 배관 오거나이저의 사시도이다.
도 55는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 샘플링 카드의 사시도이다.
도 56은 도 53의 샘플링 카드의 정면도이다.
도 57은 일회용 키트의 트레이 및 배양 용기를 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍에 삽입하는 것을 예시하는 사시도이다.
도 58은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍에 수용된 일회용 키트의 트레이 및 배양 용기를 예시하는 측단면도이다.
도 59는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 평면도로서, 바이오 처리 장치의 다양한 정렬 피처 및 센서를 도시한다.
도 60은 바이오 처리 장치의 연동 펌프 조립체의 확대 전방 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 61은 바이오 처리 장치의 연동 펌프 조립체의 확대 후방 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 62는 바이오 처리 장치의 선형 액추에이터 어레이의 확대 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 63은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 사시 단면도이다.
도 64는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 배양 용기의 분해 사시도이다.
도 65는 도 64의 배양 용기의 저면도이다.
도 66은 도 42의 바이오 처리 장치의 락킹 조립체의 일부의 사시도이다.
도 67은 도 66의 락킹 조립체의 또 다른 사시도이다.
도 68은 도 66의 락킹 조립체의 또 다른 사시도로서, 락킹 조립체와 배양 용기의 맞물림을 예시한다.
도 69는 도 66의 락킹 조립체의 작동을 예시하는 개략도이다.
도 70은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 단면도이다.
도 71은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 또 다른 단면도로서, 재순환 공기 유로를 도시한다.
도 72는 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 또 다른 단면도로서, 배양 용기와의 인터페이스에서 난류 재순환 공기 유동을 도시한다.
도 73은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 트레이의 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 74는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 75는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 또 다른 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 76은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 또 다른 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 77은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 관류 감지 챔버의 후방 사시도이다.
도 78은 도 77의 관류 감지 챔버의 전방 사시도이다.
도 79는 도 77의 관류 감지 챔버의 단면 사시도이다.
도 80은 도 77의 관류 감지 챔버의 후방 플레이트의 사시도이다.
도 81은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 백본의 확대 사시도로서, 관류 감지 챔버의 위치를 예시한다.
도 82는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 백본의 또 다른 확대 사시도로서, 관류 감지 챔버의 위치를 예시한다.
도 83은 관류 감지 챔버와 다양한 감지 디바이스의 통합을 도시하는 개략도이다.
도 84는 관류 감지 챔버와 다양한 감지 디바이스의 통합을 도시하는 또 다른 개략도이다.
도 85는 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 86은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 제1 유체 조립체를 예시한다.
도 87은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 제2 유체 조립체를 예시한다.
도 88은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 샘플링 조립체를 예시한다.
도 89는 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 여과 유로를 예시한다.
도 90은 본 발명의 실시예에 따라, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 91은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 92는 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 93은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 94는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 95는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 96은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 처리 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오 처리 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 세포 처리 및 단리 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3의 세포 처리 및 단리 시스템의 단리 모듈의 사시도이다.
도 5는 단리 모듈의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단리 모듈의 스톱콕 매니폴드 인터페이스의 사시도이다.
도 7은 스톱콕 매니폴드 인터페이스의 확대 사시도이다.
도 8은 단리 모듈의 또 다른 사시도이다.
도 9는 단리 모듈의 후방 사시도이다.
도 10은 단리 모듈의 전방 분해 사시도이다.
도 11은 단리 모듈의 후방 분해 사시도이다.
도 12는 단리 모듈의 기포 센서 조립체의 확대 사시도이다.
도 13은 기포 센서 조립체의 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 단리 모듈의 자기장 발생기 조립체의 전방 사시도이다.
도 15는 자기장 발생기 조립체의 또 다른 전방 사시도이다.
도 16은 자기장 발생기 조립체의 후방 사시도이다.
도 17은 자기장 발생기 조립체의 일부의 후방 사시도이다.
도 18은 자기장 발생기 조립체의 캐리지의 단순화된 전방 사시도이다.
도 19는 캐리지의 단순화된 후방 사시도이다.
도 20은 후퇴 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 21은 단리 모듈의 슬롯에 수용되는 단리 홀더를 갖는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 22는 연장 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 23은 슬롯에 수용된 단리 홀더 내의 연장 위치에 있는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 24는 연장 위치에 있고 슬롯 내에서 단리 홀더를 로킹하는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 25는 단리 홀더의 오정렬 위치를 예시하는 자기장 발생기 조립체의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른, 도 4의 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 27은 도 26의 자기 세포 단리 홀더의 분해 사시도이다.
도 28은 도 26의 자기 세포 단리 홀더의 컬럼의 측면도이다.
도 29는 도 28의 컬럼의 분해도이다.
도 30은 단리 모듈의 슬롯에 자기 세포 단리 홀더를 삽입하는 것을 예시하는 사시도이다.
도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 4의 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 32는 도 31의 자기 세포 단리 홀더의 사시도이다.
도 33은 본 개시내용의 양태에 따른 자기장 발생기의 자기장 분포를 예시하는 도 31의 자기 세포 단리 홀더의 평면도이다.
도 34는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 세포 단리 홀더의 단순화된 사시도이다.
도 35는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 세포 단리 홀더의 단순화된 사시도이다.
도 36은 도 3의 처리 장치와 함께 사용하기 위한, 세포 제품을 세정 및 농축하기 위한 일회용 키트의 개략도이다.
도 37a는 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리용 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 37b는 도 37a의 자기 세포 단리용 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 38은 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈에서 도 37a 및 도 37b의 일회용 키트를 이용하는 자기 세포 단리 워크플로우/프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 39는 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈과 함께 사용하기 위한 투여 준비/제형화용 일회용 키트의 개략도이다.
도 40은 도 39의 투여 준비/제형화를 위한 일회용 키트의 개략도로서, 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈 상의 설치를 도시한다.
도 41은 도 3의 처리 장치 및 단리 모듈에서 도 39의 일회용 키트를 이용하는 투여 준비 워크플로우/프로세스를 예시하는 흐름도이다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 처리 시스템/장치의 사시도로서, 폐쇄 위치에 있는 프로세스 서랍 및 캐비닛을 도시한다.
도 43은 도 42의 바이오 처리 장치의 또 다른 사시도로서, 개방 위치에 있는 캐비닛을 도시한다.
도 44는 도 42의 바이오 처리 장치의 캐비닛의 사시도로서, 그 수직 서랍의 연장 위치를 예시한다.
도 45는 캐비닛의 정면도이다.
도 46은 도 42의 바이오 처리 장치의 하우징 및 프로세스 서랍의 사시도로서, 프로세스 서랍의 개방 위치를 예시한다.
도 47은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 평면도이다.
도 48은 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 서랍의 한 쌍의 플랫폼 로커 조립체의 사시도이다.
도 49는 도 42의 바이오 처리 장치의 폐기물 서랍의 사시도이다.
도 50은 도 42의 바이오 처리 장치와 함께 사용하기 위한 일회용 바이오 처리 키트의 사시도이다.
도 51은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 트레이의 후방 사시도이다.
도 52는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 앵커 콤(anchor comb)의 사시도이다.
도 53은 도 52의 앵커 콤의 정면도이다.
도 54는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 배관 오거나이저의 사시도이다.
도 55는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 샘플링 카드의 사시도이다.
도 56은 도 53의 샘플링 카드의 정면도이다.
도 57은 일회용 키트의 트레이 및 배양 용기를 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍에 삽입하는 것을 예시하는 사시도이다.
도 58은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍에 수용된 일회용 키트의 트레이 및 배양 용기를 예시하는 측단면도이다.
도 59는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 평면도로서, 바이오 처리 장치의 다양한 정렬 피처 및 센서를 도시한다.
도 60은 바이오 처리 장치의 연동 펌프 조립체의 확대 전방 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 61은 바이오 처리 장치의 연동 펌프 조립체의 확대 후방 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 62는 바이오 처리 장치의 선형 액추에이터 어레이의 확대 사시도로서, 그 정렬 및 맞물림 피처를 도시한다.
도 63은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 사시 단면도이다.
도 64는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 배양 용기의 분해 사시도이다.
도 65는 도 64의 배양 용기의 저면도이다.
도 66은 도 42의 바이오 처리 장치의 락킹 조립체의 일부의 사시도이다.
도 67은 도 66의 락킹 조립체의 또 다른 사시도이다.
도 68은 도 66의 락킹 조립체의 또 다른 사시도로서, 락킹 조립체와 배양 용기의 맞물림을 예시한다.
도 69는 도 66의 락킹 조립체의 작동을 예시하는 개략도이다.
도 70은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 단면도이다.
도 71은 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 또 다른 단면도로서, 재순환 공기 유로를 도시한다.
도 72는 도 42의 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍의 또 다른 단면도로서, 배양 용기와의 인터페이스에서 난류 재순환 공기 유동을 도시한다.
도 73은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 트레이의 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 74는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 75는 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 또 다른 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 76은 바이오 처리 장치의 프로세스 서랍 및 트레이의 또 다른 사시 단면도로서, 재순환 공기 유로를 예시한다.
도 77은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 관류 감지 챔버의 후방 사시도이다.
도 78은 도 77의 관류 감지 챔버의 전방 사시도이다.
도 79는 도 77의 관류 감지 챔버의 단면 사시도이다.
도 80은 도 77의 관류 감지 챔버의 후방 플레이트의 사시도이다.
도 81은 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 백본의 확대 사시도로서, 관류 감지 챔버의 위치를 예시한다.
도 82는 도 50의 일회용 바이오 처리 키트의 백본의 또 다른 확대 사시도로서, 관류 감지 챔버의 위치를 예시한다.
도 83은 관류 감지 챔버와 다양한 감지 디바이스의 통합을 도시하는 개략도이다.
도 84는 관류 감지 챔버와 다양한 감지 디바이스의 통합을 도시하는 또 다른 개략도이다.
도 85는 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 86은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 제1 유체 조립체를 예시한다.
도 87은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 제2 유체 조립체를 예시한다.
도 88은 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 샘플링 조립체를 예시한다.
도 89는 도 85의 블록도의 일부의 상세도로서, 유체 유동 아키텍처의 여과 유로를 예시한다.
도 90은 본 발명의 실시예에 따라, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 91은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 92는 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치를 사용하여 수행되는 바이오 처리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 93은 본 발명의 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 94는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 95는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
도 96은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 도 42의 바이오 처리 장치의 유체 유동 아키텍처를 예시하는 블록도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 참조할 것이며, 그 예는 첨부 도면에 예시되어 있다. 가능한 경우, 도면 전체에 걸쳐 사용된 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 부분을 지칭한다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "가요성" 또는 "절첩 가능한"은 유연하거나, 부러지지 않고 굽힘될 수 있는 구조 또는 재료를 지칭하고, 또한 압축 가능하거나 확장 가능한 재료를 지칭할 수 있다. 가요성 구조의 예는 폴리에틸렌 필름으로 형성된 백이다. 용어 "강성" 및 "반강성"은 본 명세서에서 "절첩 불가능한" 구조, 즉 그 세장형 치수를 실질적으로 감소시키기 위한 수직력 하에서 접히거나, 절첩되거나, 달리 변형되지 않는 구조를 설명하도록 상호 교환 가능하게 사용된다. 문맥에 따라, "반강성"은 또한 "강성" 요소보다 더 가요성인 구조, 예를 들어 굽힘 가능한 튜브 또는 도관을 나타낼 수 있지만, 여전히 정상적인 조건 및 힘 하에서 길이방향으로 절첩되지 않는 구조를 나타낸다.
용어가 본 명세서에서 사용될 때, "용기"는 경우에 따라 가요성 백, 가요성 컨테이너, 반강성 컨테이너, 강성 컨테이너, 또는 가요성 또는 반강성 배관을 의미한다. 본 명세서에 사용될 때 용어 "용기"는 반강성 또는 강성인 벽 또는 벽의 일부를 갖는 바이오반응기 용기, 뿐만 아니라, 예를 들어, 세포 배양/정제 시스템, 혼합 시스템, 배지/버퍼 준비 시스템, 및 여과/정제 시스템, 예를 들어 크로마토그래피 및 접선 유동 필터 시스템, 및 그 관련 유로를 비롯하여 생물학적 또는 생화학적 처리에 일반적으로 사용되는 다른 컨테이너 또는 도관을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "백"은, 예를 들어 다양한 유체 및/또는 배지용 격납 디바이스로서 사용되는 가요성 또는 반강성 컨테이너 또는 용기를 의미한다.
본 명세서에 사용될 때, "유체 결합" 또는 "유체 연통"은 시스템의 구성요소가 구성요소 사이에서 유체를 수용하거나 전달할 수 있음을 의미한다. 유체라는 용어는 가스, 액체 또는 그 조합을 포함한다. 본 명세서에 사용될 때, "전기 통신" 또는 "전기적으로 결합"은 특정 구성요소가 직접 또는 간접 전기적 연결에 의해 직접 또는 간접 신호를 통해 서로 통신하도록 구성됨을 의미한다. 본 명세서에 사용될 때, "작동식으로 결합"은 직접적이거나 간접적일 수 있는 연결을 지칭한다. 연결은 반드시 기계적 부착일 필요는 없다.
본 명세서에 사용될 때, "트레이"라는 용어는 복수의 구성요소를 적어도 일시적으로 지지할 수 있는 임의의 물체를 지칭한다. 트레이는 다양한 적절한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 트레이는 멸균 및 단일-사용 일회용 제품에 적절한 비용 효과적인 재료로 제조될 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 용어 "기능적 폐쇄 시스템"은, 폐쇄 유체 경로의 무결성을 손상시키지 않고(예를 들어, 내부 멸균 생물의학 유체 경로를 유지하기 위해) 시스템에 대해 유체 또는 공기를 추가하거나 제거하도록 입구 및 출구 포트를 가질 수 있는 폐쇄 유체 경로를 구성하는 복수의 구성요소를 지칭하며, 이에 의해 포트는, 예를 들어 유체 또는 공기가 시스템에 대해 추가되거나 제거될 때 멸균 무결성을 유지하기 위해 각각의 포트에 필터 또는 멤브레인을 포함할 수 있다. 구성요소는, 주어진 실시예에 따라, 하나 이상의 도관, 밸브(예를 들어, 다중 포트 변환기), 용기, 리셉터클, 및 포트를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예는 생물학적 샘플(예를 들어, 혈액, 조직 등)로부터 세포 면역치료제를 제조하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 실시예에서, 방법은 바이오반응기 용기에서 세포의 집단을 유전적으로 변형시켜 유전적으로 변형된 세포의 집단을 생성하는 단계, 및 바이오반응기 용기 내에서 유전적으로 변형된 세포의 집단을 확장하여 바이오반응기 용기로부터 유전적으로 변형된 세포의 집단을 제거하지 않고 세포 치료제 치료에 사용하기 위한 하나 이상의 투여량에 충분한 다수의 유전적으로 변형된 세포를 생성하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 방법 중 하나 이상은 세포를 유전적으로 변형시키기 전에 활성화된 세포의 집단을 생성하기 위해 자기 또는 비자기 비드를 사용하여 동일한 바이오반응기 용기에서 세포를 활성화시키는 단계, 및 바이오반응기 용기에서 유전적으로 변형된 세포를 세정하여 원치 않는 재료를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 처리 시스템(10)의 개략도가 예시되어 있다. 바이오 처리 시스템(10)은 세포 면역치료제(예를 들어, 자가 세포 면역치료제)의 제조에 사용하도록 구성되며, 여기서 예를 들어 인간의 혈액, 체액, 조직 또는 세포 샘플이 수집되고 세포 치료제가 수집된 샘플로부터 생성되거나 수집된 샘플에 기초한다. 바이오 처리 시스템(10)을 사용하여 제조될 수 있는 세포 면역치료제의 한가지 유형은 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 치료제이지만, 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 본 발명 또는 그 양태의 시스템을 사용하여 다른 세포 치료제가 또한 생산될 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이, CAR T 세포 치료제의 제조는 일반적으로 환자의 혈액을 수집하고 성분채집을 통해 림프구를 분리하는 것으로 시작된다. 수집/성분채집은 임상 설정에서 이루어질 수 있으며, 성분채집 제품은 CAR T 세포의 생산을 위해 실험실 또는 제조 시설로 보내진다. 특히, 처리를 위해 성분채집 제품이 수신되면, 원하는 세포 집단(예를 들어, 백혈구)이 세포 치료제의 제조를 위해 수집된 혈액에 대해 농축되거나 분리되고, 관심 표적 세포가 초기 세포 혼합물로부터 단리된다. 그 후, 관심 표적 세포가 활성화되고, 종양 세포를 구체적으로 표적화하고 파괴하도록 유전적으로 변형되며, 원하는 세포 밀도를 달성하도록 확장한다. 확장 후, 세포는 수확되고, 투여량이 제형화된다. 그 후, 제형화는 흔히 극저온 보존되고 해동, 준비 및 마지막으로 환자에게 주입하도록 임상 설정으로 전달된다.
도 1을 추가로 참조하면, 본 발명의 바이오 처리 시스템(10)은 실질적으로 자동화되고 기능적 폐쇄되며 확장 가능한 방식으로 제조 단계의 특정 서브세트를 수행하도록 각각 구성된 복수의 개별 모듈 또는 서브시스템을 포함한다. 특히, 바이오 처리 시스템(10)은 농축 및 단리 단계를 수행하도록 구성된 제1 모듈(100), 활성화, 유전적 변형 및 확장 단계를 수행하도록 구성된 제2 모듈(200), 및 확장된 세포 집단을 수확하는 단계를 수행하도록 구성된 제3 모듈(300)을 포함한다. 실시예에서, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 전용 제어기(예를 들어, 각각 제1 제어기(110), 제2 제어기(210), 및 제3 제어기(310))에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 제어기(110, 210 및 310)는 각각의 모듈 내의 제조 프로세스에 대해 실질적으로 자동화된 제어를 제공하도록 구성된다. 제1 모듈(100), 제2 모듈(200) 및 제3 모듈(300)은 각각의 모듈의 작동을 제어하기 위한 전용 제어기를 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 마스터 제어 유닛이 3개의 모듈에 대한 글로벌 제어를 제공하기 위해 이용될 수 있다는 것이 고려된다. 각각의 모듈(100, 200, 300)은 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 단일의 코히어런트 바이오 처리 시스템(10)을 형성하기 위해 다른 모듈과 협력하여 작용하도록 설계된다.
각각의 모듈 내에서 프로세스를 자동화함으로써, 각각의 모듈의 제품 일관성을 증가시키고 광범위한 수동 조작과 관련된 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 실질적으로 기능적으로 폐쇄되어, 외부 오염의 위험을 감소시킴으로써 환자의 안전을 보장하는 데 도움이 되고, 규제 준수를 보장하며, 개방형 시스템과 관련된 비용을 회피하는 데 도움이 된다. 또한, 각각의 모듈(100, 200, 300)은 환자 수가 적은 개발과 환자 수가 많은 상업적 제조를 모두 지원하도록 확장 가능하다.
도 1을 추가로 참조하면, 프로세스 단계가 각각 폐쇄 및 자동화된 바이오 처리를 제공하는 별개의 모듈로 구획화되는 특정 방식은 지금까지 본 기술 분야에서 볼 수 없었던 정도로 자본 장비의 효율적인 활용을 허용한다. 이해되는 바와 같이, 수확 및 제형화 전에 원하는 세포 밀도를 달성하기 위해 세포 집단을 확장하는 단계는 통상적으로 제조 프로세스에서 가장 시간 소모적인 단계인 반면, 농축 및 단리 단계, 수확 및 제형화 단계 뿐만 아니라 활성화 및 유전적 변형 단계는 시간 소모가 훨씬 더 적다. 따라서, 전체 세포 치료제 제조 프로세스를 자동화하려는 시도는, 논리적으로 어려운 것에 추가하여, 프로세스에서 병목 현상을 악화시켜 워크플로우를 방해하고 제조 효율을 감소시킬 수 있다. 특히, 완전 자동화된 프로세스에서, 세포의 농축, 단리, 활성화 및 유전적 변형 단계는 다소 빠르게 발생할 수 있는 반면, 유전적으로 변형된 세포의 확장은 매우 느리게 발생한다. 따라서, 제1 샘플(예를 들어, 제1 환자의 혈액)로부터의 세포 치료제의 제조는 확장 단계까지 빠르게 진행되며, 이는 수확을 위한 원하는 세포 밀도를 달성하기 위해 상당한 양의 시간을 필요로 한다. 완전 자동화된 시스템의 경우, 전체 프로세스/시스템은 제1 샘플로부터 세포의 확장을 수행하는 확장 장비에 의해 독점되고, 제2 샘플의 처리는 전체 시스템이 사용을 위해 해방될 때까지 시작할 수 없다. 이와 관련하여, 완전 자동화된 바이오 처리 시스템의 경우, 전체 시스템은 본질적으로 오프라인 상태이며 농축으로부터 수확/제형화에 이르는 전체 세포 치료제 제조 프로세스가 제1 샘플에 대해 완료될 때까지 제2 샘플을 처리할 수 없다.
그러나, 본 발명의 실시예는 (동일하거나 상이한 환자로부터의) 둘 이상의 샘플의 병렬 처리를 허용하여 자본 자원의 보다 효율적인 활용을 제공한다. 이러한 이점은 위에서 언급한 바와 같이 프로세스 단계가 3개의 모듈(100, 200, 300)로 분리되는 특정 방식의 직접적인 결과이다. 도 2를 특히 참조하면, 실시예에서, 단일 제1 모듈(100) 및/또는 단일 제3 모듈(300)은 바이오 처리 시스템(12)에서 다수의 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200a, 200b, 200c)과 함께 이용되어 동일하거나 상이한 환자로부터의 다수의 샘플에 대한 병렬 및 비동기 처리를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 환자로부터의 제1 성분채집 제품은 제1 모듈(100)을 사용하여 농축되고 단리되어 단리된 표적 세포의 제1 집단을 생성할 수 있고, 표적 세포의 제1 집단은 제어기(210a)의 제어 하에 활성화, 유전적 변형 및 확장을 위해 제2 모듈 중 하나, 예를 들어 모듈(200a)로 전달될 수 있다. 일단 표적 세포의 제1 집단이 제1 모듈(100) 밖으로 전달되면, 제1 모듈은, 예를 들어 제2 환자로부터의 제2 성분채집 제품을 처리하기 위해 사용하도록 다시 이용 가능하다. 제2 환자로부터 채취한 샘플로부터 제1 모듈(100)에서 생성된 표적 세포의 제2 집단은 제어기(201b)의 제어 하에 활성화, 유전적 변형 및 확장을 위해 또 다른 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200b)로 전달될 수 있다.
유사하게, 표적 세포의 제2 집단이 제1 모듈(100) 밖으로 전달된 후, 제1 모듈은, 예를 들어 제3 환자로부터의 제3 성분채집 제품을 처리하기 위해 다시 이용 가능하다. 제3 환자로부터 채취한 샘플로부터 제1 모듈(100)에서 생성된 세포의 제3 표적 집단은 제어기(201c)의 제어 하에 활성화, 유전적 변형 및 확장을 위해 또 다른 제2 모듈, 예를 들어 제2 모듈(200c)로 전달될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 제1 환자에 대한 CAR-T 세포의 확장은 제2 환자, 제3 환자 등에 대한 CAR-T 세포의 확장과 동시에 발생할 수 있다.
이 접근법은 또한 필요에 따라 후 처리가 비동기적으로 발생하게 한다. 달리 말하면, 환자 세포가 모두 동시에 성장하지 않을 수 있다. 배양물은 상이한 시간에 최종 밀도에 도달할 수 있지만, 다수의 제2 모듈(200)은 연결되지 않으며, 제3 모듈(300)은 필요에 따라 사용될 수 있다. 본 발명의 경우, 샘플을 병렬로 처리할 수 있지만, 배치(batch)로 수행될 필요는 없다.
제2 모듈(200a, 200b 및 200c)로부터 확장된 세포 집단의 수확은 각각의 확장된 세포 집단이 수확을 위해 준비될 때 단일 제3 모듈(300)을 사용하여 마찬가지로 달성될 수 있다.
따라서, 가장 시간 소모적이고 특정 작동 요구 사항을 공유하며 및/또는 유사한 배양 조건을 필요로 하는 활성화, 유전적 변형 및 확장 단계를 독립형, 자동화 및 기능적 폐쇄된 모듈로 분리함으로써, 농축, 단리, 수확 및 제형화에 이용되는 다른 시스템 장비는, 하나의 세포 집단의 확장이 수행되는 동안 연관되거나 오프라인 상태에 있지 않다. 결과적으로, 다수의 세포 치료제의 제조가 동시에 수행되어, 장비 및 바닥 공간 사용을 극대화하고 전체 프로세스 및 시설 효율을 증가시킬 수 있다. 필요에 따라 임의의 수의 세포 집단의 병렬 처리를 제공하기 위해 추가적인 제2 모듈이 바이오 처리 시스템(10)에 추가될 수 있다는 것이 구상된다. 따라서, 본 발명의 바이오 처리 시스템은 플러그 앤 플레이와 같은 기능을 가능하게 하여 제조 시설이 쉽게 규모를 확장하거나 축소할 수 있게 한다.
실시예에서, 제1 모듈(100)은 환자로부터 채취한 성분채집 제품으로부터, 면역치료제 및 재생 의약품의 제조와 같은 생물학적 프로세스에서 사용하기 위한 농축 및 단리된 세포의 표적 집단을 생산할 수 있는 임의의 시스템 또는 디바이스일 수 있다. 제3 모듈(300)은 세포 면역치료제 또는 재생 의약품에 사용하기 위해 환자에게 주입하도록 제2 모듈(200)에 의해 생성된 CAR-T 세포 또는 다른 변형된 세포를 수확 및/또는 제형화할 수 있는 임의의 시스템 또는 디바이스일 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 모듈(100) 및 제3 모듈(300)은 유사하거나 동일하게 구성되어, 제1 모듈(100)은 먼저 세포의 농축 및 단리를 위해 이용될 수 있고(이어서 세포는 활성화, 형질 도입 및 확장(및 몇몇 실시예에서, 수확)을 위해 제2 모듈(200)로 전달됨), 그리고 나서 또한 세포 수확 및/또는 제형화를 위한 프로세스의 마지막에 사용된다. 이와 관련하여, 몇몇 실시예에서, 동일한 장비가 프론트-엔드 세포 농축 및 단리 단계 뿐만 아니라 백-엔드 수확 및/또는 제형화 단계에 이용될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 제1 모듈(100)(및 몇몇 실시예에서는 제3 모듈(300))의 예시적인 구성이 예시되어 있다. 실시예에서, 제1 모듈(100)(및 제3 모듈(300))은 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)을 포함한다. 실시예에서, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)은, 예컨대 디바이스의 각각의 하단에 장착된 브래킷(105)을 통해 서로 기계적으로 상호 연결될 수 있다. 처리 장치(102)는, 예를 들어 Cytiva로부터 입수 가능한 Sefia S-2000 세포 처리 기구일 수 있다. 실시예에서, 처리 장치는 WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 개시된 장치(900)와 동일하거나 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 따라서, 처리 장치(102)는 원심 처리 챔버(108), 높은 동적 범위 연동 펌프 조립체(111), 스톱콕 매니폴드 인터페이스(112), 및 가열-냉각-혼합 챔버(열 혼합기)(114)를 수용하는 베이스(106)를 포함한다. 아래에 나타낸 바와 같이, 스톱콕 매니폴드 인터페이스(112)는 세포 농축, 혈소판 제거 및 밀도 구배 기반 분리, 세정, 및/또는 최종 제형화를 수행하기 위해 특별히 구성된 단일-사용, 일회용 키트를 수용하며, 예를 들어 루어 피팅을 사용하여 다수의 유체 또는 가스 라인을 함께 인터페이싱하는 간단하고 신뢰성 있는 수단을 제공하도록 구성된다. 베이스(106) 내에는 제어기의 제어 하에 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 일회용 키트의 스톱콕을 이동시키도록 작동할 수 있는 복수(이 경우에는, 4개)의 출력 샤프트에 구동 연결되는 모터가 있다. 실시예에서, 펌프 조립체(111)는 약 3 mL/min만큼 낮고 약 150 mL/min만큼 높은 유량을 제공하도록 지정된다. 처리 장치(102)는 장치(102) 자체 및 장치(102)에 의해 처리되는 다양한 유체의 다양한 파라미터를 모니터링하도록 구성된 일련의 센서를 더 포함할 수 있다.
도 3에 추가로 도시된 바와 같이, 제1 및/또는 제3 모듈(100, 300)의 처리 장치(102)는 또한 베이스(106)로부터 연장되는 대체로 T자형 행거 조립체(116)를 포함하고 제1 또는 제3 모듈에 의해 수행되는 바이오 처리 작업에 사용되는 유체를 수용 또는 수납하기 위한 복수의 백을 매달기 위한 복수의 후크(118)를 포함한다. 실시예에서, 6개의 후크가 있을 수 있다. 각각의 후크는 각각의 용기/백의 중량을 모니터링하기 위한 일체형 중량 센서 또는 로드 셀(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 백은 수행되는 특정 프로세스에 따라, 예를 들어, 샘플 소스 백, 프로세스 백, 단리 버퍼 백, 세정 백, 하나 이상의 저장 백, 단리 후 폐기물 백, 세정 폐기물 백, 배지 백, 해제 백, 및/또는 수집 백일 수 있다. 처리 장치(102)는 또한 자동화 또는 반자동화 방식으로 메모리에 저장된 알고리즘(들)에 따라 하나 이상의 바이오 처리 작업을 수행하기 위한 중앙식 제어 유닛, 예를 들어 제어기(110)를 포함한다.
도 3을 더 참조하고, 도 4 내지 도 11를 더 구체적으로 참조하면, 제1 및/또는 제3 모듈(100, 300)의 단리 모듈(104)이 도시되어 있다. 단리 모듈(104)은 베이스/하우징(130), 베이스(130) 상에 위치되고 단일 사용, 일회용 세포 처리 키트의 스톱콕 매니폴드를 수용하도록 구성된 스톱콕 매니폴드 인터페이스(132), 및 단리 모듈(104)의 자기 세포 단리 홀더(136)를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 베이스의 수직 구멍 또는 슬롯(134)을 포함하며, 그 목적은 이하에서 설명될 것이다. 단리 모듈(104)은 유체 백 또는 용기를 매달기 위한 하나 이상의 후크(140) 또는 페그를 갖는 지지 폴(138)을 더 포함한다. 실시예에서, 후크(140)는 백 내용물의 실시간 질량 모니터링을 위해 로드 셀을 갖게 구성되거나 로드 셀에 연결될 수 있다. 도 3은 2개의 후크(140)를 갖는 단리 모듈(104)을 예시하지만, 2개보다 더 많거나 더 적은 후크가 존재할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 단리 모듈(104)은 4개의 후크(140)를 갖는다. 실시예에서, 하우징(130)의 내부 표면 및/또는 그 베이스 구조는, 예를 들어 EMC 섭동으로부터 차폐하기 위해 전기 전도성 페인트 또는 코팅이 코팅되거나 피복될 수 있다. 실시예에서, 하우징(130)은 플라스틱으로 제조될 수 있는 반면, 하우징을 지지하는 베이스 구조는 금속일 수 있지만, 특정 실시예에서 베이스 구조 및 하우징 모두는 플라스틱 또는 유사한 비전도성 재료로 형성될 수 있다.
실시예에서, 단리 모듈(104)은 이하에서 설명되는 바와 같이 (예를 들어, 세포의 세정, 투여 준비, 제형화 및/또는 단리를 위한) 일회용 바이오 처리 키트의 적하 챔버를 삽입하고 유지하기 위한 적하 챔버 홀더(113)를 포함한다. 실시예에서, 적하 챔버 홀더는 일회용 키트 적하 챔버의 상이한 버전, 예를 들어 도 36에 도시된 키트(350)의 적하 챔버(380) 및/또는 도 37a 및 도 37b에 도시된 키트(800)의 적하 챔버(829)와 호환되도록 상이한 직경 또는 형상을 수용할 수 있다. 실시예에서, 적하 챔버 홀더는 삽입될 때 적하 챔버의 그립을 개선하기 위해 하나 또는 여러 개의 스프링 플런저를 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 스톱콕 매니폴드 인터페이스(132)는 이하에서 설명되는 바와 같이 인터페이스(132) 상의 제자리에 세포 처리 키트를 유지하기 위해 선택적으로 전개될 수 있는 하나 이상의 래치 또는 클램프(142, 143)를 포함한다. 인터페이스(132)는 베이스(130) 내에 수용된 적어도 하나의 스톱콕 모터(146)에 구동 연결된 스톱콕 핀 또는 스플라인 출력 샤프트(144)의 어레이를 더 포함한다. 실시예에서, 일회용 세포 처리 키트의 6개의 스톱콕 매니폴드의 각각 1개의 스톱콕과 인터페이싱하도록 구성된 6개의 출력 샤프트가 있지만, 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 그리고 일회용 키트의 특정 구성에 따라 6개보다 더 많거나 더 적은 스톱콕 핀이 이용될 수 있다는 것이 구상된다. 실시예에서, 각각의 출력 샤프트(144)는 전용 모터(146)를 갖는다. 모터(146)는 이하에서 설명되는 바와 같이 제어기의 제어 하에 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 인터페이스(132)에 수용된 일회용 세포 처리 키트의 스톱콕을 이동시키기 위해 출력 샤프트(144)를 회전시키도록 구성된다. 특히, 도 4에 도시된 6개의 스톱콕 인터페이스는 일회용 세포 처리 키트의 4 또는 6개의 스톱콕 매니폴드와 인터페이싱할 수 있다.
도 4 내지 도 6, 도 12 및 도 13을 구체적으로 참조하면, 단리 모듈(104)은 단리 모듈(104)의 다양한 작동 파라미터 뿐만 아니라 유동 라인 및/또는 내부의 유체의 파라미터 또는 상태를 모니터링하기 위한 복수의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 단리 모듈(104)은 압력 센서가 아래에 위치 설정되는 인터페이스를 갖는 라인 압력 센서 조립체(148), 및 기포 센서/검출기 조립체(150)를 포함할 수 있으며, 양자 모두는 모듈(104)에 연결된 유체 유동 라인 중 하나 이상 내의 기포의 압력 및 존재를 각각 모니터링하도록 스톱콕 매니폴드 인터페이스(132)의 일부를 형성한다. 도시된 바와 같이, 기포 센서 조립체(150)는 기포 센서가 관련된 상향 채널(154) 또는 그 내부의 통로를 갖는 하우징(152), 및 하우징(152)에 피봇식으로 연결된 커버(156)를 포함한다. 채널(154)은 일정 길이의 배관을 수용하도록 크기 설정되고 치수 설정되며, 커버(156)는 하우징(152)에 대해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 선택적으로 이동 가능하여 채널(154) 내에서 배관의 길이를 포획하고 유지한다. 실시예에서, 하우징(152) 및 커버(156)는 양극 산화된 알루미늄 또는 플라스틱과 같은 열악한 전기 전도도를 갖는 재료로 형성되어, 존재하는 임의의 전류가 기포 센서(150)가 아닌 단리 모듈(104)의 하우징(130)을 통과할 것이다.(작동에 악영향을 미칠 수 있음). 실시예에서, 하우징(130)은 작동 중에 하우징의 내부 구성요소를 냉각시키기 위해 하우징(130)으로 공기가 흡인될 수 있는 일체형 필터를 갖는 공기 입구를 포함한다.
도 10, 도 11 및 도 14 내지 도 19를 참조하면, 단리 모듈(104)은 베이스 하우징(130) 내에 수용된 자기장 발생기 조립체(160)를 더 포함한다. 실시예에서, 자기장 발생기 조립체(160)는 이동 가능한 캐리지(166)에 장착된 한 쌍의 대향 영구 자석(162, 164)(그 사이에 공간을 가짐)을 포함한다. 한 쌍의 자석(162, 164)이 예시되어 있지만, 동일한 최종 높이에 대해, 각각의 예시된 자석(162 및 164)은 본 발명의 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 단일의 긴 자석으로 제조되거나 몇 개의 더 짧은 자석의 스택으로 제조될 수 있음이 고려된다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 캐리지(166)는 슬롯(134) 내에 자기장을 생성하기 위해 자석(162, 164)이 슬롯(134)의 대향 측면에 위치 설정되는 연장 위치와, 자석(162, 164)이 슬롯(134)의 후방으로 이동되어 슬롯(134) 내에 자기장을 생성하지 않는(또는 작거나 무시할 수 있는 자기장만을 생성하는) 후퇴 위치 사이에서 이동 가능하다. 캐리지(166)는 캐리지 조립체(166)의 부싱 또는 베어링(172)에 의해 수용되는 상부 및 하부 샤프트(168, 170)에 활주 가능하게 연결되고 샤프트에 의해 지지되며, 캐리지(166)의 중앙 부싱(176)을 통해 수용되는 리드 스크류(174)에 작동식으로 연결된다. 리드 스크류(174)는 이하에서 상세히 개시되는 바와 같이 캐리지(166)를 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 활주 가능하게 이동시키도록 회전 가능하다.
도 14 및 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 자기장 발생기 조립체(160)는 기어박스(180) 및 벨트(182)(리드 스크류(174)의 타이밍 풀리(184)에 기어박스(180)의 타이밍 풀리(183)를 연결함)를 통해 리드 스크류(174)에 구동 연결되는 모터(178)를 포함한다. 따라서, 모터(178)는 캐리지(166) 및 자석(162, 164)을 연장하거나 수축시키기 위해 리드 스크류(174)를 회전시키도록 구성된다. 또한, 도시된 바와 같이, 자기장 발생기 조립체(160)는 캐리지(166)의 이동, 캐리지(166)(따라서, 자석(162, 164))의 위치, 및 슬롯(134) 내에 자기 단리 홀더(136)의 존재를 검출하는 데 이용되는 센서 어레이를 더 포함한다. 예를 들어, 자기장 발생기 조립체(160)는 캐리지(166)의 이동을 검출하고 확인하는 데 이용되는 제1 및 제2 센서(186, 188), 하우징의 슬롯(134) 내에 자기 세포 단리 홀더(136)의 존재를 검출하는 데 이용되는 제3 센서(190), 및 크랭크 센서(192)를 포함한다. 실시예에서, 센서(186, 188, 190, 192)는 유도 근접도 센서이지만, 본 기술 분야에 알려진 다른 유형의 센서가 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 또한 이용될 수 있다. 자기 세포 단리 홀더(136)의 검출과 관련하여, 자기장 발생기 조립체(160)는 또한 상단 에지에 인접한 캐리지(166)의 후방면과 맞물리도록 구성된 플랜지(196)(또는 와셔)를 갖는 활주 가능한 로킹 핀(194)을 포함한다. 로킹 핀(194)은 또한 단리 모듈(104)의 전방을 향해(즉, 슬롯(134)을 향해) 로킹 핀(194)을 편향시키도록 구성되는 코일 스프링(198)을 포함하며, 그 목적은 이하에서 설명된다.
이제, 도 20 내지 도 25를 참조하면, 자기장 발생기 조립체(160)의 작동 및 그 캐리지(166)의 위치 설정이 이제 설명될 것이다. 도 20을 참조하면, 슬롯(134) 내에 자기 세포 단리 홀더(136)의 존재 또는 부재의 검출은 제2 센서(188) 및 제3 센서(190)를 사용하여 수행된다. 프로세스의 시작에서, 캐리지(166)는 센서(188) 및 센서(186)에 의해 감지되는 후퇴 위치에 있다. 이 위치에서, 로킹 핀(194)은 후퇴 위치에 있다(플랜지(196)와 캐리지(166)의 후방의 맞물림으로 인해 전방으로 활주되는 것이 방지됨). 특히, 캐리지(166)는 삽입될 자기 세포 단리 홀더(136)를 위한 슬롯(134)을 자유롭게 하도록 스프링(198)의 편향에 대해 그 후퇴 위치에서 로킹 핀(194)을 유지한다.
도 21에 도시된 바와 같이, 자기 세포 단리 홀더(136)가 이제 삽입된다. 모터(178)가 리드 스크류(168)를 회전시킬 때, 캐리지(166)는 슬롯(134) 및 단리 홀더(136)를 향해 전방으로 구동된다. 로킹 핀(194) 및 그 플랜지(196)는 로킹 핀(196)을 전방으로 압박하는 스프링(198)의 편향으로 인해 캐리지(166)와 함께 전방으로 이동한다. 도시된 바와 같이, 로킹 핀(194)의 플랜지(196) 또는 디스크가 전방으로 압박됨에 따라, 센서(190)에 의해 검출된다(제1 및 제2 센서는 또한 캐리지(166)의 존재를 계속 검출함). 이 위치에서, 로킹 핀(194)의 원위 단부는 슬롯(134)과 맞물린 자기 세포 단리 홀더(136)와 접촉한다.
도 22에 도시된 바와 같이, 대향 자석(162, 164)이 슬롯(134)과 슬롯의 대향 측면과 정렬될 때까지 캐리지(166)는 모터(178) 및 리드 스크류(168)에 의해 최전방 위치로 구동된다. 도시된 바와 같이, 로킹 핀(194)은 삽입된 단리 홀더(136)와의 안착 맞물림으로 인해(즉, 단리 홀더(136)의 시트와 접촉함) 더 전방으로 이동하는 것이 방지되며, 그에 따라 플랜지(196)는 센서(190)에 의해 계속 검출된다. 그러나, 이 위치에서, 캐리지(166)는 전방에 있고 센서(186, 188)로부터 떨어져 있으므로, 캐리지(166)의 존재는 이들 센서에 의해 검출되지 않는다. 따라서, 이해되는 바와 같이, 센서(190)에 의한 플랜지(196)의 검출은 단리 홀더(136)가 슬롯(134)에 수용된다는 것을 나타내고, 제1 센서(186) 또는 제2 센서(188)에 의한 캐리지(166)의 검출의 부재는 캐리지(166) 및 그 자석(162, 164)이 슬롯(134) 내에서 자기장이 생성될 수 있는 전방 작업 위치에 있다는 것을 나타낸다.
이제, 도 23을 참조하면, 캐리지(166) 및 자석(162, 164)이 연장 위치를 향해 전방으로 이동되지만 단리 홀더(136)가 하우징(130)의 슬롯(134) 내에 수용되지 않을 때, 로킹 핀(194)은 스프링(198)의 편향 하에 캐리지(166)와 자유롭게 전방으로 이동한다(즉, 그 전방 운동은 단리 홀더(136)의 시트와 접촉하지 않음). 따라서, 로킹 핀(136)은 그 단부가 하단으로 내려와 그 운동 범위의 단부에 도달할 때까지 전방으로 활주된다. 이 위치에서, 로킹 핀(194)의 원위 단부는 슬롯(134)을 차단하여, 단리 홀더(136)의 삽입을 억제하고, 플랜지(196)는 센서(190)의 전방에 있어 검출되지 않음으로써, 단리 홀더(136)가 존재하지 않음을 나타낸다. 도 23에 도시된 바와 같이, 단리 홀더(136)의 부재는 캐리지가 최전방 위치에 있지 않은 경우에도 검출될 수 있다(즉, 센서(186)는 캐리지(166)의 존재를 검출하고 센서(188)는 검출하지 않음).
도 24를 참조하면, 그리고 위에서 나타낸 바와 같이, 단리 홀더(136)가 슬롯(134) 내에 정확하게 삽입되면, 로킹 핀(194)은 단리 홀더(136) 내의 리세스 또는 시트 내에 안착될 때까지 캐리지(166)와 함께 전방으로 이동한다. 이 위치에서, 로킹 핀(194)은 슬롯(134)으로부터 단리 홀더(136)의 제거를 방지한다. 그러나, 도 25에 도시된 바와 같이, 단리 홀더(136)가 슬롯(134) 내에 적절히 위치되지 않으면, 단리 홀더(136) 내의 시트(199)는 로킹 핀(194)의 원위 단부와 오정렬된다. 이러한 오정렬은 로킹 핀(194)이 리세스/시트(199)에 진입하는 것을 방지한다. 따라서, 로킹 핀(194)은 플랜지(196)가 센서(190)와 정렬되도록 충분히 멀리 전방으로 이동하는 것이 방지된다. 이 위치에서, 센서(188)는 캐리지(166)를 검출하지 않아, 캐리지(166)가 전방으로 이동되었음을 나타낸다. 그러나, 센서(190)가 캐리지(166)의 이 위치에서 로킹 핀(194)의 플랜지(196)를 검출하지 못하기 때문에, 단리 홀더(136)가 슬롯(134) 내에 적절하게 수용되지 않는다는 것을 나타낸다. 로킹 핀(194)이 슬롯(134) 내의 제자리에 단리 홀더(136)를 유지하고 슬롯(134)의 대향 측면과 정렬된 자석(162, 164)이 정렬되는 도 24에 도시된 위치에 있으면, 본 기술 분야에 알려져 있고 이하에서 더 상세히 설명되는 방식으로 자기장이 생성되어 단리 홀더(136) 내에서 비드 결속 세포를 포획할 수 있다.
도 9, 도 11, 도 15 및 도 16을 다시 한번 참조하면, 실시예에서, 단리 모듈(104)은 선형 나사(174)에 작동식으로 연결되는 수동 크랭크(171)를 더 포함한다. 크랭크(171)는 비상 시에 또는 전력 손실의 경우에 후퇴 위치로 캐리지(166) 및 자석(162, 164)을 수동으로 이동시키도록 작동 가능하다. 크랭크(171)는 사용하지 않을 때는 폐쇄된 상태를 유지하지만 필요할 때 접을 수 있는 피봇 가능한 핸들을 갖는다. 핸들에 나사 결합된 볼 디텐트는 핸들을 폐쇄 위치에 유지한다. 실시예에서, 크랭크(171)는 크랭크가 폐쇄될 때 핀이 스프링의 힘으로 인해 래칫으로부터 폴을 분리하도록 폴 및 래칫 메커니즘을 포함할 수 있다. 이 위치에서는, 폴과 래칫이 접촉하지 않기 때문에, 크랭크가 자유롭게 회전한다. 크랭크(171)를 개방하기 위해, 조작자는 스프링의 힘과 핀의 후퇴에 의해 래칫에 대해 폴을 가압하는 크랭크 아암 레버를 펼쳐야 한다. 폴과 래칫이 이제 접촉하고 있기 때문에, 크랭크(171)는 캐리지(166)의 후방 이동에 대응하는 시계 방향으로 리드 스크류(174)와 맞물리도록 회전될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 크랭크(171)의 개방 위치를 검출하도록 센서(192)가 제공된다. 실시예에서, 크랭크(171)는 반대 방향으로의 회전이 방지되도록 구성되어, 캐리지(166)의 수동 전방 이동이 불가능하다(이에 의해, 자기 회로의 의도하지 않은 또는 우발적인 활성화를 방지함).
다시 도 9를 참조하면, 단리 모듈(104)의 후방은 단리 모듈(104)에 전력을 공급하는 전력 공급원에 연결하기 위한 커넥터(151), 단리 모듈(104)을 턴 온 및 오프하는 스위치(153), 단리 모듈(104)을 제어기에 통신 가능하게 연결하기 위한 통신 커넥터(155), 및 내부 팬(159)이 공기를 배출하여 단리 모듈(104)을 최적의 작동 온도로 유지할 수 있는 복수의 개구(157)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 통신 커넥터(155)는 USB 커넥터일 수 있지만, 본 기술 분야에 알려진 다른 유선 또는 무선 통신 수단이 또한 이용될 수 있다. 실시예에서, 단리 모듈(104)은 처리 장치(102)에 통신 가능하게 결합되고 그 제어기(110)에 의해 제어된다. 이와 관련하여, 단리 모듈(104)의 다양한 센서에 의해 획득된 모든 정보(예를 들어, 자기장 발생기 조립체(160)의 위치 및 상태, 인터페이스(132) 상의 세포 처리 키트, 및/또는 다양한 유동 라인을 통과하는 유체의 파라미터 등에 관한)는 처리 장치(102)의 제어기로 전달되어, 제어기에 의해 분석된 다음 이용되어 단리 모듈(104)의 작동을 제어하고 경보 등을 생성한다. 따라서, 단리 모듈(104)은 비용 및 복잡성을 증가시키는 별개의 프로세서 및 메모리를 구비할 필요가 없다.
단리 모듈(104)의 작동과 관련하여, 단리 모듈(104)의 전방은, 도 4에 도시된 바와 같이, 자기장 발생기 조립체의 상태/위치를 조작자에게 전달하기 위한 표시등 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시등(161)은 캐리지(166)와 자석(162, 164)이 후퇴 위치에 있음을 나타내는 녹색 표시등, 캐리지(166)가 이동 중임을 나타내는 깜박이는 황색 표시등, 및 캐리지와 자석이 단리 홀더(136)를 통과하는 비드 결속 세포의 자기 유지를 위해 연장 위치에 있음을 나타내는 완전한 황색 표시등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 단리 모듈(104)의 전방은 대신에, 또는 추가로, 예를 들어 조명될 때 단리 홀더(136)가 단리 모듈(104)의 슬롯(134)에 삽입될 수 있음을 나타내는 제1 픽토그램, 조명될 때 적용/프로세스가 성공적으로 완료되었고 자기 회로가 오프되었음(그리고 단리 홀더(136)가 단리 모듈(104)로부터 제거될 수 있음)을 나타내는 제2 픽토그램, 및 조명될 때 단리 홀더(136)가 적절하게 제자리에 로킹되어 있음을 나타내는 자물쇠 또는 다른 아이콘 형태의 제3 픽토그램을 포함하는 픽토그램을 포함할 수 있다.
이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 단리 모듈(104)은 사용하기 쉬운 단일 시스템에서 수행될 확장된 바이오 처리 기능 어레이를 제공한다. 이러한 프로세스는, 예를 들어 세포의 농축 및 자기 단리 세정, 뿐만 아니라 세포 수확 및 최종 제형화를 비롯한 투여 준비를 포함할 수 있다. 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 자기 입자 기반 세포 선택 또는 단리는 자기 입자(예를 들어, 비드)의 항체 또는 리간드에 대한 세포 표면 분자의 표적화된 결속을 통해 세포 혼합물로부터 특정 세포를 단리하는 것을 수반한다. 일단 결속되면, 자기 입자에 결합된 세포는 결속되지 않은 세포 집단으로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 결속된 세포와 결속되지 않은 세포를 포함하는 세포 혼합물은 자기 입자 및 따라서 관련된 결속된 세포를 포획하는 자기장 발생기(예를 들어, 단리 모듈(104)의 자기장 발생기 조립체(160)) 내에 위치 설정된 분리 컬럼을 통과할 수 있다. 결속되지 않은 세포는 포획되지 않고 컬럼을 통과한다. 실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(136) 및/또는 단리 모듈(104)은 다양한 자기 단리 비드 유형(예를 들어, Miltenyi 비드, Dynabeads 및 StemCell EasySep 비드를 포함)을 사용하여 세포 농축 및 단리를 하도록 특별히 구성될 수 있다. 단리 홀더(136)의 예시적인 구성이 아래에 제공된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 자기 세포 단리 홀더(136)는 다양한 상이한 자기 비드 크기 및 유형과 함께 사용하도록 설계 및 구성될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(136)는, 예를 들어 Miltenyi 비드와 같은 나노 크기의 자기 비드와 함께 사용하도록 특별히 설계될 수 있다. 도 26 내지 도 29를 참조하면, 실시예에서, 단리 모듈(104)의 자기 세포 단리 홀더(136)는 수직 컬럼(280)을 내부에 수용하고 유지하는 본체 부분(274), 및 본체 부분(174)에 연결되어 (예를 들어, 단리 모듈(104)의 슬롯(134)으로부터 단리 홀더(136)를 설치 및 제거하기 위해) 사용자에 의한 용이한 조작을 허용하는 핸들(276)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 본체 부분(274)과 핸들 부분(276)은 일체형이고, 컬럼(280)을 샌드위치하는 몰딩된 절반부(277, 278)로 형성될 수 있다. 도 26에 가장 잘 도시된 바와 같이, 자기장 발생기 조립체(160)의 로킹 핀(194)을 수용하기 위한 리세스(199)는 본체 부분(274)의 전방면에 형성된다. 도 28 및 도 29를 참조하면, 하나의 예시적인 실시예에서, 컬럼 쉘은 양극 산화되고 치수 공차에 대해 필요에 따라 추가로 기계가공된 스톡 압출 알루미늄 쉘일 수 있다. 컬럼(280)은 대향 단부에서 컬럼(280)에 연결된 한 쌍의 동일한 단부 캡(282)을 갖고, 각각은 PVC 배관(284, 286)의 길이에 직접 인터페이싱하기 위한 암형 글루 포트, O-링(유체 밀봉부 형성용) 및 열 밀봉된 메시 피스(캡슐화재를 추가하기 전에 비드를 유지하는 프로세스에서 유용함)를 포함한다. 실시예에서, 컬럼은 실시예에서 강자성 구체 또는 비드의 어레이 및 캡슐화재인 자기 유지 요소로 채워진다. 이용되는 캡슐화재는 생체적합성 에폭시일 수 있다. 캡슐화재를 적용하기 위해, 컬럼은 강자성 구체 또는 비드로 채워지고, 캡슐화재가 비드를 완전히 습윤시키도록 추가된 다음, 과도한 캡슐화재는 원심 분리를 통해 제거되고 캡슐화재는 경화된다.
도 26 및 도 27에 가장 잘 예시된 바와 같이, PVC 배관(284)의 제1 길이는 위쪽으로부터 수직으로 컬럼(280)의 상부 단부에 진입하고, 단리 홀더(136)가 단리 모듈(104)의 슬롯(134) 내에 수용될 때 컬럼(280)으로 비드 결속 세포를 위한 입구 유로를 형성한다. PVC 배관(286)의 제2 길이는 컬럼(280)의 하부 단부를 빠져나와, 본 기술 분야에 알려진 바와 같이 비드 결속 세포가 컬럼 내에 유지되는 동안 컬럼(280)으로부터의 유체의 출구 경로를 제공한다. 실시예에서, PVC 배관(286)의 제2 길이는 수직으로 단리 홀더(136)를 빠져나가는 핸들(276)을 통해 라우팅된다. 예시된 바와 같이, 배관(284, 286)의 제1 및 제2 길이는 이하에서 설명되는 바와 같이 단리 모듈의 인터페이스(132) 상에 수용된 자기 세포 단리 키트 또는 카세트의 유로와 컬럼(280)의 통합을 위한 커넥터를 포함한다. 도 30은 단리 모듈의 슬롯(134)에 자기 세포 단리 홀더(136)를 설치하는 것(즉, 위쪽으로부터 슬롯(134) 내로 활주시킴으로써)을 예시한다. 자기 세포 단리 홀더(136)의 제거는 슬롯(134) 내에서 홀더를 상향 활주시킴으로써 수행된다.
이제, 도 31 내지 도 35를 참조하면, 단리 모듈(104)과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더(136)의 다양한 다른 예시적인 구성이 예시되어 있다. 위에서 개시된 바와 같이, 특정 자기 세포 단리 기술은 나노 크기의 입자(예를 들어, 직경이 약 50 nm 이하인 비드)를 포함할 수 있지만, 다른 기술은 더 큰 입자(예를 들어, 직경이 약 2 ㎛ 이상인 비드)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 더 작은 입자 크기는 표적 세포에서 수용체 활성화를 피할 수 있기 때문에 더 작은 입자가 바람직할 수 있다. 또한, 하류 단계는, 나노 크기의 입자가 하류 처리 또는 세포 기능에 거의 영향을 미치지 않을 수 있기 때문에 입자 제거를 건너뛸 수 있다. 그러나, 더 작은 나노 크기의 자기 입자는 인가된 자기장 구배를 증폭시키기 위해 자기장 구배 증강 장치를 사용하는 것을 수반하는 자기 세포 단리 절차를 사용하여 분리될 수 있다. 이와 달리, 더 큰 입자는 더 높은 자기 모멘트를 갖는다. 따라서, 특정 더 큰 입자의 단리는 자기장 구배 증강 장치를 수반하지 않을 수 있다. 그러나, 더 큰 입자의 경우, 충분한 수의 비드 결속 세포가 포획되기 전에 자기장 발생기 내의 단리 컬럼이 용량에 도달할 수 있다. 특히, 비드 결속 세포는, 포획될 추가 비드 결속 세포가 더 이상 통로를 통해 세포를 압박하는 점성 항력을 극복하기에 충분히 높은 구배를 갖는 영역에 있지 않은 지점까지 통로 내부에 축적된다. 따라서, 더 큰 입자를 사용하면 원하는 수율을 획득하기 위해 다수의 포획 및 용출 사이클이 필요할 수 있으며, 이는 자기 입자 기반 세포 단리 기술에 복잡성을 추가시킨다. 이하에 개시되는 바와 같이, 자기 세포 단리 홀더의 특정 구성은 다수의 사이클이 수행될 필요성, 즉, 세포 혼합물을 자기장 내의 비선형 유로를 통과하게 하고, 세포 혼합물을 자기장을 통해 또는 자기장 내에서 순환시키며, 및/또는 자기장을 여러 번 통과시킬 필요성을 제거할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 비선형이란 자기장을 통해 직선이 아닌 것을 의미한다. 예를 들어, 유로는 나선형 또는 헬리컬 형상일 수 있거나, 자기장 내에 하나 이상의 곡선 또는 윤곽을 가질 수 있다.
도 31 내지 도 33에 도시된 바와 같이, 단리 모듈(104)과 함께 사용하기 위한 자기 세포 단리 홀더(250)는 자기장 발생기 조립체(160)에 결합된(즉, 자기장 발생기 조립체(160)의 자석(162, 164) 사이에 수용된) 상태로 도시되어 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 자기장 발생기(160)는 슬롯(134)(본 명세서에서 수용 영역(134)이라고도 지칭됨) 내에 자기장을 발생시키도록 구성된다. 수용 영역(134) 및 자기장은 장축(자기장의 길이방향 범위를 정의함) 및 단축을 가지며, 이에 의해 구배 및 자기장 강도는 장축에 평행한 라인을 따라 실질적으로 일정하다(그리고 장축의 말단에서 감소할 수 있음). 장축에 직교하는 단면적을 보면(예를 들어, 도 32 참조), 구배는 페이지 안팎으로 연장하는 라인을 따라 실질적으로 일정하다.
자기 세포 단리 홀더(250)는, 예를 들어 자기장 발생기(160)의 수용 영역/슬롯(134) 내에 수용된 자기장 발생기(160)와의 제거 가능한 결합을 위해 구성된다. 도 31 및 도 32에 예시된 바와 같이, 실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(250)는 세포 단리를 수용하도록 구성된 임의의 적절한 비자기 재료로 형성되고 자기장 발생기(160)에 결합될 수 있는 본체(252)를 포함한다. 실시예에서, 본체(252)는 형상이 대체로 직사각형이고, 본체의 폭 또는 두께보다 큰 자기장의 장축을 따라(도 31의 수직 방향으로) 길이방향 범위를 갖고, 튜브(256)를 수용하고 유지하기 위해 본체(252)를 따라 연장되는 복수의 채널 또는 레이스(254)를 포함한다. 튜브(256)는, 그 일부가, 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 자기장 하에서, 자기 입자에 결속된 세포를 유지하고 결속되지 않은 세포가 통과하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자기 입자는 Dynabeads 또는 SCT 비드일 수 있지만, 다른 자기 입자/비드 유형이 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 이용될 수 있다.
튜브(256)는 레이스(254)를 통해 본체(252)를 따라 및/또는 본체를 통해 라우팅되고 유체(예를 들어, 세포 혼합물)의 유동을 위한 유로를 정의한다. 레이스(254) 및 튜브(256)는, 자기 세포 단리 홀더(250)가 자기장 발생기(160)에 결합될 때(즉, 슬롯(134) 내에 수용될 때), 튜브(256)에 의해 정의된 유로가 자기장 내에 위치 설정되도록 위치 설정된다. 더욱이, 레이스(254), 따라서 튜브(356) 및 이에 의해 정의된 유로는, 자기 세포 단리 홀더(250)가 자기장 발생기(160)에 결합될 때, 자기장 내의 제1 위치에서 유로 내의 유체 유동의 방향(즉, 튜브를 통한)이 이하에 설명되는 바와 같이 자기장 내의 제2 위치에서 유로 내의 유체 유동 방향과 상이하도록 구성된다.
예를 들어, 도 31 내지 도 33에 예시된 바와 같이, 실시예에서, 본체(252)는 본체(252)의 각각의 길이방향 코너에 2개씩 인접한 8개의 대체로 수직인 채널 또는 레이스(254)를 포함할 수 있다. 튜브(256)는 복수의 직렬 및 유체 상호 연결된 루프를 형성하는 방식으로 레이스(254)를 통해 라우팅된다. 본체가 8개의 레이스(254)를 포함하는 경우, 레이스(254)를 통해 튜브(256)를 라우팅함으로써 4개의 직렬 루프가 형성된다. 본체(252)는 필요에 따라 4개보다 더 많거나 더 적은 루프를 수용하기 위해 8개보다 더 많거나 더 적은 레이스가 형성될 수 있는 것으로 고려된다. 튜브(256)를 루프에 위치 설정하면 유속을 감소시키지 않고(유량을 감소시키거나 유로의 단면적을 확대시킴으로써) 자기장 내에서 세포 혼합물의 체류 시간(세포 혼합물이 높은 구배 자기장을 통과하는 총 시간)이 증가되고, 따라서 (자기장 발생기의 동일한 유속 및 동일한 길이방향 길이에서) 자기장을 통한 단일 수직 통과와 비교하여 비드 결속 세포를 더 잘 포획할 수 있다.
도 32는 자기 세포 단리 홀더(250)의 튜브 루프를 보다 명확하게 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 튜브의 복수의 루프 각각은 본체(252)의 길이방향 범위를 따라 실질적으로 선형으로 연장되는 제1 부분(258)을 포함하고, 본체(252)의 길이방향 범위는 자석(162, 164)의 장축 및 자석의 장축에 평행한 라인을 따라 실질적으로 일정한 구배를 갖는 자기장과 정렬되고 따라서 홀더의 길이방향 축을 따라 연장되는 배관 경로에 평행하다(그리고 궁극적으로 동일선상에 있음). 튜브의 루프는 제1 부분(258)으로부터 연장되어 제1 복귀 굽힘부를 형성하는 제2 부분(260), 실질적으로 선형으로 제1 부분(258)에 평행하게 연장되는 제3 부분(262), 및 제2 부분으로부터 연장되어 제2 복귀 굽힘부를 형성하는 제4 부분(264)을 더 포함한다. 위에서 나타낸 바와 같이, 루프는, 복수의 루프 중 제1 루프의 제4 부분/굽힘부(264)가 제2 루프의 제1 부분(258)에 유체 연결되어 자기장 내에서 루프 사이의 유체 순환을 위해 제1 루프와 제2 루프의 유체 상호 연결을 제공하도록 서로 직렬로 연결된다. 예를 들어, 루프 중 하나의 유체는 대체로 수직인 제1 부분(258)을 먼저 통과하고, 제1 복귀 굽힘부(260)에 진입한 다음, 대체로 수직인 제3 부분(262)으로 나아간다. 이어서, 유체는 제4 부분/굽힘부(264)로 그리고 다음 하류 루프로 나아간다. 실시예에서, 제1 복귀 굽힘부(260) 및 제2 복귀 굽힘부(264)는, 제1 부분(258) 및 제3 부분(262)에서의 유체 유동이 대체로 평행하지만 각각 반대 방향이 되도록 약 180도의 굽힘부이다. 예시되지는 않았지만, 튜브(256)는 소스(예를 들어, 프로세스 백)에 연결되고 소스로부터 세포 혼합물을 받는 입구 단부, 뿐만 아니라 폐기물 백 및/또는 수집 백에 대한 선택적인 연결을 위한 출구 단부를 갖는다. 튜브(256)의 복수의 루프는 입구 단부와 출구 단부의 중간에 있다. 몇몇 실시예에서, 유로는 입구 및 출구가 자기 세포 단리 홀더(250)의 동일한 단부에 있도록 짝수의 길이(예를 들어, 수직 부분)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 유로는 입구 및 출구가 자기 세포 단리 홀더(250)의 대향 단부에 위치되도록 홀수의 수직 부분을 가질 수 있다.
실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(250)는 사용자가 자기 세포 단리 홀더(250)를 파지하여 홀더를 수용 영역(134) 내에 위치 설정하거나 수용 영역으로부터 제거할 수 있게 하는 핸들(266) 또는 손가락 그립 부분을 포함할 수 있다. 도 31에 가장 잘 예시된 바와 같이, 자기 세포 단리 홀더(250)는 자기장 발생기(160)의 자기장 플레이트(162, 164) 사이에 삽입된다. 예를 들어, 레이스(254)의 위치, 따라서 자기장 발생기(160) 내의 튜브(256)의 길이방향 패스(258, 262)는 가장 높은 자기장 강도를 갖는 자기장의 위치를 커버할 수 있다. 다른 예에서, 레이스(254)의 위치, 따라서 자기장 발생기(160) 내의 튜브(256)의 수직 패스(258, 262)는 가장 높은 자기장 구배를 갖는 자기장의 위치를 커버할 수 있는 한편, 자기 입자의 자기장 강도 요건을 충족시킬 수 있다. 도 33은 자기 세포 단리 홀더(250)가 자석(162, 164) 사이의 슬롯(134)에 수용될 때 자기장 내의 튜브(256)의 수직 통로의 위치를 예시한다. 도면에 예시된 바와 같이, 자기 세포 단리 홀더(250)의 본체(252), 및 레이스(254)의 위치, 뿐만 아니라 자석(162, 164)은 튜브(256)의 수직 패스가 자기 세포 단리 홀더(302)가 자기장 발생기(350)에 결합될 때 자기장 발생기(160)의 높은 구배 영역(268) 내에 위치 설정되도록 구성되고 치수 설정된다.
이제, 도 34를 참조하면, 실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(300)는 실질적으로 자기장의 전체 길이에 걸쳐 연장되고 튜브(256)에 의해 둘러싸이는 강자성 코어(270)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 강자성 코어(270)는 단리 홀더(250)의 본체(252)의 일체형 부분일 수 있거나, 추가 구성요소일 수 있다. 강자성 코어(270)의 사용은 강자성 코어가 없는 시스템에 비교하여 더 긴 길이에 걸쳐 더 높은 구배가 생성되게 한다. 특히, 강자성 코어는 자기 플레이트의 길이방향 축을 따라 추가의 평행한 높은 구배 영역을 생성함으로써, 강자성 코어가 없는 경우와 비교하여 동일한 자기장 체적 내에서 더 긴 길이의 배관이 라우팅되게 한다. 실시예에서, 강자성 코어(270)는, 예를 들어 철과 같은 다양한 강자성 재료로 형성될 수 있다.
도 35는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기 세포 단리 홀더에 대한 다른 구성의 단순화된 예시이다. 도면에 예시된 바와 같이, 튜브(256)가 복수의 길이방향 루프로 형성되는 대신에, 튜브(256)는 실질적으로 나선형 또는 헬리컬 구성으로 권취되거나 랩핑된다. 도시된 바와 같이, 복수의 루프(272)는 길이방향에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장되어, 각각의 루프(272)를 통한 유동은 일반적으로 자기장 내에서 길이방향에 직교한다(예를 들어, 수직보다는 수평). 도 31 내지 도 31에 도시된 튜브의 구성과 유사하게, 자기장 내의 복수의 루프(272)는 자기장을 통해 선형으로 연장되는 단일 컬럼에 비교하여 튜브(256)의 유로 내의 유체에 대해 더 긴 이동 길이를 제공한다. 실시예에서, 튜브(256)의 수평 또는 나선형 루프(272)는 강자성 코어(278)를 둘러쌀 수 있다.
도 31 내지 도 35는 실질적으로 수직 및 수평으로 연장되는 루프(즉, 자기 플레이트 및 수용 영역의 길이방향/장축에 평행하거나 직교)에 각각 배열된 튜브(306)를 예시하지만, 튜브는 자기장을 통한 단일 선형 통로와 비교하여 자기장 발생기에 의해 생성된 자기장 내에서 증가된 길이/거리의 유로를 제공하는 임의의 구성으로 배열될 수 있는 것으로 고려된다. 이는 임의의 배향/방향(세포 혼합물이 자기장을 여러 번 통과하게 하도록)의 다중 루프 사용을 통해, 및/또는 자기장을 통한 단일 또는 다중 비선형 패스의 사용을 통해 달성될 수 있다(예를 들어, 배관은 자기장 내에서 만곡된 또는 아치형 부분을 가짐).
실시예에서, 배관은 복수의 루프를 형성하도록 배열될 수 있는데, 배관은 자기장 영역 내의 모든 유동이 모두 동일한 방향으로(예를 들어, 상단으로부터 하단으로 또는 하단으로부터 상단으로) 흐르도록 수용 영역(134)의 외부(즉, 자기장의 외부) 주위를 루핑한다. 또한, 자기장 내의 모든 튜브는 동일한 방향으로 연장될 수 있고, 시스템은 병렬 유동을 허용하기 위해 상단에 매니폴드 및 하단에 매니폴드를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
또한, 자기 단리 홀더는 자기장을 통해 다수의 통로로 전환되고 재수렴하는 유로/튜브를 갖게 구성될 수 있는 것으로 고려된다. 더욱이, 실시예에서, 자기 세포 단리 홀더(250)의 본체(252)는 일체형 유로(들)를 갖는 유체 디바이스로서 구성될 수 있다(즉, 별개의 튜브(256)를 필요로 하지 않음). 특히, 유로 및/또는 강자성 코어는 완전히 금속으로 제조될 수 있는 것으로 고려된다. 이는 자기장의 더 높은 구배 영역의 추가 이점을 갖게 한다. 또 다른 실시예에서, 유로는 인서트에 사출 몰딩될 수 있는 것으로 고려된다. 더 많은 구배 영역을 추가하기 위해 금속 골격으로 인서트 몰딩할 수 있는 것으로 고려된다. 유사하게, 적절한 비철 재료(예를 들어, 플라스틱 등)로부터 유로를 추가적으로 제조/인쇄할 수 있는 것으로 고려된다.
자기장 발생기가 영구 자석을 형성하는 2개의 대향 자기 플레이트로 구성될 수 있다는 것이 이전에 개시되었지만, 본 발명은 이와 관련하여 그렇게 제한되지 않는다. 특히, 자기장 발생기는 영구 자석에 의해 생성된 자기장과 실질적으로 유사한 자기장을 생성하는 전자석일 수 있는 것으로 고려된다.
위에서 개시된 바와 같이, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)은 자동화 또는 반자동화 방식으로 세포 제품의 단리, 수확 및 최종 제형화와 관련된 다양한 기능, 프로토콜 및/또는 워크플로우를 수행하기 위해 서로 조합하여 사용되도록 의도된다. 특히, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)은 처리 장치(102)의 제어기(예를 들어, 제어기(110 또는 310))에 의해 실행되고 처리 장치(102)의 메모리에 저장된 일련의 명령어에 따라, 인간의 개입이 최소화되거나 전혀 없이, 이들 프로세스와 관련된 다양한 작업을 순차적으로 수행하도록 제어될 수 있다. 실시예에서, 처리 장치(102)는 WIPO 국제 공보 제WO 2019/106207호에 기재된 임의의 프로토콜을 수행하도록 구성 및 작동 가능하고 본 명세서에 개시된 장치(900)에 의해 수행되는데, 단리 모듈(104)은 아래에서 설명되는 바와 같이 추가 기능 및 가능한 워크플로우를 제공한다. 실제로, 처리 장치(102) 및 단리 모듈은, 위에서 개시되고 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 예를 들어 유체 관리, 원심 분리, 온도 제어, 세포 단리, 세포 세정, 세포 농축, 세포 준비 및 제형화를 제공한다.
처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)과 관련하여, 본 발명의 실시예는 세포 제품의 단리, 수확 및 최종 제형화와 관련된 프로세스 및/또는 워크플로우의 수행을 보조하기 위해 처리 장치(102) 및/또는 단리 모듈(104)과 함께 사용하도록 설계된 다양한 단일 사용, 일회용/소모 키트를 제공한다. 도 36을 참조하면, 처리 장치(102)와 함께 사용하기 위한 일회용 세정 키트(350)가 도시되어 있다. 세정 키트(350)는 임의적인 온도 제어 초기 희석 후 신선하거나 해동된 입력 제품을 세정하고 농축하기 위해 장치(102)와 함께 이용되는 단일-사용, 일회용 키트이다. 도 36에 도시된 바와 같이, 키트(350)는 4개의 스톱콕(354, 356, 358, 360)을 갖는 카세트 또는 매니폴드(352), 스톱콕(354)에 유체 연결된 입력 라인(362), 라인(366)을 통해 스톱콕(356)에 유체 연결된 최종 제품/수집 컨테이너 또는 백(364), 라인(372)을 통해 스톱콕(358)에 유체 연결된 세정액 라인(368) 및 재현탁액 라인(370), 및 라인(376)을 통해 스톱콕(360)에 유체 연결된 폐기물 컨테이너 또는 백(374)을 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이, 입력 라인(362), 세정액 라인(368) 및 재현탁액 라인(370)은 운반 및 보관 동안 라인의 멸균성을 보존하는 단부 캡(378)을 구비할 수 있으며, 단부 캡은 새로운/해동된 입력 제품, 세정액, 및 재현탁액을 각각 수용하는 백이 멸균 용접 등과 같은 본 기술 분야에 알려진 임의의 수단을 통해 라인에 연결될 수 있도록 사용 직전에 제거되거나 절단될 수 있다.
도 36에 추가로 도시된 바와 같이, 입력 라인(362)은 일체형 필터를 갖는 인라인 적하 챔버(380)를 포함한다. 키트(350)는 유동 라인(384)을 통해 카세트(352)에 유체 연결된 분리 챔버(382), 및 라인(384)을 통해 카세트(352)에 유체 연결된 분기 배관 테일(386)을 더 포함한다. 카세트의 스톱콕(358)에 연결된 배관 테일(386) 및 제2 배관 테일은 소수성 필터(388)를 구비한다. 실시예에서, 소수성 필터는 2 마이크로미터 소수성 필터이다. 실시예에서, 키트(250)는, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 멸균과 같은 본 기술 분야에 알려진 수단에 의해 멸균될 수 있고, 최종 사용자에게 운반하기 위해 그리고 보관을 위해 블리스터 팩에 밀봉될 수 있다.
사용 시, 매니폴드(352)는, 인터페이스(112)의 각각의 모터 출력 샤프트가 스톱콕의 위치를 제어하기 위해 4개의 스톱콕(354, 356, 358, 360) 중 각각의 하나와 맞물리도록 처리 장치(102)의 스톱콕 매니폴드 인터페이스(112)에 설치된다. 분리 챔버(382)는 원심 처리 챔버(108) 내에 수용된다. 입력 라인(362)은 세정될 입력물을 수용하는 백에 연결되고, 세정액 라인(372)은 세정액을 수용하는 백에 연결되며, 재현탁액 라인(370)은 재현탁액을 수용하는 백에 연결되고, 이들 백은 폐기물 백(374) 및 수집 백(364)과 함께 처리 장치(102)의 후크(118)로부터 매달려 있다. 이어서, 세정 및 임의적인 농축 프로세스는 메모리에 저장되고 처리 장치(102)의 제어기(110)에 의해 이용되는 미리 프로그래밍된 명령어 세트에 따라 수행된다. 실시예에서, 처리 장치(102) 및 일회용 키트(350)를 이용하는 세정 프로세스는, 임의로, 입력 제품의 초기 희석, 입력 제품을 농축하는 것(체적을 감소시키기 위해), 입력 제품을 세정하는 것, 이어서 입력 제품을 재현탁하고 재현탁된 입력 제품을 수집 백에 수집하는 것을 포함한다.
초기 희석 단계 동안, 온도, 희석 후 혼합, 희석 혼합 시간 및 희석 혼합 비율과 같은 파라미터를 메모리에서 입력하거나 검색할 수 있으며, 세정액 라인(372)에 연결된 백으로부터의 세정액은 초기 희석을 수행하도록 이용된다. 농축/체적 감소 단계 동안, 입력 제품이 있는 유동 라인(들)의 프라이밍(또는 하지 않음), 마지막 체적 감소 사이클 동안 입력 백 헹굼, 입력 백 헹굼 체적, 및 입력 백 수동 혼합(입력 백 헹굼 단계의 중간 동안)과 같은 파라미터가 선택 및/또는 입력, 및/또는 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 또한, 세정 페이즈 동안 수행되는 세정 사이클의 횟수를 입력하고 선택할 수 있다. 마지막으로, 재현탁 페이즈 동안, 세정 페이즈 후 세정 및 재현탁 클램프를 전환하도록 사용자에게 지시하는 프롬프트가 인에이블 또는 디스에이블될 수 있고, 재현탁 페이즈 종료 시 최종 제품의 체적이 입력 및/또는 선택될 수 있다. 실시예에서, 처리 장치(102) 및 키트(350)를 이용하여 수행되는 세정 프로세스는 활성화, 형질 도입 및 확장 전 및/또는 후에 입력 제품을 세정하고 농축하는 데 이용될 수 있다.
실시예에서, 처리 장치(102), 단리 모듈(104) 및 키트(350)는 재현탁 동안 정확하고 작은 최종 제품 체적이 분리 챔버(382)로의 재현탁 배지의 충전을 제어하는 알고리즘을 사용하여 달성되도록 하여, 체적의 오버슈팅을 회피한다. 원하는 최종 체적을 달성하기 위해 중간 체적을 재현탁하는 방법은 세포 제품의 분리 챔버의 헹굼과 동시에 수행되며, 제1 단계에서, 분리 챔버 중간 체적의 내용물을 최종 백 라인으로 추출하는 단계, 제2 단계에서, 최종 체적에 도달하는 데 필요한 헹굼 사이클의 횟수 및 관련 충전 체적을 계산하는 단계, 제3 단계에서, 헹굼 사이클 체적으로부터 10 mL 최종 표적이 달성될 때까지 분리 챔버(382)를 채우는 단계, 제4 단계에서, 표적 헹굼 사이클 체적에 도달할 때까지 증분 사이에 2초 일시 중지하여 1 mL 체적 증분을 점증적으로 채우는 단계, 제5 단계에서, 최종/수집 백을 향해 헹굼 체적을 추출하는 단계, 및 3 내지 5 단계를 반복하여 헹굼 사이클 횟수를 완료하고 출력 백의 최종 체적에 도달하는 단계를 포함한다. 헹굼 체적을 최종 백을 향해 추출하는 동안, 충전 단계 동안 흡입된 공기를 계산하고 다음 헹굼 사이클의 충전 체적을 나중에 조절하여 총 최종 체적이 효과적으로 표적 값에 도달하는 것을 보장한다. 예를 들어, 분리 챔버의 초기 충전이 임의의 원하는 체적으로 수행된 다음, 분리 챔버가 임의의 원하는 더 작은 증분 체적으로 점증적으로 채워지도록 위에서 개시된 일반적인 프로세스 단계가 필요에 따라 수정될 수 있는 것으로 고려되는데, 더 작은 체적 증분 사이에서 선택된 지속 기간의 일시 중지가 발생한다(즉, 위에 특정된 체적 및 일시 중지 지속 기간은 필요에 따라 수정될 수 있음).
도 37a 및 도 37b를 참조하면, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)과 함께 사용하기 위한 단일-사용, 일회용 자기 세포 단리 키트(800)가 도시되어 있다(도 37b는 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104) 상의 다양한 구성요소의 배치를 각각 보다 명확하게 도시함). 처리 장치(100)의 제어기(110)의 제어 하에 이러한 키트의 사용에 의해 인에이블된 자기 세포 단리 키트(800) 및 관련 프로토콜은 이하에 개시되는 바와 같이 세포 집단의 초기 희석, 체적 감소, 세정, 배양, 배양 후 세정, 자기 단리 및 최종 재현탁을 허용한다. 실시예에서, 자기 세포 단리 키트(800)는 4개의 스톱콕(804, 806, 808, 810)을 갖는 카세트 또는 매니폴드(802)를 포함한다. 키트(800)는 또한 제1 스톱콕(804)에 유체 연결되고 자기 세포 단리 홀더(136) 상의 피팅에 유체 연결되도록 구성된 라인(811), 제2 스톱콕(806)에 유체 연결되고 자기 세포 단리 홀더(136) 상의 제2 피팅에 유체 연결되도록 구성된 라인(812), 라인(814)을 통해 제4 스톱콕(810)에 유체 연결된 수집 백(813), 비드 단리 후에 세포의 양성 분획물을 재현탁하는 데 사용되는 현탁 배지를 수용하는 재현탁 버퍼 백(도시되지 않음)에 대한 유체 연결을 위해 제3 스톱콕(808)에 유체 연결된 배관 테일(815), 및 자기 세포 단리 홀더(136) 내의 자기 비드로부터 세포를 방출하는 데 사용되는 방출 버퍼를 수용하는 백(도시되지 않음)에 대한 유체 연결을 위해 제3 스톱콕(808)에 유체 연결되는 배관 테일(816)을 포함한다. 도 37a 및 도 37b에 추가로 도시된 바와 같이, 자기 세포 단리 키트(800)는 각각 제2 및 제4 스톱콕(804, 810)에 유체 연결되고 전술한 유형의 소수성 필터를 구비한 한 쌍의 배관 테일(817, 818)을 더 포함한다. 키트(800)는 또한 라인(819)을 통해 제1 스톱콕(804)에 유체 연결된 음성 분획물 백(820)을 포함한다. 도 37a에 도시된 바와 같이, 매니폴드(802)는 단리 모듈(104)의 매니폴드 인터페이스(132)에 설치하도록 구성된다.
도 37a 및 도 37b를 더 참조하면, 키트(800)는 4개의 스톱콕(822, 823, 824, 825)을 갖고 처리 장치(102)의 매니폴드 인터페이스(112) 상에 수용되도록 구성된 제2 매니폴드(821)를 더 포함한다. 키트(800)는 제2 스톱콕(823)에 유체 연결된 최종 수집/전달 백(826), 제2 스톱콕(823)에 마찬가지로 유체 연결된 프로세스 백/배양 백(827), 제1 스톱콕(822)에 유체 연결되고 200 마이크로미터 필터가 있는 인라인 적하 챔버(829)를 갖는 라인(828)을 더 포함한다. 라인(828)은 배관 테일을 갖는 분기 라인(830), 및 샘플링 필로우를 갖는 분기 라인(831)을 더 포함한다. 예시된 바와 같이, 키트(800)는 혈소판 고갈에 사용되는 무혈소판 버퍼 백에 연결하기 위해 제1 스톱콕(822)에 유체 연결된 라인(832)을 더 포함한다. 라인(832)은 필터를 갖는 분기 라인(833)을 포함한다. 키트(800)는 또한 제4 스톱콕(825)에 유체 연결되고 필터가 있는 분기 라인(835)을 갖는 라인(834)을 포함한다. 라인(834)은 비드 배양 동안 세정 사이클을 수행하는 데 사용되는 단리 버퍼를 수용하는 백에 대한 유체 연결 및 과도한 비드를 제거하기 위한 임의적인 배양 후 세정 사이클을 위해 구성된다. 예시된 바와 같이, 키트(800)는 제4 스톱콕(825)에 유체 연결된 폐기물 백(836), 및 제3 스톱콕(824)에 유체 연결된 예비 백(837)(단리 프로세스 동안 사용되지 않음)을 포함한다. 특정 라인은 예시된 바와 같이 샘플링 필로우(838) 및/또는 필터(839)를 구비한다. 또한, 키트(800)는 처리 장치(102)의 원심 처리 챔버(108)에 수용되도록 구성된 분리 챔버(840)를 포함한다. 라인(841)은 단리 모듈(104) 상의 매니폴드(802)를 처리 장치(102) 상의 매니폴드(821)와 그 사이의 유체 유동을 위해 상호 연결하고, 처리 장치(102)의 연동 펌프 조립체(111)와 맞물리도록 구성된 연동 펌프 배관(842)의 섹션, 및 적하 챔버(843)를 포함한다. 키트(800)는 멸균 공기 필터(844)를 갖는 추가 배관 테일을 더 포함한다. 라인(845)은 또한 제3 스톱콕(824)에 유체 연결되고, 그 반대쪽 단부는 일회용 키트(800)의 일부를 또한 형성하는 프로세스 백(846)의 하단 포트에 대한 유체 연결을 위해 구성된다. 실시예에서, 키트(800)는, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 멸균과 같은 본 기술 분야에 알려진 수단에 의해 멸균될 수 있고, 최종 사용자에게 운반하기 위해 그리고 보관을 위해 블리스터 팩에 밀봉될 수 있다.
이제, 도 38을 참조하면, 자기 세포 단리 키트(800), 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)을 사용하여 세포의 자기 단리를 위한 예시적인 프로토콜(850)이 예시되어 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 자기 세포 단리 키트(800)는, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)과 함께 이용될 때, 세포 집단의 초기 희석, 체적 감소, 세정, 배양, 배양 후 세정, 자기 단리 및 최종 재현탁을 가능하게 한다. 실시예에서, 도 38에 예시된 프로토콜(850)은 성분채집 제품의 임의적인 초기 희석을 수행하고, 세포를 농축하며, 혈소판을 고갈시키고, 단리 홀더(136)에서 자기 비드를 사용하여 CD3+ 세포(예를 들어)를 단리하며, 세포를 하류 사용(예를 들어, 활성화, 형질 도입, 및 확장 그리고 궁극적으로 제형화 및 투여 준비)을 위해 미리 선택된 용액에 재현탁한다. 도면에 도시된 바와 같이, 단계 852에서, 자기 세포 단리 비드(예를 들어, Miltenyi 비드, Dynabeads 및 StemCell EasySep 비드)는 시작하기 전에 프로세스 백(846)에 삽입된다. 키트 테스트는 단계 854에서 수행될 수 있다. 초기 희석은 추가 단계에서 수행된다. 체적 감소는 단계 856에서 수행되고, 그 후 세포는 단계 858에서 처리 장치(102)의 열 혼합 챔버(114)와 함께 위치 설정된 프로세스 백으로 전달된다. 이어서, 세포 및 비드는 단계 860에서 열 혼합 챔버(114)에서 배양되고, 배양 후 세정이 단계 862에서 수행되어 과도한 비드를 제거한다. 실시예에서, 세포 및 비드를 수용하는 프로세스 백은 3차원 프로세스 백이며, 이는 백의 평탄한 하단 표면(상부 표면은 가요성을 유지함)의 결과로서 개선된 열 제어를 제공한다. 3차원 프로세스 백을 이용하는 또 다른 이점은 개선된 유체 전달이다(예를 들어, 백에서 백으로 단리 및 헹굼 단계 동안, 백의 하단 및 상단 표면이 분리된 상태로 유지되며 세포를 포획하거나 유지할 가능성이 없음). 배양 단계 동안, 배양을 위한 체적 제어(표적 특정 세포 밀도까지), 온도 제어 및 혼합 캐리어 이동 제어가 인에이블하다.
배양 및 세정 후, 비드 결속 세포의 자기 단리는 자기 세포 단리 홀더(136)를 단리 모듈(104)의 슬롯(134)에 삽입하고 경우에 따라 자기 세포 단리 홀더의 컬럼 또는 유로 내에 비드 결속 세포를 유지하기 위해 자기장을 인가함으로써 정지부(864)에서 수행된다. 세정 및 단리는 단계 866에서 수행되며, 그 후 표적 세포는 단계 868에서 재현탁 버퍼로 수집된다. 실시예에서, 단계 868은 단리 버퍼를 배지로 교체하는 것을 포함할 수 있으며, 다음 3단계, 즉, (1) 컬럼으로부터 대부분의 세포를 분리하고 체적을 수집하는 단계, (2) 새로운 배지로 용출 사이클을 수행하고 체적을 수집하는 단계, 및 (3) 배관/백을 헹구고 체적을 수집하는 단계로 용출 사이클을 수행한다. 임의적인 체적 감소 단계는 또한 표적 세포의 재현탁 이전에 수행될 수 있다. 실시예에서, WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 더 구체적으로 개시된 바와 같이, 단리 홀더/컬럼으로부터 비드 결속 세포를 제거하는 것을 돕기 위해 공기 플러그가 이용될 수 있다.
실시예에서, 처리 장치(102), 단리 모듈(104), 및 자기 세포 단리 키트(800)는 자기장을 통해 앞뒤로 비드 결속 세포 집단을 순환시켜 (자기장을 통해 단일 패스를 만들기보다) 비드 결속 세포를 단리/포획하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 배양 후, 비드 결속 세포 집단은 제1 백으로부터, 단리 모듈(104)의 슬롯(134) 내의 자기장 내에 위치 설정된 자기 세포 단리 홀더(136)를 통해, 제2 백으로 (펌프(111)를 통해) 펌핑될 수 있다. 세포 혼합물이 자기장 발생기에 의해 생성된 자기장을 통과함에 따라, 비드 결속 세포는 자기 세포 단리 홀더(136)를 통해 연장되고 전술한 방식으로 자기장 발생기의 자석의 대향 플레이트 사이에 위치 설정되는 유체 경로의 부분에서 유지/포획되고, 결속되지 않은 세포 집단, 포획되지 않은 비드 결속 세포, 및 세포 혼합물의 다른 내용물은 자기장 발생기를 통과하여 자기장 발생기의 다른 쪽에 있는 제2 백으로 나아간다. 이어서, 처리 장치(102)의 펌프(111)는 세포 혼합물을 제2 백으로부터, 자기 세포 단리 홀더(136)를 통해, 다시 제1 백으로 역으로 펌핑하도록 작동된다. 세포 혼합물이 자기장 발생기에 의해 생성된 자기장을 다시 통과함에 따라, 자기장 내에 위치 설정된 자기 세포 단리 홀더(136)의 유체 경로의 부분에서 추가적인 비드 결속 세포가 유지/포획된다. 이 프로세스(세포 혼합물의 백에서 백으로 순환/전달)는 충분한 수의 비드 결속 세포가 유체 경로(또는 그 자기 세포 단리 홀더)에 유지될 때까지 반복될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 제1 백과 제2 백 사이에서 앞뒤로 세포 혼합물을 전달하면 세포 혼합물이 자기장을 여러 번 통과하여 시스템의 포획 효율이 증가된다.
전술한 바와 같이 자기장 발생기의 대향 측면에 있는 백 사이에서 세포 혼합물의 전후 순환은, 도 31 내지 도 35와 관련하여 위에서 개시된 바와 같이, 본질적으로 다중 루프, 패스 또는 자기장을 통한 비선형 유로의 사용에 의해 자기장 내에서 세포 혼합물의 이동 거리를 증가시키는 것과 동일한 효과를 갖는다. 특히, 세포 혼합물을 앞뒤로 순환시킴으로써, 세포 혼합물이 자기장 내에서 이동하는 총 '거리'는 자기장을 통한 단일 선형 패스에 비교하여 증가된다. 이는, 자기장을 통한 제1 패스에서 유지되지 않는 비드 결속 세포가 수집 전에 후속 패스에서 포획될 수 있는 것을 보장한다. 따라서, 상기와 관련하여, 자기장 발생기 영역의 유체 경로(예를 들어, 자기 세포 단리 홀더 내의 유로)는 전술한 임의의 실시예의 형태를 취할 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 자기장 내의 유로는 자기장 내 체류 거리를 증가시키기 위해 복수의 루프, 패스, 나선형, 윤곽, 턴 등을 포함할 수 있다. 특히, 도 31 내지 도 35에 도시된 유로 구성이 전술한 단리 시퀀스(백에서 백으로 순환)와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 다른 실시예에서, 자기장을 통한 직선 경로는 비드 결속 세포를 포획하기 위해 이용될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 키트(800)는 (각각 수집 백(826) 및 음성 분획물 백(820)에서) 단리로부터 기인한 양성 및 음성 분획물 모두의 수집을 가능하게 하고 허용한다. 특히, 음성 분획물을 폐기물로 유동시키기보다는, 다른 잠재적 용도를 위해 음성 분획물 백(820)에 수집할 수 있다. 위에서 개시된 실시예는 자기 단리를 사용하여 비드 결속 세포의 수집을 설명하지만, 키트(800)는 원하는 세포 집단이 자기 비드로 라벨 표시되지 않는 반면, 다른 세포는 이러한 비드로 라벨 표시되는 음성 선택을 추가로 허용하여, 바람직하지 않은 세포 집단은 자기 세포 단리 홀더에 포획되고 원하는 라벨 표시되지 않은 세포 집단은 단리 홀더를 통과하도록 허용되며 비드 결속 세포 집단이 자기 세포 단리 홀더에 포획된 후 수집된다.
이제, 도 39를 참조하면, 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104)과 함께 사용하기 위한 단일-사용, 일회용 투여 준비 키트(500)가 도시되어 있다. 처리 장치(100)의 제어기(110)의 제어 하에 이러한 키트의 사용에 의해 인에이블되는 투여 준비 키트(500) 및 관련 프로토콜은 이하에 설명되는 바와 같이 체적 분할, 희석, 혼합, 동결 준비 및 세포 제품의 투여를 자동화할 수 있게 한다. 투여 준비 키트(500)는 6개의 스톱콕(504, 506, 508, 510, 512, 514)을 갖는 카세트 또는 매니폴드(502), 연동 펌프 배관(518)을 통해 스톱콕(504)에 유체 연결된 프로세스 백(516), 하나 이상의 배지 백(도시되지 않음)에 유체 연결(예를 들어, 멸균 용접)하도록 카세트(502)에 유체 연결된 복수의 배관 라인(520, 522, 524), 라인(528)을 통해 스톱콕(508)에 유체 연결된 최종 제형화/수집 백(526), 및 라인(532)을 통해 스톱콕(508)에 유체 연결된 (최종 투여/제형화가 생성되는 초기/중간 제품을 수용하기 위한) 백(530)을 포함한다. 실시예에서, 프로세스 백(516)은 3차원 프로세스 백이다. 도면에 추가로 도시된 바와 같이, 키트(500)는 라인(536)을 통해 스톱콕(514)에 유체 연결된 폐기물 백(534), 및 스톱콕(510, 512, 514)에 유체 연결된 복수의 극저온 백 연결 라인(538, 540, 542, 544)(멸균 용접 또는 기타 연결 수단을 이용하는 복수의 극저온 백에 연결하기 위한)을 더 포함한다. 마지막으로, 라인(518)은 연동 펌프 배관 섹션의 대향 측면에 한 쌍의 소수성 필터(546, 547)를 구비하고, 키트(500)는 스톱콕(510)에 유체 연결되고 소수성 필터(549)를 갖는 공기 입구 라인(548)을 더 포함한다. 실시예에서, 소수성 필터는 2 마이크로미터 소수성 필터이다. 실시예에서, 키트(500)는, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 멸균과 같은 본 기술 분야에 알려진 수단에 의해 멸균될 수 있고, 최종 사용자에게 운반하기 위해 그리고 보관을 위해 블리스터 팩에 밀봉될 수 있다.
도 40은 처리 장치(102) 및 단리 모듈(104) 상의 투여 준비 키트(500)의 통합/설치를 예시한다. 도면에 예시된 바와 같이, 단리 모듈측에서, 모터(146)의 각각의 모터 출력 샤프트(144)가 스톱콕의 위치를 제어하기 위해 6개의 스톱콕(504, 506, 508, 510, 512, 514) 중 각각의 하나와 맞물리도록 스톱콕 매니폴드/카세트(502)는 단리 모듈(104)의 스톱콕 매니폴드 인터페이스(132)에 설치된다. 폐기물 백(534)은 단리 모듈의 폴(138)에 있는 후크(140) 중 하나에 매달려 있고, 라인(538, 540, 542, 544) 중 하나 이상은 단리 모듈(104)의 폴(138)에 있는 후크(140) 중 하나 이상에 매달려 있는 대응하는 극저온 백에 멸균 용접(또는 다른 수단을 통해 연결)된다. 마지막으로, 공기 필터(547)가 있는 배관 테일은 단리 모듈(104)의 라인 압력 센서(148)에 연결되고, 3D 프로세스 백(516)을 스톱콕 매니폴드(502)에 연결하는 라인의 일부는 단리 모듈(104)의 기포 센서 조립체(150)와 맞물린다.
처리 장치측에서, 초기 제품 백(530) 및 최종 제형화 백(526)은 처리 장치(102)의 행거 조립체(116)의 단일 후크(118)(매달린 백(들)의 중량을 감지하기 위해 일체화된 로드 셀 또는 중량 센서를 가짐)로부터 매달려 있다. 배지 백(도시되지 않음)은 배지 라인(520, 522, 524)에 멸균 용접(또는 다른 수단을 통해 연결)되고 처리 장치(102)의 행거 조립체(116)의 다른 후크(118)(마찬가지로 매달린 백(들)의 중량을 감지하기 위한 일체형 로드 셀 또는 중량 센서를 가짐)로부터 매달려 있다. 키트의 3D 프로세스 백(516)은 처리 장치(102)의 열 혼합 챔버(114) 내부에 위치된다. 마지막으로, 프로세스 백(516)을 스톱콕 매니폴드(502)와 유체 상호 연결하는 연동 배관(518)의 섹션은 처리 장치(102)의 연동 펌프 조립체(111)와 맞물리고, 공기 필터(546)가 있는 배관 테일은 처리 장치(102)의 압력 센서(도시되지 않음)에 연결된다.
도 41을 참조하면, 처리 장치(102), 단리 모듈(104) 및 투여 준비 키트(500)를 사용하여 세포 제품의 투여를 준비하기 위한 방법(550)이 예시되어 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 투여 프로토콜은 처리 모듈(102)의 제어기(110)에 의해 자동화된 방식으로 수행되며, 사이의 데이터 연결을 통해 처리 모듈(102)과 단리 모듈(104) 모두를 제어한다. 방법(550)은, 단계 552에서, 키트(500)를 테스트하고 프라이밍하는 단계를 포함하고, 이 단계는, 실시예에서, 3D 프로세스 백(516), 극저온 백 및 극저온 백 라인(538, 540, 542, 544)으로부터 공기를 배출하여 프로세스의 종료에서 백 내의 공기를 최소화하는 단계, (3D 프로세스 백(534) 내부의 공기의 양을 균등화하기 위해) 3D 혼합 백(534)을 프라이밍하는 단계, 배지 백 라인(520, 522, 524)을 프라이밍하는 단계, 및 (로드 셀/후크 상의 백으로부터 당겨진 정확한 중량으로 펌프 속도를 교정하기 위해) 라인(520)에 연결된 배지 백으로부터 배지를 유동시켜 펌프(111)를 교정하는 단계를 포함할 수 있다. 다음으로, 단계 554에서, 백(530) 내의 초기 제품이 분할된다. 실시예에서, 이는 전체 입력 제품을 백(530)으로부터 처리 장치(102)의 열 혼합 챔버(114) 내에 위치 설정된 프로세스 백(516)으로 전달하고 미리 선택된 또는 미리 설정된 지속 기간 동안 열 혼합 챔버(114)에서 입력 제품을 혼합하는 것을 수반한다. 이어서, 제품의 미리 설정된 또는 미리 선택된 체적이 프로세스 백(516)으로부터 제형화 백(526)으로 전달된다. 남은 제품 체적은 프로세스 백(516)으로부터 다시 초기 입력 백(530)으로 전달된다. 실시예에서, 단계 556에서, 3D 프로세스 백(516)은 라인(520)에 연결된 배지 백으로부터의 배지로 헹굼되고, 헹굼 체적은 입력 백(530)으로 펌핑된다. 실시예에서, 헹굼 체적 및 헹굼 혼합 시간은 사용자에 의해 선택될 수 있다. 도면 추가로 도시된 바와 같이, 단계 558에서, 제형화 준비가 수행된다. 실시예에서, 이는 라인(520)에 연결된 배지 백으로부터 열 혼합기(114) 내의 프로세스 백(516)으로 미리 결정된 체적의 배지를 전달하는 단계, 및 이러한 배지를 제형화 백(526)으로 전달하는 단계를 포함한다.
선택된/원하는 경우, 극저온 백 준비 및 투여는 이어서 각각 단계 560 및 562에서 수행되어 추가적인 백(극저온 보존 목적을 위한 극저온 백일 수 있음)을 제형화할 수 있다. 이러한 경우에, 단계 560에서, 입력 백(530)으로부터의 분할 제품의 선택된 체적은 이어서 열 혼합기(114) 내의 프로세스 백(516)으로 전달된다(입력 백(530)에 남아 있는 과도한 분할 제품과 함께). 라인(524)에 연결된 배지 백 및/또는 라인(522)에 연결된 배지 백으로부터의 미리 결정된 체적의 배지는 열 혼합기(114) 내의 프로세스 백(516)으로 펌핑되고, 여기서 온도 컨디셔닝이 미리 결정된/미리 선택된 온도에서(표적 온도까지 조절하는 데 필요한 제어기(110)에 의해 계산된 시간 기간 동안) 발생한다. 다음으로, 라인(520)에 연결된 배지 백으로부터의 배지는 열 혼합기 내의 프로세스 백(516)으로 (프롬프트 후) 전달되고, 프로세스 백(516) 내의 체적은 이러한 배지와 혼합된다. 극저온 백 투여는 미리 선택된 체적을 필요에 따라 라인(538)에 연결된 제1 극저온 백, 라인(540)에 연결된 제2 극저온 백, 라인(542)에 연결된 제3 극저온 백 및/또는 라인(544)에 연결된 제4 극저온 백으로 전달함으로써 수행된다. 정확한 연동 펌프 유량을 보장하고 유동 타이밍을 제어함으로써 전달된 체적의 정밀한 제어가 인에이블된다. 연동 펌프 유량 설정점은 연동 펌프 배관(518) 및/또는 연동 펌프(111)의 공칭 기준선으로부터의 가능한 편차를 고려하도록 초기 프라이밍 단계 동안 교정된다. 따라서, 이 프로토콜은 하나의 제형화 백(526), 및 최대 4개의 극저온 백(각각 라인(538, 540, 542 및 544)에 연결됨)의 제형화/생산을 허용한다. 따라서, 본 발명의 이러한 시스템 및 방법에 의해 최대 4개의 구성요소(초기 제품 더하기 3개의 배지)의 사용자 선택 체적의 1 내지 5개 투여량/백이 인에이블된다.
이제, 도 42 내지 도 45를 참조하면, 세포(예를 들어, 제1 모듈(100)을 사용하여 농축 및 단리된 세포)의 활성화, 형질 도입 및 확장을 위한 제2 모듈(600)(본 명세서에서는 바이오 처리 장치(600)라고도 지칭됨)의 예시적인 실시예가 예시되어 있다. 제2 모듈(600)은, 예를 들어 제2 모듈(200)과 관련하여 전술한 워크플로우 및 방법을 수행하도록 구성된 장치/시스템일 수 있으며, WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 개시된 모듈(200)과 유사하게 작동하도록 구성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 제2 모듈(600)은 하우징(602), 하우징(602) 내에 활주 가능하게 수용되는 래치 결합 가능한 프로세스 서랍(604), 및 프로세스 서랍(604) 아래에 위치되고 마찬가지로 하우징(602) 내에 활주 가능하게 수용되는 래치 결합 가능한 폐기물 백 서랍(606)을 포함한다. 프로세스 서랍(604) 및 폐기물 백 서랍(606) 모두는 이하에 개시되는 바와 같이 제2 모듈(600)의 다양한 구성요소를 삽입 및 제거하기 위해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 프로세스 서랍(604)은 내부에 하나 이상의 배양/바이오반응기 용기를 갖는 일회용 세포 처리 키트를 수용하도록 구성된다. 실시예에서, 하우징(602)의 후방은 전력 연결 포트 또는 케이블, 하나 이상의 통신 포트(예를 들어, RJ45 및 RS485 포트), 일정량의 이산화탄소, 공기 산소, 및/또는 질소 등을 받기 위한 적어도 하나의 입구, 하나 이상의 출구/배기 포트, 및/또는 복수(예를 들어, 3개)의 USB 포트를 포함한다. 서랍(604)은 또한 상태 표시등(605), 데이터 전달을 위한 복수의 USB 또는 기타 포트(607), 및 입력 단자(609)를 포함할 수 있다.
제2 모듈(600)은 또한 하우징(602)에 대해 적층된 수직 관계로 위치 설정된(예를 들어, 하우징(602) 위에 장착된) 캐비닛(608)을 포함한다. 캐비닛(608)은 수직축을 중심으로 힌지식으로 장착된 한 쌍의 래치 결합 가능한 도어(610, 612)를 포함하고, 도어는 폐쇄 위치(캐비닛(608)의 내부로의 접근을 방지함)와 개방 위치(캐비닛(608)의 내부로의 접근을 허용함) 사이에서 이동되도록 구성된다. 캐비닛(608) 및 도어(610, 612)는 또한 바이오 처리 작업이 진행 중일 때 도어(610, 612)를 폐쇄 위치에 유지하기 위해 이용되는 인터로킹 메커니즘(예를 들어, 공압 래치 또는 핀)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 캐비닛(608)은 캐비닛(608) 내에 활주 가능하게 수용된 복수의 수직 배향 저장 서랍(614, 616)을 더 포함한다. 2개의 수직 저장 서랍(614, 616)이 도 43 및 도 44에 예시되어 있지만, 2개보다 더 많거나 더 적은 서랍이 존재할 수 있다. 실시예에서, 저장 서랍(614, 616)은 캐비닛(608) 내의 상부 및/또는 하부 트랙 상에 활주 가능하게 장착되어, 서랍이 캐비닛(608) 내에 수용되고 도어(610, 612)가 폐쇄될 수 있는 수납 위치와, 서랍(614, 616)이 캐비닛(608)으로부터 연장되는 연장 위치(도 43 및 도 44에 도시됨) 사이에서 서랍(614, 616)이 쉽게 이동되게 하여, 서랍(614, 616)의 좌측 및 우측 수직 측면에 장착된 구성요소 및 액세서리에 쉽게 접근할 수 있게 한다.
도 45에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도어(610, 612)의 내부면은 아래에 설명되는 바와 같이 배관 오거나이저 카드 및/또는 샘플링 카드를 도어(610, 612)에 해제 가능하게 연결하기 위한 메커니즘(예를 들어, 페그 또는 핀(618)의 특정 어레이)을 포함한다. 예를 들어, 실시예에서, 좌측 도어(610)는 일회용 키트의 샘플링 카드를 유지하기 위한 페그 어레이를 포함할 수 있는 반면, 우측 도어(612)는 일회용 키트의 배관 오거나이저 카드를 유지하기 위한 페그 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 배관 오거나이저 카드 및 샘플링 카드 모두는 우측 도어(612)에 장착될 수 있다. 도 43 및 도 45에 도시된 바와 같이, 수직 저장 서랍(614, 616) 중 하나 또는 양자 모두는, 그 면 중 하나 또는 각각에, 장치(600)에 의해 수행되는 다양한 바이오 처리 작업에 사용하기 위한 배지, 시약 및/또는 다른 유체/용액 백을 수용하기 위한 후크(620)를 포함할 수 있다. 후크(620)는 각각 후크에 연결된 백(들)의 중량을 모니터링하기 위해 로드 셀에 작동식으로 연결되거나 로드 셀과 일체화될 수 있다. 실시예에서, 제1 수직 서랍(614)은 하나 이상의 배지 백(622)을 수용하도록 구성되고, 제2 수직 서랍(616)은 하나 이상의 시약 백(624)을 수용하도록 구성된다. 이와 관련하여, 제1 수직 서랍(614)은 배지 트레이 또는 격실로 지칭될 수 있고, 제2 수직 서랍(616)은 시약 트레이 또는 격실로 지칭될 수 있다. 제1 수직 서랍(614)은 후크(620)로부터 매달린 배지 백으로부터의 누설물 또는 적하물을 포획하기 위해 그 대향면에 배지 적하 트레이(626)를 구비하고, 제2 수직 서랍(616)은 후크(620)로부터 매달린 시약 백(624)으로부터 누설물 또는 적하물을 포획하기 위해 그 대향면에 시약 적하 트레이(628)를 구비한다. 실시예에서, 적하 트레이(626, 628)는 각각 서랍(614, 616)으로부터 제거 가능하다.
실시예에서, 수직 서랍(614, 616) 중 하나 이상은 백(622, 624) 중 하나에 수용된 유체 또는 용액을 미리 결정된 온도로 유지하기 위해 캐비닛(608)의 일부를 형성하는 냉장 격실 내에 수용될 수 있다. 하우징(604)과 유사하게, 캐비닛(608)도 마찬가지로 상태 표시등(634)을 포함할 수 있다. 도 42 내지 도 45는 하부 하우징(602)의 일부인 것으로 폐기물 백 서랍(606)을 예시하고 있지만, 폐기물 백 서랍은 대안적으로 캐비닛(608) 내에 (예를 들어, 수평 배향 서랍으로서, 또는 수직 장착 서랍으로서) 수용될 수 있는 것으로 고려된다. 도 43 및 도 46에 가장 잘 도시된 바와 같이, 프로세스 서랍(604)은 캐비닛(608)으로부터 프로세스 서랍(604)으로 배관의 라우팅을 용이하게 하는 앵커 콤(632)을 수용하도록 구성된 상향 슬롯(630)을 포함한다. 실시예에서, 전체 장치(600)는 테이블 또는 벤치탑에 의해 지지되고 프로세스 서랍(604) 및 캐비닛(608)이 사용자에 의해 쉽게 접근될 수 있도록 크기 설정 및 치수 설정된다. 장치(600) 및 그 기능의 제어는 이하에 개시되는 바와 같이 내장 제어기(예를 들어, 제어기(210))에 의해 수행된다.
이제, 도 46 및 도 47을 참조하면, 프로세스 서랍(604)의 상세도가 예시되어 있다. 도 46 및 도 47에 가장 잘 도시된 바와 같이, 프로세스 서랍(604)은 일회용 바이오 처리 키트를 수용하도록 구성된 제1 내부 공간(636), 및 제1 내부 공간(436)의 후방에 위치 설정된 제2 내부 공간(638)을 포함하며, 제2 내부 공간 내에는 장치(606)의 기능적 구성요소가 장착되어 있다. 예를 들어, 실시예에서, 제2 내부 공간(638)은 연동 펌프 조립체(641), 핀치 밸브 어레이 또는 선형 액추에이터 어레이(643)(유체 유동 라인의 어레이를 통한 유체의 유동을 제어하기 위한), 및 장치(600)의 기능을 수행하기 위해 필요한 기타 구성요소 및 디바이스를 수용한다. 실시예에서, 연동 펌프 조립체(641), 및 기타 구성요소 및 디바이스는 WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 개시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 47에 도시된 바와 같이, 제1 내부 공간(636) 내에는 이하에 개시된 방식으로 일회용 바이오 처리 키트의 배양 용기(본 명세서에는 바이오반응기 용기라고도 지칭됨)를 지지하도록 구성된 제1 및 제2 플랫폼 로커 조립체(640, 642)가 장착되어 있다. 플랫폼 로커 조립체(640, 642) 각각은 일회용 키트의 배양 용기를 지지하기 위해 복수의 배양 용기 지지부 또는 장착 포스트(646)가 연장되는 커버(644)를 갖는다. 실시예에서, 각각의 플랫폼 로커 조립체(640, 642)는 도 48에 보다 명확하게 도시된 바와 같이 4개의 지지 포스트(646)를 포함한다. 도면에 또한 도시된 바와 같이, 각각의 플랫폼 로커 조립체(640, 642)와 관련된 센서 조립체(648)는 배양 용기의 존재를 검출하고 및/또는 배양 용기 내의 온도를 측정하기 위해 제공된다. 다른 실시예에서, 센서 조립체(648)는, 각각의 플랫폼 로커 조립체(640, 642) 위에 수용된 배양 용기 내 배양물의 다양한 추가 파라미터(예를 들어, 온도, 이산화탄소 농도, 산소 농도 등)를 측정하기 위해 및/또는 배양 용기가 로커 조립체 상에 적절하게 위치 설정 및 안착되었는 지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 각각의 플랫폼 로커 조립체(640, 642)는 장착 포스트(646)에 의해 지지되는 배양 용기의 중량/질량을 감지하기 위한 복수의 로드 셀(658, 660, 662)을 포함한다.
도 47을 다시 한번 참조하면, 프로세스 서랍(604)은 누설물을 수용하고 임의의 유체가 프로세스 서랍(604) 내에 수집되는 것을 방지하거나 억제하도록 구성된 다수의 피처를 포함한다. 예를 들어, 프로세스 서랍(604)은 각각의 플랫폼 로커 조립체(640, 642)와 프로세스 서랍(604)의 하단(각각의 로커 조립체의 주연부 둘레로 연장됨) 사이에 뿐만 아니라 로커 조립체(640, 642) 자체 사이에 유체 밀폐 밀봉부를 형성하는 밀봉 요소(650)를 포함한다. 또한, 각각의 배양 용기 지지 포스트(646)는 지지 포스트(646)와 커버(444) 사이에 밀봉부를 형성하는 가요성 벨로우즈(652) 형태의 밀봉 요소를 구비한다. 밀봉 요소(650) 및 벨로우즈(652)는 임의의 유체가 플랫폼 로커 조립체(640, 642)의 커버(644) 아래 공간에 진입하는 것을 방지한다. 또한, 프로세스 서랍(604)의 하단에는 유출되거나 누설된 유체를 수집하는 주변 채널(654)이 형성된다. 채널(654)의 배수 구멍(656)은 프로세스 서랍(604)의 채널(654)에 수집되는 유체의 배출 수단을 제공한다. 배수 구멍(656)은 프로세스 서랍(604) 아래의 폐기물 서랍(606)과 유체 연통하고, 이에 따라 프로세스 서랍(604) 내로 유출되거나 누설되는 임의의 유체가 폐기물 서랍(606) 내로 직접 배수되어 프로세스 서랍(604) 내의 전기 기계에 대한 피해를 방지한다.
도 49는 도시된 바와 같이 복수의 로드 셀(664)을 포함하는 폐기물 서랍(606)의 구성을 예시한다. 실시예에서, 폐기물 서랍(606)의 4개의 코너에 인접하여 위치 설정된 4개의 로드 셀이 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, 폐기물 서랍은 프로세스 서랍(604) 아래의 하우징(602) 내에 활주 가능하게 수용되고 폐기물 백을 수용하도록 구성된다. 실시예에서, 폐기물 백에 연결되는 배관은 프로세스 서랍으로부터 프로세스 서랍의 전방 패널의 후방에 있는 홈을 따라 라우팅되어, 프로세스 서랍을 빠져나온 다음 폐기물 서랍까지 자유롭게 라우팅된다. 또한, 위에서 나타낸 바와 같이, 폐기물 서랍(606)은 프로세스 서랍(604)의 배수 구멍(656)을 통해 프로세스 서랍으로 누설된 유체를 직접 수용하도록 구성된다.
이제, 도 50을 참조하면, 바이오 처리 장치(600)와 함께 사용하기 위한 단일-사용, 일회용 바이오 처리 키트(700)가 예시되어 있다. 바이오 처리 키트(700)는 프로세스 서랍(604)의 제1 내부 공간(636)에 수용되도록 크기 설정 및 치수 설정된 대체로 직사각형인 트레이(702), 및 트레이(702) 내에 수용되는 한 쌍의 배양 용기(704, 706)를 포함한다. 트레이(702)는 배양 용기(704, 706) 아래에 한 쌍의 개구 또는 윈도우를 갖고, 트레이(702)가 프로세스 서랍(604)의 제1 내부 공간(636) 내에 위치 설정되는 경우 플랫폼 로커 조립체(640, 642)의 지지 포스트(646)와 맞물릴 때 배양 용기(704, 706)가 트레이(702)로부터 들어올려지도록 상승된 위치에서 배양 용기(704, 706)를 지지한다. 도 50 및 도 51에 도시된 바와 같이, 트레이(702)는 프로세스 서랍(604)의 하단에서 트레이(702)를 지지하는, 트레이의 전방 및 후방에 위치된 한 쌍의 다리(708, 710)를 포함한다. 다리(708, 710)는 중공이고 트레이(702)의 낮은 지점을 형성한다. 따라서, (프로세스 서랍(604)에서와 달리) 트레이(702) 내에서 누설 또는 유출이 있는 경우, 유체가 수집되어 다리(708, 710)의 하단에 수용될 것이다.
도 50 및 도 51을 더 참조하면, 트레이(702)는 밸브 매니폴드(712) 및 트레이(702) 후방의 프로세스 서랍(604)에 장착된 연동 펌프 조립체(641)와 맞물리기 위한 연동 펌프 배관의 최대 3개의 세그먼트(714, 716, 718)가 내부에 위치 설정되는 트레이(702)의 후방에 제1 및 제2 윈도우(709, 711)를 더 포함한다. 밸브 매니폴드(712)는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2020/0238282호에 개시된 바와 같은 유체 용기일 수 있는데, 이 용기는 마찬가지로 트레이(702)의 후방에 있는 프로세스 서랍(604)에 장착되는 선형 액추에이터 어레이(643)의 플런저를 갖는 복수의 선형 액추에이터와 인터페이싱하도록 구성된다. 대안적으로, 밸브 매니폴드(712)는 WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 개시된 바와 같이 핀치 밸브 어레이의 복수의 핀치 밸브에 의해 작용하도록 구성된 복수의 유체 유동 라인으로부터 형성될 수 있다. 밸브 매니폴드(712)는 배양 용기(704, 706), 캐비닛(608)의 배지 백 및 시약 백, 폐기물 서랍(606)의 폐기물 백, 및 샘플링 라인과 유체 상호 연결되어, '207 공보에 개시되거나 공보에 개시된 것과 유사한 유체 네트워크 또는 아키텍처를 형성한다. 도 50은 밸브 매니폴드(712)와 다양한 튜브의 연결을 예시한다.
따라서, 도 50에 추가로 예시된 바와 같이, 일회용 키트(700)는 밸브 매니폴드(712)에 유체 연결되고 캐비닛(608) 내에 수용된 다양한 배지 및 시약 백에 연결하도록 구성된 복수의 배관 테일(726)을 유지하는 배관 오거나이저 카드(720), 및 마찬가지로 밸브 매니폴드(712)에 유체 연결되는 복수의 샘플링 배관 테일을 유지하는 샘플링 카드(722)를 더 포함한다. 마지막으로, 일회용 키트(700)는 또한 프로세스 서랍(604)의 슬롯(630)에 수용되고 캐비닛(608)으로부터(예를 들어, 배관 오거나이저(720) 및 샘플링 카드(722)로부터) 프로세스 서랍(604) 및 밸브 매니폴드(712)로의 배관의 라우팅을 용이하게 하는 앵커 콤(632)을 포함한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 앵커 콤(632), 배관 오거나이저(720) 및 샘플링 카드(722)는 키트(700)의 설치 및 다양한 배지, 시약 및 기타 백/컨테이너의 연결 도중 및 이후에 모든 배관 테일을 조직화하는 수단을 제공한다. 실시예에서, 도 50과 관련하여 전술한 모든 요소를 포함하는 일회용 키트(700)는, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 멸균 또는 감마 멸균과 같은 본 기술 분야에 알려진 수단에 의해 멸균될 수 있고, 최종 사용자에게 운반하기 위해 그리고 보관을 위해 블리스터 팩에 밀봉될 수 있다.
도 52 및 도 53에 예시된 바와 같이, 앵커 콤(632)은 통로(732)를 갖는 본체 부분(730)을 포함한다. 통로(732) 내에는 조직화된 방식으로 배관의 길이를 보유하고 유지하는 기능을 하는 복수의 배관 유지 요소(734)가 있다. 위에서 개시된 바와 같이, 설치 동안, 앵커 콤(632)은 프로세스 서랍(604)의 슬롯(630) 내에 수용되고 캐비닛(608)으로부터 밸브 매니폴드(712)에 유체 연결되는 프로세스 서랍(604)으로의 배관의 다양한 패스의 라우팅을 용이하게 한다.
도 54를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배관 오거나이저(720)의 상세도가 예시되어 있다. 배관 오거나이저(720)는 대체로 강성 플레이트 본체(736) 및 강성 플레이트 본체(738)에 몰딩되거나 달리 연결되고 내부에 대응하는 복수의 배관 테일(726)을 수용 및 유지하도록 구성된 복수의 배관 유지 채널(738)을 포함한다. 실시예에서, 채널(738)은 플레이트 본체(736)의 하부 우측 코너로부터 그 우측을 따라 상향 연장되고, 자체적으로 되돌아가고 대체로 플레이트 본체(738)의 하부 우측 코너를 향해 각지게 하향 연장되며, 다시 한 번 자체적으로 되돌아가고 플레이트 본체(736)의 하부 좌측 코너로부터 그 좌측을 따라 상향 연장된다. 따라서, 이러한 채널(738)에 수용된 배관 테일(726)은 동일한 구불구불한 경로를 따른다. 따라서, 채널(738)의 이러한 사형 구성은 배관 오거나이저에 의해 유지될 수 있는 배관 테일(726)의 길이를 최대화하여, 배관 테일(726)을 바이오 처리 장치(600)의 캐비닛(608) 내에 수용된 다양한 백 및/또는 컨테이너에 연결하는 것을 용이하게 하는 상당한 정도의 유격을 허용한다. 따라서, 배관 오거나이저(720)는 설정 시간을 최소화하는 데 도움이 되는 조직적이고 접근하기 쉬운 방식으로 배관 테일(726)을 유지한다.
또한, 도 54에 도시된 바와 같이, 플레이트 본체(736)는 도 43에 도시된 바와 같이 캐비닛(608)의 도어(612)의 내부로부터 배관 오거나이저(720)가 제거 가능하게 장착하거나 매달릴 수 있게 하는 피처를 포함한다. 이러한 피처는, 예를 들어 도어(612) 상의 페그(618) 또는 후크가 수용되는 장착 및/또는 위치 결정 구멍(740)을 포함할 수 있다. 사용시, 일단 배관 오거나이저(720)가 도어(612)의 내부면에 부착되면, 사용자는 플레이트 본체(736)의 간극 또는 완화된 영역(742)으로 연장되는 배관 테일(726)의 단부를 쉽게 파지하고 대응 채널(738)과의 그 안착 위치로부터 제거할 수 있다. 이어서, 배관 테일(726)은, 예를 들어 멸균 튜브 용접과 같은 무균 기술에 의해 캐비닛(608) 내에 수용된 배지 백, 시약 백 또는 다른 용기에 연결될 수 있다. 이 프로세스는 캐비닛(608) 내에 수용된 백과 서랍(604)에 수용된 밸브 매니폴드(712) 사이의 모든 유체 연결이 이루어질 때까지 반복될 수 있다.
도 55 및 도 56을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 샘플링 카드(722)의 상세도가 예시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 샘플링 카드/장치(722)는 매니폴드(746)를 갖는 본체 부분(744) 및 매니폴드(746)에 유체 연결된 복수의 샘플링 배관 테일(748)을 포함한다. 샘플링 카드(722)는 또한 매니폴드(746)의 제1 단부에 유체 연결된 공급 라인(750) 및 매니폴드(746)의 제2 단부에 유체 연결된 복귀 라인(752)을 포함한다. 배관 오거나이저(720)와 유사하게, 샘플링 카드(722)의 본체 부분(744)은 샘플링 카드(722)가 캐비닛(608)의 도어(612)의 내부로부터 제거 가능하게 장착되거나 매달릴 수 있게 하는 피처를 포함한다. 이러한 피처는, 예를 들어 도어(612) 상의 페그(618) 또는 후크가 수용되는 장착 및/또는 위치 결정 구멍(754)을 포함할 수 있다. 사용 시, 샘플링 카드(722)가 도어(612)의 내부면에 부착되면, 사용자는 샘플링 카드(722)에 쉽게 접근할 수 있는 샘플링 배관 테일(748) 중 하나를 사용하여 배양 용기(704, 706) 중 하나로부터 샘플을 끌어낼 수 있다. 따라서, 프로세스 서랍(604)을 열 필요 없이 그리고 작업을 일시 중지할 필요 없이 바이오 처리 작업 중에 샘플을 쉽게 끌어낼 수 있다.
이제, 도 57 내지 도 63을 참조하면, 바이오 처리 장치(600)의 프로세스 서랍(604) 내에 트레이(702)의 설치 및 안착이 예시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 트레이(702)는 프로세스 서랍(604)을 개방하고 트레이(702)를 위쪽으로부터 프로세스 서랍(604) 내로 하강시킴으로써 프로세스 서랍(604)의 제1 내부 공간(636) 내에 수용되고, 그에 따라 일회용 키트(700)의 배양 용기(704, 706)는 프로세스 서랍(604) 내에서 전후 관계에 있다. 이 위치에서, 밸브 매니폴드(712)는 선형 액추에이터 어레이(643)의 바로 전방에 위치 설정되고 정렬되며, 연동 펌프 배관의 3개의 세그먼트(714, 716, 718)는 연동 펌프 조립체(641)의 바로 전방에 위치 설정되고 정렬된다. 위에서 나타낸 바와 같이, 트레이(702)가 프로세스 서랍(604) 내로 하강됨에 따라, 배양 용기(704, 706)는 각각의 플랫폼 로커 조립체(640)의 지지/장착 포스트(646) 상에 수용되어, 배양 용기(704, 706)는 지지 포스트(646)에 의해 지지되는 대신에 트레이(702)와 그 안착된 맞물림으로부터 들어올려진다.
도 59 내지 도 62에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 일회용 키트(700)의 트레이(702) 및 프로세스 서랍(604)은 프로세스 서랍(604) 내에 트레이(702)의 적절한 위치 설정을 용이하게 하고 적절한 위치 설정의 확인을 가능하게 하는 다수의 협력 피처를 갖는다. 예를 들어, 도 59에 도시된 바와 같이, 트레이(702) 및 프로세스 서랍(604)은 트레이(702)가 프로세스 서랍(604) 내에 적절하게 위치 설정될 때 서로 협력하는 복수의 맞물림 피처/표면(756)을 포함한다. 제2 내부 공간(636)에서 프로세스 서랍(604)은, 트레이(702) 및 프로세스 서랍(604) 상의 협력 맞물림 피처(756)가 서로 맞물림되는 때를 검출하여 트레이(702)의 적절한 위치 설정을 나타낼 수 있는 서랍의 맞물림 피처(756)와 관련된 다수의 센서(758)를 포함한다. 실시예에서, 트레이(702)와 관련된 맞물림 피처(756)는 도 59에 가장 잘 도시된 바와 같이 트레이의 백본 상에 위치되는 반면, 프로세스 서랍(604)(및 센서(758))과 관련된 대응하는 맞물림 피처(756)는 선형 액추에이터 어레이(643) 및 연동 펌프 조립체(741) 각각에 인접하여 위치된다. 실시예에서, 프로세스 서랍(604)과 관련된 맞물림 피처(756)는 센서(758)의 핀이다. 위에서 나타낸 바와 같이, 프로세스 서랍(604) 내에서 트레이(702)의 적절한 정렬 및 위치 설정을 검출하는 것에 추가하여, 플랫폼 로커 조립체(640, 642)는 배양 용기(704, 706)의 적절한 위치 설정을 검출하도록 구성된 센서(648)를 포함한다.
더욱이, 위에서 개시된 맞물림 피처 및 센서에 추가하여, 연동 펌프 조립체(641)는 또한 상부 및 하부 맞물림 구조(760) 뿐만 아니라 트레이(602)의 백본과 연동 펌프 조립체(641)의 적절한 맞물림을 용이하게 하는 피봇 펌프 슈(762)를 포함한다. 이들 피처는 또한 연동 펌프 배관 및 밸브 매니폴드(712) 각각의 세그먼트(714, 716, 718)와 연동 펌프 조립체(741) 및 선형 액추에이터 어레이(742)의 맞물림 및 구동에 관한 공차 누적 문제를 최소화한다.
실시예에서, 연동 펌프 조립체(641) 및 밸브 매니폴드(712)의 솔레노이드 액추에이터는, 일회용 키트가 프로세스 서랍에 위치 설정되고 서랍이 폐쇄될 때 일회용 키트의 대응하는 피처를 향해 이동하고 그 피처와 물리적으로 맞물리도록 구성된다. 특히, 도 59를 구체적으로 참조하면, 모듈(600)은 연동 펌프 조립체(641) 및 솔레노이드 어레이(643)를 포함하는 조립체를 추가 이동을 방지하는 피처에 의해 제한된 고정 이동 거리로 일회용 키트(700)의 대응하는 피처(연동 펌프 배관 및 밸브 매니폴드(712)의 세그먼트(714, 716, 718))를 향해 물리적으로 이동시키는 전동 맞물림 메커니즘을 포함한다. 맞물림 해제는 단순히 이 전동 맞물림 메커니즘을 역으로 작동하는 것을 수반하다.
이제, 도 64 및 도 65를 참조하면, 일회용 바이오 처리 키트(700)의 바이오반응기/배양 용기(704, 706)의 구성이 도시되어 있다. 예시를 쉽게 하기 위해, 배양 용기(704)만이 예시되어 있다(배양 용기(706)는 정확한 복제품임). 도면에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 배양 용기(704)는 베이스(764), 베이스(764)에 연결된 뚜껑(766), 베이스(764)와 뚜껑(766) 사이에 샌드위치된 가스 투과성, 액체 불투과성 멤브레인(768), 멤브레인(768)과 뚜껑(766) 사이에 샌드위치된 개스킷(770)을 포함한다. 실시예에서, 베이스(764) 및 뚜껑(766)은 폴리카보네이트로 형성되지만, 본 기술 분야에 알려진 다른 재료가 또한 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 도 64에 도시된 바와 같이, 뚜껑(766)은 뚜껑(766)을 보강하고 증가된 강도 및 내구성을 제공하는 복수의 강화 지지부(772) 또는 보강판을 포함한다. 뚜껑(766)은 또한 배관이 연결될 수 있는 입구 및 출구 포트(774, 776)를 포함한다. 도면에 예시된 바와 같이, 입구 및 출구 포트(774, 776)는 배관이 적어도 초기에 뚜껑(776)으로부터 수직으로 연장되도록 뚜껑으로 몰딩된다. 포트(774, 776)의 이러한 구성은 배관이 위쪽으로부터 배양 용기(704)에 더 쉽게 연결될 수 있기 때문에 설정을 용이하게 한다. 추가로 예시된 바와 같이, 벤트 포트(777)가 뚜껑(766)의 상단에 제공된다. 실시예에서, 뚜껑(766)은 임의의 정체 구역을 제거/방지하는 둥근 코너(예를 들어, 코너(778))를 포함한다.
도 64를 더 참조하면, 멤브레인(768)은 적절한 가스 투과성 재료, 예를 들어 실리콘 및/또는 폴리스티렌, 또는 물이나 미생물의 통과를 허용하지 않는 공극 크기를 가진 다공성 재료로 형성될 수 있지만, 본 기술 분야에 알려진 다른 재료가 또한 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 이용될 수 있다. 멤브레인(768)은 멤브레인(768)의 주연부를 따라 복수의 위치/유지 구멍(780)을 포함하며, 그 목적은 이하에서 설명될 것이다. 개스킷(770)은, 그 일부에 대해, 예를 들어 실리콘과 같은 본 기술 분야에 알려진 다양한 재료로 형성될 수 있고 개스킷(770)의 주연부를 따라 위치되고 멤브레인(768)의 구멍(780)과 정렬된 대응하는 복수의 위치/유지 구멍(782)을 포함한다.
실시예에서, 뚜껑(766) 및 베이스(764)는 뚜껑(766) 및 베이스(764)의 주연부를 따라 히트 스테이킹을 통해 서로 연결된다. 실시예에서, 히트 스테이크(781)는 각각 멤브레인(768) 및 개스킷(770)의 각각의 위치/유지 구멍(780, 782)을 통해 연장되고, 베이스(764)와 뚜껑(766) 사이에 멤브레인(768) 및 개스킷(770)을 고정시키는 기능을 한다. 실시예에서, 뚜껑(766)은, 조립 동안, 히트 스테이크 핀(784)이 멤브레인(768) 및 개스킷(770)의 대응하는 위치/유지 구멍(780, 782)을 통해 각각 연장되고 베이스(764)의 주연부의 대응 구멍(786)에 수용되고 베이스(764)에 열 스테이킹되도록 그 밑면으로부터 하향 연장하는 히트 스테이크 핀(784)을 갖게 구성될 수 있다. 실시예에서, 뚜껑(766)은 약 20 내지 약 40개의 히트 스테이크, 보다 바람직하게는 약 34개의 히트 스테이크를 사용하여 베이스(764)에 결합된다. 본 명세서에 설명된 실시예는 베이스에 뚜껑을 연결하기 위해 열 스테이킹을 이용하지만, 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 체결구, 스냅 체결 연결부 등과 같은 다른 연결 수단이 또한 이용될 수 있음이 고려된다.
실시예에서, 베이스(764)의 상부 표면은 공기 유동을 허용하고 메시(이전 설계에서 관례적임)에 대한 필요성을 제거하는 텍스처 표면을 갖는다. 도 65에 도시된 바와 같이, 베이스(764)의 플랜지 영역(788)은 증가된 강성과 강도 및 뚜껑(766)과의 보다 강력한 상호 연결을 제공하는 복수의 리브(790)를 포함한다(이는 추가로 멤브레인(768)과 개스킷(770)의 보다 신뢰성 있고 강력한 고정을 제공함). 베이스(764)의 밑면의 코너는 각각 배양 용기(704)를 지지하는 플랫폼 로커 조립체(640 또는 642)의 장착/지지 포스트(646)를 내부에 수용하도록 구성된 핀 웰(791, 792, 793, 794)을 포함한다. 실시예에서, 핀 웰 중 하나(예를 들어, 웰(794))는 형상이 장방형이며, 이는 플랫폼 로커 조립체(640) 위에 배양 용기(704)를 설치할 때 위치 공차를 개선하기 위해 제공된다. 베이스(764)에는 프로세스 서랍(604) 내의 배양 용기(704) 아래에 위치 설정된 센서를 사용하여 배양 용기(704) 내의 가스 또는 유체(들)의 온도를 측정하기 위한 IR 센서 윈도우(796), 및 배양 용기(704)가 프로세스 서랍 내에 존재하는 지 및/또는 그 안에 적절히 위치 설정되는 지를 결정하기 위해 플랫폼 로커 조립체(640 또는 642)의 센서(648)에 의해 이용되는 센서 웰(798)이 추가로 제공된다. 마지막으로, 도 65에 예시된 바와 같이, 베이스(764)는 바이오 처리 동안 가스 전달을 위해 프로세스 서랍(604) 내의 분위기와 멤브레인(768)의 밑면 사이에 유체 연통을 제공하는 작은 개구(799)의 어레이를 포함한다. 실시예에서, 베이스(764)에는 수백 개의 작은 개구(799)가 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 배양 용기(704, 706)는 트레이(702)가 프로세스 서랍(604)에 수용될 때 플랫폼 로커 조립체(640, 642) 상에 수용되도록 구성된다. WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호에 개시된 메커니즘을 포함하여, 본 기술 분야에 알려진 다양한 락킹 메커니즘을 이용하여 배양 용기(704, 706) 내에서 유체의 혼합을 제공하여 내부의 바이오 처리 작업을 지원할 수 있다. 도 66 내지 도 68은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랫폼 로커 조립체(640, 642)의 구성을 예시한다(단순화 및 이해의 용이성을 위해 로커 조립체(640)가 도시됨). 도면에 도시된 바와 같이, 플랫폼 로커 조립체(640)는 베이스(870), 베이스(870) 상에 수용된 중심 피봇 축(873)을 정의하는 지지점(872), 베이스(870)에 장착되고 모터(874)에 의해 구동되는 편심 롤러(876)를 갖는 모터(874), 지지점(872) 위에 수용되고 편심 롤러(876)와 접촉하며 지지점 축(873)을 중심으로 피봇 가능한 락킹 플레이트(878), 및 편심 롤러(876)와 접촉 상태로 락킹 플레이트(878)를 유지하도록 구성된 압축 스프링(880)을 포함한다. 실시예에서, 지지점(872) 및 모터(874)는 프레임(875)을 통해 베이스(872)에 연결된다. 실시예에서, 편심 롤러(876)는 편심 경로를 따라 회전하도록 구성된 원형 롤러이다. 또 다른 실시예에서, 편심 경로를 따라 이동하는 원형 롤러 대신에, 캠형 롤러가 채용될 수 있다.
도 67 및 도 68에 예시된 바와 같이, 락킹 플레이트(878)는 배양 용기(704)의 베이스(764)에 있는 핀 웰(791, 792, 793, 794)에 의해 수용되는 4개의 지지 포스트(646)를 포함한다. 모터(874)는 (예를 들어, 제2 모듈(200)(즉, 장치(600))의 제어기(210)의 제어 하에) 편심 롤러(876)를 구동하여 편심 롤러(876)의 위치에 따라 락킹 플레이트(878)의 밑면에 대해 힘을 전달하거나 그로부터 힘을 제거함으로써 락킹 플레이트(878) 및 그 위에 수용된 배양 용기(704)를 상향 및/또는 하향으로 틸트시키도록 제어 가능하다. 모터(874)는 마스터 제어기에 의해 제어 가능할 수 있지만, 플랫폼 로커 조립체(640, 642)는 대안적으로 락킹 플레이트(878) 아래의 베이스 플레이트(872) 상에 위치 설정된 전용 제어기를 가질 수 있다. 편심 롤러(876)로부터의 힘(또는 그 결여)의 결과로서, 락킹 플레이트(878) 및 그 위에 지지된 배양 용기(704)는 지지점(872)의 지지점 축(873)을 중심으로 피봇한다.
실시예에서, 각각의 지지 포스트(646)는 배양 용기(704)의 질량 측정을 위한 로드 셀을 갖게 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 로커 조립체(640)의 베이스(870)는 락킹 플레이트(878)를 통해 연장되고 배양 용기(704)의 질량을 측정하기 위해 배양 용기(704)의 밑면과 맞물리는 복수(예를 들어, 3개)의 로드 셀(882)을 포함할 수 있다. 도 67에 추가로 도시된 바와 같이, 락킹 플레이트(878)는 락킹/혼합 프로세스를 수행할 때 제어기에 의해 사용하기 위한 락킹 플레이트(878)(및 따라서 배양 용기(704))의 틸트 정도를 측정하도록 구성된 틸트 센서(884)를 구비할 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 모터(874)가 구동될 때, 편심 원형 롤러(876)는 락킹 플레이트(878)의 하단 표면에 대해 힘을 전달하여, 모터(874)의 회전 방향에 따라 상향 또는 하향으로 움직이게 한다. 일정한 작동 시에, 편심 원형 롤러(876)의 원형 프로파일은 배양 용기(704)의 내용물에 연속적인 사인파 락킹 프로파일을 부여한다. 이 락킹 동작은 도 69에 예시되어 있다. 틸트 센서(884)를 사용하는 락킹 플레이트(878)의 모니터링은 틸트 각도에 대한 폐루프 제어, 원점 복귀 및 배수 작업, 뿐만 아니라 결함 이벤트 조건의 검출을 가능하게 한다. 락킹 플레이트(878) 상에 배양 용기(704)를 지지하기 위한 지지 포스트(646)의 사용은 배양 용기(704)의 전체 하단이 방해받지 않은 상태로 유지될 수 있게 하여, 이하에서 설명되는 바와 같이, 더 나은 통기, 열 전달 및 다른 기능을 가능하게 한다. 편심 원형 롤러(876)의 사용은 틸트 메커니즘이 콤팩트/로우 프로파일이 되도록 하고, 락킹 플레이트(878)와 저마찰 및 매우 신뢰성 있는 인터페이스를 제공한다. 이해되는 바와 같이, 특히 포유 동물 세포는 난류가 심한 유체 체제에서 소규모 와류에 의해 유도되는 전단력에 매우 민감하다. 따라서, 과도한 난류, 발포체 형성 또는 유출을 초래하는 강한 진동, 충격 또는 기타 기계적 자극은 잠재적으로 유해하다. 따라서, 플랫폼 로커 조립체(640, 642)의 연속적인 사인파 락킹 프로파일은 임의의 고주파 기계적 자극을 제거함으로써 이러한 소규모 와류의 존재를 최소화하고, 보다 안전하고 보다 부드러운 혼합 조건을 제공하며, 이는 포유 동물 세포 배양물에 특히 유익하다.
위에서 나타낸 바와 같이, 배양 용기(704, 706)의 베이스(764) 및 멤브레인(768)을 통한 통기 및 열 전달은 다양한 바이오 처리 작업에 중요하다. 통상적으로, 특정 세포 배양물, 예를 들어 포유 동물 세포 배양물은 세포 성장을 위해 정확한 온도 및 CO2 농도에서 멸균의 균일한 배양 분위기에 의해 둘러싸여야 한다. 이러한 물리-화학적 조건이 제공되는 방식은 용례, 세포 유형 특이성 및 현탁액 또는 부착 상태에서 성장하도록 얼마나 잘 구성되어 있는 지에 따라 좌우된다. 일부 경우에, 프로세스는 가스 투과성 멤브레인 상단의 단층에서 세포가 성장해야 할 수도 있다. 이 경우, 열 및 질량 전달은 멤브레인 양쪽에서 인접 영역에 걸친 국소 구배를 기초로 하는 수동 확산에 의해 발생한다. 본 발명의 실시예는 배양 용기(704, 706)의 하단에 있는 가스 투과성 멤브레인(768)과 배양 분위기 재순환 유동 사이의 난류 상호 작용을 유도함으로써 이러한 현상을 최적화한다.
도 70 내지 도 72는 트레이(702) 및 그 내부에 위치 설정된 일회용 바이오 처리 키트(700)의 배양 용기(704, 706)와 함께 바이오 처리 장치(600)의 프로세스 서랍(604)의 일부의 단면도를 나타낸다. 프로세스 서랍(604)은 위에서 개시된 바와 같이 트레이(702) 및 배양 용기(704, 706)가 내부에 위치 설정되는 배양 챔버(902)를 형성한다. 도면에 도시된 바와 같이, 배양 용기(704, 706)는 플랫폼 로커 조립체(640, 642)의 지지 포스트(646)에 의해 지지된다. 프로세스 서랍(604) 내에는 가열 요소/디바이스(904)(예를 들어, 각각의 배양 용기 위와 아래에 위치 설정됨)가 있다. 예를 들어, 히터(904)는 배양 챔버(902) 및 배양 용기(704, 706)를 가열하기 위해 각각의 배양 용기(704, 706) 아래에 뿐만 아니라 프로세스 서랍(604)의 상단에 인접하여 위치 설정될 수 있다. 프로세스 서랍(604)은 또한 그 전방 및 후방 벽에 인접한 로커 조립체(640, 642)의 커버(644) 내에 한 쌍의 팬 또는 송풍기(906, 908)를 포함한다. 도면에 추가로 도시된 바와 같이, 커버(644)는 송풍기(906, 908)가 근방에 위치 설정되는 한 쌍의 대향 루버 또는 공기 통로(910, 912)를 포함하여, 공기가 프로세스 서랍(604)의 후방에 인접한 커버(644) 내의 공간(배양 분위기 재순환 챔버(915)를 정의함)을 빠져나가게 하고 프로세스 서랍(604)의 전방으로부터 재순환 챔버(915)에 재진입하게 할 수 있다. 온도 센서(914) 및 이산화탄소 센서(916)는 또한 재순환 공기 유동의 온도 및 재순환 공기 유동의 이산화탄소 농도를 측정하기 위해 아래에서 설명되는 바와 같이 재순환 공기 유로를 따라 적어도 하나의 위치에 위치 설정된다. 도면에 추가로 도시된 바와 같이, 이산화탄소의 공급부(918)는 (예를 들어, 바이오 처리 장치(600)의 하우징(602)의 후방에 있는 이산화탄소 입구 포트를 통해) 프로세스 서랍(604) 및 밸브(920)와 선택적으로 유체 연통한다. 프로세스 서랍(604)은 또한 프로세스 서랍(604)의 내부와 주변 공기 사이의 유체 연통을 허용하는 가스 포트(922)를 포함한다(전용의 별도 산소 공급을 가질 필요성을 제거함). 전술한 구성요소는 바이오 처리 시스템(600)의 액체 대 분위기 직접 질량 전달을 위한 시스템(900)을 형성하며, 그 작동은 이하에서 설명될 것이다.
도 70을 더 참조하면, 온도 센서(914) 및 이산화탄소 센서(916)는 제어기(예를 들어, 장치(600)의 마스터 제어기(210), 그러나, 재순환 공기 유동 프로세스를 실행하기 위한 전용 제어기가 또한 구상됨)와 전기적으로 연결되거나 달리 통신하여 재순환 공기 유동의 온도 및 이산화탄소 농도에 관한 정보를 수신한다. 제어기(210)는 또한 센서 판독값 및 특정 설정점에 응답하여 그 작동을 제어하기 위해 밸브(920), 팬(906, 908) 및 히터(904)와 전기적으로 연결되거나 달리 통신한다.
이제, 도 71을 참조하면, 제어기(210)는 재순환 공기 유동(924)을 생성하기 위해 팬(906, 908)을 제어하도록 작동 가능하다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 트레이(702) 및 프로세스 서랍(604) 각각은, 재순환 공기 유동(924)이 프로세스 서랍(604)의 후방에 인접한 루버(912)를 통해 재순환 챔버(915)를 빠져나가, 배양 용기(704, 706)의 레벨까지 상향 이동하고, 배양 용기(704, 706)의 하단에 걸쳐 대체로 수평으로 이동하며, 프로세스 서랍(604)의 전방 근방에서 하향 이동하고, 루버(910)를 통해 재순환 챔버(915)에 재진입하는 것을 보장하는 다양한 덕트 피처(926)를 포함한다. 이와 관련하여, 팬(908)은 재순환 공기 유동(924)을 재순환 챔버(915)로부터 외향으로 푸시하는 반면, 팬(906)은 재순환 공기 유동(924)을 재순환 챔버(915) 내로 끌어들인다.
도 72를 참조하면, 팬(908)은 배양 분위기 재순환 챔버(915)를 통해 배양 분위기를 푸시하고 덕트 피처(926)는 배양 용기(704, 706)의 하단에 걸쳐 재순환 공기 유동(924)을 지향시킨다. 그렇게 함으로써, 덕트 피처 및 배양 용기(704, 706)의 베이스(764) 밑면의 구성은 배양 용기(704, 706)의 가스 투과성 멤브레인(768)과 접촉하여 일정한 산소 및 이산화탄소 공급을 유지하는 데 도움이 되는 국소 난류(928)의 형성을 유도한다.
도 73 내지 도 76은 재순환 공기 유동(924)이 팬(906, 908)의 영향 하에 재순환 챔버(915)로부터, 배양 용기(704, 706)의 하단에 걸쳐, 그리고 재순환 챔버(915)로 다시 지향되게 하는 시스템(900)의 덕트 피처를 보다 명확하게 예시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 트레이(702)의 다리(708, 710)의 내향 측면에는, 경우에 따라, 재순환 챔버(915)를 빠져나가는/진입하는 재순환 공기(924)가 다리(708, 710)의 내부면을 따라 상향 또는 하향 이동하게 하는 만입부 또는 오목한 영역(930)이 형성된다. 도 73 내지 도 76은 특히 재순환 챔버(915)에 존재하는 재순환 공기(924)가 트레이(702)의 다리(710)의 오목한 영역(930)에 의해 어떻게 상향으로 지향되는 지를 예시한다. 따라서, 다리(708, 710)의 오목한 영역(930) 및 재순환 챔버의 외부 표면은 재순환 공기(924)의 유동을 위한 수직 공기 통로를 형성한다. 루버(912)를 빠져나가는 공기가 다리(710)의 오목한 영역(930) 내에서 상향 이동함에 따라, 다리(710)가 트레이(702)의 하단과 조우하는 지점에서 방해를 받는다. 도 73 및 도 74에 가장 잘 도시된 바와 같이, 트레이(702)는 일반적으로 배양 용기(704, 706) 하단의 수직 높이에 대응하는 높이에 한 쌍의 측방향 벤트 개구(930)를 포함한다. 따라서, 벤트 개구(932)는 재순환 공기 유동(924)을 이러한 개구(932)를 통해 측방향으로 그리고 배양 용기(704, 706)를 향해 재지향시키고, 여기서 재순환 공기 유동(924)은 배양 용기(704, 706)의 하단 기하형상 및 그에 대응하는 가스 투과성 멤브레인과 상호 작용하여, 국소 난류(928)를 형성시킨다. 재순환 공기 유동(924)은 배양 용기(704, 706)의 하단에 걸쳐 이동하여 대향 벤트 개구에 진입하고, 다리(708)의 오목한 영역(930) 내에서 하향 이동하며, 루버(910)를 통해 재순환 챔버(915)에 재진입한다.
위에서 개시된 바와 같이, 재순환 공기 유동(924)에서 국소 난류(928)의 형성은 배양 용기(704, 706)의 가스 투과성 멤브레인(768)과 접촉하여 일정한 산소 및 이산화탄소 공급을 유지하는 것을 돕는다. 동시에, 제어 유닛(210), 온도 센서(914), 이산화탄소 센서(916), 히터(904) 및 이산화탄소 제어 밸브(920)에 의해 제공되는 제어 작용과 함께 전체 재순환 공기 유동(924)은 배양 챔버(902) 내부의 체적의 균질화를 가능하게 한다. 따라서, 시스템(900)은 열 및 질량 전달 최적화를 제공한다. 이해되는 바와 같이, 세포 단층으로부터 단지 수십 미크론 떨어져 있는 산소의 일정한 가용성은 더 높은 세포 농도를 지원하고 배양 용기(704, 706)의 멤브레인(768)의 표면에 걸쳐 물리-화학적 구배를 최소화한다.
전술한 바와 같이, 장치(600)는 배양 용기(704, 706) 내의 세포 배양의 다양한 파라미터를 모니터링하는 것을 포함하여, 수행되는 바이오 처리 작업을 모니터링하기 위한 다수의 센서 및 모니터링 디바이스를 포함한다. 이는, 예를 들어, 샘플링 카드(722)의 샘플링 배관 테일(748)을 사용하여 및/또는 용기 내에서 배양의 다양한 파라미터를 감지하는 센서를 사용하여 배양 용기(704, 706)로부터 주기적으로 샘플을 끌어내는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 조립체(648)는 온도 측정 및 프로세스 서랍 내 배양 용기의 존재를 검출하기 위한 IR 센서를 수용한다. 배양 용기(704, 706)의 베이스(764)에 있는 윈도우(796)는 배양 용기에서 멤브레인의 IR 기반 온도 측정을 가능하게 하여, 배양 용기 내의 액체 온도 측정을 가능하게 한다.
도 77 내지 도 84를 참조하면, 실시예에서, 장치(600)는, 다양한 상이한 감지/측정 디바이스를 이용하여, 그리고 시스템으로부터 임의의 유체도 인출하지 않고 장치(600) 내의 유체(예를 들어, 배양 용기(704, 706) 내의 배양물(들))의 다양한 파라미터를 측정하거나 모니터링하는 데 이용될 수 있는 관류 감지 챔버(950)(본 명세서에서 관류 감지 장치(950)라고도 지칭됨)를 더 포함할 수 있다. 도 77 내지 도 80에 가장 잘 도시된 바와 같이, 관류 감지 챔버(950)는 제1 플레이트(952), 제1 플레이트(952)에 대면 관계로 연결된 제2 플레이트(954), 및 제1 플레이트(952)와 제2 플레이트(954) 중간에 있는 유체 채널(956)을 포함한다. 실시예에서 유체 채널(956)은 제1 플레이트(952) 및/또는 제2 플레이트(954) 중 적어도 하나 또는 양자 모두의 내부면 상의 완화된 영역으로부터 형성된다. 실시예에서, 유체 채널(956)은 높이가 약 0.1 mm 내지 약 1 mm일 수 있다. 챔버(950)는 챔버(950) 및 그 유체 채널(956)로의 유체의 유동을 용이하게 하기 위해 유체 채널(956)과 유체 연통하는 제1 포트(958), 및 챔버(950) 및 그 유체 채널(956) 밖으로 유체의 유동을 용이하게 하기 위해 유체 채널(956)과 유체 연통하는 제2 포트(960)를 더 포함한다. 실시예에서, 포트(958, 960)는 유체 채널(956)의 대향 단부와 유체 연통한다.
도 78에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 플레이트(952, 954)는 서로 플레이트의 정렬 및 결합을 용이하게 하는 피처를 가질 수 있다. 예를 들어, 플레이트 중 하나(예를 들어, 플레이트(952))는 다른 플레이트(예를 들어, 플레이트(954))의 대응하는 탭(959)을 수용하는 한 쌍의 노치(957)를 가질 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 후방 플레이트/제1 플레이트(952)는 플레이트를 통해 연장되는 복수의 장착 및 위치 설정 구멍(961)을 포함하며, 이는 일회용 키트(700)의 트레이(702)에 대한 챔버(950)의 장착을 용이하게 한다. 실시예에서, 제1/후방 플레이트(952) 및 제2/전방 플레이트(954)는 형상이 대체로 직사각형이고, 투명하며, 생체적합성 플라스틱, 유리 또는 플라스틱과 유리의 조합으로 제조되지만, 본 발명은 이와 관련하여 그렇게 제한되도록 의도되지 않는다.
도 78 및 도 79에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유체 채널(956)은 복수의 감지 디바이스 및 기술로 유체 채널(956) 내의 유체의 모니터링 또는 유체의 조사를 허용하거나 용이하게 하는 복수의 세그먼트 또는 감지 위치(962, 964, 966)를 포함한다. 실시예에서, 유체 채널(956) 내의 유체는 복수의 감지 위치(962, 964, 966) 중 각각의 하나와 관련된 다양한 상이한 감지 디바이스로 조사될 수 있다. 실시예에서, 세그먼트(966)는 유체 채널(956) 내에 위치하고 유체 채널(956)을 통과하는 유체와 계속 접촉 상태를 유지하도록 구성된 하나 이상의 센서(968)를 갖는다. 도 77에 도시된 바와 같이, 제2 플레이트(954)는 유체 채널(956) 내로 연장되고 제2 플레이트(954)의 측방향으로 연장되는 플랜지(972)로부터 접근 가능한 복수의 전극(970)을 포함한다. 실시예에서, 전극(970)은 금도금 전극이다.
위에서 나타낸 바와 같이, 관류 감지 챔버(950)는 유체의 다양한 상이한 파라미터를 측정하기 위해 다양한 상이한 감지 디바이스를 이용하여 유체 채널(956) 내의 유체에 대한 조사를 허용한다. 예를 들어, 실시예에서, 감지 위치(962)는 감지 디바이스에 의해 방출된 광을 반사하는 유체 채널(956) 후방에 금도금 거울(974)을 갖게 구성된 반사광 조사 세그먼트로서 구성될 수 있다. 따라서, 감지 위치(962)는, 예를 들어 광학 밀도 감지, 탁도계, 디지털 홀로그램 현미경, 광 동적 산란 및/또는 광학 간섭계 등과 같은 생물학적 변수를 모니터링/감지하기 위한 다양한 기술에 적합할 수 있다. 실시예에서, 감지 위치(964)는 투과 또는 후방 산란된 광 감지 기구를 사용하여 유체 채널(956) 내의 유체의 조사를 허용하는 투과 및 후방 산란된 광 조사 세그먼트로서 구성될 수 있다. 감지 위치(966)는, 그 일부가, 유체 채널(956) 내의 유체와 접촉하는 다양한 센서(968)를 갖는 형광 센서 조사 세그먼트로서 구성될 수 있어, 예를 들어 용존 산소, pH, 이산화탄소, 분석물 등과 같은 유체의 다양한 파라미터를 모니터링하거나 감지하게 한다. 전극(970)은 후방을 향하며(포트(958, 960) 반대쪽), 예를 들어 전기 임피던스 분광법, 갈바노메트리, 전류 측정법 및/또는 폴라로그래피 등과 같은 다양한 전기화학적 측정 기술에 적합한 하나 이상의 측정 디바이스의 스프링 편향 핀에 의해 접촉되도록 구성된다.
도 81 및 도 82는 일회용 바이오 처리 키트(700)의 트레이(702)의 백본 상의 관류 감지 챔버(950)의 위치 설정을 예시한다. 위에서 나타낸 바와 같이, 챔버(950)는 챔버(950)의 대응하는 장착 구멍(961) 내에서 트레이(700)의 백본 상에 위치된 스냅 핀(976)을 수용함으로써 트레이(702)에 연결될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 챔버(950)는 밸브 매니폴드(712)와 연동 펌프 배관 세그먼트(714, 716, 718)의 중간에 있는 트레이(700)에 장착될 수 있다. 핀(976)이 챔버(950)를 트레이(700)에 장착하기 위해 이용되는 것으로 예시되어 있지만, 예를 들어 클립 체결, 클램핑, 체결구, 스냅 체결, 압입 등과 같은 다른 연결 수단이 또한 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 이용될 수 있음이 고려된다. 실시예에서, 챔버(950)는 일회용 바이오 처리 키트(700)의 일부를 형성할 수 있다.
도 83 및 도 84는 관류 감지 챔버(950) 및 유체 채널(956) 내의 유체의 다양한 파라미터를 모니터링하기 위한 다양한 감지 기구/디바이스의 개략도를 나타낸다. 도 83에 도시된 바와 같이, 예를 들어 장치(600)에 내장된 제1 및 제2 전기화학적 감지 기구(978, 980)는 스프링 편향 핀(982)을 통해 전극(970)과 인터페이싱할 수 있다. 도 84에 도시된 바와 같이, 반사광 기구(984)는 제1 감지 위치 내의 유체를 조사하도록 위치 설정 및 구성될 수 있고, 제1 및 제2 형광 기구(986, 988)는 제2 감지 위치(964) 내의 유체를 조사하도록 위치 설정 및 구성될 수 있으며, 투과/후방 산란된 광 기구(990)는 제3 감지 위치(966) 내의 유체를 조사하도록 위치 설정 및 구성된다.
따라서, 본 발명의 실시예는 챔버(950)의 유체 채널(956) 내의 유체의 다양한 광학적 및 전기적 측정을 제공하는 인라인 감지 챔버(950)를 제공하여, 배양 용기(704, 706) 중 어느 하나를 직접 조사할 임의의 필요성을 제거한다. 사용 시, 배양 용기(704, 706) 중 어느 하나 내에서 배양의 다양한 파라미터를 모니터링하거나 측정하는 것이 바람직할 때, 유체는 연동 펌프 조립체(641)를 사용하여 감지 챔버(950)를 통해 펌핑되며, 여기서 센서 기구/디바이스의 제품군에 의해 조사될 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 챔버(950)는 물리-화학적 성장 조건, 세포 종 대사 활성(젖산, 포도당 등) 및 배양 용기(704, 706) 내의 세포 배양의 생존 가능한 세포 밀도 및 총 세포 카운트 측정의 다중 파라미터 모니터링을 허용하는 전기화학적 및 광학적 감지 기술의 사용을 단일 유체 채널에서 용이하게 한다.
바이오 처리 장치(600)(제2 모듈(200)이라고도 지칭됨)의 구성요소를 상세히 개시하였으므로, 장치(600) 내의 유체 유동 아키텍처 또는 시스템(200) 실시예가 도 85 내지 도 89를 참조하여 예시된다. 위에서 개시된 바와 같이, 그리고 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 바이오 처리 장치(600) 및 키트(700)의 구성은, 그에 의해 제공되는 유체 유동 아키텍처(200)와 함께, 자동화되고 기능적으로 폐쇄된 방식으로 세포 제품의 세포 활성화, 유전적 변형 및 확장, 그리고 보조적인 또는 관련된 프로토콜, 워크플로우 및 방법을 가능하게 한다. 실시예에서, 유동 아키텍처 또는 시스템(400)은 WIPO 국제 공개 제WO 2019/106207호의 도 3 내지 도 7에 개시된 바와 같이 구성 또는 배열될 수 있지만, 다른 구성이 또한 가능하다. 도 85에 예시된 바와 같이, 시스템(400)은 제1 바이오반응기 용기(예를 들어, 배양 용기(704)) 및 제2 바이오반응기 용기(420)(예를 들어, 배양 용기(706))를 포함한다. 제1 바이오반응기 용기는 적어도 제1 포트(412) 및 제1 포트(412)와 유체 연통하는 제1 바이오반응기 라인(414), 및 제2 포트(416) 및 제2 포트(416)와 유체 연통하는 제2 바이오반응기 라인(418)을 포함한다. 유사하게, 제2 바이오반응기 용기는 적어도 제1 포트(422) 및 제1 포트(422)와 유체 연통하는 제1 바이오반응기 라인(424), 및 제2 포트(426) 및 제2 포트(426)와 유체 연통하는 제2 바이오반응기 라인(428)을 포함한다. 함께, 제1 바이오반응기 용기(410) 및 제2 바이오반응기 용기(420)는 바이오반응기 어레이(430)를 형성한다. 시스템(400)이 2개의 바이오반응기 용기를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 실시예는 단일 바이오반응기 또는 2개 초과의 바이오반응기 용기를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 바이오반응기 용기(410, 420)의 제1 및 제2 바이오반응기 라인(414, 418, 424, 428) 각각은 이하에 설명되는 바와 같이 라인을 통과하는 유체의 유동을 제어하기 위한 각각의 밸브를 포함한다. 특히, 제1 바이오반응기 용기(410)의 제1 바이오반응기 라인(414)은 제1 바이오반응기 라인 밸브(432)를 포함하고, 제1 바이오반응기 용기(410)의 제2 바이오반응기 라인(418)은 제2 바이오반응기 라인 밸브(424)를 포함한다. 유사하게, 제2 바이오반응기 용기(420)의 제1 바이오반응기 라인(424)은 제1 바이오반응기 라인 밸브(436)를 포함하고, 제2 바이오반응기 용기(420)의 제2 바이오반응기 라인(428)은 제2 바이오반응기 라인 밸브(438)를 포함한다.
도 85를 더 참조하면, 시스템(400)은 또한 제1 유체 조립체 라인(442)을 갖는 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체 라인(446)을 갖는 제2 유체 조립체(444), 및 샘플링 조립체(448)를 포함한다. 상호 연결 라인 밸브(452)를 갖는 상호 연결 라인(450)은 제1 유체 조립체(440)와 제2 유체 조립체(444) 사이의 유체 연통을 제공한다. 도 85에 도시된 바와 같이, 상호 연결 라인(450)은 또한 제1 바이오반응기 용기(410)의 제2 바이오반응기 라인(418)과 제1 바이오반응기 라인(414) 사이의 유체 연통을 제공하여, 제1 바이오반응기 용기의 제1 순환 루프를 따라 유체의 순환을 허용한다. 유사하게, 상호 연결 라인은 또한 제2 바이오반응기 용기(420)의 제2 바이오반응기 라인(428)과 제1 바이오반응기 라인(424) 사이의 유체 연통을 제공하여, 제2 바이오반응기 용기의 제2 순환 루프를 따라 유체의 순환을 허용한다. 더욱이, 상호 연결 라인(450)은 제1 바이오반응기 용기(410)의 제2 포트(416) 및 제2 바이오반응기 라인(418)과, 제2 바이오반응기 용기(420)의 제1 포트(422) 및 제1 바이오반응기 라인(424) 사이의 유체 연통을 추가로 제공하여, 이하에서 설명되는 바와 같이, 제1 바이오반응기 용기(410)의 내용물을 제2 바이오반응기 용기(420)로 전달하게 한다. 도 85에 예시된 바와 같이, 상호 연결 라인(450)은, 실시예에서, 제2 바이오반응기 라인(418, 428)으로부터 제1 바이오반응기 용기(410)의 제1 바이오반응기 라인(414)과 제1 유체 조립체 라인(442)의 교차점까지 연장된다.
도 85에 의해 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 유체 조립체(440, 450)는 상호 연결 라인(450)을 따라 배치된다. 추가로, 실시예에서, 제1 유체 조립체는 각각 제1 바이오반응기 용기의 제1 바이오반응기 라인(414) 및 제2 바이오반응기 용기(420)의 제1 바이오반응기 라인(424)을 통해 제1 바이오반응기 용기(410)의 제1 포트(412) 및 제2 바이오반응기 용기(420)의 제1 포트와 유체 연통한다. 제2 유체 조립체(444)는 상호 연결 라인(450)을 통해 제1 바이오반응기 용기(410)의 제2 포트(416) 및 제2 바이오반응기 용기(420)의 제2 포트(426)와 유체 연통한다.
양방향 유체 유동을 제공할 수 있는 연동 펌프 조립체(641)의 제1 펌프(454)는 제1 유체 조립체 라인(442)을 따라 배치되고, 양방향 유체 유동을 제공할 수 있는 연동 펌프 조립체(641)의 제2 펌프 또는 순환 라인 펌프(456)는 상호 연결 라인(450)을 따라 배치되며, 그 기능 및 목적은 아래에서 설명될 것이다. 또한, 도 85에 도시된 바와 같이, 멸균 공기 소스(458)은 멸균 공기 소스 라인(460)을 통해 상호 연결 라인(450)에 연결된다. 멸균 공기 소스 라인(460)을 따라 위치 설정된 밸브(462)는 멸균 공기 소스(458)와 상호 연결 라인(450) 사이의 선택적인 유체 연통을 제공한다. 도 85는 상호 연결 라인(450)에 연결된 멸균 공기 소스(458)을 도시하지만, 다른 실시예에서 멸균 공기 소스는 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체(444), 또는 제1 바이오반응기 또는 제2 바이오반응기의 제2 바이오반응기 라인 밸브와 제1 바이오반응기 라인 밸브의 중간에 있는 유체 유로에 연결될 수 있다.
이제, 도 86 내지 도 88을 추가로 참조하면, 제1 유체 조립체(440), 제2 유체 조립체(444) 및 샘플링 조립체(448)의 상세도가 도시되어 있다. 도 86을 구체적으로 참조하면, 제1 유체 조립체(440)는 각각이 복수의 제1 저장조(466a-f) 중 하나에 선택적으로/제거 가능하게 연결되도록 구성된 복수의 배관 테일(464a-f)을 포함한다. 제1 유체 조립체(440)의 각각의 배관 테일(464a-f)은 제1 유체 조립체(440)의 복수의 제1 저장조(466a-f) 중 각각의 저장조로 또는 저장조로부터의 유체 유동을 선택적으로 제어하기 위한 배관 테일 밸브(468a-f)를 포함한다. 도 86은 제1 유체 조립체(440)가 6개의 유체 저장조를 포함하는 것을 구체적으로 도시하고 있지만, 필요에 따라 다양한 처리 유체의 입력 또는 수집을 제공하기 위해 더 많거나 더 적은 저장조가 이용될 수 있다. 각각의 배관 테일(464a-f)은 아래에 설명되는 바와 같이 유체 조립체(440)의 작동 동안 요구되는 시간에 각각 저장조(466a-f)에 개별적으로 연결될 수 있는 것으로 고려된다.
도 87을 구체적으로 참조하면, 제2 유체 조립체(444)는 복수의 배관 테일(470a-d)을 포함하며, 이들 각각은 복수의 제2 저장조(472a-d) 중 하나에 선택적으로/제거 가능하게 연결되도록 구성된다. 제2 유체 조립체(444)의 각각의 배관 테일(470a-d)은 제1 유체 조립체(444)의 복수의 제2 저장조(472a-d) 중 각각의 저장조로 또는 저장조로부터의 유체 유동을 선택적으로 제어하기 위한 배관 테일 밸브(474a-e)를 포함한다. 도 87은 제2 유체 조립체(444)가 4개의 유체 저장조를 포함하는 것을 구체적으로 도시하고 있지만, 필요에 따라 다양한 처리 유체의 입력 또는 수집을 제공하기 위해 더 많거나 더 적은 저장조가 이용될 수 있다. 실시예에서, 제2 저장조 중 적어도 하나, 예를 들어, 제2 저장조(472d)는 아래에 설명되는 바와 같이 확장된 세포 집단을 수집하기 위한 장치(600)의 캐비닛(608) 내에 수용된 수집 저장조이다. 실시예에서, 제2 저장조(472a)는 장치(600)의 폐기물 서랍(606) 내에 수용된 폐기물 저장조 또는 백이며, 그 목적은 아래에서 설명된다.
실시예에서, 제1 저장조(466a-f) 및 제2 저장조(472a-d)는 장치(600)의 캐비닛(608) 내에 수용되고 배관 오거나이저(720)의 배관 테일을 통해 매니폴드(712)에 유체 연결되는 단일 사용/일회용 가요성 백이다. 실시예에서, 백은 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 그 주연부 둘레에 함께 용접되거나 고정된 대향 패널 및 각각의 테일에 연결하기 위한 지지 연결 도관을 갖는 실질적으로 2차원 백이다.
실시예에서, 저장조/백은 멸균 용접 디바이스를 사용하여 제1 및 제2 배관 조립체의 배관 테일에 연결될 수 있다. 실시예에서, 용접 디바이스는 장치(600) 옆에 위치 설정될 수 있고, 용접 디바이스는 (멸균성을 유지하면서) 배관 테일 중 하나를 백 상의 튜브에 테일로 스플라이스 용접하는 데 이용된다. 따라서, 조작자는 필요할 때 백을 제공할 수 있다(예를 들어, 배관 오거나이저(720)로부터 배관 테일을 파지하고 그 자유 단부를 용접 디바이스에 삽입하고, 백 튜브의 자유 단부를 배관 테일의 단부에 인접하게 놓으며, 새로운 면도날로 튜브를 절단하고, 2개의 튜브 단부가 함께 다시 응고되도록 여전히 용융된 상태에서 함께 강제되는 동안 면도기가 당겨질 때 절단된 단부를 가열함으로써). 반대로, 백으로부터 라인을 열 밀봉하고 열 밀봉부를 절단하여 2개의 폐쇄 라인을 분리함으로써 백을 제거할 수 있다. 따라서, 저장조/백은 원할 때 개별적으로 연결될 수 있으며, 본 발명은, 조작자가 그 사용 동안 저장조/백을 적시에 연결하기 위해 전체 프로세스 동안 적절한 배관 테일에 접근할 수 있기 때문에 프로토콜 시작 시에 모든 저장조/백이 연결되어야 하는 것을 필요로 하지 않는다. 실제로, 모든 저장조/백이 사전 연결되는 것이 가능하지만, 본 발명은 사전 연결을 필요로 하지 않으며, 제2 모듈(200)의 한 가지 이점은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 작동 중에 조작자가 유체 조립체/라인에 접근할 수 있게 하여, 사용 후 백이 멸균 방식으로 연결될 수 있으며, 다른 백이 프로토콜 중에 멸균 상태로 연결될 수 있도록 연결 해제될 수 있다는 것이다.
도 88에 예시된 바와 같이, 샘플링 조립체(448)는 하나 이상의 샘플링 라인, 예를 들어 상호 연결 라인(450)에 유체 연결된 샘플링 라인(476a-476d)(샘플링 카드(722)의 샘플링 배관 테일(748)일 수 있음)을 포함한다. 각각의 샘플 라인(476a-476d)은 상호 연결 라인(450)으로부터 샘플 라인(476a-476d)을 통해 유체가 유동하게 하도록 선택적으로 구동 가능한 샘플 라인 밸브(478a-d)를 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 각각의 샘플링 라인(476a-476d)의 원위 단부는 상호 연결 라인(450)으로부터 유체를 수집하기 위해 샘플 수집 디바이스(예를 들어, 샘플 수집 디바이스(280a 및 280d))에 선택적으로 연결하도록 구성된다. 샘플 수집 디바이스는, 예를 들어 주사기, 딥 튜브, 백 등과 같은 본 기술 분야에 알려진 임의의 샘플링 디바이스의 형태를 취할 수 있다. 도 88은 상호 연결 라인에 연결된 샘플링 조립체(448)를 예시하지만, 다른 실시예에서, 샘플링 조립체는 제1 유체 조립체(440)에 유체 결합될 수 있고, 제2 유체 조립체(444)는 제1 바이오반응기 용기(410)의 제2 바이오반응기 라인 밸브(434)와 제1 바이오반응기 라인 밸브(432)의 중간에 있는 유체 유로, 및/또는 제2 바이오반응기 용기(420)의 제2 바이오반응기 라인 밸브(438)와 제1 바이오반응기 라인 밸브(436)의 중간에 있는 유체 유로에 유체 결합될 수 있다. 샘플링 조립체(448)는 필요에 따라 시스템(400)의 하나 이상의 지점에서 완전히 기능적으로 폐쇄된 유체 샘플링을 제공한다.
도 85를 다시 참조하면, 실시예에서, 시스템(400)은 또한 상호 연결 라인(450)을 따라 2개의 지점에서 연결되고 상호 연결 라인(450)을 따라 여과 루프를 정의하는 여과 라인(482)을 포함할 수 있다. 필터(484)는 여과 라인(482)을 통과하는 유체로부터 투과 폐기물을 제거하기 위해 여과 라인(482)을 따라 위치 설정된다. 도면에 도시된 바와 같이, 여과 라인(482)은 각각 필터(484)의 상류측 및 하류측에 위치 설정된 상류측 여과 라인 밸브(486) 및 하류측 여과 라인 밸브(488)를 포함한다. 폐기물 라인(490)은 필터(484)와 제2 유체 조립체(444) 사이의, 특히 폐기물 저장조(472a)에 연결된 제2 유체 조립체(444)의 배관 테일(470a)과의 유체 연통을 제공한다. 이와 관련하여, 폐기물 라인(490)은 필터(484)에 의해 여과 라인(482)을 통과하는 유체로부터 제거된 폐기물을 폐기물 저장조(472a)로 이송한다. 도 85에 예시된 바와 같이, 여과 라인(482)은 상호 연결 라인(450)을 통한 유체의 유동이 아래에 설명되는 바와 같이 여과 라인(482)을 통해 강제될 수 있도록 상호 연결 라인 밸브(452)를 둘러싼다. 폐기물 라인(490)을 따라 위치 설정된 투과 펌프(492)는 필터에 의해 제거된 폐기물을 폐기물 저장조(472a)로 펌핑하도록 작동 가능하다. 실시예에서, 필터(484)는 바람직하게는 세장형 중공 섬유 필터이지만, 예를 들어 평탄한 시트 멤브레인 필터와 같은 본 기술 분야에 알려진 다른 접선 유동 또는 교차 유동 여과 수단이 또한 본 발명의 더 넓은 양태에서 벗어나지 않고 이용될 수 있다.
실시예에서, 제1 유체 조립체(440) 및 제2 유체 조립체(444)의 밸브 뿐만 아니라 바이오반응기 라인 밸브(즉, 밸브(432, 434, 436, 438), 멸균 라인 밸브(462), 상호 연결 라인 밸브(452) 및 여과 라인 밸브(486, 488))는 선형 액추에이터 어레이(643)의 선형 액추에이터 중 하나를 밸브 매니폴드(712)와 맞물림으로써 형성되어 통과하는 유체의 특정 유동을 차단하거나 허용한다. 실시예에서, 위에 개시된 밸브 및 펌프(즉, 선형 액추에이터 어레이(643)의 선형 액추에이터 및 연동 펌프 조립체(641)의 3개의 연동 펌프(454, 456, 492))의 작동은 프로그래밍된 프로토콜에 따라 자동으로 수행되어 모듈(200)/장치(600)의 적절한 작동을 가능하게 한다. 제2 모듈(200)/장치(600)에 내장된 제2 제어기(210)가 이들 밸브(선형 액추에이터) 및 펌프의 작동을 지시할 수 있는 것으로 고려된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 일회용 바이오 처리 키트(700)와 조합된 바이오 처리 장치(600)는 세포 처리의 활성화, 형질 도입 및 확장 페이즈를 수행하도록 구성된다. 실시예에서, 활성화 페이즈는 6개의 단계를 포함하며, 각각의 단계는 복수의 사용자 제어 가능/선택 가능 파라미터를 포함하고 제어기(210)에 의해 실행된다. 활성화 페이즈 동안, 2개의 시딩 전 시약과 2개의 시딩 후 시약이 사용될 수 있다. 활성화 페이즈에 대한 세포 입력은 활성화를 받을 준비가 된 세포이다. 활성화 후, 세포를 농축하고 세정하여 후속 프로세스 단계에 바람직하지 않은 임의의 잔류 시약 성분을 제거할 수 있다. 형질 도입 페이즈는, 마찬가지로, 6개의 단계를 포함하며, 각각의 단계는 복수의 사용자 제어 가능/선택 가능 파라미터를 포함하고 제어기(210)에 의해 실행된다. 형질 도입 페이즈 동안, 2개의 시딩 전 시약과 2개의 시딩 후 시약이 사용될 수 있다. 형질 도입 페이즈에 대한 세포 입력은 이전 페이즈에서 활성화된 세포이다. 형질 도입 후, 세포를 농축하고 세정하여 후속 프로세스 단계에 바람직하지 않은 임의의 잔류 시약 성분을 제거할 수 있다. 확장 페이즈는, 그 일부가, 3개의 단계(시딩, 세포 배양 및 수확)를 포함하며, 각각의 단계는 복수의 사용자 제어 가능/선택 가능 파라미터를 포함하고 제어기(210)에 의해 실행된다. 시딩 단계 동안, 시스템은 내용물을 확장을 위해 원하는 세포 밀도로 희석하기 위해 형질 도입 용기에 배지를 추가한다. 세포 배양 단계 동안, 사용자는 샘플링 빈도를 선택하고 배양 용기(704, 706) 내에서 세포를 확장하는 데 사용되는 공급 전략을 정의할 수 있다. 수확 단계 동안, 수확은 미리 설정된 시점에서 수행되거나 표적 세포 투여량이 달성되면 사용자에 의해 시작될 수 있다.
실시예에서, 사용자에 의해 제어되거나 선택될 수 있는 파라미터 중에, 시딩 전 및 시딩 후 시약 파라미터, 입력 세포 체적, 배양, 체적 감소, 세정, 표적 시딩 및 세포 배양이 있다. 시딩 전 또는 시딩 후 시약 단계는 세포를 시딩하기 전에 배양 용기에 추가될 수 있는 최대 2개의 시약 및 세포를 시딩한 후 배양 용기에 추가될 수 있는 최대 2개의 시약에 대한 파라미터를 포함한다. 시약을 배양 용기로 전달하기 전에, 사용자는 시스템을 통해 공기나 액체를 전달할 수 있다. 시약의 배양 후, 배양 용기는 세포를 시딩하기 전에 헹굼될 수 있다. 입력 세포 체적 파라미터는 소스 세포를 배양 용기에 추가하기 위한 파라미터를 정의한다. 배양 용기에 세포를 추가하기 전에, 사용자는 소스 백에서 세포를 수동으로 혼합할 수 있다. 또한, 입력 세포의 전달을 최대화하기 위해 소스 백이 헹굼될 수 있다. 배양 파라미터는 배양 용기(704, 706) 내에서 세포의 배양 동안 파라미터를 정의한다. 사용자는 샘플링 관련 파라미터 뿐만 아니라 표적 시딩 밀도와 활성화 체적을 설정할 수 있다. 체적 감소 파라미터는 활성화 후 세포를 농축하기 위한 파라미터를 정의한다. 세포는 중공 섬유 필터(hollow-fiber filter)(HFF)를 사용하거나, 또는 세포를 방해하지 않고 액체를 걷어내고, 고속 관류(high-speed perfusion)(HSP)라고도 지칭되는, 배양 용기로부터 액체를 흡입함으로써 체적 감소(즉, 배양 용기 내의 체적이 감소되도록 입구에 배지를 추가하지 않는 관류)를 통해 농축된다.
세정 파라미터는 형질 도입을 위해 준비하도록 체적 감소 후 세포를 세정하기 위한 파라미터를 정의한다. 중공 섬유 필터(HFF) 또는 고속 관류(HSP)를 사용하여 세포가 세정된다. 실시예에서, HSP 세정 프로토콜은 다음의 프로세스 단계, 즉: 1) 초기 침전 페이즈 - 활성화 용기는 고정된 시간 동안 안정하게 유지되어 세포가 용기 멤브레인 상에 침전될 수 있게 함; 2) 임의로 매우 느린 활성화 용기 혼합을 가능하게 하여 세포 침전을 방해하지 않고 상청액 균질성을 개선시키는 단계; 3) 활성화 용기 체적을 안정 상태로 유지하면서 동시 배지 첨가 및 상청액 제거 단계; 4) 세정 지속 기간 중간에, 임의로 매우 느린 활성화 용기 혼합을 가능하게 하여 세포 침전을 방해하지 않고 상청액 균질성을 개선시키는 단계; 5) 세정 표적 지속 기간이 경과되거나 세정 표적 배지 체적이 소비될 때까지 활성화 용기 체적을 안정 상태로 유지하면서 동시 배지 첨가 및 상청액 제거 단계; 6) 임의로 표적 용기 체적까지 활성화 용기 내용물을 배지로 희석하는 단계; 7) 임의로 매우 느린 활성화 용기 혼합을 가능하게 하여 세포 침전을 방해하지 않고 상청액 균질성을 개선시키는 단계; 및 8) 표적 활성화 용기 체적까지 세포 침전을 방해하지 않고 상청액의 낮은 유량 제거 단계를 포함한다.
실시예에서, 형질 도입 페이즈에 대해, 단계는 위에서 제공된 활성화 페이즈 설명과 유사하다. 실시예에서, 활성화된 세포를 활성화 용기로부터 형질 도입 용기로 전달하기 위한 파라미터를 정의하는 전달 세포 파라미터가 제공된다. 세포를 배양 용기로 전달하기 전에, 시스템은 활성화 용기에서 세포를 혼합할 수 있다. 활성화 용기의 일부 또는 전체 내용물을 형질 도입 용기로 전달할 수 있다. 또한, 활성화 용기는 헹굼되어 전달 세포를 최대화할 수 있다.
마지막으로, 표적 시딩 일반 파라미터는 확장 중에 세포의 시작 조건을 설정하는 파라미터를 정의한다. 세포 배양 파라미터는 확장 중에 세포를 배양하는 데 사용되는 공급 전략을 정의한다. 사용자는 사용자가 구성 가능한 파라미터에 기초하여 공급 기간을 정의할 수 있다. 예시적인 공급 전략은 단일 샷 배지 추가(공급-배치) 또는 연속 배지 추가(관류)를 포함한다. 수확 파라미터는 세포 수확을 가능하게 하는 파라미터를 정의한다. 사용자는 수확할 세포의 양을 정의하고 정의된 시점에 또는 원할 때 수확을 시작할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 이들 파라미터의 선택 및 설정은 인터페이스(609)를 사용하거나, 장치(600)와 통신하는 외장 사용자 인터페이스 또는 단자를 통해(예를 들어, 장치(600)의 후방에 있는 데이터 포트를 통해, 그러나 무선 통신 수단도 가능함) 수행될 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 장치(600) 및 유동 아키텍처(400)는 또한, 예를 들어 샘플링 카드(722)의 샘플링 배관 테일(748)을 사용하여 배양 용기(들)(704, 706)의 내용물의 샘플링을 허용한다.
실시예에서, 샘플링 시퀀스는 배양 용기의 내용물을 혼합하고 균질화하기 위한 플랫폼 로커 조립체(640, 642)를 틸트시키고(용기 체적에 따라 혼합 속도), 프로세스 펌프(456)를 구동시켜 용기 내용물을 샘플링 배관의 용기 출구 포트(416 또는 426)로부터 용기(412 또는 422)의 입구 포트로 다시 순환시키며, 샘플을 채취하도록 사용자를 프롬프트하고, 순환 및 혼합, 마지막으로 샘플링 배관 세정을 중단시키는 것을 포함한다.
실시예에서, 장치의 프로세스 서랍(604) 내에서 2개의 배양 용기(704, 706)를 사용하면 아래에 개시된 방식으로 병렬 처리가 수행될 수 있다. 실시예에서, 모든 활성화 단계는 제1 배양 용기(704)에서 수행될 수 있으며, 그 후 세포는 세포의 형질 도입 및 확장이 수행되는 제2 배양 용기(706)로 전달된다. 또 다른 실시예에서, 제1 배양 용기(704)에서 활성화 동안, 형질 도입 시약 동작은, 형질 도입 및 확장 단계를 위해 활성화 후 세포를 제1 배양 용기(704)로부터 제2 배양 용기(706)로 첨가하기 전에 제2 배양 용기(706)에서 수행될 수 있다(예를 들어, 시딩 전 시약(들)을 제2 배양 용기(706)에 추가하고, 배양하며, 배양 용기(706)를 헹굼). 다른 실시예에서, 활성화, 형질 도입 및 확장 단계는 단일 배양 용기(예를 들어, 제1 또는 제2 배양 용기(704, 706))에서 수행될 수 있다.
도 90을 참조하면, 바이오 처리 장치(600)에 의해 인에이블되는 또 다른 워크플로우(1000)가 예시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 워크플로우 또는 방법(1000)은 제1 배양 용기(704)에서 일련의 활성화 단계(1002) 및 일련의 형질 도입 단계(1004)를 수행하고, 제1 및 제2 배양 용기(704, 706)를 모두 사용하여 병렬 확장 단계(1006)에서 유전적으로 변형된 세포(형질 도입 후)의 집단을 확장하는 것을 포함한다. 이는 병렬 확장(1006)이 두 배양 용기(704, 706)를 모두 동시에 사용하여 수행될 수 있도록 유전적으로 변형된 세포의 분획물을 제1 배양 용기(704)로부터 제2 배양 용기로 전달하는 것을 수반한다.
도 91을 참조하면, 바이오 처리 장치(600)에 의해 인에이블되는 또 다른 워크플로우(1100)가 예시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 워크플로우 또는 방법(1100)은 활성화, 형질 도입 및 확장 단계를 병렬이지만 독립적인 워크플로우로 수행하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들어, 완전히 제1 배양 용기(704) 내에 있는 세포의 제1 집단에 대해 활성화 단계(1102), 형질 도입 단계(1104), 및 확장 단계(1106)를 수행하는 것, 및 완전히 제2 배양 용기(706) 내에 있는 제2 세포 집단에 대해 병렬 활성화 단계(1108), 형질 도입 단계(1110) 및 확장 단계(1112)를 수행하는 것을 포함한다. 실시예에서, 세포의 제1 및 제2 집단은 활성화 페이즈의 입력 스테이지 동안 제1 및 제2 배양 용기(704, 706) 사이에 분할되는 단일 세포 집단으로부터 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 세포의 제1 및 제2 집단은 상이할 수 있다(예를 들어, 상이한 소스로부터 유래됨).
이제, 도 92를 참조하면, 바이오 처리 장치(600)에 의해 인에이블되는 또 다른 워크플로우(1200)가 예시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 워크플로우 또는 방법(1200)은, 세포 집단에 대해, 제1 배양 용기(704)에서 활성화 단계(1202)를 수행한 다음, 단계(1204)에서 제1 배양 용기(704)로부터의 활성화된 세포 집단을 외장 형질 도입을 위해 바이오 처리 장치(600) 밖으로 완전히 전달하는 것을 포함한다. 모듈/장치(600) 밖으로의 형질 도입 후, 세포 체적은 제2 배양 용기(706)에서 형질 도입 후 체적 감소 및 형질 도입 후 세정 단계(1206)를 위해 바이오 처리 장치(600)의 제2 배양 용기(706)로 전달된다. 도면에 또한 도시된 바와 같이, 확장 단계(1208)는 또한 제2 배양 용기(706)에서 수행된다.
실시예에서, 바이오 처리 장치(600), 일회용 바이오 처리 키트(700) 및 본 발명의 유동 아키텍처는, 예를 들어 중공 섬유 필터를 사용하여 세정이 활성화 후 뿐만 아니라 형질 도입 후 모두에서 수행될 수 있게 한다.
전술한 방식으로 세포 집단의 활성화, 형질 도입 및 확장을 수행하기 위한 바이오 처리 장치(600)의 사용과 관련하여, 배치 품질 및 제품 안전을 보장하기 위해, 멸균될 뿐만 아니라 그 작동 기간 동안 기능적으로 폐쇄되고 완전히 신뢰할 수 있는 것이 세포 배양 및 바이오프로세스에 사용되는 모든 일회용 디바이스에 대한 공통 요구 사항이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 또한 사용 전에, 배양 용기(704, 706) 및 관련 배관을 포함하는 일회용 바이오 처리 키트(700)에서 수행되는 누설 기밀 확인 및 막힘 검출 체크를 제공한다. 도 93을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 장치(600) 및 일회용 키트(700)에 의해 채용되는 유동 아키텍처(1300)가 예시되어 있다. 유동 아키텍처(1300)는 위에서 개시된 유동 아키텍처(400)와 대체로 유사하다.
도면에 도시된 바와 같이, 유동 아키텍처/시스템(1300)은 공기가 시스템(1300)으로 흡인될 수 있게 하는 복수의 공압 인터페이스(예를 들어, 2개의 공압 인터페이스(1302, 1304) 또는 4개의 공압 인터페이스(1302, 1304, 1306, 1308))를 포함한다. 공압 인터페이스(1302, 1304, 1306, 1308)는 각각의 인터페이스와 관련되고 일회용 키트(700)의 일부를 형성하는 멸균 공기 필터(1310, 1312, 1314, 1316)에 대한 누설 기밀 연결을 허용한다. 시스템(1300)은, 3방향 밸브(1320)에 추가하여, 멸균 공기 필터(1310, 1312)를 통해 키트를 프로세스 서랍(604) 내의 키트 외부의 주변 분위기에 또는 압력 모니터링 센서(1324)에 연결하기 위해 공기 유로를 전환할 수 있게 하는 3방향 밸브(1322), 및 3방향 밸브(1323)를 더 포함한다. 시스템(1300)은, 위에서 개시된 바와 같이, 누설 기밀 확인 프로세스 동안 가압 수단 및 핀치 밸브로서, 그리고 정상 작동 동안 액체 관리 수단으로서 작용하도록 의도된 2개의 연동 펌프(1326, 1328)(예를 들어, 연동 펌프 조립체(641)의 프로세스 펌프(456) 및 소스 펌프(454)), 최대 20개의 핀치 밸브(1330)(#1 내지 #20) 세트(예를 들어, 밸브 매니폴드(712) 및 선형 액추에이터 어레이(643)에 의해 형성됨), 및 누설 기밀 확인 동안 핀치 밸브로서 그리고 정상 작동 동안 액체 관리 수단으로서 작용하도록 의도된 하나의 연동 펌프(1332)(예를 들어, 연동 펌프 조립체(641)의 폐기물 펌프(492))를 더 포함한다.
멸균 공기 필터를 통해 유로를 분위기에 선택적으로 연결할 수 있는 공압 인터페이스를 통해 연동 펌프를 거쳐 공기를 시스템으로 끌어들일 수 있다. 실시예에서, 이 인터페이스의 2개의 주요 용도는, (1) 아래에 설명되는 바와 같이 키트 무결성 체크 동안 일회용 키트(700)의 일부를 가압할 수 있게 하고, (2) 다양한 자동화된 워크플로우 동안 멸균 공기를 끌어들여 라인으로부터 유체를 제거하는 것이다.
도 94는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 아키텍처(1300) 대신에 장치(600) 및 일회용 키트(700)에 의해 채용될 수 있는 다른 유동 아키텍처/시스템(1400)을 예시한다. 유동 아키텍처/시스템(1400)은 유동 아키텍처/시스템(1300)과 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 시스템(1440)은 4개의 공압 인터페이스(1302, 1304, 1306, 1308)를 가지며, 그 중 하나(공압 인터페이스(1306))는 분위기와 압력 센서 사이에서 전환하는 3방향 밸브(1318)에 연결된다. 유동 아키텍처/시스템(1400)의 이점은 배양 용기가 일회용 키트(700)의 잔여 부분과 독립적으로 가압될 수 있다는 것이다(바이오 처리 작업을 시작하기 전에). 이는 한 압력에서 배양 용기를 체크하게 하고 다른 압력(배양 용기가 견딜 수 있는 것보다 잠재적으로 더 높음)에서 키트의 잔여 부분을 체크하게 한다. 이는 또한 키트(700)의 잔여 부분 및 그 유동 라인이 부압 하에서 테스트될 수 있게 하며, 이는 멤브레인이 제거되거나 변위될 수 있기 때문에 통상적으로 배양 용기 내에서 회피된다.
도 95는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 아키텍처(1300 또는 1400) 대신에 장치(600) 및 일회용 키트(700)에 의해 채용될 수 있는 다른 유동 아키텍처/시스템(1402)을 예시한다. 유동 아키텍처/시스템(1402)은 유동 아키텍처/시스템(1400)과 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다. 그러나, 도면에 도시된 바와 같이, 도 95의 유동 아키텍처(1402)는 중공 섬유 필터(HFF) 및 폐기물 펌프를 생략한다. 도 95의 유동 아키텍처(1402)는 도 94의 유동 아키텍처(1400)와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 작동 가능하다.
도 96은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 아키텍처(1300, 1400 또는 1402) 대신에 장치(600) 및 일회용 키트(700)에 의해 채용될 수 있는 또 다른 유동 아키텍처/시스템(1410)을 예시한다. 유동 아키텍처/시스템(1410)은 유동 아키텍처/시스템(1402)과 유사하며, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다. 그러나, 도면에 도시된 바와 같이, (도 95의 3방향 밸브(1320)로부터 압력 센서(1324)로 연장되는 유동 라인 대신에) 3방향 밸브(1320)에 유체 연결된 추가적인 압력 센서(1412)가 있다. 특히, (도 95의 아키텍처에서 채용된 단일 압력 센서와 달리) 특정 아키텍처 및 용례에 따라 하나 초과의 압력 센서를 채용하는 것이 특정한 이점을 제공할 수 있다는 것이 인식되었다. 실시예에서, 제1 압력 센서(1324) 및 제2 압력 센서(1412)는 그 특정 용도에 적합한 상이한 압력 범위를 가질 수 있다. 그러나, 특정 실시예에서, 제1 및 제2 압력 센서(1324, 1410)는 동일하거나 유사한 압력 범위를 가질 수 있음을 인식해야 한다.
실시예에서, 유동 아키텍처/시스템(1410)은 어큐뮬레이터(1414)를 더 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(1414)는 체적 버퍼로서 기능하고, 저장조 또는 배관 길이로서 구성될 수 있다. 특정 구조 또는 구성에 무관하게, 어큐뮬레이터(1414)는 멸균 공기 필터(1316)와 제2 압력 센서(1412) 사이의/로부터의 유체 유로의 총 체적보다 크거나 동일한 체적을 갖는다. 사용 시, 막힘이 있는 경우, 어큐뮬레이터(1414)의 존재 및 위치는 유체의 체적이 어큐뮬레이터(1414)에 축적되고 멸균 공기 필터와 접촉하지 않는 것을 보장한다.
앞서 개시된 많은 구성요소, 시스템, 디바이스 및 아키텍처에서, 멸균 공기 필터의 사용 또는 채용에 대한 언급이 이루어졌다. 실시예에서, 이러한 멸균 공기 필터 중 하나 이상 또는 전부는 소수성일 수 있고, 그에 따라 유체에 노출되거나 유체와 접촉할 수 있고 여전히 의도한 대로 무결성과 기능을 유지할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 비소수성 필터는 특정 시스템 또는 아키텍처 레이아웃 및 용례에 따라 어큐뮬레이터 또는 유사한 디바이스와 함께 또는 없이 채용될 수 있다.
실시예에서, 전술한 누설 기밀 확인은 일회용 배양 키트의 3개의 구별된 세그먼트에 대해 독립적으로 실행된다. 실시예에서, 제1 세그먼트는 소스 펌프(1328/454)와 배관 테일(1334a-d)(예를 들어, 배관 오거나이저(720)의 배관 테일) 사이의 배관 세그먼트를 제외한 전체 일회용 키트(즉, 그 유체 유로 전체)를 포함한다. 제1 세그먼트의 테스트는 가압 페이즈와 압력 감쇠 모니터링 페이즈의 두 페이즈로 이루어진다. 실시예에서, 제2 세그먼트는 소스 펌프(1328/454)와 배관 테일(1334a-d) 사이의 배관 세그먼트 및 공급 펌프까지의 입구 포트로부터 배관 및 2개의 배양 용기를 포함한다. 제2 세그먼트의 테스트는 가압 페이즈와 압력 감쇠 모니터링 페이즈의 두 페이즈로 이루어진다. 실시예에서, 제3 세그먼트는 T/U 루프(센서 바이패스) 및 소스 펌프(1328/454)와 배관 테일(1334a-d) 사이의 배관 세그먼트를 제외한 전체 일회용 키트(즉, 그 유체 유로 전체)를 포함한다. 제3 세그먼트의 테스트는 가압 페이즈, 압력 감쇠 모니터링 및 압력 해제 페이즈의 세 페이즈로 이루어진다.
위에서 나타낸 바와 같이, 전술한 누설 기밀 확인 및 막힘 검출 방법은 최종 사용자가 바이오 처리 작업을 시작하기 전에 전체 일회용 키트(700)에 대해 자동화된 무결성 테스트를 실행할 수 있게 한다. 이를 통해 최종 사용자는 자동화된 워크플로우를 수행하는 능력과 궁극적으로 배치의 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 일회용 키트 및/또는 막힌/끼인 라인 내에서 누설 가능성을 검출할 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 포유 동물 세포 배양 프로세스는 정확하고 안전한 방식으로 실행되어야 하는 상당히 복잡한 액체 전달 관리 작업을 필요로 할 수 있다. 따라서, 누설 이벤트를 검출하는 능력은 배치의 생존력이 잠재적으로 손상될 수 있는 경우 경보를 울리기 위해 지속적으로 수행되어야 하는 핵심 기능이다. 위의 관점에서, 본 발명의 실시예는 또한 바이오프로세스에 수반된 질량의 실시간 모니터링을 사용하여 일회용 키트(700)에서 누설 기밀을 확인하고 막힘을 검출하는 것을 고려한다. 전부는 아니지만 대부분의 본 명세서에 개시된 바이오 처리 작업에서, 네 가지 상황이 관례적으로 나타나거나 항상 발생한다: (1) 유체는 폐쇄 컨테이너 내에 유지되고, (2) 유체는 소스 컨테이너로부터 목적 컨테이너로 전달되며, (3) 유체는 소스 컨테이너로부터 목적 컨테이너로 중간 컨테이너를 통해 관류되고, 및/또는 (4) 유체는 컨테이너 또는 용기로부터 다시 동일한 컨테이너 또는 용기로 재순환된다. 따라서, 소스 컨테이너, 중간 컨테이너 및/또는 목적 컨테이너가 이러한 컨테이너의 질량을 측정하기 위한 수단/메커니즘(예를 들어, 위에 개시된 바와 같이 각각의 컨테이너와 관련된 하나 이상의 로드 셀), 유체를 기밀 방식으로 (예를 들어, 연동 펌프 조립체(641)를 사용하여) 하나의 컨테이너로부터 다른 컨테이너로 펌핑하거나 동일한 컨테이너에 대해 루핑하는 수단, 및 각각의 컨테이너의 질량 변동을 모니터링하기 위한 제어 유닛(예를 들어, 제어기(210))을 포함하는 한, 다수의 누설 및/또는 막힘 검출 프로세스가 아래에 개시되는 바와 같이 수행될 수 있다. 로드 셀은, 예를 들어 위에 개시된 바와 같이 다양한 컨테이너(예를 들어, 배양 용기(704, 706), 폐기물 백 등)를 지지하는 베드 플레이트 또는 로드 셀이 일체화된 페그 또는 후크(예를 들어, 배지, 시약 및 기타 백을 매달기 위한 캐비닛(608)의 수직 저장 서랍(614, 616)의 후크(620))를 포함할 수 있다. 아래에 개시되는 바와 같이, 제어기(예를 들어, 제어기(210))는 각각의 컨테이너의 질량 변동을 모니터링하고, 컨테이너 사이에서 유체를 전달하도록 펌핑 수단을 구동시키며, 질량 균형 방정식을 실행하고, 질량 균형 방정식 해법이 누설 기밀 또는 막힘의 부재를 나타내지 않으면 경보 또는 경고를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 펌핑 동작이 일어나지 않고 제어 유닛(210)은 단지 제1 컨테이너의 질량이 일반적으로 일정하게(예를 들어, 미리 결정된 지속 기간 동안 미리 결정된 또는 미리 설정된 변화 임계값 내에서) 유지된다는 것을 확인한다. 질량 변화가 미리 결정된 임계값 미만이면, 제1 컨테이너 내의 유체 체적이 일정하게 유지되어, 누설이 존재하지 않음을 나타낸다. 그러나, 질량의 변화가 임계값을 초과하면, 컨테이너로부터 유체가 누설되었음을 나타내며, 제어기(210)는 사용자에게 경고를 발생시킨다.
다른 실시예에서, 누설 또는 막힘을 검출하기 위한 방법은 제1 소스 컨테이너 및 제2 목적 컨테이너의 질량을 모니터링하고, 제1 컨테이너로부터 제2 컨테이너로 유체를 전달하는 것을 수반한다. 예를 들어, 장치(600)의 펌프는 관련된 로드 셀을 사용하여 각각의 컨테이너의 질량을 모니터링하면서 유체를 제1 컨테이너로부터 제2 컨테이너로 펌핑하도록 제어기(210)에 의해 제어된다. 특히, 이러한 실시예에서, 제1 컨테이너의 질량(및 그에 따른 유체 체적의 질량)이 먼저 결정된다. 그 후, 제1 컨테이너로부터의 유체 체적이 제2 컨테이너로 전달된다. 다음으로, 제2 컨테이너의 질량(따라서 제2 컨테이너 내의 유체 체적의 질량)이 결정된다. 그 후, 제어기(210)는 제1 컨테이너의 유체 체적의 원래 질량을 제2 컨테이너의 유체 체적의 질량과 비교하며, 이는 누설이나 막힘이 없는 경우 대략 동일해야 한다. 제1 컨테이너의 유체 체적의 원래 질량과 제2 컨테이너에 전달된 유체 체적의 질량 사이의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 제어기(210)는 알림 또는 경고를 발생시킨다. 실시예에서, 제어기는 또한 유체의 전체 체적이 컨테이너 사이에서 전달될 필요 없이 위의 누설 검출 프로세스를 수행할 수 있다. 특히, 실시예에서, 제어기(210)는 소스 컨테이너 질량 체적 절대 변동이 전달 유량에 특정 누설률 검출 임계값을 더한 값 미만인 지/그 미만으로 유지되는 지의 여부, 및 목적 컨테이너 질량 체적 절대값 변동이 전달 유량에서 특정 누설률 검출 임계값을 뺀 값 이상인 지/그 이상으로 유지되는 지의 여부를 확인하도록 구성된다. 그렇지 않은 경우, 제어기(210)에 의해 누설 경보가 트리거된다.
실시간 질량 균형 모니터링을 사용하는 누설 기밀 확인의 또 다른 실시예에서, 목적은 중간(예를 들어, 제3) 컨테이너의 질량을 일정하게 유지하는 것이다. 따라서, 연동 펌프 조립체(641)의 2개의 펌프의 동시 작용이 필요하며, 여기서 소스에서 중간 컨테이너로의 액체 전달은 특정 유동 설정점에 대한 소스 컨테이너 변동에 따라 제어되어야 하고, 중간에서 목적 컨테이너로의 액체 전달은 특정 유동 설정점에 대한 목적 컨테이너 변동에 대해 제어되어야 한다. 제어 유닛(210)은 소스 컨테이너 질량 체적 절대값 변동이 전달 유량에 특정 누설률 검출 임계값을 더한 값 미만인 지/그 미만으로 유지되는 지의 여부, 중간 컨테이너 체적 절대값 변동이 특정 누설률 검출 임계값 미만인 지/그 미만으로 유지되는 지의 여부, 및 목적 컨테이너 질량 체적 절대값 변동이 전달 유량에서 특정 누설률 검출 임계값을 뺀 값 이상인 지/그 이상으로 유지되는 지의 여부를 확인하도록 구성된다. 이들 조건 중 어느 것도 존재하지 않는다면, 제어기(210)는 경보를 생성하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 제1 컨테이너로부터, 제1 컨테이너 밖으로, 그리고 다시 제1 컨테이너로 유체를 재순환시키도록 펌프를 제어함으로써 제어기(210)에 의해 누설 기밀 확인이 수행된다. 따라서, 유체의 펌핑은 개방 루프에서 발생하고 제어 유닛(210)은 제1 컨테이너의 질량 체적 절대값 변동이 특정 누설률 검출 임계값 미만인 지/그 미만으로 유지되는 지를 확인하도록 구성된다. 그렇지 않은 경우, 제어기(210)에 의해 누설 경보가 트리거된다. 이 프로세스의 변동은 샘플 체적이 재순환 루프로부터 인출되는 경우이다. 이 경우에, 제어기(210)는 제1 컨테이너의 질량 체적 절대값 변동이 특정 누설률 검출 임계값에 샘플링 유량을 더한 값 미만으로 유지되는 지의 여부를 확인한다.
따라서, 본 발명의 실시예는 바이오프로세스 작업에서 키트(700)를 이용하기 전에 키트(700)에서 누설 기밀을 체크하고 및/또는 막힘을 검출하기 위해 실시간 질량 균형 계산을 이용한다. 그러나, 본 명세서에 개시된 방법은 바이오프로세스에서 키트(700)를 이용하기 전에 누설을 결정하는 것으로 제한되지 않고, 실시간 누설 확인 또는 막힘 검출을 위해 바이오프로세스 동안 이용될 수도 있다. 따라서, 배치를 저장하거나 회수하기 위해 검출된 임의의 막힘이나 누설에 대해 개선 조치를 취하는 것이 가능할 수 있다.
위에서 개시된 실시예에서, 제1, 소스 백/컨테이너는 배지 백일 수 있고, 제2, 목적 백/컨테이너는 폐기물 백일 수 있고, 제3, 중간 백/컨테이너는 배양 용기 또는 바이오반응기 용기일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이와 관련하여 그렇게 제한되도록 의도되지 않으며, 유체가 이러한 컨테이너 사이 및/또는 컨테이너를 통해 전달될 수 있는 한 다양한 백/용기가 제1, 제2 및 제3 컨테이너로서 사용될 수 있다. 더욱이, 누설 기밀을 확인하고 막힘을 검출하기 위한 질량 균형 프로세스가 바이오 처리 장치(600) 및 일회용 바이오 처리 키트(700)에서 수행되는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이와 관련하여 그렇게 제한되도록 의도되지 않는다. 특히, 질량 균형 기술은 제1 및 제3 모듈(100, 300)과 관련하여 앞서 개시된 처리 장치(102) 및 단리 모듈(및 일회용 키트)을 포함하는 다양한 시스템 및 디바이스에서 수행될 수 있는 것으로 고려된다.
본 명세서에서 사용될 때, 단수로 기재되고 단어 "a" 또는 "an"으로 진행되는 요소 또는 단계는, 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한, 상기 요소 또는 단계의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 언급은 기재된 특징을 또한 통합하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 더욱이, 반대로 명시적으로 언급되지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는" 실시예는 해당 특성을 갖지 않는 추가적인 그러한 요소를 포함할 수 있다.
이 기록된 설명은 예를 사용하여 최상의 모드를 포함하는 본 발명의 여러 실시예를 개시하고, 또한 본 기술 분야의 숙련자가 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조하고 사용하는 것 및 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 본 발명의 실시예를 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 청구범위의 문자 그대로의 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 갖고 있거나 청구범위의 문자 그대로의 언어와 비실질적 차이가 있는 등가의 구조적 요소를 포함하는 경우에 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
Claims (22)
- 자기 세포 단리 키트이며,
적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제1 스톱콕 매니폴드,
세포 처리 디바이스의 원심 처리 챔버와 함께 사용하도록 구성된 분리 챔버로서, 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 분리 챔버;
세포 처리 디바이스의 가열/냉각 혼합 챔버와 함께 사용하도록 구성된 혼합 백으로서, 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 혼합 백;
적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제2 스톱콕 매니폴드로서, 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 제2 스톱콕 매니폴드;
제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 자기 세포 단리 홀더로서, 자기 세포 단리 디바이스의 자기장 발생기와 함께 사용하도록 구성된, 자기 세포 단리 홀더; 및
제1 및/또는 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 복수의 세포 처리 백을 포함하는, 키트. - 제1항에 있어서,
혼합 백은 3D 혼합 백인, 키트. - 제1항에 있어서,
제1 스톱콕 매니폴드는 연동 펌프와 함께 사용하도록 구성된 배관을 통해 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 키트. - 제1항에 있어서,
제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는 수집 백을 더 포함하는, 키트. - 제1항에 있어서,
자기 세포 단리 홀더는 자기 유지 요소를 포함하는, 키트. - 제1항에 있어서,
자기 세포 단리 홀더는 자기장 발생기를 수용하는 자기 세포 단리 디바이스의 슬롯에 제거 가능하게 삽입하도록 구성되는, 키트. - 제1항에 있어서,
제1 스톱콕 매니폴드는 세포 처리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스 상에 수용되도록 구성되고;
제2 스톱콕 매니폴드는 자기 세포 단리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스 상에 수용되도록 구성되는, 키트. - 제1항에 있어서,
제1 스톱콕 매니폴드, 혼합 백, 제2 스톱콕 매니폴드, 자기 세포 단리 홀더, 및 복수의 세포 처리 백을 둘러싸는 블리스터 패키지를 더 포함하는, 키트. - 제8항에 있어서,
제1 스톱콕 매니폴드, 혼합 백, 제2 스톱콕 매니폴드, 자기 세포 단리 홀더, 및 복수의 세포 처리 백은 멸균되는, 키트. - 일회용 키트를 사용하는 자기 세포 단리 방법이며,
적어도 4개의 스톱콕을 갖는 제1 스톱콕 매니폴드를 세포 처리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스와 맞물리게 하는 단계;
세포 처리 디바이스의 원심 처리 챔버에 분리 챔버를 배치하는 단계로서, 분리 챔버는 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 단계;
세포 처리의 가열/냉각 혼합 챔버에 혼합 백을 배치하는 단계로서, 혼합 백은 제1 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 단계;
제2 스톱콕 매니폴드를 자기 세포 단리 디바이스의 스톱콕 매니폴드 인터페이스와 맞물리게 하는 단계; 및
자기 세포 단리 홀더를 자기 세포 단리 디바이스의 슬롯에 삽입하는 단계를 포함하고, 자기 세포 단리 홀더는 제2 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하며;
자기 세포 단리 디바이스는 슬롯에 수용될 때 자기 세포 단리 홀더에 비드 결속 세포를 유지하기 위한 자기장을 생성하도록 구성되는, 방법. - 제10항에 있어서,
세포 처리 디바이스의 연동 펌프를, 제1 스톱콕 매니폴드와 제2 스톱콕 매니폴드를 유체 상호 연결하는 상호 연결 라인과 맞물리게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제10항에 있어서,
자기 세포 단리 디바이스의 기포 센서를 상호 연결 라인과 맞물리게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제10항에 있어서,
멸균된 블리스터 팩으로부터 제1 스톱콕 매니폴드, 분리 챔버, 혼합 백, 제2 스톱콕 매니폴드 및 자기 세포 단리 홀더를 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제10항에 있어서,
자기 세포 단리 디바이스의 라인 압력 센서를 상호 연결 라인과 맞물리게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 세포 처리를 위한 키트이며,
적어도 6개의 스톱콕을 갖는 스톱콕 매니폴드로서, 세포 처리 디바이스와 함께 사용하도록 구성된 스톱콕 매니폴드;
세포 처리 디바이스의 가열/냉각 혼합 챔버와 함께 사용하도록 구성된 혼합 백으로서, 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 혼합 백; 및
스톱콕 매니폴드에 유체 연결된 복수의 세포 처리 백을 포함하는, 키트. - 제15항에 있어서,
혼합 백은 3D 혼합 백인, 키트. - 제15항에 있어서,
혼합 백은 세포 처리 디바이스의 연동 펌프와 함께 사용하도록 구성된 배관을 통해 스톱콕 매니폴드와 유체 연통하는, 키트. - 제17항에 있어서,
스톱콕 매니폴드는 자기 세포 단리 디바이스의 스톱콕 매니폴드와 맞물리도록 구성되는, 키트. - 제15항에 있어서,
스톱콕 매니폴드, 혼합 백, 및 복수의 세포 처리 백을 둘러싸는 블리스터 패키지를 더 포함하는, 키트. - 제15항에 있어서,
대응하는 복수의 극저온 백의 연결을 위해 스톱콕 매니폴드에 유체 연결된 복수의 배관 라인을 더 포함하는, 키트. - 표적 세포를 단리하는 방법이며,
자기 입자로 세포 집단을 배양하여 비드 결속 표적 세포를 포함하는 세포 혼합물을 형성하는 단계;
자기장을 생성하는 단계; 및
세포 혼합물을 자기장 내의 유로를 통해 여러 번 통과시켜 자기장 내 유로 영역에 비드 결속 표적 세포를 유지하는 단계를 포함하는, 방법. - 제21항에 있어서,
세포 혼합물을 자기장 내의 유로를 통해 여러 번 통과시키는 단계는:
세포 혼합물을 제1 백으로부터, 유로를 통해, 제2 백으로 통과시키는 단계; 및
세포 혼합물을 제2 백으로부터, 유로를 통해, 제1 백으로 통과시키는 단계를 포함하는, 방법.
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