NL1001033C2 - Gasbuismodule met selectief gasdoorlatend slangmembraam en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaag- inrichtingen voor celcultivering. - Google Patents

Gasbuismodule met selectief gasdoorlatend slangmembraam en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaag- inrichtingen voor celcultivering. Download PDF

Info

Publication number
NL1001033C2
NL1001033C2 NL1001033A NL1001033A NL1001033C2 NL 1001033 C2 NL1001033 C2 NL 1001033C2 NL 1001033 A NL1001033 A NL 1001033A NL 1001033 A NL1001033 A NL 1001033A NL 1001033 C2 NL1001033 C2 NL 1001033C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
gas
reactor
membrane
cell culture
hose
Prior art date
Application number
NL1001033A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1001033A1 (nl
Inventor
Christian Wandrey
Manfred Biselli
Chrisoph Born
Bernd Schroeder
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE9413576U external-priority patent/DE9413576U1/de
Priority claimed from DE9413575U external-priority patent/DE9413575U1/de
Application filed by Forschungszentrum Juelich Gmbh filed Critical Forschungszentrum Juelich Gmbh
Publication of NL1001033A1 publication Critical patent/NL1001033A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1001033C2 publication Critical patent/NL1001033C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C12M25/20Fluidized bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/40Manifolds; Distribution pieces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/04Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/818Aeration or oxygen transfer technique

Landscapes

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

Description

Gasbuismodule met selectief aasdoorlatend slancrmembraan en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaaainrichtinqen voor celcultivering.
De uitvinding heeft betrekking op een gasbuismodule voor celcultuurreactoren met het gasbelvrije gassen via selectief gasdoorlatende slangmembranen en tevens op daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsme-5 de wervellaaginrichtingen voor celcultivering.
In het gebied van de celcultuurtechniek, waarbij in het bijzonder farmacologisch werkzame bestanddelen met behulp van dierlijke cellen gewonnen worden, speelt de voldoende zuurstoftoevoering op zo mogelijk sparende 10 manier een belangrijke rol. Dientengevolge werd reeds tijdig aan de zuurstoftoevoering via de diffusie door niet-poreuze membranen gedacht, waarvoor als materiaal onder ander siliconenrubber genoemd wordt (DE-24.31.450).
In DE-29.40.446 wordt een fermentor voor het 15 kweken van dierlijke cellen in suspensie of -monolayercul-tuur met interne vloeistofcirculatie door middel van een roerwerk beschreven, waarbij het voedingsmedium via een membraan met zuurstof verzorgd wordt, dat bij voorkeur uit siliconengummi bestaat en als slang spiraalvormig op het 20 draagoppervlak gewikkeld is.
WO 87/03615 beschrijft een werkwijze voor de zuurstofvoorziening in fermentoren door het gasbelvrije gassen via een poriënvrij kunststof membraan (met geïntegreerde weefselversterking) dat in de fermentor op vorm-25 stijve steunelementen gelagerd is. Deze inrichting dient in een roerketel- of ook in wervellaag- of stromingsbed-dingfermentoren toegepast te worden.
Door Dr. Brautigam Membrantechnik in Hamburg worden glasvezelversterkte membraanslangen op een edel-30 staalbuis als drager, die tot circa 5 bar drukbelastbaar zijn op de markt gebracht en als zogenaamde zelfdragende 10 0 1 033.
2 membraankaarsen aangeboden worden, die tussen een bovenste en een onderste gasverdeler ingezet in een met roerwerk voorziene reactor met 1000 1 werkvolume toegepast dienen te worden.
5 Deze tot op heden aangeboden en toegepaste membraanfilterkaarsen zijn duur en vereisen bovenste en onderste gasverdelerkamers respectievelijk -aansluitingen. Dergelijke gasverzamelaars in het onderste reactorbereik zijn eventueel voor een optimale stromingsverdeling in de 10 reactor nadelig.
Doel van de uitvinding is het verschaffen van een gasbuismodule die in het bijzonder geschikt is voor toepassing en gebruik.
Hiertoe wordt een gasbuismodule van de in de 15 aanhef genoemde soort volgens de uitvinding gekenmerkt door een aan het onderste einde met een sluitstuk voorzien slangmembraan, waarin een nauwe, vormstijve, axiale gas-leidbuis met tenminste één doorlaatopening aan het onderste einde en een bovenste steun voor gastoe- of afvoerge-20 leiding grijpt, die zich voorbij het met verbindingselementen voor gas toe- of afvoergeleiding voorziene bovenste einde van het slangmembraan uitstrekt.
De inventieve gasmodule is als dubbelbuis met gasomkering aan het onderste einde uitgevoerd, zodat 25 gasverzamelaars respectievelijk -verdelers voor de gastoe-en -afvoergeleiding in de reactorkop aangebracht kunnen worden. De axiale gasleidbuis is vormstijf en in het onderste sluitstuk - eventueel opsteekbaar - verankerd, dat in het bijzonder bij uitvoeringen met geringe lengte 30 respectievelijk hoogte als - bij voorkeur konisch - stro-mingsgeleidingslichaam uitgevoerd kan zijn of in het bijzonder bij grote uitvoering als passtuk in een onderste stromingsverdelerbodem van een fermentor grijpt. Het sluitstuk kan eventueel in een onderste verzamelmontering 35 geïntegreerd zijn.
Het bovenste einde van de in het bijzonder voor de gasterugvoergeleiding dienende axiale leidbuis is - in 1001033; 3 het bijzonder bij toepassing van een groot aantal modules in een grotere reactor - bij voorkeur met een verbindingselement naar een gasverzamelaar voorzien of met een dergelijke permanent verbonden, terwijl een uitwendig verbin-5 dingselement aan het bovenste einde van de module voor de aansluiting van de membraanslang aan een gasverdeler voor de gastoevoergeleiding dient. Deze "uitwendige" verbinding kan eventueel uitsluitend door drukken van het slangeinde op een betreffende aansluitingssteun van de gastoevoerge-10 leidingverzamelaar gerealiseerd worden.
Voor inrichtingen, in het bijzonder wervellaag-inrichtingen, waarbij een reactor met geringe diameter (ringspleet < 12 mm) voorzien wordt met slechts één buis-module, wordt diens bovenste einde doelmatigerwijze in het 15 reactordeksel geïntegreerd of integreerbaar voorzien. Het deksel heeft dan in het bijzonder een overeenkomstige (dichte) doorvoering voor één de membraan afsluitende, met gastoevoering voorziene slangkap, waar de verlenging van de axiaalbuis (afgedicht) door heengrijpt. Het einde van 20 de axiaalbuis kan in een "afblaassteun"-einde of naar een gasverzamelaar leiden.
Voor de inventieve buismodules worden bij voorkeur mogelijk dunne slangmembranen voorzien, waarvan de door de vervaardiging veroorzaakte diktefluctuaties echter 25 bij bedrijfsdruk nog niet tot gatvorming dienen te leiden. Membraandiktes van 0,4 tot 0,8 mm, in het bijzonder 0,5 tot 0,7 mm worden bevoorkeurd. Als membraanmateriaal dient in het bijzonder siliconengummi respectievelijk materialen op siliconenbasis, zoals deze beschreven zijn door W.l. 30 Robb in Annals New York, Sci. 146 (1968) 199 ff.
Bijzonder doelmatig wordt de anders steunvrije membraanslang met een inwendig steunweefsel voorzien, dat de ter beschikking staande membraanoppervlakte praktisch uitsluitend contacteert en niet door erbij betrekking 35 verminderd. Daartoe dient in het bijzonder een glaszijdenvlechtwerk van ongeveer 1 mm wanddikte, zoals dit op heden bijvoorbeeld voor electrische isolatieslangen volgens DE- 1001033.
4 41.00.265-A1 - echter samen met grotere siliconenwanddiktes - voorzien wordt.
Inventief kan met goedkope membraantechniek voor een voldoende zuurstoftoevoer van tot aan 200 mg/1 x h (en 5 daarboven) gezorgd worden, waarbij specifieke membraanop-pervlakken van 3 0 tot 150 m2/m3 reactorinhoud de voorkeur hebben.
De inventieve membraanslangen met inwendige steunweefseis zijn zonder meer in lengtes van tot 2 m en 10 daarboven bruikbaar, en wel voor productiereactoren van verschillende constructie en toepassingsgebied, zoals deze in de celcultuurtechniek in aanmerking komen.
In het bijzonder bevoorkeurd worden echter wervellaagreactoren met in een dragergranulaat geïmmobili-15 seerde cellen, waarbij hoge celdichtheden van tot 108/ml dragergranulaat bereikt en daardoor economische interessante reactoren van techniekgrootte bedreven kunnen worden.
Als granulaat respectievelijk draaglichamen 20 worden in het bijzonder poreuze deeltjes met relatief geringe grootte van 0,4 tot 1 mm doorsnede en een specifiek gewicht van > 1 g/cm3 bevoorkeurd, die in het bijzonder uit inert gas of keramiek materialen kunnen bestaan. Er zijn echter ook (in het bijzonder bezwaarde) draagli-25 chamen op basis van kunstmatige of natuurlijke polymeren toepasbaar. In het bijzonder beproefd is commercieel verkrijgbaar poreus sinterglas met hoge porositeit, zoals dit als Siran® door de Fa. Schott in Mainz op de markt gebracht wordt.
30 Doelmatigerwijs wordt in een wervellaagreactor gewerkt en grijpt het onderste einde van de membraanmodule in contouranaloge openingen in de "zeefbodem" (als zeef-plaat, sleufplaat, in het bijzonder parallelsleufplaat, klokbodem of dergelijke uitgevoerd) aan het onderste einde 35 van de reactor in, waar het omlopende medium voor de opstuiving van de met cellen begroeide draaglichamen door geleid wordt. De gasverzamelaars bevinden zich in het 10 0 1 0 33 ; 5 bijzonder boven de scheidingsgrens van de door toestromend medium gefluidiseerde draaglichamen.
In verbinding met zeer fijne draaglichamen kan ook een zeer fijn geperforeerde verdelerbodem of een zeer 5 fijne maaszeef onder een de membraansluitstukken respectievelijk membraaneinden bevestigende montering voorzien zijn.
Als bijzonder nuttig blijkt het gebruik van de inventieve gasbuismodule voor groei- en celstudies alsmede 10 farmacologische tests met cel-mengpopulaties in een wer-vellaag met een enkele axiale buismodule in een inrichting, zoals deze hierna onder verwijzing naar figuur 1 aan de hand van een voorbeeld verduidelijkt wordt.
Hier wordt de axiale buismodule onder door een 15 in het bijzonder konisch stromingsgeleidingslichaam afgesloten en vormt samen met de bij voorkeur met een thermo-statiseringsmantel voorziene reactorwand een ringruimte of ringspleet van ongeveer 4-12 mm spleetbreedte, waarin de met biobegroeiing voorziene draaglichamen door via de 20 konisch versmalde bodem toestromend medium in stromings-toestand gehouden wordt, dat boven de scheidingsgrens naar de recycleringskring afgevoerd wordt.
Verdere bijzonderheden van de uitvinding blijken uit de volgende beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden 25 aan de hand van de tekeningen; waarin: figuur 1 een wervellaaginrichting met slechts één gasbuismodule volgens de uitvinding toont; figuur 2 een inrichting analoog aan figuur 1 toont met gewijzigde dragerverschutting; 30 figuur 3 een wervellaagreactor toont met een groot aantal gasbuismodules volgens de uitvinding; en figuren 4 en 5 varianten tonen van de reactor volgens figuur 3 in gedeeltelijke weergave met realise-ringsdetail.
35 De in figuur 1 getoonde inrichting werd in het bijzonder voor celonderzoeken en ontwikkelingen ontworpen en kan in relatief geringe grootte uitgevoerd worden, 10 0 1 033.
6 ongeveer voor werkvolumes, inclusief de recycleringskring, die maximaal 100 ml groot zijn. Voor specifieke farmacologische ontwikkelingen en onderzoeken zijn echter ook inrichtingen in de door figuur 1 weergegeven enkelbuismo-5 duleversie met grotere afmetingen doelmatig, waarbij onder andere ook met aanzienlijke membraandiameters gewerkt kan worden.
Het in figuur 1 weergegeven schema omvat de reactorhouder 1 met verwarmingsmantel 1 en een recycle-10 ringskring 3 voor het vloeibare medium, die in het bijzonder door een peristaltische circulatiepomp 4 aangedreven wordt. Via 5 wordt volgens een betreffend gekozen dose-ringsstrategie voor de gewenste onderzoeksomstandigheden (in het bijzonder optimale groei- respectievelijk behoud-15 omstandigheden) vloeibaar medium in de kring gevoerd, waarvan het medium, zoals door 6 aangeduid, met betrekking tot verschillende parameters - in het bijzonder met een zuurstofsonde - bewaakt wordt. Bij 7 wordt medium (bijvoorbeeld door een overloopaansluiting) aan de reactor 20 ontnomen. Aanvullende dosering en ontneming kunnen ook in de kring of reactor geïntegreerd zijn. De wervellaag 8 met biobegroeide dragers wordt door de onder in de reactor 1 binnenlopende recycleringsstroom in stromingstoestand gehouden: de wervellichamen worden door een hoger speci-25 fiek gewicht binnen de reactorbuizen vastgehouden en daardoor gehinderd te verspreiden aan het bovenste reac-toreinde in de kring. Binnen de cilindrische buizen, die de wervelbedding bevat, is axiaal een buismodule 9 met siliconenmembraan aangebracht, via welke de zuurstof voor 30 de cellen binnengedragen wordt.
Bij de weergegeven inrichting had de reactor een totaal volume (inclusief kring) van 60 ml en een dragerli-chaamvulling overeenkomstig 20 ml stortvolume. Het membraan van het gasvolume had een dikte van 0,5 mm en was 35 aan het onderste einde door een stroomgeleidingslichaam als sluitstuk afgesloten, dat in het konisch versmalde onderste einde van de reactor steekt, dat aan de diameter 10 01 033, 7 van de kringslang (< 7,5 mm) aangepast is. De reactorbuis had een diameter van 16 mm en werd boven door een sluitkap 11 afgesloten, waar de gasbuismodule 9 door heengrijpt en boven het deksel met een toevoersteun 12 voor gas voorzien 5 is, terwijl de ontluchting via het bovenste einde van de gasleidbuis 13 afgeblazen wordt of in een gasverzamelruim-te komt. De gasleidbuis 13 grijpt onder in het sluitstuk 10, doordat diens einde glijdend geleid of gelast kan zijn. Boven het sluitstuk heeft de leidbuis een opening 10 14, die de toevoer van gas uit de ringruimte tussen mem braan en leidbuis in de leidbuis mogelijk maakt. Bij de getoonde inrichting met verbindingsopening 14 aan het onderste einde kunnen zich eventueel binnen de membraan-ruimte verzamelde condensaten door de gasterugvoerstroom 15 meegenomen en afgevoerd worden. In de kring is over een T-stuk een medium-monsternemingsvat A ingekoppeld, dat na een vulling steriel via de vlam of onder de steriele bank gewisseld kan worden. Voor de ontneming van dragermonsters is een dragerval B in de kring voorzien. Door een kortdu-20 rende verhoging van het toerental van de pomp respectievelijk stromingssnelheid in de kring worden dragers in de kring meegenomen en in de dragerval "gevangen" en kunnen dan (door verwisseling van de val) ontnomen worden. Met "F" worden steriele filters aangeduid.
25 Figuur 2 toont een inrichting voor dragermon- sterneming met een harmonika 15 met variabele lengte van bijvoorbeeld 12-23 cm, waarin zich een teflonslang 16 bevindt. In uitgerekte toestand van de harmonika 15 bevindt zich de teflonslang boven het reactormedium in de 30 kop van de reactorbuis. Aldus hindert de slang niet de stromingseigenschappen van de reactor. Bij ingetrokken toestand bevindt zich de slang in de wervelbedding, zoals aangeduid. De dragerneming geschiedt door kortstondige zuigwerking via onderdruk aan het slangeinde. De dragers 3 5 worden in een fles 17 aan het einde van de slang gezogen, die dan steriel gewisseld wordt. In de verbinding van de harmonika 15 uit flexibel edelstaal naar de fles 17 be- 10 01 033 .
8 vindt zich een reduceer- en klemschroefverbinding 18 en een sterielkoppeling 19. Met de fles 17 kan een Peleusbal 20 via een steriel filter 20' verbonden zijn, om op eenvoudige, manuele wijze medium en dragerresten in de slang 5 door overdruk terug in de reactor te voeren. Aldus kan een dragermonster steriel uit de reactor genomen worden.
Figuur 3 toont een als wervellaagreactor uitgevoerde inrichting met een groot aantal gasbuismodules volgens de uitvinding. Zoals in figuur 3 aangeduid, omvat 10 de wervellaagreactor voor celcultuurtechniek een in hoofdzaak cilindrische houder 21 met een (verwijderbare) afdekking 22, door welke gastoe- en afvoerleidingen 23 en 24 grijpen. 25 en 26 zijn gasverdeler- respectievelijk -verzamelinrichtingen, via welke het gas (lucht respectie-15 velijk in het bijzonder zuurstof, waar eventueel in de eerste invoerfase C02 bij gemengd kan zijn), in de gasbuis-module 27 komt en weer afgevoerd wordt. Deze bestaan in hoofdzaak uit een buitenste membraanslang 28 met inwendig steunweefsel 29, dat volgens onderhavig voorbeeld uit een 20 relatief dik vormgevend glaszijdenvlechtwerk van ongeveer 1 mm dikte bestaat. Het in de gedeeltevergroting nader weergegeven onderste einde van de buismodule 27 heeft een sluitstuk 30 met in het bijzonder konische contour, dat in de onderste zeefbodem 31 van de wervellaag grijpt, die 25 gelijktijdig als stromingsverdeler werkt.
Via een in de konische sluitkap 30 bevestigde, bijvoorbeeld uit edelstaal bestaande axiaalbuis 32, die aan het onderste einde een de axiaalbuis buiten- en binnenzijde verbindende opening 32' van bijvoorbeeld > 2,0 mm 30 doorsnede vertoont, wordt het van boven door de membraanslang 28 gestuurde gas via de gasverzamelaar 26 teruggevoerd. Principieel kan de stromingsrichting van het zuurstof bevattende gas door de membraanmodule willekeurig gekozen worden, bevoorkeurd wordt echter de getoonde soort 35 van terugstroming door een relatief nauwe axiaalbuis 32, waardoor mogelijke condensaten binnen de slangmodule tijdens bedrijf uit de module gedreven kunnen worden en 10 0 1 033 .
9 het binnenoppervlak van de membraanslangen "droog" gehouden worden. De axiaalbuis zorgt bovendien voor de mechanische integriteit van de module, waarvan het membraan aldus geen gestelbuis nodig heeft. Daarbij worden voor de 5 realisering bijvoorbeeld V4A-buizen van > 2 mm binnendia-meter en > 1 mm wanddikte voor buismodulen in techniek-maatstaf met membraandiameters van > 1 cm voorzien.
De in vergroting getoonde soort van bevestiging van het slangeinde, dat omgebogen, zoals aangeduid bij 33, 10 op de sluitkap 3 0 gedrukt wordt, is in het bijzonder eenvoudig en effectief, daar in de getoonde wijze de siliconenfolie van de slang gelijktijdig als inwendige afdichting ten opzichte van de sluitkap werkt.
In de reactor wordt via een recycIeringsleiding 15 34 met behulp van een vloeistofpomp 34 voor een voldoende stroming gezorgd, die de met cellen begroeide wervellicha-men 36 in suspensie houdt, die door het cultuurmedium zodanig aangestroomd worden, dat zich een evenwicht tussen sedimentatie en aanstromingskrachten instelt. Op deze 20 manier vormt zich een stabiele stromingsbedding met een discrete scheidingsgrens 37 naar het daarboven staande cultuurmedium. Uit deze bovenstand wordt continu product-oplossing afgenomen, enerzijds in de beschreven by-pass 34, anderzijds voor de productoogst via 38. Een continue 25 verzorging met vers cultuurmedium wordt via 39 gegarandeerd. De pijlen 40 duiden telkens de stromingsrichting aan.
Als draaglichamen werden volgens onderhavig voorbeeld poreuze Siran*-parels met een porositeit van 30 ongeveer 50% uit borosilicaatglas met diameters tussen 400 en 700 μπι gekozen. Voor de gas toevoer ing via 23 worden drukken gekozen, die de hydrostatische druk in de wervel-laagreactor maximaal met 1 bar, in het bijzonder met niet meer dan 0,5 bar overschrijden. De bovenste aansluiting 35 van de membraanmodule kan blijvend of losneembaar gekozen worden, waarbij in het eenvoudigste geval een met de drukverbinding aan het bovenste einde overeenkomstige 10 01 0 33 : 10 bovenste verbinding gekozen kan worden.
In figuur 4 is een detailwijziging van de inrichting volgens figuur 3 weergegeven. Daarbij werd voor analoge elementen hetzelfde verwijzingsteken gebruikt, 5 zodat met betrekking hiertoe een beschrijving achterwege gelaten kan worden.
Figuur 4 toont een mogelijkheid voor de uitvoering van het bovenste reactoreinde met een losneembaar deksel 22, waarin gasverdelers 25 en gasverzamelaars 26 10 geïntegreerd zijn. De bovenste einden van de axiaalbuizen 32 zijn in de bodem van de gasverzamelaars 26 afdichtend bevestigd (eventueel gelast) of losneembaar met afdichting geschroefd of dergelijke. De onderste bodem van de gasverdeler 25 is met steunen 25' voorzien, waarop het met 15 weefsel voorziene slangmembraan 28 afdichtend bevestigd is.
Het onderste sluitstuk 30 van de buismodule is in een voor het grote aantal buismodules gemeenschappelijke montering 30' geïntegreerd (eventueel verschroeid), die 20 niet door de stromingsverdelerplaat gevormd wordt en in de getoonde vorm zonder bevestiging (bijvoorbeeld als teflon-rooster, eventueel gatenrooster) aan het onderste reactor-buiseinde voorzien is. Daaronder kan zich een de in de wervellaag bevindende dragerlichamen terughoudende (niet 25 weergegeven) zeefbodem ongeveer volgens de soort van een klokbodem respectievelijk omkeergootbodem of een fijnzeef bevinden.
Figuur 5 toont verdere constructieve details voor een reactor met meervoudige buismodules-inrichting 30 (ook hier zijn met betrekking tot de reactor volgens figuur 3 analoge elementen met dezelfde verwijzingscijfers voorzien).
Volgens figuur 5 zijn de naar de gasverdeler respectievelijk gasverzamelaar leidende buissteunen of 35 buiseinden 23, 24 in het losneembare reactordeksel 22 gelast. De gasbuismodule 27 heeft aan het onderste einde een sluitstuk 30 met inklikcontour in een niet weergegeven 1001033.
11 onderste montering in de reactor. Op de buitenzijde van het sluitstuk is het aan de binnenzijde met weefsel voorziene membraan 28, 29 door middel van een klemring 41 bevestigd. In het sluitstuk 30 grijpt de axiale gasleid-5 buis 32 met doorlaatopening 32' in, dat boven in een verbindingsstuk 42 gelast is, in de bovenste kraag waarvan een afdichting 43 gevoerd is, die voor een hermetische afsluiting van het in de bovenste gasverzamelaar leidende buiseinde vormt. Naar beneden heeft het verbindingsstuk 42 10 een verbindingsboring 44 naar de gasverdeler, die naar de membraanringruimte open is. Een afdichting 45 zorgt voor de afdichting van de ringruimte binnen de door een bovenste klemring 41' aan het verbindingsstuk 42 bevestigde membraan tegen de binnenruimte van de reactorhouder 21.
1001033.

Claims (22)

1. Gasbuismodule voor celcultuurreactoren met het gasbelvrij gassen via selectief gasdoorlatende slang-membranen, gekenmerkt door een aan het onderste einde met een sluitstuk (10) voorzien slangmembraan (9), waarin een 5 nauwe, vormstijve, axiale gasleidbuis (13) met tenminste één doorlaatopening (14) aan het onderste einde en een bovenste steun voor gas toe- of afvoergeleiding grijpt, die zich voorbij het met verbindingselementen voor gastoe-of afvoergeleiding voorziene bovenste einde van het slang- 10 membraan (9) uitstrekt.
2. Gasbuismodule volgens conclusie 1, gekenmerkt door verbindingselementen voor de gastoevoergeleiding naar het bovenste einde van het slangmembraan (9) en een bovenste gasafvoergeleidingssteun aan het bovenste einde van de 15 gasleidbuis.
3. Gasbuismodule volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt door een flexibel steunweefsel in contact met de binnenzijde van het membraan.
4. Gasbuismodule volgens een der voorgaande 20 conclusies, gekenmerkt door verbindingen voor de integratie van diens bovenste einde - eventueel via gasverdelers en gasverzamelaars - in het reactordeksel.
5. Gasbuismodule volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een als stromingsgeleidingske- 25 gel uitgevoerd onderste sluitstuk.
6. Gasbuismodule volgens een der conclusies 1 tot 4, gekenmerkt door een als passtuk voor het grijpen in een onderste toestromingsverdelerplaat van een fermentor uitgevoerd sluitstuk.
7. Gasbuismodule volgens een der voorgaande conclusies, in het bijzonder volgens conclusie 3, geken- 1001033. merkt door een membraandikte van het slangmembraan van 0,3-1 mm.
8. Gasbuismodule volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een slangdiameter groter dan 5 of gelijk aan 1 cm.
9. Gasbuismodule volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een membraanmateriaal op siliconenbasis.
10. Wervellaaginrichting voor celcultivering met 10 het gasbelvrije gassen via gasdoorlatende membraanslangen in een in hoofdzaak cilindrische houder met recyclerings-kring, gekenmerkt door een axiale gasbuismodule volgens een der voorgaande conclusies met een konisch sluitstuk als stroomgeleidingslichaam in de naar de vloeistoftoevoer 15 konisch versmallende houderbodem.
11. Inrichting volgens conclusie 10, gekenmerkt door de bevestiging van de buismodule in het houderdeksel.
12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, gekenmerkt door poreuze glasdragers als draaglichamen voor 20 de immobilisatie van de cellen.
13. Inrichting volgens een der conclusies 10 tot 12, gekenmerkt door draaglichamen met diameters van 200 tot 700 μπι.
14. Inrichting volgens een der conclusies 10 tot 25 13, gekenmerkt door draaglichamen met een poriëngrootte van 20 tot 100 μπι.
15. Inrichting volgens een der conclusies 10 tot 14, gekenmerkt door een drageraandeel in de reactor van ongeveer 40%, gerekend als stortvolume per werkvolume van 30 de reactor inclusief recycleringskring.
16. Inrichting volgens een der conclusies 10 tot 15, gekenmerkt door een werkvolume inclusief recycleringskring van <. 100 ml bij een op het werkvolume betrokken stortvolume-aandeel van de draaglichamen van 0,2 tot 0,6, 35 waarbij hun diameter < 1000 μπι, de poriëngrootte <. 100 μπι en porositeit ongeveer 50% is.
17. Inrichting volgens een der conclusies 10 tot 1001033. 16, gekenmerkt door steriele monster-nemingssystemen, in het bijzonder voor de dragermonsterneming.
18. Reactor voor celcultuurtechniek met het gasbelvrije gassen via gasdoorlatende membraanslangen in 5 de vorm van buismodules in een reactorhouder, gekenmerkt door een groot aantal van over de doorsnede van de houder verdeelde parallelle gasbuismodules volgens een der conclusies 1 tot 9 met gemeenschappelijke gasverdelers en gemeenschappelijke gasverzamelaars aan het bovenste einde 10 en onderste sluitstukken in de vorm van in tegencontouren van een stromingsverdelerplaat aan het onderste einde van de reactor grijpende passtukken of met verdeleropeningen van de verdelerplaat samenwerkende stromingsgeleidingsli-chamen
19. Reactor volgens conclusie 18, uitgevoerd als wervellaagreactor met draaglichamen voor de immobilisatie van de cellen.
20. Reactor volgens conclusie 18 of 19, met een hoogte van >. 0,5 m voor celcultuurtechniek met celdichthe- 20 den in het gebied van > 107 cellen/ml reactorvloeistof, gekenmerkt door membraandiktes van < 0,8 mm van de op de binnenzijde met flexibel steunweefsel in contact zijnde membraans langen met een diameter van .> 1 cm, die met middelen voor de gasbelasting van haar binnenruimtes met 25 een de hydrostatische druk van de omgevende reactorvloeistof om < 1 bar overschrijdende druk in verbinding staan.
21. Reactor volgens conclusie 20, gekenmerkt door een membraanoppervlakte van 30 tot 150 m2/m3 reactor-inhoud.
22. Reactor volgens conclusie 20 of 21, geken merkt door middelen voor de gasbelasting van de membraan-binnenruimte met een de hydrostatische druk van de omgevende reactorvloeistof om < 0,5 bar overschrijdende druk. -o-o-o-o-o-o-o-o- 10 01 033
NL1001033A 1994-08-24 1995-08-23 Gasbuismodule met selectief gasdoorlatend slangmembraam en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaag- inrichtingen voor celcultivering. NL1001033C2 (nl)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9413575 1994-08-24
DE9413576U DE9413576U1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Reaktor für die Zellkulturtechnik mit blasenfreier Begasung mittels gaspermeabler Rohrmodule
DE9413576 1994-08-24
DE9413575U DE9413575U1 (de) 1994-08-24 1994-08-24 Reaktor für die Zellkulturtechnik mit blasenfreier Begasung
DE19505109 1995-02-16
DE19505109 1995-02-16
DE19505110 1995-02-16
DE19505110 1995-02-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1001033A1 NL1001033A1 (nl) 1996-02-26
NL1001033C2 true NL1001033C2 (nl) 1998-12-15

Family

ID=27436504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1001033A NL1001033C2 (nl) 1994-08-24 1995-08-23 Gasbuismodule met selectief gasdoorlatend slangmembraam en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaag- inrichtingen voor celcultivering.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5601757A (nl)
CH (1) CH693632A5 (nl)
DE (1) DE19528871C2 (nl)
NL (1) NL1001033C2 (nl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0727481B1 (de) * 1995-02-16 2003-04-16 Forschungszentrum Jülich Gmbh Verfahren zur Kultivierung von Organfunktionszellen
ATE284269T1 (de) * 1999-09-02 2004-12-15 Haldor Topsoe As Reaktor zur katalytischen selektiven oxidation eines wasserkohlenstoffes
DE10163168A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Degussa Volumenbegasung
US7361270B2 (en) * 2004-04-27 2008-04-22 Mcbride John W Apparatus for water treatment
DE102005053334A1 (de) 2005-11-07 2007-05-24 Bayer Technology Services Gmbh Module zur Membranbegasung
US20090001028A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-01 Samuel Frisch Two-stage oxygenation system for use with a fluidized bed reactor
WO2009037683A1 (en) * 2007-09-17 2009-03-26 Seamus Devlin A system and apparatus for growing cultures
US11932843B2 (en) 2016-11-09 2024-03-19 Trizell Ltd. Adherent cell culture substrate sampling device
JP6451724B2 (ja) * 2016-12-01 2019-01-16 栗田工業株式会社 生物活性炭処理装置
JP6365714B1 (ja) * 2017-03-16 2018-08-01 栗田工業株式会社 好気性生物処理方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0113328A2 (en) * 1982-12-08 1984-07-11 Monsanto Company Static cell culture maintenance system
US4564532A (en) * 1985-01-07 1986-01-14 Kms Fusion, Inc. Glass-surface microcarrier for anchorage-dependent cell cultivation
WO1986005202A1 (en) * 1985-02-28 1986-09-12 Verax Corporation Fluidized bioreactor and cell cultivation process
WO1989011318A1 (en) * 1988-05-24 1989-11-30 Braeutigam Hans Juergen Process for producing silicon caoutchouc tube membranes with mechanical wall reinforcement, development of tube membranes with mechanical wall reinforcement and their use
US4978616A (en) * 1985-02-28 1990-12-18 Verax Corporation Fluidized cell cultivation process
US5026650A (en) * 1988-06-30 1991-06-25 The United States Of Amercia As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Horizontally rotated cell culture system with a coaxial tubular oxygenator
WO1992000798A1 (en) * 1990-07-13 1992-01-23 Lanmark Consultants Limited Improvements in or relating to flow control

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3997396A (en) * 1973-07-02 1976-12-14 Monsanto Company Method for the in vitro propagation and maintenance of cells
DE2940446C2 (de) * 1979-10-05 1982-07-08 B. Braun Melsungen Ag, 3508 Melsungen Züchtung von tierischen Zellen in Suspensions- und Monolayerkulturen in Fermentationsgefäßen
US5034164A (en) * 1989-10-02 1991-07-23 Semmens Michael J Bubbleless gas transfer device and process
US5352610A (en) * 1990-03-22 1994-10-04 Braeutigam Hans Juergen Tubular membrane assembly
US5262320A (en) * 1990-06-18 1993-11-16 Massachusetts Institute Of Technology Cell-culturing apparatus and method employing a macroporous support

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0113328A2 (en) * 1982-12-08 1984-07-11 Monsanto Company Static cell culture maintenance system
US4564532A (en) * 1985-01-07 1986-01-14 Kms Fusion, Inc. Glass-surface microcarrier for anchorage-dependent cell cultivation
WO1986005202A1 (en) * 1985-02-28 1986-09-12 Verax Corporation Fluidized bioreactor and cell cultivation process
US4978616A (en) * 1985-02-28 1990-12-18 Verax Corporation Fluidized cell cultivation process
WO1989011318A1 (en) * 1988-05-24 1989-11-30 Braeutigam Hans Juergen Process for producing silicon caoutchouc tube membranes with mechanical wall reinforcement, development of tube membranes with mechanical wall reinforcement and their use
US5026650A (en) * 1988-06-30 1991-06-25 The United States Of Amercia As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Horizontally rotated cell culture system with a coaxial tubular oxygenator
WO1992000798A1 (en) * 1990-07-13 1992-01-23 Lanmark Consultants Limited Improvements in or relating to flow control

Also Published As

Publication number Publication date
NL1001033A1 (nl) 1996-02-26
US5601757A (en) 1997-02-11
DE19528871C2 (de) 1997-08-14
CH693632A5 (de) 2003-11-28
DE19528871A1 (de) 1996-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7951555B2 (en) Membrane bioreactor
NL1001033C2 (nl) Gasbuismodule met selectief gasdoorlatend slangmembraam en daarmee voorziene reactoren voor celcultuurtechniek alsmede wervellaag- inrichtingen voor celcultivering.
US6544788B2 (en) Disposable perfusion bioreactor for cell culture
US5081035A (en) Bioreactor system
Black et al. Practical reactor systems for yeast cell immobilization using biomass support particles
US9101857B2 (en) Gas scrubbed perfusion filter
CA2186492C (en) Bioreactor
US5126269A (en) Spin filter perfusion bioreactor (sfpb) cell culture apparatus
KR20190010709A (ko) 연속적으로 조절되는 중공사 생물반응기
CN1878858A (zh) 用于细胞培养、细胞处理和样品渗析的区室化装置
EP0371783B1 (en) Culturing method, system and apparatus for cell culture
JPS5847485A (ja) 微生物を培養する方法及びその装置
US7320889B2 (en) Cell cultivation device and method
US9683207B2 (en) Method for growing cells in hollow fibers
US5112760A (en) Mass transfer membrane for oxygenation of animal cell reactors
EP0190188A1 (en) Cell growth
JPH0257174A (ja) 浮遊細胞培養装置
JPH0437935B2 (nl)
JP3122050B2 (ja) 微生物、細胞または固定化酵素の培養及び反応方法、及び装置
AU2005243606B2 (en) Membrane bioreactor
Cohen Rapid and simple methods for the harvesting of mass cultures of microorganisms
CA1321159C (en) Method of cultivating living cells and bioreactor therefor
NO852361L (no) Aerob mikrobiologisk fremgangsmaate
JPH0724570B2 (ja) 藻類培養方法
JPH03240483A (ja) 気液接触方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 19980812

PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20100301