SU897850A1

SU897850A1 - Apparatus for culturing cell cultures in monolayer

Info

Publication number: SU897850A1
Application number: SU802888271A
Authority: SU
Inventors: Вера Михайловна Коваленко; Михаил Александрович Завальный
Original assignee: Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов АМН СССР
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1982-01-15

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам цп работы с тканевыми животными клетками, а именно к аппаратам цл культивировани клеточных культур, и может быть использовано цл культивировани клеточных культур в монослое.The invention relates to cCPs for work with tissue animal cells, namely, apparatus for cultivating cell cultures, and can be used for cultivating cell cultures in a monolayer.

Известен аппарат цл культивировани клеточных культур в монослое, содержащий герметичную емкость, установленный в ней ротор, имеющий ростовую поверхность в вице пакета параллельно расположенных титановых дисков и патрубков цл подвода и отвода культуральной жидкости и газа 1 .A known apparatus for the cultivation of cell cultures in a monolayer, containing an airtight container, a rotor installed in it, having a growth surface in a vice package of parallel disposed titanium disks and branch pipes for the supply and removal of culture liquid and gas 1.

Однако при работе данного аппарата между соседними дисками образуетс пространство, в котором возможно лишь незначительное перемещивание как жидкой , так и газовой фаз. Образуютс так называемые застойные зоны между соседними дисками. Обновление жидкой и газовой фаз в этих зонах, а следовательно и поддержание одинаковых условий культивировани во всем объеме аппарата , значительно затруднено. Это искключает применение методов управл емого культивировани в аппаратах подобного типа.Массообмен в аппарате малоэффективен , что вынуждает пропускать воздух через жидкую фазу, что влечет за собой образование пены, нежелательной при культивировании клеточных культур. В аппаратах подобной конструкции не обеспечиваютс оптимальные услови роста клеток и выход жизнеспособных клеток невысок.However, when this apparatus is in operation, a space is formed between adjacent disks, in which only slight movement of both the liquid and gas phases is possible. The so-called stagnation zones are formed between adjacent disks. Updating the liquid and gas phases in these zones, and therefore maintaining the same cultivation conditions throughout the entire volume of the apparatus, is considerably difficult. This eliminates the use of controlled cultivation methods in apparatus of this type. Mass exchange in the apparatus is ineffective, which forces air to pass through the liquid phase, which entails the formation of foam, which is undesirable during the cultivation of cell cultures. In devices of this design, optimal conditions for cell growth and low yield of viable cells are not provided.

Целью изобретени вл етс улучшение условий роста клеток и повышение выхода жизнеспособных клеток.The aim of the invention is to improve cell growth conditions and increase the yield of viable cells.

Поставленна цель достигаетс тем, что в аппарате дл культивировани клеточных культур в мсиослое, содержащем герметичную емкость, установленный в ней ротор, имеющий ростовую поверхность, и патрубки дл подвода и отвода культуральной жидкости и газа, ротор выполнен в виде оцнозаходного, полностенного винта со сплошной поверхностью. 38 На чертеже прецстбюлен преапагаемый аппарат, продольный разрез. Аппарат ал культивировани клеточных культур в монослое содержит стекл нную емкость 1, закрепленную между цвум дисками 2 из нержавеющей стали, с помощью соединительных болтов 3 и герметизированную с помощью уплотнительных прокладок 4, установленный в емкости ротор, имеющий ростовую повер ность, выполненную в виде оцнозахоаног полностенного винта S со сплошной поверхностью , и патрубки 6, 7 и 8 дл подвода и отвода культуральной жидкост „„ „ и газа. Ротор установлен на валу 9. Пр воц ротора содержит электродвигатель 10, магнитную муфту 11, полумуфть ко торой при помощи гаек 12 установлены на валах ротора и электродвигател . Ва 9 ротора установлен в самосмазьюающих м подшипниках 13. Диски 2 имеют нож ки 14 дл установки аппарата в вертикальное положение. Аппарат работает следующим образом 4-литровый аппарат заполн ют через патрубок б взвесью первично-трипсинизированных клеток почки зежной мартыщ ки в среде ИГЛА пополам со средней гидрализат лактальбумина, обогаа,енной сьюороткой крупного рогатого скота. Горизонтально расположенный аппарат 30 мин вращают со скоростью 4об/мин, дл равномерного распределени посевной клеточной суспензии. Вывод т аппарат в вертикальное положение устанавлива на ножки 14, и после прикреплени клеток к поверхности винта 5поворачивают аппарат на 180° дл прикреплени клеток к противоположной стороне поверхности винта, после чего половину питательной среды вывод т из аппарата через патрубок 6 в запасную бутыль дл сбора питательной среды. Пр цесс культивировани провод т при горизонтальном положении аппарата в термальной комнате при 37°С. Устанавлива ют скорость вращени вала 9 6 об/ч. Культуру через патрубок 7 аэрирует см сью 5% COij и 95% воздуха. Каждые сутки часть питательной среды через патрубок 6 замен ют на новую из бутыли ал сбора питательной среды. На 78 сутки клетки образуют монослой. В аппарате достигаетс двухкратный прирост первичных клеток почек зеленых мартышек. Аппарат может примен тьс дл вырашивани однослойных клеточных куль 0 тур, в которых возможно дальнейшее культивирование вирусов. В аппарате осуществл етс 1ОО% использование росто вой поверхности, так как при посадке клетки равномерно прикрепл ютс к ней. Измен шаг витков винта 5, можно увеличивать или уменьшать поверхность роста в одном и том же аппарате и измен ть гидродинамику перемешивани внутри аппарата, дела его более или интенсивным. Однако не следует выбирать щаг винтовой поверхности менее 3 мм, так как при этом между соседними поверхност ми возникают капилл рные силы, стрем щиес сорвать клетки с вра„„„ щающейс ростовой поверхности. Приме- нение винтовой поверхности с шагом более 20 мм не улучшает условий культивировани , однако при этом уменьшаетс отношение полезной поверхности к объему питательной среды, что ведет к ее перерасходу . Внешний диаметр винта не следует выбирать более 500 мм, так как при этом сохран етс оптимальное соотношение времени нахождени клеток в жидкой фазе и газовой фазе при вращающейс поверхности роста. При внешнем диаметре винта более 500 мм дл сохранени оптимального соотношени времени нахождени клеток в жидкой фазе и газовой фазе требуетс увеличить скорость вращени поверхности, что приводит к смыванию Клеток с нее. За счет вращени винта создаетс направленное движение как жидкой, гак и газовой фаз внутри аппарата, что способствует эффективному их перемещиванию и позвол ет вести процесс культивировани в гомогенных услови х при : интенсивном массообмене . При проведении процесса культивировани в аппарат вводитс посадочна клеточна суспензи , котора равномерно распредел етс по всему объему аппарата, клетки не сосредотачиваютс в области ввода, кроме того, перемешивание преп тствует слипанию отдельных клеток в конгломераты. При таких услови х клетки при посадке равномерно покрывают ростовую поверхность. Вводимые в аппарат порции жидкости или газа также не локализуютс в области ввода, а распредел ютс по всему объему перемешиваемой жидкости или газа, вслепствие чего все клетки снабжаютс необходимыми компонентами в равной мере. Перемешивание, осуществл емое в аппарате за счет вращени винта, позвол ет интенсифицировать массообмен, такThe goal is achieved by the fact that in the apparatus for cultivating cell cultures in a multilayer, containing a sealed container, a rotor installed in it, having a growth surface, and nozzles for supplying and discharging the culture fluid and gas, the rotor is made in the form of a continuous, full wall screw. . 38 In the drawing, a fastened pre-apparatus, longitudinal section. The apparatus for the cultivation of cell cultures in a monolayer contains a glass container 1, fixed between stainless steel disks 2 with the help of connecting bolts 3 and sealed with sealing gaskets 4, a rotor installed in the vessel, having a growth surface made in the form of a rock layer screw S with a solid surface, and nozzles 6, 7 and 8 for the supply and removal of the culture liquid „„ „and gas. The rotor is mounted on the shaft 9. The right-hand side of the rotor contains an electric motor 10, a magnetic coupling 11, the half-coupling of which with the help of nuts 12 is mounted on the shafts of the rotor and the electric motor. Ba 9 of the rotor is mounted in self lubricating bearings 13. The disks 2 have knives 14 for setting the device in a vertical position. The apparatus operates as follows: a 4-liter apparatus is filled through a connecting tube b with a suspension of primary trypsinized kidney cells of the horned martyr in the IHLA medium in half with the average hydrate of lactalbumin, enriched with cattle ssuorot. The horizontally located apparatus is rotated at a speed of 4 rpm for 30 minutes to evenly distribute the seed cell suspension. The apparatus is brought into a vertical position by placing it on the legs 14, and after attaching the cells to the surface of the screw 5, the apparatus is turned 180 ° to attach the cells to the opposite side of the screw surface, after which half of the nutrient medium is removed from the apparatus through the nozzle 6 into a spare bottle to collect the nutrient environment. The cultivation process is carried out with the apparatus in a horizontal position in a thermal room at 37 ° C. Set the speed of rotation of the shaft 9 6 / h. Culture through nozzle 7 aerates smyu 5% COij and 95% air. Every day, part of the nutrient medium through the nozzle 6 is replaced with a new one from the bottle to collect the nutrient medium. On day 78, the cells form a monolayer. In the apparatus, a twofold increase in the primary cells of the kidneys of green monkeys is achieved. The apparatus can be used to grow single-layer cell cultures in which further virus cultivation is possible. In the apparatus, the 1OO% use of the growth surface is carried out, since during planting the cells are evenly attached to it. By changing the pitch of the turns of the screw 5, it is possible to increase or decrease the growth surface in the same apparatus and change the hydrodynamics of the mixing inside the apparatus, making it more or more intense. However, one should not choose a pinch of a screw surface less than 3 mm, since in this case capillary forces arise between adjacent surfaces, which tend to disrupt the cells from a rotated growth surface. The use of a screw surface with a pitch of more than 20 mm does not improve the cultivation conditions, however, the ratio of the useful surface to the volume of the nutrient medium decreases, which leads to its overspending. The outer diameter of the screw should not be chosen greater than 500 mm, since this maintains the optimum ratio of the time the cells are in the liquid phase and the gas phase with the rotating growth surface. With an outer screw diameter of more than 500 mm, in order to maintain the optimum ratio of the time the cells are in the liquid phase and the gas phase, it is necessary to increase the rotational speed of the surface, which leads to the washing of the cells from it. Due to the rotation of the screw, directional movement is created as the liquid, hook and gas phases inside the apparatus, which contributes to their efficient movement and allows the cultivation process to be carried out in homogeneous conditions under: intensive mass exchange. During the cultivation process, a planting cell suspension is injected into the apparatus, which is evenly distributed throughout the apparatus, the cells do not concentrate in the input area, and the mixing prevents the adhesion of individual cells into conglomerates. Under these conditions, the cells evenly cover the growth surface during planting. The portions of the liquid or gas introduced into the apparatus are also not localized in the input area, but are distributed throughout the entire volume of the mixed liquid or gas, after all of which all the cells are supplied with necessary components equally. The mixing carried out in the apparatus by rotating the screw allows to intensify the mass exchange, so

Claims

Claim

A device for culturing cell cultures in a monolayer, containing a sealed container, a rotor installed in it, having a growth surface, and nozzles for supplying and discharging the culture fluid and gas, characterized in that, in order to improve cell growth conditions and increase the yield of viable cells, the rotor made in vice otsnazahotsnogo full-wall screw with a solid surface.