專利名稱：培養(yǎng)皿和生物反應(yīng)器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以作為支持和培養(yǎng)活組織的生物反應(yīng)器的培養(yǎng)皿。
培養(yǎng)皿可以具有用于承載營養(yǎng)物的界定孔的基底，被安置在孔中具有底壁的皿，其具有薄膜，其上為生物材料，和覆蓋在所述孔和皿上方的固體蓋子。
背景技術(shù)：
生物反應(yīng)器的具體實施方案，包括界定孔的基底，固定在孔的上方用于承載生物材料的皿，和在孔和皿上方的蓋子。所述蓋子包括至少一個密封開口，該開口用于導(dǎo)入或去除孔或皿中的材料和用于釋放壓力?？卓梢杂糜诔休d營養(yǎng)物，而皿上的膜與營養(yǎng)物接觸。蓋子優(yōu)選具有至少兩個可密封的開口，其中一個在皿上方，另一個在孔的部分的上方且不在皿的上方，用于導(dǎo)入和/或去除來自皿和孔的材料。蓋子優(yōu)選包括至少一個氣體滲透膜以通風(fēng)?？梢蕴峁└采w在蓋子上的固體覆蓋物，例如用于儲存或運送。開口優(yōu)選各自具有一個或多個裂口的隔膜，例如X-形，以幫助在注射器或吸量管或其他適當(dāng)大小的遞送管的周圍密封。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方案能方便地從外部接近在生物反應(yīng)器的不同部分中的內(nèi)容物而不需要除去蓋子。所述可接近性可以減少污染的風(fēng)險和減少該系統(tǒng)的勞動強度且更適合自動化。通過下列詳細(xì)描述，附圖，和權(quán)利要求，其他的特點和優(yōu)點將是顯然的。


圖1是圖解依照本發(fā)明的具體實施方案的組件的簡化的，橫斷層面圖。
圖2和圖3是界定孔的基底的平面圖和橫斷層面圖。
圖4和圖5是依照本發(fā)明的皿的平面圖和橫斷層面圖。
圖6是依照本發(fā)明第一個具體實施方案的蓋子的平面圖。
圖7是依照本發(fā)明的外罩的平面圖。
圖8和圖10是隔片的兩個具體實施方案的平面圖，圖9和圖11是那些隔片各自的橫斷層面圖。
圖12是用于蓋子上的氣體滲透膜的平面圖。
具體實施例方式
圖1是圖解本發(fā)明具體實施方案的組件的橫斷層面圖。生物反應(yīng)器10具有界定孔14的基底12。基底12也具有架22，優(yōu)選與基底的其他部分進行整體塑造。
皿24具有一個或更多的邊緣18，安置于基底12的架22上。在皿24的底部是膜20，例如聚碳酸酯膜。在皿24中提供細(xì)胞，組織，或其他活的生物材料以便所述材料被放置在膜20的上面。在孔14中提供營養(yǎng)物至少達到膜20的高度以至于在孔14中的營養(yǎng)物通過膜20與生物材料接觸。
這點描述的裝置通常是已知的。更進一步已知提供覆蓋在皿和基底上的固體蓋子。所述蓋子是可移去的以便可以接近皿的膜上的細(xì)胞或組織以及在基底的孔中的營養(yǎng)物。
依照本發(fā)明的具體實施方案，蓋子26具有至少一個可密封的口，其中的兩個以口28和30示于圖1中，和水分阻擋層，氣體滲透膜32。膜32可以包括一片TYVEKS(TYVEK是E.I.duPont de Nemours and Company的注冊商標(biāo))。該片具有紙的形態(tài)但是用紡織結(jié)合高密度聚乙烯(HDPE)制造的。膜32可以通氣和被固定以便其部分地在皿24上方并且部分地在基底12上方。雖然圖1中顯示一個氣體滲透膜，如下面圖6中顯示，那里可以有更多被排列在蓋子上；如果想得到更好的通風(fēng)，可以增加膜。
口28和30是可進入的，但優(yōu)選設(shè)計在不使用的時候是密封閉合的。這些口允許進入，并且可以在注射針頭、注射器、噴管或用于提供或取回材料的其他合適大小的管狀裝置的周圍密封，。
中央的口30可以用于將細(xì)胞或組織供應(yīng)到皿24。外周口28可以用于從孔14引入或取出營養(yǎng)物。優(yōu)選被密封，但不是必需的，自動地進行，這樣在插入管的時候，所述口在管的周圍封閉，不需要更多的操作(即，自封閉)。
下列的圖2-12更詳細(xì)顯示本發(fā)明的具體實施方案。各幅圖的繪制是按比例的，雖然繪圖不是必須繪制成一樣比例。圖具有許多詳細(xì)特征，例如形狀和尺度是示例性的，但可能有許多變化。
圖2和圖3顯示了用于界定裝營養(yǎng)物的孔和固定承載被培養(yǎng)的細(xì)胞或組織的皿的基底12。優(yōu)選塑造塑膠整塊形成的基底12，并且包括三塊微小隆起的支柱肋狀物44的底板42，和具有三個放射狀向內(nèi)延伸部分的外部側(cè)壁46，所述向內(nèi)延伸部分構(gòu)成架48的壁。壁46具有至少一個小缺口可以用于調(diào)整使蓋子適應(yīng)基底40(圖6)。各個架48在其內(nèi)部半徑點具有小凹口50。在側(cè)壁46的頂端，邊緣52呈放射狀地向外延伸而且具有逐漸變細(xì)的向下延伸部分56和向外延伸部分58。在邊緣52頂端同樣具有小凹口54分布(優(yōu)選均勻地)在邊緣52四周。為了透視，所有的直徑可以約為14-15cm。
參考圖4和圖5，保存生物材料進行培養(yǎng)的皿24具有側(cè)壁62，邊緣18和膜20。邊緣18，可以具有切去的凹口68，安置在如圖2和圖3所顯示的基底12的架22上。在基底中時，膜66恰好在支柱肋狀物44的上面。在將營養(yǎng)物加入由基底12形成的孔時，營養(yǎng)物可以經(jīng)過膜20到生物材料。側(cè)壁和邊緣可以用整塊塑膠塑造的本體，膜可以用聚碳酸酯制造。
參考圖6，蓋子26具有大體上平坦的部分72和口28，29和30。這些口沿著蓋子26的中心26排列，在蓋子中心的口30，靠近外部邊緣的口28，它們之間的口29。蓋子26支持氣體滲透膜80，82和86，優(yōu)選用如上述參照圖1確定的HDPE制造。當(dāng)蓋子26被提供在皿24的上方，而且皿在孔的上方時，口30位于在皿的中心，口28在皿的膜的外部邊緣上，口29是在孔的部分的上方并且不在皿的上方。放置氣體滲透膜80，82和86，使得它們是部分地在孔和皿上方，并且部分地不在皿上方。在蓋子26的外部末端，邊向上地，水平向外地，向下地，然后水平向外延伸。外徑也有在外部邊緣形成的凹口84。蓋子的邊的大小按尺寸制作并且配制在基底12的邊緣52上形成適合的摩擦力，凹口84按尺寸制作以與凹口54配對。
參考圖7，外罩90是整塊塑膠塑造的部分，具有大體上平坦向上部分92和在外徑延伸的具有凹入部分94的外側(cè)末端以提供穩(wěn)定和支持。這個外部蓋子與蓋子26匹配以便保存或其它較長時間的無活性狀態(tài)。
圖8-11顯示口的兩個具體實施方案，例如口28，29和30(圖6)。結(jié)合圖6，參考圖8和圖9，第一種類型的口100是在大的直徑部分102的頂端用軟且柔韌的硅酮制造為了安置在蓋子70的頂端。在口100的頂端是開口104和在底部是單個狹縫106。底部可以是x-形雙狹縫。
開口104和狹縫106之間是腔108?？?00具有縮小的直徑部分112，其中中軸長度約等于蓋子70的厚度，并且向下和向內(nèi)逐漸變細(xì)的面110。蓋子70具有開口，該開口的直徑大小是縮小的直徑部分112?？?00充分柔韌從而能夠被推動穿過孔，期間錐形部分將壓縮直到蓋子急速進入縮小的直徑部分112。
口底部的狹縫有助于阻止液體和氣體逸出。管，例如注射針頭、噴管或注射器的直徑略大于開口104，被用于往皿或孔中加入材料或者從皿或孔中取出材料。當(dāng)管被插入到口中的時候，與開口104周圍的彈性塑料形成緊密吻合，因此在被插入和抽出的時候保持良好的密封。
參考圖10和圖11，顯示口的另一種變化。在這個具體實施方案中，底部具有一個x-形的開口120，可以在用于導(dǎo)入或除去液體的管周圍封閉。
圖12表示氣體滲透膜。膜在封閉部位112被熱封。虛線114界定可接近性地穿過膜的膜區(qū)域。環(huán)狀部位116是塑膠蓋子覆蓋膜80，82和86的部分。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器可以用于操作或處理許多不同種類的生物材料。一種應(yīng)用是活的皮膚等同物(LSE)的形成。制造LSE，人的真皮細(xì)胞(成纖維細(xì)胞)與皮膚的最初蛋白膠原結(jié)合。成纖維細(xì)胞移動通過膠原，對它們進行重排，并且同時產(chǎn)生人膠原。在此之后，人表皮細(xì)胞被置于外胚層的上面以覆蓋它。幾天后，通過暴露在空氣促進表皮細(xì)胞以完全形成皮膚外部保護層，該保護層已知為角質(zhì)層。在孔的皿上提供和處理這些細(xì)胞，而在孔中供應(yīng)營養(yǎng)物以支持這個處理。
本發(fā)明的系統(tǒng)使得可以更方便地自動從蓋子的口插入和除去生物材料而不需要移動蓋子，并且不需要巨大的勞動，不像典型通用的方法。在一個自動化的系統(tǒng)中，生物反應(yīng)器可能在運送裝置上或能從一個位置到另一個位置移動的機械操作裝置上傳送。用機械手機器或x-y-z運動機器，注射器或其他噴管可能被移入和遷出生物反應(yīng)器以插入或除去材料。x-y-z運動機器可具有三個不同的傳動器，每一個用于每個三個直角的方向運動，而且能夠包括不同類型的傳動器和推進力，例如傳動螺桿。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施方案，但在不背離由所附權(quán)利要求所限定的發(fā)明范圍的情況下作出修改是顯而易見的。例如，可以改變部分的形狀和大小，可以改變例如架，口，和膜部分的數(shù)目。本文作為整體的實施方案中所確定的特定產(chǎn)品可由多個部件構(gòu)成且可被松散或整合地聯(lián)在一起。
權(quán)利要求
1.一種生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其包括用于界定保存營養(yǎng)物的孔的基底；被固定在基底中的皿，該皿具有承載生物材料的膜，從而使所述材料與營養(yǎng)物接觸；覆蓋孔和皿的蓋子，所述蓋子具有封口，該封口可接入從皿導(dǎo)入或去除生物材料和/或從孔中導(dǎo)入或去除營養(yǎng)物的管，當(dāng)不接入管時所述封口被封閉。
2.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中所述蓋子在不同半徑的位置具有多個口。
3.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，所述蓋子進一步包括一個或多個氣體滲透膜。
4.權(quán)利要求3的生物反應(yīng)器，其中一個或多個膜是由高密度聚乙烯構(gòu)成。
5.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中所述管是注射器。
6.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中所述管是吸量管。
7.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中所述封口直接在蓋子的上方。
8.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中所述封口直接在孔的上方并且不直接在皿的上方。
9.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中有多個口，一個位于皿的上方和其他的位于孔的部分上且不在皿的上方。
10.權(quán)利要求1的生物反應(yīng)器，其中當(dāng)管插入到口的時候，口在管的周圍自動封閉。
11.一種生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其包括用于界定保存營養(yǎng)物的孔的基底；被固定在基底中的皿，該皿具有承載生物材料的膜，從而使所述材料與營養(yǎng)物接觸；覆蓋孔和皿的蓋子，所述蓋子在蓋子上具有阻擋水分的氣體滲透膜。
12.權(quán)利要求11的生物反應(yīng)器，其中蓋子具有兩個或更多的阻擋水分的氣體滲透膜。
13.權(quán)利要求11的生物反應(yīng)器，其中所述膜包含高密度聚乙烯。
14.權(quán)利要求11的生物反應(yīng)器，其中一個膜部分地位于皿的上方和部分地位于孔的上方，和不在皿的上方。
15.權(quán)利要求11的生物反應(yīng)器，其中多個膜部分地位于皿的上方和部分地位于孔的上方，和不在皿的上方。
16.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中膜具有結(jié)合到蓋子的環(huán)形區(qū)域以及不結(jié)合到蓋子的中央?yún)^(qū)域。
17.一種方法，其包括提供具有營養(yǎng)物的孔；將生物材料提供到皿上方的固定在基底上的孔中，該皿包括其上支持材料的膜，并允許營養(yǎng)物與生物材料相互作用；用具有密封口的蓋子覆蓋孔和基底；不打開蓋子，用管狀部件從口中加入或除去生物材料和/或營養(yǎng)物。
18.權(quán)利要求17的方法，其中當(dāng)管狀部件不在口內(nèi)的時候，所述口是密封閉合的，當(dāng)管狀部件在口內(nèi)的時候，口在管狀部件周圍密封。
19.權(quán)利要求17的方法，其中所述管狀部件是自動地插入和移出口。
全文摘要
生物反應(yīng)器(10)具有界定孔(14)的基底(12)，懸吊于基底(12)的帶有膜(20)的皿(24)，和帶有氣體滲透膜(32)和自動封閉口(28，30)的蓋子(26)。
文檔編號C12N5/06GK1665918SQ03815605
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者E·羅斯, C·奧雷利, R·舍韋里, L·M·維爾金斯 申請人:器官發(fā)生有限公司