專利名稱：細(xì)胞容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及改進(jìn)除去容器中的氣體并控制壓力的方法和裝置，其核 心在于提供比生物技術(shù)工業(yè)中使用的現(xiàn)有方法更好的優(yōu)點(diǎn)。所公開的裝置和方法改善了 培養(yǎng)和/或運(yùn)輸細(xì)胞的過程。其特征在于降低污染風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)基體積變化的溫 度發(fā)生響應(yīng)以便使不必要的壓力效應(yīng)最小化，在整個(gè)轉(zhuǎn)移過程中使細(xì)胞保持均勻分布， 在整個(gè)運(yùn)輸過程中減小細(xì)胞的表面密度，并在整個(gè)培養(yǎng)和運(yùn)輸過程中將細(xì)胞暴露于周圍 的氧氣中。相對(duì)于現(xiàn)有裝置和方法，其提供了改善的過程控制水平。相關(guān)技術(shù)中描述的常規(guī)技術(shù)的限制討論細(xì)胞治療的進(jìn)展增加了將細(xì)胞從一個(gè)位置運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)位置的需要。例如，當(dāng) 未進(jìn)行胰島研究或者胰島移植時(shí)，通常從胰腺回收胰島并在一個(gè)位置培養(yǎng)，然后運(yùn)輸?shù)?不同位置用于研究或者臨床使用?，F(xiàn)有的在運(yùn)輸過程中使用的容納細(xì)胞的方法和裝置本 身不能進(jìn)行良好的過程控制。典型地，細(xì)胞被置于錐形管或者燒瓶中，包裝在含有冰或 者冰袋的Styrofoam 容器中，并運(yùn)輸?shù)搅硪晃恢?。這可損傷細(xì)胞，因?yàn)閹缀鯇?duì)各種可能 影響細(xì)胞的質(zhì)量的變量不進(jìn)行控制。一般說來，在運(yùn)輸過程中細(xì)胞經(jīng)歷的條件可明顯偏離培養(yǎng)過程中存在的控制條 件。例如，以胰島為例，它們從培養(yǎng)它們的許多燒瓶中合并到更少的燒瓶或者錐形管中 以便運(yùn)輸。這極大地增加了胰島的表面密度，常常超過培養(yǎng)階段表面密度的許多倍。正 常地，它們以不超過200胰島細(xì)胞/cm2的表面密度培養(yǎng)。高密度時(shí)，對(duì)于養(yǎng)分和氧氣 的競(jìng)爭(zhēng)加劇，胰島的健康可能降低。此外，胰島可在高密度時(shí)聚集。當(dāng)運(yùn)輸細(xì)胞時(shí)，典 型地，燒瓶或者錐形管完全充滿培養(yǎng)基以便排出所有氣體，否則將損傷細(xì)胞。因此，在將蓋子蓋住之前容器就被培養(yǎng)基填充到非常接近它們的入口的頂部。這導(dǎo)致污染風(fēng)險(xiǎn)增 加。除去氣體極大地限制了細(xì)胞可利用的氧氣的量。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)，細(xì)胞通常在冰袋 存在下運(yùn)輸以便減緩細(xì)胞的代謝活性并使氧氣需要降到最低。當(dāng)培養(yǎng)基在細(xì)胞存在的密 封容器中試圖收縮體積時(shí)，壓力被施加到容器壁上，將容器壁置于壓力之下。這可引起 容器破裂或者滲漏，特別是當(dāng)使用燒瓶時(shí)更是如此。這同樣使培養(yǎng)基脫氣。因此，現(xiàn)有 裝置存在著各種各樣的的缺陷。本發(fā)明的目的在于公開了用于運(yùn)輸細(xì)胞的改進(jìn)裝置和方法，其可將污染的風(fēng)險(xiǎn) 最小化，建立更嚴(yán)格近似于培養(yǎng)環(huán)境的環(huán)境，允許細(xì)胞以均勻分布的模式存在，減輕裝 置的壁上的壓力，使培養(yǎng)基脫氣(de-gassing)最少，并允許存在降低的細(xì)胞表面密度。最近出現(xiàn)的依賴透氣膜進(jìn)行氣體交換，消除氣液界面需要的設(shè)備，已經(jīng)引起增 加的控制氣體存在于這種設(shè)備什么位置的需求。近來的專利申請(qǐng)?jiān)噲D通過加入要求裝置 笨拙地操作的特征件(feature)來糾正這個(gè)問題。本發(fā)明的還一目的在于提供高級(jí)的氣體 除去特征件，其不要求笨拙地操縱以實(shí)現(xiàn)功能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，本文中公開的一些實(shí)施方式允許將氣體從細(xì)胞容器中置換出來而 不需要使用培養(yǎng)基完全填滿容器。該細(xì)胞容器包括液體置換構(gòu)件，溢流儲(chǔ)存器和允許液 體從細(xì)胞室流動(dòng)到溢流儲(chǔ)存器的液體流出路徑。在本發(fā)明的一個(gè)方面，細(xì)胞容器包括用于使液體置換構(gòu)件移動(dòng)到細(xì)胞室中的結(jié) 構(gòu)。實(shí)現(xiàn)該目的的實(shí)施方式包括打開和關(guān)閉系統(tǒng)。在用于置換不需要的氣體的優(yōu)選打開系統(tǒng)的實(shí)施方式中，液體置換構(gòu)件與蓋連 接。裝置的主體包括溢流儲(chǔ)存器。蓋和主體被設(shè)計(jì)成螺旋連接在一起，提供將液體置換 構(gòu)件移動(dòng)到具有高度溶液的細(xì)胞室中的結(jié)構(gòu)。通過將液體置換構(gòu)件移動(dòng)到細(xì)胞室中，可 以置換殘余氣體并使得細(xì)胞室完全被培養(yǎng)基填滿。溢流儲(chǔ)存器可被構(gòu)造成當(dāng)除去蓋時(shí)保 留任何已經(jīng)從細(xì)胞室中置換的培養(yǎng)基。這種實(shí)施方式可與錐形管或者燒瓶一起使用，并 優(yōu)選構(gòu)造成允許細(xì)胞均勻安放并存在于平坦表面上的結(jié)構(gòu)。在用于置換氣體的封閉系統(tǒng)的實(shí)施方式中，培養(yǎng)基可通過隔膜輸送到細(xì)胞室 中。細(xì)胞容器包括將液體置換構(gòu)件驅(qū)動(dòng)到細(xì)胞室中并將不需要的氣體置換到溢流儲(chǔ)存器 中的結(jié)構(gòu)。在典型實(shí)施方式中，細(xì)胞容器在其主體中包括指狀形式的所述結(jié)構(gòu)，其以柄 腳(tang)連鎖以改變細(xì)胞容器的高度。在用于置換氣體的封閉系統(tǒng)的實(shí)施方式中，公開了一種方法，其向細(xì)胞室中提 供加壓培養(yǎng)基以便在不需要結(jié)構(gòu)的幫助下驅(qū)動(dòng)細(xì)胞室中的氣體以完全地移動(dòng)液體置換構(gòu) 件。溢流儲(chǔ)存器的形狀形成液體置換構(gòu)件。加壓培養(yǎng)基被打入到細(xì)胞室中，迫使氣體經(jīng) 過液體排出路徑進(jìn)入溢流儲(chǔ)存器。在本發(fā)明的另一方面，細(xì)胞室中的壓力通過使用細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件來調(diào) 控。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件包括允許其運(yùn)動(dòng)以響應(yīng)作用在其上的力的結(jié)構(gòu)。示出了允許 細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件運(yùn)動(dòng)的各種各樣的結(jié)構(gòu)，包括柔性密封中空體、彈性細(xì)胞室壁以 及與彈簧連接的實(shí)心體。這些類型的結(jié)構(gòu)允許細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件自動(dòng)起作用，增加 或者減少細(xì)胞室的容積以便減輕由外部事件諸如溫度變化或者環(huán)境壓力變化引起的壓力
4變化。對(duì)于最佳性能而言，細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件應(yīng)當(dāng)設(shè)置為勢(shì)能的初始預(yù)確定狀態(tài)。 根據(jù)一方面，細(xì)胞容器包括作用以改變細(xì)胞容器的整體幾何形狀的結(jié)構(gòu)，以便將細(xì)胞室 調(diào)節(jié)特征件設(shè)置為勢(shì)能所需的初始狀態(tài)。能夠?qū)⒓?xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件置于初始勢(shì)能所 需狀態(tài)的許多細(xì)胞容器結(jié)構(gòu)與可用于將液體置換構(gòu)件驅(qū)動(dòng)到細(xì)胞室中的那些相同。根據(jù) 另一方面，公開了一種用于將細(xì)胞室調(diào)節(jié)特征件置于勢(shì)能的所需最初狀態(tài)但缺少改變細(xì) 胞容器的整體幾何形狀的結(jié)構(gòu)的方法。在這一方面，加壓培養(yǎng)基執(zhí)行該任務(wù)。相對(duì)于 可在傳統(tǒng)裝置中達(dá)到的那些而言，細(xì)胞室調(diào)節(jié)特征件的優(yōu)點(diǎn)是在細(xì)胞室中更多的控制環(huán)境ο在另一方面，液體置換構(gòu)件被構(gòu)造成細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件。在另一方面，溢流儲(chǔ)存器被構(gòu)造成細(xì)胞液體置換構(gòu)件。在另一方面，溢流儲(chǔ)存器被構(gòu)造成細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件。另一種實(shí)施方式公開了擋板來防止細(xì)胞以不需要的非均勻分布的表面密度聚集 在裝置的下壁上。任何實(shí)施方式可允許細(xì)胞在允許氣體與周圍氣體交換的透氣壁附近以均勻分布 保留。這里公開的一些裝置和方法允許細(xì)胞在培養(yǎng)和/或運(yùn)輸過程中存在于至少一個(gè) 支架上以使裝置的占用的空間(footprint)降至最低同時(shí)提供從裝置中清除氣體的能力， 使氣體在裝置的不必要的區(qū)域聚集的可能性最小，降低對(duì)裝置壁的壓力，并允許細(xì)胞表 面密度降低。這里公開的一些方法通過使用平衡環(huán)(gimbal)，在整個(gè)運(yùn)輸過程中允許細(xì)胞以 均勻分布的方式保留，使不需要的高密度聚集的可能最小化。


圖IA示出了細(xì)胞容器的實(shí)施方式的剖視圖，其降低了污染的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)允許在 不使用培養(yǎng)基完全填滿細(xì)胞室的情況下將氣體從細(xì)胞室中置換出來。蓋可包括液體置換 構(gòu)件并與細(xì)胞容器主體連接，所述細(xì)胞容器包括細(xì)胞室和溢流儲(chǔ)存器。圖IB示出了從主體上除去的蓋，并且培養(yǎng)基和細(xì)胞作為混合懸液存在于細(xì)胞室 中。氣體存在于細(xì)胞室中。圖IC示出了蓋與細(xì)胞容器主體連接并且細(xì)胞以均勻分布存在于細(xì)胞室的下壁 上。圖ID示出了蓋被降低到細(xì)胞容器的主體上，并且液體置換構(gòu)件與氣體和培養(yǎng)基 接觸并對(duì)它們進(jìn)行置換。氣體從細(xì)胞室中經(jīng)液體排出路徑移動(dòng)。圖IE示出了蓋與細(xì)胞容器的主體完全連接。氣體已經(jīng)從細(xì)胞室中置換出來并且 溢流儲(chǔ)存器已經(jīng)開始存在少量培養(yǎng)基。圖2示出了一種實(shí)施方式的剖視圖，其中細(xì)胞容器包括由透氣材料構(gòu)成的下壁 和下壁支架，以便允許細(xì)胞以均勻分布保持在透氣面上。圖3A示出了細(xì)胞容器的實(shí)施方式的剖視圖，其包括中空細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征 件。在該實(shí)施方式中，細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件起到置換氣體并調(diào)控壓力的作用。包括細(xì) 胞室調(diào)節(jié)特征件和氣體置換構(gòu)件的蓋與細(xì)胞容器的主體連接。主體包括細(xì)胞室和溢流儲(chǔ)
5存器。圖3B示出了從主體除去的蓋，并且培養(yǎng)基和細(xì)胞以混合懸液的形式存在于細(xì)胞 室中。氣體存在于細(xì)胞室中。圖3C示出了蓋與細(xì)胞容器主體連接并且細(xì)胞以均勻分布存在于細(xì)胞室的下壁 上。圖3D示出了蓋被降低到細(xì)胞容器的主體上，并且液體置換構(gòu)件與氣體和培養(yǎng)基 接觸并對(duì)它們進(jìn)行置換。氣體從細(xì)胞室中經(jīng)液體排出路徑移動(dòng)。圖3E示出了蓋與細(xì)胞容器的主體完全連接。氣體已經(jīng)從細(xì)胞室中置換出來并且 溢流儲(chǔ)存器已經(jīng)開始存在少量培養(yǎng)基。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征零件已經(jīng)被設(shè)置成當(dāng)其內(nèi)部 容積響應(yīng)于培養(yǎng)基作用在其上的力而被壓縮時(shí)勢(shì)能的所需狀態(tài)。圖4A示出了細(xì)胞容器的剖視圖，其包括細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件的另一種實(shí)施方 式。在該實(shí)施方式中，細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件包括實(shí)心體和起到置換氣體并調(diào)控壓力作 用的彈簧。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件使用彈簧與蓋連接。蓋與細(xì)胞容器的主體連接，所述 細(xì)胞室容器包括細(xì)胞室和溢流儲(chǔ)存器。圖4B示出了從主體除去的蓋，并且培養(yǎng)基和細(xì)胞以混合懸液的形式存在于細(xì)胞 室中。氣體存在于細(xì)胞室中。圖4C示出了蓋與細(xì)胞容器主體連接并且細(xì)胞以均勻分布存在于細(xì)胞室的下壁 上。圖4D示出了蓋被降低到細(xì)胞容器的主體上，并且液體置換構(gòu)件與氣體和培養(yǎng)基 接觸并對(duì)它們進(jìn)行置換。氣體從細(xì)胞室中經(jīng)液體排出路徑移動(dòng)。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件 的彈簧已經(jīng)開始由于由培養(yǎng)基施加的力而壓縮。圖4E示出了蓋與細(xì)胞容器的主體完全連接。氣體已經(jīng)從細(xì)胞室中置換出來并且 溢流儲(chǔ)存器已經(jīng)開始存在少量培養(yǎng)基。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件已經(jīng)被設(shè)置成當(dāng)彈簧響應(yīng) 于培養(yǎng)基作用在其上的力而被壓縮時(shí)勢(shì)能的所需狀態(tài)。圖5A示出了細(xì)胞容器的另一種實(shí)施方式的剖視圖，其被構(gòu)造成具有細(xì)胞室容積 調(diào)節(jié)特征件。蓋包括液體置換構(gòu)件。主體包括溢流儲(chǔ)存器，作為細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件 起作用的柔性壁和下壁支架。蓋被降低到主體上。氣體、培養(yǎng)基和細(xì)胞存在于細(xì)胞室 中。圖5B示出了蓋移動(dòng)到最終位置。液體置換構(gòu)件已經(jīng)將細(xì)胞室中的氣體和少量培 養(yǎng)基置換到溢流儲(chǔ)存器中，并且由液體置換構(gòu)件施加到培養(yǎng)基上的力將容積調(diào)節(jié)特征件 驅(qū)動(dòng)到勢(shì)能的初始狀態(tài)。圖5C示出了在已經(jīng)響應(yīng)于培養(yǎng)基的冷卻減小其勢(shì)能之后容積調(diào)節(jié)特征件的改變 的形狀。圖6A示出了細(xì)胞容器的封閉系統(tǒng)實(shí)施方式的剖視圖，該細(xì)胞容器包括細(xì)胞室容 積調(diào)節(jié)特征件。通風(fēng)的細(xì)胞容器包括指狀鎖定件和作為改變其整體形狀的結(jié)構(gòu)的柄腳。 培養(yǎng)基和細(xì)胞通過用針穿刺隔膜引入到細(xì)胞室中。氣體經(jīng)無菌通風(fēng)孔被置換。圖6B示出了完全填滿培養(yǎng)基的細(xì)胞室。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件具有定義為Vl 的內(nèi)部容積。圖6C示出了已經(jīng)被減小為柄腳上的指狀碰鎖的細(xì)胞室。細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件收縮至定義為V2的內(nèi)部容積，從而假定了勢(shì)能的理想狀態(tài)。圖7A示出了細(xì)胞容器的封閉系統(tǒng)實(shí)施方式的剖視圖，其包括液體置換構(gòu)件、溢 流儲(chǔ)存器、將細(xì)胞室與溢流儲(chǔ)存器連接在一起的液體排出路徑。圖7B示出了用于穿刺隔膜以輸送培養(yǎng)基的針。氣體經(jīng)過液體排出路徑移動(dòng)到溢 流儲(chǔ)存器中。培養(yǎng)基存在于細(xì)胞室中。圖7C示出了溢流儲(chǔ)存器存在氣體和少量培養(yǎng)基，并且培養(yǎng)基填滿了細(xì)胞室。圖7D示出了定向到新位置的細(xì)胞容器，并且剩余氣體被捕獲在溢流儲(chǔ)存器中。圖8A示出了一細(xì)胞容器的剖視圖，其中擋板存在于細(xì)胞室中。圖8B示出了圖8A的A-A截面圖。圖9A示出了一細(xì)胞容器的剖視圖，其包括一個(gè)存在于另一個(gè)上面的多個(gè)支架。 與主體分離的蓋T包括液體置換構(gòu)件。主體包括溢流儲(chǔ)存器并被構(gòu)造成部分為彈性壁。圖9B示出了蓋與主體連接。液體置換構(gòu)件已經(jīng)從細(xì)胞室中驅(qū)動(dòng)氣體。溢流儲(chǔ) 存器存在少量培養(yǎng)基。在這種彈性壁的情況下，由液體置換構(gòu)件施加到培養(yǎng)基上的力將 細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)零件驅(qū)動(dòng)到勢(shì)能的理想狀態(tài)。圖IOA示出了一細(xì)胞容器的剖視圖，其包括兩個(gè)透氣細(xì)胞室，一個(gè)存在于由氣 體間隔分離的另一個(gè)之上。多支管(manifold)與細(xì)胞室連接。與主體分離的蓋包括具 有液體置換構(gòu)件的細(xì)胞室容積調(diào)節(jié)特征件。懸液形式的培養(yǎng)基和細(xì)胞存在于細(xì)胞培養(yǎng)室 內(nèi)。入口包括溢流儲(chǔ)存器。圖IOB示出了蓋與主體連接。氣體已經(jīng)從細(xì)胞室中被置換并且培養(yǎng)基完全將其 充滿。溢流儲(chǔ)存器存在少量培養(yǎng)基。細(xì)胞均勻分布在細(xì)胞室的下壁上。液體置換構(gòu)件 已經(jīng)被壓縮以假定勢(shì)能的理想狀態(tài)。圖11示出了用于證明以將氣體和少量培養(yǎng)基置換到溢流儲(chǔ)存器中的方式使液體 置換構(gòu)件移動(dòng)到細(xì)胞室中的功能的試驗(yàn)夾具。細(xì)胞容器包括蓋、主體、液體置換構(gòu)件、 溢流儲(chǔ)存器、液體排出路徑和細(xì)胞室。圖12示出了圖11的試驗(yàn)夾具如何適應(yīng)隨著培養(yǎng)基的溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)細(xì)胞室的 容積。液體置換構(gòu)件被構(gòu)造成柔性密封中空主體。
具體實(shí)施例方式圖1A、圖1B、圖1C、圖ID和圖IE示出了細(xì)胞容器110的剖視圖，其被構(gòu)造 成僅僅通過連接蓋125就將氣體從細(xì)胞室141中置換出來。細(xì)胞容器110的剖面如圖IA 所示。蓋125固定在主體130上。液體置換構(gòu)件132、側(cè)壁143和下壁145與細(xì)胞室141 結(jié)合并限定了細(xì)胞室141的容積。溢流儲(chǔ)存器135圍繞液體置換構(gòu)件132的周長(zhǎng)存在。 在圖IB中，蓋125與主體130分離以暴露出細(xì)胞室141。在該圖示中以良好混合的懸液 顯示的培養(yǎng)基115和細(xì)胞116已經(jīng)通過入口 140置于細(xì)胞室141中。與依賴于燒瓶或者錐 形管的常規(guī)方法不同，該裝置不需要總是將培養(yǎng)基保持在入口頂部以便從細(xì)胞室中置換 出氣體。相反，培養(yǎng)基115可很好地保持在入口 140之下，從而降低污染的風(fēng)險(xiǎn)。下壁 145可以是任何形狀。例如，其可以是錐形管的圓錐形狀。這里，下壁與細(xì)胞室的底部 同義。因此，不需要與側(cè)壁143不同的壁，僅僅需要培養(yǎng)基可保留于其上的細(xì)胞室141的 下壁。例如，側(cè)壁143可以是錐形，壁交接于形成下壁的點(diǎn)。在該圖示中，下壁145顯示為一個(gè)平面。平面是優(yōu)選的，因?yàn)樗试S細(xì)胞由于它們的重力作用而分布到下壁上， 使高表面密度的潛在有害作用降到最低。如圖IC所示，蓋125與主體130接觸。細(xì)胞 116受重力作用均勻分布到細(xì)胞室141的下壁145上。氣體120存在于培養(yǎng)基115上。氣 體120也占據(jù)了溢流儲(chǔ)存器135和液體排出路徑134。液體排出路徑134是液體置換構(gòu)件 132與溢流儲(chǔ)存器135之間的間隙。液體置換構(gòu)件132與蓋125連接并以與細(xì)胞室141的 下表面(在這種情況下，是平面的下壁145)的第一距離存在于第一位置。細(xì)胞容器110 被定位成通過縮小液體置換構(gòu)件132與下壁145之間的距離的行為來置換不需要的氣體。 圖ID示出了液體置換構(gòu)件132與下壁145之間的距離由于蓋125向下移動(dòng)到主體130上 而被縮小。優(yōu)選地，當(dāng)蓋和主體被包括在細(xì)胞容器中時(shí)，蓋與主體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系允許 蓋以控制液體置換構(gòu)件移動(dòng)到細(xì)胞室中的距離的方式降低到主體上。當(dāng)蓋與主體螺旋連 接時(shí)，其允許極佳的結(jié)構(gòu)方式控制液體置換構(gòu)件位于細(xì)胞室上之上或之中的距離。液體 置換構(gòu)件132被顯示為與培養(yǎng)基115接觸，置換培養(yǎng)基115。培養(yǎng)基115的上表面沿著液 體排出路徑134的方向上升，并且部分氣體120經(jīng)液體排出路徑134運(yùn)動(dòng)到細(xì)胞室141之 外。液體排出路徑134是由液體置換構(gòu)件132置換的液體穿過其中的間隙。有許多方式 來處理從細(xì)胞室141中置換出的氣體。優(yōu)選地，為了除去所有氣體，至少液體置換構(gòu)件 132的一部分應(yīng)當(dāng)比液體排出路徑134低，于是當(dāng)其被置換時(shí)氣體將升高到液體排出路徑 134。氣體可通過構(gòu)造的蓋125被置換到環(huán)境大氣中，于是當(dāng)蓋125向下移動(dòng)到主體130 之上時(shí)，允許氣體在蓋與主體130之間排出(vent)?？商娲?，可存在通風(fēng)孔126以允 許氣體經(jīng)過上壁176被置換。優(yōu)選地，如果通風(fēng)孔126存在，其將能夠打開和關(guān)閉，更 優(yōu)選由無菌過濾器覆蓋，諸如0.2微米的微孔過濾器。通風(fēng)孔126被顯示僅僅示出能夠存 在于其中的一個(gè)可能位置。在不存在能夠使氣體移動(dòng)到環(huán)境中的通風(fēng)孔的情況下，溢流 儲(chǔ)存器135的容積可被制成容納被置換氣體120的適當(dāng)尺寸。圖IE示出了當(dāng)蓋125在主 體130上處于其最終靜置位置時(shí)氣體120和少量培養(yǎng)基115被置換到溢流儲(chǔ)存器135中。 這是當(dāng)其進(jìn)入細(xì)胞室141并移動(dòng)到更接近細(xì)胞室141的下部時(shí)，具有置換氣體和可能的相 對(duì)少量的培養(yǎng)基的形狀的液體置換構(gòu)件132的結(jié)果。當(dāng)液體置換構(gòu)件132進(jìn)入培養(yǎng)基115 中時(shí)，培養(yǎng)基115的水平面升高并驅(qū)動(dòng)氣體120經(jīng)過液體排出路徑134并進(jìn)入溢流儲(chǔ)存器 135，在這里其可被排出到大氣中或者被收集到溢流儲(chǔ)存器135內(nèi)。一般說來，液體置換 構(gòu)件132的周長(zhǎng)優(yōu)選符合細(xì)胞室141的周長(zhǎng)，并且液體置換構(gòu)件132包括將液體導(dǎo)向細(xì)胞 室141的邊緣的錐形壁。錐形壁可包括一部分，其比另一部分壁低。換言之，將與培養(yǎng) 基接觸的液體置換構(gòu)件132的壁不是完全水平的。當(dāng)細(xì)胞室141為圓柱形時(shí)，液體置換構(gòu) 件130的形狀優(yōu)選圓錐形，因?yàn)槠渲饾u變細(xì)的形狀允許圍繞其周長(zhǎng)的液體均勻置換。優(yōu) 選地，溢流儲(chǔ)存器135圍繞細(xì)胞室141，確保由液體置換構(gòu)件132置換的任何培養(yǎng)基存在 于溢流儲(chǔ)存器135中。如果培養(yǎng)基被置換到主體130之外，其可能被污染。即便細(xì)胞容 器110的內(nèi)含物沒有污染，這也可能將那些處理裝置暴露于污染物、病毒等等。因此， 溢流儲(chǔ)存器135不是必須的，然而是優(yōu)選的。雖然在該典型實(shí)施方式中圖示如此，但細(xì) 胞室側(cè)壁143不需要比溢流儲(chǔ)存器表面136更高。只要細(xì)胞容器主體130外壁的高度超 過溢流儲(chǔ)存器表面136的最下部表面，當(dāng)液體置換構(gòu)件132進(jìn)入培養(yǎng)基115時(shí)，培養(yǎng)基不 必溢出細(xì)胞容器之外，最好如圖IE所示。主體130外壁與下部溢流儲(chǔ)存器表面136之間 的最佳高度差隨著預(yù)期從細(xì)胞室141中被置換的培養(yǎng)基115的體積的增加而增加。當(dāng)存在確保將所有氣體120從細(xì)胞室141中置換出來的需要時(shí)，優(yōu)選液體置換構(gòu)件132在細(xì)胞 室141中占據(jù)的空間略大于由需要從細(xì)胞室141中置換出來的氣體120所占據(jù)的空間。因 此，優(yōu)選的設(shè)計(jì)允許少量培養(yǎng)基115被置換到溢流儲(chǔ)存器135中，以便確保除去所有氣體 120。如果液體置換構(gòu)件132與細(xì)胞室側(cè)壁143之間的距離足夠小，無論在運(yùn)輸過程中細(xì) 胞容器110被定位到其中的位置如何，實(shí)際上都消除了氣體重新進(jìn)入細(xì)胞室141的能力。 小于大約0.05英寸的距離是優(yōu)選的，更優(yōu)選0.02英寸或者更小，因?yàn)檩^窄的距離事實(shí)上 抑制了氣體重新進(jìn)入細(xì)胞室的能力。作為液體置換構(gòu)件132與細(xì)胞室側(cè)壁143之間的限 制距離的替代，液體置換構(gòu)件132與細(xì)胞室141之間可設(shè)置密封，諸如在該圖示中以O(shè)形 環(huán)示出的細(xì)胞室密封件138。優(yōu)選地，防止污染物與任何可能存在于溢流儲(chǔ)存器135中 的培養(yǎng)基接觸，尤其是在沒有細(xì)胞室密封件138的情況下。在該圖示中，存在以O(shè)形環(huán) 示出的溢流儲(chǔ)存器密封件137，并且當(dāng)蓋125處于關(guān)閉位置時(shí)將主體130與蓋125密封。 為了防止污染，通風(fēng)孔126可以是關(guān)閉的、無菌過濾的、曲折路徑的或者不存在。當(dāng)將蓋從細(xì)胞容器上除去時(shí)，需要防止已經(jīng)從細(xì)胞室中置換出來的培養(yǎng)基重新 進(jìn)入細(xì)胞室。通過將細(xì)胞室側(cè)壁143的高度構(gòu)造為超過最低溢流儲(chǔ)存器表面136圍繞細(xì) 胞室141的周長(zhǎng)的高度，當(dāng)蓋125被除去時(shí)可防止起初從細(xì)胞室141中置換出來的培養(yǎng)基 115返回到細(xì)胞室141中。細(xì)胞室側(cè)壁143的最佳高度取決于預(yù)期置換到溢流儲(chǔ)存器中的 培養(yǎng)基的體積。細(xì)胞室側(cè)壁143的頂部應(yīng)當(dāng)超過預(yù)期培養(yǎng)基存在于最低溢流儲(chǔ)存器表面 136上方的高度。細(xì)胞容器110可被構(gòu)造成允許細(xì)胞116與外部環(huán)境之間通過任何透氣性壁的氣體 交換。為了將細(xì)胞置于氧氣進(jìn)入的最佳位置，優(yōu)選細(xì)胞室141的下壁145是平坦的，并 由透氣性材料構(gòu)成。用于允許氣體轉(zhuǎn)移進(jìn)入并離開裝置的透氣性材料可包括任何膜、薄 膜、材料或者使用材料的組合，或者前面描述的用于在透氣性細(xì)胞培養(yǎng)裝置中使用的那 些，諸如硅樹脂、氟乙烯聚丙烯、聚烯烴、聚苯乙烯膜、乙烯醋酸乙烯酯共聚物和那些 含氟材料。了解關(guān)于透氣性材料以及它們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)中的用途的許多資料可用作指引， 包括但不限于美國專利號(hào)5,693,537，美國專利號(hào)6,455,310，美國專利號(hào)6,297,046，國際 申請(qǐng)
發(fā)明者丹尼爾·P·韋爾奇, 克利爾考斯·K·帕帕斯, 塔夫斯塔西奧斯·S·奧古斯替尼埃特斯, 約翰·R·威爾遜 申請(qǐng)人:威爾森沃爾夫制造公司