用于連續(xù)地培養(yǎng)細(xì)胞的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)地(傳代地，continuously)培養(yǎng)細(xì)胞的裝置和方法，以及更具體地涉及一種用于連續(xù)地培養(yǎng)細(xì)胞的裝置和方法，包括細(xì)胞的注入、培養(yǎng)、脫附和收獲以及保持密封的培養(yǎng)基。
【背景技術(shù)】
[0002]細(xì)胞培養(yǎng)的實(shí)例包括單層培養(yǎng)(粘附培養(yǎng))和懸浮培養(yǎng)，在單層培養(yǎng)中細(xì)胞粘附(附著，adhere)于培養(yǎng)器(incubator)以繁殖，在懸浮培養(yǎng)中細(xì)胞在懸浮狀態(tài)下繁殖。
[0003]大多數(shù)動物細(xì)胞粘附于表面以生長，且具有甚至比微生物的生長速度更慢的生長速度，并因此，生產(chǎn)力(生產(chǎn)率，productivity)低并且動物細(xì)胞在培養(yǎng)期間容易受到微生物污染。
[0004]然而，在細(xì)胞板粘附培養(yǎng)中，難以保持密封，并因此在現(xiàn)有過程中于預(yù)定時(shí)段內(nèi)的細(xì)胞收獲過程之后，細(xì)胞容易受到污染。
[0005]此外，當(dāng)將所培養(yǎng)的細(xì)胞移至實(shí)驗(yàn)室之外時(shí)，需要提供單獨(dú)的密封單元，但是不存在密封完美的成功案列，而且為了移動細(xì)胞，通常迀移(搬運(yùn)，transport)容器。
[0006]然而，當(dāng)迀移容器時(shí)，發(fā)生了另一傳代(passage)，從而難以保持所培養(yǎng)的細(xì)胞的均勻度。
[0007]同時(shí)，用蛋白酶(諸如胰蛋白酶)使待培養(yǎng)的、已粘附至容器的內(nèi)部的細(xì)胞脫附。
[0008]該酶溶解了與粘附表面連接的表面以破壞細(xì)胞的粘附，并導(dǎo)致了各種問題，諸如酶處理時(shí)間長、細(xì)胞特性的改變以及由于酶的毒性而導(dǎo)致的細(xì)胞死亡。
[0009]基于胰蛋白酶處理數(shù)量，對細(xì)胞的特性變化程度進(jìn)行分類，這證明了胰蛋白酶的使用改變了細(xì)胞的特性。
[0010]此外，由于胰蛋白酶的使用導(dǎo)致了從培養(yǎng)容器的所有表面將所粘附的細(xì)胞脫附下來，所以在使用胰蛋白酶之后，需要再次粘附一些細(xì)胞的過程，并且重新粘附率低，即10%或更少。
[0011]用于防止使用胰蛋白酶的方法的實(shí)例包括各種方法，諸如使用水的強(qiáng)剪切力(shear force)的方法;刮削方法，在該刮削方法中將刮削器應(yīng)用至平板或平滑彎曲表面；使用溫度反應(yīng)性液化/可固化的固液相材料和液固相材料作為粘合材料的方法；以及使用膠原酶代替胰蛋白酶的方法，但是存在細(xì)胞恢復(fù)率低或不穩(wěn)定的缺陷和細(xì)胞粘附面積受限的缺陷。
[0012]例如，在僅使用水的剪切力將細(xì)胞從細(xì)胞粘附珠脫附下來的情況下，由于須使用強(qiáng)漩渦，所以水的流動方向不均勻，并因此回收(recovery)率不穩(wěn)定，以及珠之間彼此相撞，從而破壞了夾在珠之間的細(xì)胞。
[0013]此外，在使用了膠原粘附材料和膠原酶的情況下，由于當(dāng)細(xì)胞被分層在兩層或更多層中時(shí)該酶不影響位于內(nèi)部的細(xì)胞，所以一些細(xì)胞可能不被溶解，或在需要完全溶解膠原蛋白期間，由于膠原酶的功能，而存在溶解細(xì)胞的風(fēng)險(xiǎn)，這種功能類似于胰蛋白酶的功能，并因此，不容易使用上述技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)問題
[0015]因此，在緊記相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題的情況下，作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供用于連續(xù)地培養(yǎng)細(xì)胞的裝置和使用該裝置的培養(yǎng)方法，其中在保持培養(yǎng)容器的密封的狀態(tài)時(shí)，對細(xì)胞和培養(yǎng)基選擇性地且重復(fù)地進(jìn)行注入、培養(yǎng)、脫附、以及收獲，并因此，在收獲過程中，收獲了細(xì)胞，同時(shí)允許遺留一些所培養(yǎng)的細(xì)胞，從而對培養(yǎng)容器中所遺留的細(xì)胞重復(fù)地進(jìn)行培養(yǎng)、防止所培養(yǎng)的細(xì)胞受污染、并且獲得所培養(yǎng)的細(xì)胞的均
[0016]本發(fā)明的另一目的在于使用培養(yǎng)環(huán)境單元將繁殖細(xì)胞所需的最佳培養(yǎng)溫度和氣體提供給培養(yǎng)容器，在該培養(yǎng)環(huán)境單元中存放該培養(yǎng)容器，并且該培養(yǎng)環(huán)境單元提供了用于繁殖細(xì)胞的最佳培養(yǎng)環(huán)境，從而提高了細(xì)胞培養(yǎng)的繁殖效率。
[0017]本發(fā)明的又一目的在于從密封狀態(tài)下的培養(yǎng)容器的隔室的底部將所培養(yǎng)的細(xì)胞脫附下來。
[0018]本發(fā)明的再一目的在于使用密封型培養(yǎng)容器從而容易地移動、儲存以及管理細(xì)胞。
[0019]技術(shù)方案
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了用于連續(xù)地培養(yǎng)細(xì)胞的裝置，包括具有隔室的培養(yǎng)容器，選擇性地確定該隔室要被密封。在隔室被密封時(shí)，將培養(yǎng)基注入隔室并對培養(yǎng)基接種細(xì)胞，以及脫附并收獲該細(xì)胞，而當(dāng)隔室是開放的時(shí)培養(yǎng)該細(xì)胞。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，收獲細(xì)胞，并在收獲細(xì)胞的過程期間，排除一部分所培養(yǎng)的細(xì)胞，使得重復(fù)地培養(yǎng)在培養(yǎng)容器中遺留的細(xì)胞，即，在收獲細(xì)胞的過程期間收獲了細(xì)胞，但不包括一些所培養(yǎng)的細(xì)胞，使得重復(fù)地培養(yǎng)在培養(yǎng)容器中遺留的細(xì)胞。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，在收獲細(xì)胞的過程期間，收獲了所有所培養(yǎng)的細(xì)胞，然后重復(fù)地進(jìn)行:將培養(yǎng)基注入培養(yǎng)容器、對培養(yǎng)基接種細(xì)胞以及細(xì)胞的培養(yǎng)、脫附和收獲。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，培養(yǎng)容器包括密封型通道，通過該密封型通道，將流體、氣體和細(xì)胞從外部移入隔室或從隔室移至外部。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，培養(yǎng)容器設(shè)置了循環(huán)過濾器，培養(yǎng)細(xì)胞所需的氣體通過該循環(huán)過濾器而循環(huán)進(jìn)入隔室。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，隔室中設(shè)置了刮削器，以利用刮削器的移動來刮削該細(xì)胞從而將細(xì)胞從隔室的底部表面脫附下來。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，隔室中設(shè)置了刮削器，以利用刮削器的旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動，rotat1n)來刮削該細(xì)胞從而將細(xì)胞從隔室的底部表面脫附下來。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，在培養(yǎng)容器的表面上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)密封型通道，該密封型通道包括用于密封隔室的軟塞塊，當(dāng)注射器的針頭插入隔室時(shí)，通過該通道將流體、氣體以及細(xì)胞從隔室移出或移入隔室，并且當(dāng)移除針頭時(shí)由于密封型通道的彈性而將隔室密封。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，待通過循環(huán)過濾器循環(huán)而移出或移入隔室的氣體包括二氧化碳和氧氣中的一種或多種。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，循環(huán)過濾器包括設(shè)置在培養(yǎng)容器的側(cè)表面上的導(dǎo)管、設(shè)置在該導(dǎo)管端部的閥、以及設(shè)置在該閥中的過濾器。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，將培養(yǎng)容器存放在培養(yǎng)環(huán)境單元中，該培養(yǎng)環(huán)境單元將培養(yǎng)基的溫度保持在O至42 °C以培養(yǎng)生物細(xì)胞。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，在包含有存放在其中的培養(yǎng)容器的培養(yǎng)環(huán)境單元中產(chǎn)生了負(fù)壓，以改變培養(yǎng)容器的隔室的大小，從而將培養(yǎng)細(xì)胞所需的氣體通過循環(huán)過濾器供入培養(yǎng)環(huán)境單元中的隔室。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)培養(yǎng)容器，并且通過循環(huán)過濾器將多個(gè)培養(yǎng)容器連續(xù)地連接，以整體地使氣體循環(huán)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明，使用外部勢能移動刮削器。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，刮削器在與隔室的內(nèi)部表面接觸時(shí)，使用外部機(jī)械力來旋轉(zhuǎn)或移動刮削器以刮削細(xì)胞。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，刮削器在與隔室的內(nèi)部表面接觸時(shí)，使用磁力來旋轉(zhuǎn)或移動刮削器以刮削細(xì)胞。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，刮削器包括在其下表面上的多個(gè)刀片，該下表面與隔室的底部表面接觸。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，在刮削器上形成培養(yǎng)槽以將培養(yǎng)槽填充有培養(yǎng)基并培養(yǎng)細(xì)胞。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，刮削器是由選自以下的材料制成的:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚縮醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚甲基戊烯(PMP)、離聚物(10)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、甲基丙烯酸樹脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯醇(PVA)、酚醛樹脂(PF)、脲醛樹脂(UF)、三聚氰胺樹脂(MF)、環(huán)氧樹脂(EP)、聚氨酯(PUR)、不飽和聚酯樹脂(UP)、以及金屬。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)將移動部件移近培養(yǎng)容器的外部下表面時(shí)，使用磁力將刮削器和移動部件聯(lián)接(關(guān)聯(lián)，link)。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，刮削器包括在其下表面上的多個(gè)刀片，該下表面與隔室的底部表面接觸，并且刀片被形成為具有邊緣角(邊角/棱角/刀刃角，edge angle)從而通過摩擦隔室的底部表面使細(xì)胞從底部表面脫附下來。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，刮削器包括在其下表面上的多個(gè)刀片，該下表面與隔室的底部表面接觸，并且刀片被形成為具有連續(xù)的邊緣角從而與隔室的底部表面接觸或不接觸。
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