[實用新型]新型超濾膜細胞培養器

有效

• 申請號: 200820048082.7
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN201321462Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 袁建華;袁曄
• 申請（專利權）人: 袁建華;袁曄
• 主分類號: C12M3/06
• 分類號: C12M3/06
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋冬濤

技術領域

本實用新型涉及生物醫學實驗和生物制藥中細胞培養裝置領域，具體為一種新型超濾膜細胞培養器。

背景技術

以活體細胞經體外培養或接種于動物體內進行培養獲得細胞分泌或產生的抗體和多肽等大分子生物活性物質，是生物醫學實驗和生物制藥領域的一項重要工作。而探索新的細胞培養方法，研究和開發新的細胞培養裝置以提高目標培養物質的濃度和純度、減少所需時間和成本一直是生物和制藥行業的重要研究課題。

現有的細胞培養方法分為兩類，即體內培養和體外培養。體內培養是將細胞接種于動物腹腔等部位，利用動物本身的體液系統向目標細胞提供營養。其優點為細胞培養過程操作簡單，成本較低，細胞分泌或產生的抗體和多肽等大分子生物活性物質濃度極高，但其重大缺陷為所獲抗體物質難以純化，所以該方法現已較少應用。

細胞體外培養方法為利用以玻璃或塑料高分子材料制成的細胞培養皿、板和瓶作為容器，將細胞接種于注有培養液的上述容器中進行培養。細胞在不斷的分裂繁殖過程中可分泌和產生抗體和多肽等目標物質；經過數天培養直至細胞死亡后，以離心的方式得到含有抗體和多肽等目標物質的上清液，再通過鹽析沉淀→透析→離心→層析純化→再次濃縮→透析等復雜步驟得到高濃度的純化目標物。雖然相對細胞體外培養來說，所獲抗體物質濃度極低(一般為0.1～10微克/ml級)，需經極其復雜的濃縮、透析、離心、層析等步驟才能得到高濃度的純化目標物，整個培養、收獲、純化和濃縮過程費時且成本高昂，但是其細胞培養過程操作簡單，細胞分泌或產生的抗體和多肽等大分子生物活性物質易于純化，所以現在廣泛應用。

中空纖維培養系統為90年代中期發展的細胞培養裝置。該系統原理為利用中空纖維將細胞培養環境分隔為細胞生長/高濃度目標培養物和培養液兩個界面。細胞在細胞生長界面內分裂繁殖并分泌抗體和多肽等目標物質，培養液界面內細胞培養液中的營養物質可通過中空纖維表面的微孔擴散至細胞生長界面而細胞生長界面內的細胞和抗體和多肽等目標物質由于分子量較大無法進入細胞生長界面。其結果為在細胞生長界面內的培養液含有高濃度的抗體和多肽等目標物質。由于兩個界面均有密封的出口可供收獲細胞和目標物質及更換新鮮培養液，該系統可以連續使用。但由于該裝置設計復雜，在操作過程中極易引起污染，故十幾年來無法普遍推廣應用。

作為體外培養的大多數細胞只有在“貼壁”條件下，即細胞需貼附在容器表面方能正常分裂生長和分泌產生抗體和多肽等生物活性物質。因此，要求用于生產細胞培養皿、板和瓶的塑料高分子材料表面具有親水性。而常規生產的塑料高分子材料表面為疏水特性，無法直接用于制作細胞培養容器。在我國，由于高分子材料表面改性技術研究、處理設備開發的落后，細胞培養容器和裝置產品的開發和生產基本處于空白狀態，產品完全依賴進口，或采用落后的非一次性玻璃容器。非一次性玻璃容器雖然價格低廉，但由于其細胞貼壁性能差、洗滌困難和易交叉污染的缺陷，在國外早已被淘汰。

由于受到關鍵技術瓶頸的限制，幾十年來，細胞培養裝置一直使用功能單一的傳統塑料容器。培養結束后目標培養物質(如單克隆抗體和多肽)濃度極低，且后續濃縮、純化步驟十分復雜、費時及成本高昂。因此，探索新的細胞培養方法，研究和開發新的細胞培養裝置以提高目標培養物質的濃度、產量和純度，減少細胞培養及其后續目標培養物質的收獲、提純和濃縮所需的時間和成本一直是生物和制藥行業的重要研究課題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上所述細胞培養裝置存在的不足，提供一種操作簡單、不易被污染、細胞貼壁特性好、可提供細胞生長和分泌生物活性物質的最適宜模擬條件和環境、抗體收獲量大的新型超濾膜細胞培養器。

本實用新型是這樣實現的：新型超濾膜細胞培養器，包括瓶體，所述的瓶體內部設置有具有分子截留作用的超濾膜，超濾膜將瓶體內部分為細胞生長功能區和細胞培養液功能區。

所述的細胞生長功能區內可以設置有若干層用于供細胞貼壁生長的細胞貼壁生長層板，以增加細胞貼壁的表面積和貼壁率。

所述的瓶體上設置有各自獨立的培養液進出口和細胞及目標培養產物進出口和培養產物通道，細胞及目標培養產物進出口供在細胞培養過程中部分收獲細胞產生的生物活性物質；培養液進出口供更換細胞培養液，以不斷補充細胞分裂成長所需的營養物質；此一獨特的設計使得該裝置成為連續培養系統，提高了細胞存活和生長周期。

所述的培養液進出口和細胞及目標培養產物進出口配有相同大小的瓶蓋，培養液進出口的瓶蓋為設置有聚四佛乙烯透氣膜的透氣蓋，以利在無污染狀態下的空氣對流。