[發明專利]組織和器官移植生物反應器及其操作方法

無效

• 申請號: 201080024371.3
• 申請日: 2010-04-05
• 公開（公告）號: CN102803471A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: P.M.格廷;P.M.加利赫;M.費希爾;J.D.克羅韋爾;C.R.圖海伊;L.E.尼克拉森;W.E.坦特;S.M.達爾;J.布盧姆;J.斯特拉德
• 申請（專利權）人: 艾克塞勒雷克斯公司;赫馬賽特股份有限公司
• 主分類號: C12N5/00
• 分類號: C12N5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 秦劍

相關申請

本申請在35USC?119(e)下要求于2009年4月3日提交的美國臨時申請No.61/166,567和于2009年4月3日提交的美國臨時申請No.61/166,585的優先權，兩者通過引用被全部在此并入。

背景技術

細胞培養是制造許多生物產品中必不可少的步驟，所述生物產品例如核酸和抗體。該工藝可以從將少量細胞(接種體)添加到容器開始，所述容器包含液體介質和實心支撐件(solid?support)，所述液體介質包括對于細胞的新陳代謝和生長必需的營養素，細胞可以附著到實心支撐件，該實心支撐件浸入在液體介質中。溫度、pH值、及氧和二氧化碳濃度的條件被控制，以促使細胞生長和分裂，直到達到融合。

已描述了在三維基體上的單組織或組織移植物的小規模培養和生長。為了培養細胞以形成組織或移植物而使用生物反應器，之前已限于在實心或多孔支持物上培養細胞，所述支持物懸浮在硬質塑料或玻璃生物反應器中的液體介質中。

傳統的生物反應器被典型地設計為固定的、可再度使用的箱或容器。一次性的或一次使用的生物反應器可以使用由非一次性的支持結構支持的塑料無菌袋。

需要開發一種柔性壁的、一次性生物反應器系統，該系統用于取自活體的細胞、組織、或器官的離體擴增，其是一種被設計為提供細胞、組織、移植物或器官所要求的氧合、加熱、混合和pH值控制的系統。該離體擴增的產物可隨后被移植到需要其的患者體內。被移植的組織可以補充細胞群體，以支持患者之前損傷的組織或病組織的再生。一個示例性使用是取自活體的血管細胞的生長。以血管移植物形式的離體擴增的血管細胞可被移植到需要其的患者體內。被移植的血管移植物可以支持患者之前被損傷的或患病的血管的再生。

盡管工程化組織越來越多地用在許多醫療領域的疾病治療中，但對于許多類型的工程化組織，臨床制造生產緊密遵從在技術的早期發現期間使用的原始臺式工藝。工程化組織生產的規模擴大和自動控制的限制已導致貨品的高成本和可能損害臨床結果的潛在產品可變性。因此，有對用于可控的、可調規模的(scale-able)、和支付得起的組織生產的革新方法的迫切需要。

大多數市場上可買到的血管移植物由合成材料制備，諸如膨體聚四氟乙烯(PTFE)。一個仍未解決的問題是，當用作動靜脈(AV)透析移植物時，所有合成的移植物遭受高并發癥率。這些并發癥可以包括引起移植物閉塞的感染、血栓形成、和新內膜超常增生。合成的AV移植物的并發癥率是如此高以致通常的移植物在它的移植壽命期間需要多種干涉，只為了保持開放性(patency)，即，開放或非堵塞的狀態。保持移植物開放性的高成本、以及與移植物感染相關聯的高發病率表明，對用于透析的更好的AV移植物有迫切需要。

由此，有對一次性生物反應器系統的持續的臨床需要，所述系統支持培養、使勞動最小化、減少破壞無菌狀態的風險，且使工程化組織、器官、和移植物的大規模生產可行。

發明內容

本發明關注優選地一次使用的、單或多移植物生物反應器，其復制用于細胞生長的必要條件，包括組織、器官、或移植物。該創新解決：1)使細胞以類似于諸如血管或器官的活組織的形狀生長的問題；2)對柔性壁的、一次使用的，即一次性生物反應器形式的適應性；3)將進料介質低剪切(low?shear)、徑向分配到細胞；4)平穩和均勻傳遞脈動流動(pulsatile?flow)到生長在生物反應器內的組織；5)作為提供培養條件所需的完全環境控制的獨立單元操作；6)擴大規模的組織生長的問題；和7)折疊(collapse)生物反應器以最小化接種物體積的能力。

本發明還單獨或結合地包括以下內容。在一個方面中，本發明涉及我們的發現，其是在大規模的、獨立的、一次性生物反應器系統中，或者，在與一次性生物反應器流體連通的一次性的培養袋中，實現動物或人類來源的細胞的離體擴增的新培養系統。

與一次性生物反應器流體連通的一次性的培養袋