[發明專利]組裝中空纖維生物反應器的方法

有效

• 申請號: 201080045888.0
• 申請日: 2010-10-04
• 公開（公告）號: CN102639688A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: F·戴爾伯格
• 申請（專利權）人: 泰爾茂比司特公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M3/06;C12N5/00;B01D67/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉明海

發明領域

本發明涉及在膜表面組裝到生物反應器中之前處理膜表面的方法。

發明背景

在各種醫學處理和治療中使用干細胞受到日益增長的關注。細胞增殖系統可用于生長干細胞，以及其它類型的細胞例如可以包括干細胞的骨髓細胞。從供體細胞增殖的干細胞可用于修復或替代損傷或有缺陷的組織，并且被考慮用于治療廣泛范圍的疾病。

作為細胞增殖系統的重要組件，生物反應器或者細胞生長室在提供用于細胞增殖的最優化環境中起到重要作用。生物反應器提供給細胞高效的營養供給并且除去代謝物，以及提供有益于細胞生長的理化環境。

許多類型的生物反應器目前是可獲得的。最常見的兩種包括平板生物反應器和中空纖維生物反應器。平板生物反應器使得細胞能夠在大的平面上生長，而中空纖維生物反應器使得細胞能夠在中空纖維的內表面或外表面上生長。多個膜通常一起成束并且包封在外罩或外殼內。

用于修復或替代損傷的組織的許多細胞是粘附細胞。在本發明的上下文中粘附細胞被定義為附著于基體上的細胞，其將被保持、增殖、區別儲存等。間充質干細胞是粘附細胞。與懸浮細胞不同，粘附細胞可以生長并且只有在它們附著于表面時才分開。

普遍用于使粘附細胞生長的膜可由天然形成的材料例如纖維素，或者人造材料例如合成聚合物制成。如果膜由合成聚合物材料制成，則在細胞引入體系前必須處理材料的表面以使得細胞能夠粘附于膜上。

蛋白質例如粘連蛋白或者在血漿中發現的那些是普遍用于涂覆膜的天然形成材料的例子。γ照射、電子束接枝聚合和等離子體處理是用于通過輻射化學改性膜表面用于細胞粘附的方法的例子。

在纖維包封在外殼中之后，膜通常用蛋白質處理或者照射。如果使用輻射，則改性膜表面所需的高輻射劑量可能造成破壞生物反應器其它組件這種不希望的副作用。生物反應器外殼的破壞可能造成細胞毒性產物釋放到細胞生長區域，其可以瀝濾到中空纖維中，抑制細胞在生物反應器中生長。現有的實踐是在細胞放入生物反應器之前用各種溶液徹底沖洗生物反應器，以除去任何毒性產物。這在使用時使用幾升電解質溶液與過夜暴露于含蛋白質的介質中組合進行。

PCT申請PCT/EP2009/006847（WO2010/034466）教導了使用合成PES/PVP/PA膜用于生長粘附細胞，其中在制備后使膜在氧的存在下經受12.5－175kGy劑量的β或γ射線或者電子束照射。在該發明中，將中空纖維組裝到外殼中，封裝，并且在使用前作為最后的步驟將組裝的生物反應器γ射線照射。

在實際使用中，本發明的發明人發現，用于處理合成膜的γ照射工藝也會損害外殼。照射外殼產生聚合物分解產物，其對細胞有細胞毒性。因此，當使用這種生物反應器時，在細胞引入生物反應器之前必須除去細胞毒性產物。這通過在細胞引入前多次清洗生物反應器進行。

防止由于照射膜而由生物反應器形成細胞毒性產物將使得最終使用者在使用前凈化生物反應器以及減少由多次沖洗步驟和溶液帶來的污染風險方面所花費的時間和材料最小化。本發明涉及防止細胞毒性產物污染生物反應器。

發明內容

本發明的目的是用電磁輻射制備聚合物膜表面，同時防止因照射細胞生長模塊的聚合物外殼造成的細胞毒性產物的形成。這通過在膜放入聚合物外罩之前用電磁輻射處理膜完成。

附圖簡述

圖1說明了將用于中空纖維生物反應器中的未組裝的一束中空纖維膜。

圖2是中空纖維生物反應器的聚合物外殼，包括端蓋的外視圖。

圖3是包括外殼與內部的中空纖維膜的細胞生長模塊的橫截面視圖。

圖4說明了組裝細胞生長模塊而不產生細胞毒素的方法。

發明詳述

本發明的膜具有各種幾何形狀。盡管在圖中示出了中空纖維膜，但本發明的方法可用于所有形式的膜，包括平板膜。在細胞生長體系中中空纖維膜已經表明有利于細胞增殖，因為在這些體系中膜允許對細胞高效的營養供給、廢物除去和氣體交換。并且，與膜的容積相比，中空纖維提供了大的表面積用于細胞在上面生長。

在圖中所示的實施方案中，細胞可以生長在中空纖維的內腔或毛細管內空間（IC空間）內，而細胞生長介質沿著中空纖維的外部或者毛細管外空間（EC空間）流動。然而，就本發明而言，細胞也可以在EC空間中生長，而細胞生長介質在IC空間中流動，只要不偏離本發明的精神和范圍。