[發(fā)明專利]灌注生物反應器平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580071454.0
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN107109339B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設計）人: G·R·馬汀;A·J·坦納
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;項丹

一種細胞培養(yǎng)設備，其包含一個或多個具有第一主表面和相對的第二主表面的板材。第一主表面包含確定多個孔的結構化表面。各孔具有確定確定上開口和最低點的內表面，且各孔的上開口的直徑尺寸在100微米～2000微米的范圍內。該設備還包含多個從第一主表面沿底部表面的一定長度延伸的間隔物。多個流動通道確定于相鄰軌道之間。

本公開要求于2014年10月29日提交的美國臨時申請系列號62/072039 的優(yōu)先權，該申請通過引用全文納入本文。

技術領域

本公開涉及用于培養(yǎng)細胞的設備、系統(tǒng)和方法。

技術背景

可保持的活細胞密度(VCD)決定生物反應器容器的生產(chǎn)能力和成本的一個主要變量。在生物反應器中，實現(xiàn)最高的可能VCD的一個限制是隨著袋子越搖越快或為了適應培養(yǎng)物中的細胞高密度而提高了的營養(yǎng)物和氣體交換要求而提高葉輪轉速時細胞所經(jīng)歷的剪切力。另外，對于以附著依賴性細胞為產(chǎn)品的應用，例如對于生產(chǎn)用于篩選、細胞療法或可再生醫(yī)療應用的細胞，可能難以從反應器中收獲細胞。

近年來，一直致力于在穩(wěn)定的狀態(tài)下以連續(xù)灌注的模式運行生物反應器，以嘗試大大降低生產(chǎn)成本，同時保持自動化工藝中的一貫品質。雖然該方法顯示是保持高細胞密度的一種有效方法，但其在商業(yè)生產(chǎn)治療性蛋白質的適應性上存在困難。一種風險是一段延續(xù)時間培養(yǎng)后表達水平的不穩(wěn)定，會隨時間選擇顯示最快速的生長潛能的細胞，而不是那些表達感興趣蛋白質的細胞。

因此，需要能夠提供提高感興趣細胞的穩(wěn)定性、方便收獲附著依賴性細胞、或者提高活細胞密度中一種或多種特點的新穎細胞培養(yǎng)設備。

發(fā)明概述

根據(jù)本公開的各種實施方式，描述了具有一個或多個可堆疊的板材的細胞培養(yǎng)設備。這些板材具有確定結構化表面的主表面。結構化表面確定多個孔，可在這些孔中培養(yǎng)細胞。這些孔可具有微米尺度的尺寸，且可配置成促進球狀細胞簇的形成。本文所述的設備還具有多個間隔物以保持堆疊板材之間的空間。在一些實施方式中，這些間隔物包括從主表面沿著板材長度延伸的分隔軌道。多個流動通道在相鄰板材和/或軌道之間形成，用以灌注細胞培養(yǎng)介質。結構化表面可承載細胞密度很高的細胞生長，所述細胞生長可通過球體形成而得到增強。球體形成還應當增強細胞的功能穩(wěn)定性，因為相對于單層中生長的細胞，球狀體能夠保持表示更好的類活體內反饋的分化細胞功能。在一些實施方式中，培養(yǎng)細胞的孔不粘附細胞，這能夠有助于細胞的收獲。在本文所述的各種實施方式中，將設備設計成允許代謝氣體被動擴散，這能夠允許更低的介質灌注速率，從而使被培養(yǎng)的細胞經(jīng)歷更小的剪切。

在各種實施方式中，本公開描述了一種細胞培養(yǎng)設備。細胞培養(yǎng)設備包含一個或多個具有第一主表面和相對的第二主表面的板材。第一主表面包含確定多個孔的結構化表面。各孔具有確定上開口和最低點的內表面，且各孔的上開口的直徑尺寸在200微米～500微米范圍內，或者在100微米～2000微米的范圍內。該設備還包含多個從第一主表面沿第一主表面的長度延伸的分隔軌道 (間隔物)，多個流動通道確定于相鄰軌道之間。

在一些實施方式中，本文提供了用于生產(chǎn)蛋白質(例如諸如治療性抗體或抗體片段的治療性蛋白質)的方法，該方法包括：a)在本文所述的細胞培養(yǎng)設備的孔中培養(yǎng)表達蛋白質的細胞；以及b)從細胞分離蛋白質。

在一些實施方式中，孔(例如微孔)具有接近正弦波的截面形狀。在這些實施方式中，孔的底部是圓形(例如半球狀圓形)，側壁的直徑從孔的底部向頂部增加，且孔之間的邊界也是圓形的。因此，孔的頂部不以直角終止。在一些實施方式中，孔在底部與頂部的中點具有直徑D(也稱為D_半高)、在孔的頂部具有直徑D_頂部，且從孔的底部至頂部的高度為H。在這些實施方式中，D_頂部大于D。其他實施方式示于圖15，其中，孔的寬度大于連續(xù)孔之間的屏障寬度。這種實施方式允許在培養(yǎng)表面的給定區(qū)域內存在大量的孔。