[發明專利]具有灌注功能的生物反應器

在審

• 申請號: 201980023489.5
• 申請日: 2019-02-08
• 公開（公告）號: CN112041422A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 華萊士·格雷戈里·索耶;薩曼莎·勞倫·馬歇爾;埃里克·O·麥吉;亞歷山大·麥吉;凱莉·范·米特;安吉拉·雅典娜·皮特尼斯;胡安·曼努埃爾·烏魯埃尼亞;德里克·L·胡德;邁克爾·道格堤;克里斯蒂安·喬賓
• 申請（專利權）人: 佛羅里達大學研究基金會公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M3/06;C12N5/07
• 代理公司: 深圳鷹翅知識產權代理有限公司 44658
• 代理人: 黃幸兒;周婧

本文公開了一種生物反應器系統，所述生物反應器系統允許主動灌流通過多孔支持培養基，實現生物樣品的3D生長。在一些實施例中，所述系統包含填充有三維(3D)細胞生長培養基的樣品孔。所述系統可以進一步包含通過第一過濾材料以流體方式連接至樣品孔的液體培養基貯存器。系統可以進一步包含通過第二過濾材料以流體方式連接至樣品孔的培養基收集腔。在一些實施例中，施加負表壓至培養基收集腔或施加正壓至液體培養基貯存器從液體培養基貯存器吸取流體，通過第一過濾材料，進入樣品孔中，所述流體在所述樣品孔中滲透三維細胞生長培養基，通過第二過濾材料，并最終進入培養基收集腔中。

相關申請的交叉引用

本申請要求在2018年11月7日提出的標題為“能夠進行顯微鏡檢查的灌注式生物反應器孔板(MICROSCOPY ENABLED PERFUSION BIOREACTOR WELLPLATE)”的美國臨時申請序列號62/756,732的優先權，所述臨時申請以全文引入的方式并入本文中。

本申請還要求在2018年2月8日提出的標題為“能夠進行顯微鏡檢查的灌注式生物反應器孔板(MICROSCOPY ENABLED PERFUSION BIOREACTOR WELLPLATE)”的美國臨時申請序列號62/628,011的優先權，所述臨時申請以全文引入的方式并入本文中。

背景技術

與常規的2D培養相比，生物樣品(例如細胞、細胞層、組織)打印或放置到3D支持培養基中能更精確地并且能再現地模擬在體內見到的細胞形態、異質性和遺傳概貌。一些現有的3D細胞培養技術依賴于接種細胞并進行粘附的聚合物骨架。一旦細胞粘附到骨架上，就可以開始灌注生長培養基。這種方法具有幾個缺點：(1)限制或妨礙細胞遷移；(2)細胞環境由聚合物骨架的結構界定；(3)實驗設定沒有時效性；以及(4)不包括用于顯微鏡檢查的光學入口。另外，現有3D培養方法的細胞活力一般只限于幾天；被動3D支持培養基無法有效地排出細胞廢棄物，導致局部細胞毒性環境和隨后細胞死亡。

發明內容

本文公開了一種生物反應器系統，所述生物反應器系統允許主動灌流通過多孔支持培養基，實現生物樣品的3D生長。在一些實施例中，所述系統包含填充有三維(3D)細胞生長培養基的樣品孔。所述系統可以進一步包含通過第一過濾材料以流體方式連接至樣品孔的液體培養基貯存器。所述系統可以進一步包含通過第二過濾材料以流體方式連接至樣品孔的培養基收集腔。在一些實施例中，施加負表壓至培養基收集腔或施加正壓至液體培養基貯存器從液體培養基貯存器吸取流體，通過第一過濾材料，進入樣品孔中，滲透三維細胞生長培養基，通過第二過濾材料，并最終進入培養基收集腔中。

在一些實施例中，多個細胞被安置在3D細胞培養基的區域中。所公開的系統的一個優點是在生物樣品生長期間能夠連續光學進入。因此，在一些實施例中，樣品孔的底部為光學透明的。舉例來說，樣品孔的底部可由玻璃或塑料材料構成。

所公開的生物反應器系統可以進一步包含能夠操作地連接至培養基收集腔的真空設備。舉例來說，真空設備可以包含能夠在培養基收集腔內以旋轉方式安裝的固定螺桿。在一些情況下，培養基收集腔包含真空端口，所述真空端口以流體方式連接至能夠以能釋放的方式連接至真空設備的培養基收集腔。

系統可含有單個樣品孔。然而，在一些情況下，系統包含彼此分離的樣品孔的陣列，所述分離的樣品孔均以流體方式連接至相同的培養基收集腔。另外，可以分離樣品培養基收集腔并允許收集每個孔的液體培養基，由此允許收集分離的分析物。在這些實施例中，陣列中的每個樣品孔能夠以流體方式連接至單獨的液體培養基貯存器，或以流體方式連接至相同的液體培養基貯存器。