貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元、裝置、系統(tǒng)及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種貼壁型細(xì)胞/懸浮細(xì)胞培養(yǎng)單元、裝置、系統(tǒng)及方法，涉及細(xì)胞培養(yǎng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。所述培養(yǎng)單元包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)細(xì)胞生長板，相鄰的細(xì)胞生長板交替的與所述殼體的左側(cè)壁或右側(cè)壁連接，且所述細(xì)胞生長板的前側(cè)面與殼體的前側(cè)板固定，后側(cè)面與殼體的后側(cè)板固定，相鄰的細(xì)胞生長板之間保留間隙，細(xì)胞生長板與殼體的內(nèi)壁之間構(gòu)成迂回的單向流道，所述單向流道的起始位置設(shè)有進(jìn)液口，所述單向流道的終止位置設(shè)有出液口。所述單元具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、培養(yǎng)過程容易監(jiān)控、能滿足大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞貼壁和懸浮培養(yǎng)的特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及細(xì)胞培養(yǎng)裝置
，尤其涉及一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元、裝置、系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
細(xì)胞的體外規(guī)模化培養(yǎng)是生產(chǎn)生物制品的一種高效方法。20世紀(jì)60-70年代，用于大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞的微載體培養(yǎng)系統(tǒng)和中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)就已創(chuàng)立。近數(shù)十年來，由于人類對(duì)生長激素、干擾素、單克隆抗體、疫苗及白細(xì)胞介素等生物制品的需求猛增，采用傳統(tǒng)的生物化學(xué)技術(shù)從動(dòng)物組織中獲取生物制品的量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。隨著細(xì)胞培養(yǎng)的原理與方法日臻完善，細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)逐漸趨于成熟。所謂細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)（large-scale culture technology）是指在人工條件下（設(shè)定ph、溫度、溶氧等），在細(xì)胞生物反應(yīng)器（bioreactor）中高密度大量培養(yǎng)用于生產(chǎn)生物制品的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。目前可大規(guī)模培養(yǎng)的細(xì)胞一方面有豬腎、猴腎、地鼠腎等多種原代細(xì)胞及人二倍體細(xì)胞；另一方面有cho（中華倉鼠卵巢）細(xì)胞、BHK-21(倉鼠腎細(xì)胞)、Vero細(xì)胞(非洲綠猴腎傳代細(xì)胞，它是貼壁依賴的成纖維細(xì)胞)等傳代細(xì)胞系。現(xiàn)有的規(guī)模化細(xì)胞培養(yǎng)已成功的用于生產(chǎn)狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、紅細(xì)胞生成素、單克隆抗體等多種生物制品。第一代細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是通過轉(zhuǎn)瓶(roller bottle)進(jìn)行貼壁細(xì)胞培養(yǎng)的一種技術(shù)，稱為轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)具有勞動(dòng)強(qiáng)度大、空間使用效率低（單位體積提供細(xì)胞生長的表面積小、細(xì)胞生長密度低）、產(chǎn)品質(zhì)量不均一、培養(yǎng)過程難監(jiān)測(cè)和環(huán)境條件不能精確控制等缺點(diǎn)。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，迫切需要生產(chǎn)穩(wěn)定且可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)工藝，特別是能夠培養(yǎng)表達(dá)特異性蛋白的哺乳動(dòng)物細(xì)胞的工藝，以便獲得大量有用的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物。傳統(tǒng)的玻璃方瓶或轉(zhuǎn)瓶的培養(yǎng)工藝，已不能滿足細(xì)胞數(shù)量及其高效分泌產(chǎn)物的需求。自70年代以來，微載體細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)及生物反應(yīng)器（Bioreactor）得到了較快的發(fā)展，生物反應(yīng)器的種類越來越多，規(guī)模越來越大，較常見的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器有空氣提升反應(yīng)器、中空纖維管反應(yīng)器、無泡攪拌反應(yīng)器及籃式生物反應(yīng)器等。八十年代以來，逐漸開始采用微載生物反應(yīng)器工藝培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞代替小鼠腹腔注射雜交瘤細(xì)胞獲取腹水獲得單克隆抗體的方法。動(dòng)物細(xì)胞是一種無細(xì)胞壁的真核細(xì)胞，生長緩慢，對(duì)培養(yǎng)環(huán)境十分敏感。采用傳統(tǒng)的生物化工技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞大量培養(yǎng)，僅僅能滿足培養(yǎng)過程必需的營養(yǎng)要求外，還缺乏建立合理的控制模型，實(shí)現(xiàn)pH和溶氧（DO）等培養(yǎng)條件的精確調(diào)控。細(xì)胞生物反應(yīng)器可通過微機(jī)精準(zhǔn)控制加入反應(yīng)器內(nèi)的氣體和液體的輸入與輸出，使細(xì)胞培養(yǎng)液維持在最佳的pH值和溶氧水平，充分且必要的滿足動(dòng)物細(xì)胞的生長對(duì)pH值、溶解氧以及其他養(yǎng)份的需求。目前微載體生物反應(yīng)器已應(yīng)用于多種類型的細(xì)胞培養(yǎng)，如293T細(xì)胞、成肌細(xì)胞、Vero細(xì)胞、CHO細(xì)胞，但由于微載體對(duì)細(xì)胞的生長特性有一定要求，仍有多種細(xì)胞無法采用微載體技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)，且已有的可用微載體培養(yǎng)的細(xì)胞，在培養(yǎng)規(guī)模放大上還存在技術(shù)瓶頸。伴隨細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在規(guī)模和可靠性方面的長足發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)所獲得的生物制品被證明是安全有效的，細(xì)胞源生物制品得到了社會(huì)的認(rèn)可。無論獸用還是人用的生物藥物和生物疫苗，都開始選擇細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，尤其對(duì)那些分子量相對(duì)較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜或有復(fù)雜的糖基化（glycosylated）修飾的蛋白質(zhì)來說，細(xì)胞培養(yǎng)成為了首選的生產(chǎn)方式。60年代初，英國AVRI研究所在貼壁細(xì)胞系BHK21中將口蹄疫病毒培養(yǎng)成功后，從最初的200ml和800ml玻璃容器開始，很快就放大到30L和100L不銹鋼罐的培養(yǎng)規(guī)模。1967年以后，Wellcome（現(xiàn)為Cooper動(dòng)物保健）集團(tuán)通過旗下位于歐洲、非洲和南美洲8個(gè)國家的生產(chǎn)廠商，將此技術(shù)應(yīng)用于口蹄疫疫苗和獸用狂犬疫苗工業(yè)化生產(chǎn)，已掌握了5000L的細(xì)胞罐大規(guī)模培養(yǎng)工藝。目前，國內(nèi)很多企業(yè)仍然采用轉(zhuǎn)瓶技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，然而由于轉(zhuǎn)瓶技術(shù)具有不能大規(guī)模制備產(chǎn)品、生產(chǎn)批次間質(zhì)量差異大、產(chǎn)品無法監(jiān)控的缺點(diǎn)，國家明令禁止新的轉(zhuǎn)瓶生產(chǎn)線的申批。盡管微載體生物反應(yīng)器，在國外應(yīng)用較為廣泛，但是微載體培養(yǎng)工藝操作復(fù)雜，對(duì)細(xì)胞生物反應(yīng)器的要求高，國內(nèi)設(shè)備完全依賴進(jìn)口。目前國內(nèi)企業(yè)對(duì)微載體技術(shù)的工藝不能完全掌握，只有少數(shù)企業(yè)可以做到300L的培養(yǎng)規(guī)模，國際上也僅有少數(shù)企業(yè)掌握了1000L以上的培養(yǎng)技術(shù)，無法超過5000L的培養(yǎng)規(guī)模，嚴(yán)重制約了疫苗及生物工程藥物的研發(fā)及生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元、裝置、系統(tǒng)及方法，所述單元具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、培養(yǎng)過程容易監(jiān)控、能滿足大規(guī)模動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是：一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)細(xì)胞生長板，相鄰的細(xì)胞生長板交替的與所述殼體的左側(cè)壁或右側(cè)壁連接，且所述細(xì)胞生長板的前側(cè)面與殼體的前側(cè)板固定，后側(cè)面與殼體的后側(cè)板固定，相鄰的細(xì)胞生長板之間保留間隙，細(xì)胞生長板與殼體的內(nèi)壁之間構(gòu)成迂回的單向流道，所述單向流道的起始位置設(shè)有進(jìn)液口，所述單向流道的終止位置設(shè)有出液口。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述細(xì)胞生長板的前側(cè)面與所述殼體的前板垂直連接，細(xì)胞生長板與細(xì)胞生長板之間相互平行。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述進(jìn)液口上設(shè)有進(jìn)液管，所述出液口上設(shè)有出液管。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述細(xì)胞生長板的外表面上設(shè)有細(xì)胞親和性良好的一層或兩層以上的疏松多孔或表面光滑材料。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述材料為纖維素及其衍生物、聚酯纖維、殼聚糖及其衍生物、膠原蛋白、明膠、聚乳酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯泡沫微載體、海藻酸鹽、葡聚糖、玻璃、陶瓷和/或聚N-異丙基丙烯酰胺。本專利技術(shù)還公開了一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于：包括若干個(gè)所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元，一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元的進(jìn)液管與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元的出液管連接，使若干個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元之間構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元的進(jìn)液管與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元進(jìn)液管連接，所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元出液管與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元出液管連接，使若干個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元之間構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)還公開了一種貼壁型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于：包括所述的培養(yǎng)裝置，還包括儲(chǔ)液裝置和第一循環(huán)泵，所述儲(chǔ)液裝置的出液口通過管路與所述培養(yǎng)裝置的進(jìn)液口連接，所述培養(yǎng)裝置的出液口通過管路與所述儲(chǔ)液裝置的進(jìn)液口連接，所述第一循環(huán)泵設(shè)置于所述管路上，用于驅(qū)動(dòng)所述培養(yǎng)裝置內(nèi)的培養(yǎng)基流動(dòng)。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述儲(chǔ)液裝置采用能控制溫度、溶氧、pH參數(shù)的發(fā)酵罐。本專利技術(shù)還公開了一種懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于：包括所述的培養(yǎng)裝置，還包括儲(chǔ)液裝置、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵和細(xì)胞分離裝置，所述儲(chǔ)液裝置的出液口通過管路與所述的細(xì)胞分離裝置的透過液室的進(jìn)液口連接，所述儲(chǔ)液裝置的進(jìn)液口通過管路與所述的細(xì)胞分離裝置的透過液室的出液口連接，所述的培養(yǎng)裝置的進(jìn)液口通過管路與細(xì)胞分離裝置的原液室出液口連接，所述的培養(yǎng)裝置的出液口通過管路與細(xì)胞分離裝置的原液室進(jìn)液口連接，所述的第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵分別設(shè)置各設(shè)置在連接培養(yǎng)裝置和儲(chǔ)液裝置的所述管路上，用于驅(qū)動(dòng)所述培養(yǎng)裝置內(nèi)的培養(yǎng)液和懸浮細(xì)胞流動(dòng)。本專利技術(shù)還公開了一種貼壁型細(xì)胞培養(yǎng)方本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：包括殼體（1），所述殼體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)細(xì)胞生長板（2），相鄰的細(xì)胞生長板（2）交替的與所述殼體的左側(cè)壁或右側(cè)壁連接，且所述細(xì)胞生長板（2）的前側(cè)面與殼體的前側(cè)板固定，后側(cè)面與殼體的后側(cè)板固定，相鄰的細(xì)胞生長板（2）之間保留間隙，細(xì)胞生長板（2）與殼體（1）的內(nèi)壁之間構(gòu)成迂回的單向流道（3），所述單向流道（3）的起始位置設(shè)有進(jìn)液口（4），所述單向流道（3）的終止位置設(shè)有出液口（5）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：包括殼體（1），所述殼體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)細(xì)胞生長板（2），相鄰的細(xì)胞生長板（2）交替的與所述殼體的左側(cè)壁或右側(cè)壁連接，且所述細(xì)胞生長板（2）的前側(cè)面與殼體的前側(cè)板固定，后側(cè)面與殼體的后側(cè)板固定，相鄰的細(xì)胞生長板（2）之間保留間隙，細(xì)胞生長板（2）與殼體（1）的內(nèi)壁之間構(gòu)成迂回的單向流道（3），所述單向流道（3）的起始位置設(shè)有進(jìn)液口（4），所述單向流道（3）的終止位置設(shè)有出液口（5）。2.如權(quán)利要求1所述的貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：所述細(xì)胞生長板（2）的前側(cè)面與所述殼體（1）的前板垂直連接，細(xì)胞生長板（2）與細(xì)胞生長板（2）之間相互平行。3.如權(quán)利要求1所述的貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：所述進(jìn)液口（4）上設(shè)有進(jìn)液管（6），所述出液口（5）上設(shè)有出液管（7）。4.如權(quán)利要求1所述的貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：所述細(xì)胞生長板（2）的外表面上設(shè)有細(xì)胞親和性良好的一層或兩層以上的疏松多孔或表面光滑材料。5.如權(quán)利要求4所述的貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)單元，其特征在于：所述材料為纖維素及其衍生物、聚酯纖維、殼聚糖及其衍生物、膠原蛋白、明膠、聚乳酸、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯泡沫微載體、海藻酸鹽、葡聚糖、玻璃、陶瓷和/或聚N-異丙基丙烯酰胺。6.一種貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于：包括若干個(gè)如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元（8），一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）的進(jìn)液管（6）與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）的出液管（7）連接，使若干個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）之間構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）的進(jìn)液管（6）與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）進(jìn)液管（6）連接，所述的細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）出液管（7）與另一個(gè)所述細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）出液管（7）連接，使若干個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元（8）之間構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。7.一種貼壁型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于：包括如權(quán)利要求6所述的培養(yǎng)裝置（9），還包括儲(chǔ)液裝置（10）和第一循環(huán)泵（11），所述儲(chǔ)液裝置（10）的出液口通過管路與所述培養(yǎng)裝置的進(jìn)液口（4）連接，所述培養(yǎng)裝置（9）的出液口（5）通過管路與所述儲(chǔ)液裝置（10）的進(jìn)液口連接，所述第一循環(huán)泵（11）設(shè)置于所述管路上，用于驅(qū)動(dòng)所述培養(yǎng)裝置內(nèi)的培養(yǎng)基流動(dòng)。8.如權(quán)利要求7所述的貼壁/懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)方法，其特征在于：所述儲(chǔ)液裝置（10）采用能控制溫度、溶氧、pH參數(shù)的發(fā)酵罐。9.一種懸浮型細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于：包括如權(quán)利要求6所述的培養(yǎng)裝置（9），還包括...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：敦振毅，唐續(xù)，楊靜，劉芮銘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州賽泊泰生物技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44