JPH01222768A - バイオリアクター - Google Patents
バイオリアクターInfo
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- JPH01222768A JPH01222768A JP4770988A JP4770988A JPH01222768A JP H01222768 A JPH01222768 A JP H01222768A JP 4770988 A JP4770988 A JP 4770988A JP 4770988 A JP4770988 A JP 4770988A JP H01222768 A JPH01222768 A JP H01222768A
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- bioreactor
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/10—Hollow fibers or tubes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/16—Hollow fibers
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Biotechnology (AREA)
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- Biochemistry (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、細胞を生育させる為のバイオリアクターに係
り、更に詳しくは大規模に細胞培養を行なう為のバイオ
リアクターに関するものである。
り、更に詳しくは大規模に細胞培養を行なう為のバイオ
リアクターに関するものである。
［従来の技術］
微生物または細胞を培養する培養槽を用いる培養装置に
おいて、培養の容積効率を高めるための手段の一つとし
て、培地への通気ガス供給を増大させることが知られて
おり、この場合、一般に培地の激しい攪拌が行なわれる
。
おいて、培養の容積効率を高めるための手段の一つとし
て、培地への通気ガス供給を増大させることが知られて
おり、この場合、一般に培地の激しい攪拌が行なわれる
。
一方、中空糸膜を用いて細胞を培養する。いわゆるホロ
ーファイバー法と呼ばれる培養方法が知られている。
ーファイバー法と呼ばれる培養方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、通気ガス供給を増大させる方法において
は、培地中への通気バブリングによる泡立ちによって細
胞と気泡とか接触することや、攪拌による機械的なスト
レスが細胞に加わるために、細胞、特に動物細胞などの
脆弱な細胞が死滅損傷する慮れがあるなどの問題がある
。
は、培地中への通気バブリングによる泡立ちによって細
胞と気泡とか接触することや、攪拌による機械的なスト
レスが細胞に加わるために、細胞、特に動物細胞などの
脆弱な細胞が死滅損傷する慮れがあるなどの問題がある
。
一方、ホローファイバー法と呼ばれる培養方法にあって
は、第３図に示すようにホローファイバーバイオリアク
ターとガス交換器が分離して設けられているため、０２
及びｐＨｍ整用ガスの供給が不十分で、大規模な細胞培
養には適していないという問題がある。この点を説明す
ると、ホローファイバーバイオリアクターにおいては、
中空糸膜の外側にいる細胞に厳密に制御される培地を送
る必要があるが、バイオリアクター１４とガス交換器１
７が分離して設けられている場合、第３図に示すように
、バイオリアクター１４の前（又は後）において培地の
ｐＨ，ＤｏをＰＨセンサー１３及びＤＯＯリング１９て
測定し、その信号に応じてガス交換器’１７よりガスを
送り込むが、細胞が急激に増殖した場合、バイオリアク
ター１４に入り込む培地のｐＨ値、Ｄｏ値が異なること
になる。これは細胞により培地中のグルコース等が消費
されるためである。従って、バイオリアクター１４の前
においてＰＨ値、Ｄｏ値を測定したとしても、単に目安
程度にしかならず、その値の信号によりガス交換を行な
ってもあまり意味がないことになるのである。
は、第３図に示すようにホローファイバーバイオリアク
ターとガス交換器が分離して設けられているため、０２
及びｐＨｍ整用ガスの供給が不十分で、大規模な細胞培
養には適していないという問題がある。この点を説明す
ると、ホローファイバーバイオリアクターにおいては、
中空糸膜の外側にいる細胞に厳密に制御される培地を送
る必要があるが、バイオリアクター１４とガス交換器１
７が分離して設けられている場合、第３図に示すように
、バイオリアクター１４の前（又は後）において培地の
ｐＨ，ＤｏをＰＨセンサー１３及びＤＯＯリング１９て
測定し、その信号に応じてガス交換器’１７よりガスを
送り込むが、細胞が急激に増殖した場合、バイオリアク
ター１４に入り込む培地のｐＨ値、Ｄｏ値が異なること
になる。これは細胞により培地中のグルコース等が消費
されるためである。従って、バイオリアクター１４の前
においてＰＨ値、Ｄｏ値を測定したとしても、単に目安
程度にしかならず、その値の信号によりガス交換を行な
ってもあまり意味がないことになるのである。
さらに、従来のホローファイバー法の場合、０２の供給
が培地だけに行なわれているため、細胞が酸素不足にな
り死滅するという問題もあった。
が培地だけに行なわれているため、細胞が酸素不足にな
り死滅するという問題もあった。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、なされた
もので、０２ガスの供給が培地たけてなく細胞にも十分
になされる、大規模な細胞培養に適したバイオリアクタ
ーを提供することを目的とするものである。そして、そ
の目的は、本発明によれば、培地供給膜を介して培養液
を供給し、該培地供給膜上及び該培地供給膜の外部空間
で細胞を増殖するバイオリアクターにおいて、該バイオ
リアクター内に前記培地供給膜とともにガス交換用の膜
を配設し、且つ前記培地供給膜は親水イビ処理した多孔
性中空糸膜からなるものであることを特徴とするバイオ
リアクター、により達成することができる。
もので、０２ガスの供給が培地たけてなく細胞にも十分
になされる、大規模な細胞培養に適したバイオリアクタ
ーを提供することを目的とするものである。そして、そ
の目的は、本発明によれば、培地供給膜を介して培養液
を供給し、該培地供給膜上及び該培地供給膜の外部空間
で細胞を増殖するバイオリアクターにおいて、該バイオ
リアクター内に前記培地供給膜とともにガス交換用の膜
を配設し、且つ前記培地供給膜は親水イビ処理した多孔
性中空糸膜からなるものであることを特徴とするバイオ
リアクター、により達成することができる。
［作用］
本発明のバイオリアクターにおいては、バイオリアクタ
ー内に配設した培地供給膜の内側に培地を流し、該膜の
細孔を通じて培地供給膜の外側に培地をにじみ出させ、
培地供給膜の外側に植え込んである細胞を増殖させる。
ー内に配設した培地供給膜の内側に培地を流し、該膜の
細孔を通じて培地供給膜の外側に培地をにじみ出させ、
培地供給膜の外側に植え込んである細胞を増殖させる。
その際、同じく、バイオリアクター内に前記培地供給膜
と共に配設したガス交換膜の内側を通って送られてくる
ガスが、ガス交換膜を介して培地供給膜よりにじみ出た
培地と接触するようになっており、０□が培地に供給さ
れるほか、培地供給膜の外側に植え込まれた細胞にも０
２を供給する。
と共に配設したガス交換膜の内側を通って送られてくる
ガスが、ガス交換膜を介して培地供給膜よりにじみ出た
培地と接触するようになっており、０□が培地に供給さ
れるほか、培地供給膜の外側に植え込まれた細胞にも０
２を供給する。
また、本発明の培地供給膜は親水化処理したものである
ため、透水量を大きくすることができる。
ため、透水量を大きくすることができる。
［実施例］
以下、本発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する。
第１図は本発明のバイオリアクターの構造の一例を示し
た縦斯面図である。筒状容器７の内部には培地供給１１
８８よびガス交換膜９を構成する多数の中空糸膜が配設
されており、該筒状容器７の両端部において、該筒状容
器７の内面と前記培地供給膜８およびガス交換膜９の外
面が、ポリウレタン樹脂等のボッティング材からなる支
持部材ｌＯにより気密に支持されるとともに、培地供給
膜８およびガス交換膜９の両端部は、該筒状容器７の両
端側に開口している。
た縦斯面図である。筒状容器７の内部には培地供給１１
８８よびガス交換膜９を構成する多数の中空糸膜が配設
されており、該筒状容器７の両端部において、該筒状容
器７の内面と前記培地供給膜８およびガス交換膜９の外
面が、ポリウレタン樹脂等のボッティング材からなる支
持部材ｌＯにより気密に支持されるとともに、培地供給
膜８およびガス交換膜９の両端部は、該筒状容器７の両
端側に開口している。
培地供給膜８とガス交換膜９は、筒状容器７内において
、中心部にガス交換膜９、その外側に培地供給膜８が配
置され、各々気液が通過し得る多数の透孔１２を有する
隔壁１１によって分離されて設けられている。
、中心部にガス交換膜９、その外側に培地供給膜８が配
置され、各々気液が通過し得る多数の透孔１２を有する
隔壁１１によって分離されて設けられている。
また、ボート５は、使用済みの栄養培地と細胞産生物を
バイオリアクターから取り出すボートであり、ボート６
は、ガスの供給量及び濃度を制御するセンサーの導入口
である。尚、Ｏリング１９は、外部との気密性保持およ
びガスと培地とを混合させないために設けられている。
バイオリアクターから取り出すボートであり、ボート６
は、ガスの供給量及び濃度を制御するセンサーの導入口
である。尚、Ｏリング１９は、外部との気密性保持およ
びガスと培地とを混合させないために設けられている。
以上の構成において、培地Ａは培地人口２より培地供給
膜８の中空糸膜内に入り、膜にかかる圧力により、少量
培地供給膜８の外側ににじみ出し、残りの培地は培地出
口３より筒状容器７を出る。一方、空気などのガスＢは
、ガス人口１よりガス交換膜９の中空糸膜内に入り、ガ
ス交換膜９を介し隔壁１１の透孔１２を通して培地にガ
スを供給し、残余のガス及び交換したガスがガス出口４
より筒状容器７を出る。
膜８の中空糸膜内に入り、膜にかかる圧力により、少量
培地供給膜８の外側ににじみ出し、残りの培地は培地出
口３より筒状容器７を出る。一方、空気などのガスＢは
、ガス人口１よりガス交換膜９の中空糸膜内に入り、ガ
ス交換膜９を介し隔壁１１の透孔１２を通して培地にガ
スを供給し、残余のガス及び交換したガスがガス出口４
より筒状容器７を出る。
本発明のバイオリアクターを構成している培地供給膜８
の基体は、種々の重合体よりなる多孔性中空糸であって
、その重合体としては、例えばセルロースアセテート、
ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、弗素ポリマー、
ポリオレフオン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）な
どが挙げられる。
の基体は、種々の重合体よりなる多孔性中空糸であって
、その重合体としては、例えばセルロースアセテート、
ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、弗素ポリマー、
ポリオレフオン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）な
どが挙げられる。
培地供給膜８たる多孔性中空糸膜の壁膜には、栄養分及
び細胞の老廃物、代謝生産物などは透過するが、細胞は
透過しない大きさの細孔が多数設けられている。細胞自
体を浮遊させて培養させる場合、細孔の大きさは、細胞
の大きさにより決定されることになるが、一般に、平均
孔径が１０ＪＬｍ以下、好ましくは８ｇｍ以下が適当で
ある。
び細胞の老廃物、代謝生産物などは透過するが、細胞は
透過しない大きさの細孔が多数設けられている。細胞自
体を浮遊させて培養させる場合、細孔の大きさは、細胞
の大きさにより決定されることになるが、一般に、平均
孔径が１０ＪＬｍ以下、好ましくは８ｇｍ以下が適当で
ある。
又、培地供給膜８は親水化処理をしたものであるため、
透水量を大きくすることができる。
透水量を大きくすることができる。
親木化処理の方法としては、次のものが挙げられる。
培地供給膜である疎水性多孔性中空糸膜の表面に、カル
ボキシメチルエチルセルロース、グリセリン脂肪酸エス
テル、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテート
サクシネート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフ
タレート、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート
）、エチレンオキサイドグラフトナイロン、６／６６／
６１０ナイロンターポリマー、８−タイプ可溶性ナイロ
ン（メトキシナイロン）等の親水化剤をコーティングす
る方法が挙げられる。
ボキシメチルエチルセルロース、グリセリン脂肪酸エス
テル、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテート
サクシネート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフ
タレート、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート
）、エチレンオキサイドグラフトナイロン、６／６６／
６１０ナイロンターポリマー、８−タイプ可溶性ナイロ
ン（メトキシナイロン）等の親水化剤をコーティングす
る方法が挙げられる。
即ち、培地供給膜８は、水の透過係数（ｔＪＬ／ｍ２・
ｈｒ・ｍｍＨｇ）がｉｏ以上、好ましくは１００以上と
することが好ましい。一方、上限は特にないが、２０．
０００以下、好ましくは１０，０００以下が望まれる。
ｈｒ・ｍｍＨｇ）がｉｏ以上、好ましくは１００以上と
することが好ましい。一方、上限は特にないが、２０．
０００以下、好ましくは１０，０００以下が望まれる。
さらに、培地供給膜８としては、栄養分や細胞の老廃物
などの分子量の小さい化合物は透過するが、分子量の大
きい化合物は透過しない膜、例えば限外濾過膜を使用す
ることも可能である。
などの分子量の小さい化合物は透過するが、分子量の大
きい化合物は透過しない膜、例えば限外濾過膜を使用す
ることも可能である。
本発明のバイオリアクターを構成しているガス交換１１
９９としては、種々の重合体よりなるものであればよく
、例えばセルロース、ポリアクリルニトリル、ポリカー
ボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリ
レート、ポリエチレン。
９９としては、種々の重合体よりなるものであればよく
、例えばセルロース、ポリアクリルニトリル、ポリカー
ボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリ
レート、ポリエチレン。
ポリプロピレン、シリコーンゴム等およびそれらの変成
素材などが挙げられる。
素材などが挙げられる。
又、ガス交換膜９は、ガス透過能を有することが必要で
ある。即ち、ガス交換膜９は、ガスの透過係数（ｍ文／
■２・ｈｒ・ｍｍＨｇ）が１０以上、好ましくは１００
以上であることが有利である。
ある。即ち、ガス交換膜９は、ガスの透過係数（ｍ文／
■２・ｈｒ・ｍｍＨｇ）が１０以上、好ましくは１００
以上であることが有利である。
さらに、ガス交換膜９としては、単位体積当りの膜面積
が小さくできる中空糸膜が好ましい。特に、高い透過能
を有する多孔質膜がよく、その中でもポリオレフィン系
多孔質膜が好ましい。
が小さくできる中空糸膜が好ましい。特に、高い透過能
を有する多孔質膜がよく、その中でもポリオレフィン系
多孔質膜が好ましい。
なお、第１図においては、説明の便宜のため同心状で、
その中心部にガス交換膜９、その外側に培地供給膜８を
設け、各々隔壁１１により分離された構成としたが、ガ
スを十分に培地に供給するためには、筒状容器７内にお
いてガス交換膜９および培地供給膜８が混在した構成の
ものがより好ましい。
その中心部にガス交換膜９、その外側に培地供給膜８を
設け、各々隔壁１１により分離された構成としたが、ガ
スを十分に培地に供給するためには、筒状容器７内にお
いてガス交換膜９および培地供給膜８が混在した構成の
ものがより好ましい。
また、細胞を増殖させるためには、細菌による汚染をな
くすことが絶対的に必要であり、ガス交換膜９としてポ
リプロピレン多孔質膜、培地供給膜８としてポリエーテ
ルサルホン限外濾過膜、筒状容器７としてポリカーボネ
ート製の容器、支持部材１０としてポリウレタン樹脂な
どを用いることにより、バイオリアクター全体が高温高
圧蒸気滅菌が可能である構成とすることがより好ましい
。
くすことが絶対的に必要であり、ガス交換膜９としてポ
リプロピレン多孔質膜、培地供給膜８としてポリエーテ
ルサルホン限外濾過膜、筒状容器７としてポリカーボネ
ート製の容器、支持部材１０としてポリウレタン樹脂な
どを用いることにより、バイオリアクター全体が高温高
圧蒸気滅菌が可能である構成とすることがより好ましい
。
第２図は本発明のバイオリアクターを用いた細胞培養方
式を示したもので、ｐＨセンサー１３及びＤｏ（溶存酸
素）センサー１８を備えたバイオリアクター１４、培地
タンク１５、ｐＨセンサーおよび潅流物の流速を制御す
るポンプｌｄから成る系を示している。一方、第３図は
従来のバイオリアクターとガス交換器を用いた細胞培養
方式を示したもので、第２図と相違するのはガス交換器
１７がバイオリアクター１４内秤包含されておらず、外
部に設置されている点である。
式を示したもので、ｐＨセンサー１３及びＤｏ（溶存酸
素）センサー１８を備えたバイオリアクター１４、培地
タンク１５、ｐＨセンサーおよび潅流物の流速を制御す
るポンプｌｄから成る系を示している。一方、第３図は
従来のバイオリアクターとガス交換器を用いた細胞培養
方式を示したもので、第２図と相違するのはガス交換器
１７がバイオリアクター１４内秤包含されておらず、外
部に設置されている点である。
そこで、以下、本発明を第２図および第３図に基いて行
なった実施結果について、より具体的に説明する。
なった実施結果について、より具体的に説明する。
（実施例）
培地供給膜として、内径３００ｐｍ、外径４００１Ｌｍ
、平均孔径０．３ｇｍ、空隙率６８％の、グリセリン脂
肪酸エステルにて被覆してなるポリプロピレン多孔質中
空糸１１４２．５００本、ガス交換膜として、内径３０
０ＪＬｍ、外径４００ｐｍ、平均孔径０．２１Ｌｍ、空
隙率６５％のポリプロピレン多孔質中空糸ＪＩＱ２，５
００本からなるバイオリアクターを、使用した。（有効
膜面積はどちらとも０．５ｍ”である。） バイオリアクター１４およびＰＨセンサー１３、ＤＯ（
溶存酸素）センサー１８、ＣＯ□センサー（図示せず）
および培地夕・ンク１５、ポンプ１６をシリコーンチュ
ーブにて接続し、閉鎖回路とした。回路内をブライミン
グし、全回路をそのまま、２５分間高圧蒸気滅菌を行な
った。
、平均孔径０．３ｇｍ、空隙率６８％の、グリセリン脂
肪酸エステルにて被覆してなるポリプロピレン多孔質中
空糸１１４２．５００本、ガス交換膜として、内径３０
０ＪＬｍ、外径４００ｐｍ、平均孔径０．２１Ｌｍ、空
隙率６５％のポリプロピレン多孔質中空糸ＪＩＱ２，５
００本からなるバイオリアクターを、使用した。（有効
膜面積はどちらとも０．５ｍ”である。） バイオリアクター１４およびＰＨセンサー１３、ＤＯ（
溶存酸素）センサー１８、ＣＯ□センサー（図示せず）
および培地夕・ンク１５、ポンプ１６をシリコーンチュ
ーブにて接続し、閉鎖回路とした。回路内をブライミン
グし、全回路をそのまま、２５分間高圧蒸気滅菌を行な
った。
滅菌終了後回路を３７℃の恒温槽内に設置し、基礎培地
として、無血清のイーグル（Ｅａｇｌｅ’ ｓ） ＭＥ
Ｍ−Ｅ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｅｓ５ｅｎｔｉａｌ Ｍｅｄ
ｉｕｍ−Ｅａｇｌｅ）培地（ペニシリンカリウムｌＯ万
単位／し、硫酸カナマイシン１００ｍｇ／Ｌを含む）を
８０＋ｓＪＬ／ｓｉｎにて４８時間循環した後、１０％
ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ ＢｏｖｉｎｅＳｅｒｕｍ） （
子牛の血清）を含むＭＥＭ−Ｅ培地に交換した。
として、無血清のイーグル（Ｅａｇｌｅ’ ｓ） ＭＥ
Ｍ−Ｅ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｅｓ５ｅｎｔｉａｌ Ｍｅｄ
ｉｕｍ−Ｅａｇｌｅ）培地（ペニシリンカリウムｌＯ万
単位／し、硫酸カナマイシン１００ｍｇ／Ｌを含む）を
８０＋ｓＪＬ／ｓｉｎにて４８時間循環した後、１０％
ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ ＢｏｖｉｎｅＳｅｒｕｍ） （
子牛の血清）を含むＭＥＭ−Ｅ培地に交換した。
ヒーラ（）ＩｅＬａ）細胞を中空糸膜外側の空間に５×
１０６セル（ｃｅｌｌ）／ｍＪ１を接種（イノキュレー
ト）した。接種後、４時間は培地を循環させずに、１時
間ごとにバイオリアクターを９０度づつ回転させて、中
空糸膜外側の空間に均一にヒーラ（ｌＩｅＬａ）細胞を
分散させた。その後、培地を４０ ｖｓ見／■ｉｎ、４
時間循環した後、８０ｓｌ／■ｉｎに流量を上げた。同
様に細胞増殖用の培地のｐＨを７．４に保持するように
空気（１０００ｃｃ／ｉ＋ｉｎ） 、炭酸ガス（５０ｃ
ｃ／ｗｉｎ）をガス交換膜の内側に流入した。
１０６セル（ｃｅｌｌ）／ｍＪ１を接種（イノキュレー
ト）した。接種後、４時間は培地を循環させずに、１時
間ごとにバイオリアクターを９０度づつ回転させて、中
空糸膜外側の空間に均一にヒーラ（ｌＩｅＬａ）細胞を
分散させた。その後、培地を４０ ｖｓ見／■ｉｎ、４
時間循環した後、８０ｓｌ／■ｉｎに流量を上げた。同
様に細胞増殖用の培地のｐＨを７．４に保持するように
空気（１０００ｃｃ／ｉ＋ｉｎ） 、炭酸ガス（５０ｃ
ｃ／ｗｉｎ）をガス交換膜の内側に流入した。
２９、の培地を３日おきに１５日間交換し、培地槽内の
グルコース濃度、酸素分圧、炭酸ガス分圧を測定した。
グルコース濃度、酸素分圧、炭酸ガス分圧を測定した。
１６６日目り、２日おきに培地交換を行ない、３１日後
に装置を停止した。
に装置を停止した。
装置停止後、培地供給膜内なＰＢＳ （リン酸緩衝液）
（−） 、０．２５％トリプシンへと順次置換し、各１
５分３７℃で培養した後、浮遊させて細胞を回収し、細
胞数を算定した。又、同様に培地供給膜内をＰＢＳ（−
）、２％ゲルタールアルデヒドへと順次置換し、２．５
％グルタールアルヒデドにて一昼夜固定した後、ＰＢＳ
（−）にて水洗後、１％オスニウム酸にて染色し、以後
凍結乾燥を行ない、金蒸着後ＳＥＭ （走査型電子顕微
鏡）観察を行なった。
（−） 、０．２５％トリプシンへと順次置換し、各１
５分３７℃で培養した後、浮遊させて細胞を回収し、細
胞数を算定した。又、同様に培地供給膜内をＰＢＳ（−
）、２％ゲルタールアルデヒドへと順次置換し、２．５
％グルタールアルヒデドにて一昼夜固定した後、ＰＢＳ
（−）にて水洗後、１％オスニウム酸にて染色し、以後
凍結乾燥を行ない、金蒸着後ＳＥＭ （走査型電子顕微
鏡）観察を行なった。
培地のグルコース濃度は初期値１００■ｇ／ｄＪ１に調
整した。培養開始後６日間（２回の培地交換）は顕著な
グルコース濃度の減少は認められなかった。
整した。培養開始後６日間（２回の培地交換）は顕著な
グルコース濃度の減少は認められなかった。
９日目より徐々にグルコース濃度の減少を認め、１５５
日目は３日間で１００−ｇ／ｄｉから２０−ｇ／ｄ又に
減少した。以後、１６６日目ら２日おきの測定では、１
００■ｇ／ｄ文から３０ ｙａｇ／ｄｉへとほぼ一定の
減少であった。
日目は３日間で１００−ｇ／ｄｉから２０−ｇ／ｄ又に
減少した。以後、１６６日目ら２日おきの測定では、１
００■ｇ／ｄ文から３０ ｙａｇ／ｄｉへとほぼ一定の
減少であった。
酸素分圧、炭酸ガス分圧は終始各々的１５０．２０ｍ■
Ｈｇとほぼ一定値をとり、ｐＨの変動は７．３６から７
．４０の間で安定していた。
Ｈｇとほぼ一定値をとり、ｐＨの変動は７．３６から７
．４０の間で安定していた。
３１日間培養の細胞数は６Ｘ１０’セル（ｃｅｌｌｓ）
／ ｔａｆＬであった。
／ ｔａｆＬであった。
ＳＥＭによる観察では、中空糸膜上に付着した細胞は、
膜の内部に入り込んで成長するとともに、外側に向って
も成長していた。膜の内部に入り込んだ細胞には、さほ
ど立体的な成長は認められなかったが、膜の外部に向っ
て成長した細胞では、細胞同士が隣接しあい、生体内に
おいて形成している３次元構造に似た成長を示した。
膜の内部に入り込んで成長するとともに、外側に向って
も成長していた。膜の内部に入り込んだ細胞には、さほ
ど立体的な成長は認められなかったが、膜の外部に向っ
て成長した細胞では、細胞同士が隣接しあい、生体内に
おいて形成している３次元構造に似た成長を示した。
（比較例）
実施例に用いた培地供給膜及びガス交換膜と同一のもの
を用いて、それぞれ有効膜面積が０．５ｍ２のバイオリ
アクターとガス交換器を第３図のように別々にして使用
した。
を用いて、それぞれ有効膜面積が０．５ｍ２のバイオリ
アクターとガス交換器を第３図のように別々にして使用
した。
実施例と同様の操作で滅菌、ブライミング、細胞培養を
行なった。
行なった。
その結果、グルコース濃度は、実施例と同じように９日
目より徐々に低下したが、１５５日目らグルコース濃度
は、初期値の１００ ｖｓｇ／ｄｆＬから変化しなかっ
た。
目より徐々に低下したが、１５５日目らグルコース濃度
は、初期値の１００ ｖｓｇ／ｄｆＬから変化しなかっ
た。
また、ｐＨの変動は５．８３から８．１４の間で激しく
変動し、酸素分圧も同様に激しく変動した。
変動し、酸素分圧も同様に激しく変動した。
１５日目からグルコース濃度が変化しなかったのは、細
胞が死滅したためであり、バイオリアクター内の酸素分
圧を測定すると、はとんど０を示していた。
胞が死滅したためであり、バイオリアクター内の酸素分
圧を測定すると、はとんど０を示していた。
これは、バイオリアクター内の培地中の溶存酸素が、細
胞増殖に伴って消費され、はとんど酸素がなくなり、細
胞が死滅したものと推定される。
胞増殖に伴って消費され、はとんど酸素がなくなり、細
胞が死滅したものと推定される。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように、本発明のバイオリアクター
によれば、バイオリアクター内に培地供給膜とともにガ
ス交換膜を配設し、且つ培地供給膜として親水化処理さ
れた多孔性中空糸膜な用いたので、０２ガス及びｐＨ調
整用ガスが培地及び細胞に十分に供給され、細胞の生育
、増殖を何ら支障なく行なうことができ、大規模な細胞
培養にも十分対応できる、という利点を有する。
によれば、バイオリアクター内に培地供給膜とともにガ
ス交換膜を配設し、且つ培地供給膜として親水化処理さ
れた多孔性中空糸膜な用いたので、０２ガス及びｐＨ調
整用ガスが培地及び細胞に十分に供給され、細胞の生育
、増殖を何ら支障なく行なうことができ、大規模な細胞
培養にも十分対応できる、という利点を有する。
第１図は本発明のバイオリアクターの構造の一例を示し
た縦断面図、第２図は本発明のバイオリアクターを用い
た細胞培養方式を示す概要図、第３図は従来のバイオリ
アクターとガス交換器を用いた細胞培養方式を示した概
要図である。 ７・・・筒状容器、８・・・培地供給膜、９・・・ガス
交換□膜、１０・・・支持部材、１１−・・隔壁、１２
−・・透孔、１３・−ｐ Ｈセンサー、１４・・・バイ
オリアクター、１７−・・ガス交換器、１８−ＤＯセン
サー。
た縦断面図、第２図は本発明のバイオリアクターを用い
た細胞培養方式を示す概要図、第３図は従来のバイオリ
アクターとガス交換器を用いた細胞培養方式を示した概
要図である。 ７・・・筒状容器、８・・・培地供給膜、９・・・ガス
交換□膜、１０・・・支持部材、１１−・・隔壁、１２
−・・透孔、１３・−ｐ Ｈセンサー、１４・・・バイ
オリアクター、１７−・・ガス交換器、１８−ＤＯセン
サー。
Claims (1)
- （１）培地供給膜を介して培養液を供給し、該培地供給
膜上及び該培地供給膜の外部空間で細胞を増殖するバイ
オリアクターにおいて、該バイオリアクター内に前記培
地供給膜とともにガス交換用の膜を配設し、且つ前記培
地供給膜は親水化処理した多孔性中空糸膜からなるもの
であることを特徴とするバイオリアクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4770988A JPH0659206B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | バイオリアクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4770988A JPH0659206B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | バイオリアクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222768A true JPH01222768A (ja) | 1989-09-06 |
| JPH0659206B2 JPH0659206B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=12782831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4770988A Expired - Lifetime JPH0659206B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | バイオリアクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0659206B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5622857A (en) * | 1995-08-08 | 1997-04-22 | Genespan Corporation | High performance cell culture bioreactor and method |
| EP0743981A4 (en) * | 1994-02-09 | 1999-09-08 | Unisyn Technologies Inc | HIGH-RESOLUTION CELL CULTURE BIOREACTOR AND ITS USE |
| US5958763A (en) * | 1994-02-09 | 1999-09-28 | Genespan Corporation | Cell culture incubator |
| JP2000512122A (ja) * | 1995-06-07 | 2000-09-19 | ダブリュー・アール・グレース・アンド・カンパニー−コーン | 二重ファイバーバイオリアクター |
| JP2009000100A (ja) * | 2007-05-23 | 2009-01-08 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 細胞培養用足場材料、その製造方法、細胞培養用モジュール |
| US8557571B2 (en) | 2004-12-27 | 2013-10-15 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Reactor and reactor unit with hollow fibers |
| JP2014117190A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 浮遊細胞培養のための装置、モジュール及び方法 |
| CN109153954A (zh) * | 2016-05-05 | 2019-01-04 | 泰尔茂比司特公司 | 自动化生产和收集 |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP4770988A patent/JPH0659206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0743981A4 (en) * | 1994-02-09 | 1999-09-08 | Unisyn Technologies Inc | HIGH-RESOLUTION CELL CULTURE BIOREACTOR AND ITS USE |
| US5958763A (en) * | 1994-02-09 | 1999-09-28 | Genespan Corporation | Cell culture incubator |
| JP2000512122A (ja) * | 1995-06-07 | 2000-09-19 | ダブリュー・アール・グレース・アンド・カンパニー−コーン | 二重ファイバーバイオリアクター |
| US5622857A (en) * | 1995-08-08 | 1997-04-22 | Genespan Corporation | High performance cell culture bioreactor and method |
| US8557571B2 (en) | 2004-12-27 | 2013-10-15 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Reactor and reactor unit with hollow fibers |
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| JP2014117190A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-06-30 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 浮遊細胞培養のための装置、モジュール及び方法 |
| CN109153954A (zh) * | 2016-05-05 | 2019-01-04 | 泰尔茂比司特公司 | 自动化生产和收集 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0659206B2 (ja) | 1994-08-10 |
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