JPH0229310B2 - - Google Patents

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JPH0229310B2
JPH0229310B2 JP59080293A JP8029384A JPH0229310B2 JP H0229310 B2 JPH0229310 B2 JP H0229310B2 JP 59080293 A JP59080293 A JP 59080293A JP 8029384 A JP8029384 A JP 8029384A JP H0229310 B2 JPH0229310 B2 JP H0229310B2
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JP
Japan
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cells
culture tank
cell culture
filter
culture
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JP59080293A
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English (en)
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JPS60224486A (ja
Inventor
Kimihiko Hamamoto
Michuki Tokashiki
Yataro Ichikawa
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0229310B2 publication Critical patent/JPH0229310B2/ja
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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
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • 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
    • C12M29/04—Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis

Landscapes

  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Biomedical Technology (AREA)
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  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は細胞を培養増殖させるための培養槽に
関するものである。さらに詳しくは、大規模にか
つ高密度に細胞培養を行なう目的で作られたサス
ペンジヨン型細胞培養槽に関するものである。
(b) 従来技術 細胞大量培養は例えばウイルス、ワクチン、イ
ンターフエロンなどの抗ウイルス剤、あるいはホ
ルモンなどの生物薬品の工業的製造に重要な技術
である。殊に近年特定タンパク質などの標的とす
るモノクローナル抗体の生産は抗体産生細胞とミ
エローマ細胞の配合によるハイブリドーマ細胞の
大量培養によるものであり、その技術の解決は工
業的に不可欠な問題である。
また、大規模であり、かつ高密度に細胞を培養
することは上記有用物質を低コストで生産するた
めに必須の技術であり、その技術の急速な解決が
望まれている。
従来、サスペンジヨン型の細胞培養は一般に培
養びんやスピンナ―フラスコを用いて実験室的規
模で行なわれている。
しかしながら、上記の方法では一定量の栄養分
の中で培養されるため細胞の生長増殖は比較的低
い濃度で停止する。
近年、サスペンジヨン型の高密度細胞培養方法
およびそのための装置としていくつかの提案がな
されている。たとえば、マグネチツクスターラー
もしくはモーターで駆動される回転軸に平行な面
にフイルターを有する筒形回転体を回転させてフ
イルターのつまりを遠心力で防ぎながら培養液を
入れかえる高密度培養装置が提案されている（米
国特許第3647632号明細書参照）。
しかしながら上記の方法では、単位細胞当たり
または培養液あたりの濾過面積を或る一定以上大
きくすることに制約があるため、スケールアツプ
が非常に困難である。
(c) 発明の構成 そこで本発明者らは前記のような従来法におけ
る欠点を克服し、サスペンジヨン型の細胞培養法
によつて大規模かつ高密度の培養が可能な培養槽
について研究を進めた結果、本発明に到達した。
すなわち本発明はサスペンジヨン型細胞培養槽
であつて、該培養槽中には、培養液は透過するが
細胞は透過しないフイルターの領域を少なくとも
部分的に有する盤状体の少なくとも１個が培養液
を装置外へ取り出す導管に該導管と同軸で回転す
るように取り付けられた回転型フイルターを培養
槽中に装着したサスペンジヨン型細胞培養槽であ
る。
本発明の細胞培養槽はサスペンジヨン型の細胞
培養に適用されるが、サスペンジヨン型とは、水
性媒体中で細胞それ自体が浮遊しながら或いは細
胞を微小担体（マイクロキヤリアー）に担持して
浮遊しながら、またマイクロカプセル中で細胞が
生育されるような種々の浮遊培養をいう。殊に本
発明は細胞自体を浮遊させながら培養する方法に
有利に用いられる。
本発明の細胞培養槽を用いて培養される細胞
は、植物細胞、動物細胞、微生物細胞などであつ
てもよく、また人為的或いは遺伝子操作により変
性された細胞であつてもよい。殊に本発明の培養
槽は動物細胞の培養に適している。
本発明におけるサスペンジヨン型の細胞培養槽
中においては、培養しようとする細胞培が培養液
中に浮遊した状態で培養される。培養液は実質的
に水よりなる水性媒体に、種々の無機塩、ビタミ
ン類、補酵素、ブドウ糖、アミノ酸、抗生物質な
どの通常細胞培養に使用される添加成分が加えら
れている。また培養液には血清を加えることもで
きるし、血清を用いない所謂無血清倍地を培養液
として使用することも出来る。
本発明における盤状体のフイルター領域には培
養液は透過するが、細胞あるいはそれが付着した
微小担体又はそれが中に入つたマイクロカプセル
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つて左右されるが一
般に平均孔径が10μ以下、好ましくは8μ以下が適
当である。一方微小担体（マイクロキヤリアー）
の表面に細胞を付着させて培養させる場合又はマ
イクロカプセルを使用して培養させる場合にはそ
れらが透過しない大きさの細孔である必要があ
る。
また、該フイルターは、水を或る程度透過する
能力を有することが望ましい。すなわち該フイル
ターは水の透過係数（ml／m2・hr・mmHg）が10
以上、好ましくは100以上であるのが有利である。
一方上限は特にないが、20000以下、好ましくは
10000以下が望ましい。
さらに該フイルター領域には栄養分や細胞の老
廃物、代謝生産物などの如き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（例えば分
子量1000以上、好ましくは5000以上）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。
本発明でいう盤状体とは、回転軸に垂直な面の
径をａ、回転軸方向の長さをｂとしたとき、ａ／
ｂの比が２以上100以下のものが適当であり、と
くに２以上30以下のものがよい。
また、培養槽における回転軸に垂直な培養槽の
断面積あたり盤状体の面積比は10％以上95％以下
が好ましく、特に20％以上80％以下のものがよ
い。
盤状体の断面の形状は薄い矩形、菱形、三角
形、楕円、半楕円などが適当である。
かかる盤状体には前記フイルター領域が少くと
も部分的に設けられており、そのフイルター領域
は盤状体のほぼ全面に設けられてもよく、一部で
あつてもよい。一部である場合には、上面或いは
下面、又はそれら面の一部であつてもよい。
以下、添付図面により本発明の細胞培養槽を更
に詳細に説明する。
添付第１図は、本発明の細胞培養槽を用いて培
養を行なうための該略図の一例を示すものであ
り、第２―Ａ図は本発明の細胞培養槽に使用され
る盤状体の一例の外観図で、第２―Ｂ図はその盤
状体の断面構造を示すもので、また第３―Ａ図は
他の例の盤状体の外観図であり、第３―Ｂ図はそ
の断面構造を示すものである。また第４図は第１
図とは別個の細胞培養槽の該略図を示したもので
ある。
第１図は盤状体５を回転作動させて培養する場
合を示したものであり、第１図において、１はサ
スペンジヨン型培養槽における培養槽本体であ
り、栄養物などを含む水性媒体はその供給槽２か
らポンプ３により供給導管４を通り、培養槽中へ
送られる。培養槽１にはフイルター部分を有する
盤状体５がそのフイルター領域がサスペンジヨン
液につかるように備えられており、この盤状体は
駆動部６により回転し、細胞を培養液中に効果的
に浮遊させる。撹拌は特に必要はないが、盤状体
の上部又は下部又は中間にとりつけられた撹拌翼
によつて撹拌をさらに効果的に行なうことも可能
である。また別途に設けられたマグネチツクスタ
ーラーでもよい。さらに培養液中の細胞を効果的
に浮遊させることのできる他の撹拌効果を有する
手段であつてもよい。
一方、古い培養液はポンプ３′によつて盤状体
５の下面に設けられたフイルター領域を透過し、
回転軸の中を経て導管４′を通つて培養槽外へ取
り出される。
第２―Ａ図の盤状体およびその断面を示した第
２―Ｂ図において、７はフイルター領域であり、
回転軸と同軸の導管８にとりつけられている。２
―Ｂ図においてフイルターは平面の同型で下面に
ついているが、これは他の形状であつてもよい。
例えば第３―Ａ図およびその断面を示す第３―Ｂ
図に示されているようにドーナツ型で上下両面に
フイルター領域（斜線部分）があつてもよい。
このように回転軸の方向とフイルター領域の面
を垂直にすることにより、フイルターのめづまり
を遠心力によつて防ぐことができると同時に、培
養槽の形状、培養液の量、細胞密度などに応じて
フイルターの面積を容易に増減することが可能で
ある。さらに培養槽には、酸素、二酸化炭素や栄
養素の濃度、PHの値を測定し、それらを或る範囲
に維持する装置が一般に設置されているが、本発
明の細胞培養槽にもこれらの装置が備えられてい
てもよいことはいうまでもない。しかし第１図及
び第４図にはこれらの付属装置は省略されてい
る。
本発明の培養槽に供給される新しい培養液は、
この中にブドウ糖、タンパク質の如き栄養源、
種々のアミノ酸、無機塩、抗生物質などの細胞培
養に必要な成分を水溶液として含むものが使用さ
れるが、さらに血清を含んでいてもよく、また含
んでいなくてもよい。これらの成分は必要なすべ
てを培養源として供給してもよいが、一部の成分
は、他の供給手段によつて培養液中へ導入するこ
とも可能である。
第４図は本発明における盤状体の４個の９のよ
うに多段に直列につないだ列を示したものであ
り、盤状体の数およびフイルター部分の面積を増
減することにより培養槽に応じた撹拌と濾過面積
を容易に得ることが可能である。第４図におい
て、１，２，３，４，３′及び４′は第１図と同様
のものを意味する。
以上説明した本発明の細胞培養槽によれば、サ
スペンジヨン型の細胞培養において連続的に培養
液を供給できかつ連続的に老廃物、代謝生産物、
生育阻害物質などを除去でき、またフイルターの
めづまりもおこらないため、高密度でしかも大量
の細胞を長期間にわたつて培養することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の細胞培養槽の全体を示す該略
図の一例を示すものである。第２―Ａ図は本発明
の細胞培養槽に使用される盤状体の一例の外観図
であり、第２―Ｂ図はその断面を示すものであ
る。第３―Ａ図は本発明に使用される盤状体の他
の一例の外観図であり、第３―Ｂ図はその断面を
示すものである。第４図は、該盤状体を多段に直
列につないだ培養槽の一例の概略図を示したもの
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ サンペンジヨン型細胞培養槽であつて、培養
    液は透過するが細胞は透過しないフイルター領域
    を少なくとも部分的に有する盤状体の少なくとも
    １個が培養液を装置外へ取り出す導管に該導管と
    同軸で回転し得るように取り付けられた回転型フ
    イルターを培養槽中に装着したサスペンジヨン型
    細胞培養槽。
JP59080293A 1984-04-23 1984-04-23 細胞培養槽 Granted JPS60224486A (ja)

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JP59080293A JPS60224486A (ja) 1984-04-23 1984-04-23 細胞培養槽

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JPS60224486A JPS60224486A (ja) 1985-11-08
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JPH074234B2 (ja) * 1986-01-30 1995-01-25 三井石油化学工業株式会社 植物の組織培養方法および培養装置
JP2509630B2 (ja) * 1987-07-29 1996-06-26 三井石油化学工業株式会社 培養方法及び培養装置
EP3109314A4 (en) 2014-02-17 2017-03-08 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Cell culturing device

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JPS60224486A (ja) 1985-11-08

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