JPH0646832A - バイオリアクター - Google Patents
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- JPH0646832A JPH0646832A JP5104591A JP10459193A JPH0646832A JP H0646832 A JPH0646832 A JP H0646832A JP 5104591 A JP5104591 A JP 5104591A JP 10459193 A JP10459193 A JP 10459193A JP H0646832 A JPH0646832 A JP H0646832A
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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
- C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
-
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-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 （ｉ）培地を追加するための入口と培地を排
出するための出口とを有する反応容器、（ii）該反応容
器中にあって、複数の細胞担体を収容するための、該細
胞担体が通り抜けられないような大きさの穿孔のある側
壁を有する少なくとも１つの細胞用バスケット、および
（iii ）少なくとも１つの細胞用バスケットから前記穿
孔のある側壁を通って、前記反応容器中へ実質的に放射
状に動くように培地を押し出すための循環装置を含んで
なる放射流動型バイオリアクター。 【効果】 スケールアップが容易な、生産性の高い、泡
を生じないバイオリアクターが提供される。
出するための出口とを有する反応容器、（ii）該反応容
器中にあって、複数の細胞担体を収容するための、該細
胞担体が通り抜けられないような大きさの穿孔のある側
壁を有する少なくとも１つの細胞用バスケット、および
（iii ）少なくとも１つの細胞用バスケットから前記穿
孔のある側壁を通って、前記反応容器中へ実質的に放射
状に動くように培地を押し出すための循環装置を含んで
なる放射流動型バイオリアクター。 【効果】 スケールアップが容易な、生産性の高い、泡
を生じないバイオリアクターが提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射流動型のバイオリ
アクターに関する。
アクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】ホ乳動物細胞の大量培養に放射流動型の
バイオリアクターを使用することはよく文献に記されて
いる。たいていのホ乳動物細胞は懸濁液中ではまったく
増殖せず、それらが表面に付着しているばあいにのみ増
殖する。したがって、それらは「足場依存（anchorage-
dependent ）」細胞と称されている。
バイオリアクターを使用することはよく文献に記されて
いる。たいていのホ乳動物細胞は懸濁液中ではまったく
増殖せず、それらが表面に付着しているばあいにのみ増
殖する。したがって、それらは「足場依存（anchorage-
dependent ）」細胞と称されている。
【０００３】ヨセフ フェーダー（Joseph Feder）およ
びウィリアム アール タルボット（William R. Talbo
t ）による「ザ ラージ−スケール カルティベーショ
ンオブ マンマリアン セルズ（The Large-Scale Cult
ivation of MammalianCells）」（サイエンティフィッ
ク アメリカン（Scientific American）、1983年１
月）には、従来の数個の細胞培養システムが開示されて
いる。ホ乳動物細胞には本来、栄養物の供給、pHの正確
な調整、安定な圧力などに関して周囲の重要な条件が必
要なので、適切な培地が、正確に調整され安定化された
環境を各細胞に与える循環システムとともに提供されな
ければならない。
びウィリアム アール タルボット（William R. Talbo
t ）による「ザ ラージ−スケール カルティベーショ
ンオブ マンマリアン セルズ（The Large-Scale Cult
ivation of MammalianCells）」（サイエンティフィッ
ク アメリカン（Scientific American）、1983年１
月）には、従来の数個の細胞培養システムが開示されて
いる。ホ乳動物細胞には本来、栄養物の供給、pHの正確
な調整、安定な圧力などに関して周囲の重要な条件が必
要なので、適切な培地が、正確に調整され安定化された
環境を各細胞に与える循環システムとともに提供されな
ければならない。
【０００４】使用済の培地を連続的に排出し、そして新
鮮な培地を連続的に追加するシステムを用いて培地をた
えず循環させることにより、システムを連続的に操作す
ることは知られている。細胞は微粒子担体として知られ
る小さなビーズの表面に固定され、事実上培地に懸濁さ
れている。使用済の培地とともに細胞がシステムから排
出されないように、フィルターを使用することが、たと
えば米国特許第 4,166,768号明細書に記載されている。
このようなシステムでは、フィルターは細胞を保持する
が、それによって必然的に詰まりがちになる。このよう
な目詰まりを最小限度にするために、細胞は培地中で、
フィルターを回転させることによって、またはその代わ
りに回転撹拌器でフィルターを囲むことによって撹拌さ
れる。こうして、撹拌のひとつの効果として細胞が培地
中に懸濁されることとなる。
鮮な培地を連続的に追加するシステムを用いて培地をた
えず循環させることにより、システムを連続的に操作す
ることは知られている。細胞は微粒子担体として知られ
る小さなビーズの表面に固定され、事実上培地に懸濁さ
れている。使用済の培地とともに細胞がシステムから排
出されないように、フィルターを使用することが、たと
えば米国特許第 4,166,768号明細書に記載されている。
このようなシステムでは、フィルターは細胞を保持する
が、それによって必然的に詰まりがちになる。このよう
な目詰まりを最小限度にするために、細胞は培地中で、
フィルターを回転させることによって、またはその代わ
りに回転撹拌器でフィルターを囲むことによって撹拌さ
れる。こうして、撹拌のひとつの効果として細胞が培地
中に懸濁されることとなる。
【０００５】しかしながら、知られているように、撹拌
は細胞自体を破壊するに充分な大きさとなりうる剪断力
を生ずる。この問題に対する従来の典型的な解決法は、
おもに、遅い回転速度で作動し、許容しえない大きさの
剪断力を生ずることなく培地内に細胞を懸濁するのに効
果的な撹拌器の設計に関するものであった。
は細胞自体を破壊するに充分な大きさとなりうる剪断力
を生ずる。この問題に対する従来の典型的な解決法は、
おもに、遅い回転速度で作動し、許容しえない大きさの
剪断力を生ずることなく培地内に細胞を懸濁するのに効
果的な撹拌器の設計に関するものであった。
【０００６】ロイベニー（Reuveny ）らの「エバリュエ
ーション オブ ア セル カルチャー ファーメンタ
ー（Evaluation of a cell culture fermenter）」（ア
メリカン バイオテクノロジー ラブ（American Biote
chnology Lab. 、４（１）、（1986））には、微粒子担
体の表面に細胞が付着しているばあいは、微粒子担体培
養では、細胞をまいたのちの始めの数時間の剪断に対す
る感度の問題が、より重大であると報告されている。過
度の剪断による微粒子担体からの細胞の離脱がひき起こ
されるであろうが、付着段階ののちに、剪断力を増加す
ることが可能である。このことを念頭に置き、遅い剪断
撹拌装置が、記載されていることによれば、30〜60rpm
の撹拌速度で細胞懸濁液を一様にする３つの先細になっ
た羽根車（three-tapered impeller）を用いた設計とな
っている。
ーション オブ ア セル カルチャー ファーメンタ
ー（Evaluation of a cell culture fermenter）」（ア
メリカン バイオテクノロジー ラブ（American Biote
chnology Lab. 、４（１）、（1986））には、微粒子担
体の表面に細胞が付着しているばあいは、微粒子担体培
養では、細胞をまいたのちの始めの数時間の剪断に対す
る感度の問題が、より重大であると報告されている。過
度の剪断による微粒子担体からの細胞の離脱がひき起こ
されるであろうが、付着段階ののちに、剪断力を増加す
ることが可能である。このことを念頭に置き、遅い剪断
撹拌装置が、記載されていることによれば、30〜60rpm
の撹拌速度で細胞懸濁液を一様にする３つの先細になっ
た羽根車（three-tapered impeller）を用いた設計とな
っている。
【０００７】撹拌についてのさらなる欠点は、撹拌によ
り培地の上部表面に多量の泡が生ずるということであ
る。細胞を採取したいばあいには、まず、撹拌を止め、
細胞を沈降させなければならないが、これにより時間が
消費され、さらに実際の収率が減少する。
り培地の上部表面に多量の泡が生ずるということであ
る。細胞を採取したいばあいには、まず、撹拌を止め、
細胞を沈降させなければならないが、これにより時間が
消費され、さらに実際の収率が減少する。
【０００８】さらに最近では、いわゆる固定層型バイオ
リアクターが提案されてきている。このおもな利点は、
培養容器が撹拌−ばっ気容器と別々になっているため
に、細胞は剪断力による障害を受けないということであ
る。このような反応装置は、たとえば、クロサワ（Kuro
sawa）ら、「ダイアリシス バイオリアクター ウィズ
ラディアル−フロー フィックスド ベッド フォー
アニマル セル カルチャー（Dialysis Bioreactor wi
th Radial-Flow Fixed Bed for Animal CellCulture
）」（ジャーナル オブ ファーメンテーション ア
ンド バイオエンジニヤリング（Journal of Fermentat
ion and Bioengineering) 、72（１）、41〜45（199
1））およびコンピア（Kompier ）ら、「ユース オブ
ア ステーショナリー ベッド リアクター アンド
シーラム−フリー メディウム フォー ザ プロダ
クション オブ リコンビナント プロテインズ イン
インセクト セルズ（Use of a stationary bed reac
tor and serum-free medium forthe production of rec
ombinant proteins in insect cells）」（エンザイム
マイクロブ テクノル（Enzyme Microb. Technol.）1
3、（10月 1991））に記載されている。
リアクターが提案されてきている。このおもな利点は、
培養容器が撹拌−ばっ気容器と別々になっているため
に、細胞は剪断力による障害を受けないということであ
る。このような反応装置は、たとえば、クロサワ（Kuro
sawa）ら、「ダイアリシス バイオリアクター ウィズ
ラディアル−フロー フィックスド ベッド フォー
アニマル セル カルチャー（Dialysis Bioreactor wi
th Radial-Flow Fixed Bed for Animal CellCulture
）」（ジャーナル オブ ファーメンテーション ア
ンド バイオエンジニヤリング（Journal of Fermentat
ion and Bioengineering) 、72（１）、41〜45（199
1））およびコンピア（Kompier ）ら、「ユース オブ
ア ステーショナリー ベッド リアクター アンド
シーラム−フリー メディウム フォー ザ プロダ
クション オブ リコンビナント プロテインズ イン
インセクト セルズ（Use of a stationary bed reac
tor and serum-free medium forthe production of rec
ombinant proteins in insect cells）」（エンザイム
マイクロブ テクノル（Enzyme Microb. Technol.）1
3、（10月 1991））に記載されている。
【０００９】固定層型バイオリアクターのおもな欠点
は、装置の物理的な寸法を大きくすることが困難である
ということである。前記の２つの文献のいずれにも見ら
れるように、このような装置は、細胞が表面で増殖する
担体で充填されたカラム形状の容器を備えている。培地
がカラムを通過すると、細胞の増殖および維持に必須で
ある培地中の栄養物および酸素は除去される。その結果
として、カラムの長さが物理的に、かつ機能的に制限さ
れ、スケールアップすることができない。
は、装置の物理的な寸法を大きくすることが困難である
ということである。前記の２つの文献のいずれにも見ら
れるように、このような装置は、細胞が表面で増殖する
担体で充填されたカラム形状の容器を備えている。培地
がカラムを通過すると、細胞の増殖および維持に必須で
ある培地中の栄養物および酸素は除去される。その結果
として、カラムの長さが物理的に、かつ機能的に制限さ
れ、スケールアップすることができない。
【００１０】さらには、カラムの端から端までのあらゆ
る部分において物理的な条件が変化するので、カラム形
状の反応装置は同質性のないシステムである。これらの
変化は、チャネリングなどや、カラムのいたる所からの
栄養物および酸素の除去のために、培地が均等に流れな
いことの結果である。同質性がないことによる効果は、
カラムの物理的な寸法を大きくすると、さらに明確とな
る。
る部分において物理的な条件が変化するので、カラム形
状の反応装置は同質性のないシステムである。これらの
変化は、チャネリングなどや、カラムのいたる所からの
栄養物および酸素の除去のために、培地が均等に流れな
いことの結果である。同質性がないことによる効果は、
カラムの物理的な寸法を大きくすると、さらに明確とな
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
撹拌することのない固定層型バイオリアクターの利点を
有するが、同時に同質性を保ち、スケールアップ可能な
バイオリアクターを提供することを目的とする。
撹拌することのない固定層型バイオリアクターの利点を
有するが、同時に同質性を保ち、スケールアップ可能な
バイオリアクターを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、（ｉ）培地を
追加するための入口と培地を排出するための出口とを有
する反応容器、（ii）該反応容器中にあって、複数の細
胞担体を収容するための、該細胞担体が通り抜けられな
いような大きさの穿孔のある側壁を有する少なくとも１
つの細胞用バスケット、および（iii ）少なくとも１つ
の細胞用バスケットから前記穿孔のある側壁を通って、
前記反応容器中へ実質的に放射状に動くように培地を押
し出すための循環装置を含んでなる放射流動型バイオリ
アクター、ならびに（ｉ）それぞれの外周を取り巻く側
壁を支持するための底部材および頂部材、（ii）底部材
と頂部材との間に支持された側壁の穿孔を有し、細胞用
バスケットと内円筒のそれぞれの側壁で区切られた環状
の空洞を限定するように細胞用バスケットの縦軸と実質
的に平行な縦軸を有する内円筒、および（iii ）培地を
内円筒中の内部空洞へ流れ込ませるように、内円筒のそ
れぞれの両端において底部材と頂部材にある一対の開口
部を含んでなり、それによって細胞用バスケットの縦軸
のまわりの回転が培地を各開口部から内部空洞中へ、そ
こから放射状に外側の環状空洞中へ、そしてそこから細
胞用バスケットの穿孔を有する側壁を通って放射状に動
くように押し出す細胞用バスケットに関する。
追加するための入口と培地を排出するための出口とを有
する反応容器、（ii）該反応容器中にあって、複数の細
胞担体を収容するための、該細胞担体が通り抜けられな
いような大きさの穿孔のある側壁を有する少なくとも１
つの細胞用バスケット、および（iii ）少なくとも１つ
の細胞用バスケットから前記穿孔のある側壁を通って、
前記反応容器中へ実質的に放射状に動くように培地を押
し出すための循環装置を含んでなる放射流動型バイオリ
アクター、ならびに（ｉ）それぞれの外周を取り巻く側
壁を支持するための底部材および頂部材、（ii）底部材
と頂部材との間に支持された側壁の穿孔を有し、細胞用
バスケットと内円筒のそれぞれの側壁で区切られた環状
の空洞を限定するように細胞用バスケットの縦軸と実質
的に平行な縦軸を有する内円筒、および（iii ）培地を
内円筒中の内部空洞へ流れ込ませるように、内円筒のそ
れぞれの両端において底部材と頂部材にある一対の開口
部を含んでなり、それによって細胞用バスケットの縦軸
のまわりの回転が培地を各開口部から内部空洞中へ、そ
こから放射状に外側の環状空洞中へ、そしてそこから細
胞用バスケットの穿孔を有する側壁を通って放射状に動
くように押し出す細胞用バスケットに関する。
【００１３】
【実施例】本発明はホ乳動物細胞の大量培養に関して重
要な有用性を要するが、足場依存性細胞の増殖が必要な
どんなばあいでも、より一般的に適用できるものであ
る。一つの細胞用バスケットを設けている本発明の好ま
しい実施例では、細胞用バスケットはその縦軸のまわり
を回転し、それによって、バスケットに結合された環状
のタービンブレード（turbine blade）はバスケットと
ともに回転し、バスケットの縦軸から放射状に流動する
ように培地を押し出す力を生じさせる。
要な有用性を要するが、足場依存性細胞の増殖が必要な
どんなばあいでも、より一般的に適用できるものであ
る。一つの細胞用バスケットを設けている本発明の好ま
しい実施例では、細胞用バスケットはその縦軸のまわり
を回転し、それによって、バスケットに結合された環状
のタービンブレード（turbine blade）はバスケットと
ともに回転し、バスケットの縦軸から放射状に流動する
ように培地を押し出す力を生じさせる。
【００１４】本発明のほかの実施例では、細胞用バスケ
ット内に実質的に平行に配置される、側壁にも穿孔を有
する内円筒を設け、側壁の穿孔を通して培地を放射状に
押し進め、そこからさらに細胞用バスケット自体を通っ
て放射状に押し進めるために、培地はこの内円筒を通し
て充分に高圧で押し出される。
ット内に実質的に平行に配置される、側壁にも穿孔を有
する内円筒を設け、側壁の穿孔を通して培地を放射状に
押し進め、そこからさらに細胞用バスケット自体を通っ
て放射状に押し進めるために、培地はこの内円筒を通し
て充分に高圧で押し出される。
【００１５】両者において、剪断力は最小であり、一
方、システムは同質性を有し、細胞用バスケットの全体
を通して安定した条件がえられ、そしてなんら困難もな
くシステムをスケールアップすることが可能となる。
方、システムは同質性を有し、細胞用バスケットの全体
を通して安定した条件がえられ、そしてなんら困難もな
くシステムをスケールアップすることが可能となる。
【００１６】細胞用バスケットは、必要であれば、たと
えば掃除の目的での簡単な取り替え、撹拌翼のようなバ
イオリアクターの付属品の取り替え、担体の取り替えま
たはバスケット全体をほかのバイオリアクターに移すこ
とを可能とするように取り外すことができるのが好まし
い。
えば掃除の目的での簡単な取り替え、撹拌翼のようなバ
イオリアクターの付属品の取り替え、担体の取り替えま
たはバスケット全体をほかのバイオリアクターに移すこ
とを可能とするように取り外すことができるのが好まし
い。
【００１７】本発明をより明確に理解するために、そし
ていかにして実際に同様のことが行われるのかを理解す
るために、ほかの好ましい実施例を図面に付した符号を
用いて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定さ
れるものではない。
ていかにして実際に同様のことが行われるのかを理解す
るために、ほかの好ましい実施例を図面に付した符号を
用いて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定さ
れるものではない。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例である放射流
動型バイオリアクターの断面図を示し、図２は本発明の
第２の実施例である放射流動型バイオリアクターの部分
切取図を示す。
動型バイオリアクターの断面図を示し、図２は本発明の
第２の実施例である放射流動型バイオリアクターの部分
切取図を示す。
【００１９】図１では、培地12を追加するための入口
（図示せず）と培地12を排出するための出口（図示せ
ず）を有する反応容器11を含んでなる、全体を10として
示される放射流動型バイオリアクターが図示されてい
る。
（図示せず）と培地12を排出するための出口（図示せ
ず）を有する反応容器11を含んでなる、全体を10として
示される放射流動型バイオリアクターが図示されてい
る。
【００２０】複数の細胞担体17を収容するための、穿孔
を有する側壁16を有する細胞用バスケット15が反応容器
11中に配置されている。前記細胞担体17は、穿孔よりも
大きいために、穿孔を有する側壁16を通り抜けない。
を有する側壁16を有する細胞用バスケット15が反応容器
11中に配置されている。前記細胞担体17は、穿孔よりも
大きいために、穿孔を有する側壁16を通り抜けない。
【００２１】それぞれ細胞用バスケット15の底部材20と
頂部材21との間に据えつけられた環状のタービンブレー
ド18は、穿孔を有する側壁16を囲んで配置されている。
開口部22および23が、それぞれ底および頂部材20と22の
中央に配置されている。前記開口部は、これもまた適当
な穿孔を有する、内部空洞26を限定している、開口部22
および23に共通の側壁部材25によって区切られている。
細胞担体17は、環状空洞27中に含まれている。環状空洞
27の外側の面は、細胞用バスケット15の穿孔を有する側
壁16により構成され、内側の面は穿孔を有する側壁部材
25により構成され、培地12だけが開口部22および23を通
って内部空洞26へ流れ込むことができる。
頂部材21との間に据えつけられた環状のタービンブレー
ド18は、穿孔を有する側壁16を囲んで配置されている。
開口部22および23が、それぞれ底および頂部材20と22の
中央に配置されている。前記開口部は、これもまた適当
な穿孔を有する、内部空洞26を限定している、開口部22
および23に共通の側壁部材25によって区切られている。
細胞担体17は、環状空洞27中に含まれている。環状空洞
27の外側の面は、細胞用バスケット15の穿孔を有する側
壁16により構成され、内側の面は穿孔を有する側壁部材
25により構成され、培地12だけが開口部22および23を通
って内部空洞26へ流れ込むことができる。
【００２２】モーター28（回転装置を構成する）は、細
胞用バスケット15を、それと結合している環状のタービ
ンブレード18と共に回転させるように、細胞用バスケッ
ト15の縦軸29と結合している。タービンブレード18は、
それが回転すると培地12が、反応容器11から開口部22お
よび23を通って内部空洞26中へ、穿孔を有する側壁部材
25を通って矢印Ａ、Ｂ、ＣおよびＤで示されるように放
射状に外へ、そしてそこから細胞バスケット15の穿孔を
有する側壁部材16を通って動くような形にされている。
胞用バスケット15を、それと結合している環状のタービ
ンブレード18と共に回転させるように、細胞用バスケッ
ト15の縦軸29と結合している。タービンブレード18は、
それが回転すると培地12が、反応容器11から開口部22お
よび23を通って内部空洞26中へ、穿孔を有する側壁部材
25を通って矢印Ａ、Ｂ、ＣおよびＤで示されるように放
射状に外へ、そしてそこから細胞バスケット15の穿孔を
有する側壁部材16を通って動くような形にされている。
【００２３】そのようなシステムないしは組立体では、
モーター28は環状のタービンブレード18とともに、実質
的に放射状に培地12が細胞用バスケット15の側壁の穿孔
を通って反応容器11へ流れ込むように、培地12を細胞用
バスケット15を通して動かすための循環装置を構成す
る。環状のタービンブレード18は、細胞用バスケット15
の穿孔を有する側壁16を囲むように示されているが、た
とえば細胞用バスケット15の上と下に適切なタービンブ
レードを据えつけ、対応する開口部22および23を通って
培地12を動かすように相補的な形にするというような他
の形状も等しく良好に採用しうることは明らかである。
モーター28は環状のタービンブレード18とともに、実質
的に放射状に培地12が細胞用バスケット15の側壁の穿孔
を通って反応容器11へ流れ込むように、培地12を細胞用
バスケット15を通して動かすための循環装置を構成す
る。環状のタービンブレード18は、細胞用バスケット15
の穿孔を有する側壁16を囲むように示されているが、た
とえば細胞用バスケット15の上と下に適切なタービンブ
レードを据えつけ、対応する開口部22および23を通って
培地12を動かすように相補的な形にするというような他
の形状も等しく良好に採用しうることは明らかである。
【００２４】図２では、培地35を入れるための入口32お
よび培地35を排出するための出口３３を有する反応容器
３１を含んでなる、全体を30として示されるまた別の装
置が図示されている。
よび培地35を排出するための出口３３を有する反応容器
３１を含んでなる、全体を30として示されるまた別の装
置が図示されている。
【００２５】穿孔を有する側壁37、底部材（図示せず）
および頂部材38を有する細胞用バスケット36が、反応容
器31中に配置されている。頂部材38の周囲には複数の支
柱39が固定され、それによって細胞用バスケット36は反
応容器31中に維持されうる。
および頂部材38を有する細胞用バスケット36が、反応容
器31中に配置されている。頂部材38の周囲には複数の支
柱39が固定され、それによって細胞用バスケット36は反
応容器31中に維持されうる。
【００２６】穿孔を有する側壁を有し、それぞれ入口32
および出口33と密閉可能に結合した相対する開口部（図
示せず）を有する内円筒40が細胞用バスケット36中に配
置され、その軸は実質的に細胞用バスケット36と同軸で
ある。そのため、入口32を通して培地35を流入させるこ
とにより、培地35は内円筒40を通り、パスカルの原理に
従って内円筒40の円筒40の穿孔を有する側壁を通して排
出される。そのような実施例では、押し出し装置（図示
せず）は、内円筒40と関連して細胞用バスケット36を通
して実質的に放射状に培地35を広げるための循環装置を
構成する。
および出口33と密閉可能に結合した相対する開口部（図
示せず）を有する内円筒40が細胞用バスケット36中に配
置され、その軸は実質的に細胞用バスケット36と同軸で
ある。そのため、入口32を通して培地35を流入させるこ
とにより、培地35は内円筒40を通り、パスカルの原理に
従って内円筒40の円筒40の穿孔を有する側壁を通して排
出される。そのような実施例では、押し出し装置（図示
せず）は、内円筒40と関連して細胞用バスケット36を通
して実質的に放射状に培地35を広げるための循環装置を
構成する。
【００２７】
【発明の効果】前記の実施例は両方ともほぼいかなる大
きさにでも、必要なようにスケールアップすることが可
能である。実際の研究室のテストでは、二番目の実施例
として述べたバイオリアクターは、１リットルの容積か
ら28リットルの容積にまで直線状に首尾よくスケールア
ップされた。細胞用バスケット中の細胞の同質性は装置
のスケールアップ可能性に関連する。細胞の同質性は、
これまでに提案された装置には欠けており、上で説明し
たように、装置を大きくすることによって影響を受け
る。
きさにでも、必要なようにスケールアップすることが可
能である。実際の研究室のテストでは、二番目の実施例
として述べたバイオリアクターは、１リットルの容積か
ら28リットルの容積にまで直線状に首尾よくスケールア
ップされた。細胞用バスケット中の細胞の同質性は装置
のスケールアップ可能性に関連する。細胞の同質性は、
これまでに提案された装置には欠けており、上で説明し
たように、装置を大きくすることによって影響を受け
る。
【００２８】本発明のバイオリアクターのさらなる利点
は、高い生産性ならびに撹拌を採用するシステムでは通
常生じてくるような泡が実質的に生じないことに関する
ものである。付随的な利点は、細胞培養物を採取すると
きに、細胞が沈殿するのを待つ必要がなく、それにより
有効な生産時間が増加することである。
は、高い生産性ならびに撹拌を採用するシステムでは通
常生じてくるような泡が実質的に生じないことに関する
ものである。付随的な利点は、細胞培養物を採取すると
きに、細胞が沈殿するのを待つ必要がなく、それにより
有効な生産時間が増加することである。
【００２９】さらに、細胞担体は細胞用バスケット中に
乞含されているので、細胞担体を培地から分離するのが
きわめて容易である。
乞含されているので、細胞担体を培地から分離するのが
きわめて容易である。
【００３０】押し出し装置が細胞用バスケットの外部に
あること、およびそのため細胞バスケットを通る培地の
流れが外部コントロールに従うことも評価されるだろ
う。
あること、およびそのため細胞バスケットを通る培地の
流れが外部コントロールに従うことも評価されるだろ
う。
【００３１】好ましい実施例では単一の細胞用バスケッ
トを採用するが、システムの同質性のために２以上のバ
スケットを反応容器中に設けうることも評価されるだろ
う。
トを採用するが、システムの同質性のために２以上のバ
スケットを反応容器中に設けうることも評価されるだろ
う。
【００３２】このことにより、より大きな柔軟性すらも
許容され、細胞用バスケット自体の大きさを増加させる
必要がないため、バイオリアクターの非常に速いスケー
ルアップが許容される。そのかわり、数個の、あらかじ
め決まった大きさの細胞用バスケットを充分大きな反応
容器とともに採用してもよく、細胞用バスケットを反応
容器中に並行して配置してもよい。
許容され、細胞用バスケット自体の大きさを増加させる
必要がないため、バイオリアクターの非常に速いスケー
ルアップが許容される。そのかわり、数個の、あらかじ
め決まった大きさの細胞用バスケットを充分大きな反応
容器とともに採用してもよく、細胞用バスケットを反応
容器中に並行して配置してもよい。
【図１】本発明の第１の実施例である放射流動型バイオ
リアクターを示す断面図である。
リアクターを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例である放射流動型バイオ
リアクターを示す部分切取図である。
リアクターを示す部分切取図である。
15 細胞用バスケット 16 穿孔を有する側壁 18 タービンブレード 25 側壁部材 40 内円筒
フロントページの続き (72)発明者 イエホシュア アローニ イスラエル国、カファー−サバ、マルバド ハクサミンストリート ８ (72)発明者 モルデチャイ ゲロン イスラエル国、リション レ−シオン、キ ルヤト ガニム、ベイト イエホシュア ストリート ３
Claims (10)
- 【請求項１】 （ｉ）培地を追加するための入口と培地
を排出するための出口とを有する反応容器、（ii）該反
応容器中にあって、複数の細胞担体を収容するための、
該細胞担体が通り抜けられないような大きさの穿孔のあ
る側壁を有する少なくとも１つの細胞用バスケット、お
よび（iii ）少なくとも１つの細胞用バスケットから前
記穿孔のある側壁を通って、前記反応容器中へ実質的に
放射状に動くように培地を押し出すための循環装置を含
んでなる放射流動型バイオリアクター。 - 【請求項２】 前記循環装置が、（ｉ）前記細胞用バス
ケットをその縦軸のまわりに回転させるための回転装
置、および（ii）それとともに回転し、それによって前
記縦軸から前記細胞用バスケットを通って放射状に培地
を動かすように各細胞用バスケットのそれぞれの縦軸と
結合したタービンブレードのシステムないしは組立体を
含んでなる請求項１記載のバイオリアクター。 - 【請求項３】前記少なくとも１つの細胞用バスケット
が、（ｉ）それぞれの外周を取り巻く側壁を支持するた
めの底部材および頂部材、（ii）底部材と頂部材との間
に支持された側壁の穿孔を有し、細胞用バスケットと内
円筒のそれぞれの側壁で区切られた環状の空洞を限定す
るように細胞用バスケットの縦軸と実質的に平行な縦軸
を有する内円筒、および（iii ）培地を内円筒中の内部
空洞へ流れ込ませるように、内円筒のそれぞれの両端に
おいて底部材と頂部材にある一対の開口部を含んでな
り、それによって細胞用バスケットの縦軸のまわりの回
転が培地を各開口部から内部空洞中へ、そこから放射状
に外側の環状空洞中へ、そしてそこから細胞用バスケッ
トの穿孔を有する側壁を通って放射状に動くように押し
出す請求項２記載のバイオリアクター。 - 【請求項４】前記内円筒の縦軸および前記少なくとも１
つの細胞用バスケットの縦軸が同軸である請求項３記載
のバイオリアクター。 - 【請求項５】前記タービンブレードのシステムないしは
組立体が、細胞用バスケットの穿孔を有する側壁のまわ
りを取りかこむように配置された環状のタービンブレー
ドを含んでなる請求項２、３または４記載のバイオリア
クター。 - 【請求項６】循環装置が、（ｉ）前記少なくとも１つの
細胞用バスケットの内側に側壁の穿孔を有し、細胞用バ
スケットの縦軸と実質的に平行な縦軸を有する内円筒、
および（ii）培地を、内円筒から、その側壁の穿孔を通
して放射状に押し進めるのに充分な高い圧力で押し出す
ポンプ装置からなり、（iii ）それによって培地が実質
的に放射状に細胞用バスケット中へおよび細胞用バスケ
ットから外へ流動する請求項１記載のバイオリアクタ
ー。 - 【請求項７】前記内円筒の縦軸および前記少なくとも１
つの細胞用バスケットが同軸である請求項６記載のバイ
オリアクター。 - 【請求項８】反応容器中に並行して配置された複数の細
胞用バスケットを含む請求項１、２、３、４、５、６ま
たは７記載のバイオリアクター。 - 【請求項９】細胞用バスケットが取りはずし可能である
請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のバイ
オリアクター。 - 【請求項１０】（ｉ）それぞれの外周を取り巻く側壁を
支持するための底部材および頂部材、（ii）底部材と頂
部材との間に支持された側壁の穿孔を有し、細胞用バス
ケットと内円筒のそれぞれの側壁で区切られた環状の空
洞を限定するように細胞用バスケットの縦軸と実質的に
平行な縦軸を有する内円筒、および（iii ）培地を内円
筒中の内部空洞へ流れ込ませるように、内円筒のそれぞ
れの両端において底部材と頂部材にある一対の開口部を
含んでなり、それによって細胞用バスケットの縦軸のま
わりの回転が培地を各開口部から内部空洞中へ、そこか
ら放射状に外側の環状空洞中へ、そしてそこから細胞用
バスケットの穿孔を有する側壁を通って放射状に動くよ
うに押し出す細胞用バスケット。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL101792 | 1992-05-05 | ||
| IL10179292A IL101792A (en) | 1992-05-05 | 1992-05-05 | Bioreactor and basket therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0646832A true JPH0646832A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=11063603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5104591A Pending JPH0646832A (ja) | 1992-05-05 | 1993-04-30 | バイオリアクター |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5705390A (ja) |
| EP (1) | EP0568940A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0646832A (ja) |
| IL (1) | IL101792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019523014A (ja) * | 2016-08-03 | 2019-08-22 | ノースウィック パーク インスティテュート フォー メディカル リサーチ エルティーディーＮｏｒｔｈｗｉｃｋ Ｐａｒｋ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｔｄ | 生物学的材料を処理するためのバイオリアクター及び方法 |
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| US5705390A (en) | 1998-01-06 |
| EP0568940A3 (en) | 1995-04-05 |
| IL101792A (en) | 1996-08-04 |
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