JPH0659206B2 - バイオリアクター - Google Patents
バイオリアクターInfo
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- JPH0659206B2 JPH0659206B2 JP4770988A JP4770988A JPH0659206B2 JP H0659206 B2 JPH0659206 B2 JP H0659206B2 JP 4770988 A JP4770988 A JP 4770988A JP 4770988 A JP4770988 A JP 4770988A JP H0659206 B2 JPH0659206 B2 JP H0659206B2
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- membrane
- cells
- 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
-
- 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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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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
胞と気泡とが接触することや、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
胞と気泡とが接触することや、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、O2及
びpH調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１７
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p
H、ＤＯをpHセンサー１３及びＤＯセンサー１８にて測
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、O2及
びpH調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１７
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p
H、ＤＯをpHセンサー１３及びＤＯセンサー１８にて測
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、O2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。
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、O2ガスの供給が培地だけで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、により達成することができる。
もので、O2ガスの供給が培地だけで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、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
細胞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、O2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O2を
供給する。
ー内に配設した培地供給膜の内側に培地を流し、該膜の
細胞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、O2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O2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
た縦断面図である。筒状容器７の内部には培地供給膜８
およびガス交換膜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ポッティング材からなる支持
部材１０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。
た縦断面図である。筒状容器７の内部には培地供給膜８
およびガス交換膜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ポッティング材からなる支持
部材１０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。
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。
また、ポート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ポートであり、ポート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ポートであり、ポート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は培地入口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、ガス入口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、ガス入口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、ポリオレフォン（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、ポリオレフォン（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胞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１０μｍ以下、好ましくは８μｍ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胞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１０μｍ以下、好ましくは８μｍ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。
親水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
タレーチ、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
タレーチ、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（ml／m2・hr・mmH
g）が１０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。
g）が１０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膜９
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。
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。
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（ml／m2
・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（ml／m2
・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センサーおよび灌流物の流速を制御する
ポンプ１６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１
７がバイオリアクター１４内に包含されておらず、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センサーおよび灌流物の流速を制御する
ポンプ１６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１
７がバイオリアクター１４内に包含されておらず、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３００μｍ、外径４００μｍ、
平均孔径０．３μｍ、空隙率６８％の、グリセリン樹脂
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
糸膜２，５００本、ガス交換膜として、内径３００μ
ｍ、外径４００μｍ、平均孔径０．２μｍ、空隙率６５
％のポリプロピレン多孔質中空糸膜２，５００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０．５m2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、CO2センサー（図示せず）およ
び培地タンク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。回路内をプライミングし、
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０．３μｍ、空隙率６８％の、グリセリン樹脂
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
糸膜２，５００本、ガス交換膜として、内径３００μ
ｍ、外径４００μｍ、平均孔径０．２μｍ、空隙率６５
％のポリプロピレン多孔質中空糸膜２，５００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０．５m2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、CO2センサー（図示せず）およ
び培地タンク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。回路内をプライミングし、
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℃の恒温槽内に配置し、基礎培地
として、無血清のイーグル（Eagle′ｓ）MEM-E(Minimum
Essential Medium-Eagle）培地（ペニシリンカリウム
１０万単位／Ｌ、硫酸カナマイシン１００mg/Lを含む）
を８０ml／minにて４８時間循環した後、１０％FBS(Fet
al Bovine Serum)（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）MEM-E(Minimum
Essential Medium-Eagle）培地（ペニシリンカリウム
１０万単位／Ｌ、硫酸カナマイシン１００mg/Lを含む）
を８０ml／minにて４８時間循環した後、１０％FBS(Fet
al Bovine Serum)（子牛の血清）を含むMEM-E培地に交
換した。
ヒーラ（HeLa）細胞を中空糸膜外側の空間に５×１０６
セル（cell）／ml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（HeLa）細胞を分散させた。その後、
培地を４０ml/min、４時間循環した後、８０ml/minに流
量を上げた。同様に細胞増殖用の培地にpHを７．４に保
持するように空気（1000cc/min）、炭酸ガス（50cc/mi
n）をガス交換膜の内側に流入した。
セル（cell）／ml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（HeLa）細胞を分散させた。その後、
培地を４０ml/min、４時間循環した後、８０ml/minに流
量を上げた。同様に細胞増殖用の培地にpHを７．４に保
持するように空気（1000cc/min）、炭酸ガス（50cc/mi
n）をガス交換膜の内側に流入した。
２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。１
６日目より、２日おきに培地交換を行ない、３１日後に
装置を停止した。
ルコース濃度、酸素分圧、炭酸ガス分圧を測定した。１
６日目より、２日おきに培地交換を行ない、３１日後に
装置を停止した。
装置停止後、培地供給膜内をPBS（リン酸緩衝液）(-)、
０．２５％トリプシンへと順次置換し、各１５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％グルター
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１５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％グルター
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１００mg/dl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。
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、１５日
目では３日間で１００mg/dlから２０mg/dlに減少した。
以後、１６日目から２日おきの測定では、１００mg/dl
から３０mg/dlへとほぼ一定の減少であった。
目では３日間で１００mg/dlから２０mg/dlに減少した。
以後、１６日目から２日おきの測定では、１００mg/dl
から３０mg/dl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約１５０、２０mmHg
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。
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６×１０８セル（cells）／ml
であった。
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。
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、プライミング、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、１５日目からグルコース濃度
は、初期値の１００mg/dlから変化しなかった。
目より徐々に低下したが、１５日目からグルコース濃度
は、初期値の１００mg/dl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。
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、ほとんど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、ほとんど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、ほ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、ほ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を用いたので、O2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を用いたので、O2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……pH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……pH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)
- 【請求項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 JPH01222768A (ja) | 1989-09-06 |
| JPH0659206B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| US5882918A (en) * | 1995-08-08 | 1999-03-16 | Genespan Corporation | Cell culture incubator |
| AU687059B2 (en) * | 1994-02-09 | 1998-02-19 | Genespan Corporation | High performance cell culture bioreactor and method |
| US5712154A (en) * | 1995-06-07 | 1998-01-27 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Dual fiber bioreactor |
| JP5038149B2 (ja) | 2004-12-27 | 2012-10-03 | フレゼニウス メディカル ケアー ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | リアクタユニット及びそのリアクタユニットを備えたリアクタ |
| JP5620631B2 (ja) * | 2007-05-23 | 2014-11-05 | 三菱レイヨン株式会社 | 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 |
| 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 |
| EP3452575A4 (en) * | 2016-05-05 | 2020-03-11 | Terumo BCT, Inc. | AUTOMATED PRODUCTION AND COLLECTION |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP4770988A patent/JPH0659206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01222768A (ja) | 1989-09-06 |
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