JPH074227B2 - バイオリアクターの細胞培養方法 - Google Patents

バイオリアクターの細胞培養方法

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JPH074227B2
JPH074227B2 JP1508009A JP50800989A JPH074227B2 JP H074227 B2 JPH074227 B2 JP H074227B2 JP 1508009 A JP1508009 A JP 1508009A JP 50800989 A JP50800989 A JP 50800989A JP H074227 B2 JPH074227 B2 JP H074227B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、地球ベースの微小重力環境内で哺乳類細胞の
細胞生成を行うのに有効な、バイオリアクターの改良さ
れた容器システムに関する。
背景技術 バクテリア細胞の培養方法は、強力な細胞壁で囲まれた
単細胞バクテリア、イースト、黴等の成育について開発
されている。しかし、哺乳類細胞の培養は、その細胞が
繊細で開発にはかなり複雑な栄養素が必要であり、かな
り複雑である。バクテリアタイプの細胞の大規模な培養
は高度に開発されているが、この培養技術はそれ程必要
とされず、また哺乳類細胞のように培養が難しいわけで
はない。バクテリア細胞は液体の培地で多量に増殖可能
であり、また重大な損傷を与えずに厳しく攪拌できる。
一方、哺乳類細胞は過度の乱暴な動作に対して抵抗がな
く、また増殖を補助する複雑な栄養培地を用意しなけれ
ばならない。
更に、哺乳類細胞は、ほとんどの動物細胞が細胞の複製
をするため細胞自体がその表面に互いに付着しなくては
ならない。小規模には、哺乳類細胞は、細胞に表面アン
カーを設けるため微細な窪みを有する容器で増殖させて
いる。しかし、微細な窪みを有する容器での哺乳類細胞
の細胞培養は、大規模なレベルでの哺乳類細胞を増殖さ
せるに充分な表面積を提供できない。より広い表面積を
得るため、培養細胞を付着させる表面積を得るために微
小担体球が開発されている。培養細胞を付着した微小担
体球は、新しい栄養素内で細胞の懸濁物を作るためバイ
オリアクター容器内で攪拌を必要とする。そのため、こ
のバイオリアクター容器はモーターで駆動する内部プロ
ペラ、或いは機械的な攪拌装置を用い、容器内の攪拌装
置等の可動部品が液体培地を攪拌し、微小担体球に担持
された哺乳類細胞の懸濁を作る。
内部可動部品を有するバイオリアクター容器は哺乳類細
胞を損傷しやすく、また細胞を高い液体剪断応力にさら
すことになる。微小担体球が他の担体球と衝突すれば細
胞は損傷する。バイオリアクター内の培地の攪拌の際、
担体球が衝突する可能性を減らす方法の一つは、バイオ
リアクター内の微小担体球の密度を減少させることであ
る。これは細胞の生成率も減少させる。
要約すると、哺乳類細胞の培養に使われるバイオリアク
ターは、粒子懸濁物を得るため概ね機械的な内部部品、
空気、あるいはリフト機構のような液体運動を利用して
いる。このような方法は、液体剪断によって直接あるい
は間接的に細胞や組織の増殖に損傷を与える。
発明の開示 本発明はバイオリアクターシステムは哺乳類細胞の増殖
用であり、細胞培養が細胞の沈澱衝突あるいは剪断力か
ら解放され、また任意な操作特性を有するものである。
本発明のバイオリアクターシステムはクリノスタット原
理を利用したもの、即ち略水平軸を中心に回転する流体
培地が流体内で分離した粒子の懸濁を作り、よって分離
した粒子は分離した空間位置で懸濁する。流体培地を含
有する外壁は、壁と流体培地間の速度傾斜によって生じ
る反対方向へ働く境界層の剪断力を最小にするため回転
させても良い。
バイオリアクター装置は基本的に、細胞培養空間を構成
するため、両端にキャップを有する外部筒状容器により
構成される。外部筒状容器は投入軸、排出軸部材に回転
可能に支持され、独立した駆動手段によって回転駆動さ
せる。外部筒状容器に同軸的に中央筒状フィルター部材
を設け、そのフィルター部材は投入軸に回転可能に支持
され、排出軸に結合されている。排出軸は独立した駆動
手段によって回転駆動される。
外部筒状容器と内部筒状容器の間の環状空間を細胞培養
室とする。細胞培養室の長手方向に伸びた２枚の羽根状
部材を水平軸を中心にして設ける。羽根状部材は、その
一端に排出軸に回転可能に支持された半径方向のアーム
を有し、他端は投入軸に接続する。投入軸は独立した駆
動手段によって回転駆動させる。
独立した駆動手段は通常、外部筒状容器と内部筒状容
器、および羽根状部材を同一の角速度と回転方向で駆動
させるので三者間に相対運動は生じない。このようにし
て、細胞培養室中の液体内の粒子のクリノスタット運動
が得られる。
バイオリアクターは、細胞培養室に新鮮な流体培地を入
れるため、固定投入位置に流体投入部を有する。流体培
地は、固定投入位置で投入軸内の流路に回転継手を介し
て流れ、投入軸から外部筒状容器の分割分配流路システ
ムを介して流れ、細胞培養室の内側端部表面で投入軸お
よび排出軸を中心にして円周上に配置した互いに離れた
位置で細胞培養室に投入される。細胞培養室内の新鮮な
流体培地の流体運動は次のようである。端部表面では投
入軸および排出軸の周囲から、外部筒状容器の内壁に向
かって外方向へ放射状に動き、次に両端面から細胞培養
室の中間部横断面へ向かって動き、内部筒状容器に沿っ
て設けた開口部を流れるように内方向への放射状運動
で、言わばトロイド状運動である。内部筒状容器は使用
後の流体培地を受け、排出路を有する。その排出路は排
出軸と回転継手を介して、固定排出位置から排出口に接
続する。
バイオリアクター内での細胞増殖の進行中、細胞培養室
は栄養素、微小担体球、増殖用の細胞等を含む流体培地
で満たされる。培地は完全に細胞培養室を満たし、エア
ーポケットや気泡のない状態（ゼロヘッドスペースと呼
ぶ）とする。内部筒状容器、外部筒状容器および羽根状
部材は同時に回転させ、培地内の空間位置で担体球を懸
濁するクリノスタット作用を得る。新鮮な流体培地は、
細胞増殖用の適切なインキューベーション条件下でバイ
オリアクターを回転させる間、細胞増殖用の酸素を含む
新鮮な栄養素と共に投入軸を介して断続的あるいは連続
的に投入する。担体球は、内部筒状容器の環状フィルタ
ー布によって細胞培養室から排出されないようにする。
フィルター布あるいは内部筒状容器は凝固させる傾向を
持ち、フィルター布に凝塊ができないように回転させる
ため内部筒状容器の速度をあげることができる。攪拌を
するのが望ましく、攪拌状態をつくるため羽根状部材の
速度をあげることができる。あるいは、例えばサンプル
を取り出すため外部筒状容器の回転を停止させ、続いて
羽根状部材を細胞培養の懸濁を保持するため回転させる
ことができる。
地球上での組織培養は重力の存在によって限界がある。
自然によれば、細胞増殖システムは密度の変化に富み、
通常培地より大きいので従来の培養容器での沈澱が発生
する。細胞、栄養素、健康な培養を維持するため必要な
排せつ物等の均一な分布を保持するため羽根車あるいは
エアーリフト機構を利用する。しかし、これらの機構は
自然の細胞プロセスを混乱させ、ほとんどの場合、微細
な哺乳類細胞を損傷するか殺してしまう。本発明は損傷
を与える外力なしに、３次元的に均一な懸濁を発生させ
培養ができる。培地と担体球を満たした筒状容器を略水
平軸を中心に回転させ、筒状容器内で生体細胞を懸濁さ
せる。微細な細胞を非常に高密度で、細胞を独特の集合
体から組織のようなグループへと培養する。いくつかの
ケースでは、この回転培養技術、あるいはクリノスタッ
ト培養技術は、研究に充分な数の微細な細胞を培養する
実践的な方法をもたらす。
この細胞および組織培養装置の独特な設計は、NASAによ
る宇宙空間での生体細胞および組織の３次元培養に使う
ことを意図し、課せられた三つの必要条件に基づいて当
初行われた。それは、１）微小重力での適合性、２）IG
内での微小重力のシミュレーション、３）培養環境の正
確な制御とサンプリング、等である。本発明の容器は宇
宙空間で得られ、粒子沈澱が生じることがなくリフト機
構を不要とする極度の静的低剪断環境に近づけて設計さ
れている。この柔和な培養環境は、細胞誘導力によって
細胞が３次元配向を成し、高規則性の組織構造となると
いう仮説がなされていた。ここに明記し成し遂げた特徴
を有する回転壁培養容器は、上記仮説とされた特徴を呈
する生体細胞の培養を可能とした。回転する流体は効果
的に沈澱を攪乱し、また回転壁は容器壁の境界層を介し
て生じる流体の速度勾配を効果的に減少させることが分
かる。微細な細胞（特に哺乳類）の生存を制限し、細胞
の高規則性の組織構造を作る結合を抑制するような細胞
破壊性剪断力を発生することなく、複合的な効果により
３次元方向の大規模な培養となることを可能とした。微
小担体球に保持された吸着付属培養の場合、数百あるい
は数千の担体球は細胞の橋掛けによって、大規模な高規
則性の組織構造の形成に関与することが分かる。容器の
中心軸に沿って培地排出用のスピンフィルターを設け、
これによって細胞の着いていない培地を再生させるため
循環させ、また外部と容器との気体交換を行う。この外
部灌流ループは栄養素を導入し、廃棄物を除去し、溶解
している呼吸気体の交換を可能とする。代謝成分の投入
および排出濃度、細胞数、呼吸気体の流体等の測定によ
り、フイックの原理を利用して代謝物（例えば、酸素や
グルコースの消費）の（生体細胞による）消費や生産を
算出できる。ホルモン、増殖因子、免疫性モジュレータ
ーのような因子は、この培養を破壊することなく導入す
ることが可能である。データ研究や容器状態の正確なフ
ィードバック制御のために、容器内の状態の同時測定を
（流動培地について）行うことも可能である。この機器
を利用する科学者にとって、地球ベースの細胞や組織培
養の研究に重要な利点をもたらすことは明らかであっ
た。つまり、容器の体積の効果的な利用、サンプリング
や測定の計算、および独特な培養の可能性（特に、吸着
付属した微小担体培養）についである。培養用の容器の
体積の有効な利用から付加的な利点が導かれ、細胞ある
いは細胞生成物の生成に関係した計算を可能にする。可
溶性の生成物は、培養の進展につれ外部潅流ループから
取り出される。
羽根を入れ、壁と流体とほぼ同じ速度で回転させること
ができる。これは迅速に粒子を沈下させる特別な加速措
置を与えることによって、操作範囲を拡大させるという
目的の時行う。そして、これによって粒子は上部に行
き、全体的な流れの方向に従う。壁などとの回転速度が
異なる羽根、円盤、あるいは回転翼等が、付加的な攪拌
あるいは剪断を発生させる必要がある時に利用できる。
本発明は、同時係属中の出願番号S/N 、出願
日（MSC21294−１）に記載された水平回転式細胞培養シ
ステムに関する発明の改良に係わるものであり、上記出
願は参考として記載した。本発明は、上記出願の改良さ
れた細胞増殖に加えて、連続的潅流作用を可能とする。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるシステムループの概略図であ
る。
第２図は、本発明の縦断面図である。
第３図は、第２図の線３−３に沿った断面図である。
第４図は、第２図と同様な縦断面図で、より詳細に示し
たものである。
発明を実施するための最良の形態 全体のシステムを示した第１図によれば、哺乳類細胞の
増殖用の主たる流体流路ループ10は回転式細胞培養リア
クター容器11、酸素供給器13、主ポンプ15、および栄養
素、酸、塩基、水酸化ナトリウムのような緩衝剤、ある
いは新鮮な培地等を選択的に投入するための供給用マニ
ホールド７から成る。主ポンプ15は酸素供給器13に新鮮
な流体培地を送り、そこで酸素が供給され、細胞培養リ
アクター容器11を介して流れる。酸素供給器13を経て細
胞培養リアクター容器11へポンプ15で再循環させる前に
細胞培養リアクター容器11からの使用済み流体培地はマ
ニホールド17に戻され、そこで、栄養素、水酸化ナトリ
ウム、あるいは液体培地を必要に応じて新たに充填され
る。このようにして、細胞培養リアクター容器内で細胞
増殖を行う連続ループシステムを提供する。
第１図に示すように、システム10では、流体培地を容器
11内の生体細胞培養を経て、さらに外部生命維持ループ
を回って循環させる。この外部生命維持ループでは、容
器11内の状態を一定に維持するように、化学センサー
（図示せず）に応じて調整が行われる。pHは二酸化炭素
圧を制御し、酸あるいは塩基を加えることによって修正
する。酸素、窒素、二酸化炭素が溶解した気体濃度は、
細胞の呼吸を維持するために閉じたループの気体交換シ
ステム（図示せず）によって保持する。この閉じたルー
プは酸素を加え、循環している気体から二酸化炭素を除
去する。このようにして、宇宙ステーションや宇宙船で
この装置を使う時など、備蓄した気体類の最小量を宇宙
空間に出すにとどめる。
第２図、第３図は、本発明を示す回転式バイオリアクタ
ーあるいは細胞培養リアクター容器11の全体的な詳細図
である。第２図、第３図において、外部筒状容器20は水
平中央軸21、その中央軸21と同軸的に並んだ投入軸23お
よび排出軸25を中心として回転可能に支持される。外部
筒状容器20は筒状内部壁27と水平軸に対し直角方向の両
端壁28、29を持ち、これらが筒状で長尺の細胞培養室30
を構成する。平歯車32を容器20の一端に取り着け、モー
ター33で駆動して中央水平軸21を中心に容器20を回転さ
せる。
中央水平軸21に同心で、筒状内部フィルター部材35を投
入軸23に回転可能に設け、排出軸25と結合（点線36で示
す）させる。排出軸25も固定ハウジング40に回転可能に
設け、また排出軸25は外部平歯車41を有する。その外部
平歯車41は、排出軸25と筒状内部フィルター部材35を外
部容器20とは独立して回転させるための駆動手段42と接
続している。筒状内部フィルター部材35と外部筒状容器
20の内部壁27間の環状空間30は、中央水平軸21を中心と
する環状細胞培養室30を構成する。筒状内部フィルター
部材35の外壁43と外部容器20の内壁27の間は、水平方向
に延在した２枚の羽根状部材50a、50bからなる羽根状部
材システム50を設ける。この羽根状部材50a、50bは中央
水平軸21を中心に互いに均等の角度で配置し、各々の羽
根状部材の長手方向の端には排出軸25に回転可能に設け
た半径方向のアーム52を有し、長手方向の他端54には投
入軸23に連結した（点線56で示す）半径方向のアーム55
を有する。投入軸23も固定ハウジング60に回転可能に設
け、また投入軸23は平歯車61を有する。その平歯車61
は、羽根状部材50を内部フィルター部材35とは独立して
回転させ、また外部容器20とも別に回転させるための駆
動手段62と接続している。
第３図に示すように、３個のサブアッセンブリー、つま
り筒状内部フィルター部材35、外部筒状容器20、中間羽
根状部材50は同一の角速度、中央水平軸を中心に同一方
向で回転可能であり、これによってこの３個のサブアッ
センブリーには相対運動が生じない。この操作条件によ
り、乱流の発生なしに、細胞培養室内で流体培地の微小
担体球のクリノスタット懸濁を得ることとなる。
フィルターはその回転を開始したり停止したりできる。
これはフィルターの表面に乱流を起こすことになり、表
面を汚れないようにする。羽根状部材50a、50bは、増殖
する際、回転中の液体培地で空間的位置を維持するよう
に細胞培養が助ける。これは特に、骨細胞のような高密
度な培養粒子に有意義である。流体と壁の回転によっ
て、壁の境界層の速度傾斜をほとんど無視できる。
再度第２図によれば、新しい栄養素と気体をふくんだ流
体培地は矢印65で示すように固定ハウジング60の経路66
に投入され、密封した回転継手70によって投入軸23内に
長尺流路67に流れる。投入軸23の流路67は、密封した回
転継手75によって外部筒状容器20の端壁内の半径方向の
供給流路72に接続する。この供給流路72も外部筒状容器
20内の互いに離れて設けられた半径方向投入流路78、79
に接続される。投入流路78、79は細胞培養室30の互いに
反対側に位置する。矢印で示したように、流体を細胞培
養室30の両端に投入すると、流体は外部筒状容器30の内
壁27に向かって半径方向外方へ動き、次に垂直の一点鎖
線80で示す中間面へ向かって水平に動き、そして、筒状
内部フィルター部材35の外部壁43に向かって半径方向内
方へ動く。このように、培養室30内の流体は、外部筒状
容器20の中間部横断面80の両側の放射状面内のトロイド
状運動を行う。内部フィルター部材35は、その長手方向
に沿って流体の排出用の数個の開口部82を有し、第２図
には示していないが、その開口部82を横切るように長手
方向にフィルター布を設けてある。このフィルターによ
り、開口部82から細胞培養室30内の微小担体球が排出さ
れてしまうことを防止する。細胞培養室30内の使用済み
流体は内部フィルター部材35の内部85を通過し、排出軸
25の流路86を経由して固定ハウジング40の回転継手88に
流れ、再充填用のループに戻るための流路89へ到る。
第４図には、本発明のバイオリアクターの望ましい形態
の詳細図を示す。外部容器20は、左右の筒状エンドキャ
ップ部材90、91を有し、それぞれ内部筒状ガラス容器93
と外部筒状ガラス容器94を支持するように設けた端壁2
8、29を有する。適切な圧力密封を行う。内部ガラス容
器93と外部ガラス容器94の間には、環状ヒーター線96が
あり、細胞増殖用の適切なインキュベーション温度を得
るために用いる。左右のエンドキャップ部材90、91は端
壁28、29に隣接した内側に曲がった面を持ち、細胞培養
室30内の流体が滑らかに流れるようにする。エンドキャ
ップ部材90、91は、投入軸、排出軸をそれぞれ回転自在
に支持する中央流体移動用ジャーナル94、95を有する。
各ジャーナル94、95は、エンドキャップ部材の窪んだカ
ウンターボアに合致するフランジを有し、軸の長手方向
の動きに対しロックワッシャーとリング97、98で固定さ
れる。各ジャーナル94、95は中間の環状溝を有し、それ
は長手方向に延在し円周上に設けた流路に接続されてい
る。ジャーナルの環状溝は、エンドキャップ部材90、91
の半径方向に沿って設けた流路によって投入カップリン
グ103、104に連結させる。放射流路78あるいは79の流体
はジャーナル94あるいは95の環状溝および長手方向の流
路を経て流れ、軸に対して周囲にある進入路の流体をジ
ャーナルの各端部に流す。
エンドキャップ部材90、91にボールベアリングを有する
筒状ベアリングハウジング105、106を固着し、このボー
ルベアリングによって外部容器20が投入軸23および排出
軸25に回転可能に支持される。左側のベアリングハウジ
ング105にスプロケットギア110を固着し、投入軸23、排
出軸25および中央軸21を中心に外部容器20が回転駆動す
るようにする。ハウジング105、106はヒーター線96やセ
ンサーの電気的な取り出し口となる。
内部フィルター部材35は、長手方向に沿って孔あるいは
開口部を設けた内部筒状部材115と外部筒状部材116並び
にエンドキャップ117、118から成る。内部筒状部材115
は、中央で結合し、各々がエンドキャップ117、118に固
着した２個の部分からなる。外部筒状部材116はエンド
キャップ117、118間に設置する。
エンドキャップ117、118はそれぞれ投入軸23、排出軸25
に回転可能に設置する。内部筒状部材115は、ピンと内
部合わせ溝120によって排出軸25に回転可能に固着させ
る。10ミクロン織布のポリエステル布121を外部筒状部
材116の外表面にかぶせ、両端をＯリングで固定する。
内部筒状部材115を排出軸25の長穴にピンで固着してあ
るので、排出軸25は内部筒状部材115を回転させること
が可能である。内部筒状部材115は、外部筒状部材116を
支持するエンドキャップ117、118に結合させる。排出軸
25は左側の固定ハウジング40内のベアリングを経て延設
させ、スプロケットギア41に結合させる。
図示のごとく、排出軸25は密封材の間に位置する固定ハ
ウジング40内のポートまたは流路89から内部筒状部材11
5へ延在する空洞120aを有し、流体は内部筒状部材115か
ら固定ハウジング40を経て排出する流れとなる。
内部フィルター部材35のエンドキャップ117、118と外部
容器20のジャーナル94、95間には、羽根状部材50a、50b
用のハブ125、126がある。投入軸23上のハプ126はピン1
30で投入軸23に結合させ、ハブ126が投入軸23と共に回
転するようにする。各ハブ125、126には、流体培地移動
用の軸方向に伸びる流路が形成されている。投入軸23
は、右側の固定ハウジング内の投入軸23を回転可能に支
持するベアリングを経て延設させる。長手方向の流路67
は投入軸23を経て、固定ハウジングとエンドキャップ壁
面との間の環状凹部132に設けた保持ワッシャーとリン
グの中間位置に到る。エンドキャップ91内の半径方向流
路72は環状門部132内の流体をエンドキャップ91から排
出させる。図示してないが、半径方向流路72は管と二股
ジョイントを経て流路78、79の各々へ接続する。第２図
の３−３線で示した垂直方向面に対してほぼ対称の構造
であることが分かる。
第４図に試料取り出し口を示した。第１軸に沿って延在
する第１内孔132が細胞培養室30の角133と交差し、限ら
れた開口部134を形成する。内孔132は反対孔とねじ切り
したリングを一端に有し、円筒形バルブ136と螺合す
る。バルブ136は、開口部134と結合し、細胞培養室30内
に少し突出するように作られた先端を有する。バルブ13
6のＯリング140が密閉材として用いられる。第２軸に沿
って第２内孔141が、Ｏリング140と開口部134の間で第
１内孔132と交差する。弾性部材あるいはプラスチック
のストッパー143で第２内孔141をふさぎ、試料を取り出
すための皮下注射器を出し可能にする。試料取り出すた
めに、バルブ136を取り除き開口部134と第２内孔141と
連通する。注射器を使って試料を抜き取り、開口部134
を再び閉じれるようにする。外気の汚染物質は細胞培養
室30内に入れない。
上記装置の操作では、流体は流路66に投入され、軸流路
67に到り、そこから流路72を経てエンドキャップ流路7
8、79に到る。ジャーナル94、95の長手方向流路を経て
細胞培養室30に流体が入る際、流体は羽根部材ジャーナ
ル125、126の端面に突き当たり、羽根部材ジャーナル12
5、126の流路を経て軸方向と同時に放射状に分散する。
羽根部材ジャーナル125、126を流れた流体はエンドキャ
ップ117、118に突き当たり、放射状に分散される。内部
を流れる流体は中央軸21から放射状に外方向へ流れ、ト
ロイダル状の流れとなって、各エンドキャップから、フ
ィルター部材35の開口並びにフィルター121自体を通過
し、更に流路120、89を通じて排出される。外部筒状容
器20、羽根状部材50、筒状内部フィルター部材35の回転
速度や回転方向を制御することによって、あらゆるタイ
ブの流体挙動が得られる。しかし、大事なことは、クリ
ノスタット操作が新鮮な培地と酸素の連続的供給と共に
達成されることである。
本発明で利用したごとく、重力ベクトルの方向がゼロヘ
ッドスペース培養容器を回転させて制御するので、微小
重力は生体細胞組織の増殖にとって独特な環境を提供す
る。この重力の無行為化は、宇宙空間での微小重力組織
培養にかなり似ている地上ベースの細胞増殖を可能とす
る。この培養は３次元的に自由な細胞と培養基間の反応
を有する。この培養環境は極端に静的であり、また高い
流体速度傾斜はなく、従来の垂直軸培養システムで見ら
れた沈澱法からも解放されている。これらの独特な特徴
は、細胞の増殖の組織状集合について正確な制御条件で
研究可能となる。この疑似微小重力環境で培養した微細
な細胞について、高い増殖率と生存性が見られる。
使用の際は、装置を例えば酸化エチレンで滅菌し、イン
キュベータ内に入れる。500mlの内部容積の容器を、ペ
ニシリン100単位とストレプトマイシンpuml100マイクロ
グラムおよび10％の牛胎児血清（FBS）を含有した微小
担体培地で満たした。これに容器体積の単位mlに対して
シトデックス（Cytodex）３微小担体を5mgの割合で加え
た。システムを、CO2雰囲気で、37℃、38mmHgCO2の圧力
条件で安定させた。安定化に続き、ベビーハムスターの
腎臓（BHK）細胞を6BHK細胞／担体球の密度で植え付け
た。27時間後に、10％のFBSを含んだ培地1000mlをこの
システムに潅流した。潅流後、細胞の増加は認められな
かったが、担体球の集合は多少認められた。52時間後
に、10％のFBSを含んだ培地500mlで第２回目の潅流を行
った。供給率は5ml/分から7ml/分に上げた。79時間後に
1650mlで第３回目の潅流を行った。121時間後に第４回
目の潅流を行った。さらに２回の潅流を149時間後、173
時間後に１％のFBSで行った。この実験の最後に、外部
容器を固定して羽根状部材による攪拌を６時間、15RPM
の条件で行った。損傷した細胞は認められなかった。
この発明の精神と範囲に反することなしに種々の変更が
可能であることは明白であるので、この発明は添付クレ
イムにおいて示した以外は、添付図面、明細書等に含ま
れるものに限定されない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−232088（ＪＰ，Ａ) 米国特許3647632（ＵＳ，Ａ) 米国特許4184916（ＵＳ，Ａ) Ｌｅｗｉ ｅｔ ａｌ．“Ｇｒｏｗｔｈ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ Ａｎｃ ｈｏｒａｇｅ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｃｅ ｌｌｓ ｉｎ Ｚｅｒｏ Ｈｅａｄｓｐａ ｃｅ Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅ ｍｓ Ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ Ｍｉｃ ｒｏｇｖａｖｉｔｙ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉ ｎｇｓ“Ｓｐａｃｅｂｏｕｎｄ’87" （1987−９−14）Ｐ．265〜268

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】細胞培養空間を構成するための閉じた両端
    を持ち、水平方向に延在する長尺中央軸を有する外部第
    １筒状部材と、 該第１筒状部材を該中央軸を中心に回転させるための第
    １手段と、 該第１筒状部材内に設け、該第１筒状部材との間に環状
    細胞培養室を形成し、該中央水平軸を中心に回転する中
    央第２筒状部材と、 該第２筒状部材を該中央軸を中心に回転させるための第
    ２手段と、 該環状細胞培養室に設け、該中央軸を中心に回転する中
    間羽根状手段と、 該羽根状手段を該中央軸を中心に回転させるための第３
    手段とを設け、 該第１、第２、第３の回転手段は互いに独立した回転を
    可能とし、 投入流体を該細胞培養室に接続した第１流路手段と、該
    細胞培養室から流体を排出するために該細胞培養室と該
    第２筒状部材を接続した第２流路手段を有し、該筒状部
    材と羽根状手段が回転する間流体は該細胞培養室を通過
    できるバイオリアクターシステム。
  2. 【請求項２】該第２筒状部材は細胞培養物を該培養室に
    保持し、流体を通過させるフィルター部材を持つことを
    特徴とする、請求項１記載のバイオリアクターシステ
    ム。
  3. 【請求項３】該第１筒状部材に設け、該細胞培養室を加
    熱する加熱手段を更に有する請求項２記載のバイオリア
    クターシステム。
  4. 【請求項４】該第２手段は該第２筒状部材に結合した第
    ２軸部材を有し、該第３手段は該羽根状手段に結合した
    第３軸部材を有し、該第１手段は第２軸部材と該第３軸
    部材に回転可能に設けた軸受け部材を有することを特徴
    とする請求項１記載のバイオリアクターシステム。
  5. 【請求項５】該第２手段と該第３手段は、該第２軸部材
    と該第３軸部材を回転可能に支持する固定軸受け部材を
    有することを特徴とする請求項４記載のバイオリアクタ
    ーシステム。
  6. 【請求項６】該第１流路手段は、該細胞培養室の各端で
    液体を投入するため、該中央軸を中心として設けた円周
    開口部に接続した流路を有することを特徴とする請求項
    １記載のバイオリアクターシステム。
  7. 【請求項７】該細胞培養室内で流体の流れを案内するた
    め、該培養室の両端部で放射状の外方向環状面を曲げた
    ことを特徴とする請求項６記載のバイオリアクターシス
    テム。
  8. 【請求項８】該第２筒状部材は内側筒状部分と外側筒状
    部分を有し、該筒状部分の長手方向に沿って設けた複数
    の孔を有することを特徴とする請求項２記載のバイオリ
    アクターシステム。
  9. 【請求項９】試料を回収するため該細胞培養室の壁に試
    料採集手段を有し、該試料採集手段は細胞培養室の内部
    に到る第１開口部を有する内孔と、該第１開口部を開閉
    するための選択的操作可能なバルブ部材と、該第１内孔
    と交差する閉じた試料採集第２内孔から成り、該第１開
    口部を開く時第２内孔から該流体試料を取り出し可能と
    したことを特徴とする請求項１記載のバイオリアクター
    システム。
  10. 【請求項１０】該バルブ部材は、該第１開口部を経て細
    胞培養室に突出する部分を有することを特徴とする請求
    項９記載のバイオリアクターシステム。
  11. 【請求項１１】該羽根状手段は、長手方向に延在し、該
    中央軸に対し等角度で設けた２枚の羽根状部材から成る
    ことを特徴とする請求項１記載のバイオリアクターシス
    テム。
  12. 【請求項１２】該細胞培養室に流体培地を投入し、該第
    ２筒状部材を介して流体培地を排出し、該流体培地を再
    循環するための閉じたループ流体システムを形成する手
    段を更に含む請求項１記載のバイオリアクターシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】該閉じたループ流体システムに構成物質
    を加えるための手段を更に含む請求項12項に記載のバイ
    オリアクターシステム。
  14. 【請求項１４】同軸状に設けた長尺の中央筒状部材と、
    長尺環状細胞培養容器を形成する筒状容器と、 該中央筒状部材と該筒状容器を、水平方向に延在した共
    通の長尺中央回転軸を中心として別個に回転させ、また
    流体培地、および、それと異なった密度の分離した懸濁
    物質を培養容器内で同時に回転させ、細胞培養室内で互
    いに干渉することなく分離した空間位置に該懸濁物質を
    位置させる手段と、 細胞培養室内をゼロヘッドスペースに維持して、かつ、
    該中央筒状部材と筒状容器を回転させた状態で、細胞培
    養室に新鮮な栄養流体培地を投入する手段と、該細胞培
    養室から使用済み流体を排出させるフィルター手段とか
    ら成るバイオリアクターシステム。
  15. 【請求項１５】該回転軸に対し円周上に設けた長尺の羽
    根状部材と、該回転軸を中心として該筒状部材及び該筒
    状容器とは別個に該羽根状部材を回転させる手段を更に
    含む請求項14記載のバイオリアクターシステム。
  16. 【請求項１６】流体試料を取り出すため、無菌抽出器が
    進入できる第１の閉じた試料進路を持ち、該筒状容器内
    で選択的に操作可能な試料採集手段と、 該細胞培養室の内部への該通路の入口を開閉する選択的
    に操作可能なバルブ部材を更に含む請求項15記載のバイ
    オリアクターシステム。
  17. 【請求項１７】共通の水平軸に対し、それと同軸の筒状
    容器、内部の円周上に設けた羽根、中央筒状フィルター
    を互いに個別に回転させる工程と、 第１密度を有する流体栄養培地と、流体栄養培地の密度
    と異なる密度を有する分離した懸濁物質を配置する工程
    と、 回転による懸濁物質の互いの干渉がなく、懸濁内の分離
    した懸濁物質を流体栄養培地内で分離した空間位置に位
    置させるように、水平面に配置した軸を中心とした流体
    栄養培地の回転を制御する工程と、 該容器の軸を中心に該容器内の該流体栄養培地を回転さ
    せる際、制御のもとで投入する新鮮な流体栄養培地を該
    容器に導入し、制御のもとで排出するようにする工程か
    ら成る、哺乳類培養細胞を増殖させる方法。
JP1508009A 1988-06-30 1989-06-28 バイオリアクターの細胞培養方法 Expired - Lifetime JPH074227B2 (ja)

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Families Citing this family (143)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5155034A (en) * 1988-06-30 1992-10-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Three-dimensional cell to tissue assembly process
US6117674A (en) * 1988-06-30 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Pathogen propagation in cultured three-dimensional tissue mass
US5153131A (en) * 1990-12-11 1992-10-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration High aspect reactor vessel and method of use
US5851816A (en) * 1988-06-30 1998-12-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Cultured high-fidelity three-dimensional human urogenital tract carcinomas and process
US5496722A (en) * 1988-06-30 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for producing non-neoplastic, three dimensional, mammalian tissue and cell aggregates under microgravity culture conditions and the products produced therefrom
US5308764A (en) * 1988-06-30 1994-05-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multi-cellular, three-dimensional living mammalian tissue
US5227066A (en) * 1988-11-10 1993-07-13 Hitachi, Ltd. Apparatus for separating living cells
US5019512A (en) * 1989-03-17 1991-05-28 Baxter International Inc. Spin filter for removing substantially cell-free culture medium from suspension cell culture system
US5104802A (en) * 1989-07-28 1992-04-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hollow fiber clinostat for simulating microgravity in cell culture
US5126269A (en) * 1990-09-13 1992-06-30 Life Techologies, Inc. Spin filter perfusion bioreactor (sfpb) cell culture apparatus
WO1993004732A1 (en) * 1991-09-09 1993-03-18 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Department Of Health And Human Services Methods and devices for treating hemophilia and aids
WO1994026087A2 (en) * 1993-05-14 1994-11-24 Connor Kim C O Recombinant protein production and insect cell culture and process
US5858783A (en) * 1993-05-25 1999-01-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Production of normal mammalian organ culture using a medium containing mem-alpha, leibovitz L-15, glucose galactose fructose
US5686301A (en) * 1993-09-02 1997-11-11 Heraeus Instruments Gmbh Culture vessel for cell cultures
US5437998A (en) * 1993-09-09 1995-08-01 Synthecon, Inc. Gas permeable bioreactor and method of use
US5492826A (en) * 1993-12-10 1996-02-20 William Beaumont Hospital Apparatus and method for seeding endothelial cells
US5856112A (en) * 1994-06-16 1999-01-05 Urocor, Inc. Method for selectively inducing biomarker expression in urologic tumor tissue for diagnosis and treatment thereof
USD370263S (en) 1994-10-12 1996-05-28 Heraeus Instruments Gmbh Bioreactor
DE19504958C1 (de) * 1995-02-15 1995-11-02 Heraeus Instr Gmbh Verfahren für die Kultivierung von Zellen auf einem Träger, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung der Vorrichtung
US6121042A (en) * 1995-04-27 2000-09-19 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for simulating in vivo conditions while seeding and culturing three-dimensional tissue constructs
US5792603A (en) * 1995-04-27 1998-08-11 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, storing, shipping and testing tissue, synthetic or native, vascular grafts
US5846828A (en) * 1995-06-07 1998-12-08 Advanced Tissue Sciences Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, storing, shipping, and testing tissue, synthetic, or mechanical heart valves orvalve segments
AU5931896A (en) * 1995-06-07 1996-12-30 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, st oring, shipping, and testing replacement cartilage tissue co nstructs
US5843766A (en) * 1995-06-07 1998-12-01 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus for the growth and packaging of three dimensional tissue cultures
US5945338A (en) * 1995-06-26 1999-08-31 Vivorx Pharmaceuticals Method and apparatus for augmenting mass transfer in a rotating cell culture system
WO1997016536A1 (en) * 1995-10-30 1997-05-09 Vivorx, Inc. Method for ex vivo proliferation and differentiation of adult pancreatic islet cells, media useful therefor and uses thereof
US5744102A (en) * 1996-01-30 1998-04-28 Chugai Biopharmaceuticals, Inc. Solid phase synthesizer
US5763267A (en) * 1996-04-16 1998-06-09 Advanced Tissue Sciences Apparatus for the large scale growth and packaging of cell suspensions and three-dimensional tissue cultures
US6946246B1 (en) * 1997-04-08 2005-09-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Production of functional proteins: balance of shear stress and gravity
EP0972069A1 (en) * 1997-04-08 2000-01-19 United States of America, as represented by the National Aeronautics and Space Administration Production of functional proteins: balance of shear stress and gravity
US6022733A (en) * 1997-12-02 2000-02-08 Tam; Yun K. Simulated biological dissolution and absorption system
US6001642A (en) * 1998-06-29 1999-12-14 Wyle Laboratories, Inc. Life Sciences Bioreactor and cell culturing processes using the bioreactor
US6080581A (en) * 1998-07-02 2000-06-27 Charles Daniel Anderson Culture vessel for growing or culturing cells, cellular aggregates, tissues and organoids and methods for using same
US5989913A (en) * 1998-07-02 1999-11-23 Charles Daniel Anderson Culture vessel for growing or culturing cells, cellular aggregates, tissues and organoids and methods for using the same
GB9825054D0 (en) * 1998-11-17 1999-01-13 Aea Technology Plc Method for performing cell culture
DE19915610A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-19 Augustinus Bader Verfahren zur Besiedlung von Substraten mit biologischen Zellen und dafür verwendbare Besiedlungsvorrichtungen
EP1173272B1 (de) * 1999-04-23 2003-02-05 Vascular Biotech GmbH Gewebekultursystem zur epithelialisierung bzw. endothelialisierung und zur funktionellen untersuchung und anlieferung natürlicher oder künstlicher hohlorgane bzw. gefässe unter kontrollierbaren sterilbedingungen für chirurgische implantationszwecke
CA2385557C (en) * 1999-10-05 2009-11-03 Charles Daniel Anderson Culture vessel for growing or culturing cells, cellular aggregates, tissues and organoids and methods for using same
US6720178B1 (en) 2000-06-29 2004-04-13 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Self-feeding roller bottle
US7198940B2 (en) 2000-10-25 2007-04-03 Shot Hardware Optimization Technology, Inc. Bioreactor apparatus and cell culturing system
US6607910B1 (en) * 2000-11-13 2003-08-19 Synthecon, Inc. Two chamber cell culture vessel
US6642019B1 (en) 2000-11-22 2003-11-04 Synthecan, Inc. Vessel, preferably spherical or oblate spherical for growing or culturing cells, cellular aggregates, tissues and organoids and methods for using same
EP1234553A1 (de) * 2001-02-14 2002-08-28 Boris-Wolfgang Hochleitner Bioartifizielles Gerät
JP2003070464A (ja) * 2001-09-04 2003-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 細胞培養方法、人工臓器製造方法、及び人工臓器
JP2003070458A (ja) * 2001-09-04 2003-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ３次元クリノスタット、細胞培養装置、生物育成装置、及び材料形成装置
US7977089B2 (en) * 2002-08-27 2011-07-12 Vanderbilt University Bioreactors with multiple chambers
US7790443B2 (en) * 2002-08-27 2010-09-07 Vanderbilt University Bioreactors with substance injection capacity
US7534601B2 (en) * 2002-08-27 2009-05-19 Vanderbilt University Capillary perfused bioreactors with multiple chambers
US20040077985A1 (en) * 2002-09-03 2004-04-22 Donnie Rudd Method of replenishing cells damaged by treatment for cancer
US20040044300A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-04 Donnie Rudd Method of replenishing cells damaged by treatment for cancer
US20040042997A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-04 Donnie Rudd Method of regenerating human tissue
US20040076605A1 (en) * 2002-09-03 2004-04-22 Donnie Rudd Method of regenerating human tissue
US20040076620A1 (en) * 2002-09-03 2004-04-22 Donnie Rudd Method of repairing primate mammalian tissue
US20040043009A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-04 Donnie Rudd Method of repairing primate mammalian tissue
US20050058689A1 (en) 2003-07-03 2005-03-17 Reactive Surfaces, Ltd. Antifungal paints and coatings
US20040109853A1 (en) 2002-09-09 2004-06-10 Reactive Surfaces, Ltd. Biological active coating components, coatings, and coated surfaces
US7390653B2 (en) * 2002-12-04 2008-06-24 Synthecon, Inc. Culture chamber for biologicals
US7610942B2 (en) * 2003-01-15 2009-11-03 Amnis Corporation Cell suspension rotating fluidic pump
US20040185558A1 (en) * 2003-01-30 2004-09-23 Corinne Griguer Method for culturing brain tissue in three dimensions
US7144727B2 (en) * 2003-04-14 2006-12-05 Synthecon, Inc. Interlinked culture chamber for biologicals
EP1648586A4 (en) * 2003-06-17 2007-09-05 Centocor Inc METHOD AND APPARATUS FOR FILTRATION OF RECOMBINANT BIOREACTOR PROTEINS
US20050233448A1 (en) * 2003-06-18 2005-10-20 Oh Steve K W Materials and methods to produce stem cells
US20050032208A1 (en) * 2003-06-18 2005-02-10 Oh Steve Kah Weng Materials and methods to produce stem cells
US20090137018A1 (en) * 2003-06-30 2009-05-28 University Of South Florida Magnetic three-dimensional cell culture apparatus and method
AU2004260106C1 (en) * 2003-07-17 2010-12-09 Global Cell Solutions, Llc. Automated cell culture system and process
US20050013870A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Toby Freyman Decellularized extracellular matrix of conditioned body tissues and uses thereof
WO2005010139A2 (en) 2003-07-23 2005-02-03 University Of South Florida Ferromagnetic cell and tissue culture microcarriers
AU2004286351A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Centocor, Inc. Method for maintaining low shear in a bioprocessing system
KR100563297B1 (ko) * 2004-06-16 2006-03-27 시 명 김 골프공 이송장치
US7456019B2 (en) 2004-06-30 2008-11-25 Regenetech, Inc. Three-dimensional cell to tissue development process
US20080044890A1 (en) * 2004-06-30 2008-02-21 Parker Clayton R Interchangable sleeve for enhancing proliferation of cells in a rotating bioreactor
CA2599332A1 (en) * 2005-02-28 2006-09-08 Regenetech, Inc. Method and composition for repairing heart tissue
WO2006094212A2 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Bioreactor chamber apparatus, and method for fabricating natural and engineered tissues
US20060286006A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Mcdaniel C S Method and apparatus for the treatment of fluid waste streams
US20070178137A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-02 Toby Freyman Local control of inflammation
US20080050348A1 (en) * 2006-02-27 2008-02-28 Donnie Rudd Method and composition for repairing heart tissue
EP2013730B1 (en) * 2006-03-30 2011-11-02 Mark Clarke Mineralized three-dimensional bone constructs
US9057044B2 (en) 2006-08-30 2015-06-16 Meir Israelowitz Laminar flow reactor
US20080138415A1 (en) * 2006-09-26 2008-06-12 Mehboob Hussain Composition and method for producing composition for constructing tissue, and tissue construct
JP5055479B2 (ja) * 2007-03-27 2012-10-24 株式会社ジェイテック 自動細胞培養装置
US20090081752A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-26 Dennis Robert G Bioreactor, kit and method of using same
US8993231B2 (en) * 2008-03-18 2015-03-31 Marshall University Research Corporation Methods for stem cell production and therapy
EP2138571B1 (en) 2008-06-26 2017-04-12 SpheroTec GmbH Process for the preparation of multicellular spheroids
EP2138844B1 (en) 2008-06-26 2012-04-25 SpheroTec GmbH Method for testing the response of cells to exposures with therapeutics
BRPI0802399B1 (pt) 2008-07-08 2018-06-12 União Brasileira De Educação E Assistência- Mantenedora Da Pucrs Equipamento para incubação de peixes e outros animais e processo de cultivo de peixes e outros animais
US8895300B2 (en) 2008-11-04 2014-11-25 Viacyte, Inc. Scalable primate pluripotent stem cell aggregate suspension culture and differentiation thereof
ES2743204T3 (es) 2008-11-04 2020-02-18 Viacyte Inc Composiciones de suspensión de agregados de células madre y métodos para su diferenciación
US20100120137A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-13 Oleg Shvabsky Apparatus for growing biological mass
PT104278B (pt) 2008-12-04 2019-03-20 A4Tec Association For The Advancement Of Tissue Engineering And Cell Based Tech & Therapies Bioreator de fluxo contínuo bi-direcional, para cultura, em suporte tridimensional, de substitutos de tecidos de mamíferos
EP2199383B1 (en) 2008-12-22 2017-02-15 SpheroTec GmbH Methods for the preparation of fibroblasts
US8388904B1 (en) 2008-12-22 2013-03-05 Reactive Surfaces, Ltd., Llp Equipment decontamination system and method
WO2010110768A1 (en) * 2009-03-23 2010-09-30 Regenetech, Inc. Composition and method for producing composition for constructing tissue, and tissue construct
JP5257960B2 (ja) * 2009-06-09 2013-08-07 株式会社ジェイテック 回転培養ベッセル及びそれを用いた自動細胞培養装置
US8507263B2 (en) * 2009-08-07 2013-08-13 Maria Adelaide Asnaghi Rotating bioreactor
DE102010026369B4 (de) 2010-07-07 2015-07-30 Zellwerk Gmbh Verfahren und Druck-Drehbett-Bioreaktor zur dynamischen Expansion und/oder Differenzierung von Stammzellen oder primären Zellen humanen und tierischen Ursprungs
US8795147B1 (en) 2010-10-07 2014-08-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Modifying the genetic regulation of bone and cartilage cells and associated tissue by EMF stimulation fields and uses thereof
US9896681B2 (en) 2010-10-07 2018-02-20 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration Genetic regulation of bone and cells by electromagnetic stimulation fields and uses thereof
EP2625264B1 (en) 2010-10-08 2022-12-07 Terumo BCT, Inc. Methods and systems of growing and harvesting cells in a hollow fiber bioreactor system with control conditions
US9567381B2 (en) 2012-03-09 2017-02-14 Vestaron Corporation Toxic peptide production, peptide expression in plants and combinations of cysteine rich peptides
US20140038276A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Joseph G. Cremonese Reaction vessel
EP3075841B1 (en) 2012-09-06 2021-03-10 GID BIO, Inc. Tissue processing apparatus and method for processing adipose tissue
AU2013248265B2 (en) 2012-11-08 2018-11-01 Viacyte, Inc. Scalable primate pluripotent stem cell aggregate suspension culture and differentiation thereof
US20140273222A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Georgia Regents Research Institute, Inc. Bioreactors for tubular organs
EP3068866B1 (en) 2013-11-16 2018-04-25 Terumo BCT, Inc. Expanding cells in a bioreactor
JP6215362B2 (ja) * 2014-02-17 2017-10-18 旭化成株式会社 細胞培養装置及び細胞の培養方法
JP6783143B2 (ja) 2014-03-25 2020-11-11 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド 培地の受動的補充
US9410143B1 (en) 2014-06-10 2016-08-09 Endonovo Therapeutics, Inc. Biological molecules produced by electromagnetically stimulating living mammalian cells
CN106715676A (zh) 2014-09-26 2017-05-24 泰尔茂比司特公司 按计划供养
WO2016061526A1 (en) 2014-10-17 2016-04-21 Sani-Tech West, Inc. Mixing and filtering system and method
US20170267959A1 (en) 2014-11-25 2017-09-21 Corning Incorporated Cell culture media extending materials and methods
WO2017004592A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Terumo Bct, Inc. Cell growth with mechanical stimuli
BR112018008059A2 (pt) 2015-10-21 2018-10-23 Lifecell Corp sistemas e métodos para controle de dispositivo médico
KR20180072729A (ko) 2015-10-21 2018-06-29 라이프셀 코포레이션 튜브를 관리하기 위한 시스템 및 방법
CN109415696A (zh) 2016-05-25 2019-03-01 泰尔茂比司特公司 细胞扩增
US11104874B2 (en) 2016-06-07 2021-08-31 Terumo Bct, Inc. Coating a bioreactor
US11685883B2 (en) 2016-06-07 2023-06-27 Terumo Bct, Inc. Methods and systems for coating a cell growth surface
WO2018044699A1 (en) 2016-08-27 2018-03-08 3D Biotek, Llc Bioreactor
EP3506957A1 (en) 2016-08-30 2019-07-10 LifeCell Corporation Systems and methods for medical device control
WO2018160766A1 (en) 2017-02-28 2018-09-07 Dana-Farber Cancer Institute, Inc. Three-dimensional tissue structures
US12234441B2 (en) 2017-03-31 2025-02-25 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
US11702634B2 (en) 2017-03-31 2023-07-18 Terumo Bct, Inc. Expanding cells in a bioreactor
US11624046B2 (en) 2017-03-31 2023-04-11 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
WO2019055448A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-21 Duke University SUSPENDED CULTURE DEVICES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS
US12138568B2 (en) * 2017-12-19 2024-11-12 Xeros Limited Centrifugal filter unit for a washing machine having a removable portion shaped to scrape against a side wall during its removal
US12173312B1 (en) 2019-03-18 2024-12-24 David A. Wolf Method for in vitro fertilization in a bioreactor
CN110004046B (zh) * 2019-03-27 2023-11-24 中国人民解放军第四军医大学 一种基于三维旋转的变重力细胞实验装置
MX2022013185A (es) 2020-04-20 2022-11-14 Vestaron Corp Polipeptidos variantes proteoliticamente estables de u1-agatoxina-ta1b para el control de plagas.
AU2021265277A1 (en) 2020-05-01 2022-12-08 Vestaron Corporation Insecticidal combinations
AU2021350195A1 (en) 2020-09-28 2023-05-04 Vestaron Corporation Mu-diguetoxin-dc1a variant polypeptides for pest control
USD963191S1 (en) 2020-12-11 2022-09-06 Cell Spinpod LLC Suspension culture device
USD963882S1 (en) 2020-12-11 2022-09-13 Cell Spinpod LLC Suspension culture device
US12043823B2 (en) 2021-03-23 2024-07-23 Terumo Bct, Inc. Cell capture and expansion
EP4314025A2 (en) 2021-04-01 2024-02-07 Vestaron Corporation Av3 mutant polypeptides for pest control
EP4416261A1 (en) * 2021-10-13 2024-08-21 Università Degli Studi di Cagliari Process and kit to investigate microgravity effect on animal/vegetable cells under extraterrestrial cultivation conditions and cultivation process thereof to sustain manned space missions
WO2023122805A1 (en) 2021-12-20 2023-06-29 Vestaron Corporation Sorbitol driven selection pressure method
US12209689B2 (en) 2022-02-28 2025-01-28 Terumo Kabushiki Kaisha Multiple-tube pinch valve assembly
EP4499673A1 (en) 2022-03-30 2025-02-05 Vestaron Corporation Combinations of av3 mutant polypeptides and bt toxins for pest control
PY2336430A (es) 2022-05-18 2023-11-27 Vestaron Corp Variantes de péptidos pesticidas actx
WO2023245100A1 (en) 2022-06-17 2023-12-21 Vestaron Corporation Antimicrobial ncr13 variant peptides
US20260042807A1 (en) 2022-07-29 2026-02-12 Vestaron Corporation Next generation actx peptides
USD1099116S1 (en) 2022-09-01 2025-10-21 Terumo Bct, Inc. Display screen or portion thereof with a graphical user interface for displaying cell culture process steps and measurements of an associated bioreactor device
WO2024259306A2 (en) 2023-06-16 2024-12-19 Vestaron Corporation Pvd1 variant polypeptides for pest control
WO2025226701A1 (en) 2024-04-23 2025-10-30 Vestaron Corporation Proteolytically stable u1-agatoxin-ta1b variant polypeptides for pest control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3647632A (en) 1968-04-11 1972-03-07 Little Inc A Apparatus for cell culture
US4184916A (en) 1977-11-14 1980-01-22 Monsanto Company Continuous cell culture system
JPS60232088A (ja) * 1984-05-04 1985-11-18 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 細胞培養方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676074A (en) * 1969-06-30 1972-07-11 Yamato Setubi Koji Kk Apparatus for treating organic waste
CH635868A5 (de) * 1977-08-16 1983-04-29 Chemap Ag Vorrichtung zur zuechtung von gewebezellen.
IT1097442B (it) * 1977-08-18 1985-08-31 Guigan Jean Dispositivo di condizionamento di un campione di liquido in preparazione della sua analisi
ATE2547T1 (de) * 1978-07-19 1983-03-15 Chemap Ag Fermenter.
US4264739A (en) * 1979-01-05 1981-04-28 Merck & Co., Inc. Sparger for cell culture system
AU6156780A (en) * 1979-08-24 1981-04-09 G.D. Searle & Co. Stack plate culture
GB2097817B (en) * 1981-03-16 1985-01-16 Prendergast Angela Fermentation apparatus
CH647547A5 (de) * 1982-02-12 1985-01-31 Chemap Ag Verfahren und vorrichtung zum zuechten von mikroorganismen.
US4537860A (en) * 1982-12-08 1985-08-27 Monsanto Company Static cell culture maintenance system
US4596779A (en) * 1983-03-23 1986-06-24 Bellco Glass, Inc. Culture vessel with agitator
US4649118A (en) * 1984-04-05 1987-03-10 The Virtis Company, Inc. Cell culturing apparatus with improved stirring and filter means
US4649117A (en) * 1985-03-15 1987-03-10 Hoffmann-La Roche Inc. Air lift bioreactor
US4605626A (en) * 1985-05-01 1986-08-12 Rohrback Technology Corporation Electrochemical system with rotating electrode/sparger assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3647632A (en) 1968-04-11 1972-03-07 Little Inc A Apparatus for cell culture
US4184916A (en) 1977-11-14 1980-01-22 Monsanto Company Continuous cell culture system
JPS60232088A (ja) * 1984-05-04 1985-11-18 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 細胞培養方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ｌｅｗｉｅｔａｌ．"ＧｒｏｗｔｈＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＡｎｃｈｏｒａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔＣｅｌｌｓｉｎＺｅｒｏＨｅａｄｓｐａｃｅＢｉｏｒｅａｃｔｏｒＳｙｓｔｅｍｓＤｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒＭｉｃｒｏｇｖａｖｉｔｙ"，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ"Ｓｐａｃｅｂｏｕｎｄ’８７"（１９８７−９−１４）Ｐ．２６５〜２６８

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AU3969689A (en) 1990-01-23
JPH04504499A (ja) 1992-08-13

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