專利名稱：連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋制備干細(xì)胞的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物工程領(lǐng)域的連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)制 備干細(xì)胞的裝置，尤其涉及一種連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)制備具重要價(jià)值但 較難生長的干細(xì)胞的裝置。
背景技術(shù)：
從當(dāng)前組織工程進(jìn)展來看，利用干細(xì)胞的治療組織器官的損傷、壞死是最有前途 的治療方法，其醫(yī)療效果及經(jīng)濟(jì)回報(bào)期望是相當(dāng)可觀的。迄今為止，干細(xì)胞(例如間充質(zhì)類 干細(xì)胞)為代表的治療用細(xì)胞培養(yǎng)制備方法，傳統(tǒng)上是將干細(xì)胞提取后接種于平皿或T瓶， 置于37°C、飽和濕度、5%二氧化碳培養(yǎng)箱中進(jìn)行靜態(tài)非連續(xù)供液培養(yǎng)。但是，用這種傳統(tǒng) 細(xì)胞培養(yǎng)工藝制備干細(xì)胞存在以下弊端(1)靜態(tài)非連續(xù)供液培養(yǎng)往往因?yàn)闋I養(yǎng)消耗而不 足，細(xì)胞代謝廢物無法排除，因此造成代謝產(chǎn)物積累，逐漸增加細(xì)胞毒性等缺陷，由此導(dǎo)致 細(xì)胞生長緩慢，最高生長速率和最終細(xì)胞濃度有限的問題；( 不能有效地模擬體內(nèi)的循 環(huán)動(dòng)態(tài)過程和保持細(xì)胞恒定生長活力，使對(duì)微環(huán)境敏感而又處于變化中的“動(dòng)態(tài)”干細(xì)胞不 能被高質(zhì)量地?cái)U(kuò)增制備；C3)培養(yǎng)周期受到限制，總體細(xì)胞承載數(shù)量有限，難于進(jìn)行工程放 大；(4)整體監(jiān)控能力有限，缺少對(duì)正常生長細(xì)胞量、分化或未分化態(tài)細(xì)胞比例等有效的在 線或離線監(jiān)控。因此，利用連續(xù)灌注生物反應(yīng)器結(jié)合有效的監(jiān)控方式能將傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)方 式進(jìn)行全新改進(jìn)，快速、高效、連續(xù)地?cái)U(kuò)增以干細(xì)胞為首選的治療用細(xì)胞。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Majd H等人在《Stem Cells)) 2009Jan ；27(1) 200-9.發(fā)表的《A Novel Method of Dynamic Culture SurfaceExpansion Improves Mesenchymal Stem Cell Proliferation and Phenotype))中針對(duì)干細(xì)胞(hMSC)在靜態(tài)非 連續(xù)供液培養(yǎng)中數(shù)量逐步擴(kuò)增而貼附表面及相應(yīng)營養(yǎng)供給有限的問題，采用了高彈性可伸 縮橡膠作為動(dòng)態(tài)貼附面的方法，建立了實(shí)驗(yàn)室用的小型動(dòng)態(tài)制備人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的裝 置及方法。但類似研究，都只集中于干細(xì)胞擴(kuò)增過程中單項(xiàng)因素有限的問題而加以解決，都 未能夠采用連續(xù)灌注生物反應(yīng)器結(jié)合有效的監(jiān)控方式能對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行高效、連續(xù)、可控、可 工程放大地?cái)U(kuò)增制備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于實(shí)驗(yàn)室或醫(yī)療機(jī)構(gòu)、細(xì)胞制備應(yīng) 用工業(yè)界的高效、高質(zhì)量擴(kuò)增制備干細(xì)胞或其他治療用細(xì)胞的連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng) 瓶/袋系統(tǒng)的裝置，使實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)院或工廠能安全規(guī)?；馗咝屎透哔|(zhì)量地制備獲得類 干細(xì)胞的治療用細(xì)胞。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋制備干細(xì)胞的系統(tǒng)，其特征在于，包括培 養(yǎng)液貯容器、可監(jiān)控生物反應(yīng)器、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉、廢液/收獲液收集容器、生化指標(biāo)探測(cè) 頭組、在線監(jiān)控系統(tǒng)和可控速管道體系，培養(yǎng)液貯容器通過可控速管道體系與可監(jiān)控生物反應(yīng)器連接，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過可控速管道體系與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，中央細(xì)胞培 養(yǎng)倉出口通過可控速管道體系連接廢液/收獲液收集容器，生化指標(biāo)探測(cè)頭組連接在線監(jiān) 控系統(tǒng)。一種實(shí)例為至少包括培養(yǎng)液貯容器、可監(jiān)控生物反應(yīng)器、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉、廢液收獲容器、生 物反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉入倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、中央細(xì)胞培養(yǎng) 倉出倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、在線監(jiān)控系統(tǒng)、一號(hào)流體控速推動(dòng)器、二號(hào)流體控速推動(dòng)器和 經(jīng)由流體控速推動(dòng)器控速的管道體系。培養(yǎng)液貯容器通過可控速管道體系經(jīng)一號(hào)流體控速 推動(dòng)器與可監(jiān)控生物反應(yīng)器連接，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過控速管道體系經(jīng)二號(hào)流體控速推 動(dòng)器與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，中央細(xì)胞培養(yǎng)倉出口通過可控速管道體系連接廢液/收獲液 收集容器；或者可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過控速管道體系先直接與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，再經(jīng) 二號(hào)流體控速推動(dòng)器連接廢液/收獲液收集容器?？杀O(jiān)控生物反應(yīng)器通過生物反應(yīng)器理生 化指標(biāo)探測(cè)頭組連接在線監(jiān)控系統(tǒng)，在線監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)分別與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)口和出口 的入倉探頭組和出倉探頭組相連；所有裝置間的連接都是由可控速管道體系連接構(gòu)成。所述生物反應(yīng)器與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉分離，以利于最大限度地降低生物反應(yīng)器對(duì)培 養(yǎng)液的監(jiān)控調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞可能造成的各種負(fù)面影響。所述培養(yǎng)液貯容器用以盛放供細(xì)胞培養(yǎng)用的無菌培養(yǎng)液，其可包括密封無菌的各 式罐、瓶或袋系統(tǒng)，其出口與可控速管道體系密封無菌連接。所述培養(yǎng)液貯容器、廢液/收獲液收集容器若為不可縮癟變形的罐或瓶系統(tǒng)，其 罐或瓶體上必須具有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔。所述可監(jiān)控生物反應(yīng)器可以是普通商用具在一定的自動(dòng)監(jiān)控功能的生物反應(yīng)器 也可以是各種特制或自制的生物反應(yīng)器，其可根據(jù)需要在無菌條件下更換不同儲(chǔ)液接口， 以使不同液流進(jìn)入本培養(yǎng)系統(tǒng)；其一般可裝載插入反應(yīng)器內(nèi)部培養(yǎng)液的多個(gè)理生化指標(biāo)探 測(cè)頭，可以具備監(jiān)控反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液面高低或培養(yǎng)液重量大小、檢測(cè)細(xì)胞濃度、取樣檢測(cè)、 攪拌混合培養(yǎng)液、控制培養(yǎng)液酸堿度、溶氧濃度、溫度等功能；具有氣體輸入通道。所述中央細(xì)胞培養(yǎng)倉為密封無菌系統(tǒng)，上游和下游分別具有進(jìn)出通道。其特征是 具有適合細(xì)胞生長的各種結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)細(xì)胞的各種功能。例如針對(duì)貼壁細(xì)胞，其可能包含單 層剛性貼附平面培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、多層剛性貼附平面培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、單層薄膜培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、多層薄膜培養(yǎng) 結(jié)構(gòu)、復(fù)合多室體培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)載體培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)袋結(jié)構(gòu)等。所述理生化指標(biāo)探測(cè)頭組至少包括可監(jiān)控生物反應(yīng)器探頭組和中央細(xì)胞培養(yǎng)倉 出、入口的探頭組。理生化指標(biāo)探測(cè)頭為無菌插或接入生物反應(yīng)器或管道內(nèi)的監(jiān)控目標(biāo)液 內(nèi)以監(jiān)控各種物生化指標(biāo)。所述理生化指標(biāo)探測(cè)頭為普通商用溶液物化指標(biāo)理生化指標(biāo)探 測(cè)頭或其他特殊或自制理生化指標(biāo)探測(cè)頭，通過傳感器連接計(jì)算機(jī)，可包括溶氧探測(cè)頭、PH 探測(cè)頭、細(xì)胞濃度探測(cè)頭等。所述可控速管道體系由細(xì)胞培養(yǎng)硅膠管或其他適合細(xì)胞培養(yǎng)用管以及流體控速 推動(dòng)器組成本體，并且任何兩子裝置之間管道體系本體上都帶普通滑動(dòng)控速夾或普通控速 閥門，滑動(dòng)控速夾或控速閥門位于裝置出口處。連接中央細(xì)胞培養(yǎng)倉的出口和入口的可控 速管道體系可以串聯(lián)理生化指標(biāo)探測(cè)頭倉，供入倉探測(cè)頭組和出倉探測(cè)頭組連入，以檢控 流入中央細(xì)胞培養(yǎng)倉和流出培養(yǎng)倉的培養(yǎng)液混合物的物化指標(biāo)。[0016]所述流體控速推動(dòng)器為各種無菌輸送液體裝置，例如常用的蠕動(dòng)泵，其作用是在 推動(dòng)液體傳遞的同時(shí)，也起到控速甚至截留的作用。一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器、可控速管道體系中滑動(dòng)控速夾、普 通控速閥門等可分別連接在線監(jiān)控系統(tǒng)，通過在線監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的結(jié)果來控制這些裝置的 開或關(guān)、開的大小或關(guān)的幅度，由此控制液體的傳遞方向和速度，進(jìn)而能達(dá)到精確控制的效 果。當(dāng)然，這一塊也可以人為控制，根據(jù)在線監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的情況來控制。本實(shí)用新型所涉及的連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)制備干細(xì)胞或其他 治療用細(xì)胞的培養(yǎng)方法，在使用時(shí)，連接裝置，滅菌，采用無菌培養(yǎng)液或無菌PBS緩沖液循 環(huán)一定時(shí)段；然后接種細(xì)胞，細(xì)胞接種后根據(jù)細(xì)胞情況，靜止培養(yǎng)一定時(shí)段；在開始灌注培 養(yǎng)液時(shí)，開啟培養(yǎng)液貯罐出口管道開關(guān)和可監(jiān)控生物反應(yīng)器出口管道開關(guān)，啟動(dòng)2個(gè)流體 控速推動(dòng)器，培養(yǎng)液貯罐中的培養(yǎng)液被輸送到可監(jiān)控生物反應(yīng)器中，經(jīng)生物反應(yīng)器調(diào)控后， 培養(yǎng)液具攜了最適細(xì)胞生長的特征，包括最適的溶氧濃度、溶二氧化碳濃度、溫度、酸堿度 等，進(jìn)入中央細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)行連續(xù)灌注細(xì)胞培養(yǎng)；根據(jù)實(shí)際細(xì)胞生長等情況，培養(yǎng)液灌注流 速在細(xì)胞培養(yǎng)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)調(diào)節(jié)。記錄細(xì)胞生長各項(xiàng)生化指標(biāo)。在細(xì)胞生長初始 階段，可適當(dāng)調(diào)小一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器速度，在細(xì)胞擴(kuò)增平臺(tái)期，將 一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器調(diào)節(jié)至理想轉(zhuǎn)速；二號(hào)流體控速推動(dòng)器的輸液 速度一般由細(xì)胞狀態(tài)和收獲液等情況決定；而一號(hào)流體控速推動(dòng)器的輸液速度一般通過對(duì) 生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液面高低或培養(yǎng)液重量大小的監(jiān)控而自動(dòng)調(diào)節(jié)。其操作方法以下第一步，連接裝置，滅菌，采用無菌培養(yǎng)液或無菌PBS緩沖液循環(huán)一定時(shí)段；在工 作時(shí)，接種細(xì)胞，細(xì)胞接種后根據(jù)細(xì)胞情況，靜止培養(yǎng)一定時(shí)段；第二步，開始連續(xù)灌注培養(yǎng)液時(shí)，開啟培養(yǎng)液貯罐出口管道開關(guān)和可監(jiān)控生物反 應(yīng)器出口管道開關(guān)，調(diào)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)兩個(gè)流體控速推動(dòng)器，培養(yǎng)液貯罐中的培養(yǎng)液被輸 送到可監(jiān)控生物反應(yīng)器中，經(jīng)生物反應(yīng)器調(diào)控后，培養(yǎng)液具攜了最適細(xì)胞生長的特征，包括 最適的溶氧濃度、溶二氧化碳濃度、溫度、酸堿度等，進(jìn)入中央細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)行連續(xù)灌注細(xì) 胞培養(yǎng)；根據(jù)實(shí)際細(xì)胞生長等情況，培養(yǎng)液灌注流速在細(xì)胞培養(yǎng)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)調(diào) 節(jié)。記錄細(xì)胞生長各項(xiàng)理生化指標(biāo)。第三步，在細(xì)胞生長初始階段，可適當(dāng)調(diào)小一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速 推動(dòng)器速度，在細(xì)胞擴(kuò)增平臺(tái)期，將一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器調(diào)節(jié)至理 想轉(zhuǎn)速；二號(hào)流體控速推動(dòng)器的輸液速度一般由細(xì)胞狀態(tài)和收獲液等情況決定；而一號(hào)流 體控速推動(dòng)器的輸液速度一般通過對(duì)生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液面高低或培養(yǎng)液重量大小的監(jiān) 控而自動(dòng)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型采用了連續(xù)灌注的思想，將生物反應(yīng)器與培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)結(jié)合，將無 細(xì)胞區(qū)培養(yǎng)基的混合前處理、細(xì)胞區(qū)的瓶、袋方式連續(xù)灌注連接為統(tǒng)一完整的持續(xù)流程，整 個(gè)過程對(duì)細(xì)胞的檢測(cè)無侵入損傷，所有流程都在可監(jiān)控的流水線反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行。用開啟 關(guān)閉不同罐、室、袋出口管道開關(guān)的方式替代人工換液，不斷輸入新鮮反應(yīng)液體，帶走細(xì)胞 代謝產(chǎn)物，步驟柔和，兼于在線及離線的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保各項(xiàng)指標(biāo)無劇增劇減變化發(fā)生。與傳統(tǒng)間歇培養(yǎng)擴(kuò)增干細(xì)胞的方法相比，本實(shí)用新型從長期培養(yǎng)來看不但降低了 染菌風(fēng)險(xiǎn)，大幅度提升了細(xì)胞生長速率，通過灌注流液不斷補(bǔ)充新鮮養(yǎng)料，及時(shí)帶走代謝產(chǎn)物，替代人工手動(dòng)換液過程，節(jié)省人力，對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的影響降到最低，并極大限度提升了可 供總體培養(yǎng)的周期，能在短期內(nèi)高效獲得均一、優(yōu)良的干細(xì)胞產(chǎn)品。本專利裝置系統(tǒng)操作簡(jiǎn) 便，集約化程度高，占地面積小，應(yīng)用于國內(nèi)國際干細(xì)胞治療、組織修復(fù)、自體移植等領(lǐng)域具 有較強(qiáng)的可實(shí)踐性。另外，生物反應(yīng)器與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉分離，以利于最大限度地降低生物反應(yīng)器對(duì) 培養(yǎng)液的監(jiān)控調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞可能造成的各種負(fù)面影響。也就是說，本實(shí)用新型涉及的系統(tǒng)是一種更完備的細(xì)胞制備擴(kuò)增的反應(yīng)器系統(tǒng)， 基于該系統(tǒng)對(duì)工程參數(shù)的監(jiān)控，可進(jìn)一步探索建立更完善的SOP體系，全方位的將各種因 素(包括營養(yǎng)的提供和代謝廢物的清除)都以動(dòng)態(tài)連續(xù)思想統(tǒng)籌控制，通過連續(xù)灌注生物 反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)對(duì)干細(xì)胞等治療用細(xì)胞進(jìn)行高效制備以滿足當(dāng)前的緊迫需求。

附圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為培養(yǎng)液貯容器、2為可監(jiān)控生物反應(yīng)器、3為中央細(xì)胞培養(yǎng)倉、4為廢液/ 收獲液收集容器、5為生物反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、6為細(xì)胞培養(yǎng)倉入倉理生化指標(biāo)探 測(cè)頭組、7為細(xì)胞培養(yǎng)倉出倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、8為在線監(jiān)控系統(tǒng)、9為一號(hào)流體控速推 動(dòng)器、10為二號(hào)流體控速推動(dòng)器，其間連接11為可控速管道體系。
具體實(shí)施方式
如圖所示，連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶或袋系統(tǒng)制備干細(xì)胞的裝置及方法，包 括培養(yǎng)液貯容器1、可監(jiān)控生物反應(yīng)器2、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3、廢液/收獲液收集容器4、生物 反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組5、細(xì)胞培養(yǎng)倉入倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組6、細(xì)胞培養(yǎng)倉出倉理 生化指標(biāo)探測(cè)頭組7、在線監(jiān)控系統(tǒng)8、一號(hào)流體控速推動(dòng)器9、二號(hào)流體控速推動(dòng)器10、可 控速管道體系11。其連接關(guān)系為培養(yǎng)液貯罐1通過可控速管道體系11，經(jīng)一號(hào)流體控速 推動(dòng)器9與可監(jiān)控生物反應(yīng)器2連接；可監(jiān)控生物反應(yīng)器2通過控速管道體11，經(jīng)二號(hào)流體 控速推動(dòng)器10與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3連接；中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3出口通過可控速管道體系11， 連接廢液/收獲液收集容器4 ；或者，可監(jiān)控生物反應(yīng)器2通過控速管道體系11，先直接與 中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3連接，再經(jīng)二號(hào)流體控速推動(dòng)器10，連接廢液或收獲罐或袋4?？杀O(jiān)控生 物反應(yīng)器2通過生物反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組5，連接在線監(jiān)控系統(tǒng)8 ；在線監(jiān)控系統(tǒng)8 分別與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3進(jìn)口和出口的入倉探頭組6和出倉探頭組7相連。所有裝置間的 連接都是由可控速管道體系11連接構(gòu)成。所述生物反應(yīng)器2與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3分離，以利于最大限度地降低生物反應(yīng)器 對(duì)培養(yǎng)液的監(jiān)控調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞可能造成的各種負(fù)面影響。所述培養(yǎng)液貯容器1用以盛放供細(xì)胞培養(yǎng)用的無菌培養(yǎng)液，其可包括密封無菌的 各式罐、瓶或袋系統(tǒng)。在本實(shí)例中，培養(yǎng)液貯容器1主要是泛指貯培養(yǎng)液的容器，并不是特 別限定于罐或瓶，也就是說，本實(shí)用新型并不局限于罐或瓶，包括貯培養(yǎng)液的一切容器。其 出口與可控速管道體系11密封無菌連接。所述培養(yǎng)液貯容器1、廢液/收獲液收集容器4若為不可縮癟變形的罐或瓶系統(tǒng)， 其罐或瓶體上必須具有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔。[0033]所述可監(jiān)控生物反應(yīng)器2可以是普通商用具在一定的自動(dòng)監(jiān)控功能的生物反應(yīng) 器也可以是各種特制或自制的生物反應(yīng)器，其可根據(jù)需要在無菌條件下更換不同儲(chǔ)液接 口，以使不同液流進(jìn)入本培養(yǎng)系統(tǒng)；其一般可裝載插入反應(yīng)器內(nèi)部培養(yǎng)液的多個(gè)理生化指 標(biāo)探測(cè)頭，可以具備監(jiān)控反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液面高低或培養(yǎng)液重量大小、檢測(cè)細(xì)胞濃度、取樣檢 測(cè)、攪拌混合培養(yǎng)液、控制培養(yǎng)液酸堿度、溶氧濃度、溫度等功能；具有氣體輸入通道。所述中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3為密封無菌系統(tǒng)，上游和下游分別具有進(jìn)出通道。其特征 是具有適合細(xì)胞生長的各種結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)細(xì)胞的各種功能。例如針對(duì)貼壁細(xì)胞，其可能包含 單層剛性貼附平面培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、多層剛性貼附平面培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、單層薄膜培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、多層薄膜培 養(yǎng)結(jié)構(gòu)、復(fù)合多室體培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)載體培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)袋結(jié)構(gòu)等。中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3可 根據(jù)具體的培養(yǎng)干細(xì)胞的需要選擇對(duì)應(yīng)種類的中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3。所述理生化指標(biāo)探測(cè)頭組至少包括但不局限于可監(jiān)控生物反應(yīng)器理生化指標(biāo)探 測(cè)頭組5和中央細(xì)胞培養(yǎng)出倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組7、入倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組6。理生化 指標(biāo)探測(cè)頭為無菌插或接入生物反應(yīng)器或管道內(nèi)的監(jiān)控目標(biāo)液內(nèi)以監(jiān)控各種物化參數(shù)。所 述理生化指標(biāo)探測(cè)頭為普通商用溶液物化指標(biāo)理生化指標(biāo)探測(cè)頭或其他特殊或自制理生 化指標(biāo)探測(cè)頭，通過傳感器連接在線監(jiān)控系統(tǒng)8的計(jì)算機(jī)，類型可包括但不局限于氧理生 化指標(biāo)探測(cè)頭、PH理生化指標(biāo)探測(cè)頭、細(xì)胞濃度探測(cè)頭等。所述可控速管道體系11由細(xì)胞培養(yǎng)硅膠管或其他適合細(xì)胞培養(yǎng)用管以及流體控 速推動(dòng)器組成本體，并且任何兩子裝置之間管道體系本體上都帶普通滑動(dòng)控速夾或普通控 速閥門，滑動(dòng)控速夾或控速閥門位于裝置出口處。連接中央細(xì)胞培養(yǎng)倉3的出口和入口的 可控速管道體系11可以串聯(lián)理生化指標(biāo)探測(cè)頭倉，供入倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組6和出倉理 生化指標(biāo)探測(cè)頭組7連入以檢控流入中央細(xì)胞培養(yǎng)倉11和流出培養(yǎng)倉11的培養(yǎng)液混合物 的物化指標(biāo)。所述流體控速推動(dòng)器9或10為各種無菌輸送液體裝置，例如常用的蠕動(dòng)泵，其作 用是在推動(dòng)液體傳遞的同時(shí)，也起到控速甚至截留的作用。流體控速推動(dòng)器包括不局限于 一號(hào)流控速推動(dòng)器和二號(hào)流控速推動(dòng)器。在具體的系統(tǒng)中，可根據(jù)具體的情況，增設(shè)或減少 流控速推動(dòng)器。一種連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶或袋系統(tǒng)制備干細(xì)胞的方法，包括以下步驟 第一步，連接裝置，滅菌，采用無菌培養(yǎng)液或無菌PBS緩沖液循環(huán)一定時(shí)段；在工作時(shí)，接種 細(xì)胞，細(xì)胞接種后根據(jù)細(xì)胞情況，靜止培養(yǎng)一定時(shí)段；第二步，開始連續(xù)灌注培養(yǎng)液時(shí)，開啟 培養(yǎng)液貯罐出口管道開關(guān)和可監(jiān)控生物反應(yīng)器出口管道開關(guān)，啟動(dòng)2個(gè)流體控速推動(dòng)器， 培養(yǎng)液貯罐中的培養(yǎng)液被輸送到可監(jiān)控生物反應(yīng)器中，經(jīng)生物反應(yīng)器調(diào)控后，培養(yǎng)液具攜 了最適細(xì)胞生長的特征，包括最適的溶氧濃度、溶二氧化碳濃度、溫度、酸堿度等，進(jìn)入中央 細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)行連續(xù)灌注細(xì)胞培養(yǎng)；根據(jù)實(shí)際細(xì)胞生長等情況，培養(yǎng)液灌注流速在細(xì)胞培 養(yǎng)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)調(diào)節(jié)。記錄細(xì)胞生長各項(xiàng)生化指標(biāo)。第三步，在細(xì)胞生長初始階 段，可適當(dāng)調(diào)小一號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器速度，在細(xì)胞擴(kuò)增平臺(tái)期，將一 號(hào)流體控速推動(dòng)器和二號(hào)流體控速推動(dòng)器調(diào)節(jié)至理想轉(zhuǎn)速；二號(hào)流體控速推動(dòng)器的輸液速 度一般由細(xì)胞狀態(tài)和收獲液等情況決定；而一號(hào)流體控速推動(dòng)器的輸液速度一般通過對(duì)生 物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液面高低或培養(yǎng)液重量大小的監(jiān)控而自動(dòng)調(diào)節(jié)。以上公開的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋制備干細(xì)胞的系統(tǒng)，其特征在于，包括培養(yǎng) 液貯容器、可監(jiān)控生物反應(yīng)器、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉、廢液/收獲液收集容器、生化指標(biāo)探測(cè)頭 組、在線監(jiān)控系統(tǒng)和可控速管道體系，培養(yǎng)液貯容器通過可控速管道體系與可監(jiān)控生物反 應(yīng)器連接，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過可控速管道體系與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，中央細(xì)胞培養(yǎng) 倉出口通過可控速管道體系連接廢液/收獲液收集容器，生化指標(biāo)探測(cè)頭組連接在線監(jiān)控 系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，流體控速推動(dòng)器包括一號(hào)流體控速推動(dòng)器， 培養(yǎng)液貯容器通過可控速管道體系經(jīng)一號(hào)流體控速推動(dòng)器與可監(jiān)控生物反應(yīng)器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，流體控速推動(dòng)器包括二號(hào)流體控速推動(dòng)器。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過控速管道體系經(jīng)二 號(hào)流體控速推動(dòng)器與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，中央細(xì)胞培養(yǎng)倉出口通過可控速管道體系連接 廢液/收獲液收集容器。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過控速管道體系先直 接與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉連接，再經(jīng)二號(hào)流體控速推動(dòng)器連接廢液/收獲液收集容器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，生化指標(biāo)探測(cè)頭組包括設(shè)置在生物反應(yīng)器 的生物反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組。
7.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，生化指標(biāo)探測(cè)頭組分別包括設(shè)置在中央 細(xì)胞培養(yǎng)倉入倉處的中央細(xì)胞培養(yǎng)倉入倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組和設(shè)置在在中央細(xì)胞培養(yǎng) 倉出倉處的中央細(xì)胞培養(yǎng)倉出倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)液貯容器、廢液/收獲液收集容器 為不可縮癟變形的罐或瓶，其罐或瓶體上具有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述可控速管道體系由細(xì)胞培養(yǎng)硅膠管或 其他適合細(xì)胞培養(yǎng)用管以及流體控速推動(dòng)器組成本體，并且任何兩裝置之間的管道體系本 體上都帶普通滑動(dòng)控速夾或普通控速閥門，滑動(dòng)控速夾或控速閥門位于裝置出口處。
專利摘要本實(shí)用新型所涉及的連續(xù)灌注生物反應(yīng)器及培養(yǎng)瓶/袋系統(tǒng)制備干細(xì)胞的裝置，包括培養(yǎng)液貯容器、可監(jiān)控生物反應(yīng)器、中央細(xì)胞培養(yǎng)倉、廢液/收獲液收集容器、理生化指標(biāo)探測(cè)頭組、在線監(jiān)控系統(tǒng)、以及無菌濾膜過濾器，其間用流體控速無菌推動(dòng)器控速的管道體系連接而成。其連接關(guān)系為培養(yǎng)液貯容器通過可控速管道體系與可監(jiān)控生物反應(yīng)器連接，可監(jiān)控生物反應(yīng)器通過控速管道體系與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)口連接，中央細(xì)胞培養(yǎng)倉出口通過可控速管道體系連接廢液/收獲液收集容器?？杀O(jiān)控生物反應(yīng)器通過反應(yīng)器理生化指標(biāo)探測(cè)頭組連接在線監(jiān)控系統(tǒng)，在線監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)又分別與中央細(xì)胞培養(yǎng)倉進(jìn)、出倉理生化指標(biāo)探測(cè)頭組相連。
文檔編號(hào)C12M3/00GK201873686SQ20092021389
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者李巍巍, 鄭琛, 齊瀚實(shí) 申請(qǐng)人:上海坤巨科技發(fā)展有限公司