基于生物反应器的清洁肉制备的方法体系与流程

背景技术：

1、需要高效的封闭的连续、半连续或分批的细胞和组织培养体系，例如，以用于细胞、清洁肉或其它组织的制备。当前的体系使用麻烦，操作花费大，和/或不适合扩大规模以提供工业规模的操作。在第8,492,140号美国专利('140专利)中提供现有技术装备的一个此类实例。该'140专利的装备是专门为生成自体患者组织移植物所设计的台式实验规模装备，而不适合用于产品的工业规模生成，也不适合用于扩大规模至工业规模装备。此外，它没有为大规模制备例如清洁肉所必需的制备周期期间使用的可替代的培养方案提供灵活性。

2、在aleph farms,ltd.的wo2020/222239('239申请)中提供现有技术装备和体系的另一此类实例。该'239申请公开用于结构性肉制品的培养体系，但是所述体系受限于对在生物反应器中悬浮的培养袋的利用，其中在支架上培育细胞。此外，该'239申请的体系涉及每个反应器需要单独蠕动泵的复杂体系，和另外需要在它们轴线上旋转以引导流体反向流动的培养生物反应器。

3、本领域的需求是设计用于制备清洁肉制品的方法体系，其中该体系易于设置、可扩展且灵活，以能够有成本效益地生成清洁肉。

技术实现思路

1、本发明通过提供封闭的连续的、半连续的或分批的培养体系来解决这一需求，该培养体系用于细胞生长和分化随后是组织生长以用于制备例如清洁肉。通过利用仅一个生物反应器以首先培育然后扩增细胞，所述生物反应器用于在灌注型循环和培养基交换中的细胞生长和扩增，本发明的方法和体系解决该问题。一旦所述细胞被培育并扩增，则将该生物反应器用作培养基供应容器。在将所述细胞从所述生物反应器中移除并任选地通过细胞-培养基分离装备从所述培养基分离之后，在细胞分化和组织形成装备中将所述细胞培育至一定汇合度以形成组织，所述细胞分化和组织形成装备优选地包含适合用于细胞粘附的支架。

2、因此，本发明提供以下优于现有技术的益处中的一个或多个：减少的资本支出、一次性使用、延长使用、易于收获、提供封闭方法(同时减少的污染可能性)、不需要在封闭体系外进行物理细胞转移、易于扩展(多至10,000升或更多)，和利用单个生物反应器以用于多种功能。生物反应器可以是搅拌式细胞型生物反应器。

3、在一方面，本发明是用于将细胞培养至一定汇合度并形成组织的封闭环境方法，所述方法包括：提供体系，所述体系包含：细胞生长和扩增反应器；一个或多个组织形成反应器；和任选存在的细胞保留(cell retention)装置；在所述细胞生长和扩增反应器中接种，并将在所述细胞生长和扩增反应器内的细胞密度扩增至需要的细胞密度；一旦获得需要的细胞密度，则任选地通过所述细胞保留装置来处理所述细胞，由此将所述细胞转移至所述一个或多个组织形成反应器并移除生长培养基；和，将生物反应器转变为用于向组织生长反应器进料的培养基贮存器(例如，分化培养基贮存器或细胞生长培养基贮存器)，和；在所述一个或多个组织形成反应器中分化和培育所述细胞直至达到需要水平的汇合度并形成组织，和从所述一个或多个组织形成反应器中收获所述组织。

4、在本发明的另一方面，所述方法体系是半连续或连续的。

5、在本发明的另一方面，所述细胞生长和扩增反应器的尺寸为0.5升至10,000升和20,000升。

6、在本发明的另一方面，所述细胞生长和扩增反应器的尺寸为0.5升至2000升。

7、在本发明的另一方面，如果所述方法体系具有两个或更多个所述组织形成反应器，则所述方法另外包括使歧管体系以整合所述组织形成反应器。

8、在本发明的另一方面，所述方法另外包括用于以下的一个或多个监测体系：i)溶解氧，ii)ph，iii)二氧化碳，iv)细胞废物，v)一种或多种细胞代谢物，vi)温度，vii)流速，viii)细胞密度和ix)细胞活力。

9、在本发明的另一方面，所述方法另外包括绕过所述细胞保留装置。

10、在本发明的另一方面，所述方法另外包括一个或多个组织形成反应器是中空纤维反应器。

11、在本发明的另一方面，从所述一个或多个组织形成反应器中的一个或多个可以(无菌地或清洁地)收获组织，同时维持所述体系的其余部分的无菌性。

12、在另一方面，在不损害所述体系的其余部分的完好性的情况下，可以对经收获的组织形成反应器消毒并重新接种。

13、在本发明的另一方面，在所述生物反应器中的所述细胞适应于悬浮生长、聚集生长或微载体生长。

14、在本发明的另一方面，所述一个或多个组织形成反应器包括用于细胞附着的支架。

15、在另一方面，本发明包括用于将细胞培养至一定汇合度并形成组织的封闭环境方法，所述方法包括：a)提供：i)细胞生长和扩增反应器，ii)一个或多个组织形成反应器；iii)细胞保留装置；b)i)在所述细胞生长和扩增反应器中接种，并扩增在所述细胞生长和扩增反应器内的细胞密度，ii)一旦获得需要的细胞密度，iii)则通过所述细胞保留装置来处理所述细胞，由此将所述细胞中的一部分转移至所述一个或多个组织形成反应器，并将所述细胞中的一部分返回至生物反应器；和，iv)随着足够的细胞密度在所述细胞生长和扩增反应器中变得可用，继续从所述细胞生长和扩增反应器中转移细胞；和，c)i)分化和培育在所述一个或多个组织形成反应器中的所述细胞，直至达到需要水平的汇合度并形成组织，和ii)从所述一个或多个组织形成反应器中收获所述组织。

16、在本发明的另一个方面，所述方法另外包括容纳细胞生长培养基的第一贮存器和容纳分化培养基的第二贮存器，在将所述细胞转移至所述一个或多个组织形成反应器后，将所述细胞生长培养基递送至所述细胞生长和扩增反应器，并将所述分化培养基递送至所述一个或多个组织形成反应器。

17、在本发明的另一方面，所述方法体系是半连续或连续的。

18、在本发明的另一方面，所述细胞生长和扩增反应器的尺寸为0.5升至20,000升。

19、在本发明的另一方面，所述细胞生长和扩增反应器的尺寸为0.5升至2000升。

20、在本发明的另一方面，如果所述方法体系具有两个或更多个所述组织形成反应器，则所述方法另外包括歧管体系以整合所述组织形成反应器。

21、在本发明的另一方面，所述方法另外包括用于以下的一个或多个监测体系：i)溶解氧，ii)ph，iii)二氧化碳，iv)细胞废物，v)一种或多种细胞代谢物，vi)温度，vii)流速，viii)细胞密度和ix)细胞活力。

22、在本发明的另一方面，所述方法另外包括，其中可以绕过所述细胞保留装置。

23、在本发明的另一方面，其中所述一个或多个组织形成反应器是中空纤维反应器。

24、在本发明的另一方面，从所述一个或多个组织形成反应器中的一个或多个中，可以无菌地收获组织，同时维持所述体系的其余部分的无菌性。

25、在另一方面，在不损害所述体系的其余部分的完好性的情况下，可以对经收获的组织形成反应器消毒并重新接种。

26、在本发明的另一方面，在所述生物反应器中的所述细胞适应于悬浮生长、聚集生长或微载体生长。

27、在本发明的另一方面，所述一个或多个组织形成反应器包含用于细胞附着的支架。

28、在本发明的另一方面，所述方法另外包括用于分化培养基的单独贮存器，所述单独贮存器与所述组织形成反应器流体连通。