用于生物处理系统的热传递和质量传递的系统和方法与流程

本发明的实施例大体上涉及生物处理系统和方法，并且更特别地涉及用于产生细胞免疫疗法的生物处理系统和方法。

背景技术：

1、多种医学疗法涉及用于在下游治疗过程中使用的细胞的提取、培养和扩增。例如，嵌合抗原受体(car)t细胞疗法是一种细胞疗法，其将患者的t细胞重新定向以特异性地靶向并破坏肿瘤细胞。car-t细胞设计的基本原理涉及组合抗原结合和t细胞激活功能的重组受体。car-t细胞的一般前提是人工产生靶向癌细胞上发现的标志物的t细胞。科学家可从人体内移除t细胞，对它们进行基因改造，并且将它们放回患者体内，以用于使它们攻击癌细胞。car-t细胞可来源于患者自身的血液(自体)，或者来源于另一个健康的供体(同种异体)。

2、car-t细胞的产生中的第一步骤涉及使用单采(例如白细胞单采)来从患者体内移除血液并分离白细胞。在已采集足够量的白细胞之后，将白细胞单采产物富集以用于t细胞，这涉及耗尽不合需要的细胞类型。然后，如果期望，则可使用具体的抗体缀合物或标志物从富集的亚群体中分离具有特定生物标志物的t细胞子集。

3、在目标t细胞的分离之后，细胞在某种环境中被激活，在该环境中它们可主动增殖。例如，可使用包被有抗cd3/抗cd28单克隆抗体或基于细胞的人工抗原呈递细胞(aapc)的磁珠来激活细胞，该磁珠可使用磁性分离从培养物中移除。然后，通过整合γ逆转录病毒(rv)或通过慢病毒(lv)载体来利用car基因转导t细胞。病毒载体使用病毒机制附着到患者细胞，并且在进入细胞时，载体以rna的形式引入遗传物质。在car-t细胞疗法的情况下，这种遗传物质编码car。rna被逆转录成dna，并永久整合到患者细胞的基因组中；允许在细胞在生物反应器中分裂和大量生长时维持car表达。然后，car被患者细胞转录和翻译，并且car在细胞表面上表达。

4、在t细胞被激活并利用编码car的病毒载体转导之后，细胞在生物反应器中大量扩增以实现期望的细胞密度。在扩增之后，细胞被采集、洗涤、浓缩和配制以用于输注到患者体内。

5、用于制造可输注剂量的car t细胞的现有系统和方法典型地要求涉及大量人接触点的许多复杂操作，这增加了总体制造过程的时间并增加了污染的风险。虽然最近使制造过程自动化的努力已消除了一些人接触点，但是这些系统可能仍然存在成本高、不灵活和工作流程瓶颈的问题。特别地，利用增加的自动化的系统是非常昂贵和不灵活的，因为它们要求消费者使他们的过程适应于系统的特定设备。wipo国际公布no.wo 2019/106207公开了用于生物处理的系统和方法，其成功地解决了现有技术的许多缺点，该国际公布由此通过引用并入本文中。

6、然而，鉴于上述情况，需要在总体功能性、灵活性、适应性和易用性方面改进‘207公布中包含的教导的生物处理系统和方法。

技术实现思路

1、下文概述与最初要求保护的主题范围相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供可能实施例的简要概述。实际上，本公开可包括可与下文阐述的实施例类似或不同的多种形式。

2、在实施例中，提供了一种用于磁性细胞分离的套件。该套件包括：第一旋塞阀歧管，其具有至少四个旋塞阀；分离室，其配置成用于与细胞处理装置的离心处理室一起使用，分离室与第一旋塞阀歧管流体连通；混合袋，其配置成用于与细胞处理装置的加热/冷却混合室一起使用，混合袋与第一旋塞阀歧管流体连通；第二旋塞阀歧管，其具有至少四个旋塞阀，第二旋塞阀歧管与第一旋塞阀歧管流体连通；磁性细胞分离保持器，其与第二旋塞阀歧管流体连通，磁性细胞分离保持器配置成用于与磁性细胞分离装置的磁场发生器一起使用；以及多个细胞处理袋，其与第一和/或第二旋塞阀歧管流体连通。

3、在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于使用一次性套件进行磁性细胞分离的方法。该方法包括以下步骤：将具有至少四个旋塞阀的第一旋塞阀歧管与细胞处理装置的旋塞阀歧管接口接合；将分离室放置到细胞处理装置的离心处理室中，分离室与第一旋塞阀歧管流体连通；将混合袋放置到细胞处理的加热/冷却混合室中，混合袋与第一旋塞阀歧管流体连通；将第二旋塞阀歧管与磁性细胞分离装置的旋塞阀歧管接口接合；以及将磁性细胞分离保持器插入到磁性细胞分离装置的狭槽中，磁性细胞分离保持器与第二旋塞阀歧管流体连通。磁性细胞分离装置配置成当磁性细胞分离保持器接纳在狭槽中时产生用于将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器中的磁场。

4、在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于细胞处理的套件。该套件包括：旋塞阀歧管，其具有至少六个旋塞阀，旋塞阀歧管配置成用于与细胞处理装置一起使用；混合袋，其配置成用于与细胞处理装置的加热/冷却混合室一起使用，混合袋与旋塞阀歧管流体连通；以及多个细胞处理袋，其流体连接到旋塞阀歧管。

5、在另一个实施例中，提供了一种用于分离靶细胞的方法。该方法包括以下步骤：利用磁性粒子孵育细胞群体以形成包含结合珠的靶细胞的细胞混合物；产生磁场；以及使细胞混合物多次穿过磁场内的流动路径，以将结合珠的靶细胞固持在磁场内的流动路径的区域中。

6、在另一个实施例中，提供了一种用于磁性细胞分离的设备。该设备包括：旋塞阀歧管接口，其位于基座上并配置成接纳细胞处理套件的旋塞阀歧管；磁场发生器，其位于基座内；以及狭槽，其形成在基座中，狭槽配置成可移除地接纳磁性细胞分离保持器并选择性地使保持器与磁场发生器操作性地接触。

7、在另一个实施例中，提供了一种用于细胞处理的系统。该系统包括细胞处理模块，该细胞处理模块具有外壳，其包括离心处理室、泵组件、配置成接纳可移除的细胞处理套件的旋塞阀歧管的旋塞阀歧管接口、加热/冷却混合室和磁性分离模块(im)。im包括：基座；在基座上的im旋塞阀歧管接口，im旋塞阀歧管接口配置成接纳可移除的细胞处理套件的旋塞阀歧管；磁场发生器，其位于基座内；以及狭槽，其形成在基座中，狭槽配置成可移除地接纳磁性细胞分离保持器并选择性地使保持器与磁场发生器操作性地接触。

8、在另一个实施例中，提供了一种用于磁性分离细胞的方法。该方法包括以下步骤：将磁性细胞分离保持器插入到分离设备的狭槽中；将分离设备的磁场发生器从缩回位置移动到接合位置，在缩回位置中，由磁场发生器产生的磁场不作用于磁性细胞分离保持器上以便将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器内，在接合位置中，由磁场发生器产生的磁场足以将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器内；以及使结合珠的细胞群体流入磁性细胞分离保持器中，以将结合珠的细胞捕获在磁性细胞分离保持器内。

9、在又一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活第一生物反应器容器中的细胞群体；遗传修饰细胞群体以产生遗传修饰的细胞群体；以及扩增第一生物反应器容器和第二生物反应器容器内的遗传修饰的细胞群体。

10、在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活、遗传修饰和扩增第一生物反应器容器中的第一细胞群体；以及激活、遗传修饰和扩增第一生物反应器容器中的第二细胞群体。

11、在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活第一生物反应器容器中的细胞群体；将细胞群体转移出第一生物反应器容器；遗传修饰细胞群体，以产生遗传修饰的细胞群体；将遗传修饰的细胞群体转移到第一生物反应器容器和第二生物反应器中的至少一个；以及扩增第一生物反应器容器和/或第二生物反应器容器内的遗传修饰的细胞群体。

12、在另一个实施例中，提供了一种生物处理设备。该设备包括：外壳；过程抽屉，其能够接纳在外壳内并能够在关闭位置和打开位置之间移动，过程抽屉配置成在其中接纳至少一个培养物容器；以及机箱，其以与外壳的竖直堆叠关系定位，机箱包括可滑动地接纳在机箱内的至少一个竖直存储抽屉。

13、在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理设备的一次性套件。该一次性套件包括：托盘；至少一个生物处理容器，其接纳在托盘内；阀歧管，其安装到托盘的后部并配置成用于与生物处理设备的线性致动器阵列接合；至少一个蠕动泵管，其配置成用于与生物处理设备的蠕动泵接合；以及管道组织器，其固持流体连接到阀歧管的多个管。托盘配置成接纳在生物处理设备的温度控制的过程抽屉中。

14、在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：将一次性生物处理套件定位在生物处理设备的过程抽屉内，使得一次性套件的培养物容器被接纳在生物处理设备的摇摆组件的顶上；将管道组织器连接到生物处理设备的机箱的门，管道组织器固持多个管道尾部，以用于流体连接到安装在机箱中的多个培养基袋和/或试剂袋；以及将多个管道尾部中的至少一个管道尾部流体连接到多个培养基袋和/或试剂袋中的至少一个。

15、在另一个实施例中，提供了一种用于生物反应器容器的摇摆机构。该摇摆机构包括：基座；马达，其安装到基座并具有由马达驱动的偏心辊；以及摇摆板，其与偏心辊接触，摇摆板配置成在其上接纳生物反应器容器。马达能够控制以驱动偏心辊来抵靠摇摆板的下侧传递力，从而使摇摆板和生物反应器容器倾斜。

16、在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：在摇摆板的顶上接纳生物反应器容器；以及致动马达以使偏心辊在摇摆板的下侧上施加力，以使摇摆板和生物反应器容器围绕水平轴线倾斜。

17、在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：基座；支点，其安装到基座；摇摆板，其接纳在支点的顶上并配置成在支点上枢转；偏心辊，其与摇摆板的下侧接触；马达，其配置成驱动偏心辊以使偏心辊在摇摆板的下侧上施加力，从而使摇摆板围绕支点枢转；以及生物反应器容器，其接纳在摇摆板的顶上。

18、在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有气体可渗透、液体不可渗透的膜的生物反应器容器；启动气体流；以及使气体流横跨膜的底表面通过，以诱导气体流和膜之间的湍流相互作用。

19、在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：孵育室；支承结构，其配置成将培养物容器支承在孵育室内的升高位置中；以及至少一个风扇，其配置成当培养物容器由支承结构支承时使孵育室内的气氛横跨培养物容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面循环。

20、在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：一次性托盘，其具有成对的相对的支承腿以及在托盘中邻近该对支承腿的顶部的成对的开口；至少一个生物反应器容器，其在竖直位置处定位在一次性托盘内，该竖直位置对应于所述成对的开口的竖直位置；以及至少一个风扇，其配置成使气氛从生物反应器容器下方向上并通过所述成对的开口中的第一开口、横跨生物反应器容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面、通过所述成对的开口中的第二开口并返回到生物反应器容器下方来循环。

21、在实施例中，提供了一种生物反应器容器。该生物反应器容器包括：基座，其具有多个贯穿开口；盖子，其经由多个热熔柱连接到基座；以及气体可渗透、液体不可渗透的膜，其夹在基座和盖子之间并由多个热熔柱保持就位。

22、在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的一次性套件。该一次性套件包括托盘，该托盘具有成对的相对的腿和在腿之间延伸的平台，平台配置成支承至少一个生物反应器容器，至少一个生物反应器容器中的第一生物反应器容器接纳在托盘内，第一生物反应器容器具有：基座，其具有多个贯穿开口；盖子，其连接到基座；以及气体可渗透、液体不可渗透的膜，其夹在基座和盖子之间。基座包括多个孔洞，所述多个孔洞配置成接纳支承托盘定位在其内的生物处理系统的摇摆平台的对应支承柱，并且多个孔洞中的一个具有长圆形形状。

23、在另一个实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：确定第一贮器的质量；将一定体积的流体从第一贮器转移到第二贮器；确定第二贮器的质量；将第一贮器的质量与第二贮器的质量进行比较；以及如果第一贮器的质量与第二贮器的质量之间的差超过阈值，则产生指示存在泄漏的通知。

24、在另一个实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：将来自第一贮器的液体通过第二贮器灌注到第三贮器；在灌注步骤期间测量第二贮器的质量；以及如果第二贮器的质量上的变化超过阈值，则产生指示存在泄漏的通知。

25、在实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：利用生物处理系统的泵；对多条流动管线进行加压；以及在预确定持续时间内测量多条流动管线内的压力的衰减。

26、在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：源泵，其配置成通过第一流动管线将第一流体从源泵送到生物处理容器；过程泵，其配置成通过循环管线并通过过滤管线将流体循环出生物处理容器；废物泵，其配置成将由沿着过滤管线的过滤器移除的废物通过废物管线泵送到废物贮存器；第一阀，其配置成将生物处理容器与第一流动管线、过滤管线和废物管线分离；以及控制器，控制器配置成控制源泵和过程泵中的一个以对第一流动管线和/或循环管线中的至少一条进行加压并监测第一流动管线和/或循环管线中的至少一条内的压力的衰减。

27、在又一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的感测室。该感测室包括前板、背板、在前板和背板中间的至少一个流体通道、与流体通道流体连通并允许流体流入流体通道的第一端口以及与流体通道流体连通并允许流体流出流体通道的第二端口。至少一个流体通道包括允许利用至少第一感测装置和第二感测装置来感测流体的多个参数的多个节段。第一感测装置配置成使用第一感测技术来感测流体的至少一个参数，并且第二感测装置配置成使用第二感测技术来感测流体的至少一个参数。第一感测技术不同于第二感测技术。

28、在实施例中，提供了一种用于感测流体的参数的方法。该方法包括以下步骤：使流体从生物处理容器流入感测组件的流体通道中；经由流体与至少一个电极的接触对流体通道内的流体进行电化学分析；以及对流体通道内的流体进行光学分析。

29、在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的一次性套件。该一次性套件包括托盘、接纳在托盘内的生物处理容器和流通式感测室，该流通式感测室具有前板和背板、在前板和背板中间的流体通道、与流体通道流体连通并允许流体流入流体通道的第一端口以及与流体通道流体连通并允许流体流出流体通道的第二端口。流通式感测室安装到托盘。