用于连续地培养细胞的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于连续地(传代地，continuously)培养细胞的装置和方法，以及更具体地涉及一种用于连续地培养细胞的装置和方法，包括细胞的注入、培养、脱附和收获以及保持密封的培养基。
【背景技术】
[0002]细胞培养的实例包括单层培养(粘附培养)和悬浮培养，在单层培养中细胞粘附(附着，adhere)于培养器(incubator)以繁殖，在悬浮培养中细胞在悬浮状态下繁殖。
[0003]大多数动物细胞粘附于表面以生长，且具有甚至比微生物的生长速度更慢的生长速度，并因此，生产力(生产率，productivity)低并且动物细胞在培养期间容易受到微生物污染。
[0004]然而，在细胞板粘附培养中，难以保持密封，并因此在现有过程中于预定时段内的细胞收获过程之后，细胞容易受到污染。
[0005]此外，当将所培养的细胞移至实验室之外时，需要提供单独的密封单元，但是不存在密封完美的成功案列，而且为了移动细胞，通常迀移(搬运，transport)容器。
[0006]然而，当迀移容器时，发生了另一传代(passage)，从而难以保持所培养的细胞的均匀度。
[0007]同时，用蛋白酶(诸如胰蛋白酶)使待培养的、已粘附至容器的内部的细胞脱附。
[0008]该酶溶解了与粘附表面连接的表面以破坏细胞的粘附，并导致了各种问题，诸如酶处理时间长、细胞特性的改变以及由于酶的毒性而导致的细胞死亡。
[0009]基于胰蛋白酶处理数量，对细胞的特性变化程度进行分类，这证明了胰蛋白酶的使用改变了细胞的特性。
[0010]此外，由于胰蛋白酶的使用导致了从培养容器的所有表面将所粘附的细胞脱附下来，所以在使用胰蛋白酶之后，需要再次粘附一些细胞的过程，并且重新粘附率低，即10%或更少。
[0011]用于防止使用胰蛋白酶的方法的实例包括各种方法，诸如使用水的强剪切力(shear force)的方法;刮削方法，在该刮削方法中将刮削器应用至平板或平滑弯曲表面；使用温度反应性液化/可固化的固液相材料和液固相材料作为粘合材料的方法；以及使用胶原酶代替胰蛋白酶的方法，但是存在细胞恢复率低或不稳定的缺陷和细胞粘附面积受限的缺陷。
[0012]例如，在仅使用水的剪切力将细胞从细胞粘附珠脱附下来的情况下，由于须使用强漩涡，所以水的流动方向不均匀，并因此回收(recovery)率不稳定，以及珠之间彼此相撞，从而破坏了夹在珠之间的细胞。
[0013]此外，在使用了胶原粘附材料和胶原酶的情况下，由于当细胞被分层在两层或更多层中时该酶不影响位于内部的细胞，所以一些细胞可能不被溶解，或在需要完全溶解胶原蛋白期间，由于胶原酶的功能，而存在溶解细胞的风险，这种功能类似于胰蛋白酶的功能，并因此，不容易使用上述技术。
【发明内容】
[0014]技术问题
[0015]因此，在紧记相关的现有技术中存在的上述问题的情况下，作出了本发明，并且本发明的目的在于提供用于连续地培养细胞的装置和使用该装置的培养方法，其中在保持培养容器的密封的状态时，对细胞和培养基选择性地且重复地进行注入、培养、脱附、以及收获，并因此，在收获过程中，收获了细胞，同时允许遗留一些所培养的细胞，从而对培养容器中所遗留的细胞重复地进行培养、防止所培养的细胞受污染、并且获得所培养的细胞的均
[0016]本发明的另一目的在于使用培养环境单元将繁殖细胞所需的最佳培养温度和气体提供给培养容器，在该培养环境单元中存放该培养容器，并且该培养环境单元提供了用于繁殖细胞的最佳培养环境，从而提高了细胞培养的繁殖效率。
[0017]本发明的又一目的在于从密封状态下的培养容器的隔室的底部将所培养的细胞脱附下来。
[0018]本发明的再一目的在于使用密封型培养容器从而容易地移动、储存以及管理细胞。
[0019]技术方案
[0020]为了实现上述目的，本发明提供了用于连续地培养细胞的装置，包括具有隔室的培养容器，选择性地确定该隔室要被密封。在隔室被密封时，将培养基注入隔室并对培养基接种细胞，以及脱附并收获该细胞，而当隔室是开放的时培养该细胞。
[0021]根据本发明，收获细胞，并在收获细胞的过程期间，排除一部分所培养的细胞，使得重复地培养在培养容器中遗留的细胞，即，在收获细胞的过程期间收获了细胞，但不包括一些所培养的细胞，使得重复地培养在培养容器中遗留的细胞。
[0022]根据本发明，在收获细胞的过程期间，收获了所有所培养的细胞，然后重复地进行:将培养基注入培养容器、对培养基接种细胞以及细胞的培养、脱附和收获。
[0023]根据本发明，培养容器包括密封型通道，通过该密封型通道，将流体、气体和细胞从外部移入隔室或从隔室移至外部。
[0024]根据本发明，培养容器设置了循环过滤器，培养细胞所需的气体通过该循环过滤器而循环进入隔室。
[0025]根据本发明，隔室中设置了刮削器，以利用刮削器的移动来刮削该细胞从而将细胞从隔室的底部表面脱附下来。
[0026]根据本发明，隔室中设置了刮削器，以利用刮削器的旋转(转动，rotat1n)来刮削该细胞从而将细胞从隔室的底部表面脱附下来。
[0027]根据本发明，在培养容器的表面上设置一个或多个密封型通道，该密封型通道包括用于密封隔室的软塞块，当注射器的针头插入隔室时，通过该通道将流体、气体以及细胞从隔室移出或移入隔室，并且当移除针头时由于密封型通道的弹性而将隔室密封。
[0028]根据本发明，待通过循环过滤器循环而移出或移入隔室的气体包括二氧化碳和氧气中的一种或多种。
[0029]根据本发明，循环过滤器包括设置在培养容器的侧表面上的导管、设置在该导管端部的阀、以及设置在该阀中的过滤器。
[0030]根据本发明，将培养容器存放在培养环境单元中，该培养环境单元将培养基的温度保持在O至42 °C以培养生物细胞。
[0031]根据本发明，在包含有存放在其中的培养容器的培养环境单元中产生了负压，以改变培养容器的隔室的大小，从而将培养细胞所需的气体通过循环过滤器供入培养环境单元中的隔室。
[0032]根据本发明，设置了一个或多个培养容器，并且通过循环过滤器将多个培养容器连续地连接，以整体地使气体循环。
[0033]根据本发明，使用外部势能移动刮削器。
[0034]根据本发明，刮削器在与隔室的内部表面接触时，使用外部机械力来旋转或移动刮削器以刮削细胞。
[0035]根据本发明，刮削器在与隔室的内部表面接触时，使用磁力来旋转或移动刮削器以刮削细胞。
[0036]根据本发明，刮削器包括在其下表面上的多个刀片，该下表面与隔室的底部表面接触。
[0037]根据本发明，在刮削器上形成培养槽以将培养槽填充有培养基并培养细胞。
[0038]根据本发明，刮削器是由选自以下的材料制成的:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)、聚甲基戊烯(PMP)、离聚物(10)、乙烯乙烯醇(EVOH)、聚苯乙烯(PS)、甲基丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯醇(PVA)、酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(UF)、三聚氰胺树脂(MF)、环氧树脂(EP)、聚氨酯(PUR)、不饱和聚酯树脂(UP)、以及金属。
[0039]根据本发明，当将移动部件移近培养容器的外部下表面时，使用磁力将刮削器和移动部件联接(关联，link)。
[0040]根据本发明，刮削器包括在其下表面上的多个刀片，该下表面与隔室的底部表面接触，并且刀片被形成为具有边缘角(边角/棱角/刀刃角，edge angle)从而通过摩擦隔室的底部表面使细胞从底部表面脱附下来。
[0041]根据本发明，刮削器包括在其下表面上的多个刀片，该下表面与隔室的底部表面接触，并且刀片被形成为具有连续的边缘角从而与隔室的底部表面接触或不接触。
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