HK1023361B - Cell/tissue culturing device and method - Google Patents

Claims (39)

1. Einwegvorrichtung (10) für das axenische Kultivieren und Ernten von Zellen und/oder Gewebe in mindestens einem Zyklus, wobei die Vorrichtung einen sterilisierbaren transparenten und/oder lichtdurchlässigen nicht starren Einwegbehälter (20) mit einem oberen Ende (26) und einem unteren Ende (28) umfasst, welcher zumindest teilweise mit einem geeigneten sterilen biologischen Zell- und/oder Gewebekulturmedium und/oder axenischen Inokulant und/oder steriler Luft und/oder erforderlichen anderen sterilen Zusätzen gefüllt werden kann, wobei der Behälter Folgendes umfasst:

   (i) Gasauslassmittel (90, 96) für das Ablassen überschüssiger Luft und/oder Abgase aus dem Behälter;

   (ii) Zusatzeinlassmittel (80, 86) für das Einbringen des Inokulants und/oder des Kulturmediums und/oder der Zusätze in den Behälter; und dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin umfasst:

   (iii) wiederverwendbare Erntemittel (50, 52, 56), welche geeignete Stromsteuermittel (54, 55) für das Ermöglichen des Erntens mindestens eines gewünschten Teils des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums, wenn dies gewünscht ist, umfassen, wodurch die Vorrichtung ständig für mindestens einen weiteren folgenden Kultivier-/Erntezyklus verwendet werden kann,

   wobei der Behälter so ausgelegt (d2) ist, dass ein Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums in dem Behälter verbleiben kann, um als Inokulant für einen nächsten Kultur- und Erntezyklus zu dienen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin Lufteinlassmittel für das Einbringen steriler Luft in Form von Bläschen in das Kulturmedium durch eine erste Einlassöffnung umfasst, wobei das Lufteinlassmittel mit einer geeigneten Luftzufuhr verbindbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Erntemittel ein Verunreinigungsverhinderungsmittel für das wesentliche Verhindern des Einbringens von Verunreinigungen über das Erntemittel in den Behälter umfasst.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Behälter aus einem nicht starren Kunststoffmaterial gefertigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus der Gruppe, welche Polyethylen, Polycarbonat, ein Copolymer von Polyethylen und Nylon, PVC und EVA umfasst, gewählt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus einem Laminat von mehr als einer Schicht dieser Materialien gefertigt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter durch Direktbonden von zwei geeigneten Platten dieses Materials entlang vorbestimmten Falzen gebildet wird.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lufteinlassmittel ein sich von der Einlassöffnung zu einem Ort in dem Behälter am oder nahe des unteren Endes desselben erstreckendes Lufteinlassrohr umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Luftbläschen einen mittleren Durchmesser von etwa 1 mm bis etwa 10 mm aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige der Luftbläschen einen mittleren Durchmesser von etwa 4 mm aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen an dem Gasauslassmittel angebrachten geeigneten Filter für das wesentliche Verhindern eines Einbringens von Verunreinigungen über das Gasauslassmittel in den Behälter umfasst.
12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter weiterhin einen an dem Zusatzeinlassmittel angebrachten geeigneten Filter für das wesentliche Verhindern eines Einbringens von Verunreinigungen über das Zusatzeinlassmittel in den Behälter umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verunreinigungsverhinderungsmittel eine U-förmige Fluidfalle umfasst, bei der ein Arm derselben an einem externen Auslass des Erntemittels durch geeignete aseptische Verbindungsmittel aseptisch angebracht ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erntemittel am Boden des unteren Endes des Behälters angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erntemittel nahe des Bodens des unteren Endes des Behälters angeordnet ist, so dass am Ende jedes Erntezyklus der Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums automatisch am unteren Ende des Behälters bis zu einem Füllstand unter der Höhe des Erntemittels verbleibt.
16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums etwa 2,5 % bis etwa 45 % und vorzugsweise etwa 10 % bis etwa 20 % des ursprünglichen Volumens des Kulturmediums und des Inokulants umfasst.
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende im Wesentlichen konvex ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende im Wesentlichen stumpfkegelig ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ein füllbares Innenvolumen von etwa 5 Liter bis etwa 50 Liter aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin geeignete Befestigungsmittel zum Befestigen derselben an einem geeigneten Halterungsaufbau umfasst.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel eine Materialschlaufe umfasst, die vorzugsweise an dem oberen Ende des Behälters einstückig angebracht ist.
22. Gruppe besagter Vorrichtungen, welche mindestens zwei Einwegvorrichtungen nach einem der vorstehenden Ansprüche umfasst.
23. Gruppe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen durch einen geeigneten Halterungsaufbau über das Befestigungsmittel jeder Vorrichtung gehalten werden.
24. Gruppe nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasauslassmittel jeder Vorrichtung mit einem gemeinsamen Gasauslassrohrsystem, welches optional geeignete Mittel zum Verhindern eines Strömens von Verunreinigungen in die Vorrichtungen umfasst, geeignet verbunden ist.
25. Gruppe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verhindern eines Strömens von Verunreinigungen in die Vorrichtungen einen geeigneten Filter umfasst.
26. Gruppe nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzeinlassmittel jeder Vorrichtung mit einem gemeinsamen Zusatzeinlassrohrsystem mit einem freien Ende, welches daran geeignete aseptische Verbindungsmittel umfasst, geeignet verbunden ist.
27. Gruppe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende mit einer geeigneten Zufuhr für Medium und/oder Zusätzen verbindbar ist.
28. Gruppe nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Erntemittel jeder Vorrichtung mit einem gemeinsamen Ernterohrsystem mit einem freien Ende, welches daran optional geeignete aseptische Verbindungsmittel umfasst, geeignet verbunden ist.
29. Gruppe nach Anspruch 28, welche weiterhin Verunreinigungsverhinderungsmittel für das wesentliche Verhindern eines Einbringens von Verunreinigungen über das gemeinsame Ernterohrsystem in den Behälter umfasst.
30. Gruppe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Verunreinigungsverhinderungsmittel eine U-förmige Fluidfalle umfasst, bei der ein Arm derselben frei ist und eine Öffnung aufweist, und dass das andere Ende derselben an dem freien Ende des gemeinsamen Ernterohrsystems durch geeignete aseptische Verbindungsmittel aseptisch anbringbar ist.
31. Gruppe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des U-Rohrs mit einem geeigneten Aufnahmetank verbindbar ist.
32. Gruppe nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Lufteinlassmittel jeder Vorrichtung mit einem gemeinsamen Lufteinlassrohrsystem mit einem freien Ende, das daran optional geeignete aseptische Verbindungsmittel umfasst, geeignet verbunden ist.
33. Gruppe nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende mit einer geeigneten Luftzufuhr verbindbar ist.
34. Verfahren für das axenischen Kultivieren und Ernten von Zellen und/oder Gewebe in einer Einwegvorrichtung, welches folgende Schritte umfasst:

    a) Vorsehen der Vorrichtung, welche einen sterilisierbaren transparenten und/oder lichtdurchlässigen nicht starren Einwegbehälter mit einem oberen Ende und einem unteren Ende umfasst, welcher zumindest teilweise mit einem geeigneten sterilen biologischen Zell- und/oder Gewebekulturmedium und/oder axenischen Inokulant und/oder steriler Luft und/oder erforderlichen anderen sterilen Zusätzen gefüllt werden kann, wobei der Behälter Folgendes umfasst:

    (i) Gasauslassmittel für das Ablassen überschüssiger Luft und/oder Abgase aus dem Behälter;

    (ii) Zusatzeinlassmittel für das Einbringen des Inokulants und/oder des Kulturmediums und/oder der Zusätze in den Behälter; und dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin umfasst:

    (iii) wiederverwendbare Erntemittel, welche geeignete Stromsteuermittel für das Ermöglichen des Erntens mindestens eines gewünschten Teils des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums, wenn dies gewünscht ist, umfassen, wodurch die Vorrichtung ständig für mindestens einen weiteren folgenden Kultivier-/Erntezyklus verwendet werden kann, wobei der Behälter so ausgelegt ist, dass ein Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums in dem Behälter verbleiben kann, um als Inokulant für einen nächsten Kultur- und Erntezyklus zu dienen;

    b) Zuführen eines axenischen Inokulants über das Erntemittel;

    c) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze über das Zusatzeinlassmittel;

    d) Optionales Beleuchten des Behälters mit einem externen Beleuchtungsmittel;

    e) Wachsenlassen der Zellen und/oder des Gewebes in dem Medium auf eine gewünschte Ausbeute;

    f) Kontinuierliches Ablassen überschüssiger Luft und/oder Abgase aus dem Behälter über das Gasauslassmittel;

    g) Prüfen auf Verunreinigungen und/oder der Qualität der Zellen/Gewebe, die in dem Behälter erzeugt werden: wenn Verunreinigungen gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, werden die Vorrichtung und ihr Inhalt entsorgt; wenn keine Verunreinigungen gefunden werden, wird Schritt h) durchgeführt;

    h) Ernten des gewünschten Teils des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums, während der Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums in dem Behälter belassen wird, wobei der Rest des Mediums als Inokulant für einen nächsten Kultur-/Erntezyklus dient;

    i) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze für den nächsten Kultur-/Erntezyklus über das Zusatzeinlassmittel;

    j) Mehrfaches Wiederholen der Schritte d), e), f), g), h) und i) bis bei g) Verunreinigungen gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, woraufhin die Vorrichtung und ihr Inhalt entsorgt werden.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin Lufteinlassmittel für das Einleiten steriler Luft in Form von Bläschen in das Kulturmedium durch eine erste Einlassöffnung, die mit einer geeigneten sterilen Luftzufuhr verbindbar ist, umfasst, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Zuführens steriler Luft zu dem Lufteinlassmittel während des ersten und jedes folgenden Zyklus umfasst.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die sterile Luft während mindestens eines Kultivierzyklus ständig zugeführt wird.
37. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die sterile Luft während mindestens eines Kultivierzyklus stoßweise zugeführt wird.
38. Verfahren für das axenische Kultivieren und Ernten von Zellen und/oder Gewebe in einer Gruppe von Einwegvorrichtungen, welches folgende Schritte umfasst:

    a) Vorsehen einer Gruppe von Vorrichtungen nach Anspruch 30 und für mindestens eine Vorrichtung derselben:

    b) Zuführen eines axenischen Inokulants zur Vorrichtung über das gemeinsame Ernterohrsystem;

    c) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze zur Vorrichtung über das gemeinsame Zusatzeinlassrohrsystem;

    d) Optionales Beleuchten des Behälters mit einem externen Beleuchtungsmittel;

    e) Wachsenlassen der Zellen und/oder des Gewebes in der Vorrichtung in dem Medium auf eine gewünschte Ausbeute;

    f) Kontinuierliches Ablassen überschüssiger Luft und/oder Abgase aus der Vorrichtung über das gemeinsame Gasauslassrohrsystem;

    g) Prüfen auf Verunreinigungen und/oder der Qualität der Zellen/Gewebe, die in der Vorrichtung erzeugt werden: wenn Verunreinigungen in der Vorrichtung gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, wird das Erntemittel der Vorrichtung abgesperrt, was eine Verunreinigung der anderen Vorrichtungen der Gruppe verhindert; wenn in allen Vorrichtungen der Gruppe Verunreinigungen gefunden werden oder die darin erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, werden alle Vorrichtungen und deren Inhalt entsorgt; wenn keine Verunreinigungen gefunden werden und die Qualität der erzeugten Zellen/Gewebe annehmbar ist, wird die Vorrichtung als erntefähig betrachtet und Schritt h) wird durchgeführt;

    h) bei jeder erntefähigen Vorrichtung von Schritt g) Ernten des gewünschten Teils des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums über das gemeinsame Ernterohrsystem und das Verunreinigungsverhinderungsmittel zu einem geeigneten Aufnahmetank, während der Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums in dem Behälter belassen wird, wobei der zweite Teil des Mediums als Inokulant für einen nächsten Kultur-/Erntezyklus dient;

    i) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze für den nächsten Kultur-/Erntezyklus über das Zusatzeinlassmittel;

    j) Mehrfaches Wiederholen der Schritte d), e), f), g), h) und i) bis bei g) bei allen Vorrichtungen der Gruppe Verunreinigungen gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, woraufhin die Verunreinigungsverhinderungsmittel von dem gemeinsamen Erntemittel getrennt werden und die Vorrichtungen und ihr Inhalt entsorgt werden.
39. Verfahren für das axenische Kultivieren und Ernten von Zellen und/oder Gewebe in einer Gruppe von Einwegvorrichtungen, welches folgende Schritte umfasst:

    a) Vorsehen einer Gruppe von Vorrichtungen nach Anspruch 33 und für mindestens eine Vorrichtung derselben:

    b) Zuführen eines axenischen Inokulants zur Vorrichtung über das gemeinsame Ernterohrsystem;

    c) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze zur Vorrichtung über das gemeinsame Zusatzeinlassrohrsystem;

    d) Zuführen steriler Luft zur Vorrichtung über das gemeinsame Lufteinlassrohrsystem;

    e) Optionales Beleuchten des Behälters mit einem externen Beleuchtungsmittel;

    f) Wachsenlassen der Zellen und/oder des Gewebes in der Vorrichtung in dem Medium auf eine gewünschte Ausbeute;

    g) Kontinuierliches Ablassen überschüssiger Luft und/oder Abgase aus der Vorrichtung über das gemeinsame Gasauslassrohrsystem;

    h) Prüfen auf Verunreinigungen und/oder der Qualität der Zellen/Gewebe, die in der Vorrichtung erzeugt werden: wenn Verunreinigungen in der Vorrichtung gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, wird das Erntemittel der Vorrichtung abgesperrt, was eine Verunreinigung der anderen Vorrichtungen der Gruppe verhindert; wenn in allen Vorrichtungen der Gruppe Verunreinigungen gefunden werden oder die darin erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, werden alle Vorrichtungen und deren Inhalt entsorgt; wenn keine Verunreinigungen gefunden werden und die Qualität der erzeugten Zellen/Gewebe annehmbar ist, wird die Vorrichtung als erntefähig betrachtet und Schritt i) wird durchgeführt;

    i) bei jeder erntefähigen Vorrichtung von Schritt h) Ernten mindestens eines gewünschten Teils des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums über das gemeinsame Ernterohrsystem und das Verunreinigungsverhinderungsmittel zu einem geeigneten Aufnahmetank, während der Rest des die Zellen und/oder das Gewebe enthaltenden Mediums in dem Behälter belassen wird, wobei der Rest des Mediums als Inokulant für einen nächsten Kultur-/Erntezyklus dient;

    j) Zuführen eines sterilen Kulturmediums und/oder steriler Zusätze für den nächsten Kultur-/Erntezyklus über das Zusatzeinlassmittel;

    k) Mehrfaches Wiederholen der Schritte d), e), f), g), h), i) und j) bis bei h) bei allen Vorrichtungen der Gruppe die Verunreinigungen gefunden werden oder die erzeugten Zellen/Gewebe von schlechter Qualität sind, woraufhin die Verunreinigungsverhinderungsmittel von dem gemeinsamen Erntemittel getrennt werden und die Vorrichtungen und ihr Inhalt entsorgt werden.