Claims (20)
EP 91 90 7500.2-2116 BERTIN & CIE u.Z.: EP-2056 PatentansprücheEP 91 90 7500.2-2116 BERTIN & CIE n.d.: EP-2056 Patent claims
1. Vorrichtung für Zellkulturen oder Bioreaktor für die Produktion von Metaboliten in einer Ausführungsform, die einen
Raum (X) für Zellkulturen aufweist, in dem die Zellen von einem flüssigen Medium eingeschlossen sind und dieser Raum von
Seitenwänden begrenzt ist, von welchen mindestens drei selektiv permeabel sind,1. Device for cell cultures or bioreactor for the production of metabolites in an embodiment which has a
space (X) for cell cultures in which the cells are enclosed by a liquid medium and this space is delimited by
side walls, of which at least three are selectively permeable,
die erste für ein frisches Nährmedium, die zweite für ein gasförmiges Fluidum und die letzte für ein gebrauchtes
Nährmedium, und Mittel zur Zirkulation des Fluidums durch diese Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Wendung aus einer, für das frische Nährmedium permeablen Schicht von Röhren (T) gebildet wird, daß die Röhren parallel
zwischen einem Einlaßsammeikörper (42) und einem Auslaßsammeikörper (43) in einem geschlossenen Kreislauf (10, 11, 16)
angebracht sind und Mittel (10; 40) zum Heranbringen eines frischen Nährmediums aufweisen und jede oberhalb von einem
Ende zum anderen mehrere Male von einer Menge frischen, ihre Wendung durchquerenden Mediums durchströmt wird.the first for a fresh nutrient medium, the second for a gaseous fluid and the last for a used nutrient medium, and means for circulating the fluid through this device, characterized in that the first turn is formed by a layer of tubes (T) permeable to the fresh nutrient medium, that the tubes are arranged in parallel between an inlet collector (42) and an outlet collector (43) in a closed circuit (10, 11, 16) and have means (10; 40) for bringing in a fresh nutrient medium and each is flowed through several times above from one end to the other by a quantity of fresh medium passing through its turn.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die jedes Rohr (T) durchfließende Menge des Mediums eine Abflußgeschwindigkeit
in der Größenordnung eines dm/s aufweist, die die tangentiale Filtration des die Wände der Rohre durchquerenden
frischen Mediums sicherstellt.2. Device according to claim 1, characterized in that the quantity of medium flowing through each tube (T) has a flow rate of the order of 1 dm/s, which ensures the tangential filtration of the fresh medium passing through the walls of the tubes.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (T) steif und einen Durchmesser
in der Größenordnung eines Zentimeters haben und daß ihre Wendungen Poren mit einem Durchmesser aufweisen, der den
Durchgang von Nahrungsmolekülen erlaubt.3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the tubes (T) are rigid and have a diameter of the order of one centimeter and that their turns have pores with a diameter allowing the passage of food molecules.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreislauf (10, 11, 16) durch einen ge-4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit (10, 11, 16) is
eigneten Druck aufrecht gehalten wird, aer so berecnnet ist,
daß er den gesuchten Zusammenhang zwischen der zirkulierenden und der durchquerenden Durchflußmenge erhalten und den
Kapillardruck übertreffen kann.a suitable pressure is maintained, which is calculated so that it can maintain the desired relationship between the circulating and the traversing flow rate and exceed the capillary pressure.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Wandung aus einer Gruppe von Kapillaren (C) mit gasdurchlässiger Wand, die in im wesentlichen
gleichen Abständen angeordnet sind, um die eine und/oder die andere Seite der Schicht von Röhren (T) zu bilden
und einer/mehrerer homogen verteilter Teilgruppen zum Gasaustausch mit den Zellen gebildet wird.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second wall is formed from a group of capillaries (C) with a gas-permeable wall, which are arranged at substantially equal distances to form one and/or the other side of the layer of tubes (T) and one or more homogeneously distributed subgroups for gas exchange with the cells.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Teilgruppen von Kapillaren ungeteilt, das heißt in einer
einzigen Schicht ausgebildet sein können.6. Device according to claim 5, characterized in that these subgroups of capillaries can be formed undivided, that is to say in a single layer.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilgruppen von Kapillaren selbst aus mehreren übereinandergelegten
Schichten von parallelen Kapillaren ausgebildet sein können und, daß die Kapillaren einer Schicht in Richtung
der Zwischenräume, zwischen zwei benachbarten Schichten wirken.7. Device according to claim 5, characterized in that the subgroups of capillaries themselves can be formed from several superimposed layers of parallel capillaries and that the capillaries of one layer act in the direction of the spaces between two adjacent layers.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kapillaren hohle Fasern mit
hydrophoben Wänden sind und einen Durchmesser in der Größenordnung eines Millimeters aufweisen.8. Device according to one of claims 5, 6 or 7, characterized in that these capillaries are hollow fibers with hydrophobic walls and have a diameter of the order of one millimeter.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Wand mindestens ein Mikrosieb aufweist, welches jede Wandung stromabwärts der Zellkultur
bildet, um das Einschließen der Zellen sicherzustellen, die das Ablassen des verbrauchten Mediums erlauben.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the third wall comprises at least one microsieve forming each wall downstream of the cell culture to ensure the containment of the cells allowing the drainage of the spent medium.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrosieb (M) mindestens jede
freie Fläche stromabwärts der Gruppe von Kapillaren bedeckt.10. Device according to one of claims 5 to 8 and 9, characterized in that the microsieve (M) covers at least every free surface downstream of the group of capillaries.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Wand eine poröse Membran ist, die Poren mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 &mgr;&idiagr;&eegr; aufweist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the third wall is a porous membrane having pores with a diameter between 1 and 10 μm.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kapillaren (C) parallel zur Ebene der Schicht von Röhren (T) ausgerichtet sind.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that
the capillaries (C) are aligned parallel to the plane of the layer of tubes (T).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kapillaren parallel zu den Röhren (T) sind.13. Device according to claim 12, characterized in that
the capillaries are parallel to the tubes (T).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren (C) auch im freien Zellenraum zwischen den
Röhren (T) verteilt sind.14. Device according to claim 13, characterized in that the capillaries (C) are also distributed in the free cell space between the
tubes (T).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht von Röhren (T) und die Gruppe oder die Teilgruppe von Kapillaren (C) durch ein Mikrosieb
(M1 i, M'3) getrennt sind, welches dem die dritte Wand dieser
Vorrichtung bildenden Mikrosieb (M) ähnlich ist.15. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the layer of tubes (T) and the group or subgroup of capillaries (C) are separated by a microsieve (M 1 i, M' 3 ) similar to the microsieve (M) forming the third wall of this device.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,' dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein einseitiges Modul bildet, welches eine einzige Gruppe von Kapillaren (C), die sich an einer
Seite der Schicht von Röhren (T) befindet, und stromabwärts mindestens ein Mikrosieb (M) (oder den Auslaß) aufweist.16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that it forms a single-sided module comprising a single group of capillaries (C) located on one side of the layer of tubes (T) and downstream at least one microsieve (M) (or the outlet).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweiseitiges oder symmetrisches
Modul bildet, welches mindestens zwei Teilgruppen von Kapillaren (C), die sich jeweils an jeder Seite der Schicht
von Röhren (T) ausbreiten und unterhalb mindestens ein jede Teilgruppe von Kapillaren (C) überlappendes Mikrosieb (oder
den Auslaß) (M1, M2) aufweist.17. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that it forms a bilateral or symmetrical module comprising at least two subgroups of capillaries (C) extending respectively on each side of the layer of tubes (T) and, below, at least one microsieve (or outlet) (M 1 , M 2 ) overlapping each subgroup of capillaries (C).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens zwei symmetrische überlagerte Module aufweist,18. Device according to claim 17, characterized in that it comprises at least two symmetrical superimposed modules,
wobei gegebenenfalls dazwischenliegende Auslaßräume und
Mikrosiebe weggelassen sind.where appropriate, intermediate outlet spaces and
micro-sieves are omitted.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen Einlaß (E) aufweist, der von mindestens zwei Sätzen mit Schichten von Röhren (T, T') durchquert wird, die
alternierend die Eintritts- und Austrittswandungen bilden und bei welcher der Raum zwischen den Röhren parallel zu den
Röhren mit Kapillaren (C) gefüllt ist und die Röhren (T') die Eigenschaften eines Mikrosiebes (M) besitzen.19. Device according to claim 17, characterized in that it has an inlet (E) crossed by at least two sets of layers of tubes (T, T') which alternately form the inlet and outlet walls and in which the space between the tubes is filled with capillaries (C) parallel to the tubes and the tubes (T') have the properties of a microsieve (M).
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einlaß (E) aufweist, der von mindestens zwei
Schichten mit Röhren (T) durchquert wird und bei welchem zwischen zwei äußersten Mikrosieben (Mx, M2) der Raum zwischen
den Röhren (T) parallel zu diesen Röhren mit Kapillaren (C) gefüllt ist.20. Device according to claim 17, characterized in that it has an inlet (E) which is crossed by at least two layers of tubes (T) and in which, between two outermost microsieves (M x , M 2 ), the space between the tubes (T) is filled with capillaries (C) parallel to these tubes.