JPH0677517B2 - Floating cell culture device - Google Patents
Floating cell culture deviceInfo
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- JPH0677517B2 JPH0677517B2 JP20886288A JP20886288A JPH0677517B2 JP H0677517 B2 JPH0677517 B2 JP H0677517B2 JP 20886288 A JP20886288 A JP 20886288A JP 20886288 A JP20886288 A JP 20886288A JP H0677517 B2 JPH0677517 B2 JP H0677517B2
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- medium
- cell culture
- gas exchange
- hollow fiber
- cells
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は浮遊細胞培養装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a suspension cell culture device.
近年、バイオテクノロジーの進歩にともない微生物や細
胞などを培養して利用する装置も種々提案されてきてい
る。In recent years, with the progress of biotechnology, various devices for culturing and utilizing microorganisms, cells, etc. have been proposed.
たとえば浮遊細胞を培養する装置として、回分操作の必
要な反応器を一部連続化した半回分反応器、さらには回
分操作を連続操作に改善した連続槽型反応器などの槽型
反応器や、連続操作に適した管型反応器などが提案さ
れ、利用されてきている。For example, as a device for culturing floating cells, a semi-batch reactor in which a reactor that requires batch operation is partially continuous, and a tank reactor such as a continuous tank reactor in which batch operation is improved to continuous operation, A tubular reactor suitable for continuous operation has been proposed and used.
前記改善は、回分操作を半連続化、連続化するという点
ではそれなりの効果があるが、いずれも浮遊細胞と培地
およびその他必要とされる成分(たとえば血清、リンホ
カインなどの生理活性物質など)とを1つの系とし、こ
れを攪拌などすることにより所望の細胞や有用産生物を
うる方法である。The above-mentioned improvement has a certain effect in that the batch operation is semi-continuous and continuous, but in any case, suspension cells and medium and other necessary components (for example, physiologically active substances such as serum and lymphokine) Is a single system, and the desired cells and useful products are obtained by stirring the system.
培養によりえられた細胞や有用産生物は多量の培地など
ともに存在するため、目的物の分離・精製が容易でな
く、前記細胞や有用産生物の濃度をいかにして高める
か、また前記細胞や有用産生物の取出操作の妨げとなる
培地などを、いかにして少なくするかなどが、重要な課
題となっている。Since cells and useful products obtained by culturing are present together with a large amount of medium, it is not easy to separate and purify the target substance, and how to increase the concentration of the cells and useful products, and An important issue is how to reduce the amount of medium that interferes with the operation of extracting useful products.
このような課題を解決するための装置として、培養槽の
内部に設けられた菌体または細胞は透過しないが培地は
透過する膜製の袋中で菌体または細胞を培養する装置が
提案されている(特開昭62−122580号公報)。As a device for solving such a problem, there has been proposed a device for culturing cells or cells in a bag made of a membrane that does not permeate cells or cells provided inside the culture tank but allows the medium to permeate. (JP-A-62-122580).
この装置を用いると袋中のものを取出すことにより、多
量の培地からの分離・精製の手間が軽減されるという効
果が達成され、それなりの成果がえられるが、袋中と袋
外との培地が必ずしも同一の条件になりにくいという問
題、とくに動物性細胞の培養のばあいに重要のpHの安
定、HCO3 -レベルの維持(細胞の種類にもよるが、通常2
6〜32m ep/であることが好ましい)などがはりにくい
という問題があり、従って培養できる細胞の濃度に制約
があった。By using this device, the effect of reducing the labor of separation and purification from a large amount of medium can be achieved by taking out the medium from the bag, and some results can be obtained, but the medium inside and outside the bag is obtained. There problem necessarily less likely to identical conditions, especially stability of important pH in the case of the culture of animal cells, HCO 3 - levels maintain (depending on the cell type, usually 2
6 to 32 m ep / is preferable), and the concentration of cells that can be cultured is limited.
本発明は上述のごとき課題に鑑み、とくに培養される浮
遊細胞の濃度を高め、かつ分離・精製される溶液中の培
地の割合をなるべく少なくすることを目的としてなされ
たものであり、培地を収容する培地容器内に、細胞培養
手段およびガス交換手段が収納配置された細胞培養装置
であって、 前記培地容器には培地供給手段および培地取出手段が設
けられており、 前記細胞培養手段が、内部に設けられた培地は透過する
が血清や生理活性物質は透過しない柔軟な袋体と、該袋
体を支持するための培地が自由に通過しうる空隙をそな
えた枠体、および前記袋体への細胞や血清や細胞活性化
物質の供給および細胞や産生物の回収のための手段から
なり、 前記ガス交換手段が、中空糸束と該中空糸束を支持する
ためのガス通過用空隙を有する枠体からなる ことを特徴とする浮遊細胞培養装置に関する。In view of the problems as described above, the present invention has been made for the purpose of particularly increasing the concentration of floating cells to be cultured and reducing the ratio of the medium in the solution to be separated and purified as much as possible. A cell culture device in which a cell culture means and a gas exchange means are housed and arranged in a culture medium container to be provided, wherein the culture medium container is provided with a culture medium supply means and a culture medium extraction means, The flexible bag which is permeable to the culture medium but impermeable to the serum and the physiologically active substance, the frame body having a space through which the culture medium for supporting the bag can freely pass, and the bag body And a means for supplying cells and serum or a cell activator and collecting cells and products, wherein the gas exchange means has a hollow fiber bundle and a gas passage void for supporting the hollow fiber bundle. Is it a frame It made possible regarding suspension cell culture apparatus according to claim.
本発明の装置では、培地容器中に特定の細胞培養手段を
配置し、この中で細胞培養を行なうため、細胞、血清お
よび細胞活性化物質と多量の培地とが1つの系にならな
い。In the device of the present invention, a specific cell culture means is arranged in the medium container, and cell culture is performed therein, so that cells, serum and cell activator and a large amount of medium do not form one system.
また、培地容器中に中空糸束を用いたガス交換手段を配
置しているため、培地とのガス交換が効率よく、容易に
行なえ、培地を一定の好ましい状態に保ちうる。Further, since the gas exchange means using the hollow fiber bundle is arranged in the culture medium container, the gas exchange with the culture medium can be performed efficiently and easily, and the culture medium can be kept in a certain preferable state.
この結果、浮遊細胞を107〜108個/mlというような高密
度で培養することができ、培養された細胞の分離・精製
が容易になる。さらに培養装置のコンパクト化が可能で
ある。As a result, floating cells can be cultured at a high density of 10 7 to 10 8 cells / ml, and separation and purification of the cultured cells becomes easy. Further, the culture device can be made compact.
本発明の浮遊細胞培養装置をその一実施例に関する説明
図である第1図に基づき説明する。The floating cell culture device of the present invention will be described based on FIG. 1, which is an explanatory view of one embodiment thereof.
本発明の浮遊細胞培養装置(4)は、培地を収容する培
地容器(1)ならびに該容器内に収納配置された細胞培
養手段(2)およびガス交換手段(3)を有する。The floating cell culture device (4) of the present invention has a medium container (1) for containing a medium, a cell culture means (2) and a gas exchange means (3) housed and arranged in the container.
前記培地容器(1)とは、従来からの浮遊細胞培養装置
におけるいわゆるカルチャーボトルにあたるのであり、
その大きさ、形状、材質などにはとくに限定はなく、従
来からのカルチャーボトルのごとき大きさ、形状、材質
などのものであれば使用しうる。The medium container (1) corresponds to a so-called culture bottle in a conventional floating cell culture device,
The size, shape, material, etc. are not particularly limited, and any conventional culture bottle having the same size, shape, material, etc. can be used.
このような容器(1)の好ましい具体例としては、たと
えば容量500〜5000ml程度の小型のもののばあい、硬質
ガラス、合成樹脂、金属などから形成された底面積50〜
300cm2程度で高さ10〜30cm程度の円筒状容器や、角柱状
容器、球状容器などがあげられる。As a preferred specific example of such a container (1), for example, in the case of a small one having a capacity of about 500 to 5000 ml, a bottom area of 50 to 50 formed of hard glass, synthetic resin, metal or the like is used.
Examples include a cylindrical container having a height of about 10 cm to 30 cm and a columnar container, a spherical container having a height of about 300 cm 2 .
このような小型の装置では、通常、培地供給手段
(5)、培地取出手段(20)、細胞培養手段(2)、ガ
ス交換手段(3)などが容器の口の部分に取付けられた
め、口広のものであるのが好ましい。これらの手段が設
けられた口の部分の残りの部分は、栓、蓋などで密封さ
れ、雑菌などの混入が防止される。In such a small-sized device, the medium supply means (5), the medium extraction means (20), the cell culture means (2), the gas exchange means (3), etc. are usually attached to the mouth of the container, It is preferably broad. The remaining portion of the mouth portion provided with these means is sealed with a stopper, a lid, etc. to prevent contamination with germs and the like.
また、容量が5程度以上の中〜大型のもののばあい、
合成樹脂や金属などから形成された直径0.15〜2m程度
で、高さが0.3〜2m程度の円筒状容器や、角柱状容器、
球状容器などがあげられる。If the capacity is about 5 or more, medium to large size,
A cylindrical container with a diameter of about 0.15 to 2 m and a height of about 0.3 to 2 m formed from synthetic resin or metal, a prismatic container,
Examples include spherical containers.
このような大型の容器のばあい、培地供給手段(5)、
培地取出手段(20)、細胞培養手段(2)、ガス交換手
段(3)などを容器の栓や蓋などに設ける必然性がない
ばかりでなく、むしろこれらに取付けたばあいには、容
器の開閉が必要になったばあいなどには取扱いづらい、
重量のある細胞培養手段(2)やガス交換手段(3)な
どをつり下げるのは好ましくない、などの理由から、通
常は底面にすえつけ台を設けた上にすえつけたり、側面
に取付手段を設けて取付けるなどするのが好ましい。In the case of such a large container, the medium supply means (5),
It is not necessary to provide the medium withdrawing means (20), the cell culture means (2), the gas exchange means (3), etc. on the stopper or lid of the container, but rather, when they are attached to these, opening and closing of the container When it becomes necessary, it is difficult to handle,
For the reason that it is not preferable to suspend the heavy cell culture means (2) or the gas exchange means (3), it is usually mounted on the bottom with a mounting base or attached on the side. It is preferable to provide and attach it.
前記細胞培養手段(2)は、培地は透過するが浮遊細胞
はもちろんのこと、血清や生理活性物質は透過しない柔
軟な袋体(6)、該袋体(6)を支持するための培地が
自由に通過しうる空隙をそなえた枠体(7)および袋体
(6)に浮遊細胞などを供給し、浮遊細胞やその産生物
を回収するための手段(8)からなる。The cell culture means (2) comprises a flexible bag (6) that allows the medium to permeate but not the suspended cells, but does not allow serum or a physiologically active substance to permeate, and a medium for supporting the bag (6). It comprises a means (8) for supplying floating cells and the like to a frame (7) and a bag (6) having freely permeable voids and recovering the floating cells and their products.
なお、培地容器(1)に収納配置される細胞培養手段
(2)は1個である必要はなく、培地容器(1)の大き
さにもよるが、2個以上の数であってもよい。The number of cell culture means (2) housed and arranged in the medium container (1) does not have to be one, and may be two or more, depending on the size of the medium container (1). .
前記袋体(6)とは、前記のように浮遊細胞や血清や生
理活性物質は透過させないが、培地容器(1)に収容さ
れた培地や浮遊細胞の排出物、とくに廃棄すべき排出物
は透過し、浮遊細胞に必要な養分や酸素や炭酸ガスなど
は充分供給され、不要物は除去される膜からなる袋状の
入物のことである。As described above, the bag body (6) does not allow suspended cells, serum or physiologically active substances to permeate therethrough, but the discharge of the medium or floating cells contained in the culture medium container (1), particularly the discharge to be discarded, is It is a bag-shaped container consisting of a membrane that permeates and supplies the nutrients necessary for the floating cells, oxygen and carbon dioxide gas, and removes unnecessary substances.
該袋体(6)の大きさ、形状などにはとくに限定はない
が、培地容器(1)の容量の10〜50%程度になるのが好
ましく、培地との接触面積が大きくなる方が好ましい。
なお、細胞培養手段(2)が2個以上設けられているば
あいには、前記袋体(6)の容量の合計が前記範囲にな
るのが好ましい。また該袋体(6)は、これを支持する
ための培地が自由に通過しうる空隙をそなえた枠体
(7)の内部に支持されるため、該枠体(7)の内側の
形状・容量とほぼ同じであるのが好ましい。The size and shape of the bag (6) are not particularly limited, but it is preferably about 10 to 50% of the capacity of the culture medium container (1), and the contact area with the culture medium is preferably large. .
In addition, when two or more cell culture means (2) are provided, it is preferable that the total volume of the bag body (6) falls within the above range. Further, since the bag body (6) is supported inside the frame body (7) having a void through which the medium for supporting the bag body can freely pass, the shape of the inner side of the frame body (7) It is preferably about the same as the capacity.
前記袋体(6)は、培地は透過するが、細胞、血清、生
理活性物質は通過しない必要があるから、前記透過物
質、不透過物質の種類にもよるが、通常、平均ポアサイ
ズ30〜80Å程度の孔を有する膜から形成される。Since the bag body (6) is permeable to the medium but impermeable to cells, serum and physiologically active substances, it usually has an average pore size of 30 to 80 Å depending on the types of the permeable substance and the impermeable substance. It is formed from a film having a degree of pores.
前記膜を構成する材料には、とくに限定はないが、培地
を透過させる必要があるから、表面は親水性を有するも
のであることが必要である。それゆえ、膜を構成する材
料の好ましい具体例としては、たとえば再生セルロース
などの親水性材料があげられる。たとえばセルロースト
リアセテート、セルロースジアセテート、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
スルホン、ポリアミドまたはポリエステルなどの親水性
でない材料からなる膜はばあいには、たとえばエタノー
ルに浸漬させたり、水酸基を膜表面にグラフト重合させ
るなどの方法で膜を親水性にしうる。The material forming the membrane is not particularly limited, but it is necessary that the surface has hydrophilicity because it needs to allow the medium to permeate. Therefore, a preferable specific example of the material forming the membrane is a hydrophilic material such as regenerated cellulose. In the case of a membrane made of a non-hydrophilic material such as cellulose triacetate, cellulose diacetate, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyamide or polyester, for example, it is immersed in ethanol or a hydroxyl group is grafted onto the surface of the membrane. The membrane can be made hydrophilic, such as by polymerisation.
前記培地が自由に通過しうる空隙をそなえた枠体(7)
は、袋体(6)が充分な強度を有さず、僅かな力で変形
する膜で形成されたものであるため、これを支持して補
うとともに、袋体(6)に培地が充分供給されるのを妨
げないようにしたものである。A frame (7) having a void through which the medium can freely pass
Since the bag body (6) does not have sufficient strength and is formed of a film that deforms with a slight force, it supports and supplements this and also supplies sufficient medium to the bag body (6). It was designed so as not to interfere with being played.
枠体(7)の形状、大きさ、材質などにはとくに限定は
なく、袋体(6)を包囲して支持するとともに保護する
ものであり、袋体(6)に培地が自由に供給されうるよ
うなものであるかぎり使用しうる。このような枠体
(7)の好ましい具体例としては、たとえば袋体(6)
をその内部にうまく支持しうるような形状である円筒
状、角柱状、球状などの形状で、袋体(6)の大きさと
同程度〜やや大き目の大きさに形成されており、スリッ
ト状、格子状、円形〜楕円形などの形状の空隙を有する
ものである。該空隙は実質的に均等、すなわち同じ形状
かつ同じ大きさのものが等間隔に形成されるのが好まし
い。There is no particular limitation on the shape, size, material, etc. of the frame body (7), which surrounds and supports the bag body (6) and protects it, and the medium is freely supplied to the bag body (6). It can be used as long as it is volatile. A preferred specific example of such a frame body (7) is, for example, a bag body (6).
It has a shape such as a cylindrical shape, a prismatic shape, a spherical shape, or the like that can support the inside of the bag well, and is formed to have a size that is approximately the same as the size of the bag body (6) to a slightly larger size, a slit shape, It has voids in the shape of a lattice, a circle to an ellipse. It is preferable that the voids are substantially even, that is, the voids having the same shape and the same size are formed at equal intervals.
第1図の(8)は袋体に浮遊細胞や血清や細胞活性化物
質を供給し、増殖した細胞やその産生物である生理活性
物質を回収する手段であり、このような働きをするかぎ
りとくに限定はないが、たとえばインジェクションプラ
グを用いたものがあげられ、その下端が袋体(6)の最
下部付近まで達している方が浮遊細胞などの回収がやり
やすい。また第1図では浮遊細胞などの供給と回収とを
1本の管で行なっているが、別々の管を用いて連続的に
行なうようにしてもよい。(8) in FIG. 1 is a means for supplying floating cells, serum or a cell activating substance to the bag to collect the proliferated cells and the physiologically active substance which is a product thereof. Although not particularly limited, for example, one using an injection plug can be cited, and floating cells and the like can be easily collected when the lower end thereof reaches near the lowermost portion of the bag (6). Further, in FIG. 1, the supply and recovery of the floating cells and the like are performed by one tube, but they may be continuously performed by using different tubes.
前記ガス交換手段(3)はガス供給用のライン(19)と
ガス排出用のライン(18)とを備えており、培養に必要
なガス、たとえばO2を供給し、培養により生ずるガス、
たとえばCO2を排出する手段であり、たとえば詳細には
第2図に示すように、中空糸束(9)と該中空糸束
(9)を支持するためのガス通過用空隙(10)を有する
枠体(11)からなる。The gas exchange means (3) includes a gas supply line (19) and a gas discharge line (18), supplies a gas necessary for culture, for example, O 2, and produces a gas by the culture,
For example, as a means for discharging CO 2 , it has a hollow fiber bundle (9) and a gas passage space (10) for supporting the hollow fiber bundle (9), as shown in detail in FIG. It consists of a frame (11).
中空糸束(9)を構成する中空糸としては、ガス交換能
を有するものであるかぎりとくに限定はないが、たとえ
ば平均ポアサイズ30Å〜1μm程度、さらには30Å〜0.
2μm程度の中空糸が好ましく使用される。The hollow fiber constituting the hollow fiber bundle (9) is not particularly limited as long as it has a gas exchange ability, but for example, the average pore size is about 30Å to 1 µm, and further 30Å to 0.
Hollow fibers of about 2 μm are preferably used.
該中空糸を構成する材質などにもとくに限定はなく、た
とえば再生セルロースや、セルローストリアセテート、
セルロースジアセテート、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリ
アミド、ポリエステルなどが通常使用される。The material forming the hollow fiber is not particularly limited, and examples thereof include regenerated cellulose, cellulose triacetate,
Cellulose diacetate, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyamide, polyester and the like are usually used.
前記中空糸束(9)はガス交換のために使用されるが、
ばあいによってはガス交換の他に培地取出のためにも使
用するばあいがある。このばあいには培地が中空糸を透
過する必要があるため、親水性材料からなる中空糸また
は親水性でない材料からなる中空糸のばあいには、表面
を親水化した中空糸を用いる必要がある。The hollow fiber bundle (9) is used for gas exchange,
In some cases, it may be used not only for gas exchange but also for medium extraction. In this case, the medium needs to permeate the hollow fibers.Therefore, in the case of hollow fibers made of hydrophilic material or non-hydrophilic material, it is necessary to use hollow fibers having a hydrophilic surface. is there.
前記中空糸は培地の容量によって異るが、容量1000mlの
ばあい、通常300〜600本程度束ねて両端を、たとえばウ
レタン樹脂などでポッティングすることにより中空糸束
(9)とされる。Although the hollow fibers differ depending on the volume of the medium, when the volume is 1000 ml, about 300 to 600 fibers are usually bundled and both ends are potted with, for example, urethane resin to form a hollow fiber bundle (9).
中空糸を束ねた際の断面形状、長さなどは、適宜選択す
ればよいが、培地との接触面積が大きくなるようにする
のが好ましく、通常、断面形状円形のものが採用され
る。The cross-sectional shape, length, etc. when the hollow fibers are bundled may be appropriately selected, but it is preferable that the contact area with the medium is large, and a cross-sectional shape having a circular shape is usually employed.
中空糸束(9)を支持するガス通過用空隙(10)を有す
る枠体(11)は、それのみでは一定の形状を有さず、取
扱いにくい中空糸束(9)を取扱いやすくするためのも
のであるから、なるべく培地とのガス交換、ばあいによ
っては培地の通過がおこりやすいものであるのが好まし
く、このような目的を達成しうるものであるかぎり、形
状、大きさなどはとくに限定はない。それゆえ、枠体
(11)に存在するガス通過用空隙(10)の形状も、たと
えば第2図に示すように、巾広く、長いストリップ状の
空隙であってもよく、スリット状、格子状、円形〜楕円
形などの形状の空隙であってもよい。The frame body (11) having the gas passage space (10) for supporting the hollow fiber bundle (9) does not have a constant shape by itself, and is intended to facilitate the handling of the difficult to handle hollow fiber bundle (9). Therefore, it is preferable that the gas exchange with the medium and the passage of the medium easily occur depending on the situation, and the shape and size are not particularly limited as long as such a purpose can be achieved. There is no. Therefore, the shape of the gas passage space (10) existing in the frame body (11) may be wide and long strip-like space, as shown in FIG. It may be a void having a circular shape, an elliptical shape, or the like.
なお前記ガス通過用とはガスのみが通過することを意味
するものではなく、培地と中空糸とが接触する必要があ
るから、培地をも通過させることは当然のことである。It should be noted that the term "for gas passage" does not mean that only the gas passes therethrough, but the medium and the hollow fibers need to come into contact with each other.
たとえば第2図に示すガス交換手段において、上方から
ガス交換用のガスを供給するばあい、培養により消費さ
れるガスの中空糸内の分圧が高いため、該ガスは培地中
にとけこんでいき、一方、培養により排出されるガスの
溶解量は該ガスの中空糸中の分圧に対するよりも多くな
っているため、培地から中空糸中に排出され、ガス交換
が行なわれる。この際、中空糸の表面が親水性であるば
あいには、交換用ガスの圧力が水圧よりも小さいと培地
は中空糸の内部に浸透してしまうので、ガス交換を行な
うばあいには、交換用ガスの圧力を水圧よりも大きくす
る必要がある。さらに交換用ガス圧を水圧よりも低くし
たばあいには、培地(排液)が中空糸を透過して外部に
排出されるので、ガス交換手段(3)が培地取出手段を
も兼ねることになる。For example, in the gas exchange means shown in FIG. 2, when a gas for gas exchange is supplied from above, the gas consumed by the culture has a high partial pressure in the hollow fiber, so that the gas dissolves into the medium. On the other hand, since the dissolved amount of the gas discharged by the culture is larger than that against the partial pressure of the gas in the hollow fiber, the gas is discharged from the medium into the hollow fiber and gas exchange is performed. At this time, if the surface of the hollow fiber is hydrophilic, the medium will penetrate into the hollow fiber if the pressure of the exchange gas is smaller than the water pressure, so when performing gas exchange, The pressure of the replacement gas needs to be greater than the water pressure. Further, when the gas pressure for exchange is made lower than the water pressure, the medium (drainage) permeates the hollow fibers and is discharged to the outside, so that the gas exchange means (3) also serves as the medium extraction means. Become.
培地容器(1)内に設けられるガス交換手段(3)は1
個でもよいが、要すれば2個以上設けてもよい。The gas exchange means (3) provided in the culture medium container (1) is 1
The number may be one, but if necessary, two or more may be provided.
細胞培養手段(2)およびガス交換手段(3)の培地交
換やガス交換がおこる部分が培地中に存在しなければな
らないことは当然である。また培地供給手段(5)から
の培地の供給は、培地容器(1)上部から行なわれるよ
うにするのが好ましい。It goes without saying that the parts of the cell culture means (2) and the gas exchange means (3) where medium exchange and gas exchange occur must be present in the medium. Further, the supply of the medium from the medium supply means (5) is preferably performed from the upper part of the medium container (1).
本発明の装置には攪拌手段は必ずしも必要ではないが、
第1図に示すように、攪拌手段(12)を設けて培地を攪
拌すると、培地とガス交換手段との間のガス交換がおこ
りやすくなり、培地を一定の状態に維持しやすくなり、
また培地が袋体(6)を透過しやすくなる。また培地を
攪拌するため、強く攪拌しても細胞を傷つけることがな
い。さらに袋体(6)を常にゆらし、細胞を浮遊させや
すくするため、細胞が袋体(6)の表面に付着するのが
防止され、増殖しやすくなる。The apparatus of the present invention does not necessarily need stirring means,
As shown in FIG. 1, when the agitating means (12) is provided to agitate the medium, gas exchange between the medium and the gas exchanging means is facilitated, and the medium is easily maintained in a constant state.
In addition, the medium easily permeates the bag (6). Further, since the medium is stirred, even if it is strongly stirred, the cells are not damaged. Furthermore, since the bag body (6) is constantly shaken to facilitate the floating of the cells, the cells are prevented from adhering to the surface of the bag body (6), and the cells are easily proliferated.
なお第1図における(13)は初めに培地を供給する際の
ガス抜き手段であり、第2図における(14)はポッティ
ング部である。It should be noted that (13) in FIG. 1 is a degassing means for initially supplying the medium, and (14) in FIG. 2 is a potting portion.
第1図には培養中の培地の状態をモニターする手段など
は記載されていないが、随時設置しうることは当然のこ
とである。Although FIG. 1 does not show a means for monitoring the state of the medium during culturing, it should be understood that it can be installed at any time.
本発明の装置により培養される細胞としては、たとえば
リンパ球、骨髄細胞、マクロファージなどが、その際に
使用される細胞活性化物質としては、たとえばリンホカ
インイやインターフェロンなどが、さらに培地として
は、たとえば牛胎児血清培地、無血清培地、ヒト血清培
地などがあげられる。The cells cultured by the device of the present invention include, for example, lymphocytes, bone marrow cells, macrophages, and the like, and cell-activating substances used in that case include lymphokineii and interferon, and the medium further includes, for example, Examples thereof include fetal bovine serum medium, serum-free medium and human serum medium.
つぎに本発明の装置を実施例に基づいて説明する。Next, the device of the present invention will be described based on examples.
実施例1 本発明の装置におけるガス交換手段を、ガス交換および
培地取出機能を有するガス交換手段とした第3図に示す
装置を用いた。Example 1 The apparatus shown in FIG. 3 was used as the gas exchange means in the apparatus of the present invention as a gas exchange means having gas exchange and medium extraction functions.
第3図における培地容器(1)は硬質ガラス製で容量33
00ml、直径約150mm×高さ約190mmの円筒状容器、細胞培
養手段(2)は平均ポアサイズ40Åの再生セルロース膜
で、内容量300ml、高さ150mm、直径50mmで表面積230cm2
の袋体(6)であり、略円柱状の形状を有する枠体
(7)で支持されており、袋体の上部には袋体の下部ま
で達するパイプを有する細胞の供給および回収手段
(8)が設けられている。ガス交換兼培地取出手段(1
5)は、セルローストリアセテート製の平均ポアサイズ
0.1μmの中空糸300本を束ねて有効長が120mmになるよ
うにポッティングしたもの(全表面積250cm2)を、円筒
状の形状を有し、内径が20mmでその側面にほぼ80mm×10
mmの巾広ストリップ形状の空隙を2個設けた枠体で支持
したものであり、その上部にガス供給口、その下部にガ
ス排気兼培地排出口が設けられたものである(第2図参
照)。そして培地容器(1)を外部から遮断する蓋体
に、前記細胞培養手段(2)、ガス交換兼培地取出手段
(15)、培地供給手段(5)および0.2μmのエアフィ
ルター(16)を有するガス抜き手段(13)が配置され、
攪拌手段(12)が設けられている。なお前記ガス供給口
には、エアフィルター(0.2μm)(16)を有するガス
供給ライン(19)に接続されたエアポンプ(17)が、ま
た前記ガス排気兼培地排出口から外部には排気ガスおよ
び培地が排出されるためのライン(21)が設けられてい
る。The medium container (1) in FIG. 3 is made of hard glass and has a capacity of 33.
Cylindrical container of 00 ml, diameter of about 150 mm x height of about 190 mm, cell culture means (2) is a regenerated cellulose membrane with an average pore size of 40 Å, inner volume of 300 ml, height of 150 mm, diameter of 50 mm and surface area of 230 cm 2
(6), which is supported by a frame (7) having a substantially columnar shape, and has a pipe at the upper part of the bag body that reaches the lower part of the bag body. ) Is provided. Gas exchange and medium extraction means (1
5) is the average pore size made of cellulose triacetate
300 hollow fibers of 0.1 μm bundled and potted to an effective length of 120 mm (total surface area 250 cm 2 ) has a cylindrical shape with an inner diameter of 20 mm and a side surface of approximately 80 mm × 10
It is supported by a frame with two wide strip-shaped voids of mm, with a gas supply port in the upper part and a gas exhaust / medium discharge port in the lower part (see Fig. 2). ). Then, the cell culture means (2), the gas exchange / medium extraction means (15), the medium supply means (5), and the 0.2 μm air filter (16) are provided on the lid that shuts off the medium container (1) from the outside. Degassing means (13) is arranged,
A stirring means (12) is provided. An air pump (17) connected to a gas supply line (19) having an air filter (0.2 μm) (16) is provided at the gas supply port, and an exhaust gas and a medium are discharged from the gas exhaust / medium exhaust port to the outside. A line (21) is provided for discharging the medium.
ガス抜き手段(13)の開放下、培地としてRPMI-1640
(味の素(株)製)1000mlが供給されたのち、リンパ球
106個/ml×100ml、血清10ml、リンホカイン200単位から
なる細胞浮遊液約110mlを袋体(6)に供給した。RPMI-1640 as a culture medium with the degassing means (13) open
After being supplied with 1000 ml (manufactured by Ajinomoto Co., Inc.), lymphocytes
About 110 ml of a cell suspension containing 10 6 cells / ml × 100 ml, 10 ml of serum, and 200 units of lymphokine was supplied to the bag body (6).
そのうち、200rpmの速さで攪拌を行ないながら37℃で培
養を行なった。この間、培地供給手段(5)から培地を
1ml/minの割合で供給するとともに、エアポンプを用い
てCO2を5容量%含有する空気を流量10ml/minで供給し
て20日間培養した。Among them, the culture was carried out at 37 ° C. with stirring at a speed of 200 rpm. During this time, the medium is supplied from the medium supply means (5).
The cells were supplied at a rate of 1 ml / min and at the same time, air containing 5% by volume of CO 2 was supplied at a flow rate of 10 ml / min using an air pump, and the cells were cultured for 20 days.
培養中、1日ごとに培地のpH、炭酸ガス分圧(PCO2)を
測定し、7.2≦pH≦7.3、36mmHg≦PCO2≦40mmHgであるこ
とを確かめた。During the culture, the pH of the medium and the carbon dioxide partial pressure (PCO 2 ) were measured every day, and it was confirmed that 7.2 ≦ pH ≦ 7.3 and 36 mmHg ≦ PCO 2 ≦ 40 mmHg.
培養成績を第1表に示す。The culture results are shown in Table 1.
〔発明の効果〕 本発明の装置を用いると細胞培養中も安定して一定の培
地条件を維持することができる。また、ガス交換が細胞
の存在しない培地中、中空糸束を用いたガス交換手段で
行なわれため、バブリングなどで生じる細胞の損傷はお
こらない。また、細胞、血清、生理活性物質は袋体内に
保たれるため、培養された細胞や産生物の分離、精製が
容易となる。さらに、培地の交換、培養細胞やその産生
物の回収を無菌的に連続でも行なうことができる。そし
て血清、細胞活性化物質は袋体内に保持されるため、そ
の消費も少なくなる。 [Effects of the Invention] By using the device of the present invention, it is possible to stably maintain a constant medium condition even during cell culture. Further, since gas exchange is performed by a gas exchange means using a hollow fiber bundle in a medium in which no cells are present, cell damage caused by bubbling does not occur. In addition, cells, serum, and physiologically active substances are kept in the bag, which facilitates separation and purification of cultured cells and products. Further, the exchange of the medium and the collection of the cultured cells and the products thereof can be performed aseptically and continuously. And since the serum and the cell activating substance are retained in the bag, the consumption thereof is reduced.
このように本発明の装置を用いることにより、高濃度の
培養細胞や産生物が効率よくえられるため、装置のコン
パクト化がはかられる。As described above, by using the device of the present invention, high-concentration cultured cells and products can be efficiently obtained, so that the device can be made compact.
第1図は本発明の装置の一実施例に関する説明図、第2
図は本発明の装置に用いるガス交換手段の一例に関する
説明図、第3図は実施例1で用いた本発明の装置に関す
る説明図である。 (図面の主要符号) (1):培地容器 (2):細胞培養手段 (3):ガス交換手段 (4):細胞培養装置 (5):培地供給手段 (6):袋体 (7):袋体を支持するための枠体 (8):細胞などの供給・回収手段 (9):中空糸束 (10):ガス通過用空隙 (11):中空糸束を支持するための枠体 (15):ガス交換兼培地取出手段 (20):培地取出手段 (21):ガス排気兼培地取出ラインFIG. 1 is an explanatory view relating to an embodiment of the device of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an illustration of an example of gas exchange means used in the device of the present invention, and FIG. 3 is an illustration of the device of the present invention used in the first embodiment. (Main symbols in the drawings) (1): Medium container (2): Cell culture means (3): Gas exchange means (4): Cell culture device (5): Medium supply means (6): Bag (7): Frame for supporting the bag (8): Supplying and collecting means for cells (9): Hollow fiber bundle (10): Gas passage void (11): Frame for supporting the hollow fiber bundle ( 15): Gas exchange and medium extraction means (20): Medium extraction means (21): Gas exhaust and medium extraction line
Claims (5)
段およびガス交換手段が収納配置された細胞培養装置で
あって、 前記培地容器には培地供給手段および培地取出手段が設
けられており、 前記細胞培養手段が、内部に設けられた培地は透過する
が血清や生理活性物質は透過しない柔軟な袋体と、該袋
体を支持するための培地が自由に通過しうる空隙をそな
えた枠体、および前記袋体への細胞や血清や細胞活性化
物質の供給および細胞や産生物の回収のための手段から
なり、 前記ガス交換手段が、中空糸束と該中空糸束を支持する
ためのガス通過用空隙を有する枠体からなる ことを特徴とする浮遊細胞培養装置。1. A cell culture device in which a cell culture means and a gas exchange means are housed and arranged in a medium container for containing a medium, wherein the medium container is provided with a medium supply means and a medium extraction means. The cell culture means is provided with a flexible bag body which is permeable to a medium provided therein but is impermeable to serum and a physiologically active substance, and a space through which the medium for supporting the bag body can freely pass. A frame body, and means for supplying cells and serum or a cell activating substance to the bag body and for collecting cells and products, wherein the gas exchange means supports a hollow fiber bundle and the hollow fiber bundle. A floating cell culture device, comprising a frame having a gas passage space for
平均ポアサイズ30〜80Åのセルローストリアセテート、
セルロースジアセテート、再生セルロース、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスルホン、ポリアミドまたはポリエステル製の膜から
なる袋体である請求項1記載の装置。2. A flexible bag body in the cell culture means,
Cellulose triacetate with an average pore size of 30-80Å,
The device according to claim 1, which is a bag made of a membrane made of cellulose diacetate, regenerated cellulose, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyamide or polyester.
ルローストリアセテート、セルロースジアセテート、再
生セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリアミドまた
はポリエステル製の中空糸束である請求項1記載の装
置。3. The hollow fiber bundle in the gas exchange means is a hollow fiber bundle made of cellulose triacetate, cellulose diacetate, regenerated cellulose, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyamide or polyester. Equipment.
ねる請求項1記載の装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the gas exchange means also serves as the medium extraction means.
平均ポアサイズ30〜80Åのセルローストリアセテート、
セルロースジアセテート、再生セルロース、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リスルホン、ポリアミドまたはポリエステル製の膜から
なる袋体であり、前記ガス交換手段が、セルローストリ
アセテート、セルロースジアセテート、再生セルロー
ス、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリスルホン、ポリアミドまたはポリエス
テル製の中空糸束を用いたものであり、かつ培地取出手
段を兼ねる請求項1記載の装置。5. The flexible bag in the cell culture means comprises:
Cellulose triacetate with an average pore size of 30-80Å,
Cellulose diacetate, regenerated cellulose, polypropylene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polysulfone, a bag made of a membrane made of polyamide or polyester, the gas exchange means, cellulose triacetate, cellulose diacetate, regenerated cellulose, polypropylene, polyethylene 2. The device according to claim 1, which is a hollow fiber bundle made of polytetrafluoroethylene, polysulfone, polyamide or polyester, and which also serves as a medium extracting means.
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JP20886288A JPH0677517B2 (en) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | Floating cell culture device |
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JP20886288A JPH0677517B2 (en) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | Floating cell culture device |
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JPH0257174A JPH0257174A (en) | 1990-02-26 |
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JP7249669B2 (en) * | 2018-02-15 | 2023-03-31 | 株式会社フルステム | Cell culture device |
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1988
- 1988-08-22 JP JP20886288A patent/JPH0677517B2/en not_active Expired - Fee Related
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