(57)【要約】使い捨てバイオリアクターを提供する。使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器、シェル、少なくとも１つの撹拌器、少なくとも１つのスパージャー、前記スパージャー（複数可）とヘッドスペースのオーバレイのための少なくとも１つのガスフィルター入口ポート、少なくとも１つの充填ポート、少なくとも１つの収集ポート、少なくとも１つの試料ポート、及び少なくとも１つのプローブを含んでよい。例えば、少なくとも１つのコントローラーは、使い捨てバイオリアクターと関連する１つ以上のパラメーターを監視かつ制御してよい。哺乳動物細胞を培養及び増殖させる方法も提供する。前記方法は、第１のバイオリアクターで適切な条件下でかつ適切な培地中にて少なくとも１つの哺乳動物細胞を培養することと、前記少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた前記細胞を含む培地を第２のバイオリアクターに移動させることと、前記少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた前記細胞を含む培地を第３のバイオリアクターに移動させることと、前記第３のバイオリアクターで前記細胞を培養することと、を含んでよい。【選択図】図１Ａ
2019520065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの上部インペラ及び少なくとも１つの下部インペラに連結する回転自在軸を備える混合装置であって、前記上部インペラ及び前記下部インペラが両方ともポリマー材料から製造される前記混合装置；と、を含むバイオリアクター。
【請求項２】
前記上部インペラ及び前記下部インペラが両方とも、親水性表面を含む、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項３】
前記ポリマー材料がポリオレフィン（例えばポリエチレン）を含む、請求項１または２に記載のバイオリアクター。
【請求項４】
前記ポリマー材料が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項５】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項４に記載のバイオリアクター。
【請求項６】
前記上部インペラが水中翼インペラである、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項７】
タンク直径に対する前記インペラの比率が、約０．３５〜約０．５５（例えば約０．４４〜約０．４６）である、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項８】
前記上部インペラの流量数（Ｎｑ）が約０．４〜約０．９である、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項９】
前記下部インペラの流量数（Ｎｑ）が約０．４〜約０．９である、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項１０】
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルを更に含み、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項１１】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１２】
前記バッフルが前記バイオプロセス容器と一体式である、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１３】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１４】
前記バイオリアクターが約２〜約６つのバッフルを含み、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャの円周の周囲に離間配置される、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１５】
前記バイオプロセス容器が直径を有し、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記直径の約３％〜約２０％（例えば約５％〜約１５％）の距離で放射状に内向きに延在する、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１６】
前記バッフルが可撓性ポリマーフィルムから製造される、請求項１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１７】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項１８】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する、請求項１７に記載のバイオリアクター。
【請求項１９】
前記可撓性フィルムが多層フィルムを含み、前記多層フィルムが、前記中空エンクロージャと向き合う内側表面及び反対側の外側表面を含み、前記内側表面が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項２０】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項１９に記載のバイオリアクター。
【請求項２１】
流体を前記バイオプロセス容器内に供給するため前記中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの供給ラインを更に含み、前記供給ラインが、前記撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含み、前記流体放出口が、流体が前記流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴う、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項２２】
前記バイオプロセス容器の上部に配置される少なくとも１つの供給ラインを更に含み、前記供給ラインが、前記バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含み、前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように位置する、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項２３】
前記上部インペラが、回転するとき、円周を形成し、前記供給ラインの前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内の培地に接触をするように、前記上部インペラの円周上に配置される、請求項２２に記載のバイオリアクター。
【請求項２４】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器の前記底部に位置する排水ラインと流体連通しており、流体収集装置が、前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記排水ラインの間に配置されており、前記流体収集装置が、前記バイオプロセス容器から前記排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有する、請求項１に記載のバイオリアクター。
【請求項２５】
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャが容積を有し、前記排水ラインが断面積を有し、前記排水ラインの前記断面積が前記中空エンクロージャの前記容積と比例しており、前記排水ラインが、前記中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有する、請求項２４に記載のバイオリアクター。
【請求項２６】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に材料を供給するための少なくとも１つの入口ポートと；
少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、前記混合装置と；
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルであって、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、前記少なくとも１つのバッフルと；を含む、前記バイオリアクター。
【請求項２７】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項２６に記載のバイオリアクター。
【請求項２８】
前記バッフルが前記バイオプロセス容器と一体式である、請求項２６または２７に記載のバイオリアクター。
【請求項２９】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３０】
前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャの内部に設置されるように構成される、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３１】
前記バイオリアクターが約２〜約６つのバッフルを含み、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャの円周の周囲に離間配置される、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３２】
前記バイオプロセス容器が直径を有し、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記直径の約３％〜約２０％（例えば約５％〜約１５％）の距離で放射状に内向きに延在する、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３３】
前記バッフルが可撓性ポリマーフィルムから製造される、請求項２６〜３２のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３４】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３５】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する、請求項３４に記載のバイオリアクター。
【請求項３６】
前記バイオリアクターが第２のスパージャーを含有する、請求項３５に記載のバイオリアクター。
【請求項３７】
前記撹拌器がインペラを含む、請求項２６〜３６のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項３８】
前記バイオリアクターが第１のインペラ及び第２のインペラを含み、前記インペラが前記回転自在軸に沿って離間配置される、請求項３７に記載のバイオリアクター。
【請求項３９】
前記バイオプロセス容器の前記形状適合材料が可撓性フィルムを含む、請求項２６〜３８のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４０】
前記可撓性フィルムが多層フィルムを含み、前記多層フィルムが、前記中空エンクロージャと向き合う内側表面及び反対側の外側表面を含み、前記内側表面が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、請求項３９に記載のバイオリアクター。
【請求項４１】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項４０に記載のバイオリアクター。
【請求項４２】
流体を前記バイオプロセス容器内に供給するため前記中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの供給ラインを更に含み、前記供給ラインが、前記撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含み、前記流体放出口が、流体が前記流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴う、請求項２６〜４１のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４３】
前記流体制御装置が一方向弁を含む、請求項４２に記載のバイオリアクター。
【請求項４４】
前記バイオプロセス容器の上部に配置される少なくとも１つの供給ラインを更に含み、前記供給ラインが、前記バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含み、前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように位置する、請求項２６〜４３のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４５】
前記撹拌器が、回転するとき、円周を形成し、前記供給ラインの前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内の前記培地に接触をするように、前記撹拌器の円周上に配置される、請求項４４に記載のバイオリアクター。
【請求項４６】
前記バイオプロセス容器の前記底部がドーム形状を有する、請求項２６〜４５のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４７】
前記中空エンクロージャ内に含まれる培地の質量を示すために、前記バイオリアクターに連動するロードセルを更に含む、請求項２６〜４６のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４８】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器に流体を供給するため複数の供給ラインに接続するための複数のポートを含み、前記各ポート及び対応する供給ラインが、ユーザーが前記供給ラインを前記各ポートに接続するのを補助するための整合インジケーターを含む、請求項２６〜４７のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項４９】
前記整合インジケーターが、各前記ポート及び対応する前記供給ラインが色分けされるように、色を含む、請求項４８に記載のバイオリアクター。
【請求項５０】
前記ポートが汎用コネクタを含み、前記ポートが第１端及び第２端を有し、前記第１端が、対応する前記供給ラインへの再接続可能な取り付けを形成するためにある、請求項４８または４９に記載のバイオリアクター。
【請求項５１】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器の前記底部に位置する排水ラインと流体連通しており、流体収集装置が、前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記排水ラインの間に配置されており、前記流体収集装置が、前記バイオプロセス容器から前記排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有する、請求項２６〜５０のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項５２】
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャが容積を有し、前記排水ラインが断面積を有し、前記排水ラインの前記断面積が前記中空エンクロージャの前記容積と比例しており、前記排水ラインが、前記中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有する、請求項５１に記載のバイオリアクター。
【請求項５３】
前記供給ラインのそれぞれが、前記対応するポートから上流に配置される流体フィルターを含む、請求項４８、４９または５０に記載のバイオリアクター。
【請求項５４】
前記バイオリアクターが中間部分を含み、前記中間部分が約０．８〜約１．５（例えば約１〜約１．２）の間のアスペクト比を有する、先行請求項のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項５５】
前記バラストスパージャーが、培地内へガスを放出するための第１の複数の孔を画定し、前記第２のスパージャーが、培地内へガスを放出するための第２の複数の孔を画定し、前記第２の複数の孔が、前記第１の複数の孔より小さい直径を有する、請求項３６に記載のバイオリアクター。
【請求項５６】
前記回転自在軸が、親水性ポリマー材料から製造される少なくとも１つのインペラを含み、前記少なくとも１つのインペラが折り畳みできる、請求項２６〜５５のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項５７】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
材料を前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に供給するための複数の入口ポートと；
流体を前記バイオプロセス容器から放出するために前記バイオプロセス容器の前記底部に配置される排水ラインと；
少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、前記混合装置と；
前記中空エンクロージャ内の少なくとも１つのパラメーターを監視するために、前記バイオプロセス容器に連動する少なくとも１つのセンサーであって、前記少なくとも１つのセンサーが、ｐＨセンサー、溶存二酸化炭素センサー、溶存酸素センサーまたはロードセルを含む、前記少なくとも１つのセンサーと；
前記少なくとも１つのセンサーと接続するコントローラーであって、前記コントローラーが、プリセット制限内で前記中空エンクロージャ中に含まれる培地の前記少なくとも１つのパラメーターを維持するため、流体供給源から前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内への流体の流量を変化させるために、前記少なくとも１つのセンサーからの情報を受信するように、及び前記情報に基づいて前記流体供給源を制御するように構成される、前記コントローラーと；を含む、バイオリアクターシステム。
【請求項５８】
前記バイオプロセス容器と流体連通する二酸化炭素ガス供給源、及び前記バイオプロセス容器と流体連通する液体アルカリ供給源も更に含み、前記少なくとも１つのセンサーがｐＨセンサーを含み、前記コントローラーが、ｐＨを選択的に低下させるために前記二酸化炭素ガス供給源から二酸化炭素ガスの量を添加することによって、またはｐＨを選択的に増加させるために前記液体アルカリ供給源からアルカリの量を添加することによって、前記プリセット制限内に培地のｐＨ値を制御するように構成される、請求項５７に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項５９】
前記システムが第１のｐＨセンサー及び第２のｐＨセンサーを含み、前記各ｐＨセンサーが前記コントローラーと接続する、請求項５８に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６０】
酸素ガス供給源を更に含み、前記少なくとも１つのセンサーが溶存酸素センサーを含み、前記コントローラーが、前記溶存酸素センサーから受信した情報に基づき、前記酸素ガス供給源から前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内の培地へ酸素ガスの量を定期的に添加することによって、前記プリセット制限内に前記培地中の溶存酸素レベルを制御する、請求項５７に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６１】
二酸化炭素ガス供給源を更に含み、前記少なくとも１つのセンサーが溶存二酸化炭素センサーを含み、前記コントローラーが、前記溶存二酸化炭素センサーから受信した情報に基づき、前記二酸化炭素ガス供給源から前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内の培地へ二酸化炭素ガスの量を定期的に添加することによって、プリセット制限内に前記培地中の溶存二酸化炭素レベルを制御する、請求項５７に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６２】
前記バイオプロセス容器の包囲する保温ジャケットを更に含み、前記保温ジャケットが、加熱した流体または冷却した流体のうちの少なくとも１つと流体連通しており、前記バイオリアクターシステムが、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地の温度を検出するための温度センサーを更に含み、前記温度センサーが前記コントローラーと接続しており、前記コントローラーが、プリセット温度制限内に前記培地を維持するため、前記バイオプロセス容器中に含有される前記培地の温度を上昇させるまたは下降させるために、前記温度センサーからの情報を受信するように、及び前記情報に基づいて前記保温ジャケット内への流体の流れを制御するように構成される、請求項５７〜６１のいずれか一項に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの撹拌器に連結する前記回転自在軸の回転速度を監視するためのタコメーターを更に含み、前記タコメーターが前記コントローラーと接続しており、前記コントローラーが、前記軸を回転させるモーターと接続しており、前記コントローラーが、前記タコメーターから受信した情報に基づく所定速度で前記軸を回転させるように、前記モーターを制御するように構成されている、請求項５８〜６２のいずれか一項に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６４】
前記コントローラーが１つ以上のマイクロプロセッサを含む、請求項５８〜６３のいずれか一項に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６５】
前記システムが、両方とも前記コントローラーと接続するｐＨセンサー及び溶存酸素センサーを含み、前記コントローラーが、プリセット制限内で前記バイオプロセス容器中に含まれる培地のｐＨ値及び溶存酸素レベルを維持するために、前記ｐＨセンサー及び前記溶存酸素センサーからの情報を受信し、及び前記バイオプロセス容器内への異なる流体の流れを制御する、請求項５８〜６４のいずれか一項に記載のバイオリアクターシステム。
【請求項６６】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、前記混合装置と；
流体を前記バイオプロセス容器内に供給するため前記中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの供給ラインであって、前記供給ラインが、前記撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含み、前記流体放出口が、流体が前記流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴う、前記少なくとも１つの供給ラインと；を含むバイオリアクター。
【請求項６７】
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルを更に含み、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項６８】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項６７に記載のバイオリアクター。
【請求項６９】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項６７に記載のバイオリアクター。
【請求項７０】
前記バイオリアクターが約２〜約６つのバッフルを含み、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャの円周の周囲に離間配置される、請求項６７、６８または６９に記載のバイオリアクター。
【請求項７１】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項７２】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する、請求項７１に記載のバイオリアクター。
【請求項７３】
前記バイオプロセス容器の前記形状適合材料が可撓性フィルムを含む、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項７４】
前記可撓性フィルムが多層フィルムを含み、前記多層フィルムが、前記中空エンクロージャと向き合う内側表面及び反対側の外側表面を含み、前記内側表面が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、請求項７３に記載のバイオリアクター。
【請求項７５】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項７４に記載のバイオリアクター。
【請求項７６】
前記流体制御装置が一方向弁を含む、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項７７】
前記バイオプロセス容器の上部に配置される第２の供給ラインを更に含み、前記第２の供給ラインが、前記バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含み、前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように位置する、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項７８】
前記撹拌器が、回転するとき、円周を形成し、前記供給ラインの前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内の前記培地に接触をするように、前記撹拌器の円周上に配置される、請求項７７に記載のバイオリアクター。
【請求項７９】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器に流体を供給するため複数の供給ラインに接続するための複数のポートを含み、前記各ポート及び対応する供給ラインが、ユーザーが前記供給ラインを前記それぞれのポートに接続するのを補助するための整合インジケーターを含む、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項８０】
前記ポートが汎用コネクタを含み、前記ポートが第１端及び第２端を有し、前記第１端が、対応する前記供給ラインへの再接続可能な取り付けを形成するためにある、請求項７９に記載のバイオリアクター。
【請求項８１】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器の前記底部に位置する排水ラインと流体連通しており、流体収集装置が、前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記排水ラインの間に配置されており、前記流体収集装置が、前記バイオプロセス容器から前記排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有する、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項８２】
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャが容積を有し、前記排水ラインが断面積を有し、前記排水ラインの前記断面積が前記中空エンクロージャの前記容積と比例しており、前記排水ラインが、前記中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有する、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項８３】
前記撹拌器が、親水性ポリマー材料から製造される少なくとも１つのインペラを含み、前記少なくとも１つのインペラが折り畳みできる、請求項６６に記載のバイオリアクター。
【請求項８４】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、前記混合装置と；
前記バイオプロセス容器の上部に配置される少なくとも１つの供給ラインであって、前記供給ラインが、前記バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含み、前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが、前記側壁と接触せずに、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように位置する、前記少なくとも１つの供給ラインと；を含むバイオリアクター。
【請求項８５】
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルを更に含み、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項８６】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項８５に記載のバイオリアクター。
【請求項８７】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項８５に記載のバイオリアクター。
【請求項８８】
前記バイオリアクターが約２〜約６つのバッフルを含み、前記バッフルが前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャの円周の周囲に離間配置される、請求項８５、８６または８７に記載のバイオリアクター。
【請求項８９】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項９０】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する、請求項８９に記載のバイオリアクター。
【請求項９１】
前記バイオプロセス容器の前記形状適合材料が可撓性フィルムを含む、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項９２】
前記可撓性フィルムが多層フィルムを含み、前記多層フィルムが、前記中空エンクロージャと向き合う内側表面及び反対側の外側表面を含み、前記内側表面が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、請求項９１に記載のバイオリアクター。
【請求項９３】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項９２に記載のバイオリアクター。
【請求項９４】
流体を前記バイオプロセス容器内に供給するため前記中空エンクロージャ内に延在する、第２の供給ラインを更に含み、前記第２の供給ラインが表面下流体放出口を含み、前記流体放出口が、流体が前記流体放出口から流れ出ることだけを可能にする流体制御装置を伴う、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項９５】
前記流体制御装置が一方向弁を含む、請求項９４に記載のバイオリアクター。
【請求項９６】
前記撹拌器が、回転するとき、円周を形成し、前記供給ラインの前記超表面流体放出が、前記流体放出による流体の流れが前記バイオプロセス容器内の前記培地に接触をするように、前記撹拌器の円周上に配置される、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項９７】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器に流体を供給するため複数の供給ラインに接続するための複数のポートを含み、前記各ポート及び対応する供給ラインが、ユーザーが前記供給ラインを前記それぞれのポートに接続するのを補助するための整合インジケーターを含む、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項９８】
前記ポートが汎用コネクタを含み、前記ポートが第１端及び第２端を有し、前記第１端が、対応する前記供給ラインへの再接続可能な取り付けを形成するためにある、請求項９７に記載のバイオリアクター。
【請求項９９】
前記バイオプロセス容器が、前記バイオプロセス容器の前記底部に位置する排水ラインと流体連通しており、流体収集装置が、前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記排水ラインの間に配置されており、前記流体収集装置が、前記バイオプロセス容器から前記排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有する、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項１００】
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャが容積を有し、前記排水ラインが断面積を有し、前記排水ラインの前記断面積が前記中空エンクロージャの前記容積と比例しており、前記排水ラインが、前記中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有する、請求項９９に記載のバイオリアクター。
【請求項１０１】
前記撹拌器が、親水性ポリマー材料から製造される少なくとも１つのインペラを含み、前記少なくとも１つのインペラが折り畳みできる、請求項８４に記載のバイオリアクター。
【請求項１０２】
使い捨てバイオリアクターを製造するための方法であって、前記方法が、
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器を組み立てることであって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定し、前記中空エンクロージャが約１０Ｌ〜約２０，０００Ｌの量を有し、前記バイオプロセス容器が、材料を前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に供給するための複数の入口ポートも含み、前記各入口ポートが直径を有する、前記組み立てることと；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に混合装置を挿入することであって、前記混合装置が少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む、前記挿入することと；
少なくとも１つのスパージャーを前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に挿入することであって、前記スパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定し、前記複数の孔が直径を有する、前記挿入することと；
前記バイオプロセス容器の底部に排水ラインを接続することであって、前記排水ラインが断面積を有する、前記接続することと；を含み、
前記入口ポートの前記直径、前記スパージャーの前記複数の孔の前記直径及び前記排水ラインの前記断面積が、前記中空エンクロージャの容積に比例し、及び前記排水ラインが、前記中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有する、前記方法。
【請求項１０３】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、バイオプロセスチャンバが培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に材料を供給するための少なくとも１つの入口ポートと；
複数の撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び前記撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在する、前記混合装置と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと流体連通する細胞保持チャンバと；
前記細胞保持チャンバと流体連通する濾液放出口であって、前記濾液放出口が、液体浸透性であるが、培地中に含まれる生物学的材料に対しては不浸透性であるバイオフィルターを含み、前記濾液放出口が前記細胞保持チャンバから液体を取り出すためにある、前記濾液放出口と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記細胞保持チャンバの間で培地の流れを入れ替えるように構成される、流量調整器と；を含むバイオリアクター。
【請求項１０４】
前記流量調整器が加圧ガス供給源及び減圧源と接続しており、前記流量調整器が、前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャと前記細胞保持チャンバの間で流体を行ったり来たりさせて再利用するために、前記細胞保持チャンバ中に含まれる流体に減圧またはガス圧力を交互に加えるように構成される、請求項１０３に記載のバイオリアクター。
【請求項１０５】
前記流量調整器が、前記細胞保持チャンバ中に含まれる前記流体に圧力を加えることと吸引力を加えることを交互に行う往復式ダイアフラムを含む、請求項１０４に記載のバイオリアクター。
【請求項１０６】
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルを更に含み、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、請求項１０３〜１０５のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項１０７】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項１０６に記載のバイオリアクター。
【請求項１０８】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項１０６または１０７に記載のバイオリアクター。
【請求項１０９】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項１０３に記載のバイオリアクター。
【請求項１１０】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する、請求項１０９に記載のバイオリアクター。
【請求項１１１】
前記バイオリアクターが第２のスパージャーを含有する、請求項１１０に記載のバイオリアクター。
【請求項１１２】
前記バイオプロセス容器の前記形状適合材料が可撓性フィルムを含む、請求項１０３に記載のバイオリアクター。
【請求項１１３】
前記可撓性フィルムが多層フィルムを含み、前記多層フィルムが、前記中空エンクロージャと向き合う内側表面及び反対側の外側表面を含み、前記内側表面が、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含む、請求項１１２に記載のバイオリアクター。
【請求項１１４】
前記低密度ポリエチレンが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている、請求項１１３に記載のバイオリアクター。
【請求項１１５】
流体を前記バイオプロセス容器内に供給するため前記中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの供給ラインを更に含み、前記供給ラインが、１つの撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含み、前記流体放出口が、流体が前記流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴う、請求項１０３に記載のバイオリアクター。
【請求項１１６】
液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器であって、前記バイオプロセス容器が上部、底部及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有し、前記バイオプロセス容器が培地を収容するための中空エンクロージャを画定する、前記バイオプロセス容器と；
前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に材料を供給するための少なくとも１つの入口ポートと；
少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置であって、前記軸及び撹拌器が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に延在し、前記撹拌器が前記回転自在軸上に折り畳み可能である、前記混合装置と；を含むバイオリアクター。
【請求項１１７】
前記撹拌器が少なくとも１つの羽根要素を含むインペラを含み、前記羽根要素が前記回転自在軸の方へ折り畳み可能である、請求項１１６に記載のバイオリアクター。
【請求項１１８】
前記回転自在軸から突出する折り畳み可能な羽根要素を更に含む、請求項１１６または１１７に記載のバイオリアクター。
【請求項１１９】
前記回転自在軸が第１のインペラ及び第２のインペラに連結し、両方のインペラが前記軸の方へ折り畳み可能である少なくとも１つの羽根要素を含む、請求項１１７に記載のバイオリアクター。
【請求項１２０】
前記軸及び前記撹拌器が親水性ポリマーから製造される、請求項１１６〜１１９のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項１２１】
前記親水性ポリマーが、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されている低密度ポリエチレンを含む、請求項１２０に記載のバイオリアクター。
【請求項１２２】
前記回転自在軸が軸スリーブによって囲まれる金属補強ロッドを含み、前記軸スリーブがポリマー材料からなる、請求項１１６〜１２１のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項１２３】
前記混合装置の前記軸上に配置される止め輪を更に含み、前記止め輪が、直立した位置にまたは倒れた位置に前記撹拌器を保持するための、撹拌器係合位置及び撹拌器開放位置を含む、請求項１２２に記載のバイオリアクター。
【請求項１２４】
前記金属補強ロッドが前記軸スリーブ内に挿入されるとき、前記止め輪が前記撹拌器開放位置から前記撹拌器係合位置に移動する、請求項１２３に記載のバイオリアクター。
【請求項１２５】
前記金属補強ロッドが一緒に取り付けた複数の区域を含む、請求項１２２または１２３に記載のバイオリアクター。
【請求項１２６】
前記金属補強ロッドが頂部を有し、磁気部材が前記金属補強ロッドの前記頂部に位置し、前記磁気部材がモーターと磁気的に係合するように構成される、請求項１２２、１２３、１２４または１２５に記載のバイオリアクター。
【請求項１２７】
前記バイオプロセス容器の前記側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルを更に含み、前記バッフルが、前記混合装置で培地を混合する間、前記中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、前記側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する、請求項１１６〜１２６のいずれか一項に記載のバイオリアクター。
【請求項１２８】
前記バッフルが膨張可能な流体袋を画定し、前記バッフルが膨張かつ収縮することができる、請求項１２７に記載のバイオリアクター。
【請求項１２９】
前記バッフルが前記中空エンクロージャの外部に設置されるように構成されており、前記バイオプロセス容器の前記側壁が前記バッフルの形状の周囲に適合する、請求項１２７または１２８に記載のバイオリアクター。
【請求項１３０】
前記バイオリアクターが少なくとも１つのスパージャーを更に含む、請求項１１６に記載のバイオリアクター。
【請求項１３１】
前記スパージャーがバラストスパージャーを含み、前記バラストスパージャーが長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備え、前記長手方向部分が前記バイオプロセス容器の前記中空エンクロージャ内に垂直に延在し、前記横方向部分が前記撹拌器の下で前記長手方向部分の端に位置し、前記横方向部分が、前記バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定し、前記横方向部分が、前記軸の安定化のため前記混合装置の前記軸を係合する、請求項１３０に記載のバイオリアクター。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月３日出願の米国特許仮出願第６２／３４５，３８１号に対する優先権及び利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。２０１６年６月２４日出願の米国仮出願第６２／３５４，２１６号及びその後の公開、米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号、同第２０１７／０１０７４７６号、国際特許出願公開第ＷＯ２０１７／０７２２０１号は、それぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
生物学的反応もしくは過程が実験室もしくは工業規模で実施できるバイオリアクターまたは装置は、バイオ医薬品産業内で広く使用されている。バイオリアクターは、基質がバイオリアクターに複数の時刻で供給され、生成物が反応時間の終了までバイオリアクター内に留まる流加培養法、または損傷による副生成物が連続的に除去されると共に、基質の連続供給がバイオリアクターに供給される灌流培養法で使用できる。バイオリアクターは、連続バッチ法でも使用できる。
【０００３】
１９９０年代後半以降、バイオ医薬品産業内で使い捨てのバイオプロセシング溶液への関心が増加している。この溶液は、新しい施設の資本コスト及びバリデーション時間を低減し、バッチ間のターンアラウンド時間を減らすことによって工場のスループットを改善し、洗浄バリデーションの負担を減らす。
【０００４】
使い捨てのバイオプロセシング溶液へのこの関心は、バイオリアクター単位操作を含んでいる。その結果、使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）はバイオ医薬品産業の標準的主力商品になっている。既存の撹拌槽型反応器（ＳＴＲ）容量の配置に対してＳＵＢの配置を適合させる細胞培養エンジニアの能力を制限する、オフザシェルフの設計として、これらのＳＵＢは供給メーカーから供給されている。例えばＳＵＢの第１世代は、インペラの数及び向きならびにスパージャーの孔の直径に関して、従来の撹拌槽型バイオリアクター（ＳＴＲ）の配置から外れた。更に、使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢバイオリアクター）の１つの特徴は、それが従来のＳＴＲより操作上かなりの柔軟性をもたらす低容積で操作できることであった。しかし、このやり方は配置の類似性の原則を更に否定した。
【０００５】
細胞（例えば真核生物（哺乳動物）細胞）の培養による生物学の発展、製造作業及び商品化での一般的な使用を容易にするように設計された使い捨てバイオリアクターの有用性は、技術水準によって制限される。これらの制約は部分的には、（ｉ）最大２０，０００Ｌ（例えば最大１００，０００Ｌ）の大規模処理への拡張可能性の欠如、（ｉｉ）生じた小規模データは製造規模にて観察されるものと類似かつ匹敵できるパフォーマンスを示す、有意義な方法での処理開発及び処理の特性化を可能にする小規模（約１０ｍＬまたは約１ｍＬ）開発モデルへの拡張可能性の欠如、（ｉｉｉ）容器選択及び撹拌器設計パラメーターに起因する不十分な混合及び通気、（ｉｖ）急速、少容量、高濃度、非生理的なｐＨ及びモル浸透圧濃度である供給の適用、及び／または毎時０．１ｖ／ｖ％〜毎時１２．５ｖ／ｖ％の範囲の流速で連続適用した供給もしくは灌流液／濃縮液の適用を可能にするには不十分な添加ポートの設計から生じる。
【０００６】
現況の技術水準は、（ｉ）ポンプの吸引ヘッドの下で収集管を圧潰させずに高流速を可能にするには不十分な収集ポートの設計、（ｉｉ）既存のバリデーション済みバイオリアクターによる処理の比較を示すことができない、（ｉｉｉ）接触材料からの生物学的に活性な成分の導入、（ｉｖ）バルク水相に存在する細胞を制限するまたはそれを利用できなくする成分及び代謝物をもたらす場合がある、容器表面上への生物学的に活性な培地成分または細胞由来の代謝物の隔離、などの更なる制約を有する。
【０００７】
使い捨てバイオリアクター用の現況の技術水準は、１０Ｌ〜２，０００Ｌの容器の作業容積に限られている。適切な小規模（例えば１０ｍＬより少ない）開発モデルの可用性の欠如は、有意義な処理開発及び処理の特性化の実験を実施して、細胞培養工程の製造及び商業化を支援する細胞エンジニアの能力を制限する。一方で、２，０００Ｌより大きい使い捨てバイオリアクターの可用性の欠如は、２，０００Ｌ超のスケーリングから得られる商品コストの低減から利益を得る能力を妨げる。
【０００８】
更に５０Ｌ規模以下の使い捨て容器は、５０Ｌ超規模用に設計した容器（それは可撓性で低密度のポリエチレン系プラスチックから作製される傾向がある）で使用するものとは異なる材料、一般的にはより剛性のポリカーボネート系プラスチックから作製される。構造のこれらの材料は要素の異なる抽出可能な／濾過可能な特性を有し、この異なる特性は、異なる方法の細胞によるタンパク質の増殖、代謝または合成に影響を及ぼし得る。培地内に存在する疎水性成分を吸着するその能力である、これらの構造の材料の疎水性も異なる。したがって、バイオリアクター容器で使用する構造の材料に基づいて、供給及び／または材料表面で活発に増殖する細胞の産生は異なる可能性がある。
【０００９】
現在の使い捨てバイオリアクターの設計は、技術水準に記載されている狭いスケール以外では証明されていない混合原理及び通気特性に依存する。技術水準に記載されている使い捨て容器の混合原理は、（ｉ）表面層と液体容積の混合を可能にする、表面を波立たせる軌道の振り混ぜまたは揺り混ぜ、（ｉｉ）インペラゾーン周辺で流体を渦動することによって軸方向の混合を可能にする、インペラ軸に非中心的に配置したインペラ、または円錐形状容器の底に中心を外れて載置したインペラ、（ｉｉｉ）放射状に流れる液体バルクの軸揺れを可能にする、複合底／底プレートを備える流れを止めない容器の中央に載置したインペラ（複数可）、（ｉｖ）整流装置の欠如に起因する、軸流の不足を解決するための非円形容器（立方体）撹拌槽、を含む。
【００１０】
軌道の振り混ぜまたは揺り混ぜを利用するバイオリアクター設計に関して、表面の通気及び混合の効果は、規模を増加した容積と比べて表面積の減少により制限され、したがってこのような設計の使用は、５００Ｌ未満までのバイオリアクター規模に限られる場合がある。２０００Ｌ以上規模の操作において、液体表面を透過しかつ液体バルク内に深くまで質量及びエネルギーを転送できる強力な波動を作製するのに必要な流体力は、スチール含有容器、使い捨てバイオプロセス容器、モーター、及び軌道運動でバイオプロセス容器を動かすまたは水平面以上に傾動するのに必要なギア装置の相当な機械的強度を必要とする。
【００１１】
非中心的に配置されたインペラに関して、中心を外れて載置した単一インペラは、非水中で回転するインペラによって混合される液体表面の影響を考慮しなくても、流加培養工程中、動作空間の連続する変化を可能にするいくつかの利点を提供する。中心を外れて載置したインペラは、液体バルク周囲に最終的な軸方向の流れを作製するために、インペラゾーン周囲の液体の渦に依存する。しかしこの渦は、インペラ軸に繰り返し歪みを作製する場合があり、それは材料疲労及び材料破壊につながり得る。したがってこの混合方法は比較的低い撹拌速度及び平均エネルギー散逸率に限定され、それは、より高い撹拌速度及びＰ／Ｖで作動することが可能な撹拌バイオリアクターより、混合されていないバイオリアクターをもたらす場合がある。低い撹拌速度及びエネルギー散逸率は、このようなバイオリアクターのスケールアップも制限する場合がある。中心を外れた撹拌から生じる力の散逸の不足と関連する更なる結果は、Ｐ／Ｖへの低感度の酸素移動容量係数ｋＬａ（ｈ−１）を含み、その結果、細胞培養工程の細胞の酸素摂取要件を満たすために散布ガスに依存するバイオリアクターになる。この摂取要件は焼結（微小孔スパージャー）及び／または大きな散布率を使用することによって達成することができ、それにより、大きな界面剪断環境の下で作動している容器に起因して、好ましくない起泡特性になる場合がある。この高い界面剪断状況を緩和するための代替方法は、酸素移動力を増加させることである（例えば散布ガスの酸素の混合を著しく高めることによって）。しかし中心を外れて撹拌したバイオリアクターによって得ることができる容器の不良な混合に起因した、代謝ＣＯ２の付随する蓄積及びｋＬａ産生が原因で、この方法も制限される。
【００１２】
中心を外れて載置した単一インペラに関して、「局所的」インペラゾーン剪断状況の比較的高くかつ場合により問題となるレベルは、２重またはマルチインペラ撹拌バイオリアクターで作製した平均エネルギー散逸率（Ｐ／Ｖ）に適合するために必要である。４０×１０６細胞／ｍＬ〜５０×１０６細胞／ｍＬに達した生細胞濃度及び１０ｖ／ｖ％のパック細胞容積を備えた流加培養モードで作動する容器において、または２００〜４００×１０６細胞／ｍＬに達した生細胞濃度及び最大４０ｖ／ｖ％のパック細胞容積を備えた灌流培養モードで作動する容器において、中心を外れたインペラ軸の機械的強度及び一体性ならびに細胞培養工程液体のレオロジー特性の潜在的変化（変化は、局所からバルクへの物質及びエネルギー移動を制限するのに必要とされ得る）よって、インペラ設計／選択を最適化する範囲は制限される。
【００１３】
流れを止めない容器の中心に載置したインペラに関して、撹拌したバイオリアクターのバッフルの欠如は、放射状流れの曲がりを防ぎ、及びバイオリアクター内で泡立つ好ましくない表面になることがある、より高い撹拌速度及びＰ／Ｖ危険度の下での渦の形成を防ぐ。更にバイオリアクター内にバッフルがなければ、インペラのパワー散逸力の全性能は実現されない。したがって、任意の所与の撹拌速度で混合及び酸素移動容量係数（ｋＬａ）を提供する際に、インペラは準最適に作動する。流れを止めないバイオリアクターは、局所的な高剪断ゾーンを作製することができ、バイオリアクター内の混合ゾーンを分離でき、それは、このような設計が大きい規模（例えば２，０００Ｌ超）に拡大されるとき、更に明らかになる。非整流型バイオリアクターのバッフルの効果を促進するために、以前の設計は、シェルの底プレート及び堰または反りを備えたバイオプロセス容器の底デザインを選択し、その結果、容器の底の放射状の流れは軸方向に曲がる。これが軸流を作製し得る一方で、この流れは容器の底の局所点の周囲で生じる。したがって、このような容器内のインペラが比較的高い力の散逸で撹拌しない限り、軸流の強度はこのような容器の垂直軸に沿って減衰する場合がある。
【００１４】
非円形の容器形状（例えば立方体形状）において、インペラによって生じる放射状の流れは、容器の４つの面のそれぞれに影響を与えて、曲がることができる。フラットパックしたバイオプロセス容器の各角は、取り付け中、スチールシェルの角に容易に合わせることできるので、このような設計はスチールシェル内への取り付けに利点を提供する。しかし、湾曲した底プレートまたは底を有する整流型円筒状バイオリアクターと比較した場合、このようなバイオリアクターはいくつかの懸念領域を引き起こす平底も有する。立方体バイオリアクターの垂直な平面に起因して、撹拌及び曲げによって容器境界から作製される対向流は、端及び角に沿った「デッドゾーン」のより大きな出現を起こす。角のデッドゾーンの発生を防ぐために、流体力はスケールアップによって増加できる、または大きなパワー散逸を適用できるが、これらの代替例の両方とも端／角の継ぎ目の大きな機械疲労をもたらす場合がある。更に平底のバイオリアクターの底からあがる流体循環は、容器底からの撹拌器駆動流及び曲がり駆動流から対向流の生成が原因で、活発ではない。ＡＳＭＥ  Ｆ＆Ｄ様形状に基づいて設計した底プレートを有するバイオリアクターと比べて、平底のバイオリアクター中に懸濁させた細胞及び／または固形物を保持する能力は劣る結果になる。事実、灌流培養モードで使用するとき、バイオリアクター内で細胞保持の後に得られた、高い細胞濃度（通常、２００〜４００×１０６細胞／ｍＬが予想される）及び高い固形分％（通常、最高４０ｖ／ｖ％のパック細胞容積が予想される）に起因して、細胞／バイオマス堆積はこのようなバイオリアクターで深刻になり得る。
【００１５】
現在のバイオリアクター設計で、表面通気は、大部分の流加培養法で必要とされる細胞の酸素取り込み速度を提供するには不十分であり、細胞がバイオリアクター内に保持される灌流モードで、細胞増殖を支援する可能性がほとんどない。そのうえ、表面を通過した通気を培養に送達するために設計された現在のバイオリアクターは、これまでに減少している表面積対容積比に起因して、スケールアップしたその能力を制限される。したがって設計した容器がスケールアップされる際、これは、表面通気の効率及びその容量が低下することを意味する。
【００１６】
インペラまたは容器形状に関連した設計に不適切さがある場合、焼結または微孔性などの焼結／微小孔スパージャー（マイクロメートル孔を有する）、「複合型スパージャー」（５〜８００マイクロメートルからサブミリメートル孔の混合からなる）または開管／パイプ型スパージャーが用いられてきた。焼結スパージャーは、容器バルク内により容易に分散する微細または小さな気泡を生成することができる。更にその小さなサイズが原因で、気泡の浮揚力は小さく、任意の所与の散布率で液体バルク及び酸素移動容量係数（ｋＬａ）内の大きな滞留時間が起きる。しかし、焼結スパージャーは、大きな界面細胞剪断状況及び効果が弱い代謝ＣＯ２の除去を引き起こす。その両方は、スケールアップ中及び容器設計移管の間、細胞培養工程のバイオ比較を確実にする際、重要な局面になる。更に、焼結スパージャーのスケールアップは十分に理解されてはおらず、細胞損傷をもたらす散布穴／孔から出る散布ガスからの過度に速い線速度または圧力につながる場合がある。同様に、バイオリアクターを備えた開口パイプ型スパージャー設計の使用は、泡破壊を可能にするために、インペラ設計をスパージャーの近位の高剪断型に制限する。撹拌速度は、液体バルク内のガス泡破壊及び分散を可能にするために、より高い力散逸に制限される。他の種類のスパージャー（例えば可変スパージャー孔スパージャー）を使用するバイオリアクターと比較して、流加培養及び灌流培養工程のために必要な酸素物質移動要件を支援するために、このようなバイオリアクターは高い剪断撹拌及び通気状態で作動する必要がある。
【００１７】
元来、非生理的である供給（例えば、非常に高いもしくは低いｐＨ、または高いモル浸透圧濃度を有する供給）の適用を可能にし、及び細胞損傷及び細胞死の細胞へ曝露した際、結果として生じる場合がある添加ポートの不適切な設計に関して、現在の使い捨てバイオリアクターは一般的に、培養面上に放出する添加ポートに依存する。バイオリアクター内の浸漬管を経路にして、浸漬管によりバイオリアクターの内容物を不注意に吸い上げることを防ぐ複雑な問題を、表面放出が解決できる一方で、このようなバイオリアクターは、液体表面に及びその直下に非生理学的環境の微小領域が作製される場合がある。インペラによって作製された循環ゾーン内へ、または容器境界から曲がって最終的にバルク内に混合される流れ内へ、非生理的材料が運び込まれるまで、この領域は持続する。
【００１８】
灌流培養法の操作における現在のバイオリアクターの収集ポート及び管の設計に関して、細胞または細胞凝集体を泡立ち及び剪断せずに、バイオリアクターから連結した細胞保持装置内に遮られていない培養の流れを可能にして、細胞保持装置からバイオリアクター内に戻すことを可能にするように、浸漬管は適切にサイズ設定される必要がある。取り付けた外部管を備えるこのような添加ポートの更なる特徴は、浸漬管が圧潰でき及び「吸引ヘッド」が原因で流れを妨害できる高流速の下で、流れを起こしているポンプヘッドの上流を作製した。機械的損傷は、工程の実施及び作製した生成物の質に悪影響を及ぼすことができる、細胞性因子（例えば、グルタチオン還元酵素、チオレドキシン及びチオレドキシン還元酵素などの酵素、またはＮＡＤＰＨなどの代謝物）の放出を起こすことができるので、このような管を通過する一方で、灌流培養法の間または流加培養工程の収集期の間、妨げられていない細胞培養の流れの効果は、細胞が機械的に損傷を受けていないことを確実にするために重要である。第２に妨げられていない細胞培養の流れは、このような管を通過する一方で、低酸素または無酸素にならない培養をもたらすことができ、それによって、更なる工程中に実施工程及び生成物の質に悪影響を及ぼすことができる、放出した細胞性因子の活性化を防ぐことができる。しかし、すべての現在の使い捨てバイオリアクターの収集ポート及び管の設計は、これらの点において不十分である。
【００１９】
バイオ製造及び医薬品開発産業にて、受容タンパク質、抗体、ペプチド、エキソソーム、細胞分画小器官もしくは細胞全体、抗生物質またはアミノ酸などを含む細胞の生成物（特にタンパク質）の製造は、規制及び顧客の要件を満たすまたはそれ超えるために高品質でなければならない。その施設は多くの場合、このような原薬を多品種として製造する。したがって使い捨てバイオリアクター産業には、増大した需要がある。溶存酸素、培地ｐＨ、温度及び剪断感受性という観点からの物理化学的環境、ならびに細胞を阻害できる濃度勾配という観点からの栄養環境を維持するように、製造工程中にスケールアップされることができるＳＵＢに対する要求もある。現在の拡張性の不足は、細胞培養製品の生産に継続して適用できる方法の開発を妨げている。実際、従来技術は、細胞培養の製品特性がスケール全体で矛盾するようなものであり、製造工程は、この理由のために一般的に異なる規模で修正されて、一貫性のない製造の危険性を回避している。これは時間かつ費用がかかる。
【００２０】
以前のバイオリアクター設計で提示された欠陥と比較して、強化された動作特性を特徴する使い捨てバイオリアクター及びこれらの使い捨てバイオリアクターを使用する細胞培養の方法に、本開示は関する。
【発明の概要】
【００２１】
本開示の目的の１つは、スケーラブルな量で哺乳動物細胞の培養を可能にする使い捨てバイオリアクター及び方法を提供することである。更に、大規模な量での増殖であっても好適な条件下での哺乳動物細胞の培養を可能にし、したがって使い捨てバイオリアクターの大きさとは無関係な工程の実施及び製品品質を可能にする、使い捨てバイオリアクター及び方法を提供することも本開示の目的である。
【００２２】
同じようにサイズ設定したステンレス鋼ＳＴＲバイオリアクターで作製した製品に対応する製品を作製可能な使い捨てバイオリアクターを提供することも、本開示の更なる目的である。強化した動作特性を特徴とする使い捨てバイオリアクターを提供することも、本開示の更なる目的である。
【００２３】
本開示の１つの目的は、バイオリアクター内に十分に混合された細胞懸濁液を維持し、栄養供給を混合しながら、ｐＨ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）及び温度などの工程パラメーターに関して均一な環境での哺乳動物細胞の培養を可能にする、使い捨てバイオリアクターを提供することにある。好ましい実施形態で、本開示の使い捨てバイオリアクターは、灌流及び流加培養の両方を支援するための、一体化した培地及び供給調製物を有する。理想的にはこれは、必要に応じて培地及び供給をまとめて、必要に応じて製造及び接種システムを統合する準備ができている自動化した設備である。
【００２４】
本開示による使い捨てバイオリアクターの設計は、使い捨てバイオリアクター内に十分に混合された細胞懸濁液を維持し、栄養供給を混合しながら、ｐＨ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）及び温度などの工程パラメーターに関して均一な環境を確実にすることができる。これは、最適な細胞増殖、生成物の蓄積及び生成物の品質に必要な物理化学的環境を提供する。本発明は、大規模な量での増殖であっても好適な条件下での哺乳動物細胞の培養を可能にし、したがって使い捨てバイオリアクターの大きさとは無関係な工程の実施及び製品品質を可能にする、使い捨てバイオリアクター及び方法を提供する。
【００２５】
実験室規模から産業規模まで大きさを変えることができる、及び逆もまた同様である規模を使い捨てバイオリアクターに提供することも、本開示の目的である。本開示による使い捨てバイオリアクターの設計は、それが形状的類似性を維持するので、この柔軟性を有する。
【００２６】
原則として本開示は、バイオリアクターシステム及び方法に関する。本開示は、細胞培地をインキュベートし、その後処理するのに好適な使い捨てバイオリアクターにも関する。本開示の使い捨てバイオリアクターは、任意の好適な寸法にも拡大縮小することができ、既存のステンレス鋼構造に嵌め込むように設計されている。本開示のバイオプロセスシステム及び方法は、多くの固有の態様及び機構を提供する。
【００２７】
本開示の一態様により、使い捨てバイオリアクターを提供する。使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器、シェル、少なくとも１つの撹拌器、少なくとも１つのスパージャー、スパージャー（複数可）とヘッドスペースのオーバレイのための少なくとも１つのガスフィルター入口ポート、少なくとも１つの充填ポート、少なくとも１つの収集ポート、少なくとも１つの試料ポート、及び少なくとも１つのプローブを含んでよい。
【００２８】
一実施形態にて、本開示は、バイオプロセス容器を含むバイオリアクターに関する。バイオプロセス容器は、液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造される。例えばバイオプロセス容器は、可撓性フィルム（例えば多層フィルム）から作製することができる。例えば一実施形態にて、フィルムは、ポリエチレンポリマー（例えば親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレン）からなる。親水性表面はバイオリアクター内の細胞培養との接触のためであり、湿潤性を改善する。一実施形態にて、ポリエチレンポリマーは、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質される。
【００２９】
バイオプロセス容器は、上部、底部、及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有することができる。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定できる。中空エンクロージャは、任意の好適な容積（例えば、１００ｍＬ、２５０ｍＬ、５００ｍＬ、７５０ｍＬ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、４Ｌ、５Ｌ、６Ｌ、７Ｌ、８Ｌ、９Ｌ、１０Ｌ、１５Ｌ、２０Ｌ、２５Ｌ、３０Ｌ、４０Ｌ、５０Ｌ、６０Ｌ、７０Ｌ、８０Ｌ、９０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、２００Ｌ、２５０Ｌ、３００Ｌ、３５０Ｌ、４００Ｌ、４５０Ｌ、５００Ｌ、５５０Ｌ、６００Ｌ、６５０Ｌ、７００Ｌ、７５０Ｌ、８００Ｌ、８５０Ｌ、９００Ｌ、９５０Ｌ、１０００Ｌ、１５００Ｌ、２０００Ｌ、２５００Ｌ、３０００Ｌ、３５００Ｌ、４０００Ｌ、４５００Ｌ、５０００Ｌ、６０００Ｌ、７０００Ｌ、８０００Ｌ、９０００Ｌ、１０，０００Ｌ、１５，０００Ｌ、２０，０００Ｌ及び／または５０，０００Ｌ）を有することができる。
【００３０】
バイオリアクターは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に材料を供給するための少なくとも１つの入口ポートを含むことができる。少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在できる。一実施形態にて、回転自在軸は折り畳み式軸であり得る。例えば、回転自在軸は、回転自在軸の方へ折り畳み可能または折り曲げ可能である親水性ポリマー材料から製造される、少なくとも１つのインペラを含むことができる。
【００３１】
バイオリアクターは、バイオプロセス容器の側壁に隣接して長手方向に延在するように構成される、少なくとも１つのバッフルも含むことができる。バッフルは、混合装置で培地を混合する間、中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有することができる。バッフルは、折り畳み可能及び／または折り曲げ可能であり得る。例えば一実施形態にて、バッフルは、バッフルを膨張させ収縮させることができる膨張可能な流体袋を画定できる。バッフルはバイオプロセス容器と一体化されることができ、それは、バッフルが可撓性形状形成材料へと形成されることを意味するあるいはバッフルは、バイオプロセス容器と別個であり得る。バッフルは、中空エンクロージャ内に置かれるように構成されることができる、または中空エンクロージャの外に配置されることができる。中空エンクロージャの外に設置されたとき、バイオプロセス容器の側壁はバッフル形状の周囲に適合する。例えば一実施形態にて、バッフルは、外側の金属シェルに取り外し可能に取り付けることができる。バイオプロセス容器は、バッフル形状の周囲に適合する金属シェル内に置くことができる。一実施形態にて、バイオリアクターは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャの円周の周囲に離間配置された約２〜約６つのバッフルを含むことができる。
【００３２】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は直径を有し、１つ以上のバッフルはバイオプロセス容器の直径の約３％〜約２０％（例えば約５％〜約１５％）の距離で放射状に内向きに延在する。
【００３３】
バイオリアクターは少なくとも１つのスパージャーを更に含むことができる。例えばスパージャーは、長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を含む、バラストスパージャーを含んでよい。長手方向部分は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に垂直に延在できる。一方で、横方向部分は撹拌器の下で長手方向部分の端に位置できる。横方向部分は、バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定できる。一実施形態にて、複数の孔が穿孔される。横方向部分は、任意の好適な形状を有することができる。一実施形態にて、横方向部分は、軸の安定化のため混合装置の回転自在軸を係合するように構成できる。回転自在軸は、横方向部分内を通って延在してよい、または横方向部分内に形成した部材を受ける軸内に収納されることができる。
【００３４】
一実施形態にて、バイオリアクターは、第１の表面下スパージャー及び第２の超表面スパージャーを含む。表面下スパージャーの複数の孔は、超表面スパージャーの複数の孔より大きいまたは小さい場合がある。一実施形態にて、複数の孔が穿孔される。
【００３５】
一実施形態にて、バイオリアクターは、流体をバイオプロセス容器内に供給するため中空エンクロージャ内に延在する、少なくとも１つの供給ラインを含むことができる。供給ラインは、撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含むことができる。流体放出口は、流体が流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴うことができる。例えば流体制御装置は、一方向弁を含んでよい。
【００３６】
別の実施形態で、バイオリアクターは、バイオプロセス容器の上部に配置される供給ラインを含むことができる。供給ラインは、バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含むことができる。流体放出による流体の流れがバイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように、超表面流体放出は位置できる。一実施形態にて、撹拌器は、回転するとき、円周を形成でき、流体放出による流体の流れがバイオプロセス容器内の培地に接触をするように、供給ラインの超表面流体放出は撹拌器の円周上に配置されることができる。
【００３７】
バイオリアクターは、中空エンクロージャ内に含まれる培地の質量を示すためのロードセルに連動して置かれることができる。バイオプロセス容器の底は、排水を促進するためのドーム形状を有することができる。例えばバイオプロセス容器は、バイオプロセス容器の底に位置する排水ラインを含むことができる。流体収集装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャと排水ラインの間に配置されることができる。流体収集装置は、バイオプロセス容器から排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有することができる。一実施形態にて、排水ラインは、中空エンクロージャの容積に比例する断面積を有する。例えば代表的目的のために、排水ラインは、中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２（例えば約０．４ｍｍ２〜約０．６ｍｍ２）の断面積を有することができる。
【００３８】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は、バイオプロセス容器に流体を供給するため複数の供給ラインに接続するための複数のポートを含むことができる。各ポート及び対応する供給ラインは、ユーザーが供給ラインをそれぞれのポートに接続するのを補助するための整合インジケーターを含むことができる。例えば整合インジケーターは、各ポート及び対応する供給ラインが色分けされるように、色を含んでよい。整合表示は、供給ライン及び任意の対応するポート、ならびにスパージャー及び任意の対応するコネクタにも適用できる。
【００３９】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は、汎用コネクタを含むポートを含むことができる。前記ポートは、第１端及び第２端を有することができる。第１端は、それぞれの供給ラインへの再接続可能な取り付けを形成するためにあることができる。各供給ラインは、対応するポートから上流に配置される流体フィルターを含むことができる。
【００４０】
本開示は、バイオリアクターシステムにも関する。バイオリアクターシステムは、液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造されるバイオプロセス容器を含むことができる。バイオプロセス容器は、上部、底部、及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有することができる。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定できる。バイオプロセス容器は、材料を中空エンクロージャ内に供給するための複数の入口ポートも含むことができる。排水ラインは、流体を放出するためにバイオプロセス容器の底に配置できる。混合装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在できて、少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含むことができる。
【００４１】
バイオリアクターシステムは、中空エンクロージャ内の少なくとも１つのパラメーターを監視するために、バイオプロセス容器に連動する少なくとも１つのセンサーを更に含むことができる。少なくとも１つのセンサーは、ｐＨセンサー、溶存二酸化炭素センサー、溶存酸素センサー、ロードセル、温度センサーまたはタコメーターを含むことができる。コントローラーは、少なくとも１つのセンサーと接続して配置されることができる。プリセット制限内で中空エンクロージャ中に含まれる培地の少なくとも１つのパラメーターを維持するため、流体供給源からバイオプロセス容器の中空エンクロージャ内への流体の流量を変化させるために、コントローラーは、少なくとも１つのセンサーからの情報を受信するように、及び前記情報に基づいて流体供給源を制御するように構成されることができる。
【００４２】
例えば、一実施形態で、バイオリアクターシステムは、バイオプロセス容器と流体連通する二酸化炭素ガス供給源、及びバイオプロセス容器と流体連通する液体アルカリ供給源も含むことができる。少なくとも１つのセンサーはｐＨセンサーを含むことができ、ｐＨを選択的に低下させるために二酸化炭素ガス供給源から二酸化炭素ガスの量を添加することによって、またはｐＨを選択的に増加させるために液体アルカリ供給源からアルカリの量を添加することによって、コントローラーは、プリセット制限内に培地のｐＨ値を制御するように構成されることができる。一実施形態にて、システムは、両方ともコントローラーと接続する第１のｐＨセンサー及び第２のｐＨセンサーを含むことができる。
【００４３】
更に別の実施形態で、バイオリアクターシステムは酸素ガス供給源を含むことができ、少なくとも１つのセンサーは溶存酸素センサーを備えることができる。溶存酸素センサーから受信した情報に基づき酸素ガス供給源から培地へ酸素ガスの量を定期的に添加することによって、コントローラーは、プリセット制限内に培地中の溶存酸素レベルを制御できる。
【００４４】
更に別の実施形態で、バイオリアクターシステムは二酸化炭素ガス供給源を含むことができ、少なくとも１つのセンサーは溶存二酸化炭素センサー備える。溶存二酸化炭素センサーから受信した情報に基づき二酸化炭素ガス供給源から培地へ二酸化炭素ガスの量を定期的に添加することによって、コントローラーは、プリセット制限内に培地中の溶存二酸化炭素レベルを制御するように構成されることができる。
【００４５】
更に別の実施形態で、バイオリアクターシステムは、バイオプロセス容器を囲む保温ジャケットを含むことができる。保温ジャケットは、加熱した流体または冷却した流体のうちの少なくとも１つと流体連通していることができる。バイオリアクターシステムは、バイオプロセス容器内に含まれる培地の温度を検出するための温度センサーを更に含むことができる。温度センサーはコントローラーと接続できる。プリセット温度制限内に培地を維持するため、バイオプロセス容器中に含有される培地の温度を上昇させるまたは下降させるために、コントローラーは、温度センサーからの情報を受信するように、及び前記情報に基づいて保温ジャケット内への流体の流れを制御するように構成されることができる。
【００４６】
他の実施形態では、バイオリアクターシステムは、少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸の回転速度を監視するためのタコメーターを更に含むことができる。タコメーターは、コントローラーと接続できる。コントローラーは、軸を回転させるモーターと接続できる。コントローラーは、タコメーターから受信した情報に基づく所定速度で軸を回転させるように、モーターを制御するように構成されることができる。
【００４７】
コントローラーは、１つ以上のマイクロプロセッサを含んでよい。
【００４８】
一実施形態にて、コントローラーは、バイオリアクター内の複数のパラメーターを制御するために、複数のセンサーから情報を受信するように構成されることができる。
【００４９】
一実施形態にて、上述のセンサーのうちの１つ以上はバイオプロセス容器内に組み込まれることができて、バイオプロセス容器と共に使い捨てできる。
【００５０】
本開示は、液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造したバイオプロセス容器を含む、バイオリアクターにも関する。バイオプロセス容器は、上部、底部、及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有することができる。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定できる。少なくとも１つの供給ラインは、流体をバイオプロセス容器内に供給するため中空エンクロージャ内に延在できる。
【００５１】
一実施形態にて、供給ラインは、撹拌器に隣接して配置される表面下流体放出口を含む。流体放出口は、流体が流体放出口から流れ出ることだけを可能にして、反対方向への流体の流れを防ぐ、流体制御装置を伴うことができる。
【００５２】
代替的実施形態では、供給ラインは、バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含むことができる。流体放出による流体の流れが、側壁と接触せずに、バイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように、超表面流体放出は位置できる。
【００５３】
一実施形態にて、バイオリアクターは、表面下流体放出口を含む第１の供給ライン、及び超表面流体放出を含む第２の供給ラインを含むことができる。一実施形態にて、バイオリアクターは、超表面流体放出を有する約１つ〜約５つ（例えば約２つ〜約３つ）の供給ラインを含有することができる。
【００５４】
更に別の実施形態では、本開示は、使い捨てバイオリアクターを製造する方法に関する。前記方法は、液体不透過性及び可撓性形状適合材料からバイオプロセス容器を組み立てる工程を含む。バイオプロセス容器は、上部、底部、及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有する。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定する。中空エンクロージャは約１０Ｌ〜約２０，０００Ｌの量を有することができる。バイオプロセス容器は、材料をバイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に供給するための複数の入口ポートも含む。各入口ポートは直径を有する。
【００５５】
混合装置は中空エンクロージャ内に入れられている。混合装置は、少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む。少なくとも１つのスパージャーも、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に入れられている。スパージャーは、長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備える。長手方向部分は、中空エンクロージャ内に垂直に延在する。横方向部分は撹拌器の下で長手方向部分の端に位置する。横方向部分は、バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定する。複数の孔は直径を有する。
【００５６】
排水ラインは、バイオプロセス容器の底に接続されている。排水ラインは断面積を有する。
【００５７】
本開示による、入口ポートの直径、スパージャーの複数の孔の直径及び排水ラインの断面積は、中空エンクロージャの容積に比例する。例えば排水ラインは、中空エンクロージャの容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有することができる。
【００５８】
本開示は、液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造したバイオプロセス容器を含む、バイオリアクターにも関する。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定でき、少なくとも１つの入口ポートを含むことができる。複数の撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在できる。
【００５９】
本開示によるバイオリアクターは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャと流体連通する細胞保持チャンバを更に含むことができる。濾液放出口は、細胞保持チャンバと流体連通して置くことができる。濾液放出口は、液体浸透性であるが、培地中に含まれる生物学的材料に対しては不浸透性であるバイオフィルターを含む。濾液放出口は、連続的または定期的に細胞保持チャンバから液体を取り出すためにある。灌流培養工程を実行するために、バイオプロセス容器の中空エンクロージャと細胞保持チャンバの間で培地の流れを入れ替えるように、流量調整器は構成される。
【００６０】
例えば流量調整器は、加圧ガス供給源及び減圧源と接続できる。バイオプロセス容器の中空エンクロージャと細胞保持チャンバの間で流体を行ったり来たりさせて再利用するために、流量調整器は、細胞保持チャンバ中に含まれる流体に減圧またはガス圧力を交互に加えるように構成できる。
【００６１】
一実施形態にて、流量調整器は、細胞保持チャンバ中に含まれる流体に圧力を加えることと吸引力を加えることを交互に行う往復式ダイアフラムを含むことができる。
【００６２】
本開示は、液体不透過性及び可撓性形状適合材料から製造したバイオプロセス容器を含む、バイオリアクターにも関する。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定する。少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在できる。本開示によれば、撹拌器は回転自在軸上で折り畳み可能であり得る。例えば撹拌器は、少なくとも１つの羽根要素を備えるインペラを備えることができる。羽根要素は、回転自在軸の方へ折り畳み可能であり得る。一実施形態にて、回転自在軸は第１のインペラ及び第２のインペラに連結し、両方のインペラは折り畳み可能である少なくとも１つの羽根要素を含むことができる。止め輪を軸上に配置できる。止め輪は、混合中の直立した位置にまたは倒れて折り畳まれた位置に撹拌器を保持するための、撹拌器係合位置及び撹拌器開放位置を含むことができる。
【００６３】
一実施形態にて、回転自在軸は、軸スリーブによって囲まれる金属補強ロッドを含む。金属補強ロッド（ステンレス鋼から作製できる）は、一緒に取り付けた複数の部分から作製されることができる。補強ロッドの上部は、モーターを磁気的に係合するための磁気部材を含むことができる。軸スリーブはポリマー材料からなることができる。軸上の撹拌器は、ポリマー材料（例えば親水性ポリマー）から製造されることもできる。例えば、軸スリーブ及び撹拌器は、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されたポリエチレンポリマーを含むことができる。
【００６４】
いくつかの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、哺乳動物、昆虫、植物、他の真核細胞；細菌、酵母及び原生動物細胞を含む微生物細胞ならびにウイルス；組織；タンパク質；細胞生産物（例えば細胞小器官、酵素、脂質、炭水化物及び細胞分画）；外酵素；ならびに共培養した微生物を増殖させるために構成される。
【００６５】
本開示のいくつかの態様によれば、培養細胞は、真核細胞（例えば哺乳動物細胞などの動物細胞）である。哺乳動物細胞は、例えばヒト細胞株、マウス骨髄腫（ＮＳ０）細胞株、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞株またはハイブリドーマ細胞株であることができる。一実施形態にて、哺乳動物細胞はＣＨＯ細胞株である。
【００６６】
一実施形態にて、培養細胞を使用して、モノクローナル抗体もしくはポリクローナル抗体を含む抗体及び／または組換えタンパク質（例えば治療用の組換えタンパク質）を製造する。当然のことながら前記細胞は、小胞、エキソソーム、細胞小器官、ペプチド、アミノ酸、脂肪酸、または他の有用な生化学中間体もしくは代謝物も産生し得る。更にいくつかの実施形態で、そこから形成される培養細胞または組織は、所望の最終生成物であり得る。培養細胞によって作製された生成物の目標濃度は、変化し得る。例えば１つの特定の実施形態にて、培養細胞によって作製されたタンパク質の目標濃度は、培地量に応じて、０．０１ｇ／ｌ超（例えば０．１ｇ／ｌ超、例えば０．５ｇ超／ｌ、例えば２．０ｇ／ｌ超、例えば１０．０ｇ／ｌ超）であることができる。本開示による方法は、回分培養法、流加培養法、灌流培養法またはドロー／フィル法として使用できる。本開示による方法で使用される細胞培地は、好ましくはタンパク質を含まない培地であるが、その設計はタンパク質を含む供給流の使用を除外するものでない。
【００６７】
一実施形態にて、本開示による使い捨てバイオリアクターシステムは、使い捨て細胞培養バイオプロセス容器（「ＳＵＢ」）、動作中ＳＵＢを保持する再利用可能なシェル、ならびにＳＵＢ及び関連するサブシステム及び工程の動作を制御するコントローラーを備える。関連するサブシステムは、撹拌システム、バッフルシステム、スパージャーシステム、供給システム、収集システム、監視システム、制御システム（複数可）及び充填システムを含む。
【００６８】
一実施形態にて、ＳＵＢの細胞培養接触面及び処理流体接触面のそれぞれは、好ましくは動物由来の成分を含まない。
【００６９】
本開示の一態様により、使い捨てバイオリアクターを提供する。使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器、シェル、少なくとも１つの撹拌器、少なくとも１つのスパージャー、スパージャー（複数可）とヘッドスペースのオーバレイのための少なくとも１つのガスフィルター入口ポート、少なくとも１つの充填ポート、少なくとも１つの収集ポート、少なくとも１つの試料ポート、及び少なくとも１つのプローブを含んでよい。
【００７０】
本開示の別の態様により、使い捨てバイオリアクターシステムを提供する。使い捨てバイオリアクターシステムは、バイオプロセス容器、シェル、少なくとも１つの撹拌器、少なくとも１つのスパージャー、スパージャー（複数可）とヘッドスペースのオーバレイのための少なくとも１つのガスフィルター入口ポート、少なくとも１つの充填ポート、少なくとも１つの収集ポート、少なくとも１つの試料ポート、及び少なくとも１つのプローブを含んでよい。
【００７１】
本開示の更に別の態様によれば、哺乳動物細胞の培養のための使い捨てバイオリアクターシステムを提供する。前記システムは、少なくとも１つの他のバイオリアクターに接続している第１の使い捨てバイオリアクターを含んでよい。少なくとも１つの他のバイオリアクターは、前記第１の使い捨てバイオリアクターを上回る量を有してよく、任意の数の使い捨てバイオリアクターと連結し得る。各追加の使い捨てバイオリアクターは、従来の使い捨てバイオリアクターと比較して増大した量を有し得る。複数のバイオリアクターは、ｐＨ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）及び温度に関して均一な環境を維持し得て、そうしてバイオリアクター内の十分に混合した細胞懸濁液及び栄養供給の混合を可能にする。
【００７２】
本開示の更なる態様によれば、哺乳動物細胞を培養及び増殖する方法を提供する。前記方法は、第１のバイオリアクターで適切な条件下でかつ適切な培地中にて少なくとも１つの哺乳動物細胞を培養することと、少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた細胞を含む培地を第２のバイオリアクターに移動させることと、少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた細胞を含む培地を第３のバイオリアクターに移動させることと、第３のバイオリアクターで細胞を培養することと、を含んでよい。
【００７３】
本開示の追加の態様により、使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）システムを提供する。前記システムは、単回使用かつ使い捨ての可撓性バイオリアクターバイオプロセス容器、可撓性バイオリアクターバイオプロセス容器を保持するように構成されるＳＵＢシェル、撹拌器、スパージャー、複数のポート及びＳＵＢシステムと関連する複数のパラメーターを制御するように構成される少なくとも１つのコントローラーを含んでよく、その結果、ＳＵＢシステムは、同じようにサイズ設定されたステンレス鋼バイオリアクターで作製することができる生物学的材料に相当する生物学的材料を作製する。
【００７４】
本開示の更に別の実施形態で、液体不透過性及び可撓性形状適合材料（例えば可撓性フィルム）から製造されるバイオプロセス容器を備える、バイオリアクターを開示する。バイオプロセス容器は、培地を収容するための中空エンクロージャを画定する。少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む混合装置は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在する。本開示による回転自在軸は、上部インペラ及び下部インペラに連結できる。上部インペラ及び下部インペラは両方とも、ポリマー材料から作製できる。例えば一実施形態で、インペラは３Ｄプリンティングでもよい。上部インペラ及び下部インペラは両方とも、親水性表面を画定できる。例えば、インペラを形成するために使用するポリマー材料は、親水性ポリマーを含むことができる、または表面に親水性を付与するために表面改質したポリマーを含むことができる。
【００７５】
例えば一実施形態にて、上部インペラ及び下部インペラは、ポリオレフィンポリマー（例えばポリエチレンまたはポリプロピレン）から製造される。一実施形態にて、低密度ポリエチレンを使用できる。低密度ポリエチレンは、親水性表面を形成するために放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることによって改質されることができる。
【００７６】
上部インペラは、水中翼インペラを含むことができる。一方では下部インペラは、４つの傾斜翼の高剛性インペラを含むことができる。タンク直径に対するインペラの比率は、約０．３５〜約０．５５（例えば、約０．４４〜約０．４６）であることができる。上部インペラ及び下部インペラは約０．１〜約０．９の動力数（Ｎｐ）を有することができ、約０．４〜約０．９の流量数（Ｎｑ）を有することができる。
【００７７】
本開示の他の特徴及び利点は、例として上述した本開示の原理を示す添付図面と共に考慮される以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【００７８】
本特許または出願書類は、少なくとも１つのカラー印刷図面を含む。カラー図面（複数可）を備える本特許または特許出願公開の複製は、要請があれば、必要な手数料を支払うことにより特許庁によって提供されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１Ａ】本開示の一実施形態による使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）システムを示す。図１Ａで、バイオリアクター容器１は、シェル１１０内部に嵌め込まれたバイオプロセス容器１００を含む。バイオプロセス容器１００は、形状適合材料１２を含む。シェル１１０は、一実施形態にてバイオプロセス容器１００用ホルダーとして機能できる底部４を含む。バイオプロセス容器１００の底は、シェルの底部４の形状に一致するまたは適合するように構成されることができる。排水中の空気の閉じ込めを避けるために、渦防止装置２を容器の底に配置する。収集／排水ライン３、二重スパージャー５、下部インペラ６、上部インペラ７、バイオプロセス容器内部に垂直に加えられたインペラ軸８、及びバッフル９。１０は、容器の上部の光防護である。１１は、泡センサーである。１３は、分光プローブウインドウである。１４は表面下浸漬管を表し、それはインペラ領域に放出して、高濃度または非生理学的供給の急速な分散を確実にする。１５は容器内のすべての管を表し、それは間違った管が一緒に接続されるのを防ぐために系統的に制御される。１６は、すべての供給ラインを表す。一実施形態にて、１６は、供給がバイオプロセス容器の側面を流れ落ちないように構成した表面供給ラインの放出ポートを表す。本開示の態様で、培養の表面より上方で放出する少なくとも３つの供給ラインが必要とされる。１７は、インライン式滅菌フィルターである。１９は、圧力センサー（複数可）を表す。２０は、滅菌固体添加ポートである。２１は、二重ガス放出ポートを表す。３０は、剛性撹拌軸である。１７０は、モーターである。
【図１Ｂ】本開示の一実施形態による使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）システムを示す。図１Ｂで、容器１は、シェル１１０内部に嵌め込まれたバイオプロセス容器１００を含む。バイオプロセス容器は、容器適合フィルム１２を含む。シェルは更に、バイオプロセス容器のホルダーとして機能する皿状底部４、排水中の空気の閉じ込めを避けるために容器の底に配置する渦防止装置２、収集／排水ライン３、二重スパージャー５、下部インペラ６、バイオプロセス容器内部に垂直に加えられたインペラ軸８を含み、バッフル９、１０は容器の上部の光防護である。１１は、泡センサーである。１３は、分光プローブウインドウである。１４は、表面下浸漬管を表す。１５は容器内のすべての管を表し、それは間違った管が一緒に接続されるのを防ぐために系統的に制御される。１６は、すべての供給ラインを表す。一実施形態にて、１６は、供給がバイオプロセス容器の側面を流れ落ちないように構成した表面供給ラインの放出ポートを表す。本開示の態様で、培養の表面より上方で放出する少なくとも３つの供給ラインが必要とされる。１７は、インライン式滅菌フィルターである。１９は、圧力センサー（複数可）を表す。２０は、滅菌固体添加ポートである。２１は、二重ガス放出ポートを表す。３０は、剛性撹拌軸である。１７０は、モーターである。
【図２】管コネクタ１６０の拡大図を示す。それは、一実施形態にて、本開示の一実施形態による供給ライン１６及び管１５を接続するスマートコネクタ１６０でもよい。インライン式滅菌フィルター（複数可）１７も示される。１００はバイオプロセス容器であり、そこで１３２はバイオプロセス容器の外側の環境を表し、１４２はバイオプロセス容器の内部の環境を表す。図２に示されるように、この実施形態では、バイオプロセス容器の側面に流れ落ちるまたは滴り落ちることなく、バイオプロセス容器内に含まれる液体の表面上に、供給が落ちるように、供給ライン１６の放出点はバイオプロセス容器を越えて実質的に延在する。１つの非限定的な実施形態にて、放出点はニップルまたは漏斗形状を示してよい。
【図３】本開示の一実施形態による使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）容器の上部を示す。図３で、１１は泡防止センサーを表す。１９は、圧力センサー（複数可）を表す。２０は、滅菌固体添加ポートである。２１は、二重ガス放出ポートを表す。２４２は、タコメーターを表す。容器の上部の構成１８は、重要な要素がバイオプロセス容器ホルダーの突起によって所定の位置に保持されることができるようにするものである。例えばモーター１７０及び撹拌軸ヘッド３０は、垂直付与のため整列して保持される。剛性撹拌軸３０は、シェルに取り付けた要素によってバイオプロセス容器の底部でも支えられる。空気閉塞を防いで、凝縮体の排水を容器内に戻すのを容易にするために、ガス放出ラインは垂直な配置で保持され得る。
【図４】本開示の一実施形態による、交換可能なコンデンサ２２及び二重交換可能な事前滅菌した放出ガスフィルター２３を示す。放出ガスフィルターは、外部加熱ジャケット１３０によって加熱した８０℃で作動できる。フィルターは、詰まりがある場合、交換できる。１２０は、再接続可能な滅菌コネクタを表す。
【図５】本開示の一実施形態による可撓性バッフル２４を示す。バッフルは、バイオリアクター容器１に上部及び底部を接続し、容器１の上部で一対の機械的ネジ１４０を締めることによって締着される。
【図６】本開示の一実施形態による小鈍鋸歯状のバイオプロセス容器シェル２９を示し、それは、バイオプロセス容器の上方に保持したモーター１７０、コンデンサ２２及び放出ガスフィルター２３を含むアイテムへの頑強な支持を提供する。シェル２９は、バッフルのための係留位置１５０及びプローブベルトのための開口部１８６を含む。シェル２９は更に保温ジャケット２８０を含んでよい。３０は撹拌軸ヘッドである。
【図７】本開示の一実施形態による、使い捨てバイオプロセス容器１００の側面図を示す。１４２はバイオプロセス容器の内部を表し、１３２はバイオプロセス容器の外部を表す。バイオプロセス容器によってｉｎ  ｓｉｔｕ滅菌されるプローブのために、または挿入される滅菌したプローブのために、バイオプロセス容器１００に、使い捨てプローブ２７またはポートが備わる。電気的干渉への可能性を低減しかつシステムの配置を単純化する、無線のデータロギングシステムと通信する小型の無線送信器と、プローブ２７は接続する。バイオプロセス容器１００は十分なプローブポート２８を含み、プローブの誤差を検出するための冗長性及び能力を付与するすべての測定値のために３重プローブの使用を可能にする。例えばバイオプロセス容器１００は、温度プローブポート１８０、使い捨て誘電分光プローブ２６、使い捨て非侵入性ｐＨプローブ、使い捨てｐＣＯ２非侵入性プローブ１９０、及び使い捨て非侵入性ＤＯＴプローブ２００を含むことができる。バイオプロセス容器１００は、光学的に透明な分光ウインドウ１３（細胞培養の非侵入性分光測定のため）及び容器内への管１５も含んでよい。
【図８】本開示の一実施形態によるバイオプロセス容器ホルダーカバーの上部を示す。カバーは、ガス導入口／ガス放出口２３０、及び複数の供給ライン２４０を有する。３００は、モーター連結である。２５０は、のぞき窓である。２１０は、クランプを表す。２２０は、フィルターホルダーの調節可能アームである。１３３は、ヒンジである。
【図９Ａ】本開示の一実施形態によるシェル上部カバーの側面図を示す。２１０は、クランプである。
【図９Ｂ】本開示の一実施形態によるガス放出口フィルターホルダーを示す。２２０は、フィルターホルダーの調節可能アームである。２１０は、クランプである。１６５は、コントローラーに連結するピンチ弁である。
【図１０】本開示の一実施形態によるバイオプロセス容器ホルダー設計を示す。９は、バッフルを表す。バッフル９は、上部分及び底部分に分かれる。バイオプロセス容器ホルダーの内部の穴内に掛合するようにそれぞれ設計された、４セットのバッフルがある。２１０は、クランプを表す。２７０は、ドアである。２８０は、ジャケットである。２９０は、プローブベルトを表す。２６０は、プローブ棚を表す。
【図１１】ＳＴＲ配置からのデータによるＰＣ１及びＰＣ２のバッチモードの主成分解析（ＰＣＡ）である。
【図１２】ＳＴＲ配置及びＳＵＢ２からのデータによるＰＣ１及びＰＣ２のバッチモードの主成分解析（ＰＣＡ）である。
【図１３】ＳＴＲ配置、ＳＵＢ１（全充填及び半分充填）及びＳＵＢ２からのデータによるＰＣ１及びＰＣ２のバッチモードの主成分解析（ＰＣＡ）である。
【図１４】主成分１及び２のスコアを示す。
【図１５】データセットの差異の６３％を取り込んだＢＳ基質の最初の４つの主成分（ＰＣ）を示す。
【図１６】９５％信頼区間の主成分スコアを示す。
【図１７】３つの規模で実施したＡＬＲ及びＳＴＲ培地の主成分スコアを示す。
【図１８】２つの充填容積による３つの規模で実施したＳＵＢ１培地の主成分スコアを示す。
【図１９】外れ値を示す２つの充填容積による３つの規模で実施したＳＵＢ１培地の主成分スコアを示す。
【図２０】２つのバイオプロセス容器材料による３つの規模で実施したＳＵＢ２培地の主成分スコアを示す−新しいバイオプロセス容器データを強調表示した。
【図２１】２つのバイオプロセス容器材料による３つの規模で実施したＳＵＢ２培地の主成分スコアを示す−古いバイオプロセス容器データを強調表示した。
【図２２】ＳＴＲの４つの容器設計で実施した培地からの主成分スコアのグラフを示す。
【図２３】ＡＬＲの４つの容器設計で実施した培地からの主成分スコアのグラフを示す。
【図２４】ＳＵＢ２の４つの容器設計で実施した培地からの主成分スコアのグラフを示す。
【図２５】新しいバイオプロセス容器材料によるＳＵＢ２の４つの容器設計で実施した培地からの主成分スコアのグラフを示す。
【図２６】ＳＵＢ１の４つの容器設計で実施した培地からの主成分スコアのグラフを示す。
【図２７】ホッテリングのＴ２対Ｑ残差を示す。
【図２８】高さ対重量を示すグラフを示す。
【図２９】高Ｔ２統計を示すグラフである。
【図３０】高ホッテリングを示すグラフである。
【図３１】は、トラジェクトリ法を使用して生成したモデルに関するホッテリングのＴ２統計及びＱ残差を示すグラフである。
【図３２】は、ＳＴＲ及びＡＬＲに焦点をあてるトラジェクトリ法を使用して生成したモデルに関するホッテリングのＴ２統計及びＱ残差を示すグラフである。
【図３３】は、ＳＵＢ２に焦点をあてるトラジェクトリ法を使用して生成したモデルに関するホッテリングのＴ２統計及びＱ残差を示すグラフである。
【図３４】は、トラジェクトリ法を使用して生成したモデルに関するホッテリングのＴ２統計及びＱ残差を示すグラフである。
【図３５】主成分２及び４の製品特性データの主成分解析からのスコアのグラフである。
【図３６】例示のＳＵＢ制御システムである。
【図３７】使い捨てバイオリアクターの中空インペラ軸形状３２２を示す。インペラ軸スリーブ８は中空であり、折り畳み式バッフル９に接続するリング３５１に連結する折り畳み式撹拌器６及び７を有する。金属ロッドは、軸スリーブ８の中央を通って挿入される。一実施形態にて、金属ロッドは、軸スリーブを通過する挿入の前に、一緒螺入されるまたは組み立てられることができる領域に提供されてよい。金属ロッドの最下の領域１９４は、モーターに接続する磁性上部１７２を有し、それは磁石１７１も有してよい。一実施形態にて、金属ロッドがより深く軸スリーブ８内に押し込まれる際、バッフル９が伸びて、撹拌器６及び７に接続されているリング３５１は下げられ、そうして撹拌器６及び７部分を持ち上げる。バッフルは、留め具などによって所定の位置にぴったりと収まり得る。金属ロッドの第１領域２９７は、バイオプロセス容器の穴内に押し込まれる、もしくはバイオプロセス容器の底部に取り付けられる、またはバイオプロセス容器の要素内に取り付けられるもしくはその中に押し込まれることができる。一実施形態にて、金属ロッドの第１領域２９７は、バイオプロセス容器の底部またはその要素に対応する形状を有する穴に、押し込まれることができる、形状部分を有する（例えば、六角形の部分は、六角形の穴に押し込まれるまたはそれに取り付けられ得る）。一実施形態にて、金属ロッドはスパージャーリング上に載置する、またはそれに取り付けられる。更なる実施形態にて、金属ロッドは、スパージャーリングの中央のディスクの穴に押し込まれてもよい。更に別の実施形態で、ディスクは、移動を確実にするために内蔵型磁石を有してよい。一実施形態にて、中空インペラ軸形状３２２全体またはその部分は、折り畳み可能でもよい。
【図３８】細胞培養の連続灌流のための外部細胞保持装置を含む、本開示によるバイオリアクターシステムの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
本開示は、細胞性生物材料をバイオリアクター容器で培養するシステム、装置及び方法に関して、ここで添付図面を使用して詳述する。
【００８１】
本開示により企図される使い捨てバイオリアクターは、流加培養、連続培養及び／または灌流培養モード、または任意のこれらの組み合わせで哺乳動物細胞の培養を実行できる。
【００８２】
本明細書で使用する場合、要素または成分の前の冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、要素または成分の例（すなわち発生）の数に関して非制限的であることを意図する。したがって「ａ」または「ａｎ」は１つまたは少なくとも１つを含むと読まれなければならず、要素または成分の単数語の形状は、数が明らかに単一を意味しない限り、複数を含む。
【００８３】
本明細書で使用する場合、用いられる成分、要素または反応物の量を修正する「約」という用語は、例えば濃縮物または溶液を作製するために使用する通常の測定及び液体処理方法により生じることができる、数量の変動を指す。更に変動は、前記成分を作製するためもしくは前記方法を実施するために用いられる前記製造、原料または成分の純度の測定方法の不注意による誤差、差異などから生じ得る。一態様で、「約」という用語は言及した数値の１０％内を意味する。別の態様で、「約」という用語は言及した数値の５％内を意味する。更に別の態様で、「約」という用語は、言及した数値の１０、９、８、７、６、５、４、３、２または１％以内を意味する。
【００８４】
本開示によれば、使い捨てバイオリアクターは、具体的には哺乳動物細胞の培養及び増殖を可能にする、例えばインペラ、バッフル、スパージャー及び／またはポートなどの追加の装備を有する生体適合性タンクまたは容器である。本開示の使い捨てバイオリアクターは、約１００ｍＬ及び約５０，０００Ｌの間の容積を有することができる。非限定例には、１００ｍＬ、２５０ｍＬ、５００ｍＬ、７５０ｍＬ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、４Ｌ、５Ｌ、６Ｌ、７Ｌ、８Ｌ、９Ｌ、１０Ｌ、１５Ｌ、２０Ｌ、２５Ｌ、３０Ｌ、４０Ｌ、５０Ｌ、６０Ｌ、７０Ｌ、８０Ｌ、９０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、２００Ｌ、２５０Ｌ、３００Ｌ、３５０Ｌ、４００Ｌ、４５０Ｌ、５００Ｌ、５５０Ｌ、６００Ｌ、６５０Ｌ、７００Ｌ、７５０Ｌ、８００Ｌ、８５０Ｌ、９００Ｌ、９５０Ｌ、１０００Ｌ、１５００Ｌ、２０００Ｌ、２５００Ｌ、３０００Ｌ、３５００Ｌ、４０００Ｌ、４５００Ｌ、５０００Ｌ、６０００Ｌ、７０００Ｌ、８０００Ｌ、９０００Ｌ、１０，０００Ｌ、１５，０００Ｌ、２０，０００Ｌ及び／または５０，０００Ｌの容積が含まれる。更に適当なリアクターは、単回使用、使い捨てまたは非使い捨てであり得て、これに限定されないがプラスチックを含む任意の好適な材料から形成できる。
【００８５】
ＳＵＢシステムの割合
本開示による使い捨てバイオリアクターの設計は、一実施形態にて、使い捨てバイオリアクター内に十分に混合された細胞懸濁液を維持し、栄養供給を混合しながら、ｐＨ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）及び温度などの工程パラメーターに関して均一な環境を確実にすることができる。そうして本開示の使い捨てバイオリアクターは、最適な細胞増殖、生成物の蓄積及び生成物の品質に必要な物理化学的環境を提供する。一実施形態にて、本開示による使い捨てバイオリアクターの設計は更に、形状的類似性の維持を確実にする。
【００８６】
一実施形態にて、スケーラブルな形状的類似性は米国特許公開第２０１１−０３１２０８７号に記載されているものであり得て、それはその全体が参照により組み込まれる。
【００８７】
バイオプロセス容器（１００）
使い捨てバイオプロセス容器（１００）は、可撓性形状適合材料１２から製造される。一実施形態にて、バイオプロセス容器が保管用に折り畳まれるまたは圧縮できるように、可撓性バイオプロセス容器及び形状適合材料を構成してよい。一実施形態にて、形状適合材料は、液体不透過性かつ可撓性形状適合材料でもよい。形状適合材料は更に、低レベルの漏出及び低結合性を備えた疎水性化合物（例えば置換脂質、ステロール、脂肪酸、エキソソーム、シリコン系エマルション、疎水性ビタミン及び疎水性アミノ酸）のフィルムでもよい。
【００８８】
一実施形態にて、形状適合材料は多種多様な細胞及び細胞産物と適合し得る。例えば１つの特定の実施形態にて、“Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ  ｃｅｌｌ  ｃｕｌｔｕｒｅ  ｔｅｓｔ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｅａｒｌｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒ  ＣＨＯ  ｃｅｌｌ  ｌｉｎｅｓ  ｉｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｃｕｌｔｕｒｅ  ｍｅｄｉａ”（Ｒｅｇｉｎｅ  Ｅｉｂｌ  ｅｔ  ａｌ，Ｊａｎｕａｒｙ２０１４）という題名のＤＥＣＨＥＭＡ報告書の漏出研究において推奨される方法論に従って、形状適合材料はＣＨＯ細胞株の種類と適合し得る。
【００８９】
一実施形態にて、本開示のバイオプロセス容器の形状適合材料は、任意の許容可能な可撓性フィルムであり得る。例えば一実施形態にて、形状適合材料は単層フィルムでもよい。あるいは、形状適合材料は多層フィルムを含んでよい。例えば一実施形態にて、本明細書で使用するフィルム材料は、フィルム内に接着剤で結合される３つ以上の層からなる化合物フィルムであり得る。多層フィルムは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャと向き合う内側表面を含む。多層フィルムは、反対側の外側表面も備える。フィルムの層（複数可）は、いかなる好適な性質を伝達するように選択されてよい。例えばフィルム材料が少なくとも３つの層を備える一実施形態にて、外部層は機械的強度を与えるように選択されてよく、中間層はガスバリア性を付与するように選択されてよく、内側層は細胞培養に接触するのに好適であるように選択されてよい。接触に起因する製造効果を最小化すると共に、内側層は、バイオプロセス容器内で生成物に接触するように構成され得る。例えば内側層は、通常、低密度ポリエチレンにより形成され得る。１つの特定例で、多層フィルムの内側表面は、親水性表面を形成するために改質された低密度ポリエチレンを含んでよい。他の層は更に、フィルムの特性を改質するために加えてよい。例えば一実施形態にて、アクリルアミドはＬＤＰＥフィルム上に融合し得る。別の例として、酸化ポリエチレンを使用できる。追加の例は、ポリエチレンをポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（２，３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート）と混合したものを含む。他のポリエチレンを含む他のポリマーは、本明細書での使用に好適であり得る。特定の実施形態で、本明細書に記載のフィルム層のいずれかは、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けてよい。
【００９０】
形状適合材料は、一実施形態でポート及び細胞培養とも接触し得る他の部分の追加を含む、単一使用バイオリアクターの作製で使用される。一実施形態にて、バイオリアクター全体及び／またはその要素は、作製されると、それから無菌性を確実にするためにγ線照射されてもよい。
【００９１】
一実施形態にて、バイオプロセス容器の作製で使用する材料は、通常、疎水性でもよく、培地から疎水性培地の成分を吸着できる。一実施形態にて、これは、産業細胞株の増殖及び生産性で著しい差をもたらすことができる。一実施形態にて、これらの差は通常、従来のステンレス鋼バイオリアクターより、高濃度のこれらの疎水性成分の使い捨てバイオリアクターへの添加によって解決され得る。別の実施形態では、フィルム及び成分の調製で使用するポリマー材料及び接着材料は、プラスチックの特性を改善するように設計されている添加剤（例えば可塑剤、スリップ剤、剥離剤、酸化防止剤またはその分解生成物）を含んでよい。一実施形態で容器の最大の疎水性培養接触表面を表す、容器適合材料の表面特性は、更に別の実施形態にて、接触面をより親水性にするために改質されてもよく、そうしてフィルムの湿潤性を増加させて、疎水性要素への結合性を低減する。例えば一実施形態にて、容器適合フィルムは、低密度ポリエチレンの培養接触層を含んでよい。ポリエチレン接触層は、γ線、β線または紫外線照射技術、光及びプラズマ誘導、また液体系化学酸化を使用して改質され得る。更なる実施形態にて、生成物流に接触する容器適合フィルム及び他の要素の作製で使用する材料は、材料の適切な質を確実にするために、サプライチェーンによって制御できる。例えば、構成成分の不純物及び濃度範囲、ならびに許容可能な放射線照射量の厳しい制限を適用でき、それは例えば、容器適合フィルムの作製で使用される原料を放出する前に、原料の細胞培養試験を実施することを必要とする。
【００９２】
少なくとも１つの実施形態で、非改質の低密度ポリエチレンより親水性であるように、容器適合フィルムの内側層の表面を改質できる。したがって一実施形態にて、内側層の表面は湿潤性を増大させ、疎水性要素と結合する傾向を低減した。改質された内側層は、γ線、β線または紫外線照射技術を介した親水性成分による表面グラフト；光及びプラズマ誘導；ならびに液体系化学酸化のうち１つ以上を介して改質された、内側表面を含んでよい。
【００９３】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は、しわを回避するシェルとして類似の形状を有し得る、またはそれを想定し得る。少なくとも１つの実施形態で、バイオプロセス容器の折り重み及び／またはしわが最小化されるように、バイオプロセス容器はシェル内に保持されるように構成され得る。バイオプロセス容器は、シェル内に適合するように成形した成形容器またはバイオプロセス容器でもよい。動作前または動作中、バイオプロセス容器は、シェルの類似形状（例えばシェルの陥凹面に）を有し得る。
【００９４】
原則としてバイオプロセス容器は、上部、底部、及びそれらの間に少なくとも１つの側壁を有する。したがってバイオプロセス容器は、一般的に上部分、中間部分及び底部分を有する。バイオプロセス容器は中空エンクロージャを画定し、中空エンクロージャは、バイオプロセス容器の内容物（例えば培地）を収容し得る。一実施形態にて、バイオプロセス容器は、ホルダー内に装入するために、ドーム形状の底部及び上部を有してよい。一実施形態にて、バイオプロセス容器は、著しい折り畳み及び／またはしわのなしで、シェルの皿状底に適合するように成形した底部分を含んでよい。一実施形態にて、バイオプロセス容器は、著しい折り畳み及び／またはしわのなしで、カバーに適合するように成形した上部分を含んでよい。
【００９５】
別の実施形態で、バイオプロセス容器は色分けした接続部を有してよい。接続部は、バイオプロセス容器の少なくとも２つの要素間の間接または直接の接続であり得る。
【００９６】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は、少なくとも１つのスパージャーを有し得る。例えばバイオプロセス容器は２つのスパージャーを有し得て、それは機械的に異なる接続部を有し得る。一実施形態にて、バイオプロセス容器は、マイクロ孔及びマクロ孔を備える二重スパージャー５を有することができる。一実施形態にて、オペレータが間違った線を２つの異なるスパージャーに接続することができないことを確実にするために、スパージャー間の接続は、色分けされてもよい及び／または機械的に異なってもよい。
【００９７】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は、圧力、泡、ｐＨ及びＤＯセンサー及び／またはプローブ及び／または表面下浸漬管を収容し得る。表面下浸漬管は、逆流防止弁を備えてよい。一実施形態にて、表面下の管は、組み製材料またはより剛性材料から作製できる。一実施形態にて、センサー、プローブ及び／または管は使い捨てでもよい。
【００９８】
一実施形態にて、ＳＵＢは、バイオプロセス容器の圧力を直接または間接的に測定する圧力センサーを含有してよい。例えば一実施形態にて、圧力センサーは、バイオプロセス容器中にまたはその上に位置してよい。１つの特定の実施形態で、圧力センサーは、正しい測定値を確実にするために、バイオプロセス容器の壁内に組み込まれてよい。このセンサーは、コントローラーシステム（例えば本明細書に記載のコントローラーシステム）と共に使用するための適合性を有してよい。
【００９９】
一実施形態では、バイオプロセス容器は排水ラインを含んでよい。バイオプロセス容器は、排水ラインと流体連通してよい。排水ラインは断面積を有する。特定の実施形態で、バイオプロセス容器の中空エンクロージャの容積と比例するように、排水ラインの断面積は選択される。例えば一実施形態にて、排水ラインは、中空エンクロージャの作業容積の１Ｌ当たり約０．３ｍｍ２〜約０．７ｍｍ２の断面積を有してよい。１つの特定の実施形態にて、排水ラインの断面積は、作業容積の１Ｌ当たり少なくとも約０．５ｍｍ２の断面積を有することができる。一実施形態にて、排水ラインは、バイオプロセス容器の底中心領域（例えばバイオプロセス容器の最底点の中心）に位置してよい。一実施形態にて、排水ラインは流体収集装置３の位置に対応する位置に位置してよく、それは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャと排水ラインの間に配置されることができる。一実施形態にて、流体収集装置は、バイオプロセス容器から排水ライン内に流体の渦流を誘引するように構成される形状を有し得て、そうして空気の封入を防ぐ。代替的実施形態で、別個の装置を、排水ライン内に流体の渦流を誘引するために提供し得る。
【０１００】
バイオプロセス容器及びホルダーは、灌流培養または流加培養モードのために機能し得る。一実施形態にて、バイオプロセス容器は、放出口ガスフィルター設計（例えば灌流培養システムのため）を含んでよい。例えば一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターは、細胞の回収及び／または再循環を可能にするシステムを有することができる。一実施形態にて、灌流モードで作動するとき、高流量に対処するためと同様に、汚染のない複数の流入を可能にするために、バイオプロセス容器の管は例えばマニホールドなどで改変されることができる。
【０１０１】
一実施形態にて、バイオプロセス容器は追加されたシステムも有してよい。一実施形態にて、このシステムは、バイオプロセス容器のホルダースキッドに取り付けられることができるボルトであり得る。一実施形態にて、このようなシステムは、使用しないとき、スイッチを切る及び／または接続を断つことができる。例えばボルトは、灌流培養形式のため、細胞の回収及び再循環を可能にし得る。
【０１０２】
一実施形態にて、バイオプロセス容器の中間部分は、約０．３〜約３（例えば約０．８〜約１．５、例えば約１〜約１．２）の間のアスペクト比を有することができる。１つの特定の実施形態で、バイオプロセス容器は、中間部分で約１．１のアスペクト比を有してよい。
【０１０３】
シェル（１１０）
本開示の使い捨てバイオリアクターは、ステンレス鋼バイオリアクターと比較して性能を損なうことのなく、シェルにバイオプロセス容器を適合させることを容易にする特徴を組み込むこともできる。
【０１０４】
特定の実施形態で、本開示のシェルは、収集の終了に近づくとバイオプロセス容器を操作せずに自由な排水を可能にすることができ、培地を光から保護することができ、必要であればバッフルの追加を可能にすることができ、バイオプロセス容器とバイオプロセス容器内部のプローブの均一な接触を可能にすることができ、迅速な熱伝達を確実にすることができる。一実施形態にて、折り目がないことを確実にするために、シェルまたはその部分を適合させるように、バイオプロセス容器自体を成形できる。
【０１０５】
本開示のシェルは、任意の好適な形状であることができる。一実施形態にてシェルは全体として円筒状でもよく、他の実施形態でシェルは全体として立方体または円錐形でもよい。一実施形態にて、米国特許公開第２０１１−０３１２０８７号及び米国特許仮出願第６２／３５４，２１６号に記載されているスケーラブルな形状に従って（その全内容は参照により組み込まれる）、動作前、動作後及び／または動作中、シェルはスケーラブルな形状を有する。
【０１０６】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、特定の実施形態にて、性能を損なうことなく、バイオプロセス容器１００をシェル１１０内に嵌入するのを容易にする特徴を、シェル１１０は含む。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、バイオプロセス容器１００はシェル１１０の内部に嵌入される。シェル１１０は、一実施形態にてバイオプロセス容器１００用ホルダーとして機能できる底部分４を含む。バイオプロセス容器１００の底は、シェルの底部４の形状に一致するまたは適合するように構成されることができる。シェル１１０は、一実施形態にてバイオプロセス容器１００のための取り外し可能なカバーとして機能できる上部分１０を更に備える。シェル１１０は、一緒に陥凹面を画定する、上部１０を含む上方部分及び底部４を含む下方部分を備える。
【０１０７】
シェルの底部４及び上部１０は、任意の好適な形状または曲率でよい。例えば底部４及び／または上部１０は、平坦または湾曲してよい。シェルまたはその要素の形状／曲率は、その内部で凹状、凸状または任意の変形でもよい。
【０１０８】
一実施形態では、シェルの底部４は円形の皿状底を含んでよい。皿状底は、一実施形態にて、ほぼ円形である。１つの特定の実施形態で、シェルの皿状底部は、フランジ状及び皿状のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓまたは等価物でもよい。シェルは、シェル中の任意の好適な位置に位置する、少なくとも１つの排水管（例えば回収管）を更に含んでよい。一実施形態にて、排水管はシェル底部４に位置してよい。排水を容易にするために、一実施形態にて、排水管は、皿の中央の最底点（例えば中心最下点）に位置し得る。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、一実施形態にて、放出中、空気の閉じ込めを回避するのを補助するために、渦防止装置２は回収管３の領域に位置し得る。
【０１０９】
一実施形態にて、蓋またはカバーがなくてもバイオプロセス容器の内容物を保護できるように、バイオプロセス容器の上部を構成できる。代替的実施形態において、シェル１１０の上部１０は、一実施形態にて、バイオリアクター内容物を保護するように設計されているバイオリアクター用の上部カバーを含んでよい。少なくとも１つの実施形態にて、図８及び図９Ａを参照すると、シェル１１０の上方領域は、バイオプロセス容器の内容物を光及び／または周囲環境への望ましくない曝露から保護するように構成されるカバーによって、少なくとも部分的に覆われる。シェル１１０の陥凹面への接近を可能にして、それによってシェル１１０内へのバイオプロセス容器１００の配置を容易にするために、それが直ちに取り外し可能で及び／または再配置可能であるように、カバーはシェル１１０の上方部分に連結し得る。
【０１１０】
一実施形態にて、シェルは少なくとも１つの締結具を更に備えてよい。図８及び図９Ａに示すように、一実施形態にて、締結具を開放せずに、カバーが開放方向内に再配置可能でないように、１つ以上の締結具は閉鎖方向のシェル１１０のカバーを係着し得る。少なくともいくつかの実施形態にて、締結具はクランプ２１０を備える。別の実施形態で、クランプは、ステンレス鋼３１６Ｌから作製されており、１／２’’と４’’の間に壁厚を有する。更に別の実施形態にて、クランプは、ステンレス鋼３０４、ナット及びボルトを備える２部品の高圧クランプである。一実施形態にて、カバーは、ヒンジ継手を介して開閉するように、及び１つ以上の締結具（例えば図８に示すようなクランプ２１０）を介して係止可能なように構成される、２つの実質的に片半球型皿状領域を含む。
【０１１１】
一実施形態にて、シェルの上部は、そこに入る及び／またはそれから出る供給ラインまたは供給ライン管のためのポート（例えば少なくとも１つのポート、少なくとも２つのポート、少なくとも３つのポート、少なくとも４つのポート）を有し得る。シェルの上部は、例えば光による少なくとも１つののぞき窓、及びモーター連結用のポート（複数可）も任意に有することができる。一実施形態にて、シェルの上部は、少なくとも部分的に取り外し可能である。一実施形態にて、シェルの上部は所定の位置で揺動することができ、固定して閉鎖されることができる。一実施形態にて、シェルは、作業員がバイオリアクター内の液体及び泡レベルを確認するのを可能にする、窓も有し得る。シェルは、オペレータが液体及び泡レベルを観察するのを可能にする照明装置も更に備える。
【０１１２】
少なくとも１つの実施形態にて、シェルの上方部分は、シェル及び／またはその内部に保持しているバイオプロセス容器へのアクセスのための少なくとも１つのドアを含む。例えば一実施形態にて、シェルの上方部分は、シェルの陥凹面へのアクセスを可能にして、それによってシェル内でバイオプロセス容器の配置を容易にするように構成される、蝶着したアクセスドアを備える。一実施形態にて、１つ以上の締結具は、少なくとも１つのアクセスドアを閉鎖位置に固定し得る。図１０に示すように、一実施形態にて、シェルの上方部分は、閉鎖位置にあるとき、それぞれの自由縁部が互いに当接するように及びそれぞれの下方端部がシェルの下方部分と当接するように構成される、対向するアクセスドア２７０を含んでよい。１つ以上の締結具は、２つのドアの内側縁及び／またはそれぞれの下方縁に配置されてよい。
【０１１３】
一実施形態にて、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、使い捨てバイオリアクター１はモーター１７０を備える。モーター１７０はアジテータ８用に提供されることができ、バイオリアクター上のまたはその中の任意の好適な位置に提供され得る。一実施形態にて、モーターは、シェル１１０の上部１０の上方の中心に位置しかつ載置することができる。１つの非限定的な実施形態にて、モーターは、シェル（例えばシェルの上半分）に連結するアームによって所定位置に保持される。別の非限定的実施形態にて、バイオプロセス容器は、降ろすことができるアーム上のモーターで、シェルの上部（例えば上部カバー）に固定され得る。更に非限定的実施形態にて、バイオプロセス容器及びモーターは、シェルの上部（例えば上部カバー）に磁気的に取り付けられ得て、それによってバイオプロセス容器を保持するのを補助する。
【０１１４】
本開示のバイオリアクターのいくつかの実施形態にて、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、シェルは組み込まれたロードセル１５９を含み、ロードセルはバイオプロセス容器に連動してもよい。一実施形態にて、ロードセルは、＋／−０．００５％または＋／−０．０５％などの精度で培地の質量を測定することができる。一実施形態にて、ロードセルは、後述するコントローラーシステムに対応する信号を生成する。したがっていくつかの実施形態で、ロードセルは、バイオリアクター容器の中空エンクロージャ内に含まれる培地の質量を示し得る。
【０１１５】
本開示のシェルは、任意の所望の材料（複数可）から作製し得る。一実施形態にて、シェルはステンレス鋼３１６Ｌで作製し得る。特定の実施形態で、シェルは、洗浄剤、抗菌剤、消毒剤などによる洗浄及び／または処理に適している。洗浄剤の非限定例は、Ｋｌｅｒｉｃｉｄｅ  Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔａｎｔ、Ｂｉｏｃｉｄｅ及び／またはＳｐｏｒｋｅｎｚなどを含む。
【０１１６】
撹拌器６、７
一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターは、少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸を含む、混合装置を更に備える。一実施形態にて、軸及び撹拌器はバイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在し、したがっていくつかの実施形態で、バイオプロセス容器の内容物は内部混合システムを使用して機械的に循環される。ほとんどの実施形態にて、撹拌器はモーターなどを介して回転し、その結果、それは円周を形成する。一実施形態にて、混合システムはインペラシステムを含んでよく、その結果、撹拌器はインペラを備え得る。
【０１１７】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器の内部の少なくとも１つのインペラを含み、バイオプロセス容器の内容物の制御された機械的混合を達成するように構成される撹拌システムを含む。撹拌システムの動作は、図３６に示すようにコントローラーによって制御される。本開示の一実施形態にて、インペラはモーターに磁気的に連結できる。
【０１１８】
一実施形態にて、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、インペラ（複数可）６及び７は、インペラ軸８から延在できる。インペラ軸はインペラモーター１７０に作動可能に連結し３０、それはバイオプロセス容器の外部でもよい。モーター１７０は、インペラ軸８を介して回転力をインペラ（複数可）６及び７に提供できる。少なくとも１つの実施形態で、インペラ軸８は、インペラポート３０を介してインペラモーターと連結するために、バイオプロセス容器の外部まで延在する。一実施形態にて、モーターがシェル１１０の上部より上の中央に配置されるように、インペラモーター１７０は更に、シェルの上方部分に連結するアームによって所定位置に保持され得る。いくつかの実施形態では、インペラは、使い捨てバイオリアクターの内部の中央に配置したマルチインペラ（例えば二重インペラ６及び７）を備える。図１Ａに示すように、マルチインペラは、下部のインペラ及び上部インペラならびに任意に中央のインペラ（複数可）を含むことができ、それぞれ回転自在インペラ軸８に連結して、それに沿って離間配置される。使い捨てバイオリアクターの規模を拡大・縮小するとき、規模が変化したとしても、インペラの間のアスペクト比または距離などが維持されるように、インペラ（複数可）はサイズ設定され得る、または軸にそって離間配置され得る。
【０１１９】
バイオリアクター容器の容積及びバイオリアクターで処理するまたは増殖する生物学的材料の種類に応じて、図１Ｂで示す二重インペラシステムの使用は、多数の利点及び効果を提供し得る。例えば二重インペラの使用は、処理パラメーター（例えばｐＨ、溶存酸素分圧、溶存二酸化炭素及び温度）に関して、均一な環境を確実にすることができる。二重インペラは、栄養分をバイオリアクター内で更に混合するために一緒に動くことができる。２つのインペラの使用は、最適な細胞増殖、生成物の蓄積及び生成物の品質に必要な物理化学的環境を最終的に提供できる。
【０１２０】
一実施形態にて、上部インペラ及び下部インペラは、両方ともポリマー材料から形成される。ポリマー材料は、例えば親水性材料を含むことができる、または親水性になるように改質されることができる。親水性ポリマー材料の使用は、例えば、従来の材料（例えばステンレス鋼）と比較して種々の利点及び効果を提供できる。例えばインペラは、ポリマー材料から製造することができ、多くの従来の材料より軽い質量及び良好な湿潤性を有することができる。このように、上部及び下部インペラは、迅速な混合を提供する、均一性を維持する、懸濁液中の生物学的材料を維持する、及び最適ガス分散を提供するために一緒に動くことができる。具体的な利点として、回転中の細胞損傷を最小化すると共に、インペラは上述の目的のすべてを達成できる。例えば、生物学的材料を保存する穏やかな方法でそうして、それによって生産を最大にする一方で、インペラの親水性特性及び／またはインペラの低質量が、バイオプロセス容器内に十分な混合を提供できると考えられている。事実、いくつかの用途では、親水性ポリマー材料から製造されるインペラの使用は、インペラの改善した湿潤性及びインペラの穏やかな性質と共にバイオプロセス容器中で維持される条件に起因して、処理時間を増加させ得る。
【０１２１】
例えば、親水性ポリマーのインペラは、バルク混合、ガス分散及び低剪断力に関して最適な流体力学的特性を提供できる。生物学的材料（例えば哺乳動物細胞）は、細胞増殖を最大化しかつ細胞損傷を最小化するインペラシステムによって、撹拌による均一な懸濁液中に保たれる。
【０１２２】
一般的に１つ以上のインペラは、生体適合性である任意の好適なポリマー材料から製造できる。ポリマー材料は、例えばポリオレフィン（例えばポリエチレン、ポリプロピレンまたはそのコポリマー）を含んでよい。ポリマーは、各種の異なる種類の処理によって親水性になることができる。例えば一実施形態にて、ポリマーは、放射線照射、光もしくはプラズマ誘導または酸化を受けることができる。ポリマー材料は更に、任意の好適な技術または方法を使用して、使用前に滅菌できる。一実施形態にて例えば、ポリマー材料はγ線照射を受けてよい。更に他の実施形態では、ポリマー材料はコロナ放電を受けてよい。
【０１２３】
軸上のインペラ間隔は、個々の用途に応じて変化できる。例えば一実施形態にて、上部インペラは、１×下部インペラの直径〜約２×下部インペラの直径に等しい距離で、下部インペラの直径から離間配置される。例えば２つのインペラ間の間隔は、約１．２×下部インペラの直径〜約２×下部インペラの直径であり得る。
【０１２４】
上部インペラより上の液体高さは、通常、約０．３×上部インペラの直径〜約２．５×上部インペラの直径であり得る。例えば一実施形態にて、上部インペラより上の液体高さは、約０．５×上部インペラの直径〜約１．８×上部インペラの直径である。
【０１２５】
底部間隔は、バイオプロセス容器の底部と下部インペラの中心線の間の間隔である。一実施形態にて、底部間隔は、約０．３×下部インペラの直径〜約１．５×下部インペラの直径（例えば約０．４×下部インペラの直径〜約０．７５×下部インペラの直径）  である。
【０１２６】
一実施形態にて、インペラ軸８はバイオプロセス容器の内部に一体化され、その結果、インペラ軸８はバイオプロセス容器の内部にある。例えば一実施形態にて、軸８はバイオプロセス容器の内部に最初に提供されてもよく、次いでバイオプロセス容器がバイオリアクターシェル内に設置される際、インペラモーターに連結してよい。軸８は、バイオプロセス容器内の細胞培養の増殖のための無菌環境に適合するようにγ線照射を更に受けてよい。代替的実施形態にて、軸８はバイオプロセス容器の外部に最初に提供されてもよく、次いで容器がバイオリアクターシェル内に設置される際、バイオプロセス容器に連結してよい。
【０１２７】
いくつかの実施形態で、バイオプロセス容器のサイズを低減して、保管及びその輸送を容易にするように、インペラ軸８は、バイオプロセス容器の内部に圧縮可能（例えば、折り畳み可能または入れ子可能）である。一実施形態にて、撹拌器、インペラ（複数可）及び／または羽根要素（複数可）は、回転自在軸上に折り畳み可能もしくはその方向に折り畳み可能、または混合システムの他の要素上へ折り畳み可能であり得る。図３７に示すように、折り畳み可能であり得るバッフル要素９は、中空回転自在軸８から突出し得る。一実施形態にて、ロッド（例えば金属ロッドまたはプラスチックロッド）は、軸スリーブ８の中央を通って挿入され、そうしてバッフルを伸張させて、撹拌器６及び７部分を持ち上げる。バッフルは、留め具などによって所定の位置にぴったりと収まり得る。金属ロッドの第１領域２９７は、バイオプロセス容器の穴内に押し込まれる、もしくはバイオプロセス容器の底部に取り付けられる、またはバイオプロセス容器の要素（例えばスパージャーリング）内に取り付けられるもしくはその中に押し込まれることができる。一実施形態にて、中空インペラ軸形状３２２全体またはその部分は、折り畳み可能でもよい。一実施形態にて、中空の撹拌器の要素は、ポリマー材料（例えば親水性ポリマー）から製造してよい。
【０１２８】
撹拌システムは、任意の好適な材料から及び３Ｄプリンティングを含む任意の好適な方法で作製してよい。一実施形態にて、システムが通常作動で少なくとも１００Ｗ／ｍ３の電力散逸を支援することが可能であるのに十分な機械的強度を有するように、撹拌システムの作製の材料は選択される。一実施形態にて、米国特許仮出願第６２／３５４，２１６号及び米国特許公開第２０１１−０３１２０８７号に従って、インペラはスケーラブルな形状を有し、その全内容は参照により組み込まれる。少なくとも１つの実施形態で、インペラ軸８及びインペラモーター１７０はそれぞれ、対応する連結器を含み、その結果、インペラ軸８はインペラモーターに連結して使い捨てバイオリアクターの動作を実現し得て、使い捨てバイオリアクターバイオプロセス容器の除去を可能にするためにインペラモーターから切り離され得る。対応する連結器は、好ましくは磁気連結器である。
【０１２９】
本開示の撹拌システムの使用に適しているインペラの非限定例は、水中翼インペラ、高ソリディティのピッチブレードインペラ、高ソリディティの水中翼インペラ、Ｒｕｓｈｔｏｎインペラ、ピッチブレードインペラ、穏やかなマリンブレードインペラ、ＣｅｌｌｉＧｅｎ細胞浮揚インペラ、Ａ３２０インペラ、ＨＥ３インペラなどを含む。回転フィルターも、例えば装置が灌流モードで作動するとき、使用できる。本開示の使い捨てバイオリアクターのマルチインペラの実施形態にて、インペラは、同じまたは異なる材料、設計及び製造方法を含んでよい。例えば一実施形態にて、上部インペラは、水中翼インペラまたは同じ設計のもの（例えば３Ｄプリンタを使用して作製したもの）であり得る。別の例として、下部インペラも水中翼インペラであり得る。あるいは、マルチインペラの設計により企図される他の種類のインペラは、高ソリディティのピッチブレードインペラ、高ソリディティの水中翼インペラ、軸水中翼インペラなどを含む。一実施形態にて、本明細書での使用に好適なインペラは、インペラのスケールが異なる場合でも周知のインペラのいずれかのように見える、３Ｄプリンティングによって製造されたものを含む。
【０１３０】
一実施形態にて、上部インペラは水中翼インペラを含むことができる。この実施形態では、下部も水中翼インペラを含むことができる。あるいは下部インペラは、ピッチブレードインペラまたは高ソリディティ水中翼インペラを含むことができる。例えば、特に１つ以上のスパージャーから放出されるガスを消散するように、下部インペラを設計することができる。
【０１３１】
バイオプロセス容器内に含まれる所望成分を懸濁するように、撹拌システムを構成し得る。例えば少なくとも１つの実施形態で、撹拌システムは、非凝集の哺乳動物細胞株を懸濁させるように構成される。本開示による使い捨てバイオリアクターは任意の数のインペラを使用して、ｐＨ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）及び温度などの工程パラメーターに関して均一または半均一な環境を促進し、そうして使い捨てバイオリアクター内に十分に混合された細胞懸濁液を維持しかつ栄養供給を混合することができる。
【０１３２】
撹拌システムは、所望の撹拌速度または混合時間に達するように更に構成され得る。例えば少なくとも１つの実施形態で、撹拌システムは、約１１００Ｌの充填容積で７０秒未満の混合時間を支援するように構成される。図１Ａ及び図１Ｂに示すように一実施形態にて、撹拌システムは、少なくとも１つのタコメーター２４２を含んでよい。タコメーターは、ＳＵＢの動作中、少なくとも１つの撹拌器に連結する回転自在軸の回転速度を監視するために構成されることができる、及び／または撹拌器（例えばインペラ）の撹拌速度を測定するように構成されることができる。タコメーターはコントローラーと接続してもよく、制御フィードバックループを達成するために、測定した撹拌速度をコントローラーに提供するように更に構成され得る。一実施形態にて、コントローラーは、所定速度で軸を回転させるように、モーターを制御するように構成され得る。一実施形態にて、撹拌速度は、較正されたタコメーターからの入力を介して測定されかつ制御されることができる。更なる実施形態にて、コントローラーは、現在の撹拌速度を表示し得て、処理設定値を達成するためにモーター速度を制御し得る。一実施形態にて、インペラは、１分当たり０ラウンド（毎分回転数）超（例えば５０回転数／分超、例えば１００回転数／分超、例えば２００回転数／分超、例えば５００回転数／分超、例えば１，０００回転数／分超）の撹拌速度を達成し得る。１つの特定の実施形態で、インペラは、５０〜２００回転数／分の範囲で＋／−１回転数／分の一定の撹拌速度を達成するために制御され得る。１つの特定の実施形態にて、０〜８０±１回転数／分の撹拌速度を動作範囲として使用できる。別の特定のマルチインペラの実施形態にて、少なくとも２つのインペラの撹拌速度は、２００回転数／分でもよい、または最大で１６５回転数／分でもよい。しかし、少なくとも２つのインペラの撹拌速度はスケールに依存している。したがってインペラは、非常に高いまたは非常に低い撹拌速度を達成するために制御され得る。撹拌速度設定値は、測定した撹拌速度が撹拌速度帯域の外側にあるとき修正処理がとられるように、撹拌速度帯域として提供されてよい。撹拌速度設定値は更に、溶存酸素濃度、ＣＯ２濃度、ｐＨまたはこれらの任意の組み合わせに基づいてカスケード制御システムにより制御され得る。例えば１つの特定の実施形態にて、ｄＯ２などが設定値で制御され及びガス流が設定値に達するとき、撹拌速度はガス流の代わりに増加して、設定値に達し得る。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、バイオリアクター内への力の散逸及びレイノルズ数は、乱流（負荷した）領域を維持するために十分に高いことを必要とし得る。したがってインペラ直径の選択は、バイオリアクターの流体力学的特性を越えることなく、適切な均一混合を確実にするために、かなり十分な直径を選択することの間の妥協であり得る。これらの流体力学的特性は、軸流を止めること、不十分な力の散逸、インペラ先端速度の上限を超えること、及び不十分に混合した層流領域の作製を含む。１つの非限定的な実施形態にて、軸流インペラの直径は、軸流の乱れ、ならびに不良な撹拌及び通気を防ぐために、０．５×Ｔ未満でもよい。
【０１３４】
一実施形態にて、撹拌設定値は、一次溶存酸素分圧（ＤＯＴ）プローブ及び分光器プローブからの表示に基づいて制御されることができる。いくつかの実施形態では、ＤＯＴを維持することは優先度が高い場合がある。直径が選択されると、そうして実験規模の中心仮定−形状の類似性を維持すること−を維持するために、一定のＤ／Ｔ比を維持することは、縮小したパイロット容器の間で重要になる。１つの例示的実施形態にて、１２．２ＬのｋＬａスケールアップ相関は、実施例４に示すＤ／Ｔ比で４つのインペラについて測定した。形状的類似性の観点から、特定の実施形態で、１．２２９ｍ（０．４４のＤ／Ｔ）のＡ３１０直径及び１．２８５ｍ（０．４６のＤ／Ｔ）のＡ３１５直径を推奨し得る。しかし特定の実施形態で、マンウェイ直径は、取り付け及び取り外し可能な最大インペラ直径を１．２１９ｍに制限することができる。したがって特定の実施形態で、直径１．２１９ｍであるＡ３１０及びＡ３１５を用いて、それによってインペラの取り付け及び取り外しの容易さを維持し、スケールダウン試験で提示される形状的類似性に近い状態を維持できる。
【０１３５】
バッフル９
本開示の使い捨てバイオリアクターは、少なくとも１つのバッフルを更に含んでよい。バッフルは、渦流の一点集中の形成を防ぐために使用する垂直プレートである。図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、動作中、使い捨てバイオリアクター内の渦の形成を分解するまたは実質的に防いで、層流を低減するように構成される、少なくとも１つのバッフルを備えるバッフルシステム（９）を含む。本開示の使い捨てバイオリアクターは、少なくとも１つのバッフル（例えば少なくとも２つのバッフル、例えば少なくとも３つのバッフル、例えば少なくとも４つのバッフル、例えば少なくとも５つのバッフル、例えば少なくとも６つのバッフル）を備えてよい。
【０１３６】
バッフルは、任意の好適な位置で及び任意の好適な配置で、シェルもしくはバイオプロセス容器上にもしくはその中に配置される、またはそれから形成され得る。一実施形態にて、バッフルは、長手方向にバイオプロセス容器の側壁に隣接して長手方向に延在するように構成され得る。したがっていくつかの実施形態で、バッフルは一実施形態にて、シェルもしくはバイオプロセス容器の内側表面に沿って平坦または平坦でない隔置された配向で長手方向に配置されて、シェルまたはバイオプロセス容器の中心に向かってそこから放射状に突設し得て、それによって実質的にうねのある内側表面を本質的に形成する。以前の設計では予期しなかったように、バイオプロセス容器またはシェルの全長または部分長に沿って長手方向に位置するバッフルの使用は、偏った軸流がバッフルの全長に沿って生成されかつ増強されることを確実にするのを助ける。結果的に、強度及びエネルギーが均一の偏向した軸流は、低撹拌速度で干渉を防止した使い捨てバイオリアクターから得ることできる。
【０１３７】
一実施形態にて、バッフルは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャの外部に設置されるように構成される。例えば一実施形態にて、バッフルは、シェルの内側表面に取り付けられ得る、またはそれから一体化して形成され得る。使い捨てバイオリアクターの動作前、その間及び／またはその後、バイオプロセス容器の側面は、バッフルの形状周囲に一致し得る及び／またはそれに適合し得る。したがって少なくともいくつかの実施形態にて、可撓性バイオプロセス容器は、バイオリアクターシェルの実質的にうねのある内側表面の周囲で曲がる、またはそれ自体を適合させる。代替的実施形態では、バッフルは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に置かれる、またはそれから一体化して形成されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、バッフルは、バイオプロセス容器またはシェル内部に、例えばフック及びスロット締結具を介して、それらが孔または開口部内に係合することができるように構成され得る。このように、バッフルは、異なる特性を有するバッフルに取り外し可能かつ交換可能であり得る。図５に示すように、可撓性バッフル２４は、容器１に上部及び底部を接続し、容器１の上部で一対の機械的ネジ１４０を締めることによって締着される。
【０１３８】
いくつかの実施形態で、バッフルは、膨張する及び／またはしぼむことができる。したがって一実施形態にて、バッフルは膨張可能な流体袋を画定する。前記バッフルは、可撓性バイオプロセス容器に組み込まれることができる、またはいくつかの実施形態で、シェル上に組み込まれ得る。バッフルは、張力または気圧を介して冷たくなり得て、保存用に折り畳まれる必要がある可撓性バイオプロセス容器内へ冷たいバッフルの取り込みを可能にする。いくつかの実施形態では、バッフルは、バイオプロセス容器またはシェルに取り込む前に膨らませてよい。他の実施形態で、バッフルは、膨張の前にバイオプロセス容器またはシェルに組み込まれる。特定の実施形態で、機械的ネジを介してシェル及び／またはバイオプロセス容器に接続する際、ネジによって作製される張力がバッフルを実質的に「膨らませ」得るように、バッフルを構成し得る。
【０１３９】
本開示の少なくとも１つのバッフルは、任意の好適な材料から形成され得る。例えば一実施形態において、バッフルは可撓性ポリマーフィルムから製造される。
【０１４０】
本開示のバッフルは、任意の好適な形状を呈してよい。一実施形態にて、少なくとも１つのバッフルは、混合装置で培地を混合する間、中空エンクロージャの流量に影響を及ぼすのに十分な量を、バイオプロセス容器の側壁から放射状に内向きに増量させる形状を有する。動作上、バッフルシステムは、米国特許公開第２０１１−０３１２０８７号に記載のスケーラブルな形状による、スケーラブルな形状を有し、その全内容は参照により組み込まれる。一実施形態にて、バッフルは、丸みのある縁を備えた真っ直ぐまたは湾曲したプレートを備えてよい。
【０１４１】
少なくとも１つの実施形態で、バッフルのうちの１つ以上は、シェルの上部及び下部に対応する、上部バッフル及び下部バッフルを含むスプリットバッフルを含む。一実施形態にて、スプリットバッフルは、３つ以上（例えば３分の１または４分の１）の部分に分けられ得る。図１０に示すようにシェルの内部で、モーターが動作しているとき、引き起こされる渦動を避けるために、４つのバッフル９があり得る。これらのそれぞれは、２つの半分、上部及び下部に分けられ得る。それから、これらのバッフルは、フック上に掛けられて、所定の位置に溝をつけられることができる。
【０１４２】
バッフル（複数可）の厚みは制限されないが、いくつかの実施形態で、流量の放射状成分への剛性を確実にするために、厚みを選択し得る。更なる実施形態にて、流体の放射状成分の剛性は、張力または気圧を使用して確実にされ得る。そのうえ、いくつかの実施形態で、厚みは、バッフルプレートがγ線照射の間、損傷しないことを確実にするために選択され、それによってタンク壁に対するバッフルの離間距離に影響を及ぼす。１つの特定の実施形態にて、本開示のバイオリアクターは、幅０．１×Ｔまたは２７９ｍｍ、高さ１．１×Ｈ−Ｈｈまたは３８８２ｍｍの４つの等間隔のバッフルを備えてよく、シェル壁に対しるバッフルの離間距離、Ｗｃ０．０１×Ｔまたは２８ｍｍを有する。バッフルは、培地中の層流を低減するため、２０％未満（例えば１５％未満、例えば１０％未満、例えば５％未満、例えば３％未満）のシェル及び／またはバイオプロセス容器の直径を有してよい。したがって、一実施形態にて、少なくとも１つのバッフルは、バイオプロセス容器及び／またはバイオリアクターシェルの直径の約１％〜約２５％（例えば約３％〜約２０％、例えば約５％〜約１５％）の距離で、シェル及び／またはバイオプロセス容器に向かって放射状に内向きに延在し得る。
【０１４３】
ポート２０、２１、１８０
本開示による使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャから材料を供給するまたは除去するための少なくとも１つの流入口または放出口も有してよい。使い捨てバイオリアクターは、それを介して管または他の付属品が使い捨てバイオリアクター環境内に及びその外に延在し得る、ポートを有してよい。特にバイオプロセス容器は、少なくとも１つの給送／供給ラインに接続するための第１端及び第２端を有する、少なくとも１つのポートを含んでよい。更なる実施形態にて、バイオプロセス容器は、バイオプロセス容器に供給材料（例えば流体）を供給するため複数の供給ラインに接続するための複数のポートを含んでよい。ポートは、供給ラインへの取り付けを形成するためのコネクタを含んでよい。いくつかの実施形態では、コネクタ及びラインのいくつかは互換性がなくてもよい。したがって特定の実施形態で、コネクタ及びラインの限られた互換性は、所望のライン及びポートの適切な接続を確実にし得る。追加の実施形態で、スマート管接続を使用してもよく、それは管接続の正確さの電子検証を含み得る。特定の実施形態で、供給ラインのうちの少なくとも１つは、その対応するポートの上流または下流に配置される流体フィルターを含み得る。少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは少なくとも１つの試料ポートを含む。使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器に流体を供給するための任意の数の給送／供給ラインを含んでよい。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、供給ラインのうちの少なくとも１つは、流体フィルター（例えばインラインフィルター）を含んでよい。使い捨てバイオリアクターは、任意の数のポート（例えば少なくとも１つのポート、例えば少なくとも２つのポート、例えば少なくとも３つのポート、例えば少なくとも４つのポート、例えば少なくとも５つのポート、例えば少なくとも６つのポート、例えば少なくとも７つのポート）も備えてよい。一実施形態にて、本開示で使用するポートはスケーラブルな形状を有してよい。ポートは、材料が１つまたは２つの方向でポート内に移動する、またはそこから出ることを可能にし得る。例えば一実施形態にて、放出口ポートは、流体が放出口から流れることを可能にするだけである。特定の実施形態で、ポートは、材料の移動を制御できる制御装置を伴ってよい。一実施形態にて、制御装置は一方向または逆流防止弁でもよい。いくつかの実施形態で、各ポートは、１つの対応する供給ラインだけを有し得る。他の実施形態にて、各ポートは、複数の対応する供給ラインを有してよい。
【０１４５】
特定の実施形態で、各ポート及び各対応する供給ラインは、タグ及び／または形状及び／または色分けを含む整合インジケーターを含むが、これらに限定されない。これらの整合インジケーターは、少なくとも１つの供給ラインをその対応するポートに接続する使用を補助するために使用してよい。１つの特定の実施形態にて、整合インジケーターは、各ポート及び対応する供給ラインが色分けされるように色を含む。特定の実施形態で、ポートは汎用コネクタを含んでよい。一実施形態にて、ポートの第１端は、それぞれの供給ラインへの再接続可能な取り付けを形成する。
【０１４６】
図３及び図７を参照すると、少なくとも１つの実施形態で、バイオプロセス容器は、それを介して、供給ライン、管または他の付属品がバイオプロセス容器内にまたはその外へ延在し得る、いくつかのバイオプロセス容器ポートを含み、ならびにシェルは、それを介して、管または他の付属品がシェルを通過して使い捨てバイオリアクター環境内に及びその外に延在し得る、１つ以上の対応するポートを含む。一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターが動作中のとき、バイオプロセス容器の折り重み及び／またはしわになることを最小限に抑えるように、１つ以上のシェルポートは、対応するバイオプロセス容器ポートと整合し得る。
【０１４７】
図３は、本開示の一実施形態による使い捨てバイオリアクター（ＳＵＢ）容器の上部を示す。そこで、１１は泡センサーを表し、１９は圧力センサーを表し、２０は滅菌固体添加ポートを表し、２１は二重ガス放出口ポートを表す。本開示のバイオプロセス及びシェルポートは、一実施形態にて、バイオリアクターの管及び他のアクセサリがバイオプロセス容器及びシェルの突起によって所定の位置に保持できるように構成し得る。
【０１４８】
図７は、本開示の一実施形態による、単回使用使い捨てバイオプロセス容器１００の側面図を示す。バイオプロセス容器によってｉｎ  ｓｉｔｕ滅菌されるプローブのために、バイオプロセス容器１００に、使い捨てプローブ２７またはウインドウが備わる。使い捨てバイオプロセス容器１００は十分なプローブポート２８を含み、プローブの誤差を検出するための冗長性及び能力を付与するすべての測定値のために３重プローブの使用を可能にする。例えば使い捨てバイオプロセス容器１００は、温度プローブポート１８０、使い捨て誘電分光プローブ２６、使い捨てｐＣＯ２非侵入性プローブ１９０、及び使い捨て非侵入性ＤＯＴプローブ２００を含むことができる。使い捨てバイオプロセス容器１００は、細胞培養の非侵入性分光測定を可能にするための光学的に透明な分光ウインドウ１３及び容器内への管１５も含んでよい。
【０１４９】
少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器内容物の充填レベルで、またはそれ未満で流体を放出するための少なくとも１つの表面下ポートを含む。例えば使い捨てバイオリアクターは、一実施形態にて、流体をバイオプロセス容器内に給送／供給するための少なくとも１つの供給ラインを含んでよく、供給ラインはバイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に延在する。供給ラインは、中空エンクロージャ内の任意の好適な位置に（例えば撹拌器に隣接して）配置され得る、表面下流体放出口を含んでよい。回転するとき撹拌器が円周を形成する一実施形態にて、流体放出による流体の流れがバイオプロセス容器内の培地に接触をするように、供給ラインの超表面流体放出は撹拌器の円周上に配置され得る。いくつかの実施形態では、流体放出口は、流体の流れを制御する流体制御装置を伴ってもよい。例えば流体制御装置は、流体が流体放出口から流れ出ることだけを可能にし、反対方向へ流体の流れを防ぎ得る。一実施形態にて、流体制御装置は一方向弁を含んでよい。
【０１５０】
少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器内容物の充填レベルで、またはそれを超えて放出する１つ以上の超表面ポートを含む。更に、少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、使い捨てバイオリアクターの実質的に長手方向軸領域にまたはそれに隣接して放出する、少なくとも１つの超表面ポートを含む。一例で、使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器の上部に配置される少なくとも１つの供給ラインを含み、そこで供給ラインは、バイオプロセス容器内に収められた培地の容積を上回って配置される超表面流体放出を含む。流体放出による流体の流れがバイオプロセス容器内に含まれる培地に直接接触をするように、超表面流体放出は位置し得る及び／または構成され得る。一実施形態にて、超表面ポートは放出ニップルまたは漏斗を更に含んでもよく、バイオプロセス容器の側面を流れ落ちないように、ニップルまたは漏斗は材料を放出する。
【０１５１】
図１Ａ、図１Ｂ及び図７を参照すると、少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは少なくとも１つの収集制御システムを含む。収穫制御システムは、少なくとも１つの収穫ポート、及び収穫管を介して連結した対応する収穫ポンプを含むことができる。各対応するポート、ポンプ及び管の組み合わせが、収穫ラインを形成し得る。一実施形態にて、温度制御システムの動作はコントローラーにより制御される。一実施形態にて、収穫ポートは、バイオプロセス容器から流体の渦流れを誘引するように構成される、形状を有してよい。代替的実施形態にて、追加の装置は、流体の渦流れを誘引するために、収穫ポートに取り付けられてよい。収集ポート、管及びポンプは、任意の好適な構成でもよい。一実施形態にて、収集ポートは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャに保持する培地の容積に比例する、直径または断面積を有してよい。別の実施形態では、収集ライン及び／またはポートの内径は、そこで培地を収集すべき流量に適合させるために、変更され得る。一実施形態にて、高流量の適用中、管がポンプの吸引ヘッドの下で圧壊するのを防ぐために、これらの収穫ラインポートの設計は、補強したまたは編組んだ管を使用してよい。
【０１５２】
少なくとも１つの実施形態で、シェルの任意の上部カバーは、それを介して、管または他の付属品がシェルを通過して使い捨てバイオリアクター環境内に及びその外に延在し得る、１つ以上のカバーポートを含む。一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターが動作中のとき、使い捨てバイオリアクターの折り重み及び／またはしわになることを最小限に抑えるように、１つ以上のカバーポートは、対応するバイオプロセスリアクターと整合し得る。少なくとも１つの実施形態で、その内部に保持される管及び／または付属品へのアクセスならびにその操作を可能にするために、それらが分かれるように、カバーポートは二分される。少なくとも１つの実施形態で、カバーポートは、カバーのヒンジ継手を備える二分型インラインである。いくつかの実施形態で、カバーは、少なくとも１つのポート（例えば少なくとも２つのポート、例えば少なくとも３つのポート、例えば少なくとも４つのポート、例えば少なくとも５つのポート）を含む。
【０１５３】
一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、少なくとも１つの、例えば少なくとも２つのアルカリ添加２０を有する。１つの特定の実施形態にて、バイオリアクターは、アルカリ添加のための２つのポートを有し得て、そこで第１のポートは下部インペラの中心線に位置し、第２のポートは上部インペラの中心線に位置する。一実施形態にて、ｐＨプローブは、バイオリアクター内へのアルカリ添加位置の正反対に位置してよい。
【０１５４】
少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、バイオプロセス容器内容物の充填レベル未満で放出する、１つ以上の表面下ポートを含む。少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、インペラ領域に放出する、２つの表面下ポートを含む。インペラ周辺の急流ゾーン内への直接の放出を可能にするために、バイオリアクター内に送られる内部供給ラインを備える供給ポートを設計することによって、環境マイクロゾーンの形成を驚くほど防ぐことができる。これらのマイクロゾーンの防止及び最小化は、供給の添加後、均一性への迅速な回復をもたらし、特に大規模な処理で最大の効果を有する。適用された予想される供給ボーラス容積に適合するために、または供給が適用される流量に適合するために適切な供給ライン内径を選択することによって、非生理学的環境のマイクロゾーンの形成は、更に低減されることもできる。一実施形態にて、高流量の適用中、管がポンプの吸引ヘッドの下で圧壊するのを防ぐために、これらの供給ラインポートの設計は、補強したまたは編組んだ管を使用してよい。
【０１５５】
ポートは、好適な任意の直径を有してよい。一実施形態にて、直径はバイオリアクターのスケールを基準にしてよい。例えば１つの特定の実施形態にて、収集ポートは１インチの内径を有する。
【０１５６】
スパージャー５
図１Ａ及び図２Ｂに示すように、本開示の使い捨てバイオリアクターは、少なくとも１つのスパージャー５を含んでよい。いくつかの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは２つ以上のスパージャー５を含む。一実施形態にて、スパージャーの１つはバラストスパージャーでもよい。スパージャーは、長手方向部分及び横方向部分を有するガス管を備えてよい。長手方向部分は、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に垂直に延在し得る。横方向部分は、撹拌器の下で長手方向部分の端に位置してよい。横方向部分は、バイオプロセス容器内に含まれる培地内へガスを放出するための複数の孔を画定し得る。いくつかの実施形態では、使い捨てバイオリアクターは、少なくとも１つのバラストスパージャー及び少なくとも１つの第２のスパージャーを備える。バラストスパージャーは、培地内へガスを放出するための第１の複数の孔を画定し、その一方で第２のスパージャーは、培地内へガスを放出するための第２の複数の孔を画定する。第２の複数の孔は、第１の複数の孔と同じもしくは異なる直径及び／または数を有してよい。例えば一実施形態にて、第２の複数の孔は、第１の複数の孔より小さい直径でもよい。
【０１５７】
本開示の別の実施形態では、バラストスパージャーの設置のために、別個のスパージャーポートがあってもよい。別個のスパージャーからバラストを加えることの利点は、少なくとも３つの理由のうちの１つ以上があり得る。（ｉ）それは、バラストガスによる酸素または酸素富化ＤＯＴ要求ガスの希釈を防ぐ。いくつかの実施形態で、スパージャーから出る泡の酸素濃度勾配が最大になる場合、最適なＯＴＲを確実にすることができる。（ｉｉ）それは、ＤＯＴ制御スパージャーとは異なる位置にバラストスパージャーが配置されるのを可能にして、ｐＣＯ２制御のための所望のバラストの供給の際、ＤＯＴ制御への影響を回避することができる。（ｉｉｉ）バラストスパージャーは、ＤＯＴ制御スパージャーから独立して設計されることができる。しかし、特定の実施形態で、バラストスパージャー及び少なくとも１つの他のスパージャーのために同じスパージャーポートを使用することが、望ましい場合がある。
【０１５８】
一実施形態にて、所望の方法の及び／または所望の衛生的な設計のため所望の数の孔を配置するために、スパージャー形状を選択し得る。
【０１５９】
一実施形態にて、孔から出るガスの目標レイノルズ数Ｒｅ（例えば２０００未満）が達成され、鎖状泡状態時に泡のザウター平均直径が１０〜２０ｍｍになるまで、孔径及び孔数の計算を反復することができる。特定の実施形態で、プローブポート、試料弁及び添加点の位置は、一時的な急上昇を回避するために一緒に考慮されることができる。更に特定の実施形態で、プローブ制御に関して試料弁の位置は、測定した工程パラメーターのオフライン検証の正確な見積もりができるように構成されることができる。
【０１６０】
スパージャーは、バイオリアクター容器の任意の好適な位置に置かれてよい。一実施形態にて、インペラによって流される領域にポンプ輸送されたガスを排気するように、スパージャーの遠位端は、インペラ（または複数のインペラの場合、最下部のインペラ）の下方に好ましくは配置してよい。
【０１６１】
少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは、スパージャーシステム及びガスオーバレイシステムのうちの少なくとも１つを含む、通気システムを含む。通気システムは、使い捨てバイオリアクターの動作中、細胞培養に酸素及び他のガスを供給するように構成される。一実施形態にて、通気システムの動作はコントローラーにより制御される。
【０１６２】
一実施形態にて、ガスは、スパージャーシステム及びガスオーバレイを介して、同じまたは異なる時間に、使い捨てバイオリアクターに導入することができる。１つの非限定的な実施形態にて、ガスは、酸素、窒素、二酸化炭素及び圧縮空気を含んでよい。一実施形態にて、通気システムは、工程制御を可能にするために、サブシステムの物質移動性に基づいてサイズ設定されたマスフローコントローラーを含んでよい。一実施形態にて、マスフローコントローラーの数は、主スパージャーに対する少なくとも１つからすべてのガス、ヘッドスペースガスオーバレイに対する空気、及び第２のスパージャーに対する４つのガスのいずれかのうちの少なくとも１つからの独立制御を可能にするのに十分である。一実施形態にて、上述のガスのそれぞれの供給は独立した流れとして実行することができ、方法に必要ないとき、完全な停止が可能であり得る。一実施形態にて、作動中に、測定したガス流量がガス流量帯域の外側にあるとき、修正動作をとることができるように、ガス流量設定値はガス流量帯域として提供される。一実施形態にて、スパージャーシステム及びガスオーバレイシステムは、任意のＶＶＭの所望の総ガス流量（例えば、１つの特定の実施形態で１５０Ｌ／分）を支援するように、それぞれ構成される。
【０１６３】
一実施形態にて、使い捨てバイオリアクター内部にあって、及びマスフローコントローラー外部から使い捨てバイオリアクターまでガスを受容するように使い捨てバイオリアクターのガス導入口に連結される、少なくとも１つのスパージャーを、スパージャーシステムは含むことができる。スパージャーは、その遠位端に任意の所望の直径の複数のスパージャー孔を有する細長い散布管を含んでよい。一実施形態にて、スパージャーシステムは、２つのスパージャー及び関連する付属品を含んでよい。１つの特定の実施形態にて、スパージャーシステムは、最大予想ガス流量で、１ｇ／Ｌのプルロニック中の１１ｍｍのザウター平均泡直径及び２０００未満の散布孔から出るガスのレイノルズ数の気泡を生成できる。所望のＮＬＰＭで、所望の平均泡直径及びレイノルズ数を達成するように、スパージャーシステムは設定されることもできる。いくつかの実施形態では、散布管及び／または散布システムは、２ｍｍの散布孔を有することができる。
【０１６４】
一実施形態にて、マスフローコントローラー外部から使い捨てバイオリアクター、シェル及び／またはバイオプロセス容器までガスを受容するように、ガスオーバレイシステムは、使い捨てバイオリアクターのヘッドスペース（例えばシェルまたはバイオプロセス容器のヘッドスペース）から延在するガス導入口を含み得る。一実施形態にて、ガス導入口／放出口２３０は超表面ポートでもよい。一実施形態にて、図６及び図８に示すように、スパージャーシステム及びガスオーバレイシステムのガス導入口／放出口２３０は、ガスフィルター２３を更に含んでよい。一実施形態にて、ガス放出２３０の弁は自動ピンチ弁であり得て、本明細書に記載の制御システムによって所望により制御され得る。更なる実施形態にて、自動ピンチ弁は、バイオプロセス容器内部の圧力が許容可能レベルを越えて上昇する状況で、予備のガス放出ラインに切り換えを可能にするように構成され得る。特定の実施形態で、ガス放出口は、取り換え可能及び／または交換可能でもよい。
【０１６５】
通気システムは、動作中、ガス放出ラインを介してバイオプロセス容器内部からガスを放出するように構成される放出ガス出口も更に含んでよい。一実施形態にて、ガス放出口は超表面ポートでもよい。ガス放出口は、ガスフィルターを備えてよい。放出ガス出口は、１０インチのフィルターを送りかつバックアップに取る、二股に分岐するラインも更に含んでよい。ガス放出口フィルターは更に、再使用可能な接続を使用してバイオプロセス容器の上部上に嵌合されてもよく、その結果、必要であればそれは交換できる。
【０１６６】
更に通気システムは、コンデンサ２２を備えてよい。図４及び図６に示すように、コンデンサ２２は、ガス放出口ラインに配置され、蒸発による水の損失を低減するように構成され得る。これらのコンデンサは、一実施形態にて、バイオプロセス容器の上部に係着し得る。一実施形態にて、ガス放出口及びコンデンサは、シェルの上部で、好ましくはカバーでホルダー内に嵌合されてよい。ホルダーは、垂直から水平まで異なる角度に調節可能でもよい。内部のバイオプロセス容器圧があまりに高い場合、ガス放出口が自動的に予備のガス放出口に切り換えられ得るように、ホルダーは、コントローラーに連結する少なくとも１つ（例えば少なくとも２つ）の自動ピンチ弁も含んでよい。一実施形態にて、ガス放出口フィルター及びコンデンサは、再使用可能な接続を使用してバイオプロセス容器の上部上に嵌合されてもよい。一実施形態にて、コンデンサユニットは、取り換え可能及び／または交換可能でもよい。
【０１６７】
一実施形態にて、通気制御システムは、細胞培養の需要に比例する穏やかなＣＯ２流を維持する及び／または急上昇するもしくはパルス化したＣＯ２流を防ぐように更に構成されることができる。したがって一実施形態にて、ＳＵＢ環境の溶存ＣＯ２濃度を監視する、及び／または独立散布率、独立酸添加ポンプ及び／または散布に対するＣＯ２流の最小限算出の設定を制御するように、通気制御システムを構成し得る。一実施形態にて、溶存ＣＯ２濃度は、ｐＣＯ２センサーを介して監視され得る。
【０１６８】
一実施形態にて、通気システムは、少なくとも１つの溶存酸素分圧（ＤＯＴ）センサーを含んでよい。これらのセンサーは、一実施形態にて、電気化学センサーでもよい。一実施形態にて、コントローラーは、２種類のＤＯＴ制御、キャップ化空気法及びガス混合法を提供するように構成され得る。一般に、キャップ化空気法は、単一のマスフローコントローラー（ＭＦＣ）によって導入される窒素のユーザー定義可能な連続流を提供する。空気流量がユーザー定義の制限に達するとき、酸素供給を開始する能力（マスフローコントローラーを介して）により、細胞からの酸素要求量に適合するためにマスフローコントローラーを介して空気流量を上昇させることによって、ＤＯＴ制御は達成できる。このような状況下で、固定流量及び要求を補充するために加えられる（ＰＩＤ制御中で）酸素で、空気はキャップ化されることができる。酸素が必要とされないとき、制御は空気流に戻る。ガス混合法で、ＤＯＴ及びｐＨは、全充填３＋１ガス混合システムによって制御される。予め定められた、ユーザーが選択可能な総ガス流量で空気／窒素及び酸素の混合を変化させることによって、ＤＯＴは制御される。総ガス流量を上昇させずに、ｐＨはＣＯ２及びアルカリの添加により制御される。
【０１６９】
バイオリアクターの温度制御
図６を参照すると、少なくとも１つの実施形態で、使い捨てバイオリアクターは温度制御システムを含む。温度制御システムは、保温ジャケット２８０、熱循環器及び少なくとも１つの温度センサー１８０を含んでよい。一実施形態にて、温度制御システムの動作はコントローラーにより制御される。いくつかの実施形態で、温度センサーはコントローラーと接続する。一実施形態にて、使い捨てバイオリアクターの動作中、熱い箇所及び冷たい箇所の形成及び／または永続化を回避するように、保温ジャケット及び熱循環器は一緒に、バイオプロセス容器内で細胞培養を加熱して、冷却する。バイオリアクタージャケットは、シェル及び／またはバイオプロセス容器を部分的にまたは完全に取り囲み得る。少なくとも１つの実施形態で、保温ジャケットは、プローブ棚の上方のバイオリアクター容器の下部を少なくとも部分的に、好ましくは完全に覆う。いくつかの実施形態で、保温ジャケットは、加熱または冷却した流体のうちの少なくとも１つと流体連通してよい。バイオリアクタージャケットは、一実施形態にて、ウォータージャケットを含んでよい。
【０１７０】
バイオリアクタージャケット２８０の例示的実施形態を、図６及び図１０に示す。図６及び図１０に示すように、いくつかの実施形態で、バイオリアクタージャケット２８０は、シェル１１０の下半分を覆う。例えばプローブベルトの設置のために、少なくとも１つのオープンスペースまたは孔が提供されるように、バイオリアクタージャケット２８０を構成し得る。図１０に示すように、一実施形態にて、バイオリアクタージャケット２８０は、プローブベルト（複数可）２９０より上にあるシェルの下半分を覆ってよい。この構成は、効果的な熱の移動を促進し得る。プローブ棚２６０は、バイオリアクタージャケット２８０上に配置され得る。
【０１７１】
一実施形態にて、シェル１１０の少なくとも１つのドア２７０は、シェルの下半分の保温ジャケットから分離し得るまたはそれに接続し得る、保温ジャケットを有することができる。更なる実施形態にて、上部ジャケットは、少なくとも１つのドアを開けることができるのを確実にするために、可撓性管などを介して下部ジャケットに接続し得る。
【０１７２】
一実施形態にて、温度センサーは、使い捨てバイオリアクターの動作中、細胞培地の温度を検知する。温度センサーがコントローラーと接続する実施形態で、バイオプロセス容器内に含有される培地の温度を上昇させるまたは下降させるために、コントローラーは、温度センサーからの情報を受信するように、及び前記情報に基づいてバイオリアクター保温ジャケット内への流体の流れを制御するように構成にされ得る。したがって、いくつかの実施形態で、培地は、プリセット温度制限内に維持される。
【０１７３】
温度センサーは、一実施形態にて、抵抗温度検知器を含む。動作上、いくつかの実施形態で、測定した温度が温度帯域の外側にあるとき温度修正処理がとられるように、温度設定値は温度帯域として提供されることができる。少なくとも１つの実施形態で、温度制御システムは、１０〜４０℃の範囲にわたって＋／−０．２℃の温度に維持するように構成される。少なくとも１つの実施形態で、温度制御システムは、５〜２０℃の範囲にわたって＋／−１．０℃の温度に維持するように構成される。少なくとも１つの実施形態で、１０〜４０℃の任意の設定値間の移行において、オーバーシュート及びアンダーシュートが＋０．８℃を超えないように、温度制御システムは構成される。少なくとも１つの実施形態で、温度制御システムは、発酵中１０〜４０℃の範囲にわたって、＋／−０．１℃の温度に常に制御するように構成される。少なくとも１つの実施形態で、任意の使い捨て要素部分への損傷を回避するために、温度制御システムが特定の温度（例えば４０℃）を超えて熱くなることができないように、温度制御システムは構成される。
【０１７４】
一実施形態にて、培地は工程制御によって動作温度にされる。一実施形態にて、これはジャケットの「穏やかな」加熱または冷却により達成される。例えば一実施形態にて、極高温または極低温は容器壁で回避される。少なくとも１つの実施形態で、保温ジャケットが周囲環境から３４〜４０℃に６時間未満で１０００Ｌの細胞培地を暖めるように、温度制御システムは構成される。少なくとも１つの実施形態で、保温ジャケットが３４〜４０℃から１０℃まで６時間未満で１０００Ｌの細胞培地を冷却するように、温度制御システムは構成される。一実施形態にて、動作中の温度制御範囲は３６〜３８℃であり、精度は設定点で±０．２℃である。
【０１７５】
１つの特定の実施形態にて、バイオリアクタージャケット領域は、以下の検討事項、（ｉ）１０℃から４０℃への培地の温め（ｉｉ）バイオリアクター内のすべての箇所が、熱電対による測定で設定値の±０．２℃、一般的には３７℃に達しなければならない。（ｉｉｉ）４０℃から１０℃への培地の冷却、を念頭において指定され得る。
【０１７６】
プローブ２８／プローブベルト２９０：
図７を参照すると、少なくとも１つの実施形態で、本明細書に記載の種々のプローブ及び／またはセンサーのうちの１つ以上は、バイオプロセス容器に対して適切に種々のプローブ及び／またはセンサーを配置するように構成される、少なくとも１つのプローブベルト２９０に配置されている。少なくとも１つのプローブ及び少なくとも１つのプローブベルトは、シェル中のまたはその上の任意の好適な位置に構成されてもよい。例えば１つの特定の実施形態にて、試料ラインは、オフラインのｐＨ試料をとるとき、すぐ近くにあることを確実にするために、ｐＨプローブに隣接して位置している。少なくとも１つの実施形態で、２つ以上のプローブベルトが提供される。各プローブベルトは、少なくとも１つ（例えば少なくとも２つ、例えば少なくとも３つ、例えば少なくとも４つ、例えば少なくとも５つ、例えば少なくとも６つ）のプローブ及び／またはセンサーそれぞれを操作上収容することができてよい。一実施形態にて、プローブベルトは２つのｐＨセンサー及び２つのＤＯセンサーを含む。いくつかの実施形態で、少なくとも７つ（例えば少なくとも８つ、例えば少なくとも９つ、例えば少なくとも１０つ）の追加のプローブを収容してよい。プローブは互いに反対側にあり得る。１つの特定の実施形態にて、プローブ棚は、操作上２つのプローブベルトを支持するように構成され、それぞれは互いに反対側にある６つのプローブを収納できる。一実施形態にて、プローブベルト（例えば分光プローブを含有するプローブベルト）は、ベルト及び／またはプローブを光または他の環境条件から保護するために構成できる。
【０１７７】
一実施形態で、プローブはプローブ棚に載置できる。図１０を参照すると、少なくとも１つの実施形態で、シェル１１０及び／またはバイオリアクタージャケット２８０の下部は、操作上その上にある種々のプローブを有する少なくとも１つのプローブベルト２９０を支持するように構成される、プローブ棚２６０を含む。棚は、バイオリアクターシェルに、恒久的にまたは取り外し可能に固定し得る。棚は、シェルに対して、特定の角度（例えば１度超、例えば５度超、例えば１０度超、例えば１５度超、例えば３０度超、例えば４５度超、例えば６０度超）で配置され得る。一実施形態にて、プローブ棚は、シェル外側表面に対して鋭角で配置される。１つの特定の実施形態にて、プローブ棚は、シェル外側表面に対して３０度で配置される。
【０１７８】
一実施形態にて、種々のプローブは、コントローラー及び／またはそれらのそれぞれのシステムと有線及び／または無線通信しており、各データをそこへ送信するように構成される。１つの非限定的な実施形態にて、分光プローブはラマンまたはＮＩＲ型である。いくつかの実施形態では、分光プローブは、生細胞濃度、培養生存率、グルコース濃度、アミノ酸濃度、乳酸濃度及びアンモニウム濃度を含む、特性を受信するならびに監視することができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、追加ツールを用いた更なる測定及び解析が、製品の特性決定のために必要でもよい。一実施形態にて、コントローラーは、分光プローブの出力に基づいて、種々のシステム設定値（例えばｐＨ、温度、ＤＯＴ、撹拌、窒素流量、エアキャップ）を制御して、流量（すべての一体型ポンプ及び外部ポンプ）をポンプで入れるように、好ましくは構成される。
【０１７９】
方法
本開示の好ましい実施形態で、本開示による方法は、本開示の少なくとも１つの使い捨てバイオリアクターで生じる。一実施形態にて、本開示は、規模及び容器サイズにわたってバイオリアクター容器の性能を比較する方法を含む。別の実施形態では、本開示は、意図した実施範囲を越える（例えば、スケールアップまたはダウン）バイオプロセス容器の性能のバリデーションための方法を含む。更なる実施形態にて、本開示は、バイオプロセス容器のスケーリングの間、少なくとも１つのスパージャーの孔の数及びサイズを理論的にまたは実験的に決定する方法を含む。
【０１８０】
本開示は、細胞及び／または細胞生成物を培養及び増殖させる方法を含み、そこで少なくとも１つの細胞は、第１の容量の第１のバイオリアクターで適切な条件下でかつ適切な培地中にて培養されて、少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた細胞を含む培地を、第２の容量の第２のバイオリアクター内に移動させて、そこで第２の容量は第１の容量より大きく、移動した細胞を第２のバイオリアクターで培養し、第２のバイオリアクターからの細胞を含む培地を、第３の容量を有する第３のバイオリアクター内に移動させて、そこで第３の容量は第２の容量より大きく、移動した細胞を第３のバイオリアクターで培養する。
【０１８１】
１つの特定の実施形態にて、本開示は、ａ）少なくとも１０Ｌ（例えば少なくとも５００Ｌ、例えば少なくとも１０００Ｌ）の容積を有する第１の使い捨てバイオリアクターで、適切な条件下で適切な培地中にて、少なくとも１つの哺乳動物細胞を培養し、ｂ）少なくとも１つの哺乳動物細胞から増殖によって得られた細胞を含む培地を、少なくとも１０００Ｌ（例えば少なくとも２０００Ｌ、例えば少なくとも４０００Ｌ）の容積を有する第２の使い捨てバイオリアクター内に移動させ、ｃ）移動した細胞を第２のバイオリアクターで培養し、ｄ）工程ｃ）で得られた細胞を含む培地を、少なくとも１０，０００Ｌ（例えば少なくとも２０，０００Ｌ）の容積を有する第３の使い捨てバイオリアクター内に移動させ、ｅ）移動させた細胞は、第３の使い捨てバイオリアクターで培養される、という点を特徴とする、細胞及び／または細胞生成物を培養及び増殖させる方法も含む。一実施形態にて、本システムは、互いに流体連通する複数の使い捨てバイオリアクターを含んでよい。バイオリアクターは、単一のコントローラーによってまたは複数のコントローラーによって制御できる。本システムの各使い捨てバイオリアクターは、一実施形態にて、同じサイズを有することができる。例えば各使い捨てバイオリアクターの容積は、例えば１０００Ｌ、２０００Ｌ、４０００Ｌ、１０，０００Ｌ、２０，０００Ｌなどであり得る。
【０１８２】
本開示の一実施形態にて、使用されるバイオリアクターのうちの少なくとも１つは、本開示によるバイオリアクターである。更なる実施形態にて、使用するすべてのバイオリアクターは、本開示によるバイオリアクターである。
【０１８３】
本開示よるバイオリアクターは、この明細書、実施例及び請求項に記載されているすべてのバイオリアクターに関する。
【０１８４】
一実施形態にて、工程ｅ）のバイオリアクターは、バッチまたは流加培養モードで作動する。一実施形態にて、細胞は、好ましくは６〜２０日間、工程ｅ）で培養される。
【０１８５】
工程ａ）は、ステージＮ−３及び／またはＮ−２とも呼ばれている。工程ｃ）は、ステージＮ−１とも呼ばれている。工程ｅ）は、ステージＮとも呼ばれている。
【０１８６】
一実施形態にて、工程ａ）、ｃ）及びｅ）のバイオリアクターの培養条件は同じである。一実施形態にて、工程ａ）、ｃ）及びｅ）のバイオリアクターの培養条件は、工程パラメーター（例えばｐＨ、溶存酸素分圧及び温度）に関して、均一な環境を有する。一実施形態にて、工程ａ）、ｃ）及びｅ）のバイオリアクターのｐＨ、溶存酸素分圧及び温度は、同じである。
【０１８７】
本開示の一実施形態にて、移送工程ｂ）及び／またはｄ）後の接種比は、少なくとも１０ｖ／ｖ％（例えば、少なくとも１１ｖ／ｖ％（１／９希釈））及び最大３０ｖ／ｖ％（例えば、最大２０ｖ／ｖ％（１／５希釈））である。
【０１８８】
一連の流れ
本開示による使い捨てバイオリアクターシステムは、一連の流れのバイオリアクターまたは装置も使用できる。
【０１８９】
一連の流れのバイオリアクターは、一実施形態にて、異なるバイオリアクターを含むことができ、それはステージとも称される。例えば少なくとも５００Ｌ（例えば少なくとも１０００Ｌ）の容積を有するバイオリアクターは、ステージＮ−３及び／またはＮ−２に相当し得る。少なくとも２０００Ｌ（例えば少なくとも４０００Ｌ）の容積を有するバイオリアクターは、ステージＮ−１に相当し得る。少なくとも１０，０００Ｌ（例えば少なくとも２０，０００Ｌ）の容積を有するバイオリアクターは、ステージＮに相当し得る。本開示の一実施形態にて、更なるバイオリアクター（例えば、ステージＮ−４に相当する５０Ｌバイオリアクター）がある。本開示の一実施形態にて、Ｎ−４バイオリアクターはＳ−２００シードロッキングバイオリアクターまたは１００Ｌ撹拌槽型反応器である。本開示の一実施形態で、アスペクト比ＨＬ／Ｔは少なくとも０．１７及び最大で１．９６である。
【０１９０】
一実施形態にて、一連の流れのバイオリアクターは、互いに流体連通する複数の使い捨てバイオリアクターを含んでよい。複数の使い捨てバイオリアクターは、単一のコントローラーによってまたは複数のコントローラーによって制御できる。１つの特定の実施形態にて、使い捨てバイオリアクターは、同じ容積（例えば上述の容積のいずれか）を有することができる。
【０１９１】
一実施形態にて、一連の流れのバイオリアクターの設計は、バイオリアクター内で良好に混合された細胞懸濁液を維持し、養分供給を混合する工程パラメーター（例えばｐＨ、溶存酸素圧（ＤＯＴ）及び温度）に関して均一な環境を確保する必要性に基づくものである。いくつかの実施形態で、一連の流れのバイオリアクターのバイオリアクターは、形状的類似性を示す。これにより、例えば５Ｌ実験室規模または５００Ｌのパイロット規模での規模縮小モデルを開発することが可能となる。いくつかの実施形態で、ステージＮ−３、Ｎ−２及びＮ−１のバイオリアクターはシードバイオリアクターとして使用し、ステージＮのバイオリアクターは製造バイオリアクターとして使用する。シード及び製造バイオリアクターの設計は、同じ原理に基づいたものであり得る。しかし、特定の実施形態で、処理における柔軟性を可能とするために、いくつかの新展開が必要となり得る。
【０１９２】
別の実施形態では、本開示の使い捨てバイオリアクターは、後述するように、単一のコントローラーを備えて、流加培養または灌流培養のために直列で使用できる。一実施形態にて、後述するように単一のコントローラーは、直列の流加培養と同じように、直列の灌流培養も制御できる。本開示の更に別の態様によって、細胞が接種材料／製造容器に入ると、接種灌流が自動化され得る。特定の実施形態で、これは、開発規模、ならびに製造の出力を増加させるための小規模の機能を支援することを可能にする。
【０１９３】
一実施形態にて、本開示の使い捨てバイオリアクターは、灌流培養の用途で使用してよい。例えば図３８を参照すると、灌流培養工程を実施するためのバイオリアクターシステム４００の一実施形態を示す。バイオリアクターシステム４００は、本開示に従って製造されるバイオプロセス容器４０２を含む。例えばバイオプロセス容器４０２は、可撓性フィルムから製造することができ、剛性金属シェル内に挿入されることができる。バイオプロセスシステム４００は、第１のインペラ４０７及び第２のインペラ４０６に連結する回転自在軸４０８を含む、混合装置を含むことができる。示すように、第１のインペラ４０７は、第２のインペラ４０６から離間配置される。第１のインペラ４０７はバイオプロセス容器４０２の中間部分に位置し、第２のインペラ４０６はバイオプロセス容器４０２の底部分に位置する。
【０１９４】
所望の流量で適用される新しい供給媒質を供給するために、供給管４１７は含まれる。供給管４１７の終端は一方向弁であり、流体が供給管４１７内に流入するのを防ぐことができる。
【０１９５】
バイオリアクターシステム４００は、少なくとも１つのスパージャーも含むことができる。例えば図３８に示す実施形態で、バイオリアクターシステムは第１のスパージャー４０５を含む。第１のスパージャー４０５は、インペラ４０６の下方に位置する表面下スパージャーである。バイオプロセス容器４０２内で含まれる培地に空気、酸素、窒素、二酸化炭素及び他のガスを供給するために、スパージャー４０５を使用できる。
【０１９６】
バイオリアクターシステム４００は、第２のスパージャー４２０を含む。第２のスパージャー４２０は、ガスをバイオリアクター容器４０２のヘッドスペースに供給する超表面スパージャーであり得る。例えばスパージャー４２０は、バイオプロセス容器内へオーバレイガス（例えば空気、酸素、窒素及び二酸化炭素）を供給できる。
【０１９７】
バイオリアクターシステム４００は、システムからガスを放出するために、脱気孔４２２を更に含むことができる。
【０１９８】
示すように、バイオプロセス容器４０２は再循環ライン４２４と流体連通している。再循環ライン４２４は、細胞保持チャンバ４２６と流体連通している。圧力計４２８は、細胞保持チャンバ４２６内の圧力を監視するために使用できる。
【０１９９】
細胞保持チャンバ４２６は、濾液放出口４３０と流体連通することができる。濾液放出口４３０は、バイオフィルターと共に配置される。濾液放出口４３０は、細胞保持チャンバ４２６から液体（例えば使用済の液体）を取り出すように構成される。しかし、バイオフィルターは液体浸透性であるが、生物学的材料（例えば細胞）に対しては不浸透性である。したがって濾液は、生物学的材料を喪失せずに、細胞保持チャンバ４２６から取り出すことができる。再循環ライン４２４の位置は、変化できる。再循環ライン４２４は、バイオプロセス容器４０２の上部、中間部または底部に配置することができる。
【０２００】
バイオリアクターシステム４００は、流量調整器４３２を更に含むことができる。例えば流量調整器４３２は、交互接線流量調整器を含んでよい。図示した実施形態で、流量調整器４３２は、負圧源４３４及び空気圧力源であり得る加圧ガス供給源４３６と接続する。負圧源及びガス圧力源の上流で、流量調整器４３２は、往復式ダイアフラム４３８と流体連通する。流量調整器４３２は、例えば往復式ダイアフラム４３８を使用することによって、細胞保持チャンバ４２６中に含まれる流体に減圧またはガス圧力を交互に加えるように構成される。例えば往復式ダイアフラム４３８は、細胞保持チャンバ４２６中に含まれる流体に圧力を加えることと吸引力を加えることを交互に行うことができる。このように、流体（例えば培地）は、灌流培養工程を実行するために、バイオプロセス容器と細胞保持チャンバの間を行ったり来たりして再利用できる。
【０２０１】
システム
本開示は更に、システム中の使い捨てバイオリアクターの使用に関する。必要なシステム設定は、本明細書に記載の使い捨てバイオリアクター制御システムに含まれる。
【０２０２】
一実施形態にて、本開示の使い捨てバイオリアクターは、ステンレス鋼シェルに嵌入されて、膨張させるために、バイオプロセス容器に接触する使い捨て製品の嵌合及び／または膨張によって達成されることができる。本開示の別の態様では、フィルターは膨張の後シェルに係着され得る。本開示の更に別の態様では、プローブ及び試料採取システムは、膨張の後ＳＵＢに係着され得る。
【０２０３】
一実施形態にて、増殖培地がγ線照射した滅菌グレードフィルターを介して使い捨てバイオリアクター内に濾過されるとき、製造を開始し得る。いくつかの実施形態では、これらのフィルターは、γ線照射の前にまたはその後に添加ライン上へ溶接されることができるが、必ずしもその必要はない。いくつかの実施形態では、培地及びガス導入口フィルターは、γ線照射の前に、バイオプロセス容器に提供され得る。次に、いくつかの実施形態で、培地は、接種前、撹拌下にて、使い捨てバイオリアクターの平衡化を可能にする（温度、ｐＨ及び溶存酸素）。製造工程の間、追加の基質、ｐＨ調整液及び消泡剤を加えてよい。使い捨てバイオリアクターは、この工程全体にわたって連続的に監視することができる。
【０２０４】
一実施形態にて、濾過及び次の精製の前に、細胞及び細胞片を取り出すために、使い捨てデプスフィルターシステムを介して、細胞培地を収集できる。
【０２０５】
ＳＵＢ制御システム
本開示の１つ以上の態様による、使い捨てバイオリアクターを制御するための制御システム及びその機能を提供し、ここで以下に記載する。例えば制御システムは、１つ以上のコントローラー、１つ以上の熱循環器、１つ以上の規模（例えば、工業規模）、１つ以上の制御ポンプ（例えば、自動制御蠕動ポンプ）及びコントローラー（複数可）により制御され得る他の適切な種類のシステム要素を含み得る。
【０２０６】
一実施形態にて、コントローラーは、例えばセンサーを介してＳＵＢの以下のパラメーター、（１）ｐＨ、（２）溶存酸素分圧（ＤＯＴ）、（３）溶存ＣＯ２（ｐＣＯ２）、（４）空気、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２、（５）温度、（６）撹拌、（７）アルカリ、（８）連続的な養分供給、（９）１回の養分供給、（１０）圧力、（１１）泡、（１２）濃度、及び他の好適な種類のパラメーターを制御及び／または監視し得て、そのすべてを更に詳細に下記に記載する。コントローラーは少なくとも１つのセンサーと接続してもよく、センサーにより提供される情報に基づいて、例えば流体供給からバイオプロセス容器の中空エンクロージャ内への流体の流量を変化させることによって、材料または流体供給を制御することが可能であり得る。したがっていくつかの実施形態で、コントローラーは、バイオプロセス容器の中空エンクロージャ内に含まれる培地の少なくとも１つのパラメーターを現在の範囲内に維持することを支援し得る。別の実施形態では、熱循環器は、発酵加熱（例えば、３４℃〜４０℃のバイオリアクター設定値）のため、及び冷却（例えば、１０℃のバイオリアクター設定値）ための温度調節を可能にし得る。更に別の実施形態にて、規模は、供給添加制御及びモニタリングのために必要とされ得る（バイオリアクター単位当たり）。例えば１つの規模は、ｐＨの調整と連結するアルカリ添加専用としてよい、または１回の供給添加を処理するためのものであり得る。更なる実施形態にて、自動制御ポンプは、更なる供給添加の制御及びモニタリングのために必要とされ得る（バイオリアクター単位当たり）。
【０２０７】
一実施形態にて、コントローラーは、その動作の増加した柔軟性、信頼性及び使いやすさを、研究及びカスタムメイドのプロセス型製造ならびに開発プロジェクトの両方に提供する。したがっていくつかの実施形態で、システムは、実験室と同様にＧＭＰ環境で作動することが可能でなければならない。特定の実施形態では、ＳＵＢシステムは、接種材料反応器としても、または生産装置としても作動できる。したがって必要とされる制御機能のいくつかは（例えばＤＯ制御）、上の段落で記載されているものと異なってもよい。一実施形態にて、接種材料モードで作動するとき、ｐＨまたはＤＯは制御されない。一実施形態にて、制御システムは、いずれの作動モードにも適合するために柔軟でなければならない。いくつかの実施形態では、２つ以上の使い捨てバイオリアクター装置が、異なるまた同じ容積によって製造で作動する可能性が高い。すべての容器は同じ制御機能を必要とし得て、各ユニットはそれ自身の制御システムを必要とし得る。更にいくつかの実施形態で、制御パッケージは、製薬業の欧州及び米国の規制上の要件と共に、ｃＧＭＰ実施により器材に関して現在の基準に従わなければならない。
【０２０８】
２つ以上のコントローラーによる実施形態にて、コントローラーは、スマート通信システムの要素であり得る。そこでコントローラーは、工程の統合を可能にするために、培養工程中またはその一部の間、互いに及び中心制御システムと通信し得る。種々の実施形態にて、スマート通信システムは、連続的な統合化工程で、中央コントローラーによる中央意思決定、またはユニット操作者間の分散した意思決定を利用してよい。
【０２０９】
コントローラー
コントローラーは、本明細書に記載の使い捨てバイオリアクターに関連する１つ以上の要素及び／または関連器材のための種々の指示を制御及び実行するように構成される、任意の種類の処理ハードウェア（例えばプロセッサまたはコンピュータ）でもよい。一実施形態にて、コントローラーは、１つ以上のマイクロプロセッサを含んでよい。２つ以上のコントローラーを制御を実行するために使用してよく、制御システムの種々の要素はシステムネットワークを介して接続され得ると理解され得る。
【０２１０】
図３６は、本開示の１つ以上の態様による例示のシステムを示す。前記システムは、１つ以上の計算装置（例えば、ネットワーク１９０に接続しているコンピュータ１００、サーバーコンピュータ１３０、モバイルコンピュータ１４０、スマートフォン装置１５０、タブレット型コンピュータ１６０及び記憶装置１７０）を含み得る。例えばコンピュータ１００は、１人以上のユーザーによる使用を意図するデスクトップコンピュータでもよい。コンピュータ１００は、デスクトップコンピュータに関連する要素（例えば１つ以上のプロセッサ１０２、メモリ１０４（例えば、固定またはフラッシュメモリ（指示１０５及びデータ１０６を含む））、１つ以上のインターフェース１０８及びディスプレイ１１０）を含む。コンピュータ１００に類似している更なる例で、サーバーコンピュータ１３０は、少なくとも１つのプロセッサ、指示及びデータも含むメモリ、１つ以上のインターフェース及び／またはディスプレイ（図示せず）を含み得る。更にモバイルコンピュータ１４０は、ラップトップ（または携帯型または可動型の任意の種類のコンピュータ（例えばＵｌｔｒａｂｏｏｋ））でもよく、コンピュータ１００及び／またはサーバーコンピュータ１３０に類似している要素も含んでよい。コンピュータ１００は、ネットワーク１９０を介してサーバーコンピュータ１３０、モバイルコンピュータ１４０、スマートフォン１５０、タブレット型コンピュータ１６０及び／または記憶装置１７０と通信するように構成され得る。
【０２１１】
コンピュータ１００は、プロセッサ１０２（例えば、コントローラー）を含むことができ、それは、特定の情報（例えばメモリ１０４に保存される指示１０５及び／またはデータ１０６）の処理に基づいて作業を遂行するように、コンピュータ１００の種々の要素に指示する。例えばプロセッサ１０２は、１つ以上の動作（例えば加える、減ずる、乗じる、比較する、１つのプログラムから他のプログラムへジャンプする、入力及び出力を操作するなど）を実行するように構成されることができるハードウェアでもよく、及び任意の標準プロセッサ（例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ））でもよく、または専用プロセッサ（例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）もしくはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））もしくは工業プロセスコントローラーでもよい。
【０２１２】
固定またはフラッシュメモリ１０４は、プロセッサ１０２によりアクセス可能な情報（指示１０５及びデータ１０６）（それはプロセッサ１０２によって実行され、取り出され、操作され及び／または保存される）を保存するように構成される、任意の種類のハードウェアでもよい。それは、物理的にコンピュータ１００内に収容される、またはコンピュータ１００に連結してよい。例えばメモリ１０４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、書込み可能、リードオンリーなどでもよい。更にメモリ１０４に保存される指示１０５は、プロセッサ１０２によって直接または間接的に実行されることができる、任意の指示セットも含み得る。例えば指示１０５は、ＳＵＢ制御システムの種々の態様を制御するために、プロセッサ１０２により実行できるソフトウェアと関連する１つ以上の「工程」でもよい。本開示の一態様により、指示１０５は、ＳＵＢと関連した種々の値及び／またはパラメーターを読み込むために、少なくとも１セットの実行可能命令を含み得る。本開示の別の態様により、データ１０６は、制御モジュールにより使用され得るデータ（例えばセンサー信号、センサーによる収集データ、所定のパラメーター、弁、ポンプ、撹拌器、スケール、スイッチに関連する表示、温度測定値、圧力測定値、濃度測定値、溶存酸素測定値など）を含んでよい。
【０２１３】
インターフェース１０８は、情報及びデータ（例えばユーザーからの相互作用またはネットワーク１９０を介した種々の要素からの情報／データ）の受信を可能にする特定の装置（例えば現場取り付け式器具、プロセッサ間通信、キーボード、マウス、タッチスクリーン、カメラ、マイクロホンなど）、接続またはポートでもよい。あるいはインターフェース１０８は、ディスプレイ１１０上にユーザー／オペレータに表示されるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）でもよい。あくまで一例として、ＧＵＩは、処理ユニット及びデータをユーザーまたはオペレータに表示するオペレータインターフェース（ＯＩ）でもよい。更にディスプレイ１１０は、データをユーザーに通知できる、任意の好適な種類の装置でもよい。例えばディスプレイ１１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面、発光ダイオード（ＬＥＤ）画面、プラズマ画面などでもよい。
【０２１４】
ネットワーク１９０は、ネットワークの１つ以上の要素の間のデータ、指示の送信などを容易にするように構成される、任意の好適な種類の有線または無線のネットワークでもよい。例えばネットワーク１９０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（例えば、イーサネット（登録商標）または他のＩＥＥＥ８０２．０３ＬＡＮ技術）、Ｗｉ−Ｆｉ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１標準）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、バーチャルプライベートネットワーク（ＶＰＮ）、グローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）または任意のこれらの組み合わせでもよい。この点において、コンピュータ１００、サーバーコンピュータ１３０、モバイルコンピュータ１４０、スマートフォン１５０及び／またはタブレット型コンピュータ１６０は、ネットワーク１９０を介して互いに接続し、それと通信し得る。
【０２１５】
コンピュータ１００が上述の例のデスクトップコンピュータでもよい一方で、コンピュータ１００はデスクトップコンピュータだけに限定されない。図３６に示すコンピュータのいずれかは、データ及び／または指示を処理する、ならびにデータを送信及び／または受信することができる、任意の装置でもよい。更に、その要素が物理的ハウジング内に格納されることができる、またはそれができない複数のプロセッサ、メモリ、指示、データまたはディスプレイを実際は含んでよいことを理解すべきである。
【０２１６】
ｐＨ制御
本開示の一実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラー（例えば図３６のコンピュータ１００の１つ以上のプロセッサ）は、少なくとも１つのセンサー、いくつかの実施形態で少なくとも２つのセンサー（例えば電気化学センサー）を介して、バイオプロセス容器の生物学的材料のｐＨ値を測定して、受信するために使用し得る。制御工程の間、例えば１つのｐＨセンサーだけを使用してもよく、または２つ以上のｐＨセンサーを使用してもよい。使用する各ｐＨセンサーは、コントローラーと接続してもよい。２つのセンサーを使用するとき、測定したｐＨ値に誤差が検出されるかどうかに依存して、コントローラーは手動でまたは自動的に２つのセンサーの間を選択し得る。ｐＨ表示に基づいて、コントローラーは、必要な酸またはアルカリの量を添加することによってｐＨレベルを制御し得る。
【０２１７】
別の例では、設定値を制御するために、コントローラーを使用して、ＣＯ２ガスを供給してｐＨを低下させ、液体アルカリをポンプで入れてｐＨを増加させ得る。ＣＯ２ガス供給源及び／または液体アルカリ供給源は、バイオプロセス容器と流体連通してよい。一実施形態にて、「二重」ｐＨ設定値を作動する能力を実行してよい。例えば上下のｐＨ設定値は、ユーザーが設定可能であり得る。上下の設定値の間で、制御動作（ＣＯ２またはアルカリ）を必要とすることができず、ｐＨはこの帯域内を変動し得る。ｐＨが下のｐＨ設定値未満のとき、アルカリが必要とされ得て、ｐＨが上の設定値を超えるとき、ＣＯ２は必要とされ得る。特定の実施形態で、それぞれの過大用量を引き起こす互いの中和になるようなＣＯ２及びアルカリの添加の間で、コントローラーは「奮闘する」必要はない。
【０２１８】
したがって、例えばコントローラーは、２つの異なる及び／または対向する出力の間にｐＨ設定値を設定かつ制御し得る。その第１はＣＯ２質量流量制御ガスの添加であり得て、第２はアルカリ液の比例制御添加であり得る。更にコントローラーは、測定ｐＨ値に基づいて温度補償を実施するように構成され得て、温度値は１つ以上のｐＨセンサーから選択され得る。
【０２１９】
更に別の実施形態では、コントローラーによって、ユーザーまたはオペレータが別個の値を入力し、その間で特定の制御または制御動作があり得ない（例えば、ｐＨ測定値及びその次の制御に基づくＣＯ２添加またはアルカリ添加はない）上下のゾーンを画定することが可能になり得る。これは、「不感帯」機能と呼ばれることもある。不感帯機能を使用するとき、それは工程設定値に対して＋／−０．０１〜＋／−０．３０ｐＨ単位の間であり得て、適用するとき／場合、ｐＨ及び対応するＣＯ２添加の工程制御は最小限の周期的変動を有し得る。他の例で、コントローラーは、２つのｐＨ設定値（例えば、不感帯のいずれの端点の１つ）を受信するように構成され得る。ｐＨ不感帯（例えば、最小設定値に対して＋／−０．０１のｐＨ）で作動するとき、ＣＯ２とアルカリ添加の間に制御矛盾及び／または不一致があってはならないと理解され得る。
【０２２０】
少なくともその観点から、ｐＨを制御するコントローラーの多数の利点の１つは、ＣＯ２及び／またはアルカリの安定的な添加によって、システムが設定値（複数可）に応答性及び密着さを示す（例えば、最小限の周期的変動）ことができるということである。
【０２２１】
更なる例で、コントローラーは、警報システムを介してユーザーまたはオペレータに、任意の偏差（例えば制御と任意の非制御ｐＨセンサーの間のずれ）を警報し得る。インターフェース（例えば図１のコンピュータ１００のインターフェース１０８）を使用してユーザー／オペレータによって、偏差の範囲を構成し得る。本開示の更に別の態様で、単点較正を、オフラインｐＨ測定値に調節するために使用し得る。
【０２２２】
ＤＯＴ制御
本開示の別の実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラー（例えばコンピュータ１００のプロセッサ（複数可））は、少なくとも１つのセンサー、いくつかの例で少なくとも２つのセンサー（例えば電気化学センサー）を使用して、溶存酸素濃度（例えばＤＯＴ）を測定して制御するために使用してよい。本明細書に記載のｐＨ制御に類似して、ＤＯＴ制御工程の間、１つのセンサーだけを使用してもよく、または２つ以上のセンサーを使用してもよい。２つのセンサーを使用する場合、ＤＯＴ測定値に誤差が検出され得るかどうかに依存して、コントローラーは（手動でまたは自動的に）２つのセンサーの間を選択し得る。
【０２２３】
一実施形態にて、ＤＯＴ設定値は、圧縮空気及び圧縮酸素マスフロー制御ガスの添加に対応するそれぞれの出力（複数可）に基づいて制御され得て、それはカスケードしたフォーマットで作動され得る。したがって一実施形態にて、空気及び酸素制御を使用するとき、ＤＯＴレベルは、設定可能な気流位置に達するまで、空気だけで維持され得る。更に、一定の気流を維持すると共に、酸素はＤＯＴ要求を満たし得る。しかし、例えば、酸素に対する需要不足があるとき（例えば、設定可能な設定値で）、コントローラーを介した制御は自動的に空気に戻され得る。
【０２２４】
本明細書に記載のｐＨセンサーと類似する別の例で、コントローラーは、測定したＤＯＴ値に基づいて自動の温度補償を実施するように構成され得て、温度値は１つ以上のＤＯＴセンサーから選択され得る。
【０２２５】
したがってＤＯＴの制御を実施するコントローラーの利点は、空気及び／またはＯ２の安定的な添加によって、システムが設定値（複数可）に応答性及び密着さを示す（例えば、最小限の周期的変動）ということである例えば、コントローラーが制御と非制御ＤＯＴ及び／またはｐＨセンサーの間の偏差またはずれを検出するとき、コントローラーは警報システムを介してオペレータに警報し得る。いくつかの実施形態で、偏差の範囲はユーザーによって設定可能である。更なる態様で、単点較正は、オフラインＤＯＴ測定値に調節するために使用し得る。
【０２２６】
更なる例にて、供給され得る少なくとも２種類のＤＯＴ制御、キャップ化空気法及びガス混合法があり得るキャップ化空気法で、単一のマスフローコントローラー（ＭＦＣ）によって導入される窒素のユーザー定義可能な連続流を実施し得る。空気流量がユーザー定義の制限に達するとき、酸素供給を開始する能力（マスフローコントローラーを介して）により、細胞からの酸素要求量に適合するためにマスフローコントローラーを介して空気流量を上昇させることによって、ＤＯＴ制御は達成される。このような状況下で、固定流量及び要求を補充するために加えられる（ＰＩＤ制御中で）酸素で、空気はキャップ化される。酸素が必要とされないとき、制御は空気流に戻る。例えばガス混合法で、ＤＯＴ及びｐＨは、全充填３＋１ガス混合システムによって制御されることができる。予め定められた、ユーザーが選択可能な総ガス流量で空気／窒素及び酸素の混合を変化させることによって、ＤＯＴは制御され得る。ｐＨ制御は、総ガス流量を上昇させずに、ＣＯ２の添加により実施することができる。
【０２２７】
ｐＣＯ２制御
本開示の別の実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーは、溶存ＣＯ２（ｐＣＯ２）を監視及び制御し得る。例えば、センサー及び送信器により送信される測定値を使用して、ｐＣＯ２を測定し得る。いくつかの例で、送信器は、コントローラーのハウジング内に物理的に載置され得る。しかし、ユーザーがインターフェースを介して単点及び／または２点較正を実行するために、制御は、コントローラーのインターフェース上で外部から実施し得る。更なる例では、ｐＣＯ２は、例えば散布に対するマスフロー制御（ＭＦＣ）を介して独立気流と関連され得て、更にＭＦＣを介して最小限のＣＯ２流出力を設定し得る。
【０２２８】
一実施形態にて、ｐＣＯ２測定値は、スパージャーへの気流（いくつかの例で、バイオリアクターへの流入及び／または滅菌濾過の前に別の散布と合流し得る）及び更にＣＯ２ＭＦＣ弁の制御を可能にする。例として、ｐＨ及びＤＯＴ値の適切な設定値制御を維持しつつ、極端に高いまたは低いｐＣＯ２の状態を防ぐために、制御を実施してよい。そのための制御工程は、固定速度の気流を１つの散布に自動的に添加する工程を含むことができ、それは第１のｐＣＯ２警報値（例えば、「ｈｉｈｉ」値）の起動により引き起こされ得る。いくつかの例で、ＣＯ２を除去し、そうしてｐＣＯ２を低減するために、開管を介した気流は機能し得る。その後、別の散布へ固定速度のＣＯ２は自動的に添加されてもよく、固定速度のＣＯ２は第２のｐＣＯ２警報値（例えば、「ｌｏｌｏ」値）の起動により引き起こされ得る。例えば、進行中のｐＨ制御に関する現況に関係なく、例えばフルスパンの２％（オペレータによって設定される値でもよい）で開いたままであるために、ｌｏｌｏ警報はＣＯ２マスフロー制御弁を始動させ得る。
【０２２９】
レドックス
本開示の更なる実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーは、還元−酸化（レドックス）を監視し得て、それは１つ以上のセンサーを使用して行われ得る。例えば、レドックス測定値を送信するための送信器を実行し得る。
【０２３０】
ガス
本開示の別の実施形態に従って、１つ以上のコントローラーは、ガスの流れ（例えば空気、酸素、ＣＯ２、Ｎ２）を制御するために使用してもよく、それは、本明細書に記載のｐＨ及びＤＯＴの制御に関連し得る。ガスは、例えばバイオリアクターの底部に位置する、単一のスパージャーを使用してバイオリアクター内に導入され得る。あるいは、ヘッドスペースへの２つのスパージャー放出口及び１つの放出口も使用してよい。例えば、以下のフルスパンバイオリアクター範囲の最大レベルの動作条件のもとで、ガスは、スパージャー及びヘッドスペースを介して同時にバイオリアクターに導入され得る。
【０２３１】
例として、手動起動（例えば、オペレータにより実施）及び／または自動起動（例えば、インラインｐＣＯ２測定に連結）を介して、ガスフロー制御を起動するように、コントローラーを構成し得る。
【０２３２】
他の例で、ガスオーバレイ（例えば、空気）は、マスフロー制御弁により制御され得る。コントローラーは、細胞培養の実施中、手動で調整可能な設定値変更を可能にし得る。必要とされる範囲は、以下のとおり、ＳＵＢ５０Ｌ：０〜０．５Ｌ、ＳＵＢ２５０Ｌ：０〜１Ｌ、ＳＵＢ１０００Ｌ：０〜２Ｌである。更に操作上のデータが得られるにつれて、これらの値が正確なものにされ得ると理解され得る。
【０２３３】
更にガスオーバレイフロー値は、タッチスクリーンなどのインターフェース（または他のヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ））に表示され得る。ディスプレイ画面は、実際の値及び設定値を示すことができる。ガスオーバレイ設定値が警報限界の外に下降する場合、警報が鳴り得る。メッセージがアラーム画面に現れて、電子的に記録され得る。そして、ｈｉｈｉ警報に達する場合、自動的にガスオーバレイのスイッチを切る能力が必要とされ得る。圧力容器として評価されないので、これはバイオプロセス容器内のいかなる圧力上昇を防ぐためである。ガスオーバレイがスイッチを切られたと警報するために光る画面に、メッセージは現れなければならない。このメッセージを記録してもよい。オペレータが警報を認識して、システムがガス流に対処できることを確認すると、それからガス流オーバレイの再始動はタッチスクリーンに手動で行われ得る。
【０２３４】
温度制御
本開示の実施形態に従って、１つ以上のコントローラーは、本明細書に記載されているように、好ましくはウォータージャケット付きシステムである保温ジャケットシステムを使用してＳＵＢの温度を制御し得る。更に少なくとも１つの熱循環器（いくつかの例では少なくとも２つ）は、加熱及び冷却のために使用する。
【０２３５】
例によれば、ＳＵＢの温度は、温度センサーを使用するバイオリアクター容器内容物の温度測定値（複数可）に基づいて制御し得る。例えば、インラインバイオリアクター温度センサーを、各バイオリアクターで使用してよい。あるいは及び／または更に、深度計を使用してよい。
【０２３６】
別の例によれば、コントローラー（複数可）は更に、警報システムを介して任意の種類の偏差をユーザーにも警報するように構成され得る。それは制御と任意の非制御温度センサーの間のずれも検知できる。コントローラーのインターフェース（例えばコンピュータ１００のインターフェース１０８）を介してユーザーによって、この偏差の範囲を構成し得る。
【０２３７】
上述のように、容器内容物の循環及び温度調節は、バイオリアクター動作中、ホットスポット及びコールドスポットを回避するように設計されていることができる。一態様で、温度制御は、１０〜４０℃の範囲で±０．２℃で維持することができる。一態様で、温度制御は、１０．０〜２０℃及び３６〜４０℃の範囲で±１．０℃で維持することができる。更に別の態様では、温度の高すぎ及び低すぎは、１０〜４０℃の範囲の任意の設定値の間での変化において、＋０．８℃を超えてはならない。他の実施形態で、温度は、発酵中１０〜４０℃の範囲にわたって、＋／−０．１℃の温度で常に制御され得る。特定の実施形態で、ヒーターは、使い捨て要素のいずれかへの損傷を回避するために、４０℃超で使用してはならない。
【０２３８】
更に信号は、温度測定ならびに制御、データロギング及び警報、ならびにｐＨセンサーユニットのための温度補償のために提供され得る。小数点第１位までの温度値の連続デジタル表示を、提供し得る。計測温度の表示は、実際の読み取り及び所望の設定値に関して模擬タッチスクリーン（または他のＨＭＩ）上になければならない。
【０２３９】
加熱機構に関して、例えばコントローラーは、ＳＵＢ反応器に取り付けられる電気ジャケットに出力を供給し得る。プラグ及びソケットは、リードの偶然のはずれを防ぐためのポジティブロックを有してよい。
【０２４０】
アルゴリズムを、ヒーターアクチュエーターへの温度調節のために使用してよい。コントローラーにより使用される温度値は、ロギングに使えなければならない。「高高高」及び「低低低」警報限界を有するユーザー定義可能な設定値があってもよい。自動同調の種々条件の能力がなければならない。
【０２４１】
撹拌
本開示の別の実施形態に従って、１つ以上のコントローラーは、インペラ（例えば、二重インペラシステム）を介して、バイオリアクター容器（例えば４００Ｌの容器）中の液体の機械的循環を制御し得る。
【０２４２】
例えばコントローラーは、モーターの上部に隣接して載置され得る、較正済タコメーターからの入力に少なくともある程度は基づく撹拌速度を測定かつ制御し得る。
【０２４３】
発酵中の供給添加
本開示の更に別の実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーによって、蠕動添加ポンプが自動または手動モードで動くことが可能になり得る。例えば添加ポンプは、アルカリ添加のために使用してよく、それは専用の規模及び／または専用のポンプトータライザーを介して監視され得る。更に、複数のショット供給添加に加えて、種々の速度で複数の連続供給添加があってよい（それは専用の規模及び／または専用のポンプトータライザーを介して監視され得る）更に後述するように、オートメーションソフトウェアは、運転（例えば、ショット添加の連続）に関してコントローラーにより実行され得る。
【０２４４】
添加フィードは制御システムを介して実施でき、ある期間にわたって量に基づいて段階的な供給添加または単一ショットを可能にし得る。
【０２４５】
一例で、バイオリアクター単位当たりの３つの工業規模は、供給添加制御及び監視のために使用され得る。工業規模のそれぞれは、以下のとおり、ｐＨ制御に関連するアルカリ添加またはショット供給添加を処理するための第１のスケール（「スケール１」）、「連続供給１」に対する第２のスケール（「スケール２」）及び「連続供給２」に対する第３のスケール（「スケール３」）専用であり得る。
【０２４６】
別の例では、バイオリアクター当たりの７つの自動制御蠕動ポンプは、更なる供給添加及びモニタリングのために使用し得る（例えば、システム当たりの必要に応じて、７つのうちの２つの独立ポンプラックセット及び／または分割）。ポンプは、ｐＨのためのアルカリ添加、連続供給１、連続供給２、「ショット供給１」、「ショット供給２」、「ショット供給３」及び「ショット消泡剤」の専用であり得る。例えば蠕動ポンプは、様々な速度のために構成され得る。ポンプ速度は、オペレータによって入力される必要な添加供給速度を達成するために、制御システムにより自動的に測定され得る。マニュアルモードで、ポンプ速度は、オペレータにより測定及び設定され得る。
【０２４７】
更に、一実施形態にて、供給量は、構成した設定値（複数可）周囲で最大及び最小の供給量の範囲を定めるために、設定可能な警報限界を含んでよい。そのうえ供給速度は、減量測定値に基づいて、または較正流量コントローラーを介して自動的に確認され得る。
【０２４８】
例として、消泡剤の添加及びショット供給１、２及び３は、以下のとおりコントローラーにより制御され得る。オペレータは、オペレータにより選択される様々な速度で、ポンプをオンにし得る。バイオリアクターの流入点へのラインの準備をした後、実際の添加は、ポンプトータライザーによって定量化される。外部スケールは、例えば、ポンプ較正のために使用してよい。準備ができると、単回添加の投与量（発酵中、複数の日で繰り返される）のためのコントローラー機能を実施してよい。その後、ユーザーは、投与する量を入力する。
【０２４９】
本明細書に記載されるように、ＳＵＢは、以下、培地充填及び接種、ｐＨ制御のためのアルカリ、種々の流量の連続供給１（例えば、バッチ容積の約２５％）、種々の流量の連続供給２（例えば、バッチ容積の約１３％）、ショット１酸性（例えば、バッチ容積の約２％）、ショット２アルカリ（例えば、バッチ容積の約１％）、ショット３ｐＨ中性（例えば、バッチ容積の約２％）、消泡剤（例えば、バッチ容積の約０．１％）と接続する適切なポートをすでに有し得る。適切な投与カート、規模及び／またはポンプタワーユニットは、バッチの開始時で設定する床面積、更にはオペレータアクセスの最善の使用を可能にするために、使用し得る。
【０２５０】
更に培地及び接種添加は、バイオリアクターロードセルを使用して、オペレータによって手動で制御され得る。アルカリ（例えば、剛性トレイの中型ピロー状バイオプロセス容器）は、既存の棚に配置され得て、添加の監視及び／または合計するためにスケールまたはポンプを使用して監視し得る。
【０２５１】
連続供給１（例えば、円筒型剛性ドラムの大型直立バイオプロセス容器）は、専用規模で低レベル（または床面）配置され得る。例えば、供給速度設定値へのフィードバックプロセス制御を実施してよい。スケールは、空の容器でゼロに合わせる。ユーザーが設定可能なｌｏｌｏレベルの警報で、フィードバック制御を止める（例えば、空のバイオプロセス容器からの添加を行わない）インターロックを使用してよい。
【０２５２】
連続供給２（例えば、剛性トレイの中型ピロー状バイオプロセス容器）は、専用規模で、低レベル（または床面）に配置され得る。例えば、供給速度設定値へのフィードバックプロセス制御を実施してよい。上述と同様に、スケールは空の容器でゼロに合わせてよい。ユーザーが設定可能なｌｏｌｏレベルの警報で、インターロックは、フィードバック制御を止め得る（例えば、空のバイオプロセス容器からの添加を行わない）。
【０２５３】
ショット１、２及び３（例えば、剛性トレイの中型ピロー状バイオプロセス容器）は専用の既存の棚を共有し、添加の監視及び／または合計するためにスケール（アルカリで使用しない場合）またはポンプを使用して監視し得る。消泡剤（例えば、小型バイオプロセス容器またはガラスアスピレーター）は、既存の棚に配置され得て、添加の監視及び／または合計するために専用ポンプに接続され得る。７つの蠕動ポンプは、管（例えば、一実施形態にて、３．２×８．０ｍｍのシリコーン管または１／４’’×７／１６’’ｃ−フレックスまたは６ｍｍ×１２ｍｍのシリコーン）に取り付けられてもよい。
【０２５４】
例として、工程は、バッチ中に所定の量及び時間で３つのショットの添加を含んでよい。３つのショットは酸、アルカリ及び中性であり、その順序で添加してよい。添加当たりのショット量は、比較的少なくてもよい（例えば標的バイオリアクターの出発容積の０．１５と０．５％間）。３つのショットの同じセットは、バッチ中、複数の日で添加される。これらのショットを添加するとき、ｐＨ制御のためにアルカリ放出を阻害する必要がある場合があり、それは酸性ショット中、アルカリが不必要に（及び不可逆的に）添加されるのを防ぐ。しかし、これは、直ちに続き得るアルカリショットによって相殺され得る。
【０２５５】
更に、ｐＨのためのＣＯ２添加は、全体にわたって有効なままであり得る。前記工程が周知の限度内に制御されるのを確実にするために、これらのショットは、許容可能なｐＨ範囲を破らない（例えば、ｌｏｌｏ及び／またはｈｉｈｉ警報を起動させる）ように適切な速度で添加してよい。したがってショット順序の自動化は、（１）添加した各ショットのユーザー定義可能な容積、（２）最初のショット直前にｐＨ制御ためのアルカリ添加を禁止すること、（３）ショット液体位置を確実にするための最初の工程を管に入れることは、バイオリアクターへの流入の時点である（例えば、目視による確認に基づきオペレータによって停止される）、（４）連続して添加される各ショット（「オプション１」）及び同時に添加される全３つのショット（「オプション２」）ショット添加中、ｐＨがｌｏｌｏまたはｈｉｈｉ警報限界に接近する場合、ｐＨｌｏまたはｈｉ警報が復旧するまで、添加順序は待つために中断される、を含んでよい。ショット順序の終了時及びｌｏ及びｈｉ警報内のｐＨのとき、コントローラーはｐＨ制御のためにアルカリ添加を更に再開してもよい。
【０２５６】
一態様では、ショット添加の監視のためのスケールの使用を用いてよい。例えば３つショットは１つ以上の別個のバイオプロセス容器に保存されてもよく、それは個々のトレイに積み重なることが可能であり得る。このトレイの積み重ねは、単一の規模に配置され得て、その場合には、連続して添加したショット（例えば、オプション１）は、前記規模から質量の変化を使用して実施されることができる。
【０２５７】
別の態様にて、ショット添加監視のためのポンプトータライザーの使用を行い得る。ポンプは、この管の種類のために較正されることができる管ラインを専用にし得た。トータライザーの準備をして、リセットした後、ポンプは添加する正確な量を測定し得て、またこの量のデータログをし得る。各ポンプがそれぞれ独立して作動するので、単一の規模で実行されるものとは対照的に、オプション１（順番に添加）またはオプション２（同時に添加）のいずれも適切である。少なくともそれに関連して、オプション２の方法の場合、低ｐＨ及び高ｐＨの混乱は低減され、一緒にバイオリアクターに入る酸性及びアルカリショットにより相殺される。ｌｏｌｏ及びｈｉｈｉｐＨ監視順序は、まだこのシナリオで必要とされ得るが、ｐＨが警報内に回復するのを待つよりは、酸性ショット（ｐＨがｌｏｌｏ警報に接近する場合）またはアルカリショット（ｐＨがｈｉｈｉ警報に接近する場合）を止めることによって、反応を実施できる。
【０２５８】
バイオリアクター圧
本開示の更なる実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーは、バイオリアクターヘッドスペース上に載置する装置を介して、バイオリアクター圧を監視かつ制御し得る。ユーザー定義型圧力警報値で、これは、制御動作が安全インターロックとしてすべてのガス添加を止めることを可能にする。更にコントローラーは、負圧及び正圧を増減するように構成され得る。
【０２５９】
例えば、システム整合性及び改善した圧力試験能力に関して、デジタル表示圧力センサーを提供し得る。更に、ガス放出口上にバイオリアクター圧力制御弁を加えることができ、それはデジタル表示圧力センサーに基づくバイオリアクターのフィードバック圧力制御を可能にする。
【０２６０】
ＳＵＢが定格の圧力容器でなくてもよいので、カスタムメイド設計のＳＵＢバイオプロセス容器に、使い捨て圧力変換器を装着することができる。いくつかの実施形態では、ＳＵＢバイオプロセス容器内部の圧力は、特定の圧力を上回ってはならない。圧力に警報を出し、それをデータログする設備が必要とされ得る。コントローラーは、高圧警報が鳴る場合、ガスを止めるように構成され得る。いくつかの実施形態で、コントローラーは、ガスを止める前に、例えばピンチ弁を開くことによって第２のガス放出口フィルターを開くように構成され得る。バイオプロセス容器が過剰に加圧されていると画面にメッセージが現れなければならず、それを記録し得る。再びガスを開始するために、第２のプロンプト（例えば、「よろしいですか？」）は安全性の理由から表示され得る。
【０２６１】
消泡剤
本開示の別の実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーは、１つ以上の泡センサー及び送信器を提供してもよく、それはＳＵＢに直接組み込まれ得て、質量添加される消泡剤の量を測定し得る。それは更にオペレータにインターフェースで表示されてもよい。例えば、ＳＵＢの泡の濃度または測定値は測定され得て、消泡剤の必要な濃度を維持するための更なる処理のためにコントローラーに送信され得る。更にこれらの読み取りは、オペレータのためにインターフェースに表示されてもよい。手動制御を使用する場合、供給は、ユーザーが必要な流量を設定するためになされ得る。コントローラーを使用する場合、時限式オン／オフ法を使用してもよい。一例にて、オン／オフの期間は、タッチスクリーンを介してオペレータによって定義可能でもよい。
【０２６２】
濃度
本開示の追加の実施形態にて、ＳＵＢ制御システムの１つ以上のコントローラーは、濃度値を検出するための濃度センサー及び送信機を組み込んでもよい。本明細書に記載の多くの他の測定値のように、これらの値もオペレータに表示され得る。
【０２６３】
補助入力及び制御ループ
本開示の実施形態に従って、信号生成のための少なくとも２つの補助入力は、ＳＵＢ制御システムを制御するために使用する各コントローラーに必要であり得る。例えばチャネルは、バイオマスセンサー及び送信機出力（例えば、Ａｂｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＢＭ２００、レドックスセンサーなど）の接続に使用できる。
【０２６４】
そのうえ、例えば、信号生成及びフィードバック制御のための少なくとも２つの補助入力は、各コントローラーのために実行し得る。ここでは例えば、チャネルは、光学的ＤＯＴセンサー（例えば、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  ＩｎＰｒｏ６９６０ｉなど）の接続のために使用できる。
【０２６５】
ソフトウェア
本開示の別の実施形態に従って、ＳＵＢ制御システムを制御するためのソフトウェア及び／またはコンピュータ実行可能命令のセット（複数可）を提供できる。例えば本明細書に記載の１つ以上の制御工程のためのアプリケーションコードは、「ルーチン」またはモジュールの確立したライブラリから作製してよい（例えば、スケーリング、モーター制御、算出ブロックなどのために）。ルーチンは試験され、文書化され、開発され及び事前に検証され得る。更に不安定な培地に付随する入力信号は、例えば誤動作を排除するために、回路内のまたはソフトウェア機能として適用した減衰設備を含んでよい（例えば、処理変数（ＰＶ）フィルター）。更にすべての設定値／動作パラメーター（例えば、警報限界、警報不感帯パラメーターなど）は、制御システムを介してアクセス可能及び調節可能であり得て、そのパラメーターの制御及び調整を可能にするためのソフトウェアを実行し得る。例えば、工程設定値／動作パラメーターは、それらが画定されるエンジニアリングユニットの制御システム内に入力されて、バッチ製造サイクル中、設定可能であり得る。
【０２６６】
更なる例で、システムの処理インターロック能力は、信号処理に基づいて提供され得る。インターロックは、撹拌と温度制御の間、温度制御とバイオリアクター濃度の間、バイオリアクターバイオプロセス容器圧とマスフロー制御弁（ＭＦＣＶ）を介したガス添加の間、供給添加バランスと対応する供給添加ポンプ（例えば、ポンプを停止する供給重量も関する低い警報）の間、ならびにショット供給添加ポンプとｐＨｌｏｌｏまたはｈｉｈｉ警報の間で提供されてよい。
【０２６７】
データ及び警報
データ、警報及び／または種々の事象は、ネットワーク（例えば、図１のネットワーク１９０）で取り込まれてよい。ＩＴネットワークのエラーが生じた場合、データはアプリケーションステーションに保存され続けることができる。更に、オペレータインターフェースシステムは、ドライブに保存した、またはエラーが生じた場合ローカルドライブからの履歴データに、リードオンリーアクセスを提供できる。報告システムは、変化した及び／または破損した電子記録を検出し得る。
【０２６８】
例えば自動電子監査証跡は、すべての変更データ、変更の日付及び時間及び作製者を捕獲するために実施し得る。監査証跡は編集可能であってはならず、データが変更された電子記録と密接に連結していなければならない。監査証跡は電子記録として分類されることができ、データと同じセキュリティのレベルで扱われてよい。
【０２６９】
そのうえ、本出願と関連する電子記録は、適切なセキュリティアクセスによって、記録に悪影響を与えずに複製できてもよい。バイオリアクターバッチから直接生成した動的プロセスデータは、オフライン解析のため上述のネットワーク上の指定位置で利用可能となり得る。転送データは、インライン工程制御装置パラメーターを調べるために、ユーザーにより作製され及び各バッチで生成される別個のファイル（または代わりのアプリケーション）に連結され得る。
【０２７０】
更なる例では、警報は、局所的にまたは全体として捕捉され、通知され得る（例えば、可聴及び視覚により）。例えば「製品警報」は、製品品質に対する可能性ある衝突（「工程警報」）を示す影響評価段階で確認でき、その限界は「警報限界」と定義される。それが検出されるとき、製品品質に影響を与えないが、通常の作動パラメーターから違反を示すことができる。「システム警報」は、検出されるとき、期待値へ作動するためのプラント構成物または制御システム要素のエラーを示すことができる。一実施形態にて、特定のユーザーだけが、ユーザーセキュリティ権限に基づいて警報を承認し得る。
【０２７１】
警報はオペレータインターフェースを介して個別に阻止され得て、このような事実は事象として記録され得る。ＳＵＢ制御システムは、それぞれ及びすべての警報事象及びそれらの関連する時間及び日付を確認する、警報ログも保持し得る。各警報は、意味がある識別（例えば、タグ及び説明）を示し得る。
【０２７２】
ＳＵＢ制御システムの多数の利点の１つは、各ＳＵＢユニットだけでなく、他の種類のバイオリアクターでも実行する種々の工程をカスタマイズするように、全体の機構を提供できるということである。例えば供給に関して、別の利点は、供給バイオプロセス容器が空のとき、流量の連続供給設定値制御、警報、及び添加を自動的に停止する能力があり得ること、ならびにｈｉ／ｌｏｐＨ供給が細胞培地への最終的な中性効果を有するやり方で添加されるように設計された、連続のまたは平行して（同時に）複数のショットを投与する能力があり得ることである。例えば自動化に関して、別の利点は、バイオリアクターのｈｉ／ｌｏｐＨ条件を超えるのを防ぐことができる制御された方法で添加される複数のショット供給の２クリック操作を可能する自動化、及びＣＯ２ガス流ＣＯ２ストリッピングガス（例えば空気または窒素流）に連結するインラインｐＣＯ２測定値を使用したｐＣＯ２濃度の操作を可能にする自動化があり得ることである。例えばセンサーに関して、更なる利点は、インラインレドックス測定値を、抗体解離または損傷の危険性を最小化する、最適な細胞培養条件を決定するために使用できる（例えば、発酵及び収穫の間、高度な還元条件もしくは酸化条件への理解を深める、またはそれを防ぐことによって）；インラインバイオマス（静電容量）が、パイロット規模で以前に使用されており、それは栄養素供給添加速度を自動的に開始する、またはそれを調整するために場合により使用できる表示である；及び他の目的のインライン測定値は、グルコース、ラクテート、グルタミン、グルタミン酸塩、アンモニアを含み、これら及び他のパラメーターのインライン測定値を実行するためである；ということである。
【０２７３】
本明細書に記載のシステム、装置、設備及び／または方法は、原核細胞系及び／または真核細胞系を含む任意の所望の細胞系の培養に及びそれと共に使用するのに適している。更に実施形態では、システム、装置、設備及び／または方法は、浮遊細胞または足場依存（付着）細胞及び／または組織の培養に適している、または医薬製品もしくはバイオ医薬製品（例えば、ポリペプチド製品、核酸製品（例えばＤＮＡまたはＲＮＡ）、または細胞及び／またはウイルス（例えば細胞療法及び／またはウイルス療法で使用されるもの）を製造するように構成される製造作業に適している。
【０２７４】
いくつかの実施形態で、細胞によって、製品（例えば組換え治療製品または診断製品）の製品が発現または生成される。以下に詳述するように、細胞によって生成される製品の例としては、抗体分子（例えばモノクローナル抗体、二重特異性抗体）、抗体類似体（抗原に特異的に結合するが構造的には抗体と無関係であるポリペプチド分子（例えばＤＡＲＰｉｎ、アフィボディ、アドネクチンまたはＩｇＮＡＲ））、融合タンパク質（例えばＦｃ融合タンパク質、キメラサイトカイン）、他の組換えタンパク質（例えば糖化タンパク質、酵素、ホルモン）、ウイルス療法（例えば抗がん腫瘍溶解性ウイルス、遺伝子療法用のウイルスベクター及びウイルス性免疫療法）、細胞療法（例えば多能性幹細胞、間充織幹細胞及び成体幹細胞）、ワクチンまたは液体包含粒子（例えばエキソソームやウイルス状粒子）、ＲＮＡ（例えばｓｉＲＮＡ）もしくはＤＮＡ（例えばプラスミドＤＮＡ）、抗生物質、またはアミノ酸が挙げられるが、これらに限定はされない。実施形態では、システム、装置、設備及び／または方法は、バイオシミラーの製造に用いることができる。
【０２７５】
上述のように、実施形態では、システム、装置、設備及び／または方法によって、例えば哺乳動物細胞もしくは下等真核細胞（例えばイースト細胞または糸状菌細胞）の真核細胞、または原核細胞（例えばグラム陽性細胞またはグラム陰性細胞）、及び／または真核細胞によって大規模に合成される、真核細胞もしくは原核細胞の生成物（例えばタンパク質、ペプチド、抗生物質、アミノ酸、核酸（例えばＤＮＡまたはＲＮＡ））の生成が可能となる。特に本明細書に記載しない限り、システム、装置、設備及び／または方法は、これらに限定されないがベンチ規模、パイロット規模及び完全生産規模の生産能力を含む、任意の所望の生産量または生産能力を含むことができる。
【０２７６】
更に、特に本明細書に記載しない限り、システム、装置、設備及び／または方法は、これらに限定はされないが撹拌槽、エアリフト、繊維、マイクロファイバー、中空糸、セラミックマトリックス、流動床、固定床及び／または噴流層式のバイオリアクターを含む、任意の好適なリアクター（複数可）を含むことができる。本明細書で使用する場合「リアクター」は発酵槽もしくは発酵ユニット、または他の任意の反応槽を含んでもよく、「リアクター」という用語は「発酵槽」と同じ意味で使用される。例えばいくつかの態様で、例示のバイオリアクターは、以下の操作、栄養素や炭素源の供給、適当な気体（例えば酸素）の注入、発酵培地もしくは細胞培地の流入または流出、気相と液相との分離、温度の維持、酸素レベル及びＣＯ２レベルの維持、ｐＨレベルの維持、かき混ぜ（例えば撹拌）及び／または洗浄／滅菌のうちの１つ以上またはそのすべてを行うことができる。リアクターユニット（例えば、発酵ユニット）の例は、そのユニット内に複数のリアクターを含んでもよい。例えばユニットは、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、１０つ、１５つ、２０つ、２５つ、３０つ、３５つ、４０つ、４５つ、５０つ、６０つ、７０つ、８０つ、９０つもしくは１００つ、もしくはそれ以上のバイオリアクターを各ユニット内に有することができる、及び／または設備は、その設備内に単一または複数のリアクターを有する複数のユニットを含んでもよい。様々な実施形態にて、バイオリアクターは、回分培養、半流加培養、流加培養、灌流培養及び／または連続培養工程に適していることができる。任意の好適なリアクター直径を使用できる。実施形態で、バイオリアクターは約１００ｍＬと約５０，０００Ｌの間の容積を有することができる。非限定例には、１００ｍＬ、２５０ｍＬ、５００ｍＬ、７５０ｍＬ、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、４Ｌ、５Ｌ、６Ｌ、７Ｌ、８Ｌ、９Ｌ、１０Ｌ、１５Ｌ、２０Ｌ、２５Ｌ、３０Ｌ、４０Ｌ、５０Ｌ、６０Ｌ、７０Ｌ、８０Ｌ、９０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、２００Ｌ、２５０Ｌ、３００Ｌ、３５０Ｌ、４００Ｌ、４５０Ｌ、５００Ｌ、５５０Ｌ、６００Ｌ、６５０Ｌ、７００Ｌ、７５０Ｌ、８００Ｌ、８５０Ｌ、９００Ｌ、９５０Ｌ、１０００Ｌ、１５００Ｌ、２０００Ｌ、２５００Ｌ、３０００Ｌ、３５００Ｌ、４０００Ｌ、４５００Ｌ、５０００Ｌ、６０００Ｌ、７０００Ｌ、８０００Ｌ、９０００Ｌ、１０，０００Ｌ、１５，０００Ｌ、２０，０００Ｌ及び／または５０，０００Ｌの容積が含まれる。そのうえ、適当なリアクターは、複数回使用、単回使用、使い捨てまたは非使い捨てであることができ、金属合金（例えばステンレス鋼（例えば３１６Ｌまたは他の任意かつ適当なステンレス鋼））及びインコネル、プラスチック及び／またはガラスを含む、任意の好適な材料から形成できる。
【０２７７】
実施形態で、本明細書に特に記載しない限り、システム、装置、設備及び／または方法は、別段言及していない任意の適当な単位操作及び／または器具（例えば上記のような生成物の分離、精製及び隔離のための操作及び／または器具）も、特に記載のない限り、含むことができる。任意の好適な設備及び環境（例えば、従来からの現場組立式の設備、モジュール式、移動式及び仮設設備、または他の任意の好適な構造や設備及び／またはレイアウト）を、使用できる。例えばいくつかの実施形態で、モジュール式クリーンルームを使用できる。更に、特に本明細書に記載しない限り、本明細書に記載の装置、システム及び方法は、単一の位置もしくは設備に収容して及び／または実行することができる、またはそれに変わって、別個または複数の位置及び／または設備に収容して及び／または実行することができる。
【０２７８】
これらに限定されないが非限定例として、米国特許公開第２０１３／０２８０７９７号、同第２０１２／００７７４２９号、同第２０１１／０２８０７９７号、同第２００９／０３０５６２６号、ならびに米国特許第８，２９８，０５４号、同第７，６２９，１６７号及び同第５，６５６，４９１号（それぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）は、適当であり得る設備、器具及び／またはシステムの例を記載する。
【０２７９】
実施形態で、細胞は、真核細胞（例えば哺乳動物細胞）である。哺乳動物細胞は、例えばヒトまたはげっ歯類またはウシの細胞系または細胞株であることができる。このような細胞、細胞系または細胞株の例は、例えばマウス骨髄腫（ＮＳＯ）細胞系や、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞系、ＨＴ１０８０、Ｈ９、ＨｅｐＧ２、ＭＣＦ７、ＭＤＢＫ  Ｊｕｒｋａｔ、ＮＩＨ３Ｔ３、ＰＣ１２、ＢＨＫ（ベビーハムスター腎細胞）、ＶＥＲＯ、ＳＰ２／０、ＹＢ２／０、Ｙ０、Ｃ１２７、Ｌ細胞、例えばＣＯＳ１及びＣＯＳ７といったＣＯＳ、ＱＣ１−３、ＨＥＫ−２９３、ＶＥＲＯ、ＰＥＲ．Ｃ６、ＨｅＬＡ、ＥＢ１、ＥＢ２、ＥＢ３、腫瘍溶解性またはハイブリドーマの細胞系である。好ましくは哺乳動物細胞は、ＣＨＯ細胞株である。一実施形態にて、細胞はＣＨＯ細胞である。一実施形態では、細胞は、ＣＨＯ−Ｋ１細胞、ＣＨＯ−Ｋ１  ＳＶ細胞、ＤＧ４４  ＣＨＯ細胞、ＤＵＸＢ１１  ＣＨＯ細胞、ＣＨＯＳ、ＣＨＯ  ＧＳノックアウト細胞、ＣＨＯ  ＦＵＴ８  ＧＳノックアウト細胞、ＣＨＯＺＮ、またはＣＨＯ由来細胞である。ＣＨＯ  ＧＳノックアウト細胞（例えばＧＳＫＯ細胞）は、例えばＣＨＯ−Ｋ１  ＳＶ  ＧＳノックアウト細胞である。ＣＨＯ  ＦＵＴ８ノックアウト細胞は、例えばＰｏｔｅｌｌｉｇｅｎｔ（登録商標）ＣＨＯＫ１  ＳＶ（Ｌｏｎｚａ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃｓ，Ｉｎｃ．）である。真核細胞は更に、鳥の細胞、細胞系または細胞株（例えばＥＢｘ（登録商標）細胞、ＥＢ１４、ＥＢ２４、ＥＢ２６、ＥＢ６６またはＥＢｖｌ３）であり得る。
【０２８０】
一実施形態では、真核細胞は幹細胞である。幹細胞は、例えば胚性幹細胞（ＥＳＣ）、成体幹細胞、人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）、組織特異的幹細胞（例えば造血幹細胞）及び間葉系幹細胞（ＭＳＣ）を含む多能性幹細胞であり得る。
【０２８１】
一実施形態で、細胞は、本明細書に記載の細胞のいずれかとも異なる形状である。一実施形態で、細胞は、培養の任意の一次細胞由来の細胞である。
【０２８２】
実施形態で、細胞は、肝細胞（例えばヒト肝細胞、動物肝細胞または非実質細胞）である。例えば、細胞は、接着型の代謝試験用ヒト肝細胞や、接着型の誘導試験用ヒト肝細胞、付着型Ｑｕａｌｙｓｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ  Ｃｅｒｔｉｆｉｅｄ（商標）ヒト肝細胞、懸濁型ヒト肝細胞（１０人または２０人のドナーによってプールされた肝細胞を含む）、ヒト肝臓クッパー細胞、ヒト肝星細胞、イヌ肝細胞（単一またはプールされたビーグル肝細胞を含む）、マウス肝細胞（ＣＤ−１及びＣ５７ＢＩ／６肝細胞を含む）、ラット肝細胞（Ｓｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙ、Ｗｉｓｔａｒ  Ｈａｎ及びＷｉｓｔａｒ肝細胞を含む）、サル肝細胞（カニクイザルまたはアカゲザル肝細胞を含む）、ネコ肝細胞（ドメスティックショートヘア肝細胞を含む）、ウサギ肝細胞（ニュージーランドホワイト肝細胞を含む）であることができる。例示の肝細胞は、Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｓ，ＬＬＣ，６Ｄａｖｉｓ  Ｄｒｉｖｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｐａｒｋ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ，  ＵＳＡ  ２７７０９から市販されている。
【０２８３】
一実施形態では、真核細胞は、下等真核細胞（例えば酵母細胞（例えばＰｉｃｈｉａ属（例えばＰｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ、Ｐｉｃｈｉａ  ｍｅｔｈａｎｏｌｉｃａ、Ｐｉｃｈｉａ  ｋｌｕｙｖｅｒｉ及びＰｉｃｈｉａ  ａｎｇｕｓｔａ）、Ｋｏｍａｇａｔａｅｌｌａ属（例えばＫｏｍａｇａｔａｅｌｌａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ、Ｋｏｍａｇａｔａｅｌｌａ  ｐｓｅｕｄｏｐａｓｔｏｒｉｓまたはＫｏｍａｇａｔａｅｌｌａ  ｐｈａｆｆｉｉ）、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ属（例えばＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓａｅ、ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ，Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｋｌｕｙｖｅｒｉ、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｕｖａｒｕｍ）、Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ属（例えばＫｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ  ｌａｃｔｉｓ、Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ  ｍａｒｘｉａｎｕｓ）、Ｃａｎｄｉｄａ属（例えばＣａｎｄｉｄａ  ｕｔｉｌｉｓ、Ｃａｎｄｉｄａ  ｃａｃａｏｉ、Ｃａｎｄｉｄａ  ｂｏｉｄｉｎｉｉ）、Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ属（例えばＧｅｏｔｒｉｃｈｕｍ  ｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ、Ｙａｒｒｏｗｉａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａまたはＳｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｐｏｍｂｅ））である。Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓが好ましい。Ｐｉｃｈｉａ  ｐａｓｔｏｒｉｓ株の例は、Ｘ３３、ＧＳ１１５、ＫＭ７１、ＫＭ７１Ｈ及びＣＢＳ７４３５である。
【０２８４】
一実施形態で、真核細胞は、真菌細胞（例えば、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ（例えばＡ．ｎｉｇｅｒ、Ａ．ｆｕｍｉｇａｔｕｓ、Ａ．ｏｒｚｙａｅ、Ａ．ｎｉｄｕｌａ）、Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ（例えばＡ．ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｍ）、Ｃｈａｅｔｏｍｉｕｍ（例えばＣ．ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｍ）、Ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ（例えばＣ．ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅ）、Ｃｏｒｄｙｃｅｐｓ（例えばＣ．ｍｉｌｉｔａｒｉｓ）、Ｃｏｒｙｎａｓｃｕｓ、Ｃｔｅｎｏｍｙｃｅｓ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ（例えばＦ．ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）、Ｇｌｏｍｅｒｅｌｌａ（例えばＧ．ｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ）、Ｈｙｐｏｃｒｅａ（例えばＨ．ｊｅｃｏｒｉｎａ）、Ｍａｇｎａｐｏｒｔｈｅ（例えばＭ．ｏｒｚｙａｅ）、Ｍｙｃｅｌｉｏｐｈｔｈｏｒａ（例えばＭ．ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅ）、Ｎｅｃｔｒｉａ（例えばＮ．ｈｅａｍａｔｏｃｏｃｃａ）、Ｎｅｕｒｏｓｐｏｒａ（例えばＮ．ｃｒａｓｓａ）、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ、Ｓｐｏｒｏｔｒｉｃｈｕｍ（例えばＳ．ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｅ）、Ｔｈｉｅｌａｖｉａ（例えばＴ．ｔｅｒｒｅｓｔｒｉｓ、Ｔ．ｈｅｔｅｒｏｔｈａｌｌｉｃａ）、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ（例えばＴ．ｒｅｅｓｅｉ）、またはＶｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ（例えばＶ．ｄａｈｌｉａ））である。
【０２８５】
一実施形態で、真核細胞は、昆虫細胞（例えばＳｆ９、Ｍｉｍｉｃ（商標）Ｓｆ９、Ｓｆ２１、Ｈｉｇｈ  Ｆｉｖｅ（商標）（ＢＴ１−ＴＮ−５Ｂ１−４）、またはＢＴ１−Ｅａ８８細胞）、藻類細胞（例えばアンフォラ属、珪藻、デュナリエラ、クロレラ、クラミドモナス、シアノフィタ（シアノバクテリア）、ナンノクロロプシス、スピルリナ、またはオクロモナス）、または植物細胞（例えば単子葉植物（例えばトウモロコシ、米、小麦またはセタリア）からの細胞、または双子葉植物（例えばキャッサバ、イモ、大豆、トマト、たばこ、アルファルファ、ヒメツリガネゴケまたはシロイヌナズナ）からの細胞）である。
【０２８６】
一実施形態で、細胞は、細菌性細胞または原核細胞である。
【０２８７】
実施形態では、原核細胞は、グラム陽性細胞（例えばＢａｃｉｌｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ、ＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓまたはＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）である。使用可能なＢａｃｉｌｌｕｓは、例えばＢ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｂ．ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｂ．ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ、Ｂ．ｎａｔｔｏまたはＢ．ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍである。実施形態では、細胞は、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ（Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ３ＮＡ及びＢ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ１６８）である。Ｂａｃｉｌｌｕｓは、例えば、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ｓｔｏｃｋ  Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ５５６，４８４Ｗｅｓｔ１２ｔｈ  Ａｖｅｎｕｅ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ  ＯＨ４３２１０−１２１４から得ることができる。
【０２８８】
一実施形態では、原核細胞は、グラム陰性細胞（例えばＳａｌｍｏｎｅｌｌａ  ｓｐｐ．またはＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（例えばＴＧ１、ＴＧ２、Ｗ３１１０、ＤＨ１、ＤＨＢ４、ＤＨ５ａ、ＨＭＳ１７４、ＨＭＳ１７４（ＤＥ３）、ＮＭ５３３、Ｃ６００、ＨＢ１０１、ＪＭ１０９、ＭＣ４１００、ＸＬ１−Ｂｌｕｅ及びＯｒｉｇａｍｉ）、ならびにＥ．ｃｏｌｉＢ由来のもの（例えばＢＬ−２１またはＢＬ２１（ＤＥ３））であり、そのすべては市販されている。
【０２８９】
適切な宿主細胞は、例えばＤＳＭＺ（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ  Ｓａｍｍｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ  ａｎｄ  Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ  ＧｍｂＨ），Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）、またはＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）といった培養株保存機関から市販されている。
【０２９０】
実施形態では、培養細胞は、治療使用のための、タンパク質（例えば抗体（例えばモノクローナル抗体））及び／または組換えタンパク質の製造に用いられる。実施形態では、培養細胞は、ペプチド、アミノ酸、脂肪酸、または他の有用な生化学中間体もしくは代謝物を生成する。例えば実施形態では、約４０００ダルトン〜約１４０，０００ダルトンを超える分子量を有する分子を生成できる。実施形態では、これらの分子は複雑性に幅があってもよく、グリコシル化を含む翻訳後修飾を含んでもよい。
【０２９１】
実施形態では、タンパク質は、例えば、ボトックス、マイオブロック、ニューロブロック、ディスポート（または他のボツリヌス神経毒素の血清型）、アルグルコシダーゼアルファ、ダプトマイシン、ＹＨ−１６、コリオゴナドトロピンアルファ、フィルグラスチム、セトロレリクス、インターロイキン２、アルデスロイキン、テセロイキン、デニロイキン・ディフティトックス、インターフェロンアルファ−ｎ３（注射用）、インターフェロンアルファ−ｎ１、ＤＬ−８２３４、インターフェロン、Ｓｕｎｔｏｒｙ（ガンマ−１ａ）、インターフェロンガンマ、チモシンアルファ１、タソネルミン、ＤｉｇｉＦａｂ、ＶｉｐｅｒａＴＡｂ、ＥｃｈｉＴＡｂ、ＣｒｏＦａｂ、ネシリチド、アバタセプト、アレファセプト、Ｒｅｂｉｆ、エプトテルミンアルファ、テリパラチド（骨粗しょう症）、カルシトニン注射剤（骨疾患）、カルシトニン（経鼻用、骨粗しょう症）、エタネルセプト、ヘモグロビングルタマー２５０（ウシ）、ドロトレコギンアルファ、コラゲナーゼ、カルペリチド、組換えヒト上皮細胞成長因子（局所ゲル、創傷治癒）、ＤＷＰ４０１、ダルベポエチンアルファ、エポエチンオメガ、エポエチンベータ、エポエチンアルファ、デシルジン、レピルジン、ビバリルジン、ノナコグアルファ、Ｍｏｎｏｎｉｎｅ、エプタコグアルファ（活性型）、組換え第ＶＩＩＩ因子＋ＶＷＦ、Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｅ、組換え第ＶＩＩＩ因子、第ＶＩＩＩ因子（組換え型）、Ａｌｐｈｎｍａｔｅ、オクトコグアルファ、第ＶＩＩＩ因子、パリフェルミン、Ｉｎｄｉｋｉｎａｓｅ、テネクテプラーゼ、アルテプラーゼ、パミテプラーゼ、レテプラーゼ、ナテプラーゼ、モンテプラーゼ、フォリトロピンアルファ、ｒＦＳＨ、ｈｐＦＳＨ、ミカファンギン、ペグフィルグラスチム、レノグラスチム、ナルトグラスチム、セルモレリン、グルカゴン、エキセナチド、プラムリンチド、イミグルセラーゼ、ガルスルファーゼ、ロイコトロピン、モルグラモスチム、酢酸トリプトレリン、ヒストレリン（皮下移植、Ｈｙｄｒｏｎ）、デスロレリン、ヒストレリン、ナファレリン、ロイプロリド徐放性製剤（ＡＴＲＩＧＥＬ）、ロイプロリドインプラント（ＤＵＲＯＳ）、ゴセレリン、Ｅｕｔｒｏｐｉｎ、ＫＰ−１０２プログラム、ソマトロピン、メカセルミン（成長障害）、エンフビルチド、Ｏｒｇ−３３４０８、インスリングラルギン、インスリングルリジン、インスリン（吸入用）、インスリンリスプロ、インスリンデテミル、インスリン（バッカル、ＲａｐｉｄＭｉｓｔ）、メカセルミンリンファバート、アナキンラ、セルモロイキン、９９ｍＴｃアプシチド注射剤、ミエロピド、Ｂｅｔａｓｅｒｏｎ、酢酸グラチラマー、Ｇｅｐｏｎ、サルグラモスチム、オプレルベキン、ヒト白血球由来アルファインターフェロン、Ｂｉｌｉｖｅ、インスリン（組換え型）、組換えヒトインスリン、インスリンアスパルト、メカセルミン、Ｒｏｆｅｒｏｎ−Ａ、インターフェロンアルファ２、Ａｌｆａｆｅｒｏｎｅ、インターフェロンアルファコン−１、インターフェロンアルファ、Ａｖｏｎｅｘ組換えヒト黄体形成ホルモン、ドルナーゼアルファ、トラフェルミン、ジコノチド、タルチレリン、ジボテルミンアルファ、アトシバン、ベカプレルミン、エプチフィバチド、Ｚｅｍａｉｒａ、ＣＴＣ−１１１、Ｓｈａｎｖａｃ−Ｂ、ＨＰＶワクチン（四価）、オクトレオチド、ランレオチド、アンセスチム、アガルシダーゼベータ、アガルシダーゼアルファ、ラロニダーゼ、酢酸プレザチド銅（局所ゲル）、ラスブリカーゼ、ラニビズマブ、Ａｃｔｉｍｍｕｎｅ、ＰＥＧ−Ｉｎｔｒｏｎ、Ｔｒｉｃｏｍｉｎ、組換えイエダニアレルギー減感作注射剤、組換えヒト副甲状腺ホルモン（ＰＴＨ）１−８４（すなわち骨粗しょう症）、エポエチンデルタ、遺伝子組換えアンチトロンビンＩＩＩ、Ｇｒａｎｄｉｔｒｏｐｉｎ、Ｖｉｔｒａｓｅ、組換えインスリン、インターフェロンアルファ（経口トローチ）、ＧＥＭ−２１Ｓ、バプレオチド、イデュルスルファーゼ、オマパトリラート、組換え血清アルブミン、セルトリズマブペゴル、グルカルピダーゼ、ヒト組換えＣ１エステラーゼインヒビター（血管性浮腫）、ラノテプラーゼ、組換えヒト成長ホルモン、エンフビルチド（無針注射用、バイオジェクター２０００）、ＶＧＶ−１、インターフェロン（アルファ）、ルシナクタント、アビプタジル（吸入用、肺疾患）、イカチバント、エカランチド、オミガナン、Ａｕｒｏｇｒａｂ、酢酸ペキシガナン、ＡＤＩ−ＰＥＧ−２０、ＬＤＩ−２００、デガレリクス、シトレデキンベスドトックス、ファブルド、ＭＤＸ−１３７９、ＩＳＡｔｘ−２４７、リラグルチド、テリパラチド（骨粗しょう症）、ティファコジン、ＡＡ４５００、Ｔ４Ｎ５リポソームローション、カツマキソマブ、ＤＷＰ４１３、ＡＲＴ−１２３、Ｃｈｒｙｓａｌｉｎ、デスモテプラーゼ、アメジプラーゼ、コリフォリトロピンアルファ、ＴＨ−９５０７、テズグルチド、Ｄｉａｍｙｄ、ＤＷＰ−４１２、成長ホルモン（徐放性注射用）、組換えＧ−ＣＳＦ、インスリン（吸入用、ＡＩＲ）、インスリン（吸入用、Ｔｅｃｈｎｏｓｐｈｅｒｅ）、インスリン（吸入用、ＡＥＲｘ）、ＲＧＮ−３０３、ＤｉａＰｅｐ２７７、インターフェロンベータ（Ｃ型肝炎ウイルス感染（ＨＣＶ））、インターフェロンアルファ−ｎ３（経口用）、ベラタセプト、経皮用インスリンパッチ、ＡＭＧ−５３１、ＭＢＰ−８２９８、Ｘｅｒｅｃｅｐｔ、オペバカン、ＡＩＤＳＶＡＸ、ＧＶ−１００１、ＬｙｍｐｈｏＳｃａｎ、ランピルナーゼ、Ｌｉｐｏｘｙｓａｎ、ルスプルチド、ＭＰ５２（ベータリン酸３カルシウムキャリア、骨再生）、メラノーマワクチン、シプリューセル−Ｔ、ＣＴＰ−３７、Ｉｎｓｅｇｉａ、ビテスペン、ヒトスロムビン（凍結、手術出血）、スロムビン、ＴｒａｎｓＭＩＤ、アルフィメプラーゼ、Ｐｕｒｉｃａｓｅ、テルリプレシン（静脈用、肝腎症候群）、ＥＵＲ−１００８Ｍ、組換えＦＧＦ−Ｉ（注射用、血管疾患）、ＢＤＭ−Ｅ、ロチガプチド、ＥＴＣ−２１６、Ｐ−１１３、ＭＢＩ−５９４ＡＮ、デュラマイシン（吸入用、嚢胞性線維症）、ＳＣＶ−０７、ＯＰＩ−４５、Ｅｎｄｏｓｔａｔｉｎ、Ａｎｇｉｏｓｔａｔｉｎ、ＡＢＴ−５１０、ボーマン・バークインヒビター濃縮剤、ＸＭＰ−６２９、９９ｍＴｃ−Ｈｙｎｉｃ−ＡｎｎｅｘｉｎＶ、カハラリドＦ、ＣＴＣＥ−９９０８、テベレリックス（徐放）、オザレリックス、ロミデプシン、ＢＡＹ−５０４７９８、インターロイキン４、ＰＲＸ−３２１、ペプスカン、イボクタデキン、ｒｈラクトフェリン、ＴＲＵ−０１５、ＩＬ−２１、ＡＴＮ−１６１、シレンギチド、Ａｌｂｕｆｅｒｏｎ、Ｂｉｐｈａｓｉｘ、ＩＲＸ−２、オメガインターフェロン、ＰＣＫ−３１４５、ＣＡＰ−２３２、パシレオチド、ｈｕＮ９０１−ＤＭＩ、卵巣癌免疫治療ワクチン、ＳＢ−２４９５５３、Ｏｎｃｏｖａｘ−ＣＬ、オンコバックス−Ｐ、ＢＬＰ−２５、ＣｅｒＶａｘ−１６、多エピトープペプチドメラノーマワクチン（ＭＡＲＴ−１、ｇｐ１００、チロシナーゼ）、ネミフィチド、ｒＡＡＴ（吸入用）、ｒＡＡＴ（皮膚科）、ＣＧＲＰ（吸入用、喘息）、ペグスネルセプト、チモシンベータ４、プリチデプシン、ＧＴＰ−２００、ラモプラニン、ＧＲＡＳＰＡ、ＯＢＩ−１、ＡＣ−１００、サケカルシトニン（経口用、エリゲン）、カルシトニン（経口用、骨粗しょう症）、エキサモレリン、カプロモレリン、カルデバ（Ｃａｒｄｅｖａ）、ベラフェルミン、１３１Ｉ−ＴＭ−６０１、ＫＫ−２２０、Ｔ−１０、ウラリチド、デペレスタット、ヘマチド、クリサリン（局所用）、ｒＮＡＰｃ２、組換え第ＶＩＩＩ因子（ＰＥＧ化リポソーム）、ｂＦＧＦ、ＰＥＧ化組換えスタフィロキナーゼ変異体、Ｖ−１０１５３、ＳｏｎｏＬｙｓｉｓ  Ｐｒｏｌｙｓｅ、ＮｅｕｒｏＶａｘ、ＣＺＥＮ−００２、島細胞新生療法、ｒＧＬＰ−１、ＢＩＭ−５１０７７、ＬＹ−５４８８０６、エキセナチド（制御放出、Ｍｅｄｉｓｏｒｂ）、ＡＶＥ−００１０、ＧＡ−ＧＣＢ、アボレリン、ＡＣＭ−９６０４、酢酸リナクロチド、ＣＥＴｉ−１、ヘモスパン（Ｈｅｍｏｓｐａｎ）、ＶＡＬ（注射用）、即効インスリン（注射用、ビアデル（Ｖｉａｄｅｌ））、経鼻用インスリン、インスリン（吸入用）、インスリン（経口用、エリゲン）、組換えメチオニルヒトレプチン、ピトラキンラ皮下注射、湿疹）、ピトラキンラ（吸入用乾燥粉末、喘息）、Ｍｕｌｔｉｋｉｎｅ、ＲＧ−１０６８、ＭＭ−０９３、ＮＢＩ−６０２４、ＡＴ−００１、ＰＩ−０８２４、Ｏｒｇ−３９１４１、Ｃｐｎ１０（自己免疫疾患／炎症）、タラクトフェリン（局所用）、ｒＥＶ−１３１（眼科）、ｒＥＶ−１３１（呼吸器疾患）、経口用組換えヒトインスリン（糖尿病）、ＲＰＩ−７８Ｍ、オプレルベキン（経口用）、ＣＹＴ−９９００７  ＣＴＬＡ４−Ｉｇ、ＤＴＹ−００１、バラテグラスト、インターフェロンアルファ−ｎ３（局所用）、ＩＲＸ−３、ＲＤＰ−５８、Ｔａｕｆｅｒｏｎ、胆汁酸塩刺激リパーゼ、Ｍｅｒｉｓｐａｓｅ、アルカリホスファターゼ、ＥＰ−２１０４Ｒ、Ｍｅｌａｎｏｔａｎ−ＩＩ、ブレメラノチド、ＡＴＬ−１０４、組換えヒトミクロプラスミン、ＡＸ−２００、ＳＥＭＡＸ、ＡＣＶ−１、Ｘｅｎ−２１７４、ＣＪＣ−１００８、ジノルフィンＡ、ＳＩ−６６０３、ＬＡＢ  ＧＨＲＨ、ＡＥＲ−００２、ＢＧＣ−７２８、マラリアワクチン（ビロソーム、ＰｅｖｉＰＲＯ）、ＡＬＴＵ−１３５、パルボウイルスＢ１９ワクチン、インフルエンザワクチン（組換えノイラミニダーゼ）、マラリア／ＨＢＶワクチン、炭疽病ワクチン、Ｖａｃｃ−５ｑ、Ｖａｃｃ−４ｘ、ＨＩＶワクチン（経口用）、ＨＰＶワクチン、Ｔａｔトキソイド、ＹＳＰＳＬ、ＣＨＳ−１３３４０、ＰＴＨ（１−３４）リポソームクリーム（Ｎｏｖａｓｏｍｅ）、Ｏｓｔａｂｏｌｉｎ−Ｃ、ＰＴＨ類縁体（局所用、乾癬）、ＭＢＲＩ−９３．０２、ＭＴＢ７２Ｆワクチン（結核）、ＭＶＡ−Ａｇ８５Ａワクチン（結核）、ＦＡＲＡ０４、ＢＡ−２１０、組換えペストＦＩＶワクチン、ＡＧ−７０２、ＯｘＳＯＤｒｏｌ、ｒＢｅｔＶ１、Ｄｅｒ−ｐ１／Ｄｅｒ−ｐ２／Ｄｅｒ−ｐ７アレルゲン標的化ワクチン（ダストダニアレルギー）、ＰＲ１ペプチド抗原（白血病）、突然変異体ｒａｓワクチン、ＨＰＶ−１６  Ｅ７リポペプチドワクチン、ラビリンシンワクチン（腺癌）、ＣＭＬワクチン、ＷＴ１−ペプチドワクチン（がん）、ＩＤＤ−５、ＣＤＸ−１１０、Ｐｅｎｔｒｙｓ、Ｎｏｒｅｌｉｎ、ＣｙｔｏＦａｂ、Ｐ−９８０８、ＶＴ−１１１、イクロカプチド、テルベルミン（皮膚科、糖尿病性脚部潰瘍）、ルピントリビル、レチキュロース、ｒＧＲＦ、ＨＡ、アルファ−ガラクトシダーゼＡ、ＡＣＥ−０１１、ＡＬＴＵ−１４０、ＣＧＸ−１１６０、アンジオテンシン治療用ワクチン、Ｄ−４Ｆ、ＥＴＣ−６４２、ＡＰＰ−０１８、ｒｈＭＢＬ、ＳＣＶ−０７（経口用、結核）、ＤＲＦ−７２９５、ＡＢＴ−８２８、ＥｒｂＢ２特異的イムノトキシン（抗がん）、ＤＴ３ＳＳＩＬ−３、ＴＳＴ−１００８８、ＰＲＯ−１７６２、Ｃｏｍｂｏｔｏｘ、コレシストキニン−Ｂ／ガストリン−受容体結合ペプチド、１１１Ｉｎ−ｈＥＧＦ、ＡＥ−３７、トラスツズマブ−ＤＭ１、拮抗剤Ｇ、ＩＬ−１２（組換え）、ＰＭ−０２７３４、ＩＭＰ−３２１、ｒｈＩＧＦ−ＢＰ３、ＢＬＸ−８８３、ＣＵＶ−１６４７（局所用）、Ｌ−１９系放射線免疫療法剤（がん）、Ｒｅ−１８８−Ｐ−２０４５、ＡＭＧ−３８６、ＤＣ／１５４０／ＫＬＨワクチン（がん）、ＶＸ−００１、ＡＶＥ−９６３３、ＡＣ−９３０１、ＮＹ−ＥＳＯ−１ワクチン（ペプチド）、ＮＡ１７．Ａ２ペプチド、メラノーマワクチン（パルス抗原治療薬）、前立腺癌ワクチン、ＣＢＰ−５０１、組換えヒトラクトフェリン（ドライアイ）、ＦＸ−０６、ＡＰ−２１４、ＷＡＰ−８２９４Ａ（注射用）、ＡＣＰ−ＨＩＰ、ＳＵＮ−１１０３１、ペプチドＹＹ［３−３６］（肥満、経鼻用）、ＦＧＬＬ、アタシセプト、ＢＲ３−Ｆｃ、ＢＮ−００３、ＢＡ−０５８、ヒト副甲状腺ホルモン１−３４（経鼻用、骨粗しょう症）、Ｆ−１８−ＣＣＲ１、ＡＴ−１１００（セリアック病／糖尿病）、ＪＰＤ−００３、ＰＴＨ（７−３４）リポソームクリー
ム（ノバソーム）、デュラマイシン（眼用、ドライアイ）、ＣＡＢ−２、ＣＴＣＥ−０２１４、グリコＰＥＧ化エリスロポエチン、ＥＰＯ−Ｆｃ、ＣＮＴＯ−５２８、ＡＭＧ−１１４、ＪＲ−０１３、第ＸＩＩＩ因子、アミノカンジン、ＰＮ−９５１、７１６１５５、ＳＵＮ−Ｅ７００１、ＴＨ−０３１８、ＢＡＹ−７３−７９７７、テベレリックス（即時放出）、ＥＰ−５１２１６、ｈＧＨ（制御放出、バイオスフィア（Ｂｉｏｓｐｈｅｒｅ））、ＯＧＰ−Ｉ、シフビルチド、ＴＶ４７１０、ＡＬＧ−８８９、Ｏｒｇ−４１２５９、ｒｈＣＣ１０、Ｆ−９９１、チモペンチン（肺疾患）、ｒ（ｍ）ＣＲＰ、肝選択的インスリン、スバリン、Ｌ１９−ＩＬ−２融合タンパク質、エラフィン、ＮＭＫ−１５０、ＡＬＴＵ−１３９、ＥＮ−１２２００４、ｒｈＴＰＯ、トロンボポエチン受容体アゴニスト（血小板減少症）、ＡＬ−１０８、ＡＬ−２０８、神経成長因子拮抗剤（疼痛）、ＳＬＶ−３１７、ＣＧＸ−１００７、ＩＮＮＯ−１０５、経口用テリパラチド（エリゲン）、ＧＥＭ−ＯＳ１、ＡＣ−１６２３５２、ＰＲＸ−３０２、ＬＦｎ−ｐ２４融合ワクチン（Ｔｈｅｒａｐｏｒｅ）、ＥＰ−１０４３、小児肺炎ワクチン、マラリアワクチン、髄膜炎細菌グループＢワクチン、新生児グループＢ連鎖球菌ワクチン、炭疽菌ワクチン、ＨＣＶワクチン（ｇｐＥ１＋ｇｐＥ２＋ＭＦ−５９）、中耳炎治療薬、ＨＣＶワクチン（コア抗原＋ＩＳＣＯＭＡＴＲＩＸ）、ｈＰＴＨ（１−３４）（経皮用、ＶｉａＤｅｒｍ）、７６８９７４、ＳＹＮ−１０１、ＰＧＮ−００５２、アビスクミン、ＢＩＭ−２３１９０、結核ワクチン、多エピトープチロシナーゼペプチド、がんワクチン、エンカスチム、ＡＰＣ−８０２４、ＧＩ−５００５、ＡＣＣ−００１、ＴＴＳ−ＣＤ３、血管標的化ＴＮＦ（固形腫瘍）、デスモプレシン（バッカル制御放出）、オネルセプト、及びＴＰ−９２０１である。
【０２９２】
いくつかの実施形態で、ポリペプチドは、アダリムマブ（ＨＵＭＩＲＡ）、インフリキシマブ（ＲＥＭＩＣＡＤＥ（商標））、リツキシマブ（ＲＩＴＵＸＡＮ（商標）／ＭＡＢ  ＴＨＥＲＡ（商標））、エタネルセプト（ＥＮＢＲＥＬ（商標））、ベバシズマブ（ＡＶＡＳＴＩＮ（商標））、トラスツズマブ（ＨＥＲＣＥＰＴＩＮ（商標））、ペグフィルグラスチム（ＮＥＵＬＡＳＴＡ（商標））、またはバイオシミラー及びバイオベターを含む他の任意の好適なポリペプチドである。
【０２９３】
他の好適なポリペプチドは、以下に記載されるもの及び米国特許第２０１６／００９７０７４号の表１のものである。
【０２９４】
【表１】
2019520065.tif 000003
2019520065.tif 000004
2019520065.tif 000005
2019520065.tif 000006
【０２９５】
実施形態で、ポリペプチドは、表２に示すホルモン、血液凝固／凝固因子、サイトカイン／成長因子、抗体分子、融合タンパク質、タンパク質ワクチン、またはペプチドである。
【０２９６】
【表２】
2019520065.tif 000007
2019520065.tif 000008
2019520065.tif 000009
【０２９７】
実施形態で、タンパク質は多特異性タンパク質であり、例えば表３に示すような二重特異性抗体である。
【０２９８】
【表３】
2019520065.tif 000010
2019520065.tif 000011
2019520065.tif 000012
2019520065.tif 000013
2019520065.tif 000014
2019520065.tif 000015
【０２９９】
上で詳述する使用可能性は、従来技術の記録を通じて新規とみなされ、本開示の少なくとも１つの態様の動作にとって及び上述した目的の達成にとって重大であるとみなされる。本実施形態を記載するこの明細書で使用する語は、その一般に定義済みの意味という意味だけで理解されるべきではなく、この明細書での特別な定義、一般に定義済みの意味の範囲を越える構造、材料または行為も含まれるべきである。したがって要素が、複数の意味を含むとしてこの明細書に関して理解されることができる場合、そうして、本明細書によって及び要素を記載する語によって支持されるすべての可能性がある意味に対して包括的であるとして、その使用は理解されなければならない。
【０３００】
本明細書に記載の言葉または図面要素の定義は、文字どおり記載される要素の組み合わせだけでなく、実質的に同じ結果を得るために実質的に同じ方法で同じ機能を実質的に実施するためのすべての等価構造、材料または行為を含むことも意味する。この場合、したがって、２つ以上の要素の同等物との置換が記載されている要素のいずれか１つについて行われ得て、その種々の実施形態またはその単一の要素が請求項の２つ以上の要素と置換され得ることが企図される。
【０３０１】
現在公知であるまたは後で考案される当該技術分野の通常の技術を有するヒトによって見られる特許請求されている主題からの変化は、意図される範囲内の等価物及びその種々の実施形態であるとして明示的に企図される。したがって、当該技術分野において通常の技術を備える者にとって現在公知であるまたはその後知られる明らかな置換は、画定済みの要素の範囲内であるとして定義される。したがって本開示は、本明細書で特に例示されかつ記載されているもの、概念的に等価であるもの、明らかに置換できるもの、更には本質的な概念を組み込むものを含むのは当然であることが意図される。
【０３０２】
更に本明細書に記載の機能は、明示的に別途示されない限り、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの任意の組み合わせを介して実行し得る。ソフトウェアで実行場合、指示、データ、構造などの形で所望のプログラムコードを保存するために使用できるコンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能なメディアを含む、コンピュータ可読媒体の１つ以上の指示として、機能を保存し得る。したがって特定の態様は、本明細書に提示する動作を実行するためのコンピュータプログラム製品を含んでもよく、このようなコンピュータプログラム製品は、そこに保存される指示を有するコンピュータ可読媒体を備え、前記指示は、本明細書に記載の動作を実行するために１つ以上のプロセッサによって実行可能である。ソフトウェアまたは指示が、当該技術において周知であるように伝達媒体を介しても伝送され得ることは理解されるであろう。更に本明細書に記載の動作を実行するためのモジュール及び／または他の適切な手段は、本明細書に記載の機能を実行する際に利用し得る。
【０３０３】
この明細書の範囲は添付の特許請求の範囲と共にのみ解釈されるものであり、特許請求されている主題が特許権を与えられることを目的とすると氏名を記載した発明者が確信していることはここで明白になる。
【０３０４】
実施例１
１，０００Ｌ使い捨てバイオリアクター
本実施例では、本開示による１，０００Ｌの使い捨てバイオリアクターを使用する。ＳＵＢをγ線照射し（すなわち、滅菌されて、すぐに使用できる）、シェル（３０）内に置く。シェル（３０）は、適切なコントローラーシステム及び熱循環器と組み合わせて培地を加熱かつ冷却できるジャケット付き温度制御を有する。ＳＵＢシェル（３０）は、培地を撹拌するための組み込まれたモーター（モーター）を有している。これは、図３６のコントローラーシステムと一致する。使い捨てバイオリアクターは、撹拌器、スパージャー、スパージャー用ガスフィルター入口孔、及び二股ラインを備える排気ガス放出口フィルターポートを有する。それは、７つの供給添加ポートも有する。理想的には、２つはインペラ領域の表面下放出であり、１つはインペラ領域より上の放出である。２つの培地充填ポート、使い捨てバイオリアクターの完全な内容物の収集を可能にするように設計された１つの収集ポート、１つの試料ポート、ガス出口ラインの１つのコンデンサまたは同等のもの、少なくとも６つの測定プローブポートも有する。これらの試料及び収集ポートは、液体の添加及び除去のための無菌接続を可能にするための、動物由来要素のない（ＡＤＣＦ）Ｃ−フレックス管を有する。更に、それはガスフィルターを有する。
【０３０５】
充填動作中の羽根及び泡立ちを防ぐために、液体がＳＵＢの側面を流れ落ちるように制御された、充填ライン（複数可）を有することが好ましい。
【０３０６】
実施例２
リアクター形状
異なる形状及び異なる充填容積を比較するために、多変量データ解析を使用した哺乳動物細胞培養工程のスケールアップで反応器形状を変える効果に、この実施例は関する。この方法は、半分の容積で作業するとき、驚くべき結果を明らかにし、それは従来のデータ解析法を使用して確認することができなかった。
【０３０７】
物質移動の試験を、ガッシングアウト法を使用して２つの製造規模、ＳＵＢシステム及びミニチュアＳＵＢシステムにより実施した。米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号に記載の形状（本明細書では「Ｌｏｎｚａ形状」と称される）に従い、開発されたスケール非依存型ｋＬａＣモデルは、両方のＳＵＢで予測のために使用した。その結果は、１０〜２０，０００Ｌまでの米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号に記載のＳＴＲ形状を使用して生じる結果と比較した。容器形状は、物質移動に相当な影響を及ぼす。
【０３０８】
データの多変量解析は、異なるＳＴＲ規模容器の間に細胞培養性能の相当な違いがあることを示した。この試験の結果を図１１〜図３５に示す。
【０３０９】
本明細書に記載されるように、図１１は、６つの異なる規模で、米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号に記載の形状に従って少なくとも部分的に設計された使い捨てバイオリアクターからのデータによって構築されたＶａｎ’ｔ  Ｒｅｉｔモデルの比較の結果を示す。
【０３１０】
本明細書に記載されるように、図１２は、Ｌｏｎｚａ形状を組み込んでいない使い捨てバイオリアクター（赤い菱形）に比べて、６つの異なる規模で米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号に記載の形状に従って少なくとも部分的に設計された使い捨てバイオリアクターからのデータによって構築されたＶａｎ’ｔ  Ｒｅｉｔモデルの比較の結果を示す。
【０３１１】
本明細書に記載されるように、図１３は、Ｌｏｎｚａ形状を組み込んでいない使い捨てバイオリアクター（赤い菱形）に比べて、６つの異なる規模で米国特許公開第２０１１／０３１２０８７号に記載の形状に従って少なくとも部分的に設計された使い捨てバイオリアクターからのデータによって構築されたＶａｎ’ｔ  Ｒｅｉｔモデルの比較の結果を示す。２つの異なる規模の２つの使い捨てバイオリアクターは、半分充填のとき（青い三角形）、Ｌｏｎｚａ形状に従って少なくとも部分的に構築され、２つの異なる規模の２つの使い捨てバイオリアクターは、全充填のとき、Ｌｏｎｚａ形状に従って少なくとも部分的に構築される。
【０３１２】
細胞培養評価は更に、上述の２つの使い捨てバイオリアクターシステム及び１つのステンレス鋼／ガラスのモデル細胞株によって実施された。結果は、１０ＬのＳＴＲ及び１０Ｌのエアリフトポンプ容器（「ＡＬＲ」）で得られた履歴データと比較した。合計１５つの測定は、４つの容器形状すべてで１６日間取られた。データは、データ解釈を補助するため、高次元データセットを低次元の空間に描く主成分解析法を使用して解析した。主成分解析法（ＰＣＡ）及び関連する統計の計算は、ＰＬＳ  Ｔｏｏｌ  Ｂｏｘ  Ｖｅｒｓｉｏｎ６．２（Ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．）を使用してＭＡＴＬＡＢ  Ｖｅｒｓｉｏｎ７．１１．０．５８４（Ｔｈｅ  ＭａｔｈＷｏｒｋｓ  Ｉｎｃ）で実施した。結果を図１４、図１５及び図１６にまとめる。図１５に示すように、最初の４つの主成分がデータセットの分散の６３％を捕捉したことを、これらのデータは示す。細胞培養は、最大容積でＡＬＲ、ＳＴＲ及びＳＵＢ１で同様に実施した。しかし、図１６に示すように、ＳＵＢ２（Ｌｏｎｚａ形状を備えていない）は９５％信頼区間の外側で実施した。更に、図１７に示すように、ＡＬＲ及びＳＴＲは、主成分１、２及び３で同様に実施した。
【０３１３】
半分の量で作動する影響を、図１８〜図１９に示すように、２つの異なる容器容積で１つの容器設計について調べた。ここで、２つの規模（少なくとも部分的にＬｏｎｚａ形状を含む）のＳＵＢ１の培養が、すべての主成分のＳＴＲ培地により最大容積で同様に実施したことを、データは示す。しかし、半分の容積のとき、第１の３つの主成分の実施で大きな差を表す２つの規模の同じＳＵＢが、培養特性の相違点を示す。
【０３１４】
従来の規模縮小モデルで実施した培地と比較すると、半分の容積で実施される培地の反応にかなりの違いがあったことを、多変量データ解析は示した。例えば図２０〜図２１で、ＳＵＢ２の培地は、２つのバイオプロセス容器材料による３つの規模で実施された。
【０３１５】
実施例２で行われた試験は、本開示の目的である使い捨てバイオリアクターを含む、バイオリアクター設計の重要性を強調する。例えば主成分１のロードは、通常増殖及び／または培養進行を追跡する。ＳＴＲデータ単独で構築されるモデルのロードは、この基準に従った。しかし、試験がＡＬＲ、ＳＴＲ、ＳＵＢ１及びＳＵＢ２の全４つの容器設計を含むように拡張されるとき、増殖及び／または培養進行は主成分２へ属した。
【０３１６】
そのうえ実施例２は、形状の類似性が性能を表すことを示す。異なるサイズ容器の半分の容積の培地の反応の違いもあることを、解析は示した。具体的には、ＳＵＢ１及びＳＴＲの培地は、半分の容積ではなく最大容積で良好にクラスタ化する。最大容積で、ＳＵＢ１は、ＳＴＲに高度な形状的類似性がある。しかし、半分の容積で、これらの形状パラメーターのちょうど１つは変化した。更に培地の反応は根本的に変化した。興味深いことに、ｋＬａＯ２パフォーマンスは変化しなかった。半分の容積のＳＵＢ１のパフォーマンスは、半分の容積の培地がクラスタを形成しないデータで示すように、規模全体で整合しなかった。
【０３１７】
更に、バイオプロセス容器材料の選択は、ＳＵＢ２の培地パフォーマンスに影響を及ぼす。これはそのうえ、主成分が、種々の充填、容積及びバイオプロセス容器材料について長期にわたって評価された図２２〜図３５によって支持される。
【０３１８】
これは、異なる規模の容器で実施した半分の容積の培地の間の拡張性の欠如を示し、それは、同じ容器が最大容積で実施されるとき、明らかではなかった。
【０３１９】
使い捨てバイオリアクター形状は、スケーリング工程を拡大するとき、問題となり、細胞培養工程のスケールアップの間、培養反応の違いを最小化する設計方法による質の重要な考察でなければならない。更に多変量データ解析は、バイオリアクターのプロセス性能の比較で有用な補足的な洞察を提供できる。
【０３２０】
実施例３
１，０００Ｌバイオリアクターの設置
本開示の使い捨てバイオリアクターは、国際特許出願第ＷＯ２０１７／０７２２０１Ａ２号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている製造工程の使用に適している。
【０３２１】
バイオプロセス容器シェルはジャケット付きステンレス鋼容器であり、それはＳＵＢ容器を支持した。シェルは、ＳＵＢバイオプロセス容器に嵌め込むために、オペレータのために外側へ開く、２つのドアを組み込んだ。これらは、クランプによって閉じられて固定された。シェルは、温度の調節のため、底部にウォータージャケットを組み込んだ。これは、本開示のコントローラーに接続した。
【０３２２】
シェルの底部に、収集のための放出ポート、ならびに制御プローブ及び試料採取のための２つの開口部があった。非使い捨てプローブ用に、シェルは、プローブを支持するため、水平位置から１５度で設定した棚を有した。
【０３２３】
バイオプロセス容器ホルダーの上部で、ＳＵＢ容器インペラが磁気連結装置を介して接続されたモーターがあった。２００Ｌのシェルに取り付けられるモーターは移動できるが、１０００Ｌのシェルに取り付けられるモーターは固定された。モーターのアームに位置しているガスフィルターホルダー、圧力センサー及び手動圧力リリーフ弁があった。
【０３２４】
ＳＵＢバイオプロセス容器は、圧力が１００ｍｂａｒを超えた場合、作動する減圧弁を組み込んだ。圧力伝送器及びリリーフ弁は、０．２２μｍフィルターを介してＳＵＢ容器に接続された。
【０３２５】
本開示のコントローラーは、２つのＷａｔｓｏｎ  Ｍａｒｌｏｗポンプ（１つは酸制御、１つは塩基制御のため）、ガス流の制御のためのロータメーター、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）、熱循環器、及びタワー内に構築したガスマスフローコントローラー（ＭＦＣ）を含有した。ｐＨプローブ、溶存酸素分圧（ＤＯＴ）プローブ、温度プローブ、圧力センサー及び通気ヒーターは外部にあるが、本開示のコントローラーに接続された。
【０３２６】
設定値は、すべての制御パラメーターのためにＨＭＩスクリーン内に入力される。コントローラーはこれらの値を使用して、培地温度、ガス流量及びポンプ速度を調整する。ＨＭＩは、すべての測定パラメーターの現在値も示した。
【０３２７】
温度測定は、ＳＵＢ容器のポケット内に挿入したｐｔ１００プローブを使用して実施した。
【０３２８】
ＳＵＢ容器内部に、（ｉ）２つのインペラ設計の選択を伴う撹拌軸（図１Ａ及び図１Ｂを参照）、（ｉｉ）使い捨て光学ｐＨ及びＤＯＴプローブ、（ｉｉｉ）組み合わせスパージャー（マイクロ（０．１５ｍｍ）マクロ（０．８ｍｍ）孔のオプション）、及び（ｉｖ）表面及び表面下供給ラインがあった。
【０３２９】
ＳＵＢバイオプロセス容器の外側に、接種材料、培地及び供給添加のためのＣフレックスライン、ならびにガスフィルター及び供給添加のためのＯＰＴＡ接続があった。ＳＵＢバイオプロセス容器の底部に、非使い捨てプローブ用の４つの接続、試料ライン及びｐｔ１００プローブ用の挿入口があった。収集ラインは、ＳＵＢバイオプロセス容器の底部にあった。
【０３３０】
疎水性０．２２μｍのガスフィルターは、別々にオートクレーブ処理されて、ＯＰＴＡ接続を使用してＳＵＢバイオプロセス容器に接続した。各ＳＵＢバイオプロセス容器は、２つのガス放出口フィルター、１つの圧力センサーフィルター、ヘッドスペース通気のための１つのフィルター及び各マイクロ及びマクロスパージャー用のフィルターのための接続を有した。
【０３３１】
圧力フィルターは圧力センサーに接続し、膨張が始まる前、ガス導入口及び放出口フィルターは開いていた。
【０３３２】
スパージャー及びヘッドスペースガスフィルターはシリコン管を使用して本開示のコントローラーに接続し、それは同様にナイロン管を介して主たるガス供給源に接続した。主たるガス供給圧は、すべてのガスで１．８ｂａｒｇに設定した。ＭＦＣは１：５０のターンダウン比を有し、最大１００Ｌ／分の範囲だった。その結果、追加の較正済ロータメーターは、この流速が遅すぎてＭＦＣを制御できないので、ＣＯ２バラストの供給のために必要だった。
【０３３３】
安全性の理由から、ガス放出口ライン及び圧力センサーラインが、膨張の間、ねじれないことを確実にすることは重要だった。
【０３３４】
ＳＵＢバイオプロセス容器の膨張は、低いガス流量でゆっくりと開始した。撹拌軸８及びモーターが磁気的に連結されるまで、科学者は所定位置にＳＵＢバイオプロセス容器を保持しなければならなかった。ＳＵＢバイオプロセス容器への損傷を防ぐために、バイオプロセス容器内部の要素（撹拌ブレードまたは浸漬管）がバイオプロセス容器に接触しないように、それは膨張しなければならなかった。撹拌器とモーターを連結できると、膨張は停止しなければならなかった。
【０３３５】
それから撹拌器の磁気連結装置は、モーターまでゆっくり持ち上げられた。所定位置につくと、ＳＵＢバイオプロセス容器はゆっくり回転して、プローブポートをプローブホルダーと一直線に合わせて、ＳＵＢバイオプロセス容器の封止を２つのドアが接する中央に一直線に合わせた。最終的な位置にあるとき、撹拌軸８は、三重クランプを使用してモーターに所定の位置で固定した。フィルターは、フィルターホルダーの位置内に嵌入された。通気ヒーターは、ガス放出口フィルター周囲に配置された。それからＳＵＢバイオプロセス容器は、完全に膨張した。連続空気流（パイロット発酵工程明細書（ＦＰＤ）に記載されているエアキャップで）は、膨張したＳＵＢバイオプロセス容器を保つために、スパージャー及びヘッドスペースにより維持された。
【０３３６】
１つの標準ｐＨ及び１つの標準ＤＯＴプローブは、各バッチが開始する前に、Ｓｌｏｕｇｈパイロットプラントを使用した標準較正手順を使用して較正した。これらのプローブは、接続を備えるプローブスリーブに嵌入され、流体循環でオートクレーブ処理された。プローブは、接続を使用してＳＵＢバイオプロセス容器に嵌入され、水平位置に１５度の角度で設定したプローブホルダー棚上に配置された。
【０３３７】
ｐＨ及びＤＯＴプローブが適合すると、培地または緩衝液は必要に応じて、浸漬管上へ溶接した予め照射した０．１μｍフィルターを使用してＳＵＢバイオプロセス容器内に濾過された。試験したバイオプロセス容器ホルダーはロードセルを有しておらず、それで床バランスを培地／緩衝液を計量するために使用した。培地充填／緩衝液充填の間、一定の空気流（パイロットＦＰＤに記載するエアキャップで）は、ガス導入ライン内に液体が入るのを回避するために維持される。
【０３３８】
必要な容積が得られると、ジャケットにＤＩ水を充填し、温度及び撹拌制御が開始された。次の培地充填ｐＨ制御は、保持した培地の許容可能な範囲の外をｐＨが移動するのと防ぐために、ＣＯ２を使用して再利用可能なプローブに基づいて開始された。それから使い捨てｐＨ及びＤＯＴプローブを起動した。ｐＨ及びＤＯＴプローブは、培地または緩衝液中に一晩均衡化のために放置した。
【０３３９】
試料バイオプロセス容器は、試料がプローブにより環境体験を反映することを確実にするために、使い捨てｐＨ及びＤＯＴプローブに隣接して位置する試料ライン上に溶接された。容器が充填されて、ｐＨ及びｐＣＯ２を解析した後のその日に、試料は取り出された。これらの測定値からの結果は、ＤＯＴ及びｐＨプローブの一点較正を実施するために使用した。
【０３４０】
接種のために、浸漬管ラインに取り付けられた滅菌したｃフレックス管を使用してＳＵＢバイオプロセス容器に、Ｓ２００細胞バイオプロセス容器は接続された。必要な量の接種材料は、較正済みＷａｔｓｏｎ  Ｍａｒｌｏｗ６００シリーズポンプを使用してＳＵＢバイオプロセス容器にポンプで入れた。
【０３４１】
供給、アルカリ及び消泡剤は、ｃフレックス管を使用してＳＵＢバイオプロセス容器上に溶接され、それぞれは専用のラインを有した。アルカリ添加は、制御タワー内に組み込まれたＷａｔｓｏｎ  Ｍａｒｌｏｗ１００シリーズアルカリポンプを介した。アルカリは、ｐＨを制御するために必要に応じて添加した。消泡剤は、制御タワー内に組み込まれたＷａｔｓｏｎ  Ｍａｒｌｏｗ１００シリーズポンプを使用して、手動で添加した。
【０３４２】
供給は、Ｗａｔｓｏｎ  Ｍａｒｌｏｗ５００シリーズポンプを使用して添加した。流量及び添加量は、供給の密度を調整する、適切にサイズ設定された計量を使用して決定した。連続供給のＳＦ７０及び４００ｇ／ＬのＤグルコースの流量は、培地中の生細胞濃度（ＶＣＣ）及びグルコース濃度に従って毎日調整した。ショット供給ＳＦ７１、ＳＦ７２及びＳＦ７３は、ＦＰＤに従って添加した。
【０３４３】
毎日、試料はバイオリアクターの毎日のモニタリングの一部として取られて、試料ラインに取り付けた試料バイオプロセス容器を使用して細胞濃度、生存率、代謝物及び溶存ガスを確認した。
【０３４４】
オンラインｐＨプローブの一点調整を、較正済みオフラインｐＨプローブ（ｐＨＭ２２０を備えたＭｅｔｔｌｅ  Ｔｏｌｅｄｏ  ｏｆｆｌｉｎｅ４０５ＤＰＡＳ  ＳＣ  Ｋ８Ｓ／１２０）からの結果を使用してＵＫＳＬ１８２に従って、必要に応じて実施した。
【０３４５】
実施例４
生産システムでの使い捨てバイオリアクターの使用
別の実施例で、この使い捨てバイオリアクターは、国際特許出願第ＷＯ２０１７／０７２２０１Ａ２号（その全体は参照により組み込まれる）に開示されるシステム及び方法でも使用することができる。
【０３４６】
国際特許出願第ＷＯ２０１７／０７２２０１Ａ２号にて、バイオリアクターは、接種材料の増殖及び生産処理工程の両方の間、使用される。本開示の使い捨てバイオリアクターは、それが異なる実行において迅速かつ効率的に準備することができ、それによって洗浄及び滅菌のために必要とされるバイオリアクターの「ダウン時間」を低減するので、本システムに利点を提供する。
【０３４７】
これによって、国際特許出願第ＷＯ２０１７／０７２２０１Ａ２号のシステムは、よりタイムリー及び費用効果的な方法で高品質、安全及び費用効果的な医薬有効成分（ＡＰＩ）及びバイオ医薬品を製造できる。例えば、タンパク質及び細胞を製造するプロセスの設計に用いられる容器構造や内容物について更なる柔軟性が生まれ、操作費用（例えば人件費、公共料金及び保守費用）が著しく減少し、バッチの所要時間が短縮されることで設備の処理能力が向上し、定置洗浄及び定置滅菌作業が向上する。
【０３４８】
国際特許出願第ＷＯ２０１７／０７２２０１Ａ２号に開示した方法の一部として、精製工程がある。精製工程の間、ＭａｂＳｅｌｅｃｔ  ＳｕＲｅ／ＭａｂＳｅｌｅｃｔ  ＳｕＲｅ  ＬＸ／ＭａｂＳｅｌｅｃｔ  ＳｕＲｅ  ｐｃｃ（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）、Ａｍｓｐｈｅｒｅ  Ａ及びＡｍｓｐｈｅｒｅ  Ａ３（ＪＳＲ  ｍｉｃｒｏ）、Ｐｒａｅｓｔｏ  ＡＰ及びＰｒａｅｓｔｏ  ＡＣ（Ｐｕｒｏｌｉｔｅ）、ＫａｎＣａｐＡ（Ｐａｌｌ）、Ｔｏｙｏｐｅａｒｌ  ＡＦ−ｒＰｒｏｔｅｉｎ  Ａ  ＨＣ（Ｔｏｓｏｈ）、Ｐｏｒｏｓ  ＭａｂＣａｐｔｕｒｅ  Ａ（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｆｉｓｈｅｒ）などを含む、多数の樹脂を精製中に使用できるが、これらに限定されない。他の精製材料は当業者には周知であり、これは決して網羅的なリストでない。
【０３４９】
本開示における１つ以上の例は非限定例であり、本開示はこれらの例の多様性及び均等性を意図するものであることが理解されるべきである。
【図１Ａ】
2019520065.tif 000016
【図１Ｂ】
2019520065.tif 000017
【図２】
2019520065.tif 000018
【図３】
2019520065.tif 000019
【図４】
2019520065.tif 000020
【図５】
2019520065.tif 000021
【図６】
2019520065.tif 000022
【図７】
2019520065.tif 000023
【図８】
2019520065.tif 000024
【図９Ａ】
2019520065.tif 000025
【図９Ｂ】
2019520065.tif 000026
【図１０】
2019520065.tif 000027
【図１１】
2019520065.tif 000028
【図１２】
2019520065.tif 000029
【図１３】
2019520065.tif 000030
【図１４】
2019520065.tif 000031
【図１５】
2019520065.tif 000032
【図１６】
2019520065.tif 000033
【図１７】
2019520065.tif 000034
【図１８】
2019520065.tif 000035
【図１９】
2019520065.tif 000036
【図２０】
2019520065.tif 000037
【図２１】
2019520065.tif 000038
【図２２】
2019520065.tif 000039
【図２３】
2019520065.tif 000040
【図２４】
2019520065.tif 000041
【図２５】
2019520065.tif 000042
【図２６】
2019520065.tif 000043
【図２７】
2019520065.tif 000044
【図２８】
2019520065.tif 000045
【図２９】
2019520065.tif 000046
【図３０】
2019520065.tif 000047
【図３１】
2019520065.tif 000048
【図３２】
2019520065.tif 000049
【図３３】
2019520065.tif 000050
【図３４】
2019520065.tif 000051
【図３５】
2019520065.tif 000052
【図３６】
2019520065.tif 000053
【図３７】
2019520065.tif 000054
【図３８】
2019520065.tif 000055
【国際調査報告】
2019520065.tif 000056
2019520065.tif 000057
2019520065.tif 000058
2019520065.tif 000059
2019520065.tif 000060
2019520065.tif 000061
2019520065.tif 000062