(57)【要約】本発明は流体または物質のろ過、拡散、除去または吸着のために使用される繊維カセットあるいはバイオリアクタとして使用される繊維カセットに関する。繊維としては、用途に応じていろいろな形および材料、特に中空糸が使用される。本発明は更に、個々のカセットからモジュール状に構成されたカセットシステムと、カセットまたはカセットシステムと、保持部と媒体供給用接続部を備えた支持体とからなる構造体に関する。
2005537924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）が備えられ、
このケーシングが完全に等しい２つの底面（Ｇ）と少なくとも１つの外周面（Ｍ）によって画成され、かつその内部に少なくとも１つの中空室を備え、
少なくとも１つの層の繊維または繊維束または中空糸（２）が備えられ、この繊維または繊維束または中空糸がケーシング（１）の内部に、少なくとも１つの中心平面に対してほぼ平行に配置され、かつその端部がケーシングの内部で固定され、
中空室が繊維（２）の外側を取り囲む外側区画室（６）を形成し、
中心平面が外側区画室（６）を形成する中空室内で底面と交叉しておらず、
個々の繊維（２）がＵ字状にまたは互いにほぼ平行に配置され、かつケーシング（１）の内部で終わっており、
ケーシング（１）が流体の供給管および／または排出管に通じる少なくとも１つの開口を備えていることを特徴とする繊維カセット。
【請求項２】
ケーシング（１）が多角形底面または円形底面を有する物体の形をしていることを特徴とする、請求項１記載の繊維カセット。
【請求項３】
異なる繊維材料がカセット内で互いに組み合わせられていることを特徴とする、請求項１または２記載の繊維カセット。
【請求項４】
繊維（２）の少なくとも一部が中空糸または中空糸膜であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項５】
中空糸（２）の少なくとも一端が開放し、カセットが少なくとも１つの付加的な内側区画室（５）を備え、中空糸の開放した端部がこの内側区画室に接続され、それによって内側区画室（５）と外側区画室（６）の間で中空糸の材料を介してのみ物質交換を行うことができることを特徴とする、請求項４記載の繊維カセット。
【請求項６】
ケーシング（１）がその中にある区画室（５，６）に通じる、少なくとも１つの大きな面積の開口を有し、かつ他のカセットの区画室および／または１つまたは複数のカバー（４）に液密に連結するための手段を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項７】
ケーシング（１）が流体を内側区画室（５）および／または外側区画室（６）に供給または排出するための通路（７，８，９，１０，１１，１２）を備えていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項８】
ケーシング（１）および／またはカバー（４）が可撓性または剛性のポリマーまたは金属またはガラスまたはセラミックからなっているかあるいは透光性の材料からなっていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項９】
少なくとも１つのカバー（４）が突き刺した後で自己的に再び閉じる材料または半透膜またはろ布からなっていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項１０】
少なくとも１つのカバー（４）が流体の供給管および／または排出管に通じる少なくとも１つの開口を備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項１１】
カバー（４）が少なくとも１つの中空室を取り囲み、この中空室がカセットの区画室（５，６）に接続されていることを特徴とする、請求項１０記載の繊維カセット。
【請求項１２】
繊維材料（２）の上および／またはまたは中に試薬が固定されているかあるいは繊維カセットが物質特有の流体の処理を可能にする粒子を含んでいることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の繊維カセット。
【請求項１３】
試薬が流体中の物質または細胞を結合するかまたはこのような結合を阻止するかまたは酵素または抗体のような化学的または生化学的な触媒またはタンパク質あるいは核酸または錯化合物または特殊鋼であることを特徴とする、請求項１２記載の繊維カセット。
【請求項１４】
互いに液密に連結または固定連結または取り外し可能に連結された少なくとも２個の繊維カセットからなり、少なくとも２個の繊維カセットの区画室（５，６）が互いに隣接する面の大部分にわたってあるいは予め形成された接続通路（１１，１２）を配置することによって互いに連結されている繊維カセットシステム。
【請求項１５】
異なるカセットの少なくとも２つの隣接する区画室（５，６）がカバー（４）によって半透的に互いに接続または互いに分離されていることを特徴とする、請求項１４記載の繊維カセットシステム。
【請求項１６】
基板（Ｐ）を備えた少なくとも２個の繊維カセットが共通の１個のケーシング（１）を形成し、このケーシングが媒体（１１，１２）を個々の繊維カセット（Ｆ）に供給および／または排出するための通路を備えていることを特徴とする、請求項１４または１５記載の繊維カセットシステム。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の少なくとも１個の繊維カセットまたは請求項１３〜１６のいずれか一つに記載の繊維カセットシステムと支持体（Ｔ）を備えた構造体であって、この支持体が各繊維カセットまたは繊維カセットシステムのために、保持用の装置と、媒体を個々のカセットに供給および／または排出するための装置を備えている構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体または物質のろ過、拡散、除去または吸着のために使用される繊維カセットあるいはバイオリアクタとして使用される繊維カセットに関する。繊維としては、用途に応じていろいろな形および材料、特に中空糸（中空繊維）が使用される。本発明は更に、個々のカセットからモジュール状に構成されたカセットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような繊維カセットまたはカセットシステムは、化学、薬学、医学、細胞生物学、微生物学、食品工業、技術またはバイオテクノロジーにおける多様な用途のためにきわめて重要である。
【０００３】
その際、流体とはガス、ガス混合物および例えば清澄溶液、タンパク質溶液、乳濁液または懸濁液のような液体であると理解される。
【０００４】
ろ過、分離または吸着のためあるいはバイオリアクタのために使用される中空糸モジュールは、技術水準では管の形に形成されている。この中空糸モジュールは一般的に、１個の管と１種類の中空糸からなっているがしかし、互いに分離された管といろいろな種類の繊維を含んでいてもよい（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献８）。このモジュールは透析、血液透過または酸素付加で使用されるような構造および繊維種類と一致しているかまたはこの構造および繊維種類から導き出される。それによって、モジュールはろ過、分離または吸着のための使用またはバイオリアクタの分野のための使用に適合せず、透析または血液透過または酸素処理のためにのみ適している。
【０００５】
従来知られているシステムの管状の形状は、その高さがその他の寸法よりも大きく、繊維が等高線に対して平行に配置されている。
【０００６】
医学において一般的に使用される管状の形状から、多くの用途および製品のフレキシビリティに関して重大な欠点がある。例えばいろいろな種類の中空糸膜の組み合わせが、用途のために特別に製作されたケーシングの使用によってまたはホース系による外部連結によってのみ可能である。この外部連結は、大きな面積を有していて空間的に接近した区画室間の一般的な接続が行われないので、用途の柔軟性が欠けているという大きな欠点がある。
【０００７】
普通の管状のバイオリアクタのほかに、一部が交叉した中空糸で作動する他のケーシング形状も存在する。このシステムでは異なる種類の中空糸の組み合わせが可能である。しかし、このシステムは製作が困難で費用がかかり、用途の柔軟性がなく、従って実施不可能である（特許文献１５，特許文献１６）。使用される中空糸の配置と材料の双方が、既存のすべてのシステムで設定されている。
【０００８】
モジュール状に組み合わせられる繊維を含む要素からなるバイオリアクタが知られている（特許文献１７）。この要素はその中にそれぞれ、繊維の外側を取り囲む１つだけの区画室を備えている。従って、繊維の内部への流体の供給または排出は不可能である。要素間での液体の自由な流れは不可能である。というのは、この要素が半透膜によって分離されているからである。特許文献１７記載の装置はろ過のためには使用されない。
【０００９】
上下に積層された板と繊維層を含むろ過のための中空糸モジュールが知られている（特許文献１８，特許文献１９）。中央が開放している各々２枚の板の間には、中空糸層が１つずつ設けられている。板は、板を取り囲む中空室を含む閉じたケーシング内に挿入されている。個々の板に取付けられた中空糸の端部は外側が開放し、周囲の中空室内に達している。特許文献２０には類似のシステムが記載されている。このシステムは中空糸が板の間ではなくリング内に挟持固定されている点が異なっている。
【００１０】
個々の繊維層への個別的な供給または排出は、最後に述べたシステム（特許文献１７、特許文献２０および特許文献１９）における配置構造では不可能である。この装置の使用はろ過に制限される。付加的に必要なケーシングによって、用途および変更が大きく制限されるという欠点がある。
【００１１】
特許文献２１記載のイオン交換用拡散セルが知られている。この拡散セル内には、繊維マットとフレームの複数の層が交互に積層されている。中空糸を交叉配置することにより、中空糸が交叉個所で変形する。中空糸の開口は組み立てた後で繊維層を切断することによって形成される。この場合、システムに起因してきれいに切断されず、繊維がほつれたり、押しつぶされたりする。繊維の変形とほつれは中空糸を通る流れに悪影響を与える。更に、ほつれた端部から粒子が剥がれる。繊維層の切断によって、拡散セル内に不所望なデッドスペースが生じる。このデッドスペースは特にバクテリアの成長を促進する。特許文献２１記載の拡散セルの個別的な流入は不可能である。
【００１２】
公知のシステムの場合、個々の要素の特異な使用は不可能である。既存のシステムは製造時に異なる要素の組み合わせまたは使用者による要素のモジュール式組み合わせを想定していない。
【００１３】
使用者の個々の機能設定への適合は上記システムではきわめて制限され、個別な単品製作によって費用が高くつく。その際、システムの流れ形状および寸法は変更不可能である。
【特許文献１】欧州特許第０５１５０３４号明細書
【特許文献２】欧州特許第０５１４０２１号明細書
【特許文献３】欧州特許第０５３０６７０号明細書
【特許文献４】欧州特許第０２８５８１２号明細書
【特許文献５】独国特許第３６３６５８３号明細書
【特許文献６】独国特許第３８３９５６７号明細書
【特許文献７】独国特許第３８０５４１４号明細書
【特許文献８】独国特許第３４２３２５８号明細書
【特許文献９】独国特許第３０３９３３６号明細書
【特許文献１０】独国特許第２８２５０６５号明細書
【特許文献１１】独国特許第２８２８５４９号明細書
【特許文献１２】欧州特許第０２８２３５５号明細書
【特許文献１３】独国特許第３４３５８８３号明細書
【特許文献１４】欧州特許第０４１４５１５号明細書
【特許文献１５】独国特許第４２３０１９４号明細書
【特許文献１６】米国特許第５５１６６９１号明細書
【特許文献１７】独国特許第１９９３２４３９号明細書
【特許文献１８】独国特許第２６５０３４１明細書
【特許文献１９】欧州特許第３５０８５３号明細書
【特許文献２０】欧州特許第４５９１８号明細書
【特許文献２１】ＤＴ１６４２８１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、いろいろな繊維材料および中空糸材料が個別的にまたは組み合わせて使用可能であり、システムをモジュールとして構成することを可能にする、多方面で使用可能なカセットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は本発明に従い、
ケーシング（１）が備えられ、
このケーシングが完全に等しい２つの底面（Ｇ）と少なくとも１つの外周面（Ｍ）によって画成され、かつその内部に少なくとも１つの中空室を備え、
少なくとも１つの層の繊維または繊維束または中空糸（中空繊維）（２）が備えられ、この繊維または繊維束または中空糸がケーシング（１）の内部に、少なくとも１つの中心平面に対してほぼ平行に配置され、かつその端部がケーシングの内部で固定され、
中空室が繊維（２）の外側を取り囲む外側区画室（６）を形成し、
中心平面（Ｅ）が外側区画室（６）を形成する中空室内で底面（Ｇ）と交叉しておらず、
個々の繊維（２）がＵ字状にまたは互いにほぼ平行に配置され、かつケーシングの内部で終わっており、
ケーシング（１）がガスおよび／または液体の供給管および／または排出管（９，１０，１１，１２，１３，１４）に通じる少なくとも１つの開口を備えている、繊維カセットによって解決される。
【００１６】
繊維はケーシング内で底面の間に配置されている。その際、繊維は慣用の中空糸システムの場合のように底面に対して垂直ではなく、底面の間の１つまたは複数の中心平面に対して平行に配置される。中心平面は底面の間にぼ平行にまたは底面に対して少なくとも鋭角をなすように設けられている。中心平面はケーシング内では底面と交叉しないかあるいは少なくとも外側の区画室を形成する中空室内では交叉しない。中心平面に対する繊維のこの配置構造により、底面を経て外側区画室を接続する際に、流れ方向が繊維方向に対してほぼ垂直であるという利点がある。
【００１７】
繊維カセットのケーシングは好ましくは多角形底面または円形底面を有する物体、例えば直方体、立方体または円筒体の形をしている。ケーシングの高さ（ｈ）がケーシングのその他の寸法よりも小さいと有利である。その際、高さ（ｈ）とは、底面の平均的な間隔であると理解される。この平らな形状により、カセットの容積と比べて大きな底面が生じる。カセットが合同の大きな底面によって良好に積層可能であると有利である。カセットの平らな形状の他の利点は、カセットが透光性材料からなっている場合に顕微鏡の下での使用が可能であることにある。
【００１８】
ケーシングの底面（Ｇ）は好ましくは合同の円または多角形であり、規則的な多角形であると特に有利である。
【００１９】
底面のこの形状により、複数のカセットを上下に配置する際に、繊維の平行な配置と異なる角度をなしてずらした配置の両方が可能であるという利点がある。例えば正方形の底面は、２個のカセットを上下に配置する際、個々のカセットの繊維間の９０°，１８０°，２７０°または３６０°の角度を可能にする。これに応じて、円形の底面は任意の角度の配置を可能にする。
【００２０】
両底面（Ｇ）は好ましくは互いに平行であり、外周面は平らであり、かつこの底面に対して垂直である。この場合、ケーシングは真っ直ぐな角柱または円筒の形を有する。この場合、繊維は等高線（ｈ）に対してほぼ垂直であり、従ってケーシング（１）の底面に対して平行に配置されている。
【００２１】
本発明の可能な実施では、底面（Ｇ）が平行に配置されないで、角度をなして配置されているので、底面（Ｇ）を介しての複数のカセットの組み立ては、規則的な角柱または円筒または中空円筒の形をした物体によって可能である。従って、円筒形の場合、個々のカセットは円筒セグメントの形をしている。
【００２２】
使用目的に応じて、繊維（２）としていろいろな形および材料を使用し、カセットと組み合わせることができる。
【００２３】
好ましくはホース状の中空糸が使用される。以下において、中空糸を含むカセットを中空糸カセットと呼ぶ。中空糸、すなわち中空繊維はその端部がカセットの内部に固定されている。その際、中空糸の端部はそれぞれ一端がまたは両端が開放しているかまたはケーシングとの連結によってシールされている。
【００２４】
中空糸の開放端部は好ましくはケーシング内の少なくとも１つの付加的な中空室に接続されている。中空糸の内部とそれに接続された中空室は付加的な区画室を形成している。この区画室を以下において内側の区画室（５）と呼ぶ。
【００２５】
その際、ケーシング（１）は、舞台の内部の繊維（２）と個々の区画室（５，６）を取り囲むフレームを形成している。内側の区画室（５）と外側の区画室（６）は本発明では中空糸材料（２）、ケーシング（１）およびケーシング内での中空糸の固定部（３）によって分離され、この両区画室の間で中空糸の材料だけを経て物質交換が行われる。
【００２６】
カセットのケーシング内での繊維の固定は好ましくは注型コンパウンド（３）内への埋め込みによって行われる。注型材料としては、慣用のすべての１成分接着剤、２成分接着剤または３成分接着剤（例えばエポキシ樹脂、ポリウレタン）または熱可塑性樹脂（例えばＰＥ−加熱硬化接着剤）または反応性熱可塑性樹脂（例えば加熱加工可能なポリウレタン）または他の硬化する液状物質（例えば液状セラミックス）が使用される。
【００２７】
これは、必要な寸法に応じて繊維を敷物上に互いに平行にまたはＵ字状に配置し、開放端部を溶融することによって有利に達成される。交叉しない繊維を有するこのような中空糸マットは、注型金型に入れられ、金型が遠心分離機内に固定される。そして回転しながら、注型コンパウンドが閉じた繊維端部に挿入される。回転により、繊維端部だけが注型コンパウンドに埋め込まれる。中空糸の内部にアクセスできるようにするために、注型コンパウンドが硬化した後で、注型ブロックがその長手軸線に対して平行にかつ中空糸に対して垂直に切断されるので、きれいで滑らかな断面が生じる。繊維端部が閉じたままにするときには、切断を行わない。このようにして製作された繊維ユニットはケーシング内で接着される。
【００２８】
その代わりに、繊維をケーシングの材料に直接鋳込むことができる。本発明に従って繊維を平行にまたはＵ字状に配置することにより、繊維の表面全体が自由に使用可能であり、繊維の変形が回避されるという利点がある。繊維端部を正確に切断することにより、滑らかな繊維端部が生じ、好ましくないデッドスペースまたは洗浄不可能なデードスペースが回避される。特にデッドスペースの回避はバイオリアクタとしての使用にとって重要である。というのは、生物学的物質が流れの少ないかまたは流れのないデッドスペース内で堆積し、そこで分解するからである。この堆積と分解は一方では汚染物（バクテリア、菌）の不所望な住み着きを促進し、他方では分解製品またはバクテリア菌体内毒素が拡散によって排出され、細胞の成長に不利な影響を及ぼす。
【００２９】
本発明の他の重要な効果は、毛管端部の効果的で正確な切断である。注型コンパウンド内に埋め込まれた繊維端部の滑らかな切断によって、繊維端部がほつれたり、変形したりしない。滑らかな繊維端部によって、開口部の乱流が回避され、均一な流れが保証される。バイオリアクタとして繊維カセットを使用する場合、均一な流れは、毛管膜の外室で成長する細胞への栄養素の均一な供給のための前提条件である。均一な栄養素供給は更に、細胞の均一な成長と物質交換のための前提条件である。栄養素が不均一に供給されるバイオリアクタでは、細胞の物質交換および成長が栄養素条件に相応して異なるように生じるので不所望である。
【００３０】
カセットは実施形に応じてシステム内でモジュールとして使用可能であるかあるいは個別的に使用可能である。ケーシング（１）は好ましくは、接着、差し込みまたは溶接によって他のカセットのケーシングに連結され、複数のカセットの内側および／または外側の区画室がホース継手なしに互いに液密に接続可能であるように構成されている。
【００３１】
ケーシング（１）は外側の区画室に供給および／または排出するための少なくとも１つの開口を備えている。この開口は上側底面または下側底面（Ｇ）または外周面に設けた大きな面積の開口（１３）である。この開口は他の繊維カセットの外側区画室との直接接続を可能にする。カセットは合同の大きな底面によって大きな面積で互いに連結可能であると有利である。付加的な区画室の中空室は底面（Ｇ）または外周面（Ｍ）に設けた大きな面積の開口（１４）を介して接続可能である。
【００３２】
ケーシングはこれらの開口（１３，１４）を他のカセットの開口または少なくとも１個のカバー（４）の開口に固定または可逆的にまたは液密に接続するための手段を備えている。連結は接着または溶接によって行われる。接続は好ましくは適当なシールを備えたクリップ継手または差し込み継手によって可逆的に行われる。
【００３３】
ケーシングは、開口の代わりにまたは付加的な開口として、個々の区画室に通じる流体用供給管および排出管として作用する通路（７，８，９，１０，１１，１２）を備えている。通路の外側の接続部は、外部の継手、例えばホースや固体材料からなる継手が接続可能であるように形成されている。接続部は、使用者が必要および使用に応じて簡単に開放できるように、射出成形によって製作可能である。個々の開口が必要でない場合には、嵌合する栓またはキャップに閉鎖可能である。
【００３４】
ケーシング（１）とカバー（４）は剛性または可撓性のポリマーまたは複合材料、ガラセラミックスまたは金属からなっている。
【００３５】
その際、ポリマーとしては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンのような慣用のすべての合成樹脂材料と、シリコンと、生体高分子または複合材料を使用することができる。カバーまたはケーシングを透光性に形成すると、顕微鏡での観察または他の光学式測定が可能である。
【００３６】
カバー（４）として、例えばシリコンまたは自己回復作用のある他の透明なポリマーのような材料からなる膜を使用することができる。このようなカバーは適当な器具で突き刺されて再び閉じることができる。それによって、カセット内部の操作を顕微鏡を見ながら行うことができる。
【００３７】
カバー（４）は半透性の平らな膜または所定のメッシュサイズを有するろ布からなっている。
【００３８】
カバー（４）は内側区画室および／または外側区画室に流体を供給および／または排出するための開口を備えている。
【００３９】
カバー（４）はそれぞれカセットの１つの区画室に接続された１つまたは複数の中空室を取り囲むことができる。このようなカバーは槽（４′）の形または付加的なカセット（繊維なし）の形に形成可能である。カセットの区画室との接続は上側底面または下側底面（Ｇ）または外周面（Ｍ）の開口を介して行われる。
【００４０】
更に、例えば温度、ｐＨ値、Ｏ2 ／ＣＯ2 分圧、濃度、導電性、濁りのようなパラメータを測定するために、例えば光学式センサ、電気化学式センサ、イオン選択電極のようなセンサと冷却装置または加熱装置を、カセットのケーシングまたはカバーに一体形成することができる。繊維（２）はカセット内に配置する際、所定の側方間隔をおいて取付けられるかまたは統計的に定められた充填密度（面積当たりの繊維の数）で無秩序で挿入されている。繊維の配置はＵ字状にまたは平行に行われる。
【００４１】
平行な配置の場合、繊維の両端が異なるチャンバ内でケーシングのそれぞれ対向する側に設けられるように、繊維がケーシングに連結されている。
【００４２】
Ｕ字状の配置の場合、両端は同じカセット側にある。隔壁をこのカセット側に組み込むことによって、両端は異なる２つのチャンバに接続可能である。Ｕ字状の配置の場合、ケーシングとの固定連結は、繊維の両端が設けられている側でのみ必要である。
【００４３】
平行な配置とＵ字状の配置の両方で、中空糸は一端で開放している（デッド・エンド・モジュール）かまたは両端で開放している（流過モジュール）かあるいは両端で閉鎖されている。
【００４４】
一端または両端が開放した中空糸は孔の大きさに応じておよび使用される半透膜の特性に相応して、ガス交換または液体交換および／または物質交換を可能にする。その際、液体は外部のポンプまたは圧力システムに接続することによって、連続的な圧力によって膜と中空糸の内部を通って押し出されるかまたは注射器型ポンプまたはピストンポンプによる変化する圧力によって（プッシュプル方法）押し出される。
【００４５】
両端を閉じた繊維とフィラメント繊維は充填糸として、付着性細胞または微生物のための支持媒体として、吸着媒体としてあるいは流体の物質特有の処理のために使用可能である。
【００４６】
用途に応じて、繊維カセットは１つまたは異なる繊維材料または中空糸材料の１個乃至数百の繊維層を含んでいる。
【００４７】
繊維の直径は使用目的に応じて数μｍから数ミリメートルである。
【００４８】
中空糸の孔の大きさは使用に応じて数ｎｍからμｍの直径である。閉じた繊維の使用も可能である。例えば酸素処理のために、ナノメートル範囲の孔の大きさを有する、ガスを通過する中空糸が使用され、例えば熱を移動させるために、孔の閉じた中空糸が使用される。
【００４９】
繊維材料または中空糸材料は制約されない。繊維はほとんどが有機ポリマーからなっているがしかし、ガラス、セラミックス、SiO2 、炭素または金属またはこれらの混合物のような無機材料も使用可能である。材料は親水性特性から疎水性特性までの特性を有することができる。ポリマーは改質不可能でもよいし、改質可能でもよいし、これらのグループからなる混合物でもよい。
【００５０】
使用可能なバイオポリマーは例えばセルロース、絹糸および微生物で作られたポリマーおよびセルロースエステルまたはセルロースエーテルのようなこれらの物質の誘導体である。
【００５１】
使用可能な合成ポリマーは例えばポリアクリロニトリル、ポリウレタン、非芳香族または芳香族のポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、ポリアリレーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テフロン（登録商標）、ポリフェニレンオキシド、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾイミダゾーローネ、ポリベンゾオキシチンジオーネおよびこれらの改質物またはこれらからなる、グラフト共重合体を含む共重合体または混合物である。
【００５２】
これらのポリマーには、例えばポリエチレンオキシド、ポリヒドロキシエーテル、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、吸着材料または珪酸塩、ゼオライト、活性炭、酸化アルミニウムのような他の物質を混合することができる。
【００５３】
例えば活性炭またはイオン交換樹脂のような支持材料を繊維に付加的に充填することができる。
【００５４】
中空糸カセット内の異なる材料の一例は、ポリスルホン製の微小孔中空糸と活性炭繊維の組み合わせである。
【００５５】
流体の物質特有の処理のために、好ましくは機能グループまたは物質（以下、受容体と言う）、端部を開放または閉鎖した繊維または中空糸の繊維材料上および／または繊維材料内に固定されている。この受容体は特別な選択方法で、流体に含まれる物質と相互作用をする。このような相互作用は例えば陽イオン交換または陰イオン交換、疎水性または親水性相互作用、水素ブリッジ結合、親和性または酵素反応または触媒反応である。受容体としては例えば抗体またはタンパク質または酵素または特殊鋼のような触媒活性物質、配位化合物または非イオン性、イオン性または両性イオン性の有機物質または無機物質または吸着物質が作用する。流体の物質特有の処理とは、例えば化学反応の触媒、物質または細胞の選択吸着、このような結合の選択的または特有でない防止であると理解される。吸着のために、例えばイオン交換材料、免疫吸着体または疎水性受容体を使用することができる。しかし、物質特有の処理とは、粒子の大きさに基づく粒子の分離または保持と理解することができる。
【００５６】
本発明による中空糸カセットは、例えばろ過、透析、逆浸透を含む浸透、分離、液体の濃縮、細胞、物質、抗体またはタンパク質の取り入れ、物質の触媒転化、物質の吸着または脱離、逆ろ過プロセスの支持、媒体の通気または脱気、熱の物理的な移動、ｐＨ値、温度のような異なるパラメータの測定あるいは２つまたはそれ以上の用途の組み合わせのようないろいろな用途のために有利に使用可能である。
【００５７】
繊維カセットの他の用途は、例えば細胞、バクテリアおよび／またはウイルスの培養のためのバイオリアクタとしての使用である。その際、これらの細胞、バクテリアおよび／またはウイルスは繊維の内部で繊維材料の中または上あるいは繊維の周りの懸濁液内で成長する。
【００５８】
本発明の他の構成部分は、外側を互いに液密に連結または固定連結または取り外し可能に連結された少なくとも２個の繊維カセットからなるカセットシステムである。このシステムでは、個々のカセットの個々の区画室（５，６）が互いに接続されている。その際、接続は互いに接する面（１３，１４）内の開口を介してまたはフレーム内に予め形成した接続通路（１１，１２）を介して行われる。
【００５９】
個々のカセットの考えられるすべての用途は、使用者によって要求に応じて組み立てられたカセットシステム内で任意に組み合わせおよび統合可能である。
【００６０】
複数のカセットを１個のシステムに連結することは例えば溶接、接着、クリップシステムまたは他の補助手段によって行うことができる。
【００６１】
本発明の重要な効果は、ホース継手を用いないで複数のカセットの個々の区画室を直接接続することができることにある。
【００６２】
システムへの流体の供給および排出は、カバーまたはケーシング内の接続部によって行うことができる。その際、カバーは付加的な流体溜めとして作用することができる。カセットの個々の区画室が互いに連結されていると、個々のカセットへの薬剤供給が隣接するセルを接続することによって行うことができる。本発明によるカセットはいろいろな配置構造で互いに組み合わせ可能であり、並列にまたは直列に接続配置可能である。
【００６３】
本発明によるカセットシステムの組み立てひいては望ましい材料の組み合わせは、実施形に応じて使用者とメーカーの両方で行うことができる。任意の多数のカセットを組み立てると有利である。組み合わせ多様性を制限する、カセットを取り囲む付加的なケーシングは不要である。
【００６４】
２個のカセットの区画室（５，６）の間の直接的な接続は好ましくは、カセットの接する面積の大部分にわたって行われる。接触は好ましくは１つずつの底面（Ｇ）を介して行われる。なぜなら、この底面が合同であり、外周面と比べて大きいからである。底面を介して接続する方法の付加的な利点は、流れ方向が繊維方向に対して垂直に生じることにある。それによって、大きな面積の接続によって、接続された区画室間できわめて良好な物質交換またはガス交換が行われる。
【００６５】
その代わりに、他の面を介してまたは予め形成された接続通路をケーシング内に適切に配置することによって接続を行うことができる。
【００６６】
カセットシステムは異なる形のカセット（Ｆ）から構成可能である。カセットは好ましくは互いに平行な底面（Ｇ）を有し、例えば直方体または正方形のような真っ直ぐな角柱体または円筒体の形をしている。この場合、カセットシステムは上下に垂直に配置され底面（Ｇ）を介して互いに連結されたカセットからなっている。
【００６７】
カセットが例えば角柱形の場合のように真っ直ぐな外周面（Ｍ）を有すると、カセットシステムは外周面（Ｍ）を介して連結された側方のカセットを含むことができる。その際、カセットシステムはそれ自体が円筒体または角柱体を形成し、その底面は個々のカセット（Ｆ）の少なくとも１つの底面（Ｇ）からなっている。
【００６８】
本発明の特別な実施形では、カセットシステムが、互いに平行でない底面（Ｇ）を有するカセットからなっている。その際、カセットは底面（Ｇ）を介して面で互いに連結されている。カセットシステムは好ましくは、底面が個々のカセット（Ｆ）の外周面（Ｍ）からなる規則的な角柱、円筒または中空円筒を形成している。カセット（Ｆ）はカセットシステムの中央で直接的に当接しているかまたは中空円筒の場合カセットシステムの中央で管状のトンネル（例えば図９参照）を形成している。媒体供給は好ましくは、角柱または円筒の底面を形成するカセットの外周面内の開口を経て行われる。その代わりに、媒体供給を中央の管状トンネルに通じる開口を経て行うことができる。
【００６９】
カセットシステムが規則的な円筒体を形成していると、システムをローラ上に寝かせることにより、システムの転動運動が達成可能である。その際、円筒体は円筒体の外周面を介して転動する。この外周面は個々のカセットの外周面（Ｍ）からなっている。システムはローラ瓶に適した細胞培養容器（米国のＮＪのホイートン・サイエンス・プロダクツ  (Wheaton Science Products)から入手可能)に挿入可能である。
【００７０】
システムが中央に管状の開口を備えていると、システム全体の回転を可能にする軸を、この開口に挿入することができる。それによって、円筒体をローラ瓶のための細胞培養容器に挿入しないで、円筒体を回転させることができる。このようなバイオリアクタは細胞培養容器に関係なく加熱装置と液体供給および排出装置によって運転可能である。
【００７１】
転動または回転によるこのようなシステムの連続的な運動によって、細胞が底に沈むことが防止され、媒体による細胞の最適な洗浄が達成される。
【００７２】
多くの用途の場合、物質特有の多くの処理を後で適用することが望まれるかまたは必要である。しばしば、例えばタンパク質の浄化のために、複数のクロマトグラフィーステップとろ過ステップまたは透析ステップを順々に適用しなければならない。本発明によるシステムでは、これは異なる材料のカセットを並べて接続することによって非常に簡単になる。例えば第１のカセットでは分子の大きさに従って、第２のカセットではイオン交換材料によって、第３のカセットでは、イムノアフィニティーに従って分離される。
【００７３】
本発明によるシステムにおいて更に、個々のカセットへの流体の個別的な供給または排出が可能であるという利点がある。異なる材料（例えば異なる孔の大きさ、受容体グループ）の繊維を個々のカセットに挿入することにより、例えば流体に含まれる物質の分別が、繊維材料による交換作用（例えば大きさによる排除、吸着）に相応して可能である。
【００７４】
異なるカセットの個々の区画室はケーシング（１）またはカバー（４）によって互いに分離可能である。
【００７５】
このような繊維カセットシステム内で好ましくは、異なるカセットの少なくとも２つの接する区画室（５，６）がカバー（４）によって半透性を有するように接続されているかまたは互いに分離されている。
【００７６】
適当な材料からなるカバー（４）の選択によって、区画室は半透性を有するように接続可能である。すなわち、カバーは隔壁、半透膜またはフィルタとして作用可能である。
【００７７】
本発明によるカセットシステムの特別な実施形では、底板（Ｐ）を備えた複数のカセットが共通の１つのケーシングを形成している。このケーシングは媒体を個々のカセットに供給および／または排出するための通路を備えている。ケーシングに対する接続は例えば接着によってあるいは鋳物からの射出技術的な製作によって達成可能である。このケーシング内で、異なるカセットの区画室を共通の１つの区画室および／または支持体内の通迂路に直接接続可能である。このような板状のカセットシステムでは、個々のカセット内の細胞を平行に培養および検査することができる。それによって、このカセットシステムは連続検査での使用または類似の使用に適している。
【００７８】
本発明には、少なくとも１個の繊維カセットまたは少なくとも１個の繊維カセットシステムと支持体（Ｔ）とからなる構造体が含まれる。この支持体は各々の繊維カセットまたは繊維カセットシステムのために、カセットまたはカセットシステムを保持するための装置と、媒体を個々のカセットに供給および／または排出するための装置を含んでいる。複数の繊維カセットまたはカセットシステムを支持体内に配置することは、水平に並べておよび／または上下に重ねて行われる。個々のカセットと支持体との連結は底面または外周面を介して行われる。支持体は個々のシステムの形状的な固定機能と、媒体の供給または排出機能と、支持体に含まれる通路またはホースによってカセットに製造する機能を有する。
【００７９】
カセットは媒体や使用目的に応じて、供給通路／ホースによって個別的に、直列にまたは平行して媒体を供給可能である。この場合、カセット／カセットシステムは支持体に固定連結または可逆的に連結可能である。柔軟性のある連結は例えば差し込み継手および／またはクリップ継手によって達成される。
【００８０】
保持するための装置は好ましくは、カセットを可逆的に挿入可能なスロットまたは引き出しの形に形成可能である。その代わりに、板状の支持体の切欠きに差し込まれる特別なコネクタによって保持することができる。このコネクタは好ましくはその内部の通路を備えている。この通路は排出および供給部としてカセット内の個々の区画室に接続されている。コネクタを差し込むことによって、コネクタ内の通路は媒体を供給および排出するために支持体内の通路に可逆的におよび無菌で接続される。
【００８１】
支持体の特別な実施形は棚の形をしている。この棚には、複数のカセットが省スペース的に垂直に上下にまたは並べて取付け可能である。支持体の他の好ましい実施形は板である。この板には、複数のカセットが水平に並べて取付け可能である。
【００８２】
支持体におけるこのような配置構造によって、カセット／カセットシステムのシステムが生じる。このシステムは連続検査して加工するためまたは類似の用途のために適している。
【００８３】
板の形をした支持体上に複数のカセットを水平に配置すると、板との連結を解除せずに、操作または検査のために個々のカセット／カセットシステムに良好にアクセス可能である。
【００８４】
棚の形をした支持体内に配置すると、個々のカセットは検査または操作のために取り出すことが可能である。ロボットアームの使用によって自動化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
添付の図に基づいて本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００８６】
図１は中空糸カセット（繊維カセット、中空繊維カセット）の水平断面図である。この中空糸カセットは正方形の平行な２つの底面Ｇを有し、この底面には中空糸（中空繊維）（２）の両端が開口している。ケーシング（１）内には平行に設けられた中空糸（２）の平らな層が配置されている。中空糸（２）はその端部が注型コンパウンド（３）によってケーシング（１）内に嵌め込まれているので、中空糸（２）の開放した両端は区画室（５）に向いている。独国、ベルギースヒューベルのアスカロン・ゲーエムベーハー社(Ascalon GmbH)のポリスルホン限外ろ過中空糸（外径２８０μｍ）が６０ｍｍの幅の金属板の周りに平行に巻かれる。中空糸が５ｃｍの幅に単層に巻かれた後で、巻かれた中空糸は前側と後側においてそれぞれ狭い接着テープ（１ｍｍ）によって金属板の両エッジに固定される。この接着テープは中空糸に対して垂直に延びている。そして、中空糸は金属板の両エッジ上でカッターによって切断される。それによって、２つの中空糸マットが得られる。この中空糸マットには、両端が開口した中空糸（２）が２つの接着テープによって保持されている。中空糸（２）の開口した端部はビーム溶接機によって溶融される。中空糸マットは注型金型に入れられて固定される。注型金型は遠心分離機内で固定され、回転下（６００回転／分）で静的混合された二成分接着剤であるポリウレタンが注型コンパウンドとして塗布される。このポリウレタンはポリオールとポリイソシアネートからなっている。１時間後、端部５ｍｍのところで長方形に注型された中空糸マットは型から取り外される。ポリウレタン注型ブロック（３）は４５×５×３ｍｍの寸法を有する。約１２時間の硬化処理の後で、ポリウレタンブロック（３）はその縦軸線に対して平行にかつ中空糸（２）に対して垂直に切断される。それによって、中空糸の内部にアクセス可能であり、かつ図１４から明らかなようにきれいで滑らかな断面が生じる。注型コンパウンドの支持作用によって中空糸はほつれることがなく、デッドスペースなしにきれいで滑らかに開口する。製作されたこの中空糸ユニットはポリウレタンによってケーシング（１）内に接着される。
【００８７】
ケーシング（１）はその構造、注型コンパウンド（３）および中空糸（２）によって、内側の区画室（５）と外側の区画室（６）に分割されている。区画室間の物質交換は中空糸の孔によってのみ行われる。
【００８８】
ケーシング（１）はガスと液体を内側の区画室（５）に供給し内側の区画室から排出するための通路（７，８）と、ガスと液体を外側の区画室（６）に供給し外側の区画室から排出するための通路（９，１０）を備えている。
【００８９】
図２は図１の中空糸カセットの垂直断面図である。その際、外側の区画室（６）は上側と下側がそれぞれ１個のカバー（４）によって底面（Ｇ）上で閉鎖されている。カバーはそれぞれ底面全体を覆う平らな蓋として形成されている。カバーとケーシングの液密連結は、底面内の図示していない差し込み継手を介して行われる。外周面（Ｍ）に設けた、区画室（５）のための供給管（７）と排出管（８）が示してある。カセットの正面側と背面側の外周面に設けた、区画室（６）のための供給管（９）と排出管（１０）は図示していない。
【００９０】
図１，２の中空糸カセットは例えば透析のために使用可能である。この用途のために例えば約２〜５０ｋＤ（５０％カットオフ）の範囲内の排除量を有する半透性の中空糸が選択される。その際、透析すべき液体は供給管（７）および排出管（８）と中空糸（２）の内側区画室（５）を経て案内される。区画室（６）内において、透析除去を行う緩衝液が供給管（９）および排出管（１０）を経て中空糸（２）の外側を流れる。
【００９１】
図１，２に示した中空糸カセットは顕微鏡的な作業が可能なバイオリアクタとして使用することもできる。その際、上側と下側のカバー（４）は光学顕微鏡に適した材料からなっている。その際、細胞または微生物は外側の区画室（６）内で付着しているかまたは浮遊している。栄養物、酸素および二酸化炭素の供給は好ましくは、供給管（７）および排出管（８）に接続されたホース系によって行われる。供給管（９）と排出管（１０）は例えば細胞または微生物を供給し、収穫するための使用される。細胞の成長や形態と光学的に評価可能な他のパラメータを追求するために、中空糸カセットは顕微鏡の下方に位置決めされる。
【００９２】
図１，２に示した中空糸カセットは抽出用多相リアクタとしても使用可能である。その際、内側と外側の区画室には、異なる２つの媒体（Ａ，Ｂ）が供給される。抽出物質を含む水性の媒体Ａが開口（７），（８）から中空糸（２）の内部を通って流れる。媒体Ｂとしての例えば有機溶媒が中空糸の外側を流れる。香気物質が有機媒体Ｂ内に溶けやすく、中空糸を通って媒体Ｂに達する。媒体の分離によって効果的な抽出が可能である。このような抽出は例えば香気物質を清浄化するために使用可能である。
【００９３】
図３は、中空糸カセットの水平断面を示している。この中空糸カセット内で中空糸はその一端だけが開放している。装置は図１の装置に類似しているが、中空糸の一方の側だけが開放している点が異なる。これに応じて、内側の区画室（５）は接続部（７）を１つだけしか備えていない。この接続部を通って、中空糸（２）の内部に流体を供給および中空糸の内部から流体を排出することができる。
【００９４】
図３の中空糸カセットは例えば媒体をガスで処理するために使用可能である。そのために、ガスが接続部（７）を通って中空糸内に供給される。図３の中空糸カセットはろ過のためにも使用可能である。そのために、ろ過すべき液体が供給管（９）と排出管（１０）を通って外側の区画室に供給され、ろ過された液体が接続部（７）を通って排出されると有利である。
【００９５】
図３の中空糸カセットは例えば物質を選択的に結合または変換するために使用可能である。その際、物質特有の結合グループまたは触媒作用するグループが中空糸（２）の中または上にある。変換すべき物質を含む溶液は好ましくは供給管（９）および排出管（１０）から外側の区画室に供給排出され、変換された液体が接続部７を通って排出される。
【００９６】
図４は中空糸の両端が閉じている中空糸カセットの水平断面図である。この装置は図１の装置に類似しているが、中空糸が両端で閉鎖されている点が異なる。図４の中空糸カセットは例えば付着性細胞を培養するために使用可能である。その際、細胞は中空糸の外側で成長する。その際、栄養物と酸素と二酸化炭素の供給は開口（９，１０）を経て行われるかあるいは好ましくは図５のカセットに類似する他のカセットと組み合わせて行われる。
【００９７】
図５は中空糸カセットシステムの垂直投影図である。このシステムでは、それぞれ図３，４，１に示した中空糸カセットと類似する３個の異なる中空糸カセットが、図示していない差し込み継手によって底面（Ｇ）内で互いに連結されている。その際、中空糸を取り囲む個々のカセットの中空室は、底面内の開口（１４−破線で示した）を介して大きな面積で互いに接続され、共通の１つの外側の区画室（６）を形成している。差し込み継手によって底面に連結されたカバー（４）は、共通の外側の区画室（６）の上側と下側を液密に閉鎖している。図５に示したカセットシステムは共通の１つの外側の区画室（６）を有する。従って、共通の外側の区画室（６）のためには供給管（９）と排出管（１０）はそれぞれ１本でよい。この供給管と排出管はカセットの正面側と背面側に設けられ、図示していない。
【００９８】
図５のシステムは例えばバイオリアクタとして使用可能である。このバイオリアクタのでは、付着性細胞が中央のカセット（図４のカセットに類似する）内において両端を閉じた中空糸または支持繊維上で成長し、他の両中空糸カセットから栄養物（図１のカセットに類似する最も上側のカセットから）と、酸素および二酸化炭素（図３のカセットに類似する最も下側のカセットから）が供給される。その際、媒体が中空糸を通って細胞に供給されるだけでなく、例えば抗体のような、細胞から媒体に分泌された生成物が分離および浄化される。
【００９９】
細胞培養によるタンパク質の製造と、これと同時に行われる物質特有の分離ステップを、図６に基づいて例示的に説明する。図６に示したシステムは、上下に積層されかつ互いに大きな面積で連結された４個の中空糸カセットから構成され、上側と下側を２個のカバー（４，４′）によって閉鎖されている。個々のカセットは底面内で図示していない差し込み継手を介して互いにおよびカバーに液密に連結されている。上側のカバー（４）は最も上側のカセットの外側区画室（６）への媒体供給のための接続部（９）を備えている。第１と第２のカセットの内側の区画室は底面内の開口（１３−点線で示した）を介して大きな面積で互いに接続されている。同様に、第３と第４のカセットの内側区画室は互いに接続されている。第２と第３のカセットの外側区画室は同様に底面内の適当な開口（１４−点線で示した）を介して接続されている。
【０１００】
下側のカバー（４′）は、捕集容器として作用しかつ最も下側のカセットの外側区画室に接続された中空室と、この中空室に至る接続部（１０）を備えている。
【０１０１】
最も上側のカセットの外側区画室（６）内で細胞が成長し、所望なタンパク質が媒体内に分泌される。媒体は上側のカバー（４）の接続部（９）から最も上側のカセットの外側区画室に供給され、全システムを通って下方に流れ、下側のカバー（４′）の接続部（１０）から排出される。連続的な媒体循環を保証するために、接続部（９），（１０）をポンプによって接続することができる。
【０１０２】
プレフィルタとして作用する、比較的に大きな孔を有する中空糸によって、タンパク質を含む媒体が第１のろ過ステップで懸濁物質、細胞および細胞残骸から分離され、内側の両区画室の接続部分を通って第２のカセット内に案内される。そこで、比較的に小さな孔を有する中空糸によってタンパク質溶液から大きな分子のタンパク質が分離され、中空糸材料を通って第２のカセットの外側の区画室内に達する。この区画室は第３のカセットの外側の区画室に接続されている。第２のカセットの内側の区画室は場合によっては接続部（７），（８）を経て洗浄可能である。
【０１０３】
受容体グループを含む第３のカセット内の中空糸を用いて親和クロマトグラフィーによって他の不所望な物質からタンパク質が分離される。その際、所望されるタンパク質を含む溶液は中空糸材料を通って第３のカセットの内側の区画室内に達する。この区画室は最も下側のカセットの内側の区画室に接続されている。不所望な物質は第３のカセットの外側の区画室内に残り、場合によっては断面図では見えない付加的な接続部を通って外側の区画室に排出可能である。
【０１０４】
ナノメートル範囲の下側のカセットの中空糸の孔の大きさによって、タンパク質は内側の区画室内で濃縮され、接続部（７），（８）を通って排出可能である。媒体の液体と小さな分子は中空糸を通って最も下側のカセットの外側区画室内に流れ、そしてこの区画室に接続されたカバー（４）内の捕集容器内に流れる。
【０１０５】
細胞を新しい細胞と取り替える際または上側のカセットの中空糸が閉塞した際、当該のカセットが個別的に交換可能であると有利である。内側の区画室が濃縮されたタンパク質溶液を含む下側のカセットを更に使用することができる。それによて、表面の吸着によるタンパク質の損失が最小限に抑えられる。
【０１０６】
システムを拡大できるようにするために、例えば上側のカセットの代わりに、同じ種類の複数のカセットを上下に設置し、内側の区画室を接続することができる。
【０１０７】
最も上側のカセットには、加熱用抵抗線または閉鎖孔型中空糸を一体化することができる。この中空糸は所望の温度に調節された水を案内する。このような加熱装置によって、特別な恒温装置の外で培養が可能である。同時に、下側の両カセット内の適当な冷却装置によって濃縮タンパク質溶液を冷却することができる。
【０１０８】
図７は中空糸カセットシステムの水平方向投影図である。このシステムでは、それぞれ図１または図２の中空糸カセットと同様に構成された２個の中空糸カセットが互いに連結されている。その際、カセットはその外周面（Ｍ）内に設けられた図示していない差し込み継手と、内側区画室（５）と外側区画室（６）の間の接続通路（１１，１２）とを介して接続されている。
【０１０９】
図７に示したシステムのために、図１，２の中空糸カセットの用途と同じ用途が当てはまる。この場合、システムの容積は２個のカセットの直列接続によって拡大される。
【０１１０】
図８Ａ，８Ｂは中空糸カセットの垂直断面図である。この中空糸カセットは図１，２と類似するように構成されているが、長方形の底面が互いに角度をなして配置されている点が異なっている。両図において、中空糸（２）は底面（Ｇ）に対してまたはこの底面の間にある中心平面（Ｅ）に対してほぼ平行に配置されている。その際、図８Ａの中空糸の方向は図８Ｂの中空糸の方向に対して垂直である。両カセットは個々の区画室に液体を供給排出するための接続部を備えている。この接続部は図８Ａ，８Ｂに示していない。
【０１１１】
図８Ａでは、小さな円によって示した１つの中空糸層（２）が配置されている。円の内部は中空糸内径を示している。中空糸は右側の外周面（Ｍ）と左側の外周面に対して平行に配置されている。
【０１１２】
図８Ｂには３つの中空糸層（２）が記入されている。この中空糸層は右側の外周面（Ｍ）と左側の外周面に対して垂直にまたはほぼ垂直に配置されている。中空糸はそれぞれ底面（Ｇ）の間の中心平面（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）内に設けられている。
【０１１３】
図９は転動条件下で細胞を繁殖させるためのカセットシステムの三次元的な図である。このシステムは１２個のカセット（Ｆ）から構成されている。このカセットは図８Ａに示すように形成されているが、一方の外周面（Ｍ）が凹形に、他方の外周面（Ｍ）が凸形に湾曲している点が異なっている。その際、カセットシステムが円形の底面を有する円筒体を形成するように、個々の中空糸カセットが組み立てられている。そのために、個々のカセットは１つずつの底面（Ｇ）を介して差し込みシステムによって大きな面で連結されている。
【０１１４】
個々のカセットの凸形の外周面は外側の方に向き、円筒体の外周面を形成している。個々のカセットの凹形の外周面は内側の方に向き、円筒体の中央に中空室を形成している。図９に示していない他の構成要素をこの中空室に差し込むことができる。
【０１１５】
構成要素はカセット（５，６）の個々の区画室に至る供給管および排出管に接続可能である供給管と排出管を備えている。この供給管と排出管は図９に示していない。構成要素は同時に回転軸として作用可能であり、一端を電動機に接続することによって円筒体が回転するように構成可能である。
【０１１６】
このようなバイオリアクタは図６に関連して説明した加熱装置および流体供給排出装置によって、細胞培養容器に関係なく運転可能である。
【０１１７】
図１０は、細胞集団検査のためのバイオリアクタとして使用するための、２４個（４×６個）の中空糸カセット（Ｆ）と１個の基板（Ｐ）からなる中空糸カセットシステムの平面図である。カセットと基板の固定連結は、基板（Ｐ）と個々のカセット（Ｆ）を射出技術的に一体に成形することによって行われる。その際、個々のカセットと基板は共通の１個のケーシング（１）を形成する。このケーシングはその内部に、図１０に示していない通路を備え、側部に流体供給排出用のコネクタ（Ｋ）を備えている。
【０１１８】
その際、個々のカセットは図１に示したカセットと類似するように構成されているが、基板の内部の通路が中空糸の内部に直接接続され、中空糸の内径と共にすべてのカセットに共通する内側の区画室を形成し、外側の区画室が固有の供給管を備えていない点が異なっている。
【０１１９】
個々の区画室と注型コンパウンドは見やすくするために図１０には示されていない。中空糸は線によって示してある。各々のカセット（Ｆ）は他のカセットから分離された固有の外側区画室を有する。この外側区画室は中空糸（２）を取り囲んでいる。外側区画室は基板（Ｐ）によって下側が閉鎖され、外側が大きな面積で開放している。外側区画室の上側の開口は、各区画室を覆う個々のカバーによってあるいはケーシングの上面全体を覆う１個の蓋によって閉鎖可能である。
【０１２０】
このようなカセットシステムでは、外側区画室の上側の開口から細胞が入れられ、細胞の種類に応じて中空糸（２）の中、中空糸の上または中空糸の周りの懸濁液内で成長する。（例えば免疫分析のためにしばしば使用される）マルチ波板に類似するカセットシステムのこの形状は、個々のカセット（Ｆ）内で平行に成長する細胞の検査を可能にする。簡単に示すために、２４個のカセットを備えたカセットシステムが示してあるが、例えば９６個（８×１２個）のカセットを備えていてもよい。完全な板は自動化可能であり、例えば板読み取り器に挿入するかまたは顕微鏡で検査可能である。
【０１２１】
このような中空糸カセットシステムは例えば化学療法のための医学において患者特有のスクリーニングのために使用可能である。その際、個々の中空糸カセット内でいろいろな化学療法に対する、患者の細胞、すなわち腫瘍細胞の反応を試験することができる。このような検査の結果は、効果的な治療と患者に個別的に適した療法の提供を可能にする。
【０１２２】
図１１Ａ，１１Ｂには、特別なコネクタ（Ｋ）を介して支持体（Ｔ）に連結可能なカセットが示してある。図１１Ｃには、１個の支持体（Ｔ）と６個のカセット（Ｆ）からなる装置が示してある。
【０１２３】
図１１Ａ，１１Ｂに示したカセットは図１，２のカセットに類似するように形成されているが、供給排出管（７，８，９，１０）がすべて１つの外周面（Ｍ）に設けられ、コネクタ（Ｋ）の形に形成されている点が異なる。このコネクタは支持体（Ｔ）との接続を可能にする。図１１Ａに示したカセットは内側区画室（５）に通じる供給管および排出管（７，８）を備えている。図１１Ｂに示したカセットは更に、外側区画室（６）に通じる供給管および排出管（９，１０）を備えている。カセットを通過する媒体の流れ方向はそれぞれ矢印によって示してある。
【０１２４】
図１１Ｃには、棚のように作用する板状の支持体（Ｔ）からなる装置が示してある。この支持体は９つの差し込み個所を有する。６つの差し込み個所には、図１１Ａに示した中空糸カセットと類似するように構成された中空糸カセット（Ｆ）が差し込まれている。最も上側の差し込み個所と最も下側の２つの差し込み個所は空いている。支持体（Ｔ）は内部に、点線で示した、媒体を供給排出するための通路と、円で示した、カセットのコネクタ（Ｋ）に接続するための切欠き（Ａ）を備えている。支持体内の通路を通る媒体の流れ方向は矢印で示してある。
【０１２５】
コネクタ（Ｋ）と切欠き（Ａ）の接続は、支持体内の通路とカセット（Ｆ）内の区画室（５，６）を可逆的に無菌接続するために役立つ。同時に、この接続は支持体（Ｔ）内の個々のカセット（Ｆ）を固定するために役立つ。
【０１２６】
この装置の用途はバイオリアクタとして機能する個々の繊維カセット内での細胞の繁殖である。この装置は多数のバイオリアクタの省スペース的な配置と、例えばロボットアームによる個々のカセットの取り出しを可能にする。
【０１２７】
同様に、コネクタを介してあるいは棚状支持体の引き出し内に、中空糸カセットシステム全体を固定することができる。これは例えば図１０に示してある。
【０１２８】
図１２は中空糸カセットの斜視図である。この中空糸カセットは図１，２のように構成されているが、内側と外側の区画室に至る供給管および排出管（９，１０）が、４つの外周面ではなく、２つの外周面にのみ分配され、底面はその角部が面取りされている点が異なっている。
【０１２９】
図１３は図１２のカセットに一致する３個のカセット（Ｆ）と、上側の平らなカバー（４）と、下側の槽状のカバー（４′）とから構成された中空糸カセットシステムの斜視図である。カセットはこの図では、垂直方向においてずらした繊維方向が生じるように互いにセットされている。
【０１３０】
図１４は注型コンパウンド（３）内に埋め込まれた開放した中空糸端部（２）の光顕微鏡写真である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】中空糸の端部が開放した中空糸カセットの水平断面図である。
【図２】図１の中空糸カセットの垂直断面図である。
【図３】中空糸の一端が開放し、他端が閉じている中空糸カセットの水平断面図である。
【図４】中空糸の端部が閉じている中空糸カセットの水平断面図である。
【図５】上下に配置された異なる３個の中空糸カセットを備えた中空糸カセットシステムの断面図である。
【図６】中空糸を有する異なる４個のカセットを備えた中空糸カセットシステムの断面図である。
【図７】並べて配置された２個の中空糸カセットを備えた中空糸カセットシステムの断面図である。
【図８】互いに角度をなして配置された底面を有する２つの中空糸カセットの垂直断面図である。
【図９】回転下で細胞を繁殖するためのカセットシステムの断面図である。
【図１０】２４個の中空糸カセットと１個の基板からなる中空糸カセットシステムの平面図である。
【図１１】棚状の支持体とその中に挿入された６個の中空糸カセットとからなる装置の斜視図並びに支持体との連結のためのコネクタを備えた２個の中空糸カセットの水平断面図である。
【図１２】図１，２と類似する中空糸カセットの斜視図である。
【図１３】図１２に示すようなカセットを３個備えた中空糸カセットシステムの斜視図である。
【図１４】開放した繊維端部を有する注型コンパウンドの断面の写真である。
【符号の説明】
【０１３２】
１                    ケーシング
２                    中空糸
３                    注型コンパウンド
４                    カバー
５                    中空糸の内部を接続した内側区画室
６                    中空糸の外側を接続した外側区画室
７，８                内側区画室５に通じる供給排出管
９，１０              外側区画室６に通じる供給排出管
１１                  ２個のカセットの内側区画室の間の接続通路
１２                  ２個のカセットの外側区画室の間の接続通路
１３                  外側区画室に通じる底面内の大きな面積の開口
１４                  内側区画室に通じる底面内の大きな面積の開口
Ａ                    コネクタと接続するための、支持体内の切欠き
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３      中心平面
Ｆ                    システムまたは装置内の個々の繊維カセット
Ｇ                    底面
ｈ                    高さライン
Ｋ                    コネクタ
Ｍ                    外周面
Ｐ                    基板
Ｔ                    支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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