(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリであって、
前記細胞培養装置の回転可能なシャフト上の固定具に整合した形状のアクセス開口を有する配管オーガナイザと、
前記配管オーガナイザに少なくとも部分的に取り付けられた流体輸送システムとを備え、前記流体輸送システムが、
気体輸送モジュールと、
前記気体輸送モジュールに流体連通された配管と、
前記配管及び前記気体輸送モジュールに流体連通された回転可能な生物反応器と
シャフト固定具を有する生物反応器結合器と、
前記細胞培養装置の様々なポンプと係合するためのポンプ配管管路と
を備え、
前記生物反応器結合器が、前記回転可能な生物反応器と結合され、前記シャフト固定具が、前記回転可能な生物反応器を回転させるために前記細胞培養装置の回転可能なシャフトに係合する少なくとも１つのシャフト締付け機構を有し、
前記ポンプ配管管路が、前記配管オーガナイザを越えて延び、前記配管オーガナイザの周囲へ折り返しており、
前記配管オーガナイザ及び前記流体輸送システムが、前記細胞培養装置に着脱自在に取り付けられるように適合されている、事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項２】
前記配管オーガナイザが、前記配管オーガナイザの壁及び外周の高さ及び幅の全体にわたって隔置された複数の開口及び複数の配管ホルダを含む、請求項１に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項３】
細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリにおいて、前記細胞培養装置が少なくとも１つの弁クランプ及び回転可能シャフトを備え、前記事前搭載式流体輸送アセンブリが、流体輸送システムおよび支持部材を有し、
前記流体輸送システムが、
気体輸送モジュールと、
前記気体輸送モジュールに流体連通された配管と、
前記配管及び前記気体輸送モジュールに流体連通された回転可能な生物反応器と、
シャフト固定具を有する生物反応器結合器と、
前記細胞培養装置の様々なポンプと係合するためのポンプ配管管路と
を備え、
前記生物反応器結合器が、前記回転可能な生物反応器と結合され、前記シャフト固定具が、前記細胞培養装置の回転可能なシャフトに係合する少なくとも１つのシャフト締付け機構を有し、
前記ポンプ配管管路が、前記配管オーガナイザを越えて延び、前記配管オーガナイザの周囲へ折り返しており、
前記支持部材が、複数の保持要素を備え、前記複数の保持要素が、気体輸送モジュール搭載ポストと、前記配管の少なくとも一部分を保持する複数の配管ガイドとを有し、前記支持部材が、前記細胞培養装置の前記回転可能シャフト上の固定具に整合した形状のシャフト・アクセス開口をさらに有し、
前記支持部材及び前記流体輸送システムが、前記細胞培養装置に着脱自在に取り付けられるように適合されている、事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項４】
前記支持部材が、前記少なくとも１つの弁クランプと前記配管の一部分との接触を可能にするように適合された弁アクセス開口を含む、請求項３に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項５】
細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリにおいて、前記細胞培養装置が、少なくとも１つの弁クランプと、少なくとも１つのポンプと、成形された固定具に連結された回転可能シャフトとを備え、前記事前搭載式流体輸送アセンブリが、流体輸送システムと、前記流体輸送システムの少なくとも一部分を支持する手段とを有し、
前記流体輸送システムが、
気体輸送モジュールと、
前記気体輸送モジュールに流体連通された配管と、
前記配管及び前記気体輸送モジュールに流体連通された生物反応器と
シャフト固定具を有する生物反応器結合器と
を備え、  前記生物反応器結合器が、前記生物反応器と結合され、前記シャフト固定具が、前記細胞培養装置の回転可能なシャフトに係合する少なくとも１つのシャフト締付け機構を有し、
前記流体輸送システムの少なくとも一部分を支持する手段が、
前記細胞培養装置の回転可能なシャフト上の固定具に整合した形状のアクセス開口と、
前記支持する手段を前記細胞培養装置に着脱自在に取り付ける手段と、
前記気体輸送モジュールを保持する手段と、
前記気体輸送モジュールと流体連通された前記配管を保持する手段と、
前記細胞培養装置の様々なポンプと係合するためのポンプ配管管路と
を有し、前記ポンプ配管管路が、前記配管オーガナイザを越えて延び、前記配管オーガナイザの周囲へ折り返している、事前搭載式アセンブリ。
【請求項６】
前記流体輸送システムの少なくとも一部分を支持する手段が、配管オーガナイザを含む、請求項５に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項７】
前記気体輸送モジュールに流体連通された前記配管を保持する手段が、複数の配管ガイドを含む、請求項５に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項８】
前記成形されたアクセス開口が長方形の形状を有する、請求項５に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項９】
前記流体輸送システムの少なくとも一部分を支持する手段が、前記支持する手段の壁及び外周の高さ及び幅全体にわたって隔置された複数の開口を含む、請求項５に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項１０】
前記細胞培養装置の裏面部分と扉との間に前記配管の一部分を案内する手段をさらに備える、請求項５に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項１１】
前記案内する手段が複数の配管ガイド・スロットを含む、請求項１０に記載された事前搭載式流体輸送アセンブリ。
【請求項１２】
細胞培養装置を使用して細胞を増殖させる方法において、
第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを提供するステップであって、前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリが流体輸送システムを備え、前記流体輸送システムの部分が支持裏当て上に搭載され、前記流体輸送システムが、
流体輸送管路、
気体輸送モジュール、
生物反応器、
前記細胞培養装置の回転可能なシャフト上の固定具に整合した形状のアクセス開口、
シャフト固定具を有する生物反応器結合器であって、該生物反応器結合器が、前記生物反応器と結合され、前記シャフト固定具が、前記細胞培養装置の回転可能なシャフトに係合する少なくとも１つのシャフト締付け機構を有する、前記生物反応器結合器、及び
前記細胞培養装置の様々なポンプと係合するためのポンプ配管管路であって、前記配管オーガナイザを越えて延び、前記配管オーガナイザの周囲へ折り返しているポンプ配管管路を備える、事前搭載式流体輸送アセンブリを提供するステップと、
前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの前記支持裏当てを前記細胞培養装置に着脱自在に取り付けるステップとを含む、細胞を増殖させる方法。
【請求項１３】
前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの前記支持裏当てを前記細胞培養装置に着脱自在に取り付ける前に、前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを無菌パッケージから取り出すステップをさらに含む、請求項１２に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１４】
前記流体輸送システムの少なくとも一部分を通って前記流体輸送システムの回転可能な生物反応器内へ流体を流れさせるステップをさらに含む、請求項１２に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１５】
前記支持裏当てを前記細胞培養装置に着脱自在に取り付けた後、前記回転可能な生物反応器を回転させるステップをさらに含む、請求項１２に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１６】
前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの前記支持裏当てを前記細胞培養装置から取り外し、次いで前記細胞培養装置に第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを取り付けるステップをさらに含む、請求項１２に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１７】
前記細胞培養装置が、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの前記支持裏当てを前記細胞培養装置から取り外すステップと、前記細胞培養装置に第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを取り付けるステップとの間に殺菌が行われない、請求項１６に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１８】
前記第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの前記流体輸送システムの呼び水に必要な流体体積が、前記第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの呼び水に必要な流体体積に実質的に等しい、請求項１７に記載された細胞を増殖させる方法。
【請求項１９】
前記細胞培養装置を殺菌しないで複数の細胞を増殖させて前記細胞培養装置から摘出するステップをさらに含む、請求項１２に記載された細胞を増殖させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、細胞を成長させるために使用される細胞増殖システム（ＣＥＳ）の一部を形成する細胞培養装置に容易に取り付けることができる搭載型要素（部品）アセンブリ（組立体）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＥＳは、細胞を増殖及び分化させるために使用される。細胞増殖システムは、当技術分野では周知である。たとえば、米国特許第５，１６２，２２５号及び第６，００１，５８５号は概ね細胞増殖のために設計された細胞増殖システムについて記載している。
【０００３】
様々な治療及び療法における幹細胞の使用の可能性は、特に注目されてきた。細胞増殖システムを使用すると、幹細胞、並びに骨髄細胞などの他のタイプの細胞を成長させることができる。ドナー細胞から増殖させた幹細胞は、損傷又は欠陥のある組織を修復又は交換するために使用でき、広い範囲の疾患に対して幅広い臨床的な応用例を有する。再生医療分野の最近の進歩により、幹細胞が、繁殖及び自己再生能力、特殊化していない状態の維持、並びに特定の条件下で特殊化された細胞に分化する能力などの特性を有することが実証されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，１６２，２２５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，００１，５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
細胞増殖の実行に関連する制約要因には、細胞増殖システムに関連する装置の無菌性と、検査技師が第１の細胞増殖の実行に関する機器を適時に分解し、その後、後の細胞増殖の実行に関する機器を設置する能力とが含まれる。したがって、休止時間が比較的制限された状態で、検査技師が第１の細胞増殖後に第２の細胞増殖を行うのに必要な機器を準備できるアセンブリ及びこのアセンブリに関連する方法が必要とされている。本開示は、上記その他の必要に対処している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は様々な異なる変形物又は実施例を含み、この概要は限定的又は包括的なものではないことを理解されたい。この概要は、実施例のいくつかに関するいくつかの概略的な説明を提供するが、他の実施例に関するいくつかのより具体的な説明を含むこともある。
【０００７】
流体輸送要素の交換可能性は、細胞培養装置とともに使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリを提供することによって実現される。したがって、少なくとも１つの実施例では、細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリであって、細胞培養装置が回転可能シャフトを備え、事前搭載式流体輸送アセンブリが、
配管オーガナイザと、
配管オーガナイザに少なくとも部分的に取り付けられた流体輸送システムとを備え、流体輸送システムが、
気体輸送モジュールと、
気体輸送モジュールと流体連通された配管と、
配管及び気体輸送モジュールと流体連通された生物反応器（バイオリアクタ）とを備え、
配管オーガナイザ及び流体輸送システムが、細胞培養装置に着脱自在に取り付けられるように適合された、事前搭載式流体輸送アセンブリが提供される。
【０００８】
少なくとも１つの実施例では、配管オーガナイザは、配管オーガナイザの壁及び外周の高さ及び幅全体にわたって隔置された複数の開口及び複数の配管ホルダを含む。少なくとも１つの実施例では、複数の開口のうちの少なくとも１つの開口は、細胞培養装置及び回転可能シャフトに係合するように適合された長方形に成形されたシャフト・アクセス開口を有する。
【０００９】
細胞培養装置は、細胞増殖プロセスに関連する流体の流れを制御するための複数の弁を含むことができる。したがって、少なくとも１つの実施例では、細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリであって、細胞培養装置が少なくとも１つの弁クランプ及び回転可能シャフトを備え、事前搭載式流体輸送アセンブリが、流体輸送システムおよび支持部材を備え、
流体輸送システムが、
気体輸送モジュールと、
気体輸送モジュールと流体連通された配管と、
配管及び気体輸送モジュールと流体連通された生物反応器とを含み、
支持部材が複数の保持要素を有し、複数の保持要素が、気体輸送モジュール搭載ポストと、配管の少なくとも一部分を保持する複数の配管ガイドとを含み、支持部材が、生物反応器と細胞培養装置の回転可能シャフトとの係合を可能にするシャフト・アクセス開口をさらに有し、
支持部材及び流体輸送システムが、細胞培養装置に着脱自在に取り付けられるように適合されている、事前搭載式流体輸送アセンブリが提供される。
【００１０】
少なくとも１つの実施例では、支持部材は、少なくとも１つの弁クランプと配管の一部分との接触を可能にするように適合された弁アクセス開口を含む。
【００１１】
少なくとも１つの実施例では、細胞培養装置の裏面部分と扉との間で配管を案内するための複数の配管ガイド・スロットが提供される。複数の配管ガイド・スロットは、細胞培養装置の裏面部分に対して閉鎖可能扉を閉じたときに配管をはさむことを制限又は防止する助けとなる。
【００１２】
本発明の実施例は、事前搭載式流体輸送アセンブリの使用に関連する１つ又は複数の方法をさらに含む。したがって、細胞培養装置を使用して細胞を増殖させる方法であって、
第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを提供するステップであり、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリが流体輸送システムを備え、流体輸送システムの部分が支持裏当て上に搭載され、流体輸送システムが流体輸送管路、気体輸送モジュール、及び生物反応器を備える、事前搭載式流体輸送アセンブリを提供するステップと、
第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの支持裏当てを細胞培養装置に着脱自在に取り付けるステップとを含む方法が提供される。
【００１３】
少なくとも１つの実施例では、この方法は、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの支持裏当てを細胞培養装置に着脱自在に取り付ける前に、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを無菌パッケージから取り出すステップをさらに含むことができる。少なくとも１つの実施例では、この方法は、流体輸送システムの少なくとも一部分を通って流体輸送システムの回転可能な生物反応器内へ流体を流れさせるステップをさらに含むことができる。少なくとも１つの実施例では、この方法は、支持裏当てを細胞培養装置に着脱自在に取り付けた後、回転可能な生物反応器を回転させるステップをさらに含むことができる。少なくとも１つの実施例では、この方法は、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの支持裏当てを細胞培養装置から取り外し、次いで細胞培養装置に第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを取り付けるステップをさらに含むことができる。少なくとも１つの実施例では、細胞培養装置は、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの支持裏当てを細胞培養装置から取り外すステップと、細胞培養装置に第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリを取り付けるステップとの間に殺菌が行われない。少なくとも１つの実施例では、第１の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送の流体輸送システムの呼び水に必要な流体体積は、第２の着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリの呼び水に必要な流体体積に実質的に等しい。少なくとも１つの実施例では、この方法は、細胞培養装置を殺菌しないで複数の細胞を増殖させて細胞培養装置から摘出するステップをさらに含む。
【００１４】
本明細書では、様々な構成要素について「動作可能に連結される」という表現が用いられる。本明細書では、「動作可能に連結される」とは、構成要素が動作可能な形で結合されていることを指し、構成要素が直接結合されている実施例、並びに２つの結合されている構成要素間に追加の構成要素が配置される実施例を包含する。「動作可能に連結される」構成要素は、「流体連通される」可能性がある。「流体連通される」とは、構成要素がその間で流体を輸送できるようにして結合されることを指す。「流体連通される」とは、２つの流体連通された構成要素間並びに直接接続された構成要素間に追加の構成要素が配置される実施例を包含する。
【００１５】
通常、緩衝剤、蛋白質を含有する流体、及び細胞を含有する流体を含む任意の種類の流体は、様々な循環経路、入口経路、及び出口経路内を流れることができる。本明細書では、「流体」、「媒体」、及び「流動媒体」を交換可能に使用する。
【００１６】
本明細書では、「着脱自在に取り付けられる」という用語は、一時的に取り付けられることを意味し、「着脱自在に取付け可能な」という用語は、一時的に取り付けられるように適合されることを意味する。
【００１７】
本明細書では、「少なくとも１つの」、「１つ又は複数の」、並びに「及び／又は」は、接続的且つ離接的な開放式の表現である。たとえば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つ又は複数」、「Ａ、Ｂ、又はＣの１つ又は複数」、並びに「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という表現はそれぞれ、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢをともに、ＡとＣをともに、ＢとＣをともに、又はＡ、Ｂ、及びＣをともにということを意味する。
【００１８】
本発明の様々な実施例が、本明細書に提供され添付の図及び詳細な説明に記載され、特許請求の範囲に具体化される。しかし、この概要は、１つ又は複数の本発明の態様及び実施例のすべてを含むというわけではなく、いかなる形であっても限定又は制限するものではないこと、そして本明細書に開示される本発明は、本発明に対する明白な改善形態及び修正形態を包含することが、当業者には理解されることを理解されたい。
【００１９】
本発明の追加の利点は、以下の議論から、特に添付の図面と併せて考えると、容易に明らかになるであろう。
【００２０】
本発明の上記その他の利点及び特徴をさらに明らかにするために、添付の図面に示す本発明の特有の実施例を参照して、本発明のより具体的な説明を提供する。これらの図面は、本発明の典型的な実施例のみを表し、したがって本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことを理解されたい。本発明について、添付の図面を使用することによって、追加の特定性及び詳細を用いて記載及び説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】事前搭載式流体輸送アセンブリの一実施例を含む細胞増殖システムの斜視図である。
【図２】細胞増殖システムの一実施例の概略図である。
【図３】配管オーガナイザの一実施例の斜視図である。
【図４】図３に示すデバイスを流体輸送システムの部分とともに示す正面図である。
【図５】事前搭載式流体輸送アセンブリの斜視図である。
【図６】細胞培養装置の裏面部分の斜視図である。
【図７】細胞培養装置の裏面部分と整合された事前搭載式流体輸送アセンブリの分解斜視図である。
【図８】細胞培養装置の裏面部分に着脱自在に取り付けられた事前搭載式流体輸送アセンブリの斜視図である。
【図９】適切に構成された事前搭載式流体輸送アセンブリとともに使用することが可能な細胞培養装置の裏面部分の代替実施例である。
【図１０】無菌包装の一実施例内の事前搭載式流体輸送アセンブリの斜視図である。
【図１１】事前搭載式流体輸送アセンブリの使用に関連する方法の流れ図である。
【実施例】
【００２２】
これらの図面は、必ずしも原寸に比例するものではない。
【００２３】
本開示は、広くいえば、細胞培養装置に使用するための事前搭載式流体輸送アセンブリを対象とし、この事前搭載式流体輸送アセンブリ及び細胞培養装置は、細胞増殖システムの少なくとも一部分を形成する。以下に示すように、流体輸送システムは、配管オーガナイザに少なくとも部分的に取り付けられる。流体輸送システムは、気体輸送モジュール、流体管路（たとえば、配管）、及び生物反応器を含む、複数の要素を含む。配管オーガナイザ及び流体輸送システムは、細胞培養装置に着脱自在に取り付けられるように適合された事前搭載式流体輸送アセンブリとして働く一体型のユニットである。
【００２４】
次に図１を参照すると、ＣＥＳ１００の一実施例を示している。ＣＥＳ１００は細胞培養装置１０４を含み、細胞培養装置１０４は、細胞培養装置１０４の裏面部分１１２と係合するためのハッチ又は閉鎖可能扉１０８を含む。細胞培養装置１０４内の内部空間１１６は、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を受けてそれと係合するように適合された構成を有する。以下に詳細に説明するように、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、細胞培養装置１０４に着脱自在に取付け可能であり、それにより、細胞培養装置１０４の新しい又は未使用の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を同じ細胞培養装置１０４の使用済みの事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０と比較的迅速に交換することが容易になっている。単一の細胞培養装置１０４は、第１の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を使用して第１の組の細胞を成長又は増殖させるように動作でき、その後、第２の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を使用して第２の組の細胞を成長又は増殖させるように使用でき、第１の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０と第２の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を交換する間に消毒する必要がないようにできると有利である。
【００２５】
次に図２を参照すると、ＣＥＳの１つの可能な実施例の概略図が示されている。ＣＥＳ１００は、第１の流体循環経路２０２（「毛細管内のループ」又は「ＩＣループ」とも呼ぶ）及び第２の流体循環経路２０４（「毛細管外のループ」又は「ＥＣループ」とも呼ぶ）を含む。第１の流体流路２０６は、生物反応器２０１と流体連通されて、第１の流体循環経路２０２を形成する。流体は、ＩＣ入口ポート２０３を通り、生物反応器２０１内の中空ファイバを通って生物反応器２０１内へ流れ、ＩＣ出口ポート２０５を介して出る。
【００２６】
ＥＣ入口ポート２１１を介して生物反応器に入った流体は、中空ファイバの外側と接触する。小さい分子（たとえば、水、酸素、乳酸塩など）は、中空ファイバを通って、中空ファイバの内部からＥＣ空間へ拡散し、又はＥＣ空間からＩＣ空間へ拡散することができる。成長因子などの分子量の大きい分子は通常、中空ファイバ膜を通過するには大きすぎ、中空ファイバのＩＣ空間内に残る。細胞は、第１の循環経路及び／又は第２の循環経路内に含まれることができ、膜のＩＣ側及び／又はＥＣ側に存在することができる。
【００２７】
生物反応器２０１は円筒形の形状として示すが、立方体などの様々な形状を有することができる。生物反応器２０１は、観察者が生物反応器２０１内を見ることを可能にする実質上透過性の材料を含めて、任意のタイプの生体親和性のポリマー材料から作ることができる。限定ではなく例として、ＣＥＳ１００内で使用するための例示的な生物反応器２０１の仕様を下表に提供する。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
図２をさらに参照すると、圧力ゲージ２１０が、生物反応器２０１を離れる媒体の圧力を測定する。媒体は、媒体の流量を制御するために使用できるＩＣ循環ポンプ２１２内を流れる。次いで媒体は、弁２１４内を流れる。当業者には理解されるように、追加の弁及び／又は他のデバイスを様々な位置に配置して、流体経路の部分に沿って媒体の特性を分離及び／又は測定することができる。したがって、図示されている概略図はＣＥＳの様々な要素に対する１つの可能な構成を表しており、図示されている概略図に対する修正は１つ又は複数の本発明の範囲内であることを理解されたい。
【００３０】
ＩＣループに関しては、動作中にサンプル・ポート２１６又はサンプル・コイル２１８から媒体のサンプルを得ることができる。第１の流体循環経路２０２内に配置された圧力／温度ゲージ２２０により、動作中に媒体の圧力及び温度を検出できる。次いで媒体はＩＣ入口ポート２０３に戻り、流体循環経路２０２を完成させる。生物反応器２０１内で成長／増殖させた細胞は、生物反応器２０１から押し流すことができ、又はさらなる成長のために中空ファイバ内で再分配することができる。
【００３１】
第２の流体循環経路２０４は、ループ内で生物反応器２０１と流体連通された第２の流体流路２２２を含む。第２の流体循環経路２０４内の流体は、ＥＣ入口ポート２１１を介して生物反応器２０１に入り、ＥＣ出口ポート２１５を介して生物反応器２０１を離れる。媒体は、生物反応器２０１内で中空ファイバの外側と接触し、それによって中空ファイバの内外へ小さい分子を拡散させることができる。
【００３２】
媒体が生物反応器２０１のＥＣ空間に入る前は、第２の流体循環経路２０４内に配置された圧力／温度ゲージ２２４により、媒体の圧力及び温度を測定することができる。媒体が生物反応器２０１を離れた後は、圧力ゲージ２２６により、第２の流体循環経路２０４内の媒体の圧力を測定できる。ＥＣループに関しては、動作中にサンプル・ポート２３０から媒体のサンプルを得ることができる。
【００３３】
生物反応器２０１のＥＣ出口ポート２１５を離れた後、第２の流体循環経路２０４内の流体は、ＥＣ循環ポンプ２２８を通って気体輸送モジュール又は酸素供給器２３２へ進む。第２の流体流路２２２は、酸素供給器入口ポート２３４及び酸素供給器出口ポート２３６を介して酸素供給器２３２と流体連通される。動作の際には、流動媒体は、酸素供給器入口ポート２３４を介して酸素供給器２３２内へ流れ、酸素供給器出口ポート２３６を介して酸素供給器２３２から出る。
【００３４】
気体輸送モジュール又は酸素供給器２３２は、ＣＥＳ内の媒体に酸素を加え、ＣＥＳ内の媒体から気泡を除去する。様々な実施例では、第２の流体循環経路２０４内の媒体は、酸素供給器２３２に入る気体と平衡状態にある。酸素供給器２３２は、当技術分野では周知の任意の適切に寸法設定された酸素供給器とすることができる。空気又は気体は、フィルタ２３８を介して酸素供給器２３２内へ流れ、フィルタ２４０を通って酸素供給器２３２から出る。フィルタ２３８及び２４０は、酸素供給器２３２及び関連する媒体の汚染を低減又は防止する。ＣＥＳ１００から放出された空気又は気体は、酸素供給器２３２を介して大気中へ流れることができる。
【００３５】
少なくとも１つの実施例によれば、第１の流体入口経路２４２を介して、細胞及び流動媒体を流体循環経路２０２へ導入することができる。第１の流体入口経路２４２と、流体容器２４４（たとえば、試薬）及び流体容器２４６（たとえば、ＩＣ媒体）とが、それぞれ弁２４８及び２５０を介して流体連通される。細胞及び流体は、熱交換器２５２（使用される場合）、ＩＣ入口ポンプ２５４を通って、空気除去チャンバ２５６へ進む。空気除去チャンバ２５６は、第１の循環経路２０２と流体連通される。ＣＥＳ１００から放出された空気又は気体は、空気除去チャンバ２５６と流体連通されたライン２５８を介して空気弁２６０から大気中へ進むことができる。
【００３６】
流体容器２６２（たとえば、細胞入口バッグ（又は塩分を含む呼び水））は、弁２６４を介して第１の流体循環経路２０２と流体連通される。流体容器２６６（たとえば、洗浄液）及び流体容器２６８（たとえば、ＥＣ媒体）から第１の流体循環経路２０２及び第２の流体循環経路２０４へ、追加の流体を加えることができる。流体容器２６６は弁２７０と流体連通され、弁２７０は、分配弁２７２及び第１の流体入口経路２４２を介して第１の流体循環経路２０２と流体連通される。別法として、流体容器２６６は、弁２７０を開いて分配弁２７２を閉じることによって、第２の流体入口経路２７４と流体連通させることができる。同様に、流体容器２６８は弁２７６と流体連通され、弁２７６は、第１の流体入口経路２４２を介して第１の流体循環経路２０２と流体連通される。別法として、流体容器２６８は、弁２７６を開いて弁分配２７２を閉じることによって、第２の流体入口経路２７４と流体連通される。
【００３７】
ＩＣループでは、流体は、初めはＩＣ入口ポンプ２５４によって進められる。ＥＣループでは、流体は、初めはＥＣ入口ポンプ２７８によって進められる。超音波センサなどの空気検出器２８０を、ＥＣ入口経路２８４に連結させることができる。
【００３８】
少なくとも１つの実施例では、第１の流体循環経路２０２及び第２の流体循環経路２０４は、廃棄物ライン２８８に接続される。弁２９０が開かれると、ＩＣ媒体は廃棄物ライン２８８を流れることができる。廃棄物ライン２８８は、熱交換器２５２へ、次いで廃棄物バッグ２８６へつながる。同様に、弁２９２が開かれると、ＥＣ媒体は廃棄物ライン２８８を流れることができる。廃棄物ライン２８８は、熱交換器２５２へ、次いで廃棄物バッグ２８６へつながる。熱交換器２５２は、廃棄物ライン２８８から熱を回収し、その熱を、第１の流体入口経路２４２及び第２の流体入口経路２７４をそれぞれ介して入ってくる流体を加熱するために利用できるようにする働きをする。
【００３９】
細胞は、細胞摘出経路２９６を介して摘出することができる。ここでは、生物反応器２０１からの細胞は、細胞を含有する媒体を、細胞摘出経路２９６及び弁２９８を通って細胞摘出バッグ２９９へ汲み上げることによって摘出することができる。細胞を摘出する際、又は望みに応じてその他のとき、分配ポンプ２９４は、第１の流体循環経路２０２と第２の流体循環経路２０４との間に位置するコネクタ経路２８２を通って媒体を汲み上げることができる。
【００４０】
当業者には理解できるように、上記で論じた図２に示す流体経路は、複数の流体管路を含む。流体管路を相互に接続し、流体管路を適切な弁、ポンプ、流体バッグ、及び構造に適正に連結させるには、検査技師は相当な設置時間を費やす必要がある可能性がある。さらに、検査技師が使用済みの流体管路を取り外し、細胞培養装置を消毒し、次いで後の細胞増殖サイクルのために新しい又は消毒された流体管路を細胞培養装置に再接続するために時間及び労力を費やしている間、細胞培養装置は本質的に遊休しているままである。本発明の少なくとも１つの実施例によれば、そのようなプロセスを速めるために、流体輸送システムの少なくともいくつかの要素が、消毒された事前搭載式アセンブリの形で提供される。
【００４１】
次に図３を参照すると、支持部材又は配管オーガナイザ３００の一実施例を示している。配管オーガナイザ３００は、外周３０８を有する壁３０４を含む。壁３０４又は外周３０８には、流体輸送システムの要素を案内及び／又は保持するための複数の構造を有している。より具体的には、配管オーガナイザ３００は、細胞培養装置１０４の弁に対する複数の弁アクセス開口３１２を含む。さらに、配管オーガナイザ３００は、細胞培養装置１０４のポンプと係合するように配管を保持するために、外周３０８に沿って複数のポンプ配管クリップ３１６をも含む。配管オーガナイザ３００は、複数のセンサ・ポート３２０をも含む。センサ・ポート３２０は、たとえば、流体輸送システムのセンサ結合器によって、細胞培養装置１０４の圧力センサと温度センサと間のアクセスを提供する。液面センサ・ポート３２２は、配管オーガナイザ３００の壁３０４を通ってアクセスを提供し、それによって細胞培養装置１０４の液面センサは、空気除去チャンバ２５６の液面を読み取ることができる。弁アクセス開口３１２、ポンプ配管クリップ３１６、及びセンサ・ポート３２０は、細胞培養装置１０４の弁、ポンプ、及びセンサが流体管路の異なる部分と係合できるように隔置される。
【００４２】
図３をさらに参照すると、配管オーガナイザ３００は、生物反応器２０１と着脱自在に係合するために、細胞培養装置１０４のシャフト（図６に図示し、以下で論じる）に対するシャフト・アクセス開口３２４をも含む。さらに、配管オーガナイザ３００は、酸素供給器２３２を受け取るための１つ又は複数の酸素供給器搭載ポスト３２８をさらに含む。１つ又は複数の酸素供給器搭載ポスト３２８は、酸素供給器２３２を酸素供給器搭載ポスト３２８に固定するために、例としてジップ・タイを受け取るための締め具ポート３３２を含むことができる。配管オーガナイザ３００は、空気除去チャンバ２５６を固定するためのチャンバ搭載ポスト３３６をさらに含むことができる。さらに、配管オーガナイザ３００は、配管オーガナイザを細胞培養装置１０４に着脱自在に取り付けるための１つ又は複数の開口又は締め具３４０をさらに含むことができる。細胞培養装置１０４に存在するか、それとも配管オーガナイザ３００に存在するかにかかわらず、そのような締め具は、それだけに限定されるものではないが、ねじ、ボルト、ばね仕掛け若しくはばね付勢式の締め具、可動クリップ若しくはピン、及び類似の機構、又は上記の組合せを含めて、様々な器具を包含することができる。配管オーガナイザ３００は、配管を誘導するために、１つ又は複数の配管クリップ３４４を含めて、様々な他の構成をさらに含むことができる。
【００４３】
図４を次に参照すると、配管オーガナイザ３００の一実施例を、流体輸送システム４００の一部分とともに示している。見やすいように、生物反応器２０１は図４から省略した。細胞培養装置１０４の様々なポンプを係合させるためのポンプ配管管路４０４が、配管オーガナイザ３００の外周３０８を越えて延び、また配管オーガナイザ３００へ折り返していることがわかる。さらに、様々な弁アクセス開口３１２、ポンプ配管クリップ３１６、及びセンサ・ポート３２０の間に、配管４０８が延びていることがわかる。必要に応じて、配管４０８の区間を相互に接続するために、様々な配管固定具４１２が使用される。
【００４４】
図４をさらに参照すると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０に連結された流体輸送システム４００の構成要素は、通常、配管オーガナイザ３００の幅及び高さ全体にわたって、それぞれ「Ｘ」方向及び「Ｙ」方向に分散される。流体輸送システム４００の配管４０８及び他の要素の様々な部分をそのように分散させることにより、検査技師は、比較的短時間で事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４に係合させることができる。
【００４５】
次に図５を参照すると、着脱自在に取付け可能な事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０の斜視図を示している。事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は細胞培養装置１０４に着脱自在に取付け可能であり、それにより細胞培養装置１０４の新しい又は未使用の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を、同じ細胞培養装置１０４にある使用済みの事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０と比較的迅速に交換することが容易になる。図５に示すように、生物反応器２０１は、シャフト固定具５０８を含む生物反応器結合器５０４に取り付けられる。シャフト固定具５０８は、細胞培養装置１０４のシャフト（図６に示す）に係合するための付勢アーム又はばね部材５１２などの１つ又は複数のシャフト締付け機構を含む。
【００４６】
図５をさらに参照すると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は通常、図２に示す流体経路を提供するために、配管４０８及び様々な配管固定具４１２を含む。通常、細胞培養装置１０４が位置する場所には様々な媒体が提供されるが、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は通常、細胞培養装置１０４の外部まで延びて媒体バッグと連結された配管への溶接接続を可能にするために十分な配管長さを含む。
【００４７】
少なくとも１つの実施例では、複数の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０が、共通の細胞培養装置１０４とともに使用される。ここでは、複数の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、実質上同じ長さの配管４０８、並びに生物反応器２０１及び酸素供給器２３２などの共通に寸法設定された流体含有構造を使用する。それにより、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０の流体輸送システム４００に呼び水を入れるために必要な流体の体積が実質上一定になる。
【００４８】
次に図６を参照すると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を着脱自在に取り付ける前の細胞培養装置１０４の裏面部分１１２を示している。見やすいように、閉鎖可能扉１０８（図１に示す）は図６から省略した。細胞培養装置１０４の裏面部分１１２は、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０の要素と組み合わせて働くための複数の異なる構造を含む。より詳細には、細胞培養装置１０４の裏面部分１１２は、ＩＣ循環ポンプ２１２、ＥＣ循環ポンプ２２８、ＩＣ入口ポンプ２５４、ＥＣ入口ポンプ２７８、及び分配ポンプ２９４を含む複数の蠕動ポンプを有する。さらに、細胞培養装置１０４の裏面部分１１２は、ＩＣ循環弁２１４、試薬弁２４８、ＩＣ媒体弁２５０、空気除去弁２６０、細胞入口弁２６４、洗浄弁２７０、分配弁２７２、ＥＣ媒体弁２７６、ＩＣ廃棄物弁２９０、ＥＣ廃棄物弁２９２、及び摘出弁２９８を含む複数の弁を有する。細胞培養装置１０４の裏面部分１１２には、ＩＣ出口圧力センサ２１０、組合せＩＣ入口圧力及び温度センサ２２０、組合せＥＣ入口圧力及び温度センサ２２４、並びにＥＣ出口圧力センサ２２６を含むいくつかのセンサも連結される。
【００４９】
図６をさらに参照すると、生物反応器２０１を回転させるためのシャフト６０４を示している。成形された固定具６０８をシャフト６０４と連結させることにより、配管オーガナイザ３００のシャフト・アクセス開口３２４と細胞培養装置１０４の裏面部分１１２との適正な整合が可能になる。したがって、ＣＥＳ１００の操作者が新しい又は未使用の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４に取り付ける際に、整合させるには、成形された固定具６０８でシャフト・アクセス開口３２４を適正な向きにして、次いでポンプ配管管路４０４及び配管４０８を細胞培養装置１０４の様々な対応する構造体に係合させるという比較的簡単な作業で済む。
【００５０】
次に図７を参照すると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を、細胞培養装置１０４の裏面部分１１２と隔置して整合させた状態で示している。見やすいように、閉鎖可能扉１０８（図１に示す）は図７から省略した。上記のように、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４の裏面部分１１２に取り付けることに関連する作業には、操作者が配管オーガナイザ３００のシャフト・アクセス開口３２４を裏面部分１１２のシャフト６０４及び成形された固定具６０８と整合させることが含まれる。次いで、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０の配管４０８を操作して、細胞培養装置１０４の様々な弁を係合させる。同様に、ポンプ配管管路４０４を操作して、細胞培養装置１０４の様々な蠕動ポンプを係合させる。さらに、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０と連結されたセンサを、細胞培養装置１０４と連結された様々なセンサと整合させる。
【００５１】
図７をさらに参照すると、細胞培養装置１０４は、様々な媒体への配管４０８の外部アクセスのための複数の配管ガイド・スロット６１２を含むことが好ましい。配管ガイド・スロット６１２は、閉鎖可能扉１０８と細胞培養装置１０４の裏面部分１１２との間の接触領域に沿って位置する。したがって、配管ガイド・スロット６１２は実質上、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０が細胞培養装置１０４の裏面部分１１２に着脱自在に取り付けられると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０に位置する配管４０８と平面的に整合される。
【００５２】
図８では、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、細胞培養装置の裏面部分１１２に取り付けられている。見やすいように、閉鎖可能扉１０８（図１に示す）は図８から省略した。細胞培養装置１０４の一態様は、生物反応器、細胞、及び媒体を所望の温度で維持することである。したがって、細胞培養装置１０４の内部空間１１６を温度制御することができる。細胞培養装置１０４の閉鎖可能扉１０８を閉じる前に、様々な媒体への配管４０８の外部アクセスのための配管ガイド・スロット６１２に配管４０８を通す。当業者には認識されるように、複数の流体容器（たとえば、媒体バッグ）をＣＥＳ１００と流体連通させることができる。限定ではなく例として、流体容器２６２と流体連通された配管４０８を、第１の流体流路２０６と連結された配管４０８に溶融することによって、第１の流体流路２０６に流体を取り付けることができる。ＴＥＲＵＭＯ（登録商標）のＴＳＣＤ（登録商標）無菌配管溶融機などの無菌溶融デバイス又は他の適切なデバイスを使用することができる。
【００５３】
次に図９を参照すると、細胞培養装置１０４の裏面部分９００の別の実施例を示している。ここで細胞培養装置１０４は、図１及び図６〜図８に示す上記の５つのポンプではなく、４つの蠕動ポンプを使用する。したがって、本開示、およびそれに続く特許請求の範囲は、様々な細胞培養装置１０４に適した配管構成及び配管オーガナイザ３００を提示する事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０に関することを理解されたい。
【００５４】
次に図１０を参照すると、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を製造した後、完成したアセンブリは、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４とともに使用する施設へ出荷するために、無菌パッケージ１０００に包装されることが好ましい。当業者には理解されるように、無菌包装１０００は、様々な異なる形状を含むことができる。製造及び包装プロセスの一部として、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、エチレンオキシドを使用することなどによって殺菌される。したがって、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、施設によって使用されるために、事前に包装された無菌の状態で届く。
【００５５】
次に図１１を参照すると、１つ又は複数の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を使用する例示的な方法１１００について説明している。したがって、少なくとも１つの実施例では、１１０４で、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を無菌包装１０００から取り出す。１１０８では、配管オーガナイザ３００を、細胞培養装置１０４と連結された１つ又は複数の要素と整合させる。例として、配管オーガナイザ３００のシャフト・アクセス開口３２４を、シャフト６０４の成形された固定具６０８と整合させる。１１１２では、事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０と連結されたポンプ配管管路４０４及び配管４０８を操作して、細胞培養装置１０４のポンプ、弁、及びセンサの１つ又は複数を係合させる。さらに、生物反応器結合器５０４のシャフト固定具５０８をシャフト６０４と係合させる。１１１６では、細胞増殖システム１００を動作させて、生物反応器２０１内で細胞を成長及び／又は増殖させる。１１２０では、使用済みの事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４から取り出す。１１２４に示すように、細胞培養装置１０４の後の使用は、先に使用した事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を細胞培養装置１０４から取り出した後、別の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を着脱自在に取り付けることによって実行することができる。
【００５６】
少なくとも１つの実施例では、第１の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０内で第１の組の細胞を成長及び／又は増殖させ、それに続いて、第２の事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０を使用して第２の組の細胞を成長及び／又は増殖させる。第１の組の細胞及び第２の組の細胞を成長させるために使用される細胞培養装置１０４は、第１の組の細胞の成長と第２の組の細胞の成長の間には殺菌されない。
【００５７】
当業者には理解されるように、使用済みの事前搭載式流体輸送アセンブリ１２０は、細胞培養装置１０４から取り出した後、焼却などによって処分することができる。本明細書に記載の実施例では、流体管路を含む流体循環経路は、使用される媒体、細胞、及び他の機器に適した任意の適切な材料から構成することができる。例として、１つ又は複数の異なるタイプの配管を流体輸送システム４００内で使用できる。細胞培養装置１０４の蠕動ポンプを係合させるための配管のタイプは、様々な弁と連結された配管のタイプと異なってもよい。一例として、配管及び配管管路から流体流路を構成して、弁、ポンプ、及び他の構成要素と一緒に動作させることができる。
【００５８】
本発明は、本発明の原理又は本質的な特性から逸脱することなく、他の特有の形式で実施できる。記載の実施例は、あらゆる点で、限定ではなく例示のみを目的とするものと見なすべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の記載ではなく、添付の特許請求の範囲によって示す。特許請求の範囲の等価物の意味及び範囲内にあるすべての変更形態は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
【００５９】
様々な実施例において、１つ又は複数の本発明は、本発明の様々な実施例、部分的な組合せ、及び部分集合を含めて、実質上本明細書に図示及び説明したような構成要素、方法、プロセス、システム、及び／又は装置を含む。本開示を理解した後には、本発明をどのように作製及び使用するかが当業者には理解されるであろう。
【００６０】
様々な実施例において、本発明は、以前のデバイス又はプロセスで使用された可能性のある項目（たとえば、性能の改善、容易性の実現、及び／又は実装コストの低減のため）を欠く場合を含めて、本明細書又は本明細書の様々な実施例に図示及び／又は記載していない項目を欠く場合に、デバイス及びプロセスを提供することを含む。
【００６１】
本発明の上記の議論は、図示及び説明の目的で提示した。上記は、本明細書に開示した１つ又は複数の形式に本発明を限定しようとするものではない。たとえば上記の詳細な説明では、本開示を簡素化する目的で、本発明の様々な構成を１つ又は複数の実施例内にまとめた。この開示方法は、請求される本発明が各請求項に明示するものより多くの特徴を必要とするという意図を反映すると解釈されるべきではない。逆に、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の態様は、単一の上記に開示した実施例のすべての構成よりも小さい範囲にある。したがって、以下の特許請求の範囲を、本明細書によりこの詳細な説明に組み込む。各請求項は、それ自体で、本発明の別個の好ましい実施例として存在する。
【００６２】
さらに、本発明の説明には、１つ又は複数の実施例、並びに特定の変形形態及び修正形態が含まれるが、他の変形形態及び修正形態も本発明の範囲内である（たとえば、本開示を理解した後には、当業者の技術及び知識の範囲内であろう）。請求されるものに対する代替、交換可能、及び／又は同等の構造、機能、範囲、又はステップを含めて、そのような代替、交換可能、及び／又は同等の構造、機能、範囲、又はステップが本明細書に開示されているか否かにかかわらず、いかなる特許可能な主題も公然にすることなく、許容される程度で代替実施例を含む権利を得るものとする。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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