(57)【要約】【構成】本開示は、生体分子製造用の、ドッキングステーション（３０）を備えるシステムに関し、ドッキングステーション（３０）は、バイオリアクター（１）と、バイオリアクター（１）に流体接続された濃縮器（２）と、バイオリアクター（１）と濃縮器（２）との間に位置する中間容器（４）であり、中間容器（４）と濃縮器（２）とを保持液導管（３０３）によって接続することで濃縮器（２）の出口から中間容器（４）の入口への流体の再循環を可能にする中間容器（４）と、ドッキングステーション（３０）に統合され、生体分子の処理を制御することのできる制御装置と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体分子製造用の、ドッキングステーションを備えるシステムであり、前記ドッキングステーションは、
バイオリアクターと、
濃縮器と、
前記バイオリアクターと前記濃縮器との間に位置する中間容器であり、前記中間容器と前記濃縮器とを保持液導管によって接続することで前記濃縮器の出口から前記中間容器の入口への液体の再循環を可能にする中間容器と、
前記ドッキングステーションに統合され、生体分子の処理を制御することのできる制御装置と、
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記バイオリアクターと処理フローのパラメーターとを制御および操作し、前記システム内の１つかそれ以上のセンサーからのデータを監視および記録する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサーは、ｐＨセンサー、温度センサー、（溶存）酸素センサー、および液量センサーの中から選択した１つかそれ以上のセンサーである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ドッキングステーションは、層流キャビネットまたはバイオセーフティキャビネット内で動作するサイズに構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記バイオリアクターおよび前記濃縮器は、前記制御装置によって操作、監視および制御される、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御装置は自動化される、または手動で操作される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ドッキングステーションは前記制御装置のケーシングで形成される、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムには、前記液体が前記バイオリアクター内に流入することを可能にする少なくとも１つのポンプと、前記液体が前記バイオリアクターから流出することを可能にする少なくとも１つのポンプとが取り付けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムには塩基添加用の少なくとも１つのポンプが取り付けられ、前記ポンプは前進および後進の双方で動作する、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バイオリアクターと前記中間容器とを導管で接続して前記バイオリアクターから前記中間容器への液体の移送を促進し、前記中間容器と前記濃縮器とを導管で接続して前記中間容器から前記濃縮器への液体の移送を促進する、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムに１つかそれ以上のポンプを取り付けて、前記濃縮器を通してクロスフローを発生させる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記バイオリアクターは灌流バイオリアクターである、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バイオリアクターは、固定床灌流バイオリアクター、好ましくは単回使用式の固定床バイオリアクターである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バイオリアクターは、
第１のチャンバーを有するベース領域と、
前記固定床を受けるための第２の外側チャンバーの少なくとも一部と、前記第２の外側チャンバーから前記第１のチャンバーへ前記流体の流れを戻すための第３の内側チャンバーの少なくとも一部とを形成する中間領域と、
前記中間領域の上に位置するカバー領域と、を有する、
請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記中間領域は管状部を含み、前記構造化固定床は前記管状部の周辺をらせん状に延伸する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記中間領域は前記固定床の内壁によって形成される管状部を含む、請求項１４または１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記バイオリアクターには撹拌器、好ましくは磁性撹拌器が取り付けられる、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記導管に１つかそれ以上のポンプを取り付け、前記濃縮器に前記液体のクロスフローを発生させる、請求項１から１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記濃縮器は限外ろ過デバイスまたはマイクロろ過デバイスである、請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記濃縮器は接線流ろ過デバイスである、請求項１から１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムは、さらに除染容器を、好ましくは前記ドッキングステーションの外部に有する、請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
生体分子、好ましくは細胞を製造する方法であって、
前記生体分子は、液体を含むバイオリアクターを備えるドッキングステーションで製造され、
前記方法は濃縮工程を有し、前記バイオリアクターからの排出物を濃縮器内で濃縮し、前記の濃縮器の排出物を前記バイオリアクターに、または前記濃縮器と前記バイオリアクターとの間に位置する中間容器に再循環させる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記バイオアクターは灌流モードおよび／またはバッチモードで動作する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ポンプを使用して前記液体の指向性のある流れを誘導する、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記濃縮器は限外ろ過デバイスまたはマイクロろ過デバイスである、請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記濃縮器は接線流ろ過装置である、請求項２２から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記液体はフィルターを通過してから前記濃縮器に移動する、請求項１から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記液体はフィルターを通過してから前記中間容器に移動する、請求項２２から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記濃縮器の再循環された排出物を前記中間容器から採取し、これによって濃縮された細胞培養採取物を得る、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載のシステムの、細胞の製造への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウイルスワクチンまたは抗体などの生体分子を製造するための技術分野に関するものであり、そのシステムおよび方法を説明する。
【背景技術】
【０００２】
病原性細菌およびウイルスによって引き起こされる膨大な数の疾患のために、抗体およびウイルスなどの生体分子を効率的に製造することに対する大きな需要が、この分野に依然として存在する。
【０００３】
培養細胞から生体分子、特にウイルスを精製する従来の方法は冗長かつ時間がかかり、生体分子を製造するコストが高くなりすぎる。臨床投与に適した生成物を得るために、培養細胞内でウイルスやウイルスタンパク質などの生体分子を迅速かつ効率的に製造する方法が求められている。
【０００４】
さらに、シンプルであり、最小限のスペースを必要とし、例えばベンチ上またはフロー中に配置可能であり、運搬が容易なシステムが必要である。
【０００５】
本開示は、上記の問題の少なくともいくつかを解決することを目的としている。
本開示は、生体分子の損失を最小限に抑えるとともに、限られた量の空間内で高い生体分子の品質を担保する生体分子の精製に適合したシステムを提供するものである。第二に、限られた量の操作工程で構成される方法であり、運用のコスト（ＯＰＥＸ）を大幅に削減し、高レベルの封じ込めを行いながらも、生体分子を高収率で得ることのできる方法を提供することも本開示の目的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＥＰ２０１８／０８６３９４
【特許文献２】ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０７８７７５
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、請求項１に記載の生体分子を製造するためのシステムを提供するものである。より具体的には、本開示は、ドッキングステーションを含む、生体分子を製造するためのシステムであり、当該ドッキングステーションは、標的生体分子を含む液体を受け入れるのに適したチャンバーを備えたバイオリアクター、バイオリアクターに流体接続された濃縮器、バイオリアクターと濃縮器との間に位置する中間容器であり、中間容器と濃縮器とが保持液導管で接続され、濃縮器の出口から中間容器の入口への液体の再循環を可能にする中間容器、およびドッキングステーションに統合され、生体分子の処理を制御することができる制御装置を包含する、システムを提供するものである。
【０００８】
このシステムは、フットプリントが小さく、柔軟性を有し、迅速なプロセス開発および臨床応用のためのバッチを製造することを可能にする。モジュラー構造と線形スケーラビリティにより、研究開発から臨床段階へのスムーズな移行と、本格的な工業生産とが保証される。このシステムは、層流またはバイオセーフティキャビネット内で使用するように構成されている。
【０００９】
第２の態様では、本開示は、請求項１８に記載の方法を提供するものである。より具体的には、本開示は、生体分子を製造する方法であり、生体分子は、細胞を含む液体を含むバイオリアクターで製造され、方法は、バイオリアクターの排出物が濃縮器において濃縮され、濃縮器からの出力が、バイオリアクターに、または濃縮器とバイオリアクターとの間に位置する中間容器に、再循環する濃縮工程を含む方法を提供するものである。
【定義】
【００１０】
別段の定めのある場合を除き、本発明の開示に用いる用語は、技術用語や科学用語を含み、すべて本発明が属する分野において当業者が通常に理解する意味を有するものとする。本発明の教示内容をより良く理解するために、いくつかの用語について定義を規定する。
【００１１】
本明細書において使用する以下の用語は次の定義を有するものとする。
【００１２】
本明細書において単数の表記を使用した場合、文脈上明示しない限り、単数および複数の双方を意味するものとする。例えば、「区画」は、１つまたはそれ以上の区画を指す。
【００１３】
パラメーター、数量、一過性の期間などの測定可能な値を指す用語について本明細書で使用する「約」は、本開示に係る発明を好適に実施できる限り、指定した値の±２０％以下、好ましくは±１０％以下、より好ましくは±５％以下、さらに好ましくは±１％、さらに好ましくは±０．１％以下の変動を包含するものとする。なお、「約」の修飾語を付した値自体も、具体的な開示に含まれるものであると理解されたい。
【００１４】
また、本明細書において使用する「有する」は、「含む」、「含有する」などと同義であり、当該文脈において記載する、例えば構成要素などの存在を指定する、包括的なまたは制約のない用語であり、当該分野において既知あるいは公開されている、追加または本明細書中に明記されていない構成要素、特徴、素材、部材、工程などの存在を排除するものではない。
【００１５】
エンドポイントによる数値範囲の記載には、その範囲に包含される、記載されたエンドポイントを含むすべての数値および分数を含むものとする。
【００１６】
「重量％」、「重量パーセント」、「％ｗｔ」または「ｗｔ％」という表記は、本明細書全体を通して、別段の定めのある場合を除き、対応する構成全体の重量に対する各要素の相対的な重量を指すものとする。
【００１７】
「生体分子」は、バイオリアクターで製造される任意の生物材料を指す。生体分子には、例えば、ウイルス、ウイルス様粒子、ウイルス産物、抗体などのタンパク質、炭水化物、脂質、核酸、代謝産物、およびペプチドなどが含まれる。
【００１８】
「抗体」は、任意の免疫グロブリン分子、抗原結合免疫グロブリンフラグメントまたは免疫グロブリン融合タンパク質を指すものとする。これらは、モノクローナルまたはポリクローナルであり、ヒト化、ヒト、キメラ、合成、組換え、ハイブリッド、変異、移植、およびインビトロ生成抗体などの天然および遺伝子改変形態を含む、ヒトまたは他の動物細胞株に由来するものである。一般的に知られる天然免疫グロブリン抗体には、ＩｇＡ（二量体）、ＩｇＧ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、およびＩｇＭ（五量体）が含まれる。
【００１９】
「ウイルス」または「ビリオン」は、主に細菌、植物、および動物など生きた宿主の細胞内でのみ複製し、ＲＮＡまたはＤＮＡコア、タンパク膜、より複雑なタイプでは、周囲膜から構成される超顕微鏡的（直径約２０〜３００ｎｍ）感染性因子を指す。
【００２０】
「バイオリアクター」は、例えば、生物学的生成物の製造用の細胞または生物を培養するための、生物学的に活性な環境に対応する任意のデバイスまたはシステムを指す。これには、セルスタック、ローラーボトル、シェイク、フラスコ、撹拌付きタンク懸濁バイオリアクター、高細胞密度固定床灌流バイオリアクターなどが含まれる。
【００２１】
「精製」は、１つかそれ以上の標的不純物または汚染物質の濃度を、標的生体分子の濃度と比較して大幅に減少させることを指す。
【００２２】
「接線流ろ過（ＴＦＦ）」は、１つかそれ以上の多孔質膜によって境界を定めた空間に流体を強制的に通す膜ろ過方法を指す。この方法では、細孔を通過するのに十分に小さい分子がろ過液または「透過液」内に排出される一方で、細孔を通過できない大きさの分子は「保持液」内に残る。「接線流」という語は、特に流体が流れる方向が膜に対してほぼ平行であることを指し、流れが膜に対してほぼ垂直である、所謂「デッドエンドろ過」とは異なる。
【００２３】
本明細書において使用する「ウイルス感染」は、ウイルスが細胞内に侵入し、その後細胞内でウイルスが複製することを指す。
【００２４】
「細胞培養採取物」、「培養採取物」および「採取物」は同義語として用いられ、バイオリアクターで細胞を培養して得られる未清澄化細胞培養を指す。培養細胞または増殖細胞は、宿主細胞とも呼ばれる。
【００２５】
「シリアル、インライン」とは、あるデバイスまたはユニットが、当該ユニットまたはデバイスからの流出物が、途中で保管されることなく後続のユニットまたはデバイスに直接供給されるように接続されていることを意味する。
【００２６】
「アイソレーター」または「キャビネット」は、本明細書において同義語として使用され、生物材料を安全に取り扱うための換気設備を備えた実験用ワークスペースを指す。「アイソレーター」には、病原体で汚染された（または汚染された可能性のある）材料を封じ込める密閉型アイソレーター、病原体で汚染された（または汚染された可能性のある）材料を封じ込める、および生成物（精製された標的生体分子など）を汚染から保護する密閉型バイオセーフティキャビネット、および生成物（精製された標的生体分子など）を汚染から保護する層流キャビネット。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示の一実施態様に係る、生体分子を製造するためのシステムを示す概略図である。
【図２Ａ】本開示の別の実施態様に係る、生体分子を製造するためのシステムを示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すスキームを実行可能なシステムの一実施態様を示す図である。
【図３】本開示に係るバイオリアクターの第１の実施態様を示す斜視図である。
【図４Ａ−４Ｂ】図３のバイオリアクターを使用可能な環境を示す図である。
【図５】図１のバイオリアクターを示す斜視図であり、複数の拡大図を含む図である。
【図５Ａ−５Ｃ】開示されたいずれかのバイオリアクターで細胞を培養するための構造化固定床を形成する際に使用するマトリックス材料を示す図である。
【図６】図３のバイオリアクターのモジュラーバージョン示す図である。
【図７】本開示に係るバイオリアクターの第２の実施態様を示す断面図である。
【図８】図７のバイオリアクターのベース領域を示す断面図である。
【図９】図７のバイオリアクターの中間部を示す一部切り欠き上面図である。
【図１０】図７のバイオリアクターの中間部を示す一部切り欠き底面図である。
【図１１】図７のバイオリアクターのカバー領域を示す斜視図である。
【図１２】プラスチックポートに金属糸を用いる方法を示す断面図である。
【図１３Ａ−１３Ｂ】本開示に係るバイオリアクターの第３の実施態様を示す様々な図である。
【図１４】図１３のバイオリアクターを示す断面図である。
【図１５】図１３のバイオリアクターを示す断面図である。
【図１６】本開示に係るバイオリアクターの第４の実施態様を示す断面図である。
【図１７】図１６のバイオリアクターの一領域を示す一部切り欠き図である。
【図１８】図１６のバイオリアクターの一領域を示す一部切り欠き図である。
【図１８Ａ−１８Ｃ】図１６のバイオリアクターの別の実施態様を示す断面図である。
【図１９−２０】本発明に係るバイオリアクターの第５の実施態様を示す概略図である。
【図２１−２２】羽根車の実施態様を示す底面図および上面図である。
【図２３】羽根車および対応のハウジングの種々の形態を示す図である。
【図２４】本開示に係る別の羽根車を示す上面図である。
【図２５−２６】流れ攪乱の実施態様を示す図である。
【図２７−２８】バイオリアクターの「ウォーターフォール」の下方の領域にガスを供給するための導管の使用を示す図である。
【図２９−３０】バイオリアクターに関連して使用するプローブの実施態様を示す図である。
【図３１−３２】バイオリアクターのテストを示すグラフである。
【図３３−３４】積層構造で構成され、固定床の細胞密度を評価するためのバイオリアクターの試験を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、タンパク質やウイルスなどの生体分子を精製するためのシステムおよび方法に関する。このシステムはフットプリントが小さく、表面積が大きく、線形スケーラビリティを有するため、迅速なプロセス開発と臨床応用のためのバッチを製造することを可能にする。システムのモジュラー構造と線形スケーラビリティにより、研究開発から臨床段階へのスムーズな移行と、本格的な工業生産とが保証される。このシステムは、層流またはバイオセーフティキャビネット内で使用するように構成されている。
【００２９】
第１の態様では、本開示は、ドッキングステーションを含む、生体分子を製造するためのシステムを提供し、ドッキングステーションは、標的生体分子を含む液体を受け入れるのに適したチャンバーを備えたバイオリアクター、バイオリアクターに流体接続された濃縮器、バイオリアクターと濃縮器との間に位置する中間容器であり、中間容器と濃縮器とが保持液導管で接続され、濃縮器の出口から中間容器の入口への液体の再循環を可能にする中間容器、およびドッキングステーションに統合され、生体分子の処理を制御することができる制御装置を包含する、システムを提供するものである。
【００３０】
さらなる態様において、本開示は、標的生体分子を含む液体を受け入れるのに適したチャンバーを備えたバイオリアクター、濃縮器、およびバイオリアクター内の標的生体分子よりも高い濃度で標的生体分子を含む細胞培養採取物を含む中間容器、を含むシステムを提供するものである。
【００３１】
本開示のベンチトップシステムは、層流またはバイオセーフティキャビネットのいずれかで使用するように構成されており、クイックアクセス機能（例えば、ポンププライミング、ライブステータスの視覚的表現およびパラメーターの監視）のためのタッチスクリーンを有するとともに、ベース、接種材料、および濃縮生成物の容器用のドッキングスロットも設けられている。制御装置ハウジングは、任意の適切な材料で形成することが可能であるが、ステンレス鋼で製造し、手軽に洗浄することができるように構成することが好ましい。いくつかの実施態様では、制御装置ハウジングが占めるフットプリントは、約５０００ｃｍ２未満である。
【００３２】
このシステムは、強化技術を統合することにより、各区画のサイズを大幅に縮小し、小フットプリントの製造および精製システムを作成するものである。生体分子の製造および精製は、このシステムに基づいた連続的かつ自動化されたプロセスとして実行可能であり、細胞の培養から最終生成物の精製まで人的介入が最小限に抑えられる。プロセスの強化と統合により全区画をアイソレーターに封じ込めることができるため、プロセスのオペレーターと環境の安全とが確保される。システムのフットプリントは小さい。いくつかの実施態様では、システムのフットプリントは、約５０ｍ２未満、４０ｍ２未満、３０ｍ２未満、２０ｍ２未満、１０ｍ２未満、５ｍ２未満、またはそれ以下である。いくつかの実施態様では、システムのフットプリントは、約５ｍ２から１０ｍ２、５ｍ２から２０ｍ２、５ｍ２から３０ｍ２、５ｍ２から４０ｍ２、または５ｍ２から５０ｍ２である。一例では、フットプリントは１０ｍ２未満である。例えば、７ｍ２のシステムでは、バッチあたり少なくとも５０用量分のウイルスワクチン、または１年あたり約１０７用量分のウイルスワクチンを製造することができる。これにより、この自律的なプロセスは、製品のコストと設備投資とを大幅に削減することができ、生体分子製造の経済性に多大なる影響を及ぼす。
【００３３】
本開示の生体分子を製造するシステムは、産業レベルでの生体分子製造に必要なインフラストラクチャをダウンサイズすることを可能にする。これにより、消耗品の量を削減することも可能になる。システムは、使用する消耗品の量を約１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、またはそれ以上削減する。システムは、使用する消耗品の量を約１０％から２０％、１０％から３０％、１０％から４０％、１０％から５０％、１０％から６０％、１０％から７０％、１０％から８０％、または１０％から９０％削減することができる。さらに、このシステムは、安全で効率的、かつ費用対効果に優れた方法で生体分子を精製することを可能にする。
【００３４】
本開示のシステムは、従来のシステムと比較して著しく小さい装置を使用して、組換えタンパク質、ウイルス、またはウイルス産物などの生体分子の迅速な製造および精製を可能にする。さらに、このシステムを使用して生体分子を高収率で得ることができ、最終生成物のコストが削減することができる。標的生体分子の収集率は、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％以上にすることができる。これにより、最終的な投資額と製造コストを抑えるという大きな利点を得ることができる。本システムは、細胞増殖および／または細胞生成物の製造のための少なくとも１つのバイオリアクターを含む。一実施態様では、バイオリアクターは、単回使用のバイオリアクターである。別の実施態様では、バイオリアクターはオートクレーブが可能である。本システムは、粘着性細胞および非粘着性細胞の増殖に使用するように構成されている。一実施態様では、バイオリアクターはバッチバイオリアクターである。別の実施態様では、バイオリアクターは灌流バイオリアクターである。灌流バイオリアクターの場合、等量の培地がバイオリアクターに同時に追加され、かつバイオリアクターから取り出される一方で、細胞がバイオリアクター内に保持される。これにより、新鮮な栄養素の安定した供給源を得ることができるとともに、細胞（老廃物）生成物を常時取り出すことができる。灌流により、従来のバイオリアクターよりもはるかに高い細胞密度と製造容量を達成することができる。さらに、灌流バイオリアクターは、培地を取り出すプロセス中に分泌物を連続的に採取することを可能にする。好ましくは、バイオリアクターは、固定床灌流バイオリアクターである。固定床構成によって、システム内でより高密度の細胞増殖を実現することができ、これは、従来のバイオリアクターよりも小型のバイオリアクターの使用を可能にするものである。このバイオリアクターを用いることで、少なくとも５０００万細胞／ｍｌの細胞密度を容易に達成することができる。したがって、本システムは、バイオリアクターの高密度細胞培養能力を損なうことなく、従来のバイオリアクターよりも小型のバイオリアクターを利用するものである。したがって、本明細書に記載のバイオリアクターを組み込むことで、システムに必要なスペースを縮小することができる。この種のバイオリアクターを使用した細胞培養の強化により、本システムには、ドッキングステーションに配置するのに十分に小さい高細胞密度のバイオリアクターが設けられる。別の実施態様では、本システムは、バッチモードおよび灌流モードの両方での動作に適したバイオリアクターを備える。これは、本システムにおけるバイオリアクターは、製造および精製プロセスの特定の工程に適合させることができるため、有利である。例えば、バイオリアクターは、接種中にはバッチモードで、細胞増殖中には灌流モードで動作可能である。
【００３５】
いくつかの実施態様では、本明細書に開示するバイオリアクターは、高密度での細胞増殖を可能にする。例えば、少なくとも２００万細胞／ｍｌ、少なくとも５００万細胞／ｍｌ、少なくとも１０００万細胞／ｍｌ、少なくとも２０００万細胞／ｍｌ、少なくとも４０００万細胞／ｍｌ、少なくとも６０００万細胞の密度／ｍｌ、または少なくとも１億細胞／ｍｌが可能である。いくつかの実施態様では、密度は、３億細胞／ｍｌ、２億５０００万細胞／ｍｌまたは２億細胞／ｍｌに達することもできる。いくつかの実施態様では、本明細書に開示するバイオリアクターは、少なくとも１Ｌ、少なくとも１０Ｌ、少なくとも３０Ｌ、少なくとも４０Ｌ、または少なくとも５０Ｌの総容量を有することができる。バイオリアクターの総容量は、バイオリアクターが一杯になるまで導入可能な液体の総量によって規定することできる。いくつかの実施態様では、細胞増殖のための有効表面積は、１ｍ２から５０ｍ２、５ｍ２から４０ｍ２、または７．５ｍ２から３０ｍ２の範囲である。
【００３６】
一実施態様では、本システムは、その全体が参照として本明細書に組み込まれるＰＣＴ／ＥＰ２０１８／０８６３９４に記載されているようなバイオリアクターを備える。要するに、バイオリアクターは、固定床を含む固定床バイオリアクターである。いくつかの実施態様では、固定床は構造化固定床である（これは、複製が容易であり、全体的に均一で、実質的に固定構造で形成されていることを意味する。したがって、当該構造化固定床はランダムに配向または非構造化されたものではなく、この条件を満たしながら、さまざまなサイズまたは形状の変更が可能である）。いくつかの実施態様では、本明細書に記載の構造化固定床は、培地および細胞の循環を可能にするととともに、小さな容量内に大きな細胞増殖面を設けることができる。いくつかの実施態様では、固定床は、細胞の接着および増殖に対応した材料の構造要素からできている。いくつかの実施態様では、本明細書に記載の構造化固定床は、細胞および細胞培養培地用の、蛇行した経路を含んでもよい。いくつかの実施態様では、スペーサー層が蛇行経路を容易にする。いくつかの実施態様では、構造化固定床は、細胞が接着および増殖することのできる表面を有し、細胞固定化部を形成する１つかそれ以上の細胞固定化層を含んでもよい。いくつかの実施態様では、細胞固定化層に隣接して、１つかそれ以上のスペーサー層が存在する。いくつかの実施態様では、スペーサー層は、スペーサー部を形成する構造を含んでもよい。いくつかの実施態様では、スペーサー部は、開放しているが蛇行した経路を細胞および培地が通過することを可能にする。いくつかの実施態様では、スペーサー層の構造または性質は、スペーサー層によって、細胞および培養培地がスペーサーおよび細胞固定化層の表面に平行移動するための蛇行開放経路が生まれるように選択してもよい。いくつかの実施態様では、スペーサー部によって形成される蛇行経路またはチャネルは、固定化層への細胞および細胞培地の侵入を容易にする乱流を作り出す。
【００３７】
いくつかの実施態様では、スペーサー層は、メッシュ状であってもよいし、あるいはメッシュ構造を含んでもよい。いくつかの実施態様では、メッシュ構造またはメッシュは、フィラメント、ワイヤ、またはスレッドのネットワークまたは網状のパターンを含む構造であってもよい。いくつかの実施態様では、ネットワークは、３次元織りで形成された細孔、開口部、または穿孔を規定することができる。いくつかの実施態様では、スペーサー部および固定化部のスペーサー層および／または細胞固定化層は、生体適合性ポリマーで形成してもよい。この場合、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、プラズマ処理ポリエチレン、プラズマ処理ポリエステル、プラズマ処理ポリプロピレン、プラズマ処理ポリアミドなどを用いることができる。いくつかの実施態様では、スペーサー層または細胞固定化層は、シリカ、ポリスチレン、アガロース、スチレンジビニルベンゼン、ポリアクリロニトリルまたはラテックスを含んでもよい。いくつかの実施態様では、層は親水性または疎水性であってもよい。いくつかの実施態様では、細胞固定化層は親水性であってもよい。いくつかの実施態様では、細胞固定化層には、織布を用いてもよいし、不織布を用いてもよい。いくつかの実施態様では、細胞固定化部およびスペーサー部を交互に配置することができる。いくつかの実施態様では、交互に配置した部位は、垂直位置または水平位置において交互に配置してもよい。いくつかの実施態様では、細胞固定化層の１つかそれ以上の層を、１つかそれ以上のスペーサー層に重ね合わせることができる（またはその反対も可）。いくつかの実施態様では、本明細書に開示する構造化床は、らせん構造または可変形状などの構造にきつくまたは緩く巻きつけることができる。バイオリアクターの他の実施態様は、図面に記載の通りである。
【００３８】
一実施態様では、バイオリアクターは、細胞を培養するための固定床を含むモジュール式バイオリアクターである。当該モジュール式バイオリアクターは、第１のチャンバーを有するベース領域、固定床を受けるための第２の外部チャンバーの少なくとも一部と、第２の外部チャンバーから第１のチャンバーに流体の流れを戻すための第３の内部チャンバーの少なくとも一部と、を形成する中間領域、および中間領域の上に配置するためのカバー領域、を有する。
【００３９】
一実施態様では、固定床は、構造化された固定床を含む。
【００４０】
一実施態様では、中間領域は管状部を含み、構造化固定床は管状部の周囲にらせん状に延伸する。一実施態様では、中間領域は、固定床の内壁によって形成される管状部を含む。一実施態様では、中間領域は、それぞれが構造化固定床に関連付けられた複数の中間部を含む。
【００４１】
一実施態様では、複数の中間部のうちの少なくとも１つは、流体が少なくとも１つの中間部の下の第１の構造化固定床から少なくとも１つの中間部の上の第２の構造化固定床に流れることを可能にするために穿孔される。
【００４２】
一実施態様では、複数の中間部はそれぞれ管状であり、各構造化固定床は、管状中間部に巻きつけられたらせん状の床を含む。一実施態様では、本システムは、構造化固定床のための有孔支持体をさらに含む。一実施態様では、中間領域は、モジュール式バイオリアクターの周辺を形成するための管状ケーシングをさらに含み、管状ケーシングは、バイオリアクターを加熱、冷却、または絶縁するための空間を形成する。一実施態様では、中間領域は、それぞれが互いに接続するように構成された複数の中間部を含む。一実施態様では、中間領域は、少なくとも１つの中間部と係合し、固定床を受ける外側の第２のチャンバーの内壁を形成するための管を含む。一実施態様では、管は、管の下の第１の中間部および管の上の第２の中間部と係合する。
【００４３】
一実施態様では、第２の中間部は、第３の内部チャンバーに沿って流体膜を作成するための開口部を含む。一実施態様では、本システムは、第１の中間部から第２の中間部を支持するための支持体をさらに含む。一実施態様では、支持体は垂直ロッドを含む。
【００４４】
一実施態様では、カバー領域は、複数のポートを含む、着脱可能なキャップを含む。一実施態様では、着脱可能なキャップの外径は、中間領域の外径よりも小さい。一実施態様では、少なくとも１つのポートは、ねじ付き金属製のインサートを含む。一実施態様では、カバー領域は、中間領域の外径以上の外径を有する。
【００４５】
一実施態様では、中間領域は、ベース領域内に少なくとも部分的に配置するように構成された中間部を含み、当該中間部は、流体の流れを遮断するための流れ遮断器をさらに含む。
【００４６】
一実施態様では、ベース領域は、固定床を含む第２の外部チャンバーと流体連絡する第１のチャンバーの半径方向外側にさらなるチャンバーを含み、これは、第１のチャンバーから別のチャンバーへ流体を送るための複数の開口部を有する直立壁によって形成される。
【００４７】
一実施態様では、バイオリアクターは、ベース領域に関連付けられた撹拌器をさらに含む。一実施態様では、中間領域は、外部ドライブと位置合わせをするために左右の動きを可能にするような方法で撹拌器を第１のチャンバー内に懸架するように構成されている。
【００４８】
一実施態様では、バイオリアクターは、撹拌器を収容するための容器をさらに含む。当該容器は、中央の入口と、放射状に配向された複数の出口とを含む。一実施態様では、撹拌器は、複数の湾曲したブレードを含む。
【００４９】
一実施態様では、分流器は中央入口に関連付けられる。一実施態様では、バイオリアクターは、第３の内部チャンバーに入る流体の流れを複数の流れに分割するための複数の流れ遮断器をさらに含む。一実施態様では、複数の流れ遮断器がリングに関連付けられる。
【００５０】
一実施態様では、バイオリアクターは、ガスがストリームの１つの後ろの空間に入ることを可能にする１つかそれ以上の導管をさらに含む。一実施態様では、１つかそれ以上の導管が、複数の流れ遮断器を含む構造に接続されている。一実施態様では、第１の導管が構造に接続されている。一実施態様では、第１および第２の導管が構造に接続されている。
【００５１】
一実施態様では、第１および第２の導管は構造に接続されていない。
【００５２】
一実施態様では、モジュール式バイオリアクターは、中央カラムと外側ケーシングの両方に接続されたベース領域を含み、当該外側ケーシングおよび中央カラムは細胞を培養するための区画を共に形成する。一実施態様では、当該区画は、構造化された固定床を少なくとも１つ含む。一実施態様では、区画は、積層構成で配置された構造化された固定床を複数含む。
【００５３】
一実施態様では、バイオリアクターは、複数の構造化された固定床のうちの少なくとも２つの間に中間部をさらに含む。一実施態様では、少なくとも１つの構造化固定床は、らせん状の床を含む。一実施態様では、積層して構造化された複数の固定床が各々中央カラムに巻き付けられる。
【００５４】
一実施態様では、中央カラムは、第１および第２の相互に接続された管を含む。当該第１の管には複数の構造化固定床のうち第１の構造化固定床が巻きつけられ、当該第２の管には複数の構造化固定床のうち第２の構造化固定床が巻きつけられている。一実施態様では、中央カラムは、複数の構造化固定床のうちの少なくとも２つの間に延伸する有孔支持体と係合する第１および第２の管を備える。
【００５５】
一実施態様では、固定床は、第２の外側チャンバーまたは区画に挿抜されるように構成されたカートリッジを含む。一実施態様では、ベース領域は、中央カラムに着脱可能に接続されている。一実施態様では、ベース領域は、外側ケーシングに着脱可能に接続されている。
【００５６】
一実施態様では、システムは、細胞を培養するバイオリアクターを含み、流体を撹拌するための撹拌器を含む第１のチャンバーを有するベース部、およびベース部に着脱可能に取り付けられた第１の中央カラムであり、細胞を培養するための第２の外部チャンバー、および第２の外部チャンバーから第１のチャンバーに流体の流れを戻すための第３の内部チャンバーの少なくとも一部を形成する第１の中央カラム、を含む。
【００５７】
一実施態様では、第２の外部チャンバーは、第１の構造化固定床を含む。一実施態様では、第１の構造化固定床は、らせん状の床を含む。
【００５８】
一実施態様では、第１の構造化固定床は、第１の中央カラムに巻き付けられている。
【００５９】
一実施態様では、バイオリアクターは、第２の外側チャンバーの少なくとも一部を形成する第２の中央カラムをさらに含み、第１の構造化固定床から垂直方向に離間した第２の構造化固定床をさらに含む。
【００６０】
一実施態様では、バイオリアクターは、第１の構造化固定床と第２の構造化固定床との間の有孔支持体をさらに含む。
【００６１】
一実施態様では、第２の外部チャンバーは、構造化されていない床を含む。
【００６２】
一実施態様では、システムは、流体に関連して細胞を培養するバイオリアクターを含み、当該バイオリアクターは、流体を撹拌するための撹拌器を含む第１のチャンバー、細胞を培養するための積層された複数の床を含む第２の外側チャンバー、および第２の外部チャンバーから第１のチャンバーに流体を戻すための第３の内部チャンバー、を含む。
【００６３】
一実施態様では、バイオリアクターは、第１のチャンバーを有するベース領域、第２の外部チャンバーの少なくとも一部および第３の内部チャンバーの少なくとも一部を形成する中間領域、および中間部の上に配置するカバー領域、を有する。
【００６４】
一実施態様では、中間領域は、積層された複数の床のうち第１の床を支持するための第１の支持体を含む。一実施態様では、中間領域は、積層された複数の床のうち第２の床を支持するための第２の支持体を含む。一実施態様では、中間領域は、ベース領域およびカバー領域に着脱可能に接続されるように構成されている。
【００６５】
一実施態様では、第２の外部チャンバーは、外壁によって境界が定められ、さらに、外壁と空間を形成する外側ケーシングを含み、当該空間は、第２の外部チャンバーを断熱、加熱、または冷却するためのものである。
【００６６】
一実施態様では、本開示のシステムは、流体に関連して細胞を培養するバイオリアクターを含み、当該バイオリアクターは、流体を撹拌するための撹拌器を含む第１のチャンバー、細胞を培養するための少なくとも１つの床を含む第２の外側チャンバー、および第２の外部チャンバーから第１のチャンバーに流体を戻すための第３の内部チャンバー、を含む。当該第２の外部チャンバーは、外壁によって境界が定められ、さらに、外壁と空間を形成する外側ケーシングを含み、当該空間は、第２の外部チャンバーを断熱、加熱、または冷却するためのものである。
【００６７】
一実施態様では、少なくとも１つの床は、構造化された固定床を含む。一実施態様では、構造化固定床は、らせん状の床を含む。一実施態様では、内部チャンバーは、少なくとも１つの管によって形成される。
【００６８】
一実施態様では、当該少なくとも１つの管は、少なくとも１つの床の境界を定める第１および第２の支持体に接続されている。一実施態様では、第１および第２の支持体は外壁に接続されている。一実施態様では、第１および第２の支持体は、少なくとも部分的に穿孔されている。
【００６９】
一実施態様では、本開示に係るシステムは、細胞を培養するための装置を含み、当該デバイスは、撹拌器を含むバイオリアクターであり、撹拌器を、外部ドライブと位置合わせをするために左右の動きが可能な懸架状態で保持するように構成されたバイオリアクターを含む。一実施態様では、バイオリアクターは、撹拌器を受けるためのベース領域と、撹拌器を懸濁状態で運ぶためのキャリアを支持する中間領域と、を含む。一実施態様では、キャリアは、中間領域に係合するクリップを含む。
【００７０】
一実施態様では、本開示に係るシステムは、複数の湾曲したブレードを有する撹拌器を含むバイオリアクターを含む。
【００７１】
一実施態様では、撹拌器は、複数の湾曲したブレードの半径方向内向きに中央開放領域を含む。一実施態様では、当該撹拌器は、１つかそれ以上の磁石を含む。一実施態様では、当該ブレードは半径方向に湾曲している。
【００７２】
一実施態様では、本開示に係るシステムは、積層して構造化された第１および第２の床を含むバイオリアクターを含む。一実施態様では、バイオリアクターは、積層して構造化された第１および第２の床の両方に係合するスクリーンをさらに含む。一実施態様では、積層して構造化された第１および第２の床は、らせん状の床を含む。
【００７３】
本明細書に記載のバイオリアクターへのアクセスは、蓋またはドアを介することができる。いくつかの実施態様では、バイオリアクターのアクセスメカニズムは、例えば、ロックおよびキーメカニズム、パスコードパンチパッド、カードスワイプ、トランスポンダーリーダー、指紋スキャナー、網膜スキャナー、センサー、および自動識別を含み、さらに、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、生体認証（虹彩／顔認識システムなど）、磁気ストライプ、光学式文字認識（ＯＣＲ）、スマートカード、音声認証、またはその他のアクセスメカニズムなどのデータ取得方法を含んでもよい。
【００７４】
いくつかの実施態様では、バイオリアクターの蓋は、工程内制御および工程終了分析のための固定床サンプリングのために固定床にアクセスすることができるように構成されている。いくつかの実施態様では、蓋は、細胞および代謝産物の無菌サンプリングに適合されたポートを含む。いくつかの実施態様では、サンプルは、固定床、または固定床に類似しているが固定床から離間した領域を含む。
【００７５】
いくつかの実施態様では、本明細書に開示するバイオリアクターは、異なるパラメーターを監視するためのセンサーを含んでもよい。いくつかの実施態様では、本明細書に開示するセンサーは、本明細書に開示するバイオリアクターの任意の区画に配置することができる。いくつかの実施態様では、本明細書に記載のセンサーは、ガスセンサー（例えば、酸素、窒素、または二酸化炭素）、ｐＨセンサー、温度センサー、細胞密度センサー、または溶存酸素センサーであってもよい。いくつかの実施態様では、本明細書に開示するセンサーは、特に、バイオマスまたは細胞密度、溶存酸素分圧、酸素含有量、ρＴ１値、および温度を測定するとともに、乳酸塩、アンモニウム、炭酸塩、グルコース、または細胞密度を反映する可能性のある代謝産物または代謝される産物などの任意の栄養素の特定の濃度を測定することができる。いくつかの実施態様では、細胞密度（バイオマス密度）は、測定電極の配置を使用する電気インピーダンス分析または電気インピーダンス分光法によって求めることができる。いくつかの実施態様では、本開示に係るバイオリアクターは、培養パラメーターを測定するためのセンサーを含んでもよい。いくつかの実施態様では、本明細書に開示するセンサーは、バイオリアクター内の培地と接触することができる。いくつかの実施態様では、培養パラメーターは、特に、溶存酸素分圧、ｐＨ、温度および光学密度を測定するとともに、乳酸塩、アンモニウム、炭酸塩、グルコース、または細胞密度を反映する可能性のある代謝産物または代謝される産物などの任意の栄養素の特定の濃度を測定することができる。いくつかの実施態様では、本明細書に開示するバイオリアクターは、開示されるパラメーターに従って調整ループを使用することができる。いくつかの実施態様では、調整ループは、例えば、存在する溶存酸素分圧の値または細胞によって消費される溶存酸素の量、培地の循環速度などに応じて酸素の注入量を調節して、センサーまたはこのタイプの培養で一般的に使用される他のタイプの規制によって得られたｐＨ値に従ってＣＯ２を注入する。いくつかの実施態様では、細胞は、３００μＭ以下（１６０ｍｍＨｇ分圧）、２００μＭ未満、または２０μＭから１５０μＭの間の溶存酸素濃度に晒される。いくつかの実施態様では、細胞は、約０％、１％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７８％、８０％、９０％、または１００％窒素、および／または約０％、１％、５％、１０％、２１％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％または１００％酸素に曝される。いくつかの実施態様では、細胞は純酸素または酸素富化空気に曝される。
【００７６】
いくつかの実施態様では、本明細書に開示するバイオリアクターは、培養培地を加熱および／または冷却するように構成された加熱および／または冷却デバイスを含んでもよい。いくつかの実施態様では、加熱デバイスは、電気要素、電気コイル、または、サーモスタット制御されたダブルジャケットなど細胞培養の分野で一般的に使用される任意の他の加熱手段であってもよい。いくつかの実施態様では、冷却デバイスは、ペルチェ素子などの任意の適切な冷却デバイスであってもよい。
【００７７】
いくつかの実施態様では、培養培地は、撹拌器を介して循環させることができる。いくつかの実施態様では、撹拌器は、回転可能な（非接触）磁気羽根車、ブレードまたはスクリュー撹拌システム、または外部の循環システムであってもよい。いくつかの実施態様では、撹拌器は、ディスクブレードタービン、湾曲ブレードタービン、オープンブレード流体フォイル軸方向羽根車、傾斜ブレードを備えたタービン羽根車、または３ブレードプロペラを含んでもよい。いくつかの実施態様では、撹拌器における流量は、約．０１ｌ／ｍｉｎ未満、約．０５ｌ／ｍｉｎ未満、約．１ｌ／ｍｉｎ未満、約．５ｌ／ｍｉｎ未満、約１ｌ／ｍｉｎ未満、約２ｌ／ｍｉｎ未満、約５ｌ／ｍｉｎ未満、約１０ｌ／ｍｉｎ未満、約１５ｌ／ｍｉｎ未満、約２０ｌ／ｍｉｎ未満、約５０ｌ／ｍｉｎ未満、約１００ｌ／ｍｉｎ未満、または１５０ｌ／ｍｉｎ未満から、約１６０ｌ／ｍｉｎ超、約１８０ｌ／ｍｉｎ超、約２００ｌ／ｍｉｎ超、または約２５０ｌ／ｍｉｎ超であってもよい。いくつかの実施態様では、羽根車は、単回使用のみのために設計されている。
【００７８】
本システムのバイオリアクターは、ガスおよび液体の出入りを可能にする少なくとも１つの入口を備える。いくつかの実施態様では、当該バイオリアクターは、ガスおよび／または培養培地を取り込むための少なくとも１つの入口と、バイオリアクター内に含まれる培養培地を収集するための少なくとも１つの出口と、を含む。いくつかの実施態様では、ガスまたはガス混合物と培養培地の混合物を、同一の供給ラインを介して供給してもよい。一実施態様では、バイオリアクターは、事前に取り付けられたチューブマニホールドを備え、液体入口および液体出口、ならびに塩基添加およびガスベントを設けることができる。一実施態様では、バイオリアクター容器そのものおよび各チューブマニホールドからなるバイオリアクターアセンブリは、オートクレーブ処理後の無菌性を担保するクローズドシステムである。細胞培養が開始する前に各チューブマニホールドを外部容器（培養培地、塩基ボトル、接種材料など）に接続することは、非無菌のオスメス流体コネクター／ディスコネクターによって可能になる。一実施態様では、注射器または同等のアセンブリを、液体媒体のサンプリングを可能にするために、バイオリアクターの出口ラインに取り付けることができる。
【００７９】
一実施態様では、バイオリアクターキットが設けられる。当該キットは、本明細書に記載のバイオリアクターと、バイオリアクターに事前に取り付けられた１つかそれ以上のチューブマニホールドとを含む。これにより、オートクレーブ処理後の無菌性を担保するクローズドシステムが形成される。
【００８０】
一実施態様では、ドッキングステーションは、塩基ボトル、採取物ボトル、アルカリボトルなどのボトルを得るのに適した場所が設けられている。一実施態様では、必要なチュービング、コネクター、および取り付け具が事前に取り付けられたキャップのセットが与えられる。これらのキャップは、上記ボトルに取り付けることができ、さらに、バイオリアクターまたはシステムの他の部分に接続することができる。
【００８１】
一実施態様では、システムは、オーバーフローする可能性のある液体を受け止めるための保持トレーを備える。別の実施態様では、本開示のシステムは、ドッキングステーションに取り付けられた濃縮器を含む。濃縮器は、液体中の標的分子の量を減らすことなく、システム内の液体の総量を削減することを可能にすることで、液体中に存在する標的生体分子の量を増やすことができる。したがって、本開示のシステムに濃縮器を実装することで、液量をさらに削減することができるので、システムが占有する空間量がさらに低下する。いくつかの実施態様では、濃縮器は、接線流フィルターまたはデッドエンドフィルターを含む。いくつかの実施態様では、濃縮器は、ろ過および／またはサイズ排除クロマトグラフに基づく。いくつかの実施態様では、濃縮器は、ろ過デバイス、精密ろ過デバイスまたは限外ろ過デバイスであってもよいし、精密ろ過デバイスと限外ろ過デバイスの双方を併用してもよい。好ましくは、濃縮器は、ろ過デバイスまたはサイズ排除クロマトグラフィーデバイスを含む。
【００８２】
本システムでは、濃縮器は、標的生体分子の最大部分を含む保持液を収集するのに適した保持液導管を備えており、これにより、当該保持液を、バイオリアクターの入口、または濃縮器とバイオリアクターの間に位置する中間容器の入口に再循環させることができる。このように、本システムでは、同一の濃縮器を介して保持液を再循環させることができるため、生体分子をさらに濃縮することができる。一実施態様では、液体を少なくとも５回、好ましくは少なくとも１０回、より好ましくは少なくとも１５回、あるいは、最も好ましくは細胞培養採取物において目的とする削減を達成するまで、濃縮器に再循環させる。このような構成によって、必要となる下流側の処理量を削減することができる。これは、保持液を再循環させることで高濃度の生体分子生成物が得られるためである。一実施態様では、本システムの導管は、ポンプ、バルブ、および、例えば濃縮器からバイオリアクターおよび／または中間容器への液体の流れを制御し、かつ監視する流量計またはセンサーを有する。一実施態様では、保持液導管などのシステム導管は検出器（たとえば光学検出器）を有する。一実施態様では、これらの検出器は細胞および標的生体分子の量、および／または導管内を移動する汚染物質を監視することができる。
【００８３】
一実施態様では、ドッキングステーションは、バイオリアクターと濃縮器との間に位置し、バイオリアクターと濃縮器の双方に流体接続された中間容器を備える。中間容器の容量については、バイオリアクターの容量に対応する容量であることが好ましい。濃縮した標的生体分子を含む保持液は、最終的に中間容器において採取する。例えば、３００Ｌの培地を灌流モードで使用する、容量１０Ｌ程度のバイオリアクターをシステムが備える場合、このシステムにはほぼ１０Ｌ程度の容量を有する中間容器を設けることが好ましい。
【００８４】
一実施態様では、バイオリアクターと濃縮器とを導管で接続して、当該バイオリアクターから当該濃縮器への液体の移送を容易にしている。あるいは、中間容器がシステムに含まれる場合、バイオリアクターおよび中間容器を導管で接続することで、当該バイオリアクターから当該中間容器への液体の移送を容易になる。加えて、中間容器と濃縮器とを導管で接続して、当該中間容器から当該濃縮器への液体の移送を可能にすることもできる。最後に、濃縮器からバイオリアクターへの液体の移送を容易にする導管を設けることもできる。一実施態様では、中間容器は、単回使用、使い捨て、および／またはオートクレーブ可能なものであってもよい。
【００８５】
システムの濃縮器は、標的生体分子が存在する液体の容量を減少させるのに適した、当業者の知る複数のデバイスから選択することができる。いくつかの実施態様では、濃縮器は、１つのタイプの濃縮デバイス（例えば、接線流フィルター）を有する。いくつかの実施態様では、濃縮器は、２つ以上のタイプの濃縮デバイス（例えば、接線流フィルターおよびデッドエンドフィルター）を有する。これらのデバイスの大半は、ろ過および／またはサイズ排除クロマトグラフィーに基づいたものである。一実施態様では、濃縮器は、ろ過デバイス、より好ましくは精密ろ過デバイス、または限外ろ過デバイス、あるいはミクロろ過デバイスと限外ろ過デバイスの双方を併用する。システムが、標的生体分子が存在する液体の容量を減少させるための限外ろ過デバイスを備える場合、当該デバイスの膜は、一般に「透過液」と呼ばれる水および低分子量溶質が透過することができるように構成され、生体分子などの高分子は保持液の膜に保持される。別の実施態様では、システムは、接線流ろ過デバイス（ＴＦＦ）を備える。一実施態様では、当該ＴＦＦは、増殖培地および溶質など小さめの汚染物質が膜の細孔を通過することができるとともに、標的生体分子をほぼすべてを保持するのに十分な多孔性をもった細孔を有する少なくとも１つの中空繊維を備える。液体が膜または床を通過し、固体がフィルターにトラップされるデッドエンドろ過とは異なり、フィルターの表面を横切る接線流は、フィルターを直接通過せずに、ＴＦＦデバイスに入る。したがって、ＴＦＦでのフィルターケーキの形成が回避される。別の実施態様では、当該ＴＦＦは、接線流ろ過を可能にするカセット／カートリッジを備えてもよい。さらに別の実施態様では、当該ＴＦＦは、シングルパス接線流ろ過デバイス（ＳＰ−ＴＦＦ）である。このデバイスは、抗体などのタンパク質を精製する場合に特に有利である。いくつかの実施態様では、ＴＦＦは、面積が約１０００ｃｍ２から２０００ｃｍ２の間、好ましくは約１５００ｃｍ２である膜を有する。ＴＦＦは、再利用可能、一回限りの使用、および／または使い捨て式である。いくつかの実施態様では、ＴＦＦはプラグアンドプレイである。
【００８６】
別の実施態様では、ＴＦＦカートリッジと、１つかそれ以上の事前に組み立てられたマニホールドとを含むキットが設けられる。好ましくは、当該１つかそれ以上のマニホールドは、管、滅菌コネクター、および（オプションで）１つかそれ以上の圧力センサーを含む。一実施態様では、当該１つかそれ以上の圧力センサーは使い捨てである。
【００８７】
上述したように、本システムは、保持液の、バイオリアクターの入口または中間容器の入口への再循環を仲介する保持液導管を備える。本システムでＴＦＦデバイスを濃縮器として利用することで得られる付加的な効果は、ＴＦＦ装置を連続灌流プロセスで動作させることができることである。このため、培地容量を大幅に縮小することができる。例えば、内部増殖面積（細胞増殖にアクセス可能な表面積）が５００ｍ２の固定床灌流バイオリアクターを始動させた場合、本システムは培養容量を５０Ｌの最終容量まで縮小させることができる。これは、３６０ローラーボトルによる培養または大規模な細胞工場１２個分に相当し、システムのフットプリントの削減を可能にするという点で、従来の技術よりも大幅に改善されている。システムのサイズを縮小することができるため、密閉性の高い滅菌環境内で生体分子の製造を実施することができ、動作の滅菌性を担保することができる。
【００８８】
一実施態様では、本システムの導管に１つかそれ以上のポンプを取り付けて、指向性のある液体の流れを発生しさえ、かつシステムの異なる部分間における差圧を制御し、あるいはこれらの間に差圧を誘導する。別の実施態様では、ポンプは順方向および逆方向の両方向において動作できる。さらに別の実施態様では、システムの導管に１つかそれ以上のポンプを取り付けて、濃縮器に液体のクロスフローをエクスポートすることが好ましい。
【００８９】
本開示のシステムの導管にセンサーを設けてもよく、当該センサーは細胞増殖および精製プロセスにおいて重要なパラメーターを測定するものである。当該パラメーターは、液体流量、温度、ｐＨ、酸素飽和度および圧力などであるが、これに限定されない。さらに、システムの導管にバルブを設け、流れの分配を制御することもできる。これらのバルブによって、さらにシステムの特定の部位や導管に係合させてもよいし、あるいは分離させてもよい。いくつかの実施態様では、当該バルブは、従量制バルブまたは個別バルブ（例えば、オンまたはオフバルブ）である。一例では、バルブは個別のバルブである。いくつかの実施態様では、これらのバルブは、例えば品質管理のために、それぞれの導管からの液体をサンプリングすることを可能にする。
【００９０】
一実施態様では、中間容器は、濃縮器での灌流中に容器内の容量を制御するための液位センサーを備える。一実施態様では、低レベルおよび高レベルのセンサーが設けられる。ＴＦＦなどの濃縮器シーケンスによる灌流が開始すると、中間容器内のｐＨを一定にするために、一定濃度のＣＯ２／空気ガスが中間容器に添加される。容器内の容量が低レベルになると、濃縮器ポンプは、当該ポンプの低速設定値で起動し、濃縮器バルブは１００％開いたままになる。容器内の容量が高レベルになると、濃縮器のろ過が増加し、濃縮ボトル内のレベルが低下する。これを達成するために、濃縮器ポンプはそのスループットを選択された速度設定値まで増加させ、濃縮器の膜貫通圧力は、濃縮器バルブの開度を変化させることで選択が可能である。中間容器の容量が低レベルに戻ると、濃縮器ポンプが再び低速設定値に設定され、濃縮器バルブが再び１００％まで開かれる。
【００９１】
一実施態様では、システムは、バイオリアクターと濃縮器との間に位置する前置フィルターを備える。いくつかの実施態様では、前置フィルターはすべて同一の多孔度を有してもよいし、異なる多孔度を有してもよい。一実施例では、本システムは、多孔度が異なる少なくとも２つの前置フィルターを有する。前置フィルターによって濃縮器の目詰まりがなくなる。このためには、前置フィルターの孔径は、少なくとも５０μｍ、少なくとも７５μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも１２５μｍ、および最大２５０μｍ、最大２００μｍ、最大１７５μｍ、最大１５０μｍであることが好ましい。好適な実施態様では、フィルターの孔径は１２５μｍである。５０μｍよりも小さい孔径では十分な液体流量が得られず、一方で、孔径が２５０μｍよりも大きい場合、システムの目詰まりの原因となる粒子を含有する液体が通過する恐れがある。一実施態様では、前置フィルターの孔径は生体分子よりもはるかに大きく、細胞のデブリおよび凝集体を阻止することのできるサイズに設定される。一実施態様では、当該前置フィルターとしてＴＦＦを使用することができ、対象となる生体分子よりも大きい粒子が阻止される一方で、生体分子を含むより小さな粒子は当該ＴＦＦを通過する。別の実施態様では、当該前置フィルターは吸着システムであり、例えば、クロマトグラフィーに基づく吸着システムを使用することができる。中間容器がシステムに含まれる場合、バイオリアクターと中間容器との間に上述の前置フィルターが位置することが好ましい。このような構成のシステムにより、中間容器と濃縮器の間の導管には、そのサイズのために濃縮器の目詰まりの原因となる可能性のある粒子は存在しなくなる。
【００９２】
システム内に発生する望ましくない物質やプロセスから発生する副生成物は、除染容器に一時的に保管することができる。本システムは１つかそれ以上の除染容器を有してもよい。また、本システムは、濃縮器から除染容器（複数の場合もある）までの排出導管ラインなどの好適な導管を有し、透過物を廃棄することもできる。別の実施例は、バイオリアクターから除染容器までの排出導管ラインであり、生体分子の製造が開始する前に（例えば、細胞がウイルス感染する前に）液体を直接廃棄することができる。一実施態様では、除染容器（複数の場合もある）はドッキングステーション内に存在する。別の実施態様では、当該除染容器（複数の場合もある）は、ドッキングステーションの外部に位置する。
【００９３】
生体分子の製造および精製（例えば、上流の製造プロセス）に加えて、システムは、下流の製造プロセスを実行するのに適したデバイスと組み合わせるように構成することができる。一実施態様では、これらの追加のデバイスはドッキングステーションの外部に位置し、チューブおよびマニホールドを介してドッキングステーションまたはドッキングステーション内のユニットに接続可能である。
【００９４】
本開示のシステムは、製造される生成物の下流における要件に応じて、清澄化ユニット、クロマトグラフィーユニット、研磨ユニット、または（ウイルス）不活性化ユニットなど、下流の処理に適した任意のユニットに接続することができる。ドッキングステーションまたはその中のユニットから下流のユニットへの液体の移送を容易にする導管を設けることもできる。
【００９５】
本開示のシステムは、粘着性および非粘着性細胞の増殖に使用されるように構成されている。システム内で増殖した粘着性細胞は、ウイルスワクチン（ヒト用および動物用）およびウイルスベクターの製造に使用することができ、一方で、非粘着性細胞は、他のタンパク質や生物材料の製造を可能にする。
【００９６】
一実施態様では、処理フローは、ドッキングステーション内に存在する処理制御装置または処理制御デバイスによって制御される。ドッキングステーションに制御装置を統合することで、システムに組み込んだ場合であっても、当該システムをコンパクトに維持することができる。したがって、一実施態様では、制御装置のハウジングは、説明したように、システムのドッキングステーションとして使用することができるように構成される。
【００９７】
制御装置は、バイオリアクターのパラメーターおよび処理フローのパラメーターを制御および操作し、上記の１つかそれ以上のセンサー（ｐＨ、温度および／またはＤＯ）からのデータを監視および記録する。一実施態様では、制御装置は、バイオリアクターおよびシステムのｐＨを４から９の範囲で制御することができる。一実施態様では、制御装置は、好ましくは分解能を±５％として、溶存酸素（ＤＯ）濃度を０％から１００％に制御することができる。一実施態様では、制御装置は、分解能を±０．１℃として、温度を２３％から４０％に制御することができる。
【００９８】
当該制御装置は、濃縮器の機能、および濃縮器から中間容器への（およびその反対方向）保持液の再循環を制御する。この目的のために、当該制御装置は、システムの処理フローおよびパラメーターを監視、制御および記録することのできるソフトウェアを搭載する。当該制御装置はシステム内の以降の部位に流れる液体の流れを管理することができ、これによって、標的生体分子の製造および精製を制御する。好ましくは、液体の流れは、システム内に存在するポンプおよび／またはバルブの機能を制御することによって、システム内の制御装置によって管理される。一実施態様では、処理制御デバイスはシステムの処理フローの自動制御を行うものである。一実施態様では、制御装置は、センサーから得たデータを記録および報告することができる。
【００９９】
制御装置へのアクセスについては、当該制御装置に接続可能なコンピュータを介してユーザがアクセスをすることができる。当該制御装置は、Ｗｉ−ＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続などのワイヤレスまたは制御装置内に存在するＵＳＢ接続などの有線の１つかそれ以上のデータ転送デバイスを介してデータをエクスポートすることができる。制御装置上のデータ接続は、別のまたはさらなる実施態様において、ＩＴネットワークへのアクセスを可能にすることができる。一実施態様では、スクリーン形式のユーザインターフェースが制御装置に接続され、これにより、システムのユーザまたはオペレーターは、処理フローおよび測定パラメーターを追跡することができるだけでなく、例えば特定のサブプロセスを開始または停止することによって、システムを手動で操作することができる。一実施態様では、スクリーンはドッキングステーション上に位置する。当該スクリーンは、タッチスクリーンであってもよい。
【０１００】
いくつかの実施態様では、制御装置は、電力、データ、およびガス（ＰＤＧ）管理ボックスを有する。好ましくは、ＰＤＧは、ろ過された空気、ＣＯ２、Ｏ２および／または他のガスを供給するように構成されている。
【０１０１】
本開示のシステム内の各ユニットは最適化されているため、各区画をコンパクトな構造にして、システムに属する全区画を単一のキャビネット、フロー、アイソレーター、または格納容器に組み込むことができる。これは、必要なスペースを削減するだけでなく、このシステムを使用する際の安全性の向上にも寄与する。さらに、区画間を接続することで、格納容器を出ることなく製造および精製工程を実行することができ、安全上のリスクを最小限に抑えることができる。
【０１０２】
システムのコンパクトな構造は、別のまたは別の実施態様において、例えば、容器またはトレーラー内の生体分子製造および精製システムのための携帯型システムとしてシステムを提供することをさらに可能にする。したがって、本システムはモバイルシステムにすることができる。別のまたはさらなる実施態様では、プラットフォームの区画も、例えば、各区画またはアイソレーターを可動スキッド上に配置することによって、移動可能にすることができる。さらに別の実施態様では、システムは、モジュール式に組み立てることができる。
【０１０３】
第２の態様では、本開示は、生体分子を製造する方法を提供する。当該システムは、細胞を含む液体を含むバイオリアクターを備える。当該方法は、濃縮工程を含み、バイオリアクターの排出物は濃縮器において濃縮され、当該濃縮器は、バイオリアクター、または濃縮器とバイオリアクターとの間に位置する中間容器に再循環される。実施態様の１つに記載されているようなシステムが当該方法を実行するのに適していることは当業者には明らかである。
【０１０４】
一実施態様では、本開示に係る生体分子を製造する方法は、システムの導管に取り付けられたポンプおよびバルブを利用して、指向性を有する液体の流れをシステム内に誘導し、システムのさまざまなセグメントの可逆的な係合および分離を可能にする。いくつかの実施態様では、開示の方法は、濃縮器内の限外ろ過デバイスを利用する。濃縮器内に存在する限外ろ過デバイスの目詰まりを回避するために、一実施態様では、液体はまず前置フィルターを通過し、これにより液体から大きな固体粒子が取り除かれる。当該前置フィルターは、目的の生体分子は通過させる。いくつかの実施態様では、前置フィルターは、約１２５μｍの孔径、および約１００ｋＤａのカットオフを有する。好ましくは、再循環した保持液は、方法の実施態様において、中間容器に収集され、これにより、細胞培養採取物を濃縮したものが得られる。一実施態様では、バイオリアクターおよび中間容器などのシステムの部分は、例えば、ｐＨ、温度、および溶存酸素を測定するための１つかそれ以上のセンサーを備えてもよい。したがって、バイオリアクターおよび中間容器は、濃縮化細胞培養採取物のｐＨおよび温度を制御することを可能にする。
【０１０５】
オプションとして、濃縮化細胞培養採取物のｐＨは、下流のプロセスのために所望の値に調整される。さらに、オプションのエンドヌクレアーゼ処理を濃縮細胞培養採取物に対して実行して、タンパク質を無傷のままにして、濃縮細胞培養採取物内に存在するＤＮＡおよびＲＮＡを分解することができる。エンドヌクレアーゼ処理工程は、濃縮化細胞培養採取物に凝集が発生するのを防止し、これにより、さらに下流の処理の条件を最適化することができる。
【０１０６】
一実施態様では、当該方法はさらに下流側の処理工程を有する。当該処理工程は、濃縮化細胞培養採取物を清澄化して清澄化細胞培養採取物を得る工程、および／または、清澄化細胞培養採取物にクロマトグラフィー工程を実施して目的の生体分子を精製する工程を含む。
【０１０７】
上述したように、本開示の方法は、必要な機器のコンパクトさのために制限された空間量で実行することができ、したがって、層流などのアイソレーター内で実行することができる。したがって、本開示の方法は、細胞、タンパク質（抗体）およびウイルスなどの生体分子を精製するのに特に適している。そのうちの最後の場合、本方法は、精製されたウイルス産物に対して実行されるウイルス不活化工程をさらに含み、当該工程は、好ましくは、不活化組成物によるウイルスの処理からなる。不活化組成物は、ホルムアルデヒド、少なくとも１つの洗浄剤、少なくとも１つの酸、またはこれらの任意の組み合わせを含む群から選択される。他の不活化組成物として、過硫酸カリウム溶液（「Ｖｉｒｋｏｎ」（登録商標）の市販名で知られる）、水酸化ナトリウムまたは漂白剤を含んでもよい。ウイルスの不活化には、好ましくは、ホルムアルデヒドまたはホルマリンを用いることが好ましい。したがって、開示の方法の一実施態様では、精製した生体分子は、例えば不活化ポリオウイルスワクチンなどのワクチンの処方に使用される、精製された不活化ウイルスである。本開示の方法は、生体分子がウイルスまたは不活化ウイルス粒子である生体分子の製造および精製に特によく適している。
【０１０８】
本発明は、前述のいかなる形態の意匠にも限定されず、添付の特許請求の範囲を再評価することなく、提示された実施例にいくつかの修正を加えることができると想定される。本発明は上述の設計態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲を見直すことなく、いくつかの変更を実施例に加えることが可能である。例えば、ポリオワクチンを例示して本発明を説明してきたが、ロタウイルスや狂犬病ワクチンなどにも本発明を適用できることは明らかである。
【図面の詳細な説明】
【０１０９】
図１は、本発明の一実施態様に係る、生体分子を製造するシステムの概略図である。
【０１１０】
この概略図は、細胞培地を有するバイオリアクター（１）と、濃縮器排出物を収集し、当該排出物を上記バイオリアクター（１）の入口に再循環させる保持液ライン出口（３００）を設けた濃縮器（２）と、を有する、生体分子を製造するシステムを示す図である。バイオリアクター（１）および濃縮器（２）は、上記バイオリアクター（１）から上記濃縮器（２）への液体の移送を促進する導管（３０１）によって接続する。濃縮器（２）の目詰まりを避けるために、まず液体を前置フィルター（７）に通して液体から大きな固体粒子を取り除く一方で、対象となる生体分子を通過させる。当該システムの導管にポンプ（５）を取り付けて、液体の流れに指向性を持たせてシステム内の異なる部分間に差圧を発生させて制御し、濃縮器（２）を通る液体のクロスフローを発生させる。さらに、システムの導管にバルブ（６）を取り付け、流れの分配を制御する。これらのバルブによって、システムの特定の部位や導管に対する係合および分離が可能になる。最後に、濃縮器（２）から除染容器（８）に至る排出導管（３０２）ラインを設け、透過物を廃棄する。除染容器（８）は少なくとも１つの廃物容器（タンクなど）を有し、ここにシステム内で発生した望ましくない物質や処理の副生物を一時的に保管することができる。
【０１１１】
濃縮器は、液体中の標的分子量を減らすことなく液体の総量を削減することで、液体中に存在する標的生体分子の量を増加させることができる。このように、本開示のシステムの本実施態様では、同一の濃縮器（２）に液体を再循環させることによって標的生体分子を含む濃縮化保持液を再循環させ、生体分子をさらに濃縮させる。このような構成により、高濃度の生体分子生成物を液体の再循環によって得ることができるため、下流側において必要となるプロセス数をより少なくすることができる。
【０１１２】
図２Ａは、本発明の別の実施態様に係る、生体分子を製造するシステムを示す概略図である。
【０１１３】
図２Ａの概略図に示すように、生体分子を製造するシステムは、細胞を含む液体を受けるのに適したチャンバーを有するバイオリアクター（１）と、濃縮器（２）とを有する。当該濃縮器は、濃縮器の出力を収集して、当該濃縮器出力の、中間容器（４）、または上記濃縮器（２）と上記バイオリアクター（１）の間に位置する濃縮器ボトルの入口への再循環を可能にする保持液ライン出口（３０３）を備える。バイオリアクター（１）および中間容器（４）は、バイオリアクター（１）から中間容器（４）への液体の移送を促進する導管によって接続する。あるいは、バイオリアクター（１）から濃縮器（２）に直接接続した追加の導管（図示せず）を設けて、バイオリアクター（１）から濃縮器（２）に液体を移送することもできる。さらに、ポンプ（５）を有する導管（３０６）によって中間容器（４）と濃縮器（２）とを接続し、中間容器（４）から濃縮器（２）への液体の移送を促進してもよい。濃縮器は、液体中の標的分子量を減らすことなく液体の総量を削減することで、液体中に存在する標的生体分子の量を増加させることができる。
【０１１４】
一実施態様では、２つのガス接続部が存在し、一方の接続部（３０４）はバイオリアクター（１）への投入用であり、他方の接続部（３０５）はバイオリアクター（１）からの排出用である。さらに、バイオリアクター（１）には、洗浄、分離および中和を終えた細胞前培地を好適な培地中に含む接種材料容器（１０）と、バイオリアクター（１）内部のｐＨを調節するベース（１３）入口とが連結される。
【０１１５】
複数のタイプの濃縮器が本システムに好適に使用することができ、本実施態様のシステムには、濃縮器として動作する接線流ろ過デバイス（ＴＦＦ）が設けられる。このＴＦＦは標的生体分子をほぼすべて保持する一方で、培地や溶質などより小さい汚染物質を膜の細孔に通すことができる。この目的のために、そして１つの考えられる実施態様では、特定の多孔度（例えば、培地や溶質などのより小さな汚染物質は透過物とする一方で、標的生体分子をほぼすべて保持液の中で保持するのに十分な多孔度）をもつ少なくとも１つの中空ファイバーを、当該ＴＦＦに設けることができる。ＴＦＦ濃縮器（２）は、標的生体分子を含む保持液の中間容器（４）の入口への再循環を仲介する。ＴＦＦ濃縮器（２）から除染容器（８）に至る排出導管（３０７）ラインを設け、透過物を廃棄する。除染容器（８）はタンクなど少なくとも１つの廃物容器を有し、ここにシステム内で発生した望ましくない物質や処理の副生物を一時的に保管することができる。システム導管にポンプ（５、５０１）およびバルブ（６）を取り付けて、液体の流れに指向性を持たせてシステム内の異なる部分間に差圧を発生させて制御し、ＴＦＦ濃縮器（２）を通る液体のクロスフローを発生させる。
【０１１６】
濃縮器（２）は、液体中の標的分子量を減らすことなく液体の総量を削減することで、液体中に存在する標的生体分子の量を増加させる。本システムによって液量を減少させることで、工業レベルでの生体分子の製造に必要なインフラストラクチュアを縮小することができ、これによって消耗品の量を削減することができる。さらに、本システムのＴＦＦ濃縮器（２）は、連続灌流モードでの自動動作が可能である。この結果、作業員の介入を最小限に抑えることで、安全リスクを押し下げ、コストを抑えることができる。
【０１１７】
図２Ｂは、図２Ａに示すスキームの実行を可能にするシステムを示す図である。
【０１１８】
本システムは、バイオセーフティキャビネットやアイソレーター内で使用するように構成されており、プロセス開発作業および生物材料のパイロットスケールの製造の双方に使用可能であり、この場合、臨床試験用の材料の製造だけでなく、商用目的での小規模の製造にも利用可能である。本システムは、粘着性細胞だけでなく、非粘着性細胞の増殖にも使用可能に構成されている。この目的のため、本システムはバイオリアクター（１）、好ましくは固定床バイオリアクターを有する。バイオリアクターの固定床には構造的要素を設け、これらの要素の表面上で細胞を増殖する。このような要素の１つの実例は、本明細書にも援用するＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０７８７７５に開示がある。すなわち、細胞を増殖し、流体の分配および乱流を促進するらせん構造の例が開示されている。これらの要素は、ポリエチレン、好ましくは親水化ポリエチレンで形成される。一実施態様では、バイオリアクター（１）は、シングルユースのもののみ使用する。液体移送やガス移送のためにシステム内に存在する導管は図示していない。バイオリアクター（１）は少なくとも２つの流体接続を有する。一方の接続は流体がバイオリアクターに入れるためのものであり、他方の接続は流体を排出するためのものである。後者の接続は、一旦空にした後のバイオリアクター（１）内のデッドスペースを最小限に抑えるように設計される。さらに別の実施態様では、当該バイオリアクター（１）にガス接続を設け、ガスの流入／流出を可能にする。好ましい実施態様では、３つのガス接続が存在する。このうちの２つはバイオリアクター（１）に入る接続であり、残りの１つは当該バイオリアクター（１）を出る接続である。バイオリアクター（１）は、さらに、有利にはプロセス内管理およびプロセス終了解析の双方を目的として、バイオリアクター（１）の上方からサンプリングが可能であるように設計することが好ましい。サンプリングについては、シリンジやこれと同等なアセンブリを用いて行う。
【０１１９】
バイオリアクター（１）内における循環は、羽根車（好ましくは、磁気駆動式羽根車）を用いて行う。当該バイオリアクター（１）の内容物を加熱するか、あるいは当該バイオリアクター（１）内に取り込んだ培地を加熱する加熱要素を設けることができる。
バイオリアクター（１）の蓋は、バイオリアクター（１）内の温度、ｐＨおよび／または溶存酸素を測定する１つかそれ以上のセンサーを備える。
【０１２０】
バイオリアクター（１）からの液体の排出物は、導管を介して中間容器（４）に移動する。当該中間容器（４）は、濃縮器ボトルとしても知られる。このような中間容器（４）として、ペットボトルを使用することができ、当該ペットボトルの容量は約５００ｍＬ〜約５０００ｍＬであればよい。この中間容器（４）は、濃縮器（２）に接続される。当該濃縮器（２）としては、例えば、ＴＦＦを使用することができる。標的生体分子を含む中間容器（４）からの液体は、ポンプ（５０１）によって濃縮器（２）に移送される。一実施態様では、当該ポンプ（５０１）は、濃縮器（２）の内部に２０００ｓ−１のせん断速度を発生させることができる。次に、濃縮器（２）の保持液は中間容器（４）に戻される一方で、液体の廃棄物は（図２Ｂに示してはいないが、好ましくは廃棄物ボトルに）廃棄される。中間容器（４）から濃縮器（２）、またはその反対方向に保持液が再循環することで、高濃度の生体分子生成物を得て、さらに下流の処理（例えば、クロマトグラフィーによる精製）に、あるいは臨床試験などの各種試験のソースとして、利用することができる。
【０１２１】
バイオリアクター（１）から濃縮器（２）への処理のフローについては、処理制御装置によって制御する。システムをコンパクトに保つために、特にバイオセーフティキャビネットやアイソレーターの内部での使用に適したサイズにすることを考慮に入れて、制御装置は、上述のバイオリアクター（１）、濃縮器（２）、および中間容器（４）を受けるように設計されたドッキングステーション（３０）に統合する。この制御装置はバイオリアクターパラメーターだけでなく、処理フローのパラメーターを制御および演算し、上述した１つかそれ以上のセンサー（ｐＨ、温度および／またはＤＯ用のセンサー）からのデータを監視および記録する。さらに、この制御装置は、好ましくは、中間容器（４）と濃縮器（２）との間にあるポンプ（５、５０１）（複数の場合もある）の機能を制御することで、濃縮器（２）の機能、および濃縮器（２）からの中間容器（４）への（およびその反対方向の）保持液の再循環を制御する。
【０１２２】
この目的のために、当該制御装置は、システムの処理フローおよびパラメーターを監視、制御および記録するソフトウェアを搭載する。使用者が制御装置にアクセスする場合、制御装置に差し込み可能なコンピュータ機器を介してアクセスする。この制御装置によって当該ドッキングステーションに存在する１つかそれ以上のＵＳＢ接続を介してデータをエクスポートすることができるとともに、ＩＴネットワークにアクセスすることができる。ドッキングステーションに存在するタッチスクリーンなどのスクリーン（２９）によって、使用者は、処理フローおよび測定されたパラメーターを追跡することができるだけでなく、例えば特定のサブプロセスを開始または停止することによってシステムを手動で操作することができる。
【０１２３】
さらに、上述したように、制御装置を統合したドッキングステーション（３０）を介して、ベース（１３）をバイオリアクター（１）に送るボトルをドッキングすることができる。このようなボトルとしては、ペットボトルを使用することができ、その容量は５００ｍＬ〜５０００ｍＬである。当該ドッキングステーション（３０）によって接種材料（１０）／添加剤（図示せず）をバイオリアクター（１）に供給するボトルをドッキングすることができる。オーバーフローする可能性のある液体を受け止める保持トレーを設けることができる。
【０１２４】
ドッキングステーション（３０）は、ＮａＯＨ（０．５  Ｍ  ＮａＯＨなど）溶液、エタノールなどのアルコール、およびＶｉｒｋｏｎ（登録商標）などの殺ウイルス剤で洗浄可能な材料を用いて構成することが好ましい。ドッキングステーション（３０）は、蒸気化過酸化水素（ＶＨＰ）を用いた殺菌レジームに等しく耐性を有するものである必要がある。好ましい実施態様では、当該ドッキングステーション（３０）の材料は耐腐食性金属である。このドッキングステーション（３０）は、標準的な１１０−２３０Ｖおよび５０−６０Ｈｚの電源から電力を得ることができる。
【０１２５】
ここで、本開示の一態様に係る、細胞を培養するためのバイオリアクター１００の一実施態様を示す図３〜５を参照する。いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００は、内部区画を形成する外部ケーシングまたはハウジング１１２と、内部区画を覆うための着脱可能なカバー１１４とを含み、流体、ガス（散布器を介したものを含む）、プローブ、センサー、サンプラーなどを選択的に取り込むまたは取り除くことを可能にする、着脱可能なカバーまたはキャップＣを備えた様々な開口部またはポートＰを含んでもよい。図２、２Ａ、および２Ｂに示すように、いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００を外部リザーバー１０２および導管１０４（例えば、往路導管および復路導管）に関連して使用して、流体をバイオリアクター１００に循環させるための連続ループを形成してもよい。
【０１２６】
バイオリアクターハウジング１１２によって形成される内部区画内には、バイオリアクター１００の全体に流体またはガスの流れを伝達するためのいくつかの区画またはチャンバーを設けてもよい。図５に示すように、いくつかの実施態様では、チャンバーは、バイオリアクター１００のベースまたはその近隣に第１のチャンバー１１６を含んでもよい。いくつかの実施態様では、第１のチャンバー１１６は、バイオリアクター１００内の流体の流れを発生させるための撹拌器を含んでもよい。いくつかの実施態様では、撹拌器は、「ドロップイン」式の回転可能な非接触型磁気羽根車１１８の形態を有する（以下でさらに概説するように、流体を出し入れするための複数の開口部を備えた容器（図示せず）内に収容または格納することができる）。いくつかの実施態様では、撹拌を行った結果、流体が、バイオリアクター１００の外側または周辺領域に沿って（図６の矢印Ａが示すように）環状チャンバー１２０内に上向きに流入する。いくつかの実施態様では、バイオリアクターは、構造化らせん床１２２などの固定床を受けるように構成されており、当該床は、使用時には増殖中の細胞を含み、保持することができる。図５に示すように、いくつかの実施態様では、らせん床１２２は、使用時にチャンバー１２０内に投下または配置することのできるカートリッジの形態を有してもよい。いくつかの実施態様では、らせん床１２２は、出荷前の施設での製造時にチャンバーにプレインストールすることができる。
【０１２７】
いくつかの実施態様では、チャンバー１２０を出る流体は、床１２２の一方の側（上側）のチャンバー１２４に送られ、そこで当該流体はガス（酸素または窒素など）に曝される。いくつかの実施態様では、流体は次に半径方向内向きに、中央戻りチャンバー１２６に流れてもよい。いくつかの実施態様では、中央戻りチャンバーは本質的にカラム状であり、無孔導管または管１２８で形成されるか、または構造化されたらせん床の中央開口部によって形成され得る。いくつかの実施態様では、チャンバー１２６は、流体を第１のチャンバー１１６（戻り矢印Ｒ）に戻し、バイオリアクター１００を通して再循環させる。これにより、連続ループが生じる（ここでは「下から上」へのループ）。いくつかの実施態様では、センサー（例えば、温度プローブまたはセンサーＴ）も、チャンバー１２６内で流体の温度を感知するために設けてもよい。いくつかの実施態様では、追加のセンサー（例えば、ｐＨ、酸素、溶存酸素、温度用のものなど）は、流体がチャンバー１１６に入る（または再度入る）前の場所に設けてもよい。本明細書に記載されるセンサーおよびプローブは、再利用可能、単回使用および／または使い捨てであってもよい。
【０１２８】
図５Ａは、本開示のバイオリアクターにおける構造化固定床、特にらせん床１２２として使用するマトリックス材料の一実施態様を示す。いくつかの実施態様では、１つ以上の細胞固定化層１２２ａは、メッシュ構造からなる１つかそれ以上のスペーサー層１２２ｂに隣接して存在する。いくつかの実施態様では、オプションで層状化を数回繰り返し、積層したまたは層状の構成を達成することができる。いくつかの実施態様では、スペーサー層１２２ｂに含まれるメッシュ構造は、細胞用の蛇行経路を形成する（固定化層１２２ａの材料中に懸濁または捕捉された図５Ｂの細胞Ｌを参照）。細胞培養物は、本明細書に記載の任意の発明の一部と、２つの固定化層１２２ａ間で層状化にされた場合に流れる流体とを形成する。このような配置の結果として、細胞の均一性が、構造化された固定床内で維持される。
いくつかの実施態様では、他のスペーサー構造を使用してそのような蛇行した経路を形成することができる。いくつかの実施態様では、図５Ａに示すように、構造化固定床は、その後、軸またはコア（例えば、複数の構成要素の箇所に設けることのできる導管１２８）に沿ってらせん状または同心円状に巻くことができる。いくつかの実施態様では、構造化された固定床の層は強く巻かれる。いくつかの実施態様では、コアの直径と、層の長さおよび／または量が、最終的にアセンブリまたはマトリックスのサイズを規定する。いくつかの実施態様では、層１２２ａ、１２２ｂのそれぞれの厚さは、０．１から５ｍｍの間、．０１から１０ｍｍの間、または、．００１から１５ｍｍの間であってもよい。
【０１２９】
本開示の一態様によれば、特定の実施態様におけるバイオリアクター１００は、「モジュール式」であってもよい。いくつかの実施態様では、モジュール式バイオリアクターは、モジュールの製造の均一性によって高度に予測可能な方法で細胞を培養するのに適した空間を作り出すために相互に作用する複数の個別のモジュールで構成することができる。いくつかの実施態様では、モジュール式バイオリアクターは、特定の形状または形態に限定されない（例えば、用途に応じて、円筒形または他の形式の構造化固定床または非構造化床を有する）。例えば、図８に示すように、いくつかの実施態様では、これらのモジュールは、ベースモジュール１３０によって形成されるベース領域、中間モジュール１４０によって形成される中間領域（以下にさらに概説するように、いくつかの積層可能なモジュール部分で形成可能）、導管または管１２８（これも中間モジュールの一部とみなしてよい）などの任意の対応する中央モジュール、および蓋または着脱可能なカバー１１４の形態を有するカバー部によって形成されるカバーモジュール、を含んでもよい。いくつかの実施態様では、モジュールは、それぞれが個々の構成要素として別々に生成され、目的とする用途に基づいて製造施設において組み立てられる（そして、使用の場所に出荷される）か、または、使用場所において、目的とする用途に基づいて組み立てられる。いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００のモジュールは、相互に作用して、例えば構造化または非構造化固定床などの固定床を用いて、細胞を高密度に増殖させるための場所を作り出す。
【０１３０】
本開示に係るバイオリアクター２００の別の実施態様を図７〜図１１に示す。いくつかの実施態様では、バイオリアクター（モジュール式のものであるか、単独ユニットとして事前に組み立てられたものであるかを問わない）は、ベース、中間領域、およびカバーを含んでもよい。いくつかの実施態様では、ベース領域は、ベース部２３０を含んでもよい。いくつかの実施態様では、中間領域は、中間部２５０および／または２７０を含んでもよい。いくつかの実施態様では、中間部２５０および２７０は同一ではない。いくつかの実施態様では、カバー領域は、カバー部２８０を含んでもよい。図８を参照すると、いくつかの実施態様では、ベース部２３０は、撹拌器を受けるための第１のチャンバー２１６を規定することのできる外壁２３２および内壁２３４を含んでもよい（図示せず）。いくつかの実施態様では、内壁２３４は、外壁２３２によって境界が定められた第２の半径方向に外向きのチャンバー２２０への流体の流れを可能にする開口２３４ａを含んでもよい。
【０１３１】
図８に示すように、いくつかの実施態様では、内壁２３４は、溝２３６など複数のコネクターを含んでもよい。これらのコネクターは、図１０に示すように、第１の中間部２５０上で、舌部２５０ａなどの対応のコネクターと係合する。いくつかの実施態様では、内壁２３４の高さは、外部壁２３２よりも低く／高くすることができるいくつかの実施態様では、図８からも分かるように、内壁２３４の高さは、外壁２３２よりも低くてもよい。図７を参照すると、いくつかの実施態様では、第１の中間部２５０は、ベース部２３０内に少なくとも部分的に埋め込んでもよい。
【０１３２】
いくつかの実施態様では、ベース部２３０は、溝２３７などの周辺コネクターを含んでもよい。いくつかの実施態様では、コネクターまたは溝２３７は、第２の中間部２７０に対応するコネクターを受けるように構成することができる。これは、単純に外壁２６２の一部であってもよい。いくつかの実施態様では、中間部２７０内において、複数の固定床２７４を第３のチャンバー２２４内に配置することもできる（ただし、この実施態様または任意の開示の実施態様では、任意のサイズ、形状、または形態をとる単一のモノリシック固定床を使用することもできる）。これは、支持体を介在させて支持することもできるが、固定床の隣接する領域間にギャップＧを配してもよい）。当該ギャップをなくして、上側の床が下側の床の上に置かれて支えられるようにすることもできる。
【０１３３】
いくつかの実施態様では、図５、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示すように、構造化固定床はらせん状であってもよい（当該らせん形状は、本開示に含まれるか否かを問わず、バイオリアクターの任意の実施態様で実施してよい）。床がらせん状である場合、当該床を内壁２６６に巻き付け、これにより、流体をベース部２３０内の第１のチャンバー２１６に戻す第５のチャンバー２２８を形成することができる。内壁２６６は、図示するように、積層した複数の管状部を含んでもよい。いくつかの実施態様では、積層した複数の管状部は、固定床の数に応じて高さを調整することができる（例えば、積層した床の各々に１つの管状部を設けてもよい）。
【０１３４】
いくつかの実施態様では、カバー部２８０または蓋は、第２の中間部２７０と着脱可能に接続するように構成され、これにより液体とガス（例えば、空気）とが遭遇する第４のチャンバー２２６が形成される。いくつかの実施態様では、カバー部と第２の中間部とは、外壁２６２の上端または本明細書に開示する任意のアクセスメカニズムを受ける溝２８２などのコネクターによって接続することができる。蓋またはカバー部２８０は、様々なポートＰを含んでもよい。
【０１３５】
図９および１１に再度参照すると、中間部２５０のさらなる詳細が示されている。いくつかの実施態様では、部品２５０は、半径方向に延伸する複数の支持体２５４を含み、隣接する第３のチャンバー２２４内でその上に載る構造化固定床を支持することができる。いくつかの実施態様では、支持体２５４はまた、流体が垂直方向に流れることを可能にする部分的開口部Ｏを規定する下側の棚２５６も支持することができる。いくつかの実施態様では、支持体２５４の高さＨは、流体がチャンバー２２４に入る前に、固定床２７４の全領域を通過するのに十分な上向きの速度を得ることのできる高さであればよい。
【０１３６】
いくつかの実施態様では、内側環状壁２５８は、支持体２５４の内側端部に接続することができる。いくつかの実施態様では、壁２５８の直径は、中間部２７０の内壁２６６の直径に対応する。当該内壁２６６も同様に（ネスティングなどによって）接続してもよい。いくつかの実施態様では、内壁２６６は、第５のチャンバー２２８から第１のチャンバー２１６に流体を送るための通路を形成することができる。いくつかの実施態様では、この通路に流れ遮断器２６０を設けて、第５チャンバー２２８内に渦が発生するのを防止することができる。
【０１３７】
いくつかの実施態様では、カバー部２８０上の１つかそれ以上のポートＰにねじ山を設けて、センサー（図示せず）などの構成要素とねじ接続を確立することが望ましい場合がある。したがって、本開示のさらなる態様によれば、図１１および１２に示すように、カバー部２８０は、らせん状のねじ山付きの金属製のインサート２９２を射出成形金型２９４内に置き、次いでプラスチック材料を金型に注入することで、複合部品を形成することができる。いくつかの実施態様では、ねじ山は、カバー部２８０（これはプラスチックでも形成可能）に安定的に設けることもできる。言うまでもなく、この技術は、本開示のバイオリアクターの、ねじ付き取り付け具またはポートを必要とする他の部分について使用することもできる。いくつかの実施態様では、この技術で使用するインサートは、ドイツのビーレフェルトのＷｉｌｈｅｌｍ  Ｂｏｌｌｈｏｆｆ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ社からＩＭＴＥＣブランドとして入手することができる。
【０１３８】
図７を参照すると、いくつかの実施態様では、細胞培養チャンバー２２４における１つの固定床モジュールから次の隣接する固定床モジュールへの流れは、直接流れる、または中断なく流れることがわかる。いくつかの実施態様では、外側チャンバー２２４は、その中に配置された複数の床を通る連続流路を作り出すことができ、当該床は、構造化固定床、非構造化固定床、または非構造化床であってもよい。いくつかの実施態様では、事前に設計され、かつマッチングする床モジュール内をほぼ妨害を受けることなく連続して通る流れは、細胞増殖および他の処理における均一性を高め、細胞培養オペレーションの一貫性の向上を助けるとともに、積層された床から測定を行うまたはサンプルを採取する能力を高める。これは、障害物となる仕切り等が存在する場合にはこれは容易ではない（この点は、以下で説明するように、有孔支持体とは異なる）。最後に、構造化床の実施態様では、一方の固定床モジュールと他方の固定床モジュールとで特性および特徴を一致させる労力が大幅に軽減されるため、バイオリアクター全体の製造における複雑さと負荷が軽減される。
【０１３９】
ここで、図１３および１４を参照する。これらの図は、明確さのために、バイオリアクター３００の第３の実施態様を概略的に断面図において図示する。いくつかの実施態様では、バイオリアクター３００（モジュール式のものであるか、単独ユニットとして事前に組み立てられたものであるかを問わない）は、カバー３３３を備えた外部ハウジング３３１を備える。これらはいずれも流体を取り込むまたは取り出すことを可能にする様々な開口部またはポートを備えてもよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクターハウジング３３１内に、バイオリアクター３００内に流体の流れを発生させるための撹拌器を含む第１のチャンバー３１６を含む、いくつかの区画またはチャンバーが設けられる。当該撹拌器は、「ドロップイン」式の回転可能な非接触型磁気羽根車３１８の形態を有してもよいし、本開示の撹拌器であってもよい。図１３Ａに示すように、いくつかの実施態様では、羽根車３１８は、流体を出し入れするための入口および出口として機能する複数の開口部３１８ｂを含むハウジングまたは容器３１８ａなどのハウジング内に収容、取り込む、または格納することができる（ただし、他の形態を有する撹拌器を使用することもできる）。いくつかの実施態様では、発生する撹拌は、流体が、第１のチャンバー３１６の半径方向外側に位置する第２または外側の環状チャンバー３２０に流入するように、撹拌を生じさせることができる。
【０１４０】
次に、いくつかの実施態様では、流体は上方に流れ（図１４の矢印が示すように）、バイオリアクター３００の中間の外側領域に沿って第３の環状チャンバー３２４内に入ることができる。いくつかの実施態様では、外側領域は、構造化らせん床３２５などの固定床を受けるように構成することができる（他の形態を使用することもできる）。当該床は、使用時には増殖中の細胞を含む場合がある。いくつかの実施態様では、らせん床３２５は、使用時に単純にチャンバー３２４に投下するカートリッジの形態であってもよいし、出荷前の施設での製造時にチャンバーにプレインストールすることができる。
【０１４１】
いくつかの実施態様では、第３のチャンバー３２４を出る流体は、次に第４のチャンバー３２６に送られる。そして、流体はガス（空気など）に曝され、次に半径方向内向きに流れて第５のチャンバー３２８に到達する。当該第５のチャンバー３２８は、本質的にカラム状であり、流体を第１のチャンバー３１６に戻し、バイオリアクター３１０を介して再循環させる。これにより、連続ループが生じる。いくつかの実施態様では、温度プローブまたはセンサーＴ、または本明細書に開示する任意の他のセンサーも、例えば、第５のチャンバー内の流体の直接の温度などのパラメーターの測定に用いてもよい。また、追加のセンサー（例えば、ｐＨ、溶存酸素用のものなど）もこの場所（流体が固定床３２５に入る（または再度入る）前）に設けてもよい。
【０１４２】
図１３Ｂの部分的に切り欠いた画像から、第３のチャンバー３２４は、上部および下部プレート３３０、３３２によって境界が定められることが分かる。当該上部および下部プレート３３０、３３２は、概して細胞を含まない流体の固定床３２５への出入りを可能にする開口部または穿孔を含む。いくつかの実施態様では、下部プレート３３２は、流体が第５のチャンバー３２８から第１のチャンバー３１６を通って再循環することを可能にする中央開口部３３２ａを含んでもよい。いくつかの実施態様では、上部プレート３３０は、流体が移動して第５または戻りチャンバー３２８に入るための開口部３３０ａを含んでもよい。
【０１４３】
いくつかの実施態様では、上部プレート３３０の支持体は、中空の、概して円筒形状の管３３４で設けることもできるが、他の形状をとることもできる。いくつかの実施態様では、この管３３４の対向する端部を、プレート３３０、３３２の対応する溝３３０ｂ、３３２ｂに取り付けてもよい（場合によっては、下部プレート３３２を、図示の実施態様の羽根車ハウジングまたは容器３１８ａと一体にすることもできる）。いくつかの実施態様では、概して垂直なロッド３３６などの支持体を配置して、プレート３３０に追加の支持を与えることもできる。いくつかの実施態様では、本開示の垂直ロッド３３６は、対応するチャンバー３２８内の流体の流れに対して大きく干渉はしない。いくつかの実施態様では、ロッド３３６の端部は、プレート３３０、３３２にはめ込むか、または、適切な留め具またはロック機構（例えば、ロック接続、ボルト、接着剤など）によって所定の位置に設置することができる。
図１４および同図に示す作用矢印から、流体の撹拌を行う結果、いくつかの実施態様では、流体が、チャンバー３１６から外向きにチャンバー３２０へと流れる場合がある。いくつかの実施態様では、流体は、次に、リダイレクトされて、固定床を含むチャンバー３２４を垂直に通過してチャンバー３２８に入る。いくつかの実施態様では、流体は、次に、チャンバー３２８に向かって内向きに向けられる。そして、流体は、開口部３３２ａを介して第１のチャンバー３１６に戻ることができる。いくつかの実施態様では、流体は培地であってもよい。
【０１４４】
図１５は、いくつかの実施態様で、流体が管３３４によって形成された内壁に沿って直接流れることを可能にするために、上部プレート３３０に周辺開口部３３０ｃが設けられた構成をさらに図示する。このようにして、第５のチャンバー３２８を通過しながら下向きに流れる薄層またはフィルム作り出すことができる。いくつかの実施態様では、これを、流体が第１のチャンバー３１６に戻る前に、第５のチャンバー３２８内でガス（空気）に曝される流体の容量を増加させるのに役立てることができる。いくつかの実施態様では、この実装例は、より大容量において必要となる可能性のある、または細胞増殖の速度を増加させるために必要となる可能性のある、より多くの酸素の移動を可能にし、製造される生物学的生成物に応じてプロセスパラメーターを調整することができる。
【０１４５】
いくつかの実施態様では、流体膜を作成する「ウォーターフォール」は、わずかなオーバーフローのみが生じるように、最初から限られた量の細胞培養培地を加えることによって実現することができる。あるいは、いくつかの実施態様では、「ウォーターフォール」は、細胞培養培地および細胞を添加して、次いで、細胞が床で増殖しているときに、チャンバー３２８などの対応するチャンバー内の培養培地（ディップチューブなどを用いて）を引き出すことで、実現することができる。
【０１４６】
いくつかの実施態様について、バイオリアクター４００の第４の実施態様を、図１６〜１８を参照して説明する。この実施態様では、バイオリアクター４００は、上述のように第１から第５のチャンバー４１６、４２０、４２４、４２６、および４２８（固定床は図示せず）を含むが、ハウジング４１２は複数のモジュール部から構成される。いくつかの実施態様では、当該モジュール部には、ベース部４３０、１つかそれ以上の中間部４５０、およびカバー部４７０が含まれる。いくつかの実施態様では、これらのモジュール部４３０、４５０、４７０は、以下のように液密に相互作用するように構成することができる。これにより、上に記載したように、チャンバー４１６、４２０、４２４、４２６、および４２８を備えたバイオリアクター４００が形成される。
【０１４７】
いくつかの実施態様では、おそらく図１６から最も明らかであるように、ベース部４３０は、溝４３２の形態として示される周辺コネクターを含んでもよい。当該周辺コネクターは、中間部４５０のうちの１つから突出する舌部４５２など、対応する周辺コネクターを受けて係合するためのものである。いくつかの実施態様では、ベース部４３０は、内側に、流体撹拌器（図示せず）を受けるための第１のチャンバー４１６を規定する直立壁４３４を含んでもよい。いくつかの実施態様では、壁４３４は、流体が、別のまたは第２のチャンバー４２０を規定するベース部４３０の外側領域に向けて半径方向に流れることを可能にする開口部または通路を含んでもよい。いくつかの実施態様では、ベース部４３０が存在するために流れが垂直方向にリダイレクトされ、乱流が発生する。このようにして、バイオリアクター全体にわたって流体の混合および均一性が高まり、細胞培養プロセスが向上する。
【０１４８】
２つの中間部４５０ａ、４５０ｂが積層された状態で示されている。また、第１（下側）の中間部４５０ａの周辺コネクタ（溝４５４）が第２（上側）の中間部４５０ｂの対応するコネクタ（舌部４５２）と係合する。図１６からわかるように、いくつかの実施態様では、各中間部４５０ａ、４５０ｂは、それぞれ、舌部４５２および溝４５４を支持する外側の側壁４５６を含んでもよい。いくつかの実施態様では、内壁４５８は、半径方向の内向きに、例えば直立した張り出し部４６０、４６２の形態で構成される内外コネクターを有する。これは管４３６の対応する端部を受けるために設けられ、これにより、第５または戻りチャンバー４２８の周辺を形成する。
【０１４９】
また、いくつかの実施態様では、第１または下側の中間部４５０ａは、細長い弧状スロット４６４などの開口部を含んでもよい。これは、壁４３４から直立する突起４３４ａなどのベース部４３０のコネクターを少なくとも部分的に受ける。いくつかの実施態様では、内部張り出し部４６６は、壁４３４によって規定される内側カラム内を流体が流れることを可能にするとともに、任意の温度センサー、ディップチューブなど（流体が固定床を出た後に配置される）を受ける中央開口部４６６ａを、中間部４５０ａ、４５０ｂに形成することができる。いくつかの実施態様では、第２の中間部４５０ｂは、互換性を高めるために、同様に組み立てる。この場合、第２または上側中間部４５０ｂの開口部（スロット４６４）により、上述したように、第５または戻りチャンバー４２８内で細い落下流または流体の膜を作り出すことができる。
【０１５０】
いくつかの実施態様では、内壁および外壁４５６、４５８の間に複数の支持体４６８が延伸する。いくつかの実施態様では、支持体４６８は、半径方向に延伸する支持体４６８ａ、および円周方向に延伸する少なくとも１つの支持体４６８ｂを含む。これらが共同して、流体が流れることのできる有孔または網目状のプレート状構造を作り出すことができる（この実施態様または任意の実施態様におけるこの構造は、スクリーン、ネット、グリッド、または他の骨格構造であり、剛性、半剛性、または可撓性である）。実際には、支持体４６８は、流体の通過を可能にする開口部によって作られる開放空間の量を最大化することで、床（複数の場合もある）を通る流体の流れを強化するように設計することができる。いくつかの実施態様では、細胞を培養するために、壁４３４に巻き付けられたらせん床（図示せず）などの固定床を、部品４５０ａ、４５０ｂの間に形成されたチャンバー４２４内に配置することができる。いくつかの実施態様では、上側中間部４５０ｂから通過する流体は、カバー部４７０によって部分的に規定される第４のチャンバー４２６に入り、そして、第１のチャンバー４１６に戻って再循環する前に、第５のチャンバー４２８を形成するカラムを流れることができる。
【０１５１】
いくつかの実施態様では、カバー部４７０は、第２の中間部４５０ｂの対応コネクタ（溝４５４）に取り付ける、舌部４７２などのコネクターを含む。また、いくつかの実施態様では、カバー部４７０は、着脱可能なキャップまたは蓋４７６を受ける直立壁４７４などの、第１または中央受け部を含むことができる。これには、流体または他の物質をバイオリアクター４００（および第５チャンバー４２８）に送る導管と接続する様々なポートＰが含まれる。また、いくつかの実施態様では、キャップまたは蓋４７６は、図示するように、温度センサーまたはプローブＴに加えて、他のセンサーを備えることもできる。また、キャップまたは蓋４７６は、バイオリアクター４００について物質の添加または除去を行うように、または生成物の製造プロセスを調整するように構成される。言うまでもなく、いくつかの実施態様では、キャップまたは蓋４７６は、チャンバー４２８を介した戻り流に関連して感知または流体サンプリングを行うことができるように適宜配置することができる。いくつかの実施態様では、直立壁４７７など周辺に配置された第２の受け部も、センサーを受けるための、またはバイオリアクターからの物質（培養サンプルを含む）を堆積または収集するための第２のキャップまたは蓋４７８（特に、細胞培養が完了する第３のチャンバー４２６を含む周辺領域）などと結合するように構成することができる。いくつかの実施態様では、キャップまたは蓋４７６、４７８は、異なるタイプのポートＰを有してよい。また、異なるサイズ／形状を有してもよいし、互換性を高めるために同一であってもよい。
【０１５２】
図１６を図７と比較すると、キャップまたは蓋４７６、４７８を、サイズの異なるバイオリアクターに関連して使用することができることも明らかである。したがって、図１６において、キャップまたは蓋４７６、４７８の外径は、バイオリアクター４００の外径よりもはるかに小さいことが分かる。いくつかの実施態様では、キャップまたは蓋４７６、４７８も、図７（または他の図）のバイオリアクター３００に用いることができる。この場合の外径は、バイオリアクター３００の直径とほぼ同じであるか、あるいはわずかに大きい。いくつかの実施態様では、接着剤等を結合部に用いて構造をまとめることができる。いくつかの実施態様では、漏れを防止して無菌性を確実に維持するのを助ける液密シールが維持されるように、ねじ接続またはロック（例えば、バヨネット式）接続を用いることができる。いくつかの実施態様では、モジュール部４３０、４５０、４７０を配置することで、バイオリアクター４００を事前に組み立てる、あるいは現場において素早く組み立てまたは構築し、さらに、必要に応じて、同様のスピードで分解することができる。チュービング（複数の場合もある）を追加して壁４３４または中間部品４５０をより高く形成することが容易に可能であるため、固定床の数またはバイオリアクター４００の高さは、用途に応じて特定のニーズまたは処理設定に適合するように調整することができる。
【０１５３】
いくつかの実施態様では、チャンバー内の１つの固定床から次に隣接する床への流れは、直接または中断なく流れる。いくつかの実施態様では、床を受ける外側チャンバー４２４は、そこに存在する複数の床（構造化固定床、非構造化固定床、または他の床）を通る連続流路を形成する。いくつかの実施態様では、連続的でほぼ妨害を受けない流れは、モジュールが実際には単一の床であるかのように均一性を高めることを助け、細胞培養プロセスの予測可能性および品質を向上させる。均一性とは、床全体にわたる細胞の分布が均一であるか、ある程度均等に分散しているかということを意味する。
【０１５４】
図１８は、ベース部４３０の上に配置するように構成することができる、中間部４５０の実施態様の変形例を図示する。いくつかの実施態様では、半径方向に延伸し、リング４６６ｄの形態を有する内部コネクターと接続する複数の支持体４６６ｂが、中央開口部４６６ａに設けられる。いくつかの実施態様では、リング４６６ｄは、撹拌器（図示せず）を備えるためのキャリア４８０の一部を受け入れ、これをベース部４３０の床の上方に懸架するサイズにすることができる。いくつかの実施態様では、構造によって、回転中の羽根車とベース部４３０の床とが接触して生じる摩擦とそれに付随する粒子の脱落とが回避される。
【０１５５】
図示のように、いくつかの実施態様では、キャリア４８０は、一対の圧縮性クリップ４８２を含んでもよい。当該クリップ４８２は、リング４６６ｄの開口部を通過するように双方圧縮され、そして伸長され、キャリアを中間部４５０から安全に吊り下げるとともに、キャリアが自由に回転できるようにする、相対的な動きを可能にすることができる。いくつかの実施態様では、キャリア４８０は、ソケット４８４を含んでもよい。当該ソケット４８４は、Ｃ字状の断面を有し、羽根車（図示せず）あるいは単純に細長い磁性または強磁性ロッド（図示せず）などの撹拌器の対応領域を受けるものとして示される。いくつかの実施態様では、この領域は、ベアリングによって撹拌器に回転可能に接続された、上向きに延伸する突起を含んでもよい。言うまでもなく、いくつかの実施態様では、ソケット４８４は、撹拌器の左右の動きを可能にする。これは、ベース部４３０の下方など、バイオリアクター４００の外に位置する外部または非接触（例えば、磁気）ドライブＤとの位置合わせを行うために必要な場合がある。
【０１５６】
また、図１８Ａおよび１８Ｂは、固定床４９６を含むモジュール式バイオリアクター４００の実施態様の変形例を図示する。いくつかの実施態様では、ベース部４３０およびカバー部４７０は、外部ケーシング４９２と接続するように構成することができる。これにより、中間部４５０の周辺との間にギャップが形成される。いくつかの実施態様では、ギャップＧまたは空間は、中間部４５０に関連付けられた床の温度を制御するための加熱または冷却効果を提供するために使用される。ギャップＧまたは空間は、単純に、バイオリアクターの中間領域の壁の断熱を行う。当該壁は床内の増殖細胞に近接しているため、温度変化に敏感である可能性が高い。この断熱は、バイオリアクターのベース部４３０の底部に加えられる熱が、床４９６（複数の場合もある）に付着した細胞まで広がるのを防ぐように作用する。
【０１５７】
また、図１８Ａは、バイオリアクターにおいて散布を行う場合の可能な一例を図示しており、開示の実施態様のいずれで行ってもよい。図示の構成では、散布は、第５のチャンバー４２８に配置された散布器４９４によって行われる。この結果生じる気泡は、流体が戻る流れに対して上向きに向流して流れることができる。
【０１５８】
これらの図、あるいはおそらく図１８Ｂが最もよく示すように、中間部４５０は、流体不透過性であり、流れをベース部４３０に戻すチャンバー４２８を与える内部管４３６と係合してもよい。流れはここで撹拌され、戻りの流れとなって下方から床に入り、そこを通って上向きに流れる（開示の任意の実施態様において）。これらの管４３６は、図示するように、１つの管が、存在する各固定床４９６に対応し、２つの中間部４５０が、各管４３６に係合する（例えば、１つは下方から、もう１つは上方から）ように設けてもよい。しかしながら、この実施態様または他の開示の実施態様では、らせん床の最も内側のスパイラルラップなどの固定床の最も内側の表面は、当該表面を流体不透過性とするか、またはそのように調整することによって、同様の機能を有するように作ることができる。例えば、当該表面を、床（複数の場合もある）内の流体を保持し続けるとともに、チャンバー４２８によって形成された中央カラムを通る流体の明確な戻り流を維持するように、流体不透過性または疎水性材料でコーティングしてもよい。
また、図１８Ｃは、固定床４９６を挟む中間部４５０ａ、４５０ｂを含むバイオリアクター４００の実施態様を図示し、これは、上に図示および説明したように、構造化されたらせん床であってもよい。また、ベース部４３０およびカバー部４７０も設けられ、外側ケーシング４９２とインターフェースして、環状部またはギャップを形成する。これも断熱されるか、あるいは加熱または冷却手段に関連付けられる。この実施態様または他の任意の実施態様では、ケーシング４９２は、単にバッファまたは（空気または他のガスで満たされた）空間を形成することができる。これにより、バイオリアクター４００の温度をより効率的に（例えば、より素早く）調節することが可能になり、さらに、培地の予熱に関してより低い要件でそれを灌流および／または培地再循環に使用することが可能になる。
【０１５９】
また、この図は、撹拌器４１８ａのハウジング４１８を図示する。ハウジング４１８は、図２３に示す形態のいずれか１つであってもよく、分流器４１８ｄを含んでもよい。中央カラムを部分的に形成する管４３６の形態を有する内部仕切り（すなわち、図１８Ａに示す戻りチャンバー４２８）も示されている。外側の仕切りも示されており、これは、その性質として、中間部４５０ａ、４５０ｂと着脱可能に相互接続する円筒構造または管４９６であってもよい（また、接着剤または他の結合手段によって所定の位置に接着することができる）が、それらの一方または両方を備えた単一構造であってもよい。
【０１６０】
図１９および２０は、図示の例において垂直方向に積層された２つの構造化固定床５１８ａ、５１８ｂのうち１つかそれ以上の固定床を含むバイオリアクター５００の例を図示する。いくつかの実施態様では、床５１８ａ、５１８ｂは、バイオリアクター５００の外側チャンバー５１２ａに配置することができ、図１〜３に示すらせん状の床であってもよい。また、いくつかの実施態様では、内部チャンバー５１２ｂは、固定床（複数の場合もある）に、または固定床から、流体を循環させてもよい。いくつかの実施態様では、流体は、バイオリアクター５００の下部区画５１２ｃに配置された羽根車５２０などの対応の撹拌器によって流すことができる。いくつかの実施態様では、流体は、固定床（複数の場合もある）内で、例えば上から下へ、または下から上へ、垂直方向に流れることもできる。いくつかの実施態様では、構造化された固定床（複数の場合もある）を内側チャンバー５１２ｂに設けることができる。外側チャンバー５１２ａは、内側チャンバーに、または内側チャンバーから、流体を送るのに役立つ。
【０１６１】
ここで、図２１および２２を参照すると、いくつかの実施態様では、羽根車６００の形態を有する撹拌器を、上に説明したいずれかの実施態様に使用することができる。いくつかの実施態様では、羽根車６００は、半径方向に延伸するブレード６０６と、シャフト６１０または他の受け部を挿入することのできる開口部６０８とを有する（機械加工または射出成形による）本体６０４に挿入可能な磁石６０２を備えることができる。いくつかの実施態様では、キャップ（図示せず）を磁石６０２上に設けて、接着剤またはねじ接続によって、培養培地と接触しないように取り付けることができる。いくつかの実施態様では、磁石６０２は、実施態様の本体６０４を射出（射出成形）するときに、オーバーモールドすることができる。いくつかの実施態様では、実施態様を３Ｄ印刷し、３Ｄ印刷を一時停止し、磁石を挿入し、３Ｄ印刷を再開して羽根車６００を形成することも可能である。いくつかの実施態様では、羽根車本体６０４は、ポリカーボネートまたは他の適切な材料などの耐久性のあるポリマー材料によって形成することができる。いくつかの実施態様では、羽根車は、機械加工、射出成形、３Ｄ印刷、または他の方法で作成することができる。対応する受け部またはシャフト６１０（存在する場合）は、ポリプロピレンまたは他の適切な材料で形成することができ、機械加工、射出成形、または３Ｄ印刷で形成することができる。
【０１６２】
図２３は、羽根車６００と異なる容器６１８ａとの様々な組み合わせを、相対的効率を示すテーブル形式で示す。いくつかの実施態様では、ブレードＢの半径方向範囲を調整し、容器６１８ａ内の出口Ｏの数を４つよりも多く（可能であれば１０〜１２個に）変更することによって、流体の流れに関して、同等の回転速度でより高い効率を実現することができる。いくつかの実施態様では、Ｘ字形の断面を有する直立壁６１８ｄなどの仕切りは、流れを分割するための容器６１８ａの入口Ｉに隣接して設けることができる。図２１の右側に示す２つの実施態様では、容器６１８ａを出る流れをガイドするための羽根Ｖが設けられており、図示のように、羽根Ｖは、可変形状または幅を有することができることが分かる。
【０１６３】
図２４は、半径方向に湾曲するブレードＢを有する羽根車６５０の別の例をさらに図示する。いくつかの実施態様では、羽根車６５０は、そのような関連で使用する場合に、容器６１８ａの入口Ｉから流れを受けるための中央空間６５１を含むことができる。したがって、ブレードＢは、流体を、出口Ｏを通して外向きにリダイレクトする役割を果たす。図示の羽根車６５０は１０枚のブレードを有しているが、所望の場合、または必要な場合、より多くのブレードを有してもよいし、より少ないブレードを有してもよい。また、いくつかの実施態様では、羽根車６５０は、外部ドライブ（図示せず）との非接触結合を形成するために、上述したように、１つかそれ以上の磁石（図示せず）を含んでもよい。生細胞はせん断などの機械的な力に敏感であるため、羽根車の設計にあたっては、効率的かつ最適化された流体の流れを実現しながら、せん断を回避する必要がある。羽根車６５０は、そのような補完的な目標を達成する。
【０１６４】
上記のバイオリアクター１００〜５００の構成要素はいずれも単回使用または使い捨ての構成要素として作成してもよいし、または再利用可能に作成してもよい。さらに、使用する構成要素は、使い捨ておよび再利用可能な材料の混合物またはハイブリッドであってもよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００〜５００の直径は、約５０〜６０ｃｍであってよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００〜５００は、約５ｃｍ、約１０ｃｍ、約１５ｃｍ、約２０ｃｍ、約２５ｃｍ、約３０ｃｍ、約３５ｃｍ、約４０ｃｍ、約４５ｃｍ、約５０ｃｍ、約６０ｃｍ、約７０ｃｍ、約８０ｃｍ、約９０ｃｍまたは約１００ｃｍを超える直径または高さを有してもよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクター４００に関連して使用することのできるカバー部または蓋４７６、４７８は、約２ｃｍ、約４ｃｍ、約５ｃｍ、約６ｃｍ、約８ｃｍ、約１０ｃｍ、約１２ｃｍ、約１５ｃｍ、約２０ｃｍ、約２５ｃｍ、約３０ｃｍ、または約５０ｃｍを超える直径を有してもよい。いくつかの実施態様では、中間部４５０ａ、４５０ｂの高さは、約２．５〜５．０ｃｍ以上であってもよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクター４００全体の高さは、約２０〜５０ｃｍであってもよい。いくつかの実施態様では、バイオリアクターは、２つ以上の固定床を含んでもよい。いくつかの実施態様では、羽根車の速度は、バイオリアクターの底部から上部まで一貫した線速度を維持するように、増加する圧力降下を補償するように調整してもよい。この場合、細胞のせん断応力は、すべてのサイズのバイオリアクターで一定に保つことができる。いくつかの実施態様では、散布器を設けることもできる。いくつかの実施態様では、散布中に羽根車の動作を停止して、気泡が固定床に移動するのを防止することが望ましいことも考えられる。
【０１６５】
いくつかの実施態様では、モジュール方式を用いる場合、バイオリアクター１００、２００、３００、４００、５００は、その相対的な高さを調整するための任意の数の構成要素を含んでもよい。例えば、中間部４５０などの中間部を複数使用して、高さを増加させることができる。また、いくつかの実施態様では、バイオリアクター１００、２００、３００、４００、５００はいくつかの異なる直径を有してもよい。各直径は、特定の用途に基づいて異なる高さを得るための１つ以上の中間部を含んでもよい。いくつかの実施態様では、固定床の増殖面は、＜＜１〜２ｍ２、７〜３０ｍ２、１５０〜６００ｍ２、＞２，４００ｍ２の範囲を取ることもでき、バイオリアクターの異なるサイズ（高さまたは直径）に応じて変化し得る。上述したように、複数の固定床は、１つ、２つ、３つ、４つ、またはより多くの固定床の積層構成で設けることもできる。
【０１６６】
いくつかの実施態様では、本明細書に記載のバイオリアクターは、約１００ｍｌから約１０Ｌまでの容量を有する。いくつかの実施態様では、本明細書に記載のバイオリアクターは、約１００ｍｌから約５Ｌまでの容量と、約５ｍ２から約５０ｍ２までの構造化された高密度増殖面を有する。より好ましくは、本明細書に記載のバイオリアクターは、約１Ｌから約５Ｌ、および約１０ｍ２から約３０ｍ２の容量を含む。
【０１６７】
いくつかの実施態様では、１つ以上のバイオリアクター部品は、ポリカーボネートを含む。いくつかの実施態様では、１つかそれ以上のバイオリアクター部品は、剛性ポリカーボネートを含む。いくつかの実施態様では、バイオリアクター容器は、ポリカーボネートを含む。いくつかの実施態様では、１つかそれ以上のバイオリアクター部品が射出成形される。
【０１６８】
いくつかの実施態様では、上述した「ウォーターフォール」構成において、流体が内側または中央のカラムに入るときにある程度の乱流を発生させることで酸素の移動（または「ｋＬａ」で表す、所定の一連の動作条件下で酸素をバイオリアクターに送ることができる効率を説明する物質移動容量係数）を増加させることが望ましい場合がある。この結果を達成するために、層流を遮断してこれを乱流とするための１つかそれ以上の流れ遮断器を設けてもよい。図２５および２６は、モジュール式バイオリアクターについてさらに可能な変更を図示する。ここで、流れ遮断器または分流器は、中央カラムの上方に配置可能なリング７００上に、直立突起７０２として設ける（そしてクラウンを形成する）ことができる。そのようにして、あるいはフィルムとして中央カラム７３６に入る流体の流れは、突起７０２によって「破壊」される可能性がある。これにより、より乱れた流れであり、より良好な酸素移動を可能にする個々の流れが形成される。いくつかの実施態様では、突起７０２は、固定床を離れるときに、発生の可能性のある旋回運動を遮断することができ、流体の流れをバイオリアクターの中心と確実に整列させることができる。
【０１６９】
図２７および２８を参照すると、結果として生じる個々の流れは、構造化された固定床の内壁によって形成される中央カラムまたはカラム状の領域内で最終的に再結合し、追加の乱流を生むことができることが分かる。さらに、リング７００によって、流れがカラム内へ放物線軌道をとることで、空気／酸素を閉じ込め得るポケットＰが流れの下に形成される可能性があることが分かる。いくつかの実施態様では、このポケットＰと中央カラムの上のバイオリアクターの内部との間でガスの交換が発生することを可能にするために、１つかそれ以上の導管７０４を設けることができる。図２７は単一の導管７０４を示しており、これがガス流の入口を形成する。図２７に示すように、複数の導管７０４ａ、７０４ｂを設けて、当該導管７０４ａ、７０４ｂをガスの入口および／または出口として機能させて、ガスを入れ替えてもよい。さらに示すように、導管７０４は、図２７に示すように、リング７００と一体であるか、または図２８に示すように分離してもよい。
【０１７０】
ここで図２９および３０を見ると、使い捨て式（例えば、プラスチックやポリマー製）のコネクター８００が示されている。これは、非使い捨て式（例えば、ステンレス鋼製）の、バイオリアクター１００、２００、３００、４００、５００の様々な状態を感知するためのプローブ８０２を接続するためのものである。いくつかの実施態様では、コネクター８００は、キャップまたはカバー８０６に関連付けられたチューブまたはスリーブ８０４を一端に有し、バイオリアクター１００、２００、３００、４００、５００の任意の壁または領域のポートと、例えば、ねじ接続などによって接続するためのアダプタ８０８を他端に有してもよい。いくつかの実施態様では、キャップ８０６に取り付けられた膜８１０などの光透過性領域が、プローブ８０２とインターフェースするために設けられる。
【符号の説明】
【０１７１】
１００  バイオリアクター
１０２  外部リザーバー
１０４  導管
１１２  ハウジング
１１４  カバー
１１６  第１のチャンバー
１２０  環状チャンバー
１２２  らせん床
１２２ａ  細胞固定化層
１２２ｂ  スペーサー層
１２４  チャンバー
１２６  中央戻りチャンバー
１２８  無孔導管または管
１３０  ベースモジュール
１４０  中間モジュール
２００  バイオリアクター
２１６  第１のチャンバー
２２０  第２のチャンバー
２２４  第３のチャンバー
２２６  第４のチャンバー
２２８  第５のチャンバー
２３０  ベース部
２３２  外壁
２３４  内壁
２３４ａ  開口
２３６  溝
２３７  溝
２５０  中間部
２５０ａ  舌部
２５４  支持体
２５８  内側環状壁
２６０  流れ遮断器
２６２  外壁
２６６  内壁
２７０  中間部
２７４  固定床
２８０  カバー部
２８２  溝
２９２  インサート
２９４  射出成形金型
３００  バイオリアクター
３１６  第１のチャンバー
３１８  羽根車
３１８ａ  容器
３１８ｂ  開口部
３２０  第２または外側の環状チャンバー
３２４  第３の環状チャンバー
３２５  らせん床
３２６  第４のチャンバー
３２８  第５のチャンバー
３３０  上部プレート
３３０ａ  開口部
３３０ｂ  溝
３３０ｃ  周辺開口部
３３１  外部ハウジング
３３２  下部プレート
３３２ａ  中央開口部
３３２ｂ  溝
３３３  カバー
３３４  管
３３６  ロッド
４００  バイオリアクター
４１２  ハウジング
４１６  第１チャンバー
４１８  ハウジング
４１８ａ  撹拌器
４１８ｄ  分流器
４２０  第２チェンバー
４２４  第３チェンバー
４２６  第４チェンバー
４２８  第５チェンバー
４３０  ベース部
４３２  溝
４３４  壁
４３４ａ  突起
４３６  管
４５０  中間部
４５０ａ  中間部
４５０ｂ  中間部
４５２  舌部
４５４  溝
４５６  側壁
４５８  内壁
４６０  張り出し部
４６２  張り出し部
４６４  スロット
４６６  内部張り出し部
４６６ａ  中央開口部
４６６ｂ  支持体
４６６ｄ  リング
４６８  支持体
４６８ａ  支持体
４６８ｂ  支持体
４７０  カバー部
４７４  直立壁
４７６  キャップまたは蓋
４７７  直立壁
４７８  第２のキャップまたは蓋
４８０  キャリア
４８２  クリップ
４８４  ソケット
４９２  外部ケーシング
４９４  散布器
４９６  管
４９６  固定床
５００  バイオリアクター
５１２ａ  外側チャンバー
５１２ｂ  内部チャンバー
５１２ｃ  下部区画
５１８ａ  固定床
５１８ｂ  固定床
５２０  羽根車
６００  羽根車
６０２  磁石
６０４  本体
６０６  ブレード
６０８  開口部
６１０  シャフト
６１８ａ  容器
６１８ｄ  直立壁
６５０  羽根車
６５１  中央空間
７００  リング
７０２  直立突起
７０４  導管
７０４ａ  導管
７０４ｂ  導管
７３６  中央カラム
８００  コネクター
８０２  プローブ
８０４  チューブまたはスリーブ
８０６  キャップまたはカバー
８０８  アダプタ
８１０  膜
Ａ  矢印
Ｂ  ブレード
Ｃ  キャップ
Ｄ  ドライブ
Ｇ  ギャップ
Ｈ  高さ
Ｉ  入口
Ｌ  細胞
Ｏ  部分的開口部
Ｏ  出口
Ｐ  ポート
Ｐ  ポケット
Ｒ  戻り矢印
Ｔ  センサー
Ｔ  プローブ
Ｖ  羽根
【図１】
2021531767.tif 000003
【図２Ａ】
2021531767.tif 000004
【図２Ｂ】
2021531767.tif 000005
【図３】
2021531767.tif 000006
【図４】
2021531767.tif 000007
【図５】
2021531767.tif 000008
【図５Ａ】
2021531767.tif 000009
【図５Ｂ】
2021531767.tif 000010
【図５Ｃ】
2021531767.tif 000011
【図６】
2021531767.tif 000012
【図７】
2021531767.tif 000013
【図８】
2021531767.tif 000014
【図９】
2021531767.tif 000015
【図１０】
2021531767.tif 000016
【図１１】
2021531767.tif 000017
【図１２】
2021531767.tif 000018
【図１３】
2021531767.tif 000019
【図１３Ａ】
2021531767.tif 000020
【図１３Ｂ】
2021531767.tif 000021
【図１４】
2021531767.tif 000022
【図１５】
2021531767.tif 000023
【図１６】
2021531767.tif 000024
【図１７】
2021531767.tif 000025
【図１８】
2021531767.tif 000026
【図１８Ａ】
2021531767.tif 000027
【図１８Ｂ】
2021531767.tif 000028
【図１８Ｃ】
2021531767.tif 000029
【図１９】
2021531767.tif 000030
【図２０】
2021531767.tif 000031
【図２１】
2021531767.tif 000032
【図２２】
2021531767.tif 000033
【図２３】
2021531767.tif 000034
【図２４】
2021531767.tif 000035
【図２５】
2021531767.tif 000036
【図２６】
2021531767.tif 000037
【図２７】
2021531767.tif 000038
【図２８】
2021531767.tif 000039
【図２９】
2021531767.tif 000040
【図３０】
2021531767.tif 000041
【国際調査報告】
2021531767.tif 000042
2021531767.tif 000043
2021531767.tif 000044