(57)【要約】  細胞培養を開始するためのシステムおよび方法が提供される。本システムおよび方法は、プラットフォームの表面領域上に配置された、サーマルマスを収容する第１のエンクロージャを含む。本システムおよび方法は、第１のエンクロージャが第２のエンクロージャとプラットフォームとの間に位置するように、第１のエンクロージャ上に配置された、培養液およびガス混合物を収容する第２のエンクロージャを含む。本システムおよび方法は、第２のエンクロージャ上に固定され、プラットフォームの表面領域上に第１の熱エネルギーを生成し、カバーから第２の熱エネルギーを生成するカバーをさらに含む。【選択図】図４
2018526000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオリアクターシステム（１００）であって、
ポンプ部（２１６）と、
プラットフォーム（１０２）の表面領域上に第１の熱エネルギーを生成する前記プラットフォーム（１０２）と、
サーマルマス（３０４）を収容し、前記表面領域に隣接して配置された第１のエンクロージャ（３０２）であって、前記サーマルマス（３０４）が前記プラットフォーム（１０２）からの前記第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する、第１のエンクロージャ（３０２）と、
培養液およびガス混合物を収容する第２のエンクロージャ（３０６）であって、前記第１のエンクロージャ（３０２）は前記第２のエンクロージャ（３０６）と前記プラットフォーム（１０２）との間に配置され、前記サーマルマス（３０４）は前記培養液に熱的に結合される、第２のエンクロージャ（３０６）と、
前記第２のエンクロージャ（３０６）上に配置され、第２の熱エネルギーを生成し、前記第２のエンクロージャ（３０６）に熱的に結合されるカバー（３１４）と
を含むバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項２】
前記第１の熱エネルギーの少なくとも一部は、前記サーマルマス（３０４）によって吸収されて、前記サーマルマス（３０４）の第１の温度を生じさせ、前記第２の熱エネルギーの少なくとも一部は、前記第２のエンクロージャ（３０６）の頂部によって吸収されて、前記頂部の第２の温度を生じさせ、前記第２の温度は前記第１の温度よりも高い、請求項１に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項３】
前記第２の温度は、前記第２のエンクロージャ（３０６）内の露点よりも高い、請求項２に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項４】
前記サーマルマス（３０４）の温度を測定する温度センサ（２０４）をさらに含む、請求項１、２または３に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項５】
前記プラットフォーム（１０２）によって生成される前記第１の熱エネルギーの量を決定するコントローラ（２０２）をさらに含み、前記コントローラ（２０２）は、前記温度センサ（２０４）によって測定された前記温度に基づいて前記量を決定する、請求項１、２または３に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項６】
前記第２のエンクロージャ（３０６）は第１の開口部（３２８，３３０）を含み、前記カバー（３１４）は第２の開口部（３３２，３３４）を含み、前記第１および第２の開口部（３２８，３３０，３３２，３３４）は互いに位置合わせされ、
前記第１の開口部（３２８，３３０）および前記第２の開口部（３３２，３３４）を通って延在する複数の細長いチューブ（１０６，１０８）をさらに含む、請求項１乃至５の記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項７】
前記細長いチューブ（１０６，１０８）に結合された１つまたは複数のタンクをさらに含み、前記１つまたは複数のタンクから前記細長いチューブ（１０６，１０８）のうちの１つを通して窒素、酸素、または二酸化炭素のうちの少なくとも１つが運ばれる、請求項６に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項８】
前記エンクロージャ内の前記ガス流を、前記細長いチューブ（１０６，１０８）の間でガス流量で循環させるガス流インターフェース（２０８）をさらに含み、前記ガス流量は前記培養液の体積に基づく、請求項６に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項９】
前記カバー（３１４）によって生成される前記第２の熱エネルギーの量を決定するコントローラ（２０２）をさらに含み、前記コントローラ（２０２）は、前記第２のエンクロージャ（３０６）内の露点に基づいて前記第２の熱エネルギーの量を決定する、請求項１乃至８のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１０】
前記第１のエンクロージャ（３０２）の形状は、前記第１のエンクロージャ（３０２）と接触する前記第２のエンクロージャ（３０６）の表面領域に基づいて、前記第２のエンクロージャ（３０６）によって調整される、請求項１乃至９のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１１】
前記サーマルマス（３０４）は、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、またはアンモニアのうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至１０のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１２】
ベース（１１２）をさらに含み、前記プラットフォーム（１０２）の対向する縁部が前記ベース（１１２）の軸の周りを回転するように、前記プラットフォーム（１０２）が前記ベース（１１２）に回動可能に取り付けられている、請求項１乃至１１のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１３】
前記プラットフォーム（１０２）を前記ベース（１１２）の前記軸の周りに揺動させるように構成されたモータ（２０６）をさらに含む、請求項１乃至１２のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１４】
前記培養液は６０ミリリットル未満の体積を有する、請求項１乃至１３のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
【請求項１５】
プラットフォーム（１０２）の表面領域上に第１のエンクロージャ（３０２）を配置するステップであって、前記第１のエンクロージャ（３０２）はサーマルマス（３０４）を収容する、ステップと、
前記第１のエンクロージャ（３０２）が第２のエンクロージャ（３０６）と前記プラットフォーム（１０２）との間に配置されるように、前記第１のエンクロージャ（３０２）上に前記第２のエンクロージャ（３０６）を配置するステップであって、前記第２のエンクロージャ（３０６）は培養液およびガス混合物を収容する、ステップと、
前記第２のエンクロージャ（３０６）上にカバー（３１４）を固定するステップと、
前記プラットフォーム（１０２）の前記表面領域上に第１の熱エネルギーを生成し、前記カバー（３１４）から第２の熱エネルギーを生成するステップとを含み、前記第２の熱エネルギーに基づく前記カバー（３１４）の第２の温度は、前記第１の熱エネルギーに基づく前記プラットフォーム（１０２）の第１の温度よりも高い、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する主題の１つまたは複数の実施形態は、一般に、細胞培養物もしくは培地の温度および浸透圧濃度の制御のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオリアクターは、細胞の増殖または培養を促進するために閉ループ制御環境を提供する。培養プロセス中に、細胞を１つまたは複数の培養培地と混合して、バッグ内に細胞培養物を形成する。バイオリアクターは、経時的な（例えば、数時間、数日間の）細胞の培養および増殖のために、攪拌プロセスを制御し、培地の温度およびｐＨ、バッグ内のガス混合物および流れなどを維持する。
【０００３】
しかし、従来のバイオリアクターは、通常、少なくともバッグ内の細胞培養物の２００ミリリットル（ｍＬ）以上などの最小容量を必要とする。最小容量下の培養物を有するバッグ内の細胞は、バイオリアクターの機能によって死滅させることができる。例えば、細胞培養物は、バッグ内の細胞培養物の減少したサーマルマスにより、細胞培養物の温度を維持するバイオリアクターによって過熱および／または幅広い温度変動を有することができ、細胞培養物内の細胞を死滅させることができる。さらに、バッグ内の容積が小さいため、バッグ内に蓄積する凝縮液は、水分の損失による細胞培養物の浸透圧濃度増加に大きな影響を及ぼす。例えば、バッグ内に蓄積した凝縮液は、培地の浸透圧濃度を増加させて細胞増殖に影響を及ぼし、および／または細胞培養物内の細胞を死滅させる可能性がある。
【０００４】
したがって、バイオリアクターを使用する前に、オペレータは、５０ｍＬなどの初期容量からバイオリアクターの最小容量まで培養物をスケールアップしなければならない。従来、オペレータは、滅菌フードの下で操作され、インキュベータ内に維持されたＴ−フラスコなどの静的培養容器を使用して、培養物の体積がバイオリアクターの最小必要量まで増殖するまで静的環境内で細胞培養物をスケールアップする。バイオリアクター拡張前の培養物の初期段階は、培養物を初期容量からバイオリアクターへの移送に適した最終容量または細胞数にスケールアップするための多くのオープン移送手動工程（例えば、滅菌フード下）からなる。さらに、最小容量に達したとき、オペレータは、細胞培養物をバイオリアクターのバッグ内に移すことができる。移送プロセスは、汚染のリスクおよび／または、細胞集団へのリスクを増加させる。したがって、細胞培養のための細胞培養を開始するための、より効率的で閉じた方法および／またはシステムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４８７６４号パンフレット
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、バイオリアクターシステムが提供される。本システムは、プラットフォームの表面領域上に第１の熱エネルギーを生成するプラットフォームを含む。本システムはまた、サーマルマスを収容する第１のエンクロージャを含む。第１のエンクロージャは、表面領域に隣接して配置され、プラットフォームからの第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する。本システムはまた、培養液および流れるガス混合物を収容する第２のエンクロージャを含む。第１のエンクロージャは、第２のエンクロージャとプラットフォームとの間に配置される。サーマルマスは、培養液に熱的に結合される。本システムはまた、第２のエンクロージャ上に配置されたカバーを含む。カバーは、第２の熱エネルギーを生成し、第２のエンクロージャのヘッドスペース内のガス混合物に熱的に結合される。
【０００７】
一実施形態では、方法が提供される。本方法は、プラットフォームの表面領域上に第１のエンクロージャを配置するステップを含む。第１のエンクロージャはサーマルマスを収容する。本方法はまた、第１のエンクロージャが第２のエンクロージャとプラットフォームとの間に配置されるように、第１のエンクロージャ上に第２のエンクロージャを配置するステップを含む。第２のエンクロージャは、培養液およびガス混合物を収容する。本方法はまた、第２のエンクロージャ上にカバーを固定するステップと、プラットフォームの表面領域上に第１の熱エネルギーを生成し、カバーから第２の熱エネルギーを生成するステップとを含む。第２の熱エネルギーに基づくカバーの温度は、第１の熱エネルギーに基づくプラットフォームの温度よりも高い。
【０００８】
一実施形態では、バイオリアクターシステムが提供される。本システムは、プラットフォームの対向する縁部がベースの軸の周りを回転して揺動運動を生じるように、ベースに回動可能に取り付けられたプラットフォームを含む。プラットフォームは、揺動運動中にプラットフォームの表面領域上に第１の熱エネルギーを生成する。本システムはまた、サーマルマスを収容する第１のエンクロージャを含み、プラットフォームの表面領域に隣接して配置される。サーマルマスは、プラットフォームから発生する第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する。本システムはまた、培養液およびガス混合物を収容する第２のエンクロージャを含む。第１のエンクロージャは、第２のエンクロージャとプラットフォームとの間に配置される。第２のエンクロージャのサーマルマスは、培養液が第１のエンクロージャからの少なくともいくらかの熱エネルギーを吸収するように、培養液に熱的に結合される。本システムはまた、カバーがガス混合物に熱的に結合されるように第２のエンクロージャの上面領域に配置されたカバーを含む。カバーは、培養物の設定温度を変更することなく、第２のエンクロージャによって吸収される第２の熱エネルギーを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態によるバイオリアクターシステムの説明図である。
【図２】図１のバイオリアクターシステムの概略図である。
【図３】一実施形態による、バイオリアクターシステムの一部の断面図である。
【図４】一実施形態による、バイオリアクターシステムの一部の断面図である。
【図５】一実施形態による、カバーの一部の概略図である。
【図６】一実施形態による、細胞培養を開始するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
種々の実施形態は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されよう。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサ、コントローラ、またはメモリ）のうちの１つまたは複数は、単一のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）、または複数のハードウェアで実現することができる。同様に、任意のプログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれてもよいし、あるいはインストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されないことを理解すべきである。
【００１１】
本明細書では、「システム」、「ユニット」、「サブシステム」、または「モジュール」という用語は、１つまたは複数の機能を実行するために動作するハードウェアおよび／またはソフトウェアシステムを含むことができる。例えば、モジュール、ユニット、サブシステム、あるいはシステムは、コンピュータプロセッサ、コントローラ、または、コンピュータメモリなどの有形で非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に格納された命令に基づいて動作を行う他のロジックベースのデバイスを含むことができる。あるいは、モジュール、ユニット、サブシステム、またはシステムは、デバイスのハードワイヤードロジックに基づいて動作を行うハードワイヤードデバイスを含むことができる。添付図面に示すモジュールまたはユニットは、ソフトウェアまたはハードワイヤード命令に基づいて動作するハードウェア、ハードウェアに対して動作を実行するように命令するソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせを表すことができる。ハードウェアは、マイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラなどの１つまたは複数のロジックベースのデバイスを含み、かつ／またはそれに接続される電子回路を含むことができる。これらのデバイスは、上述した命令から本明細書に記載の動作を実行するように適切にプログラムまたは指示される既製のデバイスであってもよい。それに加えてまたはその代わりに、これらのデバイスのうちの１つまたは複数は、これらの動作を実行するようにロジック回路に配線されてもよい。
【００１２】
本明細書で使用する場合、単数形で書かれた要素またはステップおよび単語「ａ」もしくは「ａｎ」が前に付く要素またはステップは、例外であることが明示されない限り、前記要素またはステップが複数である可能性を除外しないことを理解すべきである。さらにまた、「一実施形態」の参照は、述べた特徴を組み込む付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。さらに、そうではないと明示的に述べられない限り、特定の特性を有する１つまたは複数の要素を「含む」または「有する」実施形態は、その特性をもたない付加的なこのような要素を含んでもよい。
【００１３】
一般に、様々な実施形態は、従来のバイオリアクターシステムの自動システムを使用して細胞培養を開始するための方法およびシステムを提供する。原材料由来の選択された細胞（例えば、血液由来のＴ細胞）は、細胞増殖を促進する１つまたは複数の培養培地と組み合わせることができる。培養培地と共に、例えば、５０ミリリットル（ｍＬ）の初期体積の培養液または培地から選択された細胞。培養培地は、ヒトＡＢ血清、ペニシリン−ストレプトマイシン、グルタマックス、インターロイキン２、ＮＡＣなどを含むことができる。細胞培養物は、エンクロージャ内に収容することができ、エンクロージャはまたガス混合物により膨張される。ガス混合物は、窒素、酸素、二酸化炭素などを含むことができ、これらは細胞培養物と相互作用して、例えば細胞培養物のｐＨレベルに影響を及ぼす。エンクロージャは、細胞培養物とエンクロージャの外面との間の熱伝達を可能にする、プラスチックフィルムまたはラミネートなどの高分子材料から作製することができる。
【００１４】
エンクロージャは、別個のエンクロージャ内に収容されたサーマルマスの頂部に配置することができる。サーマルマスを収容するエンクロージャは、バイオリアクターシステムの加熱プレートと細胞培養物を収容するエンクロージャとの間に配置されるか、または挟まれる。サーマルマスは、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、アンモニアなどの高い熱容量を有する液体を含むことができる。サーマルマスは、細胞培養物よりも大きな体積を有する。例えば、サーマルマスは、３００ミリリットルの体積などのバイオリアクターシステムの最小体積要件を上回る体積を有してもよい。サーマルマスは、細胞培養物と加熱プレートとの間の熱流束緩衝液として働く。
【００１５】
さらに、カバーがエンクロージャの頂部に配置され、ガス混合物に隣接するエンクロージャの頂部に重ねられる。カバーは、頂部の温度を細胞培養物のエンクロージャの露点より上に上昇させるために熱を発生させることができる。カバーは、エンクロージャの上面に凝縮液が形成されるのを防止および／または低減して、水分の損失による細胞培養物の浸透圧濃度の増加の機会を低減させる。
【００１６】
様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果により、従来のバイオリアクターに対するハードウェアおよび／またはソフトウェアの変更を行うことなく、従来のバイオリアクターを使用して細胞培養を開始させることができる。様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、細胞培養を開始するための人件費を削減することを含む。様々な実施形態の少なくとも１つの技術的効果は、細胞培養物をエンクロージャ間で無菌的に移動させることを可能にすることを含む。
【００１７】
図１は、バイオリアクターシステム１００の斜視図である。任意選択的に、バイオリアクターシステム１００の一部は、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社によるＷＡＶＥ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ（商標）システムと類似していてもよい。バイオリアクターシステム１００は、プラットフォーム１０２を含む。プラットフォーム１０２は、隆起縁部１１７によって囲まれた表面領域１１６を含むことができる。表面領域１１６は、アルミニウム、銅、銀、金、ステンレス鋼、鋼、鉄、金属複合材などの熱伝導性材料または合金によって形成することができる。隆起縁部１１７は、プラットフォーム１０２の表面領域１１６上に配置されたエンクロージャ（例えば、図３の第１のエンクロージャ３０２）を固定するのを助けることができる。プラットフォーム１０２は、ピボットまたはピボット点１０４を使用してベース１１２に回動可能に取り付けられ、プラットフォームがピボット点１０４を横切って前後に揺動することを可能にする。例えば、プラットフォーム１０２の対向する縁部１２２、１２４は、ベース１１２の軸線１２０の周りで矢印１１４に沿って逆転してもよい。
【００１８】
ベース１１２は、バイオリアクターシステム１００の電気構成要素および／または制御構成要素、例えば図２に示す構成要素を囲むことができる。図２は、バイオリアクターシステム１００の概略ブロック図２００である。コントローラ回路２０２は、１つまたは複数のプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、および／または特定の論理命令に従って入力データを処理することができる他の任意の電子部品を含むことができる。例えば、コントローラ回路２０２は、メモリ２１０に格納されたプログラム命令を実行して、１つまたは複数のプログラムされた動作を実行することができる。メモリ２１０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、および／または他の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。それに加えてまたはそれに代えて、メモリ２１０はコントローラ回路２０２と一体化されてもよい。
【００１９】
コントローラ回路２０２は、センサ２０４、モータ２０６、ユーザインターフェース１１０、ガス流インターフェース２０８、メモリ２１０、プラットフォーム熱発生器、カバー加熱素子インターフェース２１２、およびポンプ部２１６と電気的および／または通信的に結合することができる。
【００２０】
モータ２０６は、コントローラ回路２０２によって受信された命令に基づいて、ベースナンバー１１２に対するプラットフォーム１０２の位置を制御および／または調整するように構成することができる。モータ２０６は、電気モータ、アクチュエータ、および／または他の電気機械装置であってもよい。モータ２０６は、プラットフォーム１０２上に配置された細胞培養物を攪拌（例えば、移動）させるために、プラットフォーム１０２の揺動速度および角度を制御することができる。揺動速度は、対向する縁部１２２、１２４が矢印１１４に沿って逆方向に移動する速度に対応することができる。プラットフォーム１０２の角度は、方向を変える前に、対向する縁部１２２および１２４がそれぞれ矢印１１４に沿って移動することができる最大の角度または距離に対応することができる。例えば、揺動速度は、水平面１１９に対して２度の角度で毎分２つの揺動であってもよい。他の実施形態では、１分当たりの揺動および角度は、それぞれ２より大きくてもよく、および／または２より小さくてもよいことに留意されたい。
【００２１】
センサ２０４は、熱電対、サーミスタなどの温度センサであってもよい。センサ２０４は、プラットフォーム１０２の頂部のサーマルマス（例えば、図３のサーマルマス３０４）の温度を測定するように配置および／または構成することができる。例えば、センサ２０４は、サーマルマス３０４に近接して、および／またはサーマルマス３０４と接触して配置されてもよい。センサ２０４の温度測定値は、コントローラ２０２によって受信されて、および／またはコントローラ２０２によって所定の温度目標と比較することができる。例えば、所定の温度目標は摂氏３７．５度であってもよい。他の実施形態では、所定の温度目標は摂氏３７．５度より高くてもよいし、低くてもよい（例えば、摂氏３７度）。別の実施形態では、所定の温度目標は、設定点周りの範囲であってもよい。例えば、所定の温度目標は、摂氏３７．５度の周りの摂氏０．２度の範囲であってもよい。所定の温度目標に対するセンサ２０４の温度測定値に基づいて、コントローラ２０２は、プラットフォーム１０２によって生成される熱エネルギーの量を調整することができる。
【００２２】
ユーザインターフェース１１０は、コントローラ回路２０２に様々な命令を送信するためのキーパッド、ディスプレイ、キーボード、タッチスクリーン、触覚ボタンなどを含むことができる。例えば、コントローラ回路２０２は、ユーザインターフェース１１０から受け取った命令に基づいて、プラットフォームの１分間当たりの揺動を増加させる命令を受信することができる。ユーザインターフェース１１０は、図１に示すように、ベース１１２の外面に配置されてもよい。それに加えて、またはそれに代えて、ユーザインターフェース１１０は、プラットフォーム上におよび／またはベース１１２から離れて（例えば、バイオリアクターシステム１００に通信可能に結合されたコンピュータに）配置されてもよい。
【００２３】
ガス流インターフェース２０８は、１つまたは複数のタンクまたは容器（図示せず）からエンクロージャ（例えば、図４に示す第２のエンクロージャ３０６）への複数の細長いチューブ１０６、１０８（図１に示す）によって運ばれる１つまたは複数のガスの流量を制御するように構成することができ、このガスは細胞培養物によって吸収される。ガス流インターフェース２０８は、フローリミッタ、マスフローコントローラ、ガスポンプなどであってもよい。１つまたは複数のタンクは、細長いチューブ１０６、１０８によって運ばれる１つまたは複数のガスを供給することができる。例えば、１つまたは複数のタンクは、細長いチューブ１０６および１０８によって送達されるか、または運ばれる窒素、酸素、二酸化炭素などの１つまたは複数のガスを収容することができる。任意選択的に、ガス流インターフェース２０８は、１つまたは複数のタンクからのガスをガス混合物に組み合わせる、および／または混合することができ、それは１つまたは複数の細長いチューブ１０６、１０８によって運ばれる。
【００２４】
ガス流インターフェース２０８は、細長いチューブ１０６、１０８に結合されたエンクロージャ内のガスの量を調整するために、コントローラ回路２０２からの命令を受信することができる。例えば、細長いチューブ１０６は、酸素、二酸化炭素および／または窒素のガス混合物をエンクロージャ（例えば、第２のエンクロージャ３０６）に送達することができ、細長いチューブ１０８は、エンクロージャからガス混合物を排出して、エンクロージャ内でガス混合物を循環させることができる。
【００２５】
様々な実施形態では、ガス流インターフェース２０８は、コントローラ２０２によって受信された命令に基づいて、エンクロージャ（例えば、第２のエンクロージャ３０６）内のガス混合物のガス流量および／または循環を制御することができる。例えば、それぞれ細長いチューブ１０６、１０８を介したガス混合物の送達および排出は、ガス混合物を循環させることによってガス混合物の各部分を移動させ、あるいは細長いチューブ１０６、１０８の間のエンクロージャ内でガス混合物を移動させることができる。コントローラ２０２は、細胞培養物のガス要求に基づいて、ガス流インターフェース２０８がエンクロージャ内のガス流量に達するように命令することができる。
【００２６】
任意選択的に、ガス流量（例えば、細長いチューブ１０６、１０８を通過するガスの流量）は、エンクロージャ内の細胞培養物または培地の体積に基づくことができる。例えば、コントローラ２０２は、より高い体積細胞培養物を有するエンクロージャのガス流量（例えば、０．１Ｌ／分）に対してより低い体積を有する細胞培養物を有するエンクロージャについて、ガス流量をより低く（例えば、０．０２Ｌ／分）することができる。
【００２７】
他の実施形態では、バイオリアクターシステム１００は、３本以上のチューブ（例えば、５本のチューブ）を含んでもよく、例えば、ポンプ部２１６は、細胞培養物と接触する１つまたは複数のチューブ（図示せず）に結合されてもよい。
【００２８】
ポンプ部２１６は、流体をエンクロージャ（例えば、第２のエンクロージャ３０６）に出し入れするように構成することができる。例えば、ポンプ部２１６は、タンクから細長いチューブによって運ばれた培地および／または細胞培養物をエンクロージャに供給することができる。別の例では、ポンプ部２１６は、細胞培養物から細長いチューブによって運ばれた廃培地を廃液タンクに除去することができる。ポンプ部２１６は、コントローラ２０２から、流体をエンクロージャからいつ追加するか、および／またはエンクロージャからいつ除去するかを決定する命令を受信することができる。ポンプ部２１６は、ポンプ部２１６内の流体を供給源位置（例えば、タンク、エンクロージャ）から排出位置（例えば、エンクロージャ、廃液タンク）に移動させるための吸引力を生成するキャビティを含む変位ポンプであってもよい。任意選択的に、ポンプ部２１６は、ポンプ部２１６内の流体を移動させるための１つまたは複数のロータおよび／またはプランジャを含むことができる。
【００２９】
図３に関連して、プラットフォーム加熱素子２１４は、プラットフォーム１０２の表面領域上に熱エネルギーを生成するための、コントローラ回路２０２によって制御される加熱素子３１０に対応する。例えば、コントローラ回路２０２は、加熱素子３１０に供給される電流または電圧の量を調整することによって、加熱素子３１０によって生成される熱エネルギーの量を調節することができる。加熱素子３１０は、コントローラ２０２によって駆動される電流または電圧に対してインピーダンスまたは抵抗を提供することによって、熱エネルギーを生成することができる。加熱素子３１０は、ニクロム、カンタル、アルミニウム、白銅、二ケイ化モリブデンなどのセラミックなどを含むエッチングされた箔および／またはワイヤであってもよい。
【００３０】
コントローラ回路２０２は、温度センサ２０４による測定値に基づいてプラットフォーム１０２の加熱素子３１０によって生成される熱エネルギーの量を調整することができる。例えば、コントローラ回路２０２は、サーマルマスの温度を有するように命令されてもよい。
【００３１】
図３は、第１のエンクロージャ３０２を有するプラットフォーム１０２の断面３００である。断面３００は、プラットフォーム加熱素子２１４または加熱素子３１０がプラットフォーム１０２の表面領域１１６の下に延在することを示す。熱エネルギーが加熱素子３１０からプラットフォーム１０２によって生成されると、熱が表面領域１１６に沿って伝導され、概して、第１のエンクロージャ３０２によって吸収される。
【００３２】
任意選択的に、プラットフォーム１０２は、表面領域１１６と加熱素子３１０との間に配置された断熱体（図示せず）を含むことができる。断熱体は、ポリウレタンフォーム、ケイ素フォーム、コルク、ビニルフォームなどを含むことができる。断熱体は、プラットフォーム１０２から第１のエンクロージャ３０２への熱エネルギーの移動および／または流れを低減する。例えば、断熱体は、プラットフォーム１０２の熱コンダクタンス効率を低下させる。一般に、断熱体は、加熱素子３１０によって生成された熱または熱エネルギーの一部のみを表面領域１１６に流す。少なくとも１つの実施形態では、細胞培養物３１２または培地の温度を制御するために、第１のエンクロージャ３０２の代わりに断熱体を使用することができることに留意されたい。
【００３３】
第１のエンクロージャ３０２は、可撓性を有する容器またはバッグであってもよく、プラスチック材料からなる。例えば、第１のエンクロージャ３０２は、ポリ塩化ビニルとエチルビニルアセテートの層から形成することができる。第１のエンクロージャ３０２は、プラットフォーム１０２の頂部に、または表面領域１１６に隣接して配置される。第１のエンクロージャ３０２は、サーマルマス３０４に対応する、１リットルなどの液体体積を収容することができる。他の実施形態では、第１のエンクロージャ３０２は、１リットル（例えば、５リットル）を超える、および／または１リットル未満のサーマルマス３０４を収容することができることに留意されたい。
【００３４】
サーマルマス３０４は、大きな比熱または熱容量を有する水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、アンモニアなどの液体および／または液体の溶液を含むことができる。例えば、比熱が３ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）より大きいかまたはそれに近い液体溶液である。サーマルマス３０４は、プラットフォーム１０２の加熱素子３１０から発生して第１のエンクロージャ３０２を通る熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する。サーマルマス３０４によって吸収された加熱素子３１０からの熱エネルギーは、結果としてサーマルマス３０４の温度となり、および／またはその温度を維持する。例えば、プラットフォーム１０２によって生成される熱エネルギーを増加させることにより、サーマルマス３０４の温度を上昇させることができる。
【００３５】
図４に関連して、第２のエンクロージャ３０６が第１のエンクロージャ３０２の頂部に配置される。例えば、第１のエンクロージャ３０２は、第２のエンクロージャ３０６とプラットフォーム１０２との間に配置される。
【００３６】
図４は、第１のエンクロージャ３０２、第２のエンクロージャ３０６、およびカバー３１４を備えたプラットフォーム１０２の断面図である。第２のエンクロージャ３０６は、第１のエンクロージャ３０２のプラスチック材料と類似および／または同一のプラスチック材料からなる容器またはバッグであってもよい。第２のエンクロージャ３０６は、第１のエンクロージャ３０２よりも小さいか、またはそれより小さい体積を収容することができる。第２のエンクロージャ３０６は、細胞培養物３１２（例えば、スターター細胞および培地を含む）およびガス混合物３２０（例えば、ガス充填ヘッドスペース）を収容することができる。
【００３７】
細胞培養物３１２は、第１のエンクロージャ３０２のサーマルマス３０４に熱的に結合される。細胞培養物３１２は、スターター細胞の増殖を促進するための所定の属性を有する１つまたは複数の培養培地と組み合わせたスターター細胞（例えば、Ｔ細胞、ハイブリドーマ細胞）の溶液であってもよい。例えば、培地は、ヒトＡＢ血清、ペニシリン−ストレプトマイシン、グルタマックス、インターロイキン２、ＮＡＣなどを含むことができる。任意選択的に、細胞培養物の培養培地の量は、スターター細胞の量に基づくことができる。例えば、１００万個のスターター細胞につき１ミリリットルの培養培地を付加することができる。
【００３８】
細胞培養物３１２は、サーマルマス３０４よりも小さい体積を有する。例えば、細胞培養物３１２は、６０ミリリットル未満の体積を有してもよい。他の実施形態では、細胞培養物３１２は、６０ミリリットルを超える体積および／または６０ミリリットル未満（例えば、５０ミリリットル）の体積を有してもよいことに留意されたい。
【００３９】
ガス混合物３２０は、第２のエンクロージャ３０６内の開口部３２８、３３０をそれぞれ通る細長いチューブ１０６、１０８によって提供することができる。ガス混合物３２０は、スターター細胞によって使用することができ、および／または細胞培養物３１２内のスターター細胞の代謝を促進することができる窒素、酸素、二酸化炭素などの少なくとも１つを含むことができる。例えば、酸素は、細長いチューブ１０６の開口部３１８を通ってガス混合物３２０に加えることができる。同時に、ガス混合物３２０の一部は、細長いチューブ１０８の開口部３１６を介して第２のエンクロージャ３０６から排出される。
【００４０】
任意選択的に、細長いチューブ１０６、１０８の対向する端部（図示せず）は、端部３１６、３１８に関して、細胞培養物３１２の無菌性を維持するためのフィルタを含んでもよい。フィルタは、細長いチューブ１０６、１０８によって運ばれるガス混合物３２０の循環中に外部微生物が第２のエンクロージャ３０６に入るのを防止するように構成される。例えば、滅菌インレットフィルタを細長いチューブ１０８の対向する端部に配置することができ、ヒータ（図示せず）によって囲まれた排気フィルタを細長いチューブ１０６の対向する端部に配置することができる。
【００４１】
図４は、第１のエンクロージャ３０２と接触する第２のエンクロージャ３０６の表面領域３２６に基づいて、図３に示す第１のエンクロージャ３０２の形状に対して第２のエンクロージャ３０６によって調整された第１のエンクロージャ３０２の形状を示す。例えば、第１のエンクロージャ３０２の調整された形状は、第２のエンクロージャ３０６に適応し、および／または形状に適合する。第２のエンクロージャ３０６が第１のエンクロージャ３０２上に配置されると、第２のエンクロージャ３０６の重さが、第１のエンクロージャ３０２に接触する第２のエンクロージャ３０６の表面領域３２６に沿って第１のエンクロージャ３０２に加えられる。第２のエンクロージャ３０６の重さは、第１のエンクロージャ３０２内のサーマルマス３０４を第２のエンクロージャ３０６から離れて、例えば矢印３２２、３２４の方向に変位させることによって、第１のエンクロージャ３０２の形状を調整する。サーマルマス３０４の変位は、第１のエンクロージャ３０２の形状を調整することを可能にする。
【００４２】
カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域に配置される。第２のエンクロージャ３０６の上面領域は、第２のエンクロージャ３０６内のガス混合物３２０の位置に対応することができ、カバー３１４がガス混合物３２０および／または上面領域に熱的に結合することができる。それに加えてまたはその代わりに、第２のエンクロージャ３０６の上面領域は、第１のエンクロージャ３０２および／または細胞培養物３１２に接触していない、および／または近接する第２のエンクロージャ３０６の部分に対応してもよい。
【００４３】
カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域に適合する形状、例えば、ドーム形状および／または湾曲形状を有することができる。例えば、カバー３１４の形状は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域に追従してもよく、および／またはそれに適合してもよい。任意選択的に、カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６に結合されてもよい。例えば、カバー３１４は、接着剤、接着テープ、感圧接着剤などを用いて第２のエンクロージャ３０６に結合されてもよい。カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６の開口部３２８、３３０と位置合わせされた開口部３３２、３３４を含む。開口部３３２、３３４は、細長いチューブがカバー３１４の開口部３３２、３３４を通って第２のエンクロージャ３０６まで延長することを可能にする。
【００４４】
図５は、カバー３１４の概略図を示す。カバー３１４は、コントローラ回路２０２によって制御される加熱素子５０２を介して熱エネルギーを生成する。例えば、加熱素子５０２は、図２のカバー加熱素子２１２に対応する。加熱素子５０２は、アルミニウム、ニッケル、プラチナなどを含むエッチングされた箔であってもよい。それに加えてまたはそれに代えて、加熱素子５０２は、ニクロム、カンタル、白銅、二ケイ化モリブデンなどのセラミックなどを含むワイヤであってもよい。加熱素子５０２は、カバー３１４の基板によって形成されたトレースを介してカバー３１４全体に延在することができる。加熱素子５０２は、基板に封入され、および／または囲まれている。加熱素子５０２は、加熱素子５０２によって生成された熱エネルギーが、所定のしきい値内で、カバー３１４全体にわたってほぼ同じか、または均一になるように、カバー３１４内で均一に延在することができる。基板は、ポリイミド、シリコーンゴムなどで構成することができる。
【００４５】
例えば、基板は、加熱素子５０２のトレースに対応するキャビティを有する２つのポリイミドシートを含むことができる。シートは、エポキシまたは接着剤を用いて共に結合されて、カバー３１４を形成することができる。
【００４６】
コントローラ回路２０２は、端子５０４を介して加熱素子５０２に供給される電流または電圧の量に基づいて、加熱素子５０２によって生成される熱エネルギーの量を調節することができる。例えば、コントローラ回路２０２は、端子５０４を介して加熱素子５０２に電気的に結合することができる。加熱素子５０２は、コントローラ２０２によって駆動される電流または電圧に対してインピーダンスまたは抵抗を提供することによって、熱エネルギーを生成することができる。カバー３１４の加熱素子５０２によって生成された熱の少なくとも一部は、第２のエンクロージャ３０６の頂部などの第２のエンクロージャ３０６によって吸収され、その結果として、第２のエンクロージャ３０６の頂部の温度が露点より高くなり、および／またはその温度が維持される。
【００４７】
それに加えてまたはそれに代えて、コントローラ２０２は、第２のエンクロージャ３０６内の設定されたしきい値（例えば、約３５０ｍｍｏｌ／ｋｇおよび／またはそれ以下）に浸透圧濃度を維持するために熱エネルギーを発生するように加熱素子５０２を駆動することができる。例えば、コントローラ２０２は、第２のエンクロージャ内の凝縮点または露点より上の熱エネルギーを生成するように加熱素子５０２を駆動することができる。例えば、第２のエンクロージャ３０６内の露点は、細胞培養物３１２の培地からの水蒸気が第２のエンクロージャ３０６内の上面に沿って凝縮する温度に対応する摂氏３７度であってもよい。凝縮により細胞培養物３１２内の水が減少するにつれて、第２のエンクロージャ３０６内の浸透圧濃度が増加する。コントローラ２０２は、熱エネルギーを生成するように加熱素子５０２を駆動し、熱エネルギーは、第２のエンクロージャ３０６の上面によって少なくとも部分的に吸収される。熱エネルギーは、第２のエンクロージャ３０６の上面の温度を露点より上に、例えば摂氏３８．５度に維持する。他の実施形態では、露点は摂氏３７度より高くてもよいし、低くてもよいことに留意されたい。
【００４８】
任意選択的に、カバー３１４によって生成される熱エネルギーに基づく第２のエンクロージャ３０６および／またはカバー３１４の頂部の温度は、プラットフォーム１０２によって生成される熱エネルギーに基づくサーマルマス３０４および／またはプラットフォーム１０２の温度よりも高い。例えば、第２のエンクロージャ３０６に直接隣接するカバー３１４の表面温度は、第１のエンクロージャ３０２に隣接するプラットフォームの表面領域１１６の温度よりも高い。
【００４９】
それに加えてまたはそれに代えて、コントローラ２０２は、図２のセンサ２０４に基づいて、カバー３１４によって生成される熱エネルギーを調整することができる。例えば、センサ２０４は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域に近接して、および／または接触して配置することができる。センサ２０４の温度測定値は、コントローラ２０２によって受信することができ、および／またはコントローラ２０２によって所定のカバー温度しきい値と比較することができる。所定のカバー温度しきい値は、第２のエンクロージャ３０６内の露点より上に設定することができる。コントローラ２０２は、所定のカバー温度しきい値に対するセンサ２０４の温度測定値に基づいて、カバー３１４によって生成される熱エネルギーの量を増加および／または減少させることができる。
【００５０】
図６は、従来のバイオリアクターを使用して細胞培養を開始するための方法６００のフローチャートを示す。方法６００は、例えば、本明細書で説明した様々な実施形態の構造または態様（例えば、システムおよび／または方法）を用いることができ、あるいはそれらによって実行することができる。様々な実施形態では、特定のステップ（または動作）を省略または追加することができ、特定のステップを組み合わせることができ、特定のステップを同時に実行することができ、特定のステップを並行して実行することができ、特定のステップを複数のステップに分割することができ、特定のステップを異なる順序で実行することができ、あるいは特定のステップまたは一連のステップを反復的な形式で再実行することができる。様々な実施形態では、方法６００の一部、態様、および／または変形は、ハードウェアに対して本明細書に記載された１つまたは複数の動作を実行するように指示する１つまたは複数のアルゴリズムとして使用することができる。本明細書の実施形態に従って他の方法を使用してもよいことに留意されたい。
【００５１】
１つまたは複数の方法は、（ｉ）プラットフォームの表面領域上に第１のエンクロージャを配置するステップ、（ｉｉ）第１のエンクロージャが第２のエンクロージャとプラットフォームとの間に位置するように第１のエンクロージャ上に第２のエンクロージャを配置するステップ、（ｉｉｉ）第２のエンクロージャの上面領域上にカバーを固定するステップ、ならびに（ｉｖ）プラットフォームおよびカバーの表面領域に熱エネルギーを発生させるステップを含むことができる。
【００５２】
ステップ６０２で開始され、サーマルマス３０４を収容する第１のエンクロージャ３０２がプラットフォーム１０２の表面領域１１６上に配置される。例えば、第１のエンクロージャ３０２は、プラットフォーム１０２の表面領域１１６に隣接して配置され、サーマルマス３０４をプラットフォーム１０２に熱的に結合することができる。
【００５３】
ステップ６０４において、第２のエンクロージャ３０６は、第１のエンクロージャ３０２が第２のエンクロージャ３０６とプラットフォーム１０２との間に配置されるように、第１のエンクロージャ３０２上に配置される。第２のエンクロージャ３０６が第１のエンクロージャ３０２上に配置されると、第１のエンクロージャ３０２の形状は、第１のエンクロージャ３０２と接触する第２のエンクロージャの表面領域３２６に調整および／または適合され得る。例えば、サーマルマス３０４の一部は、第２のエンクロージャ３０６内の細胞培養物３１２を取り囲む第１のエンクロージャ３０２内で変位し、サーマルマス３０４を細胞培養物３１２に熱的に結合させることができる。
【００５４】
ステップ６０６において、カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域に固定される。例えば、カバー３１４は、第２のエンクロージャ３０６の上面領域の形状に対応するドーム形状または湾曲形状を有することができる。それに加えてまたはそれに代えて、カバー３１４は、接着剤、接着テープなどを介して第２のエンクロージャ３０６の上面領域に結合されてもよい。任意選択的に、断熱体をカバー３１４の上に配置することができる。
【００５５】
ステップ６０８において、プラットフォーム１０２の表面領域１１６およびカバー３１４に熱エネルギーが生成される。例えば、第１および第２の熱エネルギーは、プラットフォーム１０２およびカバー３１４の加熱素子３１０、５０２によってそれぞれ生成することができる。加熱素子３１０、５０２によってそれぞれ生成される第１および第２の熱エネルギーの量は、コントローラ２０２によって決定および／または制御することができる。例えば、コントローラ２０２は、加熱素子３１０、５０２の第１および第２の熱エネルギーを生成するために使用される加熱素子３１０、５０２（例えば、プラットフォーム加熱素子２１４、カバー加熱素子２１２）への電流および／または電圧の量を制御することができる。
【００５６】
ステップ６１０において、コントローラ２０２は、センサ２０４から第１のエンクロージャ３０２のサーマルマス３０４の温度測定値を受信することができる。例えば、センサ２０４は、第１のエンクロージャ３０２に近接して、および／または隣接して配置されてもよい。サーマルマス３０４は、プラットフォーム１０２によって生成された第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収し、その結果、サーマルマス３０４の温度が生じる。センサ２０４は、サーマルマス３０４の温度に対応する温度測定値を取得することができ、コントローラ２０２によって受信される。任意選択的に、追加の温度センサを使用して、カバー３１４および／または第２のエンクロージャ３０６の上面の温度を測定することができる。
【００５７】
ステップ６１２において、コントローラ２０２は、温度測定値が所定の温度目標内にあるかどうかを判定することができる。所定の温度目標は、メモリ２１０に格納することができる。任意選択的に、所定の温度目標は、コントローラ２０２によってユーザインターフェース１１０から受信されてもよい。所定の温度目標は、細胞培養物３１２の所望の温度に近い温度に対応することができる。コントローラ２０２は、センサ２０４によって取得された温度測定値を所定の温度目標と比較することができる。温度測定値と所定の温度目標との間の差に基づいて、コントローラ２０２は、サーマルマス３０４が所望の温度にあるかどうかを判定することができる。
【００５８】
例えば、所定の温度目標を摂氏３７．５度に設定することができる。コントローラ２０２は、所定の温度目標の０．２度以内ではない温度測定値、例えば摂氏３７．９℃より高い温度または摂氏３７．３℃より低い温度測定値が所定の温度目標内にないと判定することができる。
【００５９】
温度測定値がコントローラ２０２によって所定の温度目標内にないと判定された場合には、ステップ６１４において、コントローラ２０２は、プラットフォーム１０２によって生成された熱エネルギーを調整する。例えば、センサ２０４からの温度測定値が所定の温度目標よりも低い場合には、コントローラ２０２が加熱素子３１０への電流または電圧を増加させることができる。これにより、プラットフォーム１０２によって生成される熱エネルギーを増加させる。別の例では、センサ２０４からの温度測定値が所定の温度目標よりも高い場合には、コントローラ２０２は、加熱素子３１０への電流または電圧を減少させることができる。これにより、プラットフォーム１０２によって生成される熱エネルギーを減少させる。
【００６０】
コントローラ２０２によって温度測定値が所定の温度目標内にあると判定された場合には、ステップ６１６で、１つまたは複数のガスが１つまたは複数の細長いチューブ１０６、１０８を介して第２のエンクロージャ３０６内で循環される。例えば、コントローラ２０２は、それぞれ細長いチューブ１０６、１０８を介して、第２のエンクロージャ３０６に１つまたは複数のガスを注入し、かつ、第２のエンクロージャ３０６から１つまたは複数のガスを排出するように、ガス流インターフェース２０８に指示することができる。１つまたは複数のガスは、窒素、酸素、二酸化炭素などを含むことができる。コントローラ２０２は、メモリ２１０に格納された所定の設定に基づいて、第２のエンクロージャ３０６から注入および／または排出されるガスの割合を決定することができる。それに加えてまたはそれに代えて、ガスの割合は、ユーザインターフェース１１０によって受信された入力に基づいてコントローラ２０２によって受信されてもよい。
【００６１】
ステップ６１８において、プラットフォーム１０２の対向する縁部１２２、１２４がベース１１２の軸線１２０の周りを回転するように、プラットフォーム１０２が回転される。例えば、コントローラ２０２は、モータ２０６がピボット点１０４を横切って前後に揺動することを可能にする、および／またはそのように指示することができる。軸線１２０の周りで回転する際のプラットフォーム１０２の揺動速度および角度は、メモリ２１０に格納された所定の設定からコントローラ２０２によって決定することができる。それに加えてまたはそれに代えて、プラットフォーム１０２の揺動速度および角度は、ユーザインターフェース１１０によって受信された入力に基づいてコントローラ２０２によって受信されてもよい。
【００６２】
例示された実施形態の構成要素の特定の配置（例えば、数、タイプ、配置など）は、様々な代替的実施形態において変更することができることに留意されたい。例えば、様々な実施形態において、異なる数の所与のモジュールまたはユニットを使用してもよく、異なるタイプの所与のモジュールまたはユニットを使用してもよく、いくつかのモジュールまたはユニット（またはその態様）を組み合わせてもよく、所与のモジュールまたはユニットを複数のモジュール（またはサブモジュール）またはユニット（またはサブユニット）に分割してもよく、１つまたは複数のモジュールの１つまたは複数の態様をモジュール間で共有してもよく、所与のモジュールまたはユニットを追加してもよく、あるいは所与のモジュールまたはユニットを省略してもよい。
【００６３】
本明細書で使用される、タスクまたは動作を実行するように「構成された」構造、制限、または要素は、タスクまたは操作に対応するように特に構造的に形成され、構築され、または適合されてもよい。明瞭にし、かつ疑念を回避するために、タスクまたは動作を実行するために修正することができるだけの対象物は、本明細書で用いられるようなタスクまたは動作を実行するために「構成される」ものではない。代わりに、本明細書で用いられる「構成される」の使用は、構造的な適応または特性を意味しており、タスクまたは動作を実行するように「構成される」と記載された任意の構造、制限、または要素の構成要件を意味する。例えば、タスクまたは動作を実行するように構成された処理ユニット、プロセッサ、またはコンピュータは、タスクまたは動作を実行するように特に構成されている（例えば、それに格納された、またはそれに関連して使用される、タスクまたは動作を実行するように調整または意図された１つまたは複数のプログラムまたは命令を有する、かつ／あるいはタスクまたは動作を実行するように調整または設計された処理回路の構成を有する）と理解することができる。明瞭化および疑念の回避のために、汎用コンピュータ（適切にプログラムされていれば、タスクまたは動作を実行するように「構成され」得る）は、タスクまたは動作を実行するために具体的にプログラムされ、あるいは構造的に変更されない限り、タスクまたは動作を実行するように「構成され」ていない。
【００６４】
様々な実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実施することができることに留意されたい。様々な実施形態および／または構成要素、例えばモジュールまたはその内部の構成要素およびコントローラもまた、１つもしくは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現することができる。コンピュータまたはプロセッサは、例えばインターネットにアクセスするために、コンピューティング機器、入力機器、表示ユニットおよびインターフェースを含むことができる。コンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことができる。マイクロプロセッサは、通信バスに接続することができる。コンピュータまたはプロセッサはまた、メモリを含むことができる。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。コンピュータまたはプロセッサはさらに記憶装置を含むことができ、それはハードディスクドライブ、あるいは半導体ドライブ、および光学ドライブなどの取り外し可能な記憶ドライブであってもよい。記憶装置はまた、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための他の類似の手段であってもよい。
【００６５】
本明細書に使用される「コンピュータ」、「コントローラ」、および「モジュール」という用語は、あらゆるプロセッサベースまたはマイクロプロセッサベースのシステムを含むことができ、このシステムはマイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、論理回路、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ならびに本明細書に記載した機能を実行可能な任意の他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含む。上記の例は例示のためだけであり、したがって「モジュール」または「コンピュータ」という用語の定義および／または意味を何ら限定することを意図していない。
【００６６】
コンピュータ、モジュール、またはプロセッサは、入力データを処理するために１つまたは複数の記憶素子に格納される命令セットを実行する。記憶素子はまた、所望または必要に応じてデータまたは他の情報を格納することができる。記憶素子は、処理装置内の情報源または物理メモリ素子の形態であってもよい。
【００６７】
命令セットは、様々な実施形態の方法および処理などの特定の動作を実行するために、処理装置としてのコンピュータ、モジュール、またはプロセッサに命令する様々なコマンドを含むことができる。命令セットは、ソフトウェアプログラムの形態であってもよい。ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態であってもよく、有形で非一時的なコンピュータ可読媒体として具体化することができる。さらに、ソフトウェアは、個々のプログラムもしくはモジュールの集合、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形態であってもよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態のモジュール方式プログラミングを含むことができる。処理装置による入力データの処理は、オペレータコマンドに応答して、あるいは前の処理の結果に応答して、あるいは別の処理装置によってなされる要求に応答して行ってもよい。
【００６８】
本明細書において、「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は相互に交換可能で、コンピュータによる実行のためのメモリに格納される任意のコンピュータプログラムを含み、そのメモリは、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む。上記のメモリのタイプは単なる例示にすぎず、したがってコンピュータプログラムの記憶のために使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。様々な実施形態の個々の構成要素は、ユーザがコンピュータシステムの場所、構成、および／または特定のハードウェアに関わることを必要とせずに、例えば計算能力の動的割り当てを可能にするために、クラウド型の計算環境によって仮想化およびホストされてもよい。
【００６９】
上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解すべきである。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、本発明の範囲を逸脱せずに特定の状況または材料を本発明の教示に適応させるために、多くの修正を行うことができる。本明細書に記載した様々な構成要素の寸法、材料の種類、方向、ならびに数および位置は、特定の実施形態のパラメータを規定するためのものであって、決して限定するものではなく、単に例示的な実施形態にすぎない。特許請求の範囲の趣旨および範囲に含まれる多くの他の実施形態および修正は、上記の説明を精査すれば、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲に与えられる均等物の完全な範囲と共に、添付した特許請求の範囲によって決定されなければならない。添付した特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の平易な英語に相当するものとして用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」等の用語は、単にラベルとして用いており、それらの対象物に対して数の要件を課すことを意図するものではない。また、以下の特許請求の範囲の制限は、このようなクレームの制限が、さらなる構造を欠いた機能の記述の後に、明示的に「〜する手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を用いていない限り、ミーンズ・プラス・ファンクションの形式では書かれておらず、米国特許法１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図していない。
【００７０】
本明細書は、様々な実施形態を開示するために実施例を用いており、また、当業者が様々な実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。様々な実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、実施例が請求項の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
【００７１】
本発明の主題の特定の実施形態の前述の説明は、添付の図面と併せて読めばより良く理解されるであろう。図面が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す程度まで、機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の分割を示しているわけではない。したがって、例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）のうちの１つまたは複数は、単一のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスクなど）内に実装することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンのプログラムであってもよいし、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれてもよいし、あるいはインストールされたソフトウェアパッケージの機能などであってもよい。様々な実施形態は、図面に示す配置および手段に限定されない。
【００７２】
本明細書で使用する場合、単数形で書かれた要素またはステップおよび単語「ａ」もしくは「ａｎ」が前に付く要素またはステップは、例外であることが明示されない限り、前記要素またはステップが複数である可能性を除外しないことを理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。さらに、そうではないと明示的に述べられない限り、特定の特性を有する１つまたは複数の要素を「備える」、「含む」、または「有する」実施形態は、その特性をもたない付加的なこのような要素を含んでもよい。
［実施態様１］
バイオリアクターシステム（１００）であって、
ポンプ部（２１６）と、
プラットフォーム（１０２）の表面領域上に第１の熱エネルギーを生成する前記プラットフォーム（１０２）と、
サーマルマス（３０４）を収容し、前記表面領域に隣接して配置された第１のエンクロージャ（３０２）であって、前記サーマルマス（３０４）が前記プラットフォーム（１０２）からの前記第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する、第１のエンクロージャ（３０２）と、
培養液およびガス混合物を収容する第２のエンクロージャ（３０６）であって、前記第１のエンクロージャ（３０２）は前記第２のエンクロージャ（３０６）と前記プラットフォーム（１０２）との間に配置され、前記サーマルマス（３０４）は前記培養液に熱的に結合される、第２のエンクロージャ（３０６）と、
前記第２のエンクロージャ（３０６）上に配置され、第２の熱エネルギーを生成し、前記第２のエンクロージャ（３０６）に熱的に結合されるカバー（３１４）と
を含むバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様２］
前記第１の熱エネルギーの少なくとも一部は、前記サーマルマス（３０４）によって吸収されて、前記サーマルマス（３０４）の第１の温度を生じさせ、前記第２の熱エネルギーの少なくとも一部は、前記第２のエンクロージャ（３０６）の頂部によって吸収されて、前記頂部の第２の温度を生じさせ、前記第２の温度は前記第１の温度よりも高い、実施態様１に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様３］
前記第２の温度は、前記第２のエンクロージャ（３０６）内の露点よりも高い、実施態様２に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様４］
前記サーマルマス（３０４）の温度を測定する温度センサ（２０４）をさらに含む、実施態様１、２または３に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様５］
前記プラットフォーム（１０２）によって生成される前記第１の熱エネルギーの量を決定するコントローラ（２０２）をさらに含み、前記コントローラ（２０２）は、前記温度センサ（２０４）によって測定された前記温度に基づいて前記量を決定する、実施態様１、２または３に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様６］
前記第２のエンクロージャ（３０６）は第１の開口部（３２８，３３０）を含み、前記カバー（３１４）は第２の開口部（３３２，３３４）を含み、前記第１および第２の開口部（３２８，３３０，３３２，３３４）は互いに位置合わせされ、
前記第１の開口部（３２８，３３０）および前記第２の開口部（３３２，３３４）を通って延在する複数の細長いチューブ（１０６，１０８）をさらに含む、実施態様１乃至５の記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様７］
前記細長いチューブ（１０６，１０８）に結合された１つまたは複数のタンクをさらに含み、前記１つまたは複数のタンクから前記細長いチューブ（１０６，１０８）のうちの１つを通して窒素、酸素、または二酸化炭素のうちの少なくとも１つが運ばれる、実施態様６に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様８］
前記エンクロージャ内の前記ガス流を、前記細長いチューブ（１０６，１０８）の間でガス流量で循環させるガス流インターフェース（２０８）をさらに含み、前記ガス流量は前記培養液の体積に基づく、実施態様６に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様９］
前記カバー（３１４）によって生成される前記第２の熱エネルギーの量を決定するコントローラ（２０２）をさらに含み、前記コントローラ（２０２）は、前記第２のエンクロージャ（３０６）内の露点に基づいて前記第２の熱エネルギーの量を決定する、実施態様１乃至８のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１０］
前記第１のエンクロージャ（３０２）の形状は、前記第１のエンクロージャ（３０２）と接触する前記第２のエンクロージャ（３０６）の表面領域に基づいて、前記第２のエンクロージャ（３０６）によって調整される、実施態様１乃至９のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１１］
前記サーマルマス（３０４）は、水、エチレングリコール、ジエチレングリコール、またはアンモニアのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１乃至１０のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１２］
ベース（１１２）をさらに含み、前記プラットフォーム（１０２）の対向する縁部が前記ベース（１１２）の軸の周りを回転するように、前記プラットフォーム（１０２）が前記ベース（１１２）に回動可能に取り付けられている、実施態様１乃至１１のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１３］
前記プラットフォーム（１０２）を前記ベース（１１２）の前記軸の周りに揺動させるように構成されたモータ（２０６）をさらに含む、実施態様１乃至１２のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１４］
前記培養液は６０ミリリットル未満の体積を有する、実施態様１乃至１３のいずれか１項または複数の項に記載のバイオリアクターシステム（１００）。
［実施態様１５］
プラットフォーム（１０２）の表面領域上に第１のエンクロージャ（３０２）を配置するステップであって、前記第１のエンクロージャ（３０２）はサーマルマス（３０４）を収容する、ステップと、
前記第１のエンクロージャ（３０２）が第２のエンクロージャ（３０６）と前記プラットフォーム（１０２）との間に配置されるように、前記第１のエンクロージャ（３０２）上に前記第２のエンクロージャ（３０６）を配置するステップであって、前記第２のエンクロージャ（３０６）は培養液およびガス混合物を収容する、ステップと、
前記第２のエンクロージャ（３０６）上にカバー（３１４）を固定するステップと、
前記プラットフォーム（１０２）の前記表面領域上に第１の熱エネルギーを生成し、前記カバー（３１４）から第２の熱エネルギーを生成するステップとを含み、前記第２の熱エネルギーに基づく前記カバー（３１４）の第２の温度は、前記第１の熱エネルギーに基づく前記プラットフォーム（１０２）の第１の温度よりも高い、
方法。
［実施態様１６］
センサ（２０４）から前記サーマルマス（３０４）の温度測定値を受信するステップと、
前記温度測定値に基づいて前記プラットフォーム（１０２）によって生成される前記第１の熱エネルギーを調整するステップと
をさらに含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
前記第２のエンクロージャ（３０６）内の窒素、酸素、または二酸化炭素のうちの少なくとも１つを、１つまたは複数の細長いチューブ（１０６，１０８）を介して循環させるステップをさらに含み、前記１つまたは複数の細長いチューブ（１０６，１０８）は、前記カバー（３１４）および前記第２のエンクロージャ（３０６）を通って延在する、実施態様１５または１６に記載の方法。
［実施態様１８］
前記プラットフォーム（１０２）の対向する縁部がベース（１１２）の軸の周りを回転するように前記プラットフォーム（１０２）を回転させるステップをさらに含み、前記プラットフォーム（１０２）は前記ベース（１１２）に回動可能に取り付けられる、実施態様１５、１６または１７に記載の方法。
［実施態様１９］
前記培養液は６０ミリリットル未満の体積を有する、実施態様１５乃至１８のいずれか１項または複数の項に記載の方法。
［実施態様２０］
バイオリアクターシステム（１００）であって、
プラットフォーム（１０２）の対向する縁部がベース（１１２）の軸の周りを回転して揺動運動を生じるように前記ベース（１１２）に回動可能に取り付けられ、前記揺動運動中に前記プラットフォーム（１０２）の表面領域上に第１の熱エネルギーを生成する前記プラットフォーム（１０２）と、
サーマルマス（３０４）を収容し、前記プラットフォーム（１０２）の前記表面領域に隣接して配置された第１のエンクロージャ（３０２）であって、前記サーマルマス（３０４）が前記プラットフォーム（１０２）から生成された前記第１の熱エネルギーの少なくとも一部を吸収する、第１のエンクロージャ（３０２）と、
培養液およびガス混合物を収容する第２のエンクロージャ（３０６）であって、前記第１のエンクロージャ（３０２）は前記第２のエンクロージャ（３０６）と前記プラットフォーム（１０２）との間に配置され、前記培養液が前記第１のエンクロージャ（３０２）からの熱エネルギーの少なくとも一部を吸収するように、前記サーマルマス（３０４）は前記培養液に熱的に結合される、第２のエンクロージャ（３０６）と、
カバー（３１４）が前記ガス混合物に熱的に結合されるように前記第２のエンクロージャ（３０６）の上面領域に配置された前記カバー（３１４）とを含み、前記カバー（３１４）は第２の熱エネルギーを生成し、前記第２の熱エネルギーの少なくとも一部は前記第２のエンクロージャ（３０６）に吸収される、
バイオリアクターシステム（１００）。
【符号の説明】
【００７３】
１００  バイオリアクターシステム
１０２  プラットフォーム
１０４  ピボット点
１０６  細長いチューブ
１０８  細長いチューブ
１１０  ユーザインターフェース
１１２  ベース
１１４  矢印
１１６  表面領域
１１７  隆起縁部
１１９  水平面
１２０  軸線
１２２  縁部
１２４  縁部
２００  概略ブロック図
２０２  コントローラ
２０４  センサ
２０６  モータ
２０８  ガス流インターフェース
２１０  メモリ
２１２  カバー加熱素子
２１４  プラットフォーム加熱素子
２１６  ポンプ部
３００  断面
３０２  第１のエンクロージャ
３０４  サーマルマス
３０６  第２のエンクロージャ
３１０  加熱素子
３１２  細胞培養物
３１４  カバー
３１６  開口部／端部
３１８  開口部／端部
３２０  ガス混合物
３２２  矢印
３２４  矢印
３２６  表面領域
３２８  開口部
３３０  開口部
３３２  開口部
３３４  開口部
５０２  加熱素子
５０４  端子
６００  方法
【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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【国際調査報告】
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2018526000.tif 000010
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