(57)【要約】  バイオマニュファクチャリング装置１は、複数の筐体の積み重ねを可能にする上面２２と底面２４とを含む筐体２０と、筐体の前面に設けられたアクセス扉２５と、扉を介してアクセス可能な筐体内部に実質的に囲まれたバイオリアクタチャンバ３０と、電気部品および／または電子制御部品を収容する筐体内部のさらに実質的に囲まれた領域３６とを備えるバイオマニュファクチャリング装置１であって、チャンバ３０が、バイオリアクタを支持するためのトレイ４０と、使用時にトレイを揺動させるための機構４４および４７を含むトレイ支持部４５であって、トレイ上の質量荷重の変化を判断するためのロードセル４１をさらに含む、トレイ支持部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の筐体の積み重ねを可能にする上面（２２）と底面（２４）とを含む筐体（２０）と、前記筐体の前面に設けられたアクセス扉（２５）と、前記扉を介してアクセス可能な前記筐体内部に実質的に囲まれたバイオリアクタチャンバ（３０）と、電気部品および／または電子制御部品を収容する前記筐体内部のさらに実質的に囲まれた領域（３６）とを備えるバイオマニュファクチャリング装置（１）であって、前記チャンバ（３０）が、バイオリアクタ（１００）を支持するためのトレイ（４０）と、使用時に前記トレイを揺動させるための機構（４４，４７）を含むトレイ支持部（４５）であって、前記トレイ上の質量荷重の変化を判断するためのロードセル（４１）をさらに含む、トレイ支持部（４５）と、を含む、バイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項２】
前記トレイ支持部（４５）は、前記開放扉（２５）を介して前記トレイ（４０）を前記チャンバ（３０）から少なくとも部分的にスライドさせるためのスライド部（４２）をさらに含み、前記スライド部（４２）は、揺動のための前記機構（４４，４７）によって傾けられたとき、前記トレイ（４０）上の前記質量荷重の一部が前記筐体（２０）によって反応し、したがって前記ロードセル（４１）を通じて伝達されないように配置される、請求項１に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項３】
前記ロードセル（４１）は前記チャンバ（３０）の床面に設置され、揺動のための前記機構（４４，４７）が前記ロードセル（４１）に取り付けられ、前記トレイ（４０）は揺動のための前記機構（４４，４７）に取り付けられている、請求項１または請求項２に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項４】
前記チャンバ（３０）は、前記トレイ（４０）および前記支持部（４５）を収容するための主チャンバ領域（３５）と、前記主チャンバよりも扉（２５）に対して深さが浅い副室領域（３３）とを有し、前記副室は、前記ポンプの流体取扱部（４８，４９）がパネル（３４）を越えて前記副室に突出するように、前記少なくとも１つの流体ポンプ装置（５４，５８）が取り付けられる前記パネル（３４）を含む、請求項１、請求項２、または請求項３に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの接続部は、前記パネル（３４）に取り付けられ、前記少なくとも１つの接続部は、ガス導管（１０６）と、ｐＨセンサ接続路（１０８）と、溶存酸素センサ接続路（１１０）との少なくとも１つに取り外し可能に接続するのに適している、請求項４に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項６】
前記トレイ（４０）は、前記トレイ支持部（４５）に対してスライド可能であり、および／または前記トレイ支持部（４５）から取り外し可能である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項７】
前記扉（２５）は、前記扉が開いているときに前記扉（２５）上にトレイ（４０）を支持するためのさらなるトレイ支持部（１２０）を含み、前記さらなる支持部（１２０）は前記扉（２５）を閉じることができるように折り畳み式である、請求項６に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項８】
前記ロードセル（４１）は、機械的歪みセンサであり、前記トレイ（４０）上に支持された質量の変化を判断するように動作できる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項９】
前記バイオリアクタ（１００）の導電性加熱のために前記トレイ（４０）に取り付けられたバイオリアクタヒータ（４２）と、前記チャンバ（３０）内の前記気体雰囲気を対流加熱するためのチャンバエアヒータ（５３）とをさらに含み、各ヒータは温度制御によって制御される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１０】
前記上面（２２）および底面（２４）は概ね平坦であり、高さ調節可能な脚（２６）を含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１１】
消耗材を支持するための前記扉（２５）の片側の前記筐体（２０）の外部に支持部（５０）、および／または袋詰め廃棄物および／または生体分子などの流体生成物をさらに含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１２】
前記トレイ（４０）上に支持された可撓性バッグ（１００）の形態のバイオリアクタ（１００）をさらに含み、前記バッグは前記ポンプヘッド（４８，４９）および前記接続部（４３）に接続または接続可能な経路（１０６．１０８．１１０）を通過する流体導管（１０２，１０４）を含む、請求項５に記載の、または請求項５に従属する請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１３】
前記バイオリアクタ（１００）は、約５０〜２５００ｍｌの間の容量を有する、請求項１１または１２に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１４】
前記トレイ（４０）またはトレイ支持部（４５）は、前記トレイ（４０）に取り付けられたバイオリアクタ（１００）の識別情報を認識するためのリーダ（５６）を含む、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１５】
前記チャンバ（３０）が、前記扉（２５）が閉じられている状態で、可視光を低減または実質的に排除する、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１６】
前記アクセス扉（２５）が、前記扉（２５）の外側から見ることができる状態ディスプレイ（５７）、および／または前記チャンバ（３０）を見るための窓を含む、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のバイオマニュファクチャリング装置（１）。
【請求項１７】
前記複数の装置のうちの１つまたは複数の状態を監視し、および／または前記複数の装置のうちの１つまたは複数を制御するように動作可能なソフトウェアを含む中央コンピュータ（６０）とデータ通信する、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の複数の積み重ねたバイオマニュファクチャリング装置（１）を含むバイオマニュファクチャリングシステム（２）。
【請求項１８】
細胞バイオマニュファクチャリング装置（１）のチャンバ（３０）内の揺動トレイ（４０）に取り付けられた可撓性バッグ（１００）内の質量変化を測定する方法であって、
ａ）前記可撓性バッグ（１００）を支持するトレイ（４０）を提供するステップ、
ｂ）前記トレイ（４０）を支持し、前記トレイ（４０）を揺動させる揺動機構（４４，４７）を提供するステップ、
ｃ）前記揺動機構（４４，４７）を支持するロードセル（４１）を提供して前記揺動機構（４４，４７）の前記荷重を測定するステップ、
ｄ１）前記可撓性バッグ（１００）の質量／重量における変化を判断するために、前記ロードセル（４１）の静荷重を周期的に監視するステップ、または
ｄ２）前記揺動運動中に前記ロードセル（４１）の前記荷重を監視して、算術平均、中央値、最頻値、範囲または総荷重を判断するステップ
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養のためなどのバイオマニュファクチャリング装置に関する。特に、本発明は、単一の器具の形態のバイオリアクタ装置、およびバイオマニュファクチャリングのための実験室および細胞培養空間の使用を最適化するためのバイオマニュファクチャリングシステムに配置された複数の器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞培養、例えば哺乳動物細胞、細菌細胞または真菌細胞の培養は、治療目的のために生きた細胞を採取するため、および／または細胞によって産生されたタンパク質または化学物質（例えば医薬品）のような生体分子を採取するために行うことができる。本明細書中で使用される場合、用語「生体分子」は、細胞またはウイルスによって産生される任意の分子、例えばタンパク質、ペプチド、核酸、代謝産物、抗原、化学物質または生物製剤を意味し得る。本明細書で、バイオマニュファクチャリングという用語は、細胞の培養または増殖、および生体分子の生成を包含することを意図している。バイオリアクタという用語は、バイオマニュファクチャリングに使用することができる一般的に囲まれた容積を包含することを意図している。
【０００３】
細胞は、一般に、細胞増殖および拡大培養に必要な栄養素および環境条件を提供するように設計された滅菌可能な容器である大型（１０，０００〜２５，０００リットル容量）のバイオリアクタで増殖される。従来の滅菌し、続く培養および拡大培養のために選択した細胞を接種することができるバイオリアクタはガラスまたは金属の増殖チャンバを有する。増殖チャンバ内の培地は、エアレーション、栄養分の分散および廃棄物の除去を改善するために、機械的または磁気的インペラの使用によってしばしば揺り動かされるかまたは攪拌される。
【０００４】
近年、バッチサイズが小さく、生産の柔軟性が高く、使い易く、資本コストの投資が少なく、クロスコンタミネーションのリスクが低い「シングルユース」バイオリアクタへの移行が進んでいる。これらのシステムはまた、エアレーション、供給および廃棄物除去の効率を改善し、細胞密度および生成物収量を増加させることができる。例として、Ｘｃｅｌｌｅｒｅｘ  Ｉｎｃ（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）から入手可能なもののような攪拌タンクシングルユース容器の導入に、混合のために揺動プラットフォームに取り付けられたＷＡＶＥ（登録商標）バッグ（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）を含む。「個別化医療」の出現により、独特の細胞治療を有する患者を治療するために多くの小さなバッチの細胞を必要とする自家細胞治療が重要となっている。
【０００５】
細胞および生体分子の生産のための組織培養実験室などの製造設備は、伝統的に特注設計されており、汚染のリスクを低減するためにクリーンな環境で実施されてきた。そのような設備は、運用し維持し、また優先順位や仕事の要求が変わった場合に変更するのに費用がかかる。バイオリアクタ内で細胞を維持または採取するためのワークステーションは、培養実験室において著しい床面積を占める特別の「底面積」を必要とする。細胞がバイオリアクタ内で増殖している間に、ワークステーションは多くの時間放置されているため、実験室面積は効率的または効果的に使用されない。
【０００６】
国際公開第２０１４１２２３０７号に改善が提案され、従来のＷＡＶＥ型バイオリアクタおよび補助装置を支持することができるバイオリアクタ用のカスタマイズされたワークステーションおよび収納ベイの提供によって、細胞培養に必要とされる実験室面積が減少する。その装置には大型の支持フレーム構造が必要である。
【０００７】
米国特許６４７５７７６号明細書は、単一のインキュベータ筐体および複数の棚を有する細胞培養皿用のインキュベータの例であるが、このタイプの装置は、バイオリアクタを収容するのには適していない。
【０００８】
必要とされるのは、搭載、操作、および維持が簡単なシステムにおいて、複数のバイオリアクタを互いに密な間隔で並べて積み重ねる機能である。理想的には、このようなバイオリアクタは、細胞が一般的に７〜２１日間にわたって培養される伝統的な流加製造と、加えて細胞をより長期間培養することができるが、廃棄物が連続してまたは定期的に除去され、生体分子が採取されてもよい灌流型製造が可能でなければならない。それに加えて、細胞増殖プロセス全体の間に測定する必要がある重要なパラメータの１つは、細胞培養物の重量である。このパラメータは、段階的な細胞増殖、連続的細胞増殖、培地充填、灌流フロー、供給および採取ポンプの較正、温度制御およびｐＨ制御のような様々な適用ステップの入力として役立つ。したがって、重量測定システムが非常に良好な精度および感度の仕様を有することは非常に重要な要件である。この装置の各脚に装着された重量測定用ロードセルを有する細胞培養器具は、商業的に知られている。これは、器具の全重量がロードセルに置かれているため、ロードセルを取り付ける理想的な方法ではない。したがって、ロードセルに作用する自重は非常に大きく（器具の重量による）、全体的な精度および感度に影響を与える。また、ロードセルが器具の脚に取り付けられているため、ロードセルがわずかなサイドフォースを受けても、ロードセルの読み取り値には大きな変化がある。ロードセルの読み取り値に誤差が生じるため、これは許容できない。
【０００９】
したがって、理想的な重量測定システムは、可能な限り軽い自重を有し、器具の脚から隔離され、その結果器具に外乱があったときに読み取り値に影響を与えず、器具を互いに積み重ねることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４８７１２号
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、請求項１に従属する請求項によって定義される好ましい特徴を有する、請求項１に記載の配置を提供する。
【００１２】
本発明は、このような組み合わせが本明細書において明示的に言及されているか否かに関わらず、本明細書で開示される特徴の任意の組み合わせにまで及ぶ。さらに、２つ以上の特徴が組み合わされて言及される場合、このような特徴は、本発明の範囲を拡張することなく、別個に特許請求され得ることが意図される。
【００１３】
本発明は、多数の方法で実施することができ、その例示的な実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】バイオマニュファクチャリング装置の一実施形態の図を示す。
【図１ｂ】バイオマニュファクチャリングシステム２を形成するために積み重ねた図１ａの装置を示す。
【図２】図１に示す装置の異なる図を示す。
【図３】装置の内部に装填されたバイオリアクタを含む、図１に示される装置の別の図を示す。
【図４】異なる構成のバイオマニュファクチャリング装置のさらなる実施形態の図を示す。
【図５】異なる構成のバイオマニュファクチャリング装置のさらなる実施形態の図を示す。
【図６】図１および図２に示す装置の部分断面図を示す。
【図７】図１および図２に示す装置の部分拡大図を示す。
【図７ａ】図７に示す装置の分解図を示す。
【図８】図１および図２に示す装置の断面平面図を示す。
【図９】図１および図２に示す装置の機能の図式表現を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、その目的およびその利点と共に、以下の説明を添付の図面と併せて参照することによってより理解することができ、図中の同様の参照符号は同様の要素を指す。
【００１６】
図１ａを参照すると、概ね平坦な上面２２および底面２４を有する概ね直方体または箱形の筐体２０を含む、一般的に内蔵型の器具１０を含むバイオマニュファクチャリング装置１が示されている。底面は４つの調節可能な高さの脚２６を含み、そのうちの２つのみが図１ａに示される。箱形筐体により、複数の器具を積み重ねてバイオマニュファクチャリングシステムを形成することができる。実践では、図１ｂに概略的に示されているように、便宜上スタックはベンチトップ５上に２つまたは３つの高さであるが、スタックを高くすることができない理由はない。器具はさらに扉２５を含むが、器具の残りの部品をより明瞭に示すために、開いて裁断して示される。扉はヒンジ２８で筐体の前縦縁部にヒンジ止めされているので、ヒンジ縦軸を中心に開き、筐体２０の内部に絶縁されたチャンバ３０を露出または囲む。チャンバ３０は、扉の内面の全周に延在し、筐体２０の前縁の周りに相補的に延在するシール面３１と協働するエラストマーシール３２によって扉が閉じられたとき密閉される。扉２５が閉じられると、光はチャンバ３０に入らない。これにより細胞培養に対する光の影響がなくなる。
【００１７】
チャンバ３０は、主チャンバ３５と、主チャンバ３５に通じる副室３３とを有する。主チャンバは、以下でより詳細に説明する揺動トレイ支持部４５によって支持されたバイオリアクタトレイ４０を含む。揺動機構は、カバープレート２１によって保護されている。副室３３は、２つの蠕動ポンプを支持するパネル３４を含み、蠕動ポンプの流体取扱ヘッド４８および４９のみ副室３３内に延在し、電気部品はパネル３４の後ろにある。パネルはまた、以下でより詳細に説明する接続部４３を含む。副室３３は、バッグ掛けラック５０を含む外部貯蔵領域に延びる導管の経路を画定する開口部４６を含む。
【００１８】
図２は、器具の残りの部品をより明瞭に示すために、図１に示す器具１０の異なる図であり、扉２５およびバッグラック５０が取り外されている。
【００１９】
図３は、図１および図２の器具１０を示しているが、この例では可撓性バッグ１００の形態のバイオリアクタ１００と、バイオリアクタを器具に連結する様々な経路が装填されており、蠕動ポンプヘッド４８を介して細胞増殖を促進するための既知の流体混合物をバイオリアクタに供給する流体供給導管１０２と、バッグ１００内に組み込まれたフィルターを介し、さらに蠕動ポンプヘッド４９を介してバイオリアクタ内の細胞によって発現された廃棄成分を除去するためにリアクタから流体を抜き取るための流体除去導管１０４と、ガス供給導管１０６と、例えばｐＨセンサおよび溶存酸素（ＤＯ）センサなどのバイオリアクタ内または近傍の様々なセンサ用の例えば電気配線などの例えば導電経路１０６、１０８および１１０である経路と、を含む。導管および経路は、１つまたは複数のハンガー２３によって適所に保持することができる。
【００２０】
図４および図５は、扉２５を含む器具１０の実施形態を示す。この実施形態のトレイ４０は、スライド運動によってトレイ支持部４５から取り外し可能であり、折り畳み式スタンド１２０に載置され、開き扉２５に掛けることができる。使用時に、扉２５を開けることができ、スタンド１２０を下げることができ、トレイ４０（バイオリアクタを備えていてもいなくとも）を支持部４５からスライドさせて取り出し、手動でスタンド上に移動させることができる。トレイ４０は開放された中間部分を有することに留意されたい。この開放部はバイオリアクタを収容し、バイオリアクタはトレイの中央を通って落下しないようにトレイ４０の側面に留まるクリップを有する。トレイを満杯または空に戻してチャンバ３０内に戻すと、フレーム１２０を折り取り、扉２５を閉じることができる。
【００２１】
図６ａ、図６ｂ、図６ｃおよび図６ｄは、それぞれ、図１から図３に示された主チャンバ３５およびその中に収容された部品の断面図を示す。これらの部品には、取り外し可能なトレイ４０および揺動トレイ支持部４５が含まれる。トレイ支持部４５は、使用時にバイオリアクタの底部に直接接触する電気加熱プレート４２と、加熱プレートを解放可能に保持する揺動可能なプレートホルダ４４と、プレートホルダ４４を約２５〜３５度の所定の角度でトレイ４０の下のピボット軸Ｐを中心に前後に移動させる電気ステップモータ駆動揺動機構４７とから形成される。支持部４５は、使用時に任意の位置で止まり、特に図６ｂに示す前方スロッピング位置に止まるように制御でき、これによりプレートホルダ４４が所定の位置に留まりながらトレイ４０とプレート４２とが一緒に前方の図６ｃに示すような新しい位置にスライドでき、ここでトレイは、図４および図５の実施形態に示されているようにトレイを取り外すよりも、装填または取り出しを行う方がより容易にアクセスできる。図６ｃに示す位置では、上述したように、バイオリアクタと器具との間の導管および経路は、より容易に接続または分離することができる。トレイ４０およびプレート４２は、例えば、清掃の目的で、図６ｄに示すように完全に取り外すことができる。カバープレート２１は、モータおよび他の電気部品を保護する。
【００２２】
図７は、カバープレート２１が除去された状態で主チャンバ３５内を見ている器具の正面扉側からのより詳細な揺動機構を示している。揺動機構４７のステッパモータ５１と、ステッパモータによって駆動され、プレートホルダ４４を前後に回転させる減速ピニオンギヤ対５２とが示されている。この図では、使用時にバイオリアクタに添加または除去される流体の量および細胞培養制御を測定するために使用されるロードセル４１の形態の荷重センサが見える。
【００２３】
図７ａは、図７の特徴を分解して示したものである。質量変化測定システムは、細胞バッグトレイ４０を支持するように取り付けられた単一のロードセル４１と、そのトレイ４０を揺動させる機構４７とからなる。ロードセル４１は、歪みで抵抗値を変化させる機械的歪みセンサである。しかしながら、他の歪みセンサ、例えば光学歪みセンサを使用することもできる。駆動アセンブリおよび揺動プラットフォームのみがロードセル上に取り付けられているので、自重が大幅に低減される。ロードセルは、外部から隔離されて完成しており、したがって、装置に作用するいかなるサイドフォースによっても影響を受けない。使用時には、荷重測定が行われる前に、トレイ４０は図７に示すように水平位置に置かれる。しかしながら、「使用時」の測定、すなわちトレイ４０が揺動している間の測定が行われることも想定される。その後者の場合、平均重量を判断し、以前の平均と比較して、重量増加または減少の測定値を得ることができる。「平均」という用語は、算術平均、中央値、最頻値、範囲または総荷重を包含するものとする。
【００２４】
この重量測定設備では、同様の装置を積み重ねることができる。積み重ねの底部の装置が上部装置の重量も測定するので、ロードセルが装置の脚に取り付けられている場合、この積み重ねは不可能である。ロードセルを装置の脚から分離させることの別の利点は、使用前に毎回器具を水平にする必要がないことである。現在のバイオリアクタでは、ユーザは器具の水平化にかなりの時間と労力を費やす。本実施形態の重量測定システムは、完全に機械加工された表面上に載置され、常にそれに載せられた荷重の１００％を認識する。従来のバイオリアクタでは、各ロードセルは、全体の器具重量を異なる割合で認識し、ユーザは、各ロードセルが認識する荷重の割合が２５％〜３０％になるように器具を水平にしなければならない。しかし、大きな利点は、現在の単一ロードセル構成の改善された精度および感度である。追加のロードセルごとに、精度は√ｎ倍悪くなり、ここで、ｎはロードセルの数である。したがって、単一のロードセル構成の精度は理論的に４つのロードセル構成よりも２倍優れている。これは、バイオリアクタが少量細胞増殖プロセスに使用される場合の重要な利点である。
【００２５】
装置のモジュラートレイ設計およびトレイ排出機構は、２０１６年４月２９日に出願された同時係属出願ＩＮ２０１６１１０１５０８９にさらに詳しく記載されている。全細胞増殖プロセス中、細胞増殖の進行を監視するために、細胞培養の毎日のサンプルを採取する必要がある。サンプルを採取するために、器具扉を開けてトレイ上の細胞バッグにアクセスする。トレイは、傾斜した位置で停止し、細胞バッグの内容物が重力によって細胞バッグのサンプリングポートの近くに確実に来るようにする。サンプリングがユーザによって実行されるとき、いくらかの重量が揺動プラットフォームに、したがってロードセルに伝達される可能性がある。超過荷重によるロードセルの損傷を防止するために、重量測定システムはロードセル超過荷重保護を有することができ、これは排出されたトレイまたは傾斜したトレイを底部で支持し、ロードセルは、トレイのこれらの状態で荷重がかからないように分離される。すなわち、図６ｂに示すようにトレイ４０が完全に傾斜している場合、トレイ４０の最下端がチャンバ３５の床面に置かれるようにその構成を変更することができる。装置はまた、細胞増殖プロセス全体のいずれの時点でも予期せぬ状況に対する超過荷重保護のための警報を有することができる。また、重量測定システムには、排出されたトレイを正しい位置に戻して、位置ずれを防止するための自動整列機能が備わっている。使用者は、トレイが整列して正しい位置にあることを伝える可聴クリック音が聞こえるまで、排出されたトレイを押し戻すだけでよい。このように、使用者は、トレイが揺れ始めても安全であることを確認できる。
【００２６】
図８は、より浅い深さｄを有する副室３３と共に、前部から後部までの深さＤを有する主チャンバ３５が見えるように、器具１０を見下ろす断面図を示す。筐体の残りの領域３６は、チャンバ３５／３３から分離され、バイオリアクタからの可能性のある漏出から保護され、主チャンバよりも低い温度に維持できる電気および電子制御部品を囲み、これにより電気部品の寿命が長くなる。加えて、電気部品がチャンバ３５／３３から分離されているので洗浄を回避することができる。より詳細には、これらの電気／電子部品は、電源３７、灌流ガス供給制御ユニット３８、制御回路基板３９、チャンバエアヒータ５３、ポンプヘッド４８／４９、駆動モータ５４／５８、シングルボードコンピュータ５５および図示されていない種々の接続ワイヤおよび導管を含む。
【００２７】
図９は、前の図に示し、上述した物理的部品に関連して器具１０の機能の概略ブロック図を示す。使用時には、可撓性バッグバイオリアクタ１００（細胞バッグ）が好ましく、上に詳述したようにチャンバ３０に装填される。接続部４３が作られ、扉２５が閉じられる。トレイ４２は、この実施形態ではバーコードリーダ５６を含み、バッグからバーコードを読み取り、バッグの識別情報をコントローラ３９／５５に中継する。他の識別手段が可能であり、例えばＲＦＩＤトランスデューサを使用して細胞バッグ１００に埋め込むことができる。バッグの識別情報によって、適切な細胞培養方式が決定され、システムコントローラ６０を介してコントローラによって追加の外部情報、例えば必要とされる標的細胞密度が求められる。適切な細胞培養方式を決定して、コントローラは、一般的には、バッグ外部の温度を制御し、バッグ内のパラメータを最適化する。これらのパラメータは、細胞培養期間中、すなわち最大２８日間、一般的には７〜２１日間にわたり変化する。したがって、コントローラは、細胞培養の内部ｐＨ、バッグ内の流体の溶存酸素含有量、導入された新鮮な流体の量を判断するためのバッグの重量およびバッグから回収される廃液の量を監視および調整する。これらのパラメータおよび細胞密度のサンプリングが自動的に行われる。連続的な灌流方式が好ましいが、他の既知の方式、例えば流加方式を使用することもできる。好都合なことに、ディスプレイ５７が扉２５に組み込まれており、扉は、チャンバに入る光を減少させるために暗くされた窓を含むか、窓を通ってチャンバ３０を見ることができるように開けることができるが、器具の通常動作で光を減少させるかまたは排除するために閉めることもできるシャッタを有する。
【００２８】
使用時には、器具は、複数の器具が使用される他のスタンドアロン器具と共に、状態情報を出力するためのディスプレイ５７を用いてスタンドアロンシステムとして機能し、器具（単数または複数）の動作に外部制御が必要ないことを意味する。しかし、システムコントローラ６０は、器具に装填された細胞バッグの要件に関する情報を単に供給するか、またはさらに複数の器具を監視するか、または適切なソフトウェアで、各器具を監視して制御するために使用でき、そのため内部器具制御は支配的である。システムコントローラとの通信が失われた場合、各器具のその時の従属コントローラ３９／５５は器具制御を取り戻すことができる。器具とシステムコントローラとの間の通信は、好ましくはシステムＢＵＳリンク、例えば周知の構成のユニバーサルシリアルバスであるが、例えば０．９〜６０ＧＨｚで動作するＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルで指定されるような無線リンクが可能である。ユーザの入力を必要とせずに、システムコントローラ上で動作するソフトウェアによって各器具が自動的に認識されることが想定される。
【００２９】
サンプリングおよび／または細胞バッグの重量によって判断されて細胞培養が完了すると、器具から取り出され、その意図された目的、例えば自己細胞療法に使用される。関心のある培養細胞によって産生された生体分子の場合、これらは細胞バッグが空になったときに除去することができ、または培養中にバッグから抽出した濾液から除去することができる。チャンバ３０は、最小限の停止時間で、次のバッグが導入されるように容易に洗浄される。したがって、上述の器具によって、使い捨てバイオリアクタの便利な装填および取出しが可能になり、器具の正面から見たとき、器具の密度が１平方メートルあたり約４〜６個であるように、密な間隔の並びに積み重ねることができることは明らかである。器具１０と共に使用するための典型的なバイオリアクタ１００は、現在の標準により、すなわち約５０ｍｌおよび２５００ｍｌと小さく、したがって、上記のシステムは、各々容易にアクセス可能で制御可能であり、利用可能なスペースを最適化する複数の細胞培養器具を有する小規模システムである。
【００３０】
実施形態を説明し図示してきたが、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に追加、省略、および修正が可能であることは当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００３１】
１  バイオマニュファクチャリング装置
２  バイオマニュファクチャリングシステム
５  ベンチトップ
１０  器具
２０  筐体
２１  カバープレート
２２  上面
２３  ハンガー
２４  底面
２５  扉
２６  脚
２８  ヒンジ
３０  チャンバ
３１  シール面
３２  エラストマーシール
３３  副室
３４  パネル
３５  主チャンバ
３７  電源
３８  灌流ガス供給制御ユニット
３９  制御回路基板／コントローラ
４０  トレイ
４１  ロードセル
４２  電気加熱プレート
４３  接続部
４４  プレートホルダ／揺動機構
４５  トレイ支持部
４６  開口部
４７  揺動機構
４８  ポンプヘッド
４８／４９  ポンプヘッド
５０  バッグ掛けラック
５１  ステッパモータ
５２  減速ピニオンギヤ対
５３  チャンバエアヒータ
５４／５８  流体ポンプ装置／駆動モータ
５５  シングルボードコンピュータ／コントローラ
５７  ディスプレイ
６０  中央コンピュータ／システムコントローラ
１００  バイオリアクタ／可撓性バッグ
１０２  流体供給導管
１０４  流体除去導管
１０６  ガス供給導管
１０８  ｐＨセンサ接続路
１１０  溶存酸素センサ接続路
１２０  さらなるトレイ支持部／折り畳み式スタンド／フレーム
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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７ａ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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