Установка для культивирования животных клеток Советский патент 1992 года по МПК C12M3/00 

(Л

О

Использование: относится к области биотехнологии. Сущность изобретения: позволяет повысить выход биомассы жизнеспособных клеток при культивировании их на внешней поверхности полупроницаемых волокон в условиях перфузии питательной среды через внутреннюю полость волокон за счет проведения перфузии в пульсирующем режиме. Для этого установка содержит камеру с упакованными внутри нее полупроницаемыми волокнами, снабжена перекрывающим клапаном, установленным на трубопроводе, отводящем перфузируемую среду из камеры, и средством, управляющим работой этого клапана,, например таймером. 1 ил.

Изобретение относится к биологии и биотехнологии, в частности к технике культи- вированияклетокживотного

происхождения в условиях перфузии питательной среды, и преимущественно предназначено для использования при получении биологически активных веществ на основе культур клеток животных.

Известно устройство для культивирования животных клеток, содержащее проточную камеру, снабженную пористой подложкой для размещения клеток. Камера включена в контур перфузии питательной среды, осуществляемой при помощи дозатора из емкости с питательной средой.

Основным недостатком этого устройства является низкий выход конечного продук- та из-за ограниченной поверхности подложки.

Известна установка для культивирования клеток, в которой культивирование осуществляют в проточной камере на внешней поверхности полых волокон с полупроницаемыми стенками при перфузии среды через внутреннюю полость волокон. Проточная камера снабжена емкостью для питательной среды и перфузионным насосом, сообщенными с камерой посредством подводящего и отводящего трубопроводов.

Недостатком этой установки является то, что в процессе культивирования происходит закупорка волокон газовыми пузырьками, образующимися при перфузии среды. Вследствие этого нарушаются условия мас- сообмена клеток, находящихся на поверхности волокон, и уменьшается выход клеточной биомассы.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта за счет созда2

vl

vj Ю

ния более оптимальных режимов, приближенных к условиям in vivo.

Поставленная цель достигается тем, что в установке, включающей проточную камеру с размещенными в ней полыми пористыми волокнами для размещения клеток, снабженную емкостью для питательной среды и перфузионным насосом, сообщенными с камерой посредством подводящего и отводящего трубопроводов, на отводящем трубопроводе после камеры установлен перекрывающий клапан, снабженный средством управления для периодического закрытия клапана и пульсации среды в камере.

Периодически перекрывая отводящий трубопровод с помощью клапана, выталкивают скапливающиеся в волокнах пузырьки газа и обеспечивают перфузию среды в пульсирующем режиме. Этим приближают условия культивирования к условиям in vivo.

Установка содержит проточную камеру 1, подводящий трубопровод 2 и отводящий трубопровод 3 для перфузии питательной среды через камеру 1, насос 4, установленный на подводящем трубопроводе 2, клапан 5 для периодического закрытия трубопровода 3, установленный на отводящем трубопроводе 3, средство 6 управления клапаном 5 (таймер или микроЭВМ), емкость 7 для питательной среды, дополнительную емкость 8 для питательной среды, сосуд 9 для клеточного инокулята, емкость 10 для отбора среды, бактерицидные фильтры 11.

Проточная камера 1 содержит корпус 12 с патрубками 13 и 14 для ввода и выводы питательной среды и патрубками 15 и 16 для ввода инокулята. В корпусе 12 при помощи уплотнений 17 размещены пористые полые волокна 18, при этом торцы полых волокон изолированы от окружающей волокна культивационной полости 19 и сообщаются с патрубками 13 и 14.

Установка работает следующим образом.

Суспензию клеток из емкости 9 вводят в культивационную полость 19, где клетки оседают на внешней поверхности волокон 18. С помощью насоса 4 осуществляют непрерывную перфузию питательной среды из емкости 7 через внутреннюю полость во- покон, создавая условия для массообмена клеток со средой, компонентами питания и продуктами метаболизма.

При закупорке волокон образующимися в процессе культивирования пузырьками газа и нарушении питания клеток периодически перекрывают трубопровод 3 с помощью клапана 5, создавая избыточное давление в камере 1 с помощью насоса 4. Открывая трубопровод 3, создают ударную волну, которая выталкивает пузырьки газа

из волокон в общее русло потока и емкость 7. Изменение давления в культивационной камере 1 способствует также фильтрации среды из внутренней полости волокон в культивационную полость 19 и обратно,

улучшая условия массообмена.

Задавая средством 6 управления интервалы перекрытия трубопровода 3,обеспечивают перфузию питательной среды в пульсирующем режиме, приближенном к условиям in vivo, имитируя пульсацию крови в сосудах организма. Временные интервалы работы клапана 5 выбираются экспериментально в зависимости от эффективности удаления пузырьков газа и выхода целевого

продукта. В процессе культивирования производят отбор среды из культивационной полости 19 через емкость 10 и заменяют ее свежей питательной средой из емкости 8. Таким образом, использование предлагаемой установки позволяет улучшить условия массообмена клеток с перфузируемой средой и увеличить выход целевого продукта. Так, при культивировании клеток мышиной гибридомы Н А 14.32.2 в установке,

аналогичной прототипу, выход клеток при посеве 1-10 клеток/мл составил после 7

с

дней культивирования клеток/мл, из которых 85% оказались нежизнеспособными. При культивировании клеток в пульсирующем режиме подачи питательной среды выход клеток при посеве 1 106 клеток составил за то же время 20 10 клеток/мл, из них нежизнеспособных 20%.

Формула изобретения

Установка для культивирования животных клеток, содержащая проточную камеру, с расположенными в ней полыми пористыми волокнами для размещения клеток, снабженную емкостью для питательной

среды и перфузионным насосом, сообщенными с камерой посредством подводящего и отводящего трубопроводов, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта путем создания

более оптимальных режимов, приближенных к условиям in vivo, на отводящем трубопроводе после камеры установлен перекрывающий клапан, снабженный средством управления для периодического закрытия клапана и пульсации среды в камере, а перфузионный насос установлен на подводящем трубопроводе перед камерой.