发明名称 细胞培养装置及方法
摘要 本发明系揭露一新颖的细胞培养装置,至少包含一个以上之腔室;一充填结构,用以充填生长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞贴附及/或附着;以及一气泡排除结构,用以防止培养过程中产生之气泡干扰细胞及/或生长基材。本发明亦提供一细胞培养方法,主要系利用贴附及/或附着有细胞之生长基材,间歇性及/或定期性的接触空气-培养基之界面以获得氧气,其特征为藉由一气泡排除结构以避免培养过程产生之气泡干扰细胞及生长基材,并利用压力调控设备造成腔室内压力之固定或梯度变化。因此,可有效率的培养细胞以达到最小的死亡率与最大量的细胞及产生的细胞产物,同时,亦可以特定之压力变化环境培养特殊细胞。
申请公布号 TWI270576 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW092112990 申请日期 2003.05.13
申请人 赛宇细胞科技股份有限公司 发明人 王昱麒;张上裕;邱全成
分类号 C12M3/04(2006.01) 主分类号 C12M3/04(2006.01)
代理机构 代理人 郭雨岚 台北市大安区仁爱路3段136号15楼;林发立 台北市大安区仁爱路3段136号15楼
主权项 1.一种细胞培养装置,其系至少包括: 一个以上之腔室; 一填充结构,系设置于前述一个以上之腔室中,用 以充填生长基材以接受至少一个以上之细胞以及 允许细胞贴附及∕或附着;其并可与前述一个以上 之腔室相连通,使前述生长基材间歇性地沈浸于培 养基或暴露于空气中;以及 一气泡排除结构,系设置于前述填充结构壁缘,用 以防止培养过程中产生之气泡干扰细胞及∕或生 长基材。 2.如申请专利范围1项所述之细胞培养装置,其中前 述之气泡排除结构系选自:阶梯式斜板结构、鳍片 式结构、排气通道、压力式感应阀件以及任何可 排除气泡产生之类似结构单独或搭配使用。 3.如申请专利范围第1项所述之细胞培养装置,其进 一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、培 养基容器、产物收集容器、压力感应式阀件、计 时器等单元。 4.一种细胞培养装置,至少包含: 一外腔室; 一内腔室;系可与前述外腔室相连通,使培养基经 由一联络装置及∕或薄膜于内外腔室间自由移动; 一填充结构,系设置于前述外腔室中,用以填充生 长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞 贴附及∕或附着;其并可与前述内腔室相连通,使 前述生长基材系可因压力而间歇性地沈浸于培养 基或暴露于空气中;以及 一气泡排除结构,系设置于前述填充结构壁缘,用 以防止培养过程中产生之气泡干扰细胞及∕或生 长基材。 5.如申请专利范围4项所述之细胞培养装置,其中前 述气泡排除结构可选择性地设置于内腔室或外腔 室。 6.如申请专利范围4项所述之细胞培养装置,其中前 述之气泡排除结构系选自:阶梯式斜板结构、鳍片 式结构、排气通道、压力式感应阀件以及任何可 排除气泡产生之类似结构单独或搭配使用。 7.如申请专利范围第4项所述之细胞培养装置,其进 一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、培 养基容器、产物收集容器、压力感应式阀件、计 时器等单元。 8.一种细胞培养装置,其至少包含: 一外腔室; 一内腔室;系可与前述外腔室相连通,使培养基经 由一联络装置及∕或薄膜于内外腔室间自由移动; 一填充结构,系设置于前述外腔室中,用以填充生 长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞 贴附及∕或附着;其并可与前述内腔室相连通,使 前述生长基材系可因压力而间歇性地沈浸于培养 基或暴露于空气中;以及 一阶梯式斜板结构,系设置于前述外腔室中之前述 填充结构壁缘,以阻隔培养过程中产生之气泡。 9.如申请专利范围第8项所述之细胞培养装置,其中 前述之阶梯式斜板结构系为一气泡排出结构。 10.如申请专利范围第8项所述之细胞培养装置,其 进一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、 培养基容器、产物收集容器、压力感应式阀件、 计时器等单元。 11.一种细胞培养装置,其至少包含: 一外腔室; 一内腔室;系可与前述外腔室相连通,使培养基经 由一联络装置及∕或薄膜于内外腔室间自由移动; 一填充结构,系设置于前述外腔室中,用以填充生 长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞 贴附及∕或附着;其并可与前述内腔室相连通,使 前述生长基材系可因压力而间歇性地沈浸于培养 基或暴露于空气中;以及 一鳍片式结构,系设置于前述填充结构壁缘,以阻 隔培养过程中产生之气泡。 12.如申请专利范围第11项所述之细胞培养装置,其 中前述之鳍片式结构系为一气泡排出结构。 13.如申请专利范围第11项所述之细胞培养装置,其 进一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、 培养基容器、产物收集容器、压力感应式阀件、 计时器等单元。 14.一种细胞培养装置,其至少包含: 一外腔室; 一内腔室;系可与前述外腔室相连通,使培养基经 由一联络装置及/或薄膜于内外腔室间自由移动; 一填充结构,系设置于前述外腔室中,用以填充生 长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞 贴附及∕或附着;其并可与前述内腔室相连通,使 前述生长基材系可因压力而间歇性地沈浸于培养 基或暴露于空气中;以及 一排气通道,系设置于前述内腔室顶部,以排除培 养过程中产生之气泡。 15.如申请专利范围第14项所述之细胞培养装置,其 进一步包含一浮板膈膜结构设置于前述排气通道 下方,可将排气通道阻断,以防止培养基流出内腔 室而污染空气滤网。 16.如申请专利范围第14项所述之细胞培养装置,其 进一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、 培养基容器、产物收集容器、压力感应式阀件、 计时器等单元。 17.一种细胞培养装置,其至少包含: 一外腔室; 一内腔室;系可与前述外腔室相连通,使培养基经 由一联络装置及∕或薄膜于内外腔室间自由移动; 一填充结构,系设置于前述外腔室中,用以填充生 长基材以接受至少一个以上之细胞以及允许细胞 贴附及∕或附着;其并可与内腔室相连通,使前述 生长基材系可因压力而间歇性地沈浸于培养基或 暴露于空气中;以及 一压力感应式阀件,系设置于前述内腔室之开口处 ,以排除培养过程中产生之气泡。 18.如申请专利范围第17项所述之细胞培养装置,其 中前述之压力感应式阀件系为一气泡排出结构。 19.如申请专利范围第17项所述之细胞培养装置,其 中前述之压力感应式阀件系可进一步搭配一计时 器,使该压力感应式阀件采脉冲式启闭。 20.如申请专利范围第17项所述之细胞培养装置,其 进一步可包含:空气帮浦、进料帮浦、出料帮浦、 培养基容器、产物收集容器、计时器等单元。 21.如申请专利范围第3项、第7项、第10项、第13项 或第16项所述之细胞培养装置,其中前述空气帮浦 导入腔室过程中可以选择性的装设一空气滤网以 防止污染。 22.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其系可作 二维或三维组织之培养。 23.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其中前述 腔室系为玻璃、金属或高分子材质。 24.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其中前述 之生长基材可选自下列群组:陶瓷、生物可分解基 质、高分子聚合物、编织基材、非编织基材、聚 醯胺、聚酯、聚氨酯、碳氟聚合物、聚乙烯、聚 丙烯或聚乙烯醇、三甲胺、玻璃、矽与二乙氨乙 基。 25.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其中前述 生长基材可为碟状、薄片、块状、盘状、片状、 带状、粒状、半透性颗粒、半透性膜或半透性中 空纤维。 26.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其中前述 细胞可选自下列群组:原核细胞、真核细胞、动物 细胞、哺乳动物细胞、人类细胞、细菌及霉菌。 27.一种细胞培养方法,主要系利用贴附及∕或附着 有细胞之生长基材,将该生长基材置入具有培养基 之腔室中,利用控制该腔室中培养基液面之高低, 使前述生长基材间歇性及∕或定期性的接触空气- 培养基之界面以获得氧气,其特征为藉由一气泡排 除结构以避免培养过程产生之气泡干扰前述腔室 内之细胞及生长基材。 28.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述气泡排除结构系选自:阶梯式斜板结构、鳍 片式结构、排气通道、压力式感应阀件以及任何 可排除气泡产生之类似结构单独或搭配使用。 29.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述排除气泡干扰之方式系为将腔室内产生之 多余空气或气泡藉由一阶梯式斜板结构将其导出 腔室。 30.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述排除气泡干扰之方式系为将腔室内产生之 多余空气或气泡藉由一鳍片式结构将其导出腔室 。 31.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述排除气泡干扰之方式系为将腔室内产生之 多余空气或气泡藉由一排气通道将其导出腔室。 32.如申请专利范围第31项所述之细胞培养方法,其 中前述排气通道进一步包含一浮板膈膜,当培养基 液位持续上升至推动前述浮板膈膜,可将前述排气 通道阻断,以防止培养基流出腔室而污染空气滤网 。 33.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述排除气泡干扰之方式系为将腔室内产生之 多余空气或气泡藉由一压力式感应阀件将其导出 腔室。 34.如申请专利范围第33项所述之细胞培养方法,其 中前述压力式感应阀件进一步可搭配一计时器使 该压力感应式阀件采脉冲式启闭。 35.如申请专利范围第27项所述之细胞培养方法,其 中前述之细胞可选自下列群组:原核细胞、真核细 胞、动物细胞、哺乳动物细胞、人类细胞、细菌 及霉菌。 36.如申请专利范围之第27项所述之细胞培养方法, 可作二维或三维组织之培养。 37.一种细胞培养方法,系使用前述申请专利范围第 1项、第4项、第8项、第11项、第14项或第17项所述 之细胞培养装置来培养细胞。 38.一种培养细胞以产生蛋白质之方法,系使用前述 申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项、第14 项或第17项所述之细胞培养装置来培养细胞以产 生蛋白质。 39.一种培养细胞以产生病毒之方法,系使用前述申 请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项、第14项 或第17项所述之细胞培养装置来培养细胞以产生 病毒。 40.如申请专利范围第1项、第4项、第8项、第11项 、第14项或第17项所述之细胞培养装置,其系可选 择性的以自动化或以手动方式操作。 41.一种细胞培养方法,其系可利用如申请专利范围 第1项、第4项、第8项、第11项、第14项或第17项所 述之细胞培养装置,造成培养腔室内压力之固定或 梯度变化,以利于特定细胞之生长及∕或分化。 图式简单说明: 第一A图系显示本发明之细胞培养装置之第一个实 施例,其中空气帮浦未做动前,生长基材系暴露于 空气中之状态。 第一B图系显示本发明之细胞培养装置之第一个实 施例,其中空气帮浦做动后,生长基材浸泡于培养 基中之状态。 第二A图系显示本发明之细胞培养装置之第二个实 施例,其中空气帮浦未做动前,生长基材系暴露于 空气中之状态。 第二B图系显示本发明之细胞培养装置之第二个实 施例,其中空气帮浦做动后,生长基材浸泡于培养 基中之状态。 第三A图系显示本发明之细胞培养装置之第三个实 施例,其中空气帮浦未做动前,生长基材浸泡于培 养基中之状态。 第三B图系显示本发明之细胞培养装置之第三个实 施例,其中空气帮浦做动后,生长基材系暴露于空 气中之状态。 第四A图系显示本发明之细胞培养装置之第四个实 施例,其中空气帮浦未做动前,生长基材浸泡于培 养基中之状态。 第四B图系显示本发明之细胞培养装置之第四个实 施例,其中空气帮浦做动后,生长基材系暴露于空 气中之状态。
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