JP2008178389A

JP2008178389A - Small-scaled cell culture container

Info

Publication number: JP2008178389A
Application number: JP2007296491A
Authority: JP
Inventors: Brett Belongia; ブレット・ベロンギア; Neil Schauer; ニール・シャウアー
Original assignee: Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2008-08-07
Also published as: CN101200690A; SG143147A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-scaled cell culture bioreactor easily controlling various process conditions such as temperature and degree of mixing. <P>SOLUTION: The bioreactor 10 has a filter 21, a perforated path 22 extending along the periphery of lower part of the bioreactor 10 and gas is introduced via an inlet 20 attached to a gas source. The cross-section of the inside volumetric part 26 along the periphery of the bioreactor 10 is constant, and the height of the effective volumetric part is kept substantially constant by added reactants or taken out products and after increasing the volume, the state of agitation as indicated by arrow marks 32 and 34 is substantially kept constant through the whole part around the bioreator 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本件出願は２００６年１１月１６日付で提出した米国仮特許出願番号第６０／８５９，４４５号の利益を主張するものである。本発明は、バイオ反応プロセスの最適条件を確立し得る、小規模な細胞培養用の、廃棄性のバイオリアクターに関し、詳しくは、反応温度及び反応体混合を容易に制御し得るそうしたバイオリアクターに関する。 This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 859,445, filed Nov. 16, 2006. The present invention relates to waste bioreactors for small-scale cell culture that can establish optimal conditions for bioreaction processes, and more particularly to such bioreactors that can easily control reaction temperature and reactant mixing.

微生物細胞の培養（発酵）又は、動植物の細胞培養（組織培養）は商業上重要な化学的及び生化学的製法である。こうしたプロセスでは、モノクロナール抗体又は酵素のようなタンパク質、ワクチン又はアルコール飲料を含む商業価値のある化学物質を、一般に入手の容易な出発材料を用いて経済的に合成できることから生細胞が使用される。商業的に行う培養プロセスでは、その条件を最適化するために、一般に、試験反応条件を正確に制御することのできる小規模な培養シェーカーフラスコ又はロールボトル内でバイオ反応を行う。
発酵には、栄養液媒中での生細胞の成長又は管理が含まれる。代表的な発酵バッチプロセスでは、所望の微生物又は真核細胞を、水、栄養物質、溶解ガスからなる培地に配置して所望の培養密度に成長（又は増殖）させる。栄養液媒は、生細胞の生存上必要な且つ成長及び又は複製し続けるための環境条件を最適化する全ての化学物質を含むべきである。現在、代表的な微生物細胞培養プロセスでは、微生物群を、攪拌層型か又は気体流動床型の連続リアクター内で循環する栄養液媒中に懸濁させている。同様に、哺乳動物細胞の試験管培養では細胞をロールフラスコ内で浮遊培養し、又は、表面付着を必要とする細胞の場合は、付着細胞上に栄養媒体を収納させた組織培養フラスコ内で細胞を密集培養させている。そうして維持された生細胞は、栄養物質の混合物中に導入した前駆体物質から単数又は複数の所望の製品を代謝生成する。単数又は複数の所望の生成物は、培養液から精製するか、又は細胞自体から抽出する。 Microbial cell culture (fermentation) or animal and plant cell culture (tissue culture) are commercially important chemical and biochemical processes. Such processes use live cells because they can economically synthesize commercially valuable chemicals, including proteins such as monoclonal antibodies or enzymes, vaccines or alcoholic beverages, generally using readily available starting materials. . In a commercial culturing process, the bioreaction is typically performed in a small culture shaker flask or roll bottle where the test reaction conditions can be precisely controlled to optimize the conditions.
Fermentation includes the growth or management of living cells in a nutrient medium. In a typical fermentation batch process, a desired microorganism or eukaryotic cell is placed in a medium consisting of water, nutrients, and dissolved gas and grown (or propagated) to a desired culture density. The nutrient medium should contain all chemicals that are necessary for the survival of living cells and that optimize the environmental conditions for continued growth and / or replication. Currently, in a typical microbial cell culture process, a group of microorganisms is suspended in a nutrient medium circulating in a stirred bed or gas fluidized bed continuous reactor. Similarly, in mammalian tube culture, cells are suspended in roll flasks, or in the case of cells that require surface attachment, cells are cultured in tissue culture flasks containing nutrient media on the adherent cells. Are densely cultured. The living cells so maintained metabolize the desired product or products from the precursor material introduced into the mixture of nutrients. The desired product or products are purified from the culture medium or extracted from the cells themselves.

バイオリアクター用のあるシステムでは、バイオリアクターバッグをその上部に配置したモーター又は油圧機器を備える大型テーブルを使用している。モーター/油圧機器はバイオリアクターバッグを錠止して細胞を一定動作させる。また、バイオリアクターバッグはガス及び栄養物質供給チューブと、廃棄ガス及び廃棄物チューブとを有し、好気性有機物のための空気のようなガスや栄養物質を供給し、呼気ガス、二酸化炭素その他のような廃棄物を除去することができる。これらのチューブは、バイオリアクターバッグの動きに合わせてガスや流体/固体が一様に動けるように作用する。米国特許第６，１９０，９１３を参照されたい。そうしたシステムでは、資本集約的な設備を損耗しやすい構成部品と共に使用する必要がある他、テーブルと共に使用することのできるバイオリアクターバッグの寸法には、テーブルの寸法と、このテーブルに備わるモーター/油圧機器のリフト能力とによる制限がある。 One system for a bioreactor uses a large table with a motor or hydraulic device with a bioreactor bag placed on top of it. The motor / hydraulic device locks the bioreactor bag and keeps the cells in constant motion. In addition, the bioreactor bag has a gas and nutrient substance supply tube and a waste gas and waste tube, and supplies air-like gas and nutrient substance for aerobic organic matter, exhaled gas, carbon dioxide and other Such waste can be removed. These tubes act to allow gas and fluid / solids to move uniformly as the bioreactor bag moves. See U.S. Patent No. 6,190,913. Such systems require capital intensive equipment to be used with wear-resistant components and the dimensions of the bioreactor bag that can be used with the table include the table dimensions and the motor / hydraulics that the table has. There are limitations due to the lift capacity of the equipment.

別のシステムでは、両端を可動アームに取り付けた可撓性の長いチューブ状バッグを使用し、充填したバッグを可動アームからＵ字形に吊り下げ、次いで各アームを互いに交互に上下に動かすことで、バッグ内の流体を揺動させ且つ移動させている。所望であればバッグの中央セクションに制限部を設け、混合動作をより均一化させることができる。このシステムでは、特殊形状のバッグが必要であり、液体を移動させるための油圧機器その他のリフティング装置が必要であるし、その重さから、バッグの寸法及び容積には設備のリフティング能力とバッグ強度による制限がある。 Another system uses a long flexible tubular bag with both ends attached to a movable arm, suspends the filled bag from the movable arm in a U-shape, and then moves each arm up and down alternately, The fluid in the bag is swung and moved. If desired, a restriction can be provided in the central section of the bag to make the mixing operation more uniform. This system requires a specially shaped bag, requires hydraulic equipment and other lifting devices to move the liquid, and because of its weight, the size and volume of the bag will include the lifting capacity and strength of the equipment. There is a limitation by.

選択的に加圧及び収縮させ得る１つ以上のバッグを、発酵層、混合バッグ、貯蔵バッグその他、のような廃棄性のバイオバッグと組み合わせて使用することで改善が見られた。バッグの外側選択部分の周囲に単数又は複数の圧力バッグを配置し又は、そうした単数又は複数の圧力バッグをバッグの小部分内に収納し得る。単数又は複数の圧力バッグを選択的に加圧及び収縮させることでバッグ内で流体を移動させ、かくして、ダメージを伴う剪断力又はフォームを生じさせることなく、バッグ内で細胞を確実に浮遊させ、混合及び又はガス及び又は栄養物質/***物を移動させることができる。
あるいは、ガスをバッグ内に導入するスパージャーその他のデバイスを収納した静止（移動しない）バッグを選択しても良い。この場合、ガスがバッグ内の流体を移動させ、ガス、栄養物質、廃棄物を混合及び移動させる。 Improvements have been seen in using one or more bags that can be selectively pressurized and shrunk in combination with disposable biobags such as fermentation layers, mixing bags, storage bags, and the like. One or more pressure bags may be placed around the outer selected portion of the bag, or such pressure bag or bags may be housed within a small portion of the bag. Selectively pressurize and deflate the pressure bag or bags to move fluid within the bag, thus ensuring that the cells float in the bag without causing damaging shear or foam, Mixing and / or gas and / or nutrient / excrement can be transferred.
Alternatively, a stationary (non-moving) bag containing a sparger or other device that introduces gas into the bag may be selected. In this case, the gas moves the fluid in the bag and mixes and moves the gas, nutrients, and waste.

米国特許第５，５６５，０１５号では、プラスチック容器内にシールした、平坦な、膨張性の、多孔質チューブが使用される。このチューブはガス圧力下に膨張してバッグ内にガスを流入させる。ガスを付加しない場合はチューブは潰れて各孔を実質的に閉じてバッグからの液漏れを防止する。
米国特許第６，４３２，６９８号では、チューブをバッグ内のガスディフューザーに挿通し且つシールしている。この場合、逆流防止用の弁その他手段が無いので、バッグ内の液体が、ディフューザーからガスラインを経て結局はエアポンプに入るのを防止するためにガスを一定の正圧下に維持する必要があると思われる。
これらの２つの米国特許に開示される構造は何れも、容器内の液体が漏出する可能性があり、漏液が、ガス供給システムのようなシステムの上流側構成部品のバッグの内容物を汚染する恐れがある。更には、何れの発明でも、ガス分与のための別個の構成部品が導入されている。 In US Pat. No. 5,565,015, a flat, inflatable, porous tube sealed in a plastic container is used. This tube expands under gas pressure and allows gas to flow into the bag. When no gas is added, the tube collapses to substantially close each hole to prevent liquid leakage from the bag.
In US Pat. No. 6,432,698, a tube is inserted and sealed through a gas diffuser in the bag. In this case, since there is no valve or other means for preventing backflow, it is necessary to maintain the gas under a constant positive pressure in order to prevent liquid in the bag from entering the air pump through the gas line from the diffuser. Seem.
Both of the structures disclosed in these two U.S. patents can leak liquid in the container, which can contaminate the contents of the bag of an upstream component of the system, such as a gas supply system. There is a fear. Furthermore, any invention introduces a separate component for gas dispensing.

米国仮特許出願番号第６０／８５９４４５号明細書US Provisional Patent Application No. 60/899445 米国特許第６１９０９１３号明細書US Pat. No. 6,190,913 米国特許第５５６５０１５号明細書US Pat. No. 5,565,015 米国特許第６４３２６９８号明細書US Pat. No. 6,432,698

解決しようとする課題は、温度や、混合度の様なプロセス条件を容易に制御することのできる小規模なバイオリアクター装置を提供することである。 The problem to be solved is to provide a small-scale bioreactor apparatus that can easily control process conditions such as temperature and degree of mixing.

本発明によれば、廃棄性のバイオリアクターであって、液状反応体がバイオリアクターの外壁の内面に沿って上昇し、次いで反応容積部分内をこの内面から離間する方向に降下するように形状付けされたバイオリアクターが提供される。
バイオリアクターは、外壁の第１内面にして、バイオリアクターの内壁の第２内面と共に閉じた容積部分を形成する第１内面を含む。第１内面及び第２内面は、相互に収斂又は拡開して、バイオリアクター内の液状反応体を本来螺旋方向に移動させる少なくとも一部分を有する。
本発明のバイオリアクターは、ガス導入手段及びガス排除手段とを含み、また、反応体添加手段と、単数又は複数の所望の生成物を取り出す手段をも含む。
本発明のバイオリアクターは反応体又は生成物を汚染しない、ガラス又は高分子組生物の様な材料から形成される。 In accordance with the present invention, a disposable bioreactor is shaped such that the liquid reactant rises along the inner surface of the outer wall of the bioreactor and then descends in a direction away from the inner surface of the reaction volume. Bioreactors are provided.
The bioreactor includes a first inner surface that forms a closed volume with the second inner surface of the inner wall of the bioreactor on the first inner surface of the outer wall. The first inner surface and the second inner surface have at least a portion that converges or expands with each other to move the liquid reactant in the bioreactor in a natural spiral direction.
The bioreactor of the present invention includes a gas introduction unit and a gas elimination unit, and also includes a reactant addition unit and a unit for taking out one or more desired products.
The bioreactor of the present invention is formed from materials such as glass or polymeric organisms that do not contaminate the reactants or products.

温度や、混合度の様なプロセス条件を容易に制御することのできる小規模なバイオリアクター装置が提供される。 There is provided a small-scale bioreactor apparatus that can easily control process conditions such as temperature and degree of mixing.

本発明によれば、相互に離間してバイオ反応を実施する容積部分を形成する閉じた内壁及び外壁を有する廃棄性のバイオリアクターが提供される。内壁の少なくとも一部分と、外壁の一部分とが収斂する。収斂の度合いは、反応体がバイオリアクター内で螺旋方向に移動せしめられるようなものである。培養細胞、栄養物質、１つ以上のガスをバイオリアクターに導入し、バイオリアクター内でバイオ反応を生じさせる。ここで、“有効容積”とは、バイオリアクターの、反応が生じる容積部分を意味するものとする。バイオリアクターの容積の一部分には、有効容積部分の上方に位置決めしたガス含有容積部分が含まれる。ガスを、反応体がそれによって混合され、反応体の上面が破壊される前に外壁の内面と接触するようにしてバイオリアクター内に導入する。ガスをこのように動作させることにより、反応体混合物はバイオリアクターの全円周方向に渡り、本来螺旋状の通路を移動する。
バイオリアクターの内側容積部分は、反応体が有効容積内の全ての部分で相互に十分に混合されるような形状とされる。かくして、混合が殆ど又は全く生じないデッドゾーンの発生が回避される。バイオリアクターには、その内部温度を制御するヒーターを格納する外部容積部分を設ける。バイオリアクター内に反応体を導入する又はバイオリアクターから生成物を取り出すための１つ以上の入口を設ける。 In accordance with the present invention, a disposable bioreactor is provided having closed inner and outer walls that are spaced apart from each other to form a volume portion for conducting a bioreaction. At least a portion of the inner wall and a portion of the outer wall converge. The degree of convergence is such that the reactants are moved in a spiral direction within the bioreactor. Cultured cells, nutrients, and one or more gases are introduced into the bioreactor to cause a bioreaction within the bioreactor. Here, “effective volume” means the volume of the bioreactor where the reaction takes place. A portion of the volume of the bioreactor includes a gas-containing volume portion positioned above the effective volume portion. Gas is introduced into the bioreactor such that the reactants are mixed therein and contact the inner surface of the outer wall before the upper surface of the reactants is destroyed. By operating the gas in this way, the reactant mixture travels through the inherently spiral path across the entire circumference of the bioreactor.
The inner volume portion of the bioreactor is shaped so that the reactants are well mixed with each other in all portions within the effective volume. Thus, the occurrence of dead zones with little or no mixing is avoided. The bioreactor is provided with an external volume that houses a heater that controls its internal temperature. One or more inlets are provided for introducing reactants into or removing products from the bioreactor.

バイオリアクターの長さ方向に沿ってバイオリアクターに付着させるなどしてバイオリアクターと一体係止し得る少なくとも１つの有孔通路によって、バイオリアクターの有効容積内にガスを導入する、或いは、単数又は複数の有孔通路を、スパージャーチューブのようにバイオリアクターから分離形成し得、バイオリアクターの有効容積が増大した場合にバイオリアクター内に漸次挿通させ得る。バイオリアクターの、有孔通路を挿通する部分からの漏出防止用の従来のシール手段を設け得る。有孔通路は、反応体又は生成物を汚染しない高分子組生物の様な可撓性材料、又はセラミック、グラスマットまたは焼結ガラス材料のようなガラス、又は、反応体又は生成物を汚染しない焼結ステンレス鋼から形成され得る。 The gas is introduced into the effective volume of the bioreactor by means of at least one perforated passage that can be locked together with the bioreactor, such as attached to the bioreactor along the length of the bioreactor, or Can be separated from the bioreactor like a sparger tube and can be progressively inserted into the bioreactor as the effective volume of the bioreactor increases. Conventional sealing means for preventing leakage from the portion of the bioreactor that is inserted through the perforated passage may be provided. Perforated passages do not contaminate flexible materials such as polymer assemblies that do not contaminate reactants or products, or glass such as ceramics, glass mats or sintered glass materials, or reactants or products It can be formed from sintered stainless steel.

好適なプラスチックは親水性又は疎水性のものであり得る。しかしながら、親水性のものである場合は、有孔通路内の空気圧を液体侵入圧力に一定化するか又はそれ以上として液体を有孔通路の外側に維持させる、又は弁または疎水性フィルターの如きを設けて上流側を遮断し、有孔通路及び又はガス供給源の上流側からの液体横溢が生じないことが保証されるべきである。プラスチックは生来、親水性又は疎水性のものであり得、又は所望の特性を持たせるように表面処理され得る。プラスチックは単層又は所望であれば複層化され得る。複層化通路の１実施例のものは、多孔質のプラスチック層を、デブリを捕捉し得且つ捕捉したデブリを有孔通路を詰まらせないようにする、開口度の高いプレフィルター又は深さフィルターで覆った多孔質プラスチック層を有する。孔寸法は、ガスの所望の泡沫寸法に基づいて選択されるが、ミクロ孔（０．１〜１０μｍ）のものからマクロ孔（１０μｍ以上）の範囲のものであり得、微孔質フィルター、織った繊維又はフィルター、多孔質の織らない材料、例えばTyvek（商標）シート材、水槽用フィルタでよく見かけるモノリス又はパッドその他に夜如き膜又はフィルターから形成され得る。選択するプラスチックはその内部で成長する細胞に悪影響が及ばないよう、バイオリアクター環境との共存性を有するべきである。好適なプラスチックには、これに限定しないが、ポリエチレン又はポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリスルフォン、又はポリエーテルスルフォンのようなポリスルフォン（polysulfones）、ナイロン、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＥＦ、ＰＶＤＦ、ＰＥＴその他が含まれる。 Suitable plastics can be hydrophilic or hydrophobic. However, if it is hydrophilic, the air pressure in the perforated passage is either constant at the liquid intrusion pressure or higher to keep the liquid outside the perforated passage, or like a valve or a hydrophobic filter. It should be provided to shut off the upstream side and ensure that there is no liquid overflow from the perforated passageway and / or upstream side of the gas supply. Plastics can be naturally hydrophilic or hydrophobic or can be surface treated to have the desired properties. The plastic can be a single layer or multiple layers if desired. One embodiment of the multi-layered passage is a pre-filter or depth filter with a high openness that allows the porous plastic layer to trap debris and prevent the trapped debris from clogging the perforated passage. A porous plastic layer covered with The pore size is selected based on the desired foam size of the gas, but can range from micropores (0.1-10 μm) to macropores (10 μm or more), such as microporous filters, woven Fibers or filters, porous non-woven materials such as Tyvek ™ sheet material, monoliths or pads commonly found in aquarium filters, and other nightly membranes or filters. The plastic chosen should be compatible with the bioreactor environment so that the cells growing inside it are not adversely affected. Suitable plastics include, but are not limited to, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, polysulfones, or polysulfones such as polyethersulfone, nylon, PTFE resin, PEF, PVDF, PET and others. .

導入されるガスは、反応体として、また反応体攪拌手段として機能する。
図１及び図２を参照するに、バイオリアクター１０は２つの脚部１２及び１４を含み、これらの脚部はその上方に位置決めしたセクション１６によって連結される。セクション１６の上方にガス容積部分１８を設け、ここに未反応のガスを収集する。フィルター２１と、バイオリアクター１０の下方周囲部分に沿って伸延する有孔通路２２とを有する入口２０を介してバイオリアクター１０にガスを導入する。入口２０はガス源（図示せず）に接続される。外側容積部分２４は、バイオリアクター１０内の温度制御用のヒーター（図示せず）を格納する形状とされる。フィルター２７を有するガス出口２３も設ける。非ガス状の反応体を導入するための隔壁２５を設ける。
図３に示すように、内側容積部分２６の、バイオリアクター１０の周囲部分に沿った断面は一定である。有効容積部分の高さは、添加される反応体又は取り出される生成物によって本来一定に維持される。かくして、容積が増大した後でも、矢印３２及び３４で示すような攪拌状況がバイオリアクター１０の周囲部分全体を通して本来一定化される。 The introduced gas functions as a reactant and as a reactant stirring means.
With reference to FIGS. 1 and 2, the bioreactor 10 includes two legs 12 and 14, which are connected by a section 16 positioned above them. A gas volume 18 is provided above section 16 where unreacted gas is collected. Gas is introduced into the bioreactor 10 through an inlet 20 having a filter 21 and a perforated passage 22 extending along the lower peripheral portion of the bioreactor 10. The inlet 20 is connected to a gas source (not shown). The outer volume portion 24 is configured to store a temperature control heater (not shown) in the bioreactor 10. A gas outlet 23 having a filter 27 is also provided. A partition wall 25 for introducing a non-gaseous reactant is provided.
As shown in FIG. 3, the cross section of the inner volume portion 26 along the peripheral portion of the bioreactor 10 is constant. The height of the effective volume portion is essentially kept constant by the reactants added or the product removed. Thus, even after the volume is increased, the agitation situation as indicated by arrows 32 and 34 is inherently constant throughout the surrounding portion of bioreactor 10.

図４及び図５を参照するに、本発明の別態様でのバイオリアクター１１が例示される。バイオリアクター１１は、底面３８に直交して位置決めした外壁３６が、セクション４４によって連結される脚部４０及び４２を形成するような構成のものである。導入されるガスが反応体の表面５４を破る前に矢印５０及び５２で示す方向に移動するよう、表面４６が液体及びガスの界面４８に向けて収斂される。ガスは、フィルター５８を有する入口５６を通して有孔通路５９に導入される。ガスはフィルター６０を有する出口６２から除去される。ヒーター（図示せず）を格納する外側容積部分６４を設ける。反応体をバイオリアクター１１内に導入するための隔壁６６を設ける。
本発明のバイオリアクターは、剛性のプラスチック又はガラスから形成され得る。好ましいプラスチックは、熱可塑性を有し且つこれに限定しないが、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィンホモポリマー、ポリオレフィンコポリマー、ポリカーボネート、ポリスチレンその他を含む。プラスチックは、その内部の作用を目視検査により監視し得るよう、透明であることが好ましい。 4 and 5, a bioreactor 11 according to another embodiment of the present invention is illustrated. The bioreactor 11 is configured such that an outer wall 36 positioned perpendicular to the bottom surface 38 forms legs 40 and 42 connected by a section 44. The surface 46 is converged towards the liquid and gas interface 48 so that the introduced gas moves in the direction indicated by arrows 50 and 52 before breaking the reactant surface 54. Gas is introduced into the perforated passageway 59 through an inlet 56 having a filter 58. Gas is removed from an outlet 62 having a filter 60. An outer volume 64 is provided for housing a heater (not shown). A partition wall 66 is provided for introducing the reactant into the bioreactor 11.
The bioreactor of the present invention can be formed from rigid plastic or glass. Preferred plastics include, but are not limited to, thermoplastic homopolymers such as polyethylene and polypropylene, polyolefin copolymers, polycarbonate, polystyrene and the like. The plastic is preferably transparent so that its internal action can be monitored by visual inspection.

本発明のバイオリアクターの側面図である。It is a side view of the bioreactor of this invention. 図１に示す本発明のバイオリアクターの断面図である。It is sectional drawing of the bioreactor of this invention shown in FIG. 本発明のバイオリアクター内での液状反応体の動きを示す側面図である。It is a side view which shows the movement of the liquid reactant in the bioreactor of this invention. 本発明の別態様のバイオリアクターの側面図である。It is a side view of the bioreactor of another aspect of this invention. 図４のバイオリアクターの他の実施例における断面図である。It is sectional drawing in the other Example of the bioreactor of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０、１１バイオリアクター
１２、１４、４０、４２脚部
１６、４４セクション
１８ガス容積部分
２０入口
２１、２７、６０フィルター
２２有孔通路
２５、５９、６６隔壁
２６内側容積部分
３６外壁
３８底面
５４反応体の表面
４８液体及びガスの界面
５９入口
６２出口
６４外側容積部分 10, 11 Bioreactor 12, 14, 40, 42 Legs 16, 44 Section 18 Gas volume part 20 Inlet 21, 27, 60 Filter 22 Perforated passage 25, 59, 66 Septum 26 Inner volume part 36 Outer wall 38 Bottom face 54 Reaction Body surface 48 Liquid and gas interface 59 Inlet 62 Outlet 64 Outer volume

Claims

バイオリアクターであって、該バイオリアクターの周囲部分を伸延する第１の閉じた壁にして、バイオリアクターの外面を形成する第１の閉じた壁と、該バイオリアクターの内側周囲部分を伸延し且つ第１の閉じた壁とは離間する第２の閉じた壁と、バイオリアクター内にガスを導入するための手段と、バイオリアクターからガスを除去するための手段と、を含み、第１の閉じた壁の高さの少なくとも一部分が、バイオリアクター内に導入したガスが、該バイオリアクターの上面と接触する前に前記第１の閉じた壁部分と接触するよう、バイオリアクターの中心方向に伸延するバイオリアクター。 A bioreactor comprising a first closed wall that forms a peripheral portion of the bioreactor, a first closed wall forming an outer surface of the bioreactor, and an inner peripheral portion of the bioreactor; A second closed wall spaced from the first closed wall; means for introducing gas into the bioreactor; and means for removing gas from the bioreactor; At least a portion of the height of the open wall extends toward the center of the bioreactor so that the gas introduced into the bioreactor contacts the first closed wall portion before contacting the top surface of the bioreactor Bioreactor.

第１の閉じた壁全体がバイオリアクターの中心方向に伸延する請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, wherein the entire first closed wall extends toward the center of the bioreactor.

第２の閉じた壁の外面に隣り合う外側容積部分を含む請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, comprising an outer volume adjacent to an outer surface of the second closed wall.

第２の閉じた壁の外面に隣り合う外側容積部分を含む請求項２のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 2 including an outer volume adjacent to the outer surface of the second closed wall.

内側周囲部分の壁の少なくとも一部分と、外側周囲部分の壁の少なくとも一部分とが収斂する請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, wherein at least a portion of the wall of the inner peripheral portion and at least a portion of the wall of the outer peripheral portion converge.

内側周囲部分の壁の少なくとも一部分と、外側周囲部分の壁の少なくとも一部分とが収斂し、該収斂の度合いが、反応体をしてバイオリアクター内で螺旋方向に移動せしめるようなものである請求項１のバイオリアクター。 The at least a portion of the wall of the inner peripheral portion and at least a portion of the wall of the outer peripheral portion are converged such that the degree of convergence is such that the reactants are allowed to move in a spiral direction within the bioreactor. 1 bioreactor.

内側容積部分の、バイオリアクターの周囲部分に沿った断面が一定である請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, wherein the inner volume portion has a constant cross-section along the peripheral portion of the bioreactor.

内側容積部分の、バイオリアクターの周囲部分と、有効容積部分の高さとに沿った各断面が、添加される栄養物と、除去される生成物との各量によって本来一定に維持される請求項１のバイオリアクター。 Claims: Each cross section of the inner volume along the periphery of the bioreactor and the height of the effective volume is maintained essentially constant by the amount of nutrient added and product removed. 1 bioreactor.

内側容積部分の、バイオリアクターの周囲部分に沿った断面が一定であり、バイオリアクターの周囲部分全体における混合状況が、有効容積部分が増大した後でさえ本来一定である請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, wherein the inner volume portion has a constant cross-section along the peripheral portion of the bioreactor, and mixing conditions throughout the bioreactor peripheral portion are inherently constant even after the effective volume portion has increased.

ガスを導入するための手段が、１つ以上の多孔質材料から形成した有孔通路である請求項１のバイオリアクター。 The bioreactor of claim 1, wherein the means for introducing gas is a perforated passage formed from one or more porous materials.