JP2015065944A

JP2015065944A - Sparger

Info

Publication number: JP2015065944A
Application number: JP2013205449A
Authority: JP
Inventors: 則彦大河内; Norihiko Okochi; 健作網; Kensaku Ami
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sparger capable of easily customizing the number or a size of through-holes.SOLUTION: A sparger 50 has: a soft tube 10 having a plurality of through-holes 21; and hard connectors 42, 43 and 44 connected to the soft tube 10. The soft tube 10 has a pair of end parts 10A and 10B and is shaped in a ring shape, and the hard connectors 42, 43 and 44 are provided between the pair of end parts 10A and 10B, and connect the pair of end parts 10A and 10B with each other.

Description

本発明は、シングルユース型細胞培養袋の内部に設置されるスパージャーに関する。 The present invention relates to a sparger installed inside a single-use cell culture bag.

抗体医薬やワクチンなどのバイオ医薬品の開発や製造において、シングルユース製品（使い捨て製品）が着実に浸透しつつある。シングルユース製品は洗浄や滅菌の作業が必要ないこと、交叉汚染がないこと、簡易的に無菌環境が得られることなどのメリットがあるため、バイオ医薬品の開発コストを大幅に削減できる場合がある。 Single-use products (disposable products) are steadily penetrating in the development and production of biopharmaceuticals such as antibody drugs and vaccines. Single-use products have advantages such as no need for cleaning and sterilization, no cross-contamination, and a simple aseptic environment, which can significantly reduce biopharmaceutical development costs.

近年注目されているシングルユース製品の１つが３Ｄ細胞培養袋である。これはフィルム、チューブ、ポート、スパージャー、攪拌機構、溶存酸素センサー、ｐＨセンサー、温度センサーなどの様々な材料、部品、機構を有する細胞培養袋である。この細胞培養袋のなかに細胞培養用の培養液（培地ともいう）を充填し、培地へ供給する気体の流量、培地を攪拌する速度、培地の温度などを制御しながら細胞培養を行う。培地へ供給する気体は空気、酸素、窒素、二酸化炭素などであるが、とりわけ酸素の供給が細胞培養に重要である。 One of the single-use products that has been attracting attention in recent years is a 3D cell culture bag. This is a cell culture bag having various materials, parts, and mechanisms such as films, tubes, ports, spargers, stirring mechanisms, dissolved oxygen sensors, pH sensors, temperature sensors, and the like. The cell culture bag is filled with a cell culture medium (also referred to as a medium), and cell culture is performed while controlling the flow rate of the gas supplied to the medium, the stirring speed of the medium, the temperature of the medium, and the like. The gas supplied to the culture medium is air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc., but supply of oxygen is particularly important for cell culture.

この酸素供給で重要な役割を担う部品が気体供給装置として機能するスパージャーである。最も一般的なスパージャーは射出成型を含む方法によって得られるプラスチック製のリング型スパージャーである（非特許文献１）。スパージャーの表面には直径１ｍｍ前後の貫通孔が多数設けられている。この貫通孔の数や大きさは、細胞への物理的ダメージや培地への酸素供給率に直接影響するため、培養する細胞に合わせて最適化するのが理想的である。 A component that plays an important role in supplying oxygen is a sparger that functions as a gas supply device. The most common sparger is a plastic ring sparger obtained by a method including injection molding (Non-patent Document 1). A large number of through holes having a diameter of about 1 mm are provided on the surface of the sparger. Since the number and size of the through holes directly affect physical damage to the cells and the oxygen supply rate to the medium, it is ideal to optimize them according to the cells to be cultured.

ザルトリウス・ステディム・ジャパン（株）「ザルトリウス・ステディムのシングルユースバイオリアクター」カタログＮｏ．ＢＴ−３１Ｒｅｖ．ＢSartorius Stedim Japan Co., Ltd. “Single-use bioreactor of Sartorius Stedim” Catalog No. BT-31 Rev. B

しかしながら、射出成型を含む方法で製造されるスパージャーは金型作製に莫大な費用がかかるため、十分な最適化検討ができないのが実情であった。 However, a sparger manufactured by a method including injection molding requires a huge amount of money for mold production, and it is a fact that sufficient optimization cannot be studied.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、金型を用いることなく貫通孔の数や大きさなどを容易にカスタマイズできるスパージャーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a sparger that can easily customize the number and size of through holes without using a mold.

本発明は、培養液を収納する培養袋内に配置され、前記培養袋内の前記培養液に対して気体を供給するスパージャーにおいて、リング状に延びるとともに、少なくとも一対の端部を有し、壁面に複数の貫通孔が形成された中空状の軟質チューブと、前記軟質チューブの一対の端部を互いに連結する硬質コネクターとを備えたことを特徴とするスパージャーである。 The present invention is a sparger that is disposed in a culture bag that contains a culture solution and supplies a gas to the culture solution in the culture bag, and has a ring shape and has at least a pair of ends. A sparger comprising a hollow soft tube having a plurality of through holes formed on a wall surface, and a hard connector for connecting a pair of end portions of the soft tube to each other.

本発明は、前記硬質コネクターは直線型コネクター、コック付き直線型コネクター、Ｔ字型コネクター、およびＹ字型コネクターからなる群から選択される少なくとも１つを有していてもよい。 In the present invention, the hard connector may have at least one selected from the group consisting of a linear connector, a linear connector with a cock, a T-shaped connector, and a Y-shaped connector.

本発明は、前記軟質チューブは２本の軟質チューブ部分を有し、前記２本の軟質チューブ部分によって互いに向き合う２つの対の端部が形成され、前記硬質コネクターは各一対の端部を連結するコック付き直線型コネクター、Ｔ字型コネクター、またはＹ字型コネクターとを有してもよい。 According to the present invention, the soft tube has two soft tube portions, and the two soft tube portions form two pairs of end portions facing each other, and the hard connector connects each pair of end portions. You may have a linear connector with a cock, a T-shaped connector, or a Y-shaped connector.

本発明は、前記コック付き直線型コネクターは開閉自在のコックを有し、前記培養袋内の前記培養液に対して気体を供給する間、当該コックは閉じられていてもよい。 In the present invention, the linear connector with a cock may have an openable / closable cock, and the cock may be closed while gas is supplied to the culture solution in the culture bag.

本発明は、前記軟質チューブは３．０〜９．０ｍｍの内径を有していてもよい。 In the present invention, the soft tube may have an inner diameter of 3.0 to 9.0 mm.

本発明は、前記培養袋内においてスパージャーは水平方向に配置され、前記貫通孔は内側であってかつ斜め上方を向いていてもよい。 In the present invention, the sparger may be disposed in the horizontal direction in the culture bag, and the through hole may be on the inner side and face obliquely upward.

本発明によれば、金型を作製せずに貫通孔の数や大きさなどを容易にカスタマイズできるスパージャーを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a sparger that can easily customize the number and size of through holes without producing a mold.

図１は本発明によるスパージャーの軟質チューブを示す図。FIG. 1 is a view showing a soft tube of a sparger according to the present invention. 図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は軟質チューブの貫通孔の向きを示す図。FIGS. 2A, 2B, and 2C are views showing directions of through holes of the soft tube. 図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は軟質チューブの貫通孔から気泡が出る様子を示す図。FIGS. 3A, 3B, and 3C are views showing how air bubbles emerge from the through hole of the soft tube. 図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は硬質コネクターを示す図。4A, 4B, 4C, and 4D are diagrams showing a hard connector. 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明によるスパージャーを示す平面図。FIGS. 5A, 5B, 5C and 5D are plan views showing a sparger according to the present invention. 図６は本発明によるスパージャーが配置された培養袋を示す全体概略図。FIG. 6 is an overall schematic view showing a culture bag in which a sparger according to the present invention is arranged.

発明の実施形態Embodiment of the Invention

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（培養袋）
まず図６により本発明によるスパージャーが配置される培養袋１１０について説明する。 (Culture bag)
First, the culture bag 110 in which the sparger according to the present invention is arranged will be described with reference to FIG.

図６に示すように、培養袋１１０は、被培養物１０８ａを含む培養液（培地ともいう）１０８を収容する袋本体１１１と、袋本体１１１内の培養液１０８を撹拌する攪拌器１３０と、を備えている。このうち、袋本体１１１は、複数のフィルム１１１ａをヒートシールして形成されている。フィルム１１１ａに用いる材料としては、可撓性を有するとともに耐ガンマ線滅菌性を有する樹脂材料であれば特に限定されることはない。例えば、フィルム１１１ａには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、ポリエチレン（ＰＥ）等を用いることができる。 As shown in FIG. 6, the culture bag 110 includes a bag main body 111 that contains a culture solution (also referred to as a medium) 108 containing a culture object 108 a, a stirrer 130 that agitates the culture solution 108 in the bag main body 111, It has. Among these, the bag main body 111 is formed by heat-sealing a plurality of films 111a. The material used for the film 111a is not particularly limited as long as it is a resin material having flexibility and resistance to gamma ray sterilization. For example, polyethylene terephthalate (PET), nylon, ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyethylene (PE), or the like can be used for the film 111a.

攪拌器１３０は、袋本体１１１に回転自在に設けられた、袋本体１１１の上下方向に延びる回転シャフト１３１と、回転シャフト１３１に設けられ、袋本体１１１内の培養液１０８を撹拌する撹拌用羽根１３２と、回転シャフト１３１を回転可能に支持し、袋本体１１１から外方（図６において上方）に突出する第１回転支持部（上側回転支持部）１３３と、回転シャフト１３１を回転可能に支持し、袋本体１１１から外方（図６において下方）に突出する第２回転支持部（下側回転支持部）１３４と、を有している。 The stirrer 130 is rotatably provided on the bag main body 111 and extends in the vertical direction of the bag main body 111, and the stirring blade provided on the rotary shaft 131 for stirring the culture solution 108 in the bag main body 111. 132, the rotation shaft 131 is rotatably supported, the first rotation support portion (upper rotation support portion) 133 protruding outward (upward in FIG. 6) from the bag body 111, and the rotation shaft 131 is rotatably supported. And a second rotation support portion (lower rotation support portion) 134 that protrudes outward (downward in FIG. 6) from the bag main body 111.

このうち、第１回転支持部１３３は、袋本体１１１の上部にヒートシールされている。回転シャフト１３１は、袋本体１１１から外方に延びており、回転シャフト１３１の上端部は、第１回転支持部１３３内に配置されている。回転シャフト１３１の上端部には、撹拌器側磁石が設けられている。この撹拌器側磁石が培養システムの撹拌駆動装置１０６と磁気カップリング方式で磁気結合されることにより、撹拌駆動装置１０６から回転シャフト１３１に回転駆動力が伝達されるようになっている。 Among these, the 1st rotation support part 133 is heat-sealed by the upper part of the bag main body 111. FIG. The rotating shaft 131 extends outward from the bag body 111, and the upper end portion of the rotating shaft 131 is disposed in the first rotation support portion 133. A stirrer-side magnet is provided at the upper end of the rotating shaft 131. This agitator-side magnet is magnetically coupled to the agitation drive device 106 of the culture system by a magnetic coupling method, so that a rotational driving force is transmitted from the agitation drive device 106 to the rotary shaft 131.

第２回転支持部１３４は、袋本体１１１の下部にヒートシールされている。回転シャフト１３１の下端部は、袋本体１１１内に配置されており、第２回転支持部１３４は、回転シャフト１３１の下端部を、袋本体１１１内において回転可能に支持している。 The second rotation support part 134 is heat-sealed at the lower part of the bag body 111. The lower end portion of the rotation shaft 131 is disposed in the bag main body 111, and the second rotation support portion 134 rotatably supports the lower end portion of the rotation shaft 131 in the bag main body 111.

袋本体１１１の上部には、培養液１０８を注入する培養液注入部１５０が設けられている。この培養液注入部１５０には、培養システムの培養液供給部から、被培養物１０８ａを含む培養液１０８が供給されて、培養液１０８が袋本体１１１内に注入されるようになっている。また、袋本体１１１の上部には、培養液注入部１５０から袋本体１１１に培養液１０８を注入する際、袋本体１１１内の気体を排出する気体排出部１５１が設けられている。なお、上述した第２回転支持部１３４が、袋本体１１１から培養液１０８を排出する機能を有しており、当該第２回転支持部１３４から、袋本体１１１内の培養液１０８が排出されるようになっている。 A culture solution injection part 150 for injecting the culture solution 108 is provided on the top of the bag body 111. The culture solution injection unit 150 is supplied with the culture solution 108 including the culture object 108 a from the culture solution supply unit of the culture system, and the culture solution 108 is injected into the bag body 111. In addition, a gas discharge unit 151 that discharges the gas in the bag body 111 when the culture solution 108 is injected from the culture solution injection unit 150 into the bag body 111 is provided on the top of the bag body 111. The second rotation support part 134 described above has a function of discharging the culture solution 108 from the bag body 111, and the culture solution 108 in the bag body 111 is discharged from the second rotation support part 134. It is like that.

袋本体１１１内に、本発明によるスパージャー（気体供給装置）５０が設けられている。このスパージャー５０は、袋本体１１１内に収容された培養液１０８に空気１０９等の気体を導入するためのものである。スパージャー５０から袋本体１１１の上部を貫通して気体供給チューブ１５３が延びている。この気体供給チューブ１５３は、外方の培養システムの気体供給源１６０からスパージャー５０に空気１０９を供給するためのものである。 A sparger (gas supply device) 50 according to the present invention is provided in the bag body 111. The sparger 50 is for introducing a gas such as air 109 into the culture solution 108 accommodated in the bag body 111. A gas supply tube 153 extends from the sparger 50 through the upper portion of the bag body 111. This gas supply tube 153 is for supplying the air 109 to the sparger 50 from the gas supply source 160 of the outside culture system.

袋本体１１１には、温度センサ１５４、ｐＨセンサ１５５およびＤｏ（溶存酸素）センサ１５６が取り付けられている。このうち温度センサ１５４は、培養中の培養液１０８の温度を計測し、ｐＨセンサ１５５は、培養中の培養液１０８のｐＨを計測するためのものである。Ｄｏセンサ１５６は、培養中の培養液１０８の溶存酸素量を計測するためのものである。 A temperature sensor 154, a pH sensor 155, and a Do (dissolved oxygen) sensor 156 are attached to the bag body 111. Among them, the temperature sensor 154 measures the temperature of the culture solution 108 during culture, and the pH sensor 155 measures the pH of the culture solution 108 during culture. The Do sensor 156 is for measuring the amount of dissolved oxygen in the culture solution 108 during culture.

また、袋本体１１１に、サンプリングチューブ１５７が取り付けられている。このサンプリングチューブ１５７は、培養中の培養液１０８を取り出し可能になっている。 A sampling tube 157 is attached to the bag body 111. The sampling tube 157 can take out the culture solution 108 being cultured.

なお、上述した培養液注入部１５０、温度センサ１５４等の配置は、図６に示すような配置に限られることはなく、各々の機能を果たすことが可能であれば任意とすることができる。 In addition, arrangement | positioning of the culture solution injection | pouring part 150 mentioned above, the temperature sensor 154, etc. is not restricted to arrangement | positioning as shown in FIG. 6, If it can fulfill | perform each function, it can be arbitrary.

（スパージャー）
次にこのような構成からなる培養袋１１０内に配置された本発明によるスパージャー５０について述べる。 (Sparger)
Next, the sparger 50 according to the present invention disposed in the culture bag 110 having such a configuration will be described.

スパージャー５０は、図５（ａ）に示すように、リング状に延びるとともに一対の端部１０Ａ、１０Ｂを有し、壁面２０に複数の貫通孔２１が形成された中空状の軟質チューブ１０と、軟質チューブ１０の一対の端部１０Ａ、１０Ｂを互いに連結する硬質コネクタ４３とを備えている。 As shown in FIG. 5A, the sparger 50 includes a hollow flexible tube 10 that extends in a ring shape and has a pair of end portions 10 </ b> A and 10 </ b> B, and a plurality of through holes 21 are formed in the wall surface 20. And a hard connector 43 that couples the pair of end portions 10A and 10B of the soft tube 10 to each other.

このうち、軟質チューブ１０は、円形のリング状に延びるとともに、後述のようにリング状に曲げても折れない柔軟な素材からなり、内部に空間１１を有するとともに、壁面２０に複数の貫通孔２１が形成されている（図１および図５（ａ）参照）。 Among these, the flexible tube 10 extends in a circular ring shape and is made of a flexible material that does not break even when bent into a ring shape as will be described later. The flexible tube 10 has a space 11 therein and a plurality of through holes 21 in the wall surface 20. (See FIG. 1 and FIG. 5A).

また硬質コネクター４３はＴ字型コネクターからなり、軟質チューブ１０よりも硬質の素材で形成されている。また硬質コネクター４３は、気体供給源１６０側に連通する気体供給チューブ１５３に連結された接続部４３ａを有している。 The hard connector 43 is a T-shaped connector and is made of a material harder than the soft tube 10. Further, the hard connector 43 has a connection portion 43a connected to a gas supply tube 153 communicating with the gas supply source 160 side.

ここで「リング状に延びる軟質チューブ１０」とは、軟質チューブ１０が環状に延びることをいい、必ずしも円形を形成する必要はなく、軟質チューブ１０はだ円形を形成してもよい（図５（ｂ）参照）。 Here, the “soft tube 10 extending in a ring shape” means that the soft tube 10 extends in an annular shape, and it is not always necessary to form a circle, and the soft tube 10 may form an oval (FIG. 5 ( b)).

図５（ｂ）に示すように、スパージャー５０は、だ円状に延びるとともに一対の端部１０Ａ、１０Ｂを有し、壁面２０に複数の貫通孔２１が形成された中空状の軟質チューブ１０と、軟質チューブ１０の一対の端部１０Ａ、１０Ｂを互いに連結する硬質コネクター４４とを有している。この硬質コネクター４４はＹ字状コネクターからなっており、硬質コネクター４４は気体チューブ１５３に連結された連結部４４ａを有している。 As shown in FIG. 5 (b), the sparger 50 extends in an ellipse shape, has a pair of end portions 10 </ b> A, 10 </ b> B, and has a hollow soft tube 10 in which a plurality of through holes 21 are formed in the wall surface 20. And a hard connector 44 for connecting the pair of end portions 10A, 10B of the soft tube 10 to each other. The hard connector 44 is a Y-shaped connector, and the hard connector 44 has a connecting portion 44 a connected to the gas tube 153.

また、リング状に延びる軟質チューブ１０は、複数、例えば２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂを有していてもよい（図５（ｃ）参照）。 Moreover, the soft tube 10 extended in a ring shape may have a plurality of, for example, two soft tube portions 10a and 10b (see FIG. 5C).

図５（ｃ）に示すように、軟質チューブ１０は２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂを有しており、２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂによって互いに向き合う２つの対の端部１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃ、１０Ｄが形成されている。そして一対の端部１０Ａ、１０Ｂ間に、硬質コネクターとしてコック付き直線型コネクター４２が設けられ、一対の端部１０Ｃ、１０Ｄ間に硬質コネクターとして、Ｔ字型コネクター４３が設けられている。またコック付き直線型コネクター４２はコック４２ａを有するとともに、Ｔ字型コネクター４３は気体チューブ１５３に連結された連結部４３ａを有している。 As shown in FIG. 5 (c), the soft tube 10 has two soft tube portions 10a and 10b, and two pairs of end portions 10A and 10B facing each other by the two soft tube portions 10a and 10b. And 10C and 10D are formed. A straight connector 42 with a cock is provided as a hard connector between the pair of end portions 10A and 10B, and a T-shaped connector 43 is provided as a hard connector between the pair of end portions 10C and 10D. The linear connector 42 with a cock has a cock 42 a, and the T-shaped connector 43 has a connecting portion 43 a connected to the gas tube 153.

なお、各々の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂの壁面２０には複数の貫通孔２１が形成されている。 A plurality of through holes 21 are formed in the wall surface 20 of each soft tube portion 10a, 10b.

同様に図５（ｄ）に示すように、リング状に延びる軟質チューブ１０は、複数、例えば２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂを有していてもよい。 Similarly, as shown in FIG. 5D, the soft tube 10 extending in a ring shape may have a plurality of, for example, two soft tube portions 10a and 10b.

図５（ｄ）に示すように、軟質チューブ１０は２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂを有しており、２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂによって互いに向き合う２つの対の端部１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃ、１０Ｄが形成されている。そして一対の端部１０Ａ、１０Ｂ間に、硬質コネクターとしてＴ字型コネクター４３が設けられ、一対の端部１０Ｃ、１０Ｄ間に硬質コネクターとして、Ｔ字型コネクター４３が設けられている。また各々のＴ字型コネクター４３は気体チューブ１５３に連結された連結部４３ａを有している。 As shown in FIG. 5 (d), the soft tube 10 has two soft tube portions 10a and 10b, and two pairs of end portions 10A and 10B facing each other by the two soft tube portions 10a and 10b. And 10C and 10D are formed. A T-shaped connector 43 is provided as a hard connector between the pair of end portions 10A and 10B, and a T-shaped connector 43 is provided as a hard connector between the pair of end portions 10C and 10D. Each T-shaped connector 43 has a connecting portion 43 a connected to the gas tube 153.

なお、各々の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂの壁面２０には複数の貫通孔２１形成されている。 A plurality of through holes 21 are formed in the wall surface 20 of each soft tube portion 10a, 10b.

次に以下、各部の構造について述べる。 Next, the structure of each part will be described.

（軟質チューブ）
軟質チューブ１０は、リング状に曲げても折れない柔軟な素材でできた中空管からなり、内部に空間１１が形成された壁面２０を有する（図１参照）。具体的には、軟質チューブ１０の素材としては熱可塑性エラストマー、白金処理シリコン、酸化物処理シリコン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリオレフィン、フッ素樹脂などが挙げられるが、溶出性の観点から米国薬局方クラスVI、ヨーロッパ薬局方、日本薬局方などに適合した熱可塑性エラストマーが望ましい。 (Soft tube)
The soft tube 10 is a hollow tube made of a flexible material that does not break even when bent into a ring shape, and has a wall surface 20 in which a space 11 is formed (see FIG. 1). Specific examples of the material of the soft tube 10 include thermoplastic elastomer, platinum-treated silicon, oxide-treated silicon, polyvinyl chloride, polyurethane, polyolefin, and fluororesin. Thermoplastic elastomers suitable for VI, European Pharmacopoeia, Japanese Pharmacopoeia, etc. are desirable.

軟質チューブ１０の内径は特に限定されないが、軟質チューブ１０に設けたすべての貫通孔２１から均等に気泡を発生させるためには３．０〜９．０ｍｍの内径をもつことが好ましい。これは、貫通孔２１を通って軟質チューブ１０の流路内に浸入した培養液１０８が、再び貫通孔２１を通って軟質チューブ１０の外側へ出て行きやすいからである。軟質チューブ１０の外径は内径よりも２．０〜６．０ｍｍ程度大きくすることが望ましい。 The inner diameter of the soft tube 10 is not particularly limited, but preferably has an inner diameter of 3.0 to 9.0 mm in order to uniformly generate bubbles from all the through holes 21 provided in the soft tube 10. This is because the culture solution 108 that has entered the flow path of the soft tube 10 through the through-hole 21 easily goes out of the soft tube 10 through the through-hole 21 again. It is desirable that the outer diameter of the soft tube 10 be about 2.0 to 6.0 mm larger than the inner diameter.

（貫通孔）
軟質チューブ１０に設けられる貫通孔２１は、ステンレス製の丸刃やドリルを含む公知の手段で設けることができる。その形状は円形であることが好ましいが、三角形や四角形、不定形であってもよい。貫通孔が円形の場合、最適な貫通孔の直径は培養する細胞によって異なるが、多くの場合０．５〜１．５ｍｍが望ましい。 (Through hole)
The through hole 21 provided in the soft tube 10 can be provided by a known means including a stainless steel round blade or a drill. The shape is preferably circular, but may be triangular, quadrangular, or indefinite. When the through-hole is circular, the optimum diameter of the through-hole varies depending on the cells to be cultured, but in many cases 0.5 to 1.5 mm is desirable.

すなわち、貫通孔２１の直径が０．５ｍｍ以下の場合、気泡が小さすぎるため細胞によってはダメージを受ける。他方、貫通孔２１の直径が１．５ｍｍ以上の場合、気泡が大きすぎるため気体供給効率が低くなり、また、標準条件ですべての貫通孔から気泡を出すのが難しい。 That is, when the diameter of the through hole 21 is 0.5 mm or less, since the bubbles are too small, some cells are damaged. On the other hand, when the diameter of the through hole 21 is 1.5 mm or more, the gas supply efficiency is low because the bubbles are too large, and it is difficult to discharge the bubbles from all the through holes under standard conditions.

ここで、標準条件とは、圧力：０．１〜０．３ＭＰa、流速：５〜３０Ｌ／分の条件を言う。 Here, the standard conditions refer to pressure: 0.1-0.3 MPa, flow rate: 5-30 L / min.

このことから、本実施の形態においては、適度な大きさの気泡をすべての貫通孔２１から出すのに適した直径の範囲を０．５〜１．５ｍｍと定めた。 For this reason, in the present embodiment, the range of the diameter suitable for letting out bubbles having an appropriate size from all the through holes 21 is set to 0.5 to 1.5 mm.

培養袋１１０内においてスパージャー５０を水平方向に配置した場合、貫通孔２１は内側であってかつ斜め上方を向くことが好ましい（図２（ａ）参照）。ここで、「内側」とは、図５（ａ）に示すような、リング状に延びるとともに一対の端部１０Ａ、１０Ｂを有し、壁面２０に複数の貫通孔２１が形成された中空状の軟質チューブ１０と、軟質チューブ１０の一対の端部１０Ａ、１０Ｂを互いに連結する硬質コネクタ４３とを備えている場合において、リング状となったスパージャー５０が形成するリングの中心側の面を示している。 When the sparger 50 is arranged in the horizontal direction in the culture bag 110, it is preferable that the through hole 21 is on the inner side and faces obliquely upward (see FIG. 2A). Here, the “inner side” means a hollow shape that extends in a ring shape and has a pair of end portions 10A and 10B, and a plurality of through holes 21 are formed in the wall surface 20 as shown in FIG. In the case where the soft tube 10 and the hard connector 43 that connects the pair of end portions 10A and 10B of the soft tube 10 to each other are provided, the ring-shaped sparger 50 forms the center side surface of the ring. ing.

これは、スパージャー５０が何らかの原因（自身の浮力など）で傾いてしまった場合でも、すべての貫通孔２１から気泡１０９が出やすいからである。貫通孔２１が真上を向いたり（図２（ｂ）参照）あるいは貫通孔２１が真横を向く場合（図２（ｃ）参照）、一部の貫通孔２１から気泡１０９が出ないことがある。 This is because even if the sparger 50 is tilted for some reason (such as its own buoyancy), the bubbles 109 are likely to be emitted from all the through holes 21. When the through-hole 21 faces directly upward (see FIG. 2B) or the through-hole 21 faces sideways (see FIG. 2C), the bubbles 109 may not be emitted from some of the through-holes 21. .

これらの現象は、スパージャー５０が傾くと軟質チューブ１０内の気体の分布が偏ることと関係している。例えばスパージャー５０が左側へ約３０°傾く場合を考える。貫通孔２１が真上を向いている場合、左半分の貫通孔は真上を向かなくなる上、左側の気体の一部が右側へ移動する。このため左半分だけ気泡１０９が出づらくなる（図３（ｂ）参照）。同様に、貫通孔２１が内側真横を向いている場合も、左側の気体の一部が右側へ移動するため気泡１０９が出づらくなる（図３（ｃ）参照）。 These phenomena are related to the distribution of gas in the soft tube 10 being biased when the sparger 50 is tilted. For example, consider a case where the sparger 50 is inclined about 30 ° to the left. When the through-hole 21 faces directly upward, the left-half through-hole does not face directly above, and a part of the left gas moves to the right. For this reason, it becomes difficult for the bubbles 109 to appear only in the left half (see FIG. 3B). Similarly, even when the through-hole 21 faces right inside, a part of the gas on the left side moves to the right side, making it difficult for the bubbles 109 to come out (see FIG. 3C).

これに対して貫通孔２１が内側であってかつ斜め上方を向いている場合は、左半分の貫通孔はほぼ真上を向くようになるため、左側へ気体の一部が移動したとしても気泡１０９が出やすい（図３（ａ）参照）。 On the other hand, when the through hole 21 is on the inner side and is directed obliquely upward, the left half of the through hole is directed almost directly above, so even if a part of the gas moves to the left 109 is likely to appear (see FIG. 3A).

ところで軟質チューブ１０の１本あたりの貫通孔２１の数は３〜３０個であることが好ましく、それらはほぼ等間隔で設けられていることが望ましい。５Ｌ／分程度の低い流速で小さな気泡１０９を少量発生させたい場合は、貫通孔２１の数は少ない方が好ましい。逆に、３０Ｌ／分程度の高い流速で大きな気泡１０９を多量に発生させたい場合は、貫通孔２１の数は多い方が好ましい。 By the way, it is preferable that the number of the through-holes 21 per soft tube 10 is 3-30, and it is desirable that they are provided at substantially equal intervals. When it is desired to generate a small amount of small bubbles 109 at a low flow rate of about 5 L / min, it is preferable that the number of through holes 21 is small. Conversely, when it is desired to generate a large amount of large bubbles 109 at a high flow rate of about 30 L / min, it is preferable that the number of through holes 21 is large.

すなわち、貫通孔２１の数が３個以下の場合、気泡が少なすぎるため気体供給効率が低い。他方、貫通孔２１の数が３０個以上の場合、上記の標準条件ですべての貫通孔２１から気泡を出すのが難しい。 That is, when the number of through holes 21 is 3 or less, the gas supply efficiency is low because there are too few bubbles. On the other hand, when the number of through holes 21 is 30 or more, it is difficult to discharge bubbles from all the through holes 21 under the above standard conditions.

このことから、本実施の形態においては、適度な数の気泡をすべての貫通孔２１から出すのに適した貫通孔２１の数を３〜３０個と定めた。 For this reason, in the present embodiment, the number of through holes 21 suitable for taking out an appropriate number of bubbles from all the through holes 21 is determined to be 3 to 30.

（硬質コネクター）
上述のように硬質コネクターとしては、連結部４３ａを有するＴ字型コネクター４３、連結部４４ａを有するＹ字型コネクター４４、コック４２ａを有するコック付き直線型コネクター４２を用いることができ、その他直線型コネクター４５を用いてもよい（図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）参照）。 (Rigid connector)
As described above, as the hard connector, the T-shaped connector 43 having the coupling portion 43a, the Y-shaped connector 44 having the coupling portion 44a, the linear connector 42 with a cock having the cock 42a, and other linear types can be used. A connector 45 may be used (see FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D).

このうち硬質コネクター４２は端部４２Ａを有し、硬質コネクター４３は端部４３Ａを有し、硬質コネクター４４は端部４４Ａを有し、硬質コネクター４５は端部４５Ａを有する。 Of these, the hard connector 42 has an end 42A, the hard connector 43 has an end 43A, the hard connector 44 has an end 44A, and the hard connector 45 has an end 45A.

硬質コネクター４２、４３、４４、４５は、軟質チューブ１０よりも硬い素材でできた、中空管である。具体的には、プラスチック、ガラス、金属などが挙げられるが、溶出性の観点から米国薬局方クラスVI、ヨーロッパ薬局方、日本薬局方などに適合したプラスチックが望ましい。 The hard connectors 42, 43, 44 and 45 are hollow tubes made of a material harder than the soft tube 10. Specific examples include plastic, glass, metal, and the like. From the viewpoint of elution, a plastic suitable for US Pharmacopoeia Class VI, European Pharmacopoeia, Japanese Pharmacopoeia and the like is desirable.

硬質コネクター４２、４３、４４、４５の端部４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの径は対応する軟質チューブ１０の内径と同じかそれよりもやや大きいものが選択される。 The diameters of the end portions 42A, 43A, 44A, 45A of the hard connectors 42, 43, 44, 45 are selected to be the same as or slightly larger than the inner diameter of the corresponding soft tube 10.

硬質コネクター４２、４３、４４、４５の端部４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの数は特に限定されないが、典型的には２個または３個である。２個の端部を有する典型的な硬質コネクターはコック付き直線型コネクター４２（図４（ｃ）参照）または直線型コネクター４５（図４（ｄ）参照）である。また３個の端部を有する典型的な硬質コネクターはＴ字型（コネクター４３（図４（ａ）参照）またはＹ字型コネクター４４（図４（ｂ）参照））である。ただし、Ｙ字型コネクター４４は３つの端部４４Ａが等角で枝分かれしていることが望ましい。 The number of the end portions 42A, 43A, 44A, 45A of the rigid connectors 42, 43, 44, 45 is not particularly limited, but is typically two or three. A typical rigid connector having two ends is a straight connector 42 with a cock (see FIG. 4C) or a straight connector 45 (see FIG. 4D). A typical rigid connector having three ends is a T-shape (connector 43 (see FIG. 4A) or Y-shaped connector 44 (see FIG. 4B)). However, it is desirable that the Y-shaped connector 44 has three end portions 44A branched at equal angles.

コック付き直線型コネクター４２は開閉可能なコック（４２ａ）を備えている。一般に、コック４２ａを閉じたときの方がすべての貫通孔２１から気泡１０９が出やすい。これは、コック４２ａを閉じることによって軟質チューブ１０の流路内に浸入した培地１０８が再び貫通孔２１を通って軟質チューブ１０の外側へ出て行きやすくなるためである。このため、スパージャー５０の運転中、すなわち培養袋１１０内の培養液１０８に対して気体を供給する間、コック付き直線型コネクター４２のコック４２は閉としておくことが好ましい。 The linear connector 42 with a cock includes a cock (42a) that can be opened and closed. In general, when the cock 42a is closed, the bubbles 109 are likely to be emitted from all the through holes 21. This is because the culture medium 108 that has entered the flow path of the soft tube 10 by the closing of the cock 42a easily goes out of the soft tube 10 through the through hole 21 again. For this reason, it is preferable to keep the cock 42 of the linear connector 42 with a cock closed during operation of the sparger 50, that is, while supplying gas to the culture solution 108 in the culture bag 110.

Ｔ字型コネクター４３またはＹ字型コネクター４４の３つの端部４３Ａ、４４Ａのうち１つは気体供給源１６０側へ接続された気体チューブ１５３に連結部４３ａまたは連結部４４ａを介して連結される。残り２つの端部４３Ａ、４４Ａは、気体供給量の左右バランスをとるため、連結部４３ａまたは連結部４４ａ側の流路に対して等しい角度で分岐していることが望ましい。例えば、図５（ａ）に示すＴ字型コネクター４３は左右へそれぞれ９０°分岐し、図５（ｂ）に示すＹ字型コネクター４４は左右へそれぞれ１２０°分岐している。 One of the three end portions 43A and 44A of the T-shaped connector 43 or the Y-shaped connector 44 is coupled to the gas tube 153 connected to the gas supply source 160 via the coupling portion 43a or the coupling portion 44a. . The remaining two end portions 43A and 44A desirably branch at an equal angle with respect to the flow path on the connecting portion 43a or the connecting portion 44a side in order to balance the gas supply amount. For example, the T-shaped connector 43 shown in FIG. 5 (a) branches 90 ° to the left and right, and the Y-shaped connector 44 shown in FIG. 5 (b) branches 120 ° to the left and right.

Ｔ字型コネクター４３またはＹ字型コネクター４４は１つのスパージャー５０に２つ以上含まれていてもよい。上述のように、図５（ｄ）に示すスパージャー５０はＴ字型コネクター４３が２つ含まれている。この場合、それぞれのＴ字型コネクター４３は同一または異なる気体供給源１６０へ連結される。 Two or more T-shaped connectors 43 or Y-shaped connectors 44 may be included in one sparger 50. As described above, the sparger 50 shown in FIG. 5D includes two T-shaped connectors 43. In this case, each T-shaped connector 43 is connected to the same or different gas supply source 160.

ところで、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、軟質チューブ１０の脱落を防ぐために軟質チューブ１０と硬質コネクター４２、４３、４４、４５との嵌合部にインシュロック５１を取り付けることが望ましい。 By the way, as shown in FIGS. 5A, 5B, 5C, and 5D, an insulation lock 51 is provided at a fitting portion between the soft tube 10 and the hard connectors 42, 43, 44, 45 in order to prevent the soft tube 10 from dropping off. It is desirable to attach.

（製造方法）
本発明によるスパージャー５０を製造する場合、まず軟質チューブ１０と、硬質コネクター４２、４３、４４、４５を用意する。次に軟質チューブ１０に複数の貫通孔２１を設けた後、軟質チューブ１０と、硬質コネクター４２、４３、４４、４５の１種もしくは２種以上とを互いに嵌合させる。このようにしてスパージャー５０が得られる。 (Production method)
When the sparger 50 according to the present invention is manufactured, first, the soft tube 10 and the hard connectors 42, 43, 44, 45 are prepared. Next, after providing a plurality of through holes 21 in the soft tube 10, the soft tube 10 and one or more of the hard connectors 42, 43, 44, 45 are fitted to each other. In this way, the sparger 50 is obtained.

このうち例えば、図５（ｃ）に示すスパージャー５０を製造する場合、まず、軟質チューブ１０を適当な長さにカットし、長さ２２０ｍｍの２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂを準備する。次に、これらを１個のＴ字型コネクター４３と、１個の二方コック（閉栓）４２ａを有するコック付き直線型コネクター４２に嵌合させてリング状の軟質チューブ１０を得る。その後、ステンレス製の丸刃（直径１ｍｍ）を用いて２本の軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂにそれぞれ７個の貫通孔２１をほぼ等間隔に設ける。最後に、軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂの脱落を防ぐため嵌合部にインシュロック５１を取り付ける。なお、軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂに貫通孔２１を設ける工程は、軟質チューブ部分１０ａ、１０ｂと硬質コネクター４２、４３とを互いに嵌合させる工程の前に行なってもよい。 Among these, for example, when the sparger 50 shown in FIG. 5C is manufactured, first, the flexible tube 10 is cut into an appropriate length to prepare two flexible tube portions 10a and 10b having a length of 220 mm. Next, these are fitted into a linear connector 42 with a cock having one T-shaped connector 43 and one two-way cock (plugging) 42a to obtain the ring-shaped soft tube 10. Thereafter, seven through-holes 21 are provided at approximately equal intervals in the two soft tube portions 10a and 10b using a stainless steel round blade (diameter 1 mm). Finally, an insulation lock 51 is attached to the fitting portion to prevent the soft tube portions 10a and 10b from falling off. The step of providing the through holes 21 in the soft tube portions 10a and 10b may be performed before the step of fitting the soft tube portions 10a and 10b and the hard connectors 42 and 43 together.

次に本発明による具体的実施例について説明する。 Next, specific examples according to the present invention will be described.

本実施例において、図５（ｃ）に示すスパージャー５０を製造するとともに、軟質チューブ１０の内径と貫通孔２１の向きが異なる様々なスパージャー５０異型サンプルを準備した。 In this example, the sparger 50 shown in FIG. 5C was manufactured, and various sparger 50 atypical samples in which the inner diameter of the soft tube 10 and the direction of the through hole 21 were different were prepared.

軟質チューブ１０の内径を３．２ｍｍ、４．８ｍｍ、６．４ｍｍ、７．９ｍｍ、９．５ｍｍ、１１．１ｍｍの６通り変化させた軟質チューブ１０を準備した。また貫通孔２１の向きを真上（図２（ｂ）参照）、内側であってかつ斜め上方（図２（ａ）参照）、内側真横（図２（ｃ）参照）の３通り変化させた軟質チューブ１０を準備した。軟質チューブ１０はＣ−フレックス^（Ｒ）（サンゴバン株式会社）を使用した。貫通孔の直径は１ｍｍに統一した。 A soft tube 10 was prepared in which the inner diameter of the soft tube 10 was changed in six ways: 3.2 mm, 4.8 mm, 6.4 mm, 7.9 mm, 9.5 mm, and 11.1 mm. In addition, the direction of the through hole 21 was changed in three ways: directly above (see FIG. 2B), inside and obliquely above (see FIG. 2A), and directly beside the inside (see FIG. 2C). A soft tube 10 was prepared. The soft tube 10 used C-flex ^(R) (Saint-Gobain Co., Ltd.). The diameter of the through hole was unified to 1 mm.

これらのサンプルを水中に沈め、約０°（水平）に維持したときと、約３０°傾けたときの貫通孔２１から出る気泡１０９の均等性を調べた（表１）。この場合、スパージャー５０へ供給した空気の流速と圧力はそれぞれ５Ｌ／分と０．１ＭＰａとした。軟質チューブ１０の内径が３．２ｍｍ、４．８ｍｍ、６．４ｍｍのときは貫通孔２１の向きやスパージャー５０の傾きに関わらずすべての貫通孔２１から均等に気泡１０９が出た。軟質チューブ１０の内径が７．９ｍｍのときは、貫通孔２１の向きが内側であってかつ斜め上方のときだけスパージャー５０の傾きに関わらずすべての貫通孔２１から均等に気泡１０９が出た。 When these samples were submerged in water and maintained at about 0 ° (horizontal) and tilted by about 30 °, the uniformity of the bubbles 109 exiting from the through hole 21 was examined (Table 1). In this case, the flow rate and pressure of the air supplied to the sparger 50 were 5 L / min and 0.1 MPa, respectively. When the inner diameter of the soft tube 10 was 3.2 mm, 4.8 mm, and 6.4 mm, the bubbles 109 were uniformly emitted from all the through holes 21 regardless of the direction of the through holes 21 and the inclination of the spargers 50. When the inner diameter of the flexible tube 10 is 7.9 mm, the bubbles 109 are evenly emitted from all the through holes 21 regardless of the inclination of the sparger 50 only when the direction of the through holes 21 is inside and obliquely upward. .

軟質チューブ１０の内径が９．５ｍｍときは、貫通孔２１の向きが内側であってかつ斜め上方であっても一部の貫通孔２１から気泡１０９が出なかった。軟質チューブ１０の内径が１１．１ｍｍときは、貫通孔２１の向きやスパージャー５０の傾きに関わらず半分以上の貫通孔から気泡１０９が出なかった。 When the inner diameter of the soft tube 10 was 9.5 mm, the bubbles 109 did not come out from some of the through holes 21 even when the direction of the through holes 21 was inside and obliquely upward. When the inner diameter of the soft tube 10 was 11.1 mm, the bubbles 109 did not come out from more than half of the through holes regardless of the direction of the through holes 21 and the inclination of the sparger 50.

なお表１において、貫通孔が内側であってかつ斜め上方を向く場合、「内側斜め」と記載した。

In Table 1, when the through hole is on the inner side and faces obliquely upward, it is described as “inner oblique”.

１０軟質チューブ
１０ａ軟質チューブ部分
１０ｂ軟質チューブ部分
１１空洞
２０壁面
２１貫通孔
４２コック付き直線型コネクター
４２ａコック
４３Ｔ字型コネクター
４３ａ連結部
４４Ｙ字型コネクター
４４ａ連結部
４５直線型コネクター
５０スパージャー
５１インシュロック
１０８培養液（培地）
１１０培養袋 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Soft tube 10a Soft tube part 10b Soft tube part 11 Cavity 20 Wall surface 21 Through-hole 42 Straight connector 42a with a cock Cock 43 T-shaped connector 43a Connecting part 44 Y-shaped connector 44a Connecting part 45 Straight connector 50 Sparger 51 Insulok 108 medium (medium)
110 Culture bag

Claims

培養液を収納する培養袋内に配置され、前記培養袋内の前記培養液に対して気体を供給するスパージャーにおいて、
リング状に延びるとともに、少なくとも一対の端部を有し、壁面に複数の貫通孔が形成された中空状の軟質チューブと、
前記軟質チューブの一対の端部を互いに連結する硬質コネクターとを備えたことを特徴とするスパージャー。 In a sparger that is placed in a culture bag that contains a culture solution and supplies gas to the culture solution in the culture bag,
A hollow flexible tube that extends in a ring shape, has at least a pair of end portions, and has a plurality of through holes formed on a wall surface;
A sparger comprising a hard connector for connecting a pair of ends of the soft tube to each other.

前記硬質コネクターは直線型コネクター、コック付き直線型コネクター、Ｔ字型コネクター、およびＹ字型コネクターからなる群から選択される少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１記載のスパージャー。 The sparger according to claim 1, wherein the rigid connector has at least one selected from the group consisting of a linear connector, a linear connector with a cock, a T-shaped connector, and a Y-shaped connector.

前記軟質チューブは２本の軟質チューブ部分を有し、前記２本の軟質チューブ部分によって互いに向き合う２つの対の端部が形成され、前記硬質コネクターは各一対の端部を連結するコック付き直線型コネクター、Ｔ字型コネクター、またはＹ字型コネクターとを有することを特徴とする請求項２記載のスパージャー。 The soft tube has two soft tube portions, and two pairs of end portions facing each other are formed by the two soft tube portions, and the hard connector is a linear type with a cock that connects each pair of end portions. The sparger according to claim 2, further comprising a connector, a T-shaped connector, or a Y-shaped connector.

前記コック付き直線型コネクターは開閉自在のコックを有し、前記培養袋内の前記培養液に対して気体を供給する間、当該コックは閉じられていることを特徴とする請求項３記載のスパージャー。 4. The spar according to claim 3, wherein the linear connector with a cock has an openable / closable cock, and the cock is closed while gas is supplied to the culture solution in the culture bag. jar.

前記軟質チューブは３．０〜９．０ｍｍの内径を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のスパージャー。 The sparger according to any one of claims 1 to 4, wherein the soft tube has an inner diameter of 3.0 to 9.0 mm.

前記培養袋内においてスパージャーは水平方向に配置され、前記貫通孔は内側であってかつ斜め上方を向くことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のスパージャー。 The sparger according to any one of claims 1 to 5, wherein the sparger is disposed in a horizontal direction in the culture bag, and the through hole is on the inside and faces obliquely upward.