JP6121374B2 - 哺乳動物細胞培養用のバイオリアクター - Google Patents
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Description
20000リットルバイオリアクターを、10から15日間にわたり回分方式又は流加回分方式で運転して哺乳動物細胞の培養を行う。哺乳動物細胞は、羽根車システムを介した撹拌によって均質懸濁液に維持する。
20000リットルバイオリアクターの容器の幾何形状は、許容されるアスペクト比が達成されるまで最大作業体積、フリーボード直線側部距離、アスペクト比HL/T及び羽根車からタンクの直径、D/T比を変える反復設計基準によって決定した。
この非常に重要な設計パラメータにより、バイオリアクターの幾何形状の特徴付けが可能となる。相対的に高いアスペクト比を有するタンクは、より長い気体滞留時間を提供することで、より大きいKLaとすることができる。しかしながら、ヘッド圧が高くなると、可溶性気体の蓄積が生じ得る。タンクにおけるアスペクト比HL/Tが相対的に低くなると、気体滞留時間が短くなって、曝気により多くの気体流が必要となり、泡の蓄積がさらに多くなる可能性がある。低アスペクト比では表面破壊及び渦流形成が下側羽根車回転で起こることから、KLaを大きくするための羽根車駆動撹拌もHL/Tによって制限される。したがって、アスペクト比の選択は、表1で強調した問題について若干考えた上で経験に基づくところが大きい。
タンク直径を変えて、至適なアスペクト比HL/Tを得る。タンク内径(ID)に対する変更は、許容されるアスペクト比及びプラント設置面積によって制限される。IDは2.794mである。
最大運転体積、アスペクト比HL/T、フリーボード直線側面長さ、底部及び頂部プレート設計からタンク高さを決定する。最終タンク高さは、泡用の予備体積(volumetric contingency)、プラント高さ及び羽根車軸長さから決定される妥協的値である。底部からヘッドの接線までのタンク高さは4.933mである。
フリーボード高さは、バイオリアクターがその最大運転体積まで充填された時の液体ヘッドより上の直線側面の長さと定義される。これは、下記のものの程度を考慮することで決定される。
・最大許容撹拌及び曝気での気体ホールドアップ
・液体計量における誤差。
所望の機械的強度、自由排液クリーン設計及び流体流について考察して、頂部及び底プレートの設計の選択を行った。規模縮小とフルスケールの間の一貫したプレート設計の維持は、幾何学的類似性の維持に寄与するものである。底プレートは、American Society of Mechanical Engineers Flanged and Dished(ASME F&D)設計のものである。頂部プレート設計は、マンウェイに対応するものであるか、羽根車の取り扱い/取り外しを可能とするフランジ頂部プレートである。
バイオリアクターの撹拌は、急速な混合を達成し、均質性を維持し、哺乳動物細胞を懸濁状態に維持し、気泡を分散状態に維持するためのものである。上記の目的を達成する上で根底にある問題は、羽根車の幾何形状及び羽根車ブレードの背後で生じる渦巻きもしくは渦流から生じる剪断力による細胞損傷の低減である。適切な羽根車の種類を選択することで、上記目的の妥協点に達することができる。
バイオリアクターの頂部又は底部から攪拌機軸を駆動する決定は重要であり、表3に明示した多くの問題を検討して決める。
中心の取り付け羽根車についてのバッフル要件は、渦流形成を防止する上で必須である。バッフル関連の非常に重要な問題は、バッフル数、バッフル幅(W)、バッフル長さ(Hbaffle)及びバッフルからタンク壁間隔(Wc)である。
Rushton(又はRushton型)等の高剪断羽根車は、気体分散に関して強力な放散を提供するが、混合及び均質性に必要な軸方向流に欠けている。さらに、高剪断羽根車からの撹拌は、過剰な細胞損傷の危険性を有する。
軸方向流羽根車の直径は、0.5×T未満であることが推奨される。これより大きい直径では軸方向流に乱れが生じることから、撹拌及び曝気が不十分となる。
複数の羽根車を有するバイオリアクターでの羽根車の間の間隔は、検討すべき重要な寸法である。二重Rushtonタービンを有するバイオリアクター(放射流)に関して、二重羽根車の間隔が軸方向に0.5×D未満である場合、無通気消費電力は単一の羽根車と同等である。2×Dの間隔では、消費電力は相加的(adductive)となる。したがって、羽根車間隔が0.5倍未満となり、複数羽根車の要件が不要となった場合、羽根車の効率低くなる。注目すべき重要な点として、羽根車間隔もバイオリアクター内でデッドゾーン(混合が不十分なゾーン)が形成される可能性に影響を与える。羽根車間隔の選択に対する別の制約は、バイオリアクター内で必要とされる個別の作業体積である。
液体表面から上の羽根車ブレードの破壊は、それによって流れ及び羽根車の動力放散が無効となることから望ましくない。さらに、それにより、ヘッドスペース気体が流体中にかなり表面捕捉され、過剰の泡が生じるために不明のKLa値が発生する。Doは放射方向流羽根車に関しては0.3×Dであり、A310等の軸方向流羽根車に関しては0.5×Dである。しかしながら、Doが2×Dに近づくに連れて、羽根車は穏やかな混合負荷を与える。KLa試験でバイオリアクターKLaが底部A315羽根車によって最も影響を受け、頂部A310羽根車がバルク混合に寄与することが明らかになっていることから、これは製造バイオリアクター用途には許容される。
下記の表7には、20000リットルバイオリアクターについての撹拌速度を具体的に記載している。バイオリアクターは、代表的には20から260W/m3、好ましくは55から85100W/m3で撹拌する。撹拌戦略は、500リットルパイロット醗酵時に開発されているところである。したがって、0から80±1rpmの撹拌速度を運転範囲として用いる。
バイオリアクターにおいては、全てのシールは、最大「振れ」又はゆらぎ許容値0.2mmの二重機械的シールであるべきである。下記の3種類が考えられる。
・N2又はCA等の無菌気体で潤滑される乾式シール
・一方向回転性(uni-rotational)である非潤滑の浮遊シール。
20000リットルバイオリアクターの曝気負荷は下記によって支配される。
・DOT制御戦略
・pCO2制御/除去戦略
・焼結又はフルート形スパージャーの使用。
・溶存CO2除去を助ける、相対的に大きい空気スループット;
・1回使用の焼結要素の購入を回避することによる運転コストの削減。
プローブのリング位置は、バイオリアクターの混合が良好な代表的な領域にあるべきである。追加的な検討事項には、作業体積範囲及び人間工学的作業等があった。プローブポート、サンプルバルブ及び添加ポートの位置を一体で考慮して、一過性の急激な増量を回避した。さらに、プローブ制御に関してのサンプルバルブの位置は、測定される工程パラメータのオフライン検証の正確な計算ができるようにする必要がある。これを表10に示す。
液体表面を終端とする添加ポート及び液面下のものを決定する必要性を、運転シナリオ及び工程制御に対する供給戦略の効果によって確認した。
・2個の供給タンクからの投入口及びアルカリタンクからの2層投入口からなる4個所表面下添加。
サンプルポート設計は、バイオリアクターからの代表的サンプル採取を可能とするものである。したがって、残留材料はできるだけ少なくすべきである。採取されたサンプルを用いて、溶存気体、pH、栄養素及びバイオマス濃度のオフラインチェックを行う。ポート開口部のオリフィスは、バイオマス凝集物の保持を生じる篩過を防止するだけの大きさのものとする。2mmオリフィスNovaSeptumサンプリング装置を用いた。しかしながらこれは、ポートの残留体積を低く保ちたいという要求とバランスを取るべきである。そのポートは、オフラインチェックによって検証する必要があるプローブに隣接する良好混合ゾーンに配置する必要があり、ノズル位置によって決定される(表10参照)。
コスト及び時間を節減するため、バイオリアクターに供給を行う添加タンクはモジュール設計のものとする。生産バイオリアクターは、2500リットルの公称体積を有する添加タンク3個を有する。添加タンクは25リットル/分で充填される。添加タンクからバイオリアクターへの供給液の流量は、供給液0.2から1.0mL/接種後バイオリアクター体積1リットル/時間(mL/L/h)に制御される。供給速度は接点点の±5%に制御されることが期待される。
ある種の整備操作を行うには、バイオリアクターへのアクセスが必要である。フランジ付きの頂部プレート又は頂部プレートへのマンウェイの組み込みを検討することで、アクセスは可能である。バイオリアクターへのアクセスの必要性は下記の理由によるものである。
・羽根車及び羽根車軸の取り付け及び交換
・機械的シールの取り付け及び交換
・容器付属品の整備
・所望の流体力学的特徴を得るためのスパージャー位置変更の可能性。
この設計は、いずれのセンサーも運転範囲当たりでの体積測定において十分な正確さを与えるようなものとする。
培地は、工程制御によって運転温度及びpHとする。これは、ジャケットの「温和な」加熱(容器壁での高温を回避)によって行われる。運転時の温度制御範囲は36から38℃であり、精度は設定点で±2℃である。
バイオリアクタージャケット面積は、下記の検討事項を考慮して規定する。
・<2時間以内での10℃から36.5℃への培地の昇温
・バイオリアクター内のあらゆる個所が、熱電対による測定で代表的には36.5℃の設定温度の±0.2℃に達するものでなければならない。
・<2時間以内での36.5℃から10℃への培地の冷却。
トランスミッターを介してDCS系プロセス制御装置に接続されたプローブにより、プロセスpHをモニタリング及び制御する。プロセスは、CO2を加えることでpHを設定点まで下げ、アルカリを加えることでpHを設定点まで上昇させることによって制御される。pHは、設定点の±0.03で制御される。
溶存酸素は、ポーラログラフィーDOTプローブを用いてモニタリング及び制御する。DOT設定点は、下記のものを吹き込むことで維持される。
・必要時の空気バラストと空気
・必要時の空気バラストと酸素
・酸素要求量が低下した時点での逆転ガス使用。
プロセスdCO2は、pCO2プローブでモニタリングし、過剰のdCO2はバラストスパージャーでCAをガス処理することで除去する。このプローブについての至適な位置はpHプローブ付近である。
供給液(SF22及びアミノ酸)はpH及びオスモル濃度が高い。したがって、大量瞬時添加を回避して、良好なpH制御を維持する必要がある。しかしながら、所望の流量の制御(設定点の±5%)は技術的には困難を伴う。したがって、送達モードでの添加個所を包含する添加戦略は、供給ボラスの循環とpH制御の変動可能性を回避するものである。
消泡剤(C−乳濁液)添加を必要に応じて行って、バイオリアクター液体表面に泡のない状態を維持する。1:10希釈C−乳濁液の作業原液を液体表面上に加えることができる。消泡剤懸濁液は、貯蔵容器中で連続撹拌して分離を防ぐ。タンクの中心付近で消泡剤を加えて、消泡剤が付着するタンク壁へ消泡剤を運搬する流体流の放射方向成分の効果を消すことが重要である。したがって、添加個所はタンク中心方向に0.25×T又はタンク中心から699mmである。
容器の幾何形状
4000リットルバイオリアクターの容器の幾何形状は、許容されるアスペクト比が達成されるまで最大作業体積、フリーボード直線側部距離、アスペクト比(HL/T)及び羽根車からタンクの直径比(D/T)を変える反復設計基準によって決定した。
表11に、通常処理時の各種運転体積での4000リットルバイオリアクターにおけるアスペクト比を記載している。これらのアスペクト比は、タンクID及び必要な運転体積の選択で得られる。加工処理の観点からは、3種類の運転条件で混合要件は異なる。接種前ステージでは、バイオリアクター混合は、培地が最小KLa要件と均衡を取れるようにする上で重要である。しかしながら、接種後及び移動前ステージの場合、混合及びKLaの両方が重要な検討事項である。したがって、これらの特徴の両方を、アスペクト比範囲で調べた。
タンク直径を変えて、至適なアスペクト比HL/Tを得た。タンク内径に対する変更は、許容されるアスペクト比及びプラント設置面積によって制限される。タンクIDは1626mmである。
最大運転体積、アスペクト比HL/T、フリーボード直線側面長さ、底部及び頂部プレート設計からタンク高さを決定する。最終タンク高さは、泡用の予備体積、プラント高さ及び許容される羽根車軸長さから決定される妥協的値である。ヘッドから底部への接線高さは2817mmである。
このシードバイオリアクターについては、500mmのフリーボード高さ(1039リットル又は最大運転体積の27体積%)を用いる。
底及び頂部プレートの設計は、このシードバイオリアクター用のASME F&Dの設計である。
バイオリアクターの撹拌は、急速な混合を達成し、均質性を維持し、哺乳動物細胞を懸濁状態に維持し、気泡を分散状態に維持するためのものである。上記の目的を達成する上で根底にある問題は、羽根車の幾何形状及び羽根車ブレードの背後で生じる渦巻きもしくは渦流から生じる剪断力による細胞損傷の低減である。適切な羽根車の種類を選択することで、上記目的の妥協点に達した。
モーター駆動は、すでに説明した利点があることから頂部取り付けである。
中心の取り付け羽根車についてのバッフル要件は、渦流形成を防止する上で必須である。バッフル関連の非常に重要な問題は、バッフル数、バッフル幅(W)、バッフル長さ(Hbaffle)及びバッフルからタンク壁間隔(Wc)である。
このバイオリアクター用の羽根車は、20000リットル容器と全く同様に形成され、同じD/T比0.44を有する。底部羽根車は直径710mmのLightninのA315であり、頂部羽根車は直径710mmのLightninのA310である。
頂部羽根車の中心線と下側羽根車の中心線の間の羽根車間隔Dsは、1.229×Dbottom又は872mmである。オフ底部羽根車間隔Dcは0.75×Dbottom又は531mmである。これによって、下側羽根車が2153リットルの最低接種後体積で液面下の状態としておくことができ、3367リットルで両方の羽根車を液面下とし、液頭を上側羽根車の上(Do)0.5×Dtop又は358mmとすることができる。
表14には、4000リットルバイオリアクターについての撹拌速度を具体的に記載している。バイオリアクターは、代表的には20から260W/m3、好ましくは55から85W/m3で撹拌される。撹拌戦略は、500リットルパイロット醗酵時に開発された。したがって、0から88±1rpmの撹拌速度を運転範囲として用いる。
凝縮物潤滑された二重機械的シールを記載の方法に従って使用する。
表15に、4000リットルバイオリアクターでの接種物増殖時のDOT及びpH制御についての表面ガス速度一定の規模拡大に基づく気体流を示してある。DOT制御には酸素は必要ない。しかしながら、酸素豊富空気を用いることで、より低いガス処理を促進して、過剰の発泡を防止することができる。より小さい範囲のN2MFCで窒素を供給して、早期DOT制御及び逸脱減少を行って、高レベルのDOTとすることが推奨される。
プローブ、添加ポート及びサンプルポートの位置決めについての設計の基礎は実施例1に記載しており、表17に挙げてある。
液体表面を終端とする添加ポート及び液面下のものを分類する必要性を、運転シナリオ及び工程制御に対する供給戦略の効果によって確認する。
・供給液及びアルカリ用の3個所の表面下添加
サンプルポート設計は、20000リットルバイオリアクターについて記載のものと同様である。
レベルセンサーは、フルスパンの±0.5%の精度で4000リットルまで測定することができる。
プロセス制御により、培地1914から3077リットルを、運転温度、代表的には36.5℃とする。これは、ジャケットの「温和な」加熱によって行われ、容器壁での高温を回避する。
バイオリアクタージャケット面積は、下記の検討事項を考慮して規定する。
・<2時間以内での10℃から36.5℃への1914から3077リットルの培地の昇温
・バイオリアクター内のあらゆる個所が、熱電対による測定で代表的には36.5℃の設定温度の±0.2℃に達するものでなければならない。
・2時間以内での36.5±2℃から10℃への1914から3077リットルの培地の冷却。
トランスミッターを介してDCS系プロセス制御装置に接続されたプローブにより、プロセスpHをモニタリング及び制御する。プロセスpHは、制御スパージャーからCO2を加えることでpHを設定点まで下げ、アルカリを加えることでpHを設定点まで上昇させることによって制御される。
溶存酸素は、ポーラログラフィーDOTプローブを用いてモニタリング及び制御する。DOT設定点は、下記のものを吹き込むことで維持される。
・必要時の空気バラストと空気
・必要時の空気バラストと酸素
DOT制御によって、必要時気体として酸素又は空気を互換的に用いることで、DOT設定点を維持することができる。接種物バイオリアクターでpCO2制御が必要とは考えられない。制御及びバックアッププローブは、表17に示したようにタンク底から531mmの位置の下側ポートリングにある。
添加個所は、下側羽根車の中心線の平面におけるタンク底から531mmにあり、供給ボラスの急速な放散を助ける。
添加個所は、タンク中心に向かって0.25×T突出し、タンク中心から407mmの表面である。
容器の幾何形状
1000リットルバイオリアクターの容器の幾何形状は、許容されるアスペクト比が達成されるまで最大作業体積、フリーボード直線側部距離、アスペクト比(HL/T)及び羽根車からタンクの直径比(D/T)を変える反復設計基準によって決定した。
下記の表18に、通常処理時の各種運転体積での1000リットルバイオリアクターにおけるアスペクト比を記載している。これらのアスペクト比は、タンクID及び必要な運転体積の選択で得られる。加工処理の観点からは、異なる運転条件で混合要件は異なる。接種前ステージでは、バイオリアクター混合は、培地が最小KLa要件と均衡を取れるようにする上で重要である。しかしながら、接種後及び移動前ステージの場合、混合及びKLaの両方が重要な検討事項である。したがって、これらの特徴の両方を、アスペクト比範囲で調べた。
タンク直径を変えて、至適なアスペクト比HL/Tを得る。タンク内径に対する変更は、許容されるアスペクト比及びプラント設置面積によって制限される。タンクIDは0.864mである。
最大運転体積、アスペクト比HL/T、フリーボード直線側面長さ、底部及び頂部プレート設計からタンク高さを決定する。最終タンク高さは、泡用の予備体積、プラント高さ及び許容される羽根車軸長さから決定される妥協的値である。ヘッドから底部への接線高さは2.347mである。
このシードバイオリアクターについては、500mmのフリーボード高さ(293リットル又は最大運転体積の31体積%)を用いる。
底及び頂部プレートの設計は、このシードバイオリアクター用のASMEF&Dである。
バイオリアクターの撹拌は、急速な混合を達成し、均質性を維持し、哺乳動物細胞を懸濁状態に維持し、気泡を分散状態に維持するためのものである。上記の目的を達成する上で根底にある問題は、羽根車の幾何形状及び羽根車ブレードの背後で生じる「渦巻き」もしくは渦流から生じる剪断力による細胞損傷の低減である。適切な羽根車の種類及びガス処理戦略を選択することで、上記目的の妥協点に達した。
モーター駆動は、すでに説明した利点があることから頂部取り付けである。
中心の取り付け羽根車についてのバッフル要件は、渦流形成を防止する上で必須である。バッフル関連の非常に重要な問題は、バッフル数、バッフル幅(W)、バッフル長さ(Hbaffle)及びバッフルからタンク壁間隔(Wc)である。
1000リットルバイオリアクター用の羽根車は、同じD/T比で20000リットル容器と全く同様に形成される。したがって、底部羽根車は直径381mmのLightninのA315であり、頂部羽根車は直径381mmのLightninのA310である。
頂部羽根車の中心線と下側羽根車の中心線の間の羽根車間隔(Ds)は、2×Dbottom(762mm)である。オフ底部羽根車間隔(Dc)は0.4×Dbottom(152mm)である。これによって、底部羽根車を最低接種後体積167リットルで0.5×Dbottom又は190mmの液体カバー(Do)で液面下とすることができ、両方の羽根車を上側羽根車より上Do、(0.5×Dtop)(190mm)の液頭で616リットルで液面下とすることができる。
表21には、1000リットルバイオリアクターについての撹拌速度を具体的に記載している。バイオリアクターは、代表的には20から260W/m3、好ましくは55から85W/m3で撹拌される。撹拌戦略は、500リットルパイロット醗酵時に開発された。0から155±1rpmの撹拌速度を運転範囲として用いる。
記載の凝縮物潤滑された二重機械的シールを使用した。
表22に、1000リットルバイオリアクターでの接種物増殖時のDOT及びpH制御についての表面ガス速度一定の規模拡大に基づく気体流を示してある。DOT制御には酸素は必要ない。しかしながら、酸素豊富空気を用いることで、より低いガス処理を促進して、過剰の発泡を防止することができる。より小さい範囲のCA MFCを用いて窒素を送ることで、早期DOT制御及び逸脱減少を行って、高レベルのDOTとすることが推奨される。
プローブ、添加ポート及びサンプルポートの位置決めについての設計の基礎は、20000リットルバイオリアクターについてと同じである。
1000リットルバイオリアクターは、二つの表面下供給液及びアルカリを受け入れて、バイオリアクターの良好に混合される領域に放出されるように設計した。1:10希釈C−乳濁液の表面添加によって発泡を制御する。容器壁方向の単一の表面上スペア添加ポートも、将来的な柔軟性のために組み込んだ。シードバイオリアクターの接種時の培地表面上での培養液の跳ね上がりを回避して、泡の蓄積を防止すべきである。したがって、接種物添加ポートは表面より上にあり、容器壁に向いている。底プレートでの回収ポートの使用は、接種物移動時の接種物取り出しのための理想的なポートである。さらに、培地添加ポートは、容器壁に向いている。要約すると、合計添加ポートは次の通りである。
・供給液及びアルカリ用の3個所の表面下添加
サンプルポート設計は、20000リットルバイオリアクターについて記載のものと同様である。サンプルポートをタンク底部から286mmに配置して、サンプリングできる体積を最小とする。
レベルセンサーは、1000リットルまで測定することができる。センサー感度のレベルはフルスパンの少なくとも0.25%である。
プロセス制御により、初期接種及び「シードローリング運転」時に培地250から800リットルを、運転温度、代表的には36.5℃とする。これは、ジャケットの「温和な」加熱によって行われ、容器壁での高温を回避する。
バイオリアクタージャケット面積は、下記の検討事項を考慮して規定する。
・<2時間以内での10℃から36.5℃への250から800リットルの培地の昇温
・バイオリアクター内のあらゆる個所が、熱電対による測定で代表的には36.5℃の設定温度の±0.2℃に達するものでなければならない。
・2時間以内での36.5±2℃から10℃への400リットルの培地の冷却。
トランスミッターを介してDCS系プロセス制御装置に接続されたプローブにより、プロセスpHをモニタリング及び制御する。プロセスpHは、CO2を加えることでpHを設定点まで下げ、アルカリを加えることでpHを設定点まで上昇させることによって制御される。アルカリは、底部羽根車の中心線にある少なくとも1個の液面下ポートから加える。CO2は制御スパージャーを介して加える。
溶存酸素は、ポーラログラフィーDOTプローブを用いてモニタリング及び制御する。DOT設定点は、下記のものを吹き込むことで維持される。
・必要時の初期N2バラスト及び/又は空気
・必要時の空気バラストと空気
・必要時の空気バラストと酸素
DOT制御によって、必要時気体として酸素又は空気を互換的に用いることで、DOT設定点を維持することができる。
添加個所は、底部羽根車の中心線付近におけるタンク底から286mmにあり、供給ボラスの急速な放散を助ける。
添加個所は、タンク中心に向かって0.25×T突出し、タンク中心から216mmの表面である。
バイオリアクター設計は、1/5(20体積%)及び1/9(11体積%)の両方の継代培養比を行う能力に基づくものである。バイオリアクタートレインは、1000リットル(ステージN−3及びN−2)及び4000リットル(ステージN−1)シードバイオリアクターとそれに続く20000リットル生産バイオリアクター(ステージN)からなる。各バイオリアクターについての運転体積は、実施例1から3で定義されている。バイオリアクターは、撹拌タンク設計に基づくものであり、頂部駆動攪拌機システムを用いた。
10 タンクの直径
20 バイオリアクターの合計直線高さ
30 バイオリアクターの底部高さ
40 バイオリアクターのヘッド高さ
50 最大運転体積での液体高さ
60 頂部羽根車直径
68 頂部羽根車
70 底部羽根車直径
78 底部羽根車
80 タンク底部と底部羽根車の中心線との間の間隔
90 羽根車距離
100 液体表面下の頂部羽根車の間隔
108 スパージャー
110 スパージャーからタンク底部の間隔
120 スパージャーから底部羽根車の間隔
128 バッフル
138 ポート
148 ポート
Claims (26)
- 哺乳動物細胞の培養用のバイオリアクターであって、前記バイオリアクター(1)が少なくとも4000リットルの体積及び少なくとも1個の頂部羽根車(68)及び少なくとも1個の底部羽根車(78)を有し、前記頂部羽根車(68)及び前記底部羽根車(78)が水中翼羽根車であり、頂部羽根車動力数(Np)が、少なくとも0.1及び最大で0.9であり、底部羽根車動力数(N p )が、少なくとも0.5及び最大で0.9であるバイオリアクター。
- 頂部羽根車(68)が、3ブレード水中翼設計羽根車である請求項1に記載のバイオリアクター。
- 底部羽根車(78)が、4ピッチブレード高堅牢性羽根車である請求項1に記載のバイオリアクター。
- 羽根車(60、70)/タンク(10)直径比が、少なくとも0.35及び最大で0.55である請求項1〜3のいずれかに記載のバイオリアクター。
- 羽根車(60、70)/タンク(10)直径比が、少なくとも0.40及び最大で0.48である請求項4に記載のバイオリアクター。
- 羽根車(60、70)/タンク(10)直径比が、少なくとも0.44及び最大で0.46である請求項4に記載のバイオリアクター。
- 頂部羽根車フロー数(Nq)が、少なくとも0.4及び最大で0.9である請求項1〜6のいずれかに記載のバイオリアクター。
- 底部羽根車フロー数(Nq)が、少なくとも0.50及び最大で0.85である請求項1〜7のいずれかに記載のバイオリアクター。
- バイオリアクター(1)が、少なくとも1個のスパージャー(108)を有する請求項1〜8のいずれかに記載のバイオリアクター。
- バイオリアクター(1)が、少なくとも1個のバッフル(128)を有する請求項1〜9のいずれかに記載のバイオリアクター。
- バイオリアクター(1)が、アルカリ添加用の少なくとも2個のポート(138、148)を有する請求項1〜10のいずれかに記載のバイオリアクター。
- アルカリ添加用の少なくとも2個のポート(138、148)が、空間的に互いに分離している請求項11に記載のバイオリアクター。
- バイオリアクター(1)が、少なくとも10000リットルの体積を有する請求項1〜12のいずれかに記載のバイオリアクター。
- バイオリアクター(1)が、少なくとも20000リットルの体積を有する請求項1〜13に記載のバイオリアクター。
- 請求項1〜14のいずれかに記載のバイオリアクターで、適切な条件下、適切な培地中にて、少なくとも1個の哺乳動物細胞を培養する、哺乳動物細胞の培養及び増殖方法。
- 少なくとも2個の羽根車の撹拌速度が、少なくとも55W/m3及び最大で85W/m3である請求項15に記載の方法。
- 哺乳動物細胞培養用のバイオリアクターシステムであって、
a)少なくとも500リットルの体積を有する第一のバイオリアクター(111)が、 b)前記第一のバイオリアクター(1)より大きい体積を有する少なくとも2000リットルの体積を有する第二のバイオリアクター(11)と連結されており、少なくとも2000リットルの体積を有する前記第二のバイオリアクター(11)が、
c)前記第二のバイオリアクター(11)より大きい体積を有する少なくとも10000リットルの体積を有する請求項1〜13のいずれかに記載の第三のバイオリアクター(1)に連結されているバイオリアクターシステム。 - 第一のバイオリアクター(111)が、少なくとも1000リットルの体積を有する請求項17に記載のバイオリアクターシステム。
- 第二のバイオリアクター(11)が、少なくとも4000リットルの体積を有する請求項17又は18に記載のバイオリアクターシステム。
- 第三のバイオリアクター(1)が、少なくとも20000リットルの体積を有する請求項17〜19のいずれかに記載のバイオリアクターシステム。
- 第一又は第二のバイオリアクター(111、11)の少なくとも一方が、請求項1〜14のいずれかに記載のバイオリアクターである請求項17〜20のいずれかに記載のバイオリアクターシステム。
- 哺乳動物細胞を培養及び増殖させる方法であって、
a)少なくとも500リットルの体積を有する第一のバイオリアクターで、適切な条件下、適切な培地中にて、少なくとも1個の哺乳動物細胞を培養し、
b)前記少なくとも1個の哺乳動物細胞から増殖によって得られた細胞を含む培地を、少なくとも2000リットルの体積を有する第二のバイオリアクターに移動させ、
c)前記移動した細胞を、少なくとも2000リットルの体積を有する第二のバイオリアクターで培養し、
d)段階c)で得られた細胞を含む培地を、少なくとも10000リットルの体積を有する第三のバイオリアクターに移動させ、
e)前記移動した細胞を、少なくとも10000リットルの体積を有する第三のバイオリアクターで培養し、
使用されるバイオリアクターの少なくとも一つが、請求項1〜14のいずれかに記載のバイオリアクターである方法。 - 第一のバイオリアクターが、少なくとも1000リットルの体積を有する請求項22に記載の方法。
- 第二のバイオリアクターが、少なくとも4000リットルの体積を有する請求項22又は23に記載の方法。
- 第三のバイオリアクターが、少なくとも20000リットルの体積を有する請求項22〜24のいずれかに記載の方法。
- 培養条件が、段階a)、c)及びe)のバイオリアクターで同一である請求項22〜25のいずれかに記載の方法。
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