JPH0321149B2 - - Google Patents

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JPH0321149B2
JPH0321149B2 JP56183151A JP18315181A JPH0321149B2 JP H0321149 B2 JPH0321149 B2 JP H0321149B2 JP 56183151 A JP56183151 A JP 56183151A JP 18315181 A JP18315181 A JP 18315181A JP H0321149 B2 JPH0321149 B2 JP H0321149B2
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gas
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carrier
submerged
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒト及び動物の細胞培養物それ自体
並びにマイクロキヤリア（microcarrier）に結合
した細胞培養物の液中培養法及びその装置に関す
る。
固形培地上の２倍体細胞培養物の培養は公知で
ある。例えばこの培養の基礎としては、いわゆる
ルー瓶（Rouxflaschen）が使用されている。こ
こでは、培養物の上及び栄養培地の上に存在する
空気のみが培養物の通気に役立つ。更に、栄養培
地が中でゆつくり運動してガス交換も促進される
ローラーフラスコも開発されている。全体又は部
分的に培地中に浸漬される回転ガラス平板又はガ
ラス管も公知である。この場合は、その上で組織
細胞が生長することのできる有効表面積はかなり
大きい。
表面積を更に拡大するために、中空繊維上で培
養も文献に記載されている。これは、半透性の管
状膜である。
西ドイツ特許出願公開第2319120号明細書から
は、中空繊維束の外面に組織細胞がコロニーをつ
くることのできる方法及び装置が公知である。こ
の中空繊維は、アセチルセルロース及び良好なガ
ス透過性のシラン−ポリカーボネート−コポリマ
ーより成つている。酸素で富化された栄養物質が
中空繊維の内部に供給され、物質代謝生成物は中
から中空繊維膜を通つて導出される。
西ドイツ特許出願公開第2431450号明細書にも、
中空繊維からの細胞の培養法が記載されている。
これによれば細胞は無菌的に無毒の中空繊維膜の
外面又は内面に結合される。この中空繊維膜の内
部に空気が脈動流で導入される。
欠点は、生じる細胞層上に屡々、ガス交換を遮
断し、その細胞を壊死させる第２の細胞層が生じ
ることである。同じことが、なお懸濁液中に存在
する沈殿する細胞にもあてはまる。
表面に固定された組織細胞を用いるこれらのす
べての培養法の共通の欠点は、培養物の生理学的
状態の制御ができにくいことである。
本発明の課題は、ガス透過性膜を通す間接的通
気を用いて組織細胞培養物を液中培養する方法並
びに、この方法を実施する装置に関し、この際、
細胞の生理的状態の制御は特性値例えばPH、O2
並びにpCO2の測定及び調節により可能である。
この課題は、パーミエーター（Permeator）の
管状のガス透過性膜を介する間接的通気を用いる
組織細胞培養物の液中培養法により解決され、こ
れは、O2／CO2の担体としての新鮮ガス供給及び
排ガス導出を、中空多孔性支持体の内側及び外側
の両側にガス透過膜を有するパーミエーターを介
して行なうことよりなる。この方法を実施するた
めの装置は、管状パーミエーターが細胞培養装置
の容器内の垂直中心管を形成している特徴を有す
る。
パーミエーターの支持体は、その両側に即ち内
側と外側に有利にテフロン又はシリコンポリマー
製のガス透過性膜を備えている多孔性管より成つ
ている。しかしながら、細胞生長に有害な影響を
及ぼさない場合には、他のガス透過性膜も使用で
きる。ガス透過性膜とは、ガス拡散に好適である
と解されるものである。
パーミエーターの内部に備えられた攬拌機は、
下から上向きにもその反対にも送出することがで
きる。この攬拌機は上から又は下からパーミエー
ター中に設置することもできる。攬拌機として
は、軸方向に送出するプロペラ攬拌機、傾斜羽根
攬拌機及び振動攬拌機が好適である。
容器の細長度とは容器の直径を高さで割つた比
と定義する。
この細胞培養装置に関して、0.3〜0.1有利に0.2
〜0.1の細長度が好適であると立証された。パー
ミエーターは、容器直径の0.5〜0.8倍、有利に0.7
倍の直径を有すべきである。膜の厚さは0.1mmよ
り薄い。
細胞培養装置は、pO2，pCO2、PH及び温度に
関して必要な測定及び調節装置を備えている。
次に、この方法及び装置を、添付図面につき説
明する。
第１図は、本発明の組織細胞培養装置の略示縦
断面図であり、第２図は、パーミエーターの横断
面図である。
この細胞培養装置は、垂直に伸びたガラス製又
は鋼製容器１（その直径対高さの比１／５〜１／
10であつてもよい）より成る。容器１は二重外套
２、底部３及び蓋部４を有している。蓋部４中
に、１個以上の滅菌継手５が付いている。容器の
下部に、取り出し弁６が配置されている。容器壁
は、更に酸素−及び／又は二酸化炭素測定用のス
リーブ７、PH−測定用のスリーブ７′及び温度測
定用のスリーブ７″が備えられている。容器１内
には、パーミエーター８がガラス製又は金属製の
台上に中心管として配置されていて、その上部
は、１個以上の補強材１０で固定されている。パ
ーミエーター８は、その主要部が中空の例えば多
孔性の支持体２１、外側のガス透過性膜２２及び
内側のガス透過性膜２３より成つている。二重外
套は熱交換体用の入口管１１及び出口管１２を有
する。パーミエーター８は、導入管１３及び弁１
４を介してガス集管１５と連結している。このガ
ス管１５は、図示されていないガス配量装置から
供給される。ガス排出管１６は、外に通じてい
る。攬拌機１８は、パーミエーターの下部に固定
されていて、駆動軸１９は電気モーター２０と連
結している。
作動時に、組織細胞培養装置の容器１に予め滅
菌した栄養培地及び組織細胞殊に二二倍体ヒト細
胞を充填する。攬拌機１８は懸濁液中に細胞を保
持させる。同時に、CO2最高５容量％、O220容量
％まで及びN250容量％までよりなり、残りは空
気の組成を有するガスを、図示されていない混合
バツテリーから集合管１５、弁１４及び多孔性支
持体２１の中空室中に伸びている導入管１３内に
流入させる。外側の膜２２も内側の膜２３も通つ
て、酸素は栄養溶液中に拡散し、同時にCO2は栄
養液から中空支持体の中に逆拡散することができ
る。こうしてCO2で富化されたガスは、両方の膜
の間を流れて導管１６から出る。栄養培地中に空
気泡が生じてそれ自体が組織細胞と接触すること
なしに、活発なガス交換が行なわれる。こうした
方法でも気泡形成はさけられる。
酸素及び二酸化炭素用の担体は、ガス状であつ
ても液状であつてもよい。ガス状担体としては、
空気又は酸素富化された他のガスがこれに該当す
る。液状担体としては例えば弗素化された炭酸水
素又は完全な栄養培地がこれに該当する。
本発明方法は、純粋な液中培養と並んで、マイ
クロキヤリアの使用下で同様に実施することがで
きる。
本発明の装置は、次の多くの利点を有する：−
物質交換面積が大きい、 − 物質交換面積が大きい、 − 反応器中で明確な流れ型を有する、 − 懸濁液の均質性が良好である、 − 緩徐な軸撹拌機の使用による剪断力が小さい
（キヤリアの沈殿は阻止されるはずである）、 − 計算上の規模拡大が非常に簡単かつ容易であ
る、 − 気泡の問題がなく、従つて、気泡中の細胞増
加はない、 − 剪断力は小さいので、血清濃度は低い、 − pCO2及びpO2の調節が可能である、 − 純粋な酸素を通気のために使用することが可
能である、 − パーミエーターと反応器との組合せにより培
地消費が少ない、 − 高いO2−要求量で、同心的な中心管は表面
積の拡大が可能である、 − 浄化が簡単である、 − 培養容器の利用率が良好である、 − その場で滅菌可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の略示縦断面図であり、
第２図はパーミエーターの横断面図である。 １……反応容器、６……取出し弁、８……パー
ミエーター、１３……ガス導入管、１６……ガス
排出管、１８……攬拌機、２１……支持体、２
２，２３……ガス透過性膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 中空支持体として構成されたパーミエーター
    の管状ガス透過性膜を通す間接的通気により細胞
    培養物を液中培養する方法において、O2／CO2の
    担体としての流体を用いる新鮮ガス供給及び排ガ
    ス導出を、両側にガス透過性膜２２，２３を有す
    るパーミエーター８を介して行なうことを特徴と
    する、細胞培養物の液中培養法。 ２ 新鮮ガス供給及び排ガス導出を、O2／CO2用
    の担体として液体を用いることにより行なう、特
    許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 担持液として弗素化された炭化水素を使用す
    る、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 担持体として栄養培地そのものを使用する、
    特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５ 新鮮ガス供給及び排ガス導出を、O2／CO2の
    担体としての流体を用いて、両側にガス透過膜２
    ２，２３を有するパーミエーター８を介して行な
    うことよりなる中空支持体として構成されたパー
    ミエーターの管状ガス透過膜を通す間接的通気に
    より細胞培養物を液中培養するための装置におい
    て、管状パーミエーター８は、細胞培養物装置の
    容器１内に垂直に配置された管を形成しているこ
    とを特徴とする、細胞培養の液中培養装置。 ６ パーミエーター８の支持体２１はその外側に
    ガス透過性膜２３及びその内側にガス透過性膜２
    ２を備えている、特許請求の範囲第５項記載の装
    置。 ７ パーミエーター８の内部に攬拌機１８が設け
    られている、特許請求の範囲第５項又は第６項記
    載の装置。 ８ 中空支持体２１は多孔性円筒より成つてい
    る、特許請求の範囲第５項から第７項までのいず
    れか１項記載の装置。 ９ 中空支持体２１は穿孔管より成つている、特
    許請求の範囲第５項から第７項までのいずれか１
    項記載の装置。 １０ 細胞培養装置の容器１は0.3〜0.1の細長度
    を有する、特許請求の範囲第５項記載の装置。 １１ パーミエーター８は反応器直径の0.5〜0.8
    倍の直径を有する、特許請求の範囲第５項記載の
    装置。 １２ ガス透過性膜の厚さは0.1mmより薄い、特
    許請求の範囲第５項から第１１項までのいずれか
    １項記載の装置。 １３ パーミエーター８は、その上端及び下端の
    円形面が気密に閉じられている中央の導管を形成
    している、特許請求の範囲第５項から第１２項ま
    でのいずれか１項記載の装置。
JP56183151A 1980-11-18 1981-11-17 Method and apparatus for culturing bacteria culture in liquid Granted JPS57118787A (en)

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JPS57118787A JPS57118787A (en) 1982-07-23
JPH0321149B2 true JPH0321149B2 (ja) 1991-03-22

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DE (1) DE3170165D1 (ja)

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