MXPA06011832A

MXPA06011832A - Sistema de reactor de tanque agitado.

Info

Publication number: MXPA06011832A
Application number: MXPA06011832A
Authority: MX
Inventors: Kurt T Kunas; Robert V Oakley; Fauad F Hasan; Michael E Goodwin; Jeremy K Larsen; Nephi D Jones
Original assignee: Baxter Int
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2007-04-02
Also published as: JP4960351B2; EP1756259A2; US20110117594A1; US11591556B2; US20120218855A1; EP1763575A4; WO2005104706A3; US20080206847A1; CA2559537C; US20200255780A1; US20050239199A1; JP2008536686A; DK1756259T3; EP1756259A4; US20170088806A1; KR20070015178A; US7901934B2; CN1997730B; US8187867B2; US9540606B2

Abstract

La presente invencion se refiere a un sistema de reactor de tanque agitado y metodos para preparar tales sistemas. La presente invencion ademas abarca el uso del sistema de reactor de tanque agitado como un biorreactor (104) desechable y en equipos con elementos desechables.

Description

SISTEMA DE REACTOR DE TANQUE AGITADO REFERENCIAS CRUZADAS A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio bajo 35 USC 119(e) de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. 60/565,908, presentada el 27 de abril, 2004 (Cédula de Apoderado No. 20695C-006800US), la descripción completa de la cual se incorpora aquí por referencia para todos los propósitos.

CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un sistema de rector de tanque agitado y métodos para preparar tales sistemas. La presente invención además comprende el uso del sistema de reactor de tanque agitado como un bioreactor desechable y en equipos con elementos desechables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los bioreactores o fermentadores incluyen contenedores utilizados para fermentación, reacciones enzimáticas, cultivo de células, biológico, químico, biofarmacéutico, ingeniería de tejido, microorganismos, metabolitos de planta, producción de alimentos y similares. Los bioreactores varían en tamaño de fermentadores de parte superior de banco a unidades aisladas de varios tamaños. Los requerimientos de asepsia estrictos para producción estéril en algunos bioreactores pueden requerir sistemas elaborados para lograr los volúmenes de producto deseados. Consecuentemente, la producción de productos en bioreactores asépticos pueden ser costosos que proporciona la motivación para perseguir sistemas mejorados. Los bioreactores convencionales difunden medios de nutriente a través de un tipo individual de fibra hueca. Las varias desventajas de tales bioreactores pueden incluir masa de célula heterogénea, procuración difícil de muestras de crecimiento de célula representativa, desempeño pobre debido a oxigenación ineficiente y una incapacidad de controlar niveles de oxígeno, y problemas con contaminación de cultivos de célula. Además los factores micro-ambientales tal como pH pueden no controlarse efectivamente y un cultivo mezclado o co-cultivo de células pueden no ser posibles. Algunos bioreactores conocidos incluyen un contenedor de reacción, a través del cual un cable maza de fibras huecas porosas se extiende, a través del cual se bombea una solución de nutriente. Este cable maza de fibras huecas se rodea concéntricamente por una pluralidad de cables de fibras huecas, a través de las cuales se trasporta un medio gaseoso. Las fibras huecas de estos cables también se constituyen de tal forma que el medio gaseoso, por ejemplo oxígeno o dióxido de carbono, al menos puede surgir en parte de estos cables o ingresar en estos cables respectivamente.

Este tipo de bioreactor puede lograr oxigenación de medios de nutriente mejorados cuando se compara con otros dispositivos conocidos. Sin embargo, la contaminación ocasional de cultivos de célula y una incapacidad para controlar niveles de pH efectivamente pueden continuar presentando dificultades. El gasto de producir células, biofarmacéuticos, biológicos y similares en bioreactores asépticos se exacerba frecuentemente por la limpieza requerida, esterilización y validación de los bioreactores estándares (es decir, reactores de acero inoxidable o vidrio). Se hicieron intentos para resolver este problema con el desarrollo de sistemas de bioreactor desechables pre-esterilizados que no necesitan limpiarse, esterilizarse o validarse por usuarios finales. El uso de tales sistemas de bioreactor desechables podría proporcionar ahorros significativos. Además, los plásticos son de peso ligero, fáciles de transportar, y requieren menos espacio que reactores de acero inoxidable o vidrio. Algunos reportaron el uso de elementos desechables en bioreactores que incluyen una cámara de reactor con un alojamiento de soporte. La cámara interior del alojamiento de soporte se cubre con un revestimiento desechable y se sella con una placa de cabeza unida al revestimiento para formar una cámara sellada. Mientras el revestimiento se abre en la parte superior, se utiliza típicamente en un bioreactor verticalmente orientado para prevenir la contaminación de la placa de cabeza. Aunque este sistema proporciona un revestimiento desechable, la placa de cabeza y la cámara interior aún pueden requerir limpieza y esterilización.

Otros intentaron desarrollar vasos de plástico flexibles, desechables que no requieren limpieza o esterilización y sólo requieren esfuerzos de validación mínimos. Tales acercamientos pueden incluir una cámara de cultivo de célula flexible, desechable, y permeable al gas que gira horizontalmente. El cultivo de célula se hace de material permeable a gas y se monta en una unidad de disco que gira horizontalmente que soporta la cámara de cultivo flexible sin bloquear flujo de aire sobre las superficies de membrana. La cámara se coloca en un incubador y se controla la transferencia de oxígeno al controlar la presión de gas en el incubador de acuerdo con el coeficiente de permeabilidad de la bolsa. La rotación de la bolsa ayuda a mezclar los contenidos de la bolsa. Sin embargo, la cámara de cultivo de célula frecuentemente se limitará a utilizarse dentro de un ambiente de gas controlado. Particularmente, la cámara de cultivo de célula puede no tener aparato de soporte y puede limitarse a pequeños volúmenes. Además, la cámara puede no proporcionar una entrada y una salida para medios para bombearse constantemente dentro y fuera de la cámara durante rotación. Algunas compañías desarrollaron un rango de bioreactores pre-estériles, desechables que no requieren limpieza o esterilización. Tales reactores están hechos de hojas flexibles, material impermeable a gas para formar una bolsa. La bolsa se llena parcialmente con medios y después se infla con aire que pasa continuamente a través del espacio de cabeza de la bolsa. Los medios se mezclan y orean al mecer las bolsas para aumentar la interfase de aire-líquido. Sin embargo, ya que típicamente no existe alojamiento sólido que soporte las bolsas, las bolsas pueden volverse complicadas y difíciles de sostener mientras aumentan de tamaño. Además, la acción de onda dentro de la bolsa mecida puede crear fuerzas turbulentas dañinas. Ciertos cultivos de célula, particularmente cultivos de célula humanos, pueden beneficiarse de condiciones más amables. De esa forma, existe una continua necesidad de desarrollar bioreactores flexibles, pre-esterilizados, desechables que se sostienen fácilmente y requieren poco entrenamiento para operar, incluso proporcionan la transferencia de gas necesaria y mezcla de nutriente requerida para cultivos de célula y tejido exitosos. Tales bioreactores desechables serían igualmente útiles para la producción de químicos, biofarmacéuticos, biológicos, células, microorganismos, metabolitos de plant , alimentos y similares.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION En un primer aspecto, la presente invención proporciona un sistema de reactor de tanque agitado con elementos desechables, tal como una bolsa de plástico flexible con un soporte unido, eje, y ensamble de impulsor. La invención instantánea además se refiere al uso de este nuevo sistema de reactor de tanque agitado como un bioreactor desechable y en equipos con elementos desechables. Las ventajas de la presente invención son numerosas. Particularmente, el sistema de reactor de tanque agitado puede ser pre-esterilizado y no requiere un ambiente de vapor en lugar (SIP) o limpieza en lugar (CIP) para cambiar de lote a lote o de producto a producto en un cultivo o sistema de producción. Como tal, el sistema puede requerir control menos regulador al asegurar contaminación de lote a lote cero y, de esa forma, puede operarse a una ventaja de costo considerable y con mínima o sin preparación antes de uso. Además, el sistema puede ser un sistema de reactor de tanque agitado verdadero diferente a otros sistemas de reactores desechables. Esto proporciona la ventaja agregada que la invención instantánea puede ofrecer un ambiente hidrodinámico que puede clasificarse a varios tamaños similares a sistemas de reactor no desechables convencionales. Mientras el sistema típicamente no requiere limpieza o esterilización, combina un ambiente de reactor de tanque agitado verdadero, fácil de usar, flexible con cero contaminación de cruce durante el cultivo de célula o procedimiento de producción. Un aspecto de la presente invención proporciona un sistema de reactor de tanque agitado, que comprende una bolsa flexible con al menos una abertura, en donde la bolsa funciona como un contenedor estéril para un medio fluido; un eje situado dentro de la bolsa; un impulsor unible al eje, en donde el impulsor se utiliza para agitar el medio fluido para proporcionar un ambiente hidrodinámico; y un soporte unido al eje y a la abertura de la bolsa. La bolsa puede fijarse al eje y el soporte a través de al menos un sello o anillo o para que el interior de la bolsa permanezca estéril. Los sellos o anillos o pueden fijarse a la bolsa. El sistema puede ser desechable o pre-esterilizado. La bolsa además puede incluir un sensor de pH y un sensor disuelto en oxígeno, en donde los sensores se incorporan en la bolsa. Además, el sistema puede incluir al menos una bolsa pequeña interna sellada a la bolsa, en donde la bolsa pequeña tiene un extremo puede estar abierto al exterior de la bolsa para que una sonda (es decir, una sonda de temperatura, una sonda de pH, un sensor de gas disuelto, un sensor de oxigeno, un sensor de dióxido de carbono (CO2), un sensor de masa de célula, un sensor de nutriente, un osmómetro, y similares) puede insertarse en el reactor. El sistema también puede incluir al menos un puerto en la bolsa que permite la conexión de un dispositivo como un tubo, un filtro, un muestreo, una sonda, o un dispositivo de conexión al puerto. Un puerto permite el muestreo; flujo de gas dentro y fuera de la bolsa; líquido o flujo de medios dentro y fuera de la bolsa; inoculación, titulación; agregación de reactivos quimiostatos; administración por tubo rociador; y similares. Otro aspecto de la presente invención proporciona un sistema de reactor de tanque agitado, que comprende una bolsa flexible con al menos una abertura, en donde la bolsa funciona como un contenedor estéril para un medio fluido; un eje situado dentro de la bolsa; un impulsor unible al eje, en donde el impulsor se utiliza para agitar el medio fluido para proporcionar un ambiente hibrodinámico; y un soporte unido al eje y a la abertura de la bolsa. El sistema además puede incluir un alojamiento, tal como un alojamiento de reactor, en el exterior de la bolsa, en donde el alojamiento incluye al menos un soporte que sostiene el soporte y un motor, y en donde la bolsa se contiene dentro del alojamiento, El alojamiento además puede incluir una pluralidad de los deflectores. Opcionalmente, el sistema además abarca un calentador (por ejemplo, una almohadilla de calentamiento, una cubierta de vapor, un fluido de circulación o calentador de agua, etc.) que puede localizarse entre la bolsa y el alojamiento. Alternativamente, el calentador puede incorporarse en el alojamiento (por ejemplo un alojamiento de reactor permanente con sistema de calentamiento incorporado). En otro aspecto de la invención, el sistema de reactor de tanque agitado incluye un alojamiento permanente con un giro de producto con flujo pasando un sensor pH y un sensor de oxígeno disuelto, en donde los sensores se incorporan en el alojamiento. El alojamiento permanente incluye, pero no se limita a, un barril de metal, un barril de plástico, un barril de madera, un barril de vidrio, y similares. La invención también contempla un método para preparar un sistema de reactor de tanque agitado, que comprende proporcionar una bolsa flexible con al menos una abertura, en donde la bolsa funciona como un contenedor estéril para un medio fluido; insertar un eje con un impulsor unible al eje en la bolsa, en donde el impulsor se utiliza para agitar el medio fluido para proporcionar un ambiente hidrodinámico; unir un soporte al eje y a la abertura de la bolsa; y sellar la bolsa al eje y el soporte para que el interior de la bolsa permanezca estéril. El sistema de reactor de tanque agitado preparado por este método incluye al menos un elemento desechable que incluye, pero no se limita a, la bolsa, el eje, el impulsor, y el cojinete. La invención además abarca un equipo que comprende un sistema de reactor de tanque agitado e instrucciones de uso. El equipo incluye un sistema de reactor de tanque agitado desechable. El equipo también puede incluir un sistema de reactor de tanque agitado con al menos un elemento desechable tal como la bolsa, el eje, el impulsor, o el soporte. La bolsa puede fijarse al eje y el cojinte a través de al menos un sello o anillo o para que el interior de la bolsa permanezca estéril. Además, la bolsa puede incluir un sensor de pH y un sensor de oxígeno disuelto, en donde los sensores se incorporan en la bolsa. El equipo también puede incluir al menos una bolsa pequeña interna sellada a la bolsa, en donde la bolsa pequeña incluye un extremo que puede estar abierto al exterior de la bolsa para que una sonda pueda insertarse en el reactor. Además, el sistema puede incluir al menos un puerto en la bolsa que permite la conexión de un dispositivo al puerto, en donde el dispositivo incluye, pero no se limita a, un tubo, un filtro, un muestreo, y similares. Otro aspecto de la invención proporciona una bolsa para utilizarse en un sistema de reactor de tanque agitado. La bolsa puede ser una bolsa desechable, flexible, plástico. La bolsa también puede incluir al menos un elemento desechable que incluye, pero no se limita a, un sello, un anillo o, un puerto, una bolsa pequeña, un tubo, un filtro, un muestreo, una sonda, un sensor, un dispositivo de conexión, o similares. En un aspecto, la presente invención proporciona un sistema de reactor que incluye un contenedor y un ensamble giratorio. El ensamble giratorio puede estar en cooperación sellada con una abertura de un contenedor. El ensamble giratorio puede incluir una maza giratoria adaptada para recibir y acoplarse de forma liberable con un eje de conducción, para que cuando el eje de conducción se acopla operativamente con la maza girable, la rotación del eje de conducción facilita una rotación correspondiente de la maza girable. En un aspecto relacionado, el sistema además puede incluir un impulsor acoplado con la maza girable, para que el impulsor se disponga dentro del contenedor y se adapte para acoplarse con un extremo distal del eje de conducción. En otros aspectos, el ensamble giratorio puede incluir una cubierta, con la cual el ensamble giratorio está en cooperación sellada con la abertura del contenedor a través de la cubierta. Similarmente, el sistema puede incluir un eje de conducción, en donde la maza giratoria y el eje de conducción se disponen para girar relativo a la cubierta. Incluso en un aspecto relacionado, el ensamble giratorio puede incluir un ensamble de soporte dispuesto entre la cubierta y la maza girable. El ensamble giratorio además puede incluir una disposición de sellado dispuesta circunferencialmente a la maza girable, entre la maza giratoria y la cubierta. En relación, el ensamble de soporte puede incluir una pluralidad de soportes de anillo-guía, y la disposición de sellado puede incluir un disco de rotación acoplado con la maza girable, una placa de uso acoplada con la cubierta, y un sello dinámico dispuesto entre el disco de rotación y la placa de uso. En otros aspectos, un sello puede incluir dos o más subunidades de sello dispuestas en disposición co-planar. En relación, un ensamble de soporte puede incluir un cojinete liso, y la disposición de sellado puede incluir una placa de uso acoplada con la maza girable, y un sello dinámico dispuesto entre la cubierta y la placa de uso. En un aspecto similar, el impulsor puede incluir una lengüeta paralela adaptada para acoplarse con el eje de conducción. Frecuentemente, el contenedor puede comprender una bolsa flexible. En otro aspecto, la maza giratoria puede acoplarse con el impulsor a través de un tubo flexible. En un aspecto, la presente invención proporciona un sistema de reactor que incluye un contenedor y un ensamble de tubo rociador. El ensamble de tubo rociador puede disponerse dentro del contenedor, y puede incluir una hoja flexible de material permeable y un conducto de tubo rociador. En un aspecto relacionado, la hoja de material permeable puede incluir un material permeable al vapor y resistente al agua. En algunos aspectos, la hoja de material permeable puede incluir una fibra de polietileno de alta densidad. En aspectos relacionados, el ensamble de tubo rociador puede estar en comunicación fluida con un puerto del contenedor. Similarmente, el sistema de reactor puede incluir un ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor, y un impulsor dispuesto dentro del contenedor y acoplado con el ensamble giratorio. El cuerpo de tubo rociador puede anclarse a una superficie interior del contenedor, y en algunos casos, el cuerpo de tubo rociador del ensamble de tubo rociador puede estar en una forma substancialmente esférica. En otro aspecto, la presente ¡nvención proporciona un sistema de bioreactor que incluye un soporte de marco acoplado con un motor de conducción; una bolsa flexible dispuesta dentro de un alojamiento del soporte de marco. La bolsa flexible puede incluir uno o más puertos para introducir un cultivo de célula y un medio en la bolsa flexible; un ensamble giratorio acoplado con una ménsula del soporte de marco y en cooperación sellada con una abertura de la bolsa flexible. El ensamble giratorio puede incluir una maza adaptada para alojar y acoplarse con un eje de conducción del motor de conducción. El sistema también puede incluir un impulsor acoplado con la maza para agitar el cultivo de célula y medio. El impulsor puede disponerse dentro de la bolsa flexible y adaptarse para acoplarse con el eje de conducción. En un aspecto, el sistema de bioreactor puede incluir un ensamble de sonda. El ensamble de sonda puede incluir un puerto acoplado con la bolsa flexible, un conector Pall acoplado con el puerto, un manguito acoplado con el conector Pall, un acoplador acoplado con la manguito, y una sonda configurada para acoplarse con el acoplador e insertarse a través de la manguito, conector Pall, y puerto, y parcialmente en la bolsa flexible.

En un aspecto, la presente invención proporciona un método para fabricar un sistema de reactor. El método puede incluir acoplar un contenedor con un ensamble giratorio. El ensamble giratorio puede estar en cooperación sellada con una abertura del contenedor. El ensamble giratorio puede incluir una maza adaptada para alojar y acoplarse con un eje de conducción. El método también puede incluir acoplar un impulsor con la maza, en donde el impulsor está dispuesto dentro del contenedor. El método además puede incluir esterilizar el sistema de reactor. En un aspecto relacionado, el paso de esterilización puede incluir tratar el sistema con radiación gama.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para preparar un sistema de reactor. El método puede incluir acoplar una cubierta de un ensamble giratorio del sistema de reactor a una ménsula de marco. El método también puede incluir colocar un contenedor del sistema de reactor al menos parcialmente dentro de un alojamiento de marco, e insertar un eje de conducción en una maza del ensamble giratorio. La maza puede disponerse dentro de la cubierta del ensamble giratorio entre un soporte y la cubierta. El método además incluye acoplar un extremo distal del eje de conducción a un impulsor. El impulsor puede disponerse dentro del contenedor y acoplarse con la maza. El método además puede incluir introducir un componente de reacción en el contenedor a través de un puerto. En una modalidad, la presente invención proporciona un equipo de sistema de reactor. El equipo puede tener un sistema de reactor que incluye un contenedor. El sistema de reactor también puede incluir un ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor. El ensamble giratorio puede incluir una maza adaptada para alojar y acoplarse con un eje de conducción, y un impulsor acoplado con la centra. El impulsor puede disponerse dentro del contenedor y adaptarse para acoplares con el eje de conducción. El equipo también incluye instrucciones de uso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se entiende mejor cuando se lea en conjunto con las figuras acompañantes que sirven para ilustrar las modalidades preferidas. Se entiende, sin embargo, que la invención no está limitada a las modalidades específicas descritas en las figuras. La Figura 1 ilustra una en sección transversal longitudinal de una modalidad del sistema de reactor de tanque agitado, en donde el sistema de reactor de tanque agitado se coloca en un alojamiento permanente. La Figura 2 ilustra una modalidad de una conexión de sonda con el fin de ilustrar que una sonda puede unirse al sistema de reactor de tanque agitado a través de una conexión estéril o aséptica. Las Figuras 3A y 3B ilustra vistas en sección transversal de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4A ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4B ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 6 ilustra una vista en sección transversal parcial de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 7 ilustra una vista en perspectiva de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 8 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 9 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 10 ilustra una vista en sección transversal de un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 11 ilustra una vista en sección transversal parcial de un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 12 ilustra una vista en perspectiva de núcleo de eje de conducción de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 13 ilustra una vista en sección transversal de un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. La Figura 14A ilustra una vista en perspectiva de un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 14B ilustra una vista en perspectiva de un impulsor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 15 ilustra una vista en sección transversal de un cuerpo de tubo rociador de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 16 ¡lustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 17 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 18 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 19 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 20 ilustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 21 ¡lustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 22 ilustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 23 ilustra una vista en sección transversal de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 24 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. La Figura 25 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 26 ilustra un ensamble de sonda 2600 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 27A proporciona una ilustración de un subensamble de puerto de sonda de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 27B ilustra un subensmable de equipo de sonda de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 27C ilustra un subensamble de autoclave de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 28A ilustra un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. La Figura 28B ilustra un ensamble se sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 29 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 30 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 31 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 32 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 33 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 34 proporciona una gráfica de datos que se generó utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En algunas modalidades, el término "bolsa flexible" puede referirse a un contenedor que sostiene un medio fluido. La bolsa puede incluir una o más capa(s) de material a prueba de agua flexible o semi-flexible dependiendo de los requerimientos de tamaño, resistencia y volumen. La superficie interior de la bolsa puede ser suave y proporcionar un ambiente estéril (por ejemplo, para cultivar células u otro organismo, para producción de alimentos, etc.). La bolsa puede incluir una o más aberturas, bolsas pequeñas (por ejemplo, para insertar una o más sondas, dispositivos, etc.), puertos (por ejemplo, para la conexión de una o más sondas, dispositivos, etc.) o similares. Además, la bolsa puede proporcionar una alternativa desechable para un vaso sólido en un bioreactor de tanque agitado convencional. La bolsa flexible además puede incluir un eje, un impulsor, una carga o sellos o anillos o, y pueden ser completamente desechables. En algunas modalidades, el término "medio fluido" puede referirse a cualquier fluido biológico, medio de cultivo de célula, medio de cultivo de tejido, cultivo de microorganismos, cultivo de metabolitos de planta, producción de alimento, producción química, producción biofarmacéutica, y similares. El medio fluido no está limitado a ninguna consistencia particular y su viscosidad puede variar de alto a medio a bajo. Cuando el medio fluido es un medio de cultivo de célula el sistema puede operarse, por ejemplo, en modo de lote, modo de semi-lote, modo de lote alimentado, o modo continuo.

En algunas modalidades, el término "impulsor" puede referirse a un dispositivo que se utiliza para agitar o mezclar los contenidos de un sistema de reactor de tanque agitado (por ejemplo, bioreactor). El impulsor puede agitar el medio fluido por agitación u otro movimiento mecánico. El impulsor de la invención instantánea incluye, pero no se limita a, una paleta Rushton, marina, un plano hidrodinámico, establecida, y cualquier otro impulsor comercialmente disponible. En algunas modalidades un ambiente "hidrodinámico" de la invención instantánea puede referirse a un ambiente que se influenció por el movimiento de fluidos y las fuerzas que actúan en cuerpos sólidos inmersos en estos fluidos dentro del sistema de reactor de tanque agitado. La presente invención incluye bioreactores de uso individual, reactores de tanque agitados, y similares. Tales reactores tienen una variedad de aplicaciones, tal como para la producción de proteínas terapéuticas a través de cultivo de célula de lote. En relación, estos sistemas pueden utilizarse para proporcionar crecimiento de célula y producción de anticuerpo para CHO y otras líneas de célula. El ambiente hidrodinámico dentro de los reactores puede caracterizarse bien, y, como tal, puede clasificarse para otros bioreactores de tanque agitado. Pueden utilizarse contenedores de bioprocedimiento de uso individual para el almacenamiento de medios biofarmacéuticos, amortiguadores, y otros productos. Utilizar estos sistemas de contenedor de almacenamiento, pueden desarrollarse varios sistemas de mezcla para preparación de medios y amortiguadores, frecuentemente clasificación comercial hasta 10,000 litros o más. Tales sistemas de mezcla y bioreactores pueden utilizar varios medios para mezclar los contenidos de reactor, tal como un disco de pulsación, un mezclador de paleta, una plataforma de mecimiento, un impulsor, y similares. Estos sistemas son muy adecuados para utilizarse en procesamiento químico. Las características de operación de los reactores pueden ser bien definidas, y pueden predecirse rápidamente y clasificarse en varis tamaños. En la industria biofarmacéutica, tales bioreactores de tanque agitado pueden establecerse como un medio para fabricación de productos biológicos de un amplío rango de sistemas bioquímicos, que incluyen cultivo de célula animal. Los procedimientos para sistemas biológicos pueden desarrollarse utilizando bioreactores de tanque agitado en la escala de banco y transferidos a los bioreactores de tanque agitados en la escala comercial, hasta 10,000 litros o más, que utilizan metodologías de clasificación bien establecidas. Para un bioreactor de tanque agitado, parámetros de diseño tal como velocidad de punta, entrada de energía, número de Reynolds, y coeficiente de transferencia de oxígeno pueden determinarse fácilmente y utilizarse para clasificación. Una porción de uso individual del sistema puede incluir un contenedor de plástico flexible con los siguientes componentes integrados de uso individual: un soporte, eje, y ensamble de impulsador; un ensamble de tubo rociador; puertos para unión estéril de sondas de sensor; y varios puertos para entrada y salida de líquidos y gases. Un bioreactor de uso individual puede fabricarse utilizando película de grado médico. En algunos casos, otros componentes del bioreactor de uso individual puede fabricarse de materiales fácilmente maquinados que no necesariamente son materiales de Clase VI USO. El impulsor puede ser un impulsor de paleta fijado que se une a un ensamble de soporte por una cubierta flexible. El impulsor y cubierta pueden girar junto con un ensamble de soporte interno, que se aisla del ensamble de soporte exterior que utiliza varios ensambles de sello. Un ensamble de soporte externo puede fijarse directamente al contenedor de uso individual. Un tubo rociador puede incluir una membrana porosa que se sella al inferior del contenedor de uso individual. El gas de tubo rociador puede introducirse al espacio entre la membrana porosa y la parte inferior del contenedor a través de un puerto después de pasar a través de un filtro de esterilización pre-unido. Los sensores de pH y d02 pueden o no ser parte del contenedor de uso individual y pueden conectarse al bioreactor que utiliza conectores Pall Kleenpack®. Los sensores de 12 mm estándares de industria pueden calibrarse, después esterilizarse por vapor con la mitad del conector. La otra mitad del conector puede pre-unirse al contenedor, permitiendo que el sensor se inserte en contacto directo con los contenidos de reactor. Los puertos y entubado para gas de espacio de cabeza, pared térmica, entrada de medios, titulación, muestreo, recolección, y varias alimentaciones de pulso pueden pre-unirse y pre-esteplizarse con el contenedor. Un vaso de soporte permanente que contiene un motor y ensamble de eje de conducción, cubierta de calor, y aberturas para entradas, salidas, y sondas pueden sostener un contenedor de uso individual. Un eje de conducción puede ajustarse a través del soporte de uso individual, a través de la cubierta flexible, y cerrarse en el impulsor. Este eje puede dirigirse utilizando un motor mezclador de bioreactor estándar de energía suficiente. Se puede proporcionar calor a los contenidos de bioreactor, por ejemplo, por bandas de calor eléctricas que están en contacto directo con lados del contenedor de uso individual. El vaso de soporte permanente puede ser móvil, y puede colocarse en una clasificación de peso para control de volumen de reactor. El sistema puede operarse utilizando sensores estándar y controladores que tienen registros de rastro aceptados por la industria de desempeño. En algunas modalidades, puede no requerirse ningún sistema de control para esterilización de vapor o limpieza en lugar, y un controlador comúnmente utilizado para bioreactores de clasificación de banco puede ser suficiente para control del pH, concentración dO2, y temperatura del bioreactor de uso individual. Un bioreactor de uso individual frecuentemente no requiere limpieza o esterilización en lugar. Como tal, el capital y costos de operación de sistemas de control y utilidades, tal como vapor de limpieza, requerido para esterilización de vapor de un vaso de presión grande puede eliminarse. El costo para fabricación de un vaso de presión con paredes rígidas diseñado para sostener las tensiones ejercidas durante esterilización de vapor en lugar también puede eliminarse. De forma similar, el capital y costos de operación para los sistemas de control de limpieza en lugar y utilidades pueden ser innecesarios. Los elementos de diseño de vasos de acero inoxidable tradicionales por requerimientos de limpieza pueden eliminarse similarmente. En algunas modalidades, un bioreactor de uso individual puede ser un sistema cerrado que se descarta después de uso. Esto puede eliminar la necesidad de estudios de validación de limpieza. El potencial para contaminación de cruce entre grupos de producción también puede reducirse. En algunas modalidades, el gasto' de capital requerido para acomodar múltiples productos simultáneamente en bioreactores de uso individual pueden compararse inferiores al costo de las valoraciones fijas y utilidades requeridas para segregar sistemas de bioreactor tradicionales. Un bioreactor de uso individual puede fabricarse utilizando película de grado médico, y documentación reguladora para la película pueden estar actualmente disponibles. Otros componentes de contacto de producto de un bioreactor de uso individual puede fabricarse de materiales de Clase VI USP, Las aplicaciones actuales de contenedores de bioprocedimiento fabricados de estos materiales incluyen alimentación de bioreactor y recolección, y transporte y almacenamiento de bulto intermedio y producto final. Como se notó anteriormente, un bioreactor de uso individual de tanque agitado de acuerdo con la presente invención puede proporcionar un ambiente hidrodinámico bien caracterizado para crecimiento de célula. De acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. Las características de mezcla pueden calcularse fácilmente y pueden traducirse a reactores de tanque agitados más grandes. De esa forma, los procedimientos desarrollados en el laboratorio o clasificación de piloto pueden clasificarse directamente a clasificación comercial, ya sea en bioreactores de uso individual más grande o bioreactores de tanque agitados tradicionales más grandes, Los parámetros de clasificación tal como entrada de energía por volumen de unidad, velocidad de punta, coeficiente de transferencia de oxígeno, o similitud geométrica pueden mantenerse en la mayor clasificación. En algunas modalidades, la presente ¡nvención proporciona un reactor de tanque agitado con un diseño que incluye girar el impulsor dirigido por un eje de conducción aislado a través de series de sellos de rotación. Tales diseños pueden proporcionar medios efectivos y eficientes para transmitir la energía requerida para mezcla y transferencia de masa a los contenidos de reactor. La presente ¡nvención también puede incluir o ser compatible con sensor de estándar de industria y tecnología de controlador. Un estándar que se desarrolló en la industria es el uso de sensores pH y dO2 de diámetro de 12 mm insertados a través de puertos DN25 (estilo Inglold) un contacto directo con los contenidos de reactor. Los sistemas tal como un bioreactor de uso individual pueden incorporar los mismos sensores de pH y dO2 de diámetro de 12 mm en contacto directo con los contenidos de reactor. Los procedimientos de calibración y estandarización para estos sensores pueden realizarse fácilmente durante la operación del bioreactor. Además, las salidas de estos sensores pueden ser compatibles con controladores actuales utilizados por industria. El uso de controladores PID para mantener pH, concentración dO2, y temperatura pueden utilizarse en tales bioreactores. Como un bioreactor de tanque agitado con sensores estándar, estas estrategias de control pueden ser directamente traducibles a un bioreactor de uso individual. Debido a que puede ser una unidad aislada, el bioreactor de uso individual puede controlarse utilizando cualquier tipo de controlador que se prefiere por una facilidad dada.

A. Sistema de Rector de Tanque Agitado „ En algunas modalidades, el sistema de reactor de tanque agitado de la presente invención proporciona una bolsa flexible y desechable para una variedad de propósitos, que incluyen cultivar células, microorganismos, o metabolitos de planta así como procesar alimentos, químicos, biofarmacéutico y biológicos. La bolsa desechable puede incluir elementos desechables tal como un eje, impulsor y soporte y se diseña para ajustarse en un alojamiento permanente tal como un alojamiento de reactor. La bolsa además puede incluir una o más aberturas, bolsas pequeñas, puertos o similares. El sistema de reactor de tanque agitado permite a un usuario operar el cultivo o producción con liberación relativa y poco entrenamiento. En particular, el sistema desechable puede no requerir limpieza o esterilización. Además, el sistema puede no necesitar validación continua entre funcionamientos de producción. De esa forma, combina un ambiente de reactor de tanque agitado verdadero, fácil de usar, flexible con poca o sin contaminación de cruce durante el procedimiento de producción. Haciendo referencia a los dibujos, la Figura 1 ilustra una bolsa flexible 104 con al menos una abertura y un eje de agitación 112 con un impulsor unible 113. Como se muestra, el eje de agitación 112 e impulsor unido 113 son adecuados dentro de la bolsa 104. Además, el eje de agitación 112 es conectable a un soporte 105, en donde el soporte 105 puede sellarse a la bolsa por soldadura de calora la bolsa y/o a través de sello(s) o anillo(s) con forma de o 6. La bolsa 104, eje de agitación 112, impulsor 113, y soporte 105, que incluyen sellos o anillos con forma de o 106 son opcionalmente desechables. La bolsa desechable puede ser una bolsa de plástico flexible. La bolsa 104 puede fijarse al eje de agitación 112 y el soporte 105 a través de al menos un sello o anillo con forma de o 106 para que el interior de la bolsa permanezca estéril. Los sello o anillos o además pueden fijarse a la bolsa como se muestra en la Figura 1. Adicionalmente, el sistema de reactor de tanque agitado desechable puede conectarse a un soporte o una o más ménsula(s) 103 que sostienen el soporte 105 y motor 101. En una modalidad (como se muestra en la Figura 1), el soporte 103 es un motor y soporte de carga 103, en donde el extremo superior del eje de agitación 112 además se conecta a un acoplamiento de motor 102. El acoplamiento de motor 102 se conecta al motor 101 que conduce el movimiento de agitación del eje de agitación 12 e impulsor 113 que lleva a un ambiente hidrodinámico dentro de la bolsa 14. La bolsa 14 está diseñada para ajustarse en un alojamiento 111 tal como un barril o cámara. El alojamiento puede ser un barril de metal, un barril de plástico, un barril de madera, un barril de vidrio, o cualquier otro barril o cámara hecho de un material sólido. En una modalidad de la invención instantánea, el alojamiento además incluye una pluralidad de deflectores, en donde la bolsa se dobla alrededor de los deflectores. En otra modalidad, la bolsa flexible 104 además incluye un puerto superior (individual o múltiple) 108, un puerto inferior (individual o múltiple) 109, y un puerto lateral (individual o múltiple) 110, en donde el entubado flexible 07 puede conectarse a uno o más de estos puertos. El sistema de reactor de tanque agitado puede incluir opcionalmente un calentador tal como una almohadilla de calentamiento, una cubierta de vapor, o un fluido de circulación o calentador de agua. En una modalidad, el calentador se localiza entre la bolsa 104 y el alojamiento 111. En otra modalidad, el calentador se incorpora en el alojamiento 111 (por ejemplo, en una pared doble ente el alojamiento de reactor y la bolsa). Incluso en otra modalidad, el sistema de reactor de tanque agitado se coloca dentro de un incubador. El calentador permite el calentamiento o entibiado de un cultivo específico o producción. Esto es particularmente importante para cultivos de célula que frecuentemente crecen a 37°C. En una modalidad de la invención instantánea, la bolsa 104, el soporte 105, el sello(s) o aniilo(s) con forma de o 106, el entubado 107, el puerto(s) superior 108, el puerto(s) inferior 109, el puerto(s) lateral 110, el eje 112, y el impulsor 113 son desechables. El motor 101, el acoplamiento de motor 102, la ménsula(s) o motor y soporte de carga 103, y el alojamiento 111 son permanentes.

B. Dispositivos y Puertos El sistema de reactor de tanque agitado también puede incluir sensores y otros dispositivos. En una modalidad, la bolsa incluye un sensor de pH y un sensor de oxígeno disuelto, en donde los sensores se incorporan en la bolsa. Como tal, los sensores son desechables con la bolsa. En otra modalidad, los sensores son unibles a la bolsa y son unidades separadas. Tales sensores pueden ser opcionalmente reutilizables después de esterilización. En otra modalidad, el sistema incluye un giro de producto con flujo pasando un sensor de pH y sensor de oxígeno disuelto, en donde los sensores se incorporan en el alojamiento de reactor. El sistema es flexible y proporciona formas alternativas de suministrar equipo opcional de varios tipos (por ejemplo, sensores, sondas, dispositivos, bolsas pequeñas, puertos, etc.). El sistema también puede incluir una o más bolsas pequeñas internas que se sellan a la bolsa. En una modalidad preferida, la bolsa pequeña tiene al menos un extremo que puede estar abierto al exterior de la bolsa para insertar una sonda en el reactor (es decir, la bolsa) mientras permanece en el exterior de la bolsa. La sonda, por ejemplo, puede ser una sonda de temperatura, una sonda de pH, un sensor de gas disuelto, un sensor de oxígeno, un sensor de dióxido de carbono, un sensor de masa de célula, un sensor de nutriente, un osmómetro o cualquier otra sonda que permita la prueba o revisión del cultivo o producción. En otra modalidad preferida, el sistema incluye al menos un puerto en la bolsa que permite la conexión de un dispositivo al puerto. Tal dispositivo incluye, pero no se limita a, un tubo, un filtro, un conector, una sonda, y un muestreo. La incorporación de varios puertos en la bolsa permite que el gas fluya dentro y fuera de la bolsa así como flujo de líquido dentro y fuera de la bolsa. Tales puertos también permiten el muestreo o prueba de los medios o cultivo dentro de la bolsa. El entubado, filtros, conectores, sondas, muéstreos u otros dispositivos pueden conectarse a los puertos al utilizar cualquier tecnología de conexión de entubado deseable. Bolsas pequeñas y puertos que se sellan o fijan a la bolsa son desechables con la bolsa. La bolsa también puede incluir un tubo rociador (es decir, el componente de un reactor que rocía aire en el medio) sellado a la bolsa que puede disponerse fuera con la bolsa. Particularmente, los puertos pueden incorporarse en cualquier lugar en la bolsa flexible para acomodar lo siguiente: Gas de espacio de cabeza dentro Gas de espacio de cabeza fuera Gas de tubo rociador dentro Sonda de temperatura Sonda de pH Sonda de oxígeno disuelto Otras sondas deseadas Aparato de muestra Medios dentro Titulación dentro Inoculo dentro Alimentaciones de nutriente dentro Recolección fuera Cada puerto puede tener entubado flexible unido al puerto, al cual las bolsas de medios, dispositivos de muestra, filtros, líneas de gas, o bombas de recolección pueden unirse con conexiones estériles o asépticas. En una modalidad, los puestos se sellan en la bolsa flexible durante fabricación de bolsa, y se esterilizan con el ensamble de bolsa. Los dispositivos que pueden utilizarse para hacer conexiones asépticas al entubado flexible son los siguientes: Fundidor de tubo estéril WAVE Soldador de entubado estéril TERUMO Conector PALL KLEENPAK Conexión hecha bajo una tapa de flujo laminar, que utiliza técnicas asépticas Conexión de propiedad "CALOR A CALOR" de Hayward BAXTER que utiliza entubado de metal y un calentador de inducción. En otra modalidad, el entubado flexible que se une a un ensamble de válvula de acero inoxidable apropiado puede esterilizarse de forma separada (por ejemplo, a través de autoclave), y después utilizarse como una forma de conectar el bioreactor desechable a reactores tradicionales o tubo de procedimiento. El ensamble de válvula se utiliza para hacer una conexión de vapor en lugar (SIP) tradicional a un rector tradicional u otro procedimiento, y el entubado flexible se utiliza para hacer una conexión estéril o aséptica a un puerto en el reactor desechable. Haciendo referencia a los dibujos, la Figura 2 ilustra una conexión de sonda que puede emplearse con el sistema de reactor de tanque agitado de acuerdo con una modalidad de la invención instantánea. Como se muestra en la Figura 2, la sonda 201 puede conectarse a una manguito flexible 202 o bolsa que se extiende a una mitad de un conector PALL 203. El conector PALL 203 puede conectarse a la otra mitad del conector PALL 205 para proporcionar conexión estéril entre la sonda y el sistema de reactor de tanque agitado. Los conectores PALL 203, 205 incluyen cubiertas 204 y filtro 207 para mantener el sitio de conexión estéril. El entubado estéril 206 se extiende de la otra mitad del conector PALL 205 a un puerto de reactor 208 del vaso de reactor 209 del sistema de reactor de tanque agitado. Con el fin de unir la sonda, la conexión PALL se hace al remover las cubiertas 204, acoplar los conectores 203, 205, remover los filtros 207, y deslizar la parte movible del conector en posición. La punta de sensor de sonda 212 después se empuja en el reactor mientras el manguito o bolsa flexible agrupa o comprime 210. La punta de sensor de sonda 212 después se dirige en contacto directo con el interior del vaso de reactor 209. Una abrazadera 211 se coloca alrededor de la sonda y entubado para sellar los contenidos de reactor del ensamble de conexión PALL. De esa forma, cuando se hace una conexión estéril entre las dos mitades de los conectores PALL 203, 205, el manguito flexible 202 o bolsa se comprimen 210 y la sonda está en contacto con el cultivo o medios de producción. En una modalidad, las sondas pueden esterilizarse de forma separada (por ejemplo, a través de una autoclave) después unirse al reactor a través de una conexión estéril o aséptica. Por ejemplo, un ensamble de sonda puede hacerse al insertar una sonda 201 en la mitad de un conector PALL KLEENPAK 203 y sellar la sonda al conector utilizando un manguito flexible o bolsa 202 como se describió anteriormente y mostró en la Figura 2. Los manguitos se extienden del extremo externo de la sonda a la lengüeta del conector PALL. Este ensamble se esteriliza de forma separada. La otra mitad del conector PALL 205 se conecta a un puerto 208 en el reactor 209 a través de entubado flexible 206 que acomodará la sonda. Este ensamble se esteriliza como parte del reactor. El conector PALL se describe en detalle en la Patente de E.U.A. No. 6,655,655, el contenido que se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Las Figuras 3A y 3B ilustran vistas en sección transversal de un sistema de reactor 300 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de reactor 300 puede incluir un ensamble giratorio 301 acoplado con un contenedor 302. Opcionalmente, el sistema de reactor 300 puede incluir un impulsor 340. En algunas modalidades, el ensamble giratorio 301 está en cooperación sellada con una abertura o apertura en el contenedor 302. Similarmente, el ensamble giratorio 301 puede incluir una cubierta 360 que está acoplada con la abertura o apertura en el contenedor 302. Típicamente, el impulsor 340 está dispuesto dentro del interior del contenedor 302. El ensamble giratorio 301 puede soportarse o sostenerse por la ménsula 308. En algunas modalidades, el ensamble giratorio 301 puede incluir una maza 320 que se acopla con el impulsor 340, y maza 320 puede acoplarse con el impulsor 340 a través de un conector 390. Opcionalmente, la maza 320 puede acoplarse directamente con el impulsor 340. En algunas modalidades, la maza 320 es tubular en forma e incluye una superficie interior que une un pasaje 320a que se extiende longitudinalmente a través del mismo. En una modalidad una lengüeta anular 321 rodea radialmente y se proyecta hacia fuera de la superficie exterior de la maza 320. La lengüeta 321 puede utilizarse para crear una conexión sellada con el conector 390. El conector 390 puede ser tubular en forma, y puede incluir una superficie interior que une un pasaje 390a que se extiende longitudinalmente a través del mismo. En algunas modalidades, el conector 390 incluye un tubo flexible que tiene un primer extremo conectado en acoplamiento sellado con la maza 320 y un segundo extremo opuesto conectado en acoplamiento sellado con el impulsor 340. La maza 320, ya sea sola o en cooperación con el conector 390, puede proporcionar un canal sellado en el cual el eje de conducción 304 puede recibirse y acoplarse removíblemente con el impulsor 340. En consecuencia, el eje de conducción 304 puede utilizarse repetidamente sin esterilización debido a que no contacta directamente los contenidos del contenedor 302. Además, al utilizar un tubo flexible como conector 390, un contenedor flexible 302 tal como un ensamble de bolsa puede enrollarse fácilmente o doblarse para fácil transportación, almacenamiento, o procesamiento. Frecuentemente, el ensamble giratorio 301 incluirá un ensamble de soporte 370 dispuesto entre la maza 320 y la cubierta 360. El ensamble de soporte 370 puede incluir un cojinete liso, que puede fijarse en relación con la cubierta 360, y maza 320 puede rotar relativa al cojinete liso y cubierta 360. La maza 320 puede incluir una guía 324 para recibir un anillo de ajuste o anillo de retención, que puede ayudar a mantener la maza 320 en lugar, relativo al cojinete liso. El ensamble giratorio 301 también puede incluir una disposición de sellado 380, que puede disponerse entre la maza 320 y cubierta 360. La disposición de sellado 380 puede incluir, por ejemplo, una placa de uso 382 y uno o más sellos 384, que pueden ser, por ejemplo, sellos dinámicos. La placa de uso 382 puede disponerse circunferencialmente a, acoplarse con, maza 322. El sello(s) 384 puede disponerse entre la placa de uso 382 y cubierta 360. El ensamble giratorio 301 puede incluir uno o más sellos 392 dispuestos entre a placa de uso 382 y maza 322, en donde los sellos 392 pueden ser, por ejemplo, sellos estáticos. En algunas modalidades, el sello(s) 384 incluye uno o más anillos V y sello(s) 392 incluye uno o más anillos con forma de O. En las modalidades mostradas en la Figura 3A, el sello(s) 384 incluye dos anillos V, y sello(s) 392 incluye un anillo con forma de O. Un reborde anular 322 también puede proyectarse radialmente hacia fuera de la superficie exterior de la maza 320 y disponerse contra el sello 392. En el uso, la maza 320 está configurada para recibir o alojar un eje de conducción 304 que se acopla selectivamente con un motor (no mostrado). En algunas modalidades, la maza 320 puede configurarse para acoplarse con una o más orejas 306 localizadas en un extremo superior del eje de conducción 304 a través de una o más muescas de maza 322 formadas en la maza 322. El impulsor 340 puede incluir una lengüeta paralela 342 configurada para acoplarse con un extremo inferior del eje de conducción 304. El eje de conducción 304 puede colocarse en la maza 322, y acoplarse con la maza 322 e impulsor 340. Por ejemplo, el eje de conducción .304 puede extenderse a través del pasaje 320a. Similarmente, el eje de conducción 304 puede extenderse a través del pasaje 390a. El eje de conducción 304 puede rotarse por un motor, con ello rota la maza 320, conector 390, e impulsor 340. A su vez, el impulsor 340 agita los contenidos del contenedor 302. Mientras la maza se rota por el eje de conducción 304, el sello(s) 392 proporciona un sello entre la placa de uso 382 y la maza 320 mientras ambos giran en armonía, relativo a la cubierta 360. Mientras la cubierta 360 permanece estacionaria, el sello(s) 384 proporciona un sello entre la placa de uso 382 y la cubierta 360, en donde la placa de uso 382 gira relativa a la cubierta 360. En algunas modalidades, el sello(s) 384 proporciona un sello hermético entre la placa de uso 382 y la cubierta 360. Como se muestra aquí, el sello(s) 384 puede estar en disposición co-planar uno con otro. En algunas modalidades, la maza 320 puede acoplarse removiblemente con el eje de conducción 304 para que la rotación anular del eje de conducción 304 facilite la rotación anular de la maza 320. Aunque la modalidad ilustrada en la Figura 3A muestra orejas de eje de conducción 306 acopladas con muescas de maza 322, la presente invención contempla cualquiera de una variedad de medios de acoplamiento para realizar esta función. Incluso en otras modalidades alternativas, las abrazaderas, broches, collares, dientes de malla, u otros sujetadores pueden utilizarse para asegurar removiblemente el eje de conducción 304 a la maza 320 cuando el eje de conducción 304 se acopla con la maza 320. Similarmente, la presente invención contempla cualquiera de una variedad de medios de acoplamiento para acoplar removiblemente el eje de conducción 304 al impulsor 340, que incluye los medios de acoplamiento descritos anteriormente, para que la rotación del eje de conducción 304 facilite la rotación del impulsor 340. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el sistema de reactor 300 puede fabricarse al contenedor de acoplamiento 302 con ensamble giratorio 301, para que el contenedor 302 y ensamble giratorio 301 estén en cooperación sellada uno con otro. Por ejemplo, el ensamble giratorio 301 puede acoplarse con la abertura del contenedor 302. El. ensamble giratorio 301 puede fabricarse para incluir maza 320, y maza 320 pueda acoplarse con el impulsor 340 para que el impulsor 340 esté dispuesto dentro del contenedor 302. Además, el sistema de reactor puede esterilizarse, por ejemplo por radiación gama. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el sistema de reactor 300 puede prepararse para utilizarse al acoplar el acoplamiento 360 de ensamble giratorio 301 para ménsula de marco 308, y colocar el contenedor 302 al menos parcialmente dentro de un marco o alojamiento de contenedor (no mostrado). El eje de conducción 304 puede insertarse en la maza 320, y un extremo distal del eje de conducción 304 puede acoplares con el impulsor 340. Además, los componentes de reacción tal como células y medios de cultivo pueden introducirse en el contenedor 302 a través de un puerto 310. El contenedor 302 puede incluir cualquiera de una variedad de materiales. En algunas modalidades, el contenedor 302 incluye una bolsa flexible de material permeable al agua tal como un polietileno de baja densidad u otras hojas poliméricas que tienen un grosor en un rango entre aproximadamente 0.1 mm a aproximadamente 5 mm, o entre aproximadamente 0.2 mm a aproximadamente 2 mm. También se pueden utilizar otros grosores. El material puede estar compuesto de un material de pliegue individual o puede comprender dos o más capas que se sellan juntas o se separan para formar un contenedor de pared doble. En donde las capas se sellan juntas, el material puede comprender un material laminado o empujado. El material laminado puede incluir dos o más capas formadas de forma separada que subsecuentemente se aseguran juntas por un adhesivo. El material empujado puede incluir una hoja integral individual que tiene dos o mas capas de diferente material cada una separada por una capa de contacto. Todas las capas pueden co-empujarse simultáneamente. Un ejemplo de un material empujado que puede utilizarse en la presente ¡nvención es la película HyQ CX3-9 disponibles de HyClone Laboratorios, Inc. fuera de Logan, UTA. La película HyQ CX3-9 es una película de película de difusión de 9 milipulgadas de tres capas producida en una instalación de cGMP. La capa externa es un elastómero de poliéster coempujado con una capa de contacto de producto de polietileno de ultra-baja densidad. Otro ejemplo de un material empujado que puede utilizarse en la presente invención es la película de difusión HyQ CX5-14 también disponible de HyClone Laboratorios, Inc. La película de difusión HyQ CX5-14 comprende una capa externa de elastómero de poliéster, una capa de contacto de polietileno de ultra-baja densidad, y una capa de barrera EVOH dispuesta entre ellas. En otro ejemplo, se puede producir una película de bandas múltiples producida de tres bandas independientes de película soplada. En otro ejemplo, se puede utilizar una película de bandas múltiples producida de tres bandas independientes o película soplada. Las dos bandas internas cada una es una película de polietileno de monocapa de 101.6 mieras (que se denomina por HyClone como la película HyQ BM1) mientras la banda de barrera externa es una película de coempuje de g capas de grosor de 139.7 mieras (que se denomina por HyClone como la película HyQ BX6). La Figura 4A ilustra una vista de en sección transversal de un ensamble giratorio 401 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 4B ilustra una vista en sección transversal del ensamble giratorio 401 ilustrado en la Figura 4A acoplado con un conector 490 y un impulsor 440. El ensamble giratorio 401 puede incluir un ensamble de soporte 470 dispuesto entre una maza 420 y una cubierta 460. Como se muestra aquí, el ensamble de soporte 470 incluye dos soportes de anillo-guía, que están en relación fija con la cubierta 460. La maza 420 puede girar relativas a los soportes de anillo-guía. La maza 420 puede incluir guías 424, 424a para recibir un anillo de ajuste o anillo de retención, que puede ayudar a mantener la maza 420 en su lugar, relativa a los soportes de anillo-guía. El ensamble giratorio 401 también puede incluir una disposición de sellado 480, que puede disponerse entre la maza 420 y cubierta 460. La disposición de sellado 480 puede incluir, por ejemplo, una placa de uso 482, uno o más sellos 484, y un disco de rotación 450. El disco de rotación 450 puede disponerse circunferencialmente a, y acoplarse con, la maza 420. Los sello(s) 484 puede disponerse entre el disco de rotación 450 y placa de uso 482. La placa de uso 482 puede acoplarse con la cubierta 460 a través de tornillos o pernos insertados a través de las columnas de cubierta 428. El ensamble giratorio 401 también puede incluir uno o más sellos 492 dispuestos entre el disco de rotación 450 y la maza 422. En algunas modalidades, el sello(s) 484 incluye uno o más anillos V y sello(s) 492 incluyen uno o más anillos O. En la modalidad mostrada en las Figuras 4A y 4B, el sello(s) incluye tres anillos V, y sello(s) 492 incluye un anillo O. El ensamble giratorio 401 también puede incluir uno o más sellos 426 para proporcionar un sello entre la maza 420 y la parte superior de la cubierta 460, y uno o más sellos 462 para proporcionar un sello entre la cubierta 460 y placa de uso 482. Como se muestra aquí, el sello(s) 426 incluye un anillo V y sello(s) 462 incluyen una anillo O. En el uso, la maza 420 está configurada para recibir o alojar un eje de conducción (no mostrado). En algunas modalidades, la maza 420 puede configurarse para acoplarse con una oreja o eje de conducción a través de la muesca de maza 422. Mientras la maza 420 se gira por el eje de conducción, el sello(s) 492 proporciona un sello entre el disco de rotación 450 y la maza 420 mientras ambos giran en armonía, relativo a la cubierta 460. Mientras la cubierta 460 permanece estacionaria, el sello(s) 484 proporciona un sello entre el disco de rotación 450 y placa de uso 482, en donde el disco de rotación 450 gira relativo a la placa de uso 482 y cubierta 460. En algunas modalidades, el sello(s) 484 proporciona un sello hermético entre el disco de rotación 450 y placa de uso 482. Como se muestra aquí, el sello(s) 484 puede estar en disposición co-plana uno con otro. La Figura 5 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio 501 de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El ensamble giratorio 501 puede incluir un ensamble de soporte 570 dispuesto entre una maza 520 y una cubierta interna 560. Como se muestra aquí, el ensamble de soporte 570 incluye dos soportes de anillo-guía, que están en relación fija con la cubierta interna 560. La maza 520 puede girar relativo a los soportes de anillo-guía. La maza 520 puede incluir guías 524, 524a para recibir anillos de ajuste o anillos de retención, que pueden ayudar a mantener la maza 520 en lugar, relativo al soporte de anillo-guía. El ensamble giratorio 501 también puede incluir una disposición de sellado 580. La disposición de sellado 580 puede incluir, por ejemplo, una placa inferior 583 y uno o más sellos 584. El sello(s) 584 puede disponerse entre la maza 520 y la cubierta interna 560. Una placa superior 587 puede acoplarse con la cubierta interna 560 a través de tornillos o pernos insertados a través de las columnas de cubierta 528. El ensamble giratorio 501 también puede incluir uno o más sellos 591 dispuestos entre la placa superior 587 y una cubierta externa 561. En algunas modalidades, el sello(s) 584 incluye uno o más anillos V y sello(s) 591 incluyen uno o más anillos O. En la modalidad mostrada en la Figura 5, el sello(s) 584 incluye tres anillos V, y sello(s) 591 incluyen un anillo O. El ensamble giratorio 501 también puede incluir uno o más sellos 526 para proporcionar un sello entre la maza 520 y la placa superior 587. Como se muestra aquí, el sello(s) 526 incluye un anillo V. En uso, la maza 520 está configurada para recibir o alojar, y acoplarse con, un eje de conducción (no mostrado). Mientras la maza se rota por el eje de conducción, el sello(s) 584 proporciona un sello entre la maza 520 y cubierta interna 560 mientras la maza 520 rota relativa a la cubierta interna 560. En algunas modalidades, el sello(s) 584 proporciona un sello hermético entre la maza 520 y cubierta interna 560. Como se muestra aquí, el sello(s) 584 puede estar en disposición co-planar una con otra. La Figura 6 ilustra una vista en sección transversal parcial de un ensamble giratorio 601 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble giratorio 601 puede incluir un ensamble de soporte 670 dispuesto entre una maza 620 y una cubierta interna 660. Como se muestra aquí, un soporte de anillo-guía inferior del ensamble de soporte 670 está en relación fija con la cubierta interna 660. La maza 620 puede rotar con relación al soporte de anillo-guía. La maza 620 puede incluir una guía 624a para recibir anillos de ajuste o anillos de retención, que pueden ayudar a mantener la maza 620 en lugar, relativos al soporte de anillo-guía. El ensamble giratorio 601 también puede incluir una disposición de sellado 680. La disposición de sellado 680 puede incluir, por ejemplo, uno o más sellos 684. El sello(s) 684 puede disponerse entre la maza 620 y cubierta interna 660. En algunas modalidades, el sello(s) 684 incluye uno o más anillos V. En la modalidad mostrada en la Figura 6, el sello(s) 684 incluye tres anillos V. En uso, la maza 620 está configurada para recibir o alojar, y acoplarse con, un eje de conducción (no mostrado). Mientras la maza 620 se rota por el eje de conducción, el sello(s) 684 proporciona un sello entre la maza 620 y cubierta interna 660, mientras la maza 620 rota relativa a la cubierta interna 660. En algunas modalidades, el sello(s) 684 proporciona un sello hermético entre la maza 620 y cubierta interna 600. Como se muestra aquí, el sello(s) 684 puede estar el una disposición plana unida uno con otro. La Figura 7 ilustra una vista en perspectiva de un ensamble giratorio 701 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble giratorio 701 puede incluir una maza 720 que tiene una o más muescas de maza 722. En uso, la maza 720 está configurada para recibir o alojar, y acoplarse con, un eje de conducción 704. La muesca(s) de maza 722 se configura para acoplarse con una o más orejas de eje de conducción 706. Una placa superior 787 puede acoplarse con la cubierta 760 a través de tornillos o pernos insertados a través de las aperturas de placa superior 787a. Mientras la maza 720 se rota por el eje de conducción 704, la maza 720 rota relativa a la placa superior 787 y cubierta 760. El ensamble giratorio 701 también puede incluir uno o más sellos 726 para proporcionar un sello entre la maza 720 y la placa superior 787. Como se muestra aquí, el sello(s) 726 incluye un anillo V. La Figura 8 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio 801 de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El ensamble giratorio 801 puede incluir una maza 820 que tiene una o más muescas de maza 822. Como se muestra aquí, un ensamble de soporte 870 está en relación fija con un alojamiento 823. En uso, la maza 820 se configura para recibir o alojar, y acoplarse con, un eje de conducción 804. La muesca(s) de maza 822 se configura para acoplarse con una o más orejas de eje de conducción 806, que pueden estar en extremos opuestos de una lengüeta paralela de eje de conducción 806a. Mientras la maza 820 se rota por el eje de conducción 804, la maza 820 rota relativa al alojamiento 823, ensamble de soporte 870, y cubierta 860. El ensamble giratorio 801 puede incluir también una disposición de sellado 880, que puede estar dispuesta entre la maza 820 y de alojamiento 823. La disposición de sellado 880 puede incluir, por ejemplo, uno o más sellos externos 884 y uno o más sellos internos 886. El sello(s) 884 puede disponerse entre una superficie externa o taza de maza 820a y alojamiento 823, y el sello(s) 886 puede disponerse entre una superficie interna de la taza de maza 823 y alojamiento 823. El alojamiento 823 puede fijarse con la cubierta 860. En algunas modalidades, el sello(s) 884 incluye uno o más anillos V y sello(s) 886 incluyen uno o más sellos de aceite. En la modalidad mostrada en la Figura 8, el sello(s) 884 incluye un anillo V, y sello(s) 886 incluye un sello de aceite. La maza 820 puede acoplarse con un tubo flexible 890. La Figura 9 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble giratorio 901 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble giratorio 901 puede incluir una maza 920 configurada para acoplarse libremente con un eje de conducción 904. Como se muestra aquí, dos soportes de un ensamble de soporte 970 están en relación fija con un alojamiento 923. En uso, la maza 920 se configura para recibir o alojar, y acoplarse con, un eje de conducción 904. Mientras la maza 920 se rota por el eje de conducción 904, la maza 920 rota relativa al alojamiento 923, el ensamble de soporte 970, y cubierta 960. El ensamble giratorio 901 también puede incluir una disposición de sellado 980, que puede estar dispuesta entre ia maza 920 y alojamiento interno 923a. La disposición de sellado 980 puede incluir, por ejemplo, uno o más sellos externos 984 y uno o más sellos internos 986. El sello(s) 984 puede disponerse entre la maza 920 y sello(s) 986, y sello(s) 986 pueden ser sello(s) dispuesto 984 y alojamiento interno 923a. El alojamiento 923 puede fijarse con la cubierta 960, y en relación sellada con la cubierta 960 a través de uno o más sello(s) 962. En algunas modalidades, el sello(s) 984 incluye uno o más anillos V, sello(s) 986 ¡ncluyen uno o más sellos de aceite, y sello(s) 962 incluyen uno o más anillos O. En la modalidad mostrada en la Figura 9, el sello(s) 984 incluye dos anillos V, sello(s) 986 incluye dos sellos de aceite, y sello(s) 962 incluye dos anillos con forma de O. La maza 920 puede acoplarse con un tubo flexible 990. La Figura 10 ilustra una vista en sección transversal de un impulsor 1040 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El impulsor 1040 puede acoplarse con el conector 1090, que puede acoplarse con la maza (no mostrada). El impulsor 1040 puede incluir una lengüeta de impulsor 1042 que puede acoplarse con una lengüeta paralela 1005 del eje de conducción 1004. La Figura 11 ilustra una vista en sección transversal parcial de un impulsor 1140 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El impulsor 1104 puede incluir un ajuste de borde de impulsor 1141 que puede acoplarse con una maza de ensamble giratorio (no mostrado) a través de un conector 1190. El eje de conducción 1104 puede unirse a un impulsor 1140 al colocar el eje de conducción 1104 en la apertura de impulsor 1142. Cuando el eje de conducción 1104 se inserta en la apertura de impulsor 1142, la tapa de extremo 1107 puede alcanzar un extremo distal de la base de impulsor 1143. Como se muestra aquí, el eje de conducción 1104 es hueco y se adapta para recibir un núcleo 1108. El eje de conducción 1104 se acopla con una tapa de extremo 1107. El núcleo 1108 incluye una hendidura de bola 1102 que se asocia operativamente con una bola 1103. En una primera configuración de bola 1103a, la bola 1103 se dispone en la hendidura de bola 1102. Mientras el núcleo 1108 avanza a lo largo del interior del eje de conducción hueco 1104 hacia el extremo distal de la apertura de impulsor 1142, el resorte 1109 se comprime, y la pelota 1103 se mueve en la abertura 1104a en la abertura de eje de conducción 1104a y abertura de base de impulsor 1143a, de esa forma adopta una segunda configuración de bola 1103b. El extremo distal de núcleo 1108 puede causar que la tapa de extremo 1107 se separe del eje de conducción 1104. En algunas modalidades, el núcleo 1108 está en acoplamiento sujetado con la tapa de extremo 1107, que puede prevenir que el resorte 1109 empuje el núcleo 1108 de regreso fuera del eje de conducción hueco 1104. La Figura 12 ilustra una vista en perspectiva del núcleo de eje de conducción 1208 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El núcleo de eje de conducción 1208 incluye una hendidura de bola 1202, tapa de extremo 1207, resorte 1209, y bola 1203. Como se muestra aquí, la bola 1203 puede adoptar una primera configuración de tapa de extremo 1203a y una segunda configuración de bola 1203b. La Figura 13 ilustra una vista de sección cruce de un impulsor 1340 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El impulsor 1340 puede incluir una lengüeta cuadrada 1342 para acoplarse con una lengüeta cuadrada 1305 del eje de conducción 1304. El impulsor 1340 puede acoplarse con la maza (no mostrada)) a través de un conector 1390. Para búsqueda de claridad, las paletas de impulsor no se muestran en esta Figura.

La Figura 14A ilustra una vista en perspectiva de un impulsor 1440a de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El impulsor 1440a puede incluir una o más paletas de impulsor 1445a acopladas con un cuerpo de impulsor 1446a. En algunas modalidades, las paletas de impulsor 1445a pueden maquinarse de forma separada del cuerpo de impulsor 1446a. Las paletas de impulsor 1445a pueden construirse de una variedad de materiales, que incluyen Delrin, HDPE, y similares. El superior de impulsor 1446a puede construirse de una variedad de materiales, que ¡ncluyen HDPE y similares. La Figura 14B ilustra una vista en perspectiva de un impulsor 1440b de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El impulsor 1440b puede incluir una o más paletas de impulsor 1445b y un cuerpo de impulsor 1446b. En algunas modalidades, el impulsor 1440b puede moldearse como una pieza individual. El impulsor 1440b puede construirse de una variedad de materiales, que incluyen polietileno de baja densidad medio, polietiieno de baja densidad, elastómeros de poliolefina Dow Engage®, y similares. La Figura 15 ilustra una vista en sección transversal de un cuerpo de tubo rociador 1500 de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El cuerpo de tubo rociador 1500 puede incluir una hoja de material permeable. En algunas modalidades, el cuerpo de tubo rociador 1500 incluye una fibra de polietileno de alta densidad. Por ejemplo, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede incluir material Tyvek®. El cuerpo de tubo rociador 1500 puede estar en comunicación fluida con un puerto de un contenedor (no mostrado) a través de un conducto de tubo rociador 1510. Como se muestra en la Figura 15, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede estar en la forma de una dona o anillo. En relación, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede incluir una base 1502 que se adapta para anclarse a una superficie interior de un contenedor (no mostrado). La base puede o no incluir material permeable a gas. En otras modalidades, una o más hojas de material permeable al gas pueden sellarse directamente con el interior del contenedor, con lo cual el interior del cuerpo de tubo de rociador 1500 incluye un material permeable al gas en un lado (por ejemplo, lado superior del cuerpo), y una porción correspondiente del contenedor en el otro lado (por ejemplo, lado inferior del cuerpo). En algunas modalidades, la permeabilidad del cuerpo de tubo rociador es tal que el fluido se previene de fluir en el tubo rociador cuando no está en uso. Similarmente, el tubo rociador puede construirse para permitir que sólo pase gas a través del material permeable cuando está sujeto a presión de gas suficientemente alta. Frecuentemente, el cuerpo de tubo rociador incluirá un material suave, flexible. En algunas modalidades, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede soldarse directamente en el contenedor para asegurar la colocación y alineación apropiada. Cuando se acopia con un contenedor flexible, tal como con una bolsa flexible, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede doblarse efectivamente con la bolsa para almacenamiento y transporte, esterilizado simultáneamente con la bolsa, y dispuesto para eliminar la limpieza subsecuente. El cuerpo de tubo rociador 1500 puede proporcionar por minutos burbujas de gas que pueden aumentar la difusión de gas en el fluido. Se aprecia que otros tipos de cuerpos rociadores pueden utilizarse con el presente sistema. Una variedad de materiales o ensambles puede utilizarse para proporcionar transferencia de gas en cámaras de crecimiento. Esto incluye, por ejemplo, materiales porosos en la forma de entubado hecho de Teflón®(PTFE), polisulfona, polipropileno, silicón, Kynar® (PVDF), y similares. En algunas modalidades, utilizadas para proporcionar transferencia de gas en cámaras de crecimiento. Como se notó anteriormente, el cuerpo de tubo rociador 1500 puede incluir material Tyvek®, que puede utilizarse en un bioreactor para el uso de difusión de gas activa. Similarmente, este material puede utilizarse en una cámara de crecimiento que utiliza transferencia de gas pasiva. La permeabilidad de película Tyvek® puede medirse utilizando la propiedad cuantitativa de Porosidad Gurley Hill. En algunas modalidades, tales materiales varían en valores entre aproximadamente 6 a aproximadamente 30 (seg/100cc IN2). La permeabilidad medida de acuerdo con los métodos de Permeabilidad de Aire de Bendtsen frecuentemente están en un rango entre aproximadamente 400 a aproximadamente 2000 (ml/min). En algunas modalidades, un material permeable tendrá permeabilidad superior mientras mantiene hidrofobicidad, resistencia, capacidad de soldadura, biocompatibilidad, y estabilidad gama. Frecuentemente, se desea tener un material flexible que soldé fácilmente materiales comunes utilizados en la película o configuraciones de puerto, frecuentemente encontrados en la fabricación de contenedores de bioprocesamiento (BPCs). Por ejemplo, el origen flexible de una película suave o de papel similares puede permitir que se doble durante fabricación, empaque, carga, y uso del bioreactor, Puede ser deseoso permitir que el área de superficie y forma del material de tubo rociador se modifiquen o cambien fácilmente de acuerdo con patrón de soldadura o corte. Opcionalmente, en vez de proporcionar un cuerpo de tubo rociador para sumergirse en los contenidos de un contenedor, una cubierta permeable podría utilizarse para encapsular los contenidos líquidos del bioreactor, de esa forma proporciona un área amplia para difusión. Soldar el cuerpo de tubo rociador en un puerto o superficie de contenedor puede proporcionar un nivel superior de área de superficie mientras proporciona un cuerpo rociador de perfil inferior. En algunas modalidades, esto puede reducir la turbulencia cerca del impulsor y/o reducir la posibilidad de células que se acumulan en grietas, costuras, o cervices. Frecuentemente, las configuraciones convencionales confían en el uso de anillos de tubo rociador que tienen pequeñas perforaciones de orificio pequeño que se colocan bajo el impulsor. Los tubos rociadores también pueden incluir el uso de tamaños de poro extremadamente pequeños. Tales materiales porosos se observan comúnmente cono metal aglutinado o materiales de cerámica. Utilizar un material desechable de uso individual tal como Tyvek® puede ser útil al evitar o reducir emisiones de contaminación y limpieza que pueden estar asociadas con algunos tubos rociadores convencionales, que algunas veces involucran numerosos orificios de limpieza, poros, y cervices de tales unidades. Por ejemplo, pequeñas áreas vacías en algunos tubos rociadores pueden presentar áreas de desperdicio de célula para alojar y acumular la guía a ocurrencia aumentada de contaminación. En algunos casos, esto puede llevarse a cabo en funcionamientos de célula subsecuentes. Un propósito de una unidad de tubo rociador en un cultivo de célula es para ayudar en la transferencia de oxígeno (kLa), que frecuentemente es necesario para la respiración de las células en crecimiento. Una ventaja de un acercamiento de tubo rociador utilizado en un bioreactor de uso individual es que la estructura de poro tortuosa de una membrana permeable a gas tal como Tyvek® puede permitir un efecto benéfico en transferencia de masa de oxígeno para tener pequeñas burbujas introducidas en el bioreactor mientras benefician la transferencia de masa. La transferencia de masa a través de una membrana permeable puede ocurrir independiente de transferencia de masa que resulta de una burbuja de gas. En repetición, un tiempo de retención de gas largo dentro de la columna fluida y una superficie superior a las relaciones de volumen son efectos frecuentes. Generalmente se acepta que el tamaño de burbuja puede dominarse por efectos de tensión de superficie, inherentemente relacionado con la relación de componente de sales, proteínas, azúcares, y micro y macro componentes de los medios de nutriente. Experimentalmente, los valores kLa calculador, observación visual, y datos de funcionamientos de bioreactor frecuentemente indican el tamaño de burbuja y tal vez transferencia de masa mejorada y calidades de los presentes acercamientos de tubo rociados. La composición y propiedades reológicas del líquido, intensidad de mezcla, velocidad de cambio del fluido, tamaño de burbuja, presencia de agrupación de célula, y características de absorción ínterfacial todas influencian la transferencia de masa de gas tal como oxígeno a las células. Muchas fuerzas de conducción de transferencia de masa incluyen áreas de superficie y gradiente de concentración. En muchos casos, una fuente principal de resistencia de transferencia de masa de oxígeno en un bioreactor de tanque agitado puede ser la película líquida que rodea la burbuja de gas. Un material de tubo rociador tal como Tyvek® puede proporcionar la transferencia de gas a través de la membrana. En repetición, al incorporar Tyvek® y membranas permeables de gas similares, el área de superficie puede aumentar fácilmente. En algunas modalidades, el gradiente de oxígeno entre la membrana y la interfase líquida pueden mantenerse a un nivel alto a través de llenado constante directamente a través de una entrada de tubo separador. Además, una intensidad de mezcla rápida también puede beneficiar la transferencia de masa mientras el impulsor bombea medios directamente hacia abajo en una superficie de tubo rociados. El uso de una membrana puede seguir la transferencia de masa de oxígeno a través de la superficie de película en bulto, que puede ser además de la formación de burbujas que se elevan dentro de la columna de fluido. En muchos casos, las pequeñas burbujas pueden llevar a espumeado mayor en la parte superior de un bioreactor, que pueden tener efectos negativos en viabilidad de célula y kLa de acuerdo con la ley de Henry y la solubilidad de gases relacionada a presiones parciales. Esta capa de límite frecuentemente resulta en una capacidad reducida para controlar niveles de oxígeno reducidos dentro del líquido de bulto. Típicamente, es deseable evitar o mitigar la presencia de espuma, como cantidades excesivas pueden resultar en bloqueo de filtro de escape y falla de funcionamiento. Los acercamientos de tubo rociador nuevos aquí descritos pueden proporcionar las propiedades de transferencia de masa deseadas, frecuentemente con niveles reducidos de espuma generados cuando se comparan con sistemas convencionales. Esto puede deberse a una mayor eficacia y menos gas que se introduce a través del tubo rociador para mantener una solubilidad de oxígeno objetivo. Tyvek® es similar en algunos aspectos al material Gore-Tex® en que tiene cualidades hidrofóbicas pero aún permitirán que pase vapor de agua. Para grados médicos de Tyvek® un gran tamaño de poro relativo puede ser aproximadamente 20 (micrómetros) y la energía de superficie puede ser aproximadamente 25 a 32 (dinas/cm). Como se mencionó también aquí, puede ser benéfico utilizar un valor de revisión en una corriente de entrada de gas cerca de un tubo rociador para reducir transferencia indeseable de vapor de agua a través de la membrana cuando el tubo rociador se sumerge mientras no se usa. Las velocidades de transmisión de humedad reales pueden variar ampliamente con los medios utilizados y la aplicación particular. Las Velocidades de Transmisión de Vapor de Humedad (MTVR) frecuentemente varían de aproximadamente 1500 a aproximadamente 1640 (g/m2/24hrs). La presente invención también contempla el uso de estos acercamientos de tubo rociador en la forma, de un equipo de retroajuste reemplazable, que pueden adaptarse para utilizarse con bioreactores convencionales. Tales equipos pueden mejorar kLa y reemplazar una pieza de hardware comúnmente utilizado , en bioreactores esterilizados de vapor que pueden dificultar esterilización y limpieza. Se aprecia que cualquiera de una variedad de membranas permeables puede utilizarse como un material de tubo rociador. En algunas modalidades, tales membranas pueden estar compuestas de fibras de polietileno de alta densidad que se calientan sellados en una banda que tiene un grosor en un rango entre aproximadamente 50 mieras a aproximadamente 250 mieras. Las fibras típicamente tienen un diámetro en un rango entre aproximadamente 2 mieras a aproximadamente 8 mieras y se puede producir por un procedimiento de giro de intermitente u otros métodos. En otras modalidades, el material de tubo rociador puede ¡ncluir una hoja de película perforada, tal como una hoja de película de PE de baja densidad con pequeños orificios perforados. Esto puede estar en la forma de un entubado de plástico, plástico moldeado, película con forma, o película plana. Los pequeños orificios perforados pueden ser, por ejemplo, perforados, moldeados, o grabados en la película. Como se describió anteriormente, tales materiales de tubo rociador pueden incluir una combinación de una membrana permeable y una película perforada. La Figura 16 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador 1600 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble de tubo rociador 1600 puede incluir una hoja de material permeable 1605 y un conducto de tubo rociador 1610. Como se muestra aquí, la hoja de material permeable 1605 es anular en forma. El ensamble de tubo rociador 1600 puede estar en comunicación fluida con un puerto de un contenedor (no mostrada) a través del conducto de tubo rociador 1610. Un anillo interno 1603 y una anillo externo 1604 de hoja 1605 puede anclarse a la superficie interior de un contenedor 1602, para que la hoja de material permeable 1605, mientras de acopla con el contenedor 1602, defina un espacio con forma de dona. La Figura 17 ¡lustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador 1700 de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El ensamble de tubo rociador 1700 puede ¡ncluir cualquier número de hojas de material permeable 1705, un tubo de tubo rociador 1730, y un conducto de tubo rociador 1710. El ensamble de tubo rociador 1700 puede estar en comunicación fluida con un puerto 1720 de un contenedor 1702 a través de un conducto de tubo rociador 1710. Como se muestra aquí, el ensamble de tubo rociador 1700 puede incluir un cuerpo de tubo rociador 1706 que se construye de dos hojas de material permeable 1705 que se acoplan juntos a lo largo de sus anillos externos 1704. Se aprecia que el cuerpo de tubo rociador 1706 puede configurarse en cualquiera de una variedad de formas, que ¡ncluyen esferas, cilindros, cajas, pirámides, formas irregulares, y similares, y puede incluir cualquier combinación de materiales permeables y no permeables o superficies. La Figura 18 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador 1800 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble de tubo rociador 1800 puede incluir una hoja de material permeable 1805 y un conducto de tubo rociador 1810. El ensamble de tubo rociador 1800 puede estar en comunicación fluida con un puerto 1820 de un contenedor 1802 a través del conducto de tubo rociador 1810. Como se muestra aquí, la hoja de material permeable 1805 es circular en forma. Un anillo externo 1804 de la hoja 1805 cada uno puede anclarse a la superficie interior de un contenedor 1802, para que a hoja del material permeable 1805, mientras se acopla con el contenedor 1802, defina un espacio con forma de domo. Las configuraciones de ensamble de tubo rociador tal como las descritas aquí pueden permitir que el área de superficie y requerimientos de velocidad de flujo de gas correspondientes de, por ejemplo, el material permeable 1805 se ajuste al utilizar diferentes formas de tamaño tal como el domo mostrado aquí. Algunas modalidades de la presente invención pueden incluir una línea de válvula de revisión acoplada con un entubado que se une al conducto de tubo rociador 1810, que puede prevenir el flujo de regreso de fluido. La Figura 19 ilustra una vista en sección transversal de un ensamble de tubo rociador 1900 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble de tubo rociador 1900 puede incluir una hoja de material permeable 1905 y un conducto de tubo rociador 1910. El ensamble de tubo rociador 1900 puede estar en comunicación fluida con un puerto de un contenedor (no mostrado) a través de un conducto de tubo rociador 1910. Como se muestra aquí, la hoja de material permeable 1905 es circular en forma. Un anillo externo 1904 de la hoja 1905 puede acoplarse con el conducto de tubo rociador 1910, para que la hoja de material permeable 1905, mientras se acopla con el conducto de tubo rociador 1910, define un espacio con forma de domo. La Figura 20 ilustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor 2000 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de reactor 2000 puede incluir un motor de conducción 2095 acoplado con un eje de conducción 2004. El sistema de reactor 2000 también puede incluir un soporte de marco 2097 acoplado con motor de conducción 2095. En uso, el eje de conducción 2004 puede acoplarse con un ensamble giratorio 2001 para mezclar o agitar los contenidos de un contenedor (no mostrado) que se acopla con el ensamble giratorio 2001. En algunas modalidades, el ensamble giratorio 2001 se acopla con el soporte de marco 2097 a través de una ménsula (no mostrada). La Figura 21 ilustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor 2100 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de rector 2100 puede ¡ncluir un motor de conducción (no mostrado) acoplado con un eje de conducción 2104. El sistema de reactor 2100 también puede incluir un soporte de marco 2197 acoplado con el motor de conducción. El eje de conducción 2004 puede incluir o estar en asociación operativa con una oreja de eje de conducción 2006 que está configurada para acoplarse con una muesca de una maza de ensamble giratorio (no mostrado). La oreja de eje de conducción 2006 frecuentemente se utiliza para transmitir par de torsión del motor de conducción a la maza de ensamble giratorio. La Figura 22 ilustra una vista en perspectiva parcial de un sistema de reactor 2200 de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El sistema de reactor 2200 puede incluir un motor de conducción 2295 acoplado con un eje de conducción 2204. En uso, el eje de conducción 2204 puede acoplarse con un ensamble giratorio 2201 para mezclar o agitar los contenidos de un contenedor (no mostrado) que se acopla con ensamble giratorio 2201. Una abrazadera 2205 también puede acoplarse con ensamble giratorio 2201. En esta modalidad, el motor de conducción 2295 incluye un motor de engrane de ángulo derecho, que puede permitir que un operador pase el eje de conducción 2204 a través del motor de conducción 2295, sin mover el motor de conducción 2295. Las modalidades que incluyen motores de engrane de ángulo derecho, motores de engrane de eje paralelo, y motores de eje hueco pueden proporcionar alineación mejorada y liberación de conexión entre el motor de conducción 2295 y ensamble giratorio 2201. La Figura 23 ilustra una vista en sección transversal de un sistema de reactor 2300 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de reactor 2300 puede incluir un motor de conducción 2395 acoplado con un eje de conducción 2304. El eje de conducción 2304 puede incluir o estar acoplado con un elemento cubierto 2304a que se configura para asociarse con un elemento de recepción correspondiente 2395a de motor 2395. El elemento cubierto 2304a puede proporcionar alineación mejorada entre el eje de conducción 2304 y motor de conducción 2395. La Figura 24 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de reactor 2400 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de reactor 2400 puede incluir un alojamiento de contenedor 2411 acoplado con una repisa de soporte 2413. La repisa de soporte 2413 puede adaptarse para soportar sondas de percepción (no mostradas) y otros elementos de un sistema de reactor. El alojamiento de contenedor 2411 puede acoplarse con un motor de conducción 2495 a través de un marco de soporte 2497. La Figura 25 ilustra una vista en perspectiva de un sistema de reactor 2500 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema de reactor 2500 puede incluir un alojamiento de contenedor 2511 acoplado con una repisa de soporte 2513. El alojamiento de contenedor 2511 puede acoplarse con un motor de conducción 2595 a través de un marco de soporte 2597. La Figura 26 ilustra un ensamble de sonda 2600 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Como se observa aquí, el ensamble de sonda 2600 está en una configuración retraída, antes de acoplamiento con un contenedor de r.eactor. El ensamble de sonda 2600 puede ¡ncluir un oxígeno disuelto y sonda de pH 2610 y conectores de Pall Kleenpak 2620 para proporcionar una conexión aséptica. El ensamble de sonda 2600 también puede ¡ncluir un puerto 2630, un manguito 2640 y un acoplador 2650, y estros tres componentes pueden facilitar la integración de sonda 2610 en el reactor que utiliza conectores Pall 2620. En alguna modalidad, el puerto 2630 y conector Pall hembra 2620f pueden ser parte de o Integrales con el contenedor de reactor (no mostrado). El manguito 2640, acoplador 2650, y conector Pall macho 2620m puede fabricarse o proporcionarse al usuario como un subensamble separado. El usuario puede instalar la sonda deseada en tal subensamble y después puede esterilizar el ensamble de sonda completo. El puerto 2630, manguito 2640, y acoplador 2650 pueden facilitar la integración de sonda 2610 en un birreactor que utiliza conector Pall 2620. La Figura 27A proporciona una ilustración de un subensamble de puerto de sonda 2702 de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El subensamblde de puerto de sonda 2702 puede ¡ncluir un puerto de contenedor de bioprocesamiento 2730 acoplado con el conector Pall hembra 2620f. El puerto 2730 puede ser, por ejemplo, soldado con calor en un contenedor (no mostrado) a través del plano de reborde 2734. El puerto 2730 también puede incluir un sello de orilla 2732 que puede prevenirse de fluir hacia atrás el fluido o material del contenedor en el ensamble de sonda o más allá del plano de reborde 2734. En algunas modalidades, el puerto 2730 y conector Pall hembra 2620f se construyen integralmente con el contenedor. La Figura 27B ilustra un subensamble de equipo de sonda 2704 de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención. El subensamble de equipo de sonda 2704 puede incluir un acoplador 2750, una manguito 2740, y un subensamble Pall macho 2620m. El subensamble de equipo de sonda 2704 puede suministrarse a un usuario de extremo como un equipo separado. El manguito 2740 puede acoplarse con el acoplador 2750 a través de un ajuste de borde (no mostrado) de acoplador 2750. Similarmente, el manguito 2740 puede acoplarse con el conector Pall macho 2620m a través de un ajuste de borde (no mostrado) de conector Pall macho 2620m. La Figura 27C ilustra un subensamble de autoclave 2706 de un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente invención, El subensamble de autoclave 2706 puede incluir una sonda 2710, acoplador 2750, manguito 2740, y conector Pall macho 2620m. Un usuario final puede instalar la sonda deseada 2710 en un subensamble de equipo de sonda 2704 como se describió anteriormente, y esterilizan el ensamble de autoclave resultante 2706. Después de esterilización, el usuario puede unir el conector Pall macho 2620f y el conector Pall hembra 2620f, y completar al acoplamiento de sonda en la corriente fluida. En algunas modalidades, la manguito 2740 es un miembro flexible que puede colapsarse y permitir que la sonda 2710 se desplace, y el acoplador 2750 puede proporcionar una interfase entre el manguito 2740 y sonda 2710. La Figura 28A ¡lustra un ensamble de sonda 2800 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El ensamble de sonda 2800 incluye sonda 2810, acoplador 2850, manguito 2850, conector Pall macho 2820m, conector Pall hembra 2820f, y puerto 2830. El ensamble de sonda 2800 se muestra en una primera configuración conectada, en donde el ensamble de sonda se acople con el contenedor, pero la sonda todavía no se introduce en la corriente de fluido. La Figura 28B ilustra un ensamble de sonda de acuerdo con una modalidad de la presente ¡nvención, en donde el ensamble de sonda 2800 está en una segunda configuración conectada para que la manguito 2840 se colapse y un extremo distal de la sonda 2710 se introduce en la corriente de fluido del contenedor.

C. Cultivos El sistema de reactor de tanque agitado puede diseñarse para sostener un medio fluido tal como un fluido biológico, un medio de cultivo de célula, un cultivo de microorganismos, una producción de alimento, o similares, Cuando el medio fluido es un cultivo de célula el sistema puede operarse en, por ejemplo, modo de lote, modo de semi-lote, modo de lote alimentado, o modo continuo. Un cultivo de lote puede ser un cultivo de célula de gran escala en el cual se cultiva un inoculo de célula a una densidad máxima en un tanque o fermentador, y se recolecta y procesa como un lote. Un cultivo de lote alimentado puede ser un cultivo de lote que se suministra ya sea con nutrientes frescos (por ejemplo, substratos de limitación de crecimiento) o aditivos (por ejemplo, precursores a productos). Un cultivo continuo puede ser un cultivo de suspensión que se suministra continuamente con nutrientes por la entrada de flujo de medio fresco, en donde el volumen de cultivo es usualmente constante. Similarmente, la fermentación continua puede referirse a un procedimiento en el cual las células o microorganismos se mantienen en cultivo en la fase de crecimiento exponencial por la adición continua de medio fresco que se balancea exactamente por la remoción de suspensión de célula del birreactor. Además, el sistema de reactor de tanque agitado puede utilizarse para suspensión, perfusión, o cultivos de microportador. Generalmente, el sistema de reactor de tanque agitado puede operarse como cualquier reactor de tanque agitado con cualquier tipo de agitador tal como un Rushton, plano hidrodinámico, paleta inclinada, o marino. Con referencia a la Figura 1, el eje de agitación 112 puede montarse en cualquier ángulo o posición relativa al alojamiento 111, tal como centrado en el superior derecho, equivalente superior derecho, o equivalente 15°. El control del sistema de reactor de tanque agitado puede ser por medio convencionales sin la necesidad de control de vapor en lugar (SIP) o limpieza en lugar (CIP). De hecho, el sistema de la invención instantánea no está limitado a la operación de birreactor estéril, pero se pueden utilizar en cualquier operación en el cual un producto de limpieza se va a mezclar utilizando un tanque agitado, por ejemplo, producción de alimento o cualquier mezcla de cuarto de limpieza sin la necesidad de un cuarto de limpieza.

D. El Equipo La ¡nvención abarca un equipo que incluye un sistema de reactor de tanque agitado e instrucciones para uso. En una modalidad, el equipo incluye un sistema de reactor de tanque agitado desechable. Por consiguiente, el equipo incluye al menos un elemento desechable tal como la bolsa, el eje, el impulsor, o el soporte. El equipo puede ser completamente desechable. La bolsa flexible, desechable puede fijarse al eje y el soporte a través de al menos un sello o anillo o para que en interior de la bolsa permanezca estéril. Además, la bolsa puede incluir un sensor pH y un sensor de oxígeno disuelto, en donde los sensores se incorporan en la bolsa y son desechables con la bolsa. El equipo también puede incluir una o más perforaciones internas que se sellan a la bolsa. La perforación tiene un extremo que puede ser abierto al exterior de la bolsa para que una sonda pueda insertarse en el reactor. La sonda puede ser una sonda de temperatura, una sonda de pH, un sensor de gas disuelto, un sensor de oxígeno, un sensor de dióxido de carbono (CO2), un sensor de masa de célula, un sensor de nutriente, un osmómetro, y similares. Además, el sistema puede ¡ncluir al menos un puerto en la bolsa que permite la conexión de un dispositivo al puerto, en donde el dispositivo incluye, pero no se limita a, un tubo, un filtro, un muestreo, una sonda, un conector, y similares. El puerto permite el muestreo, titulación, agregación de reactivos quimiostatos, tubo rociador, y similares. La ventaja de este equipo que es opcionalmente completamente desechable y fácil de usar al seguir las instrucciones anexas. Este equipo viene en diferentes tamaños dependiendo del volumen de cultivo preferido y puede emplearse con cualquier cámara de reacción deseada o barril. Este equipo se pre-esteriliza y no requiere validación o limpieza. El equipo puede utilizarse para cultivo de célula, cultivo de microorganismos, cultivo de metabolitos de planta, producción de alimentos, producción química, producción biofarmacéutica, y otros.

En otra modalidad el equipo incluye un alojamiento o barril que sostiene la bolsa desechable. Tal alojamiento o barril se puede suministrar con la bolsa o proporcionar de forma separada.

E. Ejemplos Los siguientes ejemplos específicos pertenecen ilustrativos a la invención y no deben ser interpretados como limitando el alcance de las reivindicaciones. (1) Un Bioreactor Desechable Un ejemplo de un sistema de reactor de tanque agitado de la invención instantánea es un bioreactor desechable o bioreactor de uso individual (SUB). El bioreactor es similar a una bolsa de medios de 250 Litros con agitación de construcción y sensores unibles (por ejemplo, sensores de pH, sensores de temperatura, oxigeno disuelto (dO2) sensores, etc.). El reactor se opera a través de controladores convencionales. El agitador (por ejemplo, eje de agitación e impulsor) y el soporte pueden ser desechables y construirse en la bolsa. El motor se une a un soporte (por ejemplo, motor y soporte de carga) o ménsula (s) en el barril de 250 litros que sostiene la bolsa. En tamaño, forma, y operación, este bioreactor parece similar a un reactor de acero inoxidable con un revestimiento estéril, sin embargo, el bioreactor de esta ¡nvención proporciona una multitud de ventajas comparado con un reactor de acero inoxidable convencional. Se debe apreciar que el tamaño y volumen de tales bolsas de medio se pueden clasificar tanto hacia arriba como hacia abajo, de acuerdo con las necesidades de industria. De manera importante, la necesidad de limpieza y esterilización al vapor se elimina. La bolsa se preesteriliza por radiación y, de esa forma está lista para utilizarse. De hecho, sin limpieza esterilización, validación o pruebas se requiere un inicio de cultivo o entre funcionamientos de cultivos. En consecuencia, el bioreactor proporciona un ambiente de cultivo de contaminación de cruce 0 en funcionamiento. En sistemas convencionales, la mayoría de costos se relacionan en limpieza en progreso (CIP) y vapor en progreso (SIP) así como el diseño de una viga de asientos y sistemas de control para revisar estas funciones. Estos costos se eliminan en el bioreactor desechable y múltiples productos pueden cultivarse o fabricarse simultáneamente y con mucha mayor facilidad. El bioreactor desechable puede clasificarse fácilmente al utilizar bolsas de cultivo más grandes y barriles más grandes para sostener las bolsas. Los bioreactores múltiples pueden operarse al mismo tiempo sin ninguna necesidad de ingeniería o limpieza extensiva. El bioreactor es un tanque agitado verdadero con mezcla bien caracterizada. Como tal, el bioreactor tiene la ventaja agregada que puede clasificarse y sus contenidos transferirse a un reactor de acero inoxidable si se desea. Notablemente, el bioreactor combina la facilidad de uso con el bajo costo y flexibilidad y proporciona, de esa forma, una nueva plataforma técnica para cultivo de célula. (2) Cultivo de Célula El bioreactor desechable de la invención instantánea se puede utilizar para un cultivo de lote en el cual las células se inoculan en medios frescos. Mientras las células crecen, consumen los nutrientes en los medios y desperdician los productos acumulados. Para un producto secreto, cuando el cultivo corrió su curso, las células se separan del producto por un paso de filtración no centrifugación.

Para producción de vector viral, las células se infectan con un virus durante la fase del crecimiento del cultivo que permiten la expresión del vector seguido de la recolección. Ya que existe una contaminación de cruce 0 en el bioreactor trabaja bien con cultivos de lote. El bioreactor también se puede utilizar para cultivos de percusión, en donde el producto y/o medios de desperdicio se remueven continuamente y el volumen removido se reemplaza con medios frescos. La adición constante de medios frescos, mientras se elimina productos de desperdicio, proporciona a las células los nutrientes que requieren para lograr las concentraciones de células superiores. Diferente a las condiciones constantemente cambiantes de un cultivo de lote, los métodos de perfusión ofrecen los medios para lograr y mantener un cultivo en un estado de equilibrio en el cual la concentración de célula y productividad se pueden mantener en una condición de estado estable. Esto puede realizarse en la bolsa desechable tan fácilmente como en cualquier reactor de acero inoxidable convencional. Para producción de vector viral, el procedimiento de perfusión sigue un aumento en la concentración de célula y, con ello la titulación de virus de post infección. Para un producto en secreto, la perfusión en el bioreactor ofrece al usuario la oportunidad de aumentar la productividad al aumentar simplemente el tamaño de la bolsa de cultivo. Muy importantemente, no hay la necesidad de esterilización, validación, o limpieza debido a que el sistema experimenta contaminación de cruces durante el procedimiento de producción. (3) Datos de Lote 1 La Figura 29 proporciona una gráfica de datos que se generaron utilizando un sistema de reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Las células de riñon embriónico humano (HEK) 293 en 200 litros de medio de cultivo CDM 4 se incubaron en un sistema de reactor de capacidad de 250 litros. Entre otros parámetros mostrados en la gráfica, la densidad de célula viable del cultivo de sistema de reactor aumentó aproximadamente durante los primeros 14 días de la operación del lote. (4) Datos de Lote 2 Las Figuras 30-34 ilustran datos obtenidos de un sistema de bioreactor de uso individual para cultivo de células mamíferas de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Las características de transferencia de masa clasificable es del bioreactor del tanque agitado de uso individual se describen. El crecimiento y metabolismos de células, producción de anticuerpo, datos de caracterización de anticuerpo del cultivo de lote que utiliza un sistema de prototipo de 250 litros están presentes y se comparan con los resultados de un bioreactor de acero inoxidable de tradicional de clasificación similar. Materiales y métodos-estudios de mezclas. El tiempo de mezcla en el bioreactor se estimó en varias velocidades de agitación al rastrear el cambio en pH en el reactor con el tiempo en respuesta a la adición de una solución de base. El reactor se llenó a un volumen de trabajo de 250 litros con medio de cultivo de célula típicos. El tiempo 0, 500 ml de IN NaOH se agregaron en la parte superior del reactor, y un electrodo de vidrio de pH combinado se utilizó para medir pH del tiempo 0 hasta que se estabilizó el pH. El pH contra el tiempo se argumento, y el tiempo requerido para alcanzar 95% del pH final se estimo de la gráfica. Los parámetros de clasificación clave se determinaron utilizando cálculos estándares que se establecieron bien en la industria química y farmacéutica. El número de Reynolds de mezcla, NRe es la relación de fuerzas cinéticas y de inercia de fluido y se utiliza para determinar el régimen de mezcla, ya sea laminar o turbulento: La entrada de energía en el reactor P0, por volumen del reactor V, se refiere a la escala en la cual la mezcla de fluido y transferencia de masa ocurre y depende del número de energía de impulsor, MP: Po/V=NpP N3D¡5/V El número de energía de impulsor depende del diseño del impulsor y es una función del número de paletas, grosor de paleta, y la inclinación de paleta. Np también es una función de la limpieza del impulsor de los lados y fondo del reactor. Para varios tipos de impulsor, el número de energía esta bien documentado.

La velocidad de punta del impulsor, V,, se refiere a las tensiones de participación de fluido en la proximidad al impulsor: V, = pND, En las ecuaciones anteriores, N = velocidad giratoria de impulsor, D,= diámetro de impulsor, P = densidad de fluido, y µ=viscosidad de fluido. Materiales y métodos-estudios de transferencia de oxigeno. El coeficiente de transferencia de oxigeno volumétrico, K a> se estimó en varias velocidades de agitación y tubo rociador al rastrear el cambio en el oxigeno disuelto, dO2, concentración con el tiempo en la condición apropiada. El reactor se llenó al volumen de trabajo de 250 litros con medio de cultivo de célula típicos, y un sensor dO2 se instaló en el reactor. Para preparar cada experimento, se administró por tubo rociador nitrógeno a través del bioreactor hasta que la concentración dO2 disminuyó aproximadamente 20% de saturación con aire. Para cada experimento, la velocidad de agitación se estableció, y después se administró por tubo rociador a la velocidad deseada. La concentración dO2 se midió contra tiempo que alcanzó aproximadamente 80% de saturación con aire. El valor de K a se puede estimar de una gráfica de CL contra dCL/dt, basándose en la siguiente ecuación de balance de masa: dd/dt= KLa(C*-CL) en donde C es la concentración dO2, y C* es valor de equilibrio para CL. Materiales y métodos-procedimientos de cultivo de células. Un procedimiento de cultivo de célula que se desarrolló para un reactor de acero inoxidable tradicional de volumen de trabajo de 300 litros se utilizó para demostrar el desempeño del bioreactor de uso individual. La línea de célula, medios, y parámetros de procedimiento que se demostraron en el reactor tradicional se repitieron en el reactor de uso individual. Las células que se utilizaron fueron células CHO que expresan un anticuerpo monoclonal humanizado. Las células se disolvieron y mantuvieron en frascos T que utilizan métodos estándares. Las células después se expandieron de frascos T en la adaptación de bolsas de expansión de un litro antes de introducirse en un bioreactor de inoculo de 110 litros de acero inoxidable tradicional. Una vez que las células alcanzaron una concentración de 1.6x106 células/ml, 45 litros del bioreactor de 110 litros tradicional se utilizaron como inoculación para el bioreactor de uso individual. De esa forma, las células que crecen exponencialmente de un bioreactor controlado a una concentración de células predeterminadas proporcionaron como inoculación para el bioreactor de uso individual. Se utilizó un medio de cultivo de célula químicamente definido, comercialmente disponible, estándar. En un punto especifico en el cultivo de lote, se agregó una alimentación de nutriente comercialmente disponible que es de origen no animal pero se define químicamente. Las soluciones de glucosa D y glutamina L se agregaron diariamente como se requirió durante el cultivo de lote para mantener una concentración de glucosa D entre 1 y 3 mg/litro y una concentración de glutamina L entre 1 y 3 mMol/litro a través del lote. El control del bioreactor de uso individual se realizó utilizando sensores y controladores aceptados por industria estándares. Los controladores de realimentación de temperatura, pH y d02 operados que utilizan control de proporción, integral, diferencial, (PID) la temperatura se midió por un termómetro de resistencia de platino insertado en un termo-orificio en el reactor, y se controlo a 37°C a través de una cubierta de calor eléctrica. El pH se midió utilizando un electrodo de vidrio pH combinado que está en contacto directo con los contenidos de bioreactor. El pH se controlo a un valor de 7.1 a través de la adición de CO2 en espacio de cabeza o adición de 1M Na2CO3 al cultivo. La concentración d02 se midió utilizando un sensor de dO2 que está en contacto directo con los contenidos de bioreactor. La concentración de dO2 se controlo en 30% de saturación con aire a través de la administración de tubo rociador de 02 aproximadamente a 0.2 litros/min. La agitación no se controló por la realimentación pero se mantuvo en un punto establecido individual de 110 rpm y se reviso diariamente. El nivel en el bioreactor se midió utilizando una clasificación de peso. Un sistema de muestreo se unió al bioreactor que utiliza un dispositivo de conexión estéril, y se utilizó para retirar muestras de 10 ml como se requirió durante el cultivo de lote. Las muestras se retiraron al menos una vez diariamente. Las muestras se analizaron inmediatamente utilizando un analizador Nova BioProfile 200 que proporciono concentraciones de pH, dO2, dC02? D-glucosa y L-glutamina de cultivos. La sonda de pH se estandarizo, como se requiere, y la soluciones de D-glucosa y L-glutamina se agregaron basándose en las medidas de Nova. Las concentraciones de células viales y totales se determinaron para cada muestra basándose en cuentas hemacitométricas que utilizan exclusión de tinte azul triptano. Las muestras se filtraron a través de un filtro de 0.2µm y se almacenaron para análisis posterior utilizando un ensayo a base de Igen para titulación de anticuerpos. Los parámetros de cultivo de célula clave se calcularon basándose en las medidas de muestra. La concentración de célula viable máxima, tiempo de célula acumulativa en la recolección, concentración de anticuerpo final, y glucosa total y glutaminas consumida se calcularon directamente de los datos de muestra. Como un cultivo de lote, la velocidad de crecimiento específica de las células µ se determino solo para la fase exponencial del cultivo. La velocidad de crecimiento específica se calculó de un ajuste de regresión de concentración de célula viable, Xv, de días uno a 4 siguiendo la inoculación: dXv/dt = µt Los resultados de una serie de cultivos de lote que utilizan un bioreactor de acero inoxidable tradicional de escala similar estuvieron disponibles para comparación con los resultados de uso individual. Los rangos de los valores tabulador para el bioreactor tradicional son los intervalos de 95% predicción para una observación futura individual: Xmedia ± ta/2ln-1 • S *l{Mn)) en donde Xmed¡a = significado de muestra, s = desviación de estándar de muestra, n =tamaño de muestra, y ta 2,p.1 es la estadística t de Student apropiada. El sobrenadante de bioreactor de uso individual se recolectó, aclaro por filtración y purificó (purificación de afinidad a base de proteína A combinada con cromatografía de intercambio de ion) que utiliza los procedimientos establecidos por el procedimiento de fabricación de bioreactor inoxidable tradicional. El anticuerpo purificado resultante se caracterizó y comparó al anticuerpo derivado del procedimiento de acero inoxidable tradicional. El perfil de carbohidrato (CHO), SDS-PAGE (reducido y no reducido), SEC-HPLC, SEC-MALS (Dispersión de Luz de Ángulos múltiples), Unión de BIACore, RR-HPLC, Enfoque Isoeléctrico de Electroforesis Capilar (CEIEF) y ensayos de Espectrometría de Masa MALDI-TOF se utilizan para caracterizar el anticuerpo purificado derivado del bioreactor de uso individual. Los resultados obtenidos se comparan con los observados para anticuerpo producidos en un bioreactor de acero inoxidable tradicional. Resultados- Estudios de Mezcla. El tiempo requerido para alcanzar 95% de homogeneidad disminuyó con la velocidad de agitación en aumento. Cada experimento se repitió dos veces, y los tiempos de mezcla promedio se muestran en el Cuadro 1.

Además, los parámetros de clasificación clave para el bioreactor de uso individual se podrían calcular rápidamente. El uso individual se diseñó utilizando criterios de diseño para un bioreactor de tanque agitado típico, y el impulsor fue un diseño de paleta agrupada típico, como se muestra en el Cuadro 2. En la ausencia de deflectores, la formación de vórtice en ei reactor se evitó al montar el impulsor en un equivalente del centro en un ángulo de 20° vertical.

Al utilizar el número de energía del Cuadro 2, se pueden calcular fácilmente los parámetros de clasificación característicos para varias velocidades de agitación, como se enlistó en el Cuadro 3.

Resultados - Estudios de Transferencia de Oxígeno. El coeficiente de transferencia de oxígeno volumétrico, k a se determinó para varias velocidades de flujo de aire a través del tubo rociador y para varias velocidades de agitación, mostrados en la Figura 30. Como se esperó, kLa aumento con la velocidad de flujo de aire en aumento y con velocidad de agitación -en aumento, con una excepción. A 200 rpm, kLa fue inferior que a 100 rpm. Esta discrepancia puede ser debido a un efecto de superficie aumentado en kLa a la velocidad de agitación superior. (Debido al procedimiento experimental, el espacio de cabeza contuvo una mezcla de nitrógeno y aire). Otros experimentos se requieren para cuantificas los efectos de superficie. Estos resultados son comprobables, como se esperó, con características de transferencia de oxígeno de bioreactores de tanque agitado tradicionales de la misma geometría. Un valor de literatura típico para la concentración de oxígeno de equilibrio en el medio de cultivo de célula es 0.18 mMol/litro, y velocidad de surgimiento de oxígeno específico para cultivo de célula animal típico es 0.15 mMol/109 células/hr. Operado a la mitad del rango del cuadro anterior (agitación = 100 rpm; velocidad de tubo rociador = 1.0 litro/min; kLa -10 hr"1) el bioreactor de uso individual se calcula para ser capaz de mantener concentraciones de célula mayores que 10 x 106 células/ml que utilizan aire como el gas de tubo rociador y mayor que 50 x 106 células/ml que utilizan oxígeno con el gas de tubo rociados. Resultados- Cultivo de Célula de Lote. Para demostrar la capacidad adecuada del bioreactor de uso individual para la producción de cultivo de célula, las células CHO que producen un anticuerpo monoclonal humanizado crecieron en el cultivo de lote y se compararon con resultados históricos de la misma línea de célula y el procedimiento se llevó a cabo en un bioreactor de acero inoxidable tradicional de escala similar. Este procedimiento se repitió cinco veces en un reactor de acero inoxidable tradicional Abec de 300 litros que se diseñan específicamente para el cultivo de célula. Los parámetros de cultivo de célula clave de los dos reactores son comparados en el Cuadro 4.

El bioreactor de uso individual fue un prototipo inicial. Mientras se utiliza un prototipo para el primer tiempo, se hicieron ajustes a los parámetros PID de controlador varias veces durante el cultivo de lote. Las excursiones temporales en pH, concentración d02, velocidad de flujo de tubo rociador, y velocidad de agitación ocurrió en tiempos durante el lote debido a estos ajustes. A pesar de estas excursiones, los resultados de este bioreactor son equivalentes a los resultados del bioreactor de acero inoxidable tradicional. Las gráficas de pH, d02, y concentración dCO2 de las muestras fuera de línea medidas por el analizador Nova se muestran en la Figura 31.

Los resultados detallados del bioreactor de uso individual se muestran en las siguientes figuras. El bioreactor de uso individual se inoculó a 0.33 x 106 células/mL y alcanzaron una densidad de célula máxima de 7.6 x 106 células/mL. La viabilidad permaneció sobre 90% durante la porción de crecimiento de la curva de lote. La concentración de célula total y viable y por ciento de viabilidad se muestran en la Figura 32. La titulación de anticuerpo, como un porcentaje de titulación final en recolección, se muestra en la Figura 33. Como es típico para esta línea de célula, aproximadamente 50% del anticuerpo se produjo en la segunda mitad del lote mientras disminuía la concentración de célula. El consumo de glucosa y glutamina acumulativo se muestra en la Figura 34. El consumo de glucosa y glutamina para el bioreactor de uso individual fue comparable con resultados históricos del bioreactor de tanque agitado tradicional. Un compendio de los resultados de ensayo se contiene en el Cuadro 5. En todos los casos, el anticuerpo derivado del bioreactor de uso individual mostró resultados equivalentes a los producidos en el bioreactor de acero inoxidable tradicional.

Varias modificaciones y variaciones de la presente invención serán evidentes para aquellos expertos en la técnica sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. Aunque la invención se describió en conexión con modalidades preferidas específicas, se debe entender que la invención se reclamo para no estar indebidamente limitada a tales modalidades específicas. De hecho, varias modificaciones de los modos descritos para llevar a cabo la invención que serán obvios para aquellos expertos en la técnica que pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un sistema de reactor, el sistema comprende: un contenedor; un ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor, el ensamble giratorio comprende una maza girable adaptada para recibir y acoplarse libremente con un eje de conducción, tal como cuando el eje de conducción se acopia operativamente con la maza girable, la rotación del eje de conducción facilita una rotación correspondiente de la maza girable.

2.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un impulsor acoplado con la maza girable, el impulsor dispuesto dentro del contenedor y adaptado para acoplarse con un eje distante del eje de conducción.

3.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ensamble giratorio además comprende una cubierta, el ensamble giratorio en cooperación sellada con la abertura del contenedor a través de la cubierta.

4.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 3, que además comprende el eje de conducción, en donde la maza girable y el eje de conducción están dispuestos para girar relativos a la cubierta.

5.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el ensamble giratorio además comprende un ensamble de soporte dispuesto entre la cubierta y la maza girable.

6.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ensamble giratorio además comprende una disposición de sellado dispuesta circunferencialmente a la maza girable, entre la maza girable y la cubierta.

7.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el ensamble de soporte comprende una pluralidad de soportes de anillo-guía, y la disposición de sellado comprende un disco de rotación acoplado con la maza girable, una placa de uso acoplada con la cubierta, y un sello dinámico dispuesto entre el disco de rotación y la placa de uso.

8.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el sello comprende dos o más subunidades de sello dispuestas en una disposición co-planar.

9.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el ensamble de soporte comprende un cojinete liso, y la disposición de sellado comprende una placa de uso acoplada con la maza girable, y un sello dinámico dispuesto entre la cubierta y ia placa de uso.

10.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el sello comprende dos o más subunidades de sello dispuestas en disposición co-planar.

11.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el impulsor comprende una lengüeta paralela adaptada para acoplarse con el eje de conducción.

12.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el contenedor comprende una bolsa flexible.

13.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la maza girable se acopla con el impulsor a través de un tubo flexible.

14.- Un sistema de reactor, el sistema comprende: un contenedor; y un ensamble de tubo rociador dispuesto dentro del contenedor, el ensamble de tubo rociador que comprende una hoja flexible de material permeable y un conducto de tubo rociador.

15.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la hoja de material permeable comprende un material permeable al vapor y resistente al agua.

16.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la hoja de material permeable comprende una fibra de polietileno de alta densidad.

17.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el ensamble de tubo rociador está en comunicación fluida con un puerto del contenedor.

18.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 14, que además comprende: un ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor; y un impulsor dispuesto dentro del contenedor y acoplado con el ensamble giratorio.

19.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el cuerpo de tupo rociador se ancla a una superficie interior del contenedor.

20.- El sistema de reactor de acuerdo con la reivindicación 19, en donde un cuerpo de tubo rociador del ensamble de tubo rociador está en una forma substancialmente esférica.

21.- Un sistema de bioreatcor, el sistema comprende: un soporte de marco acoplado con un motor de conducción; una bolsa flexible dispuesta dentro de un alojamiento del soporte de marco, la bolsa flexible que comprende uno o más puertos para introducir una cultivo de célula y un medio en la bolsa flexible; un ensamble giratorio acoplado con una ménsula del soporte de marco y en cooperación sellada con una abertura de la bolsa flexible, el ensamble giratorio comprende una maza adaptada para alojar y acoplarse con un eje de conducción del motor de conducción; y un impulsor acoplado con la maza para agitar la cultivo de célula y medio, el impulsor dispuesto dentro de la bolsa flexible y adaptado para acoplarse con el eje de conducción.

22.- El sistema de bioreactor de acuerdo con la reivindicación 21, el sistema que además comprende un ensamble de sonda, el ensamble de sonda comprende: un puerto acoplado con la bolsa flexible; un conector Pall acoplado con el puerto; una manguito acoplada con el conector Pall; un acoplador acoplado con la manguito; y una sonda configurada para acoplarse con el acoplador e insertarse a través de la manguito, conector Pall, y puerto, y parcialmente en la bolsa flexible.

23.- Un método para fabricar un sistema de reactor, el método comprende: acoplar un contenedor con un ensamble giratorio, el ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor, el ensamble giratorio comprende una maza adaptada para alojar y acoplarse con un eje de conducción; acoplar un impulsor con la maza, el impulsor dispuesto dentro del contenedor; y esterilizar el sistema de reactor.

24.- El método de acuerdo con la reivindicación 23, en donde el paso de esterilización comprende tratar el sistema con radiación gama.

25.- Un método para preparar un sistema de reactor, el método comprende: acoplar una cubierta de un ensamble giratorio del sistema de reactor a una ménsula de marco; colocar un contenedor del sistema de reactor al menos parcialmente dentro de un alojamiento de marco; insertar un eje de conducción en una maza del ensamble giratorio, la maza dispuesta dentro de la cubierta del ensamble giratorio entre un soporte y la cubierta; acoplar un extremo distal del eje de conducción a un impulsor, el impulsor dispuesto dentro del contenedor y acoplado con la maza; introducir un componente de reacción en el contenedor a través de un puerto.

26.- Un equipo de sistema de reactor, el equipo comprende: un sistema de reactor, el sistema de reactor comprende: un contenedor; un ensamble giratorio en cooperación sellada con una abertura del contenedor, el ensamble giratorio comprende una maza adaptada al alojamiento y acoplamiento con un eje de conducción; y un impulsor acoplado con la maza, el impulsor dispuesto dentro del contenedor y adaptado para acoplarse con el eje de conducción; e instrucciones para uso.