Pila de bandejas adaptada para gaseado activo.

Una pila (10) de bandejas para el cultivo de células en un líquido,

que comprende

una pluralidad de bandejas (12) colocadas una encima de otra cuando las bandejas están en posición horizontal,estando el líquido en contacto directo con el gas presente en las bandejas y

un primer canal de conexión (14), teniendo cada bandeja una abertura a través de la cual la bandeja se comunicacon el primer canal de conexión, teniendo el canal un intercambiador (26) de gas que tiene al menos un orificio (28)procesado para la distribución rápida y sustancialmente uniforme de gas a las bandejas, teniendo dicho al menos unorificio procesado un diámetro de 0,4 mm a 2,0 mm.

Pila de bandejas adaptada para gaseado activo La presente invención se refiere a una pila de bandejas comunicantes para el cultivo de células. La pila de bandejas está equipada con un intercambiador de gas que tiene al menos un orificio procesado para la distribución rápida y sustancialmente uniforme del gas a las bandejas.

Antecedentes de la invención Los cultivos celulares se usan para la producción de una inmensa diversidad de productos y existen diversos métodos y aparatos para el cultivo de células bacterianas y fúngicas y células de organismos superiores, es decir, células eucariotas.

Las células eucariotas son útiles para la generación de una amplia gama de productos tales como vacunas virales, tales como, por ejemplo, vacunas de la polio, productos químicos celulares tales como, por ejemplo, interferón e interleucina, productos inmunobiológicos tales como, por ejemplo, anticuerpos monoclonales, y hormonas tales como, por ejemplo, insulina.

Las células eucariotas pueden hacerse crecer de dos modos básicamente diferentes. La mayoría de las células eucariotas pueden inducirse de manera que solo se dividan si primero se han podido unir a una superficie o a un sustrato sólido (dependientes de anclaje) , aunque algunas pueden inducirse de manera que crezcan libremente en una suspensión (independientes de anclaje) .

Nunc™ está produciendo sistemas de bandejas comunicantes, apiladas, para el cultivo de células, denominadas Factorías Celulares (Cell Factories) . Las Factorías Celulares pueden usarse para el cultivo a pequeña o gran escala de células tanto dependientes de anclaje como independientes de anclaje. Son adecuadas para el cultivo de células dependientes de anclaje ya que proporcionan una gran cantidad de superficie de crecimiento en un área pequeña, por lo que son fáciles de manipular y tienen un bajo riesgo de contaminación. Debido a la sencillez de su construcción y manejabilidad, el sistema de bandejas comunicantes ofrece una alternativa al biorreactor, sustancialmente más complejo y costoso, o a los matraces de rodillo.

Sin embargo, durante la fase de cultivo y producción, las células consumirán oxígeno y producirán dióxido de carbono, lo que conduce al empobrecimiento de oxígeno y a la acidificación del medio de cultivo. Esto, a su vez, limitará el crecimiento y la síntesis de producto. Se ha observado que el crecimiento de las células y la producción basada en células se puede mejorar considerablemente si las células se cultivan en una atmósfera constante de una composición definida.

El simple suministro de gas al sistema de bandejas comunicantes apiladas introduciendo una mezcla definida de gases tiene la desventaja de que, a menos que se aplique un flujo muy elevado, a las bandejas de cultivo individuales no se les proporciona oxígeno de manera uniforme. Dicho flujo elevado puede ser muy difícil de aplicar debido al hecho de que el gas ha de administrarse a las bandejas de cultivo como un gas estéril, es decir, el gas debe atravesar un filtro estéril antes de entrar en el sistema de bandejas. Normalmente, los filtros estériles no pueden soportar dicho flujo elevado, lo que en la práctica significa que no es posible aplicar dicho flujo elevado. Otro problema que se produce con un caudal elevado de gas es que antes de que el gas entre en el sistema de bandejas, debe humidificarse haciéndose pasar a través de un humidificador. Normalmente, para garantizar una correcta humidificación del gas, existe un límite superior para el tamaño del flujo a través de dicho humidificador. Si el gas se administra al sistema de bandejas sin haberse humidificado, el medio y/o las células que se cultivan en las bandejas se deshidratarán y esto, a su vez, conduce a una condición de cultivo desfavorable.

El documento EP 0 592 936 describe un método de suministro de un gas definido a un sistema de bandejas comunicantes apiladas, que usa una línea de suministro microporosa fabricada de un material de tipo teflón con diámetros de poro de entre 0, 2 !m y 4, 0 !m. Los poros en la línea de suministro microporosa son una característica intrínseca del material y la línea de suministro no tiene orificios adicionales procesados. Cuando el sistema se llena con líquido o se vacía, debe usarse una válvula de desviación, dado que el sistema microporoso no tiene la capacidad de compensar la presión rápida, debido al pequeño tamaño de los poros de la línea de suministro microporosa. Si la presión supera un determinado valor crítico, esto puede ser perjudicial para el sistema y éste puede romperse, etc.

En el documento EP 0 592 936, tan solo se ilustra que el gas se distribuye a la primera bandeja de un dispositivo de bandejas comunicantes apiladas. En otras palabras, el documento EP 0 592 936 no desvela si la distribución del gas a través de una línea de suministro microporosa proporciona una distribución rápida y uniforme de gas a todas las bandejas de un dispositivo.

Sumario de la invención Por tanto, se necesita un modo para distribuir gas, de forma rápida y uniforme, a un sistema de bandejas comunicantes apiladas, y donde el líquido pueda suministrarse al dispositivo, o drenarse desde el mismo, a un caudal rápido. La invención solo queda limitada por sus reivindicaciones.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, los objetos anteriormente mencionados y otros se consiguen mediante una pila de bandejas para el cultivo de células, que comprende una pluralidad de bandejas y un primer canal de conexión, teniendo cada bandeja una abertura a través de la cual la bandeja se comunica con el primer canal de conexión, teniendo el canal un intercambiador de gas que tiene al menos un orificio procesado para la distribución rápida y sustancialmente uniforme del gas. De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, los objetos anteriormente mencionados y otros se consiguen mediante un método para el cultivo de células en bandejas comunicantes apiladas, comprendiendo el método aplicar una suspensión de células a la pila de bandejas e incubar en condiciones adecuadas la pila de bandejas que contiene la suspensión de células.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, los objetos anteriormente mencionados y otros se consiguen mediante un intercambiador de gas para su uso en la pila de bandejas.

Definiciones A lo largo del texto, incluyendo las reivindicaciones, los siguientes términos se definirán como se indica a continuación.

La expresión “pila de bandejas” pretende significar una pluralidad de bandejas que están colocadas una encima de otra cuando las bandejas están en posición horizontal.

El término “orificio" pretende significar un orificio que tiene cualquier forma adecuada, tal como circular, rectangular, cuadrada, poligonal, etc.

La expresión “orificio procesado” pretende significar un orificio que se ha realizado en el material intercambiador de gas. En otras palabras, el orificio no es una característica intrínseca del material intercambiador de gas.

La expresión “un eje del orificio” pretende describir un eje que pasa a través del orificio y que se extiende de forma perpendicular al plano del orificio.

El término “diámetro” es una dimensión característica del orificio y en el presente contexto incluye, por ejemplo, un diámetro de un círculo, una longitud de una ranura, el lado más largo de un polígono, etc.

En el presente contexto, la expresión “intercambio de gas” pretende indicar que al menos aproximadamente el 30% del gas presente en el espacio superior se intercambia con gas procedente de un suministro externo. Normalmente se intercambia al menos aproximadamente el 40% tal como, por ejemplo, al menos aproximadamente el 50 o al menos aproximadamente el 60%.

La expresión “espacio superior” pretende significar el espacio cargado con gas existente encima del líquido en las bandejas.

La pila de bandejas de acuerdo con la invención puede tener cualquier forma adecuada tal como, por ejemplo, rectangular, cuadrada, redonda, circular, oblonga, elíptica, poligonal o trapezoidal. Normalmente, las bandejas están conectadas mediante dos canales de conexión distintos, un primer y un segundo canal, usándose el segundo canal para suministrar líquido a las bandejas y usándose el primer canal para transportar el aire fuera de las bandejas cuando las bandejas se llenan de líquido para evitar un aumento de presión (véase la Figura 1) . El primer y segundo canales de conexión pueden diseñarse de cualquier forma adecuada y pueden colocarse en cualquier sitio adecuado de la pila de bandejas. Con respecto a la presente invención, el primer canal... [Seguir leyendo]

1. Una pila (10) de bandejas para el cultivo de células en un líquido, que comprende una pluralidad de bandejas (12) colocadas una encima de otra cuando las bandejas están en posición horizontal, estando el líquido en contacto directo con el gas presente en las bandejas y un primer canal de conexión (14) , teniendo cada bandeja una abertura a través de la cual la bandeja se comunica con el primer canal de conexión, teniendo el canal un intercambiador (26) de gas que tiene al menos un orificio (28) procesado para la distribución rápida y sustancialmente uniforme de gas a las bandejas, teniendo dicho al menos un orificio procesado un diámetro de 0, 4 mm a 2, 0 mm.

2. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 1, donde la pila de bandejas está fabricada de un material que soporta la esterilización.

3. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 2, donde el material se selecciona de un material termoplástico.

4. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 2, donde el material puede esterilizarse por irradiación.

5. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 2, donde el material se funde por esterilización en autoclave.

6. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 3, donde el material se selecciona del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, poliestireno, policarbonato, poliuretano, polisulfona, polimetilpenteno, polimetilmetacrilato, polietilentereftalato, politetrafluoroetileno y ABS (acrilonitrilobutadieno estireno) .

7. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el intercambiador de gas tiene una pluralidad de orificios.

8. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el número de orificios del intercambiador de gas es igual al número de bandejas.

9. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde al menos un orificio está situado enfrente de las aberturas respectivas de las bandejas.

10. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 9, donde un eje dicho al menos un orificio se extiende a lo largo de una dirección longitudinal de la bandeja respectiva.

11. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada orificio de dicho al menos un orificio tiene un área que conduce a la creación de un flujo de gas que se desplaza de un modo relativamente rápido en la bandeja respectiva.

12. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho al menos un orificio tiene un área de a lo sumo aproximadamente 3, 5 mm2, tal como, por ejemplo, a lo sumo aproximadamente 3, 2 mm2, a lo sumo aproximadamente 3, 0 mm2, a lo sumo aproximadamente 2, 8 mm2, a lo sumo aproximadamente 2, 5 mm2, a lo sumo aproximadamente 2, 3 mm2, a lo sumo aproximadamente 2, 0 mm2, a lo sumo aproximadamente 1, 8 mm2, a lo sumo aproximadamente 1, 6 mm2, a lo sumo aproximadamente 1, 4 mm2, a lo sumo aproximadamente 1, 2 mm2, a lo sumo aproximadamente 1, 0 mm2, a lo sumo aproximadamente 0, 8 mm2 o a lo sumo aproximadamente 0, 6 mm2.

13. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la pila de bandejas contiene al menos 10 bandejas.

14. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12, donde la pila de bandejas contiene al menos 15 bandejas.

15. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12, donde la pila de bandejas contiene al menos 20 bandejas.

16. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el intercambiador de gas tiene un orificio situado en la parte inferior del primer canal de conexión, donde la pila de bandejas está colocada en su posición de funcionamiento.

17. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 16, donde el intercambiador de gas tiene un orificio situado en la parte inferior del primer canal de conexión.

18. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 16, donde un eje del orificio es sustancialmente paralelo a la dirección longitudinal del primer canal de conexión.

19. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16-18, donde la pila de bandejas contiene a lo sumo 15 bandejas.

20. Una pila de bandejas de acuerdo con la reivindicación 19, donde la pila de bandejas contiene a lo sumo 10 bandejas.

21. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada bandeja tiene adicionalmente una abertura a través de la cual la bandeja se comunica con un segundo canal de conexión para el intercambio de fluido entre el segundo canal de conexión y la bandeja respectiva, comprendiendo la pila de bandejas adicionalmente un filtro estéril en la entrada al primer canal de conexión y un colector ramificado con un filtro estéril en la entrada/salida del segundo canal de conexión facilitando la comunicación con las bandejas sin tener que manipular el filtro estéril.

22. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el intercambiador de gas tiene forma de un tubo que tiene un orificio por cada bandeja, situándose los orificios a la misma distancia entre sí.

23. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-21, donde el intercambiador de gas tiene forma de un tubo que tiene un orificio por cada bandeja, situándose los orificios a una distancia de aproximadamente 17 mm entre sí.

24. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el orificio tiene un diámetro de 0, 4 mm.

25. Una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-24, donde el intercambiador de gas está fabricado de acero inoxidable.

26. Un método para cultivar células en bandejas comunicantes apiladas, comprendiendo el método aplicar una suspensión de células en una pila de bandejas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores e incubar en condiciones adecuadas la pila de bandejas que contiene la suspensión de células.

27. Un método de acuerdo con la reivindicación 26, donde al intercambiador de gas se le administra gas desde un suministro de gas externo a periodos de tiempo de ventilación frecuentes a un caudal de 50 ml/min por bandeja en un periodo de tiempo de ventilación de al menos aproximadamente 5 minutos.

28. Un método de acuerdo con la reivindicación 27, donde el periodo de tiempo frecuente es cada hora o cada 2 horas y el suministro de gas externo se administra durante un periodo de tiempo de al menos 10 minutos, tal como, por ejemplo, aproximadamente 15 minutos.

29. Un método de acuerdo con la reivindicación 28, donde el gas procedente del suministro de gas externo se administra continuamente al intercambiador de gas a un caudal de a lo sumo 500 ml/min por bandeja.