Dispositivo para cultivar células.

Dispositivo que comprende un agitador y un módulo de diálisis dentro de un recipiente de cultivo,

caracterizado por que el agitador comprende

- un elemento de transporte radial que comprende al menos dos palas de mezclador, y

- uno o más elementos de transporte axial que comprenden, cada uno, al menos dos palas de mezclador, en el que las palas de mezclador del elemento de transporte radial son paralelas entre sí,

en el que el diámetro externo de todos los elementos de transporte axial es igual a o menor que el diámetro interno del elemento de transporte radial,

en el que todos los elementos de transporte axial están conectados individualmente al elemento de transporte radial,

en el que todos los elementos de transporte axial están ubicados dentro del elemento de transporte radial, y

en el que todos los elementos de transporte tienen una orientación espacial fija unos con respecto a otros.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/003356.

Solicitante: F. HOFFMANN-LA ROCHE AG.

Inventor/es: SCHOLZ,ALEXANDER, POHLSCHEIDT,MICHAEL, JENZSCH,MARCO, LECHNER,MAX, REESE,CHRISTOPH, TEBBE,HERMANN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01F7/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01F MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla de pinturas B44D 3/06). › Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes fijos; Amasadoras (B01F 13/04 tiene prioridad).
  • C12M1/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12M EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones para la fermentación de estiércoles A01C 3/02; conservación de partes vivas de cuerpos humanos o animales A01N 1/02; aparatos de cervecería C12C; equipos para la fermentación del vino C12G; aparatos para preparar el vinagre C12J 1/10). › C12M 1/00 Equipos para enzimología o microbiología. › con medios de agitación; con medios de intercambio de calor.
  • C12M1/06 C12M 1/00 […] › con agitador, p. ej. con agitador de turbina.

PDF original: ES-2543463_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo para cultivar células

En el presente documento se describe un agitador, un dispositivo que comprende el agitador y el uso del agitador para el cultivo de células. El agitador comprende al menos un elemento de transporte axial y al menos un elemento de transporte radial, tal como la combinación de un impulsor de tipo ancla como elemento de transporte radial y uno o más impulsor o Impulsores de palas inclinadas como elemento de transporte axial. El uso del agitador da como resultado un mezclado mejorado y en particular una menor bioincrustación en procesos de diálisis, así como una mayor tasa de transferencia de masa.

Antecedentes tecnológicos

La producción de proteínas recombinantes, vacunas y anticuerpos con ayuda de células procariotas y eucariotas desempeña un papel esencial en la producción farmacéutica moderna. Para producir complejas proteínas modificadas de forma postraducclonal y anticuerpos, se usan principalmente células de origen animal. Sin embargo, el uso de células de origen animal establece exigencias elevadas para el proceso de fermentación debido a las específicas características de estas células tales como, por ejemplo, el medio de cultivo, la sensibilidad hacia limitación e Inhibidores (por ejemplo mediante lactato, CO2, amonio etc ), la membrana externa sensible (tensión de clzallamlento), las bajas tasas específicas y la sensibilidad hacia variaciones en las condiciones de cultivo (por ejemplo debido a ¡nhomogeneidades locales, variaciones de pH, variaciones de p02, etc ). Estas propiedades deben tenerse en cuenta cuando se diseñan biorreactores y para controlar el proceso.

En los últimos años se han desarrollado diversos tipos de reactores para cultivar células. Independientemente del tipo, el reactor debe poder cumplir las siguientes funciones técnicas básicas: adecuada suspensión, así como homogeneización, adecuado transporte de material y de calor, así como una tensión de cizalla mínima sobre las células. El reactor de tanque agitado es especialmente adecuado para el uso industrial. En este reactor, la energía necesaria para cumplir las funciones básicas se introduce mediante agitación mecánica.

Para conseguir un elevado valor cuantitativo del producto y de calidad del producto que cumpla con las especificaciones, el modo operativo del reactor en particular, desempeña un papel importante además del desarrollo de la línea celular, la composición de los medios y el diseño del reactor. Generalmente, se emplean los siguientes modos operativos: procesos por lotes, procesos por lotes alimentados, procesos continuos con o sin retención celular (por ejemplo perfusión o quimiostato) así como procesos semicontinuos tales como, por ejemplo, diálisis Interna o externa.

Para prevenir limitaciones de nutrientes, se añaden soluciones de alimentación al reactor en forma de soluciones concentradas (denominadas procesos por lotes alimentados). Para impedir la inhibición por productos finales del metabolismo de las células, los productos del metabolismo de las células tienen que eliminarse del reactor o del medio de cultivo en el reactor. Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante perfusión o diálisis. En el caso de diálisis, se diferencia entre diálisis externa o interna.

El documento EP 1 474 223 describe un mezclador dinámico. En el documento DE 10 2005 053 333 se describe un dispositivo de cultivo de células animales que comprende, un depósito para la captación de una suspensión celular, un dispositivo para la alimentación y descarga de gas en la suspensión celular, y un dispositivo para la producción de una corriente en la suspensión celular. En el documento EP 0 224 800 se describe un método y un aparato para el cultivo celular. El aparato comprende un mezclador y una membrana semipermeable que separa una primera cámara y una segunda cámara dentro de un dispositivo para cultivar células. Nomura, T., et al., J. Chem. Eng. Jap. 29 (1996) 134-138 describen el desarrollo y las características de mezclado de plegar un impulsor de tipo ancla para un matraz de fondo redondo. En el documento WO 01/41919 se describe un sistema de agitación del tubo de aspiración del Impulsor para mezclado gas-líquido en un reactor de tanque agitado. En el documento US 4.438.074, se describe un reactor de polimerización continua. En el documento EP-A 0 200 886 se describe un sistema de agitación y un método para la transferencia de gas al interior de líquidos. En el documento EP-B 0 049 229 se describe un aparato para cocinar que tiene un dispositivo de agitación.

Nlenow et al. (Trends. Biotechnol. 8 (1990) 224-233) describen agitadores para fermentaciones miceliales. En el documento US 5.633.165 se describe un termentador con árbol vertical.

Sumario de la Invención

El agitador, tal como se describe en el presente documento al menos, i) permite el mezclado rápido de medios de cultivo en comparación con otros mezcladores, por ejemplo para introducir agentes de corrección tales como ácidos o bases mediante la superficie del líquido o el medio de cultivo, ¡i) reduce la formación de espuma, i¡¡) reduce la bioincrustación en procesos de diálisis y iv) incrementa la transferencia de masa en procesos de diálisis debido al flujo ortogonal directo contra el módulo de diálisis como resultado de la combinación de elementos de transporte de forma diferente.

En el presente documento se describe un agitador (mezclador de combinación) que comprende al menos un elemento de transporte axial y al menos un elemento de transporte radial con respecto al árbol del agitador, en el que el diámetro más grande del al menos un elemento de transporte axial es igual a o menor que el diámetro interno d¡ del elemento de transporte radial.

En el presente documento se describe un agitador, que comprende

- un elemento de transporte radial que comprende al menos dos palas de mezclador, y

- uno o más elementos de transporte axial que comprenden, cada uno, al menos dos palas de mezclador,

en el que las palas de mezclador del elemento de transporte radial son paralelas entre sí y al eje del árbol del agitador, y

en el que el diámetro externo de todos los elementos de transporte axial es igual a o menor que el diámetro Interno del elemento de transporte radial, y

en el que todos los elementos de transporte axial están conectados individualmente al elemento de transporte radial, y

en el que todos los elementos de transporte axial está ubicados dentro del elemento de transporte radial, y en el que todos los elementos de transporte tienen una orientación espacial fija unos con respecto a otros y con respecto al eje del árbol del agitador.

En una realización, el agitador comprende de 1 a 5 elementos de transporte axial, o en otra realización de 1 a 3 elementos de transporte axial, o también en una realización 1 o 2 elementos de transporte axial. En una realización, el al menos un elemento de transporte axial está situado en los cuatro quintos superiores del agitador determinados desde la parte superior del agitador y está a una distancia máxima de h4/5 hasta la parte superior del agitador. También en una realización, un elemento de transporte axial está ubicado a una distancia máxima del 80% desde la parte de arriba de las palas del elemento de transporte radial (es decir, a una distancia máxima de 0,8 h) y/o un elemento de transporte axial está ubicado a una distancia máxima del 20% desde la parte de arriba de las palas del elemento de transporte radial (es decir a una distancia máxima de 0,2 h). En una realización adicional, el al menos un elemento de transporte axial y el al menos un elemento de transporte radial forman juntos un único elemento. En otra realización, las palas de mezclador opuestas del elemento de transporte radial está unidas entre sí por dos palas de mezclador opuestas de un elemento de transporte axial. En una realización, el diámetro de todos los elementos de transporte axial es idéntico. En otra realización, los elementos de transporte axial se seleccionan, independientemente entre sí, entre un agitador de hélice, agitador de palas reviradas o agitador de palas inclinadas.

Si el diámetro del elemento de transporte axial es menor que el diámetro interno del elemento de transporte radial, la distancia espacial entre la punta de la pala de mezclador del elemento de transporte axial y el borde interno del elemento de transporte radial es franqueada por un conector. El conector se selecciona, en una realización, entre

alambre, varilla, chapa y disco.

En una realización adicional, todos los elementos de transporte, es decir los elementos de transporte axial así como radial, giran con el mismo número de rotaciones por unidad de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo que comprende un agitador y un módulo de diálisis dentro de un recipiente de cultivo, caracterizado por que el agitador comprende

- un elemento de transporte radial que comprende al menos dos palas de mezclador, y

- uno o más elementos de transporte axial que comprenden, cada uno, al menos dos palas de mezclador, en el que las palas de mezclador del elemento de transporte radial son paralelas entre sí,

en el que el diámetro externo de todos los elementos de transporte axial es igual a o menor que el diámetro interno del elemento de transporte radial,

en el que todos los elementos de transporte axial están conectados individualmente al elemento de transporte radial,

en el que todos los elementos de transporte axial están ubicados dentro del elemento de transporte radial, y en el que todos los elementos de transporte tienen una orientación espacial fija unos con respecto a otros.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el número de elementos de transporte axial es 1 o 2 o 3.

3. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que palas de mezclador opuestas del elemento de transporte radial están unidas entre sí por dos palas de mezclador opuestas de un elemento de transporte axial.

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de transporte radial es un impulsor de tipo ancla.

5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de transporte axial es un mezclador de palas inclinadas.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el paso de las palas de mezclador del mezclador de palas inclinadas está entre 10° y 80° con respecto al eje del árbol del agitador.

7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento de transporte radial tiene una altura de al menos 200 mm.

8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la relación d/D de diámetro del agitador (d) con respecto al diámetro del recipiente de cultivo (D) es de 0,2 a 0,8

9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la relación H/D de altura de llenado del recipiente de cultivo (H) con respecto a anchura del recipiente de cultivo (D) es de 1,0 a 2,5.

10. Uso de un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, para cultivar una célula que expresa un polipéptido.

11. Uso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque la célula es una célula de mamífero.

12. Uso de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que la célula de mamífero se selecciona entre una célula CHO, una célula BHK, una célula NS0, una célula COS, una célula PER.C6, una célula Sp2/0 o una célula HEK 293.

13. Uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el polipéptido es un anticuerpo.

14. Método para la producción de un polipéptido que comprende

a) proporcionar una célula que comprende un ácido nucleico que codifica el polipéptido,

b) proporcionar un dispositivo tal como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,

c) cultivar la células en el dispositivo en un medio de cultivo en el que el agitador proporciona un flujo turbulento dentro del recipiente de cultivo, y

d) recuperar el polipéptido de las células o el medio de cultivo y producir, de este modo, un polipéptido.

15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que la célula es una célula de mamífero.

16. Método de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado por que la célula de mamífero se selecciona entre una célula CHO, una célula BHK, una célula NS0, una célula COS, una célula PER.C6, una célula Sp2/0 o una célula HEK 293.

17. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado por que el polipéptido es un anticuerpo.


 

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