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DE68905522T2 - Einrichtung und Verfahren zur Kultur in einem Hohlfaserbioreaktor. - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zur Kultur in einem Hohlfaserbioreaktor.

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DE68905522T2
DE68905522T2 DE89106379T DE68905522T DE68905522T2 DE 68905522 T2 DE68905522 T2 DE 68905522T2 DE 89106379 T DE89106379 T DE 89106379T DE 68905522 T DE68905522 T DE 68905522T DE 68905522 T2 DE68905522 T2 DE 68905522T2
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DE
Germany
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loop
liquid medium
cartridge
nutrient
pump
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DE89106379T
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James Anthony Braatz
David M Donofrio
Aaron Herman Heifetz
Richard Alan Wolfe
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Amicon Corp
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WR Grace and Co
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    • C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Züchten von Zellen, insbesondere Säugerzellen, in vitro.
  • US-Patent 3,883,393 und US-Patent 4,220,725, die beide für Knazek et al. angemeldet sind, beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zum Erhalten und Züchten von Säugerzellen in vitro. Die von Knazek et al. offenbarte Vorrichtung schließt eine Patrone aus semipermeablen röhrenförmigen Teilen, genauer aus semipermeablen Hohlfasern, ein. Bei den von Knazek et al. offenbarten Verfahren werden in einem Nährstoff-Medium suspendierte Zellen in das Innere des Bioreaktors eingebracht, und man läßt sie auf den dort als "Kapillaren" bezeichneten Hohlfasern absetzen. Ein Nährstoffmedium wird kontinuierlich durch das Innere des Bioreaktors umgewälzt, um die darin enthaltenen Zellen zu ernähren und dadurch das Wachstum zu fördern. Die Abfallprodukte der wachsenden Zellen ließ man innerhalb des rezirkulierenden 'Perfusionsmediums" akkumulieren, und dieses "Perfusionsmedium" wurde täglich oder jeden zweiten Tag entfernt und durch frisches Nährstoffmedium ersetzt. Der Wechsel des Nährstoffmediums war nötig, um zu verhindern, daß für die Zellen toxische Substanzen, wie zum Beispiel Lactat, eine Konzentration erreichen, bei der die Zellkultur abgetötet oder vermindert würde. Knazek et al. schlossen als bequemes Verfahren zum Zugeben und Entfernen des flüssigen Nährstoffmediums an jedem zweiten Tag oder täglich ein durchmischtes Reservoir oder einen Rückhaltetank in ihre Schleife ein. Dementsprechend übernahmen Knazek et al. den konventionellen Ansatz zum Kultivieren von Säugerzellen, der in bezug auf das Ersetzen des Nährstoffmediums im wesentlichen ein Batch- Prozeß ist.
  • "VITAFIBER II/Plus" wird als Verbesserung gegenüber der Vorrichtung und dem Verfahren von Knazek et al. angesehen, da es das Betreiben beim kontinuierlichen Wiederauffüllen der Nährstoff-Flüssigkeit anstatt auf diskontinuierliche Weise ermöglicht. Die Nährstoff- und Abfall-Konzentrationen in dem rezirkulierenden flüssigen Medium können besser kontrolliert werden. Diese bessere Kontrollierbarkeit ist insbesondere beim Kultivieren von Zellen wichtig, die in bezug auf die Lactat-Konzentration sehr sensitiv sind. Eine automatische pH-Wert-Kontrolle durch Zugabe von Säure oder Base ist vorgesehen. Es ist jedoch keine automatische Kontrolle der Nährstoffe vorgesehen, und das System ist gegenüber einer Nährstoff-Erschöpfung anfällig.
  • Bei diesen Systemen gemäß Stand der Technik wurde die Lactat- Konzentration durch Zugabe eines pH-Wert-Farbindikators, wie z.B. Phenolrot, in das flüssige Medium überwacht. Bei dieser Technik war es auch üblich, die Lactat-Konzentration durch periodisches Entnehmen von Proben aus dem flüssigen Medium und das Bestimmen des Lactat unter Verwendung eines konventionellen Lactat-Analysators zu überwachen.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein ständiges Problem in Verbindung mit den Methoden zur Kultivierung von Säuger- und anderen Zell-Linien im Stand der Technik ist die allgegenwärtige Gefahr einer Kontaminierung oder Zerstörung der Zellkultur durch andere Mikroorganismen. Die Erfinder haben gefunden, daß die den Rührer in den Vorratsbehältern umgebende Abdichtung oder das Lager der oben diskutierten Vorrichtungen aus dem Stand der Technik in der Vergangenheit eine Eintrittsstelle für fremde Mikroorganismen war. Auch wird mittlerweile das Rühren an sich als Ursache für eine Protein-Denaturierung angesehen. Die Anmelder haben gefunden, daß sie durch das Einspeisen der frischen Lösung in die rezirkulierende Schleife flüssigen Mediums ein ausreichendes Durchmischen der frischen Nährstoff-Lösung erreichen können. Somit verzichtet die vorliegende Erfindung auf die Notwendigkeit eines gerührten Reservoirs oder Rückhaltetanks und eliminiert dadurch einen möglichen Eintrittsort für kontaminierende Mikroorganismen. Weiterhin bietet die vorliegende Erfindung durch das Betreiben unter erhöhtem Druck einen weiteren Schutz gegen den Eintritt eines kontaminierenden Mikroorganismus.
  • Die Anmelder haben außerdem gefunden, daß bei maximaler Effizienz eine optimale Nährstoff-Konzentration aufrechterhalten werden kann, wenn für eine Regulierung der Pumpe gesorgt wird, die die frische Nährstoff-Lösung in die das Medium enthaltende Schleife einspeist und welche auf den mittels einer herkömmlichen pH-Sonde gemessenen pH-Wert des flüssigen Mediums in der Schleife anspricht. In dem vorliegenden System wird die frische Nährstoff-Lösung bei einem konstanten pH-Wert, z.B. 7,3 oder 7,4, zugegeben. Somit wird bei dem vorliegenden System im Gegensatz zum Stand der Technik ein Absinken des pH-Werts durch Erhöhung der zur Schleife zugegebenen Nährstoff-Menge kompensiert und nicht durch die Zugabe einer Base allein. Wie zuvor angemerkt wurde, sind manche Säuger-Zellinien besonders empfindlich gegenüber Lactat, einem Zell-Metaboliten, der je nach Betriebsart aus dem Stand der Technik einfach im Verlauf der Zeit zwischen den Wechseln des flüssigen Mediums zunimmt. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine kontinuierliche Überwachung des Lactats und Mittel zur Verfügung zu stellen, um die Förderleistung der Förderpumpe für die frische Lösung, welche auf Änderungen der Lactat-Konzentration anspricht, zu verändern. Die Fördermenge für das frische, flüssige Medium muß ausreichend groß sein, um die Entnahme einer ausreichenden Menge der Flüssigkeit innerhalb der Schleife zu gestatten, um Lactat bei einer angemessen niedrigen Konzentration zu halten. Auf der anderen Seite stellt das herkömmliche flüssige Medium zur Kultivierung von Säugerzellen beträchtliche Kosten beim Betrieb des Systems dieser Erfindung ebenso wie im Stand der Technik dar. Dementsprechend ist es wünschenswert, das flüssige Medium nicht in einer beträchtlich höheren Geschwindigkeit zu entnehmen und zuzuführen als zum Halten der Abfall-Metaboliten-Konzentration auf einem ausreichend geringen Wert benötigt wird. Es wurde nun herausgefunden, daß der Betrieb der Pumpe mit einer Regelung der Fördermenge, die auf den gemessenen pH-Wert des Systems anspricht, es ermöglicht, die Lactat-Konzentration ausreichend unterhalb des für eine geeignete Zell-Kultivierung maximalen Wertes zu halten, die Konzentration der Nährstoffe auf einem konstanten, angestrebten Wert zu halten und gleichzeitig den Verbrauch des flüssigen Nährstoff-Mediums im Einklang mit der Notwendigkeit zur Entfernung toxischer Metaboliten zu minimieren.
  • Dementsprechend schließt das System der vorliegenden Erfindung eine herkömmliche tubuläre Membranpatrone und eine Umwälzpumpe zum Umwälzen eines nährstoffhaltigen, flüssigen Mediums durch die tubuläre Seite der Patrone ein. Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Vorrichtung zum Anreichern von Sauerstoff bereit, um das flüssige Medium vor dem Eintritt in die Patrone mit Sauerstoff anzureichern. An keiner Stelle innerhalb der Schleife flüssigen Mediums ist ein Rührkessel eingeschlossen. In der Schleife ist eine pH-Sonde zusammen mit Mitteln zur Regulierung der Förderleistung der Förderpumpe, welche auf den ermittelten pH-Wert ansprechen, bereitgestellt. Es ist auch dafür gesorgt, daß die Entfernung des flüssigen Mediums in einer ungefähr der Geschwindigkeit der Zufuhr frischer, nährstoffhaltiger Lösung entsprechenden Geschwindigkeit stattfindet, unter Berücksichtigung dessen, daß das flüssige Medium unter einem geeigneten Überdruck gehalten wird, um ein selbstreinigendes System zur Verfügung zu stellen. Der Betrieb unter erhöhtem Druck ohne einen Rührkessel hat sich als sehr effektiv zum Schutz vor einer Kontaminierung durch unerwünschte Mikroorganismen erwiesen.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erfordert ein kontinuierliches Pumpen der Flüssigkeit innerhalb der Schleife, d.h. eine kontinuierliche Zirkulation innerhalb einer Endlosschleife. In einein Zellkulturmedium befindliche Zellen werden in der Patrone auf der Mantelseite eingebracht. Die Patrone wird so montiert, daß ihre Längsachse in einem Winkel von 45º bis 90º gegenüber der Horizontalen ausgerichtet ist, um die Zelldichte und Produktivität zu maximieren. Das rezirkulierende flüssige Medium wird an einer entsprechenden Stelle stromaufwärts vom Einlaß der Patrone mit Sauerstoff angereichert. Frisches, nährstoffhaltiges, flüssiges Medium wird vorzugsweise stromaufwärts der Vorrichtung zum Anreichern von Sauerstoff und stromabwärts der Umwälzpumpe kontinuierlich in die Schleife eingespeist. Flüssiges, die Bioreaktor-Patrone verlassendes Medium wird aufgeteilt, und ein Teil wird an einer Stelle nahe dem Auslaß der Bioreaktor- Patrone kontinuierlich in einer Geschwindigkeit aus der Schleife entfernt, die derjenigen der Zufuhr frischer, nährstoffhaltiger Flüssigkeit enspricht. Der pH-Wert innerhalb der Schleife wird vorzugsweise kontinuierlich an einer Stelle zwischen dem Auslaß des Bioreaktors und der Stelle gemessen, an der das frische, flüssige Medium zugegeben wird. Die Förderpumpe für das frische, flüssige Medium wird, auf den ermittelten pH-Wert ansprechend, reguliert.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung deutlich.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die einzige Abbildung ist ein Fließschema, das die Vorrichtungskomponenten des Systems der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, die verschiedene Komponenten der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei 10 ist ein Bioreaktor gezeigt, der vorzugsweise ein "VITAFI- BER" V Bioreaktor ist. Der "VITAFIBER" V Bioreaktor ist eine Patrone, die ein Bündel von Polysulfon-Hohlfasern enthält, wodurch ungefähr fünf Quadratfuß semipermeabler Membranoberfläche zur Verfügung gestellt werden, und die über die AMICON Division der W.R. Grace & Co. kommerziell erhältlich ist. Die Mantelseite des Bioreaktors 10 ist mit einem Paar Lüftungsöffnungen versehen, von der jede durch ein Dreiwegeventil 12 verschlossen ist und welche das Zuführen der Zellen auf der Mantelseite des Bioreaktors 10 und das Entfernen derselben gestatten. Die Umwälzschleife 20 ist mit einer passenden Verbindung einer biokompatiblen Schlauchleitung versehen, die üblicherweise in biochemischen Laboratorien verwendet wird, z.B. Polysilikon. Die flüssige, nährstoffhaltige Lösung in Schleife 20 wird an einem konventionellen Labor-"T"-Stück 12 aufgeteilt, wobei ein Teil kontinuierlich durch die Abflußleitung 14 mit einer Geschwindigkeit entfernt wird, die der Zuführgeschwindigkeit des frischen, flüssigen Mediums bei "T" 18, einer weiteren konventionellen Labor- "T"-Stück-Verbindung, entspricht. Der Druck in dem System wird innerhalb eines Bereichs von 1-25 psig (0,07-1,75 bar) gehalten. Die untere Grenze wird durch die Notwendigkeit festgelegt, einen positiven Druck oberhalb des atmosphärischen Druckes in dem System aufrechtzuerhalten, um dem Eintritt fremder Mikroorganismen vorzubeugen. Der obere Grenzwert wird nur durch die Kapazität der Vorrichtung festgelegt. 25 psig werden als ungefährer oberer Grenzwert für den "VITAFIBER" V Bioreaktor angesehen. In am nächsten bevorzugter Weise wird das System bei ungefähr 15 psig (1,05 bar) durch ein bei 16 gezeigtes konventionelles Entenschnabel-Steuerventil gehalten.
  • Die Anmelder haben auch gefunden, daß die Orientierung der Längsachse des Bioreaktors relativ zur Horizontalen sowohl im Hinblick auf die Zelldichte als auch auf die Produktivität des gewünschten Metaboliten, z.B. IgG, wichtig ist. Die Erfinder haben gefunden, daß in einem horizontalen Hohlfaser-Bioreaktor die Art des konvektiven Flusses innerhalb der Reaktor-Patrone dergestalt ist, daß Wachstums-Stimulantien mit einem hohen Molekulargewicht, wie z.B. Transferrin Wachstumsfaktoren und Albumin, zum Auslaßende der Patrone transportiert werden und dort, bei entsprechender Abreicherung am Einlaßende, akkumulieren. Anders ausgedrückt, solche Wachstums-Stimulantien mit einem hohen Molekulargewicht perfundieren in einem horizontal angebrachten Bioreaktor die Zellkultur nicht gleichmäßig, wobei die zum Auslaßende der Patrone hin angrenzenden Zellkultur die höchste Konzentration solcher Nährstoffe erhält. Die Anmelder habendieses experimentell durch Verwendung von Azofarbstoff-markiertem Lactalbumin demonstriert. Sie haben auch experimentell gezeigt, daß durch Orientierung der Längsachse des Bioreaktors in einem Winkel von 45º bis 90º gegenüber der Horizontalen die Wachstums-Stimulantien mit hohem Molekulargewicht sehr viel gleichmäßiger überall in der Zellkultur verteilt sind. Speziell haben sie herausgefunden, daß bei einem Winkel von 60º oder mehr gegenüber der Horizontalen die Zellkultur eine maximale Dichte und Produktivität in der Hälfte der bei einem identischen, horizontal angebrachten Bioreaktor benötigten Zeit erreicht. Die Experimente zeigen, daß durch Orientierung bei einem Winkel unterhalb von 60º wenig erreicht wird. Der hinsichtlich Zelldichte und Produktivität zu erreichende, sehr geringe durch Aufrichten des Bioreaktors in eine vertikale Orientierung erzielbare Vorteil wird aufgewogen durch die Herstellungs-(Verpakkungs-)Probleme, auf die ein solches Design stoßen würde.
  • Bei 20 ist eine pH-Sonde gezeigt, die ein Signal erzeugt, welches den Betrieb der Förderpumpe 22 für das frische Medium beeinflußt. Die Erhöhung toxischer Metaboliten innerhalb der Umwälzschleife führt zu einer Erniedrigung des pH-Wertes, was primär auf die Anwesenheit von Lactat zurückzuführen ist, welches ein Metabolit der Säugerzelle ist. Auf der anderen Seite ist das konventionelle Nährstoff-Medium, das Glucose, Vitamine und Aminosäuren enthält, leicht basisch, d.h. pH 7,3 oder 7,4. Somit wird die Fördermenge des frischen Mediums bei einem konstanten pH-Wert durch Pumpe 22 reguliert, die auf das Signal der pH-Wert Sonde 18 anspricht, um den pH-Wert bei einem entsprechenden und für die entsprechende, kultivierte Zell-Linie als Optimum gewählten Wert zu halten. In dieser Weise wird der Nährstoffgehalt innerhalb der Umwälzschleife im Gegensatz zur reinen pH-Wert Kontrolle wie im "VITAFIBER II/Plus"-System auf einem konstanten Wert gehalten. Der gewählte pH-Wert für die Umwälzschleife wird sich üblicherweise zwischen 6,5 und 7,5 bewegen und wird für die Herstellung von IgG aus Hybridom-Zellen vorzugsweise etwa 6,8 betragen. Da die Lactat-Konzentration iTv Abhängigkeit vom pH-Wert im System der vorliegenden Erfindung präzise kontrolliert wird, besteht keine Notwendigkeit für einen pH-Wert Farbindikator im flüssigen Medium, wie er im Stand der Technik benötigt wird. Jedoch kann ein solcher Farbindikator wahlweise zugegeben werden, wenn es gewünscht wird.
  • Frisches, nährstoffhaltiges, flüssiges Medium wird der Schleife mittels einer peristaltischen Pumpe 22 durch "T" 18 an einer Stelle stromabwärts von der pH-Sonde 20 zugegeben. Durch eine Zahnradpumpe 24 wird für eine kontinuierliche Umwälzung innerhalb der Schleife 20 gesorgt.
  • Stromabwärts der Umwälzpumpe 24 ist eine Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff bereitgestellt. Als Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff haben die Anmelder eine Silikon- Schlauchleitung mit 0,132" (3,4 mm) Innendurchmesser und 0,183" (4,6 mm) Außendurchmesser verwendet, die in eine Polysulfon- Röhre mit einem Innendurchmesser von 2" (5,1 cm) eingebaut ist. Luft wird mittels einer Luftpumpe 28 auf die Mantelseite der Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff gepumpt, wobei das flüssige Medium durch die Röhren der Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff hindurchgeführt wird. Der Sauerstoff-Partialdruck im zirkulierenden, flüssigen Medium innerhalb der Schleife 20 wird vorzugsweise auf 100-150 mm Hg (0,13-0,2 bar) gehalten. In der konkreten Praxis konnten die Anmelder den Sauerstoff-Partialdruck erfolgreich auf etwa 138 mm Hg halten. Die Luftpumpe 28 ist eine konventionelle, kommerziell erhältliche Membranpumpe.
  • Beim Verlassen der Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff durchläuft das zirkulierende, flüssige Medium ein 5 Mikrometer Filter 30, wie z.B. das Polypropylen-Membranfilter, das von Pall Biomedical Products Corporation vertrieben wird.
  • Bei 32 ist ein Brutschrank gezeigt, der den Bioreaktor l0, die pH-Sonde 20, die Vorrichtung 26 zum Anreichern von Sauerstoff und das Filter 30 enthält. Das Innere des Schrankes wird auf einem Temperatur-Optimum für den entsprechenden, kultivierten Zell-Stamm gehalten und wird üblicherweise etwa 37ºC betragen.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung werden bei vielen verschiedenen medizinischen und biochemischen Anwendungen Verwendung finden. Zum Beispiel haben sich die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren insbesondere als nützlich zur Herstellung von Immunglobulinen erwiesen, wie z.B. von IgG aus Hybridom-Zell-Linien. Das System und das Verfahren können auch verwendet werden, um jede andere Zell-Linie zu kultivieren, die erfolgreich in Hohlfaser-Systemen kultiviert wurde, wie z.B. tierisches Embryo-Gewebe, menschliches Lungengewebe und verschiedene menschliche und tierische Karzinomzellen.
  • Die Erfindung kann in anderen, speziellen Ausführungsformen realisiert werden, ohne von deren essentiellen Charakteristika abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als beschränkend anzusehen, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorangegangene Beschreibung bestimmt wird.

Claims (14)

1. Zellkultursystem, umfassend:
eine tubuläre Membranpatrone mit einem Mantel und einer Vielzahl von in dem Mantel befestigten, tubulären, semipermeablen Membranen, die sich zwischen einem Flüssigkeitseinlaß-Ende und einem Flüssigkeitsauslaß-Ende erstrecken, wobei die tubulären Membranen dazu dienen, das Innere des Mantels in einen intratubulären Raum und einen extratubulären Raum aufzuteilen, wobei der Mantel erste und zweite, im Abstand voneinander befindliche, mit dem extratubulären Raum kommunizierende Öffnungen zum Zuführen und Entfernen der Zellen und Zellprodukte aufweist;
eine Umwälzpumpe zum Umwälzen eines nährstoffhaltigen, flüssigen Mediums durch die tubulären Membranen;
einen Sauerstoffanreicherungsapparat, um das flüssige Medium mit Sauerstoff anzureichern;
eine Endlosschleife, die gegenüber der sie umgebenden Atmosphäre abgeschlossen ist und mit dem Flüssigkeitseinlaß- Ende und dem Flüssigkeitsauslaß-Ende kommuniziert, wobei die Schleife die Umwälzpumpe und den Sauerstoffanreicherungsapparat aber keinen Rührkessel einschließt;
eine regelbare Förderpumpe, um kontinuierlich frische, nährstoffhaltige Lösung in die Schleife einzuspeisen;
eine pH-Sonde in der Schleife und Mittel zur Regulierung der Förderleistung der Förderpumpe, welche auf pH-Veränderungen, die von der Sonde ermittelt werden, ansprechen; und
Ablaßmittel, um das flüssige Medium kontinuierlich aus der Schleife mit einer Geschwindigkeit zu entfernen, die der Zuführgeschwindigkeit der frischen, nährstoffhaltigen Lösung in die Schleife entspricht, wobei das flüssige Medium unter Überdruck gehalten wird.
2. System nach Anspruch 1, bei dem die Stelle, an der das flüssige Medium entfernt wird, stromabwärts von der Patrone und stromaufwärts von der Umwälzpumpe liegt und bei dem die Stelle, an der das frische, nährstoffhaltige, flüssige Medium zugeführt wird, stromabwärts vom Ablaßmittel und stromaufwärts von der Umwälzpumpe liegt.
3. System nach Anspruch 1, bei dem das Ablaßmittel ein Steuerventil umfaßt.
4. System nach Anspruch 1, bei dem die Schleife weiterhin einen Filter zur Entfernung von Feststoffen einschließt.
5. System nach Anspruch 1, das weiterhin eine Inkubationskammer umfaßt, die im Inneren die Patrone und den Sauerstoffanreicherungsapparat und Mittel enthält, die das Innere der Kammer auf einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur halten und geeignet sind, die Zellen zu kultivieren.
6. Verfahren zur Kultivierung von Zellen, bei dem:
ein flüssiges Medium, das Nährstoffe für die Zellen enthält, mit einer Pumpe kontinuierlich in einer Endlosschleife umgewälzt wird, die gegenüber der sie umgebenden Atmosphäre abgeschlossen ist, wobei die Schleife die semipermeablen Membranröhren einer tubulären Membranpatrone einschließt und die zu kultivierenden Zellen innerhalb der Mantelseite der Patrone enthalten sind;
das flüssige Medium in der Schleife mit Sauerstoff angereichert wird;
der pH-Wert des flüssigen Mediums in der Schleife kontinuierlich gemessen wird und ein dem pH-Wert-Wert entsprechendes Signal erzeugt wird;
frisches, nährstoffhaltiges, flüssiges Medium mit einem konstanten pH-Wert kontinuierlich in die Schleife in einer Menge eingespeist wird, die dem gemessenen pH-Wert entsprechend variiert; und
diese Menge an flüssigem Medium aus der Schleife kontinuierlich entfernt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Stelle, an der das flüssige Medium aus der Schleife entfernt wird, zwischen dem Auslaß-Ende der Patrone und der Pumpe liegt und die Stelle, an der frisches Medium zugeführt wird, zwischen der Stelle der Entnahme und der Pumpe liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der pH-Wert an einer Stelle in der Schleife gemessen wird, welche zwischen dem Ablaßmittel und der Stelle der Einspeisung liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der pH-Wert durch das Einspeisen in einem pH-Wert-Bereich zwischen 6,5 und 7,5 eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Druck in der Schleife auf 0,07 - 1,75 bar (1 - 25 psig) gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Partialdruck des Sauerstoffs, der in dem der Patrone zugeführten flüssigen Medium gelöst ist, 0,13 - 0,2 bar (100 - 150 mmHg) beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die tubuläre Membranpatrone mit ihrer Längsachse in einem Winkel von 45º-90º gegenüber der Horizontalen ausgerichtet wird.
13. Verfahren zur Kultivierung von Zellen, bei dem:
Zellen auf der Mantelseite einer Hohlfaser-Membranpatrone, die mit ihrer Längsachse in einem Winkel von 45º-90º gegenüber der Horizontalen ausgerichtet ist, eingebracht werden; und
ein nährstoffhaltiges, flüssiges Medium kontinuierlich durch die Rohrseite der Patrone umgewälzt wird.
14. System nach Anspruch 1, bei dem die Patrone mit ihrer Längsachse in einem Winkel von 45º-90º gegenüber der Horizontalen ausgerichtet wird.
DE89106379T 1988-04-27 1989-04-11 Einrichtung und Verfahren zur Kultur in einem Hohlfaserbioreaktor. Expired - Fee Related DE68905522T2 (de)

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