一种用于处理细胞的设备和方法与流程

专利2023-06-22  88



1.本发明涉及一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备。此外,本发明涉及处理细胞的方法。


背景技术:

2.在细胞处理方法中可以有任意数量的单元操作。这种单元操作基于细胞和介质以及其他变量而变化。一些细胞处理方法可以包括细胞和/或基因治疗制造、生物燃料生产、小分子生产、筛选和工艺开发等。
3.例如,可能需要用于在其中生产生物燃料的藻类生物反应器、用于在细胞和/或基因治疗制造中进行一种或更多种操作的设备、用于从大肠杆菌中产生小分子的设备、用于从实体活检和单一类器官培养中获得原代细胞的设备以及用于筛选和工艺开发的设备。
4.在一个特定的非限制性示例中,可能需要一种用于在细胞和/或基因治疗制造中执行一个或更多个单元操作的设备。在这样的示例中,细胞和基因治疗制造过程通常很复杂并且包括跨若干装置的手动或半自动化步骤。在基于细胞的治疗产品(ctp)制造的各个步骤中(即在若干个单元操作中)使用的装备系统可以包括用于细胞收集、细胞分离、细胞选择、细胞扩增、细胞洗涤和体积减少、细胞储存和细胞运输的装置。基于制造模型(例如自体与异体)、细胞类型、预期目的以及其他因素,单元操作可能有很大差异。此外,细胞是对甚至最简单的操作(比如细胞转移程序中的不同环境)都敏感的“活”实体。细胞制造装备在确保可扩展性和可重复性方面的作用是细胞和/或基因治疗制造的一个重要因素。
5.此外,基于细胞的治疗产品已经获得了显著的发展势头,因此对用于各种细胞制造程序的改进的细胞制造装备的需求日益增加,所述细胞制造程序例如但不限于细胞富集、嵌合抗原受体(car)t细胞的产生以及各种细胞制造过程,比如收集、纯化、基因修饰、孵育、回收、洗涤、输注到患者体内和冷冻。
6.当培养细胞时,细胞的培养处理通常需要使用装置来容纳细胞,例如在合适的培养介质中。已知的装置包括摇瓶、滚瓶、t形烧瓶和袋子。图1(a)和1(b)示出了具有袋子14的已知装置10的一个示例。在该已知装置10中,提供了平台12,袋子14(例如柔性袋)放置在该平台上,袋子14提供了用于在其中培养细胞的一次性腔室。柔性袋14通常包括以管子形式的一系列入口和出口,以允许介质16进入袋子14。平台12设置在基板20上,该基板具有枢轴点18,平台12以及由此的柔性袋14可以围绕该枢轴点旋转或摇摆。
7.平台12可以借助于致动器(未示出)围绕枢轴点18摇摆通过适当的角度。平台12的摇摆在袋子14内提供了波浪搅动和无气泡充气系统。因此,避免使用机械混合器,该机械混合器对介质16施加高剪切力。
8.然而,这种已知装置的主要问题是在传代或随后处理时需要在无污染条件下转移细胞以及无菌添加补充物、要素、介质等。此外,这种已知装置需要大量的人工干预,尤其是在将介质添加到袋中或从袋中移除介质时,因此这种已知装置是劳动密集型的,在操作时容易出现人为错误,并且还增加了操作成本。此外,通常需要多件装备来提供用于进行细胞
和/或基因治疗制造过程的所有必要功能。
9.因此,需要细胞处理装置(例如多步细胞处理器),其准许进行这种处理并且避免细胞在不同装置之间不断转移的前提。此外,如果可以在不将细胞转移到更大装置或另一个装置的情况下实现培养中的细胞的放大,那么这将是有利的。此外,在保持与我们的装置相关联的优点的同时具有较低操作成本的单件简单的设备将是有益的。
10.申请人通过提供如申请人的早期申请(pct/gb2016/051451、pct/gb2017/053389和pct/gb2020/050007)中所述的细胞培养容器和设备克服了这些缺点。
11.图2(a)和2(b)示出了申请人的早期设备50,如pct/gb2020/050007中所述。然而,申请人已经确定了这种装置的许多持续改进的领域,如本文所述。
12.首先,申请人已经确定,在较大体积的培养介质中以及在使用较大的容器时,设备50的致动器52在使用中具有弯曲的趋势。因此,基座单元50需要日常维护,该日常维护可能是昂贵的。在一些示例中,可以提供支撑件56,然而这增加了这种设备50的重量和制造成本。此外,当致动器52在使用中开始弯曲时,细胞培养容器的压缩可能受到损害,从而降低细胞和/或基因治疗制造过程的效率。
13.第二,设备50的致动器52不适于在致动器52所作用的容器内混合介质。具体地说,致动器52缓慢移动以提供容器的压缩,使得可以对介质进行移除、取样等。也就是说,致动器52不能以混合在该致动器上保持的容器内的介质所需的速率移动。致动器52也不提供任何其他类型的混合(例如摇摆和/或涡旋混合),这在介质和/或细胞不与容器的整个褶皱接触的情况下是特别需要的(对于这种容器,参见图2(c)和2(d))。
14.第三,如图2(c)和2(d)所示,申请人以前的设备在这种布置中可能不能充分混合细胞处理介质。图2(c)示出了细胞培养容器60内的介质62,其一部分介质64沉淀在细胞培养容器60的基部处。虽然基座单元50提供了用于在使用中使细胞培养容器60围绕中心轴线旋转的旋转机构54,但是这种旋转必须精确而缓慢,因为位于细胞培养容器60上方的辅助容器被定位成使得它们可以将介质62分配到细胞培养容器60中。因此,如图2(d)所示,在旋转细胞培养容器60后,一部分介质64可以保持沉淀在细胞培养容器60的基部处。这是由于细胞培养容器60被居中放置在辅助容器的下方,与中心纵向旋转轴线同轴。因此,如图2(d)所示,即使在高旋转速度下,细胞培养容器60也仅经历最小程度的搅动环境,这不足以确保容器60内的均匀性。因此,现有技术的旋转机构54不适于充分搅动细胞培养容器60内的反应介质62。
15.因此,需要一种设备,在该设备中可以操作细胞和/或基因治疗制造过程中的若干个过程,并且在该设备中可以充分搅动容器以确保其中的均匀性。
16.更具体地说,需要一种与图2(a)和2(b)中所讨论的设备相似的设备,该设备还可以对在设备的一部分上接收的容器内的介质进行混合,例如压缩、摇摆和/或涡旋混合。
17.因此,本发明旨在消除或缓解至少一个上述问题。


技术实现要素:

18.一种设备、系统及其使用方法
19.在本发明的一个方面中,提供了一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备,该设备包括:
20.保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;
21.与保持元件间隔开的可移动板,该可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,该可移动板限定了基本平行于第一平面的第二平面;和
22.致动机构,其可操作地联接到可移动板,以使可移动板围绕第二平面内的至少一个轴线旋转,从而减小第二平面的至少一部分和第一平面之间的距离。
23.保持元件可以是任何适当的元件或机构,其被配置和/或布置成在使用中接收容器的顶部部段的一部分、一些或全部。保持元件在第一平面内接收并且保持所接收的容器的顶部部段。第一平面可以基本水平地延伸或垂直于竖直方向延伸。
24.可移动板可以是任何适当的元件或机构,其被配置和/或布置成在使用中接合容器的基部部段的一部分、一些或全部。可移动板可以作用于所接收的容器的基部部段上。可移动板通常限定第二平面。第二平面通常平行于第一平面,尤其是在致动机构致动之前。第二平面可以与竖直方向基本水平地或垂直地延伸。
25.致动机构可以可操作地联接到可移动板,因此致动机构使得可移动板在使用中作用于所接收的容器的基部部段上。在使用中,致动机构可以使得限定第二平面的可移动板围绕第二平面内的一个或更多个轴线旋转、倾斜、枢转或移动。因此,第二平面的一部分、一些、大部分或全部与第一平面的一部分、一些、大部分或全部之间的距离可以减小。换句话说,可以使第二平面的一部分、一些、大部分或全部朝向第一平面移动。第一平面在使用中可以保持静止。致动机构可以作用于可移动板的任何部分、或一些、或大部分或全部上,以使可移动板的部分、一些、大部分或全部相对于第一平面移动。例如,致动机构可以作用于可移动板的分立部分上。例如,致动机构可以起作用,使得整个可移动板是可移动的。
26.可移动板可围绕第二平面内的任何轴线移动、或旋转、或倾斜等,该第二平面是可移动板的平面。因此,可移动板可以围绕第二平面内的单个轴线、两个轴线、三个轴线、多个轴线、无限数量的轴线旋转。可移动板可以被布置成在第一构造中围绕第一轴线旋转,然后在第二构造中围绕第二轴线旋转。第一轴线和第二轴线可以彼此垂直或平行。可移动板可以被布置成围绕单个轴线旋转,以向所接收的容器内的流体施加波浪运动或摇摆运动,可移动板可操作地接合所接收的容器。可移动板可以被布置成围绕一个以上的轴线(例如两个垂直的轴线)旋转,以向所接收的容器内的流体施加涡旋运动,可移动板可操作地接合在所接收的容器中。可移动板可以是完全可移动的,以便在可移动板(即第二平面)和第一平面(即保持元件)之间压缩所接收的容器。
27.这提供了这样的优点,即可以在单个设备中进行细胞处理中的多个单元操作。也就是说,该设备可以是用于细胞处理的多步骤处理设备。例如,该设备可以有利地允许静态和动态的细胞培养或处理,而不必在设备或系统之间转移材料。例如,该设备可以有利地允许在所接收的容器中混合和/或泵送材料,因此不需要搅动和/或泵送或管件装备。这可以减少设备的占地面积、允许紧凑的设备并且实现装置的可堆叠复用。
28.此外,这提供了这样的优点,即可以在原位搅动细胞处理介质。具体地说,本设备允许搅动细胞处理介质,而不需要在装置之间转移细胞处理介质。因此,可以在单个器皿内确保均匀性,从而可以在原位进行任何后续操作,例如取样。此外,本文提供的设备允许沿着任意数量的方向进行搅动,包括围绕轴线旋转以提供波浪搅动或涡旋搅动,并且包括沿着轴线进行压缩。因此,该设备可以提供细胞处理介质在原位的改进混合。
29.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面内的轴线旋转。
30.也就是说,在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面内的单个(即一个)轴线旋转。单个轴线可以居中地设置在第二平面内,使得可移动板可围绕第二平面的中心轴线旋转。单个轴线可以在第二平面内偏离中心设置,使得可移动板可围绕除了与第二平面垂直延伸的中心轴线之外的轴线旋转。单个轴线可以设置在容器的基部部段与容器的壁元件邻接的点处。单个轴线可以设置在可移动板的边缘处。因此,整个基部部段可以在一个方向上倾斜。
31.这提供了这样的优点,即可以向在设备内所接收的容器内的流体施加波浪运动。波浪运动可以彻底混合容器内的流体并且提供流体的充气。
32.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面内的多个轴线旋转。
33.这提供了这样的优点,即可以向在设备内所接收的容器内的流体施加沿着多个不同轴线的多个波浪运动。多个波浪运动确保容器内流体的彻底混合并且提供流体的充气。此外,这种设备确保所接收的容器内的任何体积的流体都可以充分混合。
34.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面的所述轴线或每个轴线在0度和90度之间旋转。
35.优选的是,可移动板可围绕大致1至5度(最优选的是3.5度)的角度旋转。
36.依据要进行的细胞处理操作,可移动板可以以任意速率旋转。例如,可移动板可以每分钟旋转1至1000次摇摆。例如,可移动板可以每分钟旋转1至100次摇摆。优选的是,可移动板可以以每分钟5至60次摇摆、例如每分钟20至60次摇摆、优选每分钟约10至15次摇摆的速率旋转。摇摆可以被定义为在一个方向上围绕轴线旋转,随后在相反方向上围绕轴线后续旋转。
37.在某些实施例中,垂直于第一平面和第二平面延伸的纵向轴线在原点处与第二平面相交,其中致动机构被布置成使可移动板围绕原点枢转。
38.这提供了这样的优点,即向在设备内所接收的容器内的流体施加涡旋运动。涡旋运动可能有利于混合小体积(即小于100ml)的流体或液体。涡旋运动可以充分混合流体并且向其提供充气。
39.在某些实施例中,原点居中位于第二平面内。
40.也就是说,在某些实施例中,原点居中地设置在第二平面内。换句话说,纵向轴线是在中心原点处与第二平面相交的中心纵向轴线。
41.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面内的第一轴线移动并且同时围绕第二平面内的第二轴线移动。在一些示例中,第一轴线和第二轴线是垂直的。
42.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板围绕第二平面内的轴线在第一构造和第二构造之间旋转,在第一构造中,第二平面基本上平行于第一平面,在第二构造中,第二平面相对于第一平面形成预定角度。
43.在某些实施例中,致动机构进一步被布置成使可移动板在第二构造中围绕纵向轴线旋转,该纵向轴线垂直于第一平面并且在原点处与第二平面相交。
44.在某些实施例中,原点居中位于第二平面内。也就是说,在某些实施例中,原点居中地设置在第二平面内。换句话说,纵向轴线是在中心原点处与第二平面相交的中心纵向
轴线。
45.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板以预定角度围绕纵向轴线旋转。在一些示例中,预定角度是恒定角度。预定角度可以介于0度和180度之间,不包括90度。预定角度通常不包括0度和180度。
46.在某些实施例中,致动机构被布置成使可移动板以可变角度围绕纵向轴线旋转。也就是说,在某些实施例中,当致动机构使可移动板围绕纵向轴线旋转时,也会导致可移动板围绕第二平面内的一个或多个轴线旋转。
47.在某些实施例中,可移动板可围绕原点枢转,使得第二平面内除了原点之外的每个点相对于纵向轴线形成介于0至180度之间的角度,不包括90度。
48.优选的是,可移动角度可围绕大致1至5度和/或大致91度至95度(最优选的是3.5度和/或93.5度)的角度旋转。
49.依据要进行的细胞处理操作,可移动板可以以任意速率旋转。可移动板的旋转速率可以取决于要使用的细胞和/或介质。例如,可移动板可以以每分钟1至1000次摇摆(rpm)进行旋转。例如,可移动板可以以每分钟1至100次摇摆进行旋转。优选的是,可移动板可以以每分钟5至60次摇摆、例如每分钟20至60次摇摆、优选每分钟约10至15次摇摆的速率进行旋转。摇摆可以被定义为在一个方向上围绕轴线旋转,随后在相反方向上围绕轴线进行后续旋转。
50.在特定实施例中,可移动板可以以每分钟1、5、10、15、20、25、30、35、40、45或50次摇摆至每分钟55、60、65、70、75、80、85、90、95或100次摇摆的速率进行旋转。本文考虑了下限和上限的任何组合。
51.在特定实施例中,致动机构被布置成以上述任意速率旋转可移动板。
52.在特定实施例中,角度可以介于1度和179度、10度和170度、20度和160度、30度和150度、40度和140度、50度和130度、60度和120度、70度和110度、80度和100度之间,不包括90度。角度的下限可以是0度、1度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度、179度或其间的任意整数,不包括90度。角度的上限可以是1度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、100度、110度、120度、130度、140度、150度、160度、170度、179度、180度或其间的任意整数。本文考虑了下限和上限的任何组合。
53.在某些实施例中,致动机构进一步被布置成使可移动板沿着基本垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线移动,从而减小第二平面和第一平面之间的距离。
54.也就是说,在一些实施例中,致动机构被布置成减小第二平面或第二平面的整体和全部与第一平面之间的距离。也就是说,第二平面的各个点和每个点与第一平面的各个相应点和每个相应点之间的距离可以减小。这可以被视为纵向轴向平移或移动。这可以被视为沿着纵向轴线的压缩运动。这也可以被视为线性压缩运动。
55.这提供了这样的优点,即可以对容器内的细胞处理介质进行压缩搅动。压缩搅动可能有利于混合大体积(即100ml)或更大体积的细胞处理介质。压缩搅动也可以充分混合细胞处理介质并且向其提供充气。
56.此外,除了上述优点之外,沿着纵向轴线的压缩运动允许原位控制顶部空间,该顶部空间是细胞处理介质上方的空间。例如,压缩运动允许在原位从容器中移除材料、允许在
原位对细胞处理介质进行充气、允许在原位从容器中移除气体、允许在容器和次级容器或过滤器之间进行通气(即,允许流体从一个容器转移到另一个容器或过滤器,以便调节所述容器或每个容器中的压力)。因此,压缩运动不仅可以搅动细胞处理介质,还可以提供本文所讨论的一个或更多个其它优点。
57.在某些实施例中,致动机构被布置成提供每分钟任意数量的循环(cpm)。一个循环被定义为对所接收的容器进行压缩,随后进行解压缩。或者,一个循环被定义为第二平面相对于第一平面在第一方向上进行纵向轴向平移,随后第二平面相对于第一平面在与第一方向相反的第二方向上进行纵向轴向平移。在每个方向上的对应纵向轴向平移的距离可以基本相等。
58.也就是说,在使用期间,所接收的容器在压缩后从第一配置或原始配置或初始构造移动到第二构造,然后在解压缩后回到第一构造或原始构造或初始构造。致动机构被布置成提供任意程度的压缩。例如,第一平面与第二平面之间的距离可以部分、大部分或全部减小。或者,第一平面和第二平面之间的距离可以增加。
59.依据要进行的细胞处理操作,可移动板可以以任意速率(即每分钟任意数量的循环)进行纵向轴向移动。速率可以取决于要使用的细胞和/或介质。例如,可移动板可以以每分钟1至100次循环的速率移动。在一些示例中,可移动板可以以每分钟5至80次循环、优选每分钟20至80次循环、最优选每分钟20至60次循环的速率移动。
60.在特定实施例中,可移动板可以以从每分钟1、5、10、15、20、25、30、35、40、45或50次循环至每分钟55、60、65、70、75、80、85、90、95或100次循环的速率移动。本文考虑了下限和上限的任何组合。
61.在特定实施例中,可移动板可以以第一速率纵向轴向移动,以便在使用期间向所接收的容器的内容物施加湍流,并且可移动板可以以第二速率纵向轴向移动,以便在使用期间允许通气(即,允许流体或气体或液体从所接收的容器转移到过滤器的次级容器)。第一速率可以大于第二速率。如上所述,第一速率和第二速率可以以每分钟的循环次数来测量。
62.在特定实施例中,致动机构被布置成以上述任意速率移动或平移可移动板。因此,致动机构可以布置成以上述任意速率对所接收的容器施加压缩和解压缩。
63.在特定实施例中,致动机构被布置成向所接收的容器提供任意适当幅度的移动。例如,纵向轴向平移的幅度可以测量为第一构造和第二构造之间的位移,在第一配置中,容器的基部相对于容器的顶部没有被压缩或者第二平面相对于第一平面没有纵向轴向平移,在第二构造中,容器的基部相对于容器的顶部至少部分被压缩或者第二平面相对于第一平面至少部分移动(比如纵向轴向平移移动)。换句话说,在压缩或纵向轴向移动之后,纵向轴向平移的幅度可以测量为第二平面相对于设备的第一平面的位移或位移幅度。该位移可以取决于要进行的细胞处理操作。该位移可能取决于要使用的细胞和/或介质。例如,该位移可以从1mm到100mm。在一些示例中,该位移可以从5mm到50mm,优选从10mm到30mm,最优选近似20mm。该位移可以介于第二平面的局部或部分和第一平面之间(即,用于使可移动板围绕第二平面内的轴线旋转)。该位移可以在整个第二平面和第一平面之间(即,用于沿着纵向轴线的纵向轴向移动,比如所接收的容器的压缩)。
64.在特定实施例中,该位移可以从1mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、
40mm、45mm或50mm到55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm。本文考虑了下限和上限的任何组合。
65.在某些实施例中,保持元件包括与容器的顶部部段可操作接合的平台、与容器的顶部部段可操作接合的夹紧机构、或与容器的顶部部段可操作接合的密封板。保持元件还可以包括它们的组合
66.在某些实施例中,保持元件包括平台,例如细胞处理平台。在一些示例中,细胞处理平台包括与至少一个出口流体连接的至少一个入口,所述出口、一些出口或每个出口被配置用于与容器的内部管腔流体连通。在一些实施例中,细胞处理平台被布置成接收与所述入口或每个入口流体连通的一个或更多个辅助容器。
67.这提供了这样的优点,即可以在单个设备中进行细胞和/或基因治疗制造中的多个单元操作。
68.在某些实施例中,保持元件包括夹紧机构。夹紧机构可以被布置成在第一平面内夹紧容器的顶部部段。夹紧机构可以被布置成可操作地联接到壳体、单元等中。例如,夹紧机构可以包括凸缘,该凸缘被布置成被接收在壳体的凹部内。例如,夹紧机构可以包括夹子,用于将容器的顶部部段联接到另一个构件,比如平台或壳体。
69.在某些实施例中,保持元件包括密封板。密封板可以包括或可以形成容器的盖子。
70.这提供了这样的优点,即容器内的介质可以容易地混合,而无论其用途如何。也就是说,这提供了这样的优点,即该设备可以在更广泛的意义上使用,而不仅仅是在细胞和/或基因治疗制造领域中使用。
71.在某些实施例中,致动机构包括与可移动板间隔开并且与可移动板基本平行的基板,该基板可操作地联接到可移动板。
72.也就是说,在一些实施例中,致动机构包括基板。基板可以是安装板。基板可以沿着轴线与可移动板间隔开。基板可以基本平行于可移动板。基板可以基本平行于第一平面。基板可以通过任何适当的机构(例如,连杆机构)可操作地联接到可移动板。
73.这提供了这样的优点,即基板以及由此的致动机构可以固定到一个表面(例如,桌子、培养箱或壳体单元)上。
74.在某些实施例中,基板包括至少一个致动器,所述致动器或每个致动器可操作地联接到可移动板或与可移动板可操作地接合。
75.也就是说,在一些实施例中,致动机构包括至少一个致动器,该致动器形成在基板上或作为基板的一部分。所述致动器或每个致动器可以可操作地联接到可移动板。也就是说,所述致动器或每个致动器可以在一端联接到基板,而在另一端处可操作地联接到可移动板。在一些示例中,所述致动器或每个致动器可以与可移动板可操作地接合。也就是说,所述致动器或每个致动器可以在一端联接到基板,并且所述致动器或每个致动器包括可操作为接合可移动板的自由端。
76.这提供了这样的优点,即致动机构更容易制造。
77.在某些实施例中,基板包括至少一个轨道,所述轨道或每个轨道基本垂直于基板从基板直立,可移动板可滑动地联接到所述轨道或每个轨道,并且其中至少一个致动器被布置成沿着所述轨道或每个轨道滑动可移动板的至少一部分。
78.也就是说,在一些实施例中,基板包括一个或更多个轨道,所述轨道从基板的表面
并且垂直于基板的表面向上朝向可移动板延伸并且延伸到可移动板。可移动板可以以滑动方式连接到所述轨道或每个轨道。也就是说,可移动板可以相对于基板沿着轨道滑动。一个或更多个致动器可以被布置成使可移动板沿着所述轨道或每个轨道滑动。在一些示例中,可以有多个轨道。在一些示例中,一个或更多个致动器可以被布置成使可移动板的一部分沿着每个轨道滑动。在一些示例中,一个或更多个致动器可以被布置成使可移动板的每个部分沿着每个轨道同时滑动。在一些示例中,一个或更多个致动器可以被布置成使可移动板的每个部分沿着每个轨道非同时滑动。
79.这提供了这样的优点,即在使用中,与容器的基部部段可操作接合的可移动板可以接合容器的整个基部部段。以这种方式,将施加到容器上的力分散到容器的基部部段上,从而避免在使用中损坏容器或设备。
80.在某些实施例中,基板通过至少一个偏压元件可操作地联接到可移动板,所述偏压元件或每个偏压元件被布置成朝向基板偏压可移动板,使得第二平面基本平行于第一平面。
81.也就是说,在一些实施例中,基板可以包括至少一个偏压元件。所述偏压元件或每个偏压元件在一端联接到基板,而在另一端处可操作地联接到可移动板。所述偏压元件或每个偏压元件可以被布置成将可移动板偏压成第二平面基本平行于第一平面的构造。
82.在某些实施例中,所述偏压元件或每个偏压元件包括弹簧,优选为拉伸弹簧。
83.也就是说,所述偏压元件或每个偏压元件可以是弹簧。弹簧可以是拉伸弹簧。弹簧可以是压缩弹簧。弹簧可以将可移动板偏压成第二平面基本平行于第一平面的构造。
84.在一些实施例中,所述偏压元件或每个偏压元件包括可移动板、基板或可移动板和基板两者的弹性可变形部分。
85.在某些实施例中,基板进一步包括可旋转的支撑板,该支撑板被布置成围绕基本垂直于支撑板的纵向轴线旋转。此外,在这样的实施例中,支撑板可以包括所述致动器或每个致动器。
86.也就是说,在一些实施例中,致动机构进一步包括支撑板。支撑板可以围绕轴线旋转。该轴线可以是基本垂直于支撑板的纵向轴线。该轴线可以垂直于第一平面、第二平面或第一平面和第二平面两者。支撑板可以形成为基板的一部分或形成为单独的元件。支撑板可以包括一个或更多个致动器。
87.在一些实施例中,支撑板包括在一端固定到支撑板上的致动器。当支撑板旋转时,可以使致动器致动,使得可移动板围绕第二平面内的轴线旋转。当支撑板旋转时,可以使致动器始终致动,从而可以实现涡旋运动。致动器可以以设定的时间间隔致动或者通过手动致动,使得在使用中移动可移动板的一部分。
88.这提供了这样的优点,即可以容易地调节可移动板移动的角度和旋转速率。
89.在某些实施例中,所述致动器或每个致动器包括线性致动器。
90.也就是说,在一些实施例中,所述致动器或每个致动器可以在线性方向上致动。线性方向可以垂直于第一平面、第二平面或第一平面和第二平面。线性方向可以与基本垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线同轴或平行。线性方向可以朝向第一平面、第二平面或可移动板。
91.在某些实施例中,可移动板包括至少一个永磁体,并且基板包括至少一个对应的
电磁体。
92.也就是说,在一些实施例中,可移动板包括至少一个永磁体。可移动板可以包括多个永磁体。基板可以包括至少一个对应的电磁体。基板可以包括多个对应的电磁体。在这种情况下,“对应的”用于定义相应的磁体被定位成使得它们的磁场能够相互作用。
93.在其他示例中,可移动板包括至少一个电磁体,并且基板包括至少一个对应的电磁体。
94.也就是说,在一些实施例中,可移动板包括至少一个电磁体。可移动板可以包括多个电磁体。基板可以包括至少一个对应的永磁体。基板可以包括多个对应的永磁体。在这种情况下,“对应的”用于定义相应的磁体被定位成使得它们的磁场能够相互作用。
95.这提供了这样的优点,即致动机构不包括移动部分。
96.所述电磁体或每个电磁体可以由控制器控制。
97.在某些实施例中,所述电磁体或每个永磁体位于可移动板的中心的远侧,并且其中所述电磁体或每个电磁体位于基板的中心的远侧。
98.也就是说,在一些实施例中,所述永磁体或每个永磁体位于可移动板的中心的远侧,即远离可移动板的中心。所述永磁体或每个永磁体可以偏心地设置在可移动板上。所述电磁体或每个电磁体位于基板的中心的远侧,即远离基板的中心。所述电磁体或每个电磁体可以偏心地设置在基板上。
99.在其他示例中,所述永磁体或每个永磁体位于可移动板的中心的远侧,并且其中所述电磁体或每个电磁体位于基板的中心的远侧。
100.也就是说,在一些实施例中,所述电磁体或每个电磁体位于可移动板的中心的远侧,即远离可移动板的中心。所述电磁体或每个电磁体可以偏心地设置在可移动板上。所述永磁体或每个永磁体位于基板的中心的远侧,即远离基板的中心。所述永磁体或每个永磁体可以偏心地设置在基板上。
101.在某些实施例中,基板包括至少一个凸轮构件,所述凸轮构件或每个凸轮构件与可移动板可操作地接合,其中所述凸轮构件或每个凸轮构件由马达驱动。
102.也就是说,在一些实施例中,致动机构包括至少一个凸轮构件,该凸轮构件形成在基板上或作为基板的一部分。所述凸轮构件或每个凸轮构件可以与可移动板可操作地接合。也就是说,凸轮表面可以与可移动板的一部分接合。在一些示例中,所述凸轮构件或每个凸轮构件由马达驱动。每个凸轮构件可以由独立的马达驱动。
103.这提供了更易于制造致动机构的优点。
104.在某些实施例中,基板包括中心毂,该中心毂与垂直于基板的纵向轴线同轴并且可围绕该纵向轴线旋转,该中心毂包括从中心毂径向向外延伸并且终止于轮子的连接杆,该轮子与可移动板可操作地接合。
105.也就是说,在一些实施例中,可以有在基板上居中设置或者作为基板的一部分在中心形成的毂。毂可以与垂直于基板或第一平面、第二平面或可移动板延伸的纵向轴线同轴并且布置成围绕该纵向轴线旋转。可以进一步存在连接杆,该连接杆沿着从毂朝向并且到轮子的半径延伸。轮子可以被布置成接合可移动板的一部分。以这种方式,当中心毂旋转时,轮子围绕由连接杆限定的圆周旋转,从而在可移动板上实现涡旋运动。
106.这提供了这样的优点,即可以实现对称的涡旋运动。涡旋运动可以用于向可移动
板上的容器内的介质上施加离心力,从而允许介质内的物质基于密度分离。也就是说,通过涡旋运动可以实现分级过程。例如,可以对血液进行处理,以分离其中的物质。此外,这提供了这样的优点,即可以容易地调节涡旋运动的每分钟转数。
107.在某些实施例中,通过马达使中心毂围绕纵向轴线旋转。
108.也就是说,在一些示例中,中心毂可以由马达驱动。
109.这提供了这样的优点,即由于基板的构造,仅需要单个马达,从而提高了能量效率。
110.在某些实施例中,基板包括与可移动板可操作联接的第一连杆机构,该第一连杆机构由第一马达驱动。
111.也就是说,在一些示例中,致动机构进一步包括连杆机构或第一连杆机构或连杆机构的第一部分。第一连杆机构从基板的表面朝向可移动板延伸。第一连杆机构用于允许可移动板围绕第二平面的至少一个轴线移动。第一连杆机构可以由马达(例如第一马达)驱动。
112.在某些实施例中,基板进一步包括与可移动板可操作联接的第二连杆机构,该第二连杆机构由第二马达驱动。
113.也就是说,在一些示例中,致动机构进一步包括另一个连杆机构或第二连杆机构或连杆机构的第二部分。第二连杆机构从基板的表面朝向可移动板延伸。第二连杆机构用于允许可移动板围绕第二平面的至少一个轴线移动。第二连杆机构可以用于允许可移动板围绕第二平面的多个轴线旋转。第二连杆机构可以由马达(例如第一马达或第二马达)驱动。
114.在某些实施例中,第一连杆机构和第二连杆机构在可移动板的相对边缘处可操作地联接。
115.也就是说,在一些实施例中,可移动板包括相对的边缘,其中第一连杆机构在一个边缘或第一边缘处可操作地联接到可移动板,而第二连杆机构在另一个边缘或第二相对边缘处可操作地联接到可移动板。
116.在一些示例中,第一马达和第二马达可以朝向基板的相对边缘设置。在一些示例中,第一马达邻近第一连杆机构。在一些示例中,第二马达邻近第二连杆机构。
117.这提供了这样的优点,即除了压缩运动之外,可以容易地实现波浪搅动。
118.在某些实施例中,基板进一步包括与可移动板可操作联接的第三连杆机构,该第三连杆机构由第三马达驱动。
119.也就是说,在一些实施例中,基板可以进一步包括另一个连杆机构或第三连杆机构或连杆机构的第三部分。第三连杆机构从基板的表面朝向可移动板延伸。第三连杆机构用于允许可移动板围绕第二平面的至少一个轴线移动。第三连杆机构可以允许可移动板围绕第二平面的多个轴线移动。第三连杆机构可以由马达(例如第一马达、第二马达或第三马达)驱动。
120.这提供了这样的优点,即与压缩运动结合可以实现任何搅动运动。此外,这提供了这样的优点,即用户可以定制搅动运动。
121.在某些实施例中,可以提供具有多个部分的连杆机构。例如,可能存在具有第一部分和第二部分以及可选的第三部分的连杆机构。各个部分可以被布置成在第二平面内提供
围绕一个、两个、三个、多个无限数量的轴线的旋转。
122.在某些实施例中,第一连杆机构、第二连杆机构和第三连杆机构以三角形布置可操作地联接到可移动板。
123.也就是说,在一些实施例中,相应连杆机构的附接点形成三角形布置。也就是说,可以有以三角形布置间隔开的三个附接点。
124.这提供了这样的优点,即为可移动板提供附加支撑。
125.在某些实施例中,致动机构包括第一马达,该第一马达可操作地联接到可移动板,该第一马达被配置为使可移动板围绕第二平面内的至少一个轴线旋转。
126.在一些示例中,第一马达是往复式马达、无刷马达、有刷马达等。在一些示例中,第一马达被布置成向可移动板施加摇摆运动或波浪运动,从而向所接收的容器施加摇摆运动和波浪运动。
127.这提供了这样的优点,即马达可以仅被指定用于摇摆运动、涡旋运动或波浪运动。因此,可以更仔细地控制摇摆运动、涡旋运动或波浪运动。此外,通过具有指定的摇摆或波动马达,该设备的马达不需要同步。
128.在某些实施例中,致动机构包括第二马达,该第二马达可操作地联接到可移动板并被配置为使可移动板沿着基本垂直于第一平面和/或第二平面的纵向轴线移动,从而减小第二平面的一部分和第一平面之间的距离。第一平面和第二平面在整个移动中可以基本平行。在致动致动机构之前,纵向轴线可以基本垂直于第一平面和第二平面。
129.这提供了这样的优点,即马达可以仅被指定用于可移动板的纵向平移,从而对所接收的容器进行压缩/解压缩。具体地说,第二马达可以仅被指定用于设备内的所接收的容器的内容物的线性压缩混合。此外,通过具有指定的压缩马达,该设备的马达不需要同步。
130.在某些实施例中,致动机构进一步包括第三马达,该第三马达可操作地联接到可移动板并被配置为使可移动板沿着纵向轴线移动,从而减小第二平面的一部分和第一平面之间的距离。
131.这提供了这样的优点,即另一个马达可以仅被指定用于可移动板的纵向平移,从而对所接收的容器进行压缩/解压缩。因此,第三马达可以独立于第二马达工作或者与第二马达协同工作,以实现所需的压缩/解压缩。具体地说,第三马达可以仅被指定用于通气运动或灌注运动,即,对在其中接收的容器进行延长的、缓慢的压缩或解压缩。
132.在特定实施例中,连杆机构包括第一连杆机构部分,该第一连杆机构部分被布置成将第二马达可操作地联接到可移动板。
133.在特定实施例中,连杆机构(比如第一连杆机构部分)包括曲柄壳体,该曲柄壳体包括可旋转的曲柄,该曲柄可沿着第一纵向轨道滑动,该第一纵向轨道基本平行于纵向轴线延伸。第一纵向轨道可以是单个轨道或一对平行轨道。曲柄壳体可以可操作地联接到第一纵向轨道,以便可沿着第一纵向轨道滑动或可滑动地连接到第一纵向轨道。
134.因此,在一些实施例中,曲柄可以由第二马达驱动,以便将马达的旋转运动转化为可移动板的轴向平移。当曲柄每次完整地旋转时,即通过旋转360度时,曲柄可以使可移动板在第一方向上沿着纵向轴线朝向保持元件轴向移动,然后使可移动板在与第一方向相反的第二方向上沿着纵向轴线远离保持元件轴向移动。因此,曲柄的每一次完整的旋转都可以导致一次完整的压缩和解压缩循环。
135.在特定实施例中,连杆机构包括第二连杆机构部分,该第二连杆机构部分被布置成将第三马达可操作地联接到可移动板。
136.在特定实施例中,连杆机构(比如第二连杆机构部分)包括滑块部分,该滑块部分可操作地联接到可移动板,该滑块部分可沿着第二纵向轨道滑动。第二纵向轨道可以基本平行于第一纵向轨道延伸。第二纵向轨道可以是单个轨道或一对平行轨道。滑块部分可以通过连接杆可操作地联接到可旋转曲柄。滑块部分可以可操作地联接到第二纵向轨道,以便可沿着第二纵向轨道滑动或可滑动地连接到第二纵向轨道。
137.在特定实施例中,第二马达可操作地联接到可旋转曲柄,以便使该可旋转曲柄旋转并且使滑块部分沿着第二纵向轨道移动。此外,在特定实施例中,第三马达可操作地连接到曲柄壳体,以便使曲柄壳体沿着第一纵向轨道移动。
138.这种布置提供了这样的优点,即第二马达可以是单向运动的,从而提高输出力,同时也降低噪音或热量输出。此外,可以通过单个马达向所接收的容器施加快速的压缩混合运动。
139.在某些实施例中,第三马达包括滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达。滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可以可操作地联接到曲柄壳体的对应的螺旋螺纹部分。曲柄壳体的螺旋螺纹部分或曲柄壳体可以沿着第一纵向轨道移动。曲柄壳体的螺旋螺纹部分或曲柄壳体可以可滑动地连接到第一纵向轨道。
140.因此,在一些实施例中,滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可以使可移动板在第一方向上沿着纵向轴线朝向保持元件轴向移动。此外,滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可以使可移动板在与第一方向相反的第二方向上沿着纵向轴线远离保持元件轴向移动。因此,滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可以对所接收的容器进行压缩和/或解压缩。滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可能引起一个完整的压缩和解压缩循环。与第二马达相比,滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达可能引起较慢的压缩和解压缩。也就是说,第二马达可以具有第一压缩和解压缩循环速率,而第三马达可以具有第二压缩和解压缩循环速率,第一速率大于第二速率。
141.这提供了这样的优点,即提供了可移动板的缓慢纵向平移,这对于细胞处理中的许多单元操作(比如通气、气体交换、容器的内容物的收获或移除等)是来说理想的。这在自容器细胞处理系统中特别有利。
142.总的来说,在利用上述第一、第二和/或第三马达(可选地与所述连杆机构结合)的实施例中,实现了以下优点:
143.预先必要的运动可以在单个设备中实现——因此,单个设备可以向所接收的容器提供压缩运动、波浪运动、摇摆运动和/或涡旋运动;
144.功率输出增加;
145.噪音输出减少;
146.热量输出减少,因此需要的冷却装备较少;
147.减少部件磨损,特别是与相应马达连接的连杆机构的磨损;
148.使用前无需同步设备内的马达;
149.复合混合运动(比如压缩运动和/或波浪运动和/或摇摆运动和/或涡旋运动的组合)可以在单个设备中实现;
150.通过控制对应的马达,可以根据用户的需要定制对应的运动;和
151.马达可以位于所接收的容器的后面,而不是直接位于其下方,从而降低了设备的高度。这是一个重要的考虑因素,因为在这样的实验室和/或高通量设置中空间是有限的。
152.因此,提供了一种用于对所接收的容器施加搅动和/或混合的改进设备,尤其是用于在细胞处理的一个或更多个单元操作中使用的设备。
153.在某些实施例中,所述马达或每个马达包括步进马达。
154.在某些实施例中,所述马达或每个马达可操作地连接到一个或更多个齿轮箱。
155.也就是说,在一些实施例中,一个、多于一个、一些、大部分或所有马达可以连接到一个或更多个齿轮箱。每个马达可能具有其自己独立的齿轮箱。
156.在某些实施例中,该设备进一步包括与致动机构通信耦接的控制器。
157.也就是说,在一些实施例中,该设备可以进一步包括控制器。控制器可以用于控制致动机构或其一部分。控制器可以与致动机构或其一部分通信耦接,例如电气耦接或机械连接。例如,控制器可以与一个或更多个马达、一个或更多个连杆机构、一个或更多个致动器等通信耦接。控制器可以采取个人计算机、平板电脑、智能手机等形式。控制器可以包括一系列预设程序,用于执行可移动板的预设运动。
158.这提供了这样的优点,即用户可以定制搅动运动。此外,用户可以容易地选择预设的搅动运动,从而提供对用户更加友好的设备。
159.此外,在使用中,控制器可以允许监测布置在可移动板上的容器内的介质和/或细胞等,从而可以原位调节搅动运动。
160.在某些实施例中,该设备进一步包括一个或更多个传感器,所述传感器或每个传感器被配置为对可移动板上的容器内的物质进行监测、分析、检测等。所述传感器或每个传感器可以与控制器通信耦接。所述传感器或每个传感器可以是用于对可移动板上的容器内的物质进行监测、分析、检测等的任何适当的传感器。
161.在某些实施例中,控制器可以将从所述传感器或每个传感器整理的数据上传到个人计算机、智能手机、平板电脑、存储介质、基于互联网的存储系统(例如云)等。
162.这提供了这样的优点,即整理的数据可以用于改进该设备对不同介质和/或细胞的应用。
163.在某些实施例中,控制器包括用户界面,使得用户可以在使用中对该设备进行控制、监测等。
164.在某些实施例中,该设备进一步包括一个或更多个定位传感器,所述定位传感器或每个定位传感器与控制器通信耦接,其中控制器基于从所述定位传感器或每个定位传感器接收的信号给致动机构生成信号。
165.也就是说,在一些实施例中,该设备包括一个或更多个传感器。所述传感器或每个传感器可以被布置和/或配置成感测可移动板相对于第一平面的位置。所述传感器或每个传感器与控制器通信耦接,例如电耦接或机械联接。所述传感器或每个传感器可以可选地与致动机构或其一部分(例如,一个或更多个马达、一个或更多个连杆机构、一个或更多个致动器等)通信耦接,例如电耦接或机械联接。传感器可以被布置成生成信号,该信号可以指示可移动板的相对位置、致动机构或其一部分的状态等并且将这样的信号发送给控制器。基于从所述传感器或每个传感器接收的信号,控制器可以给致动机构或其一部分(比如一个或更多个马达、一个或更多个连杆机构或者一个或更多个致动器)生成信号。
166.这提供了这样的优点,即致动机构准确执行所需的搅动运动。
167.任何保持元件、致动机构或任何其他特征可以与如本文所公开的任何其他致动机构、保持元件或任何其他特征组合使用。具体地说,可以有许多可以组合使用的致动机构。例如,致动机构可以具有与凸轮布置组合的磁体-电磁体布置。在另一个示例中,任何适当的线性致动机构(例如一系列线性致动器)可以与任何旋转致动机构(例如由马达驱动的一个或更多个连杆机构)组合使用。本文考虑了任何其他组合。
168.作为上述实施例中任何一个的替代或补充,提供了一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备,该设备包括:保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;与保持元件间隔开的可移动板,该可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,该可移动板限定了基本平行于第一平面的第二平面;以及致动机构,其可操作地联接到可移动板并且被布置成使可移动板沿着基本上垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线移动,从而减小第二平面和第一平面之间的距离。整个第二平面和整个第一平面之间的距离可以减小。保持元件、致动机构、可移动板、容器等的上述实施例中的任何一个都可以与该设备的该特定实施例组合使用。同样地,考虑了上述特定实施例的使用方法,即,与围绕第二平面内的轴线的旋转相结合或者作为其替代,轴向平移可移动平面。
169.在本发明的另一个方面中,提供了一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的系统,该系统包括:
170.如本文所述的设备;和
171.容器,其具有基部部段、平行于基部部段的顶部部段以及在基部部段和顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
172.其中,容器设置在保持元件和可移动板之间,致动机构被布置成移动可移动板,使得可压缩壁元件的至少一部分沿着垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线至少部分压缩。
173.在某些实施例中,容器的基部部段固定地附接到可移动板上。
174.因此,在某些实施例中,基部部段以固定方式联接、连接或以其它方式附接到可移动板上。也就是说,存在物理连接。因此,容器的基部部段通过该设备直接移动。这可以提供对容器的内容物的更可控的混合。
175.在某些实施例中,容器的基部部段通过一种或更多种粘合剂、紧固件等固定地附接到可移动板上。
176.在某些实施例中,容器的基部部段可与可移动板接合。
177.因此,在某些实施例中,基部部段不会直接地联接、连接或以其它方式附接到可移动板上。也就是说,不存在物理连接。相反,基部部段可与可移动板间歇地接触。因此,可以实现所谓的拍打效应,由此可移动板间歇地接触或“拍打”容器的基部部段。这可以提供改进的混合,更具体地说,提供细胞在介质中的改进的悬浮。
178.在本发明的另一个方面中,提供了一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的系统,该系统包括:
179.容器,其包括基部部段、平行于基部部段的顶部部段以及在基部部段和顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
180.保持元件,其与容器的顶部部段可操作地接合,以将容器的顶部部段保持在第一平面内;
181.与保持元件间隔开的可移动板,该可移动板与容器的基部部段可操作地接合,该可移动板限定了基本平行于第一平面的第二平面;和
182.致动机构,其可操作地联接到可移动板,以使可移动板围绕第二平面内的至少一个轴线移动,从而使可压缩壁元件的至少一部分沿着垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线至少部分地压缩。
183.也就是说,还提供了一种包括本文所述设备和容器的系统。
184.在某些实施例中,容器的基部部段固定地附接到可移动板上。
185.因此,在某些实施例中,基部部段以固定方式联接、连接或以其它方式附接到可移动板上。也就是说,存在物理连接。因此,容器的基部部段通过该设备直接地移动。这可以提供对容器的内容物的更可控的混合。
186.在某些实施例中,容器的基部部段通过一种或更多种粘合剂、紧固件等固定地附接到可移动板上。
187.在某些实施例中,容器的基部部段可与可移动板接合。
188.因此,在某些实施例中,基部部段不会直接地联接、连接或以其它方式附接到可移动板上。也就是说,不存在物理连接。相反,基部部段可与可移动板间歇接触。因此,可以实现所谓的拍打效应,由此可移动板间歇地接触或“拍打”容器的基部部段。这可以提供改进的混合,更具体地说,提供细胞在介质中的改进的悬浮。
189.在一些实施例中,容器可以包括基部部段、平行于基部部段延伸的顶部部段以及在顶部部段和基部部段之间延伸的可压缩壁元件。可压缩壁元件可以基本垂直于顶部部段和基部部段延伸。
190.在一些实施例中,容器可以包括基部部段、平行于基部部段延伸的顶部部段以及在顶部部段和基部部段之间延伸的壁元件。壁元件可以是可压缩壁元件、柔性壁元件、可变形壁元件、弹性可变形元件等。壁元件可以允许沿着至少一个轴线的可压缩性。在一些示例中,容器的壁元件的一部分可以是可压缩的、柔性的、可变形的、弹性可变形的等。容器可以是细胞处理容器。容器可以是细胞培养容器。容器可以是生物反应器。容器可以是波纹管、可以包括或形成波纹管、可以是褶裥(concertina)、或者可以包括或形成褶裥。容器可以是基于波纹管的生物反应器。容器可以包括用于在其中接收一种或多种细胞处理介质或媒介或物质的管腔。
191.该设备,即保持元件,可以被布置成接收容器的顶部部段。保持元件可以被布置成将容器的顶部部段保持在第一平面内。
192.该设备,即可移动板,可以被布置成可操作地接合容器的基部部段。可移动板可以联接到容器的基部部段。也就是说,在可移动板和容器的基部部段之间可能存在一些物理连接。可移动板可以与容器的基部部段接合。也就是说,可移动板可以不与容器的基部部段物理连接,相反,可移动板可以被配置和布置成作用在容器的基部部段上。在一些示例中,可移动板被配置用于在使用中与容器的基部部段面对面接合。
193.可移动板可以围绕第二平面的轴线移动,该第二平面由可移动板的平面限定。当通过致动机构使可移动板移动时,容器的基部部段也随之移动。当顶部部段保持在第一平面内时,并且当第二平面发生改变使得容器的基部部段发生改变时,这导致可压缩壁元件的至少一部分压缩。可压缩壁元件可以沿着基本垂直于第一平面和第二平面并且基本平行
于可压缩壁元件延伸的纵向轴线压缩。也就是说,在使用中,第二平面的至少一部分和第一平面之间的距离是可减小的。因此,容器(具体而言是可压缩壁元件)可以被压缩。
194.在一些示例中,当使整个第二平面朝向第一平面移动时,可移动板可以沿着纵向轴线移动以压缩容器(具体而言是压缩其壁元件)。
195.关于该设备所述的任何特征可以形成该系统的一部分。
196.在特定实施例中,该系统可以进一步包括与容器的顶部部段密封接合的平台,例如细胞处理平台。容器的顶部部段可以包括用于流体的通道。平台可以在容器的流体通道处、附近或周围形成液体(优选为流体)紧密密封。平台可以包括与至少一个出口流体连接的至少一个入口。在优选实施例中,平台可以包括与出口(例如单个出口)流体连接或直接流体连接的至少一个入口(例如多个入口)。平台的所述出口或每个出口可以与容器的通道流体连通。
197.在特定实施例中,平台可以包括与平台密封接合的至少一个辅助容器。所述辅助容器或每个辅助容器可以包括用于流体的通道。所述辅助容器或每个辅助容器的通道可以与平台的一个或更多个入口流体连接或直接流体连接。因此,流体通道可以由一个或更多个辅助容器形成(例如由所述辅助容器或每个辅助容器的管腔形成),穿过平台,并且进入容器的管腔。
198.在一些实施例中,辅助容器可以包括基部部段、平行于基部部段延伸的顶部部段以及在顶部部段和基部部段之间延伸的壁元件。壁元件可以是可压缩壁元件、柔性壁元件、可变形壁元件、弹性可变形元件等。壁元件可以允许沿着至少一个轴线(例如垂直于顶部部段和基部部段延伸的纵向轴线)的压缩性。在一些示例中,容器的壁元件的一部分可以是可压缩的、柔性的、可变形的、弹性可变形的等。辅助容器可以是细胞处理容器。辅助容器可以是细胞培养容器。辅助容器可以是生物反应器,例如附加的或次级的生物反应器。辅助容器可以是通气容器,例如通气波纹管。也就是说,如本文所述,辅助容器可以补偿主要容器内的压力变化。辅助容器可以是波纹管、可以包括或形成波纹管、可以是褶裥、或者可以包括或形成褶裥。辅助容器可以是基于波纹管的通气容器。辅助容器可以包括用于在其中接收细胞处理介质或媒介或物质的管腔。
199.在一些实施例中,平台(例如细胞处理平台)可以包括在其第一侧处密封接合的主要容器(例如生物反应器)以及在其第二侧处密封接合的一个或更多个次级或辅助容器。如上所述,主要容器可以与平台的出口流体连通,和/或所述次级容器或每个次级容器可以与平台的一个或更多个入口流体连通。所述次级容器或每个次级容器可以包括顶部部段、平行于顶部部段延伸的基部部段以及在顶部部段和基部部段之间的可压缩壁元件。所述主要容器或每个主要容器(例如生物反应器或细胞处理容器或细胞培养容器)可以包括顶部部段、平行于顶部部段延伸的基部部段以及在顶部部段和基部部段之间的可压缩壁元件。在使用中,所述主要容器或每个主要容器可以通过平台或经由平台与所述次级容器或每个次级容器流体连通。因此,在使用中,当可移动板使主要容器压缩、旋转、涡旋等时,所述次级容器或每个次级容器可以补偿所述主要容器或每个主要容器内的压力增加或减少。也就是说,次级容器可以充当通气容器,当主要容器内的压力移动时,该通气容器允许流体排出到次级容器中并且从次级容器中吸入。
200.这提供了这样的优点,即在初级容器中没有真空积累或压力积累。这在例如细胞
培养容器中可能是有益的。
201.在本发明的另一个方面中,提供了一种处理细胞的方法,该方法包括:
202.在容器中提供细胞处理介质,该容器具有基部部段、平行于基部部段的顶部部段以及在基部部段和顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
203.将容器的顶部部段保持在第一平面内;
204.将容器的基部部段与可移动板接合,该可移动板限定了基本平行于第一平面并且与第一平面间隔开的第二平面;
205.使容器的基部部段围绕第二平面内的至少一个轴线旋转,从而引起容器内的细胞处理介质产生湍流。
206.可移动板可以是本文中关于设备或系统所讨论的任何可移动板。
207.也就是说,使容器的基部部段围绕第二平面内的至少一个轴线旋转的步骤可能因此导致容器内的细胞处理介质产生搅动、混合、湍流等。
208.在某些实施例中,使容器的基部部段旋转的步骤包括使容器的基部部段围绕第二平面内的轴线旋转。
209.在一些示例中,这可能因此导致容器内的细胞处理介质的波浪湍流。
210.也就是说,在一些实施例中,使容器的基部部段围绕第二平面内的轴线旋转会导致细胞处理介质的湍流,例如波浪运动、波浪搅动或波浪湍流。也就是说,细胞处理介质可以被推向容器邻近壁元件的一侧,然后被推向容器邻近相对壁元件的相对侧,从而引起波浪或波浪效应。
211.在某些实施例中,垂直于第一平面和第二平面延伸的纵向轴线在原点处与第二平面相交,其中使容器的基部部段旋转的步骤包括使容器的基部部段围绕原点枢转。
212.在一些示例中,这可能因此导致容器内的细胞处理介质的涡旋湍流。
213.也就是说,在一些实施例中,使容器的基部部段围绕原点枢转会导致细胞处理介质的湍流,例如涡旋运动、涡旋搅动或涡旋湍流。也就是说,细胞处理介质可以被迫围绕容器的纵向轴线(例如中心纵向轴线)旋转,即以涡旋方式旋转。
214.在某些实施例中,原点居中位于第二平面内。
215.在某些实施例中,该方法进一步包括沿着垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线压缩可压缩容器的步骤。
216.在一些实施例中,保持容器的顶部部段的步骤包括通过保持元件将容器的顶部部段保持在第一平面内。
217.保持元件可以是本文中关于设备或系统所讨论的任何保持元件。
218.在一些实施例中,使容器的基部部段围绕第二平面内的至少一个轴线旋转的步骤包括致动可操作地联接到可移动板的致动机构。
219.在一些实施例中,将容器的基部部段与可移动板接合的步骤包括在容器的基部部段和可移动板之间形成物理连接。在其他实施例中,将容器的基部部段与可移动板接合的步骤包括在容器的基部部段和可移动板之间形成间歇的(即非连续的)连接。
220.致动机构可以是本文中关于设备或系统所讨论的任何致动机构。
221.该设备或系统可以用于细胞和/或基因治疗制造的环境中。
222.该设备或系统可以容纳在细胞处理单元内。优选地,细胞处理单元包括培养箱。培
养箱可以包括气体供应,比如氧气和/或二氧化碳。培养箱可以包括控制器,该控制器被配置为控制本文所述的设备、本文所述的系统或培养箱本身,比如对其气体供应的控制。
223.细胞处理方法
224.根据本发明的另一个方面,提供了一种处理细胞的方法,该方法包括:
225.(a)提供在液体介质中包括细胞群的可压缩容器;和
226.(b)维持液体介质中的细胞群,同时向可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩容器。
227.在一个实施例中,在施加压缩之后,液体介质保留在可压缩容器中。
228.在一个实施例中,可压缩容器包含在本发明的第一方面的设备中或本发明的第二方面或第三方面的系统中。
229.根据本发明的另一个方面,提供了一种使用本发明的第一方面的设备处理细胞的方法,其中该设备进一步包括容器。
230.在一个实施例中,容器如本文别处所述。在一个实施例中,容器适于在液体介质中容纳细胞群。在一个实施例中,容器是可压缩的。
231.在一个实施例中,该方法包括以下步骤:
232.(a)在容器内的液体介质中提供细胞群;
233.(b)操作设备以处理液体介质中的细胞群。
234.根据本发明的另一个方面,提供了一种处理细胞的方法,该方法包括:
235.(a)提供根据本发明的第一方面的设备,其中该设备进一步包括容器,该容器在液体介质中包括细胞群;
236.(b)操作该设备以处理液体介质中的细胞群。
237.在一个实施例中,处理细胞群包括维持液体介质中的细胞群,同时向容器的至少一部分施加压力以压缩容器。
238.根据本发明的另一个方面,提供了一种使用根据本发明的第二方面或第三方面的系统处理细胞的方法。
239.在一个实施例中,系统的容器是可压缩的。
240.在一个实施例中,该方法包括以下步骤:
241.(a)在容器内的液体介质中提供细胞群;
242.(b)操作系统以处理液体介质中的细胞群。
243.根据本发明的另一个方面,提供了一种处理细胞的方法,该方法包括:
244.(a)提供根据本发明的第二方面或第三方面的系统,其中容器包括在液体介质中的细胞群;
245.(b)操作系统以处理液体介质中的细胞群。
246.在一个实施例中,处理细胞群包括维持液体介质中的细胞群,同时向容器的至少一部分施加压力以压缩容器。
247.合适的是,容器是可压缩的。合适的是,可压缩容器适于细胞储存和/或培养。合适的是,可压缩容器是无菌的。
248.合适的是,可压缩容器包括适合于细胞培养的体积,适合于工业规模。合适的是,可压缩容器的体积在1μl至1000l之间。合适的是,可压缩容器的体积至少为50ml,适当地高
达1升。合适的是,这是容器的解压缩体积。
249.合适的是,可压缩容器是生物反应器。合适的是,可压缩容器可操作以扩张和收缩。合适的是,可压缩容器包括波纹管。合适的是,可压缩容器包括波纹管生物反应器。在一个实施例中,可压缩容器是wo2016/185221中描述的波纹管生物反应器。
250.合适的是,可压缩容器安装在装置内。合适的是,该装置可操作以向可压缩容器的至少一部分施加压力。合适的是,该装置可操作以从可压缩容器中释放压力。合适的是,该装置可操作以由此对可压缩容器进行压缩和解压缩,如本文别处所述。在一个实施例中,该装置是根据本发明的第一方面的设备或根据本发明的第二方面或第三方面的系统,并且如本文别处所述。
251.合适的是,细胞群包括存在于液体介质中的一个或更多个细胞。
252.合适的是,细胞群可以包括任何细胞类型。合适的是,细胞群可以包括同质细胞群。或者,细胞群可以包括混合细胞群。
253.合适的是,细胞群可以包括任何人类或动物细胞类型,例如:任何类型的成体干细胞或原代细胞、t细胞、car-t细胞、单核细胞、白细胞、红细胞、nk细胞、γδt细胞、肿瘤浸润性t细胞、间充质干细胞、胚胎干细胞、诱导多能干细胞、脂肪源性干细胞、中国仓鼠卵巢细胞、ns0小鼠骨髓瘤细胞、hela细胞、成纤维细胞、hek细胞、昆虫细胞、类器官细胞等。合适的是,细胞群可以包括t细胞。
254.或者,细胞群可以包括任何微生物细胞类型,例如:细菌、真菌、古生菌、原生动物、藻类细胞。
255.合适的是,液体介质可以是能够维持细胞的任何无菌液体。合适的是,液体介质可以选自:盐水或者可以是细胞培养介质。合适的是,液体介质是从任何合适介质中选择的细胞培养介质,例如:dmem、xvivo 15、texmacs。合适的是,液体介质适用于群体中存在的细胞类型。技术人员知道在培养细胞时使用合适的介质。
256.例如,细胞群包含t细胞,而液体介质包含xvivo 10。
257.合适的是,液体介质可以进一步包含添加剂,例如:生长要素、营养物、缓冲剂、矿物质、刺激剂、稳定剂等。
258.合适的是,液体介质包含生长要素,比如细胞因子和/或趋化因子。合适的是,生长因子适用于群体中存在的细胞类型和要进行的期望过程。合适的是,液体介质包含可以固定在载体上的刺激剂,比如抗原或抗体。合适的刺激剂适用于群体中存在的细胞类型和要进行的期望过程。合适的是,例如,当培养t细胞时,在液体介质中提供抗体作为刺激剂。合适的是,所述抗体固定在惰性载体上,比如珠子,例如:免疫磁珠。
259.合适的是,添加剂以有效浓度存在于液体介质中。有效浓度可以由技术人员基于细胞群以及使用本领域已知的教导和技术进行的期望过程来确定。
260.合适的是,将细胞群以在1x104cfu/ml至1x108cfu/ml之间的浓度接种在液体介质中。
261.合适的是,本发明的方法可以是处理细胞的分批、分批供给或连续方法,或其组合。
262.合适的是,液体介质可以在过程期间分批供给以达到所需的体积,适当地,这被称为分批供给过程。合适的是,将液体介质分批供给到可压缩容器中。合适的是,可以适当地
用新鲜介质来更换液体介质。合适的是,可以通过分批供给介质更换来更换液体介质。合适的是,这可以被称为灌注培养。
263.合适的是,本发明的方法可以分批供给一段时间,然后通过介质更换来分批供给。合适的是,本发明的方法可以分批供给一段时间,然后灌注一段时间。
264.合适的是,通过压缩可压缩容器以从容器中排出介质并且向容器中添加新鲜介质,可以实现分批供给介质更换或灌注。
265.合适的是,液体介质可以在方法开始时以期望的体积存在,并且可以不添加另外的介质。合适的是,这被称为分批过程。
266.合适的是,液体介质可以在整个方法中连续添加到容器中,以保持所需的体积。合适的是,这被称为连续过程。
267.合适的是,基于该方法中所用的处理类型和细胞来计算所需的介质的总体积。
268.合适的是,在分批供给过程中,介质可以分批供给50ml至500ml。
269.合适的是,液体介质在该过程中的不同时间被供给到可压缩容器中。
270.合适的是,在该过程期间的任何给定时间供给到可压缩容器中的液体介质的量可以依据该过程的步骤和正在进行的细胞处理而变化。
271.合适的是,在静态条件下的步骤期间,每天向可压缩容器中供给0ml至200ml。
272.合适的是,在动态条件下的步骤期间,每天向可压缩容器中供给0ml至500ml。
273.合适的是,在处于压缩的步骤期间,每天向可压缩容器中供给0ml至800ml。
274.合适的是,维持液体介质中的细胞群可以包括进行任何类型的细胞处理。
275.合适的是,细胞处理可以包括培养、混合、洗涤、扩增、基因修饰、刺激、转化、转染、产生细胞群、细胞生长停滞、细胞选择、细胞冷冻或解冻。
276.合适的是,细胞处理可以包括从实体活检、胚胎和胎儿物质、血液和其他液体样品中衍生/分离原代细胞。
277.合适的是,细胞处理可以包括实体组织的脱细胞,适合用于组织工程。
278.合适的是,细胞处理可以包括:类器官的生长、微载体上的细胞的生长或细胞聚集体的生长。
279.合适的是,处理细胞的方法可以包括多于一种类型的细胞处理。合适的是,处理细胞的方法可以包括细胞处理的多个不同步骤。合适的是,细胞处理的不同步骤可以选自上述任何类型的细胞处理。
280.例如,处理细胞的方法可以包括在扩增细胞聚集体的步骤之前的生长细胞聚集体(例如,胚状体)的步骤。
281.通常,维持液体介质中的细胞群的步骤包括在液体介质中培养细胞群。合适的是,培养细胞群包括在液体介质中扩增细胞群。
282.合适的是,细胞群在液体介质中保持足够长的时间,以完成所需的细胞处理。
283.本发明的过程至少包括维持液体介质中的细胞群同时向可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩容器的步骤。合适的是,本发明的过程可以进一步包括如上所述的其他细胞处理步骤。
284.合适的是,可以在任何条件下执行该方法的所述其他处理步骤或每个其他处理步骤。合适的是,可以在静态或动态条件下执行该方法的所述其他处理步骤或每个其他处理
步骤。
285.合适的是,该过程可以进一步包括在静态或动态条件下维持细胞群的一个或更多个步骤。合适的是,该过程可以进一步包括在静态或动态条件下培养细胞群的一个或更多个步骤。合适的是,在压缩步骤(b)之前进行这些附加步骤。
286.合适的是,该过程包括在静态或动态条件下维持细胞群的至少一个步骤,适当地在步骤(b)之前。
287.合适的是,该过程包括在静态条件下维持细胞群的至少一个步骤和在动态条件下维持细胞群的至少一个步骤,适当地在步骤(b)之前。
288.合适的是,该过程可以包括多个静态和/或动态步骤,适当地在步骤(b)之前。合适的是,该过程可以包括第一静态步骤和第一动态步骤。合适的是,该方法可以进一步包括第二静态步骤和第二动态步骤。合适的是,静态步骤和动态步骤可以交替。
289.例如,该过程可以包括:
290.(a)提供在液体介质中包括细胞群的可压缩容器;
291.(b)在静态条件下维持液体介质中的细胞群;和/或
292.(c)在动态条件下维持液体介质中的细胞群;和
293.(d)维持液体介质中的细胞群,同时向可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩容器。
294.例如,该过程可以包括:
295.(a)提供在液体介质中包括细胞群的可压缩容器;
296.(b)在静态条件的第一时段下,维持液体介质中的细胞群;
297.(c)在动态条件的第一时段下,维持液体介质中的细胞群;
298.(d)在静态条件的第二时段下,维持液体介质中的细胞群;
299.(e)在动态条件的第二时段下,维持液体介质中的细胞群;和
300.(f)维持液体介质中的细胞群,同时向可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩容器。
301.合适的是,在静态条件下进行维持意味着液体介质中的细胞群不会受到任何实质性的移动或力的影响。
302.合适的是,在动态条件下进行维持意味着液体介质中的细胞群会受到移动或力的影响。
303.本领域已知许多不同类型的动态细胞培养技术,适当地,任何动态培养技术都可以用于本发明的过程中。例如,动态条件可以包括液体介质的任何形式的搅动,例如:摇摆运动、旋转运动、搅拌运动、波浪运动、搅动运动、涡旋运动。因此,合适的是,在动态条件下维持液体介质中的细胞群可以包括对液体介质施加摇摆运动、搅拌运动、波浪运动、搅动运动或涡旋运动。合适的是,该过程的每个动态步骤可以包括不同形式的动态条件。
304.例如,该过程的第一动态步骤可以包括在动态条件下维持液体介质中的细胞群,包括对液体介质施加摇摆运动,并且该过程的第二动态步骤可以包括在动态条件下维持液体介质中的细胞群,包括对液体介质施加波浪运动。
305.合适的是,适用于细胞群的动态条件可以以特定的速度或频率进行应用。合适的是,这种速度或频率可以变化。合适的是,摇摆运动可以包括任何速度。合适的是,摇摆运动
包括以每分钟摇摆数(rpm)定义的速度。例如,摇摆运动包括从20rpm到60rpm的rpm。例如,摇摆运动包括在20rpm和60rpm之间的rpm。
306.有可能的是,该过程的每个动态步骤可能包括相同形式的动态条件,但是这些动态条件以不同的速度或频率进行应用。例如,该过程的第一动态步骤可以包括在动态条件下维持液体介质中的细胞群,包括以60rpm的速度向液体介质施加摇摆运动,并且该过程的第二动态步骤可以包括在动态条件下维持液体介质中的细胞群,包括以20rpm的速度向液体介质施加摇摆运动。
307.合适的是,在该过程中,适当地在不同的动态步骤中,可以使用不同速度。例如,第一动态步骤可以包括以60rpm的速度向液体介质施加摇摆运动,并且第二动态步骤可以包括以20rpm的速度向液体介质施加摇摆运动。
308.应当理解,压缩步骤(b)也可以包括在动态条件下维持细胞群。合适的是,在可压缩容器的压缩期间,液体介质被搅动,从而所述可压缩容器的压缩也提供了动态条件。具体地说,当使用包括波纹管的可压缩容器时,在压缩时,液体介质与波纹管的折痕接触,并且在扩张时,液体介质从波纹管的折痕上升和落下。因此,合适的是,通过在该过程的步骤(b)中压缩可压缩容器,可以在动态条件下维持细胞群。
309.合适的是,该过程本身持续一段时间,这段时间足以完成期望的细胞处理。这种时间段是技术人员已知的,然而,合适的是,该过程可能花费数分钟、数小时、数天、数周或数月,适当地在1分钟至数个月之间、适当地在1分钟至2周之间、适当地在1小时至2周之间、适当地在1天至14天之间、适当地在5至14天之间。
310.合适的是,每个处理步骤持续规定的时间段。
311.合适的是,每个处理步骤可以在上文定义的范围内持续一段时间,该一段时间适于实现预期的细胞处理。
312.合适的是,本发明的过程包括向可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩容器的步骤。
313.合适的是,通过对可压缩容器进行压缩来线性地施加压力。
314.合适的是,通过对可压缩容器进行线性压缩来施加压力。
315.合适的是,线性压缩或线性地是指在可压缩容器的纵向轴线的方向上、即在容器的基部和顶部之间施加压力。
316.合适的是,对可压缩容器进行压缩包括向容器的顶部和/或基部施加力以压缩容器。合适的是,如果可压缩容器包括波纹管,则对可压缩容器进行压缩包括向容器的顶部和/或基部施加力以使容器的波纹管塌缩。
317.合适的是,可压缩容器通过可以在其中安装可压缩容器的装置压缩。合适的是,该装置可操作以向可压缩容器的至少一部分施加压力。合适的是,该装置可操作以从可压缩容器释放压力。合适的是,该装置可操作以由此对可压缩容器进行压缩和解压缩,如本文别处所述。在一个实施例中,该装置是根据本发明的第一方面的设备或根据本发明的第二方面或第三方面的系统,如本文别处所述。
318.合适的是,所施加的压力不是恒定的。合适的是,在一个循环中,向可压缩容器的至少一部分施加压力。合适的是,适当地通过循环压缩可压缩容器,向可压缩容器施加适当的循环压力。
319.合适的是,循环压力是指在一个循环中施加和释放压力。
320.合适的是,循环压缩是指在一个循环中对可压缩容器进行压缩和解压缩。
321.合适的是,在对可压缩容器进行压缩时,向可压缩容器的至少一部分施加压力,而在对可压缩容器进行解压缩时,从可压缩容器的至少一部分释放压力。
322.因此,合适的是,步骤(b)包括向可压缩容器的至少一部分施加循环压力。
323.合适的是,步骤(b)可以包括向可压缩容器的至少一部分施加循环压力,以便对容器进行压缩和解压缩。
324.合适的是,以合适的速度施加循环压力。合适的是,速度被定义为每分钟循环次数(cpm)。合适的是,可以例如以大约60cpm的速度施加循环压力。
325.合适的是,以合适的幅度施加循环压力。合适的是,幅度可以被定义为可压缩容器的总高度的一部分。例如,可以以容器总高度的50%至80%的幅度施加循环压力。这意味着在可压缩容器的每次压缩中,高度减少了容器的总高度的50-80%。或者,幅度可以被定义为使设备或系统的可移动板移动以便向可压缩容器施加压力或从可压缩容器释放压力的距离。例如,可以以从5mm至25mm的幅度施加循环压力。例如,可以以介于5mm至25mm之间的幅度施加循环压力。
326.本发明可以由以下一个或更多个非限制性示例来限定,这些示例可以用于任何组合:
327.示例1:一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备,所述设备包括:
328.保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;
329.与所述保持元件间隔开的可移动板,所述可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面的第二平面;和
330.致动机构,其可操作地联接到所述可移动板,以使所述可移动板围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转,从而减小所述第二平面的至少一部分和所述第一平面之间的距离。
331.示例2:根据示例1所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述第二板内的轴线旋转。
332.示例3:根据示例1所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述第二平面内的多个轴线旋转。
333.示例4:根据前述示例中任一项所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述轴线或每个轴线在0度和90度之间旋转。
334.示例5:根据前述示例中任一项所述的设备,其中,垂直于所述第一平面和所述第二平面延伸的纵向轴线在原点处与所述第二平面相交,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述原点枢转。
335.示例6:根据示例5所述的设备,其中,所述原点居中地位于所述第二平面内。
336.示例7:根据示例5或示例6所述的设备,其中,所述可移动板可围绕所述原点枢转,使得所述第二平面内除了所述原点之外的每个点相对于所述纵向轴线形成介于0至180度之间的角度,不包括90度。
337.示例8:根据前述示例中任一项所述的设备,其中,所述致动机构进一步被布置成
使所述可移动板沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线移动,从而减小所述第二平面和所述第一平面之间的距离。
338.示例9:根据前述示例中任一项所述的设备,其中,所述保持元件包括与容器的顶部部段可操作接合的平台、与容器的顶部部段可操作接合的夹紧机构、或与容器的顶部部段可操作接合的密封板。
339.示例10:根据前述示例中任一项所述的设备,其中,所述致动机构包括与所述可移动板间隔开并且与所述可移动板基本平行的基板,所述基板可操作地联接到所述可移动板。
340.示例11:根据示例10所述的设备,其中,所述基板包括至少一个致动器,所述致动器或每个致动器可操作地联接到所述可移动板或与所述可移动板可操作地接合。
341.示例12:根据示例10或示例11所述的设备,其中,所述基板包括至少一个轨道,所述轨道或每个轨道基本垂直于所述基板从所述基板直立,所述可移动板可滑动地联接到所述轨道或每个轨道,并且其中,至少一个致动器被布置成使所述可移动板的至少一部分沿着所述轨道或每个轨道滑动。
342.示例13:根据示例10至12中任一项所述的设备,其中,所述基板通过至少一个偏压元件可操作地联接到所述可移动板,所述偏压元件或每个偏压元件被布置成朝向所述基板偏压所述可移动板,使得所述第二平面基本平行于所述第一平面。
343.示例14:根据示例13所述的设备,其中,所述偏压元件或每个偏压元件包括弹簧,优选拉伸弹簧。
344.示例15:根据示例10至14中任一项所述的设备,其中,所述基板进一步包括可旋转的支撑板,所述支撑板被布置成围绕基本垂直于所述支撑板的纵向轴线旋转,所述支撑板包括所述致动器或每个致动器。
345.示例16:根据示例10至15中任一项所述的设备,其中,所述致动器或每个致动器包括线性致动器。
346.示例17:根据示例10至16中任一项所述的设备,其中,所述可移动板包括至少一个永磁体,并且所述基板包括至少一个对应的电磁体。
347.示例18:根据示例17所述的设备,其中,所述永磁体或每个永磁体位于所述可移动板的中心的远侧,并且其中,所述电磁体或每个电磁体位于所述基板的中心的远侧。
348.示例19:根据示例10至18中任一项所述的设备,其中,所述基板包括至少一个凸轮构件,所述凸轮构件或每个凸轮构件与所述可移动板可操作地接合,其中,所述凸轮构件或每个凸轮构件由马达驱动。
349.示例20:根据示例10至19中任一项所述的设备,其中,所述基板包括中心毂,所述中心毂与垂直于所述基板的纵向轴线同轴并且能够围绕所述纵向轴线旋转,所述中心毂包含从所述中心毂径向向外延伸并且终止于轮子的连接杆,所述轮子与所述可移动板可操作地接合。
350.示例21:根据示例20所述的设备,其中,通过马达使所述中心毂围绕所述纵向轴线旋转。
351.示例22:根据示例10至21中任一项所述的设备,其中,所述基板包括与所述可移动板可操作联接的第一连杆机构,所述第一连杆机构由第一马达驱动。
352.示例23:根据示例22所述的设备,其中,所述基板进一步包括与所述可移动板可操作联接的第二连杆机构,所述第二连杆机构由第二马达驱动。
353.示例24:根据示例23所述的设备,其中,所述第一连杆机构和所述第二连杆机构在所述可移动板的相对边缘处可操作地联接。
354.示例25:根据示例23所述的设备,其中,所述基板进一步包括与所述可移动板可操作联接的第三连杆机构,所述第三连杆机构由第三马达驱动。
355.示例26:根据示例25所述的设备,其中,所述第一连杆机构、所述第二连杆机构和所述第三连杆机构以三角形布置可操作地联接到所述可移动板。
356.示例29:根据示例1至9中任一项所述的设备,其中,所述致动机构包括第一马达,所述第一马达可操作地联接到所述可移动板并被配置为使所述可移动板围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转。
357.示例30:根据示例29所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括第二马达,所述第二马达可操作地联接到所述可移动板并被配置为使所述可移动板沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线移动,从而减小所述第二平面和所述第一平面之间的距离。
358.示例31:根据示例30所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括第三马达,所述第三马达可操作地联接到所述可移动板并被配置为使所述可移动板沿着所述纵向轴线移动,从而减小所述第二平面和所述第一平面之间的距离。
359.示例32:根据示例31所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括连杆机构,所述连杆机构包括:
360.曲柄壳体,其包括可旋转曲柄,所述曲柄能够沿着第一纵向轨道滑动,所述第一纵向轨道基本平行于所述纵向轴线延伸;和
361.滑块部分,其可操作地联接到所述可移动板,能够沿着基本平行于所述第一纵向轨道延伸的第二纵向轨道滑动,所述滑块部分通过连接杆可操作地联接到所述可旋转曲柄;
362.其中,所述第二马达可操作地联接到所述可旋转曲柄,以便使所述可旋转曲柄旋转并且使所述滑块部分沿着所述第二纵向轨道移动,并且其中,所述第三马达可操作地连接到所述曲柄壳体,以便使所述曲柄壳体沿着所述第一纵向轨道移动。
363.示例33:根据示例32所述的设备,其中,所述第三马达包括滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达,其可操作地联接到所述曲柄壳体的对应的螺旋螺纹部分,所述曲柄壳体的螺旋螺纹部分能够沿着所述第一纵向轨道移动。
364.示例34:根据示例19至33中任一项所述的设备,其中,所述马达或每个马达包括步进马达。
365.示例35:根据示例19至34中任一项所述的设备,其中,所述马达或每个马达可操作地连接到一个或更多个齿轮箱。
366.示例36:根据前述示例中任一项所述的设备,进一步包括与所述致动机构通信耦接的控制器。
367.示例37:根据示例36所述的设备,进一步包括一个或更多个定位传感器,所述定位传感器或每个定位传感器与所述控制器通信耦接,其中,所述控制器基于从所述定位传感
器或每个定位传感器接收的信号给所述致动机构生成信号。
368.示例38:一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的系统,所述系统包括:
369.根据前述示例中任一项所述的设备;和
370.容器,其具有基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
371.其中,所述容器至少部分地设置在保持元件和可移动板之间,致动机构被布置成移动所述可移动板,使得所述可压缩壁元件的至少一部分沿着垂直于第一平面和第二平面的纵向轴线被至少部分地压缩。
372.示例39:一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的系统,所述系统包括:
373.容器,其包括基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
374.保持元件,其与所述容器的顶部部段可操作地接合,以将所述容器的顶部部段保持在第一平面内;
375.与所述保持元件间隔开的可移动板,所述可移动板与所述容器的基部部段可操作地接合,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面的第二平面;和
376.致动机构,其可操作地联接到所述可移动板,以使所述可移动板围绕所述第二平面内的至少一个轴线移动,从而使所述可压缩壁元件的至少一部分沿着垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线至少部分压缩。
377.示例40:根据示例39或示例40所述的系统,其中,所述容器的基部部段固定地附接到所述可移动板上。
378.示例41:根据示例39或示例40所述的系统,其中,所述容器的基部部段与所述容器的基部部段能够可移除地接合或与所述容器的基部部段可移除地接合。
379.示例42:一种处理细胞的方法,所述方法包括:
380.在容器中提供细胞处理介质,所述容器具有基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
381.将所述容器的顶部部段保持在第一平面内;
382.将所述容器的基部部段与可移动板接合,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面并且与所述第一平面间隔开的第二平面;
383.使所述容器的基部部段围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转,从而引起所述容器内的细胞处理介质的湍流。
384.示例43:根据示例42所述的方法,其中,使所述容器的基部部段旋转的步骤包括使所述容器的基部部段围绕所述第二平面内的轴线旋转。
385.示例44:根据示例42所述的方法,其中,垂直于所述第一平面和所述第二平面延伸的纵向轴线在原点处与所述第二平面相交,其中,使所述容器的基部部段旋转的步骤包括使所述容器的基部部段围绕所述原点枢转。
386.示例45:根据示例44所述的方法,其中,所述原点居中位于所述第二平面内。
387.示例46:一种制造根据示例1至37中任一项所述的设备或根据示例38至41中任一
项所述的系统的方法。
388.示例47:一种处理细胞的方法,所述方法包括:
389.(a)提供在液体介质中包括细胞群的可压缩容器;和
390.(b)维持所述液体介质中的细胞群,同时向所述可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩所述容器。
391.示例48:根据示例47所述的方法,其中,在施加压缩之后,所述液体介质保留在所述可压缩容器中。
392.示例49:一种使用示例1至37中任一项所述的设备来处理细胞的方法,其中,所述设备进一步包括容器。
393.示例50:根据示例49所述的方法,其中,所述容器适于包含液体介质中的细胞群。
394.示例51:根据示例49或50所述的方法,其中,所述容器是可压缩的。
395.示例52:根据示例49至51中任一项所述的方法,其中,所述方法包括以下步骤:
396.(a)在所述容器内的液体介质中提供细胞群;
397.(b)操作所述设备以处理所述液体介质中的细胞群。
398.示例53:一种处理细胞的方法,所述方法包括:
399.(a)提供根据示例1至37中任一项所述的设备,其中,所述设备进一步包括容器,所述容器包括在液体介质中的细胞群;
400.(b)操作所述设备以处理所述液体介质中的细胞群。
401.示例54:根据示例52或53所述的方法,其中,处理所述细胞群包括维持所述液体介质中的细胞群,同时向所述容器的至少一部分施加压力以压缩所述容器。
402.示例55:一种使用示例38至41中任一项所述的系统来处理细胞的方法。
403.示例56:根据示例55所述的方法,其中,所述系统的容器是可压缩的。
404.示例57:根据示例55或56所述的方法,其中,所述方法包括以下步骤:
405.(a)在所述容器内的液体介质中提供细胞群;
406.(b)操作所述系统以处理所述液体介质中的细胞群。
407.示例58:一种处理细胞的方法,所述方法包括:
408.(a)提供根据示例38至41中任一项所述的系统,其中,所述容器包括在液体介质中的细胞群;
409.(b)操作所述系统以处理所述液体介质中的细胞群。
410.示例59:根据示例57或58所述的方法,其中,处理所述细胞群包括维持所述液体介质中的细胞群,同时向所述容器的至少一部分施加压力以压缩所述容器。
411.示例60:一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备,所述设备包括:
412.保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;
413.与所述保持元件间隔开的可移动板,所述可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面的第二平面;和
414.致动机构,其可操作地联接到所述可移动板,以使所述可移动板沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线平移,从而减小所述第二平面和所述第一平面之间的距离。
415.示例61:一种处理细胞的方法,所述方法包括:
416.在容器中提供细胞处理介质,所述容器具有基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;
417.将所述容器的顶部部段保持在第一平面内;
418.将所述容器的基部部段与可移动板接合,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面并且与所述第一平面间隔开的第二平面;
419.使所述容器的基部部段沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线平移,从而导致所述容器的压缩和/或解压缩。
附图说明
420.现在仅通过示例的方式,在下文中参考附图,描述本发明的示例实施例,其中:
421.图1(a)和1(b)示出了现有技术的一个示例;
422.图2(a)至2(d)示出了现有技术的一个示例;
423.图3示出了根据本发明的一个实施例的设备的(a)俯视图、(b)第一配置的侧视图以及(c)第二配置的侧视图;
424.图4示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
425.图5示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)第一配置的侧视图和(b)第二配置的侧视图;
426.图6示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
427.图7示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
428.图8示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
429.图9示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
430.图10示出了根据本发明的另一个实施例的(a)第一侧视图、(b)第二侧视图和(c)使设备的中心毂被移除的第一侧视图以及用于在图10(a)至10(c)的设备中使用的(d)凸轮构件的一个示例和(e)凸轮构件的另一个示例;
431.图11示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
432.图12示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
433.图13示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)第一配置的侧视图、(b)第二配置的侧视图和(c)放大视图;
434.图14示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)第一配置的侧视图和(b)第二配置的侧视图;
435.图15示出了根据本发明的另一个实施例的设备的侧视图;
436.图16示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)侧视图、(b)透视图和(c)包括容器的另一个透视图;
437.图17示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)第一配置的侧视图和(b)第二配置的侧视图;
438.图18示出了根据本发明的另一个实施例的设备的(a)俯视图、(b)第一侧视图、(c)透视图和(d)另一个侧视图;
439.图19示出了用于在根据本发明的设备中使用的线性致动器的侧视图;
440.图20示出了(a)在搅动之前包含水和食用色素的容器以及(b)在涡旋搅动之后包含水和食用色素的容器;
441.图21示出了(a)在搅动之前包含水和食用色素的容器以及(b)在波浪搅动之后包含水和食用色素的容器;
442.图22(a)至22(c)示出了在涡旋搅动期间具有水和食用色素的容器;
443.图23(a)至23(c)示出了在另一次涡旋搅动期间具有水和食用色素的容器;
444.图24(a)至24(c)示出了在又一次涡旋搅动期间具有水和食用色素的容器;
445.图25(a)和25(b)示出了在另一次涡旋搅动期间具有水和食用色素的容器;
446.图26(a)至26(c)示出了在线性压缩搅动期间具有水和食用色素的容器;
447.图27(a)至27(c)示出了在另一次线性压缩搅动期间具有水和食用色素的容器;
448.图28(a)至28(c)示出了在又一次线性压缩搅动期间具有水和食用色素的容器;
449.图29示出了(a)处于第一配置的容器的侧视图和(b)处于第二配置的容器的侧视图;
450.图30(a)至30(e)示出了在整个压缩运动中的系统,该系统包括根据本发明的设备和容器;
451.图31示出了(a)包括根据本发明的设备和容器的系统处于第一配置的侧视图、(b)该系统在围绕轴线旋转之后处于第二配置的侧视图以及(c)该系统处于第三配置的侧视图;
452.图32示出了用于容器的模具;
453.图33示出了适于与根据本发明的设备和系统一起使用的平台和容器的(a)俯视图、(b)侧视图、(c)仰视图和(d)分解透视图;
454.图34示出了(a)根据本发明的另一个实施例的设备的示意图的透视图、(b)是(a)的示意图的前视图、(c)是(a)的设备的一个马达和连杆机构的示意图以及(d)是(a)的设备的另一个马达和连杆机构的示意图;
455.图35示出了图34(a)和(b)的设备的详细透视图;
456.图36示出了图35的设备的(a)前视图、(b)前部透视图、(c)后部透视图、(d)侧视图和(e)俯视图,该设备上附接有图33(a)至33(d)的平台和容器;
457.图37示出了根据本发明的方法;
458.图38示出了示例性的测试运行时间线;
459.图39示出了使用根据本发明的设备/系统的示例性原代t细胞运行时间线的结果;
460.图40示出了使用根据本发明的设备/系统的另一个示例性原代t细胞运行时间线的结果;
461.图41示出了图39所示的示例性原代t细胞运行时间线的进一步结果;和
462.图42示出了图40所示的示例性原代t细胞运行时间线的进一步结果。
具体实施方式
463.下面所描述的示例实施例涉及一种设备、系统和方法。它们主要涉及细胞和/或基因治疗中的处理,但不限于此。
464.在以下描述中使用某些术语仅是为了方便而不是为了进行限制。词语“上部”、“下
部”、“向上”和“向下”在附图中表示参考的方向并且是相对于在组装和安装时所述部件的方向。词语“内部”、“向内”和“外部”、“向外”分别指朝向和远离所述元件的指定中心线或几何中心(例如中心轴线)的方向,具体含义在说明书的上下文中显而易见。此外,术语“近侧”(即更靠近)和“远侧”(即远离)表示相对于主体或附接点的位置。
465.此外,如本文所使用的,术语“连接”、“固接”等旨在包括两个构件之间的直接连接(无需任何其它构件介于其间)以及构件之间的间接连接(其中有一个或更多个其它构件介于其间)。术语包括上文具体提到的词语、其派生词以及类似含义的词语。
466.此外,除非另有说明,否则序数形容词(比如“第一”、“第二”、“第三”等)的使用仅仅表示引用相似对象的不同实例,并不意味着这样描述的对象必须在时间上、空间上、排序上或以任何其他方式处于给定的顺序。相似的附图标记始终用于描绘相似的特征。
467.图3(a)至图3(c)示出了根据本发明的致动机构100的第一实施例。致动机构100包括可移动板102和基板106。可移动板102借助于多个线性致动器104可轴向平移。基板106也可以通过一个或更多个致动器(未示出)围绕轴线旋转。
468.图4示出了致动机构200的第二实施例。致动机构200包括可移动板202和线性致动器204。线性致动器204作用于可移动板202的下侧或下表面,以便在使用中使可移动板202升高和降低。
469.图5(a)和5(b)示出了致动机构300的另一个实施例。致动机构300包括可移动板302和基板306。基板306通过连杆机构304连接到可移动板302。如图5(a)和5(b)所示,连杆机构304可以是一系列枢转连接的杆。致动机构300可以包括一个或更多个致动器(未示出),用于在使用中使可移动板302相对于基板306升高或降低。此外,致动机构300可以包括一个或更多个致动器(未示出),用于使基板306围绕轴线旋转,如图5(a)和5(b)中的弧形箭头所示。应当注意的是,可以有一个或更多个致动器,这些致动器可以使可移动板302升高和降低并且使基板306围绕轴线旋转。
470.图6示出了致动机构400的另一个实施例。致动机构400包括可移动板402和基板406。可移动板402通过可枢转杆408连接到基板406。还提供了作用于可移动板402的下侧或下表面的线性致动器404。可以有任意数量的线性致动器404。在存在多个线性致动器404的示例中,当线性致动器404协同(即同时)作用时,可移动板402轴向平移,即升高或降低。当线性致动器404不协同(即不同时)或不定时作用时,可移动板402依据线性致动器404的数量沿着一个或更多个轴线摇摆。
471.图7示出了致动机构500的另一个实施例。致动机构500包括可移动板502和基板506。可移动板502和基板506通过从基板506朝向可移动板502的枢轴点512轴向延伸的中心杆514连接。还提供了一系列弹簧504a、504b。可以使用任意数量的弹簧504a、504b。弹簧504a、504b朝向基板506偏压可移动板502。弹簧504a、504b可以是拉伸弹簧。此外,提供了从中心杆514延伸并且终止于轮子510的连接杆508。中心杆514可以由致动器或马达驱动,使得轮子510围绕中心杆514旋转。以这种方式,使得可移动板502围绕彼此垂直的两个轴线旋转,以便在可移动板502上提供容器的涡旋运动。
472.图8示出了致动机构600的另一个实施例。致动机构600包括可移动板602和基板606。可移动板602通过可枢转杆608连接到基板606。基板606在外边缘上设置有电磁体608a、608b。可移动板602在外边缘上设置有永磁体604a、604b。基板606上的电磁体608a与
可移动板602上的永磁体604a对齐。基板606上的电磁体608b与可移动板602上的永磁体604b对齐。在使用中,电磁体608a、608b顺序地打开和关闭,使得电磁体608a、608b顺序地吸引和排斥可移动板602上的永磁体604a、604b。基板606上的电磁体608a、608b和可移动板602上的永磁体604a、604b之间的相互作用导致可移动板602围绕可枢转杆608枢转。在一些示例中,作用在可移动板602上的磁力导致可移动板602以波浪运动的方式围绕基座606移动。
473.图9示出了致动机构700的另一个实施例。致动机构700包括可移动板702和基板706。基板706通过连杆机构704连接到可移动板702。连杆机构704是一系列枢转连接的杆,其以剪叉式提升配置进行布置。致动机构700可以设置有一个或更多个致动器(未示出),这些致动器在使用中使可移动板702相对于板706升高和降低。也就是说,基板706和可移动板702之间的距离可以通过使用一个或更多个致动器使可移动板702相对于板706升高和降低来改变。
474.图10(a)至10(e)示出了致动机构800的另一个实施例。致动机构800包括可移动板802和基板806。基板806通过从基板806朝向可移动板802的枢轴点812轴向延伸的中心杆810连接到可移动板802。第一凸轮构件804a设置在基座806上并且与可移动板802接触。第二凸轮构件804b设置在中心杆810的相对侧上,该第二凸轮构件远离第一凸轮构件804a。第一凸轮构件804a由一个或更多个马达(未示出)驱动。第二凸轮构件804b由一个或更多个马达(未示出)驱动。第一凸轮构件804a由一个或更多个马达驱动以围绕其枢转轴线旋转。第二凸轮构件804b由一个或更多个马达驱动以围绕其枢转轴线旋转。在使用中,驱动第一凸轮构件804a,使得其表面接合可移动板802,使得可移动板802围绕枢轴点812移动。作为第一凸轮构件804a的替代或补充,可以驱动第二凸轮构件804b,使得其表面接合可移动板802,使得可移动板802围绕枢轴点812移动。第一凸轮构件804a可以独立于第二凸轮构件804b被驱动。
475.在一些示例中,第一凸轮构件804a和第二凸轮构件804b同时被驱动。凸轮构件804a、804b可以具有非圆形轮廓,使得可移动板802非线性移动。如该特定示例所示,凸轮第一构件804a被布置成相对于第二凸轮构件804b异相旋转,以便升高可移动板802的一侧并且降低可移动板802的另一侧。如将要描述的,凸轮构件804a、804b可以设置有带角度的表面或非圆形轮廓,以在使用期间将可移动板802从一侧倾斜到另一侧。凸轮构件804a、804b的示例在图10(d)和10(e)中示出。图10(d)示出了具有圆形轮廓的凸轮构件804a。图10(e)示出了具有细长圆形轮廓的凸轮构件804a。如图10(b)所示,凸轮构件804a、804b可以附加地设置有拉伸弹簧808a、808b,拉伸弹簧在基板806和可移动板802之间提供弹性力。图10(c)示出了使用中的示例,其中第一凸轮构件804a和804b相对于彼此成镜像。凸轮构件804、804b的上表面是水平的,使得可移动板802水平定位。
476.图11示出了致动机构900的另一个实施例。致动机构900包括可移动板902和基板906。可移动板902和基板906通过从基板906朝向可移动板902的枢轴点912轴向延伸的中心毂914连接。提供了一系列弹簧904a、904b。可以使用任意数量的弹簧904a、904b。弹簧904a、904b朝向基板906偏压可移动板902。在该示例中,弹簧904a、904b是拉伸弹簧。提供了连接杆908,该连接杆从中心毂914径向延伸并且终止于轮子910。中心毂914可以由致动器或马达驱动,使得轮子910围绕中心毂914旋转。以这种方式,使得可移动板902围绕彼此垂直的
两个轴线旋转,以便在可移动板902上提供容器的涡旋运动。在一些示例中,轮子910由马达驱动并且以圆周运动的方式移动。这使可移动板902以对称的波浪运动移动。
477.图12示出了致动机构1000的另一个实施例。致动机构1000包括可移动板1002和基板1006。可移动板102和基板1006通过从基板1006朝向可移动板1002的枢轴点1012轴向延伸的中心杆1014连接。提供弹簧1004a、1004b以将可移动板1002朝向基板1006偏压。在该实施例中,中心毂1014设置在基板1006上。中心毂1014联接到支撑板1010。线性致动器1008设置在支撑板1010和基板1012之间。线性致动器1004作用于可移动板1002的下侧或下表面,以便在使用中使可移动板1002升高和降低。支撑板1010可以由马达(未示出)旋转驱动。
478.图13(a)和13(b)示出了致动机构1100的另一个实施例。致动机构1100包括可移动板1102和基板1106。马达1114位于基板1106上并且可操作地联接到支撑板1104。支撑板1104位于基板1106和可移动板1102之间。马达1114操作为使支撑板1104相对于基板1106旋转。在一些示例中,马达1114相对于基板1106升高和降低。支撑板1104通过连杆机构1108连接到可移动板1102。连杆机构1108可以是一系列枢转连接杆。连杆机构1108可以由壳体(比如基于波纹管的壳体)封闭,以便防止在使用期间接近连杆机构1108。致动机构1100包括致动器1112,用于在使用中使可移动板1102相对于支撑板1104升高或降低。在该特定实施例中,提供了一种凸轮系统。凸轮系统具有第一凸轮构件1110a和第二凸轮构件1110b。在该示例中,凸轮构件1110a、1110b与连杆机构1108集成在一起。然而,凸轮构件1110a、1110b可以附加地或替代地与致动器1112集成在一起。驱动凸轮构件1110a、1110b,使得其表面接合可移动板1102。这使可移动板1102相对于基板1106移动。
479.图14(a)和14(b)示出了致动机构1200的另一个实施例。致动机构1200包括可移动板1202和基板1206。马达1216位于基板1206上并且可操作地联接到支撑板1204。支撑板1204位于基板1206和可移动板1202之间。马达1216运行以使支撑板1204相对于基板1206旋转。在一些示例中,马达1216相对于基板1206升高和降低。支撑板1204通过连杆机构1214连接到可移动板1202。连杆机构1214可以由壳体(比如基于波纹管的壳体)封闭,以便防止在使用期间接近连杆机构1214。连杆机构1214可以是一系列枢转连接的杆。在使用中,连杆机构1214使可移动板1202相对于支撑板1204移动,从而使可移动板相对于基板1206移动。在该特定实施例中,致动机构1200包括朝向可移动板1202轴向延伸的中心毂1210。此外,提供了从中心毂1210径向延伸并且终止于线性致动器1208的连接杆1212。在使用中,中心毂1210由致动器或马达(未示出)驱动,从而使线性致动器1208被驱动,以在线性致动器1208被致动时,为放置在可移动板1202的顶部上的容器提供涡旋运动。
480.图15示出了致动机构1300的另一个实施例。致动机构1300包括可移动板1302和三个连杆机构:第一连杆机构1304a、第二连杆机构1304b和第三连杆机构1304c。连杆机构1304a、1304b、1304c从可移动板1302的底部表面延伸。第一连杆机构1304a在第一枢轴点1310a处从可移动板1302朝向基板1306a延伸。第二连杆机构1304b在第二枢轴点1310b处从可移动板1302朝向基板(未示出)延伸。第三连杆机构1304在第三枢轴点1310c处从可移动板1302朝向基板1306b延伸。第一致动器1308a位于第一连杆机构1304a和基板1306a之间。第二致动器1308b位于第二连杆机构1304b和基板(未示出)之间。第三致动器1308c位于第三连杆机构1304c和基板1306b之间。在使用中,致动器1308a、1308b、1308c彼此异相地正弦驱动,以在可移动板1302上产生波浪效应。在一些示例中,致动器1308a、1308b、1308c是线
性致动器,其沿着轨道滑动,使得枢轴点同步移动,以使可移动板1302以波浪运动的方式移动。
481.图16(a)示出了促动机构1400的另一个实施例。致动机构1400具有可移动板1402和基板1406。在该特定实施例中,提供了三个马达1408a、1408b、1408c。三个连杆机构(第一连杆机构1404a、第二连杆机构1404b和第三连杆机构1404c)也被设置成从可移动板1404延伸。马达1408a、1408b、1408c各自用于驱动相应的连杆机构1404a、1404b、1404c。更具体地说,第一马达1408a驱动第一连杆机构1404a。第二马达1408b驱动第二连杆机构1404b。第三马达1408c驱动第三连杆机构1404c。连杆机构1404a、1404b、1404c被协同驱动,以便使可移动板1402以波浪运动的方式移动。参考图16(b)和16(c),提供了保持元件1450。提供了具有基部部段的容器1480。将参考后面的附图更详细地描述容器1480。
482.具体地说,应当注意,该设备包括致动机构1400、可移动板1402和保持元件1450。系统进一步包括容器1480。
483.更具体地说,容器1480的基部放置在可移动板1402的顶部上,使得容器1480布置在保持元件1450和可移动板1402之间。容器1480具有可压缩壁。当使用前述致动机构1404移动可移动板1402时,导致容器1480的顶部被推动压靠在保持元件1450上。这压缩了容器1480的壁。
484.图17(a)和17(b)示出了致动机构1500的另一个实施例。致动机构具有可移动板1502和两个线性致动器1504a、1504b。第一线性致动器1504a设置在可移动板1502的第一侧上。第二线性致动器1504b设置在可移动板1502的相对位置上。线性致动器1504a、1504b被定位成作用于可移动板1502的底部表面。可以有任意数量的线性致动器1504。当线性致动器1504协同(即同时)作用时,可移动板1502轴向平移。当线性致动器1504不协同(即不同时)或不定时作用时,可移动板1502依据线性致动器1504的数量沿着一个或更多个轴线摇摆。在该特定实施例中,在线性致动器1504a、1504b下方,在致动机构的底部处提供另一个线性致动器1504c,该线性致动器在该示例中是更大的线性致动器1504c。在使用中,较大的线性致动器1504c被设置成从图17(a)所示的上部位置升高到图17(b)所示的下部位置。
485.图18(a)至18(d)示出了根据本发明的另一个设备1600。设备1600包括可移动板1602和基板1606。可移动板1602和基板1606通过第一连杆机构1604a和第二连杆机构1604b可操作地联接。第一连杆机构1604a由第一马达1608a驱动,该第一马达连接到第一齿轮箱1610a和第一连杆机构1604a。第二连杆机构1604b由第二马达1608b驱动,该第二马达连接到第二齿轮箱1610b和第二连杆机构1604b。每个马达1608a、1608b(具体而言是齿轮箱1610a、1610b)联接到马达枢转轴1612a、1612b,该马达枢转轴又联接到马达联轴器1614a、1614b,用于驱动连杆机构1604a、1604b。
486.如图18(b)中最佳示出的,第一连杆机构1604a从基板1606直立并且在一端联接到可移动板1602。第二连杆机构1604b从基板1606直立并且在另一相对端联接到可移动板1602。具体而言,第一连杆机构1604a包括与可移动板1602的下侧表面连接的枢轴棒1616a。第二连杆机构1604b也包括与可移动板1602的下侧表面连接的枢轴棒1616b。可移动板1602还连接到中心枢轴夹具1618,该中心枢轴夹具可围绕中心枢轴棒1620枢转。此外,每个连杆机构1604a、1604b包括硬止挡1622a、1622b,该硬止挡限定了可移动板1602能够到达的最低点或最低平面。
487.现在特别参考图18(c),设备1600进一步包括用于传感器的安装件1624,该安装件可以在其中接收传感器1626,传感器1626包括传感器缆线1628。传感器缆线1628将传感器1626通信连接到控制器(未示出)。控制器(未示出)可以进一步通信连接到马达1608a、1608b。
488.此外,设备1600包括安装在轨道安装板1631上的伸缩轨道1630,伸缩轨道1630可在纵向方向上移动并且可操作地连接到可移动板1602。因此,可移动板1602可沿着轨道1630移动。
489.此外,每个连杆机构1604a、1604b包括铰链1632和轴承1634。通常提供四个枢轴轴承座1636、1638、1640(第四个未示出),连杆机构1604a、1604b延伸穿过其中并且支撑在其上。
490.在使用中,设备1600被布置成使可移动板1602围绕中心枢轴棒1620旋转,从而向与可移动板1602接合的容器施加波浪运动或摇摆运动。此外,在使用中,可移动板1602可以沿着纵向轴线平移,该纵向轴线居中且垂直地设置成通过可移动板1602,从而向与可移动板1602接合的容器施加压缩运动。
491.用户可以根据存储在控制器(未示出)内的预设程序来操作设备1600,当控制器执行一系列操作指令时,该设备执行期望的运动。或者,用户可以向控制器(未示出)输入参数,以根据期望的运动范围操作设备1600。
492.尽管在本实施例中示出了两个连杆机构1604a、1604b,但是可以使用任何数量的连杆机构。此外,尽管连杆机构1604a、1604b由马达1608a、1608b驱动,但是该连杆机构也可以替代地由其他机构(举例来说致动器,例如线性致动器)驱动。
493.图19示出了线性致动器1700的示例。线性致动器1700可以作用于(即接合)如本文所述的任何可移动板的一部分或表面。替代地或附加地,在提供多个线性致动器的实施例中,线性致动器1700可以联接到如本文所述的任何可移动板的一部分或表面。
494.图20(a)和20(b)分别示出了涡旋运动前后的容器。具体地说,图20(a)示出了包括中心原点1802的容器1800,其中与容器1800的基部部段垂直延伸的纵向轴线横切容器的基部部段的平面。这种纵向轴线将在图28(a)至30(c)中进一步描述。容器1800包括水和若干滴食用色素1804,以展示本文所述的各种搅动方法。如图20(b)中可以看出,在通过使容器1800围绕中心原点1802枢转而向水和食用色素1804施加涡旋运动之后,食用色素开始混合,如1806所示。持续的涡旋使食用色素1804在容器1800的水中完全分散。这提供了在使用中在容器1800内混合细胞处理介质的图示。
495.图21(a)和21(b)分别示出了波浪运动前后的容器。具体地说,图21(a)示出了包括轴线1902的容器1900,该轴线垂直于如关于图20(a)和20(b)所述的纵向轴线延伸并且在容器1900的基部的平面内延伸。类似于图20(a)和20(b)的容器1800,容器1900包括水和食用色素,以展示本文所述的各种搅动方法。如图21(b)中可以看出,在通过使容器1900围绕轴线1902(图21(a))旋转、倾斜或枢转而向水和食用色素施加波浪运动之后,食用色素开始混合,尤其是朝向容器1900的壁元件混合。具体地说,如1904所示,可能存在朝向容器1900的壁元件的相长干涉,从而有助于水和食用色素的混合。持续的波浪搅动使食用色素在容器1900的水中完全分散。这提供了在使用中在容器1900内混合细胞处理介质的图示。
496.图22(a)至22(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理
介质的混合。图22(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图22(b)示出了在时间t=0之后食用色素开始与水混合时的容器。图22(c)示出了在时间t=0之后以及在图22(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图22中,向容器内的水和食用色素施加如关于图20(a)和20(b)所述的涡旋运动,该容器的速度为每分钟20转并且含水量为500ml。
497.图23(a)至23(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图23(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图23(b)示出了在时间t=0秒之后食用色素开始与水混合时的容器。图23(c)示出了在时间t=0秒之后以及在图23(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图23中,向容器内的水和食用色素施加如关于图20(a)和20(b)所述的涡旋运动,该容器的速度为每分钟30转并且含水量为500ml。
498.图24(a)至24(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图24(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图24(b)示出了在时间t=0秒之后食用色素开始与水混合时的容器。图24(c)示出了在时间t=0秒之后以及在图24(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图24中,向容器内的水和食用色素施加如关于图20(a)和20(b)所述的涡旋运动,该容器的速度为每分钟60转并且含水量为500ml。
499.因此,通过比较图22(c)、23(c)和24(c)可以看出,在相对较高的流体体积(比如所示的500ml)下,涡旋运动似乎不能充分地混合水中的食用色素。这是容器内的细胞处理介质的一个良好的模型。
500.如图25(a)至25(b)中所示,容器中具有水和食用色素,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图25(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图25(b)示出了在时间t=60秒时食用色素开始与水混合时的容器。与图22(a)至24(c)不同,通过图25(a)和25(b),向容器内的水和食用色素施加如关于图21(a)和21(b)所述的波浪运动,该容器的速度为每分钟20转并且含水量为50ml。
501.因此,通过将图25(b)与图22(c)、23(c)和24(c)相比可以看出,涡旋运动更适合于在较低的流体体积下(甚至是在每分钟的较低转数下)混合容器的内容物。因此,在细胞处理中,涡旋运动可能优选用于小体积的流体。
502.图26(a)至26(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图26(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图26(b)示出了在时间t=0秒之后食用色素开始与水混合时的容器。图26(c)示出了在时间t=0之后以及在图26(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图26中,向容器内的水和食用色素施加线性压缩运动,该线性压缩运动是沿着如下文进一步详细描述的纵向轴线的压缩,该容器每分钟20次循环并且含水量为500ml。如图26(c)中可以看出,在每分钟较低次数的循环下,混合似乎主要是由于食用色素在水中的扩散。
503.图27(a)至27(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图27(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图27(b)示出了在时间t=0秒之后食用色素开始与水混合时的容器。图27(c)示出了在时间t=0秒之后以及在图27(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图27中,向容器内的水和食
用色素施加线性压缩运动,该线性压缩运动是沿着如下文进一步详细描述的纵向轴线的压缩,该容器每分钟40次循环并且含水量为500ml。如图27(c)中可以看出,随着每分钟循环次数的增加,混合得到改善。
504.图28(a)至28(c)示出了其中具有水和食用色素的容器,用于模拟容器内细胞处理介质的混合。图28(a)示出了在时间t=0秒时将食用色素滴入到水中时的容器。图28(b)示出了在时间t=0秒之后食用色素开始与水混合时的容器。图28(c)示出了在时间t=0秒之后以及在图28(b)所示之后食用色素与水混合后的容器。在整个图28中,向容器内的水和食用色素施加线性压缩运动,该线性压缩运动是沿着如下文进一步详细描述的纵向轴线的压缩,该容器每分钟80次循环并且含水量为500ml。如图28(b)所示,在线性压缩期间偶尔会产生大气泡,这有助于使混合物充气,这在细胞处理方法中很有用。如图28(c)所示,对于较大的流体体积来说,每分钟的循环次数越多,实现的混合越好。
505.因此,发明人惊奇地发现,在较小的体积(特别是小于100ml)下,涡旋运动适于充分混合容器中的流体。此外,发明人惊奇地发现,在较大的体积(特别是100ml或更大的体积)下,线性压缩运动适于充分混合容器中的流体。因此,搅动机构应能够提供两种运动范围,使得任何体积的流体都可以充分混合。
506.图29(a)和29(b)示出了根据本发明的容器。容器2000包括顶部部段2002、平行于顶部部段2002延伸的基部部段2004以及顶部部段和基部部段之间的壁元件2006。壁元件2006可沿着容器2000的纵向轴线l压缩。壁元件2006可以包括一个或更多个z形折叠部2008或者可以形成褶裥,使得该壁元件可沿着纵向轴线l压缩。图29(a)示出了压缩前的容器2000。图29(b)示出了在壁元件2006的一部分被压缩之后的容器2000。通常,顶部部段2002和基部部段2004中的每一个通常限定一个平面,每个平面彼此平行并且基本上垂直于纵向轴线l。
507.图30(a)至30(e)示出了根据本发明的包括容器2000的设备2100。设备2100包括保持元件2110和可移动板2120。可移动板2120可以是本文所述的任何可移动板并且可以通过本文所述的任何致动机构移动。保持元件2110将容器2000的顶部部段保持在第一平面p1内,并且可移动板2120形成基本平行于第一平面p1的第二平面p2,用于移动容器2000的基部部段。在操作(可移动板2120的致动和移动)之前,第一平面p1和第二平面p2基本水平延伸并且基本垂直于纵向轴线l。
508.如图30(a)所示,容器2000可以沿着纵向轴线l压缩,使得第一平面p1保持静止,并且使得可移动板2120以及第二平面p2移动。如上所述,沿着纵向轴线l的压缩可以导致容器2000内的介质混合。在所示的示例中,可能发生50ml的转导(transduction)。液体可以具有近似2.75mm的深度。
509.如图30(b)所示,包含介质2102的容器2000可以沿着纵向轴线l扩张或解压缩,使得第一平面p1保持静止,并且使得可移动板2120以及由此的第二平面p2移动。在细胞处理方法中,例如对于细胞培养或生长来说,沿着纵向轴线l的扩张可能是有益的。在所示的示例中,可能发生500ml的扩张。液体可以具有近似27mm的深度。
510.如图30(c)所示,容器2000可以受到进一步的压缩,从而沿着箭头所示的轴线l搅动其中的介质2102。这使得容器2000(具体而言是其壁元件)沿着纵向轴线l被压缩。也就是说,第一平面p1保持静止,而可移动板2120和第二平面p2移动。
511.如图30(d)所示,随着容器2000内介质2102上方的顶部空间减小,位于容器2000的壁元件内的介质2102被向内推向纵向轴线l。这种运动导致介质2102在容器2000内的搅动。这可能有益于细胞处理方法中的许多步骤。
512.如图30(e)所示,当容器2000沿着纵向轴线l扩张或解压缩时,使得在压缩期间收集在容器2000的壁元件内的介质2104、2106流动、滴落或滴注到介质2102的体积中,从而在容器内引起进一步的搅动。这可能有益于细胞处理方法中的许多步骤。
513.当容器反复升高和降低时,压缩可以迫使介质被压缩出折叠部。也可以提供设定时间段的压缩暂停,也就是说,可以保持或停止压缩,使得容器在预定时间段内处于压缩状态。这允许细胞在介质交换前沉淀。压缩步骤可以导致良好的混合和气体转移。这样的过程也可以是可扩展的。因此,与本文所述的用于细胞处理方法的这种压缩过程相关联的优点可能很多。
514.图31(a)至31(c)示出了本发明的另一个设备2200。设备2200包括用于在第一平面p1内接收和保持容器2000的顶部部段的保持元件2210。设备2200进一步包括用于作用于或接合容器2000的基部部段的可移动板2220,可移动板2220限定第二平面p2。第一平面p1和第二平面p2基本平行并且基本垂直于纵向轴线l延伸。
515.如图31(a)所示,示出了方法的静态阶段或步骤,其中容器2000没有以任何方式被搅动。这可能有益于细胞处理方法中的许多步骤。
516.如图31(b)所示,示出了方法的搅动阶段或步骤,其中容器2000被搅动,从而引起容器2000内介质的搅动或湍流。在该特定示例中,搅动阶段包括使可移动板2220围绕平面p2内的至少一个轴线旋转,例如图31(a)中所示的轴线a。当可移动板2220移动时,平面p2移动。因此,当可移动板2220移动时,平面p2或其一部分朝向保持静止的平面p1移动。因此,平面p2的至少一部分和平面p1之间的距离减小。如图31(b)所示,可移动板2220围绕轴线a的移动导致容器2000的壁元件的一部分被压缩。当可移动板2220沿着相反方向旋转或倾斜时,容器2000的壁元件的相对部分被压缩。因此,如上所述,可以对容器2000内的介质施加波浪运动。此外,可移动板2220可以围绕原点枢转,其中纵向轴线l与第二平面p2相交,使得原点保持静止,而所有其它点移动。在该示例中,如上所述,可以对容器2000内的介质施加涡旋运动。在其他示例中,可移动板2220可以是可旋转的或者被布置成围绕第二平面p2内的任意数量的轴线倾斜,以对容器2000内的介质产生任意期望的搅动效果。
517.如图31(c)所示,示出了方法的压缩阶段或步骤,其中容器2000(具体而言是壁元件)沿着纵向轴线l被压缩,从而使第一平面p2朝向第一平面p1移动得更近。因此,如图31(c)所示,容器2000内介质上方的顶部空间可能发生改变,例如,空气可能被推出容器2000。进一步的压缩可能引起如上所述的搅动。
518.图32示出了用于生产如本文所述的容器的模具或插入件2300。模具2300可以适用于吹塑成型。因此,容器可以通过吹塑成型形成。模具2300包括一系列突起或脊2303,该突起或脊被布置成提供本文所述容器的一系列z形折叠部或褶裥布置。
519.图33(a)至33(d)示出了容器2400、平台2410和可以与本文所述的设备或系统组合使用的其他部件的示例。图33(d)示出了容器2400,其具有基本上敞开从而形成流体通道的顶部部段和基本上封闭的基部部段。如关于图29(a)和29(b)所述,具有在顶部部段和基部部段之间延伸的壁元件。壁元件可以包括可压缩部分,例如,如图33(b)和33(d)所示的z形
折叠。容器2400可以形成波纹管(例如4折波纹管)或褶裥布置。
520.进一步参考图33(d),容器2400可在平台2410的下侧处附接到该平台上,该平台可以被视为细胞处理平台。还可以提供夹子2412,该夹子可以形成如本文所述的保持元件。如图所示,夹子2412可以设置成两半。容器2400可以通过o形环2414密封,该o形环被压在容器2400的顶部部段和平台2410的下侧之间。夹子2412可以通过螺栓2416和对应的螺母2418联接到平台2410。
521.平台2410可以具有任意数量的特征。例如,平台2410可以具有一系列流体入口,这些流体入口具有用于与装备的多个工件附接的附接元件。平台2410可以具有与流体入口流体连通的一个或更多个(优选一个)流体出口。例如,如图33(d)所示,平台2410的入口的附接元件可以联接到具有颈部2422的次级容器2420上,该颈部包括螺旋螺纹,用于旋拧到平台2410的附接机构2424的对应的螺旋螺纹上。附接机构2424还可以包括o形环2426,以确保流体或液体紧密密封。平台2410还可以包括用于将平台2410与装备的一个或更多个管道或其他工件连接的阳性连接器元件2428。阳性连接器元件2428通过由缆线扎带2432保持在适当位置的管件2430(例如柔性管件)流体连接到平台2410的流体入口。过滤器2434也可以存在于柔性管件2430和阳性连接器元件2428之间。平台2410还可以包括与平台2410的入口联接的管件2436,用于连接到装备的其他工件上。管件2436可以是柔性管件。管件2436通过缆线扎带2438联接到平台2410的流体入口。平台2410还可以包括帽2440,用于覆盖平台2410的一个或更多个元件,比如取样元件2442或入口。
522.在使用中,次级容器2420充当容器2400的通气容器。也就是说,当容器2400被例如本发明的可移动板压缩或解压缩或以其他方式移动时,次级容器2420允许补偿容器2400中的压力增加和/或减少。具体地说,当容器2400在其基部部段处受到可移动板的作用时,流体(例如空气)可以被挤出容器2400、通过平台2410、进入到次级容器2420中。同样,如果容器2400被向下拉动或以其他方式解压缩,则流体(例如空气)可以从次级容器2420通过平台2410被吸入到容器2400中。因此,次级容器2420充当通气容器,因为它解决了容器2400中的压力变化。
523.图34(a)至34(d)示出了根据本发明的另一个设备2500及其部件。如图34(a)和34(b)中最佳示出的,设备2500包括可移动板2502,该可移动板形成有两个突出臂2502a、2502b,用于摩擦接合容器2580的基部附近的侧壁。仅为了清楚起见,设备2500被描绘成不具有保持元件,尽管这将在下文关于图35(a)至35(e)进一步详细讨论。
524.该设备包括将可移动板2502连接到第一马达2508a、第二马达2508b和第三马达2508c的连杆机构2504。每个马达具有相应的齿轮箱2510a、2510b、2510c。第一马达2508a被布置成使可移动板2502围绕在其平面内形成的轴线旋转。第二马达2508b和第三马达2508c被布置成在纵向方向上移动可移动板2502,如下文更详细描述的。
525.具体而言,所示的连杆机构2504包括第一纵向轨道2504a和第二纵向轨道2504b。在该特定实施例中,每个纵向轨道2504a、2504b通常形成为一对互补轨道。连杆机构2504进一步包括曲柄壳体2512,该曲柄壳体包括由连接到第二马达2508b的轴2516驱动的曲柄2514,该第二马达可沿着第一纵向轨道2504a在向上和/或向下的方向上滑动。
526.连杆机构2504进一步包括连接到可移动板2502的滑块部分2520,该滑块部分可沿着第二纵向轨道2504b在向上和/或向下的方向上滑动。曲柄2514通过连接杆2518连接到滑
块部分2520。滑块部分2520还包括延伸穿过其中的轴(未示出),以便将可移动板2502联接到第一马达2508a。
527.进一步参考图34(c),更详细地示出了上述曲柄布置。具体地说,提供了通过第二马达(未示出)由轴2516驱动的曲柄2514。曲柄2514联接到连接杆2518,该连接杆终止于滑块部分2520。在所描绘的示例中,曲柄2514具有40mm的直径,但是其他直径同样也可以考虑。曲柄2514可以是可更换的,使得它可以被更大或更小直径的曲柄替换,从而相应地调节使用期间可移动板的移位。例如,对于较大的移位,可以使用较大直径的曲柄。例如,对于较小的移位,可以使用较小直径的曲柄。
528.在使用中,当使曲柄2514旋转时,从而连接杆2518移动,使得滑块部分2520轴向向上移动,然后,随着曲柄2514继续旋转,使得滑块部分轴向向下移动。因此,滑块部分2520可通过曲柄2514在第一位置或归位位置和第二位置或升高位置之间移动。当曲柄2514继续旋转时,滑块部分2520随后返回到第一位置或归位位置。以这种方式,曲柄布置允许可移动板的快速上下移动,因此在使用期间,随着曲柄2514的每次旋转,对所接收的容器施加完整的压缩和解压缩循环。
529.进一步参考图34(d),更详细地示出了第三马达2508c。具体地说,第三马达2508c被示出为丝杠螺旋螺纹马达或滚珠螺旋螺纹马达,包括可驱动的螺纹轴2522。可驱动的螺纹轴2522螺纹联接到对应的螺旋螺纹部分2524,该螺旋螺纹部分形成曲柄壳体2512的一部分(见图34(a))。因此,当螺纹轴2522被驱动时,使得曲柄壳体2512的螺旋螺纹部分2524根据从动轴2522的旋转方向向上或向下轴向移动。因此,曲柄壳体2512可沿着第一纵向轨道2504a移动(见图34(a))。因此,由于上述曲柄布置,可移动板2502(见图34(a))类似地可沿着第二纵向轨道2504b移动(见图34(b)和(c))。以这种方式,丝杠螺旋布置或滚珠螺旋布置允许可移动板缓慢地上下移动。
530.参考图34(a)至34(d),在使用期间,容器2580被接收在设备2500内,具体而言是被接收在可移动板2502和保持元件(未示出)之间。使第一马达2508a被致动,以便使可移动板2502围绕可移动板2502的平面内的轴线旋转。此外,使第二马达2508b被间歇地或连续地致动,以便使可移动板2502沿着平行于第一纵向轨道2504a和第二纵向轨道2504b的纵向轴线轴向平移。如上所述,第二马达2508b使轴2516旋转,从而使曲柄2514旋转。当曲柄2514旋转时,使得连接杆2518移动,从而使滑块部分2520沿着第二纵向轨道2504b轴向移动。由于曲柄布置的构造,使得滑块部分2520以及由此的可移动板2502向上和向下轴向移动,从而对容器2580施加压缩和解压缩运动。此外,由于这种构造,通过第二马达2408b,滑块2520的轴向移动被限制在沿着纵向轴线的预定区域。此外,使第三马达2508c被致动,以便使从动轴2522旋转,从而根据从动轴2522的旋转方向,使曲柄壳体2512向上和向下轴向平移。因此,使得曲柄壳体2512沿着第一纵向轨道2504a轴向移动,从而对容器2580施加缓慢的压缩或解压缩运动。
531.为了完整起见,本领域的技术人员将容易理解,马达2508a、2508b、2508c可以以任何顺序被致动或者实际上彼此组合。上文对设备2500的使用的描述不打算在任何意义上进行限制。
532.图35和36(a)至36(d)示出了本发明的另一个设备2600,该设备基于与上述图34(a)至34(d)的设备2500相同的原理进行操作。
533.图35示出了设备2600,该设备包括由连杆机构2604操作的可移动板2602、马达2608a、2608b、2608c和齿轮箱2610a、2610b、2610c,如关于图34(a)至34(d)所述。为了简洁起见,将不提供进一步的解释。设备2600进一步包括保持元件2650。保持元件2650由上部板2652和下部板2654形成,该上部板被布置成在使用中接收容器的顶部部分。可移动板2602布置在上部板2652和下部板2654之间。上部板2652通过多个支腿2656连接到下部板2654,这些支腿在上部板和下部板之间延伸并且在其端部处联接到每个板2652、2654。上部板2652通常包括凹陷表面2658,用于在使用中接收容器的顶部部分,如下文进一步描述的。上部板2652还包括多个夹具2660,这些夹具被布置成在使用时将容器的顶部部分夹紧到上部板2652上。
534.设备2600还包括围绕致动机构形成的框架2662,该致动机构包括连杆机构2604、马达2608a、2608b、2608c和齿轮箱2610a、2610b、2610c。尽管为了清楚起见没有在该图中示出,但是框架2662还包括封闭致动机构的部件的多个面板,从而防止用户在使用期间接近。此外,面板可以防止液体或其他细胞处理成分(比如介质、细胞或类似物)进入致动机构。框架2662和面板可以被视为形成致动机构的壳体。
535.图36(a)至36(e)示出了关于图35所述的设备2600,该设备上附接有图33(a)至33(d)的容器2400和平台2410。具体地说,容器2400的基部部段可与可移动板2602接合。在该特定实施例中,允许容器2400的基部部段自由地与可移动板2602接合和脱开,但是在其他示例中,容器2400的基部部段可以固定地联接或附接(比如通过粘附、紧固器件等)到可移动板2602上。此外,与容器2400的顶部部段联接的平台2410被接收在凹陷表面2658内(见图35)并且通过多个夹具2660夹紧到其上。因此,容器2400位于可移动板2602和保持元件2650之间,以便允许容器2400在使用期间进行压缩、解压缩或其他移动。
536.在使用期间,对应的马达2608a、2608b、2608c被致动,以便使容器2400以与关于图34(a)至34(d)所述的方式类似的方式进行期望的移动。具体地说,第一马达2608a控制容器2400的基部围绕在可移动板2602的平面内形成的轴线的旋转移动,第二马达2608b控制容器2400的快速压缩/解压缩(具体而言,通过将容器2400的基部朝向或远离保持元件2650轴向平移),并且第三马达2608c控制容器2400的缓慢压缩/解压缩(具体而言,通过将容器2400的基部朝向或远离保持元件2650轴向平移)。因此,第一马达2608a可以用于向容器2400的基部施加涡旋运动或摇摆运动。因此,第二马达2608b可以用于向容器2400施加压缩混合运动,即快速压缩然后快速解压缩。因此,第三马达2608c可以用于施加通气运动,例如,通过使流体(比如空气、介质等)从容器2400排出并且进入到次级容器2420中,这将结合图33(a)至33(d)进一步详细描述。因此,可以提供不同的马达,用于在使用期间对容器2400施加不同的或实际上复合的运动。
537.在本文的一些示例中,可能存在用于细胞处理的方法2700,如图37所示。方法2700可以包括提供可压缩容器的步骤2710,该可压缩容器包括液体介质中的细胞群。方法2700可以包括对可压缩容器内的液体介质中的细胞群进行静态处理的步骤2720。方法2700可以包括对可压缩容器内的液体介质中的细胞群进行动态处理的步骤2730。
538.对液体介质中的细胞群进行静态处理的步骤2720可以包括不使细胞群经受任何移动或力。也就是说,可能存在细胞处理的静态阶段。
539.对液体介质中的细胞群进行动态处理的步骤2730可以包括搅动液体介质中的细
胞群。搅动液体介质的细胞群的步骤可以包括向细胞群和液体介质施加波浪运动、向细胞群和液体介质施加涡旋运动、压缩可压缩容器或其组合。压缩可压缩容器的步骤可以包括沿着垂直于容器的顶部部段和基部部段的纵向轴线压缩可压缩容器。
540.可以提供对在液体介质中包含细胞群的可压缩容器进行压缩的单独步骤或与任何其他步骤组合的步骤2740。
541.下面参考图38至42提供进一步的实施例和示例。
542.示例
543.现在将参考以下非限制性示例描述本发明,这些非限制性示例展示了本发明的各种实施例。应当注意的是,图33(a)至33(d)的容器2400和平台2410与图18(a)至18(d)的设备1600组合用于以下示例:
544.材料
545.使用了以下材料:
546.cd3+t细胞,健康供体1(hd1)(分离自leukopak,access biologicals llc)
547.x-vivo 15(lzbe02-053q,lonza)
548.5%正常人类ab血清(h4522,sigma)
549.rhil-2(每毫升100个单位)(202-il-050,研发系统)
550.激活:cts免疫磁珠(磁珠-细胞比为3:1)(40203d,thermofisher)
551.转导:gfp慢病毒载体(moi:1)(0010vct,takarabio)
552.方法
553.使用了以下方法:
554.接种密度(第0天)=每毫升1x106个细胞
555.接种体积(第0天)=50ml
556.供给:在静态周期结束时(第3天),从设定的时间点开始,分批供给,体积加倍。这不是由取样的细胞密度决定的。介质体积添加物包含新鲜的il2细胞因子(每毫升100个单位)。
557.控制:增加体积的fep静态培养袋(cellgenix vuelife)(见下文),以相同的接种密度和供给策略(无搅动)复制静态和早期扩增阶段的手动过程。
558.活细胞密度和倍数扩增:cellometer auto 2000,nexcelom
559.测试运行时间线:
560.一般的测试运行时间线如图38所示。具体地说,在第0天提供接种。在第1天加入慢病毒载体。从第0天到第3天,通过设备向容器施加静态的和/或间歇的摇摆运动。在第3天进行供给(即在介质中供应营养),并且在第3天进行取样以供测试。从第3天到第5天,通过设备向容器施加摇摆运动。在第5天进行进一步供给,并且在第5天也进行取样以供测试。最后,从第5天到第7天,通过设备对容器施加线性压缩。在第6天进行进一步供给,并且在第6天也进行取样以供测试。在第7天或之后进行最终读数,比如细胞存活力和总活细胞数。虽然该测试运行提供了使用该设备进行培养细胞的一般过程,但是下文还提到了其他具体示例。
561.示例1
562.对于原代t细胞运行1(图39和41),将细胞和培养介质置于生物反应器中,具体而
言是置于图33(a)至33(d)所示的容器2400中。细胞培养过程基本上如上文测试运行时间线中所述。在该特定示例中,在第0天使用上述材料以50ml的体积进行接种,然后加入慢病毒载体。在第3天进行取样,并且向容器提供150ml的供给体积。在第4、5和6天进行进一步取样。在第6天,以100ml的供给体积提供进一步供给。在第7、8、9和10天分别以100ml、400ml、100ml和50ml的供给体积提供进一步供给。在第7、8、9、10和11天进行取样。
563.此外,还使用了以下过程,或具体地说是以下搅动步骤:
564.1.第0天至第3天和第4天至第5天:无(即静态培养)
565.2.第3天至第4天:摇摆运动a(60rpm,位移幅度20mm)
566.3.第5天至第6天:摇摆运动b(20rpm,位移幅度10mm)
567.4.第6天至第11天:线性压缩(60cpm,位移幅度20mm)
568.在图39和41中以适当的时间间隔示出了相关的搅动步骤(1、2、3或4)。图39和41示出了这种特定搅动状态下的总活细胞,而图41还示出了细胞存活力。
569.原代t细胞运行1的主要结果是:
570.一个器皿可以用于所有体积:不需要手动转移
571.摇摆运动a(第3天至第4天):观察到细胞死亡
572.压缩混合4天后,细胞产量》1x109573.最终存活力在发布标准范围内(≥80%)
574.示例2
575.对于原代t细胞运行2(图40和42),将细胞和培养介质置于生物反应器中,具体而言是置于图33(a)至33(d)所示的容器2400中。细胞培养过程基本上如上文测试运行时间线中所述。在该特定示例中,在第0天以50ml的体积进行接种,然后加入慢病毒载体。在第3天进行取样,并且向容器提供150ml的供给体积。在第4天和第5天进行进一步取样。在第5天,以200ml的供给体积提供进一步供给。在第6天,以400ml的供给体积提供进一步供给,并且进行取样。随后在第7天和第8天进行取样。
576.此外,还使用了以下过程,或具体地说是以下搅动步骤:
577.1.第0天至第3天:无(即静态培养)
578.2.第3天至第4天:摇摆运动c(20rpm,位移幅度20mm)
579.3.第4天至第5天:摇摆运动b(20rpm,位移幅度10mm)
580.4.第6天至第8天:线性压缩(60cpm,位移幅度20mm)
581.在图40和42中以适当的时间间隔示出了相关的搅动步骤(1、2、3或4)。图40和42示出了这种特定搅动方式下的总活细胞,而图42还示出了细胞存活力。
582.原代t细胞运行2的主要结果是:
583.一个器皿可以用于所有体积:不需要手动转移
584.摇摆运动c(第3天至第4天):观察到细胞死亡
585.搅动混合5天后,细胞产量》6x106586.自始至终存活力在发布标准范围内(≥80%)
587.如图40所示,与标准波浪灌注方案相比,在本容器中8天内使用的培养介质减少了约60%(这是基于ge healthcare life sciences的波浪生物反应器系统2/10中t淋巴细胞灌注培养的标准方案估算的(应用说明28-9650-52ac))。
588.本领域的技术人员将会理解,上述实施例仅通过示例的方式进行了描述并且没有任何限制性意义,并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,可以进行各种替代和修改。可以对如上所述的详细设计进行各种修改,例如,在形状、大小、布置、组装等方面可能存在变化。
589.具体而言,任何所讨论的致动机构都可以用于本文所讨论的设备、系统或方法的任何实施例中。此外,任何所讨论的保持元件都可以用于本文所讨论的设备、系统或方法的任何实施例中。此外,任何所讨论的容器、平台或其他相似的细胞处理部件都可以用于本文所讨论的设备、系统或方法的任何实施例中。
590.虽然上述示例还说明了所公开的设备和系统的示例性用途,但是本领域的技术人员应当理解,它同样适用于其他细胞类型、介质类型、转导和激活试剂等。同样,本领域技术人员应当理解,其它混合/搅动方式同样被认为是本发明的一部分,例如,本文所讨论的摇摆、涡旋和/或压缩方式的速率、时间周期、幅度等。

技术特征:
1.一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的设备,所述设备包括:保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;与所述保持元件间隔开的可移动板,所述可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面的第二平面;和致动机构,其可操作地联接到所述可移动板,以使所述可移动板围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转,从而减小所述第二平面的至少一部分和所述第一平面之间的距离。2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述第二平面内的轴线旋转。3.根据权利要求1所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述第二平面内的多个轴线旋转。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述轴线或每个轴线在0度和90度之间旋转。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,垂直于所述第一平面和所述第二平面延伸的纵向轴线在原点处与所述第二平面相交,其中,所述致动机构被布置成使所述可移动板围绕所述原点枢转。6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述原点居中地位于所述第二平面内。7.根据权利要求5或权利要求6所述的设备,其中,所述可移动板可围绕所述原点枢转,使得所述第二平面内除了所述原点之外的每个点相对于所述纵向轴线形成介于0至180度之间的角度,不包括90度。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述致动机构进一步被布置成使所述可移动板沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线移动,从而减小所述第二平面和所述第一平面之间的距离。9.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述保持元件包括与容器的顶部部段可操作接合的平台、与容器的顶部部段可操作接合的夹紧机构、或与容器的顶部部段可操作接合的密封板。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述致动机构包括与所述可移动板间隔开并且与所述可移动板基本平行的基板,所述基板可操作地联接到所述可移动板。11.根据权利要求10所述的设备,其中,所述基板包括至少一个致动器,所述致动器或每个致动器可操作地联接到所述可移动板或与所述可移动板可操作地接合。12.根据权利要求10或权利要求11所述的设备,其中,所述基板包括至少一个轨道,所述轨道或每个轨道基本垂直于所述基板从所述基板直立,所述可移动板可滑动地联接到所述轨道或每个轨道,并且其中,至少一个致动器被布置成使所述可移动板的至少一部分沿着所述轨道或每个轨道滑动。13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备,其中,所述基板包括可操作地联接到所述可移动板的第一连杆机构,所述第一连杆机构由第一马达驱动。14.根据权利要求13所述的设备,其中,所述基板进一步包括可操作地联接到所述可移动板的第二连杆机构,所述第二连杆机构由第二马达驱动。15.根据权利要求14所述的设备,其中,所述第一连杆机构和所述第二连杆机构在所述可移动板的相对边缘处可操作地联接。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的设备,其中,所述基板进一步包括可操作地联接到所述可移动板的第三连杆机构,所述第三连杆机构由第三马达驱动。17.根据权利要求16所述的设备,其中,所述第一连杆机构、所述第二连杆机构和所述第三连杆机构以三角形布置可操作地联接到所述可移动板。18.根据权利要求1至9中任一项所述的设备,其中,所述致动机构包括第一马达,所述第一马达可操作地联接到所述可移动板并且被配置为使所述可移动板围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转。19.根据权利要求18所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括第二马达,所述第二马达可操作地联接到所述可移动板并且被配置为使所述可移动板沿着基本垂直于所述第一平面和所述第二平面的纵向轴线移动,从而减小所述第二平面的至少一部分和所述第一平面之间的距离。20.根据权利要求19所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括第三马达,所述第三马达可操作地联接到所述可移动板并且被配置为使所述可移动板沿着所述纵向轴线移动,从而减小所述第二平面的至少一部分和所述第一平面之间的距离。21.根据权利要求20所述的设备,其中,所述致动机构进一步包括连杆机构,所述连杆机构包括:曲柄壳体,其包括可旋转曲柄,所述可旋转曲柄能够沿着第一纵向轨道滑动,所述第一纵向轨道基本平行于所述纵向轴线延伸;和滑块部分,其可操作地联接到所述可移动板、能够沿着基本平行于所述第一纵向轨道延伸的第二纵向轨道滑动,所述滑块部分通过连接杆可操作地联接到所述可旋转曲柄;其中,所述第二马达可操作地联接到所述可旋转曲柄,以使所述可旋转曲柄旋转并且使所述滑块部分沿着所述第二纵向轨道移动,并且其中,所述第三马达可操作地连接到所述曲柄壳体,以使所述曲柄壳体沿着所述第一纵向轨道移动。22.根据权利要求21所述的设备,其中,所述第三马达包括滚珠螺旋马达或丝杠螺旋马达,其可操作地联接到所述曲柄壳体的对应的螺旋螺纹部分,使得所述曲柄壳体能够沿着所述第一纵向轨道移动。23.根据前述权利要求中任一项所述的设备,进一步包括与所述致动机构通信耦接的控制器。24.根据权利要求23所述的设备,进一步包括一个或更多个定位传感器,所述定位传感器或每个定位传感器与所述控制器通信耦接,其中,所述控制器基于从所述定位传感器或每个定位传感器接收到的信号为所述致动机构生成信号。25.一种用于在细胞处理中执行一个或更多个单元操作的系统,所述系统包括:根据前述权利要求中任一项所述的设备;和容器,其具有基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;其中,所述容器至少部分地设置在所述保持元件和可移动板之间,所述致动机构被布置成移动所述可移动板,使得所述可压缩壁元件的至少一部分沿着垂直于所述第一平面和第二平面的纵向轴线至少部分地被压缩。26.根据权利要求25所述的系统,其中,所述容器的基部部段固定地附接到所述可移动
板。27.一种处理细胞的方法,所述方法包括:在容器中提供细胞处理介质,所述容器具有基部部段、平行于所述基部部段的顶部部段以及在所述基部部段和所述顶部部段之间基本垂直延伸的可压缩壁元件;将所述容器的顶部部段保持在第一平面内;将所述容器的基部部段与可移动板接合,所述可移动板限定了基本平行于所述第一平面并且与所述第一平面间隔开的第二平面;使所述容器的基部部段围绕所述第二平面内的至少一个轴线旋转,从而引起所述容器内的细胞处理介质的湍流。28.根据权利要求27所述的方法,其中,使所述容器的基部部段旋转的步骤包括使所述容器的基部部段围绕所述第二平面内的轴线旋转。29.根据权利要求27所述的方法,其中,垂直于所述第一平面和所述第二平面延伸的纵向轴线在原点处与所述第二平面相交,其中,使所述容器的基部部段旋转的步骤包括使所述容器的基部部段围绕所述原点枢转。30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述原点居中地位于所述第二平面内。31.一种处理细胞的方法,所述方法包括:(a)提供包括液体介质中的细胞群的可压缩容器;(b)维持所述液体介质中的细胞群,同时向所述可压缩容器的至少一部分施加压力以压缩所述容器。32.根据权利要求31所述的方法,其中,在施加压缩之后,所述液体介质被保留在所述可压缩容器中。33.一种使用根据权利要求29或30所述的系统来处理细胞的方法。34.根据权利要求33所述的方法,其中,所述方法包括以下步骤:(a)在所述容器内的液体介质中提供细胞群;(b)操作所述系统以处理所述液体介质中的细胞群。35.根据权利要求31至34中任一项所述的方法,其中,处理所述细胞群包括维持所述液体介质中的细胞群,同时向所述容器的至少一部分施加压力以压缩所述容器。

技术总结
本发明提供了一种用于在细胞处理中使用的设备,该设备包括:保持元件,其被布置成在第一平面内接收容器的顶部部段;与保持元件间隔开的可移动板,该可移动板被布置成可操作地接合容器的基部部段,该可移动板限定了基本平行于第一平面的第二平面;以及致动机构,其可操作地联接到可移动板以使可移动板围绕第二平面内的至少一个轴线旋转,从而减小第二平面的至少一部分和第一平面之间的距离。还提供了一种处理细胞的方法。种处理细胞的方法。种处理细胞的方法。


技术研发人员:法伦
受保护的技术使用者:奥瑞生物技术有限公司
技术研发日:2021.01.12
技术公布日:2022/11/1
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