CN111770987A - 用于生物反应器的支架装载机 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将细胞播种到网板或支架的阵列上的系统。该系统可以包括存储网板支持器和可装载网板支持器，它们可以处于间隔的关系，使得当被推动机构推动时，网板可以从存储网板支持器移动到可装载网板支持器中。可以通过分配器分配用于播种的细胞。运动控制系统可以根据需要移动适当的网板、网板支持器和分配器中的多个。最低的网板可以移入可装载网板支持器中，并可以将细胞分配到上面，然后依次将较高的网板移入可装载的网板支持器并播种细胞。诸如存储网板支持器、可装载网板支持器和网板之类的组件可以作为预灭菌组件提供。

Description

用于生物反应器的支架装载机

本申请要求于2018年02月27日提交的美国临时申请第62/636,039号的权益，其全部公开内容这里通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方案涉及生物反应器。

背景技术

生物反应器用于扩增细胞群，例如干细胞或其他贴壁依赖性细胞。但是，仍然需要改进，例如在易用性、及自动化和程序可再现性(reproducibility procedure)方面。期望进行培养以产生大量细胞，例如，如果可能的话，产生数十亿个细胞。支架播种是其中改进将会有用的领域。在美国非临时专利申请公开第2018/0057784号和第2019/0002815号中描述了多种生物反应器及其构件，其公开内容在此通过引用整体并入本文。

发明内容

在本发明的实施方案中，可以提供一种用于创建一叠播有细胞的网板(screen)的系统，该系统包括：多个网板；适于容纳多个网板的存储网板支持器；适于容纳多个网板的可装载网板支持器；推动器，其适于将所述网板中的多个单独的网板从所述存储网板支持器推向所述可装载网板支持器；适于将包含所述细胞的液体分配到所述网板之一上的分配器；其中，所述存储网板支持器和所述可装载网板支持器彼此间隔设置，使得容纳在所述存储网板支持器中的所述网板之一能够以平面平移运动滑动到所述可装载网板支持器中；以及运动控制系统，该运动控制系统适于控制存储网板支持器、可装载网板支持器、推动器、网板和分配器中的至少一些的运动或位置。

本发明的实施方案可以包括一种用于创建一叠播有细胞的网板的方法，该方法包括以下步骤：提供存储网板支持器；提供多个网板，这些网板是未被播种的；将多个网板装载到存储网板支持器中，这些网板被一个摞一个地装载；提供可装载网板支持器；将存储网板支持器和可装载网板支持器相互组装在一起以形成组件，所述组件被构造成使得所述存储网板支持器中的任何一个网板都能滑入所述可装载网板支持器中的相应位置；将组件安装到包括运动控制系统和分配器的机器上；并操作所述机器，以便将存储网板支持器中多个网板中最低的一个移动到可装载网板支持器中作为第一移动网板，并且然后将液体从分配器分配到第一移动网板上，然后将下一个较高的网板从存储网板支持器移动到可装载网板支持器中，然后将液体从分配器分配到下一个较高的网板。

本发明的实施方案可以包括一种用于创建播有细胞的网板的方法，该方法包括以下步骤：提供网板，该网板是未被播种的，其中该网板包括四层，每一层包括纤维，这些纤维大体上是直的且大体上平行于该层中的其他纤维，该纤维通常垂直于网板的相邻层中的纤维，层内的纤维与该层内的相邻纤维分开的间隔距离大于纤维的纤维直径，其中在平面图中网板具有最大尺寸小于纤维直径的透视区域(see through region)，其中纤维与纯水的接触角小于50度；提供多个以规则阵列布置的液体分配器，其中分配器限定单元体(unitcell)，该单元体具有与分配器中的单独一个分配器相关联的网板的平面区域，其中该单元体还具有垂直尺寸，该垂直尺寸是网板的顶部和网板底部之间的距离，其中该单元体具有等于平面面积乘以垂直尺寸的总体积，其中该单元体还具有被该单元体内的纤维占据的固体体积，其中该单元体还具有空体积，即所述总体积减去所述固体体积；在大体上垂直于网板的竖直向下的方向上，将液体从分配器分配到网板上，其中分配的液体的体积填充网板的开放体积的40％至60％。

附图说明

进一步描述了本发明的实施方案，但绝不限于以下图示例证：

图1是显示了没有网板的可装载网板支持器的三维立体视图；

图2是显示了分解的图1中的可装载网板支持器的三维立体视图；

图3A是显示了其中带有网板的可装载网板支持器的三维立体视图；

图3B是显示了图3A的可装载网板支持器的三维立体视图，该可装载网板支持器的一部分缺失以便更好地显示网板；

图3C是显示了图3B的可装载网板支持器的三维立体视图，其中一些网板缺失；

图4A是可装载网板支持器的闭合件的视图，显示了可装载网板支持器中的狭缝的圆形入口(rounded entrance)；

图4B是来自不同视角的可装载网板支持器的闭合件的另一视图；

图4C是具有网板存在的闭合件的局部区域的视图；

图5A显示了根据本发明的实施方式制成的网板；

图5B显示了类似网板的更近的视图；

图5C图示了诸如图5A和5B中的那些的网板的间隔参数；

图5D更具体地图示了纤维在网板内的布置及其错开；

图5E显示了仅网板的一层的平面图；

图5F显示了仅网板的两层的平面图；

图5G显示了仅网板的三层的平面图；

图5H显示了网板的四层的平面图；

图5I图示了拥有不均匀厚度的网板；

图6图示了可能的泄漏流路；

图7A图示了作为可装载网板支持器的一部分的三面件(three sided piece)，以图示出定位狭缝；

图7B是剖视图(cutaway view)，图示了图7A的三面件连同推动器附件；

图7C图示了推动器附件；

图8A是存储网板支持器的三维图示；

图8B是存储网板支持器的另一三维图示，还显示了几个网板；

图9A是并排位置中放置的存储网板支持器和可装载网板支持器的三维图示；

图9B是图9A的横截面，还显示了一个网板；

图10A是存储网板支持器和可装载网板支持器彼此分开的分解的三维图示，用于清楚说明；

图10B是图10A的横截面；

图11A是播种托盘的三维图示；

图11B是显示了在播种托盘中并排的存储网板支持器和可装载网板支持器的三维图示，所述播种托盘支撑并定位它们；

图12A是存储网板支持器和可装载网板支持器以及适于防止网板在运输过程中运动的挡块(stop)的三维立体视图；

图12B是孤立的提手的三维立体视图；

图12C是与可装载网板支持器结合的提手的三维立体视图；

图13A是图解说明推动器及其支撑件的分解视图；

图13B来自不同视角类似于图13A；

图14A是存储网板支持器和可装载网板支持器以及将用于播种的细胞分配到网板上的分配器的三维立体视图；

图14B类似于图14A，除了来自不同的视角；

图14C是图14B的截面图；以及

图15是整个系统或机器的三维立体正视图。

具体实施方式

现在参考图1至图7C。如美国专利申请第15/686,211号中所述，在本发明的实施方案中，可以提供一种生物反应器，该生物反应器具有适于容纳多个网板300的可装载网板支持器200。在生物反应器中，细胞可以驻留在网板300上并在网板300上生长。网板300的阵列可以被称为培养结构。

可装载网板支持器200在图1至图4C中得到图示。可装载网板支持器200可以在期望的间隔定位和取向(orientation)上容纳期望数量的网板300。图1至图4中图示的可装载网板支持器200容纳15个网板300。据信这是用于生物反应器操作的适当数量的网板。

通常，可装载网板支持器200可以围成内部空间，并且可以是任何各种形状，例如圆形、矩形等。如图所示，可装载网板支持器200(在其内部和外部两者上)具有带圆角的矩形的一般形状。由图示的可装载网板支持器200容纳的网板300是矩形的。为了便于描述，这里使用诸如前和后，侧面以及水平和垂直的定向指示来描述可装载网板支持器200，该定向指示通常对应于它们在组装的生物反应器中所示的取向或定位。然而，可以理解的是，这些定向指示在某种程度上是任意的。

当网板300在可装载网板支持器200中到位时，网板300与其最近的相邻网板之间在垂直方向上可能存在期望的空间量。在所示的生物反应器中，液体培养基的流能大致垂直于网板300的平坦表面，流过网板300中的开放空间。

细胞培养区域可包含，例如，大约15个这样的网板300，它们彼此间隔开足够的距离，以使网板彼此不接触(由于网板可能的偏转或弯曲或任何其他原因导致)，以及如果需要，在相邻的网板300之间的空间中液体培养基的一些侧向流动(sideways flow)是可能的。

可装载网板支持器200可以是中空的简单形状，其中一些形成完整的周边(perimeter)，该形状是诸如圆形或矩形(可能具有圆角)的形状。通常，可能的是，可装载的网板支持器200可以例如通过增材制造工艺(additive manufacturing process)制成单件。然而，也许更典型地，可装载网板支持器200可以由彼此接合在一起的两个部件制成，例如两件模制塑料部件。图示出了可装载网板支持器200由两个相互结合的部件制成。可装载网板支持器200可以包括三面件(three sided piece)220和可以与三面件220结合的闭合件240。三面件220可依次包括第一面部段222A，后部段222B和与第一面部段222A相对的第二面部段222C。闭合件240可以包括至少一个部段，其可以被认为是前部段242B。如图所示，闭合件240可另外包括第一侧部段242A和第二侧部段242C。因此，依次具有第一侧部段242A，前部段242B和第二侧部段242C。第一侧部段242A可与第一面部段222A结合，并且第二侧部段242C可与第二面部段222C结合。但是，闭合件240也可能仅包括前部段242B。如图所示，前部段242B和后部段222B基本彼此平行，并且第一面部段222A和第二面段222C基本彼此平行，并且第一侧部段242A和第二侧部段242C基本彼此平行。但是，其他空间关系也是可能的。

结合特征可以包括可变形的凸片(deformable tab)250，并且还可以包括在第一面部段222A中的开口224A和在第二面部段222C中的类似的开口224C，其中开口224A和224C被适当地设计成与凸片250结合。凸片250可在所示的结合位置和释放位置之间弹性变形，在释放位置中，可变形凸片250充分向内弯曲以产生脱离。凸片250可以包括活动铰链，并且进一步可能的是，闭合件240中其他地方的弹性还可以有助于尺寸或形状的改变，以允许或帮助实现脱离。

可装载网板支持器200可以包括机械接口特征(mechanical interfacefeatures)，图示为孔260，其可以在所示的取向上位于可装载的网板支持器200的顶部附近。这样的孔260可以适合于与本文中其他地方所述的提手相配合。

可装载网板支持器200可以具有上边缘和下边缘，该上边缘和下边缘可以是平坦的并且可以彼此平行。

可装载网板支持器中的狭缝和凹槽，以及靠近狭缝和凹槽的圆形边缘

可装载网板支持器200可包括各种凹槽(groove)和狭缝(slot)，它们限定网板300的位置并为网板300提供机械支撑。如图所示，可装载网板支持器200能够容纳15个网板300，但是当然其他数量的网板300也是可能的。网板300之间的间隔距离可以从诸如网板300之间的流体流动的模式，以及生物反应器的细胞培养区域中的期望的细胞总体填充密度之类的考虑因素的结合中选择。

如果可装载网板支持器200被制成单件(类似于图示的，但是带有三面件220和闭合件240连接在一起)，则将网板200插入可装载网板支持器200或从中移除将是可能的。这可以从侧面方向完成。

在如上所述和图示的可装载网板支持器200中，当三面件220和闭合件240已经彼此组装在一起时，将网板300插入可装载网板支持器200或从中移除，而无需将这些部件彼此拆开，这是可能的。这可以从侧面方向完成。如图所示，第一面部段222A具有凹槽270，第二面部段222C具有凹槽270。后部段222B具有凹槽270。前部段242B具有狭缝，网板300可以穿过这些狭缝而无需拆卸可装载网板支持器200。凹槽270可以彼此基本共面，并且在垂直方向上可以具有彼此相似或相同的尺寸。狭缝280可以与至少一些凹槽270平行或共面。狭缝280的竖直尺寸(vertical dimension)和高度(elevation)可以与凹槽270的竖直尺寸和高度相同，但是如果竖直尺寸和高度仅仅彼此大致相似就足够了。这些各种特征可以组合并相互作用，以使得当组装可装载网板支持器200时，可能的是，网板300通过狭缝280滑动到位，并由凹槽270和狭缝280支撑。网板300之间的期望的间隔或距离由凹槽270附近的可装载网板支持器200的材料以及存在于狭缝280之间的可装载网板支持器200的材料(接合物)保持。

如图所示，闭合件240具有三个侧面，其中侧面242A、242C中的两个较短。可装载网板支持器200的一个侧壁包括第一面部段222A和第一侧部段242A，并且类似地，另一个侧壁包括第二面部段222C和第二侧部段242C。如图所示，甚至凸片250也包含与相应的相邻侧段中的凹槽270连续的凹槽。然而，可以理解，各种其他的设计也是可能的。

如图所示，第一面部段222A和第一侧部段242A中的凹槽270基本上是锐缘的(sharp-edged)。第二面部段222C和第二侧部段242C中的凹槽270也是同样如此。然而，可以理解，其他几何形状也是可能的。

在可装载网板支持器200的前部，剩余材料的分隔物或连接物可以使得具有圆形边缘大体上面向可装载网板支持器200的外部。这在将网板300初始插入狭缝280过程中有助于将网板300引导到狭缝280中。圆形的边缘可以是半圆柱形的(hemicylindrical)。如果碰巧网板300中任何一个不是完全平坦的，例如稍微弯曲出平面，则这种圆形边缘也有助于将网板300引导到狭缝280中。

在可装载网板支持器200的后部，各个网板300之间的分隔物可以是使得具有圆形边缘大体上面向可装载网板支持器200的内部。当将网板300插入可装载网板支持器200中时，例如在插入过程即将结束时，这有助于将网板300引导至所期望位置。圆形的边缘可以是半圆柱形的。圆形的边缘可以是半圆柱形的。如果碰巧网板300中任何一个不是完全平坦的，例如稍微弯曲出平面，则这种圆形边缘也有助于将网板300引导到凹槽270中。

在可装载网板支持器200的前部处的分隔物可以限定网板300可以穿过的狭缝。在可装载网板支持器200的后部处的分隔物可以限定凹槽，网板300可以进入该凹槽中，但是网板300不可能穿过该凹槽。

在狭缝280的圆形边缘和凹槽270的圆形边缘两者的情况下，半圆柱曲率仅是各种可能曲率中的一种。具有一些其他期望半径的倒圆角(fillet)也是可能的。该半径可以小于或大于半圆柱体的半径。弯曲的其他形状也是可能的。沿着狭缝280或凹槽270的长度的曲率变化也是可能的。

网板设计

在本发明的实施方案中，现在参考图5A至图5H，生物反应器可以在培养区域内具有网板300的阵列，其用作细胞(如贴壁依赖性细胞)在其上生长的组织支架。单独的网板300本身可以包括多个纤维500的层，其中纤维500具有与相邻层中的纤维的方向垂直的取向。在本发明的特定实施方案中，在单个网板300中的这种纤维500的层数可以例如是四层或五层或六层。

这种网板300的典型尺寸参数可以是150微米的纤维直径和200微米的纤维间隔(如图5C所定义)，该尺寸是指同一平面中一根纤维的边缘到最近纤维的最近边缘的距离。一层中的纤维500可以相对于平行于它们并位于网板300的不同层中的纤维500错开，或者替代地，不必错开。纤维500可以彼此间隔适当的距离，使得在初始细胞播种期间，细胞沉积在纤维500上并且不接触相邻纤维500上的细胞。然而，纤维500的间隔可以使得在一定数量的细胞增殖之后，在附近的纤维500上生长的细胞可以彼此接触或彼此相对生长(被称为汇合的情况)。

更具体地，纤维500可以在两个相互垂直的方向上存在，并且可以在这两个相互垂直的方向上都交错。这在图5D中进一步示出。每个网板可以包括形成第一层的多个纤维，该第一层具有在第一方向上取向的平行纤维，并且可以包括第二层，该第二层具有在第二方向上取向的多个平行纤维，该第二方向垂直于第一方向，第二层中的纤维一层连接到第一层中的纤维。至少一些网板包括多根纤维，并且在单个网板内，纤维至少在第一、第二、第三和第四层中依次排列，每一层内的纤维大体上平行于彼此之间，其中第一层中的纤维大体上平行于第三层中的纤维，第二层中的纤维大体上平行于第四层中的纤维，并且其中当垂直于网板的平坦表面观察时，第三层的位置与第一层的纤维不对齐，而第四层的位置与第二层的纤维不对齐。更具体地，关于该观察方向，纤维可以位于它们不对齐的平行纤维之间的中间。这样的配置可以帮助防止细胞从网板掉落，特别是在初始播种期间，同时仍为液体培养基提供占据和流过的空间，并当细胞增殖时，为细胞提供空间。

网板300可以具有特定数量的层，例如四层，在四层构造的两个表面上都可以使用用于接触细胞的培养基，并且在层之间存在的开口中也可以使用培养基。可以相信，这种情况的所有特征都更接近于类似于自然组织中发生的现象，可以称之为三维环境。据信，本发明的实施方案的三维状况比二维环境更有利于细胞的增殖和扩增。然而，不希望限于该解释。

现在参考图5E至图5H，示出了图5A至图5D的网板的平面图(plan view)，其中示出了不同数量的层。(为清楚图解说明，仅简单做了少于所有纤维层的显示图。)在图5E中，仅示出了一层。图5F显示了第一层和第二层，第二层纤维取向垂直于图5E所示层的纤维取向。图5G添加了第三层，其纤维取向平行于第一层的取向，并且其纤维位置相对于第一层错开。可以观察到，没有太多的透视(see through)，并且透视区域的宽度小于纤维直径。最后，图5H显示了四层，其中新显示的第四层具有与第二层的纤维平行并且相对于第二层纤维错开的纤维。可以观察到，透视区域的尺码(size)甚至小于图5G中可见的区域，并且透视区域的尺寸(dimension)小于纤维直径。据信，相对于纤维直径而言，透视区域的小尺码有助于保留在播种期间可能沉积在网板上的液体。

在本发明的另一个实施方案中，可以提供包含六层细丝(filaments)的网板300。就像在所示的四层网板中一样，相邻的层可以具有彼此垂直的纤维取向。但是，对于具有相同纤维方向的层之间的偏移，使用六层将提供更多可能的选择。例如，具有相同纤维取向的一层与另一层之间的偏移距离可以是纤维间间隔的三分之一，并且具有相同纤维取向的一层与另一层之间的偏移可以是相反方向的纤维间的间隔的三分之一。例如，使用与已经示出的相同的纤维直径和纤维间隔以及刚刚描述的偏移，就有可能构建这样的六层网板，其中在垂直于网板整个表面的方向上没有视线路径(line-of-sight pathway)(透视)。

网板300可以通过聚合物的加热细丝的程序化沉积来形成，类似于共同拥有的美国专利8,463,418中所描述的。该聚合物可以是合适的生物相容性聚合物，例如聚苯乙烯。所述的网板300是非织造的。替代地，如果需要，网板300可以被织造。网板300的整体形状可以是平坦的和矩形的。

现在参考图5I，网板300进一步可能具有不均匀的厚度。例如，在网板300的在凹槽中滑动的边缘附近的网板300的厚度可以相对较薄，并且远离网板300的边缘的网板300的厚度可以相对较厚。与均匀厚度的网板300的情况相比，较厚的中央部分可以提供更多的空间以在培养期间容纳更多的细胞。

在一些现有技术的细胞培养技术例如皮氏培养皿(Petri dish)中，一层细胞在平坦的表面上生长并且经历基本上是二维的环境。即使在这种情况下有足够的养分供应并清除了废物，这种二维环境固有地也不同于细胞自然生长的环境，即三维环境。

在本发明的实施方案中，细胞通过附着在网板的单个纤维上而播种。网板的纤维到纤维的尺寸可以足够大，以使得当分离的细胞最初附着到纤维上时，至少一些细胞通常不接触其他细胞。细胞已经繁殖后，并且可能在最初只有一层细胞附着的纤维处会产生几层细胞，最外层的细胞可能仍独立于下一根纤维，或者某些新细胞可能会接触附着在其他纤维上的其他细胞，即可能会发生一些纤维桥接(称为汇合)。在本发明的实施方案中，网板可具有特定数量的纤维层，例如四层。在四层构造的两个表面上都可以使用的培养基，用于接触细胞。无论如何，可以相信，这种情况的所有特征都更接近于类似于自然组织中发生的现象，可以称之为三维立体环境。据信，本发明的实施方案的三维状况比二维环境更有利于细胞的增殖和扩增。然而，不希望限于该解释。

细胞培养区域可包含例如约10至15个这样的网板，它们彼此间隔足够的距离，以使网板彼此不接触，并且液体可以在网板之间流动。

就生物学参数而言，用于本发明的实施方案的网板可具有约7000mm^2的面积(长度尺寸*宽度尺寸)，并且该网板的暴露于灌注的部分(不包括凹槽或狭缝中的边缘)的面积可能约为6300mm^2。该网板可以由四层纤维形成，各层在如本文别处所述的方向上交替。或者，可能使用五层或六层纤维或其他一些层数的纤维。在这样的网板上，可以沉积约800,000个细胞的初始播种，因此，如果使用12个网板，则接种的细胞总数为960万个细胞。在培养结束时，该细胞群可以扩大约25倍。

为了培养细胞和将细胞播种到支架上，认为支架材料的表面性质是亲水的是合乎需要的。一些聚合物是有用的支架材料，固有地不如所期望的那样亲水。通常，可能期望一滴水或水性液体在沉积到网板上之后在网板上和网板内扩散。在本发明的实施方案中，在通过适当地定位纤维来形成网板之后，可以对聚合物支架材料例如聚苯乙烯进行等离子体处理。等离子体处理可以在等离子体腔室装置中完成，例如可以从哈里克等离子公司(Harrick Plasma)(纽约州伊萨卡)获得。在这样的装置中，使处于低于大气压(low sub-atmospheric pressure)的气体经受射频电磁场辐射，从而在处理室内在接近环境温度下产生等离子体。所使用的气体可以是氩气、氧气、空气、氢气、氮气，这些气体的混合物或其他选择，或者根本不需要添加特殊的气体成分。这样的处理可以清洁表面。这样的处理可以实现表面改性，其可以包括根据处理的细节在任一方向上改变表面的表面能。表面改性可涉及将原子或官能团(例如含氧的官能团)连接到聚合物上。表面处理可导致聚合物表面变得比处理之前更亲水。例如，处理后的聚合物表面的表面性质可以使得经处理的聚合物与纯水的接触角小于40度或小于50度。(较小的接触角表示较亲水的状态，较大的接触角表示较疏水的状态。)在等离子处理之后，在等离子处理结束时执行静电荷去除过程也可能是合适的。这样的处理可以去除或中和在等离子体处理结束时可能残留的静电荷。可以使用来自基恩士公司(Keyence Corporation)(伊塔斯卡，伊利诺伊州)的静电消除器进行这种处理。这种装置向工件排放包含带正电的离子和带负电的离子二者的流，并且中和静电荷所需的任何离子都接触表面并中和静电荷。

推动器附件和用于定位网板的狭缝

现在参考图7A至图7C，如本文所述，在本发明的实施方案中，可装载网板支持器200可包括定位狭缝390，其可用于将网板300推入期望的位置或用于限定网板300的位置。这样的定位狭缝390可以相对于可装载网板支持器200和生物反应器的整体方向大致垂直。定位狭缝390可以与可装载网板支持器200中提供的其他狭缝和凹槽相交。

推动器附件400也可以被提供为附件(用于在实际培养之前或之后使用)。为了将网板300推入可装载网板支持器200中，直到其接触诸如凹槽270的基部的挡块，可能将推动器附件400用于可装载网板支持器200的一侧。为了将网板300从可装载网板支持器200中推出，例如在完成培养或期望移除网板300时，也可能将推动器附件400用于可装载网板支持器200的相对侧上。可装载网板支持器200的一侧上的定位狭缝390可以具有与可装载网板支持器200的另一侧上的定位狭缝390相同或相似的尺寸和间隔，这将使得单个推动器附件400能够在两个方向上被推动。

为了促进所描述的推动，推动器附件400可以与可装载网板支持器200的适当特征具有某些尺寸关系。推动器附件400上的凸台420可以定尺寸，并且可以相对于彼此适当地间隔开，以便它们可以装入可装载网板支持器200的定位狭缝390中。推动器附件400上的凸台420的高度可以足够大，使得可以将网板300推动到期望的程度。

存储网板支持器

现在参考图8A和图8B，除了提供可装载网板支持器200之外，还可以提供存储网板支持器900。存储网板支持器900可以与可装载网板支持器200具有一些几何相似性，但是在某些方面也可以不同。

存储网板支持器900可以具有适合于以几何形状容纳网板300的尺寸和特征，使得存储网板支持器900中的网板300与它们在可装载网板支持器200中最终的各自位置共面。具体地，存储网板支持器900可具有适合于接受网板300的内部凹槽906。这样的凹槽的尺寸和位置可以类似于或相同于可装载网板支持器200中的相应特征。如图所示，在存储网板支持器900的侧面上的凹槽906具有圆形的内部边缘，通过该凹槽906，网板可以被装入到存储网板支持器900中，这可以帮助网板300进入那些凹槽。

存储网板支持器900可具有开口910，该开口910适合于在必要时允许推动器1100占据空间并接触网板300的后缘(trailing edge)，并将网板300从存储网板支持器900中推出而进入可装载网板支持器200。开口910的尺寸和位置可以使得当推动器1100处于其任何允许位置时，推动器1100从不实际接触开口910的任何边界。

旨在邻接可装载网板支持器200的存储网板支持器900的侧面被显示出没有阻挡。这可以使网板300更容易滑出存储网板支持器900装入可装载网板支持器200。这种空的空间允许推动器1100将网板300推入可装载网板支持器200中，直到推动器1100接近或接触凹部210的相应表面为止。这有助于实现网板300在可装载网板支持器200中的期望定位。

如图所示，存储网板支持器900具有上表面920，该上表面可以有助于存储网板支持器900的结构连通性(structural connectedness)。当然，这些设计特征的变化是可能的。

图8B显示了在存储网板支持器900中到位的几个网板300。如图所示，网板300的宽度与存储网板支持器900的宽度之间的尺寸关系使得网板300延伸超过存储网板支持器900，以至于到了当可装载网板支持器200和存储网板支持器900处于其操作相对配置时，网板300将在可装载网板支持器200中占据少量空间的程度。结果，当推动器1100试图使网板300前进时，该网板300的前缘将已经通过了存储网板支持器900和可装载网板支持器200之间的接口，并且这将消除网板300机械地卡在存储网板支持器900和可装载网板支持器200之间的接口(interface)上的任何可能性。

存储网板支持器和可装载网板支持器的组装

现在参考图9A、图9B、图10A和图10B，示出了存储网板支持器900和可装载网板支持器200。图9A、图9B显示了在组装使用时彼此相对的存储网板支持器900和可装载网板支持器200。图10A、图10B显示了彼此分开的分解的存储网板支持器900和可装载网板支持器200。

存储网板支持器900可以具有合适的尺寸和特征，使得存储网板支持器900可以与可装载网板支持器200对齐，以实现以下关系：存储网板支持器900中的网板300与它们最终在可装载网板支持器200中的各自位置共面。例如，存储网板支持器900和可装载网板支持器200的一些外部尺寸可以彼此相同以便于这种对齐，以及当比较可装载网板支持器200和存储网板支持器900时，关于网板300的垂直定位的内部尺寸(例如凹槽和狭缝的尺寸和位置)可以是相同的。使用定位销(alignment pin)或将存储网板支持器900和可装载网板支持器200直接彼此连接的连接器，或者本领域中已知的类似特征，也将是可能的，尽管这里未示出。如本文所述，使用播种托盘进行对齐也将是可能的。网板300与存储网板支持器900和可装载网板支持器200中的凹槽之间的尺寸和其他关系可以使得网板在凹槽中的安装足够宽松，使得网板300可以容易地在存储网板支持器900和可装载网板支持器200之间滑动，而无需施加大量的力。

如图所示，存储网板支持器900在一侧具有适于推动器1100穿过的开口910。

存储网板支持器900和可装载网板支持器200中的凹槽之间在垂直方向上的间隔以及这些凹槽的垂直位置可以彼此相同，使得网板300可以容易地从存储网板支持器900中的凹槽中滑动装入可装载网板支持器200的凹槽中。

图10A(全视图)和图10B(剖视图)显示了与图9A和图9B相似的存储网板支持器900和可装载网板支持器200，除了为了说明的清晰起见，存储网板支持器900和可装载网板支持器200彼此分开。

播种托盘

现在参照图11A和图11B，如图所示，存储网板支持器900的下部和可装载网板支持器200的下部都可以包含在紧密安装的播种托盘1300中。播种托盘1300的侧面可以邻接存储网板支持器900和可装载网板支持器200的下部的各自侧面，从而提供那些网板支持器彼此间的几何对齐。这样的安装和关系还可以提供存储网板支持器900和可装载网板支持器200相对于彼此以及相对于机器的其他部件的位置的对准(registration)。

播种托盘1300可在其侧面具有适合于适应推动器1100的所有期望位置的开口空间1310，以允许推动器1100在推动器1100的所有允许位置穿过播种托盘1300的侧面。还可以为位于推动器1100附近或连接到推动器1100的任何部件提供开口空间。在其他设计中，播种托盘1300的底部可以有合适的开口，以适应推动器1100的所有期望的位置。

播种托盘1300可具有从其突出的抓手(gripping handle)1320。抓手1320可以使得使用者可以抓住抓手1320，从而搬运播种托盘1300和可装载网板支持器200以及存储网板支持器900和其中包含的任何网板300，同时用户的手与那些部件保持一定距离。在将这些部件从其无菌包装中取出之后，在处理这些部件的过程中，这可以帮助保持这些部件的无菌性。

播种托盘1300可以被配置和定尺寸为使得播种托盘1300在期望的方向上与存储网板支持器900和可装载网板支持器200对齐，但是即使当存储网板支持器900和可装载网板支持器200在播种托盘1300中时，允许已装载和播种的可装载网板支持器200能够被垂直提起。例如，播种托盘1300可以使得存储网板支持器900和可装载网板支持器200的底表面彼此共面，并且存储网板支持器900的一侧与可装载网板支持器200的对应侧接触，以及存储网板支持器900的一侧与可装载网板支持器200的一侧共面，并且存储网板支持器900的相对侧与可装载网板支持器200的相应侧共面。

可装载网板支持器200和储存网板支持器900可以相对于彼此垂直滑动是可能的，在某种意义上，如果在播种托盘1300中已经存在可装载网板支持器200和储存网板支持器900，使用大体上垂直运动将可装载网板支持器200滑入或滑出播种托盘1300中的适当位置是可能的。如果播种托盘1300已经在可装载网板支持器200和存储网板支持器900之间提供了所需的对齐和对准，则这是可能的。因此，可装载网板支持器200和存储网板支持器900之间可能没有直接的结合(engagement)，这将防止这两个部件之间的相对垂直运动，并且当网板300全部在可装载网板支持器200中时，将没有网板延伸穿过在可装载网板支持器200和存储网板支持器900之间的接口(interface)处，以妨碍这两个部件之间的相对垂直运动。

在本发明的实施方案中，可装载网板支持器200与存储网板支持器900和网板300之间可能存在某些几何关系。网板300可沿运动方向具有网板宽度WS，在从存储网板支持器900滑动到可装载网板支持器200时跟随网板300。存储网板支持器900可以在相同方向上具有外部尺寸，即SSW。可装载网板支持器200可以在相同方向上具有LSW的外部尺寸。SSW<WS<LSW是可能的。这意味着网板300可能能够完全安装在可装载网板支持器200内。这允许在将所有的网板300都滑入播种托盘1300之后，利用简单的垂直运动将可装载网板支持器200从播种托盘1300中移出，而不管存储网板支持器900是否同时移动。而且，这种关系提供了在播种操作之前，当所有的网板300都位于存储网板支持器900中时，网板300已经略微延伸到可装载网板支持器200的壁厚中。这种延伸提供了网板300已经延伸越过该接口并且越过可装载网板支持器200中的凹槽的起点，这使得网板300不太可能卡在存储网板支持器900和可装载网板支持器200之间的接口处。有可能当网板300在存储网板支持器900中时，网板300仅延伸到可装载网板支持器200的壁厚中，而不会延伸到壁厚之外，以便避免妨碍移液管2020的运动以及将流体从移液管2020中分配到可装载网板支持器200的内部空间中。

这种情况也可以被描述为网板300中的一个可以驻留在可装载网板支持器200中而不延伸到可装载网板支持器200的外部封包外的情况，但是当所述网板300驻留在存储网板支持器900中时，所述网板300延伸到存储网板支持器900的外部封包外。

该关系可以被进一步描述为这样的关系，使得网板300中的一个可以驻留在可装载网板支持器200中而不延伸到可装载网板支持器200的外部封包外，但是当所述网板300位于存储网板支持器900中时，所述网板300可以延伸到存储网板支持器900的外部封包外。如果可装载网板支持器200或存储网板支持器900除局部向内指向的特征外，拥有大体上平坦的外表面，则可以认为封包是接触附近外部平坦部分的平面。

与无菌有关的辅助成分

在本发明的实施方案中，可以提供彼此组装的存储网板支持器900和可装载网板支持器200，以及存在于存储网板支持器900中的网板300，其中在执行播种程序之前，所有这些部件都是无菌的并且包装在无菌包装内。所有这些部件都可能在无菌条件下相互组装，并可能被封装在无菌包装中并按原样运输。运输带来的可能性是，在运输过程中，组件可能会占据空间的任何取向。期望的是，在这种情况下，网板300受到约束，使得它们不能滑动或改变它们的位置。因此，现在参考图12A，在这样的组件中可以提供挡块(stop)1400，该止挡块1400适合于例如在这种组件的运输期间防止网板300从存储网板支持器900中移出。挡块1400可以是柔性的或部分柔性的片，其以挡块200在挡块1400就位时阻止网板300移动的方式接触网板300的一部分和可装载网板支持器200的内部的一部分。挡块1400可具有弹性和适当的形状，以使其自身保持在可以防止网板300移动的位置，并且挡块1400可在细胞接种过程之前被使用者容易地移除，即，在将任何网板300从存储网板支持器900滑动到可装载网板支持器200之前。挡块1400可以是一块纸板或其他纸制材料或聚合材料(例如聚苯乙烯)，其被折叠成如图12A所示的成角度的形状。如图所示，挡块1400可以是具有一个折叠或折弯的V形。它可以是具有两个折叠或折弯的截头V形(truncated V-shape)。挡块1400被弹性弯曲或弯折成更一般的形状也将是可能的。挡块1400可以是无菌的，并且可以与其他包装的部件同时被灭菌。

还可能提供适于与可装载网板支持器200结合并提升其的提手(liftinghandle)。提手1500的示例在图12B中单独示出，并且在图12C中连同可装载网板支持器200示出。提手1500可适于与可装载网板支持器200中的孔260结合，并且在需要时脱离。提手1500可以在两种构型(configuration)之间变形，使得在第一构型中它能够被移动到可装载网板支持器200附近的空间中或者在可装载网板支持器200的内部，并且在第二构型中它可以与可装载网板支持器200结合。可以在无菌条件下供应提手1500。提手1500可以具有这样的几何形状，使得抓住提手的提手使用者的手与实际的可装载网板支持器200和其中包含的网板300保持一定距离，从而有助于保持可装载网板支持器200和网板300的无菌性。提手1500可以是无菌的，并且可以与其他部件在一起包装或分开包装。

推动器和运动控制系统

可以提供推动器1100，该推动器1100适于将网板300从存储网板支持器900中的存储位置推到可装载网板支持器200中的装载位置。在图13A和图13B中示出了这种推动器。推动器1100可以从驱动和定位它的运动控制机构连接和拆卸。推动器1100可以是一次性使用的部件，其可以在无菌状态下以适合于保持其无菌性的包装形式提供。推动器1100可以以无菌状态提供，以帮助避免污染网板300，并且可以以适当的无菌包装运输。

如图所示，推动器1100可以通过存储网板支持器900的一侧进入存储网板支持器900。存储网板支持器900可具有适当的一个或多个开口，以允许推动器1100在推动器1100的所有允许位置中穿过存储网板支持器900的侧面，从而使推动器1100可根据需要到达网板300以触碰和移动网板300。播种托盘1300也可具有适当的开口1310。

在图13A至图13B中，为了便于图示，部件被分解。示出了推动器1100可以在限定的位置附接到运动控制机构并且被磁力保留。推动器1100和相应的运动控制机构中的一个或另一个可以包含磁性部件，并另一个可以包含适当的磁性或金属部件。接口可以包括特征或尺寸受控的表面，以在推动器1100连接到运动控制系统时限定其的位置和取向。这样的特征可以例如是柱(post)和相应的凹部，或者可以是平坦的尺寸受控表面，或者可以是其他类型的尺寸受控表面。磁性特征可以是尺寸受控表面的一部分，也可以与尺寸受控表面分开。

如图13A至图13B所示，推动器1100可以是接触并推动网板300的部件，并且可以水平取向。可以进一步提供支撑件1110，其可以连接到运动控制系统或者是运动控制系统的一部分。如图所示，推动器1100可以具有两个定位销(locating pin)1120，其可以与支撑件1110中的相应的定位孔或凹部1130配合以限定推动器1100的位置。磁体1140可以永久地安装在支撑件1110中。可以进一步提供可移除柱1150，其中一些可占据或穿过推动器1100中的孔1160。柱1150可以由被磁体1140吸引的材料制成。推动器1110与包括磁性参与的部件的相关部件的相互作用可以使得，如果意外地将力或偏转施加或强加在推动器1100上，则磁性接头的部件可以部分地倾斜或分离以吸收该力或偏转，并且在去除由磁力吸引所引起的力或偏转后，可能会返回到其原始位置。推动器1100可以以无菌状态提供，并且可以是一次性使用的部件。

推动器1100可以安装在适合于允许或指导推动器1100运动的运动控制系统上。例如，推动器1100可以具有在所需的方向上的运动自由度，以将网板300从存储网板支持器900推入可装载网板支持器200。这样的自由度可能是为推动器1100提供的唯一运动自由度。可替代地，可以提供其他或附加的运动自由度。推动器1100可以由驱动系统或运动控制系统2060在适当的运动方向上驱动。从系统的正面看，推动器1100的运动可以在左右方向上。

推动器1100在使用期间在其取向上可以大体上是水平的，并且它的运动可以是水平的，并且它的长度可以至少是在滑动过程中沿着网板的运动方向的方向上的网板300的尺寸。当网板300在存储网板支持器900或可装载网板支持器200中到位时，推动器1100的推动器厚度(在竖直方向上)可以小于网板300的网板到网板的间隔距离的两倍。然而，推动器1100的其他几何形状和取向也是可能的。

现在参考图14A至图15，可以提供一种运动系统，该运动系统适合于提供移液管2020和推动器1100以及可装载网板支持器200和网板300的期望的相对位置。在将一组网板300装载到可装载网板支持器200中的过程中，可装载网板支持器200中可以存在多种数量的网板300，并且在给定的时间，可以通过移液管2020完成将细胞沉积到可装载网板支持器200中的网板300中任何最上面的网板300上。

在本发明的实施方案中，运动控制系统可以是这样的，一个运动轴由移动网板300和网板支持器200、900的组件的设备提供，而另一个运动轴由移动推动器1100的设备提供，以及再一个运动轴由移动移液管2020的设备提供。这三个运动轴可以彼此互相垂直。例如，如图所示，移动网板支持器和网板的组件的驱动器可以沿竖直方向移动它们。移动推动器1100的驱动器可以沿水平方向移动推动器1100，在图15中透视图的左右方向。移动分配器或移液管2020的驱动器可沿水平方向移动它们，在图15中透视图的前后方向。如图15所示，推动器1100可以由水平驱动器2060沿水平方向(在所示视图中为左右方向)驱动。可以存在一个平台，该平台容纳可装载网板支持器200以及存储网板支持器900和储液器1000，并且可以通过垂直驱动器2070在垂直方向上驱动该平台。分配器2000可以由水平驱动器2080沿水平方向(在所示视图中为前后)驱动。

在图14A至图15所示的系统中，可装载网板支持器200在细胞沉积期间的竖直高度(vertical elevation)不必与将网板300从存储网板支持器900滑向可装载网板支持器200期间的竖直高度相同。如图所示，推动器1100在竖直方向上具有固定的高度，同时能够在水平方向上适当地平移以引起网板300的期望的滑动(由于其水平驱动2060)。运动控制系统可以适当地操作，以适当地定位播种托盘1300以及存储网板支持器900和可装载网板支持器200，以引起期望的网板300的滑动，并且还可以适当地操作用于细胞播种，使得可装载网板支持器200中的暴露网板300相对于移液管2020定位在期望的位置或高度。因此，在所示的系统中，推动器1100不必要具有垂直位置调节机构，并且移液器2020不必要具有垂直位置调节机构。如图所示，虽然仅提供一个垂直运动机构就足够了，但是如果需要，也可能提供一个以上的垂直运动机构。

除了所描述的以外，如果需要，其他布置也是可能的。例如，为网板支持器组件提供更多的运动自由度，且为推动器1100提供更少的运动自由度将是可能的。可替代地，例如为移液管2020提供更多的运动自由度，且为可装载网板支持器200提供更少的运动自由度将是可能的。

该装置还可以包括自动控制、驱动系统、运动控制系统和适合于以期望的顺序操作所描述的部件的软件。可以使用步进电机。可以根据需要包括诸如编码器等传感器。可以提供反馈控制或伺服系统。

分配器

现在参照图14A至图15，示出了适于分配用于播种网板300的细胞的分配器2000。分配器2000可以适合于分配流体，诸如其中悬浮有细胞的液体(可以是培养基)。这种装置可以类似于用于将生物样品或物质分配到诸如常规微量滴定板(包含96个孔、48个孔或其他数量的孔)的板中的移液管，该板通常用于各种生物测定，例如用于高通量筛选。分配器2000可以包括以均匀间隔的排列的移液器2020的阵列，或任何其他期望的布置的。为了使图14A至图15中的图示清晰，示出了七个移液管2020，但是可以使用任何数量的移液管2020。移液器2020被显示为彼此相同，但是如果需要，它们在物理上可以彼此不同。它们可以彼此相同地操作，或者如果需要，它们可以彼此不同地操作。移液管2020的分配动作可以由自动化系统确定，该自动化系统可以是计算机控制的。可以在任何给定时间将流体分配到可装载网板支持器200中堆叠中最上方的网板300上。可以分配适当量的流体，其中包含适当数量的细胞以完成所期望的播种。可以进行分配，以避免引起过多的流体从网板300滴落。在图14A至图14C中，为清楚图解说明，省略了整个系统的某些部件。可以理解，尽管术语“移液管”被示例性地使用，使用其他形式的流体分配，包括与喷墨技术有关的流体分配也将是可能的。

还可能提供流体储液器1000。储液器1000可包含足够量的流体，以在播种过程中根据需要沉积在网板300上。这样的流体可以包含液体和悬浮在液体中的细胞。

储液器1000可以与存储网板支持器900和可装载网板支持器200安装在同一平台上，使得当存储网板支持器900和可装载的网板支持器200被升高和降低时，储液器1000也被升高和降低。如果移液管2020的尖端位于储液器1000中的流体的表面下方，则可以定位储液器1000，使得移液管2020可以从储液器1000中抽出流体。

在系统的操作期间，通过交替地将流体从储液器1000吸入移液管2020中，以及然后将流体从移液管2020喷射到储液器1000中，有可能引起移液管2020中的液位振荡。移液管2020中的液位的这种振荡可用于在储液器1000中的流体中产生运动的目的。该运动可以用于混合储液器1000中的流体并且抵消悬浮在储液器1000中的流体中的细胞在储液器1000中的流体中沉降或分层的任何可能趋势。可以预期的是，在移液管2020中的液位几次振荡之后，与没有这种混合的情况相比，储液器1000中的流体可以具有更均匀的细胞浓度，并且与没有这种混合的情况相比，最终被吸入储液器2020以分配到网板300上的流体可以更体现细胞的预期浓度。

例如，在混合期间，流入或流出移液管的流量可以比在将液滴分配到网板300上的期间的流量大(也许大几倍，甚至大一个数量级)。在该振荡流期间，流入移液管2020的流量可以不同于流出移液管2020的流量。

如图所示，示出了七个移液器2020，其将流体分配到网板300上，

并且移液管2020被布置成单行。然而，可以理解，其移液管的其他数量和布置也是可能的。移液管2020可以在物理上彼此相同或可以彼此不同。

移液管2020可以彼此相同或不同地操作。

播种方法

本发明的实施方案可以包括一种将细胞播种到网板支持器中的多个网板上的方法。

可以通过给予运动控制系统和移液管2020的指令来控制细胞在网板300上的放置。播种细胞的密度在网板300的整个区域上可能是均匀的，并且所有网板300可以彼此相同地播种。但是，如果需要，实现其他的细胞分布也将是可能的。例如，如果需要的话，沉积的细胞的密度可以根据网板300内的位置而变化。同样，如果需要，可以在不同的网板300上提供播种细胞的不同分布。任何此类变化都可以通过适当的软件或对系统的指令来实现。即使仅操作该系统以提供均匀分布的播种，这种操作也可以提供获得均匀播种的保证，与某些其他细胞播种程序或技术相比，具有更大程度的保证也是可能的。

一个示例，用于将细胞播种到可装载网板支持器200中的一叠网板300上的程序可以包括以下步骤：

·将网板300装载到存储网板支持器900中。该装载可以手工完成，并且可以用网板300填充存储网板支持器900中的所有可用凹槽。在该过程的这一点上，网板300可以是干燥的。

·对齐并邻接存储网板支持器900和可装载网板支持器200，将两个网板支持器或其组件在播种托盘1300或机器中对准到位。

·将存储网板支持器900和推动器1100相对于彼此放置，以使推动器1100可以推动存储网板支持器900中最低的网板300，而不推动存储网板支持器900中的任何其他网板300。

·将最低的网板300从存储网板支持器900滑入可装载的网板支持器200。然后可以将推动器1100撤回至收回位置(retracted position)。

·升高容纳储液器1000和存储网板支持器900以及可装载网板支持器200的平台，以使移液管2020的尖端在储液器1000中的液位以下。使移液管2020中的液位振荡几次。降低平台，以便能够将移液管2020移出储液器900的附近。

·移动移液管2020(以所示取向向前移动)，使移液管2020在可装载网板支持器200的内部上方，并且然后升高平台(包括可装载网板支持器200和存储网板支持器900)，直至移液管2020的尖端相对于网板300处于期望的位置，该网板当前在可装载网板支持器200中(最上面)暴露。

·将包含液体和细胞的流体从移液管2020分配到网板300上，该网板当前在可装载网板支持器200中(最上面)暴露。

·降低平台，使移液管2020的尖端脱离(clear)可装载网板支持器200的壁，并将移液管2020的阵列移回储液器1000。升高平台，使移液管2020的尖端在储液器1000中的流体表面以下。振荡移液管2020中的液位，并在移液管2020装满时结束。

·重新放置存储网板支持器900和推动器1100，以使推动器1100接触剩余在存储网板支持器900中的最低网板300，并将该网板300推入可装载网板支持器200。

·垂直移动平台并水平移动移液管2020的阵列，以便移液管2020处于适当位置以将流体沉积到新定位的网板300上。

·将细胞沉积到在可装载网板支持器200中的新定位的网板300上。

·依次继续这些步骤，直到所有网板300从存储网板支持器900已经被转移到可装载网板支持器200并已播种了细胞。为了对特定的网板300执行这些步骤，可以适当地调整存储网板支持器900的垂直位置，以使推动器1100推动特定的网板300。对于要移动的每个单独的网板300，推动器1100相对于存储网板支持器900的垂直位置可以改变。

·随着程序的进行，存储网板支持器900将在其底部开始清空网板300，直到网板300被清空为止，而可装载网板支持器200将在其底部开始填充网板300，进行直到其充满网板300为止。

可以理解，平台的竖直高度可以根据哪个网板300从移液管2020接收分配的流体而变化。而且，在将网板300从存储网板支持器900滑动到可装载网板支持器200时，平台的竖直高度不必与当移液管2020将流体分配到网板300上时网板300的竖直高度相同。

可以理解，在该过程中，储液器1000中的液位可以改变。因此，可以适当地选择在填充移液管2020时或在移液管2020中进行流体振荡时的储液器1000的竖直高度，以使移液管2020的尖端在储液器1000中的流体的液面以下。可能根据在过程中已经执行的步骤来计算在储液器1000中剩余的流体体积，并相应地调整过程参数。这样的调整可以涉及在将流体吸入移液管2020中或从移液管2020中喷射出的时间期间，储液器1000和移液管2020的相对竖直位置，或流体的吸入或喷射的流量参数，或任何其他相关参数。

在将液体和细胞分配到网板300的实际时间内，移液器2020可能不会相对于网板300移动；或者，可替代地，如果需要，运动和分配可以同时发生。可选地，移液管2020或类似的分配器在沉积期间相对于网板300以某一预定路径移动将是可能的，例如光栅路径(raster path)。作为另一替代方案，从分配器沉积含细胞液体的喷雾，该分配器可以相对于网板静止或移动也将是可能的。可以根据需要控制在一次分配中从单个移液管2020分配的流体量。如图所示，在只有七个移液管分配到网板300上且移液管2020之间具有相当大的间隔的情况下，可以预期，来自单个移液管2020的单个分配液滴将落在网板300上，作为与相邻移液管2020所沉积的液滴不同的独特液滴。然而，还可以预期，由于毛细力和其他物理机制，沉积在网板300上的液滴将散开并彼此融合。作为连续流动的流或带进行分配也将是可能的。

在本发明的实施方案中，各种移液管2020可以瞄准网板300内的相应目标位置，从一个移液管2020到另一移液管2020这些目标位置的性质或局部几何形状都不同。例如，一个移液管2020可以瞄准作为一个交叉点的位置，其中一层中的纤维在该交叉点接触相邻层中的纤维，而另一移液管2020可以瞄准不是交叉点的位置。因此，在各种移液管2020中，各种液滴落在网板300上的网板几何形状的局部性质可能存在一些变化或随机性。替代地，如果移液管2020之间的间隔是网板300中纤维的重复尺寸的整数倍，则所有移液管2020都瞄准具有相同几何性质的网板位置将是可能的。移液管2020在一个位置沉积的流体量可能足够大，足以包含大量的纤维500，其结果是，相对于纤维或纤维之间的空间而言，所沉积的液滴的位置细节在流体的沉积和散布上没有造成显著差异。

在本发明的实施方案中，已经发现，由于设计权衡(trade offs)和关于试图提供细胞可以在其中生长的期望数量的开放空间的实验，可能期望纤维间的间隔为略大于单个纤维的直径。相邻层可以在它们的纤维方向上彼此交替。在这种情况下，如果具有与另一层中的纤维平行的纤维的层彼此错开，则将减少开放空间透视空间的数量，并更好地帮助保留沉积在网板上的液体(培养基和细胞)。已经发现如果透视区域的最大尺寸仍小于纤维直径，则是期望的。如图5E至图5H所示，可以实现这一点。已经发现这提供了可接受的小风险，即播种液体(培养基和细胞)滴落通过网板而播种失败。与播种有关的另一参数是与单元体的可用自由体积相比所沉积的流体的体积。可能期望在播种期间将一定量的流体分配到网板上，以使分配的流体可以吸收到网板中或存储在网板中，但不能从网板滴出。例如，如果分配器以微量滴定板(以正方形阵列的9毫米的间距)中典型孔的间隔布置成矩形阵列，那么网板的单元体将是9mm×9mm的空间。在另一个维度上，如果网板包含四层纤维，每层纤维具有150微米的直径，则网板的总高度为0.6mm。则单位体积为9mm×9mm×0.6mm或48.6mm^3。通过几何计算发现，如果纤维直径为150微米，且纤维相对边缘(facing edges)之间的间隔为200微米，则纤维所占空间的分数为34％，而空白空间的空间分数为66％。因此，在单元体中，空白空间为48.6mm^3的66％，或32mm^3。通过实验发现，该单元体的良好分配液体体积为15mm^3，而23mm^3的分配液体对该单元体来说过多(导致从网板等滴落)。可以将这些分配的流体体积与32mm^3的单元体空体积进行比较，以说明在单元体中占有空体积47％时发生令人满意的沉积，但是如果在单元体中占有空体积的占有率为72％，则表示流体过多的量。因此，适合的操作范围可以是在单元体中占有空体积的40％至70％，或更特别地为45％至65％。

在本发明的实施方案中，可能以网板表面积的约1200至5000个细胞/cm^2的密度(指网板中所有单个纤维的弯曲表面积)播种细胞。相信可以达到大约90％的播种效率(即，在接种期间沉积的细胞中，大约90％的细胞将保持附着在支架上)。

分配器可以由自动化系统操作并且可以被程序化。在本发明的实施方案中，可以操作移液管和系统的其他部件，以便将流体均匀地沉积或分配在网板300中的各处。这可以提供液体和细胞在网板300内从一个地方到另一个地方，以及从一个网板到另一个网板的均匀分布，并且可以提供通过该自动化过程进行的批次之间(batch to batch)的可重复性。这是对将液体和细胞手动移液到支架上的一种改进。

播种完成后，为了进行细胞培养，可能将播种的支架移动到生物反应器中，并将播种的支架逐渐浸没在生物反应器的液体培养基中。可以通过升高可装载网板支持器200的区域中的液位来进行浸没。这可以通过操作生物反应器系统中的泵来完成。这可以足够缓慢地完成以免逐出播种的细胞。这可以连续或分步进行。

细胞培养完成后，收获是在培养后从支架上解离细胞的程序。收获可以包括使支架暴露于机械振动，同时还使细胞暴露于促进细胞分离的特定化学环境。此外，可装载网板支持器200的设计使得培养基可能通过可装载网板支持器200的开放内部流动。这样的流动可以沿大体向上的方向，穿过网板300的开放空间。可以在网板300(如图所示，15个这样的网板)在可装载网板支持器200中就位的同时进行该收获。在这种方法中，分离的细胞可以被流动培养基向上携带并带出培养区域。

与无菌有关的特征

可以提供对保持无菌有用的各种特征中的任何一种。

可能将可装载网板支持器200和存储网板支持器900以及包含在可装载网板支持器200中的网板300以预先灭菌的状态运送给客户。这些部件可以已经与播种托盘1300一起彼此组装，并且所有这些部件可以被包含在适当的包装内以保持无菌。可能将所有这些组件组装在一起或彼此组装后，一起灭菌。任何部件或部件组的灭菌可以通过任何已知的灭菌方法进行，包括但不限于伽马射线灭菌，环氧乙烷灭菌和热灭菌。部件可以在灭菌过程之前或之后适当包装，以保持无菌状态。

如本文所讨论的，播种托盘1300可以具有抓手1320。抓手1320可以从播种托盘1300的其余部分向外突出，并且可以使得使用者可以抓住抓手1320。结果，使用者可以搬运播种托盘1300和可装载网板支持器200以及存储网板支持器900和其中包含的任何网板300，同时用户的手与那些部件保持一定距离。

考虑到在运输过程中货物可能发生不可预测的取向，可能提供如本文所述的挡块1400。此后可以丢弃挡块1400。挡块1400可以是无菌的，并且当组件被灭菌时可以包括在组件中。

类似地，可能提供提手1500以帮助提升和移动可装载网板支持器200和包含在其中的网板300。提手1500可以以无菌状态提供，并且可以是一次性使用的部件。当组件被灭菌时，提手1500可以与组件一起包装，或者可替代地，它可以被单独地灭菌和包装。

推动器1100也可以是一次性使用的部件，并且可以以无菌状态提供。

类似地，还可以在无菌条件下提供任何其他期望的辅助部件。

进一步评论

在本发明的其他实施方案中，可能的是，推动器1100仍可以如图所示在大体水平的方向上运动，但是推动器1100本身可以具有不同的取向，例如垂直方向，从下方接近可装载网板支持器200。

通常，本文描述的公开特征、部件和方法的任何组合都是可能的。除非另有说明，否则方法的步骤可以以物理上可能的任何顺序执行。

所有引用的参考文献通过引用并入本文。

尽管已经公开了实施方案，但是不希望由此受到限制。而是，本发明的范围应由所附权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种用于创建一叠播有细胞的网板的系统，所述系统包括：

多个网板；

适于容纳所述多个网板的存储网板支持器；

适于容纳所述多个网板的可装载网板支持器；

推动器，其适于将所述网板中的多个单独的网板从所述存储网板支持器推向所述可装载网板支持器；

适于将包含所述细胞的液体分配到所述网板之一上的分配器，

其中所述存储网板支持器和所述可装载网板支持器彼此间隔设置，使得容纳在所述存储网板支持器中的所述网板之一能以平面平移运动滑动到所述可装载网板支持器中；以及

运动控制系统，其适于控制所述存储网板支持器、所述可装载网板支持器、所述推动器、所述网板和所述分配器中至少一些的运动或位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可装载网板支持器和所述存储网板支持器包含彼此共线或共面的各自的凹槽，所述网板能够在所述凹槽中从所述网板支持器的中一个滑动到所述网板支持器中的另一个。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述网板中的一个能驻留在所述可装载网板支持器中而不延伸到所述可装载网板支持器的外部封包外，但是当所述网板驻留在所述存储网板支持器中时，所述网板延伸到所述存储网板支持器的外部封包外。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述推动器具有在垂直方向上的厚度，所述厚度小于在垂直方向上的中心网板到中心网板的间隔距离的两倍。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述推动器通过磁性附件可移除地连接到所述运动控制系统。

6.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括播种托盘，其中所述播种托盘和所述存储网板支持器以及所述可装载网板支持器以及所述多个网板被组装在一起以形成组件，并且所述组件以无菌状态提供在适于保持无菌的包装内，而所述组件在所述包装内。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述运动控制系统包括：第一驱动器，该第一驱动器能够在第一方向上移动所述存储网板支持器和所述可装载网板支持器；第二驱动器，该第二驱动器能够适当地移动推动器以使所述网板之一沿第二方向滑动；以及第三驱动器，该第三驱动器能够移动所述分配器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述运动控制系统包括：第一水平驱动系统，该第一水平驱动系统能够在第一水平方向上移动所述推动器；以及第二水平驱动器，该第二水平驱动器能够在与所述第一水平方向垂直的第二水平方向上移动所述分配器，以及垂直驱动器，该垂直驱动器能够沿垂直方向移动所述存储网板支持器和所述可装载网板支持器。

9.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括储液器，所述储液器适于容纳流体，其中所述运动控制系统包括垂直驱动器，该垂直驱动器能够改变所述分配器和所述储液器的相对垂直位置。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述网板包括四层，每层包括大体上直的并且大体上平行于所述层中的所述纤维中的其他纤维的纤维，所述纤维大体上垂直于所述网板的相邻层中的纤维，其中所述层中的所述纤维在第一方向上错开，并且还在与所述第一方向不同的第二方向上错开。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述网板包括多个交叉的纤维，其中，所述纤维与纯水的接触角小于50度。

12.一种用于创建一叠播有细胞的网板的方法，所述方法包括以下步骤：

提供权利要求1的系统；

操作所述系统，以使所述存储网板支持器中的所述多个网板中最低的一个，即第一移动网板，被移动到所述可装载网板支持器中，并且然后将流体从所述分配器分配到所述第一移动网板上，随后将下一个较高的网板从所述存储网板支持器移动到所述可装载网板支持器中，随后将流体分配到所述下一个较高的网板上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述系统还包括容纳一定量的所述流体的储液器，并且进一步包括，在从所述分配器分配所述流体之前，将一些所述流体吸入所述分配器中且之后将至少一些所述吸入的流体喷射到所述储液器中，以及然后将一些所述流体吸入所述分配器。

14.根据权利要求12所述的方法，其中在所述将所述流体吸入所述分配器的过程中的流速不同于所述将所述流体喷射到所述储液器的流速。

15.根据权利要求12所述的方法，

其中所述分配器限定了单元体，该单元体具有与所述多个分配器中的单独一个分配器相关联的所述网板的平面区域，其中所述单元体还具有垂直尺寸，所述垂直尺寸是所述网板的顶部与所述网板的底部之间的距离，其中所述单元体具有等于所述平面面积乘以所述垂直尺寸的总体积，其中所述单元体还具有由所述单元体内的纤维占据的固体体积，其中所述单元体还具有空体积，该空体积为所述总体积减去所述固体体积；

在大体上垂直于所述网板的竖直向下方向上将流体从所述多个分配器中的单独一个分配器分配到所述网板上，其中由所述多个分配器中的单独一个分配器分配的所述流体的分配体积填充所述网板的所述单元体的开放体积的40％至70％。

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