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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Zellzuchtvorrichtung.
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Entwicklungen innerhalb der Zellbiologle haben zu einer
erhöhten Nachfrage nach Vorrichtungen zur Produktion
eukariotischer Zellen geführt, und zwar mit dem Zweck der
Produktion von den Zellen produzierter biologisch aktiver
Verbindungen.
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Für statische Kulturen ist es allgemein bekannt, ebene
kolben- oder flaschenartige geschlossene Behälter mit einem
eine Öffnung, die mittels einer Schraubkappe verschlossen
werden kann, begrenzenden Hals zu verwenden. Wenn der
Behälter verwendet wird, ist er ausgestattet mit einem Paar
beabstandeter paralleler größerer Seitenwände in einer im
wesentlichen horizontalen Position, und ein flüssiges
Zellzuchtmedium bedeckt die Innenoberfläche der unteren
Behälterwand, die einer Oberflächenbehandlung zur Ermöglichung
einer guten Zellenhaftung unterworfen sein kann. Da die
Zellzucht nur an der Innenoberfläche der unteren
Behälterwand oder der Bodenwand stattfinden kann, ist die
Produktionskapazität eines solchen kolben- oder flaschenartigen
Containers ziemlich begrenzt.
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Die US-A-4,734&sub1;373 offenbart eine
Einwegzellzuchtvorrichtung mit einem kolbenartigen Behälter mit einem eine
Öffnung zum Einführen und Entfernen von Zuchtmedium und Zellen
begrenzendem Hals. Der Behälter enthält einen in eine
Einheitsstruktur
mit der Bodenwand des Behälters integrierten
Mikrokonstruktionsaufbau. Der Mikroaufbau beinhaltet
gegenseitig beabstandete verbundene Platten mit darin
ausgebildeten Poren. Bei der Verwendung wird der Mikroaufbau in ein
in dem Behälter enthaltenes Zuchtmedium getaucht. Nach der
Verwendung kann das Zuchtmedium durch den Behälterhals
entnommen werden, und die produzierten Zellen können in
bekannter Weise aus dem Behälter gespült werden.
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Die DK-B-143568 offenbart eine Vorrichtung zur Massenzucht
von diploiden Zellen, wobei die Vorrichtung aufgebaut ist
aus einem Stapel übereinander liegender Schalen, die mit
Hilfe von Bolzen zusammengeklemmt sind, um übereinander
liegende geschlossene Zuchtkammern zu begrenzen, die durch
Einlaßdurchgänge verbunden sind. Wenn durch die
Einlaßdurchgänge eine geeignete Gesamtmenge von Zuchtmedium in
die Vorrichtung eingefüllt worden ist, kann dieses Medium
im wesentlichen gleichmäßig in verschiedenen Kammern
verteilt werden, indem die Vorrichtung so angeordnet wird, daß
sich die Kammern vertikal erstrecken, und die Vorrichtung
daraufhin in ihre Normalposition zurück bewegt wird, in der
die Kammern horizontal liegen. Die obere Oberfläche jeder
Schale kann einer eine verbesserte Zellenhaftung und ein
verbessertes Wachstum sicherstellenden Behandlung
unterworfen worden sein.
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Die letztgenannte bekannte Zuchtvorrichtung kann jede
beliebige Zahl von Schalen enthalten, so daß eine große mit
flüssigem Zuchtmedium bedeckte Fläche erhalten werden kann.
Es muß jedoch Vorsicht angewendet werden, um sicher zu
stellen, daß benachbarte Schalen in dichtem Eingriff
miteinander gehalten werden, damit Zuchtmedium aus den
Zuchtkammern nicht zwischen den die entsprechende Kammer
begrenzenden benachbarten Schalen auslecken kann und um zu
verhindern, daß Gas aus den Zuchtkammern austritt und
Atmosphärenluft hineinströmt.
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Die GB-A-1,539,263 offenbart eine Vorrichtung zum Züchten
von Zellen mit einer Anzahl von Zellhaftplatten, die eine
über der anderen angeordnet sind und in einem geschlossenen
Behälter mit einer Füll oder Einlaßöffnung für
Zellsuspension enthalten sind. Jede Zellhaftplatte, die rechteckig
ist, ist entlang dreier Seiten mit den benachbarten
Behälterwänden verschmolzen. Jede Zellhaftplatte ist an einer
Seite mit einer hochstehenden Wand versehen, die von der
benachbarten Behälterwand beabstandet ist.
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Um in diese bekannte Vorrichtung Zellsuspension einzufüllen
und sich auf den verschiedenen Zellhaftplatten verteilen zu
lassen, wird die Vorrichtung in einer Füllposition
angeordnet, in der die Vorrichtung von einer der
Behälterseitenwände getragen ist. Danach wird die Vorrichtung in eine
zweite Position gekippt, in der die Vorrichtung von einer
anderen Behälterseitenwand getragen ist, schließlich wird
die Vorrichtung in eine Verwendungsposition gekippt, in der
sich die Zellhaftplatten horizontal erstrecken und die
Vorrichtung von der Behälterbodenwand oder von daran
vorgesehenen Füßen getragen ist.
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Die Erfindung gibt eine verbesserte Zellzuchtvorrichtung
an, die einfacher und bequemer zu verwenden ist.
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Die Erfindung gibt an eine Zellzuchtvorrichtung mit einem
Behälter mit einer im wesentlichen ebenen Bodenwand, einer
oberen Wand, einer sich im wesentlichen rechtwinklig zu der
ebenen Bodenwand erstreckenden im wesentlichen ebenen
ersten Abschlußwand, einer zweiten Abschlußwand und die obere
und die Bodenwand sowie die Abschlußwände verbindenden
gegenüberliegenden Seitenwänden, wobei eine verschließbare
Einfüllöffnung in einer der Wände festgelegt ist, der
Innenraum des Behälters durch zumindest eine Kammerbodenwand
bildende und sich im wesentlichen parallel zu der ebenen
Behälterbodenwand erstreckende ebene Trennwand in
übereinander liegende Zuchtkammern geteilt ist, alle Zuchtkammern
miteinander verbunden sind, so daß sich durch die
verschließbare Einfüllöffnung eingeführte Flüssigkeit auf alle
verbundenen Kammern verteilen kann, wenn der Behälter in
eine aufrechte Lage gestellt wird, in der er von der ebenen
ersten Abschlußwand getragen wird, wobei die
erfindungsgemäße Zellzuchtvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß
die übereinander liegenden Zuchtkammern durch einen an
einem Innenflächenteil der ebenen ersten Abschlußwand
festgelegten verbindenden Durchgang verbunden sind, wobei jede
Kammer durch eine sich entlang nur einem kleinen Teil der
Länge der ersten Abschlußwand erstreckenden und von der
Bodenwand der entsprechenden Zuchtkammer in einen Abstand
gesetzten verbindenden Öffnung mit dem verbindenden Durchgang
in Verbindung steht.
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Eine Zellsuspension oder eine Zuchtflüssigkeit kann in den
Behälter durch die Einfüllöffnung eingeführt werden,
während die Zellzuchtvorrichtung in einer Position ist, in der
sie von der ebenen ersten Abschlußwand des Behälters
getragen
ist. In dieser Position kann sich die in den Behälter
eingeführte Flüssigkeit in den verschiedenen Zuchtkammern
verteilen, die miteinander durch den verbindenden Durchgang
verbunden sind. Wenn sich die Flüssigkeit innerhalb der
Kammern verteilt hat, kann die Zellzuchtvorrichtung sofort
in eine Position gedreht werden, in der sie von der ebenen
Bodenwand des Behälters getragen ist und in der die
Trennwände oder Zellhaftwände im wesentlichen horizontal liegen.
Da die Verbindungsöffnungen relativ kurz sind, kann keine
wesentliche Menge der in den Zuchtkammern verteilten
Flüssigkeit von einer Kammer in eine andere strömen, wenn die
Zellzuchtvorrichtung plötzlich von ihrer Füllposition in
ihre Verwendungsposition gedreht wird, in der sie von der
Bodenwand des Behälters getragen ist.
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Die Kanten der ebenen Trennwände oder Zellhaftwände können
mit den benachbarten Seitenwänden und Abschlußwänden des
Behälters verschmolzen oder dagegen abgedichtet sein. Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch jede Trennwand
ein schalenartiges Element mit einer die Trennwand
umlaufenden und mit benachbarten Innenoberflächenteilen der
Behälterwände in Eingriff stehenden Außenwand, wobei sich die
Außenwand von der Trennwand auf die obere Wand des
Behälters hin erstreckt.
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Das flüssige Zuchtmedium kann in die übereinander liegenden
Zuchtkammern so eingeführt werden, daß die obere Oberfläche
jedes der schalenartigen Elemente und möglicherweise auch
die Innenoberfläche der Bodenwand des äußeren Behälters mit
dem flüssigen Zellzuchtmedium bedeckt wird. Dies bedeutet,
daß bei Beibehaltung der Vorteile eines geschlossenen
Behälters die Zellzuchtfläche nach Wunsch vervielfacht werden
kann, indem eine entsprechende Anzahl von schalenartigen
Elementen gewählt wird.
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Die erfindungsgemäße Zellzuchtvorrichtung kann zur
Produktion verschiedener biologischer Substanzen verwendet
werden, etwa von Viren, Impfstoffen, Interveron, Interleukin,
Hormonen, Antikörpern usw. Die meisten für die Herstellung
der oben erwähnten Produkte verwendeten Zellen wachsen
besser und häufig nur, wenn sie auf einem geeigneten Substrat
haften. Daher kann zumindest ein Teil der oberen
Oberflächen der schalenartigen Elemente und möglicherweise auch
der Innenoberflächen der Bodenwand und des äußeren
Behälters in einer eine optimale Zellhaftung und ein optimales
Zellwachstum sicherstellenden Weise behandelt werden.
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Der äußere Behälter und/oder die schalenartigen Elemente
können aus Metall, Glas oder Kunststoff, vorzugsweise aus
Polysterin, sein.
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Die schalenartigen Elemente können zum Beispiel von nach
innen gerichteten Vorsprüngen oder Platten getragen sein,
die an den Innenseitenoberflächen der Seitenwände des
äußeren Behälters ausgebildet sind. Im bevorzugten
Ausführungsbeispiel ist jedoch jedes schalenartige Element oben an
einem feinen Kanntenabschnitt der Außenwand eines
benachbarten unteren schalenartigen Elements angeordnet und davon
getragen. Das unterste schalenartige Element kann dann zum
Beispiel von benachbarten Wandteilen des äußeren Behälters
in eine Abstandsbeziehung mit der Bodenwand des Behälters
getragen sein, um zwischen dem unteren schalenartigen
Element
und der Behälterbodenwand eine Zuchtkammer zu
begrenzen.
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Wie oben erwähnt können die schalenartigen Elemente von an
den Innenoberflächen der Seitenwände des äußeren Behälters
ausgebildeten Vorsprüngen getragen sein, wodurch die
schalenartigen Elemente nach Wunsch voneinander beabstandet
sein können. Die gegenseitigen Abstände der Schalenartigen
Elemente können jedoch alternativ durch Abstandselemente
oder -beine erhalten werden, die an der Bodenoberfläche des
untersten schalenartigen Elements und/oder an der
benachbarten Behälterwand angeordnet sind. Solche
Abstandselemente können zum Beispiel integral mit der Behälterwand und
sich davon erstreckend ausgebildete Abstandselemente oder
-rippen sein.
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Wenn die Zuchtvorrichtung zwei oder mehr schalenartige
Elemente aufweist, wird der Zusammenbau der verschiedenen
Teile der Zuchtvorrichtung erleichtert, wenn die
schalenartigen Elemente miteinander verbunden sind, zum Beispiel durch
Punktschweißen, um eine Einheit zu bilden, die wiederum
nach Wunsch an der Innenoberfläche des äußeren Behälters
befestigt sein kann. Alternativ können die schalenartigen
Elemente in dem geschlossenen äußeren Behälter heraus- oder
abnehmbar angeordnet sei, und selbst in diesem Fall werden
ein Auslecken des Zuchtmediums in die Umgebung und
Gasströmungen in und aus dem Innenraum der Zuchtvorrichtung
wirksam vermieden.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei der praktischen
Verwendung das in die Zuchtvorrichtung gegossene Medium zum
Schäumen neigt und das in den übereinander liegenden
Zuchtkammern befindliche schäumende Medium zum durch zwischen
der hochstehenden Außenwand eines schalenartigen Elements
und benachbarten Oberflächenteilen des äußeren Behälters
und/oder eines benachbarten schalenartigen Elements
begrenzten Kapillarräumen auslecken neigt. Daher neigt ein
Teil des in einer oberen Zuchtkammer enthaltenen
schäumenden Zuchtmediums zum nach unten in eine darunterliegende
Kammer auslecken. Um dieses Auslecken zu verhindern oder
wesentlich zu reduzieren, können angrenzende schalenartige
Elemente entlang einem Hauptteil ihres Randes dichtend
verbunden werden, und der nicht verbundene Teil des Randes der
angrenzenden schalenartigen Elemente kann wesentlich
beabstandet werden, um dazwischen Öffnungen zu bilden, nämlich
die in dem verbindenden Durchgang gebildeten
Verbindungsöffnungen und andere die Einfüllöffnung des äußeren
Behälters und die verschiedenen Zuchtkammern verbindende
Öffnungen. Auf diese Weise können die schalenartigen Elemente der
Zellzuchtvorrichtung wärmeversiegelt, geklebt oder auf
andere Weise dichtend entlang ihrem Rand verbunden werden, um
einen einheitlichen Einsatz zu bilden.
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Der äußere Behälter kann aus zumindest zwei getrennten
Teilen gemacht sein, die dichtend verbunden werden können,
wenn die schalenartigen Elemente in dem Behälter angeordnet
worden sind. Wie die schalenartigen Elemente können die
Behälterteile zum Beispiel durch Kleben, Wärmeversiegeln,
Ultraschallversiegeln oder irgend eine andere geeignete
Versiegelungsmethode verbunden werden.
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Das flüssige Zellzuchtmedium kann in die Zuchtvorrichtung
durch die Einfüllöffnung eingeführt werden, die mit Hilfe
eines Verschlußelements irgend eines geeigneten Typs, etwa
einer Schraubkappe, dicht verschlossen werden kann. die
Einfüllöffnung kann im Prinzip in einer beliebigen der
oberen Wand, Bodenwand und Seitenwände des Behälters gebildet
sein. Vorzugsweise ist die verschließbare Einfüllöffnung
jedoch in der zweiten Abschlußwand des Behälters gebildet,
und das flüssige Zuchtmedium kann dann bequem in den
Behälter gegossen werden, während der von seiner ebenen ersten
Abschlußwand getragen ist, in welcher Position sich die in
den Behälter gegossene Flüssigkeit durch den verbindenden
Durchgang in die verschiedenen Zuchtkammern verteilen kann.
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Der verbindende Durchgang kann ein zwischen einem
Innenseitenoberflächenteil der ebenen ersten Abschlußwand und einem
gegenüberliegenden Außenoberflächenteil der Außenwand jedes
schalenartigen Elements begrenzter Tunnel sein. Ein solcher
Tunnel kann durch einen Kanal gebildet sein, der durch
Innenoberflächenteile des ebenen Behälters begrenzt ist, die
in einer Verstärkungsrippe der Behälterabschlußwand
definiert sind. Alternativ oder zusätzlich kann der Tunnel von
einem Kanal gebildet sein, der von dem Außenoberflächenteil
der Außenwand begrenzt ist.
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Der verbindende Tunnel oder Durchgang kann eine beliebige
Querschnittsform haben, etwa kreisförmig, halbkreisförmig
oder dreieckig. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der
verbindende Durchgang jedoch eine viereckige, etwa
trapezförmige, oder rechteckige (einschließlich quadratische)
Querschnittsform.
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Der Tunnel - der durch in Außenoberflächenteilen der
Außenwände der übereinander liegenden schalenartigen Elemente
und/oder der benachbarten Behälterabschlußwand gebildete
ausgerichtete Kanäle, und zwar in endangrenzender
Beziehung, festgelegt ist - verbindet die verschiedenen
übereinander liegenden Zuchtkammern. Somit kann der Tunnel offene
Enden aufweisen, die den Boden- bzw. oberen Wänden des
Behälters gegenüberliegend und davon beabstandet angeordnet
sind, wodurch die oberen und unteren Zuchtkammern verbunden
sind. Jede Zwischenzuchtkammer kann über eine
Verbindungsöffnung mit dem Tunnel verbunden sein, die in einem von dem
Innenoberflächenteil der benachbarten ebenen ersten
Abschlußwand beabstandeten Tunnelwandteil festgelegt ist.
Jede Verbindungsöffnung ist vorzugsweise der Trennwand
benachbart angeordnet, die eine obere Kammerwand der
entsprechenden Zuchtkammer bildet.
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Wenn ein flüssiges Zuchtmedium oder eine Zellösung in den
Behälter gegossen worden ist, während der in seiner
Füllposition ist und von seiner ebenen ersten Abschlußwand
getragen ist, und sich die Flüssigkeit durch den verbindenden
Durchgang in den verschiedenen Kammern verteilen konnte,
kann die Zellzuchtvorrichtung direkt in ihre
Verwendungsposition gekippt werden, in der sie von der ebenen Bodenwand
des Behälters getragen ist und in der sich alle im
wesentlichen parallelen Trennwände im wesentlichen horizontal
erstrecken. Wenn die Abschlußöffnungen und die
Verbindungsöffnungen des Tunnels oder des verbindenden Durchgangs
relativ klein sind, können während einer solchen Kippbewegung
nur relativ kleine Mengen von Flüssigkeit aus einer
Zuchtlativ
klein sind, können während einer solchen Kippbewegung
nur relativ kleine Mengen von Flüssigkeit aus einer
Zuchtkammer in eine andere gelangen. Zum Beispiel kann sich jede
Verbindungsöffnung entlang weniger als 1/3 und vorzugsweise
weniger als ¼ der Länge der ersten Abschlußwand des
Behälters erstrecken. Zum Beispiel kann sich die
Verbindungsöffnung entlang nur ungefähr 1/10 der Länge der ersten
Abschlußwand erstrecken, wodurch die Flüssigkeitsmenge, die
sich durch Kippen der Zuchtvorrichtung von ihrer
Füllposition in ihre Verwendungsposition, in der sie von der
Bodenwand des Behälters getragen ist, von einer Kammer in eine
andere bewegen kann, vernachlässigbar ist.
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Da es erwünscht ist, das Innenvolumen des äußeren Behälters
der Zuchtvorrichtung im größtmöglichen Umfang auszunutzen,
sollte die Außenwand jedes schalenartigen Elements
vorzugsweise in anstoßendem Eingriff mit den gegenüberliegenden
Behälterabschlußwänden und Behälterseitenwänden entlang
zumindest dem Hauptteil des Behälterumfangs stehen. Dies
bedeutet, daß keine wesentliche Flüssigkeitsmenge durch den
zwischen der Außenwand des schalenartigen Elements und der
benachbarten Innenwandoberfläche des Behälters begrenzten
Raum von einer Kammer in eine andere strömen kann, wenn die
Zellzuchtvorrichtung von ihrer Füllposition in ihre
Verwendungsposition gekippt wird.
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Wie oben erwähnt, kann ein in die Zellzuchtvorrichtung
gegossenes Zellzuchtmedium oder eine Zellsuspension zu
schäumen neigen, und die schäumende Flüssigkeit kann zum aus
einer oberen in eine untere Zuchtkammer durch den zwischen
der Außenwand jedes schalenartigen Elements in der
benachbarten
Innenwandoberfläche des Behälters festgelegten
Kapillarraum necken neigen. Um dieser Tendenz zum Lecken aus
dem oberen schalenartigen Element entgegenzuwirken, kann
die freie Kante der Außenwand des schalenartigen Elements,
das benachbart zu der oberen Wand des Behälters angeordnet
ist, von dieser oberen Wand beabstandet sein. Dieser
Abstand kann zum Beispiel 1 bis 2 mm oder sogar mehr
betragen. Dem Lecken von Flüssigkeit aus dem oberen
schalenartigen Element kann alternativ oder zusätzlich entgegengewirkt
werden, indem die freie Kannte der Außenwand des
schalenartigen Elements, das der oberen Wand des Behälters
benachbart angeordnet ist, so gebildet ist, daß sie eine scharfe
Kante bildet. Alternativ oder zusätzlich kann diese freie
Kante der Außenwand hydrophob gemacht werden, zum Beispiel
durch Aufbringen einer Schicht aus hydrophoben Material,
etwa Silikon, auf diese freie Kannte.
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Wenn in der erfindungsgemäßen Zuchtvorrichtung Zellen
gezüchtet worden sind, können sie von den schalenartigen
Elementen abgekratzt werden, zum Beispiel mit Hilfe eines
durch die in dem Behälter gebildete Einfüll- oder
Flüssigkeitseinlaßöffnung eingeführten Abkratzinstruments, oder
die Zellen können in irgendeiner konventionellen Weise
ausgespült werden. Es ist ferner möglich, einen Wandteil aus
dem Behälter zu schneiden, so daß die schalenartigen
Elemente, die zu einer Einheit verbunden oder voneinander
getrennt sein können, aus dem Außenbehälter entnommen werden
können, bevor die gezüchteten Zellen von den schalenartigen
Elementen abgekratzt werden. Alternativ kann der Behälter
einen Abreiß- oder Abziehwandteil aufweisen. Ein solcher
Abreißwandteil kann zum Beispiel aus einer Metallfolie oder
aus einem Kunststoffilm gemacht sein, die bzw. der zum
Beispiel durch Wärrneversiegeln oder Kleben an dem restlichen
Teil des Behälters befestigt worden ist. In einem
alternativen Ausführungsbeispiel ist die Abreißwand jedoch durch
eine in einer Behälterwand gebildete Kerblinie oder
Schwachlinie begrenzt.
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Der Container kann dann gebildet sein aus einem eine
Bodenwand und sich davon nach oben erstreckende und einen oberen
Wulstabschnitt aufweisende Außenwände aufweisenden
Behälterteil und aus einem ebenen Abreißwandteil, zum Beispiel
aus Metallfolie oder Kunststoffilm, der die obere Wand des
Behälters bildet. Wenn die schalenartigen Elemente in den
nach oben offenen Behälterteil eingesetzt worden sind, kann
der Abreißteil abnehmbar auf den oberen Wulstabschnitt des
nach oben offenen Behälterteils in einer geeigneten Weise,
etwa durch Kleben oder durch Wärmeversiegeln, aufgesiegelt
werden. Alternativ kann der Abreißwandteil eine
Abschlußwand des Behälters bilden.
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Die verschließbare Einfüllöffnung des Behälters kann sich
in eine in dem Behälter gebildete und zumindest mit einer
der Zuchtkammern über eine in zumindest einem der
schalenartigen Elemente gebildete Einlaßöffnung in Verbindung
stehende Verteilerkammer öffnen.
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Die Einlaßöffnungen können in den schalenartigen Elementen
gebildete Überströmöffnungen sein, zum Beispiel Schlitze
oder Ausschnitte, die in den oberen Kantenbereichen der
Außenwände der schalenartigen Elemente gebildet sind. Solche
Schlitze oder Ausschnitte können sich möglicherweise
entlang
im wesentlichen der Gesamtlänge der entsprechenden
Außenwand erstrecken. Vorausgesetzt, daß der
Flüssigkeitspegel in jedem schalenartigen Element nicht die
Überströmöffnung erreicht, kann die Flüssigkeit aus dem schalenartigen
Element nicht durch die Einlaßöffnung gelangen, wenn die
Zellzuchtvorrichtung von der Bodenwand des Behälters
getragen ist, und der Behälter in seiner Verwendungsposition
ist.
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Der äußere geschlossene Behälter kann von beliebiger
geeigneter Größe und Form sein, und die darin angeordneten
einzelnen schalenartigen Elemente weisen eine entsprechende
Kontur auf. Zum Beispiel kann der äußere Behälter ein
konventioneller Gewebekulturkolben sein, der eine relativ
kleine Zellzuchtfläche an der Innenoberfläche der Bodenwand
des Kolbens zur Verfügung stellt, zum Beispiel in der
Größenordnung von 25 bis 175 cm². Ein solcher Kolben kann zum
Beispiel mit 2 oder 3 schalenartigen Elementen versehen
sein, wodurch die Zuchtfläche um einen Faktor 3 bzw. 4
erhöht werden kann.
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Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ergibt sich
eine Zellzuchtvorrichtung mit einem Behälter mit einer im
wesentlichen ebenen Bodenwand, einer oberen Wand, einer
sich im wesentlichen rechtwinklig zu der ebenen Bodenwand
erstreckenden im wesentlichen ebenen ersten Abschlußwand,
einer zweiten Abschlußwand und die obere und die Bodenwand
sowie die Abschlußwände verbindenden gegenüberliegenden
Seitenwände, wobei eine verschließbare Einfüllöffnung in
einer der Wände festgelegt ist, der Innenraum des Behälters
durch zumindest zwei übereinander liegende schalenartige
Elemente mit jeweils einer ebenen Trennwand und einer sich
von der Trennwand auf die obere Wand des Behälters zu
erstreckenden und mit benachbarten Innenflächenteilen der
Behälterwände in Eingriff stehenden umlaufenden Außenwand in
Zuchtkammern geteilt ist, die Trennwände, die voneinander
und von der oberen bzw. der Bodenwand des Behälters in
einen Abstand gesetzt sind, sich im wesentlichen parallel zu
der Bodenwand des Behälters erstrecken, alle Zuchtkammern
miteinander verbunden sind, so daß sich durch die
verschließbare Einfüllöffnung eingeführte Flüssigkeit auf alle
verbundenen Kammern verteilen kann, wenn der Behälter in
eine aufrechte Lage gestellt wird, in der er von der ebenen
ersten Abschlußwand getragen wird, und die erfindungsgemäße
Zellzuchtvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß
benachbarte schalenartige Elemente entlang einem größeren
Teil ihres Umfangs dicht miteinander verbunden sind, wobei
die schalenartigen Elemente entlang verbleibenden, nicht
verbundenen Teilen des Umfangs voneinander in einen Abstand
gesetzt sind.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen weiter
beschrieben, wobei
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die Figuren 1 und 2 perspektivische Ansichten eines ersten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zuchtvorrichtung
sind,
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die Figuren 3 und 4 perspektifische Ansichten eines zweiten
Ausführungsbeispiels sind,
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die Figuren 5 und 6 perspektifische Ansichten eines dritten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zuchtvorrichtung
sind,
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die Figuren 7 und 8 detaillierte perspektifische Ansichten
eines Durchgangs zum Verbinden übereinander liegender
Zuchtkammern sind, die in einem oberen bzw. unteren
schalenartigen Element gebildet sind, und
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die Figuren 9 und 10 verschiedene Ausführungsbeispiele des
oberen Kantenbereichs der schalenartigen Elemente sind.
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Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Zellzuchtvorrichtung
weist einen äußeren Behälter oder Kolben 10 auf, der aus
einem transparenten oder nicht transparenten Material
gemacht ist, etwa Glas oder Kunststoffmaterial, oder Metall.
Der Behälter 10 ist mit einem eine Einfüllöffnung 12
begrenzenden Hals 11 versehen. Der Hals 11 ist mit
Außengewindegängen 13 zum Zusammenwirken mit Innengewindegängen
einer Schraubkappe 14 ausgebildet, mit deren Hilfe die
Einfüllöffnung 12 verschlossen werden kann. Eine Anzahl
Schalenelementen 15 mit einer Bodenwand oder Zellhaftplatte 16
und einer umlaufenden Randseitenwand 17 (Fig.4), die sich
davon nach oben erstrecken, ist in übereinander liegender
Beziehung innerhalb des Behälters 10 angeordnet, um darin
Zuchtkammern zu begrenzen. Der äußere Behälter 10 weist
eine ebene Bodenwand 18, eine obere Wand 19,
gegenüberliegende Seitenwände 20 eine ebene Abschlußwand 21 und eine
gegenüberliegende Endwand 22 auf, an der der Hals 11 gebildet
ist.
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Das untere benachbart der Bodenwand 18 angeordnete
Schalenelement ist von Füßen oder Abstandselementen 23
getragen, so daß zwischen der Innenoberfläche der
Behälterbodenwand 18 und der unteren Oberfläche der Bodenwand 16 des
unteren Schalenelements 15 eine Zuchtkammer begrenzt ist. Die
Abstandselemente 23 können als integrale Teile der Wände
des äußeren Behälters 10 oder des unteren Schalenelements
gebildet sein. Zwischen der Innenoberfläche der oberen
Behälterwand 19 und der oberen Oberfläche der benachbarten
Bodenwand 16 des oberen Schalenelements 15 ist eine obere
Zuchtkammer festgelegt. ferner ist zwischen jedem Paar von
benachbarten Schalenelementen 15 eine Zuchtkammer
festgelegt. Auf diese Weise bildet das in den Figuren 1 und 2
gezeigte Ausführungsbeispiel, das zwei Schalenelemente 15
aufweist, darin drei Zuchtkammern.
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Die Behälterabschlußwand 22 hat eine konvexe Kontur, so daß
zwischen der Behälterabschlußwand 22 und den benachbarten
Seitenwänden 17 der Schalenelemente 15 eine Verteilerkammer
24 begrenzt ist. Ausschnitte in den Außenseitenwänden 17
der Schalenelemente 15 begrenzen Überströmöffnungen 26, die
mit der Verteilerkammer 24 in Verbindung stehen.
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Der äußere Behälter 10 kann aus zumindest zwei einzelnen
Behälterteilen bestehen, die zum Beispiel aus transparentem
Kunststoffmaterial geformt sind. Wenn die Schalenelemente
innerhalb eines der Behälterteile angeordnet worden
sind, können diese Behälterteile dicht verbunden werden,
zum Beispiel durch verbindende beflanschte Wulstabschnitte
der Behälterteile, um ein Wärmesiegel 27 in einer im
wesentlichen zu den Bodenwänden 16 der Schalenelemente 15
parallelen Ebene zu bilden.
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Wie in den Figuren 1 und 2 mit gestrichelten Linien
gezeigt, weist jedes der Schalenelemente 15 ferner eine in
seiner Außenseitenwand 17 benachbart der
Behälterabschlußwand 21 gebildete Ausgleichsöffnung 30 auf. Die
Ausgleichsöffnung 30 kann ein in dem Wulstabschnitt eines
gekrümmten Teils der Außenwand 17 jedes Schalenelements
gebildeter Ausschnitt sein. Der gekrümmten Teile der
übereinander liegenden Schalenelemente 15 begrenzen einen die
übereinander liegenden Zellzuchtkammern verbindenden
Quertunnel oder Durchgang 31. Der Tunnel oder Durchgang 31 kann
jede geeignete Querschnittsform aufweisen, zum Beispiel
halbkreisförmig wie gezeigt.
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Wenn die in den Figuren 1 und 2 gezeigte
Zellzuchtvorrichtung verwendet werden soll, wird sie in ihrer aufrechten
Position, wie in Figur 1 gezeigt, angeordnet und die
Schraubverschlußkappe 14 entfernt. Eine geeignete Menge
Zellzuchtmedium und zu züchtender Zellen werden in die
Verteilerkammer 24 des Behälters 10 durch die von dem Hals 11
begrenzte Einfüllöffnung 12 gegossen. Aus der
Verteilerkammer 24 strömt das flüssige Zuchtmedium in eine oder mehrere
der verschiedenen Zuchtkammern, und zwar durch die
Überströmöffnung 26 und durch die zwischen der Innenoberfläche
der Behälterbodenwand 18 und der Bodenwand 16 des
benachbarten Schalenelements 15 begrenzte Öffnung. Da nun alle
Zuchtkammern durch den Tunnel 31 und die daran gebildeten
Öffnungen 30 verbunden sind, und zwar nach dem Prinzip, daß
sich die Flüssigkeit ihren eigenen Pegel sucht, wird der
Flüssigkeitspegel innerhalb der Zuchtkammern nach kurzer
Zeit der gleiche sein. Vorausgesetzt, daß die Abmessungen
der Zuchtkammern im wesentlichen die gleichen sind, werden
diese Kammern wohl im wesentlichen die gleiche
Flüssig-4 keitsmenge enthalten.
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Wenn die Einfüllöffnung 12 mit Hilfe der Schraubkappe 14
verschlossen worden ist, kann der Behälter oder Kolben 10
mit einer schnellen Bewegung aus der in Figur 1 gezeigten
aufrechten Position in die in Figur 2 gezeigte Position
gekippt werden, in der die Behälterbodenwand 18 in einer im
wesentlichen horizontalen Position getragen ist. Da die
Ausgleichsöffnung relativ klein ist, ermöglicht es diese
einfache Prozedur, im wesentlichen die gleiche Menge
flüssiges Zuchtmedium in jeder der sich nun horizontal
erstrekkenden Zuchtkammern zu haben. Dies bedeutet, daß eine
Schicht aus zu züchtende Zellen enthaltendem flüssigen
Zuchtmedium von der Behälterbodenwand 18 und von den
Bodenwänden oder Zellhaftplatten 16 jedes der Schalenelemente 15
getragen wird. Die Oberflächen dieser Wände sind
vorzugsweise einer eine gute Zellhaftung erlaubenden
Oberflächenbehandlung ausgesetzt worden.
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Nach Ablauf der Zuchtperiode kann das flüssige Zuchtmedium
durch die Einlaßöffnung 12 des Halses 11 ausgegossen
werden. Danach können die an den Bodenwänden 16 und 18
haftenden Zellen abgekratzt oder in einer per se bekannten Weise
durch die Einlaß- oder Einfüllöffnung 12 ausgespült werden.
Alternativ kann die Behälterbodenwand 18 oder obere Wand 19
oder eine der Behälterseiten- oder Abschlußwände 20 bzw. 21
weggeschnitten oder anderweitig entfernt werden, so daß die
Schalenelemente aus dem Behälter 10 herausgenommen werden
können, wonach die gezüchteten Zellen von den Bodenwänden
16 und 18 gekratzt oder gespült werden können.
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Die in den Figuren 3 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiele
sind gegenüber dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel modifiziert, und gleiche Teile sind mit
gleichen Bezugsziffern versehen.
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Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten
darin, daß die obere Behälterwand 19, die aus einem
flexiblen Kunststoffilm sein kann, abnehmbar mit einem steiferen
Behälterhauptteil 28 verbunden ist. Wenn die
Schalenelemente 15 innerhalb des nach oben offenen Behälterhauptteils 28
angeordnet worden sind, kann die obere Wand 19 dicht und
abnehmbar mit einem im wesentlichen ebenen Flanschabschnitt
29 durch Wärmeversiegeln oder mit Hilfe eines Klebstoffs
verbunden werden.
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Es ist zu beachten, daß die Abreißwand alternativ durch in
einem Wandteil des äußeren Behälters 10 gebildete
Schwachlinien oder Kerblinien begrenzt sein kann, zum
Beispiel in der oberen Wand 19. Selbst wenn die obere Wand
nicht mit solchen Kerblinien versehen worden ist, kann der
Hauptteil der oberen Wand 19 mit Hilfe eines geeigneten
Schneidwerkzeugs ausgeschnitten werden, um eine Öffnung zu
bilden, durch die die Schalenelemente 15 aus dem äußeren
Behälter 10 herausgenommen werden können.
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In den Figuren 5 bis 8 hat der verbindende Durchgang oder
Tunnel, der durch ausgerichtete äußere Kanäle in den nach
oben stehenden Außenseitenwänden 17 der Schalenelemente 15
festgelegt ist, eine rechteckige oder quadratische
Querschnittsform. Die Zuchtvorrichtung weist 2 übereinander
liegende schalenartige Elemente 15 auf, die drei
Zuchtkammern in dem Behälter oder Kolben 10 begrenzen. Um zu
verhindern, daß schäumende Flüssigkeit in einem der
schalenartigen Elemente in eine tiefere Zuchtkammer oder -abteilung
leckt, ist die obere freie Kante 32 (Fig. 8) des unteren
schalenartigen Elements 15 dicht mit der benachbarten
Bodenoberfläche des oberen schalenartigen Elements verbunden,
zum Beispiel durch Wärmeversiegeln oder Kleben. Die
schalenartigen Elemente 15 sind vorzugsweise dicht entlang
ihres Gesamtumfangs verbunden, außer den Öffnungen 26 und 30.
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Um ein Lecken der schäumenden Flüssigkeit aus dem oberen
schalenartigen Element 15 in eine der unteren Kammern oder
Abteilungen durch den zwischen der Außenseitenwand 17 des
oberen schalenartigen Elements und der benachbarten
Innenoberfläche der Behälterwände begrenzten Kapillarraum zu
reduzieren oder zu verhindern, ist die obere freie Kante 33
(Figuren 7, 9 und 10) von der Innenoberfläche der oberen
Wand 19 beabstandet, zum Beispiel mit Hilfe von an der
Innenseitenoberfläche der oberen Wand 19 an ihren Ecken
gebildeten Abstandsansätzen 34. Der Abstand der oberen freien
Kante 33 der Außenwand 17 von der Innenoberfläche der
oberen Wand 19 kann zum Beispiel ungefähr 1 bis 2 mm betragen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die obere freie Kante der
Seitenwand 17 des oberen schalenartigen Elements mit einer
Schicht 35 aus einem hydrophoben Material versehen sein,
wie in Figur 9 illustriert, und/oder die obere freie Kante
33 kann geschärft sein, um eine scharfe Kante zu bilden,
wie in Figur 10 illustriert. Da die freie Kante 33 des
oberen schalenartigen Elements von der Innenoberfläche der
oberen Wand 19 beabstandet ist, kann der Tunnel 31 über
seine offenen Enden die obere und untere Zuchtkammer oder
Abteilung verbinden, was bedeutet, daß in den Tunnelwänden
an seinem oberen Ende kein Ausschnitt erforderlich ist, wie
in den Figuren 2 und 4 gezeigt. Die Zwischenzuchtkammer
oder -abteilung kann jedoch mit dem Innenraum des Tunnels
31 durch einen Ausschnitt 30 in der Tunnelwand an der
oberen Kante des unteren schalenartigen Elements in Verbindung
stehen. Dieser Ausschnitt ist vorzugsweise von der Ebene
der benachbarten Außenwand 17 nach innen beabstandet, wie
am besten in Figur 8 illustriert.
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Wie in Figur 8 mit gestrichelten Linien gezeigt, kann jeder
der in den Außenseitenwänden 17 der schalenartigen Elemente
15 gebildeten Außenkanäle von einem Außenwandstück 36
verschlossen sein. Dies bedeutet, daß der Tunnel 31
vollständig von Wandteilen der schalenartigen Elemente 15 begrenzt
ist.
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In den in den Figuren 1 bis 4 gezeigten
Ausführungsbeispielen könnten die übereinander liegenden schalenartigen
Elemente dicht verbunden werden, um einen einheitlichen
Einsatz zu bilden, wie im Zusammenhang mit den Figuren 5 bis 8
erklärt. Gleichermaßen kann in den Figuren 1 bis 4 die
obere freie Kante des oberen schalenartigen Elements 15 von
der Innenoberfläche der oberen Behälterwand 19 beabstandet
sein. Ferner könnte der verbindende Durchgang oder Tunnel
31, der in den Zeichnungen gezeigt ist, durch zwei oder
mehr solcher Tunnel jeweils einer kleineren
Querschnittsfläche ersetzt werden. Zum Beispiel könnte bzw. könnten der
verbindende Durchgang oder die Durchgänge in in der ebenen
Abschlußwand 21 des Behälters gebildeten rippenartigen
Vertiefung festgelegt sein.