DE102010064098A1

DE102010064098A1 - cell reactor

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Publication number: DE102010064098A1
Application number: DE201010064098
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr -Ing. Hansmann Harald; Dipl.-Ing. Weißmann Volker; Stephan Ofe; Dr. rer. nat. Kunz Friederike; Dr. rer. nat. Bergemann Claudia; Janine Wetzel; PD Dr. habil. Nebe J. Barbara
Original assignee: Universitaet Rostock
Current assignee: HOCHSCHULE WISMAR, DE
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: DE102010064098B4; WO2012085268A2; WO2012085268A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zellreaktor zur Behandlung und Untersuchung von Zellkulturen und zur kontinuierlichen Versorgung unterschiedlicher Zellen, wobei der Zellreaktor eine selektive Entnahme und Analyse von Zellen aus definierten Positionen innerhalb von natürlichen oder artifiziellen 3D-Strukturen ohne Zerstörung der Zellkulturträger ermöglicht. Der erfindungsgemäße Zellreaktor (6, 6', 6'', 6a) umfasst a) ein Oberteil (9, 9', 9'') und ein Unterteil (10, 10', 10''), b) ein Layersystem (1, 1') mit mindestens einem als Layer (3) ausgebildeten durchströmbaren Zellkulturträger, mit einer Positioniervorrichtung, mit einem Layerkorb (4, 4') für die Layer (3) und mit einem Fixierring (2, 2'), und c) einen Verschlussmechanismus mit einer lösbaren Verbindung zwischen Oberteil (9, 9', 9'') und Unterteil (10, 10', 10'').The invention relates to a cell reactor for the treatment and examination of cell cultures and for the continuous supply of different cells, the cell reactor enabling selective removal and analysis of cells from defined positions within natural or artificial 3D structures without destroying the cell culture carriers. The cell reactor (6, 6 ', 6 ", 6a) according to the invention comprises a) an upper part (9, 9', 9") and a lower part (10, 10 ', 10 "), b) a layer system (1 , 1 ') with at least one cell culture carrier designed as a layer (3), with a positioning device, with a layer basket (4, 4') for the layer (3) and with a fixing ring (2, 2 '), and c) a Locking mechanism with a detachable connection between the upper part (9, 9 ', 9 ") and the lower part (10, 10', 10").

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zellreaktor zur Behandlung und Untersuchung von Zellkulturen und zur kontinuierlichen Versorgung unterschiedlicher Zellen.The invention relates to a cell reactor for the treatment and examination of cell cultures and for the continuous supply of different cells.

Die Untersuchungen der Wechselwirkungen von lebenden Zellen mit Biomaterialien unterliegen hochkomplexen Mechanismen, die insbesondere in der Medizin von großer Bedeutung sind. Die Beurteilung des Zellverhaltens unter statischen und dynamischen Bedingungen spielt dabei eine übergeordnete Rolle, insbesondere in als Zellkulturträger ausgebildeten größeren Gerüststrukturen, den sogenannten Scaffolds, die bis in den Korpuskern mit Zellen besiedelt werden müssen. Vorbekannt sind einfache Zellkulturträger, die eine oberflächliche Beurteilung, angefangen beim Wachstum bis hin zu einer Differenzierung, ermöglichen. Weit verbreitete Systeme sind zweidimensionale (2D-)Kulturschalen, die mit Nährmedium versorgt werden. Häufig handelt es sich hier um statische Systeme, an denen periodisch Nährmedium gewechselt wird und eine wiederholte Bewertung der Zellen erfolgt.Investigations of the interactions of living cells with biomaterials are subject to highly complex mechanisms, which are of great importance especially in medicine. The assessment of the cell behavior under static and dynamic conditions plays an overriding role here, especially in larger scaffold structures designed as cell culture carriers, the so-called scaffolds, which have to be populated with cells down to the carcass core. Previously known are simple cell culture carriers, which allow a superficial assessment, from growth to differentiation. Widely used systems are two-dimensional (2D) culture dishes that are supplied with nutrient medium. These are often static systems in which nutrient medium is changed periodically and a repeated evaluation of the cells takes place.

Vorbekannt sind zudem dreidimensionale Zellkulturträger der Firma 3D Biotek, North Brunswick, NJ, USA, unter der Bezeichnung 3D PCL INSERT^TM als dreidimensionale Zellkultur-Scaffolds aus dem biodegradierbaren Polymer Polycaprolacton (PCL) sowie dem ebenfalls biodegradierbaren Biomaterial Poly(DL-lactideco-glycolide) (PDLLGA) und dem nicht-abbaubaren Polystyren an. Diese offenporigen, dreidimensionalen Zellkultureinsätze werden in passenden Abmessungen für handelsübliche Multiwell-Zellkulturplatten angeboten. Sie müssen für den Einsatz in beliebigen Bioreaktoren individuell angepasst werden.Also known are three-dimensional cell culture carriers of the company 3D Biotek, North Brunswick, NJ, USA, under the name 3D PCL INSERT ^TM as three-dimensional cell culture scaffolds from the biodegradable polymer polycaprolactone (PCL) and also the biodegradable biomaterial poly (DL-lactideco-glycolide) (PDLLGA) and the non-degradable polystyrene. These open-pore, three-dimensional cell culture inserts are offered in suitable dimensions for commercially available multiwell cell culture plates. They must be customized for use in any bioreactors.

Nachteilig bei diesen Zellkulturträgern ist die einteilige Ausbildung des Scaffolds, weshalb eine selektive Entnahme und Analyse von Zellen aus definierten Positionen innerhalb dieser artifiziellen 3D-Strukturen ohne Zerstörung der Zellkulturträger nicht möglich ist. Auch mikroskopische und spektroskopische Untersuchungen von Zellreaktionen können nur durch die Zerstörung des zellumgebenden 3D-Substrates ausgeführt werden.A disadvantage of these cell culture carriers is the one-piece formation of the scaffold, which is why selective removal and analysis of cells from defined positions within these artificial 3D structures without destruction of the cell culture carrier is not possible. Microscopic and spectroscopic investigations of cell reactions can only be carried out by destroying the cell-surrounding 3D substrate.

Vorbekannt ist, dass Zellkulturträger in einem Zellreaktor, auch Zellkulturkammer oder Bioreaktor genannt, mit einer Nährlösung in Kontakt gebracht werden.It is previously known that cell culture carriers in a cell reactor, also called cell culture chamber or bioreactor, are brought into contact with a nutrient solution.

Aus EP 0 629 237 B1 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Zellkulturen, insbesondere von Hepatozyten, auf plattenartigen Zellkulturträgern vorbekannt, wobei wenigstens ein Teil der Oberflächen der Zellkulturträger gasdurchlässig ist. In das Innere der Zellkulturträger ist Sauerstoff einleitbar. Auf dem Zellkulturträger ist eine Kollagenschicht aufgetragen, auf der oder in der die Zellkultur angeordnet ist. Mit geringem Abstand über der Kollagenschicht ist der nächste Zellkulturträger angeordnet. In den Zwischenraum zwischen der Kollagenschicht und dem nächsten Zellkulturträger ist das gasförmige Kulturmedium einleitbar.Out EP 0 629 237 B1 is a device for the treatment of cell cultures, in particular of hepatocytes, previously known on plate-like cell culture carriers, wherein at least a part of the surfaces of the cell culture carrier is gas-permeable. Oxygen can be introduced into the interior of the cell culture carrier. On the cell culture carrier, a collagen layer is applied, on or in which the cell culture is arranged. At a short distance above the collagen layer, the next cell culture carrier is arranged. The gaseous culture medium can be introduced into the intermediate space between the collagen layer and the next cell culture carrier.

Aus EP 1 539 925 B1 ist eine Zellkulturkammer für ein geschlossenes Zellkultursystem zur kontinuierlichen Versorgung von Zellen mit flüssigen Nährmedien, Wachstumsfaktoren, Gasen und dergleichen vorbekannt, wobei eine Membranplatte wenigstens eine Zellkultur aufnimmt und auf einer Seite der Membranplatte durch eine Glasscheibe eine Beobachtung des Inneren der Zellkulturkammer möglich ist.Out EP 1 539 925 B1 a cell culture chamber for a closed cell culture system for the continuous supply of cells with liquid culture media, growth factors, gases and the like is already known, wherein a membrane plate accommodates at least one cell culture and on one side of the membrane plate through a glass plate observation of the interior of the cell culture chamber is possible.

Aus DE 42 00 446 A1 ist eine Zellträgeranordnung zur Kultivierung von anhaftenden Zellen vorbekannt, bei der eine wenigstens doppelwandige Ausbildung aus wenigstens zwei Zuschnitten aus einem Flachmaterial besteht und zwischen den Zuschnitten wenigstens ein Spalt oder ein spaltartiger Bereich gebildet ist.Out DE 42 00 446 A1 a cell carrier assembly for culturing adherent cells is previously known, in which an at least double-walled construction consists of at least two blanks of a flat material and between the blanks at least one gap or a gap-like region is formed.

Aus DE 199 52 847 B4 ist eine Vorrichtung zum Kultivieren und/oder Differenzieren und/oder Halten von Zellen oder Geweben in einem, einen Zell- oder Gewebeträger aufweisenden Kultivierbereich einer geschlossenen Kammer eines Kulturbehälters vorbekannt, die Anschlüsse zum Zuführen und Abführen eines Kulturmediums aufweist, wobei der Kultivierbereich von einem von dem Kulturmedium durchströmbaren Kapillarnetz umgeben ist, in das die Zellen nicht einwachsen.Out DE 199 52 847 B4 a device for cultivating and / or differentiating and / or maintaining cells or tissues in a cell or tissue carrier cultivating area of a closed chamber of a culture container is previously known having ports for supplying and discharging a culture medium, the cultivating area being one of Surrounded by the culture medium capillary network is flown, in which the cells do not grow.

Aus DE 39 23 279 C2 ist eine Vorrichtung für die Kultivierung von Zellen mit Einström- und Ausströmöffnungen für das Kulturmedium und austauschbarer Zellunterlage vorbekannt, wobei im Kulturgefäß mindestens ein blatt- oder folienartiger Träger, der zwischen zwei konzentrischen, ineinandergreifenden Ringen fixiert ist, eingelegt wird, so dass der Träger für Zellen von apikal und basal eine Flüssigkeitszufuhr und Flüssigkeitsabfuhr besitzt.Out DE 39 23 279 C2 a device for the cultivation of cells with inflow and outflow openings for the culture medium and exchangeable cell support is previously known, wherein in the culture vessel at least one sheet or foil-like carrier, which is fixed between two concentric, intermeshing rings, is inserted, so that the carrier for Cells of apical and basal fluid and fluid removal has.

Nachteilig bei den bekannten Zellreaktoren ist, dass eine selektive Entnahme und Analyse von Zellen aus definierten Positionen innerhalb eines 3D-Körpers nicht zerstörungsfrei möglich ist.A disadvantage of the known cell reactors is that a selective removal and analysis of cells from defined positions within a 3D body is not possible nondestructive.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen Zellreaktor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine selektive Entnahme und Analyse von Zellen aus definierten Positionen innerhalb von natürlichen oder artifiziellen 3D-Strukturen ohne Zerstörung der Zellkulturträger ermöglicht.The invention is therefore based on the object to provide a cell reactor of the type mentioned, which allows selective removal and analysis of cells from defined positions within natural or artificial 3D structures without destroying the cell culture carrier.

Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Zellreaktor zur Behandlung und Untersuchung von Zellkulturen und zur kontinuierlichen Versorgung unterschiedlicher Zellen gelöst, wobei Einström- und Ausströmöffnungen für flüssiges oder gasförmiges Nährmedium vorgesehen sind und das Nährmedium die Zellkulturen apikal oder basal durchströmen kann, umfassend

a) ein Oberteil und ein Unterteil,
b) ein Layersystem mit mindestens einem als Layer ausgebildeten durchströmbaren Zellkulturträger, mit einer Positioniervorrichtung, mit einem Layerkorb für die Layer und mit einem Fixierring, und
c) einen Verschlussmechanismus mit einer lösbaren Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil.

This object is achieved by a cell reactor according to the invention for the treatment and examination of cell cultures and for the continuous supply of different cells, wherein inflow and outflow openings are provided for liquid or gaseous nutrient medium and the nutrient medium can flow through the cell cultures apically or basally

a) an upper part and a lower part,
b) a layer system with at least one layered throughflow cell culture carrier, with a positioning device, with a layer layer for the layer and with a fixing ring, and
c) a locking mechanism with a detachable connection between the upper part and lower part.

Die als Layer ausgebildeten Zellkulturträger sind im Zellreaktor geschichtet angeordnet und bilden eine dreidimensionale Gerüststruktur.The cell culture carriers designed as layers are arranged in layers in the cell reactor and form a three-dimensional framework structure.

Die Positioniervorrichtung kann als eine Führungsnut mit korrespondierendem Steg ausgebildet sein, um eine eindeutige Positionierung des jeweiligen Zellkulturträgers zu ermöglichen. Vorzugsweise können am Zellkulturträger weitere Führungsnuten zur Positionierung innerhalb des Layerkorbs oder Zellreaktors ausgebildet sein, die im besonders bevorzugter Weise gegeneinander asymmetrische weitere Führungsnuten, die im Layerkorb oder auf der Innenseite der Zellreaktorwand ihre Entsprechung in korrespondierenden Stegen finden, aufweisen.The positioning device can be designed as a guide groove with a corresponding web in order to enable a clear positioning of the respective cell culture carrier. Preferably, further guide grooves for positioning within the layer basket or cell reactor can be formed on the cell culture support, which in a particularly preferred manner have asymmetrical further guide grooves which are found in the layer basket or on the inside of the cell reactor wall in corresponding webs.

Um ein Aufschwimmen der Layer im Layerkorb und damit im Zellreaktor zu verhindern, kann ein Klemmsitz des Fixierrings durch eine Übermaßtoleranz zwischen Führungsnut und dem mit der Führungsnut korrespondierenden Steg erreicht werden.In order to prevent floating of the layers in the layer basket and thus in the cell reactor, a clamping fit of the fixing ring can be achieved by an oversize tolerance between the guide groove and the web corresponding to the guide groove.

Zwischen Unterteil und Oberteil des Zellreaktors kann ein Zwischenteil angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Zellreaktor erweitert werden, um mehrere Layersysteme im Zellreaktor unterbringen zu können. Eine Skalierbarkeit des erfindungsgemäßen Zellreaktors ist somit gegeben.Between the lower part and the upper part of the cell reactor, an intermediate part can be arranged. In this way, the cell reactor can be extended to accommodate multiple layer systems in the cell reactor can. A scalability of the cell reactor according to the invention is thus given.

Zwischen Unterteil und Oberteil bzw. Zwischenteil kann eine Dichtung angeordnet sein, wobei die Dichtung bevorzugt als O-Ring-Dichtung oder Dichtfläche ausgebildet ist.Between the lower part and upper part or intermediate part may be arranged a seal, wherein the seal is preferably designed as an O-ring seal or sealing surface.

Die Einström- und Ausströmoffnungen und der Anschluss zur Zellzuführung sind bevorzugt als Luer-Lock-Anschluss ausgebildet.The inflow and outflow openings and the connection to the cell feed are preferably designed as Luer-lock connection.

Die Aufnahme der Zellkulturträger im Layerkorb ist vorzugsweise rund ausgeführt. Der Layerkorb kann mit einer Führungsnut versehen sein, welche eine eindeutige Positionierung des Layerkorbs im Zellreaktor ermöglicht.The inclusion of the cell culture carrier in the layer basket is preferably carried out round. The layer basket can be provided with a guide groove, which allows a clear positioning of the layer basket in the cell reactor.

Das Unterteil des erfindungsgemäßen Zellreaktors kann als Fuß ausgebildet sein, der eine lösbare, formschlüssige Verbindung auf einer Unterlegplatte ermöglicht.The lower part of the cell reactor according to the invention may be formed as a foot, which allows a releasable, positive connection on a shim.

Der Layerkorb bietet die Möglichkeit, die unterschiedlichsten Materialien aufnehmen zu können.The layer basket offers the possibility of being able to absorb a wide variety of materials.

Der erfindungsgemäße Zellreaktor bietet den Vorteil, die Zellkulturträger als definierten Stapel komplett zu entnehmen, um schichtweise Untersuchungen, vorzugsweise für 3D-Betrachtungen des Zellverhaltens, vorzunehmen.The cell reactor according to the invention has the advantage of completely removing the cell culture carrier as a defined stack in order to carry out layer-wise examinations, preferably for 3D observations of the cell behavior.

Der erfindungsgemäße Zellreaktor erlaubt die einfache Durchführung reproduzierbarer, standardisierter in vitro-Analysen. Zudem erlaubt der erfindungsgemäße Zellreaktor eine hohe Flexibilität des Testsystems und die Testung verschiedenartiger 3D-Strukturen sowie die Verwendung verschiedener Zelltypen.The cell reactor according to the invention allows the simple performance of reproducible, standardized in vitro analyzes. In addition, the cell reactor according to the invention allows a high flexibility of the test system and the testing of various 3D structures as well as the use of different cell types.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Zellreaktors ist, dass eine Zu- und Abführung eines Nährmediums durch die Ein- und Ausströmöffnungen kontinuierlich erfolgen kann, ohne in das System eingreifen zu müssen.Another advantage of the cell reactor according to the invention is that a supply and removal of a nutrient medium through the inlet and outlet openings can be carried out continuously without having to intervene in the system.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass das Gehäuse so ausgebildet ist, dass die Gesamthöhe durch das Einsetzen von Zwischenteilen erweiterbar ist, d. h. variabel gestaltet werden kann, wenn im Rahmen von Untersuchungen die Anzahl und damit die Höhe der Zellkulturträger und Layersysteme verändert wird.A further advantage is that the housing is formed so that the total height can be extended by the insertion of intermediate parts, d. H. can be made variable, if in the context of investigations, the number and thus the height of the cell culture media and layer systems is changed.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Zellreaktors liegt in der Möglichkeit, das Gehäuse durch eine am Unterteil vorhandene Platzierungsgeometrie auf einer entsprechenden Platte anzuordnen und darüber hinaus stoßsicher zu verankern.Another advantage of the cell reactor according to the invention lies in the possibility of arranging the housing on a corresponding plate by means of a placement geometry present on the lower part and, moreover, of anchoring it in a shock-proof manner.

Die Komponenten des Zellreaktors sind zudem für eine mehrfache Wiederverwendung konzipiert. Die Reinigung des Zellreaktors kann durch Spülen mit physiologischen Pufferlösungen und destilliertem Wasser erfolgen. Die Beseitigung eventuell vorhandener Zellen an den Reaktorinnenwänden kann durch enzymatische Ablösung erfolgen. Dazu wird der Innenraum des Zellreaktors mit Trypsin/EDTA, beispielsweise 0,05% Trypsin I 0,02% EDTA, 10 min bei Raumtemperatur behandelt. Nach dem vollständigen Entleeren des Reaktorinnenraumes wird ausreichend mit Wasser gespült, beispielsweise 5 Minuten unter fließendem Wasser.The components of the cell reactor are also designed for multiple reuse. The purification of the cell reactor can be carried out by rinsing with physiological buffer solutions and distilled water. The removal of any existing cells on the reactor inner walls can be done by enzymatic detachment. For this purpose, the interior of the cell reactor is treated with trypsin / EDTA, for example 0.05% trypsin I 0.02% EDTA, for 10 minutes at room temperature. After the complete emptying of the reactor interior is sufficiently rinsed with water, for example, 5 minutes under running water.

Das Gehäusematerial ist wiederholt und ohne Einschränkungen hinsichtlich Materialintegrität mit Dampf autoklavierbar, beispielsweise 30 Minuten bei 1 bar (15 psi) und 121°C (250°F).The housing material is repeatedly autoclavable with no restrictions on material integrity with steam, for example 30 minutes at 1 bar (15 psi) and 121 ° C (250 ° F).

Der erfindungsgemäße Zellreaktor mit einem Layersystem wird nachstehend an Hand von vier Ausführungsbeispielen mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. The cell reactor according to the invention with a layer system will be explained in more detail below with reference to four exemplary embodiments with the associated drawings.

Es zeigt:It shows:

1 eine perspektivische Ansicht des Layersystems in einer ersten Variante; 1 a perspective view of the layer system in a first variant;

2 eine Explosionsdarstellung des Layersystems in der ersten Variante; 2 an exploded view of the layer system in the first variant;

3 eine Schnittdarstellung des Layersystem in einer zweiten Variante; 3 a sectional view of the layer system in a second variant;

4 eine Explosionsdarstellung des Layersystems in der zweiten Variante; 4 an exploded view of the layer system in the second variant;

5 den Zellreaktor als Gesamtansicht in einer ersten Ausführungsform; 5 the cell reactor as an overall view in a first embodiment;

6 eine Explosionsdarstellung des Zellreaktors in der ersten Ausführungsform; 6 an exploded view of the cell reactor in the first embodiment;

7 den Zellreaktor in der ersten Ausführungsform in Schnittdarstellung; 7 the cell reactor in the first embodiment in sectional view;

8 eine Ansicht des Oberteils des Zellreaktors in der ersten Ausführungsform; 8th a view of the upper part of the cell reactor in the first embodiment;

9 eine perspektivische Ansicht des Unterteils des Zellreaktors in einer der Ausführungsform; 9 a perspective view of the lower part of the cell reactor in one of the embodiment;

10 eine Schnittdarstellung des Oberteils des Zellreaktors in der ersten Ausführungsform; 10 a sectional view of the upper part of the cell reactor in the first embodiment;

11 eine Schnittdarstellung des Unterteils des Zellreaktors in der ersten Ausführungsform; 11 a sectional view of the lower part of the cell reactor in the first embodiment;

12 den Zellreaktor als Gesamtansicht in einer zweiten Ausführungsform; 12 the cell reactor as an overall view in a second embodiment;

13 eine Explosionsdarstellung des Zellreaktors in der zweiten Ausführungsform; 13 an exploded view of the cell reactor in the second embodiment;

14 den Zellreaktor in der zweiten Ausführungsform in Schnittdarstellung; 14 the cell reactor in the second embodiment in sectional view;

15 eine perspektivische Ansicht des Oberteils des Zellreaktors in der zweiten Ausführungsform; 15 a perspective view of the upper part of the cell reactor in the second embodiment;

16 eine perspektivische Ansicht des Unterteils des Zellreaktors in der zweiten Ausführungsform; 16 a perspective view of the lower part of the cell reactor in the second embodiment;

17 eine Schnittdarstellung des Oberteils des Zellreaktors in der zweiten Ausführungsform; 17 a sectional view of the upper part of the cell reactor in the second embodiment;

18 eine Schnittdarstellung des Unterteils des Zellreaktors in der zweiten Ausführungsform; 18 a sectional view of the lower part of the cell reactor in the second embodiment;

19 eine perspektivische Gesamtansicht des Zellreaktors in einer dritten Ausführungsform als Gesamtansicht; 19 an overall perspective view of the cell reactor in a third embodiment as an overall view;

20 eine perspektivische Gesamtansicht des Zellreaktors in einer vierten Ausführungsform mit Zwischenteil als Gesamtansicht; 20 an overall perspective view of the cell reactor in a fourth embodiment with intermediate part as an overall view;

21 eine Explosionsdarstellung des Zellreaktors in der vierten Ausführungsform mit Zwischenteil; 21 an exploded view of the cell reactor in the fourth embodiment with intermediate part;

22 den Zellreaktor in der dritten Ausführungsform in Schnittdarstellung; 22 the cell reactor in the third embodiment in sectional view;

23 eine perspektivische Ansicht des Oberteils des Zellreaktors in der dritten Ausführungsform; 23 a perspective view of the upper part of the cell reactor in the third embodiment;

24 eine perspektivische Ansicht des Unterteils des Zellreaktors in der dritten Ausführungsform; 24 a perspective view of the lower part of the cell reactor in the third embodiment;

25 eine Schnittdarstellung des Oberteils des Zellreaktors in der dritten Ausführungsform; 25 a sectional view of the upper part of the cell reactor in the third embodiment;

26 eine Schnittdarstellung des Unterteils des Zellreaktors in der dritten Ausführungsform; 26 a sectional view of the lower part of the cell reactor in the third embodiment;

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Layersystems 1 mit Layerkorb 4, mit als Zellkulturträgern ausgebildeten Layern 3 und einem Fixierring 2 in der ersten Variante. Zur eindeutigen Positionierung des Layersystems 1 im Unterteil 10 des Zellreaktors 6 (6) sind der Layerkorb 4, die Layer 3 und der Fixierring 2 mit einer fluchtenden Führungsnut 1a versehen. Mit der Führungsnut 1a korrespondiert ein Steg 1b auf der Innenseite des Unterteils 10 des Zellreaktors 6 (6). Um ein Aufschwimmen der Layer 3 im Layerkorb 4 und damit im Zellreaktor 6 zu verhindern, ist der Fixierring 2 so ausgebildet, dass sich zwischen der Führungsnut 1a und dem korrespondierenden Steg 1b eine Presspassung ergibt. Der Führungssteg 1c des Layerkorbs 4 wird durch eine Führungstasche 1d im Unterteil 10 des Zellreaktors 6 geführt und positioniert (6).The 1 shows a perspective view of the layer system 1 with layer basket 4 , with layers formed as cell culture carriers 3 and a fixing ring 2 in the first variant. For clear positioning of the layer system 1 in the lower part 10 of the cell reactor 6 ( 6 ) are the layer basket 4 , the layer 3 and the fixation ring 2 with an aligned guide groove 1a Mistake. With the guide groove 1a corresponds to a footbridge 1b on the inside of the lower part 10 of the cell reactor 6 ( 6 ). To a floating of the layer 3 in the layer basket 4 and thus in the cell reactor 6 To prevent is the fixation ring 2 designed so that between the guide groove 1a and the corresponding footbridge 1b gives a press fit. The guide bar 1c of the layer basket 4 is through a leadership bag 1d in the lower part 10 of the cell reactor 6 guided and positioned ( 6 ).

Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung des Layersystems 1 in der ersten Variante. In den Layerkorb 4 werden die Layer 3 eingelegt. Auf die Layer 3 wird der Fixierring 2 aufgelegt. Layer 3 und Fixierring 2 werden durch den Führungssteg 1c des Layerkorbs 4 konzentrisch ausgerichtet. Vor dem Einlegen des Layersystems 1 in das Unterteil 10 des Zellreaktors 6 (6) werden die Führungsnuten 1a fluchtend ausgerichtet.The 2 shows an exploded view of the layer system 1 in the first variant. In the layer basket 4 become the layers 3 inserted. On the layer 3 becomes the fixation ring 2 hung up. layer 3 and fixation ring 2 be through the guide bridge 1c of the layer basket 4 concentrically aligned. Before inserting the layer system 1 in the lower part 10 of the cell reactor 6 ( 6 ) become the guide grooves 1a aligned in alignment.

Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Layersystems 1' in der zweiten Variante. Im Layerkorb 4' sind die Layer 3 geschichtet angeordnet. Ein Schraubdeckel 5 fixiert über den Fixierring 2' die Layer 3 im Layerkorb 4'. Im Layerkorb 4' ist eine Führungsnut 1a ausgebildet, deren korrespondierender Steg 1b'' im Unterteil 10'' des Zellreaktors 6'' ausgebildet ist (22, 26). The 3 shows a sectional view of the layer system 1' in the second variant. In the layer basket 4 ' are the layers 3 layered arranged. A screw cap 5 fixed over the fixing ring 2 ' the layers 3 in the layer basket 4 ' , In the layer basket 4 ' is a guide groove 1a formed, whose corresponding web 1b '' in the lower part 10 '' of the cell reactor 6 '' is trained ( 22 . 26 ).

Die 4 zeigt eine Explosionsdarstellung des Layersystems 1' in der zweiten Variante. In den Layerkorb 4' werden die Layer 3 und der Fixierring 2' eingelegt. Über die Führungsnuten 1a mit dem korrespondierenden Steg 1b' werden die Layer 3 und der Fixierring 2' im Layerkorb 4' definiert ausgerichtet. Der Schraubdeckel 5 besitzt ein Innengewinde 5a, das mit dem Außengewinde 4'a des Layerkorbs 4' korrespondiert. Durch Aufschrauben des Schraubdeckels 5 auf den Layerkorb 4' werden die Layer 3 über den Fixierring 2' im Layerkorb 4' fixiert. Die Ausrichtung des Layerkorbs 4' im Unterteil 10'' des Zellreaktors 6'' erfolgt durch die Führungsnut 1a' und deren korrespondierenden Steg 1b'' (22, 26).The 4 shows an exploded view of the layer system 1' in the second variant. In the layer basket 4 ' become the layers 3 and the fixation ring 2 ' inserted. About the guide grooves 1a with the corresponding bridge 1b ' become the layers 3 and the fixation ring 2 ' in the layer basket 4 ' aligned. The screw cap 5 has an internal thread 5a that with the external thread 4 'a of the layer basket 4 ' corresponds. By screwing on the screw cap 5 on the layer basket 4 ' become the layers 3 over the fixing ring 2 ' in the layer basket 4 ' fixed. The orientation of the layer basket 4 ' in the lower part 10 '' of the cell reactor 6 '' done by the guide groove 1a ' and its corresponding bridge 1b '' ( 22 . 26 ).

Die 5 zeigt den Zellreaktor 6 als Gesamtansicht in der ersten Ausführungsform. Der Zellreaktor 6 ist geschlossen dargestellt, wobei Oberteil 9 und Unterteil 10 über einen Verschlussring 8 verriegelt sind.The 5 shows the cell reactor 6 as an overall view in the first embodiment. The cell reactor 6 is shown closed, with upper part 9 and lower part 10 over a lock ring 8th are locked.

Die 6 zeigt eine Explosionsdarstellung des Zellreaktors 6 in der ersten Ausführungsform. Der Layerkorb 4 mit den. Layern 3 und dem Fixierring 2 wird in das Unterteil 10 des Zellreaktors 6 eingesetzt. Der am Layerkorb 4 ausgebildete Führungssteg 1c greift hierbei in die Führungstasche 1d des Unterteils 10 ein. Zwischen dem Führungssteg 1c und der Führungstasche 1d ist eine Spielpassung definiert. Layerkorb 4, Layer 3 und Fixierring 2 werden über die Führungsnuten 1a mit dem Steg 1b zum Unterteil 10 des Zellreaktors 6 definiert ausgerichtet. Das Oberteil 9 wird mit dem Unterteil 10 durch Verdrehen des Verschlussrings 8 fixiert. Dabei greift ein Führungszapfen 8b in eine Führungsnut 11 ein. Durch Verdrehen des Verschlussringes 8 kommen die Verschlussfläche 8a und der Führungszapfen 8b mit der Führungsnut 11 so in Eingriff, dass das Oberteil 9 durch die Verschlusshaken 8c über den Verschlussring 8 mit dem Unterteil 10 formschlüssig verriegelt und fixiert wird. Es ergibt sich somit ein Bajonettverschluss des Zellreaktors 6. Eine Abdichtung des Zellreaktors 6 wird durch eine Dichtung 7 erreicht, die zwischen die Dichtflächen von Oberteil 9 und Unterteil 10 eingelegt wird. Hierfür kann eine Ringnut auf der Dichtfläche 7b des Unterteils 10 ausgebildet sein. Das Nährmedium wird durch die Einströmöffnung 13 in den Zellreaktor 6 eingeleitet und über die Ausströmöffnung 14 ausgeleitet. Über den Anschluss zur Zellzuführung 15 können Zellen in den Zellreaktor 6 eingebracht werden. Die Anschlüsse der Einströmöffnung 13, der Ausströmöffnung 14 und der Anschluss zur Zellzuführung 15 sind als lösbare Verbindung ausgeführt, bevorzugt als genormtes Verbindungssystem, besonders bevorzugt als Luer-Lock-System-Anschluss. Am Fuß des Unterteils 10 ist eine Fixierungsgeometrie 16 ausgebildet, mit der der Zellreaktor 6 auf einer mit der Fixierungsgeometrie 16 korrespondierenden Unterlage lösbar befestigt werden kann.The 6 shows an exploded view of the cell reactor 6 in the first embodiment. The layer basket 4 with the. layers 3 and the fixation ring 2 gets into the bottom part 10 of the cell reactor 6 used. The on the layer basket 4 trained guide bridge 1c In doing so, access the leadership bag 1d of the lower part 10 one. Between the guide bridge 1c and the leadership bag 1d is a clearance defined. layer basket 4 , Layer 3 and fixation ring 2 Beyond the guide grooves 1a with the jetty 1b to the lower part 10 of the cell reactor 6 aligned. The top 9 is with the lower part 10 by turning the locking ring 8th fixed. It engages a guide pin 8b in a guide groove 11 one. By turning the locking ring 8th come the closing surface 8a and the guide pin 8b with the guide groove 11 so engaged that the top 9 through the locking hooks 8c over the lock ring 8th with the lower part 10 is positively locked and fixed. This results in a bayonet closure of the cell reactor 6 , A seal of the cell reactor 6 is through a seal 7 reached between the sealing surfaces of upper part 9 and lower part 10 is inserted. For this purpose, an annular groove on the sealing surface 7b of the lower part 10 be educated. The nutrient medium is through the inlet opening 13 in the cell reactor 6 introduced and over the discharge opening 14 discharged. Via the connection to the cell feed 15 can cells in the cell reactor 6 be introduced. The connections of the inflow opening 13 , the outflow opening 14 and the connection to the cell feed 15 are designed as a releasable connection, preferably as a standardized connection system, particularly preferably as a Luer lock system connection. At the foot of the lower part 10 is a fixation geometry 16 trained, with which the cell reactor 6 on one with the fixation geometry 16 corresponding pad can be releasably secured.

Die 7 zeigt den zusammengesetzten Zellreaktor 6 in der ersten Ausführungsform in Schnittdarstellung. Der Verschlussring 8 umgreift den Verschlusshaken 8c des Oberteils 9 und verbindet das Oberteil 9 mit dem Unterteil 10 des Zellreaktors 6. Zwischen der Dichtfläche 7a des Oberteils 9 und der Dichtfläche 7b des Unterteils 10 ist der Dichtring 7 angeordnet. Das Layersystem 1 wird über den Steg 1b und die nicht sichtbare Führungsnut 1a definiert und orientiert im Unterteil 10 des Zellreaktors 6 ausgerichtet. Über die Einströmöffnung 13 gelangt das Nährmedium durch das Layersystem 1 zur Ausströmöffnung 14, wobei auch ein Einströmen des Nährmediums über die Ausströmöffnung 14 und ein Ausströmen des Nährmediums durch die Einströmöffnung 13 möglich ist. Die Möglichkeit zur basalen und apikalen Durchströmung des Zellreaktors 6 ist somit gegeben. Bei Nichtbenutzung des Anschlusses zur Zellzuführung 15 kann dieser Anschluss verschlossen werden. Der Zellreaktor 6 kann über die Fixierungsgeometrie 16 auf einer entsprechend gestalteten Unterlage fixiert werden.The 7 shows the composite cell reactor 6 in the first embodiment in a sectional view. The lock ring 8th surrounds the locking hook 8c of the top 9 and connects the shell 9 with the lower part 10 of the cell reactor 6 , Between the sealing surface 7a of the top 9 and the sealing surface 7b of the lower part 10 is the sealing ring 7 arranged. The layer system 1 gets over the jetty 1b and the invisible guide groove 1a defined and oriented in the lower part 10 of the cell reactor 6 aligned. About the inlet opening 13 the nutrient medium passes through the layer system 1 to the discharge opening 14 , wherein also an inflow of the nutrient medium via the outflow opening 14 and an outflow of the nutrient medium through the inflow opening 13 is possible. The possibility of basal and apical flow through the cell reactor 6 is thus given. When not using the connection to the cell feed 15 This connection can be closed. The cell reactor 6 can about the fixation geometry 16 be fixed on a correspondingly shaped pad.

Die 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Oberteils 9 des Zellreaktors 6 in der ersten Ausführungsform. Am Hauptkörper des Oberteils 9 sind die Einströmöffnung 13, der Anschluss zur Zellzuführung 15 und die Verschlusshaken 8c ausgebildet. Die Einströmöffnung 13 und der Anschluss zur Zellzuführung 15 sind vorzugsweise als Luer-Lock-Anschluss ausgebildet.The 8th shows a perspective view of the upper part 9 of the cell reactor 6 in the first embodiment. On the main body of the shell 9 are the inflow opening 13 , the connection to the cell feeder 15 and the locking hooks 8c educated. The inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 are preferably designed as Luer-lock connection.

Die 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Unterteils 10 des Zellreaktors 6 in der ersten Ausführungsform. Im Innenraum des Unterteils 10 sind Stege 1b und Führungstaschen 1d ausgebildet. Auf der Außenseite des Unterteils 10 sind die Führungsnuten 11 für den Verschlussring 8 ausgebildet. In der Dichtfläche 7b kann eine Ringnut für den Dichtring 7 ausgebildet sein. Die Ausströmöffnung 14 ist vorzugsweise als Luer-Lock-Anschluss ausgebildet. Das Unterteil 10 des Zellreaktors 6 kann über T-förmige Fixierungsgeometrien 16 auf einer entsprechend gestalteten Unterlage fixiert werden.The 9 shows a perspective view of the base 10 of the cell reactor 6 in the first embodiment. In the interior of the lower part 10 are webs 1b and leadership bags 1d educated. On the outside of the base 10 are the guide grooves 11 for the lock ring 8th educated. In the sealing area 7b Can be an annular groove for the sealing ring 7 be educated. The discharge opening 14 is preferably designed as a Luer-lock connection. The lower part 10 of the cell reactor 6 can be via T-shaped fixation geometries 16 be fixed on a correspondingly shaped pad.

Die 10 zeigt eine Schnittdarstellung des Oberteils 9 des Zellreaktors 6 in der ersten Ausführungsform. Am Hauptkörper des Oberteils 9 sind die Einströmöffnung 13, der Anschluss zu Zellzuführung 15 und die Verschlusshaken 8c angeordnet. Die Einströmöffnung 13 und der Anschluss zu Zellzuführung 15 können aus einem anderen Material als der Hauptkörper des Oberteils 9 bestehen. Der Innenraum des Oberteils 9 ist kegelförmig ausgebildet.The 10 shows a sectional view of the upper part 9 of the cell reactor 6 in the first embodiment. On the main body of the shell 9 are the inflow opening 13 , the connection to cell feed 15 and the locking hooks 8c arranged. The inflow opening 13 and the connection to cell feed 15 can be made of a different material than the main body of the shell 9 consist. The interior of the shell 9 is cone-shaped.

Die 11 zeigt eine Schnittdarstellung des Unterteils 10 des Zellreaktors 6 in der ersten Ausführungsform. Auf der Innenseite des Unterteils 10 sind der Steg 1b und die Führungstaschen 1d ausgebildet. Am Hauptkörper des Unterteils 10 sind die Dichtfläche 7b, die Anströmöffnung 14 und die Fixierungsgeometrie 16 ausgebildet. Die Ausströmöffnung 14 kann aus einem anderen Material als der Hauptkörper des Unterteils 10 bestehen.The 11 shows a sectional view of the lower part 10 of the cell reactor 6 in the first embodiment. On the inside of the lower part 10 are the jetty 1b and the leadership bags 1d educated. On the main body of the lower part 10 are the sealing surface 7b , the inlet opening 14 and the fixation geometry 16 educated. The discharge opening 14 may be made of a different material than the main body of the base 10 consist.

Die 12 zeigt den Zellreaktor 6' als Gesamtansicht in der zweiten Ausführungsform. Das Oberteil 9 wird mit Rändelschrauben 12 am Unterteil 10' fixiert.The 12 shows the cell reactor 6 ' as an overall view in the second embodiment. The top 9 comes with thumbscrews 12 at the bottom 10 ' fixed.

Die 13 zeigt eine Explosionsdarstellung des Zellreaktors 6' in der zweiten Ausführungsform. Das Gehäuseoberteil 9' wird mit Rändelschrauben 12 in Innengewinden 19 im Unterteil 10' fixiert. Über den Anschluss zur Zellzuführung 15 werden Zellen in den Zellreaktor 6' gegeben. Durch die Einströmöffnung 13 fließt Nährmedium in das Oberteil 9' und durch das Layersystem 1 mit Layerkorb 4, Layer 3 und Fixierring 2 in das Unterteil 10'. Von dort wird das Nährmedium über die Ausströmöffnung 14 aus dem Reaktor 6' hinausgeleitet. Das Layersystem 1 wird über den Steg 1b und die Führungstasche 1d im Unterteil 10' positioniert. Das Unterteil 10' des Zellreaktors 6' kann über T-förmige Fixierungsgeometrien 16 auf einer entsprechend gestalteten Unterlage fixiert werden.The 13 shows an exploded view of the cell reactor 6 ' in the second embodiment. The upper housing part 9 ' comes with thumbscrews 12 in internal threads 19 in the lower part 10 ' fixed. Via the connection to the cell feed 15 Cells are in the cell reactor 6 ' given. Through the inlet opening 13 nutrient medium flows into the shell 9 ' and through the layer system 1 with layer basket 4 , Layer 3 and fixation ring 2 in the lower part 10 ' , From there, the nutrient medium on the outflow 14 from the reactor 6 ' escorted out. The layer system 1 gets over the jetty 1b and the leadership bag 1d in the lower part 10 ' positioned. The lower part 10 ' of the cell reactor 6 ' can be via T-shaped fixation geometries 16 be fixed on a correspondingly shaped pad.

Die 14 zeigt den zusammengesetzten Zellreaktor 6' in der zweiten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung. Die Rändelschrauben 12 sind in die Innengewinde 19 im Unterteil 10' eingeschraubt und fixieren damit das Oberteil 9' auf dem Unterteil 10'. Die Einströmöffnung 13, die Ausströmöffnung 14 und der Anschluss für die Zellzuführung 15 können aus einem anderen Material als der Hauptkörper des Unterteils 10' ausgebildet sein. Das Layersystem 1 wird durch den Steg 1b im Innenraum des Zellreaktors 6' definiert positioniert. Die Dichtfläche 7a am Oberteil 9' und die Dichtfläche 7b am Unterteil 10' sind so ausgebildet, dass durch das Polymermaterial von Oberteil 9' und Unterteil 10' eine Dichtwirkung erzielt wird. Diese Dichtwirkung kann durch das Aufbringen einer dünnen Schicht aus Dichtmaterial auf die Dichtflächen 7a, 7b gesteigert werden. Der Innenraum des Oberteils 9' ist im Bereich der Dichtfläche 7a zylindrisch ausgebildet und läuft dann in Richtung Einströmöffnung 13 kegelförmig zu. Da der Innendurchmesser des Oberteils 9' geringer ist als der Außendurchmesser des Layersystems 1, wird das Layersystem 1 durch Aufschrauben des Oberteils 9' von einem Teil der Dichtfläche 7a überdeckt und damit im Unterteil 10' fixiert.The 14 shows the composite cell reactor 6 ' in the second embodiment in a sectional view. The knurled screws 12 are in the internal thread 19 in the lower part 10 ' screwed in and thus fix the upper part 9 ' on the lower part 10 ' , The inflow opening 13 , the discharge opening 14 and the connection for the cell feed 15 can be made of a different material than the main body of the base 10 ' be educated. The layer system 1 gets through the jetty 1b in the interior of the cell reactor 6 ' defined positioned. The sealing surface 7a at the top 9 ' and the sealing surface 7b at the bottom 10 ' are formed so that by the polymer material of upper part 9 ' and lower part 10 ' a sealing effect is achieved. This sealing effect can be achieved by applying a thin layer of sealing material to the sealing surfaces 7a . 7b be increased. The interior of the shell 9 ' is in the area of the sealing surface 7a cylindrically shaped and then runs in the direction of the inlet opening 13 conical too. As the inner diameter of the shell 9 ' is less than the outer diameter of the layer system 1 , becomes the layer system 1 by screwing on the upper part 9 ' from a part of the sealing surface 7a covered and thus in the lower part 10 ' fixed.

Die 15 zeigt eine perspektivische Ansicht des Oberteils 9' des erfindungsgemäßen Zellreaktors 6' in der zweiten Ausführungsform. Am Oberteil 9 sind die Einströmöffnung 13 und der Anschluss für die Zellzuführung 15 ausgebildet. Zudem sind am Oberteil 9' Schraubenlöcher 18 zum Durchführen der Rändelschrauben 12 oder der Innensechskantschrauben 12a ausgebildet (13).The 15 shows a perspective view of the upper part 9 ' of the cell reactor according to the invention 6 ' in the second embodiment. At the top 9 are the inflow opening 13 and the connection for the cell feed 15 educated. In addition, at the top 9 ' Screw holes 18 for passing the knurled screws 12 or the hexagon socket screws 12a educated ( 13 ).

Die 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Unterteils 10' des Zellreaktors 6' in der zweiten Ausführungsform. Im Innenraum des Unterteils 10' sind der Steg 1b und die Führungstasche 1d ausgebildet. Zudem sind im Unterteil 10' die Ausströmöffnung 14 und die Innengewinde 19 zum Einschrauben der Rändelschrauben 12 oder der Innensechskantschrauben 12a ausgebildet.The 16 shows a perspective view of the base 10 ' of the cell reactor 6 ' in the second embodiment. In the interior of the lower part 10 ' are the jetty 1b and the leadership bag 1d educated. In addition, in the lower part 10 ' the discharge opening 14 and the internal threads 19 for screwing in the knurled screws 12 or the hexagon socket screws 12a educated.

Die 17 zeigt eine Schnittdarstellung des Oberteils 9' des Zellreaktors 6' in der zweiten Ausführungsform. Am Hauptkörper des Oberteils 9' sind die Einströmöffnung 13 und der Anschluss zur Zellzuführung 15 ausgebildet.The 17 shows a sectional view of the upper part 9 ' of the cell reactor 6 ' in the second embodiment. On the main body of the shell 9 ' are the inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 educated.

Die 18 zeigt eine Schnittdarstellung des Unterteils 10' des Zellreaktors 6' in der zweiten Ausführungsform. Am Unterteil 10' sind die Führungstaschen 1d, der Steg 1b und die Ausströmöffnung 14 ausgebildet.The 18 shows a sectional view of the lower part 10 ' of the cell reactor 6 ' in the second embodiment. At the bottom 10 ' are the leadership bags 1d , the bridge 1b and the discharge opening 14 educated.

Die 19 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Zellreaktors 6'' in der dritten Ausführungsform. Am Oberteils 9'' sind die Einströmöffnung 13 und der Anschluss zur Zellzuführung 15 ausgebildet. Für die Befestigung des Oberteils 9'' mit den Innensechskantschrauben 12a sind im Unterteil 10'' Taschen 20 für die Schraubenmuttern 12b ausgebildet. Am Unterteil 10'' sind zudem rippenförmige Versteifungen ausgebildet.The 19 shows an overall perspective view of the cell reactor 6 '' in the third embodiment. At the top 9 '' are the inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 educated. For fastening the upper part 9 '' with the hexagon socket screws 12a are in the lower part 10 '' Bags 20 for the nuts 12b educated. At the bottom 10 '' are also rib-shaped stiffeners formed.

Die 20 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des erweiterten Zellreaktors 6a in der vierten Ausführungsform mit einem Zwischenteil 17, welches zwischen Oberteil 9'' und Unterteil 10'' eingefügt ist. Damit ist es möglich, mehrere Layersysteme 1' im Zellreaktor 6a unterzubringen.The 20 shows an overall perspective view of the extended cell reactor 6a in the fourth embodiment with an intermediate part 17 which between upper part 9 '' and lower part 10 '' is inserted. This makes it possible to have multiple layer systems 1' in the cell reactor 6a accommodate.

Die 21 zeigt eine Explosionsdarstellung des erweiterten Zellreaktors 6a in der vierten Ausführungsform mit Zwischenteil 17. Oberteil 9'', Zwischenteil 17 und Unterteil 10'' werden mit Innensechskantschrauben 12a mit Schraubenmuttern 12b verschraubt, wobei im Unterteil 10'' Taschen 20 für die die Schraubenmuttern 12b ausgebildet sind. Das Layersystem 1' der Variante 2 besteht aus dem Layerkorb 4', den Layern 3, dem Fixierring 2' und dem Schraubdeckel 5, wobei im Zwischenteil 17 mehrere Layersysteme 1' untergebracht werden können. Die Layer 3 werden über den Steg 1b' (4), die Führungsnut 1a' und den Steg 1b'' definiert und orientiert im Unterteil 10'' des Zellreaktors 6a ausgerichtet.The 21 shows an exploded view of the extended cell reactor 6a in the fourth embodiment with intermediate part 17 , top 9 '' , Intermediate part 17 and lower part 10 '' be with hexagon socket screws 12a with nuts 12b bolted, being in the lower part 10 '' Bags 20 for the nuts 12b are formed. The layer system 1' the variant 2 consists of the layer basket 4 ' , the layers 3 , the fixation ring 2 ' and the screw cap 5 , where in the intermediate part 17 several layer systems 1' can be accommodated. The layers 3 be over the jetty 1b ' ( 4 ), the guide groove 1a ' and the jetty 1b '' defined and oriented in the lower part 10 '' of the cell reactor 6a aligned.

Die 22 zeigt den zusammengesetzten Zellreaktor 6'' in Schnittdarstellung in der dritten Ausführungsform. Das Oberteil 9'' mit der Einströmöffnung 13 und dem Anschluss zur Zellzuführung 15 ist mit Innensechskantschrauben 12a auf dem Unterteil 10'' fixiert. Für die Innensechskantschrauben 12a sind dabei im Unterteil 10'' ausgebildete Taschen 20 mit Schraubenmuttern 12b oder Innengewinde 19 vorgesehen. Am Layersystem 1' ist eine Führungsnut 1a' ausgebildet, welche im Unterteil 10'' eine Entsprechung in einem Steg 1b'' findet. Die Einströmöffnung 13, der Anschluss zur Zellzuführung 15 und die Ausströmöffnung 14 können aus anderem Material als der Hauptkörper des Unterteils 10'' bestehen.The 22 shows the composite cell reactor 6 '' in sectional view in the third embodiment. The top 9 '' with the inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 is with hexagon socket screws 12a on the lower part 10 '' fixed. For the hexagon socket screws 12a are in the lower part 10 '' trained bags 20 with nuts 12b or internal thread 19 intended. At the layer system 1' is a guide groove 1a ' formed, which in the lower part 10 '' a correspondence in a footbridge 1b '' place. The inflow opening 13 , the connection to the cell feeder 15 and the discharge opening 14 can be made of other material than the main body of the base 10 '' consist.

Die 23 zeigt eine perspektivische Ansicht des Oberteils 9'' des Zellreaktors 6'' in der dritten Ausführungsform mit der Einströmöffnung 13 und dem Anschluss zur Zellzuführung 15. Für die Verschraubung sind Schraubenlöcher 18 vorgesehen.The 23 shows a perspective view of the upper part 9 '' of the cell reactor 6 '' in the third embodiment with the inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 , For the screw connection are screw holes 18 intended.

Die 24 zeigt eine perspektivische Ansicht des Unterteils 10'' des Zellreaktors 6'' in der dritten Ausführungsform. Neben der Ausströmöffnung 14 sind am Unterteil 10'' Schraubenlöcher 18 und Taschen 20 zur Aufnahme der Schraubenmuttern 12b ausgebildet.The 24 shows a perspective view of the base 10 '' of the cell reactor 6 '' in the third embodiment. Next to the discharge opening 14 are at the bottom 10 '' screw holes 18 and bags 20 for receiving the nuts 12b educated.

Die 25 zeigt eine Schnittdarstellung des Oberteils 9'' des Zellreaktors 6'' in der dritten Ausführungsform. Die Einströmöffnung 13 und der Anschluss zur Zellzuführung 15 können aus anderem Material als der Hauptkörper des Oberteils 9'' bestehen. Der Innenraum des Oberteils 9'' läuft in Richtung Einströmöffnung 13 kegelförmig zu. Im Innenraum des Oberteils 9'' ist vor dem Anschluss zur Zellzuführung 15 eine Finne 21 ausgebildet.The 25 shows a sectional view of the upper part 9 '' of the cell reactor 6 '' in the third embodiment. The inflow opening 13 and the connection to the cell feed 15 can be made of other material than the main body of the shell 9 '' consist. The interior of the shell 9 '' runs in the direction of the inflow opening 13 conical too. In the interior of the shell 9 '' is before the connection to the cell feed 15 a Finn 21 educated.

Die 26 zeigt eine Schnittdarstellung des Unterteils 10'' des Zellreaktors 6'' in der dritten Ausführungsform. Am Unterteil 10'' sind die Ausströmöffnung 14 und die Stege 1b'' zur Ausrichtung des Layersystems 1' ausgebildet.The 26 shows a sectional view of the lower part 10 '' of the cell reactor 6 '' in the third embodiment. At the bottom 10 '' are the outflow opening 14 and the footbridges 1b '' to align the layer system 1' educated.

Das Layersystem 1, 1' liegt bei allen Ausführungsformen plan auf dem Reaktorinnenraumboden auf. Beim Zellreaktor 6' und beim erweiterten Zellreaktor 6a wird ein Aufschwimmen des Layersystems 1' innerhalb des mit Nährmedium gefüllten Innenraums des Zellreaktors 6' durch das spezifische Volumen der eingesetzten Komponenten und dem dadurch resultierenden Eigengewicht verhindert.The layer system 1 . 1' is flat in all embodiments on the reactor interior floor. At the cell reactor 6 ' and the extended cell reactor 6a becomes a floating up of the layer system 1' within the nutrient medium filled interior of the cell reactor 6 ' prevented by the specific volume of the components used and the resulting weight.

Die Entnahme des Layersystems 1,1' aus dem Unterteil 10, 10', 10'' des Zellreaktors 6, 6', 6'', 6a kann mit Hilfe einer Pinzette erfolgen.The removal of the layer system 1 . 1' from the lower part 10 . 10 ' . 10 '' of the cell reactor 6 . 6 ' . 6 '' . 6a can be done with the help of tweezers.

Als Material für das Oberteil 9, 9, 9'', das Zwischenteil 17, das Unterteil 10, 10', 10'', den Verschlussring 8, den Layerkorb 4, 4', den Fixierring 2, 2' und den Schraubdeckel 5 wird Polyurethan bevorzugt verwendet. Das Polyurethan wird besonders bevorzugt als Gießharz verarbeitet.As material for the upper part 9 . 9 . 9 '' , the intermediate part 17 , the lower part 10 . 10 ' . 10 '' , the lock ring 8th , the layer basket 4 . 4 ' , the fixation ring 2 . 2 ' and the screw cap 5 Polyurethane is preferably used. The polyurethane is particularly preferably processed as a casting resin.

Als Material für die als Layer ausgebildeten Zellkulturträger werden Polycarbonate oder biokompatible Polymere, wie beispielsweise Polylactide, bevorzugt verwendet.As the material for the layered cell culture carriers, polycarbonates or biocompatible polymers such as polylactides are preferably used.

Die Rändelschrauben 12, die Innensechskantschrauben 12a und die Schraubenmuttern 12b sind bevorzugt aus rostfreiem Stahl oder Polycarbonat ausgeführt.The knurled screws 12 , the hexagon socket screws 12a and the nuts 12b are preferably made of stainless steel or polycarbonate.

Als Material für die Dichtung 7 wird Silikon bevorzugt. Die Dichtflächen 7a, 7b werden bevorzugt dadurch erzeugt, dass Silikon auf die plane Dichtfläche des Unterteils 10', 10'' und/oder des Oberteils 9', 9'' in einem qualifizierten Beschichtungsverfahren aufgetragen wird. Die Querschnittkontur der so gefertigten. Dichtung 7a, 7b ist vorzugsweise trapezförmig ausgebildet, wobei die Materialstärke in Richtung des Reaktorinnenraums zunimmt. Dadurch entsteht eine Dichtlippe, die die Dichtwirkung vorteilhaft erhöht. Es hat sich gezeigt, dass die Abdichtung des Zellreaktors 6, 6', 6'', 6a mittels Dichtring oder Dichtflächen Arbeitsdrücken um 0,25 bar standhält.As a material for the seal 7 Silicone is preferred. The sealing surfaces 7a . 7b are preferably produced by silicone on the flat sealing surface of the lower part 10 ' . 10 '' and / or the top 9 ' . 9 '' applied in a qualified coating process. The cross-sectional contour of the so produced. poetry 7a . 7b is preferably trapezoidal, wherein the material thickness increases in the direction of the reactor interior. This creates a sealing lip, which advantageously increases the sealing effect. It has been shown that the sealing of the cell reactor 6 . 6 ' . 6 '' . 6a by means of sealing ring or sealing surfaces working pressures by 0.25 bar can withstand.

Das Kultivieren der Zellen im Zellreaktor 6, 6', 6'', 6a hängt vom Zelltyp ab. Bevor die als Layer 3 ausgebildeten Zellkulturträger apikal oder basal durchströmt werden, erfolgt in vorteilhafter Weise das Einbringen der Zellen in den mit Nährmedium gefüllten Zellreaktor 6, 6', 6'', 6a und ein mindestens einstündiges statisches Kultivieren der Zellen, um eine Adhäsion der Zellen an den als Layer 3 ausgebildeten Zellkulturträgern zu gewährleisten.Cultivating the cells in the cell reactor 6 . 6 ' . 6 '' . 6a depends on the cell type. Before that as a layer 3 Trained cell culture carriers are perfused apically or basally, advantageously the introduction of the cells in the filled with nutrient medium cell reactor 6 . 6 ' . 6 '' . 6a and static culture of the cells for at least one hour to allow the cells to adhere to one another as a layer 3 to ensure trained cell culture media.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 ': Layersystemlayer system
1a, 1a'1a, 1a ': Führungsnutguide
1b, 1b'', 1b''1b, 1b ", 1b": Stegweb
1c1c: Führungsstegguide web
1d1d: Führungstascheguide pocket
2, 2'2, 2 ': Fixierringfixing
33: Layerlayer
4, 4'4, 4 ': Layerkorblayer basket
4'a4 'a: Außengewindeexternal thread
55: Schraubdeckelscrew
5a5a: Innengewindeinner thread
6, 6', 6''6, 6 ', 6' ': Zellreaktorcell reactor
6a6a: erweiterter Zellreaktorextended cell reactor
7 7: Dichtungpoetry
7a7a: Dichtflächesealing surface
7b7b: Dichtflächesealing surface
88th: Verschlussringlock ring
8a8a: Verschlussflächeclosure surface
8b8b: Führungszapfenspigot
8c8c: Verschlusshakenlock jaw
9, 9', 9''9, 9 ', 9' ': Oberteiltop
10, 10', 10''10, 10 ', 10' ': Unterteillower part
1111: Führungsnutguide
1212: RändelschraubenScrews
12a12a: InnensechskantschraubenAllen screws
12b12b: Schraubenmutternnuts
1313: Einströmöffnunginflow
1414: Ausströmöffnungoutflow
1515: Anschluss zur ZellzuführungConnection for cell feed
1616: Fixierungsgeometriefixed geometry
1717: Zwischenteilintermediate part
1818: Schraubenlöcherscrew holes
1919: Innengewindeinner thread
2020: TaschenBags
2121: Finnefin

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0629237 B1 [0006]
EP 1539925 B1 [0007]
DE 4200446 A1 [0008]
DE 19952847 B4 [0009]
DE 3923279 C2 [0010]

Claims

Cell reactor for the treatment and examination of cell cultures and for the continuous supply of different cells, wherein inflow and outflow openings are provided for liquid or gaseous nutrient medium and the nutrient medium can flow through the cell cultures apically or basally, comprising a) an upper part ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and a lower part ( 10 . 10 ' . 10 '' ), b) a layer system ( 1 . 1' ) with at least one layer ( 3 ) formed by flow-through cell culture carrier, with a positioning device, with a layer basket ( 4 . 4 ' ) for the layers ( 3 ) and with a fixing ring ( 2 . 2 ' ), and c) a locking mechanism with a detachable connection between upper part ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and lower part ( 10 . 10 ' . 10 '' ).

Cell reactor according to claim 1, characterized in that between upper part ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and lower part ( 10 . 10 ' . 10 '' ) of the cell reactor ( 6 . 6 ' . 6 '' ) an intermediate part ( 17 ) can be arranged.

Cell reactor according to claims 1 or 2, characterized in that the layers ( 3 ) in the layer system ( 1 . 1' ) of the cell reactor ( 6 . 6 ' . 6 '' . 6a ) are layered and form a three-dimensional framework structure for cell cultures.

Cell reactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the positioning device for the layer system ( 1 . 1' ) as a guide groove ( 1a . 1a ' ) formed with a on the inside of the cell reactor ( 6 . 6 ' . 6 '' . 6a ) formed bridge ( 1b . 1b ' . 1b '' ) is engaged.

Cell reactor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fixing ring ( 2 . 2 ' ) with a press fit between the guide groove ( 1a ) and on the inside of the cell reactor ( 6 . 6 ' ) corresponding bridge ( 1b ) or on the inside of the layer basket ( 4 ' ) corresponding bridge ( 1b ' ) is trained.

Cell reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that between upper part ( 9 . 9 ' . 9 '' ) and lower part ( 10 . 10 ' . 10 '' ) or intermediate part ( 17 ) a seal ( 7 ) or sealing surfaces ( 7a . 7b ) are formed.

Cell reactor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inflow opening ( 13 ), the outflow opening ( 14 ) and the connection for the cell feed ( 15 ) are preferably designed as Luer-lock connections.

Cell reactor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the recording of the layer ( 3 ) in the layer basket ( 4 . 4 ' ) is executed round.

Cell reactor according to one of claims 1 to 8, characterized in that at the lower part ( 10 . 10 ' . 10 '' ) of the cell reactor ( 6 . 6 ' . 6 '' . 6a ) a fixation geometry ( 16 ) is trained.