Апарат для культивування клітинних культур

Реферат: Апарат для культивування клітинних культур містить циліндричну герметичну ємність з технологічними патрубками та розташований всередині ємності пристрій для перемішування середовища, який включає вертикальний шток з приводом, встановлений на осі ємності з можливістю зворотно-поступального руху в вертикальній площині та набір перемішуючих елементів, які являють собою еластичні тонкі мембрани, розташовані на радіальних підпірках. Апарат має горизонтальне положення із ступенем заповнення, який залежить від висоти касет; забезпечений штуцерами підводу стерильного повітря та відводу метаболітів, а також містить касету з можливістю обертання та насадки з великою питомою поверхнею. UA 72531 U (54) АПАРАТ ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ КЛІТИННИХ КУЛЬТУР UA 72531 U UA 72531 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до біотехнології і може бути використана для культивування клітинних культур (отримання -інтерферонів) в іммобілізованому стані при встановленому рівні напружень зсуву і за умов аерації при відсутності газової фази у вигляді бульбашок. Відомий апарат для культивування клітин, який містить вертикальну циліндричну ємність з сорочкою і технологічними патрубками, розміщену в ємності лопатеву мішалку з вертикальним порожнистим приводним валом, на нижній частині якого під лопатями розміщено фільтруючий елемент (див., наприклад, А.с. СРСР № 1633814, С12Μ3/00, 1984). Недолік цього апарата для культивування клітин полягає в неефективності використання даного апарата для культивування клітин, які є чутливими до напружень зсуву. Відомий також апарат для вирощування клітин, що містить циліндричну герметичну ємність з технологічними патрубками та розташований всередині ємності пристрій для перемішування середовища, який включає вертикальний шток з приводом, встановлений на осі ємності з можливістю зворотно-поступального руху в вертикальній площині та набір перемішуючих елементів, які являють собою еластичні тонкі мембрани, розташовані на радіальних підпірках (див., наприклад, деклараційний патент № 71282, С12М1/04, 2004). Цей апарат для вирощування клітин є найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю та досягнутому ефекту і прийнятий за найближчий аналог. Недолік відомого апарата для культивування клітин полягає в пониженій продуктивності внаслідок створення малої поверхні для іммобілізації клітин, а також в не врахуванні фізіологічних особливостей об'єктів культивування. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення апарата для вирощування клітин, шляхом створення великої поверхні для іммобілізації клітин; підводу кисню без створення бульбашок і горизонтальним розташуванням апарата; забезпеченням умов асептики; підводом поживних речовин і відведенням метаболітів. Поставлена задача вирішується тим, що апарат для культивування клітинних культур, містить касету, що обертається, і насадки з великою питомою поверхнею; ступінь заповнення апарата забезпечує необхідність клітин в кисні та поживних речовинах і лежить в діапазоні від 0,1 до 0,5; горизонтальне положення дає можливість виконання процесу аерації без утворення бульбашок; спроектовані штуцери дозволяють постійно підводити стерильне повітря і відводити метаболіти; умови асептичності забезпечені гілоновим ущільненням. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 зображено розріз апарата; на Фіг. 2 - вигляд зліва; Фіг. 3 - тип насадок. Апарат являє собою циліндричну посудину горизонтального типу - горизонтальне розташування обумовлене необхідністю клітин отримувати елементи вуглецевого і кисневого харчування в умовах неможливості (через фізіологічні особливості клітин) забезпечення вводу кисню у вигляді бульбашок. Апарат має жорстку конструкцію, складається з корпусу, кришки 1 та сорочки 2 (Фіг. 1). Корпус складається з циліндричної обичайки 3 і привареної до неї плоскої кришки 4 з одного боку і фланця 5 з іншого. Використання плоскої кришки 4 є оптимальним для даної конструкції, через те, що в апараті відсутній надлишковий тиск і така кришка є достатньо дешевою і простою у виготовленні. Герметизація апарата в місці з'єднання корпусу і кришки 1 забезпечується за рахунок притискання кришки апарата до фланця 5 болтами 6, а як ущільнення використано асбометалічну прокладку 7. Герметизація апарата в місці входу вала 8 в кришку 1 здійснюється шляхом використання гілонового ущільнення 9. Регулювання температури культивування здійснюється за рахунок сорочки 2, привареної до корпусу, в яку може подаватися теплоносій з різною температурою в залежності від того, що необхідно зробити: підвести чи відвести тепло. Досягнення різної температури теплоносія забезпечується змішуванням певних об'ємів холодної і гарячої води безпосередньо перед подачею їх до сорочки (цей процес автоматизується за рахунок наявності зворотного зв'язку між датчиком температури 10 в середині апарата і механізмами, регулюючими подачу холодної і гарячої води). Площа поверхні теплообміну сорочки забезпечує необхідну кількість теплоти для підтримання постійної температури культивування. На верхній частині циліндричної обичайки 3 корпусу апарата розташований штуцер подачі поживного середовища 11 (Фіг. 2). В нижній частині апарата знаходиться штуцер для виходу (культуральної рідини) продукту 12. Стерильне повітря на аерацію підводиться через штуцер входу 13 на верхній частині корпусу. Воно попередньо підігрівається до температури +37 °С, щоб забезпечити стабільний термічний фон. Відведення повітря здійснюється через штуцер виходу 14, що також розташований на верхній частині корпусу апарата. 1 UA 72531 U 5 10 15 20 25 30 Кришка 1 представляє собою плоску кришку, через яку вводиться вал в апарат. Кришка кріпиться за допомогою болтів до фланця корпусу. На валу апарата закріплена касета 15. В порожнину касети апарата, що обертається завантажують таку кількість насадок 16 (Фіг. 3), що дозволяє сформувати моношар клітин, що забезпечить концентрацію клітин продуцентів 6 інтерферону - 1-510 . Насадки засипаються між стінками касети так, що забезпечується нерухомість носіїв моношару клітин. Касета обертається на валу, який з'єднується з двигуном через муфту 17. Виймання касети здійснюється шляхом від'єднання кришки від корпусу з наступним зніманням касети з вала апарата. Апарат встановлюється на двох сідловидних опорах 18. Для контролю рівня рН апарат оснащено рН-метром рН-203 19, який має діапазон вимірювань 0,00-14,00 рН, ціну поділки 0,01 рН, похибку вимірювань ±0,02 рН. Визначення концентрації розчиненого кисню виконується за рахунок застосування кисневого датчика іnРrо 6800 20, нижня границя визначення наявності кисню в якому 6 мкг/л, ціна поділки 5 мкг/л, а похибка вимірювань ±10 мкг/л. Як прилад для контролю температури встановлений датчик ДТЕ800, що має діапазон вимірювань -50.. + 800 °С, похибку вимірювання 2 % від значення температури, що вимірюється. Матеріал апарата хромонікелева сталь аустенітного класу 12Х18Н10Т ГОСТ 380-94. Елементи клітки і вала також виконуються з тієї ж сталі. Кріпильні елементи виконуються з Сталі 35Х ГОСТ 380-94. В апараті використовується асбометалічна прокладка. Матеріалом насадок є кераміка, на які можуть іммобілізуватися клітини, і яка є інертною у хімічному відношенні. Працює апарат для культивування клітин наступним чином. Перед початком культивування апарат необхідно простерилізувати та дезінфікувати. В апарат через штуцер 11 вводиться поживне середовище, причому перша партія з посівним матеріалом. Вал 8 апарата разом з прикріпленою на ньому касетою 15 обертається за рахунок передачі крутного моменту з вала двигуна. Посівний матеріал починає іммобілізуватися на поверхні насадок 16, що розташовані в середині касети. Через штуцер 13 вводиться стерильне повітря. Ступінь заповнення апарата дозволяє клітинам поперемінно споживати кисень і елементи вуглецевого харчування. За допомогою датчиків 10, 19, 20 постійно контролюються параметри культивування. По мірі того як збільшується популяція клітин підводиться все більше і більше поживного середовища і інтенсивніше відводяться продукти життєдіяльності. При досягненні необхідної кількості клітин замість поживного середовища подають реагент, що відділяє клітини від поверхні і через штуцер виходу 12 виводиться продукт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Апарат для культивування клітинних культур, що містить циліндричну герметичну ємність з технологічними патрубками та розташований всередині ємності пристрій для перемішування середовища, який включає вертикальний шток з приводом, встановлений на осі ємності з можливістю зворотно-поступального руху в вертикальній площині та набір перемішуючих елементів, які являють собою еластичні тонкі мембрани, розташовані на радіальних підпірках, який відрізняється тим, що апарат має горизонтальне положення із ступенем заповнення, який залежить від висоти касет; забезпечений штуцерами підводу стерильного повітря та відводу метаболітів, а також містить касету з можливістю обертання та насадки з великою питомою поверхнею. 2 UA 72531 U Комп’ютерна верстка В.Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3