DE3809163A1 - Belueftungsvorrichtung fuer die zucht von saeugetierzellen - Google Patents
Belueftungsvorrichtung fuer die zucht von saeugetierzellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für die
Zucht von Säugetierzellen. Insbesondere befaßt sich die
Erfindung mit einer Belüftungsvorrichtung, die eine Luft
zufuhr ermöglicht, die notwendig und ausreichend für das
Wachstum der Zellen ist, wenn eine Zucht der Säugetierzel
len im Großmaßstab durchgeführt wird, so daß die Zellen un
ter geeigneten Umgebungsbedingungen gezüchtet werden kön
nen.
Die übliche Zucht von Säugetierzellen erfolgt beispielsweise
in einer Zuchtvorrichtung 1, die in Fig. 2 gezeigt ist. Die
se Zuchtvorrichtung 1 hat einen Zuchtbehälter 6 mit einer
Rühreinrichtung 3. Der Zuchtbehälter 6 ist mit einem Luftzu
fuhreinlaß 4 und einem Ableitungsauslaß 5 versehen. Wenn
Säugetierzellen unter der Verwendung dieser Vorrichtung ge
züchtet werden sollen, wird ein Kulturnährmedium 2, das Säu
getierzellen enthält, in das Innere des Zuchtbehälters 6 ein
gebracht, und Luft, Luft angereichert mit Sauerstoff oder
sehr reiner Sauerstoff (dies wird nachstehend insgesamt mit
"Luft" bezeichnet) wird zugeführt, und die Rühreinrichtung 3
bewirkt zugleich eine Agitation. Die zugeführte Luft wird
über die Oberfläche des Kulturnährmediums 2 aufgenommen, das
in Bewegung gehalten wird, wobei Luft den Säugetierzellen
zugeführt wird, die sich in dem Kulturnährmedium 2 befinden.
Wenn bei einer solchen Vorrichtung das Volumen des Zuchtbe
hälters 6 relativ klein (etwa 100-1000 ml) ist, ist die
Luftzufuhr adäquat. Wenn aber das Volumen des Zuchtbehälters
6 groß ist (beispielsweise 500-1000 Liter), wird nicht aus
reichend Luft den Kulturzellen zugeführt. Wenn daher die
Züchtung im Industriemaßstab vorgenommen werden soll, wird
das Verhältnis des Oberflächenbereichs zu Fluidvolumen im
Zuchtbehälter 6 klein und ein Belüftungssystem mittels der
Diffusion von Luft liefert nicht die notwendige und ausrei
chende Luftmenge für das Wachstum der Zellen.
Eine Anzahl von Einrichtungen wurden verwendet, um die not
wendige und ausreichende Luftmenge für das Wachstum der
Säugetierzellen zu führen, die im Großmaßstab gezüchtet wer
den sollen (d.h. zum Zwecke der Vergrößerung des volumetri
schen Sauerstoffübertragungskoeffizienten).
Das Verfahren zur Belüftung von Zuchtbehältern im industriel
len Maßstab, das heutzutage weit verbreitet Anwendung findet,
ist eine direkte Methode für die Luftzufuhr mittels der Blasen
belüftung und Agitation mit einer Luftblasdüse, die in das
Kulturnährmedium eingeführt wird. Bei diesem Verfahren ist
die Spitze der Öffnung in der Luftblasdüse mit einer Veren
gung oder einem gesinterten Filter o.dgl. versehen, und der
Durchmesser der Luftblasen wird so klein wie möglich gemacht,
so daß der allgemeine Aufnahmefähigkeitskoeffizient für Sau
erstoff in dem Kulturnährmedium so groß als möglich wird.
Beim Verfahren zur Luftzufuhr mit Hilfe der Blasenbelüftung
und Agitation wird die Blasenbildung bei dem Kulturnähr
medium verstärkt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß,
wenn Säugetierzellen zu züchten sind, Proteine, wie Serum
usw. in dem Kulturnährmedium vorhanden sind und diese Prote
ine als grenzflächen-aktive Stoffe wirken. Die Blasenbil
dung bei dem Kulturnährmedium behindert das Wachstum der
Zellen und die Erzeugung von durch die Zellen produzierten
Produkten nimmt ab, wenn der Behälter mit vielen Blasen ge
füllt ist. Bei einer weiteren Methode zur effektiven Luft
zufuhr zu den Kulturzellen läßt sich der Partialdruck von
Sauerstoff innerhalb der oberen Grenzen anheben, oberhalb
der eine Zytotoxität auftreten würde, wodurch eine Vergröße
rung der volumetrischen Sauerstoffübertragungsrate verursacht
wird. Jedoch ist es relativ schwierig, den Partialdruck von
Sauerstoff zu steuern und die hierbei erhaltenen Resultate
sind nicht so gut wie man erwartet hatte.
Bei einer weiteren Methode, bei der nicht die direkte Luftzu
fuhr zu den Kulturzellen verwirklicht wird, wie dies bei den
vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen der Fall ist, wird
Luft indirekt unter Verwendung einer semi-permeablen Membran
oder einer Silikonmembran zugeführt. Bei diesem Verfahren be
findet sich auf einer Seite der vorstehend genannten Membran
Luft oder ein flüssiges Medium, das Luft enthält und dieses
strömt auf dieser einen Seite, und Luft wird durch die Mem
brane den Kulturzellen auf der anderen Seite zugeführt. In
der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 60-2 34 580
ist beispielsweise ein Verfahren angegeben, bei dem Sauer
stoff dem Kulturmedium über eine semi-permeable Membran zuge
führt wird. Bei diesem Verfahren jedoch ist der Widerstand
der vorstehend genannten Membrane groß, wenn Luft durch die
se permeiert. Um in diesem Zusammenhang die für das Wachs
tum der Zellen notwendige Luftmenge sicherzustellen, ist es
erforderlich, daß der Oberflächenbereich der Membran äußerst
groß gewählt werden muß, und es wird ein großer Zuchtbehälter
benötigt. Darüber hinaus wird die Anordnung der Membranen in
dem Zuchtbehälter äußerst kompliziert. Insbesondere wenn die
Kultur die Verwendung eines Mikroträgers erforderlich macht,
wird der die Zellen tragende Mikroträger auf eine sehr un
gleichmäßige Weise in dem Zuchtbehälter verteilt, so daß
die Zellen in den relativ ungestörten Bereichen sterben. Die
Konstruktion des Zuchtbehälters ist kompliziert, woraus sich
der Nachteil ergibt, daß dieser teuer wird. Daher ist die
indirekte Belüftungsmethode, die eine Membrane verwendet,
nicht zur Verwendung bei großen Zuchtbehältern im industriel
len Maßstab geeignet.
Wie bereits vorstehend angegeben worden ist, gibt es bisher
keine wirksamen Mittel für die Belüftung von Säugetierzellen,
die in Zuchtvorrichtungen im Großmaßstab gezüchtet werden sol
len.
Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten Schwie
rigkeiten zu überwinden.
Die Belüftungsvorrichtung für die Zucht der Säugetierzellen
nach der Erfindung, welche die vorstehend genannten und zahl
reiche weitere Nachteile und Schwierigkeiten beim Stand der
Technik überwindet, weist eine Anzahl von Bündeln auf, die aus
dünnwandigen schmalen Hohlkörpern aus einem gasdurchlässigen
Material bestehen, und sie weist eine Belüftungseinrichtung
auf, mittels welcher Luft durch die Innenräume der dünnwandi
gen schmalen Hohlkörper strömt.
Bei einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung weist
die Belüftungseinrichtung eine Anzahl von einzelnen Teilen auf,
und jedes Teil ist an einem Ende mit einem Kopf für die Ein
leitung von Luft verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform ist das Belüftungsteil
an seinem anderen Ende mit einem Kopf zur Luftabfuhr verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform sind die dünnwandigen,
engen Hohlkörper aus Silikonharz hergestellt.
Somit ermöglicht die beschriebene Erfindung folgende Vorteile:
(1) Bereitstellen einer Belüftungsvorrichtung, die den in ei
nem Zuchtbehälter zu züchtenden Säugetierzellen ausreichend
Luft zuführt, wodurch man eine effiziente Zucht von Säugetier
zellen erhält; (2) Bereitstellen einer Belüftungsvorrichtung
zur Verwendung bei der Zucht von Säugetierzellen, die sowohl
bei großen Zuchtbehältern für die Züchtung im industriellen
Maßstab als auch für kleine Zuchtbehälter verwendbar ist, wobei
bei der Vorrichtung verhindert wird, daß sowohl das Wachstum der
Zellen behindert wird als auch eine Abnahme der Erzeugung von
durch die Zellen produzierten Produkten; (3) Bereitstellen
einer Belüftungsvorrichtung mit einem einfachen Aufbau für
die Züchtung von Säugetierzellen unter Verwendung eines Mikro
trägers, die ein Zellsterben verhindert, das dadurch verur
sacht werden könnte, daß der Mikroträger auf sehr ungleich
mäßige Weise verteilt wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beige
fügte Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung
einer Belüftungsvorrichtung für die Zucht von
Säugetierzellen nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung
einer üblichen Zuchtvorrichtung für die Zucht
von Säugetierzellen,
Fig. 3 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines
Teils der Vorrichtung nach der Erfindung, die
in Fig. 1 gezeigt ist,
Fig. 4 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der Be
festigung der Belüftungsvorrichtung nach der
Erfindung an einem Zuchtbehälter,
Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie V-V in
Fig. 4, und
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung
einer weiteren Ausbildungsform einer Belüftungs
vorrichtung für die Zucht von Säugetierzellen
nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Belüftungsvorrichtung 10 nach der Erfindung,
die eine Anzahl von Belüftungseinrichtungen 15 hat, die eine
Anzahl von Bündeln aus dünnwandigen, schmalen, rohrförmigen
Hohlkörpern 21 aufweist, die aus einem gasdurchlässigen Ma
terial bestehen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Ende jeder
Belüftungseinrichtung 15 mit Verbindungseinrichtungen 22 eines
Kopfes 20 mit dem Ziel verbunden, hierüber Luft einzuleiten.
Die anderen Enden sind mit den Verbindungseinrichtungen 23
eines Kopfes 24 verbunden, der zur Luftabfuhr genutzt wird.
Bei diesem Beispiel sind zehn Belüftungseinrichtungen 15 ge
zeigt und jede ist an den Köpfen 20 und 24 angebracht, so daß
sie nahezu senkrecht sind. Der Kopf 20 für die Luftzufuhr und
der Kopf 24 für die Luftabfuhr sind so gekrümmt, daß sie an
die Innenform des Zuchtbehälters 1 a (siehe Fig. 4 und 5) ange
paßt sind. Die Köpfe 20 und 24 sind miteinander mit Hilfe
einer Befestigungseinrichtung 27 und 28 verbunden, mittels
der die Köpfe 20 und 24 am Zuchtbehälter 1 a festgelegt werden.
In den Kopf 20 für die Luftzufuhr strömt Luft über einen Luft
zufuhreinlaß 25 ein. Die in den Kopf 20 einströmende Luft ver
teilt sich in die dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21 der je
weiligen Belüftungseinrichtung 50, und Luft geht durch die
dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21. Ein Teil der Luft, die
im Innern der dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21 strömt,
permeiert durch die Hohlkörperwand der dünnwandigen, schmalen
Hohlkörper 21 und strömt in den Zuchtbehälter 1 a aus. Die Luft,
die durch die dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21 strömt,
wird mit Hilfe des Kopfes 24 für den Luftaustritt gesammelt
und von einem Luftauslaß 26 des Kopfes 24 für den Luftaus
tritt ausgegeben.
Nachstehend werden nähere Angaben bezüglich der tatsächlichen
Verwendung der Belüftungsvorrichtung 10 gemacht. Fig. 4 zeigt
die Anbringung der Belüftungsvorrichtung 10 an dem Zuchtbe
hälter 1 a. Die Köpfe 20 und 24 sind an Befestigungseinrich
tungen 27 und 28 der vorstehend beschriebenen Art befestigt,
und diese Befestigungseinrichtungen 27 und 28 sind an der In
nenwand des Zuchtbehälters 1 a angebracht. Auf diese Weise
ist die Belüftungsvorrichtung 10 an der Innenseite des Zucht
behälters 1 a fixiert. Zu diesem Moment ist der Luftzufuhr
einlaß 25 nur eine Verbindungsleitung 21 mit einem Steuer
ventil 42 auf der Luftzufuhrseite verbunden, und der Auslaß
26 ist über eine Verbindungsleitung 43 mit einem Steuerven
til 44 auf der Luftauslaßseite verbunden. Die dünnwandigen,
schmalen Hohlkörper 21 der Belüftungseinrichtungen 15, die
sich zwischen den Köpfen 20 und 24 befinden, sind nicht so
gespannt, daß sie vollständig geradlinig sind, sondern sie
können sich geringfügig krümmen.
Der Zuchtbehälter 1 a enthält Kulturnährmedium 2, das entweder
Säugetierzellen oder Mikroträger 40 enthält, die Säugetier
zellen mitführen. Ein Heißwassermantel 30 ist um die Außen
fläche des Zuchtbehälters 1 a vorgesehen und er wird ver
wendet, um die Zuchttemperatur zu regulieren.
Der Zuchtbehälter 1 a ist mit weiteren Einrichtungen versehen,
um Kulturnährmedium zuzuführen und abzuleiten, mit Einrich
tungen zur Steuerung der Atmosphäre, sowie Einrichtungen, die
verwendet werden, um eine kontinuierliche Zucht zu erzielen.
Beispielsweise ist in dem Zuchtbehälter 1 a eine Welle 32
nahezu vertikal angeordnet und an ihrem unteren Ende ist
ein Flügel bzw. ein Rührwerk 33 vorgesehen. Die Welle 32 wird
mittels eines Motorantriebs 31 angetrieben, der außerhalb
des Zuchtbehälters 1 a vorgesehen ist. Ferner ist in dem Zucht
behälter 1 a ein Kulturnährmedium-Ableitungsauslaß 34 für die
Ableitung des Kulturnährmediums aus dem Zuchtbehälter 1 a vor
gesehen. Ferner ist ein Kulturnährmedium-Zufuhreinlaß 35 zum
Zwecke des Zuführens von Kulturnährmedium zu dem Zuchtbehäl
ter 1 a vorgesehen. Es ist eine Probesammelöffnung 36 vorge
sehen, von der aus das Kulturnährmedium im Zuchtbehälter 1 a
als Probe entnommen werden kann. Ferner ist ein Gasaustritts
auslaß 28 für das Ableiten von Luft, usw. aus dem Innenraum
des Zuchtbehälters 1 a vorgesehen. Ferner können auch weitere
Einrichtungen vorhanden sein.
Bei der Anwendung der Belüftungsvorrichtung, wie dies in den
Fig. 4 und 5 gezeigt ist, wird zuerst eine entsprechende Menge
an Kulturnährmedium 2 verwendet, um dies in den Zuchtbehälter
einzufüllen, so daß die Belüftungsvorrichtung 10 vollständig
untergetaucht ist. Dann wird das Steuerventil 42 für die
Luftzufuhr in die "Offen"-Stellung gebracht. Dann kann Luft
in die Belüftungsvorrichtung 10 eintreten. Zu diesem Zeit
punkt kann Luft den Innenraum der dünnwandigen, schmalen
Hohlkörper 21 auffüllen, indem das Steuerventil 24 für die
Luftabfuhr und der Druck eingestellt werden, der auf die Luft
wirkt. Somit geht die Luft in den dünnwandigen, schmalen
Hohlkörpern 21 durch die Wände der dünnwandigen, schmalen
Hohlkörper 21 durch und wird in dem Kulturnährmedium gelöst.
Die dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21 nehmen eine gering
fügig gebogene Position ein, so daß, wenn Luft in dem Kultur
nährmedium 2 von den dünnwandigen, schmalen Hohlkörpern 21
aufgelöst wird, die dünnwandigen, schmalen Hohlkörper ungleich
mäßig angeordnet sind, wobei sie ähnlich Seegras im Wasser
gekrümmt sind. Somit wird die durch die dünnwandigen, schmalen
Hohlkörper 21 permeierte Luft in entsprechender Weise durch
das Kulturnährmedium hindurch verteilt. Da die Belüftungs
einrichtung 15 der Belüftungsvorrichtung 10 Bündel von dünn
wandigen, schmalen Hohlkörpern 21 umfassen, ist ihr Volumen
relativ klein und sie nehmen nicht viel Raum im Innern des
Zuchtbehälters 1 a ein.
Für die Belüftungsvorrichtung 10 ist es zur Luftzufuhr in
die Zuchtzellen 2 erforderlich, die Luft unter einen festen
Druck zu setzen, die sich im Innern der dünnwandigen, schma
len Hohlkörper 21 befindet, wie dies voranstehend angegeben
ist. Bei dem vorstehend genannten Beispiel ermöglicht die
Einstellung des Steuerventils 44 auf der Luftauslaßseite,
daß der Druck verändert werden kann, der auf die Luft in den
dünnwandigen, schmalen Hohlkörpern 21 einwirkt.
Das Material, aus dem die dünnwandigen Hohlkörper 21 hergestellt
sind, sollte ein solches sein, das in zufriedenstellender
Weise für Luft durchlässig ist. Wenn man berücksichtigt, daß
die dünnwandigen, schmalen Hohlkörper 21 bei der Belüftungs
vorrichtung 10 verwendet werden, die an dem Zuchtbehälter
21 a angebracht ist, so wird bevorzugt, daß diese mittels un
ter Druck stehendem Dampf sterilisierbar sind. Als dünnwan
dige, schmale Hohlkörper 21, die diese Erfordernisse erfüllen,
sind Silikonharzhohlkörper (z.B. Silikonschläuche) äußerst
geeignet. Bei der in der Beschreibungseinleitung zum Stand
der Technik genannten Vorrichtung werden auch semi-permeable
Membranen und Silikonmembranen verwendet, die für Luft durch
lässig sind, jedoch werden diese in flachen Konfigurationen
verwendet, so daß der Widerstand im Hinblick auf die Luftbe
wegung groß ist und Luft nicht effektiv durch diese permeiert.
Im Vergleich zur Erfindung werden dünnwandige schlauchförmige
Körper verwendet, die für Gase durchlässig sind, so daß der
Gasdruck der Luft gleich jenem der Umgebung der dünnwandigen
schlauchförmigen Körper und hierin ist der Grund dafür zu
sehen, daß Luft relativ einfach durch diese permeiert.
Die Länge der dünnwandigen Hohlkörper 21 ändert sich in Ab
hängigkeit von der Größe, Form und dem Fassungsvermögen des
Zuchtbehälters 1 a. Die Länge wird so gewählt, daß die gesamte
Belüftungsvorrichtung 10 in das Kulturnährmedium 2 einge
taucht ist, das in den Zuchtbehälter 1 a einzubringen ist. Die
Anzahl der dünnwandigen, schmalen, schlauchförmigen Hohlkörper
21, die zur Bildung der Belüftungseinrichtung 15 verwendet wer
den, und die Anzahl der Belüftungseinrichtungen 15, die zur
Bildung der Belüftungsvorrichtung 10 verwendet werden, sind
nicht auf die im Beispiel gezeigten Größen beschränkt.
Die Anzahl der schlauchförmigen Körper wird so gewählt, daß sie,
basierend auf dem volumetrischen Sauerstoffübertragungskoeffi
zienten, der für die gesamte Belüftungsvorrichtung 10 erforder
lich ist, und basierend auf der Form und dem Fassungsvermögen
des Zuchtbehälters 1 a geeignet ist. Die dünnwandigen, schmalen,
schlauchförmigen Hohlkörper mit einer geeigneten Länge sind
gebündelt, um eine Anzahl von Belüftungseinrichtungen zu bilden.
Auf diese Weise erhält man die zuvor angegebene Belüftungsvor
richtung mit einem einfachen Aufbau, welche die für das Wachs
tum der Säugetierzellen erforderliche und ausreichende Luft
zuführen kann, ohne daß Blasen gebildet werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Widerstands
fähigkeit der Belüftungsvorrichtung 10 gegenüber der Dampf
sterilisation unter Druck untersucht, sowie die Druckbeständig
keit, die Beständigkeit gegen Beschädigungen, die durch das
Arbeiten auftreten u.dgl., und sie haben den volumetrischen
Sauerstoffübertragungskoeffizienten für die Belüftungsvor
richtung 10 sowie verschiedene Tests im Industriemaßstab (etwa
mit 500 Litern) durchgeführt, wobei die Belüftungseinrichtun
gen 15 für den Zuchtbehälter 1 a hinsichtlich der Auslegung ent
sprechend gewählt wurden. Die Ergebnisse zeigten, daß, wenn
die dünnwandigen, schmalen, schlauchförmigen Körper 21, die
aus Silikonharz bestehen und 60-150 cm lang sind, bei der Zucht
verwendet werden, jede der Belüftungseinrichtungen 15
300-600 dünnwandige, schmale, schlauchförmige Hohlkörper 21
haben sollte und der Innendurchmesser der dünnwandigen,
schmalen, schlauchförmigen Hohlkörper in der Größenordnung
von 0,1 bis 1,0 mm und der Außendurchmesser in der Größen
ordnung von 0,2 bis 2,0 mm liegen sollte, um optimale Ergeb
nisse zu erzielen.
Das vorstehend genannte Beispiel beschreibt die Belüftungsvor
richtung 10 mit dünnwandigen, schmalen, schlauchförmigen Hohl
körpern 21, die nach oben und unten gestreckt verlaufen. Die
Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Wie beispiels
weise in Fig. 6 gezeigt ist, kann die Belüftungsvorrichtung 10
von Belüftungseinrichtungen 15 gebildet werden, die dünnwandige,
schmale, schlauchförmige Hohlkörper 21 aufweisen, die etwa ho
rizontal ausgerichtet sind. In diesem Fall erhält man ähnliche
Resultate wie die vorangehend erwähnten.
Bei der Anwendung der Vorrichtung (mit einem Fassungsvermögen
von 500 Liter), die in Fig. 4 gezeigt ist, werden Mouse C 127
Zellen auf einen Mikroträger gebracht und gezüchtet. Als Me
dium wurde DMEM ("Dulbecco′s minimum essential medium") mit
der Zugabe von 10% fötalem Kälberserum verwendet. Als Mikro
träger wurde Cytodex 3 (Pharmacia, Inc.,) verwendet, der dem
Medium mit einer Konzentration von 6 g/l zugegeben wurde. Die
Zellen wurden 4 Tage lang bei 37°C gezüchtet. Die maximal er
reichte Zellkonzentration belief sich auf 5×106 Zellen/ml.
Claims (4)
1. Belüftungsvorrichtung für die Zucht von Säugetierzel
len, gekennzeichnet durch eine Anzahl von
Bündeln, die dünnwandige, schmale, schlauchförmige Hohlkörper
(21) aufweisen, die aus einem gasdurchlässigen Material be
stehen, und durch Belüftungseinrichtungen (15), mittels denen
Luft durch die Innenräume der dünnwandigen, schmalen, schlauch
förmigen Hohlkörper (21) strömt.
2. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Belüftungseinrichtungen (15) eine Anzahl
von einzelnen Teilen umfassen, und daß jedes Teil an einem En
de mit einem Kopf (20) für die Luftzuleitung verbunden ist.
3. Belüftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Belüftungsteil am anderen Ende mit
einem Kopf (24) zur Luftableitung verbunden ist.
4. Belüftungsvorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnwandigen,
schmalen, schlauchförmigen Hohlkörper (21) aus Silikonharz
bestehen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62065362A JPS63230079A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 動物細胞大量培養用通気装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3809163A1 true DE3809163A1 (de) | 1988-09-29 |
DE3809163C2 DE3809163C2 (de) | 1994-03-10 |
Family
ID=13284774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3809163A Expired - Fee Related DE3809163C2 (de) | 1987-03-18 | 1988-03-18 | Belüftungsvorrichtung für die Zucht von Säugetierzellen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5110741A (de) |
JP (1) | JPS63230079A (de) |
DE (1) | DE3809163C2 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0416061A1 (de) * | 1989-03-27 | 1991-03-13 | Baxter Int | Oxygenator für zuchtmedium. |
US5081035A (en) * | 1988-04-18 | 1992-01-14 | The University Of Michigan | Bioreactor system |
DE4229325A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Heraeus Sepatech | Kulturgefäß für Zellkulturen |
DE4229334A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Heraeus Sepatech | Kulturgefäß für Zellkulturen |
WO2007051551A1 (de) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Bayer Technology Services Gmbh | Module zur membranbegasung |
WO2007098850A1 (de) * | 2006-02-24 | 2007-09-07 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur be- und entgasung von flüssigkeiten, insbesondere in der biotechnologie und speziell von zellkulturen |
DE102020102420A1 (de) | 2020-01-31 | 2021-08-05 | Rwth Aachen | Gas-Flüssig-Reaktor zur blasenfreien Begasung einer Prozessflüssigkeit |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5656421A (en) * | 1990-02-15 | 1997-08-12 | Unisyn Technologies, Inc. | Multi-bioreactor hollow fiber cell propagation system and method |
DE4027126C1 (de) * | 1990-08-28 | 1991-12-12 | Eberhard Prof. Dr. 2000 Hamburg De Bock | |
US5686301A (en) * | 1993-09-02 | 1997-11-11 | Heraeus Instruments Gmbh | Culture vessel for cell cultures |
DE19504958C1 (de) * | 1995-02-15 | 1995-11-02 | Heraeus Instr Gmbh | Verfahren für die Kultivierung von Zellen auf einem Träger, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung der Vorrichtung |
US6007406A (en) | 1997-12-04 | 1999-12-28 | Micron Technology, Inc. | Polishing systems, methods of polishing substrates, and method of preparing liquids for semiconductor fabrication process |
US6207448B1 (en) | 1998-09-02 | 2001-03-27 | Cedars-Sinai Medical Center | Bioreactor and related method |
US6242248B1 (en) | 2000-02-08 | 2001-06-05 | Cedars-Sinai Medical Center | Bioreactor and related method |
US6322055B1 (en) | 2000-10-02 | 2001-11-27 | Eco-Oxygen Technologies, Llc | Gas dissolving apparatus and method |
US6668556B2 (en) | 2002-04-18 | 2003-12-30 | Eco Oxygen Technologies, Llc. | Gas transfer energy recovery and effervescence prevention apparatus and method |
US7320749B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-01-22 | Eco-Oxygen Technologies, Llc | Method and apparatus for control of a gas or chemical |
US7566397B2 (en) * | 2004-02-09 | 2009-07-28 | Eco Oxygen Technologies, Llc | Superoxygenation of raw wastewater for odor/corrosion control |
DE102005021305A1 (de) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Reaktoreinheit und Reaktor mit einer derartigen Reaktoreinheit |
DE102006018824A1 (de) * | 2006-04-22 | 2007-10-25 | Bayer Technology Services Gmbh | Einweg-Bioreaktor |
KR20210074341A (ko) * | 2018-10-10 | 2021-06-21 | 베링거 인겔하임 인터내셔날 게엠베하 | 고밀도 생물 반응기 배양에서 막 기체 전달을 위한 방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3122186A1 (de) * | 1981-06-04 | 1982-12-23 | Martin 3013 Barsinghausen Lauffer | Silikonkautschukmembranen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zum be- und entgasen von fluessigkeiten |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3883393A (en) * | 1972-05-18 | 1975-05-13 | Us Health Education & Welfare | Cell culture on semi-permeable tubular membranes |
DE2554062C3 (de) * | 1974-12-04 | 1980-12-18 | Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka (Japan) | Dialyseneinheiten |
DE2940446C2 (de) * | 1979-10-05 | 1982-07-08 | B. Braun Melsungen Ag, 3508 Melsungen | Züchtung von tierischen Zellen in Suspensions- und Monolayerkulturen in Fermentationsgefäßen |
DE3130166C1 (de) * | 1981-07-30 | 1982-11-11 | Herbert 7853 Steinen Hüttlin | Dragiertrommel |
US4620965A (en) * | 1982-09-22 | 1986-11-04 | Terumo Corporation | Hollow fiber-type artificial lung |
US4639353A (en) * | 1984-04-24 | 1987-01-27 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Blood oxygenator using a hollow-fiber membrane |
JPS60234580A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-21 | Hitachi Ltd | 動物細胞培養方法 |
JPS6125477A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-04 | Teijin Ltd | 毛管型細胞培養器 |
DE3574397D1 (en) * | 1984-08-03 | 1989-12-28 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Process and apparatus for the bubble-free aeration of liquids, in particular culture media for the propagation of tissue culture |
US4647539A (en) * | 1985-05-24 | 1987-03-03 | Endotronics, Inc. | Method and apparatus for growing cells in vitro |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62065362A patent/JPS63230079A/ja active Granted
-
1988
- 1988-03-18 DE DE3809163A patent/DE3809163C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-09 US US07/520,973 patent/US5110741A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3122186A1 (de) * | 1981-06-04 | 1982-12-23 | Martin 3013 Barsinghausen Lauffer | Silikonkautschukmembranen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung zum be- und entgasen von fluessigkeiten |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5081035A (en) * | 1988-04-18 | 1992-01-14 | The University Of Michigan | Bioreactor system |
EP0416061A1 (de) * | 1989-03-27 | 1991-03-13 | Baxter Int | Oxygenator für zuchtmedium. |
EP0416061A4 (en) * | 1989-03-27 | 1991-12-18 | Baxter International Inc. | Apparatus for oxygenating culture medium |
DE4229325A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Heraeus Sepatech | Kulturgefäß für Zellkulturen |
DE4229334A1 (de) * | 1992-09-02 | 1994-03-03 | Heraeus Sepatech | Kulturgefäß für Zellkulturen |
US5449617A (en) * | 1992-09-02 | 1995-09-12 | Heraeus Sepatech Gmbh | Culture vessel for cell cultures |
US5576211A (en) * | 1992-09-02 | 1996-11-19 | Heraeus Instruments Gmbh | Modular culture vessel for cell cultures |
WO2007051551A1 (de) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Bayer Technology Services Gmbh | Module zur membranbegasung |
AU2006310795B2 (en) * | 2005-11-07 | 2012-03-22 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Module for membrane gas treatment |
US8328167B2 (en) | 2005-11-07 | 2012-12-11 | Bayer Technology Services Gmbh | Modules for membrane aeration |
WO2007098850A1 (de) * | 2006-02-24 | 2007-09-07 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur be- und entgasung von flüssigkeiten, insbesondere in der biotechnologie und speziell von zellkulturen |
DE102020102420A1 (de) | 2020-01-31 | 2021-08-05 | Rwth Aachen | Gas-Flüssig-Reaktor zur blasenfreien Begasung einer Prozessflüssigkeit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5110741A (en) | 1992-05-05 |
DE3809163C2 (de) | 1994-03-10 |
JPH0438389B2 (de) | 1992-06-24 |
JPS63230079A (ja) | 1988-09-26 |
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