DE2341180B2 - Vorrichtung zur Züchtung von Gewebezellen oder Mikroorganismen auf rotierbaren Flachen Muller, Hans, Dr Ing , Mannedorf (Schweiz) - Google Patents

Description

gelhaft.

35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Züch- welche die Vorteile der Einschicht-Zellzüchtungsvor-

tung von Gewebezellen oder Mikroorganismen in ein- richtung mit Spiralfläche mit horizontaler Achse auf-

zelliger Schicht auf flächenhaften Unterlagen, die auf weist, jedoch einen besseren Gasaustausch ermöglicht,

einem in einem Behälter horizontal rotierbaren Träger 40 Ebenso soll die Reinigung der Unterlagefläche mit

angeordnet sind. Hilfe von körnigen Zusatzmitteln erleichtert werden

Es ist bekannt, insbesondere die zur Herstellung von und auch die Besichtigung und die von Zeit zu Zeit

Impfstoffen bestimmten aus einem Gewebe isolierten erforderliche völlige Reinigung besonders leicht mög-

Zellen auf einer flächenhaften festen Unterlage in ein- lieh sein.

zelliger Schicht zu züchten, um eine Entartung der 45 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei der Zellen, wie sie bei freiem Wachstum möglich ist, zu eingangs genannten Gewebezellzuchtvorrichtung daverhindern. Wenn eine größere Menge Impfstoffe ge- durch gelöst, daß die Unterlagen in Vielzahl an dem Wonnen werden muß, müssen die Unterlagsflächen rotierbaren Träger in zu dessen Achse parallelen Beeine große Gesamtfläche für die Kultur der Gewebe- festigungsmitteln lösbar angebracht sind,
zellen bilden, welche gleichmäßig mit Nährflüssigkeit 5» Es ist besonders vorteilhaft, wenn die auf dem Träger und Gasen, vor allem Sauerstoff (Luft), in Berührung angeordneten Unterlageflächen an den Stirnseiten gebracht werden müssen. durch je eine Endscheibe, insbesondere unter Zwischen-

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Viel- lage einer Dichtungsscheibe gegen den Behälterraum zahl von uiuerlagsflachen in Form ebener Teller über- abgeschlossen und in ihrer Lage gehalten sind. Die einander angeordnet sind oder bei denen horizontale 35 Unterlageflächen können in Form ebener Platten, die Röhren vorgesehen sind, die zur Förderung des Flüs- radial zur Achse des Trägers befestigt sind, oder in sigkeits- und Gastausausches an rotierbaren, vertikalen Form gekrümmter, insbesondere spiralförmig geScheiben befestigt sind. Als besonders raumsparend krümmter Flächen ausgebildet sein. Die Unterlage-Und in der Wirkung vorteilhaft sind in neuerer Zeit flächen können mit ihrer Innenkante in zur Achse des Einschichten-Zellzüchtungsfermenter vorgeschlagen 60 Trägers parallel angeordnete Nuten oder vorzugsweise und gebaut worden» bei welchen die Unterlagefläche Vorsprüngen eingeschoben sein,
als Spiralfläche mit horizontaler Achse aus Kunststoff, Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Voremaillcrtem Metall oder Glas hergestellt ist. Diese richtung nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Materialien haben sich als Unterlage für das Zellen- Unterlageflächen derart an dem Träger befestigt sind, wachstum am besten bewährt. 65 daß zwischen der Innenkante jeder Unterlagefläche

Bei den Vorrichtungen mit horizontalen Unterlage- und dem Umfang des Trägers ein Spalt verbleibt, durch

flächen macht die Gaszufuhr insofern Schwierigkeiten, welchen die Räume zwischen den Unterlageflächen

als das hierbei übliche Sauerstoff- oder Lufteinblasen miteinander verbunden sind, und in die Endscheiben

3 ' 4

in den so gebildeten Ringraum mündende öffnungen Endscheiben 19 nach dem Beaälteiraum. Der Träger 4 Angebracht sind. Zweckmäßigerweise sind die Unter- selbst steht durch die Anschlüsse 12 und 12' mit einem lageflächen nabe der Außenkante, mit an der benach- Kühl- oder Wärmemittel in Verbindung. Der Träger harten Unterlagefläche anliegenden, ihre Distanz hier- ist einerseits in einer der beidea Flanschen 11 in einer durch festlegenden Ansätzen verseheu. 5 geschlossenen Büchse gelagert, im anderen Flansch Die Züchtungsvorrichtung nach der Erfindung löst durch eine mit einer steril zu haltenden Dichtung 5 nicht nur die Erfindungsaufgabe, sondern hat weitere nach außen geführt. An den Flanschen 11 des Behälters Vorteile gegenüber der bekannten Ausführung in einer sind Anschlüsse 6 angebracht, durch welche Gas (Luft) einzigen Spim'fläche. Sie ist leichter und damit wirt- ein- bzw. ausgeleitet wird. Am Anschluß 8 wird die schädlicher fertigbar. Da die einzelnen Unterlage- io Nährflüssigkeit zu- und am Ende der Kulturzeit wieder flächen eben oder gleich gekrümmt sind, ist bei der ausgeleitet. Zwischen den einzelnen, in diesem Beispiel Ausführung in Kunststoff oder Metall nur eine Ferti- mit kreisbogenförmiger Krümmung ausgeführten gungsvorrichtung erforderlich. Wenn dagegen eine ein- Unterlageflächen 1 ist ein Zwischenraum 2 vorhanden, zige Spirale in mehreren Teilen hergestellt werden -.wiener durch Distanzstücke 18, die nahe der äußeren sollte, werden die Krümmungsradien nach außen hin 15 Kante der Unterlageflächen 1 angebracht sind und an notwendigerweise größer. Der wesentliche Vorteil liegt der benachbarten Fläche aufliegen, genau festgelegt jedoch darin, daß auch bei langsamer Umdrehung ist. Die ganze, aus Träger 4, Unterlageflächen 1, Endjeweils genügend Gas mit einer verhältnismäßig kleinen scheiben 19 und zwischengelegten Dichtungen 7 beFläche des zu züchtenden Gewebes in Berührung stehende rotierbare Trommel bildet eine in sich festkommt, so daß ein vollkommener Gasaustausch mög- ao gefügte Einheit, da durch Umbördelungen am Umfang Hch ist. Die erreichte leichte Ausbaufähigkeit der ein- der Endscheibe 19 die Unterlageflächen 1 auch nach zelnen Unterlageflächen läßt ferner eine leichtere Rei- außen hin festgespannt sind.

nigung und Zerlegung nach einer gewissen Anzahl von Während der Anzucht des 7ellgewebes wird die Produktionszyklen zu. Durch Abnahme einer der Nährflüssigkeit eingefüllt und zwar nur so weit, bis die seitlichen Endscheiben können die Unterlageflächen as Nährflüssigkeit den Träger ganz überdeckt, also nur leicht herausgezogen, gereinigt und wieder eingescho- die obersten Unterlageflächen aus ihr herausragen. ben werden. Die einfachere Form der Unterlageflächen Dann wird der Träger durch den aus Elektromotor 13. gestattet auch die Herstellung aus Glas, welches sich Keilriemenscheiben 14 und 15. Keilriemen 16be-.tehenseit langem für die Einschichtkulturen bewährt und den Antrieb sehr langsam in Rotation gebracht, und vielfach jedem anderen Material vorgezogen wird. 3" zwar in I hrzeigernchtung. wobei die schaufelartige Die Erfindung ist mit vorteilhaften Ausgestaltungen Krümmung der Unterlageflächen gemäß I ig. 2 voran einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung ausgesetzt ist. Bei der Rotation tauchen dann die einnäher erläutert, in der zeigt zelnen gekrümmten Untcrlageflächen nacheinander in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung die Nährflüssigkeit und schlielVn dabei jeweils beim nach der Erfindung, 35 Eintauchen eine Luftblase mit ein, welche bei der lang-Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie AB der samen Rotation der Reihe nach alle Stellen der Unter-Fig. I, lagefläche berührt, bis sie an der tiefsten Stelle ange-Fig. 3 eine einzelne Unterlagefläche in Draufsicht kommen, aus der seitlichen öffnung 3 in den Behälterund Schnitt, raum entweichen kann. Bei der weiteren Drehung ist Fig. 4 Einzelheiten eines Trägers und verschiedene 40 der Raum zwischen den »Schaufeln« ganz mit Nähr-Ausführungen der Unterlageflächen, flüssigkeit erfüllt, welche erst beim Auftauchen der ig. 5 eine weitere Ausführung für die Befestigungs- Schaufelenden wieder durch Luft ersetzt wird, während mittel. die Nährflüssigkeit durch den Ringspalt und die öff-Wie in Fig. I und 2 dargestellt, hat die Gewebezeil- nungen 3 wieder in den äußeren Behälterraum zurückzuchtvorrichtung einen zylindrischen Behälter, in wel- 45 läuft.

chem der als Hohlwelle ausgebildete Träger 4 mit den In Fig. 3 ist eine scharfelartig gestaltete Unterlagelösbar eingesetzten Unterlageflächen 1 rotierbar ist. fläche 1 einzeln dargestellt, rechts in Draufsicht, links Der Behälter ist aus einem Glaszylinder 9 und zwei im Schnitt (gleich Seitenansicht). Fig. 4 zeigt die An-Flanschdeckeln 11 mittels Zugschrauben 10 zusam- Ordnung der Unterlageflächen in größerem Maßstab, mengestellt. Der rotierbare Innenteil bestent aus dem 5° In Fig. 5 ist der Träger 4 mit zwei verschiedenen als Hohlwelle ausgebildeten Träger 4, an welchem zwei Arten der Befestigungsmittel dargestellt, und zwar Kränze von Vorsprüngen 17 so angebracht sind, daß oben mit den langen Vorsprüngen 17 des oben bezwischen ihnen eine schmale Nut offenbleibt, in welche schriebenen Beispiels und in der unteren Hälfte der die Unterlageflächen 1 mit ihrer Innenkante seitlich Zeichnung mit stiftartigen Vorsprüngen 21. Die lösbare eingeschoben werden können. Beiderseits dieser einge- 55 Befestigung der Unterlageflächen kann auch in anderer setzten Unterlageflächen 1 sind Endscheiben 19 und Weise erfolgen, insbesondere durch Einstecken von an Dichtungsscheiben 7 auf dem als Hohlwelle ausge- den Flächen angebrachten Fortsätzen in entsprechende bildeten Träger 4 aufgeschoben, auf einer Seite, in der Aussparungen der Hohlwelle.

Zeichnung links, an einem Bund dem Träger 4 an- Schließlich kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, liegend, auf der anderen Seite durch eine auf dem 60 die Form der Unterlageflächen nicht gekrümmt, son-

Träger 4 angebrachte gewindegängige Mutter 20 fest- dem eben gewählt werden. In diesem Fall muß der

geschraubt. Da die eingesetzten Unterlageflächen 1 Behälter weniger hoch gefüllt werden, damit diese

mit ihrer inneren Kante nicht ganz bis zum Träger 4 radialen Flächen noch Luft schöpfen können. Hierbei

reichen, bleibt dort ein schmaler Ringspalt, welcher ist es leicht möglich, die Flächen aus ebenem Glas eindie Räume zwischen den Unterlageflächen 1 am äuße- 65 fach und billig herzustellen. Nach diesem Prinzip ist

ren Umfang des Trägers 4 miteinander verbindet. Von es möglich, Gewebezellzuchtvorrichtungen mit großen

diesem Ringspalt führen mehrere öffnungen 3 in den wirksamen Flächen zu bauen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

C/ mit Tauchrohren eine Schaumbildung in der Nähr- Patentansprücfae: flüssigkeit verursacht, welche die Zellkultur in ihrer Entwicklung stört, die empfindlichen Eiweißstoffe des

1. Vorrichtung zur Züchtung von Gewebezellen Substrates denaturiert und eine ungleichmäßige Ver- oder Mikroorganismen in einzelliger Schicht auf 5 teilung des Gases auf die einzelnen Flächenteüe beflächenhaften Unterlagen, die auf einem in einem wirkt. Der Fermenter mit rotierbarer Spiralfläche Bebälter horizontal rotierbaren Träger angeordnet bringt gegenüber diesen Ausführungen bereits eine ersind, dadurch gekennzeichnet, daß hebltche Verbesserung, da bei jeder Umdrehung m die Unterlageflächen (1) in Vielzahl an dem rotier- einem nkht ganz gefüllten Behälter von der horizontal baren Träger (4) in zu dessen Achse parallelen io angeordneten Einlaßöffnung der Spirale Gas in die Befestigungsmitteln lösbar angebracht sind. Flüssigkeit zwischen den einzelnen Spiralwindungen

2. Vorrichtolg nach Anspruch 1, dadurch ge- eingepumpt wird. Es wird also regelmäßig die auf den keniazeichnet, daß die auf dem Träger (4) ange- Spiralflächen wachsende Zellkultur mit Gas oder Nährordaeten Unterlageflächen (1) an den Stirnseiten flüssigkeit in Berührung gebracht. Jedoch hat dieser durch je eine Endscheibe (19), insbesondere unter 15 Fermenter, bei welchem die Kulturunterlagefläche nur Zwischenlage einer Dichtungsscheibe (7), gegen aus einer einzigen Spirale mit horizontaler Achse be- den Behälterraum abgeschlossen und in ihrer Lage steht, den Nachteil, daß bei jeder Umdrehung der gehalten sind. Spirale nur einmal Luft durch die Einlaßöffnung auf-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- genommen werden kann, was nicht sehr viel ist, weil kennzeichnet, daß die Unterlageflächen (1) mit »0 bei der Zucht von Gewebezellen ?um regelmäßigen ihrer Innenkante zwischen zur Achse des Trägers Auswachüen nur eine sehr langsame Drehung zulässig parallel angeordnete Vorsprünge (17, 21) einge- ist. Wenn z. B. nur I bis 2 Umdrehungen pro Stunde schoben sind. stattfinden dürfen, ist der Gasaustausch sehr langsam

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- und gering. Besonders bei großen Fermentern mit sehr kennzeichnet, daß die Unterlageflächen (1) derart »5 großer Züchtungsoberfläche kommt als Nachteil an dem Träger (4) befestigt sind, daß zwischen hinzu, daß für eine beispielsweise 30 m² große Kulturjeder Innenkante der Unterlageflächen und dem fläche etwa 30 m lange Spiralfeder erforderlich sind. Umfang des Trägers ein Spalt verbleibt, durch deren Reinigung nur mit komplizierten Hilfsappraten welchen die Räume zwischen den Unterlageflächen vorgenommen werden kann. Selbst bei Anwendung miteinander verbunden sind, und in den Endschei- 30 von körnigen Reinigungsmitteln, welche bei schneller ben (19) in den so gebildeten Ringraum mündende Drehung zusammen mit der Reinigungsflüssigkeit öffnungen (3) angebracht sind. zwischen die Spiralflächen hindurchgetrieben wird, ist

bei derartig langen Wegen der Reinigungseffekt man-