Автомат и автоматизированный способ культивирования клеток

Автомат и автоматизированный способ культивирования клеток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к автомату для культивирования клеток, в частности для культивирования стволовых клеток (например, типа CD34+), а также к способу культивирования клеток с использованием данного автомата.

Среди сфер применения клеточной культуры, клеточная терапия менее всего развита в плане внедрения новых технологий. Таким образом, необходимо создать технологию, которая позволит производить клетки в достаточном количестве и в оптимальных условиях с целью использования таких клеток в лечебных целях.

Некоторые способы клеточной терапии требуют культивирования или размножения стволовых клеток перед их введением в организм пациента, так как отобранного количества иногда оказывается недостаточно для обеспечения лечебного эффекта. Важное значение имеет сохранение лечебных свойств клеток в процессе их культивирования. Известные в данной области техники решения, предлагаемые для выращивания стволовых клеток ex vivo, являются кустарными, эмпирическими и неэффективными.

Кроме того, существующий способ не позволяет производить стволовые клетки в объеме, достаточном для терапевтического применения. Следовательно, существует потребность в разработке технологии типа биореактора, который был бы компактным и позволял культивировать клетки в больших количествах.

Ранее уже предлагалось использовать биологические реакторы для культивирования стволовых клеток. Тем не менее, фаза усиления по-прежнему выполняется вручную, а условия окружающей среды для культивирования клеток (температура, СО₂ и т.д.) не могут точно контролироваться.

В качестве примера известны мембранные биологические реакторы, биологические реакторы с системой полых волокон, биологические реакторы с кипящим слоем и микробиореакторы, работающие по принципу непрерывной перфузии пуповинной крови, культуральной среды и факторов роста (см. заявку WO 00/73411).

Заявка US А1-2008/0118977 описывает протокол лечения, позволяющий восстановить сердце пациента после инфаркта. Восстановление осуществляется путем введения в область сердца пациента специфических стволовых клеток (CD34+), выделенных из образца крови, размноженных ex vivo и очищенных после культивирования.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы представить технологию, способную обеспечить культивирование, размножение или выращивание таких клеток, а также определенным образом улучшить условия стандартизации, мониторинга и контроля операций, которые в условиях описанного выше способа в основном выполняются вручную.

С этой целью изобретение предлагает автомат для культивирования клеток, содержащий:

резервуары с культуральной средой, факторами роста и культивируемыми клетками,

инкубатор с термостатической камерой, в котором расположен сосуд с клеточной культурой или для выращивания клеток, и

компьютерную систему управления со средствами для ввода и записи данных, предназначенную для контроля условий культивирования в камере и управления распределительными клапанами для распределения текучих сред в определенной последовательности. Отличительной особенностью автомата является наличие опорного средства для взбалтывания емкости для культивирования или выращивания клеток, которое управляется посредством компьютерной системы и размещено в камере, и тем, что емкость представляет собой мешочек с по меньшей мере одним входным отверстием, через которое он соединяется с вышеупомянутыми резервуарами, и выходным отверстием, соединенным со средствами для хранения и извлечения клеток после культивирования. Средства для хранения и резервуары расположены вне камеры и соединены с отверстиями мешочка для выращивания клеток с помощью трубопроводов. Трубопроводы и мешочек для культивирования клеток образуют предварительно собранный модуль, трубопроводы проведены через элемент стенки камеры таким образом, чтобы обеспечить перенос культуральной среды, факторов роста и культивируемых клеток в мешочек и извлечение содержимого в средства для хранения, при закрытой камере.

Согласно изобретению, автомат сочетает в себе главным образом функцию по автоматизации этапов протокола культивирования и управлению условиями окружающей среды (контроль температуры, уровня СО₂ и т.д.) для культивирования клеток в инкубаторе с целью достижения оптимального размножения клеток. В его функцию также входит обеспечение подачи в расположенный в инкубаторе мешочек для выращивания клеток (объем которого может быть относительно большой) культуральной среды, факторов роста и культивируемых клеток с помощью управляемых средств (клапанов и насосов). Кроме того, автомат обеспечивает взбалтывание мешочка для выращивания клеток, а также перенос клеток после культивирования из мешочка для выращивания клеток в средства для хранения.

В соответствии с изобретением автомат может быть использован для производства из клеток, забранных у пациента, большого количества клеток, таких как стволовые клетки. Объем мешочка, в котором происходит культивирование клеток, может быть более 100 мл, 200 мл, 300 мл, 500 мл, около 650 мл или более (1 л, 2 л, 3 л и т.д.). Культивирование стволовых клеток в таком мешочке позволяет производить клетки в количестве, достаточном для проведения клеточной терапии у пациента, например, при перенесенном инфаркте, в соответствии с биологическим протоколом, описанным в заявке US-A1-2008/0118977.

Стенки мешочка для выращивания клеток предпочтительно гибкие и изготовлены из водонепроницаемого и газопроницаемого материала. Мешочек хорошо пропускает кислород и углекислый газ, за счет этого содержимое мешочка хорошо вентилируется без необходимости открытия, что исключает риск заражения. В конкретном варианте реализации мешочек имеет следующие характеристики проницаемости (ежедневно, при 37°С): О₂ (газ) ≈418, СО₂ (газ) ≈966, N₂ (газ) ≈157 и Н₂О (жидкость) ≈0,05.

Мешочек для выращивания клеток предпочтительно имеет слабое сродство с химическими и биологическими продуктами, особенно с культивируемыми клетками, и не впитывает такие продукты. Мешочек может быть изготовлен, например, из тонкой пленки из сополимера FEP (фтор этилен пропилен). Мешочек может иметь различные соединительные порты (изменяемые места стыков), например фитинги «елочка» из FEP. Они подсоединяются к мешочку для снижения риска заражения.

Автомат предназначен для культивирования клеток и включает в себя все средства и ресурсы для проведения культивирования, при этом оператору не требуется регулировать клапаны, заменять мешочки или резервуары и т.д. Культивирование клеток выполняется в соответствии с определенным биологическим протоколом, который полностью управляется компьютерной системой, позволяющей контролировать клапаны, средство взбалтывания, а также регулировать условия окружающей среды в камере инкубатора. С целью регистрации в компьютерной системе оператор может вводить идентификационные данные пациента, данные о взятых клетках, типе и происхождении различных резервуаров или мешочков, чтобы все эти данные были зарегистрированы в компьютерной системе. Таким образом, изобретение позволяет вести биологические протоколы с очень хорошей воспроизводимостью и обеспечивать мониторинг и четкий контроль используемых протоколов и способов.

Контроль и отслеживаемость этапов биологического протокола могут быть обеспечены с помощью компьютерной системы и соответствующего интерфейса «человек-машина» (IHM), что позволяет, например:

- разработать автоматизированный способ культивирования клеток с неизменными параметрами протокола культивирования,

- обеспечить безопасность путем ограничения доступа к компьютерной системе путем идентификации пользователя и установки пароля (в соответствии с нормами и правилами 21 CFR Часть 11 FDA),

- записывать события и различные этапы этого процесса, и

- публиковать отчеты (включая результаты анализа взятия (проб) и последующего анализа характеристик трансплантата, например).

Мешочек для выращивания клеток размещен в камере и имеет по меньшей мере два отверстия, соединенные с трубопроводами, которые проведены через элемент стенки инкубатора и подсоединены к резервуарам и средствам хранения, подключенным вне камеры. Мешочек для выращивания клеток и трубопроводы образуют предварительно собранный модуль одноразового использования, который оператор может легко установить и заменить. По меньшей мере одна часть содержимого резервуаров, расположенных вне камеры, должна быть перенесена в мешочек для выращивания клеток, расположенный в камере. После культивирования клеток содержимое мешочка должно поступить в средства для хранения, расположенные вне камеры. Все эти операции по распределению жидкости выполняются при закрытой камере инкубатора с помощью трубопроводов, проходящих через элемент стенки инкубатора. Это позволяет поддерживать оптимальные условия окружающей среды в камере в течение всего периода ведения биологического протокола и сократить риск заражения культуральной среды клеток.

Предпочтительно, мешочек для выращивания клеток оснащен отверстием для забора проб, к которому подсоединен трубопровод, ведущий к средствам для забора проб, расположенным вне камеры. Этот трубопровод проведен через вышеупомянутый элемент стенки камеры и является неотъемлемой частью предварительно собранного модуля. Таким образом, мешочек для выращивания клеток имеет три отверстия, выполняющие различные функции (подача, сбор и взятие проб) и подсоединенные к различным трубопроводам.

В конкретном варианте реализации настоящего изобретения, инкубатор содержит шкаф с проемом и плотно закрываемой дверцей, при этом средства для прохождения вышеуказанных трубопроводов установлены на наружной кромке указанного проема и имеют параллельные канавки для проведения трубопроводов. В закрытом положении дверца покрывает эти канавки. Когда дверца открыта, оператор может легко присоединять (и отсоединять) трубопроводы, перемещая их перпендикулярно продольным осям канавок, что облегчает установку расходных материалов.

Резервуары с факторами роста и культивируемыми клетками предпочтительно выполнены в форме мешочков, расположенных над входным отверстием мешочка для выращивания клеток таким образом, чтобы содержимое каждого мешочка с культуральной средой и культивируемыми клетками могло перетекать под действием силы тяжести в мешочек для выращивания клеток. Это позволяет обеспечивать целостность клеток и факторов роста во время их переноса в мешочек для выращивания клеток. Использование насоса или любого механического средства для переноса клеток и факторов роста по трубопроводам может привести к их повреждению.

Средства для хранения могут иметь один или два мешочка, которые расположены под выходным отверстием мешочка для выращивания клеток, таким образом, чтобы после культивирования, содержимое мешочка для выращивания клеток могло перетекать под действием силы тяжести в мешочек или мешочки средств для хранения. Это также позволяет обеспечивать целостность клеток во время сбора по завершении культивирования клеток.

Автомат может быть оснащен перистальтическим насосом для промывки резервуаров системы управления подачи в культуральную среду мешочка для выращивания клеток и резервуаров с факторами роста и культивируемыми клетками. Преимущество перистальтического насоса состоит в том, что он не соприкасается с культуральной средой, это позволяет избежать любого риска заражения этой среды.

Автомат может дополнительно включать в себя два мешочка, образующих воздухоуловитель, один из которых соединен с резервуарами с факторами роста и культивируемыми клетками, а другой с мешочком для выращивания клеток. Мешочки выполнены с возможностью сбора и хранения воздуха, содержащегося в трубопроводах, мешочке для выращивания клеток и/или резервуарах.

Предпочтительно трубопроводы изготовлены из гибких трубок, по меньшей мере некоторые из которых, проведены через клапаны, которые в закрытом положении пережимают трубки. Например, каждая трубка легко вставляется в канавку клапана оператором, например, путем перемещения в положение, по существу перпендикулярное продольной оси трубки.

Опорное средство для взбалтывания может быть оснащено подставкой для мешочка для выращивания клеток, которая устанавливается с возможностью поворота вокруг первой горизонтальной оси. Подставка установлена с возможностью поворота вокруг указанной оси из по существу горизонтального положения для культивирования клеток в по существу вертикальное положение для сбора клеток после культивирования. Вертикальное положение облегчает сбор клеток после культивирования, поскольку клетки перемещаются в средства хранения под действием силы тяжести.

Подставка может быть установлена с возможностью поворота вокруг второй горизонтальной оси, в этом случае подставка должна вибрировать для взбалтывания и гомогенизации содержимого мешочка для выращивания клеток. Первая и вторая оси поворота подставки предпочтительно должны быть параллельны друг другу.

Предпочтительно, подставка оснащена клапанами управления для подачи в мешочек для выращивания клеток, сбора содержимого мешочка и забора проб.

Опорное средство для взбалтывания может быть дополнительно оснащено вертикальным рычагом, на верхнем конце которого размещено приспособление для подвешивания мешочка, образующего воздухоуловитель, соединенного с мешочком для выращивания клеток.

Средства для хранения предпочтительно установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и могут перемещаться вокруг указанной оси из по существу вертикального в по существу горизонтальное положение, в котором эти средства расположены полностью ниже мешочка для выращивания клеток. Это позволяет обеспечивать перенос под действием силы тяжести всех клеток из мешочка для выращивания клеток в средства для хранения.

Например, в конкретном случае культивирования стволовых клеток CD34+ для обеспечения стерильности, необходимой на протяжении всего цикла хранения клеток CD34+, необходимо применять и устанавливать расходные материалы, представленные в виде одноразового комплекта для культивирования клеток.

Настоящее изобретение относится также к комплекту для культивирования клеток, предпочтительно стерильного и одноразового, для работы с автоматом по культивированию клеток. Его отличительной особенностью является наличие по меньшей мере одного мешочка для выращивания клеток и соединительных гибких трубки для подключения к другим мешочкам или резервуарам, предварительно собранным трубкам и мешочку для выращивания клеток, а также мешочка для выращивания клеток с одним входным отверстием, одним выходным отверстием и при необходимости одним отверстием для забора проб.

Комплект может дополнительно содержать все необходимые детали для соединения трубок между собой и с мешочками и/или резервуарами, а также средства, подключенные к третьему отверстию мешочка для выращивания клеток для забора проб клеток при необходимости. Все эти элементы могут входить в состав вышеупомянутого предварительно собранного модуля.

Предпочтительно, входное отверстие мешочка для выращивания клеток подсоединено с помощью трубок к входному и выходному отверстию мешочка с факторами роста, и входным и выходным отверстиям мешочка с культивируемыми клетками. Входное отверстие мешочка для выращивания клеток дополнительно должно быть подключено к выходному отверстию мешочка для выращивания клеток.

Комплект может дополнительно включать в себя два мешочка, образующих воздухосборники, из которых один мешочек подсоединен к выходным отверстиям мешочков факторов роста и культивирования клеток, а другой подсоединен к входному отверстию мешочка для расширения клеток.

Комплект может также включать в себя один или два мешочка для сбора клеток после культивирования, которые соединены с помощью трубок с выходным отверстием мешочка для выращивания клеток.

В варианте реализации изобретения мешочки с факторами роста, мешочки для культивирования клеток и мешочки, формирующие воздухоуловитель, имеют внутренний объем приблизительно 150 мл, мешочек для выращивания клеток имеет теоретический объем примерно 3000 мл, и каждый из двух мешочков 10 для сбора имеет объем около 600 мл. Мешочек для переноса культуральной среды может иметь объем около 1000 мл.

Предпочтительно, комплект образует и представляет собой закрытую систему для культивирования клеток, которая после установки оснащена требуемыми ресурсами, необходимыми для выполнения культивирования без необходимости добавления какого-либо продукта или какого-либо вмешательства оператора. Это позволяет ограничить риски заражения комплекта и культуральной среды.

Кроме того, изобретение относится к опорному средству для взбалтывания автомата для культивирования клеток, его отличительной особенностью является наличие опорной подставки для мешочка для выращивания клеток. На этой подставке расположены три клапана, которые устанавливаются с возможностью поворота вокруг первой горизонтальной оси для наклона подставки из по существу горизонтального положения в по существу вертикальное, и вокруг второй горизонтальной оси, вокруг которой пластина должна вибрировать для взбалтывания и гомогенизации содержимого мешочка для выращивания клеток. Средство также включает в себя средства управления наклоном подставки вокруг указанных горизонтальных осей.

Средство может быть оснащено вертикальным рычагом, на верхнем конце которого размещено приспособление для подвешивания мешочка, образующего воздухоуловитель.

Изобретение также относится к автоматизированному способу культивирования клеток, с использованием автомата, как описано выше, который отличается тем, что включает следующие этапы:

а) подача культуральной среды, факторов роста и культивируемых клеток в мешочек для выращивания клеток, камера инкубатора остается закрытой;

б) взбалтывание мешочка для выращивания клеток для гомогенизации его содержимого;

в) сохранение мешочка для выращивания клеток в условиях инкубации в течение множества дней; и

г) сбор содержимого мешочка для выращивания клеток в средства для хранения, камера инкубатора остается закрытой.

Способ в соответствии с изобретением может включать один или несколько этапов:

- до этапа а), этап установки предварительно собранного модуля с расположением мешочка для выращивания клеток на средство для взбалтывания, путем установки трубопроводов в средства для прохода в инкубаторе и клапаны и соединения этих трубопроводов с резервуарами или мешочками;

- до этапа а), этап удаления воздуха, содержащегося в трубопроводах, при прохождении культуральной среды из резервуара с культуральной средой в мешочек или мешочки, образующие воздухоуловитель;

- после подачи в мешочек для выращивания клеток факторов роста на этапе а), этап промывки резервуара с факторами роста перемещением культуральной среды в этом резервуаре с последующим сливом содержимого в мешочек для выращивания клеток;

- после подачи в мешочек для выращивания клеток на этапе а), этап промывки резервуара с культивируемыми клетками перемещением культуральной среды в этом резервуаре с последующим сливом содержимого в мешочек для выращивания клеток;

- на этапе в), один или более этапов забора проб содержимого мешочка для выращивания клеток, каждому из которых предшествует этап наклона опорной подставки из горизонтального положения емкости с клеточной культурой до наклонного положения, в котором отверстие в мешочке для забора проб находиться в самой низкой точке;

- до этапа в), этап удаления резервуаров с культуральной средой, факторами роста и культивируемыми клетками путем обрезания и спаивания или пережимания трубопроводов или трубок этих резервуаров, соединенных с входным отверстием мешочка для выращивания клеток;

- до или во время этапа г), наклон подставки по существу в вертикальное положение, в котором выходное отверстие мешочка для выращивания клеток находится в самой низкой точке.

Наконец, изобретение относится к применению автомата, комплекта или средства для культивирования стволовых клеток типа CD34+ или мононуклеарных клеток крови, таких как, например, лимфоциты. Стволовые клетки могут быть получены из одного или множества источников, таких как, например, пуповинная кровь, костный мозг и цельная кровь.

Настоящее изобретение, его характерные особенности и преимущества будут более понятны после прочтения последующего описания некоторых примеров и изучения прилагаемых чертежей:

- фиг. 1 и 2 представляют собой схематическое изображение автомата по культивированию клеток в соответствии с изобретением в перспективе. Этот автомат состоит из шкафа, образующего корпус, представленный в закрытом виде на фиг. 1 и открытом виде на фиг. 2;

фиг. 3 - схематическое изображение автомата, представленного на фиг. 1 и 2, без компьютерной системы;

фиг. 4 - схематическое изображение компонентов, размещенных в средстве для взбалтывания в автомате, представленном на фиг. 1 и 2;

фиг. 5 - схематическое изображение комплекта для культивирования клеток в соответствии с изобретением;

фиг. 6 - схематическое изображение в перспективе приспособлений для прокладки трубопроводов с жидкостью в автомате, представленном на фиг. 1 и 2;

фиг. 7 - схематическое изображение в перспективе средства для взбалтывания в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 8 и 9 - схематическое изображение в перспективе средства, представленного на фиг. 7, с изображением двух разных положений наклона подставки данного средства;

фиг. 10 представляет собой еще одно схематическое изображение в перспективе средства для взбалтывания, представленного на фиг. 7, частично в разрезе обшивки средства;

фиг. 11 - схематическое изображение в перспективе подставки и средств управления наклоном подставки средства, представленного на фиг. 7, вид снизу;

фиг. 12 и 13 представляют собой схематическое изображение в перспективе управляемой системы блокировки поворота подставки средства, изображенного на фиг. 7. Эта система блокировки в рабочем состоянии изображена на фиг. 11, в нерабочем - на фиг. 12;

фиг. 14 представляет собой блок-схему, показывающую этапы способа культивирования клеток в соответствии с изобретением; и

фиг. 15-24 представляют собой изображения, соответствующие фиг. 3, и представляют этапы способа в соответствии с изобретением.

Обратимся сначала к фиг. 1 и 2, представляющим вариант реализации автомата 10 для культивирования клеток согласно изобретению. При этом этот автомат предназначен, в частности, но не исключительно, для культивирования стволовых клеток, например, в соответствии с биологическим протоколом, описанным в заявке US-A1-2008/0118977, содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки.

В представленном примере автомат 10, главным образом, содержит три элемента:

- инкубатор 12 с термостатической камерой 14, в которой расположено опорное средство 16 для взбалтывания мешочка для выращивания клеток (не показано),

- корпус 18 для поддержки мешочков (не показаны) для среды, необходимой для культивирования клеток, на которой расположены средства (клапаны 20, насос 22 и т.д.) распределения и управления расходом текучих сред между мешочками, и

- компьютерную систему 24, подключенную к инкубатору 12 и средствам 20, 22 для управления ими, а также для ввода и регистрации данных и управления биологическим протоколом.

В представленном примере инкубатор 12, корпус 18 и компьютерная система 24 расположены рядом друг с другом на опоре 26, которая установлена на колесах, при этом корпус 18 расположен между компьютерной системой 24 и инкубатором 12.

Как правило, компьютерная система 24 включает в себя средства для ввода и регистрации данных, средства обработки данных, средства отображения и средства передачи сигналов управления и регулирования инкубатора 12 и средств 20, 22 корпуса 18. Предпочтительно, компьютерная система 24 включает в себя дисплей с сенсорным экраном для отображения и ввода данных.

Для ограничения доступа к предварительно записанным данным в компьютерной системе 24 может быть установлено несколько уровней безопасности.

Производитель автомата может иметь право полного доступа ко всей информации, хранящейся в компьютерной системе 24, посредством ввода специального пароля, в то время как администратор и оператор с ограниченным уровнем доступа при использовании специального пароля будут иметь доступ только к определенной информации.

Компьютерная система 24 предпочтительно подключена к компьютерной сети с помощью соединения типа Ethernet или Wi-Fi, например так, что информация в системе 24 может быть доступна с компьютерного терминала сети, удаленного от автомата 10, при необходимости такой терминал может быть использован для выполнения операция и управления автоматом.

Компьютерная система 24 управляет, например, открытием и закрытием клапанов 20, которые могут быть оснащены релейной системой регулирования, регулированием подачи насоса 22, регулированием нагрева камеры 14 инкубатора 12 (например, для поддержания температуры на уровне около 37°С) и подачей газа, такого как СО₂ (в объеме около 5%, например). При необходимости система 24 может обеспечить регулирование других параметров внутри камеры 12 для определения оптимальных условий окружающей среды для культивирования клеток.

Для большей ясности, средства подключения компьютерной системы 24 к средствам 18 и 20 в инкубаторе 12, нагревательные средства и средства газоснабжения инкубатора 12, а также средства электроснабжения не представлены на чертежах.

Корпус 18 имеет форму параллелепипеда и включает в себя вертикальную переднюю панель 28, на которой схематично изображены прямоугольники 30, представляющие положения резервуаров с биологическими материалами в виде мешочков, а также линии 32, представляющие местоположение трубопроводов с текучей средой (текучими средами) между этими мешочками.

Верхняя часть этой панели 28 включает в себя четыре нарисованных прямоугольника 30, которые предоставляют оператору информацию о виде каждого из мешочков, которые необходимо расположить на уровне этих прямоугольников. Такие мешочки относятся к комплекту расходных материалов, который более подробно будет описан ниже.

Первый прямоугольник больших размеров изображен сверху слева от передней панели 28 корпуса 18 и обозначает расположение мешочка с культуральной средой (ссылка на мешочек 34 на фиг. 3). Три прямоугольника 30 меньших размеров изображены в верхней правой части панели 28 и соответственно обозначают расположения мешочка с факторами роста, мешочка с культивируемыми клетками, и мешочка, образующего воздухоуловитель (ссылки 36, 38 и 40 на фиг. 3).

Средняя часть передней панели 28 корпуса 18 включает в себя монтажные отверстия для вышеуказанных клапанов 20 и насоса 22, каждый из этих элементов (клапаны и насос) расположен на линии 32, представляющей трубопровод для текучих сред, образованный гибкой трубкой из комплекта расходных материалов.

В нижней части передней панели 28 рядом друг с другом расположены две копланарные пластины 42. Нижние грани пластин 42 установлены на шарнирах, вращающихся вокруг горизонтальной оси, проходящей параллельно передней панели 28. Пластины 42 могут перемещаться вокруг этой оси из вертикального положения (как показано на фиг. 1 и 2), в котором они расположены параллельно и на небольшом расстоянии от передней панели 28, в горизонтальное, в котором они могут опираться на опору 26.

Прямоугольники 44 изображены на передней стороне панелей 42, когда они находятся в вертикальном положении. Прямоугольники 44 предоставляют оператору информацию о виде мешочков, которые необходимо расположить на панелях. Мешочки для сбора и хранения клеток после культивирования (ссылка 46 на фиг. 3) необходимо размещать на панелях 42.

Мешочки 34, 36, 38, 40 и 46 комплекта расходных материалов должны быть зафиксированы или прикреплены к передней панели 28 корпуса 18 и панелям 42 с помощью соответствующих приспособлений, которые не показаны.

Инкубатор 12 содержит шкаф с двумя герметично закрывающимися дверцами, образующего камеру 14. Обе дверцы 48, 50 установлены на шарнире на одной из сторон проема, например, с правой стороны.

Внутренняя дверь 48 - стеклянная, в закрытом положении она должна опираться на периферийный шарнир 52 проема шкафа. Этот шарнир 52 представлен на фиг. 6. Наружная дверь 50 изолирована и имеет периферийный шарнир для опоры на внешний край проема шкафа.

Компьютерная система 24 может быть подключена к датчикам положения (открытого или закрытого) каждой дверцы 48, 50 и может управлять блокировкой этих дверей, в частности, во время фазы инкубации и культивирования клеток.

Внутренний объем камеры 14 в инкубаторе 12 может составлять, например, около 200 л.

В примере, представленном на фиг. 3-5, комплект расходных материалов является одноразовым и включает в себя мешочки 34, 36, 38, 40 и 46 и вышеуказанные трубки, а также мешочек для выращивания клеток 54 и второй мешочек 56, образующий воздухоуловитель. Эти мешочки 54, 56 расположены на средстве для взбалтывания 16, которое будет описано более подробно ниже со ссылками на фиг. 7-13.

Мешочек для выращивания клеток 54, лучше всего представленный на фиг. 4 и 5, может иметь внутренний объем свыше 500 мл (например, 650 мл), и иметь три отверстия: одно отверстие для забора проб 58 соединено посредством трубок 60 со средствами для забора проб 62, выходное отверстие 64 соединено трубой 66 с мешочками 46 для сбора клеток после культивирования, и входное отверстие 68, соединено трубками с мешочками 34, 36, 38 и 56.

Входное отверстие 68 мешочка для выращивания клеток соединено при помощи трубки 70 с входным отверстием 34 мешочка с культуральной средой. Каждый из мешочков 36 и 38 с факторами роста и культивируемыми клетками имеют по входному отверстию, которое соединено с одним концом трубки 72, другой конец которой соединен с трубкой 70, (ниже точек соединения трубок 72 к трубке 70). Мешочек 40 имеет два отверстия, которые присоединены при помощи трубок 76 к трубкам 74, а мешочек 56, образующий воздухоуловитель, имеет отверстие, соединенное с помощью трубки 78 к трубке 70 вблизи входного отверстия 68 мешочка 54 (фиг. 4. 5).

Мешочек для выращивания клеток 54 и трубки 60, 66, 70, 72, 74, 76 и 78, предпочтительно, предварительно собраны и поставляются стерильными. Мешочки 34, 36, 38, 40, 46 и 56 также поставляются стерильными. Мешочки 40, 46 и 56, поставляются пустыми и могут быть предварительно собраны с мешочком для выращивания клеток 54 с помощью вышеупомянутых трубок. Мешочек 38 с культивируемыми клетками также поставляется пустым и может быть предварительно собран с трубками или соединен с трубками во время установки комплекта в автомате. Мешочек 38 может быть заполнен средой, содержащей клетки для культивирования, до или после установки комплекта в автомат. Мешочки 34 и 36 предпочтительно поставляются заполненными, соответственно, культуральной средой и факторами роста.

Вся трубопроводная арматура и трубки для мешочков, а также 2 средства для забора проб, также предпочтительно являются частью предварительно собранного модуля, который схематично представлен на фиг. 5, мешочки 34, 36 и 38, которые не обязательно являются частью этого модуля, представлены пунктирными линиями.

Объем мешочков 36, 38, 40 и 56 составляет около 150 мл, мешочка 46 - около 600 мл, а мешочка 34 с культуральной средой - около 1000 мл.

В случае если автомат 10 используется для культивирования стволовых клеток CD34+, мешочек 38 наполнен клетками этого типа, взятыми из организма пациента, которые при необходимости выделены и очищены. При этом факторами роста в мешочке 36 являются цитокины.

Мешочек для выращивания клеток 54 и мешочек 56, образующий воздухоуловитель, расположены на средстве для взбалтывания 16, и размещаются в камере 14 инкубатора 12 (фиг. 3). Другие мешочки 34, 36, 38, 40 и 46 и средства для забора проб 62 расположены за пределами камеры 14. Соединительные элементы трубок 60, 66 и 70 мешочка для выращивания клеток 54 с элементами, расположенными за пределами камеры 14, проведены через элемент инкубатора, что обеспечивает герметичное закрытие камеры 14. Этот элемент представлен на фиг. 3 и 6.

Этот элемент является деталью стенки и состоит из блока 80 из материала (например, пластик), который закреплен на внешнем краю проема шкафа инкубатора 12, и имеет три параллельных канавки 82 для вставки (т.е. размещения в них) и прохождения вышеуказанных трубок 60, 66, 70. Эти канавки 82 по существу прямые и расположены на некотором расстоянии друг от друга. Блок 80 имеет, как правило, плоскую форму и располагается вертикально. Он включает в себя заднюю панель, опирающуюся на внешний край проема шкафа, и переднюю панель, на которой образованы канавки 82, которые имеют по существу горизонтальное направление и тянутся поперек блока.

Канавки 82 имеют по существу круглое поперечное сечение и внутренний диаметр, который немного больше диаметра трубок 60, 66, 70. Эти трубки должны быть полностью проведены через канавки и в прорези 84 периферийного шарнира 52, который расположен по борту проема шкафа.

В закрытом положении термостатической камеры 14, внешний край внутренней двери 48 опирается на шарнир 52 и покрывает детали штуцера (трубки) 60, 66, 70 проходящие чрез вышеупомянутый разъем шарнира 52, а внешний шарнир наружной двери 50 опирается на переднюю панель перед блоком и покрывает канавки 82 и детали штуцера (трубки) 60, 66, 70, проходящие через эти канавки.

В данном примере нижняя канавка блока 80 образует проход для системы трубок 66, соединяющей мешочек для выращивания 54 клеток с мешочками для сбора клеток 62, верхняя канавка образует проход для системы трубок 70, соединяющей мешочек 70 с мешочками 34, 36, 38 и 40.

Как показано на фиг. 3, трубка 70 связана с насосом 22, соединяющим мешочек 34 с культуральной средой, этот перистальтический насос необходим для исключения возможности заражения этой среды.

Вышеупомянутые клапаны 20 имеют электрический привод, в количестве 12 шт. они представлены на фиг. 3 под номерами 86-108.

Трубки 60, 66, 70 и 78 соединены с электроклапанами 86, 88, 90 и 92, которые расположены в средстве для взбалтывания 16 (фиг. 3 и 4).

Часть трубки 70, расположенной вне термостатической камеры 14, соединена с двумя клапанами 94 и 96, находящимися на расстоянии друг от друга, из которых один находится недалеко от мешочка с культуральной средой 34. Другой клапан 96 находится в конце соединения трубки 70 с трубками 72 и в начале соединения трубки 70 и с трубками 74.

Трубки 72 соединены с входными отверстиями мешочков 36 и 38, которые соответственно соединены с клапанами 98 и 100; трубки 74 соединены с выходными отверстиями мешочков 36 и 38, которые, в свою очередь, соединены с клапанами 102 и 104.

Трубки 76 от мешочка 40, образующего воздухоуловитель, соединены с клапанами 106 и 108.

Насос 22 и клапаны предпочтительно имеют поперечную канавку для монтажа системы трубок посредством ее перемещения перпендикулярно продольной оси трубки или канавки.

Согласно изображению на фиг. 3 и фиг. 2 мешочки 34, 36, 38, 40 и 56 и трубки 40, 72, 74, 76, 78 этих мешочков, ведущие к мешочку для выращивания клеток 54, находятся в верхней части этого мешочка, если он расположен горизонтально. Мешочки 46, средства для забора проб 62 и трубки 60, 66 этих мешочков с мешочком для выращивания клеток 54 находятся в нижней части этого мешочка 54, если он расположен горизонтально.

Мешочки 36, 38 и 56 расположены на той же горизонтальной плоскости, находящейся ниже горизонтальной плоскости, на которой расположены мешочки 34 и 40.

Комплект расходных материалов может быть установлен в автомате следующим образом. Двери 48, 50 инкубатора 12 открыты. Мешочки 34, 36, 38, 40, 46 закрепляются на корпус, а мешочек 56 закрепляется на рычаге средства для взбалтывания 16. Мешочек 54 помещается горизонтально на поверхность средства для взбалтывания 16. Трубка 70 подключается к клапанам 94, 96, а также к насосу 22, трубка 72 подключается к клапанам 98, 100, трубка 74 подключается к клапанам 102, 104, трубка 76 подключается к клапанам 106, 108. Трубки 66, 60, 70 и 78 подключаются соответственно к клапанам 86, 88, 90 и 92, находящимся