在冷冻、解冻和存储生物制药材料中使用的系统和方法
【专利说明】 在冷冻、解冻和存储生物制药材料中使用的系统和方法
[0001]本申请是申请日为2010/11/23、申请号为201080061970.2、申请人为赛多利斯北美公司的分案申请。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及生物制药材料、保存方法和系统，并且更具体地涉及用于冷冻、存储、运输和解冻生物制药材料的系统和方法。
【背景技术】
[0003]生物制药材料的保存在其制造、使用、运输、存储和销售中都是重要的。例如，生物制药材料经常通过在处理步骤之间和在存储期间冷冻来保存。类似地，作为开发工艺的一部分，生物制药材料经常冷冻和解冻以提高质量或简化开发工艺。生物制药材料也可能需要在某一温度范围下存储和装运。
[0004]在冷冻生物制药材料时，期望在没有生物制药材料显著的退化的情况下保留生物制药材料的总体质量并且尤其是药理活性。
[0005]生物制药材料的保存，尤其是大批量，经常涉及将包含液体生物制药材料的容器放置于柜式冷冻机、卧式冷冻机或人进得去的冷冻机并且允许生物制药材料冷冻。具体地，通常体积为I升以上并且可高达10升以上的容器通常放置于柜式冷冻机、卧式冷冻机或人进得去的冷冻机中的搁架上，并且允许生物制药材料冷冻。这些容器可以是不锈钢容器、塑料瓶或大玻璃瓶、或者塑料袋。它们通常填充至指定体积，以允许冷冻和膨胀并且然后在通常范围从负20°C至负70°C或更低的温度下被传送入冷冻机。
[0006]一次性使用的大体积存储容器，比如塑料袋或其他柔性容器，经常受损，导致生物制药材料的损失。尤其，生物制药材料在冷冻期间的体积膨胀会在过度填充的袋中或在邻近袋材料的堵塞液体的凹穴中产生过度的压力，可能会导致袋的破裂或对其完整性的损坏。而且，这种一次性容器比如塑料袋在其冷冻、解冻或运输期间的操纵经常会导致其受损，例如由于操作者失误或使用中对袋的不充分保护所引起的震动、磨损、冲击或其他误操作事件。
[0007]类似地，大体积生物制药材料的解冻可涉及将它们从冷冻器移除，并允许它们在室温下解冻。在某些情况下，解冻也会导致产品损失。另外，在某些情况下，生物制药材料的快速解冻可能会产生比缓慢解冻更少的产品损失。而且，还可期望控制生物制药材料在解冻过程期间的温度，因为在某些情况下一些生物制药材料暴露于升高的温度也会导致产品损失。例如，可能期望将一种解冻的生物制药材料在其解冻期间维持于大约(TC同时仍然处于液体和固体形式。在期望解冻的情况下，必须保护生物制药材料免受可能会由于对容器的冲击或破裂所引起的损坏。
[0008]在另一示例中，套层的不锈钢容器在其中接收生物制药材料用于冷冻和解冻。在又一示例中，袋接收于板式冷冻机中，以控制这种袋中的生物制药材料的温度。然而，套层不锈钢容器需要显著的投资成本并且存在着交叉污染的危险。而且，使用板式冷冻机来控制袋或柔性容器中的生物制药材料的温度，则需要板式冷冻机自身的显著投资成本。而且，与这种板式冷冻机一起使用的柔性容器缺乏坚固性或耐用性，并且因而可能会在使用中损坏。
[0009]从文献N0.WO-A-01/02268中已知一种绝热容器，其包括将维持于预定温度范围内的有效载荷体积。所述容器包括冷储存器以及与有效载荷体积热接触的热凝胶以用作冷储存器和所述有效载荷体积之间的热障。其还包括温度控制设备，一一比如举例来说Peltier传感器，其安装于冷储存器和热凝胶之间用以控制从凝胶至冷储存器的热流动。
[0010]文献N0.US-B1-6220051描述了一种冷却系统，其包括由液化气填充的液化气气缸、保持液化气气缸的保持件以及安装于保持件上的控制盒。控制盒提供有喷嘴，用于将液化气射流直接地喷射入容器或者喷射入容器的冷却部分。
[0011]文献N0.W0-A1-98/34078还公开了一种用于加热或冷却介质的传热系统。尤其，一个定位于容器内部的结构用来将容器分段为多个隔室，并且具有紧密地贴近容器内表面的远端以允许形成将热导入介质内或从中导出的传热桥。
[0012]文献N0.US-A-3942 668描述了一种细长容器，其包括圆形细长凹形元件以及圆形细长空心凸形元件，凸形元件用于可滑动和旋转地插入凹形元件。所述细长容器能插入罐中并且放置于液体冷冻剂中，以维持于预定温度下。
[0013]文献N0.WO-Al-97/29331公开了一种将由酶样品填充的瓶维持于冷却状态的冷却器组件。该冷却器组件包括具有用于将样品瓶保持于竖立位置的井型件的泡沫块、外泡沫盒以及盖。泡沫块定位于外泡沫盒内。盖然后放置于外泡沫盒的顶部上，以便为泡沫块提供进一步的隔绝。在使用中，泡沫块经由填充孔由液体比如水填充，并且然后冷冻。瓶放置于冷冻泡沫块的井型件中，以使得瓶的内容物在放置于具有环境温度的房间中时保持冷却。
[0014]这也从现有技术文献US3, 942，668、US4, 011，736、US5, 103，651、US5, 548，967、US5, 638，686、US-B1-6, 196，296、US-B1-6, 220，051、US-B1-6, 302，327、US-B1-6, 453，683、US-B2-6,775，473、US-B2-6,786，054、US-B2-6, 635，414、US-B2-6,945，056、US-B2-6,996，995、US-B2-7, 055，583、US-B2-7, 104，074、US-B2-7, 137，261、US-B2-7, 263, 855、US-B2-7, 337, 908、US-B2-7, 353, 658、US-A卜2004/0226309、US-A1-2007/0062670, US-A1-2008/0000624, GB-A-2236694、W097/29331、W098/34078 和W001/02268 中已知。
[0015]因而，需要一种用于冷冻、解冻和存储生物制药材料的系统和方法，包括可用于生物制药材料的冷冻、解冻、运输和存储的容器以及这种容器的保持件。
【发明内容】
[0016]本发明在第一个方面提供了一种用于冷冻、解冻、运输或存储生物制药材料的系统，其包括:用于在其中保持生物制药材料的容器装置；具有用于接收所述容器的保持件腔的保持件，所述保持件包括其内表面界定所述保持件腔的凹穴。所述凹穴接触所述容器装置的外表面，所述凹穴包括凹穴腔。而且，该系统还包括用于主动地控制保持于所述容器装置中的生物制药材料的温度的传热元件，所述传热元件接收于所述凹穴腔中。
[0017]根据一个实施例，该系统包括构造来相对于所述凹穴腔插入和移除所述传热元件的机构。
[0018]根据一个实施例，所述凹穴包括在其顶端上的用于接收所述传热元件的开口。
[0019]根据一个实施例，所述凹穴构造为在其中保持液体，液体促进接收于所述凹穴腔中的所述传热元件和所述保持件之间的传热以控制保持于所述容器中的生物制药材料的温度。
[0020]根据一个实施例，所述保持件包括保持件壁，所述保持件壁在生物制药材料处于液态时朝着所述腔呈凹形。
[0021]根据一个实施例，该系统还包括用于确定所述传热元件何时正确地定位于所述凹穴腔中的定位传感器。
[0022]根据一个实施例，该系统还包括用于确定所述腔何时由液体充分地填充的传感器。
[0023]根据一个实施例，该系统还包括与所述传热元件分开的补充加热器，其升温所述凹穴腔中的液体以在冷冻操作期间维持没有冰的通道从而形成用于一部分液体的离开路径。
[0024]根据一个实施例，该系统还包括接收于所述容器装置中的补充加热器以维持所述容器装置中的没有冷冻生物制药材料的通道。
[0025]根据第二个方面，本发明提供了一种用于冷冻、解冻、运输或存储生物制药材料的系统，所述系统包括:用于在其中保持生物制药材料的容器装置；具有多个凹穴的保持件，凹穴接触所述容器装置的外表面，所述多个凹穴的每个凹穴包括凹穴腔；所述保持件具有用于接收所述容器装置的保持件腔，所述多个凹穴包括界定所述保持件腔的内表面，所述内表面包括接触所述容器装置的相对侧面的两个接触表面。
[0026]根据一个实施例，所述多个凹穴的每个凹穴包括在其顶端上的用于接收传热元件的开口，所述传热元件用于控制保持于所述容器中的生物制药材料的温度。
[0027]根据一个实施例，所述多个凹穴的每个凹穴构造为在其中保持液体，液体在所述传热元件接收于所述腔时促进接收于所述凹穴腔中的所述传热元件和每个凹穴的壁之间的传热以控制保持于所述容器装置中的生物制药材料的温度。
[0028]根据一个实施例，所述保持件包括保持件壁，所述保持件壁在生物制药材料处于液态时朝着所述腔呈凹形。
[0029]根据一个实施例，所述保持件包括保持件壁，所述保持件壁在生物制药材料处于液态时朝着彼此呈凹形。
[0030]根据一个实施例，所述多个凹穴的每个凹穴从所述开口呈锥形以易于所述传热元件的插入和移除。
[0031]根据第三个方面，本发明提供了一种用于冷冻、解冻或存储生物制药材料的方法，所述方法包括:将保持生物制药材料的容器装置接收于保持件的保持件腔中；保持件的凹穴接触所述容器装置的外表面，凹穴包括凹穴腔；将传热元件接收于凹穴腔中；以及主动地控制传热元件的温度以控制保持于容器装置中的生物制药材料的温度。
[0032]根据一个实施例，该方法还包括将液体引入凹穴腔并且其中温度的控制包括控制传热元件的温度以冷冻生物制药材料，并且温度的控制引起液体的冷冻从而促进传热元件和凹穴的壁之间的传热。
[0033]根据一个实施例，该方法还包括将补充加热器引入凹穴以在由于控制传热元件的温度所引起的冷冻操作期间提供没有冰的通道。
[0034]根据一个实施例，该方法还包括将补充加热器引入容器装置以在由于控制传热元件的温度所引起的冷冻操作期间提供没有冷冻生物制药材料的通道。
[0035]根据一个实施例，该方法还包括将液体引入凹穴腔并且其中温度的控制包括控制液体的温度以促进传热元件和凹穴的壁之间的传热从而控制生物制药材料的温度。
[0036]一种用于混合生物制药材料的方法，所述方法包括:将保持生物制药材料的容器装置接收于保持件的保持件腔中；所述保持件包括接触所述容器装置的外表面的多个凹穴，所述多个凹穴的每个凹穴包括凹穴腔；所述多个凹穴的内表面界定保持件腔；以及移动保持件以引起容器装置中的生物制药材料的混合。
[0037]根据一个实施例，所述移动包括周期性地移动保持件。
[0038]根据一个实施例，所述移动包括随机地移动保持件。
[0039]根据一个实施例，该方法还包括将传热元件接收于凹穴腔中并且主动地控制传热元件的温度以控制保持于容器装置中的生物制药材料的温度。
[0040]根据一个实施例，该方法还包括将液体引入凹穴腔并且其中温度的控制包括控制传热元件的温度以冷冻生物制药材料，并且温度的控制引起液体的冷冻从而促进传热元件和凹穴的壁之间的传热。
[0041]根据一个实施例，该方法还包括将补充加热器引入凹穴从而提供在由于控制传热元件的温度所引起的冷冻操作期间提供没有冰的通道。
[0042]根据一个实施例，该方法还包括将补充加热器引入容器装置从而提供在由于控制传热元件的温度所引起的冷冻操作期间提供没有冷冻生物制药材料的通道。
[0043]根据一个实施例，该方法还包括将液体引入凹穴腔并且其中温度的控制包括控制液体的温度以促进传热元件和凹穴的壁之间的传热从而控制生物制药材料的温度。
[0044]根据第四个方面，本发明还涉及一种用于混合生物制药材料的方法，所述方法包括:将保持生物制