相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月12日提交的序列号为62/160146的美国临时申请的优先权。该临时申请的公开内容如同完全列出一样并入本文。
本公开总体涉及低温储存袋，更具体地涉及一种具有多个储存隔室的低温储存袋，这些储存隔室利用多个易碎薄片连接在一起，这些薄片在低温下提供储存隔室之间的连接，以使得在室温下能够牢固可靠地结合，但同时允许在低温下通过简单的有意旋转运动将储存隔室彼此容易且可靠地分离。
背景技术：
本领域已经使用低温储存系统来在低温下持续保存各种生物样本，包括但不限于细胞、血液和活体组织。当生物样本特别是血液制品储存在这些低温储存系统中时，通常将它们储存在塑料储存袋/低温冷冻袋中。这些袋通常由保持足够强度的材料制成，以承受(a)在室温和低温下的正常处理；和(b)冷冻期间水基细胞溶液/血液制品的扩大。这种袋通常也由对细胞无毒的材料构成。这种材料的示例包括氟化乙烯丙烯(fep)、乙烯乙酸乙烯酯(eva)和高分子量聚乙烯(hmwpe)。
已经开发了用于低温冷冻/储存袋的不同制造方法。一种这样的方法包括在其周边焊接两个彼此叠置的塑料片。其他方法包括在边缘被焊接在一起之前在三维模具中真空成形塑料片；并将加热的液态塑料在三维模具中吹塑成无缝的结构。在该示例中，作为制造过程的一部分，提供细胞溶液/血液制品进出的管道和端口被焊接到袋的周边。
一些现有的低温冷冻袋允许在多个隔室之间分配液体。这种袋最常见的设计包括两个隔室，一个包含80％的液体细胞溶液/悬浮液，另一个包含20％。该设计包括在其最近点处直接位于80％至20％隔室之间的液体流动通道，其允许从仅连接至两个隔室中的一个的入口管填充袋，其中液体通过流动通道在这两个隔室之间分配。通常，在两个隔室被填充之后，用射频(rf)密封件密封流动通道，使得隔室被附接，但理论上彼此分离，而不违反任一隔室的密封完整性。在不违反任一隔室的完整性的情况下分开两个隔室需要沿两个隔室的轴线通过流动通道的rf密封件的中心进行精确的切割。一旦填充流体并且在输入管以及在隔室之间完全气密密封，就将袋放置在罐中，然后将罐置于低温储存系统中。
常规塑料储存袋/低温冷冻袋具有几个缺点。密封低温冷冻袋的多个隔室之间的液体流动通道的行为是有问题的。rf密封设计成用于密封厚壁的聚氯乙烯(pvc)塑料管，因此可以提供比密封流动通道所需的更多的rf能量。这种过高的rf能量导致包括和围绕密封的材料变薄。这种变薄的材料比非变薄的材料更脆弱，并且增加了在该点处破裂或泄漏的可能性，特别是在低温下。
密封液体流动通道的困难由于要储存的血液产品中存在细胞冷冻保护剂而严重。用于单核细胞的普遍使用的冷冻保护剂是二甲基亚砜(dmso)。dmso改变血液的电导率和介电常数，使得当rf密封件头激励以密封液体流动通道时，在密封头和dmso/血液溶液之间产生电弧，其可以刺穿含血的隔室中的一个或多个。当发生这种情况时，刺穿的袋隔室中的血液制品通常因被未经消毒的外部袋表面污染而被丢弃。
传统的低温储存袋的另一个缺点是，即使流动通道被rf焊接成功地密封，在两个隔室中的一个需要从低温恢复而另一个隔室保持低温的情况下，一个隔室与另一个隔室的分离需要小心切割流动通道的密封区域。为了避免瞬时变暖事件(这会损害细胞活力)，这种小心切割最好在低温下进行，当储存冷冻机盖被打开时，低温产生凝结的蒸汽雾滴。这种能见度模糊的雾以及必须由戴着重型绝缘手套的技术人员完成切割的事实都会在切割过程中造成人为误差的增加。此外，略微切离rf密封件的中心线的方法可能会造成血液制品的泄漏及随后的污染。
由于上述限制，一些血液处理中心选择开封隔室，因此牺牲了能够进入稀有细胞溶液的多个气密密封的等分试样的益处。
常规的多隔室低温储存袋的另一个缺点是在必须发生rf密封的多隔室之间所需的分离。该空间必须足够宽以容纳密封件头，而不允许密封件头接触任一侧上的隔室的壁，这在发生时增加了电弧的可能性。由于低温储存系统需要昂贵的真空夹套资本设备、ln2分配管线和ln2的连续供应，因此储存袋内的储存容量损失非常宝贵。因此，这种方法需要并浪费大量的储存空间，否则这些储存空间可用于血液储存，从而增加每个多隔室袋的总体积。隔室越多，所有低温储存冷冻机的储存能力的损失就越大。
因此，需要一种低温储存袋，其将实现每个低温隔室的后填充密封完整性。此外，这种所需的储存袋不需要隔室之间的流体通道的rf密封，这将使得储存袋能够承受低温而不破裂。这种所需的装置将包括在室温下提供隔室之间的耐久连接和在低温下多个隔室之间的易碎连接的装置，这将允许隔室彼此容易且可靠地分离。此外，这种所需的装置将减少内隔室的空间以使给定体积的流体所需的空间最小化，从而优化在有限的低温储存空间中的血液制品的成本有效的储存。迄今为止，除了本文描述的本实施例尚没有这样的装置实现这些目标。
技术实现要素：
为了尽量减小现有技术中存在的限制，并且尽量减小在阅读说明书时将显而易见的其它限制，本发明的优选实施例提供了一种低温储存袋，其包括多个储存隔室和在室温下耐用但在低温下易碎的多个薄片。每个隔室包括顶部部分和底部部分。多个易碎薄片中的至少两个将多个储存隔室中的每个连接到相邻的储存隔室。多个易碎薄片中的每个包括至少一个大致v形的凹口和与至少两个相邻的储存隔室等距离定位的最窄部分。利用多个易碎薄片中的每个的接合部分，至少一个凹口连接到至少两个相邻的储存隔室的壁。最窄部分的厚度为约0.008英寸，长度为0.1英寸。多个易碎薄片中的每个的接合部分平均为约0.05英寸厚度和0.005英寸半径。多个易碎薄片能够在低温下将多个低温储存隔室彼此容易且可靠地分开，同时保持多个储存隔室中的每个的有效密封完整性。至少两个相邻储存隔室的顶部部分和底部部分连接到多个易碎薄片中的至少一个。当至少两个相邻的储存隔室相对于彼此在主轴线上旋转时，至少两个相邻的储存隔室被分离，这导致多个易碎薄片沿着在多个易碎薄片中的每个的至少一个凹口断裂。
本发明的第一目的是提供一种低温储存袋，其尽量减小相邻的多个储存隔室之间的分离，而不需要储存隔室之间的任何流体通道。
本发明的第二个目的是提供一种低温储存袋，其中每个隔室的填充和随后的每个储存隔室的密封完整性在储存隔室之间不存在直接流体通道的情况下实现，并且随后需要密封这些流体通道。
本发明的第三个目的是提供一种低温储存袋，其不需要密封多个储存隔室之间的流体通道，从而防止产生易于在低温下破裂的塑性薄片。
本发明的第四个目的是提供一种低温储存袋，其中多个隔室中的每个连接到至少一个填充管，其从具有至少一种冷冻保护剂和生物样本的混合物的混合室延伸。
本发明的另一个目的是提供一种低温储存袋，其包括多个易碎薄片，所述多个易碎薄片在储存隔室材料的玻璃化转变温度以上的所有温度下提供储存隔室之间的耐久连接，但是在低于隔室材料的玻璃化转变温度的低温下变成多个隔室之间的易碎连接，从而使得储存隔室彼此能够容易且可靠地分离，而不损害多个隔室的密封完整性或需要将储存隔室的细胞内容物暴露于可能会对细胞有害的温度下。
本发明的另一个目的是提供一种包括多个隔室的低温储存袋，其尽量减小隔室之间的空间，以便尽量减小给定体积的流体所需的空间，从而优化生物样本在有限的低温储存空间中的成本有效的储存。
本发明的这些及其它优点和特征将被具体描述，以使得本发明对于本领域的普通技术人员而言是可理解的。
附图说明
为了增强它们的清晰度并改进对本发明的这些各种元件和实施例的理解，附图中的元件不一定按比例绘制。此外，为了提供本发明的各种实施例的清楚视图，没有描绘公知的且对于本领域技术人员来说很好理解的元件。因此，为了清楚和简明起见，将附图概括为形式。
图1是根据本发明优选实施例的连接在低温储存袋的多个储存隔室中的至少两个之间的多个易碎薄片中的至少两个的横截面图；
图2是根据本发明优选实施例的低温储存袋的多个储存隔室和多个易碎薄片的顶部透视图；
图3是根据本发明优选实施例的连接到低温储存袋的多个易碎薄片中的至少两个的至少两个相邻储存隔室的顶部透视图；以及
图4是根据本发明优选实施例的连接到从混合室延伸的至少一个填充管的多个储存隔室的侧面透视图。
具体实施方式
在呈现本发明的多个实施例和应用的以下讨论中，参考形成本发明的一部分的附图，其中通过图示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行改变。
以下描述了各个发明特征，每个发明特征可以彼此独立地使用或者与其他特征组合使用。然而，任何单个的发明特征都不能解决上述讨论的任何问题，或者只解决上述讨论的问题之一。此外，上述讨论的一个或多个问题可能未被下面描述的任何特征完全解决。
如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“特指的那个”包括复数指代物。除非另有明确说明，本文使用的“和”可以与“或”互换使用。如本文所使用，术语“约”是指所述参数的+/-5％。除非上下文另有明确说明，否则本发明的任何方面的所有实施例都可以组合使用。
除非上下文清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变体等将被解释为包含性的意义，而不是排他的或穷举的意思；也就是说，在“包括但不限于”的意义上。使用单数或复数的词语也分别包括复数和单数。另外，当在本申请中使用时，词语“在此”、“其中”、“由此”、“之上”、“之下”以及具有类似含义的词语应该是指本申请作为整体而不是指本申请的任何特定部分。在整个说明书中，“左”和“右”侧的参考可以颠倒而不背离本发明。
本公开的实施例的描述不旨在穷举或将本公开限制到所公开的精确形式。虽然本文出于说明性目的描述了本公开的具体实施例和示例，但相关领域的技术人员将认识到的是，在本公开的范围内可能有各种等同的修改。
首先参考图1-4，以不同的视图示出了根据本发明的用于在低温下持续保存各种生物样本比如细胞、血液和活体组织的低温储存袋，其总体由附图标记10表示。
参考图1，低温储存袋10包括多个储存隔室16和多个易碎薄片12。多个易碎薄片12中的至少两个连接在至少两个相邻的储存隔室16之间。多个易碎薄片12中的每个包括至少一个大致v形的凹口14。至少一个凹口14利用多个易碎薄片12中的每个的接合部分26连接到至少两个相邻的储存隔室16的壁18。在优选实施例中，接合部分26的厚度为约0.05英寸，半径为约0.005英寸。易碎薄片12包括与至少两个相邻的储存隔室16等距离定位的最窄部分28，其厚度为约0.008英寸，长度为约0.1英寸。包括至少一个凹口14的易碎薄片12的总宽度为约0.090英寸宽。多个易碎薄片12能够在低温下使多个储存隔室16彼此容易且可靠地分离，同时保持多个储存隔室16中的每个的有效密封完整性。多个易碎薄片12在室温下耐用且在低温下易碎。
如图2所示，多个易碎薄片12的v形凹口14的宽度与易碎薄片12的总宽度的比率有助于将断裂点与双v形凹口14的最窄部分28(参见图1)分隔，从而尽量减小传播到相邻的低温储存隔室16的壁18中的机会。在一构造中，低温储存袋10是吹塑成型的乙烯乙酸乙烯酯(eva)类型。在该构造中，储存隔室壁18的厚度与双v形凹口14的最窄部分28(参见图1)的厚度的比率在约1.0和5.0之间的范围内。更优选的比率在约2.0至4.0的范围内，最优选的比率是约3.0。多个易碎薄片12在低温下提供隔室之间的连接，以在室温下能够牢固可靠地结合，但是允许在低温下通过简单的有意旋转运动使储存隔室16彼此容易且可靠地分离。
如图2-4所示，储存隔室16包括顶部部分30和底部部分32。至少两个相邻的储存隔室16的顶部部分30和底部部分32连接到多个易碎薄片12中的至少一个。当使用者希望分离储存袋10的两个相邻隔室16时，两个相邻隔室16在主轴线上相对于彼此旋转，这导致多个易碎薄片12沿着在多个易碎片12中的每个的至少一个凹口14断裂。多个储存隔室16中的每个连接到从具有至少一种冷冻保护剂和生物样本的混合物的混合室(未示出)延伸的至少一个填充管20。每个储存隔室16包括位于储存隔室16的外表面22上的标签部分24，以标记储存隔室16的单元识别条形码。
如图2所示，利用多个易碎薄片12将五个储存隔室16彼此连接。任何数量的储存隔室16可以储存在优选的低温储存袋10中。在优选实施例的一个方面，五个储存隔室16由eva制造。储存隔室16的每个壁18的厚度为0.022英寸，易碎薄片12的宽度为0.09英寸，高度为0.05英寸，大致v形的凹口14的最薄点为0.008英寸。v形凹口14的宽度与易碎薄片12的总宽度之比为0.67。易碎薄片12连接在两个相邻的储存隔室16的顶部部分30和底部部分32。由于接合部分26(图1)将多个易碎薄片12的结构薄弱点与至少两个相邻的储存隔室16等距离定位，所以储存隔室16的主轴线上的旋转提供了在低温下彼此相邻的储存隔室16的清洁且可靠的分离，同时保持每个储存隔室16的有效密封完整性。
在优选的构造中，多个易碎薄片12足够坚固，使得它们不会无意中分离，特别是低温储存袋10在室温或低温下的正常操作期间。然而，在某些情况下，易碎薄片12容易在施加精确传递的机械力的作用下分开，但即使当提供这个力时，易碎薄片12也不允许将该机械力传递到相邻的储存隔室壁18。优选地，易碎薄片12由储存隔室16的相同材料制成，从而简化了低温储存袋10的构造。在一个实施例中，易碎薄片12利用薄塑料材料制造。然而，在本发明的其它实施例中，其他材料、构造和技术也是可能的。例如，在低温储存袋10的一个替代构造中，多个易碎薄片12以连续的方式沿着从相邻储存隔室16的顶部部分30到底部部分32的距离的约90％的距离延伸，或者被中断以形成部分或薄片。在另一构造中，具有达三个中断的易碎薄片12，每一个约为沿着易碎薄片12的长度均匀设置的单独储存隔室16的长度的10％。在另一构造中，存在两个中断的部分，每一个约为单独储存隔室16的边缘长度的10％，并且设置在储存隔室16的顶部部分30和底部部分32附近。
在优选实施例中，低温储存袋10由吹塑eva塑料制成。低温储存袋10可以由其它材料制成，例如但不限于pvc和其他塑料，利用任何常见的制造方法，比如rf或热焊接。优选地，适用于受控速率冷冻和低温储存的eva低温储存袋的典型壁厚范围在0.015至0.03英寸之间，更优选的值为0.02至0.028英寸，最优选为约0.022英寸。壁厚与本文所述的任何比率无关，并且可被调整以适于应用。
在使用中，低温储存袋10的每个储存隔室16填充约5ml的作为生物样本的血液和作为冷冻保护剂的二甲基亚砜(dmso)的混合物(dextran40中的4ml的血液和1ml的55％dmso溶液)。在通向五个单独隔室16中的每个的单独填充管20的rf密封之后，将低温储存袋10放置在用于储存在液氮(ln2)中的金属罐中。通过利用现有技术中已知的任何降温机构来降低温度，可将袋10及其内容物的温度降至-196摄氏度。此后，将罐从ln2中取出，罐、低温储存袋10和内部物料的温度升高至ln2的气相。升高温度后，打开罐，小心地取出低温储存袋10。在将低温储存袋10保持在恰好位于ln2上方的氮蒸气中的同时，最右边的隔室相对于其余四个隔室16向下旋转，然后向上旋转。此后，最右边的隔室(参见图2)沿着至少两个易碎薄片12的v形凹口从相邻的储存隔室16完全且清洁地分离，而没有任何断裂传播至相邻的隔室16。随后，利用上述方法分离剩余的四个隔室16。
在另一构造中，在温度降低步骤之后，低温储存袋10在固定在气相氮气中时不能完全从罐中取出，而是向右移动，使得易碎薄片12位于罐的锋利边缘上。施加向下的运动，并且最右边的隔室16沿着易碎薄片12的v形凹口14分离，而没有断裂传播到相邻的储存隔室16中。
在另一构造中，利用清洁工具清洁地分离储存隔室16。清洁工具包括分离部分，其设计成下降到易碎薄片12的区域中。分离部分的宽度略小于储存隔室16之间的空间。叶片位于清洁工具的中心并从分离部分的底部表面向下延伸。随着被降低以便与易碎薄片12接触，这种布置自动地将刀片定位在易碎薄片12的双v形凹口14的最窄部分上方。该方法还导致沿着易碎薄片12的v形凹口14清洁分离。
当低温储存袋10处于低温时，上述方法提供了不同的有效选择用于沿着易碎薄片12可靠地分离储存隔室16。然而，这些方法决不旨在是限制性的。优选实施例的附加优点是隔室16的数量可以优选地在每个低温袋10两个隔室和十个隔室之间变化，但是低温袋10还可以形成有十个或更多个单独隔室16。
在优选实施例中，每个储存隔室16的填充以及随后的每个储存隔室16的密封完整性在储存隔室16之间不存在直接流体通道的情况下实现，并且随后需要密封那些流体通道。本发明的另一个优点在于易碎薄片12在储存隔室材料的玻璃化转变温度以上的所有温度(包括室温)下提供储存隔室16之间的耐久连接，但是在低于隔室材料的玻璃化转变温度的低温下在多个隔室16之间变成易碎连接，由此使得储存隔室16能够彼此容易且可靠地分离，而不损害多个隔室16的密封完整性或需要将储存隔室16的多孔内容物暴露于可能对生物样本有害的温度下。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的优选实施例的以上描述。这并不意味着穷举或将本发明限制于所公开的确切形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。旨在本发明的范围不受该详细描述的限制，而是受权利要求书及所附权利要求的等同物的限制。