用于培养固有细胞的细胞培养设备以及具有细胞培养容器的流体供应接口的制作方法_4

文档序号:9221184阅读:来源:国知局
[0156]相对联接结构38具有一个相对联接结构壳体42,该相对联接结构壳体可以构造成一个整体的或-如在图1中示出的那样-由多个部分组成的。壳体42界定第一供应流体流动路径44,该供应流体流动路径在细胞培养容器10的外部环境与其培养容积之间穿过第一相对联接结构38延伸。
[0157]相对联接结构壳体42可以具有一个距离细胞培养容器10较远的壳体嵌接构件45,该壳体嵌接构件可以与一个距离细胞培养容器10较近的壳体支承构件46固定连接。这个连接例如可以是螺纹连接,特别是通过如下方式,即壳体嵌接构件45旋紧在壳体支承构件46的螺纹柄上。
[0158]优选壳体支承构件46用于将第一相对联接结构38例如通过如下方式固定在细胞培养容器10上,即壳体支承构件46的一个紧固杆48贯穿细胞培养容器10的壁内的配属的孔50。紧固杆48可以利用本身众所周知的紧固件固定在细胞培养容器10的有关的壁内,例如通过嵌入环槽52内的机械的紧固件和密封件,这些紧固件和密封件未在图1中进一步示出,然而它们对于中等专业人员来说是完全熟悉的。作为补充或可选,相对联接结构壳体42可以与容器主体12粘合或/和焊接在一起。
[0159]优选相对联接结构38和40设置在一个壳壁部段上,特别是在一个与具有进口 30的壳段22完全相对的壳壁段24上。
[0160]另外,第一相对联接结构38可以具有一个容器阀门配置组件54,该容器阀门配置组件可以在闭锁位置和通过位置之间转换。在图1中示出第一相对联接结构38的容器阀门配置组件54在其闭锁位置中,在该闭锁位置中它中断供应流体流动路径44。容器阀门配置组件54在其在图1中未示出的通过位置中允许流体顺着供应流体流动路径的流动。
[0161]虽然容器阀门配置组件54除了供应流体流动路径44之外可以完全由第一相对联接结构的壳体42包围,但是优选它设置在第一相对联接结构38的嵌接侧的纵向端部区域上。这简化了在流体供应接口联接的情况下对它的清洗,对流体供应接口将在下面加以说明。
[0162]容器阀门配置组件54具有一个阀体56,该阀体在图1示出的闭锁位置中贴靠在一个具有负锥形贴合面的阀座58上。出于更好的密封性的原因,优选阀座58具有一个由一种材料构成的贴合构件,该材料已经在在容器阀门配置组件54中作用在闭锁位置中的预紧力的情况下略微变形。作为材料可以考虑例如弹性体的塑料材料,诸如硅橡胶、橡胶或不透流体的、闭孔的塑料,诸如PU-泡沫(聚氨酯泡沫)等。
[0163]出于对称的原因,阀体56优选构造成球体,因而对于它的功能来说它相对阀座58的定向并不重要。
[0164]阀座在贴合构件59的反向于阀体56的一侧上优选具有一个夹紧构件60,该夹紧构件在目前的情况中构造成永久磁铁。优选永磁性的夹紧构件60构造成环形的并且如贴合构件59那样由配属的供应流体流动路径44贯穿。
[0165]如将在下面结合图4和5加以说明的那样,贴合构件59不仅用于与阀体56的密封贴合,而且还用于与流体供应接口的一个相对密封面的密封贴合,所述流体供应接口构造成用于与设置在细胞培养容器10上的相对联接结构38和40建立一个输送流体的配合嵌接。
[0166]在图2中示出的是通过其相对联接结构38和40与一个流体供应接口 62输送流体地配合嵌接的、图1示出的细胞培养容器10的相对联接结构侧的纵向端部。
[0167]在图2示出的实例中,流体供应接口 62具有与第一相对联接结构38配合嵌接的第一联接结构64和具有与第二相对联接结构40输送流体地配合嵌接的第二联接结构66。第一和第二联接结构64或66优选作为插口构造在流体供应接口 62的壳体68内。
[0168]如果在联接结构与相对联接结构的联接点上只设置有一个细胞培养容器侧的容器阀门配置组件54的话,那么流体供应接口 62的壳体68具有如需与其联接的细胞培养容器10具有的相对联接结构完全一样多的联接结构。流体供应接口 62与此相应地也可以具有仅仅一个或三个或更多联接结构。
[0169]流体供应接口 62的壳体68有益地构造成由多部分组成的。然而并不是必须如此。在由多部分组成的壳体的情况中优选:各个壳体部件之间的分离面垂直于构造在各壳体部件上的流体流动路径定向并且由该流体流动路径贯穿。在所示出的实例中,各个壳体部件通过螺栓70相互装配在一起。作为螺栓连接以外的可选或补充,各个或者所有相互连接的壳体部件可以相互焊接或/和粘合在一起。
[0170]壳体68首先界定一个流动腔72,该流动腔在所示出的实例中由一个隔离阀门配置组件74分为两个位于该隔离阀门配置组件74的两侧的分流动腔72a和72b。在两个联接结构64和66之间延伸的连接流动路径75在所示出的实例中贯穿隔离阀门配置组件74延伸。
[0171 ] 两个分流动腔72a和72b有益地除了起始口、终端口和中间口之外构造成圆柱体的,这显著简化了还将在下面阐述的对它们的CIP法或SIP法的清洗。
[0172]在图2示出的实例中示出联接结构64和66构造有不同的直径,为了说明:虽然在建立了连接机构与相对联接结构之间的配合嵌接的情况中联接结构与相对联接结构中的一个结构的部段有益地将各另外的结构的轴向部段径向外部地包围,然而两个结构在这个包围(Umgebenseins)的区域内并不是必须一定要彼此贴靠。第二联接结构66的比第二相对联接结构40的外径大的净宽显著地简化了联接结构66与相对联接结构40之间的配合嵌接的建立,而不必担心损害密封性。然后重要的是:流体供应接口 62在一个相应的运动设备上为了建立配合嵌接得到充分精确的导向。
[0173]在图2中示例性示出的流体供应接口 62的实施方式具有第一连接结构76、第二连接结构78和第三连接结构80。第一连接结构76界定第一流体流动路径82,该流体流动路径在流动腔72,在目前的实例中确切地说是分流动腔72a与第一连接结构76之间并且此外在第一连接结构76内延伸。
[0174]连接结构76在其远离流动腔72的纵向端部76a上例如通过一个插装式管接头76al构造成用于与流体管道84连接,该流体管道在图2示出的实例中优选通向一个在图2中未示出的培养介质储藏容器(参见图6及以下)。流体管道84优选为柔韧的流体管道,例如由合成橡胶软管构成,该流体管道可以插装在插装式管接头76al上并且在那里以本身众所周知的方式利用保险用具,例如软管箍防止意外拉出。
[0175]于是可以将培养介质通过流体管道84顺着第一流体流动路径82导入流动腔72内并且从这个流动腔起继续配送。例如可以通过第一联接结构64和第一相对联接结构38将新鲜的培养介质顺着供应流动路径44导入细胞培养容器10的培养容积14内。
[0176]虽然流体管道84也可以构造成刚性的管道,然而这一点并不那么优选,因为然后培养介质储藏容器也必须随着流体供应接口 62 —起运动。
[0177]在图2示出的联接状态中,供应流体流动路径44的在第一联接结构64的区域内一直延伸进入流动腔72内的那部分与联接流动路径44a相同,该联接流动路径在流动腔72与第一联接结构64之间延伸。于是在第一相对联接结构38与联接结构64之间建立的输送流体的配合嵌接中,第一联接流动路径44a从流动腔72起逐渐转入供应流动路径44内。这些流动路径然后是共线的。同样的内容适用于第二相对联接结构40的第二供应流体流动路径47和第二联接结构66的第二联接流动路径47a。
[0178]如在图2中示出的那样,第一连接结构76可以构造成由多部分组成的的。其中由多部分组成的构造有助于流体供应接口 62的装配和以后的维护。
[0179]第一连接结构76在该第一连接结构76距离流动腔72较近的纵向端部76b上具有一个阀门配置组件86。该阀门配置组件86构造成与第一和第二相对联接结构38或40的容器阀门配置组件54相同,因而相同的和功能上相同的构件和构件部段与在容器阀门配置组件54上一样在阀门配置组件86上设置有相同的附图标记。除此之外,为了对阀门配置组件86进行说明明确引用在本发明申请中对容器阀门配置组件54的说明,该说明不只适用于第一连接结构76的,而且也适用于其他的连接结构78和80的阀门配置组件86。
[0180]通过在图2中示出的、连接结构76借助螺栓70-这些螺栓此外与图2的图示相反并非伸入流动腔72内,而是如从图3中可以得知的那样位于图2的绘图平面前-在直接界定流动腔72的流体供应接口 62的壳体部件上的优选持久的固定,第一连接结构76的阀门配置组件86除了第一流体流动路径82之外全部由壳体68包围。优选阀体56为由铁磁体材料构成的球体,该球体通过永磁性的夹紧构件60预紧在它的朝向阀座58的可弹性变形的贴合构件59的闭锁位置中。
[0181]第二和第三连接结构78或80分别构造成与第一连接结构76相同的,因而为了对它们进行说明明确引用第一连接结构的说明。
[0182]优选设置在远离流动腔的纵向端部78a上的插装式管接头78al与第二流体管道88连接,该流体管道的另一端与一个在图2中未示出的清洗液储藏容器连接。因此在图2所示出的实施例中在流动腔72,在图2中确切地说在分流动腔72a与第二连接结构78之间和超出它们延伸的第二流体流动路径90优选允许将清洗液从未示出的清洗液储藏容器中导入流动腔72内,更确切地说导入分流动腔72a内。为了清洗液能够达到流动腔72的尽可能大的长度,优选第二连接结构78设置在流动腔72的轴向纵向端部上。
[0183]第三连接结构80优选与在图2中未示出的排出口连接。这一点能够以已经针对第一和第二连接结构76或78说明的方式通过一个相应地安装在第三连接结构80上的流体管道(在图2中未示出)得以实现。
[0184]第三流体流动路径92在流体流动腔72,更确切地说在图2中在分流动腔72b与第三连接结构80之间以及超出它们延伸,通过该流体流动路径流体流动腔72内的流体可以从这个流体流动腔中导出到一个排出口。
[0185]为了将通过第二流体流动路径90导入流动腔72内的清洗液引到流体流动腔72的尽可能长的距离上并因此能够清洗该流体流动腔72的尽可能大的区段,优选第三连接结构80设置在流动腔72的与第二连接结构78的装配位置相对的纵向端部上。因此通过第二连接结构78导入流动腔72内的清洗液在穿过基本上整个流动腔72之后才可以从这个流动腔中经过第三连接结构80导出。由此通过第二和第三连接结构78或80能够利用清洗液对流动腔72基本上在它的整个长度上进行清洗。
[0186]为了在这样的清洗过程中能过尽可能有效地对整个流体供应接口 62连同与这个流体供应接口配合嵌接的相对联接结构38和40进行清洗,在将新鲜的培养介质输送给分别联接的细胞培养容器10的培养容积14或将其内已有的培养介质从这个培养容积中放出前,另外的连接结构或联接结构的通入流动腔72内的所有出口位置优选位于第二连接结构78与第三连接结构80之间,使得它们顺着上述清洗路径设置并且从第二连接结构78向第三连接结构80流动的清洗液达到它们。
[0187]为了能够尽可能有效地对阀门配置组件86的和容器阀门配置组件54的以及隔离阀门配置组件74的阀体56进行清洗,这些阀体要么伸入流动腔72内要么完全位于这个流动腔内。优选阀体56至少以其主体体积的一半以上伸入流动腔72内。
[0188]在图3中示出的是在图2中示出的配置组件的通过箭头II1-1II示出的、垂直于图2的绘图平面的剖面。其中,在图3中示出一个优选设置在由流体供应接口 62和联接在其上的细胞培养容器10构成的组件下方的控制配置组件94。为了说明的目的,第二阀门配置组件86在第二连接结构78内的位置和隔离阀门配置组件74的阀门位置在图3中不同于图2中的那些位置。
[0189]控制配置组件94可以具有一个可围绕辊轴W旋转的转辊96,该转辊可以由一个驱动装置98,例如一个电动机驱动装置驱动围绕棍轴W旋转。
[0190]在转辊96的外表面96a的范围上可以设置多个信号装置100,这些信号装置在目前的实例中由永久磁铁构成。这些永久磁铁优选如下地定向,即它们的N-S-极化方向与一个以辊轴W为起点的径向方向一致。
[0191]其中分别属于与细胞培养容器10配合嵌接的流体供应接口 62的阀门配置组件54,74和86的具体的阀门调节配置的信号装置100合并为一个信号装置组102。因此在图3中位于剖面中的、在辊轴W上方的一排六个信号装置100构成一个这样的组。
[0192]与这个信号装置组径向相对地设置有另一个信号装置组,然而在图3中未示出该信号装置组。取而代之,仅仅示出转辊96内的为信号装置设置的收纳腔。在这些信号装置组之间顺着转辊96的周面可以设置其他的信号装置组。
[0193]在流体阀门接口 62与一方面与其配合嵌接的细胞培养容器10与另一方面转辊96之间可以设置一个中继配置组件104,以便能够在时间上更加精密地转换阀门配置组件54、74 和 86。
[0194]如在转辊96的信号装置100的组102中那样,优选在用于阀门调节配置的每个可转换的阀门配置组件54、74和86的中继配置组件中也分别刚好设置一个永久磁铁106。其中每个永久磁铁106顺着一个通道108可移动地、在一个较接近转辊的位置与一个较接近阀门配置组件的位置之间可移动地设置在这个通道108内。
[0195]其中如下地选择永久磁铁106,即由它们发出的和作用在阀体56上的磁场至少在较接近阀门配置组件的位置中强于由磁性夹紧构件60发出的和作用在各个阀体56上的磁场。另外,磁铁106优选顺着它们的移动轴极化地设置,例如如下地,即一个极,特别是北极指向各配属的阀门配置组件并且各另外的极,例如南极指向转辊96。
[0196]优选如下地是指中继配置组件104,即永久磁铁106在各通道108内通过由箭头g表示的重力预紧在它们的较接近转辊的位置中,例如在图3中永久磁铁第2、3、5和6号(在从左到右的编号中)位于该位置中。
[0197]由于信号装置100的相应的定向,在这些信号装置100接近中继配置组件104的永久磁铁106时通过由信号装置100发出的磁场所述永久磁铁106从它们的较接近转辊的位置移向它们的较接近阀门配置组件的位置,例如通过永久磁铁106的和信号装置100的同性的,即互相排斥的极的对立。通过永久磁铁106的和信号装置100的非同性的,即互相吸引的极的对立永久磁铁106与此相反作为对始终起作用的重力的补充磁性地保持在它的较接近转辊的位置中。
[0198]在中继配置组件104的磁铁106接近配属给它的阀门配置组件时,该阀门配置组件的阀体56受到位于其较接近阀门配置组件的位置中的永久磁铁106比各阀门配置组件的夹紧构件60更加强力地吸引。因此阀体56从它的闭锁位置中-在该闭锁位置中它为了封闭穿过阀门配置组件的通孔而贴靠在贴合构件59上-运动进入一个位置中,在该位置中可以通过各个阀门配置组件并且由此允许顺着配属给阀门配置组件的阀门流动路径的流动。
[0199]在图3示出的实例中,第二连接结构的阀门配置组件86的阀体56通过控制配置组件94从它的阀座58上,特别是从贴合构件59上移开,使得第二流体流动路径90为了使流体(此处:清洗液)流过而开启。
[0200]同样,通过在图3示出的位置中的控制设备94隔离阀门配置组件74调节进入它的通过位置中,因为该隔离阀门配置组件的阀体56也从贴合构件59移向配属的中继配置组件104的第四永久磁铁。由此作为对第二流体流动路径的补充在第一联接流动路径44a与第二联接流动路径47a之间延伸的连接流动路径75同样为了流体流过而开启。
[0201]在目前的实例中,在信号装置100与在一个与细胞培养容器10联接的流体供应接口 62上现有的阀门配置组件54、74和86之间存在1:1的配合。同样在中继配置组件104的磁铁106与现有的阀门配置组件之间存在这样的1:1的配合。在图3中设置在完全左侧的信号装置100和永久磁铁106配属给第二连接结构78内的第二阀门配置组件86。其右邻作为信号装置100或永久磁铁106配属给第一相对联接结构38上的第一容器阀门配置组件54。其在图3中的各右邻配属给第一连接结构76的第一阀门配置组件86。其右邻配属给隔离阀门配置组件74。其右邻配属给第二相对联接结构40的第二容器阀门配置组件54并且在图3中完全右侧的、由信号装置100和永久磁铁106组成的组合配属给第三连接结构80的第三阀门配置组件86。
[0202]围绕转辊96的外表面96a的范围分布的信号装置100的组102具有分别不同地设置在它们的极化中的信号装置100,以便通过信号装置100的各组102接近中继配置组件104对所有参与的六个阀门配置组件54、74和86的配属给各信号装置组102的阀门调节配置进行调节。
[0203]在图3中示出的阀门配置组件54、74和86的位置仅仅配属给示例性的本质而未配属给具体的功能。
[0204]在图4和5中示例性地示出,在目前的实施方式中示出的阀门配置组件54的贴合构件59如何用于密封供应接口侧的第一联接结构64与细胞培养容器侧的相对联接结构38之间的联接点。然而其间叙述的原理同样适用于由第二联接结构66与第二相对联接结构40构成的联接并且同样在可能存在的第三联接结构与第三相对联接结构的联接点上有效。
[0205]同样,流体供应接口 62的壳体68的各个构件之间的、取决于装配地、有益地在远离夹紧构件的纵向端部上延伸的分离面根据图4和5中示出的原理通过贴合构件59变形地贴靠在另一个壳体构件的相对密封面上得以密封。
[0206]在图4中示出的是未与配属的第一联接结构66咬合的第一相对联接结构38,因而虽然阀体56密封地贴靠在贴合构件59的负锥形的贴合面59a上-和虽然由于由夹紧构件60发出的磁性夹紧力的原因-然而贴合构件59此外基本上不变形。贴合构件59在其远离夹紧构件的纵向端部上具有一个环绕的端侧环形面5%。在所示出的实例中这个环形面59b垂直于图4的绘图平面定向。在这个状态中相对联接结构可以由一个用虚线半侧示出的插装式护罩61遮盖并防止污损。
[0207]联接结构36具有一个相对密封面64a,该相对密封面构造成用于在第一联接结构64与第一相对联接结构38之间建立输送流体的配合嵌接时与贴合构件59的环形端面(端侧环形面)59b进行贴靠咬合。
[0208]在图5中示出的是在建立的配合嵌接时的第一联接结构64和第一相对联接结构38,如它在图2中也可以看到的那样。
[0209]在那里可以看出,贴合构件59的远离夹紧构件的纵向端部如何以它的端侧环形面59b在变形的情况下与流体供应接口 62的壳体68的具有第一联接结构64的壳体构件的相对密封面64a进行贴靠咬合。通过这个变形的贴靠,联接点和特别是联接流动路径44a和供应流体流动路径44相对径向外部得到密封防止流体非预期地流出。同样的内容适用于流体非预期地流入这些流体流动路径中。
[0210]对图4和5的这些上述说明适合于所有在目前讨论的实施方式中示出的阀门配置组件的径向密封。
[0211]在图6至14中示意性地示出细胞培养设备的示例性的运行过程,该细胞培养设备具有图1所示出的细胞培养容器10和经改进的流体供应接口 ,该流体供应接口与在图2和3中示出的流体供应接口 62不同具有第四连接结构。第四连接结构在图6至14中(以及在图15至21中)标记有110。这个连接结构同样具有一个阀门配置组件86。从流动腔72起穿过第四连接结构10的第四阀门配置组件86延伸的第四流体流动路径具有附图标记112。
[0212]清洗液储备标记有114。培养介质储备具有附图标记116。与第三连接结构80连接的废物存储容器标记有118。一个采样容器120与第四连接结构110连接,从各连接的细胞培养容器110中采集的样本收集在该采样容器内。
[0213]在各个第一至第四连接结构76、78、80和110与通过流体管道与它们连接的储备或容器114、116、118和120之间设置有不进一步引起注意的输送泵122,这些输送泵保障将与它们连接的流体管道内的流体
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