混合系统的制作方法

混合系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种混合系统，其包括用于收纳一次性流体混合袋(2)的器皿(1)，器皿(1)包括支承流体混合袋(2)的基部(3)和从基部(3)向上垂直地延伸的侧壁(4)。器皿的侧壁(4)包括能够由滑动门(6)闭合的门开口(5)。具有滑动门的系统提供了以节省空间的方式容易进入器皿(1)内。
【专利说明】混合系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及包括用于收纳一次性液体混合袋的器皿的混合系统的【技术领域】，该器皿包括支承流体混合袋的基部和从基部向上垂直地延伸的侧壁。

【背景技术】
[0002]单次使用的或一次性的系统由于此类系统的灵活性和成本有效性而在生物制药行业中快速增长。系统中的一次性构件预先杀菌，并且符合规章要求。一次性系统容易适于不同的生产目的，并且改变生产线容易且廉价，同时至少保持了良好的过程可靠性，如果甚至未改进。
[0003]存在其中可使用一次性容器或袋的若干种类的混合系统。一种类型的此类混合系统为细胞或微生物可在其中生长的生物反应器。混合系统还用于制备例如缓冲液和介质。混合系统可包括器皿，该器皿容纳一次性袋或容器。器皿可具有圆筒形式，例如，大致圆筒。袋以准确方式置于器皿内，以使例如不同管线、混合器和传感器可适当地且准确地连接于袋。US2011/0310696示出了该种类的混合系统。
[0004]为了能够将一次性袋以准确方式置于器皿内，容易进入器皿内是重要的。器皿可改变尺寸，并且可适于从大约20升到大约2000升的袋。尤其是收纳一次性类型的袋的大型混合器皿需要非常大的占地面积，这可为限制因素。因此，存在对提供以节省空间的方式容易进入器皿内的布置的需要。


【发明内容】

[0005]本发明提供了一种类型的混合系统，其包括用于收纳一次性流体混合袋或容器的器皿，并且以节省空间的方式提供了容易进入器皿内。本发明还提供了安全进入器皿内，以使最小化损坏一次性袋的风险。本发明还向器皿提供了容易且节省空间的加热/冷却布置。本发明的另外的优点将从以下描述中清楚。
[0006]本发明涉及混合系统，其包括用于收纳一次性流体混合袋的器皿，该器皿包括支承流体混合袋的基部和从基部向上垂直地延伸的侧壁。器皿的侧壁包括能够由滑动门闭合的门开口。具有滑动门的系统提供了以节省空间的方式容易进入器皿内。
[0007]门开口可具有侧壁的高度的至少30%(诸如至少50%)的高度，优选为侧壁的高度的至少80%，并且最优选为100%，或作为备选，侧壁的高度的30%到80%。门开口越高，越容易进入器皿内。
[0008]滑动门优选滑动地悬置于器皿的上部。当门处于其闭合位置时，器皿优选为圆筒。器皿的上部可包括门滑动地悬置于其的上环形元件。上环形元件向门悬置提供了简单且可靠的安装。通过上环形元件，可确保在门开启时，门可滑动而不与侧壁接触。
[0009]门可包括悬置器件，其包括引导元件，用于将门滑动地悬置于环形元件。引导元件以滑移引导门，例如，在门以简单方式闭合和/或开启时。上环形元件优选包括可为销的引导元件可在其中滑动的轨道或导轨，由此可获得具有用于门的滑动布置的简单悬置结构。
[0010]门可包括在门的两侧上的悬置器件，以提供充分且稳定的悬置，这对于具有重门的大型器皿而言尤其重要。上环形元件包括分别用于悬置器件中的各个的轨道或导轨。
[0011]轨道可包括弓形端部，其比轨道的其余部分更接近器皿的直径中心。当门从其闭合位置开启时，门接着关于器皿的直径中心沿径向向外移动，以使其变得不与器皿的壁接触。通过弓形部分，可布置用于门的径向移动的简单解决方案。
[0012]悬置器件还可包括滑动器件，其包括布置成在轨道或导轨外滑动的滚珠轴承。该布置进一步改进了门的容易滑移。上环形元件还可包括凹口，当门处于闭合位置时，滚珠轴承的滚珠可至少部分地容纳在该凹口中，以使在门处于其闭合位置时，门将不能够无意地移动。
[0013]另外，门的下部可包括下悬置器件和器皿上的下环形元件。下环形元件还可包括至少一个轨道或导轨，以引导下悬置器件，该下悬置器件包括用于使门滑动地悬置于下环形元件的引导元件。门的下部中的悬置器件与环形元件一起改进了门的可掌握性，因为门的下部也连接于器皿，并且可以以更受控的方式移动。
[0014]器皿还可包括用以在门处于其闭合位置时锁定滑动门的锁定器件。
[0015]此外，器皿的内部可包括紧固器件，诸如，夹持器，以将混合袋装固于器皿。
[0016]门可包括双壁，其中加热或冷却液体布置成在双壁之间流动，以分别加热或冷却器皿。另外，器皿的侧壁也可包括双壁，并且加热或冷却的液体布置成在双壁之间流动，以加热或冷却器皿。以该方式，可节省空间，因为不需要用于器皿的单独的加热或冷却布置。
[0017]器皿的侧壁可包括用于液体的入口和出口，并且门可包括用于液体的入口和出口。侧壁的出口联接于门中的入口，以使用于加热或冷却器皿的壁的液体可用于加热或冷却门。以该方式，能量有效的加热和/或冷却可提供给门。
[0018]门和/或壁的双壁可包括在双壁之间的垂直肋条，其限定端部开口的通道。肋条使得能够控制双壁之间的液体流，并且便于液体可以以规则方式流动，并且覆盖整个期望区域。
[0019]根据另一个实施例，门可包括加热膜或覆盖层，并且壁可包括用以冷却器皿的器件。这允许了稳健性的优化，因为壁和门具有专用的功能。此外，门中的加热膜或覆盖层可使门比壁重量更轻，并且因此更容易处理。
[0020]本发明还涉及如上文限定的用于培养细胞或微生物的混合系统的用途。混合系统提供了灵活、有效且安全的培养过程。
[0021]本发明的以上和另外的特征和优点在下面参照附图更详细阐释。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]下面将参照附图详细论述本发明。图中所示的实施例仅为实例，并且不应当看作是以任何方式限制本发明。
[0023]图1示意性地示出了在滑动门处于开启位置时的根据本发明的优选实施例的包括柔性袋的器皿的透视图。
[0024]图2示意性地示出了在滑动门处于开启位置时的根据本发明的优选实施例的不具有柔性袋的器皿的透视图。
[0025]图3示意性地示出了在滑动门处于闭合位置时的根据本发明的图1的器皿的透视图。
[0026]图4示意性地示出了根据图2或图3的器皿的上部的断面详细侧视图。

【具体实施方式】
[0027]图1至4示出了根据本发明的一个实施例的器皿I。根据本发明的器皿I收纳一次性透明流体混合袋2，例如，可杀菌的塑料材料的柔性袋，其中可发酵或培养和/或制备不同种类的流体。器皿I和袋2—起包括在本发明的混合系统中。混合系统还包括混合器或混合布置，其可为任何适合的种类，并且不是本发明的目的，并且因此并未详细描述。例如，适合的混合器的实例在US2011/0310696中示出，US2011/0310696公开了用于在柔性袋内混合流体的叶轮组件。又一个实例例如由US7992846示出，US7992846示出了联接于柔性袋的底部的磁性混合器。混合系统还可包括但不限于包括将气体输送到柔性袋中的喷洒器，并且器皿和袋可包括探头和用于不同传感器的端口。这些另外的装置并未形成发明构想的一部分，是技术人员所清楚的，并且因此并未在上下文中更详细阐释。
[0028]混合袋的尺寸或容积可从大约10升变至大约2000升。袋可具有例如20升、50升、200升、500升或1000升或2000升的尺寸。一次性袋2优选具有符合器皿I的内隔间的尺寸和形状的尺寸和形式，以使一次性袋2可由器皿I充分支承。该形状可不同于器皿的内隔间的形状，只要混合器皿的壁向袋提供充分支承，并且以使将不形成袋中的不必要的折叠。一次性袋优选由柔性的可杀菌塑料材料制成，诸如，聚乙烯膜。袋优选为透明的。柔性且可杀菌的任何塑料材料可用于形成一次性袋。
[0029]参照图1-3，器皿I包括支承袋的基部3，以及从基部3向上垂直地延伸的侧壁4。侧壁4包括门开口 5(在图2中最佳示出)，其能够由滑动门6闭合。在图1到3中，可看到的是，门开口延伸穿过侧壁的整个高度，并且门开口的高度为侧壁4的高度的100%。门开口5可较小，并且可具有侧壁4的高度的至少30%(诸如至少50%)的高度，并且优选为侧壁的高度的至少80%，或作为备选，侧壁的高度的30%到80%。开口越大，越容易进入器皿内，由此可获得袋容易放置在器皿内。然而，特别是在较大的器皿(例如，200L或以上的容积的器皿，诸如1000L或以上)中，出于机械稳定性的原因并且为了便于生物反应器的温度控制，也可存在具有较低高度的门时的优点。如果门开口的高度小于器皿的高度的100%，则门开口可关于器皿的顶部和基部位于器皿中的任何适合的位置处，例如，在器皿的中部、在顶部附近，或在基部附近。
[0030]混合器皿I可由适于承载和支承包括流体的袋2的任何材料制成。该材料优选在大小上稳定，诸如，金属，例如，不锈钢。该材料还可为塑料或玻璃。该材料优选为不锈钢。器皿I可由不同材料的组合制成，例如，混合器皿的侧壁或壁4和/或门6可由不锈钢制成，并且器皿、侧壁或其门可包括玻璃或塑料的透明窗口，以使器皿的内容物可从器皿外侧检查。作为优选，器皿I由导热材料制成，导热材料使得能够使用器皿来加热或冷却一次性袋的流体内容物。因此，除如以上提到的可具有塑料或玻璃的器皿中的一些细节之外，器皿优选主要由不锈钢制成。
[0031]图1到3中的门6并未覆盖门开口 5的整个高度，由此在门处于其闭合位置时，间隙51存在于基部3与门6之间，如在图3中最佳示出的。如图1中所示，这使得有可能将所需的传感器或管系的端口置于袋2的一侧上。如图1到3中所示，存在联接于侧壁4的衬套41和42，其部分地覆盖门开口 5的下部。衬套41和42还支承位于器皿I内的柔性混合袋2。然而，衬套也可省去。门6可在其闭合位置覆盖整个门开口 5。如果门覆盖整个开口并且产生不透液体的闭合，则例如在事故的情况下，还获得可容纳来自柔性袋的液体的二次容纳。作为优选，当门6处于其闭合位置时，门开口 5的高度的至少大约50%由门6覆盖。更优选的是，门覆盖门开口的高度的至少大约90%，以确保对混合袋的充分支承。
[0032]门6沿水平方向覆盖整个开口，即，门6的宽度与开口 5的宽度相同或大致相同。当门处于其闭合位置时，其处于与其余圆筒相同的平面中，其中形成大致圆筒。门优选覆盖圆筒罩盖区域的大约30%，并且可覆盖罩盖区域的从大约10%到大约50%的面积。
[0033]滑动门6滑动地悬置于器皿I的上部7。上部为与基部相对的一侧。在上下文中，意思是上部7为覆盖从最顶部分开始的器皿I的高度的小于50%的部分，并且最优选为器皿的高度的小于20%。侧壁4的最顶部分还可包括顶盖，例如，顶板，其并未在附图中示出。顶板可包括在器皿中以进一步保护器皿I内的混合袋2。然而，在图中所示的实施例中，器皿I具有开口顶部，并且不包括顶板。然而，图中所示的实施例还可包括顶板。顶板可为可除去的或集成于侧壁4。如果顶板为可除去的，则可进一步便于进入器皿内。然而，集成的顶板可改进器皿的机械稳定性。
[0034]当门处于其闭合位置时，图1至4中所示的器皿为圆筒，也称为直立圆筒。这使门6容易制造，因为门可具有与其余圆筒中的侧壁4或罩盖大致相同的半径。门6可由与器皿的侧壁4相同的材料制成，即，门可由硬质材料制成，因为在门处于其开启位置时不需要柔性来使门适于其余的器皿，如果器皿为例如椭圆筒，则这将是需要的。
[0035]器皿I的上部7包括门6滑动地悬置于其的上环形元件71。作为优选，环形元件71置于侧壁4的最顶部分的顶部上。环形元件71由耐用的大小上稳定的材料制成，其能够承载门6的重量。
[0036]如图1到4中所示，门6包括使门6悬置在环形元件71上的悬置器件8，8’。悬置器件8，8’分别包括呈销9，9’形式的引导元件，如图4中最佳所示，该引导元件在轨道10，10’中滑动。图中的轨道为通孔，但替代通孔布置，可使用限定引导引导元件的通道的导轨。引导元件还可为具有旋转外壳或例如滚珠轴承的销布置，以便于在环形元件的轨道或导轨中滑动。通过该结构，获得了门的简单且可靠的滑动布置。滑移可通过包括滑动元件12，12’进一步改进，滑动元件12，12’分别包括滚珠轴承，其如图3中所示布置成在悬置器件8，8’中在轨道或导轨10，10’外滑动。上环形元件71可包括凹口，当门处于其闭合位置时，滑动元件12，12’的滚珠轴承可至少部分地容纳在该凹口中。
[0037]在其它实施例中，门还可以以其它方式悬置于上部7。例如，器皿I的上部7可包括环形凸缘，其可布置在器皿的最顶部分下方。凸缘可以以如上文阐释的类似方式包括轨道或导轨，并且门可以以如上文阐释的类似方式包括悬置器件，以将门滑动地悬置于器皿。
[0038]如果门为重的，例如，在大型混合器皿的情况下，则门可包括多于两个悬置器件。然而，轨道或导轨的量对应于悬置器件的量，以使门能够滑移。另外，如果门为轻的，诸如在小器皿中，则仅一个悬置器件就可足够。在图1至4中所示的实施例中，存在两个悬置器件，并且上环形元件7包括用于悬置器件8，8’中的各个的轨道10，10’或导轨。
[0039]当门将从其闭合位置(即，门6覆盖门开口 5的宽度并且处于与侧壁4相同的圆形平面中并且与侧壁4一起形成关于截面的圆筒的位置)开启时，为了使门能够向外关于器皿直径中心径向移位，轨道10，10’包括弓形端部11，11’，其比轨道10，10’的其余部分更接近器皿I的直径中心。这使得有可能在门6从其闭合位置开启时门从器皿的直径中心沿径向向外移动，以使其变得不与器皿I的其余壁4接触。
[0040]径向移动还可以其它方式布置。例如，悬置器件可包括铰接臂，其可在门将闭合时使门朝直径中心转动，以使门与侧壁接触。
[0041]器皿I的基部3可包括下环形元件，其在图中未示出，具有与上环形元件相似的结构。下环形元件还优选包括用于一个悬置器件的一个轨道或导轨。门6包括还在门的下部中的与悬置器件8，8’相似的悬置器件。下悬置器件的数量可与上悬置器件8，8’的数量相同，但仅可使用一个悬置器件。下悬置器件向门进一步提供稳定性和改进的滑移。
[0042]在图1到3中，门包括把手14，14’，其可用于在门开启或闭合时推动门。门在图中所示的实例中人工地操作，但当然可以以任何适合的方式自动化。
[0043]器皿优选包括锁定器件13，13’，以在门处于其闭合位置时锁定滑动门6。可使用本领域中已知的任何适合的锁定器件，例如，夹具类型的紧固件。
[0044]滑动门6与锁定器件13，13’ 一起向混合器皿提供安全构造。例如，即使锁定器件将在混合器皿的使用期间意外开启，滑动门也停在适当位置，并且支承反应器中的柔性袋。在常规铰接门的情况下，风险在于，如果门在操作期间意外开启，则袋将不以充分的方式受到支承，并且可落下并且受损，带来灾难性后果。利用本发明的滑动门，该风险显著地降低。
[0045]另外，器皿I的侧壁4可包括器皿I内的紧固器件，诸如，夹持器(图中未示出)，以将混合袋2装固于器皿I。
[0046]图1到3中所示的混合系统由具有轮的框架结构15支承，以使系统能够容易移动。
[0047]门6可包括双壁结构(图中未示出)，其中加热或冷却的液体可布置成在双壁之间流动，以分别加热或冷却器皿和因此由混合袋2承载的流体。另外，器皿I的侧壁4可包括双壁结构，其中加热或冷却的液体布置成在双壁之间流动，以加热或冷却器皿和因此由混合袋2承载的流体。
[0048]门和/或侧壁可包括在双壁(图中未示出)之间的垂直肋条，以使可控制双壁内的液体流。肋条的高度优选为门和/或侧壁的高度的小于80%，并且肋条布置在大约5到50cm的距离处。肋条限定端部开口的通道，以使液体可以以规则方式流动，并且覆盖整个期望的区域。
[0049]为了进一步改进器皿的加热和/或冷却的能量效率，器皿I的侧壁4包括用于液体的入口和出口，并且门6包括用于液体的入口和出口，其中来自侧壁4的液体的出口借助于柔性软管联接于门6中的入口，以使用于加热或冷却器皿I的侧壁4的液体可用于加热或冷却门6。柔性软管以容易的方式遵循滑动门的移动。
[0050]根据另一个实施例，门6可包括加热膜或覆盖层(图中未示出)，并且壁4可包括用以冷却器皿的器件，例如，冷却覆盖层，或包括如以上限定的壁之间的冷却液体的双壁。这允许了稳健性的优化，因为壁和门具有专用的功能。门和壁还可具有相同功能，即，分别冷却或加热门和壁。门中的加热膜或覆盖层使门6重量更轻，并且因此更容易处理。
[0051]根据本发明的混合系统可用于培养细胞或微生物。在培养开始之前，杀菌且折叠的混合袋置于器皿I内。袋接着填充有无菌气体来以无菌方式开启袋。此后，袋填充有液体，并且细胞和/或微生物的培养可开始。系统提供了用以使用一次性系统的安全且容易的方式。
[0052]本发明可在所附权利要求的范围内变化。
【权利要求】
1.一种混合系统，包括用于收纳一次性流体混合袋的器皿(I)，所述器皿(I)包括支承所述液体混合袋的基部⑶和从所述基部⑶向上垂直地延伸的侧壁(4)，其特征在于，所述侧壁⑷包括能够由滑动门(6)闭合的门开口(5)。
2.根据权利要求1所述的混合系统，其特征在于，所述门开口(5)具有所述侧壁(4)的高度的至少30%的高度，优选为所述侧壁(4)的高度的至少80%，并且最优选为100%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的混合系统，其特征在于，所述滑动门(6)滑动地悬置于所述器皿(I)的上部(7)。
4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的混合系统，其特征在于，所述器皿(I)在所述门处于其闭合位置时为圆筒，并且所述器皿(I)的上部(3)包括所述门(6)滑动地悬置于其的上环形元件(7)。
5.根据权利要求4所述的混合系统，其特征在于，所述门(6)包括悬置器件(8，8’)，其包括用于将所述门(6)滑动地悬置于所述环形元件(7)的引导元件(9，9’)。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的混合系统，其特征在于，所述上环形元件(7)包括所述引导元件(9，9’)可在其中滑动的轨道(10，10’)或导轨。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的混合系统，其特征在于，所述引导元件(9，9’)为销。
8.根据权利要求5、权利要求6或权利要求7所述的混合系统，其特征在于，所述门(6)包括在所述门(6)的两侧上的悬置器件(8，8’)，并且其中所述上环形元件(7)包括用于所述悬置器件(8，8’)中的各个的轨道(10，10’)或导轨。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述(多个)轨道(10，10’)或(多个)导轨包括弓形端部(11，11’)，其比所述轨道(10，10’)或导轨的其余部分更接近所述器皿(I)的直径中心，其中当所述门(6)从其闭合位置开启时，所述门(6)关于所述器皿的直径中心沿径向向外移动，以使其变得不与所述器皿(I)的其余壁(4)接触。
10.根据权利要求6至权利要求9中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述悬置器件(8，8’)包括滑动元件(12)，其包括布置成在所述轨道或导轨(10，10’)外滑动的滚珠轴承。
11.根据权利要求10所述的混合系统，其特征在于，所述上环形元件(7)包括凹口，在所述门处于闭合位置时，所述滑动元件(12，12’)的滚珠轴承至少部分地容纳在所述凹口中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述门包括下悬置器件，并且所述侧壁(4)的下部包括下环形元件，所述下环形元件包括至少一个轨道或导轨，以引导包括引导元件的所述下悬置器件，用于使所述门(6)滑动地悬置于所述下环形元件。
13.根据前述权利要求中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述器皿(I)包括用以在所述门处于其闭合位置时锁定所述滑动门￠)的锁定器件(13)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述器皿(I)的侧壁(4)的上部(3)包括紧固器件，诸如，夹持器，以将所述混合袋装固于所述器皿(I)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述门(6)包括双壁，并且其中加热或冷却的液体布置成在所述双壁之间流动以分别加热或冷却所述器皿。
16.根据前述权利要求中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述器皿(I)的侧壁(4)包括双壁，并且其中加热或冷却的液体布置成在所述双壁之间流动以加热或冷却所述器皿。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的混合系统，其特征在于，所述器皿的壁(4)包括用于所述液体的入口和出口，并且其中所述门包括用于所述液体的入口和出口，其中所述液体的出口联接于所述门(6)中的入口，以使用于加热或冷却所述器皿(I)的壁(4)的所述液体可用于加热或冷却所述门(6)。
18.根据权利要求15、权利要求16或权利要求17所述的混合系统，其特征在于，所述门(6)和/或所述壁(4)的双壁包括限定端部开口的通道的所述双壁之间的垂直肋条。
19.根据权利要求1至权利要求14中任一项所述的混合系统，其特征在于，所述门(6)包括加热膜或覆盖层，并且所述壁(4)包括用以冷却所述器皿(I)的器件。
20.根据前述权利要求中任一项所述的用于培养细胞或微生物的混合系统的用途。
【文档编号】B01F15/00GK104168993SQ201380014400
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】K.格鲍尔, P.乔施森, D.雷恩霍尔姆 申请人:通用电气健康护理生物科学股份公司