DE202011003049U1

DE202011003049U1 - Einsatz für Zellkulturen

Info

Publication number: DE202011003049U1
Application number: DE202011003049U
Authority: DE
Original assignee: Sabeu Kunststoffwerk Northeim GmbH
Current assignee: Sabeu GmbH and Co KG
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: DE102012100583A1; DE102012100583B4; US9139804B2; DE102012100583C5; US20120214226A1

Abstract

Einsatz für Zellkulturen, bestehend aus einem hohlzylinderförmigen, einseitig eine obere, insbesondere kreisförmige Öffnung (2) aufweisenden Gehäuse (1) mit einem der Öffnung (2) gegenüberliegenden, membranartigen Boden (3) sowie aus an seinem die Öffnung (2) umgebenden Öffnungsrand (6) umfangsgemäß angeordneten, vom Öffnungsrand (6) nach außen abstehenden gegeneinander beabstandeten Tragarmen (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an seiner äußeren Umfangs-Mantelfläche (12) zwischen mindestens zwei Tragarmen (5) eine sich vom Öffnungsrand (6) in Richtung auf den Boden (3) erstreckende Abflachung (11) aufweist, so dass in einer zur mittleren Längsachse (Y) des Gehäuses (1) senkrechten Ebene im Bereich der Abflachung (11) ein radialer Abstand der Umfangs-Mantelfläche (12) zur Längsachse (Y) kleiner ist als ein radialer Abstand bzw. Außenradius der Umfangs-Mantelfläche (12) im abflachungsfreien Bereich der Umfangs-Mantelfläche (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einsatz für Zellkulturen, bestehend aus einem hohlzylinderförmigen, einseitig eine obere Öffnung aufweisenden Gehäuse, mit einem der Öffnung gegenüberliegenden membranartigen Boden sowie aus an einem die obere Öffnung umgebenden Rand umfangsgemäß angeordneten, vom Öffnungsrand nach außen abstehenden gegeneinander beabstandeten Tragarmen.
Ein derartiger Zellkultureinsatz ist aus der DE 102 40 787 A1 bekannt. Bei diesem Zellkultureinsatz sind die Tragarme und den Tragarmen zugeordnete Abstandhalter auf dem Umfang des Zellkultureinsatzes verteilt und zur Seite unterschiedlich lang ausgebildet. Die außermittige Lagerung auf Grund der unterschiedlichen Tragarme und Abstandshalter vergrößert dabei ein zwischen dem Zellkultureinsatz und der Wandung der Multiwelt-Platte vorhandenes Beschickungsfenster, in das eine Pipette eingeführt werden kann. Diese Ausbildung des Zellkultureinsatzes hat insofern Nachteile, als dass diese Einsätze nicht mittig in einer Aufnahmeöffnung einer Multiwelt-Platte sitzen. Hierdurch ergeben sich Positionierschwierigkeiten bei einer automatischen Befüllung der Einsätze.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ausgehend von einem gattungsgemäßen Einsatz, eine Vergrößerung des Raums zwischen dem Einsatz und einer Öffnungswandung eines Wells einer Multiwell-Platte für das Einführen einer Pipette zu ermöglichen und eine zentrische Anordnung des Einsatzes im Well zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Gehäuse an seiner äußeren Umfangs-Mantelfläche zwischen mindestens zwei Tragarmen eine sich vom Öffnungsrand in Richtung auf den Boden erstreckende Abflachung aufweist, so dass im Bereich der Abflachung in einer senkrecht zu einer mittleren Längsache des Gehäuses der radiale Abstand der Mantelfläche zur mittleren Längsachse des Gehäuses kleiner ist als der jeweilige Außenradius bzw. radiale Abstand der Umfangs-Mantelfläche in dem Bereich der Umfangsmatelfläche ohne Abflachung. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn drei jeweils um 120° zueinander versetzte Tragarme vorhanden sind und insbesondere zwischen allen Tragarmen eine derartige sich vom Öffnungsrand in Richtung auf den Boden erstreckende Abflachung ausgebildet ist. Hierbei kann auch die Abflachung von einem ebenen Wandabschnitt des Gehäuses gebildet sein, so dass auch eine Abflachung an der inneren Mantelfläche des Gehäuses besteht. Durch die Abflachungen am Umfang der Mantelfläche wird der Abstand zwischen dem Einsatz und der Innenwandung der Öffnung in dem Well vergrößert, so dass das Einführen einer Pipette in diesen Bereich erleichtert wird. Hierbei bleibt aber die zentrischen Lagerung des Einsatzes im Well gewährleistet. Hierzu besitzen die Tragarme insbesondere die gleiche radiale Länge, wobei vorzugsweise die Tragarme an ihrer dem Boden zugekehrten Unterseite sich von dieser in Richtung auf den Boden erstreckende, in die Umfangs-Mantelfläche auslaufende Abstandsstege aufweisen, deren von der Umfangs-Mantelfläche wegweisende Stegkante unter einem von der Umgangs-Mantelfläche und der jeweiligen Stegkante eingeschlossenen spitzen Winkel α verläuft. Vorteilhafterweise sind die einzelnen Stege somit dreieckförmig ausgebildet, wobei insbesondere zwei zueinander parallel verlaufende Stege unter jedem Tragarm ausgebildet sind, wobei die Stege parallel zur radialen Mittellinie der Tragarme ausgerichtet sind. Beim Einführen einer Pipette in den Raum zwischen dem erfindungsgemäßen Einsatz und der Innenwandung eines Wells schiebt die Pipette den Einsatz aus dem Well nach oben heraus. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stege wird bei einer derartig auftretenden Aufwärtsbewegung ein Wackeln und seitliches Kippen des Einsatzes reduziert bzw. weitgehend verhindert, und zwar auf Grund der durch die zwei parallelen Stege vorhandenen doppelten Anlageflächen.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und werden an Hand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht von oben auf einen erfindungsgemäßen Einsatz gemäß Richtungspfeil I in 2 innerhalb eines Wells einer Multiwell-Platte,
2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in 1,
3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Einsatzes gemäß dem Richtungspfeil IV in 3,
4 eine Ansicht eines Einsatzes gemäß 1,
5 eine Ansicht von oben eines erfindungsgemäßen Einsatzes mit verkleinertem Durchmesser gegenüber dem Einsatz gemäß 1,
6 eine Ansicht von oben eines erfindungsgemäßen Einsatzes mit einem gegenüber dem Einsatz in 5 verringertem Außendurchmesser des Gehäuses.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche bzw. sich funktionell entsprechende Teile und Komponenten des erfindungsgemäßen Einsatzes stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
Wie sich aus den 1 bis 4 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßer Einsatz für Zellkulturen aus einem hohlzylinderförmigen Gehäuse 1. Dieses Gehäuse 1 besitzt eine obere insbesondere kreisförmige Öffnung 2 und einen der Öffnung 2 gegenüberliegenden insbesondere kreisförmigen, als Membrane ausgebildeten Boden 3. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der Öffnung 2 größer als der Außendurchmesser des Bodens 3, so dass sich ein zum Boden hin verjüngender Verlauf des Gehäusequerschnitts senkrecht zu einer Längsachse Y des Gehäuses 1 ergibt. Es liegt aber ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn der Außendurchmesser der Öffnung 2 und der Außendurchmesser des Bodens 3 gleich groß sind, oder der Außendurchmesser des Bodens 3 größer ist als der Außendurchmesser der Öffnung 2. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn die Öffnung 2 und der Boden 3 nicht kreisförmig sind. Die Öffnung 2 ist von einem Rand 4 umgeben, an dem umfangsgemäß vom Öffnungsrand nach außen abstehende, gegeneinander beabstandete Tragarme 5 vorhanden sind. Diese Tragarme 5 besitzen eine Mittellinie M, die sich radial ausgehend von der Längsachse Y nach außen erstreckt. Die Tragarme 5 sind in ihrer Form spiegelsymmetrisch zur Mittellinie M ausgebildet und besitzen eine derartige radiale Länge, dass sie auf einem Umfangsrand 7 eines Wells im eingesetzten Zustand des Einsatzes in dem Well aufliegen. Der Umfangsrand 7 eines Wells ist in der 1 gestrichelt eingezeichnet. Vorteilhafterweise sind drei jeweils gegeneinander um 120° versetzte Tragarme 5 vorhanden. Die Tragarme 5 bestehen aus zwei Armabschnitten 8, 9, und zwar einem radial inneren Abschnitt 8 und einem radial äußeren Abschnitt 9. Hierbei ist der radial äußere Abschnitt 9 von geringerer Breite als der radial innere Abschnitt 8.
Erfindungsgemäß weist das Gehäuse 1 an seiner äußeren Umfangs-Mantelfläche zwischen den Tragarmen 5 jeweils eine sich vom Rand 4 der Öffnung 2 in Richtung auf den Boden 3 erstreckende Abflachung 11 auf, so dass im Bereich der Abflachung 11 in einer senkrecht zur Längsachse 4 verlaufenden Ebene der radiale Abstand der äußeren Mantelfläche zur mittleren Längsachse Y des Gehäuses 1 kleiner ist als der jeweilige Außenradius bzw. radiale Abstand der Umfangs-Mantelfläche des Gehäuses 1 im übrigen Bereich der Mantelfläche ohne Abflachungen. Die Umfangs-Mantelfläche ist in den Zeichnungen jeweils mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet. Da im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Tragarme 5 vorhanden sind, sind auch an der Umfangs-Mantelfläche 12 des Gehäuses 1 drei Abflachungen 11 vorhanden, die jeweils gegeneinander um 120° zueinander versetzt sind. Wie sich aus den 1 bis 6 ergibt, kann die Abflachung 11 von einem ebenen Wandabschnitt 13 des Gehäuses 1 gebildet werden, so dass auch eine Abflachung 14, siehe 2, an der inneren Mantelfläche 15 des Gehäuses 1 vorhanden ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Tragarme 5 an ihrer dem Boden 3 zugekehrten Unterseite sich von diesem in Richtung auf den Boden 3 erstreckende und in der Umfangs-Mantelfläche 12 endende Stege 16 aufweisen, deren von der Umfangs-Mantelfläche 12 wegweisende Stegkante 17 einen von der Umfangs-Mantelfläche 12 und der Stegkante 17 eingeschlossenen spitzen Winkel einschließt. Vorteilhafterweise sind zwei zueinander parallel verlaufende Stege 16 unter jedem der Tragarme 5 angeformt, wobei die Stege 16 parallel zur radialen Mittellinie M der Tragarme 5 verlaufen. Hierbei besitzen die Stege 16, wie aus den Figuren zu erkennen ist, eine dreieckige Umfangskontur. Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, ist die Breite des radial inneren Abschnittes 9 der Tragarme 5 gleich dem äußeren Abstand der unter dem jeweiligen Tragarm 5 befindlichen Stege 16 und die Länge des radial inneren Abschnittes 8 entspricht der Länge der an dem Tragarm 5 anliegenden Seitenkante 18 der Stege 16. Die Länge des radial inneren Abschnittes 8 ist dabei derart gewählt, dass der erfindungsgemäße Einsatz jeweils zentrisch innerhalb der von dem Umfangsrand 7 des Wells umschlossenen Öffnung sitzt, so dass die Steglänge derart gewählt ist, dass im eingesetzten Zustand des erfindungsgemäßen Gehäuses 1 in dem jeweiligen zur Gehäusegröße passenden Well der Steg 16 mit seinem oberen Ende an der Innenseite des Wells anliegt.
Weiterhin ist zu erkennen, dass der Öffnungsrand 6 des Gehäuses 1 im Bereich der oberen Öffnung 2 zwischen den Tragarmen 5 jeweils eine Einbuchtung 19 aufweist. Demnach sind im Umfang der Öffnung 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel drei um jeweils 120° zueinander angeordnete Einbuchtungen 19 vorhanden. Die Tiefe der Einbuchtungen 19, gemessen von der Oberseite der Tragarme 5, beträgt insbesondere 2,8 bis 3 mm. Die Länge der Einbuchtungen 19, gemessen auf der Umfangs-Mantelfläche 12 des Gehäuses 1, beträgt insbesondere 5,4 bis 9,3 mm. Hierbei nimmt die Tiefe mit zunehmendem Durchmesser der Öffnung 2 zu und die Länge nimmt mit zunehmendem Durchmesser ab.
In den 1, 5 und 6 sind unterschiedlich große erfindungsgemäße Gehäuse 1 dargestellt. Bei dem Gehäuse 1 gemäß 1 besitzt der um die äußeren Enden der Tragarme 5 verlaufende Hüllkreis D_H einen Durchmesser von 47 mm und die Breite B_I des radial innerer Abschnitts 8 beträgt 7,6 mm und die Breite B_A des radial äußeren Abschnittes 9 3,0 mm. Der Boden 3 besitzt hierbei einen Durchmesser D_B von 24 mm. Die Wandstärke d der Stege 16 beträgt 0,6 mm. Der Außendurchmesser U der Umfangs-Mantelfläche 12 beträgt 28,5 mm im Bereich unterhalb der Tragarme 5. Die Höhe H des Gehäuses 1 beträgt 16,3 mm und die axiale Länge L der Stege 16 11,82 mm.
Die entsprechenden Abmessungen der Ausführungsbeispiele gemäß der 5 und 6 ergibt sich aus der folgenden Tabelle.

[mm] D_H B_I B_A D_B d U H L

Fig. 5 32,37 6,10 3,00 12,00 0,60 16,43 16,30 10,89

Fig. 6 25,11 4,60 2,00 6,54 0,60 10,97 16,30 9,94
Wie sich aus den 1, 5, 6 insbesondere ergibt, ist die umfangsgemäße Länge der Einbuchtungen 19 gegenüber dem umfangsgemäßen Abstand der Tragarme 5 in Abhängigkeit von der Größe des Gehäuses 1 unterschiedlich. So ist beispielsweise bei der Ausführungsform gemäß 1 die umfangsgemäße Länge der Einbuchtung 19 40 bis 60% des umfangsgemäßen Abstandes der Tragarme 5, wohingegen bei der Ausführungsform gemäß 5 die umfangsgemäße Länge der Einbuchtung 19 60 bis 80% des umfangsgemäßen Abstandes der Tragarme 5 beträgt. In 6 umfasst die Länge der Einbuchtung 19 den gesamten umfangsgemäßen Abstand der Tragarme 5.
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 1 mit Ausnahme des membranartigen Bodens 3 als einstückiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Der als Membrane ausgebildete Boden 3 ist ebenfalls als Kunststoffformteil hergestellt und ist nachträglich entweder durch Kleben oder Verschweißen in dem Gehäuse 1 befestigt. Es ist ebenfalls möglich, den in das Spritzwerkzeug eingelegten Boden 3 während des Spritzgießvorgangs innerhalb des Gehäuses 1 durch Umspritzung zu integrieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10240787 A1 [0002]

Claims

Einsatz für Zellkulturen, bestehend aus einem hohlzylinderförmigen, einseitig eine obere, insbesondere kreisförmige Öffnung (2) aufweisenden Gehäuse (1) mit einem der Öffnung (2) gegenüberliegenden, membranartigen Boden (3) sowie aus an seinem die Öffnung (2) umgebenden Öffnungsrand (6) umfangsgemäß angeordneten, vom Öffnungsrand (6) nach außen abstehenden gegeneinander beabstandeten Tragarmen (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) an seiner äußeren Umfangs-Mantelfläche (12) zwischen mindestens zwei Tragarmen (5) eine sich vom Öffnungsrand (6) in Richtung auf den Boden (3) erstreckende Abflachung (11) aufweist, so dass in einer zur mittleren Längsachse (Y) des Gehäuses (1) senkrechten Ebene im Bereich der Abflachung (11) ein radialer Abstand der Umfangs-Mantelfläche (12) zur Längsachse (Y) kleiner ist als ein radialer Abstand bzw. Außenradius der Umfangs-Mantelfläche (12) im abflachungsfreien Bereich der Umfangs-Mantelfläche (12).
Einsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei jeweils um 120° zueinander versetzte Tragarme (5) vorhanden sind.
Einsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen allen Tragarmen (5) eine sich vom Öffnungsrand (6) in Richtung auf den Boden (3) erstreckende Abflachung (11) ausgebildet ist.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachung (11) von einem ebenen Wandabschnitt (13) des Gehäuses (1) gebildet wird, so dass auch eine innere Abflachung (14) an der inneren Mantelfläche (15) des Gehäuses (1) vorhanden ist.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Tragarme (5) dieselbe radiale Länge besitzen.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Umfangs-Mantelfläche (12) im Bereich der oberen Öffnung (2) größer ist als der Außendurchmesser der Umfangs-Mantelfläche (12) im Bereich des Bodens (3).
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (5) an ihrer dem Boden (3) zugekehrten Unterseite sich von dieser in Richtung auf den Boden (3) erstreckende, in die Umfangs-Mantelfläche (12) auslaufende Stege (16) aufweisen, deren von der Umfangs-Mantelfläche (12) wegweisende Stegkanten (17) mit der Umfangs-Mantelfläche (12) einen spitzen Winkel (α) einschließen.
Einsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zueinander parallel verlaufende Stege (16) unter jedem Tragarm (5) ausgebildet sind, wobei die Stege (16) parallel zur radialen Mittellinie (M) der Tragarme (5) verlaufen.
Einsatz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragarme (5) aus zwei Armabschnitten (8, 9) bestehen, und zwar einem radial inneren Abschnitt (8) und einem radial äußeren Abschnitt (9), wobei der radial äußere Abschnitt (9) eine geringere Breite als der radial innere Abschnitt (8) besitzt.
Einsatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des radial inneren Abschnittes (8) gleich dem äußeren Abstand der Stege (16) ist und die Länge des radial inneren Abschnittes (8) der Länge der an dem Tragarm (5) anliegenden Seitenkante (18) der Stege (16) entspricht.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsrand (6) des Gehäuses (1) im Bereich der oberen Öffnung (2) und zwischen den Tragarmen (5) jeweils eine Einbuchtung (19) aufweist.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) und der Boden (3) jeweils als Kunststoffformteile ausgebildet sind und der Boden (3) in dem Gehäuse (1) durch Verkleben oder Verschweißen befestigt ist.
Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Öffnung (2) und des Bodens (3) gleich groß oder unterschiedlich groß sind.