BR112015028167B1

BR112015028167B1 - Dispositivo para mistura de amostras biológicas, método de mistura de amostras biológicas, e, uso do dispositivo

Info

Publication number: BR112015028167B1
Application number: BR112015028167-2A
Authority: BR
Inventors: Julien Pierre Camisani; Olivier WARIDEL
Original assignee: Biosafe S.A.
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2021-06-22
Also published as: BR112015028167A2; US20160106624A1; MX2015015122A; US20210308011A1; JP6251384B2; RU2015150620A; CN105263611A; CN105263611B; RU2637220C2; EP2994223A1; EP2994223B1; ES2676828T3; US11918541B2; US11077020B2; WO2014181158A1; KR20160014640A; JP2016518845A; MX368205B; SG11201508711SA; KR102143671B1

Abstract

sistema de mistura para misturar amostras bíológicas com aditivos. trata-se de um dispositivo para mistura de amostras biológicas contidas em bolsas de armazenamento flexível (104) a uma temperatura controlada, compreendendo um suporte (105) para suportar uma bolsa de armazenamento contendo uma amostra biológica a ser misturada; meios para transmitir um deslocamento a uma amostra em uma bolsa de armazenamento no suporte para misturar a amostra; e meios de controle de temperatura para manter as amostras a uma temperatura controlada durante a amostra. os meios para transmitir deslocamento a uma amostra compreendem pelo menos uma bolsa inflável/desinflável (102, 103) (bolsa de ar) que, quando inflada, entra em contato com a superfície de uma parte de uma bolsa de armazenamento para progressivamente comprimir a bolsa de armazenamento e deslocar a amostra contida para outra parte da bolsa de armazenamento.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de mistura automatizado, e em particular a um sistema capaz de misturar, de forma segura, uniforme, homogênea e eficiente, amostras biológicas como sangue total, sangue placentário/do cordão umbilical, medula óssea, produto de aferese ou fração vascular estromal (FVE) contida em uma bolsa flexível de coleta, congelamento, armazenamento ou transferência, especialmente durante a adição de um composto de organoenxofre, tal como dimetil sulfóxido (DMSO) ou outros aditivos biológicos. Durante todo o processo, o sistema automatizado mantém as amostras biológicas a uma temperatura estabilizada.

[002] Tais procedimentos costumam ser realizados em ambientes hospitalares e em laboratórios médicos ou biológicos. Tipos comuns de manipulações de amostras sanguíneos ou biológicas incluem: preparação para armazenamento a longo prazo, descongelamento após armazenagem de longo prazo, preparação antes de transplante, expansão de cultura celular, manipulações de tecido adiposo ou outras aplicações similares.

Antecedentes da Invenção

[003] O papel das células-tronco em transplantes ou terapias celulares em medicina regenerativa tem se expandido rapidamente. Na área de transplantes, a estratégia terapêutica atual exige que as células progenitoras sejam criopreservadas para praticamente todos os transplantes autólogos e muitos transplantes alogênicos. O processo de criopreservação é de importância para todos os tipos de coleta de células-tronco e, ao longo dos anos, as técnicas de congelamento e degelo demonstraram ser eficazes e possuem a capacidade de armazenagem de longo prazo com alto índice de sobrevida das células biológicas.

Processo de criopreservação

[004]O processo de criopreservação consiste em armazenar um fluido biológico em nitrogênio na fase líquida ou vapor geralmente a -196°C em congeladores mecânicos. O índice de sobrevida é controlado e as células-tronco concentradas são congeladas a uma taxa típica de 1-2°C/min.

[005] De modo a congelar e armazenar as células concentradas às temperaturas mencionadas, é necessário adicionar um composto de organoenxofre, como dimetil sulfóxido (DMSO), à amostra biológica. Na criobiologia, o crioprotetor DMSO é usado na preservação de órgãos, tecidos e suspensões celulares, impedindo danos às células vivas pelo congelamento. Ele inibe a formação de cristais intra e extracelulares, e, portanto, a morte celular.

[006]Sem aditivos crioprotetores, até 90% das células congeladas se tornariam inativas. Em geral, adiciona-se uma mistura de DMSO a 25% às células- tronco hematopoéticas antes da criopreservação.

[007] Em um ambiente padronizado, como em bancos de sangue do cordão umbilical, ou em um ambiente hospitalar após uma coleta de aferese autóloga, há a necessidade de adicionar um crioprotetor antes do armazenamento de longo prazo em nitrogênio na fase líquida ou vapor. Em geral, adiciona-se um DMSO resfriado estéril ao saco de sangue no decorrer de 10 a 15 minutos. Enquanto a amostra biológica deva ser mantida a uma temperatura estável, o DMSO deverá ser adicionado gradualmente para proteger as células do estresse osmótico danoso devido às elevadas concentrações de DMSO e impedir uma reação exotérmica que ocorre à medida que a solução de DMSO concentrada é misturada com a solução celular. Ademais, é importante assegurar-se de que o DMSO ou aditivo biológico seja misturado homogeneamente com a bolsa de sangue ou amostra biológica durante a adição a fim de garantir um efeito protetor eficiente durante a criopreservação.

[008] Fora as necessidades de preparação de criopreservação, muitas aplicações necessitam que os aditivos sejam misturados com amostras biológicas. Por exemplo, em laboratórios de pesquisa ou terapia celular, geralmente os produtos concentrados de células precisam ser misturados com soluções de meio de cultura para a proliferação celular, ou a lavagem ou diluições de produtos celulares enriquecidos com tampões de lavagem, como cloreto de sódio (NaCl) ou soluções de lactato de Ringer. Nesta configuração, novamente, há a necessidade de assegurar a mistura gradua, suave e homogênea apropriada sob temperatura estabilizada controlada.

[009]Outra aplicação possível é o descongelamento de amostras criopreservadas. Atualmente, a maioria das unidades de sangue de cordão umbilical alogênicas e das unidades de aferese autólogas são descongeladas usando uma técnica convencional de banho-maria, que consiste em dispor, sob água a 37° Celsius, bolsas de sangue retiradas de nitrogênio em fase líquida ou vapor. Neste método, a água é o vetor de transferência térmica para a bolsa, e, portanto, tem um possível risco de contaminação microbiológica. É, portanto, desejável dispor de um sistema repetível capaz de descongelar amostras usando um sistema de “dry-tempering” mantendo-as a uma temperatura estabilizada de 37°C ou predefinida, para assegurar um degelo eficiente, por meio do que uma bolsa de sangue é misturada suavemente durante todo o processo.

[010]Assim, o risco de contaminação microbiológica é reduzido e o produto não está sujeito à variabilidade do operador durante a agitação mecânica das bolsas dentro da água.

[011] Na área de armazenamento em bancos de fração vascular estromal, muitas etapas são necessárias para extrair o tecido adiposo de um paciente, digerir e processar a gordura até que a fração vascular estromal esteja concentrada com células-tronco mesenquimais e esteja pronta para armazenamento em banco. Dentro dessas etapas, o tecido adiposo deverá, em geral, ser lavado com solução tampão de lavagem, como lactato de Ringer ou cloreto de sódio, e deverá ser digerido à temperatura estabilizada de 37°C com enzimas colagenase. Portanto, seria desejável dispor de um sistema automatizado que seja capaz de programar uma temperatura estabilizada, bombear aditivos para o tecido adiposo e assegurar uma mistura regular e homogênea de amostras biológicas.

[012]Atualmente, o processo de mistura ainda é extremamente dependente do operador, e persiste uma necessidade geral de proporcionar um sistema automatizado capaz de assegurar uma mistura segura, eficiente e homogênea, especialmente ao adicionar aditivos biológicos a produtos sanguíneos ou a outros tipos de amostras biológicas.

Estado da técnica

[013]As tecnologias de mistura mais comuns para amostras biológicas nos dias de hoje são técnicas de agitação ou um movimento de braço mecânico interagindo com a amostra biológica.

[014]O dispositivo CoolmixTM da Biosafe S.A. é um dispositivo de mistura automatizado que possibilita a preparação de células-tronco para criopreservação. O sistema usa um mecanismo de mistura pelo intermediário de um braço mecânico movendo-se para cima e para baixo, assim, um movimento de vórtice é criado quando uma superfície da bolsa é comprimida pelo braço metálico.

[015]Os sistemas conhecidos sofrem das limitações de que eles podem produzir movimentos rápidos ou alta aceleração gravitacional das células ou produtos manipulados, e há um risco de fricção mecânica ou agitação bruta das células ou produtos manipulados, sendo difícil a personalização dos dispositivos.

Revelação da Invenção

[016]Conforme exposto nas reivindicações, a invenção propõe um sistema automatizado aperfeiçoado para assegurar uma mistura segura, regular e homogênea de bolsas de coleta, congelamento, armazenamento ou transferência contendo sangue ou uma solução biológica, especialmente durante a injeção de um composto de organoenxofre como dimetil sulfóxido (DMSO) ou outros aditivos biológicos.

[017] De acordo com um aspecto principal da invenção, é proporcionado um dispositivo para mistura de amostras biológicas contidas em bolsas de coleta, congelamento, armazenamento ou transferência flexíveis (daqui em diante “bolsas de armazenamento”) a uma temperatura controlada, compreendendo:

[018] Um suporte para suportar uma bolsa de armazenamento contendo uma amostra biológica a ser misturada;

[019] Meios para transmitir um deslocamento a uma amostra em uma bolsa de armazenamento sobre o suporte para misturar a amostra; e

[020] Meios de controle de temperatura para manter as amostras a uma temperatura controlada durante a mistura.

[021]O dispositivo de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que os meios para transmitir deslocamento a uma amostra compreendem pelo menos uma bolsa inflável/desinflável (doravante “bolsa de ar”) que, quando inflada, entra em contato com a superfície de uma parte de uma bolsa de armazenamento para progressivamente comprimir a bolsa de armazenamento e deslocar as amostras contidas para outra parte da bolsa de armazenamento. Aspectos adicionais da invenção são expostos nas reivindicações.

[022]A invenção também diz respeito ao aparelho e instrumentação de mistura geral capazes de misturar, de forma suave e homogênea, uma bolsa pequena ou grande, ou duas ou mais bolsas ao mesmo tempo.

[023]A invenção propõe um sistema de mistura composto de uma ou mais bolsas de ar pneumáticas em contato com bolsas de amostra biológica de sangue. As bolsas baseadas em ar são infladas e desinfladas em várias frequências e com perfis personalizados, dependendo dos tipos de bolsas de sangue, volume e sensibilidade de ambos os produtos a serem misturados. Esta ação resulta na compressão da amostra biológica sobre uma superfície definida com uma força distribuída.

[024]A presente invenção oferece aos ambientes hospitalares, laboratórios médicos e biológicos um sistema automatizado capaz de misturar amostras de maneira uniforme, e ao contrário dos agitadores existentes, assegura que não haja movimento rápido e acelerações gravitacionais elevadas das células ou produtos manipulados. A técnica usada com a presente invenção é a aplicação de uma pressão suave em uma superfície predefinida que é bastante grande, o que resulta na criação de um efeito de vórtice eficiente, assegurando a mistura homogênea da amostra.

[025]A compressão realizada por uma bolsa de ar inflada assegura uma força distribuída ao longo da área de superfície, o que resulta na mistura suave e homogênea da amostra biológica, com menos risco de fricção mecânica ou agitação bruta das células ou produtos manipulados.

[026]Além disso, o dispositivo da invenção pode acomodar uma variedade de tamanhos de bolsa usados para manipulações A presente invenção abrange uma grande variedade de bolsas de sangue ou biológicas de diferentes tamanhos, seja pela projeção de bolsas de ar pneumático de acordo com tamanhos de bolsa específicos necessários para serem manipuladas, ou pela integração de um conjunto de bolsas de ar de modo a abranger uma grande variedade de tamanhos de bolsa.

[027]As bolsas de ar pneumático também podem ser infladas e desinfladas com um perfil personalizado adaptado para tamanhos de bolsa de sangue específicos. Além disso, as técnicas de fabricação de bolsas à base de ar são baratas em comparação com os mecanismos complexos de agitação ou movimento mecânico. Para as bolsas de ar, elastômeros como poliuretano termoplástico ou poli(cloreto de vinila) (PVC) são geralmente usados e fabricados por métodos de termoplástico convencionais.

Uma bolsa

[028]Tomando como exemplo uma bolsa de congelamento contendo 20 mL de amostras biológicas, refira-se à WO 2009/138966 (Biosafe), em que o movimento de mistura é realizado por pressurização e despressurização de uma bolsa de ar contendo uma membrana de silício resistente com ar comprimido.

[029]A função da bolsa de mistura é proporcionar um movimento vertical de empurrar e puxar transmitido à bolsa a ser misturada. Ao comprimir uma força distribuída ao longo de uma superfície estendida, cria-se um caminho estreito que resulta na criação de um efeito de vórtice considerável, assegurando a mistura eficiente e homogênea. As bolsas de duplo compartimento, devido à sua construção, já possuem um caminho estreito ligando o compartimento menor e o maior. Este caminho estreito também cria o efeito de vórtice desejado.

[030]O ar é alimentado a partir de um sistema pneumático acionado por eletroválvulas e uma bomba pneumática. Ao fazer isto, é possível controlar a taxa de inflação e deflação e a velocidade de movimento da bolsa de ar, o que assegura uma mistura otimizada das amostras biológicas.

[031]O corpo do dispositivo tipicamente possui um prato de alumínio, sobre o qual são dispostas bolsas de criopreservação ou outros tipos de bolsas. As Bolsas Biológicas são mecanicamente restritas por uma placa de cobertura contendo uma bolsa de mistura de ar.

[032]Um prato de alumínio formando um suporte do dispositivo é fixado em cima de um conjunto de elementos de Peltier dimensionados para fornecer capacidade de resfriamento ou aquecimento suficiente ao dispositivo. O isolamento térmico ao redor do elemento de Peltier também é proporcionado. O calor é então trocado com o restante do dispositivo por meio de um trocador de calor e um sistema de resfriamento de fluxo de ar.

Múltiplas bolsas

[033]O sistema pode ser projetado para ser capaz de misturar duas ou mais bolsas criorresistentes ao mesmo tempo. Várias bolsas pneumáticas à base de ar poderiam ser infladas ou desinfladas de forma síncrona ou assíncrona de acordo com as necessidades do mercado. De modo a controlar o sistema pneumático, uma bomba pneumática central com várias eletroválvulas é usada para controlar separadamente cada bolsa de ar.

Bolsas grandes

[034]O sistema também é capaz de misturar um grande conjunto de bolsas: bolsas de congelamento, armazenamento ou transferência. O movimento de mistura é assegurado por duas ou múltiplas bolsas de ar pneumático. Se duas bolsas de ar verticais forem usadas para empurrar e puxar, elas poderiam ser colocadas em cada lado da amostra biológica. Ao comprimir suavemente uma superfície lateral por vez, e alternando ambos os lados, o fluido irá se mover de um lado para o outro lado da bolsa. Assim, a amostra biológica misturada com aditivo é misturada de forma homogênea durante toda a duração do processo.

[035] Lábios de compressão opcionais podem ser usados para assegurar a criação de um vórtice satisfatório para bolsas de grande volume. Os lábios poderiam ser usados agarrar firme bolsas grandes em uma linha definida sobre a bolsa, virtualmente criando dois compartimentos ligados com um pequeno caminho estreito, ou para estreitar a largura da bolsa no meio, por exemplo, criando um caminho estreito ao longo dela inteira.

Breve Descrição dos Desenhos

[036]Características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada seguinte, quando considerada em combinação com os desenhos concomitantes, nos quais:

[037]A FIG. 1 é um diagrama ilustrando o princípio de mistura de bolsas biológicas pela inflação ou deflação de bolsas de ar;

[038]A FIG. 2A é uma vista de corte transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de mistura de uma amostra biológica, ilustrando a bolsa pneumática desinflada;

[039]A FIG. 2B é uma vista de corte transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de mistura de uma amostra biológica ilustrando a bolsa pneumática inflada;

[040]A FIG. 3A é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de compartimento único pequena;

[041]A FIG. 3B é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de compartimento duplo pequena;

[042]A FIG. 4 é uma vista de corte transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma grande bolsa de sangue de volume grande em um modo de repouso com as bolsas de ar desinfladas;

[043]A FIG. 4B é uma vista de corte transversal esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma bolsa de volume grande quando o lado esquerdo da bolsa de sangue é pressionado por uma bolsa de ar inflada, criando um efeito de vórtice e movimento para o lado direito;

[044]A FIG. 4C é uma vista de corte transversal esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma bolsa de volume grande quando o lado direito da bolsa de sangue é pressionado por uma bolsa de ar inflada, criando um efeito de vórtice e movimento para o lado esquerdo;

[045]A FIG. 5A é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de transferência grande e a FIG. 5B mostra uma variante;

[046]A FIG. 6 é um diagrama de blocos ilustrando uma configuração do sistema de mistura de fluido de acordo com uma concretização da presente invenção;

[047]A FIG. 7 é um fluxograma ilustrando uma sequência do processo de bombeamento e mistura do sistema de acordo com a presente concretização;

[048]As FIGS. 8A e 8B mostram gráficos de diferentes frequências de inflação/deflação;

[049]A FIG. 9 é uma vista em perspectiva geral de uma concretização de um dispositivo de acordo com a invenção com seu suporte visível, uma vez que a cobertura está em uma posição aberta;

[050]As FIGS. 10A e 10B mostram uma configuração possível para encaixar criobolsas grandes e pequenas em uma placa de base; e

[051]A FIG. 11 é uma vista esquemática de uma construção de chassi.

Descrição Detalhada

[052]Daqui em diante, uma concretização da presente invenção será descrita em detalhes com referência aos desenhos. Na concretização descrita abaixo, um sistema de mistura automatizado para fluidos biológicos será explicado por meio de exemplos.

[053]A FIG. 1 é um diagrama ilustrando o princípio de mistura de bolsas biológicas pela inflação ou deflação de bolsas com ar. Como mostra a FIG. 1, o sistema de mistura automatizado é composto de uma placa de base 105 com, por exemplo, uma bolsa de armazenamento de sangue 104 disposta sobre a mesma. Em cima, há uma tampa 101 suportando uma bolsa pneumática 102. Quando a bolsa pneumática 102 é inflada como indicado por 103, a bolsa pneumática aplica pressão homogênea sobre a bolsa de sangue 104, quando a bolsa pneumática 102 é descongelada se ela não estiver em contato com a bolsa de sangue 104.

[054]A FIG. 2A é uma vista em seção transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de um sistema de mistura automatizado usando uma bolsa pneumática. Aqui, uma placa de base 212 possui uma amostra biológica (sangue) 216,217 disposta sobre a mesma. Quando a cobertura 211 é fechada, um lábio de compressão 215 cria um caminho estreito 218 para o fluido biológico. A bolsa de sangue pode ser decomposta em três partes: um reservatório pequeno 216, o caminho estreito 218 e um reservatório grande 217.

[055]Na posição ilustrada,a bolsa de ar pneumática 214 é desinflada e não está em contato com a bolsa de sangue. Isso acontece quando o sistema está em repouso ou após uma fase de inflação.

[056]A bolsa pneumática 214 é controlada pelo ar ambiente ou comprimido proveniente de um sistema pneumático conectado por meio de um tubo pneumático 213.

[057]A FIG. 2B é uma vista de corte transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de mistura de uma amostra biológica pela inflação da bolsa pneumática 214.

[058] Para alcançar esta posição, o ar comprimido alimentado por um sistema pneumático é acionado através do tubo de ar 221 com o objetivo de inflar a bolsa de ar 222. Uma vez que a bolsa de ar esteja inflada, a membrana da bolsa de ar está em contato com o reservatório pequeno da bolsa de sangue 225 e aplica-se pressão distribuída homogeneamente sobre a superfície do reservatório pequeno 223.

[059]O fluido biológico se move para o reservatório de volume grande 224 com uma pressão maior devido ao caminho estreito 226. Um efeito de vórtice irá assegurar uma mistura eficiente e homogênea devido ao caminho estreito, devido à forma de bolsa e à construção do lábio de compressão.

[060]A FIG. 3A é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de compartimento único 302 disposta em uma placa de base 301. A bolsa de ar de inflação/deflação 305 é vista virtualmente por cima, como indicado em linhas pontilhadas.

[061]Quando uma bolsa de compartimento único pequeno precisa ser misturada, um lábio de compressão 306 é necessário e cria um caminho estreito 304, virtualmente criando um reservatório pequeno e grande nos dois lados. Quando a bolsa de ar 305 é inflada e está em contato com o reservatório virtual pequeno, o fluido se move para o reservatório grande através do caminho estreito 304 e um efeito de vórtice 303 é criado. Este efeito de vórtice assegura uma mistura biológica eficiente.

[062]Este efeito de vórtice é importante para garantir uma mistura homogênea e suave quando a amostra é misturada, e especialmente enquanto um aditivo é bombeado para a bolsa 302 por um tubo de entrada 307.

[063]A FIG. 3B é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de compartimento duplo 312 disposta em uma placa de base 311. Uma bolsa de ar de inflação/deflação 315 é vista virtualmente por cima, como indicado em linhas pontilhadas.

[064]Quando um compartimento duplo pequeno precisa ser misturado, pela construção da bolsa, já existe um caminho estreito 314 e o lábio de compressão 316 não é necessário. Quando a bolsa de ar 315 é inflada e está em contato com o reservatório pequeno, o fluido se move para o reservatório grande através do caminho estreito 314 e um efeito de vórtice 313 é criado. Este efeito de vórtice é importante para garantir uma mistura homogênea e suave quando a amostra é misturada, e especialmente enquanto um aditivo é bombeado para a bolsa 312 por um tubo de entrada 317.

[065]A FIG. 4 é uma vista de corte transversal vertical esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma bolsa de sangue de volume grande. A placa de base universal é representada por 401, e a cobertura por 400.

[066]A bolsa de sangue de volume grande é virtualmente separada em um reservatório esquerdo 406 e direito 407, pelo intermediário de um canal estreito 409 criado pelos lábios de compressão 408 na placa de base 401 e na cobertura 400. Os dois reservatórios de volume virtuais podem ter volumes equivalente ou diferentes, dependendo da forma da bolsa ou do volume a ser misturado.

[067] Um sistema pneumático é composto de duas bolsas esquerda 404 e direita 405 e por dois tubos de ar esquerdo 402 e, respectivamente, direito 403 conectados a um dispositivo pneumático. Na posição ilustrada,as bolsas de ar 404, 405 não estão em contato com a bolsa de sangue.

[068]A FIG. 4B é uma vista de corte transversal esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma bolsa de volume grande quando o lado esquerdo da bolsa de sangue 414 é pressionado por uma bolsa de ar inflada 412, criando um efeito do fluido e um efeito de vórtice a partir do reservatório 414 em direção ao reservatório direito 413. Nesta configuração, o ar comprimido provém do tubo de ar 410 e infla a bolsa de ar esquerda 412. A bolsa de ar direita 415 é desinflada e não está em contato com a bolsa de sangue.

[069]A FIG. 4B é uma vista de corte transversal esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea de uma bolsa de volume grande quando o lado direito da bolsa de sangue 424 é pressionado por uma bolsa de ar inflada 423, criando um efeito do fluido e um efeito de vórtice do fluido a partir do reservatório direito 424 em direção ao reservatório esquerdo 425. Nesta configuração, o ar comprimido provém do tubo de ar 421 e infla a bolsa de ar direita 423. A bolsa de ar esquerda 422 é desinflada e não está em contato com a bolsa de sangue.

[070]A FIG. 5A é uma vista esquemática ilustrando o princípio de mistura homogênea e efeito de vórtice de uma bolsa de transferência grande 502 disposta em uma placa de base 501. Uma superfície da bolsa de ar de inflação/deflação 503 é vista virtualmente por cima, como indicado em linhas pontilhadas. De modo a criar dois reservatórios virtuais separados, lábios de compressão 506 são necessários e criam um caminho estreito 504 para o fluido. Quando uma bolsa de ar é inflada com ar, ela empurra o volume equivalente de fluido sobre o outro reservatório por meio do caminho estreito 504. Durante a fase de inflação de um bolsa de ar lateral 503, o fluido passando através do caminho estreito 504 cria um efeito de vórtice 505 no outro lado da bolsa de sangue. Uma vez que a bolsa de ar 503 esteja completamente inflada em um lado, ela se desinfla e o outro lado da bolsa de ar se infla, criando o mesmo efeito de vórtice no outro lado da bolsa de sangue. Um movimento alternado assegura uma mistura homogênea da bolsa de sangue. Este efeito de vórtice é importante para assegurar uma mistura homogênea, especialmente enquanto um aditivo é bombeado para a bolsa por um tubo conectivo 507.

[071]A FIG. 5B é uma vista esquemática ilustrando uma variante da criação de um efeito de vórtice em uma bolsa de transferência grande. Este efeito de vórtice é criado estreitando-se o caminho entre dois lados do saco por toda a largura do saco. A placa de base 511 tem a bolsa de sangue grande 512 disposta sobre a mesma. Uma superfície da bolsa de ar de inflação/deflação 513 é vista virtualmente por cima, como indicado em linhas pontilhadas.

[072]De modo a criar dois reservatórios virtuais separados, os lábios de compressão 514 formam um caminho ligeiramente apertado entre os dois lados do saco e o caminho de fluido estreito 516. Quando um lado da bolsa de ar é inflado, ele estará em contato com uma superfície lateral, empurrando o fluido para o outro reservatório por meio do caminho estreito 516. Durante a fase de inflação de uma superfície 513, o fluido em movimento por meio do caminho estreito irá criar um efeito de vórtice no outro lado da bolsa de sangue 515. Como na FIG. 5A, um efeito de vórtice é criado quando um lado é inflado, e um movimento alternativo assegura uma mistura homogênea da bolsa de sangue 512. Este efeito de vórtice é importante para garantir uma mistura homogênea e suave quando a amostra é misturada, e especialmente enquanto um aditivo é bombeado para a bolsa por um tubo conectivo 517.

[073]A FIG. 6 é um diagrama de blocos ilustrando uma configuração do sistema de mistura de fluido de acordo com a presente concretização. Como mostra a FIG. 6, o sistema é composto de um conjunto de bolsas de ar pneumáticas de diferentes tamanhos 110, e um sistema automatizado 100 controlando o fluxo de ar nas bolsas pneumáticas com componentes eletrônicos apropriados.

[074]Uma plataforma versátil com um conjunto de várias bolsas de ar é usado de modo a cobrir grande variedades de formas e volume das bolsas de sangue. As bolsas de sangue A1 111 e A2 112 possuem o mesmo tamanho e são usadas para misturar duas bolsas de compartimento pequeno simultaneamente. As bolsas de ar B 113 e C 114 são duas bolsas pneumáticas maiores capazes de misturar ambos os lados de uma bolsa de sangue grande.

[075]O sistema de controle principal 100 (Fig. 6) inclui uma fonte de alimentação 120 para alimentar energia elétrica à CPU principal e para o sistema, uma Unidade Central de Processamento (CPU) 121 e uma memória 126 para controlar e monitorar o sistema de mistura. Isso inclui um sistema pneumático com válvulas solenóides 115-116-117-118 e uma bomba pneumática 124, controladores eletrônicos 122 e sensores de pressão de realimentação 125, controle térmico 134 com o controlador 133 e sensores térmicos de realimentação 135, e, finalmente, bombas peristálticas 131-132 e o controlador 130 para adicionar aditivos em bolsas de sangue.

[076]O sistema pneumático é controlado pela CPU 121, que determina qual bolsa irá inflar ou desinflar e com qual frequência e perfil. As instruções fornecidas à CPU 121 são armazenadas na parte de memória 126. Uma primeira ação é o controle da bomba 124 por meio de um circuito de acionamento 122 para gerar ar comprimido para as bolsas de ar. Diversas válvulas 115-118 são controladas por meio de um circuito de acionamento 123 e têm a função de inflar ou desinflar cada bolsa separadamente. A válvula 118 é a válvula principal controlando o fluxo de ar para todas as bolsas de ar. A válvula solenóide 115 controla simultaneamente as bolsas de ar A1 111 e A2 112. Essas duas bolsas são infladas ou desinfladas ao mesmo tempo para misturar duas bolsas pequenas de forma síncrona. As válvulas solenóides 116, e, respectivamente 117, controlam duas bolsas de ar maiores 113, 114 separadamente para misturar ambos os lados de uma bolsa de sangue de volume grande. Um movimento alternado assegura a mistura de bolsas grandes. Um sensor de pressão 125 monitora constantemente o sistema pneumático e fornece informações à CPU 121 para gerenciamento de controle.

[077] Um sistema de controle térmico assegura uma temperatura estabilizada para bolsas de amostra biológica. Ele é composto de um controle térmico 134 acionado por componentes eletrônicos 133. O sensor de temperatura 135 fornece informações à CPU 121 para controlar o sistema térmico.

[078] Duas bombas peristálticas 131-132 também são implementadas no sistema. Elas são controladas pelo circuito de acionamento de bomba 130, e são usadas para bombear fluidos aditivos para as bolsas de sangue. Duas bombas peristálticas são necessárias quando duas bolsas de volume forem usadas simultaneamente.

[079]A FIG. 7 é um fluxograma ilustrando um fluxo do processo de bombeamento e mistura do sistema de acordo com a presente concretização; O programa de acordo com este fluxograma é pré-armazenado em uma parte de memória 126, e o processo de mistura é realizado à medida que a CPU 121 lê este programa a partir da parte de memória 126 e executa as instruções sequencialmente.

[080]Como mostra a FIG. 7, quando a energia é ligada e uma aplicação é iniciada, o sistema é inicializado em S100. Quando o sistema estiver pronto para executar instruções, uma primeira ação consiste em estabilizar a temperatura em um valor predeterminado em S101. Uma vez que a temperatura esteja estabilizada, e uma bolsa biológica esteja inserida corretamente no dispositivo, o processo de mistura S102, bem como o bombeamento do aditivo biológico, podem ser iniciados. Durante o processo de mistura, as bolsas de ar são constantemente infladas em S103 e desinfladas em S104. A inflação da bolsa é gerenciada por ar comprimido e para quando um limiar de pressão atinge um nível prescrito. A deflação da bolsa é gerenciada por uma válvula de exaustão e para quando um segundo limiar de pressão é atingido.

[081]Durante a fase de mistura e bombeamento, há um controle S105 verificando se um volume desejado de aditivo ou um limite de tempo foi alcançado. Se limitações não tiverem sido atingidas, o processo continua e a bolsa de ar se infla S103 e desinfla S104 sequencialmente.

[082]Ao final do processo, adicionou-se fluido aditivo suficiente à bolsa de sangue ou um limite de tempo de mistura foi atingido. Neste estado S106, as bombas peristálticas 132, 132 e a mistura da bolsa param de funcionar, e então o processo termina. Exemplos típicos de mistura de bolsa são descritos como se segue.

[083] Uma bolsa de volume pequeno (por exemplo, 87 X 66 mm) contendo uma amostra biológica (por exemplo, 20 mL) é misturada com uma pequena superfície empurrada e puxada por uma bolsa de ar. Uma vez que a superfície em contato é pequena, o movimento precisa ser dinâmico e repetitivo. Uma frequência média de 0,5 Hz, ou uma mistura a cada dois segundos é adequada. Uma bolsa de ar é inflada por meio de um sistema pneumático, e uma vez que uma pressão máxima de, digamos, 300 mBar seja alcançada, uma válvula de fuga desinfla rapidamente a bolsa de ar. Então, o sistema repete o mesmo ciclo a cada dois segundos, como mostra a Fig. 8A.

[084] Para misturar um volume típico grande de aproximadamente 100 mililitros de amostra biológica em uma bolsa grande (medindo, por exemplo, aproximadamente 240 X 145 mm), é necessário um movimento mais lento com pressão inferior. Uma frequência média típica de 0,1 Hz, ou uma mistura a cada dez segundos é adequada. Uma bolsa de ar é inflada por meio de um sistema pneumático, e uma vez que uma pressão máxima de 100 mBar seja alcançada, uma válvula de fuga desinfla rapidamente a bolsa de ar. Então, o sistema repete o mesmo ciclo a cada dez segundos, como mostra a Fig. 8B.

[085]A FIG. 9 mostra uma concretização do dispositivo de acordo com a invenção com sua cobertura 930 aberta. O dispositivo compreende um chassi 920 sobre o qual uma placa de base 901 é montada. A placa de base 901 é adaptada para receber duas criobolsas pequenas ou uma biobolsa grande e tem lábios centrais permanentes 915 para constringir a parte central de uma criobolsa grande. Na frente do chassi 920 está uma tela de toque 922 para controlar a operação do dispositivo. Também são visíveis bombas peristálticas 940 para alimentar aditivos durante a operação.

[086]A cobertura 930 é montada de forma pivotante no chassi 920 por uma dobradiça 931. A cobertura/chassi são providos de meios para travar a cobertura 330 em uma posição fechada no chassi 320 para impedir que a cobertura seja abertada/levantada como consequência da inflação de uma bolsa de ar 952/933 durante a mistura. Esses meios de travamento podem ser ativados manual ou automaticamente para travarem ou destravarem antes ou depois da mistura.

[087]Como ilustrado, neste exemplo, a cobertura 930 suporta dois conjuntos de bolsas de ar grandes 932 e pequenas 933. As duas bolsas de ar grandes 932 e as bolsas de ar pequenas 933 se encaixam em qualquer um dos lados do lábio permanente 915 no suporte 901. Entre cada bolsa de ar grande 932 e cada bolsa de ar pequena 933 na cobertura 930 está um espaço 935 para o encaixe de lábios removíveis que podem ser encaixados e removidos pelo operador e que podem ser convenientemente retidos magneticamente no local junto à cobertura de metal 930.

[088] Por trás do chassi 920 está uma armação vertical com duas hastes 950 cuja altura é meramente maior do que o topo da cobertura 930 quando aberta, conforme ilustrado.

[089]As FIGS. 10A e 10B mostram possíveis configurações para encaixar criobolsas grandes e pequenas em uma determinada placa de base 1001 que mede, por exemplo, 240 X 145 mm.

[090]Como ilustrado na FIG. 10A, uma única criobolsa grande 1002 pode cobrir praticamente toda a placa de base 1001. Neste caso, durante a mistura, a criobolsa será dividida ao longo de parte de sua porção central pelo lábio permanente 915 (Fig. 9).

[091]Como ilustrado na Fig. 10B, duas criobolsas pequenas 1003 e 1004 medindo, por exemplo, 87 X 64 mm, podem se encaixar na placa de base 1001. A criobolsa pequena 1003 não é dividida, portanto, neste caso, o operador irá encaixar um lábio removível magnético em 935 (Fig. 9) para formar uma construção através de parte da largura da criobolsa pequena 1003. Por outro lado, a criobolsa pequena 1004 já possui uma divisão integrada onde suas duas faces são soldadas uma à outra, portanto, não há a necessidade de encaixar um lábio removível.

[092]A FIG. 11 ilustra uma vista lateral do interior da parte inferior do chassi 1120. A parte frontal do dispositivo está à esquerda da FIG. 11 e sua parte posterior à direita. O chassi 1120 é montado nas pernas 1122 e 1124 em um comprimento desigual, conferindo ao dispositivo uma inclinação de alguns graus, com a parte frontal mais rebaixada.

[093]No topo do chassi 1120 encontra-se uma placa de base inclinada 1101 que repousa em dois elementos de Peltier 1126 que, por sua vez, repousam sobre um dissipador de calor metálico reticulado/entalhado 1128. O dissipador de calor 1128 é colocado sobre uma ventoinha 1130 que, quando operada, remove o ar quente do dissipador de calor. O ar entra por debaixo e sai pelos lados. A temperatura desejada para a placa de base 1101, e, portanto, para as amostras sendo misturadas, pode ser definida pelo operador.

[094]Usando a tela de toque 922, o operador também pode definir o tempo de mistura e a frequência de inflação/deflação, bem como a possível alimentação de um aditivo.

Claims

1. Dispositivo para mistura de amostras biológicas contidas em bolsas de armazenamento flexíveis (104) a uma temperatura controlada, bolsas de armazenamento flexíveis (104) estas que podem servir, além de para armazenamento, para a coleta, armazenamento com congelamento ou transferência de amostras biológicas, o dispositivo compreendendo: a) um suporte (105) para suportar uma bolsa de armazenamento (104) contendo uma amostra biológica a ser misturada; b) meios para transmitir um deslocamento a uma amostra em uma bolsa de armazenamento (104) no suporte (105) para misturar a amostra; e c) meios de controle de temperatura para manter as amostras a uma temperatura controlada durante a mistura; em que d) os ditos meios para transmitir deslocamento a uma amostra compreendem pelo menos uma bolsa inflável/desinflável (102, 103) que, quando inflada, entra em contato com a superfície de uma parte de uma bolsa de armazenamento (104) para progressivamente comprimir a bolsa de armazenamento (104) e deslocar a amostra contida para outra parte da bolsa de armazenamento (104); CARACTERIZADO pelo fato de que o suporte (105) é uma placa de base (105) onde a bolsa de armazenamento (104) pode ser colocada, a bolsa inflável/desinflável (102, 103) está localizada sob uma cobertura (101) que se encaixa sobre o suporte (105), a bolsa inflável / desinflável (102, 103) sendo localizada sobre a localização de uma bolsa de armazenamento (104) suportada e sob a cobertura (101), a cobertura (101) é montada de forma articulada no suporte (105) entre uma posição fechada e uma posição aberta, e o dispositivo adicionalmente compreende meios para travar a cobertura (101) na posição fechada no suporte (105) para impedir que a cobertura se abra como resultado da inflação da bolsa inflável/desinflável (102, 103) durante a mistura.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender meios para alimentar um aditivo à amostra biológica em uma bolsa de armazenamento (104) colocada no suporte (105), antes e/ou durante a mistura.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um lábio que se projeta a partir da cobertura (101) e/ou a partir do suporte (105) para constringir uma bolsa de armazenamento (104) no suporte (105).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO por compreender pelo menos um lábio removível que pode ser fixado de forma removível na cobertura (101) e/ou no suporte (105).

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o suporte (105) é configurado para receber uma bolsa de armazenamento (104) grande ou duas bolsas de armazenamento (104) pequenas, o suporte (105) e/ou a cobertura (101) tendo um lábio que constringe uma parte central da bolsa de armazenamento (104) grande quando encaixado e no qual as bolsas de armazenamento (104) pequenas podem ser encaixadas em qualquer um dos lados.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios de controle de temperatura compreendem pelo menos um elemento de Peltier localizado sob o suporte (105) acima de um dissipador de calor.

7. Método de mistura de amostras biológicas em bolsas de armazenamento (104) flexíveis em um dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, mantidas a uma temperatura controlada no dispositivo, CARACTERIZADO por compreender transmitir deslocamento a uma amostra em uma bolsa de armazenamento (104) por meio da inflação e deflação repetida de uma bolsa inflável/desinflável (102, 103) de modo que, quando a bolsa inflável/desinflável (102, 103) for inflada, ela entre em contato com a superfície de uma parte de uma bolsa de armazenamento (104) para progressivamente comprimir a bolsa de armazenamento (104) e deslocar a amostra contida para outra parte da bolsa de armazenamento (104), em que durante a referida inflação da bolsa inflável/desinflável (102, 103), a cobertura do dispositivo (101) é retida em sua posição fechada pelos referidos meio para travamento da mesma.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que um aditivo é fornecido à amostra contida na bolsa de armazenamento (104) durante a mistura.

9. Uso do dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO por ser para a mistura de amostras biológicas selecionadas dentre sangue total, sangue placentário/do cordão umbilical, medula óssea, produto de aferese ou fração vascular estromal (FVE).