BR122023015881B1 - Aparelho - Google Patents

Abstract

Trata-se de um aparelho para separar material de suspensão de célula em centrado e concentrado que inclui uma estrutura de único uso (178, 240, 250) posicionada de modo liberável em uma cavidade em um cilindro de centrífuga giratória de parede sólida (172). O cilindro e as porções de estrutura de único uso giram em torno de um eixo geométrico (174). Um tubo de alimentação de entrada estacionário (184), um tubo de descarga de centrado (212) e um tubo de descarga de concentrado (230) se estendem ao longo do eixo geométrico da estrutura giratória de único uso. Uma bomba centrípeta de centrado (208) está em conexão fluída com o tubo de descarga de centrado. Uma bomba centrípeta de concentrado (216) está em conexão fluída com o tubo de descarga de concentrado. Um controlador (274) opera responsivo a sensores (264, 270) em respectivas linhas de descarga de centrado e concentrado (262, 268), para controlar taxas de fluxo de uma bomba de concentrado (272) e uma bomba de centrado (266) para produzir fluxos de saída de concentrado de célula e centrado geralmente livre de célula.

Description

[0001] Dividido do BR 112020025083-0, depositado em 06/06/2019.

CAMPO DA TÉCNICA

[0002] Esta revelação refere-se a processamento centrífugo de materiais. As modalidades exemplificativas se referem a dispositivos para separar células em suspensão através de processamento centrífugo.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0003] Os dispositivos e métodos de separação centrífuga de células em suspensão são úteis em muitos ambientes tecnológicos. Tais sistemas podem se beneficiar a partir de aprimoramentos.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

[0004] As modalidades exemplificativas descritas no presente documento incluem aparelho e métodos de separação centrífuga de células em cultura celular de grande escala com uma alta concentração celular com uso de componentes de trajetória para fluxo de único uso pré-esterilizados. As centrífugas exemplificativas discutidas no presente documento podem ser centrífugas de parede sólida que usam componentes de único uso pré-esterilizados, e podem ter capacidade para processar suspensões celulares, com alta concentrações celulares.

[0005] As modalidades exemplificativas usam componentes de alimentação e descarga fixados de forma giratória. Os componentes de único uso incluem uma membrana flexível montada em um quadro rígido que inclui um núcleo com um diâmetro ampliado. Os componentes de único uso podem incluir ainda pelo menos uma bomba centrípeta. As estruturas de único uso podem ser sustentadas em um cilindro rígido de múltiplos usos que tem um formato de cone truncado interno. Essas estruturas permitem que os sistemas exemplificativos mantenham uma velocidade angular suficientemente alta para criar uma velocidade de deposição adequada para processar de modo eficaz correntes de cultura de célula altamente concentradas. Os recursos que minimizam turvação de alimentação e outros que permitem a descarga de concentrado de célula contínua e semicontínua, aumentam a taxa de produção geral sobre a taxa que pode ser alcançada. As estruturas e métodos exemplificativos permitem operação eficaz e reduz riscos de contaminação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] A Figura 1 é uma vista esquemática de uma modalidade exemplificativa de um sistema de centrífuga que inclui componentes de único uso e múltiplos usos.

[0007] A Figura 2 é uma vista próxima da área de flange superior da centrífuga da Figura 1, que mostra um método de vedação do material de câmara flexível para a superfície do flange.

[0008] A Figura 3 é uma vista em recorte isométrico do núcleo e flanges superiores do componente de único uso da modalidade do sistema de centrífuga da Figura 1.

[0009] A Figura 4 é uma vista esquemática da modalidade ilustrada na Figura 1, em que a câmara de bomba do sistema de centrífuga inclui aletas de acelerador.

[0010] A Figura 5 é uma vista isométrica do topo da câmara de bomba da modalidade exemplificativa do sistema de centrífuga ilustrada na Figura 4.

[0011] A Figura 6 é uma vista em recorte isométrico do núcleo, flanges superiores e flanges inferiores, de um sistema de centrífuga de único uso com um diâmetro de núcleo ampliado (para criar uma centrífuga de tanque raso), e um acelerador de alimentação.

[0012] A Figura 7 é uma vista isométrica do acelerador de alimentação da Figura 6.

[0013] A Figura 8 é uma vista em recorte isométrico do núcleo e flanges superiores de um sistema de centrífuga de único uso com um diâmetro padrão de núcleo, e um acelerador de alimentação com pás curvadas e um cilindro elíptico.

[0014] A Figura 9 é uma vista isométrica do acelerador de alimentação da Figura 8.

[0015] A Figura 10 é uma vista esquemática de uma porção de um sistema de centrífuga de descarga de concentrado contínuo.

[0016] A Figura 11 é uma vista esquemática de uma porção de uma segunda modalidade que inclui um sistema de centrífuga de descarga de concentrado contínuo.

[0017] A Figura 12 é uma vista esquemática de um sistema de centrífuga de descarga de concentrado contínuo com injeção de diluente.

[0018] A Figura 13 é uma vista esquemática de uma porção de uma terceira modalidade exemplificativa de um sistema de descarga de concentrado contínuo, com um mecanismo de aceleração para as bombas centrípetas.

[0019] A Figura 14 é uma vista em recorte isométrico do núcleo e flanges superiores de um sistema de centrífuga de único uso com um núcleo, e um acelerador de alimentação com pás retas.

[0020] A Figura 15 é uma vista isométrica do acelerador de alimentação da Figura 14.

[0021] A Figura 16 é uma vista em recorte isométrico de um sistema alternativo de centrífuga de descarga de concentrado contínuo.

[0022] A Figura 17 é uma vista explodida isométrica de uma bomba centrípeta alternativa.

[0023] A Figura 18 é uma vista isométrica de uma placa da bomba centrípeta alternativa que inclui as passagens de voluta na mesma.

[0024] A Figura 19 é uma vista esquemática de um sistema de centrífuga que opera para garantir que a pressão positiva é mantida na cavidade de núcleo de centrífuga.

[0025] A Figura 20 é uma vista esquemática que mostra fluxo lógico exemplificativo simplificado executado por pelo menos um circuito de controle do sistema mostrado na Figura 19.

[0026] A Figura 21 é uma vista esquemática de corte transversal de um sistema alternativo de centrífuga de descarga de centrado e concentrado contínuo.

[0027] A Figura 22 é uma vista esquemática de corte transversal de um sistema alternativo de centrífuga de descarga de centrado e concentrado contínuo adicional.

[0028] A Figura 23 é uma vista esquemática de corte transversal de um sistema alternativo de centrífuga de descarga de centrado e concentrado contínuo adicional.

[0029] A Figura 24 é uma vista esquemática do sistema de controle para um sistema exemplificativo de centrífuga de descarga de centrado e concentrado contínuo.

[0030] A Figura 25 é uma representação esquemática de fluxo lógico associada a um sistema exemplificativo de controle da Figura 24.

[0031] A Figura 26 é uma vista em corte transversal de uma porção de topo exemplificativa de uma estrutura de centrífuga de único uso que inclui concentrado e centrado reservatórios na câmara de separação.

[0032] A Figura 27 é uma vista em corte transversal de uma porção de topo exemplificativa de uma estrutura de único uso que inclui pás na câmara de bomba de centrado e a câmara de bomba de concentrado para fins de controlar a posição radial do ar/interface de líquido.

[0033] A Figura 28 é uma vista em perspectiva de uma câmara superfície de uma câmara exemplificativa de bomba de concentrado ou centrado e que inclui uma pluralidade de pás de câmara.

[0034] A Figura 29 é uma vista em corte transversal de uma porção de topo exemplificativa de uma estrutura de único uso similar para àquela mostrada na Figura 27 que mostra uma posição de um ar/interface de líquido.

[0035] A Figura 30 é uma vista em corte transversal de uma porção de topo exemplificativa de uma estrutura de único uso que inclui uma passagem de ar para manter ar pressurizado no bolso de ar.

[0036] A Figura 31 é uma vista esquemática de um sistema exemplificativo para controlar um sistema de centrífuga que inclui controle de contrapressão de fluxo de centrado.

MELHORES MODOS PARA EXECUTAR A INVENÇÃO

[0037] No campo de cultura celular, conforme aplicado a processos biofarmacêuticos, existe uma necessidade para separar células a partir de meio fluido como fluido em que células são cultivadas. O produto desejado a partir da cultura celular pode ser uma espécie molecular que a célula excreta no meio, uma espécie molecular que permanece na célula, ou pode ser a célula em si. Em escala de produção, os estágios iniciais de processo de cultura celular tipicamente ocorrem em biorreatores, que podem ser operados em lote ou em modo contínuo. Variações como processos repetidos em lote podem ser praticados também. O produto desejado muitas vezes deve eventualmente ser separado de outros componentes de processo antes da purificação final e formulação de produto. A colheita de células é um termo geral aplicado a essas separações de células de outros componentes de processo. Clarificação é um termo que denota separações de células em que um sobrenadante livre de células (ou centrado) é o objetivo. A recuperação de células é um termo frequentemente aplicado a separações em que um concentrado de células é o objetivo. As modalidades exemplificativas no presente documento são direcionadas para separações de colheita de células em sistemas de cultura celular de grande escala.

[0038] Métodos para separações de colheita de células incluem centrifugação em lote, intermitente, contínua e semicontínua, filtração de fluxo tangencial (TFF) e filtração em profundidade. Historicamente, as centrífugas para coleta de células de grandes volumes de cultura celular em escala de produção são sistemas complexos de múltiplos usos que requerem tecnologia limpeza no local (CIP) e vapor no local (SIP) para fornecer um ambiente asséptico para evitar a contaminação por microrganismos. Em escala de laboratório e para processos de colheita contínua de células, sistemas menores podem ser usados. O sistema de centrífuga UniFuge, fabricado pela Pneumatic Scale Corporation, descrito no pedido publicado número US 2010/0167388, cuja revelação inteira é incorporada no presente documento por referência, processa com sucesso lotes de cultura para colheita de células na faixa de 3 a 30 litros/minuto em quantidades de até cerca de 2.000 litros com uso de processamento intermitente. Também incorporados no presente documento em sua totalidade estão o Pedido de Patente U.S. número de série 15/886.382 depositado em 1 de fevereiro de 2018; e Patente U.S. número 9.222.067, que também são propriedade da Pneumatic Scale Corporation, a cessionária do presente pedido. O processamento intermitente geralmente requer a parada periódica da rotação do copo da centrífuga e do fluxo de alimentação para descarregar o concentrado. Essa abordagem geralmente funciona bem com culturas de baixa concentração e alta viabilidade, nas quais grandes lotes podem ser processadose o concentrado celular descarregado de forma relativamente rápida e completa.

[0039] Às vezes, há uma necessidade de colher células de culturas celulares altamente concentradas e/ou de baixa viabilidade, que contêm uma alta concentração de células e resíduos celulares na alimentação de material, que às vezes são chamadas de "alimentação de alta turbidez". Essas alimentações de alta turbidez podem diminuir a taxa de processamento em alguns sistemas de separação centrífuga, devido a:

[0040] 1. uma taxa de fluxo de alimentação mais lenta é necessária para fornecer maior tempo de residência na centrífuga, para separar pequenas partículas de detritos celulares, e

[0041] 2. as concentrações mais altas de células e resíduos celulares podem resultar no enchimento rápido do cilindro com concentrado de células, o que requer que o cilindro seja interrompido para descarregar o concentrado.

[0042] Esses fatores combinados podem resultar em uma taxa de transferência líquida reduzida e tempos de processamento de colheita de células inaceitavelmente longos. Além dos custos aumentados que podem estar associados a um maior tempo de processamento, o aumento do tempo na centrífuga também pode resultar em maior contaminação do produto e perda na colheita de culturas de células de baixa viabilidade.

[0043] Uma alta concentração de células e resíduos celulares em uma alimentação de material também pode resultar em um concentrado de células com uma viscosidade muito alta. Isso pode tornar mais difícil a descarga completa do concentrado de células da centrífuga, mesmo com um ciclo de descarga prolongado. Em alguns casos, um ciclo de enxágue de tampão adicional pode ser adicionado para obter uma descarga de concentrado suficientemente completa. A necessidade de fazer um ou ambos os ajustes no ciclo de descarga aumentam ainda mais o tempo de processamento, o que pode tornar os desafios de processar um grande volume de cultura celular mais complexos e caros.

[0044] Aumentar o tamanho dos sistemas, aumentando- se o tamanho do cilindro para aumentar o comprimento da porção de alimentação do ciclo de processamento intermitente, às vezes não é prático porque também resulta em um ciclo de descarga proporcionalmente mais longo para o concentrado de célula. Outra limitação que pode impedir o aumento de escala geométrica simples é a variação na escala dos fatores de dinâmica de fluido pertinentes. A taxa máxima de processamento de qualquer centrífuga depende da velocidade de deposição das partículas que são separadas. A velocidade de deposição é dada por uma modificação da lei de Stokes definida pela Equação 1:

[0045] em que v = velocidade de deposição, Ap é a diferença de densidade sólido-líquido, d é o diâmetro de partícula, r é a posição radial da partícula, co é a velocidade angular e p é a viscosidade de líquido. Com relação à geometria de aumento de escala, alterar o raio do cilindro altera a posição radial máxima r que as partículas podem ocupar. Portanto, se os outros parâmetros na Equação 1 forem mantidos constantes, um aumento no raio do recipiente leva a um aumento na velocidade média de deposição e um ganho no rendimento para uma dada eficiência de separação. No entanto, à medida que o raio aumenta, se torna mais difícil manter a velocidade angular do cilindro por causa do aumento da resistência do material que pode ser necessário e outras limitações de engenharia. Se uma diminuição na velocidade angular for maior do que a raiz quadrada do aumento proporcional no raio, então a velocidade média de deposição e o ganho na taxa de transferência (que é proporcional ao raio) diminuem.

[0046] Uma das limitações de engenharia que deve ser considerada é que a velocidade angular necessária para girar o cilindro maior pode não ser prática de se atingir por causa da plataforma de acionamento centrífuga mais massiva e dispendiosa que seria necessária.

[0047] Além disso, se a velocidade angular for mantida constante à medida que o raio aumenta, as forças que impelem as células em direção às paredes da centrífuga também aumentam. Quando o cilindro é girado a uma velocidade angular suficientemente alta para criar a eficiência de processamento desejada, as paredes do recipiente e as células que se acumulam no mesmo sofrem uma tensão adicional. Quanto às células, isso pode causar danos celulares compactando-se as células em concentrações excessivamente altas. O dano celular é uma desvantagem em aplicações em que a viabilidade celular precisa ser mantida e pode levar à contaminação de produtos que estão presentes em solução no centrado. A maior viscosidade resultante de concentrações excessivamente altas de células também é às vezes uma desvantagem para a descarga completa do concentrado de célula.

[0048] As modalidades exemplificativas incluem aparelhos e métodos de separação centrífuga contínua ou semicontínua de culturas de suspensão de células de baixa viabilidade que contém uma alta concentração de células e detritos celulares, a uma taxa adequada para o processamento de grandes volumes de suspensões de células em escala comercial. Algumas centrífugas exemplificativas são de projetos pré-esterilizados, de único uso e têm capacidade para processar tais suspensões de células em taxas de fluxo superiores a 20 litros por minuto. Essa capacidade de fluxo permite tempos de operação totais na faixa de 2 a 3 horas para um biorreator de 2.000 litros. As modalidades exemplificativas dos sistemas de centrífuga de único uso podem ter capacidade para processar cerca de 300 a 2.000 litros de fluido enquanto operam a uma taxa de cerca de 2 a 40 litros por minuto.

[0049] A Figura 1 revela uma estrutura de centrífuga de único uso 1000. A estrutura da centrífuga 1000 inclui uma estrutura de núcleo 1500 (mais bem mostrada na Figura 3) que compreende um núcleo 1510, flanges superiores 1300, flanges inferiores 1200 e um revestimento flexível 1100 vedado tanto a um flange superior 1300 quanto a um flange inferior 1200. A estrutura da centrífuga 1000 também inclui uma bomba centrípeta 1400 que compreende um par de discos de pareamento estacionários 1410 em uma câmara de bomba giratória 1420 e uma vedação mecânica giratória 1700.

[0050] A estrutura de centrífuga 1000 também inclui um conjunto de alimentação/descarga 2000. O conjunto 2000 compreende uma pluralidade de tubos concêntricos em torno do eixo geométrico de rotação 1525 (rotulado na Figura 12) da centrífuga 1000. A porção mais interna do conjunto de alimentação/descarga 2000 inclui um tubo de alimentação 2100. Uma pluralidade de tubos adicionais circunda concentricamente o tubo de alimentação 2100 e podem incluir tubos ou vias de fluido para permitir a descarga de centrado 2200, descarga de concentrado 2500 (consulte, por exemplo, a Figura 12) ou alimentação de diluente 5000 (consulte, por exemplo, a Figura 12). Cada porção da conexão de alimentação/descarga pode estar em conexão fluída com uma porção do interior de centrífuga 1000 e uma coleção ou câmara de alimentação (não mostrada) por meio de conexões fluidas apropriadas e pode incluir outros tubos que estão em conexão fluída com os tubos concêntricos para remover ou adicionar o centrado, concentrado ou diluentes de ou para o sistema.

[0051] Os flanges superior e inferior 1300, 1200, conforme ilustrado na Figura 1, compreendem cilindros cônicos, axialmente alinhadas com e côncavas em direção ao núcleo 1510. O núcleo 1510 compreende um corpo geralmente cilíndrico com um centro cilíndrico oco grande o suficiente para aceitar o tubo de alimentação 2100 com um eixo geométrico 1525 (rotulado na Figura 12). O flange superior 1300, o núcleo 1510 e o flange inferior 1200 podem ser uma estrutura unitária para fornecer uma estrutura de sustentação mais forte para o revestimento flexível 1100 que é alternativamente chamado de membrana no presente documento. Em outras modalidades, a estrutura de núcleo 1500 pode ser formada a partir de uma pluralidade de partes de componentes. Em outras modalidades, o núcleo 1510 e o flange superior 1300 podem compreender um único componente, com um flange inferior 1200 que compreende um componente separado, ou o núcleo 1510 e o flange inferior 1200 podem compreender um único componente com o flange superior 1300 que compreende um componente separado.

[0052] Uma modalidade de um núcleo unitário 1510 e flange superior 1300 é ilustrada na Figura 3. Este componente unitário seria unido ao flange inferior 1200 para criar a estrutura de sustentação interna 1500 dos componentes de único uso da centrífuga 1000. Essa estrutura ancora o revestimento flexível 1100 em torno de uma estrutura interna fixa de sustentação rígida ou semirrígida 1500 na porção superior e na parte inferior. Quando o sistema de centrifugação está em uso, o revestimento flexível 1100 também é suportado externamente pelas paredes e cobertura da estrutura de múltiplos usos 3000.

[0053] A câmara de separação exemplificativa 1550 é uma câmara aberta que é aproximadamente cilíndrica em forma, limitada aproximadamente pela superfície externa 1515 do núcleo 1510 e o revestimento flexível 1100, e pela superfície superior 1210 dos flanges inferiores 1200 e a superfície inferior 1310 dos flanges superiores 1300. A câmara de separação 1550 está em conexão fluída com o tubo de alimentação 2100 por meio de orifícios 1530 que se estendem da cavidade central 1520 do núcleo 1510 para a superfície externa 1515 do núcleo 1510. A câmara de separação 1550 também está em conexão fluída com a câmara de bomba 1420 por meio de orifícios semelhantes 1540 através da estrutura de núcleo 1500. Nesse exemplo, os orifícios 1540 angulam para cima, em direção à câmara de bomba 1420, que se abre para a câmara de separação 1550 logo abaixo da junção entre o núcleo 1510 e os flanges superiores 1300. Conforme mostrado na Figura 12, os orifícios 1420 ou 4420 podem entrar nas câmaras da bomba em um ângulo diferente de para cima, incluindo horizontalmente ou em um ângulo para baixo. Além disso, em algumas modalidades, os orifícios 1420, 4420 podem ser substituídos por fendas ou lacunas entre as aletas de acelerador.

[0054] A Figura 1 também mostra um conjunto de alimentação/descarga 2000 que inclui um transportador de tubo de alimentação 2300, através do qual o tubo de alimentação 2100 se estende para a posição mostrada na Figura 3, perto do fundo da estrutura de centrífuga 1000. Nessa posição, o tubo de alimentação 2100 pode executar as funções de alimentação e descarga sem ser movido. As forças de cisalhamento durante o processo de alimentação podem ser minimizadas pelo projeto cuidadoso da lacuna entre o bocal 2110 do tubo de alimentação 2100 e a superfície superior 1210 dos flanges inferiores 1200, o diâmetro do bocal 2110 do tubo de alimentação 2100 e o ângulo velocidade da centrífuga. A Patente número US 6.616.590, cuja revelação é incorporada no presente documento por referência em sua totalidade, descreve como selecionar relações apropriadas para minimizar as forças de cisalhamento. Também podem ser usados outros projetos de tubos de alimentação adequados que minimizam as forças de cisalhamento associadas à alimentação de uma cultura celular líquidas em uma centrífuga giratória que são conhecidos pelos versadosna técnica.

[0055] A Figura 1 inclui ainda uma bomba centrípeta 1400 para descarregar o centrado através de uma trajetória de descarga de centrado 2200. Na modalidade mostrada na Figura 1, a bomba de centrado 1400 está localizada acima do flange superior 1300 em uma câmara de bomba 1420. A câmara de bomba 1420 é uma câmara definida pela superfície superior 1505 do núcleo 1510 e as superfícies internas 1605, 1620 de uma cobertura de centrífuga 1600. A cobertura da centrífuga 1600 pode incluir paredes cilíndricas 1640 e uma porção de tampa correspondente 1610 em forma de um disco geralmente circular (mostrado na Figura 5). A cobertura da centrífuga 1600 pode ser formada como um corpo unitário ou a partir de componentes separados.

[0056] Conforme discutido em mais detalhes abaixo, em outras modalidades, o formato e a posição da câmara de bomba de centrado 1420 podem variar. A câmara 1420 será geralmente uma câmara axialmente simétrica perto da extremidade superior da estrutura de núcleo 1500 que está em conexão fluída com a câmara de separação 1550 por meio de orifícios ou fendas 1530 que se estendem de adjacentes ao exterior do núcleo 1515 para a câmara de bomba de centrado 1420. Em algumas modalidades, conforme mostrado mais claramente nas Figuras 11 e 12, a câmara de bomba de centrado 1420 pode estar localizada em um recesso na câmara 1550.

[0057] A bomba de centrado exemplificativa 1400 compreende um par de discos de pareamento 1410. Os discos de pareamento 1410 são dois discos circulares finos (placas), que são alinhados axialmente com o eixo geométrico 1525 da estrutura de núcleo 1500. Na modalidade ilustrada nas Figuras 1 a 5, os discos de pareamento 1410 são mantidos estacionários em relação à estrutura da centrífuga 1000 e são separados uns dos outros por uma lacuna fixa 1415 (marcada como 1415 na Figura 10). A lacuna 1415 entre os discos de pareamento 1410 faz parte de uma conexão fluída para remover o centrado da centrífuga 1000, o que permite que o centrado flua entre os discos de pareamento 1410 em um caminho de descarga de centrado cilíndrico oco 2200 que circunda a sustentação do tubo de alimentação 2300, que termina no exterior de centrado 2400.

[0058] A estrutura de centrífuga de único uso exemplificativa 1000 está contida dentro de uma estrutura de centrífuga de múltiplos usos 3000. A estrutura 3000 compreende um cilindro 3100 e uma cobertura 3200. As paredes do cilindro de centrífuga 3100 sustentam o revestimento flexível 1100 da estrutura de centrífuga 1000 durante a rotação da centrífuga 1000. Para fazer isso, a estrutura externa da estrutura de único uso 1000 e a estrutura interna da estrutura de múltiplos usos estão em conformidade uma com a outra. De modo similar, a superfície superior de flanges superiores 1200, o exterior de uma porção de topo de núcleo 1510 e uma porção inferior das paredes 1640 da cobertura da centrífuga 1600 estão em conformidade com a superfície interna da cobertura de cilindro de múltiplos usos 3200, que também é adaptada para fornecer sustentação durante a rotação. Os recursos do cilindro de múltiplos usos 3100 e da cobertura de cilindro 3200, discutidas em mais detalhes abaixo, são projetadas para garantir que as forças de cisalhamento não rasguem o revestimento 1100 livre da estrutura de centrífuga de único uso 1000. Em alguns casos, uma estrutura de múltiplos usos existente 3000 pode ser adaptada para processamento de único uso selecionando uma estrutura de único uso em conformidade 1000. Em outros casos, a estrutura de múltiplos usos 3000 pode ser especialmente projetada para uso com inserções de estrutura de único uso 1000.

[0059] A Figura 2 mostra uma porção de uma estrutura exemplificativa para flanges superiores 1300, revestimento de plástico 1100 e a cobertura 3200 de uma estrutura de centrífuga de múltiplos usos 3000 para ilustrar a vedação do revestimento flexível 1100 aos flanges superiores 1300. O revestimento flexível 1100 pode ser um elastômero termoplástico, como um poliuretano (TPU) ou outro polímero extensível, resistente, não rasgável e biocompatível, enquanto os flanges superior e inferior 1300, 1200 podem ser fabricados a partir de um polímero rígido, como a polieterimida, policarbonato ou polissulfona. O revestimento flexível 1100 é uma luva fina, ou envelope, que se estende entre e é vedado aos flanges superior e inferior 1300, 1200 e forma a parede externa de câmara de separação 1550. A composição do revestimento 1100 e dos flanges superior e inferior 1300, 1200 e do núcleo 1510 descritos no presente documento são apenas exemplificativos. Os versadosna técnica podem substituir materiais adequados com propriedades semelhantes às sugeridas que são, ou podem se tornar, conhecidas.

[0060] Um processo de fixação de ligação térmica pode ser usado para ligar os materiais diferentes na área mostrada na Figura 2. A ligação térmica 1110 é formada pelo pré- aquecimento do material do flange, colocando-se o polímero elastomérico sobre o flange aquecido e aplicando-se calor e pressão ao revestimento de filme elastomérico 1100 a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do filme. O revestimento de plástico 1100 é limitado ao flange inferior 1200 da mesma maneira. Embora uma ligação térmica 1110 seja descrita no presente documento, é meramente exemplificativa. Outros meios de criar uma ligação relativamente permanente e igualmente forte entre o filme flexível e o material do flange podem ser substituídos, como por temperatura, produto químico, adesivo ou outros meios de ligação.

[0061] Os componentes de único uso exemplificativos são pré-esterilizados. Durante a remoção desses componentes de sua embalagem protetora e instalação em uma centrífuga, as ligações térmicas 1110 mantêm a esterilidade dentro da câmara de único uso. O revestimento flexível elástico 1100 se adapta às paredes de cilindro reutilizável 3100 quando em uso. O cilindro reutilizável 3100 fornece sustentação suficiente e o revestimento flexível 1100 é suficientemente elástico, para permitir que a estrutura de único uso 1000 suporte as forças rotacionais aumentadas que são geradas quando a centrífuga de raio maior 1000 é preenchida com uma cultura celular líquidas ou outra suspensão de células e é girado com uma velocidade angular suficiente para atingir uma velocidade de deposição que permite o processamento a uma taxa de cerca de 2 a 40 litros por minuto.

[0062] Além da ligação térmica 1110, cristas de vedação ou "nubbins" 3210 podem estar presentes na cobertura de cilindro 3200 para comprimir o filme elastomérico termoplástico contra os flanges superiores rígidos 1300, que formam uma vedação adicional. As mesmas vedações de compressão também podem ser usadas no fundo do cilindro 3100 para vedar o filme elastomérico termoplástico contra os flanges inferiores rígidos 1200. Essas vedações de compressão suportam as áreas de ligação térmica 1110, isolando-se as mesmas das forças de cisalhamento criadas pela pressão hidrostática que se desenvolve durante a centrifugação quando a câmara é preenchida com líquido. A combinação da ligação térmica 1110 e das vedações de compressão nubbin 3210 foi testada a 3000 x g, o que corresponde a uma pressão hidrostática de 97 psi na parede de cilindro. O revestimento deve ser suficientemente espesso e compressível para permitir que os nubbins 3210 comprimam e prendam o revestimento flexível 1100 ainda que minimizem o risco de rasgar perto da ligação térmica 1110 ou nubbins de compressão 3210. Em uma modalidade exemplificativa, um revestimento de TPU flexível com 0,010 polegadas de espessura vedado sem rasgar ou vazar.

[0063] Uma modalidade correspondente às ilustrações das Figuras 1 a 2 foi testada dentro de um cilindro com 5,5 polegadas de diâmetro. A 2.000 x g, tinha uma capacidade hidráulica >7 litros/min e separou com sucesso as células de mamíferos com eficiência de 99% a uma taxa de 3 litros/min.

[0064] Na maioria dos casos, os flanges superior e inferior 1300, 1200 podem ter um formato semelhante ao ilustrado na Figura 1, mas em alguns casos a superfície superior da estrutura da centrífuga de único uso pode ter um formato diferente, conforme ilustrado nas Figuras 10 e 11. Nas modalidades ilustradas nas Figuras 10 e 11, em vez de ter uma cobertura de cilindro geralmente cônica 3200, para se conformar aos flanges superiores geralmente cônicos 1300, ambos os flanges superiores e a cobertura de cilindro são relativamente em formato de disco. Aqueles versados na técnica serão capazes de adaptar as técnicas de vedação descritas no presente documento para uso com superfícies de vedação de formatos diferentes.

[0065] As Figuras 4 a 5 ilustram uma modalidade exemplificativa com recursos para melhorar a eficiência da bomba centrípeta 1400. Conforme mostrado em detalhes na Figura 5, esta modalidade de uma estrutura interna para componentes de único uso semelhante àquela ilustrada nas Figuras 1 e 2 inclui uma pluralidade de aletas radiais 1630 na face interna 1620 de uma porção de tampa 1610 da câmara de bomba 1420. A Figura 5 mostra a face interna 1620 da porção de tampa 1610 de cobertura de centrífuga 1600. As aletas radiais 1630 podem ser placas radiais finas, geralmente retangulares, estendendo-se perpendicularmente a partir da superfície interna 1620 da porção de tampa 1610. Na modalidade exemplificativa, seis (6) aletas 1630 são ilustradas, mas outras modalidades podem incluir menos ou mais aletas 1630. Nessa modalidade, as aletas 1630 fazem parte da face interna da tampa 1620, mas em outras modalidades podem compreender a superfície superior 1620 da câmara de bomba 1420, que pode assumir uma forma diferente da tampa 1610. Quando o sistema de centrífuga 1000 está em uso, as aletas 1630 estão localizadas acima dos discos de pareamento 1410 da bomba centrípeta 1400 na câmara 1420. Essas aletas 1630 transmitem a rotação angular da centrífuga 1000 para o centrado na câmara de bomba 1420.

[0066] Isso aumenta a eficiência da bomba centrípeta 1400, estabilizando a interface de gás para líquido na câmara de bomba 1420 acima dos discos de pareamento 1410 e aumentando o tamanho da barreira de gás. A barreira de gás é uma coluna geralmente cilíndrica de gás que se estende do exterior do mecanismo de alimentação/descarga 2000 para fora na câmara de bomba 1420 para a superfície interna do centrado giratório. Esse aumento no tamanho da barreira ocorre porque o aumento resultante na velocidade angular do centrado força o centrado em direção à parede da centrífuga. Quando o centro de rotação dentro da câmara da bomba 1420 entra em contato com os discos de pareamento estacionários 1410, o atrito resultante pode diminuir a eficiência da bomba 1400. A adição de uma pluralidade de aletas radiais 1630, que giram com a mesma velocidade angular que o centrado, supera qualquer redução na velocidade que poderia resultar do encontro entre o centrado giratório e os discos de pareamento estacionários 1410.

[0067] A Figura 6 mostra uma modalidade exemplificativa de uma estrutura de núcleo melhorada 1500 para uso em alimentações de alta turvação. A estrutura de núcleo 1500 inclui um núcleo 1510, flange superior 1300 e flange inferior 1200. O núcleo 1510 tem uma cavidade central cilíndrica 1520 adaptada para permitir que o tubo de alimentação 2100 seja inserido na cavidade central 1520. A distância do eixo central geométrico 1525 para o exterior de núcleo 1515 (a largura de núcleo, representada pela linha tracejada 6000 na Figura 6) é maior do que a distância correspondente na modalidade ilustrada na Figura 3. O núcleo de diâmetro maior 1510 diminui a profundidade (representada pela linha tracejada 6010) da câmara de separação 1550, fazendo com que a centrífuga 1000 opere como uma centrífuga de reservatório raso. A profundidade 6010 de uma câmara de separação 1550 é geralmente a distância entre o exterior do núcleo 1510 e o revestimento flexível 1100, rotulado nas Figuras 1 e 12. Uma centrífuga de reservatório raso é aquela que tem uma profundidade 6010 que é pequena em relação ao diâmetro da centrífuga. Como pode ser visto na modalidade exemplificativa ilustrada na Figura 12, para facilitar a remoção do concentrado de células, a profundidade do reservatório raso 6010 pode variar de mais raso no fundo da câmara de separação 1550 a um pouco mais fundo no topo da câmara de separação 1550. Em algumas modalidades ilustradas no presente documento, a razão entre a profundidade média do reservatório de separação 6010 e a largura do núcleo é de 1:1 ou inferior. Um exemplo de centrífuga de reservatório raso é oferecido como modelo opcional do sistema de centrífuga ViaFuge, fabricado pela Pneumatic Scale Corporation. A vantagem de uma centrífuga de reservatório raso é que permite a separação em taxas de fluxo de alimentação mais altas. Isso é realizado em virtude de uma força-g média mais alta para um determinado diâmetro interno do cilindro, o que cria uma velocidade de deposição mais alta em uma determinada velocidade angular. O desempenho de separação aprimorado resultante é benéfico ao separar alimentações altamente turvas que contêm uma alta concentração de detritos celulares.

[0068] A modalidade exemplificativa da estrutura de núcleo 1500 que é ilustrado na Figura 6 também inclui pás de acelerador 1560 como parte do flange inferior 1200. As pás de acelerador 1560 (conforme mostrado na Figura 12), em vez dos orifícios 1530 através de um núcleo sólido 1510 (como mostrado na Figura 10 a 11), compreendem uma modalidade alternativa de uma conexão fluída entre a cavidade central 1520 do núcleo 1510 e a câmara de separação 1550.

[0069] Na modalidade exemplificativa de uma estrutura de núcleo 1500 mostrada na Figura 6, as pás do acelerador 1560 compreendem uma pluralidade de placas finas espaçadas radialmente, geralmente retangulares 1580 que se estende para cima a partir da superfície cônica superior do flange inferior 1200. As placas 1580 se estendem ortogonais para cima à base do núcleo 1510. As placas 1580 geralmente se estendem radialmente para fora de perto do eixo geométrico 1525 do núcleo 1510. Na modalidade exemplificativa, existem 12 placas 1580, conforme mostrado mais claramente na Figura 7. Em outras modalidades, pode haver menos ou mais de 12 placas 1580. Além disso, em outras modalidades, as placas 1580 podem ser curvas na direção de rotação da centrífuga 1000, conforme mostrado em uma modalidade exemplificativa na Figura 9. A superfície interna do flange inferior 1200 pode ser modificada para formar um cilindro de acelerador elíptico 1590, com as placas curvas que se estendem para cima a partir da mesma. Essas modalidades destinam-se a ser exemplificativas e aqueles versados na técnica podem combinar as mesmas de maneiras diferentes ou podem modificar essas modalidades para se beneficiar ainda mais da redução de turbidez que essas placas e o formato do flange inferior 1200 e/ou um cilindro de acelerador incorporada criam.

[0070] Outros recursos de um exemplo de modalidade de uma centrífuga de único uso 1000 que é projetada para operar continuamente ou semicontinuamente são ilustradas nas Figuras 10 a 12. A modalidade exemplificativa ilustrada na Figura 10 inclui uma segunda bomba centrípeta 4400 para a remoção do concentrado de célula. A bomba centrípeta 4400 para a remoção do concentrado de célula está localizada acima da bomba centrípeta 1400 para a remoção de concentrado. A bomba centrípeta 4400 inclui uma câmara de bomba 4420 e discos de pareamento 4410. Uma pluralidade de orifícios ou fendas contínuas 4540 se estendem da circunferência externa superior da câmara de separação 1550 para a câmara de bomba 4420, o que fornece conexão fluída da porção externa da câmara de separação 1550 para a segunda câmara de bomba 4420. Tal como acontece com a câmara de bomba 1400, a câmara de bomba 4400 pode ter um formato diferente da ilustrada nas Figuras 10 a 12, mas geralmente será uma câmara axialmente simétrica perto da extremidade superior da estrutura de núcleo 1500 que está em conexão fluída com a câmara de separação 1550. Tal como acontece com a câmara de bomba 1400, a câmara de bomba pode ser parcialmente ou totalmente recuada na estrutura de núcleo 1500. Se uma câmara de bomba de centrado 1400 estiver presente perto da extremidade superior da estrutura de núcleo 1500, a câmara de bomba de concentrado de célula 4400 geralmente estará localizada acima da mesma. Uma câmara de bomba 4400, para a remoção de concentrado de célula, estará em conexão fluída com a câmara de separação 1550 por meio de orifícios ou fendas 4540 que se estendem adjacentes à parede superior externa da câmara de separação 1550, para coletar o concentrado de célula mais pesado que é instado lá por forças centrífugas.

[0071] Na modalidade ilustrada na Figura 10, os discos de pareamento 4410 usados na bomba de descarga de concentrado 4400 têm aproximadamente o mesmo raio que aqueles usados na bomba de descarga de concentrado 1400 e são fixados rotativamente. Em outras modalidades, como a mostrada na Figura 11, os discos de pareamento 4410 na bomba de descarga de concentrado 4400 podem ter um raio maior do que aqueles na bomba de descarga de centrado 1400, com uma câmara de bomba correspondentemente maior 4420. Também podem ser usados discos de pareamento de vários diâmetros intermediários. O diâmetro ideal dependerá das propriedades do concentrado de célula que será descarregado. Discos pareadores de diâmetro maior têm uma capacidade de bombeamento maior, mas criam um cisalhamento maior.

[0072] Nas modalidades ilustradas nas Figuras 1, 4 e 10, os discos de pareamento 4410 na bomba de descarga de concentrado 4400 são fixados rotativamente. Em outras modalidades, como a mostrada na Figura 11, os discos de pareamento em 4410 podem ser adaptados para girar com uma velocidade angular entre zero e a velocidade angular da centrífuga 1000. A velocidade angular desejada pode ser controlada por uma série de mecanismos que são conhecidos pelos versados na técnica. Um exemplo de um meio de controle é uma embreagem deslizante externa que permite que os discos de pareamento 4410 girem a uma velocidade angular que é uma fração daquela da centrífuga 1000. Outros meios de controlar a velocidade angular dos discos de pareamento serão evidentes para os versados na técnica.

[0073] Nas modalidades ilustradas nas Figuras 1, 4, 10 a 12, os intervalos 1415, 4415 entre os discos de pareamento 1410 e 4410 são fixos. Em outras modalidades, como a modalidade na Figura 13, as lacunas 1415, 4415 entre os discos de pareamento 1410 e 4410 podem ser ajustáveis, para controlar a taxa de fluxo na qual o centrado ou concentrado são removidos da centrífuga 1000. Um de cada par de discos de pareamento 1410 e 4410 está limitado a um tubo de aceleração verticalmente móvel 6100. O tubo de aceleração 6100 pode ser movido para cima ou para baixo para estreitar ou alargar a lacuna 1415, 4415 entre cada par dos discos de pareamento 1410, 4410. Além disso, uma bomba peristáltica externa 2510 (não mostrada) pode ser adicionada à linha de remoção de concentrado 2500 (não mostrada) para auxiliar na remoção do concentrado. Essa bomba 2510 pode ser controlada por um sensor 4430 na câmara de bomba 4420. O sensor 4430 (não mostrado) também pode ser usado para controlar uma bomba de diluente 5150 para sincronizar a remoção do concentrado com a adição de diluentes.

[0074] Também ilustrado na Figura 13 é uma modalidade na qual a bomba de centrado 1400 está localizada na base da centrífuga 1000. Na modalidade ilustrada na Figura 13, um poço centralizado 1555 é criado entre a câmara de bomba 1420 e o revestimento flexível 1100. Os orifícios 1530 se estendem do núcleo 1510, abaixo da câmara de bomba 1420, para o poço de centrado 1555. Além disso, na modalidade exemplificativa ilustrada, os orifícios 1540 se estendem da câmara de separação 1550, adjacente à superfície externa 1515 do núcleo 1510, para a câmara da bomba 1420 para permitir que o centrado seja removido com uso da bomba de centrado 1400. Os orifícios 4540 também podem se estender entre a câmara de separação 1550, adjacente à sua superfície superior externa, na câmara de bomba 4420 para permitir que o concentrado de célula flua para a câmara de bomba 4420 para ser removido com uso da bomba centrípeta 4400.

[0075] Conforme observado acima, na modalidade exemplificativa ilustrada, os intervalos 1415, 4415 entre os discos de pareamento 4410 e 1410 podem ser ajustáveis pelo uso de um tubo de estrangulamento 6100 conectado a um de cada par de discos de pareamento 4410, 1410. O tubo de aceleração 6100 e o anexo de cada par de discos de pareamento 4410, 1410 podem ser movidos para cima ou para baixo para estreitar ou alargar as lacunas 1415, 4415. Na modalidade exemplificativa ilustrada, o tubo de aceleração 6100 é fixado ao disco de pareamento inferior e superior dos pares de discos de pareamento 4410, 1410, respectivamente. Em outras modalidades, o anexo pode ser invertido, pode ser usado para estrangular uma única bomba centrípeta ou pode ser usado para estrangular ambas em paralelo (em vez de em oposição, conforme ilustrado na Figura 13).

[0076] Como pode ser visto nas modalidades ilustradas nas Figuras 10 a 12, a parede de cilindro de múltiplos usos sólido 3100 é mais espessa na base do que na porção superior, para criar uma forma de cone truncado interno para apoiar a centrífuga de único uso estrutura 1000, que tem um raio menor na extremidade inferior do que na extremidade superior. Esse raio maior na extremidade superior da câmara de separação 1550 move o concentrado de células mais denso em direção à porção externa superior da câmara de separação 1550 e para a câmara de bomba centrípeta 4420. Na modalidade ilustrada, o formato de cone truncado é criado por um cilindro de múltiplos usos 3100 com uma parede que é mais espessa na base do que na porção superior. Os versadosna técnica reconhecerão que um cilindro de múltiplos usos 3100 que tem um formato de cone truncado interno também pode incluir paredes de espessura uniforme e que pode haver outras variações que criam a forma interna desejada para o cilindro de múltiplos usos 3100.

[0077] Nas modalidades exemplificativas ilustradas nas Figuras 10 a 12, o mecanismo de alimentação 2000 também inclui uma via adicional para a remoção de células ou concentrado de célula. Na modalidade ilustrada na Figura 1, a via cilíndrica 2200 em torno do tubo de alimentação 2100 é usado para remover o centrado. As modalidades ilustradas nas Figuras 10 a 12 também incluem uma via cilíndrica concêntrica para a remoção de células ou concentrado de células, chamado de um tubo de descarga de célula 2500. O tubo de descarga de célula 2500 circunda a via de remoção de centrado 2200. Se a centrífuga for projetada para ser usada com um concentrado que deve ser muito viscoso, uma via de fluido cilíndrico concêntrico adicional 5000 pode ser adicionada em torno do tubo de alimentação 2100 para permitir que os diluentes sejam introduzidos na câmara de bomba de concentrado celular 4420 para diminuir a viscosidade do concentrado. A via de diluente 5000, na modalidade exemplificativa ilustrada na Figura 12, compreende um tubo concêntrico em torno da via de descarga de células e abre na extremidade inferior em uma via de fluido em formato de disco fino 5100 acima dos discos de pareamento 4410, que descarrega perto da borda externa dos discos de pareamento 4410 para fornecer comunicação fluida com a câmara de bomba 4420. Injetar o diluente por este meio, e nesse local, limita o diluente a misturar, e ser descarregado, com o concentrado em vez de ser introduzido no centrado, o que pode ser indesejável em algumas aplicações. Em modalidades alternativas, os diluentes podem ser introduzidos diretamente na superfície superior dos discos de pareamento e podem se espalhar radialmente para fora, ou em um disco separado localizado acima dos discos de pareamento.

[0078] A escolha do diluente dependerá dos objetivos do processo de separação e da natureza do concentrado de células que deve ser diluído. Em alguns casos, um simples tampão isotônico ou água deionizada pode servir como diluente. Em outros casos, os diluentes que são específicos para as propriedades de um concentrado de células podem ser vantajosos. Por exemplo, em cultura celular em lote em escala de produção operada em baixa viabilidade celular, floculantes são comumente adicionados à cultura à medida que alimenta a uma centrífuga para fazer com que as células e os resíduos celulares floculem ou aglomerem em partículas maiores, o que facilita sua separação aumentando-se sua taxa de deposição. Uma vez que as células e os resíduos celulares carregam cargas superficiais negativas, os compostos usados como floculantes são normalmente polímeros catiônicos, que carregam várias cargas positivas, como a polietilenoimina. Em virtude de suas múltiplas cargas positivas, tais floculantes podem ligar células carregadas negativamente e resíduos de células em grandes aglomerados. Uma consequência indesejável do uso de tais floculantes é que eles aumentam ainda mais a viscosidade dos concentrados de célula. Portanto, um diluente particularmente útil nesta aplicação é um defloculante que romperá as ligações que aumentam a viscosidade do concentrado de célula. Exemplos de defloculantes incluem tampões de alto teor de sal, como soluções de cloreto de sódio que varia em concentração de 0,1 M a 1,0 M. Outros defloculantes que podem ser úteis na redução da viscosidade do concentrado de células são polímeros aniônicos, como polímeros de ácido acrílico.

[0079] No caso de um concentrado de células em que a viabilidade celular deve ser mantida, pode ser escolhido um diluente que seja um protetor de cisalhamento, como dextrano ou Pluronic F-68. O uso de um protetor de cisalhamento, em combinação com um tampão isotônico, aumentará a sobrevivência e a viabilidade das células à medida que são descarregadas da centrífuga.

[0080] A centrífuga exemplificativa ilustrada na Figura 4 opera conforme descrito abaixo. Durante um ciclo de alimentação, uma suspensão de alimentação flui para o conjunto do recipiente giratório através do tubo de alimentação 2100. Quando a suspensão de alimentação entra na cavidade central 1520 do núcleo 1510 perto do flange inferior 1200, é impelida para fora ao longo da superfície superior do flange inferior 1200 por forças centrífugas, que passam para a câmara de separação 1550 através dos orifícios 1530 no núcleo 1510.

[0081] O centro coleta na câmara de separação 1550, um espaço oco, aproximadamente cilíndrico abaixo do flange superior 1300 que circunda o núcleo 1510. O centrado flui para cima a partir de sua entrada na câmara de separação através dos orifícios 1530 até encontrar orifícios 1540 entre a câmara de separação 1550 e a câmara da bomba 1420 na porção superior da câmara de separação 1550, adjacente ao núcleo 1410. As partículas de densidade mais alta do que a do líquido são movidas em direção à parede externa da câmara de separação 1550 por deposição (concentrado de partículas), para longe dos orifícios 1530. Quando a rotação da centrífuga 1000 é parada, o concentrado de partículas se move para baixo sob a influência da gravidade para o bocal 2110 do tubo de alimentação 2100 para remoção através do mecanismo combinado de alimentação/descarga 2000.

[0082] Durante a rotação, o centrado entra na câmara de bomba de centrado 1420 através dos orifícios 1540. Dentro da câmara de bomba 1420, o centrado giratório encontra discos de pareamento estacionários 1410, que convertem a energia cinética do líquido giratório em pressão que impele o centrado a ser descarregado para cima através do caminho de descarga de centrado 2200 dentro do mecanismo de alimentação/descarga 2000 e para fora através do tubo de descarga de centrado 2400.

[0083] A eficiência da bomba centrípeta 1400 é aumentada adicionando-se de aletas radiais 1630 na superfície interna 1620 da porção de tampa 1610 da bomba giratória 1400. Essas aletas 1630 transmitem o momento angular do conjunto giratório para o centro na câmara de bomba 1420, o que poderia diminuir devido ao atrito quando o centro giratório encontra os discos de pareamento estacionários 1410. A bomba centrípeta 1400 fornece um meio melhorado de descarga centralizada, sobre vedações mecânicas, por causa da interface gás-líquido dentro da câmara da bomba 1420. O gás dentro da câmara da bomba 1420 é isolado da contaminação pelo ambiente externo pela vedação giratória 1700. Devido ao concentrado que é descarregado entre os discos pareadores 1410 não entra em contato com o ar, seja durante o processo de alimentação ou descarga, evita a formação de espuma excessiva que muitas vezes ocorre quando o processo de descarga introduz ar na cultura celular.

[0084] Na modalidade da centrífuga 1000 ilustrada nas Figuras 4 a 5, o concentrado de célula é descarregado parando-se periodicamente a rotação do cilindro e o fluxo de alimentação e, em seguida, bombeando-se o concentrado de célula que foi coletado ao longo das paredes externas da câmara de separação 1550. Esse processo é conhecido como processamento intermitente. Quando a capacidade volumétrica da câmara de separação 1550 é atingida, a rotação da centrífuga é interrompida. O concentrado de células se move para baixo em direção ao bocal 2110 do tubo de alimentação 2100, em que o concentrado é retirado bombeando-se o mesmo para fora através do tubo de alimentação 2100. Válvula apropriada (não mostrada) externa à centrífuga 1000 é usada para direcionar o concentrado para um vaso de coleta (não mostrado). Se todo o lote do biorreator ainda não foi completamente processado, a rotação de cilindro e o fluxo de alimentação são retomados e são seguidos por ciclos adicionais de alimentação e descarga até que o lote completo seja processado.

[0085] Como observado acima, quando a cultura celular é concentrada ou contém detritos celulares significativos, o processo descrito acima fica mais lento devido ao tempo de residência ser aumentado para capturar pequenas partículas de detritos, o que necessita de uma taxa de fluxo de alimentação mais lenta e a câmara de separação 1550 enche-se rapidamente e a rotação deve ser interrompida com frequência e repetidamente para cada lote de cultura. Além disso, o concentrado de células tende a ser mais viscoso, de modo que a gravidade não funciona tão eficientemente para drenar o concentrado de células para o fundo da centrífuga 1000, por isso leva mais tempo e, em alguns casos, pode exigir uma lavagem para remover as células restantes.

[0086] A centrífuga de único uso, conforme modificada nas modalidades exemplificativas ilustradas nas Figuras 6 a 13, cria uma velocidade de deposição média mais alta sem um aumento na velocidade angular, permite que a centrífuga 1000 funcione continuamente ou semicontinuamente e permite que um diluente seja adicionado para o concentrado de células durante o processo de remoção de células para que a remoção de células seja mais fácil e completamente realizada.

[0087] As modalidades de uma estrutura de centrífuga de único uso 1000 mostradas nas Figuras 6 a 12 operam conforme discutido no presente documento. A suspensão de alimentação entra na estrutura da centrífuga de único uso 1000 através do tubo de alimentação 2100. Conforme a suspensão de alimentação encontra as pás de acelerador 1560, as pás 1560 conferem uma velocidade angular à suspensão de alimentação que se aproxima da velocidade angular da centrífuga de único uso 1000. O uso de pás 1560, em vez de orifícios 1530, fornece um volume maior de suspensão de alimentação para entrar na câmara de separação 1550 a uma velocidade radial mais lenta, evitando o jateamento que ocorre quando a suspensão de alimentação é forçada através dos orifícios 1530 com aberturas transversais menores do que as aberturas entre as pás 1560. Esta redução na velocidade da corrente de alimentação à medida que entra na zona de separação, ou reservatório, minimiza a interrupção do conteúdo líquido do reservatório, o que permite uma deposição mais eficiente.

[0088] À medida que a centrífuga 1000 gira, as partículas que são mais densas do que o centrado são impelidas em direção ao exterior da câmara de separação 1550, deixando o centrado livre de partícula próximo ao núcleo 1510. O cilindro de centrífuga 3100 tem o formato de um cone truncado invertido, com um raio mais largo na extremidade superior do que na extremidade inferior. A força centrífuga faz com que as partículas se acumulem na porção superior e externa da câmara. A centrífuga 1000 pode operar com descarga semicontínua de concentrado. A descarga de centrado funciona, geralmente, conforme descrito em relação à Figura 4. A descarga de concentrado de célula funciona de forma semelhante, com o concentrado de célula que coleta perto da porção externa superior da câmara de separação 1550 e entra na câmara da bomba de descarga de concentrado 4400 por meio de orifícios 4540 adjacentes à parede externa superior da câmara de separação 1550.

[0089] A taxa de alimentação de suspensão, bem como a velocidade angular de rotação, pode ser monitorada com uso de um sistema de sensor de vibração, conforme o descrito na Patente número US 9.427.748, incorporada no presente documento por referência em sua totalidade. Tal sistema de sensor permite que a centrífuga seja cheia a uma taxa mais baixa até que as vibrações indiquem que a centrífuga está quase cheia, então ajustar a taxa de alimentação e a velocidade angular apropriadamente em resposta a essa informação. Normalmente, a taxa de alimentação será diminuída ou interrompida quando a centrífuga estiver quase cheia e a velocidade angular será aumentada para aumentar a velocidade de deposição e uma vez que a deposição e descarga estejam essencialmente completas, o ciclo será repetido. Se o sistema for otimizado com uso dos recursos adicionais descritos no presente documento para diminuir a necessidade de interromper o processo, pode ser possível operar o sistema continuamente, ou quase continuamente, na velocidade angular necessária para deposição.

[0090] Com a descarga semicontínua de concentrado, a suspensão continua a ser alimentada na centrífuga 1000, com uso da bomba de concentrado 4400 que opera intermitentemente para remover o concentrado. A operação da bomba de concentrado 4400 pode ser controlada por um sensor óptico na linha de descarga de concentrado que indica a presença ou ausência de concentrado que é descarregado. Em vez de uma bomba de concentrado 4400, o ciclo de descarga pode ser gerenciado eletronicamente com uso de um controlador e sensores que determinam quando abrir e fechar uma válvula para o processamento mais eficiente da suspensão de fluido.

[0091] A taxa média de descarga pode ainda ser controlada com uso de uma centrífuga 1000 com uma lacuna ajustável entre os discos de pareamento 4410, 1410. Deve ser observado que só pode ser desejado ou necessário que um conjunto de discos de pareamento 4410, 1410 seja ajustável. A lacuna entre os discos de pareamento 4410, 1410 (que forma uma parte do caminho do fluido para fora da centrífuga 1000) pode ser aberta para permitir o fluxo ou fechada para fechar o fluxo, que age como uma válvula interna. Dependendo do produto desejado ou das características do produto, também pode ser útil alargar ou estreitar a lacuna 4415, 1415 entre os discos de pareamento 4410, 1410. Alterar a lacuna afeta as taxas de bombeamento e cisalhamento associadas aos discos de pareamento.

[0092] A taxa de remoção de concentrado e centrado da centrífuga 1000 e a viabilidade do concentrado removido podem ser ainda controladas com uso de uma série de características de modalidades exemplificativas mostradas nas Figuras 4 a 13. Aletas de acelerador 4630, semelhantes àquelas na câmara da bomba de centrado 1420, podem ser adicionadas à câmara de bomba de concentrado 4420. A adição de aletas aceleradoras 4630 aumenta a taxa na qual o concentrado pode ser removido, superando-se parte da desaceleração devido ao atrito entre o concentrado em movimento e os discos de pareamento 4410. Além das aletas de acelerador 4630 na superfície superior da câmara da bomba 4420, tais aletas 4630 também podem ser adicionadas a uma superfície inferior na câmara da bomba 4420 para aumentar sua eficácia. Um outro recurso pode ser a substituição de fendas para orifícios 1540, 4540, o que minimiza o cisalhamento no material que entra nas câmaras de bomba 1420, 4420.

[0093] Se a viabilidade do concentrado for uma preocupação, os discos de pareamento rotativos 4410 podem ser incluídos na câmara de bomba 4420, o que reduz o cisalhamento transmitido ao concentrado quando entra em contato com as superfícies dos discos de pareamento 4410. A taxa de rotação dos discos de pareamento 4410 pode ser ajustada a uma taxa um tanto entre estacionária e a taxa de rotação da câmara de separação 1550 para equilibrar a viabilidade do concentrado contra a taxa de descarga. A velocidade angular desejada pode ser controlada por uma série de mecanismos que são conhecidos pelos versados na técnica. Um exemplo de um meio de controle é uma embreagem deslizante externa que permite que os discos de pareamento girem a uma velocidade angular que é uma fração daquela da centrífuga. O uso de embreagens deslizantes é bem conhecido dos versados na técnica. Além disso, pode haver meios diferentes de embreagens deslizantes para ajustar a velocidade angular que será evidente para aqueles versados na técnica.

[0094] Uma bomba peristáltica 2510 também pode ser usada para tornar a remoção do concentrado mais eficiente e confiável, particularmente com suspensões de alimentação muito concentradas. Usar uma bomba peristáltica 2510 permite ao usuário controlar mais precisamente a taxa de fluxo do concentrado da centrífuga 1000 do que é possível confiar nas bombas centrípetas 4400, sozinhas, devido à taxa das bombas centrípetas não é tão facilmente ajustável quanto a taxa de uma bomba peristáltica 2510.

[0095] Além disso, um diluente, como água estéril ou um tampão, pode ser bombeado para a câmara de bomba de concentrado 4420 através da via de diluente 5000 com uso de uma bomba de diluente 5150 para cortar a viscosidade da concentração. Uma discussão mais completa de diluentes úteis pode ser encontrada acima. A taxa na qual uma ou ambas a bomba peristáltica 2510 ou a bomba de diluente 5150 opera pode ser controlada por um controlador automatizado (não mostrado) responsivo a um sensor de concentração 4430 localizado na conexão de descarga de concentrado 2500. O controlador pode ser programado para iniciar, parar ou modificar a taxa de bomba para adição de diluente e remoção de concentrado em resposta à concentração de partículas no concentrado, independentemente, em resposta a um sensor de concentração 4430, em conjunto com um ciclo de alimentação/descarga padrão, ou como uma combinação.

[0096] A Figura 16 mostra um exemplo de modalidade alternativa de um núcleo usado em conexão com uma centrífuga que fornece processamento de separação contínua para produzir alimentações contínuas de centrado e concentrado. O núcleo 10 é semelhante àqueles discutidos anteriormente que estão configurados para serem posicionados no cilindro giratório de uma centrífuga. O cilindro de centrífuga e o núcleo giram em torno de um eixo geométrico 12 durante o processamento. O aparelho inclui um conjunto estacionário 14 e um conjunto giratório 16.

[0097] Tal como acontece com as modalidades descritas anteriormente, o conjunto estacionário 14 inclui um tubo de alimentação 18. O tubo de alimentação 18 é coaxial com o eixo geométrico 12 e termina em uma abertura 20 adjacente ao fundo da câmara de separação ou cavidade 22 do núcleo. O conjunto estacionário inclui ainda uma bomba centrípeta de centrado 24. A modalidade exemplificativa da bomba centrípeta de centrado 24, que é descrita em mais detalhes a seguir, inclui a abertura de entrada 26 e uma abertura de saída anular 28. A abertura de saída anular está em conexão fluída com um tubo de centrado 30. O tubo de centrado se estende em relação coaxial circundante com o tubo de alimentação 18.

[0098] Nessa modalidade exemplificativa, a bomba centrípeta 24 está posicionada em uma câmara de bomba de centrado 32. A câmara de bomba de centrado é definida por paredes que fazem parte do conjunto giratório e que, durante a operação, permitem que as aberturas de entrada 26 da bomba centrípeta de centrado sejam expostas a um reservatório de centrado líquido.

[0099] A modalidade exemplificativa inclui ainda uma bomba centrípeta de concentrado 34. A bomba centrípeta de concentrado 34 da modalidade exemplificativa também pode ser de uma construção conforme a discutida posteriormente em detalhes. Na disposição exemplificativa, a bomba centrípeta de concentrado 34 inclui aberturas de entrada 36 posicionadas em uma parede que limita a periferia anular da bomba centrípeta. Deve ser observado que a bomba centrípeta de concentrado 34 tem um diâmetro periférico maior do que o diâmetro periférico da bomba de centrado. A bomba de concentrado inclui ainda uma abertura de saída anular 38. A abertura de saída anular 38 está em conexão fluída com um tubo de saída de concentrado 40. O tubo de saída de concentrado se estende em relação coaxial circundante com o tubo de centrado 30.

[0100] Na modalidade exemplificativa, as aberturas de entrada 36 da bomba centrípeta de concentrado são posicionadas em uma câmara de bomba de concentrado 42. A câmara da bomba de concentrado é definida pelas paredes do conjunto giratório 16. Durante a operação, as aberturas de entrada 36 da bomba centrípeta de concentrado são expostas ao concentrado na câmara de bomba de concentrado 42. A câmara de bomba de concentrado 42 é delimitada verticalmente por uma porção de topo 44. Pelo menos uma vedação de fluido 46 se estende entre a circunferência externa do tubo de saída 40 e a porção de topo 44. A vedação exemplificativa 46 é configurada para reduzir o risco de fluido escapar do interior da câmara de separação e para evitar a introdução de contaminantes da área externa do núcleo na mesma.

[0101] Durante a operação da centrífuga, o cilindro e o núcleo, incluindo a cavidade ou câmara de separação, são girados em torno do eixo geométrico 12 em uma direção de rotação. A rotação na direção de rotação é operacional para separar a suspensão de células que é introduzida através do tubo de alimentação 18, em centrado que é descarregado através do tubo de centrado 30 e concentrado que é descarregado através do tubo de saída de concentrado 40.

[0102] A suspensão de células entra na câmara de separação 22 através da abertura do tubo 20 no fundo da câmara de separação. A suspensão de célula é movida para fora por meio de força centrífuga e uma pluralidade de pás de acelerador 48. À medida que a suspensão é movida para fora pelas pás de acelerador, o material de suspensão de célula é influenciado pela força centrífuga de modo que o material de célula seja movido para fora em direção à parede anular cônica 50 que limita o lado externo da câmara de separação. O material celular concentrado é impelido a se mover para fora e para cima, conforme mostrado contra a parede cônica 50 e através de uma pluralidade de fendas de concentrado 52. O material concentrado se move para cima, além das fendas de concentrado e para a câmara de bomba de concentrado 42 a partir da qual o concentrado é descarregado pela bomba centrípeta de concentrado 34.

[0103] Na disposição exemplificativa, durante a operação, o centrado livre de célula é posicionado na proximidade de uma parede anular vertical 54 que limita o interior da câmara de separação 22. O material de centrado se move para cima através dos orifícios de centrado 56 na estrutura de base anular que limita a câmara de bomba de centrado 32. O centrado se move para cima através dos orifícios de centrado 56 e forma um reservatório de centrado de líquido na câmara de centrado. A partir da câmara de centrado, o centrado é movido através da operação da bomba centrípeta de centrado 24 e distribuído a partir do núcleo através do tubo de centrado 30.

[0104] Na modalidade exemplificativa da Figura 16, as bombas de concentrado e centrado podem ter uma configuração geralmente como aquela mostrada na Figura 17. Na Figura 17, a bomba centrípeta de centrado 24 é representada em uma vista explodida isométrica. Conforme mostrado na Figura 17, a bomba centrípeta exemplificativa tem um corpo em formato de disco que é composto por uma primeira placa 58 e uma segunda placa 60. Durante a operação, a primeira placa e a segunda placa são mantidas em relação engatada liberável por meio de prendedores que são representados por parafusos 62. Claro, deve ser entendido que em outras modalidades, outras configurações e métodos de fixação podem ser usados.

[0105] Na disposição exemplificativa, a segunda placa 60 inclui paredes que ligam três lados de passagens de voluta curvas 64. Deve ser entendido que, embora na disposição exemplificativa, a bomba centrípeta inclui um par de passagens de voluta geralmente opostas 64. Em outras disposições, outros números e configurações de passagens de voluta podem ser usados.

[0106] Na disposição exemplificativa, a primeira e a segunda placas constituem o corpo em formato de disco da bomba centrípeta que tem uma parede anular que se estende verticalmente 67 que define uma periferia anular 66. As aberturas de entrada 68 para as passagens em voluta 64 se estendem na periferia anular. Uma câmara de coleta anular 70 se estende no corpo radialmente para fora do eixo geométrico 12 e está fluidamente conectada às passagens de voluta. A câmara de coleta anular 70 recebe o material que entra nas aberturas de entrada 68. A câmara de coleta anular 70 está em conexão fluída com uma abertura de saída anular que é coaxial com o eixo geométrico 12. Na disposição exemplificativa para a bomba centrípeta de centrado, a abertura de saída anular é um espaço anular que se estende entre a parede externa do tubo de alimentação 18 e a parede interna da segunda placa 60, cuja saída está fluidamente conectada ao tubo de saída de centrado 30.

[0107] Na disposição exemplificativa, cada uma das passagens em voluta 64 é configurada de modo que as passagens em voluta sejam curvadas em direção à direção de rotação do cilindro e da câmara de separação, a direção de rotação é representada pela Seta R na Figura 17. Na disposição exemplificativa, as paredes que se estendem verticalmente 74 que limitam as passagens em voluta e que estão voltadas para a direção de rotação, são cada uma curvadas em direção à direção de rotação. A configuração curva das paredes 74 que limitam as passagens em voluta horizontalmente, fornecem as propriedades de bombeamento aprimoradas da disposição exemplificativa. Além disso, a parede delimitadora oposta 76 de cada passagem em voluta na disposição exemplificativa tem uma configuração curva semelhante. A configuração curva das paredes que se estendem verticalmente que limitam as passagens da voluta horizontalmente fornecem uma área de seção transversal constante de cada passagem da voluta da respectiva entrada para a câmara de coleta. Essa área de corte transversal consistente é ainda obtida através do uso de uma parede geralmente plana 78 que se estende entre as paredes 74 e 76 e que limita a passagem em voluta verticalmente de um lado. Além disso, na modalidade exemplificativa, a primeira placa 58 inclui uma face circular geralmente plana 80 no seu lado, que fica voltada para dentro quando as placas são montadas para formar o corpo em formato de disco da bomba centrípeta. Nessa disposição exemplificativa, a face 80 serve para ligar verticalmente os lados de ambas as passagens de voluta 64 da bomba centrípeta.

[0108] Claro, deve ser entendido que essa disposição exemplificativa que inclui um par de placas, uma das quais inclui um recesso com paredes que limitam três dos quatro lados das passagens de voluta curvada e o outro inclui uma superfície que delimita o lado restante das passagens de voluta é exemplificativo. Deve ser entendido que em outras disposições, outras configurações e estruturas podem ser usadas.

[0109] Na estrutura de bomba centrípeta exemplificativa mostrada na Figura 16, as estruturas de bomba centrípeta são utilizadas e têm a capacidade de mover mais líquido do que bombas centrípetas do tipo disco de pareamento de tamanho comparável. Além disso, a configuração exemplificativa produz menos aquecimento do líquido do que discos de pareamento comparáveis.

[0110] Além disso, na disposição exemplificativa, como discutido anteriormente, a periferia anular da bomba centrípeta de concentrado 24 tem um diâmetro externo menor do que a periferia da bomba centrípeta de concentrado 34. Essa configuração é usada na disposição exemplificativa para evitar que a bomba centrípeta remova muito líquido do reservatório de concentrado líquido que se forma na câmara de bomba de centrado 32. Assegurar que haja centrado líquido suficiente na câmara de bomba de centrado, ajuda a garantir que as ondas não se formem no centrado adjacente às entradas da bomba centrípeta de centrado. A formação de ondas que podem resultar de menos do que o centrado líquido suficiente pode causar vibração e outras propriedades indesejáveis da centrífuga e do núcleo.

[0111] A periferia anular maior da bomba de concentrado da disposição exemplificativa faz com que o material flua preferencialmente para fora do núcleo através da bomba centrípeta de concentrado. Em modalidades exemplificativas, o fluxo de concentrado a jusante do tubo de saída de concentrado 40 pode ser controlado para controlar a razão de fluxo de concentrado para fluxo de concentrado do núcleo.

[0112] Além disso, em modalidades exemplificativas, utilizando bombas centrípetas com as configurações descritas, as propriedades e características de fluxo da centrífuga podem ser adaptadas aos materiais e requisitos específicos do processamento de separação que são executados. Especificamente, os diâmetros da periferia anular das bombas centrípetas podem ser dimensionados de modo a alcançar propriedades ótimas para a atividade de processamento particular. Por exemplo, quanto maior o diâmetro da periferia da bomba centrípeta, maior o fluxo e a pressão na saída que podem ser alcançados. Além disso, o diâmetro maior tende a produzir maior mistura do que um diâmetro relativamente menor. No entanto, o diâmetro maior também resulta em maior aquecimento do que um diâmetro periférico menor de uma bomba centrípeta. Assim, para obter menos aquecimento, pode ser usada uma periferia de menor diâmetro. Além disso, deve ser entendido que diferentes tamanhos, áreas e números de aberturas de entrada e diferentes configurações de passagem de voluta podem ser utilizados para variar as propriedades de fluxo e pressão conforme desejado para fins do processo de separação particular.

[0113] A Figura 19 mostra esquematicamente um sistema exemplificativo que é utilizado para ajudar a garantir a pressão positiva dentro de uma câmara de separação que é alternativamente chamada de cavidade no presente documento, durante o processamento de suspensão de célula. Conforme discutido em conexão com modalidades exemplificativas anteriores, é geralmente desejável assegurar pressão positiva acima da pressão atmosférica em todos os momentos dentro da câmara de separação. Isso reduz o risco de que contaminantes sejam introduzidos na câmara de separação por infiltração através de uma ou mais vedações de fluido que se estendem operativamente entre o conjunto estacionário e o conjunto giratório do núcleo. Além disso, como discutido anteriormente, também é geralmente desejável manter o ar em pressão positiva dentro da câmara de separação em contato com a face interna da vedação de fluido. A presença de um bolso de ar adjacente à vedação evita que a vedação entre em contato com o material que é processado e ainda ajuda a reduzir o risco de introdução de contaminantes no material processado, bem como o escape de qualquer material da câmara de separação.

[0114] O sistema exemplificativo descrito em conexão com a Figura 19 serve para manter uma pressão positiva consistente na câmara de separação e reduz o risco de introdução de contaminantes e o escape de material processado.

[0115] Conforme mostrado esquematicamente na Figura 19, a centrífuga inclui um cilindro giratório 82. O cilindro de centrífuga pode girar em torno de um eixo geométrico 84 por um motor 86 ou outro dispositivo giratório adequado.

[0116] A estrutura de centrífuga exemplificativa mostrada inclui um núcleo giratório de único uso 88 que limita uma cavidade 90 que é alternativamente chamada de câmara de separação no presente documento.

[0117] Como outras modalidades descritas anteriormente, o núcleo exemplificativo inclui um conjunto estacionário que inclui um tubo de alimentação de entrada de suspensão 92 que tem uma abertura de entrada 94 posicionada adjacente à área inferior da cavidade. O conjunto estacionário inclui ainda pelo menos uma bomba centrípeta 96. A bomba centrípeta da modalidade exemplificativa inclui um corpo em formato de disco com pelo menos uma entrada de bomba 98 adjacente à sua periferia e uma saída de bomba 100 adjacente ao centro da bomba centrípeta. A saída de bomba está em conexão fluída com um tubo de saída de centrado 102. O tubo de saída centrado se estende em relação coaxial circundante do tubo de entrada de suspensão de uma maneira semelhante à discutida anteriormente. A porção de topo giratória 104 do fluido que contém a câmara de separação está em conexão operacional com pelo menos uma vedação 106 que opera para vedar fluidamente a cavidade do núcleo em relação ao tubo de entrada e ao tubo de saída. A pelo menos uma vedação 106 se estende operativamente na relação de vedação entre a superfície anular externa do tubo de saída de centrado 102 que é estacionário e a porção de topo giratória 104 do núcleo que tem uma parede interna superior que limita internamente a cavidade 90, como mostrado.

[0118] Na disposição exemplificativa, o tubo de entrada 92 é conectado hidraulicamente a uma bomba 108. A bomba 108 em uma modalidade exemplificativa é uma bomba peristáltica que é eficaz para bombear a suspensão de célula sem causar danos à mesma. Claro, deve ser entendido que este tipo de bomba é exemplificativo e em outras disposições, outros tipos de bombas podem ser usados. Além disso, na disposição exemplificativa, a bomba 108 é reversível. Isso permite que a bomba 108 atue como uma bomba de alimentação de modo a ter capacidade de bombear a suspensão de células de uma linha de entrada 110 e para o tubo de entrada a uma taxa controlada. Além disso, na disposição exemplificativa, a bomba 108 pode operar como uma remoção de concentrado ou bomba de descarga após o concentrado de célula ter sido separado por ação centrífuga. Ao realizar esta função, a bomba 108 opera para bombear o concentrado de células para fora da câmara de separação, invertendo-se o fluxo de material no tubo de entrada 92 daquele quando a suspensão de células é alimentada na câmara de separação. O concentrado de células é então bombeado para uma linha de concentrado 112. Conforme representado na Figura 19, a linha de entrada 110 e a linha de concentrado 112 podem ser abertas e fechadas seletivamente pelas válvulas 114 e 116, respectivamente. Nas modalidades exemplificadoras, as válvulas 114 e 116 compreendem válvulas de aperto que abrem e fecham o fluxo através de linhas ou tubos flexíveis. Claro, deve ser entendido que esta abordagem é exemplificativa e em outras disposições, outras abordagens podem ser usadas.

[0119] No sistema exemplificativo, o tubo de saída de centrado 102 está fluidamente conectado a uma linha de descarga de centrado 118. A linha de descarga de centrado está fluidamente conectada a uma bomba de descarga de centrado 120. Na disposição exemplificativa, a bomba de descarga de centrado 120 é uma bomba de taxa de fluxo variável que pode ter a taxa de fluxo da mesma ajustada seletivamente. Por exemplo, em algumas disposições exemplificativas, a bomba 120 pode incluir uma bomba peristáltica que inclui um motor, a velocidade do qual pode ser controlada de modo a aumentar ou diminuir seletivamente a taxa de fluxo através da bomba. A saída da bomba de descarga de centrado fornece o centrado processado para uma câmara de coleta adequada ou outro dispositivo de processamento.

[0120] Na modalidade exemplificativa esquematicamente representada na Figura 19, um reservatório de amortecimento de pressão 122 está fluidamente conectado à linha de descarga de centrado 118 fluidamente intermediária do tubo de saída de centrado 102 e da bomba 120. Na disposição exemplificativa, o reservatório de amortecimento de pressão inclui um vaso que se estende geralmente verticalmente com uma área interna configurada para reter líquido centrado em relação à prova de fluido. O reservatório de amortecimento de pressão inclui uma porta inferior 124 que está fluidamente conectada à linha de descarga de centrado 118.

[0121] Em um lado oposto do reservatório 122 está uma porta de topo 126. A porta de topo está exposta a pressão de ar. Na disposição exemplificativa, a porta de topo está exposta a ar pressão a partir de uma fonte de pressão de ar elevado esquematicamente indicada 128. Em modalidades exemplificativas, a fonte de pressão elevada pode incluir um compressor, um tanque de armazenamento de ar ou outro dispositivo adequado para fornecer uma fonte de pressão de ar elevado acima do filtro estéril na faixa necessária para operação do sistema. O ar a partir da fonte de pressão elevada 128 é passado através de um filtro estéril 130 para remover impurezas do mesmo. Um regulador 132 é operacional para manter um nível de pressão de ar geralmente constante acima da atmosférica na porta de topo do reservatório de amortecimento de pressão. Em modalidades exemplificativas, o regulador de pressão de ar compreende um regulador eletrônico de ação rápida para ajudar a garantir que a pressão de ar geralmente constante no nível desejado seja mantida. O regulador de ação rápida exemplificativo 132 opera para aumentar rapidamente a pressão que atua na porta de topo 126 quando a pressão cai abaixo do nível desejado e alivia a pressão rapidamente através do regulador no caso de a pressão que atua na porta de topo estar acima do valor definido do regulador.

[0122] Em algumas modalidades, a saída do regulador também pode estar em conexão fluída operacional com o interior da porção de topo 104 da câmara de separação através de uma linha de ar 143 mostrada esquematicamente em linha tracejada. Em tais disposições exemplificativas, a pressão de saída do regulador que atua na porta de topo 126 do reservatório também atua através da linha de ar 143 no bolso de ar dentro da câmara de separação que se estende para baixo até um nível na cavidade acima da entrada da bomba centrípeta e no interior da pelo menos uma vedação 106 e radialmente de uma região próxima ao eixo geométrico 84 para a parede interna superior no interior da porção de topo 104. Na disposição exemplificativa, a linha 143 aplica a pressão positiva à área dentro da câmara de separação abaixo de pelo menos uma vedação através de pelo menos uma passagem segregada que se estende através das estruturas estacionárias do conjunto que inclui o tubo de saída de centrado 102 e a tubo de alimentação de entrada 92. A pelo menos uma passagem segregada exemplificativa da linha de ar 143 aplica a pressão de ar ao interior da porção de topo 104 através de pelo menos uma abertura de ar 145 para a câmara de separação. A pelo menos uma abertura exemplificativa 145 está posicionada fora da superfície externa do tubo de saída 102, acima da entrada 98 para a bomba centrípeta e abaixo de pelo menos uma vedação 106. Claro, deve ser entendido que essa estrutura descrita para a linha de ar exemplificativa que fornece pressão de ar positiva para o bolso de ar na câmara de separação e no lado interno de pelo menos uma vedação é exemplificativa e, em outras modalidades, outras estruturas e abordagens podem ser usadas.

[0123] Na disposição exemplificativa do reservatório de amortecimento de pressão 122, um sensor de nível de líquido superior 134 é configurado para detectar líquido centrado dentro do interior do reservatório de amortecimento de pressão. O sensor de nível de líquido superior funciona para detectar o líquido em um nível de líquido superior. Um sensor de nível de líquido inferior 136 está posicionado para detectar líquido no reservatório em um nível de líquido inferior. Um sensor de alto nível de líquido 138 é posicionado para detectar um alto nível de líquido no reservatório acima do nível de líquido superior. O sensor de alto nível de líquido é posicionado de modo a detectar um nível de líquido em um nível inaceitavelmente alto, de modo a indicar uma condição anormal que pode exigir o desligamento do sistema ou outras ações de segurança apropriadas. Na disposição exemplificativa, os sensores de nível de líquido 134, 136 e 138 compreendem sensores de proximidade capacitivos que são adequados para detectar o nível do líquido centrado adjacente ao mesmo no reservatório de amortecimento de pressão. Claro, deve ser entendido que esses tipos de sensores são exemplificativos e em outras disposições, outros sensores e abordagens podem ser usados.

[0124] A modalidade exemplificativa inclui ainda outros componentes que podem ser apropriados para a operação do sistema. Isso pode incluir outras válvulas, linhas, conexões de pressão ou outros componentes adequados para fins de realização do processamento e manuseio da suspensão, centrar e concentrar conforme apropriado para o sistema particular. Isso pode incluir válvulas adicionais, como a válvula 140 mostrada esquematicamente para controlar a condição aberta e fechada da linha de descarga de centrado 118. As linhas adicionais, válvulas, conexões ou outros itens incluídos podem variar dependendo da natureza do sistema.

[0125] O sistema exemplificativo da Figura 19 inclui ainda pelo menos um circuito de controle 142 que pode ser alternativamente chamado de controlador. O exemplo de pelo menos um circuito de controle 142 inclui um ou mais processadores 144. O processador está em conexão operacional com um ou mais armazenamentos de dados indicados esquematicamente por 146. Conforme usado no presente documento, um processador se refere a qualquer dispositivo eletrônico que está configurado para funcionar por meio de instruções executáveis de processador para processar dados que são armazenados em um ou mais armazenamentos de dados ou recebidos de fontes externas, para resolver informações e para fornecer saídas que podem ser usados para controlar outros dispositivos ou realizar outras ações. Os um ou mais circuitos de controle podem ser implementados como circuitos de hardware, software, firmware ou aplicativos que são operacionais para permitir que o circuito de controle receba, armazene ou processe dados e execute outras ações. Por exemplo, os circuitos de controle podem incluir um ou mais de um microprocessador, CPU, FPGA, ASIC ou outro circuito integrado ou outro tipo de circuito que tem capacidade de executar funções na forma de um dispositivo de computação eletrônico. Além disso, deve ser entendido que os armazenamentos de dados podem corresponder a um ou mais dispositivos de memória volátil ou não volátil, como RAM, memória flash, discos rígidos, dispositivos de estado sólido, CDs, DVDs, memória óptica, memória magnética ou outros meios ou meios legíveis por circuito no qual as instruções e/ou dados executáveis do computador podem ser armazenados.

[0126] As instruções executáveis do circuito podem incluir instruções em qualquer uma de uma pluralidade de linguagens de programação e formatos, incluindo, sem limitação, rotinas, sub-rotinas, programas, threads de execução, objetos, metodologias e funções que realizam as ações, como aquelas descritas no presente documento. As estruturas para os circuitos de controle podem incluir, corresponder e utilizar os princípios descritos no livro- texto intitulado Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085 por Ramesh S. Gaonker (Prentice Hall, 2002), que é incorporado no presente documento por referência em sua totalidade. Claro, deve ser entendido que essas estruturas de circuito de controle são exemplificativas e, em outras modalidades, outras estruturas de circuito para armazenar, processar, resolver e enviar informações podem ser usadas.

[0127] Na disposição exemplificativa, pelo menos um circuito de controle 142 está em conexão operacional por meio de interfaces adequadas com pelo menos um sensor, como sensores 134, 136 e 138. O pelo menos um circuito de controle também está em conexão operacional com a bomba de descarga de taxa de fluxo variável 120. Além disso, em algumas modalidades exemplificativas, o pelo menos um circuito de controle também pode estar em conexão operacional com outros dispositivos, como motor 86, bomba 108, regulador 132, fonte de pressão de ar 128, as válvulas de controle de fluido e outros dispositivos.

[0128] O pelo menos um circuito de controle exemplificativo é operacional para receber dados e controlar tais dispositivos de acordo com as instruções executáveis do circuito armazenadas no armazenamento de dados 146. Na disposição exemplificativa, o nível de fluido 147 no reservatório de amortecimento de fluido é uma propriedade que corresponde à pressão no tubo de descarga de centrado 102. Em uma implementação exemplificativa que não utiliza a linha de ar 143, o fato de que a pressão no tubo de descarga de centrado é indicativo da pressão na porção de topo 104 do núcleo e da natureza da pressão na câmara de separação adjacente à vedação 106 é utilizado para controlar a operação da bomba de descarga e outros componentes. Como discutido anteriormente, é desejável manter uma pressão positiva acima da pressão atmosférica e um bolso de ar adjacente a pelo menos uma vedação dentro da câmara de separação para evitar a introdução de contaminantes na câmara de separação que podem resultar da pressão negativa. No entanto, se o nível de fluido ficar muito alto dentro da câmara de separação, a pressão e o material de suspensão que é processado podem transbordar a vedação, o que pode resultar em contaminação potencial e exposição indesejável e perda de material processado. Isso pode resultar de condições em que a contrapressão na linha central que está em conexão com a saída da bomba centrípeta é muito alta.

[0129] Na disposição exemplificativa, a velocidade do recipiente produz uma força de bombeamento correspondente e um nível de pressão de saída da bomba da bomba centrípeta. Esse nível de pressão de saída da bomba centrípeta varia com a velocidade de rotação do reservatório e do núcleo. A disposição exemplificativa sem o uso da linha de ar 143 fornece uma contrapressão a ser controlada no tubo de saída de centrado. A contrapressão é fornecida controlando-se a velocidade de um motor que opera a bomba 120 e o nível de líquido 147 no reservatório de amortecimento de pressão. A contrapressão é mantida de modo a ser menor do que o nível de pressão de saída da bomba (de modo que a bomba centrípeta possa distribuir o concentrado para fora da câmara de separação), mas é mantida em uma pressão positiva acima da atmosférica, de modo a garantir que os contaminantes não infiltrem câmara de separação após a vedação e de modo que o ar a pressão elevada seja mantido no interior da câmara de separação adjacente à vedação, de modo a isolar a vedação dos componentes da suspensão que é processada.

[0130] Na disposição exemplificativa, a pressão elevada aplicada à porta de topo 126 do reservatório de amortecimento de pressão é mantida pelo regulador 132. Além disso, por meio do pelo menos um circuito de controle 142 que controla a velocidade da bomba 120 para manter o nível de líquido 147 entre o nível de líquido superior, conforme detectado pelo sensor 134 e o nível de líquido inferior 136, o fluxo centrado para fora da câmara de separação é controlado de modo que a pressão da área superior da câmara de separação é mantida em um valor constante desejado e o concentrado não entra em contato ou transborda a vedação.

[0131] Em uma modalidade alternativa com o uso da linha de ar 143, o nível de pressão positiva do regulador atua tanto no fluido no reservatório 122 quanto na área da câmara de separação acima da entrada da bomba centrípeta. Devido ao nível de pressão positiva do ar aplicado em ambos os locais ser o mesmo, a contrapressão na linha de descarga de centrado (que é a pressão aplicada acima do fluido no reservatório) é virtualmente sempre a mesma que a pressão no bolso de ar no topo da câmara de separação. Isso permite que a bomba centrípeta opere sem qualquer efeito líquido de nenhuma das pressões.

[0132] Nessa modalidade exemplificativa, a bomba 120 e outros componentes do sistema são controlados em resposta a pelo menos um circuito de controle 142 para garantir que haja um volume adequado de ar dentro do reservatório 122 em todos os momentos durante a produção de concentrado. Isso garante que o reservatório forneça o efeito de amortecimento desejado nas mudanças na pressão da linha de descarga de centrado que poderia ser causada pela ação de bombeamento da bomba 120. Isso é feito mantendo-se o líquido no reservatório 122 não mais alto do que o nível de líquido superior detectado pelo sensor 134. Além disso, o nível de líquido no reservatório é controlado para ser mantido acima do nível de líquido inferior, conforme detectado pelo sensor 136. Isso garante que a bomba centrípeta não esteja bombeando ar e aerando o centrado.

[0133] Na disposição exemplificativa, o fluxo centrado para fora da câmara de separação é controlado por meio da operação de pelo menos um circuito de controle. Os circuitos de controle exemplificativos podem operar o sistema durante as condições de processamento para manter o fluxo de entrada da suspensão de células pela bomba 108 para a câmara de separação 90 a uma taxa geralmente constante, enquanto o processo de separação está ocorrendo com o motor 86 que opera para manter a velocidade constante do recipiente para conseguir a separação do centrado e do concentrado de célula. A disposição exemplificativa opera ainda para manter uma contrapressão idealmente constante na linha de descarga centrípeta da bomba centrípeta, enquanto mantém o ar na câmara de separação acima do nível do lado inferior do bolso de ar para isolar pelo menos uma vedação 106 do centrado e concentrado de material que é processado.

[0134] Em uma disposição exemplificativa, a pressão mantida através da operação do regulador no reservatório de amortecimento de pressão é ajustada em aproximadamente 2 kpa (0,29 psi) acima da pressão atmosférica. No sistema exemplificativo, esta pressão foi considerada adequada para garantir que a integridade da vedação e o isolamento sejam mantidos durante todos os estágios do processamento da suspensão celular. Claro, deve ser entendido que este valor é exemplificativo e em outras disposições, outros valores de pressão e configurações de reservatório de amortecimento de pressão, sensores e outros recursos podem ser utilizados.

[0135] A Figura 20 mostra esquematicamente uma lógica exemplificativa executada através da operação de pelo menos um circuito de controle 142 em conexão com a manutenção do nível de pressão desejado no tubo de descarga de centrado e dentro da porção de topo da câmara de separação. Deve ser entendido que os circuitos de controle em algumas modalidades exemplificativas podem executar inúmeras funções adicionais ou diferentes além daquelas representadas. Essas funções podem incluir o controle geral dos diferentes processos e etapas para a operação da centrífuga, além da função de controle de pressão descrita. Conforme representado na Figura 20, em uma etapa de sub-rotina inicial 148, o pelo menos um circuito de controle 142 é operacional para fazer uma determinação sobre se a operação da centrífuga está atualmente em um modo em que o centrado é descarregado da câmara de separação. Se assim for, o pelo menos um circuito de controle opera para fazer com que a bomba de descarga de centrado 120 opere para descarregar o centrado distribuído através da linha de descarga de centrado 118. Isso pode ser feito causando a operação de um motor da bomba. Na disposição exemplificativa, a taxa de fluxo da bomba 120 pode ser um valor definido inicialmente ou, alternativamente, pode ser variada dependendo das condições de operação particulares que são determinadas através da operação do circuito de controle durante o processo. A operação da bomba de descarga de centrado é representada por uma etapa 150.

[0136] O pelo menos um circuito de controle é então operacional para determinar em uma etapa 152 se o líquido é detectado no nível alto do sensor de nível alto de líquido 138. Nesse caso, isso representa uma condição indesejável. Se o líquido for detectado no nível do sensor 138, o circuito de controle opera então para tomar medidas para resolver a condição. Isso pode incluir operar a bomba 120 para aumentar sua taxa de fluxo e fazer determinações subsequentes se o nível cair em um período de tempo enquanto a centrífuga continua a operar. Alternativamente ou além disso, o pelo menos um circuito de controle pode diminuir a velocidade da bomba 108 para reduzir o fluxo de material entrante. Se tal ação não fizer com que o nível caia em um determinado período de tempo, etapas adicionais são executadas. Essas etapas também podem incluir desacelerar ou parar a rotação do cilindro 182. Tais ações também podem incluir interromper a operação da bomba 108 de modo a evitar a introdução de mais material de suspensão na câmara de separação. Essas etapas que são geralmente chamadas de desligamento da operação normal do sistema são representadas por uma etapa 154.

[0137] Se o líquido não for detectado no nível do sensor de alto nível 138, o pelo menos um circuito de controle é o próximo operacional para determinar se o líquido é detectado no nível de líquido superior do sensor 134. Isso é representado pela etapa 156. Se o líquido for detectado no sensor de nível de líquido superior, o pelo menos um circuito opera em resposta às suas instruções armazenadas para aumentar a velocidade e, portanto, a taxa de fluxo da bomba de descarga 120. Isso é feito em uma modalidade exemplificativa, aumentando-se a velocidade do motor que faz parte da bomba. Isso é representado por uma etapa 158. O aumento da taxa de fluxo da bomba faz com que o nível de líquido 147 no reservatório de amortecimento de pressão comece a cair conforme mais líquido é movido pela bomba 120.

[0138] Se na etapa 156 o líquido não for detectado no nível de líquido superior do sensor 134, o pelo menos um circuito de controle, então, opera para fazer uma determinação se o líquido não é detectado no nível de líquido inferior do sensor 136. Isso é representado pela etapa 160. Se o nível de líquido não estiver no nível do sensor 136, o circuito de controle opera de acordo com sua programação para controlar a bomba 120 para diminuir sua taxa de fluxo. Isso é feito em uma modalidade exemplificativa, diminuindo- se a velocidade do motor. Isso é representado por uma etapa 162. Na disposição exemplificativa, diminuir a taxa de fluxo da bomba 120 faz com que o nível de líquido 147 comece a subir no reservatório de amortecimento de pressão. Em algumas disposições exemplificativas, se o nível não subir dentro do reservatório dentro de um determinado tempo, o circuito de controle pode operar de acordo com sua programação para causar ações adicionais, tais como ações associadas à etapa de desligamento 154 discutida anteriormente. Os circuitos de controle de modalidades exemplificativas podem operar para alterar a taxa de bombeamento da bomba 120 para manter o nível 147 dentro do reservatório de amortecimento de pressão a um nível geralmente constante entre os níveis dos sensores 134 e 136 durante a produção de concentrado.

[0139] Na disposição exemplificativa, manter a pressão elevada geralmente constante de ar estéril sobre o líquido no reservatório de amortecimento de pressão ajuda a assegurar que uma pressão elevada semelhante seja mantida de forma consistente na linha de saída de centrado e na vedação dentro da câmara de separação. Além disso, nas disposições exemplificativas, a pressão pode ser controlada no nível desejado durante as diferentes condições de operação da centrífuga, durante as quais a cilindro gira em diferentes velocidades. Isso inclui, por exemplo, condições durante as quais a câmara de separação é inicialmente cheia a uma taxa relativamente alta através da introdução de suspensão de células e durante as quais a centrífuga gira a uma velocidade relativamente baixa. A pressão também pode ser mantida durante a condição subsequente de enchimento final em que a taxa de fluxo da suspensão de células na câmara de separação ocorre a uma taxa mais lenta e durante a qual a velocidade de rotação do recipiente é aumentada para uma velocidade de rotação mais alta. Além disso, a pressão positiva é mantida como discutido anteriormente durante a alimentação da suspensão no cilindro e durante a descarga do concentrado da câmara de separação. Além disso, em modalidades exemplificativas, o pelo menos um circuito de controle pode operar para também manter a pressão positiva durante o período de tempo em que o concentrado é removido por bombeamento para fora da câmara de separação. Manter a pressão positiva dentro da câmara de separação durante todas essas condições reduz o risco de contaminação e outras condições indesejáveis que podem surgir devido às condições de pressão negativa (abaixo da pressão atmosférica).

[0140] Claro, deve ser entendido que os recursos, componentes, estruturas e metodologias de controle são exemplificativos, e em outras disposições outras abordagens podem ser usadas. Além disso, embora a disposição exemplificativa inclua um sistema que opera em um modo de lote em vez de um modo no qual o centrado e o concentrado são continuamente processados, os princípios do presente documento também podem ser aplicados a outros tipos de sistemas.

[0141] Embora o reservatório de amortecimento de pressão seja útil em modalidades exemplificativas para ajudar a garantir que um nível de pressão desejado seja mantido no tubo de saída e na câmara de separação, outras abordagens também podem ser utilizadas em outras modalidades exemplificativas. Por exemplo, em algumas disposições, a pressão pode ser detectada diretamente e/ou aplicada no tubo de saída, na câmara de separação ou em outros locais que correspondem à pressão na câmara de separação. Em algumas disposições, a taxa de fluxo da bomba de descarga pode ser controlada de modo a manter o nível de pressão adequado. Em ainda outras disposições, circuitos de controle exemplificativos podem ser operativos para controlar a bomba de descarga e uma bomba que alimenta a suspensão no núcleo e/ou válvulas adequadas ou outros dispositivos de controle de fluxo de modo a manter níveis de pressão adequados. Tais abordagens alternativas podem ser desejáveis dependendo do dispositivo de centrifugação particular que é utilizado e do tipo de material que é processado.

[0142] A Figura 21 mostra esquematicamente um sistema de centrifugação alternativo 170, particularmente configurado para separar células em um lote de cultura celular em centrado de células e concentrado de células em uma base contínua ou semicontínua. O sistema exemplificativo mostra um cilindro de centrífuga rígida 172 que pode girar em torno de um eixo geométrico 174. A cilindro inclui uma cavidade 176 configurada para receber de modo liberável uma estrutura de único uso 178 na mesma. O cilindro rígido inclui uma abertura superior 180. Um anel de fixação anular ou outra estrutura de fixação representada esquematicamente 182 permite fixar de modo liberável a estrutura de único uso 178 dentro da cavidade de cilindro.

[0143] A estrutura de único uso exemplificativa 178 dessa modalidade exemplificativa inclui um tubo de alimentação central que se estende axialmente 184. Conforme discutido posteriormente, o tubo de alimentação é usado para entregar o material de lote de cultura celular na área interna 186 da estrutura de único uso 178. O tubo de alimentação 184 se estende de uma porção de topo em uma primeira extremidade axial 188 do dispositivo de único uso, para uma abertura 190 que está na área interna em uma porção inferior em uma segunda extremidade axial 192. A estrutura de único uso 178 inclui uma porção substancialmente em formato de disco 194 adjacente à primeira extremidade axial. A porção em formato de disco exemplificativa 194 é geralmente rígida, o que significa que é rígida ou semirrígida e inclui uma periferia externa anular 196. A periferia externa anular é configurada para engatar na parede delimitadora anular superior 198 da cavidade de cilindro de centrífuga 176. A periferia externa anular da porção em formato de disco 194 é configurada para engatar no cilindro rígido 172 de modo que a estrutura de único uso seja girada com a mesma.

[0144] A estrutura de único uso exemplificativa 178 inclui ainda um núcleo oco rígido ou pelo menos cilíndrico semirrígido 200. O núcleo 200 está operativamente engatado na porção em formato de disco 194 e pode girar com a mesma. O núcleo 200 é alinhado axialmente com a porção em formato de disco e se estende axialmente intermediário da porção superior e da porção inferior da estrutura de único uso. O núcleo 200 inclui uma abertura superior 202 e uma abertura inferior 204 através da qual o tubo de alimentação 184 se estende.

[0145] A porção em formato de disco 194 inclui uma câmara de bomba centrípeta de centrado substancialmente circular 206. Uma bomba centrípeta de centrado 208 é posicionada na câmara 206. Uma abertura de centrado substancialmente anular 210 está em conexão fluída com a câmara de bomba de centrado 206. Por substancialmente anular, entende-se que a abertura pode ser composta por aberturas discretas em uma disposição anular, bem como uma abertura contínua. A bomba centrípeta 208 está em conexão fluída com um tubo de descarga de centrado 212. O tubo de descarga de centrado 212 se estende na relação coaxial circundante do tubo de alimentação 184. O centrado descarregado passa através da abertura substancialmente anular na periferia da bomba centrípeta de centrado e através do espaço anular no tubo de descarga do centrado 212 no lado externo do tubo de alimentação.

[0146] A porção em formato de disco 194 inclui ainda uma câmara de bomba centrípeta de concentrado 214. A câmara de bomba centrípeta de concentrado 214 é uma câmara substancialmente circular que está posicionada acima da câmara de bomba centrípeta de centrado 206. A câmara de bomba centrípeta de concentrado 214 tem uma bomba centrípeta de concentrado 216 posicionada na mesma. A bomba centrípeta de concentrado está em conexão fluída com um tubo de descarga de concentrado 220. O tubo de descarga de concentrado 220 se estende em relação circundante anular do tubo de descarga de centrado 212. O concentrado passa através da abertura substancialmente anular na periferia da bomba centrípeta de concentrado e através do espaço anular no tubo de descarga de concentrado 220 no lado externo do tubo de descarga de centrado.

[0147] Uma abertura de concentrado substancialmente anular 218 está em conexão fluída com a câmara de bomba de concentrado 214. Na disposição exemplificativa, a abertura de concentrado substancialmente anular e a abertura de centrado substancialmente anular são aberturas coaxiais concêntricas com a abertura de concentrado disposta radialmente para fora da abertura de centrado. Claro que esta disposição é exemplificativa e em outras modalidades, outras abordagens e configurações podem ser usadas.

[0148] A estrutura de único uso exemplificativa 178 inclui ainda uma parede externa flexível 222. A parede externa flexível 222 é uma parede estanque a fluidos que na posição operacional da estrutura de único uso exemplificativa 178 se estende em engate operativamente sustentado com a parede que limita a cavidade de cilindro rígido 176. Na disposição exemplificativa, a parede externa flexível 222 está operativamente engatada em conexão à prova de fluidos com a porção em formato de disco 194. A parede externa flexível tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior da estrutura de único uso que é adjacente à segunda extremidade axial 192.

[0149] A parede externa flexível exemplificativa 222 se estende na relação circundante de pelo menos uma porção do núcleo 200. A parede 222 limita ainda uma câmara de separação anular 224. A câmara de separação 224 se estende radialmente entre a parede externa do núcleo 200 e a parede externa flexível 222. A abertura de concentrado substancialmente anular 218 e a abertura de centrado substancialmente anular 210 estão cada uma em comunicação fluida com a câmara de separação 224.

[0150] Na disposição exemplificativa, a parede externa flexível 222 tem uma superfície externa texturizada 226. A superfície externa texturizada é configurada para permitir que o ar passe para fora do espaço entre a superfície que limita a cavidade do cilindro rígido 172 e a parede externa flexível 222. Em uma disposição exemplificativa, a superfície externa texturizada pode incluir substancialmente toda a área da parede externa flexível que entra em contato com o cilindro rígido. Em modalidades exemplificativas, a superfície externa texturizada pode incluir um ou mais padrões de projeções que se estendem para fora ou covinhas 228 com espaços ou recessos entre os mesmos para facilitar a passagem de ar. O ar pode passar para fora da cavidade de cilindro 176 quando a estrutura de único uso 178 está posicionada na mesma através da abertura superior 180 ou através de uma abertura inferior 230. Em modalidades exemplificativas, as projeções podem ser constituídas por material deformável resiliente que pode diminuir em altura em resposta à força do forro contra a parede rígida do cilindro. A superfície externa texturizada 226 da parede externa flexível 222 reduz o risco de que bolsos de ar fiquem presos entre o cilindro rígido da centrífuga e a estrutura de único uso. Tais bolsos de ar podem causar irregularidades no contorno da parede que podem criar desequilíbrios e/ou alterar o contorno da câmara de separação de uma forma que afeta negativamente os processos de separação. Claro, deve ser entendido que as estruturas de liberação de ar descritas são exemplificativas e outras modalidades, outras estruturas de liberação de ar podem ser usadas.

[0151] A estrutura de único uso exemplificativa mostrada na Figura 21 inclui ainda uma porção inferior em formato de disco rígido ou semirrígido 232. O material rígido ou semirrígido opera para manter seu formato durante a operação. Na disposição exemplificativa, a porção inferior de formato de disco 232 tem uma forma cônica e está em conexão operacional ligada com a extremidade inferior do núcleo 200 por porções de parede que se estendem verticalmente ou outras estruturas. Uma pluralidade de passagens de fluido espaçadas angularmente 234 se estendem entre a superfície superior de porção em formato de disco 232 e a porção inferior radialmente externa do núcleo. As passagens de fluido 232 se estendem radialmente para fora e para cima em relação ao fundo da segunda extremidade axial 192 e permitem que as células no material de lote de cultura celular que entram na área interna 186 através da abertura 190 no tubo de alimentação 184, passem radialmente para fora e para cima para a câmara de separação 224.

[0152] Na disposição exemplificativa, a parede externa flexível 222 se estende abaixo da porção inferior de formato de disco 232 na segunda extremidade axial 192 da estrutura de único uso. A parede externa flexível 222 se estende intermediária da porção inferior de formato de disco 232 e a superfície da parede do cilindro rígido 172 que limita a cavidade na qual a estrutura de único uso está posicionada.

[0153] Na disposição exemplificativa, o tubo de alimentação 184, tubo de descarga de centrado 212 e tubo de descarga de concentrado 220, bem como com bomba centrípeta de centrado 208 e bomba centrípeta de concentrado 216 permanecem estacionários enquanto o cilindro de centrífuga 172 e a porção em formato de disco superior 194, porção inferior de formato de disco 232 e a parede externa flexível 222 giram em relação a mesma com o cilindro. Pelo menos uma vedação resiliente anular 236 se estende em engate de vedação operativamente entre a superfície externa do tubo de descarga de concentrado 220 e a porção em formato de disco superior 194. A pelo menos uma vedação 236 mantém uma vedação estanque ao ar de uma maneira como aquela discutida anteriormente, de modo que um bolso de ar possa ser mantido na área interna 186 durante o processamento de células de modo a isolar a vedação do material de lote de cultura celular que é processado. O bolso de ar mantido dentro da área interna da estrutura de único uso é configurado de modo que a bomba centrípeta de centrado 208 e a bomba centrípeta de concentrado 216 permaneçam em comunicação fluida com o material de lote de cultura celular. De uma maneira como aquela discutida anteriormente, uma pressão positiva pode ser mantida dentro da área interna de modo a assegurar que um bolso de ar esteja presente para isolar adequadamente a pelo menos uma vedação 236 do material de lote de cultura celular que é processado. Alternativamente, outras abordagens podem ser utilizadas para fins de manter o isolamento da vedação do material que é processado.

[0154] O sistema exemplificativo 170 opera de uma maneira como aquela discutida anteriormente. As células em um material de lote de cultura celular são introduzidas na área interna 186 da estrutura de único uso 178 através do tubo de alimentação 184. As células entram na área interna 186 através da abertura do tubo de alimentação 190 na extremidade axial inferior da estrutura de único uso. Forças centrífugas fazem com que as células se movam para fora através das aberturas 234 e para a câmara de separação 224. A parede externa afunilada para fora e para cima 222 faz com que as células ou material celular que contém concentrado de célula se acumulem adjacentes à área radialmente externa e superior da câmara de separação 224. O centrado geralmente livre de célula se coleta na câmara de separação radialmente para dentro adjacente à parede externa do núcleo 200.

[0155] Na disposição exemplificativa, o centrado da célula passa para cima através da abertura de centrado substancialmente anular para a câmara de bomba de centrado. O centrado passa para dentro através da abertura substancialmente anular da bomba centrípeta de centrado e, então, para cima através do tubo de descarga de centrado 212. Ao mesmo tempo, o concentrado de célula passa através da abertura de concentrado substancialmente anular 218 e para a câmara de bomba centrípeta de concentrado 214. O concentrado de célula passa para dentro através da abertura substancialmente anular da bomba centrípeta de concentrado 216 e então para cima através do tubo de descarga de concentrado 220. Essa configuração exemplificativa permite que o sistema exemplificativo 170 opere em uma base contínua ou semicontínua. A operação do sistema 170 pode ser controlada de uma maneira como aquela discutida posteriormente de modo a facilitar a operação estendida confiável do sistema e a distribuição do concentrado de células desejado e, geralmente, do concentrado livre de células em correntes de fluido de saída separados.

[0156] A Figura 22 mostra um sistema de centrifugação alternativo geralmente indicado como 238. O sistema 238 tem uma estrutura de único uso 240. A estrutura de único uso 240 é semelhante em muitos aspectos à estrutura de único uso 178 descrita anteriormente. Algumas das estruturas e características da estrutura de único uso 240 que são geralmente as mesmas que aquelas descritas em conexão com a estrutura de único uso 178 são rotuladas com os mesmos números de referência que aqueles usados para descrever a estrutura de único uso 178.

[0157] A estrutura de único uso 240 difere da estrutura de único uso 178 por incluir uma porção em formato de disco inferior rígida ou semirrígida 242. A porção inferior em formato de disco 242 é uma estrutura geralmente em forma de cone que está em conexão operacional com a extremidade inferior do núcleo 200. Uma pluralidade de passagens de fluido que se estendem radialmente para fora e para cima 244 se estendem entre a extremidade inferior do núcleo 200 e a porção inferior de formato de disco 242. A porção inferior de formato de disco exemplificativa 242 inclui ainda uma pluralidade de pás que se estendem radialmente espaçadas angularmente 246. Uma passagem de fluido se estende radialmente para fora entre cada par de pás imediatamente adjacente angularmente 246. Nessa disposição exemplificativa, as pás 246 se estendem para cima a partir de uma porção inferior da porção em formato de disco 242 e pelo menos algumas estão em engate operacional com o núcleo em porções radialmente externas do mesmo. Na disposição exemplificativa, as pás 246 aceleram o lote de cultura celular para facilitar o movimento e a separação dentro da área interna da estrutura de único uso.

[0158] Uma modalidade exemplificativa alternativa de um sistema de centrífuga 248 é mostrada na Figura 23. Essa modalidade exemplificativa inclui uma estrutura de único uso 250. A estrutura de único uso 250 é semelhante em muitos aspectos à estrutura de único uso 178 descrita anteriormente. Algumas das estruturas e recursos que são como aqueles na estrutura de único uso 178 descrita anteriormente são rotulados na estrutura de único uso 250 com os mesmos números de referência.

[0159] A estrutura de único uso exemplificativa 250 difere da estrutura de único uso 178 por incluir uma porção em formato de disco inferior 252. A porção inferior em formato de disco 252 é uma estrutura rígida ou semirrígida em formato de cone que está operativamente ligada ao núcleo 200 por meio de porções de parede ou outras estruturas adequadas. A porção em formato de disco inferior 252 inclui uma pluralidade de pás de acelerador que se estendem angular e radialmente para fora 254. As pás de acelerador 254 se estendem para baixo a partir de um lado cônico inferior da porção em formato de disco 252. Cada par de pás 254 imediatamente adjacentes em ângulo tem uma passagem de fluido que se estende entre as mesmas. Nessa disposição exemplificativa, a parede externa flexível 222 se estende em uma relação intermediária entre as extremidades inferiores das pás 254 e a parede do cilindro rígido 172 que limita a cavidade 176. Essa configuração exemplificativa fornece um acelerador submerso que é operacional para acelerar o material do lote de cultura celular, de modo a facilitar a separação do mesmo na área interna da estrutura de único uso. Claro, deve ser entendido que os recursos estruturais de único uso descritos no presente documento podem ser combinados em diferentes disposições de modo a facilitar a separação de diferentes tipos de materiais e substâncias com propriedades diferentes e para alcançar correntes de fluido de saída desejados.

[0160] A Figura 26 mostra uma estrutura alternativa de único uso 304. A estrutura de único uso 304 é semelhante à estrutura de único uso 178 descrita anteriormente, exceto quando mencionado de outra forma no presente documento. Elementos que são iguais aos da estrutura de único uso 178 foram designados com uso dos mesmos números de referência na Figura 26.

[0161] A estrutura de único uso 304 inclui um reservatório de concentrado anular contínuo 306. O reservatório de concentrado 306 se estende para baixo na câmara de separação 224 e está disposta radialmente para dentro da abertura de concentrado substancialmente anular 218. O reservatório de concentrado anular exemplificativo mostrado em corte transversal se estende para baixo abaixo da abertura de concentrado e em corte transversal axial inclui uma superfície externa afunilada 308 que se estende para fora e em direção à abertura 218.

[0162] A estrutura de único uso 304 inclui ainda um reservatório de centrado anular contínua 310. O reservatório de centrado 310 se estende para baixo na câmara de separação 224 abaixo da abertura de centrado substancialmente anular 210. O reservatório de centrado 310 está disposta radialmente para fora da abertura de centrado 210. Na disposição exemplificativa, a distância descendente que o reservatório de concentrado 306 e o reservatório de centrado 310 se estendem na câmara de separação 224 é substancialmente a mesma. No entanto, em outras disposições exemplificativas, outras configurações podem ser usadas. Também em outras disposições de exemplo, uma estrutura de centrífuga pode incluir um reservatório de concentrado ou um reservatório de centrado, mas não ambos.

[0163] Um recesso anular 312 se estende na câmara de separação radialmente entre o reservatório de centrado e o reservatório de concentrado. O recesso anular exemplificativo se estende para cima entre os reservatórios de centrados e concentrados de modo a formar um bolso anular entre os mesmos.

[0164] Em modalidades exemplificativas, o reservatório de concentrado 306 ajuda a garantir que o material principalmente celular ou outro material sólido a ser separado pode passar para fora ao longo da porção superior que limita a câmara de separação 224 para alcançar a abertura de concentrado 218 e a câmara de bomba centrípeta de concentrado 214. O reservatório de centrado 310 ajuda ainda a assegurar que principalmente o material centrado livre de células seja capaz de passar ao longo da superfície superior que limita a câmara de separação 224 e para a abertura de centrado substancialmente anular 210 para alcançar a câmara de bomba de centrado 206. Deve ser entendido que as numerosas configurações diferentes de reservatórios de concentrado e centrado podem ser utilizadas em disposições de exemplo diferentes, dependendo da natureza do material que é processado e dos requisitos para o manuseio de tais materiais.

[0165] A Figura 24 é uma vista esquemática de um sistema de controle exemplificativo para fornecer processamento geralmente contínuo de um material de cultura celular para produzir correntes de centrado geralmente livre de célula e concentrado de célula. Na disposição exemplificativa, o sistema de centrifugação 170 discutido anteriormente é mostrado. No entanto, deve ser entendido que os recursos do sistema exemplificativo podem ser usados com vários tipos diferentes de materiais e sistemas e estruturas de centrífuga, tais como aqueles discutidos no presente documento.

[0166] Na modalidade exemplificativa mostrada, o cilindro de centrífuga 172 é girada a uma velocidade selecionada em torno do eixo geométrico 174 por um motor 256. O tubo de alimentação 184 está em conexão operacional com uma linha de alimentação de cultura celular 258 através da qual o material de lote de cultura celular é recebido. A linha de alimentação está em conexão operacional com uma bomba de alimentação 260. Em uma disposição exemplificativa, a bomba de alimentação 260 pode ser uma bomba peristáltica ou outra bomba adequada para distribuir cultura celular na estrutura de único uso a uma taxa de fluxo selecionada.

[0167] O tubo de descarga de centrado 212 está em conexão fluída com uma linha de descarga de centrado 262. Um sensor de densidade óptica de centrado 264 está em conexão operacional com uma área interna da linha de descarga de centrado 262. Na disposição exemplificativa, o sensor de densidade óptica centrado é um sensor óptico que é operacional para determinar a densidade de células atualmente no centrado que passa a partir da estrutura de único uso. Isso é conseguido na modalidade exemplificativa medindo-se a redução na intensidade da luz emitida por um emissor que é recebido por um receptor disposto a partir do emissor e que tem pelo menos uma parte do fluxo centrado que passa entre o mesmo. A quantidade de luz do emissor que é recebida pelo receptor diminui com o aumento da densidade de células no centrado. Claro que este é apenas um exemplo de um sensor que pode ser utilizado para fins de determinação da densidade ou quantidade de células presentes no centrado e, em outra disposição, outros tipos de sensores podem ser usados. Por exemplo, a luz pode ser próxima do infravermelho ou outra luz visível ou não visível. Em outras disposições de detecção, outras formas de sinais eletromagnéticos, sônicos ou outros tipos de sinais podem ser usados para detecção. A linha de descarga de centrado está ainda em conexão operacional com uma bomba de centrado 266. Na modalidade exemplificativa, a bomba de centrado pode compreender uma bomba peristáltica ou outra bomba de taxa variável adequada para bombear o material centrado.

[0168] Na disposição exemplificativa, o tubo de descarga de concentrado 220 está em conexão operacional com uma linha de descarga de concentrado 268. Um sensor de densidade óptica de concentrado 270 está em conexão operacional com pelo menos uma porção da área interna da linha de descarga de concentrado 268. O sensor de densidade óptica de concentrado exemplificativo pode operar de uma maneira como o sensor de densidade óptica de centrado discutido anteriormente. Claro, deve ser entendido que o sensor de densidade óptica de concentrada pode incluir diferentes estruturas ou propriedades e que diferentes tipos de sensores de densidade celular podem ser usados em outras modalidades exemplificativas. A linha de descarga de concentrado 268 está em conexão operacional com uma bomba de concentrado 272. Na modalidade exemplificativa, a bomba de concentrado 272 pode incluir uma bomba peristáltica ou outra bomba de taxa variável adequada para bombear o concentrado sem causar danos ao mesmo. Claro, deve ser entendido que essas estruturas e componentes são exemplificativas e sistemas alternativos podem incluir componentes diferentes ou adicionais.

[0169] O sistema de controle exemplificativo inclui circuitos de controle 274 que são alternativamente chamados de controlador no presente documento. Em modalidades exemplificativas, o circuito de controle pode incluir um ou mais processadores indicados esquematicamente como 276. O circuito de controle também pode incluir um ou mais armazenamentos de dados indicados esquematicamente 278. Os um ou mais armazenamentos de dados podem incluir um ou mais tipos de meios tangíveis que mantêm instruções e dados executáveis de circuito que, quando executados pelo controlador, fazem com que o controlador execute operações como aquelas discutidas posteriormente no presente documento. Tais meios podem incluir, por exemplo, memória de estado sólido, memória magnética, memória óptica ou outro meio não transitório adequado para manter instruções e/ou dados executáveis de circuito. Os circuitos de controle podem incluir estruturas como as discutidas anteriormente.

[0170] As operações realizadas pelo controlador exemplificativas 274 serão agora descritas em conexão com a representação esquemática de um fluxo lógico mostrado na Figura 25. Na disposição exemplificativa, o controlador 274 é operacional para controlar a operação dos componentes no sistema de modo a manter a entrega de fluxos de saída simultâneos de concentrado geralmente livre de célula e concentrado de célula. Isso é realizado com uso dos sensores de densidade óptica nas respectivas linhas de saída de concentrado e centrado para detectar a densidade de célula (ou turbidez) das alimentações de saída e para ajustar a operação dos componentes do sistema de modo a manter a saída dentro das faixas desejadas.

[0171] No uso do sistema de controle exemplificativo, a concentração de células no material de cultura celular a ser processado é medida separadamente antes de iniciar a operação do sistema. A velocidade de rotação axial desejada da centrífuga é determinada como é uma velocidade para operação da bomba de alimentação 260. Na disposição exemplificativa, a velocidade de rotação da centrífuga e a taxa de alimentação do material da célula pela bomba de alimentação são geralmente mantidas pelo controlador como valores ajustados constantes. Obviamente, em outras disposições e sistemas, abordagens alternativas podem ser usadas nas quais as velocidades e taxas de alimentação podem ser ajustadas pelo controlador durante o processamento de célula.

[0172] Na disposição exemplificativa, com base na concentração de célula determinada, a taxa de descarga (taxa de fluxo) da bomba de concentrado externa 272 é definida em um valor inicial que é chamado de "valor principal” no presente documento. Também predefinido na modalidade exemplificativa é uma "duração principal" que corresponde a um período de tempo durante o qual a bomba de concentrado externa 272 irá operar inicialmente no valor principal. Essa duração permite que a estrutura de único uso 178 seja parcialmente preenchida. Também no sistema exemplificativo, uma "velocidade de base" é definida para a bomba de concentrado com base na densidade da célula, bem como na taxa de alimentação da bomba de alimentação 260. A velocidade básica da bomba de concentrado é uma velocidade (que corresponde à taxa de fluxo) na qual a bomba de concentrado operará após a duração do principal. Na disposição exemplificativa, é esperado que a velocidade de base definida corresponda a uma velocidade de bomba de concentrado que produzirá concentrado com a densidade celular abaixo de um limite definido desejado e concentrado de célula com a densidade celular geralmente acima de um limite definido adicional desejado. Os valores e limites definidos são recebidos pelo controlador em resposta às entradas por meio de dispositivos de entrada adequados e armazenados em pelo menos um armazenamento de dados.

[0173] No fluxo lógico exemplificativo representado na Figura 25, a operação da bomba de concentrado 272 na velocidade inicial principal é representada pela etapa 280. Uma determinação é feita em uma etapa 282 pelo controlador quanto a se a bomba de concentrado operou na velocidade principal durante o período de tempo correspondente à duração principal que é operacional para preencher pelo menos parcialmente a estrutura de único uso 178.

[0174] Uma vez que a bomba de concentrado tenha operado na velocidade principal para a duração principal, o controlador faz com que a velocidade da bomba de concentrado, então, aumente para a velocidade base, conforme representado por uma etapa 284. O controlador 274 opera para monitorar a densidade celular no centrado conforme detectado pelo sensor 264. O controlador opera para determinar se a densidade óptica é maior do que o ponto de ajuste desejado, conforme representado pela etapa 286. Se a densidade óptica do centrado não for maior do que o ponto de ajuste, então o centrado está suficientemente livre de célula ou material celular de modo que esta medição não cause uma mudança pelo controlador na velocidade de operação da bomba de concentrado, e a lógica retorna para a etapa 284.

[0175] Se na etapa 286 a densidade óptica do centrado for determinada como sendo mais alta do que o ponto de ajuste, então a lógica segue para uma etapa 288. Na etapa 288, o controlador opera para aumentar a velocidade da bomba de concentrado em uma quantidade de etapa incremental definida. Essa etapa de aumento de velocidade tem como objetivo geralmente fazer com que a densidade óptica do centrado apareça como resultado da redução do número de células no mesmo.

[0176] Após a velocidade da bomba de concentrado 272 ser aumentada na etapa 288, o controlador opera em resposta ao sensor 264 para determinar em uma etapa 290 se a densidade óptica de concentrado ainda está acima do ponto de ajuste um tempo definido após o aumento incremental na velocidade (fluxo) da bomba de concentrado. Se for, o controlador continua a monitorar a densidade óptica do centrado até que não seja mais alta que o ponto de ajuste. Na disposição exemplificativa, as instruções incluem um período de tempo definido durante o qual a densidade óptica do centrado não deve ser maior do que o ponto de ajuste antes que o controlador de velocidade da bomba de concentrado determine que o ajuste à velocidade base é suficiente para manter a densidade óptica do centrado em um nível que está no ou abaixo do ponto de ajuste desejado. A etapa 292 é representativa do controlador que faz uma determinação de que o aumento da velocidade da bomba de concentrado manteve a densidade óptica do concentrado no ou abaixo do ponto de ajuste para o valor do período de tempo ajustado armazenado que corresponde a produzir consistentemente um fluxo de saída de concentrado suficientemente livre de célula ou que atinge o tempo de espera programado. Em resposta à produção de centrado suficientemente livre de célula para a duração desejada ou que atinge o tempo de espera programado, o controlador opera em uma etapa 294 para fazer com que o valor de velocidade base da bomba de concentrado seja ajustado para corresponder ao aumento da velocidade base. O controlador define a nova velocidade base e a lógica retorna para a etapa 284. Deve ser observado que se a densidade óptica de centrado ainda estiver acima do ponto de ajuste conforme determinado na etapa 286, a velocidade de bomba de concentrado será novamente ajustada.

[0177] O controlador exemplificativo também monitora simultaneamente a densidade óptica das células no fluxo de concentrado de saída. Isso é feito monitorando-se a densidade óptica detectada pelo sensor 270. Conforme representado pela etapa 296, o controlador opera para determinar se a densidade óptica no concentrado é inferior a um ponto de ajuste desejado. Se a densidade óptica do concentrado for detectada em ou acima do valor de ponto de ajuste desejado que é armazenado no armazenamento de dados, então a concentração de células no fluxo de saída do concentrado está no ou acima do nível desejado e a lógica retorna para a etapa 284. No entanto, se a densidade óptica do concentrado estiver abaixo do ponto de ajuste desejado, o que significa que o nível de células no concentrado é menor do que o desejado, o controlador se move para uma etapa 298. Na etapa 298, a velocidade da bomba de concentrado é reduzida por uma quantidade de etapa incremental predeterminada. Reduzir a velocidade da bomba de concentrado reduzirá a taxa de fluxo de saída, geralmente aumenta a quantidade de células no fluxo de saída do concentrado e, portanto, aumenta a densidade óptica do fluxo de saída de concentrado.

[0178] O controlador, então, opera a bomba de concentrado 272 na nova velocidade reduzida, conforme representado em uma etapa 300. Conforme representado na etapa 302, o controlador opera a bomba de concentrado a esta velocidade reduzida por um período de tempo definido correspondente a um valor definido armazenado no armazenamento de dados de modo que a concentração de células no fluxo de concentrado de saída possa aumentar antes que uma determinação seja feita como para saber se a redução da velocidade é suficiente. Uma vez que o período de tempo é determinado para passar na etapa 302, o controlador retorna à etapa 284 a partir da qual o fluxo lógico é então repetido para determinar se mais ajustes de velocidade são necessários.

[0179] Claro, deve ser entendido que esse fluxo lógico simplificado esquemático é exemplificativo e em outras modalidades um fluxo lógico diferente e/ou parâmetros operacionais adicionais de componentes do sistema podem ser monitorados e ajustados para fins de alcançar o fluxo de saída desejado de centrado e concentrado. Por exemplo, em outras disposições exemplificativas, a velocidade da bomba de descarga de centrado e, assim, o fluxo de descarga de centrado, pode ser variada pelo controlador responsivo, pelo menos em parte, à densidade óptica detectada pelo sensor de densidade óptica de centrado que corresponde ao nível de células no centrado. Por exemplo, o controlador pode operar para reduzir a taxa de fluxo da bomba de centrado se o nível de células no centrado for detectado como acima de um limite definido. Isso pode ser feito pelo controlador como uma alternativa ou em combinação com o controle da taxa de fluxo de descarga do concentrado. O controlador pode variar o fluxo de centrado conforme apropriado para garantir que o nível de células no centrado seja mantido abaixo dos limites definidos ou dentro de uma faixa definida.

[0180] Alternativamente ou além disso, o controlador também pode controlar a taxa de fluxo da suspensão de células que entra na estrutura de único uso. Isso pode ser feito em conjunto com a variação das taxas de fluxo de centrado e concentrado da estrutura de único uso, para manter o nível de células no centrado e concentrado dentro dos limites definidos programados que são armazenados na memória associada ao controlador. Além disso, o controlador também pode operar de acordo com sua programação para variar outros parâmetros de processo, como variação da velocidade de rotação do recipiente, a introdução de diluente e taxas de introdução de diluente, bem como outros parâmetros de processo para manter as propriedades de centrado e do concentrado dentro dos limites programados e desejados taxas de processo. Além disso, em outras modalidades exemplificativas, outras propriedades ou parâmetros podem ser monitorados e ajustados pelo sistema de controle para fins de obtenção dos produtos desejados.

[0181] A Figura 27 mostra uma vista em corte transversal de uma outra estrutura alternativa de centrífuga de único uso 314. A estrutura de único uso 314 é geralmente semelhante à estrutura de único uso 178 discutida anteriormente, exceto como especificamente mencionado. A estrutura de único uso 314 inclui elementos que são operativos para ajudar a garantir que a interface de ar/líquido do bolso de ar que se estende na estrutura de único uso e que isola a vedação 236 do material que é processado seja mantida de forma mais estável em uma localização radial desejada.

[0182] Na estrutura de único uso 314, a bomba centralizada 208 está posicionada em uma câmara de bomba de centrado 316. A câmara de bomba de centrado 316 é limitada verticalmente na parte inferior por uma superfície de câmara de bomba centrípeta de centrado inferior circular 318. A câmara de bomba de centrado 316 é delimitada verticalmente no lado superior por uma superfície de câmara de bomba centrípeta de centrado superior circular 320.

[0183] A superfície da câmara de bomba de centrado inferior 318 se estende radialmente para fora de uma abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado 322. Na disposição exemplificativa, a abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado 322 se estende através de uma porção superior circular do núcleo 200 e corresponde à abertura superior 202 discutida anteriormente. O tubo de alimentação 184 se estende através da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado.

[0184] A superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado 320 se estende radialmente para fora de uma abertura superior circular de câmara de bomba centrípeta de centrado 324. O tubo de alimentação 184 e o tubo de descarga de centrado 212 se estendem axialmente através da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado.

[0185] Uma pluralidade de pás inferiores de câmara de centrado que se estendem angularmente espaçadas para cima 326 se estendem na superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado 318. Cada uma das pás inferiores de câmara de centrado 326 se estendem radialmente para fora que começa a partir da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado 322. As pás inferiores de câmara de centrado 326 que são mostradas em maior detalhe na Figura 28 se estendem radialmente para fora do eixo geométrico de rotação 174 a uma distância da pá de centrado inferior V. Na disposição exemplificativa, as pás inferiores de câmara de centrado 326 se estendem para cima em um recesso circular na superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado 318. No entanto, deve ser entendido que essa disposição é exemplificativa e outras modalidades, outras disposições podem ser usadas; por exemplo, o comprimento radial das pás, a altura das pás e a profundidade e o diâmetro do recesso podem ser variados para atingir as propriedades de pressão de fluido desejadas.

[0186] Uma pluralidade de pás superiores de câmara de centrado que se estendem angularmente para baixo 328 se estendem da superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado 320. Cada uma das pás superiores de câmara de centrado 328 se estendem radialmente para fora que começa a partir da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado 324. As pás da câmara central superior se estendem radialmente para fora do eixo geométrico de rotação 174 a uma distância superior de pá de centrado. Na disposição exemplificativa, a distância superior de pá de centrado corresponde substancialmente à distância inferior de pá de centrado V. Na disposição exemplificativa, as pás superiores de câmara de centrado se estendem para baixo em um recesso circular na superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado que tem uma configuração como a mostrada para as pás inferiores de câmara de centrado na Figura 28, mas em uma orientação invertida.

[0187] Na disposição exemplificativa mostrado, a bomba centrípeta de centrado 208 inclui uma abertura de bomba centrípeta de centrado substancialmente anular 330. A abertura de bomba centrípeta de centrado substancialmente anular 330 está disposta radialmente para fora do eixo geométrico de rotação 174, uma distância de abertura de bomba de centrado. A distância de abertura de bomba de centrado na qual a abertura de bomba centrípeta de centrado 330 está posicionada, é uma distância radial maior do que a distância da pá inferior de centrado e a distância superior de pá de centrado por razões que são discutidas posteriormente.

[0188] Na disposição exemplificativa da estrutura de único uso 314, a bomba centrípeta de concentrado 216 está posicionada em uma câmara de bomba de concentrado 332. A câmara de bomba de concentrado 332 é limitada verticalmente em um lado inferior por uma superfície inferior circular de câmara de bomba centrípeta de concentrado 334. A câmara de bomba de concentrado 332 é limitada verticalmente em um lado superior por uma superfície superior circular de câmara de bomba centrípeta de concentrado 336.

[0189] A superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 334 se estende radialmente para fora a partir de uma abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 338. Na disposição exemplificativa, a abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado corresponde em tamanho e é contínua com a abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado 324. O tubo de alimentação 184 e o tubo de descarga de centrado 212 se estendem através da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 338.

[0190] Uma pluralidade de pás inferiores de câmara de concentrado que se estendem angularmente espaçadas para cima 340 se estendem na superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 334. As pás inferiores de câmara de concentrado 334 se estendem radialmente para fora que começam a partir da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 338. As pás inferiores de câmara de concentrado 334 se estendem radialmente para fora do eixo geométrico de rotação a uma distância inferior de pá de concentrado. Na disposição exemplificativa, as pás inferiores de câmara de concentrado 334 se estendem em uma porção de recesso circular da superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado semelhante às pás superior e inferior de câmara de concentrado discutidas anteriormente. Claro, deve ser entendido que essa configuração é exemplificativa.

[0191] A superfície superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 336 se estende radialmente para fora a partir de uma abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 342. O tubo de alimentação 184, o tubo de descarga de centrado 212 e o tubo de descarga de concentrado 220 se estendem coaxialmente através da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 342. Uma pluralidade de pás superiores de câmara de concentrado angularmente espaçadas 344 se estendem para baixo a partir da superfície 336. As pás superiores de câmara de concentrado se estendem radialmente para fora da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado 342 a uma distância superior de pá de concentrado. As pás superiores de câmara de concentrado se estendem em um recesso circular que se estende para cima na superfície superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado. Na disposição exemplificativa, as pás superiores de câmara de concentrado são configuradas de uma maneira semelhante às pás inferiores de câmara de concentrado e as pás superior e inferior de câmara de centrado discutidas anteriormente. Claro, deve ser entendido que estas abordagens são exemplificativas e em outras modalidades, outras abordagens podem ser usadas.

[0192] A bomba centrípeta de concentrado 216 inclui uma abertura de bomba de concentrado substancialmente anular 346. A abertura de bomba de concentrado está radialmente disposta a partir do eixo geométrico de rotação 174 a uma distância de abertura de bomba de concentrado. Na disposição exemplificativa, as distâncias superior e inferior de pás de concentrado são menores do que a distância de abertura de bomba de concentrado. Claro, deve ser entendido que essa configuração é exemplificativa e outras modalidades, outras abordagens podem ser usadas.

[0193] Na estrutura de único uso exemplificativa 314, as pás superior e inferior de câmara de concentrado 344, 340 e as pás superior e inferior de câmara de centrado 326, 328 operam para estabilizar e posicionar radialmente a interface anular de ar/líquido 348 na câmara de bomba de centrado 330 e o interface de ar/líquido 350 na câmara de bomba de concentrado 332. Como representado na Figura 28, a interface de ar/líquido 348 está posicionada radialmente intermediária ao longo do comprimento radial das pás de câmara de centrado. Isso é radialmente para dentro da abertura de bomba de centrado 330. As pás de câmara de centrado que se estendem radialmente operam para fornecer força de bombeamento centrífugo que mantém a interface anular de ar/líquido 348 em uma localização radial, tanto acima quanto abaixo da bomba centrípeta de centrado, que está disposta radialmente para dentro da abertura de bomba de centrado 330. Em modalidades exemplificativas, as pás ajudam ainda a estabilizar a interface de ar/líquido de modo que mantenha uma configuração circular coaxial acima e abaixo da bomba de centrado. Além disso, em modalidades exemplificativas, a posição radial da interface em relação ao eixo geométrico de rotação pode ser controlada, conforme discutido posteriormente, de modo que a abertura de bomba de centrado 330 seja consistentemente mantida no líquido centrado e não seja exposta ao ar.

[0194] As pás superiores de câmara de concentrado 344 e as pás inferiores de câmara de concentrado 340 funcionam de maneira semelhante às pás de câmara de centrado. As pás de câmara de concentrado mantêm a interface circular de ar/líquido 350 na câmara de bomba de concentrado 332 a uma distância radial que é para dentro da abertura de bomba de concentrado substancialmente anular 346. Essa configuração garante que a abertura de bomba de concentrado seja consistentemente exposta ao concentrado e não ao ar. Deve ainda ser entendido que embora na modalidade mostrada a bomba centrípeta de concentrado e a bomba centrípeta de concentrado sejam substancialmente do mesmo tamanho, e outras disposições, as bombas centrípetas podem ter tamanhos diferentes. Em tais situações, a distância radial do eixo geométrico de rotação que as pás de câmara de centrado e as pás da câmara de concentrado estendem pode ser diferente. Além disso, a posição radial em relação ao eixo geométrico de rotação da interface de ar/líquido na câmara de bomba de centrado e na câmara de bomba de concentrado pode ser diferente. Numerosas configurações e disposições de pás diferentes podem ser utilizadas dependendo das relações particulares entre os componentes que constituem o dispositivo de único uso e o material particular que é processado por meio da estrutura de único uso.

[0195] A Figura 30 mostra uma porção de topo de uma outra estrutura alternativa de único uso 352. A estrutura de único uso 352 é semelhante à estrutura de único uso 304, exceto quando discutido de outra forma. A estrutura de único uso 352 inclui um tubo de ar 354 que se estende em relação coaxial circundante do tubo de descarga de concentrado 220. O tubo de ar 354 está em comunicação com as aberturas 356 na estrutura de único uso. As aberturas 356 se estendem do interior do tubo de ar até acima da bomba centrípeta de concentrado 216 na câmara de bomba de concentrado 332. Nessa disposição exemplificativa, a vedação 236 conforme mostrado esquematicamente, engata operativamente o tubo de ar 354 para manter o engate hermético com o tubo de ar, bem como o tubo de descarga de concentrado, tubo de descarga de centrado e o tubo de alimentação. Como pode ser observado, o tubo de ar pode ser utilizado para manter seletivamente o nível de pressão de ar no bolso de ar dentro da estrutura de único uso. Tal disposição pode ser utilizada em conexão com sistemas como aqueles discutidos anteriormente ou em outros sistemas, nos quais um fornecimento externo de ar pressurizado é utilizado para isolar a vedação da estrutura da centrífuga do material que é processado e para manter a interface de ar/líquido em um local desejável. Claro, deve ser entendido que esta estrutura é exemplificativa e outras modalidades, outras abordagens podem ser usadas.

[0196] A Figura 31 mostra esquematicamente um sistema 358 que pode ser usado para separar continuamente a suspensão de células em centrado e concentrado substancialmente livre de célula. O sistema 358 é semelhante ao sistema 170 discutido anteriormente, exceto quando mencionado de outra forma no presente documento. No sistema de disposição exemplificativa 358 opera com uso de uma estrutura de único uso semelhante à estrutura de único uso 352. O controlador 274 do sistema 358 opera para controlar a posição da interface de ar/líquido dentro da estrutura de único uso para garantir que a interface seja mantida radialmente para dentro em relação ao eixo geométrico de rotação de cada uma das aberturas da bomba de centrado e da bomba de concentrado.

[0197] Na disposição exemplificativa, um regulador de contrapressão de pressão 360 está em conexão fluída com a linha de descarga de centrado 262. Na disposição exemplificativa, o regulador de contrapressão de pressão 360 é fluidamente intermediário do tubo de descarga de centrado 212 e da bomba de centrado 266. O sistema exemplificativo 358 inclui uma fonte de ar pressurizado indicada esquematicamente por 362. A fonte de ar pressurizado 362 é conectada a uma válvula de controle de pressão piloto 364. A válvula de controle está em conexão operacional com o controlador 274. Os sinais do controlador 274 causam pressão seletivamente variável em uma linha piloto 366. A linha piloto 366 está em conexão fluída com o regulador de contrapressão 360. A pressão aplicada pela válvula de controle de pressão piloto 264 na linha piloto 366 é operacional para controlar o fluxo centrado e, consequentemente, a contrapressão de fluxo centrado que é aplicada pelo regulador de contrapressão de fluxo 360.

[0198] Na disposição exemplificativa, uma válvula de controle de pressão 368 está em comunicação fluida com a fonte de ar pressurizado 362. A válvula de controle 368 também está em conexão operacional com o controlador 274. Nessa disposição exemplificativa, a válvula de controle 368 é controlada para aplicar seletivamente pressão precisa ao tubo de ar 354 e ao bolso de ar dentro da porção superior da estrutura de único uso 352.

[0199] Na disposição exemplificativa, o controlador 274 opera de acordo com instruções executáveis armazenadas para controlar a operação do sistema 358 de uma maneira como aquela anteriormente discutida em conexão com o sistema 170. Além disso, na disposição exemplificativa, o controlador 274 opera para controlar a válvula de pressão piloto 364 para variar a contrapressão que é aplicada ao tubo de descarga de centrado 212 pelo regulador de contrapressão 360. O controlador 274 também opera para controlar a válvula 368. O controlador opera para manter e variar seletivamente a pressão aplicada no bolso de ar na porção de topo do interior da estrutura de único uso. O controlador opera de acordo com sua programação para variar a contrapressão do fluxo centrado e/ou a pressão da bolso de ar para manter a interface de ar/líquido da bolso de ar a uma distância radial do eixo geométrico de rotação que está para dentro a partir da abertura de bomba de centrado 330 e a abertura de bomba de concentrado 346. Essa variação de pressão tanto na contrapressão de fluxo centrado quanto na pressão de bolso de ar, em combinação com a ação das pás de câmara de centrado e das pás de câmara de concentrado na modalidade exemplificativa, mantém a estabilidade e a extensão radialmente externa da interface de ar/líquido de modo a assegure que a introdução de ar seja minimizada nas saídas de centrado e concentrado da estrutura de único uso. Além disso, a capacidade de variar seletivamente a contrapressão e o fluxo do concentrado pode impactar o nível de células e a densidade óptica detectada correspondente do concentrado descarregado. Assim, o controlador pode operar de acordo com sua programação para variar seletivamente tanto a taxa de fluxo do concentrado, a contrapressão de centrado e a taxa de fluxo, a pressão do bolso de ar interno, a taxa de alimentação de suspensão de células na estrutura de único uso e talvez outras variáveis operacionais do processo de centrifugação, para manter as propriedades centradas e concentradas dentro dos limites e/ou faixas definidas armazenadas em pelo menos um armazenamento de dados associado ao controlador. Além disso, a disposição exemplificativa permite a separação de diferentes tipos de materiais e operações em diferentes taxas de fluxo, enquanto mantém o controle confiável do processo de separação. Claro, embora deva ser entendido que o controle da posição da interface de ar/líquido é descrito em conexão com os recursos do sistema 170, tal controle também pode ser utilizado em sistemas de outros tipos que incluem outros ou diferentes tipos de elementos de processamento.

[0200] Assim, o novo sistema de centrifugação e método das modalidades exemplificativas atinge pelo menos alguns dos objetivos acima declarados, elimina as dificuldades encontradas no uso de dispositivos e sistemas anteriores, resolve problemas e atinge os resultados desejáveis descritos no presente documento.

[0201] Na descrição anterior, certos termos foram usados por questões de brevidade, clareza e compreensão, no entanto, nenhuma limitação desnecessária deve ser implícita, porque tais termos são para fins descritivos e se destinam a ser interpretados de forma ampla. Além disso, as descrições e ilustrações no presente documento são a título de exemplo e a invenção não está limitada aos detalhes exatos mostrados e descritos.

[0202] Nas reivindicações a seguir, qualquer recurso descrito como um meio para desempenhar uma função deve ser interpretada como englobando qualquer meio conhecido por aqueles versados no campo como capaz de desempenhar a função recitada e não deve ser limitada às estruturas mostradas no presente documento ou meros equivalentes das mesmas.

[0203] Tendo descrito os recursos, descobertas e princípios dos recursos novos e úteis, a maneira como são construídos, utilizados e operados, e as vantagens 15 e resultados úteis obtidos, as estruturas, dispositivos, elementos, disposições, partes, novos e úteis, combinações, sistemas, equipamentos, operações e relacionamentos são apresentados nas reivindicações anexas.

Claims (9)

1. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior da estrutura (186), células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, em que a porção inferior inclui uma porção inferior em formato de disco (232, 242, 252), em que o núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo, em que a porção inferior de formato de disco (232, 242, 252) está em conexão operacional fixa com o núcleo e inclui uma pluralidade de pás de acelerador que se estendem radialmente espaçadas angularmente (246, 254), em que as passagens de fluido (234) se estendem entre as pás, uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem uma forma de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado, uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220) , em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de concentrado.

2. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado, uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220) , em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) gira em relação à bomba de concentrado, e compreendendo adicionalmente, uma bomba de concentrado externa (272), em que a bomba de concentrado externa (272) está fora da estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) e está em conexão fluída com o tubo de descarga de concentrado (220), um sensor de densidade óptica de concentrado (270), em que o sensor de densidade óptica de concentrado (270) está em conexão operacional com um interior de uma linha de descarga de concentrado (268), em que a linha de descarga de concentrado (268) está em conexão operacional com o tubo de descarga de concentrado (220) e a bomba de concentrado externa (272), um controlador (274), em que o controlador (274) está em conexão operacional com a bomba de concentrado externa (272) e o sensor de densidade óptica de concentrado (270), em que o controlador (274) é operacional para controlar a bomba de concentrado externa (272) responsiva pelo menos em parte ao sensor de densidade óptica de concentrado (270) .

3. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior da estrutura (186), células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente, um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado, uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220) , em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) gira em relação à bomba de concentrado, e compreendendo adicionalmente: uma bomba de centrado externa (266), em que a bomba de centrado externa (266) está fora da estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) e está em conexão fluída com o tubo de descarga de centrado (212), um sensor de densidade óptica de centrado (264), em que o sensor de densidade óptica de centrado (264) está em conexão operacional com um interior de uma linha de descarga de centrado, em que a linha de descarga de centrado está em conexão operacional com o tubo de descarga de centrado (212) e a bomba de centrado externa (266), um controlador (274), em que o controlador (274) está em conexão operacional com a bomba de centrado externa (266) e o sensor de densidade óptica de centrado (264), em que o controlador (274) é operacional para controlar a bomba de centrado externa (266) responsiva pelo menos em parte ao sensor de densidade óptica de centrado (264) .

4. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (223) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que a câmara de bomba centrípeta de centrado (206, 316) ser limitada verticalmente por uma superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado axialmente centralizado (318), em que a superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado (318) inclui uma abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado axialmente centralizada (322), em que o tubo de alimentação (184) se estende através da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado (322), uma superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado axialmente centralizada (320), em que a superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado (320) inclui uma abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado axialmente centralizada (324), em que o tubo de alimentação (184) e o tubo de descarga de centrado (212) se estende verticalmente se estendem através da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado (324), em que a bomba de centrado (2 08) inclui uma abertura de bomba de centrado substancialmente anular (330), em que o centrado a partir da câmara de bomba de centrado (206, 316) se insere na bomba de centrado (208) através da abertura de bomba de centrado substancialmente anular (330), em que a abertura de bomba de centrado substancialmente anular (330) está radialmente disposta a partir do eixo geométrico a uma distância de abertura de bomba de centrado (330), em que a superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado (318) inclui uma pluralidade de pás inferiores de câmara de centrado radial e angularmente espaçadas que se estendem para cima (326), em que as pás inferiores de câmara de centrado (326) se estendem radialmente para fora iniciando a partir da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de centrado (322) a uma distância inferior de pá de centrado, em que a distância inferior de pá de centrado é menor que a distância de abertura de bomba de centrado (330), em que a superfície superior de câmara de bomba centrípeta de centrado (320) inclui uma pluralidade de pás superiores de câmara de centrado radial e angularmente espaçadas que se estendem para baixo (328), em que as pás superiores de câmara de centrado (328) se estendem radialmente para fora iniciando a partir da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de centrado (208) a uma distância superior de pá de centrado, em que a distância superior de pá de centrado é menor que a distância de abertura de bomba de centrado (330), em que durante rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado (208), uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (224) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220), em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) gira em relação à bomba de concentrado (272) .

5. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado (208) está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado (208) está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que durante rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado (208), uma bomba centrípeta de concentrado, em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (208) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220) , em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de concentrado, em que câmara de bomba centrípeta de concentrado (214, 332) é limitada verticalmente por uma superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado axialmente centralizado (334), em que a superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (334) inclui uma abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado axialmente centralizada (338), em que o tubo de alimentação (184) e o tubo de descarga de centrado (212) que se estende verticalmente se estendem através da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (338), uma superfície superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado circular axialmente centralizada (336) , em que a superfície superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (336) inclui uma abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado axialmente centralizada (342), em que o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212) e o tubo de descarga de concentrado (220) que se estende verticalmente se estendem através da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (342), em que a bomba de concentrado inclui uma abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (346), em que o concentrado a partir da câmara de bomba de concentrado (214, 332) se insere na bomba de concentrado através da abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (346), em que a abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (346) está radialmente disposta a partir do eixo geométrico a uma distância de abertura de bomba de concentrado (346), em que a superfície inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (334) inclui uma pluralidade de pás inferiores de câmara de concentrado radial e angularmente espaçadas que se estendem para cima, em que as pás inferiores de câmara de concentrado se estendem radialmente para fora iniciando a partir da abertura inferior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (338) a uma distância inferior de pá de concentrado, em que a distância inferior de pá de concentrado é menor que a distância de abertura de bomba de concentrado (346), em que a superfície superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (336) inclui uma pluralidade de pás superiores de câmara de concentrado radial e angularmente espaçadas que se estendem para baixo (344), em que a pás superiores de câmara de concentrado (344) se estendem radialmente para fora iniciando a partir da abertura superior de câmara de bomba centrípeta de concentrado (342) a uma distância superior de pá de concentrado, em que a distância superior de pá de concentrado é menor que a distância de abertura de bomba de concentrado (346) .

6. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado (208) está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado (208) está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura centrada substancialmente anular (210), em que durante rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado, uma bomba centrípeta de concentrado, em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (208) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220) , em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura de concentrado substancialmente anular (218), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de concentrado, em que as aberturas de centrado (210) e concentrado (218) substancialmente anular são coaxiais e a abertura de concentrado substancialmente anular (218) está disposta radialmente para fora a partir da abertura de centrado substancialmente anular (210), um reservatório de centrado anular contínuo (310), em que o reservatório de centrado anular (310) se estende na câmara de separação (224), que se estende para baixo abaixo da abertura de centrado substancialmente anular (210), e está disposto radialmente para fora da abertura de centrado substancialmente anular (210) .

7. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224),que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente(184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (223) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado (208) está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado (208) está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura de centrado substancialmente anular (210), em que durante rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado (208), uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (208) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220), em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura de concentrado substancialmente anular (218), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) gira em relação à bomba de concentrado, em que as aberturas de centrado (210) e concentrado (218) substancialmente anular são coaxiais e a abertura de concentrado substancialmente anular (218) está disposta radialmente para fora a partir da abertura de centrado substancialmente anular (210), um reservatório de centrado anular contínuo (310), em que o reservatório de centrado anular (310) se estende na câmara de separação (224), que se estende para baixo abaixo da abertura de centrado substancialmente anular (210), e está disposto radialmente para fora da abertura de centrado substancialmente anular (210), um reservatório de concentrado anular contínuo (306), em que o reservatório de concentrado anular (306) se estende na câmara de separação (224), está disposto radialmente para dentro da abertura de concentrado substancialmente anular (218) .

8. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), em que a porção em formato de disco superior (184) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado (208) está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado (208) está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura de centrado substancialmente anular (210), em que, durante rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado (208), uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (208) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220), em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224) através de uma abertura de concentrado substancialmente anular (218), e em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de concentrado, em que as aberturas de centrado (210) e concentrado (218) substancialmente anular são coaxiais e a abertura de concentrado substancialmente anular (218) está disposta radialmente para fora a partir da abertura de centrado substancialmente anular (210), um reservatório de centrado anular contínuo (310), em que o reservatório de centrado anular (310) se estende na câmara de separação (224), que se estende para baixo abaixo da abertura de centrado substancialmente anular (210), e está disposto radialmente para fora da abertura de centrado substancialmente anular (210), um reservatório de concentrado anular contínuo (306), em que o reservatório de concentrado anular (306) se estende na câmara de separação (224), que se estende para baixo abaixo da abertura de concentrado substancialmente anular (218), e está disposto radialmente para dentro da abertura de concentrado substancialmente anular (218), em que um recesso anular que se estende para cima (312) se estende na câmara de separação (224) radialmente entre o reservatório de concentrado anular (306) e o reservatório de centrado anular (310) .

9. Aparelho caracterizado por compreender: uma estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352) configurada para uso em um sistema de centrífuga (170) que inclui um cilindro de centrífuga giratória de múltiplos usos (172), em que a estrutura é configurada para ser posicionada no cilindro (172) e para separar em uma área interior (186) da estrutura, células em um lote de cultura celular em concentrado de célula e centrado de célula, a estrutura em uma posição operacional, incluindo uma porção em formato de disco superior (194), uma porção inferior, um núcleo cilíndrico (200) intermediário da porção de topo e da porção inferior, uma câmara de separação (224) em relação radialmente circundante do núcleo (200), uma parede externa (222), em que a parede externa (222) se estende em relação à prova de fluidos com a porção em formato de disco superior (194) e limita à câmara de separação (224), que se estende em relação circundante do núcleo (200), e tem um formato de cone truncado interno com um raio interno menor adjacente à porção inferior, um tubo de alimentação que se estende verticalmente (184), um tubo de descarga de centrado que se estende verticalmente (212), um tubo de descarga de concentrado que se estende verticalmente (220), pelo menos uma vedação anular à prova de ar, em que a pelo menos uma vedação (236) se estende operativamente em relação de vedação entre a porção em formato de disco superior (194) e pelo menos uma parede externa (222) que se estende radialmente para fora de pelo menos um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220) ,em que a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) são giratórias no cilindro (172) em torno de um eixo geométrico vertical (174), em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram uma em relação a cada um dentre o tubo de alimentação (184), o tubo de descarga de centrado (212) e o tubo de descarga de concentrado (220), uma bomba centrípeta de centrado (208), em que a bomba de centrado (208) está axialmente alinhada com o núcleo (200), coaxialmente disposta em torno do tubo de alimentação (184) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de centrado (212), em que a bomba de centrado (208) está posicionada na área interior (186) em uma bomba de centrado câmara (206, 316), em que a bomba de centrado câmara (206, 316) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que a bomba de concentrado (208) inclui uma abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (330), em que o concentrado passa da câmara da bomba de concentrado (206, 316) através da abertura da bomba de concentrado substancialmente anular (330), em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de centrado (208), uma bomba centrípeta de concentrado (216), em que a bomba de concentrado está axialmente alinhada com o núcleo (200), disposta coaxialmente em torno do tubo de alimentação (184), posicionado verticalmente acima da bomba de centrado (208) e em comunicação fluida com o tubo de descarga de concentrado (220), em que a bomba de concentrado está posicionada na área interior (186) em uma câmara de bomba de concentrado (214, 332), em que a câmara de bomba de concentrado (214, 332) está em comunicação fluida com a câmara de separação (224), em que a bomba de concentrado inclui uma abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (346), em que o concentrado passa da câmara da bomba de concentrado (214, 332) através da abertura da bomba de concentrado substancialmente anular (346), em que, durante a rotação do cilindro (172), a porção em formato de disco superior (194) e a parede externa (222) giram em relação à bomba de concentrado, e compreendendo adicionalmente: uma fonte de ar pressurizado (362), em que a fonte de ar pressurizado (362) é exterior à estrutura de único uso (178, 240, 250, 304, 352), em que a pelo menos uma vedação (236) é operacional para manter uma bolsa de ar na área interior (186), em que a fonte de ar pressurizado (362) está em conexão fluída com a bolsa de ar, em que o ar na bolsa de ar isola a pelo menos uma vedação (236) a partir do lote de cultura celular que é processado, e em que a bolsa de ar está posicionado radialmente para dentro de cada uma dentre a abertura de bomba de centrado substancialmente anular (330) e a abertura de bomba de concentrado substancialmente anular (346).