CN105164016B - 受控但未分级区域用的填充装置、设备及方法 - Google Patents

受控但未分级区域用的填充装置、设备及方法 Download PDF

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Abstract

注射构件穿透装置的弹性隔膜，该装置限定有与隔膜流体连通的密封的空的灭菌腔。在穿透期间，在隔膜与注射构件之间形成环状接合面，环状接合面在弹性隔膜的和灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点、与隔膜的接合注射构件的外表面之间轴向地延伸。通过(i)在环状接合面处弹性隔膜与注射构件之间的摩擦和(ii)在环状接合面处隔膜的伸长中的至少一者而对注射构件进行净化。物质被引入通过注射构件并且进入装置的灭菌腔，然后注射构件从隔膜抽出，隔膜在产生的穿透孔口处重新密封其自身，并且在上述步骤中腔一直保持是灭菌的。

Description

受控但未分级区域用的填充装置、设备及方法
相关申请的交叉引用
本申请援引美国法典第35卷第119节要求于2013年3月15日提交的具有相似标题的美国临时专利申请No.61/798,210的权益，其全部公开内容通过参引并入本文作为本公开内容的一部分。
技术领域
本发明涉及用于将物质——比如液体、凝胶、乳液、气体或粉末——灭菌(sterile)或无菌(aseptic)地填充至装置或容器的装置和方法，并且更具体地涉及灭菌或无菌地填充密闭容器和装置的这些装置和方法。
背景技术
洁净室是通常在制造业或科学研究中使用的具有较低水平的环境污染物——比如灰尘、空中的微生物、悬浮微粒和化学蒸汽——的环境。洁净室具有受控的污染水平，其由每立方米规定粒径的粒子数量规定。为了给出直观印象，在典型的城市环境中室外环境空气包含每立方米35,000,000个尺寸范围0.5μm以及更大直径的粒子，对应于ISO 9洁净室，而一个ISO 1洁净室不允许该尺寸范围的粒子并且每立方米仅12个0.3μm以及更小的粒子。
洁净室可以非常大。整个制造车间可以包含在一个洁净室内，该洁净室具有覆盖数千平方米的工厂地板。它们广泛地应用于半导体制造、生物技术、生命科学以及对环境污染非常敏感的其他领域中。
从室外进入洁净室的空气被过滤以排除灰尘，并且室内的空气通过高效微粒空气过滤器(HEPA)和/或超高效空气(ULPA)过滤器持续地再循环以移除内部产生的污染物。工作人员通过风闸(有时包括空气浴阶段)进入和离开，并且穿戴防护服比如头巾、面罩、手套、靴和工作服。洁净室内的设备设计成产生尽量少的空气污染物。仅使用特殊的拖把和桶。洁净室家具设计成生产尽量少的粒子并且易于清洁。通常排除比如纸、铅笔以及由天然纤维制成的织物等常见材料，并且使用替代品。一些洁净室被保持处于正压力，从而如果存在任何泄漏，空气将会泄漏出腔而不是使未过滤的空气进入。一些洁净室HVAC系统将湿度控制处于低水平，使得需要额外的设备(例如“离子发生器”)以防止静电放电(ESD)问题。
洁净室通过使用采用层流或湍流原理的HEPA或者ULPA过滤器来保持无粒子空气。层流或单向的空气流系统将经过滤的空气以恒定流的方式向下引导，朝向位于洁净室地板附近的壁上的过滤器，或通过升高的带穿孔的地板面板，以被再循环。层流空气流系统通常应用为横跨洁净室天花板的大约百分之80来保持恒定的空气过程。使用不锈钢或其他不脱屑(non-shed)材料来构造层流空气流过滤器和风帽(hood)以防止过量的粒子进入空气。湍流或非单向空气流使用层流空气流风帽和非特定速度过滤器两者以在洁净室中保持空气处于匀速运动，尽管不是全部沿相同方向。汹涌的气流试图捕获可能存在于空气中的粒子并且将它们朝向地板驱动，使它们进入过滤器并且离开洁净室环境。
在制药行业中，术语“隔离器”涵盖了设备的各种元件。一类的主要目的是提供用于无菌地或者非无菌地运送危险材料的容积。另一类的主要目的是提供可以在其中执行无菌操作的微生物受控的环境。容积隔离器通常采用负的内部空气压力，并且用于无菌工艺的大多数隔离器采用正压力。通常通过气体处理实现的杀孢子的过程可以用于帮助进行微生物控制。一些大规模的隔离器提供了开口，通常被称作小鼠洞，以允许连读地移除密封的产品。其他隔离器在整个生产操作过程中保持密封。
无菌操作可包括灭菌测试或无菌工艺以生产药品。使用隔离器来提供用于无菌工艺的微生物受控的环境，该无菌工艺用于制造被标记为灭菌的药用产品。可以认为隔离器是常规洁净室中使用的屏障的包围性更好的改进品。洁净室屏障从塑料柔性帘一直演变为具有手套端口的刚性屏障。屏障的目的是将包括操作者在内的周围的洁净室与重点区域逐渐隔离，在重点区域中执行操作并且灭菌材料暴露于重点区域。当包围程度几乎完成时，能够在不伤害操作者的情况下执行杀孢子的程序。因此，隔离器是具有以下完整程度的物理阻挡：该隔离器可以被密封以执行基于压力的例行泄漏测试，从而满足规定限制。在隔离器内部，隔离器设置有与周围环境分离的工作空间。可以从外侧在空间内执行操控，而不需牺牲其完整性。用于无菌工艺的工业隔离器是这样的隔离器：其中内部空间和暴露表面均是微生物受控的。通过使用微生物保留过滤器、灭菌过程、杀孢子过程(比如通过气体处理)以及防止来自外部环境的再污染来实现控制。杀孢子过程是使用被发现能够杀死细菌和真菌孢子的药剂对表面进行的气体、蒸汽或液体处理。当不需要常规的灭菌方法时，该过程被用在隔离器的内表面以及隔离器内的材料的外表面。
根据每单位体积空气里允许的粒子的数量和尺寸将洁净室分级。类似“等级100”或“等级1000”的大的数字参照FED-STD-209E，并且表示每立方英尺空气允许的尺寸0.5μm或更大的粒子的数量。标准还允许插值，因此可以描述为例如“等级2000”。小的数字参照ISO 14644-1标准，其指定了每立方米的空气允许的0.1μm或更大的粒子的数量的十进制对数。例如，ISO等级5洁净室具有最多每立方米105＝100,000个粒子。因为1m3是大约35ft3，因此当测量0.5μm粒子时两个标准基本等效，尽管测试标准不同。普通室内空气是大约等级1,000,000或ISO 9。在指定取样位置处，使用离散粒子计数法、光散射仪器来确定大于等于指定尺寸的空中粒子的浓度。
美国FED STD 209E洁净室标准
ISO 14644-1洁净室标准
FS 209E和ISO 14644-1都采用了粒径与粒子浓度之间的log-log相对关系。因此，不存在零粒子浓度。没有条目的表格位是不适用的粒径和洁净度等级的组合，并且不应视作零。
BS 5295洁净室标准
BS 5295等级1也要求在任何样品中存在的最大粒子不超过5μm。
GMP EU分级
在微生物学中使用术语“灭菌保证等级”(SAL)来描述在已经经过灭菌过程之后未灭菌的单个单元的可能性。例如，医疗装置制造商将其灭菌过程设计成极低SAL——应当只有“百万分之一”的装置未灭菌。SAL还用于描述灭菌过程的杀灭功效，其中，非常有效的灭菌过程具有非常低的SAL。
在微生物学中，认为不可能证明所有生物体都已被杀灭，因为：1)它们可能存在但是无法检测到，只是因为它们没有在其优选的环境中孵化，以及2)它们可能存在但是无法检测到，因为它们的存在从未被发现过。因此，SAL用于描述给定的灭菌过程没有杀灭所有微生物的概率。
在数学上，SAL所提到的概率通常是非常小的数字，并且因此适当地表达为负指数(例如，“该过程的SAL是10的负六次方”)。SAL所提到的灭菌功效通常是大的多的数字，并且因此适当地表达为正指数(例如，“该过程的SAL是10的六次方”)。在这种用法中，有时使用词“减少”来提及该过程的负数效果(例如“该过程提供六个数量级的减少”)。
SAL可用于描述通过灭菌过程被杀灭的微生物的种群数量。每个数量级减少(10-1)表示微生物的种群数量减少90％。那么所示出的实现了“6个数量级的减少”(10-6)的过程将一百万生物体的种群数量(106)减少至非常接近零。
为了灭菌或无菌地填充物质至容器或装置，比如药物、疫苗和食品，已经使用洁净室和隔离器来确保所需的SAL，以保持被填充产品是无菌的或灭菌的。然而，如以上综述的，洁净室和隔离器需要大量的资金支出、操作成本、多种控制器、复杂及昂贵的设施，和/或高度训练的人员。因此，理想的是不使用这种洁净室和/或隔离器的情况下灭菌或无菌地填充物质，同时确保所需SAL来保持被填充物质是无菌或灭菌的。
因此，本发明的目的是克服现有技术的一个或更多个上述缺陷和/或缺点。
发明内容
根据一方面，包括下述步骤：
(a)用注射构件穿透装置的弹性隔膜，其中，装置限定有与弹性隔膜流体连通的密封的空的灭菌腔；
(b)在穿透步骤期间，在弹性隔膜与注射构件之间形成环状接合面，环状接合面在弹性隔膜的和灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与隔膜的接合注射构件的外表面之间轴向地延伸，并且通过(i)在环状接合面处弹性隔膜与注射构件之间的摩擦和(ii)在环状接合面处弹性隔膜的伸长中的至少一者对注射构件进行净化；
(c)将物质引入通过注射构件并且进入装置的灭菌腔；
(d)从弹性隔膜抽出注射构件；
(e)允许弹性隔膜在由于抽出注射构件而产生的穿透孔口处重新密封其自身；以及
(f)在步骤(a)至(e)中一直保持腔是灭菌的。
一些实施方式包括在限定出大于大约等级100或ISO 5的污染等级的周围环境中执行穿透步骤。一些这样的实施方式包括在限定出大于大约等级100或ISO 5的污染等级的周围环境中执行步骤a)至步骤e)。一些实施方式包括在限定出大于大约等级100或ISO 5且小于等于大约等级100,000或ISO 8的污染等级的周围环境中执行穿透步骤。
在一些实施方式中，注射构件的净化包括在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约3个数量级的减少。在一些这样的实施方式中，注射构件的净化包括在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约5个数量级的减少。在一些这样的实施方式中，注射构件的净化包括在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约6个数量级的减少。
一些实施方式还包括将产生的穿透孔口重新密封。在一些这样的实施方式中，重新密封步骤包括用机械密封、液体密封剂、热密封和/或化学密封将产生的穿透孔口重新密封。一些实施方式还包括向产生的穿透孔口发射射线以实现或进一步完成密封。
在一些实施方式中，弹性隔膜包括限定有近似圆顶形的穿透区域，并且穿透步骤包括在圆顶形的穿透区域中穿透弹性隔膜。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜限定有大致凸形的外表面、以及与凸形的外表面相反的大致凹形的内表面。在一些这样的实施方式中，隔膜的内表面限定有大致围绕穿透区域延伸的相对凹入的表面。在一些这样的实施方式中，相对凹入表面是槽。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定有被注射构件穿透的穿透区域，并且穿透区域的形状确定成在穿透步骤期间提高由弹性隔膜施加在注射构件上的压力。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜的穿透区域为近似圆顶形。在一些这样的实施方式中，近似圆顶形的穿透区域限定有大致凸形的外表面和大致凹形的内表面。
在一些实施方式中，在穿透步骤期间，在通过注射构件使弹性隔膜最大伸长时，弹性隔膜的内表面形成初始裂缝。
在一些实施方式中，环状接合面由被穿透的弹性隔膜的在大致整个如下轴向距离上围绕注射构件环状地延伸的部分限定：轴向距离在穿透隔膜和注射构件之间的内部接触点与外部接触点之间延伸。在一些实施方式中，轴向距离是至少大约1/2mm。在一些实施方式中，轴向距离是至少大约1mm。并且在一些这样的实施方式中，轴向距离是至少大约4/3mm。
在一些实施方式中，弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面限定出大致颠倒的截头锥形形状。
在一些实施方式中，注射构件的隔膜接合表面的摩擦系数小于弹性隔膜的穿透部分的摩擦系数。
一些实施方式还包括在穿透步骤期间用形成在隔膜的内表面上并且大致围绕穿透区域延伸的槽来减小在注射构件的穿透区域内隔膜的内表面的应变。在一些这样的实施方式中，槽围绕穿透区域并且与穿透区域相邻或连续地环状延伸。
在一些实施方式中，注射构件包括用于分送来自注射构件的物质的至少一个端口，并且方法还包括相对于环境大气密封端口，直至端口的至少一部分与灭菌腔流体连通为止。一些这样的实施方式还包括将注射构件的端口和封闭件中的至少一者从相对于环境大气密封端口的关闭位置移动至使端口打开成与灭菌腔流体连通的打开位置。一些这样的实施方式还包括，在抽出步骤之前或抽出步骤期间，将注射构件的端口和封闭件中的至少一者从打开位置移动至关闭位置。一些这样的实施方式还包括，在将弹性隔膜穿孔之后或在端口的一部分穿过弹性隔膜的内表面并且与灭菌腔流体连通之后，将物质从注射构件引入灭菌腔。一些这样的实施方式还包括在关闭位置中将注射构件的内部和端口大致与环境大气密封隔开。在一些实施方式中，密封包括在封闭件与注射构件的接合面处用相对较软的材料形成大致液密密封。一些实施方式还包括在穿透步骤和抽出步骤期间，大致防止端口与弹性隔膜之间的接触。一些这样的实施方式还包括将封闭件插置于端口与弹性隔膜之间，并且大致防止端口与弹性隔膜之间的接触。
在一些实施方式中，弹性隔膜是自封闭式的并且大致防止流体通过产生的穿透孔口进入。一些实施方式还包括将有毒物质引入通过注射构件并且进入装置的灭菌腔，并且在该方法中使用封闭件来完全防止有毒物质暴露于环境大气。
在一些实施方式中，注射构件的净化包括在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处通过弹性隔膜对注射构件施加压力并且进而杀死接合面处的生物体。在一些这样的实施方式中，在注射构件上施加压力包括穿透弹性隔膜的大致圆顶形或凸形部分。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定有被注射构件穿透的穿透区域，并且弹性隔膜的穿透区域在穿透之前限定出以下厚度：该厚度在注射构件的外径的大约1/2至大约两倍的范围内。在一些实施方式中，弹性隔膜限定有包括凹部的穿透区域，凹部限定出弹性隔膜的减小的厚度，并且穿透步骤包括在穿透区域的减小的厚度处穿透弹性隔膜。在一些这样的实施方式中，穿透区域的凹部限定出大致截头锥形形状。在一些实施方式中，注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且穿透区域凹部限定有与第一夹角大致相同的第二夹角。在其他实施方式中，注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且穿透区域凹部限定有大于第一夹角的第二夹角。
根据另一方面，提供了一种通过注射构件灭菌地填充的装置，注射构件限定有端口，端口通常相对于环境大气密封并且能够打开以将来自注射构件的物质通过端口进行分送，其中，装置包括：本体，本体限定有密封的空的灭菌腔；以及弹性隔膜，弹性隔膜与密封的空的灭菌腔流体连通。(A)弹性隔膜能够被注射构件穿透，并且在弹性隔膜与注射构件之间形成环状接合面，环状接合面在(i)弹性隔膜的和灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与(ii)隔膜的接合注射构件的外表面之间轴向延伸，并且(B)注射构件与弹性隔膜中的至少一者相对于另一者的相对运动使得通过(i)在环状接合面处弹性隔膜与注射构件之间的摩擦和/或(ii)在环状接合面处弹性隔膜的伸长而对注射构件进行净化。
在一些实施方式中，注射构件与弹性隔膜的相对运动将注射构件的端口打开成与灭菌腔流体连通以将来自注射构件的物质分送至灭菌腔。在一些实施方式中，在环状接合面处净化注射构件并且端口的至少一部分穿过隔膜之后，相对运动打开端口。
在一些实施方式中，注射构件与弹性隔膜的相对运动对注射构件的净化程度为：在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约3个数量级的减少。在一些这样的实施方式中，注射构件与弹性隔膜的相对运动对注射构件的净化程度为：在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约5个数量级的减少。在一些这样的实施方式中，注射构件与弹性隔膜的相对运动对注射构件的净化程度为：在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处实现生物负荷的至少大约6个数量级的减少。
在一些实施方式中，弹性构件是可重新密封的或能够在产生的穿透孔口处被重新密封。在一些这样的实施方式中，弹性构件的产生的穿透孔口通过机械密封、液体密封剂、热密封和/或化学密封被重新密封。
在一些实施方式中，弹性隔膜包括能够被注射构件穿透并且限定出近似圆顶形的穿透区域。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜限定有大致凸形的外表面、以及与凸形的外表面相反的大致凹形的内表面。在一些这样的实施方式中，隔膜的内表面限定有大致围绕穿透区域延伸的相对凹入的表面。在一些这样的实施方式中，相对凹入表面是槽。一些实施方式还包括用于在隔膜被注射构件穿透期间减小隔膜的内表面上的应变的构造。在一些这样的实施方式中，该构造是形成在隔膜的内表面上并且大致围绕隔膜的被注射构件穿透的穿透区域延伸的槽。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定出在大约1邵氏硬度A至大约100邵氏硬度A的范围内的硬度。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜限定出在大约20邵氏硬度A至大约80邵氏硬度A的范围内的硬度。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定有能够被注射构件穿透的穿透区域，并且穿透区域的形状确定成在弹性隔膜被注射构件穿透期间提高由弹性隔膜施加在注射构件上的压力。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜的穿透区域为近似圆顶形。在一些这样的实施方式中，近似圆顶形的穿透区域限定有大致凸形的外表面和大致凹形的内表面。
在一些实施方式中，环状接合面由被穿透的弹性隔膜的在大致整个如下轴向距离上围绕注射构件环状地延伸的部分限定：轴向距离在穿透隔膜和注射构件之间的内部接触点与外部接触点之间延伸。在一些这样的实施方式中，轴向距离是至少大约1/2mm。在一些这样的实施方式中，轴向距离是至少大约1mm。并且在一些这样的实施方式中，轴向距离是至少大约4/3mm。
在一些实施方式中，弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面限定出大致颠倒的截头锥形形状。在某些实施方式中，弹性隔膜的穿透部分的摩擦系数大于注射构件的隔膜接合表面的摩擦系数。
一些实施方式还包括用于在隔膜被注射构件穿透期间减小隔膜的内表面上的应变的构造。在一些这样的实施方式中，该构造是形成在隔膜的内表面上并且大致围绕隔膜上的注射构件穿透的穿透区域延伸的环状槽。在一些这样的实施方式中，槽围绕穿透区域并且与穿透区域相邻或连续地环状延伸。
在一些实施方式中，弹性隔膜是自封闭式的，并且大致防止流体通过产生的穿透孔口进入。在一些实施方式中，弹性隔膜构造成在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处在注射构件上施加压力，从而杀死接合面处的生物体。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜包括大致圆顶形或凸形的穿透区域，穿透区域在其被注射构件穿透期间在注射构件上施加压力。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定有被注射构件穿透的穿透区域，并且弹性隔膜的穿透区域限定出穿透之前的以下厚度：该厚度在注射构件的外径的大约1/2至大约两倍的范围内。
在一些实施方式中，弹性隔膜限定有包括凹部的穿透区域，凹部限定出弹性隔膜的减小的厚度，在减小的厚度处被注射构件穿透。在一些这样的实施方式中，穿透区域凹部限定出大致截头锥形形状。在一些实施方式中，注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且穿透区域限定有与第一夹角大致相同的第二夹角。在其他实施方式中，注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且穿透区域限定有大于第一夹角的第二夹角。
在一些实施方式中，提供了用于填充及重新密封容器或其他装置的设备。设备包括：壳体，壳体至少部分地限定有加工空间；装置支承件，装置支承件用于以可释放的方式保持密封的装置，装置限定有密封腔和可穿透部分，密封腔用于在其中储存物质，可穿透部分与腔流体连通并且能够被填充或注射构件穿透。设备还包括传送器，传送器限定出用于运送支承件和装置的路径，沿着路径运送支承件和装置通过加工空间。在设备的加工空间内，设备包括：净化工位，净化工位位于传送器路径上并且构造成至少净化可穿透隔膜的可穿透表面；填充工位，填充工位在传送器路径上位于净化工位的下游，并且包括与待填充至装置的腔中的物质的物质源以流体连通的方式联接或可联结的至少一个填充或注射构件。填充或注射构件和装置中的至少一者能够相对于另一者在填充工位内移动，从而用填充或注射构件穿透可穿透隔膜，引入物质通过填充或注射构件并且进入腔，并且从隔膜抽出填充或注射构件。重新密封工位在传送器路径上位于填充工位下游，构造成对在填充工位处在装置的腔的填充期间在隔膜中形成的孔口进行重新密封。在一些实施方式中，盖储存工位，盖储存工位构造成在装置的填充和重新密封期间储存从填充或注射构件移除的盖。
在一些实施方式中，用于填充和重新密封的设备包括盖移除装置，盖移除装置构造成在填充装置之前从填充或注射构件移除盖，将盖储存在盖储存工位。盖移除装置构造成在填充和重新密封装置之后将盖从储存工位取回，并且将盖重新施加至填充或注射构件，然后将装有盖的填充或注射构件从设备移除。
在一些实施方式中，用于填充及重新密封容器的设备包括：壳体，壳体至少部分地限定加工空间；装置支承件，装置支承件用于以可释放的方式保持密封的装置，装置限定有密封腔和可穿透部分，密封腔用于在其中储存物质，可穿透部分与腔流体连通并且能够被填充或注射构件穿透；传送器，传送器限定出用于运送支承件和装置的路径，沿着路径运送支承件和装置通过加工空间。在加工空间内有：净化工位，净化工位位于传送器路径上并且构造成至少净化可穿透隔膜的可穿透表面；填充工位，填充工位在传送器路径上位于净化工位的下游，并且包括与待填充至装置的腔中的物质的物质源以流体连通的方式联接或可联结的至少一个填充或注射构件。填充或注射构件和/或装置能够相对于另一者在填充工位内移动，从而用填充或注射构件穿透可穿透隔膜，引入物质通过填充或注射构件并且进入腔，并且从隔膜抽出填充或注射构件。重新密封工位在传送器路径上位于填充工位下游，构造成对在填充工位处在装置的腔的填充期间在隔膜中形成的孔口进行重新密封。物质源通过灭菌连接器而能够布置成与填充工位流体连通和断开流体连通，灭菌连接器构造成提供物质源与填充工位之间的流体流动路径，当物质源布置成与填充工位流体连通时流体流动路径与环境大气密封隔开，并且当物质源不与填充工位流体连通时保持流体流动路径与环境大气密封隔开。
在一些实施方式中，物质源包括构造成以可释放的方式保持一个或更多个物质供给源容器的旋转架或类似的支撑装置。此外，一个或更多个物质供给源容器的每个物质供给源容器包含待被灭菌填充的不同物质,比如相应的成分、配制品或组合，包括液体的、半液体的、凝胶和/或粉末形式的物质。在其他实施方式中，设备还包括设置在物质源与填充工位之间的控制器，该控制器构造成控制待填充的物质在物质源与填充工位之间的流动。在一些实施方式中，流动路径是灭菌的。
在其他实施方式中，提供了用于填充及重新密封密封容器或其他装置的方法。该方法包括将填充或注射构件传送至填充装置中，其中，填充或注射构件容置在盖内。填充装置包括：壳体，壳体至少部分地限定出加工空间；装置支承件，装置支承件用于以可释放的方式保持密封的装置，装置限定有密封腔和可穿透部分，密封腔用于在其中储存物质，可穿透部分与腔流体连通并且能够被填充或注射构件穿透；传送器，传送器限定出用于运送支承件和装置的路径，沿着路径运送支承件和装置通过加工空间。在加工空间内，净化工位，净化工位位于传送器路径上并且构造成至少净化可穿透隔膜的可穿透表面；填充工位，填充工位位于传送器路径上净化工位的下游，并且包括与待填充至装置的腔中的物质的物质源以流体连通的方式联接或可联结的至少一个填充或注射构件。填充或注射构件和/或装置能够相对于另一者在填充工位内移动，从而用填充或注射构件穿透可穿透隔膜，引入物质通过填充或注射构件并且进入腔，并且从隔膜抽出填充或注射构件。重新密封工位在传送器路径上位于填充工位下游，构造成对在填充工位处在装置的腔的填充期间在隔膜中形成的孔口进行重新密封。该方法还包括将填充或注射构件从盖移除并且将填充或注射构件流体地连接至物质源；将填充装置中的填充或注射构件的盖储存在储存位置；至少对装置的可穿透表面进行净化，装置包括能够由填充或注射构件穿透的针可穿透部分或隔膜以及与可穿透隔膜流体连通的密封腔；将填充或注射构件和装置中的至少一者相对于另一者移动，以用填充或注射构件穿透可穿透隔膜，引入物质通过填充或注射构件并且进入腔，并且将填充或注射构件从隔膜抽出；以及密封隔膜的穿透区域。
在其他实施方式中，该方法包括以下步骤：从储存位置取回盖；以及将盖重新附接至填充或注射构件。
某些实施方式的一个优点是：环状接合面通过(i)在环状接合面处弹性隔膜与注射构件之间的摩擦，以及(ii)在环状接合面处弹性隔膜的伸长中的至少一者——并且在一些实施方式中是两者——对注射构件进行净化，并且因此在填充之前不需要灭菌或以其他方式净化注射构件，或在进行填充时灭菌或以其他方式净化周围环境。某些实施方式的另一优点是：注射构件相对于环境大气密封直至其穿透弹性隔膜，并且注射构件的净化部分与装置的灭菌腔流体连通。这样进一步省却了在经净化的或受控的环境内填充的需求。因此，可以在以下周围环境中执行填充：该周围环境限定出大于大约等级100或ISO 5的污染等级，比如限定出大于大约等级100或ISO 5的污染等级且小于等于等级100,000或ISO 8的污染等级。这种受控的未分级周围环境可省却如上所述现有技术所需的大量的资本支出、操作成本、多种控制、复杂及昂贵的设施和/或高度培训的人员。
另一优点是：注射构件的净化可以实现在位于弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处的生物负荷的至少大约3个数量级(log)的减少，在一些实施方式中，可以实现弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处的生物负荷的至少大约5个数量级的减少，并且在另外的实施方式中，可以实现弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处的生物负荷的至少大约6个数量级的减少。因此，一些实施方式的特征可以确保显著的灭菌保证等级，而避免了现有技术的许多缺陷和缺点。
本发明的其他目的和优点、和/或其实施方式通过下述详细描述和附图将更容易看出。
附图说明
图1是呈小瓶形式的装置的侧视立体图；
图2是图1的小瓶的俯视立体图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置；
图3是图1的小瓶的局部侧视截面图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置；
图4是图1的小瓶的侧视截面图，其中，第二封闭件处于第二密封位置；
图5是图1的小瓶的第一封闭件和第二封闭件的俯视立体图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置；
图6是填充装置的侧视立体图，该填充装置能够与图1的小瓶接合来无菌地或灭菌地将物质填充在小瓶中；
图7A是图6的填充装置的侧视截面图，其中，封闭件处于第一或关闭位置，将填充构件的端口与环境大气密封隔开；
图7B是图6的填充装置的侧视截面图，其中，封闭件处于第二或打开位置，打开填充构件的端口；
图8A是图6的填充装置的封闭件以及尖端在与图1的小瓶的隔膜接合之前的局部侧视截面图，其中，封闭件处于第一或关闭位置将端口与环境大气密封隔开；
图8B是图6的填充装置在填充或注射构件的尖端穿透图1中所示类型的隔膜时的侧视截面图，其中，封闭件仍处于第一或关闭位置以将端口密封避免与被穿透的隔膜相接触；
图8C是图6的填充装置在下述情况的侧视截面图：其中，填充构件的尖端穿透过隔膜，封闭件被防止进一步运动穿过隔膜，并且允许填充构件相对于固定的封闭件继续移动至腔内以将流体端口暴露于腔，并且允许无菌的或灭菌的物质流通过打开的端口并且进入无菌的或灭菌的腔中；
图9A是图6的填充装置的远端的另一实施方式的侧视截面图，包括在填充构件的尖端处形成的止挡表面上包覆模制的密封件，以助于在封闭件与填充装置之间形成大致流体封闭或气密密封；
图9B是图6的填充装置的远端的另一实施方式的侧视截面图，包括在封闭件的远端上包覆模制的密封件，以助于在封闭件与填充装置之间形成大致流体封闭或气密密封。
图10A是呈小瓶形式的装置的俯视立体图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置；
图10B是图10A的装置的俯视立体图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置，其中，填充构件定位成刺穿第一封闭件；
图10C是已被填充的图10A的装置的侧视图，其中，第二封闭件处于第二密封位置；
图10D为图10C的填充装置与刺穿第二封闭件进入腔的针一起的侧视图，以允许将物质从腔中抽出；
图10E是图10C的装置的侧视图，其中，所有物质被从腔中抽出；
图11A至图11D依次示出了图10A的装置的组件，其中，隔膜是包覆模制在模制的盖上的，并且第一封闭件在小瓶上以密封的方式关闭就位；
图12是图10A的装置的局部侧视截面图，其中，第一封闭件处于关闭位置；
图13是图10A的装置的俯视立体图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置，并且所述装置准备好填充；
图14是已被填充的图13的装置的侧视图，其中，第二封闭件处于第二密封位置，并且由填充构件形成的第一封闭件中的孔由第二封闭件以密封的方式围封；
图15A是图10B中所示的装置和填充构件的截面图；
图15B是图10A的装置的截面图，其中，填充构件的尖端穿透第一封闭件的隔膜进入腔，并且填充构件的封闭件处于第一或关闭位置，将填充构件的端口与环境空气密封隔开；
图15C是图10A的装置的截面图，其中，填充构件进一步穿透进入腔，其中，填充构件的封闭件处于第二或打开位置，打开填充构件的端口；
图15D是图10A的装置的截面图，其中，填充构件从腔部分地抽出，并且填充构件的封闭件移动回第一或关闭位置，将填充构件的端口与环境空气重新密封隔开；
图16A是在填充构件已经刺穿小瓶隔膜并且被抽出、在小瓶隔膜中留下孔之后图10A的装置的截面图，其中，第二封闭件处于第一非密封位置，并且示意性地示出了第一封闭件和第二封闭件的灭菌；
图16B是图16A的装置的截面图，其中，第二封闭件处于第二密封位置，围封小瓶隔膜中的孔；
图17A是准备用于对腔中的物质进行采样的图10A的被填充装置的侧视图；
图17B为图17A的被填充装置的侧视图，其中，针刺穿第二封闭件进入腔以允许对腔中的物质进行采样；
图18A是在弹性隔膜穿透期间填充装置的注射构件的穿透尖端的照片，并且示出了在弹性隔膜与注射构件之间、并且在弹性隔膜的和灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与隔膜的接合注射构件的外表面之间轴向地延伸的环状接合面，并且通过在环状接合面处弹性隔膜与注射构件之间的摩擦以及在环状接合面处弹性隔膜的伸长对注射构件进行净化；
图18B是图18A的局部放大视图，更详细地示出了环状接合面；
图19是另一弹性隔膜的截面图，包括限定有厚度减小的穿透区域的V形槽，以及在隔膜的下侧上的凹槽，该凹槽围绕穿透区域并且邻近穿透区域大致环状延伸；
图20是用于对密封容器进行填充及重新密封的设备的正视立体图；
图21是图20的设备的正视平面图；
图22是图20的设备的俯视平面图，其中，部分剖开示出了内部部件；
图23是图20的设备的右视平面图，其中，部分剖开示出了内部部件；
图24是用于对密封容器进行填充及重新密封的设备的另一实施方式的立体图；
图25是用于对密封容器进行填充及重新密封的设备的另一实施方式的立体图；以及
图26是为患者提供物质的图25的装置的示意性图示。
具体实施方式
在图1中，装置总体上由附图标记10指出。在图示的实施方式中，装置10是限定有密封的空的腔11的小瓶，在其中，无菌地或灭菌地填充有物质，比如药剂、注射药物或疫苗。然而，本领域普通技术人员基于本文中的教示可以意识，本发明可以由目前已知的或以后将获知的多种不同类型的装置中的任何装置实现并且其他方式也是适用的，比如容器、注射器、输送装置、分送器和加工装置。类似地，装置可以填充目前已知的或以后将获知的许多不同物质中的任何物质，比如药剂、注射药物、疫苗、补充剂(supplement)、食物、饮料、液体营养品和工业的产品，以及呈多种不同形式中的任何形式，包括液体、凝胶、粉末和气体。
如图1中所示，小瓶10包括小瓶本体12和封闭件14。在图示的实施方式中，本体为大致筒形，并且限定有大致筒形侧壁16，该筒形侧壁16在其顶端处具有环状孔口18，用于将封闭件14以密封的方式接纳于其上，如在下方进一步描述的。小瓶本体12还包括环状凸出部20，该环状凸出部20与小瓶本体12的顶端隔开并且从侧壁16横向地向外延伸。小瓶本体12可以由玻璃或塑料制成。然而，本领域所属普通技术人员基于本文的教示可以意识到，本体可以由目前已知的或以后将获知的多种不同材料中的任何材料制成。此外本领域所属普通技术人员基于本文的教示还可以意识到，本体可构造成多种形状中的任何形状来接纳封闭件。例如，本体可以限定出线轴状(spool-like)或“空竹(diabolo)”形状，比如于2006年9月5日提交的标题为“Sealed Containers and Methods of Making and Filling Same(密封容器以及制造和填充该容器的方法)”序列号为No.7,100,646的美国专利中公开的，其还要求于2002年9月3日提交的类似标题的美国临时专利申请No.60/408,068的优先权，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分。
如图2、图10A、图11D和图13中所示，封闭件14包括第一封闭件22和第二封闭件24。第一封闭件22和第二封闭件24相对于彼此可以移动。在图示的实施方式中，第一封闭件和第二封闭件经由活动铰链26联接。然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，第二封闭件可以经由目前已知的或以后将获知的多种连接方式中的任一种而连接至第一封闭件或小瓶本体中的任一者，以允许至少一个封闭件相对于另一封闭件的运动。类似地，第一封闭件22和第二封闭件24在打开位置不需要连接，而是仅在关闭位置——当第二封闭件覆盖并且以密封地方式接合第一封闭件中的穿透孔口时——连接。当第一封闭件22和第二封闭件24在打开位置中连接的情况下，其可以一体地模制，如图所示。
第一封闭件22和第二封闭件24两者分别包括大致居中的第一凹部28和大致居中的第二凹部30，第一凹部28和第二凹部30分别从封闭件的顶部表面轴向延伸，以在其中以密封的方式接纳第一可穿透隔膜32和第二可穿透隔膜34。可穿透隔膜可以由针可穿透的弹性体、橡胶或足够弹性以可被针穿透的橡胶类材料制成。在一些实施方式中，隔膜材料还具有足够的弹性以在针或类似注射构件从其移除之后关闭产生的穿透孔口，以使其本身重新密封。在一些实施方式中，第一可穿透隔膜32和第二可穿透隔膜34分别与第一封闭件部分22和第二封闭件部分24共同模制。在其它实施方案中，第一可穿透隔膜32和第二可穿透隔膜34分别与第一封闭件部分22和第二封闭件部分24包覆模制，例如同时地包覆模制，如图11A和图11B中所示。因而，第二封闭件部分24可安装在小瓶本体12上，如图11C和图11D中所示。然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，可穿透隔膜可以以目前已知的或以后将获知的多种不同方式中的任何方式构造成用第二隔膜密封第一隔膜。替代性地，装置可以不包括第二隔膜，而是可以以另一方式对第一隔膜中产生的穿透孔口进行重新密封，如以下进一步描述的。
如图3和图12中所示，第一封闭件22包括环状侧壁36，该环状侧壁36从其顶部表面的周界轴向延伸，在环状侧壁36与环状凹槽28的环状壁之间限定轴向延伸的环状槽道38。当第一封闭件安装在本体顶部上时，环状槽道38在其中接纳本体12的筒形侧壁16的顶端的一部分。本体的筒形侧壁16的顶端限定有环状渐缩的隆凸部40。可以看到，渐缩的隆凸部40在侧壁16的外侧上限定有渐缩的表面42。在本体的渐缩的隆凸部40的与本体的顶端相对一侧的紧邻位置处，本体侧壁16限定有横向延伸的环状凹槽44，该环状凹槽44从侧壁的外部向内延伸。
第一封闭件的环状侧壁36的底端限定有对应的环状渐缩的隆凸部46。可以看到，渐缩的隆凸部46在侧壁36的内部限定有渐缩的表面48。因此，当第一封闭件22安装在本体12的顶部上时，本体的顶端处的一部分侧壁被接纳在第一封闭件的轴向延伸的环状槽道38内，并且第一封闭件的环状渐缩隆凸部46滑过本体的相对的环状渐缩的隆凸部40并且卡扣入本体的横向延伸的环状凹槽44内，以在它们之间产生液密密封。另一环状凹槽50限定在第一封闭件的底端与本体的横向延伸的环状凸出部20之间。
当第一封闭件22以密封的方式安装在本体12的顶部上时，在本体内限定有密封空腔11，并且第一可穿透隔膜32与腔流体连通。如果密封的空的装置和/或封闭件14和本体12是灭菌的，那么因此在其中限定有密封的空的灭菌腔。可以以目前已知的或以后将获知的多种不同方式中的任何方式实现装置的、或其中的封闭件、本体和/或任何组成部分的灭菌，比如通过向其施用射线(例如gamma(伽马)、电子束、UV(紫外线)或者其他类型灭菌射线)，或通过采用流体杀菌剂(例如，汽化的过氧化氢或一氧化氮)，和/或密封空腔可以在填充流体杀菌剂之前灭菌，如在于2011年6月21日提交的标题为“Nitric Oxide InjectionSterilization Device and Method(一氧化氮注射灭菌装置及方法)”的美国临时专利申请No.61/499,626中公开的，其全文通过参引明确地并入本文作为本文的一部分，如同其在本文中完整地阐述一样。
通过将第一封闭件22安装在本体12的顶部上，第二封闭件24能够在跟第一封闭件22分隔开的第一位置(如图2、图10A、图11D和图13中所示)与第二封闭件24安装在第一封闭件22的顶部上的第二位置(如图4中所示)之间移动。在第一位置中，第二可穿透隔膜34不以密封的方式接合第一可穿透隔膜32。另一方面，在第二位置中，第二可穿透隔膜34以密封的方式覆在第一可穿透隔膜32的可穿透部分上，从而产生机械密封，如以下进一步阐述。替代性地，也如以下阐述的，第二隔膜可以省略，并且第一隔膜中产生的穿透孔口可以以目前已知的或以后将获知的多种不同的方式中的任何方式重新密封，比如通过激光或其他形式的射线、通过施加热能和/或施用液体密封剂，比如液体硅树脂，而重新密封。
如图5和图11B中所示，第二封闭件24包括环状侧壁52，该环状侧壁52从第二封闭件24的顶部表面的周界轴向延伸，并且构造成当处于第二位置中时将第一封闭件24以配合的方式接纳于其中。第二封闭件的环状侧壁52的底端限定有环状渐缩的隆凸部54。可以看到，渐缩的隆凸部54在侧壁52的内侧限定有渐缩的表面56。当第二封闭件24从第一位置移动至第二位置时，第一封闭件被以配合的方式接纳在第二封闭件内，第二封闭件的底端抵接本体的横向延伸环状凸出部20，并且第二封闭件的环状渐缩的隆凸部54卡扣至位于第一封闭件的底端与横向延伸的环状凸出部之间的环状凹槽50中，以将第二封闭件固定在第二位置。
当位于第二位置时，第二封闭件24的第二轴向延伸凹部30——其中包含第二可穿透隔膜34——以密封的方式配装至第一可穿透隔膜32内，从而使第二可穿透隔膜以密封的方式接合在第一可穿透隔膜的可穿透部分的顶部上。在图示的实施方式中，如图4中所示，第一可穿透隔膜32在与腔11相对的一侧上具有大致圆顶状的或凸形的形状。第二可穿透隔膜34在其与第一可穿透隔膜32大致相对的侧上也相应地具有大致圆顶形的或凸形的形状，从而以密封的方式与第一可穿透隔膜的轮廓配合。
为了用物质填充装置10，当第二封闭件24处于第二位置或打开位置时，填充装置穿透第一可穿透隔膜32。于2012年4月18日提交的标题为“Needle with Closure andMethod(具有封闭件的针及方法)”的美国专利申请No.13/450,306公开了示例性的针，其还要求于2011年4月18日提交的标题为“Filling Needle and Method(填充针及方法)”的美国临时专利申请No.61/476,523的优先权，从而以上全部内容通过参引明确地并入本公开内容作为本公开的一部分，如同其在本文完整地阐述一样。
在一些实施方式中，如图6中所示，使用填充装置60来对装置10进行填充。填充装置60包括：中空的填充或注射构件62、在填充构件的一端处形成的尖端64、与中空的填充构件62的内部流体连通的两个端口66、第一或相对刚性的封闭件68、以及第二封闭件或者说相对柔性的环状壳体70。填充构件62在其大致中间部分处包括凸台72(图7B)。可以看到，凸台72在其中限定有环状地且轴向延伸的凹部，用于接纳封闭件68的近端部分以及偏置构件74，偏置构件74接合并偏置封闭件，如下文所进一步描述的。在图示的实施方式中，两个端口66在直径方向上彼此相对；然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，填充装置可以限定任何数量的端口，该端口可以限定具有多种不同构型和位置中的任何构型和位置。
封闭件68和/或填充构件62能够在第一位置与第二位置之间移动，(i)在第一位置中，封闭件关闭端口66，大致如图7A中所示，(ii)在第二位置中使端口66打开，大致如图7B中所示。当处于关闭位置时，封闭件68在端口66与环境大气之间形成大致液密密封。封闭件68经由偏置构件74沿从第二或打开位置朝向第一或关闭位置的方向偏置以常闭端口66。在图示的实施方式中，偏置构件74是螺旋弹簧。然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，封闭件可以以目前已知的或以后将获知的多种不同方式中的任何方式使用除了弹簧之外的偏置构件来偏置。此外，如果使用弹簧，可以使用多种不同弹簧中的任何弹簧或弹簧组合。在图示的实施方式中，封闭件68是在填充构件62上介于常闭位置与打开位置之间轴向滑动的“遮板”封闭件。然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，封闭件可以采用目前已知的或以后将获知的多种不同构型中的任何构型，用于执行本文中所述的封闭件的功能。
封闭件68围绕填充构件62环状地且轴向地延伸，并且以可滑动的方式安装在填充构件上。封闭件68包括与其近端相邻的环状凸缘76，该环状凸缘76能够与偏置构件74接合，偏置构件74用于将封闭件沿从第二或打开位置朝向第一或关闭位置的方向偏置。封闭件68的相对的远端78能够与填充构件尖端64的环状止挡表面80接合以使封闭件止挡在第一或关闭位置。封闭件68的远端78向内渐缩以限定出这样的周界：其与止挡表面80的周界以及填充构件尖端64的相邻部分大致齐平。如图9A和图9B中所示，在替代性实施方案中，封闭件68(图9B)和/或填充构件尖端64(图9A)包括位于封闭件的远端78与填充构件的尖端64之间的环状密封件82，以进一步确保在封闭件和填充构件的接合点处形成液密密封。在图9A的实施方式中，密封件82是O形环(o-ring)形状的并且包覆模制至填充构件尖端64。在图9B的替代实施方案中，O形环形状的密封件82包覆模制至封闭件68的远端。本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，密封件可以是与封闭件一体的也可以不是一体的，并且可以采用目前已知的或以后将获知的多种不同类型的密封件或密封构件中的任何形式，以便于在封闭件和填充构件的接合点处形成液密密封。在图示的实施方式中，封闭件68的近端被以可滑动的方式接纳在填充构件62的凸台72的环状凹槽内，并且偏置构件74位于凸台72的后壁84与环状凸缘76之间。
柔性封闭件或壳体70以密封的方式包围填充构件62的凸台72。在图示的实施方式中，柔性壳体形成波纹管以允许当移动至第一或关闭位置中时壳体轴向地膨胀(图7A)并且当移动至第二或打开位置中时壳体轴向地收缩(图7B)。然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，柔性壳体可以采用目前已知的或以后将获知的多种不同构型中的任何构型，用于执行本文中所述的壳体的功能。柔性壳体在其近端附近以密封的方式接合凸台72的向外突出的环状凸缘86，并且在其远端处以密封的方式接合封闭件68的环状凸缘88。在图示的实施方式中，封闭件环状凸缘88从封闭件68的大致中间部分径向向外突出。柔性壳体70的在近端靠近凸台环状凸缘86的部分包括环状凹槽，该环状凹槽接纳并保持凸缘76并且因此接纳并保持一体的凸台72。凸台72包括位于后壁84附近的相应的排放孔92，该排放孔92平时由阀90密封。排放孔92与凸台72的内部凹部流体连通。凸台72的内部与在封闭件68与填充构件62之间形成的环状及轴向延伸的一个或更多个槽道流体连通，如图8C和图15C中所示，当封闭件位于第二或打开位置时，这些槽道与待被填充的腔流体连通。因此，当在封闭件从第一位置运动至第二位置时偏置构件74被压缩时，凸台72内充分的流体压力(即，处于或高于排放阀打开压力)将使排放阀90相对于孔92径向向上移动以从而允许任何所述空气或其他气体单向排放至环境大气。另外，如以下进一步描述的，在填充期间，从待填充的腔排出的任何空气或其他气体(例如氮气)被允许通过封闭件与填充构件之间的槽道，并且进而通过排放阀90排放。当压力相等时，阀90弹性地返回其覆盖且接合孔92的密封位置。以类似的方式，排放阀90允许空气或其他气体通过排放孔92单向排放，并且当壳体72中存在真空时进入壳体72。本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，排放阀可以采用目前已知的或以后将获知的、能够执行本文中所述的排放阀的功能的多种一体的或非一体的阀中的任何形式的阀。
在图示的实施方式中，填充装置尖端64被定义为非取心(non-coring)的锥形尖锐的尖端；然而，本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，填充装置尖端可以采用目前已知的或以后将获知的大量其他尖端构型中的任何构型，比如套管针尖端。在一个构型中，偏置构件74的弹簧力足够允许填充装置60穿透相对的装置的隔膜，同时在通过隔膜穿过封闭件的同时保持封闭件68处于关闭位置，直至封闭件的环状凸缘88接合隔膜的外表面(或待被填充的装置的其他外表面或止挡表面)为止，以产生抵抗偏置构件74的偏置的、封闭件和填充构件的从常闭位置至打开位置的相对运动，并且进而将灭菌填充装置端口66、66暴露于灭菌装置腔内。
填充构件62的近端上形成有填充管路附接配件94。在图示的实施方式中，附接配件94是用于附接至填充管路(未示出)的带倒钩配件。本领域所属普通技术人员基于本文中的教示可以意识到，同样地可以使用当前已知的或今后得知的多种不同类型的配件、连接方式或连接器中的任一种来将填充装置联接至填充管路或导管或其他类型的管路或导管。例如，填充装置的近端可以限定有凸形或凹形连接器，用于无菌地或灭菌的连接至附接于填充管路的凸形或凹形连接器中的另一者，如以下专利文献中公开的：2012年5月1日提交的标题为“Device for Connecting or Filling and Method(用于连接或填充的装置及方法)”的美国临时专利申请No.61/641,248以及于2013年3月15日提交的类似标题的美国临时专利申请No.61/794,255；于2012年4月18日提交的标题为“Self-Closing Connector(自封闭式连接器)”的美国临时专利申请No.61/635,258以及于2012年4月17日提交的类似标题的美国临时专利申请No.61/625,663，因此以上全部内容通过参引完全地并入文本作为本公开内容的一部分，如其在本文中完整地阐述一样。
填充装置60可用于无菌地或灭菌地填充流体，使之通过第一可穿透隔膜32并且进入装置10的腔11。如图8A、图10B和图15A中所示，在穿透第一隔膜32之前，并且当填充装置尖端64暴露于环境大气时，封闭件68处于将端口66相对于环境大气进行密封的关闭位置，从而保持填充装置的端口和填充装置的内部是灭菌的。如图8B和图15B中所示，在穿透第一隔膜32时，封闭件68保持插置于端口66与第一可穿透隔膜32之间以基本上防止端口与隔膜之间的接触。当端口66位于腔11内时，封闭件的环状凸缘88的底部表面接合第一封闭件22的顶部表面并且防止遮板封闭件68相对于第一封闭件22进一步运动。填充装置60进一步穿透至装置10的腔，使得填充构件62和填充装置尖端64抵抗偏置构件74的偏置相对于遮板封闭件68滑动以进而使端口66移动至打开位置。当偏置构件74通过遮板封闭件从关闭位置至打开位置的进一步运动而被压缩时，壳体72内高于排放阀打开压力的任何流体压力被允许流动通过排放阀90至环境大气中。在图8C和图15C的打开位置中，填充装置内的流体或其他物质被允许流动通过打开的端口66并且进入腔11。腔11内的被流入腔中的物质代替的任何流体被允许通过在遮板封闭件68与填充装置62之间形成的槽道而排放，并且进而通过排放阀90排放。由于灭菌的端口66在整个填充过程中从未暴露于环境大气，因此，填充装置的端口、内部以及流动穿过填充装置的流体是未被污染的，并且/或者在流体被注射或以其他方式填充至腔11中时保持是无菌的或灭菌的。
根据实施方式，灭菌的或无菌的填充装置10的方法包括下列步骤：
(a)用注射构件62的尖端64穿透装置10的弹性隔膜32。如上所述，装置10限定有与弹性隔膜32流体连通的、密封的空的灭菌腔11；
(b)在穿透步骤期间，如通常在图18A和图18B中所示，在弹性隔膜32与注射构件62之间形成环状接合面98，该环状接合面98在弹性隔膜的内表面上的和灭菌腔流体连通的穿透点100与隔膜的接合注射构件的外表面102之间轴向延伸。在穿透步骤期间，注射构件62和弹性隔膜32中的至少一者相对于另一者的运动，通过(i)在环状接合面98处弹性隔膜32与注射构件62之间的摩擦，以及(ii)弹性隔膜32在环状接合面98处的伸长中的至少一者而净化了注射构件62，包括穿透尖端64和其遮板封闭件68。为了加强净化，注射构件62的隔膜接合表面的摩擦系数小于弹性隔膜32的穿透部分的摩擦系数。
(c)引入物质，比如疫苗、注射药物、液体营养品或其他液体、乳液、凝胶、粉末或气体，使物质通过注射构件62的端口66并且进入装置10的灭菌腔11；
(d)从弹性隔膜32抽出注射构件62；
(e)允许弹性隔膜32在由注射构件62抽出产生的穿透孔口处重新密封其自身；以及
(f)在步骤(a)至(e)一直保持腔11是灭菌的。
如图18A和图18B中最佳的示出，环状接合面98由被穿透的弹性隔膜的围绕注射构件62环状延伸的部分限定，该环状接合面98在穿透的隔膜与注射构件之间的内部接触点100和外部接触点102之间延伸大致贯穿轴向距离“X”。在一些实施方式中，轴向距离X为至少大约1/2mm，其他实施方式为至少大约1mm，并且在另一些实施方式中为至少大约4/3mm。在一些实施方式中，并且通常如图18A和图18B中所示，弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面98设定为大致颠倒的截头锥形。
在本实施方案中，穿透步骤在限定出污染等级大于大约等级100或ISO 5的周围环境中执行。其他实施方式包括在限定出污染等级大于大约等级100或ISO 5的周围环境中执行上述步骤a)至e)，以及甚至在限定污染等级大于大约等级100或ISO 5且小于等于等级100,000或ISO 8的周围环境中。
在一些实施方式中，注射构件的净化实现了在位于弹性隔膜32与注射构件62之间的环状接合面98处的生物负荷的至少大约3个数量级(log)的减少，在其他实施方式中，实现了弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面98处的生物负荷的至少大约5个数量级的减少，并且在另外的实施方案中，实现了弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面98处的生物负荷的至少大约6个数量级的减少。
在图19中，弹性隔膜的替代性实施方式大体由附图标记132指示。弹性隔膜132大致与以上描述的弹性隔膜32相似，并且因此用以数字“1”、或以数字“2”代替数字“1”为前缀的类似的附图标记来指示类似的元件。可以看到，弹性隔膜132包括具有近似圆顶形的穿透区域，该近似圆顶形限定有大致凸形外表面202和与凸形外表面相对的大致凹形内表面204。圆顶形的一个优点是在穿透步骤期间加强了由弹性隔膜施加在注射构件上的压力。在一些实施方式中，注射构件62的净化包括在弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面处通过弹性隔膜32向注射构件62施加压力并且进而杀死接合面处的生物体。在一些这样的实施方式中，在注射构件上施加压力包括如本文中示例性实施方式所描述的将弹性隔膜的近似圆顶形的或凸形的部分穿透。隔膜132的内表面204限定有大致围绕穿透区域延伸的相对凹入的表面206。在图示的实施方式中，相对凹入的表面是连续的环状槽206，该槽206围绕穿透区域并且与穿透区域相邻或连续地环状延伸。环状槽或相似结构的一个优点是，其减小了在穿透步骤期间在注射构件的穿透区域内的隔膜内表面上的应变，进而使环状接合面98的轴向距离X最大化。
弹性隔膜132的穿透区域包括形成在其中的凹部208，该凹部208限定了弹性隔膜的减小的厚度“t”。在以上描述的穿透步骤期间，注射构件62的尖端64被接纳在凹部208内，并且在其穿透区域在减小的厚度“t”处穿透隔膜。在图示的实施方式中，穿透区域凹部208限定出近似截头锥形形状。如上所示，注射构件62包括限定有第一夹角“A1”(图18A)的穿透尖端64以及限定有大致与第一夹角A1相同的第二夹角“A2”的穿透区域凹部208。在其他实施方式中，注射构件62包括限定有第一夹角A1的穿透尖端64以及限定有大于第一夹角A1的第二夹角A2的穿透区域凹部208。对穿透尖端64的夹角A1与穿透凹部的夹角A2之间的干涉进行选择，以加强注射构件的净化。
一个优点是，在隔膜的穿透期间注射构件62和弹性隔膜32中的至少一者相对于另一者的运动通过(i)在环状接合面98处弹性隔膜32和注射构件62之间的摩擦，以及(ii)环状接合面98处的弹性隔膜32的伸长中的至少一者净化了注射构件62，包括其穿透尖端64和遮板封闭件68。如在下文中总结了影响净化效果的多种因素。
弹性隔膜的材料必须对注射构件施加足够的摩擦力，但在穿透步骤期间产生尽可能少的粒子。作为普遍情况，材料的伸长率越高，在穿透步骤期间隔膜材料的伸长越大，并且由摩擦产生的裂纹的数量越低。在一些实施方式中，使隔膜材料的不同部件的伸长率的差别最小化来加强在穿透期间在破裂之前材料的伸长程度。通常还期望的是，使用表现出相对较低的、或最小的蠕变的隔膜材料，以确保在注射构件从其抽出之后隔膜相对较快的自封闭以防止灭菌腔暴露于周围环境。在一些实施方式中，隔膜材料是模制的，比如通过注塑模制、吹塑模制、加压模制等。在一个实施方式中，弹性隔膜材料是具有下述范围内的硬度的硅树脂：大约1邵氏硬度A至大约100邵氏硬度A的范围内，比如大约20邵氏硬度A至大约80邵氏硬度A的范围内。
弹性隔膜的构型也会影响净化效果。例如，可以将圆顶形或凸形的/凹形的形状用于隔膜的穿透区域，从而在穿透期间由隔膜向注射构件施加径向压缩，该径向压缩在一些实施方式中在隔膜被注射构件开始穿透时为大致最大。因此，可以选择隔膜的形状来使在穿透步骤期间由隔膜施加的抵抗注射构件的径向压缩最大或加强。
在一些实施方式中，将隔膜穿透所需要的裂纹大致发生在隔膜材料的伸长最大时，并且基于穿透步骤期间注射构件的期望的行程长度。因此，基于期望的行程长度，在隔膜穿孔之前或隔膜穿孔时前后，隔膜的伸长最大。
关于隔膜的厚度，作为普遍情况，弹性隔膜与注射构件之间的环状接合面的轴向距离X越大，净化越好。在穿透区域中形成凹部，比如以上描述的截头锥形凹部，由于在穿透凹部处的隔膜的减小的厚度，增加了环状接合面的轴向长度X，而不会明显增大穿透隔膜所需的力。穿透凹部的直径和夹角基于注射构件的穿透尖端的直径和夹角确定，并且与注射构件的穿透尖端的直径和夹角平衡，以使通过摩擦和伸长而产生的净化效果最大化，同时保持适合的穿透力。穿透凹部的侧壁擦拭且净化注射构件，并且隔膜的减小的厚度t足以对在穿过穿透凹部时未被擦拭的注射构件的尖端进行净化。
也可以控制隔膜厚度与注射构件的外径的比率来加强净化效果。在穿透期间由隔膜施加在注射构件上的内部压力相对于实现注射构件期望的净化而言可以是很大的。对于很小的待施加内部压力，注射构件直径必须足够大以在待刺穿的很小的隔膜厚度上充分擦拭。作为普遍情况，对于给定的注射构件外径而言，隔膜厚度越大，隔膜的变形越大并且穿透行程越长。内部压力乘以穿透区域的厚度的乘积必须大于对处于特定净化等级中的周围环境中的注射构件进行净化所要求的阈值。内部压力越小，隔膜的厚度应当越大。环状接合面的轴向距离是通过伸长产生的净化的最小量。当注射构件按压隔膜并且在隔膜中产生相应的凹面(或截头锥形形状)时，环状接合面伸长，直至弹性材料达到其破裂之前的最大伸长。在该阶段期间，在伸长之前最初很高的细菌密度仅通过伸长效果而减少。
如上所示，在一些实施方式中，隔膜的摩擦系数大于注射构件的摩擦系数以加强接合面处的摩擦以及总的净化效果。此外，作为普遍情况，注射构件的外径越大，穿透隔膜的厚度应该越大。另外，隔膜的硬性(hardness)(或硬度(durometer))也影响由隔膜施加在尖端上的压力。在一些实施方式中，隔膜的硬度在大约20邵氏硬度A至大约50邵氏硬度A的范围内，比如在大约25邵氏硬度A至大约45邵氏硬度A的范围内。在一些这样的实施方式中，隔膜厚度在填充构件的尖端的最大直径的大约1/2至大约两倍的范围内。
在破裂和裂纹扩大之后的隔膜变形也起到净化效果方面的作用。隔膜的内表面上的应变易于将刺穿的隔膜向外拉并且进而减小环状接合面的轴向距离，通常如图18B中X所示。在一些实施方式中，隔膜的内表面构造成减小在其上的应变，并且因此使环状接合面的距离X最大化。环状接合面的距离X越大，注射构件的可能被污染的外表面与灭菌腔之间的距离越大，并且因此降低了任何生物体被注射构件推进、通过隔膜并且进入灭菌腔的可能性。在隔膜的邻近穿透区域的内表面上形成的环状槽206等凹部减小了在其被注射构件穿透期间内表面上的应变。在穿透期间，槽扩大，并且槽的内边缘或壁上的应变减小以进而允许注射构件造成较大的隔膜伸长，并且因此造成环状接合面的较大的轴向距离X。
也可以选择填充构件62和隔膜32的材料来改进净化效果。本发明人已经确定：使用塑料填充构件提供用以通过摩擦力改进净化效果的适合的摩擦系数范围。有利地，塑料材料还容易模制，并且因此容易制造和组装。本发明人还确定：由限定出大致均匀密度的均匀的弹性材料制成的隔膜将改进净化效果。在一些实施方式中，填充或注射构件由塑料形成，比如多种不同热塑塑料中的任意者，包括液晶聚合物(LCP)，其是高度结晶的、热致(熔化-定向(melt-orienting))热塑塑料并由Celanese公司以商标VectraTM市售，或石墨烯。在一些这样的实施方式中，弹性隔膜由硅树脂制成。在其他实施方案中，弹性隔膜由硫化橡胶或热塑塑料制成。然而，本领域所属普通技术人员基于本文的教示应该认识到，填充构件和隔膜可由目前已知的或以后将获知的多种不同材料中的任何材料制成，以执行本文中公开的填充构件和隔膜的功能。
填充构件的构型其本身也可以改进净化效果。填充构件的尖端的夹角影响尖端的逐渐增大的厚度，以及填充装置的直径，即遮板封闭件的外径。当填充构件穿透弹性隔膜时，由隔膜施加在尖端上的、并且随后施加至刚性封闭件的一部分上的内部压力与由尖端的夹角造成的逐渐增大的尖端直径成比例地增大。在一些实施方式中，刺穿构件的尖端的夹角在大约20度至大约40度的范围内，并且为例如大约30度。
本发明人已经确定：通过具有上述性能的隔膜对填充构件的擦拭作用可以实现生物负荷的至少大约3个数量级的减少，这接近通过已知的UV脉冲(5秒)灭菌技术实现的降低，并且生物负荷至多大约6个数量级的减少。另一优点是，填充装置可以灭菌地将物质填充至装置而不需要在填充之前净化装置的隔膜或填充装置的尖端。保持填充装置的端口和内部的灭菌、以及弹性隔膜提供的清洁效果的组合，在填充构件穿过隔膜时对填充构件的尖端进行有效的灭菌。因此，这种实施方式的一个优点是其允许大致在非无菌、非灭菌或相对低灭菌保证等级(“SAL”)环境，例如受控但未分级的环境内大致灭菌地填充流体。该环境可以限定出大于大约等级100或ISO 5以及小于等于大约等级100,000或ISO 8的污染等级。在该受控的未分级环境中，操作者可以穿戴实验服、发套和手套，并且如果需要的话，填充装置可以安装在具有关闭的房门通道的房间中。然而，不需要洁净室、隔离器、或现有技术的灭菌或无菌填充方法和系统所需的其他多种控制和要求中的任何控制和要求。
如图15D中所示，在腔11被如期望的填充之后，填充装置60从第一隔膜32抽出。当填充装置抽出时，偏置构件74将刚性封闭件68向下或向隔膜32的方向偏置。因此，当填充构件62抽出时，其相对于遮板封闭件68轴向地移动以进而将端口66移动至封闭件后的关闭位置。遮板封闭件68构造成基本上防止与填充装置小眼或端口66之间的接触，并且如可以看到的，在滑动遮板或封闭件通过隔膜和/或从隔膜抽出之前，滑动遮板或封闭件在填充装置小眼或端口上方关闭。当封闭件68的远端78以密封的方式重新接合填充装置尖端64的止挡表面80时，封闭件处于关闭位置，并且通过偏置构件74的向下的力或偏压而被保持处于关闭位置。因此，在填充装置60从第一隔膜32抽出期间、抽出时以及抽出之前，封闭件68以密封的方式关闭端口66并且防止污染填充装置的端口或内部。
如上所述，第一隔膜32以相关领域的普通技术人员已知的方式设计成自封闭式的，并且从而确保在填充装置的尖端抽出之后残留的填充装置注射孔口留下的压头损失(head loss)基本上防止流体穿过其进入。此后，如图4中所示，第二封闭件部分24从第一位置移动并且卡扣至第二位置中，并且未穿透的第二隔膜34覆在第一隔膜32中的注射孔口上并且将第一隔膜32中的注射孔口与环境大气密封隔开。这样形成了被填充的、密封的装置，如图10C、图14、图16A和图17A中所示。在将第二封闭件24从第一位置移动至第二位置之前，第一封闭件22的外表面和/或第二封闭件24的内表面可以被灭菌，例如，在图16A的示例中所示，以防止在第二封闭件封闭至第一封闭件之后任何污染物被夹在第一隔膜32与第二隔膜34之间。这些表面的灭菌可以以目前已知的或以后将获知的多种不同方式中的任何方式执行，包括但不限于，通过向其施加射线，比如电子束、激光或UV射线，通过应用流体灭菌剂，比如汽化的过氧化氢(“VHP”)或一氧化氮(“NO”)，或通过加热的气体。
如果需要，可以在第二封闭件24和/或第二隔膜34上方使用另一封闭件，比如，覆在第二隔膜24上并且粘性地附接至第二隔膜或第二封闭件的带背胶的箔层，以提供附加的屏障比如来防止水蒸气输送(“MVT”)。当准备好使用时，可以手动地接合及移除带背胶的箔层或其他附加MVT屏障来暴露第二隔膜。因而，如图10D和图17B中所示，注射器针等抽出装置可以刺穿通过第一隔膜和第二隔膜并且放置成与内部腔11以及其中的流体或其他物质流体连通，以将流体或其他物质从腔抽出并且进入注射器来例如将抽出的物质注射给人、患者或其他对象。在一些实施方式中，第一隔膜和第二隔膜可以按照需要刺穿一次或更多次，以从腔11中抽出物质直到腔变空，如图10E所示。
在其他实施方式中，第二封闭件最初是单独的零件并且不连接至第一封闭件，如在以下共同待决的专利申请中公开的，其全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分：于同日提交的标题为“Device With Penetrable Septum，Filling Needleand Penetrable Closure,and Related Method(具有可穿透隔膜、填充针以及可穿透的封闭件的装置及相关方法)”的共同待决的美国临时申请。在第一封闭件被刺穿并且装置被充满(filled with)物质之后，第二封闭件以固定的方式紧固——比如通过如上所述的卡扣配合——至第一封闭件，以密封地接合第一隔膜和第二隔膜，并且密封第一隔膜中产生的穿透孔口。第二封闭件可以在组装之前预先灭菌，或者可以如上所述在组装至第一封闭件之前进行表面灭菌。第二封闭件可以通过目前已知的或以后将获知的多种不同组装装置中的任何组装装置自动地组装至第一封闭件，比如拾放机器人组装装置，或可将第二封闭件自动地组装至第一封闭件的其他适合的固定装置。封闭件组装工位(station)可以位于针穿刺及填充工位的下游，以在填充针从第一封闭件抽出时或随后将第二封闭件组装至第一封闭件。
在其他实施方式中，省略了第二封闭件，并且以目前已知的或以后将获知的多种不同方式中的任何方式对弹性隔膜中产生的穿透孔口进行重新密封，比如通过用液体密封剂、热密封和/或化学密封对产生的穿透孔口进行重新密封。一些实施方式还包括向产生的穿透孔口发出射线以实现或进一步完成密封。
在另一实施方式中，待被灭菌填充的装置是盒体，其中，每个盒体包括密封的空的灭菌腔，以及与灭菌腔流体连通的弹性隔膜。填充装置包括一个或更多个填充构件，并且每个填充构件连接成与待经由其进行填充的物质、产品、产品成分对应的来源流体连通。计算机化的控制器控制相应的填充装置来将一个或更多个相应的成分填充至每个盒体，标签被印刷来指示填充至相应盒体中的成分(多个成分)和任何其他所需信息，并且标签被施用于相应的被填充的盒体。弹性隔膜中产生的穿透孔口或多个孔口可以通过机械密封、液体密封、热密封和/或化学密封来进行重新密封。如果需要，可以向产生的穿透孔口发出射线来实现或进一步完成密封。每个盒体可包括灭菌连接器，用于将被填充至灭菌腔的成分或多个成分抽出。示例性的这种灭菌连接器在以下共同待决的专利申请中公开，其全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分：于2011年4月5日提交的标题为“Aseptic Connector with Deflectable Ring of Concern and Method(具有相关可偏转环的无菌连接器和方法)”美国专利申请No.13/080,537，该美国专利申请No.13/080,537还要求于2010年4月5日提交的相似标题的美国临时申请No.61/320,857的权益；于2013年4月17日提交的标题为“Device for Connecting or Filling and Method(用于连接或填充的装置及方法)”的美国专利申请No.13/874,839，该专利申请No.13/874,839要求于2012年5月1日提交的相似名称的美国临时专利申请No.61/641,248和于2013年3月5日提交的相似名称的美国临时专利申请No.61/794,255的权益；以及于2013年4月17日提交的标题为“Self-Closing Connector(自封闭式连接器)”的美国专利申请No.13/864,919，该美国专利申请No.13/864,919还要求于2012年4月18日提交的相似标题的美国临时专利申请No.61/635,258和于2012年4月17日提交的相似标题的美国临时专利申请No.61/625,663的权益，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分，如同在本文中完整地阐述一样。
现在转到图20至图23，示出了用于填充和重新密封容器或其他装置的设备300。以下描述的设备可提供小规模的灭菌填充，例如：用于药物和生物技术研究和发展，大学教学、研究和发展，临床试验，分析实验室；在药房、医院、医生的办公室、延续护理设施以及/或者紧急和救护操作区域，用于为消费者和患者按需分送和生产；在食品加工厂；在用于制造和制剂试验、研究和生产的设施；以及可用在大规模生产不能实行和/或不具有成本效益的新兴市场和国家。
至少在一些实施方式中，设备300能够采用以上描述的填充工艺，使用装置10和填充装置60。然而，本领域技术人员应了解，在设备300中也可以使用其他类型的装置和容器和/或填充装置和针。例如，容器301可以由玻璃和/或塑料形成并且可以具有不同形状、大小和尺寸，包括例如具有大约2ml至大约500ml容积尺寸的小瓶、管、袋、瓶等。在由发明人改进的一些实施方式中，设备300可以灭菌地填充达大约200单元每小时。然而，本领域普通技术人员应了解，前述列出的装置、尺寸和单元输出仅是示例性的，并且可以填充目前已知的或以后将获知的其他装置和大小，并且填充设备可以构造成为适合用于特定装置和输出要求。
图20示出了构造成填充及重新密封容器301的设备300的正视立体图。设备300限定有执行填充及重新密封过程的填充或加工空间310。如所示，在填充及重新密封过程期间容器301由可移动支承件302保持。支承件构造成在填充及重新密封过程期间保持容器310大致不相对于支承件移动，尤其沿竖直方向。在填充及重新密封过程的各种步骤、和/或设备300的工位之间，支承件能够在加工空间310内移动，如以下进一步描述。
在填充及重新密封过程期间支承件302可以手动地或通过伺服马达或其他电机驱动器而以自动化过程的方式移动。在其他实施方式中，可以使用其他机械的和/或电的机构来输送支承件302上的容器301通过设备300。例如，在其他实施方式中，可移动支承件302通过带驱动、齿轮、带传动架、螺杆马达、传送器、环状传送带运送，可以被磁性驱动、液压驱动、气动驱动、手动曲柄驱动或通过目前已知的或以后将获知的任何其他机构执行。此外，驱动机构和支承件302构造成在支承件302移动时将其停止在特定的点处，并且紧固地保持或锁定支承件，并且因此容器301处于期望的位置以避免容器301或支承件302的不期望的运动。通过以本领域普通技术人员应该了解的方式，由包含在设备300内的连接至支承件302的电的和/或计算机的部件控制支承件302的运动。控制面板315提供了用户与设备300之间的控制界面来控制成分，用户可通过该控制界面来操作设备。在图示的实施方式中，为了移动容器301通过设备300以及其填充或加工空间310，支承件302被安装在沿轨道307(比如槽道或路径)运行的双向传送器上，并且机动化机构移动传送器，并且因此附接至传送器的支承件302和安装在支承件302上的容器301沿第一方向通过设备300，以填充、然后密封容器301，并且然后沿与第一方向相反的第二方向将支承件301移回，以将容器301移除至加工空间310外侧，这样用户可以卸下被填充和密封的容器。在其他实施方式中，用户手动地移动支承件302和/或容器301进入加工空间310，至加工空间中的各个工位来填充然后密封容器301，如下所述，并且然后将容器301移出加工空间310，以将容器从支承件302移除。
以下描述的填充过程在设备300的加工空间310内进行。加工空间310由设备300的壳体318部分地限定，并且由铰链门308进一步限定，该铰链门308在关闭位置封闭设备300的与容器301相互作用的部件，并且在如图20中看到的打开位置允许接近加工空间310以及其中的部件。门308是不透明的塑料材料，但是在其他实施方式中可以是塑料、玻璃、丙烯酸、和/或透明或不透明的复合材料、或由本领域普通技术人员了解的其他适合的材料形成。另外，一些这样的实施方式中的门308具有用以防止紫外线射线、激光射线、电子束射线和/或当门关闭时穿过门的其他类型的射线的材料和/或涂覆有适合涂层，以保护用户。除了提供针对射线的防护阻挡以外，门308允许设备300的用户或操作者触及加工空间310内的部件，包括用于保养及维修，并且/或者允许当容器301在支承件302上传递至加工空间310中时提供通向容器301的通路。此外，尽管示出为铰链门308，但是在其他实施方式中设备300的门可以是当附接至设备300时限定加工空间310的滑动门或可拆卸门或面板。
为了开始使用设备300的过程，将其打开，以向部件提供电力并且启动电子/计算机部件。然后用户经由控制面板315操作设备。用户以可移除的方式将可移除的填充装置304安装在设备内，填充装置304比如如上所述被封闭的针60、小眼(eye)打开的针、或任何其他类型的适合的填充装置，如图20中所示。在图示的实施方式中，填充装置304是如上所述类型的封闭的针。填充装置304连接至待填充至容器301中的物质源，如以下进一步描述。
在本实施方式中，针304包括在针304的尖端上方延伸的可移除的盖311以帮助保持填充装置304远离污染物并且帮助防止针意外的刺伤用户。当用户开始填充过程时，盖311从针304移除以暴露填充装置的刺穿尖端，比如图示的针。如在附图中看到的，支承件302包括盖抓持件319。在盖311移除过程中，支承件302被传送至加工空间310从而盖抓持件319在针304和盖311的正下方对齐。然后填充装置304向下移动(其移动方式将在以下更完整地描述)，直至盖311接合在盖抓持件319中，如图20中所示。然后针304向上抽出，将盖311与填充装置304断开接合。在图示的实施方式中，填充装置304和盖311限定有卡扣开/关接合，用于盖311和填充装置304可重复的拆卸及附接。然而，本领域普通技术人员应了解，在另外的实施方式中也可以使用允许盖311与填充装置304拆卸及重新附接的其他类型的机构。
如在图20和图21中看到的，在填充过程的其余部分期间盖仍然安装在支承件302的盖抓持件319中。
替代性地，在填充过程期间盖311储存在盖保持架312上。在本实施方式中，盖保持架312进一步移动至加工空间310中(至图20中的左侧)直至盖311在盖保持架312的正下方对准为止。然后，盖保持架312向下移动直至盖保持架312接合盖311并且可拆卸地保持盖311。然后，盖保持架312与接合至盖保持架312的盖311一起向上缩回，将盖311从盖抓持件319向上移除。因此，在填充及密封过程期间，盖311由盖保持架312接合，处于储存位置。如图所示，盖311和盖保持架312限定有卡扣开/关接合，用于盖311和填充装置304的可重复的拆卸及附接。然而，本领域普通技术人员应了解，在另外的实施方式中也可以使用允许盖311与盖保持架312的附接及拆卸的其他类型的机构。
在将盖311从填充装置304移除之后，然后，支承件302从加工空间310移回至其初始位置(图20的最右侧)。盖移除的该过程是用户经由控制面板315开始的自动化过程，但是在其他实施方式中，盖311由用户手动地移除及储存。
然后，用户将小瓶或其他容器301设置、安装和/或可移除地附接在支承件302上，如图20中看到的，以被填充。一旦容器301安装至支承件302，那么用户经由控制面板315启动填充及重新密封过程。然后，通过设备300的电子部件以完全自动化的方式执行填充过程。在其他实施方式中，填充过程手动地执行，和/或自动和手动步骤组合地执行。
在填充及重新密封过程期间，容器301在支承件302上移动至一系列位置或工位，分别执行过程中的不同步骤。容器301首先移动至位于净化和/或消毒装置303下方的净化和/或消毒工位，净化和/或消毒装置303构造成净化和/或消毒容器301的顶部，该容器301如所示包括如上所述的可穿透隔膜。然后用以下方式执行容器301的顶部——包括隔膜——的消毒和/或净化：使用由消毒装置303发射至容器301上的紫外线(UV)射线达足够的时间来对隔膜进行充分地消毒。消毒装置303是低功率发射紫外线的LED(发光二极管)。其他实施方式使用其它类型的紫外线发射装置，例如紫外线发射灯泡、紫外线激光器等。
领域普通技术人员应理解，在其他实施方式中，消毒装置303是目前已知的或以后将获知的不同类型的净化装置，比如射线发射装置(例如伽玛、电子束、热激光或其他类型的灭菌射线)，或流体杀菌剂施加器(例如，汽化的过氧化氢或一氧化氮)。在替代性实施方式中，容器301在放置在设备300中之前被灭菌、消毒和/或净化，如上所述，使得设备300不包括消毒装置303。
在容器301被消毒之后，容器301移动至包括填充装置304的填充工位待被填充，如上所述。例如，支承件302和容器301移动至填充装置304下方的位置。图20和图21中所示的填充装置304是关闭的非取芯针，但是在其他实施方式中是另一种类型的针或注射构件。填充装置304通过伺服马达——或在在替代性实施方式中，通过另一机械的和/或电的机构，例如手动操作杆或电动机——向下移动至与容器301的隔膜相接触，并且刺穿隔膜。然后，填充装置304穿过隔膜并且形成穿过隔膜的孔口。一旦填充装置304刺穿隔膜并且穿过其进入装置301的腔，填充装置304的端口或开口将与容器301的腔流体连通并且可将物质分送至腔中。物质通过设备300被泵送且进入及通过填充装置304，并且通过包含在设备300内的蠕动泵(未示出)进入容器301的腔。泵从物质源泵送待填充的物质，如以下进一步讨论的。本领域技术人员应了解，在替代性实施方式中，可以使用其他类型的泵将物质泵送通过填充装置304并且进入容器301的腔。
控制面板315用于编程和/或设定待分送至容器301的腔中的物质的特定和/或精确的量或体积。设备300包括微处理器、电力机构和/或用于控制或定量给送通过填充装置304的物质流的其他控制装置。在示例性实施方式中，设备300通过以下方式来控制流量：使泵运行预定的时间间隔，这样将泵送编程确定的量。在其他实施方式中，以目前已知的或以后将获知的替代性方式来控制流量。以此方式，容器301的填充体积可以由用户通过控制面板315编程确定，例如大约2ml直至大约500ml，并且设备300将向容器泵送编程确定的量。
在容器301被填充之后，填充装置304从容器301的隔膜缩回或移除，即向上移动回图20中所示位置。如上所述，在隔膜是弹性的或自封闭的时，隔膜中形成的孔口将以足以大致防止污染物经由孔口泄漏或通过的方式关闭，直至可以执行重新密封。
为了重新密封容器，容器301接着在加工空间310内被支承件302移动或传送至密封工位，该密封工位包括液体密封剂分送器305以及随后的密封器装置306。首先，容器301被支承件302传送至密封剂分送器305。密封剂分送器305构造成将液体密封剂分送在容器301的隔膜上以覆盖和/或密封在通过填充装置304进行的填充步骤期间形成的孔口。密封剂从在设备300内储存的盒体供给，该盒体能够由设备300的后侧和/或顶部上的盖板而更换/填充，功能类似于打印机墨盒。
在液体密封剂被分送以覆盖孔口之后，支承件302将容器301传送至密封器装置306，该密封器装置306构造成将分送的密封剂固化并且密封孔口，从而形成储存有物质的气密的、卫生的密封容器301。在图示的实施方式中，密封剂分送器305将能够通过UV固化的液体密封剂滴沉积在隔膜上以覆盖孔口，并且然后密封器装置306使用UV LED(或在替代性实施方式中，另一UV源)向液体密封剂滴施用紫外线射线来固化密封剂并且形成气密密封，例如在于2013年1月18日提交标题为“Device with Co-Molded Closure,One-Way Valve,Variable-Volume Storage Chamber and Anti-Spritz Feature and Related Method(具有共同模制封闭件、单向阀、可变容积储存腔以及反喷洒结构的装置及方法)”的共同待决的美国专利申请No.13/745,721所公开的内容，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分。
替代性地，其他实施方式使用不同的方法密封隔膜中形成的填充装置孔口。其包括机械密封、热密封和/或化学密封。在使用机械密封的实施方式中，装置300中省略了密封剂分送器305、306。例如在于2014年3月14日提交的标题为“Device with Sliding Stopperand Related Method(具有滑动止挡件的装置及相关方法)”的美国专利申请No.13/080,537公开了机械密封和方法的示例，其要求于2013年3月15日提交的类似标题的美国临时申请No.61/799,423的权益，以上以其全部内容通过参引并入本文作为本公开内容的一部分。在一些所述实施方式中，密封件306形成为舌状或其他压力施加机构，其将止挡件或其他密封件推到孔口上方的位置以在容器301腔与环境大气之间形成气密密封，例如在以上列出的专利和专利申请中所描述的。
在其他实施方式中，容器301的隔膜是可以通过热而重新密封的隔膜，并且通过施用激光射线或能量来重新密封，以将容器301的腔内填充的物质与环境大气气密密封。这些实施方式不包括密封剂分送器305，并且密封器装置306包含多于一个激光装置。这种重新密封根据例如以下专利和专利申请的教示来实施，以下专利和专利申请中的每一者的全部内容通过参引特此明确地并入本文以作为本公开的一部分：于2008年10月20日提交的标题为“Container Having a Closure and Removable Resealable Stopper for Sealing aSubstance Therein and Related Method(具有封闭件和可移除的可重新密封的止挡件以在其中密封物质的容器及相关方法)”的美国专利申请No.12,254,789，该美国专利申请No.12,254,789还要求于2007年10月18日提交的标题为“Container Having a Closureand Removable Resealable Stopper for Sealing a Substance Therein(具有封闭件和可移除的可重新密封的止挡件以在其中密封物质的容器)”的美国专利申请No.60/981,107的权益；于2008年10月3日提交的标题为“Apparatus For Formulating and AsepticallyFilling Liquid Products(用于配制且灭菌地填充液体产品的设备)”的美国专利申请No.12/245,678，以及于2008年10月3日提交的标题为“Method For Formulating andAseptically Filling Liquid Products(用于配制且灭菌地填充液体产品的方法)”的美国专利申请No.12/245,681，美国专利申请No.12/245,678和美国专利申请No.12/245,681还要求于2007年10月4日提交的标题为“Apparatus and Method for Formulating andAseptically Filling Liquid Products(用于配制且灭菌地填充液体产品的设备及方法)”的美国专利申请No.60/997,675的权益；于2010年9月3日提交的标题为“Device withNeedle Penetrable and Laser Resealable Portion and Related Method(具有针可穿透且可用激光重新密封的部分的装置及相关方法)”的美国专利申请No.12/875,440，即现在美国专利No.7,980,276，该美国专利申请No.12/875,440是2009年2月13日提交的标题为“Device with Needle Penetrable and Laser Resealable Portion(具有针可穿透且可用激光重新密封的部分的装置)”的美国专利申请No.12/371,386、即现在美国专利No.7,810,529的分案，该美国专利申请No.12/371,386是于2007年12月3日提交的标题为“Devicewith Needle Penetrable and Laser Resealable Portion and Related Method(具有针可穿透且可用激光重新密封的部分的装置及相关方法)”的美国专利申请No.11/949,087、即现在的美国专利No.7,490,639的继续申请，该美国专利申请No.11/949,087是于2007年7月16日提交的相似标题的美国专利申请No.11/879,485、即现在的美国专利No.7,445,033的继续申请，该美国专利申请No.11/879,485是于2006年4月21日提交的相似标题的美国专利申请No.11/408,704、即现在的美国专利No.7,243,689的继续申请，该美国专利申请No.11/408,704是于2004年1月28日提交的标题为“Medicament Vial Having a Heat-Sealable Cap,and Apparatus and Method for Filling the Vial(具有可热密封的盖的药剂瓶以及用于填充瓶的设备及方法)”的美国专利申请No.10/766,172、即现在美国专利No.7,032,631的继续申请，该美国专利申请No.10/766,172是于2003年10月27日提交的相似标题的美国专利申请No.10/694,364、即现在美国专利No.6,805,170的部分继续申请，该美国专利申请No.10/694,364是于2003年3月21日提交的相似标题的美国专利申请No.10/393,966、即现在美国专利No.6,684,916的继续申请，该美国专利申请No.10/393,966是于2001年2月12日提交的相似标题的美国专利申请No.09/781,846、即现在美国专利No.6,604,561的分案，该美国专利申请No.09/781,846还要求于2000年2月11日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/182,139、于2003年1月28日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/443,526、以及于2003年6月30日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/484,204的权益；于2011年7月29日提交的标题为“Sealed Contained and Method of Fillingand Resealing Same(密封容器以及填充并且重新密封该密封容器的方法)”的美国专利申请No.13/193,662，该美国专利申请No.13/193,662是于2010年6月1日提交的标题为“Sealed Containers and Methods of Making and Filling Same(密封容器以及制造并填充该密封容器的方法)”的美国专利申请No.12/791,629、即现在美国专利No.7,992,597的继续申请，该美国专利申请No.12/791,629是2006年9月1日提交的标题为“SealedContainers and Methods of Making and Filling Same(密封容器以及制造并填充该密封容器的方法)”的美国专利申请No.11/515,162、即现在美国专利No.7,726,352的分案，该美国专利申请No.11/515,162是于2003年9月3日提交的标题为“Sealed Containers andMethods of Making and Filling Same(密封容器和制造并填充该密封容器的方法)”的美国专利申请No.10/655,455、即现在美国专利No.7,100,646的继续申请，该美国专利申请No.10/655,455是于2003年3月21日提交的标题为“Medicament Vial Having AHeat-Sealable Cap,and Apparatus and Method For Filling The Vial(具有可热密封盖的药剂瓶以及用于填充瓶的装置和方法)”的美国专利申请No.10/393,966、即现在美国专利No.6,684,916的部分继续申请，该美国专利申请No.10/393,966是于2001年2月12日提交的相似标题的美国专利申请No.09/781,846、即现在美国专利No.6,604,561的分案，该美国专利申请No.09/781,846又要求于2000年2月11日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/182,139和于2002年9月3日提交的标题为“Sealed Containers and Methods OfMaking and Filling Same(密封容器及制造并填充该密封容器的方法)”的美国临时专利申请No.60/408,068的权益；于2009年11月30日提交的标题为“Adjustable NeedleFilling and Laser Sealing Apparatus and Method(可调节的针填充以及激光密封设备及方法)”的美国专利申请No.12/627,655，即现在美国专利No.8,096,333，该美国专利申请No.12/627,655是于2004年11月5日提交相似标题的美国专利申请No.10/983,178的继续申请，该美国专利申请No.10/983,178又要求于2003年11月7日提交的题目为“NeedleFilling and Laser Sealing Station(针填充以及激光密封站)”的美国临时专利申请No.60/518,267和于2003年11月10日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/518,685的权益；于2007年9月17日提交的标题为“Apparatus and Method for Needle Fillingand Laser Resealing(用于针填充及激光重新密封的设备和方法)”的美国专利申请No.11/901,467，该美国专利申请No.11/901,467是于2006年8月28日提交的相似标题的美国专利申请No.11/510,961、即现在美国专利No.7,270,158的继续申请，该美国专利申请No.11/510,961是于2005年3月2日提交的相似标题的美国专利申请No.11/070,440、现在的美国专利No.7,096,896的继续申请，其又要求于2004年3月5日提交的标题为“Apparatusfor Needle Filling and Laser Resealing(用于针填充和激光重新密封的设备)”的美国临时专利申请No.60/550,805的权益；于2010年4月28日提交的标题为“Apparatus forMolding and Assembling Containers with Stoppers and Filling Same(用于模制及装配具有止挡件的容器并且填充该容器的设备)”的美国专利申请No.12/768,885、即现在美国专利No.7,975,453，该美国专利申请No.12/768,885是于2005年3月7日提交的相似标题的美国专利申请No.11/074,513、即现在美国专利No.7,707,807的继续申请，该美国专利申请No.11/074,513要求于2004年3月8日提交的标题为“Apparatus and Method ForMolding and Assembling Containers With Stoppers and Filling Same(用于模制及组装具有止挡件的容器并且填充该容器的设备和方法)”的美国临时专利申请No.60/551,565的权益；于2010年3月2日提交的标题为“Method for Molding and AssemblingContainers with Stopper and Filling Same(用于模制及组装具有止挡件的容器并且填充该容器的方法)”的美国专利申请No.12/715,821，该美国专利申请No.12/715,821是于2005年3月7日提交的相似标题的美国专利申请No.11/074,454、即现在美国申请No.7,669,390的继续申请；于2006年1月25日提交的标题为“Container Closure With OverlyingNeedle Penetrable and Thermally Resealable Portion and Underlying PortionCompatible With Fat Containing Liquid Product,and Related Method(具有在针可穿透的并且可热重新密封的上面部分以及兼有含有脂肪液体产品的下面部分的容器封闭件以及相关方法)”的美国专利申请No.11/339,966、即现在的美国专利No.7,954,521，该美国专利申请No.11/339,966还要求于2005年1月25日提交的标题为“Container with NeedlePenetrable and Thermally Resealable Stopper,Snap-Ring,and Cap for SecuringStopper(具有针可穿透的并且可热重新密封的止挡件、卡扣环以及用于固定止挡件的盖的容器)”的美国临时专利申请No.60/647,049的权益；于2010年8月23日提交的标题为“ReadyTo Drink Container With Nipple and Needle Penetrable and Laser ResealablePortion,and Related Method(准备具有嘴状件以及针可穿透并且可用激光重新密封的部分的直饮容器及相关方法)”的美国专利申请No.12/861,354，该美国专利申请No.12/861,354是于2007年4月10日提交的相似标题的美国专利申请No.11/786,206、即现在美国专利No.7,780,023的分案，该美国专利申请No.11/786,206又要求于2006年4月10日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/790,684的权益；于2005年12月5日提交的标题为“One-WayValve,Apparatus and Method of Using the Valve(单向阀及使用该阀的设备及方法)”的美国专利申请No.11/295,251、即现在美国专利No.7,322,491，该美国专利申请No.11/295,251又要求于2005年1月14日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/644,130和于2004年12月4日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/633,322的权益；于2010年5月28日提交的标题为“Resealable Containers and Methods of Making,Filling andResealing the Same(可重新密封容器以及制造、填充及重新密封该容器的方法)”的美国专利申请No.12/789,565，该美国专利申请No.12/789,565是于2007年10月31日提交的标题为“Resealable Containers and Assemblies for Filling and Resealing Same(可重新密封的容器以及用于填充及重新密封该容器的组件)”的美国专利申请No.11/933,272、即现在专利No.7,726,357的继续申请，该美国专利申请No.11/933,272为于2006年9月1日提交的标题为“Sealed Containers and Methods of Making and Filling Same(密封容器以及制造及填充该容器的方法)”的美国专利申请No.11/515,162、即现在美国专利No.7,726,352的继续申请；于2011年3月11日提交的标题为“Sterile Filling Machine HavingFilling Station and E-Beam Chamber(具有填充工位和电子束腔室的灭菌填充机器)”的美国专利申请No.13/045,655，该美国专利申请No.13/045,655是于2009年7月2日提交的标题为“Sterile Filling Machine Having Needle Filling Station and Conveyor(具有针填充工位和传输器的灭菌填充机器)”的美国专利申请No.12/496,985、即现在美国专利No.7,905,257的继续申请，该美国专利申请No.12/496,985是于2006年9月25日提交的标题为“Sterile Filling Machine Having Needle Filling Station within E-BeamChamber(具有在电子束室内的针填充工位的灭菌填充机器)”的美国专利申请No.11/527,775、即现在美国专利No.7,556,066的继续申请，该美国专利申请No.11/527,775是于2005年4月11日提交的相似标题的美国专利申请No.11/103,803、即现在美国专利No.7,111,649的继续申请，该美国专利申请No.11/103,803是于2003年6月19日提交的相似标题的美国专利申请No.10/600,525、即现在美国专利No.6,929,040的继续申请，该美国专利申请No.10/600,525又要求于2002年6月19日提交的相似标题的美国临时专利申请No.60/390,212的权益；于2011年12月14日提交的标题为“Device with Penetrable and Resealable Portionand Related Method(具有可穿透和可重新密封部分的装置和相关方法)”的美国专利申请No.13/326,177，该美国专利申请No.13/326,177是于2011年6月28日提交的相似标题的美国专利申请No.13/170,613的继续申请，该美国专利申请No.13/170,613是于2009年3月10提交的标题为“Device with Needle Penetrable and Laser Resealable Portion andRelated Method(具有针式可穿透和可用激光重新密封部分的装置和相关方法)”的美国专利申请No.12/401,567、即现在美国专利No.7,967,034的继续申请，该美国专利申请No.12/401,567是于2007年10月31日提交的相似标题的美国专利申请No.11/933,300、即现在美国专利No.7,500,498的继续申请；于2011年4月30日提交的标题为“Ready to FeedContainer(准备给送容器)”的美国专利申请No.13/329,483，该美国专利申请No.13/329,483是于2011年4月30日提交的标题为“Ready to Feed Container and Method(准备给送容器和方法)”的国际申请No.PCT/US2011/034703的继续申请，该国际申请No.PCT/US2011/034703又要求于2010年4月30日提交的美国临时专利申请No.61/330,263的权益；以及于2011年4月18日提交的标题为“Filling Needle and Method(填充针及方法)”的美国临时专利申请No.61/476,523。
在其他实施方式中，可热密封的隔膜是通过隔膜与加热的探针相接触而密封的，如在例如于2003年8月12日提交的标题为“Medicament Vial Having a Heat-SealableCap,and Apparatus and Method for Filling the Vial(具有可热密封的盖的药剂瓶及填充该瓶的设备和方法)”的美国专利No.6,604,561中公开的，并且/或者通过液体密封过程而密封，如在于2013年1月18日提交的标题为“Device with Co-Molded Closure,One-Way Valve,Variable-Volume Storage Chamber and Anti-Spritz Feature and RelatedMethod(具有共同模制封闭件、单向阀、可变容积储存腔以及反喷洒结构的装置及方法)”的共同待决的美国专利申请No.13/745,721中公开的，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分。
一旦容器301被填充及重新密封后，用于支承件302的传送机构反转方向(在图20中从左向右)并且将被填充且密封的容器传送离开图20和图21中所示位置中的加工空间310，从而用户可以触及被填充的容器301并且将其从支承件302移除。在替代性实施方式中，门308被打开，并且密封的被填充的容器301在重新密封工位处从支承件302和设备300移除。另外替代性地，设备在加工空间310的与重新密封工位相邻的端部处具有开口，容器301通过该开口301从加工空间310传送出去，或以其他方式提供接近被填充的容器301的通道以用于移除。
如上所述，在不同的实施方式中设备300被手动地或自动操作。控制面板315包括电源开关、开/关操作开关，并且与计算机化系统操作性地通信，该计算机化系统包括软件和/或程序，软件和/或程序用于控制在设备300操作期间使用的物质、密封剂和/或灭菌剂的量和流动，并且该计算机化系统还控制通过填充装置304和离开填充装置304的物质的流体流。此外，控制面板315可用于根据物质供给源的构型和用户的需要选择不同类型的物质、密封剂和/或灭菌剂。如以上所讨论的，控制面板315可以控制支承件302以及因此控制待被填充的容器301通过设备300的运动，该控制可以经由安装在设备中的一个或更多个可选择的程序、或经由通过控制面板315输入的操作者指令而自动实现。
此外，如指出的，控制面板315连接至设备300内的其他电气部件，比如马达、处理器、加热器等。为了使这些电气部件保持在适合的操作状态，设备300在其顶部上包括排气扇313，该排气扇313将冷却空气吸入并且穿过设备300及越过部件从而防止过热。替代性地，排气扇313定位在设备300的侧部或背面。另外，设备300的电气部件模块化地安装在其中，从而能够按照需要而容易地维护和更换单独的电气部件。例如，用于消毒装置303的电气控制和用于填充装置304的电气控制位于单独的模块中或是单独的电气板中，使得可以更换一个而不影响另一个。
设备300提供了在连续过程中一次填充及密封单个容器301的过程，从而能够实现用户控制的、按照需要的连续的容器填充。因此，在移除被填充且密封的容器301之后，可以将另一(密封的)空的容器301安装在支承件302上并且重复上述填充过程。在该操作期间，再次使用填充装置304用于随后的填充。该操作可用于多个容器填充，而不改变填充装置304。
然而，如果需要改变填充装置304，例如由于经过其分送的物质的改变或由于任何其他原因，填充装置304可以被移除和更换。这样，盖311被移位到针304上。在该过程中，用户使用控制面板315来开始该过程。实际上，执行移除盖311的过程的逆过程。
如图20中所示，在填充过程期间，盖311被保持在盖抓持件319中。支承件302移动至加工空间310中直至在填充装置304的正下方对齐为止。然后，填充装置304向下移动直至盖311接合在填充装置304上为止，例如卡扣在填充装置304上，并且填充装置缩回以将盖向上移除离开盖抓持件319。
在整个填充及密封过程中盖311都被保持处于盖保持架312中的储存位置中的实施方式中，通过以下方式将盖311从盖保持架312移除：将盖抓持件319移动至在盖保持架312下方对准，将盖保持架312向下移动直至盖311接合盖抓持件319并且被盖抓持件319保持，并且盖保持架312向上缩回，将盖311与盖支承件302断开接合。然后，支承件302移动使得盖311与填充装置304对齐地定位。然后，填充装置304向下降低至盖311中，与其接合，例如卡扣在盖311上，并且与紧固至填充装置304的盖一起向上缩回并且离开盖抓持件319。然后，支承件302移动至图20中所示位置使得用户可以移除和/或更换填充装置304。
当填充完成时并且在设备300停机之前还执行重新装盖程序，从而在非使用周期期间填充装置304装有盖。有利地，该过程可以是完全地自动化的，使得用户不需要与填充装置304的暴露部分——比如针尖——相互作用，并且因此可以保持卫生和安全条件。
现在转到图22至图23，图22至图23部分地示出了设备300的内部，包括用于消毒工位的电气和机械部件335、用于填充工位的电气和机械部件336、以及用于密封工位的电气和机械部件337，上述中的每一者均可以由控制面板315控制。
图23示出了控制面板315的附加细节，其中，包括触屏显示器316和按钮317，用来控制设备300的运行。在其他实施方式中，控制面板315包括模似控制，例如转盘、开关等。在某些实施方案中，显示器315是动态的触摸屏，其提供了方便的逐步的操作说明以引导操作者经过填充过程，从而减少训练时间。此外，用于设备300的操作软件包括冗余的安全措施以防止并且/或者尽量减少故障和/或用户操作失误。
如上所述，设备300提供了在未分级环境中用密闭容器中的非保藏的(或如果需要，保藏的)制剂填充容器的过程，及其密封。有利地，对于在受控环境中将保藏的或非保藏的制剂填充到敞开容器而言，这是安全程度可接受的无菌的填充方法。此外，设备300是能够在现场进行局部灭菌填充的紧凑的设备。因为设备300提供在设备300内的消毒，因此不需要用于填充容器301的洁净室。
现在转到图24，示出了填充及密封设备400的替代性实施方式。设备400大致与设备300类似，并且相似的附图标记用于相似的部件和特征，除了用前缀数字“4”来代替数字“3”。因此，所示设备400具有由支承件402保持的容器401，该容器401被传送通过包括门408的加工空间410。设备400包括控制面板415、消毒工位和密封工位，该消毒工位包括消毒装置403，该密封工位包括密封剂分送器405和密封器装置406。如所示，设备400与设备300相比，盖保持架412和填充装置404交换位置，使得盖保持架412与消毒工位相邻，但是容器401的填充及密封的操作和方法与以上关于设备300的描述大致相同。
如图24中所示，设备400被供以来自独立于设备400的一个或更多个流体源和/或储蓄器的物质，用于填充至容器401。物质供给源440——比如一次性袋、囊、或其他类型的容器——被支承在机架或旋转架441上，该机架或旋转架441在一些实施方式中是旋转和/或回转的。供给源440通过流体管路442流体连通至设备400，以及因此流体连通至填充装置(多个填充装置)404。在一些实施方式中，物质供给源440是灭菌的气密密封的容器，其包含待分送至容器401的灭菌的、非保藏物质。
如提到的，物质供给源440通过流体管路442流体连通至设备400。如以上讨论的，流体管路442包含灭菌的连接器451，该灭菌的连接器451允许供给源442连接至设备400并且在供给源440与设备400之间形成用于物质的灭菌的流体路径。因此，在填充过程期间保持与环境大气密封隔开的完全灭菌的流体路径：从物质供给源440至设备400，通过填充装置404并且进入容器的密封腔。在不使用灭菌物质或不需要灭菌传输或填充的其他应用中，连接器不必是灭菌连接器。
旋转架441构造成保持多个物质供给源440，每个物质供给源440都能经由灭菌的连接器451连接至设备400，使得用户可容易的更换连接至设备400的物质供给源440。就此而言，设备400的用户可提供相同物质的多个供给源，使得当一个物质供给源440空了时，可以快速地将该空的供给源断开连接，并且可以快速地将更换的物质供给源440连接至设备400以继续填充容器401。替代性地，不同物质可以储存在不同物质供给源440中，使得用户可以容易地改变待分送至容器401的物质。在更换物质供给源440期间，灭菌的流体路径即流体管路442经由灭菌的连接器451提供，这样即使当供给源440与设备400断开连接时也保持流体路径相对于环境大气处于密封状态。此外，通过使用连接器将物质供给源440与流体管路442断开连接，然后将第二物质供给源440附接至流体管路442，物质供给源440的更换可以相对较快，例如在几分钟之内。然而，每个物质供给源可以保持足够体积的物质来填充多个容器401而不需要经常更换物质供给源。
此外，尽管示出了仅一个物质供给源440通过单个流体管路442连接至设备400，但是设备400可以构造成接纳来自多个物质供给源440的流体，并且每个物质供给源440可以通过不同的灭菌流体管路442连接至设备400并且连接至不同的填充装置404，例如，设备400可以包括两个或更多个填充装置404。因此，通过设备400可以允许在容器401内混合物质。
以此方式，能够将不同物质填充至单个容器401，从而在容器401中产生来自多个物质的制剂。这样的过程在下述文献中进行了描述：例如于2008年10月3日提交的标题为“Apparatus and Method for Formulating and Aseptically Filling Liquid Products(用于配制及无菌地填充液体产品的设备和方法)”的共同待决的美国专利申请No.12/245,678，以及于2008年10月3日提交的标题为“Apparatus and Method for Formulating andAseptically Filling Liquid Products(用于配制及无菌地填充液体产品的设备和方法)”的美国专利申请No.12/245,681，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分。这样也能够容易地用不同的物质填充不同的容器401。因此，若干不同的物质可以保持在旋转架441上，并且随着时间推移按照期望被使用，以按要求填充所需的特定物质。
替代性地，尽管所示为机架或旋转架441，但是一个或更多个流体供给源可以容置在单独的贮存容器、装置或储槽中，所述单独的贮存容器、装置或储槽可以控制和保持适合的温度、湿度水平、光线等级等，使得储存在其中的任何物质当处于储存状态时不受损坏。这种贮存容器可构造成具有一个或更多个流体管路，所述一个或更多个流体管路可以将来自贮存容器的物质与设备400流体连通，用于填充容器401。此外，尽管所示为与设备400分开的物质供给源440，但是设备400可构造成在设备400内容置一个或更多个物质供给源。
现在转到图25，示出了设备500和旋转架541的替代性构型。设备500和旋转架541以及其中示出的其他部件大致与图24的设备400和旋转架相似，并且相似元件以类似的方式标记，除了用前缀数字“5”替代“4”。设备500包括控制面板515和加工空间510，该加工空间510包括容置在包括门508的加工空间510内的灭菌装置503、填充装置504、密封剂分送器505和密封器装置506。容器501通过支承件502保持，该支承件502传送容器501通过加工空间510以填充及密封容器501，如上所述。如所示，设备500通过流体管路542经由被保持在旋转架541上的灭菌连接器551流体连通至物质供给源540。如所示，旋转架541构造成支承多个物质供给源540，并且物质供给源540可以通过一个或更多个流体管路542以与关于设备400的以上描述类似的方式流体连通至设备500和一个或更多个填充装置504。
虽然设备300、400、500可用于填充如上所述的多种容器或装置，但是也可以使用其他填充设备，包括在如下文献中公开的：于2013年4月12日提交的标题为“ModularFilling Apparatus and Method(模块化填充设备及方法)”的共同待决的美国专利申请No.13/861,502，该美国专利申请No.13/861,502要求于2012年4月13日提交的相似名称的美国临时专利申请No.61/686,867的权益，以上全部内容通过参引明确地并入本文以作为本公开内容的一部分。
有利地，本文中公开的设备的实施方式可用于例如期望进行小规模灭菌填充的任何设定环境中，比如设置具有台式设备的实验室环境。所述设备小且紧凑，并且容易配装在典型的桌子或工作台顶部，并且容易移动和/或运输。设备的一些实施方式是足够紧凑的以配装在便携箱或手提箱内。各种实施方式的体积小于大约2立方英尺(75dm3)并且重量小于大约42磅(19kg)。因此，设备可以很容易地从一个位置运送至另一位置。另外，上述设备是提供一揽子灭菌填充系统的用户友好性装置。仅存在单个电连接，并且设备是整体集成来执行以上描述的所有功能，而不需要人的交互作用和/或人为污染。不需要汽化的过氧化氢(VHP)或其他流体灭菌剂系统、压缩空气、过滤的或灭菌的层流环境、或任何复杂的或昂贵的隔离器，虽然在一些实施方式中设备可包括VHP供给源用于消毒。
现在转到图26，示意性的描绘示出了如上所述的设备当在医院环境中使用时将提供封闭的灭菌流体路径643的设备600连接至患者699。如所示，患者699躺在病房中的床698上。设备600，与以上描述的设备300、400和500类似，可以放置在病房中紧挨着患者699的桌子上，或可以放置在不同的房间中并且被填充及密封的容器传送至患者699的房间。保持在旋转架641上的物质供给源640通过灭菌流体管路642为设备600提供物质供给。如所示，储槽650也设置有较大的物质供给源，并且通过另一灭菌的流体管路642连接至物质供给源640。比如以上描述的那些灭菌的连接器651可以形成灭菌的流体管路642的一部分。以此方式，可将多个物质容器连接至设备600，使得可以选择性地将多个物质输送至患者，或将不同物质输送至不同患者。
为了向患者提供来自设备600的物质，设备600通过IV或类似地灭菌的流体连通器而与患者灭菌地流体连通。在这样的实施方式中，代替将物质输送至填充构件以穿透容器地，设备600将物质输送至IV管路。设备600与患者699之间的灭菌的流体管路包括如上所述灭菌的连接器651，从而可以将IV管路与设备断开连接同时保持通过设备600的灭菌的密封的流体路径。此外，设备600与患者699之间的附加的蠕动泵652使得可以由患者护理专家精确地控制向患者的流体流动注射和供给。
将患者IV管路从设备断开连接并且保持灭菌流体路径(即经由灭菌连接器651)的能力，以及如上讨论的设备600的小巧便携的性质，允许设备600从一个患者治疗房间移动至另一房间以处理不同的患者。这样有利地避免了移动患者至另一位置来执行治疗的需求，这样的移动可能对于患者在医学上是有害的。另外,上述能够将一个或更多个不同的物质供给源与设备600快速连接及断开连接的能力允许设备保持有“标准”的成套物质以用于不同治疗，并且此外，使得在根据需要更换物质供给源时设备停机时间最小或患者治疗的中断尽量少。此外，设备600允许随着时间推移给患者多种剂量，其中，在这些剂量之间IV管路经由灭菌连接器651与设备断开连接，以用于患者的舒适性、移动性或者替代物质的注射，而不牺牲用于后续剂量的灭菌流体路径。
在替代性实施方式中，设备600构造成如上所述的填充容器，比如IV袋，然后其立即地、在患者的病房中现场地提供给患者使用。就此而言，可以在患者护理房间中填充特定护理规定的IV袋，从而允许在现场立刻响应患者的需求。
有利地，实现了从最初的物质源完全灭菌地输送至患者，其中，保持以下物质是灭菌的，并且相对于环境大气密封隔开：从物质源通过灭菌填充而填充至容器或用于患者输送的其他装置、进而从所述容器或装置输送至患者的物质。例如，参考图26，在替代性实施方式中，物质供给源640是被灭菌填充的且封闭的物质源，比如囊，其包括用于附接至灭菌的流体管路的灭菌连接器，例如以上通过参引并入本文并描述的灭菌连接器。物质供给源640的灭菌连接器连接至灭菌流体管路642，该灭菌流体管路642流体连通至设备600的闭合的针(即灭菌连接器、与例如蠕动泵相接合的柔性流体管路、和闭合的针形成填充套件，该填充套件安装在用于相应的灭菌填充的填充设备600中)。因而，设备600根据以上描述的灭菌填充和重新密封过程、用待用于派发给患者的物质来填充灭菌容器。被填充的灭菌容器还包括灭菌连接器，例如，所描述的并且通过参引并入以上的灭菌连接器，并且被从设备600移除。由设备600填充的被填充的灭菌容器然后通过其灭菌连接器连接至灭菌流体管路，该灭菌流体管管路设置用于将灭菌的被填充物质输送至患者，例如为导管或IV管路。在这样的实施方式中，导管或IV管路包括在其与连接至灭菌容器的灭菌连接器相对的端部上的导管或针，用于将灭菌的被填充物质输送至患者。因此，提供了从源至患者的完全封闭——即与环境大气完全隔离——的并且灭菌的过程，而没有污染灭菌物质的危险。此外，在一些实施方式中，在被填充的灭菌容器与患者之间设置有蠕动泵从而以受控的方式将物质应用至患者。此外，有利地，当使用不同患者和/或物质的不同制剂时，可容易地且高效地改变物质供给源640和/或设备600。
本领域普通技术人员基于本文的教示可认识到，在不偏离本发明的如所附权利要求限定的范围的情况下，可以对本发明的上述和其他实施方式作出多种变化和改型。例如，填充装置和小瓶或其他装置的部件可以采用多种不同构型中的任何构型，或者由目前已知的或以后将获知的多种不同的材料中的任何材料制成。例如，填充或注射构件可以采用套管的形式，而不是针的形式。另一方面，待填充装置可包括单向填充阀和接纳填充套管的弹性隔膜，该弹性隔膜与填充套管一起形成环状接合面，并且净化填充套管，然后打开遮板或套管上的其他封闭件，接合单向阀，并且填充装置的灭菌腔。填充装置同样地可以使用多种不同构型中的任何构型，以多种不同方式中的任何方式被驱动与待填充装置的接合或分离，并且被填充装置可以被在多种不同类型的传送器中的任何传送器上或以其他方式传送。类似地，待填充装置可以采用目前已知的或以后将获知的多种不同容器或装置中的任何装置，比如小瓶、囊、管、注射器、单剂量输送装置和多剂量输送装置。此外，填充装置可用于注射的多种不同类型的流体或其他物质中的任何一种进入小瓶或其他装置，用于多种不同的应用，包括例如药剂、药物、疫苗、液体营养品、补充剂以及目前已知的或以后将获知的多种其他产品。另外，填充过程可以在限定多种不同类型的污染或灭菌保证等级的多种不同类型的周围环境中的任何周围环境中进行。因此，实施方式的该详细描述应认为是说明性的，而不是限制性的。

Claims (85)

1.一种用于将物质灭菌地引入装置的方法，包括下述步骤：
(a)用注射构件穿透所述装置的弹性隔膜，其中，所述装置限定有与所述弹性隔膜流体连通的密封的空的灭菌腔；
(b)在所述穿透步骤期间，在所述弹性隔膜与所述注射构件之间形成环状接合面，所述环状接合面在所述弹性隔膜的和所述灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与所述弹性隔膜的接合所述注射构件的外表面之间轴向地延伸，并且通过(i)在所述环状接合面处所述弹性隔膜与注射构件之间产生足够的摩擦力和(ii)在穿透期间在所述环状接合面处所述弹性隔膜的足够的伸长中的至少一者对所述注射构件进行净化；
(c)将所述物质引入通过所述注射构件并且进入所述装置的所述灭菌腔；
(d)从所述弹性隔膜抽出所述注射构件；
(e)允许所述弹性隔膜在由于抽出所述注射构件而产生的穿透孔口处重新密封其自身；以及
(f)在步骤(a)至(e)中一直保持所述灭菌腔是灭菌的。
2.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在限定出大于等级100或ISO 5的污染等级的周围环境中执行所述穿透步骤。
3.根据权利要求2所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在限定出大于等级100或ISO 5的污染等级的周围环境中执行步骤a)至步骤e)。
4.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在限定出大于等级100或ISO 5且小于等于等级100,000或ISO 8的污染等级的周围环境中执行所述穿透步骤。
5.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件的所述净化包括在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少3个数量级的减少。
6.根据权利要求5所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件的所述净化包括在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少5个数量级的减少。
7.根据权利要求6所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件的所述净化包括在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少6个数量级的减少。
8.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法方法，还包括将所述产生的穿透孔口重新密封。
9.根据权利要求8所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述重新密封步骤包括用机械密封、液体密封剂、热密封和化学密封中的至少一者将所述产生的穿透孔口重新密封。
10.根据权利要求9所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括向所述产生的穿透孔口发射射线以实现或进一步完成密封。
11.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜包括限定有近似圆顶形的穿透区域，并且所述穿透步骤包括在所述圆顶形的穿透区域中穿透所述弹性隔膜。
12.根据权利要求11所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定有大致凸形的外表面、以及与所述大致凸形的外表面相反的大致凹形的内表面。
13.根据权利要求12所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面限定有大致围绕所述穿透区域延伸的相对凹入的表面。
14.根据权利要求13所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述相对凹入的表面为槽。
15.根据权利要求14所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在所述穿透步骤期间，通过所述槽减小在所述穿透区域内所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面的应变。
16.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定出在1邵氏硬度A至100邵氏硬度A的范围内的硬度。
17.根据权利要求16所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定出在20邵氏硬度A至80邵氏硬度A的范围内的硬度。
18.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定有被所述注射构件穿透的穿透区域，并且所述穿透区域的形状确定成在所述穿透步骤期间提高由所述弹性隔膜施加在所述注射构件上的压力。
19.根据权利要求18所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜的所述穿透区域为近似圆顶形。
20.根据权利要求19所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述近似圆顶形的穿透区域限定有大致凸形的外表面和大致凹形的内表面。
21.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，在所述穿透步骤期间，在通过所述注射构件使所述弹性隔膜大致最大伸长时，所述弹性隔膜的所述内表面形成初始裂缝。
22.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述环状接合面由被穿透的弹性隔膜的在大致整个如下轴向距离上围绕所述注射构件环状地延伸的部分限定：所述轴向距离在所述被穿透的弹性隔膜和注射构件之间的内部接触点与外部接触点之间延伸。
23.根据权利要求22所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述轴向距离是至少1/2mm。
24.根据权利要求23所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述轴向距离是至少1mm。
25.根据权利要求24所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述轴向距离是至少4/3mm。
26.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，在所述穿透步骤期间，所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面限定出大致颠倒的截头锥形形状。
27.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件的弹性隔膜接合表面的摩擦系数小于所述弹性隔膜的穿透部分的摩擦系数。
28.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在所述穿透步骤期间用形成在所述弹性隔膜的内表面上并且大致围绕穿透区域延伸的槽来减小在所述注射构件的穿透区域内所述弹性隔膜的内表面的应变。
29.根据权利要求28所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述槽围绕所述穿透区域并且与所述穿透区域相邻或连续地环状延伸。
30.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件包括用于分送来自所述注射构件的所述物质的至少一个端口，并且所述方法还包括相对于环境大气密封所述至少一个端口，直至所述至少一个端口的至少一部分与所述灭菌腔流体连通为止。
31.根据权利要求30所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括将所述注射构件的所述至少一个端口和封闭件中的至少一者从相对于环境大气密封所述至少一个端口的关闭位置移动至使所述至少一个端口打开成与所述灭菌腔流体连通的打开位置。
32.根据权利要求31所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括：在所述抽出步骤之前或所述抽出步骤期间，将所述注射构件的所述至少一个端口和所述封闭件中的至少一者从所述打开位置移动至所述关闭位置。
33.根据权利要求32所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括：在将所述弹性隔膜穿孔之后或在所述至少一个端口的一部分穿过所述弹性隔膜的内表面并且与所述灭菌腔流体连通之后，将所述物质从所述注射构件引入所述灭菌腔。
34.根据权利要求33所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在所述关闭位置中将所述注射构件的内部和所述至少一个端口大致与环境大气密封隔开。
35.根据权利要求34所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述密封包括在所述封闭件与所述注射构件的所述环状接合面处用相对较软的材料形成大致液密密封。
36.根据权利要求31所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在所述穿透步骤和所述抽出步骤期间，大致防止所述至少一个端口与所述弹性隔膜之间的接触。
37.根据权利要求36所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括将所述封闭件插置于所述至少一个端口与所述弹性隔膜之间，并且大致防止所述至少一个端口与所述弹性隔膜之间的接触。
38.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜是自封闭式的并且大致防止流体通过所述产生的穿透孔口进入。
39.根据权利要求31所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括将有毒物质引入通过所述注射构件并且进入所述装置的所述灭菌腔，并且在步骤a)至步骤e)中使用所述封闭件来完全防止所述有毒物质暴露于环境大气。
40.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件的所述净化包括在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处通过所述弹性隔膜对所述注射构件施加压力并且进而杀死所述环状接合面处的生物体。
41.根据权利要求40所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，在所述注射构件上施加压力包括穿透所述弹性隔膜的大致圆顶形或凸形部分。
42.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定有被所述注射构件穿透的穿透区域，并且所述弹性隔膜的所述穿透区域在穿透之前限定出以下厚度：该厚度在所述注射构件的外径的1/2至两倍的范围内。
43.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述弹性隔膜限定有包括凹部的穿透区域，所述凹部限定出所述弹性隔膜的减小的厚度，并且所述穿透步骤包括在所述穿透区域的所述减小的厚度处穿透所述弹性隔膜。
44.根据权利要求43所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述穿透区域的凹部限定出大致截头锥形形状。
45.根据权利要求44所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且所述穿透区域的凹部限定有与所述第一夹角大致相同的第二夹角。
46.根据权利要求44所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且所述穿透区域的凹部限定有大于所述第一夹角的第二夹角。
47.根据权利要求1所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，还包括在所述穿透步骤之前至少对所述弹性隔膜的穿透区域进行灭菌。
48.根据权利要求47所述的用于将物质灭菌地引入装置的方法，其中，所述灭菌包括向所述弹性隔膜的所述穿透区域照射射线或施用流体灭菌剂中的至少一者。
49.一种通过注射构件灭菌地填充的装置，所述注射构件限定有端口，所述端口通常相对于环境大气密封并且能够打开以将来自所述注射构件的物质通过所述端口进行分送，其中，所述装置包括：
本体，所述本体限定有密封的空的灭菌腔；以及
弹性隔膜，所述弹性隔膜与密封的空的所述灭菌腔流体连通，其中，(A)所述弹性隔膜能够被所述注射构件穿透，并且在所述弹性隔膜与所述注射构件之间形成环状接合面，所述环状接合面在(i)所述弹性隔膜的和所述灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与(ii)所述弹性隔膜的接合所述注射构件的外表面之间轴向延伸，并且(B)所述注射构件与所述弹性隔膜的相对运动使得通过(i)在所述环状接合面处所述弹性隔膜与所述注射构件之间产生足够的摩擦力和(ii)在穿透期间在所述环状接合面处所述弹性隔膜的足够的伸长中的至少一者而对所述注射构件进行净化。
50.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件与所述弹性隔膜的相对运动将所述注射构件的所述端口打开成与所述灭菌腔流体连通以将来自所述注射构件的物质分送至所述灭菌腔。
51.根据权利要求50所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，在所述环状接合面处净化所述注射构件并且所述端口的至少一部分穿过所述弹性隔膜之后，所述相对运动打开所述端口。
52.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件与所述弹性隔膜的所述相对运动对所述注射构件的净化程度为：在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少3个数量级的减少。
53.根据权利要求52所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件与所述弹性隔膜的所述相对运动对所述注射构件的净化程度为：在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少5个数量级的减少。
54.根据权利要求53所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件与所述弹性隔膜的所述相对运动对所述注射构件的净化程度为：在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处实现生物负荷的至少6个数量级的减少。
55.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜是可重新密封的或能够在产生的穿透孔口处被重新密封。
56.根据权利要求55所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜的所述产生的穿透孔口通过机械密封、液体密封剂、热密封和化学密封中的至少一者被重新密封。
57.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜包括能够被所述注射构件穿透并且限定出近似圆顶形的穿透区域。
58.根据权利要求57所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定有大致凸形的外表面、以及与所述大致凸形的外表面相反的大致凹形的内表面。
59.根据权利要求58所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面限定有大致围绕所述穿透区域延伸的相对凹入的表面。
60.根据权利要求59所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述相对凹入的表面为槽。
61.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定有大致凹形的内表面，并且所述装置还包括用于在所述弹性隔膜被所述注射构件穿透期间减小所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面上的应变的构造。
62.根据权利要求61所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述构造是形成在所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面上并且大致围绕所述弹性隔膜的被所述注射构件穿透的穿透区域延伸的槽。
63.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定出在1邵氏硬度A至100邵氏硬度A的范围内的硬度。
64.根据权利要求63所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定出在20邵氏硬度A至80邵氏硬度A的范围内的硬度。
65.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定有能够被所述注射构件穿透的穿透区域，并且所述穿透区域的形状确定成在所述弹性隔膜被所述注射构件穿透期间提高由所述弹性隔膜施加在所述注射构件上的压力。
66.根据权利要求65所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜的所述穿透区域为近似圆顶形。
67.根据权利要求66所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，近似圆顶形的所述穿透区域限定有大致凸形的外表面和大致凹形的内表面。
68.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述环状接合面由被穿透的弹性隔膜的在大致整个如下轴向距离上围绕所述注射构件环状地延伸的部分限定：所述轴向距离在所述被穿透的弹性隔膜和所述注射构件之间的内部接触点与外部接触点之间延伸。
69.根据权利要求68所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述轴向距离是至少1/2mm。
70.根据权利要求69所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述轴向距离是至少1mm。
71.根据权利要求70所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述轴向距离是至少4/3mm。
72.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面限定出大致颠倒的截头锥形形状。
73.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜的穿透部分的摩擦系数大于所述注射构件的弹性隔膜接合表面的摩擦系数。
74.根据权利要求61所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述构造是形成在所述弹性隔膜的所述大致凹形的内表面上并且大致围绕所述弹性隔膜上的所述注射构件穿透的穿透区域延伸的环状槽。
75.根据权利要求74所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述槽围绕所述穿透区域并且与所述穿透区域相邻或连续地环状延伸。
76.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜是自封闭式的，并且大致防止流体通过产生的穿透孔口进入。
77.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜构造成在所述弹性隔膜与所述注射构件之间的所述环状接合面处在所述注射构件上施加压力，从而杀死所述环状接合面处的生物体。
78.根据权利要求77所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜包括大致圆顶形或凸形的穿透区域，所述穿透区域在其被所述注射构件穿透期间在所述注射构件上施加压力。
79.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定有被所述注射构件穿透的穿透区域，并且所述弹性隔膜的所述穿透区域限定出穿透之前的以下厚度：该厚度在所述注射构件的外径的1/2至两倍的范围内。
80.根据权利要求49所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述弹性隔膜限定有包括凹部的穿透区域，所述凹部限定出所述弹性隔膜的减小的厚度，在所述减小的厚度处被所述注射构件穿透。
81.根据权利要求80所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述穿透区域的凹部限定出大致截头锥形形状。
82.根据权利要求81所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且所述穿透区域的凹部限定有与所述第一夹角大致相同的第二夹角。
83.根据权利要求81所述的通过注射构件灭菌地填充的装置，其中，所述注射构件包括限定有第一夹角的穿透尖端，并且所述穿透区域的凹部限定有大于所述第一夹角的第二夹角。
84.一种用于将物质灭菌地引入装置的设备，包括：
填充装置，所述填充装置包括限定有端口的注射构件，所述端口通常相对于环境大气密封并且能够打开以将来自所述注射构件的物质通过所述端口进行分送；以及
待填充装置，所述待填充装置包括限定密封的空的灭菌腔的本体；以及与密封的空的所述灭菌腔流体连通的弹性隔膜，其中，(A)所述弹性隔膜能够被所述注射构件穿透，并且在所述弹性隔膜与所述注射构件之间形成环状接合面，所述环状接合面在(i)所述弹性隔膜的和所述灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与(ii)所述弹性隔膜的接合所述注射构件的外表面之间轴向地延伸，并且(B)所述注射构件与所述弹性隔膜的相对运动通过(i)在所述环状接合面处所述弹性隔膜与所述注射构件之间产生足够的摩擦力，和(ii)在穿透期间在所述环状接合面处所述弹性隔膜的足够的伸长中的至少一者而对所述注射构件进行净化。
85.一种通过注射构件灭菌地填充的装置，所述注射构件包括用于将所述注射构件的内部相对于环境大气密封并且用于打开以将来自所述注射构件的物质通过其进行分送的结构，其中，所述装置包括：
第一器件，所述第一器件限定有密封的空的灭菌腔；以及
与密封的空的所述灭菌腔流体连通的弹性隔膜，所述弹性隔膜能够被所述注射构件穿透，(A)用于在所述弹性隔膜与所述注射构件之间形成环状接合面，所述环状接合面在(i)所述弹性隔膜的和所述灭菌腔流体连通的内表面上的穿透点与(ii)所述弹性隔膜的接合所述注射构件的外表面之间轴向地延伸，并且(B)用于通过(i)在所述环状接合面处所述弹性隔膜与注射构件之间产生足够的摩擦力，和(ii)在穿透期间在所述环状接合面处所述弹性隔膜的足够伸长中的至少一者而对所述注射构件进行净化。
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