CN105209107A - 用于进行柔性管材的消毒连接的装置和方法 - Google Patents

用于进行柔性管材的消毒连接的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于柔性管材的基本上消毒的连接的装置1;11;61,包括:i)至少一个管材保持件2;12;62,其适于容纳一个或更多个柔性管材段3;13;63且其还装备有一个或更多个消毒剂应用器4;14;64。该(多个)消毒剂应用器适于当(多个)管材段容纳在该管材保持件2;12;62中时将消毒剂应用至该所述管材段3;13;63或各所述管材段3;13;63。ii)至少一个切割件5;15;65,其能够相对于管材保持件2;12;62移动且适于切割该(多个)管材段3;13;63和iii)连接件保持件6;16;66,其包括隔室8;18;68,隔室8;18;68容纳基本上消毒的管材连接件7;17;67。该连接件保持件能够相对于该管材保持件2;12;62移动至以下位置,在该位置处,该切割的管材段3;13;63或各切割的管材段3;13;63和该消毒的管材连接件7;17;67对齐且可被推到一起。

Description

用于进行柔性管材的消毒连接的装置和方法
技术领域
本发明涉及柔性管材的连接,且更具体而言,涉及用于柔性管材的基本上消毒的连接的装置。本发明还涉及消毒管材的基本上消毒的连接的方法。
背景技术
单次使用系统(也称作可丢弃系统)越来越多地用于生物过程产业中。例如分离或反应系统(诸如层析系统、过滤系统或生物反应器系统)如今已至少部分地被作为可丢弃系统提供。这消除了在处理之前、在处理和循环之间或在处理之后在再次使用之前进行清洁和清洁验证的需求,如对常规的可再次使用设备要求的那样。通过可丢弃系统,避免了交叉污染。需要单次使用设备在该设备自身制造期间的生物负载控制,以消除在使单次使用设备接触产品之前的清洁需求。这通常通过在受控环境(清洁室)中制造单次使用设备来获得,经常之后跟着消毒处理(伽马辐照)。生物负载控制水平的要求可对于不同的应用而不同,然而,该设备的到一定程度的生物负载控制不仅对于一些应用而言是需要的,但是还被认为对于使用可丢弃设备的大多数应用而言是优选的。需要该设备在受控环境中的生产,以保证生物负载控制程序之前的低初始污染物水平,从而降低例如内毒素水平。
生物制造中的灭菌连接件的典型应用是流体管线、分离单元(过滤器、层析柱、吸收器、隔膜吸收器、膨胀或流化床吸收器)或反应单元(生物反应器、反应或(生物)转化单元(其例如利用酶转化))。
消毒和灭菌是用于限定处于到不同程度的生物负载控制水平的系统、一件设备或流体管道的状态的用语。灭菌连接件可用于使单次使用设备以及单次使用设备和常规再次使用设备(其被生物负载控制(清洁、消毒等))。可用的灭菌连接件为例如来自GEHealthcare的ReadyMateTM和来自Pall的KleenpackTM。它们使用可移除的保护膜,以确保灭菌且应用于制造操作中的多个管材段和/或设备,在此之后,伽马消毒具有连接件的管材/设备。这意味着,它们仅对于预组装回路是有用的。
对于直接在使用位置处的特制灭菌回路的组装,目前的途径是使用柔性管材的热焊接。用于此目的的焊接机使用电加热的圆片来切割且焊接管材,且可从例如GEHealthcare(SterileTubeFuser)和SartoriusStedimBiotech(BioWelderTM)商业上获得的。这些设备为固定、沉重的且需要电连接。
因此,需要在例如生物过程设置中的柔性管材的灭菌连接中使用的更轻且更方便的器件。
发明内容
本发明的一个方面为提供用于柔性管材的基本上消毒的连接的装置,该装置是小的,具有轻的重量,不需要电连接且通常便于使用。这通过在权利要求1中限定的装置来实现。
一个优点是,该装置可被操作且用于在现场连接管材,甚至是在不方便的场所,该不方便的场所为不可能利用重的电焊设备接近的。又一优点是还可连接不可焊接的管材,例如,橡胶管材。
本发明的另一方面为提供用于柔性管材的直接在生物过程设置中的基本上消毒的连接的简单和便利的方法。这通过在权利要求中限定的方法来实现。
本发明的其他适当的实施例在从属权利要求中描述。
附图说明
图1示出贯穿本发明方法的不同步骤的本发明的装置。1a)使用前的装置。1b)插入了两段管材的装置。1c)切割管材段和使管材段与连接件对齐之后的装置。1d)在切割的管材段和连接件已被推到一起之后的装置。1e)移除的管材/连接件组件。
图2示出具有消毒剂贮存器的本发明的装置的实施例。
图3示出本发明装置的备选实施例及其用途。3a)插入了两段管材的装置。3d)在切割的管材段和连接件已被推到一起之后的装置。
图4示出具有不同类型连接件的装置的其他实施例。4a)单通成角度软管倒钩连接件。4b)T形连接件。
图5示出包括具有可移除的保护膜/帽的连接件的实施例。
图6示出实施例,其中连接件包括凹口金属管。
图7示出本发明的装置的旋转实施例。7a)插入有两段管材的装置。7c)切割管材段且使管材段与连接器对齐之后的装置。
具体实施方式
在本发明的一方面中,公开了用于柔性管材的基本上消毒的连接的装置1;11;61,如图1-4和7所例示的。该装置包括:
i)至少一个管材保持件2;12;62,其适用于容纳一个或更多个柔性管材段3;13;63且其还装备有一个或更多个消毒剂应用器4;14;64。该(多个)消毒剂应用器适于当(多个)管材段容纳在管材保持件2;12;62中时,将消毒剂应用于所述管材段3;13;63或各所述管材段3;13;63。(多个)管材保持件可各自包括基本圆柱形的端口,该基本圆柱形的端口具有适于容纳管材段的直径且该端口可例如通向位于连接器保持件6中的管材端部接收器中或通向切割和连接隔室19。该(多个)端口可合适地覆盖有在容纳(多个)管材段之前移除的(多个)保护膜或(多个)帽。(多个)消毒剂应用器可例如各自为柔性开放多孔材料(例如,聚合物泡沫)的管状或细长管状层,其布置在该(多个)圆柱形端口的内表面上。(多个)消毒剂应用器可包含吸入的液体消毒剂(诸如过氧化氢或过氧化氢水溶液(例如包括3-60wt.%或25-35wt%的过氧化氢))。(多个)消毒剂应用器还可或备选地流体地连接至,或者能够流体地连接至消毒剂贮存器33,该消毒剂贮存器33包括液体消毒剂,诸如过氧化氢或过氧化氢水溶液(例如包括3-60wt.%或25-35wt%的过氧化氢)。在两种情形中,消毒剂都还可备选地为包括乙醇(典型地60-80wt%的乙醇水溶液)、次氯酸盐(典型地0.5-10wt%的次氯酸钠水溶液)等的溶液。过氧化氢溶液的使用具有以下优势:过氧化氢的任何残余物都将反应以形成无毒的水和氧气。过氧化氢水溶液在从低于1wt%到95-100wt%的浓度区间上具有杀菌特性,但该作用在10wt%和更高的浓度下更可靠和快速。高浓度下的过氧化氢可引起爆炸危险,所以优选10-60wt%或特别是25-35wt%。
ii)至少一个切割件5;15;65,其能够相对于管材保持件2;12;62移动且适用于切割(多个)管材段3;13;63。(多个)切割件可为刀片或具有锋利边缘(例如,管材保持件上的锋利边缘)的类似器件,或者其可备选地为加热的圆片或甚至是例如激光。(多个)切割件能够沿基本上横向于容纳在(多个)管材保持件中的(多个)管材段的方向移动。切割件或各切割件能够在对接管材保持件和连接件保持件或切割和连接隔室的平面中,沿朝向容纳在管材保持件中管材段的方向移动。(多个)切割件可独立地或与连接件保持件一起移动。
iii)连接件保持件6;16;66,其包括隔室8;18;68,该隔室8;18;68接纳基本上消毒的管材连接件7;17;67。连接件保持件能够相对于管材保持件2;12;62移动至以下位置,在该位置处,该切割的管材段3;13;63或各切割的管材段3;13;63和消毒的管材连接件7;17;67对齐且可被推到一起。隔室沿基本平行于(多个)管材端口且平行于容纳在(多个)管材保持件中的(多个)管材段的方向适当地延伸。
在一些实施例中,该装置还包括消毒剂贮存器33,该消毒剂贮存器33适于将消毒剂供应至(多个)消毒剂应用器4;14;64,诸如各消毒剂应用器。该消毒剂贮存器可例如包括可打破的安瓿31,该安瓿31包含消毒剂。此种可打破的安瓿可例如包含在安瓿隔室30中,该安瓿隔室30经由细小的管材或管道32而流体地连接至该(多个)消毒剂应用器或各(多个)消毒剂应用器,该细小的管材或管道32在(多个)管材保持件和/或连接件保持件中的一个或更多个的内侧。当安瓿打破时,消毒剂将部分地填充安瓿隔室,且通过例如重力或毛细管吸力而朝(多个)消毒剂应用器流动,从而用消毒剂填充或部分地填充(多个)消毒剂应用器。消毒剂贮存器33还可与该(多个)消毒剂应用器4;14;64或各(多个)消毒剂应用器4;14;64成一体。例如可能使用预填充有消毒剂且覆盖有例如保护摸的一个或更多个消毒剂应用器,该保护膜可在插入(多个)管材段之前移除。这种保护膜或帽可例如与如上所述的覆盖端口的保护膜或帽成一体。包括在可打破的安瓿或(多个)预填充的消毒剂应用器中的消毒剂可如上所述地为例如包括过氧化氢的水溶液,例如,包括3-60wt%或25-35wt%过氧化氢的溶液。
在某些实施例中,装置还包括可移动的盖20(在图1中未示出),其在关闭位置限定切割和连接隔室9;19且在打开位置允许移除切割且连接的(多个)管材段。该器件可例如设有处于关闭位置的盖且通过例如伽马辐照来预先消毒,使得切割和连接隔室为基本上消毒的。在切割(多个)管材段且与连接件推到一起之后,该盖然后可打开以允许移除。该盖可通过可移除的密封件或条带等而临时地锁紧在关闭位置中,以防止盖的过早打开。可移动的盖20可为一个一体的盖或其可分成多个部分盖。
装置1;11;61可适用于连接件6;16;66和(多个)切割件5;15;65相对于(多个)管材保持件2;12;62的线性或旋转移动。线性方式在图1-4中例示出,且旋转方式在图7中例示出。旋转方式的特定优势为,切割件65可更容易保持消毒,和可实现紧凑的设计。
在一些实施例中,管材连接件7;17;67为软管倒钩连接件。管材连接件还可为例如直的双通连接件7;17;67、三通T形连接件40或成角度的连接件,诸如成角度的双通连接件41,如图4所例示的。
在图5例示的某些实施例中,管材连接件50包括端口51,该端口51覆盖有可移除的保护膜或帽52。适合的这种端口在例如US6679529、WO1994008173A1中有描述,它们通过引用而整体在此并入。可移除的膜或帽确保具有附接的(多个)管材段的连接件为基本上消毒的,且其随后可灭菌地连接至具有可移除膜或帽的另一端口,而无需使用LAF工作台等。
在一些实施例中,管材保持件适于在远离管材段端部的点处容纳所述管材段。在该情形中,管材保持件可包括布置成容纳所述管材段的一部分的凹处和布置成能够从打开位置移动至关闭位置的可移动盖(分离的或形成可移除盖20的一部分),在关闭位置处,该可移动盖覆盖具有管材部分的该凹处。一个或更多个消毒剂应用器布置成将消毒剂应用至管材部分,诸如在容纳在管材保持件中的整个管材部分的上。(多个)消毒剂应用器可例如围绕管材部分包裹或可包括在凹处上的一个层和在可移动盖内侧上的一个层,使得当可移动盖处于关闭位置时,管材部分由消毒剂应用器基本完全地环绕。容纳管材段而不容纳该段的端部的一个优点是,该装置可用于使已在两个端部中附接的管材段断开连接。出于此目的,该装置可适当地包括两个消毒的管材连接件,其中的一者或二者可为封闭的连接件并且/或者其中的一者或二者可为管材连接件,该管材连接件包括覆盖有可移除的保护膜或帽的端口,如上所述且如在图5中所述。当然,可能使用图4b)中例示的三通管材连接件,以便连接另一管材段。如果该管材段填充有液体,则如其在断开连接之前排干是有利的。
在图6例示的一些实施例中,管材连接件57由可变形塑料制备,且所述管材连接件的中央部分同心地包含在凹口金属管58中,该凹口金属管58适于在外部压缩时切断管材连接件且流体地密封切割的管材连接件端部。在凹处的位置处,金属管的内侧可具有锋利的横向边缘,该边缘在例如通过一对钳子进行的压缩时可切割连接件的塑料。在压缩的组件的轻微弯曲时,该连接件可被切断,从而留下由压缩的金属管端部密封的端部。这允许不再需要管材连接时便利的灭菌断开连接。金属管可适当地由能够容易地变形的金属(诸如,例如铝)制成。可变形塑料可例如为聚烯烃,诸如聚丙烯或聚乙烯。
在某些实施例中,该切割件5;15;65或各切割件5;15;65包括刀片或连接件保持件2;12;62的锋利边缘。
在一些实施例中,该装置已消毒,可选地使用电离辐射。
在一个方面中,本发明公开了用于柔性管材的基本上消毒的连接的方法,包括以下步骤:
a)提供上述实施例的装置和至少一个柔性管材段3;13;63;
b)将该管材段或各管材段放置在该管材保持件2;12;62或各管材保持件2;12;62中且利用该消毒剂应用器4;14;64或各消毒剂应用器4;14;64将消毒剂应用至管材;
c)移动切割件或多个切割件5;15;65以切割该管材段或各管材段;
d)将连接件保持件6;16;66移动至以下位置,在该位置处连接件7;17;67与该切割的管材段或各切割的管材段对齐;
e)将连接件和该切割的管材段或各切割的管材段推到一起,以形成连接的组件;和
f)从该装置移除连接的组件。
c)和d)中的移动可为线性的或旋转的,且d)中的位置可为线性位置或成角度位置。柔性管材可为柔性塑料管材(例如塑化PVC)或柔性弹性管材(例如,热弹性体管材或橡胶管材,包括硅树脂橡胶)。管材可适当地为足够柔性的,以允许利用刀片手动地切割且适当地没有金属加强件。管材的壁度可为例如0.5-5mm,诸如1-3mm,且管材的内径可为1-20mm,诸如2-10mm。
(多个)管材段3;13;63可在两个端部处密封且预先消毒,例如,通过暴露于伽马辐照。密封的端部可具有圆形截面,以允许容易引入圆的圆柱形端口中。
在某些实施例中,该方法在步骤b)之前还包括使消毒剂贮存器33中的消毒剂与该消毒剂应用器4;14;64或各消毒剂应用器4;14;64流体地连接的步骤。如果消毒剂贮存器包括具有消毒剂(例如,过氧化氢水溶液)的可打破的安瓿31,则该步骤可包括该可打破的安瓿的打破。
在一些实施例中,该方法还包括打破包含消毒剂的安瓿31的步骤。
在某些实施例中,该方法在步骤e)和f)之间还包括打开盖20的步骤。
本书面说明使用示例以公开本发明,包括最佳实施方式,并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明,包括制造且使用任何器件或系统并且实行任何合并的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定,且可包含本领域人员想到的其他实例。如果这种其他实例具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件,或如果它们包括与权利要求的文字语言无显著差别的等同结构元件,则它们意图在权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种用于柔性管材的基本上消毒的连接的装置(1;11;61),包括:
至少一个管材保持件(2;12;62),适于容纳一个或更多个所述管材的段(3;13;63)且装备有一个或更多个消毒剂应用器(4;14;64),所述一个或更多个消毒剂应用器适于在该(多个)管材段容纳在所述管材保持件(2;12;62)中时将消毒剂应用至该所述管材段(3;13;63)或各所述管材段(3;13;63);
至少一个切割件(5;15;65),能够相对于所述管材保持件(2;12;62)移动且适于切割该所述管材段(3;13;63)或各所述管材段(3;13;63);和
连接件保持件(6;16;66),其包括隔室(8;18;68),所述隔室(8;18;68)容纳基本上消毒的管材连接件(7;17;67),所述连接件保持件能够相对于所述管材保持件(2;12;62)移动至以下位置,在该位置处,该切割的管材段(3;13;63)或各切割的管材段(3;13;63)和所述消毒的管材连接件(7;17;67)对齐且可被推到一起。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括消毒剂贮存器(33),适于将消毒剂供应至该消毒剂应用器(4;14;64)或各消毒剂应用器(4;14;64)。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述消毒剂贮存器(33)包括可打破的安瓿(31),所述可打破的安瓿(31)包含消毒剂。
4.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,包括在所述可打破的安瓿中的所述消毒剂为包括过氧化氢的水溶液,诸如包括3-60wt%或25-35wt%过氧化氢的溶液。
5.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,还包括可移动盖(20),所述可移动盖(20)在关闭位置中限定切割和连接隔室(9;19)且在打开位置中允许切割且连接的(多个)管材段的移除。
6.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述管材连接件(7;17;67)为软管倒钩连接件。
7.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述管材连接件(50)包括端口(51),所述端口(51)覆盖有可移除的保护膜或帽(52)。
8.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,管材保持件适于在远离管材段的端部的点处容纳所述管材段。
9.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述管材连接件(57)由可变形塑料制备且所述管材连接件的中央部分被同心地包含在凹口金属管(58)中,所述凹口金属管(58)适于在外部压缩时切断所述管材连接件且流体地密封该切割的管材连接件端部。
10.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述切割件(5;15;65)或各切割件(5;15;65)包括刀片或所述连接件保持件(2;12;62)的锋利边缘。
11.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,其已被消毒,可选地使用电离辐射。
12.根据任一前述权利要求所述的装置,其特征在于,所述(多个)切割件和连接件保持件能够相对于所述(多个)管材保持件旋转地或线性地移动。
13.一种用于柔性管材的基本上消毒的连接的方法,包括以下步骤:
a)提供任一前述权利要求的所述装置(1;11;61)和至少一个柔性管材段(3;13;63);
b)将该管材段或各管材段放置在所述管材保持件(2;12;62)或各管材保持件(2;12;62)中且利用所述消毒剂应用器(4;14;64)或各消毒剂应用器(4;14;64)将消毒剂应用至管材;
c)移动所述切割件(5;15;65)或多个切割件以切割所述管材段或各管材段;
d)将所述连接件保持件移动至以下位置,在所述位置处,所述连接件(7;17;67)与该切割的管材段或各切割的管材段对齐;
e)将所述连接件和所述切割的管材段或各切割的管材段推到一起以形成连接的组件;和
f)从所述装置移除所述连接的组件。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在步骤b)之前还包括使所述消毒剂贮存器(33)中的消毒剂与所述消毒剂应用器或各消毒剂应用器流体地连接的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括打破包含所述消毒剂的安瓿(31)的步骤。
16.根据权利要求13-15中的任一项所述的方法,其特征在于,所述(多个)切割件和连接件保持件旋转地或线性地移动。
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