CN106413784A - 自闭合及打开式填充针、针保持器、填充器及方法 - Google Patents

自闭合及打开式填充针、针保持器、填充器及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于填充装置的设备，该装置具有可穿透隔膜和密封室。该设备包括能够与可穿透隔膜接合以穿透隔膜的填充构件、端口以及封闭件。封闭件和填充构件能够在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，封闭件闭合端口，在第二位置中，打开端口。填充构件和/或隔膜能够相对于另一者在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，填充构件与隔膜间隔开，在第二位置中，填充构件穿透隔膜并且与密封室相连通。锁定装置能够在(i)将封闭件和/或填充构件锁定在第一位置的锁定位置与(ii)允许封闭件和/或填充构件相对于另一者移动并移动至第二位置的解锁位置之间移动。

Description

自闭合及打开式填充针、针保持器、填充器及方法
技术领域
本发明涉及用于将诸如液体、凝胶、膏、气体或粉末之类的物质灭菌地或无菌地填充到装置或容器中的装置及方法，并且更具体地，涉及对封闭的容器和装置进行灭菌或无菌填充的装置及方法。
背景技术
本发明人发明了用于借助于填充针或其他填充构件穿过隔膜对封闭的容器或其他装置进行灭菌地填充的装置及方法。填充针或其他填充构件限定一个或更多个填充端口，这些填充端口通过封闭件而相对于周围大气被常密封。封闭件能够在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，封闭件闭合端口并且在端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性，在第二位置中，打开端口以允许物质穿过填充构件的内部与填充构件的外部之间。在这种装置和方法中，可能不合需要的是允许封闭件在将端口安置成与待填充的灭菌室流体连通之前从密封端口的第一位置或闭合位置移动至打开端口的第二位置或打开位置。封闭件的这种提早打开可能导致填充构件的端口或其他灭菌或无菌部分被周围大气中所存在的或待填充装置上的细菌、微生物或其他污染物污染。因此，本公开的目的是克服这种潜在的缺陷或缺点。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种用于填充装置的设备，该装置包括可穿透隔膜以及与该可穿透隔膜流体连通的密封室。该设备包括：中空填充构件、形成在填充构件的一个端部处的穿透梢端、在中空填充构件的内部与中空填充构件的外部之间流体连通的一个或更多个端口、以及封闭件，该穿透梢端能够与可穿透隔膜接合以穿透隔膜。封闭件和/或填充构件能够在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，该封闭件闭合端口并且在端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性，在第二位置中，打开端口以允许物质穿过内部与外部之间。填充构件和/或隔膜能够相对于另一者在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，穿透梢端与隔膜间隔开，在第二位置中，穿透梢端穿透隔膜并且与装置的密封室连通。锁定装置能够在(i)将封闭件和/或填充构件锁定在第一位置的锁定位置与(ii)允许封闭件和/或填充构件相对于另一者移动并移动至第二位置。
本发明的一些实施方式还包括填充构件安装件，其中，中空填充构件能够安装至该填充构件安装件。填充构件安装件能够与填充构件一起在第一位置与第二位置之间移动。在一些这样的实施方式中，填充构件安装件将填充构件在第一位置与第二位置之间进行驱动。
在本发明的一些实施方式中，锁定装置包括能够与封闭件接合的压板，并且填充构件安装件和/或压板能够相对于另一者移动。在一些实施方式中，锁定装置还包括凸轮，该凸轮能够在(i)防止填充构件相对于压板和封闭件移动的锁定位置与(ii)允许填充构件相对于压板和封闭件移动的解锁位置之间移动。在一些这样的实施方式中，凸轮根据填充构件相对于压板和封闭件的移动程度限定多个解锁位置。在一些这样的实施方式中，填充构件安装件包括轴承构件，并且凸轮枢转地安装在轴承构件附近并能够与轴承构件接合。在一些这样的实施方式中，(i)在锁定位置中，凸轮与轴承构件和压板接合以防止压板相对于填充构件安装件移动，并且在(ii)在解锁位置中，凸轮能够相对于轴承构件移动以允许填充构件安装件和/或压板相对于另一者移动。在一些这样的实施方式中，锁定装置包括弹簧，该弹簧将锁定装置偏压至锁定位置。在一些实施方式中，凸轮枢转地安装，压板被偏压成抵靠封闭件，并且填充构件能够抵抗弹簧的偏压而相对于封闭件移动。在一些这样的实施方式中，凸轮包括轴承构件，该轴承构件便于凸轮抵抗弹簧的偏压而进行的枢转运动以及填充构件相对于封闭件的移动。
本发明的一些实施方式还包括装置安装件，其中，装置能够安装至该装置安装件。在一些这样的实施方式中，填充构件安装件能够相对于装置安装件在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，穿透梢端与隔膜间隔开，在第二位置中，穿透梢端穿透隔膜并且与装置的室连通。在一些这样的实施方式中，在隔膜被穿透梢端穿透的第一阶段期间，锁定装置处于锁定位置，并且在穿透的第二阶段期间，锁定装置处于解锁位置。在一些这样的实施方式中，封闭件在封闭件与穿透梢端的接合处限定梢端，并且隔膜限定与室的内部相连通的内部表面。在穿透的第二阶段期间，封闭件的梢端位于隔膜内并防止封闭件的梢端穿透内部表面。
在本发明的一些实施方式中，装置安装件包括止挡件，该止挡件能够与封闭件和压板中的至少一者接合以防止封闭件沿从第一位置朝向第二位置的方向进一步移动。在穿透的第一阶段期间，封闭件和压板都不与止挡件接合。在穿透的第二阶段期间，封闭件和/或压板与止挡件接合。在一些实施方式中，凸轮包括能够与轴承构件接合的第一端部以及能够与装置安装件接合的第二端部。在一些这样的实施方式中，在穿透的第二阶段期间，凸轮的第二端部接合轴承构件并且通过沿从第一位置朝向第二位置的方向的进一步移动使凸轮相对于轴承构件枢转。在一些实施方式中，凸轮包括安装在凸轮的第二端部上的第二轴承，并且第二轴承能够与装置安装件接合以便于凸轮相对于装置安装件的移动。在一些这样的实施方式中，凸轮枢转地安装在填充构件安装件上，并且凸轮包括能够与压板接合的轴承和将凸轮偏压至锁定位置的弹簧，并且该弹簧允许凸轮在解锁位置中抵抗弹簧的偏压而相对于压板进行枢转运动。在本发明的一些实施方式中，隔膜限定与室流体连通的内部表面。止挡件防止封闭件移动穿过隔膜的内部表面，但是允许穿透梢端和端口移动穿过内部表面并与室流体连通。
根据另一方面，本发明涉及一种用于通过填充构件组件对装置进行填充的设备，其中，该装置包括可穿透隔膜以及与可穿透隔膜流体连通的密封室。填充构件组件包括中空填充构件、形成在中空填充构件的一个端部处的穿透梢端、在填充构件的内部与填充构件的外部之间流体连通一个或更多个端口、以及封闭件，其中，穿透梢端能够与可穿透隔膜接合以穿透隔膜。封闭件和/或填充构件能够在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，封闭件闭合端口并且在端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性，在第二位置中，打开端口以允许物质穿过内部与外部之间。填充构件和/或隔膜能够相对于另一者在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，穿透梢端与隔膜间隔开，在第二位置中，穿透梢端穿透隔膜并与装置的密封室连通。设备包括锁定装置，该锁定装置能够在(i)将封闭件和/或填充构件锁定在第一位置的锁定位置与(ii)允许封闭件和/或填充构件相对于另一者移动并移动至第二位置的解锁位置之间移动。
根据另一方面，本发明涉及一种用于填充装置的设备，该装置包括可穿透隔膜以及与可穿透隔膜流体连通的密封室。所述设备包括：能够与可穿透隔膜接合以穿透隔膜的用于填充的第一装置、用于将第一装置的内部安置成与第一装置的外部流体连通的第二装置以及用于闭合和打开第二装置的第三装置。第三装置和/或第一装置能够在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，第三装置闭合第二装置并且在第二装置与周围大气之间形成流体紧密密封以保持第二装置以及第一装置的内部的灭菌性，在第二位置中，打开第二装置以允许物质穿过内部与外部之间。第一装置和/或隔膜能够相对于另一者在(i)第一位置与(ii)第二位置之间移动，在第一位置中，第一装置与隔膜间隔开，在第二位置中，第一装置穿透隔膜并且第二装置与装置的密封室连通。所述设备还包括第四装置，第四装置能够在(i)用于将第三装置和第一装置中的至少一者锁定在第一位置的锁定位置与(ii)允许第三装置和/或第一装置相对于另一者移动并移动至第二位置的解锁位置之间移动。在一些这样的实施方式中，第一装置是针，第二装置是端口，第三装置是封闭件并且第四装置是锁定装置。
根据另一方面，本发明涉及一种填充装置的方法，该装置包括可穿透隔膜以及与可穿透隔膜流体连通的密封室。该方法包括以下步骤：
-用中空填充构件的穿透梢端穿透隔膜，该中空填充构件包括封闭件和在穿透梢端附近的端口，该端口在中空填充构件的内部与中空填充构件的外部之间流体连通；
-在穿透隔膜的第一阶段期间，将填充构件和/或封闭件锁定在闭合位置，在闭合位置中，封闭件闭合端口并且在端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性；
-在穿透隔膜的第二阶段期间，解锁封闭件和/或填充构件并且允许封闭件和/或填充构件相对于另一者的相对移动，并且将端口打开成与装置的室流体连通；以及
-穿过中空填充构件的敞开的端口将物质流引入并引入到所述装置中。
本发明的一些实施方式还包括终止穿过端口的物质流、将中空填充构件从隔膜抽出、并且允许在将中空填充构件从隔膜抽出时隔膜自身再密封。
本发明的一些实施方式还包括：(i)在抽出的第一阶段期间，使填充构件相对于封闭件移动并移动至闭合位置，在闭合位置中，封闭件闭合端口并且在端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性；以及(ii)在抽出的第二阶段期间，将填充构件和/或封闭件锁定在闭合位置。
在本发明的一些实施方式中，封闭件在封闭件与填充构件的穿透梢端的接合处限定梢端，并且隔膜限定与室的内部相连通的内部表面。在穿透的第二阶段期间，封闭件的梢端被保持在隔膜内并防止封闭件的梢端穿透隔膜的内部表面。
一些实施方式还包括通过对在隔膜中所产生的穿透开孔应用辐射、热能、液体密封剂或化学试剂中的任一者或更多者或通过机械再密封来重新密封在隔膜中所产生的穿透开孔。
本发明的和/或本发明的当前优选的实施方式的一个优点在于，封闭件在不穿透隔膜时被锁定在密封位置中，并且封闭件优选地在穿透隔膜的第一阶段期间在穿透隔膜的内部表面之前被锁定在密封位置中。然后，在穿透隔膜的第二阶段期间，封闭件的位置相对于隔膜是固定的，优选地防止封闭件穿透隔膜的内部表面，并且封闭件和填充构件被解锁以进而允许填充构件相对于封闭件移动以将端口打开成与装置的内部室流体连通。优选地，封闭件仅在端口能够打开成与待填充的室的内部流体连通时才被解锁以允许端口打开。因此，防止了对填充构件的灭菌或无菌部分的污染。
根据当前优选的实施方式和附图的以下详细描述，本发明的和/或本发明的当前优选的实施方式的其他优点将变得更加明显。
附图说明
图1A是填充针组件的截面图，填充针组件包括中空填充构件或针、以及封闭件或开闭器；
图1B、图1C和图1D是示出了图1A的填充构件穿透弹性隔膜的一系列局部立体截面图，其中，(i)在刺穿之前和刺穿期间，针由开闭件闭合，如图1B中所示；(ii)产品仅在针在封闭容器的灭菌室内打开时才被填充，如图1C中所示；以及(iii)在填充之后和在将针从隔膜抽出之前，针由开闭件闭合，如图1D中所示；
图2A是填充器的填充构件安装组件的一个实施方式的局部截面图，其中包括安装在填充构件安装组件上的为在图1A至图1D中示出的类型的数个填充针组件，并且为了清楚起见移除了一些部件；
图2B至图2E是由图2A中的针填充的装置或容器的立体图，并且其中，所述装置或容器是封闭的注射器，封闭的注射器在填充之前限定密封的、空的可变容积储存室并在填充之后限定多剂量、可变容积储存室；
图3是填充器的填充构件安装组件、自打开闭合式针以及待填充装置的弹性隔膜的侧视局部截面图，其中，该待填充装置是密封的空袋；
图4示出了在穿透的第一阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，开闭件被锁定在闭合位置中；
图5示出了在穿透装置隔膜的第一阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，开闭件被锁定在闭合位置中并且针的穿透梢端位于隔膜内；
图6示出了在穿透的第一阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，开闭件被锁定在闭合位置中并且针的穿透梢端穿透隔膜；
图7示出了在穿透的第二阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，凸轮以可滑动的方式接合装置安装件并且移动至解锁位置，中空针从开闭件解锁并且进而被允许进一步穿透针眼或端口并将针眼或端口安置成与装置室的灭菌内部流体连通；
图8示出了在穿透的第二阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，中空针仅在针眼或端口与装置室的灭菌内部流体连通或针眼或端口可以打开成与装置室的灭菌内部流体连通时从开闭件解锁；
图9示出了在穿透的第二阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，针完全穿透至灭菌装置室中；
图10示出了处于第二穿透阶段的填充构件安装组件、针和隔膜，在第二穿透阶段期间，蠕动泵(或其他类型的泵)在针完全打开的情况下将待填充产品泵送到灭菌室中，并且其中，箭头图示了经泵送的产品流动穿过针眼并进入灭菌室中；
图11示出了在针抽出的第一阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，压板被偏压成抵靠开闭件，并且凸轮被朝向锁定位置偏压以防止开闭件抽出并且允许针眼在穿过隔膜抽出之前移动至封闭且密封的位置；
图12示出了在针抽出的第一阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，针和开闭件在针眼穿过隔膜抽出之前几乎完全被锁定在闭合位置；
图13示出了在针抽出的第二阶段开始时的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，针和开闭件被完全锁定在闭合位置；
图14示出了在针抽出的第二阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，针和开闭件被锁定在闭合位置并且几乎完全位于隔膜的外部；以及
图15示出了在针抽出的第二阶段期间的填充构件安装组件、针和隔膜，其中，针和开闭件被锁定在闭合位置并且针返回到开始位置且准备好填充另一个装置。
具体实施方式
本申请公开了用于对一个或更多个装置12(参见图1B至图1D、图2B至图2E以及图3至图15)进行填充的设备10(参见图2A以及图3至图15)。如在图1B至图1D中可以看出的，典型的待填充装置12包括可穿透隔膜14以及与可穿透隔膜14流体连通的密封室16。通常，设备10用于对装置12进行灭菌或无菌填充，并且装置在填充之前限定灭菌室。然而，在需要的情况下，可以采用所述设备执行其他功能比如非灭菌填充。待填充装置12可以采用当前已知或以后将变得已知的许多不同构型中的任意构型，比如瓶、注射器、袋以及其他类型的容器或药剂分配器，待填充装置12包括单剂量装置、多剂量装置、具有用以从储存室分配产品的泵和/或阀的装置等。例如，如图2B至图2E中所示，装置12为多剂量注射器，其中，每个注射器包括限定储存室16的筒形本体和接纳在本体的一个端部内的滑动止挡件14，滑动止挡件14形成可穿透隔膜。滑动止挡件14与筒形本体配合以在填充之前形成密封的、空的可变容积储存室16，并且在填充之后形成多剂量的、可变容积储存室。如图3至图15中所示，待填充装置12可以替代性地采用限定多剂量储存室16的柔性袋的形式，其中，该袋包括具有可穿透且可重新密封的止挡件14的配件，该可穿透且可重新密封的止挡件14安装在该袋中或以其他方式形成在该袋中以限定可穿透隔膜。
如在图1A和图2A中可以看出，设备10包括多个填充针组件17。每个填充针组件17安装在设备10上并且被所述设备驱动成与相应的装置12的可穿透隔膜14接合以将产品填充到装置的密封室16中。如图1A中所示，每个填充针组件17包括中空填充构件18，中空填充构件18在中空填充构件18的一个端部处限定穿透梢端20，穿透梢端20能够与可穿透隔膜14接合以穿透所述隔膜。每个填充针组件17还包括开闭件或封闭件22以及在中空填充构件的内部与中空填充构件的外部之间流体连通的一个或更多个针眼或端口24(参见图1A、图1C、图9和图10)。在图示的实施方式中，每个填充构件18是针，所述针限定一对在直径上对置的针眼或端口24，并且封闭件22是滑动开闭件。然而，如相关领域的普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，填充构件或填充构件的组件可以采用当前已知或以后将变得已知的其他形式，比如填充套管。
如图1B至图1D中典型地示出的，填充构件18能够相对于封闭件22在(i)第一位置(参见图1B和图1D)与(ii)第二位置(参见图1C)之间移动，在第一位置中，封闭件22闭合端口24并且在端口24与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件的内部的灭菌性，在第二位置中，打开端口24以允许物质穿过填充构件的内部与填充构件的外部之间。填充构件18能够相对于隔膜14在(i)第一位置(例如，参见图3)与(ii)第二位置(参见图5至图13)之间移动，在第一位置中，穿透梢端20与隔膜14间隔开或不穿透隔膜14，在第二位置中，穿透梢端20穿透隔膜14并且与装置12的密封室16连通。
如在图3至图15中可以看出的，设备10还包括锁定装置25，锁定装置25能够在(i)将封闭件22和填充构件18锁定在第一位置中的锁定位置(参见图3至图6以及图13至图15)与(ii)允许封闭件22和/或填充构件18相对于另一者移动并且移动至第二位置的解锁位置(参见图7至图12)之间移动。在图示的实施方式中，锁定装置25由枢转凸轮26和压板28形成。然而，如相关领域的普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，锁定装置25可以采取当前已知或以后将变得已知的许多不同构型中的任意构型。
设备10还包括填充构件安装件或保持件30，并且每个填充针组件17能够安装至填充构件安装件或保持件30。填充构件安装件30能够与每个填充针组件17一起在第一位置与第二位置之间移动。如在图3至图15中可以看到的，填充构件安装件30将每个填充构件组件17在第一位置与第二位置之间进行驱动。如图1A中所示，每个中空填充构件18包括一对间隔开的上凸缘19、19，并且封闭件22包括用于将针组件安装至安装件30的下凸缘21。中空填充构件18穿过螺旋弹簧23而被接纳，螺旋弹簧23坐置在中空填充构件上的凸缘与封闭件22之间并且将封闭件常偏压至闭合位置。波纹管27包围螺旋弹簧23和中空填充构件18以封闭组件并且允许中空填充构件与封闭件之间的相对移动。
如图2A中所示，安装件30的上安装表面31接纳在每个中空填充构件18的间隔开的上凸缘19、19之间以将相应的填充针组件固定地紧固至安装件。每个封闭件22的下凸缘21坐靠压板28的下安装表面29以将相应的封闭件和填充针组件紧固至压板。压板28包括多个间隔开的柱33。每个柱33在一个端部固定地紧固至压板，并且如图2A中典型地示出的，每个柱33在另一个端部接纳在形成于安装件30中的相应孔眼35内。如图2A中典型地示出的，每个柱33穿过相应的螺旋弹簧37而被接纳，并且每个螺旋弹簧坐置在安装件30与压板28之间，以沿远离安装件的方向常偏压压板并且将压板常偏压成与封闭件22的下凸缘21接合。
如图3至图15中所示，压板28能够相对于填充构件安装件30移动并且被弹簧偏压成与每个封闭件22的下凸缘21接合。每个凸轮26枢转地安装在压板28上，并且每个凸轮26能够在(i)防止相应的填充构件18相对于压板28和相应的封闭件22移动的锁定位置(参见图3至图6以及图13至图15)与(ii)允许相应的填充构件18相对于压板28和相应的封闭件22移动的解锁位置(参见图7至图12)之间移动。填充构件安装件30包括多个轴承构件32，并且每个凸轮26枢转地安装在相应的轴承构件32附近并且能够与相应的轴承构件32接合。在图示的实施方式中，每个轴承构件32是滚子轴承。然而，如相关领域的普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，每个轴承构件32可以采用当前已知或以后将变得已知的许多不同形式中的任意形式。如在图3至图6中可以看到的，在锁定位置中，每个凸轮26接合在相应的轴承构件32与压板28之间以防止压板28相对于填充构件安装件30移动。如在图7至图10中可以看到的，在解锁位置中，每个凸轮26能够相对于相应的轴承构件32移动以允许填充构件安装件30和/或压板28相对于另一者移动。每个凸轮26包括弹簧34，弹簧34与压板28接合并且将凸轮的上端部46常偏压成与相应的轴承构件32接合并且将凸轮的上端部46常偏压至锁定位置。在图示的实施方式中，每个弹簧34是在一个端部接合压板并且在另一端部接合凸轮的扭力弹簧。然而，如本领域的普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，锁定装置25的这个方面以及其他方面可以采用当前已知或以后将变得已知的许多不同构型中的任意构型。
如在图3至图15中可以看到的，每个待填充装置12安装在承载件或装置安装件36上。填充构件安装件30能够相对于装置安装件36在(i)第一位置(例如，参见图3)与(ii)第二位置(例如，参见图9)之间移动，在第一位置中，每个穿透梢端20与相应的隔膜14间隔开，在第二位置中，每个穿透梢端20穿透相应的隔膜14并且与相应的装置12的室16连通。在隔膜14被穿透梢端20穿透的第一阶段期间(参见图4至图6)，锁定装置25处于锁定位置，并且在穿透的第二阶段期间(参见图7至图10)，锁定装置25处于解锁位置。参照图1A，每个封闭件22在封闭件与填充构件18的穿透梢端20的接合处限定梢端38，并且隔膜14限定与室16的内部相连通的内部表面15。如图7至图10中所示，在穿透的第二阶段期间，封闭件22的梢端38位于隔膜14内，封闭件22的位置相对于隔膜14固定，并且优选地，防止封闭件穿透隔膜14的内部表面15。
如图3至图15中所示，每个装置安装件36包括止挡件40，止挡件40能够与相应的封闭件22的下凸缘21接合以防止封闭件沿从第一位置朝向第二位置的方向进一步移动。在图示的实施方式中，每个止挡件40是围绕装置安装件36中的相应的开口的凸台，其中，装置12的隔膜14接纳在装置安装件36中的相应的开口中。如图4和图5中所示，在穿透的第一阶段期间，封闭件22和压板28都不与止挡件40接合。如图6至图10中所示，在穿透的第二阶段期间，每个封闭件22与相应的止挡件40接合。
每个凸轮26包括能够与相应的轴承构件32接合的第一端部或上端部46以及能够与装置安装件36接合的第二端部或下端部48。如图6至图10中所示，在穿透的第二阶段期间，每个凸轮26的第二端部48接合装置安装件36并且通过沿从第一位置朝向第二位置的方向的进一步移动使凸轮26相对于相应的轴承构件32枢转。每个凸轮26包括第二轴承或滚子50，第二轴承或滚子50安装在每个凸轮26的第二端部48上并且能够与装置安装件36接合以便于凸轮26相对于装置安装件36移动。如图3中典型地示出的，每个凸轮的第一端部或上端部46可以形成弧形表面，该弧形表面限定了与相应轴承32的曲率大致匹配的曲率以便于接合轴承32以及将凸轮保持在锁定位置中。
如可以看出的，每个隔膜14限定与室16流体连通的内部表面15。每个止挡件40防止封闭件22移动穿过隔膜14的内部表面15，但是允许穿透梢端20和端口24移动穿过所述内部表面并且与室16流体连通。
一种操作用于对一个或更多个装置12进行填充——比如，对这种装置的灭菌或无菌室16进行灭菌或无菌填充——的设备10的方法包括以下步骤：
用相应的闭合的填充构件18的穿透梢端20穿透每个隔膜14；
在穿透隔膜14的第一阶段期间(参见图4至图6)，将填充构件18和封闭件22锁定在闭合位置中，在闭合位置中，封闭件22闭合端口24并且在端口24与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件18的内部的灭菌性；以及
在穿透隔膜14的第二阶段期间(参见图7至图10)，解锁并且允许填充构件18相对于封闭件22的进一步移动，并且将端口24打开成与装置12的室16——比如装置12的密封的、空的灭菌或无菌室16——流体连通；以及
将物质的流穿过填充构件18的敞开端口24而引入并且引入装置12的密封的、灭菌或无菌室16中(参见图10)。
所述方法还包括终止穿过端口24的物质的流、将填充构件18从隔膜14抽出、以及允许在将填充构件18从隔膜14抽出时隔膜14自身重新密封(参见图11至图15)。
所述操作方法还包括：在抽出的第一阶段期间(参见图11和图12)，使填充构件18相对于封闭件22移动并且移动至闭合位置，在闭合位置中，封闭件22闭合端口24并且在端口24与周围大气之间形成流体紧密密封以保持端口以及填充构件18的内部的灭菌性；并且在抽出的第二阶段期间(参见图13至图15)，将填充构件18和封闭件22锁定在闭合位置中。
如可以看到的，开闭件或封闭件22在开闭件与中空填充构件18的穿透梢端20的接合处限定梢端38，并且隔膜14限定与室16的内部相连通的内部表面15。在穿透的第二阶段期间，封闭件22的梢端38优选地被保持在隔膜14内并且防止封闭件22的梢端38穿透隔膜14的内部表面15。
操作方法优选地还包括通过对在隔膜14中所产生的穿透开孔应用辐射、热能、液体密封剂或化学试剂中的任一者或更多者或通过机械再密封来重新密封在隔膜14中所产生的穿透开孔。
本文中描述的填充针组件、填充器以及方法可以采用在以下共同未决的专利申请中的任意专利申请中公开的填充构件或组件、填充器和方法中的任一者的形式，以下共同未决的专利申请通过参引作为本公开内容的一部分明确地全部并入本文：于2012年4月18日提交的标题为“具有封闭件的针及方法”(“NEEDLE WITH CLOSURE AND METHOD”)、序列号为13/450,306的美国专利申请；于2014年3月15日提交的标题为“受控但未分级区域用的填充装置和方法”(“CONTROLLED NON-CLASSIFIED FILLING DEVICE AND METHOD”)、序列号为14/214,890的美国专利申请；以及于2013年6月13日提交的标题为“具有可穿透隔膜、填充针及可穿透封闭针的装置及相关方法”“DEVICE WITH PENETRABLE SEPTUM,FILLINGNEEDLEAND PENETRABLE CLOSURE,AND RELATED METHOD”、序列号为13/917,562的美国专利申请。
如相关领域的普通技术人员基于本文的教示可以认识到的，在不背离如在权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以对本发明的上述及其他实施方式作出许多变化和修改。特别地，锁定装置25可以采用当前已知或以后将变得已知的许多不同形式或构型中的任意形式或构型。在另一实施方式中，每个凸轮在一个端部枢转地安装至填充构件安装件30，并且每个凸轮在另一个端部包括能够与压板28以可滑动的方式接合的轴承构件。弹簧比如扭力弹簧将凸轮及其轴承构件常偏压至锁定位置，在锁定位置中，凸轮接合压板，并且压板接合相应的封闭件的下凸缘以防止中空填充构件和封闭件的相对移动。在穿透的第二阶段期间，填充构件安装件相对于压板移动，进而导致凸轮抵抗其弹簧的偏压从锁定位置枢转至解锁位置。在该枢转运动期间，凸轮的轴承构件以可滑动的方式接合压板以便于枢转运动。在另一实施方式中，锁定装置25以电的方式或以机电的方式被致动，并且/或锁定装置25包括光学或其他类型的传感器，以感测封闭件22和/或填充构件18的位置并且根据上述教示锁定和解锁封闭件22和填充构件18。
另外，填充设备10的部件和待填充装置12的部件可以采用许多不同构型中的任意构型，或者可以由当前已知或以后将变得已知的许多不同材料中的任意材料制成。例如，除了采用针的形式之外，填充构件18可以采用套管的形式。另一方面，待填充装置12可以包括单向填充阀和弹性隔膜，该弹性隔膜接纳填充套管并与填充套管形成环形接口，并且在打开套管上的封闭件或其他封闭件、接合单向阀和填充装置的灭菌室之前净化填充套管。同样地，填充设备10可以采用许多不同构型中的任意构型、以许多不同方式中的任意方式被驱动成与待填充装置接合及断开接合，并且已填充的装置可以在许多不同类型的输送机中的任意类型的输送机上进行运输或以其他方式进行运输。类似地，待填充装置可以采用当前已知或以后将变得已知的许多不同容器或装置中的任意容器或装置的形式，比如瓶、袋、管、注射器、单剂量输送装置和多剂量输送装置。此外，填充设备10可以用于将许多不同类型的流体中的任类型的流体或其他物质注入到用于许多不同应用中的任意应用的装置12，例如包括：药剂、药物、疫苗、液体营养产品、补充剂以及当前已知或以后将变得已知的许多其他产品。另外，填充过程可以发生在限定许多不同类型的污染或灭菌保证水平中的任一种的许多不同类型的周围环境中的任一种中。因此，实施方式的该详细描述被理解为说明性的而并非限制性意义。

Claims (27)

1.一种用于填充装置的设备，所述装置包括可穿透隔膜以及与所述可穿透隔膜流体连通的密封室，所述设备包括：
中空填充构件、形成在所述填充构件的一个端部处的穿透梢端、在所述中空填充构件的内部与所述中空填充构件的外部之间流体连通的至少一个端口、以及封闭件，其中，所述穿透梢端能够与所述可穿透隔膜接合以穿透所述隔膜，其中，
(A)所述封闭件和所述填充构件中的至少一者能够在下述位置之间移动：(i)第一位置，在所述第一位置中，所述封闭件闭合所述至少一个端口并且在所述至少一个端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持所述至少一个端口以及所述填充构件的内部的灭菌性；以及(ii)第二位置，在所述第二位置中，打开所述至少一个端口以允许物质穿过所述内部与所述外部之间；以及
(B)所述填充构件和所述隔膜中的至少一者能够相对于另一者在(i)所述穿透梢端与所述隔膜间隔开的第一位置与(ii)所述穿透梢端穿透所述隔膜并与所述装置的所述密封室连通的第二位置之间移动；以及
锁定装置，所述锁定装置能够在(i)将所述封闭件和所述填充构件中的至少一者锁定在所述第一位置的锁定位置与(ii)允许所述封闭件和所述填充构件中的至少一者相对于另一者移动并移动至所述第二位置的解锁位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括填充构件安装件，其中，所述中空填充构件能够安装至所述填充构件安装件，并且所述填充构件安装件能够与所述填充构件一起在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述锁定装置包括能够与所述封闭件接合的压板，并且其中，所述填充构件安装件和所述压板中的至少一者能够相对于另一者移动。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述锁定装置还包括凸轮，所述凸轮能够在(i)防止所述填充构件相对于所述压板和所述封闭件移动的锁定位置与(ii)允许所述填充构件相对于所述压板和所述封闭件移动的解锁位置之间移动。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述凸轮根据所述填充构件相对于所述压板和所述封闭件的移动程度限定多个解锁位置。
6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述填充构件安装件包括轴承构件，并且所述凸轮枢转地安装在所述轴承构件附近并能够与所述轴承构件接合。
7.根据权利要求4所述的设备，(i)在所述锁定位置中，所述凸轮与所述轴承构件和所述压板接合以防止所述压板相对于所述填充构件安装件移动，并且在(ii)在所述解锁位置中，所述凸轮能够相对于所述轴承构件移动以允许所述填充构件安装件和所述压板中的至少一者相对于另一者移动。
8.根据权利要求3所述的设备，还包括弹簧，所述弹簧偏压所述压板抵靠所述封闭件。
9.根据权利要求3所述的设备，其中，所述凸轮枢转地安装，所述压板被弹簧偏压成抵靠所述封闭件，并且所述填充构件能够抵抗所述弹簧的所述偏压而相对于所述封闭件移动。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述凸轮包括轴承构件，所述轴承构件便于所述凸轮的枢转运动以及所述填充构件相对于所述封闭件的移动。
11.根据权利要求3所述的设备，还包括装置安装件，其中，所述装置能够安装至所述装置安装件，并且所述填充构件安装件能够相对于所述装置安装件在(i)所述穿透梢端与所述隔膜间隔开或不穿透所述隔膜的所述第一位置与(ii)所述穿透梢端穿透所述隔膜并与所述装置的所述室连通的所述第二位置之间移动。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，在所述隔膜被所述穿透梢端穿透的第一阶段期间，所述锁定装置处于所述锁定位置，并且在穿透的第二阶段期间，所述锁定装置处于解锁位置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述封闭件在所述封闭件与所述穿透梢端的接合处限定梢端，并且所述隔膜限定与所述室的所述内部相连通的内部表面，并且在所述穿透的第二阶段期间，所述封闭件的所述梢端位于所述隔膜内并且防止所述封闭件的所述梢端穿透所述内部表面。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述装置安装件包括止挡件，所述止挡件能够与所述封闭件和所述压板中的至少一者接合以防止所述封闭件沿从所述第一位置朝向所述第二位置的方向进一步移动，在所述穿透的第一阶段期间，所述封闭件和所述压板都不与所述止挡件接合，并且在所述穿透的第二阶段期间，所述封闭件和所述压板中的至少一者与所述止挡件接合。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述锁定装置还包括凸轮，所述凸轮能够在(i)防止所述填充构件相对于所述压板和所述封闭件移动的锁定位置与(ii)允许所述填充构件相对于所述压板和所述封闭件移动的解锁位置之间移动，并且所述凸轮包括能够与所述轴承构件接合的第一端部以及能够与所述装置安装件接合的第二端部。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，在所述穿透的第二阶段期间，所述凸轮的所述第二端部接合所述轴承安装件并且通过沿从所述第一位置朝向所述第二位置的所述方向的进一步移动使所述凸轮相对于所述轴承构件枢转。
17.根据权利要求4所述的设备，其中，所述凸轮枢转地安装在所述填充构件安装件上，并且所述凸轮包括能够与所述压板接合的轴承以及将所述凸轮偏压至所述锁定位置的弹簧，并且所述弹簧允许所述凸轮在所述解锁位置中抵抗所述弹簧的所述偏压而相对于所述压板进行枢转运动。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述隔膜限定与所述室流体连通的内部表面，并且所述止挡件防止所述封闭件移动穿过所述隔膜的所述内部表面，但是允许所述穿透梢端和至少一个端口移动穿过所述内部表面并与所述室流体连通。
19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述凸轮包括安装在所述凸轮的所述第二端部上的第二轴承，并且所述第二轴承能够与所述装置安装件接合以便于所述凸轮相对于所述装置安装件的移动。
20.一种用于通过填充构件组件填充装置的设备，其中，所述装置包括可穿透隔膜以及与所述可穿透隔膜流体连通的密封室，并且所述填充构件组件包括中空填充构件、形成在所述填充构件的一个端部处的穿透梢端、在所述中空填充构件的内部与所述中空填充构件的外部之间流体连通的至少一个端口、以及封闭件，其中，所述穿透梢端能够与所述可穿透隔膜接合以穿透所述隔膜，其中，(A)所述封闭件和所述填充构件中的至少一者能够在下述位置之间移动：(i)第一位置，在所述第一位置中，所述封闭件闭合所述至少一个端口并且在所述至少一个端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持所述至少一个端口以及所述填充构件的内部的灭菌性；以及(ii)第二位置，在所述第二位置中，打开所述至少一个端口以允许物质穿过所述内部与所述外部之间；并且(B)所述填充构件和所述隔膜中的至少一者能够相对于另一者在(i)所述穿透梢端与所述隔膜间隔开的第一位置与(ii)所述穿透梢端穿透所述隔膜并与所述装置的所述密封室连通的第二位置之间移动；所述设备包括：
锁定装置，所述锁定装置能够在(i)将所述封闭件和所述填充构件中的至少一者锁定在所述第一位置的锁定位置与(ii)允许所述封闭件和所述填充构件中的至少一者相对于另一者移动并移动至所述第二位置的解锁位置之间移动。
21.一种用于填充装置的设备，所述装置包括可穿透隔膜以及与所述可穿透隔膜流体连通的密封室，所述设备包括：
能够与所述可穿透隔膜接合以穿透所述隔膜的用于填充的第一装置，并且所述设备包括用于将所述第一装置的内部安置成与所述第一装置的外部流体连通的第二装置；
用于闭合和打开所述第二装置的第三装置，其中，
(A)所述第三装置和所述第一装置中的至少一者能够在下述位置之间移动：(i)第一位置，在所述第一位置中，所述第三装置闭合所述第二装置并且在所述第二装置与周围大气之间形成流体紧密密封以保持所述第二装置以及所述第一装置的内部的灭菌性；以及(ii)第二位置，在所述第二位置中，打开所述第二装置以允许物质穿过所述内部与所述外部之间；以及
(B)所述第一装置和所述隔膜中的至少一者能够相对于另一者在(i)所述第一装置与所述隔膜间隔开的第一位置与(ii)所述第一装置穿透所述隔膜并且所述第二装置与所述装置的所述密封室连通的第二位置之间移动；以及
第四装置，所述第四装置能够在(i)用于将所述第三装置和所述第一装置中的至少一者锁定在所述第一位置的锁定位置与(ii)允许所述第三装置和所述第一装置中的至少一者相对于另一者移动并移动至所述第二位置的解锁位置之间移动。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述第一装置是针，所述第二装置是端口，所述第三装置是封闭件并且所述第四装置是锁定装置。
23.一种填充装置的方法，所述装置包括可穿透隔膜以及与所述可穿透隔膜流体连通的密封室，所述方法包括：
用中空填充构件的穿透梢端穿透所述隔膜，所述中空填充构件包括封闭件和在所述穿透梢端附近的端口，所述端口在所述中空填充构件的内部与所述中空填充构件的外部之间流体连通；
在穿透所述隔膜的第一阶段期间，将所述填充构件和所述封闭件中的至少一者锁定在闭合位置，在所述闭合位置中，所述封闭件闭合所述端口并且在所述端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持所述端口以及所述填充构件的内部的灭菌性；以及
在穿透所述隔膜的第二阶段期间，解锁所述封闭件和所述填充构件中的至少一者并且允许所述封闭件和所述填充构件中的至少一者相对于另一者的相对移动，并且将所述端口打开成与所述装置的所述室流体连通；以及
穿过所述中空填充构件的敞开的所述端口将物质流引入并引入到所述装置中。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括终止穿过所述端口的所述物质流，将所述中空填充构件从所述隔膜抽出，并且允许在将所述中空填充构件从所述隔膜抽出时所述隔膜自身再密封。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括：
在抽出的第一阶段期间，使所述填充构件相对于所述封闭件移动并且移动至所述闭合位置，在所述闭合位置中，所述封闭件闭合所述端口并且在所述端口与周围大气之间形成流体紧密密封以保持所述端口以及所述填充构件的内部的灭菌性；以及
在抽出的第二阶段期间，将所述填充构件和所述封闭件中的至少一者锁定在所述闭合位置。
26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述封闭件在所述封闭件与所述穿透梢端的接合处限定梢端，并且所述隔膜限定与所述室的所述内部相连通的内部表面，并且在所述穿透的第二阶段期间，将所述封闭件的所述梢端保持在所述隔膜内并且防止所述封闭件的所述梢端穿透所述隔膜的所述内部表面。
27.根据权利要求23所述的方法，还包括通过对在所述隔膜中所产生的穿透开孔应用辐射、热能、液体密封剂或化学试剂中的至少一者或通过机械再密封来重新密封在所述隔膜中所产生的所述穿透开孔。
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