CN112074594A - 用于生物过程袋的多端口板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一次性使用的柔性生物反应器袋，其包括密封到所述生物反应器袋的侧壁的刚性多端口板，其中所述多端口板包括多个端口。本发明进一步涉及一种制造袋的方法以及一种将袋安装在刚性支撑器皿中的方法。

Description

用于生物过程袋的多端口板

技术领域

本发明涉及一次性使用的生物过程袋的领域，并且更具体地涉及用于一次性使用的生物反应器袋的多端口板。

背景技术

一次性使用的系统或一次性系统在不同行业中并且尤其在需要使用净化加工设备和净化室的行业中(诸如在生物制药行业中)正快速增加。一次性系统是柔性的且具有成本效益，并且可减少或消除净化过程。传统的系统包括在流体接触中可重用的湿润部分，这些部分典型地构造为不锈钢装置(管和器皿)，需要在过程或批次之间对其净化或灭菌。灭菌典型地通过蒸汽灭菌完成，这需要技术基础设施并且是复杂且耗时的过程。相反，一次性系统中的一次性构件提供流体接触中的表面，该表面优选地预灭菌且预先获得满足所有法规要求的资格。在过程之间替换一次性或一次性使用的系统以消除净化和灭菌问题。由于系统和辅助系统中较低的复杂性，一次性系统因此容易适应于不同生产目的和设施。进一步，相比于传统设备，改变产品线是容易的且成本较低。一次性系统在生物制药加工中还可提供改善的可靠性以及产品和操作员安全性。

存在若干种其中使用一次性容器或袋的一次性系统，诸如生物反应器。这些容器或袋常常包括柔性材料(诸如塑料、塑料叠层或相应材料)的片。柔性生物过程袋指由类似结构的壁制成(优选地通过焊接来组装)的袋或盒。这些壁可由包括或不包括基于阻隔聚合物(像乙烯-乙烯醇聚合物(EVOH))的阻隔层的单层或多层膜制成。通常，这些膜可具有基于聚烯烃(优选地为优先医用等级(ULDPE)的超低密度聚乙烯)的内层(当填充时与袋的内容物接触)。袋可具有圆柱形形状。虽然圆柱形柔性生物过程袋难以制造，但是圆柱形形状可为近似的并且可通过焊接多个具有适合尺寸和形状的膜面板来实现。然而，柔性生物过程袋可同样地具有立方体或平行六面体形状。各种加工和预处理步骤(诸如，例如预灭菌)需要在这些袋内执行。

其中可使用这样的容器或袋的一种类型的混合系统为生物反应器系统，细胞或微生物可在其中生长。这里，提供袋作为封闭且预灭菌的构件，以便避免意图用于生物反应器中的培养的微生物或细胞的生长中的任何污染或抑制。

混合系统可包括支撑物或器皿，其支撑或容纳上述类型的一次性袋或容器。典型地，器皿还可为具有基本上圆柱形或平行六面体形式(例如基本上圆形的圆柱形)的箱型支撑物并且由刚性材料(诸如不锈钢)制成以提供用于柔性生物过程袋或容器的足够支撑，例如在Xcellerex XDR^TM一次性使用的生物反应器中使用的一种。Xcellerex生物反应器为包括主动混合元件(这里为旋转叶轮)的混合系统的示例。柔性容器或袋以精确方式放置在器皿内，使得例如不同管线或管、混合器和传感器可恰当且精确地连接到袋。WO 2005/118771A2公开了这种一次性系统。通常，生物反应器袋具有用于各个管道和传感器的连接的多个端口。这些端口典型地位于袋的顶部和袋的侧壁上，在那里，到侧壁端口的连接穿过刚性支撑器皿中的开口。所需的端口的数量可由于袋的不同应用而不同，并且在器皿中的袋的安装期间，将不同端口移动到开口前的位置可错综复杂。

因此，需要容易适应于不同应用且可容易在刚性支撑器皿中安装的袋。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种容易安装的一次性使用的生物反应器袋，其在制造期间可容易地适应于不同的细胞培养应用。这通过包括刚性多端口板的生物反应器袋实现，该刚性多端口板密封到生物反应器袋的侧壁，其中多端口板包括多个端口。在袋的制造期间，不同端口可流体地连接到袋的内部容积或它们可从内部容积密封。本发明的进一步的优点是，与将多个端口单独地焊接到袋膜时相比，可在与彼此更近的距离下放置多个端口。

本发明的进一步的方面提供了一种制造如上文论述的袋的方法。

本发明的更进一步的方面提供了一种将如上文论述的袋安装在刚性支撑器皿中的方法。

附图说明

图1示出了两个并排安装的现有技术的单独端口。

图2示出了本发明的多端口板。

图3示出了本发明的生物反应器袋中的多端口板的安装。

图4示出了在本发明的生物反应器袋中从具有多端口板的袋的内侧的视图，带有a)在端口周围的方形密封焊接和b)圆形密封焊接。

图5示出了原型多端口板的图片，带有连接到其中四个端口的管道。

图6示出了带有本发明的生物反应器袋的刚性支撑器皿。

具体实施方式

在以下详细描述中，对形成其一部分的附图进行了参考，并且其中通过图示示出了可实施的具体实施例。足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实施实施例，并且应当理解的是，可利用其他实施例，并且可做出逻辑的、机械的和其他的改变而不脱离实施例的范围。因此，以下详细描述不应当被理解为限制本发明的范围。

在第一方面，由图1到图6所示，本发明公开了一次性使用的柔性生物反应器袋1，其包括密封到生物反应器袋的侧壁3的刚性多端口板2。多端口板包括多个端口4，其中多个端口的至少一部分5可适合地流体连接到生物反应器袋的内部容积8。多个端口可适合地流体连接到一个或多个外部器具，外部器具例如可包括液体和/或气体的供应、采样装置、细胞分离装置、传感器等。这些连接可经由从多端口板突出(例如穿过袋侧壁中的孔7)的配件6(例如有倒钩的管道连接器)完成。在结构方面，多端口板2适合地包括带有内侧11和外侧20的基板19。基板可例如具有矩形或圆化的矩形形状以适配支撑器皿中的类似形状的窗口，但是其他形状(诸如椭圆或圆)也是可能的。内侧为在使用期间面向袋内部容积8的侧，并且外侧然后面向袋侧壁3。板包括多个端口4，每个端口适合地包括穿过基板的开口，并且从外侧20延伸，配件6环绕该开口。配件可例如为软管倒钩连接器，但是还可为适合用于连接管道的另一类型的配件(例如直管状配件、软管尾或在技术领域中已知的其他软管配件)。

在一些实施例中，多个端口的一部分5流体地连接到生物反应器袋的内部容积8。流体连接可适合地经由形成在覆盖多端口板的内侧11(即，面向袋的内部容积的侧)的背膜10中的孔9，与多端口板中的端口5对齐。对于不意图使用的端口12，不形成孔，留下背膜密封这些端口。然后，可将背膜在每个孔周围密封13到多端口板，以防止端口之间的串扰并且避免停滞容积。如图4a)和图4b)所示，密封可例如为矩形或圆形的。可将背膜的周边14密封到袋侧壁，从而形成包含多端口板的盒。然后，如在背景部分中论述的那样，可通过将多个膜面板(包括侧壁面板3，侧壁面板包括多端口板)焊接到一起来组装袋。

背膜到多端口板和到袋侧壁的密封可适合地通过焊接完成，以避免使用可产生不期望的沥滤物(leachable)的粘合剂。为了促进焊接，背膜的两侧和多端口板可由能够焊接到彼此和焊接到袋膜的内侧的材料制成。适合地，它们可包括聚乙烯或诸如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的乙烯共聚物，或者单独的或者呈具有例如环烯共聚物(COC)的混合物的形式。所有材料优选地符合用于生物兼容性的USP VI要求。

多端口板可进一步包括用于将板适配在刚性支撑器皿17的窗口16(也已知为凹处或开口)中的一个或多个引导件15。如图2、图3和图5中所示，引导件15可例如为从多端口板的外表面延伸的脊或肋，并且布置成与窗口16的框架配合。引导件可进一步包括卡扣配合元件(未示出)以用于容易附接到窗口。适合地，引导件穿过形成于袋的侧壁中的缝隙或开口18突出。

在第二方面，本发明提供了制造如上文论述的生物反应器袋的方法。该方法包括以下步骤：

a)提供多个袋壁面板、多端口板和背膜；

b)在袋壁面板中形成(例如冲压)成组孔，对应于多端口板的端口配件；

c)在背膜中形成(例如冲压)成组孔，与多端口板中的端口的部分对齐；

d)在背膜中的孔周围将背膜密封(例如焊接)到多端口板；

e)在袋壁面板的内侧安装多端口板，其中板的端口配件穿过袋壁面板中的孔突出；

f)将背膜的周边密封(例如焊接)到袋壁面板的内侧；

g)通过将多个袋壁面板焊接到一起来组装生物反应器袋。

在一些实施例中，多端口板可包括用于将板适配在刚性支撑器皿的窗口中的一个或多个引导件。在这种情况下，步骤c)可进一步包括形成(例如冲压或切削)用于袋壁面板中的引导件的成组缝隙或开口，并且在步骤e)中，引导件穿过缝隙或开口突出。

在第三方面，本发明提供了将如上文论述的袋安装在刚性支撑器皿中的方法。该方法包括以下步骤：

a)提供如上文论述的生物反应器袋和包括窗口的刚性支撑器皿；

b)将生物反应器袋安装在刚性支撑器皿中，其中多端口板面向窗口。

如果多端口板包括用于将板适配在窗口中的引导件，步骤c)可进一步包括将引导件与窗口的框架配合。如果引导件包括卡扣配合元件，步骤c)还可包括将多端口板卡扣配合到窗口框架中。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何一个或多个计算系统，以及执行任何所包含的方法。本发明可申请专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有不与权利要求书的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构元件，则意图使这些其他示例处于权利要求书的范围内。

Claims (17)

1.一种一次性使用的柔性生物反应器袋，包括密封到所述生物反应器袋的侧壁的刚性多端口板，其中所述多端口板包括多个端口。

2.根据权利要求1所述的生物反应器袋，其特征在于，所述多个端口能够流体地连接到一个或多个外部器具。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的生物反应器袋，其特征在于，所述多个端口的一部分流体地连接到所述生物反应器袋的内部容积。

4.根据权利要求3所述的生物反应器袋，其特征在于，所述多个端口的所述部分经由形成在覆盖所述多端口板的内侧的背膜中的孔流体地连接到所述生物反应器袋的内部容积。

5.根据权利要求4所述的生物反应器袋，其特征在于，所述背膜在每个孔周围密封到所述多端口板。

6.根据权利要求5所述的生物反应器袋，其特征在于，所述背膜的周边密封到所述侧壁，从而形成包含所述多端口板的盒。

7.根据权利要求2到权利要求6的任何一项所述的生物反应器袋，其特征在于，所述多个端口的所述部分包括相比所述多个端口数量更少的端口。

8.根据任何前述权利要求所述的生物反应器袋，其特征在于，所述多端口板中的一个或多个端口由所述背膜从所述生物反应器袋的内部密封。

9.根据任何前述权利要求所述的生物反应器袋，其特征在于，所述侧壁的内侧包括聚乙烯或乙烯共聚物，所述背膜在两侧均包括聚乙烯或乙烯共聚物并且所述多端口板包括聚乙烯或乙烯共聚物。

10.根据任何前述权利要求所述的生物反应器，其特征在于，所述多端口板包括用于使所述生物反应器袋安装在刚性支撑器皿的窗口中的一个或多个引导件。

11.根据权利要求10所述的生物反应器，其特征在于，所述引导件穿过所述侧壁中的开口突出。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的生物反应器，其特征在于，所述引导件包括布置成用于接合所述窗口的卡扣配合附件。

13.一种制造根据任何前述权利要求所述的一次性使用的生物反应器袋的方法，包括以下步骤：

a)提供多个袋壁面板、多端口板和背膜；

b)在袋壁面板中形成成组孔，对应于所述多端口板的端口配件；

c)在所述背膜中形成成组孔，与所述多端口板中的端口的一部分对齐；

d)在所述背膜中的孔周围将所述背膜密封到所述多端口板；

e)在所述袋壁面板的内侧安装所述多端口板，其中所述板的所述端口配件穿过所述袋壁面板中的孔突出；

f)将所述背膜的周边密封到所述袋壁面板的所述内侧；

g)通过将所述多个袋壁面板焊接到一起来组装所述生物反应器袋。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多端口板包括用于将所述板适配在刚性支撑器皿的窗口中的一个或多个引导件，步骤c)进一步包括形成用于所述袋壁面板中的所述引导件的成组缝隙或开口，并且其中在步骤e)中，所述引导件穿过所述缝隙或开口突出。

15.一种将根据权利要求1到权利要求12中的任何一项所述的一次性使用的生物反应器袋安装在刚性支撑器皿中的方法，包括以下步骤：

a)提供根据权利要求1到权利要求12中的任何一项所述的生物反应器袋和包括窗口的刚性支撑器皿；

b)将所述生物反应器袋安装在所述刚性支撑器皿中，其中所述多端口板面向所述窗口。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多端口板包括用于将所述板适配在所述窗口中的引导件，并且其中步骤c)进一步包括将所述引导件与所述窗口的框架配合。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述引导件包括卡扣配合元件，并且其中步骤c)进一步包括将所述多端口板卡扣配合到所述窗口的所述框架中。

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