CN112204291B - 用于无菌连接的连接器及用于连接和断开此连接器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于基本无菌连接的连接器，所述连接器包括：连接器部件(1)，该连接器部件(1)具有连接端(13)和联接端(12)，其中联接端(12)包括联接元件(15)，该联接元件(15)用于接合类似连接器(100')上的类似联接元件(15')以形成第一密封(B)；以及盖(2)，该盖(2)布置成封闭联接端(12)以用于提供将联接端(12)与周围分离的无菌密封，盖(2)包括至少两个盖部分(21A、22A)，每个盖部分(21A、22A)构造成连续地定位在连接器部件(1)的联接端(12)上或附近，其中每个盖部分(21A、22A)包括密封部件(21、22)，该密封部件(21、22)用于接合类似连接器上的类似密封部件，从而当如此定位在连接器部件(1)的联接端(12)上或附近时形成第二密封(A)。本发明还涉及一种用于连接和断开两个此类连接器的方法。

Description

用于无菌连接的连接器及用于连接和断开此连接器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于无菌连接的连接器以及一种用于无菌连接、断开和重新连接此类连接器的方法。

背景技术

生物技术行业使用不同的制造系统来用于在工艺容器与设备(诸如塑料袋与泵)之间产生无菌和除菌连接。已知的制造系统使用受控环境，诸如清洁室或柜，以保证在制造期间的无菌连接。当在破坏无菌管和管道的此类受控环境中进行必需的连接时，环境不污染该管或管道的流体流动通路。然而，保持清洁室是费时、困难且验证昂贵的。

另一已知的制造系统使用连接到柔性热塑性管的一次性塑料袋，其需要特殊的连接来保证袋和管保持清洁和除菌。除菌管焊机可用于以除菌的方式焊接热塑性管，而没有对于清洁室、层流柜或类似的环境控制装置的需要。在热塑性管冷却之后，除菌焊缝形成。然而，管焊机通常还限于特定的管大小和材料(诸如热塑性管)的适用性。此外，管焊机典型为大、重、缺乏通用性且昂贵的。

还已知预除菌的袋和管组，其可与已经就位的适当的一次性无菌连接系统配件一起供应。这些连接是简单、可重复且可验证的。

单次使用的系统(也称为一次性系统)在生物处理行业中越来越多地使用。例如，分离或反应系统(诸如层析系统、过滤器系统和生物反应器系统)现今至少部分地提供为一次性系统。这消除在处理之前、在处理与循环中间或在处理之后在如对于常规的可再使用的设备所需要的再使用之前对于清洁和清洁验证的需要。用一次性系统来避免交叉污染。

在设备本身的制造期间需要控制单次使用的设备的生物负载，以消除在使单次使用的设备进行产物接触之前的清洁需要。这通常通过在受控环境(清洁室)中制造单次使用的设备来实现，其通常后接除菌过程(伽玛辐射)。对于不同的应用，生物负载控制的水平的需求可不同。然而，设备的生物负载控制到某一程度不仅对于一些应用是需要的，而且对于使用一次性设备的大多数应用被认为是优选的。受控环境中的该设备的生产对确保在生物负载控制程序之前的低初始水平的污染物是需要的。除菌和无菌是用于将系统、设备件或流体导管的状态限定为将生物负载水平达到不同程度的控制下的用语。

现有技术描述用于使用一次性无菌连接器来实现除菌连接的不同设备。典型地，连接器在建立连接之前的除菌通过可释放地结合的覆盖膜来保证，当它们连接到彼此或在距彼此紧密的距离处时，该覆盖膜可与配合的连接器的覆盖膜一起去除。此类连接器已在例如美国专利6,679,529、WO 2009/002468和WO 2013/147688中描述，这些专利由此通过引用以其整体并入。它们还可从GE Healthcare以Ready Mate^TM的名义得到。

虽然单次使用的系统通常解决提供可靠无菌连接器的问题，还需要重复连接，诸如当从生物反应器取得样品时或当重新连接过滤器系统或层析系统的部分以供重复使用时。该需要通常通过具有若干连接器的歧管系统来满足，该连接器可各自连接一次且之后需要焊接或熔合关闭，或通过阀来闭合或夹住柔性管以防止污染系统。然而，这再引入上文提到的除菌管焊机的问题，且仍有关于系统内容物污染和操纵焊机的人类操作者暴露的风险。此外，除菌管焊接限于非增强(非编织)管的焊接，其限制适用的流体压力的范围。关于歧管系统的问题是它们的物理大小，且特别在于由于增加或更改的流体路径长度和体积造成流体滞留量增加和/或变化，其对于其中为了性能、产品质量或实现小且有代表性的样品量所期望低保持量的某些应用(诸如例如层析、过滤和流体采样)可为重要的。因此需要一种改进的无菌连接器，特别是一种可在保持连接器除菌和/或保持连接器和它的无菌屏障对外侧环境的闭合状态的同时可断开和重新连接的连接器。

发明内容

本发明的目标在于消除或至少最大限度地减小上文提到的问题。这通过用于基本无菌连接的连接器以及通过用于连接和断开此类连接器的方法来实现。

根据本发明的连接器包括具有连接端和联接端的连接器部件，其中该联接端包括联接元件，该联接元件用于接合类似连接器上的类似联接元件以形成第一密封，以及布置成封闭联接端以用于提供将联接端与周围分离的无菌密封的盖，盖包括至少两个盖部分，每个盖部分构造成连续地定位在连接器部件的联接端上或附近，其中每个盖部分包括密封部件，该密封部件用于接合类似连接器上的类似密封部件，从而当如此定位在连接器部件的联接端上或附近时形成第二密封。

因此，通过使用单次使用的盖可多次使用连接器部件，该单次使用的盖保持连接器的无菌状况且防止污染连接器内侧的介质，而同时还保护环境和人类操作者免受暴露于所述介质，例如，在处理传染性或有毒物质的情况下是重要的。通过本发明，允许重复连接相同的构件，而同时实现单次使用的连接器的优点，该单次使用的连接器提供无菌状况而不需要验证。连接器还需要大量节省材料和空间，特别是与具有多个单次使用的连接器的歧管连接器相比。

根据本发明的一方面，每个盖部分包括布置成覆盖密封部件的保护膜，所述保护膜可去除地布置。因此，仅当两个连接器的密封部件已经联接到彼此时，密封部件保持在无菌状况中且保护膜去除。

根据本发明的另一方面，联接端包括截止阀，该截止阀用于当连接器处于断开状态时防止介质通过联接端流出。因此，介质可固持在系统中以防止意外损失，使得可保持介质的体积。可通过各种解决方案来实现截止阀功能，诸如例如在流径中的弹簧加载的流体止动部件，其在联接端的断开之前或断开期间闭合流径。此外，截止阀可由操作者接合，例如通过按下相应的按钮或转动杆，使得截止阀的接合并非与连接器的断开和分离的动作及时和/或物理地连接。

可选地，如果仍会发生少量的液体泄漏(即使在断开期间没有施加流体，其在断开期间可呈少量液滴的形式)，可在用于吸收介质的部分内侧提供吸收物质。可选地，所述吸收物质还可直接施加到联接端，然而，在进行流体连接时所建立的流径的润湿表面的外部。可提供捕获和/或隔离流体或湿气的其它手段(means)以及用于处理所述流体或湿气(例如用于吸收剂、灭活、去污和/或灭菌)的手段。

可选地，在流体连接的内侧或外侧上提供单独的可移动部件，该可移动部件在所述连接端放在一起以形成机械稳定的连接之后，在连接端中间建立不透流体的第一密封。使用该单独的部件将例如允许减小和分解建立所述稳定的机械连接和建立密封所需要的力，然而，它还可允许连接器设计中的其它解决方案，诸如例如无性别连接和连接器端的实现。关于所述单独部件的示例是夹具、卡口闭合、互补渐缩配件、具有可释放粘合剂的连接器等。

根据本发明的又一方面，提供一种用于在使用之前保持各部分中的至少一个的保持器。这用于保护盖部分并防止在使用前损坏，以消除通过撕裂或类似情况损害无菌状况的风险。可选地，提供第二部分，其包绕第一部分的至少部分，以提供对第一部分的保护。例如，可应用柔性编织物、网眼或布以提供机械刚度和/或保护第一部分不受损坏。可选地，所述第二部分可为不透流体的，且在第一部分受损坏的情况下提供泄漏保护功能，以用于额外的安全性和对过程流体和/或环境的保护。可选地，可提供诸如光学指示器或传感器的泄漏检测特征。无线感测的使用是可选的。

在一个实施例中，保持器可旋转地布置在连接器上，以用于使每个部分依次进入用于安装在联接端上的位置中。因此，待使用的盖部分可以以方便的方式放在适当位置，并以合适的方式定位以连接到类似的连接器。

在另一实施例中，保持器构造为滑杆，该滑杆用于将每个部分滑动到用于安装在联接端上的位置中。这也是在使用之前定位盖部分的有利方式。

根据本发明的另外的方面，每个盖部分包括密封部件联接件，该密封部件联接件用于通过与类似连接器上的类似密封部件联接件配合来形成第二密封。因此，密封部件可牢固地附接到彼此且形成保持联接件的无菌状况的牢固密封。在密封部件联接件接合之后，优选地从每个密封部件去除保护膜以允许它们彼此接触，同时还形成避免污染或泄漏的缺点的牢固密封。

根据本发明的又一方面，盖部分呈柔性小袋的形式。因此，它们可容易安装在连接器的联接端上，且可在使用后去除。而且，由于它们的柔性，它们可根据需要插入保持器中或在使用后折叠到一边。

还提供一种用于连接和断开成对连接器的发明方法，该成对连接器具有互补联接元件，该互补联接元件提供密封的流体路径。通过本发明，第二密封和第一密封的形成允许连接器再使用，而同时在保持无菌状况方面同时提供单次使用的连接器的所有优点。

根据该方法，连接器通过下者来连接：在每个连接器上提供至少包绕连接器对的所述联接元件的盖，以及通过将连接器对中的第一的盖的一部分上形成的第一密封部件联接到连接器对中的第二的盖的一部分上形成的第二密封部件来形成第二密封从而将连接器的互补联接元件与它们的环境无菌地隔离，以及通过将第一连接器的联接端上的联接元件联接到第二连接器的联接端上的联接元件来形成第一密封，其中联接端中的至少一个在所联接的密封部件内。

在实施例中，该方法可包括通过将第一连接器的盖部分上的密封部件联接到第二连接器的盖部分上的密封部件来形成第二密封，且通过将第一连接器的联接端上的联接元件联接到第二连接器的联接端上的联接元件来形成第二密封，所述联接包括至少一个联接端，其穿透密封部件以允许与另一联接端接触。

根据本发明的一方面，联接密封部件以形成第二密封包括将密封部件彼此连接，以及从每个密封部件去除保护膜以产生基本无菌的连接。优选地，在连接连接器之前，将包括密封部件的盖部分安装在每个连接器的联接端上。

根据本发明的另一方面，该方法包括通过脱开联接元件且分离联接端来通过使第一密封脱离以断开连接器，使得它们中没有一个穿透密封部件。因此，联接端可缩回到盖中，使得仅具有密封部件的盖部分保持彼此连接。在本发明的一个实施例中，该连接可借助于夹具或类似物保持或闭合，但两个连接器的盖部分通过第二密封保持附接到彼此。然后可在相同的两个连接器之间或每个连接器与另一连接器之间形成新的连接之前，将新的盖部分安装在每个连接器的联接端上。这具有避免完全使用焊接、熔合或切割来使连接器彼此分离的优点，且由于没有对盖部分进行损坏，关于污染或泄漏的风险保持最小。

根据本发明的另外的方面，断开还包括通过无菌密封每个盖部分，通过分离连接器的盖部分来将连接器彼此分离。这可通过使用简单的手持式密封机来完成，且避免使用更复杂的除菌管焊接/密封机的需要，而同时能够以还牢固地闭合盖部分的方式分离盖部分以防止泄漏或污染。优选地，通过焊接，且特别是通过热封住该盖部分来进行分离，从而实现盖部分之间的操作者安全的断开，但在本发明的范围内还可使用其它方法。备选地，可机械地夹紧盖部分，且盖部分之间的分离和断开可分别通过切穿夹具和夹具区段或在两个夹具与夹具部分中间来实现。合适的夹具可由塑料或金属材料制成，且其优选为可延展且可变形到合适的程度。可选地，所述夹具可设有用于灭菌、净化和/或灭活可暴露于环境的任何可能的过程流体的器件或用该器件来处理。

根据本发明的又一方面，该方法还包括在断开连接器之后，从每个连接器的联接端去除盖部分，且将第二盖部分安装在每个连接器的联接端上。因此，通过安装新的盖部分，使连接器准备好进行新的连接，使得可形成新的第二密封。

考虑到下文的详细描述，本发明的许多额外益处和优点对本领域技术人员将变得容易明显。

附图说明

现在将参照附图来更详细地描述本发明，其中

图1以平面图公开根据本发明优选实施例的第一连接器和第二连接器；

图2公开在将盖部分安装在联接端期间的图1的连接器；

图3公开连接器，其中盖部分安装在联接端上；

图4公开在形成第二密封期间的第一连接器和第二连接器；

图5公开在形成第一密封期间的第一连接器和第二连接器；

图6公开在断开第一密封期间的第一连接器和第二连接器；

图7公开在断开第二密封期间的第一连接器和第二连接器；

图8公开本发明的备选实施例，其中连接器连接到流体线路中的传感器端口；

图9公开图8的备选实施例，其中连接器联接到第二连接器以形成本发明的第一密封和第二密封；

图10公开第二连接器是单次使用的连接器的实施例；

图11示出多连接器实施例；以及

图12示出本发明的另一实施例。

具体实施方式

图1公开根据本发明的优选实施例的两个连接器，第一连接器100和第二连接器100'。在下文中，要注意的是，参照一个连接器所述的也大体上适用于另一个。

因此，第一连接器100包括具有连接端13和联接端12的连接器部件1。连接端13大体上连接到介质可流过的管或管道。连接13以及所述管或管道适当地设计成适应期望的操作压力和/或操作压力范围。如果连接13包括柔性管，可增强管(例如通过编织)，以允许与非增强的柔性管相比更高的操作压力。

连接端13和联接端12都连接到连接器部件本体11，使得介质可从管或管道流动并穿过连接端13、连接器部件本体11，且通过联接端12从连接器中流出。连接器部件1还包括联接元件15，这里示为释放按钮14，用于释放已在一个连接器的联接端12与第二连接器100'的联接端12'之间建立的弹簧加载的联接。然而，联接元件15可呈另一形式，诸如具有螺纹的螺纹联接件或另一种紧固机构，只要它能够建立和释放连接。合适的联接件还包括具有短角度旋转或卡扣式夹具的卡口联接件，且联接元件15可位于图1中示出的位置处，或备选地更接近于联接端12定位。可采用具有相等效用的其它已知的联接机构。

第一连接器100还包括柔性折叠盖2，该柔性折叠盖2封闭联接端12且提供屏障，该屏障防止从联接端12泄漏且防止盖2内侧的构件由盖2外侧的环境污染。盖2包括多个盖部分，每个盖部分连续地定位在操作位置，且每个盖部分包括密封部件21、22、23、24、25，该密封部件可依次安装在联接端12上或周围，如将在下文详细描述的。每个密封部件由上覆有剥离保护膜的可弹性变形的环带形成，使得它的内开口区域可通过去除所述膜来暴露。折叠膜，使得即使当两个密封部件并排保持在一起时，可通过拉动将它去除。备选地，密封部件可呈隔膜的形式，但它们仍将具有上覆的保护膜。重要的是，保护膜应保持到密封部件，以使它们覆盖密封件的所有区域，否则其将暴露于可能受污染的周围环境。

在该实施例中，具有密封部件21、22、23、24、25的盖部分以一致的方式由保持器3保持以用于连续部署。连接连续的密封部件21、22、23、24、25的盖材料基本是不可渗透的，且在该材料与密封件相互连接处具有足够的尺寸来在不使下一密封件按顺序从示出的存储位置拉出的情况下允许所述部署。互连材料可为可拉伸的、成束的，例如打褶的，以允许手动操纵连续的密封件。

第二连接器100'包括与第一连接器100相同的构件，且在该图中示出联接端12'、连接端13'和联接元件15'以及连接器部件1'。现在将参照图2-7更详细地描述用于连接和断开两个连接器100、100'的方法。

图2示出具有密封部件21的第一盖部分21A在连接器100的联接端12上的安装。在该实施例中，第一盖部分21A从连接器100上的侧位置沿箭头方向移动，以定位在联接端12附近。在该实施例中，第一盖部分21A是由薄但耐用的塑料材料制成的柔性小袋，且可用手移动以安装在联接端12上，或备选地可通过操纵保持器3来移动，该保持器3可以以可旋转或可滑动的方式布置，使得第一盖部分21A旋转或滑动到联接端12处的位置。在图3中，第一盖部分21A定位在联接端12处，其中密封部件21覆盖联接端12的端部。

在图4中，第一连接器100和第二连接器100'定位成面向彼此，其中密封部件21、21'面向彼此。第二密封A通过将密封部件21、21'附接到彼此来形成，优选地通过使用密封部件联接件(未示出)，该密封部件联接件可呈卡扣联接、粘合联接或允许密封部件围绕它们的外周牢固到彼此的任何其它合适的联接的形式。密封部件在形状上优选为圆形的，但还可为另一形状，诸如椭圆形或矩形。当形成第二密封A时，通过沿箭头方向拉动以去除覆盖密封部件21、21'的每个的保护膜21B、21'B，以释放密封部件21、21'。因此，第二密封A包括将密封部件21、21'联接到彼此，使得它们的外周彼此邻接且形成无菌连接，该无菌连接防止从盖部分21A、21'A内侧泄漏，且还防止污染盖部分21A、21'A内侧存在的任何介质。在一些实施例中，密封部件联接件可呈单独的夹具或保持器的形式，或呈加热以使至少施加到密封部件的外周的材料熔化且在冷却之后形成牢固连接的形式。

图5公开通过沿箭头方向朝彼此移动连接器100、100'以使联接端12、12'相遇并联接来形成第一密封B。为了实现这点，在密封部件形成为连续材料的隔膜的情况下，联接端12、12'中的至少一个穿透密封部件21、21'，且在密封部件呈环带的形式的情况下，联接端简单地占据环带的内开口。在该实施例中，联接端12、12'公开为公的和母的，但它们还可为无性别的。在无性别的变型中，例如通过具有短旋转角的卡口原理来连接两个基本相同的联接端12、12'，且可在随后的步骤中实现不透流体的第一密封B，例如通过连接内部或其它部件的移动，其可在打开可选的截止阀之前或在同一步骤中完成。

当形成第一密封B时，联接端12、12'接合彼此，且联接元件14、14'以可释放的方式联接它们。

在形成第二密封A和第一密封B之后，诸如气体或流体的介质可从第一连接器100流向第二连接器100'，反之亦然，且盖部分21A、21'A提供连接器的连接端12、12'周围的保护盖。

不同的实施例对于提供第一密封B是可行的，诸如轴向作用的密封件或径向作用的密封件或成角度的密封件，诸如锥形配件布置及这些的组合。在某些实施例中，特别是当提供用于较高流体压力的连接器时，径向密封布置可为优选的，因为轴向密封布置需要主动的夹紧力来保持密封和流体密封性。例如，径向O形环密封件可在联接端12和12'接合后提供不透流体的密封，使得仅需要通过联接元件14、14'对连接器和它们的连接器端进行轴向固定或锁定。这里未示出联接机构的细节，但许多解决方案是可行的，包括弹簧加载的闩锁功能、卡口锁定特征、锁定锥度配件等。

连接器100、100'的断开通过联接端12、12'的脱开来执行，如图6中示出的。在那里，第一密封B已破裂，从而使联接端12、12'脱开且将连接器拉开。通过使用联接元件14来执行脱开，以使联接端12、12'从彼此释放。当沿图6的箭头方向拉动连接器时，它们通过密封部件21、21'缩回，使得每个联接端在它们相应的盖2、2'内侧。在一个实施例中，盖2、2'容纳吸收物质，该吸收物质吸收从联接端12、12'脱开后泄漏的任何液体介质。优选地，每个连接器100、100'还包括防止此类泄漏的截止阀，且所述截止阀可通过联接元件14、14'或单独地启动，这适于特定的应用。

在一个实施例中，在第一密封B脱离且联接端12、12'缩回之后，第二密封A保持就位。为了防止任何介质从一个连接器流向另一连接器100、100'，可将夹具或其它止动件施加到盖部分21A、21'A，但可保持通过第二密封A的连接，且盖部分21A、21'A在将具有新的密封部件22、22'的新的盖部分安装到盖端12、12'上之前折叠到联接端12、12'的一侧。然后，连接器100、100'可再次彼此连接或与其它连接器连接。

然而，在优选实施例中，盖部分21A、21'A彼此断开，如图7中示出的。在那里，连接器100、100'已进一步分离，使得为了容易接近，盖部分21A、21'A和它们的密封部件21、21'暴露。然后执行分离，且优选通过热封将每个盖部分21A、21'A无菌密封，该热封可或可不与单独的切割动作组合。因此，可通过应用手持热封装置在线路4、4'处执行分离，该手持式热封装置加热盖部分21A、21'A以熔化和密封材料，而同时在线路4、4'处切割。因此，实现盖部分21A、21'A的无菌闭合，使得盖2、2'的内侧保持与连接器100、100'的周围分离，且线路4、4'形成第三密封C。由于相比于在介质应能够在升高的压力下流动(诸如通过联接端12、12')的情况下所需要的更重且更结实的材料可使用薄、柔性的塑料材料来用于盖2，热封该盖部分21A、21'A是容易的。切割盖部分21A、21'A然后显著地比将要切割联接端12、12'更容易，且这也是本发明的显著优点。

在盖部分21A、21'A分离之后，它们可分别移动到联接端12、12'的一侧，且通过手动将它们移动到联接端并使密封部件22、22'与联接端12、12'对准，或通过使用保持器3、3'定位它们(如上文描述的)，第二盖部分22A、22'A可安装在联接端12、12'上。

在一些应用中，连接器100、100'中仅一个可意在用于在从先前的连接断开之后建立新的无菌连接。因此，在断开过程中接近于意在用于再使用的连接器100来形成仅一单个第三密封C且使形成第一密封B的密封部件21、21'仍附接到另一连接器100'可足够。在一些应用中，甚至可不必需对不意在用于再使用的连接器100'进行无菌密封，虽然那将用于其中操作者暴露于连接器内侧介质的风险低的应用。

在一些应用中，期望在连接器100、100'彼此脱离之后避免介质停留在连接器100、100'内侧。在此类应用中，诸如例如当从生物反应器取得样品时，回流可布置在连接器部件本体11的内侧上，使得在连接器100未连接到另一的情况下保持往返于连接器100的恒定流量。

现在将简要描述本发明的两个应用示例。

在第一应用中，本发明的连接器100用在需要重复采样且期望保持生物反应器的恒定体积的生物反应器系统中。如上文提到的，使用连接器100内侧的回流是有利的，以避免死角形成，在死角形成的情况下，来自生物反应器的细胞可保持不动且得到营养的途径有限，引起细胞死亡。

在该应用中，连接器可安装成将连接端13直接地紧固在细胞袋的壁中或备选地在从袋引出的管道或软管的端部处。当要取得样品时，通过形成如本文中描述的第二密封A和第一密封B，将连接器100连接到类似的连接器100'，且从生物反应器中去除预定体积的流体。之后，第一密封B脱离，且盖部分21A、21'A通过在线路4、4'处的热封来分离，以无菌地密封盖2、2'。

当要从细胞袋取得另一样品时，连接器100再次连接，但现在第二盖部分22A用于形成第二密封A。以该方式，连接器100可使用多次，同时仍保持无菌状况，且防止从连接器泄漏以及污染细胞袋的内容物。与现有技术的解决方案相比，这代表显著的优点，且提供成本有效以及时间有效的解决方案。

在第二应用中，本发明的连接器100用在过滤器系统中，其中溶液从供应容器在不同的时间插入。当使用时，系统的连接器100连接到供应容器的类似连接器100'，并允许流体由过滤器系统接收。之后，连接器100、100'可以以上文描述的方式脱离，且连接器100可再次连接到容纳另一溶液的另一供应容器。这消除对于先前已在该领域以及上文简要描述的生物反应器领域中使用的常规歧管连接器的需要。

在本发明的另一实施例中，根据本发明的多个连接器可安装在一起，其中它们的连接端13通向相同的软管或导管。这代表歧管连接器，其中每个连接器100可通过单独的盖部分使用多次，且可允许产生可重复使用多次的歧管连接器。总数量可通过选择盖2的盖部分21、22、23、24、25的数量来确定，且可在合适时变化。

在本发明的另一实施例中，多个连接器可串联连接以增加可进行的无菌连接的数量。为此，可采用在每侧具有两个无菌连接的短长度的连接器件来扩展无菌连接的数量。所述连接器件或延伸器可设计成在一端处仅具有意在连接到待延伸的流体线路的单个密封部件，且在另一端处具有意在提供新的(新鲜的)多个无菌连接的多个无菌密封部件。

图8-9示出本发明的备选实施例，其中第一连接器100在流体线路16的端部处，且第二连接器100'包括在联接端12'上的探针，该探针将插入流体线路16中。该实施例与上文描述的优选实施例之间的主要区别在于，第一连接器100的联接端12包括呈密封件(诸如O形环)形式的联接元件15，该联接元件15通过与第二连接器100'的联接元件15'相互作用来形成第一密封B。否则，连接器100、100'类似于上文描述的那些。

备选实施例的成对连接器100、100'通过由密封部件21、21'形成的第二密封A，以及第二连接器100'的联接端12'插入第一连接器100的联接端12中来联接，使得第二连接器100'的联接元件15'可与第一连接器的联接元件15相互作用以形成第一密封B。

在备选实施例的修改变型中，第一连接器100可备选地形成在生物反应器的容器端口上，且第二连接器100'可为在联接端12处具有探针部分的传感器，该探针部分以与图8和图9的备选实施例的探针插入流体线路16中相同的方式插入生物反应器中。

备选实施例的断开以与优选实施例相同的方式执行，且针对该实施例描述的所有备选方案同样适用于备选实施例。

在一些实施例中，第二连接器100'可为具有如上文描述的盖2'的单次使用的连接器，但所述盖2'仅包括具有密封部件21'的一个盖部分21A'。该情况在图10中示出。因此，第一连接器100可用于将多次使用的一个连接器与一系列单次使用的导管进行无菌连接，例如代替一次性设备中的多端口阀，或将可重复使用的连接器一次又一次地连接到消耗品，诸如过滤器或层析柱。在该情况下，在可重复使用的连接器侧上仅需要盖的最终热封。

图11示出本发明的另一实施例。在该图中，连接器对1100和1100'包括两个连接器，例如供给管113和返回管113'。密封部件21-25和21'-25'与上文描述的密封部件在构造上类似，但制造得更大以容纳增加数量的连接器—在该情况下为两对，但可使用其它量，例如三个或更多个连接器。密封部件的操作与上文描述的相同。虽然将两对连接器示为密封在一起的分离件，将要密封的路径组合到单个歧管块中，例如将流体和/或电连接器组合成一个连接器块，同样有用。

图12示出另一实施例，其中密封部件21-25安装到离散的盖部分2，其形成适配器200。那些密封部件意在与如上文描述的互补密封件一起作用。适配器200包括额外的密封区域221'，该额外的密封区域221'意在连接到连接器1110上的另一类似密封件221'，诸如单次使用的密封件。在该情况下，密封件221和221'不需要是上文描述的回封式类型的。密封件221和221'的功能是提供低成本的连接，可进行该连接以便将原本单次使用的连接器1110选择性地改造成多次使用的无菌连接器。一旦产生，密封件221与221'之间的密封可沿箭头A的方向在连接器1110上方移动，使得密封件21-25可围绕连接器1110的联接元件15定位，使得连接器长度不需要特别地延伸。连接器1110的盖部分2'和适配器200的盖部分2如上文描述的那样用来以上文描述的方式将那些部分与它们的周围环境隔离。对技术人员将明显的是，如果适配器200可在装配之后进行除菌，适配器可由任何密封件221制成，例如，可使用机械密封件，诸如推入式或螺纹配件，但为保持除菌，上文提到类型的回封式密封是优选的。而且，虽然适配器意在隔离流体连接器1110等，适配器200可与更广泛的联接件一起使用。对技术人员还将明显的是，密封件221、221'还可为上文关于密封件21-25和21'至25'所描述的类型的多次使用类型的密封件。

在一些实施例中，使除菌通风过滤器集成到连接器中，以允许在操作的不同步骤期间对盖2进行体积调节，诸如例如，盖部分的移位，连接和断开期间以及断开之后密封住期间连接器部分的移位。然而，实际上内部体积将不显著地改变，故通风不是基本的。

在另一实施例中，盖2的内部体积可经受气流以产生比盖2外侧的环境压力稍微更高的正压。该适度的过压可便于连接器部分的操作以及盖在某一操作步骤中的延伸，且稍微的过压还提供额外的无菌安全性，以避免污染盖2的内部、连接器和过程流体。用于对盖2加压的所述气流适当地除菌过滤，且过量的气流可通过第二除菌通风过滤器来离开盖2。可选择用于排放气体的第二通风过滤器以提供合适的液压阻力，以将与环境压力的压力差，备选地，限定释放压力的止回阀可在排放气体流体路径中应用。

在一些实施例中，指示器或传感器可设在盖2中，以用于在进行连接或断开之前或之后感测盖中的状况。例如，所述指示器或传感器可提供泄漏检测功能或压力评估。在另一实施例中，可提供传感器以指示连接器的状态，诸如例如，连接的不同的物理位置和/或状态，可选阀(打开/闭合)或联接元件14、14的位置和/状态。无线感测的使用是可选的且在一些实施例中是优选的，且无线传感器可使用各种能量收集技术来为感测元件提供自主性和成本效率。在一些实施例中，连接器处的感测元件可与外部应用的传感器或发射器构件组合，这可降低连接器本身的成本和复杂性。

在一些实施例中，连接器或它的部分(诸如例如盖2)可为透明的，或包括透明的窗口，以便于视觉检查、操作等。

在一些实施例中，柔性部分，例如盖2，可在内侧和/或外侧处设有衬里，以减小盖的折叠区段中间的摩擦和/或避免折叠表面中间的粘性或粘合。代替由与柔性盖2相同或不同的材料制成的衬里，可进行表面处理，或可将柔性部分的材料设计成具有特定的表面轮廓，以提供所需要的粗糙度、图案、波纹等。

在一些实施例中，连接器可提供成和/或用作单个连接和/或断开的无菌连接器。

本发明公开用于无菌连接的连接器以及用于连接和断开两个此类连接器的方法。连接器适于用作流体连接器，例如用于处理液体和气体，但还可用于非过程流体连接，诸如用于气流的气动连接，或非流体连接，诸如用于传输电流的电连接。合适的使用区域是其中期望无菌连接的任何区域，且除了上文描述的应用外，还将适于使本发明用于其它领域，例如用于难以清洁、除菌和灭菌的环境中的电连接，例如，诸如在临床/外科应用中。因此，代替保护连接器的内部免受外侧和环境，如典型地对于保护和屏蔽过程流体所期望的，盖还可用于保护外侧环境免受应在内侧的连接器处连接的任何事物。

此外，虽然上文描述和示出仅一个无菌流体连接器，完全有可能使用成对或更多对相邻的连接器，其中无菌盖用于包住该对或更多对连接器。此类连接器可为分立的构件，但优选地，它们将在连接的模制件(例如整体模制件)中形成，使得互补流体连接元件可容易凭借由模制件保持的其间隔来放在一起，以形成可无菌形成的多个大体上无菌的流体路径。

转到无菌连接、联接件和/或盖部分的使用，可标记连接、联接件、盖部分或密封部件中的至少一项或几项，以便例如在实验室、生产或制造环境中生产、分配和/或检查期间易于识别和追溯。合适的标记和标识符可为物品上的数字或内容物以及序列号、连接ID、连接状态或类似物，且所述标记和标识符可呈模具印记、印刷的标签或条形码、颜色码的形式提供，或作为光学或电子可读标记(诸如RFID标签)提供，该可读标记还可与混合现实工具兼容，以用于工作流指令、执行以及数据监测和记录。所述标记或标签可为可写的，以允许记录各部分的使用历史。标记或标签可施加到连接器和/或连接器的子构件，例如它们可施加到单独的盖部分。此外，连接、联接、盖部分或密封部件可设有主动或被动感测和/或传输装置，其可为有线或无线的，且可提供关于所述构件的性质或状态和/或流体性质和/或属性的信息。

要理解的是，本发明适于期望通过多次使用的密封部件在两个隔室之间进行无菌连接，或期望穿过无菌密封部件和/或在无菌密封部件内的连接器、线路或其它连通的许多技术领域中。这些技术领域包括医学、化学和技术的许多领域，在这些领域中取得样品，或经由密封部件或类似物将物质从一个容器转移到另一容器。本发明还可用于连接和/或断开隔室，以允许在所述隔室中间任何材料或物质的无菌转移，诸如例如在清洁室或受控环境中间的物体的转移。如将容易由技术人员所理解的，本文中这些应用中的一些的描述仅视为示例。

还要注意的是，除非明确说明此类组合将不合适，否则来自本文中描述的各种实施例的特征可自由地组合。

在另一实施例中，标准连接器可具有2个无菌连接和密封部件，其中第二位置提供‘备份’选项，以允许例如在操作者失败或系统故障需要单个重新连接的情况下重新连接。该第二无菌连接还可与我们的‘连接扩展器’使用，以针对多连接来升级。

Claims (19)

1.一种用于基本无菌连接的流体连接器(100)，所述连接器包括

-连接器部件(1)，所述连接器部件(1)具有连接端(13)和联接端(12)，其中所述联接端(12)包括联接元件(15)，所述联接元件(15)用于接合互补连接器(100')的互补联接元件(15')以形成第一密封(B)，以及

-盖(2)，所述盖(2)布置成封闭所述联接端(12)，以用于提供将所述联接端(12)与它的周围分离的无菌密封，所述盖(2)包括至少两个盖部分(21A、22A)，每个盖部分(21A、22A)构造成连续地定位在所述连接器部件(1)的联接端(12)上或附近，其中每个盖部分(21A、22A)包括密封部件(21、22)，所述密封部件(21、22)用于接合互补连接器上的类似密封部件，从而当如此定位在所述连接器部件(1)的联接端(12)上或附近时，形成第二密封(A)。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述盖部分(21A、22A)中的每个包括保护膜(21B、22B)，所述保护膜(21B、22B)布置成覆盖所述密封部件(21、22)，所述保护膜(21B、22B)布置成当两个密封部件放在一起以用于所述接合时能够从对应的密封部件去除。

3.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述联接端(12)包括截止阀，所述截止阀用于在所述连接器(100)处于断开状态时防止介质通过所述联接端(12)流出。

4.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括在所述盖部分(21A、22A)内侧的用于吸收液体介质的吸收物质。

5.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述连接器还包括保持器(3)，所述保持器(3)用于在使用之前保持所述盖部分(21A、22A)中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于，所述保持器(3)可旋转地布置在所述连接器上，以用于使每个盖部分(21A、22A)依次进入用于安装在所述联接端(12)上的位置中。

7.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于，所述保持器(3)构造为滑杆，所述滑杆用于将每个盖部分(21A、22A)滑动到用于安装在所述联接端(12)上的位置中。

8.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，每个盖部分(21A、22A)包括密封部件联接件，所述密封部件联接件用于通过与互补连接器上的类似密封部件联接件配合来形成所述第二密封(A)。

9.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述盖部分(21A、22A)呈柔性小袋的形式。

10.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述连接器部件包括多个连接部件，其各自具有连接端(13)和联接端(12)，且其中所述盖适于包住所述多个连接部件以提供用于所述无菌密封。

11.根据权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，所述连接器(100)包括多个连接器对(1、1')或包括用于流体和/或电的多个路径的连接器歧管。

12.一种用于连接和断开一对或多对互补的流体连接器的方法，所述一对或多对互补的流体连接器具有提供密封的流体路径的互补联接元件，所述流体连接器为根据权利要求1-10中任一项所述的连接器(100、100')，所述方法包括通过下者来连接连接器对：

-在每个连接器上提供至少包绕所述连接器对的所述联接元件的盖(2、2')，以及通过将所述连接器对中的第一连接器(100)的盖(2)的一部分(21A)上形成的第一密封部件(21)联接到所述连接器对中的第二连接器(100')的盖(2')的一部分(21'A)上形成的第二密封部件(21')来形成第二密封(A)从而将所述连接器的互补联接元件与它们的环境无菌地隔离，

-通过将所述第一连接器(100)的联接端(12)上的联接元件(15)联接到所述第二连接器(100')的联接端(12')上的联接元件(15)来形成第一密封(B)，其中所述联接端(12、12')中的至少一个在所联接的密封部件(21、21')内。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，联接所述密封部件(21、21')以形成所述第二密封(A)包括在所述密封部件最初联接以产生基本无菌的连接之后，通过从密封部件之间拉动上覆的保护膜(21B、21'B)来从所述密封部件(21、21')中的每个去除所述保护膜。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在连接所述连接器之前，在每个连接器(100、100')的所述联接端(12、12')上或附近安装包括密封部件(21、21')的盖部分(21A、21'A)。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过脱开所述联接元件(15、15')且分离所述联接端(12、12')来通过使所述第一密封(B)脱离以断开所述连接器，使得它们中没有一个在所述密封部件(21、21')内。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述断开还包括密封住借助于每个盖(2、2')的无菌密封来附接的一个或两个连接器的所述盖(2、2')的区域。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述无菌密封包括热封。

18.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

-在断开所述连接器之后，从所述连接器对(100、100')中的一个或多个的联接端(12、12')去除所述盖部分(21A、21'A)，以及

-在所述连接器对(100、100')中的一个或多个的联接端(12、12')上安装第二盖部分(22A、22'A)。

19.一种适配器(200)，所述适配器(200)包括：盖(2)，所述盖(2)提供用于联接件(1110)的无菌封壳，所述盖包括至少两个密封件(21-25)，所述至少两个密封件构造成连续地定位在所述联接件(1110)的端部上或附近，在所述联接件周围提供多次使用的无菌密封，以及另外的元件(221)，所述另外的元件(221)构造成装配在所述联接件(1110)上或附近，所述另外的元件为下者中的一种：单次使用的密封元件、可密封的机械联接件，或另外的至少两个密封件(21-25)。

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