CN114630704A - 用于过滤生物技术液体的过滤器模块的用途以及用于过滤生物技术液体的过滤器模块 - Google Patents

Abstract

为了提供污染危险低并且同时可以实现最佳流动特性的生物技术过滤可能性，提出用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，所述过滤器模块(100)在过滤器壳体(110)中具有包括中空纤维(114)束的过滤器和离心泵转子(132)。提出用于过滤生物技术液体(L)的过滤器模块(100)，所述过滤器模块(100)具有：过滤器壳体(110)；布置在所述过滤器壳体(110)中的包括中空纤维(114)束的过滤器；布置在所述过滤器壳体(110)中的离心泵转子(132)，使得其流体连接到所述中空纤维(114)的内部，其中，所述离心泵转子(132)能够被磁驱动，使得它可以迫使液体(L)通过所述中空纤维(114)；用于供应待过滤的生物技术液体(L)的第一端口102，所述第一端口(102)流体连接到所述过滤器的中空纤维(114)的内部；用于去除待过滤的生物技术液体(L)的第二端口(104)，所述第二端口(104)流体连接到所述过滤器的中空纤维(114)的内部；以及用于去除析出的废液的第三端口(107)，所述第三端口(107)流体连接到所述中空纤维(114)的外部。提出过滤装置(1100、1200、1300)，具有：过滤器模块(100)，所述过滤器模块(100)能够耦合到驱动单元；以及用于磁驱动所述过滤器模块(100)的离心泵转子(132)的驱动单元，在所述过滤器模块(100)耦合到所述驱动模块时，所述驱动单元可以产生用于磁驱动和磁支撑所述离心泵转子(132)的动态磁场。

Description

用于过滤生物技术液体的过滤器模块的用途以及用于过滤生 物技术液体的过滤器模块

技术领域

本发明涉及用于过滤生物技术液体的过滤器模块的用途和过滤器模块以及具有这种过滤器模块的过滤装置。

背景技术

用于处理生物技术液体的生物技术方法在现有技术中是已知的，例如用于通过TFF(切向流过滤：Tangential Flow Filtration)方法来净化或处理生物技术液体。在后者中，类似于透析，基质液体被循环，并借助于泵被多次输送通过中空纤维膜模块。液体中的一些和小分子通过膜到达渗透物侧。渗透物是通过膜的物质的名称。当初级生物技术液体被输送到中空纤维的内部时，渗透物侧是中空纤维的外侧。因此，液体中的保留在回路中且未通过中空纤维膜的那部分的体积减小。液体的这一部分被称为渗余物。因此，渗余物的体积的减少意味着待净化的、体积减小的、清除了小分子的生物技术材料保留在渗余物侧的渗余物中。换句话说，渗余物中期望的成分的浓度随着渗余物的析出而增加。

例如，从WO 2017/117585 A1中已知在优选实施例中为本发明的主题的这种TFF方法。

此外，已知离心泵和具有离心泵的泵装置，所述离心泵在泵头的内部内具有可旋转的部件，其中待输送的介质通过所述部件的旋转被夹带，因此也产生旋转。由于旋转运动的结果，在旋转坐标系中表现为离心力的向心力作用在待输送的夹带介质上。当待输送的介质在旋转轴线附近进入这种离心泵的内部时，由于旋转，它被离心力迫使向外，从而被输送，换句话说，被泵送。

已知的生物技术过滤方法和过滤装置中的问题是，当建立用于过滤的流路图或流动回路时，泵和过滤器相互连接，使得会形成其中发生涡流的死区或边缘，而这对流动特性具有负面影响并构成污染的危险点。将泵连接到过滤器通常需要机械接口。法兰通常用于此目的。在离心泵转子与过滤器之间附加地设置有管线区段的装置也是已知的。在这样的连接方式中，离心泵转子与过滤器之间至少有两个接口，例如法兰，而这会具有上述缺点。换句话说，这意味着有会有两个污染进入点，相应地，会降低卫生状况，甚至增加液体死区。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供具有低污染风险、同时可以实现最佳的流动特性的生物技术过滤可能性。

所述目的通过使用根据权利要求1所述的用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途来实现，所述过滤器模块在过滤器壳体中具有包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子。所述目的还通过根据权利要求6所述的用于过滤生物技术液体的过滤器模块以及根据权利要求14所述的过滤装置来实现。

公开了一种用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途，所述过滤器模块在过滤器壳体中具有包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子。

还公开了一种用于过滤生物技术液体的过滤器模块，所述过滤器模块具有：壳体；布置在所述壳体中的包括中空纤维束的过滤器；布置在所述壳体中而使得其流体连接到所述中空纤维的内部的离心泵转子，其中，所述离心泵转子能够被磁驱动，使得它可以迫使液体通过所述中空纤维；用于供应待过滤的生物技术液体的第一端口，所述第一端口流体连接到所述过滤器的中空纤维的内部；用于去除待过滤的生物技术液体的第二端口，所述第二端口流体连接到所述过滤器的中空纤维的内部；以及用于去除析出的废液的第三端口，所述第三端口流体连接到所述中空纤维的外部。

根据本发明的一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法、用于过滤或浓缩生物技术液体中的细胞外囊泡的方法、或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

由于离心泵转子与过滤器之间没有用于连接的机械接口，因此用于生物技术生产方法的过滤器模块(所述过滤器模块在过滤器壳体中具有包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子)的所述用途和用于过滤生物技术液体的过滤器模块(所述过滤器模块具有壳体和布置在所述壳体中的包括中空纤维束的过滤器，离心泵转子也布置在所述壳体中)特别有利地允许提高卫生状况和减少污染。

在根据本发明的用途中，所述过滤器的纤维束中的纤维优选地相对于地球表面垂直定向、即平行于当地重力的方向定向，并且离心泵转子在所述束下方同轴地布置在所述束的纵向轴线上，使得在泵操作期间，液体向上流动。所述离心泵转子和所述过滤器纤维的垂直布置方式提供了以下优点：存在于液体中的任何气体积聚都可通过浮力和同时通过泵产生的液体流动向上运走。这种气体积聚是不期望的。所述过滤器的纤维优选地平行于离心泵转子的旋转轴线布置。在这种情况下，离心泵转子布置在所述过滤器的下游。所述过滤器优选地相对于装置所在的平面高于离心泵转子。换句话说，液体从离心泵转子逆着重力方向被泵送到过滤器。这特别具有以下优点：在流体的流动方向的帮助下，气泡逆着重力向上上升。

离心泵转子优选地为可以通过磁悬浮支撑并可以被磁驱动的叶轮转子。在这样的设计中，离心泵转子的支撑和驱动是纯磁性的。因此，没有机械轴承。因此，也没有局部热源，因为在具有轴或杆的离心泵转子的机械轴承的情况下由于摩擦力会有局部热源。这提供了可降低对与离心泵转子接触的生物技术液体的损伤的优点。毕竟，热量会损伤绝大多数的生物技术液体。

在根据本发明的过滤器中，纤维束被布置成使得所述纤维彼此平行延伸。所述纤维可以具有起伏或可以是直的。即使当它们有起伏时，从宏观上看，它们也大致直地延伸。过滤器的纵向轴线平行于所述束的纤维延伸。如果所述束对应于纤维的圆柱形布置，则纵向轴线应等于圆柱体的旋转轴线。因此，根据本发明的过滤装置的过滤器壳体为细长形，并且其纵向方向沿着这种束的纵向轴线延伸。

纤维束中的每个中空纤维在其内部中限定出空腔。在纤维的内部中的空腔与纤维的外部之间是纤维的壁。所述壁优选是膜。所述膜优选是多孔的。如果过滤器由中空纤维束形成，则所述纤维的膜形成所述过滤器的膜。

根据本申请的一个方面，关于过滤器模块在生物技术生产方法中的用途(其中，所述过滤器模块在过滤器壳体中具有包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子)，以及关于用于过滤生物技术液体的过滤器模块或过滤装置，所述过滤器模块的过滤器优选地具有100-1000kDa的排除极限或截留分子量(MWCO)。所述范围内的排除限制例如特别有利地允许生物技术生产方法或生物技术过滤方法。换句话说，在所述优选情况下，所述过滤器的膜具有在100-1000kDa范围内的排除极限。

在本申请的上下文中，应针对生物液体和生物技术液体理解过滤器模块的用途、过滤器模块和过滤装置。生物技术被视为生物技术领域的缩写形式，因此在含义上是等价的。由于生物液体与生物技术液体之间通常没有区别，因此两者都被视为具有生物成分的液体。生物技术是生物技术领域的缩写形式，在含义上是相同的。

对于用于生物技术生产方法的具有过滤器壳体、包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子的过滤器模块的用途，以及对于用于过滤生物技术液体的具有壳体、包括中空纤维束的过滤器以及布置在所述壳体中的离心泵转子的过滤器模块，在本申请的上下文中，过滤器壳体上至少有三个端口是必不可少的，通过所述端口传导生物技术液体或析出的废液。至少两个端口流体连接到所述过滤器的纤维束的中空纤维的内部，并且至少一个端口与所述过滤器的纤维束的中空纤维的内部流体分离但同时流体连接到所述纤维束的中空纤维的外部。连接到所述内部的所述至少两个端口被布置成使得它们被布置在所述纤维的相反端处。换句话说，如果液体沿一个方向流过纤维束，则连接到所述内部的一个端口位于所述纤维束的上游，而连接到所述内部的另一端口位于所述纤维束的下游。这是必要的，因为连接到所述中空纤维的内部的这两个端口用于允许液体沿着纤维流动通过所述内部。所述第三端口流体连接到所述纤维的外部，而不是连接到所述内部。它用于从纤维的外部去除液体。在用于生物技术生产方法的用途中，已穿过所述纤维的液体通常被视为废物。目的是从生物技术液体中去除这种液体，从而浓缩生物技术液体。已经穿过纤维的液体也称为渗透物。所述渗透物可以通过布置在所述过滤器壳体上的第三端口去除。所述第三端口可以布置在第一端部盖上、第二端部盖上或中间部分上。对于所述第三端口而言，重要的是它流体连接到所述过滤器的纤维束的纤维的外部，并且同时它不直接且完全不流体连接到所述纤维束的中空纤维的内部，而是通过所述中空纤维的壁、即膜与所述纤维束的中空纤维的内部隔开。

所述离心泵转子优选地是叶轮。也就是说，所述离心泵配备有径向泵送的泵轮，所述泵轮被配置为叶轮。所述泵轮也被称为泵的运行轮。叶轮可以优选地被配置成具有中空中心。例如，这样的叶轮可以是基本上盘状的并且具有基本上径向延伸的叶片，所述叶片在泵轮的旋转运动期间夹带待输送的被泵送的介质。也就是说，第一盘形成其上布置有叶片的基座。换句话说，所述叶片位于所述第一盘上。所述叶片的远离所述第一盘平面的端部又可以连接到另一个盘，所述另一盘平行于第一盘布置。因此，可选地，第二盘可以连接所述叶片的与所述第一盘相反的那些端部，也就是说它们可以形成封闭件。此时，所述第二盘平行于所述第一盘，所述叶片位于所述两个盘之间。具有彼此平行布置的两个盘的实施例与仅具有一个盘的实施例一样可以想象出，对于仅具有一个盘的实施例，所述叶片布置在所述盘上，而所述叶片的远离所述盘的端部是自由的。这种盘的第一变体具有中央空隙，即它大致说是环形的。这种盘的替代变体被配置为圆形盘，即它没有中央空隙。

在本申请的上下文中，具有中空中心的叶轮应被理解为意味着叶片不会向中心延伸到旋转轴线，而是在叶轮的旋转轴线处和/或紧邻围绕叶轮的旋转轴线处的宏观可感知区域没有叶片。然而，中空中心也没有填充实心三维体，例如实心圆柱体。相反，中心是中空的，使得待泵送的液体可以流过中空中心。可以想象，实心体正好位于泵轮的旋转轴线上，例如轴或杆。此时，中空中心是位于实心体与叶片之间的围绕着旋转轴线中心周围的区域，即待泵送的液体可以自由流过的区域。此时，中空中心可以例如基本上被配置为具有有限护套厚度的圆筒护套。

在一个优选实施例中，过滤器模块的壳体具有带有开口的内部支撑板，所述开口布置在离心泵转子与过滤器束之间，使得当所述离心泵转子已经被设置为旋转时，液体从离心泵转子通过所述开口流动，然后流动到所述过滤器的纤维。

根据本发明的一个方面，过滤器模块的离心泵转子与纤维束同轴地布置。这允许液体特别对称地通过离心泵转子流入纤维束的中空纤维的内部中。在这种情况下，一些区段会出现反平行的、同轴的液体流动。液体在与离心泵转子的旋转轴线重合的纤维束的纵向轴线上流动到离心泵转子上，在离开离心泵转子之后发生偏转，使得其平行但反向地向纤维束流动。纤维束优选地在宏观水平上是近似圆柱形的。离心泵转子通过这种对称的流动布置方式被液压稳定。这最大程度地减少了离心泵转子的潜在颤振。离心泵转子的颤振可能使得生物技术液体被损伤。因此，也避免了对生物技术液体的可能损伤。特别是在由磁悬浮支撑的离心泵转子的情况下，根据本申请的另一方面，还具有发生的偏心支承力矩较少或偏心支承力矩较弱的优点。因此，较弱的磁场足以驱动和支撑离心泵转子。较弱的磁场又意味着在驱动单元的交变磁场的发生器中需要较少的能量和/或较小的电流。

在本申请的上下文中，关于其中由磁悬浮支撑的离心泵转子布置在过滤器壳体中的过滤器模块或具有过滤器模块的过滤装置，可以使得仅当过滤器模块耦合到过滤装置时，才能形成全功能的离心泵，使得过滤系统的驱动单元可以借助于动态磁场驱动离心泵转子和/或通过磁悬浮来支撑所述离心泵转子。换句话说，如果驱动单元和过滤器模块没有耦合，则不会形成能够工作的泵。离心泵转子本身并不是一个完整的、功能齐全的泵。类似地，过滤装置的没有离心泵转子的驱动单元也不是一个完整的能够工作的泵。

生物技术生产方法可以是过滤。在通过生物技术方法进行的过滤中，例如，生物技术液体被过滤、净化或调节。

在本申请的上下文中，生物技术液体也应被理解为生物液体。因此，例如，生物液体可以通过生物技术方法变成生物技术液体。因此，在本申请的上下文中，当提到用于生物技术方法的过滤器模块的用途时，这应被理解为涵盖其中方法的起始液体是生物技术液体或生物液体的方法。类似地，在本申请的上下文中，表述“用于过滤生物技术液体的过滤器模块”也应被理解为意指“用于过滤生物液体的过滤器模块”。如果液体被过滤，液体成分中的一些会通过过滤器。因此，液体的未通过过滤器的成分被浓缩。根据液体的哪些成分是需要的，这种方法也对应于液体成分的净化。待过滤、浓缩、净化或调节的生物或生物技术液体是例如为或包含细胞上清液、诸如血清或血浆的血液成分或尿液的液体。

本申请的一个方面涉及一种用于过滤或浓缩生物大分子和生物微结构的方法。存在于生物技术液体中的待净化、浓缩或过滤的生物材料是生物大分子和生物微结构。特别地，这些可以是以下物质中的一种或多种：抗体、抗体偶联物、抗体片段偶联物、病毒颗粒、核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)、质粒、疫苗、细胞外囊泡、脂质体、分泌组、凝血因子和白蛋白。在本申请的上下文中，细胞外囊泡是外来体和/或微囊泡和/或凋亡小体。在本申请的上下文中，所述用途是用于从细胞培养物的上清液中获得的或者是细胞培养物的上清液的生物或生物技术液体的生物技术生产方法或过滤方法。

根据本发明，所述目的优选地是实现待净化的物质、例如囊泡的最高可能浓度，即液体的最小可能的量。例如，可以想象，根据本发明将一批9升的物质减少到大约100ml的体积，这使得待净化的物质的密度或浓度相应增加。

对于底物，即对于液体，也可以使用细胞上清液以外的液体、例如血清或血浆。

本发明在治疗方法、例如透析中的用途也是可以想象的并且被本发明所覆盖。

在根据本发明的用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途的一个优选实施例中，所述方法是过滤方法。

在根据本发明的用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途的一个优选实施例中，所述方法是切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途的一个优选实施例中，所述方法是用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法。

在根据本发明的用于生物技术生产方法的过滤器模块的用途的一个优选实施例中，所述方法是用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述离心泵转子流体地布置在所述过滤器的纵向轴线上的下游或上游。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法、用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法、或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，与离心泵转子的操作相关联的所述离心泵转子的轴线位于过滤器的纵向轴线上。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述过滤器是用于血液透析的透析器。这特别有利地使所述过滤器对压力差更加稳健。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述离心泵转子配备有永磁体而使得它可以以由磁悬浮支撑的方式操作和/或驱动。通过磁悬浮支撑特别有利地允许省略机械轴承，因此不会产生靠近输送的液体的热源。因此，可以避免对输送的液体的潜在热损伤。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述壳体具有第一端部盖，所述第一端部盖限定了液体L到离心泵转子的输入流动路径，使得液体L可以垂直于过滤器的纵向轴线流入所述壳体并且可以被偏转而使得所述液体L平行于离心泵转子的纵向轴线流到离心泵转子上。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述壳体具有第一端部盖，所述第一端部盖限定了液体L到离心泵转子的输入流动路径，使得液体L可以垂直于过滤器的纵向轴线流入所述壳体并且可以被偏转而使得所述液体L平行于纵向轴线流到离心泵转子上，所述输入流动路径被设计成使得所述液体流入离心泵转子的中心。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的过滤器模块的一个优选实施例中，所述壳体具有第一端部盖，所述第一端部盖限定了液体L到离心泵转子的输入流动路径，使得液体可以垂直于过滤器的纵向轴线流入壳体并且可以被偏转而使得液体此后平行于纵向轴线流到离心泵转子上，并且离心泵转子和第一端部盖限定了流动路径，使得液体可以垂直于过滤器的纵向轴线从离心泵转子离心地流出并且被偏转而使得当离心泵转子旋转时所述液体随后平行于过滤器的纵向轴线流动并进入过滤器的纤维。在一种改进中，输入流动路径可以附加地被设计成使得液体流入离心泵转子的中心。根据一个方面，这种过滤器模块可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在一个优选实施例中，根据本发明的过滤装置具有：根据本发明的过滤器模块，所述过滤器模块能够耦合到驱动单元；以及用于磁驱动所述过滤器模块的离心泵转子的驱动单元，当所述过滤器模块耦合到驱动单元时，所述驱动单元可以产生用于磁驱动和磁支撑离心泵转子的动态磁场。在过滤装置的操作期间，过滤器模块耦合到驱动单元，所述驱动单元产生通过悬浮磁驱动和/或磁支撑所述过滤器模块的离心泵转子的动态磁场。根据一个方面，这种过滤装置可以特别用于生物技术过滤方法、特别是切向流过滤(TFF)方法，用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法，或用于过滤或浓缩生物技术液体中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

在根据本发明的用途的一个优选实施例中，根据本发明的过滤器模块或根据本发明的过滤装置用于生物技术过滤方法，以用于浓缩或过滤生物技术液体中的生物大分子和/或生物微结构。所述生物大分子和/或生物微结构优选为以下物质中的一种或多种：抗体、抗体偶联物、抗体片段偶联物、病毒颗粒、核糖核酸(RNA)、脱氧核糖核酸(DNA)、质粒、疫苗、细胞外囊泡、脂质体、分泌组、凝血因子和白蛋白。细胞外囊泡是例如外来体和/或微囊泡和/或凋亡小体。

在这一点上要注意，不定冠词不一定指代要素中的一个，尽管这是可能的，而是也可以指代多个要素。类似地，复数的使用也包括以单数形式存在的所讨论的要素，相反，单数也涵盖多个所讨论的要素。

参考附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明的其它细节和优点。

附图说明

下面参考附图描述该装置和方法，其中：

图1示出了根据本发明的用于过滤生物技术液体的过滤器模块的示意性图示(在第一实施例中)；

图2示出了经过根据本发明的过滤器模块的一个示例性实施例的第一端部盖的区域的截面视图；

图3示出了与图2相同的布置方式，但以透视图示出，其中，在第一端部盖中可以另外看到具有开口的可选的内部支撑板；

图4示出了根据本发明的离心泵转子的一个说明性实施例；

图5示出了根据本发明的过滤装置的一个说明性实施例的流路图，该过滤装置使用了根据本发明的用于生物技术生产方法的过滤器模块，所述过滤器模块在过滤器壳体中具有包括中空纤维束的过滤器和离心泵转子；

图6示出了根据本发明的过滤装置的一个特殊实施例的流路图，其中过滤器模块的过滤器被构造成类似于已知的用于血液透析的透析器，其中，过滤装置具有位于渗透物端口下游的附加泵；

图7示出了图6中的流路图，另外还带有可选的止回阀，所述止回阀布置在位于用于去除渗透物的端口处的附加泵的下游。

在图中，相同或相似的元件可以用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出了用于过滤生物技术液体L的过滤器模块100，所述过滤器模块100具有壳体110，所述壳体110具有第一端部盖120、第二端部盖140和位于这些端部盖之间的中间部分112。中空纤维114束布置在所述壳体中而使得其以其纵向轴线从第一端部盖120通过壳体的中间部分112延伸到第二端部盖140。第一端部盖120具有离心泵转子壳体130，在所述离心泵转子壳体130中，布置有离心泵转子132，优选为叶轮。此外，第一端口102布置在第一端部盖120处，用于供应待过滤的生物技术液体并且流体连接到过滤器的中空纤维114的内部。第二端口104布置在第二端部盖140处，用于去除待过滤的生物技术液体L，所述端口104同样流体连接到过滤器的中空纤维114的内部。当该装置用于生物技术液体L的过滤时，离心泵转子132旋转，它将通过第一端口102流入的生物技术液体L泵送到位于纤维束的纤维114内部的空腔中。液体L中的一些穿过纤维壁进入纤维的外部。已经穿过纤维的液体，通常被视为废物的液体，渗透物，可以通过布置在过滤器壳体110上的第三端口107去除。所述第三端口107可以布置在第一端部盖120上(如107a所示)、第二端部盖140上(未示出)或中间部分112上(例如107b所示)。图1示出了关于第三端口107可以布置在何处的两个替代方案，但仅需要所示端口中的一个。从两个第三端口107a、107b的描述不能推断这对于本申请是必需的。相反，这用于说明不同的可能性。所述第三端口107的重要方面在于它流体连接到过滤器的纤维束114的纤维的外部，并且同时通过膜将其与纤维束的中空纤维的内部隔开。在第二端部盖140中，生物技术液体的尚未穿过纤维壁但仍保留在内部的部分，渗余物，可以再次离开纤维束并通过第二端口104从过滤器模块中去除。在生物技术过滤过程中，生物技术液体通常必须多次通过过滤器模块100，以便在生物技术液体L中实现期望的浓度。因此，在已知的生物技术过滤装置中，通常形成带有泵和储存器的回路，使得液体可以被泵送多次通过过滤器模块。此类回路未在图1中示出，但在图5、6和7中示出。

图2示出了经过根据本发明的过滤器模块100的一个说明性实施例的第一端部盖120的区域的截面图。这里的目的是举例说明如何在第一端部盖120和离心泵转子壳体130的区域中设计过滤器模块100，使得形成用于液体L的输入流动路径，根据所述输入流动路径，液体L可以垂直于过滤器114的纵向轴线流入壳体110并且可以被偏转，使得液体L此后可以平行于中空纤维114束的纵向轴线和过滤器模块100的纵向轴线流到离心泵转子132上。在这里，附图标记115表示用于将纤维束的纤维114固定在壳体110中的装置。在用于血液透析的透析器的情况下，这可能涉及到所谓的灌封。此外，图2中所示的实施例被设计成液体L可以流入离心泵转子132的中心。此外，图2中所示的实施例被设计成使得离心泵转子132、离心泵转子壳体130和第一端部盖120限定了液体路径，使得液体L可以垂直于过滤器的纵向轴线从离心泵转子132离心流出并且被偏转，从而当离心泵转子132旋转时，从离心泵转子132的下游并且在进入纤维114之前，液体L平行于过滤器114的纵向轴线流动。过滤器壳体110在第一端部盖120、离心泵转子132和离心泵转子壳体130的区域中的整体机械构造使得产生在一个区段中可以被描述为同轴和反平行的流动路径：在图中的取向上，离心泵转子的内部或中空中心可以经受从上向下垂直流动，当离心泵转子132旋转时，泵送的液体L从离心泵转子132径向向外输送，并且它被偏转，使得在图中的取向上，它可以随后垂直向上流动到过滤器的纤维束的中空纤维114。在离心泵转子132的轴线上，离心泵转子132的输入侧的液体围绕离心泵转子132的轴线中心向下、同轴且环形地流动；离心泵转子132的输出侧的液体垂直向上流动。离心泵转子和纤维束的中空纤维114的垂直布置提供了存在于液体L内的气体聚集通过浮力并且同时通过由泵的离心泵转子132产生的液体流动被向上运走的优点。离心泵转子132和纤维束的上述同轴布置允许液体L特别对称地流动通过离心泵转子132进入纤维束的中空纤维114的内部中。从图2中可以看出，在这种情况下，在某些区段中存在反平行、同轴的液体流动。液体在与离心泵转子的旋转轴线重合的纤维束的纵向轴线上流到离心泵转子上，在离开离心泵转子之后偏转，使得其平行但反向于纤维束流动。纤维束优选地在宏观水平上是近似圆柱形的。离心泵转子通过这种对称的流动布置方式进行液压稳定。这最小化了离心泵转子的潜在颤振。离心泵转子的颤振可能使得生物技术液体受损。因此，也避免了对生物技术液体的可能损伤。特别是在由磁悬浮支撑的离心泵转子的情况下，还有发生偏心轴承力矩较少或偏心轴承力矩较弱的优点。因此，较弱的磁场足以驱动和支撑离心泵转子。较弱的磁场又意味着在驱动单元的交变磁场的发生器中需要较少的能量和/或较少的电流。为了改进离心泵转子132的大致环形流出区域128中的流动传导，可以在第一端部盖120中提供可选的内部支撑板121。可选的密封件170可以设置在中空纤维114的纤维束与第一端部盖120的壁或可选的灌封结构115之间。

图3示出了与图2相同的布置方式，但是以透视图示出。这里在第一端部盖120中的可选的内部支撑板121中还可以看到开口123，所述开口123布置在离心泵转子132与过滤器纤维114束之间，使得当离心泵转子132已经被设置为旋转时液体L从离心泵转子132流过开口123然后流动到过滤器的纤维114。箭头表示离心泵转子正在旋转时生物技术液体L的流动。例如，离心泵转子132经受流动，使得液体通过盘133中的中央开口134供应到离心泵转子132的在其旋转轴线上的中央空腔中。

图4示出了根据本发明的离心泵转子的一个说明性实施例。这采用具有中空中心的叶轮转子的形式。该图说明了离心泵转子的叶片135是如何例如能够弯曲的，例如呈盘旋形状。叶片布置在两个盘之间，其中，图中的下盘与布置在离心泵转子中的永磁体136相邻，上盘133具有中央开口134，待泵送的液体可以通过所述中央开口134流入离心泵转子132的中空中心。

图5示意性地示出了根据本发明的过滤装置1100的一个实施例的流路图。除了过滤器模块100之外，还有例如用于液体L的排出结构300和储存器200。过滤装置1100被设置为用于待过滤或净化的生物技术液体L的回路。该图示出了形成为具有带有离心泵转子132的泵且具有用于在回路中循环的生物技术液体L的储存器的回路的生物技术过滤装置1100，其中，待过滤的液体L可以多次被泵送通过过滤器模块100。虚线表示离心泵转子和具有中空纤维114束的过滤器布置在共同的过滤器壳体110中。该图没有示出过滤器模块100能够耦合到的并且可以产生可以通过悬浮来磁驱动和/或磁支撑离心泵转子132的动态磁场的驱动单元，因为离心泵转子具有永磁体。

图6示意性地示出了根据本发明的过滤装置1200的一个特殊实施例的流路图。在这里，过滤器模块100的过滤器被构造成类似于已知的用于血液透析的透析器。与生物技术过滤装置中通常使用的那种过滤器相比，透析器特别有利地具有相对于压力差更稳定的纤维布置：纤维114相对于外径而言具有较小的纤维内径。这提供了中空纤维膜的增加的稳定性。此外，透析器的纤维114通常较短，这也使得稳定性增加。为了补偿较短的纤维114和较厚的膜壁，就过滤产量而言，透析器具有更多数量的纤维114。通过在过滤器模块100中使用透析器作为过滤器，并且根据相对于纤维114内部/外部的压力差的增加的稳定性，可以布置附加泵400，使得其连接到用于去除析出的废液的端口107，所述端口107流体连接到中空纤维114的外部。泵送方向被选择为使得渗透物从纤维114的外部被吸取。如果附加泵400在已知的过滤装置中操作，这样的布置将使得膜被损伤。特别有利的是，该附加泵400在端口107处用于渗透物去除的布置具有如下效果：与没有附加泵400的情况相比，允许待浓缩的生物技术液体L通过较少的通过次数来实现限定的浓度。一方面，因此特别有利地减少了达到限定的浓度所需的时间。另一方面，一个特别的优点是生物技术液体L经过过滤器的次数较少，从而受到的损伤较小。生物技术液体通过过滤器的频率越高，潜在的损伤就越大。这种布置的另一个优点是附加泵400不会对待浓缩的生物技术液体L造成任何附加损伤：附加泵400仅与作为废物的渗透物接触。

图7示出了图6中的过滤装置1300的流路图，所述过滤装置1300另外还具有可选的止回阀500，所述止回阀500布置在位于用于去除渗透物的端口107处的附加泵400的下游。止回阀500位于附加泵400与排出结构300之间的渗透物管线上。借助于该可选的附加止回阀500，可以调整过滤器的膜处的压力比，特别是在与附加泵400相互作用时尤其有利。为此，使用止回阀500，当受到来自附加泵400的合适选择的最小压力时，所述止回阀500打开。

Claims (15)

1.一种用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，所述过滤器模块(100)在过滤器壳体(110)中具有包括中空纤维(114)束的过滤器以及离心泵转子(132)。

2.根据权利要求1所述的用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，其中，所述方法是过滤方法。

3.根据权利要求2所述的用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，其中，所述方法是切向流过滤(TFF)方法。

4.根据权利要求3所述的用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，其中，所述方法是用于过滤或浓缩生物技术液体(L)中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的方法。

5.根据权利要求4所述的用于生物技术生产方法的过滤器模块(100)的用途，其中，所述方法是用于过滤或浓缩生物技术液体(L)中的生物大分子和生物微结构、特别是细胞外囊泡的切向流过滤(TFF)方法。

6.一种用于过滤生物技术液体(L)的过滤器模块(100)，其具有

a.过滤器壳体(110)，

b.布置在所述过滤器壳体(110)中的包括中空纤维(114)束的过滤器，

c.布置在所述过滤器壳体(110)中的离心泵转子(132)，使得所述离心泵转子流体连接到所述中空纤维(114)的内部，其中，所述离心泵转子(132)能够被磁驱动，使得它能够迫使液体(L)通过所述中空纤维(114)，

d.用于供应待过滤的生物技术液体(L)的第一端口(102)，所述第一端口(102)流体连接到所述过滤器的中空纤维(114)的内部，

e.用于去除待过滤的生物技术液体(L)的第二端口(104)，所述第二端口(104)流体连接到所述过滤器的中空纤维(114)的内部，

f.用于去除析出的废液的第三端口(107)，所述第三端口(107)流体连接到所述中空纤维(114)的外部。

7.根据权利要求6所述的过滤器模块(100)，其中，所述离心泵转子(132)流体地布置在所述过滤器的纵向轴线上的下游或上游。

8.根据权利要求7所述的过滤器模块(100)，其中，与所述离心泵转子(132)的操作相关联的所述离心泵转子(132)的轴线位于所述过滤器的纵向轴线上。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的过滤器模块(100)，其中，所述过滤器是用于血液透析的透析器。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的过滤器模块(100)，其中，所述离心泵转子(132)配备有永磁体而使得所述离心泵转子(132)能够以由磁悬浮支撑的方式被操作和/或驱动。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的过滤器模块(100)，其中，所述壳体(110)具有第一端部盖(120)，所述第一端部盖限定用于液体(L)到所述离心泵转子(132)的输入流动路径，使得液体(L)能够垂直于所述过滤器的纵向轴线流入所述壳体(110)并且能够被偏转而使得所述流体平行于所述纵向轴线流到所述离心泵转子(132)上。

12.根据权利要求11所述的过滤器模块(100)，其中，所述输入流动路径被设计成使得所述液体(L)流入所述离心泵转子(132)的中空中心(131)。

13.根据权利要求11和12中任一项所述的过滤器模块(100)，其中，离心泵转子(132)和第一端部盖(120)限定液体路径，使得液体(L)能够垂直于所述过滤器的纵向轴线离心地流出所述离心泵转子(132)并且被偏转而使得液体(L)此后在所述离心泵转子(132)旋转时平行于所述过滤器的纵向轴线流动并进入所述过滤器的中空纤维(114)。

14.一种过滤装置(1100、1200、1300)，具有：

a.根据权利要求6至13中任一项所述的过滤器模块(100)，所述过滤器模块(100)能够耦合到驱动单元，以及

b.用于磁驱动所述过滤器模块(100)的离心泵转子(132)的驱动单元，在所述过滤器模块(100)耦合到所述驱动模块时，所述驱动单元能够产生用于磁驱动和磁支撑所述离心泵转子(132)的动态磁场。

15.一种用于浓缩或过滤生物技术液体(L)中的生物大分子和/或生物微结构的生物技术过滤方法的根据权利要求6至13中任一项所述的过滤器模块(100)或根据权利要求14所述的过滤装置(1100、1200、1300)的用途。

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