CN115484818A - 用于保护冷冻保存的生物材料的冲击吸收容器 - Google Patents

用于保护冷冻保存的生物材料的冲击吸收容器 Download PDF

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Abstract

一种用于保护低温冷冻的生物材料的冲击吸收容器，包括外壳体，该外壳体包括第一外面板和第二外面板，该第一外面板和该第二外面板能够相对于彼此在关闭位置与打开位置之间移动，第一外面板和第二外面板在关闭位置中限定存储空间，第一外面板具有面向存储空间的第一侧，第二外面板具有面向存储空间的第一侧，其中，将第一外面板和第二外面板移动到打开位置产生或扩大开口以进入存储空间。第一泡沫面板位于第一外部板的第一侧上，并且第二泡沫面板位于第二外面板的第一侧上。

Description

用于保护冷冻保存的生物材料的冲击吸收容器
技术领域
本发明涉及生物材料的存储和运输领域，并且更具体地涉及一种用于保护低温冷藏保存的生物材料的冲击吸收装置。
背景技术
大多数或所有生物基材料(包括药物、疫苗、细胞和基因疗法、以及工程化组织产品)经受不同持续时间的低温存储以试图确保在离体存储间隔期间存活、恢复、以及在离体存储间隔之后返回到正常生物功能。当前的方法部署了各种隔热运输容器和不同配方的生物保存介质。例如，存储和运输血液或其他生物流体的一种方法包括将流体容纳在可变形的热塑性袋子中，然后将热塑性袋子放置在硬的、通常是金属的盒子内。盒子提供了在低温冷冻机中组织和存储塑料袋子的能力，并且为袋子提供保护。典型地，盒子被定大小成用于以最小的过量空间容纳塑料袋以均匀地散布生物流体并且促进均匀速率的冷冻和/或解冻。
冷冻一些材料至低温温度(例如，低至-196摄氏度或更冷的温度)，包括存储容器材料和生物材料，可以使材料易碎并且易于受到运输期间通常遇到的冲击的损坏。如以上示例中所讨论的，含有生物流体的热塑性袋子当冷冻时可能变脆。可以将包含生物流体的热塑性袋子的多个上述冷冻盒子固定在干蒸气运输机内以在运输期间维持低温。干蒸气运输机经历的冲击和振动可以被传输到多个盒子和其中的塑料袋，引起塑料袋子中的一个或多个塑料袋子破裂，导致生物流体的灾难性损失。在细胞和基因治疗产品的情况下，损失的流体可能是以非常高的货币成本为单个患者制造的救生材料。
发明内容
一种冲击吸收容器通过吸收、减弱或衰减物理力来保护低温冷冻的生物材料，这些物理力否则将导致低温存储和/或运输材料以及包含在其中的生物材料被损坏。
在实施例中，一种用于保护低温冷冻的生物材料的冲击吸收容器包括：外壳体，该外壳体包括第一外面板和第二外面板，第一外面板和第二外面板可相对于彼此在关闭位置与打开位置之间移动，第一外面板和第二外面板是彼此大致平行的并且在关闭位置中限定存储空间，第一外面板具有面向存储空间的第一侧，第二外面板具有面向存储空间的第一侧，其中将第一外面板和第二外面板移动到打开位置中产生或扩大开口以进入存储空间；位于第一外面板的第一侧上的第一泡沫面板；以及位于第二外面板的第一侧上的第二泡沫面板。
在另一实施例中，一种用于存储或运输冷冻的生物流体袋子的冲击吸收容器包括：外壳体，该外壳体限定内部容积并且具有可关闭开口，可关闭开口用于将生物流体袋子插入到内部容积或从该内部容积移除，外壳体具有打开位置和关闭位置，外壳体在该关闭位置具有长度、宽度和厚度，长度和宽度大于厚度，可关闭开口被配置成能够打开大于该厚度的量；以及位于内部容积的至少两个相对外围侧上的泡沫阻尼器。
附图说明
图1图示了根据实施例的处于关闭位置的冲击吸收容器的等距视图。
图2图示了处于打开位置的图1的冲击吸收容器的等距视图。
图3图示了图1的冲击吸收容器的截面视图，该冲击吸收容器另外包含生物流体的袋子。
图4图示了泡沫材料的结构的单层。
图5图示了根据实施例的泡沫面板。
图6图示了根据实施例的泡沫面板。
图7图示了根据实施例的冲击吸收容器的截面视图。
图8图示了具有可密封开口的内衬里。
具体实施方式
在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出可以实践本教导的具体示例性实施例。这些实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本教导，并且应理解的是，可以利用其他实施例并且可以在不脱离本教导的范围的情况下做出改变。因此，以下描述仅是示例性的。
本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，并不旨在进行限制。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也可以旨在包括复数形式。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包含性的，并且因此指定所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文中描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或图示的特定顺序执行，除非被具体地标识为执行顺序。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合到”、“连接到”或“耦接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、接合、连接或耦接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，可能不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如在本文中使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关列出项的任何和所有组合。
为了便于描述，在本文中可使用诸如“内部”、“外部”、“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……上方”、“上部”等空间相对术语来描述如附图中图示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。空间相对术语可以旨在包括除附图中所描绘的取向之外的使用或操作中的装置的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可包括上方和下方两个取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)并且相应地解释本文所使用的空间相对描述。
术语“弹性变形”应理解为材料的尺寸的可逆变化，其中，当不对其施加力时材料具有第一组尺寸，当对其施加力时材料过渡到第二组尺寸，并且当不再施加力时材料过渡回到其初始组尺寸。这种变形包括但不限于空间尺寸的变化及其组合(例如，体积、横截面轮廓和直径的变化)，并且可以由包括但不限于压缩力和/或在张力下拉伸的力引起。
如以上所讨论的，冲击吸收容器通过吸收、减弱或衰减物理力来保护低温冷冻的生物材料，该物理力否则将导致低温存储和/或运输材料以及其中的生物材料容器被损坏。图1图示了根据实施例的处于关闭位置的冲击吸收容器10的等距视图。图2图示了处于打开位置的冲击吸收容器10的等距视图。图3图示了附加的包含生物流体袋子11的冲击吸收容器10的截面视图。参照图1、图2和图3，冲击吸收容器10包括外壳体12，该外壳体12限定内部容积14或存储生物材料的存储空间。例如，生物流体袋子11(参见图3)可以被放置成当冲击吸收容器10处于打开位置时占据内部容积14，并且然后当冲击吸收容器10处于关闭位置时被容纳并保护在内部容积14中。外壳体12可以是刚性的、硬的和耐用的，诸如将是许多金属或塑料。
外壳体12可被不同地定形状以适应各种生物材料或生物材料容器的约束。所描绘的实施例被定形状为三维平行六面体，在关闭位置具有长度L、宽度W和厚度T。在所描绘的实施例中，长度L和宽度W大于厚度T。长度L、宽度W和厚度T的对应值可以根据有待容纳在内部容积14内的生物材料和/或生物材料容器而变化。
外壳体12可包括第一面板16和第二面板18，其在关闭位置可大致平行，和/或可各自包括面向内部容积14的相应内侧22、24。“大致平行”可意指在十度以内从平行开始正负任何数目的度，诸如±0.1度、±1度、±2度、±2.5度、±5度等。第一面板16和第二面板18可以相对于彼此在关闭位置和打开位置之间可移动，以产生开口20。第一面板16和第二面板18的相对移动可以通过枢转接头26或通过其他现在已知的或将来开发的装置来实现，在枢转接头26处第一面板16被可枢转地连接到第二面板18。在一些实施例中，例如，第一面板16可以与第二面板18完全分离。根据需要，可以移动第一面板16和第二面板18以扩大开口20，使得可以将生物材料或生物材料容器(未示出)放入到内部容积14中以及从内部容积14移除。在一些实施例中，开口20被配置成打开至少大于厚度T的量。在生物流体袋子的情况下，开口20打开足够大以将袋子平放将是有益的。
外壳体12可以包括固定元件，诸如可枢转地附接到第一面板16的紧固件27。紧固件27可枢转到紧固位置中以将第一面板16和第二面板18保持在关闭位置中，以及枢转到松开位置中以允许第一面板16和第二面板18移动到打开位置中。也可以使用其他现在已知的或将来开发的紧固或锁定装置。
冲击吸收容器10还包括在第一面板16的内侧22上的第一泡沫面板28、以及在第二面板18的内侧24上的第二泡沫面板30。如下文进一步解释的，第一泡沫面板28和第二泡沫面板30是阻尼器或冲击吸收器，以吸收、消散或衰减施加到冲击吸收容器10的物理力，否则该物理力将传递到生物材料容器(未示出)和/或包含在其中的生物材料。图4图示了泡沫材料32的结构的单层，其可用于制造第一泡沫面板28和第二泡沫面板30。如图4所示，第一泡沫面板28和第二泡沫面板30的泡沫可以具有气孔或单元格34，该气孔或单元格34带有被直线边界或边缘38分隔的多面体单元格窗口或面36。可以按孔/英寸(“PPI”)测量泡沫的密度。在实施例中，第一泡沫面板28和第二泡沫面板30具有在10PPI-40PPI(约3.94孔/厘米-15.75孔/厘米)范围内的密度。
在一些实施例中，第一泡沫面板28和第二泡沫面板30的泡沫可以是或可以包括网状泡沫。网状泡沫是一种非常多孔的、低密度的固体泡沫。网状泡沫具有很少的(如果有的话)完整的单元格(气孔)34或多面体单元格窗口(面)36。在网状泡沫中，仅保留单元格窗口36相遇的线性边界(边缘)38，并且缺少多面体单元格窗口36。网状泡沫的固体组分可以是有机聚合物如聚氨酯、陶瓷、或金属。
当在环境温度下时，泡沫面板28、30可以是柔性的和可变形的，在这种情况下，泡沫面板28、30可以顺应围绕低温冷冻的生物材料或低温冷冻的生物材料容器(诸如图3中的生物流体袋子11)。在冲击吸收容器10的使用期间，低温冷冻的生物材料和/或低温冷冻的生物材料的容器通过外壳体12的开口20被快速放置并且进入到内部容积14中。未冷冻或在环境温度下的泡沫面板28、30可以变形为生物材料容器(诸如图3中的生物流体袋子11)的形状，并且可以随着泡沫面板28、30快速低温冷冻而快速变得刚性。当泡沫面板28、30的温度下降到某一温度(诸如0摄氏度)以下时，材料变得刚性。刚性材料具有增加的脆性——网状泡沫的网状、低密度结构更是如此。在冷冻、脆性状态下，泡沫面板28、30在冲击或振动期间承受气孔面36中的小裂缝，或者在网状泡沫的情况下，承受气孔边缘38中的小裂缝。这些裂缝吸收或减弱冲击力或振动力，由此衰减或消除力到内部容积14中的生物材料容器和/或其中的生物材料的传递。通常，非网状泡沫的面36在断裂之前可以承受比仅网状泡沫的边缘38更大的力。因此，网状泡沫可以提供较低力的冲击吸收，而非网状泡沫可以提供较高力的冲击吸收。
参考图2和图3，泡沫面板28、30(位于内部容积14的相对侧上)可以被定尺寸为具有比生物材料容器(例如，图3中的生物流体袋子11)的宽度和长度更大的宽度W1和长度L1，以在生物材料容器的所有侧上提供冲击保护和吸收，尽管泡沫面板28、30还可以具有比生物材料容器更短的宽度W1和/或长度L1。此外，泡沫面板28、30在向外膨胀或移动的能力方面由外壳体12约束，可以被定尺寸为具有厚度T1以用足够的力向内压靠生物材料容器从而减少或防止生物材料容器相对于泡沫面板的移动。此外，在泡沫面板28、30的宽度W1和/或长度L1大于内部容积14中所包含的生物材料容器或生物材料的宽度或长度的情况下，如图3所示，然后由于泡沫面板28、30在生物材料容器或生物材料上的压缩，生物材料容器或生物材料压入到泡沫面板的厚度T1中，使得任何未被压下的过量宽度W1或长度L1保持生物材料容器或生物材料不在由长度L1和宽度W1限定的平面中滑出内部腔体14。
在生物流体被包含在内部容积14中的情况下，诸如图3中所描绘的，由泡沫面板28、30进行的压缩能够促进生物流体的均匀厚度，这进一步促进生物流体在解冻期间的均匀解冻。
泡沫面板28、30的厚度T1可根据需要为预定值，以保持外壳体12的标准或均匀尺寸，同时具有将不同尺寸的生物材料容器或生物材料存储在内部腔体14内的能力。换言之，外壳体12的尺寸可被标准化，并且泡沫面板28、30的尺寸(主要是厚度T1)可以改变，以在内部腔体14内容纳不同尺寸的生物材料容器或生物材料。
图5图示了泡沫面板的实施例，其中第一泡沫面板28通过第三泡沫面板54连接至第二泡沫面板30。第一泡沫面板28和/或第二泡沫面板30也可以直接连接，如图6所示。在图1和图2中示出的外壳体12的实施例中，第三泡沫面板54和/或第一泡沫面板28和第二泡沫面板28的连接旨在邻近接头26定位。
此外，冲击吸收容器10可以包括内衬里和/或液体吸收衬里。图7图示了冲击吸收容器60的截面，该冲击吸收容器包括外壳体12以及如图1-图3中的泡沫面板28、30，并且另外包括第一内衬里66、第二内衬里68、第一液体吸收衬里70以及第二液体吸收衬里72。内衬里66、68在内部腔体14中，并且各自被配置成将泡沫面板28、30中的相应的一个泡沫面板相对于外壳体12保持在适当位置。在所示的实施例中，内衬里66、68各自形成与外壳体12集成一体或紧固到外壳体12并且封闭泡沫面板28、30中的相应一个泡沫面板的口袋或小袋。在一些实施例中，每个内衬里66、68不附接到外壳体12，而是围绕相应的泡沫面板28、30的四个侧面包裹，在相应的泡沫面板28、30与泡沫面板28、30的相应的内表面22、24之间延伸。在一些实施例中，内衬里66、68完全封闭泡沫面板28、30中的相应一个泡沫面板，而在其他实施例中，内衬里66、68各自封闭一定数量的泡沫面板28、30中的相应一个泡沫面板，以仅将相应泡沫面板28、30相对于外壳体12保持在适当位置。内衬里66、68还可以保持泡沫面板28、30的断裂边缘，以收集断裂边缘并且减少或防止泡沫碎片覆盖生物材料容器(例如，图3中所示的生物流体袋子)。更开放的内衬里66、68可以有助于泡沫面板28、30的移除和更换，从而有助于冲击吸收容器60的重复使用。更封闭的内衬里66、68可有助于更好地收集和保持破碎的碎片。在一些实施例中，每个内衬里66、68可完全封闭泡沫面板28、30中的相应一个泡沫面板。在这些实施例的一些实施例中，内衬里66、68可以各自包括可密封或可再密封的开口，以允许完全封闭泡沫面板28、30，同时还允许移除和更换泡沫面板28、30。图8图示了具有可密封开口72的内衬里70，在该实施例中，该可密封开口72用拉链74打开和关闭，尽管可使用任何现在已知的或将来开发的打开和关闭机构。内衬里70可以完全封闭泡沫面板28、30中的任一个泡沫面板。
图7中的液体吸收衬里70、72邻近泡沫面板28、30中的相应一个泡沫面板的内表面定位在相应的泡沫面板28、30与内衬里66、68中的相应一个内衬里之间。这样，液体吸收衬里70、72由内衬里66中的相应一个连同泡沫面板28、30保持在位。液体吸收衬里70、72可以是适于吸收和保持液体的任何材料。在一些实施例中，液体吸收衬里70、72至少部分地被包括以满足用于运输传染性物质或免除人类样品的监管要求。在一些实施例中，液体吸收衬里70、72被配置成具有足够的容积和吸收能力以完全吸收生物材料容器(例如，图3中所示的生物流体袋子)内所容纳的液体的体积。例如图3中所示的生物流体袋子可以包含25mL至250mL，尽管生物材料容器可以具有任何所希望的容量，并且液体吸收衬里70、72、泡沫面板28、30、内衬里66、68、以及外壳体12可以全部被相应地设定大小。在一些实施例中，一个或更多个纸巾可以足以作为液体吸收衬里70、72。为了允许由内衬里66、68限定的口袋或小袋外部的液体到达液体吸收衬里70、72，内衬里66、68可以由具有足以允许液体(诸如液态水或液态氮)通过的孔隙度的亲水材料构成。例如，轻质的非织造聚酯可以是合适的。
应当理解的是，在此描述的本发明的实施例仅是本发明原理的应用的说明。本文对所示实施例的细节的引用并不旨在限制权利要求的范围，权利要求本身列举了被视为对本发明必不可少的那些特征。

Claims (20)

1.一种用于保护低温冷冻的生物材料的冲击吸收容器，包括：
外壳体，所述外壳体包括第一外面板和第二外面板，所述第一外面板和所述第二外面板能够相对于彼此在关闭位置和打开位置之间移动，所述第一外面板和所述第二外面板在所述关闭位置中限定存储空间，所述第一外面板具有面向所述存储空间的第一侧，所述第二外面板具有面向所述存储空间的第一侧，其中，将所述第一外面板和所述第二外面板移动到所述打开位置产生或扩大开口以进入所述存储空间；
第一泡沫面板，所述第一泡沫面板位于所述第一外面板的第一侧上；以及
第二泡沫面板，所述第二泡沫面板位于所述第二外面板的第一侧上。
2.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述第一泡沫面板和所述第二泡沫面板包括网状泡沫。
3.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述外壳体是金属的。
4.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述外壳体是刚性的。
5.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述第一外面板和所述第二外面板在所述关闭位置中彼此大致平行。
6.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述外面板包括枢转接头，以使所述第一外面板相对于所述第二外面板枢转。
7.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述外壳体、所述第一泡沫面板和所述第二泡沫面板被配置成并且被定尺寸成均匀地压缩生物流体的袋子。
8.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述外壳体包括锁定元件以将所述第一面板和所述第二面板锁定在所述关闭位置中。
9.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，进一步包括至少部分地封闭所述第一泡沫面板的小袋。
10.根据权利要求9所述的冲击吸收容器，其中，所述小袋紧固至所述第一外面板，并且所述第一泡沫面板位于所述小袋与所述第一外面板之间。
11.根据权利要求9所述的冲击吸收容器，其中，所述小袋包括亲水材料。
12.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，还包括邻近所述第一泡沫面板的液体吸收衬里。
13.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，还包括连接所述第一面板和所述第二面板的第三泡沫面板。
14.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，处于所述关闭位置的所述外壳体被定形状为三维平行六面体并且具有长度、宽度和厚度，其中，所述第一外面板和所述第二外面板均定位在由所述长度和所述宽度限定的相应平面中，并且其中，所述长度和所述宽度大于所述厚度。
15.根据权利要求1所述的冲击吸收容器，其中，所述第一泡沫面板连接至所述第二泡沫面板。
16.一种用于存储或运输冷冻的生物流体袋子的冲击吸收容器，包括：
外壳体，所述外壳体限定内部容积并且具有可关闭开口，所述可关闭开口用于将生物流体的袋子插入到所述内部容积或从所述内部容积移除所述生物流体袋，所述外壳体具有打开位置和关闭位置，所述外壳体在所述关闭位置具有长度、宽度和厚度，所述长度和所述宽度大于所述厚度，所述可关闭开口被配置成打开大于所述厚度的量；以及
泡沫阻尼器，所述泡沫阻尼器在所述内部容积的至少两个相对的外围侧上。
17.根据权利要求16所述的冲击吸收容器，其中，所述泡沫阻尼器是网状的。
18.根据权利要求16所述的冲击吸收容器，其中，所述泡沫阻尼器具有面向内的表面，并且所述冲击吸收容器还包括邻近所述面向内的表面的衬里。
19.根据权利要求18所述的冲击吸收容器，其中，所述衬里包括能够密封的开口以用于插入或移除所述泡沫阻尼器。
20.根据权利要求16所述的冲击吸收容器，其中，所述泡沫阻尼器具有面向内的表面，并且所述冲击吸收容器还包括邻近的所述面向内的表面的液体吸收层。
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