DE102006022651B3 - Container used as a disposable bio-reactor comprises a mixer made from parts of an inflatable structure formed as a mixer guiding structure and held in position by the guiding structure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter mit flexiblen Wänden, insbesondere ein Einweg-Bioreaktor, mit einem Behälterinnenraum, dessen ihn umgebende Behälterwandung von einer aufblasbaren Struktur stabilisierbar ist und der einen von außen antreibbaren Mischer aufweist.The The invention relates to a container with flexible walls, in particular a disposable bioreactor, with a container interior, its surrounding container wall is stabilizable by an inflatable structure and the one from the outside having drivable mixer.
Behälter mit flexiblen Wänden werden insbesondere als Einweg-Bioreaktoren in der Pharmazie und Biotechnologie zunehmend verwendet.Container with flexible walls especially as disposable bioreactors increasingly used in pharmacy and biotechnology.
Aus der WO 03/012027 A1 ist ein Bioreaktor mit flexiblen Wandungen bekannt. Der Bioreaktor ist dabei als eine aufblasbare bzw. auffaltbare Apparatur bekannt. Die einen Behälterinnenraum umgebende Behälterwandung ist dabei von einer aufblasbaren Struktur stabilisierbar.Out WO 03/012027 A1 discloses a bioreactor with flexible walls. The bioreactor is known as an inflatable or unfoldable apparatus. The one container interior surrounding container wall is stabilized by an inflatable structure.
Nachteilig an dem bekannten Behälter, der sich grundsätzlich bewährt hat, ist, dass beispielsweise bei Verwendung eines als Magnetrührer ausgebildeten Mischers dessen Positionierung im Behälterinnenraum schwierig ist.adversely on the known container, basically proven has, for example, that when using a designed as a magnetic stirrer Mixer whose positioning in the container interior is difficult.
Weiter ist aus der US 2004/0062140 A1 ein als Bioreaktor ausgebildeter Behälter mit flexiblen Wänden bekannt, in dessen Behälterinnenraum ein von außen über eine durch die Behälterwandung hindurchgeführte welle antreibbarer Mischer angeordnet ist.Further is from US 2004/0062140 A1 trained as a bioreactor container with flexible walls known in the container interior one from the outside over one through the container wall pass out wave drivable mixer is arranged.
Soll auf eine Durchführung der Welle durch die Behälterwandung verzichtet werden, ist auch hier die Positionierung des Mischers im Behälterinnenraum schwierig.Should on an implementation the shaft through the container wall is omitted here is the positioning of the mixer in the container interior difficult.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Behälter so zu verbessern, dass bei Verwendung eines Mischers dieser in eine vorgegebene Position gebracht werden kann.task Therefore, it is the object of the present invention to provide the known containers to improve that when using a mixer this in a given Position can be brought.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der Mischer von Teilen der aufblasbaren Struktur, die als eine Mischerführungsstruktur ausgebildet ist, in deren aufgeblasenen Endzustand geführt und in seiner durch die Mischerführungsstruktur vorgegebene Position gehalten wird.These The object is in connection with the preamble of claim 1 solved by that the mixer of parts of the inflatable structure acting as a Mixer management structure is formed, guided in the inflated end state and in his by the mixer leadership structure predetermined position is held.
Dadurch, dass der Mischer von der aufgeblasenen Struktur geführt und in seiner durch die Struktur vorgegebene Position auch gehalten wird, läst sich die reibungslose Funktion des Mischers sicherstellen.Thereby, that the mixer is guided by the inflated structure and held in its predetermined position by the structure also becomes, lasts ensure the smooth functioning of the mixer.
Im leeren nicht aufgeblasenen Zustand lässt sich der Behälter kleinvolumig zusammenfalten und Platz sparend lagern. Bei Benutzung wird der Behälter dann durch Zuführung von Druckluft, beispielsweise über eine Pumpe, aufgeblasen und in seine vorgesehene Form gebracht, wobei auch der Mischer in seine vorgegebene Position gelangt. Über Zuleitungen kann der Behälter dann mit flüssigen Medien gefüllt werden.in the empty non-inflated state, the container can be small volume fold up and store to save space. In use, the container then by feeder of compressed air, for example, over a pump, inflated and placed in its intended form, whereby the mixer gets into its predetermined position. About leads can the container then with liquid Filled media become.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Mischer ein an einem ersten Ende einer Mischerachse angeordnetes Basiselement und ein an einem zweiten Ende der Mischerachse angeordnetes Mischelement auf, wobei das Basiselement und das Mischelement mindestens teilweise über den Querschnitt der Mischerachse hinausragen, und wobei die aufblasbare Struktur mit mindestens drei Auflagepunkten in den Zwischenraum zwischen Mischelement und Basiselement eingreift und mindestens eine seitliche Führung für den Mischer bildet.According to one preferred embodiment of Invention, the mixer at a first end of a mixer axis arranged base element and a at a second end of the mixer axis arranged mixing element, wherein the base element and the mixing element at least partially over protrude the cross section of the mixer axis, and wherein the inflatable Structure with at least three support points in the interspace between the mixing element and the base element engages and at least a lateral guide for the mixer forms.
Dadurch, dass die aufblasbare Struktur mit mindestens drei Auflagepunkten in den Zwischenraum zwischen Mischelement und Basisteil eingreift, und eine Auflage für das Mischelement bildet, wird das Mischelement beim Aufblasen der Struktur praktisch in seine Funktionsposition angehoben und in seiner Position geführt. Dies bietet gleichzeitig eine Sicherheit, dass bei Rotationsbewegungen des Mischelementes, dieses in seiner Position gehalten wird und der Behälter bzw. seine Wandung nicht von dem Mischelement zerstört werden.Thereby, that the inflatable structure with at least three support points engages in the intermediate space between mixing element and base part, and an edition for forms the mixing element, the mixing element when inflating the Structure practically raised to its functional position and in his Position led. At the same time, this provides a certainty that during rotational movements of the mixing element, this is held in its position and the container or its wall can not be destroyed by the mixing element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Auflagescheibe vorgesehen, durch die die Mischerachse hindurchgeführt ist und die auf den Auflagepunkten der aufblasbaren Struktur aufliegt und fest mit dieser verbunden ist.To a further preferred embodiment The invention provides a support disk, through which the Passed mixer axis is and which rests on the support points of the inflatable structure and is firmly connected to this.
Durch die Verwendung einer Auflagescheibe wird eine sichere radiale Führung des Mischers bzw. seines Schaftes erreicht. Dadurch, dass die Auflagescheibe fest mit der aufblasbaren Struktur verbunden ist, wird sichergestellt, dass sich der Mischer nicht aus seiner vorgesehenen Position lösen kann.By The use of a support plate will ensure a safe radial guidance of the Mischers or his shank reached. Because of the support plate is firmly connected to the inflatable structure, it is ensured that the mixer can not be released from its intended position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an der einem Behälterboden zugewandten Unterseite des Basiselementes Rührflügel angeordnet, die zwischen Behälterboden und Basiselement eine Durchmischung sicherstellen.According to one another preferred embodiment The invention are at the bottom of a container bottom facing arranged the basic element agitator wing, between the tank bottom and Base element to ensure a thorough mixing.
Durch zusätzliche Rührflügel an der Unterseite des Basiselementes kann auch zwischen Behälterboden und Basisteil befindliche Medium eine Durchmischung sichergestellt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn der durch die aufblasbare Struktur vorgegebene, den Mischer umschließende Raum weitgehend für eine Durchmischung geöffnet ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise drei oder vier säulenartig ausgebildete, aufblasbare Strukturelemente den Mischerschaft umgeben und beispielsweise für die Auflagescheibe bzw. bei entsprechender Ausformung den Mischer direkt tragen. Eine Abdichtung des Mischerschaftes gegenüber der Durchführungsöffnung der Auflagescheibe ist dabei nicht notwendig.Additional stirring blades on the underside of the base element mean that mixed media can also be ensured between the container bottom and the base part. It is advantageous if the predetermined by the inflatable structure, the mixer enclosing space is largely opened for mixing. This means that, for example, three or four columns like trained, inflatable structural elements surround the mixer shaft and, for example, for the support plate or, if appropriate shaping directly carry the mixer. A seal of the mixer shaft against the passage opening of the support disk is not necessary.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Mischerachse gegenüber der Auflagescheibe flüssigkeitsdicht ausgebildet und der Mischer ist in seinem unterhalb der Auflagescheibe angeordneten Mischerbereich in einem Abstand von der aufblasbaren Struktur umgeben, die in Verbindung mit dem Behälterboden und der Auflagescheibe einen den unteren Mischerbereich umgebenden flüssigkeitsdichten Raum bildet.To a further preferred embodiment the invention, the mixer axis with respect to the support plate is liquid-tight trained and the mixer is in his below the support disk arranged mixer area at a distance from the inflatable Structure surrounding, in conjunction with the tank bottom and the bearing plate forms a liquid-tight space surrounding the lower mixer area.
Durch die Anordnung eines flüssigkeitsdichten Raumes im unteren Bereich des Mischers wird sichergestellt, dass es nicht zu einer unzureichenden Durchmischung in diesem Raum und zu einer unerwünschten Lyse oder anderen unerwünschten Stoffwechselvorgängen kommen kann.By the arrangement of a liquid-tight Space at the bottom of the mixer will ensure that it does not cause insufficient mixing in this room and to an undesirable Lysis or other unwanted Metabolic processes can come.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dabei die Mischerachse gegenüber der Auflagescheibe durch einen Wellendichtring abgedichtet sein. Wellendichtringe, die reibungsarm eine Welle gegenüber einer Durchgangsbohrung abdichten, sind an sich insbesondere aus der Autoindustrie und aus der Lebensmitteltechnologie bekannt. Dabei kann kostengünstig eine so genannte dynamische Dichtzone in die Dichtung selbst verlagert sein. Als Werkstoffe kommen dabei hochwertige Kunststoffe, wie beispielsweise PTFE infrage.According to one another preferred embodiment The invention can thereby the mixer axis relative to the support plate be sealed a shaft seal. Shaft seals, the friction a wave opposite To seal a through hole, are in particular from the auto industry and from food technology known. there can be inexpensive shifted a so-called dynamic sealing zone in the seal itself be. The materials used are high-quality plastics, such as PTFE in question.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Basisteil ein Permanentmagnet angeordnet, der von einem außerhalb des Behälterinnenraumes angeordneten Antrieb in Rotation versetzt wird. Dabei kann kostengünstig, die an sich bekannte Technologie, eines Magnetrührers verwendet werden.According to one another preferred embodiment the invention, a permanent magnet is arranged in the base part, the from outside the Container interior arranged drive is rotated. It can be cost-effective, the known technology, a magnetic stirrer can be used.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind innen und/oder außen mit der Behälterwandung verbundene und mit Druckluft stabilisierbare Stabilisierungsschläuche als Teile der aufblasbaren Struktur angeordnet.To a further preferred embodiment The invention are inside and / or outside with the container wall connected and stabilized with compressed air stabilization tubes as Parts of the inflatable structure arranged.
Soweit im Behälterinnenraum keine Schikanen bzw. Wirbelstrombrecher angeordnet sein sollen, ist es von Vorteil, die Behälterwand über an der Außenseite mit der Behälterwand verbundene Stabilisierungsschläuche als Teile der aufblasbaren Struktur zu stabilisieren. Soweit im Behälterinnenraum Schikanen oder Wirbelstrombrecher erwünscht sind, ist es von Vorteil, die Stabilisierungsschläuche von innen her mit der Behälterwand zu verbinden und als Schikanen bzw. Wirbelstrombrecher zu nutzen. Selbstverständlich ist es auch möglich sowohl außen als auch innen Stabilisierungsschläuche als Teile der aufblasbaren Struktur anzuordnen. An der seitlichen Behälterwandung werden die Stabilisierungsschläuche dabei etwa parallel zu einer Behälterlängsachse, also in vertikaler Richtung, angeordnet. Bei Verwendung der Stabilisierungsschläuche kann es auch nützlich sein, die als Schikanen verwendeten Stabilisierungsschläuche gegenüber der Behälterlängsachse zu kippen und wendelförmig anzuordnen. Zur Behälterstabilisierung können dann außen zusätzliche vertikale Stabilisierungsschläuche angeordnet sein. Weitere Stabilisierungsschläuche können insbesondere am Behälterboden zu einer Stabilisierung beitragen. Am Behälterboden angeordnete Stabilisierungsschläuche können dabei in die den Mischerbereich umgebende aufblasbare Struktur übergehen. Um nur über einen Zugang aufblasen zu müssen, ist es von Vorteil, sämtliche Stabilisierungsschläuche und Teile der aufblasbaren Struktur miteinander zu verbinden. Dies ist beispielsweise auch über Stabilisierungsschläuche im Bereich des Behälterdeckels möglich.So far in the container interior no harassment or eddy current breakers should be arranged is it is advantageous to the container wall over at the outside with the container wall connected stabilization tubes to stabilize as parts of the inflatable structure. So far in the Container interior baffles or eddy current breaker desired it is beneficial to use the stabilizing tubes of inside with the container wall connect and use as harassment or eddy current. Of course it is it also possible both outside and also in stabilizing tubes to be arranged as parts of the inflatable structure. At the side tank wall become the stabilizing hoses thereby approximately parallel to a container longitudinal axis, ie in the vertical direction, arranged. When using the stabilizing tubes can it also useful be the stabilizing hoses used as baffles over the container longitudinal axis to tilt and helical to arrange. For tank stabilization can then outside additional vertical stabilization hoses be arranged. Further stabilizing hoses can in particular on the container bottom contribute to stabilization. At the bottom of the container arranged stabilizing tubes can into the inflatable structure surrounding the mixer area. Around only over having to inflate an access it is an advantage, all Stabilizing tubes and To connect parts of the inflatable structure together. This is for example, too stabilization hoses possible in the area of the container lid.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist mindestens einer der Stabilisierungsschläuche ein Sicherheitsventil auf. Damit kann zuverlässig verhindert werden, dass bei einem Aufblasen mit zu hohem Druck die aufblasbare Struktur bzw. der Behälter zerstört werden können.To a further preferred embodiment The invention includes at least one of the stabilizing tubes Safety valve on. This can reliably prevent that when inflated with too high pressure, the inflatable structure or the container destroyed can be.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.Further Details of the invention will become apparent from the following detailed Description and attached Drawings in which preferred embodiments of the invention are exemplified.
In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:
Ein
Behälter
Der
als Einweg-Bioreaktor ausgebildete Behälter
Im
Ausführungsbeispiel
nach
Der
Mischer
Die
vertikalen Führungssäulen
Der
Mischer
Die
Mischerachse
Nach
dem Ausführungsbeispiel
von
Das
Basiselement
Zur
Zuführung
von Druckluft über
eine Pumpe
Weitere übliche Zuführungen und Abführungen für Medien sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargstellt.Other usual feeders and discharges for media are not for clarity dargstellt.
Im
unbenutzten Zustand ist der Behälter
Beim
Mischvorgang wirken die vertikalen Stabilisierungsschläuche
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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