DE102006022914B4 - bioreactor - Google Patents
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Abstract
Bioreaktor mit einem mindestens teilweise aus flexiblem Material bestehenden Behälter (2) mit einem Innenraum (8, 8'), und mit einem Rührer (3, 3'), bestehend aus einem Rührerschaft (9, 9', 9'', 9''') mit mindestens einem Mischelement (10) in dem Innenraum (8, 8'), wobei der Rührer (3, 3') von einem außerhalb des Innenraumes (8, 8') angeordneten Antrieb (4) über ein in Verlängerung des Rührerschaftes (9, 9', 9'', 9''') angeordnetes Abstandselement (12, 12', 12') um einen Fixpunkt (19, 19', 19'') des Rührerschaftes (9, 9', 9'', 9''') in vorgegebene Bewegungen versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Behälterwandungen (6, 6', 6'', 6''') des Behälters (2) flexibel ausgebildet ist, und dass der Fixpunkt (19, 19', 19'', 19''') des Rührerschaftes (9, 9', 9'', 9''') in der Ebene der ihm benachbarten flexiblen Behälterwandung (6, 6', 6'', 6''') angeordnet ist.Bioreactor with a container (2) consisting at least partially of flexible material with an interior space (8, 8 '), and with a stirrer (3, 3'), consisting of a stirrer shaft (9, 9 ', 9' ', 9'). '') with at least one mixing element (10) in the inner space (8, 8 '), wherein the stirrer (3, 3') from a drive (4) arranged outside the inner space (8, 8 ') via an extension of the Stirrschaftes (9, 9 ', 9' ', 9' '') arranged spacing element (12, 12 ', 12') about a fixed point (19, 19 ', 19' ') of the stirrer shaft (9, 9', 9 ' ', 9' '') is displaceable in predetermined movements, characterized in that at least one of the container walls (6, 6 ', 6' ', 6' '') of the container (2) is designed to be flexible, and that the fixed point ( 19, 19 ', 19' ', 19' '') of the stirrer shaft (9, 9 ', 9' ', 9' '') in the plane of the flexible container wall (6, 6 ', 6' ', 6 '' ') is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft einen Bioreaktor mit einem mindestens teilweise aus flexiblem Material bestehenden Behälter mit einem Innenraum, und mit einem Rührer, bestehend aus einem Rührerschaft mit mindestens einem Mischelement in dem Innenraum, wobei der Rührer von einem außerhalb des Innenraumes angeordneten Antrieb über ein in Verlängerung des Rührerschaftes angeordnetes Abstandselement um einen Fixpunkt des Rührerschaftes in vorgegebene Bewegungen versetzbar ist.The invention relates to a bioreactor with a container consisting at least partially of flexible material with an interior, and with a stirrer, consisting of a stirrer shaft with at least one mixing element in the interior, wherein the stirrer from a drive arranged outside the interior via an extension of the Stirrschaftes arranged spacer is displaceable about a fixed point of the stirrer shaft in predetermined movements.
Aus der
Nachteilig dabei ist, dass insbesondere die kardanische Aufhängung relativ aufwendig und kostenintensiv ist und dass zum anderen der Rührantrieb bereits im Bereich der Abdeckung auf einer vorgebbaren Bahn bewegbar ist. Insbesondere wegen der damit verbundenen Belastung im Bereich der Wandung eines flexiblen Einweg-Bioreaktors wurde ein solcher Rührer für flexible Einweg-Reaktoren bisher nicht verwendet.The disadvantage here is that in particular the cardanic suspension is relatively complicated and expensive and that, on the other hand, the stirring drive is already movable in the region of the cover on a predeterminable path. In particular, because of the associated burden in the wall of a flexible disposable bioreactor such a stirrer for flexible disposable reactors has not been used.
Aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den bekannten Bioreaktor bzw. Rührer so zu verbessern, dass er zum einen kostengünstig herstellbar ist und zum anderen in einem flexiblen Einweg-Bioreaktor verwendet werden kann, ohne ihn in Bereich der Wandung unerwünscht hoch zu belasten.The object of the present invention is therefore to improve the known bioreactor or stirrer in such a way that it can be produced inexpensively on the one hand and can be used on the other hand in a flexible disposable bioreactor without undesirably loading it in the region of the wall.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass mindestens eine der Behälterwandungen des Behälters flexibel ausgebildet ist und dass der Fixpunkt des Rührerschaftes in der Ebene der ihm benachbarten flexiblen Behälterwandung angeordnet ist.This object is achieved in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that at least one of the container walls of the container is flexible and that the fixed point of the stirrer shaft is arranged in the plane of the flexible container wall adjacent thereto.
Durch die Anordnung des Fixpunktes des Rührerschaftes zumindest angrenzend an die Ebene der ihm benachbarten Behälterwandung führt der Rührerschaft im Bereich der Wandung praktisch keine Bahnbewegung aus. Die Behälterwandung muss somit nur die Widerlagerkräfte des Fixpunktes aufnehmen. Auf eine spezielle Fixierung durch eine ortsfeste Halterung, beispielsweise ein Kardangelenk kann verzichtet werden.Due to the arrangement of the fixed point of the stirrer shaft at least adjacent to the plane of the container wall adjacent to it, the stirrer shaft in the area of the wall carries out virtually no path movement. The container wall must therefore only absorb the abutment forces of the fixed point. On a special fixation by a stationary support, such as a universal joint can be omitted.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rührerschaft mit seinem dem Mischelement abgewandten Ende innen fest mit einer der Behälterwandungen verbunden, während außen in Verlängerung des Rührershaftes ein Abstandselement an der Behälterwandung befestigt ist, dessen freies Ende mit dem Antrieb verbunden ist.According to a preferred embodiment of the invention, the stirrer shaft with its end facing away from the mixing element is firmly connected internally to one of the container walls, while externally in extension of Rührershaftes a spacer is attached to the container wall, whose free end is connected to the drive.
Dadurch, dass der Rührerschaft mit seinem dem Mischelement abgewandten Ende innen fest mit den Behälterwandungen verbunden ist, kann auf einen Durchbruch durch die Behälterwandung verzichtet werden. Infolgedessen können Dichtprobleme zwischen Rührerschaft und Behälterwandung vermieden werden. Durch das außen angeordnete Abstandselement, das mit dem Antrieb verbunden ist, lässt sich der Rührer antreiben.Due to the fact that the stirrer shaft with its end facing away from the mixing element is firmly connected internally to the container walls, it is possible to dispense with a breakthrough through the container wall. As a result, sealing problems between the stirrer shaft and the container wall can be avoided. The stirrer can be driven by the externally arranged spacer, which is connected to the drive.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchdringt der Rührerschaft mit seinem dem Mischelement abgewandten freien Ende fluiddicht eine der Behälterwandungen. Der Rührerschaft bildet mit seinem freien Ende außen ein Abstandelement, das mit dem Antrieb verbunden bzw. verbindbar ist. Bei dieser Ausführungsform kann auf ein separates Abstandselement verzichtet werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the stirrer shaft with its free end remote from the mixing element penetrates one of the container walls in a fluid-tight manner. The stirrer shaft forms with its free end on the outside a spacer element which is connected or connectable to the drive. In this embodiment can be dispensed with a separate spacer element.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Fixpunkt von der Behälterwandung gebildet. Soweit der Fixpunkt direkt von der Behälterwandung gebildet wird, wird kein ortsfestes Halteelement benötigt. Die Behälterwandung muss dabei lediglich, wie oben geschildert, die Widerlagerkräfte aufnehmen.According to a further preferred embodiment of the invention, the fixed point is formed by the container wall. As far as the fixed point is formed directly from the container wall, no stationary retaining element is needed. The container wall only has to absorb the abutment forces, as described above.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein mit dem Abstandselement verbundenes Antriebselement des Antriebs in einer Ebene quer zu einer orthogonalen Achse auf die mit dem Rührerschaft verbundene Behälterwandung in einer vorgegebenen Bahn bewegbar. Soweit der Rührerschaft mit einer in vertikaler Richtung oben liegenden Deckenwandung als Behälterwandung verbunden ist, wird das Antriebselement in einer horizontalen Ebene in der vorgegebenen Bahn bewegt.According to a further preferred embodiment of the invention, a drive element of the drive connected to the spacer element is movable in a plane perpendicular to an orthogonal axis to the container wall connected to the stirrer shaft in a predetermined path. As far as the stirrer shaft is connected to a top wall in the vertical direction overhead wall as a container wall, the drive element is moved in a horizontal plane in the predetermined path.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vorgegebene Bahn eine Gerade mit einer hin- und hergehende Bewegung, die eine Pendelbewegung des Mischelementes erzeugt.According to a further preferred embodiment of the invention, the predetermined path is a straight line with a reciprocating motion which generates a pendulum motion of the mixing element.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vorgegebene Bahn eine geschlossene Bahn mit einer Bewegung, die eine taumelartige Bewegung des Mischelementes erzeugt. Dabei ist die vorgegebene Bahn insbesondere als eine kreisförmige oder elliptische Bahn ausgebildet, die eine entsprechende Bewegung des Mischelementes erzeugt.According to a further preferred embodiment of the invention, the predetermined path is a closed path with a movement which produces a wobble-like movement of the mixing element. In this case, the predetermined path is designed in particular as a circular or elliptical path which generates a corresponding movement of the mixing element.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter als ein flexibler Einweg-Behälter ausgebildet, der von einem Stützbehälter stabilisierbar ist. Durch den wieder verwendbaren Stützbehälter wird der flexible Einweg-Behälter, meist ein Beutel, stabilisiert. Dies ist insbesondere von Vorteil, um den Fixpunkt in Position zu halten.According to a further preferred embodiment of the invention, the container is designed as a flexible disposable container which can be stabilized by a support container. The reusable support container stabilizes the flexible disposable container, usually a bag. This is particularly advantageous to keep the fixed point in position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Rührerschaft einen durchgehenden Kanal auf, über den ein flüssiges oder gasförmiges Medium dem Innenraum des Bioreaktors zuführbar ist. Durch den Kanal in dem Rührerschaft kann auf einen zusätzlichen Zugang im Bioreaktor verzichtet werden. Beispielsweise kann der Rührerschaft, soweit er die Behälterwandung durchdringt, als Rohr ausgebildet sein und an seinem freien Ende mit einem flexiblen Schlauch zur Zuführung eines Mediums verbunden sein.According to a further preferred embodiment of the invention, the stirrer shaft has a continuous channel, via which a liquid or gaseous medium can be fed to the interior of the bioreactor. Through the channel in the stirrer shaft can be dispensed with an additional access in the bioreactor. For example, the stirrer shaft, as far as it penetrates the container wall, be formed as a tube and be connected at its free end with a flexible hose for supplying a medium.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Kanal an seiner innenraumseitigen Mündung einen vorgelagerten Filter zur Filtrierung eines gasförmigen Mediums auf.According to a further preferred embodiment of the invention, the channel has an upstream filter for filtering a gaseous medium at its interior-side mouth.
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 the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by way of example.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Ein Bioreaktor
Der Behälter
Der Rührer
Das Antriebselement
Der Behälter
Das Ausführungsbeispiel von
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SARTORIUS STEDIM BIOTECH GMBH, 37079 GOETTINGE, DE |
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Effective date: 20131019 |
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