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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 63/183,352 , die am 3. Mai 2021 eingereicht wurde und hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung ist auf einen Kryokühler für die Kryokonservierung gerichtet, und insbesondere auf einen Kryokühler mit einem Gassystem.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Die Kryokonservierung umfasst den Prozess der Kühlung biologischer Materialien wie z. B. Organellen, Zellen, Gewebe, Embryonen, extrazelluläre Matrix und/oder Organe auf sehr niedrige Temperaturen, zum Beispiel 77 Kelvin (-196 °C) unter Nutzung von Flüssigstickstoff oder 193 Kelvin (-80 °C) unter Nutzung von Trockeneis (festes Kohlendioxid). Bei derart niedrigen Temperaturen wird jede biologische und/oder chemische Aktivität, die eine Schädigung des biologischen Materials bewirken könnte, wirkungsvoll gestoppt, wodurch das biologische Material konserviert wird. Für die Zwecke der Kryokonservierung ist es jedoch notwendig, niedrige Temperaturen zu erreichen, ohne die biologischen Materialien durch die Bildung von Eiskristallen zu schädigen. Dies kann unter Nutzung von Kryoprotektoren und/oder einer schnellen Abkühlung des biologischen Materials auf die gewünschte Kryokonservierungstemperatur erreicht werden.
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Einer der Hauptzwecke der Kryokonservierung besteht darin, die langfristige Aufbewahrung von biologischem Material zu ermöglichen. Eine derartige langfristige Aufbewahrung kann die Aufbewahrung von menschlichen oder anderen tierischen Eizellen oder Embryonen für eine spätere Befruchtung oder Implantation beinhalten. Flüssigstickstoff wird beispielsweise in großem Umfang für die Kryokonservierung im Zusammenhang mit der In-vitro-Fertilisation (IVF) beim Menschen, in der Rinderindustrie (In-vitro-Embryoproduktion) und für Forschungszwecke in der Viehzucht genutzt. Flüssigstickstoff besitzt die Fähigkeit, ultratiefe Temperaturen von etwa -196 °C aufrechtzuerhalten, was weit unter dem Gefrierpunkt des Wassers (0 °C) liegt, was Flüssigstickstoff für verschiedene Anwendungen nützlich macht, einschließlich des Prozesses der Kryokonservierung von Zellen. Die Kryokonservierung wird bei unterstützten Reproduktionstechniken zur Konservierung von Gameten und Embryonen für die Behandlung menschlicher Unfruchtbarkeit und zur Erhaltung der Fruchtbarkeit sowie beim Kryobanking tierischer Gameten und Embryonen in der Viehwirtschaft genutzt. Die Kryogentemperatur verlangsamt die chemischen und physikalischen Reaktionen der Biomoleküle und verhindert den Verfall der Proben für die zukünftige Nutzung.
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Flüssigstickstoff kann jedoch eine Kontaminationsquelle sein, da der meiste im Handel erhältliche Flüssigstickstoff nicht sterilisiert ist und das Risiko der Übertragung und Ausbreitung von Krankheiten erhöhen kann. So sind beispielsweise sexuell übertragbare Infektionen (Sexually Transmitted Infections, STIs) für Reproduktionsmediziner ein großes Besorgnis. Einige Mikroorganismen sind in der Lage, bei kryogenen Temperaturen von Flüssigstickstoff zu überleben, was eine Kontamination und mögliche Kreuzkontamination verursachen kann. Einige Faktoren haben direkten Einfluss auf das Risiko einer Kontamination von Gameten und Embryonen mit mikrobiellen Krankheitserregern während der Kryokonservierung, wie z. B. die Unversehrtheit der embryonalen Zona pellucida (ZP), das Einfrierverfahren, das Befüllen und Versiegeln des Gefrierbehälters sowie die Sterilität sowohl des Flüssigstickstoffs als auch des Lagerbehälters. Dementsprechend besteht eine potenzielle Gefahr der Krankheitsübertragung durch kryokonservierte und in Flüssigstickstoff gelagerte Gameten und Embryonen, und es ist wünschenswert, eine Kontamination zu minimieren oder zu verhindern.
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Bei normaler Verwendung in einem Kryokonservierungslabor, wie z. B. einem IVF-Labor, wird Flüssigstickstoff in einen offenen Schaumstoffbehälter gefüllt, der dann in der Nähe einer Arbeitsstation mit Laminarströmungshaube platziert wird, an der Embryologen/Techniker eine direkte Tauchvitrifikation durchführen würden. Zur Durchführung der direkten Tauchvitrifikation wird ein Embryo am Ende eines Vitrifizierungsstabs positioniert und der Vitrifizierungsstab mit einer schnellen, koordinierten Hand-/Armbewegung in den Flüssigstickstoff des offenen Behälters getaucht. Dieses Verfahren des direkten Eintauchens muss auf diese schnelle Weise durchgeführt werden, um die Kühlgeschwindigkeit zu optimieren und die Bildung von Eiskristallen um die Zelle/den Embryo zu vermeiden. Diese Vorgehensweise birgt jedoch einige Nachteile, wie z. B. ein potenzielles Sicherheitsproblem bei der Handhabung eines offenen Behälters mit Flüssigstickstoff, während eine präzise Technik zügig durchgeführt wird. Die präzise Technik kann das Tragen von üblicher Schutzkleidung wie z. B. Gesichtsschutz und Thermohandschuhen erschweren und damit den Umgang mit Flüssigstickstoff noch unsicherer machen. Darüber hinaus bilden sich über dem Flüssigstickstoff im offenen Behälter Dampfschichten unterschiedlicher Temperatur, da der Stickstoff bei Kontakt mit wärmerer Luft natürlich verdampft. Unzureichendes Einfrieren während des Kryokonservierungsprozesses kann wertvolles biologisches Material, wie z. B. knappe Embryonen, beschädigen. Zur Vermeidung der Zellkristallisation muss die Kühlgeschwindigkeit optimiert werden, jedoch ist die Bildung von Dampfschichten über dem Flüssigstickstoff ein unvermeidliches Problem, das einen anderen Temperaturgradienten erzeugt, dem der Embryo/die Zelle auf dem Weg zum Flüssigstickstoff ausgesetzt ist. Dieser Temperaturgradient könnte sich nachteilig auf die Kryokonservierung der biologischen Materialien auswirken, da wärmere Temperaturen, wie z. B. ein erster Gradient von -100 °C bis -135 °C und ein zweiter Gradient von -135 °C bis -160 °C, vor der Flüssigstickstoff-Flüssigphase mit einer Temperatur von -196 °C auftreten können. Die wärmeren Temperaturen können immer noch zum Einfrieren des biologischen Materials führen, jedoch vor dem Eintauchen in den Flüssigstickstoff und bei Temperaturen, die nicht ausreichen, um die Bildung von Eiskristallen zu verhindern. Dementsprechend sind die Sicherheitsrisiken, die mit Verfahren zum Kryokonservieren von Flüssigstickstoff verbunden sind, in vielerlei Hinsicht enorm, und die Überwindung des Temperaturgradienten des Dampfes ist eine Herausforderung für diese Verfahren, die in gewisser Weise durch die Temperatur des Flüssigstickstoffs begrenzt sind.
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Daher besteht ein Bedarf an einer Kryokonservierungstechnik, die das Risiko der Eiskristallbildung reduziert und gleichzeitig die mit dem Umgang mit Flüssigstickstoff verbundenen Risiken verringert.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist zur Überwindung der vorstehend genannten Einschränkungen bei der Nutzung herkömmlicher Kryokonservierungstechniken und -systeme konzipiert und sieht zu diesem Zweck die Bereitstellung eines neuartigen Kryokühlers mit einem Gassystem vor.
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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kryogenen Systems, das einen mechanischen Kryokühler, einen Kühlfinger und einen Sicherheitsbehälter mit einer Festflächen-Gefrierschale und einem Hilfskühlgas beinhaltet.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Kombination aus einem mechanischen Kryokühler und einem Gassystem zur Erreichung niedrigerer Temperaturen, als sie mit dem mechanischen Kryokühler oder dem Flüssigstickstoff allein erreicht werden können, wobei eine vollständige Steuerung der Temperaturen möglich ist.
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Ein noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers mit einem Gassystem, bei dem das genutzte Gas ein Inertgas ist.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Erreichen von Vitrifikationstemperaturen für biologische Materialien von zumindest 53 Kelvin (-220 °C), ohne dass es zu einer Vereisung der auf diese niedrigeren Temperaturen gekühlten Vitrifikationsfläche kommt.
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Ein noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers, der einem Benutzer die Nutzung einer Festflächen-Technik für die Vitrifikation der biologischen Materialien ermöglicht.
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Ein noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers, der die mit der Nutzung herkömmlicher Vitrifikationstechniken unter Nutzung von Flüssigstickstoff einhergehenden Dampftemperaturgradienten reduziert und/oder eliminiert.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers, der die mit herkömmlichen Vitrifikationstechniken verbundenen Risiken eines möglichen Kontakts mit Flüssigstickstoff eliminiert.
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Ein noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers, der bei Bedarf die Nutzung einer sterilen Fläche für jedes neue biologische Material ermöglicht, um Kreuzkontaminationen zu reduzieren und/oder zu eliminieren.
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Ein noch weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Kryokühlers, der die mit dem Verdampfen/Kochen des Flüssigstickstoffs verbundenen Probleme und die mit der Handhabung des Flüssigstickstoffs verbundenen Sicherheitsrisiken eliminiert und/oder reduziert.
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Diese und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden im Hinblick auf die nachstehend bereitgestellten zusätzlichen Erläuterungen noch ersichtlicher werden.
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Gemäß exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung wird ein Kryokühler bereitgestellt, der einen mit einer Kühlquelle gekoppelten Kühlfinger, einen Isolierbehälter mit einer Innenwand, einer Außenwand und einem in der Innenwand gebildeten Innenbereich, in dem der Kühlfinger zumindest teilweise innerhalb des Innenbereichs positioniert werden kann, ein an der Außenwand positioniertes Anschlussstück, das für eine Kopplung mit einer Gasquelle ausgelegt ist, und einen zwischen der Kopplung und der Innenwand gebildeten Durchgang, der für den Transfer eines Gases von der Gasquelle zum Innenbereich ausgelegt ist, beinhalten kann.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann der Kryokühler auch eine Öffnung im Innenbereich aufweisen, um den Transfer des Gases um den Kühlfinger herum und aus dem Innenbereich heraus zu ermöglichen.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann der Kryokühler auch eine mit dem Kühlfinger in Thermokontakt stehende Gefrierscheibe aufweisen.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann der Isolierbehälter auch einen Raum zwischen der Innenwand und der Außenwand beinhalten.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann der Raum zwischen der Innenwand und der Außenwand zumindest teilweise mit einem Isolationsmaterial gefüllt sein.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist der Raum zwischen der Innenwand und der Außenwand im Wesentlichen ein Vakuum.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Kühlquelle ein mechanischer Kühler.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Kühlquelle Flüssigstickstoff.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist das Gas ein Inertgas.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann der Kryokühler zudem einen isolierenden Deckel beinhalten, der zumindest zur Abdeckung der Öffnung des Innenbereichs ausgelegt ist.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist der Transfer des Gases um den Kühlfinger herum und aus dem Innenbereich heraus zur wesentlichen Entleerung des Innenbereichs von Raumluft ausgelegt.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung kann die Gefrierscheibe zumindest einen Anschluss beinhalten, der zur Ermöglichung des Gasdurchgangs durch die Gefrierscheibe ausgelegt ist.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung liegt die Temperatur des Gases beim Eintritt in den Innenbereich bei oder unter Raumtemperatur.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist der Gastransfer um den Kühlfinger herum und aus dem Innenbereich heraus zur wesentlichen Umhüllung der Gefrierscheibe ausgelegt.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist das Gas Helium, Argon, Stickstoff oder eine Kombination davon.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst der Kühlfinger Kupfer.
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Gemäß weiteren exemplarischen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kühlen einer Gefrierscheibe auf eine Vitrifikationstemperatur zur Nutzung bei der Vitrifikation biologischen Materials bereitgestellt, das die thermische Kopplung der Gefrierscheibe mit einem Kühlfinger, der thermisch mit einer Kühlquelle gekoppelt ist, die Isolierung des Kühlfingers von der Umgebung zur Verringerung des Wärmegewinns des Kühlfingers und die Einleitung eines Gases zur zumindest teilweisen Umhüllung der Gefrierscheibe und des Kühlfingers zur Verringerung des Vorhandenseins von Raumluft um die Gefrierscheibe und den Kühlfinger beinhalten kann.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung ist das Gas ein Inertgas.
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Gemäß diesem und weiterer exemplarischer Aspekte der vorliegenden Erfindung hat das Gas eine Kondensationstemperatur unterhalb der Vitrifikationstemperatur der Gefrierscheibe.
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Figurenliste
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Zum besseren Verständnis des Wesens und des Gegenstands der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen:
- 1 ist eine teilweise Explosionsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Kryokühlers, der ein Gassystem gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
- 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des Kryokühlers, der ein Gassystem aus 5 beinhaltet;
- 3 ist eine teilweise Explosion-Querschnittsansicht des Kryokühlers, der ein Gassystem aus 1 beinhaltet;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Kryo-Wagens mit einem exemplarischen Kryokühler, in dem ein Gassystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
- 5 ist eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels des Kryokühlers mit einem Gassystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
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Mit Bezug auf die 1-3 und 5 ist darin ein Kryokühler zur Nutzung bei der Kryokonservierung von biologischem Material dargestellt, der allgemein mit der Bezugsziffer 10 angegeben ist. Der Kryokühler 10 kann eine mechanische Kühlvorrichtung 12 beinhalten, die zur Bereitstellung von Kühlung für zumindest einen Kühlfinger 14 ausgelegt ist, der sich von der mechanischen Kühlvorrichtung 12 erstreckt. Die mechanische Kühlvorrichtung 12 kann ein mechanischer Kryokühler sein, beispielsweise ein elektrisch gekühlter Kryostat, wie z. B. ein Cryo-Pulse 5 Plus, der von der Firma Mirion Technologies erhältlich ist. Die mechanische Kühlvorrichtung 12 kann zur Reduzierung der Temperatur des Kühlfingers 14 auf weniger als 77 Kelvin (-196 °C) ausgelegt sein. Der Kühlfinger 14 kann aus einem wärmeleitfähigen Material, wie z. B. Kupfer, bestehen. Der Kühlfinger 14 erstreckt sich von der mechanischen Kühlvorrichtung 12 in einen Isolierbehälter 16 des Kryokühlers 10. Der Isolierbehälter 16 kann eine Bodenöffnung 18 beinhalten, durch die der Kühlfinger 14 in einen Innenbereich 20 des Isolierbehälters 16 eintritt. Der Innenbereich 20 des Isolierbehälters 16 ist zumindest teilweise von einer Innenwand 22 umgeben, die von einer Außenwand 24 des Isolierbehälters 16 beabstandet ist. Die Außenwand 24 erstreckt sich um den Umfang des Isolierbehälters 16 und umschließt zumindest teilweise den Raum zwischen der Innenwand 22 und der Außenwand 24. Der Raum zwischen der Innenwand 22 und der Außenwand wirkt als Isolator gegen Wärmegewinn/Kälteverlust durch den Kühlfinger 14 und kann ein Vakuum oder ein Isolationsmaterial (nicht dargestellt) oder eine Kombination davon umfassen, wie es einem Fachmann auf dem Gebiet in Bezug auf isolierte Behälter bekannt ist.
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Mit fortgesetzter Bezugnahme auf die 1-3 und 5 kann die Außenwand 24 ein Anschlussstück 26 beinhalten, das für einen Anschluss an eine mit einer Gasquelle (nicht dargestellt) verbundene Gasleitung 28 ausgelegt ist. Das Anschlussstück 26 ist mit einem sich durch den Raum zwischen der Außenwand 24 und der Innenwand 22 erstreckenden Durchgang 30 verbunden, und der Durchgang 30 verbindet das Anschlussstück 26 mit dem Innenbereich 20 des Isolierbehälters 16. Die Verbindung von Gasleitung 28, Anschlussstück 26, Durchgang 30 und Innenbereich 20 stellt einen Strömungsweg für ein Gas aus der Gasquelle bereit, das in den Innenbereich 20 strömt und den Kühlfinger 14 umhüllt. Das Gas kann ein beliebiges Inertgas sein, wie z. B. Edelgase wie Helium oder Argon, oder Stickstoff. Das Gas strömt in den Innenbereich 20 und tritt aus einer oberen Öffnung 32 des Isolierbehälters 16 aus. Die obere Öffnung 32 kann etwas größer sein als die Oberfläche des Kühlfingers 14, sodass ausreichend Platz vorhanden ist, damit das Gas aus dem Innenbereich 20 am Kühlfinger 14 vorbei entweichen kann. Der Kryokühler 10 kann auch eine auf dem Kühlfinger 14 angeordnete Festflächen-Gefrierschale 34 beinhalten, auf der biologische Materialien, wie z. B. menschliche oder andere tierische Eier und/oder Embryonen, vitrifiziert werden können. Die Festflächen-Gefrierschale 34 kann aus einem wärmeleitfähigen Material, wie z. B. Kupfer, hergestellt sein und zur leichteren Reinigung verchromt sein. Die Festflächen-Gefrierschale 34 kann eine oder mehrere Anschlüsse 36 beinhalten, durch die das Gas durch die Festflächen-Gefrierschale 34 strömen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Festflächen-Gefrierschale 34 kleiner dimensioniert sein als die obere Öffnung 32, um den Austritt des Gases aus der oberen Öffnung 32 zu ermöglichen. Die Festflächen-Gefrierschale 34 kann aus dem Kryokühler 10 entfernbar sein, sodass für jedes biologische Material oder jede Gruppe von biologischem Material aus derselben Quelle eine neue und/oder neu sterilisierte Festflächen-Gefrierschale 34 verwendet werden kann. Der Kryokühler 10 kann auch einen isolierenden Deckel 38 beinhalten, der auf die Oberseite des Kryokühlers 10 aufgesetzt werden kann, um die obere Öffnung 32 und den Kühlfinger 14 zur Verringerung des Wärmegewinns/Kälteverlustes zumindest teilweise abzudecken, wenn der Kryokühler 10 nicht aktiv für die Kryokonservierung von biologischen Materialien genutzt wird.
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Der Kryokühler 10 kann in einer Laminarströmungshaube (nicht dargestellt) oder in einem eigenständigen Kryo-Wagen 40 genutzt werden, wie beispielsweise in 4 dargestellt. Im Betrieb wird die Gasströmung von der Gasquelle (nicht dargestellt) durch die Gasleitung 28 in den den Kühlfinger 14 umgebenden Innenbereich 20 eingeleitet. Das Gas tritt dann aus dem Innenbereich 20, vorbei an der Festflächen-Gefrierschale 34, als Ergebnis der kontinuierlichen Strömung des Gases aus der Gasquelle und/oder des Aufsteigens des Gases (wenn es leichter als Luft ist) aus dem Kryokühler 10 aus. Es versteht sich, dass die Gasströmung ausreichend sein sollte, damit der Bereich um die Festflächen-Gefrierschale 34 eine reduzierte Raumluft aufweist oder von der Raumluft entleert wurde, um die Vereisung der Festflächen-Gefrierschale 34 durch Kondensation und/oder Gefrieren von Wasserdampf und anderen in der Raumlauft vorhandenen Gasen zu reduzieren oder zu beseitigen. Es versteht sich jedoch ferner, dass die Gasströmung nicht so groß sein sollte, dass kontinuierlich wärmeres Gas in den Innenbereich 20 eingeleitet wird, was die Kühleffizienz der mechanischen Kühlvorrichtung 12 verringern könnte. Der Kühlfinger 14 wird von der mechanischen Kühlvorrichtung 12 auf die gewünschte Temperatur abgekühlt, und auf dem Kühlfinger 14 wird eine Festflächen-Gefrierschale 34 installiert, die als Vitrifikationsfläche für die Vitrifikation der gewünschten biologischen Materialien dient. Sobald der Kühlfinger 14 und/oder die Festflächen-Gefrierschale 34 die gewünschte Vitrifikationstemperatur erreicht haben, kann der Benutzer einen Vitrifikationsstab mit einem daran befindlichen biologischen Material nutzen, um die Festflächen-Gefrierschale 34 zu kontaktieren und das biologische Material zu vitrifizieren. Möchte der Benutzer eine Kreuzkontamination zwischen biologischen Materialien vermeiden, kann die Festflächen-Gefrierschale 34 zwischen der Vitrifikation verschiedener biologischer Materialien ausgetauscht und/oder gereinigt werden. Die Nutzung des den Kühlfinger 14 umgebenden Gases, das an der Festflächen-Gefrierschale 34 vorbeiströmt, ermöglicht es, dass der Vitrifikationsprozess bei niedrigeren Temperaturen stattfindet, als sie bei der Nutzung der mechanischen Kühlvorrichtung 12 oder des Flüssigstickstoffs allein erreicht werden können. Die Nutzung von Stickstoffgas ermöglicht beispielsweise das Erreichen einer Temperatur von zumindest 77 Kelvin (-196 °C), und die Nutzung von Heliumgas ermöglicht das Erreichen einer Temperatur von zumindest 53 Kelvin (-220 °C). Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Nutzung eines bestimmten Gases beschränkt ist, und die vorstehend genannten Gase sind lediglich exemplarisch erwähnt. Es versteht sich auch, dass das Vorhandensein eines Gases, wie z. B. eines Inertgases, eine Umgebung bereitstellt, die die Kühleffizienz der mechanischen Kühlvorrichtung 12 erhöht, indem sie die Wahrscheinlichkeit von Kondensation und/oder Frostbildung auf dem Kühlfinger 14 reduziert oder eliminiert, wenn dieser von der mechanischen Kühlvorrichtung 12 gekühlt wird. Bei niedrigen Temperaturen können Wasserdampf und andere in der Raumluft vorhandene Gase auf dem Kühlfinger 14 kondensieren. Die Kondensation dieses Wasserdampfs und/oder anderer Gase erzeugt Wärme, die von der mechanischen Kühlvorrichtung 12 abgeführt werden muss. Die Anordnung des Kühlfingers 14 in einer Umgebung, in der Wasserdampf eliminiert oder zumindest stark reduziert wurde und in der das oder die vorhandenen Gase einen niedrigeren Kondensationspunkt haben, ermöglicht der mechanischen Kühlvorrichtung 12 den Betrieb zum Ableiten der Wärme von dem und damit zur Kühlung des Kühlfingers 14 mit größerer Effizienz.
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Daher wird deutlich, dass die zuvor dargelegten Gegenstände sowie die aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlichen Gegenstände auf effiziente Weise erreicht werden, und da bestimmte Änderungen an dem zuvor genannten Gegenstand vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist alles, was in dieser Offenbarung enthalten oder in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, als veranschaulichend und nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Es versteht sich, dass alle dargestellten Figuren und die begleitenden Erläuterungen der entsprechenden Ausführungsformen nicht den Anspruch erheben, eine vollständig abgeschlossene Behandlung der vorliegenden Erfindung zu sein. Es versteht sich, dass die zuvor beschriebenen Anordnungen nur ein Beispiel für die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen. Zahlreiche Modifikationen und alternative Anordnungen können von Fachleuten auf dem Gebiet erdacht werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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