DE3628930A1 - Kontaminationssicherer verschluss, insbesondere schraubverschluss fuer zellkulturflaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kontaminationssicheren Verschluß, insbesondere Schraubverschluß für sterilisierte Zellkulturflaschen, die zur Züchtung und Erhaltung von Gewebekulturen für die biologische, virologische, immunologische und zytologische Analytik und Diagnostik dienen. Derartige Flaschen werden von den verschiedensten Herstellern als sterilisierte Einwegflaschen aus Kunststoff, zumeist Polystyrol oder Polycarbonat, angeboten. Die Flaschen haben dabei entweder quaderförmige Gestalt und können sowohl liegend als auch stehend benutzt werden und sind für mikroskoptechnische Untersuchungen aus glasklarem Kunststoff gebildet. In gleicher Weise werden derartige Flaschen in Zylinderform mit engem oder weitem Hals oder in der Form von Erlenmeyer-Kolben angeboten. Zum Verschließen der meist mit Außengewinde ausgestatteten Flaschenhälse sind diese mit einem kappenförmigen Schraubverschluß aus Kunststoff ausgestattet, mit dem die Flaschen hermetisch dicht verschließbar sind.

Die Flaschen werden z.B. zur Züchtung und Erhaltung von Einschichtgewebekulturen (Monolayer) aus Zellen von frisch trypsiniertem Gewebe, permanenten und semipermanenten Zellkulturen humanen und tierischen und pflanzlichen Ursprungs, für die virologische Diagnostik und die einschlägige Forschung, verwendet.

Derartige Flaschen dienen, wie erwähnt, zur Züchtung und Aufbewahrung von Zellkulturen und Mikroorganismen (Pilze, Bakterien, Hefe, Viren). Diese benötigen jedoch zumeist die Anwesenheit von Gasen (CO2, N) bzw. ein Gasaustausch zwischen innen und außen muß möglich sein. Bezüglich der Züchtungstechnik und der sich daraus ergebenden biologischen (Viren, Bakterien, Pilze) Sicherheitsmaßnahmen wird auf das Buch von J. H. Peters at al "Monoklonale Antikörper" 1985, Seite 4 verwiesen.

Die bisherige Praxis für die Anwesenheit von bestimmten Gasgemischen bzw. für die Durchführung eines Gasaustausches zwischen dem Flascheninnern und der umgebenden Atmosphäre erfolgte dadurch, daß der hermetische Flaschenverschluß dadurch beseitigt wurde, daß der Schraubverschluß geringfügig gelöst wurde und der Gasaustausch über die Labyrinthwege der ineinandergreifenden Gewinde von Flaschenhals und Verschluß erfolgte.

Eine solche Maßnahme hat mehrere Nachteile, die darin zu sehen sind, das der Austausch zu langwierig ist, da häufig eine spontane Gaszufuhr bzw. Austausch erwünscht ist. Der Gasaustausch in dieser Form ist nur vertretbar, wenn der Gasaustausch unter Reinraumbedingungen erfolgt, d.h. die umgebende Atmosphäre weitgehend steril und partikelfrei ist. Durch das Lösen des Schraubverschlusses wird die an sich erwünschte hermetische Abdichtung der Flasche aufgehoben. Da der Flascheninhalt häufig trotz eines niedrigen Füllstandes bis in den Bereich der Flaschen­ öffnung treten kann, z.B. durch eine Schüttelmechanik oder beim Bewegen und Transport, ist nicht auszuschließen, daß bei gelockertem Gewindeverschluß biologisch z.B. virolo­ gisch bedenkliche oder toxische Flüssigkeiten sich den Weg durch das Gewinde nach außen suchen und somit die Gefahr besteht, daß Benutzer bei der Handhabung infiziert werden. In gleicher Weise besteht natürlich die Gefahr, daß die Benutzer bei der Handhabung die Zellkulturen von außen her mit Keimen kontaminieren. Desgleichen kann sich der Spalt im Gewinde durch Kondenswasser oder durch das Schütteln mit Flüssigkeit füllen und den Gasaustausch vollständig blockieren.

Dies gilt insbesondere auch für die in der Praxis immer noch übliche Methode, z.B. Erlenmeyer-Kolben mit einem sterilen Wattestopfen zu verschließen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen Verschluß, insbesondere Schraubverschluß bzw. eine Zellkulturflasche der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch eine sterile Belüftung der Flaschen unter schlechten Umgebungs­ bedingungen gewährleistet ist und generell bei der Belüftung der kontaminationssichere Verschlußzustand der Flaschen beibehalten werden kann und gewährleistet ist, ohne die Handhabung dadurch zu verschlechtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Haupt­ anspruch bzw. im Anspruch 12 angegebenen Mittel gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Vorteile sind darin zu sehen, daß bei dem virologisch kontaminationssicheren permanenten Verschluß der Flasche ein permanenter gleichmäßiger Gasaustausch mit der um­ gebenden Atmosphäre gewährleistet ist, wobei das Filter­ element gewährleistet, daß auch bei unreiner Umgebungs­ atmosphäre nur steriles Gas in die Flasche gelangen kann. Auch die Handhabung ist sicherer geworden, und auch das Filterelement hat bevorzugt innerhalb des Verschlußkörpers einen für den Benutzer kontaminationssicheren Platz inne.

Liegend benutzte Flaschen können auch bei Anwendung einer Schüttelmechanik höher aufgefüllt werden, so daß eine größere Zuchtausbeute erreicht werden kann.

Der Erfindungsgedanke ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Verschlußkörper mit einer quaderförmigen Flasche,

Fig. 2 einen vergrößerten Detailquerschnitt des Flaschen­ halses mit abgewandeltem Verschluß,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen handelsüblichen Flasche,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Flasche in Form eines Erlenmeyer-Kolben mit Schraubverschluß,

Fig. 5 einen abgewandelten Verschluß,

Fig. 6 den Schraubverschluß in einer weiteren Variante als Schnitt,

Fig. 7 eine Untersicht in das Innerste des Schraubver­ schlusses nach Fig. 4 ohne Filterelement,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Schraubverschluß nach Fig. 6 ohne Schutzfolie,

Fig. 9 einen Detailquerschnitt durch eine andere Aus­ führungsform eines Schraubverschlusses mit versetzt angeordneten Durchbrechungen und

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Schraubverschluß nach Fig. 9 als Ausschnitt.

Gemäß Fig. 1 ist die Flasche F mit einer flüssigen Zell­ kultur Z teilweise gefüllt und durch den Schraubver­ schluß 1 kontaminationssicher verschlossen. Der Schraubverschluß 1 nach Fig. 1 und 2 hat üblicherweise ein Innengewinde 7, welches mit dem Außengewinde des Flaschenhalses F′ korrespondiert und sich mit seiner inneren Schulter 6 dicht auf oder an den Oberrand des Flaschenhalses F′ anpreßt.

Erfindungsgemäß ist der die Flaschenöffnung F′ abdeckende Teil 2 des Verschlußkörpers 1 aus Kunststoff mit mindestens einer oder mehreren Durchbrechungen 3 ausgestattet. In der Ausführungsform nach Fig. 6 ist auf der Innenseite des Verschlußkörpers 1 eine drainierende Filterabstützung 5, z.B. in Form konischer Stützkörper integriert. Auf einem kreisförmigen Kragen 2′ ist ein hydrophober, mikroporöser Flachfilterzuschnitt 4 mit seinem Rand leckdicht be­ festigt, vorzugsweise durch Siegelung oder Ultra­ schallverschweißung.

Gemäß Fig. 6, 9 können die Durchbrechungen 3 insgesamt durch eine selbstklebende Schutzfolie 8 abgedeckt sein, so daß das Filterelement 4 vor Benutzung zusätzlich mechanisch geschützt ist bzw. bedarfsweise der Gasaustausch erlaubt oder verhindert werden kann. Bei der Ausführungsform des Schraubverschlusses nach Fig. 5 bis 10 wird trotz der durchgehenden Durchbrechungen 3 eine Kontamination durch Berührung des Flachfilterzuschnittes 4 und auch eine ungewollte mechanische Beschädigung des Flachfilterzuschnittes durch den Benutzer verhindert.

Fig. 9 und 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der auch eine Beschädigung des Flachfilterzuschnittes 4 durch den Benutzer durch die Durchbrechungen 3 hindurch praktisch ausgeschlossen ist, da die Durchbrechung 3 jeweils einen axialen und radialen Versatz 3′ innerhalb der Wandstärke des Kunststoffkörpers aufweist.

Um dem Benutzer unter den vorbeschriebenen biologisch kontaminationssicheren Arbeitsbedingungen auch eine Probeentnahme des Flascheninhaltes zu ermöglichen, ohne den Schraubverschluß ganz zu entfernen, ist gemäß der Aus­ führungsform nach Fig. 9 und 10 im Schraubverschluß ein Silikonstopfen 9 angeordnet, der außerhalb des einge­ grenzten Filterbereiches, jedoch innerhalb des Bereiches der Flaschenhalsöffnung F′ liegt. Der Silikonstopfen 9 ist dabei in Durchmesser und Stärke so bemessen, daß sich dieser wieder hermetisch selbsttätig abdichtet, wenn die eingestochene Hohlnadel nach der Probenentnahme wieder entfernt wird.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform besteht das Filterelement aus einem patronenförmigen Filterkörper, etwa in der Gestalt des Silikonstopfens 9. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist die Decke des Schraubverschlusses selbst in Form eines porösen gesinterten Kunststoffabschnittes ausgebildet, der einen Gasaustausch ermöglicht und einen Flüssigkeitsaustritt unterbindet.

In der Ausführung nach Fig. 3 ist im Flaschenhals bzw. Flaschenschulter ein Fenster angeordnet, das mit dem Filterelement 4 und Schutzfolie 8 verschlossen ist. Der Schraubverschluß ist dabei ohne Filterelement ausgebildet.

In allen Fällen ist auch das Filtermaterial aus einem bezüglich der Zellkulturen inerten Kunststoff, z.B. Polypropylen, PTFE, Silikon, hydrophobem Zellulose­ derivat gebildet und hat eine Porengröße bzw. ein cut off, die einerseits einen Gasaustausch unter Sterilbe­ dingungen zuläßt, nicht toxisch oder zytotoxischen für die Flüssigkeit und Zellkulturen ist und andererseits auch ein Durchwachsen von Zellen verhindert.

Claims (12)

1. Kontaminationssicherer Verschluß, insbesondere Schraubverschluß aus Kunststoff für sterilisierte Zellkulturflaschen, die zur Züchtung und Erhaltung von Gewebekulturen und für die biologische, virologische, immunologische und cytologische Analytik und Diagnostik dienen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flaschenöffnung (F′) abdeckende Teil (2) des Verschlußkörpers (1) aus Kunststoff ein damit integriertes hydrophobes Filterelement (4) aufweist, das aus einem für die Zellkulturen (Z) inerten Filtermaterial gebildet ist und eine den sterilen Gasaustausch zwischen dem Flascheninhalt und der Um­ gebungsatmosphäre erlaubende und eine biologisch virable und bakteriologische Kontamination von innen nach außen und umgekehrt verhindernde Porengröße bzw. cut off aufweist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (4) berührungssicher von außen hinter mindestens einer Durchbrechung (3) des die Flaschen­ öffnung (F′) abdeckenden Teiles (2) des Verschlußkörpers (1) liegt.

3. Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement durch einen gesinderten porösen Abschnitt des Verschlußkörpers (1) aus Kunststoff gebildet ist.

4. Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement aus einem im Verschlußkörper (1) eingebetteten Patronenfilter gebildet ist.

5. Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (4) aus einem mikroporösen Flachfilterzuschnitt gebildet ist, der auf der Innenseite bzw. Außenseite des mit mindestens einer Durchbrechung (3), vorzugsweise mehreren Durchbre­ chungen (3) versehenen Verschlußkörpers (1) im Bereich der abzudeckenden Flaschenöffnung (F′) aufgesiegelt, aufgeschweißt oder aufgeklebt ist.

6. Verschluß nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom festgelegten Rand (2′) des Flachfilterzuschnittes (4) eingegrenzte innere Bereich des Verschlußkörpers (1) eine drainierende Filterab­ stützung (5) aufweist.

7. Verschluß nach Anspruch 1, 5 und 6 dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Verschlußkörper (1) innerhalb der Wandungsdicke die Durchbrechungen (3) einen den direkten axialen Durchlaß verdeckenden axialen und radialen Querschnittsversatz (3′) aufweisen, der die mikroporöse Membran (4) gegen Berührung von außen und gegen mechanische Beschädigung von außen schützt.

8. Verschluß nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des die Flaschenöffnung (F′) abdeckenden und die Durchbrechungen aufweisende Bereich des Verschlußkörpers (1) eben ausgebildet ist und eine die Durchbrechungen (3) abdeckende und verschließende, entfernbare Schutzfolie (8) aufweist.

9. Verschluß nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mikroporöse Membran eine Porengröße zwischen 5 µm und 0,01 µm aufweist.

10. Verschluß nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des von dem Filterelement (4) eingegrenzten Bereiches des Verschlußkörpers (1) und innerhalb des von der Flaschenöffnung (F′) eingegrenzten Bereiches im Verschlußkörpers (1) ein Abschnitt seiner Wandung (2) einen zur Probeentnahme mittels Nadel geeigneter Verschlußstopfen (9) aus Silikon oder dergleichen angeordnet ist, dessen Querschnitt so bemessen ist, daß sich die Öffnung für die Nadel selbsttätig wieder schließt.

11. Kontaminationssicherer Verschluß mit sterilisierter Zellkulturflasche, gekennzeichnet nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Kontaminiationssicherer Verschluß mit Zellkulturflasche aus Kunststoff zur Züchtung und Erhaltung von Gewebekulturen und für die biologische, virologische, immunologische und cytologische Analytik und Diagnostik, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellkulturflasche (F) unterhalb des Schraubverschlusses (1) im Bereich des Flaschenhalses bzw. Flaschenschulter eine Durchbrechung aufweist, die von einem randseitig mit der Durchbrechung dichtend verbunden hydrophoben Filterelement (4) verschlossen ist, das aus einem für die Zellkulturen (Z) inerten Filtermaterial gebildet ist und eine den sterilen Gasaustausch zwischen dem Flascheninhalt und der Umgebungsatmosphäre erlaubende und eine biologisch virable, virologische und bakteriologische Kontamination von innen nach außen und umgekehrt verhindernde Porengröße bzw. cut off aufweist.