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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf biopharmazeutische Materialien,
Konservierungsverfahren und -systeme und spezieller auf Systeme
und Verfahren zum Transportieren, Einfrieren, Speichern und Auftauen
von biopharmazeutischen Materialien.
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Technologischer
Hintergrund
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Die
Konservierung von biopharmazeutischen Materialien ist wichtig in
der Herstellung, in der Speicherung, im Verkauf und in der Verwendung
solcher Materialien. Zum Beispiel werden biopharmazeutische Materialien
oft konserviert, indem sie zwischen Verfahrensschritten eingefroren
werden und während
des Lagerns. In ähnlicher
Weise werden biopharmazeutische Materialien oft während des Transports
zwischen Herstellorten eingefroren.
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Gegenwärtig bezieht
die Konservierung von biopharmazeutischem Material oft das Platzieren
eines Behälters,
der flüssiges
biopharmazeutisches Material enthält, in einem Gefrierschrank,
einer Kühltruhe
oder einer Gefrierkammer mit ein, und es wird dem biopharmazeutischen
Material gestattet, einzufrieren. Diese Behälter können Gefäße aus rostfreiem Stahl sein,
Plastikflaschen oder Ballone oder Kunststoffbeutel. Sie werden typisch
mit einem spezifizierten Volumen befüllt, um Einfrieren und Expansion
zu gestatten, und dann in die Froster transferiert bei Temperaturen,
die typisch von minus 20 Grad Celsius bis minus 70 Grad Celsius
oder darunter reichen.
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Um
die wirkungsvolle Verwendung des zur Verfügung stehenden Raumes innerhalb
des Frosters zu gewährleisten,
werden die Behälter
längs aneinander
platziert und manchmal in einem Feld gestapelt mit unterschiedlicher
räumlicher
Regelmäßigkeit.
Unter diesen Bedingungen tritt das Abkühlen der biopharmazeutischen
Lösung
bei verschiedenen Raten auf, abhängig
von der Aussetzung jedes Behälters
der umgebenden kalten Luft und dem Ausmaß, mit welchem der Behälter durch
benachbarte Behälter
abgeschirmt wird. Zum Beispiel werden Behälter, die nahe bei der Kühlquelle
platziert sind, oder jene, die außerhalb des Bereichs des Behälters platziert sind,
rascher abgekühlt
als jene weiter weg von der Kühlquelle
und/oder im Inneren des Feldes gelegen.
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Allgemein
erzeugt das Platzieren mehrerer Behälter in einem Froster thermische
Gradienten von Behälter
zu Behälter.
Die Gefrierrate und die Produktqualität hängen dann von der tatsächlichen
Frosterlast, dem Raum zwischen den Behältern und der Luftbewegung
in dem Froster ab. Dies führt
zu einer unterschiedlichen thermischen Geschichte für den Inhalt
der Behälter,
abhängig
von ihrem Ort im Froster zum Beispiel. Ebenso kann die Verwendung
von verschiedenen Behältern
für individuelle
Portionen eines einzigen Stapels von biopharmazeutischem Material
verschiedene Ergebnisse für
Portionen des gleichen Stapels bewirken aufgrund verschiedener thermischer
Geschichten, die sich aus dem Einfrieren in einem Froster für mehrere
Behälter
ergeben, speziell, falls die Speicheranordnung zufällig oder willkürlich ist.
Eine weitere Folge des Erhaltens eines Bereiches von Gefrierzeiten
ist es, dass bestimmte Behälter
so langsam einfrieren können,
dass der gelöste
Zielstoff nicht länger
in der Eisphase gefangen werden kann, sondern in einer fortschreitend
kleiner werdenden Flüssigkeitsphase
verbleibt. Dieses Phänomen
wird als „Kryokonzentration" bezeichnet. In einigen
Fällen
könnte
solch eine Kryokonzentration zur Ausfällung des biopharmazeutischen
Produkts führen
und folglich zum Produktverlust.
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Wegwerfbehälter, wie
beispielsweise Plastikbeutel, oder andere nachgiebige Behälter werden
oft beschädigt,
was zum Verlust des biopharmazeutischen Materials führt. Speziell
könnte
die volumetrische Ausdehnung der biopharmazeutischen Materialien
während
des Einfrierens übermäßigen Druck
in einem überfüllten Beutel
erzeugen oder in einer Tasche von okkludierter Flüssigkeit,
die an das Beutelmaterial angrenzt, was möglicherweise zum Reißen oder
zur Beschädigung
der Integrität
der Tasche führt.
Darüber
hinaus führt
die Handhabung solcher Wegwerfbehälter, wie beispielsweise Plastikbeutel, während des
Einfrierens, Auftauens oder dem Transport zur Beschädigung derselben
aufgrund z.B. von Stößen, Abrieb,
Aufschlägen
oder Fehlbehandlungsereignissen, die von Bedienerfehlern herrühren, oder ungeeignetem
Schutz der Beutel bei der Verwendung.
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Folglich
besteht ein Bedürfnis
für Systeme und
Verfahren zum Einfrieren, Speichern und Auftauen von biopharmazeutischen
Materialien, die gesteuert sind, die nicht zum Verlust von biopharmazeutischem
Material führen,
sondern stattdessen Bedingungen erzeugen, die die Konservierung
des biopharmazeutischen Materials in einer gleichförmigen, wiederkehrenden
Weise in einer geschützten
Umgebung begünstigen.
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US-A-4
107 397, die als nächstliegendes Stand-der-Technik-Dokument
betrachtet wird, offenbart einen Biobehälter und ein Haltersystem für das Tiefgefrieren
von biologischen Substanzen, der ebenso einen Sensor aufweist zum
Messen und Steuern der an den Behälter angelegten Kühlung durch
ein Bad von verflüssigtem
Kühlmittel.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zum Einfrieren, Speichern
und Auftauen eines biopharmazeutischen Materials ebenso wie ein
System und ein Verfahren zum Einfrieren, Speichern und Auftauen
eines biopharmazeutischen Materials, wie beansprucht jeweils in
Ansprüchen
1, 9 und 28.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem ersten Aspekt einen Behälter zum
Einfrieren, Speichern und Lagern eines biopharmazeutischen Materials
bereit, der aufnehmbar ist in einem Rahmen zum Stützen und
Schützen
des Behälters.
Der Behälter
enthält
ein Material, das daran angepasst ist, das biopharmazeutische Material
darin zum Einfrieren, Speichern und Auftauen in flüssigem oder
gefrorenem Zustand aufzunehmen, und der Behälter enthält einen Flansch, der mit dem
Stützrahmen
zum Stützen
des nachgiebigen Behälters
im Stützrahmen
verbindbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem zweiten Aspekt ein System
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit, welches einen Behälter und einen Rahmen enthält. Der
Behälter
ist angepasst, das biopharmazeutische Material darin aufzunehmen,
und der Behälter
enthält
einen Flansch. Der Rahmen ist daran angepasst, den Behälter aufzunehmen
und ist mit dem Flansch erfassbar.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem dritten Aspekt ein Verfahren
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit. Das Verfahren enthält das Bereitstellen eines Behälters, der
daran angepasst ist, das biopharmazeutische Material zum Einfrieren,
Speichern und Auftauen zu enthalten, und das Positionieren des Behälters in
einem Rahmen zum Schützen
und Stützen des
Behälters.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem vierten Aspekt ein System
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen des biopharmazeutischen Materials bereit,
welches einen Behälter
enthält,
der daran angepasst ist, das biopharmazeutische Material darin zum
Einfrieren, Speichern und Auftauen zu enthalten. Der Behälter ist
daran angepasst, ein Stützbauteil
zum Stützen
des Behälters
zu empfangen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem fünften Aspekt ein Verfahren
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit. Das Verfahren enthält das Bereitstellen eines
Behälters,
der daran angepasst ist, das biopharmazeutische Material zum Einfrieren,
Speichern und Auftauen zu enthalten, und das Verbinden einer Manschette
des Behälters
mit einem Stützbauteil.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem sechsten Aspekt ein System
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit, welches einen Behälter enthält, der daran angepasst ist,
biopharmazeutisches Material darin zum Einfrieren und nachfolgenden
Auftauen zu empfangen. Der Behälter
ist konfiguriert, sich der Form eines Inneren einer Temperatursteuerungseinheit
anzupassen, wenn der Behälter
im Wesentlichen mit dem biopharmazeutischen Material befüllt ist, und/oder
der Gestalt einer Schützstruktur,
die daran angepasst ist, den Behälter
aufzunehmen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem siebten Aspekt ein System
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit, das einen nachgiebigen Behälter enthält, der daran angepasst ist,
das biopharmazeutische Material zu enthalten. Der nachgiebige Behälter ist
daran angepasst, sich im Wesentlichen der Gestalt eines ersten Inneren
einer Temperatursteuerungseinheit anzupassen, und ist daran angepasst,
sich im Wesentlichen einem zweiten Inneren eines Speichergefäßes anzupassen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem achten Aspekt ein Verfahren
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen eines biopharmazeutischen
Materials bereit, welches das Bereitstellen eines sterilen Behälters beinhaltet,
der daran angepasst ist, das biopharmazeutische Material zum Einfrieren
zu enthalten, und das Konfigurieren des sterilen Behälters, sich
der Gestalt eines Inneren einer Temperatursteuerungseinheit anzupassen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem neunten Aspekt ein System
zum Speichern eines biopharmazeutischen Materials bereit, welches
einen nachgiebigen Behälter
enthält,
der konfiguriert ist, biopharmazeutisches Material zum Einfrie ren
zu enthalten, worin der nachgiebige Behälter ferner Mittel enthält zum Erfassen
mit wenigstens einer Temperatursteuerungseinheit und einem Speichergefäß zum Stützen des
nachgiebigen Behälters.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem zehnten Aspekt ein System
zum Einfrieren, Speichern und Auftauen von biopharmazeutischem Material
bereit, das einen nachgiebigen Behälter enthält, einen Kanal und eine Temperatursteuerungseinheit. Der
nachgiebige Behälter
ist daran angepasst, ein flüssiges
biopharmazeutisches Material darin zu empfangen zum Einfrieren,
Speichern und Auftauen, worin der Behälter vollständig einen inneren Teil zum Empfangen
des biopharmazeutischen Materials umschließt. Ebenso ist der Behälter konfiguriert,
eine dreidimensionale Gestalt zu bilden, wenn er mit dem biopharmazeutischen
Material befüllt
ist, worin die dreidimensionale Gestalt eine erste Seite und eine zweite,
der ersten Seite gegenüberliegende
Seite hat. Der Kanal ist mit dem nachgiebigen Behälter verbunden,
um es der Außenseite
des Behälters
zu gestatten, sich in Fluidkommunikation mit dem inneren Teil über den
Kanal zu befinden. Die Temperatursteuerungseinheit enthält eine
erste Oberfläche
und eine zweite Oberfläche,
die zur ersten Oberfläche
zeigt. Ebenso ist die Temperatursteuerungseinheit konfiguriert,
den nachgiebigen Behälter
darin zu empfangen, wenn der Behälter
mit dem biopharmazeutischen Material befüllt ist. Der Behälter passt
sich der Gestalt des Inneren der Temperatursteuerungseinheit an,
und die erste Seite und die zweite Seite des Behälters kontaktieren die erste
Oberfläche
und die zweite Oberfläche
der Temperatursteuerungseinheit, wenn der Behälter im Wesentlichen mit dem
biopharmazeutischen Material befüllt
ist. Die erste Oberfläche
und/oder die zweite Oberfläche
der Temperatursteuerungseinheit enthält eine Übertragungsoberfläche.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Der
Gegenstand, welcher als die Erfindung betrachtet wird, ist speziell
herausgestellt und unterscheidbar in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung
bean sprucht. Die vorangehenden und anderen Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden bereitwillig aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen verstanden
werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird,
in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines nachgiebigen Behälters in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines nachgiebigen Behälters aus 1 ist,
der in einem Rahmen aufgenommen wird;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines nachgiebigen
Behälters
von kleinerer Kapazität
als jener, der in 2 dargestellt ist, ist, der
in einem Rahmen aufgenommen wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels eines Rahmens ist,
der den nachgiebigen Behälter
aus 2 hält,
worin der Rahmen Fußbauteile
enthält;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Temperatursteuerungseinheit ist, welche
den Rahmen und den nachgiebigen Behälter aus 2 darin aufnimmt;
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6 eine
Seitenschnittansicht der Temperatursteuerungseinheit aus 5 ist;
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7 eine
perspektivische Ansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 2 ist, die
aufnehmbar sind in einer Schützabdeckung;
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8 eine
perspektivische Ansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 4 ist, die
aufnehmbar sind in einer Schützabdeckung;
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9 eine
perspektivische Ansicht einer Vielzahl von nachgiebigen Behältern ist
und Rahmen, die aufgenommen werden in Schutzabdeckungen von 8,
welche aufeinandergestapelt sind.
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10 eine
perspektivische Ansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 2 ist,
die einen Kanal zum Aufnehmen eines Ablassschlauches, der mit dem
nachgiebigen Behälter
verbindbar ist, ist;
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11 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters aus 2 ist,
der mit dem Ablassschlauch verbunden ist, welcher in den Kanälen von 10 aufnehmbar
ist;
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12 eine
perspektivische Ansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 2 ist,
welche Ablassschläuche
enthalten, die aufnehmbar sind in einer Aushöhlung zwischen dem nachgiebigen
Behälter
und der Oberseite des Rahmens;
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13 eine
perspektivische Ansicht einer Wagenvorrichtung zum Transportieren
von einem oder mehreren der Rahmen und nachgiebigen Behälter aus 2 ist;
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14 eine
perspektivische Ansicht des Wagens aus 13 ist,
benachbart der Temperatursteuerungseinheit aus 5,
zum Transportieren des Rahmens aus 2 dazwischen;
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15 eine
Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform eines nachgiebigen
Behälters ist
zum Halten von biopharmazeutischen Materialien, aufnehmbar in einem
modularen Rahmen, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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16 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters aus 15 ist;
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17 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters aus 16 ist,
der mit dem oberen Handgriff des Rahmens aus 15 verbunden
ist;
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18 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters ist, der im Rahmen von 15 aufgenommen
wird;
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19 eine
perspektivische Ansicht eines Teils des Rahmens aus 15 ist,
die eine herunterziehbare Schleife des nachgiebigen Behälters veranschaulicht,
welche mit einem herunterziehbaren Ansatz des Rahmens verbunden
ist;
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20 eine
perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform eines nachgiebigen Behälters zum
Speichern und Einfrieren von biopharmazeutischen Materialien ist,
welcher in einem Klemmrahmen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgenommen wird;
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21 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters und Rahmens aus 20 ist,
in einer geöffneten
Position, die den nachgiebigen Behälter veranschaulicht, der im
Rahmen positioniert ist;
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22 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters und Rahmens aus 20 ist,
die veranschaulicht, dass eine Schwenkseite geschlossen ist;
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23 eine
perspektivische Ansicht einer noch weiteren Ausführungsform eines nachgiebigen Behälters zum
Speichern und Einfrieren von biopharmazeutischen Materialien ist,
worin der nachgiebige Behälter
eine Stützstange
aufnimmt in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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24 perspektivische
Ansichten von verschiedenen Stützstangen
zum Empfangen von nachgiebigen Behältern unterschiedlicher Kapazität sind;
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25 eine
perspektivische Ansicht einer der Stützstangen aus 24 ist,
welche in Manschetten von einer Vielzahl von nachgiebigen Behältern zum
Speichern und Einfrieren von biopharmazeutischen Materialen aufgenommen
werden;
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26 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters aus 23 ist,
welcher in einer Schutzabdeckung aufgenommen wird, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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27 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters ist und der Stützstange
aus 24, welcher in einer Wagenvorrichtung zum Transport
von einem oder mehreren der nachgiebigen Behälter aufgenommen wird;
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28 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Teils aus 27 ist,
die den nachgiebigen Behälter
und die Stützstange
aus 23 veranschaulicht, welche im Wagen aus 27 aufgenommen
werden;
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29 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Stützstange
ist, welche in einer Manschette eines nachgiebigen Behälters aufgenommen
wird, wobei die Stützstange
auf Stützbauteilen
eines Wagens zum Transport des nachgiebigen Behälters aufgenommen wird, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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30 eine
Seitenaufrissansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 20 ist,
konfiguriert, um den Behälter
zu befüllen;
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31 eine
Seitenaufrissansicht des Rahmens und des nachgiebigen Behälters aus 20 ist,
konfiguriert, um den Behälter
zu entleeren;
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32 eine
Seitenaufrissansicht des nachgiebigen Behälters und Rahmens aus 20 ist, konfiguriert,
um den Behälter
zu entleeren;
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33 ein
Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Systems zum
Einfrieren, Speichern und Auftauen von biopharmazeutischen Materialien
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist;
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34 eine
perspektivische Ansicht von Teilen eines Behälters zum Speichern und Einfrieren von
biopharmazeutischen Materialien in der Form eines nachgiebigen Behälters ist,
verwendbar im System aus 33 vor
dem Zusammenbau desselben;
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35 eine
perspektivische Ansicht von Stücken
eines nachgiebigen Behälters
aus 34 ist, nachdem sie verschweißt wurden;
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36 eine
perspektivische Ansicht des nachgiebigen Behälters aus 35 ist,
nachdem er zusammengebaut wurde;
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37 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Behälters zum Speichern
und Einfrieren von biopharmazeutischen Materialien, einschließlich eines
sterilen, nachgiebigen Behälters,
und eines starren Halters, der verwendbar ist in Verbindung mit
der vorliegenden Erfindung, ist;
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38 eine
Seitenaufrissansicht einer Speicherstruktur ist, die verwendbar
ist im System, das in 33 veranschaulicht ist, zum
Empfangen eines nachgiebigen Behälters
zum Halten von biopharmazeutischem Material;
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39 eine
Endaufrissansicht der Speicherstruktur aus 38 ist;
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40 eine
Schnittansicht der Speicherstruktur aus 37 ist;
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41 eine
Schnittansicht der Endaufrissansicht aus 39 ist;
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42 eine
Seitenaufrissansicht der Speicherstruktur aus 38 ist,
die weiter einen Kanal enthält;
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43 eine
Seitenaufrissansicht von zwei Kopien einer weiteren Ausführungsform
einer Speicherstruktur ist, die verwendbar ist in dem System, das
in 33 veranschaulicht ist, zum Halten eines nachgiebigen
Behälters
zum Enthalten von biopharmazeutischem Material;
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44 eine
Seitenaufrissansicht der Speicherstruktur aus 43 ist;
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45 eine
Seitenschnittansicht der Speicherstruktur aus 44 ist;
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46 eine
Seitenaufrissansicht der Speicherstruktur aus 44 ist,
welche den nachgiebigen Behälter
aus 33 darin enthält;
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47 eine
perspektivische Ansicht einer Speicherstruktur aus 44 ist,
welche gefaltet ist;
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48 ein
Blockdiagramm eines Systems zum Regulieren der Temperatur einer
Vielzahl von nachgiebigen Behältern
zum Halten von biopharmazeutischem Material ist, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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49 eine
Seitenschnittansicht eines Teils des Systems aus 48 ist,
das zugespitzte innere Teile aufweist, die eine Vielzahl von nachgiebigen Behältern, die
darin eingefügt
sind, enthalten;
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50 eine
Seitenschnittansicht des Systems aus 48 veranschaulicht,
worin ein nachgiebiger Behälter
integral mit einer Oberplatte gebildet wird, die in eine Temperatursteuerungseinheit
eingeführt
wird;
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51 eine
Seitenschnittansicht eines Teils eines nachgiebigen Behälters ist,
der integral mit einer Oberplatte gebildet wird, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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52 eine
Schnittseitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines nachgiebigen
Behälters
zum Enthalten von biopharmazeutischem Material ist, welcher in einer
Temperatursteuerungseinheit aufgenommen wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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53 eine
Draufsicht eines nachgiebigen Behälters und einer Temperatursteuerungseinheit aus 52 ist;
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54 eine
Seitenschnittansicht eines Teils des nachgiebigen Behälters aus 52 ist,
die ferner das Schweißen
einer Oberseite an eine fortlaufende Wand des nachgiebigen Behälters veranschaulicht; und
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55 eine
Seitenschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Systems zum
Speichern von biopharmazeutischem Material ist, das eine Vielzahl von
nachgiebigen Behältern
enthält, welche
in einer Temperatursteuerungseinheit aufnehmbar sind, in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung
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In Übereinstimmung
mit den Prinzipen der vorliegenden Erfindung werden Systeme und
Verfahren zum Einfrieren, Speichern und Auftauen von biopharmazeutischen
Materialien bereitgestellt.
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Wenn
biopharmazeutische Materialien, wie beispielsweise Zellen, z.B.
zur Kryokonservierung verarbeitet werden, können die Zellen, wenn sie zu schnell
eingefroren werden, mit einem zu hohen Wassergehalt intrazelluläre Eiskristalle
enthalten. Als Folge können
die Zellen reißen
und/oder unbrauchbar werden. Andererseits, falls die Zellen zu langsam eingefroren
werden, werden sie konzentrieren, gelösten Stoffen über eine
ausgedehnte Zeitperiode ausgesetzt, was zu Zellbeschädigung führen kann.
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Die
Gefrierrate kann die Verteilung des biopharmazeutischen Materials
innerhalb eines gefrorenen Volumens beeinflussen, wobei eine nicht-gleichförmige Verteilung
von biopharmazeutischen Materialien zu nachteiligen Effekten führt. In
einer Ausführungsform
kann eine Steuerung der Gefrierrate dargestellt werden als Steuerung
der dendritischen Gefrierfrontgeschwindigkeit, wobei sich die dendritische Gefrierfront
von einer gekühlten
Wand in einen Hauptbereich des biopharmazeutischen Materials hineinbewegt.
Die Gefrierrate beeinflusst ebenso die endgültige Gefriermatrix, welche
biopharmazeutische materialbeschädigende
Eigenschaften aufweisen kann. Zum Beispiel kann eine Gefriermatrix,
bei der biopharmazeutisches Material in einen Glasteil zwischen
dendritischen Eiskristallen eingebettet ist, vom biopharmazeutischen
Material beschützenden Typus
sein. Biopharmazeutische materialbeschädigende Matrizen können verschiedene
Formen aufweisen; zum Beispiel: (1) eine sehr enge zellulare Eiskristallmatrix
oder (2) eine Ansammlung einer sehr großen Anzahl von feinen Eiskristallen,
bei der das Produkt in sehr dünnen
Schichten entlang der Kristallgrenzen angeordnet ist. Die Gefriermatrizeneigenschaften
hängen
von der Eiskristallstruktur ab, wobei die bevorzugte Struktur die
dendritische Eiskristallstruktur ist. Solche eine wünschenswerte
Matrixstruktur hängt
primär
von der Gefrierfrontgeschwindigkeit und anderen sekundär wichtigen
Faktoren ab, welche der Temperaturgradient sind, die Zusammensetzung
und Konzentration gelöster
Stoffe und die Geometrie des Gefrierbehälters.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sorgt das Aufrechterhalten der Geschwindigkeit einer dendritischen
Eiskristallgefrierfront (nachfolgend: „dendritische Gefrierfront" genannt), in einem
Bereich von ungefähr
5 mm pro Stunde bis ungefähr
250 mm pro Stunde, oder noch bevorzugter in einem Bereich von ungefähr 8 mm
pro Stunde bis ungefähr
180 mm pro Stunde, oder am meisten bevorzugt in einem Bereich von
ungefähr
10 mm pro Stunde bis ungefähr
125 mm pro Stunde für
vorteilhafte Kryoverarbeitungsbedingungen in einem breiten Bereich
von Systemen und machbaren Betriebesgrenzen, sodass die Beschädigung von
biopharmazeutischen Materialen minimiert oder vermieden werden kann.
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Als
Beispiel veranschaulicht die nachfolgende Diskussion das Verhältnis zwischen
der Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront und der Abmessung
und dem Abstand von gefrorenen Dendriten im Kontext des Einfrierens
von biopharmazeutischen Materialien.
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Falls
die Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront viel geringer
ist als ungefähr
5 mm pro Stunde werden die Dendriten sehr klein sein und dicht gepackt
innerhalb der dendritischen Gefrierfront. Folglich verhält sich
die dendritische Gefrierfront als starre Grenzschicht, bei der die
gelösten Stoffe
und biopharmazeutischen Materialien nicht in die starre Masse integriert
sind, sondern stattdessen abgewiesen werden und in Richtung der
Mitte eines nachgiebigen sterilen Behälters gedrückt werden, was folglich zur
ernsten Kryokonzentration in der Flüssigphase des biopharmazeutischen
Materials führt.
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Während die
Geschwindigkeit des dendritischen Gefrierfront anwächst, aber
immer noch geringer als 5 mm pro Stunde bleibt, wachsen die Dendriten
etwas größer in der
Abmessung und mehr getrennt, und Entwickeln sich in zellulare oder
Säulenmuster.
In diesem Fall wird immer noch nur ein geringer Prozentsatz der
gelösten
Stoffe oder biopharmazeutischen Materialien in die starre Masse
eingebettet. Stattdessen werden die meisten der gelösten Stoffe
und biopharmazeutischen Materialien nach vorne durch die voranschreitende
dendritische Gefrierfront gedrückt
und ihre Konzentration in der Flüssigphase
des biopharmazeutischen Materials 110 wächst an. Diese Situation kann
immer noch zur Beschädigung
von biopharmazeutischen Materialien führen.
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Während die
Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront anwächst, aber
immer noch unter 5 mm pro Stunde bleibt, wachsen die Dendriten etwas
größer in der
Abmessung und mehr getrennt und entwickeln sich in zellulare oder
Säulenmuster.
In diesem Fall kann immer noch ein kleiner Prozentsatz der gelösten Stoffe
und der biopharmazeutischen Materialien in die starre Masse eingebettet
werden, stattdessen werden die meisten der gelösten Stoffe und biopharmazeutischen
Materialien nach vorne durch die voranschreitende dendritische Gefrierfront gedrückt werden
und ihre Konzentration in der Flüssigphase
des biopharmazeutischen Materials 110 wächst an. Die Situation kann
immer noch zur Beschädigung
der biopharmazeutischen Materialien führen.
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Falls
die Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront über ungefähr 250 mm
pro Stunde anwächst,
beginnen die Dendriten ihre Abmessungen zu verringern und werden
kompakter gepackt, wodurch sie die Möglichkeit verlieren, geeignet
gelöste Stoffe
und Partikel in die Gefrierfront einzubetten, die in den biopharmazeutischen
Materialien enthalten sind.
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Falls
die Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront viel gößer ist
als 250 mm pro Stunde, umfasst die sich ergebende starre Masse einer
zufällige,
sich nicht im Gleichgewicht befindende Struktur feiner Eiskristalle.
Solch eine rasche Kryoabkühlung könnte zum
Beispiel durch Superkühlen
von kleinen Volumina von biopharmazeutischen Materialien, durch
Einfrieren von biopharmazeutischen Materialien in dünnen Schichten
oder durch Eintauchen kleineren Volumina biopharmazeutischer Materialien
in flüssigen
Stickstoff oder eine andere kryogenische Flüssigkeit erreicht werden.
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Zum
Beispiel kann in biopharmazeutischen Materialien, welche Superkühlung in
einer Flüssigkeitsphase
unterzogen werden, gefolgt von einem raschen Kristallwachstum, die
Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront 1000 mm pro Sekunde überschreiten.
Solch schnelle dendritische Gefrierfrontgeschwindigkeiten können starre
Massen erzeugen, die biopharmazeutische Materialien enthalten, worin
die starren Massen nicht durch sich im Gleichgewicht befindende
Eiskristalle gebildet werden. Diese sich nicht im Gleichgewicht
befindenden starren Massen sind anfällig für Eiskristallisierung, wenn
die Auflösung
von kleineren Eiskristallen und das Wachstum von gößeren Eiskristallen übermäßige mechanische
Kräfte
auf biopharmazeutische Materialien ausüben kann. Ferner können die
biopharmazeutischen Materialien in sich nicht im Gleichgewicht befindlichen
starren Massen zwischen Eiskristallen in sehr dünnen Schichten an den Korngenzen
verteilt sein. Dies erzeugt einen großen Produkteiskontaktgenzschichtbereich,
auf Grund der sehr großen
Anzahl von kleinen Eiskristallen, welche nachteilig für biopharmazeutische
Materialien sind.
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Der
interdendritische Abstand kann reguliert werden, indem der Wärmefluss
erhöht
oder verringert wird, aus dem System (wodurch die thermischen Effekte
und die sich ergebenden dendritischen Gefrierfrontgeschwindigkeiten
beeinflusst werden), und durch Auswahl der Konzentration von gelösten Stoffen.
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Die
Länge von
Gefrierdendriten kann wahlweise von der Frontgeschwindigkeit und
vom Temperaturquotienten entlang der Dendriten abhängen. Der freie
Dendrit kann sich auf die Länge
des Dendriten beziehen, der sich in die Flüssigphase steckt oder alternativ
auf die Dicke einer „breiigen
Zone" oder eine „Zwei-Phasen-Zone", das heißt einer
Mischung von dendritischen Eiskristallnadeln und der Flüssigphase zwischen
ihnen. An den Spitzen der Dendriten ist die Temperatur nahe bi 0°C und verringert
sich graduell entlang der Dendritenlänge, um sich der Wandtemperatur
anzupassen und der erstarrten Masse, weg von der Front. Die Temperatur
der Flüssigkeit
zwischen den Dendriten verringert sich ebenso mit der Nähe der kalten
Wand. Während
das Kryokühlen
voranschreitet, erreicht bei bestimmten gelösten Stoffen, wie beispielsweise
Salzen, die gelöste
Stoffkonzentration eine eutektische Konzentration und Temperatur.
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Die
Lösung
zwischen den Dendriten erstarrt dann, wobei sie den vollständigen oder
im Wesentlichen vollständigen
oder starren dendritischen Zustand erreicht. Dieser Zustand ist
eine Matrix aus dendritischen Eiskristallen und erstarrten gelösten Stoffen
in einem eutektischen Zustand zwischen den dendritischen Eiskristallen.
Einige gelöste
Stoffe (zum Beispiel Kohlenhydrate), bilden keine Eutektika. Stattdessen
können
sie einen glasigen Zustand bilden oder kristallisieren zwischen
den dendritischen Eiskristallen. Der glasige Zustand kann ein biopharmazeutisches
Produkt schützen,
wobei ein kristalliner Zustand einen nachteiligen Effekt auf ein
biopharmazeutisches Material ausüben
kann. Dendritische Eiskristalle sind weiter in R. Wisniewski beschrieben, Developing
Large-Scale Cryopreservation Systems for Biopharmaceutical Systes,
Biopharm 11 (6). 50-56 (1998) und R. Wisniewski, Large Scale Cryopreservation
of Cells, Cell Components and Biological Solutions, Biopharm 11
(9): 42-61 (1998), von denen alle hierin durch Bezug aufgenommen
werden.
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In
einer in 1–6 veranschaulichten beispielhaften
Ausführungsform
werden Teile eines Systems zum Kühlen,
Gefrieren, Konservieren, Verarbeiten, Transportieren, Auftauen und
Speichern von biopharmazeutischen Materialien gezeigt. Das System
kann einen sterilen Behälter
enthalten, wie beispielsweise einen nachgiebigen Behälter 10,
der daran angepasst ist, die biopharmazeutischen Materialien zu
enthalten und daran angepasst ist, durch eine Stützstruktur gestützt zu werden,
wie beispielsweise einen Rahmen 15. Der nachgiebige Behälter 10 und
der Rahmen 15 können
ebenso daran angepasst sein, in einer Temperatursteuerungseinheit 20 aufgenommen
zu werden, in einer Transportvorrichtung 290 (13 und 14)
und/oder einer Speichereinheit.
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Der
nachgiebige Behälter 10 kann
aus einer laminierten Folie gebildet sein, welche eine Vielzahl von
Schichten enthält
und kann ein inneres Volumen aufweisen, das von zum Beispiel 0,01
bis 100 l reicht. Ferner könnte
der nachgiebige Behälter 10 in
einer Vielzahl von Abmessungen verfügbar sein, um sich an seine
verschiedenen Verwendungen anzupassen. Es können zum Beispiel 5, 10 und
20 l Nachgiebiger Behälter
verwendet werden. Ebenso kann eine biokompatible Produktkontaktschicht
des inneren des nachgiebigen Behälters 10 aus
zum Beispiel niedrig dichtem Polyethylen gebildet sein, sehr niedrig
dichtem Polyethylen, Ethylenvinylacetatcopolymer, Polyester, Polyamid,
Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyfluorethylen, Polyvinylidenfluorid,
Polyurethan oder Fluoroethylenpropylen. Eine Gas- und Wasserdampfbarriereschicht
kann ebenso innerhalb einer Polyamids oder eines Ethylenvinylacetatcopolymers aus
einer Ethylen/Vinylalkoholcopolymermischung gebildet sein. Ferner
kann der nachgiebige Behälter 10 eine
Schicht mit hoher mechanischer Stärke aufweisen (zum Beispiel
ein Polyamid) und eine äußere Schicht
mit einer isolierenden Wirkung für
Hitzeschweißen,
zum Beispiel Polyester. Die Schichten können kompatibel mit warmen
und kalten Zuständen
sein und können
dazu in der Lage sein, Ionisierungsstrahlung zu Sterilisierungszwecken
zu widerstehen. Ebenso kann der nachgiebige Behälter 10 einen großen Oberflächenbereich
zum Volumenverhältnis
aufweisen und eine relativ dünne
Wand, wodurch Wärmeübertragung
begünstigt
wird, wenn er in der Temperatursteuerungseinheit 20 aufgenommen wird.
Ein Beispiel von für
die Formulierung des nachgiebigen Behälters 10 günstigen
Materialien ist in US Patent Nummer 5,988,422 an Vallot beschrieben, dessen
gesamter Gegenstand hierdurch per Bezug aufgenommen wird. Ebenso
kann der nachgiebige Behälter 10 wegwerfbar
sein, wodurch die Einfachheit der Verwendung begünstigt wird und Kreuzverschmutzung
des nachgiebigen Behälters 10 verhindert
wird, welche sich ergeben kann, wenn andere Arten von Behältern wieder
verwendet werden.
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Der
sterile nachgiebige Behälter 10 kann
daran angepasst sein, in einem Rahmen 15 zum Stützen des
nachgiebigen Behälters 10 aufgenommen
zu werden. Zum Beispiel kann der nachgiebige Behälter 10 eine sich
nach außen
erstreckenden Flansch 100 aufweisen, der daran angepasst
ist, in einem Kanal 200 des Rahmens 15 aufgenommen
zu werden, wie dargestellt in 1–3.
Zum Beispiel könnte
der Flansch 100 eine Kunststoffverstärkungsstange sein, die dimensioniert
ist im Kanal 200 aufgenommen zu werden. Folglich können der
Flansch 100 und deswegen der Behälter 10 vertikal nach
unten eingefügt werden
oder vertikal nach oben entnommen werden, aber nicht lateral oder
in andere Richtungen als hoch und runter bewegt werden, aufgrund
der Erfassung von Flansch 100 mit Kanal 200. Folglich
dient der Flansch 100 zum Stützen des nachgiebigen Behälters 10 lateral,
zum Erhalten der Gestalt des nachgiebigen Behälters 10 während des
Befüllens
des selben, verringert Absacken des Behälters und gewährleistet
die dimensionale Stabilität
des Behälters 10 durch
Ausbreiten einer Last, die daran platziert ist, entlang drei verschiedenen
Seiten des nachgiebigen Behälters 10,
das heißt
beiden Seiten und dem Boden des selben.
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Ferner
kann der nachgiebige Behälter 10 einen
sich vertikal erstreckenden Flansch oder eine Stange enthalten (nicht
gezeigt) die von einer Oberseite 11 des nachgiebigen Behälters 10 vorspringt. Der
vertikal sich erstreckende Flansch kann konfiguriert sein, um in
einem Kanal 200 aufgenommen zu werden und kann im Wesentlichen
senkrecht zum Flansch 100 sein. Der sich vertikal erstreckende Flansch
kann ebenso konfiguriert sein um ein Oberteil des Rahmens 15 zu
kontaktieren, um das Absacken des nachgiebigen Behälters 10 zu
verringern, wenn der nachgiebige Behälter 10 im Rahmen 15 aufgenommen
wird.
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Der
nachgiebige Behälter 10 kann
ebenso ein Etikett 110 enthalten und andere Mittel zur
Aufnahme eines Etiketts um eine Anzeige für einen Anwender bereitzustellen, über den
Inhalt des nachgiebigen Behälters 10.
Solch ein Etikett kann geschriebene Informationen enthalten, einen
eingebetteten Mikrochip, einen RF-Sender und/oder elektronischen oder
magnetischen Barcode zur Anzeige des Inhalts des nachgiebigen Behälters 10,
um die Identifikation, das Nachverfolgen und/oder die Charakterisierung des
Inhalts des selben zu erleichtern. Die Verwendung des Etiketts kann
folglich die Verwaltung von im Behälter 10 gespeicherten
Materialien vereinfachen, aufgenommen im Rahmen 15, wenn
er in einem großen
Froster gespeichert ist, der andere Rahmen enthält und nachgiebige Behälter, welche ähnlich zu
ihm erscheinen können.
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Wie
in 2 gezeigt, kann der nachgiebige Behälter 10 einen
oder mehrere Anschlüsse
oder Kanäle 120 enthalten,
um das Befüllen
oder Entleeren von biopharmazeutischen Materialien oder anderen Feststoffen,
Flüssigkeiten
oder Gasen im oder aus dem Inneren heraus (nicht gezeigt) des nachgiebigen Behälters 10 zu
ermöglichen.
Die Kanäle 120 können ebenso
verwendet werden um eine Messsonde (nicht gezeigt) in den nachgiebigen
Behälter
einzuführen
(zum Beispiel eine pH-Elektrode, einen Leitfähigkeitssensor, eine Temperatursonde,
eine ionenselektive Elektrode, eine spektophotometrische Sonde, einen
Ultraschallsensor, eine optische Faser). Die Kanäle 120 können im
Oberteil des Behälters
positioniert sein und/oder im Unterteil des nachgiebigen Behälters 10.
Die Position der Kanäle
kann das Befüllen
und/oder Entleeren des Behälters
erleichtern. Kanal 120 kann integral mit dem nachgiebigen
Behälter 10 sein
oder kann verbindbar sein mit einem aufnehmenden Anschluss (nicht
gezeigt) des Selben. Zum Beispiel könnte der Kanal 120 mit
einem aufnehmenden Anschluss verbunden sein, in dem ein Anschlussstück verwendet
wird, das innerhalb des Einlassanschlusses platziert ist. Anschlussstücke, so wie
jene, die in US Patent Nummer 6,186,932 beschrieben sind, können zur
Verbindung solcher Kanäle
verwendet werden. Ebenso Anschlussstücke, welche die Sterilität des Inhalts
des Behälters
oder nachgiebigen Behälters
aufrechterhalten können,
bevor sei verwendet werden. Die Anschluss stücke können in unterschiedlichen Formen,
wie zum Beispiel gerade Anschlussstücke und/oder Winkelanschlussstücke einschließlich (90)
Grad Ellenborgen konfiguriert sein, falls gewünscht. In einem weiteren Beispiel kann
der Kanal 120 einen Filter enthalten (nicht gezeigt), um
etwaige Verunreinigungen oder unerwünschte Materialien aus dem
biopharmazeutischen Material auszufiltern.
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Die
Temperatursteuerungseinheit 20 ist konfiguriert, um die
Temperatur des Inneren 25 der Selben zu steuern, wie veranschaulicht
in 5–6. Ebenso
kann die Temperatursteuerungseinheit 20 darin enthalten
oder gekoppelt mit einer Steuerung (nicht gezeigt) sein, um es einem
Anwender zu ermöglichen,
das Aufheizen, Kühlen,
Gefrieren oder Auftauen zum Beispiel des biopharmazeutischen Materials
im nachgiebigen Behälter 10 zu
Steuern, wenn er ins Innere 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 eingefügt ist.
Das Aufheizen, Abkühlen,
Einfrieren oder Auftauen des Inhalts des nachgiebigen Behälters 10,
der innerhalb der Temperatursteuerungseinheit 20 platziert
ist, kann gesteuert werden durch Blasen eines fortwährenden
Stroms von kalter oder warmer Luft durch direkten Kontakt der Behälter mit
kalten oder warmen Oberflächen,
oder durch Sprühen
von Kühlflüssigkeit
(zum Beispiel flüssigem Stickstoff).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Temperatursteuerungseinheit 20 ein Wärmetauscher,
der eine oder mehrere leitfähige
Platten zum Heizen und/oder Kühlen
des nachgiebigen Behälters 10 und
des biopharmazeutischem Materials, das darin enthalten ist, aufweist,
wie dargestellt in 5–6. Zum Beispiel
kann die Temperatursteuerungseinheit 20 Platten 28 enthalten,
zur Kontaktierung des nachgiebigen Behälters 10, um den Inhalt
des Selben abzukühlen.
Ebenso können
eine oder mehrere Platten 28 beweglich sein, um die Kompression
des nachgiebigen Behälters 10 zu
ermöglichen,
wenn der nachgiebige Behälter 10 im Rahmen 15 aufgenommen
wird und der Rahmen 15 im Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 10. Ferner
kann die Temperatursteuerungseinheit 20 eine oder mehrere
nicht temperaturgesteuerter Wände
enthalten (nicht gezeigt), getrennt von Platten 28, welche
konfiguriert sein können,
den nachgiebigen Behälter 10 zu komprimieren,
wenn der nachgiebige Behälter 10 im
Rahmen 15 aufgenommen wird und der Rahmen 15 im
Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 aufgenommen
wird, wie dargestellt in 6.
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Zum
Beispiel kann die Temperatursteuerungseinheit 20 eine Rate
der dendritischen Gefrierfrontgeschwindigkeit (nicht gezeigt) innerhalb
der biopharmazeutischen Materialien steuern, über Rückführung der Temperaturinformation
betreffend die biopharmazeutischen Materialien von einem oder mehreren
Temperatursensoren (nicht gezeigt), welche in den Behälter 10 über Anschlüsse 120 eingeführt sein
können,
oder welche angebracht sein können
an, oder integral sein können
mit Platten 28. Die Regelschleife gestattet eine genaue
Steuerung der Wärmeabfuhr
aus den biopharmazeutischen Materialien und erleichtert die Steuerung
der Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront, sodass sie sich
innerhalb zitierter Bereiche befindet. Variablen, so wie die Wanddicke
des nachgiebigen Behälters 10,
die Dicke des Rahmens 15, der thermische Widerstand zwischen
dem nachgiebigen Behälter 10 und
den Platten 28 etc. werden automatisch durch die Regelschleife
berücksichtigt.
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Die
dendritische Gefrierfront trennt die biopharmazeutischen Materialien,
die als starre Masse vorliegen, von der flüssigen Form der biopharmazeutischen
Materialien, wodurch sie eine Flüssig-Fest-Grenzschicht
erzeugt, in welcher sich Dendriten bilden. Während die Wärmeabfuhr von den biopharmazeutischen
Materialien voranschreitet, bewegt sich die dendritische Gefrierfront
voran, weg von der inneren Oberfläche des nachgiebigen sterilen
Behälters 10,
während
zusätzliche
flüssige
biopharmazeutische Materialien zu einer starren Masse gefrieren.
In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die dendritische Gefrierfrontgeschwindigkeit
die Geschwindigkeit, mit welcher die dendritische Gefrierfront voranschreitet.
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In
einer Ausführungsform
bestimmt die Rate, mit welcher Wärme
aus den biopharmazeutischen Materialien abgeführt wird, (d.h. der Wärmefluss)
die Ge schwindigkeit der dendritischen Gefrierfront. Weil der Temperaturgradient
zwischen den biopharmazeutischen Materialien und den Platten 28 mit
der Rate korreliert ist, mit welcher die Wärme aus den biopharmazeutischen
Materialien abgeführt
wird, kann die Geschwindigkeit der dendritischen Gefrierfront durch
Steuerung der Temperatur der Platten 28 gesteuert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird Wärme
aus den biopharmazeutischen Materialien bei einer Rate abgeführt, die
ein im Wesentlichen uniformes Voranschreiten der dendritischen Gefrierfront begünstigt innerhalb
im Wesentlichen des gesamten Volumens der biopharmazeutischen Materialien
oder eine im Wesentlichen konstante Geschwindigkeit der dendritischen
Gefrierfront.
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Die
Aufrechterhaltung einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit
der dendritischen Gefrierfront innerhalb des nachgiebigen sterilen
Behälters 10 gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung ist wünschenswert,
weil sie für
stationäre
Zustände
für ungestörtes dendritisches
Eiskristallwachstum sorgt, unabhängig
vom Abstand der gekühlten
Wärmeübertragungsoberfläche innerhalb des
Gefriervolumens.
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Der
Rahmen 15 kann gebildet sein, den nachgiebigen Behälter 10 aufzunehmen
und zu stützen,
um zusätzliche
Starre und Stütze
für den
nachgiebigen Behälter 10 bereitzustellen,
wodurch die Handhabung, das Speichern und/oder die Temperatursteuerung
desselben erleichtert wird. Der Rahmen 15 kann eine erste Öffnung 210 enthalten
und eine zweite Öffnung 211 (6)
auf einer gegenüberliegenden
Seite des Rahmens 15 von der Öffnung 210. Diese Öffnungen
legen einen großen
Oberflächenbereich
des nachgiebigen Behälters 10 für das Innere 25 der
Temperatursteuerungseinheit 20 frei. Durch diese Öffnungen
kann der nachgiebige Behälter 10 Wärmeübertragungsoberflächen, wie
beispielsweise Platten 28 (6), kontaktieren,
Luft bei einer gesteuerten Temperatur oder flüssiges Kühlspray innerhalb der Temperatursteuerungseinheit 20.
Zum Beispiel kann eine erste Seite 12 des nachgiebigen
Behälters 10 eine
Wärmeübertragungsoberfläche (z.B. eine
der Platten 28) des Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 (5)
durch die Öffnung 210 kontaktieren,
um die Temperatur des biopharmazeutischen Materials im nachgiebigen
Behälter 10 zu steuern.
Alternativ kann die Seite 12 des nachgiebigen Behälters 10 einer
ruhigen Luft oder einer zirkulierenden Luft innerhalb der Temperatursteuerungseinheit 20 ausgesetzt
sein. Zum Beispiel kann das biopharmazeutische Material gefroren
werden oder aufgetaut werden, während
ein nachgiebiger Behälter 10,
während
es sich im nachgiebigen Behälter 10 befindet,
wenn der nachgiebige Behälter 10 vom Rahmen 15 aufgenommen
wird und der Rahmen 15 in der Temperatursteuerungseinheit 20 aufgenommen
wird.
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Ebenso
kann der nachgiebige Behälter 10 daran
angepasst sein, durch Platten 28 (6) komprimiert
zu werden, wenn er im Wesentlichen mit dem biopharmazeutischen Material
befüllt
ist und der nachgiebige Behälter 10 und
der Rahmen 15 im Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 aufgenommen
wird. Ferner kann der Inhalt des nachgiebigen Behälters 10 gefroren
oder verfestigt werden, während
die Platten 28 ihn in der Temperatursteuerungseinheit 20 komprimieren,
um zu bewirken, dass der nachgiebige Behälter 10 eine Abmessung
oder Breite 115 in einer Richtung zwischen der ersten Öffnung 210 und
der zweiten Öffnung 211 (6)
des Rahmens 15 hat, welche geringer ist oder gleich der Abmessung
einer Breite 230 eines Inneren 240 des Rahmens 15 in
der gleichen Richtung wie die Abmessung 115. Folglich kann
der nachgiebige Behälter 10 mit
dem gefrorenen biopharmazeutischen Material darin innerhalb einer
Umhüllung
der Dicke vorgegeben durch den Rahmen 15 eingeschlossen
sein. Durch Komprimieren des nachgiebigen Behälters 10 im Rahmen 15 wird
ein im Wesentlichen rechtwinkliges Querschnittsprofil des Behälters 10 erzeugt,
das das biopharmazeutische Material darin enthält. Solch ein Querschnittsprofil
begünstigt
den Kontakt zwischen dem nachgiebigen Behälter 10 und den Wärmeübertragungsplatten 28.
Dies gilt speziell in den Ecken des nachgiebigen Behälters 10 und
ermöglicht folglich,
dass das Gefrieren auf gleichförmige
Weise in einer Richtung senkrecht zu den Platten 28 voranschreitet.
Ferner kann die Komprimierung des nachgiebigen Behälters 10 das
biopharmazeutische Material im nachgiebigen Behälter 10 dazu zwingen,
jeg liche Freiräume
oder Zwischenräume
zwischen der Platte 28 und dem nachgiebigen Behälter 10 auszufüllen. Durch
Verringerung oder Minimierung solcher Freiräume oder Zwischenräume kann
der Kontakt der Platte 28 mit dem Behälter 10 gleichförmig sein und
folglich ein gleichförmiges
Abkühlen
des biopharmazeutischen Materials, das im nachgiebigen Behälter 10 enthalten
ist, bewirken.
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Der
Rahmen 15 kann ferner sich nach oben erstreckende Seiten 260 enthalten,
einen Boden 270 und eine Oberseite 280, um den
nachgiebigen Behälter 10 zu
schützen
und zu stützen.
Die Oberseite 280 kann scharnierartig am Rahmen 15 angebracht
sein, um es der Oberseite 280 zu ermöglichen, geöffnet zu werden, und es zu
ermöglichen,
dass der nachgiebige Behälter 10 ins
Innere 240 eingefügt
werden kann, und die Oberseite 280 kann geschlossen werden,
um den nachgiebigen Behälter 10 zu
schützen.
Ebenso kann die Oberseite 280 einen Handgriff 285 enthalten,
wie am besten in 4 dargestellt, und die Oberseite 280 kann
freigebbar verbindbar mit den Seiten 260 sein. Folglich
kann ein Anwender die Oberseite 280 mit Seiten 260 verbinden,
um es zu ermöglichen,
dass der Handgriff 285 ergriffen werden kann, um den Rahmen 15 mit
oder ohne den nachgiebigen Behälter 10 zu
tragen, der darin aufgenommen wird, welcher biopharmazeutisches
Material enthalten kann. Der Rahmen 15 kann bevorzugt aus Materialien
gebildet werden, welche stabil bleiben und ihre strukturellen Eigenschaften
beibehalten. Spezifisch sollten solche Materialien ihre lasttragende
Kapazität
beibehalten und Glasübergangstemperaturen
von nicht größer als
80 Grad Celsius aufweisen, während
sie resistent für
Reinigungsagenzien und -verfahren sein sollten, die allgemein in
der biopharmazeutischen Herstellung verwendet werden, d.h. Natriumhydroxid,
Natriumhypochlorid (CLOROX), Peressigsäure usw.
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Zum
Beispiel können
die Seiten 260 aus Fluorpolymerharz gebildet sein (d.h.
TEFLON), und die Oberseite 280 und der Boden 270 können aus
rostfreiem Stahl gebildet sein. Ebenso können die Seiten 260,
der Boden 270 und/oder die Oberseite 280 aus einer
beliebigen Anzahl von anderen Materialien hergestellt sein, einschließlich Aluminium,
Polyethylen, Polypropylen, Polykarbonat und Polysulfon zum Beispiel.
Ferner können
Materialien Kompositmaterialien einschließen, wie beispielsweise glasverstärkten Kunststoff,
karbonverstärkte
Harze oder andere Ingenieurskunststoffmaterialien, die bekannt sind,
dass sie hohe Gewicht-zu-Stärke-Verhältnisse
bieten, und welche bei verschiedenen interessanten Temperaturen
bedienbar sind. Es wird von Fachleuten verstanden werden, dass die
Seiten 260, der Boden 270 und/oder die Bodenseite 280 monolithisch
und integral als ein Stück
gebildet sein können
oder geeignet miteinander verbunden sein können. Ferner könnten die
Seiten 260, der Boden 270 und/oder die Oberseite 280 aus
einem gleichen Material gebildet sein (d.h. rostfreiem Stahl), oder
sie könnten
aus verschiedenen Materialien gebildet sein und miteinander verbunden
sein. Der Rahmen 15 kann ebenso eines oder mehrere Fußbauteile 14 enthalten
zur Aufrechterhaltung des Rahmens 15 in einer senkrechten
Position, wie dargestellt in 5. Ebenso
wird für
Fachleute verstanden werden, dass die Fußbauteile 14 integral
oder verbindbar mit einer oder mehreren Seiten 260 des
Rahmens 15 sein können.
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Ferner
kann der Rahmen 15 daran angepasst sein, in einer Schützstruktur
oder Abdeckung 250 aufgenommen zu werden, um den nachgiebigen Behälter 10 zu
schützen,
wie dargestellt in 7 und 8. Die Schutzabdeckung 250 kann
die Öffnung 210 und/oder
die zweite Öffnung 211 abdecken,
um den nachgiebigen Behälter 10 davor
zu schützen, wenn
der nachgiebige Behälter 10 im
Rahmen 15 aufgenommen wird, durchstochen zu werden oder andersartig
beschädigt
zu werden. Ferner kann die Schutzabdeckung 250 ebenso eine
Vielzahl von Öffnungen 255 enthalten,
um die Wärmeübertragung dadurch
zu erleichtern, wenn der nachgiebige Behälter 10, der Rahmen 15 und
die Abdeckung 215 in der Temperatursteuerungseinheit 20 (5)
oder einer weiteren gesteuerten Temperaturumgebung empfangen wird,
so wie einer Frostkammer. Die Öffnungen 255 ermöglichen
ebenso eine visuelle Kontrolle des Inneren des nachgiebigen Behälters 10,
wenn die Schutzabdeckung 250 den Rahmen 15 abdeckt. Zwei
oder mehrere Rahmen 15, welche von der Schutzabdeckung 250 umgeben
sind, sind horizontal oder vertikal stapelbar, wie z.B. in 9 dargestellt. In
beiden Situationen kann unmittelbarer Kontakt zwischen benachbarten
Seiten von gestapelten Gehäusen
durch Keile verhindert werden (nicht gezeigt), um den ungehinderten
Durchtritt von Luft zu gestatten. Diese Anordnung ist bevorzugbar
für die schnelle
und gleichförmige
Steuerung der Temperatur, wenn das Innere 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 abgekühlt oder
aufgeheizt wird durch den konvektiven Lufteffekt. Die Schutzabdeckung 250 ermöglicht ebenso
das Abflachen von flüssigbefüllten nachgiebigen
Behältern
auf eine Dicke, die vorgegeben wird durch die innere Oberfläche der
Schutzabdeckung 250 zum wirksameren Speichern und Handhaben.
Ferner kann die Abdeckung 250 konfiguriert sein, um dem
nachgiebigen Behälter 10 von
der Oberseite desselben oder dem Boden desselben aufzunehmen, wie
das aus 7 und 8 jeweils klar
wird.
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Der
Rahmen 15 kann ebenso Hilfsausrüstung und Schläuche enthalten.
Wie z.B. in 10 dargestellt, kann der Rahmen 15 mit
einem Kanal 16 entlang einer oder mehreren der Seiten 260 oder
des Bodens 270 ausgestattet sein, um Ablaufschläuche 282 zu
verlegen (10–12). Der
nachgiebige Behälter 10 kann
mit oder integral mit den Abflussschläuchen 282 sein, welche
konfiguriert sein können,
im Kanal 16 aufgenommen zu werden, d.h. er kann einen horizontal
sich erstreckenden Teil 286 und einen vertikal sich erstreckenden
Teil 287 enthalten, um sich den horizontalen und vertikalen
Teilen des Kanals 16 anzupassen, wie dargestellt in 11. Ein
Abteil oder eine Aushöhlung 16 kann
zwischen der Oberseite 11 des nachgiebigen Behälters 10 und der
Oberseite 280 des Rahmens 15 angeordnet sein, wie
dargestellt in 12. Die Aushöhlung 19 kann Ablassschläuche 282 aufnehmen
zum Speichern vor der Verwendung der Ablassschläuche 282, um das Innere
des nachgiebigen Behälters 10 zu
entleeren. Ferner kann die Aushöhlung 19 Aufwicklungsvorrichtungen 284 enthalten,
um welche der Ablassschlauch 282 gewickelt werden kann
zum Lagern desselben. Die Aushöhlung 19 kann
ebenso verwendet werden, um Zusatzausrüstungsgegenstände des nachgiebigen
Behälters
zu stützen,
so wie Belüftungsfilter,
Onlinefilter, Verbinder und Probeanschlüsse (nicht gezeigt). Die Aushöhlung 19 kann Schutz
für die
Zusatzausrüstung
während
des Speicherns und des Transports bereitstellen. Die Zusatzausrüstungsge genstände sind
häufig
aus Kunststoff hergestellt und können
bei niedrigen Temperaturen brüchig
werden. Die Aushöhlung 19 kann
die Zusatzausrüstungsgegenstände in einer
sicheren Lage sichern, wodurch folglich verhindert wird, dass sich die
Gegenstände
aus dem Rahmen 15 und von dem nachgiebigen Behälter 10 wegbewegen
und beschädigt
oder gebrochen werden können.
-
Darüber hinaus
kann der Rahmen 15 daran angepasst sein, in einer Speichereinheit
oder einer Transportvorrichtung, so wie einem Wagen 290 aufgenommen
zu werden, wie dargestellt in 13–14.
Zum Beispiel kann die Breite 230 des Rahmens 15 geringer
oder gleich sein in der Abmessung oder Breite 295 eines
Kanals 297 eines Wagens 290, um es zu gestatten,
dass der Rahmen 15 im Wagen 290 aufgenommen wird.
Ebenso kann eine Bodenseite 298 von Kanal 297 die
gleiche oder eine ähnliche
Höhe haben
wie eine Bodenseite des Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20,
wie dargestellt in 5 und 13–14,
um es zu ermöglichen,
dass der Rahmen 15 einfach vom Wagen 290 ins Innere 25 der
Temperatursteuerungseinheit 20 gerutscht werden kann. Ferner
kann die Temperatursteuerungseinheit 20 eine bewegliche
Stütze 22 enthalten
zum Halten des Rahmens 15 im Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20.
Das bewegliche Stützbauteil 22 kann
ebenso außerhalb
des Inneren 25 fortbewegt werden mit dem Rahmen 15 darauf gestützt. Folglich
kann das bewegliche Stützbauteil 22 an
einen Punkt voranbewegt werden, in dem der Rahmen 15 vom
beweglichen Stützbauteil 22 in
den Kanal 297 des Wagens 290 gerutscht werden
kann. Ebenso kann der Kanal 297 einen oder mehrere Kanalstützen 292 zum
Stützen
des Stützrahmens 15 im Kanal 297 enthalten.
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Die
Temperatursteuerungseinheit 20 kann ebenso einen Rahmenfortbewegungsmechanismus enthalten,
um den Rahmen 15 außerhalb
des Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 fortzubeweben,
welcher durch einen Hebel 23 aktiviert werden kann, wie
dargestellt in 5. Zum Beispiel kann der Rahmenfortbewegungsmechanismus
ein bewegliches Stützbauteil 22 enthalten,
das als Reaktion auf die Betätigung
des Hebels 23 voranbewegt wird. Folglich kann der Rahmen 15 leicht
vom Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 zum
Wagen 290 durch Bewegung eines beweglichen Stützbauteils 22,
das den Rahmen 15 hält,
bewegt werden, wenn die Temperatursteuerungseinheit 20 und
der Wagen 290 benachbart zueinander angeordnet sind. Der Wagen 290 kann
isolierte Wände
aufweisen zur Verringerung der Wärmeverluste
während
des Speicherns oder des Transports des Rahmens 15, wobei er
einen oder mehrere Behälter 10 hält. Zusätzlich kann
zum Lagern des biopharmazeutischen Produktes, das im nachgiebigen
Behälter 10 entweder
in einem flüssigen
oder einem gefrorenen Zustand enthalten ist, eine begehbare Truhe
oder ein Schrankkühler
oder Froster (nicht gezeigt) mit Schienen oder Kanalstützen ausgestattet
sein (nicht gezeigt), die daran angepasst sind, Rahmen 15 aufzunehmen.
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Der
Rahmen 15 kann den nachgiebigen Behälter 10 in einer vorgegebenen
Position sichern. Solch eine Anordnung erleichtert die Handhabung und
den Transport des flüssigbefüllten nachgiebigen Behälters 10.
Speziell werden die Befüllung
und der Entleerungsablauf durch die selbststehende Position des
nachgiebigen Behälters 10 erleichtert,
der durch den Rahmen 15 gestützt wird, wenn er durch Fußbauteile 14 gestützt wird.
Alternativ kann der nachgiebige Behälter 10 gefüllt und/oder
entleert werden, während
der Rahmen 15, der den Behälter 10 darin enthält, innerhalb
des Wagens 290 angeordnet ist. Klassisch werden flüssiggefüllte Behälter durch
die Schwerkraft entleert. Nachgiebige Behälter werden gewöhnlich von
oben nach unten aufgehängt
oder wenigstens gekippt, um eine vollständige Entleerung zu ermöglichen.
Dieser Ablauf kann unsicher sein und/oder umständlich sein aufgrund von Gewichtsbeschränkungen
z.B. für
nachgiebige Behälter
mit Volumen von mehr als 10 Litern. Folglich kann es wünschenswert
sein, Behälter
mit gößeren Volumina in
selbststehenden Rahmen zu halten, um die Entleerung derselben zu
erleichtern.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein nachgiebiger Behälter 350 zum
Halten von biopharmazeutischem Material darin angepasst sein, in
einem Rahmen 360 zum Stützen
des nachgiebigen Behälters 350 aufgenommen
zu werden, wie dargestellt in 15–19. Der
Rahmen 360 kann eine linke Seite 370, eine rechte
Seite 380, eine Bodenseite 390 und eine Oberseite 400 aufweisen,
die miteinander verbindbar sind. Der nachgiebige Behälter 350 kann
einen Flansch 405 enthalten, und der Rahmen 360 kann
einen oder mehrere Vorsprünge
oder Pfosten 420 enthalten, die nach außen von der Oberseite 400 des Rahmens 360 in
einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur linken Seite 370 und
rechten Seite 380 vorspringen. Der Flansch 405 kann
eine oder mehrere Öffnungen 410 enthalten,
die dimensioniert sind, einen oder mehrere Pfosten 420 aufzunehmen.
Speziell können
die einen oder mehrere Pfosten 420 durch die einen oder
mehreren Öffnungen 410 eingeführt werden,
und die Pfosten 420 können
folglich den Flansch 405 stützen und folglich den nachgiebigen
Behälter 350 und
jeden Inhalt darin. Einer oder mehrere Fangflansche oder -bauteile 430 können ferner
an der Oberseite 400 angebracht sein, können scharnierartig drehbar
sein in Richtung des nachgiebigen Behälters 350 und können daran
angepasst sein, einen oder mehrere Pfosten 420 aufzunehmen. Wenn
folglich das Fangbauteil 430 in Richtung des nachgiebigen
Behälters 350 gedreht
wird und die Pfosten 420 darin aufgenommen werden, können die Pfosten 420 eine
Stütze
für den
nachgiebigen Behälter 350 in
einer vertikalen Richtung bereitstellen, während das Fangbauteil 430 die
Bewegung des Flansches 405 oder des nachgiebigen Behälters 350 in
einer Richtung parallel zu den Pfosten 420 und weg von
der Oberseite 400 (z.B. einer horizontalen Richtung) verhindern
wird. Deswegen kann eine solche Abstützung in der vertikalen Richtung
das Absacken des Behälters 350 verhindern,
und eine solche Stütze
in der horizontalen Richtung kann den Behälter 350 daran hindern,
dass er sich weg vom Rahmen 360 bewegt und z.B. durch ein
Fremdobjekt beschädigt
wird.
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Der
nachgiebige Behälter 350 kann
ebenso einen oder mehrere herunterziehbare Schleifen 250 enthalten,
die mit dem Rahmen 15 über
herunterziehbare Naben 460 (19) verbindbar
sind, z.B. auf einer äußeren Oberfläche 285 der
rechten Seite 380 und auf einer äußeren Oberfläche (nicht
gezeigt) der linken Seite 370. Die linke Seite 370 und/oder
rechte Seite 380 können Öffnungen 470 enthalten (15 und 19),
um es zu ermöglichen,
dass die herunterziehbaren Schleifen 450 durch sie durchtreten zum
Anbringen der herunterziehbaren Naben 460. Durch Verbindung
der herunterziehbaren Schleifen 450 mit den herunterziehbaren
Naben 460 kann der nachgiebige Behälter 350 an seinen
Bodenseitenteilen gesichert werden, wodurch folglich der nachgiebige
Behälter 350 daran
gehindert wird, sich weg vom Rahmen 360 zu bewegen und
beschädigt
oder gebrochen zu werden durch ein Fremdobjekt zum Beispiel.
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Ebenso
kann der nachgiebige Behälter 350 einen
oder mehrere Anschlüsse
oder Kanäle 355 enthalten,
um das Einbringen oder das Extrahieren von biopharmazeutischen Flüssigkeiten
oder anderen Flüssigkeiten
oder Gasen in und/oder heraus aus dem Inneren (nicht gezeigt) des
nachgiebigen Behälters 350 zu
ermöglichen.
Mit Bezug nun auf 15 kann der Rahmen 360 einen
durchscheinenden oder durchsichtigen Teil 480 enthalten,
um es einem Anwender zu ermöglichen,
ein Etikett (nicht gezeigt) oder eine andere Anzeige für den Anwender über den
Inhalt des nachgiebigen Behälters 350 zu
betrachten, wenn solch ein Etikett oder eine Anzeige am nachgiebigen
Behälter 350 angebracht
ist. Das Etikett könnte
geschriebene Information enthalten, einen eingebetteten Mikrochip,
einen RF-Sensor und/oder
einen elektronischen oder magnetischen Barcode zum Beispiel. Ferner
könnte
der transparente Teil 480 ferner einen faseroptischen Führer/Leser enthalten
oder einen Wellenleiter zum Beispiel. Die linke Seite 370 und/oder
die rechte Seite 380 können ebenso
gebildet sein, eines oder mehrere Fußbauteile 490 zu enthalten
zum Aufrechterhalten des Rahmens 360 in einer senkrechten
Position. Wie von Fachleuten verstanden werden wird, können die Fußbauteile 490 integral
oder verbindbar mit der linken Seite 370 und/oder der rechten
Seite 380 sein.
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Die
Oberseite 400 kann einen Handgriff 402 enthalten,
um es einem Anwender zu ermöglichen, den
nachgiebigen Behälter 350 zu
tragen, wenn der nachgiebige Behälter 350 im
Rahmen 360 aufgenommen wird, mit oder ohne dass der nachgiebige Behälter 350 im
Wesentlichen mit biopharmazeutischem Material befüllt ist.
Die Oberseite 400 kann ebenso daran angepasst sein, mit
dem nachgiebigen Behälter 350 verbunden
zu werden, um es zu ermöglichen,
dass die Oberseite 400 den nachgiebigen Behälter 350 stützt, ohne
dass der nachgiebige Behälter 350 mit
der linken Seite 370, der rechten Seite 380 oder
der Bodenseite 390 verbunden ist, wie dargestellt in 11.
Folglich kann ein Anwender den nachgiebigen Behälter 350 tragen, der
lediglich mit der Oberseite 400 verbunden ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Rahmen 600 einen ersten
Teil 610 und einen zweiten Teil 620 enthalten,
die daran angepasst sind, miteinander verbunden zu werden oder aneinandergeklemmt
zu werden, wie dargestellt in 20 bis 22.
Durch Verbindung mit einander können
der erste Teil 610 und der zweite Teil 620 ebenso
den nachgiebigen Behälter 630 sichern,
um biopharmazeutische Materialien dazwischen zu halten. Spezifisch
kann der nachgiebige Behälter 630 einen
oder mehrere Flansche 660 enthalten, welche verbindbar
sind zwischen einer inneren Oberfläche 615 des ersten
Teils 610 und einer inneren Oberfläche 625 des zweiten
Teils 620. Die Flansche 660 können eine oder mehrere Öffnungen 665 enthalten
zur Aufnahme von Pfosten 670, die von der inneren Oberfläche 625 des
zweiten Teils 620 vorspringen. Die innere Oberfläche 615 des
ersten Teils 610 kann ebenso eine oder mehrere Öffnungen
enthalten, die den Pfosten 670 entsprechen. Die Aufnahmepfosten 670 in Öffnungen
verhindern die Bewegung von dem Flansch 660 und folglich
dem nachgiebigen Behälter 630,
wenn der Flansch 660 zwischen dem ersten Teil 610 und
dem zweiten Teil 620 aufgenommen wird. Folglich kann der
nachgiebige Behälter 630 zwischen
dem ersten Teil 610 und dem zweiten Teil 620 gehalten
werden, so dass laterale und/oder vertikale Stützung für den nachgiebigen Behälter 630 durch
den ersten Teil 610 und den zweiten Teil 620 in
Verbindung mit dem Pfosten 670 bereitgestellt wird. Folglich
kann der Behälter 630 seine
Form beibehalten während
des Füllens
desselben, kann das verringerte Absacken des nachgiebigen Behälters erreicht
werden, und der nachgiebige Behälter 630 kann
in einem Umschlag des Raums, der durch den Rahmen 600 vorgegeben
wird, enthalten sein.
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Der
nachgiebige Behälter 630 kann
einen oder mehrere Anschlüsse
oder Kanäle 635 enthalten,
um das Befüllen
oder Entleeren von biopharmazeutischen Flüssigkeiten oder anderen Flüssigkeiten oder
Gasen in und/oder aus dem Inneren (nicht gezeigt) des flexiblen
Behälters 630 zu
ermöglichen. Der
nachgiebige Behälter 630 kann
ebenso eine Plakette oder ein Etikett 680 enthalten, das
vom Rahmen 600 vorspringt, um einem Anwender den Inhalt des
nachgiebigen Behälters 10 anzuzeigen,
wenn solch ein Etikett oder Anzeiger am nachgiebigen Behälter 630 angebracht
ist. Ebenso kann eine Schwenkseite 612 des ersten Teils 610 öffenbar
sein, um es dem nachgiebigen Behälter 630 zu
ermöglichen,
eine Bodenseite 614 des ersten Teils 610 zu überhängen, wenn
der nachgiebige Behälter 630 nicht
wesentlich mit biopharmazeutischem Material befüllt ist. Dies ermöglicht es,
dass der nachgiebige Behälter 630 erstreckt
werden kann, um Erschlaffung oder Faltung im nachgiebigen Behälter 630 während dem
Befüllen
desselben zu minimieren. Nachdem der nachgiebige Behälter 630 im
Wesentlichen mit biopharmazeutischem Material befüllt ist,
wird jede Erschlaffung im nachgiebigen Behälter 630 aufgenommen
sein, und der nachgiebige Behälter 630 kann
die Bodenseite 614 nicht überhängen. Folglich kann die Schwenkseite 612 geschlossen
werden, wenn der nachgiebige Behälter 630 im
Wesentlichen mit dem biopharmazeutischen Material befüllt ist,
um den Bodenteil des nachgiebigen Behälters 630 vor Kontakt mit
irgendwelchen äußeren Objekten
zu schützen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein nachgiebiger Behälter 700 zum
Halten von biopharmazeutischen Materialien eine oder mehrere Manschetten 710 enthalten zur
Aufnahme eines Stützbauteils 720 zum
Stützen des
nachgiebigen Behälters 700,
wie dargestellt in 23–25. Speziell
können
Manschetten 710 dimensioniert sein, um es zu ermöglichen,
dass das Stützbauteil 720 koaxial
durch sie durchtritt, und das Stützbauteil 720 kann
eine Stützstange
oder einen Lanzenteil 725 und einen Greifteil 730 enthalten. Ebenso
kann der Greifteil 730 geformt sein, so dass er angeordnet
ist über
dem Schwerpunkt des nachgiebigen Behälters 700, wenn der
nachgiebige Behälter 700 im
Wesentlichen mit biopharmazeutischen Materialien befüllt ist.
Der nachgiebige Behälter 700 kann
durch einen Anwender durch Halten des Greifteils 730 getragen
werden, z.B. wenn der nachgiebige Behälter 700 im Wesentlichen
mit flüssigen
biopharmazeutischen Materialien befüllt ist. Ferner kann das Stützbauteil 720 daran
angepasst sein, mehr als einen nachgiebigen Behälter 700 zu halten,
wie dargestellt in 25. Ebenso kann der nachgiebige
Behälter 700 in
einer Schutzabdeckung 750 aufgenommen werden, wie dargestellt
in 26. Die Schutzabdeckung 750 kann eine
innere Schaumauskleidung enthalten, um Stöße oder das Reißen des nachgiebigen
Behälters 700 zu
verhindern. Ebenso kann die Schutzabdeckung 750 isoliert
sein, um den nachgiebigen Behälter 700 auf
einer gewünschten Temperatur
zu halten. Ferner kann der nachgiebige Behälter 700 ein Etikett 760 ähnlich zum
Etikett 110 enthalten, um den Inhalt des nachgiebigen Behälters 700 zu
bestimmen, welches oberhalb einer oberen Oberfläche 755 der Schutzabdeckung 750 vorspringen
kann. Der nachgiebige Behälter 700 kann
ebenso einen oder mehrere Anschlüsse
oder Kanäle 705 enthalten,
um es zu ermöglichen,
dass biopharmazeutische Materialien oder andere Materialien darin eingefügt werden
können
oder daraus entfernt werden können.
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Wie
dargestellt in 27–28, kann
das Stützbauteil 720 in
einer Speichereinheit 800 aufgenommen werden, während das
Stützbauteil 720 den nachgiebigen
Behälter 700 stützt, welcher
z.B. im Wesentlichen mit biopharmazeutischem Material befüllt ist.
Spezifisch kann ein erstes Ende 722 des Stützbauteils 720 oberhalb
eines Stützrahmens 810 der
Speichereinheit 800 platziert sein, und eine Bodenseite 732 vom
Griffteil 730 des Stützbauteils 720 kann
oberhalb eines zweiten Stützrahmens 820 der Speichereinheit 800 platziert
sein. Der Stützrahmen 810 und
der zweite Stützrahmen 820 können jeweils vertiefte
Teile 812 und 822 enthalten, um das Stützbauteil 720 aufzunehmen.
Folglich kann, wie das aus 28 klar
wird, das Stützbauteil 720 mit
dem daran angebrachten nachgiebigen Behälter 700 einfach in die
Speichereinheit 800 geglitten werden Ebenso können die
Seiten der vertieften Teile 812 und 822 die Bewegung
des Stützbauteils 720 entlang
dem Stützrahmen 810 und
dem zweiten Stützrahmen 820 in
einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur longitudinalen Richtung
des Stützbauteils 720 verhindern, während es
in dem Speichereinheit 800 enthalten ist. Ferner kann die
Speichereinheit 800 ebenso Teiler 840 zwischen
benachbarten nachgiebigen Behältern 700 enthalten,
um den Kontakt zwischen benachbarten nachgiebigen Behältern zu
verhindern, welcher zur Beschädigung
der nachgiebigen Behälter
selbst oder ihres Inhalts führen
kann. In einem weiteren Beispiel enthält ein Stützbauteil 900 (29) ähnlich zum
Schutzbauteil 720 ein Zehenelement 910, das damit
verbunden ist, welches daran angepasst ist, aufgenommen zu werden
in und zu ruhen auf einem zweiten Stützrahmen 820, so dass
das Stützbauteil 900 vertikal
in eine Oberseite des stützenden
Rahmens 810 und des zweiten Stützrahmens 820 eingeführt werden
kann anstatt in den Stützrahmen 810 und
den Stützrahmen 820 geglitten zu
werden wie beim Stützbauteil 720.
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Obwohl
die Behälter
hierin als nachgiebige Behälter
beschrieben werden, können
die Behälter aus
halbfestem Material hergestellt werden, wie beispielsweise Polyethylen
oder ähnlichem
Solch ein halbstarres Material kann seine Form beibehalten und/oder
selbst stehen bleiben, wenn es leer ist und wenn es mit biopharmazeutischem
Material befüllt ist.
Ein Beispiel eines solchen Behälters
könnte
einen Behälter
einschließen ähnlich einem
Standardmilchkrug. Behälter,
die aus halbstarren Materialien hergestellt sind, können von
der zusätzliche
Starre profitieren, die z.B. durch die Anbringung an einen Rahmen zugeführt wird.
Ferner enthalten die Behälter,
ob sie aus einem nachgiebigen oder aus einem halbstarren Material
gebildet sind, äußere Oberflächen, welche die
inneren Oberflächen
(z.B. Wärmeübertragungsplatten)
einer Temperatursteuerungseinheit 20 kontaktieren, so dass
es einen Direktkontakt zwischen den gekühlten (z.B. auf Unter-null-Temperatur)
oder aufgeheizten inneren Oberflächen
der Temperatursteuerungseinheit 20 gibt und den äußeren Oberflächen des
Behälters,
der biopharmazeutische Materialien enthält. Alternativ können sich
die äußeren Oberflächen des
Behälters
zum Halten von biopharmazeutischen Materialien in Kontakt mit einem
Luftstrom in Inneren 25 der Temperatursteuerungseinheit 20 befinden,
um die Abkühlung
und/oder Aufheizung der Behälter
zu bewirken, welche biopharmazeutisches Material darin haben, um
zu bewirken, dass die Temperatur des biopharmazeutischen Materials gesteuert
wird.
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Das
biopharmazeutische Material in den oben beschriebenen nachgiebigen
Behältern
kann folglich gekühlt
werden oder andersartig thermoreguliert werden in der Temperatursteuerungseinheit 20 (z.B.
bei Unter-null-Temperatur). Wenn solch ein Arbeitsablauf abgeschlossen
ist, können
die nachgiebigen Behälter
aus der Temperatursteuerungseinheit 20 entfernt werden
durch Entfernen der nachgiebigen Behälter und der Rahmen oder anderer
Stützstrukturen,
in welchen die nachgiebigen Behälter
aufgenommen werden oder mit denen sie z.B. verbunden sind. Die Rahmen
oder anderen Stützstrukturen, welche
die nachgiebigen Behälter
halten, können
in einem großen
Kühler
oder Froster gelagert werden, z.B. mit einer inneren Lufttemperatur
von ungefähr minus
20 Grad Celsius.
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Ebenso
kann das biopharmazeutische Material in den nachgiebigen Behältern, die
oben beschrieben sind, entfernt werden aus und/oder eingefügt werden
darin durch Drehen der Position der nachgiebigen Behälter. Zum
Beispiel, wie dargestellt in 30, kann
der nachgiebige Behälter 630,
der im Rahmen 600 aufgenommen wird, mit flüssigem biopharmazeutischen
Material durch den Kanal 635 befüllt werden, indem der Rahmen 600 so
gedreht wird, dass der Kanal 635 oberhalb einer Bodenseite
des Rahmens 600 ist. Ebenso kann der nachgiebige Behälter 630 entleert
werden, indem der Rahmen so gedreht wird, dass der Kanal 635 geringfügig unterhalb des
Bodens des Rahmens 600 ist, wie dargestellt in 31,
oder indem der Rahmen 600 von oben nach unten gedreht wird
und es dem Inhalt ermöglicht
auszulaufen, wie dargestellt in 32. Die
anderen nachgiebigen Behälter,
die oben beschrieben sind, können
befüllt
werden und/oder entleert werden, indem die Rahmen oder Stützstrukturen,
an welchen sie anbringbar sind, in ähnlicher Weise manipuliert werden.
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Ein
typischer Ablauf zur Verarbeitung und/oder Konservierung eines biopharmazeutischen Materials
wird geschrieben wie folgt. Der nachgiebige Behälter 10 wird im Rahmen 15 eingefügt, und
die Oberseite 280 wird geschlossen, wie dargestellt in 2–3.
Das biopharmazeutische Material, z.B. flüssiges biopharmazeutisches
Material, wird durch den Kanal 120 in den nachgiebigen
Behälter 10 gegeben.
Der nachgiebige Behälter 10,
während
er im Rahmen 15 gehalten wird, wird dann in die Temperatursteuerungseinheit 20 eingefügt, wie
gezeigt in 5 und 6, wo der
biopharmazeutische Inhalt auf gesteuerte Weise gefroren wird (z.B.
auf minus 20 Grad Celsius oder darunter) zum Beispiel, so dass die
Gefrierrate (einschließlich
der dendritischen Gefrierfrontgeschwindigkeit von den Seiten des
Behälters
zur Mitte) gesteuert wird innerhalb oberer und unterer Grenzwerte,
wie beschrieben in der US-Patentanmeldung mit der Nummer 09/905,488,
wodurch folglich die Kryokonzentration des biopharmazeutischen Material
verhindert wird oder gehindert wird, wodurch eine unerwünschte Verschlechterung des
biopharmazeutischen Materials verhindert wird. Nachdem das biopharmazeutische
Material im nachgiebigen Behälter 10 gefroren
ist, kann der nachgiebige Behälter 10 aus
der Temperatursteuerungseinheit 20 entfernt werden und
in einem großen
Froster, z.B. einem begehbaren Froster, platziert werden, der eine
innere Lufttemperatur von ungefähr
minus 20 Grad Celsius hat, wie sie typischerweise in großen medizinischen
Einrichtungen (d.h. Krankenhäusern) vorliegen.
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Es
wird für
Fachleute aus der obigen Beschreibung klar sein, dass der nachgiebige
Behälter 250 (15)
seinen Inhalt gefroren haben kann oder seine Temperatur andersartig
geregelt haben kann und auf die gleiche Weise wie der nachgiebige
Behälter 10 gelagert
werden kann.
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Spezifisch
kann der nachgiebige Behälter 350i m
Rahmen 360 aufgenommen werden, und der Rahmen 360 kann
in die Temperatursteuerungseinheit 20 oder einen verschiedenen
Kühler,
Froster oder Heizer eingefügt
werden. Der nachgiebige Behälter 630 (20)
kann im Rahmen 600 aufgenommen werden, sein Inhalt kann
in der Temperatursteuerungseinheit 20 gefroren werden,
und der nachgiebige Behälter 630 kann
ebenso in einem begehbaren Froster gelagert werden. Ähnlich kann
der nachgiebige Behälter 700 (23)
das Stützbauteil 710 auf nehmen
und kann in die Temperatursteuerungseinheit 20 oder andere
Mittel zum Heizen oder Kühlen seines
Inhalts gegeben werden. Ebenso kann der nachgiebige Behälter 700 in
einem begehbaren Froster gelagert werden. Aus der vorliegenden Beschreibung
wird es von Fachleuten ferner verstanden werden, dass Abwandlungen
für spezifische
hierin beschriebene Beispiele und für die Schritte zur Durchführung des
Verfahrens zur Konservierung, zum Einfrieren und/oder Verarbeiten
des biopharmazeutischen Materials durchgeführt werden können.
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Ferner
können
die oben beschriebenen nachgiebigen Behälter aus einem Froster oder
einem anderen System zum Lagern der nachgiebigen Behälter und
der Inhalt derselben bei einer gesteuerten Temperatur entfernt werden.
Diese nachgiebigen Behälter,
welche darin biopharmazeutisches Material enthalten, können dann
in eine gesteuerte Temperatursteuerungseinheit aufgenommen werden
zum Aufheizen, Schmelzen und/oder Auftauen des biopharmazeutischen
Materials, das in den nachgiebigen Behältern enthalten ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche in 33 dargestellt
ist, wird ein System zum Kühlen,
Konservieren und Lagern von biopharmazeutischen Materialien gezeigt. Dieses
System kann einen sterilen Behälter
enthalten, wie beispielsweise einen nachgiebigen Behälter 1010,
der daran angepasst ist, die biopharmazeutischen Materialien zu
enthalten, und konfiguriert ist, sich der Form eines Inneren einer
Temperatursteuerungseinheit 1020 (z.B. einem Wärmetauscher)
anzupassen und/oder sich der Gestalt eines Inneren einer Stützstruktur 1032 zum
Speichern der biopharmazeutischen Materialien anzupassen.
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Die
Temperatursteuerungseinheit 1020 ist konfiguriert, um betreibbar
mit einer Temperaturregeleinheit 1027 zum Steuern von Fluidfluss
durch ein leitfähiges
Medium gekoppelt zu werden, wie beispielsweise Wärmeübertragungsplatten 1040 der Temperatursteuerungseinheit 1020,
um die Temperatur eines Inneren 1025 desselben zu steuern.
Eine Steuerung 1050 ermöglicht
es einem Anwender, die Temperaturregeleinheit 1027 zu steuern,
um die Aufheizung und/oder Abküh lung
des leitfähigen
Mediums, wie beispielsweise der Platten 1040, zu steuern,
um das Einfrieren oder Auftauen z.B. von biopharmazeutischen Materialien
in einem Behälter
wie dem nachgiebigen Behälter 1010 zu
bewirken, wenn er in das Inneren 1025 der Temperatursteuerungseinheit 1020 gegeben
ist. Die Steuerung 1050 kann ebenso mit einem Temperatursensor
(nicht gezeigt) gekoppelt werden, der im Inneren 1025 der
Temperatursteuerungseinheit 1020 angeordnet ist. Der Temperatursensor
kann auf eine oder mehrere der Platten 1040 z.B. angeordnet
sein und kann Temperaturrückkopplung
für die
Steuerung 1050 bereitstellen, um die Steuerung der Temperaturregeleinheit 1027 zu
erleichtern. Ein Beispiel einer Temperatursteuerungseinheit 1020 ist
beschrieben in der mitbesessenen US-Patentanmeldung mit der Nummer 09/905,488,
eingereicht am 13. Juli 2001, und der mitbesessenen US-Patentanmeldung
mit der Nummer 09/863,126, eingereicht am 22. Mai 2001, deren Gesamtheit
von jeder hiermit durch Bezug aufgenommen wird. Die in den zuvor
erwähnten
Anmeldungen beschriebenen Kühlsysteme
und die Frier- und Auftautechnologien, die darin beschrieben sind, können in
Verbindung mit den Systemen und Verfahren zum Einfrieren, Lagern
und Auftauen von biopharmazeutischen Materialien der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Spezifisch können die kryogenischen Abkühler oder
Wärmetauscher,
die in diesen Anmeldungen beschrieben sind, konfiguriert werden,
um die Behälter
zum Speichern von biopharmazeutischen Materialien, die hierin beschrieben werden,
und die zugeordneten Strukturen einzubeziehen und/oder aufzunehmen.
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Der
nachgiebige Behälter 1010 kann
konfiguriert sein, um sich der Form des Inneren 1025 der Temperatursteuerungseinheit 1020 anzupassen. Spezifisch
kann sich der nachgiebige Behälter 1010 dem
Inneren 1025 so anpassen, dass jeder Raum oder Zwischenraum
zwischen dem nachgiebigen Behälter 1010 und
den Wärmeübertragungsplatten 1040 verringert
werden könnte
oder verhindert werden könnte.
Zum Beispiel kann der nachgiebige Behälter 1010, wenn er
im Wesentlichen befüllt
ist, eine Parallelepipedform bilden. Ferner kann der nachgiebige
Behälter 1010 konfiguriert
sein, so dass er sich den Gestalten vom Inneren von anderem als
dem Inneren 1025 anpasst, so dass beliebige Räume oder Zwischenräume zwischen
dem nachgiebigen Behälter 1010 und
den Wärmeübertragungsplatten
in solch anders geformten Behältern
verringert werden könnten
oder verhindert werden könnten.
Obwohl die Behälter
hierin als nachgiebige Behälter
beschrieben sind, können
die Behälter
aus halbfestem Material hergestellt sein. Solch ein Material kann
verwendet werden, um einen Behälter
zu konstruieren, welcher geformt ist, sich dem Inneren der Temperatursteuerungseinheit 1020 anzupassen.
Bevorzugt enthält der
Behälter,
ob er aus nachgiebigem oder halbstarrem Material gebildet ist, Oberflächen, welche
die inneren Oberflächen
(z.B. Wärmeübertragungsplatten) der
Temperatursteuerungseinheit 1020 kontaktieren, so dass
ein direkter Kontakt zwischen den gekühlten (oder aufgeheizten im
Tauablauf) Oberflächen
der Temperatursteuerungseinheit und den äußeren Oberflächen des
Behälters,
der biopharmazeutische Materialien enthält, besteht.
-
In
einem Beispiel kann der nachgiebige Behälter 1010, wenn er
im Wesentlichen befüllt
ist, eine Parallelepipedgestalt bilden. Der nachgiebige Behälter 1010 kann
gebildet werden durch Verschweißen von
verschiedenen Folien aus Material, um die Parallelepipedgestalt
zu bilden, wie unter anderem dargestellt in 36 und 37.
Ein Beispiel eines Verfahrens zur Bildung des nachgiebigen Behälters 1010 ist
in den 34–36 veranschaulicht.
Eine obere Folie 1105 und eine untere Folie 1110,
die verwendet werden, um den nachgiebigen Behälter zu bilden, werden aufeinander
platziert, und eine zusätzliche
Folie 1115 und eine Folie 1120 werden z.B. als
Bälge gefaltet
und zwischen die Folie 1105 und die Folie 1110 eingefügt. Vier
longitudinale Schweißnähte werden
ausgeführt,
um die vier longitudinalen Ecken des nachgiebigen Behälters zu
verschweißen unter
Verwendung von Flachhitzeschweißen.
Zum Beispiel werden 45-Grad-Schweißnähte durchgeführt zwischen
den inneren Bälgen
und der oberen Folie 1105 und der Bodenfolie 1110,
und Querschweißnähte werden
durchgeführt,
um die oberen und unteren Seiten des nachgiebigen Behälters 1010 abzudichten.
Klappen 1150 (37) können erzeugt werden, indem
eine Folienschicht oberhalb der 45-Grad-Schweißnähte belassen wird. Ebenso werden
Löcher 1151 (37)
hergestellt durch Ausstanzen in den Klappen gefolgt durch kreisförmiges Folienschweißen, wie
das für
Fachleute bekannt ist.
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In
einem weiteren Beispiel wird ein nachgiebiger Behälter 150,
der als Behälter
zum Frieren, Lagern und Auftauen von biopharmazeutischen Materialien
verwendet wird, in 37 dargestellt. Ein Einlassanschluss 1035 ermöglicht es,
dass biopharmazeutische Materialien in ein Inneres (nicht gezeigt) des
nachgiebigen Behälters 1015 eingebracht
werden können
und aus diesem entfernt werden können. Eine
Röhre (nicht
gezeigt in 37) ähnlich zu jener, die in 42 gezeigt
ist, kann mit dem Einlassanschluss 1035 verwendet werden
unter Verwendung eines Ansatzstückes,
das innerhalb des Einlassanschlusses platziert wird. Ansatzstücke wie
jene, die im US-Patent mit der Nummer 6,186,932 beschrieben sind,
können
zur Verbindung solcher Röhren
verwendet werden. Ebenso können
bevorzugt Ansatzstücke
verwendet werden, die die Sterilität des Inhalts des Behälters oder
nachgiebigen Behälters
aufrechterhalten. Die Ansatzstücke
können
in verschiedenen Formen konfiguriert sein, wie beispielsweise geraden
Ansatzstücken
und/oder angewinkelten Ansatzstücken
einschließlich
Neunzig (90)-Grad-Winkeln,
falls gewünscht.
Ein starrer oder halbstarrer Halter 1200, der Löcher 1151 hat,
kann durch Schlitze 1210 im Halter 1200 eingefügt werden.
Einer oder mehrere Stifte 1153 können dann durch die Löcher 1151 eingefügt werden.
Der Anwender kann den nachgiebigen Behälter 1015 und den
Halter 1200 halten und tragen mit dem Handgriff 1250 des
Halters 1200. Zum Beispiel kann jede der vier Klappen 1150 ein
Loch 1151 enthalten. Die vier Klappen sind einfügbar innerhalb
jedem der vier Schlitze 1210 auf dem Halter 1200.
Ein Stift kann durch jedes der zwei Löcher auf gegenüberliegenden
Schlitzen eingesteckt werden. Zum Beispiel können lange Stifte (nicht gezeigt)
durch ein Paar von Löchern
in den Klappen eingesteckt werden, so dass die zwei Stifte verwendet
werden können,
um den Halter 1200 mit dem nachgiebigen Behälter 1015 zu
stützen.
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Obwohl
hierin speziell Stifte erwähnt
werden, wird es durch Fachleute verstanden werden, dass der nachgiebige
Behälter 1010 oder
ein anderer Behälter
verwendet werden können
mit oder ohne den Halter 1200 und dass andere Mittel zum
Sichern des nachgiebigen Behälters 1010 mit
dem Halter 1200, wie beispielsweise Klemmen oder andere
Befestigungssysteme, verwendet werden können. Ferner, obwohl der hierin
beschriebene Behälter
als nachgiebiger Behälter
beschrieben ist, kann der Behälter
aus halbstarrem Material hergestellt werden. Solch ein Material
kann verwendet werden, um einen Behälter zu konstruieren, welcher
geformt ist, um sich dem Inneren einer Temperatursteuerungseinheit 1020 anzupassen.
Bevorzugt enthält
der Behälter,
ob er aus nachgiebigem oder halbstarrem Material gebildet ist, Oberflächen, welche
die inneren Oberflächen
(z.B. Wärmetransferplatten)
der Temperatursteuerungseinheit 1020 kontaktieren, so dass
ein direkter Kontakt zwischen den gekühlten (oder aufgeheizten in
einem Auftauablauf) Oberflächen
der Temperatursteuerungseinheit und den äußeren Oberflächen des
Behälters,
der biopharmazeutischen Materialien enthält, besteht.
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Mit
Bezug nun auf 38–42 kann
eine Stützstruktur
wie ein Gefäß 1060 einen
inneren Teil 1300 aufweisen, der daran angepasst ist, einen
Behälter,
wie beispielsweise den Behälter 1010 und eine
Oberseite 1310 zum Abdecken des Inneren 1300 aufzunehmen.
Der innere Teil 1300 ist in einer Gestalt ausgeformt, die
im Wesentlichen ähnlich
ist zu einem Behälter,
der Biopharmazeutika enthält,
wie beispielsweise einem sterilen nachgiebigen Behälter 1010,
wenn er befüllt
ist oder wenn er das biopharmazeutische Material enthält. Folglich
können
die Wände
und/oder Bodenoberfläche
des inneren Teils 1300 dazu dienen, den nachgiebigen Behälter 1010 abzustützen, wenn
der nachgiebige Behälter 1010, der
Biopharmazeutika enthält,
darin eingefügt
ist. Die Oberseite 1310 kann ebenso eine Öffnung 1320 enthalten,
um einen Kanal oder eine Röhre 1330 aufzunehmen
zum Befüllen
und/oder Entleeren des nachgiebigen Behälters 1010 hindurch
und durch einen Einlassanschluss des nachgiebigen Behälters 1010 (nicht
dargestellt), wie in 41–42 gezeigt.
Die Öffnung 1320 kann
einen Filter (nicht gezeigt) enthalten, um beliebiges biopharmazeutisches
Material zu filtern. Der nachgiebige Behälter 1010 im Gefäß 1060 kann
ebenso entleert werden durch Drehen des Gefäßes 1060 von oben
nach unten und es dem Inhalt ermöglichen
auszulaufen.
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Das
Gefäß 1060 kann
folglich einen leeren sterilen nachgiebigen Behälter 1010 aufnehmen.
Der nachgiebige Behälter 1010 kann über eine
Röhre 1330 mit
biopharmazeutischem Material befüllt
werden, bevor der nachgiebige Behälter 1010 zur Temperatursteuerungseinheit 1020 (33)
transferiert wird. Der nachgiebige Behälter kann dann aus dem Gefäß 1060 entfernt
werden und in der Temperatursteuerungseinheit 1020, wie
gezeigt in 33, platziert werden, worin
das Abkühlen
und Einfrieren stattfinden können.
Nachdem das biopharmazeutische Material gefroren ist (z.B. auf minus
20 Grad Celsius oder darunter) oder seine Temperatur anderweitig
im nachgiebigen Behälter 1010 in
der Temperatursteuerungseinheit 1020 reguliert wurde (z.B.
aufgetaut), kann der nachgiebige Behälter 1010 wieder zum
Gefäß 1060 zum
Beispiel zurückgegeben
werden. Das Gefäß 1060 kann
isoliert sein, um den Transport des nachgiebigen Behälters 1010 zu
einem Ort zur Verwendung des biopharmazeutischen Materials zu ermöglichen.
Folglich umfasst in einer Ausführungsform
des Systems, das in 33 dargestellt ist, die Stützstruktur 1032 zum
Aufnehmen, Transportieren und Lagern eines Behälters, wie beispielsweise eines
sterilen nachgiebigen Behälters 1010,
das isolierte Gefäß, das in 38–42 dargestellt
ist. Jedoch, falls gewünscht,
kann das Gefäß 1060 nicht-isoliert
sein. Das Gefäß kann konstruiert
sein, um wirksam in einem begehbaren Froster oder in einer anderen
Struktur platziert zu werden zur Aufrechterhaltung des biopharmazeutischen
Materials und des nachgiebigen Behälters 1010 in einem
gefrorenen Zustand oder auch bei einer anderen gewünschten
Temperatur. Ferner kann das Gefäß 1060 daran
angepasst sein, ein Etikett oder einen Anhänger 1340 aufzunehmen,
welcher geschriebene Information und/oder einen elektronischen oder
magnetischen Barcode zur Anzeige des Inhalts desselben enthalten
kann, um die Identifikation, die Nachverfolgung und die Kennzeichnung
des Inhalts desselben zu erleichtern. Die Verwendung des Anhängers 1340 kann
folglich die Verwaltung von im Gefäß 1060 gespeicherten
Materialien erleichtern, wenn es in einem größeren Froster gelagert wird,
der andere Gefäße enthält, die ähnlich zu
ihm erscheinen können.
Zum Beispiel kann der Froster ein begehbarer Froster sein, der eine
innere Lufttemperatur von ungefähr
minus 20 Grad Celsius hat. In einem weiteren Beispiel kann der nachgiebige
Behälter 1010 in
einem getrennten starren Behälter
(nicht gezeigt) platziert werden, z.B. einem anodisierten Aluminiumbehälter, der zugespitzt
ist, um den nachgiebigen Behälter 1010 aufzunehmen,
und konfiguriert ist, im Gefäß 1060 platziert
zu werden und der Temperatursteuerungseinheit 1020 (33)
zum Gefrieren und/oder Auftauen des Inhalts des nachgiebigen Behälters 1010. Der
starre Behälter
kann aus thermisch leitfähigem Material
hergestellt sein und konstruiert sein, in einem großen Froster
gespeichert zu werden, wenn er mit biopharmazeutischem Material
befüllt
ist.
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Der
Boden vom Gefäß 1060 kann
eine oder mehrere Nuten 1324 enthalten, wie dargestellt
in 38–42.
Die Nuten 1324 sind konfiguriert, um Vorsprünge 1310 aufzunehmen,
welche an der oberen Abdeckung des Gefäßes 1060 angeordnet
sind. Wenn eine Oberseite 1312 auf dem Gefäß 1060 platziert
wird, ermöglichen
es die Vorsprünge,
ein Gefäß oberhalb
eines weiteren Gefäßes zu stapeln.
Die Vorsprünge 1310 eines
Bodengefäßes können in
die Nuten 1324 passen, die am Boden eines Gefäßes angeordnet
sind, das oberhalb von ihm gestapelt ist. Die obere Abdeckung von
jedem Gefäß 1060 kann
ebenso ein Loch 1320 oder einen anderen Durchlass enthalten,
um es zu ermöglichen,
dass eine Röhre 1330, die
mit dem Behälter
auf dem nachgiebigen Behälter 1060 verbunden
ist, durch sie hindurch platziert wird. Solch eine Konfiguration
ist in 42 dargestellt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Stützstruktur 1032 von 33 die Form
eines faltbaren Behälters
haben, wie eine Steige 1400, welche ebenso daran angepasst
ist, den nachgiebigen Behälter 1010,
wie beispielsweise in 33 veranschaulicht, in einem
inneren Teil 1410 aufzunehmen, wie dargestellt in 43–46. Ebenso
kann die Steige 1400 daran angepasst sein, mit dem Gefäß 1060 der 33 und 38–42 oder
zusätzlichen
Steigen 1400 gestapelt zu werden, wie dargestellt in den 43–47,
worin die Oberseite 1310 und die Oberseite 1420 von
Gefäß 1400 jeweils
Vorsprünge 1422 und
Vorsprünge 1310 enthalten.
Das Gefäß 1060 und
die Steige 1400 enthalten jeweils aufnehmende Anschlüsse 1424 und 1314,
um die Vorsprünge
aufzunehmen, wodurch folglich das Stapeln der Steige 1400 und/oder
des Gefäßes 1060 ermöglicht wird.
Die Steige 1400 (43–47)
und/oder das Gefäß 1060 (38–42)
könnten
z.B. aus Polystyren gebildet sein, z.B. aus STYROPOR-artigem Material,
einem starren Polyurethan (geschlossene Zellen), Polyethylen oder
anderen geeigneten Ingenieurmaterialien, einschließlich Kompositmaterialien
zum Beispiel. Ferner können
die Steige 1400 und das Gefäß 1060 über Spritzgießen, Extrusionsblasgießen oder Injektionsblasgießen gebildet
werden. Wie dargestellt in 47, kann
die Steige 1400 faltbar oder zusammenklappbar sein, um
die Lagerung derselben auf weniger voluminöse Weise zu ermöglichen.
Eine solche zusammenklappbare Steige 1400 und/oder Gefäß 1060 können ebenso
z.B. aus Polykarbonat, Polysulfon, Polyethylen oder anderen geeigneten
Ingenieurmaterialien einschließlich
Komposit z.B. gebildet werden. Solch eine faltbare, zusammenklappbare
Steige 1400 kann ebenso über Spritzgießen oder
Fräsen
und Zusammenbau von Komponententeilen davon gebildet werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine Temperatursteuerungseinheit 1500 eine
Vielzahl von aufnehmenden inneren Teilen 1510 enthalten
zur Aufnahme einer Vielzahl von nachgiebigen Behältern 1515, die daran angepasst
sind, biopharmazeutisches Material zu enthalten, wie dargestellt
in 48. Jeder aufnehmende innere Teil 1510 kann
eine Vielzahl von Wärmeübertragungsplatten 1520 zur
Regulierung einer Temperatur von einem der nachgiebigen Behälter 1515 enthalten.
Die Temperatursteuerungseinheit 1500 ist mit einer Temperaturregulierungseinheit 1530 gekoppelt
zur Regulierung der Temperatur von Platten 1520, worin
die Temperaturregulierungseinheit 1530 durch eine Steuerung 1540 gesteuert
wird, die durch einen Anwender programmierbar ist. Die Steuerung 1540 kann
ebenso mit einem oder mehreren Temperatursensoren (nicht gezeigt)
gekoppelt werden, die in einem oder mehreren inneren Teilen 1510 angeordnet
sind (z.B. eine oder mehrere der Platten 1520). Die Rückführung von
den Temperatursensoren in Bezug auf die Temperatur von inneren Teilen 1510 kann
es der Steuerung ermöglichen,
genauer die Temperatur der inneren Teile 1510 zu steuern
und folglich des biopharmazeutischen Materials, wenn die nachgiebigen
Behälter 1515,
welch in inneren Teilen 1510 aufgenommen werden, das biopharmazeutische
Material enthalten.
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Eine
Temperatursteuerungseinheit 1510 ähnlich zu jener, die in 48 veranschaulicht
ist, kann daran angepasst sein, eine starre Stützplatte 1550 aufzunehmen
oder enthalten zu können,
welche orientiert sein kann, um ein zugespitztes Inneres 1511 zu
bilden, wie dargestellt in 49. Die
Stützplatte 1550 kann
konfiguriert sein, um eine oder mehrere Oberplatten 1200 aufzunehmen,
welche mit dem nachgiebigen Behälter 1516 verbunden
sind. Die Wärmeübertragungsplatten 1521 innerhalb
der Temperatursteuerungseinheit 1501 können orientiert sein, um einen
zugespitzten Schlitz zu bilden. Die Stützplatte 1550 kann
gebildet sein aus Polykarbonat, Polysulfon oder Polyethylen über Injektionsgießen oder
Fräsen
zum Beispiel, wie das für
Fachleute klar sein wird. Ebenso kann die Oberplatte 1200 Nuten 1518 aufweisen,
die daran angepasst sind, aufnehmende Nuten 1562 eines
aufnehmenden Teils 1560 der starren Stützplatte 1550 zu erfassen.
Folglich können
nachgiebige Behälter 1516 in
eine der inneren Teile 1511 der Temperatursteuerungseinheit 1501 eingefügt werden,
wodurch sie folglich die Oberplatte 1200 mit der starren
Stützplatte 1550 erfassen.
Der nachgiebige Behälter 1516 kann
dadurch in der Temperatursteuerungseinheit 1501 zum Aufheizen
oder Abkühlen
des biopharmazeutischen Materials darin abgestützt werden, wie dargestellt
in 50. Es kann möglich
sein, wie dargestellt in 51, einen
Behälter
zu konstruieren zum Halten des biopharmazeutischen Materials als
die Kombination des nachgiebigen Behälters 1570, die integral mit
einer starren oder halbstarren Oberplatte 1571 gebildet
wird, so dass der nachgiebige Behälter 1570 und die
Oberplatte 1571 als einzige Einheit gebildet werden.
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52–54 veranschaulichen
ein weiteres Beispiel eines nachgiebigen Behälters 1600, der erfasst
ist mit einer Zelle oder einem inneren Teil 1612 einer
Temperatursteuerungseinheit 1610. Der nachgiebige Behälter 1600 enthält eine
nachgiebige Oberseite 1630, welche Löcher 1640 enthält, die
daran angepasst sind, Vorsprünge 1650 aufzunehmen, die
mit einem oberen Teil 1660 der Temperatursteuerungseinheit 1610 verbunden
sind. Löcher 1640 können mit
den Vorsprüngen 1650 ausgerichtet
werden, wenn der nachgiebige Behälter 600 in
die Temperatursteuerungseinheit 1610 eingefügt wird,
um den nachgiebigen Behälter 1600 an
dem Oberteil 1660 zu sichern. Diese Stütze der Oberseite 1630 des
nachgiebigen Behälters 1600 ist
speziell nützlich,
wenn der nachgiebige Behälter 1600 über eine Öffnung 1605 in
der Oberseite 1630 des nachgiebigen Behälters 1600 befüllt wird,
weil in diesem Augenblick der nachgiebige Behälter 1600 noch kein
biopharmazeutisches Material enthält, so dass die Seitenwände oder
Platten 1615 der Temperatursteuerungseinheit 1610 den
nachgiebigen Behälter 1600 und
den Inhalt desselben stützen
können.
Ebenso kann ein Gefäß (nicht
gezeigt) zum Speichern des nachgiebigen Behälters 1600 während des
Transports oder der regulierten Temperaturspeicherung desselben
Vorsprünge ähnlich zu
den Vorsprüngen 1650 enthalten,
um die Löcher 1640 zu
erfassen, um die Oberseite 1630 des nachgiebigen Behälters 1600 abzustützen. Der obere
Teil 1630 kann an Seitenwände 1635 des nachgiebigen
Behälters 1600 geschweißt sein,
wie dargestellt in 55, wie durch Fachleute verstanden
werden wird.
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Ein
weiteres Beispiel eines Systems zum Einfrieren, Auftauen, Speichern
und Konservieren von biopharmazeutischem Material ist in 55 dargestellt.
Behälter 1700 mit
biopharmazeutischen Materialien darin mit einer Oberplatte entweder
integral oder entfernbar daran angebracht, wie zuvor beschrieben,
sind daran angepasst, aufnehmende Teile 1710 der nachgiebigen
Behälterstützstruktur 1720 zu erfassen.
Spezifisch enthalten die Behälter 1700 Oberteile 1705,
die Nuten 1707 haben, welche vertikal in Nuten 1712 von
aufnehmenden Teilen 1710 eingeführt werden können und
folglich die Behälter 1700 stützen. Der
Behälter 1700 kann
mit biopharmazeutischem Material durch Öffnungen 1709 befüllt werden,
während
sie mit der Stützstruktur 1720 erfasst
werden. Wenn befüllt,
können
die Behälter 1700 und
die Stützstruktur 1720 so
angeordnet sein, dass die Behälter 1700 in
die Temperatursteuerungseinheiten 1800 eingefügt sind,
wie dargestellt in 55. Das biopharmazeutische Material
in einem oder mehreren Behälter 1700 kann folglich
abgekühlt
werden oder andersartig in der Temperatursteuerungseinheit 1800 reguliert
werden (7.B. gefroren bei minus 20 Grad Celsius oder darunter).
Wenn solch ein Ablauf abgeschlossen ist, können die Behälter 1700 aus
der Temperatursteuerungseinheit 1800 entfernt werden, durch
Entfernung der Stützstruktur 1720 zum
Beispiel, in ein Gefäß (nicht
gezeigt). Das Gefäß (nicht
gezeigt) oder ein anderer Behälter,
der groß genug
ist, um die Stützstruktur 1720 aufzunehmen, kann
in einem großen
Froster mit einer inneren Lufttemperatur von z.B. ungefähr minus
20 Grad Celsius gelagert werden.
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Ein
weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Einfrieren, Auftauen, Speichern
und Konservieren von biopharmazeutischem Material ist wie nachfolgend
beschrieben. Der nachgiebige Behälter 1010 wird
in eine Stützstruktur 1032 (33)
eingefügt, wie
beispielsweise ein Gefäß 1060 (38–42), und
die Oberseite 1310 wird darauf platziert, wie dargestellt
in 41 und 42. Biopharmazeutisches Material
wird durch die Öffnung 1320 und
durch den Kanal 1330 in den nachgiebigen Behälter 1010 gegeben.
Der nachgiebige Behälter 1010 wird
dann aus dem Gefäß 1060 entfernt
und in die Temperatursteuerungseinheit 1020 eingefügt, wie
gezeigt in 33. Die biopharmazeutischen
Inhalte werden dann in der Temperatursteuerungseinheit 1020 gefroren,
auf kontrollierte Weise zum Beispiel, so dass die Gefrierrate innerhalb
oberer und unterer Grenzen gesteuert wird, wie beschrieben in der
US-Patentanmeldung mit der Nummer 09/905,488, wodurch folglich die Kryokonzentration
des biopharmazeutischen Materials verhindert oder gehindert wird,
wodurch eine unerwünschte
Verschlechterung des biopharmazeutischen Materials verhindert wird.
Nachdem das biopharmazeutische Material im nachgiebigen Behälter 1010 gefroren
ist, kann der nachgiebige Behälter 1010 aus
der Temperatursteuerungseinheit 1020 entfernt werden und
wiederum in das Gefäß 1060 eingesetzt
werden, das dann in einem großen
Froster, z.B. einem begehbaren Froster, platziert werden kann, der
eine innere Lufttemperatur von ungefähr 20 Grad Celsius hat, wie
er typischerweise in großen
medizinischen Einrichtungen (z.B. Krankenhäusern) vorliegt. Es wird für die Fachleute
aus der obigen Beschreibung klar sein, dass der Inhalt des nachgiebigen
Behälters 1516 (49)
gefroren werden kann oder seine Temperatur in der Temperatursteuerungseinheit 1500 geregelt
werden kann und in einem Gefäß 1060 gespeichert
werden kann (38–42). Ferner
kann der Inhalt des nachgiebigen Behälters 1600 (52)
in der Temperatursteuerungseinheit 1610 unter Verwendung
der Platte 1615 und des nachgiebigen Behälterstützhalters 1720 gefroren werden,
und der nachgiebige Behälter 1615 kann
in einem Gefäß gespeichert
werden, das daran angepasst ist, die nachgiebige Behälterstütze 1720 aufzunehmen.
Es wird ferner durch Fachleute verstanden werden, dass Abwandlungen
für spezielle
Bespiele, die hierin beschrieben wurden, und für Schritte zur Durchführung des
Verfahrens zur Konservierung von biopharmazeutischem Material durchgeführt werden können.
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Aus
der obigen Beschreibung wird es von Fachleuten verstanden werden,
dass hierin beschriebene nachgiebige Behälter daran angepasst sein können zur
Verwendung in Behältern,
Rahmen, Speichereinheiten, Stützstrukturen,
Transportvorrichtungen, Temperatursteuerungseinheiten, Wärmetauschern,
Gefäßen und/oder
Prozessoren verschiedner Formen und Abmessungen. Ferner können die Rahmen,
Behälter,
Stützstrukturen,
Wärmetauscher, Temperatursteuerungseinheiten,
Gefäße und/oder Prozessoren
angepasst sein, nachgiebige Behälter von
verschiedenen Formen und Abmessungen aufzunehmen. Diese Rahmen,
Gefäße oder
Stützstrukturen
können
zur Langzeit- oder Kurzzeitspeicherung der nachgiebigen Behälter angepasst
sein, die biopharmazeutische Materialien in flüssigem oder gefrorenem Zustand
enthalten, oder können
daran angepasst sein, die nachgiebigen Behälter zu transportieren, welche
biopharmazeutische Materialien in flüssigem oder gefrorenem Zustand
enthalten. Zum Beispiel können
die Speichereinheiten, Gefäße oder Transportvorrichtungen
isoliert sein, um es dem Material zu ermöglichen, auf einer vorgegebenen
Temperatur für
einen verlängerten
Zeitabschnitt zu verbleiben. Ferner können diese nachgiebigen Behälter, Rahmen,
Behälter,
Stützstrukturen,
Temperatursteuerungseinheiten, Wärmetauscher
und/oder Prozessoren zur Verwendung mit Materialien angepasst sein,
die anders sind als biopharmazeutische Materialien. Schließlich können die
Speicherbehälter, Stützstrukturen,
Gefäße oder
Rahmen mit verschiedenen Transportmechanismen ausgestattet sein, wie beispielsweise
Rädern,
Kufen oder Schlitten, Trockeneisspeicherabteilen oder anderen Vorrichtungen,
um den Transport und die Organisation desselben zu erleichtern.
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Während die
Erfindung hierin im Detail beschrieben und dargestellt wurde, wird
es für
Fachleute im relevanten Stand der Technik klar sein, dass verschiedene
Abwandlungen, Hinzufügungen,
Ersetzungen und ähnliches
durchgeführt
werden können, ohne
vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, und dass diese deshalb
betrachtet werden, innerhalb des Bereichs der Erfindung zu liegen,
der durch die folgenden Ansprüche
vorgegeben ist.