DK147998B - Filteraggregat - Google Patents

Description

147998

Den foreliggende opfindelse angår et filteraggregat til filtrering af farmaceutiske, flydende materialer uden risiko for kontaminering af filtratet i tilfælde af laskning af ufiltreret, flydende materiale forbi en filtertætning.

Farmaceutiske filtre skal tilfredsstille strenge krav, og af denne grund er de fleste udformninger af filtre, som fås i handelen, ikke acceptable. Alle de dele af filteraggregatet, som kommer i berøring med den væske, som skal filtreres, skal være sterile, og desuden kan det ikke tolereres, at filtratet kontamineres af ufiltreret materiale, som passerer uden om filteret, idet dette kan få farlige og muligvis endogså skæbnesvangre følger for en patient, hvem det filtrerede farmaceutiske væskemateriale sidenhen indgives.

2 147998

Det er almindelig praksis i den farmaceutiske industri at sterilisere et filter på brugsstedet i det system, hvori det anvendes. Dette betyder, at det steriliserende fluidum, i reglen damp eller ethylenoxidgas, skal nå enhver af filterets dele, selv på ydersiden af en eventuel elastisk pakning, idet der er mulighed for, at pakningen pumper kontaminerende materiale ind i systemet i forbindelse med ændringer af det indvendige tryk. Denne fordring bevirker, at man til farmaceutisk brug ikke kan godkende noget filter med indvendige, elastiske pakninger, som forhindrer, at sterilisationsgas får adgang til nogen del af filterenhedens indre.

Dertil kommer, at filtre, der fås i handelen, normalt er forsynet med en sådan tætning af filterhuset, at en væskestrømning gennem filteret fremtvinges, men at der findes lækageveje ved pakningselementet, så at uf iltreret væske, som på grund af en def.ekt pakning passerer forbi tætningselementet, kan trænge ind og kontaminere filtratet .

USA-patentskrift nr. 3.696.932 beskriver en filterkonstruktion, som udelukker passage uden om et filter med deraf følgende kontamination af filtratet ved at tilvejebringe en lækagevej, som strækker sig til husets yderside. Denne laskagevej er placeret mellem specielt strukturerede endedæksel- og filterhusdele, idet man samtidig har undgået tætningsmidler, men i stedet sat sin lid til en integreret svejsning"eller sammensmeltning af husets og endedækslernes enkeltdele, hvor dette har været muligt, og en pakning med aftagende tykkelse, hvor det ikke har været muligt. Denne konstruktion har imidlertid vist sig kostbar at fremstille, og filteraggregaternes deraf forårsagede høje pris har begrænset deres nyttevirkning til områder, hvor man kan affinde sig med høje omkostninger, f.eks. i forbindelse med blødfil-tertransfusioner, blodcirkulationssystemer uden for legemet og lignende anvendelser, hor patientens liv står på spil, og prisen på et filteraggregat er af underordnet betydning i sammenligning med andre sider af sagen.

En yderligere vanskelighed ved konstruktionen skyldes nødvendigheden af, at alle de enkeltdele af filteraggregatet, som kommer i forbindelse med væske, skal være absolut sterile. Dette kræver, at man ved fabrikationen anvender materialer, der kan gøres sterile uden at tage skade, og dette udelukker de konstruktionsmaterialer, der almindeligt benyttes til filteraggregater, som fås i handelen, især filterelementer. Det udelukker desuden også enhver konstruktion med sådanne komplikationer som hjørner, spalter eller sprækker, hvori bakterier 3 147998 kan anbringe sig og således undgå sterilisationsprocessens virkninger.

I nogle tilfælde lader det sig udmærket gøre at genbruge et filteraggregat, når filterelementet er udskiftet, og der er gennemført en ny sterilisation. Dette kræver en konstruktion, som yderligere er let at samle og demontere, og som kan samles og skilles ad uden kontamination af sterile dele eller som alternativt giver mulighed for sterilisation af fileraggregatet i dets helhed. Herved opstår der andre komplikationer. Samlinger såsom gevindskårne, cylindriske samlinger er uacceptable, fordi de tilvejebringer steder, hvor bakterier og anden kontamination kan sætte sig, og hvor der er en sådan beskyttelse mod sterilisationsforholdene, at de kan overleve og fortsat være til stede i det filteraggregat, som man mener at have steriliseret.

Eksempler på filterkonstruktioner, som findes i handelen og udviser interessante træk, men som helhed er uegnede til farmaceutisk anvendelse, er beskrevet i USA-patentskrifter nr. 2.808.937, 2.931,507 og 3.856,683.

USA-patentskrift nr. 2.808.937 omhandler et filter med to husdele, som holdes sammen af en metalklemme udformet som V-ring, idet der mellem dem er anbragt et filterelement. Men dette filter har et utilstrækkeligt overfladeareal i forhold til den plads, det kræver, og er på ingen måde egnet til fin filtrering, idet der ikke er nogen understøtning af filterelementet over for differenstryk. Det er tydeligvis alene bestemt til at anvendes som et groft filter, som fungerer ved tyngdekraftens hjælp, og i så fald er det i forhold til det behandlede rumfang kun en ringe mængde materiale, som frafiltreres, f.eks. ved filtrering af mælk.

USA-patentskrift nr. 2.931.507 omhandler et filter til brug i forbindelse med gasser og væsker, f.eks. benzin og olie, og med en udtagelig filterenhed, men for at samle det eller skille det ad må man fjerne et antal bolte, og konstruktionen er ret tung og uhåndterlig.

Den kan desuden ikke steriliseres.

USA patentskrift nr. 3.856.683 omhandler et væskefilter med dobbeltstrømning. Det har ens filtre, der er anbragt ryg mod ryg med en langs omkredsen forløbende spærring imellem sig, så at væskestrømmen tvinges til at passere fra området uden for ét filter ind i det indre og derpå ind i det andet filters indre og tilbage til området udenfor. Denne konstruktion er uegnet i tilfælde, hvor blot ét filter er tilstrækkeligt.

Det ved opfindelsen tilvejebragte filteraggregat til filtrering af farmaceutiske væskematerialer kan indsat i en fluidumledning steriliseres på brugsstedet, fordi enhver del af aggregatets indre er 4 147998 tilgængelig for det steriliserende fluidum, og der tilvejebringes desuden ved filterpakningen en lækagevej til området uden for aggregatet, så at der ikke er nogen risiko for, at filtratet kontamineres med ufiltreret væskemateriale i tilfælde af udlækning forbi filterpakningen.

Ved opfindelsen foreslås et filter af den indledningsvis omtalte art, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved en kombination omfattende et filterhus med en første og en anden husdel, hvor den første husdel har et første, i den ene ende åbent væskekammer, en væsketilslutning, som udmunder i væskekammeret, og en langs omkredsen forløbende tætningsflange, mens den anden husdel har et andet, i den ene . side åbent væskekammer, en væsketilslutning, som udmunder i væskekammeret, og en langs omkredsen forløbende tætningsflange, et tætningsmiddel mellem de langs omkredsen forløbende flanger, holdeorganer, som holder husdelene og tætningsmidlet i væsketæt sammenstilling, et filterelement, som er anbragt i det andet væskekammer i den anden husdel og omfatter et rørformet filter, der er indesluttet mellem og væsketæt ligger an mod endedæksler ved sine to ender, idet det første endedæksel er lukket, og det andet endedæksel har en gennemgående åbning, som forbinder det rørformede filters indre med det første væskekammer, og en langs omkredsen forløbende flig, som er i tætsluttende anlæg mod tætningsmidlet og har en sådan form, at den passer mellem og tætner imod én langs omkredsen forløbende flange på én husdel, hvilken langs omkredsen forløbende flig strækker sig tværs over og tætsluttende tillukker de åbne sider af det første og det andet væskekammer på en sådan måde, at væskeforbindelse derimellem er indskrænket til åbningen i det andet endedæksel via filteret, og lækagevejen ved endedækslets langs'omkredsen forløbende tætningsflig ikke forløber uden om filteret, men fører til husets ydre mellem husdelene.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, som viser en udførelsesform for filteraggregatet ifølge opfindelsen, og på hvilken fig. 1 viser et længdesnit gennem et filteraggregat ifølge opfindelsen, og fig. 2 et snit langs linien 2-2 i fig. 1 med den med ribber forsynede del af filterets ene endedæksel.

Det i fig. 1 og 2 viste filteraggregat omfatter en første husdel 1, som normalt er den nederste, en anden husdel 2, som normalt er den øverste, og et i den anden husdel 2 anbragt filterelement 3. Den første husdel 1 har en væsketilslutning 4, som fører ind i et første væskekammer 5. Den anden husdel 2 har en væsketilslutning 6, som fører 5 147998 ind i et andet væskekammer 7.

Ved det viste arrangement vil væsketilslutningen 6 normalt være indløbet for ufiltreret væske til huset og væskekammeret 7 det i strømningsretningen første kammer til ufiltreret væske. Væskekammeret 5 modtager filtreret væske fra filteret, og væsketilslutningen 4 tjener som udløb for filtreret væske fra huset. Det omvendte er imidlertid også muligt, dvs. at strømningsretningen er den modsatte. Desuden kan husdelen 1 være øverst og delen 2 forneden. Aggregatet kan endvidere anbringes vandret eller i enhver ønsket vinkelstilling mellem vandret og lodret.

Filterelementet 3 omfatter et rørformet filter 8, som er indesluttet mellem endedasksler 9 og 10, der begge ved hjælp af et keramisk materiale 11 tætsluttende er fastgjort til filterrøret 8's ender. Filteret 8, i dette tilfaslde et bakterietæt filter med. en porestørrelse absolut mindre end 0,3 mikron, såsom en membran eller en porøs plastfolie, bæres oppe af en indvendig kerne 12, med den viste udførelsesform et af polypropylen eller et andet plastmateriale fremstillet rør, som har et antal gennemgående åbninger 13 til passage for væske, der bevæger sig gennem filteret 8 ind i eller ud fra filteret 8's indvendige kammer 14. Filterets yderside er indesluttet i en omhylning 30 af ekstruderet polypropylen eller andet plastnetmateriale såsom Vexar.

Det vil fremgå, at kammeret 5 står i væskeforbindelse med det rørformede filters indvendige kammer 41 via åbningen 15 i endedækslet 10. Da endedækslet 9 tillukker den anden ende af det rørformede filter, finder væskestrømning mellem kamrene 5 og 7 og filteret 8 kun sted via filteret 8's indvendige kammer 14.

Endedækslet 10 har en langs omkredsen forløbende flig 16, som strækker sig hele vejen tværs over kammeret 7, og tillukker denne side af kammeret. Langs omkredsen forløbende flanger 17 og 18 på husdelene 1 og 2 er udformet med recesser.på en sådan måde, at de kan omslutte en pakningsring 19, f.eks. en almindelig O-ring af gummi eller et andet elastisk materiale, og det vil fremgå, at det yderste endeparti 16a af fligen 16 på endedækslet 10 ligeledes er krumt, så at det tætnende er i anlæg mod indersiden af flangen 17 imellem denne og ringen 19, hvorved kammeret 7 tætsluttende lukkes ved ringen 19.

Det vil nu forstås, at væskekamrene 5 og 7 på grund af fligen 16 effektivt er adskilt forsåvidt angår væskestrømning imellem dem undtagen gennem filteret 8 og filterets åbne indre 14. Som følge af, at fligen 16 ved 16a er forlænget til tætsluttende anlæg mod tætningsringen 19, har man sikkerhed for, at en eventuel lækageudstrømning, der kan opstå ved pakningen, ikke kan passere uden om endedækslet 10 6 147998 og dettes flig 16, men i stedet bevæger sig til ydersiden af filterhuset mellem de to husdele 1 og 2 ved disses flanger 17 og 18 gennem åbningen 21 imellem dem.

De to husdele 1 og 2 holdes ved deres flanger 17 og 18 tætsluttende ind mod O-ringen 19 og endedækslet 10's flig 16 ved hjælp af en spændeanordning 22 i form af en V-ring. V-ringens ben er spredt og danner ved det område, hvor de to husdele mødes, en spændeanordning med aftagende tværsnit. Klemmen 22 er forsynet med en vægtstangsaktiveret ledforbindelse 23 og forløber langs sammenføjningens omkreds. Lukningen sker ved, at en arm 20 føres bagud, og åbning af spændean-ordningen sker ved, at armen igen føres til sin åbne stilling. Sammenspændingen kan indstilles ved, at man forkorter eller for lasnger spændeanordning en ved hjælp af en stilleskrue 24. Den leddelte spændeanordning er af kendt udformning og udgør ikke nogen del af opfindelsen, men den tilvejebringer en vis, pålidelig tætning af sammenføjningen mellem de to husdele.

Hver af tilslutningerne 4 og 6 er forsynet med en standardforbindelse 25 til tilslutning til en væskeledning.

Husdelen 2 er endvidere forsynet med en tilslutning 26, der tjener som udstrømningsåbning, afløb eller tilførselsåbning, og en tilslutning 27, der tjener som udstrømningsåbning, afløb eller tilførselsåbning, men disse er ikke af afgørende betydning, og hver af dem eller begge kan udelades. Af bekvemmelighedshensyn kan tilslutningerne 26 og 27 forsynes med Luerfittings ' eller Pharmasealfittings til anbringelse af beholdere eller tilførselselementer med standardiserede, tilsvarende Luer- eller Pharmasealfittings. Tilslutningerne 26 og 27 er også forsynet med hætter 29, så at de normalt kan holdes lukket, men åbnes, når dette ønskes, f.eks. i tilfælde af, at man vil lukke luft ud fra kammeret 7 gennem tilslutningen 26 på det tidspunkt, da filteret fyldes, muligvis via tilslutningen 27, idet man gør det parat til at træde i funktion.

I stedet for en hætte kan man på tilslutningen 27 anbringe en ventil, der valgfrit kan være forsynet med en Luerfitting, til udtagning af væskeprøver fra det indre af kamrene 5 og 7, mens filteret er i drift, eller for at undersøge, hvornår tiltagende kontaminering kræver udskiftning af filteret.

At montere og at demontere filteret er ganske ligetil. Spænde-anordningen 22 fjernes, hvorefter husdelen 2 simpelthen kan løftes af og derved blotlægge filterelementet 3. Dette kan udtages, når man har fjernet O-ringpakningen 19, og påny sættes tilbage, hvorefter husdelen 7 147998 2 atter kan anbringes på plads og spænderingen 22 igen fastspændes.

Endedækslet 10 er forsynet med et antal udvendige ribber la, som rager udefter i kammeret 5, se fig. 2, og som når tæt hen imod eller endog i berøring med overfladen af husdelen 1. De bidrager til at holde endedækslet 10 og dermed filterelementet 3 i stilling under højt differensvæsketryk, som udøves fra den i strømningsretningen første, ufiltrerede side af filterelementet, og at aflaste det tryk mod endedækslets flige 16 og 16a, som eventuelt kunne deformere tætningen og bevirke brud på denne. Yderligere understøtning af filteret 8 imod sådant væskedifferenstryk ydes af den indvendige kerne 12 og den udvendige omhylning 30, som forhindrer deformation eller bristning af filteret under højt differenstryk, som dette ville kunne udvikle sig ved stor ophobning af kontaminerende materiale uanset strømningsretningen gennem filteret.

Ved normal brug vil væskestrømningen forløbe som vist med en pil, dvs. over tilslutningen 6 som indløb til tilslutningen 4 som udløb, idet filteret 8's yderside har større disponibelt overfladeareal end den indvendige til opsamling af kontaminerende materiale, som er frafiltreret. Er imidlertid mængden af kontaminerende materiale, som skal fjernes, ikke alt for stor, kan væskestrømningen lige så godt finde sted via tilslutningen 4 som indløb til tilslutningen 6 som udløb, idet det kontaminerende materiale da samles på filterets inderside. Ved en sådan omvendt strømning vil den udvendige, støttende omhylning 30 omkring filteret 8's yderside, da væskedifferenstrykket udøves mod filterets inderside, overtage den indvendige kerne 12's funktion.

Filteraggregatet ifølge opfindelsen er ikke følsomt med hensyn til dets orientering, og kan anbringes efter ønske, vandret, lodret eller i en hvilkensomhelst vinkel mellem vandret og lodret. Normalt vil filteraggregatet imidlertid være orineteret som vist, altså med husdelen 2 øverst.

Husets dele kan være udført i ethvert ønsket materiale. Med henblik på anvendelse som farmaceutisk filter må samtlige de'.e kunne steriliseres. Indifferente metaller, der er uimodtagelige for korrosion eller angreb af den farmaceutiske væske, som filtreres, kan benyttes, idet rustfrit stål foretrækkes, men aluminium- og nikkel-chromlege-ringer også er acceptable. Plastmaterialer, som er tilstrækkeligt stive til at kunne bibeholde deres dimensioner under tryk, og tilstrækkeligt indifferente til at kunne modstå sterilisationsprocesserne, kan også anvendes og vil i mange tilfælde blive foretrukket, fordi det er let at formgive dem ved støbning til enhver ønsket facon. Af egnede 8 147998 plastmaterialer kan nævnes polyestere, polycarbonater, polyoxymethylen-harpikser, polyamider, phenylformaldehydharpikser, polytetrafluor-ethylen, polychlorotrifluorethylen, polypropylen, polyethylen, poly-butylen og polysulfoner.

Filteret vil være af et materiale, som er udvalgt med henblik på modstandsdygtighed over for angreb af den farmaceutiske væske, som filtreres, og over for de indvendige tryk i systemet, mens det samtidig er tilstrækkeligt indifferent til at kunne modstå sterilisationsprocesserne. Metal og plast kan benyttes. Metaltrådnet såsom net af rustfrit stål, aluminiumtrådnet og lignende indifferente metaltrådmaterialer kan anvendes. Monofilamentnet af plast er også velegnet, som f.eks. nylonnet, polypropylennet og polyesternet, navnlig polyesternet som beskrevet i USA-patetnskrifter nr. 3.701.433, 3.765.537 og 3.765.536.

Filterets porestørrelse kan være så stor eller så lille, som oms tænd ighed erne kræver det, lige fra ca. 0,01 mikron til ca. 1000 mikron eller derover. Det er ofte ønskeligt at benytte et antal filterlag af forskellig porøsitet, almindeligvis med porøsiteten aftagende i strømningsretningen, som det er tilfældet ved de i USA patentskrifterne beskrevne filterkaskader.

Til farmaceutisk brug bør filteret kunne fjerne bakterier. Dette kræver en absolut porestørrelse under 0,3 mikron. Med dette formål for øje foretrækkes porøse plastmembraner og -folier.

Egnede materialer omtales i USA patentskrifter nr. 3.238.056, 3.246.767, 3.353.682, 3.573.158 og 3.696.932.

Det er ret hensigtsmæssigt, at huset, endedækslerne og filteret . fremstilles af samme plastmateriale, f.eks. polypropylen, polyamid eller polytetrafluorethylen.

Det vil forstås, at filteraggregatet ifølge opfindelsen frem-byder adskillige fordele, der især gør det velegnet til brug som farmaceutisk filter. Filterelementets endedæksel med en i ét stykke dermed støbt tætningslæbe gør det unødvendigt at have indvendige tætninger og tilvejebringer et acceptabelt sanitært, sterilt lukke. I tilfælde af, at en pakning beskadiges eller er defekt, er det umuligt, at udstrømmende filtrat kan kontamineres af indstrømmende, ufiltreret væske, da der ikke findes nogen indvendig lækagevej. De to husdeles flanger er således formet, at de nøjagtigt passer til tætningsmidlerne og endedækslets tætningsflig, så at der opnås en effektiv tætning med minimal sammenspændingskraft, da der ikke er nogen indvendige fittings eller pakbøsninger. Indersiderne af alle filteraggregatets dele er fuldstændigt og let tilgængelige, hvad der muliggør effektiv 9 147998 sterilisering og sanitær rengøring. Pakningsmidlerne og ribbeudformningen af elementets endedæksel, som i strømningsretningen kommer efter filteret, passer nøje sammen, hvorved man har garanti for filterelementets integritet under de hårdeste driftsbetingelser. Muligheden for at anvende Luer-lok og/eller Pharmaseal-fittings i forbindelse med udstrømnings- og tilførselsåbningerne bevirker, at aggregatet kan tilsluttes til en hvilkensomhelst art af standardiseret beholder eller afgivelsesanordning. Dersom husdelene og filterelementets endedæksler fremstilles i polerede formparter, som er omhyggeligt færdiggjort og poleret, resulterer dette i et hus med fortrinlige egenskaber, ikke blot hvad udseendet angår, men også med hensyn til renholdelse.

Claims (3)

147998 ίο Patentkrav .

1. Filteraggregat til filtrering af farmaceutiske, flydende materialer uden risiko for kontaminering af filtratet i tilfælde af lækning af ufiltreret, flydende materiale forbi en filtertætning, kendetegnet ved en kombination omfattende et filterhus med en første (1) og en anden (2) husdel, hvor den første husdel (1) har et første, i den ene ende åbent væskekammer (5), en væsketilslutning (4), som udmunder i væskekammeret (5), og en langs omkredsen forløbende tætningsflange (1.7), mens den anden husdel (2) har et andet, i den ene side å-bent væskekammer (7), en væsketilslutning (6), som udmunder i væskekammeret (7), og en langs omkredsen forløbende tætningsflange (18), et tætningsmiddel (19) mellem de langs omkredsen forløbende flanger (17,18), holdeorganer (20,22,23), som holder husdelene (1,2) og tætningsmidlet (19) i væsketæt sammenstilling, et filterelement (3), som er anbragt i det andet væskekammer (7) i den anden husdel (2) og omfatter et rørformet filter (8) der er indesluttet mellem og væsketæt ligger an mod endedæksler (9,10) ved sine to ender, idet det første endedæksel (9) er lukket, og det andet endedasksel (10) har en gennemgående åbning (15), som forbinder det rørformede filters (8) indre med det første væskekammer (5), og en langs omkredsen forløbende flig (16,16a), som er i tætsluttende anlæg mod tætningsmidlet (19) og har en sådan form, at den passer mellem og tætner imod én langs omkredsen forløbende flange (17) på én husdel (1), hvilken langs omkredsen forløbende flig (16) strækker sig tværs over og tætsluttende tillukker de åbne sider af det første (1) og det andet (2) væskekammer på en sådan måde, at væskeforbindelse derimellem er indskrænket til åbningen (15) i det andet endedæksel (10) via filteret (8), og lækagevejen ved endedækslets (10) langs omkredsen forløbende tætningsflig (16,16a) ikke forløber uden om filteret (8) , men fører til husets ydre mellem husdelene (1,2).

2. Filteraggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det andet endedæksel (10) og den langs omkredsen forløbende flange (16,16a) er udformet i ét stykke af plastmateriale.

3. Filteraggregat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den anden husdel (2) er forsynet med en udstrømningsåb-