ES2290861T3 - Colector desechable para dispositivos de filtrado de flujo tangencial. - Google Patents
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Abstract
Un aparato de filtrado, que comprende: una placa superior (12); una placa inferior (13) separada de la mencionada placa superior; un miembro de filtrado (20) posicionado entre la mencionada placa superior y la mencionada placa inferior; un primer tubo conductor desechable (16) posicionado entre la mencionada placa superior y el mencionado miembro de filtrado, teniendo el mencionado primer tubo conductor una entrada de fluido (17A), una salida de fluido (17B), una pluralidad de aberturas (17C) de entradas de fluido, y un patrón de nervaduras (25A a 25G) en un lado del mismo enfrentado a la mencionada placa superior; un segundo tubo conductor desechable (22) posicionado entre la mencionada placa inferior y el mencionado miembro de filtrado, teniendo el mencionado segundo tubo conductor una entrada de fluido (17A), una salida de fluido (17B), una pluralidad de aberturas de salida de fluido (17D) y una pluralidad de nervaduras (25A a 25G) en un lado del mismo enfrentado a la mencionada placa inferior; en el que las mencionadas placas superior e inferior están desprovistas de trayectos de flujo del fluido y en donde cada una comprende una pluralidad de ranuras (26), las cuales se acoplan con la pluralidad de nervaduras sobre el tubo conductor respectivo.
Description
Colector desechable para dispositivos de
filtrado de flujo tangencial.
El Filtrado de Flujo Tangencial (TFF) es un
proceso de separación que utiliza membranas para separar los
componentes en una solución o suspensión líquida sobre la base de
la dimensión o diferencias en los pesos moleculares. Las
aplicaciones incluyen la concentración, clarificación, y
desalinización de proteínas y otra biomoléculas monoclonales tales
como los nucleótidos, antígenos, y anticuerpos monoclonales;
intercambio de tampón; desarrollo de procesos; estudios de
selección de membranas; clarificación de precromatografia para
eliminar las partículas coloidales; depirogeneracion de pequeñas
moléculas tales como la dextrosa y los antibióticos; recolección,
lavado o clarificación de cultivos de células, lisatos, suspensiones
coloidales y cultivos de virales; y la preparación de muestras.
En el proceso TFF, la solución o suspensión a
filtrar se hace pasar a través de la superficie de la membrana en
un modo de fluido transversal. La fuerza motriz para la filtración
es la presión transmembrana, creada usualmente con una bomba
peristáltica. La velocidad a la cual se hace pasar el filtrado a
través de la superficie de la membrana controla también la
velocidad de filtrado y ayuda a prevenir el atascamiento de la
membrana. Debido a que el proceso TFF hace que recircule el
retenido concentrado a través de la superficie de la membrana, se
minimizará el deterioro de la membrana, manteniéndose una alta
velocidad de filtrado, y mejorándose la recuperación del
producto.
Los dispositivos TFF convencionales están
formados por una pluralidad de elementos, incluyendo una bomba, un
depósito de una solución de alimentación, un módulo de filtrado, y
conductos para la conexión de estos elementos. Durante la
utilización, la solución de alimentación está dirigida desde el
depósito de la solución de alimentación hasta el modulo de
filtrado, mientras que el retenido concentrado del modulo de
filtrado se hace recircular desde el modulo de filtrado hasta el
depósito de la solución de alimentación, hasta que se obtenga el
volumen deseado del retenido concentrado. La membrana queda
emparedada entre los colectores o retenciones superior e inferior,
la cual sirve para proporcionar una restricción mecánica de
precisión contra la presión hidráulica interna del dispositivo, y
sirviendo también para distribuir el flujo de filtrado a través de
los múltiples trayectos del flujo dentro del dispositivo. Estos
colectores o retenciones están hechos típicamente de acero
inoxidable, y tienen que limpiarse y validarse con antelación a cada
uso, particularmente en las aplicaciones biofarmaceúticas y otras
de tipo sanitario. Este es un proceso costoso y que requiere
tiempo.
Sería deseable el proporcionar un dispositivo de
filtrado que elimine la necesidad de las etapas anteriores de
limpieza y de validación, al reemplazar el medio de filtrado.
De acuerdo con las presentes exposiciones, se
proporciona un dispositivo de filtrado de flujo tangencial, en
donde se proporcionan unos tubos conductores entre el elemento de
filtrado y las retenciones o colectores superiores e inferiores.
Los tubos conductores incorporan los canales de flujo y los puertos
de entrada y salida que estuvieran presentes previamente en los
colectores. Los tubos conductores están hechos de un material
económico, y por tanto son desechables después de un solo uso,
haciendo que sea más económico el poder hacer que sean desechables,
mejor que la limpieza de los colectores convencionales. Además de
ello, los tubos conductores pueden ser
pre-esterilizados.
La figura 1 es una vista fragmentada del
dispositivo de filtrado de acuerdo con la presente invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva de un
tubo conductor de acuerdo con la presente invención;
la figura 3 es una vista superior de un tubo
conductor de acuerdo con la presente invención;
la figura 4 es una vista inferior de un tubo
conductor de acuerdo con la presente invención; y
la figura 5 es una vista en sección transversal
de un tubo conductor de acuerdo con la presente invención.
Volviendo primeramente a la figura 1, se muestra
una vista fragmentada de un dispositivo de filtrado 10 de acuerdo
con lo expuesto. El dispositivo 10 incluye una placa 23 de la
retención superior y una placa 13 de retención inferior separada.
Las placas de retención 12, 13 están hechas preferiblemente de acero
inoxidable, y son suficientemente rígidas y duraderas para
proporcionar una restricción mecánica precisa y efectiva del
conjunto contra las presiones operativas hidráulicas internas, tales
como de 50-60 libras/pulgada cuadrada. Las
aberturas 28 están provistas en las placas de retención 12, 13, y en
cada capa del conjunto, para acomodar las barras de fijación o unos
pasadores o pernos roscados 14, o bien otro dispositivo de fijación
para fijar el conjunto en forma global. Los separadores 15 están
provistos, y pueden estar cargados mediante resortes. En las placas
de los fijadores 12, 13 no se encuentran presentes los conductores
del flujo de filtrado.
Posicionado por debajo de la placa de retención
12 en el estado ensamblado, se encuentra el tubo conductor
desechable 16. El tubo conductor 16 está hecho preferiblemente de un
material económico, adecuado para la aplicación, que será aceptable
para los ensayos farmacéuticos (y preferiblemente aprobado por el
Gobierno). Los materiales adecuados de construcción incluyen los
plásticos, tales como el polistireno, preferiblemente las
poliolefinas, tales como el polipropileno, polietileno, copolímeros
y mezclas de los mismos. El tubo conductor 16 está preferiblemente
moldeado con conductos y aberturas. Alternativamente, y siendo menos
preferido, puede estar formado mediante el esmerilado, taladrado y
otros métodos mencionados.
Tal como se observa mejor en la figura
2-5, el tubo conductor 16 incluye un primer puerto
17A, cinco sub-puertos 17C y un segundo puerto 17B,
y cuatro sub-puertos 17D. El puerto 17A es para la
introducción de la alimentación o extracción del retenido
concentrado dependiendo de su orientación dentro del conjunto, con
el puerto 17B para la eliminación del producto impregnado,
previniendo mientras tanto la mezcla del filtrado con el retenido
concentrado o alimentación, tal como es convencional. El puerto 17A
está conectado a los cinco sub-puertos 17C en una
configuración de un colector. El puerto 17B está conectado a los
cuatro sub-puertos 17D de una forma similar.
Preferiblemente los puertos 17A y 17B están localizados en los lados
opuestos del tubo conductor tal como se indica, con el fin de
proporcionar la separación adecuada, y para evitar interferencias
con los otros componentes. No obstante, en otras aplicaciones,
especialmente cuando la separación es suficiente o bien no tengan
lugar interferencias, pueden situarse en el mismo lado. Cada puerto
17A, 17B está en una comunicación fluida con los trayectos del
flujo o conductos que se comuniquen con las aberturas respectivas,
para acomodar el flujo de la alimentación, el retenido concentrado
o producto impregnado, tal como es convencional, definiendo por
tanto múltiples trayectos del flujo para la corriente de filtrado
dentro del dispositivo.
Tal como puede verse en la figura 3, los
conductos de paso son cónicos preferiblemente, estrechándose
conforme se alejan de su puerto respectivo, para normalizar la
presión en cada uno de los sub-puertos 17C y
17D.
Volviendo ahora a la figura 1, se muestra
posicionado por debajo del tubo conductor 16 un elemento de filtrado
20. El elemento de filtrado 20 puede ser solo una única membrana, y
siendo preferiblemente una pluralidad de membranas apiladas, tales
como unas membranas apiladas de ultrafiltrado o microfiltrado, más
preferiblemente provistas en la forma de un casete. Aunque se
muestra un único casete de membranas, los técnicos especializados
en el arte observarán que pueden utilizarse múltiples casetes. Los
casetes adecuados se venden bajo el nombre de PELLICON®, y están
disponibles comercialmente a través de Millipore Corporation.
Posicionado por debajo del elemento de filtro 20
se encuentra un segundo tubo conductor 22. Preferiblemente el
segundo tubo conductor 22 es idéntico en su construcción al primer
tubo conductor 16, pero cuando el dispositivo se encuentra en el
estado de ensamblado, el tubo conductor 22 se invierte con respecto
a la posición del primer tubo conductor 16, tal como se muestra.
Esto permite al puerto 17A el comunicarse con los puertos de
alimentación del dispositivo en su orientación normal, mientras que
se comunica con los puertos del retenido concentrado mientras que
se encuentre en la posición invertida. El puerto 17B del tubo
conductor se comunica con los puertos del producto impregnado en
ambas orientaciones.
Preferiblemente, un lado de los tubos
conductores 16, 22 incluye una pluralidad de nervaduras, tal como se
observa mejor en las figuras 2 y 3. Las nervaduras añaden rigidez a
los tubos conductores, y se forman en el proceso de moldeo. Las
nervaduras están posicionadas sobre el lado del tubo conductor que
hace contacto con la placa de retención. En la configuración de las
nervaduras que se muestra, una nervadura transversal 25A se
extiende a través del centro del tubo conductor en el ancho del
mismo. La nervadura 25B se extiende también a través del centro del
tubo conductor, perpendicular a la nervadura 25A. El centro del tubo
conductor se circunscribe por la nervadura circular 25C, y por dos
conjuntos opuestos y simétricos de cuatro nervaduras separadas 25D,
25E, 25F y 25G que se extienden desde la nervadura circular 25C al
perímetro del tubo conductor, tal como se indica en las figuras.
Los técnicos especializados en el arte apreciarán que la realización
mostrada es para solo fines ilustrativos; las demás configuraciones
de las nervaduras se encuentran dentro del alcance de la presente
invención.
Con el fin de ensamblar de forma debida y
efectiva los tubos conductores del dispositivo de filtrado de la
invención, las placas de retención 12, 13 incluyen preferiblemente
una configuración de ranuras 26, que corresponden al patrón de la
configuración de las nervaduras en el tubo conductor al cual son
adyacentes. Al estar debidamente alineadas, las nervaduras en cada
tubo conductor se acoplan con las ranuras en cada placa de retención
respectiva, para formar un conjunto unitario integral en cada placa
de retención respectiva, para formar un conjunto unitario integral,
que pueda ser sellado bajo presión.
Claims (9)
1. Un aparato de filtrado, que comprende:
una placa superior (12);
una placa inferior (13) separada de la
mencionada placa superior;
un miembro de filtrado (20) posicionado entre la
mencionada placa superior y la mencionada placa inferior;
un primer tubo conductor desechable (16)
posicionado entre la mencionada placa superior y el mencionado
miembro de filtrado, teniendo el mencionado primer tubo conductor
una entrada de fluido (17A), una salida de fluido (17B), una
pluralidad de aberturas (17C) de entradas de fluido, y un patrón de
nervaduras (25A a 25G) en un lado del mismo enfrentado a la
mencionada placa superior;
un segundo tubo conductor desechable (22)
posicionado entre la mencionada placa inferior y el mencionado
miembro de filtrado, teniendo el mencionado segundo tubo conductor
una entrada de fluido (17A), una salida de fluido (17B), una
pluralidad de aberturas de salida de fluido (17D) y una pluralidad
de nervaduras (25A a 25G) en un lado del mismo enfrentado a la
mencionada placa inferior;
en el que las mencionadas placas superior e
inferior están desprovistas de trayectos de flujo del fluido y en
donde cada una comprende una pluralidad de ranuras (26), las cuales
se acoplan con la pluralidad de nervaduras sobre el tubo conductor
respectivo.
2. El aparato de filtrado de la reivindicación
1, en el que la placa superior (12) y la placa inferior (13) están
formadas por acero inoxidable.
3. El aparato de filtrado de la reivindicación 1
ó 2, en el que el primer tubo conductor (16) y/o el segundo tubo
conductor (22) están formados por plásticos.
4. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, en el que la entrada de fluido (17A) está
situada en el lado opuesto de su tubo conductor asociado desde la
salida de fluido (17B).
5. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, en el que cada entrada o salida se
encuentra en comunicación fluida con un conducto de paso asociado
que se estrecha en la dirección que se aleja del puerto
respectivo.
6. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, en el que el miembro de filtrado (20)
comprende una pila de membranas de ultrafiltrado o microfiltrado,
opcionalmente en la forma de una casete.
7. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, en el que el primer tubo conductor es de
idéntica construcción al segundo tubo conductor.
8. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, en el que la pluralidad de nervaduras en el
primer y/o segundo tubos conductores comprende nervaduras
transversales (25A, 25B) extendiéndose cada una desde un lado del
tubo conductor al otro, una nervadura circular (25C), nervaduras
radiales (25D a 25G) extendiendo y alejándose de la mencionada
nervadura circular hacia un lado del tubo conductor.
9. El aparato de filtrado de cualquier
reivindicación anterior, adaptado para llevar a cabo el filtrado de
flujo tangencial.
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