JP2006500190A - 生物医薬原料を凍結、混合、及び解凍する方法 - Google Patents

生物医薬原料を凍結、混合、及び解凍する方法 Download PDF

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Abstract

【解決すべき課題】
生物医薬原料を凍結、貯蔵、解凍するための新規なシステムを開発すること。
【解決手段】
生物医薬原料の制御された凍結、貯蔵、及び解凍のためのシステムは生物医薬原料の入った容器を収容するための空洞を含む。さらに、生物医薬原料が入っている容器に直面する少なくとも一対の対向面も含まれる。この対向面の少なくとも一つは、該容器に接して容器と可動式接触面との間の隙間を無くすように形成された可動式の接触面を含む。また、この可動式接触面が該容器に接触した際に生物医薬原料が入っている容器と熱的に連結する少なくとも一つの伝熱面も含まれる。また、該空洞は、生物医薬原料が入っている容器を支えるための枠組みを収容するように形成しても良い。さらに、該システムは空洞内で容器を保持する枠組みを動かすための駆動体を含んでいても良い。

Description

本発明は一般的に、生物医薬原料、保存方法、及びシステムに関するものであり、さらに具体的には、生物医薬原料を凍結、混合、及び解凍するシステム及び方法に関するものである。
関連出願の相互参照
本出願は、2002年9月23日に出願された「生物医薬原料を凍結、貯蔵、及び解凍するためのシステム及び方法」という表題の米国出願番号第10/254,036の一部継続出願であり、この米国出願は参照により本明細書にインコーポレートされる。また本出願は、2002年9月23日に出願された「生物医薬原料を凍結、貯蔵、及び解凍するためのシステム及び方法」という表題の米国出願番号第10/254,025の一部継続出願でもあり、この出願も参照により本明細書にインコーポレートされる。さらに、「生物医薬原料を貯蔵、輸送、及び解凍するためのシステム及び方法」という表題で本出願と同日に出願された米国特許出願番号第10/455,223の内容も参照により本明細書にインコーポレートされる。また、2001年7月13日に出願された米国出願番号第09/905,488(2002年9月24日に登録された米国特許番号第6,453,683 B1)、及び2001年5月22日に出願された米国出願番号第09/863,126の内容も、参照により本明細書にインコーポレートされる。
凍結保存のような生物医薬原料の保存は、この種の原料の製造、使用、輸送、貯蔵、及び販売において重要である。例えば、生物医薬原料は製造の諸工程の間、及び貯蔵の間に凍結して保存されることが多い。同様に生物医薬原料は、品質を高めるため又は開発工程を簡略化するために、開発工程の一環として凍結及び解凍されることが多い。
生物医薬原料を凍結する場合、その生物医薬原料の全体の品質、とりわけその医薬活性は、その生物医薬原料が実質的に分解することなく望みどおりに保存される。
現在、生物医薬原料の保存、特に大量での保存は、液体の生物医薬原料を含む容器をキャビネット型冷凍庫、チェスト型冷凍庫、又はウォークイン型冷凍庫に収納してその生物医薬原料を凍結させる工程を含むことが多い。特に、通常は容量が1リットル以上であり10リットル又はそれ以上に達することもある容器は、キャビネット型冷凍庫、チェスト型冷凍庫、若しくはウォークイン型冷凍庫内の棚の上に載せて生物医薬原料を凍結させることが多い。これらの容器は、ステンレススチール製の容器、プラスチック製のボトルやカルボイ、又はプラスチック製の袋であって良い。これらの容器は、通常は凍結及び膨張を可能とするための規定の容量だけ充填し、次いで、通常は摂氏マイナス20度から摂氏マイナス70度以下の範囲の温度の冷凍庫に移される。
冷凍庫内部で利用できる空間を効率良く使用することを確実にするため、容器は互い違いに置き、時には変則的な空間規則の配列に積み重ねる場合がある。このような条件の下では、生物薬品溶液の冷却は、それぞれの容器がどれだけ周囲の冷気に当たるか、及び容器が付近の容器に遮蔽される度合いに応じて異なった速度で起こる。例えば、冷却源の近くに置かれた容器、又は容器の配列の外側に置かれた容器は、冷却源から離れたところにある容器及び/又は配列の内側に置かれた容器よりも速く冷却されるであろう。
一般に、冷凍庫内に複数の容器を隣接して置くと容器から容器への温度勾配が生じる。そして凍結速度と産物の品質は、実際の冷凍庫の負荷、容器間の空間及び冷凍庫内の空気移動に左右される。これは、例えば冷凍庫内の場所によって容器の中身の熱履歴が異なるという結果を生じる。また、単一バッチの生物医薬原料の個々の部分に異なる容器を使用すると、貯蔵の配置が無計画で無秩序な場合には特に、多数の容器の冷凍庫で凍結した結果熱履歴の差異が生じるために同一バッチの部分について結果が異なるという事態が生じることもある。凍結時間の範囲を得る別の結果は、ある種の容器は凍結があまりにも遅いためにもはや目的の溶質を氷相内に補足することができず、連続的により小さな液相に留まるということである。この現象は、凍結濃縮(cyroconcentration)と呼ばれる。場合によっては、このような凍結濃縮は生物薬品産物の沈殿を招き、従って産物の損失を招く可能性がある。
プラスチック袋やその他のフレキシブル容器などといった使い捨ての大量貯蔵容器は、損傷を受けることが多く、生物医薬原料の損失をもたらす。特に、生物医薬原料の冷凍中の体積膨張は一杯に満たした袋や袋素材に接している閉塞液のポケットの中で過剰な圧力を生じ、袋の完全性の破損や損傷をもたらす可能性がある。その上、プラスチック袋などの使い捨て容器の冷凍中、解凍中、又は輸送中における取り扱いは、例えば衝撃、摩擦、衝突、又は取扱い者の過失や使用中の袋の保護が不適切であったために生じる他の取り扱い上の不備により、損傷を招くことが多い。
同様に、生物医薬原料の解凍は、通常はそれらを冷凍庫から取り出し室温で解凍する工程を含む。このような非制御の解凍も製品の損失につながり得る。一般に、生物医薬原料の急速解凍は速度が遅い解凍よりも製品損失が少なくなる。さらに、生物医薬原料は高温に曝すと製品損失をもたらすものがあるため、解凍処理の間、生物医薬原料の温度を制御することも望ましいであろう。例えば、解凍中の生物医薬原料は、解凍中にはまだ液体形状と固体形状である約0℃に保つのが望ましい場合がある。
さらに、液体生物医薬原料は周囲の温度レベルの上又は下の均一な温度で、又は周囲温度で混合することが望ましいことがある。容器内での生物医薬原料の混合は、そのような原料の製造、使用、輸送、及び貯蔵において重要である。例えば、生物医薬原料は処理工程の間の混合により、混ぜ合わせられ、混合され、若しくは調剤され、貯蔵の間に均質に保たれることがよくある。同様に、生物医薬原料は品質を高めるため、又は開発プロセスを簡略化するために、本開発プロセスの一部として混合することにより混ぜ合わされ、混合され、若しくは調剤されることが多い。
記載なし。 記載なし。
現在、いくつかの側面では、生物医薬原料の混合は生物医薬原料を含む容器から産物を取り出して機械撹拌機を備えたタンクに移し、かき混ぜ、元の容器に戻す工程を含む。これらの操作の間に、容器が破損し産物の無菌性及び純度が損なわれることがある。この均質な産物は、元の容器に戻した後に再び分離する場合がある。何度も移動すると、産物を過剰なせん断及び気−液界面に曝すかもしれず、これは産物に悪影響を与えることがある。従って、生物医薬原料を容器の外に移動したりミキサーを容器の中に入れたりすることなくこのような混合が達成できるのであれば、それが好ましい。即ち、非侵襲性の混合が好ましい。このような非侵襲性の混合を利用すると、生物医薬原料が実質的に分解することなく、その生物医薬原料の全体的な品質、無菌性、及びとりわけ薬学的活性は望みどおりに保存される。
従って、生物医薬原料を、とりわけ大量に凍結、解凍、及び混合するための、制御された、生物医薬原料の損失を招かない、反復可能なシステム及び方法が必要である。
発明の概要
本発明は、第一の側面では生物医薬原料をとりわけ大量に凍結するシステムを提供する。このシステムには生物医薬原料を入れるための容器を収容する空洞が含まれる。本システムには、さらに生物医薬原料の入った容器に面する少なくとも一対の対向面が含まれる。その対向面の少なくとも一つには移動可能な接触面が含まれ、該接触面は容器と接触面との間の隙間を無くすため該容器に接するように形成されている。また、移動可能な接触面が容器に接すると生物医薬原料が入っている容器と熱的に連結される、少なくとも一つの伝熱面が含まれる。
本発明は、第二の側面では、生物医薬原料をとりわけ大量に凍結する方法を提供する。この方法には、生物医薬原料を入れるための容器を温度制御装置の空洞に挿入する工程が含まれる。この方法には、容器と少なくとも一つの伝熱面との間の隙間を無くすために、空洞内の該少なくとも一つの接触面を移動させて該容器を該少なくとも一つの伝熱面と接触させる工程が含まれる。
第三の側面では、本発明は生物医薬原料をとりわけ大量に凍結、解凍、又は混合するシステムを提供する。このシステムには、生物医薬原料を入れるための容器を収容する空洞が含まれる。さらに、空洞内にある容器を動かすための駆動体、及び生物医薬原料の温度を制御するため空洞の温度を制御する手段が含まれる。
第四の側面では、本発明は生物医薬原料が入っている容器を温度制御装置の空洞内に挿入する工程を含む、生物医薬原料を凍結、解凍、又は混合する方法を提供する。また、空洞内の温度は制御され、容器は効果が得られるように温度制御装置内で動かされる。
本発明の原理に従い、生物医薬原料を凍結、解凍、及び/又は混合するシステム及び方法が提供される。
図1〜7に示す例示的な実施態様では、生物医薬原料を冷却、凍結、保存、加工、解凍、及び/又は混合するシステムの諸部分が示される。本システムは、生物医薬原料を入れるのに適したフレキシブル容器[10]などの滅菌容器を収容するように構成された温度制御装置[20](例えば、凍結−解凍モジュール)を含んでいても良い。さらに、温度制御装置[20]は容器[10]を支えるための、枠組み[15]のような支持構造を収容するように構成されていても良い。
温度制御装置[20]は、該装置の空洞又は内部[26]の温度を制御するように構成されており、図1〜3に示すように一つ又は複数のスロット[25]を含んでいても良い。温度制御装置[20]はまた、フレキシブル容器[10]を温度制御装置[20]の内部[26]に挿入したときにユーザがフレキシブル容器[10]の中の例えば生物医薬原料の加熱、冷却、凍結、撹拌、解凍、又は混合を制御できるように、コントローラー部[21]及び/又はセンサー(例えば、温度センサー[18])をその中に含んでいても良く、又はそれらと連結していても良い。温度制御装置[20]内に置かれたフレキシブル容器[10]の内容物の加熱、冷却、凍結又は解凍は、例えば、冷気又は暖気の連続的流れを吹きつけることにより、該容器を冷表面又は暖表面と直に接触させることにより、又は冷却液(例えば、液体窒素)をその上に散布することにより制御しても良い。
一つの実施態様では、温度制御装置[20]には、内部[26]の複数のスロットの一つ[25]の正面断面図を表した図2で最も良く示されるように、フレキシブル容器[10]及びその中に含まれる生物医薬原料を加熱及び/又は冷却するための一枚又は複数の伝熱プレート若しくは熱伝導プレートを有する熱交換機が含まれる。例えば、温度制御装置[20]には、その内容物を冷却又は加熱する目的でフレキシブル容器[10]と接触させるための伝熱プレート[28]を含んでいても良い。一枚又は複数のプレート[28]は、当業者らに知られているように、例えば水、油、グリコール、シリコーン液、熱気、冷気、アルコール、フレオン、凍結用塩水(freezing salty brines)、液体窒素又はその他の伝熱流体などの、プレート内全体を循環する伝熱流体を含むことができるであろう。プレート[28]は、当業者らには理解されるように、産物の解凍に必要な高熱流のためのフィンやピンなどといった伝熱促進構造をさらに含むこともできるであろう。
一枚又は複数のプレート[28]は、プレート[28]の内部若しくは外部に搭載された温度センサー[18]を含んでいても良く、又は、この温度センサーはプレートと一体化しても良い。温度センサー[18]は、一枚又は複数のプレート[28]の温度、及びプレート上の一箇所又は複数の位置の温度を検知しても良い。温度制御装置[20]のコントローラー部[21]は、温度センサー[18]と、及び温度制御装置[20]の伝熱流体制御部[22]と連結されていても良い。このような伝熱流体は、温度センサー[18]が検出した温度に応答してコントローラー部[21]により制御される伝熱流体制御部[22]により、プレート[28]内全体を循環しても良い。コントローラー部[21]は、伝熱制御部[22]を制御して伝熱流体の温度を制御することができる。
別の実施例では、温度センサー(図示せず)はプレートの伝熱流体の入口(図示せず)及び/又はこのようなプレートの伝熱流体の出口(図示せず)に配置することもできよう。このような場所で測定される温度差は、容器[10]に入っている生物医薬原料の温度を測定するのに利用できよう。従って、コントローラー[21]は一枚若しくは複数のプレート[28]への伝熱流体の流れを調節して、温度制御装置[20]の内部[26]のスロット[25]内にある容器[10]に入っている生物医薬原料の温度を調節することができる。さらに具体的には、コントローラー[21]は伝熱流体制御部[22]によりプレート(単数若しくは複数)[28]内の伝熱流体を循環させてプレート(単数若しくは複数)[28]の温度を上昇又は低下させ、それによりプレート[28]と接触している容器[10]の温度を低下又は上昇させることができる。このようなやり方で生物医薬原料の温度を制御(即ち、解凍若しくは凍結)することも可能である。代替的に、伝熱プレート[28]のこのような制御は、プレート[28]若しくは伝熱流体に連結したセンサーからのフィードバックなしに予め決められた方法で伝熱流体のプレート[28]への流れを制御する制御部[21]によって実施しても良い。
温度センサー、及び温度制御装置内にある生物医薬原料の制御のさらなる実施例は、2002年7月15日に出願された「樹枝状凍結面進行速度が制御された低温保存システム」という表題の共同所有の米国出願番号第10/188,639号に完全に記載されている。なお、これは米国特許出願番号第09/863,126の一部継続出願である米国特許番号第6,453,683号の一部継続出願であり、その全体が参照により本明細書にインコーポレートされる。
1枚若しくは複数のプレート[28]は、図2〜3に示すように、フレキシブル容器[10]が枠組み[15]に収容され、そして枠組み[15]が温度制御装置[20]の内部[26]のスロット[25]に収容されたときに、フレキシブル容器[10]を圧迫できるよう、可動式であっても良い。さらに、プレート[28]は固定されていても良く、フレキシブル容器[10]及び枠組み[15]がスロット[25]に収容されるとき、温度制御装置[20]がフレキシブル容器[10]を圧迫するように構成された一つ又は複数の温度制御されない可動式のプレート、面、若しくは壁(図示せず)を含んでいても良い。一つの実施例では、このような温度制御をしない可動式プレートは、容器が急速冷凍により、又は例えば対流冷却など伝熱プレートに接することなく容器の温度を制御する他の方法により冷却しながら、容器を圧迫しても良い。代わりに、プレート[28]は容器の温度を制御しても良く、このような温度制御しない付加的な可動式のプレート、面、若しくは壁と共に可動式であっても良い。
フレキシブル容器[10]は、複数の層を含むラミネート・フィルムで形成されていても良く、例えば0.01〜100リットルの範囲の内容量であって良い。さらに、フレキシブル容器[10]は異なる用途に対応させるため、様々なサイズで利用可能である。例えば、8.3及び16.6リットルのフレキシブル容器を利用しても良い。また、フレキシブル容器[10]の内部の生体適合性産物と接触する層は、例えば低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、若しくはフルオロエチレンプロピレンなどで形成されていて良い。気体若しくは水蒸気遮断層も、ポリアミド若しくはエチレン酢酸ビニル共重合体内のエチレン/ビニルアルコール共重合体混合物で形成されていて良い。さらにフレキシブル容器[10]は、機械的強度が高い層(例えば、ポリアミド)、及び熱溶接に対する絶縁効果がある外層、例えばポリエステルを含んでも良い。これらの層は、温暖な条件と低温条件に両立でき、滅菌を目的とするイオン化照射に耐えることが可能である。また、フレキシブル容器[10]は、容積に対する大きな表面積比を有し、そして温度制御装置[20]内に収容したときにその中全体の熱伝導を促進する比較的薄い壁を有していても良い。フレキシブル容器[10]の形成に有用な素材の一例は、ヴァロットへの米国特許番号第5,988,422号に記載されており、その題材全体は参照により本明細書にインコーポレートされる。またフレキシブル容器[10]は使い捨てであっても良く、従って使いやすさが向上し、他種の容器を再使用する際に生じるかも知れないフレキシブル容器[10]内部の相互汚染を防ぐ。
容器[10]は、凍結した及び/又は液体の生物医薬原料を収容及び含むように形成されていて良い。ある実施態様では、生物医薬原料はタンパク溶液、タンパク質製剤、アミノ酸溶液、アミノ酸製剤、ペプチド溶液、ペプチド製剤、DNA溶液、DNA製剤、RNA溶液、RNA製剤、核酸溶液、核酸製剤、抗体及びその断片、酵素及びその断片、ワクチン、ウィルス及びその断片、生体細胞懸濁液、生体細胞断片懸濁液(細胞小器官、核、封入体、膜タンパク質、及び/又は膜を含む)、組織断片懸濁液、細胞集合懸濁液、溶液中の生体組織、溶液中の器官、溶液中の胚、細胞増殖培地、血清、生物製剤、血液製剤、保存液、発酵ブロス、及び細胞を含む及び含まない細胞培養液、上記のものと生体触媒、それらの断片の混合物を含んでも良い。
滅菌したフレキシブル容器[10]は、フレキシブル容器[10]を支えるための枠組み[15]中に収容されるように形成されていて良い。例えばフレキシブル容器[10]には、図4〜6に表すように枠組み[15]の区画[200]内に収容するのに適した外側に向かって延びるフランジ[100]が含まれていても良い。例えば、フランジ[100]は区画[200]に入る大きさのプラスチック製の補強棒であることもできよう。こうして、フランジ[100]、従ってフレキシブル容器[10]は、垂直方向に下向きに挿し入れたり垂直方向に上向きに取り出したりできるが、フランジ[100]と区画[200]を噛み合わせるため、横方向や上下以外の方向に動かすことはできない。こうして、フランジ[100]はフレキシブル容器[10]を横方向に支え、フレキシブル容器[10]に中身を満たす間その形状を保ち、容器[10]のたるみを低減し、フレキシブル容器[10]にかかる荷重をフレキシブル容器[10]の三側面、即ち容器の両側と底部に分散させることにより容器[10]の寸法安定性を保証するのに役に立つ。
さらに、フレキシブル容器[10]は、フレキシブル容器[10]の上面[11]から突き出て水平方向に延びるフランジ又は棒(図示せず)を含んでいても良い。この水平方向に延びるフランジは区画[200]に収まるように形成されていても良く、実質的にはフランジ[100]に対して直角を成していても良い。この水平方向に延びるフランジはまた、フレキシブル容器[10]が枠組み[15]に収容される際にフレキシブル容器[10]のたるみを低減するよう、枠組み[15]の上部に連結するように形成されていても良い。
フレキシブル容器[10]は、表示用タブ[110]又はフレキシブル容器[10]の内容物に関する表示をユーザに提供するための標識を収容するその他の手段を含んでいても良い。このようなラベルには、その内容物の同定、追跡、及び/又は特性決定を容易にするため、フレキシブル容器[10]の内容物の指示のための情報の記載、内蔵マイクロチップ、RFトランスミッタ、及び/又は電磁バーコード若しくは磁気バーコードが含まれうる。従ってこれらのラベルを使用すると、同じように見えるであろう他の枠組み及びフレキシブル容器を収容している大型冷凍庫に貯蔵された場合に、枠組み[15]に収容したフレキシブル容器[10]に貯蔵された原料の管理が容易になるであろう。
図4と6に示すように、フレキシブル容器[10]は、生物医薬原料又はその他の固体、液体、若しくは気体をフレキシブル容器[10]の内部(図示せず)に満たす、及び/又はフレキシブル容器[10]の外へ排出することを可能にする一つ又は複数の出入口若しくは複数の導管[120]を含んでいても良い。複数の導管[120]は、測定プローブ(図示せず)(例えば、pH電極、導電率センサー、温度プローブ、イオン選択性電極、分光測定用プローブ、超音波センサー、光ファイバー)をフレキシブル容器[10]の内部に挿入するのに使用しても良い。導管[120]の位置はフレキシブル容器[10]の上部及び/又は底部であって良い。導管[120]のこの位置は、容器の充填及び/又は排出を容易にしうる。複数の導管[120]はフレキシブル容器[10]と一体化しても良く、又はその受入れ口(図示せず)に接続可能であっても良い。例えば、導管[120]は入口内部に配置された取付部品を用いて受入れ口に連結することも可能であろう。米国特許番号第6,186,932号に記載されているような取付部品を、このような導管の連結に使用しても良い。また、容器若しくはフレキシブル容器の内容物の無菌性を維持できる取付部品を使用することも望ましいであろう。該取付部品は、直線状取付部品、及び/又は、必要であれば90度の肘継手を含む角度付きの取付部品といった、異なる形状に形成されていても良い。別の実施例では、導管[120]は、何らかの不純物や望ましくない物質を生物医薬原料から濾過するためのフィルター(図示せず)を含んでいても良い。
例えば、複数の導管[120]の一本は、容器[10]の底部にある排液管[121]であっても良い。排液管[121]は、容器[10]の選択的な排液を可能にするクランプ[122]又はバルブ(図示せず)を含んでいても良い。排液管[121]はさらに、容器[10]を効率よく排出させるため様々な長さのいずれかの形状であって良い。一例では、排液管[121]は枠組み[15]の導管収容溝[255]に収まるような長さであって良い。さらに具体的には、導管[121]は容器[10]の底から容器[10]の側面、溝[255]を通って枠組み[15]の上部へ、そして溝[255]を通って枠組み[15]の底に戻るように延ばすことが可能な長さのものであっても良い。溝[255]は、その辺に沿って一定の間隔を持つ留め部材[256]をさらに含んでいても良く、その下に導管[121]を挿入しても良い。留め部材[256]は、排液管[121]が留め部材[256]の下に挿入され、排液管[121]が溝[255]から外れて動くのを留め部材[256]が阻止し得るように、溝[255]を渡る距離の一部(図8)を伸ばしても良い。別の実施例では、複数の導管[120]の一本は、温度プローブ又はその他の感知装置をスリーブ内に挿入して容器[10]に入っている生物医薬原料を測定できるように容器[10]の外側から容器の内側に向かって延びるスリーブ[125]を含んでいても良い。このような温度センサーの一例は、抵抗温度検出器である。また別の実施例では、複数の導管[120]の第一上部導管[124]は、排液管[121]とクランプ[122]と同様に生物医薬原料の選択的な充填及び/又は排出を可能にするクランプ[123]若しくはバルブ(図示せず)を含んでいても良い。
枠組み[15]は、フレキシブル容器[10]の剛性と支えを追加し、それによりその取り扱い、貯蔵、及び/又は温度制御が容易になるように、フレキシブル容器[10]を収容及び支えるよう形成されていて良い。枠組み[15]は、第一開口部[210]と、開口部[210]からは枠組み[15]の反対側に第二開口部[211](図2〜3、及び図5〜6)を含んでいて良い。これらの開口部は、その中に入れるとフレキシブル容器[10]の広い表面積を温度制御装置[20]の内部[26]に接触させる。これらの開口部を通じて、フレキシブル容器[10]は複数のプレート[28](図2〜3)、制御された温度の空気、または温度制御装置[20]内部の液体冷却スプレーなどの伝熱面に接しうる。例えば、フレキシブル容器[10]の第一側面[12]は、フレキシブル容器[10]内にある生物医薬原料の温度を制御するために、開口部[210]を通じて温度制御装置[20]の内部[26]の伝熱面(例えば複数のプレート[28]の一枚)に接しうる。代替的に、フレキシブル容器[10]の側面[12]が、温度制御装置[20]内部の静止空気若しくは循環空気に接触しても良い。例えば、生物医薬原料は、フレキシブル容器[10]が枠組み[15]に収容され、枠組み[15]が温度制御装置[20]内に収容されると、フレキシブル容器[10]の中にある間に凍結若しくは解凍されうる。
枠組み[15]は、フレキシブル容器[10]を保護し支えるため、上方向に延びる複数の側面[260]、底部[270]、及び上部[280]をさらに含んでいても良い。また、上部[280]には図5及び6に最も良く示されているように、一つ又は複数のハンドル[285]を取付けても良い。枠組み[15]は、安定した状態を保ち、その構造的な特性を維持する素材で形成されるのが好ましいであろう。とりわけ、このような素材はその荷重負担能力を維持し、摂氏マイナス80度を上回らないガラス転移温度を示さなければならず、その上、例えば水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム(例えば、CLOROX)、過酢酸など、生物医薬製造で一般的に用いられる洗浄剤及び洗浄方法に耐性がなければならない。
例えば、側面[260]はフルオロポリマー樹脂(例えば、TEFLON)で形成されていても良く、上部[280]及び底部[270]はステンレス鋼で形成されていても良い。また、複数の側面[260]、底部[270]、及び/又は上部[280]は、例えばアルミニウム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、及びポリスルホンを含む数種類の他の素材でできていても良い。さらに、素材はガラス強化プラスチック、炭素繊維強化樹脂や、高い強度/重量比(strength-to-weight rations)をもたらすことで知られるその他のエンジニアリングプラスチック素材、及び所望の様々な温度で使用できるエンジニアリングプラスチック素材などの複合素材を含んでも良い。複数の側面[260]、底部[270]、及び/又は上部[280]はモノリシックであって良く、及び一部品として一体的に形成されているか、ぴったりと繋ぎ合わせられていても良いことは、当業者らに理解されるであろう。さらに、複数の側面[260]、底部[270]、及び/又は上部[280]は同一の素材(例えば、ステンレス鋼)で形成でき又はこれらは異なる素材で形成され連結されうるであろう。枠組み[15]は、図5及び6に示すように、枠組み[15]を直立に保つための一つ又は複数の足部材[14]を含んでいても良い。当業者らに理解されるように、足部材[14]は、枠組み[15]の複数の側面[260]の一つ以上と一体であるか又は連結可能であって良い。
また、上述したように温度制御装置[20]の複数のプレート[28](図2〜3)は、実質的に生物医薬原料を充填し、図2〜3に示すようにフレキシブル容器[10]及び枠組み[15]を温度制御装置[20]の内部[26]のスロット[25]内に入れた際に、フレキシブル容器[10]に接触し、フレキシブル容器を圧迫するように形成されていても良い。さらに図3に示すように、フレキシブル容器[10]に第一開口部[210]と第二開口部[211]間の方向に長さ若しくは幅[115](幅[115]と同方向の、枠組み[15]の内部[240]の長さ若しくは幅[230]よりも小さいか又は同じである)を取らせるために、複数のプレート[28]が温度制御装置[20]内で該容器を圧迫している間にフレキシブル容器[10]の内容物は凍結若しくは固化しても良い。従って、中に凍結した生物医薬原料が入っているフレキシブル容器[10]は、枠組み[15]によって定められる予想最大寸法(envelope)又は厚みの範囲内に制限されうる。枠組み[15]内でフレキシブル容器[10]を圧迫することにより、中に生物医薬原料を有するフレキシブル容器[10]から実質的に長方形の断面形状が作られる。このような断面形状は、図3に示すように、フレキシブル容器[10]と伝熱プレート[28]間の接触を促進する。これは、とりわけフレキシブル容器[10]の隅ではそうであり、従って、凍結が複数のプレート[28]に垂直方向に一様に進行することを可能にする。さらに、フレキシブル容器[10]の圧迫は、フレキシブル容器[10]の中の生物医薬原料がプレート[28]とフレキシブル容器[10]の間の全ての空間若しくはスペースを占有することを余儀なくする。このような空間若しくはスペースを減少若しくは最小化することにより、プレート[28]とフレキシブル容器[10]の接触はより均一になり、従って、フレキシブル容器[10]に含まれる生物医薬原料のより均一な冷却が起こりうる。代替的に、生物医薬原料はプレート[28]とのこのような接触により、温度制御装置[20]内で加熱若しくは解凍しても良い。
輸送カート[290]は、図7に示すように、生物医薬原料をその中で輸送及び/又は貯蔵することを可能にするため、生物医薬原料を入れる容器[10]を支える枠組み[15]を収容するように形成されうる。例えば、枠組み[15]の幅[230]は、枠組み[15]をカート[290]内に収容するため、カート[290]のカート区画[297]の長さ若しくは幅[295]よりも短いか又は同じであって良い。
一つの実施例では、温度制御装置[20]の各スロット[25]は、図1と7に示すように、温度制御装置[20]の内部[26]のスロット[25]内に枠組み[15]を保持するための支持体[122]を含んでいても良い。また、支持体[122]は、図1、2、3、及び7に示すように、枠組み[15]を収容するための一つ又は複数の枠組み支持レール[121]及び開口部[24]を含んでいても良い。とりわけ、枠組み[15]の上部[17]は枠組み支持レール[121]上に配置されても良く、一方、フレキシブル容器[10]及び枠組み[15]の残りはスロット[25]内の支持体[122]の開口部[24]に収容されても良い。代替的実施態様では、枠組み[15]はスロット[25]内で枠組み[15]を支えるために、枠組み支持レール[121]の内面にある溝(図示せず)と噛み合うことができる枠組みの外面上の突起(図示せず)を含んでいても良い。さらに、この突起は支持レール[121]上にあっても良く、該溝は枠組み[15]の上にあっても良い。別の実施態様では、枠組み[15]は枠組み[15]を横方向に支える枠組み支持レール[121]により、スロット[25]の底面[291]上に載っていても良い。
温度制御装置[20]及び輸送カート[290]は、枠組み[15]が支持体[122]から輸送カート[290]の区画[297]内に滑り出るように、互いに隣接して配置することができる。カート区画[297]はまた、カート区画[297]内で枠組み[15]を支えるための一つ又は複数の区画支持体(channel support)若しくは支持レール[292]を含んでいても良い。一つの実施例では、支持体[122](例えば、枠組み支持レール[121])の上部の高さは、両者の間の動きを容易にするため、該支持レール[292]の上部と同じ高さであって良い。別の実施例では、枠組み[15]の底部は、支持体[122]に取り付ける場合には、枠組み[15]の一方から他方への移動を容易にするため、カート区画[297]の底[298]と同じ高さであって良い。従って、温度制御装置[20]とカート[290]を互いに隣接して設置すると、枠組み[15]は温度制御装置[20]の内部[26](例えば、スロット[25])からカート[290]の区画[297]へと容易に移動し得る。例えば、枠組み[15]は温度制御装置[20]に隣接して設置された輸送カート[297]からレール[121]上へ、手動で滑らせても良い。枠組み支持レール[121]は、枠組み[15]が容易にそのような素材の上へ滑らせて載せたりそれから外したりできる素材で形成又は被覆することができる。図1、7及び8に示すように、輸送カート[290]には、複数のスロット[25]を有する温度制御装置[20]に隣接して設置した場合に複数の枠組み[15](図8には図示せず)を収容するための複数の区画[297]があって良い。図8からはっきりと分かるように、枠組み[15]は、使用者がカート[290]からスロット[25]に直接滑り入れても良い。さらにこのような枠組みは、同様な方法でスロット[25]から区画[297]へ滑らせても良い。
温度制御装置[20]は、図1、8及び9に示すように、一つ又は複数の合わせツメ(alignment tab)[293]を受け入れるための一つ又は複数の窪み[23]を含んでいても良い。この合わせツメは、合わせツメ[293]を窪み[23]に嵌めることによってスロット[25]が区画[297]と整列しうるように、窪み[23]にフィットする大きさである。このような配置は、カート[290]の区画[297]から温度制御装置[20]の内部[26]のスロット[25]への枠組み[15]のスライド、又はその逆のスライドを容易にする。より具体的には、図1に示すように、支持体[122]の支持レールは、合わせツメ[293]が窪み[23]に入るのに応じて、枠組み[15]が温度制御装置[20]からカート[290]へ又はその逆方向に直線状に滑って入るように、レール[292]と整列していても良い。代替的に、図示しない実施例では、温度制御装置[20]がカート[290]の窪み(図示せず)に嵌めることができる合わせツメ(図示せず)を含むことも可能であろう。さらなる実施例では、温度制御装置[20]が一つ又は複数の窪みと一つ又は複数の合わせツメを含み、カート[290]も一つ又は複数の窪みと一つ又は複数のツメを含み、それぞれのツメがそれぞれの窪みに嵌まるように温度制御装置とカートを調整しても良い。
図示しない実施例では、カート[290]は、一つ又は複数のフレキシブル容器[10]を保持する枠組み[15]の貯蔵または輸送中の熱損失を軽減するための断熱壁(図示せず)を有していても良い。加えて、フレキシブル容器[10]に入れた生物医薬製品を液体状態か凍結状態で長期保存するため、ウォークイン型、チェスト型、又はキャビネット型の冷蔵室又は冷凍庫(図示せず)には、枠組み[15]を収容するのに適したレール又は区画支持体又は支持レール(図示せず)を備え付けることができる。このようなレール若しくは支えは、それらの間をユーザが容易に動かせるようにレール[292]に対して同じ高さにあっても良い。
図示していない別の実施例では、温度制御装置[20]は車輪(図示せず)による移動が可能であっても良く、それにより、該温度制御装置を牽引メカニズム(図示せず)を用いて軌道(図示せず)に沿って引いたり押したりすることが可能になる。この運動には、温度制御装置[20]の振動又は往復運動(reciprocate)が含まれていても良い。例えば、温度制御装置[20]は第一の位置から動いて軌道(図示せず)に沿って第二の位置へと移動しても良く、次いで進路を反転して第一の位置に戻っても良い。この二つの位置の間の距離で一行程の距離が定まる。軌道は車輪(図示せず)がその間に維持されるように構成されていて良い。このような運動の他の例には、共同所有の米国特許出願番号第09/579,846号(参照により本明細書にインコーポレートされる)に記載されているような、可変加速による運動、各行程が終わるごとに停止する振動運動、及び多重振動(superimposed vibration)による運動が含まれる。また該軌道(図示せず)は、同じく上記特許出願にも記載されているように、温度制御装置[20]が固定方向及び/又は固定経路で運動し続けるように、例えばU字型、V字型、L字型、又は逆V字型であっても良い。
枠組み[15]とその中に容器[10]を有する温度制御装置[20]のこのような運動は、容器[10]に入っている生物医薬原料の攪拌を引き起こし、それ故に該生物医薬原料の解凍及び混合を促進しうる。このような混合は加工の目的で行うことができ、例えば溶解、均質化、化学反応/生化学反応、製剤、又は混合などの生物医薬原料の混合が可能であろう。例えば、容器[10]の一つ又は複数の側面(例えば、第一側面[12])の運動により生じる力により、容器[10]に入っている生物医薬原料の一部又は全容量の激動が生じることがある。このような激動は生物医薬原料の解凍及び混合を促進しうる。より具体的には、生物医薬原料の解凍速度は、生物医薬溶液を含む部分解凍された固体−液体混合物の複数のプレート[28]などの伝熱面に接触し得る容器の壁に逆らって動く運動の発生により加速されることがある。この動きは、液体が壁に逆らって動き、該液体中の固体が液体及び壁に逆らって動くように発生しうる。液体と固体の運動パターンは、類似していても類似していなくても良い(容器内の浮遊固体質量力学は液体質量力学に類似していても類似していなくても良い)。従って、行程や頻度などといった運動パラメータは、固体部分が完全に解凍された後に変化しうる。例えば、生物医薬原料の解凍中に温度制御装置[20]の振動速度若しくは往復運動速度は、生物医薬原料が解凍した後の速度、解凍のない混合が生じている場合の速度よりも大きくなっても良い。このような速度は、利用される液体のレベル、時間及び/又は振動の距離、及び容器の形状を含む様々な要素に基づいて決定しうる。
容器及びその内部構造に対する液体と固体の上述の動的運動は液相を乱し、例えば容器の加熱された壁や底などの伝熱面及び溶解中の固体面の境界層に作用し、液体を混合しうる。結果として、該面と生物医薬溶液の液相及び固相との間の熱移動は、顕著に高まる。伝熱速度の向上は、従来型の緩慢な解凍工程に存在する製品の分解を減少若しくは排除しうる極めて急速な解凍をもたらす。
また、上で述べた混合は容器の形状、液体の深度、及び運動パラメータ(例えば、振動数、振幅)に依存する。さらにこのような混合は、混合を容易にするために撹拌機やその他のミキサーを中に挿入する必要がないので侵襲的ではない。そうではなくて、混合は温度制御装置[20]の運動、それにより生物医薬原料の激動を生ずる運動により容器[10]内の生物医薬原料に加わる力によって生じる。この混合の非侵襲敵な性質は、混合機構を容器[10]内に挿入する必要がなく、従ってその内容物は容器を開けることなく混合されるため、生物医薬原料の汚染を阻止する。従って、生物医薬原料の無菌性は維持することができる。さらに、別の実施例では、容器[10]に入った生物学的に有害な原料による環境汚染は、容器[10]から取り出す際に周囲の環境を汚染し得る混合機構を挿入するために容器[10]を開ける必要がないので、阻止することができる。
上で述べたように、温度制御装置[20]の例えば振動や往復運動などの運動を利用して、容器[10]に入った生物医薬原料の解凍及び混合を促進しても良い。このような振動運動は調和的であっても調和的でなくても良い。さらにこのような動作は、共同所有の米国特許出願番号第09/579,846に記載されているように、マイクロ運動(即ち、振幅が小さく且つ高振動数)であってもマクロ運動(即ち、振幅が大きく低振動数)であっても良い。さらに、マイクロ運動とマクロ運動の組合せを利用することもできよう。このような運動は運動のない解凍と比べると解凍を加速させ、混合と製品の均質性を高めることができる。温度制御装置[20]の軌道(図示せず)に沿った振動の振動数は、解凍に用いる場合、20Hzまでの範囲であるのが好ましいであろう。このような運動は、例えば50Hzの運動などの、より高振動数の運動と重ね合わせても良い。また、混合及びその他の工程のために、軌道(図示せず)に沿った運動でより高い振動数を用いても良い。
枠組み[15]で支えられたフレキシブル容器[10]を収容するように構成された温度制御装置[400]の別の例を図10〜13に示す。枠組み[15]は、温度制御装置[400]の空洞若しくは内部[415]に第一レール[402]と第二レール[403]を有する収容枠組み(receiving frame)[401]の上に収容しても良い。複数の伝熱プレート[428]は互いの方に向かって動くことができ、フレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料を圧迫し、その温度を制御しても良い。伝熱流体は、伝熱管[410]により複数のプレート[428]へ送っても良く、複数のプレート[428]から受け取っても良い。複数のプレート[428]の運動は、手動による作動により伸縮できる直線作動機若しくはピストン[405]により、動作するように発生させても良く、又はコンピュータ(図示せず)により制御しても良い。ピストン[405]の収縮(図10に擬似線で図示)は、複数のプレート[428]の互いに向かっての運動を惹き起こし、一方、ピストン[405]の伸張は複数のプレート[428]が相互から離れる運動を惹き起こす。
とりわけピストン[405]の収縮は、第一旋回部材[425]を回転するための駆動軸部材[406]を介して駆動軸[420]を回転し、複数の伝熱プレート[428]の第一伝熱プレート[429]をフレキシブル容器[10]及び複数の伝熱プレート[428]の第二伝熱プレート[427]の方へ駆動しても良い。第二旋回部材[430]は第一プレート[429]の底部分を支え、回転可能な軸[432]の上で旋回する。中間連結部材[435]は軸[420]に連結していても良く、その連結によりピストン[405]の収縮による軸[420]の回転が中間連結部材[435]の運動を惹き起こす。架橋部材[440]は、軸[420]の回転による中間連結部材[435]の運動により架橋部材[440]が温度制御装置[400]の右側[450]の方に動くように、ピン[437]を介して中間連結部材[435]に連結していても良い。架橋部材[440]は、第二駆動軸部材[426]を介して第二駆動軸[470]に連結していても良い。第三旋回部材[460]は、第二駆動軸[470]及び第二プレート[427]に連結していても良い。従って、架橋部材[440]の右側[450]への運動は第二駆動軸[470]の運動を惹き起こし、それは第三旋回部材[460]の回転を惹き起こし、こうしてフレキシブル容器[10]及び第一プレート[429]の方向への第二プレート[427]の運動を惹起することができる。第四旋回部材[465]は第二プレート[427]に連結していて良く、旋回可能な軸[467]を中心に旋回して第二プレート[427]の底部分を支えても良い。ピストン[405]の伸張が第一プレート[429]と第二プレート[427]を互いに離れるようにそしてフレキシブル容器[10]から離れるように動かし得ることは、当業者らに理解されるであろう。また、さらなる複数の旋回部材[480]を駆動軸[420]、第二駆動軸[70]、旋回軸[432]及び旋回軸[467]、及び複数のプレート[428]に連結して、そのようなプレートを支え、それらを互いの方に向かって回転させても良い。
また、フレキシブル容器[10]を支える枠組み[15]は、容器[10]の内容物を撹拌するために温度制御装置[400]の内部[415]内で運動、往復運動、若しくは振動させても良い。より具体的には、このような撹拌は、枠組み[15]を収容枠組み[401]に収容した場合に、フレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料の解凍と混合を促進する。例えば、収容枠組み[401]の往復運動は、内部[450]の外側に設置され、図11に示すように撹拌機搭載部[505]に搭載された往復運動式ピストン[500]によって惹起させても良い。往復運動式ピストン[500]は、内部[415]内の収容枠組み[401](図12)を往復運動させるため伸縮するよう形成されていて良い。収容枠組み[401]は、図11及び12に示すように、収容枠組み[410]の下向き連結部材[520]を下側の土台[540]に連結されている突き出ている連結部材[530]に連結する往復運動式旋回部材[510]の上で、このような伸縮の方向に運動可能であって良い。往復運動式旋回部材[510]は、往復運動式旋回部材[510]の両端で下向き連結部材[520]と突き出ている連結部材[530]にピン[550]を介して連結され、このような運動が可能になる。内部[415]は密封して生物医薬原料若しくは他の原料が内部415の外側に漏出するのを防ぐ。従って、往復運動式旋回部材[510]、下向き連結部材[520]、及び突き出ている連結部材[530]は、収容枠組み[401]内の枠組み[15]に支えられているフレキシブル容器[10]の運動によって生じる生物医薬原料の撹拌を妨げるかも知れない製品流出から保護されうる。内部[415]は、内部[415]内部で発生しうる生物医薬原料若しくは他の原料の何らかの流出を回収するための取外し可能な受け皿[551]を含んでいても良い。代替的に、受け皿[551]は取外せなくても良く、受け皿に集まった原料の選択的な放出を可能にするためのバルブを含んでいても良い。
また、内部[415]内の収容枠組み[401]の運動(例えば、往復運動)は、収容枠組み[401]を動かす任意の手段で発生させても良いことは、当業者らに理解されるであろう。例えばこのような運動は、ギアボックスとアーム付きカムが付いた電動モーターによってなど、機械的に発生させても良い。他の例には、電磁ソレノイド、油圧ピストン若しくは空気ピストン、及びばねによる戻りが含まれる。さらなる例としては、モーターに連結されたクランクシャフトやその他の電気機械手段などの電気機械装置が含まれる。加えて、図10〜13からは、温度制御装置[400]が車輪[560]の上で移動及び/又は往復できることが明らかである。さらに、収容枠組み[401]は空洞[415]に対して固定されていても良く、又は収容枠組み[401]は全体が車輪[560]の上で動かされるときに内部[415]内で温度制御装置[400]と同時に動いても良い。収容枠組み[401]のこのような運動は、車輪[560]の上にある温度制御装置[400]と同じ方向又は異なる方向で発生して良い。さらに温度制御装置[400]は、収容枠組み[401]と温度制御装置[20]で述べたように、運動を発生させる任意の手段で動かしても良い。図示していない別の例では、温度制御装置の内部若しくは空洞は、全体を動かしたときに、温度制御装置ではなく、フレキシブル容器を支えている支持体若しくは枠組みと一緒に動かすことができる。
図14は、内部[415]内のフレキシブル容器[10](図10〜13)に入っている生物医薬原料の温度を制御するために複数のプレート[428](図10〜13)に伝熱流体を供給するよう構成された、温度調節装置又は冷却装置[411]に連結した温度制御装置[400]を表す。さらに図15は、複数のフレキシブル容器[10]を保持する複数の枠組み[15]を収容するための複数のスロット[417]を有する内部[416]を含むことを除いては、温度制御装置[400]と同じである温度制御装置[413]を表す。複数のスロット[417]のそれぞれには、中に入っている生物医薬原料の温度を制御するために温度調節装置及び/又は冷却装置[411]に連結した複数のプレート[428]が含まれていても良い。生物医薬原料の温度は、本明細書で既に述べたように、冷却装置に熱的に結合している温度制御装置内に設置された温度センサー及び/又はコントローラーにより制御及び/又は監視しても良い。センサー及び/又はコントローラーによって測定された温度は、コンピュータ装置で処理して冷却装置により温度制御装置に供給される伝熱流体の温度を制御しても良い。さらに、複数のスロット[417]のそれぞれは、スロット[417]のそれぞれに収容したフレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料を撹拌できるように、複数の収容枠組み[401]の上で移動可能であっても良い。輸送カート[290]は、枠組み[15]を一つ又は複数のスロット[417]内に輸送するために温度制御装置[413]に隣接して設置しても良い。
枠組み[15]で支えているフレキシブル容器[10]を収容するよう構成された温度制御装置[600]のさらなる例を図16〜19に示す。枠組み[15]は、温度制御装置[600]の内部[615]にある収容枠組み[601]に収容しても良い。複数の伝熱プレート[628]は、相互に向かって移動することが可能であり、フレキシブル容器[10]に入った生物医薬原料を圧縮し、その温度を制御しても良い。伝熱流体は、伝熱管[610]により複数のプレート[628]に送っても良く、複数のプレート[628]から受け取っても良い。複数のプレート[628]の運動は、手動による作動又はコンピュータ(図示せず)による制御で伸縮できるリニアアクチュエータ若しくはピストン[605]により、動作するように発生させても良い。ピストン[605]の伸張は、図16〜19に示すように、複数のプレート[628]を互いに向かう運動を惹起し、一方ピストン[605]の収縮は複数のプレート[628]が互いに離れる運動を惹起しうる。従ってピストン[605]は、フレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料の圧縮及び/又は凍結が望まれる場合には、フレキシブル容器[10]に向かって伸長しうる。従って、ピストン[605]は枠組み[15]が収容枠組み[601]に挿入できるように、又は収容枠組み[601]から取外せるように、収縮しうる。ピストン[605]は、温度制御装置[600]の外面[610]に搭載する。図20〜23に示す別の例では、ピストン[705]は温度制御装置[700]の内枠[707]に搭載されており、収容枠組み[701]の上で枠組み[15]により支えられているフレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料の凍結及び/又は圧縮を促進するため、複数のプレート[728]の互いに向かっての運動を惹起しうる。従って、複数の伝熱プレート(例えば、プレート[28]、プレート[428]、プレート[628]、プレート[728])は、様々な手段を用いて互いに向かうように又は互いに離れるように動かしうることは当業者には理解されるであろう。
複数の枠組み[15]を収容するよう構成された温度制御装置[800]の例を図24に示す。この例には、左プレート支持枠[801]と右プレート支持枠[802]が含まれる。左プレート支持枠[801]は左伝熱プレート[826]に連結し、右プレート支持枠[802]は右伝熱プレート[827]に連結する。枠組み[15]は支持枠[803]の上に収容される。左リニアアクチュエータ若しくはピストン[810]は、温度制御装置[800]の側壁[815]に搭載する。複数のピストン[810]は伸長して、左プレート支持枠[801]を伸長するように力をかけることにより左プレート[826]を右プレート[827]の方に押しつけても良く、或いは複数のピストン[810]は収縮して、左プレート支持枠[801]を引っ込めることにより、左プレート[826]を右プレート[827]から離れるように動かしても良い。複数の右ピストン[820]は温度制御装置[800]の右側壁[825]に搭載されうる。右プレート[827]は、右プレート支持枠[802]に力をかける複数のピストン[820]の伸張により、左プレート[826]の方に動きうる。右プレート[827]は、複数のピストン[820]の収縮により左プレート[826]から離れるように動きうる。上述したように、枠組み[15]で支えているフレキシブル容器[10]に入っている生物医薬原料は、フレキシブル容器[10]が互いにの方に向かって動く複数のプレート(例えば、プレート[826]及び[827])により接触及び/又は圧縮されるとき、凍結していても良く、その他の方法で温度制御されていても良い。さらに、左プレート[826]及び右プレート[827]は、フレキシブル容器[10]を支える枠組み[15]を温度制御装置[800]に容易に挿入できるように互いに離れるように動いても良い。
また、様々な枠組みが、支持体[122]又は他の支持手段(例えば、支持レール[121]、収容枠組み[401]、収容枠組み[601]、収容枠組み[701]、及び収容枠組み[803])と係合できると共に、フレキシブル容器[10]を支え、温度制御装置(例えば、温度制御装置[20]、温度制御装置[400]、温度制御装置[600]、及び温度制御装置[700])に収容するために利用できることは、当業者らに明らかであろう。このような枠組みの例は、2002年9月23日に出願された、「生物医薬原料を凍結及び貯蔵するためのシステム及び方法」という表題の共同所有の米国特許出願番号第10/254,036号に記載されている。
本明細書では容器はフレキシブル容器として記載したが、該容器はポリエチレンなどのような半剛性素材でできていても良い。このような半剛性素材は、空の場合でも生物医薬原料で満たされている場合でもその形状を維持し、及び/又は自立することが可能である。このような容器の例には、標準的なプラスチック製ミルクジャグに類似した容器を含むことができよう。このように類似した半剛性素材から作られた容器は、例えば枠組みに取り付けることにより剛性が加わるという利点があるかもしれない。さらに、該容器は、フレキシブル又は半剛性素材のいずれで形成されようとも、温度制御装置(例えば、温度制御装置[20])の内部表面(例えば、伝熱プレート)に接する外部表面を含むので、温度制御装置の冷却(例えば氷点下まで)された又は加熱された内部表面と生物医薬原料を含む容器の外部表面の間で直接的な接触がある。代替的に、生物医薬原料を入れておくための容器の外面は、中に生物医薬原料を有する容器を冷却及び/又は加熱して該生物医薬原料の温度を制御するため、温度制御装置の内部(例えば、内部[25])で気流と接触していても良い。
上述のフレキシブル容器内の生物医薬原料は、従って温度制御装置[20]若しくは記載した他の温度制御装置で、冷却又はその他の方法で温度調節(例えば、氷点下の温度まで)して良い。このような操作が完了すれば、フレキシブル容器と枠組み、又は例えばフレキシブル容器を収容している又はフレキシブル容器に連結しているその他の支持構造を取り外すことにより、フレキシブル容器を温度制御装置[20]から取り外しても良い。フレキシブル容器を支える枠組み若しくはその他の支持構造は、内部の気温が例えば摂氏約マイナス20度である冷却機又は冷凍庫内に貯蔵しうる。
生物医薬原料を処理及び/又は保存する通常の工程を以下に述べる。図5〜6に示すように、フレキシブル容器[10]を枠組み[15]に挿入する。また、枠組み[15]は輸送カート[290](図1)内に置き、給入所(図示せず)まで輸送しても良い。生物医薬原料、例えば液体生物医薬原料は、導管[120]を通してフレキシブル容器[10]中に入れる。一つの例では、枠組み[15]は輸送カート[290]から重量計(図示せず)の重量計支持レール(図示せず)へと滑らせても良い。次いで、フレキシブル容器[10]は重量計で測定した一定量まで充填してよい。別の例では、カート[290]は重量計(図示せず)の上へ移動しても良い。該重量計には重量計レールは含まれず、カート[290]を収容するように構成されており、その上でフレキシブル容器[10]を満たしても良い。
充填後、フレキシブル容器[10]は、枠組み[15]に保持されたまま、図1に示すように輸送カート[290]から温度制御装置[20]の中へと輸送され、ここでプレート[28]が容器[10]とその中の生物医薬原料を圧縮する。さらに具体的には、枠組み[15]はカート区画[297]の支持レール[292]からスロット[25]の支持体[122]の上へ滑らせても良い。生物医薬内容物は、米国特許出願番号第09/905,488に記載されているように、例えば凍結速度(容器の側面から中心までの樹枝状凍結面速度を含む)が上限及び下限範囲内で制御されるように、温度制御装置[20]の中で制御された状態(例えば、摂氏マイナス20度以下)で凍結される。従って、生物医薬原料の凍結濃縮は阻止若しくは抑制され、それにより生物医薬原料の望ましくない分解は防がれる。フレキシブル容器[10]の中の生物医薬原料を凍結した後、枠組み[15]及びフレキシブル容器[10]は温度制御装置[20]の支持体[122]から取外し、貯蔵のため、大規模医療機関(例えば、病院)に通常あるような、例えば摂氏約マイナス20度の内部気温を有するウォークイン型冷凍庫などの大型冷凍庫に移すために、カート[290]の支持レール[292]に乗せても良い。その代わりに、容器[10]は支持レール[290]からこのような冷凍庫にある冷凍庫レール(図示せず)へ動かしても良い。
さらに上述のフレキシブル容器は、冷凍庫又は他の温度制御されたフレキシブル容器及びその内容物の貯蔵システムから取り出しても良い。次いで、中に生物医薬原料を有するこれらのフレキシブル容器は、フレキシブル容器内に含まれる生物医薬原料の加熱、溶解、撹拌、混合、及び/又は解凍のために温度制御装置に入れても良い。例えば、中に凍結した生物医薬原料の入っているフレキシブル容器[10]を支える枠組み[15]は、伝熱プレート(単数又は複数)[28]によりその温度を制御(例えば、解凍)することができる温度制御装置[20]に入れても良い。さらに、温度制御装置[20]は、生物医薬原料の解凍及び/又は混合を容易にするため、軌道(図示せず)に沿って例えば往復運動させて該生物医薬原料を撹拌しても良い。また、フレキシブル容器[10]を支える枠組み[15]は温度制御装置[20]のスロット[25]中で運動若しくは往復運動させて、そのような解凍をさらに容易にしても良い。解凍工程が完了し次第、フレキシブル容器[10]の中の生物医薬原料は温度制御装置[20]を軌道(図示せず)に沿って動かすことにより、及び/又は温度制御装置[20]のスロット[25]内で枠組み[15]を動かすことにより、混合しても良い。別の例では、液体の生物医薬原料は凍結処理の間に温度制御装置の内部で枠組み[20]に保持されたフレキシブル容器[10]の運動によって、生物医薬原料に氷晶が形成される直前まで撹拌しても良い。このような撹拌はそのような形成の前に終了し、凍結処理は枠組みを静止位置に置いて続けられることになる。上述の方法は、当業者らに理解されるように、温度制御装置[400]、温度制御装置[600]、及び温度制御装置[700]にも適用することができる。
以上の説明から、当業者らは本明細書に記載のフレキシブル容器が様々な形状又は大きさの容器、枠組み、貯蔵装置、支持構造、輸送手段、温度制御装置、熱交換器、容器、及び/又は処理装置における使用にも適することを理解するであろう。さらに、該枠組み、容器、支持構造、熱交換器、温度制御装置、及び/又は処理装置は様々な形状又は大きさのフレキシブル容器を収容するように設計することができる。これらの枠組み又は支持構造は、液体状態若しくは凍結状態にある生物医薬原料を含むフレキシブル容器の長期又は短期の保存用に構成することができ、又は液体状態若しくは凍結状態の生物医薬原料を含むフレキシブル容器を輸送するように設計することができる。例えば温度制御装置は、該原料を長時間所定の温度に維持できるように断熱しても良い。さらには、これらのフレキシブル容器、枠組み、容器、支持構造、温度制御装置、熱交換器、及び/又は処理装置は、生物医薬原料以外の物質での利用にも適している。最後に、貯蔵容器、支持構造、温度制御装置、又は枠組みは、それらの輸送及び構成を容易にするための車輪、滑り玉、滑り子、ドライ−アイス収納用区画、又はその他の機構を備えていても良い。
本明細書では詳細にわたって本発明を描写及び説明してきたが、本発明の精神を逸脱することなく様々な変形、付加、置換などが行えること、並びにこれらが以下の請求項で定義する本発明の範囲内にあるとみなされることは、当業者らには明らかであろう。
本発明とみなされる主体は、本明細書の終わりの請求の範囲で個々に指摘され、明確に請求される。上述の及びその他の本発明の特徴及び利点は、以下の添付図面と共に提示した好ましい実施態様の詳細な説明から容易に理解されよう。
図1は、本発明に従って、輸送カートに隣接した、フレキシブル容器を支える枠組みを収容する温度制御装置の透視図である。 図2は、図1の温度制御装置の側面断面図である。 図3は、フレキシブル容器を圧迫するプレートと共に図示した、図1の温度制御装置の側面断面図である。 図4は、枠組み及び図1の温度制御装置内に収容可能なフレキシブル容器の透視図である。 図5は、図4のフレキシブル容器及び図1の温度制御装置と共に用いられる枠組みの透視図である。 図6は、図5の枠組み内に収容された図4のフレキシブル容器の透視図である。 図7は、温度制御装置の支持体と輸送カートの支持レールとの整列を図示する、図1の一部の透視図である。 図8は、合わせツメを有する輸送カートの別の例である。 図9は、図8の輸送カートの合わせツメの拡大透視図である。 図10は、本発明に基づく温度制御装置の別の実施態様の左側面断面図である。 図11は、その中に枠組みを収容した図10のシステムの正面断面図である。 図12は、図10の温度制御装置の右側面断面図である。 図13は、図10の温度制御装置の上面断面図 (top cross-sectional view) である。 図14は、冷却装置に連結した図10の温度制御装置の上面図 (top elevational view) である。 図15は、複数の枠組みを収容するための複数の区画のあるカートに隣接した、複数の枠組みで支えられた複数のフレキシブル容器を収容するための複数の内部を有する温度制御装置の別の実施態様である。 図16は、本発明に基づく温度制御装置の別の実施態様の側面断面図である。 図17は、図16の温度制御装置の正面断面図である。 図18は、図16の温度制御装置の背面断面図である。 図19は、図16の温度制御装置の上面断面図である。 図20は、本発明に基づく温度制御装置の別の実施態様の側面断面図である。 図21は、図20の温度制御装置の正面断面図である。 図22は、図20の温度制御装置の背面断面図である。 図23は、図20の温度制御装置の上面断面図である。 図24は、本発明に基づく温度制御装置の別の実施態様の正面断面図である。
符号の説明
10 フレキシブル容器
11 上面
12 第一側面
14 足部材
15 支持枠組み
17 上部
18 温度センサー
20 温度制御装置
21 コントローラー部
22 伝熱流体制御部
23 窪み
24 空間
25 スロット
26 内部
28 伝熱プレート
100 フランジ
110 表示用タブ
115 幅
120 複数の導管
121 排出管
121 支持レール
122 クランプ
122 支持体
123 クランプ
124 第一上部導管
125 スリーブ
200 溝
210 第一開口部
211 第二開口部
230 長さ若しくは幅
240 内部
255 溝
256 留め部材
260 複数の側面
270 底
280 上部
285 ハンドル
290 輸送カート
291 底面
292 支持レール
293 合わせツメ
295 長さ若しくは幅
297 カート区画
298 底
400 温度制御装置
401 収容枠組み
402 第一レール
403 第二レール
405 ピストン
406 駆動軸部材
410 伝熱管
411 温度制御装置及び/又は冷却装置
413 温度制御装置
415 内部
416 内部
417 複数のスロット
420 駆動軸
425 旋回部材
426 第二駆動軸部材
427 第二伝熱プレート
428 伝熱プレート
429 第一プレート
430 第二旋回部材
432 旋回可能な軸
435 中間連結部材
437 ピン
440 架橋部材
450 右側
460 第三旋回部材
465 第四旋回部材
467 旋回可能な軸
470 第二駆動軸
480 旋回部材
500 往復ピストン
505 搭載型撹拌機
510 往復旋回部材
520 下向き連結部材
530 突き出した連結部材
540 下側の土台
550 ピン
551 受け皿
560 車輪
600 温度制御装置
601 収容枠組み
605 ピストン
610 伝熱管
615 内部
628 複数のプレート
700 温度制御装置
701 収容枠組み
705 ピストン
707 内枠
728 複数のプレート
800 温度制御装置
801 左プレート支持枠
802 右プレート支持枠
803 支持枠
810 ピストン
815 側壁
820 右ピストン
825 右側壁
826 左伝熱プレート
827 右伝熱プレート

Claims (63)

  1. 生物医薬原料 (biopharmaceutical material) を凍結するためのシステムであって、
    その中に生物医薬原料が入っている容器を収容するよう形成された枠組みを収容するように形成された空洞、
    この生物医薬原料の入った容器に直面する少なくとも一対の対向面、
    該対向面の少なくとも一つが、容器に接触して容器と可動式接触面との間の隙間を無くすように形成された該可動式接触面を含んでおり、
    該可動式接触面が該容器に接触するのに応じて少なくとも一つの伝熱面が該生物医薬原料が入っている容器と熱的に連結する、該少なくとも一つの伝熱面、且つ
    該可動式接触面を該容器に接触させるように該空洞中で該枠組みを支持するように形成された支持体、
    を含むシステム。
  2. 該容器と該少なくとも一つの伝熱面との間の隙間を無くすため該接触面が該容器を圧縮するように構成される、請求項1記載のシステム。
  3. 該少なくとも一つの伝熱面が該対向面の少なくとも一つを含むものである、請求項1記載のシステム。
  4. 該容器がフレキシブル容器及び半剛性容器の少なくとも一つを含むものである、請求項1記載のシステム。
  5. 該枠組みが該容器の保護及び支えの少なくとも一つとなるように構成されるものである、請求項1記載のシステム。
  6. 該枠組みが第一開口部を有する第一側面、及び第二開口部を有する第二側面を含み、該容器が該枠組み中に収容されそして該枠組みが該空洞中に収容された際に、該容器が第一開口部と第二開口部を通して該空洞と連絡するものである、請求項5記載のシステム。
  7. 該少なくとも一つの伝熱面が、該枠組みの第一開口部及び第二開口部の少なくとも一つを通して該容器と接触するように構成されるものである、請求項6記載のシステム。
  8. 該枠組みが厚みを含み、該空洞がスロットを含み、該スロットがその中に該枠組みを収容できる大きさである、請求項5記載のシステム。
  9. 枠組みが第一枠組みを含み、該スロットがその中に第二枠組みを収容するように構成されるものである、請求項8記載のシステム。
  10. 該支持体が、該スロット内で枠組みを支えるように構成されるものである、請求項8記載のシステム。
  11. 該枠組みが第一枠組みを含み、該支持体が第二枠組みを支えるように構成されるものである、請求項1記載のシステム。
  12. 該スロットが該枠組みを収容するための第一スロットを含み、さらに第二枠組みを収容するための第二スロットを含むものである、請求項8記載のシステム。
  13. 解凍サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく該空洞内で枠組みを動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  14. 氷の結晶が形成する前の凍結サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく該空洞内で枠組みを動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  15. 生物医薬原料を撹拌すべく該空洞内で枠組みを動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  16. 解凍サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく、その中に枠組みを収容している該空洞を動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  17. 氷の結晶が形成する前の凍結サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく、その中に枠組みを収容している該空洞を動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  18. 生物医薬原料を撹拌すべく、その中に枠組みを収容している該空洞を動かすための少なくとも一つの駆動体をさらに含む、請求項5記載のシステム。
  19. 該空洞内の容器に生物医薬原料が入っている場合に、生物医薬原料の温度を調節するための手段をさらに含む、請求項1記載のシステム。
  20. 伝熱流体の該少なくとも一つの伝熱面への流れ及び伝熱流体の温度の少なくとも一つを調節するためのコントローラーをさらに含む、請求項1記載のシステム。
  21. 生物医薬原料を凍結する方法であって、
    その中に生物医薬原料が入っている容器を有する枠組みを温度制御装置の空洞中に挿入する工程、
    空洞の支持体の上で枠組みを支持する工程、
    空洞内の少なくとも一つの接触面を動かして容器と少なくとも一つの接触面との間の隙間を無くす工程、及び
    少なくとも一つの接触面と容器との接触に応じて生物医薬原料が入っている容器を少なくとも一つの伝熱面と熱的に連結させる工程、
    を含む方法。
  22. 該接触させる工程が、容器と少なくとも一つの伝熱面との間の隙間を無くすために容器を圧縮する工程を含むものである、請求項21記載の方法。
  23. 少なくとも一つの接触面が少なくとも一つの伝熱面を含むものである、請求項21記載の方法。
  24. 該接触させる工程が、容器を支える枠組みの少なくとも一つの開口部を通して容器を接触させる工程を含むものである、請求項21記載の方法。
  25. 容器が、フレキシブル容器及び半剛性容器の少なくとも一つを含むものである、請求項21記載の方法。
  26. 生物医薬原料が空洞内の容器中に入っている場合に、空洞の温度を調節して生物医薬原料の温度を調節する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  27. 生物医薬原料が空洞内の容器中に入っている場合に、空洞内の少なくとも一つの伝熱面の温度を調節して生物医薬原料の温度を調節する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  28. 容器を挿入する工程が、容器を支える枠組みを空洞内に挿入する工程を含むものである、請求項21記載の方法。
  29. 容器を挿入する工程が、空洞内の支持体の上へ枠組みを挿入する工程を含むものである、請求項28記載の方法。
  30. 第二容器を支える第二枠組みを支持体の上に挿入する工程をさらに含むものである、請求項29記載の方法。
  31. 支持体が空洞内のスロット内にあるものである、請求項29記載の方法。
  32. 駆動体を用いて空洞内で容器を動かすことにより、解凍サイクル中に生物医薬原料を混合する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  33. 駆動体を用いて空洞内で容器を動かすことにより、生物医薬原料内で氷の結晶が形成される前の凍結サイクル中に、生物医薬原料を混合する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  34. 駆動体を用いて空洞内で容器を動かすことにより、生物医薬原料を撹拌する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  35. 駆動体を用いて空洞を動かすことにより、解凍サイクル中に生物医薬原料を混合する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  36. 駆動体を用いて空洞を動かすことにより、生物医薬原料中に氷の結晶が形成される前の凍結サイクル中に、生物医薬原料を混合する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  37. 駆動体を用いて空洞を動かすことにより、生物医薬原料を撹拌する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  38. 生物医薬原料を凍結、解凍、又は混合するシステムであって、
    生物医薬原料が入っている容器を収容するための空洞、
    容器を効果が得られるように動かすための駆動体、及び
    該空洞の温度を制御して生物医薬原料の温度を制御するための手段、
    を含むシステム。
  39. 容器を動かす工程が容器を空洞内で動かす工程を含むものである、請求項38記載のシステム。
  40. 容器を動かす工程が、その中に容器を収容している空洞を動かす工程を含むものである、請求項38記載のシステム。
  41. 該制御手段が少なくとも一つの伝熱面を含み、且つ容器と該少なくとも一つの伝熱面との間の隙間を無くすように容器に接触させるための少なくとも一つの可動式接触面をさらに含むものである、請求項38記載のシステム。
  42. 該少なくとも一つの伝熱面が該少なくとも一つの可動式接触面を含むものである、請求項41記載のシステム。
  43. 該空洞が生物医薬原料を支えるための枠組みを収容するスロットを含むものである、請求項38記載のシステム。
  44. 容器を動かす工程がスロット内で容器を動かす工程を含むものである、請求項43記載のシステム。
  45. 容器を動かす工程が空洞の第一スロット内で容器を動かす工程を含むものであり、且つ第二容器を空洞の第二スロット内で動かすための第二駆動体をさらに含むものである、請求項43記載のシステム。
  46. 生物医薬原料を凍結、解凍、又は混合する方法であって、
    生物医薬原料が入っている容器を温度制御装置の空洞内に挿入する工程、
    空洞内の温度を制御する工程、及び
    容器を温度制御装置内で効果が得られるように動かす工程、
    を含む方法。
  47. 容器を動かす工程が、その中に容器を収容している空洞を動かす工程を含むものである、請求項46記載の方法。
  48. 容器を動かす工程が、空洞内で容器を支える枠組みを動かす工程を含むものである、請求項46記載の方法。
  49. 枠組みを動かす工程が、駆動体により空洞内で枠組みを往復運動させる工程を含むものである、請求項48記載の方法。
  50. 空洞が容器を支える枠組みを収容するためのスロットを含むものである、請求項48記載の方法。
  51. スロット内に第二容器を支える第二枠組みを収容する工程をさらに含む、請求項50記載の方法。
  52. 容器を動かす工程が、スロット内で容器を動かす工程を含むものである、請求項50記載の方法。
  53. スロット内で第二容器を支える第二枠組みを動かす工程をさらに含む、請求項52記載の方法。
  54. スロット内で容器を動かす工程が空洞の第一スロット内で第一容器を動かす工程を含み、且つ空洞の第二スロット内で第二容器を動かす工程をさらに含むものである、請求項52記載の方法。
  55. 温度制御装置内で容器を動かす工程が、生物医薬原料の撹拌を発生させるべく容器を動かす工程を含むものである、請求項47記載の方法。
  56. 温度制御装置内で容器を動かす工程が、解凍サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく容器を動かす工程を含むものである、請求項47記載の方法。
  57. 温度制御装置内で容器を動かす工程が、氷の結晶が形成される前の凍結サイクル中に生物医薬原料の混合を発生させるべく容器を動かす工程を含むものである、請求項47記載の方法。
  58. 該空洞が、枠組みを輸送カートから該空洞内へ移動させうるように輸送カートと係合できるものである、請求項1記載のシステム。
  59. 該空洞が枠組みを収容するためのスロットを含むものであり、輸送カートが枠組みを収容するための合わせツメ及び区画 (channel)を含むものであり、且つ合わせツメを受入れ該スロットと区画が合うように形成された少なくとも一つの窪みをさらに含むものである、請求項58記載のシステム。
  60. 該区画が枠組みを収容するための少なくとも一つの支持レールを含み、そして該少なくとも一つの窪みが合わせツメを収容して該支持体と少なくとも一つの支持レールが合うように形成されるものである、請求項59記載のシステム。
  61. 輸送カートの合わせツメを温度制御装置の窪みに配置して輸送カートの区画と温度制御装置の空洞とを合わせる工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  62. 区画を合わせる工程が区画の支持レールと空洞のスロットの支持体を合わせる工程を含むものである、請求項61記載の方法。
  63. 該少なくとも一つの伝熱面が該少なくとも一つの可動式接触面とは独立しているものである、請求項41記載のシステム。
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