JP2009136687A - 生物薬剤流体製品の輸送用の可撓性バッグ - Google Patents

Abstract

【課題】生物薬剤液体を長距離輸送するための漏れにくいバッグを提供する。
【解決手段】容積が５０リットル以上であり、折り畳まれており、充填した場合に実質的に平行六面体の形状をとり、底面壁２、上面壁３、及び４つの側面壁を備えた可撓性バッグ１は、少なくとも３層の積層単フィルムの４枚のシートから形成されており、内部の層は加熱融着可能であり、かつ輸送される媒体と生物学的に適合性であるプラスチック層である。折り畳まれた２枚の側面を２か所づつ、そして上面と底を加熱融着させて製造される。
【選択図】図１

Description

本発明は、生物薬剤流体製品を輸送するための新規可撓性バッグ及びその製造方法に関する。

米国特許第 5,350,080号は、細胞培養媒地に用いることのできるバッグ及びその硬質輸送容器を記載している。

最も広い意味において生物薬剤産業では、培養媒体、細胞培養、緩衝液、人工栄養液、血液製剤、もしくはプラズマのような製品のような、この産業において用いられている流体を輸送するために、容量が20リットル〜2000リットル以上の可撓性バッグ、特に生物学的に適合性であるバッグの使用が増加している。

そのようなバッグに収納されている製品は時には、このバッグが充填された場所から数千キロメートルの場所で用いられる。この製品は経済的に価値があり、またヒトの健康においても価値があることが多い。それは例えばヒト用の薬物の製造に用いることができるからである。従って、そのようなバッグは、最初に充填した液体を目的地まで安全に充填していること及び汚染されないことが必須である。

上記の可撓性バッグは輸送の間に各種の応力、例えば加速、ブレーキ、揺れ、振盪、振動等、を受け、従ってこのバッグを構成しているフィルム、特に折り目のような敏感な部位、を劣化させる剪断力を引き起こす力を受ける。従って、これらの様々な応力はこのバッグを劣化させ、破壊し、もしくは穴を開けることになる。

上記液体製品及び媒体を収納するための上記バッグは、その特性のため、その内容物の例えば充填、排水、混合を可能にする多くの導入口を備え、またこれらの導入口の一部もしくはすべてには多くのチューブが取りつけられている。このチューブ自身には、長距離輸送される際にこのバッグの上部を摩擦することになるバルブ、フィルターもしくはクランプのような１以上の硬質材料が取りつけられていることが多い。バッグの上部における穴は、例えば滅菌した容器を輸送する場合においては、重大である。

従って、そのようなバッグの通常の品質、すなわち生物適合性、滅菌性、期待、特に酸素に対する不透過性に加えて、長距離輸送に対する耐性及び製造容易性がある、容積が50リットル以上の生物薬剤液体を輸送するためのバッグが望まれている。

３つの別個のフィルムを互いに融着することによって構成された壁を有する折り畳まれた形態の生物薬剤液体を輸送するためのバッグは公知である。

上記タイプのバッグは、例えばHyClone Laboratoriesにより販売されている。この容量は、例えば１リットル〜1000リットルである。しかし、長距離輸送する場合、多くの応力がこのバッグにかかり、漏れのため多くが失われる。

このため、本出願の主題は、容積が50リットル以上であり、折り畳まれたタイプであり、充填した場合に実質的に平行六面体の形状をとり、底面壁、上面壁及び４つの側面壁を備え、３層以上の積層単フィルムの、好ましくは４つのピースから構成されており、最も内部の層が加熱融着可能でありかつ輸送される媒体と生物学的に適合性であるプラスチック材料層である、生物薬剤液体を輸送するための可撓性バッグである。

栓及びコネクター取付け用フランジを設置する前の、内容物を重点した形状の、本発明に係るバッグの斜視図である。 栓及びコネクター取付け用フランジを設置する前の、平坦な状態のバッグの上面図である。 バッグの製造の間の、４枚のフィルムと２つの長手方向の（バッグの側部を融着するための）加熱棒を設置した斜視図である。 バッグの製造の間の、２つの横方向の（上面及び底面を融着するための）加熱棒とフィルムの正面図である。 バッグの上面及び底面の融着の部位を示す上面図である。

輸送される生物薬剤液体は、例えば培養媒体、細胞培養、緩衝液、人工栄養液、血液製剤、もしくはプラズマのような製品である。

本発明のバッグは、平坦に置いた場合に、このバッグの２つの対向する側面が内側に折り畳まれるようなタイプのものである。

「積層単フィルム」又は「モノフィルム」とは、このバッグの壁を形成しているフィルムが異なる種類のフィルムの多数の層より形成されているが、１つのフィルムであるようにみえることを意味する。

本発明によれば、積層単フィルムは少なくとも３つの層、好ましくは４つの層を含む。

内層は、加熱融着可能でありかつ輸送される媒体と生物学的に適合性であるプラスチック材料の層である。これらのプラスチック材料は、例えばポリオレフィン、好ましくはポリエチレン（ＰＥ）、さらに好ましくは低密度ポリエチレン、最も好ましくは超低密度ポリエチレンを含む。

この層の厚さは、例えば50μm 〜200 μm であってよく、特に100 〜200 μmであることが好ましい。

酸素、二酸化炭素もしくは水蒸気のような気体に対するバリヤを構成する中間層は、例えばポリアミド（ナイロン）６、ポリアミド８、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド６−６、ポリアミド６−10、ポリアミド６もしくはポリアミド６／ポリアミド６−６コポリマー製である。気体遮断性ポリマー樹脂の混合物、例えばポリ塩化ビニリデン中のエチレン／ビニルアルコールコポリマー(EVOH)とポリアミドもしくはポリエチレンの混合物も用いてよい。酸化アルミニウムもしくはシリカによって表面処理されたプラスチック材料も同様に用いることができる。好ましい実施条件において、気体バリヤ中間層はエチレン／ビニルアルコールコポリマー製である。

この層の厚さは、例えば６μm 〜20μm であってよく、特に10〜20μm であることが好ましい。

外層は、好ましくは断熱効果を有しかつ加熱融着可能なプラスチック材料、例えばポリオレフィンもしくはポリアミド樹脂、好ましくはポリエステル（ＰＥＴ）樹脂製である。

この層の厚さは、例えば10μm 〜30μm であってよく、特に10〜20μm であることが好ましい。

本発明の好ましい実施条件において、積層フィルムは、有利にはこの積層単フィルムの機械強度を高める、外層と気体遮断中間層の間の第四の層を含む。

この第二の中間層は、例えばポリオレフィン又はＰＥＴ、好ましくはポリアミド、有利にはポリアミド６製である。

様々な層を結合するために用いられる接着剤は、好ましくは積層ポリマーフィルムの分野において従来より用いられている接着剤である。好ましくはエポキシ接着剤が、より好ましくはポリウレタン−ポリエステルタイプが用いられる。

上記ポリマーには添加剤を混合してもよい。例えば、内層のポリエチレンには滑剤、例えばエルシルアミドを600ppmの濃度で及び／又は酸化珪素を2000ppm の濃度で添加してもよい。

本発明の好ましい実施条件において、上記バッグは平坦加熱融着によって４つのピースのフィルムで構成されている。

この平行六面体の形状は、この袋の垂直軸に対して30°〜60°、およそ45°においてフィルムの端を切断することによって得られる。このバッグの「底面」及び「上面」は、これらの面上で融着が交差しているがこのバッグの「側」面からみて互いに平行であるバッグの面である。

本発明の他の好ましい実施条件において、好ましくは上記バッグはその上面に、２つの実質的に円筒形の同心リップを含む、好ましくは同一の、さらに好ましくは配列されたコネクターを取りつけるための１以上のチムニーを含む細長いフランジを有している。

これらのチムニーは有利には、チムニーのリップの間に挿入されるサイズの円筒形の末端部を有するコネクターと一致する。その数は好ましくは１〜８、より好ましくは２〜６、さらに好ましくは３〜５である。

好ましい実施条件において、このコネクターはチムニーの外側リップを囲む外部スカートをさらに含む。

このコネクターは、例えば小さな、中程度のもしくは大きな直径のチューブ用の取付け部品、ストッパー、直角接続部等の従来の形状であってよく、特に直角接続部用のものは、それ自身がチムニーと同様のダブルリップシステムを備えていてもよい。

本発明の他の好ましい実施条件において、コネクターを取りつけるためのフランジはポリオレフィン樹脂製であり、好ましくはエチレン−酢酸ビニルコポリマー製である。

本発明の他の好ましい実施条件において、コネクターは溶剤もしくは非溶剤接着剤によってチムニーに接着されている。さらに他の条件において、コネクターは溶剤もしくは非溶剤接着剤を用いてチムニーと一体にされ又は加熱、高周波もしくは超音波法により融着されている。

本発明は、上記チムニー上に固定されたコネクターを備えた上記のバッグからなる。

本発明の他の好ましい実施条件において、本発明のバッグ及びその付属品の構成に用いる材料はすべて紫外線及び他の公知の殺菌法に耐えることができる。

本発明の他の好ましい実施条件において、チムニーを有するコネクターを取りつけるためのフランジはバッグに加熱融着される。

本発明の他の好ましい実施条件において、取付けフランジはチムニーに対して反対のその下部に、バッグが空の場合にこのバッグの底に対してプレート全体がプレスされることを防ぐ、通路、例えば半ドーナッツ形の通路を構成する１もしくは数個の突起を所定の間隔で有する。

本発明の他の好ましい実施条件において、取付けフランジは出口アクセサリー及びバルブ（ストッパー、直角もしくは直線出口等）の注文生産を容易にする規格化されたチムニーを有する。

本発明の他の好ましい実施条件において、バッグの側面には栓、例えば排出もしくは充填栓が取りつけられている。この排出もしくは充填栓は上記プレートと同様にしてバッグに取りつけられている。本発明の好ましい実施条件において、この栓は90°の出口を含む。

本発明のさらに好ましい使用条件において、排出栓をバッグの底の外側に突き出すように底に取りつける。この栓の突き出した部分は、好ましくは多角形の形状であるか又は他の円形ではない形状、例えば長楕円形、三角形、四角形、六角形等である。この特定の形状は、容器の底に置かれた、捕捉的な形状のオリフィスを用いることによって輸送する硬質容器内にバッグを入れた際に、このバッグの中心に置くことを可能にする。また、このバッグの角はねじれを起こすことなく容器の角に密着することができる。この栓は同時に、このバッグを容器の底に固定するポイントとなり、輸送性が向上する。

他の好ましい実施条件において、栓の突き出た底は周囲に溝を有しており、これはクリップと一緒になって、充填するために容器に入れられた際に固定される。こうして、バッグの当初に位置が保たれる。

本発明はまた、上記バッグの製造方法であって、この方法は上面フィルム、底面フィルム及び折り畳まれた２枚の側面フィルムを、加熱融着可能なプラスチック材料層が互いに接触しかつ平坦に、２枚の側面フィルムの間に隙間を残すように配置し、次いで側面を２か所づつ、そして上面と底を加熱融着させ、所望により、取付けコネクター用のフランジ及び排水栓を取りつけることからなる。

本発明の好ましい実施条件において、バッグの上面及び底面融着はＫ融着であり、Ｋのブランチは多層モノフィルムのピースの移動方向に対して約45°、例えば以下の実施例におけるように30°〜60で傾斜している。

本発明の好ましい実施条件において、加熱融着は加熱棒を用いて行われる。１つの融着は所定の位置で行われる。しかし、１、２、もしくは特に３つの連続融着を行うことが好ましい。多くのストリップにおける融着の場合、この工程は好ましくは異なる温度で行われる。

本発明の他の好ましい実施条件において、この融着は５mm〜20mm、好ましくは５mm〜15mm、特に８mm〜15mmの幅で行われる。他の操作、例えば融着部における切断は一般的な工程である。

従って、一工程で多数の融着操作を同じレベルで行うことが可能であり、加熱融着により断熱効果を有する外部層が与えられる。こうして、内部層のみが互いに融着される。

実施例１：４層フィルムの加工
以下の構造を有する積層フィルムを接着することによって製造した。

実施例２：バッグの加工
この目的のために設計された自動機械において、実施例１からのプラスチック材料フィルムの４つのスプールを、立方体もしくは平行六面体の形状のバッグの４つの壁を構成するように配置する。２つのフィルムは平坦に延ばし（上面及び底面）、そして２つのフィルムは平坦に折り畳み、最初の２つのフィルムの間に挿入する。

フィルムの前進移動に引き続いて、３つの30cm〜90cmの長手方向の融着を行うことにより４つの長手方向の融着を行う。この３つの融着の各々は異なる温度で行う。この工程は、融着の強度、及びバッグの高さを変えるような融着されたフィルム部分と融着棒の間の重なりを最小にすること、を保証する。

バッグの上面及び底面の融着は同じ方法によって順に行い、３つの融着は好ましくは異なる温度で行う。バッグの上面及び底面の融着は融着棒により行い、これは一方においてフィルムの進行方向に対して90°で行い、フィルムの４＋２＋４の厚さを含む部位を融着し（「横方向」融着）、他方においてはフィルムの進行方向に対して30°〜60°の角度で行い、バッグが入れられる硬質容器の底及び側面の形状に正確に一致する３次元寸法にバッグが展開するために行う（「Ｋ」融着）。

上記横方向融着及びＫ融着は、２つの平坦なフィルムを２つのフィルムのベローズと正確に交差させて行う。これにより、バッグが確実にシールされ、強力になる。上面と底面のバッグの融着（横方向融着及びＫ融着）を行う間、この上面及び底面に重点及び排水のための必要な特徴をバッグに与えるため、以下の３つの操作を行う。
1)平坦な上面及び／又は底面フィルムをダイカットする、
2)コネクター及び／又は栓用のフランジを取りつける、
3)平坦なフィルムをコネクター及び／又は栓に加熱融着する。

図１は、底面壁２、上面壁３及び４つの側面壁を含む本発明の可撓性バッグ１を示している。底面壁２には、バッグが収納する生物薬剤液体を排出するための栓４が取りつけられている。この栓は直立した基部５（図中では六辺形）を有し、これはバッグを輸送するための硬質容器の底部の形状のオリフィスと協調することができる。この基部は容器に対して栓を固定するためのクリップを取りつけるための溝６を有する。

コネクターを取りつけるためのフランジ７はバッグ１の上面３に取りつけられている（図中では、バッグとは別に示されている）。このフランジは２つの同心リップにより形成された４つの同じチムニー８を有する。バッグの内部の各チムニーの末端は、２つの連続突起９の間に隙間を有する、４つの半円錐曲線回転体の突起９を有する。コネクター10、11、12、13はこれらのチムニー上に固定され、図中ではそれぞれ大きな直径のチューブ用のコネクター、小さな直径のチューブ用のコネクター、ストッパー、及び90°のひじ継手であり、このひじ継手は他のコネクター15を取りつけるための同じ構造のチムニーを含む。

この図面は、上面及び底面における融着も示している。まずバッグの加工の間にフィルムの進行方向に対して横方向に融着16が行われ、この軸に対して斜めに、融着17及び17' が同時に、そして融着18及び18' も同時に行われる。側面融着19及び19' も同時に行われ、反対面のこれらに平行な融着も同様に行われる。

最後に、フランジ７を取りつけるためのバッグの上面壁３上にオリフィス14が設けられる。バッグの底面壁２も栓４を取りつけるためのオリフィスを有する。

図２は、加工直後の、バッグが平坦であることを除き、図１と同じ成分を示している。従って、融着17及び17' は重なって見え、同様に融着18及び18' 、19及び19' も重なって見える。

この図において、フランジ７及び栓４は、バッグ１に対して拡大して示している。またこのバッグの中心部において、フランジ及びコネクター用のオリフィスが設けられている部位において、積層フィルムが２枚のみ存在しており、一方側部では４枚のフィルムが存在していることがわかる。

図３は、本発明のバッグの製造を説明しており、いかにフィルムを配置するかを示している。２枚のフィルム20及び21は張力がかけられ平坦となっており、１枚は上面に、１枚は底面になり、２枚のフィルム22及び23は平坦に折り畳まれ、２枚のフィルムの間に挿入されている。２つの加熱棒24及び25が３枚のフィルム20、21、23の４層のフィルムを挟み、２つの融着を同時に行う。反対側でも同様にして行う（この反対側には加熱棒は示していない）。

図４は、バッグの上面及び底面における横方向の融着を行う棒26及び27を示している（図１及び２における16を示す）。上記のように、この製造方法を用い、バッグを構成する４層のフィルムが存在する２つの領域28及び29と、２層のみが存在する中間領域30が形成される。本発明に係るフィルムの特定の構造を示したが、この平坦加工法はより強度の高い融着及びバッグを形成する。

図５は、融着16を形成する図４に示すようなフィルムの進行方向に垂直な融着と、図１及び２において17、17' 、18、18' で示すものに対応する２つの傾斜した融着31及び32を含む「Ｋ」融着の原理を示している。
融着操作を終了後、フィルムの外側部分を融着領域において切り取ることができる。

Claims (14)

1. 容積が50リットル以上であり、折り畳まれたタイプであり、充填した場合に実質的に平行六面体の形状をとり、底面壁(2) 、上面壁(3) 及び４つの側面壁を備え、３層以上の積層単フィルムの４つのピースから構成されており、最も内部の層が加熱融着可能でありかつ輸送される媒体と生物学的に適合性であるプラスチック材料層である、生物薬剤液体を輸送するための可撓性バッグ。
2. 前記積層単フィルムが４つの層を有する、請求項１記載の可撓性バッグ。
3. 前記最も内部の層がポリエチレン製であり、その厚さが50μm 〜200 μm である、請求項１又は２記載の可撓性バッグ。
4. 前記最も内部の層が酸素、二酸化炭素および水蒸気等の気体に対する遮断層であり、エチレン／ビニルアルコールコポリマー製であり、その厚さが６μm 〜20μm である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
5. 最も外側の層がポリエステル（ＰＥＴ）製であり、その厚さが６μm 〜20μm である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
6. 前記積層単フィルムの機械強度を高める第４の層を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
7. 第２の中間層がポリアミド製である、請求項６記載の可撓性バッグ。
8. ４つのフィルムピースから加熱融着により製造される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
9. その上面にコネクター（10、11、12、13）を取りつけるための１以上のチムニー(8) を含むコネクターを取りつけるためのフランジ(7) を含み、前記チムニー(8) が２つの実質的に円筒形の同心リップを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
10. 前記チムニー(8) 上に設置されたコネクター（10、11、12、13）が取りつけられている、請求項９記載の可撓性バッグ。
11. 前記バッグの底面(2) に排水栓(4) が取りつけられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可撓性バッグ。
12. 前記排水栓(4) が前記バッグの底の外に向かって立上がった基部(5) 上に取りつけられており、前記栓の立上がった部分(5) が多角形の形状もしくは他の円形でない形状を有する、請求項１１記載の可撓性バッグ。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載のバッグの製造方法であって、上面フィルム(20)、底面フィルム(21)及び重ねて折り畳んだ２枚の側面フィルム（22、23）を平坦に配置し、加熱融着可能なプラスチック材料層を互いに接触させ、２つの側面フィルム（22、23）の間に隙間を残し、次いで側面を２枚づつ加熱融着し、バッグの上面及び底面を加熱融着することを含み、ここで上面及び底面の融着はＫ融着であり、Ｋの枝部（31、32）は多層単フィルムのピースの進行方向に対して30°〜60°の角度で傾斜している方法。
14. １つ、２つもしくは３つの連続融着を所定の融着部において行う、請求項１３記載の方法。

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