JP2014509395A - 無菌サンプリングシステム - Google Patents

Abstract

無菌サンプリングシステムは、サンプラアセンブリと、インタフェースアセンブリとを備える。それぞれのアセンブリは、ハウジングを備える。各ハウジングは、各アセンブリに関して分離した無菌エンクロージャを画定する。エアロックが、使用時に、サンプラアセンブリ内およびインタフェースアセンブリ内の無菌エンクロージャを無菌接合させるように設けられる。再シール可能な液体接続機構が、エアロック内で動作するように配置される。サンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリは、互いに接続されたときに、サンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリのそれぞれのハウジングを含む外側保護面を形成するように設けられる。外側保護面は、無菌内部エンクロージャおよびエアロックと、外部の非無菌空気と内部の無菌空気との間の気密バリアとを提供する。
【選択図】 図３ａ

Description

本発明は、無菌サンプリングシステムに関する。バイオプロセス機器や医療機器などの産業では、複数の試料を無菌かつ極めて清潔にリザーバから除去することおよびリザーバへ注入することの必要性が認識されている。試料およびリザーバは、空気中や容器の外表面上に存在し得る感染物質等によって汚染されてはならない。本発明は、試料、試料もしくはリザーバと接触しているサンプラ内の任意の機構、またはリザーバ自体の中の液体のいずれも汚染することなく、無菌かつ極めて清潔な流体接続を何度も形成および切断することの必要性に対応することを目的とする。このプロセスの名称は「無菌サンプリング」という。

医療産業、例えば静脈内療法では、サンプル外から混入する汚染物を確実に最小限とするために、一重または二重のゴム隔膜を使用して清潔なサンプリングを行うこととしている。ある一般的な方法では、１つの隔膜に針を収納し、針を第２の隔膜に押し付けることで針が両方の隔膜を貫通させ、それによって汚染のリスクが非常に小さい流体通路を形成するシステムを用いている。しかしながら、２つの隔膜の２つの表面が接触すると、針が２つの隔膜間の接合部を貫通して摺動する際に、感染性粒子等が２つ表面間に閉じ込められ、針へと移動する可能性がある。そのため、栄養培地を培養する多くのプロセスでは、１つの感染性粒子等が生成物を台無しにしてしまう可能性がある。

本発明によれば、サンプラアセンブリと、インタフェースアセンブリとを備える無菌サンプリングシステムが提供される。各アセンブリは、各アセンブリに関して分離した無菌エンクロージャを画定するハウジングと、使用時に、サンプラアセンブリ内およびインタフェースアセンブリ内の無菌エンクロージャを無菌接合させるように設けられたエアロックと、エアロック内で動作するように配置された再シール可能な液体接続機構とを備える。サンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリは、互いに接続されたときにサンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリのそれぞれのハウジングを含む外側保護面を形成するように構成され、外側保護面は、無菌内部エンクロージャおよびエアロックと、外部の非無菌空気と内部の無菌空気との間の気密バリアとを提供する。再シール可能な液体接続機構は、無菌エンクロージャ内に含まれ、サンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリのそれぞれから繋がる少なくとも１つの液体コネクタを含み、使用時に、液体コネクタのうちの少なくとも一方が、エアロック内のいずれの内面にも接触することなく、無菌エンクロージャおよびエアロックを横切って移動し、液体接続機構の他方のコネクタに接続することができるように構成されている。

無菌サンプリングシステムは、使用中の流体コネクタを、順次、再シールし、取り外し、分離することができるように構成され得る。

本発明は、リザーバおよび試料の両方が、空気中またはサンプリング装置およびリザーバの表面上に存在し得る汚染物質に触れないように維持され、また多く試料を、同一設備を使用して採取できるサンプリング手段を提供する。さらに、本発明は、例えば、高圧蒸気やエチレンオキシドの注入といった外部の滅菌手段を必要としない。また、本発明は、完全に使い捨て可能な部品から作ることも可能である。

以下、本発明の例を以下の添付の図面を参照に説明する。

本発明の原理を示す模式図である。 本発明の原理を示す模式図である。 本発明の原理を示す模式図である。 本発明の第１好適実施形態の外形を示す。 本発明の第１好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第１好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第１好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第１好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第１好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第２好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第２好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第２好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第２好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第２好適実施形態の機構および動作を示す。 本発明の第１好適実施形態の切り取った細部を示す。 本発明の第１好適実施形態のさらなる描写を示す。

本発明は、図１ａに模式的に示す２つの接合アセンブリを備える無菌サンプリングシステムである。サンプラアセンブリ２の機能は、単一試料の抜き取りまたは注入を行うことであり、インタフェースアセンブリ１の機能は、サンプラアセンブリとサンプリング対象のリザーバ３８との間のインタフェースを提供することである。通常、インタフェースアセンブリ１は、無菌培養の持続のためのリザーバ３８に保持されており、サンプラアセンブリ２の１つ以上の構成部材を使用することで、試料を繰り返し取り出すことが可能になる。

サンプラアセンブリ２およびインタフェースアセンブリ１は、共に以下の部品を備える。第１に、外側保護面が設けられる。外側保護面は、サンプラアセンブリ１１およびインタフェースアセンブリ６のそれぞれのハウジング８およびハウジング５からなる。この外側保護表面は、外部の非無菌空気と内部の無菌空気との間にバリアを形成することによって無菌エンクロージャを作る。第２に、エアロックが設けられる。エアロックによって、サンプラアセンブリおよびインタフェースアセンブリにおける無菌エンクロージャの接合が可能になる。第３に、再シール可能な液体接続機構が設けられる。液体接続機構は、サンプラアセンブリ２およびインタフェースアセンブリ１のそれぞれにコネクタを含む。コネクタのうちの少なくとも１つが、非無菌となり得る表面上を摺動することなく、無菌エンクロージャおよびエアロックの中を移動し、液体接続機能の対向するコネクタと嵌合する。

液体接続機構、無菌エンクロージャ１８、外側保護面５および８、ならびにエアロック１１および６のそれぞれは、図１に模式的に示され、また図１に示すように、かつ以下に説明するように操作される。第１に、サンプラアセンブリ２を、エアロック１１および６を介してインタフェースアセンブリ１に嵌合させる（図１ｂｉ）。エアロックを開き、無菌エンクロージャ１８が外部の空気によって汚染されないように維持する。第２に、液体接続機構７、９および１０の部品を、非無菌となり得るエアロックの表面１１および６上を摺動させることなく、無菌エンクロージャ内で接合させる（図１ｂｉｉ）。このようにして、液体接続機構７、９および１０は、シールされた無菌液体流路を形成する。その後、試料をリザーバ３８に注入またはリザーバ３８から除去する。その後、サンプラアセンブリ２およびインタフェースアセンブリ１を、上記の手順を逆に行うことで分離する。すなわち、まず液体接続機構７、９および１０を解除および分離してから、エアロックを外す。

本発明は、構成要素機構の特定の形態に依存しない。この無菌サンプリングシステムの新規性は、エアロック１１および６ならびに外側保護面５および８によって保護される無菌エンクロージャ１８内の再シール可能な液体接続機構の組み合わせであり、そのため、接続機構の部品が外部の空気にさらされることなく、または非無菌となり得るいかなる表面とも接触させられることなく、液体接続を形成することができ、また、サンプラアセンブリまたはインタフェースアセンブリを汚染することなく液体接続を分離することができる。本発明のこれらの特性は、試料またはリザーバ３８を汚染することなく繰り返し試料を取り出すというシステムの効用のため、または外部の滅菌設備の使用のために必要である。

以下の説明は第１実施形態から始めるが、本発明は、以下に述べる幾何学、機構、および動作に限定されない。

図２に示すように、第１実施形態は、２つの機械アセンブリ、すなわちインタフェースアセンブリ１およびサンプラアセンブリ２を備える。インタフェースアセンブリは、リザーバに繋がるコネクタ３を備え、サンプラアセンブリは、試料容器に繋がるコネクタ４を備える。図２は、機能３および４として、雌型ルアーコネクタを示す。しかしながら、別の実施形態は、有刺管継手と、フランジ付きサニタリー継手と、フランジ付き溶接シールとを含み、使い捨てバッグ式バイオリアクタまたは使い捨てサンプリングバッグに接続することになる。

各機械アセンブリは個々独立の部品を備え、その詳細を図３の断面図に示す。インタフェース１は、ハウジング５と、シャッタ６と、液体バルブ７とを備える。リザーバに繋がるコネクタは、ここでは、ハウジング５の外側に設けられた成型管継手３である。サンプラ２は、ハウジングシース８と、スライダ９と、内キャップ１０と、外キャップ１１とを備える。シャッタ６は、インターロック開口１６に嵌合するインターロックフック１５によってハウジング５内の位置に固定される。

第１実施形態の操作機構および操作手順について、図３ａから図３ｅを参照して説明する。図３ａは、サンプリング前の第１実施形態を示す。

サンプリングの第１工程を図３ｂに示す。第１工程では、サンプラアセンブリ２をインタフェースアセンブリ１の嵌合開口１２内に押し込む。その後、外キャップ１１を、シャッタ６のスロット１３内に完全に収容する。同時に、インターロック突起１４がインターロックフック１５をインターロック開口１６の外へ押し出す。これによって、シャッタ６を垂直方向に摺動させる。ハウジングシース８およびハウジング５の嵌合面は、気密面１７を形成する。

サンプリングの第２工程を図３ｃに示す。第２工程では、シャッタ６を下方向に摺動させる。これによって、外キャップ１１をハウジングシース８から離間させる。これは、サンプラアセンブリ２内の無菌空気と、インタフェースアセンブリ１内の無菌空気とを、単一の無菌エンクロージャ１８内で混合させる効果を有する。この時点で、無菌エンクロージャ１８は、内キャップ１０と液体バルブ７との間の直通路を含む。一方で、外キャップ１１は、完全に無菌エンクロージャ１８から離れて収容されている。

サンプリングの第３工程を図３ｄに示す。ここで、内キャップ１０が液体バルブ７と接合するように、スライダ９をインタフェースアセンブリに向かって押す。内キャップ１０は、液体バルブ７上のくぼみに嵌合する位置合わせ機能１９を含む。液体バルブ７および内キャップ１０によって、連続かつシール性の、円筒形の摺動面２０がハウジング５内に形成される。

サンプリングの第５工程を図３ｅに示す。この時チャネル２２が、リザーバから繋がるコネクタ３と、試料容器へと繋がるコネクタ４との間に開放された通路を形成するように、液体バルブ７を開放位置へと回転させる。その後、リザーバの陽圧を利用して、または試料容器に吸引力を与えることによって、試料が通過する。

試料の取り出しが完了した後、サンプラアセンブリ２を取り外す。動作を上記４つの工程と正反対に行うことで、図３ａに示すようにサンプラアセンブリ２を取り外す。

第１実施形態のさらなる詳細は以下の通りである。

図５における断面図に示すように、ハウジングシース８とハウジング５との間にエアシールを形成するために、ハウジングシース８がハウジング５に固定されるように、シャッタ６のスロット２４と連結するタブ機能２３をハウジングシース８に設けてもよい。図６は、エアシール１７の位置を示す。エアシール１７は、２つの嵌合面のうちの少なくとも一方上に柔軟材料も含む。図３ａに示す構成部材間、すなわち、外キャップ１１とハウジングシース８との間、また内キャップ１０とスライダ９との間に同様のタブ機能を設けることができる。

好適実施形態に必要なシール面を図６に示す。シール面は、ハウジングシース８とハウジング５との間のシール面１７、ハウジングシース８とスライダ９との間のシール面２５、ハウジング５とシャッタ６との間のシール面２６、ハウジング５と液体バルブ７との間のシール面２７、ハウジング５と内キャップ１０との間のシール面２８、スライダ９と内キャップ１０との間のシール面２９、スライダ９と液体バルブ７との間のシール面３０、内キャップ１０と液体バルブ７との間のシール面３１、およびハウジングシース８と外キャップ１１との間のシール面３２である。

全てのシール面は、上に挙げたそれぞれの部品ペアにおける少なくとも１つの面上に柔軟材料を含むように形成することができる。あるいは、部品ペアの接合面間に、Ｏ-リングなどの柔軟シール部材を追加で含むように形成することができる。

スライダ９とハウジングケース８との間の移動範囲を制限するさらなる任意の機能を図６に示す。ここでは、ポスト３３がスライダ９に取り付けられており、ポスト３３は、ハウジングシース８の溝３４内を移動する。ポスト３３によって、確実に、スライダ９が完全にハウジングシース８の外に引き抜かれることがないようにしている。

また、ハウジング５に組み込まれたガス透過性ベント３５を図６に示す。このベント３５によって、確実に、内部部品の動作が引き起こす空気の変位が、図３ｃに記載した無菌エンクロージャ１８内で空気圧の変化を発生させることがないようにしている。また、ベント３５によって、確実に、外部の空気圧の変化が、上に述べたシール面のいずれの間にも空気の漏れを生じさせることがないようにしている。ベントは、直径が０．２２μｍよりも大きい粒子を排除するフィルタ材料からなることが多い。

本実施形態の変形例は、液体バルブ７および内キャップ１０の代わりに、別のリニアバルブ機構またはロータリーバルブ機構を使用するように、異なる液体接続機構を使用する。これらのバルブは当技術分野で周知である。

本実施形態のさらなる変形例は、シャッタ６およびハウジング５の変更であり、シャッタが、直線摺動ではなく、円摺動する。

本発明の第２実施形態を図４ａから図４ｅに示す。本実施形態は本発明の原理に従い、工程の手順は第１実施形態と類似する。第１実施形態との違いを以下に説明する。

図４ａに示すように、この場合の液体接続機構は、針３５と、一対の隔膜、すなわち、サンプル隔膜３６およびインタフェース隔膜３７とを備える。インタフェース隔膜３７は、インタフェースアセンブリ１をリザーバ３８からシールする。図４ｂから図４ｅは、サンプラアセンブリ２をリザーバ３８の内容物に接続するための一連の操作を示す。図４ｂから図４ｅを参照すると、第１実施形態の操作手順（図３ｂから図３ｅ）との違いは、ここでスライダ９を、直接図４ｄに示す位置から図４ｅに示す位置まで矢印４１で示すように押すことによって、液体接続を形成することである。したがって、針３５は、無菌液体接続３９が形成されるように、両隔膜３６および３７を貫通してリザーバ３８内に入る。サンプラは、図４ｂから図４ｅに示す一連の工程を逆に行うことによって除去される。両隔膜３６および３７は、針を除去した後に貫通した穴を再シールすることが可能なエラストマー材料からなる。インタフェース隔膜３７は、針３５を除去する際に、たとえ複数回の貫通の後でさえも、確実に液密かつ気密シールを維持することができるように設計されている。サンプリング容器の１つの可能な実施形態は、図４ａに示すシリンジ４０である。

Claims (10)

1. サンプラアセンブリと、インタフェースアセンブリとを備える無菌サンプリングシステムであって、
   前記サンプラアセンブリおよび前記インタフェースアセンブリのそれぞれは、
   前記サンプラアセンブリと前記インタフェースアセンブリのそれぞれに関して分離した無菌エンクロージャを画定するハウジングと、
   使用時に、前記サンプラアセンブリ内および前記インタフェースアセンブリ内の前記無菌エンクロージャを無菌接合させるように構成されたエアロックと、
   前記エアロック内で動作するように配置された再シール可能な液体接続機構と
   を備え、
   前記サンプラアセンブリおよび前記インタフェースアセンブリが、互いに接続されたときに、前記サンプラアセンブリおよび前記インタフェースアセンブリのそれぞれの前記ハウジングを含む外側保護面を形成するように構成され、前記外側保護面が、無菌内部エンクロージャおよびエアロックと、外部の非無菌空気と内部の無菌空気との間の気密バリアとを提供し、
   前記再シール可能な液体接続機構が、前記無菌エンクロージャ内に含まれ、前記サンプラアセンブリおよび前記インタフェースアセンブリのそれぞれから繋がる少なくとも１つの液体コネクタを含み、使用時に、前記液体コネクタのうちの少なくとも一方が、前記エアロック内のいずれの内面にも接触することなく、前記無菌エンクロージャおよび前記エアロックを横切って移動し、前記液体接続機構の他方の液体コネクタに接続することができるように構成される、無菌サンプリングシステム。
2. 前記エアロックが、前記インタフェースアセンブリのハウジング内を摺動するシャッタと嵌合する、前記サンプラアセンブリの外キャップからなる、請求項１に記載の無菌サンプリングシステム。
3. 前記シャッタが直線路を摺動する、請求項２に記載の無菌サンプリングシステム。
4. 前記シャッタが円形路または孤形路を摺動する、請求項２に記載の無菌サンプリングシステム。
5. 前記液体接続機構が、２つの部品を備える回転バルブにより形成され、前記２つの部品が接合することで、少なくとも１つの内部流路を有する円筒状シール面となる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。
6. 前記液体接続機構が、再シールリニアバルブまたは再シールロータリーバルブにより形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。
7. 前記液体接続機構が、変形可能な隔膜と、穿刺針と、インタフェース隔膜とにより形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。
8. 前記液体接続機構が、穿刺針と、隔膜と、リニアバルブとにより形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。
9. 前記サンプラアセンブリが前記インタフェースアセンブリから取り外された後は、前記サンプラアセンブリ内の前記分離した無菌エンクロージャが形成されないようになっている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。
10. 使用中の前記液体コネクタを、順次、再シールし、取り外し、分離することができるように構成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の無菌サンプリングシステム。

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