JP2021527566A - 生物学的製剤プロセス用フィルタシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、生物学的製剤プロセス用のフィルタシステム（１００）であって、
少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と、
少なくとも１つのフィルタユニット（１０）がそれに押し付けられている少なくとも１つの分配プレート（２００）であって、分配プレート（２００）内部に配設されて、少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に流体的に接続された分配ユニット（２０２）を含む、少なくとも１つの分配プレート（２００）とを含み、
前記分配ユニット（２０２）は、ろ過される流体を少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に案内するように、および／またはろ過された流体を少なくとも１つのフィルタユニット（１０）から受け入れて、排出するように設計されており、
前記分配ユニット（２０２）は、少なくとも１つの能動制御要素（２３２、２３８）を含み、それによって、前記分配ユニット（２０２）および前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通って流れる流体流（１４）を開ループ方式または閉ループ方式で制御することが可能であり、
前記分配ユニット（２０２）はチューブレスであり、
前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と前記分配プレート（２００）との間の流体接続は、チューブレスである、フィルタシステム（１００）に関する。

Description

本発明は、生物学的製剤プロセス用フィルタシステム、生物学的製剤プロセス用分配プレート、および生物学的製剤プロセス用フィルタシステムの製造方法に関する。

例えば、細胞分離（例えば、デプスろ過（depth filtration）による）、無菌ろ過（sterile filtration）、クロマトグラフィステップ、ウイルス不活性化、ウイルスろ過および／またはクロスフローろ過（crossflow filtration）などのプロセスが、バイオ医薬業界において知られている。これらのプロセスのすべてが、フィルタユニット内で実施できる、基本的な操作を構成する。また、複数のフィルタユニットを相互に接続することも知られている。そうすると、ろ過される流体は、個々の相互接続されたフィルタユニットを連続して通って、少なくとも部分的に、かつ選択されたプロセスに応じて、流れる。

ろ過される流体をフィルタユニットに案内するため、また前記フィルタから流体を排出するために、無菌移送および非無菌移送の両方を可能にするホースが使用される。特に、ろ過される流体がフィルタユニットへと流れることができる供給ホースは、ろ過される流体をフィルタユニットを通して圧送するポンプに接続することができる。さらに、フィルタユニットへの流体の供給および／またはフィルタユニットからの流体の排出を調整するために、または流体流、より具体的には流体を監視するために、例えば、センサおよびバルブなどの他の要素を、ホースに一体化しなくてはならない。

この場合、様々なプロセス（例えば、クロスフローろ過アプリケーションまたはウイルスろ過アプリケーションなど）が高圧（最大６バール）下で実行される可能性があるので、ホースの使用は技術的課題を生じ、したがって、ホースが破裂したり、引き裂かれたりするリスクを最小化する、プロセス安全性のレベルを確保する必要がある。

さらに、様々なホースをフィルタユニットに接続するプロセスは、複雑で、時間がかかり、故障し易い。特に、ホース接続が無菌装置に対して無菌性であることを保証する必要がある。さらに、システム全体を最初に洗滌して、滅菌する必要があるため、ホース接続が接続された後、フィルタシステムをすぐに使用することができない。

したがって、本発明の目的は、フィルタシステムの取り扱いを簡略化し、フィルタシステムの迅速な使用を可能にすることである。特に、フィルタシステムは、オペレーターと製品の両方が保護されるように、高度なプロセス安全性を確保する必要がある。

この目的は、生物学的製剤プロセスのためのフィルタシステムにおいて、
少なくとも1つのフィルタユニットと、
少なくとも１つのフィルタユニットがそれに押し付けられている少なくとも１つの分配プレートであって、分配プレート内部に配設されて、少なくとも１つのフィルタユニットに流体的に接続された分配ユニットを含む、少なくとも１つの分配プレートとを含む、フィルタシステムであって、
分配ユニットは、ろ過される流体を少なくとも１つのフィルタユニットに案内するように、および／またはろ過された流体を少なくとも１つのフィルタユニットから受け入れて、排出するように設計されており、
分配ユニットは、少なくとも１つの能動制御要素を含み、それによって、分配ユニットおよび少なくとも１つのフィルタユニットを通って流れる流体流を、開ループ方式または閉ループ方式で制御することが可能であり、
分配ユニットはチューブレスであり、
少なくとも１つのフィルタユニットと分配プレートとの間の流体接続は、チューブレスである、
前記フィルタシステムによって達成される。

「フィルタユニット」という用語は、特に、所望のプロセスのための専用のプロセスステップがその中で実施されるユニットを意味するものとして理解される。特に、流体流の成分の分離は、フィルタユニット内部で行われる。例えば、フィルタユニットは、（例えば、デプスろ過による）細胞分離用、無菌ろ過用、クロマトグラフィステップ用、ウイルス除去用、またはクロスフローろ過用のユニットとすることができる。この場合、および従来技術においても、フィルタユニットは、所望の仕様を有する標準的なフィルタユニットとして選択することができる。フィルタシステムが複数のフィルタユニットを含む場合、前記のフィルタユニットは、同一のものであるか、または少なくとも部分的に異なる特性を有することができる。例えば、異なる分離媒体を使用するか、または方法の異なる処理ステップを担当する、異なるフィルタユニットを、互いに接続することができる。その後、容量拡張が望まれる場合には、同一のフィルタユニットを使用することができる。フィルタユニットが同一のフィルタユニットである場合には、フィルタユニット間の接続は、好ましくは、フィルタユニットの並列接続である。例えば、異なる処理ステップを実施する異なるフィルタユニットが互いに接続される場合には、直列接続が好ましい。

「フィルタシステム」は何度も使用することができるが、それは、単回使用に特に適しており、それによってフィルタシステムを使用した後にそれを廃棄することができる。本発明のフィルタシステムの部品の数が少ない結果として、フィルタシステムはコスト効率良く製造することができ、したがって、使い捨てシステムとして使用することができる。

フィルタシステムは、すでに組み立てられた、またはより具体的には、事前構成および／または滅菌されたシステムとして、ユーザに送付することができるので、ユーザは、ユーザの既存のシステムに（例えば、ろ過される流体が収納される容器、および／または例えばポンプドライブなどのアクチュエータに）フィルタシステムを接続するだけでよい。この場合、特に、ユーザは、（例えば、クロスフロー膜に対して必要である）フィルタシステムに対する洗滌操作または滅菌プロセスを実施する必要がない。これらのステップは、フィルタシステムの配送前に工場ですでに実施済みにすることができる。したがって、このフィルタシステムはユーザの取扱いを簡略化し、時間を節約する。

分配プレートとフィルタユニットとの間の直接チューブレス接続の結果として、すべてのホース、またはより具体的には、これらの２つの要素間の柔軟な接続を省くことが可能である。さらに、分配ユニットは分配プレートに一体化されているため、分配プレートによって、ホースまたは、より具体的にはフレキシブル接続の必要性も無くなる。これらのホース接続を省くことにより、システムの完全性および／または無菌性のリスクがある重要なポイントを省くことも可能である。特に、システムは組み立て済みの無菌システムとして配送できるため、ユーザが組み立てを間違え、その結果、フィルタシステムが閉止されている、および／または無菌であるという保証がなくなるというリスクを無くすことができる。

ホースを省くことにより、特に、ホースの圧力抵抗を絶えず確保する必要性、またはより具体的には監視する必要性、を回避することも可能である。さらに、通常は、ホースが対応する直径を有する断面においてのみ一体化することのできる、測定ポイントをホース内に設ける必要がなくなる。

さらに、分配ユニットは、少なくとも１つの能動制御要素を有し、それによって、分配ユニットおよび少なくとも１つのフィルタユニットを通る流体流を、開ループ方式または閉ループ方式で制御することができる。この観点はまた、フィルタシステムを操作するために必要なコンポーネントが事前に組み立てられているという利点を提供し、その結果、ここでも、ユーザのための取り扱いが改善される。

分配ユニットは、好ましくは、分配プレート内部に延びて、ろ過される流体および／またはろ過された流体を案内するように設計された、導管システムを含む。

ろ過される流体は、導管システムを通って、少なくとも１つのフィルタユニットに送給することができ、ろ過された液体（「ろ液」）は、フィルタユニットから排出することができる。

言い換えれば、導管システムは、好ましくは、少なくとも１つの送給入力または、より具体的には、送給入力、またはむしろ入力ポートを有し、それを通って、ろ過される流体が導管システムに入り、その後、少なくとも１つのフィルタユニットに送給される。さらに、導管システムは、好ましくは、少なくとも１つの排出出力、またはより具体的には、ろ過された流体をそれを通り分配プレートから排出することのできる出力ポートを有する。したがって、フィルタシステムを稼働させる前に、ユーザは、適切な方法で、ろ過される流体を含むタンクをポートに接続し、ろ過された流体を含む収集容器を分配プレートに接続する必要がある。ポートは、好ましくは無菌コネクタである。

導管システムは分配プレートに一体化されているか、より具体的には、分配プレートに組み込まれているので、フィルタシステムの無菌性を危険にさらす可能性のある個々のホース要素間の、この導管システム内部には接触点がない。流体流を案内するためのすべてのホースを省くことができる。

さらに、分配プレートおよび少なくとも１つのフィルタユニットを通して流体を圧送するために、能動制御要素は、ポンプドライブに接続することができる少なくとも１つのポンプヘッドを含むことが好ましい。

言い換えれば、比較的安価なポンプヘッドを、分配プレートに一体化するか、または、より具体的には、組み込むことができる。フィルタシステムを稼働させる前に、ポンプヘッド自体をユーザのポンプドライブに簡単な方法で接続することができる。これは、たとえば、ポンプヘッドをポンプドライブに差し込むだけで行うことができる。そのような構成はまた、特に、フィルタシステムの単回使用を可能にする。

ポンプは、対応する圧力で少なくとも１つのフィルタユニットを通してろ過される流体を押圧するために使用される。この場合、流体流にかかる圧力は、特に、使用されるフィルタユニットに依存する。ポンプドライブを分配プレートに接続する前述の方法の結果として、ポンプドライブはホースなしで簡単な方法でフィルタシステムに接続することができる。同時に、ユーザのための取り扱いが大幅に改善される。

ポンプドライブは通常、滅菌可能ではないので、ポンプドライブは、膜、より具体的には、隔壁（septum）または対応する機械式カップリングによって流体と分離することができる。膜または機械式カップリング自体は分配プレートに一体化することが可能であり、フィルタシステムの一部として工場で滅菌済みにすることができる。

能動制御要素は、好ましくは、分配プレートおよび／または少なくとも１つのフィルタユニットを通る流体流を開ループ方式または閉ループ方式で制御するように設計された、少なくとも１つのバルブを含む。

少なくとも１つのバルブは、好ましくは導管システムに一体化される。この場合、少なくとも１つのバルブは、分配プレートを通る流体流を開ループ方式または閉ループ方式で制御するように設計することができる。少なくとも１つのバルブは、必要な圧力でフィルター膜を通して流体を押圧するために、必要な動圧を蓄積することができる。さらに、バルブは、例えば、流体流が導管システムの一方向にのみ流れることを可能にするために、および／または導管システムを通る流量を開ループ方式または閉ループ方式で制御するために使用することができる。さらに、分配プレート中への流入を開ループ方式または閉ループ方式で制御するために、バルブを分配プレート上の送給入力に配設することができる。

バルブは、手動で、空気圧で、または電気的に操作することができる。特に、制御装置によってバルブを制御するために、バルブを使用者の制御装置に接続することができる。

さらに、分配ユニットは、分配ユニット内部の流体流の少なくとも１つのパラメータを測定するように設計された、少なくとも１つのセンサを含むことが好ましい。

センサは、好ましくは、分配プレートに一体化された圧力センサである。この場合、圧力センサは、圧力センサが分配プレートの導管システム内の流体流の圧力を測定するか、より具体的には監視するように配設することができる。このようにして、ろ過される流体が必要な圧力でフィルタユニットに衝突することを確実にすることができる。この目的で、圧力センサをユーザの制御装置に接続することができる。次に、測定値を使用して、ポンプまたは前述のバルブのいずれかによって圧力を調整することができる。

例えば、圧力、体積流量、ＵＶ値、ｐＨ値、流体の濁度（turbidity）および／または粘度を、少なくとも１つのセンサによって測定することができる。さらに、導電率、体積流量、および／またはＵＶ吸収を測定することも可能である。

さらに、フィルタシステムは、好ましくは、少なくとも１つの保持要素によって分配プレートに接続された、少なくとも１つのエンドプレートを備え、この場合に、フィルタユニットは、分配プレートとエンドプレートの間に配設されて、エンドプレートによって分配プレート上に保持されている。

言い換えれば、少なくとも１つのフィルタユニットは、分配プレートとエンドプレートとの間に締め付けることができる。少なくとも１つの保持要素は、分配プレートとエンドプレートとの間の接続要素として機能し、少なくとも１つのフィルタユニットに必要な保持力を加えるように設計されている。

保持要素は、好ましくは、ねじ継手によってエンドプレートおよび分配プレートに接続することができる、保持ロッドである。

エンドプレートは、特に、複数のフィルタユニットが分配プレート上に配設される、フィルタシステムの設計に対して有利である。フィルタユニットを分配プレートに保持するために、エンドプレートを使用して、必要な保持力を加えることができる。

さらに、分配プレートはプラスチック製であることが好ましい。

分配プレートがプラスチック製である結果として、分配プレートはコスト効率よく製造することができ、その結果、分配プレートは単回使用に適している。これは、例えば、射出成形工程、３Ｄ印刷工程、またはＣＮＣフライス加工工程によって行うことができる。

好ましい実施態様においては、少なくとも１つのフィルタユニットおよび／または分配プレートは、ガンマ線照射、ガス処理および／またはオートクレーブ処理によって滅菌することができる。特に好ましい実施態様では、少なくとも１つのフィルタユニットおよび／または分配プレートは、ガンマ線照射によって滅菌することができる。

フィルタユニットおよび分配プレートを前記方法によって滅菌できる場合には、フィルタシステム全体をユニットとして滅菌し、その後に、無菌製品としてユーザに配達することができる。ユーザ自身は、システムを使用する前に、いかなる滅菌措置を実施する必要もない。この目的で、無菌コネクタは、好ましくは、分配プレート上の接続要素として使用され、前記接続要素は、ろ過される流体を分配プレートに送給し、ろ過された流体を分配プレートから排出するために使用される。

この場合、ガンマ線照射によれば、例えば、フィルタシステムの滅菌を安価で簡単な方法で実施できるという利点、およびフィルタシステムが高い熱負荷にさらされることがないという利点がある。

フィルタシステムは、好ましくは、少なくとも１つの第１のフィルタユニットと、少なくとも１つの第２のフィルタユニットとを含み、少なくとも１つの第１のフィルタユニットおよび少なくとも１つの第２のフィルタユニットは、分配プレートの反対両側に載置される。

分配プレートの反対両側にフィルタユニットを配設することにより、使用するフィルタ面積を簡単に拡大することができる。

フィルタユニットおよび分配プレートは、好ましくは、互いに接着接合されるか、または一部品から射出成形される。

本発明の追加の観点によれば、本技術目的は、
生物学的製剤プロセスのためのフィルタシステム用の分配プレートにおいて、分配プレート内部に配設されて、フィルタユニットが分配プレートに押し付けられることにおいて、少なくとも１つのフィルタユニットに流体的に接続することができる分配ユニットを含む、分配プレートであって、
分配ユニットは、ろ過される流体を少なくとも１つのフィルタユニットに案内するように、および／またはろ過された流体を少なくとも１つのフィルタユニットから受け入れて、排出するように設計されており、
分配ユニットは、分配ユニットおよび少なくとも１つのフィルタユニットを通って流れる流体流を、それによって開ループ方式または閉ループ方式で制御することのできる、少なくとも１つの能動制御要素を含み、
分配ユニットはチューブレスであり、
少なくとも１つのフィルタユニットと分配プレートとの間の流体接続はチューブレスである、前記分配プレートを用いて達成される。

本発明の別の観点によれば、本技術目的は、生物学的製剤プロセス用のフィルタシステムを製造する方法において、
少なくとも1つのフィルタユニットを設けるステップと、
分配プレート内部に配置されたチューブレスの分配ユニットと、少なくとも１つの能動制御要素とを有する、少なくとも１つの分配プレートを設けるステップと、
少なくとも１つのフィルタユニットと分配ユニットが互いに流体的に接続されるように、分配プレート上に少なくとも１つのフィルタユニットをチューブレスに配設するステップと
を含む方法であって、
分配ユニットは、ろ過される流体を少なくとも１つのフィルタユニットに案内するように、および／またはろ過された流体を少なくとも１つのフィルタユニットから受け入れて、排出するように設計されており、
少なくとも１つの能動制御要素は、分配ユニットおよび少なくとも１つのフィルタユニットを通って流れる流体流を、開ループ方式または閉ループ方式で制御するように設計されている、
前記製造方法によって達成される。

本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、好ましい実施態様の以下の詳細な説明および添付の図面の研究からより明らかになるであろう。実施態様は別々に説明されているが、これらの実施態様の個々の特徴を組み合わせて追加の実施態様を形成することができることにも留意されたい。

図１は、フィルタユニットを備えるフィルタシステムの平面図である。 図２は、分配プレートの反対両側に配置された２つのフィルタユニットを備えた、フィルタシステムの平面図である。 図３は、分配プレートの側面図である。 図４は、クロスフローろ過用フィルタユニットの分解図である。 図５ａ）および５ｂ）は、作業台上のフィルタシステムの異なるタイプのアセンブリを示す図である。 図６は、４つのフィルタユニットを備えた、フィルタシステムの追加の実施態様を示す図である。

生物学的製剤プロセスのための本発明のフィルタシステム１００は、１つまたは２つ以上のフィルタユニット１０を含む。フィルタユニット１０は、単回使用のために設計された使い捨てフィルタユニットとするか、または再利用可能なフィルタユニットとすることができる。図１は、１つのフィルタユニット１０を備えたフィルタシステム１００の平面図を示す。ただし、複数のフィルタユニット１０を、フィルタシステム１００において互いに直列または並列に接続することもできる。以下に説明するフィルタシステム１００は、特にクロスフローろ過用に設計されている。しかしながら、フィルタシステム１００は、その他のろ過方法にも使用することができる。この場合、下記の分配プレート内の流体ガイドは、フィルタユニット１０、またはより具体的には、使用されるフィルタのタイプに応じて適合されている。

すでに上で述べた少なくとも１つのフィルタユニット１０に加えて、フィルタシステム１００は、少なくとも１つのフィルタユニット１０がそれに押し付けられる、分配プレート２００を備える。分配プレート２００は、使い捨ての分配プレートまたは再利用可能な分配プレートとして設計することができる。特に、分配プレート２００はプラスチック製とすることができ、その結果、使い捨て要素として有利に適している。分配プレート２００は、好ましくは射出成形される。この場合、少なくとも１つのフィルタユニット１０は、フィルタユニット１０内に位置する少なくとも１つのフィルタ媒体（図示せず）が、分配プレート２００と実質的に平行に延びるように、分配プレート２００上に配設されている。

少なくとも１つのフィルタユニット１０と流体連通するように設計された分配ユニット２０２は、分配プレート２００に一体化されている。

分配プレート２００は、フィルタユニット１０（複数の相互接続されたフィルタユニット１０の場合、分配プレート２００に直接、押し付けられたフィルタユニット１０）に接着接合するか、または少なくとも１つのフィルタユニット１０と一緒に射出成形することができる。さらに、隣接するフィルタユニット１０はまた、互いに接着接合するか、または一緒に射出成形することができる。図１に示されるように、少なくとも１つのフィルタユニット１０は、少なくとも１つのエンドプレート２０４および少なくとも１つの保持要素２０６によって、分配プレート２００上に代替的または追加的に保持され得る。この場合に、少なくとも１つのフィルタユニット１０は、分配プレート２００とエンドプレート２０４の間に配置される。エンドプレート２０４および分配プレート２００は、少なくとも１つの保持要素２０６によって互いに接続される。図１に示されるように、保持要素２０６は、保持ロッド２０８として設計するか、より具体的には、少なくとも１つの保持ロッド２０８を含めてもよい。図１では、エンドプレート２０４および分配プレート２００は、４つの保持ロッド２０８によって接続されており、使用される透視画法のために、２つの保持ロッド２０８のみが見えている。

保持ロッド２０８は、貫通孔の助けで分配プレート２００およびエンドプレート２０４を通過することができ、保持ロッド２０８の端部は、それぞれの場合において、分配プレート２００およびエンドプレート２０４を超えて突出する。少なくとも１つのロックナット２１０が、これらの端部のそれぞれにねじ込まれている。この配置によって、前記少なくとも１つのフィルタユニットを、分配プレート２００とエンドプレート２０４との間に保持するために、保持ロッド２０８が滑り出すのを防止するとともに、保持ロッド２０８上の前記ロックナットの位置によって、少なくとも１つのフィルタユニット１０に対して必要な圧力を調整することが可能になる。

代案として、図１に示されるように、その中に保持ロッド２０８がそれぞれ挿入される、ノッチまたは、より具体的には、凹部２１２を、分配プレート２００およびエンドプレート２０４の上側または下側（ここでは見えない）に形成してもよい。保持ロッド２０８はまた、ここでは、上記のように、ロックナット２１０によって固定されている。

エンドプレート２０４および保持要素２０６は、プラスチックまたは金属で製作することができる。

図２は、フィルタシステム１００のさらに別の実施態様を示す。図２におけるフィルタシステム１００は、少なくとも１つの追加のフィルタユニット１０が分配プレート２００に押し付けられている点において、図１のフィルタシステム１００とは異なる。したがって、異なる特徴のみを以下に説明する。図１に対するその他のすべての定義および説明は、図２にも適用される。

図２に示されるように、この実施態様のフィルタシステム１００は、分配プレート２００の反対両側に支持された、第１のフィルタユニット２１４および第２のフィルタユニット２１６を備える。ただし、図２では、個々のフィルタユニット１０が、分配プレート２００の反対両側に示されているが、複数のフィルタユニット１０を各側に配置して、前記フィルタユニット１０を、互いに並列または直列に接続することもできる。この構成は、フィルタシステム１００の必要なフィルタ面積に応じて実施される。

使用される保持ロッド２０８は、好ましくは、図２に示されるように、第１のフィルタユニット２１４および第２のフィルタユニット２１６の両方を分配プレート２００に固定するのに適した長さを有する。しかしながら、各フィルタユニット１０を、対応する保持要素２０６によって、より具体的には、保持ロッド２０８によって、別々に単独で固定することも可能である。

図３は、分配プレート２００の側面図を示している。破線は、分配ユニット２０２の一部として分配プレート２００に組み込まれているチューブレス導管システム２１８を示している。導管システム２１８は、多かれ少なかれ、分配プレート２００内部に延びるか、またはより具体的には、分配プレート２００に組み込まれている。その結果、すべてのホースを省くことができる。

ろ過される媒体を、導管システム２１８を通って少なくとも１つのフィルタユニット１０に導くことができる。少なくとも１つのフィルタユニット１０を通過した後、分離された流体流１４は、次いで導管システムを再び通って排出することができる。分配プレート２００内部だけでなく、分配プレート２００と少なくとも１つのフィルタユニット１０との間の流体接続に対しても、任意およびすべてのホースを省くことが可能であり、その結果、分配ユニット２０２と少なくとも１つのフィルタユニット１０とは、ホースなしで互いに流体的に接続されている。

導管システム２１８は、少なくとも１つの入力ポート２２０を含み、それによって、フィルタシステム１００に、ろ過される媒体を供給することができる。この入力ポート２２０において、フィルタシステム１００を、ろ過される媒体が貯蔵される少なくとも１つのタンク（ここには示されていない）に接続することができる。図３に示されるように、入力ポート２２０は接続部品とすることができる。特に、入力ポート２２０は、無菌コネクタとすることができる。入力ポート２２０は、図３において分配プレート２００の左側に配設されている。入力ポート２２０は、垂直方向ＶＲに対して分配プレート２００の下端に位置するのが好ましい。

流体流１４は、入力ポート２２０を通って分配プレート２００に流れ込み、次いで送給ライン２２２に流れ込むことができる。この場合、送給ライン１２２は、好ましくは水平方向ＨＲに延びて、少なくとも１つの流入開口２２４に接続することが可能であり、この流入開口２２４を通り、ろ過される流体が少なくとも１つのフィルタユニット１０に流入することができる。図３に示されるように、複数の流入開口２２４を、水平方向ＨＲに沿って配設することができる。さらに、流入開口２２４は、分配プレート２００の（垂直方向ＶＲに対して）他の複数の平面に配設することが可能であり、その結果、ろ過される流体は、フィルタ媒体の複数の平面上の、フィルタユニット１０中に流入することができる。流入開口２２４は、好ましくは、好ましくは丸みを帯びた角を有するスロット形状の断面を有するが、例えば、円形または楕円形とすることもできる。

分配プレート２００から浸透液を排出するために使用される少なくとも１つの浸透液出力ポート２２６は、好ましくは、入力ポート２２０が配置されている、分配プレート２００の好ましくは反対側に形成される。前記出力ポートおよび入力ポート２２０は、接続部品として設計することができる。特に、浸透液出力ポート２２６は、無菌コネクタとして設計することができる。図３は、２つの透過物出力ポート２２６を示しており、これらは、好ましくは垂直方向ＶＲにオフセットされるように配設されている。

いずれの場合も、例えば、浸透液（すなわち、フィルタ媒体を通過した流体流１４の部分）を分配プレート２００から、それを通して排出することのできるホース（ここには示されていない）は、前述の浸透液出力ポート２２６に取り付けることができる。浸透液出力ポート２２６は、それぞれの場合に、分配プレート２００内で好ましくは水平方向ＨＲに延びる、浸透液排出ライン２２８に接続することができる。浸透液排出ライン２２８は、少なくとも１つのフィルタユニット１０からの透過物がそれを通り浸透液排出ライン２２８に流入することができる、少なくとも１つの浸透液排出開口２３０に接続されている。図３に示すように、複数の浸透液排出開口２３０を、個々の浸透液排出ライン２２８に沿って配設することができる。この実施態様では、浸透液排出開口２３０自体は円形の断面を有するが、代案として、楕円形またはスロット形状とすることができる。流入開口２２４および浸透液排出開口２３０は、１つの平面上に位置して、交互に配設することができる。

さらに、フィルタシステム１００は、少なくとも１つの保持液出力ポート２４０を含み、それを通して、保持液（すなわち、フィルタユニット１０内のフィルタ媒体を通過しなかった送給流体の部分）を、分配プレート２００から、排出することができる。保持液出力ポート２４０はまた、接続部品および／または無菌コネクタとして設計することができる。図３に示すように、保持液出力ポート２４０は、分配プレート２００の入力ポート２２０と同じ側に配設することができる。好ましくは、保持液出力ポート２４０は、垂直方向ＶＲに対して入力ポート２２０の上に配設するか、または、より具体的には、分配プレート２００の上端に配設する。

例えば、保持液を分配プレート２００からそれを通して排出することができるホース（ここには示されていない）を、保持液出力ポート２４０に接続することができる。保持液出力ポート２４０は、好ましくは分配プレート２００内で水平方向ＨＲに延びる保持液排出ライン２４２に接続される。保持液排出ライン２４２は、少なくとも１つの保持液排出開口２４４に接続され、それを通って、少なくとも１つのフィルタユニット１０からの保持液が保持液排出ライン２４２に流入することができる。図３に示すように、複数の保持液排出開口２４４を、保持液排出ライン２４２に沿って配設することができる。保持液排出開口２４４は、流入開口２２４と同様の方法で設計することができる。保持液排出開口２４４および浸透液排出開口２３０は、１つの平面上に位置して、交互に配設することができる。

それぞれの場合において、少なくとも１つのフィルタユニット１０が分配プレート２００の反対両側に配設される場合、少なくとも１つのさらなる流入開口２２４、少なくとも１つのさらなる浸透液排出開口２３０、および少なくとも１つのさらなる保持排出開口２４４が、分配プレート２００の裏側（図示せず）に配設され、これは、送給ライン１２２、浸透液排出ライン２２８、および保持液排出ライン２４２を、分配プレート２００の裏側の少なくとも１つの追加のフィルタユニット１０に、対応して接続する。

フィルタシステム１００を通る流体流１４を確保し、ろ過プロセスを実行可能にするために必要な圧力を生成するために、ポンプ（図３には示されていない）が必要である。前記ポンプは、分配プレート２００に接続することができる。迅速かつ容易な接続オプションを提供するために、ポンプヘッド２３２は、能動制御要素として、および分配ユニット２０２の一部として、分配プレート２００に一体化される。プレート２００が、例えば、プラスチック製である場合には、ポンプヘッド２３２は、射出成形プロセスの一部として分配プレート２００に組み込むことができる。ポンプヘッド２３２は安価な構成要素であるため、フィルタシステム１００は、したがって、単回使用システムとして使用することができる、すなわち、フィルタシステム１００は、使用後に廃棄することができる。ポンプドライブ３００自体は再利用することができる。ポンプまたは、より具体的には、ポンプヘッドは、好ましくは、ポンプが送給ライン２２２に接続されるように、分配プレート２００内またはむしろその上に配設される。さらに、ポンプヘッド２３２は、ポンプが分配プレート２００内の流体流１４と接触しないように、隔壁を備えることができる。

ポンプドライブ３００は、例えば、ねじ式結合機構によって、またはスナップロックによって、ポンプヘッド２３２に接続することができる。図１および図２は、ポンプドライブ３００がすでにフィルタシステム１００に接続されているか、より具体的には、分配プレート２００に接合されている状態を示している。

さらに、分配ユニット２０２には、やはり分配プレート２００に一体化されている、少なくとも１つのセンサを含めることができる。フィルタシステムが使い捨てシステムとして使用される場合には、一体化センサは好ましくは使い捨てセンサである。代替的に、または追加的に、少なくとも１つのセンサ２３６を分配プレート２００に接続して、これにより、再利用可能にすることができる。この可能性のために、分配プレート２００は、好ましくは、一体化された接続点を有する。

図３は、複数のセンサ２３６を分配プレート２００に接続することができる実施態様を示す。接続点は、好ましくは隔壁２４６を有することができる。この観点は、例えば、上部浸透液排出ライン２２８について図３に示されている。この場合、接続可能なセンサ２３６は、上部浸透液排出ライン２２８内の流体流１４を測定することができるように接続可能である。接続可能なセンサ２３６は、センサ２３６自体が、画像面を超えて（すなわち、水平方向ＨＲに垂直に）延びるように接続可能である。

さらに、分配プレート２００は、センサ２３６の接続点として使用される少なくとも１つの接続凹部２４８を有することができる。この実施態様では、図３は、分配プレート２００の右側に、それぞれの場合において、各センサ２３６を送給ライン１２２および保持液排出ライン２４２に接続することを可能にする、１つの接続凹部２４８を示す。図１および２は、センサ２３６が接続凹部２４８上またはむしろその中に配設されている状態、または、より具体的には、センサ２３６が分配プレート２００に接続されている状態を示す。

この場合、前述のセンサ２３６のそれぞれは、センサ２３６が分配プレート２００を通る流体流１４と接触するように、分配プレート２００の導管システム２１８上またはその中に配置される。その結果、流体の異なるパラメータを監視することができる。センサ２３６自体は、前記制御装置をフィルタシステム１００の外側に配設した状態で、ユーザによる監視のために制御装置に接続することができる。

センサ２３６は、流体流１４の圧力を監視する圧力センサ２３６としてもよい。流体流１４の圧力が意図された値から逸脱すれば、例えば、制御装置に接続することもできるポンプの助けを借りて、流体流１４の圧力を調整することができる。

さらに、少なくとも１つのバルブ２３８は、能動制御要素として、および分配ユニット２０２の一部として、分配プレート２００に一体化することができる。バルブ２３８は、好ましくは、導管システム２１８の中、またはその上に配設される。とりわけ、バルブ２３８は、図３に示すように、保持液出力ポート２４０上、またはその上流に配設されることが好ましい。主に、バルブ２３８は、分配プレート２００を通る流体流１４が一方向にのみ起こり得ることを保証することができる。このようにして、逆流を防ぐことができる。加えて、分配プレート２００中への、またはそこからの、流体流１４のさらなる流れ、流入または流出は、それぞれ、バルブ２３８によって遮断することができる。代案として、流体流１４自体もまた、バルブ２３８によって、開ループ式または閉ループ式に制御することができる。例えば、流体流１４の圧力は、バルブ２３８の位置または開位置に応じて左右される可能性がある。この目的で、バルブ２３８を、例えば、制御装置に接続することができる。バルブ２３８は、制御装置を用いて手動式、空気圧式、または電気式に操作することができる。図１および２は、それを用いてバルブ２３８を調整することができるバルブアジャスタ２５０を示している。前記バルブアジャスタは、すでに組み立て済にするか、または分配プレート２００に接続することができる。

さらに、分配プレート２００は、それを通して分配プレート２００内の流体流１４に追加の媒体を送給することができる、少なくとも１つの送給ポート２５２を有することができる。送給ポート２５２は、接続部品として、および／または無菌コネクタとして設計することができる。原則として、送給ポート２５２は、流体流１４への媒体の追加が望まれる、分配プレート２００上の任意所望の位置に配設することができる。図３に示されるように、送給ポート２５２は、保持液への媒体の追加が可能であるように配置することができる。この目的で、送給ポート２５２は、分配プレート２００の上側に配設するとともに、保持液排出ライン２４２に接続することができる。送給ポート２５２は、流れの方向に対して、好ましくは保持液出力ポート２４０の上流に、配置される。図３に示されるように、送給ポート２５２は、上記のように、バルブ２３８を有することができる。上記の説明とは異なり、保持液出力ポート２４０と送給ポート２５２を交換することも可能である。

例えば、透析ろ過媒体および／または緩衝液を、図３の送給ポート２５２を介して保持液に送給することができる。

図４は、例として、上記のフィルタシステム１００で使用することができるクロスフローろ過用のフィルタユニット１０を示す。しかしながら、フィルタユニット１０を通る流体ストリーム１４が分配プレート２００と互換性がある場合には、その他任意のフィルタユニット１０をフィルタシステム１００用に使用することができる。

図４の分解図は、最下部平面における分配プレート２００の送給ラインおよび排出ラインを模式的に示しており、ここで、フィルタユニット１０に送給がなされ、保持液および浸透液は、前記送給ラインおよび排出ラインを介して排出することができる。したがって、分配プレート２００に関して既に上記したこれらのラインに関するすべての情報は、対応して図４に適用される。組み立てられた状態において、フィルタユニット１０が分配プレート２００上にどのように配置されるかを説明するために、水平方向ＨＲと垂直方向ＶＲを図４に示す。

フィルタユニット１０は、好ましくは、フィルタユニット１０の助けを借りて流れ１４からろ過される粒子、より具体的には物質に応じて選択されるか、またはむしろ使用される、少なくとも１種の多孔質材料を含む、少なくとも１つのフィルタ媒体を有する。例えば、フィルタ媒体１６は、ウイルスフィルタ、滅菌フィルタ、デプスフィルタまたはメンブレン型吸着剤とすることができる。

図４において、フィルタユニット１０は、複数の層のフィルタ媒体１６を有する。これらの層は、互いの上に積み重ねられ、好ましくは実質的に透過性の（特にネット状の、または布状の）スペーサ２２によって互いに離間されている。

フィルタ媒体１６およびスペーサ２２の両方は、反対両側に貫通孔２８を有し、前記貫通孔は、水平方向ＨＲに沿って配置されている。フィルタ媒体１６およびスペーサ２２が互いの上に積み重ねられている場合には、互いに重なり合う貫通孔２８がチャネルを形成する。これらのチャネルのそれぞれは、流体流１４を導くように設計されている。この目的で、チャネルは、それぞれにおいて、送給ライン２２２、浸透液排出ライン２２８の１つ、または保持液排出ライン２４２のいずれかに接続される。

送給ライン１２２と連通しているチャネルは、送給流２４を案内するように設計されている。この場合、送給流２４は、ろ過される媒体を含む。送給流２４は、２つのフィルタ媒体１６の間に配設され、本明細書では送給スペーサ２６と呼ばれるスペーサ２２へと案内される。次に、送給流２４は、送給スペーサ２６の上側とフィルタ媒体１６の間、および送給スペーサ２６の下側とフィルタ媒体１６の間を流れる。

フィルタ媒体１６は流体的に透過性であるため、フィルタ媒体特有物質はフィルタ媒体１６を通過することができない。フィルタ媒体１６を通過することができないフィルタ媒体特有物質は、保持液としてフィルタユニット１０から運び去られる。しかしながら、フィルタ媒体１６を通過することができる送給流２４の部分は、浸透液としてフィルタユニット１０から運び去られる。

送給流２４はフィルタ媒体１６に沿って流れるので、送給流２４の一部分はフィルタ媒体１６を通過することができる。フィルタ媒体１６を通過することができない、送給流２４の他の部分、（保持液排出流４０）は、送給スペーサ２６の反対の端へと、送給スペーサ２６上を流れ続け、そこで、保持液排出流４０を保持液送給ライン２４２に案内するように設計された、それぞれのチャネルに入る。

次に、フィルタ媒体１６を通過することができる送給流２４のその部分は、それが通過したフィルタ媒体１６の反対側へと流れる。送給流２４のこの部分は、ここで、浸透液排出流４２と呼ぶ。前記浸透液排出流は、浸透液排出流４２をそれぞれの浸透液排出ライン２２８へと案内するように設計されたチャネルにおいて、フィルタ媒体１６とスペーサ２２との間をスペーサ２２の反対側へと流れる。このスペーサ２２は、本明細書では浸透液スペーサ２７と呼ばれる。

それぞれのチャネルにおける、上記の所望の流体ガイド、またはより具体的には流体接続は、例えば、フィルタ媒体１６とスペーサ２２（すなわち、送給スペーサ２６または浸透液スペーサ２７）の間の中間スペースへの貫通孔２８の対応する開口を、シール要素（例えば、シリコーンリング）によって選択的にシールすることによって達成することができる。

フィルタシステム１００の組み立てられた状態では、エンドプレート２０４に隣接して配設されたフィルタユニット１０のチャネルは、好ましくは流体的に、外部に対して閉止されている。例えば、チャネルは、射出成形によって接着接合または閉止することができる。代案として、エンドプレート２０４とフィルタユニット１０との間に配設されるとともに、エンドプレート２０４に隣接して配設されて、例えば、フィルタユニット１０に接着剤で接合された、プラスチックプレートは、チャネルを閉止することができる。チャネルを閉止することによって、エンドプレート２０４が流体によって汚染されるのを防ぐことができる。このようにして、エンドプレート２０４を再利用できることを確実にすることができる。

上記のフィルタシステム１００は、ユーザの既存のシステムに接続するために、有利な方法でユニットとして前記ユーザに配達することができる。好ましくは、フィルタシステム１００は、事前に組み立てられ、滅菌されており、それによって、ユーザは、少数の簡単なステップで、フィルタシステム１００を自分のシステムに挿入するだけでよい。フィルタシステム１００自体はホースを必要としないので、そのために、ユーザのためのフィルタシステム１００の使用は非常に簡単化される。

図５ａ）および５ｂ）は、フィルタシステム１００を取り付けることができる作業台３０２を示している。上記の制御装置３０４は、例えば、作業台３０２上に配置することもできる。フィルタシステム１００の構造設計の結果として、それは、垂直方向（図５ａ）を参照）および水平方向（図５ｂ）を参照）の両方で、作業台３０２に取り付けることができる。

垂直配位の場合には、保持要素２０６を使用して、フィルタシステム１００を作業台３０２に取り付けることができる。図５ａ）に示す特定の場合においては、保持ロッド２０８は、それらが作業台３０２も通過するように、分配プレート２００を超えて突出させることができる。ロックナット２１０は、フィルタシステム１００を作業台３０２に固定する。

図６は、フィルタシステム１００の別の実施態様を示す。この実施態様では、少なくともさらに２つのフィルタユニット１０によってフィルタ領域を拡張できるように分配プレート２００が設計されるという点で、フィルタシステム１００は、すでに説明したフィルタシステム１００とは異なる。

図示のフィルタシステム１００は、図３に示されるような、フィルタシステム１００に対応し、この場合には、反対両側の分配プレート２００の延長部上に、少なくとも１つのフィルタユニット１０をさらに配設できるようにするために、分配プレート２００が左に拡張される。しかしながら、少なくとも１つのフィルタユニット１０を、分配プレート２００の延長部の片側にのみ配設することも可能である。この場合には、図１および２の説明も、必要な変更を加えて、ここに当てはまる。

言い換えれば、ポンプは、分配プレート２００の中央に位置しており、分配プレート２００は、左および右に延びている。少なくとも１つのフィルタユニット１０は、分配プレート２００の反対両側の２つの分配プレート半体のそれぞれの上に配設される。ここで、浸透液出力ポート２２６は、分配プレート２００の両端に配置され、一方、保持液出力ポート２４０および入力ポート２２０は、中央に位置し、好ましくはポンプの水準に位置している。図１および２についての、分配プレート２００内部で流体を案内するための説明は、必要な変更を加えて、ここにもあてはまる。

代案として、図６に示された、システム拡張を提供するために、２つの分配プレート２００を互いに結合することができる。

したがって、本発明のフィルタシステム１００は、取り扱いが容易であって、いかなるホースも必要としない、簡単で費用効果の高いシステムを提供する。フィルタ領域は、必要に応じて簡単な方法で拡張することもできる。
参照番号と記号のリスト
１０ フィルタユニット
１４ 流体流
１６ フィルタ媒体
２２ スペーサ
２４ 送給流
２６ 送給スペーサ
２７ 浸透液スペーサ
２８ 貫通孔
４０ 保持液排出流
４２ 浸透液排出流
１００ フィルタシステム
２００ 分配プレート
２０２ 分配ユニット
２０４ エンドプレート
２０６ 保持要素
２０８ 保持ロッド
２１０ ロックナット
２１２ ノッチ
２１４ 第１のフィルタユニット
２１６ 第２のフィルタユニット
２１８ 導管システム
２２０ 入力ポート
２２２ 送給ライン
２２４ 流入開口
２２６ 浸透液出力ポート
２２８ 浸透液排出ライン
２３０ 浸透液排出開口
２３２ ポンプヘッド（能動制御要素）
２３６ センサ
２３８ バルブ（能動制御要素）
２４０ 保持液出力ポート
２４２ 保持液排出ライン
２４４ 保持液排出開口
２４８ 接続用凹部
２５０ バルブアジャスタ
２５２ 送給ポート
３００ ポンプドライブ
３０２ 作業台
３０４ 制御装置
ＨＲ 水平方向
ＶＲ 垂直方向

Claims (12)

1. 生物学的製剤プロセス用のフィルタシステム（１００）であって、
   少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と、
   前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）がそれに押し付けられている少なくとも１つの分配プレート（２００）であって、分配プレート（２００）内部に配設されて、前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に流体的に接続された分配ユニット（２０２）を含む、前記少なくとも１つの分配プレート（２００）とを含み、
   前記分配ユニット（２０２）は、ろ過される流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に案内するように、および／またはろ過された流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）から受け入れて、排出するように設計されており、
   前記分配ユニット（２０２）は、少なくとも１つの能動制御要素（２３２、２３８）を含み、それによって、前記分配ユニット（２０２）および前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通って流れる流体流（１４）を開ループ方式または閉ループ方式で制御することが可能であり、
   前記分配ユニット（２０２）はチューブレスであり、
   前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と前記分配プレート（２００）との間の流体接続は、チューブレスである、前記フィルタシステム（１００）。
2. 分配ユニット（２０２）は、分配プレート（２００）内部に延びて、ろ過される流体および／またはろ過された流体を案内するように設計された、導管システム（２１８）を含む、請求項１に記載のフィルタシステム（１００）。
3. 能動制御要素が、分配プレート（２００）および少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通して流体を圧送するために、ポンプドライブ（３００）に接続することができる、少なくとも１つのポンプヘッド（２３２）を含む、請求項１または２に記載のフィルタシステム（１００）。
4. 能動制御要素が、分配プレート（２００）および／または少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通る流体流（１４）を開ループ方式または閉ループ方式で制御するように設計された、少なくとも１つのバルブ（２３８）を含む、請求項２または３に記載のフィルタシステム（１００）
5. 分配ユニット（２０２）が、分配ユニット（２０２）内部の流体流（１４）の少なくとも１つのパラメータを測定するように設計された、少なくとも１つのセンサ（２３６）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
6. 少なくとも１つの保持要素（２０６）によって分配プレート（２００）に接続された、少なくとも１つのエンドプレート（２０４）をさらに含み、
   フィルタユニット（１０）は、前記分配プレート（２００）と前記エンドプレート（２０４）の間に配設されて、前記エンドプレート（２０４）によって前記分配プレート（２００）上に保持されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
7. 分配プレート（２００）がプラスチック製である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
8. 少なくとも１つのフィルタユニット（１０）および／または分配プレート（２００）を、ガンマ線照射、ガス処理および／またはオートクレーブ処理により滅菌することができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
9. 少なくとも１つの第１のフィルタユニット（２１４）と少なくとも１つの第２のフィルタユニット（２１６）とを含み、前記少なくとも１つの第１のフィルタユニット（２１４）と、前記少なくとも１つの第２のフィルタユニット（２１６）が、分配プレート（２００）の反対両側に押し付けられている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
10. 前記フィルタユニット（１０）および分配プレート（２００）は互いに接着結合されるか、または一部品から射出成形されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタシステム（１００）。
11. 生物学的製剤プロセスのためのフィルタシステム（１００）用の分配プレート（２００）であって、該分配プレート（２００）は、その内部に配設され、フィルタユニット（１０）が、前記分配プレート（２００）に押し付けられることにおいて、少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に流体接続することのできる分配ユニット（２０２）を含み、
    前記分配ユニット（２０２）は、ろ過される流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に案内するように、および／またはろ過された流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）から受け入れて、排出するように設計されており、
    前記分配ユニット（２０２）は、分配ユニット（２０２）および少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通って流れる流体流（１４）を、それによって、開ループ方式または閉ループ方式で制御することのできる、少なくとも１つの能動制御要素（２３２、２３８）を含み、
    前記分配ユニット（２０２）はチューブレスであり、
    前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と前記分配プレート（２００）の間の流体接続は、チューブレスである、前記分配プレート。
12. 生物学的製剤プロセス用のフィルタシステム（１００）を製造する方法であって、
    少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を設けるステップと、
    分配プレート（２００）内部に配置されたチューブレスの分配ユニット（２０２）と、少なくとも１つの能動制御要素（２３２、２３８）とを有する、少なくとも１つの分配プレート（２００）を設けるステップと、
    前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）と、前記分配ユニット（２０２）とが互いに流体的に接続されるように、前記分配プレート（２００）上に前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）をチューブレスに配設するステップと
    を含み、
    前記分配ユニット（２０２）は、ろ過される流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）に案内するように、および／またはろ過された流体を前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）から受け入れて、排出するように設計されており、
    前記少なくとも１つの能動制御要素（２３２、２３８）は、前記分配ユニット（２０２）および前記少なくとも１つのフィルタユニット（１０）を通って流れる流体流（１４）を、開ループ方式または閉ループ方式で制御するように設計されている、前記方法。

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