JP2024514468A - ろ過システム及び方法 - Google Patents

ろ過システム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024514468A
JP2024514468A JP2023559143A JP2023559143A JP2024514468A JP 2024514468 A JP2024514468 A JP 2024514468A JP 2023559143 A JP2023559143 A JP 2023559143A JP 2023559143 A JP2023559143 A JP 2023559143A JP 2024514468 A JP2024514468 A JP 2024514468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
flow
pump
filter housing
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023559143A
Other languages
English (en)
Inventor
パヴリク、ルドルフ
クリイェル、ラルフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Repligen Corp
Original Assignee
Repligen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Repligen Corp filed Critical Repligen Corp
Publication of JP2024514468A publication Critical patent/JP2024514468A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/26—Filters with built-in pumps filters provided with a pump mounted in or on the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/23—Supported filter elements arranged for outward flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
    • B01D29/66—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/88—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
    • B01D29/90—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding
    • B01D29/902—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding containing fixed liquid displacement elements or cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/88—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices
    • B01D29/90—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding
    • B01D29/908—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor having feed or discharge devices for feeding provoking a tangential stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/16—Hollow fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/44—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/10—Separation or concentration of fermentation products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/16—Valves
    • B01D2201/165—Multi-way valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04—Backflushing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/12—Use of permeate

Abstract

流体ろ過システムは、バイオリアクタなどの流体貯蔵容器、内部に配置されたフィルタ要素を含むフィルタ筐体、流体貯蔵容器及びフィルタ筐体の間に連結されたポンプ、及び、ポンプ及びフィルタ筐体の間に配置された分流部を含む。ポンプは、流体貯蔵容器からフィルタ要素を通して流体を移動させるように構成されており、分流部は、ポンプから受け取った流体をフィルタ筐体の第１又は第２の端部へと選択的に方向づけるために構成されている。動作の第１のモードにおいて、分流部は、第１の方向においてフィルタ筐体を通る流れを方向づけ、一方で、動作の第２のモードにおいて、分流部は、第１の方向とは反対の第２の方向においてフィルタ筐体を通る流れを方向づける。

Description

［関連出願の相互参照］
これは、２０２１年４月１６に出願された、係属中の仮特許出願第６３／１７６，１３４号の非仮出願であり、参照により本明細書に当該出願全体が組み込まれている。
本開示の実施形態は、概して、ろ過システムに関し、より具体的には、フィルタ部材を通じた２つの反対方向における流れを選択的に提供するための単一のポンプを含むろ過システムに関する。
ろ過は典型的には、流体溶液、混合物、又は懸濁液を分離、清澄化、修正、及び／又は濃縮するために実行されることが多い。バイオテクノロジー、薬学、及び医療の業界において、ろ過は、薬物、診断剤、及び化学物質、ならびに多くの他の製品の製造、処理、及び分析の成功にとってきわめて重要である。例として、ろ過は、流体を滅菌するため、及び複合懸濁液を、ろ過された「クリアな」画分及びろ過されていない画分へと清澄化するために使用され得る。同様に、懸濁液中の構成成分は、懸濁媒体を除去する又は「ろ過して取り除く（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｏｕｔ）」ことによって濃縮され得る。更に、フィルタ材料、フィルタ孔径、及び／又は他のフィルタ可変要素の適切な選択により、多くの他の特化した用途が開発されてきた。これらの用途は、溶液、混合物、又は懸濁液であり得る、微生物、血液、ならびに他の流体の培養物を含む、様々なソースからの構成成分の選択的な隔離を伴い得る。
生物製剤製造プロセスは、相当なプロセスの強化を通じて進展してきた。組換えタンパク質、ウイルス様粒子（ｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ、ＶＬＰ）、遺伝子両方粒子、及びワクチンを製造するための真核生物及び微生物菌体の細胞培養物は、現在では、１００ｅ６細胞／ｍｌ以上を達成することができる細胞培養技術を含む。これは、代謝老廃物の生成物を除去し、追加の養分で培養物を新たにする細胞保持デバイスを使用して達成される。細胞保持のための１つの一般的な手段は、交互接線流（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｆｌｏｗ、ＡＴＦ）を使用する中空繊維ろ過を使用してバイオリアクタの培養物を灌流することである。
商業及び開発規模のプロセスは、中空繊維フィルタを通じてＡＴＦを実行するためにポンプを制御するデバイスを使用する。通常、これらのシステムは、ポンプがフィルタを通じて流体を一方向に移動させるように配置されている。これにより結果として、培養物が望ましくないほどの長時間にわたってバイオリアクタの外に置かれ、また、中空繊維フィルタの尚早なファウリングも引き起こされ得る。
したがって、バイオリアクタ容器などの容器との関連で使用される中空繊維フィルタのフィルタ長全体の利用を増大させる改善されたポンプ構成を提供することが望ましい。また、ポンプシステムの全体的な効率を高めるポンプ構成を提供することが望ましい。
流体ろ過システムは、流体貯蔵容器、内部に配置されたフィルタ要素を含むフィルタ筐体、フィルタ筐体は第１及び第２の端部を有する、流体貯蔵容器及びフィルタ筐体の間に連結されたポンプ、及び、ポンプ及びフィルタ筐体の間に配置された分流部を含み得る。ポンプは、流体貯蔵容器からフィルタ要素を通じて流体を移動させるように構成されている。分流部は、ポンプから受け取った流体をフィルタ筐体の第１又は第２の端部へと選択的に方向づけるように構成されている。
前記システムは、前記フィルタ筐体の前記第１の端部及び前記分流部の第１の出口の間に連結された第１のろ過ライン；前記流体貯蔵容器及び前記第１のろ過ラインの間に配置された第１の戻りライン；及び前記第１の戻りラインを介した前記フィルタ筐体及び前記流体貯蔵容器の間の流体の流れを選択的に許可するための、前記第１の戻りライン内に配置された第１の隔離弁を更に含む。前記システムは、前記フィルタ筐体の前記第２の端部及び前記三方弁の第２の出口ポートの間に連結された第２のろ過ライン；前記流体貯蔵容器及び前記第２のろ過ラインの間に配置された第２の戻りライン；及び前記第２の戻りラインを通じた前記フィルタ筐体及び前記流体貯蔵容器の間の流体の流れを選択的に許可するための、前記第２の戻りライン内に配置された第２の隔離弁を更に含む。
前記システムは、前記ポンプの排出部分からの実際の流量を判定するための流量センサを更に含み得る。前記システムは、前記システムを通じた流体流路を選択的に制御するための、前記ポンプ、前記流量センサ、前記第１及び第２の隔離弁、及び前記分流部に連結されたコントローラを更に含み得る。前記システムは、前記コントローラと関連付けられたメモリを更に含み得、前記メモリは、前記第１及び第２の隔離弁及び前記分流部の複数の事前設定位置を記憶している。前記コントローラは、前記流量センサから受け取った、感知された流量情報に基づいて前記ポンプのスピードを調整し得る。
いくつかの実施形態において、前記ポンプは低剪断ポンプである。いくつかの実施形態において、前記フィルタ要素は中空繊維フィルタである。いくつかの実施形態において、前記流体貯蔵容器はバイオリアクタである。いくつかの実施形態において、前記流体は細胞培養物を含む。細胞培養物は、流加細胞培養物又は濃縮された流加細胞培養物であってよく、開示されるシステム及び方法は、タンパク質、ペプチド、核酸、ウイルス、アミノ酸、抗生物質、特殊化学品、及び他の価値のある分子を含む内在性及び組換え生成物を含むがこれらに限定されない、様々な所望の細胞生成物のいずれかを生成するために使用され得る。所望のタンパク質は、モノクローナル抗体、酵素及び他の組換え抗体、酵素、ペプチド、ウイルスを含み得るが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、前記分流部は三方弁を含む。他の実施形態では、前記分流部は、第１及び第２の分流部隔離弁を含み、前記第１の分流部隔離弁は、前記ポンプ排出ライン及び第１のろ過ラインの間に配置されており、前記第２の分流部隔離弁は、前記ポンプ排出ライン及び前記第２のろ過ラインの間に配置されている。
フィルタ筐体を通じた二方向の流れを提供する流体ろ過システムを動作させる方法が開示される。前記方法は、動作の第１のモードにおいて、前記フィルタ筐体の第１の端部に連結された第１のろ過ラインを通じた、ポンプからの流体の流れを方向づけるように分流部を構成することによって、流体貯蔵容器から前記フィルタ筐体の前記第１の端部へと前記流体を移す段階；及び動作の第２のモードにおいて、前記フィルタ筐体の第２の端部に連結された第２のろ過ラインを通じた、前記ポンプからの流体の流れを方向づけるように前記分流部を構成することによって、前記流体を前記流体貯蔵容器から前記フィルタ筐体の前記第２の端部へと移す段階を含み得る。動作の前記第１のモードにおいて、流体は、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記フィルタ筐体の前記第２の端部へと移動し、動作の前記第２のモードにおいて、流体は、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記フィルタ筐体の前記第１の端部へと移動する。
前記方法は、動作の前記第１のモードにおいて、第１の戻りラインを介して、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける段階；及び動作の前記第２のモードにおいて、第２の戻りラインを介して、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける段階を更に含み得る。
動作の前記第１のモードにおいて、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける前記段階が、前記第１の戻りライン内に配置された隔離弁を開き、前記第２の戻りライン内に配置された隔離弁を閉じる段階を含み得る。動作の前記第２のモードにおいて、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける前記段階が、前記第２の戻りライン内に配置された隔離弁を開き、前記第１の戻りライン内に配置された隔離弁を閉じる段階を含む。前記方法は、前記ポンプの下流に配置された流量センサの出力に基づいて、前記ポンプのスピードを調整する段階を更に含み得る。
いくつかの実施形態において、前記ポンプは低剪断ポンプである。いくつかの実施形態において、前記フィルタ要素は中空繊維フィルタである。いくつかの実施形態において、前記流体貯蔵容器はバイオリアクタである。いくつかの実施形態において、前記流体は細胞培養物を含む。
いくつかの実施形態において、前記分流部は三方弁を含む。他の実施形態では、前記分流部は、第１及び第２の分流部隔離弁を含み、前記第１の分流部隔離弁は、前記ポンプ及び第１のろ過ラインの間に配置されており、前記第２の分流部隔離弁は、前記ポンプ及び前記第２のろ過ラインの間に配置されている。
ポンプから受け取った流れを方向転換させるための弁が開示される。前記弁は、基部；
前記基部に連結された第１及び第２の側部支持体；
前記第１及び第２の側部支持体に固定して連結された第１及び第２の静止プレート；
前記第１及び第２の側部支持体に移動可能に連結された第１及び第２の可動プレート；
前記第１及び第２の静止プレートに向かって、及び前記第１及び第２の静止プレートから離れるように、前記第１及び第２の可動プレートを選択的に移動させるための、前記第１及び第２の可動プレートに連結された作動部材を含み得る。前記第１の可動プレートが前記第１及び第２の静止プレートの間に配置されており、前記第２の可動プレートが前記第２の静止プレート及び前記基部の間に配置されている。前記基部第及び前記第２の可動プレートの間には第１及び第２の可撓管が位置付け可能であり、前記第１の可動プレート及び前記第１の静止プレートの間には第３及び第４の可撓管が位置付け可能である。
前記弁の第１の位置において、流体が前記第１及び第２の可撓管を通って流れることを可能にするために、前記第２の可動プレートは、前記第１及び第２の可撓管の外径に等しい又はそれより大きい距離だけ前記基部からずらして配置されている。前記第１の位置において、流体が前記第３及び第４の可撓管を通じて流れるのを防止するために、前記第１の可動プレートは、前記第３及び第４の可撓管を圧縮するのに十分な量だけ前記第１の静止プレートからずらして配置されている。
前記弁の第２の位置において、流体が前記第１及び第２の可撓管を通って流れるのを防止するために、前記第２の可動プレートは、前記第１及び第２の可撓管を圧縮するのに十分な量だけ前記基部からずらして配置されている。前記第２の位置において、流体が前記第３及び第４の可撓管を通って流れることを可能にするために、前記第１の可動プレートは、前記第３及び第４の可撓管の外径に等しい又はそれより大きい距離だけ前記第１の静止プレートからずらして配置されている。
いくつかの実施形態において、前記作動部材はアクチュエータに連結されており、前記アクチュエータは、それに連結されたコントローラによって制御可能である。
添付図面は、その原理の実践的な用途のために考案された開示される方法の好ましい実施形態を示す。
第１の流れモードで動作している本開示による例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
第２の流れモードで動作している、図１の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図例である。
本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。 本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
本開示による例示的な弁の概略図である。
本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。 本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。 本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
本開示による更に別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。 本開示による更に別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。 本開示による別の例示的なポンプ及びフィルタシステムの概略図である。
図１～図９Ｂのポンプ及びフィルタシステムのうちの１つ又は複数を使用して取得される、例示の稼働の流量曲線のグラフ図である。 図１～図９Ｂのポンプ及びフィルタシステムのうちの１つ又は複数を使用して取得される、例示の稼働の流量曲線のグラフ図である。 図１～図９Ｂのポンプ及びフィルタシステムのうちの１つ又は複数を使用して取得される、例示の稼働の流量曲線のグラフ図である。
図１～図９Ｂのシステムと共に使用するための例示的なフィルタの側面図である。
図１～図９Ｂのシステムと共に使用するための例示的なフィルタ筐体及びフィルタ要素の斜視透視図である。
図１～図７Ｂのシステムと共に使用するための制御システムの概略図である。
本開示による例示的なプロセスフローを示すフロー図である。
バイオリアクタ、ポンプ、及びフィルタを備えるシステムが開示される。ポンプは、関連付けられるパイプ、及び限定されないが三方弁、回転弁、ピンチ弁、又はシャトル弁などの分流部を介して、フィルタを通じて交互方向で流体を移動させる。システムは、いくつかの実施形態では中空繊維フィルタであるフィルタを通じた流体の急速で低剪断の交互接線流（ＡＴＦ）を行うために採用され得る。そのようなシステムは、培養動物細胞の灌流における用途、及び他の多様なろ過用途を有する。
後により詳細に議論されるように、開示されるアセンブリにより、細胞培養物がバイオリアクタの外に置かれる時間を低減することができ、また、フィルタのより均一な使用、ならびに現行のシステムと比較して低減されたファウリングを提供することができる。いくつかの実施形態において、ポンプの動作制御は、フィルタ浄化／バックフラッシュ機能を促進する動作的サブルーチンを周期的に適用し得るアルゴリズムに基づき得る。これら及び他の利点を以下で議論する。
図１及び図２は、ポンプ４及びフィルタ筐体６に連結された流体貯蔵容器２（本明細書では「容器」と称される）を含み得る例示的なシステム１を示す。ポンプ４は、容器２の底部に又はその近くに配置された吸引ライン８を介して容器２から吸引を行うように配置されている。ポンプ４は排出ライン１０に連結されており、この排出ライン１０は更に、図示の実施形態では三方弁１４である分流部の入口ポート１２に連結されている。三方弁１４の第１の出口ポート１６は第１のろ過ライン１８に連結されており、この第１のろ過ライン１８は更に、フィルタ筐体６の第１の端部２０に連結されている。三方弁１４の第２の出口ポート２２は第２のろ過ライン２４に連結されており、この第２のろ過ライン２４は更に、フィルタ筐体６の第２の端部２６に連結されている。第２のろ過ライン２４及び容器２の間に第１の戻りライン２８が連結されている。容器２及びフィルタ筐体６の第２の端部２６の間の流れを選択的に可能にするための第１の隔離弁３０が第１の戻りライン２８内に配置されている。第１のろ過ライン１８及び容器２の間に第２の戻りライン３２が連結されている。容器２及びフィルタ筐体６の第１の端部２０の間の流れを選択的に可能にするための第２の隔離弁３４が第２の戻りライン３２内に配置されている。いくつかの実施形態において、ポンプ４及び三方弁１４の間で、流れスイッチ３６が排出ライン１０内に配置され得る。
いくつかの実施形態において、容器外への細胞培養物の露出を最小限に抑えるために、容器２及びフィルタ筐体６の間の排出及び戻りラインの長さを最小限に抑えることが望ましことが理解されるであろう。
フィルタ筐体６は、フィルタ要素（図示せず）を囲んでおり、これは、１つの非限定的な例示の実施形態では中空繊維フィルタであるが、これは重要ではなく、様々な他のフィルタ要素のいずれかを使用することができる。フィルタ筐体６は、プラスチック、ステンレス鋼などの金属、ガラスなどから作製され得る。好適なフィルタ要素には、中空繊維フィルタ、スクリーンフィルタなどが含まれる。１つの非限定的な例示の実施形態では、フィルタ要素は中空繊維フィルタである（例えば、図１３）を参照されたい）。いくつかの実装では、中空繊維フィルタは、約０．１～５．０ミクロン、例えば、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、又は０．９ミクロン、又は１、２、３、又は４ミクロン、又は約５００～１０００ｋＤ、例えば、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、又は９５０ｋＤの孔径を有する。
ポンピングされる流体内の細胞に対するポンピングの悪影響を最小限に抑えるために、専用のポンプタイプが望ましい。図示の実施形態では、ポンプ４は隔膜ポンプであるが、本開示はそれに限定されるものではないことが理解されるであろう。したがって、ポンプ４は、任意の適切な低剪断ポンプタイプであり得、その例には、Ｌｅｖｉｔｒｏｎｉｘポンプ（ｗｗｗ．ｌｅｖｉｔｒｏｎｉｘ．ｃｏｍ）、及びＨｏｌｌａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製のＱｕａｔｔｒｏｆｌｏｗポンプ（ｗｗｗ．ｈｏｌｌａｎｄａｐｔ．ｃｏｍ）が含まれる。非細胞培養物の用途には蠕動ポンプを使用することができる。更に、透過液及び保持液ポンプは蠕動ポンプであり得る。
容器２は、ろ過される流体を収容するための任意の好適なコンテナであり得る。例えば、流体容器は、バイオリアクタ、発酵槽、又は、液体を含むことができる大桶、バレル、タンク、ボトル、フラスコ、コンテナなどを非排他的に含む任意の他の容器であり得る。容器は、プラスチック、ステンレス鋼などの金属、ガラスなど任意の好適な材料で構成され得る。
一般に、ポンプ４、三方弁１４、及び第１及び第２の隔離弁３０、３２は、１つ又は２つの異なる方向における、容器２からフィルタ筐体６（及びその内部のフィルタ要素）を通る流れを選択的に提供するように機能する。
図１に示される動作の第１のモードにおいて、システム１は、第１のろ過ライン１８を介して容器２からフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている。そのため、三方弁１４は、ポンプ４から第１のろ過ライン１８へと流れを方向づけるように操作される。第２の隔離弁３４は、「閉」位置をとり、そうして、第１のろ過ライン１８及び第２の戻りライン３２の間の流れを防止するように操作される。したがって、流体は容器２から、ポンプ４を通り、三方弁１４を通り、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、第１の隔離弁３０（「開」位置をとるように動作する）、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
図２に示される動作の第２のモードにおいて、システム１は、第２のろ過ライン２４を介して容器２からフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている。そのため、三方弁１４は、ポンプ４から第２のろ過ライン２４へと流れを方向づけるように操作される。第１の隔離弁３０は、「閉」位置をとり、そうして、第２のろ過ライン２４及び第１の戻りライン２８の間の流れを防止するように操作される。したがって、流体は容器２から、ポンプ４を通り、三方弁１４を通り、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、第２の隔離弁３４（「開」位置をとるように動作する）、及び第２の戻りライン３２を介して容器２へと戻される。
開示されるシステム１により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために単一のポンプ４を使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。
交互接線流モードにおいて、細胞培養物の流れは、第１及び第２の隔離弁３０、３４の同時開閉と共に三方弁１４によって再び方向づけられる。更に、システム１が交互接線流を収容するように構成されている場合、ポンプ４は、細胞培養物の全体積を容器２から排出しなくてよい。むしろ、フィルタ筐体６を通して細胞培養物の全体積を移動させるために、複数のポンプサイクルが必要とされ得る。提案される技術の流れにより命じられる時間ベースのポンピングにより、一回の再循環ループサイクルにおける細胞培養物の完全な交換が保証される。
一方向の流れの時間は、単一の微粒子（細胞）が容器２（例えば、バイオリアクタ）からパイプ（管）のループ全体を通り、フィルタ６を通り、容器に戻るように移動する時間である。この時間は、ポンプ４によって設定された流量に依存する。コントローラ４４によって実行されるアルゴリズム（図１０を参照されたい）は、細胞が完全なループをなすのに必要な時間を計算する。次いで、同じ時間が反対方向の細胞の流れに適用される。低い流量で稼働するようにポンプ４が設定されている場合、細胞が一方向において完全なループをなすのに比較的長くかかる一方、より高い流量で稼働するようにポンプを設定することにより、結果として、細胞が一方向において完全なループをなすのにより短い時間で済むようになる。開示される交互流配置（すなわち、第１の方向でのループを通じた流れに続く、第２の反対方向でのループを通じた流れ）は、尚早なフィルタの閉塞を防止するのに有効であり得る。透過液排出ライン３８を通る流れは、関連付けられる透過液ポンプ（図示せず）のスピードを調整することによって調整することができ、これは、保持液ポンプ（図示せず）の流量に基づき得る。フィルタの浄化を更に助け、その寿命を延ばすために、保持液及び透過液ポンプの流量を短期間にわたって周期的に増加させることができる。
図３は、分流部が第１及び第２の分流部隔離弁１５Ａ、１５Ｂを含む、開示されるシステム１の代替的な実施形態を示す。見ることができるように、図３のシステム１は、図１及び２に関連して説明したシステムと実質的に同じであり、容器２、ポンプ４、及びフィルタ筐体６を、ポンプ吸引、排出ライン８、１０、第１及び第２のろ過ライン１８、２４、第１及び第２の戻りライン２８、３２、及び第１及び第２の隔離弁３０及び３４と共に含んでおり、これらはすべて、図１及び２に関連して説明したのと同じ様式で機能する。第１の分流部隔離弁１５Ａは、ポンプ排出ライン１０及び第１のろ過ライン１８の間に配置されている。第２の分流部隔離弁１５Ｂは、ポンプ排出ライン１０及び第２のろ過ライン２４の間に配置されている。理解されるように、第１及び第２の分流部隔離弁１５Ａ、Ｂの動作は、共に、前の実施形態の三方弁１４について説明したのと同じ様式で流れを方向転換するように機能し得る。
そのため、矢印「Ａ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第１のろ過ライン１８を介してフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている、動作の第１のモード）、第１の分流部隔離弁１５ａは開位置で構成されており、一方で、第２の分流部隔離弁１５ｂは閉位置で構成されている。そのように構成されることで、ポンプ４からの流れは第１のろ過ライン１８へと方向づけられる。第２の隔離弁３４は、「閉」位置をとり、そうして、第１のろ過ライン１８及び第２の戻りライン３２の間の流れを防止するように操作される。したがって、流体は容器２から、ポンプ４を通り、第１の分流部隔離弁１５ａを通り、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、第１の隔離弁３０（「開」位置をとるように動作する）、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
矢印「Ｂ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第２のろ過ライン２４を介してフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている、動作の第２のモード）、第１の分流部隔離弁１５Ａは閉位置で構成されており、一方で、第２の分流部隔離弁１５ｂは開位置で構成されている。そのように構成されることで、ポンプ４からの流れは第２のろ過ライン２４へと方向づけられる。第１の隔離弁３０は、「閉」位置をとり、そうして、第２のろ過ライン２４及び第１の戻りライン２８の間の流れを防止するように操作される。したがって、流体は容器２から、ポンプ４を通り、第２の分流部隔離弁１５ｂを通り、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、第２の隔離弁３４（「開」位置をとるように動作する）、及び第２の戻りライン３２を介して容器２へと戻される。
図３の実施形態により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために単一のポンプ４を使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。
図４Ａ及び図４Ｂは、分流部がピンチ弁１７（図５）を含む、開示されるシステム１の代替的な実施形態を示す。見ることができるように、図４Ａ及び図４Ｂのシステム１は、図１及び２に関連して説明したシステムと実質的に同じであり、容器２、ポンプ４、及びフィルタ筐体６を、ポンプ吸引及び排出ライン８、１０、第１及び第２のろ過ライン１８、２４、及び第１の戻りライン２８と共に含んでいる。図４Ａ及び図４Ｂのシステム１は、特に、第２の戻りラインを含まず、第１及び第２の隔離弁３０及び３４も含まない。ピンチ弁１７が、ポンプ排出ライン１０及び第１及び第２のろ過ライン１８、２８の間に配置されている。配置されているように、ピンチ弁１７の動作は、図１の三方弁１４について説明したのと同じ様式で流れを方向転換するように機能する。
矢印「Ａ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第１のろ過ライン１８を介してフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている、図４Ａに示される動作の第１のモード）、ピンチ弁１７は、ポンプ排出１０から第１のろ過ライン１８へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部から第２のろ過ライン２４への流れを遮断するように構成されている。この構成において、ピンチ弁１７はまた、第２のろ過ライン２４から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、ピンチ弁１７を通り、次いで、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、ピンチ弁１７、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
矢印「Ｂ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第２のろ過ライン２４を介してフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている、図４Ｂに示される動作の第２のモード）、ピンチ弁１７は、ポンプ排出部１０から第２のろ過ライン２４へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部１０から第１のろ過ライン１８への流れを遮断するように構成されている。この構成において、ピンチ弁１７はまた、第１のろ過ライン１８から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、ピンチ弁１７を通り、次いで、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、ピンチ弁１７、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
図４Ａ及び図４Ｂの実施形態により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために単一のポンプ４を使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。
図５は、図４Ａ及び図４Ｂの例示的なシステムにおける使用のための例示的なピンチ弁１７を示す。ピンチ弁１７は、基部５０、第１及び第２の側部支持体５２、５４、第１及び第２の静止プレート５６、５８、及び第１及び第２の可動プレート６０、６２を含む。基部５０は、それを通してアクチュエータ６６の作動部材６４を受け取るための開口（図示せず）を有し得る。作動部材６４は、基部５０及び第１及び第２の静止プレート５６、５８に関して、第１及び第２の可動プレートの位置を調整するために、第１及び第２の可動プレート６０、６２に連結され得る。より詳細に説明するように、複数の可撓管が第１及び第２の可動プレート６０、６２及び第１及び第２の静止プレート５６、５８の間に配置されている場合、流体がそれを通って流れることができないように可撓管のうちの選択されたものを圧縮又はピンチすることによって、可撓管を通して流体の流れを選択的に制御することができる。残りの圧縮されていない管を流体が流れることを可能にすることにより、システム１の選択されたコンポーネント間の流れを制御することが可能になる。
第１及び第２の静止プレート５６、５８は、それらがピンチ弁１７の動作の間に移動しないように、第１及び第２の側部支持体５２、５４を介して基部５０に固定され得る。第１及び第２の可動プレート６０、６２は、それらがピンチ弁１７の動作の間に往復運動することができるように、第１及び第２の側部支持体５２に沿ってスライド可能である。作動部材６４は、アクチュエータ６６が、第１及び第２の可動プレートを第１及び第２の位置の間で選択的に往復運動させ得るように、第１及び第２の可動プレート６０、６２に連結されている。第１の位置（図５に示される）において、作動部材は、第１の可動プレート６０が第１の静止プレート５６に向かって移動し、第２の可動プレート６２が第２の静止プレート５８に向かって移動するように、矢印「Ｃ」の方向に移動する。第２の位置（図示せず）において、作動部材は、第１の可動プレート６０が第２の静止プレート５８に向かって移動し、第２の可動プレート６２が基部５０に向かって移動するように、矢印「Ｄ」の方向に移動する。
第１及び第２の静止プレート５６、５８及び第１及び第２の可動プレート６０、６２の間に複数の可撓管が配置され得る。図示の実施形態において、第１及び第２の可撓管６８、７０は、基部５０及び第２の可動プレート６２の間に配置されており、一方で、第３及び第４の可撓管７２、７４は、第１の可動プレート６０及び第１の静止プレート５６の間に配置されている。可撓管は、バイオプロセスの用途に適切な任意の材料、例えばフルオロポリマーなどで作製され得る。
見ることができるように、ピンチ弁１７が、図５に示される第１の位置に移動すると（すなわち、作動部材６４及び第１及び第２の可動プレート６０、６２が矢印「Ｃ」の方向に移動する）、第２の可動プレート６２は、第１及び第２の可撓管６８、７０が実質的に圧縮されず、したがって、流体が第１及び第２の可撓管を通って流れることを可能にするように、十分な距離（例えば、第１及び第２の可撓管６８、７０の外径に等しい又はそれより大きい量）だけ基部５０から離れるように移動する。対照的に、第１の位置において、第１の可動プレート６０は、第３及び第４の可撓管７２、７４を圧縮し、かつ流体が第３及び第４の可撓管を通って流れることを防止するのに十分な量だけ第１の静止プレートに向かって移動する。
ピンチ弁１７が第２の位置に移動すると（すなわち、作動部材６４及び第１及び第２の可動プレート６０、６２が矢印「Ｄ」の方向に移動する）、第２の可動プレート６２は、第１及び第２の可撓管６８、７０を圧縮し、流体が第１及び第２の可撓管を通って流れるのを防止するのに十分な量だけ基部５０に向かって移動する。対照的に、第２の位置において、第１の可動プレート６０は、第３及び第４の可撓管が実質的に圧縮されず、したがって流体が第３及び第４の可撓管を通って流れるのを可能にするように、十分な距離（例えば、第３及び第４の可撓管７２、７４の外径に等しい又はそれより大きい量）だけ第１の静止プレート５６から離れるように移動する。
ピンチ弁１７が、図４Ａ及び図４Ｂに示されるシステム１に組み込まれる場合、第１の可撓管６８が第２のろ過ライン２４及び第１の戻りライン２８の間に連結され得、第２の可撓管７０がポンプ排出部１０及び第１のろ過ライン１８の間に連結され得、第３の可撓管７２が１０及び２４の間に連結され得、第４の可撓管７４が第１のろ過ライン１８及び２８の間に連結され得る。そのように配置されることで、ピンチ弁１７の第１の位置（すなわち、図５に示される位置）において、第１及び第２の可撓管６８、７０は圧縮されず、第２のろ過ライン２４及び第１の戻りライン２８の間、及びポンプ排出部１０及び第１のろ過ライン１８の間で流れが可能になる。第３及び第４の可撓管７２、７４は圧縮されており、ポンプ排出部１０及び第２のろ過ライン２４の間、及び第１のろ過ライン１８及び第１の戻りライン２８の間では流れが防止されている。そうして、ピンチ弁１７の第１の位置において、バイオリアクタ２からの流れがフィルタ６の第１の端部２０に入り、第１の戻りライン２８を介してバイオリアクタへと戻る。
フィルタ６を通る流れを逆転するために、第１及び第２の可撓管６８、７０が圧縮されて、第２のろ過ライン２４及び第１の戻りライン２８の間、及びポンプ排出部１０及び第１のろ過ライン１８の間の流れが防止され、一方で、第３及び第４の可撓管７２、７４が圧縮されず、第１のろ過ライン１８及び第１の戻りライン２８の間、及びポンプ排出部１０及び第２のろ過ライン２４の間では流れが可能になるように、ピンチ弁１７は第２の位置に移動する。そうして、ピンチ弁１７の第２の位置において、バイオリアクタ２からの流れがフィルタ６の第１の端部２０に入り、第１の戻りライン２８を介してバイオリアクタへと戻る。
図４Ａ及び図４Ｂのシステム１においてピンチ弁１７を使用する利点は、内部弁コンポーネントとの液体の接触が排除され、即時的な流れの再方向づけ（第１及び第２の位置の間で作動部材６４を移動させるのにかかる時間によってのみ限定される）が提供されることである。
図６Ａ及び図６Ｂは、分流部が回転弁２１である、開示されるシステム１の代替的な実施形態を示す。見ることができるように、図６Ａ及び図６Ｂのシステム１は、図１及び図２に関連して説明したシステムと実質的に同じであり、容器２、ポンプ４、及びフィルタ筐体６を、ポンプ吸引及び排出ライン８、１０、第１及び第２のろ過ライン１８、２４、及び第１の戻りライン２８と共に含んでいる。図６Ａ及び図６Ｂのシステム１は、特に、第２の戻りラインを含まず、第１及び第２の隔離弁３０及び３４も含まない。回転弁２１が、ポンプ排出ライン１０及び第１及び第２のろ過ライン１８、２８の間に配置されている。配置されているように、回転弁２１の動作は、図１の三方弁１４及び図４Ａ及び４Ｂのピンチ弁１７について説明したのと同じ様式で流れを方向転換するように機能する。
矢印「Ａ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第１のろ過ライン１８を介してフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている、図６Ａに示される動作の第１のモード）、回転弁２１は、ポンプ排出部１０から第１のろ過ライン１８へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部から第２のろ過ライン２４への流れを遮断するように構成されている。この構成において、回転弁２１はまた、第２のろ過ライン２４から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、回転弁２１を通り、次いで、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、回転弁２１、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
矢印「Ｂ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第２のろ過ライン２４を介してフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている、図６Ｂに示される動作の第２のモード）、回転弁２１は、ポンプ排出部１０から第２のろ過ライン１８へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部１０から第１のろ過ライン１８への流れを遮断するように構成されている。この構成において、回転弁２１はまた、第１のろ過ライン１８から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、回転弁２１を通り、次いで、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、回転弁２１、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
図６Ａ及び図６Ｂの実施形態により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために単一のポンプ４を使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。更に、図６Ａ及び図６Ｂの実施形態は、回転弁２１の各サイクルにおける完全な体積交換を可能にする。
図７Ａ及び図７Ｂは、三方弁１４がシャトル弁２３に置き換えられている、開示されるシステム１の代替的な実施形態を示す。見ることができるように、図７Ａ及び図７Ｂのシステム１は、図１及び２に関連して説明したシステムと実質的に同じであり、容器２、ポンプ４、及びフィルタ筐体６を、ポンプ吸引及び排出ライン８、１０、第１及び第２のろ過ライン１８、２４、及び第１の戻りライン２８と共に含んでいる。図７Ａ及び図７Ｂのシステム１は、特に、第２の戻りラインを含まず、第１及び第２の隔離弁３０及び３４も含まない。シャトル弁２３が、ポンプ排出ライン１０及び第１及び第２のろ過ライン１８、２８の間に配置されている。配置されているように、シャトル弁２３の動作は、図１の三方弁１４及び図４Ａ及び図４Ｂのピンチ弁１７及び図６Ａ及び図６Ｂの回転弁２１について説明したのと同じ様式で流れを方向転換するように機能する。
矢印「Ａ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第１のろ過ライン１８を介してフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている、図７Ａに示される動作の第１のモード）、シャトル弁２３は、ポンプ排出部１０から第１のろ過ライン１８へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部から第２のろ過ライン２４への流れを遮断するように構成されている。この構成において、シャトル弁２３はまた、第２のろ過ライン２４から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、シャトル弁２３を通り、次いで、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、シャトル弁２３及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
矢印「Ｂ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１が、容器２から第２のろ過ライン２４を介してフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている、図７Ｂに示される動作の第２のモード）、シャトル弁２３は、ポンプ排出部１０から第２のろ過ライン２４へと流れを方向づけ、かつ、ポンプ排出部１０から第１のろ過ライン１８への流れを遮断するように構成されている。この構成において、シャトル弁２３はまた、第１のろ過ライン１８から第１の戻りライン２８へと流れを方向づけるように構成されている。そのように構成されることで、流体は容器２から、ポンプ４を通り、シャトル弁２３を通り、次いで、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、シャトル弁２３、及び第１の戻りライン２８を介して容器２へと戻される。
図７Ａ及び図７Ｂの実施形態により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために単一のポンプ４を使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。図７Ａ及び図７Ｂの実施形態はまた、即時的な流れの再方向づけ（位置間でシャトル弁２３のシャトルを移動させるのにかかる時間によってのみ限定される）を提供する。
図８Ａ及び図８Ｂは、容器２からフィルタ筐体６の第１及び第２の端部２０、２６へと流れを選択的に方向づけるために第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂが採用されている、開示されるシステム１００の代替的な実施形態を示す。シャトル弁１２３が、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂの間、及びフィルタ筐体６の第１及び第２の端部２０、２６の間に配置されている。シャトル弁１２３は、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂの排出部からフィルタ筐体６への流れを選択的に可能にする、及び防止するように構成されている。見ることができるように、図８Ａ及び図８Ｂのシステム１００は、図１～図７Ｂに関連して説明したシステムと同様であり、容器２、フィルタ筐体６、シャトル弁１２３及びフィルタ筐体６の間に配置された第１及び第２のろ過ライン１８、２４、及び透過液ライン３８を含んでいる。しかしながら、図８Ａ及び図８Ｂのシステム１００は、シャトル弁１２３に連結されたそれぞれの排出ライン１１０Ａ、１１０Ｂ、ならびに、シャトル弁１２３及び容器２の間に連結された共通の戻りライン１２８を各々が有する第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂを含む。配置されているように、シャトル弁１２３の動作は、第１又は第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂからの流れが、フィルタ筐体６の第１又は第２の端部２０、２６へと方向づけられることを選択的に可能にするように機能する。
矢印「Ａ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通る流れをもたらすために（すなわち、システム１００が、容器２から第２のろ過ライン２４を介してフィルタ筐体６の第２の端部２６へと流れを方向づけるように構成されている、図８Ａに示される動作の第１のモード）、シャトル弁１２３は、第１のポンプ１４０Ａの排出部１１０Ａから第２のろ過ライン２４へと流れを方向づけ、かつ、第２のポンプ１４０Ｂの排出部１１０Ｂから第１のろ過ライン１８への流れを遮断するように位置付けられている。この構成において、シャトル弁１２３は、第１のろ過ライン１８から戻りライン１２８へと流れを方向づけるように位置付けられている。そのように構成されることで、流体は容器２から、第１のポンプ１０４Ａを通り、シャトル弁１２３を通り、次いで、第２のろ過ライン２４を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第２の端部２６に入る。流体は、矢印「Ａ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第１の端部２０から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第１のろ過ライン１８、シャトル弁１２３、及び戻りライン１２８を介して容器２へと戻される。
矢印「Ｂ」の方向におけるフィルタ筐体６（及びフィルタ）を通じた流れをもたらすために（すなわち、システム１００が、容器２から第１のろ過ライン１８を介してフィルタ筐体６の第１の端部２０へと流れを方向づけるように構成されている、図８Ｂに示される動作の第２のモード）、シャトル弁１２３は、第２のポンプ１４０Ｂの排出部１１０Ｂから第１のろ過ライン１８へと流れを方向づけ、かつ、第１のポンプ１４０Ａの排出部１１０Ａから第２のろ過ライン２４への流れを遮断するように位置付けられている。この構成において、シャトル弁１２３はまた、第２のろ過ライン２４から戻りライン１２８へと流れを方向づけるように位置付けられている。そのように構成されることで、流体は容器２から、第２のポンプ１４０Ｂを通り、シャトル弁１２３を通り、次いで、第１のろ過ライン１８を通って流れ、そこでフィルタ筐体６の第１の端部２０に入る。流体は、矢印「Ｂ」の方向にフィルタ筐体６を通って移動し、フィルタ筐体の第２の端部２６から出る。流体は、フィルタ筐体６内でろ過され、流体（例えば、透過液）の一部は、別個のポンプ（図示せず）を使用して透過液排出ライン３８を介してフィルタ筐体６から退出し得る。流体の残りの部分は第２のろ過ライン２４、シャトル弁１２３、及び戻りライン１２８を介して容器２へと戻される。
図８Ａ及び図８Ｂの実施形態により、ユーザにより定義された流量に基づいて容器２（バイオリアクタ）から細胞培養物を継続的にポンピングするために第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂを使用することができる。細胞培養物は、フィルタ筐体６及びフィルタ要素を通って一方向（第１のモードの「Ａ」又は第２のモードの「Ｂ」）に、又は、選択された動作モードに基づいて２つの反対方向（第１のモードの「Ａ」及び第２のモードの「Ｂ」）において選択的に流れる。図８Ａ及び図８Ｂの実施形態はまた、即時的な流れの再方向づけ（上記の位置間でシャトル弁１２３のシャトルを移動させるのにかかる時間によってのみ限定される）を提供する。
図８Ａ及び図８Ｂの実施形態において、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂの動作は、連続的である、時間の決まったスケジュールに従って同期される、及び／又はユーザによって手動で切り替えられ得る。動作の第１のモードにおいて、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂは同じであり、両方のポンプの流れのセットポイントは同じである。第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂは、同じ方向（すなわち、容器２から吸引し、フィルタ筐体６に向かって排出する）で流れが生じるように配置されている。容器２からの流れが第１のポンプ１４０Ａを通り、シャトル弁１２３を通り、第２のろ過ライン２４を通り、フィルタ筐体６を通り、第１のろ過ライン１８を通り、その後、シャトル弁１２３を通って容器２へと戻るよう方向づけられるように（すなわち、図８Ａに示される流路「Ａ」）、第１のポンプ１４０Ａはアクティブ化されており、シャトル弁１２３は循環している。この期間の動作の間、第２のポンプ１４０Ｂはオフである。予め定められた期間が経過した後、容器２からの流れが、第２のポンプ１４０Ｂを通り、シャトル弁１２３を通り、第１のろ過ライン１８を通り、フィルタ筐体６を通り、第２のろ過ライン２４を通り、その後、シャトル弁１２３を通って容器２へと戻るよう方向づけられるように（すなわち、図８Ｂに示される流路「Ｂ」）、第１のポンプ１４０Ａは非アクティブ化され、第２のポンプ１４０Ｂがアクティブ化され、第２のポンプからの流れを受け取るようにシャトル弁１２３が循環する。予め定められた期間が経過した後、動作は、第１のポンプ１４０Ａに戻るよう切り替えられ得る。この様式で、シャトル弁１２３の関連付けられる循環を伴って、所望するように複数回、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂの間で流れを循環させることができる。
動作の第２のモードにおいて、第１及び第２のポンプ１４０Ａ、１４０Ｂは、同時かつ継続的に稼働し、単に、第１又は第２のポンプからの排出を受け入れ、その流れを、図８Ａ及び図８Ｂに示されるいずれかの方向「Ａ」又は「Ｂ」においてフィルタ筐体６へと方向づけるようシャトル弁１２３を選択的に循環させることによって、フィルタ筐体６を通る流れを制御することができる。動作のこの第２のモードを考慮に入れるために、フィルタ筐体６を通して液体を能動的にポンピングしていないポンプからの排出流が容器２又はポンプ吸引部へと再循環して戻されるように、各ポンプ１４０Ａ、１４０Ｂには、第１及び第２の再循環ライン１４２Ａ、１４２Ｂがシャトル弁１２３及び各ポンプ及び／又は容器の吸引部の間に提供され得る。見ることができるように、シャトル弁１２３は、第１又は第２の再循環ライン１４２Ａ、１４２Ｂへと流れを選択的に方向づけるための通路を含み得る。
図９Ａ及び図９Ｂは、透過液ライン３８に透過液ポンプ１３８が搭載されている、開示されるシステム１の代替的な実施形態を示す。見ることができるように、図９Ａ及び図９Ｂのシステム１は、図１及び図２に関連して説明したシステムと実質的に同じであり、容器２、ポンプ４、及びフィルタ筐体６を、ポンプ吸引及び排出ライン８、１０、弁１４、第１及び第２のろ過ライン１８、２４、及び第１及び第２の戻りライン２８、３２ と共に含んでいる。図９Ａ及び図９Ｂのシステム１の動作は、図１及び２に関連して説明したものと実質的に同じであり、第１及び第２の方向（矢印「Ａ」及び「Ｂ」で示される）におけるフィルタ筐体６を通る容器２からの選択的な流れを達成するために三方弁１４を循環させることを含んでいる。
前述のように、ＡＴＦ技術を使用することの利点は、中空繊維フィルタ（フィルタ筐体６内に配置されている）を通る細胞培養物の二方向の流れである。細胞培養物の二方向の流れにより、フィルタの中空繊維の内径に沿って押し流す動作が提供され、これは、フィルタのファウリングが低減されることによりフィルタの寿命を延ばす。連続的な細胞培養プロセスにおけるフィルタの交換はシステムの汚染及び細胞培養生成物の損失のリスクを呈するため、フィルタの寿命の延長は重要である。
そのため、図９Ａ及び図９Ｂに開示されるシステムは、フィルタ浄化機能を達成するために透過液がフィルタ筐体６へと戻るよう方向づけられ得るように流れを逆転させるための透過液ポンプ１３８を採用することによって、フィルタのファウリングを低減する又は最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態において、透過液ポンプ１３８は蠕動ポンプであるが、透過液ポンプ１３８は、任意のタイプの適切な二方向ポンプであり得ることが理解されるであろう。透過液ポンプ１３８は、コントローラ４４において具現化されるＡＴＦ（／ＴＦＦ）コントローラアルゴリズムによって制御され得る（図１５を参照されたい）。ユーザは、中空繊維フィルタ浄化サイクル特徴をアクティブ化することによってフィルタ浄化機能を採用し得る。いくつかの実施形態において、浄化サイクルは、（ａ）異なる流量での逆流、及び／又は（ｂ）前方及び後方モードにおいて流量を増加及び減少させることによる脈流を含み得る。
理解されるように、透過液ポンプ１３８は、通常、システム１の動作の間、安定したポンピングモードで動作する。この安定したポンピングモードにより、フィルタ筐体６から透過液が除去され、透過液が別個の保持タンクへと方向づけられる。浄化サイクルがアクティブ化されると、透過液ポンプ１３８は、予め決められた期間にわたって、この安定したポンピングモードからフィルタ浄化モードへと切り替え得る。
フィルタ浄化モードは、妥当性確認により定式化された結果を伴う試みに基づいてユーザにより設定され得る。浄化段階は用途間で異なり得、稼働の始めに周期的に開始するよう行われ得る。２つの浄化モードが企図される。第１の浄化モードにおいて、透過液ポンプ１３８はオフにされている。透過液ポンプ１３８が、ポンプがオフにされていて吸入圧力を受けたときに透過液ライン３８を通る流れを防止するタイプのものである場合、追加の弁は必要ない。しかしながら、透過液ポンプ１３８が、ポンプがオフにされていて吸入圧力を受けたときに透過液ライン３８を通る流れを防止しないタイプのものである場合、透過液ポンプ１３８がオフにされているときに透過液の流れを防止するために別個の弁（図示せず）が提供され得る。第２の浄化モードにおいて、透過液の流れがフィルタ筐体６に向かって戻るよう方向づけられるように、透過液ポンプ１３８は逆流方向においてオンにされている。両方のモードにおいて、保持液ポンプは能動的にポンピングし得る。したがって、保持液流量は浄化サイクルの間に継続するが、いくつかの実施形態では、スピードが上がる又はスピードが下がり得る。保持液ポンプの流量及び停止した又は逆転した透過液の流れの時間を含む、浄化サイクルの具体的なプロフィールを設定し、稼働全体にわたって繰り返すことができる。
予め決められた期間が経過すると、コントローラ４４は、透過液ポンプ１３８を安定したポンピングモードに戻すよう切り替えることができる。代替的には、圧力センサ１３９（透過液ポンプ１３８及びフィルタ筐体６の間で透過液ライン３８に配置されている）によって感知された圧力が予め定められた値を超えたときに透過液ポンプ１３８がフィルタ浄化モードへと自動的に切り替えられ得る。例えば、圧力センサ１３９によって感知された圧力が真空レベルに近い値まで低減された場合、透過液ポンプ１３８は、浄化モードへと自動的に移行し得る。透過液ポンプ１３８は、予め定められた期間にわたって、又は、圧力センサ１３９によって感知された圧力が予め定められた値を超えて上昇するまで、浄化モードに留まり得る。
前述したように、透過液ポンプ１３８が浄化モードで動作しているとき、それは、透過液が透過液ライン３８を通ってフィルタ筐体６へと戻るよう移動するように、流れを逆転させ得る。そのような逆流は、透過液ポンプ１３８が通常の動作条件下でフィルタ筐体６から透過液を除去する通常の流量と同じである、それより多い、又はそれより少ない、一定の流量で生じ得る。代替的には、透過液ポンプ１３８が浄化モードで動作しているとき、それは、フィルタ筐体への流れ及びフィルタ筐体から外に出る流れを増加及び／又は減少させることによって前後に「脈動」させ得る。
ユーザインターフェースは、ユーザが、停止した又は逆転した流れの期間を、例えばｍＬ／分単位で設定することを可能にする。更に、ユーザは、停止した又は逆転した流れの頻度を設定することができる。そのようなパラメータは、細胞培養物、容器２のサイズ、フィルタ要素のサイズ、及びフィルタ要素を通る流量に固有であり得る。いくつかの実施形態において、停止した又は逆転した透過液の流れの設定及び保持液流量パラメータの変更は、テスト及び妥当性確認を通じて判定され得る。
図９Ａ及び図９Ｂの実施形態は、図１及び図２のポンプ、弁、及びパイプ／管配置に関連して説明されているが、上記の「浄化モード」における透過液ポンプ１３８の使用は、図１～図８Ｂのシステムの実施形態のいずれにおいても採用され得ることが理解されるであろう。
図１０～図１２は、前述のシステム１、１００の例示的な流れのグラフを示す。図１０において見ることができるように、「流れ方向Ａ」は、第１の方向における（例えば、図１～図９Ｂの矢印「Ａ」の方向における）フィルタ筐体６を通る流れを表し、一方で、「流れ方向Ｂ」は、第２の方向における（例えば、図１～図９Ｂの矢印「Ｂ」の方向における）フィルタ筐体６を通る流れを表す。「方向の変化」は、方向「Ａ」及び「Ｂ」における流れの間の切り替えを示す。理解されるように、この方向の変化は、説明したポンプ／弁配置を使用する開示されるシステムにおいて流れの変化が実装され得るスピードを示すほぼ鉛直方向のラインにおいて生じる。図１１及び図１２は、異なるシステム流量（図１１では１０００ミリリットル／分、及び図１２では１５００ｍｌ／分）での流れ方向の変化の例示的なプロットである。
いくつかの実施形態において、例えば細胞培養物の完全な交換を確実にするために、サイクル時間は、システムの管の内径、システムの管の長さ、及びポンプ流量に基づいて、ＰＬＣアルゴリズムによって自動的に判定され得る。サイクル時間は、フィルタ筐体６の第１及び第２の端部２０、２６からの二方向の流れからなってよい。非限定的な例示の実施形態において、サイクル時間は、１０秒未満、又は３０秒より長くてよい。
図１３は、中空繊維フィルタを含む例示的なフィルタ筐体６を示す。フィルタ筐体６の第１及び第２の端部２０、２６は、標準的なひじ型接続部として示されている。図示の実施形態において、フィルタ筐体の第１及び第２の端部２０、２６は、流体がいずれの方向においても等しくフィルタ筐体を通って通過することができるように同一に機能する。流体方向「Ａ」及び「Ｂ」が示されており、これらは図１～図７Ｂに関連して説明した動作の第１及び第２のモードに関する。
図１４は、図１～図７Ｂのシステム１において使用するためのフィルタ筐体６の代替的な配置を示す。この実施形態のフィルタ筐体６は、図１～図７Ｂに関連して説明したフィルタ筐体と同様に、第１及び第２の端部２０、２６を含む。フィルタ要素４０は、筐体６内に配置されており、管状に形成された平らなフィルタ材料シートを含む。螺旋部材４２が管４０内に配置されており、筐体６を通って流体をガイドし、ろ過材料との流体の接触を向上させる。螺旋部材４２はまた、流体を乱流レジームへと引き入れ、これによりレイノルズ数が増加する。
透過液排出ライン３８は、筐体６の本体に沿って配置されており、別個のポンプ（図示せず）に連結され得る。単一の保持液及び単一の透過液ポンプを使用して、複数のフィルタ筐体６が共に接続され得る。透過液排出部３８は、筐体６の側部又は中心に配置され得る。透過液排出部３８を中心に置くことにより対称性の利益が提供され、これは、いずれかの方向「Ａ」又は「Ｂ」において流体が流れるときに重要であり得る。
ポンプの流れの設定、三方弁を介した流れの再方向づけ、及び第１及び第２の隔離弁３０、３４の開閉は、ポンプ排出ライン１０内に配置された流量センサ３６からのフィードバックを使用して制御され得る。ポンプスピードがコントローラを介して所望の値に調整され得る用に、流量センサ３６は、ポンプ４からの実際の排出流を確認し得る。図１５を参照すると、図１～図２に開示されたシステム１の電子／コンピュータ化された制御動作の実施形態がより詳細に説明される。以下で説明するコントローラ４４を採用するこの動作配置は、本明細書のシステム１（例えば、図４Ａ、４Ｂ；６Ａ、６Ｂ；７Ａ、７Ｂ；８Ａ、８Ｂ；９Ａ、９Ｂ）の実施形態のいずれにおいても実装され得ることが理解されるであろう。
システム１が様々なシーケンス及び様式でポンプ４及び弁１４、３０、３１を動作させることを可能にするために、ポンプ４、三方弁１４、及び第１及び第２の隔離弁３０、３４の作動は、コントローラ４４によって制御され得る。コントローラは、オペレーティングシステムを実行するように構成されたプロセッサ又はマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）など、又はそれらの組み合わせを含み得る。コントローラは、プログラム命令を有するプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを提供可能な、電子、光学、磁気、又は任意の他のストレージ又は伝送デバイスを含み得るがこれらに限定されないメモリを含み得る。メモリは、メモリチップ、電子的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＥＥＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又は、コントローラがそこから命令を読み出すことができる任意の他の好適なメモリを含み得る。命令は、任意の好適なプログラミング言語からのコードを含み得る。
いくつかの実施形態において、コントローラ４４のプロセッサは、三方弁及び第１及び第２の隔離弁３０、３１を作動させて、第１及び第２の動作モードの間でシステムを再構成するために、命令（例えば、サブルーチン）を実行し得る。理解されるように、コントローラ４４はまた、システム１を通る流れを調整するようにポンプ４のスピードを制御し得る。いくつかの実施形態において、コントローラ４４は、流量センサ３４によって感知された流れに基づいてポンプスピードを調整する。様々なセットポイント及び動作位置がコントローラメモリ４６に記憶され得、ユーザコマンドに際して、又は自動的に、コントローラ４４の処理部分によって実行される。
前述のように、コントローラ４４は、プロセッサ、及び、ポンプ４、三方弁１４、第１及び第２の隔離弁３０、３４、フィルタ要素、及び／又はシステムの他の態様に関する情報を記憶するための関連付けられたメモリ４６を含み得る。メモリは、ポンプ４、及び第１及び第２の隔離弁３０、３４の動作を制御し、それにより、容器２及びフィルタ筐体６及びフィルタ要素の間の流体の流れを様々な所望の様式のいずれかで制御するための、プロセッサによって実行可能な命令を含み得る。コントローラ４４はまた、ユーザがコントローラに情報を入力する、及び／又はシステム１を所望の様式で動作させることを可能にするためのユーザインターフェースを含む。
理解されるように、開示されるシステム１は、タンジェンシャルフローろ過（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ、ＴＦＦ）及び交互接線流ろ過（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｆｌｏｗ、ＡＴＦ）の両方に使用することができる。ＴＦＦの発展の場合、三方弁１４は、フィルタ筐体６を通って一方向に流れを方向づけるように維持される。ＡＴＦの発展の場合、三方弁１４は、フィルタ筐体を通る流れを交互にする（すなわち、矢印「Ａ」の流れ方向及び矢印「Ｂ」の流れ方向の間で交互にする）（図１～図９Ｂを参照されたい）ために、周期的に再位置付けされる。理解されるように、開示されるシステム１は、単一のシステムにおいてＴＦＦ及びＡＴＦの動作に適応することができる。これは、ＴＦＦ及びＡＴＦのために別個のシステムを採用する従来の配置に対する利点である。
様々な実施形態において、ユーザインターフェースが提供され、開示されるシステムのユーザは、システム及び関連付けられるポンプ及び弁の動作の様々な面を入力及び／又は監視することができる。例えば、ユーザインターフェースは、コントローラ４４によって受け取られて分析されたデータの１つ又は複数のグラフ出力を表示するようにプログラミングされ得る。ユーザインターフェースはまた、フィルタのタイプ及びサイズ、流れ方向のモード、透過液ポンプのモード（通常、浄化）、ＴＦＦモード、ＡＴＦモード、システムフロー、システム圧力、及びシステムステータス（稼働中、オフ）を含む、コントローラ４４のメモリに記憶された他のデータを表示し得る。なお更に、ユーザインターフェースにおいてユーザに対して表示され得る追加のパラメータは、１つ又は複数のプロセス段階の流量及びサイクル時間を含む。
なお更に、特定の例示的な実施形態のユーザインターフェースは、ユーザが、コントローラ４４によって実行される制御プロセスの開始又は停止を制御することを許可する。いくつかの実施形態において、開始及び停止機能は、例えば、タッチスクリーンディスプレイ上に提供されるボタンを介して制御され得る。ユーザインターフェースはまた、指定された制御パラメータの入力（エントリ）を可能にする。
当業者には理解されるように、開示されるシステム１によれば、システムのアクティブ化には電力のみが必要とされ、空気／真空設備は必要ない。更に、開示されるシステム１は、単一のシステムにおけるＡＴＦ及びＴＦＦ動作を可能にする。ＡＴＦモードでは、単一の供給ポンプ４に一方向のポンピングが提供される。１００％未満の交換を得るのに６回のサイクルを必要とする従来のシステムに対し、システム１は、２階のサイクルで１００％の保持体積交換を可能にする。更に、空気／液体の半球を排除することによって、ＡＴＦフィルタの価格低減が達成される。更に、流れのセットポイントに６０秒で到達することができる。システム１はまた、Ｌｅｖｉｔｒｏｎｉｘ（保持液）及び隔膜（透過液）ポンプの間での同期された流れを可能にする。システム１はまた、流量センサフィードバックを含まずに機能する。
図１Ａ～図９Ｂのシステムのうちの１つ又は複数を動作させる例示的な方法を、図１６に関連してここで説明する。段階１０００において、流体がフィルタ筐体の第１の端部からフィルタ筐体の第２の端部へと移動するように、上記流体の流れをポンプからフィルタ筐体の第１の端部に連結された第１のろ過ラインを通って方向づけるよう分流部を構成することによって、流体が流体貯蔵容器からフィルタ筐体の第１の端部へと移される。段階１１００において、流体がフィルタ筐体を通って移動するにつれて、流体の透過液部分が、フィルタ筐体に連結された透過液ラインを通って排出される。段階１２００において、流体の保持液部分がフィルタ筐体の第２の端部から排出され、第１の戻りラインを介して流体貯蔵容器へと戻される。段階１３００において、流体がフィルタ筐体の第２の端部からフィルタ筐体の第１の端部へと移動するように、流体の流れをポンプから、フィルタ筐体の第２の端部に連結された第２のろ過ラインへと方向づけるよう分流部を構成することによって、流体が流体貯蔵容器からフィルタ筐体の第２の端部へと移される。段階１４００において、流体がフィルタ筐体を通って移動するにつれて、流体の透過液部分は、フィルタ筐体に連結された透過液ラインを通って排出される。段階１５００において、流体の保持液部分は、フィルタ筐体の第２の端部から排出され、第１の戻りラインを介して、又は第２の戻りラインを介してのいずれかで流体貯蔵容器へと戻される。プロセスは、その後、段階１０００に戻ることによって繰り返される。
いくつかの実施形態において、フィルタ要素は中空繊維フィルタである。いくつかの実施形態において、流体貯蔵容器はバイオリアクタである。いくつかの実施形態において、流体は細胞培養物を含む。いくつかの実施形態において、分流部は、三方弁、ピンチ弁、回転弁、及びシャトル弁からなるリストから選択される。他の実施形態では、分流部は第１及び第２の分流部隔離弁を含む。
理解されるように、開示されるシステム及び方法は、従来のシステムに対して様々な利点を提供する。例えば、開示されるシステム及び方法は、ＡＴＦ弁システムの作動のために電力のみを使用する（隔膜ポンプをアクティブ化してシステムフローを取得するために、空圧及び真空を利用する従来のＡＴＦコントローラと比較して）。開示されるシステム及び方法は、単一のシステムにおけるＡＴＦ及びＴＦＦ動作を可能にする。現在、従来の各方法は、別個の機器を必要とする。
開示される実施形態の、電力で駆動されて制御されるポンプは、それらのシステムの一部として採用される隔膜ポンプを動作させるのに使用される空気の圧縮性に起因して動作が複雑な従来のシステムよりも動作が単純である。開示される実施形態の開示されるＡＴＦフィルタアセンブリは、従来の隔膜ポンプベースのシステムの空気／液体の半球のサブアセンブリを排除する。そのような従来のＡＴＦフィルタアセンブリは、空気／液体サブアセンブリを必要とし、これにより、材料及び人件費におけるフィルタの全体的なコストがかさむ。更に、そのような従来のシステムでは、液体流のフィードバックは、隔膜ポンプへの空気及び真空の送達の調整を必要とし、空気圧及び真空を調整することによる液体流のこの間接的な制御は、所望の流量を達成するために追加の時間を必要とする。
開示されるシステムにおいて使用されるポンプは、二方向でポンピングしなければならない従来のＡＴＦ保持液ポンプと比較して、一方向の流れを提供する。更に、フィルタを通る二方向の流れの変化は瞬時であり、従来のシステムと比較して急加速又は原則を伴わない。したがって、流れのセットポイントに数秒で到達することができ、これは、より遅い従来のシステムに対する利点である。
更に、保持液及び透過液の流れの間の流量比率の変動により、従来のシステムにおいて尚早なフィルタのファウリングが引き起こされ得る。開示されるシステム及び方法は、保持液及び透過液の流れを同期させることを可能にし、また、前方／逆転モード、脈流モードなどで透過液ポンプを使用したフィルタ浄化のための方法を提供する。いくつかの実施形態において、保持液ポンプの流れを変化させることにより、透過液ポンプの流れが調整され、したがって、フィルタの機能的寿命が延長される。理解されるように、いくつかの実施形態において、ユーザは、保持液の流れがアクティブ化されるのと同時に透過液の流れを設定する。透過液の流量比率は、容器２の体積及び灌流の流量（ＶＶＤ）に基づいて判定される。また理解されるように、高い透過液の流量比率は、容器への媒体追加の増加を必要とし、これは、細胞にとって有利であり得るが、フィルタ要素にとってはより過酷であり得る。
対照的に、従来のシステムは、保持液ポンプ及び透過液ポンプが独立して作用することを必要とする。いくつかの実施形態において、保持液ポンプは、閉ループ動作において超音波流量センサからのフィードバックを用いて動作する。流れは瞬時にセットポイントに調整される。他の実施形態では、システムは、ポンプの自然な流れの制御を使用して（すなわち、単にポンプのＲＰＭを監視／制御し、ポンプスピードからの流れを意味する）、流量センサのフィードバックなしで機能することができる。
開示されるシステム及び方法は、より少ないサイクルでの改善されたホールドアップ体積交換を提供する。いくつかの実施形態において、開示されるシステム及び方法は、１００％未満のホールドアップ体積交換を達成するのに６サイクル以上を必要とする従来の隔膜ポンプシステムと比較して、最大２サイクルでの１００％のホールドアップ体積交換を容易にする。
開示されるシステム及び方法は、培養動物細胞の灌流における用途、及び他の様々なろ過の用途を有する。培養動物細胞は、液体培地中に懸濁された哺乳動物細胞を意味し得る。培養動物細胞は、約０．１×１０６細胞／ｍＬ超（例えば、約１×１０６細胞／ｍＬ超、約５×１０６細胞／ｍＬ超、約１０×１０６細胞／ｍＬ超、約１５×１０６細胞／ｍＬ超、約２０×１０６細胞／ｍＬ超、約２５×１０６細胞／ｍＬ超、約３０×１０６細胞／ｍＬ超、約３５×１０６細胞／ｍＬ超、約４０×１０６細胞／ｍＬ超、約４５×１０６細胞／ｍＬ超、約５０×１０６細胞／ｍＬ超、約５５×１０６細胞／ｍＬ超、約６０×１０６細胞／ｍＬ超、約６５×１０６細胞／ｍＬ超、約７０×１０６細胞／ｍＬ超、約７５×１０６細胞／ｍＬ超、約８０×１０６細胞／ｍＬ超、約８５×１０６細胞／ｍＬ超、約９０×１０６細胞／ｍＬ超、約９５×１０６細胞／ｍＬ超、又は約１００×１０６細胞／ｍＬ超）の細胞密度を有し得る。
本発明は、特定の実施形態を参照して開示されてきたが、特許請求の範囲において定義された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に対する数々の修正、改変、及び変更が可能である。したがって、本発明は、説明した実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲の表現、及びそれらの等価物によって定義される全範囲を有することが意図される。

Claims (40)

  1. 流体貯蔵容器；
    内部に配置されたフィルタ要素を含むフィルタ筐体、前記フィルタ筐体は第１及び第２の端部を有する；
    前記流体貯蔵容器及び前記フィルタ筐体の間に連結されたポンプ；及び
    前記ポンプ及び前記フィルタ筐体の間に配置された分流部
    を備え、
    前記ポンプは、前記流体貯蔵容器から前記フィルタ要素を通じて流体を移動させるように構成されており；
    前記分流部は、前記ポンプから受け取った流体を、前記フィルタ筐体の前記第１又は第２の端部へと選択的に方向づけるように構成されている
    流体ろ過システム。
  2. 前記フィルタ筐体の前記第１の端部及び前記分流部の第１の出口の間に連結された第１のろ過ライン；
    前記流体貯蔵容器及び前記第１のろ過ラインの間に配置された第１の戻りライン；及び
    前記第１の戻りラインを介した前記フィルタ筐体及び前記流体貯蔵容器の間の流体の流れを選択的に許可するための、前記第１の戻りライン内に配置された第１の隔離弁
    を更に備える、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  3. 前記フィルタ筐体の前記第２の端部及び前記分流部の第２の出口ポートの間に連結された第２のろ過ライン；
    前記流体貯蔵容器及び前記第２のろ過ラインの間に配置された第２の戻りライン；及び
    前記第２の戻りラインを通じた前記フィルタ筐体及び前記流体貯蔵容器の間の流体の流れを選択的に許可するための、前記第２の戻りライン内に配置された第２の隔離弁
    を更に備える、請求項２に記載の流体ろ過システム。
  4. 前記ポンプの排出部分からの実際の流量を判定するための流量センサを更に備える、請求項３に記載の流体ろ過システム。
  5. 前記流体ろ過システムを通じた流体流路を選択的に制御するための、前記ポンプ、前記流量センサ、前記第１及び第２の隔離弁、及び前記分流部に連結されたコントローラを更に備える、請求項４に記載の流体ろ過システム。
  6. 前記コントローラと関連付けられたメモリを更に備え、前記メモリは、前記第１及び第２の隔離弁及び前記分流部の複数の事前設定位置を記憶している、請求項５に記載の流体ろ過システム。
  7. コントローラが、前記流量センサから受け取った、感知された流量情報に基づいて前記ポンプのスピードを調整する、請求項４に記載の流体ろ過システム。
  8. 前記ポンプが低剪断ポンプであり、前記フィルタ要素が中空繊維フィルタである、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  9. 前記フィルタ筐体から透過液を除去するための、前記フィルタ筐体に連結された透過液ポンプを更に備え、前記透過液ポンプがコントローラに連結されており、前記コントローラが、（ａ）前記透過液ポンプの前記流量を前記ポンプと同期させること、（ｂ）前記フィルタ筐体に戻るように透過液を注入して前記フィルタ要素を浄化するために、逆流動作を実行すること、及び（ｃ）前記フィルタ要素を浄化するためにパルスフロー動作を実行することのうちの少なくとも１つを行うよう前記透過液ポンプの動作を調整するようにプログラミングされている
    請求項４に記載の流体ろ過システム。
  10. 前記流体貯蔵容器がバイオリアクタである、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  11. 前記流体が細胞培養物を含む、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  12. 前記分流部が、三方弁、ピンチ弁、回転弁、及びシャトル弁からなるリストから選択される、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  13. 前記分流部が、第１及び第２の分流部隔離弁を含み、前記第１の分流部隔離弁がポンプ排出ライン及び前記第１のろ過ラインの間に配置されており、前記第２の分流部隔離弁が前記ポンプ排出ライン及び前記第２のろ過ラインの間に配置されている、請求項１に記載の流体ろ過システム。
  14. フィルタ筐体を通じた二方向の流れを提供する流体ろ過システムを動作させる方法であって、前記方法が：
    動作の第１のモードにおいて、前記フィルタ筐体の第１の端部に連結された第１のろ過ラインを通じた、ポンプからの流体の流れを方向づけるように分流部を構成することによって、流体貯蔵容器から前記フィルタ筐体の前記第１の端部へと前記流体を移す段階；及び
    動作の第２のモードにおいて、前記フィルタ筐体の第２の端部に連結された第２のろ過ラインを通じた、前記ポンプからの流体の流れを方向づけるように前記分流部を構成することによって、前記流体を前記流体貯蔵容器から前記フィルタ筐体の前記第２の端部へと移す段階
    を備え、
    動作の前記第１のモードにおいて、流体は、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記フィルタ筐体の前記第２の端部へと移動し、
    動作の前記第２のモードにおいて、流体は、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記フィルタ筐体の前記第１の端部へと移動する
    方法。
  15. 動作の前記第１のモードにおいて、第１の戻りラインを介して、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける段階；及び
    動作の前記第２のモードにおいて、第２の戻りラインを介して、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける段階
    を更に備える、請求項１４に記載の方法。
  16. 動作の前記第１のモードにおいて、前記フィルタ筐体の前記第２の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける前記段階が、前記第１の戻りライン内に配置された隔離弁を開き、前記第２の戻りライン内に配置された隔離弁を閉じる段階を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 動作の前記第２のモードにおいて、前記フィルタ筐体の前記第１の端部から前記流体貯蔵容器へと前記流体の前記流れを方向づける前記段階が、前記第２の戻りライン内に配置された隔離弁を開き、前記第１の戻りライン内に配置された隔離弁を閉じる段階を含む、請求項１５に記載の方法。
  18. 前記ポンプの下流に配置された流量センサの出力に基づいて、前記ポンプのスピードを調整する段階を更に備える、請求項１４に記載の方法。
  19. 前記ポンプが低剪断ポンプであり、前記フィルタ筐体の内部に配置されたフィルタ要素が中空繊維フィルタである、請求項１４に記載の方法。
  20. 前記フィルタ筐体から透過液を除去する段階を更に備え、前記フィルタ筐体から透過液を除去する段階が、（ａ）透過液の流量を前記ポンプの流量と同期させる段階、（ｂ）前記フィルタ筐体に戻るように透過液を注入して前記フィルタ筐体の内部に配置されたフィルタ要素を浄化するために、逆流動作を周期的に実行する段階、及び（ｃ）前記フィルタ要素を浄化するために前記透過液の流れのパルスフロー動作を実行する段階のうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１４に記載の方法。
  21. 前記流体貯蔵容器がバイオリアクタである、請求項１４に記載の方法。
  22. 前記流体が細胞培養物を含む、請求項１４に記載の方法。
  23. 前記分流部が、三方弁、ピンチ弁、回転弁、及びシャトル弁からなるリストから選択される、請求項１４に記載の方法。
  24. 前記分流部が、第１及び第２の分流部隔離弁を含み、前記第１の分流部隔離弁が前記ポンプ及び前記第１のろ過ラインの間に配置されており、前記第２の分流部隔離弁が前記ポンプ及び前記第２のろ過ラインの間に配置されている、請求項１４に記載の方法。
  25. ポンプから受け取った流れを方向転換させるための弁であって、前記弁が：
    基部；
    前記基部に連結された第１及び第２の側部支持体；
    前記第１及び第２の側部支持体に固定して連結された第１及び第２の静止プレート；
    前記第１及び第２の側部支持体に移動可能に連結された第１及び第２の可動プレート；
    前記第１及び第２の静止プレートに向かって、及び前記第１及び第２の静止プレートから離れるように、前記第１及び第２の可動プレートを選択的に移動させるための、前記第１及び第２の可動プレートに連結された作動部材
    を備え、
    前記第１の可動プレートが前記第１及び第２の静止プレートの間に配置されており、前記第２の可動プレートが前記第２の静止プレート及び前記基部の間に配置されており；
    前記基部及び前記第２の可動プレートの間には第１及び第２の可撓管が位置付け可能であり、前記第１の可動プレート及び前記第１の静止プレートの間には第３及び第４の可撓管が位置付け可能である
    弁。
  26. 前記弁の第１の位置において、流体が前記第１及び第２の可撓管を通って流れることを可能にするために、前記第２の可動プレートは、前記第１及び第２の可撓管の外径に等しい又はそれより大きい距離だけ前記基部からずらして配置されている、請求項２５に記載の弁。
  27. 前記第１の位置において、流体が前記第３及び第４の可撓管を通じて流れるのを防止するために、前記第１の可動プレートは、前記第３及び第４の可撓管を圧縮するのに十分な量だけ前記第１の静止プレートからずらして配置されている、請求項２６に記載の弁。
  28. 前記弁の第２の位置において、流体が前記第１及び第２の可撓管を通って流れるのを防止するために、前記第２の可動プレートは、前記第１及び第２の可撓管を圧縮するのに十分な量だけ前記基部からずらして配置されている、請求項２５に記載の弁。
  29. 前記第２の位置において、流体が前記第３及び第４の可撓管を通って流れることを可能にするために、前記第１の可動プレートは、前記第３及び第４の可撓管の外径に等しい又はそれより大きい距離だけ前記第１の静止プレートからずらして配置されている、請求項２８に記載の弁。
  30. 前記作動部材がアクチュエータに連結されており、前記アクチュエータが、それに連結されたコントローラによって制御可能である、請求項２５に記載の弁。
  31. 流体貯蔵容器；
    内部に配置されたフィルタ要素を含むフィルタ筐体、前記フィルタ筐体は第１及び第２の端部を有する；
    前記流体貯蔵容器及び分流部の間に連結された第１のポンプ；
    前記流体貯蔵容器及び分流部の間に連結された第２のポンプ
    を備え、
    前記分流部が、前記第１及び第２のポンプ、及び前記フィルタ筐体の間に連結されており；
    前記第１及び第２のポンプが、前記流体貯蔵容器から前記分流部を通って、及びフィルタ要素を通って流体を選択的に移動させるように構成されており；
    前記分流部が、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプから受け取った流体を選択的に方向づけ、前記受け取った流れを前記フィルタ筐体の前記第１又は第２の端部へと選択的に方向づけるように構成されており；
    前記分流部は、前記フィルタ筐体の前記第１又は第２の端部から流体を受け取り、受け取った前記流体を前記流体貯蔵容器へと戻すために更に構成されている
    流体ろ過システム。
  32. 前記第１及び第２のポンプのうちの少なくとも１つの排出部分からの実際の流量を判定するための流量センサを更に備える、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  33. 前記流体ろ過システムを通じた流体流路を選択的に制御するための、前記第１及び第２のポンプ、前記第１及び第２のポンプのうちの少なくとも１つの排出部分からの実際の流量を判定するための流量センサ、及び前記分流部に連結されたコントローラを更に備える、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  34. 前記コントローラと関連付けられたメモリを更に備え、前記メモリは、前記分流部の複数の事前設定位置を記憶している、請求項３３に記載の流体ろ過システム。
  35. 前記コントローラが、前記流量センサから受け取った、感知された流量情報に基づいて前記第１及び第２のポンプのスピードを調整するように構成されている、請求項３４に記載の流体ろ過システム。
  36. 前記第１及び第２のポンプが低剪断ポンプである、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  37. 前記フィルタ要素が中空繊維フィルタである、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  38. 前記流体貯蔵容器がバイオリアクタである、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  39. 前記分流部が、三方弁、ピンチ弁、回転弁、及びシャトル弁からなるリストから選択される、請求項３１に記載の流体ろ過システム。
  40. 前記フィルタ筐体から透過液を除去するための、前記フィルタ筐体に連結された透過液ポンプを更に備え、前記透過液ポンプが前記コントローラに連結されており、前記コントローラが、（ａ）前記透過液ポンプの前記流量を前記第１及び第２のポンプと同期させること、（ｂ）前記フィルタ筐体に戻るように透過液を注入して前記フィルタ要素を浄化するために、逆流動作を実行すること、及び（ｃ）前記フィルタ要素を浄化するためにパルスフロー動作を実行することのうちの少なくとも１つを行うよう前記透過液ポンプの動作を調整するようにプログラミングされている
    請求項３３に記載の流体ろ過システム。
JP2023559143A 2021-04-16 2022-04-15 ろ過システム及び方法 Pending JP2024514468A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163176134P 2021-04-16 2021-04-16
US63/176,134 2021-04-16
PCT/US2022/024960 WO2022221626A2 (en) 2021-04-16 2022-04-15 Filtration system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024514468A true JP2024514468A (ja) 2024-04-02

Family

ID=83603007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023559143A Pending JP2024514468A (ja) 2021-04-16 2022-04-15 ろ過システム及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11673083B2 (ja)
EP (1) EP4313356A2 (ja)
JP (1) JP2024514468A (ja)
KR (1) KR20230158083A (ja)
CN (1) CN117500575A (ja)
WO (1) WO2022221626A2 (ja)

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143630A (en) 1991-05-30 1992-09-01 Membrex, Inc. Rotary disc filtration device
FR2697447B1 (fr) 1992-11-05 1995-01-13 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procédé pour effectuer la séparation de phases par filtration et centrifugation.
US5383491A (en) 1994-01-19 1995-01-24 Heilman; David D. Dual tandem flow diverter valve system
AU5931896A (en) * 1995-06-07 1996-12-30 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, st oring, shipping, and testing replacement cartilage tissue co nstructs
US6165355A (en) 1998-01-22 2000-12-26 Donaldson Company, Inc. Fluid filter having a three way valve construction
US20050095700A1 (en) 2003-11-03 2005-05-05 Thomas Budzowski Method for maintaining low shear in a bioprocessing system
US7875448B2 (en) * 2004-01-12 2011-01-25 Single Use Brx, Llc Bioreactor systems and disposable bioreactor
US7410574B2 (en) 2004-03-03 2008-08-12 Patent Innovations Llc Magnetic particle filtration apparatus
US7384549B2 (en) 2005-12-29 2008-06-10 Spf Innovations, Llc Method and apparatus for the filtration of biological solutions
US20080179244A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Parkson Corporation Drain-flush sequence and system for filter module
ES2334190B1 (es) 2007-08-09 2011-01-17 Diseño De Sistemas En Silicio S.A. Procedimiento para aumentar las prestaciones de un sistema de comunicaciones sobre un medio formado por multiples conductores.
CN101795977B (zh) * 2007-09-05 2014-06-11 Pur水纯化产品公司 用于安装在水龙头上的水过滤系统的装置和方法
DK2205343T3 (da) 2007-09-12 2013-10-28 Danisco Us Inc Filtrering med intern forureningskontrol
DE102008015387B4 (de) 2008-03-20 2019-01-10 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Vorsterilisierbares Filtrationssystem zum Einmalgebrauch
GB0816310D0 (en) * 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Filter assembly
CN201728062U (zh) 2009-10-28 2011-02-02 陈喆 自动清洗连续错流超滤装置
CN102971059B (zh) 2010-03-12 2016-03-16 螺旋水科技有限公司 流体过滤和颗粒聚集装置和方法
EP2900804B1 (en) 2012-09-27 2019-09-18 GE Healthcare Bio-Sciences AB Tangential flow perfusion system
US9675916B2 (en) * 2012-10-04 2017-06-13 Eaton Corporation Servo-controlled backwash filter system
AU2014318420B2 (en) 2013-09-16 2020-01-16 Genzyme Corporation Methods and systems for processing a cell culture
US10286338B2 (en) 2014-01-13 2019-05-14 Spiral Water Technologies, Inc. Flow control features for fluid filtration device and methods
JP6862001B2 (ja) 2015-08-20 2021-04-21 サイティバ・スウェーデン・アクチボラグ タンジェンシャルフローろ過システムにおいてろ過収量を向上させるための改良された方法
US20200282361A1 (en) 2016-02-26 2020-09-10 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Method for Pressure Control in Crossflow Filtration
CN109415669B (zh) 2016-07-19 2023-01-31 自动化合作关系（剑桥）有限公司 可逆液体过滤系统
CA3073356A1 (en) 2017-09-21 2019-03-28 Repligen Corporation Methods and systems for removing pressure and air from chromatography columns
TW202003832A (zh) 2018-05-04 2020-01-16 美商健臻公司 具有過濾系統的灌注式生物反應器
EP3843884A1 (en) 2018-08-29 2021-07-07 Cytiva Sweden AB System for filtration and associated method thereof
US20210395664A1 (en) 2018-09-21 2021-12-23 Cytiva Sweden Ab Perfusion Bioprocessing System and Method of Operating the Same
GB2581844B (en) * 2019-03-01 2022-03-30 Cell Therapy Catapult Ltd Filtration apparatus
AU2020246463A1 (en) 2019-03-26 2021-11-18 Megakaryon Corporation Cell suspension treatment apparatus
WO2021028289A1 (en) 2019-08-12 2021-02-18 Cytiva Sweden Ab Systems and methods for perfusion control in bioreactors
EP4073228A4 (en) 2019-12-13 2023-05-31 Repligen Corporation TANGENTIAL ALTERNATE FLOW BIOREACTOR WITH HOLLOW FIBER SYSTEM AND METHOD OF USE

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230158083A (ko) 2023-11-17
EP4313356A2 (en) 2024-02-07
WO2022221626A2 (en) 2022-10-20
WO2022221626A3 (en) 2022-12-29
CN117500575A (zh) 2024-02-02
US20220331724A1 (en) 2022-10-20
US11673083B2 (en) 2023-06-13
US20220331725A1 (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3088023C (en) Tangential flow depth filtration systems and methods of filtration using same
US6544424B1 (en) Fluid filtration system
JP6321661B2 (ja) タンジェンシャルフロー灌流システム及び方法
KR102650878B1 (ko) 중공형 섬유 필터를 위한 이중 펌핑 배열체
CN109415669B (zh) 可逆液体过滤系统
CN109415673B (zh) 液体过滤和泵系统
US11597904B2 (en) Liquid filtration system with integrated bleed function
AU2020343312B2 (en) Scale-down tangential flow depth filtration systems and methods of filtration using same
JP2024514468A (ja) ろ過システム及び方法
US20210047605A1 (en) Control systems and methods for automated clarification of cell culture with high solids content
WO2024081574A1 (en) Filtration systems and methods
CN219603595U (zh) 一种交变切向流灌流系统
CN116004389A (zh) 生物医药生产用低剪切力无脉动液体循环装置及方法
JPH05268938A (ja) 培養装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231122