JP6503299B2 - 保存及び輸送用の２ｄ低レベル混合バッグ - Google Patents

Description

本発明は、ここに参照することにより本明細書の一部とする、２０１２年１１月２９日付で提出された米国仮出願第６１／７３１，１２９号の優先権を主張するものである。
本発明は使い捨て性の２Ｄ容器と、インペラアセンブリにして、好ましくは磁気駆動され且つ前記容器に連結されるインペラアセンブリとに関する。

流体は伝統的には、ステンレススチール容器を使用するシステムで処理されて来ている。それら容器は再使用を可能とするよう、使用後は滅菌される。滅菌処理は高価でしかも面倒であるのみならず、しばしば非効率的である。

製造上の融通性を向上させると共に機器の有効再生に要する時間を短縮するべく、製造者は、製品バッチと共に１回使用して廃棄する使い捨て式滅菌バッグを使用し始めている。

これらの使い捨て式バッグの使用例には、例えば、その少なくとも１つが液体であり単数又は複数の他方が液体又は固体である２つ又は２つ以上の成分を混合するシステムにおけるバッグがあり、このバッグはこれらの成分を可能な限り一様に混合させる手段を有する。

例えば、ワクチン製造に際しては関与する液体はアジュバントとしてのアルミニューム塩を含有する場合がある。アルミニューム塩は身体の免疫反応を強くすることでワクチン効果を高める。残念なことに、アルミニューム塩は粒子サイズが０．２μｍより大きいため一般に滅菌ろ過ができない。従って、ワクチンをその内部に移行させる容器数を最小化することが有益な場合があるが、それは、そのような移行は潜在的滅菌不履行を意味し、移行で生じた汚染はフィルター除去できないためである。従って、それらワクチンを輸送する柔軟で、使い捨て性のバッグ等の同一容器内で混合できることが有益である。

他の使用例には、細胞を懸濁させ又はマイクロキャリヤ上に配置するバイオリアクター又は発酵装置におけるバッグがあり、このバッグは液体、ガス、そしてある場合は細胞をその内部を巡らせて循環させる手段を有する。

従来の大抵の混合用バッグは、使い捨て式バッグで代替されるタンク形状を模した、バッグ底部が円錐形状の円筒様の形状を有する。この形状はバッグ内容物の混合には役立つが、輸送や保存には役立たない。

その他の従来の混合用バッグは立方体様の形状を有する。立方体形状は輸送や保存には役立つが、立方体の角部が混合を妨害するデッドスポットとなり易いために混合様の形状としては良くない。
一般に、混合又は循環手段はバッグ内に収納した磁気結合式のインペラであり、バッグ外側の磁気モーターがこのインペラを遠隔旋回させる。

従って、混合、輸送、及び保存上有用な、流体用の、使い捨て性の、好ましくは変形性の容器を提供することが望ましい。２ピースのフィルムを相互に貼り合わせて漏斗形状とし、この漏斗の底部方向に向けた一体のインペラアセンブリを位置付けて作製した平坦な２Ｄバッグを形成することも望ましい。バッグの平坦性は、空又は満充填状態での輸送及び保存上役立つ。

米国仮出願第６１／７３１，１２９号

混合、輸送及び保存上有用な、流体用の、使い捨て性の、好ましくは変形性の容器を提供することであり、２ピースのフィルムを相互に貼り合わせて漏斗形状とし、この漏斗の底部方向に向けた一体のインペラアセンブリを位置付けて作製した平坦な２Ｄバッグを提供することである。

ある実施例によれば、流体用の、変形性のバッグ等の使い捨て性の容器であって、１つ又は１つ以上の入口と、１つ又は１つ以上の出口と、容器内に収納又は追加された１つ又は１つ以上の成分を混合、分散、一様化、及び又は、循環させる、容器内の１つ又は１つ以上のインペラアセンブリとを有する容器が提供される。ある実施態様では、使い捨て性の容器の内部の、液体を収納可能で且つ液体がそこに導入される領域は容器の壁を密封接合する液体不浸透性シームにより境界付けされる。ある実施態様では、使い捨て性の容器の内部の、液体を収納可能で且つ液体がそこに導入される領域は漏斗形状に角度付けされ、漏斗形状の小径側端部が容器の出口に近接される。

本発明によれば、容器内で成分を混合するシステムも記載され、本システムは、有する２Ｄ容器にして、デッドスポット領域を最小化又は排除した形状の混合領域と、１つ又は１つ以上のインペラアセンブリと、インペラアセンブリ又はアセンブリ用の１つ又は１つ以上の駆動体とを有する２Ｄ容器を含む。ある実施態様では混合領域は容器の壁を密封接合する液体不浸透性シームにより境界付けされる。ある実施態様では混合領域は漏斗形状を有する。ある実施態様では、容器の出口は漏斗形状の最狭幅領域に配置される。

１つ又は１つ以上のインペラアセンブリをその内部に配置した使い捨て性の容器内での成分混合方法も記載される。本方法には、１つ又は１つ以上のインペラアセンブリをその内部に少なくとも部分的に格納し且つシールした容器内に被混合成分を導入するステップと、インペラアセンブリ又はアセンブリのブレード又はベーンを駆動して容器内で前記成分を攪拌するステップとが含まれる。各成分は、容器内のデッドスポットを最小化又は排除する賦形領域を占有する。賦形領域は漏斗形状であることが好ましい。ある実施態様では、インペラアセンブリ又はアセンブリ用の単数あるいは複数の駆動体は容器外部に配置され、インペラアセンブリ又はアセンブリは磁気的に駆動される。ある実施態様では被混合成分の少なくとも１つは液体である。

液体処理システムであって、１つ又は１つ以上の入口と、１つ又は１つ以上の出口とを有する使い捨て性の容器と、前記容器に収納した又は追加された１つ又は１つ以上の成分を混合、分散、一様化、及び又は、循環させる、前記容器内の１つ又は１つ以上のインペラアセンブリと、タンジェンシャルフローろ過ユニット及び導管にして、前記容器から前記タンジェンシャルフローろ過ユニットへの流れ及び前記容器に戻る流れを生じさせるタンジェンシャルフローろ過ユニット及び導管と、を含む液体処理システムも記載される。各成分は、容器内の、デッドスポットを最小化又は排除する賦形領域を占有する。賦形領域は漏斗形状であることが好ましい。
漏斗形状は、沈殿固形物をインペラアセンブリに差し戻し、沈殿固形物はそこで再攪拌される。漏斗形状は容器からの排出性をも改善させる。

混合、輸送、及び保存上役立つ、流体用の、使い捨て性の、好ましくは変形性の容器が提供され、２ピースのフィルムを相互に貼り合わせて漏斗形状とし、この漏斗の底部方向に向けて一体のインペラアセンブリを位置付けて作製した、平坦な２Ｄバッグが提供される。

図１は、１実施態様に従う使い捨て性の容器の概略図である。 図２は、１実施態様に従う、混合時の充填された使い捨て性容器の側面図である。 図３は、１実施態様に従う混合要素の平面図である。 図４は、図３を線Ａ−Ａに沿って切断した混合要素の断面図である。 図５は、別態様に従う使い捨て性の容器の概略図である。

ある実施態様に従えば、成分を受け且つ保持するよう設計された使い捨て性容器であって、高分子化合物の単層又は多層の可撓性の壁から構成され得、前記高分子化合物が、超高分子量ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度又は中密度ポリエチレンを含むポリエチレン、ポリプロピレン、エチルビニルアセテート（ＥＶＯＨ）、ポリビニルクロリド（ＰＶＣ）、ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）、エチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡコポリマー）、種々の熱可塑性プラスチックスの混合物、異なる熱可塑性プラスチックスの共押し出し物、異なる熱可塑性プラスチックの多重ラミネート、あるいはその他を含む使い捨て性容器が提供される。“異なる”とは、１つ又は１つ以上のＥＶＯＨ層を有するポリエチレン層等の異なるポリマータイプのみならず、同一ポリマータイプであるが特性、例えば分子重量、直鎖状又は分岐ポリマー、フィラー及びその他等が相違するものが含まれることを意味する。一般に、医療等級で且つ好ましくは動物質を含まないプラスチックが使用される。それらは一般に、蒸気、エチレンオキシド又はベータあるいはガンマ照射等の放射物による等して滅菌され得る。大抵は引張強度が良好で、ガス移行性が低く、透明又は半透明である。材料は溶接自在であり且つ支持されないことが好ましい。材料は中身を目視で監視し得るよう透明又は半透明であることが好ましい。容器には１つ又は１つ以上の入口と、１つ又は１つ以上の出口と、１つ又は１つ以上の随意的な通気通路とを設け得る。容器の中身を混合させるための１つ又は１つ以上のインペラアセンブリを容器内に位置決めできる。

ある実施態様では容器は、単一回使用のために滅菌自在であり、生物学的製剤液等の中身を収受可能であり、１つ又は１つ以上の混合装置を容器内部に部分的又は完全に収受可能な容積部を画定する、使い捨て性変形自在の、折り曲げ自在のバッグであり得る。前記容積部は、前記容積部内に液体を導入し、混合完了後等にそこから液体を分与するための好適な弁による等して開放可能な閉鎖容積部であり得る。

容器は、２枚又は２枚以上の材料のシートをシール関係下に連接（あるいは単一のシートをそれ自身に）して形成した２次元（２Ｄ）の、又は、“ピロー”バッグであるのが好ましい。単一回使用容器であることが好ましい。
ある実施態様では、容器の一部は、液体が無く、且つ、液体が流動し得ない領域を創出するように溶接による等してシールされ、かくして容器の被混合液を受ける容積部形状が改変され得る。図１にはその１例が示され、初期において矩形状の材料シートから漏斗形状の容器が形成されている。当業者には、その他の初期形状材料を使用して所望の最終漏斗形状を形成し得ることを認識されよう。容器１０の、左右の下方角部の三角形状領域３８、３９はシールされ、且つ、入口１２又は出口１４と流体連通されず、従って被混合成分を収納しない。同様に、容器の随意的な左右の上方角部の三角形状領域４０、４１はシールされ、且つ、入口又は出口とは流体連通されず、従って、被混合成分を収納しない。

より詳しくは、ある実施態様では、混合領域５０からシールされ且つ流体連通しない領域３８は、容器のシール端部壁３８ａ、３８ｂと、内側シール壁３８ｃとにより画定される。混合領域５０からシールされ且つ流体連通しない領域３９は、容器のシール端部壁３９ａ、３９ｂと、内側シール壁３９ｃとにより画定される。内側シール壁３８ｃは、端部壁３８ａ及び端部壁３８ｂに関して約４５°等に角度付けされる。内側シール壁３９ｃは、端部壁３９ａ及び端部壁３９ｂに関して約４５°等に角度付けされる。約２２．５°〜約６０°等のその他の角度も受け入れ可能である。かくしてこれら２つの壁は、出口１４方向にテーパ付けされた領域５０を創出する。

随意的には、混合領域５０からシールされ且つ流体連通しない領域４０が、容器のシール端部壁４０ａ、４０ｂ、及び内側シール壁４０ｃとにより画定される。随意的には、混合領域５０からシールされ且つ流体連通しない領域４１が、容器のシール端部壁４１ａ、４１ｂ、及び内側シール壁４１ｃとにより画定される。

壁のシールは、斯界に既知の如き、材料を溶解及び溶融又は接着する熱を使用する溶接により実施され得る。あるいは、バッグは吹込成型され得、あるいは壁を接着剤で相互に接着させ得る。
従って、容器１０内に導入される成分は、容器のシール端部壁３８ｃ及び３９ｃ（且つ随意的には、シール壁４０ｃ及び４１ｃ）と、容器端部壁１０ａ（端部壁４０ａ及び３８ａ間の）、１０ｂ（端部壁３９ａ及び４１ａの間）、１０ｃ（端部壁４１ｂ及び４０ｂの間）、１０ｄ（端部壁３８ｂ及び３９ｂの間の）とにより画定される混合容積部５０のみを占有し得る。

領域５０のこの形状から、領域５０内に導入される流体は容器１０を楕円断面形状に伸延させる。これによりバッグはほぼ３Ｄバッグ化する。
ある実施態様では、容器を形成するために使用する単数あるいは複数のシートは初期において、矩形シートをカッティングして漏斗形状を形成することによる等して図５に示すような漏斗形状に賦形され得る。次いで、漏斗形状のシートの周囲壁（例えば、３８ｃ’及び３９ｃ’）を相互にシールして漏斗形状の２Ｄバッグを形成し得る。図５に示す実施態様では、図１の実施態様における如く左上方領域４０及び右上方領域４１が形成されるが、所望形状に予めカットしてこれら領域４０及び４１を排除しても良い。可撓性の壁を有する硬質の底部（漏斗部）付きバッグを使用しても良い。

容器１０は、容器１０の混合領域５０内に収納した成分を混合又は循環させる１つ又は１つ以上のインペラアセンブリ６０をその内部に部分的に又は完全に収納する。インペラアセンブリは、容器の意図された液体内容物と反応又はそうでなければ干渉しないポリエチレン等の好適なプラスチック材料から作製され得る。ある実施態様では、各インペラアセンブリは、１つの軸を中心として回転又は揺動することによる等して可動の、１枚又は１枚以上のブレードを各々含む。

ブレードの数及び形状は、その作動時に容器内の流体の十分な攪拌を提供する限り、特に限定されるものではない。単数あるいは複数のブレードは、ポリエチレン、又は、対ガンマ照射抵抗性の任意のポリマー、ポリプロピレンコポリマー等のポリマー等のプラスチック材料からも構成され得る。ある実施態様では、インペラアセンブリ６０はその回転力を、前記インペラアセンブリが接触する流体を混合させる力に変換する。好ましくは、インペラアセンブリ６０は容器底部に近接して位置付けられ、好ましくは、容器１０の長手方向中心線に関して中央に位置付けられる。インペラアセンブリ６０を漏斗形状の底部付近に配置することで、容器１０内の液体高さが非常に低い場合でさえ混合が可能となり、分与中に混合を継続可能となる。インペラアセンブリは、インペラアセンブリのサイズ的制限上許される限り容器の底部に接近させることが好ましい。

インペラを可能な限り容器の底部に接近させることで、回転するブレードより流体高さが低くなるまで、可能な限り長くインペラによる混合を維持させ得るようになる。これにより容器は、そのインペラを処理液体中に完全に没入させたままでその全容積部の１／１０を混合可能である。かくして、バッグ内の液体高さが非常に低い（バッグのキャパシティの約１／１０）場合でさえ、撥ね又はフォームを発生させることなく低液体高さでの混合が可能になり、完全な排出性が保証され、分与中におけるバッグ内でのアクティブな混合が可能になる。

ある実施態様では、インペラアセンブリ６０は混合用インペラオーバーモールド磁石等の磁気ベース部を有する。ある実施態様では、インペラアセンブリ６０を容器１０に組み込むと磁気ベース部が容器１０の外側に突出し、インペラアセンブリ６０の残余部分が容器１０内に格納される。インペラアセンブリ用の駆動体６２（例えば磁気駆動体）が容器１０の外側に配置される。

ある実施態様では、インペラアセンブリ６０はインペラアセンブリの可動のブレード又はベーン１６の少なくとも一部を包囲し可動のブレード又はベーン１６の少なくとも一部の上方の、図３及び図４に示す如き保護フード１８を有する。ある実施態様では保護フード１８はブレード又はベーン１６を包囲し且つブレード又はベーンの上方を円弧状に覆う。更に詳しくは、ある実施態様では保護フード１８はインペラのブレードの周囲及び上方でドーム状又は半球状に賦形される。保護フード１８は、ブレード動作時に液体を良好に循環させ得るようにする１つ又は１つ以上の、好ましくは２つ又は２つ以上の開口部を有する。保護フード１８は、輸送及び保存中のみならず、特には低液体高さでの使用時の何れにおいても容器表面へのインペラアセンブリの接触を防止するプロテクタとして作用する。更には、保護フードはある実施態様では、特には低液体高さでの渦ブレーカーとして作用し、かくしてフォーミングを防止し且つ乱流を、従って混合効率を向上させる。

ある実施態様では保護フード１８は、１つ又は１つ以上のリブ又は脚部１９によりベース部に連結される。複数のリブ１９を使用する場合はそれらリブは等間隔を有することが好ましい。隔設したリブ１９の間部分の開放領域は、インペラブレードがそこを中心として回転する軸に全体に直角を成し、インペラアセンブリ内部への流体のアクセスを提供する。ブレード１６の数及び形状は、その作動時に容器内の流体を十分に攪拌する限り特に制限はない。ベース部１４及び保護フード１８は可動の単数あるいは複数のブレード用のハウジングを画定し、容器の意図された液体内容物と反応あるいはそうでなければ干渉しないポリエチレン等の好適なプラスチック材料から作製し得る。単数あるいは複数のブレードは、対ポリエチレン又は対ガンマ照射抵抗性の任意のポリマー、ポリプロピレンコポリマー等のポリマー等のプラスチック材料からも構成され得る。

保護フード１８の上面は、保護フードとの接触時の容器損傷を回避するよう円滑とすべきである。ある実施態様では保護フード１８の上面は、インペラアセンブリ６０の内部への又そこからの流体通過を可能にするべくその内部に間隔を置いて形成した複数の孔２６を含む。図３に示す実施態様では、隔設した孔の第１リングが上面の周囲方向外側縁部付近に位置付けられ、隔設した孔の第２リングが第１リングの半径方向内側に位置付けられ、孔の第３リングが第２リングの半径方向内側に位置付けられる。図３に示す実施態様では、隔設した孔の第１リングは１２の孔を含み、隔設した孔の第２リングは１２の孔を含み、隔設した第３リングは６つの孔を含む。当業者には、孔の特定数及びパターンは図３に示す実施態様に限定されないことを認識されよう。図示された実施態様ではリング内の各孔はサイズが等しく且つ全体に円形であるが、孔の形状及び直径は限定されるものではない。孔は、例えば穿孔等の色々の手段により形成可能である。

保護フードは容器を保護するためにドーム形状とされ、アセンブリは、液体を引き込む側方開口部と、液体を保護フード内に押し出す開口部とを有することが好ましい。一般に、保護フードにおける開放面積の量は、バッグを損傷から保護する保護フードの能力と、インペラアセンブリの混合効率との間でトレードオフされる。ユニットを効率的に作用させるには、保護フードの側方開口部（即ち、脚部間の空間）から流体を引き込めるようにする必要がある。上部を通して流体を押し出せるようにする必要もある（かくして保護フードの孔が必要となる）。上部の開放面積が大きいほど混合効率は良好となる。しかしながら、孔サイズが大きすぎると容器材料がそこから抜け落ち、インペラと接触して容器を損傷させ得る。

容器１０は、１つ又は１つ以上の入口１２及び出口１４と、随意的には、滅菌ガスベント（図示せず）、及び、容器内の液体の導伝性、ｐＨ、温度、溶解ガス及びその他等のパラメータを検知するポート（図示せず）等のその他特徴とを収納し得る。番号１２を入口とし、番号１４を出口としたが、これらを逆にして１２が出口、１４が入口とし得、あるいは各々が入口及び出口の両方として機能し得ることを認識されよう。
ある実施態様では使い捨て性容器は、容器への流体充填及び容器からの抜き出しを容易化するべく、固体支持容器内に位置決めされる。

図２には充填時の楕円形状の容器１０が例示され、外部の磁気モーター駆動体６２と、容器１０の長手方向中心線に関して“Ｘ”字を成す角度で位置決めされたインペラアセンブリ６０とが示される。インペラアセンブリをこのように角度付けすることで、インペラアセンブリに直角を成す１つのラインが容器１０の対向面に向けられるために、渦の形成が減少又は排除され、且つ、乱流及び混合効率が増大される。これは、シェア（ｓｈｅａｒ）又は酸素感受性プロテイン処理時において特に望ましいものである。

１０ 容器
１０ａ 容器端部壁
１２ 入口
１４ 出口
１６ ベーン／ブレード
１８ 保護フード
１９ 脚部／リブ
２６ 孔
３８ 三角形状領域
３８ａ シール端部壁
３８ｂ シール端部壁
３８ｃ 内側シール壁
３９ 三角形状領域
３９ａ シール端部壁
３９ｂ シール端部壁
３９ｃ 内側シール壁
４０ 左上方領域
４０ａ シール端部壁
４０ｂ シール端部壁
４０ｃ 内側シール壁
４１ 右上方領域
４１ａ シール端部壁
４１ｂ シール端部壁
４１ｃ 内側シール壁
５０ 混合領域／混合容積部
６０ インペラアセンブリ
６２ 磁気モーター駆動体

Claims (9)

1. 流体用の使い捨て性の容器であって、
   変形自在かつ折り曲げ自在のバッグである可撓性材料にして、バッグ容積部を規定し、かつ共に連接して２次元バッグを形成する第１面とこれに対面する第２面とを有し、前記第１及び第２面の一部が、液体を受けない１つ又は１つ以上の容積部である領域から、液体を受ける１つの容積部である混合領域を分ける１つ又は１つ以上のシールである内側シール壁を形成し、前記液体を受けない領域及び前記液体を受ける混合領域は前記バッグ容積部内にあり、前記領域が前記混合領域に対しシールされて流体連通しない可撓性材料と、
   前記容器内の１つ又は１つ以上の入口にして、前記混合領域と流体連通する入口と、
   前記容器内の１つ又は１つ以上の出口にして、前記混合領域と流体連通する出口と、
   前記容器の前記混合領域内に少なくとも部分的に取り付けられたインペラアセンブリ
   にして、可動のブレードと、前記可動のブレードの少なくとも一部を包囲するフードとを有するインペラアセンブリとを含み、
   前記混合領域に対しシールされて流体連通しない前記領域は、前記混合領域が前記１つ又は１つ以上の出口方向にテーパ付けされるような三角形状に形成される使い捨て性の容器。
2. 前記インペラアセンブリが磁気的に駆動される請求項１に記載の使い捨て性の容器。
3. 前記容器が、前記出口の１つを有する底部を有し、前記混合領域が漏斗形状にて前記１つ又は１つ以上の出口方向にテーパ付けされる請求項１に記載の使い捨て性の容器。
4. 前記インペラアセンブリが前記１つの出口付近に取り付けられる請求項３に記載の使い捨て性の容器。
5. 前記可撓性材料は２枚の材料のシートをシール関係下に連接して形成した２次元の容器である請求項１に記載の使い捨て性の容器。
6. 入口及び１つ又は１つ以上のインペラアセンブリを有する使い捨て性容器内の成分を混合する方法であって、
   前記使い捨て性容器は、変形自在かつ折り曲げ自在のバッグである可撓性材料にして、バッグ容積部を規定し、かつ共に連接して２次元バッグを形成する第１面とこれに対面する第２面とを有し、前記第１及び第２面の一部が、前記バッグ容積部内の液体を受けない１つ又は１つ以上の容積部から、前記バッグ容積部内の液体を受ける１つの容積部を分ける１つ又は１つ以上のシール壁を形成し、前記液体を受けない１つ又は１つ以上の容積部が前記液体を受ける容積部に対しシールされて流体連通しない可撓性材料と、前記容器内の１つ又は１つ以上の入口にして、前記液体を受ける容積部と流体連通する入口と、前記容器内の１つ又は１つ以上の出口にして、前記液体を受ける容積部と流体連通する出口と、前記容器の前記液体を受ける容積部内に少なくとも部分的に取り付けられたインペラアセンブリとを含み、前記液体を受けない容積部は、前記液体を受ける容積部が前記１つ又は１つ以上の出口方向にテーパ付けされて前記バッグ内に漏斗形状部分を含むように三角形状に形成され、
   前記方法は、
   被混合成分を前記容器の入口内に導入するステップ、前記インペラアセンブリを駆動して前記被混合成分を攪拌させるステップ、
   を含み、
   前記被混合成分は、前記容器内のデッドスポットを最小化又は排除する前記漏斗形状部分を占有し、
   前記漏斗形状部分は前記入口と流体連通し、且つ、前記入口と流体連通しない１つ又は１つ以上の部分から前記漏斗形状部分を分ける１つ又は１つ以上のシールにより形成される方法。
7. 前記容器が、出口を有する底部を有し、前記漏斗形状は前記出口方向に向けて狭くなる請求項６に記載の方法。
8. 前記インペラアセンブリが前記出口付近に取り付けられる請求項７に記載の方法。
9. 前記使い捨て性容器は２枚のシートをシール関係下に連接して形成した２次元の容器である請求項６に記載の方法。