以下の文章では、図面を参照して、例の詳細な説明を行う。実施例に対して様々な修正を行い得ることを理解されたい。特に、ある例の1つまたはそれ以上の要素を組み合わせて、他の例で使用して、新しい例を形成し得る。
以下では、「使い捨て容器」と「使い捨てチャンバ」という用語は同じ意味で使用される。さらに、特に指定がない限り(以下で説明する二次サブチャンバを参照)、すべての使い捨てアイテムは常に滅菌可能であり、使用する場合は事前に滅菌されている。
ここで説明する本発明は、大規模製造施設を必要とせずに、小規模から中規模の無菌医薬品の自動化およびカスタマイズされた製造、すなわち上流および下流の処理全体を実行するシステムを提供する。上流処理とは概して、細胞培養から材料の最終収穫までのプロセスを指す。下流処理とは概して、収穫材料の精製および研磨を指す。いくつかの例では、下流処理のみを実行するようにシステムが構成され得る。
特に、本明細書に記載のシステムは、生物学的産物の上流および/または下流処理を実行するために利用され得る少なくとも1つの無菌の使い捨てチャンバを備えている。生物学的材料は、細胞、細胞成分、細胞産物、および他の分子などの生体系を含む材料、ならびにタンパク質、抗体、成長因子などの生体系に由来するおよび/または生体系に影響を与える材料を含み得る。
生物学的材料の上流-下流処理は、使い捨て容器および/または使い捨て容器のネットワーク内で行われ得る。一連の使い捨てチャンバがチャンバのネットワークに接続され、各チャンバが細胞、タンパク質、抗体、ウイルスなどの生物学的材料の処理のための特定のタスクを実行し得る。
使い捨て容器は、1回限りの使用のために構成された使い捨て可能な容器である。使い捨て容器は一度使用された後、その機能を果たし、廃棄され得る。例示的に、使い捨て容器は、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、酢酸セルロースおよび/またはエチル酢酸ビニルを含むがこれらに限定されないプラスチックでできている。一例では、使い捨て容器は硬くてもよく、すなわち、その形状は変更されなくてもよい。別の例では、使い捨て容器は可撓性壁を有してもよく、すなわち、破損することなくその形状を変えることができ得る。使い捨て容器の材料は、使い捨てシステムがプラスチックの場合のように簡単に滅菌できるように選択できる。
例示的に、生物学的材料を処理するために使用される使い捨てチャンバは、2つ以上のサブチャンバを備えていてもよい。使い捨てチャンバは、生物学的材料の生成および取り扱いのうちの少なくとも一方を含む動作を実行するように構成された少なくとも1つの一次構成要素を含む一次サブチャンバを備えていてもよい。一次構成要素は、例えば、バイオリアクタ、または以下のアセンブリのうちの1つまたはそれ以上の容器であり得る:混合アセンブリ、遠心分離アセンブリ、ろ過アセンブリ、貯蔵アセンブリ、クロスフロー精製および濃縮アセンブリおよび分配アセンブリ。
さらに、使い捨てチャンバは、使い捨てチャンバの外部機器への少なくとも一つの接続および二次構成要素を含む二次サブチャンバを備え、外部機器および二次構成要素は、少なくとも1つの一次構成要素の動作を支持するように構成され得る。使い捨てチャンバの外部機器は、(電力、水、ガスなどの)供給ユニットおよび/または廃棄物処理ユニットを備えていてもよい。追加的または代替的に、他の使い捨てチャンバを備えていてもよい。接続は、ワイヤ、チューブライン、および/またはケーブルを備えていてもよい。
一次サブチャンバは、単一のチャンバによって実行される実際の動作をホストするサブチャンバであり、第2のサブチャンバよりも大きい容積を有し得る。
サブチャンバの概念は本質的にチャンバの概念とは異なることに注意する価値があり得る。例えば、チャンバのネットワークを形成するために使用される使い捨てチャンバは、物質の生産からそこから生成される最終製品の分配に至る生物学的物質に対する一連の操作を実行するために協力して働く。しかしながら、各使い捨てチャンバは、他のチャンバから材料を受け取り、例えば外部ユニットからの電力供給を受ける必要があるが、特定の機能を果たすための自己完結型ユニットであり得る。逆に、一次サブチャンバと二次サブチャンバとは相互に依存しており、組み合わせとしてのみ機能し、つまり、自己完結型ではない。一次サブチャンバの一次構成要素は、必要な接続と、一次サブチャンバを支持する二次サブチャンバの追加構成要素なしではまったく動作しない可能性があり、第2のサブチャンバの内容物は、単独で機能を果たすことはできない。したがって、一次サブチャンバと二次サブチャンバを含むチャンバは、2つのチャンバを含むネットワークとは異なる。
一次サブチャンバおよび二次サブチャンバは、少なくとも1つの一次構成要素が接続および二次構成要素のうちの少なくとも1つに動作可能に結合されるように互いに接続され得る。言い換えれば、サブチャンバ間の接続により、一次サブチャンバの内容物と二次サブチャンバの内容物との間の結合が可能になり、使い捨てチャンバが設計された動作を実行できるようになる。例えば、一次サブチャンバ内のインペラは、二次サブチャンバ内のモータまたは外部モータにつながる二次サブチャンバ内の接続部に動作可能に結合されてもよい。
一次サブチャンバと二次サブチャンバとは、相互に恒久的に接続され得る。したがって、それらは一緒に形成され、および/または熱溶接、超音波溶接または接着剤などの取り付け機構によって取り付けられ得る。他の例では、一次サブチャンバと二次サブチャンバとは、例えば、突起、結合要素、および/またはバーブロック突起などの嵌合手段を含む機械的接続により、取り外し可能に接続され得る。例えば、サブチャンバは、一次サブチャンバの一方の側と二次サブチャンバの一方の側とが接触し、互いに重なり合うように、互いに接続され得る。
一次サブチャンバと二次サブチャンバとは、一方が剛性壁を持ち、もう一方が可撓性壁を持つように、異なる材料から形成され得る。あるいは、それらは同じ可撓性材料から形成されてもよく、その後、一方のサブチャンバは、材料を硬化する処理(例えば、光重合)を受け、他方は柔軟なままであってもよい。
一次サブチャンバおよび/または二次サブチャンバのすべての構成要素およびアセンブリは、ガンマ線照射、オートクレーブ、定置蒸気滅菌、または化学滅菌剤などの承認された滅菌方法を使用して滅菌され得る。一例では、両方のサブチャンバは同じ方法を使用して滅菌され得る。別の例において、一次サブチャンバおよび二次サブチャンバは、異なる滅菌方法により滅菌され得る。さらに別の例では、一次サブチャンバは滅菌され、二次サブチャンバは滅菌されないままであり得る。これにより、電子部品やモータアセンブリなどの電気機械部品など、滅菌プロセスを行うことができないために通常は使い捨てチャンバの一部とはならない部品を二次サブチャンバに入れることができる。言い換えれば、生物学的材料を処理する一次サブチャンバは必要に応じて滅菌されてもよく、二次サブチャンバは滅菌できなくてもよい。この滅菌不可能なサブチャンバは、特定の滅菌を行うことができないセンサ、モータ、処理装置、および/または通信装置などの支持機器を含み得る。
使い捨てチャンバは、使い捨てチャンバを少なくとも1つの追加の使い捨てチャンバに無菌的に連結するように構成された連結手段をさらに備え得る。使い捨てチャンバは、一次サブチャンバまたは二次サブチャンバまたは両方の接続のいずれかを介して、少なくとも1つの他の使い捨てチャンバに接続され得る。少なくとも2つの使い捨てチャンバ間のこの接続は、2つのチャンバが少なくとも部分的に流体的に接続され得る無菌接続であり得る。
使い捨てチャンバ間の接続は、使い捨てチャンバを一緒に連結および保持するための取り付け装置によって達成され得る。取り付け装置の例には、嵌合する機械部品、カップリング要素、バーブロック、スナップインプレースプロジェクション、ツイストロック、Velcro(登録商標)、Dual Lock(商標)ファスナ、無菌コネクタ、および/または接着剤が含まれるが、これらに限定されない。
使い捨てチャンバは、使い捨てチャンバの外部機器への接続および三次構成要素の少なくとも1つを含む三次サブチャンバをさらに備えてもよく、外部機器および三次構成要素は、少なくとも1つの一次構成要素の動作を支持するように構成される。
図1は、使い捨て容器のネットワークを形成するのに適したサブチャンバを含む使い捨て容器400、450、500、550の構造の複数の例を示している。
表示「A」は、使い捨てフィルム材料から形成された可撓性壁を有する一次サブチャンバ402と、使い捨てプラスチック材料から形成された剛性壁を有する二次サブチャンバ404とを含む使い捨てチャンバ400の正面図である。一次サブチャンバ402は、使い捨てチャンバ400の動作のための一次構成要素を含み得、したがって、使い捨てチャンバ400内の動作空間を構成し得る。この例では、使い捨てチャンバ400は、一次サブチャンバ402内に少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406を含む。少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、細胞または他の生物学的材料の成長のためのバイオリアクタ混合容器であり得る。
少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、一次サブチャンバ402の容積内に形成されてもよく、一次サブチャンバ402の少なくとも一側面に取り付けられてもよい。代替例では、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、可撓性アセンブリの上部および底部または一方の側から他方の側への取り付けを含む、一次サブチャンバ402の2つ以上の側面に取り付けられ得る。可撓性の一次サブチャンバ402および少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、柔軟な構造を膨張させ、展開状態を維持するために滅菌空気で満たされてもよい。展開状態において、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、生物学的材料を生成する目的のために栄養豊富な培地(図示せず)で満たされてもよい。この例では少なくとも1つのインペラ408である少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406の内部の混合装置を利用して、懸濁液中の生物学的材料を完全に混合および/または維持することができる。
二次サブチャンバ404は、供給ユニット、他の使い捨てチャンバおよび/または廃棄物処理ユニットなど、使い捨てチャンバ400の外部機器への接続ライン、および/または一次サブチャンバ402の動作を支持するための二次構成要素を含み得る。二次サブチャンバ402内の接続ラインは、充填ライン、排水ライン、通気ラインおよび/またはろ過ラインを含む流体ラインおよび配管と、圧縮ガスラインおよびエアラインと、圧縮流体ラインと、電気的接続と、電源ケーブルおよび配線と、データケーブル、光ファイバケーブル、および情報ケーブルと、液体廃棄物ラインおよび固体廃棄物ラインと、密閉されたベアリングを含む直接接続の外部モータアセンブリなどの外部機器への機械的接続、またはシャフトのエンベロープへのモータシャフトの延長とを含み得るが、これらに限定されない。二次構成要素には、水、培地、緩衝液用の容器と、バルブ、ポンプ、マニホールドなどの流体調整構成要素と、センサおよび/または測定装置と、モータおよびその他の内部機械アセンブリとを含み得るが、これらに限定されない。
一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404は、同じ方法を利用して滅菌されてもよく、異なる方法を利用して滅菌されてもよく、または必要に応じて滅菌されなくてもよい。一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404の構成要素およびアセンブリのすべては、ガンマ線照射、オートクレーブ、定置蒸気滅菌、または化学的滅菌剤(エチレンオキシドまたは気化した過酸化水素)などの承認された滅菌方法を使用して滅菌され得る。一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404に対して選択された方法によって滅菌できない成分は、代替の滅菌方法を使用して滅菌され、滅菌後に一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404に無菌的に接続され得る。
この実施例では、一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404は、組み合わされたアセンブリとしてガンマ線照射により滅菌され得る。代替例では、一次サブチャンバ402は、気化した過酸化水素ガスなどの化学滅菌剤で滅菌され、二次サブチャンバ404は、異なる濃度の気化した過酸化水素またはエチレンオキシドなどの異なる化学滅菌剤で滅菌されてもよい。他の例では、一次サブチャンバ402は、気化した過酸化水素ガスなどの化学滅菌剤によって滅菌されてもよく、二次サブチャンバ404は滅菌されないままでもよい。
一次サブチャンバ402は、二次サブチャンバ404に恒久的にまたは取り外し可能に取り付け可能であってもよい。一次サブチャンバ402が二次サブチャンバ404に恒久的に取り付けられるとき、それらは一緒に形成され、および/または熱溶接、超音波溶接、高周波溶接、結合要素、バーブロック、スナップインプレース突起、ツイストロック、ファスナ、無菌コネクタ、接着剤、および/または他の取り付け方法などの取り付け機構によって、または二次サブチャンバ404に剛性を提供する内部足場または支持体を利用して取り付けられ得る。あるいは、一次サブチャンバ402および二次サブチャンバ404は、同じ材料から作製され、一部の処理プロセス(熱の適用、pHの変更、光重合、または他の方法など)を受けて、一部を剛性に、その他は柔軟なままにすることができる。
使い捨てチャンバ400の一次サブチャンバ402側の少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406内の少なくとも1つのインペラ408は、少なくとも1つの接続方法により、二次サブチャンバ404内の少なくとも1つのモータアセンブリ410に接続される。少なくとも1つの接続方法は、密閉軸受を含む直接接続、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406内のシャフトのエンベロープ内へのモータシャフトの延長、磁気結合、超伝導磁気結合、および/または流体駆動接続を含むが、これらに限定されない。より単純な例では、二次サブチャンバ404は、二次サブチャンバ404の外部の外部モータアセンブリへの接続を単に収容してもよく、より複雑な例では、二次サブチャンバは完全なモータアセンブリを含んでもよい。
少なくとも1つのインペラ408を備えた少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、複数のインペラ形状および設計を含むことができる。この例では、剛性の二次サブチャンバ404内の少なくとも1つのモータアセンブリ410は、一次サブチャンバ402内の少なくとも1つのインペラ408の下に接続するように配置された独立型機能モータである。少なくとも1つのモータアセンブリ410は、外部コネクタ414につながる剛性の二次サブチャンバ404の容積内に配置された電力ケーブル412を介して電力を供給され得る。この外部コネクタ414は、電源までの回路を完成させるための媒介として機能する取り付け機構を利用して、少なくとも1つの隣接する使い捨てチャンバ(図示せず)に差し込むことができる。別の例において、外部コネクタ414は、電源に直接差し込むように配置され、少なくとも1つの隣接する使い捨てチャンバ(図示せず)の中間接続の電源として潜在的に機能し得る。
この例では、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406は、一次サブチャンバ402と二次サブチャンバ404との間に配管416の少なくとも1つのセクションを含む。配管416のこの少なくとも1つのセクションは、混合流体が少なくとも1つの出口配管418に排出することを可能にする。別の例では、使い捨てチャンバ400は、少なくとも1つの流体入口ライン(図示せず)と、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406を満たす流体用の少なくとも1つの開口部(図示せず)とを含み得る。配管416の少なくとも1つのセクションおよび少なくとも1つの出口配管418は、閉状態で流体シールを維持して少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406内の流体体積を維持し、開いた状態では、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406からの流体が、配管416の少なくとも1つのセクションを通って少なくとも1つの出口配管418に流れることができるようにする少なくとも1つのバルブ(図示せず)を含み得る。少なくとも1つのバルブは、二次サブチャンバ404内で例示的に支持され得る機械的動作、磁気的動作、空気圧の動作、および/または液圧の動作によって動作されてもよい。少なくとも1つの出口配管418は、外部接続を介して少なくとも1つの隣接する使い捨てチャンバ(図示せず)に流体接続されてもよい。外部接続は、少なくとも2つの流体接続を無菌的に結合する無菌接続であり得、接続された流体ライン内の無菌性を維持し得る。
少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置420は、一次サブチャンバ402、二次サブチャンバ404、および/または内部の構成要素のいずれか内部のデータを収集してもよい。この例では、少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置420は、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器406に接続され、測定を実行する。少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置420は、無線(図示せず)であってもよく、および/またはデータおよび/または電力を少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置420に送信するケーブル430を含んでもよい。少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置420は、剛性の二次サブチャンバ404の容積内に配置され、外部コネクタ422につながるケーブル430を通じてデータを送信および/または電力を受けることができる。外部コネクタ422は、データおよび/または電源への接続のための回路を完成させるための媒介として機能する取り付け機構を利用して、少なくとも1つの隣接する使い捨てチャンバ(図示せず)に差し込むことができる。あるいは、外部コネクタ422は、データおよび/または電力を送信するためのソースに直接差し込むように配置されてもよく、データおよび/または電力を少なくとも1つの隣接する使い捨てチャンバ(図示せず)に送信するための中間接続として潜在的に機能し得る。
使い捨てチャンバ400は、二次サブチャンバ内の接続線の終端を保護し、一旦除去されると、1つまたはそれ以外の隣接する使い捨てチャンバ、供給ユニットおよび/または廃棄物処理ユニットを含み得る、使い捨てチャンバ400の外部機器への接続を可能にする無菌接続アセンブリプルタブ424を備えていてもよい。無菌接続アセンブリ424は、例えば、滅菌グレードのフィルタ膜を使用して接続を覆うSartoriusOPTA(登録商標)無菌コネクタなど、他の物理的無菌コネクタと同様であってもよい。少なくとも2つの構成要素が接続された後、プルタブを引っ張ってフィルタ膜を取り外し、2つの構成要素間に流体、電力、データ接続を形成する。少なくとも1つのシールは、プルタブ242の除去中に選択的に除去され、無菌的に隣接する構成要素間の経路を開くことができる。
この例では、プルタブ424を取り外すと、外部コネクタ414および422および出口配管418の終端が露出し、それにより、データ、電力、または生物学的材料のような流体などを送信するための隣接する使い捨てチャンバまたは他の外部ユニットへの接続が可能になる。
使い捨てチャンバ400は、一次サブチャンバ402または二次サブチャンバ404または両方の接続のいずれかを介して、少なくとも1つの他の使い捨てチャンバ(図示せず)に接続することができる。少なくとも2つの使い捨てチャンバ間のこの接続は、2つのチャンバが少なくとも部分的に流体的に接続され得る無菌接続であり得る。
2つの使い捨てチャンバ間の接続は、少なくとも1つの取り付け装置426および428などの結合手段を使用して達成され得る。取り付け装置は、使い捨てチャンバの一次サブチャンバ402および/または二次サブチャンバ404に成形または取り付けられてもよい。一例によれば、取り付け装置426および428は、図1の表示Aの二次サブチャンバなどの剛性壁を備えたサブチャンバ上にあり得る。少なくとも1つの取り付け装置426および428は、使い捨てチャンバを一緒にリンクして保持するための少なくとも1つの恒久的な、および/または取り外し可能な物理的接続を構成し得る。取り付け装置は、2つのチャンバが接触する側、または異なる位置にあってもよい。
表示「B」は、可撓性壁を備えた一次サブチャンバ452、アセンブリの底部にある剛性壁を備えた二次サブチャンバ454、およびアセンブリの上部にある剛性壁を備えた三次サブチャンバ456を備えた使い捨てチャンバ450の正面図である。表示Aの一次サブチャンバ402と同様に、一次サブチャンバ452は一次構成要素を含むことができ、二次サブチャンバ454および三次サブチャンバ456は、供給ユニット、使い捨てチャンバおよび/または廃棄物処理ユニットなどの使い捨てチャンバ450の外部機器への接続ライン、および/または一次サブチャンバ452の動作を支持する二次構成要素を含むことができる。この実施形態では、剛性の二次サブチャンバ454および三次サブチャンバ456は、可撓性壁のある一次サブチャンバ452の外部穿刺または機械的裂傷からの追加の安定性および物理的保護を提供し得る。
滅菌プロセスおよびサブチャンバ間の取り付けに関する使い捨てチャンバ450の特徴は、表示Aを参照して説明したものと同じであり得る。特に、三次サブチャンバ456は滅菌されないままであり得る。
さらに、使い捨てチャンバ450は、一次サブチャンバ452内に少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器458を含み、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器458は、特に指定がない限り、表示Aについて説明したのと同様に、可撓性の混合アセンブリ容器406と同じ特徴および機能を有し得る。特に、可撓性の混合アセンブリ容器は、インペラ408に類似した少なくとも1つのインペラ460を含む。
唯一の違いは、一次サブチャンバ452の少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器458内の少なくとも1つのインペラ460が、少なくとも1つの接続方法を通じて三次サブチャンバ456内の少なくとも1つのモータアセンブリ462に接続されることである。この例では、インペラ460およびインペラシャフトは上部に位置し、少なくとも1つのモータアセンブリ462、電力ケーブル464、および外部接続466は剛性の三次サブチャンバ456に位置している。この例では、少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置468、データの送信および/または電力の供給に使用されるケーブル470、および外部接続472も剛性の三次サブチャンバ456に配置されている。
この例では、少なくとも1つの可撓性の混合アセンブリ容器458は、一次容器452と二次容器454との間に配管474の少なくとも1つのセクションを含む。この配管474の少なくとも1つのセクションは、配管416および出口配管418のセクションと同様に、混合流体が少なくとも1つの少なくとも1つの出口配管476に排出されることを可能にする。
使い捨てチャンバ450は、使い捨てチャンバ400の取り付け装置426および428と同様の取り付け装置482および484を備えていてもよい。取り付け装置は、一次サブチャンバ452、二次サブチャンバ454および/または三次サブチャンバ456に成形または取り付けられていてもよい。この例では、少なくとも1つの取り付け装置426および428は、安定性を高めるために、部分的に剛性の二次サブチャンバ454に、および部分的に三次サブチャンバ456に提供されてもよい。
使い捨てチャンバ450は、1つは二次サブチャンバ454用であり、もう1つは三次サブチャンバ456用である2つの無菌接続アセンブリプルタブ478および480を備えていてもよい。
表示「C」は、使い捨てチャンバ500の正面図である。使い捨てチャンバ500は、3つの違いを除いて、表示Aの使い捨てチャンバ400と同一である。第1の違いは、壁の剛性が一次サブチャンバと二次サブチャンバの間で入れ替わっていることである。換言すれば、使い捨てチャンバ500は、剛性壁を備えた一次サブチャンバ502と、可撓性壁を備えた、アセンブリの底部にある二次サブチャンバ504とを備えている。第2の違いは、取り付け装置526および528が、二次サブチャンバ504ではなく一次サブチャンバ502に設けられていることである。第3の違いは、少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置520が可撓性の二次サブチャンバ504に配置されていることである。
残りについては、使い捨てチャンバ500は、表示Aを参照して説明された使い捨てチャンバ400と同様に同じ特徴および機能を有することができる。特に、少なくとも1つの混合アセンブリ容器506、少なくとも1つのインペラ508、少なくとも1つのモータアセンブリ510、電力ケーブル512、外部接続514、少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置520、ケーブル530、外部接続522、少なくとも1つの配管セクション516において、少なくとも1つの出口配管518、無菌接続プルタブ524、および少なくとも1つの取り付け装置526および528は、使い捨てチャンバ400内の同じ名前の要素に対応する。
表示「D」は、使い捨てチャンバ550の正面図である。使い捨てチャンバ550は、2つの違いを除いて、表示Bの使い捨てチャンバ450と同一である。第1の違いは、壁の剛性が一次サブチャンバと二次/三次サブチャンバ間で入れ替わっていることである。換言すれば、使い捨てチャンバ550は、剛性壁を備えた一次サブチャンバ552、可撓性壁を備えたアセンブリの底部の二次サブチャンバ554、および可撓性壁を備えたアセンブリの上部の三次サブチャンバ556を備えている。第2の違いは、取り付け装置582および584が、二次サブチャンバ554および三次サブチャンバ556ではなく、一次サブチャンバ552に設けられていることである。
残りについては、使い捨てチャンバ550は、ビューCを参照して説明した使い捨てチャンバ450と同様に同じ特徴および機能を有してもよい。特に、少なくとも1つの混合アセンブリ容器558、少なくとも1つのインペラ560、少なくとも1つのモータアセンブリ562、電力ケーブル564、外部接続566、少なくとも1つのセンサおよび/または測定装置568、ケーブル570、外部接続572、少なくとも1つの配管セクション574、少なくとも1つの出口配管576、無菌接続プルタブ578および580、および少なくとも1つの取り付け装置582および584は、使い捨てチャンバ450内の同じ名前の要素に対応する。
上記で説明したように、使い捨てチャンバを使用すると、製造プロセスの適応性が高まる。バイオ医薬品製造プロセス全体を含む、上流の製品生成から下流の精製を経て最終製品の分配まで、バッチ実行の終了時に廃棄される1つまたはそれ以上の滅菌済み使い捨てチャンバ内で、医薬品を製造するための小規模から中規模の柔軟なプラットフォームを提供する。例えば、臨床試験材料または自家材料を利用した個別化医療が生産され得る。
大規模な製造施設と比較して、より小さく、より柔軟で、モジュール式で、カスタマイズ可能な使い捨てアセンブリは、最小限のリソース、支持、またはオペレータの関与でどこでも(オフィススペース、病院、診療所など)操作できる。これにより、ジェネリック医薬品の製造における供給の混乱を克服するための競争の激化と迅速な対応が可能になり、医薬品の製造コストの削減が促進され、より個人向けの医薬品につながる。個人向けの医薬品の実例、特に患者自身の細胞からの自家製品では、医薬品は病院または治療施設で患者ごとに適切な制御、サンプリング、完全性試験を行い、規制上の製造慣行に準拠して製造できる。
複数の無菌使い捨てチャンバは、各チャンバが生物学的産物の処理において特定のタスクを実行するネットワークを形成してもよい。使い捨てチャンバは、チャンバが一体型である場合は移送ハッチおよび/または無菌コネクタを介して互いに接続するか、チャンバがサブチャンバを含む場合は図1を参照して説明した機構を介して互いに接続することができる。
チャンバのネットワークは、例えば、細胞培養/発酵用の使い捨てバイオリアクタを含むチャンバ、ならびにバッチ培養、連続培養、流加培養および灌流設定用のチャンバを含む、上流の処理のための専用のチャンバを含むことができる。あるいは、別個のバイオリアクタを利用して生物学的材料を生成し、さらなる処理のために使い捨てチャンバのネットワークに無菌的に接続することができる。生体物質が収集されると、ポンプを介して細胞採取のために別のチャンバに移動する。
収穫材料の下流での処理および精製には、深層ろ過および/または使い捨て遠心分離を利用した細胞破片の除去のための第1のチャンバが必要になる場合がある。生物学的材料は、別のチャンバでの前ろ過および滅菌ろ過によりさらに精製されてもよく、例えば、クロスフロー、サンプルを濃縮するためのダイアフィルトレーション、ウイルスろ過および/またはウイルス不活性化、イオン交換体を使用した膜吸着、クロマトグラフィーまたは他の精製方法を介して、さらに別のチャンバで限外ろ過を受けてもよい。
ここから、精製された医薬品は、使い捨てのバッグ、ボトル、シリンジ、または自動注射器、吸入器、または他の送達装置などのカスタム3D構成要素に医薬品を滅菌分配するための別の滅菌チャンバに入る場合がある。
要約すると、製造プロセス全体は、単一の滅菌チャンバまたは無菌的に接続可能な滅菌チャンバのネットワーク内で行われる。このような製造システムは、カスタマイズおよび予め滅菌された状態で提供される場合があり、システムをセットアップして操作するためのユーザ側の労力は最小限で済む。システムのモジュール性と柔軟性は、個別化医療の分野で増大するニーズに対応できる。
本開示の例示的な実施形態によれば、生物学的材料の上流および下流処理のための1つまたはそれ以上の使い捨てチャンバのセットアップおよび動作が説明される。以下に説明する各チャンバは、図1を参照して説明したように1つまたはそれ以上のサブチャンバを備えてもよく、またはサブチャンバのない単一チャンバであってもよい。
図2は、使い捨て容器100内の生物学的材料の上流および下流処理のための製造システムの例を示している。
使い捨てチャンバ100は、使い捨てフィルム材料で作られた1つまたはそれ以上の可撓性壁、プラスチックで作られた1つまたはそれ以上の剛性壁、または少なくとも1つの可撓性壁と少なくとも1つの剛性壁との組み合わせを含み得る。使い捨てチャンバ100は、チャンバ内部の生物学的材料の処理に必要なアセンブリのすべてを含むことができる。必要なアセンブリには、混合アセンブリ106、バイオリアクタアセンブリ120、灌流アセンブリ134、遠心分離アセンブリ142、ろ過アセンブリ146、148および150、流体貯蔵アセンブリ154、クロスフロー精製および濃縮アセンブリ166、追加の流体貯蔵アセンブリ170、分注アセンブリ182、通気アセンブリ192、加圧ガスアセンブリ156および移送ハッチアセンブリ104が含まれるが、これらに限定されない。
使い捨てチャンバ100のすべての構成要素およびアセンブリは、ガンマ線照射、オートクレーブ、定置蒸気滅菌、または化学滅菌剤(エチレンオキシドや気化した過酸化水素など)などの承認済み滅菌方法を使用して滅菌できる。この例では、使い捨てチャンバ100は、ガンマ線照射による滅菌を受けた可撓性フィルム壁102を含むことができる。使い捨てチャンバ100用に選択された方法による滅菌を受けられない構成要素は、代替の滅菌方法を使用して滅菌され、チャンバ100に無菌的に接続されてもよい。
チャンバ100全体は、複数の滅菌および/または非滅菌グレード通気口フィルタを備え得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ192を使用して通気され得る。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ192は、使い捨てチャンバ100内の滅菌空気空間を維持する。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ192からの滅菌グレードのフィルタは、使い捨てチャンバ100内の無菌性を確保するために完全性試験可能であってもよい。チャンバ100全体は、使い捨てチャンバ100の本体への潜在的な穿刺をチェックするためのリークテストを実行するSartcheck(登録商標)4Plus Bag Testerなどの漏洩試験装置を使用して漏洩試験可能であってもよい。
移送ハッチアセンブリ104は、構成要素、ユニット、消耗品、および/または最終製品を使い捨てチャンバ100に出し入れするために追加および/または除去するために利用することができる。移送ハッチアセンブリ104は、使い捨てチャンバ100から製品を無菌的に移動させるための無菌移送バッグに無菌的に接続されてもよい。追加的または代替的に、グローブアセンブリ(図示せず)を、トラブルシューティング、処理中の使い捨てチャンバ100内部の移動、および/または内部構成要素の手動移動のために、移送ハッチアセンブリ104に無菌接続することができる。
少なくとも1つの混合アセンブリ106は、少なくとも1つのバイオリアクタアセンブリ120内の少なくとも1つの生物学的材料の成長を支援するために、培地、栄養豊富なブロス、および緩衝液を混合するために利用され得る。混合アセンブリ106は、密閉軸受を含む直接接続と、使い捨てチャンバ100のシャフトのエンベロープへのモータシャフトの延長と、磁気結合と、超伝導磁気結合と、および/または流体駆動接続と、を介して外部モータに接続することができるインペラ108などの少なくとも1つの混合装置を含み得る。外部モータに接続する以下に説明する他のすべての構成要素は、これらの接続のいずれかを利用できる。少なくとも1つのインペラ108を備えた混合シャフトアセンブリは、複数のインペラ形状および設計を備えてもよく、混合アセンブリ106のセル内に含まれてもよい。
混合アセンブリ106は、複数の滅菌および/または非滅菌グレードフィルタを含み得る少なくとも1つのフィルタアセンブリ112を通して混合アセンブリ106のセルに流体形態の滅菌材料を投入するための少なくとも1つの外部アセンブリ110を含み得る。追加および/または代替として、外部アセンブリ110は、粉末材料が混合アセンブリ106のセルに追加され、フィルタアセンブリ112からの流体と混合される少なくとも1つの無菌接続(図示せず)を含み得る。
複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを含み得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ114は、チューブの長さまたは複数の無菌コネクタ(図示せず)で外部アセンブリ110に接続することができる。混合アセンブリ106は、少なくとも1つのバルブ(図示せず)を含むことができ、それにより、バルブが開いた状態にあるとき、流体滅菌材料は、少なくとも1つの管118を介して少なくとも1つのバイオリアクタアセンブリ120に流体を供給する少なくとも1つのポンプ116を使用して混合アセンブリ106のセルから送り出され得る。少なくとも1つのポンプ116は、上述の接続機構の1つを介して外部モータに接続することができる。
少なくとも1つのバイオリアクタアセンブリ120は、細胞培養および/または細胞、細菌、酵母、カビ、ウイルス、または少なくとも1つの生物学的材料製品を生成するためのその他の生物学的材料の発酵のためのバッチ培養、連続培養、流加培養および灌流設定に利用することができる。
バイオリアクタアセンブリ120は、インペラ122などの少なくとも1つの混合装置を含んでもよい。バイオリアクタアセンブリ120は、接種ポート126を介してバイオリアクタアセンブリ120の細胞に無菌的に材料を接種するための少なくとも1つの外部アセンブリ124を備えてもよい。バイオリアクタアセンブリ120は、最適な細胞増殖のためにバイオリアクタの熱調節を提供し得る加熱要素(図示せず)を含み得る。加熱要素(図示せず)は、バイオリアクタアセンブリ120の領域内の加熱流体、電気ヒータジャケット、加熱コイル、および/または強制熱風の再循環を利用してもよい。使い捨てチャンバ100全体は、外部アセンブリ(図示せず)によって熱的に調節されてもよい。
接種ポート126は、少なくとも1つの無菌コネクタを含むか、または熱溶接可能なチューブの長さを通してアセンブリに溶接されてもよい。追加および/または代替として、外部アセンブリ124は、緩衝液、栄養素、酸、塩基、または他の調節液などの他の流体材料がバイオリアクタアセンブリ120に追加される少なくとも1つの無菌接続(図示せず)を含むことができる。複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを含むことができる少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ128は、チューブの長さまたは複数の無菌コネクタ(図示せず)で外部アセンブリ124に接続することができる。
バイオリアクタアセンブリ120は、機械的、磁気的、空気圧、および/または液圧の動きによって動作することができる少なくとも1つのバルブ130を含むことができ、それにより、バルブ130が開いた状態にあるときに、少なくとも1つのチューブの長さを通して少なくとも1つの灌流アセンブリ134に流体を供給する少なくとも1つのポンプ132を使用して流体材料をバイオリアクタアセンブリ120チャンバの外にポンプで排出することができる。
少なくとも1つの灌流アセンブリ134は、少なくとも1つの分離方法を使用して、バイオリアクタアセンブリ120の細胞から採取材料として所望の生物学的成分を収集するために利用することができる。灌流アセンブリ134は、複数の収穫物および/またはより高い細胞密度でのバイオリアクタアセンブリ120の連続処理を可能にする。分離方法は、遠心分離、使い捨て遠心分離、毛細管繊維および/または膜ろ過、ハイドロサイクロン(登録商標)、接線流ろ過(クロスフロー)、スピンフィルタ、膜吸着、または超音波の使用(超音波灌流)を含むがこれらに限定されない多目的または使い捨ての方法であり得る。
灌流アセンブリ134は、バイオリアクタアセンブリ120に接続されてもよい。説明したように、ポンプ132は、バイオリアクタから灌流アセンブリ134に材料を押し込み、収穫材料(細胞、タンパク質、抗体など)がバイオリアクタ生物学的材料から抽出される少なくとも1つの灌流分離方法を使用して分離を行う。ポンプ136および無菌コネクタ138を使用して、さらなる処理のために収穫材料を送ることができる。
収穫材料の一部ではない残りのバイオリアクタ材料は、ポンプ140を介してバイオリアクタアセンブリ120に再循環されてもよい。培地、タンパク質、および必須栄養素をバイオリアクタアセンブリ120に補充するための外部供給材料は、少なくとも1つの混合アセンブリ106から得られるか、外部供給源(図示せず)から外部アセンブリ124を介してバイオリアクタアセンブリ120に注入され得る。
灌流アセンブリ134の採取ラインは、バイオリアクタアセンブリからの採取材料がさらなる処理を受けることを可能にするために、手動で、設定時間に、または特定の細胞濃度で開かれてもよい。バイオリアクタアセンブリ120からの生物学的収穫材料は、遠心分離、ろ過、クロスフローろ過、限外ろ過、膜吸着、カラムクロマトグラフィー、および/または濃縮などの少なくとも1つの処理方法を利用するさらなる処理を受けてもよい。
この例では、生物学的収穫材料は、使い捨て遠心分離アセンブリ142を使用した遠心分離、ろ過アセンブリ146、148、および150を使用したろ過、およびクロスフローアセンブリ166を利用した限外ろ過および濃縮による処理を受けてもよい。
使い捨て遠心分離アセンブリ142は、収穫物の清澄化および/または濃縮および洗浄に利用することができる。使い捨て遠心分離アセンブリ142は、複数の使い捨て遠心セル(図示せず)、内部ロータアセンブリ(図示せず)、バイオリアクタアセンブリ120から使い捨て遠心セル内部に流体材料を供給する内部流体アセンブリ(図示せず)、リンス用の外部流体、廃棄物を除去および収集するための流体ライン(図示せず)、および使い捨てチャンバ100内の他の構成要素を使い捨て遠心分離アセンブリ142の内部の高い回転速度から保護するための剛性カバーアセンブリ(図示せず)を含むことができる。
使い捨て遠心分離アセンブリ142は、例えば、複数の使い捨てセルがバイオリアクタアセンブリ120からの生物学的材料を含む流体で満たされ、ロータアセンブリを使用して高速で回転されるkSep(登録商標)Systemsなどの使い捨て遠心分離プラットフォームを利用することができる。内部ロータアセンブリ(図示せず)は、再利用可能な外部モータアセンブリ(図示せず)に接続でき、上記で説明した接続機構の1つを介して外部モータに接続できる。内部ロータアセンブリ(図示せず)への外部モータアセンブリ(図示せず)の接続は、遠心分離機の回転力によって生成される空気の流れを適切に曲げるために、滅菌グレードのメンブレンフィルタ(図示せず)を含む通気口アセンブリ(図示せず)を含み得る。
内部流体アセンブリ(図示せず)は、使い捨て遠心セル(図示せず)に流体を供給し、セルから老廃物を除去することができる複数のチューブラインを備えてもよい。複数のチューブラインは、外部供給源に無菌的に接続されてもよい。チューブライン(図示せず)は、遠心継手中にチューブラインが絡まるのを防ぐために、回転ジョイント(図示せず)で巧みに配置することができる。
剛性カバーアセンブリは、使い捨てチャンバ100の内部の他の構成要素を保護するために、剛性の、滅菌可能な(好ましくはガンマ線照射可能な)プラスチック材料でできていてもよい。使い捨て遠心セル(図示せず)、内部ロータアセンブリ(図示せず)、内部流体アセンブリ(図示せず)、および剛性カバーアセンブリ(図示せず)は破棄されるが、外部モータアセンブリ(図示せず)は再利用可能であり得る。
遠心分離後に目的の生物学的収穫物がどこにあるかに応じて、高密度のペレット化された材料または上澄み液をさらに処理するために収集できる。密度の高い材料は、さらなる処理を受ける流体懸濁液として提供するために、流体緩衝液に再懸濁されてもよい。生物学的収穫物は、緩衝液を使用して一連のすすぎで洗い流され、および/または処理中に非必須流体を除去することによって濃縮される。
使い捨て遠心分離機アセンブリ142からの生物学的収穫材料は、さらなる処理のためにポンプ144を使用して汲み出すことができる。この例では、生物学的収穫材料は、少なくとも1つのろ過アセンブリを使用したろ過によってさらに処理される。少なくとも1つのろ過アセンブリは、親水性フィルタまたは疎水性フィルタ、デプスフィルタ、前フィルタ、滅菌グレードフィルタ、マイコプラズマ保持フィルタ、クロスフロー(タンジェンシャルフロー)フィルタ、限外ろ過フィルタ、膜吸着フィルタ、ウイルス保持フィルタ、またはフィルタトレインアセンブリとして配置されたフィルタの組み合わせであり得る複数のフィルタを含み得る。
この例の少なくとも1つのろ過アセンブリは、少なくとも1つのデプスフィルタ146、少なくとも1つの前フィルタ148、および少なくとも1つの滅菌グレードフィルタ150からなる。別の例では、特定の表面化学を備えたSartobind(登録商標)膜吸着器などの少なくとも1つの膜吸着器、および/またはクロマトグラフィー用の少なくとも1つのカラムを使用して、生物学的材料処理用の生体物質の捕捉および/または捕捉と溶出とを行うことができる。
生物学的収穫材料の濾液は、少なくとも1つの内部容器154に保存されてもよい。少なくとも1つの内部容器154は、剛性の、変形不能な、滅菌可能な(好ましくはガンマ線照射可能な)プラスチックから作製されてもよい。少なくとも1つの内部容器154は、容器の充填中は開放状態であり、空気圧駆動法を利用した材料の移送中は閉鎖状態である少なくとも1つのバルブ152を含み得る。
少なくとも1つの通気口フィルタ155は、流体で満たされている間に少なくとも1つの内部容器154を通気することができる。使い捨てチャンバ100の外部から内部への流体接続を可能にする少なくとも1つの空気圧エアライン158を少なくとも1つの外部アセンブリ156に接続することができる。空気圧エアライン158は通気口フィルタ155に接続されてもよく、内部容器154内の浸漬チューブ160を通して収集された生物収穫材料のろ液を駆動してさらなる処理を受ける圧力源として機能する滅菌空気を供給する。この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ160を流れて、少なくとも1つのチューブの長さ、少なくとも1つの無菌コネクタ162、およびクロスフローアセンブリ166に接続された少なくとも1つの長さのチューブ164に達する。
クロスフローアセンブリ166は、流体体積の精密ろ過、超精製および/または濃縮により生物学的収穫物をさらに処理することができる。クロスフローアセンブリ166からの処理後、生物学的収穫物の濾液は少なくとも1つの内部貯蔵容器170に収集される。少なくとも1つの内部容器170は、剛性の、変形不能な、滅菌可能な(好ましくはガンマ線照射可能な)プラスチックから作製されてもよい。少なくとも1つの内部容器170は、容器170の充填中は開放状態であり、空気圧駆動法を利用した材料の移送中は閉鎖状態である少なくとも1つのバルブ168を含み得る。
少なくとも1つの通気口フィルタ172は、流体で満たされている間に少なくとも1つの内部容器170を通気し得る。少なくとも1つの空気圧式エアライン174は、使い捨てチャンバ100の外部から内部への流体接続を可能にする少なくとも1つの外部アセンブリ156に接続されてもよい。空気圧式エアライン174は通気口フィルタ172に接続され、内部容器170内の浸漬チューブ176を通して収集された生物学的収穫物の濾液が少なくとも1つの滅菌分注アセンブリ182内に分配されるように駆動する圧力源として働く滅菌空気を供給する。
少なくとも1つの滅菌分注アセンブリ182は、少なくとも1つの滅菌バッグ分配マニホールド、少なくとも1つのボトル充填ユニット、少なくとも1つのシリンジ充填ユニット、少なくとも1つの凍結乾燥ユニット、少なくとも1つのカプセル充填ユニット、および/またはまたは他の滅菌分注装置を含み得る。この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ176を少なくとも1つのチューブの長さ、少なくとも1つの無菌コネクタ178、および少なくとも1つの滅菌分注アセンブリ182に接続された少なくとも1つのチューブ180に流れる。
少なくとも1つの滅菌分注アセンブリ182は、分配マニホールドとして機能する滅菌バッグであり、複数の滅菌バッグ186を処理および精製された生物学的収穫材料で満たすことができる。内部滅菌バッグは、複数のポート184を介して使い捨てチャンバ100の外部の複数の滅菌バッグ186に流体接続することができ、複数の滅菌バッグ186からのチューブは、滅菌分注アセンブリ182に無菌接続することができる。精製された生物学的収穫材料は、複数の滅菌バッグ186を集合的に満たしてもよく、または滅菌バッグ内の一連のバルブ(図示せず)を通して複数の滅菌バッグ186を連続的に満たしてもよい。さらに、複数の滅菌バッグは、FlexAct(登録商標)MFマニホールド充填プラットフォーム(図示せず)などの計量プラットフォーム(図示せず)で充填することができ、材料の正確な体積および重量を複数の滅菌バッグ186に均一に充填できる。個々の滅菌バッグは、少なくとも1つの計量プラットフォーム(図示せず)で精製生物学的収穫材料で満たされているため、指定された重量範囲に到達した後、少なくとも1つのバルブ(図示せず)が材料の流れを別の滅菌バッグ(図示せず)に迂回させることができる。
複数の滅菌バッグ186は、バッグの充填を支援するために少なくとも1つの通気口フィルタ188を含むことができる。チューブクリップ190は、ポート184を滅菌バッグ186に接合するチューブの長さで利用可能であり、滅菌バッグ186への流体材料の流れを締める。チューブクリップ190は、密封装置を使用して手動および/または自動で閉じられてもよい。充填された滅菌バッグ186は、例えば、Biosealer(登録商標)などの熱可塑性チューブを断熱したり、Sebra(登録商標)RFシールツールを使用する無線周波数シールを使用したり、外部クリップとClipster(登録商標)などのチューブを切断するためのブレードを使用したり、Quickseal(登録商標)などのチューブの周囲のカラーを使用したり、またはその他の無菌切断装置などの無菌切断装置を使用したりしてアセンブリから無菌的に切断されてもよい。
精製された生物学的収穫材料は、さらなる処理を必要とする中間材料および/または医学的治療に利用され得る最終製品材料であり得る。精製された生物学的収穫材料で満たされた複数の滅菌バッグ186は、例えば、Celsius(登録商標)凍結装置を使用して、長期保管のために均一に凍結することができる。
図3は、使い捨て容器200のネットワーク内の生物学的材料の上流および下流処理のための製造システムの例を示している。
図3の製造システムは、図2の製造システムと類似しているが、唯一の違いは、異なるアセンブリが互いに接続されてネットワーク200を形成する異なる使い捨てチャンバに含まれていることである。
使い捨てチャンバ200のネットワークは、個別化された使い捨てチャンバを含む。すなわち、各チャンバは、使い捨てチャンバ200のネットワーク内の生物学的物質の処理に寄与する独自の特定の機能を有する。使い捨てチャンバ200のネットワークは、生物学的材料の製造のための適応性があって構成可能な滅菌プラットフォームを提供する。
使い捨てチャンバのそれぞれは、使い捨てフィルム材料で作られた1つまたはそれ以上の可撓性壁、プラスチックで作られた1つまたはそれ以上の剛性壁、または少なくとも1つの可撓性壁と少なくとも1つの剛性壁の組み合わせを含み得る。使い捨てチャンバ200のネットワーク内のチャンバの少なくとも1つは、少なくとも1つの外部アセンブリ(図示せず)によって熱的に調整されてもよい。
この例では、使い捨てチャンバ200のネットワークは、混合アセンブリチャンバ202と、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220と、灌流アセンブリチャンバ234と、遠心分離アセンブリチャンバ252と、ろ過アセンブリチャンバ262と、流体貯蔵アセンブリチャンバ284と、クロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300と、充填アセンブリチャンバ320と、および追加の充填アセンブリチャンバ330と、のチャンバのうちの少なくとも1つを含むが、これらに限定されない。
使い捨てチャンバネットワーク200のすべての構成要素とアセンブリは、ガンマ線照射、オートクレーブ、定置蒸気滅菌、または化学滅菌剤(エチレンオキシドや気化した過酸化水素など)などの承認済み滅菌方法を使用して滅菌できる。この例では、使い捨てチャンバ200のネットワークは、ガンマ線照射により滅菌された柔軟なフィルム壁を含む。使い捨てチャンバ200のネットワーク用に選択された方法によって滅菌できない構成要素は、代替滅菌方法を使用して滅菌され、使い捨てチャンバ200のネットワークおよび/または滅菌後の個々のチャンバに無菌的に接続され得る。
使い捨てチャンバ200のネットワーク内の個別化されたチャンバの各々は、複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを含み得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)を使用して通気され得る。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)は、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ200のネットワーク内に滅菌空気空間を維持する。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)の滅菌グレードフィルタは、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ200のネットワーク内の無菌性を確保するために完全性試験可能であってもよい。
個別化されたチャンバの各々は、少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ214、216、238、256、264、278、280、294、296、304、312、322および332を使用して使い捨てチャンバ200のネットワークを形成するために互いに無菌的に接続されてもよく、使い捨てチャンバ200のネットワークに出入りする構成要素、ユニット、消耗品、および/または最終製品を追加および/または除去するために利用され得る。少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ214、216、238、256、264、278、280、294、296、304、312、322、および332は、製品を使い捨てチャンバ200のネットワークから無菌的に移動させるための滅菌移送バッグに無菌的に接続されてもよい。追加的または代替的に、処理中に個々のチャンバおよび/または使い捨てチャンバ200のネットワークの内部でスタックした構成要素を移動すること、および/または内部構成要素を手動で移動させることの問題を解決するために、グローブアセンブリ(図示せず)を少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ214、216、238、256、264、278、280、294、296、304、312、322および332に無菌的に接続することができる。
少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ202は、培地、栄養豊富なブロス、および緩衝液を混合して、少なくとも1つのバイオリアクタチャンバアセンブリ220内の少なくとも1つの生物学的材料の成長を支援するために利用され得る。混合アセンブリチャンバ202は、混合のための流体体積を保持する少なくとも1つの内部エンベロープ204を含み得る。エンベロープ204は、追加的または代替的に、混合アセンブリチャンバ内の容器であってもよい。混合アセンブリチャンバ202内の混合アセンブリは、図2を参照して説明された混合アセンブリ106と同じ方法で同じ特徴および機能を有することができる。特に、インペラ206、少なくとも1つの外部アセンブリ208、少なくとも1つのフィルタアセンブリ212、および少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ210などの混合装置は、混合アセンブリ106内の同じ名前の要素に対応する。
使い捨てチャンバ200のネットワーク内の他のすべての個別化されたチャンバは、同様の外部アセンブリ208、フィルタアセンブリ212、無菌接続(図示せず)、および/または通気フィルタアセンブリを含み得る。
混合アセンブリチャンバ202は、他の個別化されたチャンバに接続して使い捨てチャンバ200のネットワークを形成するための複数の移送ハッチアセンブリを含むことができる。この例では、混合アセンブリチャンバ202は、少なくとも1つのバイオリアクタチャンバアセンブリ220に無菌的に接続する移送ハッチアセンブリ216を含む。無菌接続は、混合アセンブリチャンバ202の内部、特に少なくとも1つのエンベロープ204、および/または少なくとも1つのエンベロープ204からの流体ラインへの流体接続を含むことができる。
この例では、生物学的材料を処理するために追加の混合チャンバ(図示せず)または別の個別チャンバを使い捨てチャンバ200のネットワークに接続する必要がある場合、混合アセンブリチャンバ202は追加の移送ハッチ214を含む。最も小さな1つのセルおよび/またはエンベロープ204は、少なくとも1つのバルブ(図示せず)を含むことができ、それにより、バルブが開いた状態にあるとき、流体材料は混合アセンブリチャンバ202から少なくとも1つの長さのチューブ218を通って少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220に、内部エンベロープ204からポンプで排出され得る。
チューブ218の少なくとも1つの長さは、移送ハッチアセンブリ216を使用して、少なくとも1つの内部エンベロープ204と少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220の内部の内部エンベロープ222との間に流体接続を形成するように無菌接続されてもよく、これによってチューブライン218とも無菌接続される。少なくとも1つの長さのチューブ218は、少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ202の少なくとも1つの内部エンベロープ204から少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220の内部のエンベロープ222内に流体を圧送するために、この例では少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220に存在する少なくとも1つのポンプ230を使用してもよい。少なくとも1つのポンプ230は、上記で説明した接続機構の1つを介して外部モータに接続することができる。
少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220は、少なくとも1つの内部バイオリアクタエンベロープ222を含むことができる。バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220内のバイオリアクタアセンブリは、図2を参照して説明したバイオリアクタアセンブリ120と同様に同じ特徴および機能を有してもよい。特に、インペラ225などの混合装置、少なくとも1つの外部アセンブリ224、少なくとも1つの接種ポート228、および少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ226は、バイオリアクタアセンブリ120内の同じ名前の要素に対応する。
内部エンベロープ222は、機械式、磁気式、空気圧式、および/または液圧式の動きによって動作することができる少なくとも1つのバルブ(図示せず)を含むことができる。バルブが開いた状態にあるとき、生物学的流体材料は、チューブ232の少なくとも1つの長さを通して内部エンベロープ222からポンプで排出されてもよい。この例では、少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220は、少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ234に無菌的に接続する少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ238を含む。無菌接続は、少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220の内部、特に内部エンベロープ222、および/または内部エンベロープ222からの少なくとも1つの長さのチューブ232への流体接続を含んでもよい。
少なくとも1つの長さのチューブ232は、移送ハッチアセンブリ238を使用して少なくとも1つのエンベロープ222と少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ234との間、および少なくとも1つの無菌接続240とチューブライン232との間にも流体接続を形成するように無菌接続され得る。少なくとも1つの無菌接続240は、少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220から生成された生体液物質を灌流アセンブリ236に入れることを可能にする少なくとも1つのバルブ242を使用してもよい。バルブ242は、機械的、磁気的、空気圧、および/または液圧の動きによって動作することができ、それにより、開状態にあるとき、ポンプ244を使用して生体液材料を灌流アセンブリ236に送り込むことができる。
この例では、少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ234に存在するポンプ244は、少なくとも1つの内部バイオリアクタエンベロープ222から灌流アセンブリ236に流体を送り込むために使用される。少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ234は、少なくとも1つの分離方法を使用してバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220から収穫材料として所望の生物学的成分を収集するために利用されてもよい。
灌流アセンブリチャンバ234内の灌流アセンブリ236は、図2を参照して説明した灌流アセンブリ134と同じ方法で同じ特徴および機能を有することができる。
ポンプ246および移送ハッチアセンブリ256を介して無菌的に接続された少なくとも1つのチューブ258は、灌流アセンブリチャンバ234を遠心分離アセンブリチャンバ252に流体接続して、さらなる処理のために流体生物学的収穫材料を送るために使用される。収穫材料の一部ではない残りの流体バイオリアクタ材料は、ポンプ248および移送ハッチアセンブリ238を介してバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220と無菌的に接続されているチューブ250の長さを介して内部エンベロープ222に再循環されてもよい。
バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ220からの流体生物学的収穫材料は、遠心分離、ろ過、クロスフローろ過、限外ろ過、膜吸着、カラムクロマトグラフィー、および/または濃縮などの少なくとも1つの処理方法を利用するさらなる処理を受けてもよい。この例では、生物学的収穫材料は、使い捨て遠心分離アセンブリチャンバ252を使用した遠心分離、ろ過アセンブリチャンバ262を使用したろ過、およびクロスフローアセンブリチャンバ300を使用した限外ろ過および濃縮による処理を受ける。
遠心分離アセンブリチャンバ252内の使い捨て遠心分離アセンブリ254は、図2を参照して説明した使い捨て遠心分離アセンブリ142と同じ特徴および機能を有し得る。
使い捨て遠心分離機アセンブリ254からの流体生物学的収穫材料は、さらなる処理のためにポンプ260を使用して汲み出すことができる。この例では、少なくとも1つの遠心分離アセンブリチャンバ252は、少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ262に無菌的に接続する少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ264を含む。無菌接続は、遠心分離アセンブリ254と少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ262、例えば、チューブ266の少なくとも1つの長さとの間の流体接続を含むことができる。
この実施例では、流体生物学的収穫材料は、少なくとも1つの長さのチューブ268がフィルタトレインに接続する少なくとも1つのろ過アセンブリ262を使用するろ過によりさらに処理される。少なくとも1つのろ過アセンブリ262は、親水性フィルタまたは疎水性フィルタ、デプスフィルタ、前フィルタ、滅菌グレードフィルタ、マイコプラズマ保持フィルタ、クロスフロー(タンジェントフロー)フィルタ、限外ろ過フィルタ、膜吸着フィルタ、ウイルス保持フィルタ、またはフィルタトレインアセンブリとして配置されたフィルタの組み合わせであり得る複数のフィルタを含み得る。この例の少なくとも1つのろ過アセンブリ262は、少なくとも1つのデプスフィルタ270、少なくとも1つの前フィルタ272、および少なくとも1つの滅菌グレードフィルタ274を含む。
この例では、少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ262は、少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ284に無菌的に接続する少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ280を含む。無菌接続は、ろ過アセンブリチャンバ262から少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ284、例えば、チューブ276の少なくとも1つの長さへの流体接続を含むことができる。この例では、生物学的物質を処理するために追加のろ過アセンブリチャンバ(図示せず)または別の個別チャンバを使い捨てチャンバ200のネットワークに接続する必要がある場合、ろ過アセンブリチャンバ262は追加の移送ハッチ278を含む。
生物学的収穫材料の濾液は、少なくとも1つの内部容器286を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ284に貯蔵されてもよい。少なくとも1つの内部容器286は、図2を参照して説明した内部容器154と同じ方法で同じ特徴および機能を有し得る。特に、少なくとも1つの通気口フィルタ288、少なくとも1つの空気圧エアライン292、少なくとも1つの外部アセンブリ290および浸漬チューブ298は、図2の内部容器154に関する同じ名前の要素に対応する。
この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ298を少なくとも1つのチューブの長さまで流れ、少なくとも1つのクロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300に少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ304を介して接続された少なくとも1つの無菌コネクタ306に至る。この例では、流体貯蔵アセンブリチャンバ284は、容器が使い捨てチャンバ200のネットワーク内で接続ハブとして機能することを可能にする追加の移送ハッチ294および296を含む。必要に応じて生物学的材料を処理する目的で、追加の個別化チャンバ(図示せず)を、流体貯蔵アセンブリチャンバ284上の移送ハッチ294および296を介して使い捨てチャンバ200のネットワークに接続することができる。
少なくとも1つのクロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300は、流体容量の精密ろ過、超精製および/または濃縮により生物学的収穫材料をさらに処理することができる少なくとも1つのクロスフローアセンブリ302を含む。クロスフローアセンブリ302は、少なくとも1つのチューブ308によって無菌コネクタ306に流体接続され、空気圧ライン292により圧力制御される生物学的収穫材料の濾液を受け取る。
クロスフローアセンブリ302からの処理後、生物学的収穫材料濾液は、少なくとも1つの長さのチューブ310を通って少なくとも1つの充填アセンブリチャンバ320に移動する。この例では、少なくとも1つのクロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300は、少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ320に無菌的に接続する少なくとも1つの移送ハッチアセンブリ312を含む。代替例では、少なくとも1つのクロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300は、移送ハッチアセンブリ312と追加の流体貯蔵アセンブリチャンバ(図示せず)に無菌的に接続されてもよい。無菌接続は、クロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300から少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ320への流体接続、例えば、少なくとも1つの長さのチューブ310および/または少なくとも1つの無菌コネクタ314への流体接続を含むことができる。
少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ320は、少なくとも1つの滅菌バッグ分配マニホールド、少なくとも1つのボトル充填ユニット、少なくとも1つのシリンジ充填ユニット、少なくとも1つの凍結乾燥ユニット、少なくとも1つのカプセル充填ユニット、および/または他の滅菌分注装置を含み得る。この例では、生物学的収穫材料は、クロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300から少なくとも1つのチューブ310の長さ、少なくとも1つの無菌コネクタ314、ポンプ316を介して少なくとも1つの滅菌バッグ分配マニホールド318にポンプで送られる。
少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ320は、処理および精製された生物学的収穫材料で複数の滅菌バッグ336を満たすことができる少なくとも1つの滅菌バッグ分配マニホールド318を含む。内部滅菌バッグ分配マニホールド318は、複数のポート334を介して滅菌チャンバ200のネットワークの外部にある複数の滅菌バッグ336に流体接続することができ、複数の滅菌バッグ336からのチューブは滅菌分注アセンブリチャンバ320に滅菌接続することができる。精製された生物学的収穫材料は、複数の滅菌バッグ336を集合的に満たすか、滅菌バッグ分配マニホールド318内の一連のバルブ(図示せず)を通して複数の滅菌バッグ336を連続的に満たすことができる。
この例では滅菌分注アセンブリチャンバ330を含む追加の滅菌分注アセンブリチャンバは、移送ハッチ322を介して滅菌分注アセンブリチャンバ320に無菌的に取り付けられてもよい。無菌接続は、滅菌分注アセンブリチャンバ320から他の滅菌分注アセンブリチャンバ330、例えば、少なくとも1つの無菌コネクタ324への流体接続、例えば、流体接続を含むことができる。この例では、生物学的収穫材料は、クロスフロー精製および濃縮アセンブリチャンバ300から滅菌分注アセンブリチャンバ320を通って、追加の滅菌分注アセンブリチャンバ330に送り込まれる。
複数の滅菌バッグ336が完全に充填された後、滅菌分注アセンブリチャンバ320内の滅菌バッグ分注マニホールドとの流体接続は、バルブ(図示せず)で閉じられ、追加の滅菌バッグ336が必要になる。次いで、流体は、少なくとも1つの無菌コネクタ314、ポンプ316を通って少なくとも1つの無菌コネクタ324に、ポンプ326を通って少なくとも1つの滅菌分配バッグ分配マニホールド328に迂回される。複数の滅菌バッグ336は、バッグチャンバの充填を支援するために少なくとも1つの通気口フィルタ338を含むことができる。チューブクリップ340は、ポート334を滅菌バッグ336に接合するチューブの長さで利用可能であり、滅菌バッグ336への流体材料の流れを締め切る。チューブクリップ340は、密封装置を使用して手動および/または自動で閉じられてもよい。充填された滅菌バッグ336は、図2を参照して説明したものなどの無菌切断装置を使用して、アセンブリから無菌的に切断することができる。精製された生物学的収穫材料は、さらなる処理を必要とする中間材料および/または医療処置で利用できる最終製品材料であり得る。精製された生物学的収穫材料で満たされた複数の滅菌バッグ336は、例えば、Celsius(登録商標)凍結装置を使用して、長期保管のために均一に凍結することができる。
図4は、ソース生物学的材料の生産のために使い捨てバイオリアクタを利用する使い捨て容器のネットワーク内の生物学的材料の上流および下流処理のための製造システムの例を示している。
この例は、少なくとも1つのバイオリアクタ制御ユニット1202、少なくとも1つの使い捨てバイオリアクタ1204、および、使い捨てフィルム材料製の1つまたはそれ以上の可撓性壁、プラスチック製の1つまたはそれ以上の剛性壁、または少なくとも1つの可撓性壁と少なくとも1つの剛性壁の組み合わせを含み得る使い捨てチャンバ1208の少なくとも1つのネットワークを含むことができるベンチトップ製造セットアップ1200を示す。使い捨てチャンバのネットワーク1208は、個別化された使い捨てチャンバを備え、それぞれが、ネットワークの内部で生物学的材料の処理に必要な独自の機能を備えている。
この例では、使い捨てチャンバ1208のネットワークは、遠心分離アセンブリチャンバ1210、ろ過アセンブリチャンバ1224、流体貯蔵アセンブリチャンバ1240、および使い捨てバッグ1272の滅菌充填用の分注アセンブリチャンバ1258、のチャンバの少なくとも1つを含むが、これらに限定されない。使い捨てチャンバのネットワーク1208の構成要素およびアセンブリのすべてまたは一部は、承認された滅菌方法を使用して滅菌することができる。
使い捨てチャンバ1208のネットワーク内の個別化されたチャンバの各々は、複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを備え得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)を使用して通気され得る。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)は、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバのネットワーク1208内に滅菌空気空間を維持する。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)からの滅菌グレードフィルタは、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ1208のネットワーク内の無菌性を確保するために完全性試験可能であってもよい。個別化されたチャンバのそれぞれは、図1を参照して説明されるように、使い捨てチャンバ1208のネットワークを形成するために互いに無菌的に接続されてもよい。
少なくとも1つのバイオリアクタ制御ユニット1202は、少なくとも1つの使い捨てバイオリアクタ1204を制御し、これは、ベンチトップバイオリアクタまたは大規模な製造基準(GMP)生産バイオリアクタであり得る。代替例では、多用途のステンレス鋼、プラスチック、または灌流バイオリアクタを利用できる。少なくとも1つの混合アセンブリ(図示せず)を少なくとも1つの使い捨てバイオリアクタ1204に無菌的に接続して、混合培地、栄養豊富なブロス、およびバッファを供給して、少なくとも1つの使い捨てバイオリアクタ1204において少なくとも1つの生物学的材料の成長を支援する。チューブ1206の少なくとも1つの長さは、使い捨てチャンバ1208のネットワークに無菌的に接続され、少なくとも1つの使い捨てバイオリアクタ1204からの生体液物質を供給することができる。
この例では、使い捨てチャンバ1208のネットワークは、一次サブチャンバ1216および二次サブチャンバ1212を含む遠心分離アセンブリチャンバ1210で開始される。遠心分離アセンブリチャンバ1210は、例えば、複数の使い捨てチャンバが使い捨てバイオリアクタアセンブリ1204からの生物学的物質を含む流体で満たされ、前述のようにロータアセンブリを使用して高速で回転するkSep(登録商標)Systemsからの使い捨て遠心分離プラットフォームを利用できる。流体生物学的材料は、二次サブチャンバ1212に入り、そこで計量された量の流体がポンプ1214を介して遠心分離アセンブリ1218に送り込まれる。
この例では、遠心分離アセンブリ1218は、一次サブチャンバ1216内に配置されている。遠心分離アセンブリ1218は、遠心分離アセンブリ1218の内部の他の構成要素を保護するために、剛性の滅菌可能な(好ましくはガンマ線照射可能な)プラスチック材料で作られ得る剛性のカバーアセンブリを含み得る。使い捨て遠心チャンバ(図示せず)、内部ロータアセンブリ(図示せず)、内部流体アセンブリ(図示せず)、および剛性カバーアセンブリ(図示せず)は破棄されるが、外部モータアセンブリ(図示せず)は再利用可能であり得る。
遠心分離モータアセンブリ1220は、二次サブチャンバ1212内にある。遠心分離モータアセンブリ1220は、密閉ベアリングを含む直接接続、遠心分離アセンブリ1218内のシャフトのエンベロープへのモータシャフトの延長、磁気結合、超伝導磁気カップリング、および/または流体駆動接続を備えた再利用可能な外部モータアセンブリ(図示せず)に接続することができる。内部ロータアセンブリ(図示せず)への外部モータアセンブリ(図示せず)の接続は、遠心分離機の回転力によって生成される空気の流れを適切に曲げるために、滅菌グレードのメンブレンフィルタ(図示せず)を含む通気口アセンブリ(図示せず)を含み得る。遠心分離後、目的の液体生物学的収穫材料がどこにあるかに応じて、高密度ペレット化材料または上澄み液をさらに処理するために収集できる。高密度材料は、さらなる処理を受けるための流体懸濁液として提供するために、流体緩衝液に再懸濁されてもよい。流体の生物学的収穫材料は、緩衝液を使用した一連のすすぎで洗い流され、および/または処理中に非必須流体を除去することにより濃縮されてもよい。遠心分離機アセンブリ1218からの流体生物学的収穫材料は、さらなる処理のためにポンプ1222を使用して汲み出すことができる。
この例では、遠心分離アセンブリチャンバ1210は、一次サブチャンバ1230および二次サブチャンバ1226を含む少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ1224に接続する。遠心分離アセンブリチャンバ1210は、前述のように二次サブチャンバ1212および1226の無菌接続を介して少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ1224に接続する。
この例では、流体生物学的収穫材料は、少なくとも1つの長さのチューブ1228がフィルタトレインに接続する少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ1224を使用するろ過によってさらに処理される。少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ1224は、親水性フィルタまたは疎水性フィルタ、デプスフィルタ、前フィルタ、滅菌グレードフィルタ、マイコプラズマ保持フィルタ、クロスフロー(接線流)フィルタ、限外ろ過フィルタ、膜吸着フィルタ、ウイルス保持フィルタ、またはフィルタトレインアセンブリとして配置されたフィルタの組み合わせを含むことができる一次サブチャンバ1230内に複数のフィルタを含むことができる。
この例の少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ1224は、少なくとも1つのデプスフィルタ1232、少なくとも1つの前フィルタ1234、および少なくとも1つの滅菌グレードフィルタ1236を含む。ろ過アセンブリチャンバ1224は、二次サブチャンバ1226に少なくとも1つのバルブ1238を含むことができ、それにより、バルブ1238が開いた状態にあるとき、生物学的流体材料の濾液は、少なくとも1つの長さのチューブを通して送り出され得る。
この例では、ろ過アセンブリチャンバ1224は、前述のように二次サブチャンバ1226および1242の無菌接続を介して、一次サブチャンバ1248、二次サブチャンバ1242および三次サブチャンバ1245を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ1240に接続する。生物学的収穫材料の濾液は、一次サブチャンバ1248内に剛性、非変形、滅菌可能(好ましくはガンマ線照射可能)プラスチックで構成され得る少なくとも1つの内部容器1250を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ1240に貯蔵され得る。生物学的収穫材料の濾液は、ポンプ1244を介してチューブ1243の長さを通してポンプで送られてもよい。
少なくとも1つの内部容器1250は、空気圧駆動法を利用して、充填中は開いた状態であり、材料の移送中は閉じた状態である少なくとも1つのバルブ1246を含むことができる。少なくとも1つの通気口フィルタを含む少なくとも1つの外部アセンブリ1252は、流体で満たされる間に少なくとも1つの内部容器1250を通気することができる。少なくとも1つの空気圧式エアライン1254は、使い捨てチャンバ1240の外部から内部への流体接続を可能にする少なくとも1つの外部アセンブリ1252に接続されてもよい。空気圧式エアライン1254は、滅菌空気圧源を供給して、収集された生物学的収穫材料の濾液を内部容器1250内の浸漬チューブ1256に通してさらに処理するようにしてもよい。
この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ1256を流れて少なくとも1つのチューブの長さに入り、その後、複数の滅菌バッグ1272を処理および精製された生物学的収穫材料で満たすことができる少なくとも1つの滅菌バッグ分配マニホールド1268を含む少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ1258に入る。少なくとも1つの滅菌分注アセンブリチャンバ1258は、一次サブチャンバ1266、二次サブチャンバ1270、および第3サブチャンバ1280を含む。少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ1240は、前述のように二次サブチャンバ1242および1270ならびに三次サブチャンバ1245および1260の無菌接続を介して少なくとも1つの滅菌充填アセンブリチャンバ1258に接続する。
一次サブチャンバ1266内の内部滅菌バッグ分配マニホールド1268は、複数のポートを介して滅菌チャンバのネットワークの外部の複数の滅菌バッグ1272に流体接続され得、複数の滅菌バッグ1272からのチューブは内部滅菌バッグ分配マニホールド1268に無菌的に接続され得る。精製された生物学的収穫材料は、複数の滅菌バッグ1272を集合的に満たすか、滅菌バッグ分配マニホールド1268内の一連のバルブ(図示せず)を介して複数の滅菌バッグ1272を連続して満たすことができる。追加の滅菌分注アセンブリチャンバ(図示せず)は、滅菌分注アセンブリチャンバ1258に無菌的に取り付けられてもよい。
流体浸漬チューブ1256から三次サブチャンバ1260への無菌接続は、少なくとも1つのポンプ1262と、内部滅菌バッグ分配マニホールド1268への少なくとも1つの流体配管接続1264を含むことができる。複数の滅菌バッグ1272は、バッグの充填を支援するために少なくとも1つの通気口フィルタ1274を含むことができる。チューブクリップ1276は、ポートを滅菌バッグ1272に接合するチューブの長さで利用可能であり、滅菌バッグ1272への流体材料の流れを締める。チューブクリップ1276は、密封装置を使用して手動および/または自動で閉じられてもよい。充填された滅菌バッグ1272は、図2を参照して説明したものなどの無菌切断装置を使用してアセンブリから無菌的に切断することができる。精製された生物学的収穫材料は、さらなる処理を必要とする中間材料および/または医学的治療に利用され得る最終製品材料であり得る。精製された生物学的収穫材料で満たされた複数の滅菌バッグ1272は、例えば、Celsius(登録商標)凍結装置を使用して、長期保管のために均一に凍結することができる。
図5は、生物学的製品の三次元印刷用の使い捨て容器のネットワーク内での生物学的材料の上流および下流処理用の製造システムの例を示している。
この例は、使い捨てフィルム材料で作られた1つまたはそれ以上の可撓性壁、プラスチックで作られた1つまたはそれ以上の剛性壁、または少なくとも1つの可撓性壁と少なくとも1つの剛性壁との組み合わせを含み得る使い捨てチャンバ600のネットワークを示す。使い捨てチャンバのネットワーク600は、個別化された使い捨てチャンバを備え、各チャンバは、ネットワーク内部の生物学的物質の処理に必要な独自の機能を備えている。
この例では、使い捨てチャンバ600のネットワークは、以下のチャンバのうちの少なくとも1つを含むが、これらに限定されない:混合アセンブリチャンバ602、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618、灌流アセンブリチャンバ638、ろ過アセンブリチャンバ652、流体貯蔵アセンブリチャンバ666、三次元印刷チャンバ682、ロボット操作チャンバ702、および3D印刷された生物学的製品の滅菌除去のための移送ハッチ712。使い捨てチャンバ600の構成要素およびアセンブリのすべてまたはいくつかは、承認された滅菌方法を使用して滅菌されてもよい。
使い捨てチャンバ600のネットワーク内の個別化されたチャンバのそれぞれは、複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを備え得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)を使用して通気され得る。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)は、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ600のネットワーク内に滅菌空気空間を維持する。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)からの滅菌グレードフィルタは、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ600のネットワーク内の無菌性を確保するために完全性試験可能であってもよい。個別化されたチャンバのそれぞれは、無菌的に互いに接続されて、前述のように使い捨てチャンバ600のネットワークを形成してもよい。
少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ602は、少なくとも1つのバイオリアクタチャンバアセンブリ618内の少なくとも1つの生物学的材料の成長を支援するために、培地、栄養豊富ブロス、および緩衝液を混合するために利用され得る。混合アセンブリチャンバ602は、一次サブチャンバ604内に少なくとも1つの内部エンベロープ608を含むことができ、エンベロープ608は、混合のために流体体積を保持する。混合アセンブリチャンバ602は、二次サブチャンバ606内の少なくとも1つのモータアセンブリ614に接続することができるインペラ610など、少なくとも1つのエンベロープ608内に少なくとも1つの混合装置を含むことができる。少なくとも1つのインペラ610を備えた混合シャフトアセンブリは、複数のインペラ形状および設計を備えてもよい。混合アセンブリチャンバ602は、滅菌材料の投入および/または少なくとも1つの内部エンベロープ608の滅菌通気のための少なくとも1つの外部アセンブリ612を備えてもよい。使い捨てチャンバ600のネットワーク内の他のすべての個別化されたチャンバは、同様の外部アセンブリ612を含むことができる。
この例では、混合アセンブリチャンバ602は、前述のように二次サブチャンバ606および620の無菌接続を介して、一次サブチャンバ622、二次サブチャンバ620および三次サブチャンバ624を含む少なくとも1つのバイオリアクタチャンバアセンブリ618に接続する。無菌接続は、混合アセンブリチャンバ602の内部部分、特に少なくとも1つのエンベロープ608、および/または少なくとも1つのエンベロープ608からの流体ラインへの流体接続を含むことができる。
混合アセンブリチャンバ602は、少なくとも1つのバルブ616を含むことができ、それにより、バルブ616が開いた状態にあるとき、流体材料は、内部エンベロープ608から混合アセンブリチャンバ602から少なくとも1つの長さのチューブを通って少なくとも1つのバイオリアクタアセンブリチャンバ618にポンプで送り出される。少なくとも1つの長さのチューブは、この例では少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618の三次サブチャンバ624にある少なくとも1つのポンプ628を使用して、少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ602の少なくとも1つの内部エンベロープ608から少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618の一次サブチャンバ622の内部の内部バイオリアクタエンベロープ626内に流体を汲み上げることができる。
少なくとも1つの内部バイオリアクタエンベロープ626は、三次サブチャンバ624内の少なくとも1つのモータアセンブリ632に接続することができるインペラ630などの少なくとも1つの混合装置を含むことができる。少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618は、最適な細胞増殖のためにバイオリアクタの熱調節を提供し得る内部および/または外部加熱要素(図示せず)を含み得る。加熱要素(図示せず)は、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618の領域で、加熱流体、電気ヒータジャケット、加熱コイル、および/または強制熱風の再循環を利用してもよい。使い捨てチャンバ600のネットワーク内の少なくとも1つのチャンバは、少なくとも1つの外部アセンブリ(図示せず)によって熱的に調整されてもよい。
バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618は、材料の接種および/または内部バイオリアクタエンベロープ626の通気のための少なくとも1つの外部アセンブリ634を備えてもよい。内部バイオリアクタエンベロープ626は、少なくとも1つのバルブ636を含むことができ、それにより、バルブ636が開いた状態にあるとき、生物学的流体材料が少なくとも1つの長さのチューブを通してポンプで排出され得る。
この例では、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618は、二次サブチャンバ620および640ならびに前述の三次サブチャンバ624および644に同様に無菌接続を介して、一次サブチャンバ642、二次サブチャンバ640および三次サブチャンバ644を含む少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ638に接続する。
この例では、少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ638の二次サブチャンバ640にあるポンプ645は、少なくとも1つの内部バイオリアクタエンベロープ626から流体を灌流アセンブリチャンバ638の一次サブチャンバ642内の灌流アセンブリ646に送り込むために使用される。少なくとも1つの灌流アセンブリチャンバ638は、少なくとも1つの分離方法を使用して、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618から採取材料として所望の生物学的成分を収集するために利用され得る。ポンプ645は、流体材料をバイオリアクタから灌流アセンブリ646に移動させて、収穫材料が抽出される少なくとも1つの灌流分離方法を使用して分離を受ける。さらに、ポンプ648および少なくとも1つの長さのチューブを使用して、さらなる処理のために灌流アセンブリチャンバ638をろ過アセンブリチャンバ652に接続する。
収穫材料の一部ではない残りの流体バイオリアクタ材料は、ポンプ650およびバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618と無菌的に接続された三次サブチャンバ624および644を介してチューブの長さを介して内部バイオリアクタエンベロープ626に再循環される。内部バイオリアクタエンベロープ626に培地、タンパク質、および必須栄養素を補充するための外部供給材料は、少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ602から来るか、または内部バイオリアクタエンベロープ626にポンプで送られてもよい。灌流アセンブリ646の採取ラインは、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ618からの流体生物学的採取材料がさらなる処理を受けることを可能にするために、設定時間または特定の細胞濃度で手動で開かれてもよい。
この例では、灌流アセンブリチャンバ638は、前述のように二次サブチャンバ640および654の無菌接続を介して、一次サブチャンバ656および二次サブチャンバ654を含む少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ652に接続する。流体生物学的収穫材料は、少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ652を使用するろ過によってさらに処理され、少なくとも1つの長さのチューブがフィルタトレインに接続する。少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ652は、親水性フィルタまたは疎水性フィルタ、デプスフィルタ、前フィルタ、滅菌グレードフィルタ、マイコプラズマ保持フィルタ、クロスフロー(接線流)フィルタ、限外ろ過フィルタ、膜吸着フィルタ、ウイルス保持フィルタ、またはフィルタトレインアセンブリとして配置されたフィルタの組み合わせを含むことができる一次サブチャンバ656内の複数のフィルタを含むことができる。
この例の少なくとも1つのろ過アセンブリチャンバ652は、少なくとも1つのデプスフィルタ658、少なくとも1つの前フィルタ660、および少なくとも1つの滅菌グレードフィルタ662を含む。ろ過アセンブリチャンバ652は、二次サブチャンバ654に少なくとも1つのバルブ664を含むことができ、それにより、バルブ664が開いた状態にあるとき、生物学的流体材料の濾液が少なくとも1つのチューブの長さを通して送り出され得る。
この例では、ろ過アセンブリチャンバ652は、前述のように二次サブチャンバ652および668の無菌接続を介して、一次サブチャンバ670および二次サブチャンバ668を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ666に接続する。生物学的収穫材料の濾液は、一次サブチャンバ670内に少なくとも1つの内部容器674を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ666に貯蔵することができ、内部容器674は剛性の、変形不能な、滅菌可能な(好ましくはガンマ照射可能な)プラスチックで構成され得る。少なくとも1つの内部容器674は、充填中は開いた状態にあり、空気圧駆動法を利用した材料の移送中は閉じた状態にある少なくとも1つのバルブ676を備えてもよい。少なくとも1つの通気口フィルタを含む少なくとも1つの外部アセンブリ678は、流体で満たされている間に少なくとも1つの内部容器674を通気することができる。少なくとも1つの空気圧エアラインは、使い捨てチャンバ652の外部から内部、特に内部容器674への流体接続を可能にする少なくとも1つの外部アセンブリ678に接続されてもよい。空気圧エアラインは、滅菌空気圧源を供給して、収集された生物学的収穫物の濾液を内部容器674内の浸漬チューブ680を通して駆動し、さらなる処理を受けることができる。
この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ680を流れて、少なくとも1つのチューブの長さで、少なくとも1つの三次元印刷アセンブリチャンバ682の三次サブチャンバ688の三次元プリンタヘッド供給ライン690に流れ込む。三次元印刷アセンブリチャンバ682は、一次サブチャンバ686および二次サブチャンバ684をさらに備えてもよい。少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ666は、前述のように二次サブチャンバ654および684と三次サブチャンバ672および688の無菌接続を介して少なくとも1つの三次元印刷アセンブリチャンバ682に接続する。
少なくとも1つの三次元印刷チャンバアセンブリ682を利用して、足場を形成し、それを米国特許第9505173号「使い捨て生物学的三次元プリンタ」および米国特許出願第14/927848号「使い捨て容器内における製造」に記載の生物学的製品と組み合わせることができる。少なくとも1つの三次元印刷アセンブリチャンバ682用の少なくとも1つのプリンタヘッド692は、少なくとも1つの構造的プリンタヘッド694および/または少なくとも1つの計量薬物製品を分配できる代替プリンタヘッド696から形成された足場に生物学的材料を分配してもよい。他の例では、3D印刷、生物学的3D印刷、CNCサブトラクティブ製造、真空成形、射出成形、膜プリーツ加工、レーザ切断、および/または超音波溶接は、米国特許出願第14/927848号「使い捨て容器内における製造」にさらに記載されているように、滅菌使い捨て容器内で行われ得る。この例では、プリンタヘッド692、694、696は、三次サブチャンバ672内の固定位置にあり、プリンタトレイ698は、一次サブチャンバ686内のガントリ700内の少なくとも3軸フレームワークに沿って移動する。
少なくとも1つのロボット操作チャンバ702は、一次サブチャンバ706、二次サブチャンバ704、および三次サブチャンバ710を備えてもよい。少なくとも1つの三次元印刷アセンブリチャンバ682は、前述のように、一次サブチャンバ682および706、二次サブチャンバ684および704、および三次サブチャンバ688および710の無菌接続707を介して少なくとも1つのロボット操作チャンバ702に接続する。一次サブチャンバ682および706の無菌接続707は、少なくとも1つの三次元印刷製品の操作のために、少なくとも1つのロボットアーム708がプリンタトレイ698にアクセスできるようにするためのものである。
主サブチャンバ706内の少なくとも1つのロボットアーム708は、滅菌可能なプラスチック材料から形成され、米国特許出願第14/927848号「使い捨て容器内における製造」にさらに記載されるように、少なくとも1つの油圧、空圧、磁気、および/または直接駆動を利用してアームに電力を供給し制御する。この例では、少なくとも1つのロボットアーム708は無菌接続707を通って移動し、少なくとも1つの三次元印刷製品とともにプリンタトレイ698を取り上げ、少なくとも1つの三次元印刷製品を包装し、少なくとも1つのパッケージ化された三次元印刷製品は、移送ハッチアセンブリ712を通って移動し、アセンブリからの取り出しおよび滅菌送達のために滅菌外部移送バッグ714に入る。
図6は、糞便微生物叢移植カプセルのカスタム製造のための使い捨て容器のネットワーク内での生物学的材料の上流および下流処理のための製造システムの例を示している。
この製造システムは、バイオ医薬品業界の現在のツールでは困難な製造プロセスを実行するためのカスタマイズ可能なプラットフォームを提供する。それらの課題の1つは、クロストリジウムディフィシル感染症の治療である。米国疾病対策予防センタ(CDC)は、2011年の研究で、米国でのC.difficile感染の年間症例数は年間453,000症例であり、29,300人が死亡したと推定している(https://www.cdc.gov/media/releases/2015/p0225-clostridium-difficile.html)。糞便微生物叢移植を使用した治療は、C.difficile感染症の患者の治療に有望であることが示されているが、従来のステンレス鋼および/または使い捨て器具を使用した従来のバイオ製造設定では、標準化された処理ではこの問題に対処できなかった。移植のための健康なドナー糞便材料の現在の処理の難しさは、健康なドナーソース材料の多様性、各ソース材料サンプル内の非常に多様な細菌負荷、処理中の細菌の死滅を制限するドナーサンプルから健康な細菌を分離するための要件、およびドナーソース材料と接触していた機器および構成要素の一貫した有効な使用後滅菌技術の欠如による、製造技術の一貫性に関係している。
糞便微生物叢の移植は、肥満、クローン病、炎症性腸症候群、糖尿病、うつ病などさまざまな治療法でさらに研究されている。米国食品医薬品局は、標準化された製造プロセスを必要とする薬物として糞便移植を規制すると発表した。これは、ドナー材料を使用する現在のスツールバンクのより安全な代替品である。かん腸、内視鏡検査、S状結腸鏡検査、大腸内視鏡検査、および凍結乾燥便で満たされた経口カプセルはすべて、患者の転帰を成功させるための送達方法である。腸内微生物叢の複雑さ、移植可能な材料の標準化の試み、および処理装置の洗浄の検証により、この治療法の使用の進展が遅れている。
この例は、糞便微生物叢移植(FMT)材料のカスタマイズ可能なバイオ製造のための使い捨てチャンバのネットワーク800を示している。使い捨てチャンバのネットワーク800は、使い捨てフィルム材料から作られた1つまたはそれ以上の可撓性壁、プラスチックから作られた1つまたはそれ以上の剛性壁、または少なくとも1つの可撓性壁と少なくとも1つの剛性壁の組み合わせを含み得る。使い捨てチャンバのネットワーク800は、個別化された使い捨てチャンバを含み、それぞれがネットワーク内部の生物学的材料の処理に必要な独自の機能を備えている。
この例では、使い捨てチャンバのネットワーク800は、以下のチャンバのうちの少なくとも1つを含むがこれらに限定されない:混合アセンブリチャンバ802、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818、遠心分離アセンブリチャンバ838、流体貯蔵アセンブリチャンバ854、凍結乾燥、ペレット化、カプセル化、およびブリスタ包装チャンバ870。使い捨てチャンバ800の構成要素およびアセンブリのすべてまたはいくつかは、承認された滅菌方法を使用して滅菌されてもよい。
使い捨てチャンバ800のネットワーク内の個別化されたチャンバの各々は、複数の滅菌および/または非滅菌グレードの通気口フィルタを備え得る少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)を使用して通気され得る。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)は、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ800のネットワーク内に滅菌空気空間を維持する。少なくとも1つの通気口フィルタアセンブリ(図示せず)からの滅菌グレードフィルタは、個々のチャンバ内および/または使い捨てチャンバ800のネットワーク内の無菌性を確保するために完全性試験可能であってもよい。個別化されたチャンバの各々は、互いに無菌的に接続されて、前述のように使い捨てチャンバ800のネットワークを形成してもよい。使い捨てチャンバ800および/またはサブチャンバのネットワーク内の個別化された各チャンバは、Sartocheck(登録商標)4Plus Bag Testerなどの漏洩試験装置を使用して漏洩試験可能であり、漏洩試験を実行して潜在的な穿刺および/またはアセンブリの機械的な裂傷を検査する。
少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ802は、培地、栄養豊富なブロス、および緩衝液を混合して、少なくとも1つのバイオリアクタチャンバ・アセンブリ818における少なくとも1つの生物学的材料の成長を支援するために利用され得る。混合アセンブリチャンバ802は、一次サブチャンバ804内に少なくとも1つの内部エンベロープ808を含むことができ、エンベロープ808は、混合のために流体体積を保持する。混合アセンブリチャンバ802は、二次サブチャンバ806内の少なくとも1つのモータアセンブリ812に接続することができるインペラ810など、少なくとも1つのエンベロープ808内に少なくとも1つの混合装置を含むことができる。少なくとも1つのインペラ810を備えた混合シャフトアセンブリは、複数のインペラ形状および設計を備えてもよい。混合アセンブリチャンバ802は、滅菌材料の投入および/または少なくとも1つの内部エンベロープ808の滅菌通気のための少なくとも1つの外部アセンブリ814を備えてもよい。使い捨てチャンバ800のネットワーク内の他のすべての個別化されたチャンバは、同様の外部アセンブリ814を含むことができる。
この例では、混合アセンブリチャンバ802は、前述の二次サブチャンバ806および820の無菌接続を介して、一次サブチャンバ822、二次サブチャンバ820および三次サブチャンバ824を含む少なくとも1つのバイオリアクタチャンバアセンブリ818に接続する。無菌接続は、混合アセンブリチャンバ802の内部、特に少なくとも1つのエンベロープ808、および/または少なくとも1つのエンベロープ808からの流体ラインへの流体接続を含むことができる。
混合アセンブリチャンバ802は、少なくとも1つのバルブ816を含むことができ、それにより、バルブ816が開いた状態にあるとき、流体材料は、内部エンベロープ808から混合アセンブリチャンバ802から少なくとも1つの長さのチューブを通って、少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818に汲み出され得る。少なくとも1つの長さのチューブは、この例では少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818の三次サブチャンバ824に存在する少なくとも1つのポンプ828を使用して、流体の少なくとも1つの内部エンベロープ808から流体を汲み出すことができる。少なくとも1つの混合アセンブリチャンバ802を、少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818の一次サブチャンバ822の内部の内部バイオリアクタエンベロープ826に入れる。
少なくとも1つの内部バイオリアクタエンベロープ826は、三次サブチャンバ824内の少なくとも1つのモータアセンブリ832に接続することができるインペラ830などの少なくとも1つの混合装置を含むことができる。少なくとも1つのバイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818は、最適な細胞増殖のためにバイオリアクタの熱調節を提供し得る加熱要素(図示せず)を含み得る。加熱要素(図示せず)は、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818の領域内の加熱流体、電気ヒータジャケット、加熱コイル、および/または強制熱風の再循環を利用してもよい。細菌発酵の場合、一定の温度を維持するためにチラー(図示せず)を利用してもよい。使い捨てチャンバ800のネットワーク内の少なくとも1つのチャンバは、少なくとも1つの外部アセンブリ(図示せず)によって熱的に調整されてもよい。
バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818は、材料の接種および/または内部バイオリアクタエンベロープ826の通気のための少なくとも1つの外部アセンブリ834を含んでもよい。接種材料は、参照ドナーサンプルからのものであり得るドナー糞便サンプルの懸濁液、および/または意図される治療に有益であることが確認された複数の細菌分離株の組み合わせを含み得る。内部バイオリアクタエンベロープ826は、バルブ836が開いた状態にあるときに、生体液物質が少なくとも1つの長さのチューブを通してポンプで排出されるように、少なくとも1つのバルブ836を備えてもよい。
この例では、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818は、二次サブチャンバ820および840、ならびに前述の三次サブチャンバ824および843の無菌接続を介して、一次サブチャンバ842、二次サブチャンバ840および三次サブチャンバ843を含む少なくとも1つの遠心分離アセンブリチャンバ838に接続する。
バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818からの流体生物学的収穫材料は、遠心分離、ろ過、クロスフローろ過、限外ろ過、膜吸着、カラムクロマトグラフィー、および/または濃縮などの少なくとも1つの処理方法を利用するさらなる処理を受けてもよい。
この例では、生物学的収穫材料は、使い捨て遠心分離アセンブリチャンバ838を使用した遠心分離による処理を受ける。遠心分離アセンブリチャンバ838内の使い捨て遠心分離アセンブリ844は、収穫物の清澄化および/または濃縮および洗浄のために利用され得る。この例では、二次サブチャンバ840内のポンプ845を使用して、生物学的収穫材料が送り込まれる。一次サブチャンバ842内の使い捨て遠心分離アセンブリ844は、複数の使い捨て遠心セル(図示せず)、内部ロータアセンブリ(図示せず)、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818から使い捨て遠心セル内部に流体材料を供給する内部流体アセンブリ(図示せず)、リンス用の外部流体、廃棄物を除去および収集するための流体ライン(図示せず)、および使い捨て遠心チャンバ838内の他の構成要素を使い捨て遠心分離アセンブリ844の内部の高い回転速度から保護するための剛性カバーアセンブリ(図示せず)を含むことができる。遠心モータアセンブリ846は、二次サブチャンバ840内にある。
遠心分離アセンブリチャンバ844は、複数の使い捨てチャンバが、バイオリアクタ・アセンブリ・チャンバ818からの生物学的材料を含む流体で満たされ、前述のようにロータアセンブリを使用して高速で回転するkSep(登録商標)Systemsなどの使い捨て遠心分離プラットフォームを利用してもよい。
この例では、糞便微生物叢移植(FMT)用の生物学的収穫材料を、エタノール、生理食塩水、および/または再懸濁および洗浄用の他の緩衝液の繰り返しすすぎで洗浄してもよい。内部流体アセンブリ(図示せず)は、使い捨て遠心セル(図示せず)に流体を供給し、セルから老廃物を除去することができる複数のチューブラインで構成されてもよい。この例では、少なくとも1つの配管入口ライン848が外部源に流体接続され、洗浄流体を使い捨て遠心セル(図示せず)に供給し、少なくとも1つの廃棄物出口ライン850が、廃液を収集し、廃棄前に処理する外部容器に流体接続される。チューブライン(図示せず)は、遠心継手中にチューブラインが絡まるのを防ぐために、回転ジョイント(図示せず)で巧みに配置することができる。
上述のように、使い捨て遠心分離アセンブリ844は、遠心分離アセンブリ844の内部の他の構成要素を保護するために、剛性の滅菌可能な(好ましくはガンマ線照射可能な)プラスチック材料で作られ得る剛性のカバーアセンブリを備えてもよい。使い捨て遠心チャンバ(図示せず)、内部ロータアセンブリ(図示せず)、内部流体アセンブリ(図示せず)、および剛性カバーアセンブリ(図示せず)は破棄されるが、外部モータアセンブリ(図示せず)は再利用可能であり得る。
遠心分離後、目的の液体生物学的収穫材料がどこにあるかに応じて、高密度ペレット化材料または上澄み液をさらに処理するために収集できる。高密度材料は、さらなる処理を受けるための流体懸濁液として提供するために、流体緩衝液に再懸濁されてもよい。流体の生物学的収穫材料は、緩衝液を使用した一連のすすぎで洗い流され、および/または処理中に非必須流体を除去することにより濃縮されてもよい。
使い捨て遠心分離機アセンブリ844から生物学的に採取された流体材料は、さらなる処理のためにポンプ852を使用して汲み出すことができる。この例では、遠心分離アセンブリチャンバ838は、二次サブチャンバ840および856、ならびに前述の三次サブチャンバ843および860の無菌接続を介して、一次サブチャンバ858、二次サブチャンバ856および三次サブチャンバ860を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ854に接続する。
生物学的収穫材料の濾液は、一次サブチャンバ858内に少なくとも1つの内部容器674を含む少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ854に貯蔵することができ、内部容器862は剛性の、変形不能な、滅菌可能な(好ましくはガンマ照射可能な)プラスチックで構成され得る。少なくとも1つの内部容器862は、充填中は開いた状態にあり、空気圧駆動法を利用した材料の移送中は閉じた状態にある少なくとも1つのバルブ864を含むことができる。少なくとも1つの通気口フィルタを含む少なくとも1つの外部アセンブリ868は、流体で満たされる間に少なくとも1つの内部容器862を通気してもよい。使い捨てチャンバ854の外部から内部、特に内部容器862への流体接続を可能にする少なくとも1つの空気圧エアラインを少なくとも1つの外部アセンブリ868に接続することができる。空気圧エアラインは、滅菌空気圧源を供給して、収集された生物学的収穫物の濾液を内部容器862内の浸漬チューブ866に通してさらに処理するようにしてもよい。
この例では、収集された生物学的収穫材料は、浸漬チューブ866を流れて、少なくとも1つの長さのチューブ878に入れられ、一次サブチャンバ874、二次サブチャンバ872および三次サブチャンバ876を含む少なくとも1つの凍結乾燥、ペレット化、カプセル化、およびブリスタ包装チャンバ870に入れられる。少なくとも1つの流体貯蔵アセンブリチャンバ854は、前述のように二次サブチャンバ856および872と三次サブチャンバ860および876の無菌接続を介して少なくとも1つの凍結乾燥、ペレット化、カプセル化、およびブリスタ包装チャンバ870に接続する。
少なくとも1つの凍結乾燥、ペレット化、カプセル化、およびブリスタ包装チャンバ870は、単一のチャンバであってもよく、または処理要件に応じて複数の個別化されたチャンバを含んでもよい。この例では、少なくとも1つの凍結乾燥、ペレット化、カプセル化、およびブリスタ包装チャンバ870の主要サブチャンバ874は、凍結乾燥アセンブリ880を含み、これは、遠心分離された生物学的収穫材料からエタノールなどの揮発性懸濁液を蒸発させることができる、チラー要素(図示せず)を利用して広げて凍結する粉末材料を残す。チラーには、滅菌グレードのエアフィルタを含む外部アセンブリ882を介して滅菌冷却空気を供給することができる。外部アセンブリ882は、凍結乾燥アセンブリ880の内部機構を制御するための駆動機構として機能し得る加圧エアラインを含み得る。
凍結乾燥アセンブリ880からの粉末凍結収穫材料は、シュート884を下って、複数のディボットおよび穴を備えた保持トレイ886に運ばれる。保持トレイ886内のディボットは、粉末凍結収穫材料を収集し、カプセルに挿入されるペレットのサイズを決定する。穴は、カプセルの圧縮後、カプセル移送アセンブリ892内のガイド(図示せず)を使用して、カプセル894の半分に穴を通って落下する可能性のあるペレットの圧縮後に開くことができる。ペレット化圧縮アセンブリ888は、外部駆動機構を利用して、保持トレイ886上の粉末凍結収穫材料を所定のサイズのペレットに圧縮する。いくつかの例では、外部流体ライン890を使用して、ゼラチンなどのコーティング材料または他のコーティング材料を、ペレット化圧縮アセンブリ888からペレットに流体注入することができる。これにより、ペレットが完全に溶解する前に胃内の酸性度を通過できるように、またはカプセル壁が損なわれた場合に患者が不快な味を感じるのを防ぐために、ペレットの周りにコーティングが施される。
カプセル894の半分は、アセンブリがカプセルの半分を有するホッパ900を使用するカプセル配置アセンブリ898の下にあるときに、カプセル輸送アセンブリ892に配置される。ホッパ900内のカプセルの半分は、滅菌条件下で製造され、および/または製造後に滅菌されてもよい。カプセルの半分は、カプセル配置アセンブリ898に落ち、そこで開口端が上を向くように、またカプセル輸送アセンブリ892のカプセル開口部と同じ間隔と位置になるように配置される。
カプセル輸送アセンブリ892が最初の通過を行うとき、カプセルの半分は、ガイド(図示せず)を使用してカプセル開口部に落とされる。カプセル輸送アセンブリ892は、外部駆動機構(図示せず)および一次サブチャンバ874内の接続を備えた二次サブチャンバ872内のコンベアベルト駆動アセンブリ896を使用して、一次サブチャンバ874内のトラックに沿って移動する。このカプセル輸送アセンブリ892は、このコンベアベルト駆動アセンブリ896トラックに沿って移動し、カプセルの半分を拾い上げるために最初の停止を行い、ペレット化された生物学的材料を開いたカプセルの半分に落とす。次に、カプセル輸送アセンブリ892は、カプセル圧縮アセンブリ902に移動し、カプセル圧縮アセンブリ902は、充填されたカプセルをカプセルアセンブリの他の半分904で閉じ、圧縮して所定の位置にロックする。
カプセル圧縮アセンブリ902は、カプセルの半分を備えたホッパ906を使用する。ホッパ906内のカプセルの半分は、滅菌条件下で製造され、および/または製造後に滅菌されてもよい。カプセルの半分はカプセル圧縮アセンブリ902に落ちる。カプセル圧縮アセンブリ902では、開口端が下を向き、カプセル輸送アセンブリ892に充填されたカプセルと同じ間隔と位置になるように配置される。
次いで、カプセル輸送アセンブリ892は、トラックの端部に移動し、そこでアセンブリが反転および/または開いて、充填されたカプセルを充填されたカプセル貯蔵容器906に落とすことができる。充填カプセル貯蔵容器906内の充填カプセルは、垂直コンベア908によりブリスタ包装アセンブリに輸送され、ブリスタ包装の少なくとも片側が貯蔵容器910から供給される。充填されたカプセルが挿入され、貯蔵容器912から供給されるブリスタ包装の少なくとも1つの第2の側面がカプセルを覆い、ブリスタ包装ピストン916からの熱、圧縮、または他の作用を利用して密封される。ブリスタパックカプセル920は、移送ハッチアセンブリ918を介して、収集のために貯蔵容器922に供給される。ブリスタ包装作業からの廃棄物は、充填されたときに除去するために廃棄物貯蔵容器924に供給される。
この例で説明する使い捨てチャンバのネットワークを利用するカスタマイズされたプラットフォームは、CRISPRシーケンスの配信のための滅菌注射器へのワクチン生産やウイルスベクター生産を含むがこれらに限定されない他のバイオプロセス製造設定に適用できる。
外部アセンブリを利用して、これまでに説明した使い捨てチャンバのネットワークを制御、調整、および監視することができる。使い捨てチャンバのネットワークは、ベンチトップまたは施設内で、使い捨てチャンバのネットワーク内の個々のチャンバに接続された支持機器とユーティリティを使用して動作する。あるいは、使い捨てチャンバのネットワークは、使い捨てチャンバのネットワーク、支持機器、およびユーティリティ接続がより管理しやすい設定で配置および制御される容器アセンブリに配置されてもよい。
そのような容器アセンブリは、生物学的材料の生成および取り扱いのうちの少なくとも1つを含む動作を実行するための少なくとも1つの使い捨てチャンバを収容するように構成されたエンクロージャを備えてもよい。エンクロージャは、可撓性壁または剛性壁またはそれらの組み合わせを有してもよく、壁は透明であってもよい。エンクロージャも滅菌可能である。エンクロージャは、生物学的物質の上流および下流の処理を実行するように構成されたチャンバのネットワーク全体を収容するのに十分な内部容積を有していてもよい。エンクロージャは、足場、プラットフォームおよび/またはポールを含むなどの内部構造を含むことができ、その結果、使い捨てチャンバは、エンクロージャ内に整然と配置および支持され得る。
エンクロージャは、少なくとも1つの支持機器モジュールを備えてもよく、少なくとも1つの支持機器モジュールは、少なくとも1つの使い捨てチャンバの動作を支援するために少なくとも1つの使い捨てチャンバに動作可能に結合されるように構成される。少なくとも1つの支持機器モジュールには、次の少なくとも1つが含まれる。
-供給ユニットへの少なくとも1つの接続、
-廃棄物容器への少なくとも1つの接続、
-少なくとも1つの使い捨てチャンバに含まれる装置を駆動するための少なくとも1つの駆動機構、
-少なくとも1つの使い捨てチャンバの操作に備えてタスクを実行するように構成された少なくとも1つの構成要素、
-少なくとも1つの使い捨てチャンバの操作後にタスクを実行するように構成された少なくとも1つの構成要素。
したがって、少なくとも1つの支持機器モジュールは、使い捨てチャンバへの流体および/または機械的接続を有してもよい。支持装置モジュールと使い捨てチャンバとの間の接続方法は、チャンバまたはサブチャンバ間の接続について前述したものと同じであってもよい。
1つまたはそれ以上の使い捨てチャンバがサブチャンバを含む場合、二次および/または三次サブチャンバは、一次サブチャンバと支持機器モジュールの間の媒介として機能し得る。
容器アセンブリは、滅菌ろ過水貯蔵タンクおよび圧縮空気貯蔵タンクなどの少なくとも1つの供給ユニットをさらに備えてもよい。例示的に、供給ユニットはエンクロージャ内ではなく、エンクロージャの外側にあってもよい。
少なくとも1つの支持機器モジュールおよび少なくとも1つの使い捨てチャンバのモジュール配置は、複数の可能な構成のうちの1つの構成に選択的に取り付け可能である。換言すれば、使い捨てチャンバおよび支持機器モジュールは、エンクロージャ内に自由に配置することができ、配置は固定ではなく、必要に応じて変更することができる。これは、エンクロージャ内のすべての構成要素を第1の位置から第2の位置に移動でき、構成要素の別の構成要素に対する相対位置を変更できることを意味する。さらに、支持機器モジュールと使い捨てチャンバの両方は、モジュール式システムのモジュール、すなわち、複数の異なる設計に従って互いに関連して使用できる機能的な小型部品である。
エンクロージャは、少なくとも1つの支持機器モジュールおよび少なくとも1つの使い捨てチャンバのモジュール式配置を修正できるように構成されたアクセス開口部をさらに備えてもよい。
いくつかの例では、エンクロージャは剛性基部上に配置されてもよく、剛性基部は複数の変位可能な要素によって形成されてもよい。言い換えれば、基部はモジュール式であってもよく、その構成は、基部の特定の部分にどの/いくつの使い捨てチャンバおよび/または支持装置モジュールが配置されているかによって調整されてもよい。
例示的に、剛性基部は、容器アセンブリを可動にするために少なくとも1つのホイールを備えてもよい。したがって、エンクロージャは、例えば、カート、スキッド、および/またはモバイルトレーラに配置され得る。
容器アセンブリは、少なくとも1つの支持機器モジュールおよび少なくとも1つの使い捨てチャンバを制御するように構成された制御装置をさらに備え得る。制御装置は、エンクロージャ内のすべての構成要素を制御できるため、制御プロセスが簡素化される。特に、制御装置は、支持機器モジュールと組み合わされた使い捨てチャンバのネットワーク内で行われる動作を制御してもよい。これらの操作には、データ取得、データ分析、電力供給、給水、遠心分離、混合、灌流、バルブの開閉、ポンプの起動と停止、通気、フィルタリング、および分配が含まれるが、これらに限定されない。
図7は、支持機器と供給ユニットを含む使い捨て容器の容器アセンブリの例を示している。
この例では、モジュール式容器制御アセンブリ1000は、特定のレイアウトまたはパターンで配置された少なくとも1つの使い捨てチャンバ1004を含むことができる少なくとも1つの剛性壁1002を備えたエンクロージャを含むことができる。例示的に、エンクロージャは、重力が下の使い捨てチャンバ1004に流体材料を排出できるようにするために、上から使い捨てチャンバ1004に接続された第2の使い捨てチャンバ1006を含むこともできる。使い捨てチャンバ1006は、完全に混合された培地を下の使い捨てチャンバ1004の内部のバイオリアクタ容器に排出する混合容器を備えてもよい。
エンクロージャは、それが接続されている使い捨てチャンバ1004の状態を制御、調整、および監視するための少なくとも1つの支持機器モジュール1008を含むことができる。少なくとも1つの支持機器モジュール1008は、少なくとも1つの使い捨てチャンバ1004内のミキサ、ポンプ、遠心分離機および他の機械装置を支持する機械駆動機構を制御することができる。少なくとも1つの支持機器モジュール1008は、少なくとも1つの使い捨てチャンバ1004を、流体、圧縮ガス、電気、および/または廃棄物容器などの貯蔵容器などのユーティリティに接続することができる。
モジュール式容器制御アセンブリ1000に接続されたユーティリティは、外部接続を介して、それが置かれている部屋内に存在するユーティリティに接続されてもよく、および/またはモジュール式容器制御アセンブリ1000自体に内蔵されて格納されてもよい。この例では、滅菌ろ過水貯蔵タンク1016および圧縮空気貯蔵タンク1018は、モジュール式容器制御アセンブリ1000上に局所的に貯蔵されている。例示的な実施形態において、モジュール式容器制御アセンブリ1000は、使い捨てチャンバ1004および1006のいずれかが穴をあけられるかまたは漏れを含む場合に、内部に分類された空間を提供するエアハンドラおよびろ過アセンブリ1020を含み得る。
使い捨てチャンバ1004および1006、ならびに少なくとも1つの支持機器モジュール1008は、モジュール式容器制御アセンブリ1000上のアクセスドアおよび/またはハッチを介して配置、接続、セットアップ、切断、および取り外しすることができる。この例では、エンクロージャの内部へのアクセス開口部1012を提供するモジュール式容器制御アセンブリ1000の側面にハッチ1010がある。エンクロージャは、使い捨てチャンバ1004および1006および少なくとも1つの支持機器モジュール1008にアクセスするために開くことができる追加のアクセスドア1014を備えてもよい。例示的な実施形態では、モジュール式容器制御アセンブリ1000は、人が少なくとも1つの使い捨てチャンバ1004および1006ならびに少なくとも1つの支持機器モジュール1008に歩き込み、挿入、配置、および/または除去するのに十分な大きさであり得る。
使い捨てチャンバのセットアップは、内部で実施される特定の種類の処理に応じて変更することができ、したがって、モジュール式支持機器モジュール1008は、使い捨てチャンバのセットアップのネットワーク内の個々のチャンバのニーズに合うように移動および配置することができる。モジュール式容器制御アセンブリ1000は、それ自体がモジュール式であり得る剛性基部1022を含み得、そのため、基部1022の要素は、異なる重量および負荷構成のために動き回ることができる。
この例では、剛性基部は、使い捨てチャンバ1004および1006を備えたモジュール式容器制御アセンブリ1000を移動および/または輸送することができる少なくとも1つのホイール1024を備える。モジュール式容器制御アセンブリ1000は、壁プラグ、バッテリ、発電機、ソーラーパネル、および/または他の発電アセンブリを含む電源を含むことができる。独立した電源1026は、農村地域および/または安定した電力へのアクセスが得られない可能性のある野原地域で有用であり得る。
オペレータは、ディスプレイ画面およびコントローラ入力装置1028でモジュール式容器制御アセンブリ1000を制御することができる。ディスプレイ画面およびコントローラ入力装置1028は、バッチレシピ、データ/センサ分析、およびモジュール式容器制御アセンブリ1000の動作を制御するためのプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)として機能し得る。追加および/または代替として、モジュール式容器制御アセンブリ1000は、少なくとも1つのモバイル装置1030、少なくとも1つの拡張現実装置1032、少なくとも1つの仮想現実装置1034、および/または少なくとも1つの混合物現実装置(図示せず)などの外部装置と無線通信し得る。
これまでの例は、個別化医療に焦点を当てた小規模から中規模のバイオ製造のための個別化された使い捨てチャンバのネットワークの使用を実証した。他の例では、個別化された使い捨てチャンバのネットワークは、マイクロスケールのバイオ製造および/または多段階の構成可能な診断試験のために、マイクロ流体スケールまで小型化され得る。
図8は、使い捨て容器の小型化された容器アセンブリの例を示している。
表示「A」は、生物学的物質の上流および下流の処理のためのモバイル機器1100の正面図である。モバイル装置1100は、少なくとも1つの個々の使い捨てチャンバ1108を保持するための剛体1102を含むことができる。例示的に、複数の使い捨てチャンバ1108は、使い捨てチャンバのネットワークを形成するために接続されてもよい。モバイル装置1100は、少なくとも1つの個々の使い捨てチャンバ1108に接続することができる少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1104を含むことができる。
図7の支援機器モジュール1008について説明したように、少なくとも1つの支援機器モジュール1104は、少なくとも1つの個々の使い捨てチャンバ1108内のミキサ、ポンプ、遠心分離機および他の機械装置を支持する機械駆動機構を含むことができる。少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1104はまた、流体、圧縮ガス、電気、および/または廃棄物容器などの貯蔵容器を含むユーティリティライン1106の回路への接続を含むことができる。
少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1104は、少なくとも1つの個々の使い捨てチャンバ1108をモバイル装置1100にしっかりと接続するための取り付け機構(図示せず)を含み得る。少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1104は、個別に、または他のモジュールと組み合わせて取り外され、処理が必要とするユーティリティライン1106の回路への接続の別のレイアウトに置き換えられてもよい。
モバイル装置1100は、少なくとも1つの個々の使い捨てチャンバ1108、少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1104、および/または少なくとも1つのユーティリティライン1106の回路の動作を制御、調整、および監視するための少なくとも1つの入力装置1110を含むことができる。他の例では、ディスプレイ装置(図示せず)をモバイル装置1100上に提供することができ、および/またはモバイル装置を制御し、データをコンピュータラップトップまたはワークステーション、少なくとも1つのモバイル装置(図示せず)、少なくとも1つの拡張現実装置(図示せず)、少なくとも1つの仮想現実装置(図示せず)、少なくとも1つの複合現実装置(図示せず)、および/または他のディスプレイ装置(図示せず)などの少なくとも1つの外部装置(図示せず)上に表示することができる。
表示「B」は、生物学的材料の上流および下流処理のためのモバイル装置1112の側面図であり、表示Aを参照して説明したモバイル装置1100の特徴のすべてまたは一部を含むことができる。
モバイル装置1112は、個々の使い捨てチャンバ1118および1124を保持するための剛体1114を含み得、これらは、使い捨てチャンバのネットワークを形成するように接続され得る。少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1116は、個別に、または他のモジュールと組み合わせて取り外され、処理が必要とするユーティリティラインの回路への接続の別のレイアウトに置き換えられてもよい。
個別の使い捨てチャンバ1124は、少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1116および/またはそれに隣接する少なくとも1つの個別の使い捨てチャンバ1118に接続してもよい。個々の使い捨てチャンバ1118および1124は、前述のように一次サブチャンバ1124、二次サブチャンバ1122、および/または三次サブチャンバ(図示せず)を介して互いに無菌的に接続されてもよい。個々の使い捨てチャンバ1118および1124は、追加または代替として、接続1126を介して少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1116に無菌的に接続されてもよい。
個々の使い捨てチャンバ1118および1124は、前述のように上流および下流のバイオプロセシングを実施してもよい。追加または代替として、モバイル装置1112は、多段階の構成可能な診断テストに利用されてもよい。多段階で構成可能な診断テストでは、流体サンプル(血液、尿、糞便、脳脊髄液、精液など)や生検、吸引などの固体サンプルなどの患者からのサンプル、および/または抽出された質量が与えられる。サンプルは、規制された条件下で材料が成長するバイオリアクタアセンブリに無菌的に挿入されるなど、いくつかの処理ステップを経て、材料は後で採取またはフラッシュされ、ろ過または他の手段で精製される。次いで、材料は、結合に特異的な抗体などの分析物でコーティングされた診断膜上に分配され得、材料は、電子検知装置によって正確に測定され得る。例として、このプロセスは、バイオリアクタアセンブリ内で培養され、後で一連の抗生物質および/または患者の治療のための最良のコースを決定するための医薬品の計量された用量でスクリーニングを受ける複数の容器(図示せず)に分配される患者サンプルの培養および微生物分析に利用できる。そのような技術は、制御された条件下で限られた患者サンプルを成長させ、複数の潜在的な治療選択肢を試験するための原料として提供することを可能にするだろう。同様の手法を利用して、患者の腫瘍および/またはがんの生検を培養することができる。これは、材料を規制条件下で成長させたバイオリアクタアセンブリに無菌的に挿入し、後で化学療法製剤、免疫原性製剤、遺伝子組み換え製剤(CRISPR、ウイルスベクターなど)などの製剤の一連の計量用量によるスクリーニング、または生検腫瘍の感受性と患者治療のための最善の行動方針を決定するための放射線治療などの物理的操作によるスクリーニングに供される複数のチャンバおよび/または容器(図示せず)に分配することができる。
モバイル装置1112の物理的構成要素は、少なくとも1つの電源装置、好ましくは充電式バッテリ1128;流体が電池室に漏れるのを防ぐための少なくとも1つの障壁1130;滅菌水、栄養豊富な培地、緩衝液、または他の流体材料などの投入材料1132用の少なくとも1つの容器;窒素および/または圧縮空気などの加圧ガス1134用の少なくとも1つの容器;生物学的処理製品1136を収集するための少なくとも1つの容器;流体廃棄物を含む廃棄物1138の収集のための少なくとも1つの容器;を含むことができる。容器1132、1134、1136および1138のすべては、モジュール式であり、モバイル装置アセンブリから取り外し可能であり得る。モバイル装置1112は、容器1132、1134、1136および1138を少なくとも1つのモジュール式支持機器モジュール1116内のユーティリティラインの回路に流体接続、好ましくは無菌接続することができる。
モバイル装置1112の電子部品は、流体漏れによる損傷を防ぐためにコーティングすることができる少なくとも1つの回路基板1148と、バッチプロトコルおよびレシピを処理するための少なくとも1つの処理装置1140と、バッチプロトコルおよびレシピを保存し、監視、センサ、および/または測定データを保存するための少なくとも1つのメモリストレージ装置1142と、データを無線1150で外部装置に送信するための少なくとも1つの通信装置1144と、モバイル装置にコマンドを入力するための少なくとも1つの入力装置1146と、を含むことができる。