KR102019662B1 - 필터 카세트용 밀봉 케이스 - Google Patents

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Abstract

여과 시스템에 조립 및 부착 후 확실히 누설을 방지하는 여과 카세트용 밀봉 케이스. 상기 밀봉 케이스는 여과 카세트상에 결합되며 밀봉 케이스 사이의 유체밀폐 시일을 제공하고 여과 시스템에 부착되었을 때 상기 여과 카세트의 적어도 하나의 포트를 둘러싼다. 상기 밀봉 케이스는 함께 결합되는 두 개의 절반부들을 포함할 수 있고, 각각의 절반부들은 동일하게 될 수 있다. 상기 밀봉 케이스의 내면은 평탄하거나 또는 실질적으로 평탄할 수 있다.

Description

필터 카세트용 밀봉 케이스
약제학적 유체와 같은 유체를 여과하기 위한 장치 및 상기 장치를 밀봉하기 위한 가스켓.
접선 유동 여과(tangential flow filtration: TFF)는 사이즈 또는 분자 중량 차이에 기반하여 용액 또는 현탁액에 있어서의 성분들을 분리하기 위해 멤브레인들을 사용하는 분리 공정이다. 응용 분야는 단백질과 뉴클레오타이드, 항원, 및 모노클론 항체와 같은 다른 생체 분자들의 농축, 정화 및 탈염; 완충액 교환; 공정 개발; 멤브레인 선택 학습; 콜로이드성 입자들을 제거하기 위한 전 색층분석 정화; 덱스트로오스 및 항생제와 같은 작은 분자들의 디피로제네이션; 세포 배양, 용해물, 콜로이드성 현탁액 및 바이러스 배양의 하베스팅, 세척 또는 정화; 및 샘플 제조를 포함한다.
통상적인 TFF 장치들은 여과 멤브레인 및 직물 스크린의 시트들을 적층함으로써 구성된다. TFF 장치는 카세트 포맷으로 내장될 수 있다. 분리형 밀봉 가스켓들이 카세트의 양측에 위치되고 이 조립체는 한 세트의 상부와 저부 매니폴드 또는 홀더들 간에 여과 시스템에 설치된다. 매니폴드 또는 홀더들은 TFF 장치 내의 다수의 흐름 경로들에 걸쳐 여과 유체 스트림에 기여하도록 작용한다. 이 매니폴드 또는 홀더들은 함께 클램프되어 TFF 장치 및 가스켓들에 대해 기계적 구속을 제공하여 소망의 유체 밀폐를 달성하도록 한다. 전형적인 여과 시스템은 많은 카세트를 포함하기 때문에 그에 따라 많은 가스켓을 포함한다. 그러나, 많은 카세트 및 가스켓의 설치는 사용자에 귀찮을 뿐만 아니라 설치, 수리 또는 교체 시 가스켓이 헐거워지는 문제로 되기 쉽다. 더욱이, 부적절하게 정렬되거나 부적절하게 안착된 가스켓은 시스템의 누설을 야기할 수 있다. 누설이 야기되면, 카세트 및 가스켓의 전체 시스템이 제거되거나 재설치될 필요가 있다.
부적절한 조립 및 누설의 문제를 피하기 위한 확실한 방식으로 여과 카세트의 설치 및 사용을 단순화하기 위한 필요성이 제기된다.
본 출원에는 여과 시스템에의 조립 및 설치 후 누설을 확실히 방지하는 여과 카세트에 대한 밀봉 케이스가 기술된다. 유체밀폐 시일을 달성하기 위해 여과 장치에 밀봉 가스켓을 결합하기 위해 접착, 오버몰드 및/또는 접착제의 사용에 의존하는 종래 장치들과 달리, 본 발명은 여과 카세트에 끼워지는 밀봉 케이스를 제공함으로써 이들 성가심 및 문제들을 회피하고 여과 시스템에 부착되었을 때 상기 여과 카세트의 적어도 하나의 포트 둘레와 밀봉 케이스 사이에 유체밀폐 시일(fluid-tight seal)을 제공한다.
전형적인 TFF 여과 카세트의 기본 형상은 기본적으로 사각형 직육면체이다. 여과 카세트는 (전면 및 배면으로도 지칭될 수 있는) 두 개의 주요 면들 및 4개의 측면들을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 적어도 두 개의 주요 면 및 적어도 하나의 측면을 둘러싼다. 다른 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 여과 카세트의 적어도 4개, 5개 또는 모든 6개 측면들을 둘러싸고, 밀봉 케이스에 의해 둘러싸인 측면들의 적어도 두 개는 전면 및 배면을 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 평탄하거나 또는 실질적으로 평탄한 내면을 갖는다. 예컨대, 상기 내면은 여과 카세트에 있어서 포트 구멍과 정렬되는 돌기들 및 높게 형성된 영역들을 갖지 않는다.
다른 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 함께 결합되는 두 개의 절반부들을 포함한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 밀봉 케이스의 두 개의 절반부들은 동일하다. 다른 실시예에서, 상기 밀봉 케이스의 두 개의 절반부들은 동일하지 않다.
일 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 엘라스토머 물질(elastomeric material)이다. 특정 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 열가소성 엘라스토머 물질이다. 다른 실시예에서, 상기 밀봉 케이스는 열가소성 물질이다.
본 출원에 기재된 다른 실시예에서, 밀봉 케이스는 접선 유동 여과(TFF) 카세트와 같은 여과 카세트에 사용될 수 있다.
또한, 본 출원에는, 상기와 같이 또한 후술되는 바와 같이 여과 카세트 및 밀봉 케이스 모두를 포함하는 여과 장치가 제공된다. 더욱이, 여과 시스템은 또한, 하나 이상의 상기 여과 장치 및 한 쌍의 매니폴드 또는 홀더들을 포함하고, 상기 여과 장치들은 여과 시스템에 부착되었을 때 유체밀폐 시일을 제공한다.
도면들은 본 발명의 임의의 실시예들을 예시하기 위한 것으로 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도1A는 작은 여과 카세트에 대한 밀봉 케이스의 절반의 상면도이다.
도1B는 도1A의 A-A선 측면도이다.
도1C는 도1A의 B-B선 측면도이다.
도2A는 큰 여과 카세트에 대한 밀봉 케이스의 절반의 상면도이다.
도2B는 도2A의 A-A선 측면도이다.
도2C는 반전 위치에 있어서 밀봉 케이스의 측면도이다.
도2D는 도2A의 B-B선 측면도이다.
도1A는 비슷한 크기 및 형상의 여과 카세트와 함께 사용하기에 적합한 밀봉 케이스(1)의 절반부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 밀봉 케이스의 치수가 고려되는 밀봉 케이스에 맞추어질 수 있도록 임의의 적절한 크기로 될 수 있다. 상업적으로 입수할 수 있는 여과 카세트의 예를 들면, Pelicon®2 ultrafiltration cassette (이엠디 밀리포어 코포레이션, 매사추세츠 빌레리카)는 물론, 산업상 공지된 다른 것들을 포함한다.
바람직하게, 밀봉 케이스는 열가소성 엘라스트머와 같은 엘라스토머 물질로 형성될 수 있으며, 이는 필요에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 물질의 선택은 처리되는 유체와의 호환성, 화학적 안전성, 기대되는 서비스 수명(예컨대, 보다 길거나 짧은 시간 동안 연속 또는 반복된 클램핑 압력하에 1회용, 복수회 사용), 등을 들 수 있다.
적절한 물질들로는, 이들에 한정되지 않으나, Santoprene® polymer, Kraton®thermoplastic elastomer 및 Dynaflex® elastomer와 같은 상품명으로 출시된, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)와 폴리프로필렌의 혼합물, 스티렌 블록 공중합체 등으로 형성될 수 있는 열가소성 엘라스토머, EPDM 고무, 열경화성 수지, 실리콘, 및 고무를 포함하며 이들은 자연 또는 합성 물질이다. 일 실시예에서, 밀봉 케이스는 둘 이상의 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 밀봉 케이스는 열가소성 엘라스토머와 같은, 강성(rigid) 열가소성 성분 및 엘라스토머 물질을 포함한다. 예컨대, 하나 이상의 표면들은 엘라스토머 물질을 포함하는 밀봉 면들을 갖는 강성 열가소성 성분을 포함할 수 있다. 상기 강성 열가소성 성분은 예컨대, 구조적 완전성을 제공할 수 있다. 엘라스토머 물질은 최신 기술을 사용하여 상기 강성 열가소성 성분상에 오버몰드될 수 있다.
밀봉 케이스는, 이 밀봉 케이스가 결합될 여과 카세트(도시되지 않음)에 적어도 하나 이상의 포트들에 대응하고 그들과 정렬하는 하나 이상의 개구들(10)을 갖는다. 상기 밀봉 케이스는 이 밀봉 케이스(1)의 두 개의 절반부들을 끼워맞춤으로써 여과 카세트에 결합된다. 특히, 밀봉 케이스는 접착제 또는 다른 접합 방법의 사용 없이 여과 카세트에 끼워진다. 예컨대, 상기 케이스는 여과 카세트에 오버몰드되지 않는다. 그 대신, 밀봉 케이스(1)의 두 절반부들은 여과 카세트 둘레에 위치되고 함께 맞추어진다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 밀봉 케이스의 두 절반부들을 함께 끼워맞춰 결합하기 위해 많은 구성들이 사용될 수 있다. 예컨대, 도1B에 도시된 바와 같이, 밀봉 케이스의 에지들은 2단 톱니모양부(14a)를 가질 수 있으며 이는 밀봉 케이스의 다른 절반부에 있어서의 상보적인 형상의 대응 부재(14a)에 결합되도록 설계된다.
밀봉 케이스의 두 절반부들은 동일하게 될 수 있다. 도1B는 밀봉 케이스의 절반부가 그의 상보적 절반부와 동일한 본 발명의 실시예의 하나의 설계를 예시한다. 유사한 설계가 도2B에 예시된다. 밀봉 케이스의 두 개의 동일한 절반부들은 한 밀봉 케이스를 반전시키고 다른 밀봉 케이스 절반부를 회전시킴으로써 적절히 결합될 수 있다. 이는 하나의 바람직한 실시예지만, 밀봉 케이스의 두 절반부들이 동일하지 않지만, 여전히 두 절반부들이 함께 맞추어질 수 있도록 상보적인 것도 마찬가지로 고려된다.
2단 톱니모양부에 덧붙여, 밀봉 케이스의 두 절반부들을 결합하기 위한 다른 구성도 사용될 수 있다. 예컨대, "볼 및 소켓" 동기들 및 톱니모양부일 수 있으며, 상기 볼은 구형, 직육면체, 장사방형 또는 다른 형상일 수 있다. 대안적으로, 다얀한 리지 및 홈들이 사용될 수 있다. 또한, 두 개의 절반부들은 각 절반부의 외주 둘레에 (예컨대, 상보적 홈 또는 톱니모양부를 통해) 각 절반부를 함께 결합하는 결합용 스트립에 의해 결합될 수도 있다. 이들 및 다른 "스냅-핏(snap-fit)" 결합도 당해 분야에 알려져 있다. 또한, 하나의 결합 구성보다 구성이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 밀봉 케이스의 두 절반부들은 여과 카세트에 끼워지기 전에 분리되어 있다. 다른 실시예에서, 밀봉 케이스의 두 절반부들은, 예컨대 여과 카세트에 끼워지기 전에 힌지로 한 에지에서 결합된다.
특히 도1C 및 도2D에 도시된 바와 같이, 일단 조립되면 여과 카세트에 인접하게 될 케이스의 측면인 밀봉 케이스의 내면은 평탄하거니 실질적으로 평탄하다. 즉, 상기 내면에는, 특히 하나 이상의 개구들(10)에 또는 그 부근에, 높게 형성된 돌기들, 에지들 또는 링이 없다. 특히, 밀봉 케이스(1)의 내면(12)은, 여과 카세트에 밀봉 케이스(1)를 결합한 후 여과 카세트의 대응 포트 내에 부분적으로 또는 완전히 돌출하지 않는다. 평탄하거나 실질적으로 평탄한 내면(12)이 바람직하나, 개구에 인접한 내면은 여과 카세트의 대응 포트 내에 부분적으로 또는 완전히 돌출하지 않지만 개구(10)를 둘러싸는 높게 형성된 돌기들, 에지들 또는 링은 가질 수 있음을 고려할 수도 있다.
도2A 및 2C에 도시된 밀봉 케이스의 톱니모양부들(16)은 여과 카세트(도시되지 않음) 상의 유사한 톱니모양부들에 대응하여 그들과 정렬한다. 여과 카세트 및 밀봉 케이스의 톱니모양부(16)는, 여과 카세트와 정렬되고 여과 시스템의 조립을 고정하기 위해 매니폴드 또는 홀더와 함께 간편히 사용되는 타이 로드, 나사 핀 또는 볼트 또는 다른 클램핑 장치들의 사용을 허용한다. 여과 시스템은 하나 이상의 여과 카세트들을 포함할 수 있으며, 이들은 각각 밀봉 케이스와 결합된다. 일단 조립되면, 클램핑 홀더 및 클램핑 장치는, 유체밀폐 시일이 여과 카세트 각각에 대한 하나 이상의 포트들 주위에 형성되도록 밀봉 케이스와 결합된 여과 카세트에 압력을 가한다.
바람직하게, 밀봉 케이스는 별도의 가스켓의 필요성 없이 또한 여과 카세트에 가스켓을 접착하지 않고 유체밀폐 시일을 제공한다. 상기한 바와 같은 밀봉 케이스의 사용은 여과 시스템 내에 조립 및 부착 후 누설을 확실히 방지한다. 조립은 능률적이며 사용자에 대한 집중적 노동을 줄여준다. 밀봉 케이스는 여과 카세트에 전(pre) 살균 장치로서 제공될 수도 있다. 밀봉 케이스 및 여과 카세트는 1회 사용 후 폐기될 수 있고 재사용될 필요가 없으며, 이에 따라 부가적인 정형 및 재살균 단계들에 대한 필요성을 제거한다.
본 발명은 특히 예시적 실시예들을 참조하여 도시되고 기술되었으나, 첨부된 청구범위에 의해 망라된 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 형태 및 상세 구성의 각종 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 상기 기술된 장치의 각종 기술적 특징들은 여러가지로 조합되어 대안적 및 부가적 실시예들을 생성할 수 있음이 이해되어야 한다.
모든 특허들, 공개된 특허 출원 및 인용된 참조 문헌들의 기술은 전체적으로 참고로 채용된 것이다.

Claims (11)

  1. 여과 장치로서, 상기 여과 장치는 여과 카세트 및 상기 여과 카세트에 접착되거나 오버몰드되지 않은 밀봉 케이스를 포함하고, 상기 밀봉 케이스는 상기 여과 카세트의 적어도 전면과 배면 및 상기 여과 카세트의 적어도 일측면상에 상기 여과 카세트를 둘러싸고, 상기 밀봉 케이스는 상기 여과 카세트에 있어서의 적어도 하나의 포트와 정렬하는 적어도 하나의 개구를 더 포함하고, 상기 밀봉 케이스의 내면은 평탄하고, 상기 여과 장치는 여과 시스템에 부착되었을 때 상기 여과 카세트의 적어도 하나의 포트 둘레와 밀봉 케이스 사이에 유체밀폐 시일을 제공하는, 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 케이스는 함께 결합되는 두 개의 절반부들을 포함하는, 여과 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밀봉 케이스의 두 개의 절반부들은 동일한, 여과 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 케이스는 엘라스토머 물질(elastomeric material)인, 여과 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 엘라스토머 물질은 열가소성 엘라스토머인, 여과 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 여과 카세트는 접선 유동 여과(tangential flow filtration: TFF) 카세트인, 여과 장치.
  7. 여과 카세트용 밀봉 케이스로서, 상기 밀봉 케이스는 여과 카세트에 접착되거나 오버몰드되지 않고 상기 여과 카세트에 위치되었을 때 상기 밀봉 케이스는 상기 여과 카세트의 적어도 4개의 측면들을 둘러싸고 상기 밀봉 케이스 사이에 유체밀폐 시일을 형성하고 여과 시스템에 부착되었을 때 상기 여과 카세트에 있어서 적어도 하나의 포트 둘레와 밀봉 케이스 사이에 유체밀폐 시일을 형성하고, 상기 밀봉 케이스는 함께 결합되는 두 개의 절반부들을 포함하고 평탄한 내면을 갖는, 밀봉 케이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 밀봉 케이스의 두 개의 절반부들은 동일한, 밀봉 케이스.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 밀봉 케이스는 엘라스토머 물질인, 밀봉 케이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 밀봉 케이스는 열가소성 엘라스토머 물질인, 밀봉 케이스.
  11. 제7항에 있어서, 상기 여과 카세트는 접선 유동 여과(TFF) 카세트인, 밀봉 케이스.
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