KR102044817B1 - 액체 생성물을 동결 및 해동하는 용기 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

약물 물질과 같은 액체를 동결(및 후속하여 해동)하는 용기 시스템 및 방법으로서, 세트 내의 모든 용기는 세트 내의 다양한 용기의 특별한 길이, 높이, 및 용적 용량에 무관하게 폭 방향으로 그리고 용기의 주벽에 수직으로 균일한 폭을, 따라서 균일한 경로 길이를 갖는다. 이로 인해 균일한 동결 성능이 달성되고, 그 결과 저온농축기 감소된다. 이 시스템은 또한 아이스 브리징을 제거하거나 저감시키고, 동결 및 해동 작업 중에 용기의 파열의 가능성을 제거하거나 저감시킨다.

Description

액체 생성물을 동결 및 해동하는 용기 시스템 및 방법

일반적으로, 본 개시는 대량의 액체 약물 물질 및 기타 의약품 용액을 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 이러한 물질의 동결, 이송 및 그 후의 해동에 특히 적합한 한 세트의 용기 및 기타 처리 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

다양한 상황에서, 제어된 방법으로 액체 생성물을 동결 및 해동하고, 그리고 액체 생성물의 품질을 유지하면서 실시할 필요가 있다. 예를 들면, 백신, 생물제제, 또는 의약품과 같은 약물 물질을 대량의 액체 형태로 제조하고, 이 액체 형태의 약물 물질을 개별 용기 내로 이송하고, 다음에 용기 내에서 이 약물 물질을 동결시키는 것이 일반적이다. 동결된 약물 물질은 저온 저장 설비로 운송되고, 다음에 최종 약물 제조 현장으로 운송되고, 이곳에서 해동되어 약물 제조 현장에서 제조되는 약물 생성물에 포함시킨다.

이와 관련하여, 용기 내의 액체 약물 물질을 동결시키는 프로세스에 대한 정밀 제어를 실시하는 적어도 2 가지 중요한 이유가 있다. 첫째, 불균일한 동결은 저온농축을 초래할 수 있고, 주어진 용기 내에서 상이한 속도로의 동결(예를 들면, 주어진 약물 물질 용액 내의 물 분자의 동결)은 용기 전체에 걸쳐 약물 물질의 상이한 레벨의 농도를 초래할 수 있다. 저온농축은 용기의 주어진 특정 위치에서 동결 전에 약물 물질 내의 활성 분자의 분해를 초래할 수 있다.

둘째, 동결이 용기 전체를 통해 불균일하면, 액체 약물 물질이 동결됨에 따라 용기가 파손되거나 파열될 수 있다. 물론 이로 인해 박테리아 또는 바이오버든(bioburden)과 같은 오염물이 용기 내로 진입할 수 있다. 파손된 용기(그 크기에 따라, 특정 용기는 $100,000를 초과하는 가치의 생성물을 수용할 수 있음)와 관련된 생성물 수율의 손실을 고려하면, 가능하면 이러한 동결 관련 용기 파손을 피하는 것이 중요하다.

또한, 주어진 시간에 해동되는 용액 보유 용기의 전체 그룹에 걸쳐 해동이 균일하도록 후속 해동 프로세스를 제어하는 것이 중요하다. 이는 주어진 용기 내에서 또는 용기로부터 용기로의 분균질한 및/또는 불균일한 해동이 분자 응집, 침전물의 형성, 및/또는 기타 불리한 결과를 초래할 수 있기 때문이다.

본 발명의 실시형태는 저온농축 및 용기 파열을 실질적으로 감소시키면서 용기 전체에 걸쳐 액체 약물 물질의 균일한 동결(및 균일한 해동)을 현저히 촉진시키는 액체 약물 물질 또는 기타 의약품 용액(예를 들면, 화합물, 백신, 항체, 단백질, 펩타이드, DNA, RNA 또는 이들의 유도체와 같은 활성 성분)과 같은 액체 생성물의 동결 및 후소하여 해동하는 시스템 및 방법을 제공한다. 특히, 이는 주어진 용기의 총 용적에 무관하게 하나의 용기로부터 다른 용기까지 본질적으로 일정한 동결 경로 길이를 유지하여 용기 크기의 범위에 걸쳐 일관된 동결 및 해동 성능을 제공하도록 액체 물질의 동결을 제어함으로써 달성된다.

따라서, 제 1 양태에서, 본 발명은 동결 및 해동될 액체 물질을 저장하기 위한 한 세트의 용기를 특징으로 하며, 세트 내의 각각의 용기는 용기의 벽에 의해 내부에 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 갖는다. 세트 내의 각각의 용기는 용기의 대향 측면 상에 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 각각의 용기의 주벽은 기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있다. 세트 내의 다양한 용기의 물질 수용 공동이 상이한 용적을 가지지만, 세트 내의 모든 용기는, 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록, 동일한 폭을 갖는다.

특정의 실시형태에서, 세트 내의 용기의 기하학적 구성은 IBN(ice bridging number)을 염두에 두고 설계된다. IBN은 용기 내의 액체 위의 헤드스페이스를 통한 열전달 속도와 액체와 접촉하는 용기의 벽을 통한 열전달 속도의 비교에 기초한, 그리고 용액 중의 물이 1) 공기-액체 계면에서 동결하는 경향과 2) 용기의 벽을 따라 동결하는 경향의 상대적 속도를 나타내는 무차원 파라미터이다. 따라서, IBN은 용기 기하학적 형상, 열전달 면적, 열전달 계수, 및 동결 전후의 용기 내이 액체의 열적 특성의 함수이다. 일부의 실시형태에서, 열전달 속도에 영향을 주는 세트 내의 용기의 구성은, 소정의 액체를 동결시키는데 소정의 냉각 매체가 사용되는 경우에, IBN이 내부에서 동결될 소정의 액체에 대해 1보다 현저히 작도록 (즉, IBN << 1) 설정된다. 전형적으로, 세트 내의 용기의 기하학적 형상은 IBN이 약 0.6 미만, 그리고 적합하게는 약 0.1 초과 내지 약 0.6 미만이도록 구성된다. 다른 실시형태에서, 용기의 세트는 세트 내의 모든 용기에 대해 동결 경로 길이를 본질적으로 균일하게 유지하기 위해 모두 동일한 폭을 갖는 동일한 내부의 공칭 용적을 가질 있다.

다른 양태에서, 본 발명은 액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 후속하여 해동하는 시스템을 특징으로 한다. 이 시스템은 바로 위에서 기술한 바와 같은 한 세트의 용기를 포함하며, 세트 내의 상이한 용기는 상이한 용적을 가지거나, 세트 내의 모든 용기는 용기 지지 플랫폼을 따라 동일한 용적을 갖는다. 용기 지지 플랫폼은 복수의 용기 수용 공간을 형성하는 복수의 구조물을 포함하고, 각각의 용기 수용 공간은 용기 폭과 본질적으로 동일한 폭을 가지며, 구조물의 그룹은 서로 등간격으로 이격된 각각의 용기 수용 공간 내에 수용된 복수의 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 지지하도록 위치된다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 액체 물질을 저장 및 동결하는 방법을 특징으로 한다. 이 방법은 바로 위에서 기술한 한 세트의 용기로부터 선택되는 복수의 용기 내에 액체 물질을 도입하는 단계; 서로 등간격으로 이격된 액체 수용 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 배치하는 단계; 및 인접한 용기들 사이의 공간을 통해 냉각 매체를 유동시킴으로써 각각의 용기 내의 동결 전면(freeze front) 또는 동결 전면들이 대체로 균일하게 진행하도록 하여 액체 수용 용기 내에 수용된 액체 물질을 동결시키는 단계를 포함한다.

특정의 실시형태에서, 각각의 용기 내의 액체 위에 위치된 헤드스페이스는 액체가 동결되고 있는 동안에 헤드스페이스를 통해 발생하는 열전달을 제한하기 위해 슈라우드로 절연될 수 있고, 이로 인해 액체의 상면에 얼음이 형성되는 경향을 억제하고, 용기의 측벽을 따라 더 신속하게 얼음이 형성될 수 있게 한다. 이 특정의 실시형태에서, 유체 수용 용기 내에 수용된 동결된 물질은 인접한 용기들 사이의 공간을 통해 가열 매체를 유동시킴으로써, 그리고 필요한 경우, 용기 내에 수용된 액체를 기계적으로 교반시키기 위해 용기를 요동시키면서 각각의 용기 내에서 대체로 균일한 진행의 해동으로 해동될 수 있다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 동결된 액체 물질을 해동하는 방법을 제공한다. 이 양태에 따르면, 일정량의 동결된 액체 물질을 수용하는 다수의 용기가 용기 지지 플랫폼 상에 배치되고, 용기는 서로 등간격으로 이격되고, 용기 내에 수용된 동결된 액체 물질은 인접한 용기들 사이의 공간을 통해 가열 매체를 유동시킴으로써 각각의 용기 내에서 해동 전면 또는 해동 전면들의 대체로 균일한 진행으로 해동된다.

각각의 용기는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며, 동결된 액체 물질은 용기의 벽에 의해 형성되는 물질 수용 공동 내에 수용된다. 각각의 용기는 또한 용기의 대향 측면 상에 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 각각의 용기의 주벽은 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있다. 하나의 실시형태에서, 적어도 하나의 용기의 물질 수용 공동은 제 1 용적을 가지며, 적어도 다른 하나의 용기 세트의 물질 수용 공동은 제 2 용적을 갖는다. 다른 실시형태에서, 용기의 세트는 모두 해동의 균일성을 촉진하기 위해 동일한 폭을 갖는 동일한 내부의 공칭 용적을 가질 수 있다. 물질은 해동되는 동안에 기계적으로 교반될 수 있다. 예를 들면, 용기는 동결된 물질이 용융됨에 따라 용기 내에 수용된 액체가 각각의 용기의 일단부로부터 각각의 용기의 타단부를 향해 전후로 이동하도록 길이 방향으로 요동될 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 특징은 이하의 상세한 설명 및 도면으로부터 더 명확해질 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 한 세트의 용기의 개략도이고;
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 용기를 2 개의 약간 상이한 각도로부터 도시한 사시도이고;
도 4는 본 발명에 따른 용기 내의 동결 프로세스와 관련된 에너지 균형을 예시하는 개략도이고;
도 5는 본 발명에 따른 용기 내에서 시간 경과에 따른 액체 동결의 진행을 예시하는 개략도이고;
도 6은 본 발명에 따른 용기에 따다 사용하기 위한 헤드스페이스 절연용 슈라우드의 사시도이고;
도 7은 바퀴식 팰릿 상에서 이송되는 본 발명에 따른 용기를 예시하는 개략도이고;
도 8, 도 9a, 도 9b, 및 도 10은 본 발명에 따른 동결 팰릿 상에 지지되는 다양한 크기의 용기를 예시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 블래스트-동결기 내에 장입되는 용기의 팰릿을 예시하는 개략도이고;
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 블래스트-동결기 내에서 동결되는 액체 생성물을 도시하고;
도 13a는 해동 촉진 요동장치 조립체를 예시하는 사시도이고, 도 13b 및 도 13c는 작동 중의 요동장치 조립체를 예시하는 측면도이다.

본 개시에서, 각각의 참조 번호의 마지막 두 개의 숫자는 주어진 구성요소, 요소, 또는 알고리즘 단계를 식별하고, 각각의 참조 번호의 선행하는 하나 또는 두 개의 숫자는 그 요소 또는 단계가 묘사되어 있는 도면 번호에 대응한다. 따라서, 주어진 요소가 다수의 도면에 도시되어 있으면, 엄밀히 말하면, 이 요소는 몇몇 도면의 각각에서 상이한 참조 번호를 가질 것이지만, 마지막 두 개의 숫자는 본 발명의 실시형태의 특정의 개념 또는 양태를 설명하기 위해 동시에 논의되는 모든 관련된 도면에 걸쳐 동일할 것이다. 본 개시에서 다수의 도면이 동시에 다루어지는 경우, 최소 번호의 도면에서 사용된 참조 번호만이 본문 중에서 사용된다. 또한, 본 개시의 상이한 지점에서 논의되는 상이한 도면에 도시된 상이한 요소는 마지막 두 개의 숫자가 동일한 참조 번호를 가질 수 있으나, 요소들이 본 개시의 상이한 지점에서 논의되고 있다는 사실은 마지막 두 개의 참조 번호의 숫자의 이러한 공통성이 혼란을 일으키지 않도록 해야 한다.

본 발명의 실시형태에 따라 구성된 한 세트의 용기(100)가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 용기(100)의 세트는 용기(102a, 102b, 102c, 102d)를 포함하고, 각각의 용기는 한 세트의 벽에 의해 형성되고, 각각의 용기는 (동결되고, 그 후에 해동될 액체 생성물을 수용하기 위한) 상이한 내부 용적, 예를 들면, 각각 100 리터, 50 리터, 25 리터, 및 12.5 리터를 갖는다. 도 1에 도시된 용기(100)의 세트는 4 개의 상이한 용적 크기를 가지고 있으나, 당업자는 본 발명에 따라 구성된 한 세트의 용기가 2 개의 상이한 용적 크기를 갖는 용기로 구성될 수 있거나, 5 개 이상의 상이한 용적 크기를 갖는 용기로 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 각각의 용적 크기의 단지 하나의 용기가 도 1에 도시되어 있으나, 실제로 주어진 용적 크기의 다수(예를 들면, 수십 또는 수백 개)의 용기가 주어진 처리 설비에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

적절하게는, 용기(102)는 강성 또는 반강성 플라스틱을 제조되며, 이것은 그 제조 비용을 비교적 낮게 유지한다. 이는 1회의 사용 후에 용기의 처분을 용이하게 하고, 이것에 의해 용기가 재사용되는 경우에 용기를 세정 및 검사하기 위한 비용을 제거한다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 이 HDPE와 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 블렌드와 같은 재료가 바람직하다. (재료 선택은 어느 정도까지 동결 온도 및 동결된 생성물에 좌우될 수 있음) 또한, HDPE와 같은 플라스틱으로 제조된 용기는 바이오버든 오염의 위험을 최소화하기 위해 감마선 조사될 수 있다.

상기 용기(100) 세트 내의 각각의 용기는 도시된 바와 같은 x 방향으로 길이(l)를, 그리고 도시된 바와 같은 y 방향으로 높이(h)를 갖는다. 용기(100)의 세트 내의 각각의 용기의 길이(l) 및 높이(h)는 각각의 용기의 2 개의 가장 긴 치수이고, 벽(104a, 104b, 104c, 104d)(집합적으로 벽(104)으로 불림) 및 이들의 각각의 대향 벽(도 1에서 용기의 주어진 배향에서 보이지 않으나 z 방향으로 벽(104)으로부터 이격되어 있음)은 용기(100)의 세트 내의 각각의 용기의 주벽(major wall)을 구성한다. 다시 말하면, 주벽은 가장 큰 개별 표면적을 갖는 벽이다.

용기(100)의 세트 내의 각각의 용기는 또한 z 방향으로 폭(w)을 가지며, 주어진 용기의 주표면들은 이 거리(w)만큼 서로 이격되어 있다. 특히, 폭(w)은 용기의 특정 용적에 무관하게 용기(100)의 세트 내의 모든 용기에 대해 동일하다. 그 결과, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 용기(100)의 세트 내의 각각의 용기(102a, 102b, 102c, 102d)와 관련된 동결 경로 길이이가 세트 내의 모든 용기에 대해 본질적으로 동일해지고, 이로 인해 균일한 그리고 일관된 동결 성능이 필요에 따라 확대 또는 축소될 수 있다. 동결 경로 길이는 용기 내의 액체 용액의 동결 시간을 주로 결정한다. 모든 용기(102a, 102b, 102c, 102d)에 걸쳐 본질적으로 동일한 길이의 동결 경로를 가짐으로써 동결 프로세스에 대해 보다 큰 제어를 제공할 수 있고, 하나의 용기로부터 다른 용기로의 동결된 생성물의 균일성이 더 커지고, 저온농축 및 용기의 파손이 제거되거나 현저히 감소되고, 이에 의해 오염이 방지되고 낭비가 저감된다.

도 1에 더 도시된 바와 같이, 용기(100)의 세트 내의 용기의 용적은 용기(100)의 세트의 개별 용기(102a, 102b, 102c, 102d) 중 최대 용적 크기로부터 최소 용적 크기로 진행함에 따라 일련의 반분(halving) 또는 다른 획분(fractioning)을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 용기(102a, 102b, 102c, 102d)는 각각 100 리터, 50 리터, 25 리터, 및 12.5 리터의 용적 용량을 갖는다. 이것은 세트 내의 제 1 용기(102a)의 높이를 반분하여 세트 내의 제 2 용기(102b)의 높이를 얻고, 세트 내의 제 2 용기(102b)의 길이를 반분하여 세트 내의 제 3 용기(102c)를 얻고, 세트 내의 제 3 용기(102c)의 높이를 반분하여 세트 내의 제 4 용기를 얻음으로써 달성될 수 있다. 1/3 또는 1/4과 같은 다른 정수 분수(즉, 분수 1/n, 여기서 n은 정수임)도 한 세트의 용기 내의 용기의 연속 크기의 용적을 순차적으로 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 모든 경우에, 용기(102a, 102b, 102c, 102d)의 폭(w)은 전술한 바와 같이 동일하게 유지된다.

세트 내의 더 큰 용기의 정수 분수인 상이한 용적을 갖는 한 세트의 용기를 제공함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 상이한 수의 다수의 더 작은 용기가 (예를 들면, 도시되지 않은 지지 "카세트" 프레임워크를 통해) 그룹(G)으로 함께 고정될 수 있고, 여기서 모든 그룹(G₁, G₂, G₃)은 세트 내에서 용적이 최대인 용기(202a)와 동일한 전체 또는 합성 길이 및 높이를 갖는다. 또한, 각 그룹(G₁, G₂, G₃) 내의 모든 용기가 동일한 크기를 가지지만, 주어진 그룹(G)에 대해 동일한 전체 또는 합성 길이 및 높이의 그룹(G)를 유지하면서 상이한 크기의 용기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 그룹(G₃)에서 좌측 열의 용기 중에서 상위의 2 개의 용기(202d)는 용기(202d)의 2 배 높이 및 동일한 길이를 갖는 단일 용기(202c)로 대체될 수 있다. 또는, 예를 들면, 그룹(G₃) 내의 상위 2 행의 용기(202d)(즉, 4 개의 용기)는 단일 용기(202b)로 대체될 수 있다. (더 큰 용기로 대체될 수 있는 용기의 특정 개수는 연속적 크기의 용기들 사이의 다양한 분수 관계에서 다양한 정수(n)에 따라 달라진다) 처리될(즉, 동결되거나 해동될) 다양한 그룹의 용기의 길이 및 높이를 균일하게 유지함으로써, 상이한 크기의 용기들이 처리될 모든 용기에 걸쳐 동일한 정도의 동결 및 해동을 유지함과 동시에 함께 혼합되어 처리될 수 있다.

도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다양한 용기들이 완벽한 직사각형 각주(prism)로서 도시되어있다. 그러나, 실제로는 그렇지 않을 수 있다. 오히려, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 용기(302)는 제조 공정에서 다양한 단계에서 용기의 충전, 배출, 및 취급을 용이하게 하는 다양한 특징을 가질 수 있다.

예를 들면, 용기(302)는 주벽(304)으로부터 내측으로 연장되는, 아마도 심지어 용기의 전체 폭을 통해 연장되는, 일련의 개구(306)를 가질 수 있다. 이들 개구(306)는, 용기를 관통하여 연장되는 개구(306)를 갖는 용기의 경우에 개구를 관통하여 연장하거나, 용기(100)의 내부로 부분적으로만 연장되는 개구를 갖는 용기의 경우에 핀서(pincer)와 같은 기능을 갖는 기능하는 대향 핀들 사이에 용기(302)를 파지하는, 이 개구(306) 내에 삽입되는 다수의 핀을 갖는 리프팅 장치(미도시)를 사용하여 용기의 리프팅 및 이송을 용이하게 한다.

또한, 용기는 그 상부 주연부를 따라 용기 충전 포트 또는 접속구 및 용기 배출 포트 또는 접속구을 각각 수용 또는 제공하기 위한 리세스(308, 310)를 포함할 있다. 이들 포트 또는 접속구는, 예를 들면, 2015년 12월 17일에 공개된 "상변화 수용 강성 유체 용기"라는 명칭의 미국 공개 제 2015/0360815호에 개시된 바와 같이 구성될 수 있고, 그 내용은 원용에 의해 포함된다. 대안적으로, 포트 또는 접속구는, 예를 들면, 수나사산 또는 암나사산과 같은 원하는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 포트 또는 접속구는 용기 내에 저장될 유체의 하나 이상의 샘플(예를 들면, 테일게이트(tailgate) 샘플)을 고정하는 것을 용이하게 하도록 구성된다.

또한, 각각의 용기(302)의 용기 배출 포트에 가장 가까운 모서리(312)는 적절히 모따기되고, 즉 용기(302)의 가장 가까운 단부벽 및 용기(302)의 상벽의 평면에 대해 경사를 이룬다. 이러한 모따기 특징은 용기로부터 완전히 제거될 수 없는 잔류 유체를 최소화할 뿐만 아니라 용기를 물리적으로 취급하거나 조작하는 관점에서 액체 생성물이 용기로부터 제거될 때 용기(302)의 비우기를 용이하게 한다.

따라서, 이러한 다양한 구조적 특징이 주어지면, 본 발명의 특정 실시형태에 따라 구성된 용기는 완벽한 각주가 아닐 수 있다. 오히려, 본 발명의 목적을 위해, 용기가 본질적으로 평행육면체의 구조이면 충분하고, 가장 두드러진 특징은 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이이 본질적으로 동일하도록 세트 내의 각각의 용기의 주벽이 동일 거리(w)만큼 이격되는 것이다.

전술한 바와 같이, 용기로부터 용기까지 상당히 일관된 동결 경로 길이를 유지하면, 동결 프로세스에 대해 더 잘 제어할 수 있으므로 주어진 용기 내에서 그리고 용기로부터 용기까지의 저온농축의 변화를 저감시키거나 제거할 수 있다. 또한 용기 파열을 방지하는데 도움이 된다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 용기는, 냉각 매체가 용기의 주벽과 저벽의 양쪽을 동시에 통과할 때, 용기의 주벽 및 저벽에 인접한 액체 생성물이 먼저 동결되어 (점차적으로 두꺼워지는 선을 수반하는 대체로 "U"와 같이) 액체/고체 계면이 내측 상방으로 진행하도록 함으로써, 또는 냉각 매체가 주벽 중 하나를 통과할 때, 용기의 주벽과 저벽 중 하나에 인접한 액체 생성물이 먼저 동결되도록 함으로써, 저온농축 및 용기파손을 감소시키거나 제거하도록 설계된다. (전자의 동결 경로 길이는 2 개의 동결 전면이 서로를 향해 내측으로 진행하여 용기의 중간에서 만나기 때문에 용기 폭의 약 1/2이 될 것이고, 후자의 동결 경로 길이는 본질적으로 용기의 폭이 될 것이다.) 이 설계된 동결 동력학은 아이스 브리징(ice-bridging), 즉 액체 생성물의 상면에서 얼음 피복 시트(sheet)의 형성을 회피하기 위한 것이다. 이러한 아이스 브릿지는 용기의 중간에 액체 생성물의 "포켓"을 포획하는 경향이 있고, 이는 포획된 액체가 동결 시에 팽창하여 용기의 벽을 가압할 때 용기를 팽창시켜 파괴할 수 있다.

따라서, 아이스 브리징의 발생을 회피하기 위해, 본 발명에 따라 구성된 용기는 IBN(ice bridging number)을 염두에 두고 적절히 설계될 수 있다. IBN은 생성물 위의 공기-액체 계면에서(즉, 액체 위의 헤드스페이스의 저면에서) 물이 동결되는 속도와 용기 벽을 따른 동결 속도에 정비례하는 용기 벽에서의 물의 변위 속도와의 관계로서 생각될 수 있는 무차원 파라미터이다. (액체 위에 소량(예를 들면, 총 충전 용량의 10%)의 공기를 가지도록, 용기의 일부를 채우지 않은 상태로 남겨두면, 열전달이 제한되므로 액체 상면에서 초기 동결을 방지하는데 도움이 된다.) 보다 구체적으로, 우리는 IBN을 다음과 같이 정의하였다.

또는

여기서,

(이 방정식에서 사용된 다양한 파라미터는 도 4에 도시되어 있고, 이것은 본 발명에 따른 용기 내에서의 동결 프로세스와 관련된 에너지 균형을 보여준다).

따라서, IBN이 1보다 현저히 (예를 들면, 10배 만큼) 큰 경우, 물 위의 헤드스페이스를 통한 열전달은 강하게 우세하여 물의 최상층을 용기의 벽을 따라 변위되고 있는 물보다 현저히 빠른 속도로 냉각시키고, 그 결과 바람직하지 않은 아이스 브리징을 초래하여 용기 파열의 가능성을 증가시킨다. 반면에, IBN이 1보다 현저히 작은 경우, 열전달은 주로 용기의 벽을 통해 발생하고, 얼음 형성은 도 5에 도시된 바와 같이 내측 상방으로 점진적으로 진행하고, 최종 동결 지점은 대체로 용액의 최상부의 중앙에 위치한다. 이것은 아이스 브리징 및 이에 따라 파열의 가능성을 감소시키므로 액체 약물 용액을 위한 바람직한 동력학 및 양상이다.

냉각 매체에 노출되는 표면적의 함수로서 액체의 표면 위의 헤드스페이스를 통한 열전달 속도와 용기의 벽을 통한 열전달 속도를 모델링함으로써, 용기의 벽을 지나는 냉각 매체의 유속; 냉각 매체의 비열 용량; 용기의 벽의 두께 및/또는 재료가 가질 수 있는 임의의 효과; 및 당업자에게 자명한 다른 열역학 변수, 동결이 발생하는 표면적을 결정하는 본 발명에 따른 용기의 적합한 치수(길이, 폭, 높이)는 IBN이 실질적으로 1 미만이어야 한다는 원리에 따라 결정될 수 있다.

예로서, 우리는 우리가 작업해오고 있는 얇은 벽의 용기의 임계값이 약 0.6임을 실험적으로 발견하였다. 그러나, 용기의 주어진 시스템의 실제 임계값은 용기 벽 두께, 용기 형상(즉, 길이 대 높이 비), 및 잠재적으로 다른 요인에 의존할 수 있다.

또한, 헤드스페이스를 통해 발생하는 액체 생성물로부터의 열전달량을 감소시킴으로써 아이스 브리징의 위험을 더 감소시키기 위해, 용기가 충전된 후, 액체 생성물이 동결되기 전에, 도 6에 도시된 절연용 슈라우드 또는 캡(614)으로 각각의 용기의 상부를 덮는 것이 유용할 수 있다. 슈라우드 또는 캡(614)은 열 전도율이 낮은 고밀도 폴리에틸렌 또는 다른 플라스틱 또는 발포 재료와 같은 절연 재료로 제조될 수 있다. 캡의 높이(h_c)는 용기가 그 특정의 양으로 채워질 때 용기 내에 존재하는 채워지지 않은 헤드스페이스의 높이와 본질적으로 동일할 수 있으며, 슈라우드(613)의 길이 및 폭은 슈라우드(614)가 사용되도록 설계되는 대응하는 용기의 길이 및 폭보다 약간 더 큰 것(예를 들면, 각각의 치수보다 약 0.25 인치 더 긴 치수)이 적합할 수 있다. 또한, 가요성 실링 립(617)이 용기의 벽과 맞물리는 슈라우드(614)의 개방된 하면의 주변에 제공되고, 이것에 의해 용기와 슈라우드(614)의 벽 사이의 공간을 적어도 부분적으로 실링하여 헤드스페이스를 통한 열전달을 제한하는 용기의 상부 주위에 절연 공기 포켓을 형성할 수 있다. 실제로 우리는 IBN이 용기 헤드스페이스(즉, 헤드스페이스를 통해 발생하는 열전달량)의 함수임을 발견했으므로 이러한 슈라우드 또는 캡(614)의 사용은 특히 중요할 수 있고, 슈라우드를 사용하면 동결거동에 대한 제어가 현저히 향상된다.

예를 들면, 다양한 크기에 걸쳐 균일한 동결 성능에 관하여 허용가능하게 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 용기 중에서 세트는 100, 25, 및 12.5 리터의 유체의 공칭 용적을 수용하도록 설계된 용기 포함될 수 있다. 실제로, 이들 용기는 동결 프로세스에서 각각 75, 16, 및 7 리터의 실제 작업 용적을 갖는다. 본 발명에 따르면, 이러한 모든 용기는 이러한 모든 용기에 걸쳐 본질적으로 균일한 동결 경로 길이를 제공하도록 127 mm(5 인치)의 폭(내부 치수)을 가질 수 있다. 길이, 높이, 및 충전 레벨과 관하여, 100 리터의 유체를 수용하도록 설계된 용기는 적합하게는 길이가 1150 mm, 높이가 700 mm, 명시된 충전 레벨이 570 mm, 그리고 헤드스페이스 높이가 130 mm일 수 있다. 20 리터의 유체를 수용하도록 설계된 용기는 적합하게는 길이가 560 mm, 높이가 290 mm, 명시된 충전 레벨이 260 mm, 그리고 헤드스페이스 높이가 30 mm일 수 있다. 또한, 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된 더 작은 용기는 3.8 mm(0.15 인치)의 벽 두께를 가질 수 있고, 반면에 또한 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된 50 리터 이상의 유체를 수용하도록 설계된 용기는 강도를 증가시키기 위해, 그리고 용기 내의 유체의 정압의 증가로 인한 벽의 만곡을 방지하기 위해 6.4 mm(0.25 인치)의 벽 두께를 갖는다. (이러한 만곡은 직접적으로는 용기의 높이에 걸쳐 동결 경로 길이를 변화시킴으로써, 그리고 간접적으로는 만곡의 위치에서 용기를 지나가는 냉각 매체의 흐름을 방해하거나 간섭함으로써 제어된 냉각 거동을 방해할 것이다.)

본 발명에 따른 용기의 사용은 도 7, 도 8, 도 9a, 도 9b, 도 10 내지 도 12, 및 도 13a 내지 도 13c에 예시되어 있다. 도 7에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 용기(702), 특히 더 큰 용적을 갖는 용기의 취급(예를 들면, 충전)을 용이하게 하기 위해 바퀴달린 돌리(dolly; 716)가 제공될 수 있다. 적절하게는, 돌리(716)는 수평에 대해 약 10°의 각도로 용기(702)를 지지하는 경사형 지지 플랫폼(718)을 갖는다. 이 경사에 의해 용기(702)의 상부 좌측 모서리에서 접속구(720)를 통해 각각의 용기(702)를 충전할 수 있고, 한편

액체가 상승함에 따라 액체의 표면 위에 잔류하는, 그리고 상승하는 액체에 의해 변위되는 용기 내부의 공기는 용기(702)의 상부 우측 모서리(722)에 위치된 통기 밸브(미도시)를 통해 배출될 수 있다.

용기가 채워지면, 이들은 도 8, 도 9a, 도 9b, 및 도 10에 도시된 바와 같은 특수하게 구성된 동결 팰릿으로 이송될 수 있다. (전술한 바와 같이, 이송은 용기 내의 개구(806)와 결합하는, 또는 개구(806)를 통해 연장하는 핀을 갖는 리프팅 조종장치를 사용하여 수행될 수 있다.) 동결 팰릿(826)은 지지 플랫폼(828)을 가지며, 이로부터 다수의 단부 블록 구조물(830)이 연장되어 있다. 각각의 단부 블록 구조물은 직립 단부벽(832) 및 서로 평행한 그리고 이 단부벽(832)에 수직인 한 쌍의 측벽(834)을 갖는다. 각각의 단부 블록 구조물의 단부벽(832)과 측벽(834)은 함께 용기(802)가 직립의 서 있는 자세로 끼워지는 대체로 U 자형인 채널을 형성한다. 용기(802) 내에서 액체의 동결을 촉진하기 위해, 지지 플랫폼(828) 및 단부 블록 구조물(830)은 용기의 바닥에서 열전달 및 동결을 용이하게 하기 위해 높은 열전도율을 갖는 금속, 예를 들면, 알루미늄으로 제조되는 것이 적절하다.

용기(802)의 견고한 고정을 용이하게 하기 위해, 각각의 단부 블록 구조물(830)의 측벽(834)은 용기의 폭(w)과 본질적으로 동일한 거리만큼 또는 약간 더 큰 거리만큼 이격된다. 또한, 단부 블록 구조물(830)의 쌍들은 지지 플랫폼(828)의 양단부에 서로 마주보고 배치되며, 그 단부벽(832)은 동결 팰릿(826)에 의해 지지되도록 된 용기(802)의 길이와 본질적으로 동일한 거리만큼 또는 약간 더 큰 거리만큼 서로 이격되어 있다. 단부 블록 구조물(830)은 그 각각의 U 자형 채널이 서로 마주 보도록, 그리고 동결 팰릿(826) 상에 용기 수용 "슬롯" 또는 공간을 형성하도록 배치된다.

도 8에 더 도시되고, 도 9a 및 도 9b에 더 도시되어 있는 바와 같이, 단부 블록 구조물(930)은 인접한 용기(902)를 서로 등간격으로 이격된 상태로 수용하도록, 즉 인접한 용기들 사이의 공간(936)이 균일하도록 위치된다. 이는 주어진 동결 팰릿(926) 상의 모든 용기 내에서 액체 동결의 균일성을 확실하게 하도록 돕기 위한 것이다. 또한, 용기 사이의 간격(936)은 용기(902)들 사이의 냉각 매체의 흐름, 주어진 유속, 밀도, 및 사용되는 냉각 매체의 열흡수 능력을 저해하지 않도록 적절히 선택된다.

전술한 바와 같이, 단부 블록 구조물은 도 8, 도 9a, 및 도 9b에 도시된 바와 같이 동결될 용기(802, 902) 만큼 긴 용기 수용 슬롯을 형성하도록 서로 이격된다. 그러나, 도 2에 도시된, 그리고 전술한 바와 같이, 다수의 더 작은 용기가 더 큰 용기 중 하나와 본질적으로 동일한 전체 크기 및 형상을 갖는 구성으로 함께 고정될 수 있다. 따라서, 예로서 도 10에 도시된 바와 같이, 더 큰 용기(1002)의 길이 및 높이의 1/2의 길이 및 높이(그러나 동일한 폭(w))를 갖는 4 개의 더 작은 용기(1002')가 이 4 개의 더 작은 용기(1002')를 둘로싸서 함께 고정하는 프레임(1038)에 의해 함께 고정될 수 있다. 특히, 프레임(1038)은 모두 4 개의 더 작은 용기(1002')에 의해 형성되는 "카세트"의 주변 둘레에 연장되고, 측면 엔클로저 부재(1040)(도 10에는 하나만 도시됨)는 용기의 양측면 상의 프레임에 부착되어 용기를 카세트 내의 정위치에 견고하게 유지할 수 있다. 이러한 방식으로, 더 작은 액체 용기는 더 큰 용기가 사용하는 것과 동일한 동결 팰릿(1026)을 사용하여 동결될 수 있고, 상이한 크기의 용기가 동일한 팰릿(1026)을 사용하여 동시에 동결될 수 있다.

동결 팰릿에 동결될 액체 용기가 장착되면, 팰릿 및 용기는 냉동 체임버, 예를 들면, 도 11 및 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같은 블래스트 냉동기(blast freezer; 1146) 내로 이송될 수 있다. 예를 들면, 용기 보유 팰릿은 이동식 팰릿-리프팅 장치(1148)를 통해 리프팅될 수 있다. 다음에 팰릿-리프팅 장치는 블래스트 냉동기 조립체로부터 연장하는 가이드 레일(1150)에 의해 동결 체임버(1144)를 향해 직선적으로(즉 동결 체임버(1144)를 통과하는 냉각 매체의 유동 방향에 수직인 방향으로) 안내되고, 이 가이드 레일(1150)은 팰릿-리프팅 장치(1148)로부터 전방으로 연장되는 롤러 베어링 암(1152)에 의해 맞물림된다. 다음에 동결 팰릿(1126)은 그 위에 지지되는 용기(1102)와 함께 동결 체임버(1144) 내의 지지 플랫폼(1154) 상으로 하강되고, 팰릿-리프팅 장치(1148)는 블래스트 냉동기로부터 후퇴되고, 이것에 의해 용기(1102)를 동결 체임버(1144) 내에서 이들 사이에 등간격을 유지한다.

다음에 동결 체임버가 폐쇄되고, 냉각 매체(예를 들면, 전형적으로 -20 ℃ 내지 -80 ℃로 냉각된 공기 또는 -80 ℃ 미만( -20 ℃ 내지 -196 ℃)의 액체 질소가 도 12에 도시된 바와 같이 동결 체임버(1144) 내에서 순환된다. 냉각 매체는 용기(1102)들 사이를 따라 흘러서 용기 내에 수용된 액체가 균일한 양호하게 제어된 방식으로 동결되도록 한다. 용기가 동결되면, 용기는 동결 체임버로부터 취출되고, 추후의 사용을 위해 저온 저장소로 이송될 수 있다(완전한 동결을 위한 시간은 실험적으로 결정될 수 있고, 동결될 특정 액체, 사용되는 특정 냉각 매체, 사용되는 냉각 매체의 온도, 용기를 지나가는 냉각 매체의 유속, 및 다양한 기타 요인에 따라 달라질 수 있다.). 1246은 기계식 스키드(skid)를 나타내고, 1248은 가스켓을 나타내고, 1250은 내부 릴리즈(inside release)를 구비한 압축 래치(compression latch)를 나타내고, 1252는 팬 모터를 나타내고, 1254는 제거가능한 베이스 플레이트를 나타내고, 1256은 강 프레임을 나타내고, 1258은 코일 및 팬의 취출을 가능하게 하기 위해 내부로부터 제거될 수 있는 시트 금속을 나타내고, 1260은 팬을 나타낸다.

마지막으로, 모든 용기에 걸쳐 균일한 동결 경로 길이 및 균일한 동결 성능을 일으키는 용기의 균일한 폭은 또한 동결된 약물 생성물이 후속하여 사용되는 경우에 균일한 해동 성능에 기여한다는 점에 주목해야 한다. 또한, 블래스트 냉동기는 가열 요소를 포함하므로 의약품 재료를 동결하기 위해 사용되는 동일 장치 및 설비가 용기를 통과하는 따뜻한 공기에 의해 동결된 의약품 재료를 해동시키는데 사용될 수 있다.

동결된 재료의 해동을 향상시키기 위해, 용기 내의 재료가 해동됨에 따라 이 재료를 교반하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 용기 지지 플랫폼(1354)에 인접하여 전동식 리프팅 장치(1356)가 제공될 수 있고, 리프팅 암(1358)은 지지 플랫폼(1354) 아래로 연장된다. 리프팅 장치(1356)는 지지 플랫폼(1354)의 일단부(1354a)가, 예를 들면, 약 2 인치만큼 상승되도록, 그리고 지지 플랫폼(1354)의 타단부(1354b)가 주기적인 방식으로 단부(1354b)를 중심으로 선회하는 상태로 위치결정되도록 위치된다. 이러한 방식으로, 도 13b 및 도 13c에 조립체를 도시한 바와 같이 좌로부터 우로 배향된 길이를 갖는 용기(미도시) 내의 유체는 동결된 생성물이 해동됨에 따라 용기의 길이를 따라 전후로 요동한다. 따라서 용기를 요동시키면 생성물의 용기가 해동되는데 걸리는 시간이 현저히 단축되고, 생성물이 해동된 후에는 용기 내의 뿐만 아니라 용기로부터 용기로의 생성물의 균일성을 확보하는데 도움이 된다.

전술한 개시는 본 발명의 방법 및 생성물의 예시인 것으로만 의도된다. 개시된 실시형태로부터의 일탈 및 수정이 당업자에게 떠 오를 수 있다. 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 기재되어 있다.

Claims (34)

1. 동결 및 해동될 액체 물질을 저장하기 위한 한 세트의 용기로서,
   상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 벽에 의해 내부에 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 갖고;
   상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽(major wall)을 가지며, 상기 각각의 용기의 주벽은 상기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고;
   상기 세트 내의 적어도 하나의 용기의 물질 수용 공동은 제 1 용적을 가지며, 상기 세트 내의 적어도 다른 하나의 용기의 물질 수용 공동은 상기 제 1 용적과 다른 제 2 용적을 갖고;
   상기 세트 내의 모든 용기는, 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록, 동일한 폭을 갖고,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 액체가 상부의 공기/액체 계면에서 동결되는 경향을 갖는 것보다 현저히 빠른 속도로 상기 용기의 벽을 따라 상기 용기 내에서 동결하는 경향을 갖도록 선택되고, 이로 인해 아이스 브리징(ice-bridging)이 억제되고,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 주어진 소정의 냉각 매체 및 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN(ice bridging number)이 0.6 미만이도록 선택되는,
   동결 및 해동될 액체 물질을 저장하는 한 세트의 용기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 주어진 소정의 냉각 매체 및 상기 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN이 0.1 초과 내지 0.6 미만이도록 선택되는,
   동결 및 해동될 액체 물질을 저장하는 한 세트의 용기.
4. 액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템으로서,
   한 세트의 용기 - 각각의 용기는 상기 용기의 벽에 의해 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며, 상기 세트 내의 각각의 용기의 벽은 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 포함하고, 상기 세트 내의 각각의 용기의 주벽은 상기 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고, 상기 세트 내의 적어도 하나의 용기의 물질 수용 공동은 제 1 용적을 갖고, 상기 세트 내의 적어도 다른 하나의 용기의 물질 수용 공동은 상기 제 1 용적과 다른 제 2 용적을 갖고, 상기 세트 내의 모든 용기는 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록 동일한 폭을 가짐 -; 및
   복수의 용기 수용 공간을 형성하는 복수의 구조물을 포함하는 용기 지지 플랫폼을 포함하고, 각각의 용기 수용 공간은 상기 용기 폭과 본질적으로 동일한 폭을 가지며, 상기 구조물의 그룹은 서로 등간격으로 이격된 각각의 용기 수용 공간 내에 수용된 상기 복수의 용기를 상기 용기 지지 플랫폼 상에 지지하도록 위치되고,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 주어진 소정의 냉각 매체 및 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN(ice bridging number)이 0.6 미만이도록 선택되는,
   액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 액체가 상부의 공기/액체 계면에서 동결되는 경향을 갖는 것보다 현저히 빠른 속도로 상기 용기의 벽을 따라 상기 용기 내에서 동결하는 경향을 갖도록 선택되고, 이로 인해 아이스 브리징이 억제되는,
   액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
6. 삭제
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 주어진 소정의 냉각 매체 및 상기 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN이 0.1 초과 내지 0.6 미만이도록 선택되는,
   액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
8. 액체 물질을 저장 및 동결하는 방법으로서,
   한 세트의 용기로부터 선택되는 복수의 용기 내에 상기 액체 물질을 도입하는 단계 - 상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 벽에 의해 내부에 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며;
   상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 상기 각각의 용기의 주벽은 상기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고;
   상기 세트 내의 적어도 하나의 용기의 물질 수용 공동은 제 1 용적을 가지며, 상기 세트 내의 적어도 다른 하나의 용기의 물질 수용 공동은 제 2 용적을 갖고;
   상기 세트 내의 모든 용기는, 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록, 동일한 폭을 가짐 -;
   상기 액체 물질이 도입된 상기 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 배치하는 단계 - 상기 액체 수용 용기는 서로 등간격으로 이격됨 -; 및
   인접한 용기들 사이의 공간을 통해 냉각 매체를 유동시킴으로써 각각의 액체 수용 용기 내에서 동결 전면(freeze front) 또는 동결 전면들을 균일하게 진행하면서 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체 물질을 동결시키는 단계를 포함하는,
   액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 액체를 동결시키면서 상기 각각의 용기 내의 액체의 상면 위에 배치된 헤드스페이스를 절연하는 단계를 더 포함하는,
   액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    동일한 용적 용량을 갖는 액체 수용 용기가 동일한 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되고, 동시에 동결 단계를 받는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상이한 용적 용량을 갖는 액체 수용 용기가 동일한 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되고, 동시에 동결 단계를 받는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    각각 주어진 용적 저장 용량을 가진 다수의 용기가 함께 조립되어 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되는 용기의 카세트를 형성하고, 상기 용기의 카세트는 상기 다수의 용기의 각각의 용적 저장 용량보다 큰 용적 저장 용량을 갖는 단일 용기의 길이 및 높이와 본질적으로 동일한 전체 길이 및 높이를 갖는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
13. 액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템으로서,
    한 세트의 용기 - 각각의 용기는 상기 용기의 벽에 의해 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며, 상기 세트 내의 각각의 용기의 벽은 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 포함하고, 상기 세트 내의 각각의 용기의 주벽은 상기 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고, 상기 세트 내의 모든 용기는 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록 동일한 폭을 가짐 -; 및
    복수의 용기 수용 공간을 형성하는 복수의 구조물을 포함하는 용기 지지 플랫폼을 포함하고, 각각의 상기 용기 수용 공간은 상기 용기 폭과 본질적으로 동일한 폭을 가지며,
    상기 구조물의 그룹은 서로 등간격으로 이격된 각각의 용기 수용 공간 내에 수용된 상기 복수의 용기를 상기 용기 지지 플랫폼 상에 지지하도록 위치된,
    액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 액체가 상부의 공기/액체 계면에서 동결되는 경향을 갖는 것보다 현저히 빠른 속도로 상기 용기의 벽을 따라 상기 용기 내에서 동결하는 경향을 갖도록 선택되고, 이로 인해 아이스 브리징이 억제되는,
    액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 주어진 소정의 냉각 매체 및 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN(ice bridging number)이 0.6 미만이도록 선택되는,
    액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 세트 내의 각각의 용기의 치수는 상기 주어진 소정의 냉각 매체 및 상기 동결될 주어진 소정의 액체에 대해 IBN이 0.1 초과 내지 0.6 미만이도록 선택되는,
    액체 물질을 저장, 동결, 이송 및 해동하기 위한 시스템.
17. 액체 물질을 저장 및 동결하는 방법으로서,
    한 세트의 용기로부터 선택되는 복수의 용기 내에 상기 액체 물질을 도입하는 단계 - 상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 벽에 의해 내부에 형성되는 물질 수용 공동을 갖는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며;
    상기 세트 내의 각각의 용기는 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 상기 각각의 용기의 주벽은 상기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고;
    상기 세트 내의 모든 용기는, 상기 세트 내의 각각의 용기와 관련된 동결 경로 길이가 본질적으로 동일하도록, 동일한 폭을 가짐 -;
    상기 액체 물질이 도입된 상기 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 배치하는 단계 - 상기 액체 수용 용기는 서로 등간격으로 이격됨 -; 및
    인접한 용기들 사이의 공간을 통해 냉각 매체를 유동시킴으로써 각각의 액체 수용 용기 내에서 동결 전면(freeze front) 또는 동결 전면들을 균일하게 진행하면서 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체 물질을 동결시키는 단계를 포함하는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 액체를 동결시키면서 상기 각각의 용기 내의 액체의 상면 위에 배치된 헤드스페이스를 절연하는 단계를 더 포함하는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    동일한 용적 용량을 갖는 액체 수용 용기가 동일한 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되고, 동시에 동결 단계를 받는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
20. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상이한 용적 용량을 갖는 액체 수용 용기가 동일한 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되고, 동시에 동결 단계를 받는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    각각 주어진 용적 저장 용량을 가진 다수의 용기가 함께 조립되어 상기 용기 지지 플랫폼 상에 배치되는 용기의 카세트를 형성하고, 상기 용기의 카세트는 상기 다수의 용기의 각각의 용적 저장 용량보다 큰 용적 저장 용량을 갖는 단일 용기의 길이 및 높이와 본질적으로 동일한 전체 길이 및 높이를 갖는,
    액체 물질을 저장 및 동결하는 방법.
22. 동결된 액체 물질을 해동하는 방법으로서,
    일정량의 상기 동결된 액체 물질을 수용하는 복수의 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 배치하는 단계 - 상기 용기는 서로 등간격으로 이격됨 -; 및
    인접한 용기들 사이의 공간을 통해 가열 매체를 유동시킴으로써 각각의 액체 수용 용기 내에서 해동 전면(thaw front) 또는 해동 전면들을 균일하게 진행하면서 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체 물질을 해동시키는 단계를 포함하고;
    각각의 용기는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며, 동결된 액체 물질은 상기 용기의 벽에 의해 형성되는 물질 수용 공동 내에 수용되고;
    상기 각각의 용기는 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 상기 각각의 용기의 주벽은 상기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고;
    적어도 하나의 상기 용기의 물질 수용 공동은 제 1 용적을 가지며, 적어도 다른 하나의 용기 세트의 물질 수용 공동은 제 2 용적을 갖고;
    모든 용기는 해동의 균일성을 촉진시키기 위해 동일한 폭을 갖는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 물질이 해동되는 동안에 상기 물질을 기계적으로 교반하는 단계를 더 포함하는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 물질은, 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체가 각각의 용기의 일단부로부터 각각의 용기의 타단부로 전후로 이동하도록, 상기 액체 수용 용기를 길이 방향으로 요동시킴으로써 기계적으로 교반되는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
25. 동결된 액체 물질을 해동하는 방법으로서,
    일정량의 상기 동결된 액체 물질을 수용하는 복수의 용기를 용기 지지 플랫폼 상에 배치하는 단계 - 상기 용기는 서로 등간격으로 이격됨 -; 및
    인접한 용기들 사이의 공간을 통해 가열 매체를 유동시킴으로써 각각의 액체 수용 용기 내에서 해동 전면(thaw front) 또는 해동 전면들을 균일하게 진행하면서 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체 물질을 해동시키는 단계를 포함하고;
    각각의 용기는 본질적으로 평행육면체의 구성을 가지며, 동결된 액체 물질은 상기 용기의 벽에 의해 형성되는 물질 수용 공동 내에 수용되고;
    상기 각각의 용기는 상기 용기의 대향 측면 상에 상기 각각의 용기의 길이 및 높이를 형성하는 한 쌍의 주벽을 가지며, 상기 각각의 용기의 주벽은 상기 각각의 용기의 폭을 형성하는 거리만큼 이격되어 있고;
    모든 용기는 해동의 균일성을 촉진시키기 위해 동일한 폭을 갖는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 물질이 해동되는 동안에 상기 물질을 기계적으로 교반하는 단계를 더 포함하는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 물질은, 상기 액체 수용 용기 내에 수용된 액체가 각각의 용기의 일단부로부터 각각의 용기의 타단부로 전후로 이동하도록, 상기 액체 수용 용기를 길이 방향으로 요동시킴으로써 기계적으로 교반되는,
    동결된 액체 물질을 해동하는 방법.
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