KR102609546B1 - 배지 혼합 챔버 - Google Patents

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토마스 레이드 플레처
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Abstract

분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치가 제공된다. 이 장치는, 적어도 하나의 유체 챔버, 유체 챔버의 하부 부분의 유입 포트를 포함한다. 장치는, 유체 챔버에 포지셔닝된 기하학적 유체 유동 보조부(geometric fluid flow aid), 및 유체 챔버의 최상부에 유출 포트를 더 포함한다. 분말형 세포 배양 배지는, 유입 포트에 의해 제공되는 유체와 혼합되도록, 유체에 제공된다. 유출 포트는, 재구성된 배지가 유체 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된다.

Description

배지 혼합 챔버
[0001] 본 출원은, 2015년 11월 19일 출원된 미국 가특허 출원 번호 제 62/257,685 호의 우선권을 주장하는, 2016년 3월 31일 출원된 미국 특허 출원 번호 제 15/087,826 호의 우선권을 주장하며, 상기 출원들 각각은 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다.
[0002] 본 기술의 실시예들은 일반적으로, 적어도 하나의 유입 유체 스트림(stream)을, 유입 유체 스트림(들)과 혼합될 재료와 혼합하기 위한 혼합 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 기술의 실시예들은, 분말형(powdered) 세포 배양 배지(cell culture media)를, 미리 결정된 단위 볼륨 양들로 재구성하도록 특별히 적응된 혼합 장치에 관한 것이다.
[0003] 체외 배양들(vitro cultures)에서의 살아있는(viable) 동물 세포들 및 조직(tissue)은 1900년대 초부터 공지되었다. 오늘날 동물 세포 배양은 정교한 기술이지만, 기본적인 배양 기술은 금세기 초부터 변하지 않았다. 일차(primary) 또는 형질전환된(transformed) 세포들 또는 조직은, 일반적으로 "배지"로서 지칭되는 액체 영양분 혼합물에서 성장된다. 이 배지는, 예컨대, 아미노산들, 비타민들, 염들, 및 다른 성분들의 복합 혼합물일 수 있다. 이는 종종, 1-10% 정제된(purified) 소 태아 또는 갓난 송아지 혈청으로 보충된다. 세포 배양 배지 및 혈청은 많은 출처들로부터 상업적으로 입수 가능하다.
[0004] 기본 세포 배양 기술은 수년 동안 크게 변화하지 않았지만, 세포 배양의 볼륨 및 이 연구실 기술의 접근 가능성은 계속해서 급격히 증가하여, 세포 배양 기술의 필요성을 변화시키고 있다. 더 많은 연구 실험실들, 제약 및 생명 공학 회사들이 조직 배양 기술들을 채용하고 있을뿐만 아니라, 종종, 상대적으로 대규모로 조직 배양 기술들을 채용하고 있다. 의약품 관련 회사는 하루에 수십 리터 또는 수백 리터의 액체 배지를 소비할 수 있고, 상업적 용도로 조직 배양으로부터 항체들, 성장 인자들 또는 정제된 단백질을 생성하기 위해 수많은 연구실 기술자들 및 과학자들을 채용할 수 있다. 따라서, 배지 공급 비용들과 직원 근무시간 사이에는, 오늘날의 조직 배양 프로세스와 연관된 상당한 비용이 존재한다.
[0005] 세포 배양 배지는 일반적으로, 적절한 양의 물을 부가함으로써 재구성되는 건조 분말 또는 사전-포장된 액체로서 상업적으로 입수 가능하다. 또한, 사용 전에 배지에 전형적으로 부가되는 많은 첨가제들이 있다. 이들은, 탄산수소 나트륨, 글루타민, 부가적인 완충액들(buffers) 또는 항생제들을 포함한다.
[0006] 본원에서 설명되는 기술은 일반적으로, 다양한 볼륨들 및 환경들에서 배지를 혼합하기 위한 개선된 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다.
[0007] 일반적으로, 본원에서 설명되는 실시예들은, 제조하기 쉽고, 액체 배지보다 더 적은 저장 공간을 필요로 하며, 그리고/또는 그의 제조가 최소한의 노력을 필요로 하는 분말형 배지를 위한 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다. 몇몇 실시예들에 따른 본 기술은, 재료(예컨대, 분말형 배지)를 적어도 하나의 유입 유체 스트림과 혼합하기 위한 혼합 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 기술의 몇몇 실시예들은, 분말형 세포 배양 배지를, 미리 결정된 단위 볼륨 양들로 재구성하도록 특별히 적응된 혼합 장치뿐만 아니라, 그와 관련된 다양한 방법들에 관한 것이다.
[0008] 본 기술은 당 기술 분야에서 상당한 개선을 의미한다.
[0009] 몇몇 실시예들은, 본 기술의 발명자들에 의해 인식되는 바와 같이, 또는 발명자들에 의한 잠재적인 개선들의 인식에 기초하여, 기존의 배지 기술들로 인한 몇몇 결점들 및/또는 불편함들에 적어도 부분적으로 기초한다.
예컨대, 사전-포장된 액체는 멸균될 수 있고 편리한 크기들로 소분될(aliquoted) 수 있으며, 사용할 준비가 될 수 있다. 그러나, 배지는 전형적으로 광민감성이며, 규정된 저장 수명(shelf-life)을 갖는다. 그러므로, 배지는 정기적으로 주문되어야 한다. 이는 또한, 냉장 보관되어야 하며, 그 사전 포장된 형태에서, 포장을 풀고 운반하는 데에 상당한 인력 시간을 필요로 한다. 또한, 사전 포장된 액체의 배송 비용들은 점점 더 비싸지고 있다.
[0010] 게다가, 분말형 배지는 벌크(bulk) 또는 사전 측정된 패키지들로 제공된다. 이는, 더 긴 저장 수명을 갖는 경향이 있고, 덜 비싸며, 액체 형태보다 더 적은 저장 공간 및 취급 시간을 필요로 한다. 그러나, 분말형 배지는 멸균 조건들 하에서 용해 및 소분되어야 한다. 특히 대용량 배지 제조를 위한 증가된 취급 및 제조 시간은 종종, 사전-포장된 액체 배지를, 증가되는 비용에도 불구하고, 선호되는 선택으로 만든다.
[0011] 분말형 배지의 재구성은 전형적으로, 여러 가지 단계의 프로세스이다. 고체 분말로부터 액체 배지를 제조하기 위해, 특정 볼륨의 배지를 위해 의도되는 분말의 공지된 양이, 측정되고, 최종 원하는 볼륨보다 전형적으로 약간 적은 볼륨의 증류수에 부가된다. 분말 및 물은, 고체가 완전히 용해될 때까지 교반된다. 특정 양의 탄산수소 나트륨이 부가되고 용해된다. 그 후에, 산 또는 염기를 사용하여 pH가 조정될 수 있고, 그 최종 볼륨까지 배지을 증가시키기 위해 부가적인 물이 부가될 수 있다. 이어서, 전체 혼합물은 멸균 여과기를 통과한다. 그 후에, 배지는 단일 대형 멸균 용기에 수집될 수 있거나, 여러 개의 더 작은 멸균 용기들 내에 분배될 수 있다.
[0012] 분말형 조직 배양 배지는 매우 미세한 입자 크기를 가지며 흡습성이 있다. 물과 혼합될 때, 이는 "볼(ball)" 또는 "덩어리(clump)"가 되는 경향이 있다. 따라서, 물 또는 다른 수성 액체에 재구성될 때, 물과의 초기 접촉 시에 형성될 수 있는 임의의 덩어리들을 잘게 부수기 위해 충분한 교반이 요구된다. 더 작은 배치(batch) 크기들의 경우, 멸균 자기 교반 바아들(magnetic stir bars)이 혼합 컨테이너에 부가될 수 있고, 이어서, 컨테이너는 자기 교반 플레이트 상에 배치된다. 혼합 컨테이너들에 교반 바아들을 부가하기 위해, 일반적으로, 부가적인 조작들이 요구된다. 전형적인 연구실 환경에서, 자기 교반 플레이트들은 대용량 배지 제조를 위한 실용적인 해법이 아니다.
[0013] 부가적으로, 그 흡수성 특성에 기인하여, 배지는, 특히, 습한 환경들에 저장되었을 때, 물을 흡수한다. 습한 배지는 단축된 저장 수명을 갖고, 덩어리지며, 재구성하기 위해 적극적인 교반을 필요로 한다. 따라서, 사전 측정된 밀봉 및 건조된 소분량들로 제공되는 경우, 분말형 배지 저장 수명은 개선될 수 있다.
[0014] 재구성 프로세스는, 여러 가지 단계들 및 여러 개의 개별 장비를 필요로 한다. 이는 일반적으로, 재구성된 배지의 전체 최종 볼륨을 포함하기에 충분히 큰 적어도 하나의 용기뿐만 아니라, 여과 이후 멸균 배지를 수용하기 위한 하나 또는 그 초과의 용기들을 필요로 한다. 멸균된 배지는 일반적으로, 최상부가 개방된(open top) 컨테이너들 내에 전달된다. 따라서, 대부분의 배지 제조는 층류 후드(laminar flow hood)에서 이루어진다. 후드에서 대용량의 배지를 프로세싱하는 것은, 컨테이너들 및 멸균 배지를 수용할 충분한 공간이 없기 때문에, 어렵다. 본원의 몇몇 실시예들은, 최소한의 물리적 접촉으로 대용량들의 제품(product)의 제조를 허용하고 상기 설명된 불편함들 없이 배지 제조를 용이하게 할 디바이스가, 과학계에서 오랫동안 충족되지 않은 요구를 충족시킬 것이라는 인식에 기초한다.
[0015] 게다가, 분말형 배지의 재구성에 사용되는 장비는, 잔류물을 제거하고 장비의 오염물질들을 제거하기 위해 사용들 간에 철저히 세정되어야 한다. 이는 상당한 시간을 필요로 하며, 주의깊은 작업을 하더라도 오염물질들의 위험은 남아있다. 따라서, 후속하는 실시예들 중 일부는, 일회용으로 구성되는 배지 혼합 챔버의 저비용 등가물에 관한 것이다.
[0016] 본 기술의 일 실시예는, 분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치에 관한 것이다. 장치는 적어도 하나의 유체 챔버, 유체 챔버의 최상부 부분의 제1 유입 포트, 및 유체 챔버의 하부 부분의 제2 유입 포트를 포함한다. 장치는, 유체 챔버에 포지셔닝된 기하학적 유체 유동 보조부(geometric fluid flow aid), 및 유체 챔버의 최상부의 유출 포트를 더 포함한다. 분말형 세포 배양 배지는, 제1 또는 제2 유입 포트 중 적어도 하나에 의해 제공되는 유체와 혼합되도록, 유체에 제공된다. 유출 포트는, 재구성된 배지가 유체 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된다.
[0017] 본 기술의 제2 실시예는, 분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 적어도 하나의 유체 챔버, 유체 챔버의 최상부 부분의 제1 유입 포트, 유체 챔버의 하부 부분의 제2 유입 포트, 유체 챔버에 포지셔닝된 기하학적 유체 유동 보조부, 및 유체 챔버의 최상부의 유출 포트를 갖는 혼합 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 챔버에 유체를 도입하기 이전에, 유체 챔버에 분말형 세포 배양 배지를 제공하고, 이어서, 제1 및 제2 유입 포트들 중 적어도 하나를 통해 유체를 챔버에 도입하는 단계를 더 포함한다. 제1 및 제2 유입 포트들은, 유체 챔버의 내부 벽에 대해 접선 방향으로 배향되며, 이에 의해, 유체가 원운동으로 유체 챔버의 벽을 따르게 한다. 이 방법은, 충분한 유량으로 유체를 도입함으로써 유체 챔버에 와류 유동을 생성하는 단계, 및 기하학적 유동 보조부 주변에서, 유체 챔버의 벽 주변에 물을 더 채널링(channeling)함으로써 기하학적 유체 유동 보조부에 의해 와류 유동을 강화시키는 단계를 더 포함한다. 이 방법은, 챔버에 유체를 계속 도입하고, 유출 포트를 통해 챔버를 빠져나가는 재구성된 유체를 수집하는 단계를 포함한다.
[0018] 이제, 본 기술의 상기-언급된 특징들뿐만 아니라 다른 특징들, 양상들 및 장점들은, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들과 관련하여 설명될 것이다. 그러나, 예시된 실시예들은 단지 예들일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
[0019] 도 1은, 일 실시예에 따른, 전체 혼합 챔버, 멸균 필터, 및 수용 리셉터클(receptacle) 시스템의 개략도이다.
[0020] 도 2는, 도 1의 혼합 챔버의 일 실시예의 횡단면도이다.
[0021] 도 3은, 제2 실시예에 따른 혼합 챔버의 분해도이다.
[0022] 도 4는, 와류 유체가 표현된, 종래 기술에 따른 혼합 챔버의 횡단면도이다.
[0023] 도 5a는, 일 실시예에 따른, 혼합 챔버의 최상부 원뿔(cone)의 평면 사시도이다.
[0024] 도 5b는, 도 5a에 예시된 최상부 원뿔의 저면 사시도이다.
[0025] 도 6은, 일 실시예에 따른, 혼합 챔버의 바닥부 원뿔의 평면 사시도이다.
[0026] 도 7은, 도 6에 예시된 바닥부 원뿔 및 바닥부 캡(cap)의 조립체를 나타내는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 혼합 챔버의 하부 캡의 평면 사시도이다.
[0027] 도 8a, 도 8b, 및 도 8c는, 도 5a 및 도 5b에 예시된 최상부 원뿔 및 중간 캡의 조립체를 도시하는, 일 실시예에 따른, 혼합 챔버의 중간 캡의 바닥부의 사시도들이다.
[0028] 도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는, 최상부 캡의 조립체를 도시하는, 일 실시예에 따른, 혼합 챔버의 최상부 캡의 바닥부의 사시도들이다.
[0029] 도 10은, 일 실시예에 따른, 외부 튜브에 부착된 최상부 캡의 사시도이다.
[0030] 도 11은, 일 실시예에 따른, 입구 튜브에 부착된 바닥부 캡의 사시도이다.
[0031] 도 12는, 일 실시예에 따른, 압력 변환기(pressure transducer) 및 입구 튜브에 부착된 중간 캡의 사시도이다.
[0032] 도 13은, 일 실시예에 따른, 단일-챔버 혼합 장치의 개략도이다.
[0033] 이하의 상세한 설명에서, 본 개시내용의 부분을 형성하는 첨부된 도면들을 참조한다. 도면들에서, 유사한 기호들은 전형적으로, 문맥이 다르게 지시하지 않는 한, 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 설명되는 예시적인 실시예들은 제한을 의미하지 않는다. 상세한 설명은 예시적인 실시예들에 대한 설명으로서 의도되며, 실시될 수 있는 유일한 실시예들을 나타내도록 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "예시적인"이라는 용어는, 예, 예증 또는 예시로서 기능하는 것을 의미하며, 반드시 다른 실시예들에 비해 유리하거나 선호되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본원에서 제시되는 청구 대상의 사상 또는 범위에서 벗어나지 않고 다른 실시예들이 활용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본원에서 일반적으로 설명되고 도면들에 예시되는 바와 같은 본 개시내용의 양상들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 및 설계될 수 있으며, 이들 모두가 명백하게 고려되고 본 개시내용의 일부를 형성한다는 점이 용이하게 이해될 것이다.
[0034] 본원에서 설명되는 실시예들은 일반적으로, 배지, 예컨대, 세포 배양을 위한 배지의 저장, 운송, 제조, 및/또는 사용과 관련된 디바이스들/장치들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다. 제공되는 실시예들 중 하나 또는 그 초과는, 특히, 배지 카트리지들, 및 건조 분말 배지를 갖는 카트리지들을 포함하여 그러한 카트리지들의 제한들에 관하여 당업계에 존재하는 결점들, 제한들, 또는 결함들 중 하나 또는 그 초과를 극복할 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예들에서, 디바이스들/장치들은, 원하는 물질이 사전-적재된 일회용 단일 사용일 수 있다. 디바이스들은, 개선된 멸균, 저장 지속기간, 운송, 디바이스들 내에서의 재료들의 혼합, 및 배지의 사용 중 하나 또는 그 초과를 허용하는 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 디바이스들을 만들고 사용하는 시스템들 및 방법들이 또한 본원에 설명된다.
[0035] 도 1은, 특정 실시예들에 따른, 혼합 장치(10), 여과기(58), 및 수용 백(bag)(50)의 일 실시예의 전체 시스템 도면이다. 도 2는, 혼합 장치(10)의 컴포넌트들의 내부 도면을 도시하는 횡단면도이다. 혼합 장치(10)는, 적어도 하나의, 그리고 몇몇 실시예들에서, 2개의 챔버들을 포함한다. 일반적으로 원통형인 제1 챔버(12)는, 본원에 도시된 바람직한 실시예에서 하부 챔버를 구성하고, 제2 챔버(14)는 이 바람직한 실시예의 상부 챔버를 구성한다. 설명의 목적들을 위해, 2개 챔버 실시예에서, 본원에서 "화학물질(A)"은 제1 챔버(12)에 포함된 재료를 지칭할 것이고, "화학물질(B)"은 제2 챔버(14)에 포함된 재료를 지칭할 것이다.
[0036] 유입 유체 스트림은 적어도 하나의 유입 포트를 통해 혼합 장치(10)에 진입한다. 본원에서 설명되는 혼합 장치(10)의 특징들은, 하나의 유입 포트를 갖는 혼합 장치(10)에 적용 가능하지만, 본 출원은, 복수의 유입 포트들, 예컨대, 도 1의 실시예에 도시된 2개의 유입 포트들(16a, 16b)을 갖는 실시예들을 설명할 것이라는 점이 고려된다. 제1 챔버(12)에 대한 유입 포트(들)의 축선은, 유체 유동이 제1 챔버의 내부 벽에 실질적으로 접선 각도로 진입하도록 될 수 있으며, 이에 의해, 유입 포트들(16a, 16b)을 통해 제1 챔버로 진입하는 액체는 챔버의 측들을 따르고, 제1 챔버 내에서 유체 스트림과 화학물질(A)의 혼합을 용이하게 하는 원형 혼합 운동을 생성한다. 하나 초과의 유입 포트를 채용하는 것은, 유동을, 전형적으로 고체 분말 형태로 존재하는 화학물질(A)의 용해되지 않은 볼륨을 향해 지향시키는 것을 돕는다. 상부 유입 포트(16b)는 또한, 고체 배지가 제1 챔버(12)의 최상부에 달라 붙는 것을 방지하는 것을 돕는다. 유입 포트들(16a, 16b)은, 화학물질(A)을 유체 스트림들과 혼합하기 위해 필요한 수준의 유체 운동을 달성하기 위해, 동시에 사용될 수 있거나, 교번될 수 있다.
[0037] 화학물질(A)이 액체에 용해되고 부가적인 액체가 제1 챔버(12) 내에 진입할 때, 액체 레벨은 중간 캡(31)을 통해 상향으로 진행하여 제2 챔버(14)에 진입한다. 중간 캡(31)을 통과하고 상부 챔버 내로 진입하는, 화학물질(A)을 포함하는 유체는, 이제, 화학물질(B)과 접촉하게 된다.
[0038] 바람직한 실시예에서, 이미 화학물질(A)을 포함하는 액체에서 화학물질(B)의 용해를 용이하게 하기 위해 상당한 교반이 필요하지 않도록, 화학물질(B)은 화학물질(A)에 비해 증가된 용해도 특성들을 갖는다.
[0039] 용해된 화학물질들(A 및 B)을 포함하는 액체는, 그 후에, 바람직하게 여과기(48)(도 3 및 도 9b)를 통과한 후에 유출 포트(49)를 통해 상부 캡(41)을 통해 제2 챔버(14)를 빠져나간다. 바람직한 실시예에서, 유출 포트(49)(도 1에서 배관(tubing)에 의해 가려짐; 도 2에 도시됨)를 통과하는 액체는 멸균 여과기(58) 내에 진입한다. 이 기술에 의해 고려된 유형의 멸균 여과기들은 다수의 공급자들로부터 구입될 수 있다. 상업적 공급자의 일 예는 Pall Corporation, Courtland, Me이다. 멸균 배지 제품의 경우, 멸균 여과기 장치는 전형적으로, 0.2마이크로 여과기를 포함할 것이다. 여과기는 나일론 또는 아세트산 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 그 후에, 화학물질(A) 및 화학물질(B)을 포함하는 멸균 액체는 여과기(58)를 빠져나와 수용 리셉터클(50) 내로 전달된다. 몇몇 실시예들에서, 용해된 배지에 혼입된(entrained) 공기가, 이 공기가 멸균 여과기를 채우지 않도록 통기되는 것을 허용하기 위해, 멸균 여과기(58)와 유출 포트 사이에 소수성 벤트(vent) 여과기가 채용된다.
[0040] 다른 기능들을 위해 다른 유형들의 여과기 크기들이 선택될 수 있다는 점이 부가적으로 고려된다. 예컨대, 전기 영동(electrophoretic) 완충액들의 제조는, 청정하지만 반드시 멸균일 필요는 없는 용액들을 필요로 하며, 0.45마이크로 여과기가 충분할 것이다. 유사하게, 더 점성인 용액들의 제조는 더 넓은 공극(pore) 크기를 필요로 할 수 있다. 요약하면, 여과기들은, 카트리지의 특정 용도를 수용하기 위해, 임의의 원하는 크기, 볼륨, 공극 크기, 등으로 이루어질 수 있다. 본원에서 개시되는 기술의 다른 애플리케이션들의 경우, 여과 장치가 부가될 필요가 없다. 이어서, 액체는 임의의 적합한 유체 연통(fluid communication) 디바이스, 예컨대, 가요성 배관을 통해 수용 리셉터클에 직접적으로 전달된다. 멸균 여과기가 사용된다면, 이어서, 수용 리셉터클(50)뿐만 아니라 다수의 입구 포트들(52)에 진입하는 모든 부가적인 화학물질들 및 배관도 멸균되어야 한다(도 1 참고).
[0041] 최종 제품이 하나 또는 그 초과의 다른 액체 첨가제들의 부가를 필요로 할 수 있거나, 리셉터클(50)이 일련의 상이한 컨테이너 내로 배출될 수 있다는 것이 더 고려된다. 그러므로, 일반적으로 다수의 입구/출구 포트들(52)로서 지정된 하나 또는 그 초과의 입구/출구 포트들이 전형적으로 제공된다. 유동 정지 조절기들(54)은 바람직하게, 원하는 첨가제 용액들의 순차적인 배출 또는 유입에 대한 제어를 제공하기 위해, 입구 포트들 각각과 연관된다.
[0042] 도 3은, 혼합 장치(10)의 일 실시예의 분해도를 상세하게 도시한다. 혼합 장치 베이스 또는 하부 캡(21)은 시일(seal; 23)과 함께 제1 챔버 하우징(22)과 결합된다. 지지 구조(24)는 바람직하게, 제1 챔버 하우징(22)을 지지하기 위해 레지(ledge) 또는 립(lip)을 형성하도록, 하부 캡(21)과 함께 일체형으로(integrally) 성형되거나(molded), 하부 캡(21) 내에 밀링가공된다(milled). 지지 구조(24) 및 제1 챔버 하우징(22)은 바람직하게, 압력 하에서 유입 포트(들)(16)를 통해 구동된(driven) 유체의 회전 속도를 최적화하기 위해, 형상이 실질적으로 원통형이다. 시일(23)은 바람직하게, 탄성 중합체 O-링이지만, 당업자에게 공지된 개스킷 또는 다른 밀봉 디바이스일 수 있다. 바닥부 캡은 또한, 기하학적 유동 보조부, 예컨대, 바닥부 원뿔(25)을 지지한다. 하부 캡(21)의 조립체는, 도 7과 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
[0043] 제1 챔버 하우징(22)은, 유입 유체를, 하우징의 내부 벽에 대해 일반적으로 접선 방향으로 배향되는 하나 또는 그 초과의 유입 포트들(16)(도 1에 도시됨)을 통해 수용한다. 하나 또는 그 초과의 유입 포트들(16)은 하우징(22)과 일체형으로 성형될 수 있거나, 당업계에 공지된 다양한 방법들 중 임의의 방법, 예컨대, 접착제, 용매, 또는 열 접착 기술들에 의해 하우징(22)에 부착될 수 있다. 도시된 실시예들에 따르면, 2개의 유입 포트들(16)은, 유입 포트들(16)과 하우징(22)의 내부 사이의 유체 유동을 허용하는 통로를 갖고, 하부 캡(21) 및 중간 캡(31)과 일체형으로 성형된다. 호스 바브(barb) 또는 다른 종래의 커넥터는 바람직하게, 유입 포트(16)에 부착된다. 바람직하게, 유입 포트(16a)는 제1 챔버(12)의 하반부에, 더 바람직하게는, 제1 챔버(12)의 하부 1/4을 따라서, 예컨대, 하부 캡(21) 상에 위치된다. 바람직하게, 유입 포트(16b)는 제1 챔버(12)의 상반부에, 더 바람직하게는, 제1 챔버(12)의 상부 1/4을 따라서, 예컨대, 중간 캡(31) 상에 위치된다. 단일 유입 포트를 갖는 실시예들에서, 유입 포트는 제1 챔버(12)의 하반부에, 더 바람직하게는, 제1 챔버(12)의 하부 1/4을 따라서, 예컨대, 하부 캡(21) 상에 위치될 수 있다. 유입 포트(들)를 커버하기 위해 보호 캡이 제공될 수 있고 따라서, 사용 이전에 분말이 쏟아지는 것을 방지한다. 몇몇 실시예들에서, 신속-연결(quick-connect) 디바이스들은, 신속-연결 디바이스가, 저장 및 배송 동안 분말형 세포 배양 배지 분말이 카트리지로부터 탈출하는 것을 방지하도록, 유입 포트에 채용된다.
[0044] 충분한 속도로 제2 포트에 진입하는 유체는, 제1 포트로부터 진입하는 유체에 의해 생성되는 와류를 보조한다. 대량의 건조 분말 또는 점성 용액들의 재구성의 경우, 2개의 유입 포트들이, 완전한 혼합을 더 잘 용이하게 할 수 있다. 따라서, 단지 와류 발생을 지원하기 위해, 물 또는 다른 용매가 하나 초과의 유입 포트로부터 부가될 수 있다. 대안적으로, 다수의 유입 포트들을 통해 장치에 진입하는 액체는, 상이한 화학적 조성으로 이루어질 수 있다.
[0045] 유입 포트들은, 포트(16a)로부터의 유입이, 포트(16b)로부터의 유입과 간섭되지 않는 한, 주어진 애플리케이션의 특정 요건들에 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 동일한 수직 평면 상에 포지셔닝될 수 있거나, 상이한 수직 평면들을 따라서 포지셔닝될 수 있다. 양쪽 포트들로부터 접선 방향으로 혼합 챔버에 진입하는 유체는, 와류 활동을 유지하기 위해 동시에(in tandem) 유동해야 한다.
[0046] 유입 포트들(16a 및 16b)이, 동일한 포트 직경들을 갖는 것이 고려된다. 그러나, 직경들은, 다양한 유입 유동 속도들을 위해, 개별적으로 수정될 수 있다. 포트들 각각의 내부 직경들 및 유입 압력들은, 원하는 시약들의 혼합을 촉진시키기 위해 변화될 수 있다. 더 큰 직경의 포트 위에 위치된 더 작은 직경의 포트는, 더 큰 직경의 포트에 대해 부가적인 유입 속도를 제공할 것이다. 이 방식으로, 주어진 분말 혼합물의 재구성을 최대화하기 위해, 효율적인 와류가 유지될 수 있다. 이러한 설계 특징들은, 특정 애플리케이션에서의 분말의 용해도, 챔버 크기에 대한 분말의 볼륨에 따라, 그리고 주어진 액체 조제물(preparation)을 재구성하는 데에 요구되는 케미스트리(cheistry)에 의해, 부가 또는 포함될 것이다.
[0047] 사용 시에, 액체는 유입 포트들(16a, 16b)을 통해 혼합 챔버에 진입한다. 약 1psi를 초과하는 수도꼭지 압력 또는 다른 유입 압력들은 일반적으로, 적절한 장치 기능을 허용하기에 충분히 강하다. 약 25psi 정도의 전형적인 탭 압력(tap pressure)은, 많은 실시예들에 대해 충분하다. 최소 유효 압력은, 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 제1 혼합 챔버의 규모(scale), 제1 혼합 챔버에 포함된 화학물질(A)의 볼륨, 및 유입 루멘(lumen)의 직경의 함수이다. 특정 애플리케이션들에 대해 이러한 파라미터들을 최적화하기 위해, 몇몇 반복적인 실험(routine experimentation)이 요구될 수 있다. 예컨대, 이러한 파라미터들은 이용 가능한 수원(water source)에 특정되게 설계될 수 있다. 소스 유체 압력이 증가될 수 없는 경우, 본 발명의 혼합 장치는 입구의 직경을 감소시키는 것에 의해 설계될 수 있다.
[0048] 앞서 설명된 바와 같이, 액체는, 압력 하에서 제1 챔버에, 챔버의 내부 벽에 실질적으로 접선으로 진입한다. 장치에 진입하는 액체의 속도는, 유입 유체 스트림 압력에 의해 결정되고, 유입 포트(들)의 직경(들) 또는 제1 챔버의 치수들을 변경함으로써 부가적으로 조작될 수 있다. 유입 포트 직경들이 감소되면, 챔버에 진입하는 액체의 속도가 증가할 것이고, 반면에 유입 포트 직경들이 증가되면, 액체 속도가 감소할 것이다. 바람직한 실시예에서, 충분한 유체 속도는, 유량(리터/분)에 대한 유체가 챔버에 진입하는 유입 포트의 횡단면적(인치 단위)의 비율이 0.0015-0.0040일 때 달성된다. 몇몇 바람직한 실시예들에서, 비율은 0.0018 내지 0.0038이다. 몇몇 바람직한 실시예들에서, 비율은 0.0028 +/- 0.0002(즉, 1리터/분의 유량을 갖는 입구에 대해 0.0028평방 인치)이다.
[0049] 다른 애플리케이션들을 위한 혼합 챔버의 적절한 기능 작용을 위해, 장치의 약간의 수정들이 요구될 것이 고려된다. 예컨대, 액체가 물이고 제품이 조직 배양 배지인 경우, 적절한 유입 포트 치수와 함께 정상적인 수도꼭지 압력은, 원하는 회전 유체 속도를 발생시키기에 충분한 액체 압력을 생성할 것이다. 혼합 챔버 유입 포트 직경은 입구 속도에 직접적인 영향을 미친다. 상기 주목된 바와 같이, 입구 직경은, 배지의 적절한 혼합을 제공하기 위해 속도를 조정하도록, 증가되거나 감소될 수 있다.
[0050] 2개의 유입 포트들, 예컨대, 16a 및 16b를 갖는 실시예에서, 분말형 배지의 용해되지 않은 덩어리들의 부유를 방지하기 위해, 먼저 유체가 상부 유입 포트(16b)를 통해 챔버에 제공되는 것이 바람직하다. 일단 유체가 챔버를 부분적으로 채우면, 하부 포트(16a)가 개방되고 와류-형 유체 유동 운동을 용이하게 하기 시작한다.
[0051] 바람직하게, 양립 가능한 유입 포트 직경과 조합된 액체 스트림의 압력은, 장치에 진입하는 액체가 내부 챔버 케이싱(casing)의 표면을 따르고 챔버의 중심을 향하는 경로를 따라 계속하도록, 충분한 액체 속도를 제공할 것이다. 액체의 회전 유체 속도가 충분하다면, 이 운동은 그 후에, 유입 액체를 제1 챔버의 내용물과 혼합하는 역할을 하는 난류 와류를 형성한다. 이러한 운동은, 종래 기술의 혼합 장치에서 원하는 유체 운동을 나타내는 도 4에 도시된다. 수평 파선들(80)은, 그 중심에 공기(82)의 대체로 원뿔형 영역을 생성하는 선회 유체(swirling fluid)를 나타낸다. 선회 와류는 챔버의 내용물들을 혼합한다. 챔버에 진입하는 부가적인 유체는, 와류를 챔버의 측들 위로 그리고 최상부를 향해 밀어낸다. 이러한 와류 운동은 알맞은 조건들 하에서 예측되지만, 분말형 고체 화학물질이 시간에 걸쳐서 변화되기 때문에, 이제, 이는 항상 달성 가능한 것은 아니다. 많은 경우들에서, 현재의 배지가 있으면, 와류 유동이 발생하지 않으며, 진입하는 유체는 단순히 챔버 내로 흘러들어간다. 이러한 상황들에서, 적절한 교반이 없다면, 분말형 배지는 유체와 접촉하지만, 유체에 용해되도록 완전히 젖지 않는다. 이어서, 분말형 배지의 덩어리들은 부유하고, 챔버의 표면들에 달라 붙으며, 그리고/또는 챔버의 유입 또는 유출 포트들을 차단한다.
[0052] 따라서, 몇몇 실시예들에 따른 혼합 장치(10)의 실시예들은, 제1 챔버(12)의 볼륨 내에서 하나 또는 그 초과의 기하학적 유동 보조부들, 예컨대, 이를테면 하나 또는 그 초과의 원뿔들을 바닥부 원뿔(25) 및 상부 원뿔(35)의 선들을 따라 포함하는 것에 의해, 유체의 와류 운동을 달성하고 강화시키는 것을 돕는다. 다수의 원뿔들이 도시되고, 몇몇 실시예들은 단일 원뿔 유동 보조부를 고려하는 반면, 다른 실시예들에서는 부가적인 보조부들이 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 액체가 유입 포트들(16)을 통해 챔버 내로 유동할 때, 이는, 제1 챔버(12)의 내용물들과 유입 액체를 혼합하기 위해 난류 유체 운동을 형성하기 위해 선회 와류 운동이 즉시 생성되도록, 챔버 내에 채널링된다. 게다가, 기하학적 유동 보조부들은, 고체를 분산시키고, 고체가 제1 챔버(12)의 최상부 또는 바닥부에 달라 붙거나 덩어리지는 것을 방지함으로써, 유입 액체와 고체 내용물들의 혼합을 더 강화시킨다. 기하학적 유동 보조부들은 바람직하게, 원하는 유체 유동 와류의 생성을 보조하기 위해, 제1 챔버(12)의 중심을 향하는 방향으로 감소하는 직경을 갖는 기하학적 형상을 포함한다.
[0053] 도 5a 및 도 5b는 상부 기하학적 유동 보조부의 일 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 기하학적 유동 보조부는 상부 원뿔(35)이다. 상기 설명된 바와 같이, 기하학적 유동 보조부는, 제1 챔버(12)의 중심을 향하는 방향으로 감소하는 직경을 갖는 기하학적 형상을 포함한다. 이에 따라, 상부 원뿔(35)은, 제1 챔버(12)의 중심을 향하여 감소하는 직경을 갖는 원뿔형 부분(38)을 갖는다. 원뿔형 부분(38)은 원뿔 팁(tip)(38a)에서 종결되는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서는, 원뿔형 부분이, 팁에 도달하기 이전에 종료될 수 있고 평평한 단부 부분을 가질 것이 고려된다. 원뿔 외에 다른 형상들이 기하학적 유동 안내부로 또한 고려된다. 상부 원뿔(35)은 또한, 복수의 공극들(36)을 공극 섹션에 포함하고, 복수의 공극들을 통해 제1 챔버(12)의 유체가 상부 챔버(22) 내에 전달될 수 있다. 공극들(36)은, 분말형 배지의 용해되지 않은 덩어리들이 상부 챔버(22) 내에 진입하는 것을 방지하기 위해 적절한 직경으로 구성된다. 마지막으로, 상부 원뿔(35)은 공극 섹션의 최상부 에지로부터 방사상으로 연장되는 베이스 부분(37)을 갖는다. 베이스 부분(37)은 중간 캡(31)의 지지 구조(34)와 맞물림되도록 구성된다.
[0054] 도 6은, 하부 기하학적 유동 보조부의 일 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 기하학적 유동 보조부는 바닥부 원뿔(25)이다. 상기 설명된 바와 같이, 기하학적 유동 보조부는, 제1 챔버(12)의 중심을 향하는 방향으로 감소하는 직경을 갖는 기하학적 형상을 포함한다. 이에 따라, 바닥부 원뿔(25)은, 제1 챔버(12)의 중심을 향하여 감소하는 직경을 갖는 원뿔형 부분(28)을 갖는다. 원뿔형 부분(28)은 원뿔 팁(28a)에서 종결되는 것으로 도시되지만, 다른 실시예들에서는, 원뿔형 부분이, 팁에 도달하기 이전에 종료될 수 있고 평평한 단부 부분을 가질 것이 고려된다. 원뿔 외에 다른 형상들이 기하학적 유동 안내부로 또한 고려된다. 바닥부 원뿔(25)은 또한, 원뿔형 부분의 개방 단부에 베이스 에지(29)를 갖는다. 베이스 에지(29)는 하부 캡(21)의 지지 구조(24)와 맞물림되도록 구성된다.
[0055] 제1 챔버의 내부는 바람직하게, 실질적으로 원통형 구성을 갖는다. 이는, 액체 유동을 위한 와류 안내부를 더 형성한다. 게다가, 원통 직경은 유입 유체 속도를 고려해야 한다. 주어진 유입 유동에 대해 너무 큰 제1 챔버 직경은, 와류를 유지하기에 그 측들을 따라 충분한 원심력을 지원하지 않을 것이다. 너무 작은 내부 직경들은, 과도한 난류를 초기에 생성할 수 있지만 와류를 형성하지 않을 수 있고, 이로써, 불충분한 혼합을 잠재적으로 초래한다. 제1 챔버의 직경은 그 높이에 최적으로 비례하는 것으로 밝혀졌다. 약 2.5:1 초과의 높이 대 직경 비율은 전형적으로, 약 1-3리터/분의 유입 유량들에서, 충분히 강한 와류의 발생을 지원하지 않을 것이다. 따라서, 실질적으로 원통형인 형상과 함께 입구 속도 및 입구 각도가, 원하는 와류를 설정하도록 조합된다.
[0056] 대안적으로, 방사상 대칭을 보여주는 다른 챔버 구성들이 또한, 제1 챔버 하우징(22)을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 구형, 반구형, 도넛형(toroidal) 등이 선택될 수 있다.
[0057] 몇몇 실시예들은, 예컨대, 혼합 프로세스에서 보조할 수 있거나, 덩어리들을 부수는 것을 보조하는 피처들을 제공할 수 있는 부가적인 혼합 또는 난류 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 그러한 보조부들은, 챔버의 중심을 향하여 방사상으로 연장되는 돌출부들(예컨대, 강모들(bristles) 또는 못들(pegs)), 또는 원뿔들에 부착되거나, 중심 기둥에 부착되고 방사상 외부를 향해 연장되는 돌출부들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 특정 혼합 보조부들은 특별히 배제될 수 있다. 예컨대, 혼합 컴포넌트들, 이를테면 프로펠러들, 자석들, 날들(blades), 등은 몇몇 실시예들로부터 특별히 배제될 수 있다.
[0058] 다시 도 3을 참조하면, 제1 챔버 하우징(22)의 상부 내부 표면은 중간 캡(31)에 커플링될 수 있고, 이로써, 중간 캡(31)으로 제1 챔버(12)를 에워쌀 수 있다. 지지 구조(34)는 바람직하게, 제1 챔버(12) 및 제2 챔버(14)뿐만 아니라, 제1 챔버(12)와 제2 챔버(14)를 맞물림시키고 챔버들 간의 유체 유동을 허용하기 위한 다른 컴포넌트들도 지지하기 위해 레지 또는 립을 형성하도록, 중간 캡(31)과 함께 일체형으로 성형되거나, 중간 캡(31) 내에 밀링가공된다. 그러한 컴포넌트들은 시일들(32, 33), 최상부 기하학적 유동 보조부, 예컨대, 상부 원뿔(35), 및 여과기 디스크(39)를 포함한다. 중간 캡(31)의 컴포넌트들 및 조립체는 도 8a 내지 도 8c와 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
[0059] 2개의 챔버들은 바람직하게, 서로 인접하고, 중간 캡(31)에 의해 서로 분리된다. 도 1 내지 도 3은, 액체가 제1 또는 하부 챔버에 진입하고, 원형 여과기 디스크(39)를 포함하여 중간 캡을 통과해 제2 또는 상부 챔버로 이동하도록, 제1 및 제2 챔버들(12, 14)이 수밀 밀봉(water tight seal)되어 축선 방향으로 정렬되는 바람직한 실시예를 예시한다. 이러한 구성에서, 시일들(32, 33), 예컨대, 탄성 중합체 O-링들이, 상부 챔버와 하부 챔버 사이에 밀폐 밀봉을 제공하는 데에 사용된다. 제조 동안, 화학물질(A)은 바람직하게, 여과기 디스크(39)가 제 위치에 놓이기 이전에, 제1 챔버(12) 내에 배치된다.
[0060] 상부 챔버 하우징(42)은 또한 바람직하게, 상부 캡(41)에 의해 커버되고, 이로써, 제2 챔버(14)를 에워싼다. 지지 구조(44)는 바람직하게, 제2 챔버 하우징(42) 상에 착좌하기 위해, 또한 제2 챔버 하우징(42)을 맞물림시키기 위한 다른 컴포넌트들을 수용하고 제2 챔버(14)와 유출 포트(49) 사이의 유체 유동을 허용하기 위해, 레지 또는 립을 형성하도록, 상부 캡(41)과 함께 일체형으로 성형되거나, 상부 캡(41) 내에 밀링가공된다. 그러한 컴포넌트들은 시일들(43, 45, 46), 유지 플레이트(47), 및 여과기 디스크(48)를 포함한다. 상부 캡(41)의 컴포넌트들 및 조립체는 도 9a 내지 도 9d와 관련하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
[0061] 도 7은 하부 캡(21)의 조립체를 도시한다. 도시된 바와 같이, 하부 캡은, 바닥부 원뿔(25)을 수용하는, 하부 캡 내에 형성된 지지 구조(24) 및 유입 포트(16a)를 포함하는 베이스 부분을 포함한다. 시일(23)은 바닥부 원뿔(25)의 둘레 주위에, 그리고 지지 구조(24) 상에 포지셔닝된다. 시일(23)은 바람직하게, 탄성 중합체 O-링이지만, 당업자에게 공지된 개스킷 또는 다른 밀봉 디바이스일 수 있다. 시일(23)은 제1 챔버 하우징(22)과 하부 캡(21) 사이에 수밀 연결을 유지한다.
[0062] 도시된 실시예에서, 하부 캡(21)은 또한 지지 기둥들(64)을 위한 베이스로서 역할을 한다. 도 1의 실시예에서, 지지 기둥들(64, 65)의 2개의 세트들이, 각각, 제1 챔버(12) 및 제2 챔버(14)를 개별적으로 고정시키는 데에 사용되는 것이 도시된다. 도 3의 실시예에서, 기둥들(64)의 단일 세트가 혼합 장치(10)의 전체 길이로 연장되는 것이 도시된다. 다른 실시예들에서, 혼합 장치(10)가, 임의의 지지 기둥들(64, 65) 없이 자유롭고 견고하게 기립하기에 충분히 튼튼한 것이 고려된다.
[0063] 도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 중간 캡(31)의 조립체를 도시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 중간 캡(31)은 중앙 개구를 갖는 베이스 부분을 포함한다. 중앙 개구 내에 지지 구조(34)가 있고, 지지 구조(34)는 지지 구조(34) 상에 시일(33)을 수용하도록 구성된다. 시일(33)은, 중간 캡(31)의 요소들을 함께 커플링시키기 위해, 스크류(40)를 수용하도록 각각 구성된 복수의 부착 홀들(33a)을 포함한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 상부 원뿔(35)의 베이스 부분(37)은 지지 구조(34) 및 시일(33) 상에 놓인다. 부착 홀들(37a)은 부착 홀들(33a)과 정렬된다. 마지막으로, 상부 원뿔(35)의 최상부 상에, 여과기 디스크(39)가 포지셔닝된다. 여과기 디스크(39)는, 스크류(40) 또는 다른 부착 디바이스를 부착 홀들(33a 및 37a)을 통해 그리고 중간 캡(31)의 지지 구조(34) 내에 포지셔닝하는 것에 의해 중간 캡(31)에 고정된다.
[0064] 시일(33)은 바람직하게, 탄성 중합체 O-링이지만, 당업자에게 공지된 개스킷 또는 다른 밀봉 디바이스일 수 있다. 시일(33)은 상부 챔버 하우징(42)과 중간 캡(31) 사이에 수밀 연결을 유지한다. 바람직하게는 미세 다공성 Porex.TM 플라스틱(Porex Technologies, Fairburn, Ga.)으로 만들어지는 여과기 디스크(39)는, 부가적으로, 다공성 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌, 유리, 울, 미크론 메쉬, 또는 장치에서 사용될 분말들 및 용매들과의 적절한 양립성을 갖는 다양한 다른 불활성 물질들 중 임의의 물질로 제조될 수 있다. 바람직하게, 여과기 재료는 분말형 배지의 탈출을 방지하기 위해 충분히 작은 공극 크기를 가질 것이다. 몇몇 실시예들에서, 여과기는 30 내지 200미크론 범위의 기공(porosity)을 갖는다. 본원에서 설명되는 바람직한 애플리케이션의 경우, 여과기는 바람직하게, 대략 90 내지 130미크론의 공극 폭을 갖는다. 여과기 디스크는 제2 챔버 내로의 액체 통로를 허용하지만, 일반적으로, 제1 챔버(12)로부터 제2 챔버(14)로의 용해되지 않은 고체들의 이동은 방지한다. 미세 다공성 여과기에 포획된 추가적인 용해되지 않은 고체들은, 그 후에, 여과기를 통과하는 유체의 계속적인 유동에 의해 용해된다.
[0065] 제1 챔버 하우징(22) 및 중간 캡(31)에는, 탄성 중합체 O-링의 사용을 통해 액밀 밀봉(32)이 제공된다. 제1 챔버 하우징(22)은, 지지 구조(34)와 커플링되도록, 캡(31) 상의 환형 오목부 내에 슬립 끼워맞춤(slip fit)되거나, 베이스에 나사식으로 맞물림될 수 있다. 하우징은 부가적으로, 당업계에 공지된, 접착제들, 가열 밀봉, 또는 다른 수단을 사용하여, 캡(31)에 밀봉될 수 있다.
[0066] 도 9a, 도 9b, 도 9c, 및 도 9d는 상부 캡(41)의 조립체를 도시한다. 도면들에서의 도는 상부 캡(41)의 저면 사시도이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 시일(46)은 유출 포트(49)로의 출구 애퍼처(aperture)를 둘러싸도록 배치된다. 도 9b는, 출구 애퍼처 및 시일(46)의 최상부 위에, 여과기 디스크(48) 또는 유출 여과기의 배치를 도시한다. 도 9c는, 여과기 디스크(48)의 내부면 상의 제2 시일(45)의 배치를 도시한다. 마지막으로, 도 9d는, 상부 캡의 맞물림 애퍼처들(41a)을 통해 상부 캡(41)의 내부면에, 부착 요소들, 예컨대, 스크류들(40)에 의해 제 위치에 유지되는, 시일들(45, 46) 및 여과기 디스크(48)를 커버하는 유지 플레이트(47)의 배치를 도시한다. 시일들(45 및 46)은 바람직하게, 상부 캡(41)과 상부 챔버 하우징(42) 사이에 수밀 밀봉을 제공하는 데에 사용된다. 유출 여과기(48)는 바람직하게, 상부 캡(41)의 내부 표면으로부터 적어도 약 1/8인치에 착좌한다. 이는, 화학물질들(A 및 B)을 포함하는 액체가 유출 여과기(48)를 통과하여 유출 포트(49)를 통해 떠나기 위한 공간을 제공한다.
[0067] 도 10에 도시된 바와 같이, 유출 포트는 호스 바브 커넥터를 포함하고, 가요성 호스는, 유체를 혼합 장치(10)로부터 배지 수집기, 예컨대, 리셉터클(50)로 이동시키기 위해, 호스 바브 커넥터에 부착된다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 호스들은 또한 바람직하게, 유입 포트들(16a, 16b)에 부착되고, 호스 바브 커넥터를 통해 제 위치에 잠금될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 배관이 호스 바브의 목(neck) 위를 지나가도록 충분히 크고, 그리고 배관이 호스 바브 노즐 위로 밀봉하기에 충분히 작은 직경의 표준 가요성 실험실 배관이, 유입 유체 스트림을 혼합 챔버로 또는 유출 스트림을 리셉터클(50)로 지향시키기 위해, 채용된다. 유입 가요성 배관의 다른 단부는 바람직하게, 유체의 소스에 직접적으로 적용된다. 바람직한 배양 배지 애플리케이션에서, 유입 포트들(16a, 16b)은, 대부분의 과학 실험실 ddH2O 수도꼭지들에서 발견되는 것과 같은 적응된 노즐을 갖는 증류된 탈이온수(ddH2O) 소스와 유체 연통 상태로 배치된다. 다른 수원들 또는 액체 용매들과 함께 사용하기 위해, 다른 배관 재료들, 노즐 어댑터들, 및 펌프들이 요구될 수 있다. 혼합 장치(10)의 포트들 또는 다른 통로들 중 임의의 것은, 도 12에 도시된 바와 같이, 압력 변환기(17)를 포함할 수 있다. 압력 변환기는, 시스템의 압력을 정량화하고 모니터링하는 데에, 그리고 시스템의 기능성을 보존하기 위해 필요할 수 있는 임의의 변경들을 수행하는 데에 사용될 수 있다.
[0068] 시스템 컴포넌트들 간의 연통을 제공하기 위한 가요성 배관은, 예컨대, 오토클레이브(autoclave) 또는 감마선 조사에 의해 멸균될 수 있으며, 제조 시점에서 함께 조립될 수 있다. 부가적으로, 멸균 수용 리셉터클이 장치와 함께 공급되는 것이 바람직하다. 멸균 수용 리셉터클은 유리, 플라스틱, 또는 금속일 수 있고, 미리 형성될 수 있거나 가요성일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 수용 리셉터클은 멸균 가요성 백, 예컨대, 배지 관리자 제품(media manager product)(Irvine Scientific, Santa Ana, Calif.)을 포함한다.
[0069] 바람직한 실시예에서, 혼합 챔버들 및 캡들은 비반응성 플라스틱 중합체, 예컨대, 폴리카보네이트로 만들어진다. 대안적으로, 캡들 및 챔버들은, 폴리술폰을 포함하여 다른 플라스틱들로 성형될 수 있다. 다른 재료들은, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 플렉시글라스, 루사이트(lucite), 폴리프로필렌, 금속 합금, 또는 유리를 포함한다. 바람직하게, 챔버 하우징들(22, 42)은, 그 내용물들 또는 혼합 사이클의 진행의 시각적 관찰을 가능하게 하기 위해, 투명할 것이다.
[0070] 일반적으로, 혼합 장치(10)는 바람직하게, 세포 배양 환경에 적합한 재료들, 예컨대, 비-독성 의료 등급 플라스틱들, 또는 배지를 오염시키지 않을 다른 비-독성 재료들로 만들어진다. 현재 설계들에서, 스테인리스 강이 사용될 수 있지만, 일회용 시스템들에 대한 요구가 존재한다. 이에 따라, 선택된 재료들은, 일회용 제품들을 위해 재료 및 제조 비용들을 낮게 유지하기 위해서, 세포 배양 환경들에 적합하면서, 상대적으로 저렴해야만 한다.
[0071] 바람직한 애플리케이션에서, 혼합 장치는 조직 배양 배지를 제조하는 데에 사용된다. 혼합 챔버가, 다양한 단위 볼륨 크기들의 분말형 배지로 미리 채워져서(prefilled) 제공될 것이 고려된다. 예컨대, 1리터(L), 10L, 20L, 50L, 및 100L만큼 크거나 더 큰 최종 조직 배양 배지 볼륨을 수용하기 위한 혼합 챔버 크기들이 고려된다. 하부 챔버의 분말의 양을 증가시키는 것은, 분말이 용해될 때까지 와류 내에서 분말이 운동하는 것을 유지하기 위해, 충분한 크기의 와류를 발생시키도록 원통 높이 및/또는 직경을 증가시켜는 것을 필요로 할 것이다. 부가적으로, 더 큰 크기들은, 와류를 유지하기에 충분한 유입 유동을 발생시키기 위해, 유입 라인 상에 펌프를 필요로 할 수 있다. 그러므로, 각각의 장치가, 제조될 제품의 최종 볼륨을 보완하도록 특별히 설계되는 것이 고려된다.
[0072] 실험은, 분말형 배양 배지 애플리케이션을 위한 챔버 볼륨의 약 50%보다 더 큰 분말 볼륨이, 불량한 와류 혼합 및 불충분한 액체 재구성을 초래한다는 것을 결정했다. 실험은 부가적으로, 본원에서 개시되는 혼합 장치의 동작 동안, 액체에서의 분말의 개선된 재구성이, 대략 5초 동안 때때로 유입을 중단함으로써 달성된다는 것을 결정했다. 유동을 일시적으로 중단하는 것은 챔버 내의 압력을 해제하고, 따라서, 분말의 덩어리들이 덩어리들 내부에 유체를 빨아들이는 것을 허용한다.
[0073] 부가적으로, 압력 펄싱(pulsing)은, 유출 포트에서 출구 밸브를 일시적으로 폐쇄함으로써 재구성을 개선하기 위해, 혼합 장치에 적용될 수 있다. 이는, 밸브가 조여진 동안, 압력이 챔버들에 형성되는 것을 허용한다. 밸브가 해제되고 압력이 신속하게 하강하면, 액체에 형성되었을 수 있는 분말의 덩어리들이 분쇄된다. 이러한 압력 펄싱은, 출구 배관을 조임으로써, 또는 유출 포트에서 조임 밸브를 설계에 통합시킴으로써 수동으로 구현될 수 있다.
[0074] 미리 교정된(precalibrated) 리셉터클(50)은, 배지 제조의 종료 시점을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 대안적으로, 액체의 미리 결정된 볼륨이 시스템을 통해 펌핑될 수 있거나, 완성된 제품의 볼륨을 모니터링하기 위해 유량계/어큐뮬레이터가 사용될 수 있다. 액체 제품의 최종 볼륨이 중량으로 결정될 수 있다는 것이 부가적으로 고려된다. 수용 리셉터클이 저울 상에 배치되고, 리셉터클은, 최종 제품의 최종 무게가 달성될 때까지 채워진다.
[0075] 배양 배지 분말이 사용 이전에 비교적 건조한 상태로 유지되는 것이 장치의 효과적인 동작에 중요하다. 흡습성 분말들은 습한 조건들 하에서 덩어리지는 경향이 있고, 재구성이 어려워진다. 그러므로, 분말이 있는 혼합 장치 시스템을 구성하는 상업적 제품이, 진공 하에서 포장되고 그리고/또는 바람직하게는 건조제가 제공되는 것이 고려된다.
[0076] 본원에서 개시되는 장치는 다수의 다른 상업적 또는 산업적 애플리케이션들을 갖는다는 것이 부가적으로 고려된다. 예컨대, 많은 약들이 병원 조제실에서 몇몇 빈도 및 수량으로 조제된다. 생리 식염수들, 소화제들(alimentary preparations), 이미징 시약들, 염료들, 멸균 용액들 및 마취제들은 액체들로서 재구성된다. 개시된 기술에 의해 고려되는 바와 같은 재구성을 위해 준비되어 제공되는 미리 측정된 소분량들은, 현재의 기술에 비해 장점을 제공할 수 있다.
[0077] 대안적인 애플리케이션들은, 몇몇 실시예들에 따른 개시된 기술을 사용하여 모두 재구성될 수 있는, 우유, 아이스 티, 등과 같이 분말로부터 일반적으로 제조되는 다양한 음료수들 중 임의의 것, 비료들, 살충제들의 제조를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 채용된 액체 용매들이 물, 알콜, 또는 다른 유기물들일 수 있다는 것이 더 고려된다. 용해도 특성들, 사용될 용매, 요구되는 양, 및 용매와 재구성된 화학물질들 간의 화학적 상호 작용들은, 혼합 챔버의 크기 및 컴포넌트들을 위한 재료들의 선택에 대한 지침들을 제공하는 역할을 할 것이다.
[0078] 다양한 수정된 형태들의 기술이, 상이한 최종 용도들을 위해 구성될 수 있다. 예컨대, 도면들은, 제1 혼합 챔버가 제2 챔버 아래에 동축으로 정렬되고 미세 다공성 원형 여과기 디스크에 의해 분리되는 바람직한 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 상부 및 하부 챔버들 둘 모두는 원통형 형상을 갖고, 원형 여과기 디스크는 챔버 케이싱의 형상을 따른다. 주목된 바와 같이, 하부 챔버는 바람직하게, 충분한 난류의 회전 유체 속도를 용이하게 하기 위해, 일반적으로 원통형 형상 및 기하학적 유동 보조부들을 갖는다.
[0079] 그러나, 상부 챔버가 원통형 형상을 가질 필요는 없다. 제2 챔버뿐만 아니라 미세 다공성 여과기 디스크를 위한 다른 형상들이 고려된다. 제2 챔버는 직사각형, 난형(ovoid), 또는 본질적으로 구형일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 챔버들은 반드시 서로 최상부 상에 포지셔닝될 필요는 없다. 2개의 챔버들이 나란히 또는 서로 원격으로 배치될 수 있고, 실리콘, 유리, 또는 다른 종래의 배관에 의해 유체 연통될 수 있는 것이 고려된다.
[0080] 또한, 혼합 장치가 오직 하나의 챔버만을 포함하는 것이 고려된다. 제2 실시예에 따른 혼합 장치(100)가 도 13에 도시된다. 이 실시예에서, 오직 제1 챔버(12)만이 필요하다. 분말형 배지 및 이차 첨가제, 예컨대, 탄산수소 나트륨 둘 모두는 함께 제1 챔버(12)에 제공될 수 있다. 그러므로, 고체를 유체에 용해시키기 위해, 오직 하나의 챔버만이 필요하다. 이에 따라, 혼합 장치(100)는, 상기 설명된 하부 캡(21)과 유사한 하부 캡(121), 챔버 하우징(122), 및 상부 캡(131)을 포함하고, 상부 캡(131)은 중간 캡(31) 및 상부 캡(41) 둘 모두와 유사하다. 특히, 상부 캡(131)은 유입 포트(116b)뿐만 아니라 유출 포트(149)를 포함하고, 이로써, 유체를 챔버(112)에 제공하고, 혼합된 유체를 배지 리셉터클에 전달하는 역할을 한다. 혼합 장치(10)와 연관된 다른 세부 사항들은 혼합 장치(100)에 유사하게 적용될 수 있다.
[0081] 몇몇 실시예들에 따른 이 기술은 공지된 최종 액체 볼륨 내로 단위 용량의 화학물질을 재구성하기 위한 폐쇄형 자체-포함(closed, self-contained) 혼합 시스템을 제공한다. 위에서 제공된 논의는, 폭 넓은 범위의 애플리케이션들에 대해, 개시된 장치를 적응시키도록 수정될 수 있는 설계 특징들을 지적하는 역할을 한다. 챔버 치수들, 유체 압력, 및 외부 난류 발생기들에 대한 요구와 함께, 특정 유입 포트 각도들, 위치, 개수, 및 직경의 바람직함은, 주어진 제제(formulation)의 재구성을 위해 당업자에 의해 쉽게 최적화될 수 있을 설계 특징들이다.
[0082] 본원에서 설명되는 바람직한 실시예들이 분말형 화학물질들을 채용하지만, 혼합 장치가, 농축액 또는 액체와 분말의 순차적 조합의 재구성에 대해 동등하게 잘 작동할 수 있다는 것이 고려된다.
[0083] 따라서, 본원에서 개시되는 기술의 몇몇 실시예들은, 단일 단계 제조를 위한 방법 및 장치, 그리고 요구된다면, 주어진 화학물질의 멸균을 제공한다. 이 시스템은 폐쇄형이고, 그러므로 취급이 최소화된다. 모든 화학물질들은 미리 측정되어서 직원 효율이 최대화된다. 폐쇄형 시스템은 부가적으로, 복잡한 순차적 또는 다성분 재구성 및 멸균 프로세스가, 오염 위험 없이 그리고 기술자 실수 또는 배치 변동에서 기인한 최종 제품에서의 최소의 변화로, 편리한 위치에서 수행되는 것을 허용한다. 부가적으로, 진공 하에서 건조제와 폐쇄형 시스템의 조합은, 상대적으로 긴 저장 수명 및 대응하는 액체 제품에 비해 온도 변화에 대한 개선된 내성을 갖는 사전 포장된 유닛들을 산출한다.
[0084] 미국 특허 번호 제 5,470,151 호의 전체 내용은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0085] 전술한 설명은 본원에서 개시된 시스템들, 디바이스들 및 방법들의 특정 실시예들을 상술한다. 그러나, 전술한 내용이 원문에 얼마나 상세하게 나타나 있든간에, 디바이스들 및 방법들은 많은 방식들로 실시될 수 있음이 이해될 것이다. 또한 상기 언급된 바와 같이, 본 기술의 특정 특징들 또는 양상들을 설명할 때 특정 용어의 사용이, 그러한 용어가 연관된, 기술의 특징들 또는 양상들의 임의의 특정 특성들을 포함하는 것에 제한되도록 그러한 용어가 본원에서 다시 정의되는 것을 내포하는 것으로 취해져서는 안된다는 것이 주목되어야 한다. 그러므로, 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구항들 및 그의 임의의 등가물들에 따라 해석되어야 한다.
[0086] 설명된 기술의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 그러한 수정들 및 변경들은, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이, 실시예들의 범위 내에 있도록 의도된다. 또한, 일 실시예에 포함된 부분들은 다른 실시예들과 상호 교환 가능하고; 도시된 실시예로부터의 하나 또는 그 초과의 부분들은 임의의 조합으로 다른 도시된 실시예들에 포함될 수있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예컨대, 본원에서 설명되고 그리고/또는 도면들에 도시된 다양한 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트는 다른 실시예들과 조합되거나, 상호 교환되거나, 배제될 수 있다.
[0087] 본원에서 임의의 복수형 및/또는 단수형 용어들의 사용에 관하여, 당업자는, 문맥 및/또는 애플리케이션에 적절한대로, 복수형으로부터 단수형으로 그리고/또는 단수형으로부터 복수형으로 변환할 수 있다. 다양한 단수형/복수형 치환들은 명료성을 위해 본원에서 명확하게 설명될 수 있다.
[0088] 일반적으로, 본원에서, 그리고 특히 첨부된 청구항들에서 사용되는 용어들은 일반적으로, "열린(open)" 용어들로서 의도된다는 것이 당업자에게 이해될 것이다(예컨대, "포함하는"이라는 용어는, "포함하지만 이에 제한되지는 않는"으로서 이해되어야 하고, "포함하는" 및 "갖는"이라는 용어들은, 각각, "적어도 ~를 포함하는" 및 "적어도 ~를 갖는"으로 이해되어야 하며, "포함한다"는 용어는 "포함하지만 이에 제한되지는 않는다"로서 이해되어야 함, 등). 특정 개수의 도입된 청구항 열거가 의도된다면, 그러한 의도는 청구항에서 명시적으로 언급될 것이고, 그러한 언급의 부재 시에, 그러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 당업자에 의해 더 이해될 것이다. 예컨대, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구항들은, 청구항 열거들을 도입하기 위해, "적어도 하나" 및 "하나 또는 그 초과"라는 도입 문구들의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구들의 사용은, 단수 형태들(indefinite articles)에 의한 청구항 열거의 도입이, 그러한 도입된 청구항 열거를 포함하는 임의의 특정 청구항을, 심지어, 동일한 청구항이 "하나 또는 그 초과" 또는 "적어도 하나"라는 도입 문구들 및 단수 형태들을 포함할 때에도, 오직 하나의 그러한 열거를 포함하는 실시예들로 제한하는 것을 내포하는 것으로 해석되어서는 안된다. 일반적으로, 단수 형태들은 "적어도 하나" 또는 "하나 또는 그 초과"를 의미하는 것으로 이해되어야 하며; 이는, 청구항 열거들을 도입하기 위해 사용되는 단수 형태들(definite articles)의 사용에도 동일하게 적용된다. 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나" 등과 유사한 관례가 사용되는 예들에서, 일반적으로, 그러한 구성은, 당업자가 이 관례를 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예컨대, "A, B, 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B 함께, A 및 C 함께, B 및 C 함께, 및/또는 A, B 및 C 함께, 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다). "A, B 또는 C 중 적어도 하나" 등과 유사한 관례가 사용되는 예들에서, 일반적으로, 그러한 구성은, 당업자가 이 관례를 이해할 것이라는 의미에서 의도된다(예컨대, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B 함께, A 및 C 함께, B 및 C 함께, 및/또는 A, B 및 C 함께, 등을 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다). 상세한 설명, 청구항들, 또는 도면들에서 둘 또는 그 초과의 대안적 용어들을 나타내는 사실상 임의의 양자택일성(disjunctive) 단어 및/또는 문구가, 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나, 또는 용어들 둘 모두를 포함하는 가능성들을 고려하도록 이해되어야 한다는 것이 당업자에 의해 더 이해될 것이다. 예컨대, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성들을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
[0089] 본원에서 개시되는 기술은 다수의 애플리케이션들을 가지며, 본 기술의 특정 실시예들이 상세하게 설명되었지만, 개시된 실시예들은 본원에서 논의된 설계 고려사항들을 고려하여 수정될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 전술한 설명은 제한적이라기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위는 이하의 청구항들에서 정의된 것이다.

Claims (19)

  1. 분말형 세포 배양 배지(powdered cell culture media)를 재구성하기(reconstituting) 위한 혼합 장치(mixing apparatus)로서,
    상기 혼합 장치는:
    적어도 하나의 유체 챔버;
    상기 유체 챔버의 하부 부분을 둘러싸는 제1 캡(cap);
    상기 제1 캡의 제1 유입 포트(influent port);
    상기 유체 챔버의 상부 부분을 둘러싸는 제2 캡;
    상기 제1 캡에 결합되고(coupled), 상기 유체 챔버의 중심을 향하는 방향으로 상기 제1 캡으로부터 멀어지게 연장하는, 제1 기하학적 유체 유동 보조부(geometric fluid flow aid)로서, 상기 유체 챔버의 중심을 향하는 방향으로 직경이 감소하는 기하학적 형상을 포함하는, 제1 기하학적 유체 유동 보조부;
    상기 제2 캡과 연관된 여과기 재료(filter material)로서, 상기 여과기 재료는 상기 유체 챔버 내부의 상기 분말형 세포 배양 배지를 용해될 때까지 유지하는 데 사용되는, 여과기 재료; 및
    상기 제2 캡의 유출 포트(effluent port);를 포함하고,
    분말형 세포 배양 배지는, 상기 제1 유입 포트에 의해 제공되는 유체와 혼합되도록, 상기 유체에 제공되고; 그리고
    상기 유출 포트는, 재구성된 배지가 상기 유체 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    제2 기하학적 유체 유동 보조부를 더 포함하고,
    상기 제1 기하학적 유체 유동 보조부는 상기 유체 챔버의 바닥부에 포지셔닝되고, 상기 제2 기하학적 유체 유동 보조부는 상기 유체 챔버의 최상부에 포지셔닝되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기하학적 유체 유동 보조부들은 원뿔 형상(cone-shaped)인,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    적어도 상기 유체 챔버 위에 포지셔닝된 제2 유체 챔버를 더 포함하고,
    제1 및 제2 유체 챔버들은 축선 방향으로(axially) 정렬되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 유체 챔버에는, 재구성된 유체가 일단 상기 제1 챔버를 빠져 나가면, 상기 재구성된 유체에 부가될 첨가제(additive)가 제공되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 챔버의 최상부 부분에 제2 유입 유동 포트를 더 포함하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    제1 및 제2 유입 포트들은 동일한 수직 평면 상에 포지셔닝되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    제1 및 제2 유입 포트들은, 상기 유체 챔버의 내부 벽에 대해 접선 방향으로(tangentially) 배향되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 혼합 장치는 일회용으로 구성되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    유량(리터/분)에 대한 상기 제1 유입 포트의 횡단면적(인치 단위)의 비율은 0.0015 내지 0.0040 범위에 있는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 분말형 세포 배양 배지를, 용해될 때까지, 상기 유체 챔버 내부에 유지하는 데에 다공성 여과기(porous filter)가 사용되는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 여과기는 다공성 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 만들어지는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 여과기는 30 내지 200미크론 범위의 기공(porosity)을 갖는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    용해된 배지에 혼입된(entrained) 공기가 통기되는 것을 허용하도록 구성된 멸균(sterilizing) 여과기와 상기 유출 포트 사이에 소수성 벤트 여과기(hydrophobic vent filter)를 더 포함하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 유입 포트에 신속-연결(quick-connect) 디바이스를 더 포함하고, 이에 의해, 상기 신속-연결 디바이스는, 저장 및 배송 동안 상기 분말형 세포 배양 배지 분말이 카트리지로부터 탈출하는 것을 방지하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하기 위한 혼합 장치.
  16. 분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법으로서,
    상기 방법은:
    적어도 하나의 유체 챔버, 상기 유체 챔버의 하부 부분을 둘러싸는 제1 캡, 상기 제1 캡의 유입 포트, 상기 유체 챔버의 상부 부분을 둘러싸는 제2 캡, 상기 제1 캡에 결합되고(coupled) 상기 유체 챔버의 중심을 향하는 방향으로 상기 제1 캡으로부터 멀어지게 연장하는 기하학적 유체 유동 보조부(geometric fluid flow aid)로서, 상기 유체 챔버의 중심을 향하는 방향으로 직경이 감소하는 기하학적 형상을 포함하는 상기 기하학적 유체 유동 보조부, 상기 제2 캡과 연관되며 상기 유체 챔버 내부의 상기 분말형 세포 배양 배지를 용해될 때까지 유지하는 데 사용되는, 여과기 재료(filter material), 및 상기 유체 챔버의 최상부의 유출 포트를 갖는, 혼합 장치를 제공하는 단계;
    유체를 상기 챔버에 도입하기 이전에, 분말형 세포 배양 배지를 상기 유체 챔버에 제공하는 단계;
    유체를 상기 유입 포트를 통해 상기 챔버에 도입하는 단계 ― 상기 유입 포트는, 상기 유체 챔버의 내부 벽에 대해 접선 방향으로 배향되며, 이에 의해, 상기 유체가 원운동으로(in a circular motion) 상기 유체 챔버의 벽을 따르게 함 ―;
    충분한 유량으로 유체를 도입함으로써 상기 유체 챔버에 와류 유동(vortex flow)을 생성하는 단계;
    상기 기하학적 유체 유동 보조부 주변에서, 상기 유체 챔버의 벽 주변에 상기 유체를 더 채널링(channeling)함으로써 상기 기하학적 유체 유동 보조부에 의해 상기 와류 유동을 강화시키는 단계; 및
    상기 챔버에 유체를 계속 도입하고, 상기 유출 포트를 통해 상기 챔버를 빠져나가는 재구성된 유체를 수집하는 단계를 포함하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 혼합 장치는 제2 유체 챔버를 더 포함하고, 상기 제2 유체 챔버에는 분말형 첨가제 물질이 제공되며, 상기 유체는, 상기 첨가제 물질을 재구성하기 위해, 제1 챔버를 빠져나가 상기 제2 유체 챔버로 이동하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 유출 포트에서 출구의 직경을 감소시켜서, 상기 챔버 내부의 압력을 증가시키는 단계; 및
    상기 직경을 정상 직경으로 복귀시켜서, 상기 챔버 내부의 압력을 신속하게 감소시키고, 상기 유체 내의 분말형 배지의 덩어리들(clumps)의 분쇄(pulverization)를 야기하는 단계를 더 포함하는,
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 분말형 세포 배양 배지는, 탄산수소 나트륨의 포함으로 제제되는(formulated),
    분말형 세포 배양 배지를 재구성하는 방법.
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