KR20060094948A - 용기 충전 조립체 - Google Patents

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KR20060094948A
KR20060094948A KR1020067005544A KR20067005544A KR20060094948A KR 20060094948 A KR20060094948 A KR 20060094948A KR 1020067005544 A KR1020067005544 A KR 1020067005544A KR 20067005544 A KR20067005544 A KR 20067005544A KR 20060094948 A KR20060094948 A KR 20060094948A
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바텔리 메모리얼 인스티튜트
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Abstract

용기 충전 조립체는 복수의 액체 저장 용기들과, 액체를 용기들에 공급하기 위한 액체 공급구와, 액체를 용기 내부로 끌어들이기 위하여 용기들 내에 진공을 형성하는 진공원과, 진공원과 액체 공급원을 용기와 유체 소통 가능하게 연결하는 연결구조를 구비한다. 용기 충전 조립체는 무균의, 밀폐 시스템인 것이 바람직하다.
용기, 약병, 액체, 약품, 충전, 진공

Description

용기 충전 조립체{Container Filling Assembly}
본 출원은 2003년 9월 22일자 미국 특허 가출원 제60/504,828호에 기초한 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 용기를 충전하는 장치에 관한 것으로서, 특히 병(vial)과 같은 저장 용기에 약품과 같은 액체를 충전하기 위한 조립체에 관한 것이다.
용기를 충전하는 종래의 방법들은 종종 소정의 단점들을 가진다. 예를 들어, 액상 약품의 공급은 통상적으로 부분들로 분할되고 저장을 위하여 부패되지 않도록 약병에 채워진다. 종래 기술은 청청 룸 또는 후드(hood)에서 작업이 이루어지며 개방된 약병 내부로 투입될 분취액(aliquots)을 계량한 다음 약병을 밀봉하기 위하여 용적 피펫(volumetric pipette)을 이용한다. 이러한 기술은 상대적으로 시간이 낭비되고 비용이 많이 든다. 따라서 약 저장 병과 같은 용기를 충전하는 개선된 방법의 제공이 요청되고 있다.
특허 문헌은 이러한 문제에 성공적으로 대응하지 못하고 있다. 예로서, 1997년 1월 14일 발행된 가튼(Gatten)의 미국 특허 제5,592,948호는 하나의 병에 혈액 샘플과 같은 액체 샘플을 충전하는 조립체를 개시하고 있다. 상기 병 조립체 는, 액체 샘플을 입구 튜브를 통하여 저장 챔버로 끌어 올리고, 입구 튜브를 밀봉하고, 입구 튜브를 씰(seal) 아래에 제공하고, 상기 샘플을 후속 분석을 위하여 확인하고, 샘플 추출을 제공하는 기능들을 통합한 것이다. 액체는 챔버 내부의 접혀진 벨로우즈를 확장시켜, 액체를 부착된 입구 튜브를 통하여 저장 챔버 내부로 빨아들이는 부분 진공을 형성함으로써 챔버로 빨려 들어간다. 이후, 동시적인 밀폐와 용해가 상기 튜브의 챔버측을 밀폐하는 동안, 저장 챔버로부터 입구 튜브의 말단을 제공하기 위하여 핫 나이프 실링 전단기(hot knife sealing shear)가 작동한다.
2002년 2월 28일 발행된 허바드(Hurbbard) 등의 미국 특허출원 2002/0025582 A1 공보에는, 약품 분석과 스크리닝(screening)에 적합한 액체 핸들링 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은, 액체 샘플을 안내하는 복수의 채널을 구비하는 액체 핸들링 기판을 포함한다. 상기 채널은 다량의 액체 샘플의 이송을 위한 기판의 외주면의 복수의 배출구에서 종결된다. 또한, 상기 시스템은, 상기 채널들에 대응하는 복수의 분리 가능한 카트리지들을 구비하는 액체 저장 및 분배 기판을 포함한다. 상기 시스템은, 진공, 모세관 작용, 전기삼투성(electroosmotic) 흐름, 미니펌프 또는 이들의 임의의 조합에 의하여 액체 샘플을 상기 채널 내부로 끌어들이는 단계와, 액체 샘플은 상기 카트리지 내에 저장하는 단계와, 액체 샘플을 분배하는 단계를 포함하는 액체 저장 및 분배 방법을 가능하게 한다.
본 발명은 복수의 액체 저장 용기와, 액체 공급원으로부터 상기 용기들에 액체를 공급하기 위한 액체 공급구와, 액체를 상기 용기들 내부로 끌어들이도록 상기 용기들 내부에 진공을 형성하는 진공원과, 상기 진공원 및 상기 액체 공급원을 상기 용기들과 유체 소통 가능하게 연결하는 연결구조를 포함하는 용기 충전 조립체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 미리 살균된 용기 충전 약병과, 상기 용기들에 무균의 액체를 공급하기 위한 무균의 액체 공급구와, 액체를 상기 약병들 내부로 끌어들이도록 상기 용기들 내부에 진공을 형성하는 무균의 진공원과의 연결을 위한 무균의 진공 흡입구와, 상기 진공원 및 상기 액체 공급원을 상기 용기들과 유체 소통 가능하게 연결하는 무균의 연결구조를 포함하는 무균의 밀폐된 용기 충전 조립체에 관한 것이다. 상기 용기들, 상기 액체 공급구, 상기 진공 흡입구 및 상기 연결구조는 밀폐 시스템을 이룬다. 상기 밀폐 시스템은 상기 액체 공급원과 진공원을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 분배 위치를 가지는 복수의 액체 저장 용기와, 액체를 상기 용기에 공급하기 위한 액체 공급원과, 상기 용기에 액체를 채우기 위하여, 상기 액체 공급원과 상기 용기의 상기 분배 위치와 다른 위치 사이의 연결구조를 포함하는 용기 충전 조립체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 용기를 밀폐 시스템으로 유지한 상태에서 용기 충전 조립체로부터 용기를 분리하는 방법에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 용기와 용기 충전 조립체의 나머지 부분을 모두 밀폐 시스템으로 유지한 상태에서 용기 충전 조립체로부터 용기를 분리하는 방법에 관한 것이다. 상기 용기 충전 조립체는 복수의 액체 저장 용기와, 액체를 상기 용기들에 공급하기 위한 액체 공급구와, 액체 공급원을 용기에 연결하기 위한 연결하는 연결구조를 포함한다. 상기 방법은 필요한 경우 상기 조립체의 다른 부분을 밀폐 시스템으로 유지시키기 위하여 상기 용기와 상기 연결구조를 밀봉하는 방식으로 상기 용기를 상기 연결구조로부터 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 이점들은 도면을 참조하면서 아래에서 상세하게 설명하는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 용기 충전 조립체의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 용기 충전 조립체의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 용기와 베이스의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 조립체의 매니폴드로부터 충전된 용기를 분리하는 방법을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 용기 충전 조립체는 다수의 용기에 액체를 충전할 수 있다. 본 발명의 조립체의 구성요소들의 내부는 미리 살균되어 있고, 조립체는 밀폐 시스템인 것이 바람직하다. 용기 충전 공정 동안 조립체를 밀폐 상태로 유지함으로써 조립체 내부에서 살균상태를 유지할 수 있고, 이에 의해 액체의 오염 위험을 줄일 수 있다.
용기 충전 조립체는 복수의 액체 저장 용기들을 구비한다. 상기 용기들은 액체를 저장하기에 적합하고, 당업자에게 용기로 인식되어질 수 있는 임의의 타입으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 채널(channel)들 또는 이와 유사한 구조들은 용기로 고려되지 않는다. 용기들은, 통로와 다른, 장치 내의 챔버 또는 그와 유사한 분리된 구조이다. 본 발명에 따른 액체 저장 용기의 제한되지 않은 몇몇 예들은 약병(vial), 플라스크(flask), 병(bottle) 등을 포함한다. 상기 용기는 약품 액체(pharmaceutical fluid), 생물학적 액체(biological fluid), 산업용 액체(industrial fluid), 또는 소비재 액체(consumer product fluid) 등과 같은 임의의 타입의 액체를 저장하는데 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 용기는 약품 저장용 약병이다.
도 1에 도시된 실시예에서, 용기 충전 조립체는 다수의 액체 저장 약병(12)을 포함하는 약병 충전 조립체(10)이다. 상기 조립체에는 임의의 적절한 개수의 약병 또는 다른 용기들이 포함될 수 있다. 전형적인 예로, 상기 조립체는 적어도 4개의 약병 또는 다른 용기를 구비하며, 더욱 전형적인 예로서 4개 내지 16개, 그리고 가장 전형적인 예로서 6개 내지 12개의 약병 또는 다른 용기를 구비한다. 도 1에 도시된 조립체(10)는 8개의 약병(12)을 구비하며, 이에 비해 도 2에 도시된 조립체(14)는 10개의 약병(16, 18)을 구비한다.
용기들은 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 용기들은 수용할 액체의 체적의 약 2배의 크기, 즉 액체의 체적이 3.5 ml일 경우 7 ml의 크기를 가진다. 조립체 내의 용기들은 서로 동일한 체적 도는 사이한 체적을 가질 수 있다. 도 1의 실시예에서, 약병(12)들은 동일한 체적을 가진다. 도 2의 실시예에서 약병(16)은 다른 약병(18)보다 작은 체적을 가진다. 통상적으로 약의 저장을 위하여, 약병은 대략 1 ml 내지 20 ml의 체적을 가진다.
용기들은 도 1 및 도 2에 도시된 원통형 약병, 또는 둥근 형상과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 용기들은 후술하는 바와 같이 그 내부에 진공이 형성될 때 파손되지 않는 상대적으로 단단한 재료로 제조된다. 예로서 유리 또는 폴리프로필렌과 같이 상대적으로 단단한 플라스틱과 같은 임의의 재료가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 많은 적용례에 있어서 용기를 제조하는데 사용되는 재료는 해당 적용례에 적합하도록 선택된다. 선택을 위한 요소로는, 액체의 타입 또는 용기와 접촉하는 생물학적 재료, 공정에 사용되는 매개체, 이송 조건, 저장 조건, 및 사용 조건을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 용기의 재료로는 용기 내부의 유체가 보일 수 있도록 투명 또는 반투명의 재료가 좋을 수도 있다.
어떤 적용례들에서는 극저온 저장에 견딜 수 있도록 냉기에 충분히 저항하는 용기를 제조하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 살아있는 세포를 포함하는 액체는 세포의 생존능력을 보호하도록 극저온 조건 하에서 저장될 수 있다. 냉장 저장 또는 극저온 저장을 요하는 적용례들에서는, 그 적용례에 적합한 다수의 재료들이 용기 및 격벽(septum)용으로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 극저온에서의 생물학적 물질의 이송 또는 저장을 위하여 폴리프로필렌 용기와 터프론(Teflon) 코팅된 고무 격벽들을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 재료들은 극저온 하에서의 용기들의 내용물의 살균성을 유지하는데 효과적이다. 대안으로서, 상온, 냉온 또는 극저온에서의 이송과 저장을 위하여, 본 발명의 용기의 상단을 밀봉하도록 나사식 마개(도시하지 않음)가 사용될 수 있으며; 다른 대안으로서, 특히 냉온 또는 극저온 조건에서의 이송과 저장을 위하여, 용기의 상단은 격벽으로 밀봉되고, 또한 밀봉 상태에 부가적인 안전 수준을 제공하고 우발적인 파열로부터 상기 격벽을 보호하기 위하여 상기 격벽 위에 맞도록 형성된 나사식 마개로 채결될 수 있다. 이러한 안전 예방책들은 생물학적 물질 또는 백신의 분취액(aliquot)을 수용하는 용기에 특히 유용하다.
상기 용기는 액체가 저장된 후 투약되는 개구부를 가진다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들에서, 약병(12, 16, 18)들은 그 상단부에 각각 개구부(20, 24, 28)를 가진다. 용기들은 또한 적어도 후술하는 바와 같은 용기를 충전하는 공정 동안 상기 개구부를 덮는 기밀성 클로저(gas-tight closer)를 가진다. 도 1에서, 각 약병(12)은 개구부를 덮는 기밀성 클로저(32)를 가지며, 도 2에서의 각 약병(16, 18)들은 개구부를 덮는 기밀성 클로저(34)를 가진다. 상기 클로저는 상기 개구부 상에 기밀성 밀봉을 유지하기에 적합하며, 충전 공정 동안 용기 내부에 형성되는 진공에 견딜 수 있는 소정의 구조를 가질 수 있다.
약병의 "상단(top)" 또는 "하단(bottom)"이라는 용어는 편의를 위한 것으로서, 각각 본 발명에 따른 약병 또는 용기의 "제1단부" 또는 "제2단부"로 호칭될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 클로저(62)를 가지는 약병(60)을 나타낸 것 이다. 상기 약병은 그 상단부에 개구부(64)를 가진다. 상기 클로저는 약병의 상단부에 안착되며 상기 개구부를 막도록 아래로 연장된 격벽(66)을 구비함으로써, 상기 개구부 상에 기밀성 밀봉을 형성한다. 상기 격벽은 주사바늘에 의해 관통될 수 있는 고무와 같은 재료로 이루어지며; 이로 인하여 약병이 밀폐된 상태를 유지하면서 약병으로부터 액체를 제거하기 위한 상기 격벽을 통한 주사바늘의 삽입이 가능해진다. 상기 격벽은 약병 내의 액체로부터 고무를 보호하기 위하여 테플론과 같은 부식 방지 물질로 코팅될 수 있다. 상기 클로저는 또한 격벽을 그 장소에서 유지시키기 위하여 약병의 상단 및 격벽 위를 덮도록 설치된 크림프온 실(crimp-on seal)(68)을 구비한다. 상기 크림프온 실은 상기 격벽이 노출되도록 벗겨 낼 수 있는 상단부(70)를 구비한다. 상기 크림프온 실은 알루미늄과 같은 적절한 재료로 이루어질 수 있다.
도 3의 약병(60)은 후술하는 바와 같이 좁고 밀봉된 충전 스템(fill stem)(72)을 구비한다. 상기 약병의 하단으로부터 돌출된 상기 충전 스템은 약병을 평면상의 수직한 위치에 놓아두기 어렵게 한다. 약병과 결합되어 약병을 수직하게 세울 수 있는 베이스(74)가 구비되는 것이 바람직하다. 도시된 베이스는 상대적으로 단단한 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 이루어진 컵 모양 부품이다. 상기 베이스는 그의 내면 둘레로 연장된 홈(76)을 가진다. 상기 약병은 그 하단부 둘레로 연장된 돌기(78)를 가진다. 약병의 하단부는 베이스에 억지 끼움되어, 상기 약병을 상기 베이스에 유지시키도록 상기 돌기가 상기 홈에 결합된다.
액체 저장 약병과 같은 종전에 알려진 용기들과 다르게, 본 발명에 따른 용 기에는 액체가 후에 투약될 곳과 동일한 위치에 충전되지 않는다. 그 대신, 용기에는 투약 위치와 다른 위치에 액체가 충전된다. 도 1의 실시예에서, 액체는 각 약병(12)으로부터 개구부(20)를 통하여 투약된다. 그러나, 각 약병(12)에는 그의 하단(22)을 통하여 액체가 채워진다. 도 2에서, 약병(16, 18)들에는 그들의 하단(26, 30)을 통하여 액체가 채워진다. 약병의 하단은 액체를 약병에 채우기 위한 임의의 적절한 충전 구조를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 약병(12)은 그의 하단(22)으로부터 연장되는 충전 스템(36)의 형태로 이루어진 충전 부품을 가지며, 도 2에 도시된 약병(16, 18)들은 그들의 하단(26, 30)으로부터 연장된 충전 스템(38)을 가진다. 도시된 실시예들에서, 상기 충전 스템들은 플라스틱 약병의 하단에 일체로 형성된 플라스틱으로 제조된 작고, 중공인 튜브이다. 상기 충전 스템들은 약병과 함께 몰딩 성형되거나, 다른 적절한 방법으로 성형될 수 있다. 상기 충전 스템들은 약병과 일체로 형성되는 대신 약병들의 하단에 결합되는 분리된 부품일 수도 있다. 상기 충전 스템들은 약병에 액체를 충전하기 위한 약병 하단의 작은 개구부에 연결된다. 상기 충전 스템 대신에 다른 여러 가지 구조의 충전 부품들이 사용될 수 있다. 대안으로서, 약병의 하단이 약병을 충전하기 위한 매니폴드(manifold)(후술함)에 인접하게 위치할 수 있으며, 이 경우 약병은 충전 부품을 필요로 하지 않게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 용기 충전 조립체는 진공 흡입구도 구비할 수 있으며, 진공원(vacuum source)(40)도 구비할 수 있다. 상기 진공원은 용기 내부에 진공을 형성하기 위하여 공기 또는 다른 기체를 용기 밖으로 빨아내데 적합한 임의 의 장치일 수 있다. 이하에서, "진공"이라는 용어는 완전한 진공 또는 용기 내로 액체를 끌어들이는데 적합한 임의의 부분적 진공 상태를 의미한다. 통상적으로, 상기 진공원은 용기 내에 대기압보다 작은 압력인 대략 200 내지 600 mm Hg, 더욱 통상적으로는 330 내지 430 mm Hg, 가장 통상적으로는 대략 380 mm Hg의 압력을 형성하며, 적용에 있어서 진공의 정도에 의해 용기 또는 물질이 손상되지 않을 정도까지로 한정된다. 진공원으로 사용하기에 적합한 장치의 예로는, 고정된 진공 레벨과 조정된 연결 시간이 용기로부터 배출되는 공기 또는 다른 기체의 체적을 조절하는 압력 조정 진공펌프를 들 수 있다. 상기 진공원은 또한 시린지(syringe) 펌프, 또는 단행정 용적식 다이아프램(single stroke positive displacement diaphragm) 또는 벨로우즈와 같은 단행정 용적식 피스톤일 수 있다. 동력 구동 진공펌프가 사용될 수 없거나 적용될 수 없는, 또는 동력이 사용될 수 없는 적용례들을 위하여 수동 진공 펌프 장치들이 본 발명의 조립체에 부가되거나 통합될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 용기 충전 조립체는 제2 중공튜브(52), 밸브(58), 및 제1 중공튜브(50)와 유체 소통 가능하게 연결된 액체 공급구(fluid inlet)(미도시)에 연결되는 액체 공급원(fluid source)(42)(한정되지 않는 예로서, 약품 공급원(미도시))을 더 구비한다. 상기 액체 공급원은 원하는 액체를 상기 조립체의 액체 공급구에 공급하는데 적합한 임의의 구조, 예를 들어 액상 백신을 수용하는 액체 공급 용기로 이루어질 수 있다. 도 2에 도시하지는 않았지만, 상기 액체 공급원 및 상기 진공원은 조립체(14) 중앙의 입력포트(44)에 결합된다. 다른 대체적인 구성으로서, 밀폐 시스템은 상기 액체 공급구에 결합되는 액체 저장탱크를 구비한다.
상기 용기 충전 조립체는 상기 진공원과 상기 액체 공급원을 상기 용기와 유체 소통 가능하게 연결하는 연결구조를 더 구비한다. 상기 연결구조는 단일 구성요소 또는 희망하는 연결을 이루기 위하여 협력하는 다수의 구성요소들로 이루어질 수 있다. 상기 연결구조는 임의의 적합한 타입의 구성요소(들), 그리고 임의의 적합한 형태를 가지는 구성요소(들)을 구비할 수 있다. 도 1의 실시예에서, 상기 연결구조는 복수의 약병들에 액체를 분배하도록 구성된 매니폴드(46)를 포함한다. 도시된 매니폴드(46)는 분기된 중공의 튜브 구조로 이루어진다. 약병(12)의 충전 스템(36)의 단부는 매니폴드의 분기관(48)의 단부에 삽입되고 접합을 위하여 접착된다. 상기 연결구조는 상기 매니폴드로부터 연장되어 상기 매니폴드에 유체 소통 가능하게 연결되는 제1 중공튜브(50)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서 상기 튜브(50)는 매니폴드와 일체로 형성되지만, 매니폴드와 결합되도록 분리된 구조를 가질 수도 있다. 상기 연결구조는 상기 제1 중공튜브와 유체 소통 가능하게 연결되며 상기 액체 공급구 및 액체 공급원(42)을 향하여 연장된 제2 중공튜브(52)와, 상기 제1 중공튜브와 유체 소통 가능하게 연결되며 진공 흡입구 및 진공원(40)을 향하여 연장된 제3 중공튜브(54)를 더 포함한다. 상기 튜브들 및 상기 매니폴드는 진공을 형성하기 위하여 공기 또는 다른 기체가 용기로부터 배출되는데 적합하고, 후술하는 바와 같이 액체가 용기로 공급되기에 적합한 임의의 구조를 가질 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 매니폴드 및 상기 튜브들은 모두 두꺼운 벽을 가진 플라스틱 튜브로 이루어진다. 상기 튜브들은 상대적으로 유연한 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 반면에 상기 매니폴드는 더 단단한 플라스틱으로 이루어진다.
도 2에 도시된 실시예에서, 상기 연결구조는 다수의 약병들에 액체를 분배하기 위하여 원형의 디스크형 매니폴드(56)를 구비한다. 상기 매니폴드는 단단한 플라스틱과 같은 단단한 재료로 이루어진다. 충전 스템(38)들의 단부들은 상기 매니폴드의 둘레를 따라 형성된 개구부(57)(미도시)들에 삽입된다. 상기 개구부들은 매니폴드 내부에 반경방향으로 연장된 통로(미도시)들과 연결되고, 다음으로 매니폴드 내부에 축방향으로 연장된 중앙 통로(미도시)와 연결된다. 상기 중앙 통로는 입력포트(44)와 연결된다. 상기 연결구조는 상기 입력포트와 상기 액체 공급원 사이와, 제3 중공튜브 및 진공원 사이에 연결 배관(미도시)을 더 구비한다. 상기 배관은 도 1에 도시된 것과 같이 상기 입력 포트로부터 연장되는 제1 중공튜브와, 각각 제1 중공튜브로부터 액체 공급원 및 진공원을 향하여 분기되는 제2 및 제3 중공튜브로 이루어진 구성과 유사할 수 있다.
바람직하게는, 상기 용기 충전 조립체는 진공원과 용기 사이의 연결과, 상기 액체 공급원과 상기 용기 사이의 연결을 개방 또는 폐쇄하는 메커니즘을 더 구비한다. 상기 메커니즘은 상기 연결을 개방 또는 폐쇄하기 위한 하나의 장치 또는 다수의 장치를 포함할 수 있다. 이러한 목적을 위한 임의의 적합한 장치가 사용될 수 있다. 도 1의 실시예에서는, 상기 메커니즘이 이러한 기능을 수행하는 밸브(58)로 이루어진다. 상기 밸브는 제1 튜브(50), 제2 튜브(52), 및 제3 튜브(54)의 교점에 위치한다. 이러한 목적을 위하여 임의의 적합한 타입의 밸브가 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 밸브는, 진공원이 용기에 연결되고 액체 공급원은 연결되지 아니하는 제1위치와, 액체 공급원이 용기에 연결되고 진공원은 연결되지 아니하는 제2위치와, 진공원과 액체 공급원이 모두 용기와 연결되지 아니하는 제3(차단)위치를 가지는 3방향 밸브이다. 이 대신에, 상기 밸브는 상기 차단위치를 포함하지 않는 2방향 밸브일 수 있다. 도 2의 용기 충전 조립체는 상술한 기능들을 수행하기 위한 유사한 밸브(미도시)를 구비할 수 있다.
몇몇의 실시예에서는, 상기 용기 충전 조립체의 구성요소들은 액체가 무균 상태에서 용기들에 분배되도록 미리 살균된다. 용기 충전 과정 동안 상기 조립체를 밀폐 시스템으로 유지함으로써, 무균성을 유지할 수 있다. 적합한 연결장치들과 다른 구성요소들이 상기 밀폐 시스템을 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, SCD 호환 배관(SCD compatible tubing)이 액체 공급원을 액체 공급구 및 매니폴드에 연결하는데 사용될 수 있다. SCD 배관 용접기가 연결을 하는데 사용된다. 상기 매니폴드는 공기와 같은 기체는 통과시키고 오염물질은 걸러낼 수 있도록 충분히 작은(즉, 대략 0.2 미크론) 필터 매체를 가지는 기체 필터를 통하여 진공원에 연결될 수 있다. 따라서, 기체는 상기 기체 필터를 통하여 용기 조립체로 들어가거나 용기 조립체로부터 배출되고 조립체의 무균성은 유지된다. 상기 밀폐 시스템의 무균성을 유지하는데 적합한 미리 살균된 밸브가 상기 튜브들의 교차점에 사용될 수 있다. 무균의 밀폐된 조립체의 사용은 청정한 환경에서의 작업을 요구하지 아니하며 잠재적으로 위험한 액체에 작업자가 노출되는 것을 방지한다.
작동 시, 진공원이 켜지고 밸브가 전환되면 용기들은 상기 진공원에 연결된다. 이렇게 함으로써, 용기들 내부에 진공이 형성된다. 용기들 내부의 압력이 균등해지는 시간이 지난 후, 밸브가 전환되어 진공원과의 연결을 차단하고 액체 공급원과 연결시킨다. 액체는 액체 공급구 및 매니폴드를 통하여 빨아 들여져 내부 압력이 대기압으로 돌아갈 때까지 각 용기로 공급된다. 이러한 과정은 통상적으로 용기를 대략 1/2 정도로 충전한다. 액체는 각 용기의 체적에 실질적으로 비례하여 채워진다.
본 발명에 따른 용기 충전 방법은 통상적으로 수동 피펫팅(pipetting)보다 빠르게 신속하게 이루어진다. 상기 방법은 자동화 될 수 있다. 이는 하나의 공급 용기로부터 다수의 용기들에 균일하게 충전시킬 수 있도록 한다. 상기 방법은 무균 시스템에서의 상이한 크기의 용기들에 상이한 양의 액체를 분배(즉, 용기 A에는 5 ml, 용기 B에는 10 ml 등)하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 보통 수동 피펫팅보다 저렴한 비용이 소요된다.
또한, 본 발명은 용기들에 액체가 충전된 후 연결구조(즉, 매니폴드)로부터 용기들을 분리하는 방법을 포함한다. 상기 용기들은 그들과 조립체의 그 밖의 구성요소들이 밀폐된 상태를 유지하는 방식으로 분리되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 분리 방법은 상기 연결구조로부터 용기들을 동시에 분리하고, 용기들과 상기 연결구조 모두를 밀봉한다. 임의의 적절한 방법과 장치가 사용될 수 있다. 상기 용기들 및 연결구조가 플라스틱으로 이루어진 경우, 분리 방법의 예로서 초음파 분리, 가열 분리, 및 기계적 크림프(crimp) 분리 방법이 사용될 수 있다.
도 4는 용기를 연결구조로부터 분리하는 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 것이다. 상기 방법은 약병(84, 86)들을 매니폴드(80)로부터 분리하기 위하여 초음파 호른(ultrasonic horn)(80) 및 초음파 모루(anvil)를 사용한다. 상기 호른 및 모루는 서로 마주보며, 모두 초음파 용접기(미도시)의 부품이다. 상기 모루는 약병(84)의 충전 스템(90) 아래에 배치된다. 상기 호른은 초음파 진동되며 상기 충전 스템 및 모루 상에 놓여진다. 상기 호른은 용기를 매니폴드로부터 분리해내는 방식으로 상기 충전 스템을 으깨어 내거나 잘라내며, 동시에 매니폴드에 붙어 있는 상기 충전 스템 일부분(90)의 단부를 밀봉하고, 상기 용기의 하단에 붙어 있는 충전 스템의 일부분(90a)의 단부를 밀봉한다. 이러한 밀봉은 용기와 매니폴드 모두의 밀폐 상태를 유지하는 기밀성 밀봉을 형성한다. 대안으로서, 상기 호른이 약병을 분리하지 않으면서, 밀봉을 형성하고 후에 약병을 분리할 수 있는 수동의 절단선을 밀봉 위에 찍어 내는 방식으로 상기 충전 스템을 찍어 누를 수 있다.
약병(84, 86)들을 매니폴드(88)로부터 용이하게 분리하기 위하여, 상기 매니폴드에 연결되는 연결 배관(92)은 상기 약병 충전 조립체의 나머지 구성요소들로부터 절단된 상태이다. 상기 배관의 단부(94)는 배관의 밀봉을 위하여 으깨어져 닫힌다. 튜브를 절단하고 밀봉하기 위하여 임의의 적절한 장치/방법이 사용될 수 있다. 예로서, 상술한 분리 방법들 중 하나가 사용될 수 있다. 하나의 옵션으로서, 튜브를 절단하고 밀봉하기 위하여 기계적 크림핑(crimping) 및 가열의 조합을 이용하는 세브라 튜브 실러(Sebra tube sealer)(애리조나 투손(Tucson)의 세브라 코포 레이션(Sebra Corp.))가 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바람직한 실시예에서, 매니폴드로부터 약병을 분리하기 용이하도록 고정 또는 안착 장치(96)가 사용될 수도 있다. 상기 안착 장치는 약병 충전 조립체와 상호작용을 하여, 바람직하게는 상기 조립체를 안착시키고 분리 공정 동안 그 위치에 고정한다. 상기 안착 장치는 약병(84, 86)들을 수용하기 위한 포켓(98)들과, 매니폴드(88)를 수용하기 위한 포켓(100)과, 충전 스템(90)들을 수용하기 위한 홈(102)들을 구비한다. 또한, 상기 안착 장치는 그 내부로 상기 초음파 모루(82)가 연장될 수 있는 개구부(104)를 구비한다. 상기 안착 장치는 초음파 용접기의 베이스에 고정된다.
작동 시, 약병은 초음파 호른 및 모루와 함께 매니폴드로부터 분리된다. 상기 호른 및 모루는 서로 맞대어져, 초음파 에너지가 가해지는 약병의 충전 스템을 으깬다. 상기 호른 및 모루는 분리된 스템 일부분의 단부 상에 기밀성 밀봉을 형성하기 위하여 가열된 플라스틱 충전 스템의 흐름을 조절할 수 있는 형상을 가진다. 제1 약병이 분리된 후, 남아있는 조립체는 다음 약병의 충전 스템을 상기 호른과 모루 사이의 위치에 놓기 위하여 고정된 안착 장치 내에서 슬라이드 방식으로 운동한다. 대안으로서, 상기 안착 장치는 모든 약병의 위치에 상기 모루를 위한 개구부들을 구비할 수 있으며, 상기 안착 장치는 슬라이드 방식으로 운동할 수 있다. 다른 대안으로서 다수의 초음파 호른 및 모루들이 사용될 수 있다.
실험 결과
본 발명에 따른 용기 충전 방법은 아래와 같이 실험되었다. 실험 1 및 2는 각각 4개의 약병을 사용하였다. 약병은 5 ml를 유지하였으며 상기 충전 스템을 모사하기 위하여 하단에 접착된 루어 핏팅(leur fitting)을 구비한다. 액체 공급 탱크는 루어 핏팅 커넥터가 장착된 플라스틱 백에 의하여 모사되었다. 액체 공급 탱크는 3방향 밸브에 의하여 매니폴드에 연결되었다. 상기 밸브의 제3 포트는 진공원에 연결되었다.
본 실험의 목적은 2.5 ml 레벨까지 충전하는 것이다. 10 ml의 물이 시린지(syringe)에 의해 플라스틱 백에 주입되었으며, 상기 백은 상기 매니폴드에 연결되는 포트가 낮게 위치하도록 걸렸다. 진공 펌프가 작동하였으며 진공 레벨이 조정되었다. 상기 밸브가 상기 매니폴드를 진공원에 연결되도록 개방되고 수초간 유지되었다. 이후 상기 밸브는 상기 매니폴드가 진공원과의 연결은 차단되고 백신 공급원과 연결되도록 전환되었다. 아래 표는 4개의 약병 내에서의 충전 레벨의 결과를 나타낸다.
Figure 112006019412412-PCT00001
실험 3은 매니폴드가 8개의 약병과 물 20 ml를 수용하도록 확장된 점을 제외하고 동일한 순서를 이용하였다. 아래 표는 실험 3의 결과를 보여주는 것이다.
Figure 112006019412412-PCT00002
특허법령의 조항에 따라, 본 발명의 원리 및 작동 방식은 바람직한 실시예들에서 설명되고 도시되었다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남 없이 특별히 설명되고 도시된 것과 다른 방법으로도 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다.

Claims (29)

  1. 복수의 액체 저장 용기;
    액체 공급원으로부터 상기 용기들에 액체를 공급하기 위한 액체 공급구;
    액체를 상기 용기들 내부로 끌어들이도록 상기 용기들 내부에 진공을 형성하는 진공원; 및
    진공 흡입구 및 상기 액체 공급구를 상기 용기들과 유체 소통 가능하게 연결하는 연결구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결구조는 상기 용기들이 연결되는 분배 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용기들과 분배 매니폴드는 바퀴축(hub)과 바퀴살(spoke)의 형상으로 배치되며, 여기서 상기 바퀴축은 매니폴드이고 각 바퀴살은 용기인 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기들은 분배를 위한 제1위치와, 충전을 위한 제2위치를 구비하는 것 을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1위치는 상기 용기의 제1단부를 포함하며, 상기 제2위치는 상기 용기 내로의 액체 흐름에 적합한 충전 포트를 구비하는 상기 용기의 제2단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결구조는 상기 용기들의 충전 포트들이 연결되는 분배 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전 포트들이 절단 및 밀봉 가능함으로써, 상기 용기들은 상기 매니폴드로부터 절단되고 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결구조는 상기 조립체가 부분적으로 진공인 상태이고 액체가 매니폴드로 공급되는 조건하에서 액체를 상기 용기들의 체적에 비례하는 양으로 상기 용기들에 공급할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 용기들은 서로 다른 체적을 가지는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립체는 무균상태이고, 하나 또는 그 이상의 상기 용기들은 상기 연결구조로부터 절단 가능하며 절단되었을 때 밀봉 가능함으로써, 상기 용기들은 상기 매니폴드로부터 무균 상태로 절단되고 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립체는 밀폐 시스템인 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립체는 4개 이상의 액체 저장 용기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 저장 용기들은 대략 1 ml 내지 20 ml의 체적을 가지는 약품 저장용 약병들인 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 진공원과 액체 공급원이 상기 조립체에 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  15. 복수의 살균된 용기 충전 약병;
    상기 용기들에 액체를 공급하기 위한 무균의 액체 공급구;
    액체를 상기 약병들 내부로 끌어들이도록 상기 용기들 내부에 진공을 형성하는 무균의 진공 흡입구; 및
    상기 진공원 및 상기 액체 공급구를 상기 용기들과 유체 소통 가능하게 연결하는 무균의 연결구조를 포함하며,
    상기 용기들, 상기 액체 공급구, 상기 진공원 및 상기 연결구조는 밀폐 시스템을 이루는 것을 특징으로 하는 무균의 밀폐된 용기 충전 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 진공 흡입구 및 상기 용기들 사이에 기체 필터를 더 포함하며, 상기 기체 필터는 상기 필터를 통하여 기체는 통과 시키고 오염물을 통과시키지 않도록 충분히 작은 필터 매체를 구비하는 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  17. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 진공원과 액체 공급원이 상기 조립체에 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  18. 액체 공급구를 구비하는 매니폴드; 및
    복수의 액체 저장용기를 포함하는 용기 조립체로서,
    상기 용기들은 각각 액체를 분배하는데 적합한 제1단부와, 상기 용기 내로의 액체 흐름에 적합한 충전 포트를 가지는 제2단부를 구비하고,
    상기 용기들의 충전 포트들은, 상기 조립체가 부분적으로 진공인 상태이고 액체가 상기 액체 공급구로 공급되는 조건하에서 액체가 상기 용기의 체적에 비례하는 양으로 상기 용기들로 흐르도록, 상기 매니폴드에 연결되는 것을 특징으로 하는 용기 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 용기들은 그들의 제2단부에서 상기 매니폴드로부터 절단 가능하고 밀봉 가능한 것을 특징으로 하는 용기 조립체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 용기들 및 분배 매니폴드는 바퀴축과 바퀴살의 형상으로 배치되며, 여기서 상기 바퀴축은 매니폴드이고 각 바퀴살은 용기인 것을 특징으로 하는 용기 충전 조립체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 충전 포트들은 상기 용기들을 밀폐하고 상기 매니폴드로부터 분리하도록 절단 가능한 것을 특징으로 하는 용기 조립체.
  22. 용기 충전 조립체가 밀폐 시스템을 유지하는 동안 상기 조립체로부터 용기를 분리하는 방법으로서,
    상기 용기 충전 조립체는 복수의 액체 저장 용기와, 액체를 상기 용기에 공급하기 위한 액체 공급구와, 상기 액체 공급구를 상기 용기에 연결하기 위한 연결구조를 포함하며,
    상기 방법은 실질적으로 동일한 부분 압력으로 적어도 부분적으로 상기 용기들을 진공시키는 단계와, 상기 용기들을 그들의 체적에 비례하는 양으로 적어도 부분적으로 충전하는 단계와, 상기 조립체가 밀폐 시스템을 유지하도록 상기 용기들 및 상기 연결구조를 밀봉하는 방식으로 상기 용기들을 상기 연결구조로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 분리 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 용기는 초음파 용접기에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 용기 분리 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 밀폐 시스템은 하나 이상의 진공원 및 밀폐 시스템으로서 상기 조립체에 일체로 형성되는 액체 공급원.
  25. 용기 조립체를 충전하는 방법으로서,
    액체 공급원 및 진공원에 연결되는 매니폴드와, 액체를 분배하기에 적합한 제1단부와 상기 매니폴드에 연결되며 상기 용기 내로의 액체 흐름에 적합한 충전 포트를 가지는 제2단부를 구비하는 복수의 액체 저장 용기를 포함하는 용기 조립체를 제공하는 단계;
    상기 액체 공급원을 상기 매니폴드로부터 격리하고, 상기 매니폴드와 2이상의 용기들을 대기압 이하의 압력으로 진공시키는 단계;
    상기 진공원을 상기 매니폴드로부터 격리하고, 상기 액체 공급원을 상기 매니폴드와 상기 2이상의 진공된 용기들에서의 상기 대기압 이하의 압력에 노출시키는 단계; 및
    액체를 실질적으로 상기 2이상의 진공된 용기들의 체적에 비례하는 양으로 상기 용기들로 흐르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 매니폴드로부터 액체가 수용된 상기 용기들을 절단하는 단계; 및
    상기 2이상의 용기들을 그들의 제2단부에서 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 충전 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 밀봉 단계는 상기 용기들이 절단된 곳에서 상기 매니폴드를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 방법.
  28. 제 18 항 내지 제 27 항 중 어느 하나의 항에 의한 방법에 따라 충전된 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 용기는 그의 제1단부에 격벽을 포함하며, 극저온 온도에서 액체의 저장 및 이송에 적합한 것을 특징으로 하는 밀봉된 용기.
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