KR20220039841A - Centrifuge system for separating cells in suspension - Google Patents

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Abstract

세포 현탁액 물질을 여액과 농축물로 분리하는 장치는 고형 벽으로 된 회전 가능한 볼(172) 내의 공동에 해제 가능하게 위치하는 1회용 구조(178, 240, 250)를 포함한다. 볼과 1회용 구조의 일부분은 축(174)을 중심으로 회전한다. 고정 유입 공급 튜브(184), 여액 배출 튜브(212) 및 농축물 배출 튜브(230)는 회전하는 1회용 구조의 축을 따라 연장한다. 여액 구심 펌프(208)는 여액 배출 튜브와 유체 연통한다. 농축물 구심 펌프(216)는 농축물 배출 튜브와 유체 연통한다. 컨트롤러(274)는 각 여액 및 농축물 배출 라인(262, 268) 내의 센서들(264, 270)에 따라 농축물 펌프(272)와 여액 펌프(266)의 유량을 조절하여 세포 농축물과 일반적으로 세포가 없는 여액의 유동을 생성시키도록 작동한다.The device for separating cell suspension material into filtrate and concentrate includes disposable structures 178 , 240 , 250 releasably positioned in a cavity within a solid walled rotatable ball 172 . The ball and a portion of the disposable structure rotate about an axis 174 . A stationary inlet feed tube 184 , a filtrate outlet tube 212 and a concentrate outlet tube 230 extend along the axis of the rotating, disposable structure. The filtrate centripetal pump 208 is in fluid communication with the filtrate drain tube. The concentrate centripetal pump 216 is in fluid communication with the concentrate discharge tube. The controller 274 regulates the flow rates of the retentate pump 272 and the filtrate pump 266 in accordance with the sensors 264 and 270 in the respective filtrate and retentate discharge lines 262 and 268 to control the cell retentate and generally It works to create a flow of cell-free filtrate.

Description

현탁액 내 세포를 분리하기 위한 원심 분리 시스템{CENTRIFUGE SYSTEM FOR SEPARATING CELLS IN SUSPENSION}Centrifugation system for separating cells in suspension

본 개시는 물질의 원심 분리 공정에 관한 것이다. 예시적인 실시형태들은 원심 분리 공정을 통해 현탁액에서 세포를 분리하기 위한 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a process for centrifugal separation of materials. Exemplary embodiments relate to an apparatus for separating cells from suspension via a centrifugation process.

현탁액에서 세포를 원심 분리하기 위한 장치 및 방법은 많은 기술 환경에서 유용하다. 이러한 시스템은 개선의 이점을 받을 수 있다.Apparatus and methods for centrifuging cells in suspension are useful in many technical settings. Such systems may benefit from improvements.

본 발명은 사전 멸균된 1회용 유체 경로 컴포넌트를 사용하여 세포 농도가 높은 대규모 세포 배양물에서 세포를 원심 분리하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for centrifuging cells in large-scale cell cultures with high cell concentrations using pre-sterilized disposable fluid pathway components.

본 명세서에 기재되어 있는 예시적인 실시형태는 사전 멸균된 1회용 유체 경로 컴포넌트를 사용하여 세포 농도가 높은 대규모 세포 배양물에서 세포를 원심 분리하기 위한 장치 및 방법을 포함한다. 본 명세서에서 논의되는 예시적인 원심 분리기는 사전 멸균된 1회용 컴포넌트를 사용하는 고체 벽 원심 분리기일 수 있으며, 세포 농도가 높은 세포 현탁액을 처리할 수 있다. Exemplary embodiments described herein include apparatus and methods for centrifuging cells in large-scale cell cultures with high cell concentrations using pre-sterilized disposable fluid pathway components. Exemplary centrifuges discussed herein may be solid wall centrifuges using pre-sterilized disposable components and capable of handling cell suspensions with high cell concentrations.

예시적인 실시형태는 회전 고정된 공급 및 배출 컴포넌트를 사용한다. 1회용 컴포넌트는 직경이 확대된 코어를 포함하는 강직한 프레임에 장착된 유연한 멤브레인을 포함한다. 1회용 컴포넌트는 적어도 하나의 구심 펌프를 추가로 포함할 수 있다. 1회용 구조는 내부가 잘린 원뿔 모양인 다회용 강직한 볼 내에 지지될 수 있다. 이들 구조는 예시적인 시스템이 고도로 농축된 세포 배양 스트림을 효율적으로 처리하는 데 적합한 침전 속도를 생성하기에 충분히 높은 각속도를 유지하도록 허용한다. 공급 혼탁도를 최소로 하는 피처들과 세포 농축물의 연속 또는 반-연속 배출을 허용하는 다른 피처들은 달성 가능한 속도보다 전체 생산 속도를 증가시킨다. 예시적인 구조 및 방법은 효과적인 작동을 제공하고 오염 위험을 줄인다.Exemplary embodiments use rotationally fixed feed and discharge components. The disposable component includes a flexible membrane mounted to a rigid frame with an enlarged diameter core. The disposable component may further comprise at least one centripetal pump. The disposable structure may be supported in a multi-use rigid ball having the shape of a truncated cone. These structures allow the exemplary system to maintain angular velocities high enough to produce sedimentation rates suitable for efficiently processing highly concentrated cell culture streams. Features that minimize feed turbidity and other features that allow continuous or semi-continuous release of cell concentrates increase overall production rates above achievable rates. Exemplary structures and methods provide effective operation and reduce the risk of contamination.

도 1은 1회용 컴포넌트 및 다회용 컴포넌트를 포함하는 원심 분리 시스템의 예시적인 실시형태의 개략도이다.
도 2는 도 1의 원심 분리기의 상부 플랜지 영역의 확대도로, 가요성 챔버 재료를 플랜지 표면에 밀봉하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 원심 분리 시스템 실시형태의 1회용 컴포넌트의 코어 및 상부 플랜지의 등각 단면도이다.
도 4는 원심 분리 시스템의 펌프 챔버가 가속기 핀을 포함하는, 도 1에 도시된 실시형태의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 원심 분리 시스템의 예시적인 실시형태의 펌프 챔버의 상부 등각 투상도이다.
도 6은 확대된 코어 직경(얕은 풀 원심 분리기를 만들기 위해) 및 공급 가속기를 가진 1회용 원심 분리 시스템의 코어, 상부 플랜지 및 하부 플랜지의 등각 단면도이다.
도 7은 도 6의 공급 가속기의 등각 투상도이다.
도 8은 표준 코어 직경을 사용하는 1회용 원심 분리 시스템과 곡선형 베인과 타원형 볼이 있는 공급 가속기의 코어와 상부 플랜지의 등각 단면도이다.
도 9는 도 8의 공급 가속기의 등각 투상도이다.
도 10은 연속 농축물 배출 원심 분리 시스템의 일부에 대한 개략도이다.
도 11은 연속 농축물 배출 원심 분리 시스템을 포함하는 제2 실시형태의 일부의 개략도이다.
도 12는 희석제를 주입하는 연속 농축물 배출 원심 분리 시스템의 개략도이다.
도 13은 구심 펌프용 스로틀 메커니즘을 갖는 연속 농축물 배출 시스템의 제 3의 예시적 실시형태의 일부의 개략도이다.
도 14는 코어가 있는 1회용 원심 분리 시스템과 직선 베인이 있는 공급 가속기의 코어 및 상부 플랜지의 등각 단면도이다.
도 15는 도 14의 공급 가속기의 등각 투상도이다.
도 16은 대안적인 연속 농축물 배출 원심 분리 시스템의 등각 절개도이다.
도 17은 대체 구심 펌프의 등각 분해도이다.
도 18은 내부에 와류 통로를 포함하는 대안적인 구심 펌프의 플레이트의 등각 투상도이다.
도 19는 원심 분리기 코어 공동에서 양압이 유지되도록 작동하는 원심 분리 시스템의 개략도이다.
도 20은 도 19에 도시된 시스템의 적어도 하나의 제어 회로에 의해 실행되는 단순화된 예시적인 논리 흐름을 보여주는 개략도이다.
도 21은 대안적인 연속 여액 및 농축물 배출 원심 분리 시스템의 단면 개략도이다.
도 22는 추가 대안적인 연속 여액 및 농축물 배출 원심 분리 시스템의 단면 개략도이다.
도 23은 추가의 대안적인 연속 여액 및 농축물 배출 원심 분리 시스템의 단면 개략도이다.
도 24는 예시적인 연속 여액 및 농축물 배출 원심 분리 시스템을 위한 제어 시스템의 개략도이다.
도 25는 도 24의 예시적인 제어 시스템과 관련된 논리 흐름의 개략도이다.
도 26은 분리 챔버에 농축물 및 여액 댐을 포함하는 1회용 원심 분리 구조의 예시적인 상부 부분의 단면도이다.
도 27은 공기/액체 계면의 방사상 위치를 제어하기 위한 목적으로 여액 펌프 챔버 및 농축 펌프 챔버 내에 베인을 포함하는 1회용 구조의 예시적인 상부 부분의 단면도이다.
도 28은 복수의 챔버 베인을 포함하는 예시적인 농축물 또는 여액 펌프 챔버의 챔버 표면의 사시도이다.
도 29는 공기/액체 계면의 위치를 보여주는 도 27에 도시된 것과 유사한 1회용 구조의 예시적인 상부 부분의 단면도이다.
도 30은 공기 포켓에 가압된 공기를 유지하기 위한 공기 통로를 포함하는 1회용 구조의 예시적인 상부 부분의 단면도이다.
도 31은 여액 유동 배압 제어를 포함하는 원심 분리 시스템을 제어하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
1 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a centrifugal separation system including a single-use component and a multi-use component;
Fig. 2 is an enlarged view of the upper flange area of the centrifugal separator of Fig. 1, showing a method of sealing the flexible chamber material to the flange surface;
3 is an isometric cross-sectional view of a core and upper flange of a disposable component of the centrifugal separation system embodiment of FIG. 1 ;
FIG. 4 is a schematic diagram of the embodiment shown in FIG. 1 , wherein the pump chamber of the centrifugal separation system comprises accelerator pins;
5 is a top isometric view of a pump chamber of an exemplary embodiment of the centrifugal separation system shown in FIG. 4 ;
6 is an isometric cross-sectional view of the core, upper flange and lower flange of a disposable centrifugal separation system with an enlarged core diameter (to make a shallow pool centrifuge) and feed accelerator.
Fig. 7 is an isometric view of the feed accelerator of Fig. 6;
8 is an isometric cross-sectional view of the core and top flange of a disposable centrifugal separation system using standard core diameters and a feed accelerator with curved vanes and elliptical balls.
Fig. 9 is an isometric view of the feed accelerator of Fig. 8;
10 is a schematic diagram of a portion of a continuous concentrate discharge centrifugal separation system.
11 is a schematic diagram of a portion of a second embodiment comprising a continuous concentrate discharge centrifugal separation system;
12 is a schematic diagram of a continuous concentrate discharge centrifugal separation system injecting diluent.
13 is a schematic diagram of a portion of a third exemplary embodiment of a continuous concentrate discharge system having a throttle mechanism for a centripetal pump;
14 is an isometric cross-sectional view of a core and upper flange of a single-use centrifugal separation system with a core and a feed accelerator with straight vanes;
Figure 15 is an isometric view of the feed accelerator of Figure 14;
16 is an isometric cutaway view of an alternative continuous concentrate discharge centrifugation system.
17 is an exploded isometric view of an alternative centripetal pump;
18 is an isometric view of a plate of an alternative centripetal pump including a vortex passageway therein;
19 is a schematic diagram of a centrifugal separation system operating to maintain positive pressure in the centrifuge core cavity.
20 is a schematic diagram illustrating a simplified exemplary logic flow executed by at least one control circuit of the system shown in FIG. 19 ;
21 is a schematic cross-sectional view of an alternative continuous filtrate and concentrate discharge centrifugal separation system.
22 is a cross-sectional schematic view of a further alternative continuous filtrate and concentrate discharge centrifugal separation system.
23 is a cross-sectional schematic view of a further alternative continuous filtrate and concentrate discharge centrifugal separation system.
24 is a schematic diagram of a control system for an exemplary continuous filtrate and concentrate discharge centrifugal separation system.
25 is a schematic diagram of a logic flow associated with the example control system of FIG. 24 ;
26 is a cross-sectional view of an exemplary upper portion of a disposable centrifugal separation structure comprising a retentate and filtrate dam in a separation chamber.
27 is a cross-sectional view of an exemplary upper portion of a disposable structure including vanes within a filtrate pump chamber and a thickening pump chamber for the purpose of controlling the radial position of an air/liquid interface.
28 is a perspective view of a chamber surface of an exemplary concentrate or filtrate pump chamber including a plurality of chamber vanes.
29 is a cross-sectional view of an exemplary upper portion of a disposable structure similar to that shown in FIG. 27 showing the location of the air/liquid interface;
30 is a cross-sectional view of an exemplary upper portion of a disposable structure including an air passageway for retaining pressurized air in an air pocket;
31 is a schematic diagram of an exemplary system for controlling a centrifugal separation system including filtrate flow backpressure control.

바이오-제약 공정에 적용되는 세포 배양 분야에서는 세포가 성장하는 유체와 같은 유체 매체로부터 세포를 분리할 필요가 있다. 세포 배양물로부터 원하는 생성물은 세포가 배지로 배설하는 분자 종, 세포 내에 남아 있는 분자 종이거나 세포 자체일 수 있다. 대량 생산 규모에서, 세포 배양 공정의 초기 단계는 일반적으로 배치 모드 또는 연속 모드로 작동할 수 있는 바이오리액터에서 이루어진다. 반복되는 배치 프로세스와 같은 변형도 실행될 수 있다. 원하는 제품은 최종 정제 및 제품 제형 전에 최종적으로 다른 공정 성분과 분리되어야 한다. 세포 수확은 다른 공정 성분에서 이러한 세포 분리에 적용되는 일반적인 용어이다. 정화(clarification)는 세포가 없는 상청액(또는 여액(centrate))이 목적인 세포 분리를 나타내는 용어이다. 세포 회수(cell recovery)는 세포 농축물이 목적인 분리에 종종 적용되는 용어이다. 본 출원의 예시적인 실시형태는 대규모 세포 배양 시스템에서 세포 수확 분리에 관한 것이다. In the field of cell culture applied to bio-pharmaceutical processes, it is necessary to separate cells from a fluid medium, such as the fluid in which the cells are grown. The desired product from the cell culture may be a molecular species that the cell excretes into the medium, a molecular species that remains within the cell, or the cell itself. On a mass production scale, the initial steps of a cell culture process are usually made in a bioreactor that can operate in batch mode or continuous mode. Variants such as an iterative batch process may also be implemented. The desired product must be finally separated from other process components prior to final purification and product formulation. Cell harvesting is a general term applied to the isolation of these cells from other process components. Clarification is a term denoting cell separation in which the cell-free supernatant (or centrate) is the objective. Cell recovery is a term often applied to separations in which cell concentrates are the goal. Exemplary embodiments of the present application relate to cell harvest separation in large scale cell culture systems.

세포 수확 분리를 위한 방법은 배치, 간헐적, 연속 및 세미-연속 원심 분리, 접선 유동 여과(TFF) 및 심층 여과를 포함한다. 역사적으로 생산 규모에서 대량 세포 배양의 세포 수확을 위한 원심 분리기는 미생물에 의한 오염을 방지하기 위한 무균 환경을 제공하기 위해 CIP(clean-in-place) 및 SIP(steam-in-place) 기술이 필요한 복잡한 다회용 시스템이다. 실험실 규모에서 그리고 연속적인 세포 수확 공정의 경우, 더 작은 시스템을 사용할 수 있다. 공개된 미국특허출원 US2010/0167388호에 설명되어 있는, Pneumatic Scale Corporation에 의해 제조된 UniFuge 원심 분리 시스템은, 3-30 리터/분의 양의 범위에서 그리고 간헐적 처리를 사용하여 최대 약 2000 리터의 세포 수확을 위한 배양 배치를 성공적으로 처리한다. 상기 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 또한, 2018년 2월 1일에 출원된 미국특허출원 제15/886,382호; 및 본 출원의 양수인인 Pneumatic Scale Corporation이 소유한 미국등록특허 제9,222,067호도 그 전체가 본 출원에 통합된다. 간헐적 처리는 일반적으로 농축물을 배출하기 위해 원심 분리기 볼의 회전과 공급 유동을 주기적으로 중지해야 한다. 이 접근법은 일반적으로 낮은 농도, 높은 생존력 배양에서 잘 작동한다. 이 배양에서는 대량 배치를 처리할 수 있으며 세포 농축물은 비교적 빠르고 완전하게 배출된다. Methods for cell harvest separation include batch, intermittent, continuous and semi-continuous centrifugation, tangential flow filtration (TFF) and depth filtration. Historically, centrifuges for cell harvesting of large-scale cell cultures at production scale have required clean-in-place (CIP) and steam-in-place (SIP) technologies to provide a sterile environment to prevent contamination by microorganisms. It is a complex multi-use system. At laboratory scale and for continuous cell harvesting processes, smaller systems can be used. The UniFuge centrifugal separation system manufactured by Pneumatic Scale Corporation, which is described in published US patent application US2010/0167388, has a cell capacity of up to about 2000 liters in the range of 3-30 liters/min and using intermittent treatment. Successfully process culture batches for harvest. The entire contents of this document are incorporated herein by reference. See also, U.S. Patent Application Serial Nos. 15/886,382, filed on February 1, 2018; and US Patent No. 9,222,067 owned by Pneumatic Scale Corporation, the assignee of the present application, are incorporated herein in their entirety. Intermittent processing usually requires periodic stopping of the feed flow and rotation of the centrifuge ball to drain the concentrate. This approach generally works well in low concentration, high viability cultures. Large batches can be processed in this culture and the cell concentrate is drained relatively quickly and completely.

때때로 공급되는 물질에 고농도의 세포와 세포 파편(debris)이 포함되어 있으며, "고 탁도 공급물(high turbidity feed)"이라고도 하는, 고농축 및/또는 낮은 생존력 세포 배양물에서 세포를 수확해야 하는 경우가 있다. 이러한 높은 탁도 공급은 다음과 같은 이유로 일부 원심 분리 시스템에서 처리 속도를 늦출 수 있다. Sometimes the material supplied contains high concentrations of cells and cellular debris, and it is necessary to harvest the cells from a high concentration and/or low viability cell culture, also referred to as a “high turbidity feed”. there is. This high turbidity feed can slow processing in some centrifugal separation systems for the following reasons:

1. 작은 세포 파편 입자를 분리하기 위해 원심 분리기에서 체류 시간을 증가시키기 위해 공급 유속을 더 느리게 할 필요가 있다. 1. It is necessary to make the feed flow rate slower to increase the residence time in the centrifuge to separate the small cell debris particles.

2. 세포와 세포 파편의 농도가 높으면 용기에 세포 농축물이 빠르게 채워질 수 있으며, 이는 용기에서 농축물 배출을 위해 정지시킬 필요가 있게 한다. 2. The high concentration of cells and cell debris can quickly fill the vessel with the cell concentrate, which makes it necessary to stop the vessel to drain the concentrate.

이들 조합된 요소는 순 처리 속도 감소 및 허용할 수 없을 정도로 긴 세포 수확 처리 시간을 초래할 수 있다. 더 긴 처리 시간과 관련될 수 있는 증가된 비용 외에도, 원심 분리기에서 증가된 시간은 또한 낮은 생존율 세포 배양 물 수확에서 더 높은 수준의 제품 오염 및 손실을 초래할 수 있다. These combined factors can result in reduced net processing rates and unacceptably long cell harvest processing times. In addition to the increased cost that may be associated with longer processing times, the increased time in the centrifuge can also result in higher levels of product contamination and loss in low viability cell culture harvests.

재료 공급물에 세포 및 세포 파편의 농도가 높으면 점도가 매우 높은 세포 농축물이 될 수도 있다. 이로 인해 배출 사이클을 증가시키더라도 원심 분리기에서 세포 농축물을 완전히 배출하기가 더 어려워질 수 있다. 경우에 따라서는, 농축물을 충분히 완전히 배출하기 위해 추가 완충액 헹굼 사이클을 추가할 수 있다. 배출 사이클에 대한 이러한 조정 중 하나 또는 모두를 수행해야 하는 경우 처리 시간이 추가로 증가하므로 대량의 세포 배양을 처리하는 데 더 복잡하고 비용이 많이 들 수 있다. High concentrations of cells and cell debris in the material feed can result in very viscous cell concentrates. This can make it more difficult to completely drain the cell concentrate from the centrifuge, even with increased draining cycles. In some cases, additional buffer rinse cycles may be added to fully drain the concentrate. If one or both of these adjustments to the shedding cycle have to be made, processing time is additionally increased, which can be more complex and expensive to process large volumes of cell cultures.

간헐적 처리 사이클의 공급 부분의 길이를 늘이기 위해 볼 크기를 증가시켜 시스템의 크기를 확장하는 것은 때때로 세포 농축물에 대해 비례적으로 더 긴 배출주기를 가져오기 때문에 실용적이지 않다. 단순한 기하학적 스케일 업을 방해할 수 있는 또 다른 제한은 관련 유체 동적 요인의 스케일링 변화이다. 모든 원심 분리기의 최대 처리 속도는 분리되는 입자의 침전 속도에 따라 다르다. 침전 속도는 방정식 1에 정의되는 스톡스 법칙을 수정하여 제공된다. Extending the size of the system by increasing the ball size to increase the length of the feed portion of the intermittent treatment cycle is not practical as it sometimes results in a proportionally longer drain cycle for cell concentrates. Another limitation that may hinder simple geometric scale-up is the scaling change of the relevant fluid dynamic factors. The maximum throughput rate of any centrifuge depends on the settling rate of the particles being separated. The sedimentation rate is given by modifying the Stokes law defined in Equation 1.

Figure pat00001
방정식 1
Figure pat00001
Equation 1

여기서 v=침전 속도, Δρ는 고체-액체 밀도 차이, d는 입자 직경, r은 입자의 반경 방향 위치, ω는 각속도, 그리고 μ는 액체 점도이다. 스케일-업 형상과 관련하여, 볼의 반경을 변경하면 입자가 차지할 수 있는 최대 반경 위치 r이 변경된다. 따라서 방정식 1의 다른 매개변수가 일정하게 유지되는 경우, 볼 반경이 증가하면 평균 침전 속도가 증가하여 주어진 분리 효율에 대한 처리량이 증가한다. 그러나 반경이 증가함에 따라 요구될 수 있는 재료 강도 증가 및 기타 공학적 한계로 인해 볼의 각속도를 유지하는 것이 더 어려워진다. 각속도의 감소가 반경의 비례 증가의 제곱근보다 크면, 평균 침전 속도와 처리량의 이득(반경에 비례)이 모두 감소한다. where v = sedimentation rate, Δρ is the solid-liquid density difference, d is the particle diameter, r is the radial position of the particle, ω is the angular velocity, and μ is the liquid viscosity. Regarding the scale-up shape, changing the radius of the ball changes the maximum radial position r that the particle can occupy. Thus, if the other parameters of Equation 1 are held constant, increasing the ball radius increases the average sedimentation rate, increasing the throughput for a given separation efficiency. However, as the radius increases, it becomes more difficult to maintain the ball's angular velocity due to increased material strength and other engineering limitations that may be required. If the decrease in angular velocity is greater than the square root of the proportional increase in radius, both the average sedimentation velocity and the gain in throughput (proportional to the radius) decrease.

반드시 고려해야 할 엔지니어링 한계 중 하나는 더 큰 볼을 회전하는 데 필요한 각속도가 실용적으로 달성되기 어려울 수 있다는 것이다. 이는, 더 거대하고 비용이 많이 드는 원심 분리 구동 플랫폼이 필요하기 때문이다. One of the engineering limitations that must be considered is that the angular velocity required to rotate a larger ball may be difficult to achieve in practice. This is due to the need for a larger and more expensive centrifugal drive platform.

또한 반경이 증가함에 따라 각속도가 일정하게 유지되면, 원심 분리기 벽을 향해 세포를 압박하는 힘도 증가한다. 볼이 원하는 처리 효율을 내기에 충분히 높은 각속도로 회전하면 용기의 벽과 거기에 축적되는 세포에 추가 응력이 발생한다. 세포에 관해서는, 이는 세포가 과도하게 고농도로 패킹되어 세포 손상이 일어날 수 있다. 세포 손상은 세포 생존력을 유지해야 하는 응용 분야에서는 단점이 되며, 여액 내 용액에 존재하는 제품의 오염으로 이어질 수 있다. 지나치게 높은 세포 농도로 인한 더 높은 점도는 때로는 세포 농축물의 완전한 배출에 대한 결점이기도 하다. Also, if the angular velocity remains constant as the radius increases, the force pushing the cells towards the centrifuge wall also increases. When the ball rotates at an angular velocity high enough to produce the desired processing efficiency, additional stress is created on the walls of the vessel and the cells that accumulate there. As for cells, this can lead to cell damage due to excessively high concentration of the cells. Cell damage is a disadvantage for applications where cell viability must be maintained and can lead to contamination of products present in solution in the filtrate. Higher viscosities due to excessively high cell concentrations are sometimes also a drawback for complete drainage of cell concentrates.

예시적인 실시형태는 상업적 규모로 대량의 세포 현탁액을 처리하기에 적합한 속도로 고농도의 세포 및 세포 파편을 함유하는 저 생존성 세포 현탁액 배양물의 연속 또는 세미-연속 원심 분리를 위한 장치 및 방법을 포함한다. 일부 예시적인 원심 분리기는 사전 멸균된 1회용 디자인이며, 분당 20 리터를 초과하는 유속으로 이러한 세포 현탁액을 처리할 수 있다. 이 유량 용량은 2000 리터 바이오리액터의 총 가동 시간을 2~3시간 범위에서 가능하게 한다. 1회용 원심 분리 시스템의 예시적인 실시형태는 분당 약 2 내지 40 리터의 속도로 작동하면서 약 300 내지 2,000 리터의 유체를 처리할 수 있다. Exemplary embodiments include apparatus and methods for continuous or semi-continuous centrifugation of low viability cell suspension cultures containing high concentrations of cells and cell debris at rates suitable for processing large volumes of cell suspensions on a commercial scale. . Some exemplary centrifuges are pre-sterilized, single-use designs and are capable of processing such cell suspensions at flow rates in excess of 20 liters per minute. This flow capacity enables a total running time of a 2000 liter bioreactor in the range of 2-3 hours. Exemplary embodiments of the disposable centrifugal separation system can process about 300 to 2,000 liters of fluid while operating at a rate of about 2 to 40 liters per minute.

도 1은 1회용 원심 분리기 구조(1000)를 개시한다. 원심 분리기 구조(1000)는 코어(1510), 상부 플랜지(1300), 하부 플랜지(1200) 및 상부 플랜지(1300)와 하부 플랜지(1200) 모두에 밀봉된 가요성 라이너(1100)를 포함하는 코어 구조(1500)(도 3에 가장 잘 도시됨)를 포함한다. 원심 분리기 구조(1000)는 또한 회전 펌프 챔버(1420)에 한 쌍의 고정 페어링 디스크(1410) 및 회전 기계적 밀봉(1700)을 포함하는 구심 펌프(1400)를 포함한다. 1 discloses a disposable centrifuge structure 1000 . Centrifuge structure 1000 is a core structure comprising a core 1510 , an upper flange 1300 , a lower flange 1200 , and a flexible liner 1100 sealed to both the upper and lower flanges 1300 and 1200 . 1500 (best shown in FIG. 3). The centrifugal separator structure 1000 also includes a centripetal pump 1400 that includes a rotating mechanical seal 1700 and a pair of stationary fairing disks 1410 in a rotating pump chamber 1420 .

원심 분리기 구조(1000)는 또한 공급/배출 어셈블리(2000)를 포함한다. 공급/배출 어셈블리(2000)는 원심 분리기(1000)의 회전축(1525)(도 12에 표시됨) 주위에 복수의 동심 튜브를 포함한다. 공급/배출 어셈블리(2000)의 가장 안쪽 부분은 공급 튜브를 포함한다. 복수의 추가 튜브들이 공급 튜브(2100)를 동심으로 둘러싸고, 여액 배출(2200), 농축물 배출(2500)(예를 들어, 도 12 참조) 또는 희석제 공급(5000)(예를 들어, 도 12 참조)을 허용하는 튜브 또는 유체 경로를 포함할 수 있다. 공급/배출 연결의 각 부분은 적절한 유체 연결을 통해 원심 분리기(1000) 내부의 일부 및 수집 또는 공급 챔버(미도시)와 유체 연결될 수 있으며, 시스템으로부터 또는 시스템으로 여액, 농축물 또는 희석제를 제거하거나 추가하기 위한 동심 튜브와 유체 연통하는 추가의 튜브들을 포함할 수 있다. The centrifugal separator structure 1000 also includes a feed/discharge assembly 2000 . The feed/discharge assembly 2000 includes a plurality of concentric tubes around an axis of rotation 1525 (shown in FIG. 12 ) of the centrifuge 1000 . The innermost portion of the feed/discharge assembly 2000 includes a feed tube. A plurality of additional tubes concentrically surround feed tube 2100 , filtrate drain 2200 , concentrate drain 2500 (see, eg, FIG. 12 ) or diluent supply 5000 (see, eg, FIG. 12 ). ) to allow for tubing or fluid pathways. Each portion of the supply/discharge connection may be in fluid communication with a portion of the interior of the centrifuge 1000 and a collection or supply chamber (not shown) through appropriate fluid connections to remove filtrate, concentrate, or diluent from or to the system; It may include additional tubes in fluid communication with the concentric tube for addition.

도 1에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 플랜지(1300, 1200)는 코어(1510)와 축 방향으로 정렬되고 코어(1510)를 향해 오목한 원추형 볼을 포함한다. 코어(1510)는 축(1525)(도 12에 표기되어 있음)을 갖는 공급 튜브(2100)를 수용하기에 충분히 큰, 중공 원통형 중심을 갖는 일반적으로 원통형 몸체를 포함한다. 상부 플랜지(1300), 코어(1510) 및 하부 플랜지(1200)는 본 명세서에서 대안적으로 멤브레인으로 지칭되는 가요성 라이너(1100)를 위해 더 강한 지지 구조를 제공하기 위해 단일 구조일 수 있다. 다른 실시형태에서, 코어 구조(1500)는 복수의 구성부품으로 형성될 수 있다. 추가 실시형태에서, 하부 플랜지(1200)는 별개의 컴포넌트를 포함하고 코어(1510) 및 상부 플랜지(1300)는 단일 컴포넌트를 포함하거나, 또는 상부 플랜지(1300)가 별개의 컴포넌트를 포함하고 코어(1510) 및 하부 플랜지(1200)가 단일 컴포넌트를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1 , upper and lower flanges 1300 , 1200 include conical balls axially aligned with and concave towards core 1510 . The core 1510 includes a generally cylindrical body having a hollow cylindrical center large enough to receive a feed tube 2100 having an axis 1525 (marked in FIG. 12 ). The upper flange 1300 , the core 1510 and the lower flange 1200 may be of a single structure to provide a stronger support structure for the flexible liner 1100 , alternatively referred to herein as a membrane. In other embodiments, the core structure 1500 may be formed from a plurality of components. In further embodiments, lower flange 1200 comprises separate components and core 1510 and upper flange 1300 comprise a single component, or upper flange 1300 comprises separate components and core 1510 ) and lower flange 1200 may comprise a single component.

단일 코어(1510) 및 상부 플랜지(1300)의 실시형태가 도 3에 예시되어 있다. 이 단일 컴포넌트는, 원심 분리기(1000)의 1회용 컴포넌트의 내부 지지 구조(1500)를 생성하기 위해 하부 플랜지(1200)에 결합되게 된다. 이 구조는 고정된 내부 강성 또는 반-강성 지지 구조(1500) 주위의 상단 및 하단 모두에서 가요성 라이너(1100)를 고정한다. 원심 분리 시스템이 사용 중일 때, 가요성 라이너(1100)는 또한 다회용 구조(3000)의 벽 및 커버에 의해 외부적으로 지지된다. An embodiment of a single core 1510 and upper flange 1300 is illustrated in FIG. 3 . This single component will be coupled to the lower flange 1200 to create the internal support structure 1500 of the disposable component of the centrifugal separator 1000 . This structure secures the flexible liner 1100 at both the top and bottom around the fixed inner rigid or semi-rigid support structure 1500 . When the centrifugal separation system is in use, the flexible liner 1100 is also supported externally by the walls and cover of the multi-use structure 3000 .

예시적인 분리 챔버(1550)는 대략 원통형이고, 코어(1510)의 외부 표면(1515) 및 가요성 라이너(1100) 및 하부 플랜지(1200)의 상부 표면(1210) 및 상부 플랜지(1300)의 하부 표면(1310)에 의해 대략적으로 경계 지워지는 개방형 챔버이다. 분리 챔버(1550)는 코어(1510)의 중앙 공동(1520)으로부터 코어(1510)의 외부 표면(1515)으로 연장되는 구멍(1530)을 통해 공급 튜브(2100)와 유체 연결된다. 분리 챔버(1550)는 코어 구조(1500)에 걸쳐 유사한 구멍(1540)을 통해 펌프 챔버(1420)와 유체 연결 상태에 있다. 이 예에서, 구멍(1540)은 펌프 챔버(1420)를 향해 위쪽으로 기울어져, 코어(1510)와 상부 플랜지(1300) 사이의 접합 바로 아래에서 분리 챔버(1550)로 개방된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 구멍(1420 또는 4420)은 수평 또는 하향 각도를 포함하여 상향 이외의 각도로 펌프 챔버로 들어갈 수 있다. 또한, 일부 실시형태에서 구멍(1420, 4420)은 슬릿 또는 가속기 핀 사이의 갭으로 대체될 수 있다. Exemplary separation chamber 1550 is approximately cylindrical in shape, with outer surface 1515 of core 1510 and flexible liner 1100 and upper surface 1210 of lower flange 1200 and lower surface of upper flange 1300 . It is an open chamber bounded approximately by (1310). The separation chamber 1550 is in fluid communication with the feed tube 2100 through an aperture 1530 extending from the central cavity 1520 of the core 1510 to the outer surface 1515 of the core 1510 . Separation chamber 1550 is in fluid connection with pump chamber 1420 through similar apertures 1540 through core structure 1500 . In this example, aperture 1540 is angled upward towards pump chamber 1420 , opening into separation chamber 1550 just below the junction between core 1510 and upper flange 1300 . 12 , apertures 1420 or 4420 may enter the pump chamber at angles other than upward, including horizontal or downward angles. Also, in some embodiments apertures 1420 and 4420 may be replaced with slits or gaps between accelerator pins.

도 1은 또한 공급 튜브 캐리어(2300)를 포함하는 공급/배출 어셈블리(2000)를 도시하며, 공급 튜브(2100)는 이를 통해 원심 분리기 구조(1000)의 바닥에 가까운 도 3에 도시된 위치로 연장된다. 이 위치에서 공급 튜브(2100)는 이동하지 않고 공급 및 배출 기능 모두를 수행할 수 있다. 공급 튜브(2100)의 노즐(2110)과 하부 플랜지(1200)의 상부 표면(1210) 사이의 간격, 공급 튜브(2100)의 노즐(2110)의 직경 및 원심분리기의 각속도를 신중하게 설계함으로써 공급 과정에서 전단력이 최소화될 수 있다. 미국 특허 제6,616,590호(그 개시 내용 전체가 본 출원에 참고로 포함됨)는 전단력을 최소화하기 위해 적절한 관계를 선택하는 방법을 설명한다. 당업자에게 공지된 회전 원심 분리기로 액체 세포 배양 물을 공급하는 것과 관련된 전단력을 최소화하는 다른 적절한 공급 튜브 디자인이 또한 사용될 수 있다. FIG. 1 also shows a feed/discharge assembly 2000 comprising a feed tube carrier 2300 through which the feed tube 2100 extends to the position shown in FIG. 3 proximate the bottom of the centrifuge structure 1000 . do. In this position, the feed tube 2100 can perform both feed and discharge functions without moving. The feeding process by carefully designing the spacing between the nozzle 2110 of the feed tube 2100 and the upper surface 1210 of the lower flange 1200, the diameter of the nozzle 2110 of the feed tube 2100, and the angular velocity of the centrifuge. shear force can be minimized. U.S. Patent No. 6,616,590 (the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety) describes a method of selecting an appropriate relationship to minimize shear forces. Other suitable feed tube designs that minimize the shear forces associated with feeding liquid cell cultures to rotary centrifuges known to those skilled in the art may also be used.

도 1은 여액 배출 경로(2200)를 통해 여액을 배출하기 위한 구심 펌프(1400)를 추가로 포함한다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 여액 펌프(1400)는 펌프 챔버(1420) 내에서 상부 플랜지(1300) 위에 위치한다. 펌프 챔버(1420)는 코어(1510)의 상부 표면(1505)과 원심 분리기 커버(1600)의 내부 표면(1605, 1620)에 의해 정의된 챔버이다. 원심 분리기 커버(1600)는 원통형 벽(1640) 및 일반적으로 원형 디스크(도 5에 도시됨)와 같은 형상의 결합 캡 부분(1610)을 포함할 수 있다. 원심 분리기 커버(1600)는 단일체로 형성되거나 별도의 컴포넌트로 형성될 수 있다. 1 further includes a centripetal pump 1400 for discharging the filtrate through the filtrate discharge path 2200 . 1 , the filtrate pump 1400 is located within the pump chamber 1420 above the upper flange 1300 . The pump chamber 1420 is a chamber defined by the upper surface 1505 of the core 1510 and the inner surfaces 1605 , 1620 of the centrifuge cover 1600 . The centrifuge cover 1600 may include a cylindrical wall 1640 and a coupling cap portion 1610 shaped as a generally circular disk (shown in FIG. 5 ). The centrifuge cover 1600 may be formed as a single piece or as a separate component.

아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 다른 실시형태에서, 여액 펌프 챔버(1420)의 형상 및 위치는 변할 수 있다. 챔버(1420)는 일반적으로 코어(1515)의 인접한 외부로부터 여액 펌프 챔버(1420) 내로 연장하는 구멍 또는 슬릿(1530)을 통해 분리 챔버(1550)와 유체 연결되는 코어 구조(1500)의 상단부 근처에서 축 대칭 챔버가 된다. 일부 실시형태에서, 도 11 및 도 12에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 여액 펌프 챔버(1420)는 챔버(1550) 내의 리세스에 위치할 수 있다. As discussed in more detail below, in other embodiments, the shape and location of the filtrate pump chamber 1420 may vary. Chamber 1420 is generally located near the upper end of core structure 1500 in fluid communication with separation chamber 1550 via a hole or slit 1530 extending into filtrate pump chamber 1420 from the adjacent exterior of core 1515 . It becomes an axisymmetric chamber. In some embodiments, as most clearly shown in FIGS. 11 and 12 , the filtrate pump chamber 1420 may be located in a recess within the chamber 1550 .

예시적인 여액 펌프(1400)는 한 쌍의 페어링 디스크(1410)를 포함한다. 페어링 디스크(1410)는 코어 구조(1500)의 축(1525)과 축 방향으로 정렬된 두 개의 얇은 원형 디스크(플레이트)이다. 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태에서, 페어링 디스크(1410)는 원심 분리기 구조(1000)에 대해 유지되고, 고정된 갭(1415)(도 10에서 도면부호 1415로 표시됨)에 의해 서로 분리된다. 페어링 디스크(1410)들 사이의 갭(1415)은 원심 분리기(1000)로부터 여액을 제거하기 위한 유체 연결의 일부를 형성하며, 이는 여액이 페어링 디스크(1410) 사이에서 공급 튜브 캐리어(2300)를 둘러싸며 여액 출구(2400)에서 종료되는 중공 원통형 여액 배출 경로(2200)로 흐르게 한다. Exemplary filtrate pump 1400 includes a pair of fairing disks 1410 . Fairing disk 1410 is two thin circular disks (plates) aligned axially with axis 1525 of core structure 1500 . 1-5 , fairing disks 1410 are held against centrifuge structure 1000 and are separated from each other by fixed gaps 1415 (indicated by reference numeral 1415 in FIG. 10 ). . The gap 1415 between the fairing disks 1410 forms part of a fluid connection for removing filtrate from the centrifuge 1000 , such that the filtrate surrounds the feed tube carrier 2300 between the fairing disks 1410 . And let it flow to the hollow cylindrical filtrate discharge path (2200) that ends at the filtrate outlet (2400).

예시적인 1회용 원심 분리기 구조(1000)는 다회용 원심 분리기 구조(3000) 내에 포함된다. 다회용 원심 분리기 구조(3000)는 볼(3100) 및 커버(3200)를 포함한다. 원심 분리기 볼(3100)의 벽은 원심 분리기가 회전하는 동안 원심 분리기 구조(1000)의 가요성 라이너(1100)를 지지한다. 이를 위해 1회용 구조(1000)의 외부 구조와 다회용 구조의 내부 구조가 서로 정합된다. 유사하게, 상부 플랜지(1200)의 상부 표면, 코어(1510)의 상부 부분의 외부 및 원심 분리기 커버(1600)의 벽(1640)의 하부 부분은 또한 적용되는 다용도 용기 커버(3200)의 내부 표면과 일치하여, 회전하는 동안 지지를 제공한다. 아래에서 더 상세히 논의되는 다회용 볼(3100) 및 볼 커버(3200)의 피처는, 전단력이 1회용 원심 분리기 구조(1000)로부터 자유로이 라이너(1100)를 찢지 않도록 설계된다. 일부 경우에, 기존의 다회용 구조(3000)는 순응하는 1회용 구조(1000)를 선택함으로써 1회용 처리를 위해 개조될 수 있다. 다른 경우에, 다회용 구조(3000)는 1회용 구조 삽입물(1000)과 함께 사용하도록 특별히 설계될 수 있다. Exemplary disposable centrifuge structure 1000 is included within a multi-use centrifuge structure 3000 . The multi-use centrifuge structure 3000 includes a ball 3100 and a cover 3200 . The walls of the centrifuge ball 3100 support the flexible liner 1100 of the centrifuge structure 1000 while the centrifuge rotates. To this end, the external structure of the disposable structure 1000 and the internal structure of the multi-use structure are matched with each other. Similarly, the upper surface of the upper flange 1200, the outer portion of the upper portion of the core 1510, and the lower portion of the wall 1640 of the centrifuge cover 1600 are also applied to the inner surface of the utility container cover 3200 and Consistently, they provide support during rotation. The features of the disposable ball 3100 and ball cover 3200, discussed in more detail below, are designed such that shear forces do not tear the liner 1100 free from the disposable centrifuge structure 1000 . In some cases, an existing multi-use structure 3000 may be retrofitted for single-use processing by selecting a compliant disposable structure 1000 . In other instances, the disposable structure 3000 may be specifically designed for use with the disposable structure insert 1000 .

도 2는 가요성 라이너(1100)를 상부 플랜지(1300)에 밀봉하는 것을 설명하기 위해 다회용 원심 분리 구조(3000)의 상부 플랜지(1300), 플라스틱 라이너(1100) 및 커버(3200)에 대한 예시적인 구조의 일부를 도시한다. 가요성 라이너(1100)는 폴리우레탄(TPU) 또는 기타 신축성 있고 강하고 찢어지지 않는 생체-적합성 폴리머와 같은 열가소성 엘라스토머일 수 있으며, 상부 및 하부 플랜지(1300, 1200)는 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트 또는 폴리술폰과 같은 경질 폴리머로 제작될 수 있다. 가요성 라이너(1100)는 얇은 슬리브 또는 외피로, 상부 및 하부 플랜지(1300, 1200) 사이에서 연장되고 밀봉되며, 분리 챔버(1550)의 외벽을 형성한다. 본 명세서에 기재되어 있는 라이너(1100) 및 상부 플랜지(1300)와 하부 플랜지(1200) 및 코어(1510)의 구성은 단지 예시일 뿐이다. 통상의 기술자는 알려진 또는 알려질 수 있는 제안된 것과 유사한 특성으로 적합한 재료를 대체할 수 있다. 2 is an illustration of a top flange 1300 , a plastic liner 1100 and a cover 3200 of a multi-use centrifugal separation structure 3000 to illustrate sealing the flexible liner 1100 to the top flange 1300 . It shows a part of the structural structure. The flexible liner 1100 may be a thermoplastic elastomer, such as polyurethane (TPU) or other stretchable, strong, non-tear, bio-compatible polymer, and the upper and lower flanges 1300 and 1200 may be polyetherimide, polycarbonate, or poly It can be made of hard polymers such as sulfones. The flexible liner 1100 is a thin sleeve or sheath that extends and seals between the upper and lower flanges 1300 , 1200 and forms the outer wall of the separation chamber 1550 . The configurations of the liner 1100 and the upper flange 1300 and the lower flange 1200 and the core 1510 described herein are only examples. A person skilled in the art can substitute suitable materials with properties similar to those proposed or known or may be known.

도 2에 표시된 영역에서 이종 재료를 접합하는 데에 열 접합 부착 공정이 사용될 수 있다. 열 접합(1110)은 플랜지 재료를 예열하고, 가열된 플랜지 위에 탄성 중합체를 배치하고, 필름의 연화점 이상의 온도에서 탄성 중합체 필름 라이너(1100)에 열과 압력을 가함으로써 형성된다. 플라스틱 라이너(1100)는 동일한 방식으로 하부 플랜지(1200)에 접착된다. 열 접합(1110)이 본 명세서에서 설명되지만, 이는 단지 예시일 뿐이다. 가요성 필름과 플랜지 재료 사이에 유사하게 강한 상대적으로 영구적인 결합을 생성하는 다른 수단, 예컨대 온도, 화학적, 접착제 또는 기타 결합 수단이 대체될 수 있다. A thermal bond attachment process may be used to bond dissimilar materials in the area indicated in FIG. 2 . The thermal bond 1110 is formed by preheating the flange material, placing an elastomeric polymer over the heated flange, and applying heat and pressure to the elastomeric film liner 1100 at a temperature above the softening point of the film. The plastic liner 1100 is adhered to the lower flange 1200 in the same manner. Although thermal junction 1110 is described herein, this is by way of example only. Other means of creating a similarly strong, relatively permanent bond between the flexible film and the flange material may be substituted, such as temperature, chemical, adhesive or other bonding means.

예시적인 1회용 컴포넌트는 사전 멸균된다. 보호 포장에서 이러한 컴포넌트를 제거하고 원심 분리기에 설치하는 동안 열 접합(1110)은 1회용 챔버 내에서 무균 상태를 유지한다. 신축성 가요성 라이너(1100)는 사용 시 재사용이 가능한 볼(3100)의 벽과 일치한다. 재사용이 가능한 볼(3100)은 충분한 지지를 제공하고 가요성 라이너(1100)는 충분히 탄성이 있어서 1회용 구조(1000)가 더 큰 반경의 원심 분리기(1000)가 액체 세포 배양 물 또는 다른 세포 현탁액으로 채워질 때 생성되는 증가된 회전력을 견딜 수 있도록 허용하고 분당 약 2-40 리터의 속도로 처리할 수 있는 침전 속도에 도달하기에 충분한 각속도로 회전한다. Exemplary disposable components are pre-sterilized. Thermal bonding 1110 remains sterile within the disposable chamber during removal of these components from their protective packaging and installation in a centrifuge. The stretchable flexible liner 1100 conforms to the walls of the reusable ball 3100 in use. The reusable ball 3100 provides sufficient support and the flexible liner 1100 is resilient enough that the disposable structure 1000 allows the larger radius centrifuge 1000 to transfer liquid cell cultures or other cell suspensions. It rotates at an angular velocity sufficient to allow it to withstand the increased rotational forces generated when filling and to reach a processable settling rate at a rate of about 2-40 liters per minute.

열 접합(1110) 외에, 밀봉 리지 또는 "너빈(3210)(nubbin)"이 볼 커버(3200) 위에 존재할 수 있어 열가소성 탄성 중합체 필름을 단단한 상부 플랜지(1300)에 대해 압축하여 추가 밀봉을 형성할 수 있다. 견고한 하부 플랜지(1200)에 대해 열가소성 엘라스토머 필름을 밀봉하기 위해 볼(3100)의 바닥에서 동일한 압축 밀봉이 사용될 수도 있다. 이러한 압축 밀봉은 열 결합 영역(1110)을 챔버가 액체로 채워질 때 원심 분리 중에 발생하는 정수압에 의해 생성된 전단력으로부터 격리함으로써 지지한다. 열 접합(1110)과 압축 너빈(3210) 밀봉의 조합은 볼 벽에서 97 psi의 정수압에 해당하는 3000 x g에서 테스트되었다. 라이닝은 너빈(3210)이 가요성 라이너(1100)를 압축하고 잡을 수 있도록 충분히 두껍고 압축 가능해야 하지만 열 본드(1110) 또는 압축 너빈(3210) 근처에서 찢어질 위험을 최소로 해야 한다. 일 실시형태에서, 가요성 TPU 라이너는 찢어지거나 새지 않으면서 0.010 인치 두께로 밀봉되어 있다. In addition to thermal bonding 1110, sealing ridges or “nubbins” may be present over ball cover 3200 to compress the thermoplastic elastomeric film against rigid top flange 1300 to form an additional seal. there is. The same compression seal at the bottom of the ball 3100 may be used to seal the thermoplastic elastomeric film against the rigid lower flange 1200 . This compression seal supports the thermal coupling region 1110 by isolating it from the shear forces created by the hydrostatic pressure generated during centrifugation when the chamber is filled with liquid. The combination of thermal bonding 1110 and compression nub 3210 sealing was tested at 3000 x g, which corresponds to a hydrostatic pressure of 97 psi at the ball wall. The lining should be thick and compressible enough to allow the nub 3210 to compress and grip the flexible liner 1100 , but should minimize the risk of tearing near the thermal bond 1110 or compression nub 3210 . In one embodiment, the flexible TPU liner is sealed to a thickness of 0.010 inches without tearing or leaking.

도 1 및 도 2의 예시에 상응하는 실시형태는 직경 5.5 인치의 볼 내에서 테스트되었다. 2000 x g에서 수력이 7 리터/분 이상이었고 포유류 세포를 3 리터/분의 속도로 99% 효율로 성공적으로 분리했다. Embodiments corresponding to the examples in FIGS. 1 and 2 were tested in a 5.5 inch diameter ball. At 2000 x g, the hydraulic power was greater than 7 liters/min and successfully separated mammalian cells with 99% efficiency at a rate of 3 liters/min.

대부분의 경우, 상부 및 하부 플랜지(1300, 1200)는 도 1에 도시된 것과 유사한 형태를 가질 수 있지만, 일부 경우에는 1회용 원심 분리기 구조의 상부 표면은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 다른 형태를 가질 수 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 실시형태에서, 일반적으로 원뿔형의 볼 커버(3200)를 가지기 보다는, 일반적으로 원추형인 상부 플랜지(1300)에 부합하기 위해, 상부 플랜지와 볼 커버는 모두 상대적으로 디스크-형이다. 통상의 기술자는 다양한 형상의 밀봉 표면에 사용하기 위해 본 명세서에 설명된 밀봉 기술을 적용할 수 있을 것이다. In most cases, the upper and lower flanges 1300 and 1200 may have a shape similar to that shown in FIG. 1 , but in some cases the upper surface of the disposable centrifuge structure may be different as shown in FIGS. 10 and 11 . can have a form. 10 and 11, both the upper flange and the ball cover are relatively disk-to-match to conform to a generally conical upper flange 1300, rather than having a generally conical ball cover 3200. is my brother One of ordinary skill in the art will be able to apply the sealing techniques described herein for use with sealing surfaces of various shapes.

도 4 및 도 5는 구심 펌프(1400)의 효율을 개선하기 위한 특징을 갖는 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 5에 상세하게 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 유사한 1회용 컴포넌트를 위한 내부 구조의 이 실시형태는 펌프 챔버(1420)의 캡 부분(1610)의 내부면(1620) 위에 복수의 방사형 핀(1630)을 포함한다. 도 5는 원심 분리기 커버(1600)의 캡 부분(1610)의 내부면(1620)을 도시한다. 방사형 핀(1630)은 얇고, 일반적으로 직사각형이며, 캡 부분(1610)의 내부 표면(1620)으로부터 수직으로 연장되는 방사형 플레이트일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 6개의 핀(1630)이 도시되어 있지만, 다른 실시형태는 더 적거나 더 많은 핀(1630)을 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 핀(1630)은 캡(1620)의 내부면의 일부를 형성하지만, 다른 실시형태에서는 캡(1610) 이외의 형태를 취할 수 있는 펌프 챔버(1420)의 상부 표면(1620)을 포함할 수 있다. 원심 분리 시스템(1000)이 사용 중일 때, 핀(1630)은 챔버(1420) 내에서 구심 펌프(1400)의 페어링 디스크(1410) 위에 위치한다. 이들 핀(1630)은 원심 분리기(1000)의 각도 회전을 펌프 챔버(1420) 내의 여액에 전달한다.4 and 5 show exemplary embodiments with features for improving the efficiency of the centripetal pump 1400 . As detailed in FIG. 5 , this embodiment of an internal structure for a disposable component similar to that shown in FIGS. 1 and 2 is above the interior surface 1620 of the cap portion 1610 of the pump chamber 1420 . It includes a plurality of radial fins 1630 . 5 shows the inner surface 1620 of the cap portion 1610 of the centrifuge cover 1600 . The radial fins 1630 may be thin, generally rectangular, and radial plates that extend perpendicularly from the interior surface 1620 of the cap portion 1610 . In the exemplary embodiment, six pins 1630 are shown, although other embodiments may include fewer or more pins 1630 . In this embodiment, the fins 1630 form a portion of the inner surface of the cap 1620 , but in other embodiments the fins 1630 , which may take a form other than the cap 1610 , the upper surface 1620 of the pump chamber 1420 . may include When the centrifugal separation system 1000 is in use, a pin 1630 is positioned within the chamber 1420 over the fairing disk 1410 of the centrifugal pump 1400 . These pins 1630 transfer the angular rotation of the centrifuge 1000 to the filtrate in the pump chamber 1420 .

이것은 구심 펌프(1400)의 효율을 증가시키고, 페어링 디스크(1410) 위의 펌프 챔버(1420)에서 기체와 액체 계면을 안정화시키며, 기체 장벽의 크기를 증가시킨다. 기체 장벽은 공급/배출기구(2000)의 외부로부터 펌프 챔버(1420) 내로 바깥쪽으로 회전 중심의 내부 표면까지 연장되는 일반적으로 원통형의 가스 칼럼이다. 장벽의 크기가 증가하는 이유는 여액의 각속도 증가로 인해 여액이 원심 분리기 벽 쪽으로 밀려 나기 때문이다. 펌프 챔버(1420) 내에서 회전하는 여액이 고정된 페어링 디스크(1410)와 접촉할 때, 결과적인 마찰은 펌프(1400)의 효율을 감소시킬 수 있다. 여액과 동일한 각속도로 회전하는 복수의 방사형 핀(1630)을 추가하면, 회전하는 여액과 고정된 페어링 디스크(1410) 사이의 만남으로 인해 발생할 수 있는 속도의 감소를 극복한다.This increases the efficiency of the centripetal pump 1400 , stabilizes the gas and liquid interface in the pump chamber 1420 above the fairing disk 1410 , and increases the size of the gas barrier. The gas barrier is a generally cylindrical gas column that extends from the outside of the supply/discharge mechanism 2000 outward into the pump chamber 1420 to the inner surface of the center of rotation. The reason for the increase in the size of the barrier is that the increase in the angular velocity of the filtrate pushes the filtrate towards the centrifuge wall. When the rotating filtrate in the pump chamber 1420 contacts the fixed fairing disk 1410 , the resulting friction can reduce the efficiency of the pump 1400 . The addition of a plurality of radial pins 1630 rotating at the same angular velocity as the filtrate overcomes the decrease in velocity that may occur due to the encounter between the rotating filtrate and the stationary fairing disk 1410 .

도 6은 공급물의 탁도가 높은 경우에 사용하기 위한 개선된 코어 구조(1500)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 코어 구조(1500)는 코어(1510), 상부 플랜지(1300) 및 하부 플랜지(1200)를 포함한다. 코어(1510)는 공급 튜브(2100)가 중앙 공동(1520)에 삽입될 수 있도록 구성된 원통형 중앙 공동(1520)을 갖는다. 중심 축(1525)에서 코어(1515)의 외부까지의 거리(코어 폭, 도 6에서 점선 6000으로 표시됨)는 도 3에 도시된 실시형태의 대응 거리보다 크다. 직경이 더 큰 코어(1510)는 분리 챔버(1550)의 깊이(점선 6010으로 표시됨)를 감소시켜, 원심 분리기(1000)가 얕은 풀 원심 분리기로 작동하게 한다. 분리 챔버(1550)의 깊이(6010)는 일반적으로 도 1 및 12에 표시된 코어(1510)의 외부와 가요성 라이너(1100) 사이의 거리이다. 얕은 풀 원심 분리기는 원심 분리기의 직경에 비해 작은 깊이(6010)를 갖는 것이다. 도 12에 도시된 예시적인 실시형태에서 알 수 있는 바와 같이, 세포 농축물의 제거를 용이하게 하기 위해, 얕은 풀 깊이(6010)는 분리 챔버(1550)의 바닥에서 더 얕은 것에서 분리 챔버(1550)의 상부에서 약간 더 깊은 것까지 다양할 수 있다. 본 명세서에 도시된 일부 실시형태에서, 코어 폭에 대한 평균 분리 풀 깊이(6010)의 비율은 1:1 이하이다. 얕은 풀 원심 분리기의 예는 Pneumatic Scale Corporation에서 제조한 ViaFuge 원심 분리 시스템의 옵션 모델로 제공된다. 얕은 풀 원심 분리기의 장점은 더 높은 공급 유속에서 분리가 가능하다는 것이다. 이것은 주어진 내부 볼 직경에 대해 더 높은 평균 g-포스에 의해 달성되며, 주어진 각속도에서 더 높은 침강 속도를 생성한다. 결과적으로 향상된 분리 성능은 고농도의 세포 파편이 포함된 탁도가 높은 공급물을 분리할 때 유용하다. 6 depicts an exemplary embodiment of an improved core structure 1500 for use where the turbidity of the feed is high. Core structure 1500 includes a core 1510 , an upper flange 1300 , and a lower flange 1200 . The core 1510 has a cylindrical central cavity 1520 configured such that the feed tube 2100 can be inserted into the central cavity 1520 . The distance from the central axis 1525 to the outside of the core 1515 (the core width, indicated by dashed line 6000 in FIG. 6 ) is greater than the corresponding distance of the embodiment shown in FIG. 3 . The larger diameter core 1510 reduces the depth of the separation chamber 1550 (indicated by dashed line 6010 ), allowing the centrifuge 1000 to operate as a shallow pool centrifuge. Depth 6010 of separation chamber 1550 is generally the distance between flexible liner 1100 and the exterior of core 1510 indicated in FIGS. 1 and 12 . A shallow pool centrifuge is one that has a small depth 6010 relative to the diameter of the centrifuge. As can be seen in the exemplary embodiment shown in FIG. 12 , to facilitate the removal of cell concentrates, a shallow pool depth 6010 is provided at the bottom of the isolation chamber 1550 from shallower to a depth of the isolation chamber 1550 . It can vary from upper to slightly deeper. In some embodiments shown herein, the ratio of the average separation pool depth 6010 to the core width is 1:1 or less. An example of a shallow pool centrifuge is provided as an optional model of the ViaFuge centrifugation system manufactured by Pneumatic Scale Corporation. The advantage of shallow pool centrifuges is that they allow separation at higher feed flow rates. This is achieved by a higher average g-force for a given inner ball diameter, resulting in a higher settling velocity at a given angular velocity. The resulting improved separation performance is useful when separating highly turbid feeds containing high concentrations of cellular debris.

도 6에 도시된 코어 구조(1500)의 예시적인 실시형태는 또한 하부 플랜지(1200)의 일부로서 가속기 베인(1560)을 포함한다. 가속기 베인(1560)(도 12에 도시된 바와 같음)은 솔리드 코어(1510)(도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이)를 관통하는 구멍(1530)보다는, 코어(1510)의 중앙 공동(1520)과 분리 챔버(1550) 사이의 유체 연결의 대안적인 실시형태를 포함한다. The exemplary embodiment of the core structure 1500 shown in FIG. 6 also includes accelerator vanes 1560 as part of the lower flange 1200 . Accelerator vane 1560 (as shown in FIG. 12 ) has a central cavity 1520 in core 1510 , rather than hole 1530 through solid core 1510 (as shown in FIGS. 10 and 11 ). ) and an alternative embodiment of a fluidic connection between the separation chamber 1550 .

도 6에 도시된 코어 구조(1500)의 예시적인 실시형태에서, 가속기 베인(1560)은 하부 플랜지(1200)의 상부 원추형 표면으로부터 위쪽으로 연장하는 방사상으로 일반적으로 직사각형의 이격된 얇은 플레이트(1580)를 복수 개 포함한다. 플레이트(1580)는 코어(1510)의 베이스와 수직으로 연장한다. 플레이트(1580)는 일반적으로 코어(1510)의 축(1525) 근처로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 예시적인 실시형태에서, 도 7에 가장 명확하게 도시된 바와 같이 12개의 플레이트(1580)가 존재한다. 다른 실시형태에서는 더 적거나 더 많은 플레이트(1580)가 존재할 수 있다. 또한, 다른 실시형태에서, 플레이트(1580)는 도 9의 예시적인 실시형태에 도시된 바와 같이 원심 분리기(1000)의 회전 방향으로 만곡될 수 있다. 하부 플랜지(1200)의 내부 표면은 타원형 가속기 볼(1590)을 형성하되, 그로부터 위쪽으로 만곡된 플레이트가 연장하게 수정될 수 있다. 이러한 실시형태는 예시적인 것으로 의도되고, 당업자는 이들 플레이트를 탁도 감소로부터 추가로 이익을 얻기 위해 상이한 방식으로 조합하거나 이러한 실시형태를 수정하여 하부 플랜지(1200) 및/또는 내장된 가속기 볼을 생성할 수 있다. In the exemplary embodiment of the core structure 1500 shown in FIG. 6 , the accelerator vane 1560 is a radially generally rectangular spaced thin plate 1580 extending upwardly from the upper conical surface of the lower flange 1200 . includes a plurality of Plate 1580 extends perpendicular to the base of core 1510 . Plate 1580 extends generally radially outward from near axis 1525 of core 1510 . In the exemplary embodiment, there are twelve plates 1580 as most clearly shown in FIG. 7 . In other embodiments, fewer or more plates 1580 may be present. Also, in other embodiments, plate 1580 may be curved in the direction of rotation of centrifuge 1000 as shown in the exemplary embodiment of FIG. 9 . The inner surface of the lower flange 1200 forms an elliptical accelerator ball 1590 from which an upwardly curved plate may be modified to extend. These embodiments are intended to be exemplary, and those skilled in the art will be able to combine these plates in different ways to further benefit from haze reduction or modify these embodiments to create the lower flange 1200 and/or embedded accelerator balls. can

연속적으로 또는 반-연속적으로 작동하도록 설계된 1회용 원심 분리기(1000)의 예시적인 실시형태의 추가 특징이 도 10 내지 도 12에 도시되어 있다. 도 10에 도시된 예시적인 실시형태는 세포 농축물을 제거하기 위한 제2 구심 펌프(4400)를 포함한다. 세포 농축물 제거를 위한 구심 펌프(4400)는 여액 제거를 위한 구심 펌프(1400) 위에 위치한다. 구심 펌프(4400)는 펌프 챔버(4420) 및 페어링 디스크(4410)를 포함한다. 복수의 구멍 또는 연속된 슬릿(4540)이 분리 챔버(1550)의 상부 외주로부터 펌프 챔버(4420)로 연장되어, 분리 챔버(1550)의 외부 부분에서 제2 펌프 챔버)4420)로 유체 연결을 제공한다. 펌프 챔버(1400)와 마찬가지로, 펌프 챔버(4400)는 도 10 내지 도 12에 도시된 것과 다른 모양을 가질 수 있지만, 일반적으로 분리 챔버(1550)와 유체 연결되는 코어 구조(1500)의 상단 근처에 축 대칭 챔버일 것이다. 펌프 챔버(1400)에서와 같이, 펌프 챔버는 코어 구조(1500) 내에 부분적으로 또는 전체적으로 오목해질 수 있다. 여액 펌프 챔버(1400)가 코어 구조(1500)의 상단 근처에 존재하는 경우, 세포 농축 펌프 챔버(4400) 일반적으로 그 위에 위치한다. 세포 농축물을 제거하기 위한 펌프 챔버(4400)는, 원심력에 의해 압박되는 무거운 세포 농축물을 수집하기 위해, 분리 챔버(1550)의 외부 상부 벽에 인접부로부터 연장되는 구멍 또는 슬릿(4540)을 통해 분리 챔버(1550)와 유체 연결될 것이다. Additional features of an exemplary embodiment of a disposable centrifugal separator 1000 designed to operate continuously or semi-continuously are shown in FIGS. 10-12 . The exemplary embodiment shown in FIG. 10 includes a second centripetal pump 4400 for removing cell concentrates. The centripetal pump 4400 for removing the cell concentrate is located above the centripetal pump 1400 for removing the filtrate. The centripetal pump 4400 includes a pump chamber 4420 and a fairing disk 4410 . A plurality of apertures or series of slits 4540 extend from the upper periphery of the separation chamber 1550 into the pump chamber 4420 to provide a fluid connection from the outer portion of the separation chamber 1550 to a second pump chamber 4420). do. Like pump chamber 1400 , pump chamber 4400 may have a shape other than that shown in FIGS. 10-12 , but is generally near the top of core structure 1500 in fluid communication with separation chamber 1550 . It will be an axisymmetric chamber. As with the pump chamber 1400 , the pump chamber may be partially or wholly recessed within the core structure 1500 . When the filtrate pump chamber 1400 is near the top of the core structure 1500 , the cell concentration pump chamber 4400 is generally located above it. The pump chamber 4400 for removing the cell concentrate has a hole or slit 4540 extending from the proximal outer upper wall of the separation chamber 1550 to collect the heavy cell concentrate that is compressed by centrifugal force. may be in fluid communication with the separation chamber 1550 through the

도 10에 도시된 실시형태에서, 농축물 배출 펌프(4400)에 사용된 페어링 디스크(4410)는 여액 배출 펌프(1400)에 사용된 것과 반경이 대략적으로 동일하며 회전 고정된다. 도 11에 도시된 것과 같은 다른 실시형태에서, 농축물 배출 펌프(4400)의 페어링 디스크(4410)는, 펌프 챔버(4420)가 더 크게 되는 것에 맞추어, 여액 배출 펌프(1400)의 페어링 디스크보다 더 큰 반경을 가질 수 있다. 다양한 중간 직경의 페어링 디스크도 사용될 수 있다. 최적의 직경은 배출되는 세포 농축물의 특성에 따라 달라진다. 직경이 큰 페어링 디스크는 펌핑 용량이 더 높지만 전단력이 더 커진다. In the embodiment shown in FIG. 10 , the fairing disk 4410 used in the concentrate drain pump 4400 is approximately the same radius as that used in the filtrate drain pump 1400 and is rotationally fixed. In other embodiments, such as that shown in FIG. 11 , the fairing disk 4410 of the concentrate discharge pump 4400 is larger than the fairing disk of the filtrate discharge pump 1400 , as the pump chamber 4420 becomes larger. It can have a large radius. A variety of medium diameter fairing discs may also be used. The optimal diameter depends on the nature of the cell concentrate being expelled. Fairing discs with larger diameters have higher pumping capacity but higher shear forces.

도 1, 도 4 및 도 10에 도시된 실시형태에서, 농축물 배출 펌프(4400)의 페어링 디스크(4410)는 회전 고정된다. 도 11에 도시된 것과 같은 다른 실시형태에서, 페어링 디스크(4410)는 원심 분리기(1000)의 각속도와 0 사이의 각속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 원하는 각속도는 당업자에게 공지되어 있는 여러 메커니즘에 의해 제어될 수 있다. 제어 수단의 예는 페어링 디스크(4410)가 원심 분리기(1000)의 각속도의 일부인 각속도로 회전할 수 있게 하는 외부 슬립 클러치이다. 페어링 디스크의 각속도를 제어하는 다른 수단은 당업자에게 자명할 것이다. 1 , 4 and 10 , the fairing disk 4410 of the concentrate discharge pump 4400 is rotationally fixed. In other embodiments, such as that shown in FIG. 11 , the fairing disk 4410 may be configured to rotate at an angular velocity between zero and the angular velocity of the centrifuge 1000 . The desired angular velocity can be controlled by several mechanisms known to those skilled in the art. An example of a control means is an external slip clutch that allows the fairing disk 4410 to rotate at an angular velocity that is part of the angular velocity of the centrifugal separator 1000 . Other means of controlling the angular velocity of the fairing disk will be apparent to those skilled in the art.

도 1, 도 4, 도 10 내지 도 12에 도시된 실시형태에서, 페어링 디스크(1410 및 4410) 사이의 갭(1415, 4415)은 고정된다. 도 13의 실시형태와 같은 다른 실시형태에서, 페어링 디스크(1410 및 4410) 사이의 갭(1415, 4415)은 원심 분리기(1000)로부터 여액 또는 농축물이 제거되는 유속을 제어하기 위해 조정 가능할 수 있다. 페어링 디스크(1410, 4410) 각 쌍 중 하나는 스로틀 튜브(6100)를 수직 방향으로 이동시키게 부착되어 있다. 스로틀 튜브(6100)는 페어링 디스크(1410, 4410) 각 쌍 사이의 간격(1415, 4415)을 좁히거나 넓히기 위해 상하로 이동될 수 있다. 또한, 농축물 제거를 돕기 위해, 외부 연동 펌프(2510)(도시되어 있지 않음)가 농축물 제거 라인(2500)(도시되어 있지 않음)에 추가될 수 있다. 이 펌프(2510)는 펌프 챔버(4420) 내의 센서(4430)에 의해 제어될 수 있다. 센서(4430)(도시되어 있지 않음)는 농축물 제거와 희석제의 추가를 동기화시키기 위해 희석제 펌프(5150)를 제어하는데 사용될 수도 있다. 1 , 4 , 10-12 , the gaps 1415 , 4415 between the fairing disks 1410 and 4410 are fixed. In other embodiments, such as the embodiment of FIG. 13 , the gaps 1415 , 4415 between the fairing disks 1410 and 4410 may be adjustable to control the flow rate at which the filtrate or concentrate is removed from the centrifuge 1000 . . One of each pair of fairing disks 1410 and 4410 is attached to move the throttle tube 6100 in a vertical direction. The throttle tube 6100 may be moved up and down to narrow or widen the spacing 1415 , 4415 between each pair of the fairing disks 1410 , 4410 . Additionally, an external peristaltic pump 2510 (not shown) may be added to the concentrate removal line 2500 (not shown) to aid in concentrate removal. This pump 2510 may be controlled by a sensor 4430 in the pump chamber 4420 . A sensor 4430 (not shown) may be used to control the diluent pump 5150 to synchronize concentrate removal with the addition of diluent.

또한, 도 13에는 여액 펌프(1400)가 원심 분리기(1000)의 베이스에 위치하는 실시형태가 도시되어 있다. 도 13에 도시된 실시형태에서, 펌프 챔버(1420)와 가요성 라이너(1100) 사이에 여액 웰(centrate well)(1555)이 생성된다. 구멍(1530)이 펌프 챔버(1420) 아래에서 코어(1510)로부터 여액 웰(1555)로 연장된다. 또한, 도시된 예시적인 실시형태에서, 구멍(1540)은 코어(1510)의 외부 표면(1515)에 인접한 분리 챔버(1550)로부터 펌프 챔버(1420)로 연장되어, 여액 펌프(1400)를 사용하여 여액이 제거될 수 있게 한다. 구멍(4540)이 또한 외부 상부 표면의 근방에서 분리 챔버(1550)와 펌프 챔버(4420) 사이에서 연장하여, 구심 펌프(4400)를 사용하여 제거될 세포 농축물이 펌프 챔버(4420) 내로 유동할 수 있게 한다. Also shown in FIG. 13 is an embodiment in which the filtrate pump 1400 is located at the base of the centrifugal separator 1000 . In the embodiment shown in FIG. 13 , a centrate well 1555 is created between the pump chamber 1420 and the flexible liner 1100 . An orifice 1530 extends from the core 1510 to the filtrate well 1555 below the pump chamber 1420 . Also, in the exemplary embodiment shown, apertures 1540 extend from separation chamber 1550 adjacent outer surface 1515 of core 1510 into pump chamber 1420 , using filtrate pump 1400 . Allow the filtrate to be removed. An orifice 4540 also extends between the separation chamber 1550 and the pump chamber 4420 in the vicinity of the outer upper surface so that the cell concentrate to be removed using the centripetal pump 4400 flows into the pump chamber 4420 . make it possible

위에서 언급한 바와 같이, 도시된 예시적인 실시형태에서, 페어링 디스크(4410 및 1410) 사이의 갭(1415, 4415)은 각 쌍의 페어링 디스크(4410, 1410) 중 하나에 연결된 스로틀 튜브(6100)를 사용하여 조정할 수 있다. 스로틀 튜브(6100) 및 각각의 페어링 디스크 쌍(4410, 1410) 중 부착된 하나는 갭(1415, 4415)을 좁히거나 넓히기 위해 위 또는 아래로 이동할 수 있다. 도시된 예시적인 실시형태에서, 스로틀 튜브(6100)는 각각 페어링 디스크 쌍(4410, 1410)의 하부 및 상부 페어링 디스크에 부착되어 있다. 다른 실시형태에서, 이 부착은 반전될 수 있고, 단일 구심 펌프를 스로틀링 하는 데 사용될 수 있거나, 둘 모두를 병렬로 스로틀링 하는 데 사용될 수 있다(도 13에 도시된 바와 같이 반대가 아닌). As noted above, in the illustrated embodiment, the gaps 1415, 4415 between the fairing disks 4410 and 1410 provide a throttle tube 6100 connected to one of the pairing disks 4410, 1410 of each pair. can be adjusted using The throttle tube 6100 and an attached one of each pair of fairing disks 4410 , 1410 can move up or down to narrow or widen the gaps 1415 , 4415 . In the exemplary embodiment shown, throttle tube 6100 is attached to the lower and upper fairing disks of pair of fairing disks 4410 and 1410, respectively. In other embodiments, this attachment may be reversed and used to throttle a single centrifugal pump, or both in parallel (not vice versa as shown in FIG. 13 ).

도 10 내지 도 12에 도시된 실시형태에서 알 수 있는 바와 같이, 고체 다회용 볼(3100)의 벽은, 상단에서보다 하단에서 더 작은 반경을 갖는 1회용 원심 분리 구조(1000)를 지지하기 위한 내부가 잘린 원뿔 모양을 생성하기 위해 상부보다 기부에서 더 두껍다. 분리 챔버(1550)의 상단에서 이렇게 더 큰 반경은 더 조밀한 세포 농축물을 분리 챔버(1550)의 상부 외부 부분을 향해 그리고 구심 펌프 챔버(4420)로 이동시킨다. 도시된 실시형태에서, 잘린 원뿔 모양은 상부 부분에서보다 베이스에서 두께가 더 두꺼운 벽을 갖는 다회용 볼(3100)에 의해 생성된다. 당업자는 내부가 잘린 원추형 형상을 갖는 다회용 볼(3100)이 또한 균일한 두께의 벽을 포함할 수 있고, 다회용 볼(3100)에 대해 원하는 내부 형상을 생성하는 다른 변형이 있을 수 있음을 인식할 것이다. As can be seen in the embodiment shown in FIGS. 10-12 , the walls of the solid disposable ball 3100 are configured to support the disposable centrifugal separation structure 1000 having a smaller radius at the bottom than at the top. Thicker at the base than at the top to create a truncated cone shape on the inside. This larger radius at the top of the separation chamber 1550 moves the denser cell concentrate towards the upper outer portion of the separation chamber 1550 and into the centripetal pump chamber 4420 . In the embodiment shown, the truncated cone shape is created by the disposable ball 3100 having a thicker wall at the base than at the upper portion. Those of skill in the art will recognize that disposable ball 3100 having a truncated conical shape may also include walls of uniform thickness, and that there may be other variations to create a desired interior shape for disposable ball 3100 . something to do.

도 10 내지 도 12에 도시된 예시적인 실시형태에서, 공급 메커니즘(2000)은 또한 세포 또는 세포 농축물의 제거를 위한 추가 경로를 포함한다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 공급 튜브(2100) 주위의 원통형 경로(2200)는 여액을 제거하기 위해 사용된다. 도 10 내지 도 12에 도시된 실시형태는 또한 세포 배출 튜브(2500)로 지칭되는, 세포 또는 세포 농축물 제거를 위한 동심원 원통형 경로를 포함한다. 세포 배출 튜브(2500)는 원심 제거 경로(2200)를 둘러싼다. 원심 분리기가 매우 점성이 있을 것으로 예상되는 농축물과 함께 사용되는 경우, 추가 동심 원통형 유체 경로(5000)가 공급 튜브(2100) 주위에 추가되어, 농축물의 점도를 감소시키기 위해 희석제가 세포 농축물 펌프 챔버(4420)로 유입되게 할 수 있다. 도 12에 도시된 예시적인 실시형태에서, 희석제 경로(5000)는 세포 배출 경로를 둘러싸는 동심의 튜브를 포함하고, 하단에서 페어링 디스크(4410)의 외부 에지 근방에서 배출하는 페어링 디스크(4410) 위의 얇은 디스크-형 유체 경로(5100)로 개방되어 펌프 챔버(4420)와의 유체 연통을 제공한다. 이 수단에 의해 희석제를 주입하고 이 위치에서 희석액이 일부 적용에서는 불요할 수 있는 여액 내로 도입되기 보다는 농축물과 혼합하고 농축물과 함께 배출하는 것으로 제한한다. 대안적인 실시형태에서, 희석제는 페어링 디스크의 상부 표면에 직접 도입되어 방사상 바깥쪽으로 퍼지거나 페어링 디스크 위에 위치한 별도의 디스크 위에 퍼지게 할 수 있다. 10-12, the feeding mechanism 2000 also includes additional pathways for removal of cells or cell concentrates. In the embodiment shown in FIG. 1 , a cylindrical path 2200 around the feed tube 2100 is used to remove the filtrate. The embodiment shown in FIGS. 10-12 also includes a concentric cylindrical path for removal of cells or cell concentrates, referred to as cell drain tube 2500 . A cell drain tube 2500 surrounds a centrifugation path 2200 . If the centrifuge is used with a concentrate that is expected to be very viscous, an additional concentric cylindrical fluid path 5000 is added around the feed tube 2100 so that the diluent pumps the cell concentrate to reduce the viscosity of the concentrate. may be introduced into the chamber 4420 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 12 , the diluent pathway 5000 includes concentric tubes surrounding the cell exit pathway, and at the bottom above the fairing disk 4410 draining near the outer edge of the fairing disk 4410 . is opened to a thin disk-shaped fluid path 5100 of the <RTI ID=0.0> By this means the diluent is injected and at this point it is limited to mixing with the concentrate and draining with the concentrate rather than being introduced into the filtrate where the diluent may be unnecessary in some applications. In alternative embodiments, the diluent may be introduced directly to the upper surface of the fairing disk and spread out radially outward or over a separate disk positioned above the fairing disk.

희석제의 선택은 분리 공정의 목적과 희석할 세포 농축물의 특성에 따라 다르게 된다. 어떤 경우에는 단순한 등장성 완충액 또는 탈이온수가 희석제로 사용될 수 있다. 다른 경우에는 세포 농축물의 특성에 특정한 희석제가 유리할 수 있다. 예를 들어, 낮은 세포 생존율에서 운영되는 생산 규모의 배치 세포 배양에서 응집제가 일반적으로 원심 분리기에 공급될 때 배양물에 추가되어 세포와 세포 파편이 응집되거나 더 큰 입자로 응집되도록 한다. 이는 이들의 침강 속도가 증가함에 따라 분리되게 된다. 세포와 세포 파편 모두 음의 표면 전하를 띄고 때문에 응집제로 사용되는 화합물은 일반적으로 폴리에틸렌이민과 같은 다중 양전하를 운반하는 양이온 중합체이다. 다중 양전하 덕분에 이러한 응집제는 음전하를 띤 세포와 세포 파편을 큰 덩어리로 연결할 수 있다. 이러한 응집제의 사용으로 인한 바람직하지 않은 결과는 세포 농축물의 점도를 더욱 증가시키는 것이다. 따라서, 이 적용에서 특히 유용한 희석제는 세포 농축물의 점도를 증가시키는 결합을 방해하는 해교제이다. 해교제의 예는 농도 범위가 0.1M 내지 1.0M인 염화나트륨 용액과 같은 고염 완충제를 포함한다. 세포 농축물의 점도를 감소시키는 데 유용할 수 있는 다른 해교제는 아크릴산 중합체와 같은 음이온성 중합체이다. The choice of diluent depends on the purpose of the separation process and the nature of the cell concentrate to be diluted. In some cases, simple isotonic buffer or deionized water may be used as the diluent. In other cases, diluents specific to the nature of the cell concentrate may be advantageous. For example, in production-scale batch cell cultures operating at low cell viability, flocculants are usually added to the culture when fed to a centrifuge to cause cells and cell debris to aggregate or aggregate into larger particles. They become segregated as their sedimentation rate increases. Because both cells and cell debris have a negative surface charge, the compounds used as flocculants are usually cationic polymers that carry multiple positive charges, such as polyethyleneimine. Thanks to their multiple positive charges, these coagulants can link negatively charged cells and cellular debris into large clumps. An undesirable consequence of the use of such flocculants is a further increase in the viscosity of the cell concentrate. Thus, particularly useful diluents in this application are anti-binding agents that increase the viscosity of the cell concentrate. Examples of peptizing agents include high salt buffers such as sodium chloride solutions having a concentration range of 0.1 M to 1.0 M. Other peptizing agents that may be useful in reducing the viscosity of cell concentrates are anionic polymers such as acrylic acid polymers.

세포 생존능이 유지되어야 하는 세포 농축물의 경우, 덱스트란 또는 Pluronic F-68과 같은 전단 보호제인 희석제가 선택될 수 있다. 등장성 완충액과 함께 전단 보호제를 사용하면 원심 분리기에서 배출되는 세포의 생존과 생존능이 향상된다. For cell concentrates where cell viability is to be maintained, a diluent that is a shear protecting agent such as Dextran or Pluronic F-68 may be selected. The use of shear protective agents with isotonic buffers improves the viability and viability of cells exiting the centrifuge.

도 4에 도시된 예시적인 원심 분리기는 아래에 설명된 대로 작동한다. 공급주기 동안, 공급 현탁액은 공급 튜브(2100)를 통해 회전하는 볼 어셈블리 내로 흐른다. 공급 현탁액이 하부 플랜지(1200) 근처의 코어(1510)의 중앙 공동(1520)으로 들어가면, 공급 현탁액은 원심력에 의해 하부 플랜지(1200)의 상부 표면을 따라 바깥쪽으로 압박되며, 코어(1510)의 구멍(1530)을 통해 분리 챔버(1550) 내로 통과한다. The exemplary centrifugal separator shown in FIG. 4 operates as described below. During the feed cycle, feed suspension flows through feed tube 2100 into the rotating ball assembly. As the feed suspension enters the central cavity 1520 of the core 1510 near the lower flange 1200 , the feed suspension is urged outwardly along the upper surface of the lower flange 1200 by centrifugal force, the hole in the core 1510 . Pass through 1530 into separation chamber 1550 .

여액은 코어(1510)를 둘러싸는 상부 플랜지(1300) 아래의 대략 원통형 공간 인 분리 챔버(1550)에 수집된다. 여액은 코어(1410)에 이웃하는 분리 챔버(1550)의 상부 부분에서 분리 챔버(1550)와 펌프 챔버(1420) 사이의 구멍(1540)을 만날 때까지 구멍(1530)을 통해 입구로부터 분리 챔버로 위쪽으로 흐른다. 액체보다 밀도가 높은 입자는 침전(입자 농축물)에 의해 분리 챔버(1550)의 외벽 쪽으로 이동하여 구멍(1530)으로부터 멀어진다. 원심 분리기(1000)의 회전이 중지되면, 입자 농축물은 중력의 영향으로 조합된 공급/배출 메커니즘(2000)을 통한 제거를 위해 공급 튜브(2100)의 노즐(2110)로 아래로 이동한다. The filtrate is collected in a separation chamber 1550, a generally cylindrical space below the upper flange 1300 surrounding the core 1510. The filtrate flows from the inlet to the separation chamber through hole 1530 until it meets hole 1540 between separation chamber 1550 and pump chamber 1420 in the upper portion of separation chamber 1550 adjacent to core 1410. flows upwards Particles that are denser than the liquid move towards the outer wall of the separation chamber 1550 by sedimentation (particle concentrate) and away from the aperture 1530 . When the centrifuge 1000 stops rotating, the particle concentrate moves under the influence of gravity to the nozzle 2110 of the feed tube 2100 for removal via the combined feed/discharge mechanism 2000 .

회전하는 동안, 여액은 구멍(1540)을 통해 여액 펌프 챔버(1420)로 들어간다. 펌프 챔버(1420) 내에서, 회전하는 여액은 회전하는 액체의 운동 에너지를 압력으로 변환하는 고정 페어링 디스크(1410)와 만나며, 변환된 압력은 여액이 공급/배출 메커니즘(2000) 내에서 여액 배출 경로(2200)를 통해 위쪽으로 배출되어 여액 배출 튜브(2400)를 지나 배출되게 압박한다. During rotation, the filtrate enters the filtrate pump chamber 1420 through an orifice 1540 . Within the pump chamber 1420 , the rotating filtrate encounters a stationary fairing disk 1410 that converts the kinetic energy of the rotating liquid into pressure, and the converted pressure causes the filtrate to pass through the filtrate discharge path within the supply/discharge mechanism 2000 . It is discharged upward through 2200 and is pressed to be discharged past the filtrate discharge tube 2400 .

구심 펌프(1400)의 효율은, 회전하는 펌프(1400)의 캡 부분(1610)의 내부 표면(1620) 상에 방사형 핀(1630)을 추가함으로써 증가된다. 이들 핀(1630)은 회전 어셈블리의 각 운동량을 펌프 챔버(1420) 내의 여액에 부여한다. 그렇지 않으면 회전하는 여액이 고정 페어링 디스크(1410)와 만날 때 마찰로 인해 느려질 수 있다. 구심 펌프(1400)는 펌프 챔버(1420) 내의 기체 액체 인터페이스로 인해 기계적 밀봉에 비해 향상된 여액 배출 수단을 제공한다. 펌프 챔버(1420) 내 기체는 회전 밀봉(1700)에 의해 외부 환경에 의한 오염으로부터 격리된다. 페어링 디스크(1410) 사이에서 배출되는 여액은 공급 또는 배출 과정 중에 공기와 접촉하지 않기 때문에, 배출 과정에서 공기가 세포 배양에 유입될 때 발생하는 과도한 거품 발생을 방지한다. The efficiency of the centripetal pump 1400 is increased by adding a radial fin 1630 on the inner surface 1620 of the cap portion 1610 of the rotating pump 1400 . These pins 1630 impart angular momentum of the rotating assembly to the filtrate in the pump chamber 1420 . Otherwise, the rotating filtrate may be slowed down due to friction as it meets the stationary fairing disk 1410 . The centripetal pump 1400 provides an improved means of filtrate evacuation over mechanical sealing due to the gas-liquid interface within the pump chamber 1420 . The gas in the pump chamber 1420 is isolated from contamination by the external environment by the rotation seal 1700 . Since the filtrate discharged between the fairing disks 1410 does not come into contact with air during the feeding or discharging process, excessive foaming occurring when air is introduced into the cell culture during the discharging process is prevented.

도 4 및 도 5에 도시된 원심 분리기(1000) 실시형태에서, 세포 농축물은 주기적으로 볼 회전과 공급 유동을 중지하고, 그런 다음 분리 챔버(1550)의 외벽을 따라 수집된 세포 농축물을 펌핑함으로써 배출된다. 이 과정은 간헐적 처리로 알려져 있다. 분리 챔버(1550)의 체적 용량에 도달하면, 원심 분리기 회전이 중지된다. 세포 농축물은 공급 튜브(2100)의 노즐(2110)을 향해 아래로 이동하며, 여기서 농축물은 공급 튜브(2100)를 통해 펌핑되어 배출된다. 농축물을 수집 용기(표시되지 않음)로 향하게 하는 데에 원심 분리기(1000) 외부의 적절한 밸브(도시되지 않음)가 사용된다. 전체 바이오리액터 배치가 아직 완전히 처리되지 않은 경우 볼 회전 및 공급 흐름이 재개되고 전체 배치가 처리될 때까지 추가 공급 및 배출 주기가 이어진다. In the centrifuge 1000 embodiment shown in FIGS. 4 and 5 , the cell concentrate periodically stops ball rotation and feed flow, then pumps the collected cell concentrate along the outer wall of the separation chamber 1550 . discharged by doing This process is known as intermittent treatment. When the volumetric capacity of the separation chamber 1550 is reached, the centrifuge stops rotating. The cell concentrate moves down towards nozzle 2110 of feed tube 2100 , where the concentrate is pumped out through feed tube 2100 . A suitable valve (not shown) external to centrifuge 1000 is used to direct the concentrate to a collection vessel (not shown). If the entire bioreactor batch has not yet been fully processed, ball rotation and feed flow will resume, followed by additional feed and discharge cycles until the entire batch has been processed.

위에서 언급한 바와 같이, 세포 배양물이 농축되거나 상당한 세포 파편이 포함된 경우, 작은 파편 입자를 포획하기 위해 체류 시간을 늘려야 하기 때문에 위에서 설명한 프로세스가 느려진다. 이는 더 느린 공급 유속을 필요로 하고 분리 챔버(1550)가 빠르게 채워지고 회전해야 하며, 각 배양 배치에 대해 자주 반복적으로 중지해야 한다. 또한, 세포 농축물은 점성이 높아져서 중력이 세포 농축물을 원심 분리기(1000) 바닥으로 배출하는 데 효율적으로 작용하지 않으므로 시간이 더 오래 걸리고, 일부 경우에는 나머지 세포를 제거하기 위해 세척이 필요할 수 있다. As mentioned above, if the cell culture is concentrated or contains significant cell debris, the process described above is slowed down because the residence time must be increased to capture the small debris particles. This requires a slower feed flow rate and the separation chamber 1550 fills and rotates quickly, with frequent and repeated stops for each culture batch. Also, the cell concentrate becomes more viscous and takes longer as gravity does not work efficiently to drain the cell concentrate to the bottom of the centrifuge 1000, and in some cases washing may be required to remove the remaining cells. .

도 6 내지 도 13에 도시된 예시적인 실시형태에서 수정된 바와 같이, 1회용 원심 분리기는 각속도가 증가되지 않고 더 높은 평균 침전 속도를 생성하고, 원심 분리기(1000)가 연속적으로 또는 반 연속적으로 작동하도록 허용하며, 세포 제거 과정에서 세포 농축물에 희석제가 추가될 수 있도록 하여, 세포 제거를 보다 쉽고 완벽하게 수행할 수 있다. As modified in the exemplary embodiment shown in FIGS. 6-13 , the disposable centrifuge produces a higher average sedimentation velocity without increasing angular velocity, and the centrifuge 1000 operates continuously or semi-continuously. and allows a diluent to be added to the cell concentrate during the cell removal process, making cell removal easier and more complete.

도 6 내지 도 12에 도시된 1회용 원심 분리기 구조(1000)의 실시형태는 본 명세서에서 논의된 바와 같이 작동한다. 공급 현탁액은 공급 튜브(2100)를 통해 1회용 원심 분리기 구조(1000)로 들어간다. 공급 현탁액이 가속기 베인(1560)을 만나면, 베인(1560)은 1회용 원심 분리기(1000)의 각속도에 근접하는 각속도를 공급 물 현탁액에 부여한다. 구멍(1530)보다 베인(1560)을 사용함으로써, 더 많은 양의 공급 현탁액이 너 작은 방사상 속도로 분리 챔버(1550)로 유입되게 하여, 베인들(1560) 사이의 개구보다 단면 개구가 작은 구멍(1530)을 통해 공급 현탁액이 강제될 때 발생하는 젯팅(jetting)을 방지하게 된다. 공급 스트림이 분리 영역 또는 풀로 유입될 때 공급 스트림의 속도를 감소는 풀의 액체 내용물의 파괴를 최소화하여 보다 효율적인 침전을 가능하게 한다. The embodiment of the disposable centrifugal separator structure 1000 shown in FIGS. 6-12 operates as discussed herein. The feed suspension enters the disposable centrifuge structure 1000 via feed tube 2100 . As the feed suspension encounters accelerator vanes 1560 , vanes 1560 impart an angular velocity to the feed suspension that approximates the angular velocity of disposable centrifuge 1000 . Using vanes 1560 rather than apertures 1530 allows a larger amount of feed suspension to enter the separation chamber 1550 at a less radial velocity, resulting in a hole with a smaller cross-sectional opening than the opening between the vanes 1560 ( 1530) to avoid jetting that occurs when the feed suspension is forced. Reducing the velocity of the feed stream as it enters the separation zone or pool allows for more efficient settling by minimizing disruption of the liquid contents of the pool.

원심 분리기(1000)가 회전함에 따라, 여액보다 조밀한 입자들은 분리 챔버(1550)의 외부로 밀려 나고, 입자가 없는 여액은 코어(1510) 근처에 남게 된다. 원심 분리기 볼(3100)은 거꾸로 잘린 원뿔 모양을 가지고 있으며, 하단보다 상단에서 반경이 더 넓다. 원심력은 입자가 챔버의 상부 및 외부 부분에 모이도록 한다. 원심 분리기(1000)는 농축물의 반-연속 배출로 작동할 수 있다. 여액 배출은 일반적으로 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이 작동한다. 세포 농축물 배출은 유사하게 작동하며, 세포 농축물은 분리 챔버(1550)의 상부 외부 부분 근처에서 수집되고 분리 챔버(1550)의 상부 외벽에 인접한 구멍(4540)을 통해 농축물 배출 펌프 챔버(4400)로 유입된다. As the centrifugal separator 1000 rotates, particles denser than the filtrate are pushed out of the separation chamber 1550 , and the filtrate without particles remains near the core 1510 . The centrifuge ball 3100 has the shape of an inverted cone, and has a wider radius at the top than at the bottom. The centrifugal force causes the particles to collect in the upper and outer portions of the chamber. The centrifuge 1000 may operate with semi-continuous discharge of the concentrate. The filtrate drain generally operates as described with respect to FIG. 4 . The cell concentrate evacuation works similarly, wherein the cell concentrate is collected near the upper outer portion of the separation chamber 1550 and the concentrate exhaust pump chamber 4400 through an orifice 4540 adjacent the upper outer wall of the separation chamber 1550. ) is introduced into

현탁액의 공급 속도와 회전 각속도는 그 전체가 본 출원에 참조로 포함되는 미국 특허 제9,427,748호에 설명된 것과 같은 진동 센서 시스템을 사용하여 모니터링될 수 있다. 이러한 센서 시스템은 진동이 원심 분리기가 거의 꽉 찼음을 나타낼 때까지 원심 분리기를 더 낮은 속도로 채운 다음, 이 정보에 따라 공급 속도와 각속도를 적절하게 조정할 수 있도록 한다. 일반적으로 원심 분리기가 거의 가득 차면 공급 속도가 감소하거나 중지되고, 침전 속도를 높이기 위해 각속도가 증가하며, 침전 및 배출이 본질적으로 완료되면 사이클이 반복된다. 시스템이 프로세스를 중단할 필요성을 줄이기 위해 여기에 설명된 추가 기능을 사용하여 최적으로 된 경우, 시스템을 안정에 필요한 각속도로 연속적으로 또는 거의 연속적으로 작동할 수 있다. The feed rate and rotational angular rate of the suspension may be monitored using a vibration sensor system such as that described in US Pat. No. 9,427,748, which is incorporated herein by reference in its entirety. This sensor system fills the centrifuge at a lower speed until vibration indicates that the centrifuge is nearly full, and then allows the feed rate and angular velocity to be adjusted accordingly based on this information. Typically, when the centrifuge is near full, the feed rate is reduced or stopped, the angular velocity is increased to increase the settling rate, and the cycle repeats when settling and discharging are essentially complete. If the system is optimized using the additional features described here to reduce the need to interrupt the process, the system can be operated continuously or nearly continuously at the angular velocity required for stability.

농축물을 반-연속적으로 배출할 때, 농축물을 제거하기 위해 간헐적으로 작동하는 농축 펌프(4400)를 사용하여 현탁액이 원심 분리기(1000)에 계속 공급된다. 농축 펌프(4400)의 작동은 배출되는 농축물의 유무를 표시하는 농축물 배출 라인의 광학 센서에 의해 제어될 수 있다. 농축 펌프(4400) 대신에, 배출 사이클은 유체 현탁액의 가장 효율적인 처리를 위해 밸브 개폐 시기를 결정하는 제어기 및 센서를 사용하여 전자적으로 관리될 수 있다. As the concentrate is discharged semi-continuously, the suspension is continuously fed to the centrifugal separator 1000 using a concentration pump 4400 operating intermittently to remove the concentrate. The operation of the concentrate pump 4400 may be controlled by an optical sensor in the concentrate discharge line that indicates the presence or absence of the concentrate being discharged. Instead of the thickening pump 4400, the evacuation cycle may be managed electronically using controllers and sensors that determine when to open and close the valves for the most efficient treatment of the fluid suspension.

평균 배출 속도는 페어링 디스크(4410, 1410) 사이에 조정 가능한 간격이 있는 원심 분리기(1000)를 사용하여 추가적으로 제어할 수 있다. 한 세트의 페어링 디스크(4410, 1410)만 조정 가능하도록 원하거나 필요할 수 있다. 페어링 디스크(4410, 1410)(원심 분리기(1000) 외부의 유체 경로의 일부를 형성하는) 사이의 갭은 유동을 허용하기 위해 열리거나 폐쇄되어 내부 밸브로서 작용하여 유동을 차단할 수 있다. 원하는 제품 또는 제품의 특성에 따라 페어링 디스크(4410, 1410) 사이의 간격(4415, 1415)을 넓히거나 좁히는 것도 유용할 수 있다. 간격을 변경하면 페어링 디스크와 관련된 펌핑 및 전단 속도 모두에 영향을 준다. The average ejection rate can be further controlled using a centrifuge 1000 with an adjustable gap between the fairing disks 4410 and 1410. It may be desirable or necessary to have only one set of pairing disks 4410 and 1410 adjustable. The gap between the fairing disks 4410 , 1410 (which forms part of the fluid path outside the centrifuge 1000 ) may open or close to allow flow to act as an internal valve to block flow. It may also be useful to widen or narrow the gaps 4415 and 1415 between the fairing disks 4410 and 1410 depending on the desired product or characteristics of the product. Changing the spacing affects both the pumping and shear rates associated with the fairing disk.

원심 분리기(1000)로부터 농축물 및 여액의 제거 속도 및 제거된 농축물의 생존율은, 도 4 내지 도 13에 도시된 예시적인 실시형태의 다수의 특징을 사용하여 추가로 제어될 수 있다. 원심 펌프 챔버(1420)에 있는 것과 유사한 가속기 핀(4630)이 농축 펌프 챔버(4420)에 추가될 수 있다. 가속기 핀(4630)의 추가는 마찰로 인한 감속의 일부를 극복함으로써 농축물이 제거될 수 있는 속도를 증가시킨다. 펌프 챔버(4420)의 상부 표면에 있는 가속기 핀(4630) 외에, 이러한 핀(4630)은 또한 그 효과를 증가시키기 위해 펌프 챔버(4420)의 하부 표면에 추가될 수 있다. 추가 피처는 구멍(1540, 4540)의 슬릿으로의 교체일 수 있으며, 이는 펌프 챔버(1420, 4420)로 들어가는 재료의 전단을 최소로 한다. The rate of removal of the concentrate and filtrate from the centrifuge 1000 and the viability of the removed concentrate can be further controlled using a number of features of the exemplary embodiments shown in FIGS. 4-13 . Accelerator pins 4630 similar to those in centrifugal pump chamber 1420 may be added to the thickening pump chamber 4420 . The addition of accelerator pins 4630 increases the rate at which the concentrate can be removed by overcoming some of the deceleration due to friction. In addition to the accelerator fins 4630 on the upper surface of the pump chamber 4420, these fins 4630 may also be added to the lower surface of the pump chamber 4420 to increase its effectiveness. An additional feature may be the replacement of holes 1540 and 4540 with slits, which minimize shear of material entering the pump chambers 1420 and 4420.

농축물의 생존능(viability)이 우려되는 경우, 회전 가능한 분리 디스크(4410)가 펌프 챔버(4420)에 포함될 수 있으며, 이는 페어링 디스크(4410)의 표면과 접촉할 때 농축물에 전달되는 전단을 감소시킨다. 농축물 생존능과 배출 속도의 균형을 맞추기 위해 분리 챔버(1550)의 정지와 회전 속도 사이의 어느 정도의 속도로 페어링 디스크(4410)의 회전 속도가 조정될 수 있다. 원하는 각속도는 당업자에게 공지되어 있는 다수의 메커니즘에 의해 제어될 수 있다. 제어 수단의 예는 페어링 디스크가 원심 분리기의 일부인 각속도로 회전할 수 있도록 하는 외부 슬립 클러치이다. 슬립 클러치의 사용은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 또한, 각속도를 조정하기 위한 슬립 클러치 이외의 수단이 통상의 기술자에게는 자명하다. If viability of the concentrate is a concern, a rotatable separation disk 4410 may be included in the pump chamber 4420 , which reduces the shear transmitted to the concentrate when in contact with the surface of the fairing disk 4410 . . The rotational speed of the fairing disk 4410 may be adjusted to some degree between the stop and rotational speeds of the separation chamber 1550 to balance the retentate viability and the discharge rate. The desired angular velocity can be controlled by a number of mechanisms known to those skilled in the art. An example of a control means is an external slip clutch that allows the fairing disk to rotate at an angular velocity that is part of the centrifugal separator. The use of slip clutches is well known to those skilled in the art. Also, means other than the slip clutch for adjusting the angular velocity are apparent to those skilled in the art.

특히 매우 농축된 공급 현탁액을 사용할 때, 농축물의 제거를 보다 효율적이고 신뢰할 수 있도록 하기 위해 연동 펌프(2510)가 사용될 수도 있다. 연동 펌프(2510)를 사용하면 사용자가 구심 펌프(4400)에만 의존하는 것보다 원심 분리기(1000)로부터 농축물의 흐름 속도를 보다 정밀하게 제어할 수 있는데, 이는 구심 펌프의 속도는 연동 펌프(2510) 속도만큼 쉽게 조정할 수 없기 때문이다. A peristaltic pump 2510 may be used to make removal of the concentrate more efficient and reliable, particularly when using highly concentrated feed suspensions. The use of a peristaltic pump 2510 allows the user to more precisely control the flow rate of the concentrate from the centrifugal separator 1000 rather than relying solely on the centripetal pump 4400, which means that the speed of the centripetal pump is equal to that of the peristaltic pump 2510. Because it can't be adjusted as easily as speed.

또한, 농축물의 점도를 줄이기 위해 희석 펌프(5150)를 이용하여 희석 경로(5000)를 통해 농축 펌프 챔버(4420)로 멸균 수 또는 완충액과 같은 희석제를 펌핑 할 수 있다. 유용한 희석제에 대한 보다 완전한 논의는 위에서 찾을 수 있다. 연동 펌프(2510) 또는 희석제 펌프(5150) 중 하나 또는 둘 모두가 작동하는 속도는 농축물 배출 연결부(2500)에 위치한 농도 센서(4430)에 응답하는 자동화된 제어기(도시되지 않음)에 의해 제어될 수 있다. 제어기는 농도 센서(4430)에 반응하여 농축물의 입자 농도에 따라 희석제 첨가 및 농축물 제거를 위한 펌프 속도를 독립적으로, 표준 공급/배출 사이클과 연결하여 함께, 농축물 내 입자 농도에 따라 농축물 제거와 희석제 공급 모두에 대한 시작, 정지 또는 펌프 속도를 조정하게 프로그램 될 수 있다. In addition, in order to reduce the viscosity of the concentrate, a diluent such as sterile water or a buffer may be pumped into the concentration pump chamber 4420 through the dilution path 5000 using the dilution pump 5150 . A more complete discussion of useful diluents can be found above. The rate at which one or both of the peristaltic pump 2510 or the diluent pump 5150 operates may be controlled by an automated controller (not shown) responsive to a concentration sensor 4430 located at the concentrate discharge connection 2500 . can The controller is responsive to concentration sensor 4430 to independently link pump rates for diluent addition and concentrate removal depending on the particle concentration of the concentrate, in conjunction with a standard feed/discharge cycle, to remove concentrate based on particle concentration in the concentrate. It can be programmed to start, stop, or adjust pump speed for both and diluent supply.

도 16은 연속적으로 농축물 및 여액 공급을 생산하기 위해 연속 분리 처리를 제공하는 원심 분리기와 관련하여 사용되는 코어의 대안적인 예시적인 실시형태를 보여준다. 코어(10)는 원심 분리기의 회전 가능한 볼에 위치하도록 구성된 이전에 논의된 것과 유사하다. 원심 분리기 볼과 코어는 처리하는 중에 축(12)을 중심으로 회전한다. 장치는 고정 어셈블리(14) 및 회전 가능한 어셈블리(16)를 포함한다. 16 shows an alternative exemplary embodiment of a core used in connection with a centrifugal separator that provides a continuous separation process to continuously produce a concentrate and filtrate feed. The core 10 is similar to that previously discussed configured to be positioned in a rotatable ball of a centrifuge. The centrifuge ball and core rotate about an axis 12 during processing. The device includes a stationary assembly 14 and a rotatable assembly 16 .

전술한 실시형태에서와 같이, 고정 어셈블리(14)는 공급 튜브(18)를 포함한다. 공급 튜브(18)는 축(12)과 동축이고, 분리 챔버의 바닥 또는 코어의 공동(22)에 인접한 개구(20)에서 종결된다. 고정 어셈블리는 여액 구심 펌프(24)를 추가로 포함한다. 이하에서 더 상세히 설명되는 여액 구심 펌프(24)의 예시적인 실시형태는 유입 개구(26) 및 환형 유출 개구(28)를 포함한다. 환형 유출 개구는 여액 튜브(30)와 유체 연통한다. 여액 튜브는 공급 튜브(18)와 동축으로 이를 둘러싸며 연장된다. As in the previous embodiment, the securing assembly 14 includes a feed tube 18 . The feed tube 18 is coaxial with the shaft 12 and terminates in an opening 20 adjacent the cavity 22 of the core or bottom of the separation chamber. The stationary assembly further includes a filtrate centripetal pump (24). The exemplary embodiment of the filtrate centripetal pump 24 described in greater detail below includes an inlet opening 26 and an annular outlet opening 28 . The annular outlet opening is in fluid communication with the filtrate tube 30 . The filtrate tube extends coaxially and surrounding the feed tube 18 .

이 예시적인 실시형태에서, 여액 구심 펌프(24)는 여액 펌프 챔버(32)에 위치된다. 여액 펌프 챔버는 회전 가능한 어셈블리의 일부인 벽에 의해 정의되고 작동 중에 액체 여액 풀에 노출되는 여액 구심 펌프의 유입 개구(26)를 제공한다. In this exemplary embodiment, the filtrate centripetal pump 24 is located in the filtrate pump chamber 32 . The filtrate pump chamber provides an inlet opening 26 for the filtrate centripetal pump that is defined by a wall that is part of the rotatable assembly and is exposed to the liquid filtrate pool during operation.

예시적인 실시형태는 농축물 구심 펌프(34)를 더 포함한다. 예시적인 실시형태의 농축물 구심 펌프(34)는 또한 나중에 상세히 논의되는 것과 유사한 구성 일 수 있다. 예시적인 장치에서 농축물 구심 펌프(34)는 구심 펌프의 환형 주변을 경계하는 벽에 위치된 유입 개구(36)를 포함한다. 농축물 구심 펌프(34)는 원심 펌프의 주변 직경보다 더 큰 주변 직경을 갖는다는 점에 유의해야 한다. 농축물 펌프는 환형 유출 개구(38)를 더 포함한다. 환형 유출 개구(38)는 농축물 출구 튜브(40)와 유체 연결된다. 농축물 출구 튜브는 중심 관(30)과 동축으로 둘러싸며 연장된다. The exemplary embodiment further includes a concentrate centripetal pump 34 . The concentrate centripetal pump 34 of the exemplary embodiment may also be of a similar configuration as discussed in detail later. The centrifugal centrifugal pump 34 in the exemplary arrangement includes an inlet opening 36 located in the wall bounding the annular perimeter of the centripetal pump. It should be noted that the centrifugal centrifugal pump 34 has a larger peripheral diameter than that of the centrifugal pump. The concentrate pump further comprises an annular outlet opening 38 . The annular outlet opening 38 is in fluid communication with the concentrate outlet tube 40 . The concentrate outlet tube extends coaxially with the central tube 30 .

예시적인 실시형태에서 농축물 구심 펌프의 유입 개구(36)는 농축물 펌프 챔버(42)에 위치한다. 농축물 펌프 챔버는 회전 가능한 어셈블리(16)의 벽에 의해 획정된다. 작동 중에, 농축물 구심 펌프의 유입 개구(36)가 농축물 펌프 챔버(42) 내 농축물에 노출된다. 농축물 펌프 챔버(42)는 상부 부분(44)에 의해 수직으로 바운드 되어 있다. 적어도 하나의 유체 밀봉(46)이 유출 튜브(40)의 외주와 상부 부분(44) 사이에서 연장된다. 예시적인 밀봉(46)은, 분리 챔버 내부에서 유체가 빠져 나가는 위험을 줄이고, 내부 코어의 외부 영역에서 오염 물질이 유입되는 것을 방지하도록 구성된다. In the exemplary embodiment the inlet opening 36 of the concentrate centripetal pump is located in the concentrate pump chamber 42 . The concentrate pump chamber is defined by the walls of the rotatable assembly 16 . In operation, the inlet opening 36 of the concentrate centrifugal pump is exposed to the concentrate in the concentrate pump chamber 42 . The concentrate pump chamber 42 is vertically bounded by an upper portion 44 . At least one fluid seal 46 extends between the outer periphery of the outlet tube 40 and the upper portion 44 . Exemplary seal 46 is configured to reduce the risk of fluid escaping inside the separation chamber and to prevent entry of contaminants from areas outside of the inner core.

원심 분리기가 작동하는 중에, 공동 또는 분리 챔버를 포함하는 볼 및 코어는 회전 방향으로 축(12)을 중심으로 회전된다. 회전 방향의 회전은 공급 튜브(18)를 통해 유입된 세포 현탁액을 여액 튜브(30)를 통해 배출되는 여액과 농축물 유출 튜브(40)를 통해 배출되는 농축물로 분리하도록 작동한다. During operation of the centrifuge, the ball and core comprising the cavity or separation chamber are rotated about the axis 12 in the direction of rotation. Rotation in the direction of rotation operates to separate the cell suspension entering through feed tube 18 into filtrate exiting through filtrate tube 30 and concentrate exiting through concentrate outlet tube 40 .

세포 현탁액은 분리 챔버의 바닥에 있는 튜브 개구(20)를 통해 분리 챔버(22)로 들어간다. 세포 현탁액은 원심력과 복수의 가속 베인(48)을 통해 바깥쪽으로 이동한다. 현탁액이 가속 베인에 의해 바깥쪽으로 이동함에 따라 세포 현탁액 물질은 원심력에 의해 작용하여 세포 물질이 분리 챔버의 외측을 경계하는 환형 테이퍼 형 벽(50)을 향해 바깥쪽으로 이동하게 한다. 농축된 세포 물질은 테이퍼 진 벽(50)에 대해 그리고 복수의 농축물 슬롯(52)을 통해 도시된 바와 같이 바깥쪽 및 위쪽으로 이동하도록 압박된다. 농축 물질은 농축물 슬롯을 넘어 농축물 구심 펌프(34)에 의해 농축물이 배출되는 농축 펌프 챔버(42)로 위쪽으로 이동한다. The cell suspension enters the separation chamber 22 through a tube opening 20 at the bottom of the separation chamber. The cell suspension moves outward through centrifugal force and a plurality of acceleration vanes (48). As the suspension moves outward by the accelerating vanes, the cell suspension material acts by centrifugal force to cause the cell material to move outwardly towards the annular tapered wall 50 bounding the outside of the separation chamber. The concentrated cellular material is forced to move outward and upward as shown against the tapered wall 50 and through a plurality of retentate slots 52 . The concentrate material moves upwards over the concentrate slot and into the concentrate pump chamber 42 where the concentrate is discharged by the concentrate centripetal pump 34 .

예시적인 장치에서, 작동 중에 세포가 없는 여액은 분리 챔버(22)의 내부를 경계하는 수직 환형 벽(54)에 근접하게 위치된다. 여액 물질은 여액 펌프를 경계하는 환형 베이스 구조의 여액 구멍(56)을 통해 위쪽으로 이동한다. 여액은 여액 구멍(56)을 통해 위쪽으로 이동하고 여액 챔버에서 액체 여액 풀을 형성한다. 여액 챔버로부터, 여액은 여액 구심 펌프(24)의 작동을 통해 이동되고 코어로부터 여액 튜브(30)를 통해 전달된다. In the exemplary apparatus, the cell-free filtrate during operation is positioned proximate to a vertical annular wall 54 bounding the interior of the separation chamber 22 . The filtrate material travels upward through the filtrate apertures 56 of the annular base structure bordering the filtrate pump. The filtrate travels upward through the filtrate apertures 56 and forms a pool of liquid filtrate in the filtrate chamber. From the filtrate chamber, the filtrate is moved through the actuation of a filtrate centripetal pump (24) and delivered from the core through a filtrate tube (30).

도 16의 예시적인 실시형태에서, 농축물 및 여액 펌프는 일반적으로 도 17에 도시된 것과 같은 구성을 가질 수 있다. 도 17에서, 여액 구심 펌프(24)는 등각 분해도로 표현되어 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 예시적인 구심 펌프는 제1 플레이트(58) 및 제2 플레이트(60)로 구성된 디스크-형 본체를 갖는다. 작동 중에, 제1 플레이트와 제2 플레이트는 나사(62)로 표현되어 있는 파스너를 통해 해제 가능하게 체결 유지된다. 물론 다른 실시형태에서 다른 구성 및 체결 방법이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. In the exemplary embodiment of FIG. 16 , the concentrate and filtrate pumps may generally have a configuration as shown in FIG. 17 . In Figure 17, the filtrate centripetal pump 24 is represented in an isometric exploded view. As shown in FIG. 17 , the exemplary centripetal pump has a disc-shaped body comprised of a first plate 58 and a second plate 60 . In operation, the first plate and the second plate are held releasably engaged via fasteners represented by screws 62 . Of course, it should be understood that other configurations and fastening methods may be used in other embodiments.

예시적인 장치에서, 제2 플레이트(60)는 곡선형 와류 통로(64)의 3면을 경계하는 벽을 포함한다. 예시적인 장치에서 구심 펌프는 일반적으로 대향하는 한 쌍의 와류 통로(64)를 포함한다는 것을 이해해야 한다. 다른 장치에서, 다른 개수 및 구성의 와류 통로가 사용될 수 있다. In the exemplary arrangement, the second plate 60 includes a wall delimiting three sides of the curved vortex passage 64 . It should be understood that the centripetal pump in the exemplary arrangement generally includes a pair of opposed vortex passageways 64 . In other devices, other numbers and configurations of vortex passageways may be used.

예시적인 장치에서, 제1 및 제2 플레이트는 환형 둘레(66)를 형성하는 환형 수직 연장 벽(67)을 갖는 구심 펌프의 디스크-형 본체를 구성한다. 와류 통로(64)에 대한 입구 개구(68)는 환형 둘레에서 연장된다. 환형 수집 챔버(70)는 축(12)으로부터 반경 방향 외측으로 몸체에서 연장되고, 와류 통로에 유동적으로 연결된다. 환형 수집 챔버(70)는 입구 개구(68)로 들어오는 재료를 수용한다. 환형 수집 챔버(70)는 축(12)과 동축인 환형 출구 개구와 유체 연결된다. 여액 구심 펌프를 위한 예시적인 장치에서, 환형 배출 개구는 공급 튜브(18)의 외벽과 배출구가 중심 배출 튜브(30)에 유동적으로 연결된 제2 플레이트(60)의 내벽 사이에서 연장되는 환형 공간이다. In the exemplary arrangement, the first and second plates constitute a disk-shaped body of the centripetal pump having an annular vertically extending wall 67 defining an annular perimeter 66 . An inlet opening 68 to the vortex passage 64 extends around the annular perimeter. An annular collection chamber 70 extends in the body radially outward from axis 12 and is fluidly connected to the vortex passageway. The annular collection chamber 70 receives the material entering the inlet opening 68 . The annular collection chamber 70 is in fluid communication with an annular outlet opening coaxial with the shaft 12 . In the exemplary arrangement for the filtrate centripetal pump, the annular outlet opening is an annular space extending between the outer wall of the feed tube 18 and the inner wall of the second plate 60 at which the outlet is fluidly connected to the central outlet tube 30 .

예시적인 장치에서 각각의 와류 통로(64)는 와류 통로가 볼 및 분리 챔버의 회전 방향을 향해 만곡되도록 구성되며, 회전 방향은 도 17에서 화살표 R로 표시되어 있다. 예시적인 장치에서, 와류 통로를 경계하고 회전 방향을 향하는 수직으로 연장하는 벽(74)은 각각 회전 방향을 향해 만곡된다. 와류 통로를 수평으로 경계하는 벽(74)의 곡선 구성은 예시적인 장치의 향상된 펌핑 특성을 제공한다. 또한, 예시적인 장치에서 각각의 와류 통로의 대향하는 경계 벽(76)은 유사한 곡선 구성을 갖는다. 와류 통로를 수평으로 경계하는 수직으로 연장된 벽의 곡선 구성은 각각의 입구에서 수집 챔버로의 각 와류 통로의 일정한 단면적을 제공한다. 이러한 일관된 단면적은 벽(74 및 76) 사이에서 연장되고 한쪽에서 수직으로 와류 통로를 경계하는 일반적으로 평평한 벽(78)의 사용을 통해 추가로 달성된다. 또한 예시적인 실시형태에서, 제1 플레이트(58)는 플레이트가 구심 펌프의 디스크-형 본체를 형성하도록 조립될 때 내측을 향하는 그 측면에 일반적으로 평면 원형면(80)을 포함한다. 이러한 예시적인 장치에서, 면(80)은 구심 펌프의 양 와류 통로(64)의 측면을 수직으로 경계하는 역할을 한다. Each vortex passageway 64 in the exemplary device is configured such that the vortex passageway curves toward a direction of rotation of the ball and separation chamber, the direction of rotation being indicated by arrow R in FIG. 17 . In the exemplary arrangement, the vertically extending walls 74 bounding the vortex passageways and facing the direction of rotation are each curved toward the direction of rotation. The curved configuration of the wall 74 horizontally delimiting the vortex passageway provides improved pumping characteristics of the exemplary device. Also, in the exemplary arrangement the opposing boundary walls 76 of each vortex passage have a similar curved configuration. The curved configuration of the vertically extending walls horizontally delimiting the vortex passageways provides a constant cross-sectional area of each vortex passageway from each inlet to the collection chamber. This consistent cross-sectional area is further achieved through the use of a generally flat wall 78 extending between the walls 74 and 76 and delimiting the vortex passageway vertically on one side. Also in the exemplary embodiment, the first plate 58 includes a generally planar circular surface 80 on its side that faces inward when the plate is assembled to form the disk-shaped body of the centripetal pump. In this exemplary arrangement, face 80 serves to vertically demarcate the sides of both vortex passageways 64 of the centripetal pump.

물론, 한 쌍의 플레이트를 포함하되, 한 상의 플레이트 중 하나는 곡선형 와류 통로의 4개의 측면 중 3개를 경계하는 벽이 있는 리세스를 포함하고, 다른 하나는 와류 통로의 나머지 측면을 경계하는 표면을 포함하는, 이 예시적 장치는 예시적인 것임을 이해해야 한다. 다른 장치에서, 다른 구성 및 구조가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. Of course, including a pair of plates, wherein one of the plates on one comprises a walled recess bounding three of the four sides of the curved vortex passageway, and the other comprising a walled recess bordering the other side of the curved vortex passageway. It should be understood that this exemplary device, including a surface, is exemplary. It should be understood that in other devices, other configurations and structures may be used.

도 16에 도시된 예시적인 구심 펌프 구조에서, 구심 펌프 구조가 사용되며, 비슷한 크기의 페어링 디스크-형 구심 펌프보다 더 많은 액체를 이동시킬 수 있다. 또한, 예시적인 구성은 비교 가능한 페어링 디스크보다 액체의 가열을 덜 발생시킨다. In the exemplary centripetal pump structure shown in Fig. 16, a centripetal pump structure is used, which can move more liquid than a fairing disk-type centripetal pump of a similar size. In addition, the exemplary configuration generates less heating of the liquid than comparable fairing disks.

또한, 이전에 논의된 예시적인 장치에서, 여액 구심 펌프(24)의 환형 둘레는 농축물 구심 펌프(34)의 둘레보다 더 작은 외경을 갖는다. 예시적 장치에서, 이 구성은 여액 펌프 챔버(32)에 형성되는 액상 여액의 풀에서 여액 구심 펌프가 너무 많은 양의 액체를 제거하는 것을 방지하는 데에 사용된다. 여액 펌프 챔버 내에 충분한 양의 액상 여액이 존재하도록 하는 것은, 여액 구심 펌프의 유입구 주변의 여액에서 파동이 형성되지 않도록 하는 데에 도움이 된다. 충분한 액상 여액보다 적은 양으로부터 발생되는 파동의 형성은 진동을 야기할 수 있으며, 원심 분리기 및 코어의 다른 발마직하지 않은 특성을 유발할 수 있다. Also, in the example arrangement previously discussed, the annular perimeter of the filtrate centripetal pump 24 has a smaller outer diameter than the perimeter of the concentrate centripetal pump 34 . In the exemplary apparatus, this configuration is used to prevent the filtrate centripetal pump from removing too much liquid from the pool of liquid filtrate formed in the filtrate pump chamber 32 . Ensuring that there is a sufficient amount of liquid filtrate in the filtrate pump chamber helps to avoid the formation of waves in the filtrate around the inlet of the filtrate centripetal pump. The formation of ripples resulting from less than sufficient liquid filtrate can cause vibration and other undesirable properties of the centrifuge and core.

예시적인 장치의 농축물 펌프의 더 큰 환형 주변부는 물질이 농축물 구심 펌프를 통해 코어 밖으로 우선적으로 흐르도록 한다. 예시적인 장치에서, 농축물 배출 튜브(40) 하류에서 농축물의 유동은 코어로부터의 농축물 유동에 대한 여액 유동의 비율을 제어하도록 제어될 수 있다. The larger annular perimeter of the concentrate pump of the exemplary device allows material to preferentially flow out of the core through the concentrate centripetal pump. In the exemplary apparatus, the flow of retentate downstream of the retentate discharge tube 40 may be controlled to control the ratio of the filtrate flow to the retentate flow from the core.

추가로 예시적인 실시형태에서, 설명된 구성을 갖는 구심 펌프를 사용하여, 원심 분리기의 특성 및 유동 특성이 수행되는 분리 처리의 특정 재료 및 요건에 맞춰질 수 있다. 구체적으로 구심 펌프의 환형 둘레의 직경은 특정 처리 활동에 대한 최적의 특성을 달성하기 위한 크기로 조정될 수 있다. 예를 들어, 구심 펌프의 둘레의 직경이 클수록 배출구에서 더 큰 유량과 압력을 얻을 수 있다. 더욱이 더 큰 직경은 상대적으로 작은 직경보다 더 큰 혼합을 생성하는 경향이 있다. 그러나 더 큰 직경은 구심 펌프의 더 작은 주변 직경보다 더 큰 가열을 초래한다. 따라서 더 적은 가열을 달성하기 위해 더 작은 직경의 주변부가 사용될 수 있다. 또한, 상이한 크기, 면적 및 입구 개구의 수 및 상이한 와류 통로 구성이 특정 분리 공정의 목적을 위해 원하는 대로 유동 및 압력 특성을 변화시키기 위해 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. In a further exemplary embodiment, using a centrifugal pump having the described configuration, the properties and flow properties of the centrifugal separator can be tailored to the specific materials and requirements of the separation process being performed. Specifically, the diameter of the annular circumference of the centripetal pump can be sized to achieve optimum characteristics for a particular processing activity. For example, the larger the perimeter diameter of the centripetal pump, the greater the flow and pressure at the outlet. Moreover, larger diameters tend to produce larger mixes than relatively smaller diameters. However, the larger diameter results in greater heating than the smaller peripheral diameter of the centripetal pump. Thus a smaller diameter perimeter can be used to achieve less heating. It should also be understood that different sizes, areas and numbers of inlet openings and different vortex passage configurations may be utilized to vary the flow and pressure characteristics as desired for the purposes of a particular separation process.

도 19는 세포 현탁액을 처리하는 동안 본 출원에서 공동으로 대안적으로 지칭되는 분리 챔버 내의 양압을 보장하는 데 사용되는 예시적인 시스템을 개략적으로 도시한다. 이전의 예시적인 실시형태들과 관련하여 논의된 바와 같이, 일반적으로 분리 챔버 내에서 항상 대기압보다 높은 양의 압력을 보장하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 고정 어셈블리와 코어의 회전 가능한 어셈블리 사이에서 작동 가능하게 연장되는 하나 이상의 유체 밀봉을 통과하여 오염 물질이 분리 챔버로 유입될 위험이 줄어든다. 또한 앞서 논의된 바와 같이, 유체 밀봉의 내부 면과 접촉하는 분리 챔버 내에서 공기를 양의 압력으로 유지하는 것이 일반적으로 바람직하다. 밀봉에 인접하는 에어 포켓이 있으면 밀봉이 처리 중인 재료와 접촉하는 것을 방지하고 처리된 물질로 오염 물질이 유입될 위험과 분리 챔버에서 재료가 빠져나가는 위험을 줄일 수 있다. 19 schematically depicts an exemplary system used to ensure positive pressure within a separation chamber, collectively alternatively referred to herein, during processing of a cell suspension. As discussed in connection with the previous exemplary embodiments, it is generally desirable to ensure a positive pressure above atmospheric pressure in the separation chamber at all times. This reduces the risk of contaminants entering the separation chamber through one or more fluid seals operatively extending between the stationary assembly and the rotatable assembly of the core. Also as previously discussed, it is generally desirable to maintain the air at a positive pressure in the separation chamber in contact with the inner surface of the fluid seal. Having an air pocket adjacent to the seal prevents the seal from coming into contact with the material being processed and reduces the risk of contaminants entering the treated material and material escaping from the separation chamber.

도 19와 관련하여 설명된 예시적인 시스템은 분리 챔버에서 일관된 양의 압력을 유지하고 오염 물질의 유입 및 처리된 물질의 유출 위험을 줄이는 역할을 한다. The exemplary system described with respect to FIG. 19 serves to maintain a consistent amount of pressure in the separation chamber and to reduce the risk of ingress of contaminants and of outflow of treated material.

도 19에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원심 분리기는 회전 가능한 볼(82)을 포함한다. 원심 분리기 볼은 모터(86) 또는 다른 적절한 회전 장치에 의해 축(84)을 중심으로 회전할 수 있다. As schematically shown in FIG. 19 , the centrifuge includes a rotatable ball 82 . The centrifuge ball may be rotated about an axis 84 by a motor 86 or other suitable rotating device.

도시되어 있는 예시적인 원심 분리기 구조는 본 명세서에서 분리 챔버로도 호칭되는 공동(90)을 둘러싸는 회전 가능한 1회용 코어(88)를 포함한다. The exemplary centrifuge structure shown includes a rotatable, disposable core 88 surrounding a cavity 90 , also referred to herein as a separation chamber.

전술한 다른 실시형태와 같이, 예시적인 코어는 공동의 바닥 영역에 인접하게 위치된 유입 개구(94)를 갖는 현탁액 유입 공급 튜브(92)를 포함하는 고정 어셈블리를 포함한다. 고정 어셈블리는 적어도 하나의 구심 펌프(96)를 추가로 포함한다. 예시적인 실시형태의 구심 펌프는 그 주변에 인접한 적어도 하나의 펌프 입구(98) 및 구심 펌프의 중심에 인접한 펌프 출구(100)를 갖는 디스크-형 본체를 포함한다. 펌프 출구는 여액 출구 튜브(102)와 유체 연결되어 있다. 여액 출구 튜브는 이전에 논의된 것과 유사한 방식으로 서스펜션 유입 튜브와 동축으로 둘러싸며 연장된다. 분리 챔버를 포함하는 유체의 회전 가능한 상부 부분(104)은 입구 튜브 및 출구 튜브에 대해 코어의 공동을 유체적으로 밀봉하도록 작동하는 적어도 하나의 밀봉(106)과 작동하게 연결된다. 적어도 하나의 밀봉(106)은 고정된 중심 출구 튜브(102)의 외부 환형 표면과 도시된 바와 같이 공동(90)을 내부적으로 둘러싸는 상부 내부 벽을 갖는 코어의 회전 가능한 상부 부분(104) 사이의 밀봉 관계에서 작동 적으로 연장된다. As with other embodiments described above, the exemplary core includes a securing assembly comprising a suspension inlet feed tube 92 having an inlet opening 94 positioned adjacent the bottom region of the cavity. The stationary assembly further includes at least one centripetal pump 96 . The centripetal pump of the exemplary embodiment includes a disk-shaped body having at least one pump inlet 98 adjacent its periphery and a pump outlet 100 adjacent the center of the centripetal pump. The pump outlet is in fluid communication with the filtrate outlet tube 102 . The filtrate outlet tube extends around and coaxially with the suspension inlet tube in a manner similar to that previously discussed. The rotatable upper portion 104 of the fluid containing the separation chamber is operatively connected with at least one seal 106 operative to fluidly seal the cavity of the core with respect to the inlet tube and the outlet tube. The at least one seal 106 is between the outer annular surface of the fixed central outlet tube 102 and the rotatable upper portion 104 of the core having an upper inner wall internally surrounding the cavity 90 as shown. operatively extended in a sealed relationship.

예시적인 장치에서 입구 튜브(92)는 펌프(108)에 유체적으로 연결된다. 예시적인 장치에서, 펌프(108)는 세포 현탁액에 손상을 일으키지 않고 세포 현탁액을 펌핑하는 데에 효과적인 연동 펌프이다. 물론 이러한 유형의 펌프는 예시적이며 다른 장치에서는 다른 유형의 펌프가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한 예시적인 장치에서 펌프(108)는 가역적이다. 이는 펌프(108)가 공급 펌프로서 작용하여 유입 라인(110)으로부터 제어된 속도로 유입 튜브로 세포 현탁액을 펌핑할 수 있게 한다. 추가로 예시적인 장치에서, 펌프(108)는 세포 농축물이 원심 분리 작용에 의해 분리된 후에 농축물 제거 또는 배출 펌프로서 작동할 수 있다. 이 기능을 수행함에 있어서, 펌프(108)는 세포 현탁액이 분리 챔버로 공급될 때 유입 튜브(92) 내의 물질의 흐름을 역전시킴으로써 분리 챔버로부터 세포 농축물을 펌핑하도록 작동한다. 이어서 세포 농축물은 농축물 라인(112)으로 펌핑된다. 도 19에 도시된 바와 같이, 입구 라인(110) 및 농축물 라인(112)은 각각 밸브(114 및 116)에 의해 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 밸브(114 및 116)는 가요성 라인 또는 튜브를 통한 유동을 개방 및 폐쇄하는 핀치 밸브를 포함한다. 물론 이 접근법은 예시적이며 다른 장치에서 다른 접근법이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. In the exemplary device inlet tube 92 is fluidly connected to pump 108 . In the exemplary device, pump 108 is a peristaltic pump effective to pump the cell suspension without causing damage to the cell suspension. Of course, it should be understood that these types of pumps are exemplary and that other types of pumps may be used in other devices. Also in the exemplary device the pump 108 is reversible. This allows the pump 108 to act as a feed pump to pump the cell suspension from the inlet line 110 to the inlet tube at a controlled rate. In a further exemplary device, the pump 108 may operate as a retentate removal or drain pump after the cell retentate has been separated by a centrifugal action. In performing this function, the pump 108 operates to pump the cell concentrate from the separation chamber by reversing the flow of material in the inlet tube 92 as the cell suspension is supplied to the separation chamber. The cell concentrate is then pumped into a concentrate line 112 . 19, inlet line 110 and retentate line 112 may be selectively opened and closed by valves 114 and 116, respectively. In an exemplary embodiment, valves 114 and 116 include pinch valves that open and close flow through the flexible line or tube. Of course, it should be understood that this approach is exemplary and that other approaches may be used in other devices.

예시적인 시스템에서, 여액 배출 튜브(102)는 여액 배출 라인(118)에 유체적으로 연결되어 있다. 여액 배출 라인은 여액 배출 펌프(120)에 유동적으로 연결된다. 예시적인 장치에서, 여액 배출 펌프(120)는 가변 유량 펌프로, 유량을 선택적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 장치에서, 펌프(120)는 펌프를 통한 유량을 선택적으로 증가 또는 감소시키기 위해 속도가 제어될 수 있는 모터를 포함하는 연동 펌프를 포함할 수 있다. 여액 배출 펌프의 출구는 처리된 여액을 적절한 수집 챔버 또는 기타 처리 장치로 전달한다. In the exemplary system, the filtrate drain tube 102 is fluidly connected to the filtrate drain line 118 . The filtrate discharge line is fluidly connected to the filtrate discharge pump 120 . In the exemplary device, the filtrate discharge pump 120 is a variable flow rate pump, which can selectively adjust the flow rate. For example, in some example devices, pump 120 may include a peristaltic pump including a motor whose speed may be controlled to selectively increase or decrease the flow rate through the pump. The outlet of the filtrate drain pump delivers the treated filtrate to an appropriate collection chamber or other treatment device.

도 19에 개략적으로 도시된 예시적인 장치에서, 압력 감쇠 저장소(122)는 여액 배출 튜브(102)와 펌프(120)의 중간에 있는 여액 배출 라인(118)에 유체적으로 연결된다. 예시적인 장치에서, 압력 감쇠 저장소는 일반적으로 수직으로 유체 기밀 관계로 액상 여액을 유지하도록 구성된 내부 영역을 가진 수직으로 확장된 용기를 포함한다. 압력 감쇠 저장소는 여액 배출 라인(118)에 유동적으로 연결된 바닥 포트(124)를 포함한다. In the exemplary apparatus schematically shown in FIG. 19 , the pressure damping reservoir 122 is fluidly connected to a filtrate drain line 118 intermediate the filtrate drain tube 102 and the pump 120 . In the exemplary device, the pressure damping reservoir includes a vertically extending vessel having an interior region configured to retain the liquid filtrate in a generally vertically fluid tight relationship. The pressure damping reservoir includes a bottom port 124 fluidly connected to a filtrate discharge line 118 .

저장소(122)의 반대쪽에는 상부 포트(126)가 있다. 상부 포트는 공기압에 노출된다. 예시적인 장치에서, 상부 포트는 개략적으로 128로 표시된 상승된 기압의 소스로부터의 기압에 노출된다. 예시적인 실시형태에서, 상승된 압력의 소스는 시스템 작동을 위해 필요한 범위 내에서 대기압보다 높은 상승된 공기 압력 소스를 제공하기 위한 압축기, 공기 저장 탱크 또는 다른 적절한 장치를 포함할 수 있다. 고압 소스(128)로부터의 공기는 살균 필터(130)를 통과하여 불순물을 제거한다. 조절기(132)는 압력 감쇠 저장소의 상부 포트에서 대기보다 높은 일반적으로 일정한 기압 수준을 유지하도록 작동한다. 예시적인 장치에서, 공기압 조절기는 원하는 수준에서 일반적으로 일정한 공기압이 유지되는 것을 보장하기 위해 전자식 고속 작동 조절기를 포함한다. 예시적인 고속 작동 조절기(132)는 압력이 원하는 수준 아래로 떨어질 때 상단 포트(126)에서 작용하는 압력을 빠르게 증가시키도록 작동하고, 상단 포트에서 작용하는 압력이 설정 값보다 높을 경우 조절기를 통해 압력을 빠르게 완화한다. Opposite the reservoir 122 is the top port 126 . The upper port is exposed to pneumatic pressure. In the exemplary device, the upper port is exposed to atmospheric pressure from a source of elevated atmospheric pressure, schematically indicated at 128 . In an exemplary embodiment, the source of elevated pressure may include a compressor, air storage tank, or other suitable device for providing a source of elevated air pressure above atmospheric pressure to the extent necessary for system operation. Air from the high pressure source 128 is passed through a sterile filter 130 to remove impurities. Regulator 132 operates to maintain a generally constant atmospheric pressure level above atmospheric pressure at the upper port of the pressure damping reservoir. In an exemplary arrangement, the air pressure regulator includes an electronic high speed actuation regulator to ensure that a generally constant air pressure is maintained at a desired level. Exemplary high-speed actuation regulator 132 operates to rapidly increase the pressure acting at top port 126 when the pressure drops below a desired level, and pressure through the regulator when pressure acting at top port is higher than a set value. to quickly relieve

일부 실시형태에서, 조절기 출구는 또한 가상으로 개략적으로 도시된 공기 라인(143)을 통해 분리 챔버의 상부 부분(104)의 내부와 작동 유체 연결될 수 있다. 이러한 예시적인 장치에서, 저장소의 상부 포트(126)에 작용하는 조절기의 출구 압력은, 또한 공기 라인(143)을 통해 구심 펌프 입구 위의 공동 레벨까지 아래로 연장되는 분리 챔버 내부의 공기 포켓 위와, 적어도 하나의 밀봉(106)의 내부에 그리고 축(84)에 근접한 영역으로부터 상부(104) 내부의 상부 내부 벽까지 반경 방향으로 작용한다. 예시적인 장치에서 라인(143)은 여액 출구 튜브(102) 및 입구 공급 튜브(92)를 포함하는 어셈블리의 고정 구조를 통해 연장되는 적어도 하나의 분리된 통로를 통해 적어도 하나의 밀봉 아래의 분리 챔버 내의 영역에 양의 압력을 가한다. 공기 라인(143)의 적어도 하나의 예시적인 분리된 통로는 분리 챔버에 대한 적어도 하나의 공기 개구(145)를 통해 상부 부분(104)의 내부에 공기 압력을 적용한다. 예시적인 적어도 하나의 개구(145)는 출구 튜브(102)의 외부 표면 외부, 구심 펌프로의 유입구(98) 위, 그리고 적어도 하나의 밀봉(106) 아래에 위치한다. 물론, 분리 챔버의 공기 포켓 및 적어도 하나의 밀봉의 내측에 양의 공기 압력을 제공하는 라인은 예시적이며, 다른 실시형태에서, 다른 구조 및 접근법이 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. In some embodiments, the regulator outlet may also be in working fluid communication with the interior of the upper portion 104 of the separation chamber via an air line 143 shown schematically and schematically. In this exemplary arrangement, the outlet pressure of the regulator acting on the upper port 126 of the reservoir is above a pocket of air inside the separation chamber that also extends down through an air line 143 to a cavity level above the centripetal pump inlet; Acts radially within the at least one seal 106 and from a region proximate to the axis 84 to an upper inner wall inside the upper portion 104 . In the exemplary device line 143 may flow into the separation chamber under at least one seal through at least one separate passageway that extends through the anchoring structure of the assembly including the filtrate outlet tube 102 and the inlet feed tube 92 . Apply positive pressure to the area. At least one exemplary isolated passage of the air line 143 applies air pressure to the interior of the upper portion 104 through at least one air opening 145 to the separation chamber. Exemplary at least one opening 145 is located outside the outer surface of outlet tube 102 , above inlet 98 to the centripetal pump, and below at least one seal 106 . Of course, it should be understood that the air pockets of the separation chamber and the lines providing positive air pressure inside the at least one seal are exemplary, and that in other embodiments, other structures and approaches may be used.

압력 감쇠 저장소(122)의 예시적인 장치에서, 상부 액체 레벨 센서(134)는 압력 감쇠 저장소의 내부 내의 액상 여액을 감지하도록 구성된다. 상부 액체 레벨 센서는 상부 수위에서 액체를 감지하도록 작동한다. 하부 액체 레벨 센서(136)는 더 낮은 액체 레벨에서 저장소 내의 액체를 감지하도록 위치된다. 높은 액체 레벨 센서(138)는 상부 액체 레벨 위의 저장소에서 높은 레벨을 감지하도록 위치된다. 액체 레벨이 높은 센서는 시스템을 종료하거나 다른 적절한 안전 조치를 취해야하는 비정상적인 상태를 나타내기 위해 허용할 수 없을 정도로 높은 레벨의 액체 레벨을 감지하도록 배치된다. 예시적인 장치에서, 액체 레벨 센서(134, 136 및 138)는 압력 감쇠 저장소 내에서 이에 인접한 액상 여액의 레벨을 감지하기에 적합한 용량성 근접 센서를 포함한다. 물론 이러한 유형의 센서는 예시적이며 다른 장치에서 다른 센서 및 접근 방식이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. In the exemplary arrangement of the pressure damping reservoir 122 , the upper liquid level sensor 134 is configured to sense the liquid filtrate within the interior of the pressure damping reservoir. The upper liquid level sensor operates to sense liquid at the upper water level. The lower liquid level sensor 136 is positioned to sense liquid in the reservoir at a lower liquid level. A high liquid level sensor 138 is positioned to sense a high level in the reservoir above the upper liquid level. A sensor with a high liquid level is arranged to detect an unacceptably high liquid level to indicate an abnormal condition that requires shutting down the system or taking other appropriate safety measures. In the exemplary arrangement, liquid level sensors 134, 136 and 138 include capacitive proximity sensors suitable for sensing the level of liquid filtrate in and adjacent to the pressure damping reservoir. Of course, it should be understood that these types of sensors are exemplary and that other sensors and approaches may be used in other devices.

예시적인 실시형태는 시스템의 작동에 적절할 수 있는 다른 컴포넌트들을 추가로 포함한다. 이 다른 컴포넌트들은 다른 밸브, 라인, 압력 연결 또는 특정 시스템에 적합한 현탁액, 여액 및 농축물의 처리 및 취급을 수행하기 위한 다른 적절한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이것은 여액 배출 라인(118)의 개방 및 폐쇄 상태를 제어하기 위해 개략적으로 도시된 밸브(140)와 같은 추가 밸브를 포함할 수 있다. 포함되는 추가 라인, 밸브, 연결 또는 기타 아이템들은 시스템의 특성에 따라 달라질 수 있다. Exemplary embodiments further include other components that may be suitable for operation of the system. These other components may include other valves, lines, pressure connections, or other suitable components for carrying out the processing and handling of suspensions, filtrates and concentrates suitable for the particular system. It may include additional valves, such as the schematically shown valve 140 , to control the open and closed states of the filtrate drain line 118 . Additional lines, valves, connections or other items included may vary depending on the nature of the system.

도 19의 예시적인 시스템은 대안적으로 제어기로 지칭될 수 있는 적어도 하나의 제어 회로(142)를 추가로 포함한다. 예시적인 적어도 하나의 제어 회로(142)는 하나 이상의 프로세서(144)를 포함한다. 프로세서는 개략적으로 도면부호 146으로 표시된 하나 이상의 데이터 저장소(146)와 작동 연결되어 있다. 본 출원에 사용되는 바와 같이, 프로세서는 정보를 해결하고 다른 장치를 제어하거나 다른 동작을 수행하는 데에 사용될 수 있는 출력을 제공하기 위해, 외부 소스로부터 저장되거나 수신된 하나 이상의 데이터 내에 저장된 데이터를 처리하기 위한 프로세서 실행 명령을 통해 작동하게 구성된 임의의 전자 장치를 지칭한다. 하나 이상의 제어 회로는 제어 회로가 데이터를 수신, 저장 또는 처리하고 다른 동작을 수행할 수 있도록 동작하는 하드웨어 회로, 소프트웨어, 펌웨어 또는 애플리케이션으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로는 마이크로프로세서, CPU, FPGA, ASIC 또는 다른 집적 회로 또는 전자 컴퓨팅 장치의 방식으로 기능을 수행할 수 있는 다른 유형의 회로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 데이터 저장소는 RAM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 장치, CD, DVD, 광학 메모리, 자기 메모리 또는 기타 회로 판독 가능 매체 또는 매체와 같은 휘발성 또는 비-휘발성 메모리 장치 중 하나 이상에 해당할 수 있음을 이해해야 한다. 컴퓨터 실행 가능 명령 및/또는 데이터가 저장될 수 있다. The exemplary system of FIG. 19 further includes at least one control circuit 142 , which may alternatively be referred to as a controller. Exemplary at least one control circuit 142 includes one or more processors 144 . The processor is operatively connected to one or more data stores 146 , schematically indicated at 146 . As used herein, a processor processes data stored within one or more data stored or received from an external source to resolve information and provide output that can be used to control other devices or perform other operations. Refers to any electronic device configured to operate via processor-executed instructions for The one or more control circuits may be implemented as hardware circuits, software, firmware, or applications that operate to enable the control circuits to receive, store, or process data and perform other operations. For example, control circuitry may include one or more of a microprocessor, CPU, FPGA, ASIC, or other integrated circuit or other type of circuit capable of performing a function in the manner of an electronic computing device. Data storage may also correspond to one or more of a volatile or non-volatile memory device, such as RAM, flash memory, hard drive, solid state device, CD, DVD, optical memory, magnetic memory, or other circuit readable media or media. should understand Computer executable instructions and/or data may be stored therein.

회로 실행 명령어는 본 명세서에 설명된 것과 같은 동작을 수행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 실행 스레드, 객체, 방법론 및 기능을 포함하지만 이에 제한되지 않는 복수의 프로그래밍 언어 및 형식 중 임의의 명령어를 포함할 수 있다. 제어 회로에 대한 구조는 Ramesh S. Gaonker(Prentice Hall, 2002)의 Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085라는 제목의 서적에 설명된 원리를 포함하고 이에 대응하며 활용할 수 있다. 물론 이러한 제어 회로 구조는 예시적이며 다른 실시형태에서는 정보를 저장, 처리, 해결 및 출력하기 위한 다른 회로 구조가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. Circuit execution instructions may include instructions in any of a plurality of programming languages and formats including, but not limited to, routines, subroutines, programs, threads of execution, objects, methodologies and functions that perform operations as described herein. can The structure for the control circuit can include, respond to, and utilize the principles described in the book Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085 by Ramesh S. Gaonker (Prentice Hall, 2002). Of course, it should be understood that these control circuit structures are exemplary and that other circuit structures for storing, processing, solving, and outputting information may be used in other embodiments.

예시적인 장치에서, 적어도 하나의 제어 회로(142)는 센서(134, 136 및 138)와 같은 적어도 하나의 센서와 적절한 인터페이스를 통해 작동 연결된다. 적어도 하나의 제어 회로는 또한 가변 유량 배출 펌프(120)와 작동 연결된다. 또한 일부 예시적인 실시형태에서, 적어도 하나의 제어 회로는 또한 모터(86), 펌프(108), 조절기(132), 공기압 소스(128), 유체 제어 밸브 및 기타 장치와 같은 다른 장치와 작동 연결될 수 있다. In the exemplary arrangement, the at least one control circuit 142 is operatively connected to at least one sensor, such as sensors 134 , 136 and 138 , via a suitable interface. The at least one control circuit is also operatively connected with the variable flow discharge pump 120 . Also in some demonstrative embodiments, the at least one control circuit may also be operatively connected with other devices such as motors 86 , pumps 108 , regulators 132 , pneumatic sources 128 , fluid control valves, and other devices. there is.

예시적인 적어도 하나의 제어 회로는 데이터 저장소(146)에 저장된 회로 실행 명령에 따라 데이터를 수신하고 이러한 장치를 제어하도록 작동한다. 예시적인 장치에서, 유체 감쇠 저장소의 유체 레벨(147)은 여액 배출 튜브(102) 내 압력에 대응하는 특성이다. 공기 라인(143)을 사용하지 않는 하나의 예시적인 구현에서, 여액 배출 튜브의 압력이 코어의 상부 부분(104)의 압력 및 밀봉(106)에 인접하는 분리 챔버 내 압력의 특성을 나타낸다는 사실이, 배출 펌프 및 기타 컴포넌트의 작동을 제어하기 위해 사용된다. 이전에 논의된 바와 같이, 음압으로 인해 발생할 수 있는 오염 물질의 분리 챔버로의 유입을 방지하기 위해, 분리 챔버 내의 적어도 하나의 밀봉에 인접한 공기 포켓과 대기압 이상의 양압을 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 분리 챔버 내에서 유체 레벨이 너무 높아지면 처리되는 압력과 현탁액 재료가 밀봉을 넘쳐 잠재적인 오염물에 원하지 않게 노출되고 및 처리되는 재료의 손실을 초래할 수 있다. 이는 구심 펌프의 배출구와 연결된 여액 라인 상의 배압이 너무 높은 상황에서 발생할 수 있다. Exemplary at least one control circuitry is operative to receive data and control such devices according to circuit execution instructions stored in data store 146 . In the exemplary device, the fluid level 147 of the fluid damping reservoir is a characteristic corresponding to the pressure in the filtrate drain tube 102 . In one exemplary implementation that does not use the air line 143 , the fact that the pressure in the filtrate outlet tube is characteristic of the pressure in the upper portion 104 of the core and the pressure in the separation chamber adjacent the seal 106 is , used to control the operation of discharge pumps and other components. As previously discussed, it is desirable to maintain a positive pressure above atmospheric pressure with a pocket of air adjacent to at least one seal within the separation chamber to prevent entry of contaminants into the separation chamber, which may occur due to negative pressure. However, if the fluid level within the separation chamber becomes too high, the pressure and suspension material being processed can overflow the seal, resulting in undesirable exposure to potential contamination and loss of material being processed. This can occur in situations where the back pressure on the filtrate line connected to the outlet of the centripetal pump is too high.

예시적인 장치에서, 볼 속도는 구심 펌프의 상응하는 펌핑력 및 펌프 출력 압력 레벨을 생성한다. 구심 펌프의 이 펌프 출력 압력 레벨은 볼과 코어의 회전 속도에 따라 달라진다. 공기 라인(143)을 사용하지 않는 예시적인 장치는 여액 배출 튜브 상에서 제어되는 배압을 제공한다. 배압은 펌프(120)를 작동시키는 모터의 속도와 압력 감쇠 저장소의 액체 레벨(147)을 제어함으로써 제공된다. 배압은 펌프 출력 압력 수준보다 낮게 유지되지만(구심 펌프가 분리 챔버에서 원심력을 전달할 수 있도록), 오염 물질이 밀봉을 지나쳐 분리 챔버 내로 침투하지 않도록 대기보다 높은 양의 압력으로 유지되고, 공기의 상승된 압력이 밀봉에 인접한 분리 챔버의 내부에 유지되어 처리되는 현탁액의 성분으로부터 밀봉을 격리한다. In the exemplary arrangement, the ball velocity produces a corresponding pumping force and pump output pressure level of the centripetal pump. This pump output pressure level of the centripetal pump depends on the rotational speed of the ball and core. An exemplary apparatus that does not use the air line 143 provides a controlled back pressure on the filtrate drain tube. The back pressure is provided by controlling the speed of the motor that operates the pump 120 and the liquid level 147 in the pressure damping reservoir. The backpressure is maintained below the pump output pressure level (so that the centripetal pump can transmit centrifugal force in the separation chamber), but is maintained at a positive pressure above atmospheric pressure to prevent contaminants from penetrating past the seal and into the separation chamber, A pressure is maintained inside the separation chamber adjacent the seal to isolate the seal from the components of the suspension being processed.

예시적인 장치에서, 압력 감쇠 저장소의 상부 포트(126)에 적용된 상승된 압력은 조절기(132)에 의해 유지된다. 또한 펌프(120)의 속도를 제어하는 적어도 하나의 제어 회로(142)에 의해 센서(134)에 의해 감지되는 상부 액체 레벨과 하부 액체 레벨(136) 사이의 액체 레벨(147)을 유지하고, 분리 챔버의 상단 영역의 압력이 원하는 일정한 값으로 유지되고 여액이 밀봉과 접촉하거나 밀봉을 범람하지 않도록, 분리 챔버에서 나오는 여액 유동이 제어된다. In the exemplary arrangement, the elevated pressure applied to the upper port 126 of the pressure damping reservoir is maintained by a regulator 132 . also maintaining a liquid level 147 between an upper liquid level and a lower liquid level 136 sensed by the sensor 134 by at least one control circuit 142 controlling the speed of the pump 120 , and separating The filtrate flow out of the separation chamber is controlled so that the pressure in the upper region of the chamber is maintained at a desired constant value and the filtrate does not contact the seal or overflow the seal.

공기 라인(143)을 사용하는 대안적인 실시형태에서, 조절기의 양압 레벨은 저장소(122)의 유체와 구심 펌프 입구 위의 분리 챔버 영역 모두에 작용한다. 두 지점에 적용되는 공기의 양압 수준이 동일하기 때문에, 여액 배출 라인의 배압(저장조의 유체 위에 적용되는 압력)은 사실상 분리 챔버의 상단에서의 공기 포켓의 압력과 항상 동일하다. 이를 통해 구심 펌프가 두 압력의 순 효과(net effect) 없이 작동할 수 있다. In an alternative embodiment using an air line 143 , the positive pressure level of the regulator acts on both the fluid in the reservoir 122 and the separation chamber region above the centripetal pump inlet. Because the positive pressure level of the air applied at both points is the same, the back pressure in the filtrate discharge line (the pressure applied over the fluid in the reservoir) is in fact always equal to the pressure in the air pockets at the top of the separation chamber. This allows the centripetal pump to operate without the net effect of both pressures.

이 예시적인 실시형태에서, 펌프(120) 및 다른 시스템 컴포넌트는, 여액 생산 동안에 항상 저장소(122)의 내부 내에 적절한 양의 공기가 있음을 보장하도록, 적어도 하나의 제어 회로(142)에 응답하여 제어된다. 이것은 저장조가 펌프(120)의 펌핑 작용에 의해 야기될 수 있는 여액 배출 라인 압력의 변원하는 감쇠 효과를 제공하는 것을 보장한다. 이것은 센서(134)에 의해 감지된 상부 액체 레벨보다 높지 않게 저장조(122) 내의 액체를 유지함으로써 수행된다. 또한, 저장소의 액체 레벨은 센서(136)에 의해 감지된 바와 같이 하부 액체 레벨보다 높게 유지되도록 제어된다. 이것은 구심 펌프가 공기를 펌핑하지 않고 여액을 통기하지 않도록 보장한다. In this exemplary embodiment, the pump 120 and other system components are controlled in response to the at least one control circuit 142 to ensure that there is an appropriate amount of air within the interior of the reservoir 122 at all times during filtrate production. do. This ensures that the reservoir provides a variable damping effect of the filtrate discharge line pressure that may be caused by the pumping action of the pump 120 . This is done by maintaining the liquid in the reservoir 122 no higher than the upper liquid level sensed by the sensor 134 . Further, the liquid level in the reservoir is controlled to remain above the underlying liquid level as sensed by the sensor 136 . This ensures that the centripetal pump does not pump air and does not aerate the filtrate.

예시적인 장치에서, 분리 챔버로부터의 여액 흐름은 적어도 하나의 제어 회로의 작동을 통해 제어된다. 예시적인 제어 회로는 펌프(108)에 의해 분리 챔버(90)로 유입되는 세포 현탁액의 유입 유동을 일반적으로 일정한 속도로 유지하기 위해 처리 조건 동안 시스템을 작동할 수 있으며, 분리 프로세스는 여액과 세포 농축물을 분리하기 위해 볼 속도를 일정하게 유지하게 작동하는 모터(86)와 함께 이루어진다. 예시적인 장치는 구심 펌프로부터의 여액 배출 라인에 이상적으로 일정한 배압을 유지하는 한편, 적어도 하나의 밀봉(106)을 여액과 처리되는 농축물 물질로부터 격리시키기 위해 분리 챔버 내의 공기를 에어 포켓의 하부 수준보다 높게 유지하도록 작동한다. In the exemplary apparatus, the filtrate flow from the separation chamber is controlled through actuation of at least one control circuit. Exemplary control circuitry may operate the system during processing conditions to maintain an influent flow of cell suspension introduced by pump 108 into separation chamber 90 at a generally constant rate, wherein the separation process is configured to concentrate the filtrate and cells. This is done with a motor 86 operating to keep the ball speed constant to separate the water. The exemplary device maintains an ideally constant backpressure in the filtrate discharge line from the centripetal pump, while drawing air in the separation chamber to the lower level of the air pockets to isolate at least one seal 106 from the filtrate and concentrate material being processed. It works to keep it higher.

예시적인 장치에서, 압력 감쇠 저장소에서 조절기의 작동을 통해 유지되는 압력은 대기압보다 약 2 kpa(0.29 psi) 높게 설정된다. 예시적인 시스템에서, 이 압력은 세포 현탁액 처리의 모든 단계 동안 밀봉 통합성(integrity) 및 격리(isolation)가 유지되도록 보장하기에 적합한 것으로 밝혀졌다. 물론 이 값은 예시적이며, 다른 장치에서 다른 압력 값 및 압력 감쇠 저장소 구성, 센서 및 기타 특징이 이용될 수 있음을 이해해야 한다. In the exemplary apparatus, the pressure maintained through actuation of the regulator in the pressure damping reservoir is set to about 2 kpa (0.29 psi) above atmospheric pressure. In the exemplary system, this pressure has been found to be suitable to ensure that seal integrity and isolation are maintained during all steps of cell suspension processing. Of course, these values are exemplary, and it should be understood that other pressure values and pressure damping reservoir configurations, sensors, and other features may be utilized in other devices.

도 20은 여액 배출 튜브 및 분리 챔버의 상부 부분 내에서 원하는 압력 레벨을 유지하는 것과 관련된 적어도 하나의 제어 회로(142)의 작동을 통해 실행되는 예시적인 논리를 개략적으로 도시한다. 일부 예시적인 실시형태에서, 제어 회로는 표현된 것보다 많은 추가의 기능 또는 상이한 기능을 수행할 수 있다는 것을 이해해야한다. 이들 기능은 전술한 압력 제어 기능 외에도 원심 분리기 작동을 위한 여러 프로세스 및 단계의 전반적인 제어를 포함할 수 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 초기 서브루틴 단계(148)에서, 적어도 하나의 제어 회로(142)는 원심 분리기 작동이 현재 분리 챔버로부터 여액이 배출되는 모드에 있는지 여부를 결정하도록 동작한다. 만약 그렇다면, 적어도 하나의 제어 회로는 여액 배출 펌프(120)가 여액 배출 라인(118)을 통해 전달되는 여액 배출을 위해 작동하게 하도록 작동한다. 이것은 펌프의 모터의 작동을 야기함으로써 행해질 수 있다. 예시적인 장치에서, 펌프(120)의 유량은 초기에 설정된 값이거나 또는 공정 중에 제어 회로 작동을 통해 결정되는 특정 작동 조건에 따라 변경될 수 있다. 여액 배출 펌프의 작동은 단계 150으로 표시된다. 20 schematically illustrates exemplary logic implemented through actuation of the filtrate drain tube and at least one control circuit 142 related to maintaining a desired pressure level within the upper portion of the separation chamber. It should be understood that in some demonstrative embodiments, the control circuitry may perform many additional or different functions than those represented. In addition to the pressure control functions described above, these functions may include overall control of the various processes and steps for operating the centrifuge. 20 , in an initial subroutine step 148 , the at least one control circuit 142 is operative to determine whether centrifugal operation is currently in a mode in which filtrate is withdrawn from the separation chamber. If so, the at least one control circuit is operative to cause the filtrate drain pump 120 to operate to drain the filtrate delivered through the filtrate drain line 118 . This can be done by causing the motor of the pump to operate. In the exemplary arrangement, the flow rate of the pump 120 may be an initially set value or may be changed during the process according to specific operating conditions as determined through control circuit operation. Operation of the filtrate drain pump is indicated by step 150 .

그 다음, 적어도 하나의 제어 회로는 액체가 고위 액체 레벨 센서(138)의 고 레벨에서 감지되는지 여부를 단계 152에서 결정하도록 동작한다. 만약 그렇다면, 이것은 바람직하지 않은 상태를 나타낸다. 액체가 센서(138)의 레벨에서 감지되면, 제어 회로는 이 상태를 해결하기 위한 단계를 수행하도록 동작한다. 이것은 펌프(120)를 작동시켜 그 유량을 증가시키고, 원심 분리기가 계속 작동하는 동안 일정 기간 내에 레벨이 떨어지는지에 대한 후속 결정을 내리는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 제어 회로는 유입되는 물질의 흐름을 감소시키기 위해 펌프(108)의 속도를 감소시킬 수 있다. 이러한 조치로 인해 일정 시간 내에 레벨이 떨어지지 않으면 추가 단계가 수행된다. 이러한 단계는 또한 볼(182)의 회전을 늦추거나 중지시키는 것을 포함할 수 있다. 이러한 동작은 또한 분리 챔버로 더 많은 현탁 물질이 도입되는 것을 방지하기 위해 펌프(108)의 작동을 중지하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로 시스템의 정상 작동을 종료하는 것으로 언급되는 이러한 단계는 단계 154로 표시된다. The at least one control circuit is then operative to determine at step 152 whether liquid is sensed at a high level of the high liquid level sensor 138 . If so, this indicates an undesirable condition. When liquid is sensed at the level of sensor 138 , the control circuitry operates to take steps to resolve this condition. This may include activating the pump 120 to increase its flow rate and making a subsequent determination as to whether the level will drop within a period of time while the centrifuge continues to operate. Alternatively or additionally, the at least one control circuit may reduce the speed of the pump 108 to reduce the flow of incoming material. If these measures do not cause the level to drop within a certain amount of time, an additional step is taken. These steps may also include slowing or stopping rotation of the ball 182 . This operation may also include shutting down the pump 108 to prevent more suspended material from being introduced into the separation chamber. This step, generally referred to as terminating the normal operation of the system, is indicated by step 154 .

액체가 고 레벨 센서(138)의 레벨에서 감지되지 않으면, 적어도 하나의 제어 회로가 다음에 작동하여 액체가 센서(134)의 상부 액체 레벨에서 감지되는지를 결정한다. 이것은 단계 156으로 표현된다. 상부 액체 레벨 센서에서 액체가 감지되면, 적어도 하나의 회로는 저장된 명령에 응답하여 속도를 증가시키고, 이에 따라서 배출 펌프(120)의 유량을 증가시킨다. 이는, 예시적인 실시형태에서, 펌프의 일부분인 모터의 속도를 증가시킴으로써 수행된다. 이것은 단계 158로 표현된다. 펌프의 유량을 증가시키면 더 많은 액체가 펌프(120)에 의해 이동함에 따라 압력 감쇠 저장소의 액체 레벨(147)이 떨어지기 시작한다. If no liquid is sensed at the level of the high level sensor 138 , then at least one control circuit is activated to determine if liquid is sensed at the upper liquid level of the sensor 134 . This is represented by step 156 . When liquid is sensed at the upper liquid level sensor, the at least one circuit increases the speed in response to the stored command, thereby increasing the flow rate of the discharge pump 120 . This is done, in an exemplary embodiment, by increasing the speed of the motor that is part of the pump. This is represented by step 158. Increasing the flow rate of the pump causes the liquid level 147 in the pressure damping reservoir to begin to drop as more liquid is moved by the pump 120 .

단계 156에서 액체가 센서(134)의 상부 액체 레벨에서 감지되지 않으면, 적어도 하나의 제어 회로는 액체가 센서(136)의 하부 액체 레벨에서 감지되지 않는지에 대한 결정을 내리도록 동작한다. 이것은 단계 160으로 표현된다. 액체 레벨이 센서(136) 레벨에 있지 않으면, 제어 회로는 그 프로그래밍에 따라 작동하여 펌프(120)를 제어하여 유량을 감소시킨다. 이것은, 예시적인 실시형태에서, 모터의 속도를 늦춤으로써 수행된다. 이것은 단계 162로 표현된다. 예시적인 장치에서, 펌프(120)의 유속을 늦추면 액체 레벨(147)이 압력 감쇠 저장소에서 상승하기 시작한다. 레벨이 주어진 시간 내에 저장소 내에서 상승하지 않으면, 제어 회로는 이전에 논의된 셧 다운 단계 154와 관련된 동작과 같은 추가 동작을 유발하도록 프로그래밍에 따라 동작할 수 있다. 예시적인 실시형태의 제어 회로는 펌프(120)의 펌핑 속도를 변경하여 압력 감쇠 저장소 내의 레벨(147)을 여액을 생산하는 중에 센서(134 및 136)의 레벨 사이에서 일반적으로 일정한 레벨로 유지하도록 작동할 수 있다. If in step 156 no liquid is sensed at the upper liquid level of the sensor 134 , the at least one control circuit is operative to make a determination as to whether no liquid is sensed at the lower liquid level of the sensor 136 . This is represented by step 160 . If the liquid level is not at the sensor 136 level, the control circuit operates according to its programming to control the pump 120 to reduce the flow rate. This is done, in an exemplary embodiment, by slowing down the motor. This is represented by step 162 . In the exemplary arrangement, slowing the flow rate of the pump 120 causes the liquid level 147 to begin to rise in the pressure damping reservoir. If the level does not rise within the reservoir within a given amount of time, the control circuitry may operate according to programming to cause further actions, such as those associated with shut down step 154 previously discussed. The control circuitry of the exemplary embodiment operates to vary the pumping rate of pump 120 to maintain level 147 in the pressure damping reservoir at a generally constant level between the levels of sensors 134 and 136 while producing filtrate. can do.

예시적인 장치에서, 압력 감쇠 저장소 내의 액체 위에 멸균 공기의 전반적으로 일정한 상승된 압력을 유지하는 것은 분리 챔버 내의 밀봉 및 여액 배출 라인에서 유사한 상승된 압력이 일관되게 유지되도록 하는 데 도움이 된다. 또한 예시적인 장치에서, 볼이 상이한 속도로 회전하는 동안에 원심 분리기의 상이한 작동 조건 동안 원하는 레벨에서 압력이 제어될 수 있다. 예를 들어, 분리 챔버가 초기에 세포 현탁액의 도입을 통해 상대적으로 빠른 속도로 채워지고 원심 분리기가 상대적으로 낮은 속도로 회전하는 조건이 포함된다. 분리 챔버로의 세포 현탁액 유속이 더 느린 속도로 발생하고 볼의 회전 속도가 더 높은 회전 속도로 증가하는 최종 충전의 후속 조건 동안 압력이 유지될 수도 있다. 또한, 현탁액을 볼로 공급하는 동안 및 분리 챔버에서 여액을 배출하는 동안 이전에 설명한대로 양압이 유지된다. 추가로 예시적인 실시형태에서, 적어도 하나의 제어 회로는 농축물이 분리 챔버 밖으로 펌핑 됨으로써 제거되는 기간 동안 양압을 유지하도록 작동할 수도 있다. 이러한 모든 조건에서 분리 챔버 내에서 양압을 유지하면 음압(대기압 미만) 조건으로 인해 발생할 수 있는 오염 및 기타 바람직하지 않은 조건의 위험이 줄어든다. In the exemplary apparatus, maintaining a generally constant elevated pressure of sterile air above the liquid in the pressure damping reservoir helps to ensure that similar elevated pressures in the seal and filtrate outlet lines within the separation chamber are consistently maintained. Also in the exemplary arrangement, the pressure may be controlled at a desired level during different operating conditions of the centrifuge while the balls are rotating at different speeds. Examples include conditions in which the separation chamber is initially filled at a relatively high speed through introduction of the cell suspension and the centrifuge is rotated at a relatively low speed. The pressure may be maintained during subsequent conditions of final filling in which the cell suspension flow into the separation chamber occurs at a slower rate and the rotational speed of the ball increases to a higher rotational speed. In addition, positive pressure is maintained as previously described while feeding the suspension into the bowl and discharging the filtrate from the separation chamber. In a further exemplary embodiment, the at least one control circuit may be operable to maintain a positive pressure for a period in which the concentrate is removed by being pumped out of the separation chamber. Maintaining a positive pressure within the separation chamber under all these conditions reduces the risk of contamination and other undesirable conditions that can arise from negative (sub-atmospheric) conditions.

물론, 이들 피처, 컴포넌트, 구조 및 제어 방법론은 예시적이며, 다른 장치에서는 다른 접근법이 사용될 수 있음을 이해해야한다. 또한, 예시적인 장치는 여액과 농축물이 연속적으로 처리되는 모드가 아닌 배치 모드로 작동하는 시스템을 포함하지만, 여기의 원리는 이러한 다른 유형의 시스템에도 적용될 수 있다. Of course, it is to be understood that these features, components, structures, and control methodologies are exemplary, and that other approaches may be used in other arrangements. Additionally, although exemplary apparatus includes systems operating in batch mode rather than in a mode in which the filtrate and retentate are processed continuously, the principles herein are applicable to these other types of systems as well.

압력 감쇠 저장소는 바람직한 압력 레벨이 출구 튜브 및 분리 챔버에서 유지되는 것을 보장하는 데 도움이 되는 예시적인 실시형태에서 유용하지만, 다른 예시적인 실시형태에서는 다른 접근법이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 일부 장치에서, 압력은 출구 튜브, 분리 챔버 또는 분리 챔버의 압력에 대응하는 다른 위치에서 직접 감지 및/또는 적용될 수 있다. 일부 구성에서, 배출 펌프의 유량은 적절한 압력 수준을 유지하도록 제어될 수 있다. 또 다른 구성에서, 예시적인 제어 회로는 적절한 압력 레벨을 유지하기 위해 코어 및/또는 적절한 밸브 또는 다른 흐름 제어 장치로 현탁액을 공급하는 펌프와 배출 펌프를 모두 제어하도록 작동할 수 있다. 이러한 대안적인 접근 방식은 사용되는 특정 원심 분리 장치와 처리되는 재료의 유형에 따라 바람직할 수 있다. A pressure damping reservoir is useful in exemplary embodiments to help ensure that a desired pressure level is maintained in the outlet tube and separation chamber, although other approaches may also be used in other exemplary embodiments. For example, in some devices, pressure may be directly sensed and/or applied at an outlet tube, separation chamber, or other location corresponding to the pressure in the separation chamber. In some configurations, the flow rate of the evacuation pump may be controlled to maintain an appropriate pressure level. In another configuration, the exemplary control circuitry is operable to control both the pump supplying the suspension and the discharge pump to the core and/or to an appropriate valve or other flow control device to maintain an appropriate pressure level. This alternative approach may be desirable depending on the particular centrifugation device used and the type of material being processed.

도 21은 세포 배양 배치 내의 세포를 연속 또는 반-연속 기반으로 세포 여액 및 세포 농축물로 분리하도록 특별히 구성된 대안적인 원심 분리 시스템(170)을 개략적으로 도시한다. 예시적인 시스템은 축(174)을 중심으로 회전할 수 있는 강성 원심 분리기 볼(172)을 도시한다. 볼은 내부에 1회용 구조(178)를 해제 가능하게 수용하도록 구성된 공동(176)을 포함한다. 강성 볼은 상부 개구(180)를 포함한다. 환형 고정 링 또는 개략적으로 표시된 다른 고정 구조(182)는 볼 공동 내에 1회용 구조(178)를 해제 가능하게 고정할 수 있다. 21 schematically depicts an alternative centrifugation system 170 specifically configured to separate cells in a cell culture batch into cell filtrate and cell concentrate on a continuous or semi-continuous basis. The exemplary system shows a rigid centrifuge ball 172 that can rotate about an axis 174 . The ball includes a cavity 176 configured to releasably receive a disposable structure 178 therein. The rigid ball includes an upper opening 180 . An annular retaining ring or other schematically indicated retaining structure 182 may releasably secure the disposable structure 178 within the ball cavity.

이 예시적인 실시형태의 예시적인 1회용 구조(178)는 축 방향으로 연장되는 공급 튜브(184)를 포함한다. 나중에 논의되는 바와 같이, 공급 튜브는 세포 배양 배치 물질을 1회용 구조(178)의 내부 영역(186)으로 운송하기 위해 사용된다. 공급 튜브(184)는 1회용 장치의 제1 축 방향 단부(188)의 상부에서 제2 축 방향 단부(192)의 하부 내부 영역에 있는 개구(190)까지 연장된다. 1회용 구조(178)는 제1 축 방향 단부에 인접하는 실질적으로 디스크 형상 부분(194)을 포함한다. 예시적인 디스크 형상 부분(194)은 일반적으로 강성이며, 이는 디스크 형상 부분이 강성 또는 세미-강성임을 의미하며, 환형 외주(196)를 포함한다. 환형 외주는 원심 분리기 볼 공동(176)의 상부 환형 경계 벽(198)과 맞닿도록 구성된다. 디스크 형상 부분(194)의 환형 외주는 1회용 구조가 그와 함께 회전하도록 강성 볼(172)과 결합하도록 구성된다. The exemplary disposable structure 178 of this exemplary embodiment includes an axially extending feed tube 184 . As will be discussed later, the feed tube is used to transport the cell culture batch material to the interior region 186 of the disposable structure 178 . A supply tube 184 extends from the top of the first axial end 188 of the disposable device to an opening 190 in the lower interior region of the second axial end 192 . The disposable structure 178 includes a substantially disk-shaped portion 194 adjacent the first axial end. Exemplary disk-shaped portion 194 is generally rigid, meaning that the disk-shaped portion is rigid or semi-rigid, and includes an annular perimeter 196 . The annular perimeter is configured to abut the upper annular boundary wall 198 of the centrifuge ball cavity 176 . The annular perimeter of the disk-shaped portion 194 is configured to engage the rigid ball 172 such that the disposable structure rotates therewith.

예시적인 1회용 구조(178)는 중공 강성 또는 적어도 세미-강성 원통형 코어(200)를 추가로 포함한다. 코어(200)는 디스크 형상 부분(194)과 작동 가능하게 결합되고 그와 함께 회전 가능하다. 코어(200)는 디스크 형상 부분과 축 방향으로 정렬되고 1회용 구조의 상부 부분과 하부 부분의 축 방향 중간으로 연장된다. 코어(200)는 공급 튜브(184)가 연장되는 상부 개구(202) 및 하부 개구(204)를 포함한다. Exemplary disposable structure 178 further includes a hollow rigid or at least semi-rigid cylindrical core 200 . The core 200 is operatively coupled to the disk-shaped portion 194 and is rotatable therewith. The core 200 is axially aligned with the disk-shaped portion and extends axially midway between the upper and lower portions of the disposable structure. The core 200 includes an upper opening 202 and a lower opening 204 through which a feed tube 184 extends.

디스크 형상 부분(194)은 실질적으로 원형의 여액 구심 펌프 챔버(206)를 포함한다. 여액 구심 펌프(208)가 챔버(206) 내에 위치한다. 실질적으로 환형의 여액 개구(210)는 여액 펌프 챔버(206)와 유체 연결되어 있다. 실질적으로 환형이란 개구가 연속적인 개구뿐만 아니라 환형 구조의 이산된 개구로 구성될 수 있다는 것을 의미한다. 여액 구심 펌프(208)는 여액 배출 튜브(212)와 유체 연결되어 있다. 여액 배출 튜브(212)는 공급 튜브(184)의 동축 주위 관계로 연장된다. 배출된 여액은 여액 구심 펌프의 주변에 있는 실질적으로 환형 개구를 통해 그리고 공급 튜브의 외부에 있는 여액 배출 튜브(212) 내의 환형 공간을 통과한다. The disk-shaped portion 194 includes a substantially circular filtrate centripetal pump chamber 206 . A filtrate centripetal pump 208 is located within the chamber 206 . The substantially annular filtrate opening 210 is in fluid communication with the filtrate pump chamber 206 . Substantially annular means that the opening may consist of a continuous opening as well as discrete openings of an annular structure. The filtrate centripetal pump 208 is in fluid communication with the filtrate drain tube 212 . The filtrate drain tube 212 extends in a coaxial circumferential relationship of the feed tube 184 . The discharged filtrate passes through a substantially annular opening at the periphery of the filtrate centripetal pump and through an annular space in the filtrate discharge tube 212 external to the feed tube.

디스크 형상 부분(194)은 농축물 구심 펌프 챔버(214)를 추가로 포함한다. 농축물 구심 펌프 챔버(214)는 여액 구심 펌프 챔버(206) 위에 위치하는 실질적으로 원형의 챔버이다. 농축물 구심 펌프 챔버(214)는 그 안에 위치된 농축물 구심 펌프(216)를 갖는다. 농축물 구심 펌프는 농축물 배출 튜브(220)와 유체 연결되어 있다. 농축물 배출 튜브(220)는 중앙 배출 튜브(212)를 환형으로 둘러싸며 연장된다. 농축물은 농축물 구심 펌프의 주변에 있는 실질적으로 환상의 개구부 및 농축물 배출관(220)의 중심 배출관 외부에 있는 환형 공간을 통과한다. The disk-shaped portion 194 further includes a concentrate centripetal pump chamber 214 . The concentrate centripetal pump chamber 214 is a substantially circular chamber located above the filtrate centripetal pump chamber 206 . The concentrate centripetal pump chamber 214 has a concentrate centripetal pump 216 positioned therein. The concentrate centripetal pump is in fluid communication with the concentrate discharge tube 220 . The concentrate discharge tube 220 annularly surrounds the central discharge tube 212 and extends. The concentrate passes through a substantially annular opening at the periphery of the concentrate centripetal pump and an annular space outside the central discharge pipe of the concentrate discharge conduit 220 .

실질적으로 환상의 농축물 개구(218)는 농축물 펌프 챔버(214)와 유체 연결되어 있다. 예시적인 장치에서, 실질적으로 환상의 농축물 개구 및 실질적으로 환상의 중앙 개구는 농축물 개구가 여액 개구의 반경 방향 외측에 배치된 동심 동축 개구이다. 물론 이러한 구조는 예시적이며 다른 실시형태에서 다른 접근법 및 구성이 사용될 수 있다. The substantially annular concentrate opening 218 is in fluid communication with the concentrate pump chamber 214 . In the exemplary device, the substantially annular concentrate opening and the substantially annular central opening are concentric coaxial openings with the concentrate opening disposed radially outward of the filtrate opening. Of course, these structures are exemplary and other approaches and configurations may be used in other embodiments.

예시적인 1회용 구조(178)는 가요성 외벽(222)을 추가로 포함한다. 가요성 외벽(222)은 예시적인 1회용 구조(178)의 작동 위치에서 강성 볼 공동(176)을 경계로 하는 벽과 작동 가능하게 지지된 결합으로 연장되는 유체 기밀 벽이다. 예시적인 장치에서 가요성 외벽(222)은 디스크 형상 부분(194)과 유체 기밀 연결로 작동 가능하게 결합된다. 가요성 외벽은 제2 축 방향 단부(192)에 인접하는 1회용 구조의 하부에 인접한 더 작은 내부 반경을 갖는 내부가 잘린 원추형을 갖는다. Exemplary disposable structure 178 further includes a flexible outer wall 222 . The flexible outer wall 222 is a fluid tight wall that extends in an operatively supported engagement with the wall bounding the rigid ball cavity 176 in the operative position of the exemplary disposable structure 178 . In the exemplary device, the flexible outer wall 222 is operatively coupled in a fluid tight connection with the disk-shaped portion 194 . The flexible outer wall has a truncated cone shape with a smaller inner radius adjacent the bottom of the disposable structure adjacent the second axial end 192 .

예시적인 가요성 외벽(222)은 코어(200)의 적어도 일부를 둘러싸며 연장한다. 벽(222)은 환형 분리 챔버(224)를 추가로 둘러싼다. 분리 챔버(224)는 코어(200)의 외벽과 가요성 외벽(222) 사이에서 반경 방향으로 연장된다. 실질적으로 환형인 농축물 개구(218) 및 실질적으로 환형인 여액 개구(210)는 각각 분리 챔버(224)와 유체 연통한다. An exemplary flexible outer wall 222 extends surrounding at least a portion of the core 200 . A wall 222 further surrounds the annular separation chamber 224 . The separation chamber 224 extends radially between the outer wall of the core 200 and the flexible outer wall 222 . The substantially annular retentate opening 218 and the substantially annular filtrate opening 210 are each in fluid communication with the separation chamber 224 .

예시적인 장치에서 가요성 외벽(222)은 텍스처링 된 외부 표면(226)을 갖는다. 텍스처링 된 외부 표면은 강성 볼(172)의 공동을 둘러싸는 표면과 가요성 외벽(222) 사이의 공간 밖으로 공기가 통과할 수 있도록 구성된다. 예시적인 장치에서, 텍스처된 외부 표면은 가요성 외부 벽의 실질적으로 전체 영역이 강성 볼과 접촉할 수 있다. 예시적인 장치에서, 텍스처링 된 외부 표면은 공기의 통과를 용이하게 하기 위해 그 사이에 공간 또는 리세스를 갖는 외부로 연장되는 돌출부 또는 딤플(228)의 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있다. 1회용 구조(178)가 상부 개구(180) 또는 하부 개구(230)를 통해 그 내부에 위치될 때 공기가 볼 공동(176) 밖으로 통과할 수 있다. 예시적인 장치에서, 돌출부는 볼의 단단한 벽에 대한 라이너의 힘에 의해 높이가 감소할 수 있는 탄성이 있는 가변형 소재를 포함할 수 있다. 가요성 외벽(222)의 텍스처링 된 외부 표면은 공기 포켓이 원심 분리기의 강직한 볼과 1회용 구조 사이에 갇힐 위험을 감소시킨다. 이러한 에어 포켓은 불균형을 생성하거나 분리 프로세스에 악영향을 미치는 방식으로 분리 챔버의 윤곽을 변경할 수 있는 벽 윤곽의 불규칙성을 유발할 수 있다. 물론 설명된 공기 방출 구조는 예시적인 것이고 다른 실시형태에는 다른 공기 방출 구조가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. In the exemplary device, the flexible outer wall 222 has a textured outer surface 226 . The textured outer surface is configured to permit air passage out of the space between the flexible outer wall 222 and the surface surrounding the cavity of the rigid ball 172 . In the exemplary device, the textured outer surface may contact the rigid ball substantially the entire area of the flexible outer wall. In an exemplary device, the textured exterior surface may include one or more patterns of outwardly extending protrusions or dimples 228 having spaces or recesses therebetween to facilitate passage of air. Air may pass out of the ball cavity 176 when the disposable structure 178 is positioned therein through the upper opening 180 or the lower opening 230 . In an exemplary arrangement, the protrusion may comprise a resilient deformable material whose height may be reduced by the force of the liner against the rigid wall of the ball. The textured outer surface of the flexible outer wall 222 reduces the risk of air pockets becoming trapped between the rigid balls of the centrifuge and the disposable structure. These air pockets can create imbalances or cause irregularities in the wall contour that can alter the contour of the separation chamber in a way that adversely affects the separation process. Of course, it should be understood that the air release structures described are exemplary and that other air release structures may be used in other embodiments.

도 21에 도시된 예시적인 1회용 구조는 하부 강성 또는 세미-강성 디스크 형상 부분(232)을 추가로 포함한다. 강성 또는 세미-강성 재료는 작동 중에 그 형상을 유지하도록 작동한다. 예시적인 장치에서 하부 디스크 형상 부분(232)은 원뿔 형상을 가지며 수직으로 연장되는 벽 부분 또는 다른 구조에 의해 코어(200)의 하단과 작동적으로 부착 연결된다. 복수의 각도로 이격된 유체 통로(234)는 디스크 형상 부분(232)의 상부 표면과 코어의 반경 방향 외측 하부 사이에서 연장된다. 유체 통로(232)는 제2 축 방향 단부(192)의 바닥에 대해 방사상 외측 및 상향으로 연장되고, 공급 튜브(184)의 개구(190)를 통해 내부 영역(186)으로 들어가는 세포 배양 배치 재료의 세포가 방사상 외측 및 상향으로 통과하여 분리 챔버(224) 내로 들어가게 한다. The exemplary disposable structure shown in FIG. 21 further includes a lower rigid or semi-rigid disk-shaped portion 232 . A rigid or semi-rigid material operates to maintain its shape during operation. In the exemplary device, the lower disk-shaped portion 232 has a conical shape and is operatively connected to the lower end of the core 200 by a vertically extending wall portion or other structure. A plurality of angularly spaced fluid passages 234 extend between an upper surface of the disk-shaped portion 232 and a radially outer lower portion of the core. The fluid passageway 232 extends radially outwardly and upwardly with respect to the bottom of the second axial end 192 , and provides access to the cell culture batch material entering the interior region 186 through the opening 190 of the feed tube 184 . Allow cells to pass radially outward and upwardly into the separation chamber 224 .

예시적인 장치에서, 가요성 외벽(222)은 1회용 구조의 제2 축 방향 단부(192)에서 하부 디스크 형상 부분(232) 아래로 연장된다. 가요성 외벽(222)은 하부 디스크 형상 부분(232)과 1회용 구조가 위치하는 공동을 경계하는 강성 볼(172)의 벽 표면의 중간으로 연장된다. In the exemplary device, the flexible outer wall 222 extends below the lower disc-shaped portion 232 at the second axial end 192 of the disposable structure. The flexible outer wall 222 extends midway through the wall surface of the rigid ball 172 bounding the lower disc-shaped portion 232 and the cavity in which the disposable structure is located.

예시적인 장치에서, 공급 튜브(184), 여액 배출 튜브(212) 및 농축물 배출 튜브(220)뿐만 아니라 여액 구심 펌프(208) 및 농축물 구심 펌프(216)는 정지 상태를 유지하는 반면 원심 분리기 볼(172) 및 상부 디스크 형상 부분(194), 하부 디스크 형상 부분(232) 및 가요성 외벽(222)은 볼과 함께 그에 대해 회전한다. 적어도 하나의 환형 탄성 밀봉(236)은 농축물 배출 튜브(220)의 외부 표면과 상부 디스크 형상 부분(194) 사이에서 작동 가능하게 밀봉 결합으로 연장된다. 적어도 하나의 밀봉(236)은 이전에 논의된 것과 같은 방식으로 기밀 밀봉을 유지하여, 세포 처리 동안 내부 영역(186)에 공기 포켓이 유지되어 처리되는 세포 배양 배치 물질로부터 밀봉을 격리할 수 있다. 1회용 구조의 내부 영역 내에 유지되는 공기 포켓은 여액 구심 펌프(208) 및 농축물 구심 펌프(216)가 세포 배양 배치 물질과 유체 연통을 유지하도록 구성된다. 이전에 논의된 것과 같은 방식으로, 처리되는 세포 배양 배치 물질로부터 적어도 하나의 밀봉(236)을 적절하게 분리하기 위해 공기 포켓이 존재하도록 보장하기 위해 내부 영역 내에 양압이 유지될 수 있다. 대안적으로, 처리되는 재료로부터 밀봉의 격리를 유지하기 위해 다른 접근법이 이용될 수 있다. In the exemplary apparatus, the feed tube 184, the filtrate drain tube 212 and the concentrate drain tube 220, as well as the filtrate centripetal pump 208 and the concentrate centripetal pump 216 remain stationary while the centrifugal separator Ball 172 and upper disk-shaped portion 194, lower disk-shaped portion 232 and flexible outer wall 222 rotate with respect to the ball. At least one annular resilient seal 236 extends in an operably sealing engagement between the upper disc-shaped portion 194 and the outer surface of the concentrate discharge tube 220 . The at least one seal 236 may maintain an airtight seal in a manner as previously discussed, such that a pocket of air may be maintained in the interior region 186 during cell processing to isolate the seal from the cell culture batch material being processed. Air pockets retained within the interior region of the disposable structure are configured to maintain the filtrate centripetal pump 208 and the concentrate centripetal pump 216 in fluid communication with the cell culture batch material. In a manner as previously discussed, positive pressure may be maintained within the interior region to ensure that a pocket of air is present to properly separate the at least one seal 236 from the cell culture batch material being processed. Alternatively, other approaches may be used to maintain isolation of the seal from the material being processed.

예시적인 시스템(170)은 이전에 논의된 것과 같은 방식으로 동작한다. 세포 배양 배치 물질 내의 세포가 공급 튜브(184)를 통해 1회용 구조(178)의 내부 영역(186)으로 도입된다. 세포는 1회용 구조의 하부 축 방향 단부에 있는 공급 튜브 개구(190)를 통해 내부 영역(186)으로 들어간다. 원심력은 세포가 개구(234)를 통해 바깥쪽으로 그리고 분리 챔버(224) 내로 이동하게 한다. 바깥쪽 및 위쪽으로 테이퍼진 외벽(222)은 세포 농축물을 포함하는 세포 또는 세포 물질이 분리 챔버(224)의 방사상 바깥쪽 및 상부 영역에 인접하게 모이도록 한다. 일반적으로 세포가 없는 여액은 분리 챔버에서 코어(200)의 외벽에 인접한 방사상 안쪽에 수집된다. Exemplary system 170 operates in a manner as previously discussed. Cells within the cell culture batch material are introduced into the interior region 186 of the disposable structure 178 via the feed tube 184 . Cells enter the interior region 186 through a feed tube opening 190 at the lower axial end of the disposable structure. The centrifugal force causes the cells to move outward through the opening 234 and into the separation chamber 224 . The outwardly and upwardly tapering outer walls 222 allow the cells or cellular material comprising the cell concentrate to gather adjacent the radially outer and upper regions of the separation chamber 224 . Typically, the cell-free filtrate is collected radially inward adjacent to the outer wall of the core 200 in the separation chamber.

예시적인 장치에서, 세포 여액은 실질적으로 환형의 여액 개구를 통해 위쪽으로 이동하여 여액 펌프 챔버로 이동한다. 여액은 여액 구심 펌프의 실질적인 환형 개구부를 통해 안쪽으로 통과한 다음 여액 배출 튜브(212)를 통해 위쪽으로 통과한다. 동시에 세포 농축물은 실질적으로 환형인 농축물 개구부(218)를 통과하여 농축물 구심 펌프 챔버(214)로 들어간다. 농축물은 농축물 구심 펌프(216)의 실질적인 환형 개구를 통해 내부로 통과한 다음 농축물 배출 튜브(220)를 통해 위쪽으로 통과한다. 이러한 예시적인 구성은 예시적인 시스템(170)이 연속 또는 세미-연속적으로 작동할 수 있게 한다. 시스템(170)의 작동은 시스템의 신뢰할 수 있는 확장된 작동 및 원하는 세포 농축물 및 일반적으로 별도의 출력 유체 스트림에서 세포가 없는 여액의 전달을 용이하게 하기 위해 나중에 논의되는 것과 같은 방식으로 제어될 수 있다. In the exemplary device, the cell filtrate travels upward through the substantially annular filtrate opening to the filtrate pump chamber. The filtrate passes inward through the substantially annular opening of the filtrate centripetal pump and then upwards through the filtrate outlet tube 212 . At the same time, the cell retentate passes through a substantially annular retentate opening 218 and enters the retentate centripetal pump chamber 214 . The concentrate passes inward through the substantially annular opening of the concentrate centripetal pump 216 and then upwards through the concentrate discharge tube 220 . This example configuration allows the example system 170 to operate continuously or semi-continuously. The operation of system 170 can be controlled in a manner as discussed later to facilitate reliable extended operation of the system and delivery of a desired cell concentrate and, generally, cell-free filtrate in a separate output fluid stream. there is.

도 22는 전반적으로 238로 지시된 대안적인 원심 분리 시스템을 도시한다. 시스템(238)은 1회용 구조(240)를 구비한다. 1회용 구조(240)는 대부분의 측면에서 이전에 설명된 1회용 구조(178)와 유사하다. 1회용 구조(178)와 관련하여 설명된 것과 일반적으로 동일한 1회용 구조(240)의 구조 및 특징 중 일부는 1회용 구조(178)를 설명하는 데 사용되는 것과 동일한 참조번호로 표시된다. 22 shows an alternative centrifugal separation system generally designated 238 . System 238 has a disposable structure 240 . Disposable construction 240 is similar in most respects to disposable construction 178 previously described. Some of the structures and features of disposable structure 240 that are generally identical to those described with respect to disposable structure 178 are denoted by the same reference numbers used to describe disposable structure 178 .

1회용 구조(240)는 강성 또는 세미-강성 하부 디스크 형상 부분(242)을 포함한다는 점에서 1회용 구조(178)와 상이하다. 하부 디스크 형상 부분(242)은 코어(200)의 하단부와 작동 연결되는 일반적으로 원뿔 형상 구조이다. 복수의 반경 방향 외측 및 상향 연장 유체 통로(244)는 코어(200)의 하단부와 하부 디스크 형상 부분(242) 사이에서 연장된다. 예시적인 하부 디스크 형상 부분(242)은 또한 각지게 이격된 복수의 반경 방향 연장 베인(246)을 포함한다. 이 예시적인 장치에서, 베인(246)은 디스크 형상 부분(242)의 바닥 부분으로부터 상향으로 연장되고 적어도 일부는 그 반경 방향 외측 부분에서 코어와 작동 결합한다. 예시적인 장치에서 베인(246)은 1회용 구조의 내부 영역 내에서 이동 및 분리를 용이하게 하기 위해 세포 배양 배치를 가속시킨다. Disposable structure 240 differs from disposable structure 178 in that it includes a rigid or semi-rigid lower disc-shaped portion 242 . The lower disc-shaped portion 242 is a generally conical structure in operative connection with the lower end of the core 200 . A plurality of radially outwardly and upwardly extending fluid passageways 244 extend between the lower end of the core 200 and the lower disc-shaped portion 242 . Exemplary lower disc-shaped portion 242 also includes a plurality of angularly spaced radially extending vanes 246 . In this exemplary arrangement, vanes 246 extend upwardly from a bottom portion of disk-shaped portion 242 and at least a portion operatively engages the core at a radially outer portion thereof. In the exemplary device, vanes 246 accelerate cell culture deployment to facilitate movement and separation within the interior region of the disposable structure.

원심 분리 시스템(248)의 대안적인 예시적인 실시형태가 도 23에 도시되어 있다. 이 예시적인 실시형태는 1회용 구조(250)를 포함한다. 1회용 구조(250)는 이전에 설명된 1회용 구조(178)와 많은 측면에서 유사하다. 이전에 설명된 1회용 구조(178)의 것과 유사한 구조와 피처들의 일부가 동일한 참조 번호로 1회용 구조(250)에 라벨링 되어 있다. An alternative exemplary embodiment of a centrifugal separation system 248 is shown in FIG. 23 . This exemplary embodiment includes a disposable structure 250 . Disposable structure 250 is similar in many respects to disposable structure 178 previously described. Some of the structures and features similar to those of the previously described disposable structure 178 are labeled with the same reference numerals on the disposable structure 250 .

예시적인 1회용 구조(250)는 하부 디스크 형상 부분(252)을 포함한다는 점에서 1회용 구조(178)와 상이하다. 하부 디스크 형상 부분(252)은 벽 부분 또는 다른 적절한 구조를 통해 코어(200)와 작동 가능하게 부착된 연결에 있는 강성 또는 세미-강성 원뿔 형상 구조이다. 하부 디스크 형상 부분(252)은 반경 방향 외측으로 연장되는 복수의 각지게 이격된 복수의 가속기 베인(254)을 포함한다. 가속기 베인(254)은 디스크 형상 부분(252)의 하부 원추형 측면으로부터 아래로 연장된다. 각각의 바로 각지게 인접한 베인(254) 쌍은 그 사이에서 연장되는 유체 통로를 갖는다. 이 예시적인 장치에서 가요성 외벽(222)은 베인(254)의 하단부와 공동(176)을 경계로 하는 강성 볼(172)의 벽 사이의 중간 관계로 연장된다. 이 예시적인 구성은 1회용 구조의 내부 영역 내에서 분리를 용이하게 하기 위해 세포 배양 배치 물질을 가속화하도록 작동하는 침지형 가속기를 제공한다. 물론, 본 명세서에 기술된 1회용 구조의 피처들은 상이한 특성을 갖는 상이한 유형의 물질 및 물질의 분리를 용이하게 하고 원하는 출력 유체 스트림을 달성하기 위해 상이한 구조로 조합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. Exemplary disposable structure 250 differs from disposable structure 178 in that it includes a lower disc-shaped portion 252 . The lower disc-shaped portion 252 is a rigid or semi-rigid cone-shaped structure in an operatively attached connection with the core 200 through a wall portion or other suitable structure. The lower disc-shaped portion 252 includes a plurality of angularly spaced plurality of accelerator vanes 254 extending radially outward. Accelerator vanes 254 extend down from the lower conical side of disk-shaped portion 252 . Each immediately adjacent pair of angularly adjacent vanes 254 has a fluid passageway extending therebetween. In this exemplary device, the flexible outer wall 222 extends in an intermediate relationship between the lower end of the vane 254 and the wall of the rigid ball 172 bounding the cavity 176 . This exemplary configuration provides an immersion accelerator operative to accelerate cell culture batch material to facilitate separation within the interior region of the disposable structure. Of course, it should be understood that the features of the disposable constructions described herein may be combined into different constructions to facilitate separation of different types of substances and substances having different properties and to achieve a desired output fluid stream.

도 26은 대안적인 1회용 구조(304)를 도시한다. 1회용 구조(304)는 본 명세서에서 달리 언급되는 것을 제외하고는 이전에 설명된 1회용 구조(178)와 유사하다. 1회용 구조(178)의 요소와 동일한 요소는 도 26에서 동일한 참조 번호를 사용하여 지시되었다. 26 shows an alternative disposable structure 304 . Disposable construction 304 is similar to disposable construction 178 previously described except as otherwise noted herein. Elements that are identical to those of the disposable structure 178 are indicated using the same reference numerals in FIG. 26 .

1회용 구조(304)는연속 환형 농축물 댐(306)을 포함한다. 농축물 댐(306)은 분리 챔버(224)에서 아래로 연장되고, 실질적으로 환형 농축물 개구(218)의 반경 방향 내측으로 배치된다. 단면으로 도시된 예시적인 환형 농축물 댐은 농축물 개구 아래로 연장되고, 축 방향 단면에서 개구(218)를 향해 그리고 바깥쪽으로 연장하는 테이퍼진 외향 표면(308)을 포함한다. The disposable structure 304 includes a continuous annular concentrate dam 306 . The concentrate dam 306 extends downwardly from the separation chamber 224 and is disposed radially inward of the substantially annular concentrate opening 218 . The exemplary annular concentrate dam, shown in cross section, extends below the concentrate opening and includes a tapered outwardly facing surface 308 that extends outwardly and towards the opening 218 in axial cross section.

1회용 구조(304)는 연속 환형 여액 댐(310)을 더 포함한다. 여액 댐(310)은 실질적으로 환형 여액 개구(210) 아래의 분리 챔버(224)에서 하양 연장된다. 여액 댐(310)은 여액 개구(210)로부터 반경 방향 외측으로 배치된다. 예시적인 구조에서 농축물 댐(306)과 여액 댐(310)이 분리 챔버(224)에서 아래쪽으로 연장되는 거리는 실질적으로 동일하다. 그러나 다른 예시적인 장치에는 다른 구성이 사용될 수 있다. 또한 다른 예시적인 장치에서 원심 분리기 구조는 농축물 댐 또는 여액 댐을 포함할 수 있지만, 둘 다 포함하지는 않는다. The disposable structure 304 further includes a continuous annular filtrate dam 310 . The filtrate dam 310 extends downward in the separation chamber 224 below the substantially annular filtrate opening 210 . The filtrate dam 310 is disposed radially outward from the filtrate opening 210 . In the exemplary structure, the distance at which the concentrate dam 306 and the filtrate dam 310 extend downward in the separation chamber 224 is substantially the same. However, other configurations may be used for other exemplary devices. Also in other exemplary devices, the centrifugal separator structure may include a concentrate dam or a filtrate dam, but not both.

여액 댐과 농축물 댐 사이에서 방사상으로 분리 챔버에서 환형 리세스(312)가 연장된다. 예시적인 환형 리세스는 여액 댐과 농축물 댐 사이에 환형 포켓을 형성하기 위해 여액 댐과 농축물 댐 사이에서 위쪽으로 연장된다. An annular recess 312 in the separation chamber extends radially between the filtrate dam and the retentate dam. An exemplary annular recess extends upwardly between the filtrate dam and the concentrate dam to form an annular pocket between the filtrate dam and the concentrate dam.

예시적인 실시형태에서 농축물 댐(306)은 주로 분리될 세포 물질 또는 다른 고형물이 농축물 개구(218) 및 농축물 구심 펌프 챔버(214)에 도달하기 위해 분리 챔버(224)를 경계로 하는 상부 부분을 따라 바깥쪽으로 통과할 수 있음을 보장하는 것을 돕는다. 여액 댐(310)은 또한 주로 세포 프리 여액 물질이 분리 챔버(224)를 경계하는 상부 표면을 따라 그리고 실질적으로 환형의 여액 개구(210)로 통과하여 여액 펌프 챔버(206)에 도달할 수 있도록 하는 것을 보장하는 데 도움이 된다. 처리되는 물질의 특성과 그러한 물질을 취급하기 위한 사양에 따라 다양한 예시적인 장치에 농축물 댐과 여액 댐의 다양한 구성이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. In an exemplary embodiment, the concentrate dam 306 is an upper portion bounding the separation chamber 224 for primarily cellular material or other solids to be separated to reach the concentrate opening 218 and the concentrate centripetal pump chamber 214 . It helps to ensure that it can pass outwards along the part. Filtrate dam 310 also allows primarily cell-free filtrate material to pass along an upper surface bordering separation chamber 224 and into a substantially annular filtrate opening 210 to reach filtrate pump chamber 206 helps to ensure that It should be understood that various configurations of concentrate dams and filtrate dams may be used in various exemplary apparatuses depending on the nature of the material being treated and the specifications for handling such material.

도 24는 일반적으로 세포 프리 여액 및 세포 농축물의 스트림을 생산하기 위해 세포 배양 물질의 일반적으로 연속적인 처리를 제공하기 위한 예시적인 제어 시스템의 개략도이다. 예시적인 장치에서 이전에 논의된 원심 분리 시스템(170)이 도시되어 있다. 그러나 예시적인 시스템 특징은 본 명세서에서 논의된 것과 같은 다양한 유형의 재료 및 원심 분리 시스템 및 구조와 함께 사용될 수 있음을 이해해야한다. 24 is a schematic diagram of an exemplary control system for providing generally continuous processing of cell culture material to generally produce a stream of cell free filtrate and cell concentrate. The centrifugal separation system 170 previously discussed in an exemplary apparatus is shown. However, it should be understood that the exemplary system features may be used with various types of materials and centrifugal separation systems and structures such as those discussed herein.

도시된 예시적인 실시형태에서, 원심 분리기 볼(172)은 모터(256)에 의해 축(174)을 중심으로 선택된 속도로 회전된다. 공급 튜브(184)는 세포 배양 공급 라인(258)과 작동적으로 연결되어 있으며, 이를 통해 세포 배양 배치 물질이 수용된다. 공급 라인은 공급 펌프(260)와 작동적으로 연결된다. 예시적인 장치에서 공급 펌프(260)는 선택된 유속으로 1회용 구조로 세포 배양물을 전달하기 위한 연동 펌프 또는 다른 적합한 펌프일 수 있다. In the exemplary embodiment shown, centrifuge ball 172 is rotated by motor 256 about axis 174 at a selected speed. Feed tube 184 is operatively connected to cell culture feed line 258 through which the cell culture batch material is received. The feed line is operatively connected to the feed pump 260 . Feed pump 260 in the exemplary device may be a peristaltic pump or other suitable pump for delivering the cell culture to a disposable structure at a selected flow rate.

여액 배출 튜브(212)는 여액 배출 라인(262)과 유체 연결된다. 여액 광학 밀도 센서(264)는 여액 배출 라인(262)의 내부 영역과 작동 연결된다. 예시적인 장치에서 여액 광학 농도 센서는 현재 1회용 구조로부터 통과하는 여액 내 세포 밀도를 결정하기 위해 작동하는 광학 센서이다. 예시적 실시형태에서, 이는 송신기와 수신기 사이를 통과하는 여액 유동의 적어도 일부를 갖는, 송신기에 의해 출력된 광 강도를 수신기로 수신하여 감소된 양을 측정함으로써 수행된다. 수신기가 받는 송신기에서 나온 광의 양은 여액 내에서 세포 밀도가 증가함에 따라 감소한다. 물론 이것은 여액에 존재하는 세포의 밀도 또는 양을 결정하기 위해 사용될 수 있는 센서의 한 예일 뿐이며, 다른 장치에서는 다른 유형의 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 빛은 근적외선 또는 기타 가시광선 또는 비가시광선일 수 있다. 다른 감지 장치에서 다른 형태의 전자기, 음파 또는 다른 유형의 신호가 감지에 사용될 수 있다. 여액 배출 라인은 또한 여액 펌프(266)와 작동 연결되어 있다. 예시적인 실시형태에서, 여액 펌프는 연동 펌프 또는 여액 물질을 펌핑 하기에 적합한 다른 가변 속도 펌프를 포함할 수 있다. The filtrate drain tube 212 is in fluid communication with the filtrate drain line 262 . The filtrate optical density sensor 264 is operatively connected with the interior region of the filtrate discharge line 262 . In the exemplary device the filtrate optical concentration sensor is an optical sensor currently operative to determine the density of cells in the filtrate passing from the disposable structure. In an exemplary embodiment, this is done by receiving the light intensity output by the transmitter with at least a portion of the filtrate flow passing between the transmitter and the receiver into the receiver and measuring the reduced amount. The amount of light from the transmitter that the receiver receives decreases as the cell density in the filtrate increases. Of course, this is only one example of a sensor that may be used to determine the density or amount of cells present in the filtrate, and other types of sensors may be used in other devices. For example, the light may be near infrared or other visible or invisible light. Other types of electromagnetic, sonic or other types of signals may be used for sensing in other sensing devices. The filtrate drain line is also in operative connection with a filtrate pump 266 . In exemplary embodiments, the filtrate pump may include a peristaltic pump or other variable speed pump suitable for pumping the filtrate material.

예시적인 장치에서, 농축물 배출 튜브(220)는 농축물 배출 라인(268)과 작동적으로 연결된다. 농축물 광학 밀도 센서(270)는 농축물 배출 라인(268)의 내부 영역의 적어도 일부와 작동 연결된다. 예시적인 농축물 광학 밀도 센서는 이전에 논의된 여액 광학 밀도 센서와 동일한 방식으로 작동할 수 있다. 물론, 농축물 광학 밀도 센서는 상이한 구조 또는 특성을 포함할 수 있고, 다른 예시적인 실시형태에서 상이한 유형의 세포 밀도 센서가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 농축물 배출 라인(268)은 농축물 펌프(272)와 작동 연결되어 있다. 예시적인 실시형태에서 농축물 펌프(272)는 손상을 일으키지 않고 농축물을 펌핑 하기에 적합한 연동 펌프 또는 다른 가변 속도 펌프를 포함할 수 있다. 물론 이러한 구조 및 컴포넌트는 예시적이며 다른 시스템은 상이하거나 추가의 컴포넌트를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. In the exemplary arrangement, the concentrate discharge tube 220 is operatively connected with the concentrate discharge line 268 . The concentrate optical density sensor 270 is operatively connected with at least a portion of the interior region of the concentrate discharge line 268 . The exemplary concentrate optical density sensor may operate in the same manner as the filtrate optical density sensor previously discussed. Of course, it should be understood that the concentrate optical density sensor may include different structures or properties, and that different types of cell density sensors may be used in other exemplary embodiments. A concentrate discharge line 268 is operatively connected to a concentrate pump 272 . In an exemplary embodiment, the concentrate pump 272 may include a peristaltic pump or other variable speed pump suitable for pumping the concentrate without causing damage. Of course, it should be understood that these structures and components are exemplary and that other systems may include different or additional components.

예시적인 제어 시스템은 본 명세서에서 컨트롤러로도 지칭되는 제어 회로(274)를 포함한다. 예시적인 실시형태에서 제어 회로는 개략적으로 참조번호 276으로 표시된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어 회로는 또한 개략적으로 참조번호 278로 표시된 하나 이상의 데이터 저장소를 포함할 수 있다. 하나 이상의 데이터 저장소는, 컨트롤러에 의해 실행될 때 컨트롤러가 본 명세서 아래에서 논의되는 것과 같은 동작을 수행하게 하는 실행 가능한 명령 및 데이터를 보유하는 하나 이상의 유형의 유형 매체를 포함할 수 있다. 그러한 매체는 예를 들어, 고체 상태 메모리, 자기 메모리, 광학 메모리 또는 회로 실행 가능 명령 및/또는 데이터를 보유하기 위한 다른 적절한 비 일시적 매체를 포함할 수 있다. 제어 회로는 앞서 논의된 것과 같은 구조를 포함할 수 있다. The exemplary control system includes control circuitry 274, also referred to herein as a controller. In an exemplary embodiment, the control circuitry may include one or more processors, schematically indicated by reference numeral 276 . The control circuitry may also include one or more data stores, indicated schematically at 278 . The one or more data stores may include one or more tangible tangible media holding executable instructions and data that, when executed by the controller, cause the controller to perform operations such as those discussed herein below. Such media may include, for example, solid state memory, magnetic memory, optical memory, or other suitable non-transitory media for carrying circuit executable instructions and/or data. The control circuit may include structures such as those discussed above.

이제 도 25에 도시된 논리 흐름의 개략적 표현과 관련하여 예시적인 컨트롤러(274)에 의해 수행되는 동작을 설명한다. 예시적인 장치에서, 컨트롤러(274)는 일반적으로 세포 프리 여액과 농축물의 동시 출력 유동의 전달을 유지할 수 있도록, 시스템의 컴포넌트의 동작을 제어하도록 동작한다. 이는, 일반적으로 출력 공급물의 세포 밀도(또는 혼탁도)를 검출하고 시스템 컴포넌트의 동작을 조정하여 출력을 소망하는 범위 내에서 유지할 수 있도록 하기 위해, 각 여액 및 농축물 배출 라인 내에서 광학 밀도 센서를 사용하여 수행된다. The operations performed by the exemplary controller 274 will now be described with respect to a schematic representation of the logic flow shown in FIG. 25 . In the exemplary device, the controller 274 is generally operative to control the operation of the components of the system so as to maintain delivery of a simultaneous output flow of cell-free filtrate and retentate. This generally involves installing optical density sensors within each filtrate and retentate discharge line to detect the cell density (or turbidity) of the output feed and to adjust the operation of system components to maintain the output within the desired range. is performed using

예시적인 제어 시스템의 사용에서, 처리될 세포 배양 물질에서 세포의 농도는 시스템의 작동을 시작하기 전에 별도로 측정된다. 원심 분리기의 원하는 축 방향 회전 속도는 공급 펌프(260)의 작동 속도와 같이 결정된다. 예시적인 장치에서 원심 분리기의 회전 속도와 공급 펌프에 의한 세포 물질의 공급 속도는 일반적으로 컨트롤러에 의해 일정한 설정 값으로 유지된다. 물론, 다른 장치 및 시스템에서 세포를 처리하는 중에 컨트롤러에 의해 속도 및 공급 속도가 조정될 수 있는 대안적인 접근법이 사용될 수 있다. In use of the exemplary control system, the concentration of cells in the cell culture material to be treated is separately measured prior to starting operation of the system. The desired axial rotation speed of the centrifugal separator is determined as the operating speed of the feed pump 260 . In the exemplary device, the rotation speed of the centrifuge and the feed rate of the cellular material by the feed pump are generally maintained at a constant set value by a controller. Of course, alternative approaches may be used in which the rate and feed rate may be adjusted by the controller during processing of cells in other devices and systems.

예시적인 장치에서, 결정된 세포 농도에 기초하여, 외부 농축물 펌프(272)의 배출 속도(유량(flow rate))는 본 명세서에서 "프라임 값"으로 지칭되는 초기 값으로 설정된다. 또한 예시적인 실시형태에서 프리셋(preset) 외부 농축물 펌프(272)가 초기에 프라임 값으로 작동하는 기간에 대응하는 "프라임 기간"이다. 이 기간은 1회용 구조(178)가 부분적으로 채워지는 것을 허용한다. 또한 예시적인 시스템에서 "기본 속도"는 셀 밀도 및 공급 펌프(260)로부터의 공급 속도를 기반으로 농축물 펌프에 대해 설정된다. 농축물 펌프의 기본 속도는 농축물 펌프가 프라임 기간 이후에 작동하게 되는 속도(유량에 해당)이다. 예시적인 장치에서, 설정된 기본 속도는 일반적으로 원하는 설정 한계 미만의 세포 밀도를 갖는 여액과 일반적으로 추가의 소망하는 설정 한계를 상회하는 세포 농도를 갖는 세포 농축물을 생성하게 되는 농축물 펌프 속도에 대응되는 것으로 예상되는 것이 일반적이다. 설정 값과 한계는 적절한 입력 장치를 통한 입력에 대한 응답으로 컨트롤러에 의해 수신되고 적어도 하나의 데이터 저장소에 저장된다. In the exemplary device, based on the determined cell concentration, the discharge rate (flow rate) of the external concentrate pump 272 is set to an initial value referred to herein as a “prime value”. Also in the exemplary embodiment is a "prime period" corresponding to the period during which the preset external concentrate pump 272 initially operates at a prime value. This period allows the disposable structure 178 to be partially filled. Also in the exemplary system a “base rate” is set for the concentrate pump based on the cell density and the feed rate from the feed pump 260 . The base speed of the concentrate pump is the rate (corresponding to the flow rate) at which the concentrate pump will operate after the prime period. In the exemplary apparatus, a set base rate generally corresponds to a concentrate pump speed that will produce a filtrate having a cell density below a desired set limit and a cell concentrate having a cell concentration above a further desired set limit, generally It is usually expected to be The set values and limits are received by the controller in response to input via an appropriate input device and stored in at least one data store.

도 25에 나타낸 예시적인 논리 흐름에서, 초기 프라임 속도에서의 농축물 펌프(272)의 작동은 단계 280으로 표현된다. 1회용 구조(178)를 적어도 부분적으로 채우도록 동작하는 프라임 기간에 대응하는 기간 동안에 농축물 펌프가 프라임 속도 작동하는지에 대한 결정이 컨트롤러에 의해 단계 282에서 이루어진다. In the exemplary logic flow shown in FIG. 25 , operation of the concentrate pump 272 at the initial prime speed is represented by step 280 . A determination is made at step 282 by the controller as to whether the concentrate pump is operating at prime speed during a period corresponding to a prime period operative to at least partially fill the disposable structure 178 .

농축물 펌프가 프라임 기간 동안 프라임 속도로 작동하면, 컨트롤러는 단계 284에 표현된 바와 같이 농축물 펌프 속도를 기본 속도로 증가시킵니다. 컨트롤러(274)는 센서(264)에 의해 감지된 대로 여액 내 세포 밀도를 모니터링 하도록 작동한다. 컨트롤러는 단계 286에 표시된 대로 광학 밀도가 원하는 설정 포인트보다 높은지를 결정하기 위해 작동한다. 여액의 광학 밀도가 설정 포인트보다 높지 않은 경우, 이 측정이 농축물 펌프의 작동 속도에서 컨트롤러에 의한 변화를 일으키지 않을 정도로 여액에는 세포 또는 세포 물질이 충분히 없으므로, 논리는 단계 284로 돌아간다. If the concentrate pump is operating at prime speed during the prime period, the controller increases the concentrate pump speed to the base speed as expressed in step 284. The controller 274 operates to monitor the cell density in the filtrate as sensed by the sensor 264 . The controller operates to determine if the optical density is above the desired set point, as indicated in step 286 . If the optical density of the filtrate is not higher than the set point, the logic returns to step 284 as there are not enough cells or cellular material in the filtrate such that this measurement will not cause a controller change in the operating speed of the concentrate pump.

단계 286에서 여액 내의 광학 밀도가 설정 포인트보다 높은 것으로 결정되면, 논리는 단계 288로 진행한다. 단계 288에서, 컨트롤러는 설정된 증분 단계 양만큼 농축 펌프의 속도를 증가시키도록 작동한다. 이러한 속도 단계 증가는 일반적으로 여액 안에 있는 세포의 수를 줄임으로써 여액의 광학 밀도가 낮아지게 하기 위한 것이다. If at step 286 it is determined that the optical density in the filtrate is above the set point, then the logic proceeds to step 288 . In step 288, the controller operates to increase the speed of the thickening pump by a set incremental step amount. This rate step increase is usually to reduce the optical density of the filtrate by reducing the number of cells in the filtrate.

단계 288에서 농축물 펌프(272)의 속도가 증가된 후, 컨트롤러는 단계 290에서 센서(264)에 응답하여 작동하여 농축물 펌프의 속도(유량)가 증분 증가하고 설정 시간에서 여액의 광학 밀도가 설정 포인트를 여전히 상회하는지를 결정하게 작동한다. 그럴 경우 컨트롤러는 설정 포인트보다 높지 않을 때까지 중심의 광학 밀도를 계속 모니터링 한다. 예시적인 장치에서 명령은, 기본 속도의 조정이 여액의 광학 밀도가 소망하는 설정 포인트 또는 그 이하로 유지하기에 충분한지를 농축물 펌프 속도 컨트롤러가 결정하기 전에, 여액 광학 밀도가 설정 포인트보다 높지 않아야 하는 설정 기간을 포함한다. 단계 292는 일관되게 충분히 세포 프리 여액의 배출량을 생성하거나 프로그램된 대기 시간에 도달하는 것에 상응하는 저장되어 있는 설정 기간 동안 증가된 농축물 펌프 속도가 여액의 광학 밀도를 설정 포인트 이하로 유지하고 있는지를 결정하는 컨트롤러를 나타낸다. 소망하는 기간 동안에 충분한 향의 세포 프리 여액을 생성하거나 프로그램 된 대기 시간에 도달하면, 컨트롤러는, 단계 294에서, 농축물 펌프의 기본 속도 값이 증가된 기본 속도에 상응하는 값으로 조절되도록 작동한다. 컨트롤러는 새로운 기본 속도를 설정하고, 논리는 단계 284로 복귀한다. 단계 286에서 결정된 바와 같이 여액 광학 밀도가 여전히 설정 포인트를 상회하면, 농축물 펌프 속도가 다시 조절되게 된다. After the speed of the concentrate pump 272 is increased in step 288, the controller operates in response to the sensor 264 in step 290 to incrementally increase the speed (flow rate) of the concentrate pump and increase the optical density of the filtrate at a set time. It works to determine if the set point is still exceeded. In that case, the controller continues to monitor the optical density of the center until it is not higher than the set point. In the exemplary apparatus the command is that the filtrate optical density must not be higher than the set point before the concentrate pump speed controller determines whether adjustment of the base speed is sufficient to maintain the optical density of the filtrate at or below a desired set point. Includes a set period. Step 292 consistently checks whether increased concentrate pump speed for a stored set period of time corresponding to reaching a programmed waiting time or generating an output of the cell-free filtrate is consistently sufficient to maintain the optical density of the filtrate below a set point. Represents the controller that decides. Upon generating sufficient aromatic cell-free filtrate for a desired period of time or upon reaching a programmed waiting time, the controller operates, in step 294, to adjust the base speed value of the concentrate pump to a value corresponding to the increased base speed. The controller sets the new base speed, and the logic returns to step 284. If the filtrate optical density is still above the set point as determined in step 286, then the concentrate pump speed is again adjusted.

예시적인 컨트롤러는 또한 배출되는 농축물 유동에서 세포의 광학 밀도를 동시에 모니터링 한다. 이것은 센서(270)에 의해 검출된 광학 밀도를 모니터링 함으로써 수행된다. 단계 296에 의해 표현된 바와 같이, 컨트롤러는 농축물의 광학 밀도가 원하는 설정 포인트보다 낮은지를 결정하도록 작동한다. 농축물 광학 밀도가 데이터 저장소에 저장된 원하는 설정 포인트 값에서 또는 그 이상으로 검출되면, 배출되는 농축물 유동의 세포 농도는 원하는 수준 이상이고, 논리는 단계 284로 돌아간다. 그러나 농축물의 광학 밀도가 원하는 설정 포인트 미만인 경우, 이는 농축물의 세포 수준이 원하는 것보다 낮다는 것을 의미하므로, 컨트롤러는 단계 298로 이동한다. 단계 298에서 농축물 펌프의 속도가 미리 결정된 증분 단계 양만큼 감소된다. 농축물 펌프의 속도를 줄이면 배출되는 유량이 감소하고, 일반적으로 농축물 출력 유동 내의 세포 양이 증가하여 농축물 출력 유동의 광학 밀도가 증가한다. The exemplary controller also simultaneously monitors the optical density of cells in the exiting retentate flow. This is done by monitoring the optical density detected by the sensor 270 . As represented by step 296, the controller is operative to determine if the optical density of the concentrate is below a desired set point. If the concentrate optical density is detected at or above the desired set point value stored in the data store, then the cellular concentration of the exiting concentrate flow is above the desired level, and logic returns to step 284. However, if the optical density of the concentrate is below the desired set point, it means that the cellular level of the concentrate is lower than desired, so the controller moves to step 298. In step 298 the speed of the concentrate pump is reduced by a predetermined amount of incremental steps. Reducing the speed of the concentrate pump decreases the output flow and generally increases the amount of cells in the concentrate output flow, increasing the optical density of the concentrate output flow.

그런 다음, 컨트롤러는 단계 300에 나타낸 바와 같이 새로운 감소된 속도로 농축 펌프(272)를 작동시킨다. 단계 302에 나타낸 바와 같이, 속도 감소가 충분한 지 여부를 결정하기 전에 출력 농축물 유동 내의 세포 농도가 증가할 수 있도록, 컨트롤러는 배출되는 농축물 유동 내의 세포 농도가 증가할 수 있게 컨트롤러는 데이터 저장소에 저장된 설정 값에 대응하는 설정 시간 동안 이 감소된 속도로 농축 펌프를 작동시킨다. 단계 302에서 시간 주기가 지난 것으로 결정되면, 컨트롤러는 추가 속도 조정이 필요한지를 결정하기 위해 논리 흐름이 반복되는 단계 284로 돌아간다. The controller then operates the thickening pump 272 at a new reduced speed as shown in step 300 . As shown in step 302, the controller writes to the data store so that the concentration of cells in the output retentate flow can increase before determining whether the rate reduction is sufficient. Operate the thickening pump at this reduced speed for a set time corresponding to the stored set point. If it is determined in step 302 that the period of time has elapsed, the controller returns to step 284 where the logic flow is repeated to determine if further speed adjustments are necessary.

물론, 이 개략적인 단순화된 논리 흐름은 예시적이며 다른 실시형태에서 시스템 컴포넌트의 다른 논리 흐름 및/또는 추가 작동 매개변수가 원하는 여액 및 농축물의 출력 유동을 달성하기 위해 모니터링 및 조정될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 다른 예시적인 장치에서, 여액 배출 펌프의 속도 및 그에 따른 여액 배출 유동은 적어도 부분적으로 여액 내의 세포 레벨에 대응하는 여액 광학 밀도 센서에 의해 검출된 광학 밀도에 대한 컨트롤러의 반응에 의해 변하라 수 있다. 예를 들어, 여액 내 세포 레벨이 설정 한계를 상회하는 것으로 검출되는 경우, 컨트롤러는 여액 펌프의 유속을 감소시키게 작동할 수 있다. 이는 농축물 배출 유량을 제어하는 것에 대안으로 또는 이에 조합되어 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 컨트롤러는, 여액 내의 세포 수준이 설정된 한계 이하 또는 설정된 범위 내에서 유지되도록 적절하게 여액 유량을 변경할 수 있다. Of course, it should be understood that this schematic simplified logic flow is exemplary and in other embodiments other logic flows and/or additional operating parameters of system components may be monitored and adjusted to achieve the desired output flow of filtrate and retentate. . For example, in another exemplary device, the speed of the filtrate drain pump and thus the filtrate drain flow is varied, at least in part, by the response of the controller to an optical density detected by a filtrate optical density sensor corresponding to a level of cells in the filtrate. can do For example, if it is detected that the level of cells in the filtrate is above a set limit, the controller may act to reduce the flow rate of the filtrate pump. This may be performed by the controller as an alternative to or in combination with controlling the concentrate discharge flow rate. The controller may change the filtrate flow rate as appropriate such that the level of cells in the filtrate remains below a set limit or within a set range.

대안적으로 또는 추가적으로, 컨트롤러는 또한 1회용 구조로 들어가는 세포 현탁액의 유속을 제어할 수 있다. 이는 컨트롤러와 관련된 메모리에 저장된 프로그래밍 된 설정 한계 내에서 농도의 세포 수준을 유지하기 위해, 1회용 구조에서 나오는 여액 및 농축물의 유량을 변경하는 것과 관련하여 수행될 수 있다. 또한 컨트롤러는 프로그래밍에 따라 작동하여 볼 회전 속도의 변화, 희석제 도입 및 희석제 도입 속도 그리고 다른 프로세스 매개 변수를 변경하여 프로그래밍 된 한계 내에서 소망하는 처리 속도로 여액 및 농축물의 특성을 유지할 수 있다. 추가로 다른 예시적인 실시형태에서, 원하는 제품을 달성하기 위해 제어 시스템에 의해 다른 특성 또는 파라미터가 모니터링 되고 조정될 수 있다. Alternatively or additionally, the controller may also control the flow rate of the cell suspension entering the disposable construct. This may be done in conjunction with varying the flow rates of the filtrate and retentate exiting the disposable construct to maintain the cellular level of concentration within a programmed set limit stored in a memory associated with the controller. The controller can also operate programmatically to vary the ball rotation speed, diluent introduction and diluent introduction rates, and other process parameters to maintain the properties of the filtrate and concentrate at desired throughput rates within programmed limits. In still other exemplary embodiments, other properties or parameters may be monitored and adjusted by the control system to achieve a desired product.

도 27은 다른 대안적인 1회용 원심 분리기 구조(314)의 단면을 도시한다. 1회용 구조(314)는 전반적으로 특별히 언급된 것을 제외하고는 이전에 논의된 1회용 구조(178)와 유사하다. 1회용 구조(314)는 1회용 구조에서 연장되고 처리되는 물질로부터 밀봉(236)을 격리시키는 공기 포켓의 공기/액체 계면이 원하는 반경 방향에서 보다 안정적으로 유지되도록 하는 것을 보장하도록 작동하는 요소를 포함한다. 27 shows a cross-section of another alternative disposable centrifuge structure 314 . Disposable structure 314 is generally similar to disposable structure 178 previously discussed except where specifically noted. The disposable structure 314 includes elements extending from the disposable structure and operative to ensure that the air/liquid interface of the air pockets isolating the seal 236 from the material being processed remains more stable in the desired radial direction. do.

1회용 구조(314)에서 여액 펌프(208)는 여액 펌프 챔버(316)에 위치한다. 여액 펌프 챔버(316)는 원형 하부 여액 펌프 챔버 표면(318)에 의해 바닥에서 수직으로 경계를 이룬다. 여액 펌프 챔버(316)는 원형 상부 여액 펌프 챔버 표면(320)에 의해 상부에서 수직으로 경계를 이룬다. In the disposable configuration 314 , the filtrate pump 208 is located in the filtrate pump chamber 316 . The filtrate pump chamber 316 is bordered vertically at the bottom by a circular lower filtrate pump chamber surface 318 . The filtrate pump chamber 316 is vertically bounded at the top by a circular upper filtrate pump chamber surface 320 .

하부 여액 펌프 챔버 표면(318)은 하부 여액 구심 펌프 챔버 개구(322)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 예시적인 장치에서 하부 여액 구심 펌프 챔버 개구(322)는 코어(200)의 원형 상부를 통해 연장되고 이전에 논의된 상부 개구(202)에 대응한다. 공급 튜브(184)는 하부 여액 구심 펌프 챔버 개구를 통해 연장된다. The lower filtrate pump chamber surface 318 extends radially outward from the lower filtrate centripetal pump chamber opening 322 . In the exemplary apparatus the lower filtrate centripetal pump chamber opening 322 extends through the circular top of the core 200 and corresponds to the upper opening 202 discussed previously. A feed tube 184 extends through the lower filtrate centripetal pump chamber opening.

상부 여액 구심 펌프 챔버 표면(320)은 원형 상부 여액 구심 펌프 챔버 개구(324)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 공급 튜브(184) 및 여액 배출 튜브(212)는 상부 여액 구심 펌프 챔버 개구를 통해 축 방향으로 연장된다. The upper filtrate centripetal pump chamber surface 320 extends radially outward from the circular upper filtrate centripetal pump chamber opening 324 . Feed tube 184 and filtrate outlet tube 212 extend axially through the upper filtrate centripetal pump chamber opening.

복수의 각지게 이격된 상향 연장 하부 여액 챔버 베인(326)은 하부 여액 구심 펌프 챔버 표면(318) 상에서 연장된다. 각각의 하부 여액 챔버 베인(326)은 하부 여액 구심 펌프 챔버 개구(322)로부터 시작하여 반경 방향 외측으로 연장된다. 도 28에 더 상세히 도시되어 있는 하부 여액 챔버 베인(326)은 회전축(174)으로부터 더 낮은 중심 베인 거리(V)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 예시적인 장치에서 하부 여액 챔버 베인(326)은 하부 여액 구심 펌프 챔버 표면(318) 상의 원형 리세스에서 위로 연장된다. 그러나, 이러한 구조는 예시적이며 다른 실시형태에서는 다른 구조가 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 베인의 반경 방향 길이, 베인 높이, 리세스의 깊이 및 직경은 원하는 유체 압력 특성을 달성하기 위해 변경될 수 있다. A plurality of angularly spaced upwardly extending lower filtrate chamber vanes 326 extend on the lower filtrate centripetal pump chamber surface 318 . Each lower filtrate chamber vane 326 starts from a lower filtrate centripetal pump chamber opening 322 and extends radially outward. The lower filtrate chamber vane 326 , shown in greater detail in FIG. 28 , extends radially outward from the lower central vane distance V from the axis of rotation 174 . In the exemplary apparatus, the lower filtrate chamber vane 326 extends upward in a circular recess on the lower filtrate centripetal pump chamber surface 318 . However, it should be understood that these structures are exemplary and that other structures may be used in other embodiments. For example, the radial length of the vanes, the vane height, the depth and diameter of the recesses can be varied to achieve the desired fluid pressure characteristics.

복수의 각지게 이격된 하향 연장하는 상부 여액 챔버 베인(328)은 상부 여액 구심 펌프 챔버 표면(320)으로부터 연장된다. 각각의 상부 여액 챔버 베인(328)은 상부 여액 구심 펌프 챔버 개구(324)로부터 시작하여 반경 방향 외측으로 연장된다. 상부 여액 챔버 베인은 회전축(174)으로부터 상부 여액 베인 거리로부터 반경 방향 외측으로 연장한다. 예시적인 장치에서 상부 여액 베인 거리는 실질적으로 하부 중심 베인 거리 V에 대응한다. 예시적인 장치에서, 상부 여액 챔버 베인은 도 28에 도시된 것과 같은 구성을 갖는 상부 여액 구심 펌프 챔버 표면 상의 원형 리세스에서 아래로 연장되지만, 반전된 방향이다. A plurality of angularly spaced downwardly extending upper filtrate chamber vanes 328 extend from the upper filtrate centripetal pump chamber surface 320 . Each upper filtrate chamber vane 328 starts from an upper filtrate centripetal pump chamber opening 324 and extends radially outward. The upper filtrate chamber vanes extend radially outward from the upper filtrate vane distance from the axis of rotation 174 . The upper filtrate vane distance in the exemplary apparatus substantially corresponds to the lower central vane distance V. In the exemplary apparatus, the upper filtrate chamber vanes extend downward in a circular recess on the upper filtrate centripetal pump chamber surface having a configuration as shown in FIG. 28 , but in a reversed direction.

도시된 예시적인 장치에서, 여액 구심 펌프(208)는 실질적으로 환형의 여액 구심 펌프 개구(330)를 포함한다. 실질적으로 환형의 여액 구심 펌프 개구(330)는 여액 펌프 개방 거리인 회전축(174)으로부터 반경 방향 외측으로 배치된다. 여액 구심 펌프 개구(330)가 위치되는 여액 펌프 개구 거리는 나중에 논의되는 이유로 하부 여액 베인 거리 및 상부 여액 베인 거리보다 더 큰 반경 방향 거리이다. In the exemplary arrangement shown, the filtrate centripetal pump 208 includes a substantially annular filtrate centripetal pump opening 330 . The substantially annular filtrate centripetal pump opening 330 is disposed radially outward from the axis of rotation 174 which is the filtrate pump opening distance. The filtrate pump opening distance at which the filtrate centripetal pump opening 330 is located is a greater radial distance than the lower filtrate vane distance and the upper filtrate vane distance for reasons discussed later.

1회용 구조(314)의 예시적인 장치에서 농축물 구심 펌프(216)는 농축물 펌프 챔버(332)에 위치한다. 농축물 펌프 챔버(332)는 원형 하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면(334)에 의해 하부에서 수직으로 경계를 이룬다. 농축물 펌프 챔버(332) 원형 상부 농축물 구심 펌프 챔버 표면(336)에 의해 상부 측면에서 수직으로 경계를 이룬다. In the exemplary arrangement of the disposable construction 314 , the concentrate centripetal pump 216 is located in the concentrate pump chamber 332 . The concentrate pump chamber 332 is bounded vertically at the bottom by a circular lower concentrate centripetal pump chamber surface 334 . Concentrate pump chamber 332 is bordered vertically on the upper side by a circular upper concentrate centripetal pump chamber surface 336 .

하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면(334)은 하부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(338)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 예시적인 장치에서, 하부 농축물 구심 펌프 챔버 개구는 크기가 상부 여액 구심 펌프 챔버 개구(324)에 대응하고 이와 연속적이다. 공급 튜브(184) 및 원심 배출 튜브(212)는 하부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(338)를 통해 연장된다. The lower concentrate centripetal pump chamber surface 334 extends radially outward from the lower concentrate centripetal pump chamber opening 338 . In the exemplary apparatus, the lower concentrate centripetal pump chamber opening corresponds in size to and is continuous with the upper filtrate centripetal pump chamber opening 324 . Feed tube 184 and centrifugal discharge tube 212 extend through lower concentrate centrifugal pump chamber opening 338 .

복수의 각지게 이격된 상향 연장하는 하부 농축물 챔버 베인(340)은 하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면(334) 상에서 연장된다. 하부 농축물 챔버 베인(334)은 하부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(338)로부터 시작하여 반경 방향 외측으로 연장된다. 하부 농축물 챔버 베인(334)은 회전축에서 바깥쪽으로 하부 농축물 베인 거리에서 반경 방향으로 연장된다. 예시적인 장치에서, 하부 농축물 챔버 베인(334)은 이전에 논의된 상부 및 하부 여액 챔버 베인과 유사한 하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면의 원형 리세스 부분 상에서 연장된다. 물론 이 구성은 예시적인 것임을 이해해야 한다. A plurality of angularly spaced upwardly extending lower concentrate chamber vanes 340 extend on the lower concentrate centripetal pump chamber surface 334 . The lower concentrate chamber vane 334 starts from the lower concentrate centripetal pump chamber opening 338 and extends radially outward. The lower concentrate chamber vane 334 extends radially outward from the axis of rotation at the lower concentrate vane distance. In the exemplary apparatus, a lower concentrate chamber vane 334 extends over a circular recessed portion of the lower concentrate centripetal pump chamber surface similar to the previously discussed upper and lower filtrate chamber vanes. Of course, it should be understood that this configuration is exemplary.

상부 농축물 구심 펌프 챔버 표면(336)은 상부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(342)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 공급 튜브(184), 여액 배출 튜브(212) 및 농축물 배출 튜브(220)는 상부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(342)를 통해 동축으로 연장된다. 복수의 각지며 이격된 상부 농축물 챔버 베인(344)은 표면(336)으로부터 아래로 연장된다. 상부 농축물 챔버 베인은 상부 농축물 구심 펌프 챔버 개구(342)로부터 반경 방향 외측으로 상부 농축물 베인 거리로 연장된다. 상부 농축물 챔버 베인은 상부 농축물 구심 펌프 챔버 표면의 상향 연장 원형 리세스에서 연장된다. 예시적인 장치에서, 상부 농축물 챔버 베인은 이전에 논의된 하부 농축물 챔버 베인 및 상부 및 하부 중앙 챔버 베인과 유사한 방식으로 구성된다. 물론, 이러한 접근법은 예시적인 방식이고 다른 실시형태는 다른 접근법이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. The upper concentrate centripetal pump chamber surface 336 extends radially outward from the upper concentrate centripetal pump chamber opening 342 . Feed tube 184 , filtrate drain tube 212 , and concentrate drain tube 220 extend coaxially through upper concentrate centripetal pump chamber opening 342 . A plurality of angled, spaced-apart upper concentrate chamber vanes 344 extend downward from surface 336 . The upper concentrate chamber vanes extend radially outwardly from the upper concentrate centripetal pump chamber opening 342 to the upper concentrate vane distance. The upper concentrate chamber vane extends in an upwardly extending circular recess in the surface of the upper concentrate centripetal pump chamber. In the exemplary apparatus, the upper concentrate chamber vanes are constructed in a manner similar to the previously discussed lower concentrate chamber vanes and the upper and lower central chamber vanes. Of course, it should be understood that these approaches are exemplary and that other embodiments may use other approaches.

농축물 구심 펌프(216)는 실질적으로 환형의 농축물 펌프 개구(346)를 포함한다. 농축물 펌프 개구는 농축 펌프 개방 거리만큼 회전축(174)으로부터 방사상으로 배치된다. 예시적인 장치에서 상부 및 하부 농축물 베인 거리는 농축물 펌프 개구 거리보다 작다. 물론 이 구성은 예시적인 것이며 다른 실시형태가 다른 접근법이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. The concentrate centripetal pump 216 includes a substantially annular concentrate pump opening 346 . The concentrate pump opening is disposed radially from the axis of rotation 174 by the thickening pump opening distance. The upper and lower concentrate vane distances in the exemplary apparatus are less than the concentrate pump opening distance. Of course, this configuration is exemplary and it should be understood that other embodiments may use other approaches.

예시적인 1회용 구조(314)에서 상부 및 하부 농축물 챔버 베인(344, 340) 및 상부 및 하부 여액 챔버 베인(326, 328)은 원심 펌프 챔버(330)의 환형 공기/액체 인터페이스(348) 및 농축물 펌프 챔버(332)의 공기/액체 인터페이스(350)를 안정화하고 방사상으로 위치시키도록 작동한다. 도 28에 도시된 바와 같이, 공기/액체 계면(348)은 여액 챔버 베인의 반경 방향 길이를 따라 반경 방향 중간에 위치한다. 이것은 여액 펌프 개구(330)로부터 반경 방향 내측에 있다. 반경 방향으로 연장되는 여액 챔버 베인은 반경 방향으로 배치된 원심 펌프의 위와 아래 모두의 반경 방향 위치에서 환형 공기/액체 계면(348)을 유지하는 원심 펌핑력을 제공하도록 작동한다. 예시적인 장치에서 베인은 여액 펌프의 위와 아래 모두에서 동축 원형 구성을 유지하도록 공기/액체 계면을 안정화하는 것을 더 돕는다. 추가로 예시적인 장치에서, 여액 펌프 개구(330)가 액체 중심에서 일관되게 유지되고 공기에 노출되지 않도록 회전축에 대한 인터페이스의 반경 방향 위치는 나중에 논의되는 바와 같이 제어될 수 있다.  In the exemplary disposable structure 314 , upper and lower concentrate chamber vanes 344 , 340 and upper and lower filtrate chamber vanes 326 , 328 are annular air/liquid interface 348 of centrifugal pump chamber 330 and Acts to stabilize and radially position the air/liquid interface 350 of the concentrate pump chamber 332 . 28, the air/liquid interface 348 is positioned radially midway along the radial length of the filtrate chamber vane. It is radially inward from the filtrate pump opening 330 . The radially extending filtrate chamber vanes operate to provide a centrifugal pumping force that maintains the annular air/liquid interface 348 in radial positions both above and below the radially disposed centrifugal pump. The vanes in the exemplary device further help stabilize the air/liquid interface to maintain a coaxial circular configuration both above and below the filtrate pump. In a further exemplary arrangement, the radial position of the interface relative to the axis of rotation may be controlled, as discussed later, such that the filtrate pump opening 330 remains consistently centered in the liquid and not exposed to air.

상부 농축물 챔버 베인(344) 및 하부 농축물 챔버 베인(340)은 여액 챔버 베인과 유사한 방식으로 작동한다. 농축물 챔버 베인은 농축 펌프 챔버(332)의 원형 공기/액체 계면(350)을 실질적으로 환형 농축물 펌프 개구부(346)의 안쪽에 있는 반경 방향 거리로 유지한다. 이 구성은 농축물 펌프 개구부가 농축물에 지속적으로 노출되되 공기에는 노출되지 않도록 보장한다. 도시된 실시형태에서 여액 구심 펌프와 농축물 구심 펌프는 실질적으로 동일한 크기이고, 다른 구조는 구심 펌프가 다른 크기를 가질 수 있음을 또한 이해해야 한다. 이러한 상황에서 여액 챔버 베인과 농축물 챔버 베인이 연장하는 회전축으로부터의 반경 거리는 다를 수 있다. 또한 여액 펌프 챔버와 농축물 펌프 챔버에서 공기/액체 계면의 회전축에 대한 반경 방향 위치는 다를 수 있다. 1회용 장치를 구성하는 컴포넌트와 1회용 구조를 통해 처리되는 특정 재료 간의 특정 관계에 따라 다양한 베인 구성 및 배열이 활용될 수 있다. Upper retentate chamber vane 344 and lower retentate chamber vane 340 operate in a similar manner to the filtrate chamber vane. The concentrate chamber vanes maintain the circular air/liquid interface 350 of the concentrate pump chamber 332 at a radial distance substantially inside the annular concentrate pump opening 346 . This configuration ensures that the concentrate pump opening is continuously exposed to the concentrate but not to air. It should also be understood that in the illustrated embodiment the filtrate centripetal pump and the concentrate centripetal pump are substantially the same size, and other structures allow the centripetal pump to have different sizes. In this situation, the radial distance from the axis of rotation the filtrate chamber vane and the concentrate chamber vane extend may be different. Also, the radial position of the air/liquid interface with respect to the axis of rotation in the filtrate pump chamber and the concentrate pump chamber may be different. Various vane configurations and arrangements may be utilized depending on the particular relationship between the components making up the disposable device and the particular material being processed through the disposable structure.

도 30은 다른 대안적인 1회용 구조(352)의 상부 부분을 도시한다. 1회용 구조(352)는 달리 논의되지 않는 한 1회용 구조(304)와 유사하다. 1회용 구조(352)는 농축물 배출 튜브(220)를 동축으로 둘러싸며 연장하는 공기 튜브(354)를 포함한다. 공기 튜브(354)는 1회용 구조 내부의 개구(356)와 연통한다. 개구(356)는 공기 튜브의 내부로부터 농축물 펌프 챔버(332)의 농축물 구심 펌프(216) 위로 연장된다. 이 예시적인 장치에서, 개략적으로 도시된 바와 같이 밀봉(236)은 공기와의 기밀 결합을 유지하기 위해 공기 튜브, 농축물 배출 튜브, 여액 배출 튜브 및 공급 튜브와 작동적으로 맞물린다. 인식할 수 있는 바와 같이, 공기 튜브는 1회용 구조 내의 공기 포켓 내의 공기 압력의 수준을 선택적으로 유지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 구조는 이전에 논의된 것과 같은 시스템 또는 다른 시스템과 관련하여 활용될 수 있으며, 여기서 압축 공기의 외부 공급은 처리되는 재료로부터 원심 분리기 구조의 밀봉을 격리하고 공기/액체 계면을 바람직한 위치에 유지하는 데 사용된다. 물론, 이 구조는 예시적이며 다른 실시형태에는 다른 접근법이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 30 shows an upper portion of another alternative disposable structure 352 . Disposable structure 352 is similar to disposable structure 304 unless otherwise discussed. The disposable structure 352 includes an air tube 354 extending coaxially surrounding the concentrate exhaust tube 220 . Air tube 354 communicates with opening 356 within the disposable structure. An opening 356 extends from the interior of the air tube over the concentrate centripetal pump 216 of the concentrate pump chamber 332 . In this exemplary device, as schematically shown, seal 236 operatively engages the air tube, the concentrate exhaust tube, the filtrate drain tube, and the feed tube to maintain a hermetic bond with air. As will be appreciated, an air tube may be used to selectively maintain a level of air pressure within an air pocket within the disposable structure. Such structures may be utilized in conjunction with systems such as those previously discussed or other systems, where an external supply of compressed air isolates the seal of the centrifuge structure from the material being processed and maintains the air/liquid interface in a desirable position. used to Of course, it should be understood that this structure is exemplary and that other approaches may be used in other embodiments.

도 31은 세포 현탁액을 실질적으로 세포가 없는 여액과 농축물로 연속적으로 분리하는데 사용될 수 있는 시스템(358)을 개략적으로 도시한다. 시스템(358)은 본 명세서에서 달리 언급된 것을 제외하고는 이전에 논의된 시스템(170)과 유사하다. 예시적인 장치에서 시스템(358)은 1회용 구조(352)와 유사한 1회용 구조를 사용하여 작동한다. 시스템(358)의 컨트롤러(274)는 공기/액체 계면이 각각의 여액 펌프 개구 및 농축 펌프 개구로부터의 회전축에 대해 반경 방향 내측으로 유지되는 것을 보장하기 위해, 1회용 구조 내의 공기/액체 계면의 위치를 제어하도록 동작한다. 31 schematically depicts a system 358 that can be used to sequentially separate a cell suspension into a substantially cell-free filtrate and a concentrate. System 358 is similar to system 170 previously discussed except as otherwise noted herein. In the exemplary device, system 358 operates using a disposable structure similar to disposable structure 352 . The controller 274 of the system 358 controls the position of the air/liquid interface within the disposable structure to ensure that the air/liquid interface remains radially inward with respect to the axis of rotation from each of the filtrate pump opening and the thickening pump opening. operates to control

예시적인 장치에서, 유동 배압 조절기(360)는 여액 배출 라인(262)과 유체 연결되어 있다. 예시적인 장치에서, 유동 배압 조절기(360)는 여액 배출 튜브(212)와 여액 펌프(266)의 중간에 유체식으로 있다. 예시적인 시스템(358)은 개략적으로 도면부호 362로 표시된 가압 공기 공급원을 포함한다. 가압 공기 공급원(362)은 파일럿 압력 제어 밸브(364)에 연결된다. 제어 밸브는 컨트롤러(274)와 작동 가능하게 연결되어 있다. 컨트롤러(274)로부터의 신호는 파일럿 라인(366)에서 선택적으로 가변 압력을 발생시킨다. 파일럿 라인(366)은 배압 조절기(360)와 유체 연결된다. 파일럿 라인(366) 내에서 파일럿 압력 제어 밸브(264)에 의해 적용된 압력은 여액 유액 결과적으로 유동 배압 조절기(360)에 의해 적용되는 여액 유동 배압을  제어하도록 작동한다. In the exemplary device, flow back pressure regulator 360 is in fluid communication with filtrate outlet line 262 . In the exemplary arrangement, flow back pressure regulator 360 is fluidly intermediate between filtrate outlet tube 212 and filtrate pump 266 . Exemplary system 358 includes a source of pressurized air, shown schematically at 362 . A pressurized air source 362 is connected to a pilot pressure control valve 364 . The control valve is operatively connected with the controller 274 . A signal from the controller 274 selectively generates a variable pressure in the pilot line 366 . Pilot line 366 is in fluid connection with back pressure regulator 360 . The pressure applied by the pilot pressure control valve 264 in the pilot line 366 operates to control the filtrate flow back pressure applied by the filtrate fluid and consequently flow back pressure regulator 360 .

예시적인 장치에서 압력 제어 밸브(368)는 가압 공기 공급원(362)과 유체 연통한다. 제어 밸브(368)는 또한 컨트롤러(274)와 작동 연결되어 있다. 이 예시적인 장치에서, 제어 밸브(368)는 공기 튜브(354) 및 1회용 구조(352)의 상부 부분 내의 공기 포켓에 선택적으로 정확한 압력을 가하도록 제어된다. Pressure control valve 368 in the exemplary device is in fluid communication with a pressurized air source 362 . Control valve 368 is also in operative connection with controller 274 . In this exemplary arrangement, the control valve 368 is controlled to selectively apply precise pressure to the air tube 354 and air pockets within the upper portion of the disposable structure 352 .

예시적인 장치에서, 컨트롤러(274)는 저장된 실행 가능 명령에 따라 작동하여 시스템(170)과 관련하여 이전에 논의된 것과 같은 방식으로 시스템(358)의 작동을 제어한다. 또한 예시적인 장치에서 컨트롤러(274)는 여액 배출 튜브(212)에 가해지는 배압을 배압 조절기(360)에 의해 변화시키기 위해 파일럿 압력 밸브(364)를 제어하도록 작동한다. 컨트롤러(274)는 또한 밸브(368)를 제어하기 위해 작동한다. 컨트롤러는 1회용 구조의 내부의 상부 부분에서 에어 포켓에 가해지는 압력을 유지하고 선택적으로 변화시키기 위해 작동한다. 컨트롤러는 프로그래밍에 따라 작동하여 여액 유동의 배압 및/또는 공기 포켓 압력을 변경하여 여액 펌프 개구(330) 및 농축물 펌프 개구(346)로부터 안쪽으로 향하는 회전축으로부터 방사상 거리에서 공기 포켓의 공기/액체 계면을 유지도록 여액 유동의 배압 및/또는 공기 포켓의 압력을 변화시킨다. 예시적인 실시형태에서 여액 챔버 베인 및 농축물 챔버 베인의 작용과 함께, 여액 유동 배압 및 에어 포켓 압력 모두의 이러한 압력 변화는, 안정성을 유지하고, 1회용 구조로부터 배출되는 여액 및 농축물 내에 도입되는 공기가 최소가 되도록 공기/액체 계면의 반경 방향 외측 범위를 일정하게 유지한다. 또한 여액 유동 및 배압을 선택적으로 변화시키는 능력은 세포 레벨과 그에 대응하여 배출되는 농축물에서 감지되는 광학 밀도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 컨트롤러는, 농축물 유량, 여액 배압 및 유량, 내부 에어 포켓 압력, 1회용 구조의 세포 현탁액 공급 속도 및 원심 분리 공정의 기타 다른 변수 모두를 선택적으로 변경시키고, 컨트롤러와 관련하여 적어도 하나의 데이터 저장소에 저장된 설정 한계 및/또는 범위 내에서 여액 및 농축물 특성을 유지하도록 프로그래밍에 따라 작동할 수 있다. 또한, 예시적인 장치는 분리 공정의 신뢰성 있는 제어를 유지하면서, 상이한 유형의 물질 및 상이한 유속에서의 분리를 가능하게 한다. 물론, 공기/액체 계면의 위치 제어가 시스템(170)의 특징과 관련하여 설명된다는 것을 이해해야 하지만, 이러한 제어는 다른 유형의 처리 요소를 포함하는 다른 유형의 시스템에서도 이용될 수 있다. In the exemplary arrangement, the controller 274 operates according to stored executable instructions to control the operation of the system 358 in a manner as previously discussed with respect to the system 170 . Also in the exemplary arrangement, the controller 274 operates to control the pilot pressure valve 364 to vary the back pressure applied to the filtrate drain tube 212 by the back pressure regulator 360 . Controller 274 also operates to control valve 368 . The controller operates to maintain and selectively vary the pressure applied to the air pockets in the upper portion of the interior of the disposable structure. The controller operates programmatically to change the back pressure and/or air pocket pressure of the filtrate flow to thereby change the air/liquid interface of the air pocket at a radial distance from the axis of rotation inward from the filtrate pump opening 330 and the concentrate pump opening 346 . Vary the back pressure of the filtrate flow and/or the pressure of the air pockets to maintain With the action of the filtrate chamber vanes and concentrate chamber vanes in the exemplary embodiment, these pressure changes in both filtrate flow back pressure and air pocket pressure maintain stability and are introduced into the filtrate and retentate exiting the disposable structure. Keep the radially outer extent of the air/liquid interface constant so that air is minimal. Additionally, the ability to selectively vary filtrate flow and backpressure can affect the optical density perceived at the cell level and correspondingly discharged concentrate. Accordingly, the controller selectively changes all of the retentate flow rate, filtrate back pressure and flow rate, internal air pocket pressure, the feed rate of the cell suspension in the disposable structure and other other parameters of the centrifugation process, and in association with the controller at least one data store It can operate programmatically to maintain filtrate and concentrate properties within set limits and/or ranges stored in the . The exemplary apparatus also enables separation of different types of materials and different flow rates, while maintaining reliable control of the separation process. Of course, it should be understood that control of the position of the air/liquid interface is described with respect to features of system 170, but such control may be utilized in other types of systems including other types of processing elements.

따라서, 예시적인 실시형태들의 신규한 원심 분리 시스템 및 방법은 상기 언급된 목적 중 적어도 일부를 달성하고, 종래 장치 및 시스템의 사용에서 직면하는 어려움을 제거하고, 문제를 해결하고 여기에 설명된 바람직한 결과를 달성한다. Accordingly, the novel centrifugal separation system and method of the exemplary embodiments achieve at least some of the above-mentioned objects, obviate the difficulties encountered in the use of conventional apparatus and systems, solve the problems and achieve the desirable results described herein. achieve

위의 설명에서 간결함, 명확성 및 이해를 위해 특정 용어를 사용하였지만, 이러한 용어는 설명을 위한 것이며 광범위하게 해석되도록 의도되었기 때문에 불필요한 제한을 암시해서는 안 된다. 또한, 본 명세서의 설명 및 예시는 예를 위한 것이며 본 발명이 도시되고 설명된 정확한 세부 사항으로 제한되지 않는다. Although specific terminology has been used in the above description for the sake of brevity, clarity, and understanding, such terminology is for the purpose of description and is intended to be interpreted broadly and should not suggest unnecessary limitation. Moreover, the description and illustrations herein are for the purpose of example and not to limit the invention to the precise details shown and described.

아래의 청구항에서 기능을 수행하기 위한 수단으로 설명된 모든 특징은 언급된 기능을 수행할 수 있는 것으로 출원된 당업자에게 알려진 임의의 수단을 포함하는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 표시된 구조 또는 그와 동등한 것에 한정되지 않는다. In the claims below, all features described as means for performing a function are to be construed as including any means known to one of ordinary skill in the art as applied for being capable of performing the stated function, and to the structure indicated herein or equivalent thereto. not limited

새롭고 유용한 피처들의 특징, 발견 및 원리, 이들이 구성되고, 사용되며 작동되는 방식, 및 얻어지는 이점과 유용한 결과를 설명하였으며, 새롭고 유용한 구조, 장치, 요소, 배열, 부품, 조합, 시스템, 장비, 작동 및 상호 관계가 첨부된 청구 범위에 명시되어 있다.It describes the features, discoveries and principles of new and useful features, the manner in which they are constructed, used, and operated, and the advantages and useful results obtained, and describes new and useful structures, devices, elements, arrangements, parts, combinations, systems, equipment, operations and The interrelationships are set forth in the appended claims.

Claims (21)

다회용 회전 가능한 원심 분리 볼을 포함하는 원심 분리 시스템에 사용하도록 구성된 1회용 구조로, 상기 1회용 구조는 볼 내에 분리 가능하게 위치하고, 구조의 내부 영역 내에서 세포 배양 배치 내의 세포를 세포 농축물과 세포 여액으로 분리하도록 구성된 1회용 구조를 포함하되,
작동 위치에 있는 상기 구조는,
상부 디스크 형상 부분,
상기 상부 디스크 형상 부분 아래에 위치하는 하부 부분,
상기 상부 디스크 형상 부분과 상기 하부 부분의 중간에 원통형 코어,
상기 코어를 반경 방향으로 둘러싸고 있는 분리 챔버,
외벽으로, 상부 디스크 형상 부분과 외벽은 볼 내에서 수직축 주위를 회전할 수 있고, 상기 외벽은,
상부 디스크 형상 부분과 액밀 작동 관계로 연장하고, 분리 챔 버를 둘러싸고,
상기 코어를 둘러싸며 연장하고,
      이웃하는 하부 부분보다 내부 반경이 작은 내부가 절단된 원뿔 형상으로 코어로부터 반경 방향으로 바깥으로 연장하는 외벽,
수직 방향으로 연장하는 공급 튜브,
수직 방향으로 연장하는 여액 배출 튜브,
여액 펌프 챔버;
여액 구심 펌프로, 상기 여액 구심 펌프는,
코어와 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브와 동축으로 위치하고,
여액 배출 튜브와 유체 연통하며,
여액 펌프 챔버 내에 위치하되, 여액 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하는,
여액 구심 펌프를 포함하고,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽은 공급 튜브, 여액 배출 튜브 및 여액 구심 펌프 각각에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.
A disposable structure configured for use in a centrifugal separation system comprising a multi-use rotatable centrifugal ball, wherein the disposable structure is releasably positioned within the bowl and wherein the cells in the cell culture batch within an interior region of the structure are separated from the cell concentrate and a disposable construct configured to dissociate into cell filtrate;
The structure in the operating position comprises:
upper disc-shaped part,
a lower portion located below the upper disc-shaped portion;
a cylindrical core intermediate the upper disk-shaped portion and the lower portion;
a separation chamber radially surrounding the core;
With the outer wall, the upper disc-shaped part and the outer wall can rotate about a vertical axis in the ball, the outer wall comprising:
extending in liquid-tight operating relation with the upper disc-shaped portion and surrounding the separation chamber;
extending around the core;
an outer wall extending radially outward from the core in the shape of a truncated cone with an inner radius smaller than that of a neighboring lower portion;
a supply tube extending in the vertical direction;
a filtrate drain tube extending in a vertical direction;
filtrate pump chamber;
As a filtrate centripetal pump, the filtrate centripetal pump comprises:
aligned axially with the core,
located coaxially with the supply tube,
in fluid communication with the filtrate drain tube;
located within a filtrate pump chamber, wherein the filtrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
a filtrate centripetal pump;
An apparatus, characterized in that while the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to each of the feed tube, the filtrate discharge tube and the filtrate centripetal pump.
제1항에 있어서, 여액 펌프 챔버가 상부 디스크 형상 부분 내에 있는 것을 특징으로 하는 장치.Device according to claim 1, characterized in that the filtrate pump chamber is in the upper disc-shaped part. 제1항에 있어서, 외벽이 외벽과 볼 사이로부터 공기가 배출될 수 있도록 외부가 텍스쳐된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. 2. The apparatus of claim 1, wherein the exterior wall comprises an exterior textured surface to allow air to escape from between the exterior wall and the ball. 제1항에 있어서, 하부 부분은 코어와 고정되어 작동하게 연결되어 있는 하부 디스크 형상 부분을 포함하고,
내부 영역 내의 하부 부분은 복수의 각도로(angularly) 이격되어 있으며 반경 방향으로 연장하는 가속기 베인을 포함하되, 베인들 사이로 유체 통로가 연장하고,
반경 방향으로 연장하는 가속기 베인은 하부 디스크 형상 부분으로부터 위쪽으로 또는 하부 디스크 형상 부분으로부터 아래쪽으로 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. The method of claim 1, wherein the lower portion comprises a lower disc-shaped portion in fixed operative connection with the core;
The lower portion within the interior region includes a plurality of angularly spaced radially extending accelerator vanes, wherein a fluid passageway extends between the vanes;
The device of claim 1, wherein the radially extending accelerator vanes extend upwardly from the lower disk-shaped portion or downwardly from the lower disk-shaped portion.
제1항에 있어서, 외벽은 바깥쪽으로 연장하는 돌출부들의 패턴을 포함하되, 상기 돌출부들 사이에 중간 리세스들을 구비하고,
돌출부들과 리세스들의 패턴은 외벽과 볼 사이로부터 공기가 배출될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 1 , wherein the outer wall comprises a pattern of outwardly extending protrusions, with intermediate recesses between the protrusions;
The device of claim 1, wherein the pattern of protrusions and recesses allows air to escape from between the outer wall and the ball.
제1항에 있어서, 내부 영역 내의 하부 부분은 하부 디스크 형상 부분을 포함하고,
상기 하부 디스크 형상 부분은 코어와 고정되어 작동하게 연결되어 있으며,
외벽은 강직한 볼과 하부 디스크 형상 부분의 중간으로 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. The method of claim 1, wherein the lower portion in the inner region comprises a lower disc-shaped portion,
The lower disk-shaped portion is fixedly and operatively connected to the core,
and the outer wall extends midway between the rigid ball and the lower disc-shaped portion.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 튜브로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버로, 상부 디스크 형상 부분이 농축물 펌프 챔버를 포함하는, 농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는,
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
농축물 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하는, 농축물 구심 펌프를 포함하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge tube,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
a concentrate pump chamber, wherein the upper disc-shaped portion comprises the concentrate pump chamber;
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
located within the concentrate pump chamber,
The concentrate pump chamber comprises a concentrate centripetal pump in fluid communication with the separation chamber;
A device characterized in that the upper disc-shaped part and the outer wall rotate relative to the centrifugal centrifugal pump while the ball rotates.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 펌프로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
농축물 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하는, 농축물 구심 펌프를 추가로 포함하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하며,
농축물 배출 라인의 내부와 작동 가능하게 연결되어 있고, 농축물 배출 라인은 농축물 배출 튜브와 작동 가능하게 연결되어 있는 농축물 광학 밀도 센서,
농축물 광학 밀도 센서와 작동 가능하게 연결되어 있는 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge pump,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber,
The concentrate pump chamber further comprises a concentrate centrifugal pump in fluid communication with the separation chamber;
While the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate against the centrifugal centrifugal pump,
a concentrate optical density sensor operatively connected with the interior of the concentrate discharge line, the concentrate discharge line operatively connected with the concentrate discharge tube;
and a controller operatively connected to the concentrate optical density sensor.
제1항에 있어서,
여액 배출 라인의 내부와 작동 가능하게 연결되어 있는 여액 광학 밀도 센서,
여액 광학 밀도 센서와 작동 가능하게 연결되어 있는 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1,
a filtrate optical density sensor operatively connected with the interior of the filtrate drain line;
and a controller operatively connected to the filtrate optical density sensor.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 펌프로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하는, 농축물 구심 펌프를 추가로 포함하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하며,
농축물 배출 라인의 내부와 작동 가능하게 연결되어 있는 농축물 광학 밀도 센서,
여액 배출 라인의 내부와 작동 가능하게 연결되어 있는 여액 광학 밀도 센서,
여액 광학 밀도 센서 및 농축물 광학 밀도 센서와 작동 가능하게 연결되어 있으며, 적어도 부분적으로 농축물 광학 밀도 센서 및 여액 광학 밀도 센서에 응답하여 농축물 또는 여액의 유동을 제어하게 작동하는 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge pump,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
The concentrate pump chamber further comprises a concentrate centrifugal pump in fluid communication with the separation chamber;
While the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate against the centrifugal centrifugal pump,
a concentrate optical density sensor operatively connected with the interior of the concentrate discharge line;
a filtrate optical density sensor operatively connected with the interior of the filtrate drain line;
operatively connected to the filtrate optical density sensor and the retentate optical density sensor, and further comprising a controller operative to control the flow of the retentate or filtrate in response at least in part to the retentate optical density sensor and the filtrate optical density sensor Device characterized in that.
제1항에 있어서,
여액 펌프 챔버는 수직 방향으로 하부 원형 축 방향 중심의 여액 구심 펌프 챔버 표면과 상부 축 방향 중심의 원형 여액 구심 펌프 챔버 표면에 의해 둘러싸여 있고,
상기 하부 여액 구심 펌프 챔버 표면은,
복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 하부 여액 챔버 베인들을 포함하되, 상기 하부 여액 챔버 베인들은 하부 여액 구심 펌프 챔버 개구로부터 시작하여 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는, 하부 여액 챔버 베인들을 포함하고,
상기 상부 여액 구심 펌프 챔버 표면은,
복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 상부 여액 챔버 베인들을 포함하되, 상기 상부 여액 챔버 베인들은 상부 여액 구심 펌프 챔버 개구로부터 시작하여 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는, 상부 여액 챔버 베인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1,
The filtrate pump chamber is vertically surrounded by a lower circular axially centered filtrate centrifugal pump chamber surface and an upper axially centered circular filtrate centrifugal pump chamber surface;
The lower filtrate centrifugal pump chamber surface is,
a plurality of angularly spaced, radially extending lower filtrate chamber vanes, the lower filtrate chamber vanes starting from the lower filtrate centripetal pump chamber opening and extending radially outward;
The upper filtrate centripetal pump chamber surface is,
a plurality of angularly spaced, radially extending upper filtrate chamber vanes, the upper filtrate chamber vanes including upper filtrate chamber vanes starting from an upper filtrate centripetal pump chamber opening and extending radially outward; device characterized.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 펌프로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
농축물 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하며,
농축물 구심 펌프 챔버는 수직 방향으로 하부 원형 축 방향 중심의 농축물 구심 펌프 챔버 표면과 상부 축 방향 중심의 원형 농축물 구심 펌프 챔버 표면에 의해 둘러싸여 있고,
상기 하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면은,
복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 하부 농축물 챔버 베인들을 포함하되, 상기 하부 농축물 챔버 베인들은 하부 농축물 구심 펌프 챔버 개구로부터 시작하여 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는, 하부 농축물 챔버 베인들을 포함하고,
상기 상부 농축물 구심 펌프 챔버 표면은,
복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 상부 농축물 챔버 베인들을 포함하되, 상기 상부 농축물 챔버 베인들은 상부 농축물 구심 펌프 챔버 개구로부터 시작하여 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는, 상부 농축물 챔버 베인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge pump,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber,
the concentrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
While the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate against the centrifugal centrifugal pump,
the concentrate centripetal pump chamber is vertically surrounded by a lower circular axially centered concentrate centrifugal pump chamber surface and an upper axially oriented circular concentrate centripetal pump chamber surface;
The lower concentrate centripetal pump chamber surface is,
a lower concentrate chamber vane comprising a plurality of angularly spaced, radially extending lower concentrate chamber vanes, the lower concentrate chamber vanes extending radially outward starting from the lower concentrate centripetal pump chamber opening including those,
The upper concentrate centripetal pump chamber surface is,
an upper concentrate chamber vane comprising a plurality of angularly spaced, radially extending upper concentrate chamber vanes, the upper concentrate chamber vanes extending radially outward starting from the upper concentrate centripetal pump chamber opening A device comprising:
제1항에 있어서,
실질적으로 환형의 여액 개구,
환형 여액 댐을 추가로 포함하되,
분리 챔버와 여액 챔버는 실질적으로 환형의 여액 개구를 통해 유체적으로 연결되어 있고,
상기 환형의 여액 댐은,
분리 챔버 내에서 연장하고,
실질적으로 환형의 여액 개구 아래에서 아래쪽으로 연장하며,
실질적으로 환형의 여액 개구의 반경 방향 바깥쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1,
a substantially annular filtrate opening,
further comprising an annular filtrate dam,
the separation chamber and the filtrate chamber are fluidly connected through a substantially annular filtrate opening,
The annular filtrate dam is
extending within the separation chamber;
extending downwardly below the substantially annular filtrate opening;
and located radially outward of the substantially annular filtrate opening.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 펌프로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
농축물 펌프 챔버는 실질적으로 환형의 농축물 개구를 통해 분리 챔버와 유체 연통하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하며,
환형의 농축물 댐을 추가로 포함하고,
상기 환형의 농축물 댐은,
분리 챔버 내에서 연장하고,
실질적으로 환형의 농축물 개구 아래에서 아래쪽으로 연장하며,
실질적으로 환형의 농축물 개구의 반경 방향 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge pump,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber,
the concentrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber through a substantially annular concentrate opening;
While the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate against the centrifugal centrifugal pump,
Further comprising an annular concentrate dam,
The annular concentrate dam,
extending within the separation chamber;
extending downwardly below the substantially annular concentrate opening;
and located radially inward of the substantially annular concentrate opening.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
실질적으로 환형의 여액 개구로, 분리 챔버와 여액 펌프 챔버는 실질적으로 환형의 여액 개구를 통해 유체적으로 연결되어 있는, 실질적으로 환형의 여액 개구,
수직으로 연장하는 농축물 배출 튜브로, 볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는,
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
농축물 펌프 챔버는 실질적으로 환형의 농축물 개구를 통해 분리 챔버와 유체 연통하고,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하는, 농축물 구심 펌프,
환형의 여액 댐으로,
분리 챔버 내에서 연장하고,
실질적으로 환형의 여액 개구 아래에서 아래쪽으로 연장하며,
실질적으로 환형의 여액 개구의 반경 방향 바깥쪽에 위치하는, 환형의 여액 댐,
환형의 농축물 댐으로,
분리 챔버 내에서 연장하고,
실질적으로 환형의 농축물 개구 아래에서 아래쪽으로 연장하며,
실질적으로 환형의 농축물 개구의 반경 방향 안쪽에 위치하는, 환형의 농축물 댐을 추가로 포함하되,
분리 챔버 내에서 환형의 농축물 댐과 환형의 여액 댐 사이에서 반경 방향으로, 환형의 상향 연장하는 리세스가 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
a substantially annular filtrate opening, wherein the separation chamber and the filtrate pump chamber are fluidly connected through the substantially annular filtrate opening;
a concentrate discharge tube extending vertically, wherein as the ball rotates, the upper disc-shaped portion and the outer wall rotate relative to the concentrate discharge tube;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber,
the concentrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber through a substantially annular concentrate opening;
Concentrate centripetal pump, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate relative to the centrifugal centrifugal pump while the ball rotates;
As an annular filtrate dam,
extending within the separation chamber;
extending downwardly below the substantially annular filtrate opening;
an annular filtrate dam positioned substantially radially outward of the annular filtrate opening;
As an annular concentrate dam,
extending within the separation chamber;
extending downwardly below the substantially annular concentrate opening;
further comprising an annular concentrate dam positioned substantially radially inward of the annular concentrate opening;
An annular upwardly extending recess extending radially between the annular concentrate dam and the annular filtrate dam in the separation chamber.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 환형 기밀 밀봉,
가압 공기 공급원을 추가로 포함하되,
적어도 하나의 환형 기밀 밀봉은 공급 튜브, 여액 배출 튜브 중 적어도 하나의 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는 적어도 하나의 환형 외벽과 상부 디스크 형상 부분 사이를 밀봉하는 관계로 작동하게 연장하고,
적어도 하나의 환형 밀봉은 내부 영역 내에 공기 포켓을 유지하게 작동하고,
가압 공기 공급원은 공기 포켓과 유체 연결되어 있으며,
공기 포켓 내의 공기는 처리되고 있는 세포 배양 배치로부터 적어도 하나의 밀봉을 격리시키고, 공기 포켓은 실질적으로 환형의 여액 펌프 개구의 반경 방향 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1,
at least one annular hermetic seal;
further comprising a pressurized air source;
the at least one annular hermetic seal extends operatively in sealing relationship between the upper disc-shaped portion and at least one radially outwardly extending at least one annular outer wall of at least one of the supply tube and the filtrate outlet tube;
the at least one annular seal is operative to retain a pocket of air within the interior region;
the pressurized air source is in fluid communication with the air pocket;
wherein the air in the air pocket isolates the at least one seal from the cell culture batch being processed, the air pocket being positioned radially inward of the substantially annular filtrate pump opening.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
적어도 하나의 환형 기밀 밀봉으로,
적어도 하나의 환형 기밀 밀봉은 공급 튜브, 여액 배출 튜브 중 적어도 하나의 반경 방향 바깥쪽으로 연장하는 적어도 하나의 환형 외벽과 상부 디스크 형상 부분 사이를 밀봉하는 관계로 작동하게 연장하고,
적어도 하나의 밀봉은 내부 영역 내에 공기 포켓을 유지하게 작동하고,
공기 포켓 내의 공기는 처리되고 있는 세포 배양 배치로부터 적어도 하나의 밀봉을 격리시키는, 적어도 하나의 환형 기밀 밀봉을 추가로 포함하고,
여액 배출 튜브와 유체 연동하며, 여액 유동에 배압을 선택적으로 가하도록 작동하는 유동 배압 조절기,
유동 배압 조절기와 작동 가능하게 연결되는 컨트롤러로, 실질적으로 환형의 여액 펌프 개구의 반경 방향 안쪽에 위치하는 공기 포켓을 유지하게 작동하는 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
with at least one annular hermetic seal,
the at least one annular hermetic seal extends operatively in sealing relationship between the upper disc-shaped portion and at least one radially outwardly extending at least one annular outer wall of at least one of the supply tube and the filtrate outlet tube;
the at least one seal is operative to retain a pocket of air within the interior region;
the air in the air pocket further comprises at least one annular hermetic seal isolating the at least one seal from the cell culture batch being processed;
a flow back pressure regulator in fluid communication with the filtrate outlet tube and operative to selectively apply back pressure to the filtrate flow;
and a controller operatively connected to the flow back pressure regulator, the controller operative to maintain a pocket of air positioned radially inward of the substantially annular filtrate pump opening.
제1항에 있어서, 1회용 구조는,
수직으로 연장하는 농축물 배출 튜브로,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 배출 튜 브에 대해 회전하는, 농축물 배출 튜브,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는,
코어에 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브 주위에 동심으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하고,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하며,
분리 챔버와 유체 연통하는, 농축물 구심 펌프를 추가로 포함하되,
볼이 회전하는 중에 상부 디스크 형상 부분과 외벽이 농축물 구심 펌프에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.
According to claim 1, Disposable structure,
With a vertically extending concentrate discharge tube,
Concentrate discharge tube, wherein the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to the concentrate discharge tube while the ball rotates;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
axially aligned with the core,
located concentrically around the feed tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber,
a concentrate centrifugal pump in fluid communication with the separation chamber;
A device characterized in that the upper disc-shaped part and the outer wall rotate relative to the centrifugal centrifugal pump while the ball rotates.
다회용 회전 가능한 원심 분리 볼을 포함하는 원심 분리 시스템에 사용하도록 구성된 1회용 구조로, 상기 1회용 구조는 볼 내에 분리 가능하게 위치하고, 구조의 내부 영역 내에서 세포 배양 배치 내의 세포를 세포 농축물과 세포 여액으로 분리하도록 구성된 1회용 구조를 포함하되,
상기 구조는 수직 축을 따라 연장하는 작동 위치에 있고,
상기 구조는,
상부 부분,
하부 부분,
상부 부분과 하부 부분 중간에 코어,
상기 코어를 반경 방향으로 둘러싸는 환형의 분리 챔버,
외벽으로, 상부 부분과 외벽이 수직 축을 중심으로 볼 내에서 회전할 수 있으며, 상기 외벽은,
상기 상부 부분과 액밀로 작동 가능하게 연장하고, 분리 챔버를 둘러싸고,
외벽과 원심 볼 사이로부터 공기가 배출될 수 있는 외부 텍스쳐된 표면을 포함하고,
코어를 둘러싸며 연장하는, 외벽,
공급 튜브,
여액 배출 튜브,
여액 펌프 챔버,
여액 구심 펌프로, 상기 여액 구심 펌프는,
코어와 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브와 동축으로 위치하고,
여액 배출 튜브와 유체 연통하며,
여액 펌프 챔버 내에 위치하되, 여액 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하는,
여액 구심 펌프를 포함하고,
볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽은 공급 튜브, 여액 배출 튜브 및 여액 구심 펌프 각각에 대해 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.
A disposable structure configured for use in a centrifugal separation system comprising a multi-use rotatable centrifugal ball, wherein the disposable structure is releasably positioned within the bowl and wherein the cells in the cell culture batch within an interior region of the structure are separated from the cell concentrate and a disposable construct configured to dissociate into cell filtrate;
wherein the structure is in an operative position extending along a vertical axis;
The structure is
upper part,
lower part,
the core in the middle of the upper part and the lower part,
an annular separation chamber radially surrounding the core;
an outer wall, wherein an upper portion and the outer wall can rotate in a ball about a vertical axis, the outer wall comprising:
operatively extending liquid-tightly with said upper portion and surrounding a separation chamber;
an outer textured surface through which air may escape from between the outer wall and the centrifugal ball;
an outer wall extending around the core,
supply tube,
filtrate drain tube,
filtrate pump chamber,
As a filtrate centripetal pump, the filtrate centripetal pump comprises:
aligned axially with the core,
located coaxially with the supply tube,
in fluid communication with the filtrate drain tube;
located within a filtrate pump chamber, wherein the filtrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
a filtrate centripetal pump;
An apparatus, characterized in that while the ball rotates, the upper disc-shaped part and the outer wall rotate with respect to each of the feed tube, the filtrate discharge tube and the filtrate centripetal pump.
다회용 회전 가능한 원심 분리 볼을 포함하는 원심 분리 시스템에 사용하도록 구성된 1회용 구조로, 상기 1회용 구조는 볼 내에 분리 가능하게 위치하고, 구조의 내부 영역 내에서 세포 배양 배치 내의 세포를 세포 농축물과 세포 여액으로 분리하도록 구성된 1회용 구조를 포함하되,
상기 구조는 수직 축을 따라 연장하는 작동 위치에 있고,
상기 구조는,
상부 부분,
하부 부분,
상부 부분과 하부 부분 중간에 코어,
상기 코어를 반경 방향으로 둘러싸는 환형의 분리 챔버,
외벽으로, 상부 부분과 외벽이 수직 축을 중심으로 볼 내에서 회전할 수 있으며, 상기 외벽은,
상기 상부 부분과 액밀로 작동 가능하게 연장하고, 분리 챔버를 둘러싸고,
코어를 둘러싸며 연장하는, 외벽,
공급 튜브,
여액 배출 튜브,
여액 펌프 챔버,
여액 구심 펌프로, 상기 여액 구심 펌프는,
코어와 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브와 동축으로 위치하고,
여액 배출 튜브와 유체 연통하며,
여액 펌프 챔버 내에 위치하되, 여액 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하고,
여액 구심 펌프 챔버는 수직 방향으로 하부 원형 축 방향 중심의 여액 구심 펌프 챔버 표면과 상부 축 방향 중심의 원형 여액 구심 펌프 챔버 표면에 의해 둘러싸여 있고,
상기 하부 여액 구심 펌프 챔버 표면은 복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 하부 여액 챔버 베인들을 포함하고,
상기 상부 여액 구심 펌프 챔버 표면은 복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 상부 여액 챔버 베인들을 포함하며,
회전 가능한 원심 볼이 회전하는 중에, 상부 디스크 형상 부분과 외벽은 공급 튜브, 여액 배출 튜브 및 여액 구심 펌프 각각에 대해 축을 중심으로 회전하는, 여액 구심 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A disposable structure configured for use in a centrifugal separation system comprising a multi-use rotatable centrifugal ball, wherein the disposable structure is releasably positioned within the bowl and wherein the cells in the cell culture batch within an interior region of the structure are separated from the cell concentrate and a disposable construct configured to dissociate into cell filtrate;
wherein the structure is in an operative position extending along a vertical axis;
The structure is
upper part,
lower part,
the core in the middle of the upper part and the lower part,
an annular separation chamber radially surrounding the core;
an outer wall, wherein an upper portion and the outer wall can rotate in a ball about a vertical axis, the outer wall comprising:
operatively extending liquid-tightly with said upper portion and surrounding a separation chamber;
an outer wall extending around the core,
supply tube,
filtrate drain tube,
filtrate pump chamber,
As a filtrate centripetal pump, the filtrate centripetal pump comprises:
aligned axially with the core,
located coaxial with the supply tube,
in fluid communication with the filtrate drain tube;
located within a filtrate pump chamber, wherein the filtrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
The filtrate centripetal pump chamber is vertically surrounded by a lower circular axially centered filtrate centrifugal pump chamber surface and an upper axially centered circular filtrate centrifugal pump chamber surface;
the lower filtrate centrifugal pump chamber surface comprises a plurality of angularly spaced, radially extending lower filtrate chamber vanes;
wherein the upper filtrate centripetal pump chamber surface comprises a plurality of angularly spaced, radially extending upper filtrate chamber vanes;
An apparatus comprising a filtrate centripetal pump, wherein the upper disc-shaped portion and the outer wall rotate about an axis relative to each of the feed tube, the filtrate outlet tube and the filtrate centrifugal pump while the rotatable centrifugal ball rotates.
다회용 회전 가능한 원심 분리 볼을 포함하는 원심 분리 시스템에 사용하도록 구성된 1회용 구조로, 상기 1회용 구조는 볼 내에 분리 가능하게 위치하고, 구조의 내부 영역 내에서 세포 배양 배치 내의 세포를 세포 농축물과 세포 여액으로 분리하도록 구성된 1회용 구조를 포함하되,
상기 구조는 수직 축을 따라 연장하는 작동 위치에 있고,
상기 구조는,
상부 부분,
하부 부분,
상부 부분과 하부 부분 중간에 코어,
상기 코어를 반경 방향으로 둘러싸는 환형의 분리 챔버,
외벽으로, 상부 부분과 외벽이 수직 축을 중심으로 볼 내에서 회전할 수 있으며, 상기 외벽은,
상기 상부 부분과 액밀로 작동 가능하게 연장하고, 분리 챔버를 둘러싸고,
코어를 둘러싸며 연장하는, 외벽,
공급 튜브,
여액 배출 튜브,
여액 펌프 챔버,
여액 구심 펌프로, 상기 여액 구심 펌프는,
코어와 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브와 동축으로 위치하고,
여액 배출 튜브와 유체 연통하며,
여액 펌프 챔버 내에 위치하되, 여액 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하고,
볼이 축 중심으로 회전하는 중에, 상부 부분과 외벽은 여액 구심 펌프에 대해 회전하는, 여액 구심 펌프,
농축물 펌프 챔버,
농축물 구심 펌프로, 상기 농축물 구심 펌프는,
코어와 축 방향으로 정렬되어 있고,
공급 튜브와 동축으로 위치하고,
수직 방향으로 여액 구심 펌프 위에 위치하고,
농축물 배출 튜브와 유체 연통하며,
농축물 펌프 챔버 내에 위치하되, 농축물 펌프 챔버는 분리 챔버와 유체 연통하고,
회전 가능한 원심 볼이 축 중심으로 회전하는 중에, 상부 부분과 외벽은 농축물 구심 펌프에 대해 회전하며,
농축물 구심 펌프 챔버는 수직 방향으로 하부 원형 축 방향 중심의 농축물 구심 펌프 챔버 표면과 상부 축 방향 중심의 원형 농축물 구심 펌프 챔버 표면에 의해 둘러싸여 있고,
상기 하부 농축물 구심 펌프 챔버 표면은 복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 하부 농축물 챔버 베인들을 포함하고,
상기 상부 농축물 구심 펌프 챔버 표면은 복수의 각도로 이격되고, 반경 방향으로 연장하는 상부 농축물 챔버 베인들을 포함하는, 농축물 구심 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
A disposable structure configured for use in a centrifugal separation system comprising a multi-use rotatable centrifugal ball, wherein the disposable structure is releasably positioned within the bowl and wherein the cells in the cell culture batch within an interior region of the structure are separated from the cell concentrate and a disposable construct configured to dissociate into cell filtrate;
wherein the structure is in an operative position extending along a vertical axis;
The structure is
upper part,
lower part,
the core in the middle of the upper part and the lower part,
an annular separation chamber radially surrounding the core;
an outer wall, wherein an upper portion and the outer wall can rotate in a ball about a vertical axis, the outer wall comprising:
operatively extending liquid-tightly with said upper portion and surrounding a separation chamber;
an outer wall extending around the core,
supply tube,
filtrate drain tube,
filtrate pump chamber,
As a filtrate centripetal pump, the filtrate centripetal pump comprises:
aligned axially with the core,
located coaxially with the supply tube,
in fluid communication with the filtrate drain tube;
located within a filtrate pump chamber, wherein the filtrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
Filtrate centripetal pump;
concentrate pump chamber,
A centripetal centrifugal pump, wherein the centripetal centrifugal pump comprises:
aligned axially with the core,
located coaxially with the supply tube,
located above the filtrate centripetal pump in the vertical direction,
in fluid communication with the concentrate drain tube;
located within the concentrate pump chamber, wherein the concentrate pump chamber is in fluid communication with the separation chamber;
While the rotatable centrifugal ball rotates about its axis, the upper part and the outer wall rotate against the centrifugal centrifugal pump,
the concentrate centripetal pump chamber is vertically surrounded by a lower circular axially centered concentrate centrifugal pump chamber surface and an upper axially oriented circular concentrate centripetal pump chamber surface;
wherein the lower concentrate centripetal pump chamber surface comprises a plurality of angularly spaced, radially extending lower concentrate chamber vanes;
and wherein the upper concentrate centrifugal pump chamber surface includes a plurality of angularly spaced, radially extending upper concentrate chamber vanes.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11065629B2 (en) * 2011-11-21 2021-07-20 Pneumatic Scale Corporation Centrifuge system for separating cells in suspension
US20220212207A9 (en) * 2011-11-21 2022-07-07 Pneumatic Scale Corporation Centrifuge system for separating cells in suspension
US11878312B2 (en) * 2011-11-21 2024-01-23 Pneumatic Scale Corporation Centrifuge system for separating cells in suspension
US11957998B2 (en) * 2019-06-06 2024-04-16 Pneumatic Scale Corporation Centrifuge system for separating cells in suspension
WO2022046572A1 (en) * 2020-08-22 2022-03-03 Sunil Mehta An automated centrifugation device and methods to continuously separate components from different mixtures
CN114682397B (en) * 2022-03-28 2024-03-15 浙江大学 Conical liquid-liquid axial centrifugal separator and separation monitoring device
US20230323264A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 Mirror Biologics, Inc. Artificial lymph node bioreactor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150284671A1 (en) * 2008-04-22 2015-10-08 Pneumatic Scale Corporation Single use centrifuge system for highly concentrated and/or turbid feeds

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA894304A (en) * 1972-02-29 Fujisawa Mitsumaro Embossing film with compressed air on recessed drum and applying second film
GB675648A (en) * 1950-01-19 1952-07-16 Separator Ab Improved centrifugal separator for the continuous separation and discharge of solid matter from a liquid mixture
CA1057254A (en) * 1976-05-14 1979-06-26 Baxter Travenol Laboratories Disposable centrifugal blood processing system
DE3231070A1 (en) * 1982-08-19 1984-08-23 Herwig 1000 Berlin Michel-Kim Apparatus for delivery of materials stored in hoppers
DE3771148D1 (en) * 1986-07-22 1991-08-08 Haemonetics Corp CENTRIFUGAL HOUSING OR ROTOR FOR PLASMAPHERESE.
US5318500A (en) * 1992-10-15 1994-06-07 Eli Lilly And Company Method for controlling intermittently discharged centrifuges
CH687505A5 (en) * 1993-01-29 1996-12-31 Elp Rochat Centrifugal separator for fluids.
US5637217A (en) * 1995-01-25 1997-06-10 Fleetguard, Inc. Self-driven, cone-stack type centrifuge
WO1997020634A1 (en) * 1995-12-01 1997-06-12 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for controlling and monitoring continuous feed centrifuge
JPH09192215A (en) * 1996-01-17 1997-07-29 Takaharu Nakane Centrifugal bowl
JP3313572B2 (en) * 1996-04-03 2002-08-12 ヘモネティクス・コーポレーション Blood processing centrifuge bowl
DE19715661A1 (en) * 1997-04-16 1998-10-22 Mann & Hummel Filter Centrifuge rotor
JP3817079B2 (en) * 1998-10-05 2006-08-30 テルモ株式会社 Blood component collection device
US6629919B2 (en) * 1999-06-03 2003-10-07 Haemonetics Corporation Core for blood processing apparatus
EP1688183A1 (en) * 2005-02-03 2006-08-09 Jean-Denis Rochat Method and disposable device for centrifugal separation of a physiologic liquid
US7628749B2 (en) * 2005-09-01 2009-12-08 Wagner Development Inc. Solids recovery using cross-flow microfilter and automatic piston discharge centrifuge
CN201094937Y (en) * 2007-09-18 2008-08-06 江苏牡丹离心机制造有限公司 Bag squeezing device of punching bag type centrifuge
CN102459138A (en) * 2009-06-04 2012-05-16 基因组股份公司 Process of separating components of a fermentation broth
WO2012137086A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Sorin Group Italia S.R.L. Disposable device for centrifugal blood separation
WO2015186057A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 Biosafe S.A. System for multi-processing and separation of biological fluids
DE102014118289A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-16 Gea Mechanical Equipment Gmbh separator
US9833557B2 (en) * 2014-12-19 2017-12-05 Fenwal, Inc. Systems and methods for determining free plasma hemoglobin
DE102015105988B3 (en) * 2015-04-20 2016-05-25 Hiller Gmbh Device for continuously separating flowable substances of different densities in a centrifuge
US10668207B2 (en) * 2015-07-13 2020-06-02 Haemonetics Corporation System and method for removing fat from salvaged blood
WO2017041205A1 (en) * 2015-09-07 2017-03-16 Mann+Hummel Gmbh Liner with seal for rotor of centrifugal separator
CN106238229B (en) * 2016-08-31 2018-07-24 苏州盛天力离心机制造有限公司 Filter bowl component

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150284671A1 (en) * 2008-04-22 2015-10-08 Pneumatic Scale Corporation Single use centrifuge system for highly concentrated and/or turbid feeds

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Publication number Publication date
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