NO140580B - Anordning som tillater ved trykksammensveising aa skape aseptisk forbindelse mellom beholdere - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en anordning av den i hoved-kravets innledning nevnte art.

Problemet med steril overføring av fluider foreligger

på et stort antall områder, men det mest umiddelbare behov synes å foreligge innenfor området for behandling eller håndtering av blod. Ettersom blod inneholder et flertall forskjellige hovedkom-ponenter som hver for seg har en spesiell funksjon, har anvendel-sen av alt blodet for transfusjonsformål blitt unødvendig i mange tilfelle. I stedet kan nødvendige komponenter fjernes, mens blod-balansen kan benyttes et annet sted. Således har blodkomponent-terapi i en viss grad lettet på mangelen på blod, når behovet øket raskt.

Den røde blodlegemefraksjon utgjør den mest anvendte blodkomponent. Ved omtrent 70% av alle blodoverføringer forlan-ges røde blodlegemer. Ved frysing kan røde blodlegemer lagres i mange måneder uten at kvaliteten forringes, men ingen av de nåvæ-rende metoder for behandling av frosset og opptinet blod kan ga-rantere sterilitet. Ifølge gjeldende FDA-regler må blodet anven-des innen fireogtyve timer etter at det er tinet opp. Disse regler er en følge av kontinuerlig tillempningspraksis, ifølge hvilken grensen for blod eller noen blodkomponent er satt til det tilfelle når steriliteten ikke lengre kan garanteres. Ved visse blodfraksjonstillempninger kan fireogtyve timers grensen settes til side ved anvendelse av blodsamlingsposer med en eller flere tilkoblede satelittposer. For å fjerne aseptisk plasma fra en samlepose kan f.eks. en pose med blod med en tom satelittpose som er tilsluttet førstnevnte, sentrifugeres og det øvre fluidum (plasma) kan siden presses ut i satelittposen. Det felles rør som forbinder de to poser, forsegles deretter og fjernes, idet det blir igjen en enhet med "sterilt" emballerte blodlegemer og en enhet med "steril" plasma.

Satelittposene representerer imidlertid bare en delløs-ning på sterilitetsproblemet. Samlingsposene er uhåndterlige og kostbare. Videre løser de hverken de sterile innføringsproblemer som henger sammen med vaskingen av legemene eller de sterilitets-problemer som forekommer i forbindelse med behandling av frosset blod. Det foreligger således fortsatt et behov for fjerning eller tilføring av fluidum som med sikkerhets er sterilt uten at de for-annevnte problemer, f.eks. slike med satelittposer oppstår.

Hensikten mel denne oppfinnelse er å overvinne de nevnte vanskeligheter ved å tilveiebringe en ny og forholdsvis billig anordning som tillater ved trykksammensveising å skape aseptisk forbindelse mellom beholdere for aseptisk overføring av sterilt fluidum fra en beholder som er utstyrt med anordningen til en annen beholder som er utstyrt med en likedannet anordning og som utmer-ker seg hovedsakelig ved at anordningen omfatter i det minste en slange eller et rør som tett og sterilt er forbundet med eller innrettet til å forbindes med en beholder og er lukket ved sin frie ende, hvilken slange har i det minste et forbindelsesparti innrettet til å forbindes med et tilsvarende parti av en annen tilsvarende slange, bestående av et første termoplastisk materiale som smelter og flyter ved en steriliseringstemperatur, hvor forbindelsespartiet på innersiden er forsynt med et lag (nedenfor kalt innlegg) av et annet materiale som ikke smelter og kleber ved steriliseringstemperaturen og som strekker seg over en del av slangens indre omkrets og dekker et område som er større enn den forbindelsesåpning som skal dannes når to slanger presses inntil hverandre og oppvarmes med de nevnte, ikke smeltbare innlegg vendende bort fra hverandre, for sammenpressing og fortrengning av en del av det mellom innleggene beliggende veggmateriale for dannelse av den nevnte åpning.

Ved en anordning ifølge oppfinnelsen, hvor slangen har sirkelformet tverrsnitt, kan innlegget som forbindelsespartiet på innersiden er forsynt med, være utført av varmeplastisk, deformerbart materiale. Anordningen kan også være utført slik at det benyttes en såkalt flat slange, f.eks. som er fremstilt ved sammensveising av strimler eller ark og i et slikt tilfelle er innlegget også utført flatt. Et fortrinnsvis avlangt fremspring av et materiale som ikke smelter ved steriliseringstemperaturen kan være festet mellom innlegget og slangeveggen eller på innersiden av innlegget .

Anordningen ifølge oppfinnelsen er fordelaktig ved at den muliggjør en enkel og fullstendig aseptisk forbindelse mellom to beholderes indre. Når to anordningers slanger er lagt på hverandre med innleggene vendende bort fra hverandre og presses sammen ved en temperatur som er tilstrekkelig til å bringe termoplastma-teriale til å smelte, vil det nevnte materiale flyte ut av sammen-føyningsområdet som følge av trykket. Det ikke smeltbare materiale vil imidlertid ikke flyte bort fra åsområdene. Følgen blir at de to rørs vegger i det område hvor de berører hverandre, vil smelte sammen til en felles vegg som begrenser en overføringsåp-ning mellom de to slanger og dermed beholderne. En fluidumover-føring kan deretter skje fra den ene beholder til den andre, og overføringens sterilitet bibeholdes fordi operasjonen utføres ved steriliseringstemperatur og det ikke var nødvendig å åpne noen av rørene. Etter overføringen kan det sterile overføringsområde forsegles på begge sider av sammenføyningsstedet, og de to beholdere kan deretter skilles fra hverandre ved klipping i området mellom de to forseglingssteder.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk hvordan forlengelser av to flasker anordnes for å tilveiebringe steril overføring av fluidum mellom flaskene i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2 viser i tverrsnitt forlengelsene fra de to flasker og særlig deres utførelse i overlappingsområdet, mens fig. 3 viser et tverrsnitt langs linjen 3-3 på fig. 2. Fig. 4 er et perspektivriss av en nedre klembakke som benyttes i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 5 viser i snitt og i større skala hva som skjer når de to forlengelser klemmes sammen mellom to bakker, fig. 6 viser et snitt langs linjen 6-6 på fig.

4 og illustrerer hva som skjer med forlengelsene når varme tilfø-res, og fig. 7 viser et snitt langs linjen 7-7 på fig. 4 og illustrerer også hva som skjer når området utsettes for trykk og varme. Fig. 8 viser i større skala som lengdesnitt utformingen av en forbindelse mellom de to beholderes hals forlengelser etter ut-

tagningen fra klemanordningen.

Fig. 9 illustrerer hvordan en steril forbindelsesåpning kan lages på et sted i de to beholdere. Fig. 10 viser sett oven-fra en foretrukket utførelse av det område hvor den sterile kanal skal etableres,fig. 11 et snitt langs linjen 11-11 på fig. 10, fig. 12 et snitt langs linjen 12-12 på fig. 10, og fig. 13 og 14 viser i snitt det område hvor den sterile kanal skal plasseres og illustrerer en alternativ plassering av en ås. Fig. 15 viser i snitt hvordan en indre ås kan etablere en steril passasje. Fig. 1 viser skjematisk en utførelse av et aseptisk fluidumoverføringssystem ifølge oppfinnelsen. En konvensjonell steril beholder 10 med et fluidum, f.eks. blod, er forsynt med et bøyelig, sterilt plastrør 12, som strekker seg ut av beholderens hals på den viste måte. En annen steril beholder 14 er på samme måte forsynt med en halsforlengelse 16. Disse rørformede forlengelser 12,16 er forseglet ved endene, som vist ved 12A og 16A.

De kan være utformet i ett stykke med beholderne eller fremstilt separat for senere forbindelse med beholderne.

Om så kreves kan klemmer 18 hhv. 20 benyttes for å holde forutbestemte partier av de forægtede ender av rørene 12,16 mens de overlappes mellom en klemmes 22 bakker 22A hhv. 22B. Denne klemme oppvarmes til en varmesteriliseringstemperatur og tjener først og fremst til å varmesterilisere ytterflatene på røranord-ningen, hvor en spesiell fluidumoverføring skal skje og for det annet for å danne en steril kanal mellom de to rør, slik at det sterile fluidum kan passere fra beholderen 10 til beholderen 14 og om nødvendig tilbake til beholderen 10.

Fig. 2 og 3 viser i større målestokk og som lengdesnitt de partier av rørene som overlapper hverandre mellom klemmens 22 bakker. Disse områder 12A og 16A er forseglet ved sin ene ende

som vist og er utført på samme måte. Hvert rør i området er fremstilt av et materiale som smelter og flyter og kan varmeforsegles ved eller over steriliseringstemperaturen, f.eks. slikt materiale som polyvinylklorid (PVC) eller fluorert etenpropylensampolymeri-sat (Teflon-FEP). Hver temperatur som er lik eller over smeltetemperaturen er en steriliseringstemperatur. Teflon-FEP-materialet krever en temperatur på omtrent 290°C. For PVC er tilsvarende temperatur omkring 185°C. Annet hensiktsmessig materiale ut-gjør overflateaktiverende typer av Teflon-FEP, klortrifluor-ety-lenpolymerisat (Kel-f), polyvinylidenklorpolymerisat (Såran).

Ved en del av innerveggene i hvert av de overlappende partier av tilslutningene er det festet et materiale 24A hhv.

24B ("materiale 2") av den art som ikke smelter og ikke er varmeforseglbart ved temperaturer for resten av den opphetede røranord-ning. Dette materiale kan også være et plastmateriale og et foretrukket materiale er Kapton, som er polyimid-filmmateriale og som fremstilles og forhandles av E.I. duPont de Nemours & Co. (Inc.)

i U.S.A. En utførelse av oppfinnelsen omfatter et sammensatt laminat, som består av Kapton på den ene side og Teflon-FEP på den andre side. Ettersom Teflon-FEP-flaten av laminatet er smeltbar og varmeforseglbar ved de omtalte temperaturer, forenkler det hef-tingen av Kapton på innerflatene av de av Teflon-FEP tilvirkede tilslutninger, slik at Kapton-materialet kan heftes uten noe lim. Av tegningen fremgår at Kapton-materialet ("material 2") eller det materiale som i det følgende kalles beleggmateriale, er festet på alle innerflater av veggen hvor tilsvarende ytterflater direkte oppvarmes ved hjelp av de opphetede klembakker. Flater som er i berøring med de opphetede bakker, befinner seg mellom de to flater hvor smeltning og gjennomtrengning skjer. Klemmens øvre bakke er ganske enkelt en plan plate. Fig. 4 viser i perspektiv en utførelse av klemmens nedre bakke. Denne omfatter f.eks. et fremspring i form av en opphøyd H på en plan plate, hvor H'ens steg 22C strekker seg vinkelrett på tilslutningene, når de plasseres i klemmen. Formen av den nedre plates ås er bare vist som illustrasjon og virker ikke begrensende på oppfinnelsen. Hva som kreves av den nedre bakke er, hvilket vil fremgå av det følgende, en utforming hvor det smeltbare materiale i tilslutningen smeltes over de sammenklemte partier av tilslutningen, slik at en forseglet åpning kan dannes gjennom de inntil hverandre liggende vegger i forbindelsesorganene i beleggmaterialets område. Derfor skal de H-formede åser bare for den ene bakke ansees å illustrere en utførelse av oppfinnelsen.

Klemmens bakker tilføres elektrisk strøm fra en strøm-kilde 30 for opphetningsformål og som reguleres ved hjelp av et taktreguleringsorgan 32. Etter at opphetningsstrømmen har virket tilstrekkelig lenge for smelting av "materialet 1" og bringer dette til å flyte, slår taktreguleringsorganet opphetningsstrøm-men fra og tilslutter en strøm med kjølemiddel fra en kjølemedium-kilde 34 for avkjøling av klemmens bakker. Kjølemidlet benyttes for økning av operasjonens hastighet. Om så ønskes kan. bakkene nedkjøles til en temperatur for herdning av "material 1" uten anvendelse av et kjølemiddel. Tverrstangen i klemmens nedre bakke skal heretter kalles gjennomtrengningsorganet 22C.

Om ønskelig eller nødvendig for sikring av steriliteten kan materialet i tilslutningen opphetes til en steriliseringstemperatur og holdes ved denne temperatur tilstrekkelig lenge til å sikre steriliteten. Siden kan temperaturen økes ytterligere til smeltetemperaturen. Både enkel og totrinnsopphetningsprosess kan benyttes. Fig. 5 viser i tverrsnitt hvordan rørområdene deformeres mellom klemmens bakker før varme tilføres. (Hvis rørene er flate, sammenpresses de og behøver ikke å deformeres.) Fig. 6 viser i tverrsnitt det samme område og illustrerer hva som skjer etter varmetilførselen, som øker tilslutningenes materialtemperatur til smelte- og flytetemperaturen (unntatt for beleggmaterialet 24A,24B). Av fig. 5 fremgår at de to separate tilslutninger beholder sine separate identiteter under trykkut-øvelsen. Etter utøvelse av varme og trykk flyter imidlertid det plastiske Teflon-FEP-materialet i tilslutningene bort fra trykkområdet, som på fig. 6 omfatter gjennomtrengningsorganet 22C, slik at beleggmaterialene 24A,24B føres sammen og presses sammen og presser det smeltbare materiale ut mellom seg. Derved dannes det en åpning mellom de to områder 12A,16A i trykkområdet som er sterilt og fortsatt skilt fra omgivelsene på grunn av de ikke smeltbare belegg eller foringer 24A,24B som imidlertid holdes intakt og er forbundet med de områder av rørene som ikke er bragt til å flyte. Ifølge ovennevnte er det benyttede foringsmatericle, fortrinnsvis Kapton, i virkeligheten et laminat med et Teflon-FEP-overtrekk på sin ene side. Dette overtrekk er slik at det er varmeforseglbart ved Teflon-FEP-materialet i den rørformede forbindelse eller festet ved mekanisk innleiring i PVC eller annet ter-moplastmateriale med eller uten bruk av lim.

Selv om den viste utførelse av oppfinnelsen illustrerer foringsmateriale som allerede er festet til materialet på de rør-formede forlengelser, skal ikke dette ansees å utgjøre noen begrensning av oppfinnelsen, ettersom sådan forsegling eller fastgjø-ring enten kan skje før plasseringen av tilslutningene mellom klembakkene eller etter at tilslutningene er sammenpresset mellom klembakkene og der utøves varme og trykk mot disse. Fig. 7 viser et snitt langs linjen 7-7 på fig. 4 og illustrerer tilslutningenes utseende etter utøvelse av varme og trykk. Trykket tilveiebringes her ved hjelp av de to flenser 22E, 22D på den opphøyde H på den nedre bakke. Det fremgår at tilslutningenes rørmateriale flyter bort fra trykkstedene og etterla-ter- i disse områder bløtt foringsmateriale som er festet til rør-materialet, slik at en mykgjøring eller oppbløtning til yttersiden forhindres og steriliteten i den kanal som er dannet mellom de to overføringsseksjoner og i selve overføringsområdene mellom klemmens bakker opprettholdes. Den temperatur som klemmens bakker opphetes til, velges slik at det område som er blitt forurenset under håndteringen før opphetningen, blir helt sterilt. Fig. 8 viser et snitt som svarer til snittet på fig. 5 og illustrerer hvordan tilslutningsseksjonene ser ut etter at de er fjernet fra klemmen. Det kan sees at en åpen passasje er dannet mellom de to tilslutningsseksjoner, slik at fluidum kan over-føres fra den ene flaske som inneholder det sterile fluidum, til en annen steril beholder. Foringsmaterialet 24A,24B hefter til de veggseksjoner som er igjen i de to områder og opprettholder steriliteten i kanalen mellom seksjonene. Det smeltede materiale i de to inntil hverandre beliggende vegger av tilslutningene herd-ner til en eller flere fliker 36 hhv. 38. Det turde også nevnes at tilslutningsseksjonenes 12A,16A vegger også er forbundet med hverandre til en felles vegg i de områder hvor de er blitt utsatt for varme og trykk fra klemmens bakker.

Skjønt ifølge det som er beskrevet ovenfor, et område av rørene mellom to flasker er benyttet til sammensveising,

er det å forstå at man ved å gjøre rørene tilstrekkelig lange kan utføre flere sterile fluidumoverføringer fra en flaske til en annen ved å påbegynne overføringen fra den nær-meste ende av røret fra en flaske og deretter gjøre på hverandre følgende overføringer fra på hverandre følgende områder i røret, som befinner seg nærmere flasken.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til sylindriske rør, skal det dog ikke ansees som noen begrensning av oppfinnelsen ettersom det er klart at andre tverrsnittsformer enn sylindriske, f.eks. rektangulære, kan benyttes. Selv om rørene strekker seg fra beholdernes halser, er det å forstå at halsen eller noen annen del av selve beholderne kan benyttes for tilveiebringelse av anordningen for trykksammensveising.

Dette er vist på snittet på fig. 9. To forseglede beholdere 40,42 som enten helt eller delvis kan være tilvirket av PVC, Teflon-FEP eller et annet varmeforseglbart materiale eller materialkombinasjoner eller kan være fremstilt av dette materiale inntil og i områdene 40A,42A mellom klemmens 44 bakker. Foringsmaterialet 46,48 innsettes i beholderne i området mellom og inntil klemmens bakker og dekker så meget av innervegger som kreves for å sikre at samme hvor stor åpning som velges, så er den ikke så stor at beholdernes vegger åpnes ut til det frie.

Fremgangsmåtene og de oppnådde resultater er beskrevet foran. Etter at den sterile forbindelsespassasje er tilveiebragt og fluidumoverføringen har funnet sted, kan beholderne varmeforsegles på begge sider av området av passasjen, og beholderne kan siden separeres ved gjennomskjæring av et område i avstand fra passasjen, om en sådan separering ønskes.

Fig. 10 viser en foretrukket anordning av et sterilt overføringsområde i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 11 og 12 viser snitt langs linjen 11-11 hhv. 12-12 på fig. 10. Et flatt rør benyttes ved denne utførelse. PVC-røret 50, som strekker seg fra en flaske, er festet til to flate stykker PVC 52 hhv. 54, som er limt eller varmeforseglet langs kantene for dannelse av et forseglet omslag med inngang til den sentrale åpning i omslaget bare gjennom røret 50. Før forseglingen festes et stykke Kapton 56 på innsiden av et av de flate stykker 52 til samme formål som beskrevet i forbindelse med de foregående utførelser av oppfinnelsen.

Ved denne utførelse av oppfinnelsen er det hensiktsmessig å benytte Kapton-Teflon-FEP-laminat. Da Teflon og PVC ikke er forseglbare med hverandre ved hjelp av varme eller trykk, plasseres Teflon-FEP-siden 57 av laminatet på den bort fra det flate stykke 52 vendende side. Teflon-FEP-sjiktet fungerer nå for å forhindre eventuell vedhefting på det motsatte flate stykke 54, når varme og trykk utøves på de to flate rør for tilveiebringelse av sterile overføringsåpninger.

Fig. 12 viser hva som skjer etter tørr eller våt steri-lisering av forbindelsesområdet. Laminatet krymper og forsøker å forandre formen av det sentrale hull for å gjøre dette bredere.

Grunnen til at denne flate utførelse av oppfinnelsen er å foretrekke, beror på lettheten av å fremstille denne. Man vil forstå at for å tilveiebringe en steril overføringspassasje mellom to flate rør plasseres de på hverandre med de flate stykker av PVC som bærer Kapton-Teflon-FEP-laminatet plassert på utsiden,hvorpå trykk og varme utøves på foran beskreven måte.

Når en klemme med åser på den ene bakke ikke er tilgjen-gelig, kan utførelsen ifølge fig. 13 og 14 benyttes sammen med en klemme med to flate bakker. En indre ås kan være anordnet. Denne består av en hard, sylindrisk eller rektangulær stang 60, som har en diameter eller sidebredde av størrelsesordenen 2mm og som plasseres mellom Kapton-laminatet 62 og veggen 64 i det område hvor den sterile overføringsåpning skal dannes. Alternativt kan, som vist på fig. 14, stangen være festet på ytterflaten på Kapton-laminatet. Stangen strekker seg tvers over Kapton-laminatets leng-de. Den kan være tilvirket av metall eller til og med Kapton eller noe annet materiale, som ikke smelter og som er tilstrekkelig hardt til å bringe veggene av "materiale 1" i overfø-

ringsområdet til å smelte på begge sider av samme under innvirkning av varme og trykk.

Av fig. 15 fremgår at bare en av stengene kreves til oppnåelse av de nødvendige gjennomtrengninger like som en klemme må ha åser bare på en bakke. På fig. 15 har klemmen motsatte bakker 66,68 med flate sider. Under innvirkning av varme og trykk tilveiebringer stangen 60 en gjennomtrengning ved at "materialets 1" vegger på hovedsakelig samme måte som det som skjer når en klemme med en bakke med åser benyttes. Denne gjennomtrengning er vist på fig. 15, som også viser fliker 70,72, som er utformet på begge sider av stangen som følge av veggmaterialets smelting og sammenflytning på begge sider av stangen.

Av foregående beskrivelse fremgår at en anordning for tilveiebringelse av en kanal som er steril, er tilveiebragt mellom to separate, adskilte, sterile beholdere eller mellom rør som kommer fra forskjellige sterile beholdere. Disse rør kan utgjøre en del av beholderne eller være separat tilvirkede med midler for fastgjøring av disse på beholderne på kjent måte, f.eks. ved var-mesveising eller liming.

Claims (6)

1. Anordning som tillater ved trykksammensveising å skape aseptisk forbindelse mellom beholdere for aseptisk overføring av sterilt fluidum fra en beholder som er utstyrt med anordningen til en annen beholder som er utstyrt med en likedannet anordning, karakterisert ved at anordningen omfatter i det minste en slange eller et rør som tett og sterilt er forbundet med eller innrettet til å forbindes med en beholder (10,14) og er lukket ved sin frie ende (12A,16A), hvilken slange har i det minste et forbindelsesparti innrettet til å forbindes med et tilsvarende parti av en annen tilsvarende slange, bestående av et første termoplastisk materiale som smelter og flyter ved en steriliseringstemperatur, hvor forbindelsespartiet på innersiden er forsynt med et lag (nedenfor kalt innlegg (24A,25B)) av et annet materiale som ikke smelter og kleber ved steriliseringstemperaturen og som strekker seg over en del av slangens (12,16) indre omkrets og dekker et område som er større enn dén forbindelsesåpning som skal dannes når to slanger presses inntil hverandre og oppvarmes med de nevnte, ikke smeltbare innlegg (24A,24B) vendende bort fra hverandre, for sammenpressing og fortrengning av en del av det mellom innleggene beliggende veggmateriale for dannelse av den nevnte åpning.

2. Anordning ifølge krav 1, hvor slangen har sirkelformet tverrsnitt, karakterisert ved at innlegget (24A,24B) er av varmeplastisk, deformerbart materiale.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at slangen (52,54) er flat, f.eks. fremstilt ved sammensveising av strimler eller ark og at innlegget i det vesentlige er flatt (fig. 10-15).

4. Anordning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at slangen (12,16;40A,40B;52,64) er av PVC og innlegget (24A, 24B ; 46;57;62) eller innleggene av polyimid.

5. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at et fortrinnsvis avlangt fremspring (60) av ikke ved steriliseringstemperaturen smeltbart materiale er festet mellom innlegget (62) og slangeveggen (64) eller på innersiden av innlegget (62) (fig.13-15).

6. Anordning ifølge krav 5,karakterisert ved at fremspringet (60) er av samme materiale som innlegget (62) og er utført integralt med dette.