RU2670125C1 - Одноразовый биореакторный сосуд и способ изготовления одноразового биореакторного сосуда - Google Patents

Одноразовый биореакторный сосуд и способ изготовления одноразового биореакторного сосуда Download PDF

Info

Publication number
RU2670125C1
RU2670125C1 RU2017132652A RU2017132652A RU2670125C1 RU 2670125 C1 RU2670125 C1 RU 2670125C1 RU 2017132652 A RU2017132652 A RU 2017132652A RU 2017132652 A RU2017132652 A RU 2017132652A RU 2670125 C1 RU2670125 C1 RU 2670125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
port
bioreactor
reaction chamber
wall
bioreactor vessel
Prior art date
Application number
RU2017132652A
Other languages
English (en)
Inventor
Марк С. ШУМАХЕР
Чан-Дун ФЭН
Original Assignee
Роузмаунт Аналитикал Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роузмаунт Аналитикал Инк. filed Critical Роузмаунт Аналитикал Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2670125C1 publication Critical patent/RU2670125C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
    • C12M1/08—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means with draft tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/14—Bags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/16—Apparatus for enzymology or microbiology containing, or adapted to contain, solid media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/28—Constructional details, e.g. recesses, hinges disposable or single use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M37/00—Means for sterilizing, maintaining sterile conditions or avoiding chemical or biological contamination
    • C12M37/04—Seals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/32—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of substances in solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/40—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к биотехнологической промышленности, в частности к оборудованию, используемому для создания и поддержки биологических реакций любых целей. Одноразовый биореакторный сосуд содержит стенку биореакторного мешка, имеющую внутреннюю сторону и наружную сторону, и единственное отверстие, проходящее от внутренней стороны до наружной стороны; внутренняя сторона выполнена с возможностью контакта с реакционной смесью и ее вмещения, порт, установленный в отверстии. Порт включает фланец, неподвижно присоединенный к биореакторному мешку так, чтобы поддерживалось флюидальное уплотнение по окружности фланца, и первый датчик, выполненный с возможностью распознавания параметра первого процесса и размещенный внутри порта, и второй датчик, выполненный с возможностью распознавания параметра второго процесса. Второй датчик также размещен внутри порта таким образом, что порт поддерживает первый и второй датчики внутри единственного отверстия в стенке биореакторного мешка. При этом по меньшей мере один датчик выполнен с возможностью распознавания параметра, выбранного из группы, состоящей из рН, концентрации реакционной смеси, концентрации растворенного кислорода, проводимости, температуры и давления. Способ изготовления одноразового реакционного сосуда включает образование реакционной камеры, имеющей стенку с единственным в ней отверстием; герметичное прикрепление порта к единственному отверстию реакционной камеры; и присоединение первого и второго датчиков к реакционной камере посредством порта таким образом, что каждый из первого и второго датчиков проходит через порт и через стенку и входит в контакт с реакционной смесью внутри реакционной камеры. Группа изобретений обеспечивает повышение удобства эксплуатации одноразового биореакторного сосуда при одновременном сокращении материальных затрат. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Биореакторы полезны для создания и поддержки биологических реакций для любого количества целей. Биологические реакции могут быть чувствительны к изменениям в температуре и/или давлении. Кроме того, в то время как биологическая реакция прогрессирует, сама реакция может изменять различные параметры в биореакторном сосуде, такие как содержание растворенного кислорода и/или pH. Таким образом, может быть важным контролировать много переменных биологической реакции.
[0002] Медико-биологическая промышленность движется от капиталоемкого оборудования, изготовленного из нержавеющей стали с большой инфраструктурой безразборной очистки CIP (clean-in-place), к меньшему оборудованию, которое использует полимерные мешки или контейнеры, функционирующие как биореакторы. Биореакторный мешок используется один раз и затем уничтожается. Этот технология одноразового биореактора значительно уменьшает капитальные затраты предприятия. Например, в существующем оборудовании, которое использует CIP инфраструктуру из нержавеющей стали, вплоть до 90% стоимости эксплуатационных расходов на оборудование могут быть из-за инфраструктуры безразборной очистки, включая оснащение высокотехнологичными контрольно-измерительными приборами, разработанное для выдерживания цикла очистки паром. Путем перехода к выбрасываемым после употребления, одноразовым биореакторным мешкам доля CIP в капитале может быть исключена и устройство может быть более гибким и намного меньшим, которое, в свою очередь делает возможным производство меньших партий, которые необходимы для лечения препаратами более направленного действия и других применений меньшего масштаба.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Предложен биореакторный сосуд. Биореакторный сосуд включает стенку биореакторного мешка, имеющую внутреннюю сторону и наружную сторону, и отверстие, проходящее от внутренней стороны до наружной стороны, при том внутренняя сторона выполнена с возможностью контактировать и удерживать реакционную смесь. Биореакторный сосуд также включает порт, установленный около отверстия, причем порт включает в себя фланец, неподвижно прикрепленный к биореакторному мешку так, чтобы сохранялось флюидальное уплотнение по окружности фланца. Биореакторный сосуд также включает множество датчиков, размещенных в порте.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004] Фиг.1 иллюстрирует пример уничтожаемого после использования биореакторного мешка, с которыми особенно полезны варианты осуществления настоящего изобретения.
[0005] Фиг.2A и 2B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху, соответственно, стенки одноразового биореакторного мешка и порта датчика в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0006] Фиг.3A и 3B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху стенки одноразового биореакторного мешка и порта датчика, скрепленных вместе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0007] Фиг.4A и 4B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху, соответственно, множества датчиков, прикрепленных к одноразовому биореактору посредством порта, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0008] Фиг.5 иллюстрирует показательный способ конструирования уничтожаемого после использования биореакторного мешка в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[009] Фиг.1 иллюстрирует пример уничтожаемого после использования биореакторного мешка, с которым особенно полезны варианты осуществления настоящего изобретения. Одноразовые или уничтожаемые после использования реакционные камеры известны в области техники и часто используются, например, для биологических реакций.
[0010] Использование одноразового биореактора 40 сильно повышает капитальные затраты, требующиеся для промышленного оборудования при использовании стерильных реакционных камер. Одноразовые биореакторные камеры 40 часто присоединяют к целому ряду измерительных приборов посредством нескольких портов.
[0011] Во время процесса изготовления одноразового биореактора 40 порты обычно прикрепляют к одноразовым биореакторным/смесительным мешкам для создания закрытой системы. В дополнение к обеспечению доступа к приборному оборудованию порты могут также использоваться как вход/выход мешка. Во многих случаях биореактор может содержать два датчика pH, два датчика растворенного кислорода (DO, dissolved oxygen), датчик температуры, а также кондуктометрический датчик. Каждый датчик обычно имеет свой собственный порт, который отдельно установлен на биореакторном мешке.
[0012] Сохранение целостности закрытой системы является одной из наибольших проблем процесса производства мешка одноразового биореактора. Большинство нарушений целостности вызываются процессом прикрепления портов к сосуду 40. Технологические процессы тогда должны пожертвовать целостностью или производить камеры с большей доступностью датчика. Следовательно, способы и производства, которые сводят к минимуму число портов, допуская достаточное регулирование процесса, обеспечат улучшенный, более надежный биореактор по сравнению с биореакторами с множественными портами.
[0013] В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения мешок одноразового биореактора, например, биореактора 40, как иллюстрировано на Фиг.1, предусмотрен с единственным портом 50, который выполнен с возможностью принимать через вход 52 любой из множества датчиков, и/или единственного мультисенсора, выполненного с возможностью воспринимать множество изменений процесса. Биореактор 40 с единственным портом 50, который является, как способным предоставлять все из желательных сигналов датчика с помощью оператора, так и многопортовый биореактор 10, без создания множественных портов во время производственного процесса уменьшает риск создания утечки во время производственного процесса прикрепления порта к мешку.
[0014] В одном варианте осуществления порт 50 может быть выполнен с возможностью размещать один или более мультисенсоров, выполненных с возможностью измерения любого из pH, растворенного кислорода, проводимости, температуры и/или других технологических параметров. В другом варианте осуществления порт 50 выполнен с возможностью размещать один или более датчиков для одной переменной, каждый из которых выполнен с возможностью воспринимать соответствующий технологический параметр. Варианты осуществления настоящего изобретения уменьшают число портов, прикрепленных на одноразовом биореакторе/смесителе. В результате, процесс изготовления одноразового, однопортового биореактора 40 упрощается и вероятность отказа из-за утечки сведена к минимуму.
[0015] Фиг. 2A и 2B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху, соответственно, порта 104 и стенки 100 мешка одноразового биореактора, например, биореактора 40 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Стенка 100 биореакторного мешка 40 включает в себя отверстие 102, которое в одном варианте осуществления выполнена по размеру, чтобы позволить проходить через нее утонченной части 108 и трубчатому штуцеру 110 порта 104. В одном варианте осуществления каждое из порта 104 и стенки 100 образовано из полимерного материала, что облегчает соединение, такое как термическая сварка. Порт 104 включает в себя фланец 106, который выполнен с возможностью плотно прилегать к поверхности стенки 100 так, что стенка 100 и фланец 106 могут соединяться, например, с помощью клейкого вещества или процесса термической сварки.
[0016] В одном варианте осуществления шейка 108 и трубчатый штуцер 110 проходят через отверстие 102 так, что фланец 106 контактирует с внутренней поверхностью стенки 100, например, как иллюстрировано на Фиг.3A, которая описана более подробно далее. Фланец 106 и стенка 100 мешка могут соединяться любым пригодным способом, включающим в себя в одном варианте осуществления использование клейких веществ, способных соединять фланец 106 и стенку 100 мешка, создавая уплотнение, которое сохраняет флюид в биореакторе 40. Например, водостойкое клейкое вещество использовано с биореакторными мешками 40, выполненных с возможностью осуществлять водные реакции. В другом варианте осуществления маслостойкие клейкие вещества или другие клейкие вещества использованы с биореакторными мешками 40, выполненных с возможностью размещать другие реакционные смеси.
[0017] В другом варианте осуществления фланец 106 сваривают сплавлением со стенкой 100 так, чтобы никаких межфазных слоев промежуточного материала не существовало между фланцем 106 и стенкой 100. Такое сплавление можно осуществлять, используя любые пригодные методы, такие как термическая или химическая сварка в одном варианте осуществления. Фиг. 3 A, описанная далее более подробно, показывает сплавление между фланцем 106 и стенкой 100, например, в месте 120. Сплавленное соединение создает чрезвычайно надежную механическую связь, а также высокоэффективное уплотнение, которое особенно важно, когда внутренняя часть биореактора 40 должна сохраняться стерильной. Несмотря на то, что были описаны механизмы клейкого соединения и на основе сплавления, другие подходящие механизмы соединения также предусматриваются в других вариантах осуществления.
[0018] Фиг. 2B представляет собой вид сверху порта 104, выполненного с возможностью присоединения к стенке 100 биореакторного мешка в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, где соединение завершается термической сваркой, область, которая подвергнется термической сварке, указана с позиционным обозначением 114. Термическая сварка может обеспечивать герметичное уплотнение для сенсорного блока к мешку биореактора 40.
[0019] Фиг. 3A и 3B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху, соответственно, стенки одноразового реактора и порта датчика, скрепленных вместе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как описано выше, в одном варианте осуществления стенка 100 и фланец 106 соединены с помощью клейкого вещества. В другом варианте осуществления соединение завершается термической или химической сваркой. Термическая сварка может обеспечивать дополнительные преимущества, поскольку она укрепляет отверстие 102 и стенку 100 вблизи порта 104, дополнительно снижая вероятность утечки. Однако в других вариантах осуществления предусмотрены другие подходящие механизмы соединения.
[0020] Фиг. 3A представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе порта 104, неподвижно прикрепленного к стенке 100. В одном варианте осуществления порт 104 выполнен с возможностью принимать датчик и обеспечивать контакт между принятым датчиком и смесью в биореакторном мешке 40, так чтобы датчик мог сообщать информацию о воспринимаемом технологическом параметре.
[0021] В одном варианте осуществления место соединения 120 включает в себя клейкую прослойку, выполненную с возможностью крепиться на первой стороне к стенке 100, и на второй стороне к фланцу 106. В одном варианте осуществления клейкий слой 112 может включать любое из клейкого вещества, чувствительного к давлению, термоплавкого клея или другого реакционноспособного или нереакционноспособного клеящего состава. В одном варианте осуществления клейкий слой 112 включает в себя многокомпонентное клейкое вещество, образованное путем сшивания, например, с использованием любого из акриловых полимеров, уретанов, эпоксидных смол, сложных эфиров, спиртов и т.д. В другом варианте осуществления клейкий слой 112 образуется с помощью процесса отверждения, например, с использованием радиоактивного облучения, тепла, воды или какого-либо катализатора. В некоторых вариантах осуществления клейкое вещество представляет собой натуральный клейкий материал. В некоторых вариантах осуществления клейкое вещество представляет собой синтетический клейкий материал. По меньшей мере, один вариант осуществления, клейкое вещество, а также способ применения, выбирается исходя из предусмотренного применения биореактора 40. Например, клейкое вещество может выбираться так, чтобы его компоненты были нереакционноспособными относительно любого из реагентов, растворителей или катализаторов, биореактор 40 выполнен с возможностью (их) вмещать.
[0022] В одном варианте осуществления место соединения 120 представляет часть фланца 106 и стенки 100, которые были сварены вместе, например, посредством процесса термической или химической сварки. В одном примере сварка может быть осуществлена путем нагревания фланца 106 и стенки 100 свыше их соответствующих температур плавления так, чтобы они сплавились в одну часть. В одном варианте осуществления фланец 106 и стенка 100 содержат аналогичный материал, и, следовательно, имеют близкие температуры плавления. В другом варианте осуществления фланец 106 и стенка 100 содержат разные материалы с разными температурами плавления.
[0023] Фиг. 3B представляет собой вид сверху стенки мешка одноразового биореактора и порта датчика после процесса соединения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления изготовление одноразового с одним портом биореакторного мешка, такого как биореакторного сосуда 40, заключает в себе крепление порта 104 к части стенки 100 с использованием крепежного механизма. В одном варианте осуществления крепежный механизм заключает в себе этап соединения склеиванием. В другом варианте крепежный механизм может включать в себя термическую сварку, например, вдоль зоны 114 термической сварки. В одном варианте осуществления зона 114 термической сварки полностью окружает порт 104 так, чтобы создавалось уплотнение, предотвращающее утечку реакционной смеси из биореактора 40. Порт 104 заводского изготовления включает в себя отверстие 116, выполненное с возможностью доступа непосредственно во внутреннюю часть биореакторного мешка 40 с помощью датчика, даже после того, как завершается этап соединения. По меньшей мере, в одном варианте осуществления сенсорный блок, имеющий два отдельных датчика, может быть выполнен внутри трубки, которая может быть непосредственно присоединена к трубному штуцеру 110, например, как описано более подробно относительно Фиг. 4A и 4B.
[0024] Фиг.4A и 4B представляют собой виды сбоку в поперечном разрезе и сверху, соответственно, множества датчиков, прикрепленных к одноразовому биореактору 240 посредством порта 204 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления порт 204 выполнен с возможностью вмещать множественные датчики через единственную отверстие 202 в стенке 200 мешка. Использование порта, такого как порт 204, допускает для множественных датчиков находиться во флюидальном контакте с реакционной смесью внутри биореактора 240, сводя к минимуму риск утечки во время производственного процесса.
[0025] Фиг.4A представляют собой вид сбоку в поперечном разрезе множества датчиков, расположенных в единственном порте 204 одноразового биореакторного мешка 240 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Датчики 126,128 обычно герметически закрыты внутри порта 204. В показанном примере датчики 126, 128 представляют собой датчики pH, такие как те, которые описаны в Патенте США № 8900855. Однако варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться на практике с любыми пригодными датчиками.
[0026] В одном варианте осуществления биореакторный мешок 240 включает стенку 200 мешка с отверстием 202. Отверстие 202 выполнено с возможностью вмещения порт 204. Порт 204 выполнен с возможностью вмещать любой из множества датчиков технологических параметров и предусматривать датчик с флюидальным контактом с реакционной смесью внутри биореакторного мешка 240, и потому датчик может обеспечивать воспринимаемую информацию технологического параметра.
[0027] В одном варианте осуществления порт 204 включает в себя фланец 206, который неподвижно прикреплен к стенке 200 мешка. В одном варианте осуществления неподвижное прикрепление включает клейкий слой 212, присоединенный на первой стороне к стенке 200 мешка и на второй стороне к фланцу 206. В другом варианте осуществления неподвижное прикрепление включает термическую сварку между фланцем 206 и стенкой 200 мешка таким образом, чтобы часть фланца 206 приплавилась к стенке 200 мешка. В одном варианте осуществления фланец 206 и стенка 200 мешка включает аналогичный материал, а термическая сварка включает нагревание соответствующих областей 212 термической сварки свыше их температур плавления, так что они сплавляются в один слой. В одном варианте осуществления сплавленная часть создает уплотнение 214, которое простирается вокруг всего порта 204.
[0028] Описанные здесь варианты осуществления могут таким образом предусматривать единственный порт для размещения многосенсорного измерительного устройства или множества отдельных датчиков. Например, если порт может вмещать один датчик pH и один датчик DO, то вместо производственного процесса, который включает сварку двух портов на мешке с использованием двух отдельных сварочных процессов, необходим только один сварочный процесс. Кроме того, специально предполагается, что при желании отдельные датчики могут быть активированы по отдельности. Кроме того, в одном варианте осуществления, если один из датчиков 126 или 128 не прикреплен, соответствующий вход, 226 или 228, соответственно, может быть герметизирован, закупорен или закрыт по-другому, так чтобы реакционная смесь внутри биореакторного мешка 240 была защищена от загрязнения и/или утечки из мешка 240. В одном варианте осуществления входы 226 и 228 могут включать одноходовой клапан, выполненный с возможностью вводить датчик 126 или 128 без позволения флюиду из мешка 240 контактировать с нестерильной средой снаружи мешка 240.
[0029] Датчики 126, 128 могут воспринимать одинаковый параметр, например, pH, или они могут воспринимать различные технологические параметры внутри биореактора 240. Датчики 126, 128 могут любое из: датчиков температуры, датчиков давления, датчиков растворенного кислорода, датчиков диоксида углерода, кондуктометрических датчиков, датчиков pH, колориметрических датчиков или любых других пригодных датчиков. Датчики 126 и 128 могут также быть взаимозаменяемыми, исходя из предполагаемой реакции внутри биореактора 240, а также соответственных технологических параметров для предполагаемой реакции.
[0030] Наряду с тем, что иллюстрированный вариант осуществления относительно Фиг. 4A и 4B показывает два отдельных датчика 126, 128, дополнительные датчики могут быть установлены внутри порта 204 в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего изобретения. Кроме того, там, где датчики 126, 128 одинакового типа, определенно предполагается, что каждый из двух датчиков может иметь различные рабочие характеристики или диапазон. Например, первый датчик давления может иметь диапазон 0-100 PSI (Pounds per Square Inch, фунт/кв.дюйм), хотя второй датчик давления может только иметь диапазон в пределах 5-10 PSI, но может иметь высокие точность и воспроизводимость в пределах указанного диапазона.
[0031] Фиг.5 иллюстрирует пример способа для конструирования уничтожаемого после использования биореакторного мешка и порта датчика в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления может использоваться способ 500 для создания биореакторного мешка, такого как мешок 40 или мешок 240, описанных выше относительно Фиг. 1-4.
[0032] Материал для биореакторного мешка получают в блоке 510. В одном варианте осуществления биореакторный мешок состоит из полимера, выбранного для свойств, способствующих условиям намеченной реакции. Например, биореакторный мешок, такой как мешок 240, может состоять из материала, который является инертным или нереакционноспособным с любыми растворителем, реагентами и/или катализаторами, используемыми в реакции, для которой разработан биореакторный мешок.
[0033] Биореакторный мешок формируют в блоке 520. В одном варианте осуществления биореакторный мешок включает единственную часть из полимерного материала, нагретую и выдутую в желательную форму. Однако могли также использоваться другие процессы формирования. В другом варианте осуществления биореакторный мешок формируется из многих частей полимерного материала, соединенных множеством швов. В одном варианте осуществления формирование биореакторного мешка проводится в стерильной среде так, чтобы внутренняя сторона биореактора оставалась стерильной и/или незагрязненной. В другом варианте осуществления стерилизация биореакторного мешка включает отдельный этап в рамках способа 500 и может осуществляться или до, или после того, как порт датчика закрепят в отверстии на стенке биореакторного мешка.
[0034] Отверстие создают в биореакторном мешке в блоке 530. По меньшей мере, в одном варианте осуществления биореакторный мешок, однако, формируют с уже существующим отверстием. Отверстие может быть сформирована путем удаления части стенки мешка, например, с помощью дыропробивного механизма или любого другого пригодного механизма.
[0035] Порт получают в блоке 550. В одном варианте осуществления порт включает в себя аналогичный материал, как биореакторный мешок. В другом варианте осуществления порт включает в себя не такой материал, как биореакторный мешок. В одном варианте осуществления и биореакторный мешок, и порт включают в себя пластик. В одном варианте осуществления порт предусматривает фланец, выполненный с возможностью располагаться в контакте с внутренней стороной стенки мешка. В одном варианте осуществления основная часть порта и фланец состоят из различных материалов.
[0036] Порт прикрепляют к биореакторному мешку в блоке 540. Часть порта, например, фланец 206 порта 204, устанавливают в биореакторном мешке так, чтобы она могла быть неподвижно присоединена к внутренней стенке мешка. В другом варианте осуществления порт неподвижно прикреплен к наружной стороне стенки мешка. Порт может быть неподвижно присоединен к биореакторному мешку с использованием клейкого слоя или использованием процесса термической сварки.
[0037] В одном варианте осуществления, порт неподвижно присоединен к биореакторному мешку так, чтобы любой из множества датчиков мог вставляться в отверстие порта и располагаться в контакте с реакционным флюидом. Например, в одном варианте осуществления информация датчика, относящаяся к любому из pH 542, концентрации реагента или продукта 544, растворенному кислороду 546, проводимости 548, температуры 552, или другому соответствующему технологическому параметру, может быть получена посредством порта. В одном варианте осуществления порт выполнен с возможностью принимать мультисенсор, который может обеспечивать сигналы датчиков для множества технологических параметров. В другом варианте осуществления порт выполнен с возможностью принимать многочисленные датчики, каждый из которых выполнен с возможностью принимать сигналы датчика для технологического параметра.

Claims (25)

1. Одноразовый биореакторный сосуд, включающий:
стенку биореакторного мешка, имеющую внутреннюю сторону и наружную сторону, и отверстие, проходящее от внутренней стороны до наружной стороны, при этом внутренняя сторона выполнена с возможностью контакта с реакционной смесью и ее вмещения,
порт, установленный в отверстии, причем порт включает фланец, неподвижно присоединенный к биореакторному мешку так, чтобы поддерживалось флюидальное уплотнение по окружности фланца, и первый датчик, выполненный с возможностью распознавания параметра первого процесса и размещенный внутри порта, и второй датчик, выполненный с возможностью распознавания параметра второго процесса, причем второй датчик также размещен внутри порта таким образом, что порт поддерживает первый и второй датчики внутри единственного отверстия в стенке биореакторного мешка.
2. Биореакторный сосуд по п.1, в котором порт неподвижно прикреплен к внутренней стороне стенки.
3. Биореакторный сосуд по п.1, в котором порт неподвижно прикреплен к наружной стороне стенки.
4. Биореакторный сосуд по п.2, в котором первый и второй датчики предусмотрены в многосенсорном блоке.
5. Биореакторный сосуд по п.1, в котором по меньшей мере один датчик выполнен с возможностью распознавания параметра, выбранного из группы, состоящей из:
pH, концентрации реакционной смеси, концентрации растворенного кислорода, проводимости, температуры и давления.
6. Биореакторный сосуд по п.1, в котором внутренняя сторона биореакторного сосуда является стерильной.
7. Биореакторный сосуд по п.1, причем биореакторный сосуд неподвижно присоединен и включает клейкий слой, присоединенный на одной стороне к внутренней стороне биореакторного сосуда и на второй стороне - к фланцу.
8. Биореакторный сосуд по п.1, причем биореакторный сосуд неподвижно присоединен и включает сварное соединение между фланцем и внутренней стороной биореакторного сосуда.
9. Биореакторный сосуд по п.1, в котором порт и биореакторный сосуд включают пластмассу.
10. Способ изготовления одноразового реакционного сосуда, включающий:
образование реакционной камеры, имеющей стенку с единственным в ней отверстием,
герметичное прикрепление порта к единственному отверстию реакционной камеры, и
присоединение первого и второго датчиков к реакционной камере посредством порта таким образом, что каждый из первого и второго датчиков проходит через порт и через стенку и входит в контакт с реакционной смесью внутри реакционной камеры.
11. Способ по п.10, в котором герметичное прикрепление порта к единственному отверстию включает нанесение клейкого слоя так, чтобы клейкий слой контактировал на первой стороне с портом и на второй стороне - с реакционной камерой.
12. Способ по п.10, в котором герметичное прикрепление порта к единственному отверстию включает приваривание фланца порта к реакционной камере.
13. Способ по п.10, в котором герметичное прикрепление включает присоединение порта к внутренней стороне реакционной камеры.
14. Способ по п.10, в котором герметичное прикрепление включает присоединение порта к наружной стороне реакционной камеры.
15. Способ по п.10, в котором порт и реакционная камера образованы из пластика.
16. Способ по п.10, в котором один из множества датчиков выполнен с возможностью распознавания параметра процесса, выбранного из группы, состоящей из:
pH, концентрации, концентрации растворенного кислорода, проводимости, температуры и давления.
17. Способ по п.10, в котором множество датчиков закреплены на многосенсорном блоке.
18. Способ по п.10, в котором реакционная камера представляет собой стерильную реакционную камеру.
RU2017132652A 2015-04-13 2016-03-30 Одноразовый биореакторный сосуд и способ изготовления одноразового биореакторного сосуда RU2670125C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562146460P 2015-04-13 2015-04-13
US62/146,460 2015-04-13
PCT/US2016/024869 WO2016167959A1 (en) 2015-04-13 2016-03-30 Single-use bioreactor port with multiple sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2670125C1 true RU2670125C1 (ru) 2018-10-18

Family

ID=57111290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132652A RU2670125C1 (ru) 2015-04-13 2016-03-30 Одноразовый биореакторный сосуд и способ изготовления одноразового биореакторного сосуда

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11384325B2 (ru)
EP (1) EP3283612B1 (ru)
JP (1) JP6998771B2 (ru)
CN (2) CN116200242A (ru)
AU (2) AU2016247845A1 (ru)
BR (1) BR112017021509A2 (ru)
CA (1) CA2979723A1 (ru)
RU (1) RU2670125C1 (ru)
WO (1) WO2016167959A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797021C1 (ru) * 2021-12-29 2023-05-30 Общество с ограниченной ответственностью "МИРКОД" (ООО "МИРКОД") Система асимметричного конического биореактора и способ ее использования

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10836990B2 (en) 2016-12-23 2020-11-17 Cyberoptics Corporation Sensor interface for single-use containers
US10584309B2 (en) 2017-02-06 2020-03-10 Rosemount Inc. Pressure transducer for single-use containers
EP3460037B1 (en) * 2017-09-22 2022-03-23 Sartorius Stedim Biotech GmbH A device having multiple sterile fluid paths integrated onto a disposable container
EP3514223A1 (de) * 2018-01-17 2019-07-24 Eppendorf AG Multisensor für einen bioreaktor, bioreaktor, verfahren zur herstellung eines multisensors und zur messung von parametern
DE102018108323B4 (de) 2018-04-09 2020-07-09 Schott Ag Vorrichtung zur Halterung einer bilderfassenden Einrichtung an einem Bioreaktor, Bioreaktor mit Vorrichtung zur Halterung einer bilderfassenden Einrichtung sowie Verfahren zur Vermehrung oder Kultivierung biologischen Materials
DE102018108325B4 (de) * 2018-04-09 2020-07-09 Schott Ag Sensoraufnahme für einen Bioreaktor sowie Bioreaktor mit Sensoraufnahme und Verfahren zur Vermehrung oder Kultivierung biologischen Materials
EP3781667A1 (en) * 2018-04-20 2021-02-24 Global Life Sciences Solutions USA LLC Multiport plate for a bioprocess bag
DE102018117332A1 (de) * 2018-07-18 2020-01-23 Hamilton Bonaduz Ag Vorrichtung zum Überwachen eines biologischen Prozesses in einem flüssigen Medium
DE102019110742B4 (de) * 2019-04-25 2021-06-10 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Vorrichtung zur mechanischen Stabilisierung eines Anschlusses, insbesondere eines Sensoranschlusses, an einem flexiblen Beutel
US11371902B2 (en) 2019-12-27 2022-06-28 Rosemount Inc. Process venting feature for use in sensor applications with a process fluid barrier
US11506556B2 (en) 2020-09-30 2022-11-22 Rosenmount Inc. Single-use plastic pressure sensor
DE102020133851A1 (de) 2020-12-16 2022-06-23 Endress+Hauser Flowtec Ag Prozessüberwachungsvorrichtung
CN116761878A (zh) * 2021-02-04 2023-09-15 株式会社钟化 培养装置及其利用
CN116200260B (zh) * 2023-05-06 2023-07-04 四川大学 一次性生物安全型生物反应器以及监测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070292940A1 (en) * 2004-08-16 2007-12-20 Marcel Roll Bioreactor
RU2006147234A (ru) * 2004-06-04 2008-07-20 Экселлерекс Система одноразовых биореакторов и способ
US7629167B2 (en) * 2004-06-04 2009-12-08 Xcellerex, Inc. Disposable bioreactor systems and methods
US20120244609A1 (en) * 2006-08-02 2012-09-27 Finesse Solutions, Llc. Composite sensor assemblies for single use bioreactors
WO2014204384A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-24 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Bioreactor system with a temperature sensor

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6773678B2 (en) * 2000-03-20 2004-08-10 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fur Mess Und Regeltechnik Mbh + Co. Mounting system and retractable sensor holder for analytical sensors
US6923567B2 (en) 2002-04-12 2005-08-02 Hynetics Llc Mixing tank assembly
JP4525173B2 (ja) 2003-05-21 2010-08-18 株式会社ジェイ・エム・エス 血清調製装置
EP2813281B1 (en) * 2004-01-07 2016-08-17 Pall Technology UK limited Bioprocessing vessel
US20050163667A1 (en) 2004-01-26 2005-07-28 Krause Richard J. Single-use biobags with sendors: DO, pH, CO2 and temperature
CN101036046B (zh) * 2004-08-19 2012-02-22 血细胞保存公司 荧光pH检测器系统和相关方法
DE102006001623B4 (de) 2006-01-11 2009-05-07 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Behälter und Verfahren zum Mischen von Medien
EP1818672B1 (de) 2006-02-14 2012-08-29 Mettler-Toledo AG Messvorrichtung und Verfahren für den Betrieb der Messvorrichtung
DE102006022307A1 (de) 2006-05-11 2007-11-15 Respironics Novametrix, LLC, Wallingford Einwegbioreaktor mit Sensoranordnung
US10227555B2 (en) 2006-08-02 2019-03-12 Finesse Solutions, Inc. Composite sensor assemblies for single use bioreactors
EP2167637B1 (en) * 2007-06-16 2016-08-10 Pall Technology UK Limited Bioreactor probe connection system
US8640560B2 (en) 2008-03-26 2014-02-04 Emd Millipore Corporation System and method for interfacing sensors to a sterile flow stream
EP2321052B1 (en) * 2008-08-08 2019-09-25 Broadley-James Corporation Device for exposing a sensor to a cell culture population in a bioreactor vessel
DE102009037345A1 (de) * 2009-06-16 2010-12-23 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Behälter mit einem Sensoradapter
DE102010001779A1 (de) 2010-02-10 2011-08-11 Hamilton Bonaduz Ag Kalibrierbare Sensoreinheit für Reaktionsbehälter
US9029130B2 (en) 2010-12-15 2015-05-12 Rosemount Analytical Inc. Unitary plastic conductivity sensor
US8900855B2 (en) 2010-12-17 2014-12-02 Rosemount Analytical Inc. pH sensor integration to single use bioreactor/mixer
US8828202B2 (en) * 2010-12-17 2014-09-09 Rosemount Analytical Inc. Detachable dissolved oxygen sensor for single use bioreactor/mixer
US20120240686A1 (en) 2011-03-25 2012-09-27 Blomberg Max D Pressure measuring port with thermoplastic elastomeric interface
US8307714B1 (en) * 2011-06-02 2012-11-13 Freescale Semiconductor, Inc. Dual port pressure sensor
US20130145818A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Mettler-Toledo Ag Sensor unit utilizing a clamping mechanism
US10252272B2 (en) 2013-05-24 2019-04-09 Life Technologies Corporation Systems and method for biological analysis
WO2015006751A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 President And Fellows Of Harvard College Systems and methods for cell culture device interconnection and fluidic device interconnection
EP2871669A1 (en) 2013-11-07 2015-05-13 Solvay SA Gas mixture and gas transportation vessel therefor
CN103911285B (zh) * 2014-03-08 2017-03-22 郑州威瑞生物技术有限公司 一次性生物反应器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006147234A (ru) * 2004-06-04 2008-07-20 Экселлерекс Система одноразовых биореакторов и способ
US7629167B2 (en) * 2004-06-04 2009-12-08 Xcellerex, Inc. Disposable bioreactor systems and methods
US20070292940A1 (en) * 2004-08-16 2007-12-20 Marcel Roll Bioreactor
US20120244609A1 (en) * 2006-08-02 2012-09-27 Finesse Solutions, Llc. Composite sensor assemblies for single use bioreactors
WO2014204384A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-24 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Bioreactor system with a temperature sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797021C1 (ru) * 2021-12-29 2023-05-30 Общество с ограниченной ответственностью "МИРКОД" (ООО "МИРКОД") Система асимметричного конического биореактора и способ ее использования

Also Published As

Publication number Publication date
CN116200242A (zh) 2023-06-02
AU2016247845A2 (en) 2019-03-14
AU2016102411A4 (en) 2019-05-16
CN106414348A (zh) 2017-02-15
US11384325B2 (en) 2022-07-12
BR112017021509A2 (pt) 2018-07-03
CA2979723A1 (en) 2016-10-20
JP6998771B2 (ja) 2022-01-18
US20160298068A1 (en) 2016-10-13
EP3283612B1 (en) 2021-12-29
EP3283612A4 (en) 2018-12-05
EP3283612A1 (en) 2018-02-21
AU2016247845A1 (en) 2017-09-07
JP2018511308A (ja) 2018-04-26
WO2016167959A1 (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2670125C1 (ru) Одноразовый биореакторный сосуд и способ изготовления одноразового биореакторного сосуда
US8123397B2 (en) Disposable container having sensor mounts sealed to the container and sensors in the sensor mounts for measuring at least one parameter of media in the container
JP7000434B2 (ja) 使い捨て容器用センサインターフェース
JP6395959B2 (ja) 使い捨て容器のための高分子遠隔シールシステム
KR20060105610A (ko) 유체 포트 자체 시일링 장치
JP6648033B2 (ja) 試薬保存システム及び方法
EP0783922A1 (en) Laboratory reactor apparatus for automated synthesis of peptides
JP6763027B2 (ja) 使い捨て容器のための流量測定システム
US10921204B2 (en) Compact sensor connector for single-use fluid measurement
CN110631760A (zh) 用于压力换能器的一次性可处理接口
US7858043B2 (en) Cofinger and device
US12005028B2 (en) Disposable port device for connecting a functional unit to a flexible wall of a disposable container and method of manufacturing a disposable port device
US20210315774A1 (en) Disposable port device for connecting a functional unit to a flexible wall of a disposable container and method of manufacturing a disposable port device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200331