TW202128265A

TW202128265A - 用於生物科技液體之過濾的過濾模組之用途、及用於生物科技液體之過濾的過濾模組

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Publication number: TW202128265A
Application number: TW109136131A
Authority: TW
Inventors: 亞歷山大海德; 德楊尼可李奇
Original assignee: 德商費森尤斯醫療護理德國有限責任公司; 瑞士商聯合細胞Ｅｖ股份公司
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-08-01
Also published as: US20230142123A1; CN114630704A; WO2021094185A1; KR20220091598A; EP3821972A1; JP2023502903A

Abstract

為了提供藉以使污染風險較低且同時可達成最佳流場剖面的生物科技過濾可能性，本文提出一種過濾模組100用於生物科技生產方法之用途，該過濾模組具有在過濾器外殼110中之具有一束中空纖維114的過濾器及離心泵轉子132；提出一種用於生物科技液體L之過濾的過濾模組100，該過濾模組100具有：過濾器外殼110；配置於該過濾器外殼110中的具有一束中空纖維114的過濾器；配置於該過濾器外殼110中以使得其流體連接至該等中空纖維114之內部的離心泵轉子132，其中該離心泵轉子132能夠經磁性驅動以使得其可迫使液體L穿過該等中空纖維114；用於供應待過濾之生物科技液體L的第一孔口102，該第一孔口102流體連接至該過濾器之該等中空纖維114之內部；用於移除待過濾之生物科技液體L之第二孔口104，該第二孔口104流體連接至該過濾器之該等中空纖維114之內部；及用於移除沈澱廢液之第三孔口107，該第三孔口107流體連接至該等中空纖維114之外部；且提出一種過濾裝置1100、1200、1300，其具有能夠耦接至驅動單元之過濾模組100及用於磁性驅動該過濾模組100之該離心泵轉子132的驅動單元，該驅動單元可在該過濾模組100耦接至該驅動模組時產生用於磁性驅動及磁性支撐該離心泵轉子132的動態磁場。

Description

用於生物科技液體之過濾的過濾模組之用途、及用於生物科技液體之過濾的過濾模組

本發明係關於一種過濾模組之用途及用於生物科技液體之過濾的過濾模組，且係關於一種具有此過濾模組之過濾裝置。

自先前技術已知用於生物科技液體之處理的生物科技方法，例如用於藉由切向流過濾（tangential flow filtration；TFF）方法純化或處理生物科技液體的方法。在後者中，類似於透析，使基質液體（substrate liquid）循環且藉助於泵傳送穿過中空纖維膜模組若干次。一些液體以及小分子穿過膜到達滲透側。滲透物為穿過膜之物質的給定名稱。滲透側為將原始生物科技液體傳送至中空纖維內部時中空纖維之外側。液體保留在迴路中且未穿過中空纖維膜之部分的體積因此減小。液體之此部分被稱為保留物。因此，保留物之體積之減小意謂體積減小的、待純化的、小分子經清除的生物科技材料保留在保留物之保留側上。換言之，保留物中之所要成分的濃度隨著滲透物沈澱而增大。

此類TFF方法（其在一較佳具體實例中為本發明之主題）例如自WO 2017/117585 A1已知。

此外，已知離心泵及具有離心泵之泵裝置，其具有處於泵頭內部之可旋轉組件，其中待傳送之介質由該等組件之旋轉夾帶，因此亦經設定處於旋轉中。由於旋轉運動，在旋轉參考系統中體現為離心力之向心力作用於待傳送之夾帶介質上。當待傳送之介質在旋轉軸線附近進入此離心泵內部時，其藉由因旋轉產生之離心力而被迫向外且藉此得以傳送，換言之泵送。

已知生物科技過濾方法及過濾裝置之問題在於：當設置用於過濾之流圖（flow diagram）或流路時，泵與過濾器互連，導致形成出現旋渦之死腔或死邊緣（dead space or egdes），對流場剖面（flow profile）具有負面影響且構成污染風險點。通常需要機械界面來將泵連接至過濾器。凸緣通常用於此目的。亦已知其中有直線部分另外處於離心泵轉子與過濾器之間的裝置。在此類連接中，離心泵轉子與過濾器之間存在至少兩個具有上述缺點之界面，例如凸緣。換言之，此意謂存在兩個污染物進入點，因此衛生性降低且具有更多液體死腔。

因此，本發明之一目標在於提供藉以使污染風險較低且同時可達成最佳流場剖面的生物科技過濾可能性。

此目標係藉由如請求項1之過濾模組用於生物科技生產方法之用途來達成，該過濾模組具有在過濾器外殼中之具有中空纖維束的過濾器以及離心泵轉子。

此目標亦藉由如請求項6之用於生物科技液體之過濾的過濾模組及如請求項14之過濾裝置來達成。

揭示過濾模組用於生物科技生產方法之用途，該過濾模組具有在過濾器外殼中之具有中空纖維束的過濾器以及離心泵轉子。

亦揭示用於生物科技液體之過濾的過濾模組，其具有外殼；配置於該外殼中的具有中空纖維束之過濾器；配置於該外殼中以使得其流體連接至該等中空纖維之內部的離心泵轉子，其中該離心泵轉子能夠經磁性驅動以使得其可迫使液體穿過該等中空纖維；用於供應待過濾之生物科技液體的第一孔口，該第一孔口流體連接至該過濾器之該等中空纖維之該內部；用於移除待過濾之生物科技液體之第二孔口，該第二孔口流體連接至該過濾器之該等中空纖維之該內部；及用於移除沈澱廢液之第三孔口，該第三孔口流體連接至該等中空纖維之外部。

根據本發明之一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之細胞外囊泡之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

過濾模組（其具有在過濾器外殼中之具有中空纖維束的過濾器以及離心泵轉子）用於生物科技生產方法之此用途以及用於生物科技液體之過濾的過濾模組（其具有其中配置有離心泵轉子之外殼以及配置於該外殼中之具有中空纖維束的過濾器）尤其有利地允許衛生性增強及污染性降低，因為離心泵轉子與過濾器之間不存在用於連接之機械界面。

在本發明之用途中，過濾器之纖維束之纖維較佳地相對於地球表面豎直定向，亦即平行於重力之局部力之方向定向；且離心泵轉子在該束下方同軸地配置於該束之縱向軸線上，使得在該泵之操作期間，液體向上流動。離心泵轉子及過濾器纖維之豎直配置得到之優勢在於：液體中存在之任何氣體積聚物由浮力且同時由該泵產生之液體流動向上輸送。此類氣體積聚物為不合需要的。過濾器之纖維較佳地平行於離心泵轉子之旋轉軸線而配置。在此情況下，離心泵轉子配置於過濾器下游。過濾器相對於裝置所處之平面較佳地位於離心泵轉子上方。換言之，液體對抗重力方向而自離心泵轉子泵送至過濾器。此配置尤其具有以下優勢：由流體之流動方向輔助，氣泡對抗重力而向上上升。

離心泵轉子較佳地為可由磁懸浮支撐且可經磁性驅動的葉輪轉子。在此設計中，離心泵轉子之支撐及驅動完全為磁性的。因此不存在機械承載。因此亦不存在局部熱源，儘管在離心泵轉子用軸或輪軸機械承載之情況下會由於摩擦力而存在。此設計得到減小對與離心泵轉子接觸之生物科技液體之損害的優勢。畢竟熱量會對絕大部分生物科技液體造成損害。

在根據本發明之過濾器中，該纖維束經配置以使得纖維彼此平行而延伸。纖維可具有起伏或可為直線。即使當其具有起伏時，其在宏觀上看亦大致直線延伸。過濾器之縱向軸線平行於該束中之纖維延伸。若該束對應於纖維之圓柱形配置，則縱向軸線應等同於圓柱體之旋轉軸線。根據本發明之過濾裝置之過濾器外殼因此為細長的，且其縱向方向沿此束之縱向軸線延伸。

纖維束之每一中空纖維在其內部界定一空腔。纖維內部之空腔與纖維外部之間為纖維壁。該壁較佳地為膜。膜較佳為多孔的。若過濾器由中空纖維束形成，則纖維膜形成過濾器之膜。

根據本申請案之一個態樣，關於過濾模組（其具有在過濾器外殼中的具有中空纖維束的過濾器以及離心泵轉子）用於生物科技生產方法之用途，且關於用於生物科技液體之過濾的過濾模組或過濾裝置，過濾模組之過濾器較佳地具有100-1000 kDa之排除極限或分子量截斷（MWCO）。舉例而言，此範圍中之排除極限尤其有利地允許生物科技生產方法或生物科技過濾方法。換言之，在此較佳情況下，過濾器之膜具有100-1000 kDa範圍內之排除極限。

在本申請案之上下文中，應關於生物液體及生物科技液體來理解過濾模組之用途、過濾模組及過濾裝置。生物技術應被視為生物科技之縮短形式，因此在含義上等效。由於一般未建立生物液體與生物科技液體之間的區分，因此其皆被視為具有生物成分之液體。生物技術為生物科技之縮短形式且在含義上等效。

針對過濾模組（其具有在過濾器外殼中之具有中空纖維束的過濾器以及離心泵轉子）用於生物科技生產方法之用途，及針對用於生物科技液體之過濾的過濾模組（其具有外殼、具有中空纖維束之過濾器以及配置於外殼中之離心泵轉子），在本申請案之上下文中，過濾器外殼上必需存在至少三個孔口，生物科技液體或沈澱廢液係經由該等孔口予以傳導。至少兩個孔口流體連接至過濾器之纖維束之中空纖維內部，且至少一個孔口與過濾器之纖維束之中空纖維內部流體分離，但同時流體連接至纖維束之中空纖維外部。連接至內部之至少兩個孔口經配置以使得其配置在纖維之相對端。換言之，若液體在一個方向上流動穿過纖維束，則連接至內部之一個孔口處於纖維束上游，且連接至內部之另一孔口處於纖維束下游。此為必需的，因為連接至中空纖維內部之兩個孔口用以允許液體沿著纖維流經該內部。第三孔口流體連接至纖維外部而非內部。其用以自纖維外部移除液體。在使用生物科技生產方法時，穿過纖維之液體通常被視為廢料。目標在於自生物科技液體移除此液體且藉此濃縮生物科技液體。穿過纖維之液體亦稱作滲透物。滲透物可經由配置於過濾器外殼上之第三孔口移除。此第三孔口可配置於第一端帽上、第二端帽上或中間部分上。第三孔口必須流體連接至過濾器之纖維束之纖維外部，且同時不直接及完全地流體連接至纖維束之中空纖維內部，而是替代地藉由中空纖維之壁、亦即膜與纖維束之中空纖維內部分離。

離心泵轉子較佳地為葉輪。換言之，離心泵配備有徑向泵送泵輪，且此泵輪經組態為葉輪。泵輪亦被稱作泵之傳動輪。葉輪可較佳地組態有中空中心。舉例而言，此葉輪可實質上為圓盤形且具有實質上徑向延伸之葉片，該等葉片在泵輪之旋轉運動期間夾帶待傳送之經泵送介質。換言之，第一圓盤形成其上配置有葉片之基座。換言之，葉片位於第一圓盤上。遠離第一圓盤平面之葉片末端可轉而連接至另一平行於第一圓盤配置之圓盤。因此，視情況，第二圓盤可連接葉片的與第一圓盤相對之彼等末端，換言之，其可形成閉合。第二圓盤則平行於第一圓盤，且該等葉片處於兩個圓盤之間。兩個圓盤彼此平行而配置之具體實例可如同僅具有一個圓盤之具體實例一般設想，在後一具體實例中，葉片配置於該一個圓盤上，同時葉片之遠離圓盤之末端為自由的。此圓盤之第一變化形式具有中心間隙，亦即其大致地說為環形。此圓盤之替代變化形式經組態為圓形圓盤，亦即其不具有中心間隙。

在本申請案之上下文中，具有中空中心之葉輪應理解為意謂葉片並未延伸至直至旋轉軸線之中心，而是替代地，葉輪之旋轉軸線處及/或緊接之周圍的宏觀上可察覺之區域不含葉片。然而，中空中心亦未由實心三維主體、例如實心圓柱體填充。替代地，中心為中空的，使得待泵送之液體可流動穿過中空中心。可設想，實心體恰好處於泵輪之旋轉軸線、例如輪軸或軸上。中空中心則為居中位於旋轉軸線周圍的實心體與葉片之間的區域，亦即待泵送之液體可自由流動之區域。中空中心隨後可例如實質上經組態為具有有限護套厚度之圓柱體護套。

在一較佳具體實例中，過濾模組之外殼具有帶有開口之內部支撐板，該等開口配置於離心泵轉子與過濾器束之間，以使得當離心泵轉子經設定處於旋轉中時，液體自離心泵轉子流經開口且隨後到達過濾器之纖維。

根據本申請案之一個態樣，離心泵轉子與過濾模組之纖維束同軸配置。此配置允許液體穿過離心泵轉子到達纖維束之中空纖維內部的特別對稱之流動。在此情形下，一些部分中則存在液體之同軸流動。液體在纖維束之縱向軸線上流動至離心泵轉子上，該縱向軸線與離心泵轉子之旋轉軸線重合，且在離開離心泵轉子之後，液體經偏轉使得其平行於纖維束但以相反方向流動。纖維束在宏觀層級下較佳地為大致圓柱形的。離心泵轉子藉由此對稱流動配置而液壓穩定。此使得離心泵轉子之潛在顫動減至最少。離心泵轉子之顫動可導致生物科技液體受損。因此，亦避免可能對生物科技液體造成之損害。尤其在藉由磁懸浮支撐之離心泵轉子之情況下，根據本申請案之另一態樣，亦存在以下優勢：產生較小偏心承載力矩，或偏心承載力矩不太強。因此，不太強之磁場足以驅動及支撐離心泵轉子。不太強之磁場又意謂驅動單元之交變磁場之產生器中需要較小能量及/或較小電流。

在本申請案之上下文中，關於過濾模組或具有過濾模組之過濾裝置，其中由磁懸浮支撐之離心泵轉子配置於過濾器外殼中，可規定僅在過濾模組耦接至過濾裝置以使得過濾系統之驅動單元可藉助於動態磁場驅動離心泵轉子及/或可藉由磁懸浮支撐離心泵轉子時形成功能全面之離心泵。換言之，若驅動單元與過濾模組未耦接，則未形成功能泵。離心泵轉子本身不為完整功能泵。類似地，沒有離心泵轉子的過濾裝置之驅動單元不為完整之功能泵。

生物科技生產方法可為過濾。在藉由生物科技方法過濾時，是對例如生物科技液體進行過濾、純化或調節。

在本申請案之上下文中，生物科技液體亦應理解為生物液體。因此，舉例而言，生物液體可藉由生物科技方法變為生物科技液體。因此，在本申請案之上下文中，當提及用於生物科技方法之過濾模組時，此應理解為涵蓋其中方法之起始液體為生物科技液體或生物液體的方法。類似地，在本申請案之上下文中，「用於生物科技液體之過濾的過濾模組」之表述亦應理解為意謂「用於生物液體之過濾的過濾模組」。若液體經過濾，則一些液體成分穿過過濾器。因此，未穿過過濾器之液體之成分經濃縮。取決於所需之液體成分，此方法亦對應於液體成分之純化。待過濾、濃縮、純化或調節之生物或生物科技液體為例如亦即或含有細胞上清液、諸如血清或血漿之血液組分或尿液的液體。

本申請案之一個態樣係關於一種用於生物大分子及生物微結構之過濾或濃縮的方法。生物科技液體中所存在且待純化、濃縮或過濾之生物材料為生物大分子及生物微結構。詳言之，此等材料可為以下物質中之一或多種：抗體、抗體結合物、抗體片段結合物、病毒粒子、核糖核酸（RNA）、去氧核糖核酸（DNA）、質體、疫苗、細胞外囊泡、脂質體、分泌蛋白體（secretome）、凝血因子及白蛋白。在本申請案之上下文中，細胞外囊泡為胞外體及/或小胞及/或凋亡體。在本申請案之上下文中，該用途係針對生物或生物技術液體之生物科技生產方法或過濾方法，該生物或生物技術液體係由細胞培養物之上清液獲得或為細胞培養物之上清液。

根據本發明，目標較佳地為實現待純化之物質（例如囊泡）之最高可能濃度，亦即液體之最小可能量。舉例而言，可設想將9公升之批料根據本發明降低至大約100 ml之體積，其使得待純化之物質之密度或濃度對應增大。

同樣，對於基質，亦即對於液體，可使用除細胞上清液以外的液體，例如血清或血漿。

本發明亦可設想及涵蓋本發明在治療方法（例如透析）中之用途。

在根據本發明的過濾模組用於生物科技生產方法之用途的一較佳具體實例中，該方法為過濾方法。

在根據本發明的過濾模組用於生物科技生產方法之用途的一較佳具體實例中，該方法為切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明的過濾模組用於生物科技生產方法之用途的一較佳具體實例中，該方法為用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法。

在根據本發明的過濾模組用於生物科技生產方法之用途的一較佳具體實例中，該方法為用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，離心泵轉子流體配置於過濾器之縱向軸線上的下游或上游。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，與離心泵轉子之操作相關聯的離心泵轉子之軸線處於過濾器之縱向軸線上。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，過濾器為用於血液透析之透析器。此尤其有利地使過濾器對於壓力差異更穩固。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，離心泵轉子配備有永久磁鐵，以此方式使得其可按藉由磁懸浮支撐之方式予以操作及/或驅動。藉由磁懸浮支撐尤其有利地允許省略機械承載，且因此省略所傳送液體接近之熱源。因此可避免對所傳送液體之潛在熱損害。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，外殼具有第一端帽，其界定液體L至離心泵轉子之入口流動路徑，使得液體L可垂直於過濾器之縱向軸線流入外殼且可經偏轉以使得其平行於離心泵轉子之縱向軸線流動至離心泵轉子上。

根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，外殼具有第一端帽，其界定液體L至離心泵轉子之入口流動路徑，使得液體L可垂直於過濾器之縱向軸線流入外殼且可經偏轉以使得其平行於縱向軸線流動至離心泵轉子上，且入口流動路徑經設計以使得液體流入離心泵轉子之中心。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在根據本發明之過濾模組之一較佳具體實例中，外殼具有第一端帽，其界定液體L至離心泵轉子之入口流動路徑，以使得液體可垂直於過濾器之縱向軸線流入外殼且可經偏轉以使得其平行於縱向軸線流動至離心泵轉子上，且離心泵轉子及端帽界定流動路徑，以使得當離心泵轉子旋轉時，液體可垂直於過濾器之縱向軸線離心地流出離心泵轉子且經偏轉以使得其之後平行於過濾器之縱向軸線流動並進入過濾器之纖維。在研發時，入口流動路徑可另外經設計以使得液體流入離心泵轉子之中心。根據一個態樣，此過濾模組尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在一較佳具體實例中，根據本發明之過濾裝置具有：根據本發明之過濾模組，其能夠耦接至驅動單元；以及用於磁性驅動過濾模組之離心泵轉子的驅動單元，該驅動單元可在過濾模組耦接至驅動模組時產生用於磁性驅動及磁性支撐離心泵轉子之動態磁場。在過濾裝置之操作期間，過濾模組耦接至驅動單元，且驅動單元產生藉由懸浮磁性驅動及/或磁性支撐過濾模組之離心泵轉子的動態磁場。根據一個態樣，此過濾裝置尤其可用於生物科技過濾方法，詳言之切向流過濾（TFF）方法，用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的方法，或用於生物科技液體中之生物大分子及生物微結構（詳言之細胞外囊泡）之過濾或濃縮的切向流過濾（TFF）方法。

在本發明之用途的一較佳具體實例中，根據本發明之過濾模組或根據本發明之過濾裝置係用於一種用於生物科技液體中之生物大分子及/或生物微結構之濃縮或過濾的生物科技過濾方法。生物大分子及/或生物微結構較佳為以下物質中之一或多種：抗體、抗體結合物、抗體片段結合物、病毒粒子、核糖核酸（RNA）、去氧核糖核酸（DNA）、質體、疫苗、細胞外囊泡、脂質體、分泌蛋白體、凝血因子及白蛋白。細胞外囊泡為例如胞外體及/或小胞及/或凋亡體。

此時應注意，不定冠詞未必指代要素中之確切的一者，儘管此為一種可能性，但亦可替代地表示複數個要素。類似地，使用複數亦包括以單數形式存在所討論之要素，且反之，單數亦涵蓋複數個所討論之要素。

參考圖式中所示之說明性具體實例更詳細地解釋本發明之其他細節及優勢。

圖1展示用於生物科技液體L之過濾的過濾模組100，其具有外殼110，該外殼110具有第一端帽120、第二端帽140及端帽之間的中間部分112。一束中空纖維114配置於其中，使得其隨縱向軸線自第一端帽120經外殼之中間部分112延伸至第二端帽140。第一端帽120具有離心泵轉子外殼130，其中配置離心泵轉子132，較佳地葉輪。此外，第一孔口102配置於第一端帽120處，該第一孔口102用以供應待過濾之生物科技液體且流體連接至過濾器之中空纖維114之內部。用於移除待過濾之生物科技液體L的第二孔口104配置於第二端帽140處，該孔口104同樣流體連接至過濾器之中空纖維114之內部。當正使用裝置過濾生物科技液體L時，離心泵轉子132旋轉，且其泵送生物科技液體L，該液體流經第一孔口102到達纖維束之纖維114之內部中的空腔。一些液體L穿過纖維壁到達纖維外部。穿過纖維之液體（通常被視為廢料之液體），即滲透物可經由配置於過濾器外殼110上之第三孔口107移除。此第三孔口107可配置於第一端帽120上（如107a所示）、第二端帽140上（圖中未示）或中間部分112上（例如由107b所示）。圖1展示可配置第三孔口107之兩個替代方案，但僅需要所示孔口中之一者。不能自兩個第三孔口107a、107b之描述推斷此對於本申請案為必需。確切而言，此用以示出不同可能性。此第三孔口107之重要態樣在於：其流體連接至過濾器之纖維束之纖維114之外部，且其同時藉由膜與纖維束之中空纖維之內部分離。在第二端帽140中，生物科技液體之尚未穿過纖維壁而仍保留於內部中的部分，亦即保留物可經由第二孔口104再次離開纖維束並自過濾模組移除。在生物科技過濾之過程中，生物科技液體典型地必須若干次穿過過濾模組100以便達成生物科技液體L之所要濃度。因此，在已知生物科技過濾配置中，通常形成具有泵及儲集器之迴路，使得液體可經泵送而若干次穿過過濾模組。此類迴路未展示於圖1中，但展示於圖5、圖6及圖7中。

圖2展示根據本發明之過濾模組100之說明性具體實例的第一端帽120之區域的截面視圖。在此，目標在於示出例如在第一端帽120及離心泵轉子外殼130之區域中可如何設計過濾模組100，以使得形成液體L之入口流動路徑，液體L可根據該路徑垂直於過濾器114之縱向軸線流入外殼110且可經偏轉以使得其之後無論如何可平行於該束中空纖維114之縱向軸線且因此平行於過濾模組100之縱向軸線流動至離心泵轉子132上。在此，參考符號115表示用於將纖維束之纖維114固定於外殼110中的構件。在用於血液透析之透析器之情況下，此構件可涉及所謂的鍋狀物。此外，圖2中所示之具體實例經設計以使得液體L可流入離心泵轉子132之中心。此外，圖2中所示之具體實例經設計以使得離心泵轉子132、離心泵轉子外殼130及端帽120界定液體路徑，使得液體L可垂直於過濾器之縱向軸線離心地流出離心泵轉子132且經偏轉以使得當離心泵轉子132旋轉時，其在離心泵轉子132下游及進入纖維114之前平行於過濾器114之縱向軸線流動。過濾器外殼110在第一端帽120、離心泵轉子132及離心泵轉子外殼130之區域中的整體機械組態形成一流動路徑，該流動路徑在一個部分中可描述為同軸及反向平行：在該圖式之定向中，離心泵轉子之內部或中空中心可經受自頂部向下之垂直流動，泵送之液體L在離心泵轉子132旋轉時係自離心泵轉子132徑向向外傳送，且其經偏轉使得在該圖式之定向中，其之後可向上垂直流動至過濾器之纖維束之中空纖維114。在離心泵轉子132之軸線上，離心泵轉子132之入口側上的液體圍繞離心泵轉子132之軸線向下、同軸及環形地居中流動；離心泵轉子132之出口側上的液體向上垂直流動。離心泵轉子及纖維束之中空纖維114之豎直配置得到之優勢在於：液體L中存在之氣體積聚物由浮力且同時由泵之離心泵轉子132產生之液體流動向上輸送。離心泵轉子132及纖維束之上文所描述的同軸配置允許液體L穿過離心泵轉子132到達纖維束之中空纖維114之內部的特別對稱之流動。如將自圖2所見，在此情形下，一些部分中存在液體之反向平行同軸流動。液體在纖維束之縱向軸線上流動至離心泵轉子上，該縱向軸線與離心泵轉子之旋轉軸線重合，且在離開離心泵轉子之後，液體經偏轉使得其平行於纖維束但以相反方向流動。纖維束在宏觀層級下較佳地為大致圓柱形的。離心泵轉子藉由此對稱流動配置而液壓穩定。此使得離心泵轉子之潛在顫動減至最少。離心泵轉子之顫動可導致生物科技液體受損。因此，亦避免可能對生物科技液體造成之損害。尤其在藉由磁懸浮支撐之離心泵轉子之情況下，亦存在以下優勢：產生較小偏心承載力矩，或偏心承載力矩不太強。因此，不太強之磁場足以驅動及支撐離心泵轉子。不太強之磁場又意謂驅動單元之交變磁場之產生器中需要較小能量及/或較小電流。為了改良離心泵轉子132之實質上環狀流出區域128中的流動傳導，視情況存在之內部支撐板121可提供於第一端帽120中。視情況存在之密封件170可提供於中空纖維114之纖維束與第一端帽120之壁或視情況存在之鍋狀物115之間。

圖3展示與圖2相同之配置，但以透視圖展示。在此，開口123可另外見於第一端帽120中的視情況存在之內部支撐板121，該等開口123配置於離心泵轉子132與過濾器束114之間，使得當離心泵轉子132經設定處於旋轉中時，液體L自離心泵轉子132流經開口123，隨後到達過濾器之纖維114。箭頭指示當離心泵轉子旋轉時生物科技液體L之流動。舉例而言，離心泵轉子132經受流動，使得液體經由圓盤133中之中心開口134供應至離心泵轉子132在其旋轉軸線上之中心空腔中。

圖4展示根據本發明之離心泵轉子之說明性具體實例。此具體實例採用具有中空中心之葉輪轉子之形式。該圖式示出例如離心泵轉子之葉片135可如何例如呈螺旋形彎曲。葉片配置於兩個圓盤之間，其中圖式中之下圓盤鄰接配置於離心泵轉子中之永久磁鐵136，且上圓盤133具有中心開口134，待泵送之液體可經由該中心開口134流入離心泵轉子132之中空中心中。

圖5示意性地展示根據本發明之過濾裝置1100之具體實例的流圖。除過濾模組100以外，存在例如徑流300及用於液體L之儲集器200。過濾配置1100設置為用於待過濾或純化之生物科技液體L的迴路。此圖式展示形成為迴路之生物科技過濾配置1100，該迴路具有帶有離心泵轉子132之泵且具有用於在迴路中循環之生物科技液體L的儲集器，其中待過濾之液體L可經泵送若干次穿過過濾模組100。點線指示離心泵轉子及具有一束中空纖維114之過濾器配置於共同過濾器外殼110中。該圖式未展示驅動單元，過濾模組100能夠耦接至該驅動單元，且該驅動單元可產生藉由懸浮磁性驅動及/或磁性支撐離心泵轉子132的動態磁場，因為離心泵轉子132具有永久磁鐵。

圖6示意性地展示根據本發明之過濾裝置1200之一特定具體實例之流圖。在此，過濾模組100之過濾器經建構類似於用於血液透析之已知透析器。相較於生物科技過濾裝置中常用之過濾器種類，透析器尤其有利地具有對於壓力差更穩定之纖維配置：纖維114具有相對於外部直徑更小之纖維內部直徑。此纖維配置提供增大的中空纖維膜穩定性。另外，透析器之纖維114典型地較短，其亦使得穩定性增大。為了在過濾產率方面彌補較短纖維114及較厚膜壁，透析器具有較大數目之纖維114。經由將透析器用作過濾模組100中之過濾器，且根據增加的關於纖維114內部/外部之壓力差之穩定性，額外泵400可經配置以使得其連接至用於移除沈澱廢液之孔口107，該孔口107流體連接至中空纖維114之外部。泵送方向經選擇，以使得自纖維114之外部抽吸滲透物。若在已知過濾裝置中操作額外泵400，則此配置將導致膜受損。尤其有利的是，在用於滲透物移除之孔口107處配置此額外泵400具有以下效應：與沒有額外泵400之情況相比，其允許在待濃縮之生物科技液體L之穿過次數較少之情況下達成限定濃度。一方面，達至限定濃度所需的時間因此而尤其有利地減少。另一方面，特定優勢在於生物科技液體L穿過過濾器之次數較少，且因此經歷較少損害。生物科技液體越頻繁地穿過過濾器，潛在損害越大。此配置之另一優勢在於額外泵400不引起對要濃縮之生物科技液體L之任何額外損害：額外泵400僅與滲透物接觸，該滲透物為廢料。

圖7展示圖6之過濾裝置1300之流圖，該過濾裝置1300另外具有視情況存在之止回閥500，該止回閥500配置於額外泵400下游用於移除滲透物之孔口107處。止回閥500位於額外泵400與徑流300之間的滲透物路線上。藉助於此視情況存在之額外止回閥500，可尤其有利地在與額外泵400相互作用時調整過濾器之膜處的壓力比。為此，使用止回閥500，其在經受來自額外泵400之適當選擇之最小壓力時打開。

無

下文參考圖式描述裝置及方法，其中： [圖1]展示根據本發明的用於生物科技液體之過濾之過濾模組（在第一具體實例中）的示意圖， [圖2]展示根據本發明之過濾模組之說明性具體實例的第一端帽之區域的截面視圖， [圖3]展示與圖2相同之配置，但以透視圖展示，其中可另外在第一端帽中看見具有開口的視情況存在之內部支撐板， [圖4]展示根據本發明之離心泵轉子之說明性具體實例， [圖5]展示根據本發明之過濾裝置之說明性具體實例在用於根據本發明的過濾模組用於生物科技生產方法之用途中時的流圖，該過濾模組具有在過濾器外殼中的具有中空纖維束之過濾器以及離心泵轉子， [圖6]展示根據本發明之過濾裝置之特定具體實例之流圖，其中過濾模組之過濾器經建構類似於用於血液透析之已知透析器，其中過濾裝置具有在滲透物孔口下游的額外泵， [圖7]展示圖6之流圖，其另外具有視情況存在之止回閥，該止回閥配置於在額外泵下游用於移除滲透物之孔口處。在圖式中，相同或相似元件可用相同參考符號提及。

Claims

一種過濾模組（100）用於生物科技生產方法之用途，該過濾模組具有在一過濾器外殼（110）中之具有一束中空纖維（114）的一過濾器及一離心泵轉子（132）。
如請求項1之過濾模組（100）用於生物科技生產方法之用途，其中該方法為一過濾方法。
如請求項2之過濾模組（100）用於生物科技生產方法之用途，其中該方法為一切向流過濾（TFF）方法。
如請求項3之過濾模組（100）用於生物科技生產方法之用途，其中該方法為用於生物科技液體（L）中之生物大分子及生物微結構特別是細胞外囊泡之過濾或濃縮的一方法。
如請求項4之過濾模組（100）用於生物科技生產方法之用途，其中該方法為用於生物科技液體（L）中之生物大分子及生物微結構特別是細胞外囊泡之過濾或濃縮的一切向流過濾（TFF）方法。
一種用於生物科技液體（L）之過濾的過濾模組（100），其具有： a. 一過濾器外殼（110）； b. 一過濾器，其配置於該過濾器外殼（110）中且具有一束中空纖維（114）； c. 一離心泵轉子（132），其配置於該過濾器外殼（110）中以使得其流體連接至該等中空纖維（114）之內部，其中該離心泵轉子（132）能夠經磁性驅動以使得其可迫使液體（L）穿過該等中空纖維（114）； d. 用於供應待過濾之生物科技液體（L）的一第一孔口（102），該第一孔口（102）流體連接至該過濾器之該等中空纖維（114）之內部； e. 用於移除待過濾之生物科技液體（L）的一第二孔口（104），該第二孔口（104）流體連接至該過濾器之該等中空纖維（114）之內部； f. 用於移除沈澱廢液的一第三孔口（107），該第三孔口（107）流體連接至該等中空纖維（114）之外部。
如請求項6之過濾模組（100），其中該離心泵轉子（132）流體配置於該過濾器之縱向軸線上的下游或上游。
如請求項7之過濾模組（100），其中與該離心泵轉子（132）之操作相關聯的該離心泵轉子（132）之軸線處於該過濾器之縱向軸線上。
如請求項6至8中任一項之過濾模組（100），其中該過濾器為用於血液透析之一透析器。
如請求項6至9中任一項之過濾模組（100），其中該離心泵轉子（132）配備有永久磁鐵，以使得其可按藉由磁懸浮支撐之方式予以操作及/或驅動。
如請求項6至10中任一項之過濾模組（100），其中該外殼（110）具有一第一端帽（120），其界定液體（L）至該離心泵轉子（132）之一入口流動路徑，使得液體（L）可垂直於該過濾器之縱向軸線流入該外殼（110），且可經偏轉以使得其平行於該縱向軸線流動至該離心泵轉子（132）上。
如請求項11之過濾模組（100），其中該入口流動路徑設計成使得該液體（L）流入該離心泵轉子（132）之中空中心（131）。
如請求項11及12中任一項之過濾模組（100），其中離心泵轉子（132）及端帽（120）界定一液體路徑，以使得當該離心泵轉子（132）旋轉時，液體（L）可垂直於該過濾器之縱向軸線離心地流出該離心泵轉子（132），且經偏轉以使得其之後平行於該過濾器之縱向軸線流動並進入該過濾器之該等中空纖維（114）。
一種過濾裝置（1100，1200，1300），其具有： a. 如請求項6至13中任一項之過濾模組（100），其能夠耦接至驅動單元；及 b. 用於磁性驅動該過濾模組（100）之該離心泵轉子（132）的驅動單元，該驅動單元可在該過濾模組（100）耦接至該驅動模組時產生用於磁性驅動及磁性支撐該離心泵轉子（132）的動態磁場。
一種如請求項6至13中任一項之過濾模組（100）或如請求項14之過濾裝置（1100，1200，1300）的用途，其用於濃縮或過濾生物科技液體（L）中之生物大分子及/或生物微結構的一生物科技過濾方法中。