CN117902537A - 一种高粘度药液灌装***及灌装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物制药技术领域，具体涉及一种高粘度药液灌装***及灌装工艺，所述***包括驱动组件，用于驱动挤压组件往复移动；挤压组件，用于挤压输液管，使得药液在输液管内输送；输液管，用于输送药液至灌装位置；夹管组件，设置于输液管靠近出液口的位置，用于夹紧输液管。本发明通过两个滚轮的往复运动实现药液的输送和灌装，整个灌装***中没有陶瓷柱塞泵、没有玻璃泵、没有蠕动泵、没有单向阀，只有药液管路，安装简单、维护方便、使用风险低。同时结合夹管组件对输液管进行夹紧或松开，控制灌装过程中药液流出或回吸，灌装精度高，高粘度药液灌装精度可达到±3％，其直接经济效益可提高得药率约1‑2个百分点。

Description

一种高粘度药液灌装***及灌装工艺

技术领域

本发明属于生物制药技术领域，具体涉及一种高粘度药液灌装***及灌装工艺，不仅可以用于普通药物的灌装，还能够应用于高粘度药物，例如DNA疫苗制剂的规模化、连续灌装。

背景技术

我们采用DNA质粒平台进行DNA疫苗产品研发和规模化生产，由于DNA质粒存在高粘度的特点，同时该产品特性存在装量小、灌装精度要求高等问题，因此在制剂制备过程中，除了解决无菌制剂通用工艺问题，还需要在保证无菌等所有指标合格的情况下，突破高粘度、低装量、高精度药液灌装的技术难题。

而传统的用于液体灌装的***包括蠕动泵驱动的灌装形式以及陶瓷柱塞泵驱动的灌装形式，这两种灌装形式均无法应用到高粘度、低装量、高精度药液的灌装。蠕动泵驱动的灌装形式如现有技术CN213356926U公开的一种蠕动泵灌装机，包括料箱、灌装泵和灌装头，所述料箱中的灌装液体通过所述灌装泵输送到所述灌装头；所述灌装泵是蠕动泵，所述蠕动泵的输入接口连接所述料箱，所述蠕动泵的输出接口连接所述灌装头；蠕动泵设有转子和泵管。转子上设有多个辊子，转子旋转时，在两个转辊子之间的一段泵管形成“枕”形流体，流体被挤压出蠕动泵。这种灌装形式在用于高粘度液体灌装时，蠕动泵转动的作用力不能及时传导至出液口，导致出液量偏少或偏多，精度偏差较大。

陶瓷柱塞泵驱动的灌装形式如现有技术CN104890909A公开的一种无阀陶瓷柱塞泵灌装机，包括机箱部分和无阀陶瓷柱塞泵部分，两者通过电机固定支架固定结合，将快装计量调节无阀陶瓷柱塞泵与自动化控制技术有机相结合，组成独立的液体灌装设备，柱塞在泵体中来回往复运动，可以改变密封工作容腔的容积，从而实现吸液和排液的目的，与注射器原理相同。柱塞在往复运动过程中，容易对DNA药液产生剪切力，并且在灌装高粘度DNA药液时，这种作用力难以控制高粘度DNA药液排出，易引起卡泵。无附属装置协同控制液体流出，液体流出量可控范围窄，精度相对较低。

综上所述，本发明提供一种高粘度药液灌装***及灌装工艺。

发明内容

为了解决高粘度药液使用现有技术中灌装***，灌装精度难以控制的技术问题，本发明提供一种高粘度药液灌装***及灌装工艺。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高粘度药液灌装***，包括：

驱动组件，用于驱动挤压组件往复移动；

挤压组件，用于挤压输液管，使得药液在输液管内输送；

输液管，用于输送药液至灌装位置；

夹管组件，设置于输液管靠近出液口的位置，用于夹紧输液管，控制输液管内部的药液流出或回吸。

进一步地，所述挤压组件包括两个滚轮，两个滚轮对称设置在所述输液管的两侧，两个滚轮的间距小于所述输液管的外径；所述驱动组件驱动所述滚轮沿所述输液管的长度方向往复滚动，所述滚轮挤压输液管，实现药液的输送。

更进一步地，两个所述滚轮的间距为所述输液管壁厚的2倍。

进一步地，所述夹管组件包括电机、传动构件和夹管构件，所述电机通过所述传动构件驱动所述夹管构件动作，所述夹管构件包括固定块和活动块，所述输液管被夹持在所述夹管构件中，所述电机通过所述传动构件驱动所述活动块靠近所述固定块或远离所述固定块，实现夹紧或松开。

更进一步地，所述电机和所述传动构件的数量均为一个，所述夹管构件的数量为多个，一个所述电机通过一个传动构件驱动所有的夹管构件动作。

更进一步地，所述活动块包括底座，所述底座上的一侧设置两个限位柱，两个限位柱之间具有供输液管穿过的间隙；所述底座上方的中部设置夹块，所述夹块内部设置供输液管穿过的开口圆孔；所述底座上方的另一侧设置挡块。

更进一步地，所述固定块靠近所述挡块设置。

更进一步地，所述夹管组件还包括固定架，所述固定架为中空件，所述固定架内部设置所述传动构件；所述固定架的上方侧壁上设置若干开口；所述活动块设置在所述固定架上方，且所述活动块下方设置连接块，连接块穿过所述开口连接所述传动构件，所述固定架的侧壁外侧设置所述固定块。

更进一步地，所述传动构件包括曲轴以及和曲轴连接的往复杆，所述曲轴一端与所述电机连接，所述曲轴另一端与所述往复杆连接，所述往复杆设置在所述固定架内部并与所述连接块连接。

更进一步地，所述电机、所述传动构件、所述夹管构件的数量均为一个及以上，且所述电机、所述传动构件、所述夹管构件的数量相同；一个电机通过一个传动构件驱动一个夹管构件。

更进一步地，所述固定块包括固定板，所述固定板侧表面设置若干供所述输液管穿过的卡钩；所述活动块靠近所述固定板的中部设置。

更进一步地，所述夹管构件还包括上固定板、下固定板，所述上固定板和所述下固定板之间设置所述电机；所述电机连接所述传动构件，所述传动构件穿过所述上固定板连接所述活动块。

更进一步地，所述传动构件包括曲轴，所述曲轴一端与电机连接，所述曲轴另一端与所述活动块连接。

本发明还提供一种高粘度药液灌装工艺，采用上述高粘度药液灌装***，包括：

S1、将待灌装药液配制完成后，进入除菌过滤工序进行除菌过滤；

S2、在药液除菌过滤工序的同时，将灌装需要的西林瓶、胶塞以及铝盖进行清洗灭菌；

S3、药液经过除菌过滤后进入灌装工艺，采用上述高粘度药液灌装***进行灌装；

S4、药液灌装完成后进行轧盖，形成轧盖中间品；

S5、通过灯检工序去除中间品中的不良产品；

S6、将合格品进行包装入库。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过两个滚轮的往复运动实现药液的输送和灌装，整个灌装***中没有陶瓷柱塞泵、没有玻璃泵、没有蠕动泵、没有单向阀，只有药液管路，安装简单、维护方便、使用风险低。

本发明采用滚轮挤压输液管的方式驱动药液输送，实现灌装，同时结合夹管组件对输液管进行夹紧或松开，控制灌装过程中药液流出或回吸，并且一个电机通过一个传动构件驱动一个夹管构件的夹管组件设计可以独立的调节单个夹管构件对药液进行机械回吸控制，运行中各药液软管灌针头出液之间互不影响，灌装精度高，高粘度药液灌装精度可达到±3％，其直接经济效益可提高得药率约1-2个百分点。

本发明整个管路完全可视，药液软管置于两个活动的滚轮之间，非常方便安装拆卸，完全可以带隔离手套单手操作，规避了陶瓷柱塞泵装泵、拆泵的缺点，简化了普通蠕动泵需要打开泵盖对齐管路的操作。每天减少生产辅助时间30分钟以上。

本发明中一根软管从分液器或药液储存袋连通到灌针，中间没有阀门，没有卫生死角；液体除与软管和316L不锈钢接头接触外，不与其他任何介质接触，极大的规避了交叉污染的风险，同时减少了清洗消毒时间。

本发明由于没有采用传统的蠕动泵、陶瓷泵，精度稳定性好，传统蠕动泵一般需要30分钟微调一次，而本发明在稳定的生产过程中基本不需要微调，只需在生产开始和生产结尾时调节装量。

本发明软管使用寿命长，是普通蠕动泵的10倍以上，一般一根软管可挤压40万次。采用对称双滚轮的压管设计，灌装一次只需压管一次，极大的减少了软管的磨损；直线往复式的运动模式，最大限度的减少了压管次数，释放了软管弹性的恢复时间，增强了软管的使用寿命。

本发明装量精度高，适用范围广，从0.03ml到30ml只需要配一套无泵装置，配备相应的软管即可，而陶瓷柱塞泵需要配备不同规格的柱塞泵和软管。

本发明不会卡泵，对于易结晶和高粘度的流体，不会存在泵的卡死现象，降低生产风险和使用成本。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明实施例一中挤压组件的结构示意图。

图3为本发明实施例一中夹管组件的结构示意图。

图4为本发明实施例二中夹管组件的结构示意图。

图5为本发明实施例三的工艺流程图。

附图标记说明：

1-驱动组件，2-滚轮，3-输液管，4'-夹管组件，5-药液储存袋，

401-电机，402-固定块，403-活动块，4301-底座，4302-限位柱，4303-夹块，4304-挡块，404-固定架，405-曲轴，406-往复杆，

6-上固定板，7-下固定板，401'-电机，402'-固定块，4201'-固定板，4202'-卡钩，403'- 活动块，8-灌针，9-支座。

具体实施方式

下面将结合附图说明对本发明的技术方案进行清楚的描述，显然，所描述的实施例并不是本发明的全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

本实施例提供一种高粘度药液灌装***，包括驱动组件1，用于驱动挤压组件往复移动；挤压组件，用于挤压输液管3，使得药液在输液管3内输送；输液管3，用于输送药液至灌装位置；夹管组件，设置于输液管靠近出液口的位置，用于夹紧输液管，控制输液管内部的药液流出或回吸。

如图2所示，所述挤压组件包括两个滚轮2，两个滚轮2对称设置在所述输液管3 的两侧，两个滚轮2的间距小于所述输液管3的外径；所述驱动组件1驱动所述滚轮沿所述输液管的长度方向往复滚动，所述滚轮挤压输液管。实现药液的输送。优选地，两个所述滚轮的间距为所述输液管壁厚的2倍。驱动组件驱动滚轮2上下往复滚动可采用现有技术实现，例如将驱动组件包括气缸，气缸的伸出轴连接一滑块，滑块被限制为上下移动，滑块上设置所述滚轮，滚轮通过转轴与滑块连接，并且滚轮能够沿转轴转动。气缸上下往复运动过程中，气缸能够驱动滑块上下移动，滑块通过转轴带动滚轮上下移动，由于滚轮能够沿转轴转动，因此，滚轮受到输液管表面摩擦力的作用，滚轮沿输液管上下滚动，实现挤压输液管的目的。随着滚轮向上移动，输液管位于滚轮下方的内部形成负压，将药液储存袋中的药液吸入输液管中，输液管位于滚轮上方的内部随着滚轮的挤压将药液输送至灌针并流出，实现灌装。通过控制滚轮的移动距离能够控制液体排出的药量。

所述夹管组件包括电机401、传动构件和夹管构件，所述电机401通过所述传动构件驱动所述夹管构件动作，所述夹管构件包括固定块402和活动块403，所述输液管3 被夹持在所述活动块403中，所述电机401通过所述传动构件驱动所述活动块403靠近所述固定块402或远离所述固定块402，实现夹紧或松开。

本实施例中，所述电机401和所述传动构件的数量均为一个，所述夹管构件的数量为5个，一个所述电机401通过一个传动构件驱动所有的夹管构件动作，其中，夹管构件的数量可以根据需要进行增减。

所述活动块403包括底座4301，所述底座4301上的一侧设置两个限位柱4302，两个限位柱4302之间具有供输液管3穿过的间隙；所述底座4301上方的中部设置夹块 4303，所述夹块4303内部设置供输液管3穿过的开口圆孔；所述底座4301上方的另一侧设置挡块4304。所述固定块402靠近所述挡块4304设置。所述夹管组件还包括固定架404，所述固定架404为中空件，所述固定架404内部设置所述传动构件；所述固定架404的上方侧壁上设置若干开口；所述活动块403设置在所述固定架404上方，且所述活动块403下方设置连接块(图中被遮挡)，连接块穿过所述开口连接所述传动构件，所述固定架404的侧壁外侧设置所述固定块402。

所述传动构件包括曲轴405以及和曲轴405连接的往复杆406，所述曲轴405一端与所述电机401连接，所述曲轴405另一端与所述往复杆406连接，所述往复杆406设置在所述固定架404内部并与所述连接块连接。

输液管3的端部设置灌针8，用于灌装，输液管3靠近灌针8的一段依次穿过限位柱4302的间隙、夹块4303的圆孔、挡块4304和固定块402之间的间隙，限位柱4302 和夹块4303用于输液管3的固定，挡块4304和固定块402用于输液管3的夹紧或松开；当灌装完毕，电机401启动旋转，电机401驱动曲轴405旋转，曲轴405带动往复杆406 在固定架404内移动，往复杆406的移动带动活动块403向靠近电机401的方向移动，使得挡块4304靠近固定块402，挤压输液管3，阻止液体流出或回吸。当灌装完成的产品被移走，需要进行下一轮的灌装时，电机401反转，驱动曲轴405反方向旋转，曲轴 405带动往复杆406在固定架404内移动，往复杆406的移动带动活动块403向远离电机401的方向移动，使得挡块4304远离固定块402，松开输液管3，恢复正常输液。

本实施例中，一个电机通过一个传动构件驱动多个夹管构件的夹管组件设计不能独立的调节单个夹管构件对药液进行机械回吸控制，运行中各药液软管灌针头出液之间存在影响，碰到无瓶不灌装时，没有灌装的药液管路灌装精度会存在波动，并影响到已进行灌装的药液管路灌装精度。

实施例二

本实施例提供一种高粘度药液灌装***，如图1所示，包括驱动组件1，用于驱动挤压组件往复移动；挤压组件，用于挤压输液管3，使得药液在输液管3内输送；输液管3，用于输送药液至灌装位置；夹管组件，设置于输液管3靠近出液口的位置，用于夹紧输液管3，控制输液管3内部的药液流出或回吸。

本实施例中，驱动组件1、挤压组件、输液管3均采用与实施例一相同的结构。所述夹管组件包括电机401'、传动构件和夹管构件，所述电机401'通过所述传动构件驱动所述夹管构件动作，所述夹管构件包括固定块402'和活动块403'，所述输液管3被夹持在所述固定块402'中，所述电机401'通过所述传动构件驱动所述活动块403'左右旋转从而使所述活动块403'靠近所述固定块402'或远离所述固定块402'，实现夹紧或松开。

本实施例中，所述电机401'、所述传动构件、所述夹管构件的数量均为8个，也可以根据实际需要进行增减，但是所述电机401'、所述传动构件、所述夹管构件的数量相同；一个电机401'通过一个传动构件驱动一个夹管构件。

所述固定块402'包括固定板4201'，所述固定板4201'侧表面设置若干供所述输液管穿过的卡钩4202'；所述活动块403'靠近所述固定板402'的中部设置。所述夹管构件还包括上固定板6、下固定板7，上固定板6和下固定板7的两侧通过立板固定连接，下固定板7通过支座9固定设置；所述上固定板6和所述下固定板7之间设置所述电机401'；所述电机401'连接所述传动构件，所述传动构件穿过所述上固定板6连接所述活动块 403'。

具体地，所述传动构件包括曲轴(图中被遮挡)，所述曲轴一端与电机401'连接，所述曲轴另一端与所述活动块403'连接。

输液管3的端部设置灌针8，用于灌装，输液管3靠近灌针8的一段依次穿过卡钩4202'、活动块403'和固定板402'的间隙、卡钩4202'，卡钩4202'用于输液管3的固定，活动块403'和固定板4201'用于输液管3的夹紧或松开；当灌装完毕，电机401'启动旋转，电机401'驱动曲轴旋转，曲轴带动活动块403'向靠近固定板4201'的方向移动，挤压输液管，阻止液体流出或回吸。当灌装完成的产品被移走，需要进行下一轮的灌装时，401' 电机反转，驱动曲轴反向旋转，曲轴带动活动块403'向远离固定板4201'的方向移动，使得活动块403'远离固定板4201'，松开输液管3，恢复正常输液。

使用本实施例的灌装***进行灌装测试，灌装药液为500ML的DNA疫苗液体，粘度达85CPs，采用5个灌针，以0.5g的标准装量测试了47组有效数据，测试数据如表一所示，通过数据分析，本实施例的无泵灌装***能够满足低装量、高精度、稳定性好的生产要求，对于高粘度药液灌装精度可达到±3％。

表一 实施例二的测试数据

本实施例中，一个电机通过一个传动构件驱动一个夹管构件的夹管组件设计可以独立的调节单个夹管构件对药液进行机械回吸控制，运行中各药液软管灌针头出液之间互不影响，灌装精度高。

实施例三

本实施例为一种高粘度药液灌装工艺，采用上述实施例的高粘度药液灌装***，包括：

S1、将待灌装药液配置完成后，进入除菌过滤工序进行除菌过滤；

S2、在药液除菌过滤工序的同时，将灌装需要的西林瓶、胶塞以及铝盖进行清洗灭菌；

S3、药液经过除菌过滤后进入灌装工艺，采用上述高粘度药液灌装***进行灌装；

S4、药液灌装完成后进行轧盖，形成轧盖中间品；

S5、通过灯检工序去除中间品中的不良产品，不良产品包括轧盖不良、装量异常、划痕、裂瓶等不合格品；

S6、将合格品进行包装入库。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高粘度药液灌装***，其特征在于，包括：

驱动组件，用于驱动挤压组件往复移动；

挤压组件，用于挤压输液管，使得药液在输液管内输送；

输液管，用于输送药液至灌装位置；

夹管组件，设置于输液管靠近出液口的位置，用于夹紧输液管，控制输液管内部的药液流出或回吸。

2.根据权利要求1所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述挤压组件包括两个滚轮，两个滚轮对称设置在所述输液管的两侧，两个滚轮的间距小于所述输液管的外径；所述驱动组件驱动所述滚轮沿所述输液管的长度方向往复滚动，所述滚轮挤压输液管，实现药液的输送，优选地，两个所述滚轮的间距为所述输液管壁厚的2倍。

3.根据权利要求1所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述夹管组件包括电机、传动构件和夹管构件，所述电机通过所述传动构件驱动所述夹管构件动作，所述夹管构件包括固定块和活动块，所述输液管被夹持在所述夹管构件中，所述电机通过所述传动构件驱动所述活动块靠近所述固定块或远离所述固定块，实现夹紧或松开；

优选地，所述电机和所述传动构件的数量均为一个，所述夹管构件的数量为多个，一个所述电机通过一个传动构件驱动所有的夹管构件动作；

或者，所述电机、所述传动构件、所述夹管构件的数量均为一个及以上，且所述电机、所述传动构件、所述夹管构件的数量相同；一个电机通过一个传动构件驱动一个夹管构件。

4.根据权利要求3所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述活动块包括底座，所述底座上的一侧设置两个限位柱，两个限位柱之间具有供输液管穿过的间隙；所述底座上方的中部设置夹块，所述夹块内部设置供输液管穿过的开口圆孔；所述底座上方的另一侧设置挡块；所述固定块靠近所述挡块设置。

5.根据权利要求3所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述夹管组件还包括固定架，所述固定架为中空件，所述固定架内部设置所述传动构件；所述固定架的上方侧壁上设置若干开口；所述活动块设置在所述固定架上方，且所述活动块下方设置连接块，连接块穿过所述开口连接所述传动构件，所述固定架的侧壁外侧设置所述固定块。

6.根据权利要求5所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述传动构件包括曲轴以及和曲轴连接的往复杆，所述曲轴一端与所述电机连接，所述曲轴另一端与所述往复杆连接，所述往复杆设置在所述固定架内部并与所述连接块连接。

7.根据权利要求3所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述固定块包括固定板，所述固定板侧表面设置若干供所述输液管穿过的卡钩；所述活动块靠近所述固定板的中部设置。

8.根据权利要求7所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述夹管构件还包括上固定板、下固定板，所述上固定板和所述下固定板之间设置所述电机；所述电机连接所述传动构件，所述传动构件穿过所述上固定板连接所述活动块。

9.根据权利要求8所述的高粘度药液灌装***，其特征在于，所述传动构件包括曲轴，所述曲轴一端与电机连接，所述曲轴另一端与所述活动块连接。

10.一种高粘度药液灌装工艺，采用权利要求1-9任一项所述的高粘度药液灌装***，包括：

S1、将待灌装药液配制完成后，进入除菌过滤工序进行除菌过滤；

S2、在药液除菌过滤工序的同时，将灌装需要的西林瓶、胶塞以及铝盖进行清洗灭菌；

S3、药液经过除菌过滤后进入灌装工艺，采用上述高粘度药液灌装***进行灌装；

S4、药液灌装完成后进行轧盖，形成轧盖中间品；

S5、通过灯检工序去除中间品中的不良产品；

S6、将合格品进行包装入库。