JP2022514247A

JP2022514247A - フロー分配用の装置

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Publication number: JP2022514247A
Application number: JP2021534143A
Authority: JP
Inventors: アンドレアス・ルンディン; ビョルン・オーロヴソン; クラウス・ゲバウアー; ティム・フランソワ; シェシュティン・エリクソン
Original assignee: Amersham Bioscience AB
Current assignee: Cytiva Sweden AB
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: US20220033750A1; WO2020126639A1; JP7460247B2; GB201820691D0; EP3897901A1; CN113164831A

Abstract

バイオプロセスシステム用のフロー分配装置であって、少なくとも４つの流体接続導管（１４）であって、各流体接続導管（１４）が、流体接続のための第１の端部（１８）と反対側の第２の端部（２０）とを備え、流体接続導管の少なくとも３つは、膜（１９ａ）および弁座（１９ｂ）を含み、膜（１９ａ）が、流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）と第２の端部（２０）との間の流体フローを許可または防止するために、弁座（１９ｂ）に対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る、少なくとも４つの流体接続導管（１４）と、それぞれの流体接続導管（１４）の第２の端部（２０）が接続されている中央共通コンパートメント（３０）であって、それにより、それぞれの流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）が、中央共通コンパートメント（３０）と流体連通され、流体接続導管（１４）は、少なくとも３つの異なる方向から中央共通コンパートメント（３０）に入っている、中央共通コンパートメント（３０）と、を備えたフロー分配マニホールド（１２；１１２）を含み、フロー分配装置（１０）は、それぞれのフロー分配マニホールド（１２；１１２）の１つの膜（１９ａ）に接続して設けられた少なくとも３つの膜作動部材（４１）であって、膜作動部材（４１）のそれぞれが、膜（１９ａ）を、弁座（１９ｂ）に対して少なくとも２つの異なる位置に作動させるように構成され、膜（１９ａ）の第１の位置が、流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）と第２の端部（２０）との間の流れを可能にし、膜（１９ａ）の第２の位置が、流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）と第２の端部（２０）との間のフローを防ぐ、少なくとも３つの膜作動部材（４１）をさらに含んでなる、フロー分配装置。

Description

本発明は、フロー分配装置、フロー分配マニホールド、バイオプロセス分離システム、および、バイオプロセスシステム用の一回使用（使い捨て）フローパス（流路）に関する。

バルブ作動式流体送達デバイスは、例えば、クロマトグラフィシステムまたはフィルターシステム等、バイオプロセス分野で適用される液体処理システムで使用される。例えば、バルブは、ダイヤフラムバルブまたはピンチバルブである。例えば、クロマトグラフィカラムへの入口では、例えば、洗浄液および溶出液などの異なるサンプルのような、いくつかの異なる流体源を接続する必要があり得る。同様に、クロマトグラフィカラムの出口では、いくつかの異なるフラクション・コレクターに接続する必要があり得る。ダイヤフラムバルブは、このような液体処理システムで使用され得る。従来技術によるダイヤフラムバルブを使用した液体処理システムの概略図を図１に示す。４つの流体モジュール３００のそれぞれが、Ｔ字型流体導管３０２、２つのダイヤフラムバルブ３０４、および２つのコネクタ３０６を備え、互いに接続され、外部流体導管３０８およびポンプＰに接続された４つの流体モジュール３００が示されている。このような液体処理システムを使用すると、例えば、４つの異なる流体源をクロマトグラフィシステムの入口に接続でき、各流体源入口に２つのダイヤフラムバルブを設けることで、逆流および混合を回避できる。

このような液体処理システムの問題は、それが複雑で多くのバルブで構成されていることである。また、その洗浄も難しくなり得る。

本発明の目的は、改良されたフロー分配装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、汚染および感染(carry over)のリスクが低減されたフロー分配装置を提供することである。

これらは、独立請求項に規定されている、フロー分配装置、フロー分配マニホールド、バイオプロセス分離システム、および一回使用フローパスによって達成される。

本発明の一態様によれば、バイオプロセスシステム用のフロー分配装置が提供される。当該フロー分配装置は、
少なくとも４つの流体接続導管であって、各流体接続導管が、流体接続のための第１の端部と反対側の第２の端部とを備え、前記流体接続導管の少なくとも３つは、膜および弁座を含み、前記膜が、前記流体接続導管の第１の端部と第２の端部との間の流体フローを許可または防止するために、前記弁座に対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る、少なくとも４つの流体接続導管と、
それぞれの前記流体接続導管の前記第２の端部が接続されている中央共通コンパートメントであって、それにより、それぞれの前記流体接続導管の前記第１の端部が、該中央共通コンパートメントと流体連通され、前記流体接続導管は、少なくとも３つの異なる方向から該中央共通コンパートメントに入っている、中央共通コンパートメントと、
を備えたフロー分配マニホールドを含み、
当該フロー分配装置は、
それぞれの前記フロー分配マニホールドの１つの膜に接続して設けられた少なくとも３つの膜作動部材であって、該膜作動部材のそれぞれが、前記膜を、前記弁座に対して少なくとも２つの異なる位置に作動させるように構成され、前記膜の第１の位置が、前記流体接続導管の前記第１の端部と前記第２の端部との間の流れを可能にし、前記膜の第２の位置が、前記流体接続導管の前記第１の端部と前記第２の端部との間のフローを防ぐ、少なくとも３つの膜作動部材をさらに含む。

本発明の別の態様によれば、フロー分配マニホールドが提供され、当該フロー分配マニホールドは、
少なくとも４つの流体接続導管であって、各流体接続導管が、流体接続のための第１の端部と反対側の第２の端部とを備え、前記流体接続導管の少なくとも３つは、膜および弁座を含み、前記膜が、前記流体接続導管の第１の端部と第２の端部との間の流体フローを許可または防止するために、前記弁座に対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る、少なくとも４つの流体接続導管と、
それぞれの前記流体接続導管の前記第２の端部が接続されている中央共通コンパートメントであって、それにより、それぞれの前記流体接続導管の前記第１の端部が、該中央共通コンパートメントと流体連通され、前記流体接続導管は、少なくとも３つの異なる方向から該中央共通コンパートメントに入っている、中央共通コンパートメントと、
を備えたフロー分配マニホールドであって、
前述したフロー分配装置が使用されるように構成されている。

本発明の別の態様によれば、分離装置と、分離装置の入口および／または出口に接続された少なくとも１つの上述したフロー分配装置とを含むバイオプロセス分離システムが提供される。

本発明の別の態様によれば、上述したバイオプロセス分離システムで使用されるように構成され、後述するフロー分配装置で使用されるように構成された前記フロー分配マニホールドを備えた、一回使用フローパスが提供される。

これにより、フロー分配装置は、従来技術の装置と比較して、より少ない数のダイヤフラムバルブを備えている。さらに、流体接続が異なる方向から入る中央共通コンパートメントを含む、すなわち、装置の中央に共通コンパートメントが設けられる設計のおかげで、フロー分配装置の洗浄が容易になり、汚染および感染のリスクが減少する。これにより、異なる接続間の「距離」が同じにされ得る。

本発明の一実施形態では、少なくとも５つの流体接続導管が、フロー分配マニホールドに設けられる。本発明の別の実施形態では、少なくとも６つの流体接続導管が、フロー分配マニホールドに設けられる。

本発明の一実施形態では、流体接続導管は、少なくとも４つの異なる方向から中央共通コンパートメントに入る。本発明の別の実施形態では、流体接続導管は、少なくとも５つの異なる方向から中央共通コンパートメントに入る。

本発明の一実施形態では、流体接続導管の第２の端部が、中央共通コンパートメントの囲い壁の周りに分配された中央共通コンパートメントに接続されており、囲い壁が、中央共通コンパートメントの内室を囲んでおり、流体接続導管のそれぞれが、中央共通コンパートメントの内室と流体連通され、流体接続導管が、少なくとも３つまたは少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から中央共通コンパートメント（３０）の囲い壁に入る。別の実施形態では、流体接続導管は、少なくとも４つの異なる方向から中央共通コンパートメントの囲い壁に入り、別の実施形態では、流体接続導管は、少なくとも５つの異なる方向から中央共通コンパートメントの囲い壁に入る。

本発明の一実施形態では、それぞれの流体接続導管の第２の端部と中央共通コンパートメントの中心点との間の距離が、流体接続導管の内径（ＩＤ）の３倍または２倍または１倍を超えて異ならない、或いは、それぞれの流体接続導管の第２の端部と中央共通コンパートメントの中心点との間の距離が、それぞれの流体接続導管について実質的に同じである。

本発明の一実施形態では、フロー分配装置は、フロー分配マニホールドに設けられた流体接続導管の数と同じ数またはそれより１つ少ない数の膜作動部材のいずれかを含み、１つの膜作動部材が、それぞれの流体接続導管または１つを除くそれぞれの流体接続導管に接続して設けられ、それにより、すべての流体接続導管または１つを除くすべての流体接続導管のいずれかを通るフローが、１つの膜作動部材によって制御され得る。

本発明の一実施形態では、フロー分配マニホールドは、一回使用のコンポーネントである。

本発明の一実施形態では、膜作動部材は、圧力制御部材である。

本発明の一実施形態では、膜作動部材が、接続された制御システムによって制御されるように構成され、膜作動部材は、流体接続導管の１つにおける第１の端部が、流体接続導管の別の１つにおける第１の端部と流体接続され得るように、膜を作動させるように制御され得る。

本発明の一実施形態では、フロー分配装置は、分離装置の入口に接続されており、フロー分配装置の流体接続導管の１つが、分離装置の入口に接続されており、フロー分配装置の流体接続導管の少なくとも３つが、分離装置に供給される流体を含む異なる流体源に接続されている。

本発明の一実施形態では、フロー分配装置は、分離装置の出口に接続されており、フロー分配装置の流体接続導管の１つが、分離装置の出口に接続されており、フロー分配装置の流体接続導管の少なくとも３つが、分離装置から異なるフラクションを収集する異なるフラクション・コレクターに接続されている。

本発明の一実施形態では、バイオプロセス分離システムは、フロー分配装置の膜作動部材および少なくとも１つのポンプヘッドを備えた再使用可能部品と、フロー分配装置のフロー分配マニホールドおよび任意選択で分離装置を備えた一回使用フローパスを含む一回使用部品と、を備えている。

本発明の一実施形態では、一回使用フローパスは事前に滅菌されている。

従来技術による流体送達用の装置を概略的に示す。本発明の一実施形態による、フロー分配マニホールドを含むフロー分配装置の分解斜視図である。取り付けられた状態の図２ａに示されたフロー分配マニホールドの断面側面図である。カバーおよび膜がない、図２ａおよび図２ｂに示された流体分配マニホールドの上面図である。取り付けられた状態の図２ａ～図２ｃに示されたフロー分配マニホールドの斜視図である。本発明の別の実施形態による、フロー分配マニホールドを含むフロー分配装置の分解斜視図である。取り付けられた状態の図３ａに示されたフロー分配マニホールドの図３ｃの点線に沿った断面図である。カバーおよび膜がない、図３ａおよび図３ｂに示されたフロー分配マニホールドの上面図である。取り付けた状態の図３ａ～図３ｃに示されたフロー分配マニホールドの斜視図である。本発明によるフロー分配装置が使用され得るバイオプロセス分離システムを概略的に示す。本発明の一実施形態による二層膜を示す。

図２ａ～２ｄは、本発明の一実施形態による、流体分配装置１０および流体分配マニホールド１２を示す。図３ａ～３ｄは、本発明の別の実施形態による、流体分配装置１１０および流体分配マニホールド１１２の異なる図を示す。図２ａおよび図３ａは、流体分配装置１０；１１０の分解斜視図を示し、図２ｂおよび図３ｂは、それぞれ図２ｃ、図３ｃの点線に沿った、流体分配マニホールド１２；１１２の断面側面図である。図２ｃおよび図３ｃは、膜が提供されていない流体分配マニホールド１２；１１２の上面図で、図２ｄおよび図３ｄは、装着された流体分配マニホールド１２；１１２の斜視図である。２つの異なる実施形態が以下に一緒に説明され、２つの異なる実施形態の対応する部品に対し同じ参照番号が使用される。

流体分配装置１０；１１０は、一回使用部品であり得る１つの部品を含む。これは、流体分配マニホールド１２と呼ばれ、少なくとも４つの流体接続導管１４を含む。別の実施形態では、流体分配マニホールドは、少なくとも５つまたは少なくとも６つの流体接続導管１４を含む。それぞれの流体接続導管１４は、流体接続用の第１の端部１８と、反対側の第２の端部２０とを含む。図２ａ～２ｄに示される実施形態では、８つの流体接続導管１４が示され、図３ａ～３ｄに示される実施形態では、９つの流体接続導管１４が示されるが、流体接続導管の数はもちろん異なっていてもよい。図２ｂには、この実施形態の８つの流体接続導管１４のうちの２つが断面で示されている。これらの２つの流体接続導管１４の第１の端部１８および第２の端部２０もまた、図２ｂで見ることができる。図３ａでは、９つの流体接続導管１４が見られる。図２ｄおよび図３ｄには、流体接続導管１４のすべての第１の端部１８を見ることができる。本発明の一実施形態では、１つを除く少なくともすべての流体接続導管１４は、膜１９ａおよび弁座１９ｂを含み、膜１９ａは、この流体接続導管１４の第１の端部１８と第２の端部２０との間の流体の流れを可能または防止するために弁座１９ｂに対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る。別の言い方をすれば、膜１９ａは、開位置（弁座１９ｂから離れている）と閉位置（弁座１９ｂと当接したシーリング状態）との間で移動可能である。開位置では、第１の端部１８と第２の端部２０との間の流体の流れが可能であり、閉位置ではそれが防止される。もちろんまた、すべての流体接続導管１４は、膜１９ａおよび弁座１９ｂを含み得、あるいは任意選択で、２つを除くすべての流体導管も、膜１９ａおよび弁座１９ｂを含み得る。請求項のように、少なくとも４つの流体接続導管１４が存在する場合、流体接続導管１４のうちの少なくとも３つは、膜１９ａおよび弁座１９ｂを含むことも表現され得る。膜１９ａの少なくとも２つの異なる位置への作動は、以下でさらに説明するように、流体分配装置１０；１１０に設けられた膜作動部材４１から提供される。

特定の実施形態では、それぞれの膜１９ａなどの膜１９ａは、二層膜を含み得る。図５に示されるように、膜１９ａは、２つの膜コンポーネント１９ａ’および１９ａ”を含み得る。これにより、１つの膜コンポーネントが破裂した場合の不適切な流体の流れのリスクが軽減される。さらに、コンポーネント１９ａ’および１９ａ”は、例えば、スタッド、柱、リブなどの、スペーサ要素２００のパターンによって離間され得る。次に、コンポーネント間の空間２０１に、コンポーネント１９ａおよび１９ａ”の１つの破裂による流体の存在を検出するために、流体センサー２０２（例えば、導電率センサー、圧力センサーなど）を挿入することができる。

本発明によれば、流体分配マニホールド１２；１１２はさらに、流体接続導管１４のそれぞれの第２の端部２０が接続される中央共通コンパートメント３０を含み、それにより、流体接続導管１４のそれぞれの第１の端部１８は、すなわち、対応する膜１９ａが第１の（開いた）位置にあるときに、中央共通コンパートメント３０と流体連通し得る。さらに、本発明によれば、流体接続導管１４は、少なくとも３つの異なる方向から中央共通コンパートメント３０に入っている。本発明の別の実施形態では、流体接続導管１４は、少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から中央共通コンパートメント３０に入っている。図２ａ～２ｄおよび図３ａ～３ｄに示される実施形態では、すべての流体接続導管１４は、異なる方向から中央共通コンパートメント３０に入り、流体分配マニホールド１２は、流体接続導管１４が中央共通コンパートメント３０から異なる方向に指し示す星のような構成を有する。図２および図３に示される実施形態では、流体接続導管１４は、中央共通コンパートメント３０に入るときにすべて１つの同じ平面に設けられたが、それらは、異なる平面に設けられ得る。すなわち、流体接続導管１４の第２の端部２０は、中央共通コンパートメント３０の囲い壁３３の周りに分散された中央共通コンパートメント３０に接続することができ、囲い壁３３は、中央共通コンパートメント３０の内室３５を囲んでおり、対応する膜１９ａが第１の（開いた）位置にあるときに、流体接続導管１４のそれぞれは、中央共通コンパートメント３０の内室３５と流体連通することができ、流体接続導管１４は、少なくとも２つまたは３つまたは４つの異なる方向から、中央共通コンパートメント３０の囲い壁３３に入る。図２および図３に示された本発明の実施形態では、流体接続導管１４は、それぞれ８つおよび９つの異なる方向から中央共通コンパートメント３０の囲い壁３３に入る。上記のように、流体接続導管は、すべての方向から中央共通コンパートメント３０に入り、すなわち、例えば、図２および図３に示されるように、流体接続導管に対して実質的に垂直な方向に中央共通コンパートメントに入るように設けられ得る。中央共通コンパートメント３０は、図２ａ～２ｄに示される実施形態のように球体または回転楕円体の形態を有するか、或いは、図３ａ～３ｄに示される実施形態のように環状であり得る。

流体分配装置１０；１１０は、それぞれのフロー分配マニホールド１２；１１２の１つの膜１９ａに接続して設けられた少なくとも３つの膜作動部材４１をさらに含む。図２ａ～２ｄに示された本発明の実施形態では、１つの膜作動部材４１がそれぞれの流体接続導管１４に設けられ、すなわち、８つの膜作動部材４１がフロー分配装置１２に設けられる。図３ａ～３ｄに示される本発明の実施形態では、１つを除くすべての流体接続導管１４は、膜作動部材４１を備えている。

前記膜作動部材４１のそれぞれは、膜１９ａを、弁座１９ｂに対して少なくとも２つの異なる位置に作動させるように構成され、膜１９ａの第１の位置が、流体接続導管１４の第１の端部１８と第２の端部２０との間の流れを可能にし、膜１９ａの第２の位置が、流体接続導管１４の第１の端部１８と第２の端部２０との間の流れを防ぐ。

膜作動部材４１は、例えば、加圧空気または吸引がもたらされ得るチューブなどの圧力制御部材であり得る。これにより、膜は、膜作動部材４１の圧力を制御することによって、少なくとも２つの異なる位置に制御され得る。膜作動部材４１の別の代替物は、膜と機械的に接続されたある種のロッドであり得、それにより、ロッドの変位は、膜の変位に伝達され得る。

膜作動部材４１は、接続された制御システムによって制御されるように構成することができ、それにより、流体接続導管１４の１つの第１の端部１８が、流体接続導管１４の別の１つの第１の端部１８と流体的に接続され得る制御システムを形成するように、流体分配マニホールド１２；１１２内の膜１９ａの位置が制御され得る。異なる流体接続導管１４のいずれか１つの第１の端部１８は、流体接続導管１４の他のいずれか１つの第１の端部１８と接続し得る。

膜１９ａおよび弁座１９ｂは、流体接続導管１４の第２の端部２０に近い流体接続導管１４の位置に適切に設けられる。流体接続導管１４の弁座１９ｂと第２の端部２０との間の距離ｄ１は、例えば、４未満または３未満または２未満の流体接続管１４の内径ＩＤであり得る。

本発明のいくつかの実施形態では、流体接続導管１４のそれぞれの第２の端部２０と中央共通コンパートメント３０の中心点３７との間の距離は、流体接続導管１４の内径、ＩＤの３倍または２倍または１倍を超えて異ならない。図２ａ～２ｄおよび図３ａ～３ｄに示される実施形態では、中央共通コンパートメント３０は対称であり、流体接続導管１４は、中央共通コンパートメント３０の周りで、中央共通コンパートメント３０の中心点３７から実質的に同じ距離で対称に配置され、すなわち、流体接続導管１４のそれぞれの第２の端部２０と中央共通コンパートメント２０の中心点３７との間の距離は、それぞれの流体接続導管１４について実質的に同じである。

従来技術の流れ送達マニホールドとの違いは、従来技術では、流体接続が並列に設けられていたが、本発明では、流体接続導管の少なくともいくつかが異なる方向に設けられており、すなわち、流体接続導管１４の少なくともいくつかが、中央共通コンパートメント３０から分散している。これにより、流体接続導管１４の少なくとも１つの第２の端部２０の中心から、隣接する流体接続導管１４の第２の端部２０の中心までの距離が、同じ２つの流体接続導管１４に設けられた２つの膜１９ａの中心点の間の距離よりも小さい。

流体分配マニホールド１２；１１２は一回使用コンポーネントにされ得る。それは、例えばポリマーなどの適切な材料から成形され、システム内の無菌接続のための無菌コネクタを備え得る。流体分配マニホールド１２；１１２は、例えば、ガンマ線または他の滅菌方法によって、事前に滅菌され、任意選択で、以下でさらに説明されるような、クロマトグラフィシステムまたはフィルターシステムなどのバイオプロセス分離システムで使用される一回使用フローパスの他の部分と一緒に、事前に滅菌され得る。

フロー分配装置１０；１１０の別の部分は、再利用可能な部分であり得、この部分は、膜作動部材４１を含む。

図２ａおよび図３ａの分解図に示されているように、流体分配マニホールド１２；１１２は３つの部分を含み得る。第１の部分２０ａは、流体接続導管１４、弁座１９ｂ、および共通コンパートメント３０を含む。図２ａ～２ｄに示される実施形態および図３ａ～３ｄに示される実施形態の両方において、流体接続導管１４の１つは、第１の部分２０ａの側縁２２ａに向かって入る、その第１の端部１８を有し、他のすべての流体接続導管１４は、第１の部分２０ａの底側２２ｂに向かって入る、それらの第１の端部１８を有する。図２ｄおよび図３ｄを参照されたい。これは、システム内の流体分配装置１０；１１０を、以下の図４に関連してさらに説明されるように、例えば、バイオプロセス分離システムの入口または出口へ接続するときに適切であり得る。フロー分配マニホールド１２；１１２の第２の部分２０ｂは膜１９ａを含み、フロー分配マニホールド１２；１１２の第３の部分２０ｃは、膜作動部材４１への接続を可能にし、それぞれ１つの膜１９ａに嵌合するための接続２４を含む。

本発明はまた、上述したように、１つまたは複数の流体分配デバイス１０；１１０を備えた、クロマトグラフィシステムまたはフィルターシステムなどの、図４に概略的に示されるようなバイオプロセス分離システム７１に関する。１つの流体分配装置１０；１１０は、バイオプロセス分離システム７１に設けられた分離デバイス７３の入口７５に接続され、さらに／或いは、１つの流体分配デバイス１０；１１０は、分離デバイス７３の出口７７に接続され得る。分離装置７３は、例えば、クロマトグラフィカラムまたはフィルターであり得る。少なくとも１つのポンプ７９もまた、バイオプロセス分離システム７１に設けられる。バルブおよびセンサーなどの他のコンポーネントもまた、通常、バイオプロセス分離システム７１に設けられるが、ここではさらに詳細に説明しない。複数のフローパス、本発明によるフロー分配マニホールド１２；１１２、および任意選択で分離装置７３をも含む一回使用フローパス８１もまた、本発明の一部であり、すなわち、フロー分配マニホールド１２；１１２は、バイオプロセス分離システムの他のフローパスに接続され、バイオプロセス分離システム７１での接続と交換を容易にするために事前に滅菌され得る。バイオプロセス分離システム７１の再利用可能な部分は、例えば、フロー分配装置１０；１１０のポンプヘッド７９および膜作動部材４１である。

本発明による流体分配マニホールド１２；１１２の中央共通コンパートメント３０は、任意選択で、例えば、空気センサー、圧力センサー、または導電率センサー等のセンサーを備え得る。

本発明による流体分配装置１０；１１０は、コンパクトで柔軟性がある。加圧空気によるバルブ制御のために、それが使用されるシステムから離れた場所に配置され得る。

上述したように、流体分配マニホールドは一回使用アプリケーションに適している。フロー分配マニホールド、およびオプションでそれに接続できる一回使用のフローパスは、例えばガンマ線によって事前に滅菌され、システム内の無菌接続用の無菌コネクタを備え得る。

一回使用（使い捨て）テクノロジー（ＳＵＴ）は、生産コストを削減し、生産スループットおよび品質を向上させ、安全性を高めるために、バイオプロセス業界において重要である。使い捨ての処理技術および装置では、例えば、流体貯蔵容器、チューブ、分離装置など、処理中にプロセス流体および医薬品と接触する接液部分が、特定のプロセス、製品、または限られた時間にのみ設置および使用され、その後廃棄される、清潔ですぐに使用できる消耗品として提供される。

ＳＵＴ消耗品は通常、微生物や粒子などによる汚染を避けるために、クリーンルーム環境で製造、構成、およびパッケージされる。ＳＵＴ接液部品は、さらに清潔で事前に滅菌された状態で提供され、したがって、無菌および／または無菌処理が可能になり、製品、オペレーター、または患者の安全に関連する上記のリスクが軽減される。通常、ＳＵＴ接液部品は、バイオ製造プロセスで使用する前に滅菌ガンマ線照射処理を受け、その際、使用時に「事前滅菌済み」として展開される。これには、滅菌処理後に消耗品に正式で検証済みの滅菌クレームを設けることが含まれる場合があり得るが、代わりに、滅菌処理を受けたが正式な滅菌クレームなしで設けられた消耗品を提供することも含まれ得る。制御された厳格な製造条件では、ＳＵＴ消耗品は、非滅菌で、および／または消耗品の状態と状態を制御する処理で展開され得る。これにより、一般に「バイオバーデン」と呼ばれる微生物による汚染レベル、或いは、汚染レベルまたは汚染物質もしくは粒子の存在を、事前に規定されたレベル内に制御および維持することができる。

使い捨てテクノロジー（ＳＵＴ）流体処理装置を使用する利点は、主に、ＳＵＴ装置を単一の医薬品にのみ使用する場合に、製造バッチとキャンペーンの間の相互汚染が排除されることである。ＳＵＴ機器は使用後に廃棄され、これは、１回の実行、バッチ、または複数の実行およびバッチで構成されるキャンペーンの後に行うことができる。事前に滅菌された、またはバイオバーデンが制御された他の手段によってＳＵＴ機器が提供される場合、初期の洗浄および消毒（例えば、フローパスを水酸化ナトリウム溶液と接触させることによる）または滅菌が回避され得る。これにより、時間とコストがかかり、付加価値のないステップを省略できるため、リーン(LEAN)生産方式が可能になる。ＳＵＴを１回の実行またはバッチのみに使用する場合は、使用後の洗浄も省略できる。洗浄プロセスと必要な洗浄流体を排除することで、最初に洗浄溶液を準備するための洗浄水の必要量、流体の取り扱い、廃棄物処理がさらに削減され、施設のサイズと複雑さが軽減される。

使い捨て装置には、閉鎖処理を可能にし、それによってプロセス流体ラインおよび／またはオペレーターと環境を汚染または有害物質への暴露から保護する流体コネクタが設けられ得る。あるいは、流体コネクタは、無菌接続機能を提供し、これにより、流体ラインの厳密かつ完全な閉鎖を提供し得る。無菌コネクタまたは断路器を使用する場合、操作に関与する流体ラインまたはコンポーネントが滅菌されていれば、流体ライン、２つの接続されたラインまたはコンポーネント、或いは、２つの切断されたラインまたはコンポーネントの滅菌を維持できる。これらの機能により、ＳＵＴ機器はより効率的な処理を可能にするだけでなく、施設の分類および封じ込めに関する要件を軽減することもでき、これにより、プロセス流体および医薬品の汚染または感染、さらに／或いは、プロセス環境、施設、またはオペレーターの汚染および感染のコストとリスクを削減する。

ＳＵＴシステムは、製造施設を（再）構成し、設計によってさまざまなプロセスや製品に適応させる際に、つまり、例えば、ＣＩＰ（定置洗浄）およびＳＩＰ（定置滅菌）用の補助システムを必要とする、従来の処理システムや設備と比較して、固定設置の必要性を減らすことで、より高い柔軟性を提供する。したがって、今日、ＳＵＴ装置およびＳＵＴ処理レジームは、細胞培養または発酵用のバイオリアクター、液体貯蔵用のバッファーバッグ、液体移送および充填操作用のチューブおよびポンプ、フィルター、クロマトグラフィカラム、および分離のための関連システムなど、すべてのタイプの装置および／または単位操作の大部分で利用可能であるか、利用可能にされている。

これらの機能により、ＳＵＴ機器は、従来の設備やシステムと比較して、効率、安全性、利便性が向上している。従来の設備および処理システムは、通常、ステンレス鋼および／またはプラスチックで作られ、バイオバーデンを削減する制御された条件下（またはクリーンルーム）で製造されていない。従来のシステムは通常、定置洗浄（ＣＩＰ）され、場合によっては定置滅菌（ＳＩＰ）も行われ、これには、補助設備、機器、および液体が必要になるだけでなく、ＣＩＰおよびＳＩＰ手順の検証、実行、および品質管理にもかなりの時間が含まれる。従来の機器と設備に依存する施設のサイズ、コスト、および複雑さは、ＳＵＴを展開する生産施設と比較して大幅に増大する。ＳＵＴ設備とプロセスは、従来の製造技術と比較して大幅に短い時間で計画、構築、および起動でき、さらに、ＳＵＴは、一般的に非常に動的な医薬品ポートフォリオに関連する設備投資と財務リスク、並びに、候補薬のテストおよび承認とその製品需要に関連するリスクおよび不確実性を削減する。

１０、１１０流体分配装置
１２、１１２流体分配マニホールド
１４流体接続導管
１８第１の端部
１９ａ膜
１９ｂ弁座
２０第２の端部
３０中央共通コンパートメント
３３囲い壁
３５内室
３７中心点
４１膜作動部材
７１バイオプロセス分離システム
７３分離デバイス
７５入口
７７出口
７９ポンプ
８１フローパス
２００スペーサ要素
２０１空間
２０２流体センサー

Claims

バイオプロセスシステム用のフロー分配装置であって、
少なくとも４つの流体接続導管（１４）であって、各流体接続導管（１４）が、流体接続のための第１の端部（１８）と反対側の第２の端部（２０）とを備え、前記流体接続導管の少なくとも３つは、膜（１９ａ）および弁座（１９ｂ）を含み、該膜（１９ａ）が、前記流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）と第２の端部（２０）との間の流体フローを許可または防止するために、前記弁座（１９ｂ）に対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る、少なくとも４つの流体接続導管（１４）と、
それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）が接続されている中央共通コンパートメント（３０）であって、それにより、それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第１の端部（１８）が、該中央共通コンパートメント（３０）と流体連通され、前記流体接続導管（１４）は、少なくとも３つの異なる方向から該中央共通コンパートメント（３０）に入っている、中央共通コンパートメント（３０）と、
を備えたフロー分配マニホールド（１２；１１２）を含み、
当該フロー分配装置（１０）は、
それぞれの前記フロー分配マニホールド（１２；１１２）の１つの膜（１９ａ）に接続して設けられた少なくとも３つの膜作動部材（４１）であって、該膜作動部材（４１）のそれぞれが、前記膜（１９ａ）を、前記弁座（１９ｂ）に対して少なくとも２つの異なる位置に作動させるように構成され、前記膜（１９ａ）の第１の位置が、前記流体接続導管（１４）の前記第１の端部（１８）と前記第２の端部（２０）との間の流れを可能にし、前記膜（１９ａ）の第２の位置が、前記流体接続導管（１４）の前記第１の端部（１８）と前記第２の端部（２０）との間のフローを防ぐ、少なくとも３つの膜作動部材（４１）をさらに含んでなることを特徴とする、フロー分配装置。
少なくとも５つまたは少なくとも６つの前記流体接続導管（１４）が、前記フロー分配マニホールド（１２；１１２）内に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のフロー分配装置。
前記流体接続導管（１４）が、少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から中央共通コンパートメント（３０）に入っていることを特徴とする、請求項１または２に記載のフロー分配装置。
前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）が、前記中央共通コンパートメント（３０）の囲い壁（３３）の周りに分配された前記中央共通コンパートメント（３０）に接続されており、前記囲い壁（３３）が、前記中央共通コンパートメント（３０）の内室（３５）を囲んでおり、前記流体接続導管（１４）のそれぞれが、前記中央共通コンパートメント（３０）の前記内室（３５）と流体連通され、前記流体接続導管（１４）が、少なくとも３つまたは少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から前記中央共通コンパートメント（３０）の前記囲い壁（３３）に入っていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）と前記中央共通コンパートメント（３０）の中心点（３７）との間の距離が、前記流体接続導管（１４）の内径（ＩＤ）の３倍または２倍または１倍を超えて異ならない、或いは、それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）と前記中央共通コンパートメント（３０）の中心点（３７）との間の距離が、それぞれの前記流体接続導管（１４）について実質的に同じであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
当該フロー分配装置（１０；１１０）は、前記フロー分配マニホールドに設けられた前記流体接続導管（１４）の数と同じ数またはそれより１つ少ない数の膜作動部材（４１）のいずれかを含み、１つの膜作動部材（４１）が、それぞれの前記流体接続導管（１４）または１つを除くそれぞれの前記流体接続導管（１４）に接続して設けられ、それにより、すべての前記流体接続導管（１４）または１つを除くすべての前記流体接続導管（１４）のいずれかを通るフローが、１つの前記膜作動部材（４１）によって制御され得ることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
前記フロー分配マニホールド（１２；１１２）が一回使用コンポーネントであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
前記膜作動部材（４１）が圧力制御部材であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
前記膜作動部材（４１）が、接続された制御システムによって制御されるように構成され、前記膜作動部材（４１）は、前記流体接続導管（１４）の１つにおける第１の端部（１８）が、前記流体接続導管（１４）の別の１つにおける第１の端部（１８）と流体接続され得るように、前記膜（１９ａ）を作動させるように制御され得ることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
それぞれの前記膜（１９ａ）が二層膜であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のフロー分配装置。
分離装置（７３）と、該分離装置（７３）の入口（７５）および／または出口（７７）に接続された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフロー分配装置（１０；１１０）の少なくとも１つと、を含んでなることを特徴とする、バイオプロセス分離システム。
前記フロー分配装置（１０；１１０）が、前記分離装置（７３）の入口（７５）に接続されており、前記フロー分配装置（１０）の前記流体接続導管（１４）の１つが、前記分離装置（７３）の前記入口（７５）に接続されており、前記フロー分配装置（１０；１１０）の前記流体接続導管（１４）の少なくとも３つが、前記分離装置（７３）に供給される流体を含む異なる流体源に接続されていることを特徴とすることを特徴とする、請求項１１に記載のバイオプロセス分離システム。
前記フロー分配装置（１０；１１０）が、前記分離装置（７３）の出口（７７）に接続されており、前記フロー分配装置（１０；１１０）の前記流体接続導管（１４）の１つが、前記分離装置（７３）の前記出口（７７に接続されており、前記フロー分配装置（１０；１１０）の前記流体接続導管（１４）の少なくとも３つが、前記分離装置（７３）から異なるフラクションを収集する異なるフラクション・コレクターに接続されていることを特徴とする、請求項１１または１２に記載のバイオプロセス分離システム。
当該バイオプロセス分離システム（７１）が、
ａ）前記フロー分配装置（１０；１１０）の前記膜作動部材（４１）および少なくとも１つのポンプヘッドを備えた再使用可能部品と、
ｂ）前記フロー分配装置（１０；１１０）の前記フロー分配マニホールド（１２；１１２）および任意選択で前記分離装置（７３）を備えた一回使用フローパス（８１）を含む一回使用部品と、
を含んでなることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のバイオプロセス分離システム。
少なくとも４つの流体接続導管（１４）であって、各流体接続導管（１４）が、流体接続のための第１の端部（１８）と反対側の第２の端部（２０）とを備え、前記流体接続導管の少なくとも３つは、膜（１９ａ）および弁座（１９ｂ）を含み、前記膜（１９ａ）が、前記流体接続導管（１４）の第１の端部（１８）と第２の端部（２０）との間の流体フローを許可または防止するために、前記弁座（１９ｂ）に対して少なくとも２つの異なる位置に置かれ得る、少なくとも４つの流体接続導管（１４）と、
それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）が接続されている中央共通コンパートメント（３０）であって、それにより、それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第１の端部（１８）が、該中央共通コンパートメント（３０）と流体連通され、前記流体接続導管（１４）は、少なくとも３つの異なる方向から該中央共通コンパートメント（３０）に入っている、中央共通コンパートメント（３０）と、
を備えたフロー分配マニホールドであって、
請求項１から９のいずれか一項に記載のフロー分配装置（１０；１１０）が使用されるように構成されていることを特徴とする、フロー分配マニホールド。
少なくとも５つまたは少なくとも６つの前記流体接続導管（１４）が、当該フロー分配マニホールド（１２；１１２）内に設けられていることを特徴とする、請求項１５に記載のフロー分配マニホールド。
前記流体接続導管（１４）が、少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から前記中央共通コンパートメント（３０）に入っていることを特徴とする、請求項１５または１６に記載のフロー分配マニホールド。
前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）が、前記中央共通コンパートメント（３０）の囲い壁（３３）の周りに分配された中央共通コンパートメント（３０）に接続されており、前記囲い壁（３３）が、前記中央共通コンパートメント（３０）の内室（３５）を囲んでおり、前記流体接続導管（１４）のそれぞれが、前記中央共通コンパートメント（３０）の前記内室（３５）と流体連通され、前記流体接続導管（１４）が、少なくとも３つまたは少なくとも４つまたは少なくとも５つの異なる方向から前記中央共通コンパートメント（３０）の前記囲い壁（３３）に入っていることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のフロー分配マニホールド。
それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）と前記中央共通コンパートメント（３０）の中心点（３７）との間の距離が、前記流体接続導管（１４）の内径（ＩＤ）の３倍または２倍または１倍を超えて異ならない、或いは、それぞれの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）と前記中央共通コンパートメント（３０）の中心点（３７）との間の距離が、それぞれの前記流体接続導管（１４）について実質的に同じであることを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のフロー分配マニホールド。
少なくとも１つの前記流体接続導管（１４）の前記第２の端部（２０）から隣接する流体接続導管（１４）の第２の端部（２０）までの距離が、同じ２つの流体接続導管（１４）に設けられた、２つの膜（１９ａ）の中心点間の距離よりも小さいことを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか一項に記載のフロー分配マニホールド。
前記フロー分配マニホールド（１２；１１２；２１２）が、一回使用コンポーネントであることを特徴とする、請求項１５～２０のいずれか一項に記載のフロー分配マニホールド。
請求項１１から１４のいずれか一項に記載のバイオプロセス分離システム（７１）で使用するように構成された一回使用フローパスであって、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフロー分配装置（１０；１１０）で使用されるように構成されている、請求項１６から２１のいずれか一項に記載のフロー分配マニホールド（１２；１１２）を備えていることを特徴とする、一回使用フローパス。
前記一回使用フローパス（８１）が事前に滅菌されていることを特徴とする、請求項２２に記載の一回使用フローパス。