KR20210107749A - 모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀 - Google Patents

모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀 Download PDF

Info

Publication number
KR20210107749A
KR20210107749A KR1020217022774A KR20217022774A KR20210107749A KR 20210107749 A KR20210107749 A KR 20210107749A KR 1020217022774 A KR1020217022774 A KR 1020217022774A KR 20217022774 A KR20217022774 A KR 20217022774A KR 20210107749 A KR20210107749 A KR 20210107749A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biological
carousel
biological production
automated
track
Prior art date
Application number
KR1020217022774A
Other languages
English (en)
Inventor
티머시 스미스
이안 그랜트
가이 오람
체이스 맥로비
레이린 다니엘
테일러 플랜트
Original Assignee
옥테인 바이오테크 인코포레이티드
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 옥테인 바이오테크 인코포레이티드 filed Critical 옥테인 바이오테크 인코포레이티드
Publication of KR20210107749A publication Critical patent/KR20210107749A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
    • 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
    • C12M23/48—Holding appliances; Racks; Supports
    • 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
    • C12M23/44—Multiple separable units; Modules
    • 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
    • C12M23/50—Means for positioning or orientating the apparatus
    • 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
    • C12M41/48—Automatic or computerized control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0441—Rotary sample carriers, i.e. carousels for samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0482—Transmission
    • G01N2035/0484—Belt or chain
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0474—Details of actuating means for conveyors or pipettes
    • G01N2035/0491—Position sensing, encoding; closed-loop control
    • G01N2035/0494—Detecting or compensating piositioning errors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

중력에 대한 각 생물학적 생산 유닛의 정확한 정렬을 유지하면서 수직 프레임을 따라 복수의 생물학적 생산 유닛들 일제히 병진 이동하고, 동시에 중력에 대해 복수의 생물학적 생산 유닛들 각각의 축 방향에 대한 독립적인 동적 조정을 제공하도록 구성된 자동화 캐러셀 및 시스템. 자동화 캐러셀은 다양한 임상 및 실험실 환경에서 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템들을 지원하는 다양한 생물학적 생산 유닛들과 함께 사용하도록 조정될 수 있으며 그의 인체 공학적 사용을 제공한다.

Description

모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀
본 발명은 각 개별 유닛을 중력에 대해 안정적으로 유지하면서 정의된 수직 경로를 따라 다수의 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동을 제공하며 각 개별 유닛의 개별적인 동적 축 회전을 더 제공하는 직립형 캐러셀에 관한 것이다. 캐러셀은 다양한 임상 및 실험실 환경들에서 세포 배양 및/또는 조직 배양 시스템들을 위해 설계된 다양한 모듈식 생물학적 생산 유닛들과 함께 사용하도록 자동화되며 적응 가능하다. 캐러셀 및 관련 시스템들 및 방법들은 생물학적 생산 유닛들 각각에 인체 공학적이고 실용적인 액세스가 가능하도록 한다.
자동화된 세포 배양 및 조직 공학 프로세스들을 위한 기존의 공학 로봇 시스템들은 복잡하고, 운영을 위한 상당한 실험실 공간이 필요하며, 상당한 자본 장비 투자를 나타낸다.
장비 설계는 우수제조관리기준(Good Manufacturing Practice; GMP) 생물 제제 제조의 성공에 있어 핵심 구성요소로 자주 인식되지만, 항상 프로세싱 영향을 충분히 파악하여 구현되는 것은 아니다. 포유류 세포 배양의 경우, 대규모 자동화 운영으로 전환할 때 발생하는 인식된 문제들과 위험들이 있다. 바이오 제약 산업에서 세포 배양 생산 능력에 대한 수요가 증가함에 따라 자동화 운영 규모가 점진적으로 증가했다.
자가 세포 치료와 같은 환자별 치료법에 대한 수요가 증가하고 있다. 자가 세포 치료는 자동화와 관련하여 훨씬 더 많은 요구 사항들을 제기하는 복잡한 다수의 동시 처리 이벤트들을 필요로 한다. 자동화된 생산 유닛들은 임의의 주어진 생산 주기에서 한 명의 환자에게만 서비스할 수 있다. 다수의 환자들을 위한 대규모 병렬 처리를 위한 확장은 공간 효율적인 조직 개발을 위한 필요성 및 생산 시설 내의 여러 생산 유닛들에 대한 액세스를 생성한다.
따라서, 기존 생산 시설 제한에서 극대화된 세포 및/또는 조직 생산을 달성하기 위한 방법들을 개발하는 것이 바람직하다. 또한, 세포 및 조직 배양 시스템들의 무결성에 해로운 영향을 미치지 않는 기존 생산 시설 제한에서 극대화된 세포 및/또는 조직 생산을 달성하기 위한 방법들을 개발하는 것이 바람직하다. 또한 자동화된 세포 및 조직 공학 시스템들의 사용자들을 위한 인체 공학을 개선하는 것이 바람직하다.
본원의 배경에 대한 논의는 본원에 설명된 발명의 맥락을 설명하기 위해 포함된다. 이는 언급된 자료 중 어느 것이든 청구의 우선일 기준으로 공개되었거나 알려진 자료 또는 통상의 일반 지식의 일부임을 인정하는 것으로 간주되지 않는다.
본원에서는 바닥 공간이 필요한 생산 시설에서 여러 생물학적 생산 유닛들을 운영하는 동시에 각각의 생물학적 생산 유닛들 내에서 세포 및/또는 조직 배양 시스템들에 대한 실용적이고 인체 공학적인 액세스를 제공하는 보다 경제적이고 공간 효율적인 방식이 설명된다.
캐러셀의 수직 경로를 따라 일제히 병진 이동되고 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나에 액세스하기 위한 사용자 선택 위치로 정지될 수 있는 여러 생물학적 생산 유닛들을 지원하도록 구성된 직립형 자동화 캐러셀이 명시된다. 이 병진 이동 동안, 각 개별 유닛은 중력에 대해 안정적으로 유지된다. 즉, 중력에 대해 수평으로 적절하게 배향된 채 유지된다. 동시에, 자동화 캐러셀은 유닛들 중 어느 하나 또는 전부의 축 회전에 대한 개별적인 동적 조정을 더 제공한다. 중력에 대한 유닛들 각각의 적절한 방향은 유닛들의 능동적 병진이동 동안 그리고 캐러셀이 정지되어 있을 때 유지된다. 마찬가지로, 유닛들 중 어느 하나 또는 전부의 축 방향에 대한 개별적인 동적 조정은 유닛들의 능동적 병진 이동 동안 또는 캐러셀이 정지되어 있을 때 작동될 수 있다.
유리하게는, 사용자 포지셔닝을 위한 자동화 캐러셀의 동작은 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나 내에서 지원되는 세포 및/또는 조직 배양/공학 프로세스들에 부정적으로 영향을 미치지 않는다.
유리하게는, 자동화 캐러셀은 캐러셀에 지지된 생물학적 생산 유닛들 각각이 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나 내에서 지원되는 세포 및/또는 조직 배양/공학 프로세스들과 관련하여 독립적으로 동작 가능하고 커스텀화되도록 구성된다.
유리하게는, 캐러셀에 지원되는 생물학적 생산 유닛들은 생물학적 생산 유닛들 각각에 필요한 동작 리소스들이 선택적으로 사용 편의성을 위한 하나의 중앙 수단이 되도록 그렇게 연결된다. 놀랍게도, 중앙 동작 리소스들에 대한 연결은 캐러셀의 수직 곡선 경로를 따라 생물학적 유닛들의 병진 이동 동안 및 유닛들 중 어느 하나의 축 회전에 대한 임의의 개별적인 조정 동안 동작상 유지된다. 이는 커스텀화된 세포 및/또는 조직 배양/공학 프로세스들을 이용한 단일 캐러셀 각각에 다수의 생물학적 생산 유닛들을 제공할 수 있다는 점에서 특히 유리하지만, 선택적으로는 모두 동일한 중앙 동작 리소스들을 공유하고 또한 개별적인 축 회전에 대한 사용자 포지셔닝을 위한 동일한 병진 이동 능력을 공유한다.
본 발명의 자동화 캐러셀은 유리하게는 그 곡선형 수직 경로를 따라 밀접한 공간 관계로 배열된 다수의 생물학적 생산 유닛들의 분포, 동작 및 균일한 병진 이동을 위해 수직 공간을 활용하도록 구성된다. 병진 이동은 수직 평면에 있으며 캐러셀의 곡선 형태를 따른다. 병진 이동은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 최대 약 180도까지 다양한 속도일 수 있으며, 사용자 제어될 수 있다. 병진 이동은 정확하고 제어된 증분으로 설계된다. 조작자(높이에 관계없이)가 생물학적 유닛들 중 어느 하나를 서 있든지 앉아 있든지 여부에 상관없이 인체 공학적 액세스를 위한 위치에 배치할 수 있다. 캐러셀은 안전 정지 메커니즘으로 구성되어 요구 또는 필요에 따라 언제든지 이동을 중지한다. 어느 하나의 개별적인 생물학적 생산 유닛의 축 회전은 또한 로킹 모션(rocking motion)을 제공하거나 교반을 위해 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 할 수 있다.
캐러셀로의 생물학적 생산 유닛들의 부착은 각 유닛이 캐러셀 상의 서로 다른 위치로 또는 서로 다른 캐러셀로 검사, 제거, 교체 또는 재배치될 수 있도록 되돌릴 수 있다. 일 양태에서, 생물학적 생산 유닛들은 사용자가 쉽게 액세스할 수 있도록 하고 바닥 공간의 효율적인 사용을 유지하도록 캔틸레버 방향으로 부착된다.
캐러셀의 전체적인 균형, 캐러셀 프레임을 따라 균일한 양방향 병진 이동, 그 위에 장착된 생물학적 생산 유닛들의 중력 방향 또는 유닛들 중 어느 하나의 중력에 대해 양방향 축 방향을 독립적으로 동적으로 조정하는 능력에 부정적으로 영향을 주지 않도록 기본 크기, 무게 및 독립적인 기능 능력이 캐러셀에 장착된 다른 유닛들과 필적할 수 있는 한, 다른 유형의 생물학적 생산 유닛들이 하나의 캐러셀에 장착될 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 캐러셀에 장착된 생물학적 생산 유닛들 각각은 특정 요구 또는 특정 환자에 커스텀화된 그 내부의 서로 다른 세포 배양 및/또는 조직 배양 시스템을 지원할 수 있다.
자동화 캐러셀은 그 내부에 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 지원하도록 기능하는 독립적으로 제어되는 생물학적 생산 유닛들 각각에 동작 리소스들의 중앙 동작 및 중앙 공급을 위해 수직 하우징 내에 수직으로 배치된 시스템으로 제공될 수 있다. 수직 하우징은 캐러셀의 직립 포지셔닝을 유지하고 그 동작을 위해 캐러셀에 대한 지지 프레임 및 부착 구조로서의 역할을 한다. 수직 하우징은 생물학적 생산 유닛들의 가역적 부착, 캐러셀 모양을 따른 적절한 병진 이동 및 사용자 액세스를 쉽게 허용하도록 구성된다. 수직 하우징은 재배치하기 쉽도록 지지 베이스와 접이식 휠들이 있다. 수직 하우징은 조립 및 분해가 쉽고, 필요한 리소스들을 중앙에 저장하고, 사용자의 안전을 위해 구성된다.
사용자 액세스, 서비스 액세스 및 공간 효율성은 본 발명의 자동화 캐러셀에서 다수의 생물학적 생산 유닛들을 지원 시 개선된다. 또한, 본 발명의 캐러셀은 생물학적 생산 시설의 높이를 최대한 활용함으로써 증가된 확장성을 제공할 수 있다. 여러 개의 캐러셀들은 직렬로 배열 및 사용될 수 있다. 따라서, 수많은 생물학적 생산 유닛들은 생산 시설에서 공간 효율적이면서도 조작자 액세스 가능 방식으로 실행될 수 있다.
캐러셀은 하나 이상의 컨트롤러들, 컨트롤러 통신 인터페이스, 관련 소프트웨어 및 원격 관리 장치(예를 들어, 컴퓨터)와 함께 사용된다. 소프트웨어는 특정 애플리케이션들에 맞게 커스텀 가능하고, 메뉴 방식이며, 사용자 친화적이다. 예를 들어, 캐러셀에 부착된 생물학적 생산 유닛들의 회전은 각 생물학적 생산 유닛의 이동과 포지셔닝의 정확한 제어를 위해 사용자 설정 프로그램들에 의해 정의될 수 있다. 캐러셀은 중앙 워크스테이션 또는 원격 관리 장치로부터 동작 가능할 수 있다. 편리한 사용자 작동식 터치 패드 스크린 장치가 중앙 컴퓨터에 동작 가능하게 연결된 생물학적 생산 유닛들 각각에 사용 및 연결될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 수직 타원 궤도를 따라 복수의 생물학적 유닛들을 일제히 병진 이동하는 동시에 중력에 대해 각 생물학적 부하를 안정적으로 유지하고 생물학적 유닛들 중 어느 하나 또는 전부의 개별적인 동적 축 회전을 제공하기 위한 직립형 캐러셀이 있다.
양태들에서, 캐러셀은 폐쇄 간격에 의해 캐러셀의 선택된 구역들에서 생물학적 유닛들의 공간 밀도를 최대화하고 개방 간격에 의해 다른 선택된 구역들의 생물학적 유닛들에 대한 사용자 액세스를 향상시키기 위해 인접한 생물학적 유닛들에 대한 각 생물학적 유닛의 간격을 조정하는 간격 조정 수단을 포함한다.
양태들에서, 생물학적 유닛들 각각은 독립적으로 동작 가능하며 동작 리소스들의 중앙 소스에 연결된다.
양태들에서, 생물학적 부하들은 중력에 대한 방향에 민감하다.
양태들에서, 캐러셀은 서로 수직으로 오프셋되고 복수의 연결 메커니즘들에 의해 함께 고정되는 직립형 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하며, 연결 메커니즘들 각각은 구동 트랙 및 지지 트랙의 타원형 궤도를 따라 병진 이동 동안 생물학적 유닛을 지원하도록 적응된다.
양태들에서, 생물학적 유닛들은 일단 배치되면 사용자 액세스가 용이하도록 캔틸레버 위치에서 지지된다.
양태들에서, 복수의 캔틸레버형 생물학적 유닛들은 두 개의 수직으로 오프셋된 트랙들을 포함하는 직립형 프레임을 따라 일제히 병진 배치된다. 양태들에서, 트랙들은 실질적으로 타원형이다. 양태들에서, 타원형 폐쇄 루프.
양태들에서, 병진이동의 속도와 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)은 사용자 제어되며 조정 가능하다.
양태들에서, 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 정렬은 유닛들의 병진 이동 동안 또는 캐러셀이 정지되어 있을 때 중력에 대해 실질적으로 유지된다.
양태들에서, 캐러셀은 유닛의 병진 이동 동안 또는 정지 시 각 개별적인 캔틸레버형 생물학적 유닛의 중력에 대한 축 방향(양방향)의 동적 조정을 제공한다.
양태들에서, 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 정확한 포지셔닝은 인체 공학적 액세스를 위해 사용자가 제어된다.
양태들에서, 캔틸레버형 생물학적 유닛은 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛이다.
양태들에서, 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛은 자동화된 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템을 동작상 지원한다.
양태들에서, 생물학적 생산 유닛들 각각은 커스텀화된 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템들을 제공하도록 독립적으로 동작 가능하다. 양태들에서, 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템들은 자가 세포 치료을 위한 것이다.
양태들에서, 캐러셀은 전체 공간/저장 풋프린트를 줄이는 동시에 직원의 안전과 효율성을 높인다.
양태들에서, 캐러셀은 캐러셀의 수직 동작 지지를 위한 하우징 및 보조 장치들과 리소스들의 중앙 소스에 연속적으로 각 생물학적 생산 유닛을 연결하는 수단들을 더 포함하는 시스템의 일부이다.
본 발명의 양태들에는 생물학적 생산 유닛에 포함된 세포 및/또는 조직 공학 시스템들을 구성, 저장 및 인체 공학적으로 액세스하기 위한 자동화 캐러셀 시스템이 있다.
양태들에서, 캐러셀을 통합한 자동화 캐러셀 및 시스템들은 오버헤드 공간을 완전히 활용하여 기존의 생물학적 배양 시스템들에 필요한 바닥 공간의 최대 70%를 복구함으로써 시설 생물학적 동작 능력을 크게 증가시킨다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 복수의 생물학적 유닛들을 지지하기 위한 자동화된 수직 트랙 어셈블리가 있으며, 캐러셀은,
(i) 사용자가 생물학적 유닛들 각각이 중력에 대해 적절하게 배향된 상태를 유지하면서 수직 트랙의 정의된 경로를 따라 일제히 생물학적 유닛들의 병진 이동의 시작 및 중지를 동작시키고;
(ii) 사용자가 개별적인 생물학적 유닛들의 축 회전의 시작 및 중지를 동작시도록 구성되며,
(i) 및 (iii) 둘 다 동안, 생물학적 유닛들 각각은 그 내부에 독립적으로 동작 가능하게 커스텀화된 자동화된 세포 및 조직 배양 시스템을 지원하고;
상기 생물학적 유닛들 각각은 동작 리소스들의 중앙 소스를 공유하도록 상호 연결된다.
본 발명의 일 양태에 따르면 중력에 대해 복수의 생물학적 유닛들 각각의 적절한 방향을 유지하고 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 독립적인 하나 이상을 개별적으로 축 방향으로 회전하면서, 수직 타원 궤도에서 일제히 병진 이동하도록 실질적으로 기하학적으로 제한되는 복수의 생물학적 유닛들을 포함하는 수직 캐러셀이 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면,
- 중력에 대해 복수의 생물학적 유닛들 각각의 안정적 방향을 유지하면서 수직 타원 궤도를 따라 일제히 병진 이동하고, 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 하나 이상의 개별적인 축 회전을 위해 실질적으로 기하학적으로 제한되는 복수의 생물학적 유닛들;
- 사용자 포지셔닝을 위한 생물학적 유닛들의 병진 이동을 제어하기 위한 수단; 및
- 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 하나 이상의 축 회전을 작동시키기 위한 수단을 포함하는 수직 캐러셀이 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면,
- 서로 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 각 병진이동 어셈블리는 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함하는 자동화 캐러셀이 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 세포 및/또는 조직 공학 생산을 극대화하기 위한 시스템이 있으며, 시스템은 지지되고 직렬로 배열된 본원에 설명된 바와 같은 복수의 자동화 캐러셀들을 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 세포 및 조직 공학 생산을 극대화하기 위한 방법이 있으며, 방법은 생산 시설에서 본원에 설명된 바와 같은 일련의 자동화 캐러셀 시스템을 제공한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면 병진 이동 및 독립적인 축 회전을 위해 생물학적 유닛을 지지하기 위한, 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 갖는 수직 캐러셀을 위한 병진이동 어셈블리가 있으며, 병진이동 어셈블리는,
생물학적 유닛의 입력 샤프트를 수용하기 위한 가역적 커플링을 정의하는 제1 단부;
중앙 허브로서,
그 위에 병진 이동을 위해 상기 구동 트랙과 협조적으로 맞물린 구동 캐리지를 지지하는 외부 허브 쉘, 및
생물학적 유닛의 축 회전을 위해 구성된 개별 메커니즘을 포함하는 내부 허브를 포함하는, 상기 중앙 허브; 및
내부 허브를 통해 장착된 수직으로 하향 연장되는 저항 암 및 수직으로 가장 낮은 지점에서 그 위에서 병진 이동을 위해 상기 지지 트랙과 협력적으로 맞물린 피벗 가능하게 연결된 지지 캐리지를 갖는 제2 단부로서, 수직으로 연장되는 저항 암은 내부 허브의 회전을 방지하고 트랙들을 따라 병진 이동 동안 구동 트랙 및 지지 트랙의 고정된 수직 오프셋으로부터 발생하는 기하학적 제약에 의해 수직 방향으로 유지되는, 상기 제2 단부를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면 다수의 생물학적 생산 유닛들의 분포 및 인체 공학적 포지셔닝을 위한 자동화 캐러셀 시스템이 있으며, 유닛들 각각은 자동화된 개별적으로 동작 가능한 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 포함하며, 자동화 캐러셀 시스템은,
자동화 캐러셀로서,
- 그들로부터 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리;
- 각각의 상기 생물학적 생산 유닛들 내에서 각 세포 및/또는 조직 배양 시스템의 독립적인 생물학적 제어를 위한 수단;
- 캐러셀을 지지하는 수직 하우징 어셈블리로서, 하우징 어셈블리는 동작 리소스들의 중앙 소스를 포함하는, 상기 수직 하우징 어셈블리;
- 동작 리소스들의 중앙 소스를 각 연속적인 생물학적 생산 유닛에 상호 연결하기 위한 수단; 및
컴퓨터 연결을 포함한다.
본 발명의 일 양태에 따르면 각각이 생물학적 생산 유닛 내에서 지원되는 복수의 독립적인 배양 시스템들을 포함하는 자동화 캐러셀 시스템의 사용자들을 위한 인체 공학적 개선 방법이 있으며, 상기 방법은,
복수의 생물학적 생산 유닛들을 자동화 캐러셀 상에 장착하는 단계로서, 상기 자동화 캐러셀은,
- 그들로부터 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함하는, 상기 장착하는 단계를 포함하며;
(i) 및 (ii)는 사용자에 의해 각 생물학적 생산 유닛에 인체 공학적 액세스를 위해 사용자 제어된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면 생산 설비에서 세포 및/또는 조직 배양 시스템들을 활용하는 생물학적 생산 능력을 증가시키는 방법이 있으며, 상기 방법은,
각각이 직립형 자동화 캐러셀 상의 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 수용하는 복수의 생물학적 생산 유닛들을 지원하는 단계로서, 상기 캐러셀은 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로 (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함하는, 상기 지원하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면 자동화된 개별적으로 동작 가능한 생물학적 시스템들을 지원하는 인체 공학적 자동화 캐러셀이 있으며, 상기 캐러셀은,
이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리; 및
상기 사용자에 의해 인체 공학적 검사를 위해 사용자를 수용하기 위해 연결된 트랙을 따라 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나를 특정 위치로 병진 이동하도록 선택하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 추가 양태에 따르면 사용자에 의해 검사를 위해 자동화된 선택된 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템을 인체 공학적으로 포지셔닝하기 위한 방법이 있으며, 상기 방법은,
하나 이상의 병진 이동 동작 인스트럭션들을 원격 관리 장치를 통해 일제히 복수의 캐틸레버형 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동을 위해 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 포함하도록 구성된 복수의 이격된 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들을 포함하는 직립형 캐러셀로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 캐러셀은 컨트롤러 및 통신 인터페이스를 포함하며, 상기 컨트롤러는,
(i) 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로부터 하나 이상의 회전 동작 인스트럭션들을 수신하고,
(ii) 병진 이동 동안 또는 정지되어 있을 때 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들 각각의 중력에 대해 적절한 방향을 유지하면서, 복수의 캔틸레버형 생산 유닛들의 병진 이동을 위해 캐러셀을 동작시키고,
(iii) 병진 이동 동안 또는 정지되어 있을 때 복수의 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나 이상의 중력에 대해 축 방향을 조정하고,
(iv) 특정 사용자에 대한 인체 공학적 포지셔닝을 위해 타겟 생물학적 생산 유닛을 식별하고,
(v) 서 있거나 앉아 있는 특정 사용자의 물리적 측정들에 따라 타겟 생물학적 생산 유닛을 위치시키고,
(i) 내지 (v) 중 하나 이상의 결과들을 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로 전송하고,
캐러셀의 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로부터 특정 사용자의 물리적 측정 사양들에 대해 타겟 생물학적 생산 유닛을 인체 공학적으로 위치시키도록 병진 이동을 위한 캐러셀을 동작시키라는 인스트럭션들을 수신하고,
타겟 생물학적 생산 유닛이 인체 공학적으로 위치될 때 병진 이동 동작 인스트럭션들을 중단하고,
캐러셀의 통신 인터페이스를 통해 인체 공학적 포지셔닝의 하나 이상의 결과들을 원격 관리 장치로 전송하도록 구성된다.
상술한 양태들 중 어느 하나에서, 당업자는 자동화된 직립형 캐러셀이 적어도 두 개의 생물학적 생산 유닛들, 최대 약 6개의 유닛들, 최대 약 8개의 유닛들, 최대 약 10개의 유닛들, 최대 약 12개의 유닛들, 최대 약 14개의 유닛들, 최대 약 16개의 유닛들, 최대 약 18개의 유닛들 또는 최대 약 20개의 유닛들 또는 그 이상의 유닛들과 같은 생물학적 생산 유닛들의 임의의 원하는 개수를 동작상 지원할 수 있다는 것을 인식한다.
자동화된 캐러셀은 다른 독립적인 다수의 세포 및/또는 조직 배양 시스템들 중 어느 하나에서 진행중인 생물학적 과정들의 방해없이 특정 독립적인 세포 및/또는 조직 배양 시스템에 인체 공학적인 액세스을 가능하게 할 수 있다. 캐러셀은 일반적으로 높이 조정 가능하며, 다양한 사용자 크기, 모양 및 무게로 쉽게 구성할 수 있다. 인체 공학적 캐러셀은 기존의 근육, 골격 또는 신경계 문제들을 완화하도록 구성되고/되거나 실험실 직원의 경우 먼저 이러한 문제들을 방지하도록 구성된다. 실시예들에서, 인체 공학적 캐러셀은 앉은 형상에서 서있는 형상으로 또는 그 반대로 수직 조정하는 데 적합하다.
A1. 복수의 생물학적 유닛들을 지원하기 위한 자동화된 수직 트랙 어셈블리로서, 상기 수직 트랙 어셈블리는,
(i) 사용자가 생물학적 유닛들 각각이 중력에 대해 적절하게 배향된 상태를 유지하면서 수직 트랙의 정의된 경로를 따라 일제히 생물학적 유닛들의 병진 이동의 시작 및 중지를 동작시키고;
(ii) 사용자가 개별적인 생물학적 유닛들의 축 회전의 시작 및 중지를 동작시도록 구성되며,
(i) 및 (iii) 둘 다 동안, 생물학적 유닛들 각각은 그 내부에 독립적으로 동작 가능하게 커스텀화된 자동화된 세포 및 조직 배양 시스템을 지원하고;
상기 생물학적 유닛들 각각은 동작 리소스들의 중앙 소스를 공유하도록 상호 연결된다.
A2. 수직 캐러셀은 중력에 대해 복수의 생물학적 유닛들 각각의 적절한 방향을 유지하고 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 독립적인 하나 이상을 개별적으로 축 방향으로 회전하면서, 미리 정의된 궤도에서 일제히 병진 이동하도록 실질적으로 기하학적으로 제한되는 복수의 생물학적 유닛들을 포함한다.
A3. 수직 캐러셀은 중력에 대해 복수의 생물학적 유닛들 각각의 적절한 방향, 및 폐쇄 간격에 의해 캐러셀의 선택된 구역들에서 생물학적 유닛들의 공간 밀도를 최대화하고 개방 간격에 의해 다른 선택된 구역들에서 생물학적 유닛들에 대한 사용자 액세스를 향상시키기 위해 인접한 생물학적 유닛들에 대해 개별적으로 각 생물학적 유닛의 간격을 조정하기 위한 능력을 유지하면서 미리 정의된 궤도에서 일제히 병진 이동하도록 실질적으로 기하학적으로 제한되는 복수의 생물학적 유닛들을 포함한다.
A4. 수직 캐러셀은,
- 중력에 대해 복수의 생물학적 유닛들 각각의 안정적 방향을 유지하면서 수직 타원 궤도를 따라 일제히 병진 이동하고, 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 하나 이상의 개별적인 축 회전을 위해 실질적으로 기하학적으로 제한되는 복수의 생물학적 유닛들;
- 사용자 포지셔닝을 위한 생물학적 유닛들의 병진 이동을 제어하기 위한 수단; 및
- 병진 이동 동안 또는 정지되어 있을 때 복수의 생물학적 유닛들 중 임의의 하나 이상의 축 회전을 작동시키기 위한 수단을 포함한다.
1. 자동화 캐러셀은,
- 서로 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 각 병진이동 어셈블리는 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함한다.
1a. 청구항 1a의 자동화 캐러셀에 있어서, 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 수평 허브 어셈블리인다.
1b. 청구항 1a의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 수평 허브 어셈블리는,
상기 캔틸레버형 생물학적 유닛의 입력 샤프트를 수용하는 가역적 커플링을 정의하는 제1 단부;
중앙 허브로서,
그 위에 병진 이동을 위해 상기 구동 트랙과 협조적으로 맞물린 구동 캐리지를 지지하는 외부 허브 쉘, 및
생물학적 유닛의 축 회전을 위해 구성된 개별 메커니즘을 포함하는 내부 허브를 포함하는, 상기 중앙 허브; 및
내부 허브를 통해 장착된 수직으로 하향 연장되는 저항 암 및 수직으로 가장 낮은 지점에서 그 위에서 병진 이동을 위해 상기 지지 트랙과 협력적으로 맞물린 피벗 가능하게 연결된 지지 캐리지를 갖는 제2 단부로서, 수직으로 연장되는 저항 암은 내부 허브의 회전을 방지하고 트랙들을 따라 병진 이동 동안 구동 트랙 및 지지 트랙의 고정된 수직 오프셋으로부터 발생하는 기하학적 제약에 의해 수직 방향으로 유지되는, 상기 제2 단부를 포함한다.
2. 청구항 1b의 자동화 캐러셀에 있어서, 가역적 커플링은 측방향으로 연장되는 캔틸레버형 커플링이다.
2a. 청구항 1b, 2 또는 2a의 자동화 캐러셀에 있어서, 트랙 굴곡부들에서의 병진 이동 동안, 외부 허브 쉘 및 부착형 구동 캐리지는 회전 및 반전을 겪는 동시에 해당 지지 캐리지가 수직에서 수평 위치로 피벗하고, 구동 캐리지와 지지 캐리지 둘 다 그들 각각의 트랙들과 협력적으로 맞물린 상태로 유지되며 저항 암은 수직으로 하향 배향된 상태로 유지된다.
3. 청구항 1b, 2 또는 2a의 자동화 캐러셀에 있어서, 내부 허브의 개별 메커니즘은 생물학적 유닛의 내부 샤프트와 맞물리는 모터 구동 중앙 샤프트를 포함하며, 모터의 작동은 제어된 속도로 중앙 샤프트를 능동적으로 회전하여 관련 생물학적 유닛의 축 회전을 유발한다.
3a. 청구항 3의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 축 회전은 간헐적이거나 연속적이다.
3b. 청구항 3의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 축 회전은 양방향이다.
4. 청구항 1b, 2, 2a 또는 3의 자동화 캐러셀에 있어서, 구동 캐리지는 그 한 면이 구동 트랙을 파지하고 구동 트랙에 의해 정의된 이동 코스를 따라 이동하도록 적응된 구동 수단과 맞물리도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들을 포함하는 구동 블록 어셈블리를 포함한다.
5. 청구항 1b, 2, 2a, 3 또는 4의 자동화 캐러셀에 있어서, 지지 캐리지는 그 한 면이 지지 트랙을 파지하고 트랙에 의해 정의된 이동 코스를 따라 이동하도록 적응된 구동 수단과 맞물리도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들을 포함하는 지지 블록 어셈블리를 포함한다.
5a. 청구항 4 또는 5의 자동화 캐러셀에 있어서, 지지 캐리지의 병진 이동은 구동 캐리지의 병진 이동과 동기식이다.
6. 청구항 1b, 2, 2a, 3, 4 또는 5의 자동화 캐러셀에 있어서, 수평 허브 어셈블리의 상기 제2 단부는 생물학적 유닛에 중앙에서 제공되는 동작 리소스들을 위한 연결 수단의 진입을 위한 포트를 포함한다.
7. 청구항 1b, 2, 2a, 3, 4, 5 또는 6 중 어느 하나의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 포트는,
중앙 허브를 통해 생물학적 유닛으로 연장되는 중공 샤프트로 이어진다.
8. 청구항 7의 자동화 캐러셀에 있어서, 연결 수단은 개별 동작 리소스들을 둘러싸는 케이블링을 포함하며, 케이블링은 중앙 소스로부터 시작되고 캐러셀 상의 각 연속적인 생물학적 유닛을 연결한다.
9. 청구항 8의 자동화 캐러셀에 있어서, 동작 리소스들은 전기 공급 라인들, 가스 공급 라인들 및 컨트롤러 연결들이다.
10. 청구항 1 내지 9 중 어느 하나의 자동화 캐러셀에 있어서, 연결된 트랙들에 따른 병진 이동은 약 180 도 시계 방향 또는 반시계 방향이다.
11. 청구항 10의 자동화 캐러셀에 있어서, 연결된 트랙들에 따른 병진 이동은 약 180도이다.
12. 청구항 11의 자동화 캐러셀에 있어서, 병진 이동의 속도는 조정 가능하다.
13. 청구항 12의 자동화 캐러셀에 있어서, 병진 이동을 방해 및/또는 중지하기 위한 수단에 추가로 동작 가능하게 연결된다.
14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 캔틸레버형 생물학적 유닛은 생물학적 유닛이다.
15. 청구항 14의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 생물학적 생산 유닛은 개별적으로 동작 가능하게 제어된 세포 및/또는 조직 공학 시스템을 지원한다.
16. 청구항 15의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 세포 및/또는 조직 공학 시스템은, 조직 생검의 무균 수용/보관; 소화 과정의 자동화된 모니터링; 해리된 세포들을 생성하기 위한 생검 조직의 소화; 안전한 폐기물 수집을 포함한 세포 분류 및 선택; 증식 기질 상의 또는 내부의 세포 시딩; 세포 집단을 확장하기 위한 세포들의 스캐폴드 증식; 세포 세척 및 세포 수집; 조직 공학 스캐폴드 또는 매트릭스 상의 또는 내부의 세포 시딩; 세포 활동의 전문화를 허용하는 세포 분화; 조직 형성; 조직 성숙을 촉진하기 위한 기계적 및/또는 생화학적 자극; 재건 수술을 위해 조직 공학 구조/임플란트의 수확; 및 세포와 이식 가능한 조직의 보관 및 운반 중 하나 이상을 수행하도록 구성된다.
17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 구동 트랙 및 상기 지지 트랙은 실질적으로 타원, 원형 또는 타원형이다.
18. 청구항 17의 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 구동 트랙 및 상기 지지 트랙은 계란형이다.
19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀에 있어서, 각각이 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하는 최대 24개의 병진이동 어셈블리들을 포함한다.
19a. 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀에 있어서, 폐쇄 간격에 의해 캐러셀의 선택된 구역들에서 생물학적 유닛들의 공간 밀도를 최대화하고 개방 간격에 의해 다른 선택된 구역들의 생물학적 유닛들에 대한 사용자 액세스를 향상시키기 위해 인접한 생물학적 유닛들에 대한 각 생물학적 유닛의 간격을 조정하는 간격 조정 수단을 더 포함한다.
19b. 청구항 1 내지 19a 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀에 있어서, 간격의 조정은 생물학적 유닛들의 병진 이동 동안 또는 정지 상태에 있을 때 이루어질 수 있다.
20. 세포 및/또는 조직 공학 생산을 극대화하기 위한 자동화 시스템으로서, 상기 시스템은 수직 하우징 내에서 지원되며 사용자에 의해 병진 이동의 제어 및 그 검사를 위한 생물학적 유닛의 정확한 인체 공학적 포지셔닝을 위한 하나 이상의 컨트롤러들에 동작 가능하게 연결된 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 자동화 캐러셀을 포함한다.
21. 청구항 20의 시스템에 있어서, 직렬로 배열된 복수의 자동화 캐러셀들을 포함한다.
21.다수의 생물학적 생산 유닛들의 분포 및 인체 공학적 포지셔닝을 위한 자동화 캐러셀 시스템으로, 유닛들 각각은 자동화된 개별적으로 동작 가능한 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 포함하며, 상기 자동화 캐러셀 시스템은,
자동화 캐러셀로서,
- 서로 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리;
- 각각의 상기 생물학적 생산 유닛들 내에서 각 세포 및/또는 조직 배양 시스템의 독립적인 생물학적 제어를 위한 수단;
- 캐러셀을 지지하는 수직 하우징 어셈블리로서, 하우징 어셈블리는 동작 리소스들의 중앙 소스를 포함하는, 상기 수직 하우징 어셈블리;
- 동작 리소스들의 중앙 소스를 각 연속적인 생물학적 생산 유닛에 상호 연결하기 위한 수단; 및
컴퓨터 연결을 포함하는, 상기 자동화 캐러셀을 포함한다.
22. 제21항의 자동화 캐러셀 시스템에 있어서, 각 생물학적 생산 유닛은 사용자에 의한 통신을 위한 연결 인터페이스로서, 상기 연결 인터페이스는 상기 컴퓨터에 연결된다.
23. 청구항 21 또는 22항의 자동화 캐러셀 시스템에 있어서, 상기 직립형 프레임은 최대 24개의 병진이동 어셈블리들을 포함한다.
24. 제21항의 자동화 캐러셀 시스템에 있어서, 상기 수직 하우징 어셈블리는 절첩 가능한 휠들을 갖는 베이스를 포함한다.
25. 세포 및/또는 조직 공학 생산을 최대화하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 생산 시설에서 청구항 1 내지 19 중 어느 하나의 하나 이상의 자동화 캐러셀 시스템을 제공하는 단계를 포함한다.
26. 각각이 생물학적 생산 유닛 내에서 지원되는 복수의 독립적인 배양 시스템들을 포함하는 자동화 캐러셀 시스템의 사용자들을 위한 인체 공학적 개선 방법에 있어서, 상기 방법은,
복수의 생물학적 생산 유닛들을 자동화 캐러셀 상에 장착하는 단계로서, 상기 자동화 캐러셀은,
- 서로 수직으로 오프셋되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
- 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함하는, 상기 장착하는 단계를 포함하며;
(i) 및 (ii)는 사용자에 의해 각 생물학적 생산 유닛에 인체 공학적 액세스를 위해 사용자 제어된다.
27. 생산 설비에서 세포 및/또는 조직 배양 시스템들을 활용하는 생물학적 생산 능력을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 방법은,
각각이 직립형 자동화 캐러셀 상의 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 수용하는 복수의 생물학적 생산 유닛들을 지원하는 단계로서, 상기 캐러셀은 이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리를 포함하는, 상기 지원하는 단계를 포함한다.
28. 자동화된 개별적으로 동작 가능한 생물학적 시스템들을 지원하는 인체 공학적 자동화 캐러셀에 있어서, 상기 캐러셀은,
이격된 위치들에서 구동 트랙 및 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지원하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 적절한 방향을 유지하면서 연결된 트랙들을 따라 일제히 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리; 및
상기 사용자에 의해 인체 공학적 검사를 위해 사용자를 수용하기 위해 연결된 트랙을 따라 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나를 특정 위치로 병진 이동하도록 선택하기 위한 수단을 포함한다.
29. 사용자에 의해 검사를 위해 자동화된 선택된 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템을 인체 공학적으로 포지셔닝하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
하나 이상의 병진 이동 동작 인스트럭션들을 원격 관리 장치를 통해 일제히 복수의 캐틸레버형 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동을 위해 세포 및/또는 조직 배양 시스템을 포함하도록 구성된 복수의 이격된 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들을 포함하는 직립형 캐러셀로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 캐러셀은 컨트롤러 및 통신 인터페이스를 포함하며, 상기 컨트롤러는,
(i) 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로부터 하나 이상의 회전 동작 인스트럭션들을 수신하고,
(ii) 병진 이동 동안 또는 정지되어 있을 때 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들 각각의 중력에 대해 적절한 방향을 유지하면서, 복수의 캔틸레버형 생산 유닛들의 병진 이동을 위해 캐러셀을 동작시키고,
(iii) 병진 이동 동안 또는 정지되어 있을 때 복수의 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나 이상의 중력에 대해 축 방향을 조정하고,
(iv) 특정 사용자에 대한 인체 공학적 포지셔닝을 위해 타겟 생물학적 생산 유닛을 식별하고,
(v) 서 있거나 앉아 있는 특정 사용자의 물리적 측정들에 따라 타겟 생물학적 생산 유닛을 위치시키고,
(i) 내지 (v) 중 하나 이상의 결과들을 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로 전송하고,
캐러셀의 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로부터 특정 사용자의 물리적 측정 사양들에 대해 타겟 생물학적 생산 유닛을 인체 공학적으로 위치시키도록 병진 이동을 위한 캐러셀을 동작시키라는 인스트럭션들을 수신하고,
타겟 생물학적 생산 유닛이 인체 공학적으로 위치될 때 병진 이동 동작 인스트럭션들을 중단하고,
캐러셀의 통신 인터페이스를 통해 인체 공학적 포지셔닝의 하나 이상의 결과들을 원격 관리 장치로 전송하도록 구성된다.
본원에 설명된 전형적인 양태들에 대한 다음의 설명은 첨부 도면들과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위해, 현재 전형적인 양태들이 도면에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 도면에 도시된 양태들의 정확한 배열들 및 방편들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 유사한 참조 번호들은 도면들에 도시되고 설명에서 언급된 바와 같이 서로 다른 실시예들에 걸쳐 유사한 요소들을 지칭한다는 점에 유의한다.
본원의 설명은 다음 도면들을 고려할 시 더 완전히 이해될 것이다:
도 1은 지지 베이스를 가지며 다수의 수직으로 배치된 생물학적 생산 유닛들을 지지하는 수직 하우징 상에 지지된 본 발명의 캐러셀을 포함하는 캐러셀 시스템의 하나의 비제한적 구성을 도시한다. 생물학적 생산 유닛들 중 하나는 개방형 구성이다;
도 2는 도 1의 캐러셀 시스템의 측면 입면도이며, 화살표들은 캐러셀이 약 +/- 180° 수직 병진 이동이 있음을 나타낸다;
도 3은 도 1의 캐러셀 시스템의 측면 입면도이며, 화살표들은 각 개별적인 생물학적 생산 유닛의 개별적인 축 회전을 도시한다;
도 4는 단순성을 위해 하나의 대표적인 생물학적 생산 유닛을 지원하는 분리식 캐러셀 트랙 구조를 도시한다;
도 5는 분리식 캐러셀 트랙 구조 및 생물학적 생산 유닛과의 기계적 연결의 근접 뷰를 도시한다;
도 6은 내부 구동 구조를 도시하도록 분리되고 중앙 부분 절단된 캐러셀의 기계적 연결 구조를 도시한다;
도 7은 완전히 채워진 트랙 어셈블리가 있는 캐러셀의 전면 우측 등축 사시도를 도시한다;
도 8은 지지 베이스를 갖는 수직 하우징 상에 지지된 캐러셀 시스템의 전면 우측 입면도이다;
도 9는 중앙 소스로부터 필요한 리소스들을 제공하는 생물학적 생산 유닛들 각각에 사용 및 연결된 케이블의 근접도를 도시한다;
도 10은 6개, 8개 또는 10개의 생물학적 생산 유닛들을 지원하는 것으로 도시되는 세 가지 서로 다른 크기의 캐러셀을 도시한다; 그리고
도 11은 조작자에 의한 인체 공학적 액세스를 위해 임의의 특정 생물학적 생산 유닛의 배치 범위를 정의하는 데 사용할 수 있는 대표적인 측정들을 도시한다.
본원에 언급된 모든 공보들, 특허 출원들, 특허들 및 기타 레퍼런스들은 그 전체가 참조로서 통합된다. 본원에서 논의된 공보들 및 출원들은 본 출원의 출원일 이전에 공개를 위해서만 제공된다. 본원의 어떤 것도 본 발명이 선행 발명으로 인해 이러한 공보를 선행할 자격이 없다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 추가로, 재료들, 방법들 및 예들은 예시일 뿐이며 제한하려는 것은 아니다.
상충되는 경우, 정의들을 포함한 본 명세서가 우선한다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본원의 주제가 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 사용된 바와 같이, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 다음 정의들이 제공된다.
본원에 사용된 바와 같이, 요소 또는 컴포넌트 앞의 "하나(a)"및 "하나(an)"라는 관사들은 요소 또는 컴포넌트들의 인스턴스(즉, 발생) 수와 관련하여 비제한적인 것으로 의도된다. 따라서, "하나(a)" 또는 "하나(an)"는 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽어야 하며, 요소 또는 컴포넌트의 단수의 단어 형태는 숫자가 명백하게 단수임을 의미하지 않는 한 복수도 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, "발명" 또는 "본 발명"이라는 용어들은 비제한적인 용어들이며 특정 발명의 임의의 단일 양태를 지칭하려는 것이 아니라 명세서 및 청구 범위에 기술된 모든 가능한 양태들을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, '포함하다(comprises)', '포함하는(comprising)', '포함하다(includes)', '포함하는(including)', '갖는(having)' 및 이들의 파생들 및 활용들은 '이에 제한되는 것은 아니나 포함하는(including but not limited to)'을 나타내며, 개방형으로, 예를 들어 이에 제한되는 것은 아니나 포함함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, "약"이라는 용어는 수량의 변화를 말한다. 일 양태에서, "약"이라는 용어는 보고된 수치 값의 10% 이내를 의미한다. 다른 양태에서, "약"이라는 용어는 보고된 수치 값의 5% 이내를 의미한다. 또한, 또 다른 양태에서, "약"이라는 용어는 보고된 수치 값의 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 이내를 의미한다.
값들의 범위가 나열되어야 하는 경우, 이는 단지 편의성 또는 간결성을 위한 것이며 가능한 모든 하위 범위들뿐만 아니라 해당 범위의 경계 내의 그리고 경계에 대한 개별 수치 값들을 포함한다. 달리 지정되지 않는 한, 모든 수치 값은 실제 근사 값들도 포함되며, 정수 값들은 분수 값들을 배제하지 않는다. 하위 범위 값들과 실질적으로 근사 값들은 구체적으로 개시된 값들으로 간주되어야 한다.
본원에 포함된 것으로 정의된 임의의 컴포넌트는 단서적 또는 부정적 제한을 통해 청구된 발명에서 명시적으로 제외될 수 있음이 이해될 것이다.
본원에 사용될 수 있는 바와 같이, '가까운', '대략적인' 및 '실제적으로'라는 용어들은 언급된 용어 또는 실시예 또는 동작 또는 본 발명의 범위와 관련하여 불리한 결과나 영향을 미치지 않는 각각의 관계 또는 측정 또는 양 또는 수량 또는 정도를 나타낸다.
본원에 사용될 수 있는 바와 같이, '수직', '수평', '평행', '대향하는', '직립', "측면", "평행", "수직한" 및 기타 각도 관계들과 같은 기하학적 관계들 지칭하는 모든 용어들은 근사하지만 기능적이며/이거나 실질적인 각각의 관계들을 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같이, "수직"은 "직립"으로 상호 교환될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "실질적으로 수직" 또는 "실질적으로 직립"은 본원에 설명된 트랙 어셈블리들 및 지지 트랙들이 지면 또는 창고, 빌딩 또는 생산 설비의 바닥에 적합하게 수직(즉, 지면 또는 바닥에 대해 90° 각도를 형성)하는 방향을 지칭하는 데 사용되지만, 트랙들이 수직에서 약 0° 내지 60° 이내에 있는 실시예들도 포함한다. 즉, 실시예들에서, 실질적으로 수직은 트랙들이 약 5°, 10°, 약 20°, 약 30°, 약 45° 등의 각도로 수직으로부터 기울어지는 것을 허용한다.
본원에 사용된 바와 같이, "병진 이동"은 물체가 축을 중심으로 도는 회전과는 반대로, 고정된 지점에 대한 방향의 변경 없이 한 위치에서 다른 위치로의 물체의 이동을 지칭한다. 본 발명의 캐러셀과 관련하여, 캐러셀은 중력에 대한 방향에 대해 각 개별 유닛을 고정된 상태로(즉, 수평, 안정된) 유지하면서 캐러셀의 실질적으로 수직의 곡선 경로를 따라 다수의 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동을 제공한다. "병진 이동"은 양방향일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "병진이동하다" 또는 "병진이동"은 캐러셀이 타원(oval), 타원형(elliptical), 구형, 궤도, 캡슐형 등의 동일한 크기 및 모양의 두 트랙들을 포함하는 본 발명의 캐러셀 구조에 지지되는 부하의 이동을 지칭한다. "트랙들을 따라 병진이동하다"는 "트랙들을 따라 병진이동"과 상호 교환될 수 있으며, 둘 다 직립형 캐러셀의 타원 경로를 따라 한 위치에서 제2 위치로의 이동을 의미하며, 여기서 병진이동은 이러한 프레임을 따라 이동/주행하는 동안 (지원되는 유닛 및 그 안의 콘텐트의) 회전 반전을 인보크하지 않는다.
본원에 사용된 바와 같이, "회전"또는 "축 회전"은 해당 중심 축을 중심으로 도는 물체의 움직임을 지칭한다. 생물학적 생산 유닛의 축 회전에 대한 개별 동적 조정과 관련하여, 이는 생물학적 생산 유닛이 그 축을 중심으로 회전함을 의미한다. 이는 양방향일 수 있다. 이는 또한 "로킹 모션" 또는 "틸트"로 지칭될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "사용자"는"조작자"와 교환 가능하다.
본원에 상용된 바와 같이, '바람직한', '바람직하게', '전형적인', '전형적으로' 또는 '선택적으로'라는 용어들은 본 발명 또는 그 실시예들의 범위를 제한하지 않는다.
본원에 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 '실질적으로' (또는 그 동의어)는 문맥과 관련하여 참조된 엔티티의 많은 부분 또는 대부분을 포함하는 척도 또는 범위 또는 양 또는 정도, 또는 참조된 엔티티에 대해 또는 참조된 주제와 관련하여 적어도 적당히 또는 훨씬 더 크거나 많은 또는 더 효과적이거나 중요한 정도를 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같이, '할 수 있다'라는 용어는 포함되고/되거나 사용되고/되거나 구현되고/되거나 발생하는 옵션 또는 효과를 나타내지만, 옵션은 본 발명의 범위에 제한없이 본 발명의 일부 실시예들 또는 그 결과의 적어도 일부를 구성한다.
명세서 및 청구 범위에서 본원에 사용된 "및/또는"이라는 문구는 이렇게 결합된 요소들, 예를 들어 일부 경우들에서는 결합적으로 존재하고 다른 경우들에서는 분리적으로 존재하는 요소들의 "하나 또는 둘 다"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 달리 명확하게 표시되지 않는 한, 구체적으로 식별된 요소들과 관련되거나 관련되지 않은 경우 "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별된 요소들 이외의 다른 요소가 선택적으로 존재할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 본 명세서 및 청구 범위에서, "또는"은 상기 정의된 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록에서 항목들을 구분할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 예를 들어, 적어도 하나의 함유물을 포괄하는 것으로 해석되어야 하지만, 요소들 및, 선택적으로는, 추가적인 목록에 실리지 않은 항목들의 수 또는 목록 중 하나 이상을 포함하는 것으로도 해석되어야 한다. 일반적으로, 본원에 사용된 "또는" 이라는 용어는 "둘 중 하나", "~ 중 하나", "~중 하나만" 또는 "~중 정확히 하나"와 같은 배타성 용어들이 선행될 때만 배타적 대안들(예를 들어, 어느 한 쪽이 아닌 둘 다)을 나타내는 것으로 해석되어야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, 본 명세서 및 청구 범위에서, 하나 이상의 요소 목록과 관련하여 "적어도 하나"라는 문구는 요소들의 목록에서 요소들 중 하나 이상으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하지만, 반드시 요소들의 목록 내에 구체적으로 나열되고 요소들의 목록에서 요소들의 임의의 조합들을 제외하지 않는 각 및 모든 요소 중 적어도 하나를 포함하지는 않는다. 이 정의는 또한 구체적으로 식별된 이러한 요소들과 관련이 있는지 관련이 없는지 여부에 상관없이, "적어도 하나"라는 문구가 지칭하는 요소들의 목록 내에서 구체적으로 식별된 요소들 이외의 요소들이 선택적으로 존재할 수 있도록 한다.
본원에 사용된 바와 같이, "복수"는 1보다 큰 임의 개수로 이해된다. "복수"는 "둘 이상"을 의미한다.
청구항 요소를 수정하기 위해 청구 범위에서 "제1", "제2", "제3"등과 같은 서수 용어들의 사용 자체가 한 청구항 요소의 임의의 우선 순위, 선행 또는 순서가 다른 요소 또는 방법의 동작들이 수행되는 시간적 순서를 내포하는 것이 아니라, 단지 특정 이름을 가진 하나의 청구항 요소를 동일한 이름을 가진 다른 요소(서수 용어 사용을 위해)와 구별하여 청구항 요소들을 구별하기 위한 라벨들로만 사용된다.
반대로 명확하게 표시되지 않는 한, 하나 이상의 단계 또는 행동을 포함하는 본원에 청구된 임의의 방법들에서, 방법의 단계들 또는 행동들의 순서는 반드시 방법의 단계들 또는 행동들이 인용되는 순서로 제한되지는 않는다는 것을 이해해야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, "유닛"은 생물학적 유닛 또는 생물학적 생산 유닛이다. 유닛은 그 안에 세포 및 조직 배양 시스템을 지원하는 데 사용되는 생물학적 구조를 일반적으로 정의하는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, "캔틸레버형 유닛" 또는 "캔틸레버형 생물학적 생산 유닛"은 동일한 파트를 지칭하므로 상호 교환이 가능하다.
본원에 사용된 바와 같이, "생물학적 생산 유닛"은 세포 배양, 세포 시딩, 세포 소화, 세포 성장, 세포 분화, 세포 확장, 조직 배양 및 조직 성장 중 하나 이상의 다기능 동작을 위한 컴포넌트들을 포함하는 독립적으로 동작 가능한 자동화 세포 배양 및/또는 조직 공학 플랫폼/시스템을 포함한다.
생물학적 생산 유닛은 다음 중 하나 이상을 수행/제공하는 자동화되고, 휴대 가능하며, 동작 가능한 다기능 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템을 수용하고 지원할 수 있다. 조직 생검의 무균 수용/보관; 소화 과정의 자동화된 모니터링; 해리된 세포들을 생성하기 위한 생검 조직의 소화; 안전한 폐기물 수집을 포함한 세포 분류 및 선택; 세포 집단을 확장하기 위해 증식 기질 또는 세포들의 스캐폴드 증식 상에 또는 내부의 세포 시딩; 세포 세척 및 세포 수집; 조직 공학 스캐폴드 또는 매트릭스 상에 또는 내부의 세포 시딩; 세포 활동의 전문화를 허용하는 세포 분화; 조직 형성; 조직 성숙을 촉진하기 위한 기계적 및/또는 생화학적 자극; 재건 수술을 위해 조직 공학 구조/임플란트의 수확; 이식 가능한 조직의 보관 및 운반.
양태들에서, 이는 각 단계에서 정확한 제어를 제공하는 하나 이상의 상호 연결된 생물 반응기들을 포함하는 조직 공학 카세트일 수 있다. 세포 공급원 분리 및 세포 확장에서 세포 수집, 세포 세척 및 최종 임플란트 형성에 이르기까지, 본 시스템은 세포 및 조직 치료의 다양한 자가 및 동종 이계 임상 적용의 고유한 문제들을 해결하기 위해 주요 프로세스들을 선택적으로 결합한다. 임베디드 센서들은 실시간 바이오 피드백을 제공하며 바이오 프로세싱에서 자동 조정을 가능하게 하여 세포 소스 행동의 자연스러운 변화들을 수용한다. 환자와 조작자의 안전을 극대화하고 물류를 간소화하기 위해 전체 바이오 프로세스가 일회용 카세트에 포함된다. 적합한 비제한적인 생물학적 생산 유닛들은 미국 제8,492,140호; 미국 제9,701,932호; 미국 제9,534,195호; 미국 제9,499,780호; 및 미국 제9,783,768호(이러한 미국 특허들 각각의 내용들은 그 전체가 참조로 포함됨)에 설명되어 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "자동화된 세포 배양 시스템"은 동작 가능하게 연결된 여러 생물학적 생산 유닛들 및 프로세서들을 포함하는 자동화 시스템이다.
본원에 사용된 바와 같이, "지원된", "부착된", "연결됨", "조인된", "결합된", "링크된"및 "보안된"은 캐러셀의 컴포넌트들과와 본 발명을 병합하는 시스템들 및 방법들의 컴포넌트들의 맞물림과 관련하여 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 또한, 이러한 용어들은 "가역적으로"라는 용어와 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 일반적인 비제한적 개요 및 본 발명을 실시하는 것은 하기에 제시된다. 개요는 본 발명의 실시예들/양태들의 예시적인 실행을 개략적으로 설명하고, 변형 및/또는 대안 및/또는 다양한 양태들/실시예들에 대한 건설적인 기초를 제공하며, 이들 중 일부는 이후에 설명된다.
효과적이고 경제적인 자동화 전략은 자동화된 시퀀스들에서 제어될 수 있는 공정별 생물 반응기들의 사용을 채택하는 것이다. 이러한 생물 반응기들은 견고함과 조작자의 편의성을 다루기 위해 일회용의, 사전 멸균된 카트리지 또는 카세트 내에 구성될 수 있다. 더욱이, 자동화된 시퀀스들의 구현에 필요한 카세트 및 관련 제어 기기는 다음과 같은 (비제한적) 동작 조건들을 달성하기 위해 환경적으로 제어되는 인클로저(생물학적 생산 유닛)에 포함될 수 있다:
1. 특수 카세트용 기계 및 전기 제어 인터페이스;
2. 세포들의 생물학적 조작을 위한 환경 조건들의 온도 제어;
3. 세포들의 생물학적 조작을 위한 환경 조건들의 가스 제어;
4. 시약의 냉장 보관을 위해 독립적으로 제어되는 환경;
5. 중요한 프로세스 파라미터들의 모니터링; 및
6. 데이터 보존 정책들에 따라 프로세스 데이터의 전자적 저장.
공간 효율적인 조직과 여러 생물학적 생산 유닛들의 인체 공학적 액세스의 목표를 해결하기 위해, 자동화 캐러셀이 본원에서 개발 및 설명된다. 캐러셀은 정확한 사용자 포지셔닝을 위해 만곡된 수직 트랙 어셈블리를 따라 일제히 또는 개별적으로 복수의 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동을 지지하고 제공하는 실질적으로 수직인 트랙 어셈블리를 포함하는 직립형 캐러셀이다. 캐러셀은 중력에 대해 생물학적 생산 유닛들 각각의 정확한 정렬/방향을 유지하면서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로, 약 ±180° 수직한 곡선형 수직 트랙 어셈블리를 따라 동시에(즉, 일제히) 지원되는 생물학적 생산 유닛들을 적절하게 병진이동시킨다. 이는 각각의 생물학적 생산 유닛들 내에서 지원되는 임의의 세포 배양 및/또는 조직 공학 시스템들이 생물학적 생산 유닛들의 수직 포지셔닝의 변경 동안 그 위에 가해지는 중력의 방향을 변경함으로써 부정적인 영향을 받지 않도록 보장한다. 캐러셀은 또한 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나의 축 회전을 개별적으로 동적으로 조정하기 위한 수단을 포함한다. 놀랍게도, 독립적으로 동작 가능한 생물학적 시스템들을 지원하는 개별적인 생물학적 생산 유닛의 병진 및/또는 축 이동은 동작 리소스들의 중앙 소스에 대한 유닛들의 상호 연결을 손상시키지 않는다. 캐러셀은 지원되는 생물학적 생산 유닛들을 개별적으로 병진이동할 수도 있다. 즉, 각 유닛이 일제히 이동하기보다는, 단일 유닛이 이동할 수 있는 반면, 나머지 유닛들은 예를 들어 "번치된" 또는 "수집된" 방향으로 캐러셀의 상단 또는 후면을 따라 정지된 상태(또는 실질적으로 정지된 상태)를 유지한다. 원하는 대로, 트랙의 다음 유닛은 나머지 유닛들과 별도로 병진 이동될 수 있으며, 이는 해당 유닛에서 작업 또는 검사가 수행되도록 할 수 있다.
캐러셀은 전원과의 연결을 통해 전원이 공급되는 하우징 내에 구성되며, 동작 제어를 위해 컴퓨터(예를 들어, 터치 패드 화면을 통한, 핸드 헬드 장치를 통한 원격 장치)와 동작 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 캐러셀은 다양한 자동화된 세포 및 조직 배양 시스템들과 함께 사용하기 위해 통합될 수 있다.
도 1은 효율적인 공간 엔벨로프 내에서 다수의 개별적인 세포 생산 프로세스들의 효율적인 통합을 가능하게 하는 자동화 캐러셀 시스템(1)의 구성을 보여주는 본 발명의 하나의 비제한적인 실시예를 예시한다. 캐러셀 시스템(1)은 캐러셀(10)을 위한 지지 프레임 및 부착 구조의 역할을 하는 수직 하우징 어셈블리(12)의 프레임워크 내에서 지지되는 직립형 캐러셀(10)을 포함한다. 수직 하우징 어셈블리(12)는 베이스(14)에 장착된다. 수직 하우징 어셈블리(12)는 보조 장치들 및 리소스들(예를 들어, 전력, 가스, 데이터 등) 및 워크플로우 관리의 기계적 지원 및 중앙 전달을 포함하는 다수의 기능들을 제공한다. 캐러셀 시스템(1)은 추가 지지가 필요하지 않은 "독립형"구조로 예시되어 있으며, 특정 산업 생물학적 환경의 수직 공간에 의해서만 제한되기를 원하는 대로, 다양한 크기들뿐만 아니라 캐러셀의 해당 크기로 치수가 조정될 수 있다.
캐러셀 시스템(1)은 공통 프레임워크에서 8개의 생물학적 생산 유닛들(16)을 지원하는 생물학적 생산 유닛들의 스케일 업을 보여준다. 캐러셀 시스템의 캐러셀(10)은 공간적으로 가까운 방식으로 수직 캐러셀 트랙 프레임(도시되지 않음)의 곡선 형태를 따르는 타원형 배열로 8개의 개별적이고 동작상 개별적인 생물학적 생산 유닛들(16)을 지지하도록 실질적으로 수직으로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 생물학적 생산 유닛들(16) 중 하나는 개방형 구성이다. 생물학적 생산 유닛들(16)은 쉬운 사용자 액세스를 위한 구성으로 캐러셀에 장착된다. 도 1에서, 이는 유닛이 열릴 때 사용자가 세포 및 조직 배양 시스템들에 쉽게 액세스할 수 있는 공간을 허용하는 캔틸레버 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 생물학적 생산 유닛들(16)은 중력에 대해 실질적으로 균등한 간격 및 적절한 방향을 유지하면서 일제히 또는 캐러셀 트랙 프레임을 따라 개별적으로 병진 이동된다. 공간은 우수제조관리기준(GMP) 시설의 효율성에 중요한 영향을 미치기 때문에, 자동화 캐러셀 시스템은 생물학적 시설에서 사용되지 않는 수직 공간을 활용할뿐만 아니라 하우징 어셈블리(12) 내에서 동작 리소스들을 중앙에 수용하여 콤팩트하게 되도록 구조화된다. 이를 통해 생물학적 생산 유닛들 각각을 연속적으로 연결하는 특정 동작 리소스 연결들을 깔끔하게 저장하고 동작 리소스들의 중앙 소스에 대한 매니폴드 스타일 케이블링 시스템에 병합할 수 있다(도 9 참조). 이 구성은 캐러셀이 정지되어 있을 때 또는 생물학적 유닛의 병진이동 및/또는 개별적인 축 회전 동안 각 생물학적 생산 유닛에 리소스들의 공급을 허용한다.
도 2는 모든 생물학적 생산 유닛(16)이 조작자가 선호하는 액세스 포인트에 대해 임의의 위치로 이동될 수 있는 캐러셀 프레임을 따라 병진 이동(화살표로 표시됨)하는 동안 캐러셀(10)이 총 ±180도 회전할 수 있음을 보여준다. 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동될 수 있다. 이동은 선택한 원하는 속도에 따라 증가하는 방향으로 정확하게 제어된다. 캐러셀 트랙을 따라 생물학적 생산 유닛들의 병진 이동은 수직 하우징 어셈블리 내의 중앙 위치로부터 그리고 개별 생물학적 생산 유닛들 각각에 연속적으로 리소스들(예를 들어, 전력, 데이터, 가스 등)을 공급하는 케이블(도시되지 않음)의 무결성을 손상시키는 모든 경향을 배제하기 위해 선택적으로는 약 ±180 도로 제한된다.
재고 관리를 위한 기존 캐러셀 설계와는 달리, 생물학적 생산 유닛들의 장착은 공간의 효율적인 사용을 위한 것뿐만 아니라 각 생물학적 생산 유닛 내의 세포 및 조직 배양 프로세스들이 캐러셀의 수직 곡선 경로를 따라 생물학적 유닛들의 병진이동 동안 부정적으로 영향을 받지 않도록 보장하기 위해 중요하다. 마운팅은 또한 각 개별적인 생물학적 생산 유닛의 축 방향에 대한 추가적인 동적 제어를 위한 추가 메커니즘을 제공한다. 도 3은 각 생물학적 생산 유닛(16)이 정의된 각도 범위("틸팅" 또는 "로킹"이라고도 함)를 통해 양방향 방식으로 중력(화살표)에 대한 축 방향에 대해 독립적이고 동적으로 조정될 수 있음을 보여준다. 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나의 동적 축 회전 조정은 캐러셀을 따라 생물학적 생산 유닛들의 동시 병진 이동 동안 또는 캐러셀이 정지되어 있을 때 영향을 받을 수 있다.
도 4는 단순화를 위해 하나의 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛(16)을 지지하는 본 발명의 캐러셀(10)의 구조를 도시한다. 캐러셀(10)은 직립(수직)으로 배향되며, 구동 트랙(20) 및 서로 실질적으로 평행하게 이격되고 단단한 지지 프레임(도시되지 않음)에 기계적으로 부착된 지지 트랙(22)을 갖는 트랙 어셈블리(18)를 포함한다. 캐러셀(10)은 또한 실질적으로 수직으로 배향될 수 있어서, 구동 트랙(20) 및 지지 트랙이 수직과 관련하여, 예를 들어 완전히 수직(지면 또는 바닥에 수직)에 대해 약 0° 내지 -60° 정도로 각을 이룰 수 있다. 구동 트랙(20) 및 지지 트랙(22) 각각은 형태가 타원형(폐쇄 루프)으로 도시되며, 루프의 긴 운행로가 수직으로 연장되고 트랙 굴곡부가 트랙들의 상부 및 하부에 위치되도록 배향된다. 구동 트랙은 사용자 액세스를 필요로 하는 생물학적 생산 유닛과 결합되므로 지지 트랙 전방에 배치된다. 지지 트랙은 구동 트랙에 대해 수직으로 낮게 이격된다. 이 수직 오프셋은 고정된다.
연결된 트랙들을 따라 동시 병진 이동을 제공하는 구동 트랙(20)과 지지 트랙(22)을 연결하는 기계적 연결부 역할을 하는 병진 어셈블리(24)가 도시된다. 병진이동 어셈블리는 구동 트랙(20)에 인접한 일단에서 생물학적 생산 유닛(16)과 결합하도록 구성된다. 생물학적 생산 유닛(16)은 단일 캔틸레버 고정식 가역적 커플링(도시되지 않음)을 통해 캔틸레버 위치에서 병진이동 어셈블리(24)에 개별적으로 장착되는 것으로 도시된다. 병진이동 어셈블리는 생물학적 생산 유닛의 캔틸레버 포지셔닝을 가능하게 한다. 각 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛에 대한 단일 부착 지점은 생물학적 생산 유닛들 각각에 대한 서비스 액세스를 향상시키고 전체 공간 효율성을 더욱 개선시킨다. 캔틸레버 고정식 가역적 커플링은 임의의 생물학적 생산 유닛이 캐러셀의 암 어셈블리로부터 제거/분리되고 캐러셀의 다른 위치로 교체되거나 재배치될 수 있도록 결합 및 결합 해제를 허용한다. 하나의 병진이동 어셈블리가 도시되어 있지만, 당업자는 다수의 병진이동 어셈블리들이 각각 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛을 지지하는 지지 트랙에 구동 트랙을 연결하는 원하는 간격 관계로 장착된다는 것을 이해한다.
동작상, 자동화 캐러셀은 자동화 캐러셀의 위치 조정/회전 전반에 걸쳐 각 생산 유닛이 중력 벡터에 대해 정확하게 정렬되도록 보장함으로써 기하학적 안정성을 제공해야 한다. 방향이 중요하지 않은 시스템들은 중력의 사용을 질량 중심이 물체의 피벗점보다 낮은 정렬을 위한 메커니즘으로 사용한다. 그러나, 이러한 시스템들은 질량 중심의 변화들을 부적절하게 보상하며, 이는 이동중인 물체에 대한 중력 벡터의 위치에 영향을 미친다. 본원에 설명된 자동화 캐러셀은 질량 중심에 영향을 미치는 생물학적 생산 유닛 내의 2차 동작들이 중력에 대한 방향에 영향을 미치지 않도록 중력 벡터에 대해 생물학적 생산 유닛을 구체적으로 배향시킨다. 게다가, 생물학적 생산 유닛(들)의 결과적인 안정성은 특정 생물학적 또는 유체 이벤트들을 달성하기 위해 중력 벡터에 대한 내부 컴포넌트들의 이동을 가능하게 한다. 축 회전이 필요한 특정 생산 유닛 동작들의 경우, 자동화 캐러셀의 타원형 트랙에 대한 병진이동 이동과 별도로, (도 3에 도시된 바와 같은) 생산 유닛의 방향의 독립적인 제어를 위해 추가 연결부가 구현된다.
도 5는 캔틸레버 방향으로 생물학적 생산 유닛(16)을 지지하면서 트랙들을 따라 동기식 병진 이동을 위해 구성된 병진이동 어셈블리(24)의 구조를 보다 자세히 도시한다. 병진이동 어셈블리(24)는 생물학적 생산 유닛(16)의 샤프트를 수용하기 위해 측방향으로 연장되는 캔틸레버 고정식 가역적 커플링(도시되지 않음)을 갖는 제1 단부(30)를 갖는 수평 허브 어셈블리(28)를 포함한다. 수평 허브 어셈블리(28)는 또한 구동 트랙(20) 및 그 관련 구동 수단(예를 들어, 구동 벨트 또는 구동 연결부, 도시되지 않음)과 협력적으로 맞물리는 구동 캐리지(36)를 지지하는 단단한 연장부(33)를 갖는 중앙 허브(32)를 포함한다. 수평 허브 어셈블리는, 내부 허브를 통해, 수직 하향 연장 저항 암(40)이 고정적으로 장착되는 제2 단부(38)를 갖는다. 저항 암(40)은 지지 캐리지(42)가 피벗 마운팅을 통해 최하단에 부착되는 두 트랙들에 평행한 하향 방향으로 연장된다. 지지 캐리지(42)는 지지 트랙(22) 및 그와 관련된 구동 수단(예를 들어, 구동 벨트 또는 구동 연결부, 도시되지 않음)과 협력적으로 맞물린다. 구동 캐리지 및 지지 캐리지는 구동 트랙(20) 및 지지 트랙(22)의 고정된 수직 오프셋으로부터 발생하는 기하학적 제약으로 인해 저항 암(40)이 항상 수직 방향으로 유지되도록 타원형 트랙들 주위를 동기식으로 이동한다.
생물학적 생산 유닛을 지원하기 위한 병진이동 어셈블리의 사용은 생물학적 생산 유닛을 그 안에 지지된 세포 및/또는 조직 배양 시스템에 조작자가 액세스하기 편리한 위치로 재배치하는 것을 가능하게 할 수 있다. 단 하나의 생물학적 생산 유닛이 도시되어 있지만, 복수의 병진이동 어셈블리들은 각각 캔틸레버 식 생물학적 생산 유닛을 지지하는 트랙들을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 각 병진이동 어셈블리의 상대적 위치는 연결부들을 상호 연결함으로써 제한될 수 있다. 더구나, 생물학적 생산 유닛들의 위치들에 대해 조정 가능한 간격을 제공하는 것이 실행 가능하며, 이에 의해 이 간격은 제한되지 않은 조작자 액세스가 필요한 위치들에 대해서는 과장되고 캐러셀의 후면과 같이 조작자 액세스가 필요하지 않은 위치들에서는 축소된다.
트랙들을 따른 병진이동 동안 생물학적 생산 유닛의 일관된 수직 축 방향을 제공하는 것 외에도, 두 개의 기계적 및 동작적으로 연결된 캐리지들의 제공은 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛에 의해 구동 트랙에 부여되는 임의의 굽힘 모멘트에 저항하는 데 필요한 기계적 강성을 제공한다.
당업자는 구동 트랙과 지지 트랙 사이의 거리가 변할 수 있고, 이는 부분적으로 두 트랙들 사이의 연결부를 제공하는 병진이동 어셈블리의 크기, 생물학적 생산 유닛들의 크기와 중량 및 다수의 유닛들의 적절한 캔틸레버 장착에 필요한 엔지니어링 포스에 기인할 수 있음을 이해한다. 생물학적 생산 유닛들이 캔틸레버형 마운트를 사용하여 캔틸레버형으로 도시되어 있지만, 다른 방향들을 가진 다른 마운트들이 사용될 수 있음이 이해된다. 게다가, 각 병진이동 어셈블리에서 하나의 생물학적 생산 유닛만 캔틸레버형으로 도시되는 경우, 더 작은 생물학적 유닛들이 사용될 수 있으며 따라서 하나 이상의 생물학적 유닛은 각 병진이동 어셈블리에 직렬로든 인접하든 캔틸레버 위치에 장착될 수 있음이 이해된다.
또한, 구동 트랙과 지지 트랙의 모양과 크기는 중력에 대한 캐러셀 트랙들과 방향을 따라 적절한 병진 이동을 위해 실질적으로 동일해야 한다는 것이 이해된다. 프레임의 트랙들은 실질적으로 모양이 타원형인 것으로 도시되어 있지만, 모양은 달라질 수 있으며, 캐러셀에 지지되는 생물학적 생산 유닛들을 간격을 띄우는 능력과 약 ±180 도의 회전 양방향 이동을 제공할 수 있는 능력에 의해서만 제한된다. 따라서, 트랙들은 실질적으로 타원형(oval), 실질적으로 타원형(elliptical), 실질적으로 원형 또는 실질적으로 캡슐형일 수 있다. 캐러셀은 사용될 시설에 의해서만 제한되는 임의의 수직 높이(예를 들어, 크기)로 설계될 수 있다. 캐러셀의 프레임을 구성하는 두 개의 트랙들은 임의의 원하는 두께를 가질 수 있으며, 그 사용 동안 응력 사이클들 및 동적 하중 조건들을 견딜 수 있는 적합한 재료들로 만들어질 수 있다. 적합한 재료들은 이에 제한되는 것은 아니나 금속 및 금속 합금(예를 들어, 고급 스테인리스 강, 강철 합금, 철, 구리, 알루미늄 및 이들의 조합을 포함함)과 같은 일반적으로 사용되는 공학 재료들을 포함한다.
도 6은 중앙 허브(32)의 일부가 절단된 분리된 병진이동 어셈블리(24)를 도시한다. 병진이동 어셈블리(24)는 수평 허브 어셈블리(28)인 중앙 섹션을 도시한다. 수평 허브 어셈블리의 제1 단부(30)는 생물학적 생산 유닛을 장착하기 위해 캔틸레버 고정식 가역적 커플링(26)을 갖는다. 중앙 허브(32)는 그 위의 병진 이동을 위해 구동 트랙과 협력적으로 맞물리는 구동 캐리지(36)에, 단단한 연장부를 통해, 고정된 일 측을 갖는 외부 허브 쉘(34)을 갖는다. 내부 허브(44)는 외부 허브 쉘(34) 내의 베어링들을 통해 유지된다. 내부 허브(44)는 내부 허브에 고정적으로 장착된 저항 암(40)을 통해 외부 허브 쉘 내에서 회전하고 피벗 연결부를 통해 지지 캐리지(42)와 연결하기 위해 수직으로 하향 돌출되는 것이 제한되며, 지지 트랙(22) 및 그와 관련된 구동 수단(도시되지 않음)과 협력적으로 맞물리도록 구성된다. 외부 허브 쉘(34)이 1차 트랙의 타원형 경로를 이동하는 동안 회전 반전을 겪을 때, 내부 허브는 부착된 저항 암이 수직을 유지하도록 제한되기 때문에 중력에 대해 일관된 방향을 유지하도록 제한된다. 저항 암의 방향에 대한 이러한 제약은 캐리지들이 트랙들 주위를 이동할 때 구동 캐리지가 항상 2차 캐리지 위에 수직으로 배치되는 구동 캐리지들과 지지 캐리지들의 협력적 포지셔닝으로 인해 발생한다.
캔틸레버형 생물학적 생산 유닛을 지지하는 커플링(26)은 비아 베어링들의 내부 허브(44) 내에서 모터 구동 중앙 샤프트(54)와 기계적으로 맞물린다. 모터 구동 중앙 샤프트는 내부 허브(44) 내에서 회전하지 못하도록 제한되거나 중앙 샤프트의 축 회전을 구동하는 내부 허브에 장착된 모터 드라이브 및 기어 박스에 의해 제어된 속도로 능동적으로 회전된다. 중력에 대한 내부 허브의 제어된 방향 및 내부 허브에 대한 중앙 샤프트의 제어된 방향을 통해, 중앙 샤프트를 선택적으로 축 방향으로 회전시킬 수 있으며 따라서 중력에 대해 생물학적 생산 유닛을 회전시킬 수 있다.
구동 캐리지(36)는 그의 한 면(58)이 1차 트랙(20)을 파지하고 1차 트랙(20)에 의해 정의된 이동 코스를 따라 병진 운동에 적응된 그와 관련된 구동 수단과 맞물리도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들(60)을 갖는 구동 블록 어셈블리(56)이다.
지지 캐리지(42)는 그의 한 면(64)이 지지 트랙에 의해 정의된 이동 코스를 따라 이동하기 위해 지지 트랙을 파지하도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들(66)을 갖는 지지 블록 어셈블리(62)이다. 지지 캐리지는 레버 암의 길이에 따라 고정된 수직 오프셋을 유지하면서 구동 캐리지와 동기 방식으로 지지 트랙을 따라 능동적으로 병진 이동한다.
두 쌍의 베어링들이 1차 캐리지 및 지지 캐리지(즉, 각각 60 및 66) 각각에 도시되어 있지만, 당업자는 1차 트랙 또는 지지 트랙 중 어느 하나의 추가 그립을 위한 추가 세트들이 통합될 수 있음을 이해한다.
동작 시, 트랙들 상에 존재하는 병진이동 어셈블리(24) 및 유사한 병진이동 어셈블리들은 1차 캐리지를 1차 구동 벨트 및 모터 어셈블리로의 물리적 연결 및 2차 캐리지들을 연결하는 2차 구동 벨트를 통해 일제히 이동된다. 모션은 캐리지들과 트랙들 사이의 베어링 인터페이스에 기초하여 최소 마찰을 갖는 글라이딩 모션이다. 더욱이, 캐리지들은 상당한 측면 및 굽힘 하중을 지지한다. 이러한 하중 운반 능력과 병진이동 어셈블리를 통해 오프셋된 두 개의 캐리지들의 사용은 상당한 캔틸레버 하중을 견딜 수 있도록 하여 위치에서 위치로의 생물학적 생산 유닛들의 안정적 병진이동을 보장한다.
생물학적 생산 유닛(16)은 내부 중앙 허브(44) 내에 유지되는 모터 구동 중앙 샤프트(54)와 협력하는 캔틸레버 고정식 가역적 커플링(26)을 통해 병진이동 어셈블리(24)에 견고하게 장착된다. 내부 중앙 허브는 항상 중력 벡터에 대해 일관된 방향을 유지한다. 모터 구동 어셈블리는 내부 중앙 허브에 대해 중앙 샤프트(54)의 축 회전을 위치시킨다. 모터 구동 연결부(46)가 휴면 상태일 때, 생물학적 생산 유닛(그에 따른 그 안에 포함된 세포 및/또는 조직 배양 시스템)은 중력 벡터에 대해 주어진 방향을 유지할 것이다. 모터 구동 연결부(46)의 활성화를 통해, 중앙 샤프트(54)의 축 위치는 어느 방향으로든 변경될 수 있으며, 이에 따라 중력 벡터에 대한 세포 및/또는 조직 배양 시스템의 위치를 동적으로 축 방향으로 변경할 수 있다. 생물학적 생산 유닛의 축 방향의 이러한 변화는 생물학적 생산 유닛 내에 장착된 카세트 내에서 발생하는 특정 생물학적 활동을 돕기 위해 간헐적으로 이루어질 수 있거나 생물학적 생산 유닛에 수용된 카세트 내에서 생물 반응기의 연속(예를 들어, 로킹 또는 틸팅)일 수 있다.
도 7은 긴 운행로 및 트랙 굴곡부 둘 다에서 캐러셀 상의 생물학적 생산 유닛의 서로 다른 위치들에 대한 병진이동 어셈블리 컴포넌트들의 포지셔닝을 예시하는 완전히 채워진 캐러셀을 도시한다. 트랙들을 따라 생물학적 생산 유닛들의 위치에 관계없이 저항 암(40)은 수직 위치에 유지된다는 것이 분명하다. 트랙 굴곡부를 따라 병진 이동하는 동안, 외부 허브 쉘(34) 및 구동 캐리지(36)는 회전 반전을 겪는 동시에 지지 캐리지가 반전을 겪도록 회전한다. 구동 캐리지들 및 관련 지지 캐리지들은 위치 "A"(수직)에서 위치 "B"(외부 허브 쉘이 회전 반전을 겪고 있으므로, 수평), 위치 "C"(수직 반전, 회전 반전 완료)로 협력하여 이동한다. 이 시퀀스 전반에 걸쳐, 저항 암(40)은 연결 메커니즘에 의해 수직 방향으로 유지된다.
환자별 치료제의 생산 시, 각 환자의 특정 생산 활동의 초기화, 처리 및 완료가 일반적으로 다른 동시 생산 요구 사항들과 일치하지 않기 때문에 각 생물학적 생산 장치의 독립적인 동작을 가능하게 하는 필요성이 존재한다. 따라서, 각 생물학적 생산 유닛은 그 안에서 발생하는 생물학적 처리 조건들에 대해 독립적으로 제어된다. 이는 공통 리소스들을 각 생물학적 생산 유닛에 전달해야 하며, 이러한 리소스들의 소모는 각 생산 유닛 내에서 내부적으로 제어된다.
복수의 생물학적 생산 유닛들의 회전 이동은 리소스 전달 및 관리에 고유한 과제를 제시한다. 리소스 분산 복잡성을 최소화하기 위해, 자동화 캐러셀에 대해 약 ±180 도 회전 제한이 적합하다. 회전에 대한 이러한 제약으로 인해, 보조 장치들 및 리소스들(예를 들어, 전력, 공급 가스 및 데이터)의 전달을 위해 견고하고 기능적으로 신뢰할 수 있는 케이블링 전략이 개발되었다.
도 8은 전달을 위한 중앙 동작 리소스들을 지원하는 수직 하우징 어셈블리(12) 상에 동작상 지원되는 대표적인 완전히 채워진 캐러셀의 복잡성을 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각 생물학적 생산 유닛은 연장되고 수직 하우징 어셈블리(12) 내의 중앙에 위치된 소스에 연결되는 포트 연결부(50)를 통해 삽입된 케이블링(70)을 통해 기능적으로 부착된다. 중앙 소스로부터의 케이블링(70)은 제1 생물학적 생산 유닛에 연결되고 각 연속적인 생물학적 생산 유닛 전방에 연결된다. 이러한 상호 연결된 케이블링 전략은 중앙에 위치된 소스에 대한 모든 생물학적 생산 유닛의 리소스들에 대한 독립적인 케이블링을 설정하는 복잡성을 배제한다.
안전 예방 조치들은 조작자와 각 생물학적 생산 유닛 내에서 진행중인 생물학적 프로세스들의 지속적인 실행 가능성을 둘 다를 보호하기 위해 자동화 캐러셀에 대한 동작 요구 사항들이다. 이동되는 파트들은 핀치 포인트를 방지하기 위해 다른 이동/고정식 파트들에 대해 중단되지 않은 표면이 포함되거나 이를 갖는다. 이러한 조건들이 가능하지 않은 경우, 부상을 방지하기 위한 대체 방법들이 필요하다. 도 8에 도시된 하우징 어셈블리는 리소스 분산 네트워크 및 기타 파트들로부터 사용자들을 격리하여 보호하는 것을 더욱 돕기 위한 보호 커버(72)로 구성된다.
또한 안전 클러치가 제공되어 자동화 캐러셀의 구동 시스템에 의해 정상 토크보다 높은 토크가 발생되는 경우 캐러셀의 이동의 자동 중단을 허용하도록 한다. 높은 토크의 클러치 슬립은 트랙 궤도를 따라 회전하는 생물학적 생산 유닛들에 의해 생성될 수 있는 핀치 위험으로부터 사용자를 보호하며, 오작동 시 자동화 캐러셀 내의 다른 컴포넌트들로 잠재적으로 손상되는 토크가 전달되는 것을 방지한다.
GMP 시설 내에서 동작하기 위한 자동화 캐러셀의 서비스 및 클리닝이 필요하다. 자동화 캐러셀의 임시 재배치는 깨끗한 생산 공간을 유지하는 데 잠재적으로 유리하다. 베이스(14) 아래에 있는 휠들(74)은 휴대성이 필요할 때 전개되도록 구성된다. 정지되어 있을 때, 휠들(74)은 하부 바닥 구조에 대한 베이스(14)의 안정적인 배치를 보장하기 위해 베이스 내에서 절첩된다.
도 10은 그 위에 6 내지 10개의 생물학적 생산 유닛들을 지원하는 캐러셀의 대표적인 구성들/크기들을 도시한다. 완전히 채워진 "하우징형" 캐러셀들은 또한 세포 및/또는 조직 배양 공학을 위한 생물학적 시설의 훨씬 증가된 생산 능력들을 예시하는 시리즈로 도시된다. 캐러셀은 임의 개수의 생물학적 생산 유닛들을 수용하도록 구성/사이징될 수 있다. 캐러셀의 높이는 일반적으로 캐러셀이 설치될 건물의 오버헤드 간격에 의해 결정된다. 일반적으로, 캐러셀은 주어진 캐러셀에서 지원되는 생물학적 생산 유닛들의 수를 최대화하기 위해 건물 구조와 호환되는 최대 높이를 갖도록 구성된다. 예를 들어, 캐러셀은 생물학적 시설에서 수직 공간의 사용을 최대화하기 위해, 2 내지 3 층(또는 그 이상) 건물에 맞는 높이가 2층 이상일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 스캐폴딩 및/또는 플랫폼들은 캐러셀에 추가하여 구조적 무결성을 추가할 뿐만 아니라 과학자들이 생물학적 생산을 서서 모니터링할 수 있는 추가 작동 영역들을 제공할 수 있다. 캐러셀은 또한 기술자들이 다양한 높이에서 캐러셀에 액세스 할 수 있는 통로 또는 플랫폼을 확장하거나 물리적으로 통합할 수 있으며, 여러 사용자들에게 여러 액세스 포인트들을 허용한다. 다수의 작업 영역들을 제공하기 위해 원하는 대로 또는 필요에 따라 추가 실험실 장비가 플랫폼들에 하우징될 수도 있다. 캐러셀은 생물학적 생산 유닛들을 한 환경 등급에서 다른 환경 클래스로 이동하도록 하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 캐러셀은 바닥 섹션이 제1 클린룸 분류(예를 들어, 규제된 클린룸 환경)를 가질 수 있는 충분한 높이에 걸쳐있을 수 있으며, 그런 다음 생물학적 생산 유닛을 다른 클린룸 분류(예를 들어, 다른 환경 조건들에서 다른 생산 유닛 상호 작용이 발생하도록 하는, 규제되지 않은 클린룸 환경)를 갖는 상부 섹션으로의 병진이동을 활용할 수 있다. 추가 분류들이 구상될 수도 있다.
생물학적 생산 유닛들 사이의 간격은 조정 가능하며, 생물학적 생산 유닛의 크기에 적절한 간격을 제공하도록 선택된다. 이는 특정 유형의 생물학적 생산 유닛에 대한 주어진 캐러셀의 커스텀화가 그에 지원될 수 있도록 한다. 또한, 도면들은 모든 생물학적 생산 유닛들이 유형이 유사한 것으로 예시하고 있지만, 이는 주어진 캐러셀에 다양한 유형의 생물학적 생산 유닛들을 동시에 디스플레이하도록 본 발명의 범위 내에 있다는 점에 유의해야 한다. 캐러셀 및 캐러셀 시스템들은 폐쇄 간격에 의해 캐러셀의 선택된 구역들에서 생물학적 유닛들의 공간 밀도를 최대화하고 개방 간격에 의해 다른 선택된 구역들의 생물학적 유닛들에 대한 사용자 액세스를 향상시키기 위해 인접한 생물학적 유닛들에 대한 각 생물학적 유닛의 간격을 조정하는 별도의 능력을 갖도록 더 구성될 수 있다는 것이 더 제공된다. 한 비제한적 예에서, 일단 원하는 생물학적 생산 유닛이 선택되고 사용자를 위해 적절하게 배치되면, 인접한 생물학적 생산 유닛들은 사용자에게 더 많은 룸을 제공하기 위해 선택된 생물학적 생산 유닛으로부터 "멀리" 병진이동으로 추가로 재배치될 수 있다.
다양한 사용자 액세스 요구 사항들을 수용하기 위해, 생물학적 생산 유닛들은, 사용자에 의해, 선택된 사용자를 위해 정확하게 배치될 수 있다. 사용자가 캐러셀의 각 생물학적 생산 유닛과 효과적으로 통신할 수 있는 인터페이스가 제공되며 조정 가능하다.
도 11은 조작자에 의한 인체 공학적 액세스를 제공하기 위해 임의의 특정 생물학적 생산 유닛의 배치 범위를 정의하는 데 사용될 수 있는 대표적인 측정들을 보여준다. 따라서 본 발명의 자동화 캐러셀을 사용하면 생물학적 생산이 증가할 뿐만 아니라 검사, 교체, 제거 또는 재배치를 위해 생물학적 유닛들 중 어느 하나에 대한 쉽고 편안한 액세스를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 서 있거나 앉아 있는 동안 인체 공학적 수직 레벨에서 생물학적 생산 유닛들 중 어느 하나를 배치할 수 있다.
본원에 설명된 바와 같이, 적합하게는 생물학적 생산 유닛들(16)은 쉽게 액세스할 수 있도록 임의의 단일 유닛의 수직 포지셔닝을 가능하게 하기 위해 일제히 또는 개별적으로 이동하도록 구성된다. 실시예들에서, 하나 이상의 추가 고정식 유닛들은 워크플로우 유닛들로 캐러셀에 장착될 수 있다. 이러한 워크플로우 유닛들은 현재 캐러셀 시리즈에서 병진 이동중인 유닛으로부터 카세트를 제거하고, 추가 처리를 위해 고정식 유닛으로 이를 전송함으로써 특정 기능들에 사용할 수 있다. 고정식 워크플로우 유닛들은 또한 단일 생물학적 생산 유닛 오작동 이벤트를 해결하기 위해 임시 동작 지원이 필요한 경우 리소스로 활용될 수 있다. 이 임시 역할은 유닛 수리 또는 유닛 교체를 지원할 수 있다.
추가 실시예들에서, 2차 처리 모듈이 또한 본원에 설명된 캐러셀들에 포함될 수 있다. 이 2차 처리 모듈은 생물학적 생산 유닛(16)이 병진이동의 특정 위치에 도달할 때 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 2차 처리 모듈은 특정 카세트 처리 요구 사항들 또는 기타 기술 기능들을 위해 특정 생산 유닛 주변에 제어된 환경을 생성하는 바이오 아이솔레이터일 수 있다. 이 바이오 아이솔레이터는 유닛이 일반 공간(예를 들어, 외부 오염 또는 유닛들에서 사용되는 고도로 전문화되거나 잠재적으로 독성이 있는 세포 또는 바이러스)에 개방될 경우 조작자가 불가능한 방식으로 장치의 동작에 개입하도록 할 수 있다.
전술한 내용은 본 발명의 자동화 장치가 자동화된 세포 및 조직 배양 애플리케이션들에 대해 더욱 중요한 개선을 달성한다는 것을 예시한다. 복잡하고 자동화된 모듈식 생물학적 배양 시스템들은 시스템의 무결성 또는 시스템의 다용성을 손상시키지 않고 동일한 공간의 장애 시설에서 환자 치료를 위해 훨씬 필요한 세포들 및 조직들을 제공하도록 더 큰 능력을 허용하는 본 발명의 장치의 통합으로 개선될 수 있다. 언제든지 액세스 측면에서 각 생물학적 생산 유닛의 동작은 인체 공학적이며 원하는 대로 모든 사용자가 쉽게 달성할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들이 본원에 설명되고 예시되었지만, 당업자는 기능들을 수행하고/거나 결과들 및/또는 본원에 설명된 이점들 중 하나 이상, 그리고 이러한 변형들 및/또는 수정들 각각은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 보다 일반적으로, 당업자는 본원에 설명된 모든 파라미터들, 치수들, 재료들 및 구성들이 예시적인 것을 의미하고 실제 파라미터들, 치수들, 재료들 및/또는 구성들이 본 발명의 교시들이 사용되는 특정 어플리케이션 또는 어플리케이션들에 따라 달라질 것이라는 점이 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 전술한 실시 예들은 단지 예로서 제시된 것이며, 첨부된 청구 범위 및 그 균등물의 범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명되고 청구된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들 및/또는 예들의 설명들은 예시의 목적으로 제시되었지만, 개시된 실시예들 및/또는 예들에 대해 배제하거나 제한하는 것으로 의도된 것은 아니다. 기술된 실시예들의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 많은 수정들 및 변형들이 당업자에게 명백할 것이다. 본원에 사용된 용어는 실시예들의 원리들, 실제 애플리케이션 또는 시장에서 발견되는 기술들에 대한 기술적 개선을 가장 잘 설명하거나, 당업자가 본원에 개시된 실시예들을 이해할 수 있도록 선택되었다.

Claims (20)

  1. 자동화 캐러셀에 있어서,
    서로 수직으로 오프셋되고 이격된 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 실질적으로 수직의 트랙 어셈블리;
    이격된 위치들에서 상기 구동 트랙 및 상기 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 각 병진이동 어셈블리는 캔틸레버형 생물학적 유닛을 지지하고,
    상기 복수의 병진이동 어셈블리들은, (i) 중력에 대해 안정된 각 캔틸레버형 생물학적 유닛의 방향을 유지하면서 상기 구동 트랙과 상기 지지 트랙을 따라 일제히 각 생물학적 유닛의 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성된, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들;을 포함하는, 자동화 캐러셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 수평 허브 어셈블리인, 자동화 캐러셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수평 허브 어셈블리는,
    상기 캔틸레버형 생물학적 유닛의 입력 샤프트를 수용하는 가역적 커플링을 정의하는 제1 단부;
    중앙 허브로서,
    병진 이동을 위해 상기 구동 트랙과 협조적으로 맞물린 구동 캐리지를 지지하는 외부 허브 쉘, 및
    상기 생물학적 유닛을 축 방향으로 회전하도록 구성된 개별 메커니즘을 포함하는 내부 허브를 포함하는, 상기 중앙 허브; 및
    상기 내부 허브를 통해 장착된 수직으로 하향 연장되는 저항 암 및 수직으로 가장 낮은 지점에서 그 위에서 병진 이동을 위해 상기 지지 트랙과 협력적으로 맞물린 피벗 가능하게 연결된 지지 캐리지를 갖는 제2 단부로서, 상기 수직으로 연장되는 저항 암은 상기 내부 허브의 회전을 방지하고 상기 트랙들을 따라 병진 이동 동안 상기 구동 트랙 및 지지 트랙의 상기 고정된 수직 오프셋으로부터 발생하는 기하학적 제약에 의해 수직 방향으로 유지되는, 상기 제2 단부;를 포함하는, 자동화 캐러셀.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가역적 커플링은 측방향으로 연장되는 캔틸레버형 커플링인, 자동화 캐러셀.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 허브의 상기 개별 메커니즘은 상기 생물학적 유닛의 상기 내부 샤프트와 맞물리는 모터 구동 중앙 샤프트를 포함하며, 상기 모터의 작동은 제어된 속도로 상기 중앙 샤프트를 능동적으로 회전하여 상기 관련 생물학적 유닛의 축 회전을 유발하는, 자동화 캐러셀.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 캐리지는 그 한 면이 상기 구동 트랙을 파지하고 구동 벨트 또는 상기 구동 트랙에 의해 정의된 이동 코스를 따라 이동하도록 적응된 구동 연결부와 맞물리도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들을 포함하는 구동 블록 어셈블리를 포함하는, 자동화 캐러셀.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 캐리지는 그 한 면이 상기 지지 트랙을 파지하고 구동 벨트 또는 상기 트랙에 의해 상기 이동 코스를 따라 이동하도록 적응된 구동 연결부와 맞물리도록 부착형의 수직으로 배열된 한 쌍의 외향 돌출 베어링 부재들을 포함하는 지지 블록 어셈블리를 포함하는, 자동화 캐러셀.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수평 허브 어셈블리의 상기 제2 단부는 상기 생물학적 유닛에 중앙에서 제공되는 동작 리소스들을 위한 커넥터의 진입을 위한 포트를 포함하는, 자동화 캐러셀.
  9. 제8항에 있어서, 상기 포트는,
    상기 중앙 허브를 통해 상기 생물학적 유닛으로 연장되는 중공 샤프트로 이어지는, 자동화 캐러셀.
  10. 제9항에 있어서, 상기 커넥터는 개별 동작 리소스들을 둘러싸는 케이블링을 포함하며, 상기 케이블링은 중앙 소스로부터 시작되고 상기 캐러셀 상의 각 연속적인 생물학적 유닛을 연결하는, 자동화 캐러셀.
  11. 제10항에 있어서, 상기 동작 리소스들은 전기 공급 라인들, 가스 공급 라인들 및 컨트롤러 연결들인, 자동화 캐러셀.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결된 트랙들에 따른 상기 병진 이동은 약 180 도 시계 방향 또는 반시계 방향인, 자동화 캐러셀.
  13. 제12항에 있어서, 상기 캔틸레버형 생물학적 유닛은 생물학적 생산물이며, 조직 생검의 무균 수용/보관; 소화 과정의 자동화된 모니터링; 해리된 세포들을 생성하기 위한 생검 조직의 소화; 안전한 폐기물 수집을 포함한 세포 분류 및 선택; 증식 기질 상의 또는 내부의 세포 시딩; 세포 집단을 확장하기 위한 세포들의 스캐폴드 증식; 세포 세척 및 세포 수집; 조직 공학 스캐폴드 또는 매트릭스 상의 또는 내부의 세포 시딩; 세포 활동의 전문화를 허용하는 세포 분화; 조직 형성; 조직 성숙을 촉진하기 위한 기계적 및/또는 생화학적 자극; 재건 수술을 위해 조직 공학 구조/임플란트의 수확; 및 세포와 이식 가능한 조직의 보관 및 운반 중 하나 이상을 수행하도록 구성된 세포 및/또는 조직 공학 시스템인, 자동화 캐러셀.
  14. 다수의 생물학적 생산 유닛들의 분포 및 인체 공학적 포지셔닝을 위한 자동화 캐러셀 시스템으로서, 상기 생물학적 생산 유닛들 각각은 자동화된 개별적으로 동작 가능한 세포 및/또는 조직 공학 시스템을 포함하는, 자동화 캐러셀 시스템에 있어서,
    자동화 캐러셀로서,
    서로 수직으로 오프셋되고 이격되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 실질적으로 수직의 트랙 어셈블리; 및
    이격된 위치들에서 상기 구동 트랙 및 상기 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛을 지지하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 안정적인 각 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛의 방향을 유지하면서 상기 연결된 구동 트랙 및 지지 트랙을 따라 일제히 또는 개별적으로 각 생물학적 생산 유닛의 병진 이동 및 개별적으로 (ii) 각 생물학적 생산 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들;
    각각의 상기 생물학적 생산 유닛들 내에서 각 세포 및/또는 조직 배양 시스템의 독립적인 생물학적 제어를 위한 컨트롤러;
    상기 자동화 캐러셀을 지지하는 수직 하우징 어셈블리로서, 상기 하우징 어셈블리는 동작 리소스들의 중앙 소스를 포함하는, 상기 수직 하우징 어셈블리; 및
    - 상기 동작 리소스들의 중앙 소스를 각 연속적인 생물학적 생산 유닛에 상호 연결하기 위한 커넥터; 및
    컴퓨터 연결을 포함하는, 상기 자동화 캐러셀을 포함하는, 자동화 캐러셀 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 각 생물학적 생산 유닛은 사용자에 의한 통신을 위한 연결 인터페이스로서, 상기 연결 인터페이스는 상기 컴퓨터에 연결되는, 상기 연결 인터페이스를 포함하는, 자동화 캐러셀 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 최대 24개의 병진이동 어셈블리들을 포함하는, 자동화 캐러셀 시스템.
  17. 각각이 생물학적 생산 유닛 내에서 지원되는 복수의 독립적인 세포 및/또는 조직 공학 시스템들을 포함하는 자동화 캐러셀 시스템의 사용자들을 위한 인체 공학적 개선 방법에 있어서, 상기 방법은,
    복수의 생물학적 생산 유닛들을 자동화 캐러셀 상에 장착하는 단계로서, 상기 자동화 캐러셀은,
    서로 수직으로 오프셋되고 이격되는 구동 트랙 및 지지 트랙을 포함하는 수직 트랙 어셈블리;
    이격된 위치들에서 상기 구동 트랙 및 상기 지지 트랙을 연결하는 복수의 병진이동 어셈블리들로서, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들 각각은 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛을 지지하고, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들은 (i) 중력에 대해 안정적인 각 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛의 방향을 유지하면서 상기 연결된 구동 트랙 및 지지 트랙을 따라 일제히 또는 개별적으로 각 생물학적 생산 유닛의 병진 이동을 제공하고, 개별적으로, (ii) 각 생물학적 생산 유닛의 축 회전을 제공하도록 구성되는, 상기 복수의 병진이동 어셈블리들을 포함하는, 상기 장착하는 단계를 포함하며;
    (i) 및 (ii)는 사용자에 의해 각 생물학적 생산 유닛에 인체 공학적 액세스를 위해 사용자 제어되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 캔틸레버형 생물학적 생산 유닛들을 일제히 병진 이동하라는 하나 이상의 병진 이동 동작 인스트럭션들을 상기 자동화 캐러셀로 전송하는 단계로서, 상기 하나 이상의 병진 이동 인스트럭션들은 포지셔닝을 위한 타겟 생물학적 생산 유닛의 상기 캐러셀 상의 상기 위치에 대한 정보 및 서 있거나 앉아 있는 특정 사용자의 물리적 측정 사양에 대한 정보를 포함하는, 상기 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 특정 사용자를 위한 인체 공학적 포지셔닝을 위해 상기 타겟 생물학적 생산 유닛을 식별하는 단계 및 서 있거나 앉아 있는 상기 특정 사용자의 상기 물리적 측정들에 따라 상기 타겟 생물학적 생산 유닛을 포지셔닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 타겟 생물학적 생산 유닛이 인체 공학적으로 포지셔닝될 때 상기 병진 이동 동작 인스트럭션들을 중단하는 단계, 및 상기 인체 공학적 포지셔닝의 하나 이상의 결과들을 상기 자동화 캐러셀의 상기 통신 인터페이스를 통해 원격 관리 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
KR1020217022774A 2018-12-21 2019-12-18 모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀 KR20210107749A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862783529P 2018-12-21 2018-12-21
US62/783,529 2018-12-21
PCT/CA2019/051845 WO2020124231A1 (en) 2018-12-21 2019-12-18 Carousel for modular biologic production units

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210107749A true KR20210107749A (ko) 2021-09-01

Family

ID=71099292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217022774A KR20210107749A (ko) 2018-12-21 2019-12-18 모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀

Country Status (9)

Country Link
US (2) US11714096B2 (ko)
EP (1) EP3898932A4 (ko)
JP (1) JP7477091B2 (ko)
KR (1) KR20210107749A (ko)
CN (1) CN113366099A (ko)
CA (1) CA3123314A1 (ko)
IL (1) IL284214A (ko)
SG (1) SG11202106384YA (ko)
WO (1) WO2020124231A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019046304A1 (en) 2017-08-28 2019-03-07 Matthias Wagner MICROFLUIDIC LASER ACTIVATED INTRACELLULAR ADMINISTRATION SYSTEMS AND METHODS
US11708563B2 (en) 2021-03-07 2023-07-25 Cellino Biotech, Inc. Platforms and systems for automated cell culture
US11931737B2 (en) 2021-09-02 2024-03-19 Cellino Biotech, Inc. Platforms and systems for automated cell culture
US20230235268A1 (en) * 2022-01-24 2023-07-27 Octane Biotech Inc. Support structures for automated cell engineering systems

Family Cites Families (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1356794A (en) 1970-11-20 1974-06-12 Defence Secratary Of State For Apparatus and method for the production of a single cell suspen sion from tissue
IL68218A (en) 1983-03-23 1985-12-31 Univ Ramot Compositions for cartilage repair comprising embryonal chondrocytes
US5902741A (en) 1986-04-18 1999-05-11 Advanced Tissue Sciences, Inc. Three-dimensional cartilage cultures
IL82746A (en) 1986-06-06 1994-10-07 Genentech Inc A process for producing a biologically active tissue plasminogen activator
US5041138A (en) 1986-11-20 1991-08-20 Massachusetts Institute Of Technology Neomorphogenesis of cartilage in vivo from cell culture
US6022742A (en) 1986-11-26 2000-02-08 Kopf; Henry B. Culture device and method
US5081036A (en) 1987-01-23 1992-01-14 Hoffmann-La Roche Inc. Method and apparatus for cell culture
EP0345588A1 (de) 1988-06-03 1989-12-13 Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH (GBF) Verfahren und Anordnung zur Regelung eines biologischen Wachstumsprozesses
CA2000181A1 (en) 1988-10-14 1990-04-14 Chung-Faye Chao Process for producing cultured epidermal sheet, product and method of use
JPH02119772A (ja) 1988-10-29 1990-05-07 Shimadzu Corp 細胞培養装置
US4939151A (en) 1988-10-31 1990-07-03 Baxter International Inc. Adherent cell culture flask
US5240854A (en) 1989-06-05 1993-08-31 Berry Eric S Continuous high-density cell culture system
DE4021123A1 (de) 1989-10-07 1991-04-11 Sartorius Gmbh Fuer den laborbetrieb bestimmte vorrichtung zur behandlung fluessiger medien
DK0494887T3 (da) 1989-10-10 1998-01-05 Aquasearch Inc Fremgangsmåde og apparat til fremstilling af fotosyntetiske mikrober
GB9010356D0 (en) 1990-05-09 1990-06-27 Ciba Geigy Ag Maturation of hemopoietic cells
JPH07501206A (ja) 1991-08-07 1995-02-09 イェシバ・ユニバーシティ 前駆肝細胞の増殖
JPH0654678A (ja) 1992-08-07 1994-03-01 Chuo Setsubi Eng Kk 微生物の自動流加培養法
DE4306661C2 (de) 1993-03-03 1995-04-20 Michael Dipl Biol Sittinger Verfahren zum Herstellen eines Implantates aus Zellkulturen
JP3453161B2 (ja) 1993-03-18 2003-10-06 宇宙開発事業団 液体培養ユニット
US5424209A (en) 1993-03-19 1995-06-13 Kearney; George P. Automated cell culture and testing system
US5478479A (en) 1994-05-20 1995-12-26 Haemonetics Corporation Two-stage cell wash process controlled by optical sensor
US5549134A (en) 1994-05-27 1996-08-27 Marcvalve Corporation Diaphragm valve
JP3549949B2 (ja) 1994-06-17 2004-08-04 山陽電子工業株式会社 低酸素培養器
US6297046B1 (en) 1994-10-28 2001-10-02 Baxter International Inc. Multilayer gas-permeable container for the culture of adherent and non-adherent cells
US5906934A (en) 1995-03-14 1999-05-25 Morphogen Pharmaceuticals, Inc. Mesenchymal stem cells for cartilage repair
US5846828A (en) 1995-06-07 1998-12-08 Advanced Tissue Sciences Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, storing, shipping, and testing tissue, synthetic, or mechanical heart valves orvalve segments
US6121042A (en) 1995-04-27 2000-09-19 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for simulating in vivo conditions while seeding and culturing three-dimensional tissue constructs
US5792603A (en) 1995-04-27 1998-08-11 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, storing, shipping and testing tissue, synthetic or native, vascular grafts
WO1996039992A1 (en) 1995-06-07 1996-12-19 Advanced Tissue Sciences, Inc. Apparatus and method for sterilizing, seeding, culturing, storing, shipping, and testing replacement cartilage tissue constructs
EP0832182B1 (en) 1995-06-07 2001-08-16 Aastrom Biosciences, Inc. Apparatus and method for maintaining and growing biological cells
US6096532A (en) 1995-06-07 2000-08-01 Aastrom Biosciences, Inc. Processor apparatus for use in a system for maintaining and growing biological cells
US5688687A (en) 1995-06-07 1997-11-18 Aastrom Biosciences, Inc. Bioreactor for mammalian cell growth and maintenance
US5985653A (en) 1995-06-07 1999-11-16 Aastrom Biosciences, Inc. Incubator apparatus for use in a system for maintaining and growing biological cells
US6228635B1 (en) 1995-06-07 2001-05-08 Aastrom Bioscience, Inc. Portable cell growth cassette for use in maintaining and growing biological cells
US5728581A (en) 1995-06-07 1998-03-17 Systemix, Inc. Method of expanding hematopoietic stem cells, reagents and bioreactors for use therein
US6238908B1 (en) 1995-06-07 2001-05-29 Aastrom Biosciences, Inc. Apparatus and method for maintaining and growth biological cells
ES2236746T3 (es) 1995-09-01 2005-07-16 Millenium Biologix Inc. Composicion artificial estabilizada de fases de fosfato de calcio particularmente adaptada como soporte de la actividad de celulas oseas.
US6372495B1 (en) 1995-10-06 2002-04-16 Seed Capital Investments-2 (Sci-2) B.V. Bio-artificial organ containing a matrix having hollow fibers for supplying gaseous oxygen
AU1059997A (en) 1995-11-08 1997-05-29 Trustees Of Boston University Cellular physiology workstations for automated data acquisition and perfusion control
US5842477A (en) 1996-02-21 1998-12-01 Advanced Tissue Sciences, Inc. Method for repairing cartilage
US5827729A (en) 1996-04-23 1998-10-27 Advanced Tissue Sciences Diffusion gradient bioreactor and extracorporeal liver device using a three-dimensional liver tissue
AU6467796A (en) 1996-04-24 1997-05-15 Claude Fell Cell separation system for biological fluids like blood
US6008010A (en) 1996-11-01 1999-12-28 University Of Pittsburgh Method and apparatus for holding cells
US6399375B2 (en) 1997-01-08 2002-06-04 Demtek A/S Method and apparatus for culturing cells and tissues
US5928936A (en) 1997-04-09 1999-07-27 Huntington Medical Research Institutes Cell culture container that self-seals after cannula penetration made of porous sheets
US5786207A (en) 1997-05-28 1998-07-28 University Of Pittsburgh Tissue dissociating system and method
US5922604A (en) 1997-06-05 1999-07-13 Gene Tec Corporation Thin reaction chambers for containing and handling liquid microvolumes
AU9582398A (en) 1997-09-25 1999-04-12 Cytomatrix, Llc Methods and devices for the long-term culture of hematopoietic progenitor cells
US6197575B1 (en) 1998-03-18 2001-03-06 Massachusetts Institute Of Technology Vascularized perfused microtissue/micro-organ arrays
US5882929A (en) 1998-04-07 1999-03-16 Tissue Engineering, Inc. Methods and apparatus for the conditioning of cartilage replacement tissue
US5989913A (en) 1998-07-02 1999-11-23 Charles Daniel Anderson Culture vessel for growing or culturing cells, cellular aggregates, tissues and organoids and methods for using the same
AU759719B2 (en) 1999-02-04 2003-04-17 Pluristem Ltd. Method and apparatus for maintenance and expansion of hemopoietic stem cells and/or progenitor cells
WO2001000783A2 (en) 1999-06-25 2001-01-04 Advanced Tissue Sciences, Inc. Monitorable three-dimensional scaffolds and tissue culture systems
US6632651B1 (en) 1999-07-06 2003-10-14 Ramot At Tel Aviv University Ltd. Tissue maintenance system that applies rhythmic pulses of pressure
US6402941B1 (en) 2000-02-07 2002-06-11 Wastewater Biological Solutions, Corp Apparatus for biological treatment of environmental contaminants and waste
JP3865354B2 (ja) 2000-03-02 2007-01-10 高木産業株式会社 細胞又は組織の培養方法
JP4402249B2 (ja) 2000-03-31 2010-01-20 正仁 田谷 細胞培養方法、細胞培養装置及び記録媒体
GB0009960D0 (en) 2000-04-25 2000-06-14 Oncoprobe Limited Electrochemical sensing
US7585323B2 (en) 2000-05-05 2009-09-08 Medlden, Llc In vitro mechanical loading of musculoskeletal tissues
US6485963B1 (en) 2000-06-02 2002-11-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Growth stimulation of biological cells and tissue by electromagnetic fields and uses thereof
EP1309719B2 (en) 2000-08-14 2022-09-07 University of Maryland at Baltimore County Bioreactor and bioprocessing technique
US6864084B2 (en) 2000-08-18 2005-03-08 Levitronix Llc Bioreactor and method for fluidly suspending a product
KR200243145Y1 (ko) 2000-08-22 2001-09-25 주식회사 태산솔루젼스 조직재생 장치
JP4195287B2 (ja) 2000-10-02 2008-12-10 エフ．キャノン トーマス 自動化されたバイオカルチャー及びバイオカルチャー実験システム
US20020146817A1 (en) 2000-10-02 2002-10-10 Cannon Thomas F. Automated bioculture and bioculture experiments system
DE10049437A1 (de) 2000-10-06 2002-04-25 Fraunhofer Ges Forschung Bioreaktor für die Kultivierung von Mikroorganismen sowie Verfahren zur Herstellung desselben
US7198940B2 (en) 2000-10-25 2007-04-03 Shot Hardware Optimization Technology, Inc. Bioreactor apparatus and cell culturing system
MXPA03006147A (es) 2001-01-09 2005-02-14 Aqua Novus Corp Equipo y metodo para tratamiento biologico de contaminantes y desechos ambientales.
FR2824071B1 (fr) 2001-04-26 2003-08-01 Cell Tissue Progress Dispositif de culture cellulaire et tissulaire a regulation thermique
US20050130297A1 (en) 2001-04-26 2005-06-16 Societe Nouvelle Cell Tissue Progress Cell and tissue culture device with temperature regulation
US7169578B2 (en) 2001-07-27 2007-01-30 Surface Logix, Inc. Cell isolation and screening device and method of using same
US6673595B2 (en) 2001-08-27 2004-01-06 Biocrystal, Ltd Automated cell management system for growth and manipulation of cultured cells
GB0121986D0 (en) 2001-09-11 2001-10-31 Isis Innovation Method and structure for growing living organic tissue
US7348175B2 (en) 2002-03-15 2008-03-25 St3 Development Corporation Bioreactor with plurality of chambers for conditioning intravascular tissue engineered medical products
CA2853267C (en) 2002-04-08 2018-06-26 Octane Biotech Inc. Automated tissue engineering system comprising sensors linked to a microprocessor
US20030215935A1 (en) 2002-05-14 2003-11-20 Coon David James Apparatus and method for isolating living cells from an encapsulated organ tissue sample
US20040079620A1 (en) * 2002-10-29 2004-04-29 Len Aleshire Storage and conveyor apparatus
US7632675B2 (en) 2003-06-05 2009-12-15 Bioprocessors Corp. Apparatus and method for manipulating substrates
EP1649056A1 (en) 2003-07-02 2006-04-26 Caliper Life Sciences, Inc. Methods for amplifying and detecting nucleic acids in microfluidic devices under continuous and non-continuous flow conditions.
WO2005116186A1 (en) 2004-05-26 2005-12-08 Millenium Biologix Inc. Advanced tissue engineering system
EP3974840A1 (en) * 2006-01-23 2022-03-30 Nexus Biosystems, Inc. Automated system for storing, retrieving and managing samples with optical reading device
US8556564B2 (en) * 2007-06-26 2013-10-15 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Mobile sample storage and retrieval unit for a laboratory automated sample handling worksystem
ES2640216T3 (es) 2007-12-07 2017-11-02 Miltenyi Biotec Gmbh Sistemas y métodos para procesamiento de células
US9375912B2 (en) * 2009-07-29 2016-06-28 Vidir Machine Inc. Cantilever carousel system
WO2011130865A2 (en) 2010-04-21 2011-10-27 Yves Larcher Automated cell culture system
CN202575187U (zh) * 2012-06-05 2012-12-05 张中平 自动取药装置
DK2997134T3 (da) 2013-05-14 2020-09-28 Univ Texas Human anvendelse af genmanipulerede kimære antigenreceptor-(car)-t-celler
EP3102609A4 (en) 2014-02-04 2017-08-23 The United States of America, as represented by The Secretary, Department of Health and Human Services Methods for producing autologous t cells useful to treat b cell malignancies and other cancers and compositions thereof
KR20220136455A (ko) 2014-04-23 2022-10-07 주노 쎄러퓨티크스 인코퍼레이티드 입양 치료용 면역 세포 집단의 단리, 배양 및 유전자 조작 방법
US10131876B2 (en) 2014-04-24 2018-11-20 Miltenyi Biotec Gmbh Method for automated generation of genetically modified T cells
RU2741899C2 (ru) 2014-04-25 2021-01-29 Блубёрд Био, Инк. Улучшенные способы производства средств адоптивной клеточной терапии
WO2016069993A1 (en) 2014-10-31 2016-05-06 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Compositions and methods of stimulating and expanding t cells
AU2015343121B2 (en) 2014-11-05 2020-06-18 Juno Therapeutics, Inc. Methods for transduction and cell processing
IL303247A (en) 2014-12-29 2023-07-01 Novartis Ag Methods for preparing cells expressing a chimeric receptor antigen
JP6734283B2 (ja) 2015-01-21 2020-08-05 フレッド ハッチンソン キャンサー リサーチ センター 遺伝子治療用ポイントオブケア及び／又はポータブルプラットフォーム
US9326599B1 (en) * 2015-03-06 2016-05-03 Zack Racks, LLC Cabinet storage unit with rotating carousel shelf system
CN107980059B (zh) 2015-04-13 2022-11-11 美克斯细胞有限公司 用于修饰基因组dna的方法和组合物
GB201508752D0 (en) 2015-05-21 2015-07-01 Mason Christopher And Veraitch Farlan S Cell culture device, system and methods of use thereof
CN105238692B (zh) * 2015-09-18 2018-04-03 天津开发区合普工贸有限公司 一种多功能实验鸡胚培养检测装置
MA45489A (fr) 2015-10-22 2018-08-29 Juno Therapeutics Gmbh Procédés de culture de cellules, kits et appareil associés
EP3196652A1 (en) * 2016-01-22 2017-07-26 Roche Diagnostics GmbH Laboratory distribution system
JP6134021B1 (ja) 2016-02-02 2017-05-24 新菱冷熱工業株式会社 蚕の飼育装置
DE102016103639A1 (de) * 2016-03-01 2017-09-07 Andreas Hettich Gmbh & Co. Kg Zuführvorrichtung
CA3031152A1 (en) 2016-07-21 2018-01-25 Celyad Method and apparatus for automated independent parallel batch-processing of cells
CN109843417B (zh) 2016-08-21 2022-09-02 艾德瓦生物技术股份有限公司 生物反应器及其使用方法
CN110234756A (zh) 2017-01-18 2019-09-13 F1肿瘤医学公司 转导和扩增免疫细胞的方法及其用途
HRP20220615T1 (hr) 2017-06-30 2022-06-24 Inscripta, Inc. Postupci, moduli, instrumenti i sustavi za automatiziranu obradu stanica
CN111373030A (zh) 2017-09-01 2020-07-03 隆萨沃克斯维尔股份有限公司 端到端细胞治疗自动化
CN108048322A (zh) * 2017-12-31 2018-05-18 宁波华仪宁创智能科技有限公司 新型细胞培养箱、细胞操作台及其工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230324424A1 (en) 2023-10-12
WO2020124231A1 (en) 2020-06-25
EP3898932A1 (en) 2021-10-27
US11714096B2 (en) 2023-08-01
IL284214A (en) 2021-08-31
JP7477091B2 (ja) 2024-05-01
US20200200781A1 (en) 2020-06-25
CN113366099A (zh) 2021-09-07
JP2022514632A (ja) 2022-02-14
SG11202106384YA (en) 2021-07-29
CA3123314A1 (en) 2020-06-25
EP3898932A4 (en) 2022-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210107749A (ko) 모듈식 생물학적 생산 유닛들을 위한 캐러셀
JP6884137B2 (ja) バイオマニュファクチャリング装置における、およびバイオマニュファクチャリング装置に関連する改良
JP6584324B2 (ja) 細胞培養及び／又はバイオマニュファクチャリング用システム
CN107433214A (zh) 一种全自动移液工作站及其移液控制方法
CN207850799U (zh) 一种血液检测用自动混摇装置
CN207973495U (zh) 一种药剂科专用灌装装置
CN213427296U (zh) 一种中药用恒温恒湿培养箱
CN206014905U (zh) 具有支撑装置的细胞培养瓶
CN202230482U (zh) 临床智能工作站
US20230235268A1 (en) Support structures for automated cell engineering systems
CN220432847U (zh) 一种温湿度恒定的生物细胞培养箱
CN201360733Y (zh) 医用药柜
CN219073006U (zh) 一种辅助实验装置
CN108889202A (zh) 一种离心式血浆检测用搅拌混合装置
CN215504366U (zh) 一种多功能用临床药学输液自动配药装置
CN213652442U (zh) 一种微生物培养用恒温培养箱
CN214051492U (zh) 一种药剂师调剂台结构
Kino-Oka Novel Design of Manufacturing Bioreactor and Facility of Cell-Based Health Care Products for Regenerative Medicine
JPWO2020124231A5 (ko)
CN114891630B (zh) 一种钟花樱花粉活力检测***及其方法
CN106337025B (zh) 具有支撑装置的细胞培养瓶
CN212713478U (zh) 一种全温振荡培养箱
CN219579050U (zh) 一种取放方便的***盘
CN213769573U (zh) 一种内科护理用医疗器械放置装置
CN213208324U (zh) 血液制品存取装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination