Beschreibung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Misch-und Auftauvorrichtung bestehend aus einem Wippantrieb und einem Beutelhalter zur Aufnahme eines Beutels, wobei der Beutelhalter ein Bodenteil und ein Deckelteil aufweist, die einen Aufnahmeraum für den Beutel umschließen, wobei im Bodenteil ein Heizelement angeordnet ist.

Stand der Technik

Aus dem Firmenprospekt BIOSTAT® RM der Sartorius Stedim Biotech GmbH

ist eine Mischvorrichtung bekannt, die einen Wippantrieb und einen Beutelhalter zur Aufnahme eines als Beutel ausgebildeten flexiblen Bioreaktors aufweist. Der Beutelhalter besteht aus einem Bodenteil und einem Deckelteil, die einen Aufnahmeraum für den Beutel umschließen, wobei im Bodenteil eine temperaturgeregelte Heizmatte angeordnet ist. Diese Vorrichtung weist eine wippende Plattform als Beutelhalter für Einweg

Bioreaktoren auf, welche auch als Rocker bezeichnet wird. Das Wellen-Mischverfahren dieser Plattform nutzt mechanische Energie, um eine homogene Durchmischung von Zellen zu bewirken. Die nötige Energiezufuhr wird durch die scherkraftarme, wippende Bewegung des auf dem Rocker befestigten flexiblen Bioreaktors (CultiBag RM) erzielt. Diese zellenschonende Bewegungsart sorgt für eine homogene Zellverteilung im

Kultivierungsmedium, wobei die Oberfläche des Mediums kontinuierlich erneuert wird, ohne dass es dabei zu Blasenbildung kommt.

Diese Vorrichtung, die sich grundsätzlich bewährt hat, ist nicht zur Verwendung als Auftauvorrichtung vorgesehen. Das Luftvolumen im Beutelhalter ist sehr groß, und stellt einen relativ schlechten Wärmeleiter dar. Zudem könnte bei einem Auftauprozess anfallendes Kondenswasser den Auftauvorgang stören.

Aufgabenstellung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung so weiter zu bilden, dass sie sowohl als Mischvorrichtung als auch als Auftauvorrichtung flüssiger Medien, die in einem Beutel angeordnet sind, geeignet ist.

Als flüssiges Medium wird hier ganz allgemein ein Material verstanden, welches im flüssigen Aggregatzustand vorliegt oder nach Erwärmung in einen flüssigen

Aggregatzustand überführt werden kann. Das flüssige Medium kann Inhaltsstoffe enthalten. Diese können biologisches Material umfassen. Solche Inhaltsstoffe können Puffersubstanzen, Ionen, Säuren, Basen, organische Lösungsmittel oder dergleichen sein. Das fluide Medium kann auch ohne weitere Inhaltsstoffe vorliegen. Ein fluides Medium, welches durch Erwärmung in einen flüssigen Aggregatzustand überführt werden kann, ist beispielsweise gefrorenes Wasser.

Darlegung der Erfindung

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Aufnahmeraum als eine thermisch isolierende geschlossene Kammer ausgebildet ist, dass zwischen dem Beutel und dem Bodenteil und zwischen dem Beutel und dem Deckelteil miteinander verbundene Zwischenräume angeordnet sind, und dass durch mindestens einen Strömungserzeuger ein zirkulierender Fluidstrom erzeugbar ist.

Durch die thermisch isolierende geschlossene Kammer wird vorteilhaft erreicht, dass der Beutel mit ggf. gefrorenem Medium relativ energiearm aufgetaut und/oder temperiert werden kann. Der Beutel kann direkt zwischen dem Bodenteil und dem Deckelteil und/oder einem schalenförmigen Unterteil und einem schalenförmigen Deckelteil angeordnet werden. Durch das Bodenteil und Deckenteil bzw. das schalenförmige Unterteil und das schalenförmige Oberteil werden gegenüber dem Boden- und dem Deckelteil volumenreduzierte Zwischenräume gebildet, in denen mit Hilfe eines oder mehrerer Strömungserzeuger ein zur Aufheizung beitragender zirkulierender Fluidstrom gebildet wird, der über das Heizelement, beispielsweise eine Heizplatte oder eine

Heizmatte, geführt wird.

Heizplatte oder Heizmatte können temperaturgeregelt betrieben werden. Grundsätzlich ist der Betrieb auch ohne Temperaturregelung möglich, wenn beispielsweise eine moderate, eingeschränkte, geringe oder gar keine Wärmeenergie über das Heizelement, die

Heizplatte bzw. Heizvorrichtung zugeführt wird.

Der Beutel ist beispielsweise ein Bioreaktor. Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient jedoch nicht nur zur Zellkultivierung sondern auch zum Auftauen und/oder Durchmischen von jeglichen im vorzugsweise Einwegbeutel vorhandenen biopharmazeutischen

Produkten/Zwischenprodukten. Oberteil und Deckelteil bzw. Bodenteil und Unterteil berühren sich im Wesentlichen nur punktuell. Die dabei entstehenden Zwischenräume bilden damit im weitesten Sinne eine Art Strömungskanal der eine homogene

Temperaturverteilung unterstützt.

Der Beutel kann teilweise oder ganz aus flexiblem Material oder einem festen Material bestehen. Der Beutel kann zum einmaligen oder mehrmaligen Gebrauch vorgesehen sein. Der Beutel kann eine bei Raumtemperatur in flüssigem Aggregatzustand

vorliegende Flüssigkeit im flüssigen oder gefrorenem Aggregatzustand enthalten.

Ein Fluidstrom ist ein bewegtes gasförmiges (z.B. Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Edelgas) oder flüssiges Medium (z.B. Wasser; wässrige Lösung).

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine

Strömungserzeuger ein Lüfter und der Fluidstrom ein Luftstrom. Dies ist mit einem relativ geringen Aufwand kostengünstig durchzuführen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Aufnahmeraum ein dem Bodenteil benachbartes Unterteil und ein dem Deckelteil benachbartes Oberteil angeordnet. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden das Unterteil und das Oberteil ein Schutzgehäuse für den Beutel. Dadurch lässt sich der Beutel mit dem Schutzgehäuse relativ einfach und sicher sowohl in den Beutelhalter einbringen als auch entnehmen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste

Zwischenraum zwischen dem Unterteil und dem Bodenteil angeordnet, wobei der zweite Zwischenraum zwischen dem Oberteil 13 und dem Deckelteil 9 angeordnet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bodenteil einen oder mehrere Kondensatauslässe auf. Durch die Anordnung eines Kondensatauslasses am Bodenteil kann beim Auftauen entstehendes Kondensat einfach und zuverlässig abgeführt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Beutel in dem Aufnahmeraum gegen ein Verrutschen fixiert. Die Sicherung gegen Verrutschen sichert zum einen die Effektivität des Mischungsprozess und sorgt zum anderen für eine schonende Bewegungsart zur Homogenisierung des Mediums. Damit wird das zu durchmischende Medium ganz allgemein schonend und effektiv durchmischt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Deckelteil vom Bodenteil abnehmbar. Durch das abnehmbare Deckelteil wird insbesondere beim

Bestücken und Entnehmen des eventuell als Behältnis mit wenigstens einer flexiblen Seite vorliegenden Beutels (flexibler Beutel) eine erhebliche Vereinfachung in der

Handhabung erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Heizelement zu dem Beutel hin ein wärmeleitendes Gelkissen vorgelagert. Zum einen ist das wärmeleitende Gelkissen ein besserer Wärmeleiter als Luft und zum anderen kann sich ein flexibler Beutel flächig anlegen, was zu einer guten Wärmeübertragung führt.

Nach einer weiteren bevorzugen Ausführungsform der Erfindung ist das Gelkissen selbst flexibel ausgebildet. Da das Wärmeleitgel im Gelkissen eine gewisse Viskosität aufweist, kann sich das Gelkissen der Kontur des Bags formschlüssig anpassen, was zu einer guten Wärmeübertragung führt.

Weiterer Vorteil: Der Beutel wird im Aufnahmeraum durch das Gelkissen noch fester fixiert, was ein Verrutschen weiter unterbindet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Temperatur des Heizelements geregelt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Unterteil und/oder das Oberteil schalenförmig, ausgebildet Unterteil und/oder Oberteil können dabei auch halbkreisförmig, oval oder eiförmig ausgebildet sein.

Nach einer weiteren bevorzugen Ausführungsform der Erfindung ist in dem Beutelhalter mindestens ein Temperaturfühler angeordnet. Insbesondere in Verbindung mit einer Steuer- und Regeleinrichtung zur Steuerung und Regelung eines mit der Misch- und Auftauvorrichtung durchführbaren Auftau- und/oder Mischprozesses ist der

Temperaturfühler vorteilhaft. Insbesondere zur Steuerung und Regelung weiterer Parameter des Misch- und Auftauprozesses können entsprechende weitere Sensoren verwendet werden. Grundsätzlich ist auch ein Mischprozess ohne ein Aufheizen oder Temperieren des Beutels möglich. Der Mischprozess kann also auch ohne

vorangegangenen Auftauprozess durchgeführt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann grundsätzlich auch ein Mischprozess ohne ein Aufheiz- oder Temperieren des Beutels durchgeführt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen. Kurzbeschreibunq der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 : eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer Misch- und

Auftauvorrichtung;

Figur 2: eine Vorderansicht teilweise geschnitten der Misch- und

Auftauvorrichtung von Figur 1 aus Richtung II;

Figur 3: eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer weiteren Misch- und

Auftauvorrichtung mit einem wärmeleitfähigen Gelkissen im Beutelhalter;

Figur 4: eine Vorderansicht teilweise im Schnitt der Misch- und Auftauvorrichtung von Figur 3 aus Richtung IV;

Figur 5: eine räumliche Darstellung der Misch- und Auftauvorrichtung von Figur 1 und

Figur 6: eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer weiteren Misch- und

Auftauvorrichtung mit Kondensatauslässen im Beutelhalter.

Beschreibung bevorzugter Ausführunqsformen

Eine Misch- und Auftauvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Wippantrieb 2 und einem Beutelhalter 3.

Der Wippantrieb 2 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Unterbau 4 und einer Wippplatte 5, die mit einer vorgebbaren Frequenz und einen vorgebbaren Winkel um eine Wippachse 6 schwenkbar ist.

Der Beutelhalter 3 zur Aufnahme eines als Beutel 7 ausgebildeten Bioreaktors mit flexiblen Wänden weist ein Bodenteil 8 und ein Deckelteil 9 auf, die einen Aufnahmeraum 10 für den Beutel 7 umschließen. Das Bodenteil 8 des Beutelhalters 3 ist fest mit der Wippplatte 5 verbunden.

In dem Bodenteil 8 ist eine Heizmatte 1 1 angeordnet, die temperaturgeregelt auch als ebene Platte ausgebildet sein kann.

Der Aufnahmeraum 10 ist als eine thermisch isolierende geschlossene Kammer ausgebildet, in der der Beutel 7 zwischen einem dem Bodenteil 8 benachbarten schalenförmigen Unterteil 12 und einem dem Deckelteil 9 benachbarten schalenförmigen Oberteil 13 angeordnet ist. Zwischen dem Unterteil 12 und dem Bodenteil 8 befindet sich ein erster Zwischenraum 14 und zwischen dem Oberteil 13 und dem Deckelteil 9 befindet sich ein zweiter Zwischenraum 15. Die Zwischenräume 14, 15 sind miteinander verbunden, so dass durch den oder die Strömungserzeuger 16 ( z. B. Lüfter) ein zirkulierender Fluidstrom 17 (z.B. Luftstrom) erzeugt werden kann (siehe Figur 1 ).

Gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 6 weist das Bodenteil 8 eine oder mehrere Kondensatauslässe 18 auf.

Gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 ist der Heizmatte 1 1 zu dem Beutel 7 hin ein gut wärmeleitendes Gelkissen 19 vorgelagert. Dabei ist das Gelkissen 19 flexibel ausgebildet.

Die Misch- und Auftauvorrichtung 1 weist in dem Beutelhalter 3 mindestens einen nicht dargestellten Temperaturfühler auf.

In dem Wippantrieb 2, d.h. in seinem Unterbau 4 ist eine nicht weiter dargestellte Steuer- und Regelungseinrichtung zur Steuerung und Regelung eines mit der Misch- und

Auftauvorrichtung 1 durchzuführenden Auftau- und/oder Mischprozesses angeordnet.

Zum Einbringen des Beutels 7 in den Beutelhalter 3, wird das Deckelteil 9 mit dem Oberteil 13 von dem Bodenteil 8 mit dem Unterteil 12 abgenommen. Anschließend wird der Beutel 7 mit dem Unterteil 12 und dem Oberteil 13 in das Bodenteil 8 eingebracht und das Deckelteil 9 wird auf das Bodenteil 8 aufgesetzt und verriegelt. Anschließend kann ein Auftauprozess mit nachfolgendem Mischvorgang durchgeführt werden.

Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Mischprozess direkt und ohne vorangegangenen Auftauprozess durchzuführen.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.

Bezugszeichenliste

1 Misch- und Auftauvorrichtung

2 Wippantrieb

3 Beutelhalter

4 Unterbau von 2

5 Wippplatte von 2

6 Wippachse von 2

7 Beutel

8 Bodenteil von 3

9 Deckelteil von 3

10 Aufnahmeraum von 3

1 1 Heizelement

12 Unterteil

13 Oberteil

14 erster Zwischenraum von 8

15 zweiter Zwischenraum von 9

16 Strömungserzeuger

17 Fluidstrom

18 Kondensatauslass

19 Gelkissen