(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を加工するための押出機であって、前記押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、前記少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、前記バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成されており、前記閉位置において、前記一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、前記少なくとも１つの押出機スクリューを前記内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定する、押出機において、
各ハウジングブロックがバレル基部及びバレルライナを含み、前記バレル基部が前記押出機フレームに連結されており、前記バレル基部に前記バレルライナが着脱可能に取り付け可能であり、前記バレルライナが前記バレル基部に取り付けられると前記バレルライナの１つの外壁の少なくとも一部分が少なくとも部分的に前記バレル基部の外壁を被覆しており、前記押出機は、２つの連結可能な半片を含む取外し可能な冷却式のホッパであって各半片が対応する前記ハウジングブロックの前記バレル基部に取外し可能に連結されるホッパを含むことを特徴とする、押出機。
【請求項２】
前記押出機スクリューが前記ホッパ内に延在する、請求項１に記載の押出機。
【請求項３】
前記押出機スクリューが相互噛合式及び／又は自己洗浄式の一対のツインスクリューである、請求項１又は２に記載の押出機。
【請求項４】
前記バレルライナがブリッジ部によって互いに連結された２つの間隔をおいて配置された脚を含むＵ字形であり、前記Ｕ字形のバレルライナの前記脚が、前記バレルライナが前記バレル基部に取り付けられると前記脚の間に前記バレル基部が少なくとも部分的に配置される２つの外壁によって形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項５】
前記バレルライナが前記バレル基部に締結具によって着脱可能取り付け可能であり、好ましくは、前記締結具が少なくとも１つのフックと、前記フックを案内及び係止するための案内及び係止手段と、を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項６】
前記供給開口部が少なくとも１つのバレルライナによって画定され、前記少なくとも１つのバレルライナは少なくとも１つの他のバレルライナと交換可能であり、前記他のバレルライナは前記供給開口部を異なる位置に画定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項７】
少なくとも１つのバレルライナが少なくとも１つの再循環チャネルを含み、前記少なくとも１つの再循環チャネルが、好ましくは、少なくとも１つの静的ミキサ要素を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項８】
各ハウジングブロックが前記バレル基部と前記バレルライナとを含む前記一対のハウジングブロックの前記内部容積の寸法が、各更なるハウジングブロックが前記バレル基部と更なるバレルライナとを含む更なる一対のハウジングブロックの更なる内部容積の寸法と異なる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項９】
前記少なくとも１つの押出機スクリューが一対の押出機スクリューであって、好ましくは、円錐形の、同時回転又は逆回転し、かつ相互に噛合する一対の押出機スクリューである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１０】
少なくとも前記バレルライナ及び前記押出機スクリューが０．４マイクロメートル未満の表面粗さＲａを有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１１】
前記押出機の出口が、簡単着脱式結合器、好ましくは、差込みリングにより前記押出機に着脱可能に取り付け可能なダイによって形成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１２】
前記ダイが切頭円錐部内に配置される２つの半片を含み、前記切頭円錐部は前記押出機の前記出口と結合される前記差込みリング内に配置される、請求項１１に記載の押出機。
【請求項１３】
前記排出開口部が前記排出開口部内にタップを含み、かつ閉位置と開位置との間において作動可能であり、好ましくは、前記タップが前記排出開口部から着脱可能である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１４】
各バレル基部が加熱機能及び／又は冷却機能を有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１５】
少なくとも１つのバレルライナが前記排出開口部の近傍又は前記排出開口部の内のインライン融解温度を測定するためのセンサを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１６】
前記一対のハウジングブロックの各バレルライナが前記一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１７】
前記一対のハウジングブロックの各バレルライナが、前記一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像と異なる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の押出機。
【請求項１８】
実験室規模で材料を押し出すための、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の押出機の使用。
【請求項１９】
１００グラム未満の量で利用可能な試料を押し出すための、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の押出機の使用。
【請求項２０】
製薬材料及び／又は生物医学的材料又は組成物を押し出すための、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の押出機の使用。
【請求項２１】
医療製品の製造のための、好ましくは、個別化医療の製造のための、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の押出機の使用。
【請求項２２】
第１の材料を押し出すステップと、
−  バレルライナ及びホッパを前記一対のハウジングブロックから取り外すステップと、
−  バレルライナ及びホッパを洗浄するステップと、
−  任意選択的に、バレルライナ及びホッパを滅菌するステップと、
−  洗浄済みのバレルライナ及びホッパを前記バレル基部に取り付けるステップと、
−  第２の材料を押し出すステップと、
を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の押出機を動作する方法。
【請求項２３】
−  第１の材料を押し出すステップと、
−  バレルライナ及びホッパを前記一対のハウジングブロックから取り外すステップと、
−  更なるセットのバレルライナ及びホッパを前記バレル基部に取り付けるステップと、
−  第２の材料を押し出すステップと、
を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の押出機を動作する方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本明細書中に記載される実施形態は、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を実験室規模で加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部とを画定する、押出機に関する。
【０００２】
わずか少量を入手可能な材料の融解及び混合のための押出機は国際公開第２００６０７７１４７号パンフレットから公知である。この公報は、少なくとも１つの再循環チャネルと、少なくとも２つの再循環出口と、材料を再循環チャネル並びに出口及び／又は押出機排出部内に案内するためのバルブシステムと、の存在から生じる可変有効容積を有する押出機について記載している。前記押出機は（半）バッチ的にも連続的にも動作されうる。この種の押出機は、特に、実験室環境において、少量しか入手できない実験材料又は配合物を試験用試料に加工するために適用されうる。
【０００３】
この公知の押出機は比較的少量の材料を加工する優れた性能を示す。しかしながら、交差汚染を防止するためにバッチ間において少なくともバレルを洗浄する（製薬材料もしくは生物医学的材料又は組成物等の処理における必須要件である）必要がある場合、１つのバッチに対する公知の押出機の合計有効加工時間は比較的長い。これは、完全な洗浄が非常に困難であり、洗浄中は押出機を使用することができないためである。有効加工時間への影響は少なくなるが、ラン間に交差汚染が発生し得ない少なくとも２回の連続する連続的加工ラン（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｒｕｎｓ）にも同じことが当てはまる。その結果、異なるバッチ／異なる連続的実施における公知の押出機の使用効率又は有効容量、すなわち、単位時間当たりの加工試料総数は比較的少ない。
【０００４】
従って、上記の課題の１つ又は複数に対処する押出機を提供することが本発明の目的である。
【０００５】
本発明の一実施形態による押出機においては、各ハウジングブロックはバレル基部及びバレルライナを含み、バレル基部は押出機フレームに連結されており、バレル基部にはバレルライナを着脱可能に取り付け可能である。バレルライナは、バレルライナがバレル基部に取り付けられるとバレルライナの１つの外壁の少なくとも一部分が少なくとも部分的にバレル基部の外壁を被覆するように設計されている。
【０００６】
バレルライナとバレル基部の外壁は、例えば、取り付け時に互いの上を摺動してもよく、かつ例えば、重力によって又は締結具によって所定の位置に保持されてもよいため、バレル基部とバレルライナは迅速、簡単かつオペレータが使用しやすい手法で互いに取り付けることができる。更に、互いの外壁を摺動することによって、バレルライナとバレル基部は互いに一方向に自動的に位置合わせされる。例えば、ボルト等の締結具を使用することによって、最小限のむだ時間及び最小限の交差汚染リスクで押出機を第２のバッチの材料の加工に使用することができるように、第１のバッチの製薬材料又は生物医学的材料の加工に使用されるバレルライナを迅速かつ信頼性の高い及び再生可能な手法で同じ又は異なる設計の別のバレルライナと交換することができる。交差汚染は、また、同時に、押出機スクリューの交換により制限される。締結具の実施例は、ボルト、ネジ、フック、ノブ、インタロック部材、釘及びフレームである。実際には、ハウジングブロックの閉位置において内部容積、供給開口部、排出開口部、及び少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部を画定するのは一対のバレルライナである。供給開口部、排出開口部、及び少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部それぞれをバレルライナの１つに、又はバレルライナ間の境界面に配置してもよいことに言及すべきである。例えば、排出器開口部を１つのバレルライナ内のみに有利には配置してもよい一方で、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部がバレルライナ間の境界面に（例えば、部分的に両バレルライナ内に有利には配置されることが判明している。バレルライナの異なる設計では、ハウジングブロックのバレル基部に連結するためのその基本寸法が変更されないままであるが、例えば、内部容積、供給開口部又は排出開口部に１つ又は複数の変更が施されていることを意味する。バレルライナを交換するためのむだ時間がわずかであるため、押出機を非常に効率的に使用することができ、かつ比較的高い有効容量を有する。これは、押出機が特定の時間内に多数の試料を加工することができることを意味する。本発明による押出機によって加工される材料の量は比較的少なく、かつ非常に活性な成分を含みうるため、作製される試料に対する交差汚染の影響が比較的大きくなるおそれがある。本発明による押出機は、ＧＭＰ等の、関連業界の慣習及び基準に従って動作されうる。バレルライナ、又は特にバレルライナのセットは、次の押出実験と並行して、石鹸溶液を用いたブラシ研磨、超音波洗浄及び／又は滅菌などの種々の方法によって完全に洗浄されてもよい。
【０００７】
従来、１つの試料の押し出し後、次の試料を押し出す前に押出機全体を洗浄しなければならない。本発明による実施形態においては、１つの試料の押し出し後、使用したライナ及び押出機スクリューを清潔なライナ（及び押出機スクリュー）と交換し、その後、押出機は次の試料のための準備を完了する。使用したライナは、その後、押出機を使用している間又は後に洗浄してもよいが、ライナの洗浄は押出機の連続的な使用に限定されないことに留意すべきである。
【０００８】
【表１】
0006016283.tif 000002
【０００９】
この実施形態の押出機を動作する方法は、また、ホッパ及び押出機スクリューをハウジングブロックから取り外するステップ、および、洗浄、滅菌し、洗浄されたホッパ及び押出機スクリューをハウジングブロック内／に取り付けるステップを含んでもよい。このプロセスでは、時間の制約又は所望の押出プロセスの変更により交換が必要とされる場合、バレルライナ、ホッパ、押出機スクリューの１つ又は複数を、他の対応する、同じ又は異なる形状を有するバレルライナ、ホッパ及び押出機スクリューと交換してもよいと理解すべきである。
【００１０】
本明細書中に開示される押出機の実施形態は、例えば、実験室環境において製薬材料及び／又は生物医学的材料又は配合物（ここでは製薬及び／又は生物医学的活性成分並びに熱可塑性ポリマーマトリックスを含む組成物であると理解される）などの比較的少量の高価な及び／又は活性な物質又は化合物を処理するために使用してもよい。異なる（種類の）バッチを処理するためのバレルライナの交換を比較的迅速に行うことができるため、同じ時間枠内でより多くの実験を実施することができる。第１の対のバレルライナ及び任意選択的に他の部品が洗浄及び／又は滅菌される間、一方で第２の対のバレルライナ（及び必要であれば補助部品）を適用することによって押出機を使用することができる。このようにして、開示する押出機を非常に柔軟に動作することもできる。
【００１１】
一般的な押出機では、再生可能な生産を実施するためには５００ｇ超の押出材料及びしばしば１ｋｇ超の押出材料等の多量の押出材料を必要とする。この文書においては、比較的少量の材料という用語は、再生可能な生産の実施に必要な１００グラム（ｇ）未満の量の押出材料に関する。本発明の好適な実施形態においては、押出機は５０ｇ、２５ｇ、１５ｇ又は更には５ｇ未満の押出材料で再生可能な生産に達してもよい。
【００１２】
別の実施形態においては、押出機は３００ｇ／時又は更には４００ｇ／時までの最大処理量で動作する。しかしながら、押出機は、とりわけ材料の粘度、押出機スクリューの速度、ダイの寸法等に応じて押出材料の低処理量で、例えば、約５０ｇ、２５ｇ、２０ｇ又は更には１０ｇ／時の低い処理量で動作することが好ましい。
【００１３】
一実施形態においては、バレルライナは、バレルライナがバレル基部に取り付けられるとバレルライナの１つの外壁の少なくとも一部分が少なくとも部分的にバレル基部の外壁を被覆するように設計されている。別の実施形態においては、バレルライナがバレル基部を事実上完全に被覆し、結果的に、バレルライナがバレル基部を被覆することになるため、潜在的な汚染源となりうる、加工される材料がバレル基部とバレルライナとの間に閉じ込められるという可能性が最小になる。好適な実施形態においては、バレルライナがバレル基部に取り付けられるとバレルライナによって少なくとも部分的に被覆されるバレル基部の外壁は平坦であるか凸状であり、すなわち、例えば、シリンダの内側のように凹状ではない。
【００１４】
一実施形態においては、本発明による押出機において使用されるバレルライナは、洗浄をより良好かつより容易にするために単一片又は一体部品として作製される。一実施形態においては、バレルライナは、本明細書中に示されるもの及び取り付け及び動作に必要なもの以外に冷却等のための更なる凹部又は開口部を含まない。
【００１５】
本発明による押出機の第１の実施形態においては、バレルライナはブリッジ部によって互いに連結された２つの間隔をおいて配置された脚を含むＵ字形であり、Ｕ字形バレルライナの脚は、バレルライナがバレル基部に取り付けられるとバレル基部が少なくとも部分的にその間に配置される２つの外壁によって形成されている。より好ましくは、ライナはバレル基部を完全に被覆し、加工されている材料がバレル基部に接触できないようにする。
【００１６】
これらＵ字形に構成されたバレルライナはバレル基部の対向外壁がバレルライナの２つの他の壁によって設けられた開口部内及び互いに面したバレルライナの脚の側部／外壁上を摺動するとバレル基部に容易に取り付けることができる。更に、バレルライナとバレル基部の２方向における自動アライメントはバレル基部へのＵ字形バレルライナの取り付け時に行われる。Ｕ字形に構成されたバレルライナは容易にかつ比較的迅速に取り外すことができ、かつ洗浄又は滅菌することができる。一実施形態においては、Ｕ字形バレルライナはアクセス困難な角を全く有しない。
【００１７】
バレルライナは、押出機の他の関連部品と同様、好ましくは、製薬又は生物医学的材料組成物の処理に好適であり、かつＧＭＰ等の業界基準に即したステンレス鋼等の材料から作製される。部品は、好ましくは、低い表面粗さを有する滑らかな表面を有する。これは、洗浄性を向上するだけでなく、共に取り付けられる部品の表面の接触も向上し、結果として、熱伝達が良好になり、汚染にほぼ変化はない。
【００１８】
一実施形態においては、各バレル基部は、バレル、従って、内部容積内において加工される材料の温度を制御するための加熱及び／又は冷却機能を有する。Ｕ字形バレルライナでは、バレルライナとバレル基部との間の接触面が比較的大きく、バレル基部に一体化された加熱及び／又は冷却ユニットによる温度の正確な制御を可能にする。加熱及び／又は冷却機能をバレル基部のみに有し、バレルライナに有しないことにより、ライナのよりシンプルな設計を可能にし、また、より低価格のライナ、ライナのより迅速な交換（熱伝達流体用の連結部が必要ないため）及びライナのより簡単な洗浄につながる。
【００１９】
本発明による押出機の第２の実施形態においては、バレルライナは締結具によってバレル基部に着脱可能な取り付け可能である。好ましくは、締結具は、少なくとも１つのフックと、フックを（従って、バレルライナをバレル基部に対して）自動的にかつ着脱可能に案内及び係止するための案内及び係止手段と、を含む。
【００２０】
前記フックはバレル基部に配置することができ、案内及び係止手段は結合のため、バレル基部に案内されるバレルライナの側に配置することができ、逆もまた同じである。案内部は、例えば、突出部材及び対応するスリットによって、又はバレルライナ及び／又はバレル基部のフレーム部材によって配置してもよい。係止部は、例えば、一方向における通過を可能にするために変形可能であるが、別の方向における通過を弾性部材と相互作用せずに妨げる弾性部材によって実現してもよい。案内及び係止の他の例は当業者には周知である。フック及び係止手段によって、容易に着脱可能な連結部を提供することができるだけでなく、また、バレル基部をバレルライナに対して位置合わせする、フックを受容及び案内するための案内手段も提供することができる。フック並びに案内及び係止手段によって、迅速な、オペレータが使用しやすい、再生可能な、信頼性の高い結合器が提供される。
【００２１】
本発明による押出機は、例えば、異なる位置に供給開口部を含む異なる（セットの）バレルライナを使用することによって異なる有効押出機容積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｅｘｔｒｕｄｅｒ  ｖｏｌｕｍｅ）を有することができる。特に垂直に動作する押出機の場合においては、供給開口部、例えば、開口部であって押出機スクリューがそこを通過してバレルに入る開口部が使用されうるため。供給を強化するために、そのような開口部に、好ましくは、ホッパが設けられる。そのような場合における供給は重力のみによっても、スクリュー又はリボン等の手段により補助されてもよい。代替的に又は加えて、供給開口部は、少なくとも１つのスクリューのより下流側位置にあるバレルライナによって画定されうる、又は少なくとも１つのスクリューのより下流側位置にあるバレルライナ内に設けられうる。このような場合においては、供給開口部は下流側又は側部供給開口部と呼ばれてもよい。押出機のレイアウト及び材料特性に応じて、材料は重力によって供給することができるが、通常、例えば、ピストン、リボン又はスクリューフィーダを使用して強制的に供給される。そのような供給開口部のいずれにホッパを提供してもよい。ホッパ及び／又はフィーダには、特に低融解粉末状材料（ｌｏｗ  ｍｅｌｔｉｎｇ  ｐｏｗｄｅｒｙ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）の場合における早期融解及び供給される材料の貼り付きを防止するために、好ましくは、冷却器が設けられる。冷却器は、例えば、ホッパと供給開口部との間に配置された水冷却式部材又はガス冷却式部材であってもよく、ホッパ自体を水又はガスによって能動的に冷却してもよい。供給開口部の位置を変えることによって、供給開口部の下流側の、押出機スクリューの長さの一部分のみが材料の融解及び混合のために有効に使用される。特定の固定された内部容積及び押出機スクリュー形状を想定すると、有効押出機容積は、従って、尚、バレルライナを交換することによって簡単に変えることができる。本発明は、従って、また、供給開口部が少なくとも１つのバレルライナによって画定され、少なくとも１つのバレルライナは少なくとも１つの他のバレルライナと交換可能であり、他のバレルライナは供給開口部を異なる位置に画定する押出機に関する。より下流側の供給開口部が使用される場合、押出機スクリューの設計も調整してよい。有効に使用されない押出機スクリューの部分は搬送又は混合機能を有している必要はなく、例えば、平滑にされうる。また、押出機スクリューに、供給される材料が排出開口部に向かう下流側ではなく上流側に搬送されることを防止するための後退ブロッカ（ｂａｃｋ−ｂｌｏｃｋｅｒ）を設けることができる。後退ブロッカの例はディスク又はスクレーパである。
【００２２】
本発明の押出機の有効容積を、また、少なくとも１つの押出機スクリューを、異なる設計、例えば、異なるチャネル深さを有する押出機スクリューと交換することによって調節してもよい。
【００２３】
本発明による押出機の更なる実施形態においては、第１の対のハウジングブロックの内部容積の寸法は第２の対のハウジングブロックの第２の内部容積の寸法と異なる。第１のハウジングブロックのそれぞれは、バレル基部と第１のバレルライナとを含み、第２のハウジングブロックのそれぞれは、同じバレル基部と異なるバレルライナとを含む。それによって、単にバレルライナを変更することによって、従って、バレル全体又は更には押出機全体を変更する必要なく、閉位置における押出機の有効押出機容積（内部容積とも呼ばれる）ならびに形状及び流路（例えば、再循環チャネルを有する又は有しない）を変更してもよい。
【００２４】
このような場合においては、特に押出機が単一の押出機スクリューを含む場合には、押出機スクリューの寸法を調節すること、従って、適切な融解挙動及び混合挙動を維持することが好ましい場合がある。この手法により、上記の測度よりも更に大きな容積の変化が可能になる。
【００２５】
有効押出機容積は、例えば、１００ミリリットル（ｍｌ）からわずか１ｍｌまで広範に変動してもよい。これは本発明による押出機の重要な利点であり、従って、公知の押出機においては広範な容積は実現できない。通常、約１５グラムの試料量に対して約５グラムの試料量を加工するためには異なる押出機システムを使用する必要がある。その一方で、本発明においては、押出機スクリュー及び任意選択的に、（ホッパ等の）他の補助部品を、同じ押出機フレーム、駆動部及び他の設備と組み合わせて幅広い範囲の押出機容積に使用することができるため、１つのセットのバレルライナを別の追加のセットのバレルライナと交換することが必要である。好ましくは、本発明による押出機に、最大でも９０ｍｌ、８０ｍｌ、７０ｍｌ、６０ｍｌ、５０ｍｌ、４０ｍｌ、３０ｍｌ、２０ｍｌ、１０ｍｌ又は更には５ｍｌの有効押出機容積を形成することになる種々のバレルライナを提供してもよい。現実的に可能性のある問題の図において、好ましくは、押出機に、少なくとも１ｍｌ、１．５ｍｌ、２ｍｌ又は３ｍｌの有効容積を形成することになる種々のバレルライナを提供してもよい。一実施形態においては、約３０ｍｌ〜１ｍｌ、他の実施形態においては、本発明による押出機に２０ｍｌ〜１．５ｍｌ、又は１０ｍｌ〜２ｍｌの有効押出機容積を有するバレルライナが設けられる。
【００２６】
本発明による押出機によって、少量の材料を押し出すことが可能であり、例えば、制御された放出特性を備えた薬剤を含有する試料等を、小規模に、比較的対費用効果の高い手法で提供することを可能とする。マイクロ加工は、一般に、１００グラム、５０グラム、２０グラム、１０グラム又は更には５グラム未満の少量の材料のみから試験用試料を生産することを可能にするという特有の機能を有する。通常の加工と比較したマイクロ加工の利点は、より少量の材料（母材及び添加剤）の消費、加工時間の低減、及びより多くのかつ迅速な評価につながるその小規模性である。従って、マイクロ加工は、より少ない時間及び最小限のコストで、並びに加工される試料／バッチの種類当たりの最低限の廃棄でより多くのデータを得る機会を提供する。
【００２７】
本発明の別の実施形態による押出機においては、少なくとも１つのバレルライナは少なくとも１つの再循環チャネルを含む。そのような再循環チャネルは、後述のバルブ又はタップとの併用で、加工されている材料を（部分的に）再利用するか循環させることによって押出機が連続モードにおいてのみではなく（半）バッチモードにおいて動作することを可能にする。再利用又は再循環の割合は、材料を排出開口部又は再循環チャネルのいずれかに、又は両方に案内することによって０％（再循環なし）〜１００％（完全な再循環）の間において変更することができる。バレルライナ内の再循環チャネルは特定の固定形状を有し、また、閉位置において２つのバレルライナの有効押出機容積を幾分増加する。このような再循環チャネルは、しかしながら、主に、押出機内において加工されている材料の滞留時間を増加し、例えば、融解、混合又は分散を強化するように機能する。加工されている材料の一部は原則的に押出機から材料を排出後もそのようなチャネル内にとどまるため、チャネル寸法は、チャネル内における適切な材料の流れを可能にするが、その容積が、好ましくは、可能な限り小さいままであるように選択される。任意の特定の材料においては、異なる長さ及び形状の再循環チャネルを有するバレルライナを交換することによって最適な押出機のレイアウトを特定してもよい。再循環チャネルはチャネル起端の上流側の押出機内部容積に再循環出口を介して連結する。再循環出口は、好ましくは、供給開口部に又はその幾分下流側に連結し、その結果、再循環チャネルからの材料が押出機に供給される材料と混合される。
【００２８】
更なる実施形態においては、再循環チャネルが少なくとも１つの静的ミキサ要素を含む。前記静的ミキサ要素を使用すると、加工されている材料の相分離を低減する又は更には防止し、更には混合及び分散を向上してもよい。これはそうでなければ再循環チャネル内では起こらないであろう。再循環チャネル内における静的ミキサ要素の存在は、従って、本発明による押出機の滞留時間及び／又は（バッチ）加工時間を大幅に低減することができる。種々の形状の静的ミキサ要素は当業者には公知であり、加工される材料の種類に応じて選択してもよい。好ましくは、静的ミキサ要素は再循環チャネル内に着脱可能に連結される。これにより、同じ又は異なる形状のゼロ又は１つ又は複数の静的ミキサを含みうる柔軟なバレルライナを提供する。静的ミキサが必要ない場合、正規の再循環チャネル又は正規の再循環チャネル部が設けられるように、静的ミキサ要素の代わりに静的混合特徴部を有しない挿入物要素を使用すべきである。加えて、静的ミキサ要素は比較的大きくかつ複雑な構造の内部混合面を含んでもよいため、洗浄／滅菌要素に起因する連続するランの間のむだ時間を防止するのに利用可能な、十分な交換式静的ミキサ要素を有すると有利である。使い捨ての静的ミキサ要素を提供することも可能である。
【００２９】
本発明による押出機は少なくとも１つの押出機スクリューを含む。一実施形態において、押出機は１つの押出機スクリューを含む。１つの押出機スクリューを含む押出機は、一般に、シングルスクリュー式押出機と呼ばれる。１つの押出機スクリューを含む押出機の利点は、搬送特性対混合特性、特定の直径に対するチャネルの深さ等の押出機スクリュー設計を変更する自由だけでなく、直径を含む押出機スクリュー寸法を適合するバレルライナ及び内部容積と併せて変更する自由である。
【００３０】
別の実施形態においては、本発明による押出機は２つの押出機スクリューを含み、一般にツインスクリュー式押出機と呼ばれる。２つの押出機スクリューは、好ましくは、同じ方向に同時回転するが、逆回転式の押出機スクリューも可能である。２つの押出機スクリューは実質的に円筒状であり同軸で回転してもよく、円錐形押出機スクリューのセットであってもよい。本発明の好適な実施形態においては、押出機は一対の円錐形押出機スクリューを含む。これは、実験室規模の押出機にはそのような構造がより堅牢であることが理由である。本発明のこの実施形態による押出機において使用される一対の押出機スクリューは、好ましくは、良好な融解及び混合ならびに自己洗浄要素を支持するために相互に噛合する一対の押出機スクリューである。
【００３１】
更に、本発明の押出機では、押出機の押出機スクリューの種類を変更することが可能である。例えば、前の対と異なる内部容積を有する新規の対のバレルライナが使用される場合、適切な機能を維持するために押出機スクリューの直径又は設計の変更を要してもよい。しかしながら、加工される材料に応じて押出機スクリューの供給、融解、混合及び搬送特性を最大限にするために押出機スクリューの形状を変更することも、押出機スクリューのプロファイル、例えば、そのチャネル深さを変えることによって有効押出機容積を変更することも可能である。更に、押出機スクリューは、また、押し出される材料間における交差汚染を防止するための洗浄のために交換してもよい。
【００３２】
好ましくは、洗浄及び滅菌目的で、本発明による押出機の多くの構成要素は、例えば、冷却式ホッパ又はダイ等の２つの半片で作製される。このような半片は相補形であっても同一であってもよい。例えば、ダイは切頭円錐部内に配置される２つの半片を含む。更に、切頭円錐部は、押出機出口と結合される差込みリング内に配置される。このようにして、一方では、ダイを形成する構成要素を結合するための信頼性の高いかつ迅速な結合が得られ、その一方で、ダイを形成する部品を容易に洗浄及び／又は滅菌することができる。ダイは、丸形のより線、条又は平らなフィルム等の種々の形状の押出成形物を作製するために設計しても良い。
【００３３】
上記に加え、排出開口部はタップを含んでもよい。タップは、好ましくは、排出開口部内に、例えば、バーによって着脱可能に取り付け可能であり、前記タップはそのいくつかの位置の間において前記バーによって作動可能であってもよい。洗浄及び／又は滅菌時、タップはバレルライナから容易に取り外し可能である。上記のように、そのようなタップは、材料を１つ又は２つの方向に案内するためのバルブとして機能し、これにより、押出機を連続的な押出モード又はバッチモード又は半バッチモードで動作することを可能にする。
【００３４】
本発明は、また、実験室規模での材料、特に、１００グラム、５０グラム、２０グラム、１０グラム又は更には５グラム未満の量で利用できるように材料試料の加工における本発明による押出機の使用に関する。好ましくは、この使用は、製薬材料及び／又は生物医学的材料並びに組成物の押出機内における加工に関する。一実施形態においては、本発明による押出機は、例えば、個別化医療などの医療製品を製造するために使用される。非常に少量の材料のみを使用して動作するという押出機の機能により、一個人に処方される少量の薬剤のみを調製するという選択につながり、及び同時に、薬剤に使用された生物学的に活性な物質のわずか少量の廃棄を実現することになるため、この実施形態は非常に有利である。更に、ライナ、押出機スクリュー及びホッパの滅菌へのアクセスの容易性も、この、本発明による押出機の使用の主な利点を提供する。
【００３５】
本発明は、また、本発明による押出機によって、実験室規模で材料、特に、１００グラム、５０グラム、２０グラム、１０グラム又は更には５グラム未満の量で利用できるように材料試料を加工するための方法に関する。好ましくは、方法は、本発明による押出機による、製薬材料及び／又は生物医学的材料並びに組成物の加工に関する。
【００３６】
異なる実施形態と本明細書中に記載される好適な特徴との間の任意の組み合わせを、そのような組み合わせが明示的に言及されるか否かに関わらず実施することができ、かつ本発明の一部を形成することができることは理解される。
【００３７】
ここで、本発明を添付の図に示されるいくつかの例示的な実施形態を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による卓上押出機の一部の斜視図を示す。
【図２】本発明の一実施形態による卓上押出機の第１のバレルライナの斜視図を示す。
【図３】本発明の一実施形態による卓上押出機の第２のバレルライナの斜視図を示す。
【図４】本発明の一実施形態による卓上押出機の第１のバレルライナの別実施形態の正面図を示す。
【図５ａ】本発明の一実施形態による卓上押出機の流体冷却ホッパ半片のそれぞれ一部透明側面図及び頂面図を示す。
【図５ｂ】本発明の一実施形態による卓上押出機の流体冷却ホッパ半片のそれぞれ一部透明側面図及び頂面図を示す。
【図６ａ】本発明の一実施形態による卓上押出機に結合されるダイ結合システムの構成要素の種々の図を示す。
【図６ｂ】本発明の一実施形態による卓上押出機に結合されるダイ結合システムの構成要素の種々の図を示す。
【図６ｃ】本発明の一実施形態による卓上押出機に結合されるダイ結合システムの構成要素の種々の図を示す。
【図６ｄ】本発明の一実施形態による卓上押出機に結合されるダイ結合システムの構成要素の種々の図を示す。
【００３９】
種々の図において同様の部品は同じ符号によって示される。
【００４０】
図面を詳細に、特に図１を参照すると、本発明による、比較的少量の製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機１を示す。
【００４１】
押出機１は、一対の円錐形の、同時回転又は逆回転する、及び相互に噛合する一対の押出機スクリュー３を含む。一対の押出機スクリュー３の部分２の押出機スクリュー形状は図１には示さない。押出機スクリューの対を調節可能な速度（例えば、１〜５００ｒｐｍ）で同時回転又は逆回転するために一対の押出機スクリューは結合手段５によって駆動部（不図示）に結合される。結合手段５によって、押出機スクリューを異なる対の押出機スクリューに迅速に交換することができる。押出機１は、押出機フレーム７と、一対の分離可能なハウジングブロック９，１１によって形成されたバレルと、を更に含む。図１ではハウジングブロック９，１１は、それら開位置において示されるが、使用時、これらハウジングブロック９，１１は互いに対し閉位置（不図示）で配置される。ハウジングブロック９，１１は、ハウジングブロック９，１１を図１に示す開位置間から閉位置において枢動するために押出機フレーム７のシャフト１２に枢動自在に連結される。閉位置においては、ハウジングブロック９，１１を互いに対してしっかりと押し付けるためにボルト及び又はクランプなどの固定手段（不図示）を使用することができる。
【００４２】
各ハウジングブロック９，１１はバレルライナ１３，１５を含む。第１のハウジングブロック９に属する第１のバレルライナ１３の側部１７は第２のハウジングブロック１１に属する第２のバレルライナ１５の側部１９とは異なる構成を有する。ハウジングブロック９，１１の閉位置において、側部１９は側部１７に接して配置される。中でも、第２のバレルライナの側部１９は供給開口部３０を含む。各側部１７，１９は一対の凹部２１，２３を有し、凹部２１，２３は、一対の分離可能なハウジングブロック９，１１の閉位置において、円錐形の一対の押出機スクリューを受け入れるための内部円錐容積（又はより正確には、二重円錐容積（ｄｏｕｂｌｅ  ｃｏｎｉｃａｌ  ｖｏｌｕｍｅ））を共に画定する。凹部２１，２３の中心線は垂直線を有する小さな鋭角を含む。両側部１７，１９は、閉位置においてハウジングブロック９，１１を互いに着脱可能に連結するためのボルト（不図示）用の通し穴２５，２７を更に含む。側部１７，１９の構成の違いは図２及び図３にも示される。
【００４３】
一実施形態において、一対のハウジングブロックのバレルライナは一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像である（不図示）。これは、特に再循環の使用及び排出開口部内にタップが必要ない場合にライナのシンプルな設計を可能にする。
【００４４】
別の実施形態においては、図１に示すように、一対のハウジングブロック９，１１のバレルライナ１３，１５は一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像と異なる。これは、特に、再循環、融解温度センサ及び／又は排出開口部内にタップが必要な場合にライナの良好に最適化された設計を可能にする。
【００４５】
図２は、図１に示されるバレルライナ１５と比較される代替的なバレルライナ１１５を示す。バレルライナ１１５は、再循環チャネル４０，１４０構成においてのみバレルライナ１５と異なり、供給開口部３０，１３０の位置は異なる。供給開口部及び／又は前記再循環チャネル４０，１４０、更に特には、その出口４１，１４１は、本発明による押出機の有効押出機容積を決定する。バレルライナ１５は、供給開口部の配置及び再循環チャネル４０の長さによって第１の有効押出機容積を有し、その一方で、バレルライナ１１５は、供給開口部１３０再循環チャネル１４０のより上流側の配置によって増加した有効押出機容積を有する。バレルライナ１３は図３に示されるバレルライナと同一であり、従って、同じ参照符号が使用されている。図１及び図２における有効押出機容積は、例えば、それぞれ２ｍｌ及び５ｍｌである。
【００４６】
本発明による押出機１は、異なる位置に供給開口部３０，１３０を含む種々のバレルライナを使用することによって種々の有効押出機容積を有することができる。供給開口部は、例えば、また、特に垂直に動作する押出機の場合においては、押出機スクリューがそこを通ってバレルに入る開口部とすることもでき、かつ重力によって供給するためのホッパが設けられる。ホッパ３５ａ，３５ｂによって、材料を開口部３１ａ，３３ａを通じて内部円錐容積内に供給することができる。代替的に又は加えて、供給開口部３０，１３０は、また、任意選択的に、ホッパ及び又はフィーダ（不図示）の補助を得て使用されうる。そのような場合においては、供給開口部３０，１３０を、下流側又は側部供給開口部と呼んでもよく、材料は供給開口部の位置を変えることによって強制的に供給されてもよく、供給開口部の下流側の、押出機スクリューの長さの一部分のみが材料の融解及び混合のために有効に使用される。従って、特定の固定された内部容積及び押出機スクリュー形状であっても、バレルライナを交換することによって有効押出機容積を依然簡便に変えることができる。押出機スクリュー３の未使用部分は材料を加工及び／又は搬送するための形状を有している必要はない。更には、あらゆる逆混合作用を防止するために後退ブロッカとも呼ばれる停止要素（不図示）を押出機スクリュー３の周縁部に設けることも可能である。
【００４７】
閉位置においては、バレルライナ１３，１５の側部１７，１９は、開口部半片（ｏｐｅｎｉｎｇ  ｈａｌｖｅｓ）３１ａ，３３ａ（バレルライナ１１５では１３１ａ，１３３ａ），３１ｂ，３３ｂによって形成された開口部を画定する。この開口部を通じて、一対の押出機スクリュー３が内部容積内に入る（図１に示すように）。
【００４８】
更に、バレルライナ１５，１１５の側部１９，１１９は排出開口部４５，１４５を画定する。排出開口部は１つの回収チャネル５１，１５１、出口チャネル５３，１５３に流れ出る２つのチャネル４７，１４７，４９，１４９を有する。上記のように、バレルライナ１５，１１５は再循環チャネル４０，１４０を更に含む。回収チャネル５１と、出口チャネル５３と、再循環チャネル４０，１４０との間において、排出開口部４５，１４５は融解物の流れを案内するためのタップ６０，１６０を含む。タップ６０，１６０はバーによって排出開口部内に着脱可能に取り付け可能であり、かつ材料の流れを内部チャネル（不図示）によって出口チャネル５３，１５３内に案内する第１の位置間又は材料の流れを再循環チャネル４０，１４０内に案内する第２の位置に動作可能である。代替的に、半バッチ式操作を可能にするために三方タップを使用しても良い（不図示）。バレルライナ１３の側部１７は異なる構成を有し、排出開口部４５，１４５及び再循環チャネル４０，１４０を有しない。バレルライナ１３の側部１７は、好ましくは、排出開口部４５，１４５内の、より具体的には、タップ６０，１６０のその内部チャネル内の融解温度をインラインで測定するためのセンサ（不図示）を有する。この、融解温度のインラインの測定を、排出開口部４５，１４５内又は近傍における融解物の状態に関する信頼性の高いフィードバックを提供するために及び／又はバレルライナの加熱及び冷却、従って、また、融解物の制御を含む、バレル基部を介したハウジングブロックの加熱及び冷却を制御するために使用してもよい。測定された実際の融解温度に基づきバレルライナの加熱及び冷却を制御することによって融解物の非常に正確な温度制御を得ることができる。
【００４９】
各ハウジングブロック９，１１は、押出機フレーム７に、更に具体的にはシャフト１２に連結されたバレル基部７１，７３を更に含む。各バレル基部７１，７３には、各ハウジングブロック９，１１のバレルライナ１３，１５，１１５が着脱可能に取り付けられている。ここで、バレルライナはボルトによって取り付けられているが、他の手法の取り付け、例えば、他の種類の締結具によるもの、又は重力によるものも実施可能である。図２及び図３のバレルライナ１３，１５，１１５はＵ字形であり、ブリッジ部１２４，１２４’によって互いに連結された２つの間隔をおいて配置された脚を含み、Ｕ字形バレルライナの脚は２つの外壁１２０，１２０’，１２２，１２２’によって形成されている。バレルライナ１３，１１５がバレル基部７１，７３に取り付けられると、前記外壁１２０，１２０’，１２２，１２２’の間に少なくとも部分的にバレル基部が配置される。
【００５０】
Ｕ字形に構成されたバレルライナ１３，１５，１１５が好ましい。これは、バレル基部７１，７３の対向外壁を、バレルライナ１３，１５，１１５ａの２つの外壁１２０，１２０’，１２２，１２２’によって設けられた開口部内に、及び互いに面したバレルライナの脚の側部／外壁上を摺動させると、それらを正確にバレル基部７１，７３に容易に取り付けることができることが理由である。更に、このようなバレル基部へのバレルライナの取り付け時に２方向の自動アライメントが行われる。Ｕ字形バレルライナはアクセス困難な角を有しないため、取り外し後、Ｕ字形に構成されたバレルライナを容易にかつ比較的迅速に洗浄することも滅菌することもできる。ボルト、ネジ、フック等の締結具又は他の係止構造を使用することによって、第１の有効押出機容積（２ｍｌ）を有し、かつ第１のバッチの製薬材料又は生物医学的材料を加工するために使用されるバレルライナ１５を、迅速かつ信頼性の高い手法で第１の有効押出機容積よりも大きな第２の有効押出機容積（５ｍｌ）を有する別のバレルライナ１１５と交換することができる。バレルライナを素早く交換することによってむだ時間が最小限になり、また、押出機スクリュー、タップ、ホッパ３５ａ，３５ｂ及びダイ８２も交換されるため、第２のバッチが異なる材料を有する場合、交差汚染のリスクが最小になると共に更には排除される。バレルライナ交換のためのむだ時間が最小になるため、押出機は比較的高い有効容量を有し、かつ特定の時間内に多数の試料を加工することができる。マイクロ押出機／卓上押出機においては加工される材料の量は比較的少ないため、一定量の材料による交差汚染の作用は作製される試料に多大な影響を及ぼすものと考えられる。
【００５１】
好ましくは、各バレル基部７１，７３は、押出機内において加工される材料の温度を制御するための加熱及び／又は冷却機能を有する。Ｕ字形バレルライナ１３，１５，１１５においては、バレルライナとバレル基部との間の接触面は比較的大きく、熱伝達に有利であり、バレル基部７１，７３内の加熱及び又は冷却ユニット（不図示）による温度の迅速かつ正確な制御を可能にする。
【００５２】
図面ではＵ字形バレルライナ１３，１５，１１５のみを示すが、本発明は、例えば、Ｌ字形、Ｃ字形、Ｅ字形及びＩ字形バレルライナを含む他の形状のバレルライナを使用する実施形態も含むことを強調する。Ｌ字形バレルライナは、例えば、バレルライナがバレル基部に取り付けられるとバレルライナの最も広い裏側部分から延びる１つの外壁の一部分が少なくとも部分的にバレル基部の外壁を被覆するようにＵ字形バレルライナ１３，１５，１１５の外壁の１つを省略することによって実現してもよい。
【００５３】
上記のように、バレル基部７１，７３を各ハウジングブロック９，１１のバレルライナ１３，１５，１１５に着脱可能に取り付けるためにボルトを使用する代わりに、又はそれに加えて、少なくとも１つのフック（不図示）と、フックを自動的に案内及び係止するための案内及び係止手段（不図示）と、を使用することがより好ましい。
【００５４】
前記フックはバレル基部に配置することができ、案内及び係止手段はバレル基部に案内されるバレルライナの側に配置することができ、逆もまた同じである。フック及び係止手段によって、着脱式連結部を設けることができるだけでなく、フックを受容及び案内するための案内手段もまたバレル基部をバレルライナに対して位置合わせする。フック並びに案内及び係止手段によって、迅速で簡単な、オペレータが使用しやすい、再生可能な、信頼性の高い結合が提供される。各バレル基部７１，７３は、好ましくは、互いに面したＵ字形バレルライナの脚の側部に形成された２つの切り欠き部（不図示）と協働する２つのフックを有する。このような手法で、オペレータがバレルライナをバレル基部に吊るすことが可能となる。切り欠き部は、切り欠き部内の係止端位置までの通路を画定する。通路によって、フックは切り欠き部内の係止端位置まで案内される。
【００５５】
図４では、図１及び図２に示されるバレルライナ１５，１１５と比較される第２の代替的なバレルライナ２１５を（部分的に）示す。バレルライナ２１５は、同様に、約５ｍｌの有効押出機容積を提供し、バレルライナ２１５は再循環チャネル２４０内に静的ミキサ２８０が設けられるという点においてのみバレルライナ１１５と異なる。全ての他の対応する特徴は同じ参照符号を有し、これら参照符号は図２に示されるバレルライナ１１５に使用されている参照符号と比べると単に１００が加えられたものである。
【００５６】
再循環チャネル２４０内に前記静的ミキサ要素２８０を使用すると本発明による押出機１の加工時間を大幅に削減することができる。好ましくは、静的ミキサ要素は、例えば、構造内のスナップ（不図示）によって再循環チャネル２４０内に着脱可能に連結された挿入物２９０である。これにより、静的ミキサを使用するかしないかについては加工される材料に依拠することが可能な、柔軟なバレルライナ２１５が提供される。十分な挿入物２９０を提供することによって、オペレータは前に使用した挿入物２９０が洗浄／滅菌されるまで押出機の使用を待つ必要はもはやない。静的混合機能（不図示）のない挿入物を提供することも可能である。加えて、使い捨ての静的ミキサ挿入物を使用しても良い。
【００５７】
ホッパがハウジングの上部に配置されることが好ましい。図５ａ及び図５ｂにより詳細に示すように本発明の一実施形態はホッパを有する。ここで、ホッパ３５ａ，３５ｂは２つの連結可能な半片３５ａ，３５ｂを含み、各半片は、通し穴８１に挿入されたボルト（不図示）などの締結具によって、もしくは他の種類の締結具又は他のコネクタによってバレル基部７１，７３に連結されている。ホッパ３５ａ，３５ｂは、好ましくは、能動的に冷却される及び／又は押出機のハウジングから絶縁される。ホッパは、注入口８７と排出口８９とに連結可能な急速結合器（ｒａｐｉｄ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）（図１、８３，８５）を含んでもよく、その間に、水又は空気等の流体によるホッパ３５ａ，ｂ及び／又はホッパ基部の漏斗状部分９３の冷却のための比較的小さな寸法のチャネル９１のネットワークがホッパ内部に設けられている。冷却式ホッパを有する利点は、ホッパ内に導入された粉末混合物が薄まらず及び／又は（部分的に）融解せず、従って、ホッパ壁又は押出機スクリューに貼り付かないことである。貼り付きは、押出機の適切な充填を妨げるおそれがあり、更には、選択的貼り付きに起因した、配合の意図する濃度からの偏差につながるおそれがある。図５では、ホッパは、ホッパの簡単な洗浄及び／又は滅菌を容易にする２つの半片３５ａ，３５ｂからなる。更に、ホッパ半片３５ａ，３５ｂを別の対のホッパ半片に交換することは容易であり、かつ、使用時、押出材料を押出機スクリューに直接かつ均一に送達することができる一方で、例えば、洗浄のために押出機スクリュー及びホッパを依然容易に取り外すことができる。押出機の好適な実施形態においては、ホッパは、押出機スクリュー又は押出機スクリューシャフトがホッパから突出した状態で押出機のハウジングの真上に配置されている。特に、押出機スクリューが、スクリュー部分がホッパ内に延在し、かつホッパ内に延在するスクリュー部分が相互に噛合するスクリューの対であるツインスクリューの場合に有利であることが判明した。この理由は、これがスクリューの自己洗浄効果を可能にし、影響押出材料の貼り付きを低減する。冷却式ホッパを組み合わせた実施形態では、綿毛状粉末及び／又は静的帯電粉末などの供給が困難な試料の取り扱いにおいて、ホッパ内に延在する相互噛合式ツインスクリュー及び押出機スクリューが特に有利であることが判明している。
【００５８】
少量の粉末状、綿毛状及び／又は粘着性材料の取り扱いに適したそのようなホッパは、好ましくは、粒子の早期（部分）融解及び貼り付き又は凝集を防止するためにホッパ及びその中に収容された材料を効果的に冷却するための一連の冷却チャネルを含む。ホッパが直接金属レーザ焼結によって製造されると有利であることが判明している。なぜなら、これにより、特に壁厚及び内部チャネルにおいて十分に小さなサイズ及び寸法のホッパを用意することが可能となるためである。直接金属レーザ焼結は、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）又は選択的レーザ融解（ＳＬＭ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｍｅｌｔｉｎｇ）技術とも呼ばれる。他の部品については、ホッパは好ましくはステンレス鋼から作製される。
【００５９】
図６ａ〜６ｄは、同様に、図１に示される卓上押出機１で示されるダイ結合システム８２の構成要素の実施例の種々の図を示す。押出機１の出口はダイによって形成されている。その第１の半片８４は図６ｄに示される。ダイは、材料を成形するための排出口７８を備えた大きな（ｍａｓｓｉｖｅ）切頭円錐部を共に形成する２つの同じ形状の半片８４を含む。少なくとも１つの半片には、拘束用開口部８６が設けられている。図６ｃに示すように、ダイ半片８４は中空の切頭円錐部品８８内に着脱可能に取り付け可能である。前記中空の切頭円錐部品８８は、出口９２と、拘束用開口部８６内に拘束される少なくとも１つのピン（不図示）と、を含む。ダイ結合システムは、簡単着脱式結合器（ｑｕｉｃｋ  ｄｅｔａｃｈａｂｌｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、好ましくは、図６ａ及び図６ｄに示すような差込みリング９４を更に含む。中にダイ半片８４を支持する中空の切頭円錐部品８８は差込みリング９４の開口部９６内に配置される。前記開口部は、中空の切頭円錐部品８８を担持するための円錐形縁端９８を有する。押出機１には、ダイを押出機１と結合するために雄型部品、すなわち、差込みリング９４のピン１０２を受容及び捕捉するためのスロット（不図示）等の雌型受容器（ｆｅｍａｌｅ  ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ）も設けられる。
【００６０】
ダイ８４及び切頭円錐部８８を全体として製造することは可能であるが、洗浄及び／又は滅菌目的のため、これら部品を半片で提供すると有利である。
【００６１】
押出機の出口の形成のために、上記のダイの代わりにモールドを提供することも可能である。
【００６２】
不図示であるが、すなわち、閉位置における押出機の有効押出機容積を１ｍｌから始まり５０ｍｌに、好ましくは、１ｍｌから２０ｍｌに変えるために、例えば、グルーブをより深くする又はより広くする（又はより浅くする及びより狭くする）ことによって、第１の対のバレルライナの内部容積の寸法は第２の対のバレルライナの内部容積の寸法と異なってもよい。
【００６３】
製薬材料及び／又は生物医学的材料を本発明の押出機によって加工するために、押出機の、材料と接触する部品は、好ましくはＤＩＮ１．４１１２に準じたセラミックス、ステンレス金属材料、チタン又はステンレス鋼等の、好ましくは、不活性かつ低研磨性の材料から製造される。そのようなステンレス鋼部品は、好ましくは、共に取り付けられる部品の表面の接触を向上させるために、及び清浄性を向上するために滑らかな表面を有する。表面粗さＲａは、好ましくは、１．０マイクロメートル（μｍ）未満、より好ましくは、０．８μｍ、０．５μｍ、０．４μｍ、０．３μｍ又は０．２μｍ未満である。
【００６４】
図面は垂直（流）押出機を示すが、特許請求の範囲及び明細書に明記される本発明の主原理は、同様に、水平（流）押出機にも適用可能である。
【００６５】
本発明は、更に、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定し、バレルは少なくとも１つの再循環チャネルを含み、少なくとも１つの再循環チャネルは少なくとも１つの静的ミキサ要素を含む、押出機に関する。好ましくは、この静的ミキサ要素は少なくとも１つの再循環チャネル内に着脱可能に取り付け可能な挿入物である。（静的）混合特性を制御するために、静的混合機能を有しない挿入物を使用することも可能である。このようにして、柔軟な押出機が提供される。
【００６６】
本発明は、更に、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、混合中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定し、押出機の出口は、簡単着脱式結合器、好ましくは差込みリングによって押出機に着脱可能に取り付け可能なダイによって形成されている、押出機に関する。好ましくは、ダイは２つの連結可能な半片を含む。
【００６７】
本発明は、更に、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定し、押出機は２つの連結可能な半片を含む冷却式ホッパを含む、押出機に関する。好ましくは、前記冷却式ホッパは内部冷却チャネルを含み、直接金属レーザ焼結によって作製される。
【００６８】
本発明は、更に、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定し、排出開口部は、バーによって排出開口部内に着脱可能に取り付け可能であり、かつ閉位置と開位置との間において作動可能なタップを含む、押出機に関する。
【００６９】
本発明は、更に、比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成され、閉位置において、一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、少なくとも１つの押出機スクリューを内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定し、供給開口部は少なくとも１つのバレルライナによって画定され、少なくとも１つのバレルライナは少なくとも１つの他のバレルライナと交換可能であり、他のバレルライナは供給開口部を異なる位置に画定し、異なる有効押出機容積を生じる、押出機に関する。
［発明の項目］
［項目１］
比較的少量の材料、好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料を加工するための押出機であって、前記押出機は、押出機フレームと、バレルと、少なくとも１つの押出機スクリューと、前記少なくとも１つの押出機スクリューを回転するための駆動部と、を含み、前記バレルは、加工中、互いに対し閉位置において配置される一対の分離可能なハウジングブロックによって形成されており、前記閉位置において、前記一対の分離可能なハウジングブロックは、内部容積と、供給開口部と、排出開口部と、前記少なくとも１つの押出機スクリューを前記内部容積内に受け入れるための開口部と、を画定する、押出機において、
各ハウジングブロックがバレル基部及びバレルライナを含み、前記バレル基部が前記押出機フレームに連結されており、前記バレル基部に前記バレルライナが着脱可能に取り付け可能であり、前記バレルライナが前記バレル基部に取り付けられると前記バレルライナの１つの外壁の少なくとも一部分が少なくとも部分的に前記バレル基部の外壁を被覆することを特徴とする、押出機。
［項目２］
前記バレルライナがブリッジ部によって互いに連結された２つの間隔をおいて配置された脚を含むＵ字形であり、前記Ｕ字形バレルライナの前記脚が、前記バレルライナが前記バレル基部に取り付けられると前記脚の間に前記バレル基部が少なくとも部分的に配置される２つの外壁によって形成されている、項目１に記載の押出機。
［項目３］
前記バレルライナが前記バレル基部に締結具によって着脱可能取り付け可能であり、好ましくは、前記締結具が少なくとも１つのフックと、前記フックを案内及び係止するための案内及び係止手段と、を含む、項目１又は２に記載の押出機。
［項目４］
前記供給開口部が少なくとも１つのバレルライナによって画定され、前記少なくとも１つのバレルライナは少なくとも１つの他のバレルライナと交換可能であり、前記他のバレルライナは前記供給開口部を異なる位置に画定する、項目１〜３のいずれか一項に記載の押出機。
［項目５］
少なくとも１つのバレルライナが少なくとも１つの再循環チャネルを含み、前記少なくとも１つの再循環チャネルが、好ましくは、少なくとも１つの静的ミキサ要素を含む、項目１〜４のいずれか一項に記載の押出機。
［項目６］
各ハウジングブロックが前記バレル基部と前記バレルライナとを含む前記一対のハウジングブロックの前記内部容積の寸法が、各更なるハウジングブロックが前記バレル基部と更なるバレルライナとを含む更なる一対のハウジングブロックの更なる内部容積の寸法と異なる、項目１〜５のいずれか一項に記載の押出機。
［項目７］
前記少なくとも１つの押出機スクリューが一対の押出機スクリューであって、好ましくは、円錐形の、同時回転又は逆回転し、かつ相互に噛合する一対の押出機スクリューである、項目１〜６のいずれか一項に記載の押出機。
［項目８］
少なくとも前記バレルライナ及び前記押出機スクリューが０．４マイクロメートル未満の表面粗さＲａを有する、項目１〜７のいずれか一項に記載の押出機。
［項目９］
当該押出機が２つの連結可能な半片を含む冷却式ホッパを含み、好ましくは、前記押出機スクリューが前記ホッパ内に延在し、より好ましくは、前記押出機スクリューが相互噛合式及び／又は自己洗浄式の一対のツインスクリューである、項目１〜８のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１０］
前記押出機の出口が、簡単着脱式結合器、好ましくは、差込みリングにより前記押出機に着脱可能に取り付け可能なダイによって形成されている、項目１〜９のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１１］
前記ダイが切頭円錐部内に配置される２つの半片を含み、前記切頭円錐部は前記押出機の前記出口と結合される前記差込みリング内に配置される、項目１０に記載の押出機。
［項目１２］
前記排出開口部が前記排出開口部内にタップを含み、かつ閉位置と開位置との間において作動可能であり、好ましくは、前記タップが前記排出開口部から着脱可能である、項目１〜１１のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１３］
各バレル基部が加熱機能及び／又は冷却機能を有する、項目１〜１２のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１４］
少なくとも１つのバレルライナが前記排出開口部近傍又は前記排出開口部内のインライン融解温度を測定するためのセンサを含む、項目１〜１３のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１５］
前記一対のハウジングブロックの各バレルライナが前記一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像である、項目１〜１４のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１６］
前記一対のハウジングブロックの各バレルライナが、前記一対のハウジングブロックの他方のバレルライナの鏡像と異なる、項目１〜１４のいずれか一項に記載の押出機。
［項目１７］
実験室規模で材料を押し出すための、好ましくは、１００グラム未満の量で利用可能な試料を押し出すための、より好ましくは、製薬材料及び／又は生物医学的材料又は組成物を押し出すための、項目１〜１６のいずれか一項に記載の押出機の使用。
［項目１８］
医療製品の製造のための、好ましくは、個別化医療の製造のための、項目１〜１６のいずれか一項に記載の押出機の使用。
［項目１９］
第１の材料を押し出すステップと、
−  バレルライナを前記一対のハウジングブロックから取り外すステップと、
−  バレルライナを洗浄するステップと、
−  任意選択的に、バレルライナを滅菌するステップと、
−  洗浄済みのバレルライナを前記バレル基部に取り付けるステップと、
−  第２の材料を押し出すステップと、
を含む、項目１〜１６のいずれか一項に記載の押出機を動作する方法。
［項目２０］
−  第１の材料を押し出すステップと、
−  バレルライナを前記一対のハウジングブロックから取り外すステップと、
−  更なるセットのバレルライナを前記バレル基部に取り付けるステップと、
−  第２の材料を押し出すステップと、
を含む、項目１〜１６のいずれか一項に記載の押出機を動作する方法。
【図１】
0006016283.tif 000003
【図２】
0006016283.tif 000004
【図３】
0006016283.tif 000005
【図４】
0006016283.tif 000006
【図５ａ】
0006016283.tif 000007
【図５ｂ】
0006016283.tif 000008
【図６ａ】
0006016283.tif 000009
【図６ｂ】
0006016283.tif 000010
【図６ｃ】
0006016283.tif 000011
【図６ｄ】
0006016283.tif 000012