(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、
該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、
前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、
前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有することを特徴とするバイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタ。
【請求項２】
前記分岐管側接続部は、複数の前記シングルユースチューブ部に接続される複数の接続部からなり、該各接続部にそれぞれ前記分岐管流路開閉部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタ。
【請求項３】
前記再利用されるリユース管部は、ステンレス製であることを特徴とする請求項１または２に記載の外部管接続用コネクタ。
【請求項４】
高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器と、
該バイオリアクター用容器の開口に接続される外部管接続用コネクタとよりなり、
前記外部管接続用コネクタは、
バイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、
該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、
前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、
前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有することを特徴とするコネクタを有するバイオリアクター用容器。
【請求項５】
前記分岐管側接続部は、複数の前記シングルユースチューブ部に接続される複数の接続部からなり、該各接続部にそれぞれ前記分岐管流路開閉部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコネクタを有するバイオリアクター用容器。
【請求項６】
前記再利用されるバイオリアクター用容器及び前記再利用されるリユース管部は、ステンレス製であることを特徴とする請求項４または５に記載の外部管接続用コネクタ。
【請求項７】
高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、
該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、
前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、
前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有する、外部管接続用コネクタを、
前記分岐管流路開閉部を閉として、前記コネクタをオートクレーブ滅菌する第一の工程と、
前記コネクタの主流路管部の一端を、前記バイオリアクター用容器の開口部に密閉状態で接続する第二の工程と、
前記バイオリアクター用容器のスチーム導入口から滅菌用高圧スチームを導入し、前記容器内及び前記コネクタ内を滅菌すると共に、前記前記主流路管流路開閉部を閉とする第三の工程と、
前記容器内及び前記コネクタ内を滅菌後、前記分岐管流路開閉部を開とする第四の工程とよりなることを特徴とするバイオリアクター用容器の滅菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物やカビ系培養等を行うバイオリアクター（生化学反応装置）を構成する、例えば、培養容器などのバイオリアクター用密閉容器に、液体や気体等を供給するための外部管を接続するためのコネクタ、及び、このコネクタを有するバイオリアクター用容器に関するものであり、特に、該コネクタを用いて、前記容器内を滅菌処理できるコネクタ及び容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（１．１．従来のステンレス製のバイオリアクターの説明）
【０００３】
ステンレス製（ＳＵＳ製）のバイオリアクター（生物反応装置）に代表されるリユース型（再使用型）の滅菌方法は、定置滅菌（ＳＩＰ）による高圧スチーム滅菌が運用される。
【０００４】
このため、培養容器から、これに接続された複雑な配管に至るまで、完全密閉状態として１２０℃以上を一定時間維持しなければならず、複雑な構造と運用手順により、常にコンタミリスクに晒されている。
【０００５】
また、これらを防ぐために装置のイニシャルコストも高く、運用も面倒な作業が多いことから操作ミスのリスクも高く、解決すべき課題が存在する。
【０００６】
（１．２．従来のシングルユースバッグの説明）
【０００７】
これらの問題を解決するため、事前に密閉条件にてγ滅菌やＥＧ滅菌を行ったバッグや容器を用いた、シングルユース（使い捨て）の培養槽及び付帯設備によりなるシングルユースバイオリアクターが運用されている。
【０００８】
このシングルユースバイオリアクターは、ＳＵＳ製タンク（容器）を持たずに、柔軟素材の可撓性のある合成樹脂製 （ポリエチレンなどのプラスチック製、エラストマー製）の使い捨て（シングルユース）バッグなどの可撓性バッグが用いられ、このバッグ内に、撹拌装置などのバイオリアクター設備が、前記バッグに一体化して設けられ、全体が使い捨てになる。
【０００９】
このシングルユースバイオリアクターは、コンタミリスクが極めて低く、またステンレス製バイオリアクターに対し、滅菌設備等の設備(ユーティリティー）が必要なく、通常の室内でも運用可能であることから、イニシャルコストは低い。
【００１０】
また、バッグに設けられた配管も柔軟素材のチューブで、外部管に無菌接続が可能となり、コンタミリスクの低減と共に、運用も非常に楽になった。 
【００１１】
例えば、シングルユースバイオリアクターとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１６−２１２０１７号公開公報第５図
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
（１．３．シングルユースバッグの課題）
【００１４】
しかしながら、イニシャルコストが安くても、前記使い捨てのシングルユースバッグや容器は非常に高価であり、ランニングコストの抑制が課題となっている。結果として、付加価値の高い培養にのみ運用されている。
【００１５】
特に、付加価値が高くなく、大量生産を目的とする数十〜数百Ｌクラスの培養を目的としたＰＩＬＯＴ設備では、本格的なユーティリティーまで必要とせず、低いイニシャルコストで、シングルユースバイオリアクターよりもランニングコストの低いバイオリアクターが望まれていた。
【００１６】
即ち、従来のＳＵＳ製バイオリアクターのＳＩＰ滅菌は、配管の構造が複雑でイニシャルコストが高く、滅菌不良や、コンタミリスクが存在している。一方、配管をシリコンチューブ等を用いるシングルユースチューブとしたものは、配管のイニシャルコストが、ほぼ０で、また、滅菌済みを使用することでコンタミリスクが少ない特徴がある。使い捨てでのチューブなどのランニングコストも低く、多用されている。ただし、シリコンチューブなどのシングルユース製品は、ＳＩＰ滅菌時の高圧に対する耐性はない。従って、ＳＵＳリアクターで、ＳＩＰ滅菌に耐えるシングルユースチューブの配管を用いたものは存在しない。しかし、使い捨ての容器と配管からなるシングルユースバッグ全体ではランニングコストが非常に高く、付加価値の高い培養以外での使用は難しい。そこで、本発明においては、ＳＵＳリアクターで配管部のみシングルユースに置き換え、コンタミリスクを低減し得るシステムを提案し、前記問題を解決しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成すべく、本発明のバイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタは、高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のバイオリアクター用容器は、高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器と、該バイオリアクター用容器の開口に接続される外部管接続用コネクタとよりなり、前記外部管接続用コネクタは、バイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有することを特徴とする。
【００１９】
また、前記分岐管側接続部は、複数の前記シングルユースチューブ部に接続される複数の接続部からなり、該各接続部にそれぞれ前記分岐管流路開閉部が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記再利用されるバイオリアクター用容器及び前記再利用されるリユース管部は、ステンレス製であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のバイオリアクター用容器の滅菌方法は、高圧スチーム滅菌に耐えられる再利用されるバイオリアクター用容器の開口部に、その一端が接続される、高圧スチーム滅菌に耐えられる再使用されるリユース管部と、該リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのオートクレーブ滅菌可能な合成樹脂製のシングルユースチューブ部とよりなり、前記リユース管部は、一端が、前記開口部に接続される主流路管部と、該主流路管部の途中で分岐した分岐管部と、前記主流路管部の、前記分岐管部よりも他端側に設けた、該主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部と、前記分岐管部に設けた、該分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部と、前記分岐管部の他端部に設けた、前記シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部とよりなり、前記シングルユースチューブ部は、一端に、前記分岐管側接続部に接続されるシングルユースチューブ側接続部を有し、他端に、外部管に無菌状態で接続可能な、閉じられた無菌プラグを有する、外部管接続用コネクタを、前記分岐管流路開閉部を閉として、前記コネクタをオートクレーブ滅菌する第一の工程と、前記コネクタの主流路管部の一端を、前記バイオリアクター用容器の開口部に密閉状態で接続する第二の工程と、前記バイオリアクター用容器のスチーム導入口から滅菌用高圧スチームを導入し、前記容器内及び前記コネクタ内を滅菌すると共に、前記前記主流路管流路開閉部を閉とする第三の工程と、
前記容器内及び前記コネクタ内を滅菌後、前記分岐管流路開閉部を開とする第四の工程とよりなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、低コストで、外部管に接続できるバイオリアクター用容器を提供でき、また、該バイオリアクター用容器を滅菌することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のバイオリアクター用容器の全体図を示す説明用側面図である。
【図２】本発明のバイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタの説明用側面図である。
【図３】本発明のバイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタをリユース管部とシングルユースチューブ部とに分離した説明用側面図である。
【図４】本発明の本発明のバイオリアクター用容器の一例の全体図を示す説明用側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例１を図１〜図４によって説明する。
【００２６】
（２．１．全体構成の説明）
【００２７】
図１は、例えば、微生物やカビ系などの培養物と培養液等からなる内容物が容れられる、リユース（再使用）可能なステンレス製のバイオリアクター用容器１と、該容器１に形成されたコネクタ接続用開口部２に着脱自在に、密閉状態（気密状態、液密状態）で接続された、本発明の外部管接続用のコネクタ３とが示されている。
【００２８】
（２．２．バイオリアクター用容器１の説明）
【００２９】
前記容器１は、密閉状態で、バイオリアクター処理がされる容器であり、例えば、円柱状に形成され、その天井壁１ａの中央部に、撹拌軸４ａ及び撹拌翼４ｂなどからなる撹拌手段４の撹拌軸４ａが貫通する撹拌軸貫通用開口部５が形成される。なお、容器１によっては、撹拌手段４は設けられない場合もある。
【００３０】
また、前記容器１のコネクタ接続用開口部２は、例えば、前記天井壁１ａの外周側に形成され、例えば、筒状のノズル部２ａと、該ノズル部２ａの上端開口部に形成された容器側フランジ部２ｂとよりなる。
【００３１】
なお、前記開口部２は、天井壁１ａ以外の周壁などに設けてもよい。
【００３２】
また、前記容器１内には、前記撹拌手段４以外に、例えば、バッフル６や、前記内容物を加熱・冷却したりするためのステンレス製の配管（図示せず）等の設備が設けられ、これらは、例えば、リユース可能なステンレス製で形成される。
【００３３】
なお、前記容器１、及び、前記設備は、滅菌手段により滅菌して、リユースできるようにステンレス（ＳＵＳ）製が好ましいが、該設備が再利用できる金属や材質であれば、特に限定はない。
【００３４】
なお、前記容器１は、前記設備を含まない場合と含む場合の両方を意味する概念である。
【００３５】
（２．３．外部管接続用のコネクタ３の説明）
【００３６】
前記外部管接続用のコネクタ３は、図１〜図４に示すように、リユース可能なステンレス製のスチーム（流体）を導通するリユース管部７と、該リユース管部７の流路途中に接続されるシングルユース（使い捨て）の外部管接続用シングルユースチューブ部８とよりなる。
【００３７】
そして、前記リユース管部７は、スチームなどの流体を通す管よりなり、前記容器１のコネクタ接続用開口部２に密閉状態で接続される。
【００３８】
また、前記シングルユースチューブ部８は、前記リユース通管７の流路途中に接続されるチューブよりなり、例えば、耐熱シリコンチューブなど、可撓性のある柔軟素材の合成樹脂製（ポリエチレンなどのプラスチック製、エラストマー製）よりなる。
【００３９】
前記リユース通管７は、例えば、一端開口部９ａから導入された滅菌用のスチームなどの流体が、他端開口部９ｂから排出される主流路管部９と、該主流路管部９の途中に分岐して設けられた分岐管部１０と、前記主流路管部９の一端側に設けた、前記一端開口部９ａが前記容器１内に連通（挿入）した状態で、前記コネクタ接続用開口部２の容器側フランジ部２ｂに着脱自在に、密閉状態で接続されるリユース管側フランジ部１１と、前記主流路管部９の、前記分岐管部１０よりも他端側に設けられた、該管内の流路を開閉する主流路管バルブ部（主流路管流路開閉部）１２と、前記分岐管部１０に設けられた、該管路内の流路を開閉する分岐管バルブ部（分岐管流路開閉部）１３と、前記分岐管部１０の他端部に形成した、前記シングルユースチューブ部８に密閉状態で接続される、リユース管側接続部１４とよりなる。
【００４０】
なお、前記分岐管部１０は、前記リユース管側フランジ部１１と前記主流路管バルブ部１２との間の前記主流路管部９に分岐して形成される。
【００４１】
また、前記リユース管側接続部１４は、１つのシングルユースチューブ部８に接続される以外に、複数の外部管接続用シングルユースチューブ部８に接続できるよう、複数の接続部から形成されていてもよい。
【００４２】
なお、前記分岐管バルブ部１３は、分岐管部１０の途中に設けられる他に、複数のリユース管側接続部１４を有する場合には、各リユース管側接続部１４部分にそれぞれバルブを設けてもよい。
【００４３】
また、前記主流路管バルブ部１２と分岐管バルブ部１３とを、前記主流路管部９と、前記分岐管部１０とが接続されるＴ字管部分に設けた、３方弁を用いてもよい。
【００４４】
前記シングルユースチューブ部８は、一端部は、前記分岐管部１０のリユース管側接続部１４に接続されるチューブ側接続部１５を有すると共に、他端部は、液体や気体等を容器内に供給するための外部管に、無菌状態で接続可能な、閉じられた耐熱無菌プラグ１６を有する。
【００４５】
なお、前記各接合部は、ヘルール構造が望ましい。
【００４６】
（３．コネクタの接続方法と、容器の滅菌方法の説明）
【００４７】
次に、本発明の前記コネクタ３を前記容器１に装着し、前記容器１内及びコネクタ３内を滅菌する方法について説明する。
【００４８】
リユースされるステンレス製のリユース管部７にシングルユースのシリコン製のシングルユースチューブ部８が接続された外部管接続用コネクタ３を用意する。
【００４９】
そして、前記各バルブ部１２、１３を閉じた状態で、前記外部管接続用のコネクタ３を、例えば、オートクレーブ滅菌（高圧蒸気滅菌）などで加熱滅菌し、前記コネクタ３の内外を滅菌する。なお、前記バルブ部１２は、閉じなくてもよい。
【００５０】
次に、前記コネクタ３のリユース管側フランジ部１１と、前記容器１の容器側フランジ部２ｂとを密閉状態で接続し、前記コネクタ３のリユース管部７と前記容器１とを連通させる。
【００５１】
この時、前記無菌プラグ１６から分岐管バルブ部１２までの管内が無菌状態で維持され、それ以外の前記コネクタ３の管路内は、非滅菌状態となる。
【００５２】
そして、次に、例えば、前記容器１に別途設けたスチーム導入口（図示せず）から、ＳＩＰ滅菌をすべく、滅菌用高圧スチームを導入し、前記主流路管部９の他端開口部９ｂから排出させ、そして、前記コネクタ３内に前記スチームを通した後、前記主流路管バルブ部１２を閉じ、前記非滅菌であった容器１から前記主流路管バルブ部１２、前記分岐管バルブ部１３までの配管内をスチーム滅菌する。
【００５３】
そして、前記スチーム滅菌完了後、前記分岐管バルブ部１３を開放することにより、前記シングルユースチューブ部８と前記分岐管部１０が連通し、前記容器１内から前記コネクタ３内の前記主流路管バルブ部１２、チューブ部の無菌プラグ部までが無菌状態となる。
【００５４】
そして、シングルユースチューブ部８の無菌プラグ１６に、液体や気体等を容器内に供給するための外部管を接続することにより、前記容器１内を無菌状態で、外部管に接続できるようになる。
【００５５】
本発明によれば、使い捨ての容器と配管からなるランニングコストの高いシングルユースバッグを用いることなく、バイオリアクター用容器をリユース可能なＳＵＳ製容器を用い、そして、該容器に接続される、液体や気体等を容器内に供給するための外部管に接続するコネクタ３を、ＳＩＰスチーム滅菌に耐えられるリユース可能なステンレス製の部分と、外部管に容易に接続できる、安価なシングルユースのチューブ部分に分けることにより、構造が複雑なＳＵＳ製配管を用いずにＳＩＰ滅菌でき、また、大掛かりな滅菌装置を用いずに滅菌でき、イニシャルコストを下げ、また、配管部分をシングルユースチューブとすることにより、低価格に抑えることができるので、ランニングコストも抑えることができ、その結果、低価格のバイオリアクター装置を提供することができるようになる。
【００５６】
本発明のバイオリアクター用容器は、医療品関係、食品関係等において利用される。
【符号の説明】
【００５７】
１      バイオリアクター用容器
１ａ    天井壁
２      コネクタ接続用開口部
２ａ    ノズル部
２ｂ    容器側フランジ部
３      コネクタ
４      撹拌手段
４ａ    撹拌軸
４ｂ    撹拌翼
５      撹拌軸貫通用開口部
６      バッフル
７      リユース管部
８      外部管接続用シングルユースチューブ部
９      主流路管部
９ａ    一端開口部
９ｂ    他端開口部
１０    分岐管部
１１    リユース管側フランジ部
１２    主流路管バルブ部
１３    分岐管バルブ部
１４    リユース管側接続部
１５    チューブ側接続部
１６    無菌プラグ
【要約】      （修正有）【課題】低いイニシャルコストで、シングルユースバイオリアクターよりもランニングコストの低いバイオリアクターを実現するための、バイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタを提供する。【解決手段】バイオリアクター用容器の開口部にその一端が接続される、再使用されるリユース管部７と、リユース管部の途中に接続される、外部管接続用の使い捨てのシングルユースチューブ部８よりなり、リユース管部は、一端が、開口部に接続される主流路管部９と、主流路管部の途中で分岐した分岐管部１０と、主流路管部の、分岐管部よりも他端側に設けた、主流路管部内の流路を開閉する主流路管流路開閉部１２と、分岐管部に設けた、分岐管部内の流路を開閉する分岐管流路開閉部１３と、分岐管部の他端部に設けた、シングルユースチューブ部に接続する分岐管側接続部１４とよりなる、バイオリアクター用容器の外部管接続用コネクタとする。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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