БИОРЕАКТОР С КОНСТРУКТИВНЫМ РЕШЕНИЕМ, ВКЛЮЧАЮЩИМ В СЕБЯ МНОЖЕСТВЕННЫЕ ИЛИ НАСТРАИВАЕМЫЕ ПО ПОЛОЖЕНИЮ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
BIOREACTOR WITH CONSTRUCTIVE SOLUTION, INCLUDING MULTIPLE OR POSITION-ADJUSTABLE AGITATORS

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной американской патентной заявки № 61/878516, поданной 16 сентября 2013 г., которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей ее полноте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Биореакторы могут использоваться для производства таких продуктов, как фармацевтические препараты, вакцины, антитела и т.п. посредством культивирования клеток, организмов, культур и т.п. в условиях управляемой среды. Все более часто используются одноразовые биореакторы, которые содержат опорную структуру и одноразовый контейнер, выполненный с возможностью его установки внутри опорной структуры. Использование таких систем обеспечивает более простую очистку и стерилизацию биореактора между процессами. Существует целый ряд конструктивных решений для одноразовых биореакторов, и в некоторых ситуациях может быть желательным конкретное конструктивное решение, например, использование одноразовых контейнеров, сделанных из конкретных материалов или имеющих конкретное конструктивное решение системы перемешивающего устройства для производства конкретных продуктов. Одноразовые компоненты в одноразовом биореакторе конфигурируются для использования с конкретной биореакторной системой и имеют такую компоновку отверстий и соединителей, которая приспособлена к данной конкретной системе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В некоторых случаях необходимость использования различных поддерживающих структур с различными одноразовыми контейнерами может быть дорогостоящей и/или неэффективной. Вместо этого может быть желательным иметь возможность использовать единственную опорную структуру с множеством конструкций одноразового контейнера. В настоящем документе описываются опорные структуры биореактора, выполненные с возможностью использования с контейнерами, имеющими различные конструкции, а также способы для создания и использования таких биореакторов. Описанные в настоящем документе опорные структуры могут включать в себя два или более двигателей перемешивающего устройства и систем управления, или двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, съемную распорную деталь и/или крышку, множество конфигураций для отверстий и датчиков, а также множество рубашек нагрева выпускного фильтра. Также в настоящем документе описываются способы производства биореактора с двигателем для множества перемешивающих устройств и/или двигателя для перемешивающего устройства с регулируемым положением, а также способы изменения существующей опорной структуры, которая должна использоваться с контейнером, изначально не предназначенным для использования с существующей опорной структурой. Также в настоящем документе описываются способы работы описанных в настоящем документе поддерживающих структур биореактора.
[0004] Один конкретный вариант осуществления представляет собой биореактор, содержащий опорную структуру, выполненную с возможностью удерживать контейнер, и систему перемешивающего устройства, содержащую лопастное колесо и двигатель перемешивающего устройства, в котором система перемешивающего устройства и опорная структура выполнены с возможностью размещения двигателя перемешивающего устройства во множестве положений относительно опорной структуры. Опорная структура может содержать верхнюю область и нижнюю область, а множество положений может включать положение верхней установки двигателя перемешивающего устройства и положение нижней установки двигателя перемешивающего устройства. Множество положений дополнительно включает по меньшей мере одно промежуточное положение между положением верхней установки двигателя перемешивающего устройства и положением нижней установки двигателя перемешивающего устройства. Двигатель перемешивающего устройства может быть установлен на валу с регулируемой длиной. Двигатель перемешивающего устройства может быть избирательно устанавливаемым во множестве положений. Опорная структура может содержать верхнюю область и нижнюю область, а лопастное колесо может быть выполнено с возможностью избирательного функционирования в диапазоне промежуточных положений между верхней областью и нижней областью опорной структуры. Лопастное колесо может быть установлено на валу с регулируемой длиной. Биореактор может дополнительно содержать контейнер, выполненный с возможностью находиться в опорной структуре и быть соединенным с двигателем перемешивающего устройства, причем контейнер является складывающимся мешком. Складывающийся мешок может быть сконфигурирован для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства. Складывающийся мешок может быть сконфигурирован для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства. Биореактор может дополнительно содержать распорную деталь с возвышающейся опорной поверхностью, выполненную с возможностью съемной установки внизу опорной структуры. Опорная структура может содержать верхнее отверстие и съемную крышку, выполненную с возможностью по меньшей мере частично закрывать верхнее отверстие. Крышка может быть присоединена к опорной структуре, когда она закрывает верхнее отверстие, и когда она удалена с верхнего отверстия. Опорная структура может быть выполнена с возможностью использования как с внутренними датчиками, так и с внешними датчиками.
[0005] Один конкретный вариант осуществления представляет собой опорную структуру, содержащую боковую стенку и основание, образующие полость внутри, причем полость выполнена с возможностью удержания контейнера, установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства, связанный с опорной структурой, и установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства, связанный с опорной структурой, причем установленный в верхнем положении и установленный в нижнем положении двигатели перемешивающего устройства выполнены с возможностью избирательного применения в зависимости от конфигурации контейнера. Биореактор может дополнительно содержать по меньшей мере один соединитель по меньшей мере в одном из боковой стенки и основания, выполненный с возможностью присоединения контейнера. Биореактор может дополнительно содержать контейнер, выполненный с возможностью находиться в этой полости и быть соединенным с установленным в верхнем положении или установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства, причем контейнер является складывающимся мешком. Биореактор может дополнительно содержать распорную деталь с возвышающейся опорной поверхностью, выполненную с возможностью съемной установки внизу опорной структуры. Распорная деталь может быть выполнена с возможностью отделения контейнера и установленного в нижнем положении двигателя перемешивающего устройства, когда распорная деталь находится на основании опорной структуры. Биореактор может дополнительно содержать первую систему управления, выполненную с возможностью управления установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства, а также вторую систему управления, выполненную с возможностью управления установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства. Биореактор может дополнительно содержать селектор для того, чтобы переключаться между первой и второй системами управления. Первая и вторая системы управления могут быть выполнены с возможностью избирательного применения с помощью цифрового пользовательского интерфейса. Первая и вторая системы управления могут содержать приводы переменной частоты. Опорная структура может содержать верхнее отверстие и съемную крышку, выполненную с возможностью по меньшей мере частично закрывать верхнее отверстие. Крышка может быть присоединена к опорной структуре, когда она закрывает верхнее отверстие, и когда она удалена с верхнего отверстия. Биореактор может дополнительно содержать по меньшей мере две рубашки нагрева выпускного фильтра. По меньшей мере две рубашки нагрева выпускного фильтра могут иметь различные размеры. По меньшей мере две рубашки нагрева выпускного фильтра могут быть выполнены с возможностью их избирательного применения в зависимости от конфигурации контейнера. По меньшей мере две рубашки нагрева выпускного фильтра могут быть установлены на поворотном элементе, и по меньшей мере две рубашки нагрева выпускного фильтра могут быть выполнены с возможностью их избирательного применения посредством вращения поворотного элемента. Опорная структура может дополнительно содержать одно или более отверстий доступа для датчика. По меньшей мере одно из отверстий доступа для датчика может быть выполнено с возможностью размещения внутреннего датчика. Боковая стенка может содержать основной корпус и дверцу, причем одно или более отверстий доступа для датчика располагаются на дверце боковой стенки. Боковая стенка может содержать основной корпус и дверцу, причем установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства крепится к дверце. Боковая стенка может содержать основной корпус и дверцу, причем установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства крепится к основному корпусу.
[0006] Один конкретный вариант осуществления представляет собой способ модификации биореактора, содержащий присоединение второго двигателя перемешивающего устройства к опорной структуре, содержащей первый двигатель перемешивающего устройства, и добавление области доступа к опорной структуре. Первый двигатель перемешивающего устройства может быть установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства, а второй двигатель перемешивающего устройства может быть установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства. Первый двигатель перемешивающего устройства может быть установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства, а второй двигатель перемешивающего устройства может быть установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства. Опорная структура может содержать основной корпус боковой стенки и дверцу, причем добавление области доступа может включать в себя добавление панели доступа к дверце. Опорная структура может содержать основание, а способ может дополнительно содержать обеспечение выполненной с возможностью посадки съемной распорной детали, выполненной с возможностью размещения над основанием опорной структуры. Опорная структура может содержать верхнее отверстие и крышку, покрывающую по меньшей мере часть верхнего отверстия, а добавление области доступа может содержать модификацию крышки для увеличения внутреннего доступа к опорной структуре. Способ может дополнительно содержать присоединение крышки к опорной структуре с использованием гибкого элемента, который остается присоединенным к крышке, когда крышка удаляется из верхнего отверстия опорной структуры. Добавление области доступа может содержать добавление одного или более отверстий доступа для датчика к биореактору. Отверстия доступа для датчика могут быть выполнены с возможностью размещения в них внутренних датчиков. Биореактор может содержать первоначальную рубашку нагрева выпускного фильтра, и способ может дополнительно содержать добавление дополнительной рубашки нагрева выпускного фильтра к биореактору. Дополнительная рубашка нагрева выпускного фильтра может иметь размер, отличающийся от размера первоначальной рубашки нагрева выпускного фильтра. Первоначальная и дополнительная рубашки нагрева выпускного фильтра могут быть выполнены с возможностью избирательного использования. Добавление дополнительной рубашки нагрева выпускного фильтра к биореактору может включать в себя крепление дополнительной рубашки нагрева выпускного фильтра к поворотному элементу, связанному с опорной структурой. Способ может дополнительно содержать добавление системы управления, выполненной с возможностью управления вторым двигателем перемешивающего устройства. Способ может дополнительно содержать добавление селектора для того, чтобы переключаться между первоначальной и добавленной системами управления. Первоначальная и добавленная системы управления могут быть выполнены с возможностью использоваться избирательно с помощью цифрового пользовательского интерфейса.
[0007] Один конкретный вариант осуществления представляет собой способ работы биореактора, включающего в себя опорную структуру и систему двигателя для множества перемешивающих устройств, содержащий выбор мешка биореактора из группы, состоящей из мешков верхней установки перемешивающего устройства и мешков нижней установки перемешивающего устройства, выбор между установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства и установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства опорной структуры, размещение выбранного мешка биореактора в опорную структуру; и соединение выбранного мешка биореактора с выбранным двигателем перемешивающего устройства. Способ может дополнительно содержать подтверждение присутствия распорной детали в биореакторе. Способ может дополнительно содержать размещение распорной детали в биореакторе. Способ может дополнительно содержать удаление распорной детали из биореактора. Способ может дополнительно содержать присоединение соединителя мешка к соединителю опорной структуры. Способ может дополнительно содержать изменение вертикального положения установленного в верхнем положении двигателя перемешивающего устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг. 1A изображает вид сбоку одного варианта осуществления описанного в настоящем документе биореактора, имеющего установленный в верхнем положении и установленный в нижнем положении двигатели перемешивающего устройства. Фиг. 1B-1C изображают виды в перспективе опорной структуры биореактора, изображенного на Фиг. 1A, соответственно с ее открытыми и закрытыми дверцами.
[0009] Фиг. 2A изображает вид в перспективе мешка, сконфигурированного для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства. Фиг. 2B изображает вид в перспективе жесткого основания мешка, изображенного на Фиг. 2A. Фиг. 2С изображает вид в перспективе мешка, сконфигурированного для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства.
[0010] Фиг. 3A-3B показывают виды в перспективе сверху и сбоку соответственно нижней части описанного в настоящем документе биореактора, показывающие распорную деталь.
[0011] Фиг. 4A-4C показывают верхние части одного варианта осуществления описанного в настоящем документе биореактора, показывающие подвижную крышку. Фиг. 4A-4B показывают виды в перспективе сверху и сбоку соответственно, имеющие крышку в первом положении. Фиг. 4C показывает вид сбоку биореактора, имеющего крышку во втором положении.
[0012] Фиг. 5A иллюстрирует вид в перспективе сбоку описанного в настоящем документе биореактора, сконфигурированного для использования с множеством конфигураций датчика. Фиг. 5B представляет собой увеличенный вид нижней части биореактора, изображенного на Фиг. 5A.
[0013] Фиг. 6 изображает вид в перспективе верхней части одного варианта осуществления описанного в настоящем документе биореактора, имеющего множество избирательно используемых рубашек нагрева выпускного фильтра.
[0014] Фиг. 7A-7B изображают виды в перспективе одного варианта осуществления описанного в настоящем документе биореактора, имеющего двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, показанный в первом положении на Фиг. 7A и во втором положении на Фиг. 7B.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0015] Одноразовые биореакторы обычно содержат контейнер и опорную структуру, выполненную с возможностью поддержки контейнера и других узлов, соединенных с контейнером. Как правило, опорная структура и контейнер проектируются для совместного использования, что делает затруднительным использование альтернативной конструкции контейнера с существующей опорной структурой. Однако, время от времени может быть желательным использовать одну опорную структуру для того, чтобы поддерживать контейнеры, имеющие различные конструкции. В настоящем документе описываются опорные структуры биореактора, выполненные с возможностью использования с контейнерами, имеющими различные конструкции, а также способы для использования таких биореакторов. Биореакторы обычно классифицируются как либо имеющие установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства, либо имеющие установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства, но описанные в настоящем документе опорные структуры могут включать в себя два или более двигателей перемешивающего устройства и систем управления и/или двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, съемную распорную деталь и/или крышку, множество конфигураций для отверстий и датчиков, а также множество рубашек нагрева выпускного фильтра. Также в настоящем документе описываются способы производства биореактора с двигателем для множества перемешивающих устройств и/или двигателя для перемешивающего устройства с регулируемым положением, а также способы изменения существующей опорной структуры, которая должна использоваться с контейнером, изначально не предназначенным для использования с существующей опорной структурой, а также способы для использования таких биореакторов. Эти способы изменения существующей опорной структуры могут включать в себя некоторые или все действия из изменения существующей опорной структуры для добавления одного или более дополнительных двигателей перемешивающего устройства или для конфигурирования двигателя перемешивающего устройства так, чтобы он был регулируемым, добавления съемных распорных деталей, дополнительных конфигураций для отверстий и датчиков, а также рубашек нагрева выпускного фильтра, и/или удаления или изменения существующей крышки. Также в настоящем документе описываются способы работы описанных в настоящем документе поддерживающих структур биореактора, а также способы работы поддерживающих структур биореактора, полученных в результате описанных в настоящем документе способов модификации. Эти биореакторы могут использоваться для производственных процессов с различными конфигурациями одноразовых контейнеров или контейнеров однократного использования, обеспечивая при этом стандарты коэффициента массообмена и выработки культуры для каждой конфигурации контейнера.
[0016] Фиг. 1A изображает вид сбоку одного варианта осуществления описанного в настоящем документе биореактора 100, сконфигурированного для использования с контейнерами, имеющими различные конфигурации. Как показано, биореактор 100 может содержать опорную структуру 102 и контейнер 202. Как показано, опорная структура 102 может содержать боковую стенку 104. В то время как она показана на Фиг. 1A-1C, как являющаяся по существу цилиндрической, и образующей нижнее отверстие 116 и верхнее отверстие 118, боковая стенка 104 может иметь любую подходящую форму, выполненную с возможностью поддерживать контейнер, более подробно описываемый ниже. Боковая стенка 104 может содержать обращенную внутрь кромку 120 у верхнего отверстия 118. Боковая стенка 104 может быть изготовлена из любого материала или материалов, подходящих для поддержания контейнера, таких как металлы (например, нержавеющая сталь, алюминий и т.д.), полимеры (например, полиэтилен высокой плотности, полиакрилат, поликарбонат, полистирол, нейлон или другие полиамиды, полиэфиры, фенольные полимеры), стекло, стекловолокно и т.п. Нижнее отверстие 116 боковой стенки 104 может быть присоединено к основанию 106, как показано на Фиг. 1B, которое может частично (или в некоторых вариациях полностью) покрывать отверстие 116. В некоторых вариациях основание 106 может являться неотъемлемой частью боковой стенки 104. В совокупности с боковой стенкой 104 основание 106 может формировать камеру 108, хотя, как показано на Фиг. 1B, камера 108 может быть не полностью окружена с ее нижней стороны основанием 106. Основание 106 может иметь вогнутую форму, такую как коническая форма, или, в других вариациях, основание 106 может иметь плоскую или выпуклую форму. В вариации, показанной на Фиг. 1B, основание 106 может содержать отверстие 140, выполненное с возможностью позволять установленному в нижнем положении двигателю 302 перемешивающего устройства взаимодействовать с контейнером, как более подробно будет описано ниже. Отверстие 140 может быть круглым, как показано на чертеже, или оно может иметь любую подходящую форму. Основание 106 может дополнительно или альтернативно содержать отверстие 142, которое может иметь любую подходящую форму, выполненную с возможностью обеспечения доступа через основание 106 для таких элементов, как отверстия, датчики и рассекатель, как более подробно будет описано ниже. В вариации, показанной на Фиг. 1B, отверстие 142 может содержать центральную область 148 и внешнюю область 150. Объем камеры 108 может быть любым желаемым объемом, таким как, не ограничиваясь этим, приблизительно 1 л, 3 л, 10 л, 20 л, 40 л, 60 л, 100 л, 150 л, 200 л, 400 л, 600 л, 1000 л, 2000 л, 4000 л или больше.
[0017] В некоторых вариациях часть боковой стенки 104 может содержать одну или более дверец 112. Как показано на Фиг. 1A-1C, дверцы 112 могут содержать радиальный сегмент боковой стенки 104. Дверцы 112 могут быть присоединены к остальной части боковой стенки 104 посредством шарниров. В вариациях, имеющих две смежных дверцы 112a и 112b, шарниры могут быть расположены на противоположных сторонах дверец 112a и 112b, так, чтобы эти две дверцы 112 открывались наружу в направлениях друг от друга. Дверцы 112 могут иметь ручки 146. Когда дверцы 112 открыты, это может создать отверстие в боковой стенке 104, которое может обеспечить более легкое размещение контейнера внутри опорной структуры 102. В то время как дверцы 112 показаны на Фиг. 1A-1C как проходящие на всю вертикальную длину боковой стенки 104, следует понимать, что в других вариациях дверца (дверцы) 112 может проходить только на часть вертикальной длины боковой стенки 104. Например, дверца (дверцы) 112 может проходить от верха боковой стенки 104 частично вниз на вертикальную длину боковой стенки 104, или в других вариациях дверца (дверцы) 112 может проходить от промежуточного положения вдоль боковой стенки 104 к основанию боковой стенки 104. Дверцы 112 опционально могут содержать прозрачные или просвечивающие окна 138. Также следует понимать, что хотя боковая стенка 104 показана на Фиг. 1A-1C как имеющая первую дверцу 112a и вторую дверцу 112b, в других вариациях боковая стенка 104 может содержать только одну дверцу, или в других вариациях боковая стенка 104 может не содержать дверцы.
[0018] В некоторых вариациях опорная структура 102 может содержать систему регулирования температуры для регулирования температуры во время биореакторного процесса. Система регулирования температуры может содержать рубашку 136, которая может обеспечивать как нагревание, так и охлаждение. Рубашка 136 может быть расположена внутри боковой стенки 104, между внутренней стенкой и внешней стенкой боковой стенки 104. В других вариациях рубашка может быть расположена внутри камеры 108, на внутренней части боковой стенки 104. В некоторых вариациях система регулирования температуры может содержать электрические нагревательные элементы и/или системы циркуляции текучей среды. В вариациях, в которых система регулирования температуры содержит системы циркуляции текучей среды, они могут иметь один или более каналов для текучей среды, расположенных в рубашке 136. Каналы для текучей среды могут иметь один или более входов и выходов, которые позволяют текучей среде (например, пропиленгликолю, воде и т.п.), которая может быть нагрета или охлаждена блоком регулирования температуры, циркулировать через эти каналы для того, чтобы регулировать температуру биореактора.
[0019] В некоторых вариациях биореактор 100 опционально может содержать дополнительные элементы, как показано на Фиг. 1A. Например, опорная структура 102 может опционально покоиться на поддерживающем узле 126, которая может поднимать высоту опорной структуры 102 относительно уровня земли, и/или может позволять более легко перемещать опорную структуру 102. Например, опорная структура 102 может покоиться на тележке 128, которая может иметь самоориентирующиеся ролики или колеса 132. В других вариациях опорная структура 102 может покоиться на полу или на другой поверхности. Биореактор 100 может дополнительно или альтернативно содержать одну или более тележек управления, которые могут нести на себе элементы, используемые во время производственного процесса, такие как, не ограничиваясь этим, блоки регулирования температуры, насосы и средства управления массовым расходом, мешки для среды и буфера, а также контроллеры, более подробно описываемые ниже. Например, в вариации, показанной на Фиг. 1A, тележка 144 управления может нести на себе блоки 152 регулирования температуры и контроллеры 306 и 308, более подробно описываемые ниже, в то время как вторая тележка (не показана) может нести на себе контроллеры массового расхода, также более подробно описываемые ниже. Следует принять во внимание, что в других вариациях, имеющих эти элементы, они могут располагаться в различных конфигурациях на двух или более тележках, или они могут располагаться на единственной тележке.
[0020] Опорная структура 102 может быть выполнена с возможностью поддерживать, окружать и/или содержать контейнер 202, который может быть выполнен с возможностью его размещения внутри камеры 108 опорной структуры 102. Контейнер 202 может определять резервуар 204 для удержания содержимого для выполнения процесса внутри биореактора 100, такого как, не ограничиваясь этим, среды, реагенты, газы и другие компоненты. В некоторых вариациях контейнер 202 может быть выполнен с возможностью быть по существу герметизированным от внешней окружающей среды, за исключением специальных точек, таких как отверстия и соединители датчика (описываемые ниже). Таким образом, контейнер 202 может хранить в себе содержимое так, чтобы оно не контактировало со всей опорной структурой 102 или ее частью. Это может позволить повторно использовать опорную структуру 102 во множестве процессов (например, путем удаления контейнера 202 из опорной структуры 102 и замены его на новый контейнер), не требуя того же самого уровня стерилизации, который потребовался бы без контейнера 202, в то время как контейнер 202 может быть сконструирован так, чтобы быть однократно используемым или одноразовым.
[0021] В некоторых вариациях контейнер 202 может представлять собой мешок 206. Мешок 206 может быть по меньшей мере частично складывающимся и/или по меньшей мере частично включать в себя гибкий материал, который может быть подходящим для контакта с содержимым резервуара 204 во время процесса, выполняемого в биореакторе 100, и который может быть непроницаемым для воды. В некоторых вариациях мешок 206 может состоять из одного или более материалов, таких как, не ограничиваясь этим, поликарбонат, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, поливинилдихлорид, поливинилиденхлорид, сополимер этилена и винилацетата, поликарбонат, полиметакрилат, поливиниловый спирт, нейлон и/или синтетические каучуки или пластмассы и т.п. Мешок 206 может иметь любую подходящую толщину, такую как, не ограничиваясь этим, меньше чем приблизительно 1 мм, приблизительно от 1 до 3 мм или приблизительно от 3 до 5 мм или еще толще. В некоторых вариациях мешок 206 может быть однослойным, в то время как в других вариациях он может быть многослойным. В вариациях, имеющих более одного слоя, каждый слой может иметь ту же самую или другую ориентацию полимера относительно других смежных слоев. Мешок 206 может формировать резервуар 204 любым количеством способов; например, в некоторых вариациях мешок может представлять собой два листа материала, которые соединяются по краям так, чтобы создать резервуар 204. В других вариациях один лист материала может быть соединен по его краям так, чтобы создать резервуар 204. В других вариациях более двух листов материала могут быть соединены по краям так, чтобы создать резервуар 204, например когда один лист формирует цилиндрическую часть, а два других листа формируют верхнюю и нижнюю панели. В некоторых вариациях часть контейнера может состоять из твердого материала, например жесткое основание. В некоторых вариациях мешок 206 может быть предварительно стерилизованным и запечатанным. Мешок 206 может дополнительно содержать один или более соединителей для присоединения мешка 206 к опорной структуре 102, а также одно или более входных и/или выходных отверстий и один или более соединителей датчика, как более подробно описывается ниже.
[0022] Резервуар 204 мешка 206 может иметь любой желаемый объем, такой как, не ограничиваясь этим, вплоть до 1 л, 3 л, 10 л, 20 л, 40 л, 60 л, 100 л, 150 л, 200 л, 400 л, 600 л, 1000 л, 2000 л, 4000 л или больше. Следует принять во внимание, что, в то время как опорные структуры одноразового биореактора обычно используются с контейнерами, имеющими приблизительно одинаковые габаритные размеры и объем, такое соответствие не является необходимым, и на самом деле опорная структура 102 может конфигурироваться таким образом, что опорная структура 102 может использоваться с мешком 206, имеющим другой объем или габаритные размеры, чем камера 108 опорной структуры 102. Например, в одной вариации камера 108 опорной структуры 102 может иметь объем приблизительно 200 л, в то время как она может использоваться с мешком, имеющим объем приблизительно 250 л. В другой вариации камера 108 может иметь объем приблизительно от 200 до 250 л, в то время как она может использоваться с мешком, имеющим объем приблизительно 100 л. В некоторых вариациях камера 108 опорной структуры 102 может иметь максимальный диаметр (или максимальный размер, поперечный к продольной оси) приблизительно от 20 до 22 дюймов, в то время как она может использоваться с мешком, имеющим диаметр (или максимальный размер, поперечный к продольной оси) приблизительно от 23 до 25 дюймов, или она может использоваться с мешком, имеющим диаметр (или максимальный размер, поперечный к продольной оси) приблизительно от 16 до 18 дюймов. Следует принять во внимание, что опорные структуры, имеющие камеры с некоторым диапазоном объемов и габаритных размеров, могут использоваться с мешками, имеющими некоторый диапазон объемов и габаритных размеров, не ограничиваясь приведенными здесь примерами. Также следует иметь в виду, что в некоторых случаях, в которых система регулирования температуры опорной структуры 102 содержит рубашку 136, расположенную на внутренней части боковой стенки 104 или внутри боковой стенки 104 между внутренней и внешней стенками, если диаметр (или максимальный размер, поперечный к продольной оси) мешка 206 меньше, чем диаметр (или максимальный размер, поперечный к продольной оси) опорной структуры 102 в такой степени, что это влияет на работу системы регулирования температуры, может быть добавлен компонент для передачи тепла между рубашкой 136 и мешком 206, такой как распорная деталь или другая структура, для того, чтобы помочь регулированию температуры.
[0023] Как правило, одноразовые биореакторы содержат систему перемешивающего устройства, которая может облегчить перемешивание содержимого контейнера. Перемешивающее устройство может содержать лопастное колесо, а двигатель перемешивающего устройства может быть выполнен с возможностью вращения этого лопастного колеса. Лопастное колесо может содержать лопатки или лопасти для перемешивания содержимого контейнера при вращении. Лопастное колесо вообще может быть расположено внутри контейнера, в то время как двигатель перемешивающего устройства располагается за пределами контейнера, причем соединение между двигателем перемешивающего устройства и лопастным колесом конфигурируется таким образом, чтобы могла поддерживаться стерильность среды внутри контейнера. В некоторых биореакторах это соединение может быть, например, магнитным, в то время как в других биореакторах оно может быть механическим. Одноразовые биореакторы как правило содержат опорные структуры, которые имеют либо установленные сверху двигатели перемешивающего устройства, либо установленные снизу двигатели перемешивающего устройства, которые выполнены с возможностью использования с контейнерами верхней установкой перемешивающего устройства (то есть с контейнерами, имеющими лопастные колеса, выполненные с возможностью их вращения установленными сверху двигателями перемешивающего устройства), либо с контейнерами нижней установки перемешивающего устройства (то есть с контейнерами, имеющими лопастные колеса, выполненные с возможностью их вращения установленными снизу двигателями перемешивающего устройства), соответственно. Однако, как описано выше, желательно, чтобы одна опорная структура могла использоваться с емкостями, имеющими различные конструктивные решения, включая как контейнеры верхней установки перемешивающего устройства, так и контейнеры нижней установки перемешивающего устройства.
[0024] По сути, в одной вариации описанный в настоящем документе биореактор 100 может содержать систему 300 перемешивающего устройства, содержащую как установленный снизу двигатель перемешивающего устройства, так и установленный сверху двигатель перемешивающего устройства. Таким образом, биореактор 100 может быть выполнен с возможностью его использования с контейнерами, имеющими различные конструктивные решения, включая решения, сконфигурированные для использования как с установленным снизу, так и с установленным сверху двигателем перемешивающего устройства. Как показано на Фиг. 1B, биореактор 100 может содержать установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства. Установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства может быть расположен ниже основания 106 опорной структуры 102. Основание 106 может содержать отверстие 140, выполненное с возможностью позволять установленному в нижнем положении двигателю 302 перемешивающего устройства взаимодействовать с контейнером, как более подробно описывается ниже. Отверстие 140 может быть круглым, как показано на чертеже, или оно может иметь любую подходящую форму.
[0025] Как показано на Фиг. 1A-1C, биореактор 100 может дополнительно содержать установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства. Установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть закреплен на опорной структуре 102. В вариации, показанной на Фиг. 1A-1C, установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к верхней части 114 дверцы 112 боковой стенки 104. В других вариациях установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к краю 120 боковой стенки 104. Например, в некоторых случаях может быть желательно прикрепить установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства к фиксированному компоненту опорной структуры 102. В некоторых случаях может быть желательно прикрепить установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства к части боковой стенки 104 выше рубашки 136, так, чтобы установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства не сталкивался с рубашкой 136. Однако в других вариациях установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к части боковой стенки 104, содержащей рубашку 136. В других вариациях установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к структуре, которая является отдельной от боковой стенки 104. Например, установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к стержню, который в свою очередь может быть присоединен к тележке 144. Альтернативно установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен к автономной опорной структуре. Установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может быть прикреплен посредством любого подходящего способа, такого как приваривание установленного в верхнем положении двигателя 304 перемешивающего устройства на месте или прикрепление его с помощью монтажного кронштейна к опорной структуре 102.
[0026] В то время как двигатель 304 перемешивающего устройства показан на Фиг. 1A-1C как имеющий фиксированное положение, в других вариациях установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства может иметь регулируемое положение. В некоторых из этих вариаций установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства может перемещаться относительно боковой стенки 104 опорной структуры 102. Например, установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства может быть выполнен с возможностью скольжения вдоль рельса или направляющего трека. В таком случае рельс или направляющий трек могут позволять закреплять установленное в верхнем положении перемешивающее устройство в одном или более дискретных положений вдоль рельса или направляющего трека. Например, рельс или направляющий трек могут содержать отверстия для штифтов, которые могут позволять закреплять установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства в различных положениях вдоль рельса или направляющего трека в соответствии с различными вертикальными, горизонтальными или радиальными положениями относительно боковой стенки опорной структуры. В других вариациях рельс или направляющий трек могут позволять закреплять установленное в верхнем положении перемешивающее устройство в любом месте вдоль рельса или направляющего трека. В качестве другого примера, установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства может съемным образом крепиться к одному из множества монтажных кронштейнов, расположенных в различных положениях относительно боковой стенки опорной структуры. Установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства тогда может быть избирательно прикреплен к одному из монтажных кронштейнов (используя, например, съемный штифт) в желаемом положении. За счет настраиваемого положения установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства может быть, например, установлен и использован в некотором диапазоне промежуточных положений между верхней и нижней областями опорной структуры 102. Вертикально подвижный установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства может иметь преимущества, такие как обеспечение дополнительной гибкости в использовании контейнеров, имеющих меньшую высоту, чем камера опорной структуры, которые должны перемешиваться установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства, или возможность для контейнера иметь более низкий минимальный рабочий объем. Кроме того, двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением может позволять изменять положение перемешивающего устройства во время выполнения процесса, например, по мере того, как рабочий объем увеличивается.
[0027] В других вариациях для того, чтобы одна опорная структура могла использоваться с контейнерами различных конструктивных решений, описанные здесь биореакторы могут содержать только один двигатель перемешивающего устройства, который имеет регулируемое положение. Как и в конструктивном решении со множеством перемешивающих устройств, имеющем установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, в конструктивном решении с одним перемешивающим устройством, имеющем двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, единственный двигатель перемешивающего устройства, может перемещаться вертикально, горизонтально и/или радиально относительно опорной структуры, и/или может вращаться относительно опорной структуры. За счет регулируемого положения двигатель перемешивающего устройства может устанавливаться и использоваться в некотором диапазоне положений. В некоторых вариациях эти положения могут включать в себя верхнее положение перемешивающего устройства и нижнее положение перемешивающего устройства (то есть положения, позволяющие двигателю перемешивающего устройства использоваться с контейнерами, сконфигурированными для использования соответственно с устанавливаемыми сверху и устанавливаемыми снизу перемешивающими устройствами). В других вариациях эти положения опционально могут дополнительно включать в себя одно или более промежуточных положений между верхним и нижним положениями. Двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением может иметь преимущества, такие как, не ограничиваясь этим, обеспечение дополнительной гибкости в использовании двигателя для работы лопастного колеса контейнера с устанавливаемым сверху и устанавливаемым снизу перемешивающим устройством, возможность использования двигателя для того, чтобы вращать лопастное колесо контейнера с устанавливаемым сверху перемешивающим устройством, имеющего меньшую высоту, чем камера опорной структуры, или возможность использования контейнера, имеющего более низкий минимальный рабочий объем. Кроме того, двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением может позволять изменять положение перемешивающего устройства во время выполнения процесса.
[0028] В одном примере двигателя перемешивающего устройства с регулируемым положением двигатель перемешивающего устройства может быть выполнен с возможностью скольжения вдоль рельса или направляющего трека образом, подобным описанному выше относительно установленного в верхнем положении двигателя перемешивающего устройства. В некоторых вариациях этот направляющий трек может проходить вдоль периметра опорной структуры для того, чтобы позволять двигателю перемешивающего устройства быть горизонтально регулируемым вокруг окружности опорной структуры. В других вариациях рельс или направляющий трек могут проходить вертикально для того, чтобы позволять двигателю перемешивающего устройства быть вертикально регулируемым вверх и вниз относительно опорной структуры. В других вариациях этот направляющий трек может конфигурироваться таким образом, что двигатель перемешивающего устройства может быть радиально регулируемым в направлении к центру и от центра опорной структуры. В других вариациях угол наклона двигателя перемешивающего устройства может быть регулируемым. В некоторых вариациях направляющий трек может конфигурироваться таким образом, что двигатель перемешивающего устройства может быть регулируемым вдоль двух или более из этих измерений. Рельс или направляющий трек и двигатель перемешивающего устройства могут конфигурироваться таким образом, что двигатель перемешивающего устройства может быть избирательно закреплен в дискретных положениях вдоль рельса или направляющего трека, или они могут конфигурироваться таким образом, что двигатель перемешивающего устройства может быть избирательно закреплен в любой точке вдоль рельса или направляющего трека. Двигатель перемешивающего устройства может быть закреплен с использованием механизма, такого как, не ограничиваясь этим, съемные штифты, зубчатая рейка с шестерней, зажим и т.п. Например, если двигатель перемешивающего устройства крепится к рельсу или направляющему треку с использованием штифтов, рельс или направляющий трек могут включать в себя ряд отверстий, выполненных с возможностью приема штифта. Двигатель перемешивающего устройства может быть присоединен с возможностью скольжения к рельсу или направляющему треку посредством крепления так, чтобы его можно было толкать или тянуть вдоль рельса или направляющего трека до тех пор, пока одно или более отверстий в креплении не совпадут с одним или более отверстиями в рельсе или направляющем треке. Один или более штифтов могут быть затем вставлены в одно или более отверстий для того, чтобы закрепить двигатель перемешивающего устройства в желаемом положении. В качестве другого примера, если двигатель перемешивающего устройства крепится к рельсу или направляющему треку с использованием зажима, двигатель перемешивающего устройства может скользить вдоль рельса или направляющего трека, когда зажим находится в ослабленном состоянии. В некоторых вариациях двигатель перемешивающего устройства можно толкать или тянуть вдоль рельса или направляющего трека до желаемого положения, где зажим может быть затянут для того, чтобы удержать двигатель перемешивающего устройства на месте. В других вариациях двигатель перемешивающего устройства может быть снят с рельса или направляющего трека, когда зажим находится в ослабленном состоянии. Двигатель перемешивающего устройства может быть помещен в желаемом положении вдоль рельса или направляющего трека и закреплен путем затягивания зажима. В некоторых вариациях зажим и рельс или направляющий трек могут конфигурироваться таким образом, что двигатель перемешивающего устройства может быть зажат под двумя или более углами относительно рельса или направляющего трека, позволяя фиксировать двигатель перемешивающего устройства под двумя или более углами относительно опорной структуры. В вариациях, в которых двигатель перемешивающего устройства толкается или тянется вдоль рельса или направляющего трека, пользователь может непосредственно толкать или тянуть двигатель перемешивающего устройства, или он может толкать или тянуть его косвенно, например посредством ручного механизма (например, рукоятки для вращения) или посредством автоматизированного механизма (например двигателя и пользовательского интерфейса или выключателя). В некоторых вариациях рельс или направляющий трек могут быть прикреплены к опорной структуре биореактора, в то время как в других вариациях рельс или направляющий трек могут быть дополнительно или альтернативно прикреплены к отдельной структуре. Например, рельс или направляющий трек могут быть присоединены к тележке, удерживающей другие элементы, используемые во время биореакторного процесса (как, например, тележка 144, изображенная на Фиг. 1A), или могут быть прикреплены к автономной опорной структуре или быть ее частью.
[0029] В качестве другого примера, двигатель перемешивающего устройства может иметь регулируемое положение, будучи прикрепленным к валу, который в свою очередь является регулируемым относительно опорной структуры. Таким образом, двигатель перемешивающего устройства может быть жестко присоединен к валу, который в свою очередь является регулируемо присоединенным к опорной структуре. Как и в вариациях, описанных выше, вал может быть регулируемым относительно опорной структуры, так что двигатель перемешивающего устройства может перемещаться горизонтально, вертикально и/или радиально относительно опорной структуры, и/или таким образом, что угол наклона двигателя перемешивающего устройства относительно опорной структуры может быть регулируемым. Вал может регулироваться относительно опорной структуры с использованием любого подходящего механизма, такого как, не ограничиваясь этим, прикрепление к опорной структуре посредством съемных штифтов, зубчатой рейки с шестерней, зажима и т.п. Например, вал может регулироваться относительно опорной структуры с использованием съемных штифтов или зажима аналогично тому, как это описано выше для двигателя перемешивающего устройства, перемещающегося вдоль рельса или направляющего трека. В других вариациях вал может быть присоединен к структуре, которая является отдельной от опорной структуры биореактора, и вал может регулироваться относительно отдельной структуры, или эта отдельная структура может регулироваться относительно опорной структуры биореактора. В качестве еще одного примера, двигатель перемешивающего устройства может иметь регулируемое положение за счет его прикрепления к валу, который имеет регулируемую длину. В некоторых вариациях вал может иметь раздвижные сегменты, которые могут позволять регулировать длину. Дополнительно или альтернативно вал может иметь сегменты, которые могут добавляться или удаляться для того, чтобы регулировать длину. Аналогично вышеописанному, вал может крепиться к опорной структуре биореактора, или он может крепиться к отдельной структуре, такой как тележка, удерживающая другие элементы, используемые в биореакторном процессе (как, например, тележка 144, изображенная на Фиг. 1A), или автономная структура.
[0030] В качестве еще одного примера, двигатель перемешивающего устройства может иметь регулируемое положение за счет съемного крепления к одному из множества монтажных кронштейнов, расположенных в различных положениях относительно боковой стенки опорной структуры. Двигатель перемешивающего устройства может быть избирательно прикреплен к одному из монтажных кронштейнов (используя, например, съемный штифт) в желаемом положении. В некоторых вариациях один или более монтажных кронштейнов могут иметь множество конфигураций, в которых может быть прикреплен двигатель перемешивающего устройства (например, двигатель перемешивающего устройства может быть закреплен под разными углами и/или в одном из множества положений на монтажном кронштейне). Один пример биореактора, в котором двигатель перемешивающего устройства может быть съемным образом прикреплен к одному из множества монтажных кронштейнов, показан на Фиг. 7A-7B. В показанном на этих чертежах биореакторе 800 двигатель 802 перемешивающего устройства с регулируемым положением может быть съемным образом прикреплен к первому монтажному кронштейну 804 или ко второму монтажному кронштейну 806. Когда двигатель 802 перемешивающего устройства с регулируемым положением съемным образом крепится к первому монтажному кронштейну 804, как показано на Фиг. 7A, он может быть расположен в положении, позволяющем двигателю 802 перемешивающего устройства использоваться с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства. Двигатель 802 перемешивающего устройства может быть прикреплен к первому монтажному кронштейну 804 посредством штифта 808. Когда двигатель 802 перемешивающего устройства с регулируемым положением съемным образом крепится ко второму монтажному кронштейну 806, как показано на Фиг. 7B, он может быть расположен в положении, позволяющем двигателю 802 перемешивающего устройства использоваться с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства. Следует принять во внимание, что ориентация двигателя 802 перемешивающего устройства может дополнительно или альтернативно регулироваться; например, место присоединения для контейнера может быть обращено по существу вниз, когда двигатель перемешивающего устройства крепится к первому монтажному кронштейну 804, в то время как место присоединения для контейнера может быть обращено по существу вверх, когда двигатель перемешивающего устройства крепится ко второму монтажному кронштейну 806. Хотя монтажные кронштейны, к которым двигатель перемешивающего устройства может быть избирательно прикреплен, на Фиг. 7A-7B изображены присоединенными к опорной структуре биореактора 800, следует понимать, что в других вариациях монтажные кронштейны могут располагаться на отдельной структуре или тележке.
[0031] Возвращаясь к Фиг. 1A, в некоторых вариациях биореактор 100 может содержать первую систему 306 управления, выполненную с возможностью управления установленным в нижнем положении двигателем 302 перемешивающего устройства, а также вторую систему 308 управления, выполненную с возможностью управления установленным в верхнем положении двигателем 304 перемешивающего устройства. В некоторых вариациях первая система 306 управления и/или вторая система 308 управления могут содержать приводы переменной частоты. Первая система 306 управления и вторая система 308 управления могут избирательно использоваться для эксплуатации установленного в нижнем положении двигателя 302 перемешивающего устройства и установленного в верхнем положении двигателя 304 перемешивающего устройства, соответственно. В некоторых вариациях биореактор 100 может содержать один или более выключателей ручного управления, которые могут использоваться для того, чтобы избирательно включать и выключать первую системы 306 управления и/или вторую систему 308 управления, и/или селектор 310 для того, чтобы переключиться между использованием первой системы 306 управления и второй системы 308 управления. В других вариациях биореактор 100 может дополнительно или альтернативно содержать пользовательский интерфейс, который может использоваться для того, чтобы избирательно включать и выключать первую систему 306 управления и/или вторую систему 308 управления. В некоторых вариациях пользовательский интерфейс может быть цифровым. В некоторых вариациях одновременно может использоваться только одна из первой системы 306 управления и второй системы 308 управления, в то время как в других вариациях одновременно могут использоваться обе из первой системы 306 управления и второй системы 308 управления. Первая система 306 управления и вторая система 308 управления могут также дополнительно или альтернативно управлять скоростью вращения двигателей, независимо от того, включены ли установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства и установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства, или выключены. Кроме того, в некоторых вариациях первая система 306 управления и/или вторая система 308 управления могут также управлять температурой рубашек нагрева выпускных фильтров для того, чтобы предотвратить засорение фильтров, и/или других датчиков.
[0032] В вариациях, содержащих как установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства, так и установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства, которые в некоторых вариациях могут избирательно использоваться с отдельными системами управления, биореактор 100 может использоваться с контейнером, сконфигурированным для использования либо с установленным в нижнем положении, либо с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства. Аналогичным образом описанный выше биореактор 800, имеющий один двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, может использоваться с контейнером, сконфигурированным как для использования с установленным в нижнем положении, так и с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства. Например, описанные в настоящем документе биореакторы могут использоваться с мешком 208, выполненным с возможностью использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства, пример которого показан на Фиг. 2A-2B. Мешок 208 может содержать отверстие 210 для перемешивающего устройства, расположенное в нижней части 212 мешка 208, выполненное с возможностью служить средством сопряжения с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства или регулируемым двигателем перемешивающего устройства, установленном в нижнем положении. В некоторых вариациях отверстие 210 для перемешивающего устройства может быть расположено в жестком основании 226, присоединенном к нижней части 212 мешка 208, которое может состоять из твердого или полужесткого материала, такого как, не ограничиваясь этим, полиэтилен высокой плотности или полиэтилен низкой плотности, как показано на Фиг. 2B. В других вариациях отверстие 210 для перемешивающего устройства может быть расположено на гибкой части мешка 208. В некоторых вариациях расположение этого интерфейса, и таким образом отверстия 210 для перемешивающего устройства, может быть смещено от центра опорной структуры 102 и/или мешка 208. Например, этот интерфейс может быть расположен приблизительно в 10-20 градусах от центра, приблизительно в 20-30 градусах от центра, или приблизительно в 30-40 градусах от центра, или больше. Отверстие 210 для перемешивающего устройства может быть выполнено с возможностью зацепления с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства или регулируемым двигателем перемешивающего устройства, установленным в нижнем положении. В некоторых вариациях основание 106 опорной структуры 102 может опционально содержать выступ для того, чтобы помочь удерживать отверстие 210 для перемешивающего устройства на месте. Отверстие 210 для перемешивающего устройства может позволять установленному в нижнем положении двигателю 302 перемешивающего устройства вращать лопастное колесо 224. Установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства может быть выполнен с возможностью вращения лопастного колеса 224 с любой подходящей скоростью или диапазоном скоростей, таким как, не ограничиваясь этим, приблизительно от нуля до 120 об/мин, приблизительно от нуля до 150 об/мин, или приблизительно от нуля до 360 об/мин. Лопастное колесо 224 может иметь любое подходящее конструктивное решение. В некоторых вариациях лопастное колесо 224 может содержать две, три, четыре или больше лопасти, которые могут иметь угол наклона меньше чем 10 градусов, приблизительно от 10 до 20 градусов, приблизительно от 20 до 30 градусов, приблизительно от 30 до 40 градусов, приблизительно от 40 до 50 градусов или больше. Лопастное колесо 224 может иметь любой подходящий диаметр (или максимальное расстояние, поперечное к его продольной оси), такой как менее чем 5 см, от 5 до 10 см, от 10 до 15 см или больше. Хотя лопастное колесо 224 показано на Фиг. 2B как находящееся в непосредственной близости от отверстия 210 для перемешивающего устройства, следует понимать, что в других вариациях вертикальное положение лопастного колеса 224 может быть регулируемым относительно мешка 208. Например, лопастное колесо может сопрягаться с отверстием для перемешивающего устройства посредством вала перемешивающего устройства, имеющего регулируемую длину, лопастное колесо может быть регулируемым вдоль вала перемешивающего устройства, или вал перемешивающего устройства может быть подвижным относительно отверстия для перемешивающего устройства.
[0033] Описанные в настоящем документе биореакторы могут также использоваться с мешком 214, выполненным с возможностью его использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства или регулируемым двигателем перемешивающего устройства, установленным в верхнем положении, как показано на Фиг. 2C. Мешок 214 может содержать отверстие 218 для перемешивающего устройства, расположенное в верхней части 216 мешка 214. Внутри мешка 214 вал 220 перемешивающего устройства может быть присоединен к отверстию 218 для перемешивающего устройства, и вал 220 перемешивающего устройства может в свою очередь быть присоединен к лопастному колесу 222. Двигатель перемешивающего устройства может быть выполнен с возможностью вращения лопастного колеса 222 посредством вала 220 перемешивающего устройства с любой подходящей скоростью или диапазоном скоростей, таким как, не ограничиваясь этим, приблизительно от нуля до 120 об/мин, приблизительно от нуля до 150 об/мин, или приблизительно от нуля до 360 об/мин. Лопастное колесо 222 может иметь любое подходящее конструктивное решение. В некоторых вариациях лопастное колесо 222 может содержать две, три, четыре или больше лопасти, которые могут иметь угол наклона меньше чем 10 градусов, приблизительно от 10 до 20 градусов, приблизительно от 20 до 30 градусов, приблизительно от 30 до 40 градусов, приблизительно от 40 до 50 градусов или больше. Лопастное колесо 222 может иметь любой подходящий диаметр (или максимальное расстояние, поперечное к его продольной оси), такой как менее чем 5 см, от 5 до 10 см, от 10 до 15 см или больше.
[0034] В некоторых вариациях вертикальное положение лопастного колеса 222 может быть регулируемым относительно мешка 214. В этих вариациях вал 220 перемешивающего устройства может иметь регулируемую длину, и/или положение лопастного колеса 222 может быть подвижным относительно вала 220 перемешивающего устройства. Например, лопастное колесо 222 может быть прикреплено к валу 220 перемешивающего устройства, в то время как вал 220 перемешивающего устройства может иметь одну или более частей, так что вал 220 перемешивающего устройства может регулироваться по длине. В некоторых вариациях вал 220 перемешивающего устройства может иметь раздвижные сегменты, которые могут позволять регулировать длину. Дополнительно или альтернативно вал 220 перемешивающего устройства может иметь сегменты, которые могут добавляться или удаляться для того, чтобы регулировать длину. Путем регулирования длины вала 220 перемешивающего устройства между положением, в котором присоединяется лопастное колесо 222, и отверстием 218 для перемешивающего устройства, вертикальное положение лопастного колеса 222 может быть отрегулировано до или во время процесса. В качестве другого примера, вертикальное положение лопастного колеса 222 может регулироваться относительно мешка 214 за счет возможности присоединения к валу 220 перемешивающего устройства посредством одного или более съемных винтов или штифтов, которые могут закреплять лопастное колесо 222 в различных вертикальных положениях вдоль вала 220 перемешивающего устройства. В одном таком примере лопастное колесо 222 может быть прикреплено к горизонтальной пластине, которая в свою очередь может быть выполнена с возможностью присоединения к валу 220 перемешивающего устройства посредством одного или более съемных винтов или штифтов. Это может позволить лопастному колесу 222 перемещаться в желаемое вертикальное положение внутри контейнера и относительно вала 220 перемешивающего устройства до или во время процесса. В качестве другого примера, вертикальное положение лопастного колеса 222 может регулироваться относительно мешка 214 опорной структурой, содержащей подвижную нижнюю пластину, которая позволяет основанию мешка перемещаться вертикально относительно положения лопастного колеса. Если эта нижняя пластина перемещается вертикально вверх относительно опорной структуры, она может толкать мешок вверх (что может заставить мешок складываться или сжиматься), перемещая таким образом основание мешка к лопастному колесу. Это может эффективно уменьшить объем мешка. В некоторых вариациях эта нижняя пластина может содержать распорную деталь 400, более подробно описываемую ниже, причем эта распорная деталь выполнена с возможностью соединяться с внутренней частью боковой стенки опорной структуры в различных вертикальных положениях (например, с помощью ушек или крючков). Наличие вертикального положения лопастного колеса 222, регулируемого относительно мешка 214 одним из описанных выше способов или каким-либо другим образом, может иметь некоторые преимущества, такие как, не ограничиваясь этим, возможность для мешка 214 иметь более низкий минимальный рабочий объем. Кроме того, вертикально регулируемое лопастное колесо 222 может позволять перемещать положение лопастного колеса 222 во время выполнения процесса, например, по мере того, как рабочий объем увеличивается.
[0035] Контейнер (например, мешок 208 или мешок 214) и/или опорная структура могут содержать один или более соединителей для присоединения контейнера к опорной структуре биореактора (например, биореактора 100 или биореактора 800), и/или для удержания контейнера в конкретной конфигурации (например, вытянутым в растянутую конфигурацию). Некоторые вариации могут иметь по меньшей мере один соединитель, расположенный либо на боковой стенке, либо на основании опорной структуры для присоединения контейнера. Например, контейнер может содержать соединитель мешка (например, крючок), выполненный с возможностью присоединяться к соединителю опорной структуры. В других вариациях контейнер и опорная структура могут не содержать соединителей, а вместо этого контейнер может удерживаться на месте посредством присоединения к двигателю перемешивающего устройства, более подробно описанному выше.
[0036] В некоторых вариациях описываемые здесь биореакторы могут содержать распорную деталь 400, выполненную с возможностью ее вставки около нижнего отверстия 116 или основания 106 опорной структуры 102. Более конкретно, распорная деталь 400 может опираться или присоединяться к основанию 106 опорной структуры 102, как показано на Фиг. 3A-3B. Распорная деталь 400 может быть выполнена с возможностью ее размещения в опорной структуре 102, когда биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 214), в то время как распорная деталь 400 может быть удалена из опорной структуры 102, когда биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 208). Когда распорная деталь 400 находится в опорной структуре, верхняя поверхность 402 распорной детали 400 может обеспечивать поднятую поддерживающую поверхность для основания контейнера, создавать гладкую поверхность для основания контейнера, и/или препятствовать тому, чтобы основание контейнера контактировало с установленным в нижнем положении двигателем 302 перемешивающего устройства и/или любыми структурами, связанными с установленным в нижнем положении двигателем 302 перемешивающего устройства (например, выступом) в тех вариациях биореактора, которые имеют установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства. Например, мешок 208 может иметь коническую нижнюю часть, в то время как мешок 214 может иметь плоскую нижнюю часть, и таким образом распорная деталь 400 может помещаться в опорную структуру 102, когда используется мешок 214, для того, чтобы создать плоское днище для мешка 214, в то время как распорная деталь 400 может удаляться из опорной структуры 104, когда используется мешок 208, для того, чтобы разместить коническую нижнюю часть мешка 208.
[0037] Распорная деталь 400 может быть выполнена из любого подходящего материала или материалов. В некоторых вариациях распорная деталь 400 может быть выполнена из материала, имеющего низкую плотность, так что распорная деталь 400 может быть более легко перемещена в и/или из опорной структуры 102. Например, распорная деталь 400 может быть выполнена из полимера, такого как, не ограничиваясь этим, полиоксиметилен или ультравысокомолекулярный полиэтилен. Распорная деталь 400 может иметь такие размеры и форму, чтобы помещаться внутри опорной структуры, и в некоторых вариациях может иметь ту же самую поперечную (например, в направлении, поперечном к продольной оси) форму, что и опорная структура и/или основание опорной структуры. Распорная деталь 400 может иметь любую подходящую толщину, такую как, не ограничиваясь этим, приблизительно от 1 до 2 дюймов, приблизительно от 2 до 4 дюймов, приблизительно от 4 до 8 дюймов или больше. В некоторых вариациях распорная деталь 400 может иметь переменную толщину.
[0038] В некоторых вариациях распорная деталь 400 может опционально включать в себя другие особенности. Например, распорная деталь 400 может содержать щель 404, проходящую от верхней поверхности 402 к нижней поверхности 406. В тех вариациях, в которых распорная деталь 400 используется с контейнером, имеющим трубопровод, присоединяемый к основанию контейнера, щель 404 может позволять этому трубопроводу проходить через распорную деталь 400. Как показано на Фиг. 3A, в некоторых вариациях щель 404 может содержать по существу круглую область 408 и по существу прямоугольную область 410, которые могут соединяться в первом конце 412 по существу прямоугольной области 410. Второй конец 414 по существу прямоугольной области 410 может проходить до внешнего края 416 распорной детали 400. В качестве другого примера, распорная деталь 400 может содержать углубление 418 во внешнем крае 416 распорной детали 400. Как и щель 404, углубление 418 может позволять трубопроводу, выходящему из контейнера, проходить через или вокруг распорной детали 400. В некоторых вариациях углубление 418 может быть расположено приблизительно противоположно в радиальном направлении к щели 404. В то время как это углубление показано на Фиг. 3A-3B как имеющее форму части цилиндра, следует понимать, что в других вариациях углубление 418 может иметь другие подходящие формы. Также следует понимать, что в других вариациях распорная деталь может иметь любую конфигурацию щелей, углублений или отверстий, которые могут быть выполнены с возможностью прохождения труб или других компонентов через или вокруг распорной детали, и распорная деталь не обязана иметь конкретные конфигурации, показанные на Фиг. 3A-3B. В других вариациях распорная деталь может не содержать щелей, углублений или отверстий. Распорная деталь 400 может дополнительно или альтернативно содержать два углубления 420. Эти углубления позволяют присоединять к распорной детали ручку, обеспечивая более легкое удаление распорной детали из опорной структуры. Следует принять во внимание, что распорная деталь в других вариациях может иметь другие особенности для облегчения ее удаления, такие как ушки или присоединенные ручки, или, в других вариациях, распорная деталь может не иметь никаких особенностей для облегчения ее удаления. Хотя распорная деталь 400 описывается выше применительно к биореактору 100, имеющему множество двигателей перемешивающего устройства, следует иметь в виду, что описываемый в настоящем документе биореактор 800, имеющий единственный двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, также может содержать распорную деталь, имеющую аналогичные конструктивное решение и особенности.
[0039] Как показано на Фиг. 4A-4C, в некоторых вариациях биореактор 100 может содержать крышку 500. Крышка может быть желательной, когда описанный в настоящем документе биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 208), для таких целей, как, не ограничиваясь этим, помощь в организации трубных соединений, связанных с биореактором, и поддержку одного или более дефлекторов. С другой стороны, может быть желательно иметь больший объем свободного пространства над продуктом около верхнего отверстия опорной структуры, когда биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 214). Следовательно, крышка 500 может быть перемещаемой между первым положением и вторым положением, где второе положение обеспечивает больший объем свободного пространства над продуктом около верхнего отверстия опорной структуры и/или увеличивает внутренний доступ к опорной структуре. Таким образом, крышка 500 может обычно находиться в первом положении, когда биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 208), в то время как крышка 500 может обычно находиться во втором положении, когда биореактор используется с контейнером, сконфигурированным для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства (например, мешком 208).
[0040] В некоторых вариациях, как показано для биореактора 100, в первом положении крышка 500 может быть присоединена или иным образом расположена около верхнего отверстия 118 боковой стенки 104, полностью или частично покрывая при этом верхнее отверстие 118. Как показано на Фиг. 4A-4B, в первом положении крышка 500 может присоединяться к краю 120 боковой стенки 104. Это присоединение может осуществляться посредством одного или более болтов или винтов 122, проходящих от края 120, которые могут быть выполнены с возможностью их сопряжения с одним или более ушками 510, выступающими из крышки 500. Болты или винты 122 и ушки 510 могут позволять крышке 500 фиксироваться в первом положении. В то время как вариация, показанная на Фиг. 4A-4C, содержит три болта 122 и ушка 510, следует иметь в виду, что крышка 500 и край 120 могут соединяться в меньшем или большем количестве точек (например, в одной, двух, четырех, пяти, шести или более). Также следует иметь в виду, что крышка 500 может присоединяться посредством другого механизма, такого как зажим или щель.
[0041] Во втором положении крышка 500 может не покрывать верхнее отверстие 118 боковой стенки 104. В некоторых вариациях крышка 500 может полностью сниматься с биореактора 100, так что во втором положении она не присоединяется к биореактору 100 и может быть размещена в любом другом месте. В других вариациях, таких как вариация, показанная на Фиг. 4C, когда крышка 500 находится во втором положении, она может оставаться присоединенной к некоторой части биореактора 100, так, чтобы крышка 500 не потерялась. Например, крышка 500 может быть присоединена к гибкому элементу или связке 518 (например, к цепи или тросу), который в свою очередь может быть присоединен к другой части биореактора 100 (например, к краю 120 боковой стенки 104), так, чтобы связка 518 не позволяла полностью отсоединить крышку 500 от биореактора 100. В некоторых вариациях, содержащих связку 518, связка 518 может конфигурироваться таким образом, что крышка 500 может находиться как в первом положении, так и во втором положении, в то время как связка 518 остается присоединенной как к крышке 500, так и к другой части биореактора 100. Крышка 500 дополнительно или альтернативно может быть выполнена с возможностью присоединения непосредственно к некоторой части биореактора 100. Например, боковая стенка 104 опорной структуры 102 может содержать болт 124, выполненный с возможностью сопряжения с одним из ушек 510 на крышке 500.
[0042] Крышка 500 может иметь любую подходящую форму. В некоторых вариациях форма крышки может быть выполнена с возможностью способствовать удержанию на месте контейнера, дефлекторов и/или труб, выходящих из контейнера. В вариации, показанной на Фиг. 4A-4C, крышка может содержать круглый сегмент 502, имеющий две вырезанных области 504 и 506, которые могут быть прямоугольными, как показано на чертеже. Крышка 500 опционально может содержать ручку 508, которая может облегчать перемещение крышки 500. Хотя крышка 500 описывается выше применительно к биореактору 100, имеющему множество двигателей перемешивающего устройства, следует иметь в виду, что описываемый в настоящем документе биореактор 800, имеющий единственный двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, также может содержать крышку, имеющую аналогичные конструктивное решение и особенности.
[0043] Как правило, биореакторы могут содержать одно или более отверстий доступа и одно или более выходных отверстий, которые обеспечивают перемещение компонентов (например, текучих сред или газов) в контейнер и из него. Отверстия доступа могут соединяться с трубопроводными линиями, например, для подачи компонентов, таких как среды и клеточные культуры. Отверстия доступа могут также содержать рассекатель, выполненный с возможностью подачи газов, необходимых для процессов, выполняемых внутри биореактора, таких как, не ограничиваясь этим, кислород, двуокись углерода, азот и т.п. Потоком через эти отверстия могут управлять контроллеры массового расхода. Например, в некоторых вариациях биореакторы могут содержать набор контроллеров массового расхода для воздуха, кислорода, двуокиси углерода и азота. Они могут иметь объемные скорости потока, требуемые для выполняемого процесса, такие как приблизительно 20 стандартных литров в минуту, приблизительно 20 стандартных литров в минуту, приблизительно 5 стандартных литров в минуту и приблизительно 10 стандартных литров в минуту, соответственно. Выходные отверстия могут включать в себя линию для отбора образцов. Биореакторы, как правило, могут также содержать места для одного или более датчиков. Датчики могут быть выполнены с возможностью измерения температуры, pH, концентрации растворенного кислорода, концентрации растворенной двуокиси углерода, давления, скорости перемешивания, скорости потока газа и т.п. Так же, как одноразовые биореакторы как правило имеют опорные структуры с системами перемешивающего устройства, где конфигурация опорной структуры (например, с установленным в верхнем положении или установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства) обычно ограничивает использование контейнеров теми контейнерами, которые сконфигурированы для использования с этой опорной структурой, одноразовые биореакторы аналогичным образом как правило имеют конфигурации отверстий и датчиков, так что только определенные контейнеры могут эффективно использоваться с определенными поддерживающими структурами.
[0044] В отличие от этого, описываемые в настоящем документе биореакторы могут содержать множество конфигураций для отверстий и датчиков, так что более одного конструктивного решения контейнеров может использоваться с этой опорной структурой. В некоторых вариациях описываемые в настоящем документе биореакторы могут конфигурироваться для использования с контейнерами, имеющими различные конфигурации входных и выходных отверстий и рассекателей, а также сопутствующих им трубопроводных линий. Например, описанная выше распорная деталь 400 может быть помещена в опорную структуру 102 или удалена из нее по мере необходимости, чтобы разместить трубу или рассекатель у основания контейнера; аналогичным образом крышка 500 может быть помещена в описанные выше первое или второе положения по мере необходимости, чтобы разместить трубу сверху контейнера. В некоторых вариациях описанные в настоящем документе биореакторы могут быть сконфигурированы для использования с контейнерами, сконфигурированными для внутренних датчиков, а также для использования с емкостями, сконфигурированными для внешних датчиков. Например, в вариации, изображенной на Фиг. 5A-5B, биореактор 100 может содержать линию 604 внешнего датчика (показана на Фиг. 5A), сконфигурированную для использования с внешними датчиками 606, в дополнение к отверстиям 608, сконфигурированным для использования с внутренними датчиками 612. Линия 604 внешнего датчика может быть присоединена к контейнеру 202 посредством трубы 616, и в некоторых вариациях может содержать внешний зонд 606a измерения pH и внешний зонд 606b измерения концентрации растворенного кислорода. Отверстия 608, сконфигурированные для использования с внутренними датчиками 612, могут представлять собой отверстия 610 в боковой стенке 104 опорной структуры 102. В некоторых вариациях, как показано на Фиг. 5B, отверстия 610 могут быть расположены на дверцах 112 (например, могут проходить через окно 138). Опоры 614 датчиков могут быть опционально присоединены снаружи дверцы 112 для поддержки внутренних датчиков 612 во вставленном состоянии. В некоторых вариациях отверстия 610 могут представлять собой два верхних отверстия 610a и 610b, сконфигурированных для вставки в них двойных внутренних датчиков 612a и 612b измерения концентрации растворенного кислорода, а также два нижних отверстия 610c и 610d, сконфигурированных для вставки в них двойных датчиков 612c и 612d измерения pH. Отверстия 610 могут дополнительно содержать отверстие 610e, сконфигурированное для вставки в него температурного датчика 612e. Дверца 112 может также содержать отверстие 618, которое может функционировать в качестве отверстия для взятия образцов через трубу 620. Следует принять во внимание, что в других вариациях отверстия могут иметь другие конфигурации и могут конфигурироваться для использования с различными типами датчиков, и что в некоторых вариациях, таких как вариации биореактора 100, не содержащие дверец, внутренние датчики 612 могут быть выполнены с возможностью их вставки через другие отверстия в опорной структуре 102, такие как отверстия в боковой стенке 104 или отверстия в основании 106. Также следует принять во внимание, что опорная структура 102 может содержать более одного набора отверстий для внутренних датчиков (например, опорная структура 102 может содержать два, три, четыре или более различных наборов отверстий) для того, чтобы позволить использовать опорную структуру 102 с контейнерами, имеющими более одной конфигурации различных отверстий для внутренних датчиков. Хотя конфигурации отверстия и датчика описываются выше применительно к биореактору 100, имеющему множество двигателей перемешивающего устройства, следует понимать, что описываемый в настоящем документе биореактор 800, имеющий единственный двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, также может содержать подобные конфигурации отверстия и датчика.
[0045] Как правило, биореакторы могут также содержать один или более выпускных фильтров. Выпускные фильтры могут быть соединены с контейнером посредством трубы и могут позволять выпуск газа из контейнера, что может предотвратить повышение давления внутри контейнера. Выпускные фильтры обычно присоединяются или иным образом поддерживаются опорной структурой биореактора, и биореактор обычно может содержать рубашки для подогрева, которые могут предотвращать конденсацию внутри фильтров или их закупорку. Рубашки для подогрева обычно имеют такой размер, чтобы вмещать в себя конкретные выпускные фильтры, которые могут изменяться от контейнера к контейнеру. По сути, рубашки для подогрева как правило должны быть совместимы с контейнером, используемым с данной опорной структурой биореактора. Таким образом, как и другие обсужденные выше особенности, конструктивное решение рубашек для подогрева обычно ограничивает использование опорной структуры только совместимыми контейнерами. Однако, желательно иметь возможность использовать опорную структуру с различными контейнерами, и таким образом желательно, чтобы биореакторы содержали взаимозаменяемые или избирательно используемые рубашки для подогрева.
[0046] Как показано на Фиг. 6, биореактор 100 может таким образом содержать по меньшей мере одну первую рубашку 702 для подогрева, имеющую первое конструктивное решение, и по меньшей мере одну вторую рубашку 704 для подогрева, имеющую второе конструктивное решение. Первая рубашка 702 для подогрева и вторая рубашка 704 для подогрева могут конфигурироваться для использования с контейнерами, сконфигурированными для использования с различными конструктивными решениями выпускных фильтров, и могут избирательно использоваться в зависимости от выпускного фильтра, соответствующего конфигурации контейнера, используемой для данного процесса. Например, рубашка 702 для подогрева и рубашка 704 для подогрева могут иметь различные размеры для того, чтобы вмещать выпускные фильтры с разными размерами. Как показано на Фиг. 6, может иметься две (или более, например, три, четыре или больше) рубашки 704 для подогрева. Дополнительно или альтернативно может иметься две (или более, например, три, четыре или больше) рубашки 702 для подогрева. Следует принять во внимание, что в других вариациях биореактор 100 может содержать более двух различных конструктивных решений рубашек для подогрева (например, три, четыре, пять, шесть или больше).
[0047] В некоторых вариациях рубашка (рубашки) 702 и/или рубашка (рубашки) 704 могут устанавливаться таким образом, чтобы они могли физически перемещаться. Это может позволить передвигать ближе к контейнеру рубашки для подогрева, имеющие конкретное конструктивное решение. Как показано на Фиг. 6, стержень 708 может проходить вертикально вверх от опорной структуры 102. Рубашки 702 и 704 для подогрева могут быть присоединены к стержню 708. В некоторых вариациях стержень 708 может вращаться вокруг его продольной оси, так что положения рубашек 702 и 704 для подогрева относительно опорной структуры 102 могут быть регулируемыми. Например, как показано на Фиг. 6, рубашки 702 и 704 для подогрева могут быть расположены на противоположных сторонах стержня 708, так что стержень 708 может поворачиваться приблизительно на 180 градусов для того, чтобы переместить либо рубашку (рубашки) 702, либо рубашку (рубашки) 704 ближе к контейнеру. Как показано, стержень 708 поворачивается таким образом, что рубашки 704 перемещаются ближе к контейнеру, так что выходные фильтры 710 могут быть более легко установлены внутри рубашек 704 для подогрева. В других вариациях рубашки 702 и 704 для подогрева могут отстоять друг от друга меньше чем на приблизительно 180 градусов, и таким образом стержень 708 может поворачиваться соответственно на более малый угол для того, чтобы переместить либо рубашки 702, либо рубашки 704 ближе к контейнеру. В других вариациях стержень 708 может иметь регулируемую длину вместо или в дополнение к возможности поворота. В этих вариациях рубашки 702 и 704 могут быть расположены на различных вертикальных расстояниях от опорной структуры 102 (на одной и той же стороне стержня 708, на противоположных сторонах стержня 708, или обособленно друг от друга на некотором радиальном расстоянии), и длина стержня 708 может регулироваться так, чтобы перемещать рубашки 702 или 704 ближе к контейнеру. Также следует иметь в виду, что в других вариациях рубашки для подогрева могут быть связаны с опорной структурой посредством других механизмов, или рубашки для подогрева могут быть присоединены не к опорной структуре 102, а к альтернативной структуре, такой как отдельный стенд или тележка. Хотя рубашки для подогрева описываются выше применительно к биореактору 100, имеющему множество двигателей перемешивающего устройства, следует иметь в виду, что описываемый в настоящем документе биореактор 800, имеющий единственный двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением, также может содержать конфигурации рубашек для подогрева, имеющие аналогичные конструктивное решение и особенности.
[0048] Также в настоящем документе описываются способы модификации существующей опорной структуры, которая должна использоваться с контейнером, не предназначенным изначально для использования с существующей опорной структурой. В некоторых вариациях такая модификация может включать в себя модификацию существующей опорной структуры с единственным двигателем перемешивающего устройства так, чтобы она стала опорной структурой со множеством двигателей перемешивающих устройств. Например, опорная структура, имеющая общую конфигурацию описанной выше опорной структуры 102, но имеющая один установленный в верхнем положении или установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства, может быть модифицирована путем добавления второго двигателя перемешивающего устройства так, чтобы модифицированная опорная структура имела как установленный в верхнем положении, так и установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства. Когда первоначальная опорная структура содержит установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства (как описанный выше установленный в нижнем положении двигатель 302 перемешивающего устройства), модификация может быть выполнена путем установки в верхнем положении двигателя перемешивающего устройства (такого, как описанный выше установленный в верхнем положении двигатель 304 перемешивающего устройства) около вершины боковой стенки в одной из конфигураций, описанных выше применительно к установке в верхнем положении двигателя 304 перемешивающего устройства биореактора 100. Эта модификация может быть альтернативно или дополнительно выполнена путем установки перемешивающего устройства в верхнем положении таким образом, чтобы позволить ему быть вертикально регулируемым, как описано выше применительно к установке в верхнем положении двигателя 304 перемешивающего устройства биореактора 100. В вариациях, в которых установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства крепится к дверце опорной структуры, шарниры дверцы могут быть укреплены для того, чтобы поддержать дополнительный вес установленного в верхнем положении двигателя перемешивающего устройства. В вариациях, в которых установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства крепится к части боковой стенки, содержащей рубашку для регулирования температуры, эта рубашка может быть модифицирована так, чтобы позволить крепление двигателя. Альтернативно, когда первоначальная опорная структура содержит установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства, модификация может быть выполнена путем установки в нижнем положении двигателя перемешивающего устройства около нижнего отверстия боковой стенки опорной структуры. В некоторых таких способах, содержащих установку в нижнем положении двигателя перемешивающего устройства, возможно, что все основание или часть основания опорной структуры должны быть удалены или иным образом модифицированы. Когда второй двигатель перемешивающего устройства добавляется к опорной структуре, способ может дополнительно содержать добавление к биореактору системы управления, такой как описанные выше системы 306 и 308 управления, которая может управлять вторым двигателем перемешивающего устройства, как описано выше.
[0049] В других вариациях способы модификации существующей опорной структуры, которая должна использоваться с контейнером, не предназначенным изначально для использования с существующей опорной структурой, могут включать в себя модификацию существующей опорной структуры с единственным двигателем перемешивающего устройства, имеющей закрепленный двигатель перемешивающего устройства, так, чтобы двигатель перемешивающего устройства мог иметь регулируемое положение и имел особенности, описанные выше применительно к биореактору 800. Например, существующий закрепленный двигатель перемешивающего устройства может быть удален из опорной структуры и установлен таким образом, чтобы он был вертикально, горизонтально, радиально и/или вращательно регулируемым, как описано применительно к регулируемому двигателю перемешивающего устройства описанного выше биореактора с единственным перемешивающим устройством. В некоторых таких способах, в которых существующий двигатель единственного перемешивающего устройства является установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства, все основание опорной структуры или его часть может нуждаться в удалении или ином изменении для того, чтобы позволить двигателю перемешивающего устройства быть избирательно устанавливаемым в нижнем положении.
[0050] Когда первоначальная опорная структура содержит установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства, модификация может дополнительно содержать добавление распорной детали, такой как описанная подробно выше распорная деталь 400, около основания опорной структуры. Распорная деталь может обеспечивать поддержку для контейнера, сконфигурированного для использования с установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства, и/или создавать гладкую поверхность для такого контейнера и препятствовать тому, чтобы он контактировал с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства или связанными структурами, как описано применительно к подробно обсужденной выше распорной детали 400.
[0051] Когда первоначальная опорная структура содержит установленный в нижнем положении двигатель перемешивающего устройства, модификация может дополнительно содержать удаление любой существующей на опорной структуре крышки. Это может обеспечить больший объема свободного пространства над продуктом около верхнего отверстия опорной структуры и/или может увеличить внутренний доступ к опорной структуре. В вариациях, в которых первоначальная опорная структура содержит крышку, которая является неотъемлемой частью боковой стенки опорной структуры, крышка может быть вырезана из боковой стенки для того, чтобы удалить ее. В некоторых вариациях способа крышка может быть дополнительно модифицирована для того, чтобы позволить снова прикрепить ее к опорной структуре в первом положении и опционально во втором положении, где первое и второе положения описаны выше применительно к крышке 500.
[0052] Способ может дополнительно или альтернативно включать в себя модификацию первоначальной конфигурации отверстий доступа, выходных отверстий и/или датчиков для того, чтобы позволить опорной структуре использоваться с контейнером, выполненным с возможностью его использования с биореактором, имеющим различные конфигурации одного или более из этих элементов. В некоторых вариациях это может включать в себя модификацию контроллеров массового расхода или добавление контроллеров массового расхода для того, чтобы управлять измененными отверстиями, например для того, чтобы обеспечить более высокие скорости массового расхода. В тех вариациях, в которых первоначальная опорная структура выполнена с возможностью ее использования с линией внешнего датчика (такой как описанная выше линия 604 внешнего датчика), этот способ может включать в себя создание отверстий в опорной структуре для размещения внутренних датчиков, что может быть сделано в одной или более из конфигураций, описанных выше применительно к описанным выше отверстиям 608 для внутренних датчиков 612. Способ может дополнительно или альтернативно включать в себя добавление одной или более рубашек для подогрева выпускных фильтров к биореактору, что может быть сделано в одной из конфигураций, описанных выше применительно к рубашкам 702 и 704 для подогрева выпускных фильтров.
[0053] Также в настоящем документе описываются способы производства биореактора со множеством двигателей перемешивающих устройств или с двигателем перемешивающего устройства с регулируемым положением. В некоторых вариантах осуществления для того, чтобы произвести такой биореактор, опорная структура, содержащая боковую стенку, выполненную с возможностью поддерживать, окружать и/или содержать контейнер, может быть произведена из любого подходящего материала или материалов, таких как металлы (например, нержавеющая сталь, алюминий и т.д.), полимеры (например, полиэтилен высокой плотности, полиакрилат, поликарбонат, полистирол, нейлон или другие полиамиды, полиэфиры, фенольные полимеры), стекло, стекловолокно и т.п. Опорная структура может иметь особенности подробно описанные выше применительно к опорной структуре 102. В некоторых вариациях этот способ производства может содержать установку на опорную структуру двигателя перемешивающего устройства в верхнем положении и установку на опорную структуру двигателя перемешивающего устройства в нижнем положении. Установленные в верхнем и нижнем положении двигатели перемешивающего устройства могут быть прикреплены к опорной структуре в любой из конфигураций, подробно описанных выше применительно к опорной структуре 102, и установленные в верхнем и нижнем положении двигатели перемешивающего устройства могут иметь особенности, подробно описанные выше применительно к установленному в верхнем положении двигателю 304 перемешивающего устройства и установленному в нижнем положении двигателю 302 перемешивающего устройства. Способ производства может дополнительно содержать установку первой и второй систем управления для того, чтобы управлять установленными в верхнем и нижнем положении двигателями перемешивающего устройства, соответственно. Эти системы управления могут иметь особенности, подробно описанные выше применительно к системам 306 и 308 управления. В других вариациях этот способ производства может содержать присоединение двигателя перемешивающего устройства с регулируемым положением к опорной структуре в любой из описанных выше конфигураций. В некоторых вариациях этот способ производства может содержать установку системы регулирования температуры в опорной структуре. Установка системы регулирования температуры может содержать установку электрических нагревательных элементов и/или систем циркуляции горячей текучей среды, как более подробно описано выше применительно к системе регулирования температуры биореактора 100.
[0054] Способ производства может опционально содержать обеспечение или производство дополнительных элементов, связанных с опорной структурой, включая, но не ограничиваясь этим, поддерживающую сборку и/или управляющую тележку, такие как поддерживающий узел 126 и управляющая тележка 144, более подробно описанные выше. Способ может также содержать создание одного или более отверстий в опорной структуре для размещения отверстий и датчиков, которые могут иметь одну или более конфигураций, подробно описанных выше применительно к опорной структуре 102. В некоторых вариациях способ производства может дополнительно или альтернативно содержать установку на опорную структуру одной или более рубашек подогрева выпускных фильтров. Рубашки подогрева выпускных фильтров могут иметь особенности, подробно описанные выше применительно к рубашкам 702 и 704 для подогрева, и могут быть установлены в одной из конфигураций, подробно описанных выше.
[0055] В некоторых вариациях способ производства может содержать производство распорной детали, выполненной с возможностью ее вставки около нижнего отверстия опорной структуры, и/или крышки, выполненной с возможностью частичного или полного покрытия верхнего отверстия опорной структуры. Распорная деталь может быть произведена из любого подходящего материала, такого как, не ограничиваясь этим, полимер, такой как полиоксиметилен или ультравысокомолекулярный полиэтилен, и может иметь особенности, подробно описанные выше применительно к распорной детали 400. Крышка также может быть произведена из любого подходящего материала, такого как материал или материалы, используемые для производства боковой стенки опорной структуры, и может иметь особенности, подробно описанные выше применительно к крышке 500.
[0056] Также в настоящем документе описываются способы работы описанных в настоящем документе биореакторов, а также поддерживающих структур биореактора, полученных в результате описанных в настоящем документе способов модификации. Способ может включать в себя сначала принятие решения, использовать ли устанавливаемый сверху или устанавливаемый снизу контейнер, или принятие решения, использовать ли устанавливаемый сверху или устанавливаемый снизу двигатель перемешивающего устройства. Это решение может быть основано на таких факторах, как конкретный выполняемый процесс, например, производство некоторых продуктов может быть предпочтительным проводить в мешке из определенного материала, который в свою очередь может быть доступным только в устанавливаемой сверху или устанавливаемой снизу конфигурации. В качестве другого примера, процесс может предпочтительно выполняться с использованием установленного в нижнем положении двигателя перемешивающего устройства из-за изменения рабочего объема во время процесса (и в результате конструктивное решение с установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства может обеспечивать как опытное, так и серийное производство в одном и том же биореакторе, что может приводить к снижению издержек или большей производительности), или может предпочтительно выполняться с использованием установленного в верхнем либо в нижнем положении двигателя перемешивающего устройства или конкретной конструкции мешка из-за профиля перемешивания, чувствительности производимых клеток или белка, или выигрыша в эффективности.
[0057] Таким образом, способ может включать в себя выбор контейнера для использования с опорной структурой (например, опорной структурой 102) биореактора. контейнер может быть устанавливаемым сверху контейнером (например, мешком 214, подробно описанным выше) или устанавливаемым снизу контейнером (например, мешком 208, подробно описанным выше). Когда опорная структура имеет конструкцию с множеством двигателей перемешивающих устройств, пользователь может выбирать между установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства и установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства опорной структуры на основе конфигурации выбранного контейнера. Альтернативно, когда опорная структура имеет конструкцию с одним двигателем перемешивающего устройства с регулируемым положением, пользователь может регулировать положение двигателя перемешивающего устройства в соответствии с подходящим положением. В других вариациях этого способа способ может включать в себя сначала выбор между установленным в верхнем положении двигателем перемешивающего устройства и установленным в нижнем положении двигателем перемешивающего устройства опорной структуры, или выбор положения двигателя перемешивающего устройства с регулируемым положением, а затем выбор между устанавливаемым сверху контейнером и устанавливаемым снизу контейнером на основе двигателя перемешивающего устройства или выбранного положения.
[0058] Пользователь может тогда определить, присутствует ли распорная деталь (например, описанная выше распорная деталь 400) внутри опорной структуры. Если выбранный контейнер является устанавливаемым сверху контейнером, пользователь может либо подтвердить, что распорная деталь присутствует внутри опорной структуры, либо поместить распорную деталь в опорную структуру (если распорная деталь не присутствует внутри опорной структуры). Если выбранный контейнер является устанавливаемым снизу контейнером, пользователь может либо подтвердить, что распорная деталь отсутствует внутри опорной структуры, либо удалить распорную деталь из опорной структуры (если распорная деталь присутствует внутри опорной структуры).
[0059] Затем контейнер может быть помещен в опорную структуру. В тех вариациях, в которых опорная структура содержит одну или более дверец (например, дверцы 112), одна или более дверец могут быть открыты для того, чтобы облегчить размещение контейнера. В тех вариациях, в которых контейнер содержит один или более соединителей и/или опорную структуру, содержащую один или более соединителей, контейнер может быть соединен с опорной структурой посредством соединителя (соединителей). В некоторых вариациях контейнер может быть полностью или частично надут, прежде чем быть размещенным в опорной структуре. Это может уменьшить складывание контейнера во время установки в опорной структуре в тех вариациях, в которых контейнер является мешком с эластичными стенками. Контейнер может быть соединен с выбранным двигателем перемешивающего устройства. В вариациях, содержащих отверстие перемешивающего устройства, отверстие перемешивающего устройства может быть соединено с двигателем перемешивающего устройства. В тех вариациях, в которых двигатель перемешивающего устройства имеет регулируемое положение, может быть изменено вертикальное положение двигателя перемешивающего устройства. Например, если выбран устанавливаемый сверху контейнер, который имеет меньшую высоту, чем опорная структура, установленный в верхнем положении двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением может быть опущен, или двигатель перемешивающего устройства с регулируемым положением может быть перемещен в подходящее положение. В тех вариациях, в которых лопастное колесо устанавливается на валу с регулируемой длиной, может быть изменено вертикальное положение лопастного колеса. Например, если выбран устанавливаемый сверху контейнер и предполагается использовать его с низким рабочим объемом, лопастное колесо может быть опущено вниз.
[0060] Входные и/или выходные отверстия контейнера, как более подробно описано выше применительно к биореактору 100, могут быть соединены с подходящими трубопроводными линиями. Один или более датчиков также могут быть соединены с биореактором. Если выбранный контейнер выполнен с возможностью его использования с линией внешнего датчика (например, линией 604 внешнего датчика), линия внешнего датчика может быть соединена с контейнером. Если выбранный контейнер выполнен с возможностью его использования с внутренними датчиками, эти датчики могут быть вставлены через отверстия для датчиков. В вариациях опорной структуры, имеющих отверстия для датчиков в боковой стенке опорной структуры (например, на дверцах в вариациях опорной структуры, имеющих дверцы), датчики могут быть вставлены через боковую стенку опорной структуры. В вариациях опорной структуры, имеющих опоры для датчиков, внешние датчики могут быть размещены в опорах для датчиков для того, чтобы удерживать их на месте. Подходящий выпускной фильтр (фильтры) также может быть присоединен к контейнеру посредством трубопровода и помещен в рубашку (рубашки) для подогрева. В тех вариациях биореактора, в которых рубашки для подогрева выпускного фильтра устанавливаются таким образом, что они могут быть физически перемещены относительно контейнера (например, за счет их установки на поворотном стержне, таком как стержень 708), положение подходящей рубашки (рубашек) для подогрева может быть отрегулировано так, чтобы приблизить выпускной фильтр (фильтры) к контейнеру.
[0061] Пользователь может дополнительно определить, покрывает ли съемная крышка (например, описанная выше крышка 500) верхнее отверстие опорной структуры полностью или частично. Если выбранный контейнер является устанавливаемым снизу контейнером, пользователь может либо подтвердить, что крышка частично или полностью покрывает верхнее отверстие опорной структуры, либо поместить крышку на верхнее отверстие опорной структуры (если крышка не покрывает частично или полностью верхнее отверстие опорной структуры). Если выбранный контейнер является устанавливаемым сверху контейнером, пользователь может либо подтвердить, что крышка не покрывает верхнее отверстие опорной структуры, либо удалить крышку с верхнего отверстия опорной структуры (если крышка частично или полностью покрывает верхнее отверстие опорной структуры). В тех вариациях опорной структуры, где крышка остается присоединенной к опорной структуре, когда она удалена с верхнего отверстия, если пользователь удаляет крышку, он может тогда опционально присоединить крышку к какой-либо другой части опорной структуры (например, снаружи боковой стенки в вариациях, имеющих болт или другой элемент для удержания крышки снаружи боковой стенки).
[0062] Как только контейнер будет полностью находиться на месте внутри опорной структуры и будет подходящим образом подсоединен, биореактор может использоваться для выполнения желаемого процесса. При этом, подходящая система управления может использоваться для того, чтобы включать или выключать двигатель перемешивающего устройства, управлять скоростью вращения лопастного колеса и/или управлять температурой рубашек для подогрева выпускных фильтров. В вариациях, имеющих выключатель ручного управления для одного или обоих из двигателей перемешивающего устройства в конструктивном решении со множеством перемешивающих устройств, выключатель (выключатели) ручного управления может использоваться для того, чтобы выбрать подходящий двигатель перемешивающего устройства. В вариациях, имеющих пользовательский интерфейс (например, цифровой пользовательский интерфейс), пользовательский интерфейс может использоваться для того, чтобы управлять выбранным двигателем.