(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-13
(45)【発行日】2024-02-21
(54)【発明の名称】横方向に変位された可撓性駆動線を有する流体混合システム及び使用方法
(51)【国際特許分類】
B01F 27/2111 20220101AFI20240214BHJP
B01F 23/43 20220101ALI20240214BHJP
B01F 27/2121 20220101ALI20240214BHJP
B01F 27/213 20220101ALI20240214BHJP
B01F 27/906 20220101ALI20240214BHJP
C12M 1/00 20060101ALI20240214BHJP
C12M 1/02 20060101ALI20240214BHJP
C12M 3/00 20060101ALI20240214BHJP
B01F 101/44 20220101ALN20240214BHJP
【FI】
B01F27/2111
B01F23/43
B01F27/2121
B01F27/213
B01F27/906
C12M1/00 D
C12M1/02 A
C12M3/00
B01F101:44
(21)【出願番号】P 2022082217
(22)【出願日】2022-05-19
(62)【分割の表示】P 2018534543の分割
【原出願日】2016-12-21
【審査請求日】2022-06-07
(32)【優先日】2015-12-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514078933
【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ネフィ ディー.ジョーンズ
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー ディー.ブロー
【審査官】山田 陸翠
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第05411331(US,A)
【文献】国際公開第2013/151733(WO,A1)
【文献】特開平06-285353(JP,A)
【文献】米国特許第00659345(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01F 27/00-27/96
B01F 21/00-25/90
B01F 29/00-33/87
B01F 35/00-35/95
B65D 30/00-33/38
B65D 88/00-90/66
C12M 1/00- 3/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バイオリアクターまたは発酵槽システムで使用するための混合アセンブリであって、
第1の端部および対向する第2の端部を備え、第1の駆動線の少なくとも一部が可撓性である、細長い第1の駆動線と、
第1の端部および対向する第2の端部を備え、第2の駆動線の少なくとも一部が可撓性である、細長い第2の駆動線と、
前記第1の駆動線の第1の端部および前記第2の駆動線の第1の端部に固定された、第1の取り付け具と、
前記第1の駆動線の第2の端部および前記第2の駆動線の第2の端部に固定された、第2の取り付け具と、
前記第1の駆動線および前記第2の駆動線の少なくとも一部分を横方向に離間した位置に維持するように、前記第1の駆動線と前記第2の駆動線との間に延在している少なくとも1つのつなぎ目と、
前記少なくとも1つのつなぎ目に固定されているか、または前記第1の駆動線および/もしくは第2の駆動線に固定されている、少なくとも1つの混合要素と、
を備え
、
前記少なくとも1つのつなぎ目が、前記第1の駆動線と前記第2の駆動線との間に延在しており、かつ前記第1の駆動線および前記第2の駆動線の長さに沿って離間している、複数の離間したつなぎ目を備え、前記複数のつなぎ目は、前記第1の駆動線および前記第2の駆動線の少なくとも一部分を横方向に離間した位置に維持する、混合アセンブリ。
【請求項2】
前記少なくとも1つのつなぎ目が、前記第1の駆動線および前記第2の駆動線の少なくとも一部よりも剛性である、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項3】
前記複数の離間したつなぎ目が、少なくとも3つの離間したつなぎ目を備えた、
請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項4】
前記少なくとも1つの混合要素が、羽根車を備えた、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項5】
前記第1の駆動線および前記第2の駆動線が、それらの長さに沿って延在している長手方向軸を各々有し、前記第1の駆動線および/または前記第2の駆動線の前記長さの少なくとも40%が、塑性変形を伴わずに、少なくとも180°の角度にわたって前記長手方向軸の周りの捩じれ下で捩回され得るのに十分可撓性である、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項6】
前記第1の駆動線および前記第2の駆動線が、それらの長さに沿って延在している長手方向軸を各々有し、前記第1の駆動線および/または前記第2の駆動線の前記長さの少なくとも40%が、前記駆動線の塑性変形を伴わずに、少なくとも90°の角度で前記長手方向軸に沿って湾曲され得るのに十分可撓性である、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項7】
前記第1の駆動線または前記第2の駆動線の少なくとも一部分が、塑性変形を伴わずに、約2cm~約100cmの範囲で180°巻かれた曲げ半径を有する、請求項1に混合アセンブリ。
【請求項8】
前記第1の駆動線および/または前記第2の駆動線が、可撓性ケーブル、コード、チューブ、中実線、もしくは共に織り合わされた複数のポリマーストランドを備えた、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項9】
前記第1の駆動線および/または前記第2の駆動線が、超高分子量ポリエチレン(UHMwPE)から構成されている、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項10】
前記第1の取り付け具が支持体を備え、第1の駆動線の第1の端部および第2の駆動線の第1の端部が前記支持体に固定されている、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項11】
前記第1の駆動線の第1の端部に配置された第1のブッシングであって、前記第1の取り付け具の前記支持体に回転可能に固定されている、第1のブッシングと、
前記第2の駆動線の第1の端部に配置された第2のブッシングであって、前記第1の取り付け具の前記支持体に回転可能に固定されている、第2のブッシングと、
をさらに備えた、
請求項10に記載の混合アセンブリ。
【請求項12】
前記支持体に固定され、前記第1の駆動線、前記第2の駆動線、および前記支持体と同時に回転するように構成された第1のハブをさらに備えた、
請求項10に記載の混合アセンブリ。
【請求項13】
前記第1の取り付け具は、前記支持体を第1のアームおよび第2のアームの間に挟み、第1のハブに接続する、第1のアームおよび第2のアームをさらに備えた、
請求項12に記載の混合アセンブリ。
【請求項14】
前記第1の取り付け具の回転により、前記第1の駆動線および前記第2の駆動線がそれぞれねじれてらせん構成になる、請求項1に記載の混合アセンブリ。
【請求項15】
細胞または微生物を培養するためのバイオリアクターまたは発酵槽システムであって、
区画を境界付ける容器であって、第1の端部および対向する第2の端部を有する容器と、
前記容器の前記区画内に配置された、請求項1に記載の混合アセンブリと、
を備えた、バイオリアクターまたは発酵槽システム。
【請求項16】
前記第1の取り付け具が前記容器の前記第1の端部に回転可能に固定され、前記第2の取り付け具が前記容器の前記第2の端部に回転可能に固定される、
請求項15に記載のバイオリアクターまたは発酵槽システム。
【請求項17】
前記容器が、1つまたは複数のポリマーフィルムのシートから形成された折りたたみ可能なバッグを備えた、
請求項15に記載のバイオリアクターまたは発酵槽システム。
【請求項18】
前記容器が少なくとも部分的に配置されているチャンバーを有する支持ハウジングと、
前記第1および第2の駆動線が前記容器の前記区画内で回転している間、前記容器の前記第2の端部を静止状態に保つための手段と、
をさらに備えた、
請求項15に記載のバイオリアクターまたは発酵槽システム。
【請求項19】
前記容器の前記第2の端部を静止状態に保つための前記手段が、支持ハウジングに取り付けられまたはその下に配置され、および前記容器の前記第2の端部に固定された保持器を備えた、
請求項18に記載のバイオリアクターまたは発酵槽システム。
【請求項20】
前記容器の前記区画内で前記第1の駆動線および前記第2の駆動線を回転させるための手段をさらに備えた、
請求項15に記載のバイオリアクターまたは発酵槽システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2015年12月29日に出願された、米国仮特許出願第62/272,504号に対する優先権を主張する。
発明の背景
【0002】
本発明は、流体混合システムに関し、より具体的には、少なくとも2つの横方向に変位された可撓性駆動線を有する流体混合システムに関する。
【背景技術】
【0003】
バイオ医薬品産業は、媒体及び緩衝剤の調製において、ならびに細胞及び微生物の成長、混合、及び懸濁において等の様々なプロセスに対して幅広い混合システムを使用する。生物反応器及び発酵槽を含むいくつかの従来の混合システムは、剛性支持ハウジング内に配設された可撓性袋を備える。羽根車は、可撓性袋内に配設され、かつ駆動シャフトと連結される。駆動シャフト及び羽根車の回転は、可撓性袋内に含有された流体の混合及び/または懸濁を促進する。
【0004】
現在の混合システムは有用であるが、それらは、いくつかの限界を有する。例えば、製造プロセス中に駆動シャフトが可撓性袋内に固定されている場合、剛性駆動シャフトは、輸送、保存、及び/またはさらなる加工のためにそのサイズを減少させるために、可撓性袋を圧潰するか、または折り畳む能力を制限する。同様に、金属から作製されるとき等、駆動シャフトを再使用することが企図されている場合、このシステムは、異なる使用間で駆動シャフトを洗浄及び滅菌する必要があるという欠点を有する。
【0005】
代替的な従来のシステムにおいて、回転可能なチューブは、可撓性袋内に延在しており、その端部に連結された羽根車を有する。使用中、剛性駆動シャフトは、チューブ内へと下に通過され、羽根車と連結する。次に、駆動シャフトの回転が、可撓性袋内の流体を混合するための羽根車の回転を促進する。この設計では、駆動シャフトが取り外された状態で、保存及び輸送を容易にするために、チューブを有する可撓性袋を折り畳むことができる。加えて、駆動シャフトは袋内の流体と直接接触しないため、使用の間に駆動シャフトを洗浄または滅菌する必要はない。
【0006】
しかしながら、可撓性袋は、典型的には、駆動シャフトの挿入前、支持ハウジング内に固定されている。よって、使用中、チューブ内に挿入するために袋の上部にわたって駆動シャフトを垂直に位置付ける必要がある。長い駆動シャフトを必要とする大きい袋または細長い袋に対して、これを達成することは困難であり得る。さらに、比較的天井が低い部屋に混合システムが置かれている状況では、駆動シャフトを袋の上に垂直に持上げることは不可能であり得る。この種のシステムはまた、システムが企図するように動作するように、駆動シャフトがチューブ内に適切に受容され、かつ羽根車と適切に係合されることを確実にするために、ユーザの動作の訓練を増やすことを必要とする。
【0007】
上の問題のうちのいくつかを軽減するための1つの試みにおいて、国際公開第WO2013/151733A1号は、袋内に回転可能に配設されており、かつ袋の対向する端部まで延在している単一の可撓性駆動線を有する可撓性袋を備える流体混合システムを開示している。羽根車は、可撓性駆動線上に取り付けられている。袋の外側からの駆動線の回転が、袋内の流体を混合する羽根車を回転させる。駆動線は可撓性であるため、コンパクトな保存及び輸送のために駆動線により袋を内部に折り畳むことができる。さらに、可撓性駆動線では、細長い駆動シャフトを袋内に挿入する必要がない。このように、本システムでは、長い駆動シャフトが必要なく、天井が低い施設において容易に使用することができる。しかしながら、下により詳細に考察されるように、単一の可撓性駆動線を使用するシステムは、それ自体が欠点を有する。したがって、当該技術分野で必要とされるのは、上の問題の全部またはいくつかを解決する混合システムである。
【発明の概要】
【0008】
本発明の第1の独立した態様によると、流体混合システムであって、
区画を境界付ける容器であって、第1の端部及び対向する第2の端部を有する容器と、
容器の区画内に配設されており、かつ第1の端部と対向する第2の端部との間に延在している長さを有する、細長い第1の駆動線であって、第1の駆動線の長さの少なくとも一部分が可撓性である、細長い第1の駆動線と、
容器の区画内に配設されており、かつ第1の端部と対向する第2の端部との間に延在している長さを有する、細長い第2の駆動線であって、第2の駆動線の長さの少なくとも一部分が可撓性であり、第1の駆動線及び第2の駆動線が、容器の区画内で回転可能である、細長い第2の駆動線と、
第1の駆動線及び第2の駆動線の少なくとも一部分を区画内の横方向に離間した位置に維持するように、第1の駆動線と第2の駆動線との間に延在している少なくとも1つのつなぎ目と、を備える、流体混合システムを提供している。
【0009】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線と第2の駆動線との間に延在しており、かつ第1の駆動線及び第2の駆動線の長さに沿って離間している、複数の離間したつなぎ目を備え得、複数のつなぎ目は、第1の駆動線及び第2の駆動線の少なくとも一部分を横方向に離間した位置に維持する。
【0010】
複数の離間したつなぎ目は、少なくとも3個、または好ましくは少なくとも5個、少なくとも7個、または少なくとも9個の離間したつなぎ目を備え得る。
【0011】
第1の駆動線及び第2の駆動線の少なくとも一部分は、横方向に離間し得、かつ平行な配列で配設され得る。
【0012】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線から垂直に突出している第1のつなぎ目を備え得る。第1のつなぎ目はまた、第2の駆動線から垂直に突出し得る。
【0013】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線及び第2の駆動線の長さに沿った複数の離間した場所において、第1の駆動線及び第2の駆動線に接続する第1のつなぎ目を備え得る。
【0014】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線から鋭角に突出している第1のつなぎ目を備え得る。
【0015】
第1の駆動線及び第2の駆動線の長さの少なくとも30%、好ましくは少なくとも50%、少なくとも70%、または少なくとも90%は、第1の駆動線及び第2の駆動線が静止した状態にあるとき、かつ/または第1の駆動線及び第2の駆動線が容器の区画内で回転されているときに、容器の区画内の横方向に離間した位置に維持され得る。
【0016】
第1の駆動線及び第2の駆動線は、それらの第1の端部において、またはそれらの第2の端部において、共に接続され得る。
【0017】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線は、容器の第1の端部と第2の端部との間に延在し得る。
【0018】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線及び第2の駆動線よりも剛性であり得る。
【0019】
第1の駆動線及び第2の駆動線の全長は、可撓性であり得る。
【0020】
第1の駆動線及び第2の駆動線は、それらの長さに沿って延在している長手方向軸を各々有し得る。第1の駆動線及び/または第2の駆動線の長さの少なくとも40%、少なくとも60%、または少なくとも80%は、塑性変形を伴わずに、少なくとも180°、少なくとも360°、または少なくとも720°の角度にわたってその長手方向軸の周りの捩じれ下で捩回され得るのに十分可撓性であり得る。
【0021】
第1の駆動線及び第2の駆動線は、それらの長さに沿って延在している長手方向軸を各々有し得る。第1の駆動線及び/または第2の駆動線の少なくとも40%、少なくとも60%、または少なくとも80%は、駆動線の塑性変形を伴わずに、少なくとも45°、少なくとも90°、少なくとも180°、少なくとも270°、または少なくとも360°の角度で長手方向軸に沿って湾曲され得るのに十分可撓性であり得る。
【0022】
第1の駆動線または第2の駆動線の長さの少なくとも一部分は、塑性変形を伴わずに、約2cm~約100cmの範囲で180°巻かれた曲げ半径を有し得る。
【0023】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線は、可撓性ケーブル、コード、チューブ、もしくは中実線を含み得る。
【0024】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線は、織り合わされた複数のポリマーストランドを含み得る。
【0025】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線は、超高分子量ポリエチレン(UHMwPE)から構成され得る。
【0026】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線は、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、15mm、もしくは20mmよりも大きい、よりも小さい、もしくはそれらに等しい可能性があるか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にあり得る最大直径もしくは最小直径を有し得る。
【0027】
第1の駆動線及び/または第2の駆動線の少なくとも一部分は、少なくとも2cm、少なくとも4cm、少なくとも6cm、少なくとも9cm、少なくとも12、または少なくとも15cmの距離で横方向に離間し得る。
【0028】
細長い第3の駆動線は、容器の区画内に配設置され得、かつ第1の端部と対向する第2の端部との間に延在している長さを有し得る。
【0029】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線、第2の駆動線、及び第3の駆動線の少なくとも一部分を、容器の区画内の横方向に離間した位置に維持するように、第2の駆動線と第3の駆動線との間に延在し得る。
【0030】
細長い第4の駆動線は、容器の区画内に配設され得、かつ第1の端部と対向する第2の端部との間に延在している長さを有し得る。
【0031】
少なくとも1つのつなぎ目は、第1の駆動線、第2の駆動線、第3の駆動線、及び第4の駆動線の少なくとも一部分を、容器の区画内の横方向に離間した位置に維持するように、第3の駆動線と第4の駆動線との間に延在し得る。
【0032】
第3の駆動線及び/もしくは第4の駆動線またはそれらの一部分は、上に記載されているか、または本明細書のどこかで提示されている、第1の駆動線及び/もしくは第2の駆動線またはそれらの一部分と同じ可撓性特性を有し得る。
【0033】
少なくとも1つの混合要素は、少なくとも1つのつなぎ目に固定され得る。少なくとも1つの混合要素は、第1の駆動線及び/または第2の駆動線に固定され得る。
【0034】
少なくとも1つの混合要素は、第1の駆動線及び第2の駆動線の長さに沿った離間した場所において、第1の駆動線及び第2の駆動線に固定された複数の混合要素を備え得る。
【0035】
少なくとも1つの混合要素は、羽根車を備え得る。
【0036】
容器は、剛性であり得、その区画は、流体を保持するように構成されている。
【0037】
容器は、圧潰可能な袋を備え得る。圧潰可能な袋は、ポリマーフィルムの1枚以上のシートから形成され得る。
【0038】
ポリマーフィルムは、0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、3mmよりも小さいか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲内である厚さを有し得る。
【0039】
フィルムは、塑性変形を伴わずに、チューブへと圧延され得、かつ/または塑性変形を伴わずに、少なくとも90°、180°、270°、または360°の角度にわたって折り畳まれ得るのに十分可撓性であり得る。
【0040】
フィルムは、積層及び押し出しフィルムであり得る。積層または押し出しフィルムは、少なくとも1個、3個、5個、7個、もしくは9個、またはそれら未満の層であるか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲内である多数の層を有し得る。押し出しフィルムは、多層共押し出しキャストフィルム等のキャストフィルムであり得る。
【0041】
圧潰可能な袋の区画は、無菌であり得る。
【0042】
第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部は、容器の第1の端部に回転可能に接続され得る。第1の駆動線及び第2の駆動線の第2の端部は、容器の第2の端部に回転可能に接続され得る。
【0043】
支持ハウジングは、容器が少なくとも部分的に配設されているチャンバを有し得る。
【0044】
第1及び第2の駆動線が容器の区画内で回転している間、容器の第2の端部を静止した状態で保持するための手段を提供してもよい。
【0045】
容器の第2の端部を静止した状態で保持するための手段は、支持ハウジングに取り付けられているか、またはその下に配設されており、かつ容器の第2の端部に固定されている保持器を備え得る。
【0046】
第1の駆動線及び第2の駆動線を回転させるための手段を提供してもよい。本発明の1つのサブ態様において、回転させるための手段は、第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部に連結された剛性駆動シャフトと、駆動シャフトに連結された駆動モータアセンブリと、を備え得る。
【0047】
本発明のさらなるサブ態様は、
第1の回転アセンブリであって、
容器の第1の端部に取り付けられた第1のケーシング、及び
第1のケーシングに回転可能に取り付けられ第1のハブであって、第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部に連結されている、第1のハブを備える、第1の回転アセンブリと、
第2の回転アセンブリであって、
容器の第2の端部に取り付けられた第2のケーシング、及び
第2のケーシングに回転可能に取り付けられた第2のハブであって、第1の駆動線及び第2の駆動線の第2の端部に連結されている、第2のハブを含む、第2の回転アセンブリと、を含み得る。
【0048】
保持器は、第2のハブに連結され得る。
【0049】
剛性駆動シャフトは、第1のハブに連結され得る。
【0050】
本発明のさらなるサブ態様は、
容器が、容器の第1の端部と第2の端部との間に延在している側壁を有し、
第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部が、容器の第1の端部に回転可能に連結されており、
第1の駆動線及び第2の駆動線の第2の端部が、ハブに連結されており、
容器の側壁から突出している横方向支持アセンブリであって、ハブが、横方向支持アセンブリに回転可能に連結されている、横方向支持アセンブリを備え得る。
【0051】
横方向支持アセンブリは、
容器の側壁に連結された第1の端部、ハブが自由に回転することができるようにハブに固定された第2の端部、及び第1の端部と第2の端部との間に延在しているチューブを有する保持アセンブリと、
保持アセンブリのチューブ内に取り外し可能に受容された支持ロッドと、を備え得る。
【0052】
保持アセンブリは、ハブに固定された内部ハウジング、チューブに固定された外部ハウジング、及び内部ハウジングと外部ハウジングとの間に配設された軸受を備え得る。
【0053】
本発明のさらなるサブ態様は、
側壁を有し、かつ容器が少なくとも部分的に配設されているチャンバを境界付ける支持ハウジングと、
支持ハウジングの側壁上に配設された係止金具であって、係止金具が、支持ハウジングのチャンバと連通するようにそこを通して延在している通路を有し、支持ロッドが、係止金具の通路を通過している係止金具と、をさらに備え得る。
【0054】
保持アセンブリは、その第1の端部に配設されており、かつチューブと連結されたポート金具を備え得、ポート金具は、係止金具に取り外し可能に連結されている。
【0055】
本発明のさらなるサブ態様は、
容器が、第1の端部と第2の端部との間に延在している側壁を有し、
第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部が、容器の第1の端部に回転可能に連結されており、
容器から突出している少なくとも1つのガイラインであって、第1の駆動線及び第2の駆動線の第2の端部が、少なくとも1つのガイラインに回転可能に連結されている、少なくとも1つのガイラインをさらに備え得る。
【0056】
第1の駆動線、第2の駆動線、及び少なくとも1つのつなぎ目は、容器の区画内で同時に回転可能であり得る。
【0057】
第1の駆動線及び第2の駆動線は、共通の回転軸の周りで同時に回転可能であり得る。
【0058】
本発明の1つのサブ態様において、第1の駆動線及び第2の駆動線を容器の区画内で回転させるための手段を提供してもよい。
【0059】
第1の駆動線及び第2の駆動線を回転させるための手段は、
第1及び第2の駆動線の第1の端部または第2の端部と取り外し可能に連結されている駆動シャフトと、
駆動シャフトを選択的に回転させる駆動モータアセンブリと、を備え得る。
【0060】
本発明の第2の独立した態様によると、流体を混合するための方法は、
容器アセンブリを支持ハウジングのチャンバ内に挿入することであって、容器アセンブリが、
区画、ならびに第1の駆動線及び第2の駆動線であって、駆動線が横方向に離間するように区画内に配設された第1の駆動線及び第2の駆動線を境界付ける可撓性袋を備える、挿入することと、
駆動線を螺旋構造へと捩回させるように、第1及び第2の駆動線を容器内で回転させることと、を含み得る。
【0061】
第1及び第2の駆動線を回転させる前に、可撓性袋の一端を支持ハウジングに対して固定し得る。
【0062】
固定するステップは、第1及び第2の駆動線を回転させる前に、可撓性袋の一端を支持ハウジングの床に固定することを含み得る。
【0063】
細胞または微生物から構成された生体培養物を可撓性袋の区画内に分注させ得る。第1及び第2の駆動線を回転させて、生体培養物の混合を生じさせ得る。
【0064】
第1の駆動線及び第2の駆動線の第1の端部は、可撓性袋に回転可能に連結されたハブに固定され得る。駆動シャフトは、ハブに連結され得る。ハブならびに第1及び第2の駆動線の回転を促進させるための駆動シャフト。
【0065】
本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様及び他の態様を含む、本明細書のどこかで提示されている特徴、選択肢、及び可能性のいずれかを含み得る。
【0066】
本発明の第3の独立した態様によると、流体を混合するための方法は、
流体を容器の区画内に分注することであって、可撓性の第1の駆動線及び可撓性の第2の駆動線が、駆動線が横方向に離間するように区画内に配設されている、分注することと、
第1及び第2の駆動線を容器内で回転させることと、を含む。
【0067】
1つのサブ態様において、第1及び第2の駆動線は、駆動線を螺旋構造へと捩回させるように、第1及び第2の駆動線を回転させることができる。
【0068】
本発明の第3の態様は、本発明の上の第1の態様及び第2の態様を含む、本明細書のどこかで提示されている、特徴、選択肢、及び可能性のいずれかを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0069】
次に、本発明の種々の実施形態を添付の図を参照して考察する。これらの図は、本発明の典型的な実施形態のみを図示するものであり、したがって、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことが理解される。
【0070】
【
図1】支持ハウジング及び流体混合システムの一部分を形成するドッキングステーションの斜視図である。
【
図2】
図1に示されている支持ハウジングと共に使用するための容器アセンブリの斜視図である。
【
図3】混合アセンブリ、駆動モータアセンブリ、及び流体混合システムの駆動シャフトの部分的な分解図である。
【
図4】
図3に示されている第1の回転アセンブリの断面側面図である。
【
図5】
図3に示されている混合アセンブリの上端の拡大斜視図である。
【
図6】
図5に示されている混合アセンブリの上端の分解図である。
【
図7】
図3に示されている混合アセンブリの羽根車の斜視図である。
【
図8】代替的な羽根車を有する混合アセンブリの一部分の斜視図である。
【
図9】
図1に示されているドッキングステーションの背面斜視図である。
【
図10】
図1に示されている駆動モータアセンブリ及び保持器と連結された
図2に示されている容器アセンブリの斜視図である。
【
図11】床の外側表面に取り付けられた保持器を有する
図1に示されている支持ハウジングの代替的な実施形態の底面斜視図である。
【
図12】
図2に示されている容器と共に使用され得る混合アセンブリの代替的な実施形態の斜視図である。
【
図13】
図12に示されている下回転アセンブリの分解図である。
【
図14】3つの横方向に変位された駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降側面図である。
【
図15】三角形構成での3つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の断面平面図である。
【
図16】長方形構成の4つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の断面上平面図である。
【
図17】横方向に変位された駆動線間に鋭角に延在しているつなぎ目を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降側面図である。
【
図18】2つの横方向に配設された駆動線の長さに沿って延在している単一の連続的なつなぎ目を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降側面図である。
【
図19】つなぎ目により分離された連結部分から形成された2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図20】1つの連続的な線の一部分を形成する2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図21A】非平行構成で配設された2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図21B】非平行構成で配設された2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図21C】非平行構成で配設された2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図21D】非平行構成で配設された2つの駆動線を有する混合アセンブリの代替的な実施形態の一部分の昇降正面図である。
【
図22】横方向支持アセンブリ及び支持ハウジングを有する容器アセンブリを含む流体混合システムの代替的な実施形態の部分的な断面正面図である。
【
図23】
図22に示されている容器アセンブリの部分的に分解された正面図である。
【
図24】
図22に示されている横方向支持アセンブリの一部分を形成する保持アセンブリの断面側面図である。
【
図25】支持ロッドが分解された状態の
図22に示されている支持ハウジングの斜視図である。
【
図26】
図25に示されている支持ハウジングの側上に配設された係止挿入部の斜視図である。
【
図27】内部に部分的に挿入された支持ロッドを有する保持アセンブリの断面側面図である。
【
図28】内部に完全に挿入され、かつ係止された支持ロッドを有する保持アセンブリの断面側面図である。
【
図29】横方向支持アセンブリを部分的に支持するガイラインをさらに備える代替的な容器アセンブリの断面側面図である。
【
図30】ガイラインが混合アセンブリの下端を独立して支持している代替的な容器アセンブリの断面側面図である。
【
図31】
図2に示されている混合アセンブリが、剛性容器内に配設されている代替的な流体混合システムの斜視図である。
【
図32】剛性容器の側壁が取り外された状態の
図31に示されている流体混合システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0071】
本開示の種々の実施形態を詳細に記載する前に、本開示は、当然ながら変化し得る、特に例示されたシステム、方法、及び/または製品のパラメータに限定されないことが理解されるべきである。よって、本開示の一定の実施形態は、特定の構成、パラメータ、特徴(例えば、構成要素、部材、要素、部品、及び/または一部分)等を参照して詳細に記載されるが、本説明は、例証であり、請求されている発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。加えて、本明細書で使用されている専門用語は、実施形態を記載するためのものであり、必ずしも請求されている発明の範囲を限定することを企図していない。
【0072】
別段定義されていない限り、本明細書で使用されている全ての技術的かつ科学的用語は、本開示が関連する当業者により共通して理解されるものと同じ意味を有する。
【0073】
システム、プロセス、及び/または製品を含む本開示の種々の態様は、本質的に例示である1つ以上の実施形態もしくは実装を参照して例証され得る。本明細書で使用される場合、「実施形態」及び「実装」という用語は、「一例、実例、または例証として機能すること」を意味しており、本明細書に開示されている他の態様を超えて好ましいか、または有益であるものと必ずしも解釈されるべきではない。加えて、本開示または発明の「実装」への言及は、その1つ以上の実施形態への具体的な言及を含み、逆もまた同様であり、下記の説明によるよりもむしろ、添付の特許請求の範囲により示されている、本発明の範囲を限定するものではない例証している例を提供することを企図している。
【0074】
本願全体にわたって使用されているように、「できる」及び「あり得る」という単語は、強制的な意味(すなわち、しなければならないを意味する)よりもむしろ、許可的な意味(すなわち、する可能性を有することを意味する)で使用される。さらに、「含む」、「有する」、「伴う」、「含有する」、「特徴とする」という用語、ならびにそれらの変形例(例えば、「含む」、「有する」、及び「伴う」、「含有する」等)、及び特許請求の範囲を含む本明細書で使用される同様の用語は、包括的でかつ/または制約がないものとみなされ、「備える」という用語、及びそれらの変形例(例えば、「備える」及び「備える」)と同じ意味を有するものとみなされ、追加的な非列挙要素または方法のステップを例証として除外するものではない。
【0075】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形の「1つ」、「1つ」、及び「その」は、内容で別段明確に記載されない限り、複数の指示対象を含むことが留意される。よって、例えば、1つの「剛毛」への言及は、1つ、2つ、またはそれ以上の剛毛を含む。
【0076】
本明細書で使用される場合、「上」、「下」、「左」、「右」、「上方」、「下方」、「より上」、「より下」、「近位」、「遠位」、及び同様のもの等の方向を表す用語は、相対的な方向を示すためにのみ本明細書で使用されており、別様に、本開示及び/または請求されている発明の範囲を限定することを企図していない。
【0077】
本開示の種々の態様は、共に結合、連結、取設、接続、及び/または接合された構成要素を記載することにより例証され得る。本明細書で使用される場合、「結合された」、「連結された」、「取設された」、「接続された」、及び/または「接合された」という用語は、2つの構成要素間の直接の関連性、または適切な場合、介在的もしくは中間的な構成要素を通した互いの間接的な関連性を示すために使用される。対照的に、構成要素が、別の構成要素に「直接結合された」、「直接連結された」、「直接取設された」、「直接接続された」、及び/または「直接接合された」として言及されるとき、介在的な要素は存在しないか、または考えられていない。さらに、結合、連結、取設、接続、及び/または接合は、機械的及び/または化学的な関連性を含み得る。
【0078】
理解を促すために、同様の符号(すなわち、構成要素及び/または要素の同様の番号付け)は、可能な場合、図に対して共通の同様の要素を表記するために使用される。具体的には、図に例証されている例示的な実施形態において、同様の構造、または同様の機能を有する構造には、可能な場合、同様の参照表記が提供されるだろう。特定の言語は、例示的な実施形態を記載するために本明細書で使用されるだろう。上記に関わらず、それにより本開示の範囲の限定を企図するものではないことが理解されるだろう。むしろ、例示的な実施形態を記載するために使用されている言語は、単なる例証であり、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない(そのような言語が本質的なものとして本明細書で明示的に記載されていない限り)ことが理解されるべきである。さらに、要素の複数の実例及び/または親要素のサブ要素は、要素の数に加えて別個の文字を各々含み得る。さらに、添付の文字を有する要素ラベルを使用して、添付の文字を有しない要素もしくは特徴の代替的な設計、構造、機能、実装、及び/または実施形態を表記することができる。同様に、添付の文字を有する要素ラベルを使用して、親要素のサブ要素を示すことができる。しかしながら、添付の文字を含む要素ラベルは、例証されている特定及び/または特有の実施形態(複数可)に限定されることを意味していない。換言すると、一実施形態に関連する具体的な特徴への言及は、当該実施形態内においてのみ本願を限定するものと解釈されるべきではない。
【0079】
値の複数の可能性または値の範囲(例えば、一定の値よりも小さい、よりも大きい、少なくとも、もしくは最大、または2つの列挙された値の間)が開示もしくは列挙されている場合、値の開示されている範囲内に該当する値の任意の具体的な値もしくは範囲は、本明細書で同様に開示され、かつ考えられることも理解されるだろう。よって、約10以下の単位または0~10単位の例証的な測定値もしくは距離の開示は、例証として、(i)9単位、5単位、1単位、または0単位及び/または10単位を含む0~10単位の任意の他の値の測定値、ならびに/または(ii)9単位~1単位、8単位~2単位、6単位~4単位、及び/または0~10単位の任意の他の範囲の測定値についての具体的な開示を含む。
【0080】
本明細書で使用されている表題は、単なる構成のためのものであり、本説明または特許請求の範囲の範囲を限定するために使用されることを意味していない。
【0081】
本発明は、流体を混合するためのシステム及び方法に関する。混合された流体は、溶液、懸濁液、コロイド、乳液、または他混合物を含み得る。本システムは、一般に、細胞もしくは微生物を培養するための生物反応器もしくは発酵槽として使用され得る。例示によって、かつ限定によらず、細菌、真菌、藻類、植物細胞、動物細胞、原生動物、線虫、及び同様のものを培養するために、本発明のシステムを使用することができる。本システムは、好気性もしくは嫌気性であり、かつ付着性もしくは非付着性である細胞及び微生物を収容することができる。本システムはまた、媒体、緩衝剤、もしくは試薬等、生物学的な目的のためにある流体混合物の形成及び/または処理と関連して使用され得る。本システムはさらに、粉末もしくは他の構成要素を液体中に混合させるため、かつ化学薬品、薬剤、飲料、食品、食品添加物、及び他の製品の形成及び/もしくは処理において等、非生物学的な目的のためにある流体混合物の調製もしくは処理のために使用され得る。
【0082】
次に、本開示の図を参照する。図は、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、種々の構成要素の、またはそれらの間のサイズ、配向、位置、及び/もしくは関係は、本開示の範囲から逸脱することなく、いくつかの実施形態において改変され得ることが留意される。
【0083】
本発明の特徴を組み込む発明的流体混合システム10の一実施形態が、
図1~3に図示されている。概して、混合システム10は、ドッキングステーション12と、ドッキングステーション12と取り外し可能にドッキングしている容器ステーション14と、容器ステーション14により支持されている容器アセンブリ16(
図2)と、ドッキングステーション12と容器アセンブリ16との間に延在している駆動シャフト17(
図3)と、を備える。容器アセンブリ16は、混合された流体を収容する。次に、流体混合システム10の種々の構成要素をより詳細に考察する。
【0084】
図2に図示されているように、容器アセンブリ16は、上端部22から対向する下端部24まで延在している側部20を有する容器18を備える。上端部22は、上端壁33で終端しており、下端部24は、下端壁34で終端している。容器18はまた、区画28を境界付ける内側表面26を有する。区画28は、流体を保持するように構成されている。図示されている実施形態において、容器18は、約0.2mm~約2mmがより一般的である、約0.1mm~約5mmの範囲の厚さを有するフィルムの低密度ポリエチレンもしくは他のポリマーシート等の可撓性の不透水性材料から構成される可撓性かつ圧潰可能な袋を備える。ポリマーフィルムは、少なくとも0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、もしくはそれら未満であるか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にある厚さを有し得る。他の厚さも使用することができる。フィルムは、典型的に、塑性変形を伴わずに、チューブへと圧延され得、かつ/または塑性変形を伴わずに、少なくとも90°、180°、270°、または360°の角度にわたって折り畳まれ得るのに十分可撓性であり得る。
【0085】
材料は、単一プライの材料から構成され得るか、または共に密封されるか、もしくは分離されて二重壁容器を形成する2つ以上の層を備え得る。層が共に密封されている場合、材料は、積層または押し出し材料を含み得る。積層材料は、その後、接着剤により共に固定される2つ以上の別個に形成された層を備える。積層及び押し出しフィルムは、典型的に、1~9個の層、より一般には、3~9個の層を有する。使用されているフィルムは、一般に、少なくとも1個、3個、5個、7個、もしくは9個の層、もしくはそれら未満、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にある多数の層を有し得る。押し出しフィルムは、多層共押し出しキャストフィルム等のキャストフィルムであり得る。本発明で使用され得る押し出し材料の例は、Thermo Fisher Scientific社から入手可能であるThermo ScientificCX3-9、及びThermo Scientific CX5-14フィルムを含む。材料は、生体細胞と直接接触することが許可され得、溶液を無菌に保つことができ得る。そのような実施形態において、材料はまた、電離放射線等により、滅菌可能であり得る。
【0086】
一実施形態において、容器18は、二次元枕型袋を備え得る。別の実施形態において、容器18は、長さに切断されたポリマー材料の連続的な管状押し出しにより形成され得る。端部は、縫合閉鎖され得るか、またはパネルは、開口端部にわたって密封されて三次元袋を形成し得る。三次元袋は、環状側壁を有するのみならず、二次元上端壁及び二次元下端壁も有する。三次元容器は、複数の分離型パネル、典型的に3個以上、及び一般に4個または6個の分離型パネルを備え得る。各パネルは、実質的に同一であり、容器の側壁、上端壁、及び下端壁の一部分を備える。各パネルの対応する周縁部は、縫合される。縫い目は、典型的に、熱エネルギー、RFエネルギー、音響工学、または他の密封エネルギー等の技術分野において知られている方法を使用して形成される。
【0087】
代替的な実施形態において、パネルは、様々な異なるパターンで形成され得る。三次元袋を製造する1つの方法に関するさらなる開示は、その全体が具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2002年9月19日に公開された、米国特許公開第US2002-0131654A1号に開示されている。
【0088】
容器18は、事実上任意の所望のサイズ、形状、及び構成を有するように製造され得ることが理解される。例えば、10リットル、30リットル、100リットル、250リットル、500リットル、750リットル、1、000リットル、1、500リットル、3、000リットル、5、000リットル、10、000リットル、もしくは他の所望の体積よりも大きく、よりも小さく、またはそれらに等しくサイズ決めされた区画28を有する容器18を形成することができる。区画28のサイズはまた、上の体積のうちのいずれか2つの間の範囲にあり得る。容器18は、任意の形状であり得るが、一実施形態において、容器18は、具体的には、容器18がチャンバ内で適切に支持されるように容器18が受容されている容器ステーション14上のチャンバに対して略補完的であるように構成されている。
【0089】
上で考察されている実施形態において、容器18は、可撓性袋として図示されているが、代替的な実施形態において、容器18は、他の形態の圧潰可能な容器または半剛性容器を備え得ることが理解される。容器18はまた、透明または不透明であり得る。
【0090】
図2を続けて参照すると、端部22において複数のポート30が、下端部24において側部20の対向する側部上に複数のポート31が、かつ下端壁34上にポート32が、容器18上に形成されている。ポート30~32の各々は、区画28と連通している。数個のみのポート30~32が示されているが、容器18は、任意の所望の数のポート30~32と共に形成され得、ポート30~32は、容器18上の任意の所望の場所に形成され得ることが理解される。ポート30~32は、同じ構成または異なる構成であり得、かつ様々な異なる目的のために使用され得る。例えば、ポート30は、媒体、細胞培養物、及び/または他の構成要素を容器18内に送達し、かつ流体を容器18から引き出すための流体線に連結され得る。ポート30はまた、スパージャーを通して等、ガスを容器18に送達し、かつガスを容器18から引き出すために使用され得る。
【0091】
ポート30~32はまた、プローブ及び/またはセンサを容器18に連結するために使用され得る。例えば、容器18が細胞もしくは微生物を成長させるための生物反応器もしくは発酵槽として使用されているとき、ポート30~32は、温度プローブ、pHプローブ、溶存酸素プローブ、及び同様のもの等のプローブを連結するために使用され得る。種々の光センサ及び他の種類のセンサも、ポート30~32に取設されてもよい。ポート30~32、及び種々のプローブ、センサ、及び線がそれらに連結され得る方法についての例は、それらの全体が具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2006年11月30日に公開された、米国特許公開第2006-0270036号、及び2006年10月26日に公開された、米国特許公開第2006-0240546号に開示されている。ポート30~32はまた、容器18を二次的な容器、凝縮器システム、及び他の所望の金具に連結するために使用され得る。
【0092】
容器アセンブリ16は、混合アセンブリ40をさらに備える。概して、混合アセンブリ40は、上端壁33上に取り付けられた第1の回転アセンブリ42Aと、下端壁34上に取り付けられた第2の回転アセンブリ42Bと、回転アセンブリ42A及び42B間に延在している細長い可撓性の第1及び第2の駆動線44A及び44Bと、を備える。複数のつなぎ目45は、駆動線44A及び44Bの長さに沿った離間した場所において駆動線44A及び44B間に延在している。
【0093】
図4に図示されているように、回転アセンブリ42Aは、環状本体51であって、そこから延在している通路を有する環状本体51と、本体51の第1の端から外方に突出している環状密封フランジ52と、本体51の第2の端部から外方に突出している環状取り付けフランジ53と、を含む外部ケーシング50を備える。ハブ54は、外部ケーシング50内に回転可能に配設されている。1つ以上の軸受アセンブリ55は、ケーシング50に対するハブ54の自由で容易な回転を可能にするように、外部ケーシング50とハブ54との間に配設され得る。同様に、1つ以上のシール56は、使用中、ハブ54が外部ケーシング50に対して回転するとき、無菌シールが外部ケーシング50とハブ54との間に維持されるように、外部ケーシング50とハブ54との間に配設され得る。ハブ54は、容器18の外側に配設される第1の端部58と、容器18内に配設される対向する第2の端部60とを有する。係合部分は、第1の端部58上に形成されており、かつ駆動シャフト17(
図3)と係合するように構成されている。図示されている実施形態において、係合部分は、駆動シャフト17の回転ハブ54の回転を促進するように、駆動シャフト17の端部に噛み合うように構成されている、多角形もしくは他の非円形横断断面を有する凹状ソケットの形態で等、開口66として図示されている。駆動シャフト17とハブ54との間の他の係合も使用することができる。
【0094】
回転アセンブリ42Aは、容器18に固定されている。具体的には、図示されている実施形態において、容器18は、上端壁33を通して延在している開口74を有する。外部ケーシング50の密封フランジ52は、ハブ54が区画28と連通するように、開口74を境界付ける周辺の周りに溶接または接着剤等により密封されている。フランジ52は、容器18の内側表面または外側表面上に溶接され得る。本構成において、外部ケーシング50は、ハブ54を除く容器18に固定されており、よってまた、駆動線44は、外部ケーシング50及び容器18に対して自由に回転することができる。回転アセンブリ42Aが開口74を密封している結果、区画28は、容器18が無菌の流体を処理するために使用され得るように密封閉鎖されている。
【0095】
続いて
図2を参照すると、回転アセンブリ42Bは、回転アセンブリ42Aと同じ構成を有し得、回転アセンブリ42Aが容器18に取り付けられるのと同じ方法で容器18の端壁34に取り付けられ得る。回転アセンブリ42Aと42Bとの間の同様の要素は、同様の参照文字により特定される。上記のように、かつ下により詳細に考察されるように、駆動シャフト17(
図3)は、回転アセンブリ42Aのハブ54に係合し、かつこれを回転させるために使用される。上の構成において、別個の駆動シャフトがまた、回転アセンブリ42Bのハブ54に係合し、かつこれを回転させるために使用され得る。他の実施形態において、回転アセンブリ42Aのハブ54は、駆動シャフト17により係合及び回転される必要はなく、むしろ、回転アセンブリ42Bのハブ54は、駆動線44の回転を促進するように、容器アセンブリ16の底から上に延在している駆動シャフトによってのみ回転され得る。同様に、回転アセンブリ42Bのハブ54は、別個の駆動シャフトにより直接係合及び回転される必要はなく、よって回転アセンブリ42Bのハブ54上の開口66(
図4)を除去することができる。
【0096】
各駆動線44は、細長く、かつ第1の端部70から対向する第2の端部72まで延在している。駆動線44は、様々な異なる可撓性材料から作製され得、かつ異なる構成を有し得る。例示によって、かつ限定によらず、一実施形態において、駆動線44は、ケーブル、コード、もしくはロープ等の組み材料もしくは編み材料から作製され得る。組み材料は、所望の強度及び可撓性の特性を有し、滅菌され得る金属、ポリマー、複合材料もしくは他の材料から構成される複数の異なるストランドから作製され得る。例えば、ストランドは、ステンレス鋼等の金属、または商標DYNEEMAの下で販売されているもの等、超高分子量ポリエチレン(UHMwPE)等のポリマーから作製され得る。他の実施形態において、駆動線44は、可撓性チューブ、単一の固体コア線、鎖もしくは自在継手の連結機構等の連結機構、または上で考察されている材料のうちのいずれかから作製される他の可撓性もしくはヒンジ部材から作製され得る。直径駆動線44の直径は、駆動線を作製するために使用される材料及びシステムのサイズに部分的に依存している。しかしながら、いくつかの実施形態において、各駆動線44の最大直径もしくは最小直径は、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、15mm、もしくは20mmよりも大きく、よりも小さく、もしくはこれらと等しく、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にあり得る。他の寸法も使用することができる。
【0097】
本明細書で使用される場合、「直径」という用語は、駆動線もしくは他の構成要素(例えば、開口)のサイズに言及しているかどうかに関わらず、円形または球形構成要素の測定値に限定されない。むしろ、円形、卵形もしくは楕円形、長方形、角度付きもしくはギザギザ、またはそれらの組み合わせであるかどうかに関わらず、構成要素の直径は、対向する側部間の(断面)測定値及び/または対向する側部間の(最大もしくは最小)距離を指す。
【0098】
一実施形態において、各駆動線44の長さの少なくとも一部分は、各駆動線44の可撓性部分が、駆動線44の塑性変形を伴わずに、少なくとも15°、25°、45°、90°、180°、360°、720°、またはそれ以上の角度にわたって各駆動線44の長手方向軸の周りの捩じれ下で捩回され得るように、十分に可撓性である。他の実施形態において、各駆動線44の長さの少なくとも一部分は、各駆動線44の可撓性部分が、駆動線44の塑性変形を伴わずに、少なくとも15°、25°、45°、90°、135°、180°、270°、または360°、またはそれ以上の角度α(
図3)にわたって駆動線44の直線長手方向軸に対して湾曲されるか、または折り畳まれ得るように、十分に可撓性である。他の観点から表現すると、各駆動線44または各駆動線44の可撓性部分は、約6cm~約80cm、約10cm~約60cmを含む、約2cm~約100cmの範囲であるか、または約10cm~約40cmがより一般的である、塑性変形を伴わずに、180°巻かれた曲げ半径を有し得る。他の可撓性も使用することができる。上記のように、各駆動線44の全長は、可撓性である必要はない。例えば、駆動線44の少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、またはそれ以上を超えない等、各駆動線44の全長の割合は、上の可撓性特性を有し得、残りの部分は、剛性もしくは少なくともより剛性である。他の実施形態において、駆動線44の全長は、所望の可撓性特性を有し得る。
【0099】
下により詳細に考察されるように、つなぎ目45は、流体混合システム10の動作中、駆動線44A及び44Bの少なくとも一部分を横方向に離間した位置に部分的に維持するために使用される。つなぎ目45は、典型的に、動作中、駆動線44間で圧縮下にあるため、つなぎ目45は、典型的に、駆動線44よりも剛性であり、典型的に、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、または他の材料から作製される。
図5及び6に図示されている実施形態において、各つなぎ目45は、第1の端部191及び対向する第2の端部192を有する細長いブレース190を備える。U字形状のガイド193A及び193Bは、それぞれ、対向する端部191及び192に配設されている。各ガイド193は、駆動線44を受容するように構成されたU字形状の座部194を有し、外部ショルダー195を有する。各つなぎ目45はまた、一対の締め付け具196A及び196Bを含む。各締め付け具196は、後部198と、そこから突出している一対のアーム200A及びBとを備える。リップ202A及びBは、それぞれ、各アーム200A及びBから内方に突出している。チャンネル203は、アーム200間で境界付けられている。
【0100】
使用中、駆動線44A及び44Bは、それぞれ、ガイド193A及びBの座部194内に受容される。次に、締め付け具196A及びBは、駆動線44A及び44Bが対応するチャンネル203内に受容されるように、それぞれ、ガイド193A及びBにわたって通過される。締め付け具196は、リップ202が外部ショルダー195の後ろで弾性的にスナップするまで前進される。この位置において、締め付け具196は、ガイド193に係止され、駆動線44は、つなぎ目45が各駆動線44A及び44B上に固定して保持されるように、締め付け具196とガイド193との間で圧縮される。駆動線44A及び44Bに沿った離間した場所において、その後のつなぎ目45に対して、このプロセスが繰り返される。
【0101】
つなぎ目45は、様々な異なる構成を有し得、様々な異なる締め付け技術を使用する駆動線44A及びBに取設され得ることが理解される。例えば、つなぎ目45は、駆動線44に圧着、溶接、オーバーモールド、または接着され得る。他の実施形態において、ねじ締め付け具、クランプ、圧入、接続、スクリュー、ボルト、または同様のものを使用して、つなぎ目45を駆動線44A及びBに固定することができる。他の実施形態において、各駆動線44A及びBは、隣接する線部分の自由端が各つなぎ目45の対向する側部に別個に固定されている複数の別個の線部分を各々備え得る。
【0102】
駆動線44A及びBがつなぎ目45により離間して保持される距離は、容器18のサイズ及び駆動線44が回転される速度等の要因に基づいて変化し得る。いくつかの一般的な実施形態において、つなぎ目45は、駆動線44を、2cm、4cm、6cm、8cm、11cm、14cm、17cm、20cm、25cmよりも大きい、よりも小さい、もしくはそれらに等しいか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にある距離で離間した状態で維持するように構成されている。他の寸法も使用することができる。つなぎ目45間の離間はまた、システムパラメータ及び動作条件に基づいて変化し得る。いくつかの一般的な実施形態において、複数のつなぎ目45は、5cm、8cm、11cm、14cm、17cm、20cm、25cmよりも大きい、よりも小さい、もしくはそれらと等しいか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にある距離で駆動線44の長さに沿って離間している。離間は、一貫性があり得るか、または異なる対のつなぎ目45間で変化され得る。
【0103】
図2に図示されているように、取り付け具206Aを使用して、駆動線44の第1の端部70を回転アセンブリ42Aのハブ54に固定し、取り付け具206Bを使用して、駆動線44の第2の端部72を回転アセンブリ42Bのハブ54に固定する。
図5及び6に図示されているように、現在の実施形態において、取り付け具206Aは、ハブ54の第2の端部60の対向する側部上に形成された対応する溝207A及び207B内に受容される中心部分209を各々有するU字形状のアーム208A及び208Bを備える。スクリュー、ボルト、リベット、または同様のもの等の締め付け具211は、ハブ54が間に挟まれ、かつアーム208にしっかりと固定されるようにアーム208A及びBを共に固定する。対向する端部上に形成された溝213A及びBを有する細長い支持体212はまた、アーム208の対向する端部間に延在するように、アーム208A及びB間に挟まれている。支持体212はまた、締め付け具211によりアーム208A及びBに固定されている。ブッシング214A及び214Bは、それぞれ、各駆動線44A及びBの第1の端部70上に取り付けられている。溶接、オーバーモールド、圧着、圧入、締め付け具、または同様のもの等の従来の技術を使用して、ブッシング214を駆動線44に固定することができる。ブッシング214A及びBは、支持体212上の、それぞれ、溝213A及びB内に回転可能に固定されている。支持体212は、支持体212が駆動線44の第1の端部70を、つなぎ目45に関して上に考察された離間した距離に保持するようにサイズ決めされ得る。
【0104】
上の構成の結果として、駆動線44は、ハブ54が回転されるときに、駆動線44が同時に回転するように、ハブ54に固定される。図示されている実施形態において、駆動線44は、ハブ54(
図5)を通して延在している長手方向軸の周りで回転する。駆動線44の第1の端部70はまた、動作中、駆動線44に対する局所応力の減少を助けるように、取り付け具206に対して回転することができる。しかしながら、代替的な実施形態において、様々な異なる技術及び構成を使用して、駆動線44をハブ54に固定することができる。例えば、取り付け具206を除去することができ、駆動線44の第1の端部70をハブ54に直接固定することができる。他の実施形態において、取り付け具206は、様々な異なる構成を有し得る。例えば、アーム208を除去することができ、支持体212は、溶接、締め付け具、圧入、オーバーモールド等により、ハブ54に直接接続されるか、またはハブ54と一体的な片として一体的に形成され得る。例えば、
図10は、各々が回転アセンブリ42A及び42Bのハブ54から外方に延在している細長い支持体の形態での、それぞれ、取り付け具206C及び206Dを示している。さらに、ブッシング214を除去することができ、駆動線44の第1及び第2の端部70及び72を、支持体212の対向する端部にしっかりと固定され得るか、ハブ54に直接しっかりと固定され得るか、または他の取り付け構成にしっかりと固定され得る。他の構成も使用することができる。
【0105】
図2に図示されているように、取り付け具206Bは、取り付け具206Aと同じ構成を有し得、同じ方法を使用して駆動線44の第2の端部72を回転アセンブリ42Bのハブ54に固定することができる。取り付け具206A及びB間の同様の要素は、同様の参照文字により特定されており、取り付け具206Aに関して上に考察されているものと同じ代替物がまた、取り付け具206Bに適用可能である。
【0106】
常に必要とされるものではないが、
図2に図示されている実施形態において、混合アセンブリ40はまた、駆動線44A及びBに固定された複数の混合要素を含む。一実施形態において、各混合要素は、駆動線44A及びB間に及ぶ中心ハブ76を有する羽根車46を備え得、そこから径方向に外方に突出している複数のブレード78を有する。ハブ76は、様々な異なる構成を有し得る。例えば、
図7に図示されているように、ハブ76は、単に、上で考察されているような駆動線44A及びBに固定されており、かつブレード78が突出している、そこから外方に突出しているフランジ77を有するつなぎ目45を備え得る。上で考察されており、かつフランジ77と併せて使用されるか、またはフランジ77を有しない代替的なつなぎ目の設計を使用することができる。他の実施形態において、つなぎ目45をハブ76から除去することができ、ハブ76は、単に、駆動線44A及びB間に及ぶプレートもしくは他の構造を備え得、圧着、溶接、接着剤によるか、またはセットスクリュー、クランプ、締め付け具、もしくは他の固定技術を使用することにより、駆動線44に固定される。また他の実施形態において、各駆動線44A及びBは、隣接する線部分の自由端が各羽根車46の対向する側部に別個に固定されている複数の別個の線部分を各々備え得る。他の構成も使用することができる。
【0107】
様々な異なる数及び構成のブレード78をハブ76に取り付けることができることが理解される。ブレード78を、ハブ76に堅く固定することができるか、またはハブ76に枢動可能に連結することができる。ハブにヒンジで連結されたブレードを有する羽根車の例は、具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2015年4月30日に公開された、米国特許公開第2015/0117142号に開示されている。3つの羽根車46が
図3に示されているが、羽根車46は、駆動線44の長さに沿った任意の位置に位置付けられ得、かつ1個、2個、4個、5個、またはそれ以上等の任意の数の混合要素/羽根車46が、駆動線44に沿って位置付けられ得ることが理解される。本発明の一実施形態において、組み立て中、駆動線44に沿って配置される混合要素/羽根車の種類、混合要素/羽根車の数、及び混合要素/羽根車の場所を選択することにより、本発明のシステムを容易にカスタマイズすることができる。
【0108】
本明細書に開示されている羽根車46及びそれに関連して考察されている代替物は、混合要素の例である。しかしながら、混合要素はまた、混合されたときに流体を混合する機能を果たし得るが、通常、羽根車とはみなされない駆動線44上に取り付けられ得る他の構造を含む。そのような他の混合要素の例は、混合において使用するための駆動線44に直接または間接的に取り付けられ得るパドル、撹拌子、フィン、ブレード、バッフル、及び他の構造を含み得る。
【0109】
そこから垂直に外方に突出しているブレード80A及び80Bを有するつなぎ目45を含む羽根車46Aの1つの代替的な実施形態が、
図8に図示されている。そこから横方向に外方に突出しているブレード81A及び81Bを有するつなぎ目45を含む羽根車46Bも図示されている。上に考察されているようなつなぎ目45の代替的な構成を、ブレード80及び81と併せて使用することもできる。また他の実施形態において、混合アセンブリ40は、任意の羽根車または混合要素の使用を除外することができる。例えば、比較的小さい容器18を使用するとき、駆動線44及びつなぎ目45は、独立して、必要な混合を達成するのに十分であり得る。
【0110】
図2は、弛緩されて垂直に延びた状態での混合アセンブリ40を含む容器アセンブリ16を示している。駆動線44A及びBは、横方向に離間しており、すなわち、駆動線44は、第1の端部70が容器18の上端部22に向かって配設されており、第2の端部72が容器18の下端部24に向かって配設されている状態で、並んで配設されている。図示されている実施形態において、駆動線44の全長は、容器18の区画28内に配設されており、駆動線44は、それらの全長に沿って実質的に一定の距離で離間しており、駆動線44は、実質的に平行な配列で配設されている。本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、従来の製造プロセス及び公差から生じるわずかなオフセットを説明することを企図している。下により詳細に考察されるように、代替的な実施形態において、駆動線44は、それらの長さに沿って一体の分離を有する必要はなく、垂直に延びた弛緩された状態にあるとき、平行な配列である必要はない。
【0111】
図3に図示されているように、混合アセンブリ40は、駆動シャフト17と併せて使用される。駆動シャフト17は、第1の端部84と、対向する第2の端部86とを有する。円形プレート90で終端する円錐台形の係合部分88が、第1の端部84に形成されている。切り欠き92は、円形プレート90の周縁上に形成されており、下に考察されるような駆動モータアセンブリを有する駆動シャフト17に係合するために使用される。
【0112】
駆動部分68が、駆動シャフト362の第2の端部86に形成されている。駆動部分68は、ハブ54の開口66内の係止係合を促進することができるように、ハブ54(
図4)の開口66に対して補完的である非円形横断断面を有する。図示されている実施形態において、駆動部分68は、多角形横断断面を有する。しかしながら、他の非円形形状も使用することができる。他の解放可能な係止機構を使用して、駆動シャフト17をハブ54に係合することができることも理解される。例えば、バヨネット型接続、ねじ接続、クランプ、または締め付け具を使用することができるだろう。
【0113】
図1を参照すると、容器ステーション14は、支持カート102上に支持されたハウジング100を備える。支持ハウジング100は、上端部106と対向する下端部108との間に延在している実質的に円筒状の側壁104を有する。下端部108は、そこに取り付けられた床110を有する。結果として、支持ハウジング14は、チャンバ114を境界付ける内側表面112を有する。環状リップ116は、上端部106に形成されており、チャンバ114に対して開口118を境界付ける。上で考察されているように、チャンバ114は、容器18が内部に支持されるように、容器アセンブリ16を受容するように構成されている。
【0114】
支持ハウジング100は、実質的に円筒状の構成を有するものとして示されているが、代替的な実施形態において、支持ハウジング100は、区画を少なくとも部分的に境界付けることができる任意の所望の形状を有し得る。例えば、側壁104は、円筒状である必要はないが、正方形、長方形、多角形、楕円形、または不規則等の様々な他の横断断面構成を有し得る。さらに、支持ハウジング100は、任意の所望のサイズに縮尺され得ることが理解される。例えば、支持ハウジング100は、チャンバ114が、50リットル未満、1,000リットル超の体積、または体積容器18に関して上で考察されているような他の体積もしくは体積の範囲のいずれかを保持することができるように、サイズ決めされ得ることが想定される。支持ハウジング100は、典型的に、ステンレス鋼などの金属から作製されるが、本発明の適用される荷重に耐えることができる他の材料からも作製され得る。
【0115】
図1を続けて参照すると、支持ハウジング100の側壁104は、側壁104を通して延在するように、下端部108に拡大アクセス120を有する。ドア122は、側壁104にヒンジで取り付けられており、アクセス120を開閉するように選択的に枢動し得る。ラッチアセンブリ124は、閉鎖位置でドア122を係止するために使用される。細長い溝の形態で図示されている開口126は、ドア122を通して延在している。開口126は、ポート31が開口126へと突出するか、または別様に、これを通してアクセスされ得るように、容器アセンブリ16がチャンバ114内で受容されたとき、容器アセンブリ16のポート31(
図2)と整列するように構成されている。いくつかの実施形態において、流体またはガスを運搬するための線は、ポート31に連結されており、開口126を通してチャンバ114から延出し得る。先に述べられているように、任意の数のポート31は、容器18上に形成され得、よって、任意の数の分離された線は、開口126を通して、または支持ハウジング100上に形成された他の開口を通して通過され得る。代替的に、異なる種類のプローブ、センサ、挿入具、接続具、または同様のものが、開口126もしくは他の開口を通してアクセスされ得るポート31に連結されてもよい。
【0116】
本発明の一実施形態において、容器18が支持ハウジング100内に配設されたとき、容器18内に含有された流体の温度を制御するための手段が提供されている。例示によって、かつ限定によらず、側壁104は、側壁104を包囲し、入口ポート130及び出口ポート132と連通する1つ以上の流体チャネルを境界付けるように、ジャケット付けされ得る。水またはプロピレングリコール等の流体は、入口ポート130を通して流体チャンネル内に注入され得る。次に、流体は、側壁104の周りにパターンで流動し、次に、出口ポート132を通して延在する。
【0117】
流体チャンネル内に通過された流体の温度を加熱するか、または別様に、制御することにより、支持ハウジング100の温度を制御することができ、次に、容器18が支持ハウジング100内に配設されたとき、容器18内の流体の温度を制御する。代替的な実施形態において、電気加熱要素が、支持ハウジング100上に、またはそれ内に取り付けられ得る。加熱要素からの熱は、容器18に直接または間接的に伝達される。代替的に、ガスバーナーを支持ハウジング100に適用するか、または容器18から流体を抽出し、流体を加熱し、次に、流体を容器18に注入することによる等、他の従来の手段を使用することができる。容器18を生物反応器または発酵槽の一部分として使用しているとき、加熱するための手段を使用して、約30℃~約40℃の範囲の温度まで容器18内の培養物を加熱することができる。他の温度も使用することができる。
【0118】
下にさらに考察されるように、保持器140は、支持ハウジング100の床110の内側表面上に中心に取り付けられる。保持器140は、内方に突出しているU字形状の捕捉リップ144により境界付けられたU字形状の溝142を有する。保持器140は、容器アセンブリ16が支持ハウジング100のチャンバ114内に受容されたとき、第2の回転アセンブリ42Bは、第2の回転アセンブリ42Bの取り付けフランジ53が捕捉リップ144下の溝142内に捕捉され、それにより第2の回転アセンブリ42Bを保持器140に固定し、回転アセンブリ42Bが保持器140に対して垂直に持上げられることを防止するように、溝142(
図3)内に手動でスライドされ得るように構成されている。保持器140の機能は、第2の回転アセンブリ42Bに解放可能に係合することであり、このように、保持器140の構成は、回転アセンブリ42Bの構成が変化するときに変化し得ることが理解される。さらに、保持器は、異なる溝構成を有し得、その現在の形態もしくは改変された形態で、回転アセンブリ42Bに係合するように設計された様々な異なるクランプ、つなぎ目、締め付け具、または同様のものの形態であり得る。同様に、第2の回転アセンブリ42Bは、アクセス120を通して支持ハウジング100の側壁104上に到達することにより保持器140に取設され得ることが理解される。
【0119】
図1に図示されているように、ドッキングステーション12は、スタンド134と、スタンド134に連結された調節可能なアームアセンブリ136と、アームアセンブリ136上に取り付けられた駆動モータアセンブリ300と、を備える。駆動モータアセンブリ300は、駆動シャフト17(
図3)と併せて使用されており、容器18(
図2)内の培養物、溶液、懸濁、または他の液体を混合及び/または懸濁するために使用され得る。続いて
図3を参照すると、駆動モータアセンブリ300は、上表面306から対向する下表面308まで延在している前面305を有するハウジング304を備える。開口310は、上表面306からハウジング304を通して下表面308まで延在している。管状モータ取り付け具312は、ハウジング304の開口310内に回転可能に固定されている。係止ピン316は、モータ取り付け具312から直立している。駆動モータ314は、ハウジング304に取り付けられており、ハウジング304に対するモータ取り付け具312の回転の選択を促進するように、モータ取り付け具312と係合している。駆動シャフト17は、駆動シャフト17の係合部分88がモータ取り付け具312内に保持され、モータ取り付け具312の係止ピン316が駆動シャフト17の切り欠き92内に受容されるように、モータ取り付け具312を通して通過するように構成されている。結果として、駆動モータ314によるモータ取り付け具312の回転は、駆動シャフト17の回転を促進する。取り外し可能なキャップ313は、駆動シャフト17をモータ取り付け具312上に保持するために使用される。駆動モータアセンブリ300及びそれが駆動シャフト17に係合する方法、ならびに駆動モータアセンブリ300の代替的な設計についてのさらなる考察は、その全体が具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2011年8月4日に公開された、米国特許公開第2011/0188928号に考察されている。
【0120】
図9に図示されているように、アームアセンブリ136は、駆動モータアセンブリ300の位置を調節し、また、それにより駆動シャフト17の位置を調節するために使用される。アームアセンブリ136は、垂直に昇降するスタンド134に取り付けられた第1のアーム320と、水平方向に前後にスライドする第1のアーム320に取り付けられた第2のアーム322と、水平方向軸326の周りで回転する第2のアーム322に取り付けられた第3のアーム324と、を備える。駆動モータアセンブリ300は、第3のアーム324に取り付けられる。したがって、アーム320、322、及び/または324の移動により、駆動モータアセンブリ300は、支持ハウジング100及び容器アセンブリ16に対して任意の所望の場所もしくは配向に位置付けられ得る。例えば、駆動モータアセンブリ300は、駆動シャフト17が中心に置かれ、容器アセンブリ16と接続されたときに垂直に配向されるように位置付けられ得る。他の実施形態において、駆動シャフト17は、容器アセンブリ16と接続されたときに垂直から10°~30°の範囲などの角度で配向され得る。ドッキングステーション12、アームアセンブリ136、及び容器ステーション14に関するさらなる考察及び代替的な実施形態は、その全体が具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2011年12月22日に公開された、米国特許公開第2011/0310696号に提供されている。
【0121】
使用中、容器ステーション14及びドッキングステーション12は、
図1に示されているように、共に取り外し可能に連結される。ドッキングステーション12及び容器アセンブリ16が共に連結され得る方法についての一例は、先に参照により組み込まれている、米国特許公開第2011/0310696号に開示されている。他の方法も使用することができる。上で考察されているように、容器ステーション14及びドッキングステーション12を共に連結する前、または後、容器アセンブリ16(
図2)は、支持ハウジング100のチャンバ114内に位置付けられ、第2の回転アセンブリ42Bは、保持器140に固定されている。
【0122】
この位置において、アームアセンブリ136は、第1の回転アセンブリ42Aが駆動モータアセンブリ300と連結され得るように、駆動モータアセンブリ300を適切に位置付けるために使用される。具体的には、
図3に図示されているように、駆動モータアセンブリ300のハウジング304は、ハウジング304を通して延在している開口310と連通するように、前面305及び下表面308上で凹状であるU字形状の受容溝330を有する。受容溝330は、U字形状の捕捉溝334が凹状である内側面332により境界付けられている。
図1に示されているように、ドア336は、ハウジング304にヒンジで取り付けられ、前面305から受容溝330に対して開口を選択的に閉鎖する。
図3に図示されているように、ドア336が開口位置へと回転された状態で、回転アセンブリ42Aのハウジング304への取設を促進するために、回転アセンブリ42Aは、回転アセンブリ42Aの状端部から径方向に外方に延在している取り付けフランジ53が受容され、捕捉溝334内で固定されるように、ハウジング304の前面305から受容溝330へと水平方向にスライドする。第1の回転アセンブリ42Aは、回転アセンブリ42Aの開口66がモータ取り付け具312を通して延在している通路と整列するように、受容溝330へと前進される。次に、ドア336(
図1)は閉鎖位置まで移動され、第1の回転アセンブリ42Aが駆動モータアセンブリ300に係止されるように、ラッチまたは他の係止機構により適所に固定される。
【0123】
次に、回転アセンブリ42A及び42Bは、
図10に示されているように、それぞれ、駆動モータアセンブリ300及び保持器140に固定される。次に、アームアセンブリ136(
図5)を使用して、回転アセンブリ42Aが連結される駆動モータアセンブリ300を昇降することにより可撓性駆動線44に緩みもしくは張りを加えることができる。同様に、アームアセンブリ136を使用して、駆動線44の配向を調節する。例えば、駆動モータアセンブリ300の位置を調節することにより、支持ハウジング100内に中心に置かれ、垂直に配向されるように、駆動線44を調節することができるか、または垂直から10°~30°の範囲等の角度で、駆動線44を配向することができる。他の位置及び配向も使用することができる。
【0124】
いったん第1の回転アセンブリ42Aが駆動モータアセンブリ300に固定されると、駆動シャフト17は、駆動シャフト17がハブ54に係合するように、駆動モータアセンブリ300のモータ取り付け具312を通して、回転アセンブリ42Aの開口66内へと下に前進され得る。液体及び他の構成要素を容器18内に送達することができる。例えば、容器18が生物反応器もしくは発酵槽として機能している場合、媒体、栄養物、及び他の標準的な構成要素と共に、細胞もしくは微生物を容器18に加えることができる。先に考察されているように、化学薬品、薬剤、飲料、食品、または同様のもの等の他の液体も処理することができる。駆動モータ324は、駆動シャフト17を回転させるように作動され得、次に、第1の回転アセンブリ42Aのハブ54、駆動線44、及び羽根車46の回転を開始する。駆動線44及び羽根車46の回転は、容器18内に含有された液体及び構成要素の混合及び/または懸濁を促進する。必要に応じて、混合している間に、液体を同時に散布することができる。
【0125】
駆動線44は、典型的に、容器アセンブリ16が支持ハウジング14及び駆動モータアセンブリ300に固定されたときに緩み売るようにサイズ決めされている。第1の回転アセンブリ42Aを選択的に昇降させるために、アームアセンブリ136(
図9)を使用することにより、駆動線44の緩みまたは張りを調節することができる。駆動線44は緩んでおり、可撓性材料から作製されるため、駆動線44は、
図10に示されているような動作中、それらの長さに沿って螺旋構造へと捩回し、すなわち、駆動線44A及びBは、二重螺旋を形成する。すなわち、駆動線44の第1の端部70は、第1の回転アセンブリ42Aのハブ54の回転と同時に回転し始める。しかしながら、羽根車46、駆動線44、及びつなぎ目45上で液体により生成された抵抗、及び第2の回転アセンブリ42Bのハブ54により生成された摩擦抵抗の結果として、駆動線44A及びBは、各駆動線44を捩じれ下に来させるように、動作中、螺旋構造へと捩回し始める。加えて、駆動線44A及びBが螺旋構造へと捩回すると、駆動線44の垂直方向の長さが短縮される。しかしながら、駆動線44の第2の端部72は、容器18内の流体により、かつ保持器140により、垂直に持上げられることから抑制されるため、駆動線44は、緩みが駆動線44から除去される延長部まで捩回し得るが、したがって、線44は、駆動線44を緊張させて配置する垂直方向の長さに沿ってさらに短縮されることから抑制される。いったん流体抵抗及び摩擦力を克服するために十分な捩じれが駆動線44上に配置されると、駆動線44の全長は、容器18内で回転する。
【0126】
流体抵抗の大部分は、羽根車46により生成され、駆動線44上に生成された捩じれ力は、羽根車46間の区分で変化することが理解される。例えば、
図2を参照すると、第1の回転アセンブリ42Aと第1の羽根車46Aとの間の駆動線44の区分は、概して、駆動線44の区分は、羽根車46Aから第2の回転アセンブリ42Bまで延在している、すなわち、羽根車46A~46Cの各々を含む混合アセンブリ40の一部分により生成された抵抗を被るため、最高の捩じれを被る。対照的に、羽根車46Cと回転アセンブリ42Bとの間の駆動線44の区分は、取り付け具206B及び第2の回転アセンブリ42Bのハブ54により生成された抵抗のみを被る。このように、現在の実施形態の動作中、駆動線44の下区分の捩じれは、駆動線44の上区分の捩じれよりも小さい。
【0127】
駆動線44は、部分的に、線44が動作中に被る張り及び捩じれ力を最小にするために、螺旋構造へと捩回するように特に設計されている。すなわち、駆動線44が螺旋構造へと捩回すると、上で考察され、かつ
図10に図示されているように、駆動線44に適用される捩じれ及び張りの一部分は、駆動線44A及びBを共に押そうとするベクトル力へと変換される。このベクトル力は、結果として、つなぎ目45を圧縮下に配置するつなぎ目45の対向する端部に適用される。しかしながら、つなぎ目45は、十分に剛性であり、不良を伴わずに圧縮荷重を担持し、よって、駆動線44間の離間を維持するために十分な強度を有する。
【0128】
典型的に、駆動線44は、
図10に示されるような内角θ1が、線44と駆動線44の回転軸205に対して垂直に延在している平面204との間に形成されるように、駆動線44が螺旋構造へと捩回することを可能にする長さ及び可撓性を有することが望ましい。角度θ1は、典型的に、20°~70°の範囲にあり、より一般的には、30°~60°または35°~55°の範囲にある。他の実施形態において、角度θ1は、20°、30°、40°、50°、60°、70°よりも大きい、よりも小さい、もしくはそれらと等しい可能性があるか、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にあり得る。他の角度も使用することができる。角度θ1が90°から減少すると、駆動線44上の張り及びトルクのより多くが、上で考察されているようなベクトル力へと変換される。結果として、混合アセンブリ40を角度θ1に対してより小さい角度で動作するように設計することにより、駆動線44は、より細く作製されるか、またはより頑丈でない材料から作製され得るが、依然として必要な荷重に耐えることができる。したがって、駆動線44は、より軽く、かつ/またはより安価に作製され得る。つなぎ目45はまた、駆動線44が、それ自体で巻き込み、すなわち、共に捩回して、混合を不安定化し得、混合アセンブリ内の不良を生じ得ることを防止する助けとなる駆動線44間の離間を維持する機能を果たす。しかしながら、角度θ1が過度に小さくなる場合、組み合わされた駆動線44は、依然として共に巻き込むか、または捩回し得るという増大された危険がある。よって、角度θ1に対して好ましい範囲の角度間に駆動線44を維持することが望ましい。
【0129】
一実施形態において、容器アセンブリ16は、駆動線44及びそれにより形成された螺旋が、動作前及び中に実質的に垂直に配向された状態を維持するように、支持ハウジング100内で構成及び動作され得る。しかしながら、1つの代替例において、保持器140は、支持ハウジング100の床の中心からオフセットされて位置付けられ得、第2の回転アセンブリ42Bは、容器18の床の中心から相補的にオフセットされ得る。次に、アームアセンブリ136(
図9)を使用して、第1の回転アセンブリ42Aの角度及び横位置を調節することができる。このように、駆動線44により形成された螺旋は、5°、10°、15°、20°、または25°よりも実質的に小さい、よりも大きい、もしくはそれらと等しいから、または前述のうちのいずれか2つの間の範囲にある垂直に対する角度で動作するように設定され得る。
【0130】
混合中、離間して保持された少なくとも2つの可撓性駆動線44を有する本発明の混合アセンブリは、多数の独特の利点を有する。例えば、混合アセンブリは、容器アセンブリ16が容易な滅菌、輸送、及び保存に対してそれ自体が圧潰され、かつ折り畳まれ得るように、可撓性を維持する。折り畳まれ、かつ圧潰された容器アセンブリはまた、天井が低い施設であっても、支持ハウジング100のチャンバ114内に容易に挿入され得る。
【0131】
本発明のシステムはまた、本願の背景の節で参照されている国際公開第WO2013/151733号に開示されている単一の可撓性駆動線システムを使用することにより直面する問題の多くを解決する。例えば、単一の可撓性駆動線システムを有する問題の1つは、動作中、単一の可撓性駆動線がそれ自体が容易に巻き込む可能性がある、すなわち、駆動線の長さに沿った1つ以上の場所において、ノット内に捩回し得ることである。この巻き込みは、システムの不良、すなわち、駆動線及び/または袋の破裂を生じ得、流体の非均一な混合を妨害する。さらに、単一の駆動線は、流体の混合中、非常に高い捩じれ及び張りを被る。これらの荷重は、発酵槽として袋が使用されているとき等、急速な速度で大きい体積の流体を混合する必要があるときに有意に増加する。これらの問題は、単一の駆動線の堅さ及び厚さを増加させることにより少なくとも部分的に解消され得るが、単一の駆動線がサイズ及び堅さにおいて増加すると、袋は折り畳むのが困難になり、管理しにくく、かつ製造費用が高くなる。
【0132】
対照的に、共通の回転軸の周りで同時に回転する少なくとも2つの横方向に離間した駆動線44を有する本発明のシステムは、駆動線44が巻き込むか、または共に捩回し得る機会を有意に減少させる。さらに、離間した駆動線44が動作中、螺旋構造へと捩回する結果として、駆動線44上に配置された張り及び捩じれの荷重は、単一の駆動線上に配置される張り及び捩じれの荷重に対して低減される。結果として、単一な駆動線ステムに対して、駆動線44は、高い効率性及び信頼性を維持しながら、システム全体をより軽く、より可撓性、かつ/またはより安価に作製するために、より細く、より可撓性かつ/または安価な材料で作製され得る。
【0133】
上で考察されている実施形態及び代替例は、本発明に対する可能な構成であるが、種々の他の構成及び方法も使用することができることが理解される。例えば、先に述べられているような使用の代替的な方法において、第2の駆動シャフトは、支持ハウジング100の床110内に形成された孔を通して第2の回転アセンブリ42Bのハブ54と連結され得る。しかしながら、この実施形態においてでさえ、駆動線44のいくらかの螺旋捩回が生じ得る。例えば、駆動線44の対向する端部は、再び、一般的な螺旋が駆動線44の長さに沿って形成されるように、駆動線44の中間に向かった対向する方向に捩回し得るか、またはハブ54の回転が、交互に生じ得る、すなわち、一方が他方の前に回転を開始する。
【0134】
混合システム10において、アームアセンブリ136を含むドッキングステーション12が使用される。この設計において、ドッキングステーション12は、内部に容器アセンブリ16を有する任意の数の異なる容器ステーション14と連結され得る。しかしながら、代替的な実施形態において、ドッキングステーション12を除去することができ、アームアセンブリ136を支持ハウジング100上に直接取り付けすることができる。アームアセンブリ及びそれらを支持ハウジング100上に取り付け得る方法についての代替的な例は、その全体が具体的な参照により本明細書に組み込まれる、2013年4月25日に公開された、米国特許公開第2013/0101982号に開示されている。
【0135】
図1に図示されている、上で考察された実施形態において、保持器140は、第2の回転アセンブリ42B(
図2)と係合するように、支持ハウジング100の床110の内側表面上に取り付けられている。
図11に図示されている代替的な実施形態において、保持器140Aは、支持ハウジング100の外側表面の床110上に取り付けられ得る。孔148は、チャンバ114と連通するように、床100を通して中心に延在している。この実施形態において、保持器140Aは、本体150とそこにヒンジで取り付けられた係止アーム152との間に境界付けられた開口149を有する。使用中、係止アーム152が開口位置にある状態で、第2の回転アセンブリ42Bの自由端(
図2)は、開口149内に受容されるように、孔148を通して下に通過される。次に、係止アーム152は、
図11に示されているように、閉鎖位置に移動され、ラッチ154により適所に固定される。本構成において、第2の回転アセンブリ42Bの端部は、保持器140Aに固定される。保持器140及び140Aは、様々な他の構成で提供され得、第2の回転アセンブリ42Bに解放可能に係合することができることのみが必要であることが理解される。また他の実施形態において、保持器は、支持ハウジング100に固定される必要はないが、支持ハウジング100の下の位置で別個の構造上に置かれ得る。第2の回転アセンブリ42Bは、孔148を通して下に通過し、かつ保持器と係合するように構成され得る。
【0136】
本発明の一実施形態において、可撓性駆動線44が容器18の区画28内で回転されている間、容器18の下端部24を静止した状態で保持するための手段が提供されている。この手段の例は、床110の内側表面上に取り付けられた保持器140、床110の外側表面上に取り付けられた保持器140、床110の下に置かれた別個の構造上に取り付けられた保持器140、及び上の場所に配置され得る他の構成の保持器を含む。保持するための手段はまた、任意の数の従来の締め付け技術、及び容器18の下端部24を支持ハウジング100内に固定するために使用され得る分離可能な連動構造を備え得る。そのような構造は、スクリュー、ボルト、フック、ベルクロ(登録商標)、すなわち、面ファスナー材料、ねじ接続、バヨネット型接続、クランプ、もしくは同様のものを使用して、第2の回転アセンブリ42Bもしくは容器18に固定されたいくつかの他の構造を支持ハウジングに固定することを含み得る。
【0137】
混合アセンブリ40Aの代替的な実施形態が、
図12に図示されている。混合アセンブリ40及び40A間の同様の要素は、同様の参照文字により特定される。混合アセンブリ40Aは、第1の回転アセンブリ160Aと、そこから延在している駆動線44A及びBを有する第2の回転アセンブリ160Bと、を備える。第1の回転アセンブリ160Aは、第1の回転アセンブリ42Aと実質的に同じ構成を有し、容器18及び取り付けフランジ53に固定するための密封フランジ52を有する外部ケーシング50を含む。第1の回転アセンブリ160Aは、ケーシング50に対して回転するハブ162を有する。しかしながら、その端部に置かれた開口66(
図4)を有するのとは対照的に、ハブ162は、別の例の係合部分を形成する外方に突出しているステム164を含む。ステム164は、駆動部分68(
図3)を置換する補完的なソケット166を有する駆動シャフト17Aが、ハブ162に固定して係合し、これを回転させ得るように、多角形等の非円形横断断面を有する。
【0138】
図13に図示されているように、第2の回転アセンブリ160Bは、その下端部から径方向に外方に突出している1つ以上の取り付けフランジ171及びその上端部から径方向に外方に突出している拡大された環状密封フランジ172を有する円筒状の基部170を含む外部ケーシング168を備える。基部170及び取り付けフランジ171は、保持器140A(
図12)により係合されるように構成されている。密封フランジ172は、密封フランジ52(
図2)と同じ方法で溶接等により、容器18に固定するように構成されている。外部ケーシング168は、円筒状のブラインドポケット176が形成される上表面174を有する。
【0139】
第2の回転アセンブリ160Bはまた、基部180を有するハブ178を含む。ハブ178はまた、基部180の下端部を包囲しており、かつそこから径方向に外方に突出している環状フランジ182を含む。フランジ182は、ブラインドポケット176内に回転可能に受容され得るように構成されている。ローラスラスト軸受等の環状軸受184A及び184Bはまた、ハブ178が外部ケーシング168に対して自由に回転することができるように、フランジ184の対向する側部上のポケット176内に受容される。カバープレート186は、ハブ178を包囲しており、軸受184A上に位置付けられている。カバープレート186は、ポケット176の周りの離間した場所において、上表面174から突出している係止指部188に係合することにより、適所に固定される。本構成において、カバープレート186は、ハブ178を外部ケーシング168内に保持する。ポケット176は、ブラインドであるため、ハブ178と外部ケーシング168との間にシールを位置付ける必要はないが、流体がポケット176に進入することを防止するために、所望される場合、シールを使用することができることが理解される。回転アセンブリは、様々な他の構成を有し得ることも理解される。
【0140】
駆動線44A及びBの対向する駆動端70及び72は、取り付け具206A及びBを使用して、それぞれ、ハブ162及び178に接続される。本明細書で考察されている他の構成の取り付け具を使用することができるか、または、取り付け具206を除去することができる。駆動線44は、つなぎ目45により分離されており、かつ上に取り付けられた羽根車46を有する。
【0141】
続いて
図12を参照すると、破泡具156が、ハブ162の上端部に配設されている。破泡具156は、ハブ162に固定されたハブ157と、ハブ157の対向する側部から外方に突出しているバー158とを含む。破泡具156は、容器18の上端部に形成された泡を破壊するように、ハブ162と同時に回転する。破泡具156は、様々な異なる構成で提供され得ることが理解される。
【0142】
本発明の一実施形態において、第1の駆動線44A及び第2の駆動線44Bを容器18の区画28内で回転させるための手段が提供されている。例示によって、かつ限定によらず、そのような手段は、回転アセンブリのうちの1つに係合するように構成されており、かつ駆動シャフト17、17Aを回転させる駆動モータアセンブリ300も含む駆動シャフト17、17Aを備え得る。回転させるための手段はまた、回転アセンブリのうちの1つのハブを回転させるために使用され得る他の構造を含む。例えば、本手段は、容器18から突出しており、かつ駆動モータアセンブリ300に直接係合している回転アセンブリのハブを含む。異なる連動特徴を有する他の構成の駆動シャフト17及び駆動モータアセンブリ300も使用することができる。本手段はまた、駆動線44を回転させるために使用され得る他の非駆動シャフトシステムを含む。例えば、ギアアセンブリ、ベルト、駆動ホイール、または他の構造を使用して、ハブを回転させることができる。さらに、容器18の外側に配置されており、かつ容器18内に配設され、かつ駆動線44と連結された対応する構成要素と共に動作する磁気駆動システムを使用して、駆動線44を磁気的に回転させることができる。本手段はまた、羽根車、撹拌子、混合パドル、及び他の攪拌要素を駆動させるために使用される他の従来のシステムを備え得る。
【0143】
上で考察されている実施形態において、混合アセンブリは、2つの離間した駆動線44A及び44Bを含む。
図14に図示されている1つの代替的な実施形態において、回転アセンブリ42A及びB(
図2)間に延在している3つの横方向に離間した駆動線44A~Cを有する混合アセンブリを形成することができる。垂直に延在する休止状態において、全3つの駆動線44A~Cを、単一の平面内に配設し、かつ実質的に平行な配列で配設することができる。単一の連続的なつなぎ目は、駆動線44A~Cの長さに沿った離間した位置において、全3つの駆動線44A~C間に延在し得るか、または1セットのつなぎ目45を使用して駆動線44A及び44Bを分離することができ、異なるセットのつなぎ目45を使用して駆動線44A及び44Cを分離することができる。
【0144】
図15に図示されているような別の実施形態において、離間した駆動線44A~Cは、単一の平面内に配設される必要はないが、再び、駆動線44A~Cが回転アセンブリ42A及びB(
図2)間に延在し得る三角形構成で横方向に離間し得る。また別の実施形態において、回転アセンブリ42A及びB(
図2)間に延在している4つの横方向に離間した駆動線44A~Dを有する混合アセンブリを形成することができる。駆動線44A~Dは、正方形構成または長方形構成で配設され得る。また他の実施形態において、円形、多角形、不規則、もしくは他の構成で配設され得る、5個、6個、7個、8個、9個、またはそれ以上等の他の数の横方向に離間した駆動線44を使用して、混合アセンブリを形成することができる。
【0145】
上で考察されている混合アセンブリはまた、駆動線44間に垂直に、または右角度で突出しているを図示しているつなぎ目45。すなわち、つなぎ目45は、駆動線が垂直に配設されたとき、駆動線44に対して垂直に配設される。しかしながら、代替的な実施形態において、つなぎ目45は、駆動線44に対して垂直に延在している必要はないが、
図17に図示されているように、各駆動線44A及びBから鋭角の内角θ2で突出し得る。例えば、鋭角θ2は、80°、70°、60°、50°、40°、30°、もしくは20°よりも大きい、よりも小さい、もしくはそれらに等しいか、またはそれら角度のうちのいずれか2つの間の範囲にあり得る。いくつかの実施形態において、駆動線44間に延在しているつなぎ目45は、直線である必要はないが、円形、X字形状、U字形状、V字」形状、曲線、円弧、または同様のもの等の様々な異なる構成を有し得る。さらに、駆動線44を保持するために使用される複数の別個のつなぎ目を有することとは対照的に、1つの単一で連続的なつなぎ目は、離間した状態で保持するために駆動線44の長さに沿って延在し得ることが理解される。例えば、駆動線45A及びBの長さに沿った離間した場所において、駆動線44A及びB間で前後に湾曲している単一の連続的なつなぎ目45Aが、
図18に図示されている。開口218は、駆動線45A及びBが組み立て中に通過し得る湾曲区分において、つなぎ目45Aを通して延在している。次に、駆動線は、開口218内で自由に移動可能であり得るか、または圧着、接着剤、溶接、締め付け具、圧入接続、もしくは同様のもの等により、内部に固定され得る。
【0146】
また他の実施形態において、各駆動線44は、別個の連続的な駆動線(
図3に図示されているもの等)を備え得るか、または各駆動線44は、共に連結された複数の別個の駆動線を備え得る。例えば、
図19に図示されているように、駆動線44A1は、複数の接続具219Aにより並列にヒンジで接続された複数の別個の駆動線区分220を備えるものとして図示されている。この実施形態において、接続具219Aは、リングとして図示されている。しかしながら、他の実施形態において、接続具219Aは、駆動線区分220の対向する端部を堅くもしくはヒンジで接続する、圧着、ヒンジ、玉、クランプ、フック、ユニオン、または同様のもの等の様々な異なる構成で提供され得るだろう。駆動線区分220が共に堅く接続されている場合、駆動線区分220は、典型的に、駆動線44A及びBに関して先に考察されているもの等の可撓性材料から作製される。しかしながら、駆動線区分220が比較的短い長さであり、かつ共にヒンジで接続されている場合、駆動線区分220は、剛性または可撓性であり得る。すなわち、駆動線区分220が剛性である場合であっても、区分220が共にヒンジ連結されているため、全体的な駆動線44A1は、可撓性である。
【0147】
駆動線44B1はまた、複数の接続具219Bにより並列にヒンジで接続された複数の別個の駆動線区分222を備えるものとして図示されている。接続具219Bは、接続具219Aと共に考察されているものと同じ構成及び代替物であり得る。複数の離間したつなぎ目45Bは、駆動線44A1及び44B1の長さに沿った離間した場所において、駆動線44A1及び44B1間に延在している。つなぎ目45Bは、接続具219A及び219B間に延在しており、かつそこに堅くまたはヒンジで接続され得る。代替的な実施形態において、つなぎ目45Bは、横方向に離間した隣接する駆動線区分220及び222間に直接延在しているつなぎ目45Cとともに再配置され得、かつそこにヒンジでまたは堅く接続される。
【0148】
また別の代替的な実施形態において、駆動線44A及びBは、1つの連続的な線として一体的に形成され得ることが理解される。例えば、
図20に図示されているように、第1の端部70と対向する第2の端部72との間に両方延在している駆動線44A及び駆動線44Bを備える連続的な線224が図示されている。しかしながら、線224はまた、駆動線44A及び44Bの第1の端部70間に延在している遷移部分225を含む。このように、駆動線44A、駆動線44B、及び遷移部分225は、組み合わさって単一の連続的な一体的な線、すなわち、線224を形成する。線44の第1の端部90は、依然として、上に記載されている取り付け具または方法のうちの1つを使用することによって等、回転アセンブリ42Aに接続され得る。上で考察されているように、線44の第2の端部72は、別個かつ分離型であり、かつ回転アセンブリ42Bに接続された状態であり得る。他の代替例において、線の第2の端部72は、遷移部分225により共に接続され得、第1の端部70は、別個かつ分離型のままである。また別の実施形態において、駆動線44A及びBは、連続的なループの一部分であり得る。
【0149】
上で考察されている実施形態において、駆動線44は、延長した、弛緩した、捩回されていない状態にあるときに実質的に平行な配列で配設されるものとして示されている。しかしながら、代替的な実施形態において、駆動線44は、弛緩された状態であるときに平行な配列で配設される必要はない。例えば、
図21Aの実施形態において、駆動線44は、第1の端部70から第2の端部72まで延在しているとき互いに向かって収束しているが、間に延在しているつなぎ目45により横方向に離間した状態を維持される。
図21Bの実施形態において、駆動線44は、第1の端部70から第2の端部72まで延在しているとき、互いから離れるように分岐している。
図21Cに図示されている実施形態において、駆動線44は、第1の端部70から第2の端部72まで延在しているとき、対称な円弧で外方に湾曲している。
図21Dに図示されている実施形態において、駆動線44は、第1の端部70から第2の端部72まで延在しているとき、ジグザグパターン等の変化パターンで延在している。また他の実施形態において、駆動線44は、対称、非対称、繰り返し、または非繰り返しである他の非平行パターンで延在し得る。
【0150】
可撓性駆動線を組み込む、先に考察されている実施形態において、可撓性駆動線は、容器18の上端壁及び下端壁の両方に固定されることにより支持される。代替的な実施形態において、可撓性駆動線は、可撓性駆動線の長さに沿った1つ以上の場所において、容器の上端壁に固定されることにより支持及び安定化され得る。例えば、本発明の特徴を組み込む流体混合システム10Aの代替的な実施形態が、
図22に図示されている。流体混合システム10Aは、支持ハウジング100Aの区画内に少なくとも部分的に配設された容器アセンブリ16Aを備える。容器アセンブリ16及び16A間かつ支持ハウジング100及び100A間の同様の要素は、同様の参照文字により特定される。さらに、容器16及び支持ハウジング100に関して先に考察されているような開示及び代替的な実施形態はまた、容器アセンブリ16A及び支持ハウジング100Aの対応する要素に適用可能である。
【0151】
図23に図示されているように、容器アセンブリ16Aは、内部に配設された可撓性駆動線44A及びBを有する容器18を備える。可撓性駆動線44の第1の端部70は、回転アセンブリ42Aにより容器18の上端壁33に固定される。混合要素400A及びBが、離間した場所として可撓性駆動線44上に取り付けられる。混合要素400A及びBの各々は、羽根車または他の種類の混合要素を備え得る。代替的な実施形態において、容器アセンブリ16Aは、1つ、3つ、または4つ以上の混合要素400を備え得る。駆動線44の第2の端部72が下端壁34に固定された容器アセンブリ16とは対照的に、容器アセンブリ16Aは、下端壁34の上に吊るされており、かつこれに接続されていない駆動線44の第2の端部72を有する。
【0152】
容器18の区画28内の駆動線44を安定化させるために、容器アセンブリ16Aは、横方向支持アセンブリ402を備える。下により詳細に考察されるように、ハブ228は、横方向支持アセンブリ402に回転可能に取り付けられており、ブレース206Bは、駆動線44の第2の端部72をハブ228に固定している。横方向支持アセンブリ402は、容器18の側部20に固定された第1の端部405及びハブ228に固定された対向する第2の端部407を有する保持アセンブリ404を備える。横方向支持アセンブリ402はまた、保持アセンブリ404内に選択的に受容及び固定された支持ロッド406を含む。保持アセンブリ404は、容器18の側部20に連結された第1の端部405にあるポート金具410と、ハブ228が回転可能に取り付けられた第2の端部407にある受容器408と、ポート金具410と受容器408との間に延在している可撓性チューブ412と、を備える。
【0153】
図24に図示されているように、受容器408は、圧着、接着剤、クランプ、締め付け具、または同様のもの等により、ハブ228に堅く固定された内部ハウジング414を備える。受容器408はまた、内部ハウジング414を包囲する外部ハウジング416を含む。玉スラスト軸受、ローラスラスト軸受、または他の種類の軸受等の軸受418が、内部ハウジング414と外部ハウジング416との間に配設されている。軸受418は、内部ハウジング414及びハブ228が外部ハウジング416に対して同時に回転することを可能にする。外部ハウジング416は、本体420であって、そこから外方に突出している管状ステム422を有する本体420を含む。ステム422は、本体420と共に一体的に形成され得るか、またはこれに固定され得る。環状かかり部423は、可撓性チューブ412に係合するように、ステム422の端部を包囲し得、かつその上で外方に突出し得る。ステム422は、本体420内に延在し得る開口426を境界付ける内側表面424を有する。本体420は、ステム422の内側表面424上に形成されており、かつ/または係合ねじ428である。
【0154】
図24にも図示されているように、ポート金具410は、第1の端部432及び対向する第2の端部434を有する管状ステム430を備える。環状かかり部436は、第2の端部434を包囲し得、かつ可撓性チューブ412に係合するように、そこから外方に延在している。保持フランジ438は、第1の端部432から径方向に外方に突出している。下により詳細に考察されるように、保持フランジ438は、ポート金具410を剛性支持ハウジング100に固定するために使用される。保持フランジ438は、ステム430を包囲している必要はなく、かつ様々な異なる構成を有し得る。取り付けフランジ440は、対向する端部432及び434間の場所において、ステム430を包囲しており、かつそこから径方向に外方に突出している。取り付けフランジ440は、液密シールを形成するように、容器18の側部20に溶接されるか、または別様に、固定される。結果として、ポート金具410の第1の端部432は、容器18の外側に配設されており、第2の端部434は容器18内に配設されている。ステム430は、内側表面442であって、そこを通して延在している通路444を境界付ける内側表面442を有する。
【0155】
可撓性チューブ412は、に任意の種類の可撓性チューブ、配管、ホース、管、または同様のものを備え得、典型的に、弾性ポリマーから構成される。チューブ412を可撓性にすることによって、チューブ412は、出荷、保存、廃棄、または同様のもののために、容器18を圧潰したときに折り畳まれるか、または圧延され得る。代替的な実施形態において、チューブ412は、可撓性である必要はないが、剛性または半剛性であり得ることが理解される。チューブ412は、チューブ412を通して第1の端部450から対向する第2の端部452まで長手方向に延在している通路448を境界付ける内側表面446を有する。チューブ412の第1の端部450は、液密シールを形成するように、ポート金具410のステム430にわたって前進されており、チューブ412の第2の端部452は、液体型シールを形成するように、受容器408のステム422にわたって受容されている。引っ張りつなぎ目、圧着、クランプ、または同様の構造等の締め付け具454は、チューブ412とステム422及び430との間の係合を固定するように、第1の端部450及び第2の端部452の周りに固定され得る。
【0156】
使用中、
図22に図示されているように、容器アセンブリ16Aは、支持ハウジング100Aのチャンバ114内に受容される。支持ハウジング100Aは、
図1に関して先に考察されているような支持ハウジング100と実質的に同一であり同様の要素は、同様の参照文字により特定される。支持ハウジング100Aは、床110(
図1)上に置かれる保持器140を含まないという点で、支持ハウジング100とは区別される。むしろ、支持ハウジング100Aは、側壁104上に取り付けられた係止金具460を含む。
図25及び26に図示されているように、係止金具460は、第1の端部464及び対向する第2の端部466を有する基部462を備える。通路468は、対向する端部464及び466間の基部462を通して中心に通過する。フランジ470は、対向する端部464及び466間の場所において、基部462を包囲し得、かつそこから径方向に外方に突出し得る。支持ハウジング100Aの製造中、孔475(
図22)は、チャンバ114まで延在するように、側壁104を通して形成され得る。各係止金具460の第2の端部466は、フランジ470が側壁104の外側表面に対して当たるように、孔475内に受容される。次に、溶接または他の締め付け技術を使用して、各係止金具460を対応する孔475内で支持ハウジング100Aに固定することができる。
【0157】
図26を参照すると、捕捉具472が、第2の端部466において、基部462の端面上に形成される。捕捉具472は、支持ハウジング100Aの内側表面112に隣接して配設置されており、U字形状の本体474であって、そこを通過するU字形状の開口476を有するU字形状の本体474を有する。U字形状の開口476は、基部462を通して通過する通路468と整列される。本体474は、アンダーカットU字形状のチャンネル480と、チャンネル480に隣接して径方向に内方に突出しているU字形状の捕捉リップ482とを含む内側表面478を有する。捕捉具472は、ポート金具410上の保持フランジ438がチャンネル480内にスライド可能に受容及び捕捉され得る、そのため、係止金具460の通路468がポート金具410の通路444と整列されるように構成されている。保持フランジ438及び/またはチャンネル480は、解放可能な摩擦嵌合が間に形成されるようにテーパ状であり得ることが理解される。ポート金具410を係止金具460に解放可能に固定するために使用され得る様々な異なる締め付け技術があることも理解される。
【0158】
係止金具460はまた、基部462の第1の端部464上に形成されており、かつ支持ハウジング100Aの外側に置かれた係止溝486を含む。係止溝486は、基部462を通して通路468へと通過し、かつ通路468に対して平行に走行している第1の脚488を含む。係止溝486はまた、基部462の周辺の一部分の周りに延在するように、その端部において、第1の脚488に対して垂直に延在している第2の脚490を含む。第2の脚490がまた、通路468まで延在している。
【0159】
続いて
図25を参照すると、各支持ロッド406は、第1の端部502と対向する第2の端部504との間に延在している直線シャフト500を備える。係止ねじ506が、第2の端部504上に形成されている。係止アーム508は、第1の端部502において、シャフト500から径方向に外方に突出している。係止アーム508は、係止溝486内に受容されるようにサイズ決めされている。支持ロッド406は、典型的に、金属から構成されているが、他の剛性または半剛性材料を使用することもできる。
【0160】
使用中、先に考察されているように、かつ
図22に図示されているように、容器アセンブリ16Aは、支持ハウジング100Aのチャンバ114内に受容される。先に考察されているように、かつ
図27に図示されているように、いったん挿入されると、各ポート金具410は、対応する係止金具460に固定される。本組み立て構成において、支持ロッド406の第2の端部504は、係止金具460の通路468を通り、ポート金具410の通路444を通して、チューブ412の通路448へと前進される。各支持ロッド406は、係止ねじ506が保持アセンブリ404上の係合ねじ428に到達するため、前進を続ける。同時に、係止アーム508は、係止溝486の第1の脚488(
図26)内に受容される。この位置において、係止アーム508は、支持ロッド406を係止金具460に係止するように、係止溝406の第2の脚490を通して下方に回転され得る。係止アーム508が回転されると、上に係止ねじ506を有するシャフト500が回転される。係止ねじ506が回転されると、受容器408上の係合ねじ428にねじ止め係合し、それにより、支持ロッド406を受容器408に固定する。結果として、支持ロッド406の対向する端部は、ハブ228に対する垂直かつ横方向の剛性支持を生成し、よって可撓性駆動線44に対する垂直かつ横方向の剛性支持も生成する係止金具460及び受容器408に固定される。バヨネット型接続、ルアーロック接続、クランプ、別個の締め付け具、または同様のもの等、支持ロッド404の対向する端部の一方または両方を固定するために、様々な他の接続を使用することができることが理解される。
【0161】
横方向支持アセンブリ402による可撓性駆動線44の垂直かつ横方向の支持は、多数の利点を達成する。例えば、混合要素400が羽根車である場合、羽根車の回転により、羽根車が横方向に移動する。駆動線44及び混合要素400の横方向の移動により、容器18に対する損傷を生じる可能性があり、かつ容器14内の不規則な混合を生成し得る。不規則混合は、混合システムが細胞もしくは微生物を成長させるために使用される生物反応器もしくは発酵槽使用されている場合に特に問題であり得る。このような場合、不規則な混合は、細胞もしくは微生物に対する望ましきないせん断力を加え得るか、または細胞もしくは微生物に対する不規則な供給もしくはガス輸送を生じ得る。横方向支持アセンブリの使用は、駆動線44及び容器18内の混合要素400の望ましくない横方向の移動を防止し、均一な混合を維持する助けとなる。図示されている実施形態において、1つのみの横方向支持アセンブリ402が示されているが、代替的な実施形態において、容器アセンブリ16Aは、2つ、3つ、またはそれ以上の垂直に離間した横方向の支持アセンブリと共に形成され得る。すなわち、駆動線44は、容器18の高さに沿った異なる場所において、離間したハブへと収束し得るだろう。次に、別個の横方向支持アセンブリ402は、各別個のハブに接続され得、それにより駆動線44を異なる場所で横方向に支持し得る。
【0162】
駆動線44に対する垂直かつ横方向の支持の結果として、駆動線44の第2の端部72は、容器18の下端壁34に接続される必要はない。いくつかの場合、これは、容器18のより便利な折り畳みを可能にするため、有益である。すなわち、容器18に対するいくつかの設計において、容器18の最もコンパクトな折り畳みには対向する端壁33及び34の中心が互いに離れるように引っ張られることが必要である。駆動線44が対向する端壁33及び34に固定されている場合、端壁を互いに離れるように引っ張ることができず、よって容器18を最もコンパクトな方法で折り畳むことがきない。
【0163】
図29に図示されているように、さらなる横方向及び/または垂直な支持が駆動線44の第2の端部72に対して必要とされる場合、ガイライン510を使用して、さらなる支持体を加えることができる。具体的には、複数のガイライン510は、第1の端部512と、対向する第2の端部514とを各々有する。第1の端部512は、受容器408に接続され得、第2の端部514は、下端部24において、容器18(密封係合での)を通して通過し、容器18の外側に配設され得る。使用中、容器18が支持ハウジング100A(
図25)内に配設されているとき、ガイライン510は、緊張され得、第2の端部514は、支持ハウジング100Aまたは容器18の外側に配設されたいくつかの他の構造に接続される。ガイライン510は、同じ材料から作製され得、駆動線44と同じ特性を有し得る。他の特性を有する線も使用することができる。3つのガイライン510が
図29に示されているが、代替的な実施形態において、1個、2個、4個、5個、またはそれ以上のガイライン510を使用することができることが理解される。
【0164】
図30に図示されている同様の代替的な実施形態において、ガイライン510を使用して、駆動線44の第2の端部72を独立して横方向かつ垂直に支持することができる。具体的には、先に考察されているような受容器408(管状ステム422を有しない)を使用して、ハブ228を回転可能に支持することができる。複数の径方向に離間したガイライン510は、再び、受容器408に接続された第1の端部512と、容器18を通して通過し、かつ支持ハウジング100もしくは支持ハウジング100の外側のいくつかの他の構造に接続する対向する第2の端部514とを有し得る。しかしながら、
図29に図示されているシステムとは対照的に、受容器408を使用することを除いて、横方向支持アセンブリ402の残りの部分を除去することができる。
【0165】
他の実施形態におけるように、上のシステムは、ガイライン510に駆動線44の第1の端部70を支持させることにより反転させることができ、駆動線44の第2の端部72は、2に図示されているような第2の回転アセンブリ42Bにより支持される。同様に、
図22に図示されている実施形態に対する他の代替例において、第1の回転アセンブリ42Aを除去することができ、駆動線44の第1の端部70は、横方向支持アセンブリ402を駆動線44の第1の端部70に位置づけることにより、横方向かつ垂直に支持され得る。次に、第2の回転アセンブリ42Bを使用して、
図2に関して図示され、先に考察されているものと同じ方法で、駆動線44の第2の端部72を容器の下端壁34に固定することができる。
【0166】
上の実施形態の大部分において、容器18は、可撓性袋であるものとして考察及び図示されている。しかしながら、代替的な実施形態において、容器は、剛性容器を備え得る。例えば、混合システム10Bは、
図31及び32に図示されている。混合システム10及び10B間の同様の要素は、同様の参照文字により特定される。混合システム10Bは、区画28を有する容器18Bを備える。しかしながら、容器18B、ステンレス鋼などの金属から作製されることによる等、剛性であり、上端部22に置かれた露出された開口518を有する。先に考察されているように、駆動線44A及びB、つなぎ目45、ならびに羽根車46、または他の混合要素を含む混合アセンブリ40Bが、区画28内に少なくとも部分的に配設されている。回転アセンブリ42Aを使用して、駆動線44の第1の端部70を駆動モータアセンブリ300に接続することができる。しかしながら、回転アセンブリ42Aは、容器18Bに直接接続されていない。上で考察されているものと同じプロセスを使用して、混合アセンブリ40Bを区画28内で回転させて流体を内部で混合させることができる。しかしながら、この実施形態において、区画28は、密閉されておらず、よって、無菌ではない。
【0167】
本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱せずに、他の特定の形態で具現化され得る。例えば、異なる実施形態の各々に関して上で考察されている特徴の全ては、異なる実施形態間で混合及び適合されて、新たな実施形態を生成することができる。記載されている実施形態は、あらゆる点において、単なる例証とみなされ、限定的なものとみなされるべきではない。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によるよりもむしろ、添付の特許請求の範囲により示される。特許請求の範囲の等価物の意味及び範囲内に該当するあらゆる変更は、それらの範囲内に含まれるべきである。