用于生物药物和生物制剂的小量冻融系统技术方案

用于至少一种生物制品的冷冻和融化中至少之一的设备，包括：　　　　一个用于小量的至少一种生物制品的冷冻和融化中至少之一的单元，该单元具有至少两个相对表面；　　　　其中两个相对表面中至少之一与用于冷冻和融化中至少之一的至少一个驱动设备相连，并且其中所述至少两个相对表面之间的间隔相对于用于对一种生物制品进行冷冻和融化中至少之一的大量单元的冰冻路径的长度或截面按比例设置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物药物和生物制剂的冷冻和融化。特别是，本专利技术涉及利用一个小量系统，通过可控的冷冻和融化实现对较少量或份数生物药物和生物制剂的保存和加工。
技术介绍
利用改进的商业型冷冻设备以及后续在室内的融化，对生物药物和生物制剂(合称，“生物制品”)，例如包括，但不局限于，蛋白质、细胞、抗体、药物、血浆、血液、生物缓冲溶液、细胞培养基、病毒、血清、细胞碎片，细胞成份以及其它生物制品，进行保存(冷藏)和加工(冻融)时，通常所需制品的量较大。这些方法导致次优过程条件，从而使制品发生显著的降解或损耗。例如，生物制品可在容积从1升到500升的容器内进行冷冻和融化。但是，进行如此大量生物制品冻融试验的公司以及研究院，通常没有能力利用特定的设备对生物制品在冻融过程中将发生如何反应进行完全测试。这增加了一定的危险和费用，特别是当生物制品在加工过程中受到损坏时。即使采用确定和常规的方法，对少量的采用小容器，如管状瓶或小瓶存放并放置在特定温度下的试验室用制冷器内或放置在室内温度变化曲线可知的特定冷藏室内的不稳定生物制品进行保存和加工也具有一定危险。这种冷冻方法的不足在于容器与容器之间存在的温度梯度，从而使冷冻和加工过程中的条件发生明显变化并使制品发生降解或/和损耗。而且，通过将小容器放入冷的氮气(一般由液氮制成)中并将它们冷却一段时间后将它们倒入液氮中进行的保存和加工，可将冷却和冷冻中的温差在容器与容器之间传递，同时这种非控的冷冻也穿过制品的整个体积。另外，少量生物制品的融化一般是通过将其放置在一定的空间环境中实现的，这样会引发可能对制品有害的缓慢的和不受控的融化。快速和受控的融化产生更高的制品质量并且减小或消除制品降解和/或损耗。通过冻融对小量生物制品的保存和加工，通常伴随着在冷冻之前的制品的过冷。在小容器中的制品的过冷与容器大小，温度梯度，冷却速度以及是否具有冰生长核有关。过冷可能根据容器的不同而不同，从而形成一个不可逆过程。过冷之后为一个温度大约升至0℃的对一部分制品体积的快速(骤然)冷却，并且随后为一个对制品其余部分的缓慢冷却。过冷和骤冷都可对制品产生危害，并且，因为它们是一个不可逆过程，制品的质量会随着容器而发生变化。减小或消除过冷可提供统一的制品加工并提高整体的制品质量。这样，需要有一种方法能可靠地和可重复地，以可控方式穿过整个制品体积地，对小量生物制品实现冷冻(无过冷)和融化加工，从而保证恒定的冷冻和融化条件。
技术实现思路
简而言之，本专利技术通过提供用于对小量(small scale)生物制品进行冷冻和/或融化的设备，系统和方法来满足上述需要。依据上述要求，本专利技术的一个目的就是提供一个用于冷冻和/或融化小量生物制品的冻融单元。首先，本专利技术提供对至少一种生物制品进行冷冻和/或融化的设备。所述设备具有一个可对小量的至少一种生物制品进行冷却和/或融化的单元，所述单元具有至少两个相对的表面。所述表面中的至少一个表面与至少一个用于冷冻和/或融化的驱动设备相连。所述表面被按比例地隔开，从而与一个用于冷冻和/或融化一种生物制品的大量(large scale)单元的冰冻路径的长度或截面相对应。第二，本专利技术提供一种可用于对小量的至少一种生物制品进行冷冻和融化的系统。所述系统具有一个用于冷冻和/或融化小量的至少一种生物制品的单元，所述单元具有至少两个相对的表面，至少一个用于冷冻和/或融化的驱动设备与至少一个相对表面相连，并且在所述单元中至少有一个容器是用于容纳至少一种生物制品的试样。所述相对表面被按比例地隔开，从而与一个用于冷冻和/或融化一种生物制品的大量单元的冰冻路径的长度或截面相对应。第三，本专利技术提供一种用于冷冻和/或融化少量至少一种生物制品的方法。所述方法包括提供一个用于冷冻和/或融化至少一种生物制品的单元，所述单元具有至少两个相对表面。所述方法还包括将所述相对表面的至少一个表面与至少一个用于冷冻和融化的驱动设备相连接，以及对至少一种生物制品进行冷冻和/或融化，其中所述生物制品被放置在所述单元中。通过下述针对本专利技术的不同方面的详细描述以及所配的附图，本专利技术的这些，以及其他目的，特点和优点将趋于明确。附图说明图1说明了一个如本专利技术所述的具有冷冻/融化驱动设备的冻融单元的一个例子。图2说明了图1所示冻融单元的一侧，以详细说明其夹持系统。图3说明了图1所示冻融单元内一个处于部分冷冻态下样品的试样袋子。图4所示为对于相同试样的一个关于小量加工和大量加工的冷冻曲线。图5所示为分布在多个容器内的另一个小量样品的冻融曲线。图6说明了如本专利技术所述的具有冷冻/融化驱动设备的冻融单元的另一例子。图7说明了用于生物制品试样的具有多个小室的冻融单元的一个例子。图8说明了一个用于图7所示冻融单元的一个备选热传导包层。图9说明了一个在插入冻融单元之前用于保持生物制品的试样的盒子。图10所示为一个如本专利技术所述冻融系统例子的一个方框图。具体实施例方式图1说明了一个如本专利技术所述的连有冷冻/融化驱动设备12的冻融单元10的例子。在本例子中冷冻/融化驱动设备是相同的，然而这并不是必须的。本例的冻融单元为方形，虽然其形状还可以为，诸如，棱状梯形，长斜方形，柱状，或者卵形。单元侧面板(如侧面板24)的材质可以由不同材料制成，例如金属。侧面板还可以不同的方式连接在一起，例如通过螺栓连接在一起。金属例如可以是不锈钢。最好，能根据特定的应用需求选择侧面板的材料。例如，若需要进行缓慢的冷冻或融化，则聚合物材料是一种可以满足该目的的材料实例。若需要进行适中的冷冻或融化，则不锈钢是一种可以满足该目的的材料实例。虽然，图1所示单元10中有两个冷冻/融化驱动设备，可以理解，也可采用其他个数的冷冻/融化驱动设备，例如一个侧面板与一个冷冻/融化驱动设备相连。例如，单元10可被用于对一种生物制品的少量样本的冻融特性进行测试。如另一个例子中，单元10可被用来独立地保存和加工小量的生物制品，此时所用容器的大小(参见图3)基本上就是制品最终的体积。如图1所示冷冻/融化驱动设备，与冻融单元的相反侧面相连，以便为生物制品产生一个笔直的冰冻路径(freezing path)。每个冷冻/融化驱动设备12具有一段盘绕的导管14，传热流体(未画出)可流经该导管，例如从导管的入口16至出口18。例如，冷冻/融化驱动设备可以采用带有导管的板状形式，该导管内可有热交换媒质，例如，热交换流体。将供流体流动的冷冻/融化驱动设备的内管设计成，提供均匀和湍流可控的液流，以及使在冷冻过程中从单元/容器传至流体和在融化过程中从流体传至单元/容器的热传导通量都均匀。可以应用的传热流体的类型包括液态硅树脂，乙二醇以及盐水。一种监测和控制冷冻过程的方法是在入口和出口处都对冷却剂的温度进行监测。监测可以是自动的(例如，采用计算机和/或控制器)，在入口的传热流体的温度是可控的，从而为了满足特定的应用需要而对冷却的温度/速度或方式产生作用。例如，冷却剂的温度为可调的，从而使较大容器中生物制品的冷却方式可以完全相同。在另一个实施例中，如图1所示的一个单一的盘绕导管14可以被替换为几个水平的平行布置的导管，其中每两个相邻导管中流体的流向可以为同向的也可以为逆向的。该设计方式适宜解决在侧面板(例如，侧面板24)顶部和底部之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉·武特，理查德·维什涅夫斯基，埃里克·李，乔纳森·韦布，
申请(专利权)人：综合生物系统公司，
类型：发明
国别省市：