用于促进压缩袋中血浆的自下而上冷冻的差式气流系统技术方案

本公开涉及一种用于快速冷冻容纳生物产品、具体是血浆的单独的袋(100)或多个单独的袋的方法和系统。该方法和系统通过在水平放置的袋的上部(102)表面和底部(101)表面上施加差式气流(200)来有利于自下而上的冰生长，其中，空气在袋的底部上的速度高于在袋的顶部上的速度。袋的底部上的传热系数比顶部的大10倍。血浆袋的上部表面和底部表面上的差式气流由至少一个风扇或鼓风机施加。一种通过使用差式气流系统用于冷冻袋的方法，包括：提供受控温度腔室；将差式气流系统放置到受控温度腔室中；通过风扇和流动输送机将受控温度腔室内部的冷空气驱动到翅片和支撑件，使支撑件或翅片冷却；将袋或容纳袋的壳体放置在支撑件上；通过压缩装置抵靠支撑件将袋或壳体压缩；将袋冷冻。冻。冻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于促进压缩袋中血浆的自下而上冷冻的差式气流系统


[0001]本公开涉及一种用于快速冷冻容纳生物产品(具体是血浆)的单个袋或多个单独袋的方法和系统。具体地，本公开涉及一种用于促进压缩袋中血浆的自下而上冷冻的差式气流系统。

技术介绍

[0002]生物液体，诸如血浆，通常从供体收集、加工和储存，典型地冷冻以使降解最小化，直到其使用。常见地，袋是用于生物液体的首选容器，并且由生物相容性材料制成。袋能够具有若干构型、体积选项、安全特征和其他特性以改进整个过程。
[0003]关于血浆保存，冷冻是关键步骤，因为新鲜冷冻的血浆是用于出血性疾病患者的凝血因子(具体是因子VIII)的主要来源。现有医学和科学文献推荐血浆应当在
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25℃或更低温度下冷冻以实现因子VIII的最高产量，并且当血浆凝固时间超过一小时时，因子VIII的含量在冷冻期间发生减少。因此，在过去几年中，为了快速冷冻容纳在袋中的血浆的目的，已经开发了若干具体应用于血浆冷冻的冷冻机。
[0004]大多数最近的方法和装备，常见地被称为接触/冲击冷冻机，使用冷却板(通过循环冷却剂冷却)以快速冷冻血浆袋。它们中的一些包括压缩它们之间的袋的平行冷却板，从而促进袋之间的快速冷冻和均匀性。装备中的一些将冷却板布置在竖直平面中，同时其他装备优选水平布置。然而，这些几何形态能够导致产品的损失，或因子VIII的活性降低。在冷冻期间，形成纯冰并且血浆溶质浓缩在剩余的水中，并且当超过溶质的溶解度时，每种溶质形成晶体。使用现有装备，通过压缩冷却板，在袋的两壁中高度促进到袋的热传递，由此促进冰从壁生长到容器的中间，导致溶质分布的不均匀性。溶质将逐渐浓缩在血浆袋的中间，并且因子VIII的分子将长时间暴露于高浓度的盐中，导致分子失活并且由此损失因子VIII。此外，血浆袋与冷却板的直接接触可能导致袋的变形和破裂，并且因此损失产品。为了避免这个问题，已经描述了若干框架和盒子，然而这些解决方案中的一些、具体是由低传导性材料(塑料)制成的那些解决方案，将减少到袋的热传递，并且因此增加冷冻时间。
[0005]尽管已经存在有助于改进血浆冷冻过程的系统和方法，但是这些系统仍然没有解决由于冷冻不均匀性(溶质分布)的因子VIII损失的问题。不受控制的冷冻几何形态是发生在生物制剂的冷冻溶液中的溶质分布的不均匀性的一个原因，因为它使溶质朝向容器的底部和中心位移。这针对各种系统进行了描述，其中，将浓缩区域(典型地是容器的底部或中心)与稀释区域(典型地是容器的顶部)相比，冰基质中溶质的局部组成(每cm3)示出超过100％的变化。因此，需要设计一种简单并且可重复的血浆袋冷冻系统，其能够用于冷冻多个袋，同时避免溶质不均匀性。先前的研究表明，在冷冻过程期间溶质分布的不均匀性能够通过使用受控的冷冻几何形态，即通过自下而上冷冻来降低(在doi:10.1002/btpr.1771中)。
[0006]本公开旨在通过使用用于促进血浆袋冷冻期间自下而上的冰生长的差式气流系统来解决以上所提到的问题。本公开的另一方面涉及用于血浆袋的壳体，以便保持其完整
性并且保护它们免受外部应力，同时保持袋的底部表面处的热传递。

技术实现思路

[0007]本公开提供了一种通过使用用于促进自下而上的冰生长的差式气流系统用于冷冻血浆袋的方法和系统。
[0008]本公开提供了一种通过在水平放置的袋的上部表面和底部表面上实施用于自下而上的冰生长的差式气流用于冷冻单独的袋或多个单独的袋的方法和系统。
[0009]在本公开中，差式气流意味着袋的底部上的传热系数不同于袋的顶部上的传热系数，优选地，袋的底部上的传热系数比顶部的大10倍，以用于自下而上的冷冻几何形态。
[0010]在一个实施方式中，血浆袋的上部表面和底部表面上的差式气流由至少一个风扇施加。能够使用风扇或鼓风机，优选地使用风扇。
[0011]在一个实施方式中，差式气流系统可以包括多个风扇，优选每个袋具有一个风扇。
[0012]在一个实施方式中，风扇应当适合于在低温环境中使用。
[0013]在一个实施方式中，控制风扇的速度以方便地根据冷冻过程来增加或减少热传递。
[0014]在一个实施方式中，控制风扇的速度使得袋的底部上的传热系数比顶部的大10倍。
[0015]在一个实施方式中，袋的顶部上的传热系数必须小于5W/(m2.℃)，优选地小于2W/(m2.℃)；并且袋的底部上的传热系数必须高于20W/(m2.℃)，优选地高于50W/(m2.℃)。
[0016]在一个实施方式中，差式气流系统包括流动输送机以将空气从风扇驱动到血浆袋的底部表面。
[0017]在一个实施方式中，流动输送机内的空气具有在从约1m/s到约10m/s、并且更优选从约2m/s到约8m/s范围内的速度。
[0018]在一个实施方式中，流动输送机由诸如塑料、聚合物或其他具有低传导率的低导热率材料制成。
[0019]在一个实施方式中，差式气流系统包括支撑件以接收袋。该支撑件是网格件或固体金属板。
[0020]在一个实施方式中，支撑件可以包括翅片以获得从空气到支撑件的最大热传递。翅片可以具有若干构型，从而确保从空气到支撑件的最大热传递。
[0021]在一个实施方式中，支撑件和翅片可以由诸如铝、不锈钢、铜或其他的高导热材料制成。
[0022]在一个实施方式中，支撑件的尺寸可以变化，使得其能够接收一个袋或多个袋。支撑件的厚度能够从1mm直到10mm。
[0023]在一个实施方式中，风扇或多个风扇垂直于支撑件，直接连接到流动输送机。
[0024]在一个实施方式中，风扇或多个风扇能够位于支撑件和翅片下方。
[0025]本公开提供了一种接收袋的壳体，用于增加冷冻一致性，以防止当压缩时在袋的顶部上成核(nucleation)并且用于在袋的冷冻和储存期间进行保护。
[0026]在一个实施方式中，壳体可以具有在底部处的开口以促进袋的底部表面中的热传递。
[0027]在一个实施方式中，壳体能够由聚合物、纸板或其他具有低导热率的材料制成。壳体能够由可压缩材料制成。优选地，壳体由即使在低温下(例如
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50℃)也保持其完整性的材料制成。
[0028]在一个实施方式中，壳体的底部表面可以具有开口或诸如铝的高导热材料的薄膜，以确保到壳体内部的袋的底部的热传递。
[0029]在一个实施方式中，壳体的顶部表面可以具有低导热材料附加层以便防止在袋的顶部处成核。
[0030]在一个实施方式中，壳体顶部上的传热系数(材料热导率除以其厚度)必须小于5W/(m2.℃)，优选地小于2W/(m2.℃)。
[0031]在一个实施方式中，壳体能够被设计成接收一个袋或多个袋。
[0032]在一个实施方式中，差式气流系统包括压缩装置以压缩袋或壳体，以增加底部表面抵靠支撑件的接触。
[0033]在一个实施方式中，压缩装置由诸如塑料、聚合物或具有高刚性和低传导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷冻容纳生物流体的单个袋或多个袋的方法，用于自下而上的冰生长，包括以下步骤：提供受控温度腔室；将气流系统放置到所述受控温度腔室中；将袋或容纳所述袋的壳体放置在支撑件上；抵靠所述支撑件压缩所述袋或所述壳体；在所述受控温度腔室内部驱动冷空气，以便获得用于冷冻所述袋的差式气流；其中，所述差式气流是通过在所述袋的底部上吹送空气，使得所述袋的底部上的空气速度高于所述袋的顶部上的空气速度来获得的，从而允许自下而上的冰生长。2.根据任一项前述权利要求所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋的底部上的传热系数比顶部的大10倍。3.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述差式气流是通过在所述袋的底部上吹送比在所述袋的顶部上更多的空气来获得的。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋的顶部上的传热系数必须小于5W/(m2.℃)，并且所述袋的底部上的传热系数必须高于50W/(m2.℃)，其中，所述气流具有在从约1m/s到约10m/s范围内的速度。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋的顶部上的传热系数小于2W/(m2.℃)；并且所述袋的底部上的传热系数高于20W/(m2.℃)，其中，所述气流具有在从约1m/s到约10m/s范围内的速度。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，通过风扇和流动输送机在所述袋的底部处、在所述支撑件处或在所述支撑件的翅片处驱动并且吹送冷空气来实现所述差式气流。7.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述支撑件是传热板。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述支撑件呈水平平面构型。9.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述支撑件呈包括至少2层、优选至少3层、更优选2
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10层的竖直堆叠构型。10.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋或容纳所述袋的所述壳体以水平平面构型放置在所述支撑件上。11.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋或容纳所述袋的所述壳体以竖直堆叠构型放置在所述支撑件上。12.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，所述袋或容纳所述袋的所述壳体和所述风扇以及所述流动输送机布置成使得所述袋的底部或所述壳体的底部暴露于较高速度的气流中。13.根据前述权利要求中任一项所述的用于冷冻袋的方法，其中，容纳在所述单个袋或所述多个袋中的生物流体是血浆。14.一种使用前述权利要求中任一项所述的方法用于冷冻容纳生物流体的单个袋或多个袋的气流系统，用于自下而上的冰生长，包括：气流系统，配置成放置在受控温度腔室中；
支撑件，用于保持袋或壳体、或多个袋或多个壳体；压缩装置，用于压缩所述袋或所述壳体、或所述多个袋或所述多个壳体；其中，所述气流系统配置成用于将冷空气驱动到所述受控温度腔室中，以便获得用于冷冻所述袋的差式气流；其中，所述差式气流是通过在所述袋的底部上吹送空气使得所述袋的底部上的空气速度高于所述袋的顶部上的空气速度来获得的，从而允许自下而上的冰生长。15.根据前述权利要求14所述的气流系统，还包括用于放置所述气流系统的受控温度腔室。16.根据前述权利要求14至15所述的气流系统，其中，所述袋的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚，
申请(专利权)人：斯玛特弗雷兹有限公司，
类型：发明
国别省市：