CN216916398U - 一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备，其包括原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、气体连通器、离心杯、中转袋、第一细胞滤网、废液袋、产品袋和第一管路；第一管路分别连接原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、气体连通器、离心杯、中转袋、废液袋和产品袋；第一管路与各个容器连接处均设置第一管夹，从而控制第一管路与各个容器之间的连通或关闭；第一细胞滤网的一端连接第一管路，另一端连接中转袋。本实用新型将干细胞的洗涤离心、混匀配制、多剂灌装等操作串联在一起，形成一个密闭灌装系统，实现了干细胞制剂的自动灌装。相较于人工手动操作，本实用新型降低了操作的技术难度，提高了灌装效率。

Description

一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备

技术领域

本实用新型属于生物医药技术领域，具体涉及一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备。

背景技术

2017年12月国家药品审评中心颁布《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则（试行）》，标志着干细胞类产品可按照药品进行临床试验。

目前的干细胞产品/药品开发主要包括两个方向，一个是现配现用的新鲜剂型，另一个是制备冻存剂型，复苏后直接使用。目前的操作均是由人工手动操作来实现的，按照GMP要求，此类操作应在B级背景下的A级环境中进行逐袋灌装。

新鲜剂型的生产过程包括工作细胞库细胞复苏、洗涤离心、混匀配制与多剂灌装等步骤，一般批量较小，效期短（≤24小时），但按照《中国药典》对无菌检验的要求，采用薄膜过滤法整个检测周期需要2周左右，干细胞产品的无菌检查严重制约此类干细胞产品的开发与临床试验。因此目前市场上的干细胞产品开发者一方面开发无菌快速检测方法，另一方面开发干细胞产品的封闭式灌装方法，将无菌检测的检查时间点提前至细胞库阶段，来满足干细胞产品的法规要求。此外，人工操作也存在批间批内一致性较差的问题。

冻存剂型的生产包括将收获的细胞经过洗涤离心、混匀配制、多剂灌装、冻存等步骤，批量较大。目前主要依赖人工手动操作进行冻存剂型的生产，需多人多台设备同时操作，比较繁琐，耗时较长；而且批间批内一致性较差，无菌保障要求高，微生物污染的风险大，难以标准化，与药品的商业化生产相悖。

目前市场上针对细胞类产品的高通量、封闭式、自动化分装系统较少，常用的如瑞士biosafe Sepax 2、深研CellSep细胞处理系统。但这些分装系统主要是针对造血干细胞或者免疫细胞设计，均为个性化单供者细胞产品设计，未考虑大规模细胞制剂的分装处理；而且终产品只有一袋，无法进行多袋分装。

干细胞产品在灌装前，一般每批投料量是相对固定且数量较多的，且需要多剂灌装，目前现有设备工艺无法满足干细胞产品的高通量、自动化生产需求。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，满足干细胞产品的高通量、自动化生产需求，提高干细胞的生产效率，降低技术人员的劳动强度。

本实用新型提供一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备，其包括原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、离心杯、中转袋、第一细胞滤网、废液袋、产品袋和第一管路；

所述第一管路分别连接原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、离心杯、中转袋、废液袋和产品袋；

所述第一管路与各个容器连接处均设置第一管夹，第一管夹用于控制所述第一管路与各个容器之间的连通或关闭；

所述第一细胞滤网的一端连接所述第一管路，所述第一细胞滤网的另一端连接所述中转袋。

优选地，所述第一细胞滤网用于除去干细胞制剂中较大的细胞团块，使得干细胞产品保持良好的均一性。所述第一细胞滤网的上端连接所述第一管路，所述第一细胞滤网的下端连接所述中转袋的顶端。

另外，所述第一细胞滤网的旁边设置与所述第一细胞滤网并联的第二管路，第二管路的下端连接所述中转袋的顶端，第二管路的上端连接所述第一管路。

优选地，所述第一细胞滤网的网孔直径为40-100μm，可以是上述范围内的任一数值，例如40、45、50、52、55、58、60、62、66、70、75、80、83、88、90、93、95、98、100μm等等。

在本实用新型的一个实施方式中，所述中转袋主要用于调整干细胞制剂产品中的细胞含量，在中转袋的下部侧壁上设置取样口。通过取样口采集中转袋中的干细胞液体样品，然后进行细胞含量的计数，为调控干细胞制剂产品质量提供技术支持。为了控制中转袋中液体的进出，在所述第一细胞滤网与所述中转袋之间设置第三管夹，所述第二管路与所述中转袋之间设置第二管夹。当第二管夹关闭且第三管夹开启时，干细胞制剂可通过第一细胞滤网后进入中转袋；当第二管夹开启且第三管夹关闭时，中转袋中的干细胞制剂可由中转袋进入第一管路，然后根据需要依次输入离心杯、产品袋。

优选地，所述原料罐/袋、所述辅料罐/袋、所述清洗液罐/袋分别通过穿刺针连接所述第一管路。

更优选地，在所述原料罐/袋下端的穿刺针和第一管夹之间设置第二细胞滤网，从而使原料罐/袋中的干细胞液过滤处理后再依次进入第一管路、离心杯、第一细胞滤网、中转袋。然后从取样口采集干细胞液体样品计数，根据计数结果调整加入辅料的量，确定最终干细胞产品中的细胞含量。

优选地，所述第二细胞滤网用于除去原料罐/袋进入所述第一管路的干细胞液体中的细胞团块，使得干细胞产品保持良好的均一性。

优选的，所述第二细胞滤网的网孔直径40-100μm，可以是上述范围内的任一数值，例如40、45、50、52、55、58、60、62、66、70、75、80、83、88、90、93、95、98、100μm等等。

在本实用新型的一个实施方式中，离心杯主要对干细胞液体进行离心纯化，去除杂质。另外，离心杯还能将干细胞液体和辅料进行混合，从而完成干细胞制剂产品的调配。为了提供干细胞液体进出离心杯的动力，在所述离心杯的上端与所述第一管夹之间设置蠕动泵，通过蠕动泵能准确控制进出离心杯液体的量，为后续产品袋的灌装提供技术支持。

优选地，所述自动灌装设备中的产品袋为多个，具体数量可以根据每一批灌装干细胞液体的量及每一个产品袋的容量确定。为了方便更换产品袋，在产品袋与所述第一管路之间的管道上设置产品灌装分配站。分配站上每一路支管可通过第一管夹或者阀门控制开启或关闭。

在本实用新型的一个实施方式中，所述自动灌装设备包括至少一个辅料罐/袋，具体辅料罐/袋的数量根据需要添加的辅料种类确定。例如可以设置两个辅料罐/袋A和辅料罐/袋B，辅料A和辅料B均为缓冲液，主要用于细胞重悬。清洗液罐/袋至少设置一个，具体清洗液罐/袋的数量根据清洗液的种类确定，清洗液主要用于对细胞悬液进行多次洗涤，以去除细胞悬液中的杂质。

优选地，所述自动灌装设备还包括气体连通器，其连接在所述第一管路上，用于调节第一管路与外界的气压平衡，从而保证所述第一管路与各个容器间的液体顺利流动。

优选地，所述自动灌装设备中的管路选用能灭菌消毒的乳胶管、硅胶管或PVC管，进一步优选为硅胶管。

本实用新型的技术效果：

1、本实用新型将细胞的洗涤离心、混匀配制、多剂灌装等操作串联在一起，形成一个密闭灌装系统。该系统可以与原料、辅料、清洗液、产品等容器无菌连接，进行干细胞产品的自动分装。相较于人工手动操作，降低了操作的技术难度，提高了灌装效率。

2、本实用新型将现有的开放式操作转变为封闭式操作，降低了生产环境的要求，能在C级洁净区环境下完成，符合现有绝大部分细胞实验室条件。

3、本实用新型对干细胞制剂灌装量的控制由传统的移液管目视读数调整为蠕动泵流速控制，减小了批间和批内的差异。

附图说明

图1是本实用新型的干细胞制剂自动灌装设备的结构示意图；

图中各部件得标记如下：1-废液袋、2-第一管路、3-第一管夹、4-第二细胞滤网、5-穿刺针、6-原料罐/袋、7-清洗液罐/袋、8-气体连通器、9-第一辅料罐/袋、10-第二辅料罐/袋、11-产品袋、12-产品分配站、13-第三管夹、14-中转袋、15-取样口、16-第一细胞滤网、17-第二管夹、18-蠕动泵、19-离心杯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步描述本实用新型的技术方案，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本实用新型的范围构成限制。

需要说明的是，本申请文件的说明书、权利要求书中的术语“左”、“右”、“底”、“上”等所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不必理解为所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。另外，说明书、权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述相似的对象，而不必理解为特定的顺序或先后次序。

图1示出了本实用新型的自动灌装设备的具体结构，其包括原料罐/袋6、第一辅料罐/袋9、第二辅料罐/袋10、清洗液罐/袋7、气体连通器8、离心杯19、中转袋14、第一细胞滤网16、第二细胞滤网4、废液袋1、产品袋11和第一管路2。

如图1所示，按照从左至右、从上到下的顺序，第一管路2分别连接废液袋1、原料罐/袋6、离心杯19、气体连通器8、清洗液罐/袋7、中转袋14、第一辅料罐/袋9、第二辅料罐/袋10和产品袋11。在第一管路2与各个容器之间的连接处，均设置第一管夹3。第一管夹3用于控制第一管路2与各个容器之间管路的连通或关闭。

如图1所示，在连接原料罐/袋6的第一管路2上，原料罐/袋6的下端连接穿刺针5，穿刺针5的下端连接第二细胞滤网4，第二细胞滤网4的下方连接第一管夹3。第二细胞滤网4主要对原料罐/袋6流出的干细胞液进行过滤，除去其中较大的细胞团块。

在图1中，离心杯19的上端与第一管夹3之间的管路上设置蠕动泵18。当蠕动泵18运行时，可以对管路形成挤压，从而在管路内产生液体流动的压力，使得第一管路2内的液体能够进入或者排出离心杯19。第一管路2的材质优选为硅胶管，例如医用硅胶管或者食品级硅胶管。

如图1所示，气体连通器8与第一管路2的连接处设置第一管夹3，用于控制气体连通器8与第一管路2的连通或关闭。气体连通器8主要用于维持离心杯19、第一管路2与外部的气压平衡，使得清洗液能顺利进入第一管路2，进一步进入离心杯19，从而对离心杯中的干细胞悬液进行洗涤，去除其中的杂质。

在图1中，清洗液罐/袋7、第一辅料罐/袋9和第二辅料罐/袋10的下端分别连接穿刺针5，穿刺针5的下端连接第一管夹3。从而通过控制第一管夹3的开启或闭合，调节清洗液罐/袋7、第一辅料罐/袋9、第二辅料罐/袋10与第一管路2的连通或者关闭。

如图1所示，第一管路2依次连接第一管夹3、第一细胞滤网16、第二管夹17和中转袋14。在第一细胞滤网16的旁边设置与第一细胞滤网16并联的第二管路，第二管路的下端连接中转袋14的顶端，第二管路的上端经过第一管夹3连接第一管路2。第二管路上设置第三管夹13。

中转袋14用于调整干细胞制剂产品中的细胞含量，在中转袋14的下部侧壁上设置取样口15。通过取样口15采取中转袋14中的干细胞液体样品，进而检测样品中的细胞含量。通过样品中的细胞含量与最终干细胞制剂产品细胞含量的比较，可以控制辅料的添加品种和添加量。

如图1所示，产品袋11通过产品分配站12连接第一管路2，产品袋11的数量根据产品袋的容量和同一批干细胞原料液的处理量确定。图1中示出了5个产品袋11，每一个产品袋11通过一个第一管夹3连接在产品分配站12上。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，以下提供干细胞制剂自动灌装设备的操作方法，其具体步骤包括：

1、将原料罐/袋6、第一辅料罐/袋9、第二辅料罐/袋10、清洗液罐/袋7通过穿刺针5接入第一管路2系统，将产品袋11与产品分配站12连接。

2、打开原料穿刺针5下面的管夹3、离心杯19上边的管夹和蠕动泵18，使起始原料经第二滤网4过滤后流入离心杯中，然后关闭原料穿刺针下面的管夹3。

3、打开清洗液穿刺针下边的管夹，使清洗液流入离心杯19中，关闭清洗液穿刺针下边的管夹、离心杯19上边的管夹和蠕动泵18，然后开始离心。

4、离心完毕后，打开废液袋入口处的管夹、离心杯19上边的管夹和蠕动泵18，将离心杯中的上清液排入废液袋1，然后关闭废液袋入口处的管夹和蠕动泵18。

5、将步骤3和步骤4循环多次，离心、洗涤干细胞悬液，去除干细胞悬液中的杂质以满足干细胞制剂产品的要求。

6、打开第一辅料罐/袋9下面的穿刺针管夹和蠕动泵18，使辅料A流入离心杯19中，关闭穿刺针管夹和蠕动泵18，使离心杯19低速旋转，将离心杯中的液体混匀。

7、打开蠕动泵18、中转袋上方的第二管夹17、中转袋与第一管路的连接管夹、关闭第三管夹13，使中转袋14与离心杯19连通。

8、将辅料A与原始干细胞的混悬液经第一细胞滤网16过滤后转入中转袋中，关闭蠕动泵18，将中转袋中的液体混合均匀后通过取样口15取样计数。

9、关闭中转袋上方的第二管夹17、打开蠕动泵18、第三管夹13，将上述混合液体经另一侧管道直接转入离心杯中，然后关闭中转袋与第一管路的连接管夹、关闭第三管夹13、蠕动泵18，使中转袋14与离心杯19断开。

10、根据计数结果，计算每个产品袋所需的混悬液体积（或相应的细胞混悬液重量）及相应的辅料B体积（或重量）；

11、打开蠕动泵18、产品分配站12上的管夹，使离心杯19和产品袋11连通，然后根据计算的体积（或重量）将相应体积（或重量）的混悬液转入第1个产品袋11中，然后关闭蠕动泵18，打开第二辅料罐/袋10下面的管夹，向第1个产品袋11中加入相应的辅料B溶液，达到药品对装量/体积的要求。

12、第1个产品袋袋灌装完成后，关闭产品分配站12与第一个产品袋之间的管夹，然后依次打开其它的产品袋11与产品分配站12之间的管夹，依次进行后面的产品袋灌装，同时配合调节蠕动泵的运行，以及第二辅料罐/袋10与第一管路2的连通/关闭。灌装后面产品袋时对前边灌装好的产品袋进行热合封口，直至离心杯内的细胞溶液灌装完毕为止。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高通量干细胞制剂的自动灌装设备，其特征在于：所述设备包括原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、离心杯、中转袋、第一细胞滤网、废液袋、产品袋和第一管路；

所述第一管路分别连接原料罐/袋、辅料罐/袋、清洗液罐/袋、离心杯、中转袋、废液袋和产品袋；

所述第一管路与各个容器连接处均设置第一管夹，第一管夹用于控制所述第一管路与各个容器之间的连通或关闭；

所述第一细胞滤网的一端连接所述第一管路，所述第一细胞滤网的另一端连接所述中转袋。

2.根据权利要求1所述的自动灌装设备，其特征在于：所述中转袋的顶端连接所述第一细胞滤网的下端，所述第一细胞滤网的上端连接所述第一管路；

所述第一细胞滤网的旁边设置与所述第一细胞滤网并联的第二管路，第二管路的下端连接所述中转袋的顶端，第二管路的上端连接所述第一管路。

3.根据权利要求2所述的自动灌装设备，其特征在于：所述第一细胞滤网与所述中转袋之间设置第三管夹，所述第二管路与所述中转袋之间设置第二管夹。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述中转袋上设置取样口，所述取样口用于检测所述中转袋中细胞液体的细胞含量。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述原料罐/袋、所述辅料罐/袋、所述清洗液罐/袋分别通过穿刺针连接所述第一管路。

6.根据权利要求5所述的自动灌装设备，其特征在于：所述自动灌装设备还包括第二细胞滤网，所述第二细胞滤网设置在所述原料罐/袋下端的穿刺针与所述第一管夹之间。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述离心杯的上端与所述第一管夹之间设置蠕动泵，蠕动泵为进出离心杯的液体提供动力。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述辅料罐/袋至少设置1个，所述辅料罐/袋的数量等于需要添加辅料的种类数。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述产品袋为多个，所述的产品袋通过产品灌装分配站连接所述第一管路。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的自动灌装设备，其特征在于：所述自动灌装设备还包括气体连通器，所述气体连通器连接所述第一管路。

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