[发明专利]用于一次性柔性壁系统的温度受控制的支承表面

说明书

本申请要求2012年1月13日提交的美国临时申请No.61/586,398和2012年12月3日提交的US 13/691,998的优先权益处。US 13/691,998也要求美国临时申请61/586,398的益处。

技术领域

本公开大体涉及生物化学处理系统和方法，并且具体而言，涉及用于控制反应器器皿的温度的系统。

背景技术

可获得各种器皿用于操纵流体和/或执行化学或生物反应。例如，可使用传统的或可抛弃的生物反应器来处理诸如哺乳动物、植物或昆虫细胞和微生物培养物的生物材料。虽然知道结合温度控制系统的这样的生物反应器和其它流体操纵系统，但是需要改进这样的系统，特别是对于微生物生物反应器。

因为微生物培养物的生长和繁殖的速度为哺乳动物细胞的二十到四十(20至40)倍，所以微生物培养物的氧消耗和放热速率为哺乳动物发酵工艺的大约20至40倍。为了在微生物培养物中维持生长，用于微生物系统的生物反应器因此必须能够以哺乳动物细胞培养物的氧供应和热移除速率的20至40倍将氧供应到培养物流体和从培养物流体移除热。在不锈钢微生物发酵器中通过许多手段来实现这一点，包括例如：通过多个叶轮实现非常有力的搅动，以消散空气泡且增加细胞对氧的吸收；非常高流率的空气，以供应更多的氧；超冷却表面，诸如冷却螺旋管，以从培养物流体移除微生物细胞的新陈代谢和有力的搅动产生的摩擦热所产生的大量的热。但是，在一次性生物处理袋中，热移除是要面对的问题，尤其对于微生物生物反应器。

如诸如膜和柔性袋的聚合物或塑料材料的领域中的技术人员所熟知的那样，聚合物或塑料膜为非常不良的热导体。因此，冷却容纳可更换的容器(例如柔性塑料袋)的器皿内部的流体可能需要特别地修改柔性袋和/或器皿的冷却表面。越来越需要一种系统和方法来改进微生物细胞培养物产生的大量的热的移除。

发明内容

公开了一种用于化学、药物或生物反应器系统中的方法和设备，以用于进行温度控制。在一方面，本发明包括热交换模块，其可设置在具有可更换的内部反应剂容器(诸如例如柔性袋或半刚性容器)的反应器系统内。

本发明的一个实施例为用于具有一次性柔性容器的化学、药物或生物反应器系统中的热交换模块，模块包括：本体，其具有构造成接收一次性柔性容器的中心腔室，并且构造成设置在反应器器皿中，本体包括：构造成与反应器器皿的形状相一致的外表面；至少一个导热表面，其适于接触一次性反应剂容器，以促进热传递；以及至少一个整体式坚固阻挡件，其形成进入中心腔室中的突起；其中，本体为伸长的本体，其具有顶部端和底部端且适于插入反应器器皿中，使得本体延伸反应器器皿的顶部和底部之间的距离的至少大部分；以及设置在本体的外表面处的热交换器，热交换器包括流体循环路径，热交换流体可通过流体循环路径围绕本文的周边循环且进入和离开至少一个坚固阻挡件中的通道，使得当柔性容器插入腔室中时，柔性容器内的流体被热交换流体加热或冷却且被至少一个坚固阻挡件阻挡。

在本发明的一个实施例中，热交换模块本体构造成延伸到与叶轮相对的位置，叶轮定位在一次性柔性容器的底部处或附近，以及至少一个整体式坚固阻挡件构造成阻挡叶轮产生的剪切场。

本发明的另一个方面为选自柔性生物反应器袋、柔性混合器袋和柔性管道的容器，容器包括至少一个双壁部分，至少一个双壁部分包括内部和外部壁，以及导热材料，导热材料附连到内部壁和外部壁中的至少一个的一部分上或嵌在其中。

本发明的又一个方面为选自生物反应器壁、混合器壁和管道壁的柔性聚合物壁，柔性壁包括导热材料，导热材料附连到柔性壁的一部分上或嵌在其中。

本发明的又一个实施例为带夹套的层叠阻挡件式生物反应器罐包括：外部圆柱形夹套；以及圆柱形罐，其具有内部罐表面和外部罐表面，内部罐表面限定腔室，腔室构造成支承设置在腔室内的柔性袋，外部罐表面具有层叠阻挡件，层叠阻挡件构造成围绕整个外部罐表面引导热交换流体，圆柱形罐沿轴向设置在外部圆柱形夹套内，其中，外部圆柱形夹套以足以阻止或最大程度地减少热交换流体的损失的方式密封到圆柱形罐上。

附图说明