粒子を処理するための方法、システム、および装置
粒子を処理するための装置は、軸を中心としてある速度で回転可能なロータであって、外周および互いに向き合った前側および後側を有している、ロータと、ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバ（５０）であって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバ（５０）と、該軸を中心として回転可能なアンビリカルアセンブリと、アンビリカルアセンブリをロータの約１／２の速度で回転させるように構成された駆動機構と、を備えている。アンビリカルアセンブリは、ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と（１２５）、ガイド管内に配置された柔軟導管（１３０）と、導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の細長通路（１３５）であって、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の細長通路（１３５）と、を備えている。これらの通路は、互いに離間した関係で保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を移送および処理するのに用いられる方法、システム、および装置、ならびに連続流遠心分離機のような粒子を移送および処理するためのシステムおよび装置に有用な構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続流遠心分離機は、漏れおよび／または汚染に関していくつかの問題を提起している。例えば、従来の連続流遠心分離機では、ある長さの配管が、遠心分離されることになる流体材料を含む装置の回転軸に固定して取り付けられた場合、配管の全長は、配管の捩れを回避するために、回転シールまたは他の手段を用いることによって、回転されねばならない。しかし、これらのシールは、漏れおよび／または汚染の源になることが多すぎる。
【０００３】
連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカル機構（へその緒に似た機構）は、例えば、特許文献１，２，３，４に開示されている。しかし、これらの解決策は、遠心分離機を高速で回転させることによって生じるＧ力によって、および／または粒子を実質的に固定化するのに必要な連続的な流体流れによって管に加えられる高応力および高歪に十分に対処していない。さらに、遠心分離機の高速回転によって、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管の「部分的な」捩れ作用が増大し、これまでに開示されている機構は、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管を故障に至る前の許容できる時間にわたって高速回転させることができない。換言すれば、前述の解決策は、システムをかなりの程度まで簡単に「拡大（ｓｃａｌｅ ｕｐ）」させることができず、配管システムの急激な破局的破損をもたらすことなく、システムを高速回転させることができないと、考えられている。
【０００４】
小規模の操作の場合、回転シールなどをなくすことによって、従来の連続流遠心分離機に関するいくつかの汚染の問題に対処することができる。しかし、別の汚染の問題が依然として残っている。例えば、流体流路は、時間と共に（例えば、２回以上の使用後に）、洗浄および／または滅菌に最大限の注意が払われない限り、汚染する可能性がある。１つの流体流路（または多数の流体流路）を使い捨て可能なものとすることによって、高価で時間の掛かる洗浄の必要性をなくすことができ、汚染のない操作をより確実なものとすることができる。使い捨て可能な流体流路は、好ましくは、容易に取換え可能になっているとよく、システムを全体として前述したように「スケールアップ」することができるように、システムに適応可能になっているとよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，２１６，７７０号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４１９，０８９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３８９，２０６号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６６５，０４８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態によれば、粒子を処理するための装置は、軸を中心としてある速度で回転可能なロータであって、外周および互いに向き合った前側および後側を有している、ロータと、ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、該軸を中心として回転可能なアンビリカルアセンブリと、アンビリカルアセンブリをロータの約１／２の速度で回転させるように構成された駆動機構と、を備えている。アンビリカルアセンブリは、ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、ガイド管内に配置された柔軟導管と、導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の細長通路であって、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の細長通路と、を備えている。通路は、互いに離間した関係で保持されている。
【０００７】
いくつかの実施形態では、チャンバごとの第１および第２の通路は、導管の長さの少なくとも大部分内に延在している対応する第１および第２の柔軟管から構成されている。導管内の埋込材料は、柔軟管を互いに離間した関係で保持し、かつ柔軟管を導管に対して離間した関係で保持するように、構成されている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、アンビルカルアセンブリは、導管の長さの少なくとも大部分内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【０００９】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであってもよく、装置は、ロータの前側に旋回可能に取り付けられた少なくとも１つのチャンバホルダーをさらに備えていてもよい。各チャンバホルダーは、それぞれのチャンバを取外し可能に閉じ込めるように構成されている。各チャンバホルダーは、閉じ込められたチャンバへの視覚的アクセスをもたらす窓を備えていてもよい。
【００１０】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えていてもよい。フランジは、入口流路および出口流路を備えており、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に接続されており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に接続されている。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の柔軟管がフランジ入口および出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、導管および通路は、柔軟な押出材として一体化されており、該柔軟な押出材は、外壁と、互いに離間した通路を画定する細長の内部流路とを有している。
【００１２】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えていてもよい。フランジは、入口流路および出口流路を備えており、第１の通路は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に流体連通している。第１の管が第１の通路およびフランジ入口流路に接続され、第２の管が第２の通路およびフランジ出口流路に接続されていてもよい。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の管がフランジ入口流路およびフランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。コネクタが、第１および第２の通路の各々に設けられていてもよく、この場合、一方のコネクタは、第１の管を第１の通路に接続するように構成されており、他方のコネクタは、第２の管を第２の通路に接続するように構成されている。
【００１３】
駆動機構は、ギアを備えていてもよい。ギアは、少なくとも部分的にドラム内に閉じ込められていてもよい。導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えていてもよく、導管遠位端は、ロータに接続されていてもよい。いくつかの実施形態では、導管遠位端は、実質的に六角形状の連結具を有している。
【００１４】
いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリは、導管内に、通路を互いに離間した関係で保持する複数の互いに離間した柔軟ホルダーをさらに備えている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのチャンバは、ロータ上に互いに離間した関係で取り付けられた複数のチャンバから成っている。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、外周と、互いに向き合った前側および後側を有するロータを備える連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路は、ロータ上に取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、ロータの外周の周りに湾曲してロータに接続された柔軟導管と、導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、導管内の埋込材料であって、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、を備えている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、使い捨て可能な流路は、導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、ロータと、ロータに取り付けられた入口および出口を有する少なくとも１つのチャンバと、を有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリは、ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、ガイド管内に配置された柔軟導管と、導管の長さの少なくとも大部分内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、導管内の埋込材料であって、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、を備えている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリは、導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、ロータとロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバとを有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリは、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に備える柔軟押出材を備えており、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、ロータを有する連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路は、第１の使い捨て可能な区域および第２の使い捨て可能な区域を備えている。第１の使い捨て可能な区域は、ロータに保持されるように構成された少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、チャンバごとの第１および第２の管であって、第１の管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通するように構成されており、第２の管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通するように構成されている、第１および第２の管と、を備えている。第２の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している配管であって、少なくとも１つの弁内に嵌合するように構成されている、配管を備えている。
【００２２】
いくつかの実施形態では、第１の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えている。いくつかの実施形態では、第２の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えている。第１および第２の使い捨て可能な区域は、無菌管溶接プロセスを用いて互いに接続されるように構成されていてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであり、該チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えている。また、チャンバは、実質的に円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジも備えており、フランジは、一体入口流路および一体出口流路を備えている。第１の管は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に接続されており、第２の管は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に接続されている。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の管がフランジ入口流路およびフランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。
【００２４】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、複数の柔軟管を互いに離間した関係で内部に保持している柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置からアクセス開口を通って内部空洞に延在しており、複数の柔軟管は、チャンバごとに第１および第２の柔軟管を含んでおり、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通しており、柔軟導管は、導管の内部空間を実質的に充填して柔軟管を包囲する固体柔軟材料を備えており、固体柔軟材料は、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、柔軟導管と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である駆動機構と、を備えている。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って内部空洞に延在しており、複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、開いた中心通路を有する実質的に漏斗状の支持体であって、支持体は、内部空洞内に進むにつれて外方に徐々に広がる形状を有しており、支持体は、柔軟導管を包囲しており、漏斗状支持体の中心線は、アクセス開口の中心線と真っ直ぐに並んでいる、漏斗状支持体と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である駆動機構と、を備えている。
【００２６】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された入口および出口を有する複数の柔軟な半透明または透明の流体チャンバであって、各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、各チャンバは、円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、フランジは、入口流路および出口流路を備えており、フランジ入口流路は、チャンバの入口に流体連通しており、フランジ出口流路は、チャンバの出口に流体連通している、流体チャンバと、複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置からアクセス開口を通って内部空洞内に延在しており、複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、第１の通路は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に流体連通している、柔軟導管と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である、駆動機構と、内部空洞内の複数の実質的に剛性のチャンバホルダーであって、各々が、ロータに取り付けられたそれぞれの柔軟チャンバを取外し可能に保持するように寸法決めされ、かつ形作られている、チャンバホルダーと、を備えている。
【００２７】
本発明の他の実施形態によれば、粒子を処理する方法は、外周を有するロータ上の少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に有している柔軟導管であって、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、導管の一部を内部に保持してロータの外周の周りに湾曲している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、を準備することを含んでいる。この方法は、ロータおよび少なくとも１つのチャンバを第１の速度で回転させ、これによって遠心力場を生じさせることと、ガイド管およびその内部の導管を第１の速度の約１／２の第２の速度で回転させ、これによって、チャンバごとの第１および第２の通路が完全に捩れることを阻止することと、第１の通路を用いて、媒体および粒子をそれぞれのチャンバ内に流入させることであって、媒体および粒子の連続的な流れが、遠心力場と実質的に相反する流体力をもたらし、これによって、粒子の少なくとも一部をそれぞれのチャンバ内の流動床に固定化する、ことと、媒体をそれぞれのチャンバから第２の通路を通って流出させることと、をさらに含んでいる。
【００２８】
一実施形態に関して記載される本発明の態様は、特に述べられていなくても、種々の実施形態に取り込まれてもよいことに留意されたい。すなわち、全ての実施形態および／または任意の実施形態の特徴は、どのような方法および／またはどのような連携によって組み合わされてもよい。本出願人は、出願当初の任意の請求項を変更し、またはそれに応じて任意の新規の請求項を出願する権利、例えば、当初の請求項に記載されていなくても、任意の他の請求項の任意の特徴に従属するように、および／または該特徴を包含するように、出願当初の任意の請求項を補正することができる権利を有している。以下に述べる明細書において、本発明のこれらおよび他の目的および／または態様について、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のいくつかの実施形態による側方斜視図である。
【図２】図１のシステムの反対側の側方斜視図である。
【図３】内部構成要素を示す、図１のシステムの内部の側方斜視図である。
【図４】内部構成要素を示す、図１のシステムの内部の側方斜視図である。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるシステムおよびアセンブリに用いられるチャンバを示す図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるシステムおよびアセンブリに用いられるチャンバホルダーを示す図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態による図１のシステムの定位置にあるチャンバおよびチャンバホルダーを示す図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態による使い捨て可能なチャンバの上斜視図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの斜視図である。
【図９Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部の断面図である。
【図９Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部を示す図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの斜視図である。
【図１１】ドラムに接続されている図１０のアンビリカルアセンブリを示す斜視図である。
【図１２】図１０のアンビリカルアセンブリに付随して設けられた駆動機構を示す斜視図である。
【図１３】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの上面図である。
【図１４Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートの斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられるクランプを示す図である。
【図１４Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートの斜視図である。
【図１４Ｄ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートを示す図である。
【図１５】本発明のいくつかの実施形態による使い捨て可能な流路を備えるシステムの斜視図である。
【図１６】図１５のシステムの他の斜視図である。
【図１７】本発明のいくつかの実施形態による操作を示すフロー図である。
【図１８−２０】本発明のいくつかの実施形態によるシステムに付随して設けられたディスプレイの模擬画面例を示す図である。
【図２１】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、本発明をさらに十分に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、ここに記載されている実施形態に制限されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であって、本発明の範囲を当業者に十分に知らしめるように提示されている。
【００３１】
全体を通して、同様の番号は、同様の要素を指すものとする。図面において、一部の線、層、構成要素、要素、または特徴部の厚みが、明瞭にするために、誇張されている場合がある。
【００３２】
本明細書に用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限することを意図していない。本明細書に用いられる単数形の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他の意味を指定しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書では、記述された特徴、段階、操作、要素および／または構成要素の存在を規定することになるが、１つまたは複数の特徴、段階、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことをさらに理解されたい。本明細書に用いられる「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という表現は、１つまたは複数の互いに関連して記載されている事項のいずれかおよび全ての組合せを含んでいる。
【００３３】
特に他の規定がない限り、本明細書に用いられる（技術用語および科学用語を含む）全ての要素は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有している。一般的に用いられている辞書に定義されているような用語は、本明細書および関連技術の文脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有していると解釈されるべきであり、本明細書に明示的に規定されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解釈されるべきではないことをさらに理解されたい。周知の機能または構造は、簡潔にするためおよび／または明瞭にするために、細部にわたって記述しないことがある。
【００３４】
ある要素が、他の要素に対して、「上に位置している」、「取り付けられている」、「接続されている」、「連結されている」、「接触している」、などと記述されているとき、他の要素に対して、直接上に位置していてもよく、直接取り付けられていてもよく、直接接続されていてもよく、直接連結されていてもよく、または直接接触していてもよいし、または介在する要素が存在していてもよいことを理解されたい。対照的に、ある要素が、他の要素に対して、例えば、「直接上に位置している」、「直接取り付けられている」、「直接接続されている」、「直接連結されている」、または「直接接触している」と記述されているとき、介在する要素は、存在していないことになる。また、他の特徴部に「隣接して」配置されている構造および特徴部は、その隣接する特徴部の上に重なっているかまたは下に横たわっている部分を有していてもよいことも、当業者によって理解されるだろう。
【００３５】
「〜の下に（ｕｎｄｅｒ）」、「〜の下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「〜の下側に（ｌｏｗｅｒ）、「〜の上方に（ｏｖｅｒ）」、「〜の上側の（ｕｐｐｅｒ）」などの空間に関連する用語は、図面に示されている１つの要素または特徴部と１つまたは複数の他の要素または特徴部との関係を説明するための記述を容易にするために、本明細書において用いられることがある。空間に関連するこれらの用語は、図面に描かれている方位に加えて、使用時または操作時における装置の異なる方位を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、もし図面における装置が倒置された場合、他の要素または特徴部の「下（ｕｎｄｅｒ）」または「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」にあると記述されている要素は、他の要素または特徴部の「上（ｏｖｅｒ）」に配向されることになる。従って、「〜の下に（ｕｎｄｅｒ）」という例示的な用語は、「上」の方位と「下」の方位の両方を含んでいることになる。装置は、これ以外に配向されることもあるが、（すなわち、９０°または他の方位に回転されることもあるが）、この場合、本明細書に用いられる空間に関連する記述用語も、それに応じて、解釈されるとよい。同様に、本明細書では、「上向きに（ｕｐｗａｒｄｌｙ）」、「下向きに（ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙ）」。「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」などの用語は、特に他の規定がない限り、説明の目的でのみ用いられている。
【００３６】
粒子を処理するための装置、システム、および方法が、本明細書に開示されている。また、粒子を処理するための装置およびシステムに有用な構成要素も、本明細書に開示されている。
【００３７】
図１および図２は、本発明のいくつかの実施形態によるシステム１０を示している。システム１０は、筐体またはハウジング１５およびドア２０を備えている。ドア２０は、システム１０の内部構成要素へのアクセスをもたらすものである。内部構成要素へのアクセスについては、以下にさらに詳細に説明する。ドア２０は、内側構成要素への視覚的なアクセスをもたらす窓２５を備えていてもよい。ドア２０は、筐体１５にヒンジを介して開閉可能となるように取付けられ、例えば、ハンドル３０によって開けられるようになっているとよい。
【００３８】
システム１０は、フランジ３５を備えている。フランジ３５は、ドア２０と一体に設けられていてもよいし、別の構成要素であってもよい（すなわち、ドア２０が開いたとき、フランジ３５は、その場にとどまるようになっていてもよい）。フランジ３５は、アクセス開口４０を備えており、以下にさらに詳細に説明するように、例えば、流路、通路、または配管を有する導管が、アクセス開口４０を貫通することができるようになっている。ドア２０および／またはフランジ３５は、クランプ４２を備えていてもよい。クランプ４２は、導管を適所に保持し、および／または導管を取り外すように構成されている。
【００３９】
図３は、ドア２０が開いている状態にあるシステム１０を示している。図示されているように、フランジ３５は、その場にとどまっている。図４は、ドア２０およびフランジ３５が旋回可能に開いている状態にあるシステム１０を示している。筐体またはハウジングは、内部空洞４４を有している。内部空洞４４は、ドア２０および／またはフランジ３５が開いている状態にある図３および図４において見ることができる。システム１０の内部構成要素のいくつかは、図３および図４に示されているように、内部空洞４４内に収容されている。注目すべきは、ロータ４５が軸を中心として回転可能となるように構成されていることである。少なくとも１つの流体チャンバ５０が、互いに離間した一定の関係で保持されてロータ４５の回転に応じて回転するように、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている。いくつかの実施形態では、複数のチャンバ５０が、ロータ４５に固着されているか、または取り付けられている。図示されている実施形態では、４つのチャンバ５０が設けられている。
【００４０】
例示的なチャンバ５０が、図５Ａにさらに詳細に示されている。チャンバ５０は、実質的に円錐状に形作られていてもよいし、または図示されているように、実質的に円錐状に形作られた部分を備えていてもよい。しかし、他の形状、例えば、円筒状、矩形状、円錐台状、ピラミッド状、などの形状も想定されている。チャンバ５０は、入口５５および出口６０を備えている。チャンバ５０は、典型的には、入口５５がロータ４５の外周の方に位置し、出口６０が典型的にはロータ４５の中心の方に位置するように、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている（図６参照）。チャンバ５０は、ロータ４５およびチャンバ５０が軸を中心として回転している間に、流体がチャンバ５０を貫流することを可能とするように構成されている。入口５５から出口６０に流れる流体の力は、ロータ４５およびチャンバ５０の回転によって生じる遠心力と実質的に相反するものとすることができる。これに関連して、粒子は、該粒子に作用する力の総和によって、チャンバ５０内に、例えば、チャンバ５０内の流動床内に実質的に固定化されることになる。この作用は、米国特許第５，６２２，８１９号、同５，８２１，１１６号、同６、１３３，０１９号、同６，２１４，６１７号、同６，３３４，８４２号、同６，５１４，１８９号、同６，６６０，５０９号、同６，７０３，２１７号、同６，９１６，６５２号、同６，９４２，８０４号、同７，０２９，４３０号、および同７，３４７，９４３号、ならびに米国特許出願公開第２００５／０２６６５４８号および同２００８／０２６４８６５号のそれぞれの明細書にさらに詳細に記載されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態では、図面に示されているように、ロータ４５は、重力軸と実質的に同軸の面内において回転するようになっている（すなわち、ロータ４５は、実質的に水平の軸を中心として回転するようになっている）。粒子は、各粒子に作用するベクトル力の総和によって、チャンバ５０内の流動床に実質的に固定されることになる。このような装置の実施形態は、米国特許第５，６２２，８１９号、同５，８２１，１１６号、同６，１３３，０１９号、同６，２１４，６１７号、同６，６６０，５０９号、同６，７０３，２１７号、同６，９１６，６５２号、同６，９４２，８０４号、および同７，３４７，９４３号、ならびに米国特許出願公開第２００５／０２６６５４８号および同２００８／０２６４８６５号のそれぞれの明細書に開示されている。これらの各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。細胞および粒子は、軽量であるが、それらの質量は、ゼロではない。その結果、重力は、懸濁している粒子または細胞に著しい影響を及ぼし、この影響は、時間の経過と共に、大きくなる。懸濁している粒子または細胞の重量によって、これらの粒子は、容器の最下領域に沈降し、これによって、該粒子をチャンバ内に当初懸濁させていた力の平衡が乱されることになる。先行技術による装置に見られるように、粒子は、凝集し、これらの粒子がより大きな粒子に凝集することによって、遠心効果が大きくなり、これによって、凝集物は、より長い半径側に移動し、その結果、流動床が不安定になる傾向がある。
【００４２】
本発明のいくつかの他の実施形態では、ロータ４５は、重力軸を実質的に横切る面内において回転するようになっていてもよい。これに関連して、ロータ４５は、実質的に垂直の軸を中心として回転することになる。このような装置の実施形態は、米国特許第４，９３９，０８７号、同５，６７４、１７３号、同５，７２２，９２６号、同６，０５１，１４６号、同６，０７１，４２２号、同６，３３４，８４２号、同６，３５４，９８６号、同６，５１４，１８９号、同７，０２９，４３０号、同７，２０１，８４８号、および同７，４２２，６９３号のそれぞれの明細書に開示されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。粒子は、各粒子に作用するベクトル力の総和によって、チャンバ５０内の流動床内に実質的に固定化されることになる。さらに詳細には、液体培地の流れは、１つまたは複数の回転チャンバによって生じた遠心力場と相反する力を生じるように作用することになる。
【００４３】
さらに他の実施形態では、ロータは、水平軸と垂直軸との間の任意の軸、例えば、実質的に水平の軸を中心として回転するようになっていてもよい。
【００４４】
図５Ａを再び参照すると、チャンバ５０は、実質的に円錐状の本体部分７１およびフランジ７２を備えているとよい。フランジ７２は、円錐状の本体部分７１の少なくとも一部を包囲し、および／または円錐状の本体部分７１の周囲の少なくとも一部の周りに延在している（例えば、フランジ７２は、チャンバ５０および／または円錐状の本体部分７１の少なくとも一部を「取り囲む（ｗｒａｐ ａｒｏｕｎｄ）」面を画定している）。図示されているように、チャンバ５０は、入口流路６５および出口流路７０を備えている。これらの流路６５，７０は、チャンバ５０のフランジ７２に一体化されているとよい。以下にさらに詳細に説明するように、フランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０に、管が接続されているとよい。これらの実施形態では、フランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０は、管がフランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０に接続される点から延在している実質的に互いに平行のセグメント７３，７４を備えているとよい。
【００４５】
チャンバ５０は、ホルダー、例えば、図５Ｂに示されているチャンバホルダー７５内に嵌合されるようになっているとよい。チャンバホルダー７５は、チャンバ５０に加えられる遠心力の全てまたは大部分を支持することができる。いくつかの実施形態では、（入口流路６５および出口流路７０を備えていてもよい）チャンバ５０は、以下にさらに詳細に説明するように、使い捨て可能になっているとよい。いくつかの実施形態では、図７に示されているように、チャンバ５０は、使い捨て可能であり、柔軟なポリマー材料から作製される（例えば、「バッグチャンバ（ｂａｇ ｃｈａｍｂｅｒ）」）である。従って、チャンバホルダー７５は、チャンバ５０が使い捨て可能になっている場合に、特に有用である。何故なら、この使い捨て可能なチャンバ５０は、（それ自体）、ロータ４５およびチャンバ５０が特に高速でおよび／または長時間にわたって回転しているときに加えられる負荷を受けることができないからである。チャンバホルダー７５は、チャンバ５０よりも大きい剛性または強度を有することができる。
【００４６】
チャンバホルダー７５は、空洞８０を備えている。空洞８０は、チャンバホルダー７５がチャンバ５０を保持するとき、チャンバ５０および（もし用いられているなら）関連する入口流路６５および出口流路７０を嵌合可能に受け入れるように、寸法決めされている。図６および図７を参照すると、チャンバホルダー７５および／またはロータ４５は、チャンバホルダー７５がチャンバ５０の上方または下方を開閉すべく回転可能となるように、ロータ４５またはその近くに配置されたヒンジアセンブリ８５を備えているとよい。これに関連して、１つまたは複数のチャンバホルダー７５は、１つまたは複数のチャンバ５０を取出し可能に収容するように構成されているとよい。少なくとも１つの位置決めピン９０が、ロータ４５上またはその近くに配置されていてもよい。１つまたは複数のピン９０は、チャンバホルダー７５の対応する１つまたは複数の開口９５と嵌合するように、構成されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のピン９０がチャンバホルダー７５上に配置され、対応する開口９５がロータ４５上またはその近くに配置されていてもよい。また、チャンバホルダー７５は、少なくとも１つのロック１００を備えていてもよい。少なくとも１つのロック１００は、ロータ４５上またはその近くに配置された対応する１つまたは複数の開口１０５と嵌合するように、構成されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のロック１００がロータ４５上またはその近くに配置され、対応する１つまたは複数の開口１０５がチャンバホルダー７５上に配置されていてもよい。図５Ｂを再び参照すると、チャンバホルダー７５は、トップシェル７５１およびボトムシェル７５２を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、ボトムシェル７５２が、ロータ４５に取り付けられるかまたは一体化され、トップシェル７５１が、開閉するように構成されているとよい。他の実施形態では、トップシェル７５１が、ロータ４５に取り付けられるかまたは一体化され、ボトムシェル７５２が、開閉するように構成されていてもよい。これらの実施形態では、１つまたは複数のピン９０、１つまたは複数の開口９５、および／または１つまたは複数のロック１００は、トップシェル７５１またはボトムシェル７５２のいずれに配置されていてもよい。
【００４７】
図３および図４を再び参照すると、少なくとも１つのチャンバ５０は、ロータ４５上に固着されているかまたは取り付けられていてもよいし、またはロータ４５によって保持されていてもよい。図示されている実施形態では、４つのチャンバ５０がロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている。他の実施形態では、どのような数のチャンバ５０が、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられていてもよい。また、図示されている実施形態では、チャンバホルダー７５は、チャンバ５０の各々を覆うように閉じた状態で回転されている。チャンバホルダー７５は、窓１１０を備えていてもよい。窓１１０は、オペレータがチャンバ５０の内部を観察することを可能にするか、またはチャンバ５０の内部への視覚的なアクセスを可能にするものである。図５Ｂには２つのシェル７５１，７５２が示されているが、チャンバホルダー７５は、各チャンバ５０を保持するために、単一部品から構成されていてもよいし、または３つ以上の部品から構成されていてもよい。
【００４８】
図８を参照すると、アンビリカルアセンブリ１２０の少なくとも一部が、フランジ３５の開口４０を貫通している。アンビリカルアセンブリ１２０は、曲線状のアンビリカルガイドまたはガイド管１２５を備えることができる。ガイド１２５は、ロータ４５の外周の周りに湾曲または延在しており、以下にさらに詳細に説明するように、ロータ４５の後側のドラム内に進入し、および／または該ドラムに接続されている。ガイド１２５は、典型的には、アンビリカルアセンブリ１２０に強度をもたらすために、比較的強靭な材料、例えば、アルミニウムまたは鋼から構成されており、これによって、アンビリカルアセンブリ１２０は、以下にさらに詳細に説明するように、ロータ４５と同じ軸を中心として「回転（ｓｐｉｎ）」することが可能である。種々の実施形態では、ガイド１２５は、フランジ３５の開口４０を完全に貫通していてもよいし、開口４０まで延在していてもよいし、または図８に示されているように、開口４０に達する手前で終端していてもよい。
【００４９】
本明細書に記載されているアンビリカルアセンブリは、ガイド管１２０内に配置された柔軟導管を備えているとよい。チャンバ５０ごとの第１および第２の細長の流路または通路が、導管内に延在している。第１の流路または通路は、それぞれのチャンバ５０の入口５５に流体連通しており、第２の流路または通路は、それぞれのチャンバ５０の出口６０に流体連通している。複数の流路または通路（すなわち、導管内の全ての流路または通路）は、以下にさらに詳細に説明するように、好ましくは、互いに離間した関係で保持されている。本明細書に用いられる「流路（ｃｈａｎｎｅｌ）」という用語および「通路（ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）」という用語は、この文脈では同じ意味で用いられている。
【００５０】
図８に示されているように、例えば、アンビリカルアセンブリ１２０は、柔軟導管１３０を備えている。柔軟導管１３０は、アンビリカルガイド１２５内に取り付けられ、該ガイド１２５の長さに沿って延在している。換言すれば、導管１３０は、アンビリカルガイドまたはガイド管１２５内に位置してことになる。導管１３０は、コルゲート管から構成されているとよい。コルゲート管は、曲げに対して適切な柔軟性をもたらすと共に、高捩れ剛性または高強度を有するものである。導管１３０は、好ましくは、遠心操作に付随する連続的な曲げに耐えることができる十分に長い疲労寿命を有しているとよい。例示的な導管１３０は、英国、バーミンガムのＦｌｅｘｉｃｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄから市販されている変性ポリアミド１２から構成されている型式ＦＰＩである。導管１３０は、以下に述べるアンビリカルアセンブリ１２０の他の構成要素 を収容するのに適切などのような内径およびどのような外径を有していてもよい。いくつか実施形態では、導管１３０は、約３５．５ｍｍの内径および約４２．５ｍｍの外径を有していてもよい。いくつかの実施形態では、アンビリカルガイド１２５と導管１３０との間の摩擦を低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料がそれらの間に供給されてもよい。
【００５１】
アンビリカルアセンブリ１２０の前述した流路または通路は、チャンバ５０ごとの第１および第２の柔軟管１３５であってもよいし、またはそれらを備えていてもよい。管１３５は、どのような柔軟材料、例えば、柔軟ポリマーから構成されていてもよく、柔軟ポリマーとして、制限されるものではないが、ＰＶＣが挙げられる。管１３５は、導管１３０内に取り付けられ、その長さに沿って延在している。チャンバ５０ごとの管１３５の一方は、チャンバ５０の入口５５（またはもし用いられているなら、チャンバ５０の入口流路６５）に接続され、他方は、チャンバ５０の出口６０（またはもし用いられているなら、チャンバ５０の出口流路７０）に接続されているとよい（図５Ａ参照）。例示されている実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０は、８本の柔軟管１３５を備えており、これらの管１３５の２本が、４つのチャンバ５０の各々に接続されている。導管１３０および管１３５は、アンビリカルガイド１２５が遠くに延在しているかどうかにかかわらず、フランジ３５の開口４０を貫通している。換言すれば、柔軟導管１３０およびその内部の管１３５は、筐体またはハウジング１５の外部の位置から、アクセス開口４０を通って、内部空洞４４内に延在している。管１３５は、（以下にさらに詳細に説明するように、埋込材料を含むこともある）導管１３０内に適切な数の管１３５を装着させるのに適するどのような内径およびどのような外径を有していてもよい。いくつかの実施形態では、管１３５は、（例えば、導管１３０が前述の直径を有しており、８本の管１３５が用いられている場合）約１／４インチ（約０．６センチ）の内径および約３／８インチの外径を有しているとよい。
【００５２】
図９Ａ，９Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０は、柔軟な中心部材１４０を備えている。中心部材１４０は、導管１３０内に取り付けられ、その長さに沿って延在している。柔軟部材１４０は、導管１３０の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管１３５は、アレイ（配列）を成して、柔軟部材１４０を包囲している。柔軟部材１４０は、「ダミー管」から構成されているとよい。ダミー管は、管１３５と同様であるが、チャンバ５０のいずれとも流体連通していない。他の実施形態では、柔軟部材１４０は、管１３５の直径と同じか、小さいか、または大きい直径を有する開空洞を有する管であってもよいし、または例えば、ポリマー材料からなる中実管であってもよい。例えば、柔軟部材１４０は、約３／８インチの内径および約９／１６（約１．４センチ）の外径を有する管から構成され、管１３５は、約１／４インチの内径および約３／８インチの外径を有するようになっているとよい。柔軟部材１４０が管から構成されている場合、この管の内側は、以下にさらに詳細に説明するように、埋込材料を含んでいてもよい。いくつかの他の実施形態では、柔軟部材１４０は、流体が貫流するようになっている管から構成されている。流体は、例えば、アンビリカルアセンブリ１２０を付加的に冷却するためのものであるとよい。
【００５３】
また、アンビリカルアセンブリ１２０は、導管１３０内に埋込材料１４５も含んでいるとよい。埋込材料１４５は、管１３５を導管１３０から隔離することができ、管１３５を互いに隔離することができ、および／または管を（もし用いられているなら）柔軟部材１４０から隔離することができる。さらに具体的には、埋込材料１４５は、管１３５を互いに対して離間した関係で保持し、および／または管１３５を導管１３０に対して離間した関係で保持し、および／または管１３５を（もし用いられているなら）柔軟部材１４０に対して離間した関係で保持するように、構成されているとよい。埋込材料１４５は、以下にさらに詳細に説明するように、稼働中に管１３５の互いに対する運動（例えば、捩れ）を拘束するのに有用である。換言すれば、埋込材料１４５は、管１３５が互いに対しておよび／または導管１３０に対して運動しないように、管１３５および／または導管１３０を一緒に「係止（ｌｏｃｋ）」することができる。本明細書に用いられる「埋込材料（ｐｏｔｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、導管の内部空間を実質的に充填して管および／または柔軟中心部材を包囲するどのような固体柔軟材料も含んでいる。埋込材料１４５は、どのような適切な材料、例えば、ポリウレタンのようなポリマーであってもよい。例示的な埋込材料は、カリフォルニア州、タスチンのＢＪＢ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ, Ｉｎｃ．から市販されているＦ−２５柔軟ポリウレタンである。
【００５４】
以下にさらに詳細に説明するように、導管１３０は、互いに向き合った近位端１３０１および遠位端１３０２を有している。いくつかの実施形態では、導管１３０の近位端１３０１およびそこに収容されている管１３５は、アクセス開口４０を貫通している。図９Ｂに示されているように、導管１３０の近位端１３０１は、管１３５が貫通するフランジ１３２を備えていてもよい。埋込材料が用いられる場合、フランジ１３２は、埋込材料を導管１３０内に収容するのに役立つ。また、フランジ１３２は、導管１３５が収容されている導管１３０を適切に位置決めするのにも役立つ。例えば、フランジ１３２は、開口４０の外側（例えば、筐体１５の外側）に配置されるとよく、このフランジ１３２によって、オペレータは、内部空洞４４内における導管１３０の適切な長さを位置付けることが可能となる。
【００５５】
図１０〜図１２を参照すると、アンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５の外周の周りに湾曲または延在し、ロータ４５の後側のドラム１５０内に進入している。いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０の一部は、ドラム１５０に接続されている。図示されている実施形態では、駆動機構１５５が、モータ１６０およびベルト１６５によって駆動されるようになっている。駆動機構１５５は、種々のギア１７０を備えているとよく、その少なくともいくつかが、ドラム１５０内に配置されているとよい。特定の実施形態では、駆動機構１５５によって、アンビリカルアセンブリ１２０は、軸を中心として速度Ｘで回転し、ロータ４５は、同一軸を中心して速度２Ｘまたは約２Ｘで回転するようになっている。換言すれば、アンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５の半分または約半分の速度で回転することになる。いくつかの実施形態では、ドラム１５０は、モータ１６０によって速度Ｘで駆動され、（従って、アンビリカルアセンブリ１２０は、速度Ｘで回転され）、駆動機構１５５は、ロータ４５を速度２Ｘまたは約２Ｘで回転させるギアを備えている。
【００５６】
図１３は、アンビリカルアセンブリ１２０の例示的な配置および形状を示している。導管１３０は、互いに向き合った近位端１３０１および遠位端１３０２を有している。いくつかの実施形態では、導管１３０の近位端１３０１およびその内部の管１３５は、アクセス開口４０を貫通している（例えば、図１５および図１６参照）。導管１３０の遠位端１３０２は、ドラム１５０を貫通し、ロータ４５に接続され、これによって、管１３５がチャンバ５０に流体接続するようになっている。いくつかの実施形態では、図示されているように、導管遠位端１３０２は、連結具１３３を備えている。連結具１３３は、導管１３０をロータ４５に連結し、これによって、管１３５がチャンバ５０と流体接続することを可能にするものである。いくつかの実施形態では、連結具１３３は、六角形状を有しているが、他の形状、例えば、他の多角形状も想定されている。
【００５７】
この構成では、アンビリカルアセンブリ１２０の同軸半速回転によって、ロータ４５の回転中に、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５が完全に捩じられることが阻止されるようになっている。この現象の完全な科学的説明が、例えば、Adamsに付与された米国特許第３，５８６，４１３号明細書に見出されている。この特許の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。手短に述べると、もしロータ４５が最初の３６０°の回転を終了し、アンビリカルアセンブリ１２０が同一方向における１８０°の半回転を終了したなら、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、一方向に１８０°の捩れを受けることになる。ロータ４５をさらに３６０°回転させ、アンビリカルアセンブリ１２０をさらに１８０°回転させると、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、他の方向に１８０°捩じられ、これによって、元の捩じられていない状態に戻ることになる。従って、稼働中に、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、部分的な捩れ、撓み、または曲げを連続的に受けるが、それらの軸を中心として完全に回転されることがなく、または捩じられることがない。
【００５８】
この解決策は、典型的な連続流遠心分離機を上回る利点をもたらすことができる。従来の機構では、ある長さの配管が、遠心分離されるべき流体を含む装置の回転軸に固定して取り付けられるとき、配管の捩れを回避するために、配管の全長を回転シールまたは他の手段によって回転させねばならない。しかし、これらのシールは、多くの場合、漏れおよび／または汚染の源になる。
【００５９】
対照的に、本発明のアンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５を含む「回転系」から筐体１５の外側の領域のような「静止系」への移行をもたらすものである。回転ユニオンおよびシールを必要とすることなく、無菌の完全に閉鎖されたシステムをもたらすことができる。他の利点は、以下にさらに詳細に説明するように、容易に取換えることができる使い捨て可能な部品を用いることによって、無菌経路をもたらすことができることにある。
【００６０】
連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカル機構（へその緒に似た機構）が、例えば、米国特許第４，２１６，７７０号、同４，４１９，０８９号、同４，３８９，２０６号、および同５，６６５，０４８号のそれぞれの明細書に開示されている。しかし、これらの解決策は、遠心分離機を高速で回転することによって生じたＧ力および／または粒子を実質的に固定化するのに必要な連続的流体流れによって管に加えられる高応力および高歪に十分に対処していない。さらに、遠心分離機を高速で回転することによって、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管のトルクが大きくなり、これまでに開示されている機構は、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管を故障に至る前の許容できる時間内において高速で回転させることができない。換言すれば、前述の解決策は、システムをかなりの程度まで簡単に「スケールアップ」させることができず、また配管系の急激な破局的破損をもたらすことなく、システムを簡単に高速回転させることができないと考えられる。これは、少なくとも部分的に、速度およびスケールが大きくなるにつれて摩擦が大きくなり、アンビリカルシステムのトルクが大きくなることによる。
【００６１】
本発明は、より高い回転速度（従って、より高いＧ力）に耐えることができるより頑丈なアンビリカルアセンブリをもたらし、これによって、アンビリカルアセンブリに即座のまたは急速な破局的故障をもたらすことなく、連続流遠心分離機のようなシステムをより大きなサイズに「スケールアップ」することによって、これらの欠点に対処している。これは、本発明のアンビリカルアセンブリ、例えば、図８〜図１４に示されているアンビリカルアセンブリ１２０の構造によるものである
【００６２】
この構造では、稼働中に（すなわち、ロータが軸を中心として速度２Ｘで回転し、アンビリカルアセンブリが該軸を中心として速度Ｘで回転している間に）、管１３５の捩れが阻止されている。さらに具体的には、管１３５の互いに対するおよび導管１３０に対する過剰な捩れが阻止されている。換言すれば、管１３５および導管１３０は（例えば、埋込材料１４５を用いることによって）、効果的に一緒に「係止」されており、これによって、これらの構成要素の相対的な運動が阻止されている。加えて、管１３５の互いに対するおよび導管１３０に対する過剰な擦れが、完全に阻止されないまでも、低減されている。その結果、軸を中心として高速で回転される大型のシステムにおいて比較的長い寿命を有する配管システムが、もたらされることになる。
【００６３】
これは、１つには、導管１３０内における管１３５の運動を拘束することによって、達成されている。埋込材料１４５は、管１３５を適所に保持し、これによって、管１３５の導管１３０に対する過剰な捩じれを阻止することができる。換言すれば、埋込材料１４５は、管１３５および／または導管１３０を一緒に「係止」し、これによって、管１３５の互いに対するおよび／または導管１３０に対する運動を阻止することができる。また、埋込材料１４５は、個々の管１３５間に緩衝をもたらし、これによって、管１３５の互いに対する擦れを阻止することができる。さらに、埋込材料１４５は、管１３５と導管１３０との間に緩衝をもたらし、これによって、稼働中の管１３５の導管１３０に対する擦れを阻止することができる。これらの構成要素の擦れは、連続的な応力を生じるのみならず、熱をもたらし、これらの構成要素をさらに弱めることになる。
【００６４】
さらに、もし用いられているなら、柔軟部材１４０は、管１３５を柔軟部材１４０の周りに秩序だったアレイとして保持し、管１３５の捩れをさらに低減させるように機能することができる。埋込材料１４５が用いられる場合、この埋込材料１４５は、導管１３０、管１３５、および／または柔軟部材１４０を一緒に「係止」し、これによって、これらの構成要素の互いに対する運動を阻止するように機能することができる。さらに、埋込材料１４５は、管１３５と柔軟部材１４０との間に緩衝をもたらし、これによって、稼働中に管１３５の柔軟部材に対する擦れを阻止することができる。これらの構成要素の擦れは、連続的な応力をもたらすのみならず、熱を生じさせ、これらの構成要素をさらに弱めることになる。
【００６５】
導管１３０に対して適切な材料を選択することによって、稼働中の導管１３０のアンビリカルガイド１２５に対する擦れによる破損を防ぐことができる。さらに、稼働中の導管１３０および／または管１３５の摩擦および潜在的損傷（例えば、導管１３０の疲労破壊）をさらに低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料が導管１３０とガイド１２５との間に塗布されてもよい。さらに、導管１３０とガイド１３５との間の摩擦をさらに低減させるために、ガイド１２５の内側が、研磨（例えば、機械的研磨）されてもよい。追加的または代替的に、ガイド１２５の内側および／または導管１３０の外側が、これらの２つの構成要素間の摩擦を低減させるために、潤滑材料、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ■（商標）によって被覆されていてもよい。
【００６６】
これらの構成を用いることによって、システム、例えば、回転シールなどを用いない連続流遠心分離機は、以下のように首尾よく「スケールアップ」されている。ロータおよび１つまたは複数のチャンバは、少なくとも３０００ＲＰＭの速度で回転可能である。これは、チャンバにおける（例えば、チャンバの「円錐」の１／３の高さまたはチャンバの「先端」から１／３のチャンバ高さにおける）約１０００ｇのＧ力に対応している。各チャンバを通る流体の流量は、少なくとも１リットル／分とすることができる。従って、例えば、４つのチャンバが用いられる場合、全流量は、少なくとも４リットル／分とすることができる。各チャンバの容積は、少なくとも１リットルとすることができる。従って、例えば、４つのチャンバが用いられる場合、全チャンバ容積は、少なくとも４リットルとすることができる。勿論、種々の操作に対して、より低い回転速度、より低い流量、および／またはより低いチャンバ容積が用いられてもよい（例えば、ロータの回転数は、０−３０００ＲＰＭの範囲内とすることができ、および／または各チャンバを通る流体の流量は、０−１リットル／分の範囲内とすることができ、および／または各チャンバ容積は、１リットル未満とすることができる）。さらに、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、さらに高い程度（例えば、３０００ＲＰＭを超える回転速度、チャンバ当たり１リットル／分を超える流量、１リットルを超えるチャンバ容積、など）にまで「スケールアップ」された頑丈なシステムを考慮に入れている。さらに具体的には、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約１０，２５，５０，１００，２５０，５００，７５０，１０００，１２５０，１５００，１７５０，２０００，２５００，３０００，５０００，または１０，０００ＲＰＭ以上またはそれらに含まれる任意の部分範囲内の回転速度を用いる頑丈なシステムを考慮に入れている。また、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約１０，２５，５０，１００，２５０，５００，７５０，１０００，１２５０，１５００，１７５０，２０００，２５００，３０００，５０００，または１０，０００ｇ以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内のＧ力を生じ、かつ耐えることができる頑丈なシステムを考慮に入れている。同様に、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約０．０００１，０．００１，０．０１，０．１，０．２５，０．５，０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．５，３，５，１０，２０，２５，または５０リットル／分以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内のチャンバ当たりの流体の流量を考慮に入れている。また、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約０．０００１，０．００１，０．１，０．２５，０．５，０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．５，３．５，１０，２０，２５，または５０リットル以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内の個々のチャンバ容積を考慮に入れている。
【００６７】
アンビリカルアセンブリ１２０の他の実施形態について検討する。例えば、導管の中心線に沿っている柔軟部材が省略されてもよい。管の１つが、導管の中心線に実質的に沿って延在し、残りの管が、アレイ（配列）を成して、中心管を包囲するようになっていてもよい。これに関連して、中心管は、「ダミー管」に代わって、チャンバの１つの入口流路または出口流路のいずれかに接続されるようになっている。すでに詳細に述べたように、捩れおよび擦れを阻止するために、埋込材料が設けられてもよい。
【００６８】
さらに他の実施形態では、埋込材料が不要とされている。例えば、アンビリカルアセンブリは、複数の流路または通路が貫通している１つの固相押出材から構成されていてもよい。各流路または通路は、チャンバの１つの入口または出口のいずれかに接続されるようになっている。固相押出材は、柔軟であるとよく、強度をもたらすガイド、例えば、前述したガイド１２０内に収容されるようになっているとよい。
【００６９】
例示的な固相押出アセンブリ３３０が、図２１に示されている。固相押出アセンブリ３３０は、本明細書に記載されているアンビリカルアセンブリ１２０の一部を成しているとよい。さらに具体的には、前述したおよび以下に述べる全ての実施形態において、固相押出アセンブリ３３０は、導管１３０および管１３５（およびもし用いられているなら、埋込材料１４５および／または柔軟部材１４０）に代わって用いられてもよい。従って、固相押出アセンブリ３３０は、ガイド管１２５内に嵌合されると共に、互いに離間した細長の通路を含む導管を画定するようになっていることを理解されたい。
【００７０】
図２１をさらに参照すると、固相押出アセンブリ３３０は、固相押出材３３０ｅを備えている。固相押出材は、柔軟であり、外壁と、互いに離間した通路を画定している細長の内部流路または通路３３５とを有している。本明細書において詳細に述べた管１３５と同じように、通路３３５は、１つまたは複数のチャンバ５０に流体連通している。具体的には、１つの通路３３５は、それぞれのチャンバ５０の入口５５に流体連通しており、他の異なる通路３３５は、それぞれのチャンバ５０の出口６０に流体連通している。例示されている実施形態では、固相押出材３３０ｅは、８つの通路３３５を備えており、４つのチャンバ５０と共に用いられるように構成されている。押出材３３０ｅは、必要に応じて、８つの通路３３５よりも多いかまたは少ない通路３３５を備えていてもよい。
【００７１】
前述したように、押出アセンブリ３３０は、アンビリカルアセンブリ１２０において少なくとも導管１３０の代わりをすることができる。以下、押出アセンブリ３３０と導管１３０との間の違いについて説明する。
【００７２】
前述したように、通路３３５は、概して、柔軟管１３５に取って代わるものである。しかし、管１３５と違って、通路３３５は、１つまたは複数のチャンバ５０までずっと延在しておらず、および／または筐体１５の外側の接続点までずっと延在していない（図１５および図１６参照）。従って、いくつかの実施形態では、（バーブコネクタのような）コネクタが、各通路３３５の一端または両端に設けられるか、または用いられるようになっているとよい。通路３３５の遠位端におけるコネクタは、通路３３５を１つまたは複数のチャンバ５０の入口５５および出口６０（または、もし用いられているなら、フランジ入口および出口流路６５，７０）に接続するための（本明細書において述べた柔軟配管１３５と同様の）配管を成すものであるとよい。同様に、通路３３５の近位端におけるコネクタは、通路３３５を筐体１５の外側の構成要素、例えば、以下にさらに詳細に説明するポンプまたは他の配管に接続するための（本明細書において述べた柔軟配管１３５と同様の）配管を成すものであるとよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、図示されているように、固相押出アセンブリ３３０は、シース３３０ｓを備えている。シース３３０ｓの材料および形状は、前述した導管１３０と同様の特性を有しているとよく、かつ同様の利点をもたらすようになっているとよい。具体的には、シース３３０ｓは、ガイド管１２５との摩擦に耐えるのを促進し、および／または稼働中にトルクを伝達するのを促進するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓは、ガイド管１２５との接触面積を最小限に抑えるために、および／または稼働中の摩擦を最小限に抑えるために、稜線を備えているとよい。シース３３０ｓは、固相押出材３３０ｅの外壁の周りに接着されていてもよいし、または密嵌合されていてもよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、これらの２つの構成要素間に締り嵌め（あるいは、実質的な締り嵌め）が生じるように寸法決めされ、かつ形作られている。これに関連して、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、稼働中に単一ユニット（すなわち、押出アセンブリ３３０）として作用するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、一体化されていてもよいし、いくつかの実施形態では、シース３３０ｓは、省略されていてもよい。
【００７４】
固相押出アセンブリ３３０は、すでに詳細に述べた導管１３０、管１３５、および埋込材料１４５と同じまたは実質的に同じ利点をもたらすことができる。手短に述べると、通路３３５は、該通路３３５が互いに離間するように、および／または押出材３３０ｅの外壁から離間するように、および／またはもし用いられているなら、シース３３０ｓから離間するように、固相押出材３３０ｅ内に配置されているとよい。この離間した関係は、稼働中に保持されているとよく、これによって、通路３３５の互いに対する運動／捩れを最小限に抑えるのに役立ち、および／またはもし用いられているなら、シース３３０ｓに対する通路３３５の運動／捩れを最小限に抑えるのに役立つことになる。その結果、すでに詳細に述べたように、「スケールアップ」した操作に用いられるより頑丈なアンビリカルアセンブリが得られることになる。
【００７５】
固相押出材３３０ｅは、ポリマー材料、例えば、ＰＶＣ、プラチナ硬化シリコン、Ｃ−フレックス、および他の同様の材料から構成されているとよい。もし用いられているなら、シース３３０ｓは、導管１３０に関して前述したのと同様の材料から構成されているとよい。
【００７６】
また、繰返しを避けるために、すでに述べたおよび以下に述べる実施形態は、導管１３０および管１３５（および任意選択的に、埋込材料１４５および／または柔軟材料１４０）を備えるアンビリカルアセンブリ１２０についてのみ説明している。しかし、アンビリカルアセンブリ１２０は、押出アセンブリ３３０を備えていてもよいし、または導管１３０、管１３５、および／または埋込材料１４５に代わって押出材３３０ｅを単に用いてもよいことを理解されたい。
【００７７】
いくつかの実施形態では、図１４Ａ〜図１４Ｄに示されているように、漏斗１８０がフランジ３５および／またはドア２０の後側に設けられている。漏斗１８０は、開口４０の反対側に孔１８５を備えている。漏斗１８０は、アンビリカルアセンブリ１２０の少なくとも一部を受け入れるように構成されている。例示されている実施形態では、漏斗１８０は、管１３５が収容されている導管１３０を受け入れている。導管１３０は、少なくとも管１３５が開口３０を貫通するように、孔１８５および開口４０に通される。次いで、管１３５は、以下にさらに詳細に説明するように、付加的な構成要素に接続されるようになっている。
【００７８】
漏斗１８０は、導管１３０が開口３０を貫通する前に最後に湾曲する箇所において、導管１３０および管１３５に加えられる歪／応力を低減させることができる。これに関連して、漏斗１８０は、導管１３０およびそこに収容されている管１３５の湾曲を制御することができる。これによって、もし漏斗が設けられていない場合には高応力が集中する箇所において、導管１３０および／または管１３５が破損する可能性を低下させることができる。孔１８５の中心線は、好ましくは、アンビリカルアセンブリ１２０の回転軸と真っ直ぐに並んでいるかまたは実質的に真っ直ぐに並んでいる。もし真っ直ぐに並んでいないと、不必要な付加的負荷が導管１３０および／または管１３５に加えられることになるだろう。また、漏斗１８０は、好ましくは、導管１３０の最小動的曲げ半径よりも大きい曲げ半径を有している。
【００７９】
さらに、漏斗１８０の形状によって、稼働中にアンビリカルアセンブリ１２０が回転している間、導管１３０およびそこに収容されている管１３５の一貫した曲げがもたらされることになる。漏斗１８０は、導管１３０が漏斗１８０内で回転している間の摩擦または擦れを低減させるために、機械加工および／または研磨されていてもよい。加えて、摩擦または擦過をさらに低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料が、漏斗１８０に塗布されていてもよい。付加的または代替的に、漏斗および／または導管１３０の外面は、摩擦または擦過を低減させるために、Ｔｅｆｌｏｎ■（商標）のような潤滑材料によって被覆されていてもよい。
【００８０】
図１５および図１６を参照すると、開口４０から突出している導管１３０および管１３５が示されている。少なくとも1つのポンプ２００が、筐体１５上またはそのパネル上に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。少なくとも１つの弁が、筐体１５上またはそのパネル上に設けられていてもよいし、筐体１５の右側に示されている配管と一体になっていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。例えば、１つまたは複数のピンチ弁が、筐体１５上に設けられているとよい。ピンチ弁は、ピンチ弁に挿通された配管を絞るか（または締め付ける）ことによって、配管を閉じるかまたは部分的に閉じるように、構成されている。
【００８１】
図１７は、システムの例示的な流れ図を示している。システムは、２セット、すなわちチャンバ／アンビリカルセットおよび弁／流体経路セットを備えているとよい。チャンバ／アンビリカルセットは、少なくとも１つまたは複数のチャンバ５０、導管１３０、および導管１３０内の管１３５を備えているとよい。図示されている実施形態では、チャンバ５０の入口流路６５に流体連通している管１３５は、ポンプ２００に接続されているとよい（図１５および図１６も参照）。また、図示されている実施形態では、チャンバ５０の出口流路７０に流体連通している管１３５は、少なくとも１つの戻り管２０５に接続されているとよい（図１５および図１６参照）。ポンプ２００の反対側において、管２１０が、ハーネスまたはマニホールド２１５に接続されているとよい。このハーネスまたはマニホールド２１５は、チャンバ／アンビリカルセットを弁／流体経路セットに接続させるものである。いくつかの実施形態では、これらの２つの使い捨て可能なセットは、無菌管溶接プロセスによって互いに接続可能である。これらの使い捨て可能なセットは、密封および／または殺菌された状態で供給されることが可能である。無菌管溶接プロセスを用いることによって、該使い捨て可能なセットは、どのような種類のコネクタ（例えば、ハーネス、マニホールドなど）を用いることなく、互いに接続可能であり、これらの使い捨て可能なセットは、「開ける（open）」必要がなく、その結果、無菌性を損なうことがない。
【００８２】
弁／流体経路セットは、典型的には、配管および／または（配管に一体化されているとよい）弁を備えている。いくつかの実施形態では、弁／流体経路セットは、１つまたは複数の弁、例えば、筐体に設けられたピンチ弁内を経由するように構成されている。図１５および図１６に示されている実施形態において、弁／流体経路セットは、筐体１５の右側に見られる配管を備えている。いくつかの実施形態では、弁／流体経路セットは、１つまたは複数の戻り管２０５を備えている。管は、図１５および図１６において「断線（ｂｒｏｋｅｎ）」して示されているが、フランジ３５の開口４０から突出している管１３５は、典型的には、ポンプ２００および／または１つまたは複数の戻り管２０５に接続されていることに留意されたい。ポンプ２００から戻る１つまたは複数の戻り管２０５および／または管１３５は、ドア２０のハンドル３０を経由するようになっていてもよいし、および／または１つまたは複数のホルダー２２０、例えば、フックによって適所に保持されるようになっていてもよい。
【００８３】
図１７の流れ図に示されているように、弁／流体経路セットは、種々の容器、例えば、バイオリアクタ２３０、廃棄培地容器２３５、清浄培地容器２４０、および／または細胞収穫容器２４５に接続されていてもよい。種々の容器は、典型的には、筐体１５から離れて配置されているが、容器の少なくともいくつかは、いくつかの実施形態では、筐体１５内に収容されていてもよい。図１５および図１６に示されている実施形態では、筐体１５の右側の管の下側（開放されている）部分は、種々の容器、例えば、前述した容器に接続されていてもよい。弁／流体経路セットは、以下にさらに詳細にまとめて述べるように、種々の操作を行うように構成可能になっている。少なくとも1つの二次ポンプ２５０が、筐体１５に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。二次ポンプ２５０は、これらの種々の操作の少なくともいくつかに有用である。
【００８４】
本明細書に記載されている構成要素の少なくともいくつかは、使い捨て可能である。例えば、チャンバ５０、導管１３０、および／またはそこに収容されている管１３５は、使い捨て可能になっているとよい。前述したように、使い捨て可能なチャンバ５０は、柔軟または弾性ポリマー、例えば、透明または半透明ポリマーから構成され、これによって、「バッグチャンバ」を形成するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０は、熱成形されたものであるとよい。いくつかの実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０は、比較的薄肉（例えば、１ｍｍ未満の肉厚）の医学等級ＰＶＣであるとよい。他の実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０の材料は、適正製造基準（ｃＧＭＰ）に準拠する他の材料（例えば、ＦＥＰ、Ｃフレックス、ブロー成形ＥＶＡ、低密度ポリエチレン、など）であってもよい。使い捨て可能なチャンバ５０は、図５Ａに示されているように、またすでに詳細に述べたように、（一体化されているとよい）入口流路６５および出口流路７０を備えていてもよい。チャンバホルダー７５（図５Ｂ参照）は、ロータ４５およびチャンバ５０の回転によって加えられる負荷の大部分または全てを受けることによって、使い捨て可能なチャンバ５０の破損を阻止することができる。
【００８５】
２つの個別の使い捨て可能な流路を備えるシステムも想定されている。このシステムでは、前述した２つのセット（すなわち、チャンバ／アンビリカルセットおよび弁／流体経路セット）が、別々に使い捨て可能になっていてもよい。例えば、図１５〜図１７を参照すると、チャンバ５０、導管１３０、およびそこに収容されている（ポンプ２００までまたはポンプ２００を超えたところまで延在している）管１３５が、第１の使い捨て可能な流路（セット＃１）を構成しているとよい。また、ハーネスまたはマニホールド２１５の右側の配管および／または弁が、第２の使い捨て可能な流路（セット＃２）を構成しているとよい。１つまたは複数の戻り管２０５は、典型的には、使い捨て可能なセット＃２に含まれているとよいが、いずれかの使い捨て可能な流路に含まれていてもよい。
【００８６】
１つまたは複数の使い捨て可能な流路は、従来の連続流遠心分離機および同様の装置を上回る利点をもたらすことができる。使い捨て可能な流路を用いていないシステムは、一般的に、定置洗浄（ＣＩＰ）および定置滅菌（ＳＩＰ）の手順および規格を順守しなければならない。これは、汚染に敏感な操作、例えば、細胞培養／収穫および血液処理を行うシステムに、特に当てはまる。本明細書に記載されている使い捨て可能な流路は、ＣＩＰ手順およびＳＩＰ手順を行う必要性をなくすことができる。さらに、完全に使い捨て可能な流路の使用によって、適正製造基準（ｃＧＭＰ）に準拠することができる。これらの流路は、挿入および使用の準備が整った無菌の構成要素として、供給されることが可能である。
【００８７】
前述したように、本明細書に開示されているシステム、方法、および操作は、多くの処理、収穫などを行うのに用いることができる。例示的な方法および操作は、２００９年７月１６日にいずれも出願されている共同所有された同時係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４１１３号（国際特許出願公開第２０１０／００８５６３号）および国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４１３７（国際特許出願公開第２０１０／００８５７９号）のそれぞれのパンフレットに詳細に開示されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。これらの方法および操作のいくつかについて、図１７を参照して、簡単に説明する。
【００８８】
連続流遠心分離操作では、細胞のような粒子を含む培地が、細胞の流動床を形成するために、回転チャンバ５０に送給されることになる。チャンバ５０が細胞によって充填された後、流れが逆転され、チャンバ５０が空にされる。システム（すなわち、ロータおよびチャンバ）は、この操作の全体にわたって回転を停止する必要がない。このサイクルを繰り返し、大量の培地から細胞を濃縮することができる。
【００８９】
同様に、潅流操作において、細胞のような粒子は、培養および／または収穫のために、回転チャンバ５０内の流動床に固定化される。例えば、細胞および培地は、バイオリアクタ２３０から取り出され、チャンバ５０に移送されるとよい。培地および細胞の連続流れは、回転チャンバ５０によって生じる遠心力と実質的に相反しており、これによって、細胞を流動床に固定化することができる。潅流サイクルを用いて、新鮮な培地が連続的に細胞に供給され、使用済みの培地が、例えば、廃棄容器２３５に取り除かれることになる。次いで、通常、流体流れを逆転させ、細胞をバイオリアクタ２３０または細胞収穫容器２４５に戻すことによって、細胞がチャンバ５０から取り除かれることになる。
【００９０】
本明細書に開示されているシステムは、細胞培養または細胞収穫中に培地交換を行うこともできる。この用途では、培養された細胞が、まず、回転チャンバ５０に送給され、細胞の流動床を形成し、次いで、新しい培地または緩衝液がチャンバ５０の入口流路６５を通して送給され、これによって、流動床が潅流されることになる。例えば、新しい培地または緩衝液は、清浄培地容器２４０から導かれるとよい。細胞がその培地または緩衝液によって洗浄された後、流れを逆転させることによって（すなわち、培地をチャンバ５０の出口流路７０に導くことによって）チャンバ５０が空にされる。培地／緩衝液交換の操作は、付加的なプロセス、例えば、トランスフェクション、細胞分注、バイオリアクタの播種の前に用いられてもよいことに留意されたい。
【００９１】
また、システムは、密度および／または大きさに基づいて、細胞の集団を分離することもできる。この用途では、種々の細胞集団を含む流体が、回転チャンバ５０に送給されることになる。細胞は、流体の流量および／または遠心力（すなわち、ロータの回転速度）を調節することによって、分離される。いったん流体の流速および遠心力が適切に調節されたなら、より軽い／より小さな細胞が培地と共にチャンバ５０から排出される。細胞床が形成された後、新鮮な培地または緩衝液を用いて、再び流速および／または遠心力を調整することによって、他の集団を分離することができる。このプロセスが何度か繰り返され、密度および／または大きさの異なる多数の集団を分離することができる。最終的に、より重い／より大きい細胞が、新鮮な培地の流れを逆転させることによって、収穫されることになる。
【００９２】
これらは、開示されたシステムによって行うことができるプロセスの単なる例示にすぎない。他のプロセスとして、細胞分注、トランスフェクション、エレクトロポレーション、（例えば、親和性マトリックスを用いることによる）選択／純化／富化、タンパク質／生体材料の関連する粒子から分別、および／または足場材からの粒子の除去、および粒子の被覆が挙げられる。これらのプロセスは、前述した出願に詳細に記載されている。
【００９３】
図１５および図１６を再び参照すると、ディスプレイ２６０が、筐体１５上に設けられていてもよいし、筐体１５に取り付けられたパネルまたは筐体１５に隣接しているパネル上に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。ディスプレイ２６０は、少なくとも１つの制御装置（図示せず）に（例えば、直接または無線によって）接続されているとよい。システムの種々の構成要素、例えば、モータ、１つまたは複数のポンプ、弁、などに関連する制御装置が設けられていてもよい。全ての構成要素に関連する１つの制御装置が設けられていてもよいし、いくつかの構成要素が専用の制御装置を有していてもよい。
【００９４】
ディスプレイ２６０の模擬画面例が、図１８〜図２０に示されている。ディスプレイ２６０は、オペレータによって、パラメータを入力し、データまたは経過を読み出すことを可能にするものである。ディスプレイは、図１８に示されているように、種々の構成要素の操作を示すタッチスクリーンボタンを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、別のユーザ入力装置、例えば、キーボードが設けられている。換言すれば、ディスプレイは、タッチスクリーンを用いていなくてもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、光源および／またはカメラが筐体上または筐体の内部空洞内に設けられていてもよい。光源および／またはカメラは、１つまたは複数のチャンバを照らすために、および／または１つまたは複数のチャンバ（例えば、稼働中の１つまたは複数のチャンバの内部）を撮像するのに、有用である。撮像された画像は、オペレータおよび／またはシステムに１つまたは複数のチャンバ内に生じた特定のプロセスの経過に関するフィードバックをもたらすのに有用である。カメラは、ディスプレイに（直接的または制御装置を介して）連通しているとよく、これによって、画像が、例えば、ディスプレイに伝達されることになる。１つまたは複数の制御装置および／または１つまたは複数の制御装置と関連するソフトウエアが、特定チャンバの撮像した画像を自動的に関連付けるようになっていてもよい。
【００９６】
以上の説明は、本発明の例示であり、本発明を制限すると解釈されるべきではない。本発明のいくつかの例示的実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本発明の示唆および利点から実質的に逸脱することなく、例示的実施形態において多くの修正形態が可能であることを容易に理解するだろう。従って、このような実施形態は、いずれも請求項に記載されている本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本発明は、以下の請求項によって定められ、請求項の等価物は、該請求項に含まれるものとする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を移送および処理するのに用いられる方法、システム、および装置、ならびに連続流遠心分離機のような粒子を移送および処理するためのシステムおよび装置に有用な構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の連続流遠心分離機は、漏れおよび／または汚染に関していくつかの問題を提起している。例えば、従来の連続流遠心分離機では、ある長さの配管が、遠心分離されることになる流体材料を含む装置の回転軸に固定して取り付けられた場合、配管の全長は、配管の捩れを回避するために、回転シールまたは他の手段を用いることによって、回転されねばならない。しかし、これらのシールは、漏れおよび／または汚染の源になることが多すぎる。
【０００３】
連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカル機構（へその緒に似た機構）は、例えば、特許文献１，２，３，４に開示されている。しかし、これらの解決策は、遠心分離機を高速で回転させることによって生じるＧ力によって、および／または粒子を実質的に固定化するのに必要な連続的な流体流れによって管に加えられる高応力および高歪に十分に対処していない。さらに、遠心分離機の高速回転によって、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管の「部分的な」捩れ作用が増大し、これまでに開示されている機構は、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管を故障に至る前の許容できる時間にわたって高速回転させることができない。換言すれば、前述の解決策は、システムをかなりの程度まで簡単に「拡大（ｓｃａｌｅ ｕｐ）」させることができず、配管システムの急激な破局的破損をもたらすことなく、システムを高速回転させることができないと、考えられている。
【０００４】
小規模の操作の場合、回転シールなどをなくすことによって、従来の連続流遠心分離機に関するいくつかの汚染の問題に対処することができる。しかし、別の汚染の問題が依然として残っている。例えば、流体流路は、時間と共に（例えば、２回以上の使用後に）、洗浄および／または滅菌に最大限の注意が払われない限り、汚染する可能性がある。１つの流体流路（または多数の流体流路）を使い捨て可能なものとすることによって、高価で時間の掛かる洗浄の必要性をなくすことができ、汚染のない操作をより確実なものとすることができる。使い捨て可能な流体流路は、好ましくは、容易に取換え可能になっているとよく、システムを全体として前述したように「スケールアップ」することができるように、システムに適応可能になっているとよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，２１６，７７０号明細書
【特許文献２】米国特許第４，４１９，０８９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３８９，２０６号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６６５，０４８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態によれば、粒子を処理するための装置は、軸を中心としてある速度で回転可能なロータであって、外周および互いに向き合った前側および後側を有している、ロータと、ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、該軸を中心として回転可能なアンビリカルアセンブリと、アンビリカルアセンブリをロータの約１／２の速度で回転させるように構成された駆動機構と、を備えている。アンビリカルアセンブリは、ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、ガイド管内に配置された柔軟導管と、導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の細長通路であって、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の細長通路と、を備えている。通路は、互いに離間した関係で保持されている。
【０００７】
いくつかの実施形態では、チャンバごとの第１および第２の通路は、導管の長さの少なくとも大部分内に延在している対応する第１および第２の柔軟管から構成されている。導管内の埋込材料は、柔軟管を互いに離間した関係で保持し、かつ柔軟管を導管に対して離間した関係で保持するように、構成されている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、アンビルカルアセンブリは、導管の長さの少なくとも大部分内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【０００９】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであってもよく、装置は、ロータの前側に旋回可能に取り付けられた少なくとも１つのチャンバホルダーをさらに備えていてもよい。各チャンバホルダーは、それぞれのチャンバを取外し可能に閉じ込めるように構成されている。各チャンバホルダーは、閉じ込められたチャンバへの視覚的アクセスをもたらす窓を備えていてもよい。
【００１０】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えていてもよい。フランジは、入口流路および出口流路を備えており、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に接続されており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に接続されている。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の柔軟管がフランジ入口および出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、導管および通路は、柔軟な押出材として一体化されており、該柔軟な押出材は、外壁と、互いに離間した通路を画定する細長の内部流路とを有している。
【００１２】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えていてもよい。フランジは、入口流路および出口流路を備えており、第１の通路は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に流体連通している。第１の管が第１の通路およびフランジ入口流路に接続され、第２の管が第２の通路およびフランジ出口流路に接続されていてもよい。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の管がフランジ入口流路およびフランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。コネクタが、第１および第２の通路の各々に設けられていてもよく、この場合、一方のコネクタは、第１の管を第１の通路に接続するように構成されており、他方のコネクタは、第２の管を第２の通路に接続するように構成されている。
【００１３】
駆動機構は、ギアを備えていてもよい。ギアは、少なくとも部分的にドラム内に閉じ込められていてもよい。導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えていてもよく、導管遠位端は、ロータに接続されていてもよい。いくつかの実施形態では、導管遠位端は、実質的に六角形状の連結具を有している。
【００１４】
いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリは、導管内に、通路を互いに離間した関係で保持する複数の互いに離間した柔軟ホルダーをさらに備えている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのチャンバは、ロータ上に互いに離間した関係で取り付けられた複数のチャンバから成っている。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、外周と、互いに向き合った前側および後側を有するロータを備える連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路は、ロータ上に取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、ロータの外周の周りに湾曲してロータに接続された柔軟導管と、導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、導管内の埋込材料であって、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、を備えている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、使い捨て可能な流路は、導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１８】
本発明の他の実施形態によれば、ロータと、ロータに取り付けられた入口および出口を有する少なくとも１つのチャンバと、を有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリは、ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、ガイド管内に配置された柔軟導管と、導管の長さの少なくとも大部分内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、導管内の埋込材料であって、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、を備えている。埋込材料は、導管に対する柔軟管の運動を拘束し、および／または柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリは、導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、柔軟部材は、導管の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管は、柔軟部材を包囲している。埋込材料は、柔軟部材に対する柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていてもよい。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、ロータとロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバとを有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリは、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に備える柔軟押出材を備えており、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、ロータを有する連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路は、第１の使い捨て可能な区域および第２の使い捨て可能な区域を備えている。第１の使い捨て可能な区域は、ロータに保持されるように構成された少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、チャンバごとの第１および第２の管であって、第１の管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通するように構成されており、第２の管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通するように構成されている、第１および第２の管と、を備えている。第２の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している配管であって、少なくとも１つの弁内に嵌合するように構成されている、配管を備えている。
【００２２】
いくつかの実施形態では、第１の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えている。いくつかの実施形態では、第２の使い捨て可能な区域は、少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えている。第１および第２の使い捨て可能な区域は、無菌管溶接プロセスを用いて互いに接続されるように構成されていてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであり、該チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えている。また、チャンバは、実質的に円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジも備えており、フランジは、一体入口流路および一体出口流路を備えている。第１の管は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に接続されており、第２の管は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に接続されている。フランジ入口流路およびフランジ出口流路は、第１および第２の管がフランジ入口流路およびフランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていてもよい。
【００２４】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、複数の柔軟管を互いに離間した関係で内部に保持している柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置からアクセス開口を通って内部空洞に延在しており、複数の柔軟管は、チャンバごとに第１および第２の柔軟管を含んでおり、第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の柔軟管は、それぞれのチャンバの出口に流体連通しており、柔軟導管は、導管の内部空間を実質的に充填して柔軟管を包囲する固体柔軟材料を備えており、固体柔軟材料は、柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、柔軟導管と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である駆動機構と、を備えている。
【００２５】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って内部空洞に延在しており、複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、開いた中心通路を有する実質的に漏斗状の支持体であって、支持体は、内部空洞内に進むにつれて外方に徐々に広がる形状を有しており、支持体は、柔軟導管を包囲しており、漏斗状支持体の中心線は、アクセス開口の中心線と真っ直ぐに並んでいる、漏斗状支持体と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である駆動機構と、を備えている。
【００２６】
本発明の他の実施形態によれば、遠心分離流体処理システムは、アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、アクセス開口は、ハウジングの外面から内部空洞に延在している、ハウジングと、内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された入口および出口を有する複数の柔軟な半透明または透明の流体チャンバであって、各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、各チャンバは、円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、フランジは、入口流路および出口流路を備えており、フランジ入口流路は、チャンバの入口に流体連通しており、フランジ出口流路は、チャンバの出口に流体連通している、流体チャンバと、複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、柔軟導管は、ハウジングの外部の位置からアクセス開口を通って内部空洞内に延在しており、複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、第１の通路は、それぞれのチャンバのフランジ入口流路に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバのフランジ出口流路に流体連通している、柔軟導管と、柔軟導管の一部を内部空洞内に保持している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、ガイド管を第１の速度で回転させ、ロータおよび流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、第２の速度は、第１の速度の約２倍である、駆動機構と、内部空洞内の複数の実質的に剛性のチャンバホルダーであって、各々が、ロータに取り付けられたそれぞれの柔軟チャンバを取外し可能に保持するように寸法決めされ、かつ形作られている、チャンバホルダーと、を備えている。
【００２７】
本発明の他の実施形態によれば、粒子を処理する方法は、外周を有するロータ上の少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に有している柔軟導管であって、第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、第２の通路は、それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、導管の一部を内部に保持してロータの外周の周りに湾曲している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、を準備することを含んでいる。この方法は、ロータおよび少なくとも１つのチャンバを第１の速度で回転させ、これによって遠心力場を生じさせることと、ガイド管およびその内部の導管を第１の速度の約１／２の第２の速度で回転させ、これによって、チャンバごとの第１および第２の通路が完全に捩れることを阻止することと、第１の通路を用いて、媒体および粒子をそれぞれのチャンバ内に流入させることであって、媒体および粒子の連続的な流れが、遠心力場と実質的に相反する流体力をもたらし、これによって、粒子の少なくとも一部をそれぞれのチャンバ内の流動床に固定化する、ことと、媒体をそれぞれのチャンバから第２の通路を通って流出させることと、をさらに含んでいる。
【００２８】
一実施形態に関して記載される本発明の態様は、特に述べられていなくても、種々の実施形態に取り込まれてもよいことに留意されたい。すなわち、全ての実施形態および／または任意の実施形態の特徴は、どのような方法および／またはどのような連携によって組み合わされてもよい。本出願人は、出願当初の任意の請求項を変更し、またはそれに応じて任意の新規の請求項を出願する権利、例えば、当初の請求項に記載されていなくても、任意の他の請求項の任意の特徴に従属するように、および／または該特徴を包含するように、出願当初の任意の請求項を補正することができる権利を有している。以下に述べる明細書において、本発明のこれらおよび他の目的および／または態様について、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のいくつかの実施形態による側方斜視図である。
【図２】図１のシステムの反対側の側方斜視図である。
【図３】内部構成要素を示す、図１のシステムの内部の側方斜視図である。
【図４】内部構成要素を示す、図１のシステムの内部の側方斜視図である。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるシステムおよびアセンブリに用いられるチャンバを示す図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるシステムおよびアセンブリに用いられるチャンバホルダーを示す図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態による図１のシステムの定位置にあるチャンバおよびチャンバホルダーを示す図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態による使い捨て可能なチャンバの上斜視図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの斜視図である。
【図９Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部の断面図である。
【図９Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部を示す図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの斜視図である。
【図１１】ドラムに接続されている図１０のアンビリカルアセンブリを示す斜視図である。
【図１２】図１０のアンビリカルアセンブリに付随して設けられた駆動機構を示す斜視図である。
【図１３】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの上面図である。
【図１４Ａ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートの斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられるクランプを示す図である。
【図１４Ｃ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートの斜視図である。
【図１４Ｄ】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリと共に用いられる漏斗状入口／出口ポートを示す図である。
【図１５】本発明のいくつかの実施形態による使い捨て可能な流路を備えるシステムの斜視図である。
【図１６】図１５のシステムの他の斜視図である。
【図１７】本発明のいくつかの実施形態による操作を示すフロー図である。
【図１８−２０】本発明のいくつかの実施形態によるシステムに付随して設けられたディスプレイの模擬画面例を示す図である。
【図２１】本発明のいくつかの実施形態によるアンビリカルアセンブリの一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、本発明をさらに十分に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、ここに記載されている実施形態に制限されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であって、本発明の範囲を当業者に十分に知らしめるように提示されている。
【００３１】
全体を通して、同様の番号は、同様の要素を指すものとする。図面において、一部の線、層、構成要素、要素、または特徴部の厚みが、明瞭にするために、誇張されている場合がある。
【００３２】
本明細書に用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限することを意図していない。本明細書に用いられる単数形の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他の意味を指定しない限り、複数形も含むことを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書では、記述された特徴、段階、操作、要素および／または構成要素の存在を規定することになるが、１つまたは複数の特徴、段階、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除するものではないことをさらに理解されたい。本明細書に用いられる「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という表現は、１つまたは複数の互いに関連して記載されている事項のいずれかおよび全ての組合せを含んでいる。
【００３３】
特に他の規定がない限り、本明細書に用いられる（技術用語および科学用語を含む）全ての要素は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有している。一般的に用いられている辞書に定義されているような用語は、本明細書および関連技術の文脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有していると解釈されるべきであり、本明細書に明示的に規定されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味に解釈されるべきではないことをさらに理解されたい。周知の機能または構造は、簡潔にするためおよび／または明瞭にするために、細部にわたって記述しないことがある。
【００３４】
ある要素が、他の要素に対して、「上に位置している」、「取り付けられている」、「接続されている」、「連結されている」、「接触している」、などと記述されているとき、他の要素に対して、直接上に位置していてもよく、直接取り付けられていてもよく、直接接続されていてもよく、直接連結されていてもよく、または直接接触していてもよいし、または介在する要素が存在していてもよいことを理解されたい。対照的に、ある要素が、他の要素に対して、例えば、「直接上に位置している」、「直接取り付けられている」、「直接接続されている」、「直接連結されている」、または「直接接触している」と記述されているとき、介在する要素は、存在していないことになる。また、他の特徴部に「隣接して」配置されている構造および特徴部は、その隣接する特徴部の上に重なっているかまたは下に横たわっている部分を有していてもよいことも、当業者によって理解されるだろう。
【００３５】
「〜の下に（ｕｎｄｅｒ）」、「〜の下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「〜の下側に（ｌｏｗｅｒ）、「〜の上方に（ｏｖｅｒ）」、「〜の上側の（ｕｐｐｅｒ）」などの空間に関連する用語は、図面に示されている１つの要素または特徴部と１つまたは複数の他の要素または特徴部との関係を説明するための記述を容易にするために、本明細書において用いられることがある。空間に関連するこれらの用語は、図面に描かれている方位に加えて、使用時または操作時における装置の異なる方位を含むことを意図していることを理解されたい。例えば、もし図面における装置が倒置された場合、他の要素または特徴部の「下（ｕｎｄｅｒ）」または「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」にあると記述されている要素は、他の要素または特徴部の「上（ｏｖｅｒ）」に配向されることになる。従って、「〜の下に（ｕｎｄｅｒ）」という例示的な用語は、「上」の方位と「下」の方位の両方を含んでいることになる。装置は、これ以外に配向されることもあるが、（すなわち、９０°または他の方位に回転されることもあるが）、この場合、本明細書に用いられる空間に関連する記述用語も、それに応じて、解釈されるとよい。同様に、本明細書では、「上向きに（ｕｐｗａｒｄｌｙ）」、「下向きに（ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙ）」。「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」などの用語は、特に他の規定がない限り、説明の目的でのみ用いられている。
【００３６】
粒子を処理するための装置、システム、および方法が、本明細書に開示されている。また、粒子を処理するための装置およびシステムに有用な構成要素も、本明細書に開示されている。
【００３７】
図１および図２は、本発明のいくつかの実施形態によるシステム１０を示している。システム１０は、筐体またはハウジング１５およびドア２０を備えている。ドア２０は、システム１０の内部構成要素へのアクセスをもたらすものである。内部構成要素へのアクセスについては、以下にさらに詳細に説明する。ドア２０は、内側構成要素への視覚的なアクセスをもたらす窓２５を備えていてもよい。ドア２０は、筐体１５にヒンジを介して開閉可能となるように取付けられ、例えば、ハンドル３０によって開けられるようになっているとよい。
【００３８】
システム１０は、フランジ３５を備えている。フランジ３５は、ドア２０と一体に設けられていてもよいし、別の構成要素であってもよい（すなわち、ドア２０が開いたとき、フランジ３５は、その場にとどまるようになっていてもよい）。フランジ３５は、アクセス開口４０を備えており、以下にさらに詳細に説明するように、例えば、流路、通路、または配管を有する導管が、アクセス開口４０を貫通することができるようになっている。ドア２０および／またはフランジ３５は、クランプ４２を備えていてもよい。クランプ４２は、導管を適所に保持し、および／または導管を取り外すように構成されている。
【００３９】
図３は、ドア２０が開いている状態にあるシステム１０を示している。図示されているように、フランジ３５は、その場にとどまっている。図４は、ドア２０およびフランジ３５が旋回可能に開いている状態にあるシステム１０を示している。筐体またはハウジングは、内部空洞４４を有している。内部空洞４４は、ドア２０および／またはフランジ３５が開いている状態にある図３および図４において見ることができる。システム１０の内部構成要素のいくつかは、図３および図４に示されているように、内部空洞４４内に収容されている。注目すべきは、ロータ４５が軸を中心として回転可能となるように構成されていることである。少なくとも１つの流体チャンバ５０が、互いに離間した一定の関係で保持されてロータ４５の回転に応じて回転するように、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている。いくつかの実施形態では、複数のチャンバ５０が、ロータ４５に固着されているか、または取り付けられている。図示されている実施形態では、４つのチャンバ５０が設けられている。
【００４０】
例示的なチャンバ５０が、図５Ａにさらに詳細に示されている。チャンバ５０は、実質的に円錐状に形作られていてもよいし、または図示されているように、実質的に円錐状に形作られた部分を備えていてもよい。しかし、他の形状、例えば、円筒状、矩形状、円錐台状、ピラミッド状、などの形状も想定されている。チャンバ５０は、入口５５および出口６０を備えている。チャンバ５０は、典型的には、入口５５がロータ４５の外周の方に位置し、出口６０が典型的にはロータ４５の中心の方に位置するように、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている（図６参照）。チャンバ５０は、ロータ４５およびチャンバ５０が軸を中心として回転している間に、流体がチャンバ５０を貫流することを可能とするように構成されている。入口５５から出口６０に流れる流体の力は、ロータ４５およびチャンバ５０の回転によって生じる遠心力と実質的に相反するものとすることができる。これに関連して、粒子は、該粒子に作用する力の総和によって、チャンバ５０内に、例えば、チャンバ５０内の流動床内に実質的に固定化されることになる。この作用は、米国特許第５，６２２，８１９号、同５，８２１，１１６号、同６、１３３，０１９号、同６，２１４，６１７号、同６，３３４，８４２号、同６，５１４，１８９号、同６，６６０，５０９号、同６，７０３，２１７号、同６，９１６，６５２号、同６，９４２，８０４号、同７，０２９，４３０号、および同７，３４７，９４３号、ならびに米国特許出願公開第２００５／０２６６５４８号および同２００８／０２６４８６５号のそれぞれの明細書にさらに詳細に記載されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態では、図面に示されているように、ロータ４５は、重力軸と実質的に同軸の面内において回転するようになっている（すなわち、ロータ４５は、実質的に水平の軸を中心として回転するようになっている）。粒子は、各粒子に作用するベクトル力の総和によって、チャンバ５０内の流動床に実質的に固定されることになる。このような装置の実施形態は、米国特許第５，６２２，８１９号、同５，８２１，１１６号、同６，１３３，０１９号、同６，２１４，６１７号、同６，６６０，５０９号、同６，７０３，２１７号、同６，９１６，６５２号、同６，９４２，８０４号、および同７，３４７，９４３号、ならびに米国特許出願公開第２００５／０２６６５４８号および同２００８／０２６４８６５号のそれぞれの明細書に開示されている。これらの各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。細胞および粒子は、軽量であるが、それらの質量は、ゼロではない。その結果、重力は、懸濁している粒子または細胞に著しい影響を及ぼし、この影響は、時間の経過と共に、大きくなる。懸濁している粒子または細胞の重量によって、これらの粒子は、容器の最下領域に沈降し、これによって、該粒子をチャンバ内に当初懸濁させていた力の平衡が乱されることになる。先行技術による装置に見られるように、粒子は、凝集し、これらの粒子がより大きな粒子に凝集することによって、遠心効果が大きくなり、これによって、凝集物は、より長い半径側に移動し、その結果、流動床が不安定になる傾向がある。
【００４２】
本発明のいくつかの他の実施形態では、ロータ４５は、重力軸を実質的に横切る面内において回転するようになっていてもよい。これに関連して、ロータ４５は、実質的に垂直の軸を中心として回転することになる。このような装置の実施形態は、米国特許第４，９３９，０８７号、同５，６７４、１７３号、同５，７２２，９２６号、同６，０５１，１４６号、同６，０７１，４２２号、同６，３３４，８４２号、同６，３５４，９８６号、同６，５１４，１８９号、同７，０２９，４３０号、同７，２０１，８４８号、および同７，４２２，６９３号のそれぞれの明細書に開示されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。粒子は、各粒子に作用するベクトル力の総和によって、チャンバ５０内の流動床内に実質的に固定化されることになる。さらに詳細には、液体培地の流れは、１つまたは複数の回転チャンバによって生じた遠心力場と相反する力を生じるように作用することになる。
【００４３】
さらに他の実施形態では、ロータは、水平軸と垂直軸との間の任意の軸、例えば、実質的に水平の軸を中心として回転するようになっていてもよい。
【００４４】
図５Ａを再び参照すると、チャンバ５０は、実質的に円錐状の本体部分７１およびフランジ７２を備えているとよい。フランジ７２は、円錐状の本体部分７１の少なくとも一部を包囲し、および／または円錐状の本体部分７１の周囲の少なくとも一部の周りに延在している（例えば、フランジ７２は、チャンバ５０および／または円錐状の本体部分７１の少なくとも一部を「取り囲む（ｗｒａｐ ａｒｏｕｎｄ）」面を画定している）。図示されているように、チャンバ５０は、入口流路６５および出口流路７０を備えている。これらの流路６５，７０は、チャンバ５０のフランジ７２に一体化されているとよい。以下にさらに詳細に説明するように、フランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０に、管が接続されているとよい。これらの実施形態では、フランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０は、管がフランジ入口流路６５およびフランジ出口流路７０に接続される点から延在している実質的に互いに平行のセグメント７３，７４を備えているとよい。
【００４５】
チャンバ５０は、ホルダー、例えば、図５Ｂに示されているチャンバホルダー７５内に嵌合されるようになっているとよい。チャンバホルダー７５は、チャンバ５０に加えられる遠心力の全てまたは大部分を支持することができる。いくつかの実施形態では、（入口流路６５および出口流路７０を備えていてもよい）チャンバ５０は、以下にさらに詳細に説明するように、使い捨て可能になっているとよい。いくつかの実施形態では、図７に示されているように、チャンバ５０は、使い捨て可能であり、柔軟なポリマー材料から作製される（例えば、「バッグチャンバ（ｂａｇ ｃｈａｍｂｅｒ）」）である。従って、チャンバホルダー７５は、チャンバ５０が使い捨て可能になっている場合に、特に有用である。何故なら、この使い捨て可能なチャンバ５０は、（それ自体）、ロータ４５およびチャンバ５０が特に高速でおよび／または長時間にわたって回転しているときに加えられる負荷を受けることができないからである。チャンバホルダー７５は、チャンバ５０よりも大きい剛性または強度を有することができる。
【００４６】
チャンバホルダー７５は、空洞８０を備えている。空洞８０は、チャンバホルダー７５がチャンバ５０を保持するとき、チャンバ５０および（もし用いられているなら）関連する入口流路６５および出口流路７０を嵌合可能に受け入れるように、寸法決めされている。図６および図７を参照すると、チャンバホルダー７５および／またはロータ４５は、チャンバホルダー７５がチャンバ５０の上方または下方を開閉すべく回転可能となるように、ロータ４５またはその近くに配置されたヒンジアセンブリ８５を備えているとよい。これに関連して、１つまたは複数のチャンバホルダー７５は、１つまたは複数のチャンバ５０を取出し可能に収容するように構成されているとよい。少なくとも１つの位置決めピン９０が、ロータ４５上またはその近くに配置されていてもよい。１つまたは複数のピン９０は、チャンバホルダー７５の対応する１つまたは複数の開口９５と嵌合するように、構成されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のピン９０がチャンバホルダー７５上に配置され、対応する開口９５がロータ４５上またはその近くに配置されていてもよい。また、チャンバホルダー７５は、少なくとも１つのロック１００を備えていてもよい。少なくとも１つのロック１００は、ロータ４５上またはその近くに配置された対応する１つまたは複数の開口１０５と嵌合するように、構成されている。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のロック１００がロータ４５上またはその近くに配置され、対応する１つまたは複数の開口１０５がチャンバホルダー７５上に配置されていてもよい。図５Ｂを再び参照すると、チャンバホルダー７５は、トップシェル７５１およびボトムシェル７５２を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、ボトムシェル７５２が、ロータ４５に取り付けられるかまたは一体化され、トップシェル７５１が、開閉するように構成されているとよい。他の実施形態では、トップシェル７５１が、ロータ４５に取り付けられるかまたは一体化され、ボトムシェル７５２が、開閉するように構成されていてもよい。これらの実施形態では、１つまたは複数のピン９０、１つまたは複数の開口９５、および／または１つまたは複数のロック１００は、トップシェル７５１またはボトムシェル７５２のいずれに配置されていてもよい。
【００４７】
図３および図４を再び参照すると、少なくとも１つのチャンバ５０は、ロータ４５上に固着されているかまたは取り付けられていてもよいし、またはロータ４５によって保持されていてもよい。図示されている実施形態では、４つのチャンバ５０がロータ４５上に固着されているか、または取り付けられている。他の実施形態では、どのような数のチャンバ５０が、ロータ４５上に固着されているか、または取り付けられていてもよい。また、図示されている実施形態では、チャンバホルダー７５は、チャンバ５０の各々を覆うように閉じた状態で回転されている。チャンバホルダー７５は、窓１１０を備えていてもよい。窓１１０は、オペレータがチャンバ５０の内部を観察することを可能にするか、またはチャンバ５０の内部への視覚的なアクセスを可能にするものである。図５Ｂには２つのシェル７５１，７５２が示されているが、チャンバホルダー７５は、各チャンバ５０を保持するために、単一部品から構成されていてもよいし、または３つ以上の部品から構成されていてもよい。
【００４８】
図８を参照すると、アンビリカルアセンブリ１２０の少なくとも一部が、フランジ３５の開口４０を貫通している。アンビリカルアセンブリ１２０は、曲線状のアンビリカルガイドまたはガイド管１２５を備えることができる。ガイド１２５は、ロータ４５の外周の周りに湾曲または延在しており、以下にさらに詳細に説明するように、ロータ４５の後側のドラム内に進入し、および／または該ドラムに接続されている。ガイド１２５は、典型的には、アンビリカルアセンブリ１２０に強度をもたらすために、比較的強靭な材料、例えば、アルミニウムまたは鋼から構成されており、これによって、アンビリカルアセンブリ１２０は、以下にさらに詳細に説明するように、ロータ４５と同じ軸を中心として「回転（ｓｐｉｎ）」することが可能である。種々の実施形態では、ガイド１２５は、フランジ３５の開口４０を完全に貫通していてもよいし、開口４０まで延在していてもよいし、または図８に示されているように、開口４０に達する手前で終端していてもよい。
【００４９】
本明細書に記載されているアンビリカルアセンブリは、ガイド管１２０内に配置された柔軟導管を備えているとよい。チャンバ５０ごとの第１および第２の細長の流路または通路が、導管内に延在している。第１の流路または通路は、それぞれのチャンバ５０の入口５５に流体連通しており、第２の流路または通路は、それぞれのチャンバ５０の出口６０に流体連通している。複数の流路または通路（すなわち、導管内の全ての流路または通路）は、以下にさらに詳細に説明するように、好ましくは、互いに離間した関係で保持されている。本明細書に用いられる「流路（ｃｈａｎｎｅｌ）」という用語および「通路（ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）」という用語は、この文脈では同じ意味で用いられている。
【００５０】
図８に示されているように、例えば、アンビリカルアセンブリ１２０は、柔軟導管１３０を備えている。柔軟導管１３０は、アンビリカルガイド１２５内に取り付けられ、該ガイド１２５の長さに沿って延在している。換言すれば、導管１３０は、アンビリカルガイドまたはガイド管１２５内に位置してことになる。導管１３０は、コルゲート管から構成されているとよい。コルゲート管は、曲げに対して適切な柔軟性をもたらすと共に、高捩れ剛性または高強度を有するものである。導管１３０は、好ましくは、遠心操作に付随する連続的な曲げに耐えることができる十分に長い疲労寿命を有しているとよい。例示的な導管１３０は、英国、バーミンガムのＦｌｅｘｉｃｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄから市販されている変性ポリアミド１２から構成されている型式ＦＰＩである。導管１３０は、以下に述べるアンビリカルアセンブリ１２０の他の構成要素 を収容するのに適切などのような内径およびどのような外径を有していてもよい。いくつか実施形態では、導管１３０は、約３５．５ｍｍの内径および約４２．５ｍｍの外径を有していてもよい。いくつかの実施形態では、アンビリカルガイド１２５と導管１３０との間の摩擦を低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料がそれらの間に供給されてもよい。
【００５１】
アンビリカルアセンブリ１２０の前述した流路または通路は、チャンバ５０ごとの第１および第２の柔軟管１３５であってもよいし、またはそれらを備えていてもよい。管１３５は、どのような柔軟材料、例えば、柔軟ポリマーから構成されていてもよく、柔軟ポリマーとして、制限されるものではないが、ＰＶＣが挙げられる。管１３５は、導管１３０内に取り付けられ、その長さに沿って延在している。チャンバ５０ごとの管１３５の一方は、チャンバ５０の入口５５（またはもし用いられているなら、チャンバ５０の入口流路６５）に接続され、他方は、チャンバ５０の出口６０（またはもし用いられているなら、チャンバ５０の出口流路７０）に接続されているとよい（図５Ａ参照）。例示されている実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０は、８本の柔軟管１３５を備えており、これらの管１３５の２本が、４つのチャンバ５０の各々に接続されている。導管１３０および管１３５は、アンビリカルガイド１２５が遠くに延在しているかどうかにかかわらず、フランジ３５の開口４０を貫通している。換言すれば、柔軟導管１３０およびその内部の管１３５は、筐体またはハウジング１５の外部の位置から、アクセス開口４０を通って、内部空洞４４内に延在している。管１３５は、（以下にさらに詳細に説明するように、埋込材料を含むこともある）導管１３０内に適切な数の管１３５を装着させるのに適するどのような内径およびどのような外径を有していてもよい。いくつかの実施形態では、管１３５は、（例えば、導管１３０が前述の直径を有しており、８本の管１３５が用いられている場合）約１／４インチ（約０．６センチ）の内径および約３／８インチの外径を有しているとよい。
【００５２】
図９Ａ，９Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０は、柔軟な中心部材１４０を備えている。中心部材１４０は、導管１３０内に取り付けられ、その長さに沿って延在している。柔軟部材１４０は、導管１３０の中心線に実質的に沿って延在しており、柔軟管１３５は、アレイ（配列）を成して、柔軟部材１４０を包囲している。柔軟部材１４０は、「ダミー管」から構成されているとよい。ダミー管は、管１３５と同様であるが、チャンバ５０のいずれとも流体連通していない。他の実施形態では、柔軟部材１４０は、管１３５の直径と同じか、小さいか、または大きい直径を有する開空洞を有する管であってもよいし、または例えば、ポリマー材料からなる中実管であってもよい。例えば、柔軟部材１４０は、約３／８インチの内径および約９／１６（約１．４センチ）の外径を有する管から構成され、管１３５は、約１／４インチの内径および約３／８インチの外径を有するようになっているとよい。柔軟部材１４０が管から構成されている場合、この管の内側は、以下にさらに詳細に説明するように、埋込材料を含んでいてもよい。いくつかの他の実施形態では、柔軟部材１４０は、流体が貫流するようになっている管から構成されている。流体は、例えば、アンビリカルアセンブリ１２０を付加的に冷却するためのものであるとよい。
【００５３】
また、アンビリカルアセンブリ１２０は、導管１３０内に埋込材料１４５も含んでいるとよい。埋込材料１４５は、管１３５を導管１３０から隔離することができ、管１３５を互いに隔離することができ、および／または管を（もし用いられているなら）柔軟部材１４０から隔離することができる。さらに具体的には、埋込材料１４５は、管１３５を互いに対して離間した関係で保持し、および／または管１３５を導管１３０に対して離間した関係で保持し、および／または管１３５を（もし用いられているなら）柔軟部材１４０に対して離間した関係で保持するように、構成されているとよい。埋込材料１４５は、以下にさらに詳細に説明するように、稼働中に管１３５の互いに対する運動（例えば、捩れ）を拘束するのに有用である。換言すれば、埋込材料１４５は、管１３５が互いに対しておよび／または導管１３０に対して運動しないように、管１３５および／または導管１３０を一緒に「係止（ｌｏｃｋ）」することができる。本明細書に用いられる「埋込材料（ｐｏｔｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、導管の内部空間を実質的に充填して管および／または柔軟中心部材を包囲するどのような固体柔軟材料も含んでいる。埋込材料１４５は、どのような適切な材料、例えば、ポリウレタンのようなポリマーであってもよい。例示的な埋込材料は、カリフォルニア州、タスチンのＢＪＢ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ, Ｉｎｃ．から市販されているＦ−２５柔軟ポリウレタンである。
【００５４】
以下にさらに詳細に説明するように、導管１３０は、互いに向き合った近位端１３０１および遠位端１３０２を有している。いくつかの実施形態では、導管１３０の近位端１３０１およびそこに収容されている管１３５は、アクセス開口４０を貫通している。図９Ｂに示されているように、導管１３０の近位端１３０１は、管１３５が貫通するフランジ１３２を備えていてもよい。埋込材料が用いられる場合、フランジ１３２は、埋込材料を導管１３０内に収容するのに役立つ。また、フランジ１３２は、導管１３５が収容されている導管１３０を適切に位置決めするのにも役立つ。例えば、フランジ１３２は、開口４０の外側（例えば、筐体１５の外側）に配置されるとよく、このフランジ１３２によって、オペレータは、内部空洞４４内における導管１３０の適切な長さを位置付けることが可能となる。
【００５５】
図１０〜図１２を参照すると、アンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５の外周の周りに湾曲または延在し、ロータ４５の後側のドラム１５０内に進入している。いくつかの実施形態では、アンビリカルアセンブリ１２０の一部は、ドラム１５０に接続されている。図示されている実施形態では、駆動機構１５５が、モータ１６０およびベルト１６５によって駆動されるようになっている。駆動機構１５５は、種々のギア１７０を備えているとよく、その少なくともいくつかが、ドラム１５０内に配置されているとよい。特定の実施形態では、駆動機構１５５によって、アンビリカルアセンブリ１２０は、軸を中心として速度Ｘで回転し、ロータ４５は、同一軸を中心して速度２Ｘまたは約２Ｘで回転するようになっている。換言すれば、アンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５の半分または約半分の速度で回転することになる。いくつかの実施形態では、ドラム１５０は、モータ１６０によって速度Ｘで駆動され、（従って、アンビリカルアセンブリ１２０は、速度Ｘで回転され）、駆動機構１５５は、ロータ４５を速度２Ｘまたは約２Ｘで回転させるギアを備えている。
【００５６】
図１３は、アンビリカルアセンブリ１２０の例示的な配置および形状を示している。導管１３０は、互いに向き合った近位端１３０１および遠位端１３０２を有している。いくつかの実施形態では、導管１３０の近位端１３０１およびその内部の管１３５は、アクセス開口４０を貫通している（例えば、図１５および図１６参照）。導管１３０の遠位端１３０２は、ドラム１５０を貫通し、ロータ４５に接続され、これによって、管１３５がチャンバ５０に流体接続するようになっている。いくつかの実施形態では、図示されているように、導管遠位端１３０２は、連結具１３３を備えている。連結具１３３は、導管１３０をロータ４５に連結し、これによって、管１３５がチャンバ５０と流体接続することを可能にするものである。いくつかの実施形態では、連結具１３３は、六角形状を有しているが、他の形状、例えば、他の多角形状も想定されている。
【００５７】
この構成では、アンビリカルアセンブリ１２０の同軸半速回転によって、ロータ４５の回転中に、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５が完全に捩じられることが阻止されるようになっている。この現象の完全な科学的説明が、例えば、Adamsに付与された米国特許第３，５８６，４１３号明細書に見出されている。この特許の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。手短に述べると、もしロータ４５が最初の３６０°の回転を終了し、アンビリカルアセンブリ１２０が同一方向における１８０°の半回転を終了したなら、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、一方向に１８０°の捩れを受けることになる。ロータ４５をさらに３６０°回転させ、アンビリカルアセンブリ１２０をさらに１８０°回転させると、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、他の方向に１８０°捩じられ、これによって、元の捩じられていない状態に戻ることになる。従って、稼働中に、アンビリカルアセンブリ１２０の管１３５は、部分的な捩れ、撓み、または曲げを連続的に受けるが、それらの軸を中心として完全に回転されることがなく、または捩じられることがない。
【００５８】
この解決策は、典型的な連続流遠心分離機を上回る利点をもたらすことができる。従来の機構では、ある長さの配管が、遠心分離されるべき流体を含む装置の回転軸に固定して取り付けられるとき、配管の捩れを回避するために、配管の全長を回転シールまたは他の手段によって回転させねばならない。しかし、これらのシールは、多くの場合、漏れおよび／または汚染の源になる。
【００５９】
対照的に、本発明のアンビリカルアセンブリ１２０は、ロータ４５を含む「回転系」から筐体１５の外側の領域のような「静止系」への移行をもたらすものである。回転ユニオンおよびシールを必要とすることなく、無菌の完全に閉鎖されたシステムをもたらすことができる。他の利点は、以下にさらに詳細に説明するように、容易に取換えることができる使い捨て可能な部品を用いることによって、無菌経路をもたらすことができることにある。
【００６０】
連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカル機構（へその緒に似た機構）が、例えば、米国特許第４，２１６，７７０号、同４，４１９，０８９号、同４，３８９，２０６号、および同５，６６５，０４８号のそれぞれの明細書に開示されている。しかし、これらの解決策は、遠心分離機を高速で回転することによって生じたＧ力および／または粒子を実質的に固定化するのに必要な連続的流体流れによって管に加えられる高応力および高歪に十分に対処していない。さらに、遠心分離機を高速で回転することによって、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管のトルクが大きくなり、これまでに開示されている機構は、アンビリカルシステムおよびそこに収容されている管を故障に至る前の許容できる時間内において高速で回転させることができない。換言すれば、前述の解決策は、システムをかなりの程度まで簡単に「スケールアップ」させることができず、また配管系の急激な破局的破損をもたらすことなく、システムを簡単に高速回転させることができないと考えられる。これは、少なくとも部分的に、速度およびスケールが大きくなるにつれて摩擦が大きくなり、アンビリカルシステムのトルクが大きくなることによる。
【００６１】
本発明は、より高い回転速度（従って、より高いＧ力）に耐えることができるより頑丈なアンビリカルアセンブリをもたらし、これによって、アンビリカルアセンブリに即座のまたは急速な破局的故障をもたらすことなく、連続流遠心分離機のようなシステムをより大きなサイズに「スケールアップ」することによって、これらの欠点に対処している。これは、本発明のアンビリカルアセンブリ、例えば、図８〜図１４に示されているアンビリカルアセンブリ１２０の構造によるものである
【００６２】
この構造では、稼働中に（すなわち、ロータが軸を中心として速度２Ｘで回転し、アンビリカルアセンブリが該軸を中心として速度Ｘで回転している間に）、管１３５の捩れが阻止されている。さらに具体的には、管１３５の互いに対するおよび導管１３０に対する過剰な捩れが阻止されている。換言すれば、管１３５および導管１３０は（例えば、埋込材料１４５を用いることによって）、効果的に一緒に「係止」されており、これによって、これらの構成要素の相対的な運動が阻止されている。加えて、管１３５の互いに対するおよび導管１３０に対する過剰な擦れが、完全に阻止されないまでも、低減されている。その結果、軸を中心として高速で回転される大型のシステムにおいて比較的長い寿命を有する配管システムが、もたらされることになる。
【００６３】
これは、１つには、導管１３０内における管１３５の運動を拘束することによって、達成されている。埋込材料１４５は、管１３５を適所に保持し、これによって、管１３５の導管１３０に対する過剰な捩じれを阻止することができる。換言すれば、埋込材料１４５は、管１３５および／または導管１３０を一緒に「係止」し、これによって、管１３５の互いに対するおよび／または導管１３０に対する運動を阻止することができる。また、埋込材料１４５は、個々の管１３５間に緩衝をもたらし、これによって、管１３５の互いに対する擦れを阻止することができる。さらに、埋込材料１４５は、管１３５と導管１３０との間に緩衝をもたらし、これによって、稼働中の管１３５の導管１３０に対する擦れを阻止することができる。これらの構成要素の擦れは、連続的な応力を生じるのみならず、熱をもたらし、これらの構成要素をさらに弱めることになる。
【００６４】
さらに、もし用いられているなら、柔軟部材１４０は、管１３５を柔軟部材１４０の周りに秩序だったアレイとして保持し、管１３５の捩れをさらに低減させるように機能することができる。埋込材料１４５が用いられる場合、この埋込材料１４５は、導管１３０、管１３５、および／または柔軟部材１４０を一緒に「係止」し、これによって、これらの構成要素の互いに対する運動を阻止するように機能することができる。さらに、埋込材料１４５は、管１３５と柔軟部材１４０との間に緩衝をもたらし、これによって、稼働中に管１３５の柔軟部材に対する擦れを阻止することができる。これらの構成要素の擦れは、連続的な応力をもたらすのみならず、熱を生じさせ、これらの構成要素をさらに弱めることになる。
【００６５】
導管１３０に対して適切な材料を選択することによって、稼働中の導管１３０のアンビリカルガイド１２５に対する擦れによる破損を防ぐことができる。さらに、稼働中の導管１３０および／または管１３５の摩擦および潜在的損傷（例えば、導管１３０の疲労破壊）をさらに低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料が導管１３０とガイド１２５との間に塗布されてもよい。さらに、導管１３０とガイド１３５との間の摩擦をさらに低減させるために、ガイド１２５の内側が、研磨（例えば、機械的研磨）されてもよい。追加的または代替的に、ガイド１２５の内側および／または導管１３０の外側が、これらの２つの構成要素間の摩擦を低減させるために、潤滑材料、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ■（商標）によって被覆されていてもよい。
【００６６】
これらの構成を用いることによって、システム、例えば、回転シールなどを用いない連続流遠心分離機は、以下のように首尾よく「スケールアップ」されている。ロータおよび１つまたは複数のチャンバは、少なくとも３０００ＲＰＭの速度で回転可能である。これは、チャンバにおける（例えば、チャンバの「円錐」の１／３の高さまたはチャンバの「先端」から１／３のチャンバ高さにおける）約１０００ｇのＧ力に対応している。各チャンバを通る流体の流量は、少なくとも１リットル／分とすることができる。従って、例えば、４つのチャンバが用いられる場合、全流量は、少なくとも４リットル／分とすることができる。各チャンバの容積は、少なくとも１リットルとすることができる。従って、例えば、４つのチャンバが用いられる場合、全チャンバ容積は、少なくとも４リットルとすることができる。勿論、種々の操作に対して、より低い回転速度、より低い流量、および／またはより低いチャンバ容積が用いられてもよい（例えば、ロータの回転数は、０−３０００ＲＰＭの範囲内とすることができ、および／または各チャンバを通る流体の流量は、０−１リットル／分の範囲内とすることができ、および／または各チャンバ容積は、１リットル未満とすることができる）。さらに、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、さらに高い程度（例えば、３０００ＲＰＭを超える回転速度、チャンバ当たり１リットル／分を超える流量、１リットルを超えるチャンバ容積、など）にまで「スケールアップ」された頑丈なシステムを考慮に入れている。さらに具体的には、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約１０，２５，５０，１００，２５０，５００，７５０，１０００，１２５０，１５００，１７５０，２０００，２５００，３０００，５０００，または１０，０００ＲＰＭ以上またはそれらに含まれる任意の部分範囲内の回転速度を用いる頑丈なシステムを考慮に入れている。また、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約１０，２５，５０，１００，２５０，５００，７５０，１０００，１２５０，１５００，１７５０，２０００，２５００，３０００，５０００，または１０，０００ｇ以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内のＧ力を生じ、かつ耐えることができる頑丈なシステムを考慮に入れている。同様に、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約０．０００１，０．００１，０．０１，０．１，０．２５，０．５，０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．５，３，５，１０，２０，２５，または５０リットル／分以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内のチャンバ当たりの流体の流量を考慮に入れている。また、前述の実施形態および以下に開示される代替的実施形態は、約０．０００１，０．００１，０．１，０．２５，０．５，０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５，２，２．５，３．５，１０，２０，２５，または５０リットル以上またはそこに含まれる任意の部分範囲内の個々のチャンバ容積を考慮に入れている。
【００６７】
アンビリカルアセンブリ１２０の他の実施形態について検討する。例えば、導管の中心線に沿っている柔軟部材が省略されてもよい。管の１つが、導管の中心線に実質的に沿って延在し、残りの管が、アレイ（配列）を成して、中心管を包囲するようになっていてもよい。これに関連して、中心管は、「ダミー管」に代わって、チャンバの１つの入口流路または出口流路のいずれかに接続されるようになっている。すでに詳細に述べたように、捩れおよび擦れを阻止するために、埋込材料が設けられてもよい。
【００６８】
さらに他の実施形態では、埋込材料が不要とされている。例えば、アンビリカルアセンブリは、複数の流路または通路が貫通している１つの固相押出材から構成されていてもよい。各流路または通路は、チャンバの１つの入口または出口のいずれかに接続されるようになっている。固相押出材は、柔軟であるとよく、強度をもたらすガイド、例えば、前述したガイド１２０内に収容されるようになっているとよい。
【００６９】
例示的な固相押出アセンブリ３３０が、図２１に示されている。固相押出アセンブリ３３０は、本明細書に記載されているアンビリカルアセンブリ１２０の一部を成しているとよい。さらに具体的には、前述したおよび以下に述べる全ての実施形態において、固相押出アセンブリ３３０は、導管１３０および管１３５（およびもし用いられているなら、埋込材料１４５および／または柔軟部材１４０）に代わって用いられてもよい。従って、固相押出アセンブリ３３０は、ガイド管１２５内に嵌合されると共に、互いに離間した細長の通路を含む導管を画定するようになっていることを理解されたい。
【００７０】
図２１をさらに参照すると、固相押出アセンブリ３３０は、固相押出材３３０ｅを備えている。固相押出材は、柔軟であり、外壁と、互いに離間した通路を画定している細長の内部流路または通路３３５とを有している。本明細書において詳細に述べた管１３５と同じように、通路３３５は、１つまたは複数のチャンバ５０に流体連通している。具体的には、１つの通路３３５は、それぞれのチャンバ５０の入口５５に流体連通しており、他の異なる通路３３５は、それぞれのチャンバ５０の出口６０に流体連通している。例示されている実施形態では、固相押出材３３０ｅは、８つの通路３３５を備えており、４つのチャンバ５０と共に用いられるように構成されている。押出材３３０ｅは、必要に応じて、８つの通路３３５よりも多いかまたは少ない通路３３５を備えていてもよい。
【００７１】
前述したように、押出アセンブリ３３０は、アンビリカルアセンブリ１２０において少なくとも導管１３０の代わりをすることができる。以下、押出アセンブリ３３０と導管１３０との間の違いについて説明する。
【００７２】
前述したように、通路３３５は、概して、柔軟管１３５に取って代わるものである。しかし、管１３５と違って、通路３３５は、１つまたは複数のチャンバ５０までずっと延在しておらず、および／または筐体１５の外側の接続点までずっと延在していない（図１５および図１６参照）。従って、いくつかの実施形態では、（バーブコネクタのような）コネクタが、各通路３３５の一端または両端に設けられるか、または用いられるようになっているとよい。通路３３５の遠位端におけるコネクタは、通路３３５を１つまたは複数のチャンバ５０の入口５５および出口６０（または、もし用いられているなら、フランジ入口および出口流路６５，７０）に接続するための（本明細書において述べた柔軟配管１３５と同様の）配管を成すものであるとよい。同様に、通路３３５の近位端におけるコネクタは、通路３３５を筐体１５の外側の構成要素、例えば、以下にさらに詳細に説明するポンプまたは他の配管に接続するための（本明細書において述べた柔軟配管１３５と同様の）配管を成すものであるとよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、図示されているように、固相押出アセンブリ３３０は、シース３３０ｓを備えている。シース３３０ｓの材料および形状は、前述した導管１３０と同様の特性を有しているとよく、かつ同様の利点をもたらすようになっているとよい。具体的には、シース３３０ｓは、ガイド管１２５との摩擦に耐えるのを促進し、および／または稼働中にトルクを伝達するのを促進するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓは、ガイド管１２５との接触面積を最小限に抑えるために、および／または稼働中の摩擦を最小限に抑えるために、稜線を備えているとよい。シース３３０ｓは、固相押出材３３０ｅの外壁の周りに接着されていてもよいし、または密嵌合されていてもよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、これらの２つの構成要素間に締り嵌め（あるいは、実質的な締り嵌め）が生じるように寸法決めされ、かつ形作られている。これに関連して、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、稼働中に単一ユニット（すなわち、押出アセンブリ３３０）として作用するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、シース３３０ｓおよび固相押出材３３０ｅは、一体化されていてもよいし、いくつかの実施形態では、シース３３０ｓは、省略されていてもよい。
【００７４】
固相押出アセンブリ３３０は、すでに詳細に述べた導管１３０、管１３５、および埋込材料１４５と同じまたは実質的に同じ利点をもたらすことができる。手短に述べると、通路３３５は、該通路３３５が互いに離間するように、および／または押出材３３０ｅの外壁から離間するように、および／またはもし用いられているなら、シース３３０ｓから離間するように、固相押出材３３０ｅ内に配置されているとよい。この離間した関係は、稼働中に保持されているとよく、これによって、通路３３５の互いに対する運動／捩れを最小限に抑えるのに役立ち、および／またはもし用いられているなら、シース３３０ｓに対する通路３３５の運動／捩れを最小限に抑えるのに役立つことになる。その結果、すでに詳細に述べたように、「スケールアップ」した操作に用いられるより頑丈なアンビリカルアセンブリが得られることになる。
【００７５】
固相押出材３３０ｅは、ポリマー材料、例えば、ＰＶＣ、プラチナ硬化シリコン、Ｃ−フレックス、および他の同様の材料から構成されているとよい。もし用いられているなら、シース３３０ｓは、導管１３０に関して前述したのと同様の材料から構成されているとよい。
【００７６】
また、繰返しを避けるために、すでに述べたおよび以下に述べる実施形態は、導管１３０および管１３５（および任意選択的に、埋込材料１４５および／または柔軟材料１４０）を備えるアンビリカルアセンブリ１２０についてのみ説明している。しかし、アンビリカルアセンブリ１２０は、押出アセンブリ３３０を備えていてもよいし、または導管１３０、管１３５、および／または埋込材料１４５に代わって押出材３３０ｅを単に用いてもよいことを理解されたい。
【００７７】
いくつかの実施形態では、図１４Ａ〜図１４Ｄに示されているように、漏斗１８０がフランジ３５および／またはドア２０の後側に設けられている。漏斗１８０は、開口４０の反対側に孔１８５を備えている。漏斗１８０は、アンビリカルアセンブリ１２０の少なくとも一部を受け入れるように構成されている。例示されている実施形態では、漏斗１８０は、管１３５が収容されている導管１３０を受け入れている。導管１３０は、少なくとも管１３５が開口３０を貫通するように、孔１８５および開口４０に通される。次いで、管１３５は、以下にさらに詳細に説明するように、付加的な構成要素に接続されるようになっている。
【００７８】
漏斗１８０は、導管１３０が開口３０を貫通する前に最後に湾曲する箇所において、導管１３０および管１３５に加えられる歪／応力を低減させることができる。これに関連して、漏斗１８０は、導管１３０およびそこに収容されている管１３５の湾曲を制御することができる。これによって、もし漏斗が設けられていない場合には高応力が集中する箇所において、導管１３０および／または管１３５が破損する可能性を低下させることができる。孔１８５の中心線は、好ましくは、アンビリカルアセンブリ１２０の回転軸と真っ直ぐに並んでいるかまたは実質的に真っ直ぐに並んでいる。もし真っ直ぐに並んでいないと、不必要な付加的負荷が導管１３０および／または管１３５に加えられることになるだろう。また、漏斗１８０は、好ましくは、導管１３０の最小動的曲げ半径よりも大きい曲げ半径を有している。
【００７９】
さらに、漏斗１８０の形状によって、稼働中にアンビリカルアセンブリ１２０が回転している間、導管１３０およびそこに収容されている管１３５の一貫した曲げがもたらされることになる。漏斗１８０は、導管１３０が漏斗１８０内で回転している間の摩擦または擦れを低減させるために、機械加工および／または研磨されていてもよい。加えて、摩擦または擦過をさらに低減させるために、グリースまたは他の潤滑材料が、漏斗１８０に塗布されていてもよい。付加的または代替的に、漏斗および／または導管１３０の外面は、摩擦または擦過を低減させるために、Ｔｅｆｌｏｎ■（商標）のような潤滑材料によって被覆されていてもよい。
【００８０】
図１５および図１６を参照すると、開口４０から突出している導管１３０および管１３５が示されている。少なくとも1つのポンプ２００が、筐体１５上またはそのパネル上に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。少なくとも１つの弁が、筐体１５上またはそのパネル上に設けられていてもよいし、筐体１５の右側に示されている配管と一体になっていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。例えば、１つまたは複数のピンチ弁が、筐体１５上に設けられているとよい。ピンチ弁は、ピンチ弁に挿通された配管を絞るか（または締め付ける）ことによって、配管を閉じるかまたは部分的に閉じるように、構成されている。
【００８１】
図１７は、システムの例示的な流れ図を示している。システムは、２セット、すなわちチャンバ／アンビリカルセットおよび弁／流体経路セットを備えているとよい。チャンバ／アンビリカルセットは、少なくとも１つまたは複数のチャンバ５０、導管１３０、および導管１３０内の管１３５を備えているとよい。図示されている実施形態では、チャンバ５０の入口流路６５に流体連通している管１３５は、ポンプ２００に接続されているとよい（図１５および図１６も参照）。また、図示されている実施形態では、チャンバ５０の出口流路７０に流体連通している管１３５は、少なくとも１つの戻り管２０５に接続されているとよい（図１５および図１６参照）。ポンプ２００の反対側において、管２１０が、ハーネスまたはマニホールド２１５に接続されているとよい。このハーネスまたはマニホールド２１５は、チャンバ／アンビリカルセットを弁／流体経路セットに接続させるものである。いくつかの実施形態では、これらの２つの使い捨て可能なセットは、無菌管溶接プロセスによって互いに接続可能である。これらの使い捨て可能なセットは、密封および／または殺菌された状態で供給されることが可能である。無菌管溶接プロセスを用いることによって、該使い捨て可能なセットは、どのような種類のコネクタ（例えば、ハーネス、マニホールドなど）を用いることなく、互いに接続可能であり、これらの使い捨て可能なセットは、「開ける（open）」必要がなく、その結果、無菌性を損なうことがない。
【００８２】
弁／流体経路セットは、典型的には、配管および／または（配管に一体化されているとよい）弁を備えている。いくつかの実施形態では、弁／流体経路セットは、１つまたは複数の弁、例えば、筐体に設けられたピンチ弁内を経由するように構成されている。図１５および図１６に示されている実施形態において、弁／流体経路セットは、筐体１５の右側に見られる配管を備えている。いくつかの実施形態では、弁／流体経路セットは、１つまたは複数の戻り管２０５を備えている。管は、図１５および図１６において「断線（ｂｒｏｋｅｎ）」して示されているが、フランジ３５の開口４０から突出している管１３５は、典型的には、ポンプ２００および／または１つまたは複数の戻り管２０５に接続されていることに留意されたい。ポンプ２００から戻る１つまたは複数の戻り管２０５および／または管１３５は、ドア２０のハンドル３０を経由するようになっていてもよいし、および／または１つまたは複数のホルダー２２０、例えば、フックによって適所に保持されるようになっていてもよい。
【００８３】
図１７の流れ図に示されているように、弁／流体経路セットは、種々の容器、例えば、バイオリアクタ２３０、廃棄培地容器２３５、清浄培地容器２４０、および／または細胞収穫容器２４５に接続されていてもよい。種々の容器は、典型的には、筐体１５から離れて配置されているが、容器の少なくともいくつかは、いくつかの実施形態では、筐体１５内に収容されていてもよい。図１５および図１６に示されている実施形態では、筐体１５の右側の管の下側（開放されている）部分は、種々の容器、例えば、前述した容器に接続されていてもよい。弁／流体経路セットは、以下にさらに詳細にまとめて述べるように、種々の操作を行うように構成可能になっている。少なくとも1つの二次ポンプ２５０が、筐体１５に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。二次ポンプ２５０は、これらの種々の操作の少なくともいくつかに有用である。
【００８４】
本明細書に記載されている構成要素の少なくともいくつかは、使い捨て可能である。例えば、チャンバ５０、導管１３０、および／またはそこに収容されている管１３５は、使い捨て可能になっているとよい。前述したように、使い捨て可能なチャンバ５０は、柔軟または弾性ポリマー、例えば、透明または半透明ポリマーから構成され、これによって、「バッグチャンバ」を形成するようになっているとよい。いくつかの実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０は、熱成形されたものであるとよい。いくつかの実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０は、比較的薄肉（例えば、１ｍｍ未満の肉厚）の医学等級ＰＶＣであるとよい。他の実施形態では、使い捨て可能なチャンバ５０の材料は、適正製造基準（ｃＧＭＰ）に準拠する他の材料（例えば、ＦＥＰ、Ｃフレックス、ブロー成形ＥＶＡ、低密度ポリエチレン、など）であってもよい。使い捨て可能なチャンバ５０は、図５Ａに示されているように、またすでに詳細に述べたように、（一体化されているとよい）入口流路６５および出口流路７０を備えていてもよい。チャンバホルダー７５（図５Ｂ参照）は、ロータ４５およびチャンバ５０の回転によって加えられる負荷の大部分または全てを受けることによって、使い捨て可能なチャンバ５０の破損を阻止することができる。
【００８５】
２つの個別の使い捨て可能な流路を備えるシステムも想定されている。このシステムでは、前述した２つのセット（すなわち、チャンバ／アンビリカルセットおよび弁／流体経路セット）が、別々に使い捨て可能になっていてもよい。例えば、図１５〜図１７を参照すると、チャンバ５０、導管１３０、およびそこに収容されている（ポンプ２００までまたはポンプ２００を超えたところまで延在している）管１３５が、第１の使い捨て可能な流路（セット＃１）を構成しているとよい。また、ハーネスまたはマニホールド２１５の右側の配管および／または弁が、第２の使い捨て可能な流路（セット＃２）を構成しているとよい。１つまたは複数の戻り管２０５は、典型的には、使い捨て可能なセット＃２に含まれているとよいが、いずれかの使い捨て可能な流路に含まれていてもよい。
【００８６】
１つまたは複数の使い捨て可能な流路は、従来の連続流遠心分離機および同様の装置を上回る利点をもたらすことができる。使い捨て可能な流路を用いていないシステムは、一般的に、定置洗浄（ＣＩＰ）および定置滅菌（ＳＩＰ）の手順および規格を順守しなければならない。これは、汚染に敏感な操作、例えば、細胞培養／収穫および血液処理を行うシステムに、特に当てはまる。本明細書に記載されている使い捨て可能な流路は、ＣＩＰ手順およびＳＩＰ手順を行う必要性をなくすことができる。さらに、完全に使い捨て可能な流路の使用によって、適正製造基準（ｃＧＭＰ）に準拠することができる。これらの流路は、挿入および使用の準備が整った無菌の構成要素として、供給されることが可能である。
【００８７】
前述したように、本明細書に開示されているシステム、方法、および操作は、多くの処理、収穫などを行うのに用いることができる。例示的な方法および操作は、２００９年７月１６日にいずれも出願されている共同所有された同時係属中の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４１１３号（国際特許出願公開第２０１０／００８５６３号）および国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／００４１３７（国際特許出願公開第２０１０／００８５７９号）のそれぞれのパンフレットに詳細に開示されている。これらの特許の各々の開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。これらの方法および操作のいくつかについて、図１７を参照して、簡単に説明する。
【００８８】
連続流遠心分離操作では、細胞のような粒子を含む培地が、細胞の流動床を形成するために、回転チャンバ５０に送給されることになる。チャンバ５０が細胞によって充填された後、流れが逆転され、チャンバ５０が空にされる。システム（すなわち、ロータおよびチャンバ）は、この操作の全体にわたって回転を停止する必要がない。このサイクルを繰り返し、大量の培地から細胞を濃縮することができる。
【００８９】
同様に、潅流操作において、細胞のような粒子は、培養および／または収穫のために、回転チャンバ５０内の流動床に固定化される。例えば、細胞および培地は、バイオリアクタ２３０から取り出され、チャンバ５０に移送されるとよい。培地および細胞の連続流れは、回転チャンバ５０によって生じる遠心力と実質的に相反しており、これによって、細胞を流動床に固定化することができる。潅流サイクルを用いて、新鮮な培地が連続的に細胞に供給され、使用済みの培地が、例えば、廃棄容器２３５に取り除かれることになる。次いで、通常、流体流れを逆転させ、細胞をバイオリアクタ２３０または細胞収穫容器２４５に戻すことによって、細胞がチャンバ５０から取り除かれることになる。
【００９０】
本明細書に開示されているシステムは、細胞培養または細胞収穫中に培地交換を行うこともできる。この用途では、培養された細胞が、まず、回転チャンバ５０に送給され、細胞の流動床を形成し、次いで、新しい培地または緩衝液がチャンバ５０の入口流路６５を通して送給され、これによって、流動床が潅流されることになる。例えば、新しい培地または緩衝液は、清浄培地容器２４０から導かれるとよい。細胞がその培地または緩衝液によって洗浄された後、流れを逆転させることによって（すなわち、培地をチャンバ５０の出口流路７０に導くことによって）チャンバ５０が空にされる。培地／緩衝液交換の操作は、付加的なプロセス、例えば、トランスフェクション、細胞分注、バイオリアクタの播種の前に用いられてもよいことに留意されたい。
【００９１】
また、システムは、密度および／または大きさに基づいて、細胞の集団を分離することもできる。この用途では、種々の細胞集団を含む流体が、回転チャンバ５０に送給されることになる。細胞は、流体の流量および／または遠心力（すなわち、ロータの回転速度）を調節することによって、分離される。いったん流体の流速および遠心力が適切に調節されたなら、より軽い／より小さな細胞が培地と共にチャンバ５０から排出される。細胞床が形成された後、新鮮な培地または緩衝液を用いて、再び流速および／または遠心力を調整することによって、他の集団を分離することができる。このプロセスが何度か繰り返され、密度および／または大きさの異なる多数の集団を分離することができる。最終的に、より重い／より大きい細胞が、新鮮な培地の流れを逆転させることによって、収穫されることになる。
【００９２】
これらは、開示されたシステムによって行うことができるプロセスの単なる例示にすぎない。他のプロセスとして、細胞分注、トランスフェクション、エレクトロポレーション、（例えば、親和性マトリックスを用いることによる）選択／純化／富化、タンパク質／生体材料の関連する粒子から分別、および／または足場材からの粒子の除去、および粒子の被覆が挙げられる。これらのプロセスは、前述した出願に詳細に記載されている。
【００９３】
図１５および図１６を再び参照すると、ディスプレイ２６０が、筐体１５上に設けられていてもよいし、筐体１５に取り付けられたパネルまたは筐体１５に隣接しているパネル上に設けられていてもよいし、または筐体１５から離れて設けられていてもよい。ディスプレイ２６０は、少なくとも１つの制御装置（図示せず）に（例えば、直接または無線によって）接続されているとよい。システムの種々の構成要素、例えば、モータ、１つまたは複数のポンプ、弁、などに関連する制御装置が設けられていてもよい。全ての構成要素に関連する１つの制御装置が設けられていてもよいし、いくつかの構成要素が専用の制御装置を有していてもよい。
【００９４】
ディスプレイ２６０の模擬画面例が、図１８〜図２０に示されている。ディスプレイ２６０は、オペレータによって、パラメータを入力し、データまたは経過を読み出すことを可能にするものである。ディスプレイは、図１８に示されているように、種々の構成要素の操作を示すタッチスクリーンボタンを備えていてもよい。いくつかの実施形態では、別のユーザ入力装置、例えば、キーボードが設けられている。換言すれば、ディスプレイは、タッチスクリーンを用いていなくてもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、光源および／またはカメラが筐体上または筐体の内部空洞内に設けられていてもよい。光源および／またはカメラは、１つまたは複数のチャンバを照らすために、および／または１つまたは複数のチャンバ（例えば、稼働中の１つまたは複数のチャンバの内部）を撮像するのに、有用である。撮像された画像は、オペレータおよび／またはシステムに１つまたは複数のチャンバ内に生じた特定のプロセスの経過に関するフィードバックをもたらすのに有用である。カメラは、ディスプレイに（直接的または制御装置を介して）連通しているとよく、これによって、画像が、例えば、ディスプレイに伝達されることになる。１つまたは複数の制御装置および／または１つまたは複数の制御装置と関連するソフトウエアが、特定チャンバの撮像した画像を自動的に関連付けるようになっていてもよい。
【００９６】
以上の説明は、本発明の例示であり、本発明を制限すると解釈されるべきではない。本発明のいくつかの例示的実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本発明の示唆および利点から実質的に逸脱することなく、例示的実施形態において多くの修正形態が可能であることを容易に理解するだろう。従って、このような実施形態は、いずれも請求項に記載されている本発明の範囲内に含まれることが意図されている。本発明は、以下の請求項によって定められ、請求項の等価物は、該請求項に含まれるものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を処理するための装置において、
軸を中心としてある速度で回転可能なロータであって、外周および互いに向き合った前側および後側を有している、ロータと、
前記ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
前記軸を中心として回転可能なアンビリカルアセンブリであって、
前記ロータの前記後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、
前記ガイド管内に配置された柔軟導管と、
前記導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の細長通路であって、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の細長通路と、
を備えている、アンビリカルアセンブリと、
前記アンビリカルアセンブリを前記ロータの約１／２の速度で回転させるように構成された駆動機構と、
を備えており、
前記通路は、互いに離間した関係で保持されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
各チャンバの前記第１および第２の通路は、前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在している対応する第１および第２の柔軟管から構成されており、前記装置は、前記導管内に埋込材料をさらに備えており、前記埋込材料は、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持し、かつ前記柔軟管を前記導管に対して離間した関係で保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アンビルカルアセンブリは、前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記導管は、コルゲート柔軟導管であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記導管および前記通路は、柔軟押出材として一体化されており、前記柔軟押出材は、外壁と、互いに離間した通路を画定する細長の内部流路とを有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであり、前記装置は、前記ロータの前記前側に旋回可能に取り付けられた少なくとも１つのチャンバホルダーをさらに備えており、各チャンバホルダーは、それぞれのチャンバを取外し可能に閉じ込めるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
各チャンバホルダーは、前記閉じ込められたチャンバへの視覚的アクセスをもたらす窓を備えていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、前記円錐状の本体部分は、該円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを有しており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に接続されており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の柔軟管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記導管の前記第１の細長通路は、前記フランジ入口流路に流体連通しており、前記導管の前記第２の細長通路は、前記フランジ出口流路に流体連通していることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の通路および前記フランジ入口流路に接続された第１の管と、前記第２の通路および前記フランジ出口流路に接続された第２の管とをさらに備えており、前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２の通路の各々においてコネクタをさらに備えており、一方のコネクタは、前記第１の管を前記第１の通路に接続するように構成されており、他方のコネクタは、前記第２の管を前記第２の通路に接続するように構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記駆動機構は、ギアを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ギアは、前記ドラムによって少なくとも部分的に閉じ込められていることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ロータは、実質的に水平の回転軸を画定しており、前記少なくとも１つのチャンバおよび前記アンビリカルアセンブリは、前記実質的に水平の軸を中心に回転するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記曲線状のガイド管は、前記ロータの外周の周りに延在するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えており、 前記導管遠位端は、前記ロータに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記導管遠位端は、実質的に六角形状の連結具を有していることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記導管内に、前記通路を互いに離間した関係で保持するように構成された複数の互いに離間した柔軟ホルダーをさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのチャンバは、前記ロータ上に互いに離間した関係で取り付けられた複数のチャンバから成っていることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２３】
外周および互いに向き合った前側および後側を有するロータを備える連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路において、
前記ロータ上に取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
前記ロータの前記外周の周りに湾曲して前記ロータに接続された柔軟導管と、
前記導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、
前記導管内の埋込材料であって、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、
を備えていることを特徴とする使い捨て可能な流路。
【請求項２４】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２５】
前記導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２６】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２５に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２７】
前記導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えており、前記導管は、前記遠位端に連結具を備えており、前記連結具は、前記ロータに接続されていることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２８】
前記連結具は、実質的に六角形状を有していることを特徴とする、請求項２７に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２９】
ロータと、前記ロータに取り付けられた入口および出口を有する少なくとも１つのチャンバと、を有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリにおいて、
前記ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、
前記ガイド管内に配置された柔軟導管と、
前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、
前記導管内の埋込材料であって、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、
を備えていることを特徴とするアンビリカルアセンブリ。
【請求項３０】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２９に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３１】
前記導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２９に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３２】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項３１に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３３】
ロータと前記ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバとを有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリにおいて、前記アセンブリは、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に備える柔軟押出材を備えており、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通していることを特徴とする、アンビリカルアセンブリ。
【請求項３４】
ロータを有する連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路において、
第１の使い捨て可能な区域であって、
前記ロータに保持されるように構成された少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
チャンバごとの第１および第２の管であって、前記第１の管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通するように構成されており、前記第２の管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通するように構成されている、第１および第２の管と、
を備えている、第１の使い捨て可能な区域と、
第２の使い捨て可能な区域であって、
少なくとも１つの容器に流体連通している配管であって、少なくとも１つの弁を貫通するように構成されている、配管を
を備えている、第２の使い捨て可能な区域と、
を備えていることを特徴とする使い捨て可能な流路。
【請求項３５】
前記第１の使い捨て可能な区域は、前記少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３６】
前記第２の使い捨て可能な区域は、前記少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３７】
前記第１および第２の使い捨て可能な区域は、無菌管溶接プロセスを用いて互いに接続されるように構成されていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３８】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバから成っており、前記チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、前記チャンバは、前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記第１の管は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に接続されており、前記第２の管は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に接続されていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３９】
前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項３８に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項４０】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、
複数の柔軟管を互いに離間した関係で内部に保持している柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞に延在しており、前記複数の柔軟管は、チャンバごとに第１および第２の柔軟管を含んでおり、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通しており、前記柔軟導管は、前記導管の内部空間を実質的に充填して前記柔軟管を包囲する固体柔軟材料を備えており、前記固体柔軟材料は、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、柔軟導管と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４１】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、
複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞に延在しており、前記複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、
開いた中心通路を有する実質的に漏斗状の支持体であって、前記支持体は、前記内部空洞内に進むにつれて外方に徐々に広がる形状を有しており、前記支持体は、前記柔軟導管を包囲しており、前記漏斗状支持体の中心線は、前記アクセス開口の中心線と真っ直ぐに並んでいる、漏斗状支持体と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４２】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された入口および出口を有する複数の柔軟な半透明または透明の流体チャンバであって、各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、各チャンバは、前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記フランジ入口流路は、前記チャンバの前記入口に流体連通しており、前記フランジ出口流路は、前記チャンバの前記出口に流体連通している、流体チャンバと、
複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞内に延在しており、前記複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に流体連通している、柔軟導管と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
前記内部空洞内の複数の実質的に剛性のチャンバホルダーであって、各々が、前記ロータに取り付けられたそれぞれの柔軟チャンバを取外し可能に保持するように寸法決めされ、かつ形作られている、チャンバホルダーと、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４３】
粒子を処理する方法において、
外周を有するロータ上の少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に有している柔軟導管であって、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、柔軟導管と、
前記導管の一部を内部に保持して前記ロータの前記外周の周りに湾曲している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
を準備することと、
前記ロータおよび前記少なくとも１つのチャンバを第１の速度で回転させ、これによって遠心力場を生じさせることと、
前記ガイド管およびその内部の前記導管を前記第１の速度の約１／２の第２の速度で回転させ、これによって、チャンバごとの前記第１および第２の通路が完全に捩れることを阻止することと、
前記第１の通路を用いて、媒体および粒子をそれぞれのチャンバ内に流入させることであって、媒体および粒子の連続的な流れが、前記遠心力場と実質的に相反する流体力をもたらし、これによって、前記粒子の少なくとも一部を前記それぞれのチャンバ内の流動床に固定化することと、
媒体を前記それぞれのチャンバから前記第２の通路を通って流出させることと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１】
粒子を処理するための装置において、
軸を中心としてある速度で回転可能なロータであって、外周および互いに向き合った前側および後側を有している、ロータと、
前記ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
前記軸を中心として回転可能なアンビリカルアセンブリであって、
前記ロータの前記後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、
前記ガイド管内に配置された柔軟導管と、
前記導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の細長通路であって、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の細長通路と、
を備えている、アンビリカルアセンブリと、
前記アンビリカルアセンブリを前記ロータの約１／２の速度で回転させるように構成された駆動機構と、
を備えており、
前記通路は、互いに離間した関係で保持されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
各チャンバの前記第１および第２の通路は、前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在している対応する第１および第２の柔軟管から構成されており、前記装置は、前記導管内に埋込材料をさらに備えており、前記埋込材料は、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持し、かつ前記柔軟管を前記導管に対して離間した関係で保持するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アンビルカルアセンブリは、前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記導管は、コルゲート柔軟導管であることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記導管および前記通路は、柔軟押出材として一体化されており、前記柔軟押出材は、外壁と、互いに離間した通路を画定する細長の内部流路とを有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバであり、前記装置は、前記ロータの前記前側に旋回可能に取り付けられた少なくとも１つのチャンバホルダーをさらに備えており、各チャンバホルダーは、それぞれのチャンバを取外し可能に閉じ込めるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
各チャンバホルダーは、前記閉じ込められたチャンバへの視覚的アクセスをもたらす窓を備えていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、前記円錐状の本体部分は、該円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを有しており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に接続されており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の柔軟管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分および前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記導管の前記第１の細長通路は、前記フランジ入口流路に流体連通しており、前記導管の前記第２の細長通路は、前記フランジ出口流路に流体連通していることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の通路および前記フランジ入口流路に接続された第１の管と、前記第２の通路および前記フランジ出口流路に接続された第２の管とをさらに備えており、前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２の通路の各々においてコネクタをさらに備えており、一方のコネクタは、前記第１の管を前記第１の通路に接続するように構成されており、他方のコネクタは、前記第２の管を前記第２の通路に接続するように構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記駆動機構は、ギアを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ギアは、前記ドラムによって少なくとも部分的に閉じ込められていることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ロータは、実質的に水平の回転軸を画定しており、前記少なくとも１つのチャンバおよび前記アンビリカルアセンブリは、前記実質的に水平の軸を中心に回転するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記曲線状のガイド管は、前記ロータの外周の周りに延在するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えており、 前記導管遠位端は、前記ロータに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記導管遠位端は、実質的に六角形状の連結具を有していることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記導管内に、前記通路を互いに離間した関係で保持するように構成された複数の互いに離間した柔軟ホルダーをさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのチャンバは、前記ロータ上に互いに離間した関係で取り付けられた複数のチャンバから成っていることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項２３】
外周および互いに向き合った前側および後側を有するロータを備える連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路において、
前記ロータ上に取り付けられた少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
前記ロータの前記外周の周りに湾曲して前記ロータに接続された柔軟導管と、
前記導管内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、
前記導管内の埋込材料であって、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、
を備えていることを特徴とする使い捨て可能な流路。
【請求項２４】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２５】
前記導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２６】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２５に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２７】
前記導管は、互いに向き合った近位端および遠位端を備えており、前記導管は、前記遠位端に連結具を備えており、前記連結具は、前記ロータに接続されていることを特徴とする、請求項２３に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２８】
前記連結具は、実質的に六角形状を有していることを特徴とする、請求項２７に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項２９】
ロータと、前記ロータに取り付けられた入口および出口を有する少なくとも１つのチャンバと、を有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリにおいて、
前記ロータの後側のドラムに接続された曲線状のガイド管と、
前記ガイド管内に配置された柔軟導管と、
前記導管の長さの少なくとも大部分内に延在しているチャンバごとの第１および第２の柔軟管であって、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、第１および第２の柔軟管と、
前記導管内の埋込材料であって、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、埋込材料と、
を備えていることを特徴とするアンビリカルアセンブリ。
【請求項３０】
前記埋込材料は、前記導管に対する前記柔軟管の運動を拘束し、および／または前記柔軟管の互いに対する運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項２９に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３１】
前記導管内に延在している柔軟部材をさらに備えており、前記柔軟部材は、前記導管の中心線に実質的に沿って延在しており、前記柔軟管は、前記柔軟部材を包囲していることを特徴とする、請求項２９に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３２】
前記埋込材料は、前記柔軟部材に対する前記柔軟管の運動を拘束するように、さらに構成されていることを特徴とする、請求項３１に記載のアンビリカルアセンブリ。
【請求項３３】
ロータと前記ロータに取り付けられた少なくとも１つのチャンバとを有する連続流遠心分離機と共に用いられるアンビリカルアセンブリにおいて、前記アセンブリは、チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に備える柔軟押出材を備えており、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通していることを特徴とする、アンビリカルアセンブリ。
【請求項３４】
ロータを有する連続流遠心分離機と共に用いられる使い捨て可能な流路において、
第１の使い捨て可能な区域であって、
前記ロータに保持されるように構成された少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
チャンバごとの第１および第２の管であって、前記第１の管は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通するように構成されており、前記第２の管は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通するように構成されている、第１および第２の管と、
を備えている、第１の使い捨て可能な区域と、
第２の使い捨て可能な区域であって、
少なくとも１つの容器に流体連通している配管であって、少なくとも１つの弁を貫通するように構成されている、配管を
を備えている、第２の使い捨て可能な区域と、
を備えていることを特徴とする使い捨て可能な流路。
【請求項３５】
前記第１の使い捨て可能な区域は、前記少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３６】
前記第２の使い捨て可能な区域は、前記少なくとも１つの容器に流体連通している戻り配管を備えていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３７】
前記第１および第２の使い捨て可能な区域は、無菌管溶接プロセスを用いて互いに接続されるように構成されていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３８】
各チャンバは、柔軟な半透明または透明の流体チャンバから成っており、前記チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、前記チャンバは、前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記第１の管は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に接続されており、前記第２の管は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に接続されていることを特徴とする、請求項３４に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項３９】
前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路は、前記第１および第２の管が前記フランジ入口流路および前記フランジ出口流路に接続されている点から延在しているセグメントに沿って実質的に平行になっていることを特徴とする、請求項３８に記載の使い捨て可能な流路。
【請求項４０】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、
複数の柔軟管を互いに離間した関係で内部に保持している柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞に延在しており、前記複数の柔軟管は、チャンバごとに第１および第２の柔軟管を含んでおり、前記第１の柔軟管は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の柔軟管は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通しており、前記柔軟導管は、前記導管の内部空間を実質的に充填して前記柔軟管を包囲する固体柔軟材料を備えており、前記固体柔軟材料は、前記柔軟管を互いに離間した関係で保持するように構成されている、柔軟導管と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４１】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された複数の流体チャンバと、
複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞に延在しており、前記複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの出口に流体連通している、柔軟導管と、
開いた中心通路を有する実質的に漏斗状の支持体であって、前記支持体は、前記内部空洞内に進むにつれて外方に徐々に広がる形状を有しており、前記支持体は、前記柔軟導管を包囲しており、前記漏斗状支持体の中心線は、前記アクセス開口の中心線と真っ直ぐに並んでいる、漏斗状支持体と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持する実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４２】
遠心分離流体処理システムにおいて、
アクセス開口を備える内部空洞を有しているハウジングであって、前記アクセス開口は、前記ハウジングの外面から前記内部空洞に延在している、ハウジングと、
前記内部空洞内のロータ上に互いに離間した関係で保持された入口および出口を有する複数の柔軟な半透明または透明の流体チャンバであって、各チャンバは、実質的に円錐状の本体部分を備えており、各チャンバは、前記円錐状の本体部分の周囲の少なくとも一部に延在しているフランジを備えており、前記フランジは、入口流路および出口流路を備えており、前記フランジ入口流路は、前記チャンバの前記入口に流体連通しており、前記フランジ出口流路は、前記チャンバの前記出口に流体連通している、流体チャンバと、
複数の互いに離間した細長の通路を内部に備えている柔軟導管であって、前記柔軟導管は、前記ハウジングの外部の位置から前記アクセス開口を通って前記内部空洞内に延在しており、前記複数の通路は、チャンバごとに第１および第２の通路を含んでおり、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記フランジ入口流路に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記フランジ出口流路に流体連通している、柔軟導管と、
前記柔軟導管の一部を前記内部空洞内に保持している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
前記ガイド管を第１の速度で回転させ、前記ロータおよび前記流体チャンバを第２の速度で回転させるように構成された駆動機構であって、前記第２の速度は、前記第１の速度の約２倍である、駆動機構と、
前記内部空洞内の複数の実質的に剛性のチャンバホルダーであって、各々が、前記ロータに取り付けられたそれぞれの柔軟チャンバを取外し可能に保持するように寸法決めされ、かつ形作られている、チャンバホルダーと、
を備えていることを特徴とする遠心分離流体処理システム。
【請求項４３】
粒子を処理する方法において、
外周を有するロータ上の少なくとも１つのチャンバであって、各々が入口および出口を有している、少なくとも１つのチャンバと、
チャンバごとに互いに離間した第１および第２の通路を内部に有している柔軟導管であって、前記第１の通路は、それぞれのチャンバの前記入口に流体連通しており、前記第２の通路は、前記それぞれのチャンバの前記出口に流体連通している、柔軟導管と、
前記導管の一部を内部に保持して前記ロータの前記外周の周りに湾曲している実質的に剛性の曲線状ガイド管と、
を準備することと、
前記ロータおよび前記少なくとも１つのチャンバを第１の速度で回転させ、これによって遠心力場を生じさせることと、
前記ガイド管およびその内部の前記導管を前記第１の速度の約１／２の第２の速度で回転させ、これによって、チャンバごとの前記第１および第２の通路が完全に捩れることを阻止することと、
前記第１の通路を用いて、媒体および粒子をそれぞれのチャンバ内に流入させることであって、媒体および粒子の連続的な流れが、前記遠心力場と実質的に相反する流体力をもたらし、これによって、前記粒子の少なくとも一部を前記それぞれのチャンバ内の流動床に固定化することと、
媒体を前記それぞれのチャンバから前記第２の通路を通って流出させることと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図１５】
【図１６】
【公表番号】特表２０１３−５０６５５６（Ｐ２０１３−５０６５５６Ａ）
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３３２７８（Ｐ２０１２−５３３２７８）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１６３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４４２３７
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５１１０１４９３２）ケイビーアイ・バイオファーマ，インコーポレイテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５１６３１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４４２３７
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５１１０１４９３２）ケイビーアイ・バイオファーマ，インコーポレイテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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