ES2871113T3 - Cámara de mezcla de medios - Google Patents

Abstract

Un aparato de mezcla para reconstituir un medio de cultivo celular en polvo, comprendiendo el aparato: al menos una cámara de fluido; un primer tapón que encierra una porción inferior de la cámara de fluido; un puerto de afluente en el primer tapón; un segundo tapón que encierra una porción superior de la cámara de fluido; un medio de ayuda al flujo de fluido geométrico acoplado al primer tapón y que se extiende desde el primer tapón en una dirección hacia el centro de la cámara de fluido, en donde el medio de ayuda al flujo de fluido geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en la dirección hacia el centro de la cámara de fluido; un material de filtro asociado al segundo tapón, en donde el material de filtro se usa para mantener el medio de cultivo celular en polvo dentro de la cámara de fluido hasta que se disuelve; un puerto de efluente en el segundo tapón; en donde se proporciona un medio de cultivo celular en polvo en el fluido que se va a mezclar con un fluido proporcionado por el puerto de afluente; y en donde el puerto de efluente está configurado para permitir que el medio reconstituido salga de la cámara de fluido.

Description

DESCRIPCIÓN

Cámara de mezcla de medios

Antecedentes

Campo

Las realizaciones de la presente tecnología se refieren a aparatos de mezcla especialmente adaptados para reconstituir medios de cultivo celular en polvo en cantidades de volumen unitarias predeterminadas.

Descripción de la técnica relacionada

Las células y tejidos animales viables en cultivos in vitro se conocen desde principios del siglo XX. Si bien el cultivo de células animales hoy en día es una tecnología sofisticada, la técnica básica de cultivo no ha cambiado desde principios de siglo. Las células o tejido, ya sea primario o transformado, se cultivan en una mezcla líquida de nutrientes denominada por lo general "medio". Este medio puede ser, por ejemplo, una mezcla compleja de aminoácidos, vitaminas, sales y otros componentes. A menudo se complementa con suero de ternero recién nacido o fetal bovino purificado al 1-10 %. Los medios de cultivo celular y el suero están disponibles comercialmente a partir de muchas fuentes.

Si bien la técnica básica de cultivo celular no ha cambiado apreciablemente a lo largo de los años, el volumen de cultivo celular y la accesibilidad de esta técnica de laboratorio sigue aumentando drásticamente, cambiando así las necesidades de la técnica de cultivo celular. No solo hay más laboratorios de investigación, empresas farmacéuticas y de biotecnología que emplean técnicas de cultivo de tejidos, sino que lo están haciendo, a menudo, a una escala relativamente grande. Una corporación relacionada con productos médicos puede consumir decenas o cientos de litros de medios líquidos al día y emplear un gran número de técnicos de laboratorio y científicos para generar anticuerpos, factores de crecimiento o proteína purificada de cultivo de tejidos para uso comercial. Por tanto, entre los costes de suministro de medios y el tiempo de los empleados, existe un gasto considerable asociado al proceso de cultivo de tejidos en la actualidad.

Los medios de cultivo celular están por lo general disponibles comercialmente como un polvo seco que se reconstituye agregando un volumen apropiado de agua o como un líquido pre-envasado. También hay una serie de aditivos que normalmente se agregan a los medios antes de su uso. Estos incluyen bicarbonato de sodio, glutamina, tampones adicionales o el documento US 5470151 A1 describe un aparato de mezcla para reconstituir un medio concentrado con uno o más componentes en una corriente fluida. La mezcla se facilita mediante un vórtice de mezcla impulsado por agua.

La tecnología descrita en el presente documento se refiere por lo general a dispositivos y métodos mejorados para mezclar medios en varios volúmenes y circunstancias.

Sumario

Por lo general, las realizaciones descritas en el presente documento se refieren a dispositivos y métodos para medios en polvo que son fáciles de preparar, requieren menos espacio de almacenamiento que los medios líquidos, y/o cuya preparación requiere un esfuerzo mínimo. La tecnología de acuerdo con algunas realizaciones se refiere a aparatos de mezcla para mezclar un material (por ejemplo, un medio en polvo) con al menos una corriente de fluido entrante. Más en particular, algunas realizaciones de la presente tecnología se refieren a aparatos de mezcla especialmente adaptados para reconstituir medios de cultivo celular en polvo en cantidades de volumen unitarias predeterminadas, así como varios métodos relacionados con los mismos.

La tecnología actual representa una mejora significativa en el campo técnico.

Algunas realizaciones están basadas, al menos en parte, en algunas deficiencias y/o inconvenientes con las tecnologías de medios existentes, según lo reconocido por los inventores de la tecnología actual, o están basadas en el reconocimiento de mejoras potenciales por parte de los inventores.

Por ejemplo, el líquido pre-envasado se puede esterilizar y dividir en alícuotas en tamaños convenientes, y puede venir listo para su uso. Sin embargo, el medio suele ser sensible a la luz y tiene una vida útil prescrita. Por lo tanto, los medios deben solicitarse con regularidad. También deben almacenarse en refrigeración y, en su forma pre­ envasada, requieren un tiempo considerable de mano de obra para des-envasarlos y transportarlos. Además, los costes de envío del líquido pre-envasado son cada vez más elevados.

Así mismo, el medio en polvo se proporciona a granel o en envases medidos previamente. tiende a tener una vida útil más larga, es menos costoso y requiere menos espacio de almacenamiento y tiempo de manipulación que la forma líquida. Sin embargo, el medio en polvo debe disolverse y dividirse en alícuotas en condiciones estériles. El mayor tiempo de manipulación y preparación, especialmente para la preparación de medios de gran volumen, a menudo hace que el medio líquido pre-envasado sea la opción preferida a pesar del mayor coste.

La reconstitución del medio en polvo es por lo general un proceso de varios pasos. Para preparar un medio líquido a partir de un polvo sólido, se mide una cantidad conocida de polvo destinada a un volumen específico del medio y se agrega a un volumen de agua destilada que es normalmente ligeramente menor que el volumen final deseado. El polvo y el agua se agitan hasta que el sólido se disuelve por completo. Se agrega y se disuelve una cantidad específica de bicarbonato de sodio. Posteriormente, el pH se puede ajustar usando ácido o base y se agrega agua adicional para aumentar el medio a su volumen final. A continuación, toda la mezcla se pasa a través de un filtro esterilizante. A continuación, el medio puede recogerse en un solo recipiente grande estéril o distribuirse en varios recipientes estériles más pequeños.

El medio de cultivo de tejidos en polvo tiene un tamaño de partícula muy fino y es higroscópico. Cuando se mezcla con agua, tiene la tendencia a formar "una bola" o "grumos". Por tanto, cuando se reconstituye en agua u otro líquido acuoso, se requiere agitación suficiente para romper los grumos que puedan formarse con el contacto inicial con el agua. Para tamaños de lote más pequeños, se pueden agregar barras de agitación magnéticas estériles al recipiente de mezcla y después el recipiente se coloca sobre una placa de agitación magnética. Por lo general, se requieren manipulaciones adicionales para agregar barras de agitación a los recipientes de mezcla. En un entorno de laboratorio convencional, las placas de agitación magnética no son una solución práctica para la preparación de medios de gran volumen.

De forma adicional, debido a su naturaleza higroscópica, el medio absorbe agua cuando se almacena, especialmente en ambientes húmedos. El medio húmedo tiene una vida útil más corta, se vuelve grumoso y requiere una agitación agresiva para reconstituirse. Por tanto, la vida útil del medio en polvo podría mejorarse si se proporcionaran en alícuotas selladas y desecadas previamente medidas.

El proceso de reconstitución requiere varios pasos y varios equipos separados. Por lo general requiere al menos un recipiente, lo suficientemente grande como para contener todo el volumen final del medio reconstituido, además de uno o más recipientes para recibir el medio estéril después de la filtración. El medio esterilizado se entrega normalmente en recipientes con la parte superior abierta. Por tanto, la mayor parte de la preparación de medios se realiza en una campana de flujo laminar. Procesar grandes volúmenes del medio en una campana es difícil porque a menudo no hay suficiente espacio para acomodar los recipientes y el medio estéril. Algunas realizaciones en el presente documento se basan en el reconocimiento de que un dispositivo que permitiría la preparación de grandes volúmenes del producto con un contacto físico mínimo y facilitaría la preparación del medio sin los inconvenientes descritos anteriormente cumpliría una necesidad insatisfecha desde hace mucho tiempo en la comunidad científica.

Así mismo, el equipo utilizado para la reconstitución del medio en polvo debe limpiarse a fondo entre usos para eliminar residuos y eliminar contaminantes en el equipo. Esto requiere un tiempo considerable e incluso con un trabajo cuidadoso, el riesgo de contaminantes permanece. Por tanto, algunas de las realizaciones que siguen se refieren a un equivalente de bajo coste de una cámara de mezcla de medios que está construida para un solo uso.

Una realización de la tecnología se refiere a un aparato de mezcla para reconstituir un medio de cultivo celular en polvo. El aparato incluye al menos una cámara de fluido, un primer tapón que encierra una porción inferior de la cámara de fluido, un puerto de afluente en el primer tapón, un segundo tapón que encierra una porción superior de la cámara de fluido, un medio de ayuda al flujo de fluido geométrico acoplado al primer tapón y que se extiende desde el primer tapón en una dirección hacia el centro de la cámara de fluido, en el que el medio de ayuda al flujo de fluido geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en la dirección hacia el centro de la cámara de fluido. El aparato incluye un material de filtro asociado al segundo tapón, en el que el material de filtro se usa para mantener el medio de cultivo celular en polvo dentro de la cámara de fluido hasta que se disuelve. El aparato incluye también un puerto de efluentes en el segundo tapón. Se proporciona un medio de cultivo celular en polvo en el fluido que se va a mezclar con un fluido proporcionado por el puerto de entrada y el puerto de efluente está configurado para permitir que el medio reconstituido salga de la cámara de fluido.

Una segunda realización de la tecnología se refiere a un método para reconstituir un medio de cultivo celular en polvo. El método incluye proporcionar un aparato de mezcla como se ha descrito anteriormente. El método incluye además proporcionar un medio de cultivo celular en polvo a la cámara de fluido, antes de introducir fluido en la cámara, e introducir después fluido en la cámara a través de al menos uno del primero y segundo puertos de afluente. El primer y el segundo puertos de afluente están orientados tangencialmente con respecto a una pared interior de la cámara de fluido para hacer así que el fluido siga la pared de la cámara de fluido en un movimiento circular. El método incluye además la creación de un flujo de vórtice en la cámara de fluido mediante la introducción de fluido a un caudal suficiente y la mejora del flujo de vórtice con la ayuda de flujo de fluido geométrico al canalizar aún más el agua alrededor de la pared de la cámara de fluido, alrededor del medio de ayuda al flujo geométrico. El método incluye continuar introduciendo fluido en la cámara y recolectar el fluido reconstituido que sale de la cámara a través del puerto de efluente.

Breve descripción de los dibujos

Las características mencionadas anteriormente, así como otras características, aspectos y ventajas de la presente tecnología se describirán a continuación en relación con diversas realizaciones de la invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Las realizaciones ilustradas, sin embargo, son simplemente ejemplos y no pretenden limitar la invención.

La Figura 1 es una representación esquemática del conjunto de cámara de mezcla, filtro de esterilización y sistema de receptáculo receptor de acuerdo con una realización.

La Figura 2 es una vista en sección transversal de la realización de la cámara de mezcla de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en despiece de una cámara de mezcla de acuerdo con una segunda realización.

La Figura 4 es una vista en sección transversal de una cámara de mezcla de acuerdo con la técnica anterior con una representación de un vórtice de fluido.

La Figura 5a es una vista en perspectiva superior de un cono superior de la cámara de mezcla de acuerdo con una realización.

La Figura 5b es una vista en perspectiva desde abajo del cono superior ilustrado en la Figura 5a.

La Figura 6 es una vista en perspectiva superior de un cono inferior de la cámara de mezcla de acuerdo con una realización.

La Figura 7 es una vista en perspectiva superior de un tapón inferior de la cámara de mezcla de acuerdo con una realización de la presente invención que representa el conjunto del tapón inferior y del cono inferior ilustrados en la Figura 6.

Las Figuras 8a, 8b y 8c son vistas en perspectiva de la parte inferior de un tapón intermedio de la cámara de mezcla de acuerdo con una realización que muestra el conjunto del tapón intermedio y del cono superior ilustrados en las Figuras 5a y 5b.

Las Figuras 9a, 9b, 9c y 9d son vistas en perspectiva de la parte inferior de un tapón superior de la cámara de mezcla de acuerdo con una realización que muestra el conjunto del tapón superior.

La Figura 10 es una vista en perspectiva del tapón superior unido a un tubo de salida de acuerdo con una realización.

La Figura 11 es una vista en perspectiva del tapón inferior unido a un tubo de entrada de acuerdo con una realización.

La Figura 12 es una vista en perspectiva del tapón intermedio unido a un tubo de entrada y un transductor de presión de acuerdo con una realización.

La Figura 13 es una representación esquemática de un aparato de mezcla de cámara única de acuerdo con una realización.

Descripción detallada

En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los dibujos adjuntos, que forman parte de la presente divulgación. En los dibujos, los símbolos similares identifican normalmente componentes similares, a menos que el contexto dicte lo contrario. Las realizaciones ilustrativas descritas en la descripción detallada, dibujos y reivindicaciones no están destinadas a ser limitantes. La descripción detallada pretende ser una descripción de los ejemplos de realización y no pretende representar las únicas realizaciones que se pueden poner en práctica. El término "ejemplo", como se usa en el presente documento, significa "servir como ejemplo, modelo o ilustración", y no debe interpretarse necesariamente como preferido o ventajoso con respecto a otras realizaciones. Se pueden utilizar otras realizaciones y se pueden hacer otros cambios, sin alejarse del espíritu o alcance de la materia objeto aquí presentada. Se entenderá fácilmente que los aspectos de la presente divulgación, tal y como se describen generalmente en el presente documento, y se ilustra en las figuras, se pueden disponer, sustituir, combinar y diseñar en una amplia variedad de configuraciones diferentes, todo lo cual se contempla explícitamente y forma parte de esta divulgación.

Las realizaciones descritas en el presente documento se refieren por lo general a dispositivos/aparatos, sistemas y métodos relacionados con el almacenamiento, transporte, preparación y/o uso de medios, por ejemplo, medios para cultivo celular. Una o más de las realizaciones proporcionadas pueden superar uno o más de los inconvenientes, limitaciones, o deficiencias que existen en la técnica, particularmente con respecto a los cartuchos de medios y las limitaciones de dichos cartuchos, incluidos aquellos con medios de polvo seco. Por ejemplo, en algunas realizaciones, los dispositivos/aparatos pueden ser de un solo uso, desechables, precargados con una sustancia deseada. Los dispositivos pueden incluir componentes que permitan uno o más de esterilidad, duración de almacenamiento, transporte, mezcla de materiales dentro de los dispositivos y uso de los medios mejorados. Los sistemas y métodos de fabricación y uso de los dispositivos se describen también en el presente documento.

La Figura 1 es una vista del conjunto del sistema de una realización del aparato de mezcla 10, filtro 58 y bolsa receptora 50 de acuerdo con determinadas realizaciones. La Figura 2 es una vista en sección transversal que muestra una vista interior de los componentes del aparato de mezcla 10. El aparato de mezcla 10 comprende al menos una, y en algunas realizaciones, dos cámaras. La primera cámara 12 generalmente cilíndrica constituye la cámara inferior en la realización preferida representada aquí y una segunda cámara 14 constituye la cámara superior de esta realización preferida. Para fines descriptivos, "sustancia química A" se referirá en el presente documento al material contenido en la primera cámara 12 y "sustancia química B" se referirá al material contenido en la segunda cámara 14 en una realización de dos cámaras.

Una corriente de fluido entrante entra en el aparato de mezcla 10 a través de al menos un puerto de afluente. Se contempla que las características del aparato de mezcla 10 descrito en el presente documento sean aplicables en un aparato de mezcla 10 con un puerto de afluente, aunque la solicitud describirá realizaciones que tienen una pluralidad de puertos de afluente, tales como los dos puertos de afluente 16a, 16b que se muestran en la realización de la Figura 1. El eje del uno o más puertos de afluente con respecto a la primera cámara 12 puede ser tal que el flujo de fluido entra sustancialmente en un ángulo tangencial a la pared interior de la misma, de tal forma que el líquido que entra a la primera cámara a través de los puertos de afluente 16a, 16b sigue los lados de la cámara para crear un movimiento de mezcla circular que facilita la mezcla de la sustancia química A con la corriente de fluido dentro de la primera cámara. El empleo de más de un puerto de afluente ayuda a dirigir el flujo hacia el volumen no disuelto de la sustancia química A, normalmente presente en una forma sólido, de polvo. El puerto de afluente superior 16b ayuda también a evitar que el medio sólido se adhiera a la parte superior de la primera cámara 12. Los puertos de afluente 16a, 16b se pueden usar simultáneamente o se pueden alternar para lograr el nivel necesario de movimiento del fluido para mezclar la sustancia química A con las corrientes de fluido.

A medida que la sustancia química A se disuelve en el líquido y entra líquido adicional en la primera cámara 12, el nivel de líquido avanza hacia arriba a través del tapón intermedio 31 y entra en la segunda cámara 14. El fluido que contiene la sustancia química A que pasa a través del tapón intermedio 31 y entra en la cámara superior entra a continuación en contacto con la sustancia química B.

En una realización preferida, la sustancia química B tiene características de solubilidad aumentadas sobre la sustancia química A, de modo que no es necesaria una agitación significativa para facilitar la disolución de la sustancia química B en un líquido que ya contiene la sustancia química A.

A continuación, el líquido que contiene las sustancias químicas A y B disueltas sale de la segunda cámara 14 a través del tapón superior 41 a través de un puerto de efluente 49 después de pasar a través de un filtro 48 (Figuras 3, 9B). El líquido que pasa a través del puerto de efluente 49 (oculto por los tubos en la Figura 1; como se muestra en la Figura 2), en una realización preferida, entra en el filtro de esterilización 58. Los filtros de esterilización del tipo contemplado por esta tecnología se pueden adquirir a partir de un número de proveedores. Un ejemplo de proveedor comercial es Pall Corporation, Courtland, Me. Para un producto de medio estéril, el aparato de filtro de esterilización contendrá normalmente un filtro de 0,2 p. El filtro puede comprender nailon o acetato de celulosa. El líquido estéril que contiene la sustancia química A y la sustancia química B sale a continuación del filtro 58 y pasa a un receptáculo receptor 50. En algunas realizaciones, se emplea un filtro de ventilación hidrófobo entre el puerto de efluente y el filtro de esterilización 58 para permitir que el aire que es arrastrado en el medio disuelto se ventile de forma que no llene el filtro de esterilización.

Además, se contempla que se podrían elegir otros tipos de tamaños de filtro para otras funciones. Por ejemplo, la preparación de tampones electroforéticos requiere soluciones de limpieza, pero no necesariamente estériles, y un filtro de 0,45 p sería adecuado. De forma similar, la preparación de soluciones más viscosas puede requerir un tamaño de poro más ancho. En resumen, los filtros pueden ser de cualquier tamaño, volumen, tamaño de poro deseados, etc., para adaptarse al uso particular del cartucho. Si se utiliza un filtro estéril, entonces, los tubos y todas las sustancias químicas adicionales que entran en múltiples puertos de entrada 52, así como el receptáculo receptor 50, deben estar esterilizados (véase Figura 1).

Se contempla además que el producto final puede requerir la adición de uno o más de otros aditivos líquidos, o que el receptáculo 50 puede drenarse en una serie de recipientes diferentes. Por lo tanto, normalmente se proporcionan uno o más puertos de entrada/salida designados generalmente como múltiples puertos de entrada/salida 52. Los reguladores de parada de flujo 54 se asocian preferentemente a cada uno de los puertos de entrada para proporcionar control para el drenaje o la entrada secuencial de las soluciones de aditivo deseadas.

La Figura 3 representa en detalle una vista en despiece de una realización del aparato de mezcla 10. La base del aparato de mezcla, o el tapón inferior 21 se combina con el alojamiento 22 de la primera cámara en asociación con una junta 23. Preferentemente, una estructura de soporte 24 se moldea integralmente junto con o se fresa en el tapón inferior 21 para formar un resalte o reborde para soportar el alojamiento 22 de la primera cámara. La estructura de soporte 24 y el alojamiento 22 de la primera cámara son preferentemente de forma sustancialmente cilíndrica para optimizar la velocidad de giro del fluido que ha sido conducido a través del uno o más puertos de afluente 16 bajo presión. La junta 23 es preferentemente una junta tórica elastomérica, pero podría ser una junta u otro dispositivo de sellado conocido por los expertos en la materia. El tapón inferior soporta también un medio de ayuda al flujo geométrico, tal como el cono inferior 25. El conjunto del tapón inferior 21 se describe con más detalle a continuación con referencia a la Figura 7.

El alojamiento 22 de la primera cámara recibe el líquido entrante a través de uno o más puertos de afluente 16 (mostrados en la Figura 1), generalmente orientado tangencialmente hacia la pared interior del alojamiento. El uno o más puertos de afluente 16 pueden estar moldeados integralmente con el alojamiento 22, o pueden fijarse al mismo de cualquiera de las diversas formas conocidas en la técnica, tales como mediante adhesivo, técnicas de unión por solvente o calor. De acuerdo con las realizaciones mostradas, dos puertos de afluente 16 se moldean integralmente con el tapón inferior 21 y el tapón intermedio 31 con un paso que permite el flujo de fluido entre los puertos de afluente 16 y el interior del alojamiento 22. Preferentemente, se fija una espiga de manguera u otro conector convencional al puerto de afluente 16. Preferentemente, el puerto de afluente 16a está ubicado en la mitad inferior de la primera cámara 12, y más preferentemente, a lo largo del cuarto inferior de la primera cámara 12, tal como en el tapón inferior 21. Preferentemente, el puerto de afluente 16b está ubicado en la mitad superior de la primera cámara 12, y más preferentemente a lo largo del cuarto superior de la primera cámara 12, tal como en el tapón intermedio 31. En las realizaciones que tienen un solo puerto de afluente, el puerto de afluente puede estar ubicado en la mitad inferior de la primera cámara 12, y más preferentemente, a lo largo del cuarto inferior de la primera cámara 12, tal como en el tapón inferior 21. Se puede proporcionar un tapón de protección para cubrir el uno o más puertos de afluente evitando así que el polvo se derrame antes de su uso. En algunas realizaciones, Se emplean dispositivos de conexión rápida en el puerto de afluente para que el dispositivo de conexión rápida evite la salida del medio de cultivo celular en polvo del cartucho durante el almacenamiento y envío.

El fluido que entra al segundo puerto a una velocidad suficiente ayuda al vórtice creado por el fluido que entra desde el primer puerto. Para la reconstitución de grandes cantidades de polvo seco o soluciones viscosas, dos puertos de afluente podrían facilitar mejor la mezcla completa. Por tanto, se podría agregar agua u otro solvente desde más de un puerto de afluente únicamente para apoyar la generación de vórtices. Como alternativa, los líquidos que entran al aparato a través de múltiples puertos de afluente podrían tener una composición química diferente.

Los puertos de afluente se pueden colocar en el mismo plano vertical, como se muestra en la Figura 1, o a lo largo de diferentes planos verticales, dependiendo de los requisitos particulares de una aplicación determinada, siempre que el flujo de entrada del puerto 16a no interfiera con el flujo de entrada del puerto 16b. El fluido que entra tangencialmente a la cámara de mezcla desde ambos puertos debe fluir en tándem para mantener la actividad del vórtice.

Se contempla que los puertos de afluente 16a y 16b tengan los mismos diámetros de puerto. Sin embargo, los diámetros pueden modificarse individualmente para diferentes velocidades de flujo del afluente. Los diámetros interiores de cada uno de los puertos y las presiones de afluente se pueden variar para promover la mezcla de los reactivos deseados. Un puerto de menor diámetro situado sobre un puerto de mayor diámetro proporcionaría una velocidad de flujo de entrada adicional sobre el puerto de mayor diámetro. De esta forma, se podría mantener un vórtice eficaz para maximizar la reconstitución de una mezcla de polvo dada. Estas características de diseño se agregarán o incluirán dependiendo de la solubilidad del polvo en una aplicación particular, el volumen de polvo en relación con el tamaño de la cámara y la química requerida para reconstituir una preparación líquida determinada.

Durante su uso, el líquido entra en la cámara de mezcla a través de los puertos de afluente 16a, 16b. La presión del grifo u otras presiones del flujo de entrada en exceso de aproximadamente 1 psi son generalmente suficientemente fuertes para permitir el funcionamiento adecuado del aparato. La presión típica del grifo, en el área de aproximadamente 25 psi es suficiente para muchas realizaciones. La presión mínima efectiva es una función de la escala de la primera cámara de mezcla, el volumen de la sustancia química A contenida en su interior y el diámetro del lumen de afluente, tal y como entenderá un experto en la materia. Es posible que se requiera cierta experimentación de rutina para optimizar estos parámetros para aplicaciones específicas. Por ejemplo, estos parámetros pueden diseñarse específicamente para la fuente de agua disponible. Cuando no se puede aumentar la presión del fluido de la fuente, el presente aparato de mezcla puede diseñarse disminuyendo el diámetro de la entrada.

Como se ha descrito previamente, el líquido entra en la primera cámara bajo presión sustancialmente tangente a la pared interior de la cámara. La velocidad del líquido que entra en el aparato está determinada por la presión de la corriente de fluido entrante y puede manipularse adicionalmente alterando el diámetro o los diámetros del uno o más puestos de flujo de entrada o las dimensiones de la primera cámara. La disminución de los diámetros del puerto de afluente aumentará la velocidad del líquido que entra en la cámara, mientras que el aumento de los diámetros del puerto de afluente reducirá la velocidad del líquido. En una realización preferida, se logra una velocidad del fluido suficiente cuando la relación entre el área de la sección transversal del puerto de afluente a través de la que el fluido entra en la cámara (pulgadas) y el caudal (litros/minuto) es de 0,0015-0,0040. En algunas realizaciones preferidas, la relación es de 0,0018 a 0,0038. En algunas realizaciones preferidas, la relación es 0,0181 /- 0,0013 (0,0028 /-0,0002) (en otras palabras, 0,0181 centímetros cuadrados (0,0028 pulgadas cuadradas) para la entrada con 1 litro por minuto de flujo de fluido).

Se contempla que serán necesarias ligeras modificaciones del aparato para el correcto funcionamiento de la cámara de mezcla para otras aplicaciones. Por ejemplo, si el líquido es agua y el producto es un medio de cultivo de tejidos, entonces la presión normal del grifo, junto con una dimensión del puerto de afluente apropiada creará suficiente presión de líquido para generar la velocidad del fluido de giro deseada. El diámetro del puerto de afluente de la cámara de mezcla tiene un efecto directo sobre la velocidad de entrada. Tal y como se ha indicado anteriormente, el diámetro de entrada se puede aumentar o disminuir para ajustar la velocidad con el fin de proporcionar una mezcla adecuada del medio.

En una realización con dos puertos de afluente, tal como 16a y 16b, se prefiere que primero se suministre fluido a la cámara a través del puerto de afluente superior 16b, para evitar la flotación de grumos no disueltos del medio en polvo. Una vez que el fluido ha llenado parcialmente la cámara, el puerto inferior 16a se abre y comienza a facilitar un movimiento de flujo de fluido similar a un vórtice.

Preferentemente, la presión de la corriente de líquido en combinación con un diámetro del puerto de afluente compatible proporcionará suficiente velocidad de líquido de tal forma que el líquido que entre al aparato siga la superficie de la carcasa de la cámara interior y continúe a lo largo de una trayectoria circular hacia el centro de la cámara. Si la velocidad del fluido de giro del líquido es suficiente, el movimiento establece posteriormente un vórtice turbulento que sirve para mezclar el líquido de afluente con el contenido de la primera cámara. Este movimiento se muestra en la Figura 4 que representa el movimiento de fluido deseado en un aparato de mezcla de la técnica anterior. Las líneas horizontales discontinuas 80 representan el fluido arremolinado que crea una región aproximadamente cónica de aire 82 en su centro. El vórtice arremolinado mezcla el contenido de la cámara. El fluido adicional que entra a la cámara empuja el vórtice hacia arriba por los lados de la cámara y hacia la parte superior. Aunque este movimiento de vórtice se anticipa en las condiciones adecuadas, no siempre se puede lograr ahora, puesto que la sustancia química sólida en polvo ha cambiado con el tiempo. En muchos casos, con los medios actuales, el flujo de vórtice no se produce y el fluido que entra simplemente se vierte en la cámara. En estas situaciones, sin la debida agitación, el medio en polvo entra en contacto con el fluido, pero no se moja completamente para disolverse en el líquido. Los grumos del medio en polvo flotan, se adhieren a las superficies de la cámara y/o bloquean los puertos de afluente o efluente de la cámara.

Por tanto, las realizaciones del aparato de mezcla 10 de acuerdo con algunas realizaciones ayudan a lograr y mejorar el movimiento de vórtice del fluido al incluir uno o más medios de ayuda al flujo geométricos, tal como por ejemplo uno o más conos a lo largo de las líneas del cono inferior 25 y del cono superior 35, dentro del volumen de la primera cámara 12. Debe entenderse que si bien se representan varios conos, algunas realizaciones contemplan un solo medio de ayuda al flujo cónico, mientras que en otras, se pueden incluir medios de ayuda adicionales. Por tanto, cuando el líquido fluye hacia la cámara a través de los puertos de afluente 16, se canaliza al interior de la cámara de modo que el movimiento de vórtice giratorio se crea inmediatamente para establecer el movimiento del fluido turbulento para mezclar el líquido de afluente con el contenido de la primera cámara 12. Así mismo, los medios de ayuda al flujo geométrico mejoran aún más la mezcla del contenido sólido con el líquido de afluente al dispersar el sólido y evitar que se pegue o forme grumos en la parte inferior o superior de la primera cámara 12. Los medios de ayuda al flujo geométricos comprenden preferentemente una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en una dirección hacia el centro de la primera cámara 12, para ayudar en la creación del vórtice de flujo de fluido deseado.

Las Figuras 5A y 5B representan una realización de un medio de ayuda al flujo geométrico superior. En esta realización, el medio de ayuda al flujo geométrico es un cono superior 35. Como se ha descrito anteriormente, un medio de ayuda al flujo geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en una dirección hacia el centro de la primera cámara 12. Por consiguiente, el cono superior 35 tiene una porción cónica 38 con un diámetro decreciente hacia el centro de la primera cámara 12. La porción cónica 38 se muestra terminando en la punta cónica 38a, pero se contempla, en otras realizaciones, que la porción cónica pueda terminar antes de llegar a una punta y tendría una porción final aplanada. Otras formas, además de un cono, se contemplan también para la guía de flujo geométrico. El cono superior 35 incluye también una pluralidad de poros 36 en una sección porosa, a través de los que el fluido en la primera cámara 12 puede pasar a la cámara superior 22. Los poros 36 están configurados con un diámetro apropiado para evitar que los grumos no disueltos del medio en polvo entren en la cámara superior 22. Por último, el cono superior 35 tiene una porción de base 37 que se extiende radialmente desde un borde superior de la sección porosa. La porción de base 37 está configurada para acoplarse con la estructura de soporte 34 del tapón intermedio 31.

La Figura 6 representa una realización de un medio de ayuda al flujo geométrico inferior. En esta realización, el medio de ayuda al flujo geométrico es un cono inferior 25. Como se ha descrito anteriormente, un medio de ayuda al flujo geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en una dirección hacia el centro de la primera cámara 12. Por consiguiente, el cono inferior 25 tiene una porción cónica 28 con un diámetro decreciente hacia el centro de la primera cámara 12. La porción cónica 28 se muestra terminando en la punta cónica 28a, pero se contempla, en otras realizaciones, que la porción cónica pueda terminar antes de llegar a una punta y tendría una porción final aplanada. Otras formas, además de un cono, se contemplan también para la guía de flujo geométrico. El cono inferior 25 tiene también un borde de base 29 en el extremo abierto de la porción cónica. El borde de base 29 está configurado para acoplarse con la estructura de soporte 24 del tapón inferior 21.

El interior de la primera cámara tiene preferentemente una configuración sustancialmente cilíndrica. Esto establece además una guía de vórtice para el flujo de líquido. Más aún, el diámetro del cilindro debe complementar la velocidad del fluido entrante. Un primer diámetro de cámara que sea demasiado grande para un flujo de afluente dado no soportará suficiente fuerza centrífuga a lo largo de sus lados para mantener un vórtice. Los diámetros interiores que son demasiado pequeños podrían crear una turbulencia excesiva inicialmente, pero no formar un vórtice, por lo que potencialmente resulta en una mezcla inadecuada. Se ha encontrado que el diámetro de la primera cámara es óptimamente proporcional a su altura. Una relación entre la altura y el diámetro superior a aproximadamente 2,5:1 no permitirá normalmente la generación de un vórtice suficientemente fuerte a caudales de afluente de aproximadamente 1-3 litros por minuto. La forma sustancialmente cilíndrica en combinación con la velocidad de entrada y el ángulo de entrada se combinan así para establecer el vórtice deseado.

Como alternativa, se pueden usar también otras configuraciones de cámara que exhiban simetría radial para el alojamiento 22 de la primera cámara. Por ejemplo, esférica, hemisférica, toroidal o similares pueden seleccionarse. Algunas realizaciones pueden incluir componentes de mezcla o turbulencia adicionales que pueden, por ejemplo, ayudar en el proceso de mezcla o proporcionar características que ayuden a romper grumos. Tales medios de ayuda pueden incluir protuberancias (por ejemplo, cerdas o clavijas) que se extienden radialmente hacia el centro de la cámara, o protuberancias que se unen a los conos, o a una varilla central y se extienden radialmente hacia fuera. En algunas realizaciones, ciertos medios de ayuda de mezcla pueden excluirse específicamente. Por ejemplo, componentes de mezcla tales como hélices, imanes, palas y similares, pueden excluirse específicamente de algunas realizaciones.

Haciendo de nuevo referencia a la Figura 3, la superficie interior superior del alojamiento 22 de la primera cámara puede acoplarse a, cerrando así la primera cámara 12 con, el tapón intermedio 31. Preferentemente, una estructura de soporte 34 se moldea integralmente junto con o se fresa en el tapón intermedio 31 para formar un resalte o reborde para soportar la primera cámara 12 y la segunda cámara 14, así como otros componentes para acoplar la primera cámara 12 y la segunda cámara 14 y para permitir el flujo de fluido entre las cámaras. Tales componentes incluyen las juntas 32, 33, el medio de ayuda al flujo geométrico superior, tal como el cono superior 35 y un disco de filtro 39. El conjunto y los componentes del tapón intermedio 31 se describen con más detalle a continuación con referencia a las Figuras 8A-8C.

Las dos cámaras están preferentemente adyacentes entre sí y separadas entre sí por el tapón intermedio 31. Las Figuras 1-3 ilustran una realización preferida en la que la primera y segunda cámaras 12, 14 están alineadas axialmente en una junta estanca de modo que el líquido entra en la primera cámara o cámara inferior y se mueve a la segunda cámara o cámara superior pasando a través del tapón intermedio, que incluye un disco de filtro circular 39. En esta construcción, las juntas 32, 33 tales como juntas tóricas elastoméricas se utilizan para proporcionar una junta estanca entre las cámaras superior e inferior. Durante la fabricación, la sustancia química A se coloca preferentemente en la primera cámara 12 antes de que el disco de filtro 39 se haya colocado en su lugar.

El alojamiento de cámara superior 42 está también cubierto preferentemente por el tapón superior 41, encerrando así la segunda cámara 14. Preferentemente, una estructura de soporte 44 se moldea integralmente junto con el tapón superior 41 o se fresa en el mismo para formar un resalte o reborde que se asienta sobre el alojamiento 42 de la segunda cámara, así como para recibir otros componentes para acoplar el alojamiento 42 de la segunda cámara y para permitir el flujo de fluido entre la segunda cámara 14 y el puerto de efluente 49. Dichos componentes incluyen las juntas 43, 45, 46, placa de retención 47, y un disco de filtro 48. El conjunto y los componentes del tapón superior 41 se describen con más detalle a continuación con referencia a las Figuras 9A-9D.

La Figura 7 representa el conjunto del tapón inferior 21. Como se muestra, el tapón inferior comprende una porción de base que incluye un puerto de afluente 16a y una estructura de soporte 24 formada en su interior que recibe el cono inferior 25. Colocada sobre el perímetro del cono inferior 25 y sobre la estructura de soporte 24, se encuentra la junta 23. La junta 23 es preferentemente una junta tórica elastomérica, pero podría ser una junta u otro dispositivo de sellado conocido por los expertos en la materia. La junta 23 mantiene una conexión estanca al agua entre el alojamiento 22 de la primera cámara y el tapón inferior 21.

En la realización mostrada, el tapón inferior 21 sirve también como base para las varillas de soporte 64. En la realización de la Figura 1, se muestra que se utilizan dos juegos de varillas de soporte 64, 65 para asegurar por separado la primera cámara 12 y la segunda cámara 14, respectivamente. En la realización de la Figura 3, se muestra que un solo juego de varillas 64 se extiende por toda la longitud del aparato de mezcla 10. En otras realizaciones, se contempla que el aparato de mezcla 10 sea lo suficientemente resistente como para estar libre y de forma segura sin varillas de soporte 64, 65.

Las Figuras 8A, 8B y 8C representan el conjunto del tapón intermedio 31. Como se muestra en la Figura 8A, el tapón intermedio 31 comprende una porción de base con una abertura central. Dentro de la abertura central se encuentra la estructura de soporte 34, que está configurada para recibir la junta 33 sobre la misma. La junta 33 comprende una pluralidad de orificios de fijación 33a, cada uno configurado para recibir un tornillo 40 a través del mismo para acoplar los elementos del tapón intermedio 31 entre sí. Tal y como se muestra en la Figura 8B, la porción de base 37 del cono superior 35 descansa sobre la estructura de soporte 34 y la junta 33. Los orificios de fijación 37a están alineados con los orificios de fijación 33a. Por último, encima del cono superior 35, se coloca el disco de filtro 39. El disco de filtro 39 se fija al tapón intermedio 31 colocando el tornillo 40 u otro dispositivo de fijación a través de los orificios de fijación 33a y 37a y dentro de la estructura de soporte 34 del tapón intermedio 31.

La junta 33 es preferentemente una junta tórica elastomérica, pero podría ser una junta u otro dispositivo de sellado conocido por los expertos en la materia. La junta 33 mantiene una conexión estanca entre el alojamiento 42 de la cámara superior y el tapón intermedio 31. El disco de filtro 39, aunque preferentemente está hecho de plástico microporoso Porex.TM. (Porex Technologies, Fairburn, Ga.), adicionalmente podría estar hecho de polipropileno o polietileno poroso, vidrio, lana, malla micrométrica, o cualquiera de otras varias sustancias inertes que tengan una compatibilidad adecuada con los disolventes y polvos que se utilizarán en el aparato. Preferentemente, el material del filtro tendrá un tamaño de poro suficientemente pequeño para evitar el escape del medio en polvo. En algunas realizaciones, el filtro tiene una porosidad en el intervalo de 30 a 200 micrómetros. Para la aplicación preferida descrita en el presente documento, el filtro tiene preferentemente un ancho de poro de aproximadamente 90 a 130 micrómetros. El disco de filtro permite el paso de líquido a la segunda cámara pero generalmente evita el movimiento de sólidos no disueltos de la primera cámara 12 a la segunda cámara 14. Los sólidos adicionales no disueltos atrapados en el filtro microporoso se disuelven posteriormente mediante el flujo continuo de fluido que pasa a través del filtro.

El alojamiento 22 de la primera cámara y el tapón intermedio 31 están provistos de una junta estanca a líquidos 32 mediante el uso de una junta tórica elastomérica. El alojamiento 22 de la primera cámara puede encajar por deslizamiento en un rebaje anular en el tapón 31 o bien encajar de forma roscada en la base, para acoplarse con la estructura de soporte 34. El alojamiento se puede sellar adicionalmente al tapón 31 usando adhesivos, un termosellado u otros medios conocidos en la técnica.

Las Figuras 9A, 9B, 9C y 9D representan el conjunto del tapón superior 41. La vista de las Figuras es una vista en perspectiva desde abajo del tapón superior 41. Como se muestra en la Figura 9A, se coloca una junta 46 para rodear la abertura de salida al puerto de efluente 49. La Figura 9B representa la colocación de un disco de filtro 48, o filtro de efluente, sobre la parte superior de la junta 46 y la abertura de salida. La Figura 9C representa la colocación de una segunda junta 45 en la cara interior del disco de filtro 48. Por último, la Figura 9D muestra la colocación de una placa de retención 47 que cubre las juntas 45, 46 y el disco de filtro 48, que se mantiene en su lugar mediante elementos de fijación, tales como tornillos 40, a la cara interior del tapón superior 41 a través de las aberturas de acoplamiento 41a en el tapón superior. Las juntas 45 y 46 se usan preferentemente para proporcionar una junta estanca entre el tapón superior 41 y el alojamiento 42 de la cámara superior. El filtro de efluente 48 se asienta preferentemente al menos aproximadamente 3,18 mm (un octavo de pulgada) de la superficie interior del tapón superior 41. Esto proporciona espacio para que el líquido que contiene las sustancias químicas A y B pase a través del filtro de efluente 48 y salga por el puerto de efluente 49.

Como se muestra en la Figura 10, El puerto de efluente comprende un conector de espiga de manguera, al que se une una manguera flexible para mover el fluido del aparato de mezcla 10 a un colector de medio, tal como el receptáculo 50. Como se muestra en las Figuras 11 y 12, las mangueras se fijan también preferentemente a los puertos de afluente 16a, 16b y pueden bloquearse en su lugar mediante un conector de espiga de manguera. En una realización preferida, tubos de laboratorio flexibles estándar de diámetro lo suficientemente grande como para que pasen sobre el cuello de la espiga de manguera y lo suficientemente pequeños como para que los tubos se sellen sobre la boquilla de la espiga de manguera se emplea para dirigir la corriente de fluido entrante a la cámara de mezcla o la corriente de salida al receptáculo 50. El otro extremo de los tubos flexible de afluente se aplica preferentemente directamente a una fuente de fluido. En la aplicación de medios de cultivo preferidos, los puertos de afluente 16a, 16b se colocan en comunicación fluida con una fuente agua destilada desionizada (ddH2O) que tiene una boquilla adaptada tal como la que se encuentra en la mayoría de los grifos de laboratorios científicos ddH2Oh. Otros materiales de tubos, adaptadores de boquilla y bombas pueden requerirse para su uso con otras fuentes de agua o disolventes líquidos. Cualquiera de los puertos u otros conductos del aparato de mezcla 10, pueden incluir un transductor de presión 17, tal como se muestra en la Figura 12. El transductor de presión se puede usar para cuantificar y supervisar la presión en el sistema y realizar cualquier cambio que pueda ser necesario para preservar la funcionalidad del sistema.

Los tubos flexibles para proporcionar comunicación entre los componentes del sistema se pueden esterilizar, tal como por autoclave o irradiación gamma, y montarse en el punto de fabricación. Además, se prefiere que se suministre un receptáculo receptor estéril con el aparato. El receptáculo receptor estéril podría ser de vidrio, plástico o metal y puede estar preformado o ser flexible. En una realización preferida, el receptáculo receptor comprende una bolsa flexible estéril como el Producto Media Manager (Irvine Scientific, Santa Ana, Calif.)

En una realización preferida, las cámaras de mezcla y los tapones están hechos de un polímero plástico no reactivo tal como el policarbonato. Como alternativa, los tapones y cámaras podrían moldearse a partir de otros plásticos, incluida la polisulfona. Otros materiales incluyen poliestireno, polietileno, policarbonato, plexiglás, lucita, polipropileno, una aleación de metal o vidrio. Preferentemente, los alojamientos 22, 42 de las cámaras serán transparentes para permitir la observación visual de su contenido o el progreso del ciclo de mezcla.

Por lo general, el aparato de mezcla 10 está hecho preferentemente de materiales que son apropiados para el entorno de cultivo celular, tales como plásticos de grado médico, no tóxicos u otros materiales no tóxicos que no contaminen el medio. En los diseños actuales, se puede utilizar acero inoxidable, sin embargo, existe la necesidad de sistemas de un solo uso. Por consiguiente, los materiales elegidos deben ser relativamente económicos, siendo apropiados para entornos de cultivo celular, para mantener bajos los costes de material y fabricación de productos de un solo uso.

En una aplicación preferida, el aparato de mezcla se utiliza para preparar medios de cultivo de tejidos. Se contempla que la cámara de mezcla esté precargada con el medio en polvo en varios tamaños de volumen unitario. Por ejemplo, tamaños de cámara de mezcla para alojar la preparación de 1 litro (l), 10 l, 20 l, 50 l y un volumen de medio de cultivo de tejidos final tan grande como 100 l o mayor se contemplan. Cantidades crecientes de polvo en la cámara inferior requerirán una mayor altura y/o diámetro del cilindro para generar un vórtice de tamaño suficiente para mantener el polvo en movimiento dentro del vórtice hasta que se disuelva. De forma adicional, los tamaños más grandes pueden requerir una bomba en la línea de afluente para generar suficiente flujo de afluente para sostener un vórtice. Por tanto, se contempla que cada aparato esté diseñado específicamente para complementar el volumen final del producto que se va a preparar.

Las pruebas han determinado que un volumen de polvo mayor que aproximadamente el 50 % del volumen de la cámara para la aplicación del medio de cultivo en polvo da como resultado una mala mezcla de vórtice y una reconstitución líquida ineficaz. Las pruebas han determinado adicionalmente que durante la operación del aparato de mezcla desvelado en el presente documento, la reconstitución mejorada del polvo en el líquido se logra interrumpiendo el flujo de entrada ocasionalmente durante aproximadamente cinco segundos. La interrupción del flujo libera temporalmente la presión dentro de la cámara, lo que permite que los grumos de polvo lleven fluido a su interior.

De forma adicional, se puede aplicar pulsación de presión al aparato de mezcla, para mejorar la reconstitución cerrando temporalmente la válvula de salida en el puerto de efluente. Esto permite que se acumule presión en las cámaras mientras se aprieta la válvula. Cuando se suelta la válvula y la presión cae rápidamente, los grumos de polvo que puedan haberse formado en el líquido se pulverizan. Esta pulsación de presión se puede implementar manualmente apretando la tubería de salida o incorporando una válvula de presión en el puerto de efluente en el diseño.

Puede usarse un receptáculo 50 precalibrado para determinar el punto final de la preparación del medio. Como alternativa, se puede bombear un volumen predeterminado de líquido a través del sistema o se puede usar un medidor de flujo/acumulador para supervisar el volumen del producto terminado. Además, se contempla que el volumen final del producto líquido se pueda determinar en peso. El receptáculo receptor se coloca en una báscula y el receptáculo se llena hasta que se alcanza el peso final del producto final.

Es importante para la operación eficaz del aparato que el polvo del medio de cultivo permanezca relativamente seco antes de su uso. Los polvos higroscópicos tienden a formar grumos en condiciones de humedad y la reconstitución se vuelve difícil. Por tanto, se contempla que el producto comercial que comprende un sistema de aparato de mezcla con polvo se envase al vacío y/o preferentemente se proporcione con un desecante.

Además, se contempla que el aparato desvelado en el presente documento tenga varias otras aplicaciones comerciales o industriales. Por ejemplo, muchos productos farmacéuticos líquidos se preparan en la farmacia del hospital con cierta frecuencia y cantidad. Soluciones salinas, preparaciones alimenticias, reactivos de formación de imágenes, colorantes, soluciones de esterilización y anestésicos se reconstituyen como líquidos. Las alícuotas medidas previamente proporcionadas listas para la reconstitución, tales como las contempladas por la tecnología descrita, pueden proporcionar una ventaja sobre la técnica actual.

Las aplicaciones alternativas incluyen, pero no se limitan a, preparación de plaguicidas, fertilizantes, cualquiera de varias bebidas comúnmente preparadas a partir de polvo tal como la leche, té helado, etc., que podrían reconstituirse utilizando la tecnología desvelada de acuerdo con algunas realizaciones. Se contempla además que los disolventes líquidos empleados pueden ser agua, alcoholes u otros orgánicos. Las características de solubilidad, el disolvente que se utilizará, la cantidad requerida y las interacciones químicas entre el solvente y los químicos reconstituidos servirán para proporcionar pautas para el tamaño de la cámara de mezcla y la elección de materiales para los componentes.

Se pueden construir varias formas modificadas de la tecnología para diferentes usos finales. Por ejemplo, los diagramas representan una realización preferida en la que la primera cámara de mezcla está alineada coaxialmente debajo de la segunda cámara y separada por un disco de filtro circular microporoso. En esta realización, las cámaras superior e inferior tienen ambas una forma cilíndrica y el disco de filtro circular sigue la forma de la carcasa de la cámara. Tal y como se ha indicado, la cámara inferior tiene preferentemente una forma generalmente cilíndrica y medios de ayuda al flujo geométricos para facilitar la velocidad de fluido de giro con suficiente turbulencia.

Sin embargo, no es necesario que la cámara superior tenga forma cilíndrica. Se contemplan otras formas para la segunda cámara así como para el disco de filtro microporoso. La segunda cámara podría ser rectangular, ovoide o esencialmente esférica. Además, la primera y segunda cámaras no tienen que estar colocadas necesariamente una encima de la otra. Se contempla que las dos cámaras puedan estar dispuestas una al lado de la otra o alejadas una de la otra y en comunicación fluida por medio de silicona, vidrio u otros tubos convencionales.

Así mismo, se contempla que el aparato de mezcla incluya solo una cámara. En la Figura 13 se muestra un aparato de mezcla 100 de acuerdo con una segunda realización. En esta realización, solo se necesita la primera cámara 12. Tanto el medio en polvo como el aditivo secundario, tal como el bicarbonato de sodio, pueden proporcionarse a la primera cámara 12 juntos. Por lo tanto, solo se necesita una cámara para disolver el sólido en el fluido. Por consiguiente, el aparato de mezcla 100 incluye un tapón inferior 121, similar a el tapón inferior 21 descrito anteriormente, el alojamiento 122 de la cámara y el tapón superior 131, que es similar tanto al tapón intermedio 31 como al tapón superior 41. En particular, el tapón superior 131 incluye el puerto de afluente 116b así como el puerto de efluente 149, y de ese modo sirve para proporcionar el fluido a la cámara 112 y entregar el fluido mezclado a un receptáculo del medio. Otros detalles asociados al aparato de mezcla 10 se pueden aplicar de forma similar al aparato de mezcla 100.

Esta tecnología de acuerdo con algunas realizaciones proporciona un sistema de mezcla cerrado, auto-contenido para reconstituir una dosis unitaria de sustancia química en un volumen de líquido final conocido. La descripción proporcionada anteriormente sirve para señalar aquellas características de diseño que pueden modificarse para adaptar el aparato desvelado a una amplia gama de aplicaciones. La conveniencia de ángulos de los puertos de afluente específicos, posición, número y diámetro junto con las dimensiones de las cámaras, la presión del fluido y la necesidad de generadores de turbulencia externos son características de diseño que un experto en la materia podrá optimizar fácilmente para la reconstitución de una formulación dada.

Si bien las realizaciones preferidas descritas en el presente documento emplean sustancias químicas en polvo, se contempla que el aparato de mezcla pueda funcionar igualmente bien para la reconstitución de un líquido concentrado o una combinación secuencial de líquido y polvo.

Por tanto, algunas realizaciones de la tecnología desvelada en el presente documento proporcionan un método y un aparato para la preparación en un solo paso y, si es necesario, esterilización de una sustancia química determinada. El sistema es cerrado, por lo tanto, la manipulación se minimiza. Todos los productos químicos se miden previamente para maximizar la eficiencia de los empleados. El sistema cerrado permite además realizar un proceso complejo de esterilización y reconstitución secuencial o multicomponente en una ubicación conveniente sin riesgo de contaminación y con una variación mínima en el producto final debido a un error técnico o variación del lote. De forma adicional, la combinación de un sistema cerrado con desecante al vacío produce unidades preenvasadas que tienen una vida útil relativamente larga y una tolerancia mejorada al cambio de temperatura con respecto al producto líquido correspondiente.

La descripción anterior detalla ciertas realizaciones de los sistemas, dispositivos y métodos desvelados en el presente documento. Se apreciará, sin embargo, que no importa cuán detallado aparezca lo anterior en el texto, los dispositivos y métodos se pueden implementar de muchas formas. Como también se ha indicado anteriormente, cabe señalar que el uso de terminología particular al describir ciertas características o aspectos de la tecnología no debe implicar que la terminología se está redefiniendo en el presente documento para limitarse a incluir características específicas de las características o aspectos de la tecnología a las que se asocia esa terminología. Por lo tanto, el alcance de la divulgación debe interpretarse de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas 2.

Los expertos en la materia entenderán que se pueden hacer diversas modificaciones y cambios sin abandonar el alcance de la tecnología descrita. Se pretende que tales modificaciones y cambios entren dentro del alcance de las realizaciones, como se define en las reivindicaciones adjuntas. Los expertos en la materia apreciarán también que las partes incluidas en una realización son intercambiables con otras realizaciones; una o más partes de una realización representada pueden incluirse con otras realizaciones representadas en cualquier combinación. Por ejemplo, cualquiera de los diversos componentes descritos en el presente documento y/o representados en las Figuras puede combinarse, intercambiarse o excluirse de otras realizaciones.

Con respecto al uso de cualquier expresión plural y/o singular en el presente documento, los expertos en la materia pueden pasar del plural al singular y/o del singular al plural según sea apropiado para el contexto y/o la aplicación. Las diversas permutaciones en singular/plural pueden establecerse expresamente en este documento en aras de la claridad.

Los expertos en la materia entenderán que, en general, los términos utilizados en el presente documento, y especialmente en las reivindicaciones adjuntas, se entienden por lo general como términos "abiertos" (por ejemplo, la expresión "que incluye" debe interpretarse como "que incluye pero sin limitación" las expresiones "que comprende" y "que tiene" deben, respectivamente, ser interpretadas como "que comprende al menos" y "que tiene al menos", la expresión "incluye" debe interpretarse como "incluye pero sin limitación" etc.). Los expertos en la materia entenderán además que si se pretende un número específico de una recitación de reivindicación presentada, dicha intención se mencionará explícitamente en la reivindicación y, en ausencia de dicha recitación, dicha intención no está presente. Por ejemplo, como ayuda para el entendimiento, las siguientes reivindicaciones adjuntas pueden contener el uso de las expresiones introductorias "al menos una" y "una o más" para introducir recitaciones de reivindicaciones. Sin embargo, no debe interpretarse que el uso de tales expresiones implica que la introducción de una recitación de reivindicación por los artículos indefinidos "una" o "unas" limita cualquier reivindicación particular que contenga tal recitación de reivindicación introducida a reivindicaciones que contengan solo una de esas recitaciones, incluso cuando la misma reivindicación incluye las expresiones introductorias "una o más" o "al menos una" y artículos indefinidos como "una" o "unas". En general, "una" y/o "unas" deben interpretarse como "al menos una" o "una o más"; lo mismo es válido para el uso de artículos definidos utilizados para introducir recitaciones de reivindicaciones. Así mismo, en aquellos casos en que una convención análoga a "al menos uno de A, B y C, etc." se utilice, en general, una construcción de este tipo está destinada en el sentido de que un experto en la materia entendería la convención (por ejemplo, "un sistema que tiene al menos uno de A, B y C" incluiría, pero sin limitación, los sistemas que tienen A solo, B solo, C solo, A y B juntos, A y C juntos, B y C juntos, y/o A, B y C juntos, etc.). En aquellos casos en que una convención análoga a "al menos uno de A, B o C, etc." se utilice, en general, una construcción de este tipo está destinada en el sentido de que un experto en la materia entendería la convención (por ejemplo, "un sistema que tiene al menos uno de A, B o C" incluiría, pero sin limitación, sistemas que tienen A solo, B solo, C solo, A y B juntos, A y C juntos, B y C juntos, y/o A, B y C juntos, etc.). Los expertos en la materia entenderán que prácticamente cualquier palabra y/o expresión disyuntiva que presente dos o más expresiones alternativas, ya sea en la descripción, reivindicaciones o dibujos, debe entenderse que contempla las posibilidades de incluir una de las expresiones, cualquiera de las expresiones, o ambas expresiones. Por ejemplo, se entenderá que la expresión "A o B" incluye las posibilidades de "A" o "B" o "A y B".

La tecnología desvelada en el presente documento tiene numerosas aplicaciones y, aunque se han descrito en detalle realizaciones particulares de la tecnología, resultará evidente para los expertos en la materia que las realizaciones desveladas pueden modificarse dadas las consideraciones de diseño descritas en el presente documento. Por lo tanto, la descripción anterior debe considerarse a modo de ejemplo en lugar de limitante, y el verdadero alcance de la invención es el definido en las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de mezcla para reconstituir un medio de cultivo celular en polvo, comprendiendo el aparato:

al menos una cámara de fluido;

un primer tapón que encierra una porción inferior de la cámara de fluido;

un puerto de afluente en el primer tapón; un segundo tapón que encierra una porción superior de la cámara de fluido;

un medio de ayuda al flujo de fluido geométrico acoplado al primer tapón y que se extiende desde el primer tapón en una dirección hacia el centro de la cámara de fluido,

en donde el medio de ayuda al flujo de fluido geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en la dirección hacia el centro de la cámara de fluido;

un material de filtro asociado al segundo tapón,

en donde el material de filtro se usa para mantener el medio de cultivo celular en polvo dentro de la cámara de fluido hasta que se disuelve;

un puerto de efluente en el segundo tapón;

en donde se proporciona un medio de cultivo celular en polvo en el fluido que se va a mezclar con un fluido proporcionado por el puerto de afluente; y

en donde el puerto de efluente está configurado para permitir que el medio reconstituido salga de la cámara de fluido.

2. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, que comprende además un segundo medio de ayuda al flujo de fluido geométrico, en el que el primer medio de ayuda al flujo de fluido geométrico está situado en una parte inferior de la cámara de fluido y el segundo medio de ayuda al flujo de fluido geométrico está situado en la parte superior de la cámara de fluido.

3. El aparato de mezcla de la reivindicación 2, en el que el primer y el segundo medios de ayuda al flujo de fluido geométricos tienen sustancialmente forma de cono.

4. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, que comprende además una segunda cámara de fluido situada por encima de al menos la cámara de fluido, en el que la primera y la segunda cámaras de fluido están alineadas axialmente y, opcionalmente, en el que la segunda cámara de fluido está provista de un aditivo para añadirse al fluido reconstituido una vez que sale de la primera cámara.

5. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, que comprende además un segundo puerto de flujo de afluente en una porción superior de la cámara de fluido; y, opcionalmente, en el que el primer y el segundo puertos de afluente están situados en el mismo plano vertical, o en el que el primer y el segundo puertos de afluente están orientados tangencialmente con respecto a una pared interior de la cámara de fluido.

6. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, en el que el aparato de mezcla está configurado para un solo uso.

7. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, en el que la relación entre el área de la sección transversal del primer puerto afluente (en pulgadas) y el caudal (litros/minuto) está en el intervalo de 0,0015 a 0,0040.

8. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, en el que el material de filtro es un filtro poroso que se usa para mantener el medio de cultivo celular en polvo dentro de la cámara de fluido hasta que se disuelve.

9. El aparato de mezcla de la reivindicación 8, en el que el filtro poroso está hecho de polipropileno o polietileno porosos, o en el que el filtro poroso tiene una porosidad en el intervalo de 30 a 200 micrómetros.

10. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, que comprende además un filtro de ventilación hidrófobo entre el puerto de efluente y un filtro esterilizante configurado para permitir que se ventile el aire que es arrastrado en el medio disuelto.

11. El aparato de mezcla de la reivindicación 1, que comprende además dispositivos de conexión rápida en el puerto de afluente para que el dispositivo de conexión rápida evite la salida del medio de cultivo celular en polvo del cartucho durante el almacenamiento y el envío.

12. Un método para reconstituir un medio de cultivo celular en polvo, comprendiendo el método:

proporcionar un aparato de mezcla que tiene al menos una cámara de fluido, un primer tapón que encierra una porción inferior de la cámara de fluido, un puerto de afluente en el primer tapón, un segundo tapón que encierra una porción superior de la cámara de fluido, un medio de ayuda al flujo de fluido geométrico acoplado al primer tapón y que se extiende desde el tapón inferior en una dirección hacia el centro de la cámara de fluido, en donde el medio de ayuda al flujo de fluido geométrico comprende una forma geométrica que tiene un diámetro decreciente en la dirección hacia el centro de la cámara de fluido, un material de filtro asociado al segundo tapón, en donde el material de filtro se usa para mantener el medio de cultivo celular en polvo dentro de la cámara de fluido hasta que se disuelve, y un puerto de efluente en el segundo tapón;

proporcionar un medio de cultivo celular en polvo a la cámara de fluido, antes de introducir fluido en la cámara; introducir fluido a la cámara a través del puerto de afluente, en donde el puerto de afluente está orientado tangencialmente con respecto a una pared interior de la cámara de fluido para hacer así que el fluido siga la pared de la cámara de fluido en un movimiento circular;

crear un flujo de vórtice en la cámara de fluido introduciendo fluido a un caudal suficiente;

mejorar el flujo de vórtice con el medio de ayuda al flujo de fluido geométrico al canalizar aún más el agua alrededor de la pared de la cámara de fluido, alrededor del medio de ayuda al flujo geométrico; y

continuar introduciendo fluido en la cámara y recolectar el fluido reconstituido que sale de la cámara a través del puerto de efluente.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el aparato de mezcla comprende además una segunda cámara de fluido, estando la segunda cámara de fluido provista de una sustancia aditiva en polvo, y en el que el fluido sale de la primera cámara y se mueve a la segunda cámara para reconstituir la sustancia aditiva.

14. El método de la reivindicación 12, que comprende además:

disminuir el diámetro de una salida en el puerto de efluente, aumentando así la presión dentro de la cámara; y devolver el diámetro al diámetro normal, disminuyendo así rápidamente la presión dentro de la cámara y provocando una pulverización de los grumos del medio en polvo en el fluido.

15. El método de la reivindicación 12, en el que el medio de cultivo celular en polvo se formula con la inclusión de bicarbonato de sodio.