RU2749633C1 - System for lyophilization, storage and use of biological material - Google Patents

FIELD: biology.

SUBSTANCE: invention relates to a device for collection, procurement, processing, namely lyophilization, transportation, storage and use of biological fluids, materials and products. The system for lyophilization, storage and use of biological material is characterized by the presence of two containers, each of which is hermetically welded with a rectilinear seam on three sides, the overlap of the open sides with the open sides to form a single internal cavity, the presence of a peelable heat seal separating containers with the possibility of sterile opening with the outer side, while one container consists of a connection from the upper and lower sides of two types of materials, high-wear and puncture-resistant, compatible with the lyophilization process. At the same time, the Tyvek material used on the upper side of the container, in addition, has the properties of air permeability and microbial resistance. Additionally, this container contains a tube for filling it with biological material, placed on one side. The second container is made of polyvinyl chloride (PVC), suitable for storage and use of a lyophilisate, after filling with which the container is sealed from the open side, and the spent container is removed.

EFFECT: increased reliability and safety of use.

1 cl, 1 ex, 2 dwg

Изобретение относится к устройствам для сбора, заготовки, обработки, а именно лиофилизации, транспортировки, хранения и использования биологического материала, в частности крови и ее компонентов, заменителей крови, клеток костного мозга, а также других биологических жидкостей, материалов и продуктов.The invention relates to devices for collection, procurement, processing, namely lyophilization, transportation, storage and use of biological material, in particular blood and its components, blood substitutes, bone marrow cells, as well as other biological fluids, materials and products.

Лиофилизация - способ мягкой сушки веществ, при котором высушиваемый препарат замораживается, а потом помещается в вакуумную камеру, где и происходит возгонка (сублимация) растворителя. Метод лиофилизации позволяет получать сухие ткани, препараты, продукты и т.п. без потери их структурной целостности и биологической активности. Лиофилизированный материал при введении растворителя (вода, физраствор) восстанавливает свои первоначальные свойства и может храниться длительное время в герметизированном состоянии. При этом он малочувствителен к колебаниям температуры.Lyophilization is a method of soft drying of substances, in which the dried preparation is frozen and then placed in a vacuum chamber, where the solvent is sublimated (sublimated). The lyophilization method makes it possible to obtain dry tissues, preparations, products, etc. without losing their structural integrity and biological activity. When a solvent (water, saline) is introduced, lyophilized material restores its original properties and can be stored for a long time in a sealed state. Moreover, it is insensitive to temperature fluctuations.

Основной опасностью на всех стадиях процесса, от обработки до использования, является возможная бактериальная контаминация биологического материала. Для предохранения от контакта с окружающей средой и обеспечения стерильности содержимого, используются различные приемы и устройства.The main hazard at all stages of the process, from processing to use, is the possible bacterial contamination of biological material. To prevent contact with the environment and ensure the sterility of the contents, various techniques and devices are used.

Известна система из множества пакетов (контейнеров) для приготовления и хранения компонентов крови, включающая пакет для прилипания продукта указанных компонентов крови к биосовместимому каркасу (или субстрату); пакет для отделения эритроцитов от тромбоцитарно-обогащенной плазмы; пакет для разделения осадка тромбоцитов и надосадочной жидкости из обедненной тромбоцитами плазмы, соединенный с указанным первым пакетом для отделения эритроцитов от тромбоцитарно-обогащенной плазмы и указанным пакетом для прилипания продукта компонентов крови. Дополнительно включает пакет для отделения указанной обедненной тромбоцитами плазмы, соединенный с указанным пакетом для разделения осадка тромбоцитов и надосадочной жидкости обедненной тромбоцитами плазмы, и по возможности множество дополнительных пакетов для разделения аликвот обедненной тромбоцитами плазмы, соединенных с указанным пакетом. При этом указанные пакеты взаимно соединены трубками.A known system of a plurality of packages (containers) for the preparation and storage of blood components, including a package for adhesion of the product of the specified blood components to a biocompatible framework (or substrate); a package for separating red blood cells from platelet-rich plasma; a bag for separating platelet sediment and platelet-depleted plasma supernatant connected to said first bag for separating erythrocytes from platelet-rich plasma and said bag for adhering a blood component product. Additionally includes a package for separating said platelet-depleted plasma connected to said package for separating platelet sediment and platelet-depleted plasma supernatant, and possibly a plurality of additional packages for separating aliquots of platelet-depleted plasma connected to said package. In this case, these packages are mutually connected by tubes.

(Заявка РФ №2017146209. А61М 1/02, опубл. 09.07.2019 г. Бюл. №19)(RF application No. 2017146209. A61M 1/02, publ. 09.07.2019, bull. No. 19)

Известен контейнер для крови и ее компонентов, который содержит основной резервуар, который снабжен донорской, технологической трубками и штуцерами, емкость основного резервуара герметично заварена прямолинейным и скругленным швами с двух, противоположных сторон. Для присоединения дополнительных резервуаров контейнер снабжен распределителем. узлом герметизации, дополнительными соединительными трубками.Known container for blood and its components, which contains a main reservoir, which is equipped with donor, technological tubes and fittings, the capacity of the main reservoir is hermetically welded with rectilinear and rounded seams on two opposite sides. To connect additional tanks, the container is equipped with a distributor. sealing unit, additional connecting pipes.

(Патент РФ №2175227. МПК A61J 1/05. опубл. 27.10.2001 г., Бюл. №30)(RF patent No. 2175227. IPC A61J 1/05. Publ. 27.10.2001, bull. No. 30)

Известен контейнер, который содержит, по крайней мере, одну емкость из эластичного пленочного материала, снабженную, по крайней мере, одним штуцером с прокалываемой мембраной, соединительными трубками и узлом взятия крови. Емкость со стороны входа жидкости имеет, по крайней мере, одну защитную оболочку, каждая сторона емкости и защитной оболочки выполнены из единого листа пленки, герметично соединенного по контуру для образования внутренних полостей, в защитной оболочке размещена входная часть штуцера, представляющая собой полый цилиндр.Known container, which contains at least one container of elastic film material, equipped with at least one fitting with a pierceable membrane, connecting tubes and a blood collection unit. The container on the side of the liquid inlet has at least one protective shell, each side of the container and the protective shell is made of a single sheet of film, hermetically connected along the contour to form internal cavities, the inlet part of the nozzle is placed in the protective shell, which is a hollow cylinder.

(Патент РФ №2432185. МПК А61М 1/02. опубл. 27.10.2011, Бюл. №30)(RF patent No. 2432185. IPC A61M 1/02. Publ. 27.10.2011, bull. No. 30)

Известен Контейнер для хранения текучей среды, имеющий карманы, в котором две собирающие магистрали для текучей среды расположены в кармане на одном конце контейнера, а удаляющая магистраль расположена в кармане на противоположном конце контейнера. Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ замораживания красных кровяных клеток включает: применение пакета для замораживания, причем пакет выполнен из двух листов материала, сваренных вместе для образования защитной зоны, имеющей нижний край, два боковых края и край доступа, причем по меньшей мере часть края доступа ограничивает часть углубления, которое ведет в защитную зону, причем на этой части края доступа имеется вставка, содержащая входной узел, к которому прикреплена трубка, расположенная внутри открытого кармана, образованного выступающими участками листов за пределами емкости пакета; стерильное подсоединение трубки к источнику центрифугированных красных кровяных клеток и переливание красных кровяных клеток в пакет; отсоединение источника красных кровяных клеток, стерильное подсоединение трубки к источнику гидроксиэтилированного крахмала и переливание гидроксиэтилированного крахмала в пакет; манипулирование пакетом с целью удаления из него по возможности всего воздуха: герметизацию трубки и последующее прерывание подсоединения к источнику гидроксиэтилированного крахмала; взбалтывание содержимого пакета для тщательного перемешивания кровяных клеток и гидроксиэтилированного крахмала: и установку пакета в рамку для замораживания и замораживание содержимого путем погружения пакета и рамки в жидкий азот. Трубка, примыкающая к входному узлу, во время процесса замораживания может быть зажата.Known is a container for storing a fluid having pockets, in which two collecting lines for a fluid are located in a pocket at one end of the container, and a withdrawal line is located in a pocket at the opposite end of the container. In accordance with another aspect of the present invention, a method for freezing red blood cells includes: using a freezer bag, the bag is made of two sheets of material welded together to form a protective zone having a lower edge, two side edges and an access edge, at least part of the access edge defines a part of a recess that leads into a protective zone, and on this part of the access edge there is an insert containing an inlet assembly, to which a tube is attached, located inside an open pocket formed by protruding sections of sheets outside the container of the package; sterile connection of the tube to a centrifuged red blood cell source and transfusion of red blood cells into a bag; disconnecting the red blood cell source, sterile connecting the tubing to the hydroxyethyl starch source, and pouring the hydroxyethyl starch into the bag; manipulating the bag to remove as much air from it as possible: sealing the tube and then interrupting the connection to the hydroxyethylated starch source; shaking the contents of the bag to thoroughly mix the blood cells and hydroxyethylated starch: and placing the bag in a freezer box and freezing the contents by immersing the bag and frame in liquid nitrogen. The tube adjacent to the inlet can be pinched during the freezing process.

(Патент US3520471, опубл. 14.07.1970 г.)(Patent US3520471, publ. 07.14.1970)

Недостатком известных устройств является использование трубок и коннекторов для соединения контейнеров, что создает опасность нарушения герметичности системы и риск микробной контаминации биологического материала. Таким образом, известные контейнеры не достаточно технологичны и безопасны в использовании.The disadvantage of the known devices is the use of tubes and connectors for connecting containers, which creates the danger of breaking the tightness of the system and the risk of microbial contamination of the biological material. Thus, the known containers are not sufficiently technological and safe to use.

Задачей изобретения является создание технологичной и безопасной системы для лиофилизации. хранения и использования биологического материала, позволяющей проводить все процессы от заготовки до использования без нарушения герметичности, исключая возможность микробной контаминации биологическою материала.The object of the invention is to provide a processable and safe system for lyophilization. storage and use of biological material, which allows all processes from preparation to use without breaking the tightness, excluding the possibility of microbial contamination of biological material.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении технологичности и безопасности системы.The technical result of the invention is to ensure the manufacturability and safety of the system.

Это достигается тем, что заявляемая система для лиофилизации, хранения и использования биологического материала, характеризуется наличием двух контейнеров, каждый из которых герметично заварен прямолинейным швом с трех сторон; соединением герметичным швом контейнеров открытыми сторонами внахлест с образованием единой внутренней полости; наличием разделяющего контейнеры отслаиваемого термосварного шва, с возможностью стерильного вскрытия его с внешней стороны; при этом один контейнер состоит из соединения с верхней и нижней сторон двух видов материалов, высокопрочными на износ и на прокол, совместимых с процессом лиофилизации. а материал, используемый на верхней стороне контейнера, кроме того, обладает свойствами воздухопроницаемости и микробоустойчивости, дополнительно данный контейнер содержит трубку для заполнения его биологическим материалом, размещенную с одной из сторон: при этом второй контейнер изготовлен из материала, пригодного для хранения и использования лиофилизата, после заполнения которым контейнер запаивают с открытой стороны, а отработанный контейнер удаляют.This is achieved by the fact that the claimed system for lyophilization, storage and use of biological material is characterized by the presence of two containers, each of which is hermetically welded with a straight seam on three sides; connecting the containers with an airtight seam with the open sides overlapping with the formation of a single internal cavity; the presence of a peelable heat-seal seam separating the containers, with the possibility of sterile opening it from the outside; while one container consists of a connection on the upper and lower sides of two types of materials, high resistance to wear and tear, compatible with the lyophilization process. and the material used on the upper side of the container, in addition, has the properties of air permeability and microbial resistance, in addition, this container contains a tube for filling it with biological material, placed on one side: while the second container is made of a material suitable for storage and use of the lyophilisate, after filling with which the container is sealed from the open side, and the used container is removed.

Технологичность заявляемого изобретения заключается в соединении двух контейнеров в единую систему, обеспечении эффективной лиофилизации и создании при этом условий для безопасного хранения и использования продукта.The manufacturability of the claimed invention consists in connecting two containers into a single system, ensuring effective lyophilization and creating conditions for safe storage and use of the product.

Безопасность заявляемой системы осуществляется за счет создания асептичного замкнутого контура без использования разъемных соединений, что позволяет соблюдать условия герметизации.The safety of the claimed system is carried out by creating an aseptic closed loop without the use of detachable connections, which makes it possible to comply with the sealing conditions.

Заявляемая система для лиофилизации, хранения и использования биологического материала поясняется чертежами:The claimed system for lyophilization, storage and use of biological material is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - общий вид.FIG. 1 is a general view.

Фиг. 2 - разделение контейнеров после процесса лиофилизации.FIG. 2 - separation of containers after the lyophilization process.

Позициями на чертеже обозначены: 1 - контейнер, предназначенный заполнения исходным биологическим материалом и осуществления в нем процесса лиофилизации, 2 - контейнер, предназначенный для хранения и использования лиофилизата, 3 - трубка для подачи биологического материала. 4 - шов соединения двух контейнеров. 5 - термосварной шов.The positions in the drawing indicate: 1 - a container intended for filling with the initial biological material and carrying out the lyophilization process in it, 2 - a container for storing and using the lyophilisate, 3 - a tube for supplying biological material. 4 - seam connecting two containers. 5 - heat-welded seam.

Контейнер 1 состоит из соединения герметичным швом по трем сторонам двух видов материалов. Каждый вид материала является высокопрочным на износ и на прокол, совместимый со всеми наиболее широко используемыми методами стерилизации, способный обеспечить эффективную лиофилизацию, и удержание внутри биологического материала. Материал, используемый на верхней стороне контейнера 1 дополнительно обладает свойствами воздухопроницаемости и микробоустойчивости. Контейнер 1 содержит трубку 3 для заполнения биологическим материалом, размещенную с одной из сторон, проходящую через герметичный шов, и имеющую герметичное соединение. Трубка 3 выполнена из поливинилхлорида медицинского применения, имеющего разрешение на контакт с кровью и лекарственными препаратами, но также возможно изготовление ее из других эластичных полимерных материалов медицинского назначения.Container 1 consists of a seal-seam joint on three sides of two types of materials. Each type of material is highly wear and puncture resistant, compatible with all the most widely used sterilization methods, capable of efficient lyophilization and retention within biological material. The material used on the upper side of the container 1 additionally possesses the properties of air permeability and microbial resistance. The container 1 contains a tube 3 for filling with biological material, placed on one side, passing through a sealed seam, and having a sealed connection. The tube 3 is made of polyvinyl chloride for medical use, which is approved for contact with blood and drugs, but it is also possible to manufacture it from other elastic polymeric materials for medical purposes.

Контейнер 2 изготовлен из материала, пригодного для хранения и использования лиофилизата. Сторона контейнера 2, противоположная стороне извлечения продукта, является открытой. Для извлечения продукта контейнер 2 содержит выпускное отверстие, не показанное на чертеже, так как конфигурация контейнера для хранения и использования лиофилизата может иметь вид любого из известных и используемых в этой области устройств.Container 2 is made of a material suitable for storing and using the lyophilisate. The side of the container 2 opposite to the product extraction side is open. For removing the product, the container 2 contains an outlet, not shown in the drawing, since the configuration of the container for storing and using the lyophilisate can take the form of any of the devices known and used in this field.

Система для лиофилизации. хранения и использования биологического материала изготовлена путем соединения по контуру герметичным швом 4 между собой открытыми сторонами внахлест контейнера 1 и контейнера 2. Для разделения внутренних полостей двух контейнеров на начальном этапе использования и исключения попадания поступающего биологического материала из контейнера 1 в контейнер 2, выполнен отслаиваемый термосварной шов 5, который обладает высокой герметичностью, и который можно стерильно открыть с внешней стороны направленным движением пользователя путем растягивания материала контейнера 1 с противоположных сторон в районе термосварного шва 5 в разные стороны до раскрытия и образования внутренней общей полости. Отсоединение контейнера 1 осуществляют путем запаивания открытой стороны контейнера 2 с готовым лиофилизатом и механического удаления контейнера 1.Lyophilization system. storage and use of biological material is made by joining along the contour of an airtight seam 4 between each other with open sides overlapping container 1 and container 2. To separate the internal cavities of two containers at the initial stage of use and exclude the ingress of biological material from container 1 into container 2, peelable heat-welded seam 5, which has a high tightness, and which can be sterilely opened from the outside by directed movement of the user by stretching the material of the container 1 from opposite sides in the region of the heat seal 5 in different directions until it opens and forms an internal common cavity. Disconnection of the container 1 is carried out by sealing the open side of the container 2 with the finished lyophilisate and mechanically removing the container 1.

Заявляемая система используется следующим образом.The claimed system is used as follows.

Через трубку 3 биологический материал поступает в контейнер 1. после чего трубку отрезают и ставят заглушку или герметично запаивают. Проводят лиофилизацию в соответствии с регламентом, предъявляемым к данному процессу. Полученный лиофилизат перемещают из контейнера 1 в контейнер 2. Для этого с внешней стороны, пользователь растягивает материал контейнера 1 с противоположных сторон в районе термосварного шва 5 в направлении, перпендикулярном плоскости контейнера, до раскрытия и образования внутренней общей полости контейнеров 1 и 2. После того, как весь лиофилизат перемещен в контейнер 2, его запаивают с открытой стороны, и затем механически удаляют отработанный контейнер 1.Through the tube 3, the biological material enters the container 1. after which the tube is cut off and a plug is placed or hermetically sealed. Lyophilization is carried out in accordance with the regulations for this process. The resulting lyophilisate is transferred from the container 1 to the container 2. For this, from the outside, the user stretches the material of the container 1 from opposite sides in the region of the heat seal 5 in the direction perpendicular to the plane of the container until it opens and forms an internal common cavity of containers 1 and 2. Thereafter as all the lyophilisate is transferred to container 2, it is sealed from the open side, and then the spent container 1 is mechanically removed.

Полученный таким образом лиофилизат готов для дальнейшего хранения, транспортировки и использования.The lyophilisate obtained in this way is ready for further storage, transportation and use.

Пример использования изобретения.An example of using the invention.

Система для лиофилизации, хранения и использования биологического материала содержит контейнер 1. верхняя сторона которою выполнена из нетканого материала

нижняя сторона из материала, пригодного для стерилизации медицинских инструментов. Контейнер 2 изготовлен из эластичного пленочного материала, используемую для заготовки, транспортировки, хранения и переливания крови и ее компонентов, заменителей крови, а также других биологических жидкостей. После заполнения контейнера 1 плазмой крови через соединительную трубку 3, ее герметизируют и передают на лиофилизацию. После этого, взявшись пальцами за материал контейнера с противоположных внешних сторон разрывают изнутри термосварной шов 5 и вскрывают внутреннюю полость. После вскрытия полученный порошок плазмы крови пересыпается в контейнер 2. Затем открытый край запаивают, контейнер 1 отделяют, а контейнер 2 с готовой лиофилизированной плазмой крови отправляют на хранение.The system for lyophilization, storage and use of biological material contains a container 1.the top side of which is made of non-woven material

the underside of a material suitable for sterilizing medical instruments. Container 2 is made of an elastic film material used for procurement, transportation, storage and transfusion of blood and its components, blood substitutes, and other biological fluids. After filling the container 1 with blood plasma through the connecting tube 3, it is sealed and transferred to lyophilization. After that, grasping the material of the container with fingers from opposite outer sides, the heat-seal seam 5 is torn from the inside and the inner cavity is opened. After opening, the resulting blood plasma powder is poured into container 2. Then the open edge is sealed, container 1 is separated, and container 2 with ready lyophilized blood plasma is sent for storage.

С использованием заявляемой Системы заготовили более 150 доз плазмы крови, более 100 доз донорской крови, более 100 доз эритроцитарной массы, более 50 доз клеток костного мозга, полученных методом лиофилизации.Using the claimed System, more than 150 doses of blood plasma, more than 100 doses of donor blood, more than 100 doses of erythrocyte mass, more than 50 doses of bone marrow cells obtained by lyophilization were prepared.

Заявляемая система может найти применение для лиофилизации в следующих областях:The claimed system can be used for lyophilization in the following areas:

- микробиологии (консервация бактерий, вирусов на длительный срок);- microbiology (conservation of bacteria, viruses for a long time);

- гистохимии (фиксирование и сохранение гистологических препаратов);- histochemistry (fixation and preservation of histological preparations);

- медицинской промышленности (производство вакцин и сывороток, антибиотиков);- the medical industry (production of vaccines and serums, antibiotics);

- хирургии (создание сухих препаратов - гомокости, гомокожи, гомососудов, которые применяются при хирургических операциях);- surgery (creation of dry preparations - homosexuality, homosexual, homovascular, which are used in surgical operations);

- пищевой промышленности (производство сублимированных продуктов).- food industry (production of freeze-dried products).

Таким образом, заявляемая система для лиофилизации. хранения и использования биологического материала является технологичной и безопасной, позволяет проводить все процессы без нарушения герметичности, исключая возможность микробной контаминации биологического материала.Thus, the claimed system is for lyophilization. storage and use of biological material is technologically advanced and safe, allows all processes to be carried out without breaking the tightness, excluding the possibility of microbial contamination of biological material.