[发明专利]用于促进压缩袋中血浆的自下而上冷冻的差式气流系统

说明书

本公开涉及一种用于快速冷冻容纳生物产品、具体是血浆的单独的袋(100)或多个单独的袋的方法和系统。该方法和系统通过在水平放置的袋的上部(102)表面和底部(101)表面上施加差式气流(200)来有利于自下而上的冰生长，其中，空气在袋的底部上的速度高于在袋的顶部上的速度。袋的底部上的传热系数比顶部的大10倍。血浆袋的上部表面和底部表面上的差式气流由至少一个风扇或鼓风机施加。一种通过使用差式气流系统用于冷冻袋的方法，包括：提供受控温度腔室；将差式气流系统放置到受控温度腔室中；通过风扇和流动输送机将受控温度腔室内部的冷空气驱动到翅片和支撑件，使支撑件或翅片冷却；将袋或容纳袋的壳体放置在支撑件上；通过压缩装置抵靠支撑件将袋或壳体压缩；将袋冷冻。

技术领域

本公开涉及一种用于快速冷冻容纳生物产品(具体是血浆)的单个袋或多个单独袋的方法和系统。具体地，本公开涉及一种用于促进压缩袋中血浆的自下而上冷冻的差式气流系统。

背景技术

生物液体，诸如血浆，通常从供体收集、加工和储存，典型地冷冻以使降解最小化，直到其使用。常见地，袋是用于生物液体的首选容器，并且由生物相容性材料制成。袋能够具有若干构型、体积选项、安全特征和其他特性以改进整个过程。

关于血浆保存，冷冻是关键步骤，因为新鲜冷冻的血浆是用于出血性疾病患者的凝血因子(具体是因子VIII)的主要来源。现有医学和科学文献推荐血浆应当在-25℃或更低温度下冷冻以实现因子VIII的最高产量，并且当血浆凝固时间超过一小时时，因子VIII的含量在冷冻期间发生减少。因此，在过去几年中，为了快速冷冻容纳在袋中的血浆的目的，已经开发了若干具体应用于血浆冷冻的冷冻机。

大多数最近的方法和装备，常见地被称为接触/冲击冷冻机，使用冷却板(通过循环冷却剂冷却)以快速冷冻血浆袋。它们中的一些包括压缩它们之间的袋的平行冷却板，从而促进袋之间的快速冷冻和均匀性。装备中的一些将冷却板布置在竖直平面中，同时其他装备优选水平布置。然而，这些几何形态能够导致产品的损失，或因子VIII的活性降低。在冷冻期间，形成纯冰并且血浆溶质浓缩在剩余的水中，并且当超过溶质的溶解度时，每种溶质形成晶体。使用现有装备，通过压缩冷却板，在袋的两壁中高度促进到袋的热传递，由此促进冰从壁生长到容器的中间，导致溶质分布的不均匀性。溶质将逐渐浓缩在血浆袋的中间，并且因子VIII的分子将长时间暴露于高浓度的盐中，导致分子失活并且由此损失因子VIII。此外，血浆袋与冷却板的直接接触可能导致袋的变形和破裂，并且因此损失产品。为了避免这个问题，已经描述了若干框架和盒子，然而这些解决方案中的一些、具体是由低传导性材料(塑料)制成的那些解决方案，将减少到袋的热传递，并且因此增加冷冻时间。

尽管已经存在有助于改进血浆冷冻过程的系统和方法，但是这些系统仍然没有解决由于冷冻不均匀性(溶质分布)的因子VIII损失的问题。不受控制的冷冻几何形态是发生在生物制剂的冷冻溶液中的溶质分布的不均匀性的一个原因，因为它使溶质朝向容器的底部和中心位移。这针对各种系统进行了描述，其中，将浓缩区域(典型地是容器的底部或中心)与稀释区域(典型地是容器的顶部)相比，冰基质中溶质的局部组成(每cm³)示出超过100％的变化。因此，需要设计一种简单并且可重复的血浆袋冷冻系统，其能够用于冷冻多个袋，同时避免溶质不均匀性。先前的研究表明，在冷冻过程期间溶质分布的不均匀性能够通过使用受控的冷冻几何形态，即通过自下而上冷冻来降低(在doi:10.1002/btpr.1771中)。

本公开旨在通过使用用于促进血浆袋冷冻期间自下而上的冰生长的差式气流系统来解决以上所提到的问题。本公开的另一方面涉及用于血浆袋的壳体，以便保持其完整性并且保护它们免受外部应力，同时保持袋的底部表面处的热传递。

发明内容

本公开提供了一种通过使用用于促进自下而上的冰生长的差式气流系统用于冷冻血浆袋的方法和系统。

本公开提供了一种通过在水平放置的袋的上部表面和底部表面上实施用于自下而上的冰生长的差式气流用于冷冻单独的袋或多个单独的袋的方法和系统。