Unidad de filtro integral desechable.

Una unidad (10) de filtro integral desechable para el filtrado de alto volumen y alto caudal de productosbiofarmacéuticos,

donde dicha unidad (10) de filtro posee una boca (40) de entrada y una boca (60) de salida, ycomprende una pluralidad de placas (20n) de filtro interpuestas entre una pareja de placas (24, 26) terminales;

5 donde cada una de dichas placas (20n) de filtro comprende un marco (28) polimérico estructurado para definir almenos tres zonas que no se solapan que incluyen una zona (210) de orificio de entrada, una zona (216) de filtrado yuna zona (212) de orificio de salida, y un paquete (35) de filtros de gradiente profundo incrustado en el seno de dichazona (216) de filtrado,

• donde dicho paquete (35) de filtros de gradiente profundo está fabricado mediante una disposición estratificadade una pluralidad de capas de material de filtrado apiladas una contra otra para formar una estructuracompuesta de tipo almohadilla,

• donde la permeabilidad de la primera capa de filtrado del paquete (35) de filtros de gradiente profundo es mayorque la permeabilidad de la última capa de filtrado del paquete (35) de filtros de gradiente profundo, y

• donde el mencionado paquete (35) de filtros de gradiente es bien auto-soportado o bien está encapsulado demanera unificada en el seno de una funda envolvente, tamiz o criba externa porosa; y

las placas (20n) de filtro y las placas (24, 26) terminales forman una pila integral sustancialmente fija, donde el fluidoque entra en la unidad (10) de filtro integral desechable a través de la mencionada boca (40) de entrada pasa através del paquete (35) de filtros de gradiente profundo de cada placa (20n) de filtro sustancialmente al mismotiempo antes de salir de la mencionada unidad a través de la boca (60) de salida mencionada.

Unidad de filtro integral desechable Campo En general, la presente invención se refiere a unidades de filtro desechables y, en particular, a una unidad de filtro integral desechable a través de la cual fluye fluido “en paralelo" a través de una pluralidad de paquetes de filtros de gradiente profundo.

Antecedentes Las buenas prácticas de fabricación y los reglamentos gubernamentales están en el núcleo de muchos procesos de fabricación biofarmacéutica. Tales procesos de fabricación deben someterse a menudo a procedimientos de validación obligatorios, a menudo extensos y costosos.

Por ejemplo, el equipo usado para la separación y purificación de productos biofarmacéuticos debe, por motivos obvios, cumplir unos requisitos de limpieza rigurosos. La validación de la limpieza de equipos nuevos o puestos de nuevo en servicio (tales como unidades de filtrado principal y secundario) puede requerir hasta 50 hisopos de limpieza de prueba con superficies expuestas y ensayos biológicos posteriores de tales hisopos de limpieza de prueba. Para una única parte del equipo de filtrado, el coste asociado y recurrente de una única validación de limpieza puede superar fácilmente varios miles de dólares.

Para reducir tales costes y gastos de validación de limpieza, y/o para reducir las ocasiones en las que se necesita o se requiere una limpieza, las empresas farmacéuticas y biotecnológicas están explorando con interés creciente soluciones de filtrado desechables, modulares y pre-validadas.

En este sentido, existe últimamente un interés considerable en desarrollar una solución desechable para la clarificación principal y/o secundaria de volúmenes industriales de fluidos farmacéuticamente sintetizados en bruto (como por ejemplo cultivos celulares) . Los requisitos de alto volumen y alto caudal de tales procesos de filtrado generalmente aconsejan el uso de costosos equipos de filtrado de acero inoxidable instalados, en los que se incorporan casetes o cartuchos de filtro reemplazables (por ejemplo, que comprenden típicamente pilas de elementos de filtro lenticulares) dentro de un alojamiento de acero inoxidable o de un receptáculo similar. Al final de una operación de filtrado, y de extracción del casete o cartucho gastado, el aparato debe limpiarse y validarse, con un coste y un esfuerzo considerables, antes de utilizarse de nuevo.

Existe por consiguiente la necesidad de una unidad de filtrado desechable que pueda pre-esterilizarse y prevalidarse y que pueda llevar a cabo clarificaciones principales y secundarias, comparable con respecto al volumen y al caudal a aquellos proporcionados por, y esperados de, procesos de filtrado convencionales, pero con una necesidad sustancialmente reducida de tuberías fijas extensas, equipamiento y otros accesorios similares de filtrado.

Aunque se han descrito unidades de filtro integrales desechables -tal como se sugiere en el documento de patente de EE. UU. 5.429.742 B, expedida el 4 de julio de 1995 a favor de Richard G. Gutman y otros -, éstas y otras tecnologías conocidas no pueden ser utilizadas de manera sólida para, o ser dirigidas fácilmente hacia, el filtrado de lecho profundo (en general) y la clarificación principal y/o secundaria de alto caudal y alto volumen (en particular) .

El documento US-A-5429742 describe una unidad de filtro integral desechable que comprende un marco de material plástico y una lámina de medio de filtrado bidireccional moldeada en el marco en su periferia. Una pluralidad de unidades de filtro está apilada e integrada en una disposición de sellado frente a frente formando un dispositivo de filtro que tiene tubos de distribución de entrada y de salida en los extremos axiales de la pila de manera que se crea un flujo generalmente en serie a través del dispositivo de filtro desde una boca de entrada hasta una boca de salida. Con el fin de crear un gradiente en las propiedades del filtro en el seno del dispositivo de filtro desde la boca de entrada hasta la boca de salida, se proporcionan diferentes unidades de filtro que tienen respectivamente un filtro diferente en su seno. Pueden combinarse un cierto número de unidades de filtro donde cada una de ellas tiene una propiedad de filtrado diferente a las otras para formar un grupo.

El documento US-A-5472600 describe un filtro de gradiente de densidad fabricado a partir de láminas de microfibras con diferentes diámetros de fibra.

Resumen de la invención Es un propósito de la presente invención proporcionar una unidad de filtro integral desechable mejorada para procesos de filtrado de alto volumen y alto caudal, en particular de productos biofarmacéuticos.

Para resolver este problema la presente invención proporciona una unidad de filtro integral desechable según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se define en realizaciones preferidas.

En respuesta a la necesidad mencionada anteriormente, la presente invención proporciona una unidad 10 de filtro integral desechable que tiene una boca de boca 40 de entrada y una boca de boca 60 de salida, y que comprende

una pluralidad de placas 20n de filtro interpuesta entre una pareja de placas 24, 26 terminales. Cada una de las placas 20n de filtro comprende un marco 30 termoplástico con un paquete 35 de filtros de gradiente profundo incrustado en el mismo. Las placas de filtro y las placas terminales se fusionan para formar una pila integral sustancialmente fija y sustancialmente estanca al agua. El fluido que entra a la unidad 10 de filtro integral desechable a través de dicha boca de boca 40 de entrada pasa por el paquete 35 de filtros de gradiente profundo de cada placa 20n de filtro sustancialmente al mismo tiempo antes de salir de dicha unidad 10 a través de dicha boca de boca 60 de salida (véase flujo "paralelo") .

El camino de flujo "paralelo" a través de los paquetes 35 de filtros de gradiente profundo incrustados fomenta el uso de la unidad 10 de filtro para la clarificación principal y/o secundaria de, por ejemplo, fluidos biofarmacéuticos. En una realización preferida, la unidad 10 de filtro integral desechable es comparativamente pequeña y compacta características estructurales deseables que permiten una instalación y una manipulación más fáciles en comparación con las unidades típicas, más voluminosas, ampliamente utilizadas en la actualidad. La unidad de filtro se configura de manera que no se requiere un alojamiento externo para su uso en el filtrado. La unidad 10 de filtro puede instalarse directamente dentro de una corriente de proceso de fluido. Cuando se consume, la unidad de filtro se extrae y se sustituye por una nueva.

En una realización particular de la presente invención, el marco 28 polimérico de la unidad de filtro: (a) es monolítico,

(b) tiene un borde externo, con superficies 214 orientadas hacia el interior y superficies 217 orientadas hacia el exterior, que delimitan un área interna de dicho marco; y (c) proporciona un orificio 210 de alimentación, un orificio 212 de filtrado, y una zona 216 de filtrado en el seno de dicha superficie 214 orientada hacia el exterior. Un paquete 35 de filtros de gradiente profundo está incrustado en la zona 216 de filtrado. El paquete 35 comprende estratos o capas de material de filtrado apilados o de otro modo depositados uno contra otro para formar un material compuesto unitario de tipo almohadilla. Dependiendo de los materiales y metodología de fabricación, el material compuesto es auto-soportado y/o está encapsulado de manera unificada en el seno de una funda envolvente, tamiz

o criba externa porosa.

En vista de lo anterior, es un aspecto de la presente invención proporcionar una unidad de filtro integral desechable útil para la clarificación primaria y/o secundaria de fluidos biofarmacéuticos y de ese tipo.

Es otro aspecto de la presente invención proporcionar una unidad de filtro integral desechable que comprende diversas placas de filtro apiladas y fusionadas entre placas terminales, donde cada placa de filtro posee un paquete de filtros de gradiente profundo incrustado en su seno.

Es otro aspecto de la presente invención proporcionar una unidad de filtro integral desechable que proporciona un camino de flujo “paralelo” a través de un cierto número de paquetes de filtros de gradiente profundo incorporados en su seno.

Es otro aspecto de la presente invención proporcionar una unidad de filtro integral desechable que tiene un cierto número de paquetes de filtros de gradiente profundo comparativamente más gruesos incorporados en la misma, donde los paquetes incrustados en el seno de la unidad tienen una distorsión estructural minimizada.

Es otro aspecto de la presente invención proporcionar un filtro sustancialmente... [Seguir leyendo]

1. Una unidad (10) de filtro integral desechable para el filtrado de alto volumen y alto caudal de productos biofarmacéuticos, donde dicha unidad (10) de filtro posee una boca (40) de entrada y una boca (60) de salida, y comprende una pluralidad de placas (20n) de filtro interpuestas entre una pareja de placas (24, 26) terminales;

donde cada una de dichas placas (20n) de filtro comprende un marco (28) polimérico estructurado para definir al menos tres zonas que no se solapan que incluyen una zona (210) de orificio de entrada, una zona (216) de filtrado y una zona (212) de orificio de salida, y un paquete (35) de filtros de gradiente profundo incrustado en el seno de dicha zona (216) de filtrado,

donde dicho paquete (35) de filtros de gradiente profundo está fabricado mediante una disposición estratificada de una pluralidad de capas de material de filtrado apiladas una contra otra para formar una estructura compuesta de tipo almohadilla,

donde la permeabilidad de la primera capa de filtrado del paquete (35) de filtros de gradiente profundo es mayor que la permeabilidad de la última capa de filtrado del paquete (35) de filtros de gradiente profundo, y

donde el mencionado paquete (35) de filtros de gradiente es bien auto-soportado o bien está encapsulado de manera unificada en el seno de una funda envolvente, tamiz o criba externa porosa; y

las placas (20n) de filtro y las placas (24, 26) terminales forman una pila integral sustancialmente fija, donde el fluido que entra en la unidad (10) de filtro integral desechable a través de la mencionada boca (40) de entrada pasa a través del paquete (35) de filtros de gradiente profundo de cada placa (20n) de filtro sustancialmente al mismo tiempo antes de salir de la mencionada unidad a través de la boca (60) de salida mencionada.

2. La unidad de filtro integral desechable de la reivindicación 1, en la que el paquete (35) de filtros de gradiente profundo comprende tres capas de material de filtrado, y en la que:

(a) la primera capa de material de filtrado está compuesta de celulosa y tierra de diatomeas, y tiene una permeabilidad de aproximadamente 261, 07 LMH/kPa;

(b) la segunda capa de material de filtrado está compuesta de celulosa y tierra de diatomeas, y tiene una permeabilidad de aproximadamente 43, 51 LMH/kPa;

(c) la tercera capa de material de filtrado es una membrana micro porosa, y tiene una permeabilidad de aproximadamente 29 LMH/kPa.

3. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en la que el marco (28) polimérico es monolítico.

4. La unidad de filtro integral desechable de la reivindicación 3, en la que el marco (28) polimérico está provisto de orificios.

5. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el marco (28) polimérico es sustancialmente rectangular.

6. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la zona (210) de orificio de entrada y la zona (212) de orificio de salida están próximas la una a la otra y están rodeadas sustancialmente por la zona (216) de filtrado.

7. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la zona (210) de orificio de entrada y la zona (212) de orificio de entrada están ubicadas de manera opuesta la una a la otra de manera que la zona (216) de filtrado es sustancialmente central en el punto medio entre las dos.

8. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el marco (28) polimérico de cada placa (20n) de filtro está provisto de una pluralidad de zonas (210) de orificio de entrada y una pluralidad de zonas (212) de orificio de salida y las zonas (210, 212) de orificio de entrada y de salida respectivos están unidas.

9. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el paquete (35) de filtros de gradiente profundo comprende una primera capa o más de una aguas arriba que proporciona una función de filtrado previo y una segunda capa o más de una aguas abajo que proporciona una función de filtrado principal.

10. La unidad de filtro integral desechable de la reivindicación 9, en la que la (s) primera (s) capa (s) posee (n) una retención de entre aproximadamente 25 micrómetros y aproximadamente 1 micrómetro y la (s) segunda (s) capa (s) posee (n) una retención de entre aproximadamente 1 micrómetro y aproximadamente 0, 3 micrómetros.

11. La unidad de filtro integral desechable de la reivindicación 9 con la reivindicación 10, en la que el paquete (35) de filtros de gradiente profundo comprende una tercera capa o más de una aguas abajo de la (s) segunda (s) capa (s) mencionada (s) que proporciona una función de pulido de fluido.

12. La unidad de filtro integral desechable de la reivindicación 11, en la que la (s) tercera (s) capa (s) posee (n) una 5 retención de entre aproximadamente 0, 3 micrómetros y aproximadamente 0, 1 micrómetros.

13. La unidad de filtro integral desechable de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que las capas de material de filtrado del paquete (35) de filtros de gradiente profundo son progresivamente más retentivas cuando se avanza aguas abajo a través del paquete (35) de filtros de gradiente profundo.