一种袋式无菌灌装系统的制作方法

本技术涉及生物制药非最终灭菌的无菌制剂灌装，具体涉及一种袋式无菌灌装系统。

背景技术：

1、在生物医药领域，无菌制剂按照灭菌方式可分为最终灭菌无菌制剂和非最终灭菌无菌制剂。最终灭菌无菌制剂是指可在成品灌装后进行灭菌的制剂，而非最终灭菌无菌制剂则因其特殊性质(如含有热敏感成分、生物活性物质等)无法在灌装后进行灭菌处理。对于非最终灭菌无菌制剂，制药gmp要求其灌装过程必须全程保证无菌，实现方式通常有两种：一是在a级洁净环境下灌装，二是采用一次性无菌密闭系统在不低于d级的环境下灌装。

2、目前，对于细胞制剂等软袋型式的灌装，主要采用一次性无菌密闭系统进行灌装。然而，这种灌装方式存在明显局限性：灌装效率有限，通常不超过60袋/小时；当需要提高灌装速度时，必须增加同时工作的流路数量(即增加同时工作的蠕动泵)，这虽然能提高产能(如10个泵可达到600袋/小时)，但同时导致自动化程度降低，需要更多操作人员参与。此外，多流路系统使得耗材系统变得复杂，管路接头和无菌空气过滤器等管路泄漏的风险控制点大幅增加。特别是在实际生产中，无法在线检测过滤器的完整性，只能在生产完成后将所有过滤器剪下单独检测，这种事后验证方式存在滞后性风险。

3、在大批量灌装场景下(单批600袋以上)，现有技术无法实现在线全称重和不合格品剔除，这一缺陷变得尤为突出。根据3σ标准，出现不合格品的累积概率超过84％，且在异常情况发生时，现有系统难以及时发觉并处理。

4、而依赖a级环境保证无菌性的灌装方案方面，目前市场上尚缺乏直接可用的成熟技术方案。与传统西林瓶非最终灭菌制剂灌装相比，袋装细胞制剂的灌装面临多项特殊挑战：软袋管路的精确裁切、灌装针与细软管的精准对接、悬挂式软袋称重时的抖动问题、以及细胞沉降导致的不均一性等，这些都是传统西林瓶灌装中不存在的技术难点。

5、此外，现有流水线灌装方法在泵校准环节常导致液体浪费。正式灌装前需要使用实际药液进行称重灌装校准，而校准过程通常需要重复多次，导致多个分装单元的药液被浪费。对于细胞制剂等高价值药品，这种浪费是不可接受的。

6、综上所述，当前市场上尚无完整的技术方案能够满足细胞制剂等非最终灭菌无菌制剂的大通量灌装需求。行业亟需一套系统性解决方案，在满足gmp法规对灌装环境要求的同时，克服细软管和灌装针对接的精准性问题，实现在线全称重和不合格品剔除，确保成分均一性，并杜绝校准环节的药液损失，从而实现高效、可靠的大通量灌装。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决现有技术中无法实现灭菌无菌制剂的大通量灌装需求的问题。

2、本实用新型的第一方面，提供一种袋式无菌灌装系统，包括：依次连接的理料模块、灌装模块和出料模块；

3、所述理料模块用于将分装袋按相对固定的间隔有序排列；

4、所述灌装模块与所述理料模块的出料端连通，用于对所述分装袋进行灌装、装量检测及封口；

5、所述出料模块，与所述灌装模块的出料端连通，根据装量检测结果分别输出所述分装袋的合格品和不合格品；

6、其中，所述灌装模块包括灌装单元和往复给料装置；

7、所述灌装单元沿其运输方向依次设置有上料工位、前称重工位、灌装工位、后称重工位和封口工位，所述往复给料装置设置于所述灌装单元的一侧，用于同时拿取并传送多个工位的分装袋。

8、进一步的，所述理料模块包括第一隔离系统，所述第一隔离系统包括：

9、第一输送装置，置于所述第一隔离系统内部，包括输送带和定位块，所述定位块固定在输送带上；

10、裁切装置，置于所述输送带上方，用于将各所述定位块上所述分装袋的软管裁切至相同的长度；

11、其中，所述分装袋进入所述第一隔离系统，由所述第一输送装置输送至所述裁切装置进行裁切，裁切后输送至所述灌装模块。

12、进一步的，所述灌装模块包括第二隔离系统，所述第二隔离系统的进料端与所述理料模块的出料端连通，所述往复给料装置和所述灌装单元均置于所述第二隔离系统内，所述第二隔离系统包括：

13、上料装置，置于所述灌装单元运输方向的前端，包括上料夹爪和机械臂，用于抓取并变换所述分装袋姿态；

14、封口装置，置于所述灌装单元运输方向的后端，用于封闭灌装后的分装袋。

15、进一步的，所述灌装单元包括：

16、前称重装置，靠近所述上料装置，用于对灌装前的所述分装袋进行称重；

17、后称重装置，靠近所述封口装置，用于对灌装后的所述分装袋进行称重；

18、灌装组件，置于所述前称重装置及所述后称重装置之间，包括夹持装置及灌装针架，所述夹持装置在灌装过程中固定所述分装袋，所述灌装针架设置于所述夹持装置的正上方，用于向所述分装袋灌入液体。

19、进一步的，所述往复给料装置包括固定板、多个等距排列在所述固定板上的夹爪以及用于限制所述固定板运动的轨道，所述轨道两端分别设有第一工作点及第二工作点，所述固定板沿所述轨道在所述第一工作点和所述第二工作点之间做往复运动；

20、当所述固定板运动至所述第一工作点时，所述夹爪与上料夹爪、前称重装置、夹持装置、后称重装置的夹持中心均位于同一竖直平面；

21、当所述固定板运动至所述第二工作点时，所述夹爪与前称重装置、夹持装置、后称重装置、封口装置的夹持中心均位于同一竖直平面。

22、进一步的，所述灌装模块还包括：

23、排气装置，用于在所述分装袋灌装完成后排出内部气体；

24、第二输送装置，置于所述第二隔离系统内，且位于所述封口装置的下方，用于承接从所述封口装置释放的封口后的所述分装袋并将其输送至出料模块。

25、进一步的，所述出料模块包括：

26、出料隔离系统，所述出料隔离系统的侧壁设有与所述灌装模块的出料端对应的出料隔离系统连接口；

27、第一斜坡，从所述出料隔离系统连接口延伸至所述出料隔离系统内部，在所述灌装模块的出料端开启时，所述第一斜坡与所述灌装模块的出料端连接；

28、第二斜坡，可旋转地设置在所述第一斜坡末端，用于分离合格品和不合格品；

29、第三输送装置，与所述第二斜坡相连，用于输出从所述第二斜坡滑落的合格品。

30、进一步的，还包括：

31、进料模块，用于拆除所述分装袋的外包装并将所述分装袋以无菌方式递送至所述理料模块；

32、低温混匀模块，用于对原液袋中的液体进行保冷并防止沉淀，所述原液袋的输出管路通过泵管组件与所述灌装模块内的灌装泵连接；

33、细胞计数装置，通过细胞计数管组与所述原液袋连接，用于实时监测所述原液袋中的细胞密度；

34、进一步的，还包括：控制模块；

35、所述理料模块、所述灌装模块和所述出料模块均与所述控制模块连接，所述控制模块用于控制所述理料模块、所述灌装模块和所述出料模块的工作状态；

36、所述袋式无菌灌装系统的工作过程包括灌装校准阶段和灌装作业阶段；在灌装校准阶段，所述控制模块根据所述灌装模块的装量检测结果获得实际平均流量，并根据所述实际平均流量自动对所述灌装模块进行校准；在灌装作业阶段，所述控制模块根据所述灌装模块的装量检测结果判断对应的分装袋是否合格。

37、进一步的，所述控制模块包括控制器和数据记录模块，所述控制器连接各模块并控制灌装系统的机构动作和流程逻辑；所述数据记录模块，与所述控制器连接，用于存储称重数据和操作日志。

38、相比于现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：通过理料模块、灌装模块和出料模块的有序衔接，实现了分装袋从整形裁切、灌装封口到质量分拣的全流程自动化处理，具有显著的技术优势：首先，理料模块使分装袋按固定间隔有序排列，解决了传统灌装系统中进料混乱导致的卡袋、断流等问题，提高了系统稳定性；其次，灌装模块集成了灌装、装量检测和封口功能，显著提升了生产效率，降低了交叉污染风险；最后，出料模块能够自动分离合格品和不合格品，减少了人工干预，提高了成品率。整个系统形成完整的生产链路，相比现有技术，不仅提高了灌装效率和精度，还实现了产品质量的闭环管理，特别适用于对无菌要求严格、产品价值高的细胞制剂等生物药品生产，解决了现有技术中自动化程度不足、灌装精度低和质量控制困难的技术问题。