DE69512750T3

DE69512750T3 - Isolierter Lager/Transportbehälter zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur

Info

Publication number: DE69512750T3
Application number: DE69512750T
Authority: DE
Inventors: Joseph N Villa; Katherine T Cansfield; David J Kenyon; Sanford L Cook
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2015-12-21
Also published as: DE69512750T2; EP0718212A1; EP0718212B2; EP0718212B1; US6044650A; DE69512750D1

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen den Transport und die Lagerung thermisch empfindlichen Materials, wie biologisch aktiver Proteine und Medikamente, und spezieller Behälter zum Aufbewahren solcher Materialien bei im wesentlichen konstanter Temperatur während des Transportes und der Lagerung.
Mit der jüngsten Entwicklung rekombinanter DNA-Technologien wurden eine zunehmende Anzahl biologisch aktiver Materialien, wie Peptide, Proteine und Glyco-Proteine, für die Forschung und therapeutische Verwendung verfügbar. Diese Produkte haben eine signifikante Potenz und werden häufig als verdünnte wäßrige Lösungen der aktiven Inhaltsstoffe kombiniert mit kleinen Mengen pharmazeutisch akzeptabler Hilfsmittel und Trägersubstanzen, wie Serum Albumin, geliefert. Es wird angenommen, daß es in der Lösung dann, wenn sie gefriert, physiochemische Änderungen geben kann, die beim Tauen nicht spontan reversibel sind, wie die Bildung von Proteinspezies mit niedrigerem und höherem Molekulargewicht. Diese Änderungen könnten die biologische Leistungsfähigkeit der Produkte, die gefroren waren, potentiell beeinflussen. Ein allgemeines Problem, auf das man beim Transportieren und Lagern von Pharmazeutika stößt, besteht darin, das pharmazeutische Präparat in einem konstanten Temperaturbereich zu halten.
Der Stand der Technik weist eine Fülle von Behälterkonstruktionen auf, die aus Polymer-Materialien allein oder in Kombination mit Papp- oder Spanplattenkästen hergestellt sind. Transportkästen mit isolierten Innenräumen decken den gesamten Bereich von allgegenwärtigen "Lebensmittel-Kühlboxen" bis zu esoterischen Einzelgefäß-Transporteinheiten ab. Lediglich eine übliche Ausführungsform ist z. B. eine Pappschachtel, die mit Schaumstoffteilchen gefüllt ist, welche eine zweite Pappschachtel umgeben, die das Medikament enthält. Andere Beispiele sind Kunststoffbehälter, die mit offenzelligem oder geschlossenzelligem Schaumstoff gefüllt sind und einen Ausschnitt enthalten, der einen zweiten Kasten aufnehmen kann, wobei der zweite Kasten das Medikament enthält. Noch ein weiterer, häufig verwendeter Behälter umfaßt ein Innengefäß, das von einem Raum umgeben ist, der evakuiert wurde und von einer zweiten oder äußeren Wand umgeben ist (d. h. die Thermos^®-Flasche).
Zum Transportieren hochlabiler Proben, die in einem gefrorenen Zustand gehalten werden müssen, wurde Eis oder Trockeneis verwendet, um Temperaturen aufrecht zu erhalten, die ausreichend sind, um die Proben im gefrorenen Zustand zu halten. Siehe beispielsweise die Veröffentlichungen FR-A-0 993 538 und FR-A-0 860 099. Unglücklicherweise ist die Verwendung von Trockeneispräparaten wegen der schnellen Verdampfung nur beschränkt brauchbar, und sie kann ferner aufgrund der Freigabe von Kohlendioxid gefährlich sein. Die Verwendung von Eis und Trockeneis birgt das Risiko in sich, daß eine toxische Verunreinigung oder ein Krankheitserreger eingeführt werden können.
Noch andere transportable Behälter arbeiten mit Kühleinheiten zum Aufrechterhalten eines Zustandes unter Umgebungstemperatur. Bei diesen Systemen könnte ein Energieausfall, der unerkannt stattfinden kann, sich auf die Wirksamkeit des Präparates fatal auswirken.
Während es den meisten Menschen vertraut ist, daß Präparate verderben können, wenn sie Wärme oder Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt werden, ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur innerhalb des Umgebungstemperaturbereiches ein hoch wünschenswertes Ziel. Es gibt einen großen Bereich von pharmazeutischen Präparaten, die in einem Umgebungstemperaturbereich gehalten werden müssen. Der bevorzugte Bereich liegt im allgemeinen bei etwa 4°C bis 27°C (40° bis 80° Fahrenheit). Der Behälter muß daher vermeiden, daß extreme Änderungen der Außentemperatur, die beim Transport häufig auftreten, das im Behälter enthaltene Präparat beeinflussen. Eine Ladung Pharmazeutika, die vor dem Laden in ein Flugzeug auf der Piste gelagert wird, muß während längerer Zeitspannen erhöhte Temperaturen aushalten. Wenn die Medikamente dann jedoch andererseits in das Flugzeug geladen wurden, werden sie während des Fluges häufig Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ausgesetzt.
Das Hauptgewicht des Standes der Technik auf dem Gebiet der Behälter liegt auf der Konstruktion von Behältern, die dazu dienen, eine Vorkühlung auf Temperaturen unter der Umgebungstemperatur zu halten.
Das an Schea III u. Miterf. am 26. Januar 1993 erteilte US-Patent Nr. 5.181.394 beschreibt einen früheren Versuch, einen Transport- und Lagerbehälter zu schaffen, der Fläschchen mit Flüssigkeit in einem gekühlten, jedoch nicht gefrorenen Zustand halten kann. Der Behälter umfaßt eine äußere Seitenwand, welche die Form eines rechteckigen offenen Tabletts hat, und eine innere Seitenwand, die mehrere Mulden aufweist, um mehrere Fläsch chen aufzunehmen. Die innere und die äußere Seitenwand sind so dimensioniert und geformt, daß die innere Seitenwandkomponente innerhalb der äußeren Seitenwandkomponente aufgenommen werden kann. Zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand wird ein Phasenwandlungsmaterial vorgesehen, das eine frisch präparierte Mischung aus Wasser und 2 Masse-% selbst-gelierender Carboxymethylcellulose ist. Ein Gefrierindikator wird in dem Behälter angeordnet und zeigt eine Farbänderung, wenn er Temperaturen unter einem vorgegebenen Pegel ausgesetzt ist. Das Carboxymethylcellulose-Gel hat relativ schlechte Isoliereigenschaften und leitet Wärme von den Fläschchen ab.
Das an Guice erteilte US-Patent Nr. 5.355.684 offenbart einen Transportbehälter für den Tieftemperaturtransport oder die Tieftemperaturlagerung biologischer Materialien. Diese Erfindung verwendet ferner mehrere "Kühleinrichtungen", die in einem isolierten Behälter angeordnet sind. Das Material der Kühleinrichtungen besteht vorzugsweise aus einem Phasenumwandlungsmaterial, das zunächst gefroren ist und das, wenn es taut, freie Wärme absorbiert, um die Probe in dem Gefäß im gefrorenen Zustand zu halten.
Das an MacDonald erteilte US-Patent Nr. 5.058.397 offenbart einen Lagerbehälter, bei dem Mikrozentrifugenrohre in eine Gel-Kühlmittelmatrix eingebettet sind. Über den eingebetteten Rohren liegt ein Gel, das in einer Hülle innerhalb einer Deckeleinrichtung enthalten ist, welche aus einer Gelhülle besteht.
Das an Taylor erteilte US-Patent Nr. 4.250.998 offenbart einen Behälter zum Transportieren von Insulin und Spritzen, wobei ein isolierter Behälter mit mehreren Hohlräumen offenbart wird. Die inneren Hohlräume werden mit Wasser gefüllt, welches friert, während die äußeren Hohlräume die Spritzen aufnehmen sollen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, dient zur Lagerung und zum Transport von Gefäßen, welche eine Flüssigkeitszusammensetzung enthalten, die beim Gefrieren oder bei erhöhten Temperaturen physikalisch-chemische Veränderungen erfahren kann. Er umfaßt ein Gehäuse, das durch eine aufrecht stehende Einrichtung gebildet wird. Er wird am besten durch mehrere aufrecht stehende Wände dargestellt, wobei wenigstens zwei gegenüberliegende Wände mit im wesentlichen gleichen Abmessungen einen Innenraum eingrenzen. Der Bodenabschnitt des Gehäuses enthält eine erste Kühleinrichtung, die ein thermische Energie absorbierendes Phasenwandlungsmaterial umfaßt. Ein Fläschchenhalter ist in der Kammer angeordnet und unterteilt dadurch den Behälter in eine untere Kammer und eine obere Kammer. Der Fläschchenhalter kann ein oder mehrere Fläschchen, Gefäße oder Gegenstände in der unteren Kammer hängend und über der ersten Kühleinrichtung halten. Der Fläschchenhalter kann eine entsprechende Anzahl Öffnungen aufweisen, die durch ihn hindurchführen, so daß die sich ergebende Anordnung der Öffnungen derart ist, daß die Öffnungen im wesentlichen gleichen Abstand zueinander haben. Eine zentrale Öffnung kann mit gleichem Abstand zu den anderen Öffnungen angeordnet sein. In der zentralen Öffnung ist eine Temperaturanzeigeeinrichtung innerhalb eines Gehäuses angeordnet, die eine ähnliche Größe und Form wie die vorgesehenen Probenbehälter hat, welche in den Öffnungen anzuordnen sind, um Temperaturen anzuzeigen, welche nicht auftreten sollen. In dem Innenraum befindet sich ein Isoliergas.
Ein Deckel wird eingeführt, um die obere Kammer zu verschließen und einen Verschluß für den Behälter vorzusehen. Der Deckel ist lösbar gehalten und sieht einen Zugang vor, um die in dem ebenen Halter gehaltenen Gefäße zu entnehmen. Zusätzlich ist in dem Deckel eine zweite Kühleinrichtung untergebracht, welche das gleiche Phasenumwandlungsmaterial wie die erste Kühleinrichtung umfaßt.
Der Fläschchenhalter, der eine dünne ebene Platte sein kann, ist über der ersten Kühleinrichtung angeordnet und weist wenigstens eine oder mehrere Öffnungen zum Aufnehmen der Fläschchen auf. Der Fläschchenhalter teilt den Behälter in eine obere und eine untere Kammer. Im geschlossenen Zustand hält der Fläschchenhalter die Fläschchen innerhalb der unteren Kammer, während ein Gas, nämlich Luft, die Fläschchen umgibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen. Die einzelnen Figuren zeigen:
1 ist eine Explosionsdarstellung eines Lagerbehälters gemäß der Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht des Behälters der 1, wobei ein Deckel des Behälters teiweise weggeschnitten ist, um einen inneren Fläschchenhalter zu zeigen.
3 ist eine Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie 3-3 von 2.
4 ist eine Seitenansicht, bei welcher Teile weggeschnitten sind.
5 ist eine Draufsicht auf den geöffneten Behälter.
6A ist eine andere Draufsicht auf denselben.
6B ist eine weitere Draufsicht auf denselben.
7 ist eine Seitenansicht des Fläschchenhalters.
8 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des geschlossenen Behälters.
9 ist eine Schnittansicht des Behälters, des Kapillarrohres und des Kolbens.
10 ist eine Unteransicht, welche die Verstärkungsrippen zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht des Behälters.
Detaillierte Beschreibung
In den Zeichnungen, in denen die gleichen Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile bezeichnen, stellt 11 einen Behälter zum Transportieren und Lagern von temperaturempfindlichen Materialien dar, wobei dieser Behälter grundsätzlich durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Obwohl der Behälter 10 eine dreieckige, rechteckige, runde oder andere Gestalt haben kann, wird für den Zweck der vorliegenden Erfindung die bevorzugte Behälterform in der Beschreibung im wesentlichen rechteckig sein.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung und 1 sind die Wände 12, 14, 16 und 18 aus einem Stück, und in Verbindung miteinander sowie mit einem Boden 20 ausgebildet. Die resultierende bevorzugte Anordnung ist im wesentlichen kastenförmig, wird am unteren Ende durch den Boden 20 geschlossen und ist am gegenüberliegenden Ende offen.
Wie man in 2 sieht, hat der Boden 20 im Verhältnis zu den aufrecht stehenden Wänden 12, 14, 16, 18 eine im Umfang reduzierte Abmessung und sieht an dem Kontaktpunkt einen Absatz 44 vor. Eine Platte 22 ist bei dem Absatz 44 mit dem Boden 20 in Kontakt und kann an diesem hermetisch befestigt sein. Die durch diese Einheit erzeugte Zelle bildet einen Behälter für eine erste Kühleinrichtung 24.
Die Oberseiten der Wände 12, 14, 16 und 18 enden in einem nach außen abstehenden Flanschbereich 38. Gemäß den 1 und 2 kann ein Deckel 26 den Behälter 10 schließen, indem er im oberen Ende des Behälters 10 aufgenommen wird und zwischen den Flanschen 36 und 38 eine reversible Verriegelung stattfindet. Der Deckel 26 weist ferner eine Platte 28 auf, die mit diesem integral verbunden ist, indem sie z. B. an der oberen Deckeloberfläche 30 hermetisch befestigt ist, und einen Hohlraum 32 für eine zweite Kühleinrichtung bildet. Die zweite Kühleinrichtung 34 ragt nach unten heraus und bildet dadurch einen ausgebuchteten Bereich mit etwa denselben Abmessungen wie die Öffnung, die zwischen den aufrechtstehenden Wänden 12, 14, 16, 18 des Behälters 10 gebildet wird, um durch Aufnahme und Verriegeln einen Verschluß zu bewirken.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß Unterschiede der Außentemperatur aufgrund des Phänomens der Wärmeübertragung auf den Behälter einwirken. Wärme ist Energie, die aufgrund einer Temperaturdifferenz von Bereichen höherer Temperatur zu Bereichen niedrigerer Temperatur fließt. Die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung sind Leitung, Strahlung und Konvektion. Im vorliegenden Fall erfolgt die größte Änderung der Proben-Temperatur als Folge der Wärmeleitung.
Die Wärmeleitung findet auf der molekularen Ebene statt und umfaßt die Energieübertragung von energiereicheren Molekülen auf Moleküle, die ein geringeres Energieniveau haben. Je näher die Moleküle beieinander liegen, desto häufiger treten daher Kollisionen und Energieübertragung auf. Die Wärmeleitung wäre größer, wenn Moleküle einander berühren, und sie wäre erheblich geringer, wenn die Dichte des molekularen Raumes abnimmt. Die Wärmeströmung oder die Rate der Wärmeströmung von der höheren zur niedrigeren Temperatur ist daher proportional im Hinblick auf die thermische Leitfähigkeit des Materials.
Zusätzlich gibt es noch weitere Phänomene, die bei der Wärmeübertragung auftreten. Wenn es verschiedene Spezies chemisch unterschiedlicher Moleküle gibt, wird es einen Konzentrationsgradienten geben. Der Begriff Masseübertragung beschreibt die relative Bewegung der Spezies in einer Mischung aufgrund des Auftretens des Konzentrationsgradienten. Wärme bewegt sich entlang des Gradienten von Bereichen mit höherer Konzentration zu Bereichen mit niedrigerer Konzentration.
Die Strahlung oder im vorliegenden Fall besser die thermische Strahlung ist elektromagnetische Strahlung, die von einem Körper aufgrund seiner Temperatur und auf Kosten seiner inneren Energie ausgesandt wird. Anders als die Leitung erfordert die Strahlung kein körperliches Medium.
Schließlich wird der Behälter, wenn er den Unwägbarkeiten des Transportes ausgesetzt ist, Konvektion ausgesetzt sein. Obwohl die Probe selbst gegenüber der direkten Einwirkung der äußerlichen Konvektionskraft zumeist immun sein wird, ist die Umgebung im Inneren dies nicht. Konvektion als ein Übertragungsmodus bezieht sich auf die Übertragung von Wärme von einer Grenzfläche auf ein Fluid in Bewegung oder auf die Wärmeübertragung über eine Strömungsebene innerhalb des Inneren des strömenden Fluids. Dieses Phänomen erfordert hauptsächlich den Strom eines Fluids oder Gases über eine Oberfläche. Wenn der Behälter diesen Elementen ausgesetzt ist, z. B. während des Transportes oder beim Einwirken von Umgebungsbedingungen, wirken sich die Luftströmungen außerhalb des Behälters auf den Behälter aus und unterstützen Temperaturänderungen im Behälter. Innerhalb des Behälters unterstützt die Vibrationsbewegung, die während des Transportes auftritt, die Wärmeübertragung und Temperaturänderung, wie bei natürlichen Konvektionsströmen, die durch die inhärente Temperaturdifferenz innerhalb des Behälters erzeugt werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, gibt es zwei Kühleinrichtungen 24 und 34. Die Kühleinrichtungen 24 und 34 wirken zusammen, um ein Medium zum Absorbieren der Temperaturzunahmen oder -abnahmen innerhalb der unteren Kammer 42 und der oberen Kammer 40 zu schaffen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist das bevorzugte Material für die Kühleinrichtungen ein Phasenänderungsmaterial. Die Phasenänderungsmaterialien als Klasse können bei ihrem Übergang zwischen den Phasen eine enorme Wärmeenergiemenge absorbieren. In gefrorenem Zustand würde das Produkt aus spezifischer Nettowärme und Dichte eine inverse logarithmische Beziehung haben. Wenn beispielsweise das Material, das gefroren war, den Gefrier-/Schmelz- Punkt erreicht, bleibt die Temperatur im wesentlichen konstant, bis das Material vollständig geschmolzen ist. Die Aufrechterhaltung des Temperaturniveaus ermöglicht die Absorption großer Wärmemengen mit einer konstanten Rate und unterstützt die Aufrechterhaltung einer konstanten Umgebungstemperatur im Behälter. Die Kühleinrichtungen 24 und 34 werden daher vorzugsweise aus einem Phasenwandlungsmaterial, wie Carboxymethylcellulose-Gel, hergestellt, das eine Gefriertemperatur von ungefähr –1°C hat. Man sollte beachten, daß die meisten Phasenwandlungsmaterialien, wie Carboxymethylcellulose, relativ schlecht isolierende Materialien sind. Andere Materialien zum Aufbauen von Kühleinrichtungen sind Phenole, Salze, Wasser, Glykole, Stärken und Alkohole.
Die Kühleinrichtungen 24 und 34 durchlaufen eine Phasenänderung vorzugsweise bei einer Temperatur, die geringfügig über der Gefriertemperatur der Flüssigkeit liegt, die in den Fläschchen 100 enthalten ist. Wenn der Behälter 10 demnach einer Temperatur unter der Gefriertemperatur der Flüssigkeit in den Fläschchen 100 ausgesetzt wird, muß eine große Wärmeenergiemenge im Verhältnis zur Masse des Phasenänderungsmaterials in den Kühleinrichtungen 24 und 34 an die Außenumgebung abgegeben werden, bevor die Temperatur der Kühleinrichtungen 24 und 34 unter die Gefriertemperatur der Flüssigkeit in den Fläschchen 100 absinkt. Die Kühleinrichtungen 24 und 34 bewirken somit einen thermischen Dämpfungseffekt gegen Temperaturänderungen in der Umgebung des Behälters 10. Entsprechend der vorliegenden Erfindung sollte bei Verwendung eines Gesamtgewichtes von 184 g (6,5 Unzen) Carboxymethylcellulose der erfindungsgemäße Behälter 10 acht Stunden einer Außentemperatur von –20°C ausgesetzt sein können.
Wie oben beschrieben kann das Material für die Kühleinrichtungen aus einer Vielzahl Materialien, auf der Grundlage ihrer Gefrierpunkte und der gewünschten Temperatur, auf welcher die Probe gehalten werden soll, ausgewählt werden. Viele Alkohole und Glykole eignen sich z. B. besonders zum Aufrechterhalten von Innentemperaturen unter der Umgebungstemperatur. Alkohole, Glykole oder beliebige Verbindungen, die einen extrem niedrigen Gefrierpunkt haben, erfordern, wenn sie einmal gefroren sind, eine große Wärmemenge, um ihre Temperatur über ihren Gefrierpunkt und den Gefrierpunkt einer biologischen Probe anzuheben.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der 1 und 2 ist der Boden 12 im wesentlichen gleichseitig und insgesamt quadratisch, mit Wänden 12, 14, 16, 18, die mit dem Boden integral verbunden und hermetisch abgedichtet oder durch Wärmeformung gebildet sind. Die Platte 22 steht in Verbindung mit den Wänden und ist mit einem unteren Abschnitt 24 verbunden. An ihrem unteren Ende erstrecken sich die Wände 12, 14, 16, 18 nach innen, um eine Stützlippe 44 zu bilden, welche die Platte 22 trägt. Eine innerhalb der Grenzen der Platte 22 und des Bodens 20 gebildete Wanne enthält eine erste Kühleinrichtung 24.
Die erste und die zweite Kühleinrichtung 24 und 34 können in einer Wanne oder einer Hülle gehalten werden, die gebildet wird, indem Platten oder Seiten hermetisch miteinander versiegelt werden. Es könnten zahlreiche andere Ausführungsformen oder Materialien anstelle der beschriebenen verwendet werden. Feststoffe, wie Trockeneis oder gefrorene wäßrige Lösungen, die durch ihre "Phasenänderung" hindurch fest bleiben würden, würden es überflüssig machen, ein Gelmaterial zu verkapseln. Ein ausgebuchteter Boden 20 verleiht dem Behälter 10 ein unterscheidungskräftiges Aussehen und verschafft ihm größere Stabilität. Das in dem Boden 20 enthaltene Material liefert ausreichend Gewicht, damit der Behälter besser aufrecht steht.
Die Wände 12, 14, 16, 18, der Boden 20 und die Platte 22 werden vorzugsweise aus einer thermoplastischen Polymerkomponente, wie Polyvinylchlorid, PETG oder ein ähnliches thermoplastisches Polymer, hergestellt. Wenn sie durch Spritzgießen oder ein anderes Thermoformungsverfahren hergestellt werden, bestehen die Wände 12, 14, 16, 18 und der Boden 20 aus einem Stück. Die Platte 22 wird an nach außen vorstehenden Lippen 44 vorzugsweise hermetisch befestigt, so daß die erste Kühleinrichtung 24 darin angeordnet werden kann. Der Deckel 26 wird aus demselben Polymer wie die Platte 28 hergestellt und ist mit einer oberen Deckelplatte 30 verbunden, um die nach unten hängende Wanne 32 zu bilden. Der Deckel 26 hat nach unten abstehende Seiten 46, 48, 50 und 52 und einen Flansch 36, der mit dem Flansch 38 der Wände 12, 14, 16 und 18 lösbar in Verbindung ist, wodurch das Schließen des Behälters 10, wie in den 8 und 2 dargestellt, unterstützt wird.
Die nach unten hängende Wanne 32 entspricht den Innenabmessungen des offenen Behälters 10, die durch die Innenwandflächen des Fläschchenhalters 56 bestimmt werden, und wird in diesen eingefügt, um ihn zu schließen, wobei eine seitliche Bewegung verhindert wird. Um den Behälter 10 zu schließen, wird der Deckel 26 lösbar in den Raum eingebracht, der durch die aufrecht stehenden Wände 12 bis 18 eingegrenzt wird, und ein oben angeordneter Flansch 38 erstreckt sich gemäß 2 von dem oberen Ende der Seitenwände radial nach außen. Ein nach unten gerichteter Flansch 36 erstreckt sich von den Außenkanten 54 der oberen Platte 28 des Deckels 26 nach unten. Der obere Flansch 36 und der nach unten gerichtete Flansch 38 kommen in Eingriff, um den Deckel 26 lösbar verriegelt zu halten. Eine Ausbuchtung oder Verriegelungselemente (nicht dargestellt)) können an dem nach unten gerichteten Flansch 36 oder dem oberen Flansch 38 vorgesehen werden, um den Deckel 26 noch sicherer zu befestigen. Die obere Platte 28 und der nach unten gerichtete Flansch 36 werden als ein einzelnes Kunststoffteil durch Thermoformen hergestellt.
Die Wände 12, 14, 16, 18 und der Deckel 26 sind die erste Barriere, um Temperaturänderungen in dem Behälter zu verhindern. Das thermoplastische Polymer ist nicht porös, isolierend und verzögert die Wärmeübertragung. Abhängig von der Dicke des Polymers entsteht also ein Isolier- oder "R"-Faktor, während das Material selbst definitionsgemäß die Wärmeübertragung aufgrund seines "K"-Faktors erleichtert oder verzögert. Das nicht poröse Material verhindert nicht nur die Strahlung, sondern die dem Material eigene Isolation behindert die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung. Schließlich reduziert der Wärmeverlust aufgrund von Konvektion, die durch Luft verursacht wird, welche über die nicht poröse äußere Haut des Behälters geht, die Wärmeübertragung innerhalb des Behälters erheblich.
Der Fläschchenhalter 56 hat ein stufenförmiges Aussehen und weist einen Umfangsvorsprung 58 auf, der eine horizontale Fläche bildet, an der ein Isoliereinsatz 68 anliegen und gehalten werden kann, wobei der Vorsprung ungefähr die Breite der Oberseite des Isoliereinsatzes 68 hat und an diesem befestigt ist. Die Oberflächen 58, 60, 62, 64 hängen von einem äußeren Randflansch 104 des Fläschchenhalters 56 im wesentlichen nach innen und unten und enden in einem sich nach außen erstreckenden Flansch 38. Der Fläschchenhalter 56 und der äußeren Randflansch 104 liegen auf einer Isoliereinsatzplatte 68 und den Wänden 12, 14, 16 und 18. Der Fläschchenhalter 56 wird vorzugsweise aus einem einzigen Stück Kunststoff durch einen Thermoformungs-Prozeß hergestellt und ist mit den Seitenwänden 12 bis 18 verbunden, wobei der Isoliereinsatz 68 und der Flansch 38 hermetisch an ihm angebracht sind. Ferner teilt der Fläschchenhalter 56 den Behälter 10 in eine obere Kammer 40 und eine untere Kammer 42.
Die 1 und 2 zeigen die Anordnung des Isoliereinsatzes 38, der von dem Fläschchenhalter 56 neben den Innenseiten der Wände 12, 14, 16 und 18 unbeweglich gehalten wird. Wie man am besten in 2 sieht, erstrecken sich die Flächen 62 und 64 über den Isoliereinsatz 68 und liegen an diesem an. Die Fläche 62 und die Fläche 64 sind in ihren Abmessungen an den Isoliereinsatz 68 angepaßt und halten den Isoliereinsatz entlang der Innenseiten der Wände 12, 14, 16 und 18 unbeweglich in Position. Einsatzelemente 70 und 72 und die Flächen 62 und 64 sind insgesamt ausreichend abgewinkelt, um zusammenzupassen, wie es in den 2 und 8 dargestellt ist. Der Isoliereinsatz 68 besteht vorzugsweise aus zwei L-förmigen Bauteilen 70 und 72, die aneinander anliegen. Der Isoliereinsatz 68 wird somit zwischen der unteren Platte 22, den Seitenwänden 12, 14, 16, 18 und dem Fläschchenhalter 56 sicher gehalten, und er ist an diesen vorzugsweise hermetisch befestigt oder mittels Ultraschall eingeschweißt. Es können auch andere Befestigungsmittel eingesetzt werden, z. B. können Klebstoffe verwendet oder Thermoverformungsverfahren eingesetzt werden.
Der Isoliereinsatz 68 fügt der Gesamtanordnung eine stoßabsorbierende Komponente hinzu. Der Isoliereinsatz 68 absorbiert Stoßwellen durch die dem Polymer eigene Speicherfunktion, wenn er aus dem bevorzugten Material, einem geschlossenzelligen Schaumstoff, wie Polyvinylchlorid, Urethan oder PETG, oder einem anderen geschlossenzelligen Polymerisolator hergestellt wird. Es wird nicht nur eine mechanische Beschädigung der Fläschchen verhindert, sondern es wird auch die Konvektion innerhalb der Kammer dadurch behindert. Der Fläschchenhalter 56 wird vorzugsweise aus einem einzigen Stück Kunststoff in einem Thermoformungsverfahren hergestellt.
Gemäß 7 ist eine Reihe Stützstreben oder Stützpfosten 98 am Boden des Grudkörpers 20 angeordnet. Die Pfosten 98 verhindern eine Verformung des Behälters aufgrund einer Ausdehnung des Gels der Kühleinrichtung 24. Die Pfosten 98 verhindern somit, daß sich der Boden des Behälters 10 nach außen biegt, wobei sie die Gesamtsteifigkeit erhöhen, um die Auswärtsausdehnung des Bodens 20 zu verlangsamen. Während die bevorzugte Ausführungsform X-förmig ist, können auch andere Streben verwendet werden, die zum Stützen des Behälters sowie der strukturellen Integrität dienen.
Die bevorzugte Ausführungsform des Fläschchenhalters 56 umfaßt ferner, wie in den 5 und 6 gezeigt, eine Reihe absteigender Flächen. Der horizontale Umfangsvorsprung 58 steigt über eine vertikale Wand 60 zu einer geneigten Fläche 62 ab, die ihrerseits schrittweise über eine Wand 64 zu einer ebenen Fläche 102 absteigt. Die ebene Fläche 102 liegt über der Platte 22. Diese ebene Fläche 102 weist mehrere Öffnungen 66a bis 66f auf, die eine entsprechende Anzahl Fläschchen aufnehmen können. Eine zentrale Öffnung 88 liefert den mehreren Öffnungen 66a bis 66f einen Punkt, um sie mit gleichmäßigem Abstand zu diesem anzuordnen. Gemäß den 5, 6A und 6B ist die Gesamtanordnung der Öffnung kreisförmig um die zentrale Öffnung 88 herum. Unabhängig von der geometrischen Figur, die sich ergibt, kann statt dessen eine unendliche Anzahl Punkte eingesetzt werden, die gleichen Abstand zu einem zentralen Punkt haben oder in einem Kreis angeordnet sind. Ein weiterer der Anordnung mit gleichem Abstand innewohnender Vorteil besteht darin, daß die Fläschchen gleichmäßig abkühlen.
Die zentrale Öffnung 88 kann eine Temperaturanzeigeeinrichtung 74 aufnehmen. Die zentrale Öffnung 88 hat einen kleineren Durchmesser und kann ein Kapillarrohr 86 eines Thermometerstabes 82 aufnehmen und verhindern, daß der Kolbenteil 84 durchfällt. Die Temperaturanzeigeeinrichtung 74 wird als eine Einheit aufgebaut, wobei eine Kuppel 78 mit einem Haltering 80 verriegelt ist und dadurch verhindert, daß der Stab 82 und der Kolbenteil 84 nach oben und außen ausgestoßen werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weist die Platte 102 eine Öffnung, die in der Platte zentriert ist, und mehrere Öffnungen 66a bis 66f auf, die eine gleiche Anzahl Fläschchen 100 mit Medikamenten aufnehmen können, siehe 5, 6A und 6B. Die Fläschchen 100 werden in den Öffnungen 66a bis 66f gehalten.
Die 2 und 8 zeigen den Behälter 10 in zusammengebautem Zustand, einen Fläschchenhalter 56 und Fläschchen 100, die in Kammern 40 und 42, über der Platte 22 und unter der Platte 28 oder über der ersten Kühleinrichtung 24 und unter der zweiten Kühleinrichtung 34 untergebracht sind, so daß die in den Öffnungen 66a bis 66f angeordneten Fläschchen 100 in der unteren Kammer 42 hängend gehalten werden. Die so angeordneten Fläschchen 100 haben einen deutlichen Abstand zu den Seitenwänden 22 und sind über der ersten Kühleinrichtung 14 angeordnet.
Eingeschlossene Gase, die definitionsgemäß eine beliebige molekulare Konfiguration haben, sind ausgezeichnete Isolatoren. Der Deckel 26 und der Boden 20, welche die obersten Grenzen der oberen und der unteren Kammern 40 und 42 bestimmen, können ein Isoliergas enthalten, in diesem Fall Luft, um die Fläschchen 100 gegen die schädlichen Einflüsse der Außenumgebung zu isolieren. Die Kühleinrichtungen 24 und 34 und die darin enthaltene Carboxymethylcellulose leiten Wärme von den Fläschchen schneller als Luft ab. Dadurch, daß die Fläschchen nicht direkt in das Gel eingebettet werden, wird somit der Wärmeverlust von den Fläschchen reduziert.
Wie in den 1 und 4 gezeigt, liegt eine Temperaturanzeigeeinrichtung 74 in der zentralen Öffnung 88. Die Temperaturanzeigeeinrichtung 74 umfaßt ein Gehäuse 76 mit ungefähr denselben Abmessungen wie die Fläschchen 100a bis 100f, die in den Öffnungen 66a bis 66f gehalten werden sollen, und einen sich nach außen erstreckenden äußeren Randflansch an seinem oberen Ende. Der Flansch ist an der Platte 102 des Fläschchenhalters 56 befestigt oder mit diesem einteilig ausgebildet und umgibt eine zentrale Öffnung mit reduziertem Umfang 88. Das Gehäuse 76 hängt so unter der Platte 102.
Eine durchsichtige Kuppelabdeckung 78 paßt über das Gehäuse 76. Sie weist einen sich nach außen erstreckenden, radialen Flansch 106 auf, der an der Platte 102 des Fläschchenhalters 56 und neben dem zylindrischen Gehäuseflansch befestigt ist. Eine Oberfläche 108 der Kuppelabdeckung 78 ist vorzugsweise eben und mit einer Warnung in bezug auf die Farbveränderung der Anzeigeeinrichtung bedruckt, sowie mit einer gebührenfreien Nummer, die der Benutzer anrufen kann, um Informationen in bezug auf den richtigen Gebrauch des Behälters 10 zu erhalten (siehe auch 2).
Ein scheibenförmiger Teiler 80 paßt zwischen das Gehäuse 76 und die Kuppelabdeckung 90. Eine zentrale Öffnung mit verringertem Durchmesser 110 in dem Teiler 80 nimmt eine längliche Ampulle 82 auf. Der Kolbenteil 84 der Ampulle 82, der bei einem oberen Ende der Ampulle 82 liegt, ist größer als die Öffnung 100 in dem Teiler, wodurch die Ampulle 82 auf dem Teiler 80 gehalten und von der Kuppelabdeckung 78 gesichert wird. Die Ampulle 82, das Gehäuse 76 und die Kuppelabdeckung 78 haben ähnliche Abmessungen, so daß sich dann, wenn sie zusammengebaut sind, die Ampulle 82 nicht nach oben und aus dem Teiler 80 durch die Öffnung 88 hindurch bewegen kann, selbst wenn der Behälter 10 vollständig umgedreht wird. Auch die Temperaturanzeigeeinrichtung 74 ist vorzugsweise permanent an dem Fläschchenhalter 56 angebracht, so daß die Fläschchen 100 nicht ohne diese Anzeigeeinrichtung 74 transportiert oder gelagert werden können.
Wie in 4 dargestellt, enthält der Kolbenteil 84 der Temperaturanzeigeeinrichtung 74 ein durchsichtiges Fluid 90, das sich beim Gefrieren zusammenzieht, vorzugsweise bei einer Mischung aus 75% Octylcaprat und 25% Hexyllaurat. Die Temperaturanzeigeeinrichtung 74 umfaßt ferner einen kapillaren Stab 86, und das durchsichtige Fluid 90 erstreckt sich teilweise in den Stab 86. Der Stab 86 enthält eine chemische Flüssigkeitssperre 92, vorzugsweise Ethylenglycol Klasse AR und grüne Lebensmittelfarbe, neben dem durchsichtigen Fluid 90. Eine violette Flüssigkeit 94, vorzugsweise eine Mischung aus 98% Iso-amyllaurat und 2% Farbstoff Waxolin violett BA, ist in dem Stab 86 auf der gegenüberliegenden Seite der chemischen Sperre 92 enthalten.
Die chemische Sperre 92 mischt sich tendenziell nicht mit dem durchsichtigen Fluid 90 oder mit der violetten Flüssigkeit 94 und hält so die violette Flüssigkeit 94 aus dem Kolbenabschnitt 84. Die Kapillarwirkung des Stabes 86 verhindert auch, daß sich die Schichten 90, 92 und 94 mischen. Wenn die durchsichtige Flüssigkeit 90 jedoch gefriert, zieht sie sich zusammen und zieht die violette Flüssigkeit 94 in den Kolbenabschnitt, wo sie sich mit der durchsichtigen Flüssigkeit 90 irreversibel vermischt und so eine bemerkbare Farbveränderung erzeugt. Der Teiler 96 ist vorzugsweise weiß oder hat eine andere helle Kontrastfarbe, so daß die Farbveränderung leicht erkennbar ist.
Alternativ kann eine Temperaturanzeigeeinrichtung vorgesehen werden, die eine zerbrechliche Ampulle (nicht dargestellt, im Stand der Technik jedoch gut bekannt) enthält, die beim Gefrieren bricht, wobei sich eine in der Ampulle enthaltene Flüssigkeit ausdehnt. Vorzugsweise wird ein Anzeigemittel vorgesehen, das auf die Flüssigkeit reagiert, um eine Farbe oder eine andere Änderung zeigen, die angibt, daß die Ampulle gebrochen ist. Um die Genauigkeit einer solchen Anzeigeeinrichtung zu verbessern, kann die Flüssigkeit ein Placebo-Präparat der Flüssigkeit umfassen, die in den Fläschchen 100 enthalten ist.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung ergibt sich aus 2, die zeigt, daß die Temperaturanzeigeeinrichtung selbst in einem fläschchenförmigen Halter untergebracht sein kann, der im wesentlichen dieselbe Struktur und Eigenschaften wie die Fläschchen hat, welche die aktiven Inhalte enthalten. Durch Vorsehen der Öffnungen zum Halten der Fläschchen mit im wesentlichen gleichen Abständen und eines Fluids oder eines Gases zwischen dem fläschchenförmigen Halter und der Temperaturanzeigeeinrichtung erfährt die Temperaturanzeigeeinrichtung eine ähnliche Temperaturdifferenz wie die Fläschchen, welche die aktiven Inhalte enthalten. Anders als beim Stand der Technik, der eine Anordnung der Inhalte in einer Reihe lehrt, sieht die Erfindung eine wahre Erfassung der Temperaturbereiche vor, welche die Fläschchen beeinflussen können.
Sollten die in dem Behälter 10 gelagerten Fläschchen 100 Umgebungstemperaturbedingungen ausgesetzt sein, die ausreichen, um den isolierenden und temperierenden Effekt des Behälters 10 zu überwinden, wird die durchsichtige Flüssigkeit 90 geieren und die Farbveränderung in der Temperaturanzeigeeinrichtung 74 auslösen. Durch einfaches Öffnen des Deckels 26 des Behälters 10 wird somit der Benutzer über die Möglichkeit alarmiert, daß der Inhalt in den Fläschchen 100 Temperaturen ausgesetzt war, die unter ihrem Gefrierpunkt oder über der Temperatur liegen, die notwendig ist, um ihre Stabilität aufrecht zu erhalten. Die Temperatur, welche die visuelle Anzeige der Temperaturanzeigeeinrich tung 74 auslöst, sollte geringfügig über dem Gefrierpunkt der Flüssigkeit oder geringfügig unter der Temperatur liegen, die notwendig ist, um die Stabilität der Substanz in den Fläschchen 100 aufrecht zu erhalten. Das Phasenänderungsmaterial für die Kühleinrichtungen 24 und 34 kann ferner aus den oben aufgelisteten Gruppen ausgewählt werden, um es an den Temperaturbereich der Temperaturanzeigeeinrichtung 74 anzupassen.
Während die Erfindung im einzelnen inbezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, muß man verstehen, daß dies nur ihrer Erläuterung, nicht ihrer Begrenzung dient.

Claims

Behälter (10) für Gegenstände (100), die durch Temperaturänderungen beschädigt werden können, mit folgenden Merkmalen: a. ein Gehäuse mit einem Boden (20), einem oberen Abschnitt (26) in der Form eines Deckels und einem Seitenabschnitt zwischen dem Boden und dem oberen Abschnitt, die einen Innenraum eingrenzen; b. eine erste Kühleinrichtung (24), angeordnet im Boden (20) des Gehäuses; c. eine Halteeinrichtung (56) in dem Innenraum zum Halten wenigstens eines der Gegenstände (100) an einer vorgegebenen Stelle in dem Innenraum und d. eine Anzeigeeinrichtung (74) in dem Innenraum zum Anzeigen, daß der Innenraum Temperaturen ausgesetzt war, die über oder unter einer vorgegebenen Temperatur liegen; e. die erste Kühleinrichtung (24), die Anzeigeeinrichtung (74) und die vorgegebene Stelle sind in einen Abstand voneinander angeordnet, wobei der Raum zwischen diesen mit einem Gas gefüllt ist, so daß die Anzeigeeinrichtung im wesentlichen denselben Temperaturen ausgesetzt ist wie die vorgegebene Stelle.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Halteeinrichtung (56) mehrere Gegenstände (100) bei mehreren vorgegebenen Stellen halten kann und die Anzeigeeinrichtung (74) im Zentrum der vorgegebenen Stellen angeordnet ist.
Behälter nach Anspruch 2, bei dem jede der vorgegebenen Stellen einen Abstand zu der Anzeigeeinrichtung (74) aufweist, wobei der Raum zwischen den vorgegebenen Stellen und der Anzeigeeinrichtung mit dem Gas gefüllt ist.
Behälter nach Anspruch 3, bei dem die vorgegebenen Stellen im wesentlichen den gleichen Abstand zu der Anzeigeeinrichtung (74) haben.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Kühleinrichtung (24) eine Substanz umfaßt, die bei einer Temperatur, die geringfügig über der vorgegebenen Temperatur liegt, eine Phasenänderung vollzieht.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem der obere Teil eine zweite Kühleinrichtung (34) aufweist, die im wesentlichen über der vorgegebenen Stelle angeordnet ist, wobei die Halteeinrichtung (56) die Gegenstände (100) hält, welche im wesentlichen unter der zweiten Kühleinrichtung (34) angeordnet sind.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Halteeinrichtung (56) eine Platte (102) über der ersten Kühleinrichtung (24) aufweist, wobei die Platte wenigstens eine Öffnung (66a–f), welche durch sie hindurch führt, zum Aufnehmen wenigstens eines der Gegenstände (100) aufweist.
Behälter nach Anspruch 7, bei dem die Platte (102) dünn und eben ist.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem die vorgegebene Stelle zu dem Seitenabschnitt einen Abstand einhält und das Gas auch zwischen der vorgegebenen Stelle und dem Seitenabschnitt vorhanden ist.
Behälter (10) zum Transportieren und Sortieren von Gefäßen (100), die eine Zusammensetzung enthalten, welche bei Temperaturänderungen eine physikalisch-chemische Veränderung erfahren kann, mit folgenden Merkmalen: a. aufrecht stehende Wände (12, 14, 16, 18), die einteilig mit einem Boden (20) ausgebildet sind und einen Innenraum bilden, der an einem Ende geschlossen ist und an dem anderen Ende offen ist; b. eine erste Kühleinrichtung (24), die in dem Boden (20) angeordnet ist; und c. ein Deckel (26), der das offene Ende, welches von den aufrecht stehenden Wänden (12, 14, 16, 18) gebildet wird, schließen kann; d. eine zweite Kühleinrichtung (34), die in dem Deckel (26) angeordnet ist; e. ein Isoliereinsatz (68), der entlang der Innenseiten der aufrecht stehenden Wände (12, 14, 16, 18) angeordnet ist; f. ein Fläschchenhalter (56), der in dem Isoliereinsatz (68) angeordnet ist und dabei den Behälter in eine obere Kammer (40) und eine untere Kammer (42) teilt, wobei der Gefäßhalter mehrere Öffnungen (66a–f) aufweist, die zu einem Mittelpunkt gleichen Abstand haben, und wobei die Öffnungen eine entsprechende Anzahl Gefäße (100) entfernbar halten und diese Gefäße in die untere Kammer (24) unter der zweiten Kühleinrichtung (34) und über der ersten Kühleinrichtung (24) sowie mit Abstand zu dem Isoliereinsatz (68) hängen lassen können und g. ein Isoliergas, das die Gefäße (100) umgibt und die obere und untere Kammer (40, 42) im wesentlichen füllt.
Behälter nach Anspruch 10, bei dem der Deckel (26) in dem offenen Ende, das von den aufrecht stehenden Wänden (12, 14, 16, 18) gebildet wird, umgekehrt aufgenommen werden kann, und der Fläschchenhalter (56) die Form einer Platte hat, die auf dem Isoliereinsatz angeordnet ist.
Behälter nach Anspruch 10, bei dem der Deckel (26) in dem offenen Ende, das von den aufrecht stehenden Wänden (12, 14, 16, 18) gebildet wird, aufgenommen werden kann, und der Fläschchenhalter (56) die Form einer Platte hat, die auf dem Isoliereinsatz angeordnet ist, wobei die Platte eine Öffnung durch ihren Mittelpunkt und mehrere Öffnungen mit gleichem Abstand um diesen herum aufweist.
Behälter nach Anspruch 12, mit einer Temperaturanzeigeeinrichtung (73), die in der Mittelöffnung angeordnet ist, um anzuzeigen, daß der Innenraum Temperaturen ausgesetzt war, die entweder über oder unter einer vorgegebenen Schwelle liegen.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 13, bei dem die Temperaturanzeigeeinrichtung folgende Merkmale aufweist: a. eine Kuppel (78); b. einen Teilerring (80); c. eine Gehäuseeinrichtung (76), die am Boden geschlossen ist, so daß die Gesamtform des Rohres die Größe und die Form des Gefäßes (100) annähert, das in einem Fläschchenhalter aufgenommen werden soll; d. ein Rohr (82), welches ein Material (90) enthält, das dann, wenn es Temperaturen über oder unter einer spezifizierten Temperatur ausgesetzt wird, eine sichtbare Veränderung erfährt.