DE102012022144A1

DE102012022144A1 - Sterile connector useful for connection of fluid carrying component, comprises first connecting element with guide element, second connecting element, which is connectable with first connecting element, and valve

Info

Publication number: DE102012022144A1
Application number: DE201210022144
Authority: DE
Inventors: Roland Huchler; Jonathan Schächtele; Christian Reis
Original assignee: InnoCyte GmbH
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-11-13
Also published as: DE102012022144B4

Abstract

Sterile connector for fluid supply, preferably for sterile connection of multiple external fluid carrying components, comprises (i) a first connecting element (1) with a guide element (3), which is designed for fluid transport and fluid discharge, (ii) a second connecting element (2), which is connectable with the first connecting element, with an inlet (4) formed for receiving a fluid dispensing end (3a) of the guide element during connection of two connecting elements, and (iii) a valve (5). The inlet comprises at least one fluid dispensing end of the guide element. Sterile connector for fluid supply, preferably for sterile connection of multiple external fluid carrying components, comprises (i) a first connecting element (1) with a guide element (3), which is designed for fluid transport and fluid discharge, (ii) a second connecting element (2), which is connectable with the first connecting element, with an inlet (4) formed for receiving a fluid dispensing end (3a) of the guide element during connection of two connecting elements, and (iii) a valve (5). The inlet comprises at least one fluid dispensing end of the guide element, after the connection of the two connecting elements. The exterior of at least one end is washed around and the interior of the inlet is flushed at the closed valve with the fluid discharged from the end of the guide element. The fluid flow between the two connecting elements is carried out at open valves. An independent claim is also included for the connecting element, which is designed as the first connecting element or the second connecting element in the sterile connector.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sterilverbinder zur Fluidführung, insbesondere einen Sterilverbinder zum sterilen Verbinden mehrerer externer flüssigkeitsführender Bauelemente.The present invention relates to a sterile connector for fluid guidance, in particular a sterile connector for the sterile connection of a plurality of external liquid-conducting components.

Der häufigste Prozess in biotechnologischen Verfahren ist das Fördern von Flüssigkeiten zwischen einzelnen Reaktionsgefäßen. In manuellen Prozessen werden dazu Handpipetten verwendet, bei höherem Durchsatz werden auch Pipettierautomaten verwendet. Oftmals besitzt die Kontaminationsfreiheit oberste Priorität, um die Qualität des entstehenden Produktes zu gewährleisten. Daher wird für die Sterilisierung beteiligter Systembestandteile durch Verfahren wie beispielsweise die chemische Behandlung mit Wasserstoffperloxid und Peressigsäure, durch γ- oder Elektronenbestrahlung oder auch durch Autoklavieren ein großer Aufwand betrieben.The most common process in biotechnological processes is the conveyance of liquids between individual reaction vessels. In manual processes, manual pipettes are used, with higher throughput also pipetting machines are used. Often, the absence of contamination has the highest priority, to ensure the quality of the resulting product. Therefore, the sterilization of the system components involved by processes such as the chemical treatment with hydrogen peroxide and peracetic acid, by gamma or electron irradiation or by autoclaving a lot of effort.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit des sterilen Verbindens ist das Steril-Verschweißen von zwei Flüssigkeitsleitungen. Dieses setzt allerdings enge Grenzen in Bezug auf verwendbare Schlauchgrößen und Schlauchmaterialien. Eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung sogenannter Einwegverbinder. Diese ermöglichen jedoch nur das einmalige sterile Verbinden von flüssigkeitsführenden Leitungen.A possibility of sterile connection known from the prior art is the sterile welding of two fluid lines. However, this sets narrow limits in terms of usable hose sizes and tubing materials. Another possibility known from the prior art is the use of so-called disposable connectors. However, these only allow the one-time sterile connection of liquid-carrying lines.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sterilverbinder zur Verfügung zu stellen, welcher unabhängig vom verwendeten Schlauch- oder Rohrmaterial die Herstellung und Trennung von flüssigkeitsführenden Systemen steril auch in nicht-steriler Umgebung ermöglicht. Dabei soll der Sterilverbinder insbesondere ein mehrfaches steriles Verbinden, also ein erneutes steriles Verbinden nach Trennen der Verbindungselemente des Sterilverbinders erlauben.Starting from the prior art, it is the object of the present invention to provide a sterile connector which, regardless of the tube or tube material used, enables the production and separation of liquid-conducting systems in a sterile manner even in a non-sterile environment. In this case, the sterile connector should in particular allow a multiple sterile connection, ie a renewed sterile connection after disconnecting the connecting elements of the sterile connector.

Diese Aufgabe wird durch einen Sterilverbinder (nachfolgend vereinfacht auch als Verbinder bezeichnet) gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a sterile connector (hereinafter also referred to simply as a connector) according to claim 1. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.

Nachfolgend wird die Erfindung zunächst allgemein, dann anhand eines Spezifischen Ausführungsbeispiels beschrieben. Die im Ausführungsbeispiel in Kombination miteinander gezeigten einzelnen Bauelemente müssen im Rahmen der Erfindung nicht genau in der gezeigten Kombination verwirklicht sein, sondern können auch auf andere Art und Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können einzelne der im Beispiel gezeigten Bauelemente des Sterilverbinders bzw. der beiden Verbindungselemente desselben auch weggelassen werden oder mit anderen Bauteilen des Sterilverbinders auch auf andere Art und Weise kombiniert werden. Insbesondere können bereits einzelne der gezeigten Bauelemente des Beispiels für sich oder in Kombination mit anderen einzelnen gezeigten Bauelementen einen vorteilhaften Beitrag zum Stand der Technik leisten.The invention will first be described in general terms, then with reference to a specific embodiment. The individual components shown in combination with each other in the embodiment in the invention need not be realized in the present invention exactly in the combination shown, but can be combined with each other in other ways. In particular, individual components of the sterile connector or the two connecting elements thereof shown in the example may also be omitted or combined with other components of the sterile connector in other ways as well. In particular, individual components of the example shown alone or in combination with other individual components shown can make an advantageous contribution to the state of the art.

Der erfindungsgemäße Verbinder umfasst zwei Teile, ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement. Das erste Verbindungselement wird nachfolgend auch als „männlicher Teil” bzw. „male part” bezeichnet, das zweite Verbindungselement als „weiblicher Teil” bzw. „female part”. Der Sterilverbinder ist so ausgebildet, dass während des laufenden Betriebes eine Sterilisierung bzw. ein Reinigungsverfahren mit einem Reinigungsfluid, insbesondere einer chemischen Reinigungslösung, ermöglicht ist.The connector according to the invention comprises two parts, a first connecting element and a second connecting element. The first connection element is hereinafter also referred to as "male part" or "male part", the second connection element as "female part" or "female part". The sterile connector is designed so that a sterilization or a cleaning process with a cleaning fluid, in particular a chemical cleaning solution, is made possible during operation.

Die erfindungsgemäße Sterilverbindung ist wie im Anspruch 1 beschrieben, aufgebaut. Das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement sind aufgrund ihrer Ausbildung miteinander verbindbar und wieder lösbar, sodass ein mehrfaches steriles Verbinden und wieder Lösen der gebildeten Sterilverbindung ermöglicht ist.The sterile compound according to the invention is as described in claim 1, constructed. Due to their design, the first connecting element and the second connecting element can be connected to one another and released again, so that a multiple sterile connection and release of the sterile connection formed is made possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Sterilverbinder wie im Anspruch 2 beschrieben ausgebildet. In dieser Ausführungsform kann das Leitelement (z. B. Hohlnadel) nach dem Aufnehmen des fluidabgebenden Endes des Leitelementes des ersten Verbindungselementes in die Aufnahme des zweiten Verbindungselementes über das Halteelement des ersten Verbindungselementes hinaus überstehen (also auskragen). Statt einer solchen Auskragung ist es jedoch auch möglich in der dem zweiten Verbindungselement zugewandten Wandung des Haltelementes des ersten Verbindungselementes eine Aussparung (Vertiefung) vorzusehen, in die das fluidabgebende Ende des Leitelementes einragt und die ausreichend groß ausgebildet ist, um ein Aufnehmen der diesem fluidabgebenden Ende des Leitelementes zugewandten Seite des zweiten Verbindungselementes zu ermöglichen.In a preferred embodiment, the sterile connector according to the invention is designed as described in claim 2. In this embodiment, after receiving the fluid-emitting end of the guide element of the first connecting element into the receptacle of the second connecting element, the guide element (eg hollow needle) can protrude beyond the holding element of the first connecting element (ie protrude). Instead of such a projection, however, it is also possible in the second connecting element facing wall of the holding element of the first connecting element to provide a recess (recess), in which the fluid-emitting end of the guide element protrudes and which is sufficiently large to accommodate this fluid-emitting end allow the guide element facing side of the second connecting element.

Bei erfindungsgemäßen Sterilverbindern kann das Leitelement bereits mit dem Halteelement assembliert sein (also bereits in das Halteelement bzw. den Hohlraum desselben eingeschoben sein). Das Halteelement und das Leitelement des ersten Verbindungselementes können jedoch zunächst auch in noch getrenntem Zustand vorliegen und erst im Rahmen der Anwendung, also dem Herstellen der sterilen Fluidverbindung, ineinander geschoben werden.In sterile connectors according to the invention, the guide element can already be assembled with the holding element (ie already inserted into the holding element or the cavity thereof). However, the holding element and the guide element of the first connection element can initially also be present in a still separate state and only be pushed into one another within the framework of the application, that is to say the production of the sterile fluid connection.

Alternativ dazu oder in Kombination damit kann erfindungsgemäß auch die vorteilhafte Ausgestaltungsvariante des Anspruchs 3 realisiert sein. Die darin beschriebene Verbindung des spaltabgewandten Endes des ersten Ableitungsabschnitts mit dem externen Abflusselement kann insbesondere über eine Standardverbindung wie beispielsweise ein dem Fachmann bekanntes Luer-Lock oder auch eine 1/4-28 UNF Verbindung realisiert werden.Alternatively, or in combination with it, according to the invention, the advantageous Implementation variant of claim 3 be realized. The connection of the gap-facing end of the first discharge section to the external discharge element described therein can be realized, in particular, via a standard connection such as, for example, a Luer lock known to the person skilled in the art or else a 1 / 4-28 UNF connection.

Das bereits erwähnte Halteelement des ersten Verbindungselementes kann gemäß Anspruch 4 eine das Leitelement (z. B. Hohlnadel) im Hohlraum (z. B. Bohrung) des Halteelementes zentrierendes und den Spalt der Ausführungsform gemäß Anspruch 2 zum Außenraum des ersten Verbinderelments hin abdichtendes erstes Dichtelement umfassen. Dieses erste Dichtelement kann insbesondere auch so ausgebildet werden, dass es das Leitelement samt dessen fluidabgebendem Ende konzentrisch innerhalb des Hohlraums (Bohrung) des Halteelementes hält. Damit kann besagter Spalt (vgl. Anspruch 2) über den gesamten Umfang des Leitelements über seine gesamte Länge (parallel zur Längsrichtung des Hohlraums gesehen) mit konstantem Spaltmaß offen gehalten werden. Dazu kann das erste Dichtelement insbesondere aus thermoplastischem Polyurethan-Elastomer „TPU” ausgebildet werden: Dieses Material ermöglicht aufgrund seiner Steiffigkeit eine dauerhafte und zuverlässige Zentrierung des Leitelementes im Hohlraum des Halteelementes des ersten Verbindungselementes.The already mentioned holding element of the first connecting element can according to claim 4 a sealing element (eg hollow needle) in the cavity (eg bore) of the holding element centering and the gap of the embodiment according to claim 2 to the outer space of the first Verbinderelments sealing first sealing element include. This first sealing element can in particular also be designed such that it holds the guide element together with its fluid-dispensing end concentrically within the cavity (bore) of the holding element. Thus, said gap (see claim 2) over the entire circumference of the guide element over its entire length (viewed parallel to the longitudinal direction of the cavity) can be kept open with a constant gap. For this purpose, the first sealing element can be formed, in particular, from thermoplastic polyurethane elastomer "TPU". Due to its stiffness, this material enables a permanent and reliable centering of the guide element in the cavity of the holding element of the first connecting element.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Sterilverbinder einen Zuleitabschnitt gemäß Anspruch 5 auf. Die bevorzugte Ausbildung des leitelementabgewandten Endes dieses Zuleitabschnitts zum Verbinden mit einem externen Zuflusselement kann ebenfalls über eine Standardverbindung wie z. B. ein Luer-Lock oder eine 1/4-28 UNF Verbindung ausgebildet sein.The sterile connector according to the invention preferably has a supply section according to claim 5. The preferred embodiment of the non-conducting end of this Zuleitabschnitts for connecting to an external inflow element can also be connected via a standard connection such. B. a Luer-lock or a 1 / 4-28 UNF connection.

Das Ventil des erfindungsgemäßen Sterilverbinders kann gemäß Anspruch 6 einen Schließkörper und einen zugeordneten Verschlussabschnitt mit einer Öffnung aufweisen. Der Schließkörper kann insbesondere eine Kugel sein, es sind jedoch auch andere geometrische Formen des Schließkörpers möglich, sofern dieser zum Verschließen der Öffnung des Verschlussabschnitts ausgebildet und positionierbar ist. Der Verschlusskörper kann ringförmig ausgebildet sein oder zumindest ringförmige ausgebildete Abschnitte umfassen. Die Öffnung des Verschlussabschnittes ist vom Schließkörper durch Anpressen des Schließkörpers an den Verschlussabschnitt verschließbar, um das Ventil vom geöffneten in den verschlossenen Zustand zu überführen. Das dem Schließkörper abgewandte Ende des Verschlussabschnitts (bzw. der Öffnung desselben) kann in einer bevorzugten Variante die zum Aufnehmen zumindest des fluidabgebenden Endes des Leitelementes ausgebildete Aufnahme (oder einen Abschnitt derselben) ausbilden.The valve of the sterile connector according to the invention may according to claim 6 having a closing body and an associated closure portion having an opening. The closing body may in particular be a ball, but other geometric shapes of the closing body are also possible, provided that it is designed and positionable for closing the opening of the closing section. The closure body may be annular or at least comprise annular sections formed. The opening of the closure portion can be closed by the closing body by pressing the closing body to the closure portion to transfer the valve from the open to the closed state. The end of the closure section (or the opening thereof) facing away from the closing body may, in a preferred variant, form the receptacle (or a section thereof) designed to receive at least the fluid-emitting end of the guide element.

Das vorbeschriebene Ventil wird vorzugsweise gemäß Anspruch 7 über Magnetkräfte gesteuert. Der Elektromagnet kann dabei den vom Permanentmagneten auf der Öffnung des Verschlussabschnitts gehaltenen Schließkörper vom Verschlussabschnitt bzw. der Öffnung desselben wegziehen, wenn der Elektromagnet bzw. der Stromfluss desselben so geschaltet wird, dass auf den Schließkörper entgegen der Kraftwirkung des Permanentmagneten wirkende Abstoßkräfte des Elektromagneten wirken, die größer als die Anziehungskräfte durch den Permanentmagneten sind. Ein solches Abstoßen und Anziehen bzw. Überführen zwischen dem geschlossenen und dem geöffneten Ventilzustand lässt sich jedoch auch ohne Vorsehen eines Permanentmagneten gemäß Anspruch 7 realisieren: Alleine durch das Vorsehen eines geeignet ausgebildeten und positionierten Elektromagneten ist es möglich – je nach Schaltstellung des Elektromagneten bzw. der Richtung des Stromflusses in diesem – den Schließkörper von der Öffnung des Verschlussabschnitts wegzudrücken oder ihn hin zu dieser Öffnung zu ziehen. Weitere Ventilkonstruktionen, die nicht unbedingt auf Basis von Permanent- und/oder Elektromagneten realisiert sein müssen, sind denkbar (z. B. federgesteuert).The above-described valve is preferably controlled according to claim 7 via magnetic forces. The electromagnet can pull away the same from the permanent magnet on the opening of the closure member closing body from the closure portion or the opening thereof when the electromagnet or the current flow thereof is switched so that act on the closing body against the force of the permanent magnet acting repulsive forces of the electromagnet, which are greater than the forces of attraction by the permanent magnet. However, such a repulsion and tightening or transfer between the closed and the open valve state can be realized without providing a permanent magnet according to claim 7: Alone by the provision of a suitably designed and positioned electromagnet, it is possible - depending on the switching position of the electromagnet or the Direction of current flow in this - push the closing body of the opening of the closure portion or pull it towards this opening. Other valve designs that do not necessarily have to be realized on the basis of permanent and / or electromagnets are conceivable (eg spring-controlled).

Wie Anspruch 8 beschreibt, kann das zweite Verbindungselement ein zweites Dichtelement (z. B. Dichtscheibe aus einem flexiblen Material, insbesondere einem Elastomer) umfassen. Dabei kann das zweite Dichtelement als Teil des Verschlussabschnitts und/oder der Aufnahme des zweiten Verbindungselementes ausgebildet sein. Dieses Dichtelement sitzt bevorzugt an dem dem Schließkörper zugewandten Ende des Verschlussabschnitts und/oder der Aufnahme. Nach einem Öffnen des Ventils kann das fluidabgebende Ende des Leitelements beispielsweise durch ein Weiterbewegen des Leitelementes in Richtung auf das zweite Verbindungselement hin (in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 somit auch relativ zum Haltelement) in die Öffnung dieses zweiten Dichtelementes so eingeschoben werden, dass dieses Dichtelement das fluidabgebende Ende des Leitelements aufnimmt und abdichtend umschließt (z. B. durch kraftschlüssige Aufnahme des fluidabgebenden Endes des Leitelementes in eine Öffnung im flexiblen zweiten Dichtelement, die einen im Vergleich zum Durchmesser des Leitelementes geringfügig verringerten Durchmesser aufweist). Nach dem Öffnen des Ventils kann somit das fluidabgebende Ende des Leitelementes innerhalb der Aufnahme des zweiten Verbindungselementes so zum zweiten Dichtelement hin und in letzteres hinein bewegt werden, dass das innere Hohlvolumen des Leitelementes am fluidabgebenden Ende desselben unmittelbar mit dem inneren Hohlvolumen des eröffneten Ventils verbunden ist. Aus dem Leitelement kann dann ein Fluid in das Ventil des zweiten Verbindungselementes strömen, den Schließkörper im inneren Hohlvolumen des Ventils umspülen und aus dem zweiten Verbindungselement austreten. Das beschriebene Weiterbewegen des fluidabgebenden Endes des Leitelementes in das zweite Dichtelement hinein kann im eröffneten Ventilzustand mittels einer Vorschubeinheit erfolgen. Ein unerwünschter Rückfluss von Fluid durch den Spalt zwischen der Innenwand des Hohlraums des Halteelements einerseits und der Außenwand des aufgenommenen Abschnitts des Leitelements andererseits (Ausführungsform gemäß Anspruch 2) im eröffneten Ventilzustand, in dem lediglich ein Durchfluss von Fluid vom ersten Verbindungselement in das zweite Verbinderlement erwünscht ist, wird somit vermieden.As described in claim 8, the second connecting element may comprise a second sealing element (eg sealing disk of a flexible material, in particular an elastomer). In this case, the second sealing element may be formed as part of the closure section and / or the receptacle of the second connection element. This sealing element is preferably seated on the end of the closure section facing the closing body and / or the receptacle. After opening the valve, the fluid-emitting end of the guide element can be inserted, for example, by moving the guide element in the direction of the second connection element (in the preferred embodiment according to claim 2 relative to the holding element) into the opening of this second sealing element Sealing element receives the fluid-emitting end of the guide element and sealingly surrounds (eg by frictionally receiving the fluid-emitting end of the guide element in an opening in the flexible second sealing element, which has a slightly reduced compared to the diameter of the guide element diameter). After opening the valve thus the fluid-emitting end of the guide element within the receptacle of the second connecting element can be moved towards the second sealing element and into the latter in that the inner hollow volume of the guide element at the fluid-dispensing end thereof is directly connected to the inner hollow volume of the opened valve , From the Guide element can then flow a fluid into the valve of the second connecting element, the closing body in the inner hollow volume of the valve flush and emerge from the second connecting element. The described further movement of the fluid-emitting end of the guide element into the second sealing element can take place in the opened valve state by means of a feed unit. An undesirable backflow of fluid through the gap between the inner wall of the cavity of the holding member on the one hand and the outer wall of the received portion of the guide on the other hand (embodiment according to claim 2) in the opened valve state in which only a flow of fluid from the first connector into the second Verbinderlement desired is, is thus avoided.

In der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 9 kann die Verbindung zwischen dem der Aufnahme abgewandten Ende des zweiten Ableitabschnitts mit dem externen Abflusselement ebenfalls über eine Standardverbindung (Luer-Lock oder 1/4-28 UNF Verbindung) erfolgen.In the preferred embodiment according to claim 9, the connection between the receiving end facing away from the second Ableitabschnitts with the external drainage element also via a standard connection (Luer-Lock or 1 / 4-28 UNF connection).

Vorzugsweise ist bei sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsformen das erste Verbindungselement wie in Anspruch 10 beschrieben mit dem zweiten Verbinderelment verbindbar. Das Leitelement kann als Hohlnadel ausgebildet werden. Auch andere Hohlrohrformen (z. B. ohne angespitztes Nadelende) sind jedoch denkbar.Preferably, in all of the above-described embodiments, the first connection element as described in claim 10 is connectable to the second Verbinderelment. The guide element can be formed as a hollow needle. Other hollow tube shapes (eg without pointed needle end) are conceivable, however.

Sämtliche vorbeschriebenen Ausführungsvarianten des ersten und/oder des zweiten Verbindungselementes, die in den Ansprüchen beschrieben sind, können miteinander kombiniert werden.All of the above-described embodiments of the first and / or the second connecting element, which are described in the claims, can be combined.

Insbesondere ist es erfindungsgemäß auch möglich, mehrere sterile Fluidverbindungen parallel auszubilden und wieder zu lösen. Dies kann gemäß Anspruch 11 erfolgen.In particular, it is also possible according to the invention to form and to dissolve several sterile fluid connections in parallel. This can be done according to claim 11.

Erfindungsgemäß kann/können der/die erfindungsgemäßen Sterilverbinder in einem Bioreaktor zur Flüssigkeitshandhabung eingesetzt werden, um z. B. verschiedene Komponenten des Bioreaktors, die in Flüssigkeitsaustausch stehen, steril zu verbinden.According to the invention, the sterile connector (s) according to the invention can be used in a bioreactor for liquid handling in order, for. B. various components of the bioreactor, which are in fluid communication to connect sterile.

Erfindungsgemäß kann das erste Verbindungselement (male Part) aus einem Zufluss bestehen, der über eine Standard-Verbindung (z. B. UNF) 1/4-28 oder ein Luer-Lock mit einer Hohlnadel als Leitelement verbunden ist. Die Nadel kann durch einen abgedichteten Mittelteil (Halteelement) des ersten Verbindungselementes ragen und diesen Mittelteil vollständig durchdringen, sodass das fluidabgebende Ende der Nadel aus dem abgedichteten Mittelteil herausragt. Zwischen der Nadel und der Innenwand des Hohlraums (Bohrung) im Mittelteil kann ein dünner Spalt mit einem definierten Maß (z. B. Spaltbreite im Bereich zwischen 100 und 500 μm, bevorzugt zwischen 150 μm und 300 μm, besonders bevorzugt 200 μm) bestehen. Zudem kann ein Abfluss aus dem Spalt bzw. dem Hohlraum des Mittelteils vorgesehen sein, der über eine Standard-Verbindung mit einem externen Abflusselement (Abflussrohr oder Sammelbehälter zur Aufnahme von abgeleiteten Fluid) verbunden werden oder sein kann.According to the invention, the first connection element (male part) can consist of an inflow, which is connected via a standard connection (eg UNF) 1 / 4-28 or a Luer-Lock with a hollow needle as a guide element. The needle can protrude through a sealed central part (retaining element) of the first connecting element and completely penetrate this central part, so that the fluid-emitting end of the needle protrudes from the sealed central part. Between the needle and the inner wall of the cavity (bore) in the middle part, there may be a thin gap with a defined dimension (eg gap width in the range between 100 and 500 μm, preferably between 150 μm and 300 μm, particularly preferably 200 μm). In addition, an outflow from the gap or the cavity of the middle part can be provided, which can be connected via a standard connection with an external drainage element (drainage pipe or collecting container for receiving inferred fluid) or can be.

Andererseits kann das zweite Verbindungselement (female Part) in einem Gehäuse (das an ein externes flüssigkeitsführendes Bauelement angeschlossen werden kann) ein Ventil umfassen, das einen offenen und einen geschlossenen Zustand besitzt. Der Zugang zum inneren Hohlraum (Innenraum des Ventils) kann so gestaltet sein, dass das Leitelement (Nadel) eine Wandung desselben durchdringt (vergleiche die vorbeschriebene Ausführungsform mit zweitem Dichtelement).On the other hand, the second connector (female part) in a housing (which can be connected to an external fluid-conducting component) may comprise a valve having an open and a closed state. The access to the inner cavity (interior of the valve) may be designed so that the guide element (needle) penetrates a wall thereof (compare the above-described embodiment with the second sealing element).

Zur Verbindung und zur Sterilisation des ersten und des zweiten Verbinderlementes (also der Produkt- bzw. Fluid-berührenden Teile) können die beiden Verbindungselemente miteinander verbunden werden. Hierzu existieren unterschiedliche Möglichkeiten, wie beispielsweise Bajonett-Verschlüsse oder Luer-Lock-Verbindungen. Sind die beiden Verbindungselemente miteinander verbunden, so kann das Leitelement bzw. das Ende desselben bis kurz vor das zweite Dichtelement des Ventils (bzw. die vom Verschlusselement verschlossene Öffnung des Verschlussabschnitts) reichen. In diesem Zustand (noch verschlossenes Ventil) kann Sterilisationsflüssigkeit wie beispielsweise Ethanol durch die Fluid- bzw. Flüssigkeits-führende Leitungsabschnitte des ersten Verbindungselementes gefördert werden: Die Flüssigkeit läuft durch das Leitelement bzw. den inneren Hohlraum desselben, wird durch dessen fluidabgebendes Ende ausgeströmt und am noch geschlossenen Ventil (also im/oder am Verschlussabschnitt und/oder Schließkörper und/oder innerhalb der Aufnahme des zweiten Verbindungselementes) umgelenkt und durchläuft den Spalt (Kapillare) zwischen der Außenwand des Leitelements einerseits und der Innenwand der Bohrung im Mittelteil andererseits. Die Sterilisationsflüssigkeit wird dann über den Ableitabschnitt aus dem ersten Verbindungselement geführt und in einen Abfallcontainer, beispielsweise eine Schott-Flasche, abgeleitet.For connection and sterilization of the first and second Verbinderlementes (ie, the product or fluid-contacting parts), the two connecting elements can be interconnected. For this purpose, there are different possibilities, such as bayonet locks or luer-lock connections. If the two connecting elements are connected to one another, then the guide element or the end thereof can reach until shortly before the second sealing element of the valve (or the opening of the closure section closed by the closing element). In this state (still closed valve), sterilization liquid such as ethanol can be conveyed through the fluid-conducting line sections of the first connection element. The liquid passes through the guide element or the inner cavity of the same, is discharged through the fluid-dispensing end and on still closed valve (ie in / or on the closure portion and / or closing body and / or within the receptacle of the second connecting element) deflected and passes through the gap (capillary) between the outer wall of the guide element on the one hand and the inner wall of the bore in the middle part on the other. The sterilization liquid is then led out of the first connection element via the discharge section and discharged into a waste container, for example a bulkhead bottle.

Durch diesen Vorgang wird eine Sterilisation des zuleitenden Teils (erstes Verbindungselement) mit dem abgeschlossenen Innenraum zwischen erstem Verbindungselement und Ventil des zweiten Verbindungselementes erreicht. Die Sterilisationsflüssigkeit kann somit durch beide Verbindungselemente (bzw. die Fluid-benetzten Teile derselben) hindurch spülen, sodass eine vollständige Sterilisation erreicht wird.By this process, a sterilization of the supplying part (first connecting element) is achieved with the closed interior space between the first connecting element and valve of the second connecting element. The sterilization fluid can thus flush through both connectors (or the fluid-wetted portions thereof) so that complete sterilization is achieved.

Das Ventil kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform einen Schließkörper in Form einer Magnetkugel und ein Verschlussabschnitt, der einen ringförmigen Permanent-Magneten umfasst, aufweisen. Durch Magnetkräfte wird somit der kugelförmige Schließkörper auf den Verschlussabschnitt (Ringmagneten) gezogen, um das Ventil zu schließen. Weitere Ventilausführungsformen sind je nach Bauart und Größe des zweiten Verbindungselementes möglich. In a particularly advantageous embodiment, the valve may have a closure element in the form of a magnetic ball and a closure section comprising an annular permanent magnet. By magnetic forces thus the spherical closing body is pulled onto the closure portion (ring magnet) to close the valve. Other valve embodiments are possible depending on the design and size of the second connecting element.

Um die im Sterilverbinder befindliche Sterilisationsflüssigkeit zu entfernen, kann im geschlossenen Zustand des Ventils des zweiten Verbindungselements ein Anteil von zur Sterilförderung vorgesehener Flüssigkeit gefördert werden, der die Sterilisationsflüssigkeit verdrängt. Dieser Anteil der zur Sterilförderung vorgesehenen Flüssigkeit wird ebenfalls noch durch den Ableitabschnitt am Ende des Spaltes zum Ableiten von Fluid aus dem ersten Verbindungselement in den Abfall-Container abgeleitet, bis der innere Hohlraum der Verbindung der beiden Verbindungselemente sicher sterilisationsmittelfrei ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann an besagten Ableitabschnitt ein Vakuum angelegt werden, um eine optimale Reinigung dieses Innenraumes samt eventuell entstehender Toträume zu ermöglichen. Auch ein pulsierendes Spülen für eine bessere Luftverdrängung beim Sterilisieren und Spülen ist möglich.In order to remove the sterilization liquid located in the sterile connector, in the closed state of the valve of the second connection element, a portion of liquid intended for the purpose of delivering the sterile substance can be conveyed, which displaces the sterilization liquid. This portion of the liquid intended for the purpose of sterile delivery is also discharged through the discharge section at the end of the gap for the discharge of fluid from the first connection element into the waste container until the inner cavity of the connection of the two connection elements is safely sterilization-agent-free. In a particularly advantageous embodiment, a vacuum can be applied to said discharge section in order to allow optimum cleaning of this interior space together with any resulting dead spaces. Pulsating rinsing for better air displacement during sterilization and rinsing is also possible.

Im nächsten Schritt kann schließlich das Ventil des zweiten Verbindungselementes geöffnet werden. Somit kann die zur Sterilförderung vorgesehene Flüssigkeit (anstelle ihrer Ableitung durch den Spalt und in den Abfallcontainer) nunmehr durch das geöffnete Ventil und somit durch das zweite Verbindungselement in ein mit letzterem verbundenes flüssigkeitsführendes, externes Bauelement gefördert werden. Vorteilhafterweise kann dies in der Ausführungsform mit Magnetkugel dadurch erfolgen, dass die Magnetkugel aktiv durch ein z. B. mittels eines Elektromagneten erzeugtes externes Magnetfeld vom Verschlussabschnitt bzw. ringförmigen Permanent-Magneten gezogen wird. Es ist jedoch auch möglich (ein Elektromagnet bzw. ein externes Magnetfeld ist dann nicht notwendig) dass der Förderdruck der Flüssigkeit und die Anziehungskräfte des Schließkörpers durch den permanentmagnet-basierten Verschlussabschnitt so aufeinander abgestimmt werden, dass ein passives Öffnen des Ventils durch den Flüssigkeitsdruck im geschlossenen, verbundenen System zwischen erstem und zweitem Verbindungselement ermöglicht ist: Der Flüssigkeitsdruck eröffnet gegen die Magnetkräfte einen Durchgang zwischen Schließkörper und Verschlussabschnitt, durch den die Flüssigkeit in den inneren Hohlraum des Ventils und aus dem zweiten Verbindungselement strömen kann. Die Drücke zum Öffnen des Ventils können durch passende Wahl des Magneten und der flüssigkeitsführenden Abschnitte des Systems aus erstem und zweitem Verbindungselement eingestellt werden.In the next step, finally, the valve of the second connecting element can be opened. Thus, the liquid provided for the purpose of sterile delivery (instead of being diverted through the gap and into the waste container) can now be conveyed through the opened valve and thus through the second connecting element into a liquid-conducting, external component connected to the latter. Advantageously, this can be done in the embodiment with magnetic ball characterized in that the magnetic ball is active by a z. B. generated by an electromagnet external magnetic field from the closure portion or annular permanent magnet is pulled. However, it is also possible (an electromagnet or an external magnetic field is then not necessary) that the delivery pressure of the liquid and the attractive forces of the closing body by the permanent magnet-based closure portion are coordinated so that a passive opening of the valve by the liquid pressure in the closed The fluid pressure opens against the magnetic forces a passage between the closing body and the closure portion, through which the liquid can flow into the inner cavity of the valve and from the second connecting element. The pressures for opening the valve can be adjusted by suitable choice of the magnet and the liquid-carrying portions of the system of first and second connecting element.

Nach dem Fördervorgang kann das Ventil des zweiten Verbindungselementes wieder geschlossen werden. Anschließend kann die sterile Verbindung zwischen den beiden Verbindungselementen gelöst werden. Ein erneutes (steriles) Verbinden der beiden Verbindungselemente ist dann durch erneutes Durchführen vorstehend beschriebener Schritte möglich. Das System, welches steril gehalten werden soll, wird dabei nicht beeinflusst.After the conveying process, the valve of the second connecting element can be closed again. Subsequently, the sterile connection between the two connecting elements can be solved. A renewed (sterile) connection of the two connecting elements is then possible by re-performing steps described above. The system, which should be kept sterile, is not affected.

Wie bereits beschrieben können auch mehrere steril zu haltende Systeme über mehrere paarweise miteinander zu verbindende erste und zweite Verbindungselemente parallel sterilisiert werden (die ersten und zweiten Verbindungselemente können dabei sich paarweise gegenüberliegend in zwei zusammensteckbare Gehäuseteile integriert werden).As already described, a plurality of systems to be kept sterile can also be sterilized in parallel via a plurality of first and second connecting elements to be connected in pairs (the first and second connecting elements can be integrated in pairs opposite one another into two plug-in housing parts).

Ein erfindungsgemäßer Sterilverbinder hat insbesondere die folgenden Vorteile:

1. Eine wiederholte Verbindung flüssigkeitsführender Systeme (bzw. beidseits der beiden Verbindungselemente anzuschließender flüssigkeitsführender Bauelemente) ist unter Aufrechterhaltung der Sterilität möglich. Ein Einsetzen von Einwegbauelementen wird somit vermieden.
2. Der Sterilverbinder ermöglicht eine einfache Inline-Sterilisation mittels chemischer Reinigungsmittel.
3. Ebenfalls ist eine Sterilisation mittels einer externen Spule (Induktion) oder mittels Widerstandserhitzen möglich.
4. Ein mehrfaches Verbinden und wieder Trennen von Flüssigkeitsführenden Systemen ist ermöglicht.
5. Mit dem erfindungsgemäßen Sterilverbinder lassen sich die unterschiedlichsten medizintechnischen und/oder biotechnologischen Systeme bzw. flüssigkeitsführende Bauelemente steril verbinden.

A sterile connector according to the invention has the following advantages in particular:

1. A repeated connection of fluid-carrying systems (or on both sides of the two fasteners to be connected fluid-carrying components) is possible while maintaining sterility. An insertion of disposable components is thus avoided.
2. The sterile connector allows easy in-line sterilization by means of chemical cleaning agents.
3. Sterilization by means of an external coil (induction) or resistance heating is also possible.
4. Multiple connection and disconnection of liquid-carrying systems is possible.
5. The sterile connector according to the invention, the most diverse medical technology and / or biotechnological systems or liquid-conducting components can connect sterile.

Dabei ist darauf zu achten, dass beim Sterilisationsvorgang eine komplette Benetzung der inneren Hohlräume in der Aufnahme und im Spalt bewirkt wird.It is important to ensure that the sterilization process, a complete wetting of the internal cavities in the recording and in the gap is effected.

Nachfolgend wird anhand der einzigen 1 ein konkretes Konstruktionsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Sterilverbinder beschrieben.The following is based on the single 1 a concrete construction example for a sterile connector according to the invention described.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Sterilverbinder mit einem ersten Verbindungselement 1 (rechts) und einem zweiten Verbindungselement 2 (links) in einem Schnitt durch die zentrale Längsachse (Achse der Fluidführung) der beiden Elemente 1, 2. 1 links oben zeigt einen Ausschnitt, der die Spaltkonfiguration 11 im Hohlraum (Bohrung 7) des Halteelementes 6 des ersten Verbindungselementes 1 zeigt (siehe nachfolgend). 1 shows an embodiment of a sterile connector according to the invention with a first connecting element 1 (right) and a second connecting element 2 (left) in a section through the central longitudinal axis (axis of the fluid guide) of the two elements 1 . 2 , 1 on the top left a section showing the gap configuration 11 in the cavity (bore 7 ) of the holding element 6 of the first connecting element 1 shows (see below).

Das erste Verbindungselement 1 umfasst ein Leitelement in Form einer hier z. B. 5 cm langen Hohlnadel 3 mit einem Nadelinnendurchmesser von beispielsweise 2 mm, wobei das fluidabgebende Ende, also die Nadelspitze, hier mit dem Bezugszeichen 3a versehen ist. Am der Spitze 3a abgewandtem Ende ist die Nadel 3 in ein Gehäuse eines Zuleitabschnitts 14 integriert. Dieses Gehäuse kann an seiner der Nadel 3 abgewandten Seite 14a durch eine hier nicht gezeigte Standardverbindung (beispielsweise: Luer-Lock) mit einem ebenfalls nicht gezeigten externen flüssigkeitsführenden Bauelement zum Zuliefern einer steril zu transportierenden Flüssigkeit (z. B. Teil eines Bioreaktors) flüssigkeitsdicht verbunden werden.The first connection element 1 comprises a guide element in the form of a here z. B. 5 cm long hollow needle 3 with an internal needle diameter of, for example, 2 mm, wherein the fluid-emitting end, that is the needle tip, here by the reference numeral 3a is provided. At the top 3a opposite end is the needle 3 in a housing of a Zuleitabschnitts 14 integrated. This case can be attached to its needle 3 opposite side 14a be connected in a liquid-tight manner by means of a standard connection (not shown here, for example: Luer lock) to an external fluid-conducting component, likewise not shown, for delivering a liquid to be transported in a sterile manner (for example, part of a bioreactor).

Das erste Verbindungselement 1 umfasst neben der Struktur 3, 14 ein (bis auf den ersten Ableitabschnitt 12, siehe nachfolgend) im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildetes Halteelement 6, in das zentrisch entlang der Zylinderachse ein Hohlraum in Form einer Bohrung 7 eingebracht ist. Diese Bohrung hat einen Innendurchmesser, der mit 3.5 mm geringfügig größer als der Außendurchmesser der Hohlnadel 3 (2.5 mm) ist. Die Bohrung 7 ist somit zur nahezu (bis auf den Spalt 11, siehe nachfolgend) formschlüssigen Aufnahme der Hohlnadel 3 ausgebildet. Die Längsausdehnung des Halteelementes 6 ist dabei so gewählt, dass die Hohlnadel 3 nach Aufnahme in den Hohlraum 7 diesen nicht nur entlang der gesamten Bohrungslänge ausfüllt, sondern dass auch auf der dem Zuleitabschnitt 14 gegenüberliegenden Seite des Halteelementes 6 das Nadelende 3a um hier ca. 0.5 cm übersteht. Das äußere A des Nadelendes 3a ragt somit aus dem Halteelement 6 (bzw. dem Zentrierring 15 desselben, siehe nachfolgend) heraus.The first connection element 1 includes next to the structure 3 . 14 on (except for the first derivation section 12 , see below) substantially cylindrically shaped holding element 6 , in the centric along the cylinder axis, a cavity in the form of a bore 7 is introduced. This bore has an inner diameter of 3.5 mm, slightly larger than the outer diameter of the hollow needle 3 (2.5 mm). The hole 7 is thus almost (except for the gap 11 , see below) positive reception of the hollow needle 3 educated. The longitudinal extent of the retaining element 6 is chosen so that the hollow needle 3 after admission into the cavity 7 not only fills it along the entire bore length, but also on the Zuleitabschnitt 14 opposite side of the holding element 6 the needle end 3a To survive here about 0.5 cm. The outer A of the needle end 3a thus protrudes from the holding element 6 (or the centering ring 15 the same, see below) out.

Auf der dem Zuleitabschnitt 14 zugewandten Seite ist im Haltelement 6 eine Vertiefung vorgesehen, in die bündig ein erstes Dichtelement 13 in Form einer Dichtscheibe aus „TPU” eingesetzt ist. Auch dieses Dichtelement 13 des Halteelementes 6 weist die vorbeschriebene Bohrung 7 auf, über seine Längsausdehnung in Nadelrichtung ist der Innendurchmesser der Bohrung 7 jedoch so weit verringert, dass die Nadel 3 abdichtend im Bohrungsabschnitt des ersten Dichtelementes 13 aufgenommen ist. Die Dicke des Dichtelements 13 in Nadelrichtung ist dabei so gewählt, dass nicht nur vorbeschriebene Abdichtfunktion gewährleistet ist, sondern dass die Nadel 3 über die gesamte Länge der Bohrung 7 im Halteelement 6 zentrisch innerhalb der Bohrung 7 stabilisiert wird. Dies ist im Ausschnitt links oben in 1 skizziert: Das Dichtelement 13 sorgt dafür, dass die Nadel 3 im Bohrungsabschnitt 7 außerhalb des ersten Dichtelements 13 konzentrisch innerhalb der Bohrung 7 so sitzt, dass zwischen der Außenwand 10 des vom Halteelement 6 aufgenommenen Nadelabschnitts 8 einerseits, und der Innenwand 9 der Bohrung 7 andererseits ein Spalt 11 konstanter Ausdehnung (die hier (3.5 mm – 2.5 mm)/2 = 0.5 mm beträgt) vorhanden ist. Durch die Zentrierung der Nadel 3 mit Hilfe des ersten Dichtelements 13 wird somit besagter Spalt 11 im Halteelement 6 über die gesamte Länge 8 der Nadel 3 außerhalb des Dichtelements 13 bis hin zum Austritt der Nadel an ihrem Ende 3a offen gehalten.On the Zuleitabschnitt 14 facing side is in the holding element 6 a recess provided in the flush a first sealing element 13 is used in the form of a sealing disc made of "TPU". Also this sealing element 13 of the holding element 6 has the above-described hole 7 on, over its longitudinal extent in the needle direction is the inner diameter of the bore 7 however, so far reduced that the needle 3 sealing in the bore portion of the first sealing element 13 is included. The thickness of the sealing element 13 in the needle direction is chosen so that not only the above-described sealing function is ensured, but that the needle 3 over the entire length of the hole 7 in the holding element 6 centric within the hole 7 is stabilized. This is in the clipping in the upper left corner of 1 sketched: The sealing element 13 makes sure the needle 3 in the bore section 7 outside the first sealing element 13 concentric within the bore 7 so sits that between the outer wall 10 of the holding element 6 received needle section 8th on the one hand, and the inner wall 9 the bore 7 on the other hand a gap 11 constant expansion (which is here (3.5 mm - 2.5 mm) / 2 = 0.5 mm) is present. By centering the needle 3 with the help of the first sealing element 13 thus becomes said gap 11 in the holding element 6 over the entire length 8th the needle 3 outside the sealing element 13 up to the exit of the needle at its end 3a kept open.

In der dem ersten Dichtelement 13 gegenüber liegenden Außenseite des Halteelementes 6 ist ebenfalls eine Vertiefung vorgesehen, in der der Zentrierring 15 mit integriertem Dichtring 21 eingepasst ist. Das zuleitabschnittabgewandte Ende der Nadel 3 ist zentrisch und mit umfangsseitigem Spiel durch diesen Zentrierring 15 sowie durch seinen Dichtring 21 aus dem Halteelement 6 nach außen geführt (Herauskragen des Ende 3a der Nadel 3). Der Zentrierring 15 samt Dichtring 21 dient dazu, das dem ersten Verbindungselement 1 zugewandte Ende des Gehäuses des zweiten Verbindungselements 2 abdichtend aufzunehmen.In the first sealing element 13 opposite outer side of the retaining element 6 is also provided a recess in which the centering ring 15 with integrated sealing ring 21 is fitted. The zuleitabschnittabgewandte end of the needle 3 is centric and with circumferential play through this centering ring 15 as well as through its sealing ring 21 from the holding element 6 led outwards (protruding out of the end 3a the needle 3 ). The centering ring 15 with sealing ring 21 serves to that the first connecting element 1 facing the end of the housing of the second connecting element 2 take up sealing.

Die beiden radial beabstandet von der Bohrung 7 und parallel zu dieser auf Höhe des aufgenommenen Abschnitts 8 der Nadel 3 im Halteelement 6 eingebrachten Bohrungen 22a und 22b dienen hier der Montage des Verbindungselementes an andere Bauteile, wie in unserem Fall z. B. einem Inkubator. Sie sind aber nicht notwendig.The two radially spaced from the bore 7 and parallel to this at the level of the recorded section 8th the needle 3 in the holding element 6 introduced holes 22a and 22b Here serve the assembly of the connecting element to other components, such as in our case. B. an incubator. But they are not necessary.

Zwischen dem Zentrierring 21 und dem ersten Dichtelement 13 ist in unmittelbarer Nähe des Dichtelements 13 (hier im Abstand von ca. 0.5 cm zum Dichtelement 13) senkrecht zur Bohrung 7 eine radial nach außen führende Bohrung 12a, die hier einen Innendurchmesser entsprechend des Innendurchmessers der Bohrung 7 aufweist, in das Haltelement 6 eingebracht. Diese Bohrung 12a kommuniziert mit der Bohrung 7, verbindet somit den Spalt 11 an dessen dem Nadelende 3a abgewandten Ende 11a zur Fluidführung mit dem Außenraum R des ersten Verbindungselementes 1. Die Bohrung 12a dient zum Ableiten von Flüssigkeit, die vom Nadelement 3a abgegeben wurde, am geschlossenen Ventil 5 (siehe nachfolgend) bei verbundenen Elementen 1, 2, umgelenkt wurde, in den Spalt 11 fließt und aus dem ersten Verbindungselement 1 abgeführt werden soll. Hierzu mündet der Kanal 12a in einen Hohlraum 12c eines Gehäuseabschnitts 12b, das an seinem der Bohrung 7 bzw. dem Spalt 11 abgewandten Ende 12d über eine Standardverbindung (z. B. Luer-Lock), die hier nicht gezeigt ist, mit einem Abfall-Container oder einer Ableitung (hier ebenfalls nicht gezeigt) verbunden werden kann. Die Elemente 12a bis 12d bilden so den ersten Ableitabschnitt 12 zum Ableiten von Flüssigkeit aus dem ersten Verbindungselement 1.Between the centering ring 21 and the first sealing element 13 is in the immediate vicinity of the sealing element 13 (here at a distance of about 0.5 cm to the sealing element 13 ) perpendicular to the bore 7 a radially outward leading bore 12a , here an inner diameter corresponding to the inner diameter of the bore 7 has, in the holding element 6 brought in. This hole 12a communicates with the bore 7 , thus connecting the gap 11 at the end of the needle 3a opposite end 11a for fluid guidance with the outer space R of the first connecting element 1 , The hole 12a serves to drain off liquid from the needle element 3a was discharged, the closed valve 5 (see below) with connected elements 1 . 2 , was deflected, into the gap 11 flows and out of the first connecting element 1 should be dissipated. For this purpose, the channel opens 12a in a cavity 12c a housing section 12b that at his bore 7 or the gap 11 opposite end 12d can be connected via a standard connection (eg Luer lock), not shown here, to a waste container or to a drain (also not shown here). The Elements 12a to 12d thus form the first derivation section 12 for deriving of liquid from the first connecting element 1 ,

Nachfolgend wird nun das zweite Verbindungselement 2 beschrieben.Below is now the second connection element 2 described.

Dieses ist rotationssymmetrisch um seine Fluiddurchleitung ausgebildet und integriert in einem geeigneten Gehäuse auf seiner dem Nadelende 3a zugewandten Seite zunächst einen scheibenförmigen (Ausdehnung in Richtung der Nadellängsachse ca. ein Zentimeter) Permanentmagneten 17 mit einer zentrisch eingebrachten Bohrung, deren Bohrungsdurchmesser dem Durchmesser der Bohrung 7 im ersten Verbindungselement 1 entspricht. Der dem ersten Verbindungselement 1 bzw. dem herausragenden Nadelende 3a zugewandte Abschnitt des Gehäuses des zweiten Verbindungselementes 2 greift hier (nicht im Detail gezeigt) in eine Vertiefung des Zentrierrings 15 ein und ist mit diesem über einen Bajonett-Verschluss sowie vermittels des Dichtrings 21 fluiddicht mit dem Gehäuse des ersten Verbindungselementes 1 (bzw. dem Halteelement 6) verbindbar.This is rotationally symmetrical about its fluid passage formed and integrated in a suitable housing on the needle end 3a facing side first a disc-shaped (expansion in the direction of the needle longitudinal axis about one centimeter) permanent magnet 17 with a centrally introduced bore, the bore diameter of the diameter of the bore 7 in the first connection element 1 equivalent. The first connection element 1 or the outstanding end of the needle 3a facing portion of the housing of the second connecting element 2 engages here (not shown in detail) in a recess of the centering ring 15 and is with this over a bayonet closure and by means of the sealing ring 21 fluid-tight with the housing of the first connecting element 1 (or the holding element 6 ) connectable.

Die zentrische Bohrung im Permanent-Magneten des zweiten Verbinderelementes 2 bildet somit eine das herauskragende Nadelende 3a des ersten Verbindungselementes 1 beim Verbinden der beiden Elemente 1 und 2 aufnehmende und dieses Ende 3a umfassende Aufnahme 4 des zweiten Verbindungselementes 2. Die Aufnahme 4 ist dabei so ausgebildet, dass der Umfang des Nadelendes 3a im Inneren I der Aufnahme 4 nach allen Seiten einen Abstand aufweist, also Spiel hat. Mit anderen Worten kann aus dem Nadelende 3a austretende Flüssigkeit, die am geschlossenen Ventil 5 (siehe nachfolgend) umgelenkt wird, das Nadelende 3a im Inneren I der Aufnahme 4 umspülen und durch die abdichtende Aufnahme des Elements 2 im Element 1 nach Verbindung dieser Elemente über den Spalt 11 sowie den Kanal 12a in den angeschlossenen Abfall-Container abfließen. Die Ausdehnung des Permanentmagneten 17 bzw. dessen zentrischer Bohrung in Nadellängsrichtung muss somit so gewählt sein, dass auch nach der abdichtenden Verbindung der beiden Elemente 1, 2 im Inneren I der Aufnahme 4 noch ein zumindest spaltförmiger, das Nadelende 3a umschließender Hohlraum verbleibt, der ein Umspülen und Abtransportieren der aus dem Nadelende 3a in das Innere I der Aufnahme 4 austretenden Flüssigkeit erlaubt.The central bore in the permanent magnet of the second connector element 2 thus forms a protruding needle end 3a of the first connecting element 1 when connecting the two elements 1 and 2 receiving and this end 3a comprehensive recording 4 of the second connecting element 2 , The recording 4 is designed so that the circumference of the needle end 3a inside I the recording 4 has a gap on all sides, so has game. In other words, from the needle end 3a leaking fluid, the closed valve 5 (see below) is deflected, the needle end 3a inside I the recording 4 wash over and through the sealing receptacle of the element 2 in the element 1 after connecting these elements across the gap 11 as well as the channel 12a drain into the connected waste container. The extent of the permanent magnet 17 or its central bore in the needle longitudinal direction must therefore be chosen so that even after the sealing connection of the two elements 1 . 2 inside I the recording 4 another at least slit-shaped, the needle end 3a enclosing cavity, which is a washing around and transporting away from the needle end 3a into the interior of the picture 4 leaving liquid allowed.

Im Gehäuse des zweiten Verbindungselementes ist auf der dem ersten Verbindungselement 1 abgewandten Seite des Permanentmagneten 17 eine Dichtscheibe 19 als zweites Dichtelement angeordnet. Auch diese weist eine zentrische Öffnung auf, die mit der zentrischen Öffnung im Permanentmagneten 17 korrespondiert, jedoch einen geringeren Durchmesser (hier: 2.3 mm) aufweist, als der Innendurchmesser der Bohrung im Permanentmagneten. Die Dichtscheibe 19 ist hier auf dem Permanentmagneten 17 zum Sicherstellen von Fluiddichtigkeit zwischen Dichtscheibe und Permanentmagnet aufgeklebt. Der Permanentmagnet 17 und die Dichtscheibe 19 bilden zusammen den Verschlussabschnitt eines Ventils 5 im zweiten Verbindungselement 2, die zentrischen Öffnungen in der Dichtscheibe 19 und im Permanentmagneten 17 bilden zusammen die Öffnung 18 dieses Verschlussabschnitts. Die Dichtscheibe 19 ist hier aus einem flexiblen Material (Gummi) ausgebildet. Dadurch ist, wie bereits beschrieben, nach dem Durchspülen der Aufnahme 4 bzw. des Innenraums I und des Nadelendes 3a mit Sterilisationsflüssigkeit (bei geschlossenem Ventil 5) vermittels einer nicht gezeigten Vorschubeinheit ein Weiterschieben der Nadel 3 durch das Halteelement 6 in Richtung auf das zweite Verbindungselement 2 hin zum abdichtenden Aufnehmen des Nadelendes 3a in der Öffnung des zweiten Dichtelements 19 ermöglicht. Hierzu muss das Gehäuse des Zuleitabschnitts 14 einen ausreichenden Abstand vom ersten Dichtelement 13 aufweisen, sodass das vorbeschriebene Weiterschieben der Nadel relativ zum Haltelement 6 ermöglicht ist; auch muss das erste Dichtelement 13 die Nadel 3 kraftschlüssig und abdichtend so umfassen, dass nicht nur die Fluiddichtigkeit vom Außenraum R zum Kanal 11, 12a sichergestellt ist, sondern auch ein Verschieben der Nadel 3 relativ zum Halteelement 6 im ersten Dichtelement 13 desselben ermöglicht ist.In the housing of the second connecting element is on the first connecting element 1 opposite side of the permanent magnet 17 a sealing washer 19 arranged as a second sealing element. This also has a central opening, with the central opening in the permanent magnet 17 corresponds, but has a smaller diameter (here: 2.3 mm), as the inner diameter of the bore in the permanent magnet. The sealing washer 19 is here on the permanent magnet 17 glued to ensure fluid tightness between the sealing washer and permanent magnet. The permanent magnet 17 and the sealing washer 19 together form the closure section of a valve 5 in the second connecting element 2 , the centric openings in the gasket 19 and in the permanent magnet 17 together form the opening 18 this closure section. The sealing washer 19 is made of a flexible material (rubber). This is, as already described, after flushing the recording 4 or the interior I and the needle end 3a with sterilization liquid (with closed valve 5 ) by means of a feed unit, not shown, a further pushing the needle 3 through the retaining element 6 towards the second connecting element 2 towards sealingly receiving the needle end 3a in the opening of the second sealing element 19 allows. For this, the housing of the Zuleitabschnitts must 14 a sufficient distance from the first sealing element 13 have, so that the above-described advancement of the needle relative to the holding element 6 is possible; also has the first sealing element 13 the needle 3 frictionally and sealingly so embrace that not only the fluid tightness from the outer space R to the channel 11 . 12a is ensured, but also a displacement of the needle 3 relative to the holding element 6 in the first sealing element 13 same is possible.

Das Ventil 5 weist nun in einem lichten Hohlraum auf der dem Permanentmagnet abgewandten Seite des zweiten Dichtelements 19 einen Verschlusskörper in Form einer Kugel 16 aus einem ferromagnetischen Material auf. Der Kugeldurchmesser ist dabei mit hier 1 cm so gewählt, dass ein vollständiges Verschließen der Öffnung 18 des Verschlussabschnitts 17, 19 ermöglicht ist. Die Magnetfeldstärke des Permanentmagneten ist so gewählt, dass die ferromagnetische Kugel 16 mit ausreichenden Haltekräften auf die Öffnung 18 des Verschlussabschnitts gepresst wird (Verschluss des Ventils 5). Wie bereits beschrieben ist somit bei verschlossenem Ventil eine Fluidführung der aus dem Ende 3a der Nadel 3 austretenden Flüssigkeit über den Innenraum I der Aufnahme 4, den Spalt 11 und den Abfuhrkanal 12a ermöglicht, ohne dass es durch den Fluiddruck zu einem Öffnen des Ventils 5 kommt.The valve 5 now has in a clear cavity on the side facing away from the permanent magnet side of the second sealing element 19 a closure body in the form of a sphere 16 made of a ferromagnetic material. The ball diameter is chosen here with 1 cm so that a complete closing of the opening 18 of the closure section 17 . 19 is possible. The magnetic field strength of the permanent magnet is chosen so that the ferromagnetic ball 16 with sufficient holding forces on the opening 18 of the closure portion is pressed (closure of the valve 5 ). As already described, a fluid guide is thus out of the end when the valve is closed 3a the needle 3 leaking liquid through the interior I of the recording 4 , the gap 11 and the discharge channel 12a allows, without it due to the fluid pressure to open the valve 5 comes.

Ein Öffnen des Ventils 5 erfolgt hier durch einen nicht gezeigten Elektromagneten, der auf die Kugel 16 entgegengesetzt zu den Anziehungskräften durch den Permanentmagneten gerichtete elektromagnetische Kräfte ausübt, die größer als die Anziehungskräfte durch den Permanentmagneten sind. Dies kann durch die nicht gezeigte Vorschubeinheit, die mit dem Elektromagneten gekoppelt ist, so gesteuert werden, dass nach dem Einschieben des Nadelendes 3a in das zweite Dichtelement 19 ein Eröffnen des Ventils 5 erfolgt.An opening of the valve 5 takes place here by an electromagnet, not shown, on the ball 16 opposite to the forces of attraction by the permanent magnet directed electromagnetic forces exerted that are greater than the forces of attraction by the permanent magnet. This can be controlled by the feed unit, not shown, which is coupled to the electromagnet so that after insertion of the needle end 3a in the second sealing element 19 opening the valve 5 he follows.

Der Spalt 11 ist in diesem Zustand somit verschlossen, sodass ein Abfließen von Flüssigkeit durch den Spalt 11 und den Kanal 12a verhindert wird: Aus dem Ende 3a austretende Flüssigkeit umströmt somit den Schließkörper 16 im lichten Hohlvolumen des Ventils 5 (das ein ausreichendes Spiel der Kugel 16 bei geöffneten Ventil 5 ermöglicht) und strömt über den zweiten Ableitabschnitt 20 des Verbindungselements 2 durch letzteres. Der auf der permanentmagnetabgewandten Seite liegende zweite Ableitabschnitt 20 weist an seinem dem Ventil 5 abgewandtem Ende 20a ebenfalls eine Standardverbindung (z. B. Luer-Lock) auf, mit dem das Ende 20a des zweiten Verbindungselements 2 mit einem zweiten externen flüssigkeitsführenden Bauelement fluiddicht verbunden werden kann. Bei geöffnetem Ventil 5 ist somit ein (steriles) Durchströmen von Flüssigkeit aus dem mit dem Zuleitabschnitt 14 verbundenen ersten externen Bauelement über die Nadel 3 und das Ventil 5 in das zweite mit dem Ableitabschnitt 20 verbundene zweite externe Bauelement ermöglicht.The gap 11 is thus closed in this state, so that a drainage of liquid through the gap 11 and the channel 12a is prevented: From the end 3a Exiting liquid thus flows around the closing body 16 in the clear hollow volume of the valve 5 (that a sufficient game of the ball 16 with open valve 5 allows) and flows over the second discharge section 20 of the connecting element 2 by the latter. The lying on the permanentmagnetabgewandten side second Ableitabschnitt 20 indicates at its the valve 5 opposite end 20a also a standard connection (eg Luer lock) on, with which the end 20a of the second connecting element 2 can be fluid-tightly connected to a second external liquid-conducting component. With the valve open 5 is thus a (sterile) flow of liquid from that with the Zuleitabschnitt 14 connected first external device via the needle 3 and the valve 5 in the second with the discharge section 20 connected second external component allows.

Claims

Sterile connector for fluid guidance, in particular for the sterile connection of a plurality of external liquid-conducting components, with a first connecting element ( 1 ) with a fluid element for transporting fluid and for dispensing ( 3 ), and a second, with the first connecting element ( 1 ) connectable connecting element ( 2 ) with one for comprehensively receiving at least one fluid-dispensing end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) when connecting the two connecting elements ( 1 . 2 ) trained recording ( 4 ) and with a valve ( 5 ), the recording ( 4 ) after connecting the two connecting elements ( 1 . 2 ) at least the fluid-emitting end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) so that, when the valve is closed ( 5 ) with from the end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) fluid both the exterior (A) at least this end ( 3a ) as well as the interior (I) of the recording ( 4 ) is flushable, and • that when the valve is open ( 5 ) a fluid flow between the two connecting elements ( 1 . 2 ) is possible.

Sterile connector according to the preceding claim, characterized in that the first connecting element ( 1 ) a holding element ( 6 ) with a cavity ( 7 ), in particular a bore, wherein the cavity ( 7 ) at least in sections ( 8th ) Recording of the guide element ( 3 ) is formed so that in the absorbed state between the inner wall ( 9 ) of the cavity ( 7 ) on the one hand and the outer wall ( 10 ) at least of the recorded section ( 8th ) of the guiding element ( 3 ) On the other hand, a gap ( 11 ) remains over the at least part of the recorded section ( 8th ) of the guiding element ( 3 ) with the valve closed ( 5 ) with from the end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) dispensed fluid is flushed, wherein preferably the end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) in the received state via the holding element ( 6 ) survives.

Sterile connector according to the preceding claim, characterized in that the gap ( 11 ), preferably the end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) opposite end ( 11a ), into a first derivation section ( 12 ) for discharging fluid from the first connecting element ( 1 ), wherein preferably the gap-facing end ( 12d ) of this first derivation section ( 12 ) is connectable or connected to an external drainage element, in particular a drain pipe or a collecting container for receiving derived fluid.

Sterile connector according to one of the two preceding claims, characterized in that the retaining element ( 6 ), preferably on its end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) facing away from, a the guide element ( 3 ) in the cavity ( 7 ) centering and the gap ( 11 ) to the outer space (R) of the first connecting element ( 1 ) sealing first sealing element ( 13 ) having.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting element ( 1 ) one with the guide element ( 3 ), in particular at the fluid-emitting end ( 3a ) opposite side, connectable or connected Zuleitabschnitt ( 14 ) for introducing fluid into the guide element ( 3 ), wherein preferably the non-conducting end ( 14a ) of this supply section ( 14 ) is connectable or connected to an external inflow element.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 5 ) a closing body ( 16 ), in particular a ball, and a preferably annular closure portion ( 17 . 19 ) with an opening ( 18 ), wherein the opening ( 18 ) of the closure portion of the closing body ( 16 ) by pressing the closing body ( 16 ) is closable to the closure portion.

Sterile connector according to the preceding claim, characterized in that the opening and closing of the valve ( 5 ) magnetically controlled, wherein the closing body ( 16 ) for valve opening by magnetic forces from the closure portion ( 17 . 19 ) and its opening ( 18 ) is movable away and for valve closure to the closure portion and the opening ( 18 ), with a preferred embodiment as follows: 17 . 19 ) comprises one or is the closing body ( 16 ) to close the valve ( 5 magnetically attracting permanent magnet (s) and the opening of the valve ( 5 ) takes place by means of opposite to the attraction by the permanent magnet on the closing body ( 16 ) acting forces, in particular magnetic forces of a switchable electromagnet.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized in that the second connecting element ( 2 ) a second sealing element ( 19 ), in particular a sealing disc with an opening, with which the fluid-emitting end ( 3a ) of the guiding element ( 3 ) in the opened state of the valve ( 5 ) is sealingly receivable or received.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 4 ) facing away from the second connecting element ( 2 ) a second dissipation section ( 20 ) for discharging fluid from the second connecting element ( 2 ), wherein preferably the recording ( 4 ) opposite end ( 20a ) of this derivation section ( 20 ) is connectable or connected to an external drainage element.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting element ( 1 ) with the second connecting element ( 2 ) is connectable or connected via a bayonet closure, via a Luer-lock or via a UNF-1 / 4-28 connection and / or that the guide element ( 3 ) is or comprises a hollow needle.

Sterile connector according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of mutually associated first and second connecting elements, wherein the first and the second connecting elements are each formed as in one of the preceding claims and are pairwise respectively positioned so that each pair of a first and a second Connecting element for forming a fluid guide is connectable or connected.

Connecting element ( 1 . 2 ) for use as the first connection element ( 1 ) or as a second connecting element ( 2 ) is formed in a sterile connector according to one of the preceding claims.