(57)【要約】【課題】透過膜上に適切に細胞が播種されないことに起因して生体内を模した環境が崩れることにより、細胞の培養（分析）が不適切になるのを抑制することが可能な細胞培養装置を提供する。【解決手段】この細胞培養装置１００は、透過膜１と、透過膜１の上方側に配置され、流路部材２０および流路部材２１を含む流路部材２と、透過膜１の下方側に配置され、流路部材４０および流路部材４１を含む流路部材４と、を備える。流路部材２０は、導入口２０ａおよび排出口２０ｂを有する。流路部材４０は、排出口４０ｂおよび導入口４０ａを有する。そして、細胞培養装置１００は、細胞懸濁液を導入口２０ａから導入することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞１０１を透過膜１に播種するとともに、透過膜１を透過した細胞懸濁液に含まれる液体媒質を排出口４０ｂから排出するように構成されている。【選択図】図１
2020010641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を液体媒質中に懸濁させた細胞懸濁液に対して、前記細胞を透過させずに前記液体媒質を透過させる透過膜と、
前記透過膜の一方側に配置され、一方側導入部および一方側排出部を有する一方側第１流路部材と、前記一方側第１流路部材と前記透過膜との間に配置され、前記一方側導入部および前記一方側排出部と導通する一方側流路を有する一方側第２流路部材とを含む一方側流路部材と、
前記透過膜の他方側に配置され、他方側排出部および他方側導入部を有する他方側第１流路部材と、前記他方側第１流路部材と前記透過膜との間に配置され、前記他方側導入部および前記他方側排出部と導通する他方側流路を有する他方側第２流路部材とを含む他方側流路部材と、を備え、
前記細胞懸濁液を前記一方側導入部から導入することにより、前記細胞懸濁液に含まれる前記細胞を前記透過膜に播種するとともに、前記透過膜を透過した前記細胞懸濁液に含まれる前記液体媒質を前記他方側排出部から排出するように構成されている、細胞培養装置。
【請求項２】
前記一方側流路部材は、前記透過膜に対して上方側に配置されており、
前記他方側流路部材は、前記透過膜に対して下方側に配置されている、請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記一方側導入部側および前記他方側排出部側の各々を開状態にするとともに、前記一方側排出部側および前記他方側導入部側の各々を閉状態にすることにより、前記一方側導入部から前記細胞懸濁液を導入するとともに、前記液体媒質を前記他方側排出部から排出するように構成されている、請求項１または２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記一方側導入部の上流側に配置され、前記細胞懸濁液の前記一方側導入部への導通を制御する一方側導入部用バルブと、
前記一方側排出部の下流側に配置される一方側排出部用バルブと、
前記他方側導入部の上流側に配置される他方側導入部用バルブと、
前記他方側排出部の下流側に配置され、前記他方側排出部からの前記液体媒質の導通を制御する他方側排出部用バルブと、をさらに備え、
前記一方側導入部用バルブおよび前記他方側排出部用バルブの両方を開くとともに、前記一方側排出部用バルブおよび前記他方側導入部用バルブの両方を閉じた状態で、前記一方側導入部から前記細胞懸濁液を導入するとともに、前記液体媒質を前記他方側排出部から排出するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記一方側導入部の上流側に配置される一方側導入部用ポンプをさらに備え、
前記一方側導入部用ポンプを駆動させることにより、前記細胞懸濁液を前記一方側導入部から導入するとともに、前記液体媒質を前記他方側排出部から排出するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項６】
前記透過膜の一方側の表面上に積層され、前記透過膜の所定の領域を露出させる一方側開口部を含む第１シール部材と、
前記透過膜の他方側の表面上に積層され、前記透過膜の前記所定の領域に対応する領域を露出させる他方側開口部を含む第２シール部材と、を備え、
前記一方側導入部から導入した前記細胞懸濁液を、前記第１シール部材の前記一方側開口部まで導通させるとともに、前記透過膜の前記所定の領域に前記細胞を播種し、
前記透過膜の前記所定の領域を透過した前記液体媒質を、前記第２シール部材の前記他方側開口部から前記他方側排出部まで導通させるとともに、前記他方側排出部から排出するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項７】
前記他方側排出部は、第１他方側排出口と、前記第１他方側排出口とは異なる第２他方側排出口とを有し、
前記所定の領域は、第１の領域と、前記第１の領域とは異なる第２の領域とを含み、
前記第２シール部材の前記他方側開口部は、前記透過膜の前記第１の領域を露出させる第１他方側開口部分と、前記透過膜の前記第２の領域を露出させる第２他方側開口部分とを有し、
前記細胞は、第１細胞と、第２細胞とを含み、
前記一方側導入部から導入した前記細胞懸濁液を、前記第１シール部材の前記一方側開口部まで導通させることにより、前記透過膜の前記第１の領域に前記第１細胞を播種し、前記透過膜の前記第１の領域を透過した前記液体媒質を、前記第１他方側開口部分から前記第１他方側排出口まで導通させて前記第１他方側排出口から排出するとともに、前記透過膜の前記第２の領域に前記第２細胞を播種し、前記透過膜の前記第２の領域を透過した前記液体媒質を、前記第２他方側開口部分から前記第２他方側排出口まで導通させて前記第２他方側排出口から排出するように構成されている、請求項６に記載の細胞培養装置。
【請求項８】
前記他方側第１流路部材は、前記第１他方側排出口および前記第２他方側排出口を有し、
前記他方側第２流路部材は、前記第１他方側開口部分と前記第１他方側排出口とを接続する第１他方側流路、および、前記第２他方側開口部分と前記第２他方側排出口とを接続するとともに前記第１他方側流路とは隔離されている第２他方側流路を有する、請求項７に記載の細胞培養装置。
【請求項９】
細胞を液体媒質中に懸濁させた細胞懸濁液に対して、前記細胞を透過させずに前記液体媒質を透過させる透過膜の一方側に配置される一方側導入部および一方側排出部のうちの前記一方側導入部から、前記細胞懸濁液を導入するステップと、
前記一方側導入部および前記一方側排出部と前記透過膜との間に配置され、前記一方側導入部および前記一方側排出部と導通する一方側流路を介して、前記一方側導入部から導入された前記細胞懸濁液を前記透過膜まで流通させるステップと、
前記一方側流路を介して流通された前記細胞懸濁液に含まれる前記細胞を、前記透過膜に播種するとともに、前記細胞懸濁液に含まれる前記液体媒質を、前記透過膜の他方側に透過させるステップと、
前記透過膜を透過した前記液体媒質を、前記透過膜の他方側に配置される他方側流路を介して流通させるステップと、
前記他方側流路を介して流通された前記液体媒質を、前記他方側流路に対して前記透過膜とは反対側に配置され、前記他方側流路と導通する他方側排出部および他方側導入部のうちの前記他方側排出部から排出するステップと、を備える、細胞播種方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養装置および細胞播種方法に関し、特に、透過膜に細胞を播種する細胞培養装置および細胞播種方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過膜に細胞を播種する細胞培養装置および細胞播種方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記非特許文献１の細胞培養装置は、培地および細胞懸濁液を培養容器内に導入する導入口と、培養容器内の培地を排出する排出口とを備えている。導入口および排出口の各々は、細胞（腸管上皮細胞）を播種するためのメンブレン（細胞を播種するための膜）に対して一方側に配置されている。
【０００４】
細胞を培養する際には、細菌等の侵入を防ぐムチン層が、メンブレン上に形成される。そして、細胞の播種（および細胞膜の形成）、および、ムチン層の形成が完了した後に、メンブレンに対して一方側の流路（導入口と排出口とを接続する流路）に（酸素を含まない）培地を流通させる。同時に、メンブレンに対して他方側に設けられた流路には、（酸素を含む）培地を流通させる。これにより、上記細胞培養装置を、生体内（腸管）を模した構成にすることができる。
【０００５】
また、細胞懸濁液中を浮遊する細胞は、液体媒質に対して比重が大きいので、下方に沈殿する傾向がある。上記非特許文献１の細胞培養装置は、共にメンブレンに対して一方側に配置された導入口と排出口との間（一方側の流路）の細胞懸濁液中の細胞を沈殿させることによって、メンブレン上に細胞を播種するように構成されている。具体的には、導入口と排出口との間（一方側の流路）に静止した細胞懸濁液を満たした状態で、一定時間経過すると、細胞懸濁液中の細胞が下方に沈殿する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Pranjul Shah, et al., “A microfluidics-based in vitro model of the gastrointestinal human-microbe interface” Nature Communications. 2016;7:11535.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記非特許文献１に記載されている細胞培養装置では、流路内の細胞懸濁液に含まれる細胞を、メンブレン上に沈殿させて播種する手法が用いられている。このため、細胞懸濁液の流路のメンブレン以外の部分に細胞の沈殿が蓄積される場合がある。特に、導入口および排出口が共にメンブレンに対して一方側に配置された（Ｕ字形状の）流路では、導入口および排出口の各々から流路が下方に延びているので、導入口および排出口の下方の流路内の細胞懸濁液に含まれる細胞が沈殿し、導入口および排出口の直下に蓄積される場合がある。細胞培養時には、メンブレン上に播種されている細胞にメンブレンを介して培地が適切に供給されるように構成されているので、メンブレン以外の部分に沈殿した細胞には培地が適切に供給され難い場合がある。また、沈殿が蓄積された場合、沈殿の底部等に埋もれた細胞に培地が供給され難い場合がある。これらの場合、メンブレン以外の部分に沈殿し、蓄積された細胞には培地が適切に供給されず、細胞が死滅するという不都合がある。死滅した細胞が存在する場合、死滅した細胞がメンブレン上に播種された細胞に悪影響を及ぼす場合がある。この場合、生体内を模した細胞培養装置内の環境が崩れ、適切に細胞を培養（分析）することが困難になるという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、透過膜上に適切に細胞が播種されないことに起因して生体内を模した環境が崩れることにより、細胞の培養（分析）が不適切になるのを抑制することが可能な細胞培養装置および細胞播種方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における細胞培養装置は、細胞を液体媒質中に懸濁させた細胞懸濁液に対して、細胞を透過させずに液体媒質を透過させる透過膜と、透過膜の一方側に配置され、一方側導入部および一方側排出部を有する一方側第１流路部材と、一方側第１流路部材と透過膜との間に配置され、一方側導入部および一方側排出部と導通する一方側流路を有する一方側第２流路部材とを含む一方側流路部材と、透過膜の他方側に配置され、他方側排出部および他方側導入部を有する他方側第１流路部材と、他方側第１流路部材と透過膜との間に配置され、他方側導入部および他方側排出部と導通する他方側流路を有する他方側第２流路部材とを含む他方側流路部材と、を備え、細胞懸濁液を一方側導入部から導入することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞を透過膜に播種するとともに、透過膜を透過した細胞懸濁液に含まれる液体媒質を他方側排出部から排出するように構成されている。
【００１０】
この発明の第１の局面における細胞培養装置では、上記のように、細胞を透過膜に播種した状態で、一方側流路および他方側流路の各々に培養液を流通させることにより、細胞培養装置を、生体内を模した構成にすることができる。さらに、細胞懸濁液を一方側導入部から導入して液体媒質を他方側排出部から排出することによって、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞を透過膜により濾し取って播種することができる。これにより、静止した細胞懸濁液中の細胞を沈殿させて透過膜上に播種する場合と異なり、透過膜以外の部分に細胞が蓄積するのを抑制することができる。その結果、透過膜を介して培地が供給されないことに起因して死滅する細胞を低減することができる。これにより、死滅した細胞が透過膜上に播種された細胞に悪影響を及ぼすのを抑制することができるとともに、悪影響が及ぼされた細胞により生体内を模した細胞培養装置内の環境が崩されるのを抑制することができる。その結果、透過膜上に適切に細胞が播種されないことに起因して生体内を模した環境が崩れることにより、細胞の培養（分析）が不適切になるのを抑制することができる。なお、細胞の播種とは、細胞を透過膜にトラップすることを意味する。
【００１１】
上記第１の局面における細胞培養装置において、好ましくは、一方側流路部材は、透過膜に対して上方側に配置されており、他方側流路部材は、透過膜に対して下方側に配置されている。このように構成すれば、細胞懸濁液（液体媒質）は、自重により下方側に力を受けるので、上方側の一方側流路部材（一方側導入部）側から下方側の透過膜に細胞懸濁液を比較的容易に流すことができる。また、透過膜を透過した液体媒質を、上方側の透過膜から下方側の他方側流路部材（他方側排出部）側に比較的容易に流すことができる。
【００１２】
上記第１の局面における細胞培養装置において、好ましくは、一方側導入部側および他方側排出部側の各々を開状態にするとともに、一方側排出部側および他方側導入部側の各々を閉状態にすることにより、一方側導入部から細胞懸濁液を導入するとともに、液体媒質を他方側排出部から排出するように構成されている。このように構成すれば、一方側排出部側および他方側導入部側の各々を閉状態にすることにより、一方側導入部から導入された細胞懸濁液（液体媒質）が、一方側排出部側および他方側導入部側の各々に向かって移動するのを抑制することができる。その結果、より効率的に、液体媒質を他方側排出部側に流すことができる。
【００１３】
上記第１の局面における細胞培養装置において、好ましくは、一方側導入部の上流側に配置され、細胞懸濁液の一方側導入部への導通を制御する一方側導入部用バルブと、一方側排出部の下流側に配置される一方側排出部用バルブと、他方側導入部の上流側に配置される他方側導入部用バルブと、他方側排出部の下流側に配置され、他方側排出部からの液体媒質の導通を制御する他方側排出部用バルブと、をさらに備え、一方側導入部用バルブおよび他方側排出部用バルブの両方を開くとともに、一方側排出部用バルブおよび他方側導入部用バルブの両方を閉じた状態で、一方側導入部から細胞懸濁液を導入するとともに、液体媒質を他方側排出部から排出するように構成されている。このように構成すれば、一方側導入部用バルブおよび他方側排出部用バルブの両方を開くとともに、一方側排出部用バルブおよび他方側導入部用バルブの両方を閉じることによって、一方側導入部から導入された細胞懸濁液（液体媒質）を、容易に他方側排出部用バルブが設けられている他方側排出部側に流すことができる。
【００１４】
上記第１の局面における細胞培養装置において、好ましくは、一方側導入部の上流側に配置される一方側導入部用ポンプをさらに備え、一方側導入部用ポンプを駆動させることにより、細胞懸濁液を一方側導入部から導入するとともに、液体媒質を他方側排出部から排出するように構成されている。このように構成すれば、一方側導入部用ポンプを用いることにより、一方側導入部から導入された細胞懸濁液を、容易に、所定の流量（流速）以上で流すことができる。その結果、細胞が透過膜以外の部分に蓄積した場合でも、所定の流量（流速）以上の細胞懸濁液の圧力により、透過膜以外の部分に蓄積した細胞を透過膜側へ容易に運ぶことができる。これにより、細胞が透過膜以外の部分に蓄積するのを効果的に抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面における細胞培養装置において、好ましくは、透過膜の一方側の表面上に積層され、透過膜の所定の領域を露出させる一方側開口部を含む第１シール部材と、透過膜の他方側の表面上に積層され、透過膜の所定の領域に対応する領域を露出させる他方側開口部を含む第２シール部材と、を備え、一方側導入部から導入した細胞懸濁液を、第１シール部材の一方側開口部まで導通させるとともに、透過膜の所定の領域に細胞を播種し、透過膜の所定の領域を透過した液体媒質を、第２シール部材の他方側開口部から他方側排出部まで導通させるとともに、他方側排出部から排出するように構成されている。このように構成すれば、第１シール部材および第２シール部材により、透過膜の所定の領域にのみ、細胞を選択的に播種することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、他方側排出部は、第１他方側排出口と、第１他方側排出口とは異なる第２他方側排出口とを有し、所定の領域は、第１の領域と、第１の領域とは異なる第２の領域とを含み、第２シール部材の他方側開口部は、透過膜の第１の領域を露出させる第１他方側開口部分と、透過膜の第２の領域を露出させる第２他方側開口部分とを有し、細胞は、第１細胞と、第２細胞とを含み、一方側導入部から導入した細胞懸濁液を、第１シール部材の一方側開口部まで導通させることにより、透過膜の第１の領域に第１細胞を播種し、透過膜の第１の領域を透過した液体媒質を、第１他方側開口部分から第１他方側排出口まで導通させて第１他方側排出口から排出するとともに、透過膜の第２の領域に第２細胞を播種し、透過膜の第２の領域を透過した液体媒質を、第２他方側開口部分から第２他方側排出口まで導通させて第２他方側排出口から排出するように構成されている。このように構成すれば、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞を透過膜の所定の領域（第１の領域および第２の領域）により濾し取って播種することができる。すなわち、互いに異なる領域の各々に、複数の細胞（第１細胞および第２細胞）を播種する場合でも、死滅する細胞を低減することができる。
【００１７】
上記他方側排出部が第１他方側排出口と第２他方側排出口とを有する細胞培養装置において、好ましくは、他方側第１流路部材は、第１他方側排出口および第２他方側排出口を有し、他方側第２流路部材は、第１他方側開口部分と第１他方側排出口とを接続する第１他方側流路、および、第２他方側開口部分と第２他方側排出口とを接続するとともに第１他方側流路とは隔離されている第２他方側流路を有する。このように構成すれば、第１他方側流路と第２他方側流路とが互いに隔離されているので、各々の流路に互いに異なる培地を流すことができる。その結果、第１細胞および第２細胞の各々に適した培地により、第１細胞および第２細胞の各々を個別に培養を行うことができる。
【００１８】
この発明の第２の局面における細胞播種方法は、細胞を液体媒質中に懸濁させた細胞懸濁液に対して、細胞を透過させずに液体媒質を透過させる透過膜の一方側に配置される一方側導入部および一方側排出部のうちの一方側導入部から、細胞懸濁液を導入するステップと、一方側導入部および一方側排出部と透過膜との間に配置され、一方側導入部および一方側排出部と導通する一方側流路を介して、一方側導入部から導入された細胞懸濁液を透過膜まで流通させるステップと、一方側流路を介して流通された細胞懸濁液に含まれる細胞を、透過膜に播種するとともに、細胞懸濁液に含まれる液体媒質を、透過膜の他方側に透過させるステップと、透過膜を透過した液体媒質を、透過膜の他方側に配置される他方側流路を介して流通させるステップと、他方側流路を介して流通された液体媒質を、他方側流路に対して透過膜とは反対側に配置され、他方側流路と導通する他方側排出部および他方側導入部のうちの他方側排出部から排出するステップと、を備える。
【００１９】
この発明の第２の局面における細胞播種方法では、上記のように、細胞懸濁液を一方側導入部から導入して液体媒質を他方側排出部から排出することによって、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞を透過膜により濾し取って播種することができる。その結果、静止した細胞懸濁液中の細胞を沈殿させて透過膜上に播種する場合と異なり、透過膜以外の部分に細胞が蓄積するのを抑制することができる。その結果、透過膜を介して培地が供給されないことに起因して死滅する細胞を低減することができる。これにより、死滅した細胞が透過膜上に播種された細胞に悪影響を及ぼすのを抑制することができるので、適切に細胞を培養（分析）することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、透過膜上に適切に細胞が播種されないことに起因して生体内を模した環境が崩れることにより、細胞の培養（分析）が不適切になるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態による細胞培養装置（細胞培養容器）の構成を示した分解斜視図である。
【図２】第１実施形態による細胞培養装置（細胞培養容器）の構成を示した平面図である。
【図３】第１実施形態による細胞培養装置の透過膜に細胞が播種された状態を説明するための図である。
【図４】第１実施形態による細胞培養装置の第１シール部材の構成を示した斜視図である。
【図５】第１実施形態による細胞培養装置の全体構成を示した図である。
【図６】第１実施形態による細胞播種方法および細胞培養方法を説明するためのフロー図である。
【図７】第２実施形態による細胞培養装置（細胞培養容器）の構成を示した分解斜視図である。
【図８】第２実施形態による細胞培養装置（細胞培養容器）の構成を示した平面図である。
【図９】第２実施形態による細胞培養装置の透過膜に細胞が播種された状態を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態による細胞培養装置の全体構成を示した図である。
【図１１】第１実施形態による細胞培養装置の細胞が播種された透過膜の近傍の模式的な拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１〜図６を参照して、第１実施形態による細胞培養装置１００の構成について説明する。
【００２４】
細胞培養装置１００は、創薬分野および生物学の基礎研究等に用いられるものであり、再生医療の分野等に適用が期待されている。細胞培養装置１００（図１１参照）は、後述する透過膜１の上下において形成された流路（後述する流路２１ａおよび流路４１ａ）の各々に培地を流通させることにより生体内の環境を再現することを目的としている。具体的には、第１実施形態では、透過膜１上において、細胞１０１（第１実施形態では、腸管上皮細胞）と杯細胞１０２とが播種されているとともに、杯細胞１０２（図１１参照）により分泌されたムチンによりムチン層１０３（図１１参照）が形成されている。これにより、細胞培養装置１００は、腸管の環境を再現することが可能に構成されている。なお、この場合、後述する流路２１ａが（腸の細菌等が存在する）腸の管内の環境を再現し、後述する流路４２ａが（血液が流通する）腸の外部の環境を再現する。
【００２５】
（細胞培養装置の構成）
細胞培養装置１００は、細胞培養容器１００ａを含む。細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）は、透過膜１を備える。透過膜１は、細胞１０１（図３の斜線部分参照）を液体媒質中に懸濁させた細胞懸濁液に対して、細胞１０１を透過させずに液体媒質を透過させるように構成されている。なお、透過膜１は、たとえば多孔質膜である。
【００２６】
また、細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）は、透過膜１に対して上方側（Ｚ１方向側）に配置される流路部材２を備える。流路部材２は、流路部材２０と、流路部材２０および透過膜１の間に配置されている流路部材２１を含む。なお、流路部材２は、特許請求の範囲の「一方側流路部材」の一例である。また、流路部材２０および流路部材２１は、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側第１流路部材」および「一方側第２流路部材」の一例である。
【００２７】
流路部材２０および流路部材２１の各々は、板状の部材であり、正方形形状を有している。流路部材２０は、たとえばガラスにより形成されている。流路部材２１は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。なお、流路部材２０、流路部材２１、後述するガスケット３、後述するガスケット５、後述する流路部材４０、および、後述する流路部材４１の各々の一辺の長さは、長さＬ１（たとえば３０ｍｍ）を有する。
【００２８】
流路部材２０は、導入口２０ａを含む。導入口２０ａは、細胞懸濁液などを導入するために設けられている。また、導入口２０ａは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、円形形状を有している。また、導入口２０ａは、正方形形状の流路部材２０の角部に設けられている。なお、導入口２０ａは、特許請求の範囲の「一方側導入部」の一例である。
【００２９】
また、流路部材２０は、排出口２０ｂを含む。排出口２０ｂは、細胞１０１の培養時に、導入口２０ａから導入された培地などを排出するために設けられている。
【００３０】
排出口２０ｂは、流路部材２１の後述する流路２１ａを介して、導入口２０ａと導通する。また、排出口２０ｂは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、円形形状を有している。また、排出口２０ｂは、導入口２０ａが設けられている流路部材２０の角部に対して対角の角部に設けられている。なお、排出口２０ｂは、特許請求の範囲の「一方側排出部」の一例である。
【００３１】
流路部材２１は、導入口２０ａおよび排出口２０ｂと導通する流路２１ａを有する。具体的には、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路２１ａの一方側の端部２１ｂは、導入口２０ａと重なる（図２参照）ように設けられている。また、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路２１ａの他方側の端部２１ｃは、排出口２０ｂと重なる（図２参照）ように設けられている。また、導入口２０ａ、排出口２０ｂ、後述する導入口４０ａ、および、後述する排出口４０ｂの各々の直径の長さは、長さＬ２（図２参照）（たとえば３ｍｍ）を有する。また、流路２１ａおよび後述する流路４１ａの幅（Ｚ１方向側から見て細胞懸濁液が流れる方向と直交する方向の幅）は、幅Ｗ（たとえば３ｍｍ）を有する。なお、流路２１ａは、特許請求の範囲の「一方側流路」の一例である。
【００３２】
また、流路２１ａには、一方側の端部２１ｂと他方側の端部２１ｃとの間において、折れ曲がり部２１ｄと折れ曲がり部２１ｅとが設けられている。折れ曲がり部２１ｄは、端部２１ｂ側に設けられており、折れ曲がり部２１ｅは、端部２１ｃ側に設けられている。
【００３３】
細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）は、透過膜１のＺ１方向側の表面上に積層されるガスケット３を備える。ガスケット３は、板状の部材であり、正方形形状を有している。また、ガスケット３のＺ方向の厚みは、厚みｔ（図４参照）（たとえば０．２ｍｍ）を有する。また、ガスケット３は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。なお、ガスケット３は、特許請求の範囲の「第１シール部材」の一例である。
【００３４】
また、ガスケット３は、透過膜１の領域１０（図３参照）を露出させる開口部３０を含む。開口部３０は、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路２１ａの折れ曲がり部２１ｄと折れ曲がり部２１ｅとの間の部分と重なる（図２参照）ように設けられている。なお、開口部３０は、特許請求の範囲の「一方側開口部」の一例である。
【００３５】
また、細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）は、透過膜１に対して下方側（Ｚ２方向側）に配置される流路部材４を備える。流路部材４は、流路部材４０と、流路部材４０および透過膜１の間に配置されている流路部材４１を含む。なお、流路部材４は、特許請求の範囲の「他方側流路部材」の一例である。また、流路部材４０および流路部材４１は、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側第１流路部材」および「他方側第２流路部材」の一例である。
【００３６】
流路部材４０および流路部材４１の各々は、板状の部材であり、正方形形状を有している。流路部材４０は、たとえばガラスにより形成されている。流路部材４１は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。
【００３７】
流路部材４０は、導入口４０ａを含む。導入口４０ａは、細胞１０１の培養時に、培地などを導入するために設けられている。また、導入口４０ａは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、円形形状を有している。また、導入口４０ａは、正方形形状の流路部材４０の角部に設けられている。なお、導入口４０ａは、特許請求の範囲の「他方側導入部」の一例である。
【００３８】
また、流路部材４０は、排出口４０ｂを含む。排出口４０ｂは、細胞１０１の培養時に、導入口４０ａから導入された培地などを排出するために設けられている。排出口４０ｂは、流路部材４１の後述する流路４１ａを介して、導入口４０ａと導通する。また、排出口４０ｂは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、円形形状を有している。また、排出口４０ｂは、導入口４０ａが設けられている流路部材４０の角部に対して対角の角部に設けられている。なお、排出口４０ｂは、特許請求の範囲の「他方側排出部」の一例である。
【００３９】
流路部材４１は、導入口４０ａおよび排出口４０ｂと導通する流路４１ａを有する。具体的には、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路４１ａの一方側の端部４１ｂは、導入口４０ａと重なる（図２参照）ように設けられている。また、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路４１ａの他方側の端部４１ｃは、排出口４０ｂと重なる（図２参照）ように設けられている。また、流路４１ａは、一方側の端部４１ｂと他方側の端部４１ｃとの間において、折れ曲がり部４１ｄと折れ曲がり部４１ｅとが設けられている。折れ曲がり部４１ｄは、端部４１ｂ側に設けられており、折れ曲がり部４１ｅは、端部４１ｃ側に設けられている。なお、流路４１ａは、特許請求の範囲の「他方側流路」の一例である。
【００４０】
細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）は、透過膜１のＺ２方向側の表面上に積層されるガスケット５を備える。ガスケット５は、透過膜１の領域１０（図３参照）に対応する領域を露出させる開口部５０を含む。開口部５０は、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路４１ａの折れ曲がり部４１ｄと折れ曲がり部４１ｅとの間の部分と重なる（図２参照）ように設けられている。また、ガスケット５は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。なお、ガスケット５および開口部５０は、それぞれ、特許請求の範囲の「第２シール部材」および「他方側開口部」の一例である。
【００４１】
図５に示すように、細胞培養装置１００は、導入口２０ａの上流側に配置されるポンプ６ａを備えている。また、細胞培養装置１００には、導入口４０ａの上流側にポンプ６ｂが配置されている。また、細胞培養装置１００には、排出口２０ｂの下流側に排出容器７ａが配置されている。また、細胞培養装置１００には、排出口４０ｂの下流側に排出容器７ｂが配置されている。なお、ポンプ６ａは、特許請求の範囲の「一方側導入部用ポンプ」の一例である。
【００４２】
また、細胞培養装置１００は、導入口２０ａの上流側に配置されるバルブ８ａを備える。具体的には、バルブ８ａは、ポンプ６ａと導入口２０ａとの間に配置されている。バルブ８ａの開閉を制御することにより、ポンプ６ａからの細胞懸濁液の導入口２０ａへの導通を制御する。また、細胞培養装置１００は、排出口２０ｂの下流側に配置されるバルブ８ｂを備える。具体的には、バルブ８ｂは、排出口２０ｂと排出容器７ａとの間に配置されている。なお、バルブ８ａおよびバルブ８ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側導入部用バルブ」および「一方側排出部用バルブ」の一例である。
【００４３】
また、細胞培養装置１００は、導入口４０ａの上流側に配置されるバルブ８ｃを備える。具体的には、バルブ８ｃは、ポンプ６ｂと導入口４０ａとの間に配置されている。バルブ８ｃの開閉を制御することにより、細胞１０１（図３参照）の培養時に、ポンプ６ｂからの培地の導入口４０ａへの導通を制御する。また、細胞培養装置１００は、排出口４０ｂの下流側に配置されるバルブ８ｄを備える。具体的には、バルブ８ｄは、排出口４０ｂと排出容器７ｂとの間に配置されている。バルブ８ｄの開閉を制御することにより、排出口４０ｂからの液体媒質の排出容器７ｂへの導通を制御する。なお、バルブ８ｃおよびバルブ８ｄは、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側導入部用バルブ」および「他方側排出部用バルブ」の一例である。
【００４４】
ここで、第１実施形態では、細胞培養装置１００は、細胞懸濁液を導入口２０ａから導入することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞１０１を透過膜１（図１参照）に播種するように構成されている。そして、細胞培養装置１００は、透過膜１を透過した細胞懸濁液に含まれる液体媒質を排出口４０ｂから排出するように構成されている。この際、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０（図１参照）まで導通させるとともに、透過膜１の領域１０（図３参照）に細胞１０１を播種する。そして、透過膜１の領域１０を透過した液体媒質を、ガスケット５の開口部５０（図１参照）から排出口４０ｂまで導通させるとともに、排出口４０ｂから排出する。
【００４５】
具体的には、細胞１０１を含む細胞懸濁液を導入口２０ａから導入した場合、細胞懸濁液は、流路２１ａの端部２１ｂから折れ曲がり部２１ｄまで流れて、ガスケット３の開口部３０に流入する。そして、細胞１０１を含む細胞懸濁液の液体媒質は、透過膜１の領域１０を透過して、ガスケット５の開口部５０を介して流路４１ａに流出される。この際、透過膜１の領域１０に、細胞１０１が播種される。また、流路４１ａに流出された液体媒質は、折れ曲がり部４１ｅから端部４１ｃまで流れ、排出口４０ｂから排出される。なお、細胞懸濁液の導入は、細胞培養容器１００ａを液体（たとえば水）により満たした状態で行われる。
【００４６】
なお、ガスケット３およびガスケット５により、特別な表面加工を細胞培養容器１００ａに施して、細胞１０１を播種する必要がないので、細胞培養容器１００ａの製造を簡易化することが可能である。
【００４７】
また、第１実施形態では、細胞培養装置１００は、導入口２０ａ側および排出口４０ｂ側の各々を開状態にするとともに、排出口２０ｂ側および導入口４０ａ側の各々を閉状態にして、導入口２０ａから細胞懸濁液が導入されるように構成されている。これにより、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液の液体媒質が、排出口４０ｂから排出される。
【００４８】
具体的には、導入口２０ａから細胞懸濁液を導入する際、バルブ８ａおよびバルブ８ｄの両方を開くとともに、バルブ８ｂおよびバルブ８ｃの両方を閉じる。これにより、バルブ８ａとバルブ８ｄとの間に流路が形成されるので、細胞懸濁液はバルブ８ａを通り導入口２０ａから導入されるとともに、透過膜１を透過した細胞懸濁液の液体媒質はバルブ８ｄを通り排出容器７ｂに排出される。
【００４９】
また、第１実施形態では、細胞培養装置１００は、ポンプ６ａを駆動させることにより、細胞懸濁液を導入口２０ａから導入するとともに、液体媒質を排出口４０ｂから排出するように構成されている。具体的には、ポンプ６ａにより細胞懸濁液に一定の圧力をかけることにより、細胞懸濁液が所定の流量（たとえば１ｍｌ／ｍｉｎ）で細胞培養装置１００内を流通する。なお、所定の量の細胞１０１が透過膜１の領域１０に播種されるまで（細胞懸濁液の導入開始から所定の時間が経過するまで）、ポンプ６ａによる細胞懸濁液の導入が継続される。なお、領域１０は、特許請求の範囲の「所定の領域」の一例である。
【００５０】
また、細胞１０１は、播種が完了した後、自発的に細胞分裂を繰り返し、細胞１０１の膜を透過膜１の領域１０上に形成する。その後、細胞培養容器１００ａに、培地を導入することによって、細胞１０１の培養を行う。具体的には、バルブ８ａ、バルブ８ｂ、バルブ８ｃ、および、バルブ８ｄの各々を開状態にして、ポンプ６ａおよびポンプ６ｂを駆動し、導入口２０ａおよび導入口４０ａの各々から培地を導入する。
【００５１】
また、この場合、ポンプ６ａにより導入口２０ａから導入された培地は、排出口２０ｂを通って排出容器７ａに排出される。また、ポンプ６ｂにより導入口４０ａから導入された培地は、排出口４０ｂを通って排出容器７ｂに排出される。この場合、排出容器７ａおよび排出容器７ｂの各々に排出された培地を個別に分析することが可能である。
【００５２】
また、上記のように、細胞培養装置１００（細胞培養容器１００ａ）に、導入口２０ａ、排出口２０ｂ、導入口４０ａ、および、排出口４０ｃなどが設けられていることによって、細胞培養容器１００ａ内に培地を連続的に導入するとともに排出することが可能である。これにより、後に詳細に説明するように、細胞培養容器１００ａを比較的生体内（腸管）に近い環境にして、細胞の培養を行うことが可能である。
【００５３】
（細胞播種方法および細胞培養方法）
次に、図６を参照して、第１実施形態の細胞播種方法および細胞培養方法について説明する。
【００５４】
第１実施形態の細胞播種方法は、図６に示すように、ステップＳ１〜Ｓ６を備えている。具体的には、ステップＳ１において、バルブ８ａおよびバルブ８ｄの各々を開状態にする。次に、ステップＳ２において、透過膜１の上方側（Ｚ１方向側）の導入口２０ａから細胞懸濁液を導入する。次に、ステップＳ３において、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液は、流路２１ａを介して、透過膜１まで流通する。なお、細胞懸濁液には、細胞１０１に加えて、杯細胞１０２（図１１参照）が含まれている。次に、ステップＳ４において、透過膜１の上方側（Ｚ１方向側）（導入口２０ａ）から導入された（流路２１ａを介して流通された）細胞懸濁液に含まれる細胞１０１（および杯細胞１０２）を、透過膜１に播種するとともに、細胞懸濁液に含まれる液体媒質を、透過膜１の下方側（Ｚ２方向側）に透過させる。
【００５５】
次に、ステップＳ５において、透過膜１を透過した液体媒質は、流路４１ａを介して透過膜１の下方側（Ｚ２方向側）の排出口４０ｂまで流通する。次に、ステップＳ６において、透過膜１を透過した（流路４１ａを介して流通された）液体媒質は、排出口４０ｂから排出される。
【００５６】
また、細胞培養方法はステップＳ７〜Ｓ９を備えている。具体的には、ステップＳ７において、バルブ８ａ〜８ｄの各々を開状態にする。
【００５７】
次に、ステップＳ８において、ポンプ６ａにより導入口２０ａから培地を導入するととともに、ポンプ６ｂにより導入口４０ａから培地を導入し、透過膜１の上方側（Ｚ１方向側）の流路２１ａ、および、透過膜１の下方側（Ｚ２方向側）の流路４１ａの各々において、培地（酸素を含む培地）を流通させる。その結果、細胞１０１の膜が透過膜１に形成される。さらに、透過膜１により播種された杯細胞１０２によりムチンが分泌され、透過膜１にムチン層１０３（細菌等の侵入を防ぐ膜）（図１１参照）が形成される。
【００５８】
そして、ステップＳ９において、ポンプ６ａにより導入口２０ａから培地を導入するととともに、ポンプ６ｂにより導入口４０ａから培地を導入し、流路２１ａおよび流路４１ａの各々において、培地を流通させる。この時、流路２１ａには、酸素を含まない培地（菌液）を流通させるととともに、流路４１ａには、酸素を含む培地を流通させる。これにより、細胞培養装置１００は、腸管の環境が再現された構成となる。これにより、細胞培養装置１００により、腸管の環境下において、細胞１０１を培養するとともに分析（評価）を行うことが可能である。
【００５９】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６０】
第１実施形態では、上記のように、細胞懸濁液を導入口２０ａから導入することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞１０１を透過膜１に播種するとともに、透過膜１を透過した細胞懸濁液に含まれる液体媒質を排出口４０ｂから排出するように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞１０１を透過膜１により濾し取って播種することができる。その結果、静止した細胞懸濁液中の細胞１０１を沈殿させて透過膜１上に播種する場合と異なり、細胞１０１が透過膜１以外の部分に蓄積するのを抑制することができる。これにより、透過膜１を介して培地が供給されないことに起因して死滅する細胞１０１を低減することができる。その結果、死滅した細胞１０１が透過膜１上に播種された細胞１０１に悪影響を及ぼすのを抑制することができるとともに、悪影響が及ぼされた細胞により腸管を模した細胞培養装置１００内の環境が崩されるのを抑制することができる。その結果、透過膜１上に適切に細胞１０１（腸管上皮細胞）が播種されないことに起因して腸管を模した環境が崩れることにより、細胞１０１の培養（分析）が不適切になるのを抑制することができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、流路部材２が、透過膜１に対して上方側に配置されており、流路部材４が、透過膜１に対して下方側に配置されるように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、細胞懸濁液（液体媒質）は、自重により下方側に力を受けるので、上方側の流路部材２（導入口２０ａ）側から下方側の透過膜１に細胞懸濁液を比較的容易に流すことができる。また、透過膜１を透過した液体媒質を、上方側の透過膜１から下方側の流路部材４（排出口４０ｂ）側に比較的容易に流すことができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、導入口２０ａ側および排出口４０ｂ側の各々を開状態にするとともに、排出口２０ｂ側および導入口４０ａ側の各々を閉状態にすることにより、導入口２０ａから細胞懸濁液を導入するとともに、液体媒質を排出口４０ｂから排出するように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、排出口２０ｂ側および導入口４０ａ側の各々を閉状態にすることにより、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液（液体媒質）が、排出口２０ｂ側および導入口４０ａ側の各々に向かって移動するのを抑制することができる。その結果、より効率的に、液体媒質を排出口４０ｂ側に流すことができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、バルブ８ａおよびバルブ８ｄの両方を開くとともに、バルブ８ｂおよびバルブ８ｃの両方を閉じた状態で、導入口２０ａから細胞懸濁液を導入するとともに、液体媒質を排出口４０ｂから排出するように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、バルブ８ａおよびバルブ８ｄの両方を開くとともに、バルブ８ｂおよびバルブ８ｃの両方を閉じることによって、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液（液体媒質）を、容易にバルブ８ｄが設けられている排出口４０ｂ側に流すことができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、ポンプ６ａを駆動させることにより、細胞懸濁液を導入口２０ａから導入するとともに、液体媒質を排出口４０ｂから排出するように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、ポンプ６ａを用いることにより、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液を、容易に、所定の流量（流速）以上で流すことができる。その結果、細胞１０１が透過膜１以外の部分に蓄積した場合でも、所定の流量（流速）以上の細胞懸濁液の圧力により、透過膜１以外の部分に蓄積した細胞１０１を透過膜１側へ容易に運ぶことができる。これにより、細胞１０１が透過膜１以外の部分に蓄積するのを効果的に抑制することができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、導入口２０ａから導入した細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０まで導通させるとともに、透過膜１の所定の領域１０に細胞１０１を播種する。そして、透過膜１の所定の領域１０を透過した液体媒質を、ガスケット５の開口部５０から排出口４０ｂまで導通させるとともに、排出口４０ｂから排出するように、細胞培養装置１００を構成する。これにより、ガスケット３およびガスケット５により、透過膜１の領域１０にのみ、細胞１０１を選択的に播種することができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、細胞播種方法は、透過膜１の上方側に配置される導入口２０ａから細胞懸濁液を導入するステップと、流路２１ａを介して、導入口２０ａから導入された細胞懸濁液を透過膜１まで流通させるステップとを備える。また、細胞播種方法は、流路２１ａを介して流通された細胞懸濁液に含まれる細胞１０１を、透過膜１に播種するとともに、細胞懸濁液に含まれる液体媒質を、透過膜１の下方側に透過させるステップを備える。そして、透過膜１を透過した液体媒質を、透過膜１の下方側に配置される流路４１ａを介して流通させるステップと、流路４１ａを介して流通された液体媒質を排出口４０ｂから排出するステップと、を備えるように、細胞播種方法を構成する。これにより、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞１０１を透過膜１により濾し取って播種することができる。その結果、静止した細胞懸濁液中の細胞１０１を沈殿させて透過膜１上に播種する場合と異なり、細胞１０１が透過膜１以外の部分に蓄積するのを抑制することができる。これにより、透過膜１を介して培地が供給されないことに起因して死滅する細胞１０１を低減することができる。その結果、死滅した細胞１０１が透過膜１上に播種された細胞１０１に悪影響を及ぼすのを抑制することができるので、適切に細胞１０１を培養（分析）することを容易化することができる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態による細胞培養装置２００の構成について説明する。この第２実施形態の細胞培養装置２００は、上記第１実施形態の細胞培養装置１００の構成と異なり、流路部材１４１は、互いに隔離された流路１４１ａと流路１４１ｆとを有する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
【００６８】
（細胞培養装置の構成）
図７に示すように、細胞培養装置２００（細胞培養容器２００ａ）は、透過膜１に対して下方側（Ｚ２方向側）に配置される流路部材１４を備える。流路部材１４は、流路部材１４０と、流路部材１４０および透過膜１の間に配置されている流路部材１４１を含む。なお、流路部材１４は、特許請求の範囲の「他方側流路部材」の一例である。また、流路部材１４０および流路部材１４１は、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側第１流路部材」および「他方側第２流路部材」の一例である。
【００６９】
流路部材１４０および流路部材１４１の各々は、板状の部材であり、正方形形状を有している。流路部材１４０は、たとえばガラスにより形成されている。流路部材１４１は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。
【００７０】
流路部材１４０は、導入口１４０ａおよび導入口１４０ｂを含む。導入口１４０ａは、細胞２０１（図９参照）の培養時に、培地などを導入するために設けられている。また、導入口１４０ｂは、細胞３０１（図９参照）の培養時に、培地などを導入するために設けられている。なお、細胞２０１および細胞３０１の各々は、腸管上皮細胞である。また、導入口１４０ａおよび導入口１４０ｂの各々は、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、円形形状を有している。また、導入口１４０ａは、正方形形状の流路部材１４０の角部に設けられている。導入口１４０ｂは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、導入口１４０ａと、流路部材２０の排出口２０ｂとの間（図８参照）に設けられている。なお、導入口１４０ａおよび導入口１４０ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側導入部」の一例である。また、細胞２０１および細胞３０１は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１細胞」および「第２細胞」の一例である。
【００７１】
また、流路部材１４０は、排出口１４０ｃおよび排出口１４０ｄを含む。排出口１４０ｃは、細胞２０１の培養時に、導入口１４０ａから導入された培地などを排出するために設けられている。排出口１４０ｃは、後述する流路１４１ａを介して、導入口１４０ａと導通する。また、排出口１４０ｄは、細胞３０１の培養時に、導入口１４０ｂから導入された培地などを排出するために設けられている。排出口１４０ｄは、後述する流路１４１ｆを介して、導入口１４０ｂと導通する。また、排出口１４０ｄは、導入口１４０ａが設けられている流路部材１４０の角部に対して対角の角部に設けられている。排出口１４０ｃは、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、排出口１４０ｄと、流路部材２０の導入口２０ａとの間（図８参照）に設けられている。なお、排出口１４０ｃは、特許請求の範囲の「他方側排出部」および「第１他方側排出口」の一例である。また、排出口１４０ｄは、特許請求の範囲の「他方側排出部」および「第２他方側排出口」の一例である。
【００７２】
流路部材１４１は、導入口１４０ａおよび排出口１４０ｃと導通する流路１４１ａを有する。具体的には、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ａの一方側の端部１４１ｂは、導入口１４０ａと重なる（図８参照）ように設けられている。また、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ａの他方側の端部１４１ｃは、排出口１４０ｃと重なる（図８参照）ように設けられている。また、流路１４１ａには、一方側の端部１４１ｂと他方側の端部１４１ｃとの間において、折れ曲がり部１４１ｄと折れ曲がり部１４１ｅとが設けられている。折れ曲がり部１４１ｄは、端部１４１ｂ側に設けられており、折れ曲がり部１４１ｅは、端部１４１ｃ側に設けられている。なお、流路１４１ａは、特許請求の範囲の「他方側流路」および「第１他方側流路」の一例である。
【００７３】
また、流路部材１４１は、導入口１４０ｂおよび排出口１４０ｄと導通する流路１４１ｆを有する。具体的には、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ｆの一方側の端部１４１ｇは、導入口１４０ｂと重なる（図８参照）ように設けられている。また、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ｆの他方側の端部１４１ｈは、排出口１４０ｄと重なる（図８参照）ように設けられている。また、流路１４１ｆには、一方側の端部１４１ｇと他方側の端部１４１ｈとの間において、折れ曲がり部１４１ｉと折れ曲がり部１４１ｊとが設けられている。折れ曲がり部１４１ｉは、端部１４１ｇ側に設けられており、折れ曲がり部１４１ｊは、端部１４１ｈ側に設けられている。なお、流路１４１ｆは、特許請求の範囲の「他方側流路」および「第２他方側流路」の一例である。
【００７４】
細胞培養装置２００（細胞培養容器２００ａ）は、透過膜１のＺ２方向側の表面上に積層されるガスケット１５を備える。ガスケット１５は、透過膜１の領域１０の一部である領域１０ａ（図９参照）を露出させる開口部１５０を含む。開口部１５０は、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ａの折れ曲がり部１４１ｄと折れ曲がり部１４１ｅとの間の部分と重なる（図８参照）ように設けられている。すなわち、流路１４１ａは、開口部１５０と排出口１４０ｃとを接続するように設けられている。また、ガスケット１５は、たとえばシリコンゴムにより形成されている。なお、ガスケット１５は、特許請求の範囲の「第２シール部材」の一例である。また、開口部１５０は、特許請求の範囲の「他方側開口部」および「第１他方側開口部分」の一例である。また、領域１０ａは、特許請求の範囲の「所定の領域」および「第１の領域」の一例である。
【００７５】
ガスケット１５は、透過膜１の領域１０の一部である領域１０ｂ（図９参照）を露出させる開口部１５１を含む。開口部１５１は、平面視において（Ｚ１方向側から見て）、流路１４１ｆの折れ曲がり部１４１ｉと折れ曲がり部１４１ｊとの間の部分と重なる（図８参照）ように設けられている。すなわち、流路１４１ｆは、開口部１５１と排出口１４０ｄとを接続するように設けられている。なお、開口部１５１は、特許請求の範囲の「他方側開口部」および「第２他方側開口部分」の一例である。また、領域１０ｂは、特許請求の範囲の「所定の領域」および「第２の領域」の一例である。
【００７６】
ガスケット１５は、開口部１５０と開口部１５１との間に設けられる仕切り部１５２を含む。仕切り部１５２により、開口部１５０と開口部１５１とが分離されている。
【００７７】
ここで、第２実施形態では、流路１４１ａは、流路１４１ｆとは隔離して設けられている。具体的には、流路１４１ａの折れ曲がり部１４１ｅと、流路１４１ｆの折れ曲がり部１４１ｉとの間には、隔壁１４１ｋが設けられている。
【００７８】
また、図１０に示すように、細胞培養装置２００は、導入口１４０ａの上流側に配置されるポンプ１６ａを備えている。また、細胞培養装置２００には、導入口１４０ｂの上流側にポンプ１６ｂが配置されている。また、細胞培養装置２００には、排出口１４０ｃの下流側に排出容器１７ａが配置されている。また、細胞培養装置２００には、排出口１４０ｄの下流側に排出容器１７ｂが配置されている。
【００７９】
また、細胞培養装置２００は、導入口１４０ａの上流側に配置されるバルブ１８ａを備える。具体的には、バルブ１８ａは、ポンプ１６ａと導入口１４０ａとの間に配置されている。また、細胞培養装置２００は、導入口１４０ｂの上流側に配置されるバルブ１８ｂを備える。具体的には、バルブ１８ｂは、ポンプ１６ｂと導入口１４０ｂとの間に配置されている。なお、バルブ１８ａおよびバルブ１８ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側導入部用バルブ」の一例である。
【００８０】
また、細胞培養装置２００は、排出口１４０ｃの下流側に配置されるバルブ１８ｃを備える。具体的には、バルブ１８ｃは、排出口１４０ｃと排出容器１７ａとの間に配置されている。バルブ１８ｃの開閉を制御することにより、排出口１４０ｃからの液体媒質の排出容器１７ａへの導通が制御される。また、細胞培養装置２００は、排出口１４０ｄの下流側に配置されるバルブ１８ｄを備える。具体的には、バルブ１８ｄは、排出口１４０ｄと排出容器１７ｂとの間に配置されている。バルブ１８ｄの開閉を制御することにより、排出口１４０ｄからの液体媒質の排出容器１７ｂへの導通が制御される。なお、バルブ１８ｃおよびバルブ１８ｄは、それぞれ、特許請求の範囲の「他方側排出部用バルブ」の一例である。
【００８１】
また、第２実施形態では、細胞培養装置２００は、導入口２０ａから導入した細胞２０１を含む細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０まで導通させることにより、透過膜１の領域１０ａに細胞２０１を播種するように構成されている。そして、細胞培養装置２００は、透過膜１の領域１０ａを透過した液体媒質を、開口部１５０から排出口１４０ｃまで導通させて排出口１４０ｃから排出するように構成されている。
【００８２】
具体的には、細胞２０１を含む細胞懸濁液を導入口２０ａから導入した場合、細胞懸濁液は、流路２１ａの端部２１ｂから折れ曲がり部２１ｄまで流れて、ガスケット３の開口部３０に流入する。そして、細胞２０１を含む細胞懸濁液の液体媒質は、透過膜１の領域１０ａを透過して、ガスケット１５の開口部１５０を介して流路１４１ａに流出される。この際、透過膜１の領域１０ａに、細胞２０１が播種される。また、流路１４１ａに流出された液体媒質は、折れ曲がり部１４１ｄ（折れ曲がり部１４１ｅ）から端部１４１ｃまで流れ、排出口１４０ｃから排出される。
【００８３】
また、この場合、導入口２０ａから細胞懸濁液を導入する際、バルブ８ａおよびバルブ１８ｃの両方を開くとともに、その他のバルブ（バルブ８ｂ、バルブ１８ａ、バルブ１８ｂ、および、バルブ１８ｄ）を閉じる。これにより、細胞懸濁液は、バルブ８ａを通り導入口２０ａから導入され、透過膜１を透過した細胞懸濁液の液体媒質は、バルブ１８ｃを通り排出容器１７ａに排出される。
【００８４】
また、細胞培養装置２００は、導入口２０ａから導入した細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０まで導通させることにより、透過膜１の領域１０ｂに細胞３０１を播種するように構成されている。そして、細胞培養装置２００は、透過膜１の領域１０ｂを透過した液体媒質を、開口部１５１から排出口１４０ｄまで導通させて排出口１４０ｄから排出するように構成されている。
【００８５】
具体的には、細胞３０１を含む細胞懸濁液を導入口２０ａから導入した場合、細胞懸濁液は、流路２１ａの端部２１ｂから折れ曲がり部２１ｄまで流れて、ガスケット３の開口部３０に流入する。そして、細胞３０１を含む細胞懸濁液の液体媒質は、透過膜１の領域１０ｂを透過して、ガスケット１５の開口部１５１を介して流路１４１ｆに流出される。この際、透過膜１の領域１０ｂに、細胞３０１が播種される。また、流路１４１ｆに流出された液体媒質は、折れ曲がり部１４１ｉ（折れ曲がり部１４１ｊ）から端部１４１ｈまで流れ、排出口１４０ｄから排出される。
【００８６】
また、この場合、導入口２０ａから細胞懸濁液を導入する際、バルブ８ａおよびバルブ１８ｄの両方を開くとともに、その他のバルブ（バルブ８ｂ、バルブ１８ａ、バルブ１８ｂ、および、バルブ１８ｃ）を閉じる。これにより、細胞懸濁液は、バルブ８ａを通り導入口２０ａから導入され、透過膜１を透過した細胞懸濁液の液体媒質は、バルブ１８ｄを通り排出容器１７ｂに排出される。
【００８７】
また、細胞２０１および細胞３０１の播種が完了し、細胞２０１の膜を透過膜１の領域１０ａ上に形成するとともに、細胞３０１の膜を透過膜１の領域１０ｂ上に形成した後、細胞培養容器２００ａに、培地を導入することによって、細胞２０１および細胞３０１の培養を行う。具体的には、バルブ８ａ、バルブ８ｂ、バルブ１８ａ、バルブ１８ｂ、バルブ１８ｃ、および、バルブ１８ｄの各々を開状態にして、ポンプ６ａ、ポンプ１６ｂ、および、ポンプ１６ｃを駆動し、導入口２０ａ、導入口１４０ａ、および、導入口１４０ｂの各々から培地を導入（たとえば、導入口１４０ａおよび導入口１４０ｂの各々には互いに異なる培地を導入）する。
【００８８】
また、この場合、ポンプ６ａにより導入口２０ａから導入された培地は、排出口２０ｂを通って排出容器７ａに排出される。また、ポンプ１６ａにより導入口１４０ａから導入された培地は、排出口１４０ｃを通って排出容器１７ａに排出される。また、ポンプ１６ｂにより導入口１４０ｂから導入された培地は、排出口１４０ｄを通って排出容器１７ｂに排出される。この場合、排出容器７ａ、排出容器１７ａ、および、排出容器１７ｂの各々に排出された培地を個別に分析することが可能である。
【００８９】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００９０】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００９１】
第２実施形態では、上記のように、導入口２０ａから導入した細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０まで導通させることにより、透過膜１の領域１０ａに細胞２０１を播種し、透過膜１の領域１０ａを透過した液体媒質を、開口部１５０から排出口１４０ｃまで導通させて排出口１４０ｃから排出するように、細胞培養装置２００を構成する。また、導入口２０ａから導入した細胞懸濁液を、ガスケット３の開口部３０まで導通させることにより、透過膜１の領域１０ｂに細胞３０１を播種し、透過膜１の領域１０ｂを透過した液体媒質を、開口部１５１から排出口１４０ｄまで導通させて排出口１４０ｄから排出するように、細胞培養装置２００を構成する。これにより、細胞懸濁液を一定の流速で流しながら、細胞（細胞２０１および細胞３０１）を透過膜１の領域１０（領域１０および領域１０ｂ）により濾し取って播種することができる。すなわち、互いに異なる領域の各々に、複数の細胞（細胞２０１および細胞３０１）を播種する場合でも、死滅する細胞（細胞２０１および細胞３０１）を低減することができる。
【００９２】
また、第２実施形態では、上記のように、流路部材１４が、排出口１４０ｃおよび排出口１４０ｄを有する流路部材１４０と、開口部１５０と排出口１４０ｃとを接続する流路１４１ａ、および、開口部１５１と排出口１４０ｄとを接続するとともに流路１４１ａとは隔離されている流路１４１ｆを有する流路部材１４１と、を含むように、細胞培養装置２００を構成する。これにより、流路１４１ａと流路１４１ｆとが互いに隔離されているので、各々の流路に互いに異なる培地を流すことができる。その結果、細胞２０１および細胞３０１の各々に適した培地により、細胞２０１および細胞３０１の各々を個別に培養を行うことができる。
【００９３】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００９４】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００９５】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、一方側流路部材（流路部材２）が透過膜に対して上方側に配置され、他方側流路部材（流路部材４、１４）が透過膜に対して下方側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方側流路部材（流路部材２）が透過膜に対して左側に配置され、他方側流路部材（流路部材４、１４）が透過膜に対して右側に配置されていてもよい。
【００９６】
また、上記第１および第２実施形態では、透過膜に対して上方側に設けられている一方側導入部（導入口２０ａ）から細胞懸濁液を導入し、透過膜に対して下方側に設けられている他方側排出部（排出口４０ｂ、排出口１４０ｃ、排出口１４０ｄ）から液体媒質を排出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、透過膜に対して下方側に設けられている他方側導入部（導入口４０ａ、導入口１４０ａ、導入口１４０ｂ）から細胞懸濁液を導入し、透過膜に対して上方側に設けられている一方側排出部（排出口２０ｂ）から液体媒質を排出してもよい。
【００９７】
また、上記第１および第２実施形態では、バルブを設けて細胞懸濁液等の導通を制御する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、簡易な栓によって細胞懸濁液等の導通を制御してもよい。
【００９８】
また、上記第１および第２実施形態では、一方側導入部用ポンプ（ポンプ６ａ）を用いて細胞懸濁液を導入する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、液体を注入するための簡易な器具を用いて細胞懸濁液を導入してもよい。
【００９９】
また、上記第２実施形態では、他方側流路部材（流路部材１４１）に２つの互いに隔離された流路（流路１４１ａおよび流路１４１ｆ）が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、他方側流路部材（流路部材１４１）に３つ以上の互いに隔離された流路が設けられていてもよい。
【０１００】
また、上記第２実施形態では、透過膜に、細胞２０１および細胞３０１を播種する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、透過膜に、細胞２０１のみ、または、細胞３０１のみを播種してもよい。
【０１０１】
また、上記第１および第２実施形態では、一方側第２流路部材（流路部材２１）、第１シール部材（ガスケット３）、他方側第２流路部材（流路部材４１、１４１）、および、第２シール部材（ガスケット５、１５）の各々は、シリコンゴムにより形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、一方側第２流路部材（流路部材２１）、第１シール部材（ガスケット３）、他方側第２流路部材（流路部材４１、１４１）、および、第２シール部材（ガスケット５、１５）の各々は、ガラスにより形成されていてもよい。
【０１０２】
また、上記第１および第２実施形態では、透過膜が多孔質膜である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、透過膜が、ゲル状の膜であってもよい。
【０１０３】
また、上記第１および第２実施形態では、細胞が腸管上皮細胞である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、細胞が腸管上皮細胞以外の生体内の細胞であってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１  透過膜
２  流路部材（一方側流路部材）
３  ガスケット（第１シール部材）
４、１４  流路部材（他方側流路部材）
５、１５  ガスケット（第２シール部材）
６ａ  ポンプ（一方側導入部用ポンプ）
８ａ  バルブ（一方側導入部用バルブ）
８ｂ  バルブ（一方側排出部用バルブ）
８ｃ、１８ａ、１８ｂ  バルブ（他方側導入部用バルブ）
８ｄ、１８ｃ、１８ｄ  バルブ（他方側排出部用バルブ）
１０  領域（所定の領域）
１０ａ  領域（所定の領域）（第１の領域）
１０ｂ  領域（所定の領域）（第２の領域）
２０  流路部材（一方側第１流路部材）
２０ａ  導入口（一方側導入部）
２０ｂ  排出口（一方側排出部）
２１  流路部材（一方側第２流路部材）
２１ａ  流路（一方側流路）
３０  開口部（一方側開口部）
４０、１４０  流路部材（他方側第１流路部材）
４０ａ、１４０ａ、１４０ｂ  導入口（他方側導入部）
４０ｂ  排出口（他方側排出部）
４１、１４１  流路部材（他方側第２流路部材）
４１ａ  流路（他方側流路）
５０  開口部（他方側開口部）
１００、２００  細胞培養装置
１０１  細胞
１４０ｃ  排出口（他方側排出部）（第１他方側排出口）
１４０ｄ  排出口（他方側排出部）（第２他方側排出口）
１４１ａ  流路（他方側流路）（第１他方側流路）
１４１ｆ  流路（他方側流路）（第２他方側流路）
１５０  開口部（他方側開口部）（第１他方側開口部分）
１５１  開口部（他方側開口部）（第２他方側開口部分）
２０１  細胞（第１細胞）
３０１  細胞（第２細胞）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020010641.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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