(57)【要約】【課題】細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することができる細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法を提供する。【解決手段】細胞培養装置は、第１の容器と、前記第１の容器の内部に配置され、内部への流体の導入に伴って容積が拡大する第２の容器と、前記第２の容器の内部に前記流体を導入するための導入口と、前記第１の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、前記第１の容器の外部に排出するための排出口と、を含む。【選択図】図１
2020054281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の容器と、
前記第１の容器の内部に配置され、内部への流体の導入に伴って容積が拡大する第２の容器と、
前記第２の容器の内部に前記流体を導入するための導入口と、
前記第１の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、前記第１の容器の外部に排出するための排出口と、
を含む細胞培養装置。
【請求項２】
前記第２の容器は、伸縮性を有する材料を含んで構成されている
請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記第２の容器の最大容積は、前記第１の容器の容積よりも小である
請求項１または請求項２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記第２の容器の容積が最大とされた場合に、前記第１の容器の内壁と、前記第２の容器の外壁との間に間隙が存在する
請求項３に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記第１の容器は、前記第２の容器の容積の拡大に伴う変形を生じない
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項６】
前記第２の容器の容積を拡大させた場合の、第２の容器の外形の変形の方向が１方向である
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の細胞培養装置を用いた細胞懸濁液の移送方法であって、
前記導入口から前記第２の容器の内部に流体を導入し、前記第２の容器の容積を拡大することで、前記第１の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、前記排出口から排出して、前記第１の容器の外部に移送する
移送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器内に収容された液体を、容器の外部に移送する技術として、以下の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、送気により膨張するチャンバーの両面に、輸液袋を挿入装填する軸方向に並行な両端において２枚の外層を固定し、チャンバーの両面と２枚の外層の間に輸液袋を挿入装填する空間を２個形成してなることを特徴とする加圧式輸液装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、シート状移植片を保持する容器において、シート状移植片を液体とともに収容する密封可能なバッグ本体と、バッグ本体を押圧するための押圧手段とを有し、バッグ本体の少なくとも一部が、押圧手段による押圧によって変形可能に構成されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３８２０３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、再生医療用途で用いられる医療製品を製造するために行われる細胞培養工程では、培養対象の細胞の増殖性及び生存率を高めるために、細胞培養装置内への雑菌等の混入を抑制する必要がある。
【０００７】
また、細胞懸濁液の移送に、ロータがチューブ内の移送対象をしごき出す動作によって送液を行うチューブポンプを用いると、細胞がロータに押し潰され、細胞の品質が劣化するおそれがある。一方、細胞懸濁液の移送にシリンジポンプを用いた場合には、チューブポンプを用いた場合と比較して、細胞へのダメージを抑制することができる。しかしながら、細胞懸濁液を押し出すシャフト部が外気と接するため、細胞懸濁液に雑菌等の汚染源が混入するおそれがある。これを回避するためには、クリーン環境を形成する付帯設備が必要となる。
【０００８】
また、細胞懸濁液を収容する容器の内部を、無菌フィルタを通過した空気により加圧することにより細胞懸濁液を移送する方法も考えられる。しかしながら、この方法によれば、無菌フィルタの破損により細胞懸濁液に雑菌等の汚染源が混入するおそれがある。
【０００９】
開示の技術は、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の技術に係る細胞培養装置は、第１の容器と、第１の容器の内部に配置され、内部への流体の導入に伴って容積が拡大する第２の容器と、第２の容器の内部に流体を導入するための導入口と、第１の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、第１の容器の外部に排出するための排出口と、を含む。
【００１１】
開示の技術に係る細胞培養装置によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制することができる。また、汚染源を含有する外気と接触する事無く細胞懸濁液を送液する事が出来るため雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
【００１２】
第２の容器は、伸縮性を有する材料を含んで構成されていてもよい。これにより、第２の容器の内部への流体を導入することにより、第２の容器の容積の拡大を効果的に行うことができる。
【００１３】
第２の容器の最大容積は、第１の容器の容積よりも小であることが好ましく、第２の容器の容積が最大とされた場合に、第１の容器の内壁と、第２の容器の外壁との間に間隙が存在することが好ましい。これにより、第２の容器の容積の拡大に伴って、第１の容器の内壁と第２の容器の外壁との間に細胞を挟み込むリスクを回避することができ、細胞懸濁液の移送に伴う細胞へのダメージを抑制することができる。
【００１４】
第１の容器は、第２の容器の容積の拡大に伴う変形を生じないことが好ましい。これにより、第２の容器の容積の拡大による細胞懸濁の移送を効果的に行うことが可能となり、移送される細胞懸濁液の流速の制御が容易となる。
【００１５】
第２の容器の容積を拡大させた場合の、第２の容器の外形の変形の方向が１方向であってもよい。これにより、第２の容器の内部に流体を導入した場合に、第２の容器は、第１の容器に収容されている細胞懸濁液を、排出口の側に押し出す方向に変形（伸長）するので、細胞懸濁液の排出を促進させることができる。
【００１６】
開示の技術に係る細胞懸濁液の移送方法は、上記の細胞培養装置を用いた細胞懸濁液の移送方法であって、導入口から第２の容器の内部に流体を導入し、第２の容器の容積を拡大することで、第１の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、排出口から排出して、第１の容器の外部に移送する、というものである。
【００１７】
開示の技術に係る細胞懸濁液の移送方法によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
開示の技術によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置の構成の一例を示す図である。
【図２】開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置において細胞懸濁液の移送を行っている状態を示す図である。
【図３】開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置の構成の一例を示す図である。
【図４】開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置において細胞懸濁液の移送を行っている状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各図面において、実質的に同一又は等価な構成要素又は部分には同一の参照符号を付している。
【００２１】
図１は、開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置１の構成の一例を示す図である。細胞培養装置１は、第１の容器１０と、第１の容器１０の内部に収容された第２の容器２０とを含んで構成されている。
【００２２】
第１の容器１０は、第１の容器１０の内外からの加圧に対して外形の変形を生じにくい比較的高い剛性を有する材料で構成されている。第１の容器１０の材料として、例えば、ガラス、プラスチック、金属を用いることができる。第２の容器２０を収容するのに十分な容積を有している。
【００２３】
培養対象の細胞１００を含む細胞懸濁液１０１は、第１の容器１０の内部に収容される。第１の容器１０は、培養容器として用いることが可能であり、細胞１００は、第２の容器２０内において培養されてもよい。第１の容器１０の底部には、第１の容器１０の内部に収容された細胞懸濁液１０１を第１の容器１０の外部に排出するための排出口１２が設けられている。第１の容器１０の形状は特に限定されないが、例えば、図１に示すように、排出口１２に向けて内径が徐々に小さくなるように（すなわち排出口１２に向けて下り傾斜が形成されるように）構成されていてもよい。
【００２４】
第２の容器２０は、第２の容器２０の内外からの加圧に対して外形の変形を生じやすい比較的低い剛性を有する材料で構成されており、容積が可変とされている。第２の容器２０は、例えば、プラスチックフィルムを含んで構成されるバッグの形態を有していてもよい。また、第２の容器２０は、ゴム等の伸縮性を有する材料で構成されていてもよい。第２の容器２０の上部には、第２の容器２０の内部に流体を導入するための導入口１１が設けられている。導入口１１は、第２の容器２０の内部に連通しており、先端部分が第１の容器１０の外部に伸びている。なお、第２の容器２０の内部に導入される流体は、酸素、二酸化炭素またはこれらの混合ガス等の気体であってもよいし、水等の液体であってもよい。第２の容器２０は第２の容器２０の内部が第１の容器１０内部と接触出来ないように独立した袋状を形成している。
【００２５】
第２の容器２０の内部への流体の導入は、第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１を外部に移送する場合に行われる。導入口１１から第２の容器２０の内部への流体の導入に伴って、第２の容器２０が変形し、容積が拡大する（図２参照）。第１の容器１０に細胞懸濁液１０１を収容している間、第２の容器２０の容積は最小とされる。一方、第１の容器１０は、比較的高い剛性を有する材料で構成されており、第２の容器２０の容積の拡大に伴う変形（すなわち、容積の拡大）を生じない。また、上記のとおり、第２の容器２０は第２の容器２０の内部が第１の容器１０内部と接触出来ないように独立した袋状を形成しているので、第２の容器２０の内部に導入された流体が仮に汚染源を含む場合でも、第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１は、第２の容器２０の内部に導入された流体によって汚染されることはない。従って、汚染源を含有する外気と接触する事無く、第１の容器１０に収容された細胞懸濁液１０１を送液する事が出来る。なお、第１の容器１０は、例えば、プラスチックフィルムを含んで構成されるバッグの形態を有していてもよく、第２の容器２０の容積の拡大に伴う変形を生じてもよい。
【００２６】
第２の容器２０の最大容積は、第１の容器１０の容積よりも小さいものとされている。なお、最大容積とは、内部への流体の導入により第２の容器２０を限界まで膨張させた場合の第２の容器２０の容積である。また、第２の容器２０の内部に流体が導入されておらず、第２の容器２０の容積が最小とされた状態、及び第２の容器２０の内部に流体が導入され、第２の容器２０の容積が最大とされた状態のそれぞれにおいて、第１の容器１０の内壁と、第２の容器２０の外壁との間に間隙が存在することが好ましい。すなわち、第１の容器１０と第２の容器２０は、第２の容器２０の内部への流体の導入の有無にかかわらず、非接触であることが好ましい。従って、第２の容器２０は、第１の容器１０の内部の中央に配置されることが好ましい。第２の容器２０は、例えば、第１の容器１０に固定された導入口１１によって支持されることで、第１の容器１０の内部に保持される。
【００２７】
以下に、上記の構成を有する細胞培養装置１において、第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１を、細胞培養装置１の外部に移送する方法について説明する。
【００２８】
第１の容器１０に細胞懸濁液１０１を収容している状態において、第２の容器２０の容積は最小とされる。第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１を、細胞培養装置１の外部に移送する場合、導入口１１から第２の容器２０の内部に流体を導入する。第２の容器２０の内部に導入する流体として、酸素、二酸化炭素、若しくはこれらの混合ガス等の気体、または水等の液体を用いることができる。第２の容器２０の内部に流体が導入されることで、図２に示すように、第２の容器２０の容積が拡大する。第１の容器１０は、比較的高い剛性を有する材料で構成されており、第２の容器２０の容積の拡大に伴う変形（すなわち、容積の拡大）を生じない。第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１は、第２の容器２０の容積の拡大に伴って流動し、排出口１２から第１の容器１０の外部に排出される。第１の容器１０から排出された細胞懸濁液１０１は、例えば、細胞培養装置１に接続された他の処理ユニットに移送される。
【００２９】
本実施形態に係る細胞培養装置１によれば、第１の容器１０に収容された細胞懸濁液１０１の移送は、第２の容器２０の内部に流体を導入し、第２の容器２０の容積を拡大することによって行われるので、ロータのしごき動作によって送液を行うチューブポンプを用いる場合と比較して、細胞へのダメージを抑制することができる。
【００３０】
また、第２の容器２０の内部に導入される流体は、第１の容器１０に収容された細胞懸濁液１０１に接することはないので、細胞懸濁液１０１に雑菌等の汚染源が混入するリスクを低減することができ、また、無菌フィルタを用いることを要しない。
【００３１】
また、本実施形態に係る細胞培養装置１によれば、第２の容器２０の内部への流体の導入により、第２の容器２０の容積が最大とされた場合に、第１の容器１０の内壁と、第２の容器２０の外壁との間に間隙が存在する。すなわち、第２の容器２０の容積が最大とされた場合でも、第１の容器１０及び第２の容器２０は、互いに非接触状態を維持する。これにより、第２の容器２０の容積の拡大に伴って、第１の容器１０の内壁と第２の容器２０の外壁との間に細胞１００を挟み込むリスクを回避することができ、細胞懸濁液１０１の移送に伴う細胞１００へのダメージを抑制することができる。
【００３２】
また、第１の容器１０は、第２の容器２０の容積の拡大に伴う変形を生じないので、第２の容器２０の容積の拡大による細胞懸濁液１０１の移送を効果的に行うことが可能となり、移送される細胞懸濁液１０１の流速の制御が容易となる。
【００３３】
以上のように、開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
【００３４】
［第２の実施形態］
図３は、開示の技術の第２の実施形態に係る細胞培養装置１Ａの構成の一例を示す図である。細胞培養装置１Ａにおいて、第２の容器２０Ａは、その本体を１方向において伸縮自在とするベローズ（蛇腹）構造を有する。第２の容器２０Ａは、第１の容器１０の内部の上部（排出口１２の反対側）の空間に配置され、細胞懸濁液１０１は、第１の容器１０の内部の、第２の容器２０Ａよりも下方（排出口１２の側）の空間に収容される。第２の容器２０Ａは、その伸縮方向が、細胞培養装置の上下方向Ｄ１に一致するように、第１の容器１０に収容される。
【００３５】
第１の容器１０に細胞懸濁液１０１を収容している状態において、第２の容器２０Ａの容積は最小とされ、最も収縮した状態とされる。第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１を、細胞培養装置１Ａの外部に移送する場合、導入口１１から第２の容器２０Ａの内部に流体を導入する。第２の容器２０Ａの内部に導入する流体として、酸素、二酸化炭素、若しくはこれらの混合ガス等の気体、または水等の液体を用いることができる。第２の容器２０Ａの内部に流体が導入されることで、図４に示すように、第２の容器２０Ａは、上下方向Ｄ１に沿って伸長することで、その容積を拡大させる。第２の容器２０Ａの最大容積は、第１の容器１０の容積よりも小さいものとされている。なお、最大容積とは、内部への流体の導入により第２の容器２０Ａを限界まで伸長させた場合の第２の容器２０Ａの容積である。第１の容器１０は、比較的高い剛性を有する材料で構成されており、第２の容器２０Ａの容積の拡大に伴う変形（すなわち、容積の拡大）を生じない。第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１は、第２の容器２０Ａの容積の拡大、すなわち、第２の容器２０Ａの伸長に伴って流動し、排出口１２から第１の容器１０の外部に排出される。また、第２の容器２０Ａの最大容積は、第１の容器１０の容積よりも小さく、第２の容器２０Ａを限界まで伸長させた場合でも、第２の容器２０Ａが第１の容器１０の内壁に達することはない。従って、第２の容器２０Ａの容積の拡大に伴って、細胞懸濁液１０１に含まれる細胞１００が、第２の容器２０Ａにより、第１の容器１０内壁に押し付けられることはなく、細胞懸濁液１０１の移送に伴う細胞１００へのダメージを抑制することができる。第１の容器１０から排出された細胞懸濁液１０１は、例えば、細胞培養装置１Ａに接続された他の処理ユニットに移送される。
【００３６】
本実施形態に係る細胞培養装置１Ａによれば、第１の実施形態に係る細胞培養装置１と同様、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態に係る細胞培養装置１Ａによれば、第２の容器２０Ａがベローズ（蛇腹）構造を有していることにより、第２の容器２０Ａの容積を拡大させた場合の、第２の容器２０Ａの外形の変形の方向を１方向とすることができる。これにより、第２の容器２０Ａの内部に流体を導入した場合に、第２の容器２０Ａは、第１の容器１０に収容されている細胞懸濁液１０１を、排出口１２の側に押し出す方向に変形（伸長）するので、細胞懸濁液１０１の排出を促進させることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１、１Ａ      細胞培養装置
１０  第１の容器
１１  導入口
１２  排出口
２０、２０Ａ  第２の容器
１００  細胞
１０１  細胞懸濁液
【図１】
2020054281.tif 000003
【図２】
2020054281.tif 000004
【図３】
2020054281.tif 000005
【図４】
2020054281.tif 000006