(57)【要約】【課題】細胞培養を効率良く実施しながら、品質の劣化を抑制しつつ運搬する。【解決手段】細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置であって、水平断面積が上方に向かって増加する形状である培養槽と、培養槽内で培養液が上昇流を形成するように培養液を循環させるための循環経路と、を有する培養ユニットを収容可能な第１収容部と、第１収容部に収容された培養ユニットの培養槽に対して培養液を供給する第１培養液供給部と、培養槽内の細胞を回収する第１細胞回収部と、を含み、第１収容部に収容された培養ユニットの培養槽における培養環境を調整する第１培養環境調整部と、培養ユニットの循環経路に沿った培養液の循環を制御すると共に、第１培養環境調整部による培養環境の調整を制御する第１制御部と、を有し、培養ユニットは第１収容部に対して取り外し可能であって、第１収容部に収容された状態の培養ユニットを接続が可能なラインをさらに有する。【選択図】図１
2020110188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養液中で培養するための培養槽を含んで構成される培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置であって、
水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有する前記培養ユニットを収容可能な第１収容部と、
前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第１培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第１細胞回収部と、を含み、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽における培養環境を調整する第１培養環境調整部と、
前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御すると共に、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する第１制御部と、
を有し、
前記培養ユニットは、前記第１収容部に対して取り外し可能であって、
前記第１収容部に収容された状態の前記培養ユニットの前記培養槽または前記循環経路と、前記第１培養環境調整部と、を接続が可能なラインをさらに有する、自動細胞培養装置。
【請求項２】
前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記細胞の分布を検出する第１細胞分布検出部をさらに有し、
前記第１制御部は、前記第１細胞分布検出部により検出された前記培養槽内の細胞の分布に基づいて、前記第１培養液供給部による前記培養槽へ供給する前記培養液の単位時間あたりの供給量を制御する請求項１に記載の自動細胞培養装置。
【請求項３】
前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記培養環境を検出する第１培養環境検出部をさらに有し、
前記第１制御部は、前記第１培養環境検出部により検出された前記培養槽内の培養環境に基づいて、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する請求項１又は２に記載の自動細胞培養装置。
【請求項４】
細胞を培養液中で培養するための培養槽を含んで構成される培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置であって、
水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有する前記培養ユニットを収容可能な第２収容部と、
前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御する第２制御部と、
を有し、
前記培養ユニットは、前記第２収容部に対して取り外し可能であって、
前記第２収容部に収容された状態の前記培養ユニットの前記培養槽または前記循環経路に対して接続が可能なラインをさらに有する、輸送用細胞培養装置。
【請求項５】
前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第２培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第２細胞回収部と、を含む第２培養環境調整部をさらに有し、
前記第２制御部は、前記第２培養環境調整部を制御する請求項４に記載の輸送用細胞培養装置。
【請求項６】
前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記細胞の分布を検出する第２細胞分布検出部をさらに有し、
前記第２制御部は、前記第２細胞分布検出部により検出された前記培養槽内の細胞の分布に基づいて、前記第２培養液供給部による前記培養槽へ供給する前記培養液の単位時間あたりの供給量を制御する請求項５に記載の輸送用細胞培養装置。
【請求項７】
前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記培養環境を検出する第２培養環境検出部をさらに有し、
前記第２制御部は、前記第２培養環境検出部により検出された前記培養槽内の培養環境に基づいて、前記第２培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する請求項５又は６に記載の輸送用細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、細胞培養システム、培養ユニット、自動細胞培養装置及び輸送用細胞培養装置に関する。本出願は、２０１６年８月２６日に提出された日本特許出願第２０１６−１６６１２９号に基づいており、それに対して優先権の利益を主張するものであり、その内容全体は、参照されることによって本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
細胞培養装置として、例えば、特許文献１には、三次元培養を行う細胞培養ユニットと、各種の薬液、培養液、廃液等を送液するユニットとを有する細胞培養装置が開示されている。この細胞培養装置は、培養液中に懸濁した担体上で細胞を培養するための装置であり、従来は作業者の手作業で実施していた培地交換、継代等の作業を自動的に行うために、各ユニットを制御する制御ユニットが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４２５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、医療分野への応用が拡大したことにより、細胞培養システムには、培養の効率化が求められている。また、細胞培養を行う場所と、培養した細胞を利用する場所とが異なる場合があるが、培養した細胞の運搬については十分な検討がなされていなかった。
【０００５】
本開示は、細胞培養を効率良く実施しながら、品質の劣化を抑制しつつ運搬することが可能な細胞培養システム及び当該細胞培養システムに含まれる培養ユニット、自動細胞培養装置及び輸送用細胞培養装置を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一形態に係る細胞培養システムは、細胞を培養液中で培養するための培養槽を有する培養ユニットと、前記培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置と、前記培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置と、を有する細胞培養システムであって、前記培養ユニットは、水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有し、前記自動細胞培養装置は、前記培養ユニットを収容可能な第１収容部と、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第１培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第１細胞回収部と、を含み、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽における培養環境を調整する第１培養環境調整部と、前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御すると共に、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する第１制御部と、を有し、前記輸送用細胞培養装置は、前記培養ユニットを収容可能な第２収容部と、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御する第２制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、細胞培養を効率良く実施しながら、品質の劣化を抑制しつつ運搬することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】細胞培養システムの自動細胞培養装置の概略構成を説明する図である。
【図２】細胞培養システムの輸送用細胞培養装置の概略構成を説明する図である。
【図３】細胞培養システムの自動細胞培養装置及び培養ユニットを説明する図である。
【図４】培養ユニットの培養槽内での培養液の移動について説明する図である。
【図５】細胞培養システムの輸送用細胞培養装置及び培養ユニットを説明する図である。
【図６】培養ユニットの変形例について説明する図である。
【図７】培養ユニットの変形例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一形態に係る細胞培養システムは、細胞を培養液中で培養するための培養槽を有する培養ユニットと、前記培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置と、前記培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置と、を有する細胞培養システムであって、前記培養ユニットは、水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有し、前記自動細胞培養装置は、前記培養ユニットを収容可能な第１収容部と、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第１培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第１細胞回収部と、を含み、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽における培養環境を調整する第１培養環境調整部と、前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御すると共に、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する第１制御部と、を有し、前記輸送用細胞培養装置は、前記培養ユニットを収容可能な第２収容部と、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御する第２制御部と、を有する。
【００１０】
また、本開示の一形態に係る培養ユニットは、上記の細胞培養システムに含まれる培養ユニットであって、水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有し、前記自動細胞培養装置及び前記輸送用細胞培養装置に対して取り外し可能である。
【００１１】
また、本開示の一形態に係る自動細胞培養装置は、細胞を培養液中で培養するための培養槽を有する培養ユニットと、前記培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置と、前記培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置と、を有する細胞培養システムに含まれる自動細胞培養装置であって、水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有する前記培養ユニットを収容可能な第１収容部と、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第１培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第１細胞回収部と、を含み、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽における培養環境を調整する第１培養環境調整部と、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御すると共に、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する第１制御部と、を有する。
【００１２】
また、本開示の一形態に係る輸送用細胞培養装置は、細胞を培養液中で培養するための培養槽を有する培養ユニットと、前記培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置と、前記培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置と、を有する細胞培養システムに含まれる輸送用細胞培養装置であって、水平断面積が上方に向かって増加する形状である前記培養槽と、前記培養槽内で前記培養液が上昇流を形成するように前記培養液を循環させるための循環経路と、を有する前記培養ユニットを収容可能な第２収容部と、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記循環経路に沿った前記培養液の循環を制御する第２制御部と、を有する。
【００１３】
上記の細胞培養システム及び当該細胞培養システムに含まれる培養ユニット、自動細胞培養装置及び輸送用細胞培養装置によれば、培養ユニットが自動細胞培養装置の第１収容部に収容された状態では、第１制御部によって培養ユニットにおける循環経路の培養液の循環が制御されることで、培養槽内で培養液の上昇流が形成された状態で、細胞の培養が行われる。このとき、第１培養環境調整部の第１培養液供給部から培養液が供給されると共に第１細胞回収部により培養された細胞が回収されることで、細胞培養を自動的に行うことが可能となる。一方、培養ユニットが輸送用細胞培養装置の第２収容部に収容された状態では、第２制御部によって培養ユニットにおける循環経路の培養液の循環が制御されることで、培養槽内で培養液の上昇流が形成された状態で、細胞の培養が行われる。このため、培養ユニットを輸送用細胞培養装置に取り付けた状態でも、培養液の循環が制御されて細胞の培養が継続される。したがって、自動細胞培養装置において細胞培養を効率良く実施することが可能であると共に、運搬時には輸送用細胞培養装置によって品質の劣化を抑制しつつ運搬することが可能となる。
【００１４】
ここで、前記培養ユニットは、個別に付与された当該培養ユニットを特定するための識別情報を有し、前記識別情報に対応付けられて、当該培養ユニットにおける細胞の培養に係る情報が記憶される記憶部をさらに有し、前記自動細胞培養装置の前記第１制御部及び前記輸送用細胞培養装置の前記第２制御部は、それぞれ、前記識別情報に基づいて前記培養ユニットにおける細胞培養に係る情報を前記記憶部から取得し、当該情報に基づいて、前記培養ユニットに係る制御を行う態様とすることができる。
【００１５】
上記の構成によれば、培養ユニットを特定するための識別情報が個別に付与されると共に、識別情報に対応付けて細胞培養に係る情報が記憶部に記憶される。したがって、自動細胞培養装置の第１制御部及び輸送用細胞培養装置の第２制御部では、識別情報を利用して培養ユニットにおける細胞の培養に係る情報を記憶部から取得可能となり、当該情報を利用した制御が可能となるため、培養ユニットに係る細胞培養に係る制御を、培養ユニット毎により適切に行うことが可能となる。
【００１６】
また、上記の培養ユニットは、培養槽の振動を抑制するための振動抑制部をさらに有する態様とすることができる。
【００１７】
上記のように培養ユニットの培養槽の振動を抑制するための振動抑制部を有する場合、培養ユニットを輸送用細胞培養装置に取り付けて運搬する際の振動が培養槽における細胞培養に影響を与えることを防ぐことができる。
【００１８】
また、上記の自動細胞培養装置は、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記細胞の分布を検出する第１細胞分布検出部をさらに有し、前記第１制御部は、前記第１細胞分布検出部により検出された前記培養槽内の細胞の分布に基づいて、前記第１培養液供給部による前記培養槽へ供給する前記培養液の単位時間あたりの供給量を制御する態様とすることができる。
【００１９】
上記のように、第１細胞分布検出部により検出された培養槽内の細胞の分布に基づいて、培養槽へ供給する培養液の単位時間あたりの供給量を制御する構成とすることで、培養槽内の細胞の分布が想定された状況から変化した場合、これを補正する方向に培養液の単位時間あたりの供給量を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽内での培養液の流れを安定させながら、細胞の成長に応じた培養液の供給量の制御をより好適に行うことができる。
【００２０】
また、上記の自動細胞培養装置は、前記第１収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記培養環境を検出する第１培養環境検出部をさらに有し、前記第１制御部は、前記第１培養環境検出部により検出された前記培養槽内の培養環境に基づいて、前記第１培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する態様とすることができる。
【００２１】
上記のように、第１培養環境検出部により検出された培養槽内の培養環境に基づいて、培養槽へ供給する培養液の調整を行う第１培養環境調整部における調整を制御する構成とすることで、培養槽内での培養環境をよくするための調整を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽内での細胞の成長に応じて培養環境を好適に維持することができる。
【００２２】
また、上記の輸送用細胞培養装置は、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽に対して前記培養液を供給する第２培養液供給部と、前記培養槽内の細胞を回収する第２細胞回収部と、を含む第２培養環境調整部をさらに有し、前記第２制御部は、前記第２培養環境調整部を制御する態様とすることができる。
【００２３】
上記のように、輸送用細胞培養装置が第２培養液供給部と第２細胞回収部とを含む第２培養環境調整部を有している場合、輸送用細胞培養装置を用いて培養槽を含む培養ユニットの輸送が長期化した場合であっても、培養期間の長期化に伴う培養液の劣化を防ぐことが可能となると共に、培養された細胞の回収等を好適に行うことが可能となる。したがって、輸送用細胞培養装置を利用した培養ユニットの運搬を好適に行うことができる。
【００２４】
また、上記の輸送用細胞培養装置は、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記細胞の分布を検出する第２細胞分布検出部をさらに有し、前記第２制御部は、前記第２細胞分布検出部により検出された前記培養槽内の細胞の分布に基づいて、前記第２培養液供給部による前記培養槽へ供給する前記培養液の単位時間あたりの供給量を制御する態様とすることができる。
【００２５】
上記のように、第１細胞分布検出部により検出された培養槽内の細胞の分布に基づいて、培養槽へ供給する培養液の単位時間あたりの供給量を制御する構成とすることで、培養槽内の細胞の分布が想定された状況から変化した場合、これを補正する方向に培養液の単位時間あたりの供給量を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽内での培養液の流れを安定させながら、細胞の成長に応じた培養液の供給量の制御をより好適に行うことができる。
【００２６】
また、上記の輸送用細胞培養装置は、前記第２収容部に収容された前記培養ユニットの前記培養槽内の前記培養環境を検出する第２培養環境検出部をさらに有し、前記第２制御部は、前記第２培養環境検出部により検出された前記培養槽内の培養環境に基づいて、前記第２培養環境調整部による前記培養環境の調整を制御する態様とすることができる。
【００２７】
上記のように、第２培養環境検出部により検出された培養槽内の培養環境に基づいて、培養槽へ供給する培養液の調整を行う第２培養環境調整部における調整を制御する構成とすることで、培養槽内での培養環境をよくするための調整を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽内での細胞の成長に応じて培養環境を好適に維持することができる。
【００２８】
以下、添付図面を参照して、本開示を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２９】
図１〜図５は、本開示の一形態に係る細胞培養システムを構成する各装置の概略構成を説明する図である。以下、細胞培養システムの概略構成を説明した後に、細胞培養システムに含まれる自動細胞培養装置、培養ユニット、及び、輸送用細胞培養装置について説明する。
【００３０】
（細胞培養システムの概略構成）
本実施形態に係る細胞培養システム１は、図１に示す培養ユニット１０と、培養ユニットにおける細胞の培養を自動制御する自動細胞培養装置１００と、図２に示す培養ユニットの輸送時に前記培養ユニットにおける細胞の培養を制御する輸送用細胞培養装置２００とを含んで構成される。また、図３は、自動細胞培養装置１００及び培養ユニット１０の詳細な構成を説明する図であり、図４は、培養槽について説明する図である。また、図５は、輸送用細胞培養装置２００の詳細な構成を説明する図である。
【００３１】
図１に示す自動細胞培養装置１００は、１以上の培養ユニット１０を収容するための１以上の収容部１１０（第１収容部）と、収容部１１０に取り付けられた１以上の培養ユニット１０それぞれに対して接続される自動培養用タンクユニット１２０（第１培養環境調整部）と、制御部１３０（第１制御部）と、を有する。培養ユニット１０の詳細については後述するが、培養ユニット１０は、細胞を培養するための１つの培養槽と、培養槽内を循環する培養液を貯留する貯留槽と、を含んで構成される。培養槽は、水平方向での断面積が上方に向かって大きくなる形状を有していて、培養液による上昇流を内部で形成することで、細胞を培養槽内の所定領域に滞留させた状態で培養を行うことを特徴とする。
【００３２】
培養槽を含む培養ユニット１０は、自動細胞培養装置１００から取り外し可能なユニットとして構成されていて、取り外した培養ユニット１０を図２に示す輸送用細胞培養装置２００に対して取り付けることで培養槽内での細胞の培養を継続した状態での培養槽単位での運搬を可能としている。
【００３３】
図１に示す自動細胞培養装置１００では、３つの収容部１１０それぞれに対して培養ユニット１０が収容された例を示している。培養ユニット１０には、それぞれ識別タグＴが取り付けられている。識別タグＴは、例えば、ＩＣタグもしくはＱＲコード（登録商標）等により実現される。培養ユニット１０は、上述したように、自動細胞培養装置１００及び輸送用細胞培養装置２００に対して取り外し可能である。したがって、識別タグＴ１には、培養ユニット１０を特定する情報と共に、培養ユニット１０が培養している細胞に関連する情報が対応付けられる。
【００３４】
自動細胞培養装置１００の自動培養用タンクユニット１２０とは、自動細胞培養装置１００において、培養ユニット１０の培養槽での細胞の培養を行うためのタンク・ポンプ類を指している。詳細は後述するが、例えば、培養槽に対して供給する培養液に係るタンク、培養液に対して添加する薬剤に係るタンク、及び、これらを培養槽に対して供給するためのポンプ等が自動培養用タンクユニット１２０に含まれる。自動培養用タンクユニット１２０に含まれる各タンク等と培養ユニット１０とはライン（配管又は管路）等により接続される。
【００３５】
制御部１３０は、収容部１１０に収容された培養ユニット１０に含まれる各部、及び、自動培養用タンクユニット１２０に含まれる各部を制御し、自動細胞培養装置１００に取り付けられた培養ユニット１０に係る自動細胞培養の制御を行う機能を有する。詳細については、後述する。
【００３６】
図２に示す輸送用細胞培養装置２００は、１つの培養ユニット１０を収容するための収容部２１０（第２収容部）と、収容部２１０に取り付けられた培養ユニット１０に対して接続される輸送時用タンクユニット２２０（第２培養環境調整部）と、制御部２３０（第２制御部）と、を有する。
【００３７】
輸送用細胞培養装置２００の輸送時用タンクユニット２２０とは、輸送用細胞培養装置２００において、培養ユニット１０の培養槽での細胞の培養を行うためのタンク・ポンプ類を指している。詳細は後述するが、例えば、培養槽に対して供給する培養液に係るタンク及び培養液を培養槽に対して供給するためのポンプ等が輸送時用タンクユニット２２０に含まれる。なお、自動細胞培養装置１００の自動培養用タンクユニット１２０と比較して、輸送用細胞培養装置２００の輸送時用タンクユニット２２０においては、タンク等が小型化されると共に数も減らされている。これは、輸送用細胞培養装置２００の輸送時用タンクユニット２２０では、細胞の培養を継続しながら培養槽を輸送することを達成するために必要なタンクを選択して設けているためである。
【００３８】
制御部２３０は、収容部２１０に収容された培養ユニット１０に含まれる各部、及び、輸送時用タンクユニット２２０に含まれる各部を制御し、輸送用細胞培養装置２００に取り付けられた培養ユニット１０に係る細胞培養の制御を行う機能を有する。
【００３９】
自動細胞培養装置１００の制御部１３０、及び、輸送用細胞培養装置２００の制御部２３０は、それぞれＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、主記憶装置であるＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）、他の機器との間の通信を行う通信モジュール、並びにハードディスク等の補助記憶装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。そして、これらの構成要素が動作することによりそれぞれの機能が発揮される。
【００４０】
（自動細胞培養装置及び培養ユニット）
次に、図３を参照しながら、自動細胞培養装置１００及び培養ユニット１０について説明する。図３には、自動細胞培養装置１００の収容部１１０に対して培養ユニット１０が収容されて、培養ユニット１０と自動細胞培養装置１００における自動培養用タンクユニット１２０の各部とがラインにより接続された状態を示している。また、図３では、自動細胞培養装置１００の制御部１３０も併せて示している。すなわち、図３に示す自動細胞培養装置１００に含まれる各部のうち、制御部１３０以外の各部が自動培養用タンクユニット１２０に含まれると共に、自動細胞培養装置１００における第１培養環境調整部に対応する。
【００４１】
図３に示すように、培養ユニット１０は、培養液Ｆ１中に懸濁した細胞の三次元培養を行う培養槽１１と、培養槽内で培養液Ｆ１が周回上昇流を成すように培養液Ｆ１を循環させる循環用ポンプ１２と、培養液Ｆ１の循環途中に設けられ、培養液Ｆ１に酸素を供給する酸素供給槽１３と、を備えている。培養ユニット１０では、培養槽１１と、循環用ポンプ１２と、酸素供給槽１３と、これらを互いに接続するラインとにより、培養液の循環経路が構成されている。培養槽１１と酸素供給槽１３とは第１循環ラインＬ１により接続されており、培養槽１１の上段部から抜き出された培養液Ｆ１が第１循環ラインＬ１を介して酸素供給槽１３へ送液される。酸素供給槽１３と循環用ポンプ１２とは第２循環ラインＬ２により接続されており、酸素供給槽１３内で必要に応じて酸素を供給された培養液Ｆ１が、第２循環ラインＬ２を介して循環用ポンプ１２へ送液される。循環用ポンプ１２と培養槽１１とは第３循環ラインＬ３により接続されており、循環用ポンプ１２から送液された培養液Ｆ１が第３循環ラインＬ３を介して培養槽１１の下端へ供給される。第３循環ラインＬ３を介して供給された培養液Ｆ１は、培養槽１１の下方から上方へ周回上昇流を成して移動し、第１循環ラインＬ１から培養槽１１外へ送液される。
【００４２】
培養ユニット１０に含まれる培養槽１１について、図４を参照しながらさらに説明する。培養槽１１は、水平方向での断面積が上方に向かって大きくなる形状を有している。このような形状として、例えば、培養槽１１を逆円錐状とすることができるが、培養槽１１の形状は逆円錐状には限定されない。培養槽１１の内部には、培養液Ｆ１が満たされる。また、培養槽１１内には、細胞もしくは細胞が付着した担体が所定の高さ範囲で浮遊する培養領域Ａが形成される。以下、細胞もしくは細胞が付着した担体のことを培養細胞という。
【００４３】
培養槽１１の容量は特に限定されないが、１０ｍＬ〜１０，０００ｍＬ程度とすることができる。培養槽１１の容量は、１つの培養槽１１において培養したい細胞の量もしくは細胞塊の大きさ等に基づいて適宜選択することができる。また、培養槽１１の取り扱い性等に応じて選択することもできる。例えば、培養槽２の容量が５０ｍＬ〜５００ｍＬ程度とした場合には、培養槽１１単体もしくは培養ユニット１０としての取り扱い性が向上する。
【００４４】
培養槽１１の下端には、第３循環ラインＬ３が接続される。また、培養槽１１の上端には第１循環ラインＬ１が接続される。
【００４５】
培養槽１１内では、培養液Ｆ１による上昇流が形成される。図４（Ａ）は、培養槽１１内で生じる培養液Ｆ１の流れを説明する図であり、図４（Ｂ）は、培養槽１１の水平方向の断面図であり、培養槽１１に対する第３循環ラインＬ３の取り付け位置を説明する図である。
【００４６】
図４（Ｂ）に示すように、培養槽１１において上下方向に延びる中心軸Ｘに対して、交差しない位置に第３循環ラインＬ３が取り付けられる。すなわち、中心軸Ｘと第３循環ラインＬ３とはねじれの関係となる。この状態で、第３循環ラインＬ３から培養槽２内に培養液を供給すると、培養液が培養槽１１内の壁面と摩擦することで発生する旋回力によって、培養槽１１の内壁に沿って回転しながら上昇する。すなわち、図４（Ａ）に示すように、培養槽１１の下方から上方へ向かう周回上昇流の一種である旋回上昇流Ｓ１が生じる。本実施形態において、周回上昇流とは、槽内の液体が槽の内壁に沿って流通しながら上昇することをいう。
【００４７】
培養槽１１内での培養液による旋回上昇流Ｓ１は、上昇に伴い、培養槽１１の壁面との摩擦による旋回力が減少することにより、図４（Ａ）に示すように旋回よりも上昇が主となる上昇流Ｓ２となる。これにより、培養槽１１の培養領域Ａ（図３参照）付近においては、水平面において上昇方向に略一定の流速分布を有する流れ（プラグフロー）が形成される。
【００４８】
培養槽１１は、上方に向かうにつれて水平断面積が大きくなる。したがって、プラグフローにおける上昇流Ｓ２の流速は、培養槽１１の上方に向かうにつれて減少する。培養槽１１の培養領域Ａ付近では、培養細胞の沈降速度と上昇流Ｓ２の流速とがつり合った状態が形成される。この結果、培養細胞はそれぞれ所定の高さ位置で滞留する。また、培養細胞に対して上昇流Ｓ１によるせん断応力が作用することで、大きくなりすぎた細胞が破砕され、全体の細胞径を維持することができる。なお、上記で説明した第３循環ラインＬ３の取り付け位置の調整とは異なる方法でも培養槽内に周回上昇流を形成することができる。周回上昇流を形成する方法は、上記の例に限定されない。
【００４９】
このように、培養槽１１では、第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３を介して培養液Ｆ１が循環することで、細胞の培養が進行する。
【００５０】
なお、本実施形態に係る細胞培養システム１における培養ユニット１０の培養槽１１は、水平断面積が上方に向かって増加する形状であって、且つ、上昇流が形成された培養液中で細胞の培養を行う構成であれば、容器の形状や上昇流の形状等は上記で説明したものに限定されない。
【００５１】
図３に戻り、自動細胞培養装置１００には、培養ユニット１０における培養槽１１内の培養液Ｆ１の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定する濁度計１５が設けられている。自動細胞培養装置１００では、濁度計１５によって、培養槽１１内における培養液Ｆ１中の細胞分布が検出される。なお、自動細胞培養装置１００は、第１細胞分布検出部として濁度計１５を備えるが、第１細胞分布検出部はこれに限定されず、例えば、培養液Ｆ１の画像を取得するカメラ等を備えるものであってよい。
【００５２】
自動細胞培養装置１００には、酸素供給槽１３における培養液Ｆ１への酸素の供給を補助する補助手段として、マイクロバブルポンプ１４が設けられている。マイクロバブルポンプ１４は、第２循環ラインＬ２から分岐する第四循環ラインＬ４と、第１循環ラインＬ１に接続する第五循環ラインＬ５とを介して酸素供給槽１３と接続されている。第２循環ラインＬ２を通過する培養液Ｆ１の一部は、第四循環ラインＬ４を介してマイクロバブルポンプ１４へ送液され、マイクロバブルポンプ１４から第五循環ラインＬ５及び第１循環ラインＬ１を介して酸素供給槽１３へ返送される。マイクロバブルポンプ１４は、培養液Ｆ１にマイクロバブルを発生させ、培養液Ｆ１への酸素の溶解を促進する。また、自動細胞培養装置１００は、培養槽１１内の培養液Ｆ１における溶存酸素量を検出する溶存酸素計１６を備えている。溶存酸素計１６は、培養開始前に溶存酸素量を検出してよく、培養途中に常時溶存酸素量を検出してよく、培養途中に所定の間隔で溶存酸素量を検出してもよい。
【００５３】
自動細胞培養装置１００は、培養槽１１内の培養液Ｆ１のｐＨを検出するｐＨ計１７をさらに備えている。ｐＨ計１７は、培養開始前にｐＨを検出してよく、培養途中に常時ｐＨを検出してよく、培養途中に所定の間隔でｐＨを検出してもよい。ｐＨ計によるｐＨの検出結果は培養液Ｆ１の交換時期の判断基準になり得る。
【００５４】
培養槽１１を及び第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３は、培養槽１１内の培養環境を一定に保持するためのインキュベータ２１内に配置されている。すなわち、自動細胞培養装置１００では、インキュベータ２１内に収容部１１０が設けられ、培養槽１１を及び第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３を含む培養ユニット１０がインキュベータ２１内に収容される。インキュベータ２１は、内部を所定の培養環境（例えば、温度３５〜３８℃、二酸化炭素濃度５％）に調整及び維持しており、外的環境によって培養環境が変動することを防止している。自動細胞培養装置１００では、酸素供給持の培養液Ｆ１の温度変化を避けるため、酸素供給槽１３もインキュベータ２１内に配置されている。自動細胞培養装置１００は、培養槽１１内の温度又は培養槽１１内の培養液Ｆ１の温度を測定する温度計２２を備えていてよく、この場合、温度計２２によって培養槽１１内が所定の培養環境に調整され、維持されていることが確認できる。なお、自動細胞培養装置１００では、溶存酸素計１６、ｐＨ計１７、及び温度計２２が培養環境を検出する第１培養環境検出部として機能するが、上記以外に培養環境を検出する手段を有していてもよい。
【００５５】
なお、培養槽１１の培養液Ｆ１が循環する、第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３はインキュベータ２１内に配置される。これにより、培養槽１１を循環する培養液Ｆ１が所定の培養温度に維持される。
【００５６】
自動細胞培養装置１００は、培養液Ｆ１を保管する培養液保管タンク３１と、培養液Ｆ１を加温する培養液加温タンク３２と、培養液保管タンク３１と培養液加温タンク３２とを接続する培養液送液ラインＬ６とをさらに備えており、培養液送液ラインＬ６には培養液送液ポンプ３３が設けられている。上記の各部は、自動細胞培養装置１００における第１培養液供給部として機能する。培養液保管タンク３１中に保管されている培養液Ｆ１は、必要に応じて培養液送液ラインＬ６を介して培養液加温タンク３２に送液され、培養液加温タンク３２内で培養に適した温度に加温される。培養液加温タンク３２で加温された培養液Ｆ１は、培養液加温タンク３２と培養槽１１とを接続する加温済み培養液送液ラインＬ７を介して、培養液加温タンク３２から培養槽１１へ送液される。培養液保管タンク３１と培養液送液ラインＬ６とは、無菌コネクタ３４を介して接続されている。これにより、培養液保管タンク３１の交換に際して、培養液送液ラインＬ６以降の無菌状態を容易に維持できる。培養液保管タンク３１は、冷蔵ユニット３５内に配置されている。冷蔵ユニット３５は、培養液保管タンク３１を、培養液Ｆ１の保管に適した温度（例えば、２〜６℃）下に保持している。培養液加温タンク３２はインキュベータ２１内に配置されており、インキュベータ２１は、培養液加温タンク３２内の培養液Ｆ１を培養に適した温度（例えば、３５〜３８℃）に加温する。
【００５７】
自動細胞培養装置１００は、培養槽１１内から培養した細胞を回収する回収経路となる細胞回収ラインＬ８をさらに備えており、細胞回収ラインＬ８には細胞回収ポンプ４１が設けられている。細胞回収ラインＬ８の出口には無菌コネクタ４２が設けられており、細胞回収バイアル４３と無菌的に接続可能になっている。自動細胞培養装置１００では、無菌コネクタ４２に細胞回収バイアル４３を接続後、細胞回収ポンプ４１の作動によって培養槽１１内から細胞回収ラインＬ８に細胞を流通させることで、培養した細胞を回収できる。上記の各部は、自動細胞培養装置１００における第１細胞回収部として機能する。
【００５８】
自動細胞培養装置１００は、洗浄液Ｆ２を保管する洗浄液保管タンク５１と、洗浄液保管タンク５１から洗浄液Ｆ２を培養槽１１へ送液する洗浄液送液ポンプ５２とをさらに備えている。洗浄液保管タンク５１は洗浄液送液ラインＬ９を介して培養槽１１と接続されており、洗浄液保管タンク５１に保管されている洗浄液Ｆ２は、必要に応じて洗浄液送液ポンプ５２により洗浄液送液ラインＬ９を介して培養槽１１へ送液される。洗浄液送液ラインＬ９は、培養ユニットの循環経路である第３循環ラインＬ３に接続されており、洗浄液Ｆ２は洗浄液送液ラインＬ９及び第３循環ラインＬ３を経由して培養槽１１に送液され、場合により培養ユニットの循環経路に流通した後、廃液として培養ユニットから排出される。洗浄液保管タンク５１と洗浄液送液ラインＬ９とは、無菌コネクタ５３を介して接続されている。これにより、洗浄液保管タンク５１の交換に際して、洗浄液送液ラインＬ９以降の無菌状態を容易に維持できる。
【００５９】
洗浄液Ｆ２は特に限定されず、細胞培養に使用される公知の洗浄液であってよい。例えば洗浄液Ｆ２は、Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｓａｌｉｎ（ＰＢＳ）であってよい。また、洗浄液Ｆ２は、培養する細胞に適切な基礎培地等であってもよい。例えば、ＤＭＥＭ、Ｆ−１２、ＲＰＭＩ等が代表的な培地である。
【００６０】
自動細胞培養装置１００は、培養ユニット１０から回収された廃液Ｆ３を貯留する廃液貯留タンク６１をさらに備えている。また、自動細胞培養装置１００は、第１廃液経路として培養槽１１と廃液貯留タンク６１とを接続する第１廃液ラインＬ１０、また、第２廃液経路として酸素供給槽１３と廃液貯留タンク６１とを接続する第２廃液ラインＬ１１をそれぞれ備えている。第１廃液ラインＬ１０には、培養槽１１から排出される廃液を廃液貯留タンク６１に送液する第１廃液ポンプ６２が設けられており、第２廃液ラインＬ１１には、酸素供給槽１３から排出される廃液を廃液貯留タンク６１に送液する第２廃液ポンプ６３が設けられている。第１廃液ラインＬ１０及び第２廃液ラインＬ１１は、廃液貯留タンク６１に到達する前に合流し、無菌コネクタ６４を介して廃液貯留タンク６１と接続されている。無菌コネクタ６４により、第１廃液ラインＬ１０及び第２廃液ラインＬ１１の無菌状態を容易に維持しつつ、廃液貯留タンク６１を交換できる。廃液貯留タンク６１に貯留される廃液は、培養液又は洗浄液を含む廃液であってよく、例えば、培養液交換時の使用済み培養液、細胞回収又は継代前に廃棄される使用済み培養液、洗浄液による洗浄後に生じた廃液等であってよい。
【００６１】
自動細胞培養装置１００は、酵素を含む酵素液Ｆ４を保管する酵素液保管タンク７１と、酵素液保管タンク７１から酵素液Ｆ４を培養槽１１へ送液する酵素液送液ポンプ７２とをさらに備えている。酵素液保管タンク７１は酵素液送液ラインＬ１２を介して培養槽１１と接続されており、酵素液保管タンク７１に保管されている酵素液Ｆ４は、必要に応じて酵素液送液ポンプ７２により酵素液送液ラインＬ１２を介して培養槽１１へ送液される。酵素液保管タンク７１と酵素液送液ラインＬ１２とは無菌コネクタ７３を介して接続されており、これにより酵素液保管タンク７１の交換に際して、酵素液送液ラインＬ１２以降の無菌状態を容易に維持できる。酵素液保管タンク７１は、冷蔵ユニット３５内に配置され、培養液保管タンク３１と共に所定の温度（例えば、２〜６℃）下に保持されている。なお、酵素液Ｆ４の保管に適する温度が培養液Ｆ１の保管に適する温度と異なる場合、酵素液保管タンク７１は、冷蔵ユニット３５内で培養液保管タンク３１とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット３５とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。酵素は細胞分散に用いられる既知の薬液であってよい。たとえば酵素としてはＡｃｃｕｔａｓｅ、Ｔｒｙｐｓｉｎ−ＥＤＴＡ、Ｄｉｓｐａｓｅ、Ｃｏｌｌａｇｅｎａｓｅがあげられる。また、一態様では、酵素に代えて、細胞分散の機能のある薬剤を用いてもよい。このような薬剤としては、ＥＤＴＡ溶液等があげられる。
【００６２】
自動細胞培養装置１００は、Ｒｈｏキナーゼ阻害剤を保管する阻害剤保管タンク８１と、阻害剤保管タンク８１からＲｈｏキナーゼ阻害剤を培養槽１１へ送液する阻害剤送液ポンプ８２とをさらに備えている。阻害剤保管タンク８１は阻害剤送液ラインＬ１３を介して培養槽１１と接続されており、阻害剤保管タンク８１に保管されているＲｈｏキナーゼ阻害剤は、必要に応じて阻害剤送液ポンプ８２により阻害剤送液ラインＬ１３を介して培養槽１１へ送液される。阻害剤保管タンク８１と阻害剤送液ラインＬ１３とは無菌コネクタ８３を介して接続されており、これにより阻害剤保管タンク８１の交換に際して、阻害剤送液ラインＬ１３以降の無菌状態を容易に維持できる。阻害剤保管タンク８１は、冷蔵ユニット３５内に配置され、培養液保管タンク３１と共に所定の温度（例えば２〜６℃）下に保持されている。なお、Ｒｈｏキナーゼ阻害剤の保管に適する温度が培養液Ｆ１の保管に適する温度と異なる場合、阻害剤保管タンク８１は、冷蔵ユニット３５内で培養液保管タンク３１とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット３５とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。
【００６３】
自動細胞培養装置１００は、薬液を保管する薬液保管タンク９１と、薬液保管タンク９１から薬液を培養槽１１へ送液する薬液送液ポンプ９２とをさらに備えている。薬液保管タンク９１は薬液送液ラインＬ１４を介して培養槽１１と接続されており、薬液保管タンク９１に保管されている薬液は、必要に応じて薬液送液ポンプ９２により薬液送液ラインＬ１４を介して培養槽１１へ送液される。薬液保管タンク９１と薬液送液ラインＬ１４とは無菌コネクタ９３を介して接続されており、これにより薬液保管タンク９１の交換に際して、薬液送液ラインＬ１４以降の無菌状態を容易に維持できる。薬液保管タンク９１は、冷蔵ユニット３５内に配置され、培養液保管タンク３１と共に所定の温度（例えば２〜６℃）下に保持されている。なお、薬液の保管に適する温度が培養液Ｆ１の保管に適する温度と異なる場合、薬液保管タンク９１は、冷蔵ユニット３５内で培養液保管タンク３１とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット３５とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。薬液は、細胞培養に使用される公知の薬液であってよい。例えば薬液は、サイトカイン等の未分化の維持、分化の促進、活性化に係る薬剤等であってよく、Ａｃｔｉｖｉｎ、ｂ−ＦＧＦ、ＳＣＦ、ＴＧＦ−ｂｅｔａ等が挙げられる。
【００６４】
自動細胞培養装置１００は、撮影ユニット１０１と、細胞回収ラインＬ８から分岐して撮影ユニット１０１に接続される撮影用送液ラインＬ１５とをさらに備えており、撮影用送液ラインＬ１５には、撮影ユニット１０１に細胞を含有する測定サンプルを送液する撮影用送液ポンプ１０２が設けられている。また、撮影ユニット１０１には、撮影用バッファＦ５を保管するバッファタンク１０３が接続されている。撮影ユニット１０１は、撮影用送液ポンプ１０２により送液された測定サンプルを撮影し、測定サンプルに含まれる細胞の顕微鏡写真を取得する。顕微鏡写真取得後の測定サンプルは、撮影ユニット１０１から廃液として破棄されてよい。また、顕微鏡写真取得後の測定サンプルは、撮影用送液ラインＬ１５を介して細胞回収ラインＬ８に送液され、細胞回収バイアル４３に回収されてもよい。このとき、撮影用送液ポンプ１０２は、測定サンプルを撮影ユニット１０１から細胞回収ラインＬ８へ送液する役割を担っていてよい。撮影ユニット１０１及びバッファタンク１０３は、培養環境における細胞状態をより正確に観察するため、インキュベータ２１内に配置され、所定の温度（例えば、３５〜３８℃）下に保持されている。
【００６５】
自動細胞培養装置１００は、制御ユニットとしての制御部１３０をさらに備えている。制御部１３０は、図１に示す自動細胞培養装置１００における制御部１３０と同じである。制御部１３０は、濁度計１５により検出される濁度の情報を取得し、当該濁度の情報に基づいて循環用ポンプ１２を制御し、培養液Ｆ１の循環速度の調整を実施する。
【００６６】
制御部１３０による循環速度制御の実行手順は特に限定されず、濁度計１５による検出結果に基づいて循環用ポンプ１２が制御される範囲で、培養環境等に応じて適宜変更される。また、制御部１３０は、濁度計１５以外の計器から測定される情報をさらに取得してよく、循環用ポンプ１２以外のポンプをさらに制御してもよい。
【００６７】
また、制御部１３０は、溶存酸素計１６の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいてマイクロバブルポンプ１４を制御してよい。制御部１３０は、溶存酸素量の既定値が維持されるように、溶存酸素計１６により検出された溶存酸素量が既定値を超える場合はマイクロバブルポンプ１４によるマイクロバブル発生量を減少させ、溶存酸素計１６により検出された溶存酸素量が規定値未満である場合はマイクロバブルポンプ１４によるマイクロバブル発生量を増加させてよい。
【００６８】
さらに、制御部１３０は、ｐＨ計１７の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいて培養液Ｆ１の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は培養液Ｆ１の交換を行ってよい。また、制御部１３０は、培養液送液ポンプ３３、洗浄液送液ポンプ５２、第１廃液ポンプ６２、及び第２廃液ポンプ６３をそれぞれ制御してよい。この場合、制御部１３０は、自身の判断又はユーザの指示によって、各ポンプの制御を行い、培養液の交換、継代等の作業を実行できる。また、自動細胞培養装置１００は、培養槽１１内の培養液Ｆ１の液量を検出する液量検出計（図示しない）をさらに備えていてよく、制御部１３０は、液量検出計の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいて培養液送液ポンプ３３による培養液の送液量を制御してよい。
【００６９】
制御部１３０は、細胞回収ポンプ４１を制御できる。この場合、例えば、制御部１３０は、事前に設定された培養時間経過後に自動で細胞回収ポンプ４１（さらに、必要に応じて培養液送液ポンプ３３、洗浄液送液ポンプ５２、第１廃液ポンプ６２、及び第２廃液ポンプ６３）を制御して、細胞を自動回収できる。
【００７０】
制御部１３０は、酵素液送液ポンプ７２を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて酵素液Ｆ４を培養槽１１に送液できる。また、制御部１３０は、阻害剤送液ポンプ８２を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいてＲｈｏキナーゼ阻害剤を培養槽１１に送液できる。また、制御部１３０は、薬液送液ポンプ９２を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて薬液を培養槽１１に送液できる。また、制御部１３０は、撮影用送液ポンプ１０２を制御していよく，この場合、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて撮影ユニット１０１に測定サンプルを送液できる。さらに、制御部１３０は撮影ユニット１０１による顕微鏡写真の撮影を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて自動的に細胞の顕微鏡写真を取得できる。
【００７１】
上記の自動細胞培養装置１００では、細胞は培養液Ｆ１中に懸濁しており、培養液Ｆ１の上昇流（図４の上昇流Ｓ２）と自重との均衡によって培養液Ｆ１中に浮遊しながら培養される。制御部１３０は、循環用ポンプ１２による培養液Ｆ１の循環速度を制御することで、培養液Ｆ１の上昇流と細胞の自重との均衡状態を調節し、培養槽１１内における細胞分布を適切に保持できる。
【００７２】
また、自動細胞培養装置１００では、濁度計１５が培養槽１１内の培養液Ｆ１の濁度を検出し、制御部１３０が上記実行手順で循環速度を制御する。これにより、培養過程で細胞のサイズの変化等により細胞分布が変化しても、制御部１３０の制御によって培養液Ｆ１の上昇流と細胞の自重との均衡状態を自動的に調節できる。このため、自動細胞培養装置１００では、細胞分布を適切に維持して、均質な培養を実施できる。
【００７３】
また、自動細胞培養装置１００では、濁度計１５が培養槽１１内の培養液Ｆ１の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定している。ここで、培養槽１１内で培養される細胞数が増加すると、培養液Ｆ１の濁度が増加する。また、培養される細胞のサイズ（又は細胞塊のサイズ）が大きくなると、自重により細胞分布が徐々に鉛直方向下側に移動する。上記の濁度計１５によれば、これらの培養状態をモニターすることも可能となる。
【００７４】
また、自動細胞培養装置１００では、溶存酸素計１６により培養液Ｆ１の溶存酸素量が検出され、制御部１３０はその検出結果に基づいてマイクロバブルポンプ１４を制御できる。このため、自動細胞培養装置１００では、制御部１３０の制御により、一定の溶存酸素量を維持した細胞培養を容易に実施することができる。
【００７５】
また、自動細胞培養装置１００では、ｐＨ計１７により培養液Ｆ１のｐＨが検出され、制御部１３０はその検出結果に基づいて培養液Ｆ１の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は培養液Ｆ１の交換を実行できる。このような自動細胞培養装置１００では、制御部１３０によって自動的に培養液Ｆ１の交換時期が判断され、交換時期の徒過による培養細胞の品質低下等が防止される。
【００７６】
また、自動細胞培養装置１００では、制御部１３０が培養液送液ポンプ３３、洗浄液送液ポンプ５２、第１廃液ポンプ６２、及び第２廃液ポンプ６３をそれぞれ制御できる。このため、自動細胞培養装置１００では、制御部１３０の判断又はユーザの指示に応じて、培養液Ｆ１の交換、継代等の作業を自動的に実施できる。
【００７７】
また、自動細胞培養装置１００では、制御部１３０が酵素液送液ポンプ７２、阻害剤送液ポンプ８２、及び薬液送液ポンプ９２をそれぞれ制御できる。このため、自動細胞培養装置１００では、制御部１３０の制御によって、事前に設定された量及びタイミングで酵素液、Ｒｈｏキナーゼ阻害剤及び薬液を培養槽１１に自動で供給できる。
【００７８】
次に、培養ユニット１０の詳細について説明する。上述したように、培養槽１１と、循環用ポンプ１２と、酸素供給槽１３と、これらを互いに接続する第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３とが、培養ユニット１０に含まれる。また、培養ユニット１０には、第１循環ラインＬ１と第２循環ラインＬ２との間を接続する中継ラインＬ１６が設けられる。中継ラインＬ１６は、後述の輸送用細胞培養装置２００に対して培養ユニット１０を取り付けた際に使用されるラインである。そのため、中継ラインＬ１６は開閉弁を有し、培養ユニット１０が自動細胞培養装置１００に取り付けた状態では、開閉弁は閉状態とされる。
【００７９】
さらに、培養ユニット１０には、培養液加温タンク３２及び培養液加温タンク３２と培養槽１１とを接続する加温済み培養液送液ラインＬ７が含まれていてもよい。図３では、培養液加温タンク３２が培養ユニット１０に含まれていない場合について示している。
【００８０】
上記の培養ユニット１０に含まれる各部は、他の各部とは区画される。すなわち、図３に示す培養ユニット１０は、筐体等に収容されることになる。培養ユニット１０の筐体がインキュベータ２１と同様に恒温機能を有していても良い。ただし、図３に示すように、培養ユニット１０に含まれる各槽・タンクと、自動細胞培養装置１００側のタンク等とを接続するラインが存在する。したがって、培養ユニット１０には、図３に示す各ラインに対応したラインが設けられて、コネクタ等を介して、培養ユニット１０には含まれないタンク等から延びるラインと接続可能とされる。図１では、上記の培養ユニット１０側と自動細胞培養装置１００側とを接続するラインを模式的に示している。
【００８１】
このように、自動細胞培養装置１００に対して取り外し可能な培養ユニット１０は、培養槽１１と、培養槽１１に対して培養液を循環させるための循環用ポンプ１２、酸素供給槽１３、及び、これらを互いに接続する第１循環ラインＬ１〜第３循環ラインＬ３と、を有している。このため、培養ユニット１０を自動細胞培養装置１００から取り外した状態でも、培養槽１１に対する培養液の循環経路が確保される。したがって、循環用ポンプ１２を駆動可能な状態であれば、すなわち、動力を供給可能な状態であれば、培養槽１１に対して培養液を循環させることが可能となる。
【００８２】
また、培養ユニット１０において、培養槽１１及び培養槽１１に対する培養液の循環経路が確保された場合、培養ユニット１０に含まれない各部、すなわち、自動培養用タンクユニット１２０に含まれる各部は、他の培養ユニット１０と共用することが可能である。したがって、自動細胞培養装置１００では、自動培養タンクユニット１２０に相当する部分は共用としている。従来の細胞培養装置では、培養液Ｆ１を保管する培養液保管タンク３１、洗浄液Ｆ２を保管する洗浄液保管タンク５１、培養ユニット１０から回収された廃液Ｆ３を貯留する廃液貯留タンク６１、及び、酵素液Ｆ４を保管する酵素液保管タンク７１等の各タンクを培養槽１１に対して個別に設けられていた。しかしながら、自動細胞培養装置１００では、自動培養用タンクユニット１２０に含まれるタンク類を培養ユニット１０毎に個別に設けない構成とすることで、培養ユニット１０を利用した大量培養を実現することができる。
【００８３】
自動細胞培養装置１００のように、自動培養用タンクユニット１２０に含まれるタンク類を複数の培養ユニット１０と接続する場合、各タンクと培養ユニット１０との間に設けられるポンプ類は、各タンクと各培養ユニット１０とを接続するラインのうち、各培養ユニット１０に対して個別に設けられるライン部分に個別に設けてもよい。そして、個別に設けられたポンプを制御部１３０により制御することで、培養ユニット１０毎の個別の制御が可能となり、それぞれの培養ユニット１０における細胞の培養状況に応じた適切な制御を行うことができる。ただし、ラインの設計やポンプの配置等は、上記の構成に限定されず、適宜変更することができる。
【００８４】
自動細胞培養装置１００を用いて複数の培養ユニット１０を用いて細胞を培養する場合、培養ユニット１０（培養槽１１）毎に細胞の培養状況が変化する。そのため、例えば、濁度計１５、溶存酸素計１６等で計測される結果が培養ユニット１０毎に異なる状況となり、制御部１３０により、培養ユニット１０毎に互いに異なる制御（例えば新しい培地との交換）を施すことが必要な場合が発生する。そのため、制御部１３０では、収容部１１０に収容された培養ユニット１０毎に個別に細胞の培養に係る情報を取得すると共に当該情報に基づいて、種々の制御を行う。また、制御部１３０が取得した情報及び制御部１３０による培養環境の調整等に係る情報は、培養ユニット１０それぞれに取り付けられた識別タグＴと関連づけて記憶する態様とすることができる。これらの情報は、識別タグＴに対して直接記憶させる構成としてもよい。この場合には、識別タグＴ自体が記憶部として機能することとなる。また、識別タグＴ自体には、培養ユニット１０を特定する情報のみを保持する構成とし、制御部１３０が取得した情報及び制御部１３０による培養環境の調整等に係る情報等は、培養ユニット１０を特定する情報と対応付けて外部の記憶装置等に記憶される構成としてもよい。この場合には、外部の記憶装置が本実施形態に係る記憶部になる。細胞の培養に係る情報を外部の記憶装置に記憶する構成とした場合、当該識別タグＴに記憶される情報を利用して培養ユニット１０を特定することができるため、外部の記憶装置に記憶された情報の中から当該培養ユニット１０に係る情報を特定して取得することができる。なお、外部の記憶装置に代えて、自動細胞培養装置１００もしくは輸送用細胞培養装置２００に記憶部を設ける構成としてもよい。
【００８５】
（輸送用細胞培養装置）
次に、図５を参照しながら、輸送用細胞培養装置２００について説明する。上述したように、培養ユニット１０においては、自動細胞培養装置１００から取り外した状態でも培養槽１１に対する培養液の循環ラインが確保されるため、循環用ポンプ１２を駆動可能な状態であれば、すなわち、動力を供給可能な状態であれば、培養槽１１に対して培養液Ｆ１を循環させながら細胞の培養を継続することができる。したがって、輸送用細胞培養装置２００は、少なくとも循環用ポンプ１２を駆動させて培養槽１１における培養液Ｆ１の循環を制御することが可能であればよい。
【００８６】
ただし、細胞の培養を継続した場合には、培養液Ｆ１中の酸素濃度の低下や、培養槽１１の温度変化等により、好適な培養環境から変化することが考えられる。そこで、本実施形態に係る細胞培養システム１においては、培養ユニット１０における細胞の培養を継続して行うことを可能とする輸送用細胞培養装置２００を備える。
【００８７】
図５は、輸送用細胞培養装置２００の収容部２１０に対して培養ユニット１０が収容されて、培養ユニット１０と輸送用細胞培養装置２００における輸送時用タンクユニット２２０の各部とがラインにより接続された状態を示している。また、図５では、輸送用細胞培養装置２００の制御部２３０も併せて示している。すなわち、図５に示す輸送用細胞培養装置２００に含まれる各部のうち、制御部２３０以外の各部が輸送時用タンクユニット２２０に含まれると共に、輸送用細胞培養装置１００における第２培養環境調整部に対応する。
【００８８】
図５に示すように、培養ユニット１０は、輸送用細胞培養装置２００の収容部２１０内に収容される。収容部２１０は、例えば、インキュベータとして機能してもよい。この場合、収容部２１０の内部は、所定の培養環境（例えば、温度３５〜３８℃、二酸化炭素濃度５％）に調整及び維持しており、外的環境によって培養環境が変動することを防止することができる。
【００８９】
収容部２１０内に収容される培養ユニット１０は、図３に示した状態、すなわち、自動細胞培養装置１００に取り付けられた状態と同様に、酸素供給槽１３を経由する循環流路に沿って培養液を循環させる構成とすることもできる。ただし、輸送時間が長くなると、培養液Ｆ１中の溶存酸素量が低下するため、培養環境が悪化することが考えられる。そこで、図５では、培養ユニット１０に含まれるラインを利用しながら、酸素供給槽１３を培養液回収槽として利用する例を示している。図５に示す例では、酸素供給槽１３を培養液回収槽として利用するため、循環用ポンプ１２及び第２循環ラインＬ２は、酸素供給槽１３から分離される。そして、酸素が高濃度に溶存した培養液が収容された高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０を第２循環ラインＬ２に対して接続する。高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０内には、培養ユニット１０の輸送時間の間細胞が培養を継続した場合に、培養によって消費されると考えられる酸素量が溶存している培養液が収容されている。高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０のバッグ部分は柔軟性の高いポリエチレン等の材料で構成されていると、バッグの小型化が可能であると共に変形が容易となるため、培養ユニット１０の形状等に応じて高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０の取り付け位置等を柔軟に変更することが可能となる。上記の構成では、高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０が培養槽１１に対して培養液を供給する第２培養液供給部として機能する。
【００９０】
また、輸送用細胞培養装置２００に培養ユニット１０を取り付けた状態では、培養ユニット１０に設けられた第１循環ラインＬ１と第２循環ラインＬ２との間を接続する中継ラインＬ１６の開閉弁を開状態とする。これにより、第１循環ラインＬ１、中継ラインＬ１６及び第３循環ラインＬ３により培養液Ｆ１の循環経路が構成される。
【００９１】
この状態で、循環用ポンプ１２を駆動させると、上記の循環経路を培養液Ｆ１が循環すると共に、細胞の培養によって酸素が消費された一部の培養液Ｆ１が培養液回収槽（酸素供給槽１３）へ流入する。また、培養液回収槽（酸素供給槽１３）へ流入した培養液に対応する量の培養液が高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０から第２循環ラインＬ２を経由して供給される。この結果、循環経路を循環する培養液Ｆ１の溶存酸素量の低下を抑制した状態を維持することができる。
【００９２】
なお、上記のように、高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０を接続する構成に代えて、輸送用細胞培養装置２００が培養液タンク２７０を有している構成としてもよい。この場合、培養ユニット１０の培養槽１１に対して接続される加温済み培養液送液ラインＬ７の上段に、培養液送液ポンプ２３３及び培養液タンク２７０を接続することで、培養槽１１に対して酸素が十分に溶存した状態の培養液を供給することが可能となる。この場合、培養液タンク２７０が培養槽１１に対して培養液を供給する第２培養液供給部として機能する。
【００９３】
さらに、酸素供給槽１３自体を、培養ユニット１０の輸送時間を考慮して大型化しておく場合、輸送用細胞培養装置２００に培養ユニット１０を取り付けた後は、外部からの培養液の供給を不要とすることができる。ただし、輸送時間が長期化すると、輸送時間の経過に伴って溶存酸素の減少等培養環境の変化が生じる可能性は考えられる。酸素供給槽１３を大型化することで、外部からの培養液の供給を不要としつつ、培養環境の変化をできるだけ小さくすることができる。
【００９４】
また、輸送用細胞培養装置２００は、培養ユニット１０の培養槽１１内から培養した細胞を回収する回収経路となる細胞回収ラインＬ２８を備える。また、細胞回収ラインＬ２８上には図示しない細胞回収ポンプが設けられていても良い。細胞回収ラインＬ２８の培養ユニット１０との接続部分には無菌コネクタ２４２が設けられており、細胞回収バイアル２４３と無菌的に接続可能になっている。輸送用細胞培養装置２００では、無菌コネクタ４２に細胞回収バイアル２４３を接続後、細胞回収ポンプの駆動等によって培養槽１１内から細胞回収ラインＬ２８に細胞を流通させることで、培養した細胞を回収できる。上記の各部は、輸送用細胞培養装置２００における第２細胞回収部として機能する。
【００９５】
また、収容部２１０がインキュベータとして機能しない場合には、収容部２１０内を所定の培養環境に調整及び維持するための温ガス発生部２５０及び圧力制御部２６０を有する。
【００９６】
温ガス発生部２５０は、収容部２１０内を所定の培養温度にするためのガスを収容部２１０内に供給する機能を有する。なお、ガスの成分については、培養環境に応じて適宜選択することができる。
【００９７】
また、圧力制御部２６０は、収容部２１０内に二酸化炭素を供給することで、所定の培養環境（例えば、二酸化炭素濃度５％）となるようにガス成分を調整する機能を有する。さらに、圧力制御部２６０は、収容部２１０内が外部環境に対して陽圧となるように加圧する機能を有していてもよい。収容部２１０内を外部環境に対して陽圧とすることで、外部から埃や細菌等が収容部２１０内に流入することを防ぐことができ、内部のクリーンレベルを維持することができる。なお、圧力制御部２６０が温ガス発生部２５０としても機能する構成としてもよい。この場合、温ガス発生部２５０を備えていなくてもよい。
【００９８】
輸送用細胞培養装置２００には、自動細胞培養装置１００と同様に、培養ユニット１０における培養槽１１内の培養液Ｆ１の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定する濁度計２１５が設けられている。輸送用細胞培養装置２００では、第２細胞分布検出部としての濁度計２１５によって、培養槽１１内における培養液Ｆ１中の細胞分布が検出される。
【００９９】
また、輸送用細胞培養装置２００は、培養槽１１内の培養液Ｆ１における溶存酸素量を検出する溶存酸素計２１６を備えている。溶存酸素計２１６は、培養開始前に溶存酸素量を検出してよく、培養途中に常時溶存酸素量を検出してよく、培養途中に所定の間隔で溶存酸素量を検出してもよい。
【０１００】
さらに、輸送用細胞培養装置２００は、培養槽１１内の培養液Ｆ１のｐＨを検出するｐＨ計２１７をさらに備えている。ｐＨ計２１７は、培養開始前にｐＨを検出してよく、培養途中に常時ｐＨを検出してよく、培養途中に所定の間隔でｐＨを検出してもよい。
【０１０１】
また、輸送用細胞培養装置２００では、培養槽１１内の温度又は培養槽１１内の培養液Ｆ１の温度を測定する温度計２２２を備えていてよい。この場合、温度計２２２によって培養槽１１内が所定の培養環境に調整され、維持されていることが確認できる。なお、輸送用細胞培養装置２００は、溶存酸素計２１６、ｐＨ計２１７、及び温度計２２２が培養環境を検出する第２培養環境検出部として機能するが、上記以外に培養環境を検出する手段を有していてもよい。
【０１０２】
上記の輸送用細胞培養装置２００の制御部２３０は、上記の輸送用細胞培養装置２００の各部を制御する。
【０１０３】
具体的には、制御部２３０は、濁度計２１５により検出される濁度の情報を取得し、当該濁度の情報に基づいて循環用ポンプ１２を制御し、培養液Ｆ１の循環速度の調整を実施する。また、制御部２３０は、溶存酸素計２１６の検出結果を取得して、溶存酸素量の既定値が維持されるように、高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０から供給する培養液の供給量等を調整してもよい。また、制御部２３０は、ｐＨ計１７の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいて培養液Ｆ１の交換時期を判断し、ユーザへの通知を行ってもよい。
【０１０４】
制御部２３０は、温ガス発生部２５０及び圧力制御部２６０の制御を行ってもよい。これらの制御の際には、例えば温度計２２２で検出された温度情報を利用して、当該結果に基づいて制御を行うことができる。
【０１０５】
制御部２３０は、細胞回収バイアル２４３の前段に細胞回収ポンプが設けられている場合には、細胞回収ポンプを制御できる。この場合、例えば、制御部２３０は、事前に設定された培養時間経過後に自動で細胞回収ポンプを制御して、細胞を自動回収できる。
【０１０６】
なお、制御部２３０は、輸送用細胞培養装置２００に取り付けられた培養ユニット１０の識別タグＴを利用して、当該培養ユニット１０の培養環境を制御する構成としてもよい。上述したように、培養ユニット１０を特定する情報が識別タグＴに対応付けられて居ると共に、当該培養ユニット１０に係る細胞培養に係る情報を取得することができる。したがって、輸送用細胞培養装置２００の制御部１３０では、識別タグＴを利用して、培養ユニット１０に係る過去の培養環境等に係る情報を取得し、この情報に基づいて細胞の培養に係る制御を行うことができる。
【０１０７】
上記の輸送用細胞培養装置２００においても、細胞は培養槽１１内の培養液Ｆ１中に懸濁しており、培養液Ｆ１の上昇流（図４の上昇流Ｓ２）と自重との均衡によって培養液Ｆ１中に浮遊しながら培養される。制御部２３０は、循環用ポンプ１２による培養液Ｆ１の循環速度を制御することで、培養液Ｆ１の上昇流と細胞の自重との均衡状態を調節し、培養槽１１内における細胞分布を適切に保持できる。したがって、培養ユニット１０を輸送している間の細胞の培養を好適に行うことができる。
【０１０８】
また、輸送用細胞培養装置２００では、濁度計２１５が培養槽１１内の培養液Ｆ１の濁度を検出し、制御部２３０が上記実行手順で循環速度を制御する。これにより、培養過程で細胞のサイズの変化等により細胞分布が変化しても、制御部２３０の制御によって培養液Ｆ１の上昇流と細胞の自重との均衡状態を自動的に調節できる。このため、輸送用細胞培養装置２００においても、細胞分布を適切に維持して、均質な培養を実施できる。また、上記の濁度計２１５によれば、これらの培養状態をモニターすることも可能となる。この点は、自動細胞培養装置１００と同じである。
【０１０９】
また、輸送用細胞培養装置２００では、溶存酸素計２１６、ｐＨ計２１７、及び温度計２２２等により培養液Ｆ１の培養環境に係る情報を検出することができる。そして、制御部２３０は、検出結果に基づいて培養環境が適切となるように制御を行うことができる。したがって、輸送用細胞培養装置２００によれば、培養ユニット１０の輸送中であっても、培養環境を適切に維持することができる。
【０１１０】
さらに、輸送用細胞培養装置２００においても、培養ユニット１０に取り付けられた識別タグＴを利用して、当該培養ユニット１０での細胞培養に係る情報を取得することができると共に、これを利用して培養環境の制御等を行うことができる。このように、培養ユニット１０に識別タグＴが取り付けられることで、培養ユニット１０における細胞培養に係る情報の収集及び蓄積が容易となるため、例えば、トレーサビリティの確保が容易となる。
【０１１１】
なお、輸送用細胞培養装置２００は、上述のように培養ユニット１０の輸送に用いられる装置である。輸送用細胞培養装置２００を輸送する際には、少なからず振動が発生する可能性がある。そのため、輸送用細胞培養装置２００を輸送する際には、装置自体に振動が発生しないような状態とすることが望まれる。ただし、装置全体の振動を抑制することに代えて、特に振動が影響を与える可能性のある培養槽１１の振動を抑制することも考えられる。以下、図６及び図７を参照しながら、輸送中の培養ユニット１０のうち、特に培養槽１１の振動を抑制することを目的とした変形例について説明する。なお、図６と図７とを比較すると、培養液の循環経路の形状が異なるが、上述したように循環経路は適宜変更できるものである。
【０１１２】
図６は、第１の変形例に係る培養ユニット１０Ａを模式的に示した図である。培養ユニット１０Ａにおいては、運搬により培養槽１１が振動することを抑制するために培養槽１１に対して振動抑制部としてのバネ１５１、ダンパ１５２等が設けられている。バネ１５１及びダンパ１５２は、培養槽１１の周囲に設けられる培養槽収納容器１５３と培養槽１１との間を接続するように設けられる。培養ユニット１０Ａがこのような構成を有することで、培養ユニット１０の運搬時だけでなく、培養ユニット１０を自動細胞培養装置１００から取り外す際又は取り付ける際等の振動もバネ１５１及びダンパ１５２により吸収することができるため、培養槽１１が振動することを抑制することができる。
【０１１３】
図７は、第２の変形例に係る培養ユニット１０Ｂを模式的に示した図である。培養ユニット１０Ｂにおいては、培養槽１１Ａ自体が他の培養槽１１と異なる特徴を有する。具体的には、培養槽１１Ａの中央の容器部分が柔軟性を有するポリエチレン等の材料により構成されることで、外部の振動等を容器部分の変形により吸収する。培養槽１１Ａの上端及び下端は培養槽１１と同様に強度の大きい材料を使用し、上端及び下端を循環ライン等と接続することで培養槽１１Ａとしての形状を維持する。なお、培養槽１１Ａの容器部分が自立可能な厚みを有していてもよい。培養ユニット１０Ｂの培養槽１１Ａがこのような構成を有することで、培養槽１１Ａの振動等の容器部分で緩和することが可能となる。したがって、培養槽１１内部の細胞が振動することを抑制することができる。
【０１１４】
以上のように、本実施形態に係る細胞培養システム１及び細胞培養システム１に含まれる培養ユニット１０，１０Ａ，１０Ｂ、自動細胞培養装置１００及び輸送用細胞培養装置２００によれば、培養ユニット１０が自動細胞培養装置１００の収容部１１０に収容された状態では、制御部１３０によって、培養ユニット１０における循環経路の培養液Ｆ１の循環が制御されることで、培養槽１１内で培養液Ｆ１の上昇流が形成された状態で、細胞の培養が行われる。このとき、第１培養液供給部として機能する培養液保管タンク３１から培養液が供給されると共に第１細胞回収部として機能する細胞回収バイアル４３により培養された細胞が回収されることで、細胞培養を自動的に行うことが可能となる。一方、培養ユニット１０が輸送用細胞培養装置２００の収容部２１０に収容された状態では、制御部２３０により培養ユニット１０における循環経路の培養液Ｆ１の循環が制御される。これにより、培養槽１１内で培養液Ｆ１の上昇流が形成された状態で、細胞の培養が行われる。このため、培養ユニット１０を輸送用細胞培養装置２００に取り付けた状態でも、培養液Ｆ１の循環が制御されて細胞の培養が継続される。したがって、自動細胞培養装置１００において細胞培養を効率良く実施することが可能であると共に、運搬時には輸送用細胞培養装置２００によって品質の劣化を抑制しつつ運搬することが可能となる。
【０１１５】
また、培養ユニット１０を特定するための識別情報が個別に付与された識別タグＴを有すると共に、識別情報に対応付けて細胞培養に係る情報を記憶部に記憶することができる。したがって、自動細胞培養装置１００の制御部１３０及び輸送用細胞培養装置２００の制御部２３０では、識別タグＴの識別情報を利用して培養ユニット１０における細胞の培養に係る情報を記憶部から取得可能となり、当該情報を利用した制御が可能となるため、培養ユニット１０に係る細胞培養に係る制御を、培養ユニット１０毎により適切に行うことが可能となる。
【０１１６】
また、上記の培養ユニット１０Ａ，１０Ｂのように、培養槽１１の振動を抑制するための振動抑制部を有する場合、培養ユニット１０Ａ，１０Ｂを輸送用細胞培養装置に取り付けて運搬する際の振動が培養槽における細胞培養に影響を与えることを防ぐことができる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る自動細胞培養装置１００では、第１細胞分布検出部としての濁度計１５により検出された培養槽１１内の細胞の分布に基づいて、培養槽へ供給する培養液Ｆ１の単位時間あたりの供給量を制御する構成とする。これにより、培養槽Ｆ１内の細胞の分布が想定された状況から変化した場合、これを補正する方向に培養液Ｆ１の単位時間あたりの供給量を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽１１内での培養液の流れを安定させながら、細胞の成長に応じた培養液の供給量の制御をより好適に行うことができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る自動細胞培養装置１００では、第１培養環境検出部としての溶存酸素計１６、ｐＨ計１７及び温度計２２により検出された培養槽１１内の培養環境に基づいて、培養槽１１へ供給する培養液の調整を制御する構成とすることで、培養槽１１内での培養環境を向上するための調整を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽１１内での細胞の成長に応じて培養環境を好適に維持することができる。
【０１１９】
また、本実施形態に係る輸送用細胞培養装置２００にように、第２培養液供給部に相当する高濃度酸素溶存培養液バッグ２４０もしくは培養液タンク２７０と、第２細胞回収部に相当する細胞回収バイアル２４３と、を含む第２培養環境調整部を有している。この場合、輸送用細胞培養装置２００による培養槽１１を含む培養ユニット１０の輸送が長期化した場合であっても、培養期間の長期化に伴う培養液Ｆ１の劣化を防ぐことが可能となると共に、培養された細胞の回収等を好適に行うことが可能となる。したがって、輸送用細胞培養装置２００を利用した培養ユニット１０の運搬を好適に行うことができる。
【０１２０】
また、本実施形態に係る輸送用細胞培養装置２００では、第２細胞分布検出部としての濁度計２１５により検出された培養槽１１内の細胞の分布に基づいて、培養槽へ供給する培養液Ｆ１の単位時間あたりの供給量を制御する構成とする。これにより、培養槽Ｆ１内の細胞の分布が想定された状況から変化した場合、これを補正する方向に培養液Ｆ１の単位時間あたりの供給量を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽１１内での培養液Ｆ１の流れを安定させながら、細胞の成長に応じた培養液Ｆ１の供給量の制御をより好適に行うことができる。
【０１２１】
また、本実施形態に係る輸送用細胞培養装置２００では、第２培養環境検出部としての溶存酸素計２１６、ｐＨ計２１７及び温度計２２２により検出された培養槽１１内の培養環境に基づいて、培養槽１１へ供給する培養液の調整を制御する構成とすることで、培養槽１１内での培養環境を向上するための調整を自動的に制御することが可能となる。したがって、培養槽１１内での細胞の成長に応じて培養環境を好適に維持することができる。
【０１２２】
以上で説明した実施形態は本開示の一例を示すものである。本開示に係る細胞培養システム、培養ユニット、自動細胞培養装置及び輸送用細胞培養装置は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【０１２３】
例えば、上記実施形態で説明した自動細胞培養装置１００もしくは輸送用細胞培養装置２００に含まれる一部の機能を培養ユニット１０が有する構成としてもよい。例えば、自動細胞培養装置１００はインキュベータ２１を有している、輸送用細胞培養装置２００は温ガス発生部２５０を有している。これに対して、培養ユニット１０側に温度制御機能を設けることで、自動細胞培養装置１００もしくは輸送用細胞培養装置２００側の一部機能を省略する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本開示によれば、細胞培養を効率良く実施しながら、品質の劣化を抑制しつつ運搬することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２５】
１  細胞培養システム
１０  培養槽
１１  培養槽
１２  循環用ポンプ
１３  酸素供給槽
１４  マイクロバブルポンプ
１５  濁度計
１６  溶存酸素計
１７  ｐＨ計
２１  インキュベータ
２２  温度計
３１  培養液保管タンク
３２  培養液加温タンク
３３  培養液送液ポンプ
３４  無菌コネクタ
３５  冷蔵ユニット
４１  細胞回収ポンプ
４２  無菌コネクタ
４３  細胞回収バイアル
５１  洗浄液保管タンク
５２  洗浄液送液ポンプ
５３  無菌コネクタ
６１  廃液貯留タンク
６２  第１廃液ポンプ
６３  第２廃液ポンプ
６４  無菌コネクタ
７１  酵素液保管タンク
７２  酵素液送液ポンプ
７３  無菌コネクタ
８１  阻害剤保管タンク
８２  阻害剤送液ポンプ
８３  無菌コネクタ
９１  薬液保管タンク
９２  薬液送液ポンプ
９３  無菌コネクタ
１００  自動細胞培養装置
１０１  撮影ユニット
１０２  撮影用送液ポンプ
１０３  バッファタンク
１１０  収容部
１２０  自動培養用タンクユニット
１３０  制御部
２００  輸送用細胞培養装置
２１０  収容部
２１５  濁度計
２１６  溶存酸素計
２１７  ｐＨ計
２２０  輸送時用タンクユニット
２２２  温度計
２３０  制御部
Ｆ１  培養液
Ｆ２  洗浄液
Ｆ３  廃液
Ｆ４  酵素液
Ｆ５  撮影用バッファ
Ｌ１  第１循環ライン
Ｌ２  第２循環ライン
Ｌ３  第３循環ライン
【図１】
2020110188.tif 000003
【図２】
2020110188.tif 000004
【図３】
2020110188.tif 000005
【図４】
2020110188.tif 000006
【図５】
2020110188.tif 000007
【図６】
2020110188.tif 000008
【図７】
2020110188.tif 000009