(57)【要約】【課題】装置を大型化することなく、十分な攪拌を得て、簡易に必要な細胞数を生体組織から分離する。【解決手段】生体組織を含む液体Ａを導入する組織導入部２と、消化酵素Ｂを導入する酵素導入部４と、組織導入部２から導入された生体組織を含む液体Ａと酵素導入部４から導入された消化酵素Ｂとを含む混合液Ｃを攪拌させつつ流動させる攪拌流路７とを備え、該攪拌流路７が、混合液Ｃを内部に流動させる配管７ａと、該配管７ａ内に配置された攪拌部材７ｂとを備える生体組織処理装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織を含む液体を導入する組織導入部と、
消化酵素を導入する酵素導入部と、
前記組織導入部から導入された生体組織を含む液体と前記酵素導入部から導入された消化酵素とを含む混合液を攪拌させつつ流動させる攪拌流路とを備え、
該攪拌流路が、前記混合液を内部に流動させる配管と、該配管内に配置された攪拌部材とを備える生体組織処理装置。
【請求項２】
前記攪拌部材が、前記混合液の流動方向に交差して配置された柱状部材である請求項１に記載の生体組織処理装置。
【請求項３】
前記柱状部材が、前記攪拌流路を構成する配管の長手方向に間隔をあけて複数設けられている請求項２に記載の生体組織処理装置。
【請求項４】
前記柱状部材が、略水平に配置されている請求項２に記載の生体組織処理装置。
【請求項５】
複数の前記柱状部材が、異なる角度で配置されている請求項３に記載の生体組織処理装置。
【請求項６】
前記攪拌流路の下流に接続され、該攪拌流路を通過した混合液内の細胞を濃縮する細胞濃縮部を備える請求項１に記載の生体組織処理装置。
【請求項７】
前記細胞濃縮部が、前記攪拌流路を通過した混合液を収容する容器を備え、該容器の底部を半径方向外方に向けて回転させる遠心分離装置である請求項６に記載の生体組織処理装置。
【請求項８】
前記攪拌流路に、該攪拌流路内を流動する混合液を加温するヒータが設けられている請求項１に記載の生体組織処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織から細胞を分離するために、生体組織を生理学的適合性のある塩類溶液中に懸濁し、消化酵素を添加し、生体組織を消化して細胞を分離する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、生体組織を含む塩類溶液と消化酵素との混合液を容器内に収容して攪拌することで、生体組織を消化した後に、得られた細胞懸濁液を細胞濃縮装置に配管によって導くことが行われる。
【０００３】
また、消化用の容器を用いることなく、生体組織を含有する液体と消化酵素との混合液を細胞濃縮装置に接続される配管内を流動させながら消化する方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０１２４８０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００７／００９０３６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、容器内で消化された後、配管を介して細胞濃縮装置に導かれるまでに相当の時間を要し、処理が長期化するという不都合がある。
一方、特許文献２の方法では、配管内を流動させながら消化するので、時間の無駄をなくすことはできるが、配管内において混合液を十分に攪拌するためには、乱流状態で流動させるために高速に流動させなければならない。そして、混合液を高速に流動させながら十分に攪拌するためには、配管を十分に長くする必要があり、装置が大型化する不都合がある。逆に配管を短くすると、十分な攪拌が得られずに、分離される細胞数が減少してしまうという不都合がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置を大型化することなく、十分な攪拌を得て、簡易に十分な細胞数を生体組織から分離することができる生体組織処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体組織を含む液体を導入する組織導入部と、消化酵素を導入する酵素導入部と、前記組織導入部から導入された生体組織を含む液体と前記酵素導入部から導入された消化酵素とを含む混合液を攪拌させつつ流動させる攪拌流路とを備え、該攪拌流路が、前記混合液を内部に流動させる配管と、該配管内に配置された攪拌部材とを備える生体組織処理装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、生体組織を含む液体と消化酵素との混合液が、攪拌流路を構成する配管内を流動する際に、配管内に配置されている攪拌部材に接して流動すると、流れに変化が生じて攪拌される。このようにすることで、配管の長さを長くすることなく、十分に攪拌時間を確保して、十分な消化を行うことができる。
すなわち、装置を大型化することなく、簡易に十分な数の細胞を生体組織から分離することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記攪拌部材が、前記混合液の流動方向に交差して配置された柱状部材であることが好ましい。
このようにすることで、生体組織を含む液体と消化酵素との混合液が、攪拌流路を構成する配管内を流動する際に、配管内に配置されている柱状部材に横切って流動すると、柱状部材の後流に双子渦またはカルマン渦が形成され、これらの渦によって攪拌される。双子渦またはカルマン渦は、層流状態となるような比較的低い流速においても発生する。したがって、乱流状態となるような高い流速で混合液を流動させずに済むので、混合液内に含まれる細胞に与えるダメージを低減して健全な状態の細胞を得ることができる。
【００１０】
上記発明においては、前記柱状部材が、前記攪拌流路を構成する配管の長手方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。
このようにすることで、配管内を流動する混合液が各柱状部材を通過する際に混合液内に発生する双子渦またはカルマン渦によって攪拌されるので、さらに効率的に消化を行うことができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記柱状部材が、略水平に配置されていることが好ましい。
このようにすることで、生体組織が脂肪組織のように、水より比重の小さい組織である場合に、上下方向に巻き込むようにカルマン渦または双子渦を発生させることができ、上方に浮遊しようとする生体組織と下方に沈降しようとする液体成分とを効率的に攪拌することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、複数の前記柱状部材が、異なる角度で配置されていてもよい。
このようにすることで、配管内を流動する混合液が各柱状部材を通過する際に混合液内に双子渦またはカルマン渦を異なる角度で巻き込むように発生させるので、効率的に攪拌して攪拌されるので、十分な消化を行うことができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記攪拌流路の下流に接続され、該攪拌流路を通過した混合液内の細胞を濃縮する細胞濃縮部を備えていてもよい。
このようにすることで、攪拌流路内において生体組織が十分に消化されることにより得られた細胞懸濁液は、攪拌流路の下流に接続された細胞濃縮部に供給され、そこで濃縮されて、純度の高い細胞群として回収することができる。攪拌流路を細胞濃縮部への細胞懸濁液の供給用の管路としても利用することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記細胞濃縮部が、前記攪拌流路を通過した混合液を収容する容器を備え、該容器の底部を半径方向外方に向けて回転させる遠心分離装置であってもよい。
このようにすることで、混合液を収容した容器をその底部が半径方向外方に向かうように回転させることにより、底部側から比重の大きさ順に細胞と上清とを分離することができ、細胞を簡易に濃縮することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記攪拌流路に、該攪拌流路内を流動する混合液を加温するヒータが設けられていてもよい。
このようにすることで、ヒータの作動により攪拌流路を流動している混合液を消化に適した温度に加温することができ、消化を促進して、生体組織の十分な消化と処理時間の短縮とを図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、装置を大型化することなく、十分な攪拌を得て、簡易に必要な細胞数を生体組織から分離することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織処理装置を示す（ａ）全体構成図、（ｂ）攪拌流路の縦断面図、（ｃ）攪拌流路の横断面図である。
【図２】図１の生体組織処理装置の細胞濃縮部による濃縮処理を説明する全体構成図である。
【図３】図１の生体組織処理装置の攪拌流路の第１の変形例であって、（ａ）偏心した柱状部材、（ｂ）傾斜した柱状部材、（ｃ）複数の傾斜した柱状部材をそれぞれ有する攪拌流路の横断面図である。
【図４】図１の生体組織処理装置の攪拌流路の第２の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図１の生体組織処理装置の攪拌流路の第３の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る生体組織処理装置１について図面を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織処理装置１は、図１（ａ）に示されるように、生体（例えば、ヒトの体内）から採取された生体組織（例えば、脂肪組織）を含む液体Ａ（生体適合性のある塩類溶液）を導入する組織導入口（組織導入部）２を一端に備えた第１の導入流路３と、消化酵素Ｂを収容した酵素容器（酵素導入部）４を一端に接続した第２の導入流路５と、これら第１の導入流路３と第２の導入流路５との合流後の流路６に接続された攪拌流路７と、該攪拌流路７の下流に接続された細胞濃縮装置８とを備えている。
【００１９】
第１の導入流路３および第２の導入流路５には、それぞれ、生体組織を含む液体Ａ、消化酵素液Ｂを一方向に送るポンプ１０，１１と、各導入流路３，５を開閉するバルブ１２，１３とが設けられている。
【００２０】
また、攪拌流路７は、図１（ｂ），（ｃ）に示されるように、例えば、円形の流通断面を有する配管７ａと、該配管７ａ内の上流位置に、該配管７ａの流通断面の略中央を通過するように略水平に配置された円柱状の柱状部材（攪拌部材）７ｂと、配管７ａ内を下流側まで流動してきた未消化組織を捕集するフィルタ９とを備えている。
細胞濃縮装置８は、遠心分離容器１４と、該遠心分離容器１４の底部を半径方向外方に向けて回転させる遠心分離機１５とを備えている。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係る生体組織処理装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る生体組織処理装置１を用いて生体組織から細胞を分離して濃縮するには、まず、生体から採取された生体組織を含む液体Ａを組織導入口２から第１の導入流路３に導入し、バルブ１２を開いてポンプ１０を作動させることにより、攪拌流路７の方向に向けて流動させる。また、第２の導入流路５のバルブ１３を開いてポンプ１１を作動させることにより、酵素容器４に収容されている消化酵素液Ｂを攪拌流路７の方向に向けて流動させる。
【００２２】
第１の導入流路３と第２の導入流路５とは、攪拌流路７への接続前に合流しているので、第１の導入流路３を流動してきた生体組織を含む液体Ａと、流路６において、第２の導入流路５を流動してきた消化酵素液Ｂとが混合され、その混合液Ｃが攪拌流路７内に流入する。
【００２３】
混合液Ｃが攪拌流路７に流入すると、配管７ａ内に配置されている柱状部材７ｂを通過する際に、柱状部材７ｂの後流において、図１（ｂ）に示されるように、双子渦またはカルマン渦が形成される（図においては、カルマン渦が発生している状態を示している。）。これにより、混合液Ｃは双子渦またはカルマン渦によって巻き込まれ、攪拌される。
【００２４】
この場合において、柱状部材７ｂの後流における双子渦またはカルマン渦は、乱流状態を生じさせるような高い流速ではなく、十分に低い流速において発生する。したがって、攪拌流路７内においては、混合液Ｃは時間をかけてゆっくり流動し、その間に、双子渦またはカルマン渦によって十分に攪拌されるので、短い流路長でも十分な消化を行うことができる。
【００２５】
また、本実施形態においては、配管７ａ内に配置されている柱状部材７ｂが、流通断面を横切って略水平に配置されているので、柱状部材７ｂの後流には、混合液Ｃを上下方向に巻き込むような双子渦またはカルマン渦が発生する。生体組織が脂肪組織のような水より小さい比重を有する場合には、配管７ａ内において生体組織は流通断面の上部、液体成分は流通断面の下部を流動しがちであるが、柱状部材７ｂの後流においては、これらが相互に上下方向に巻き込まれることによって、十分に攪拌が行われることになる。
【００２６】
生体組織を含む液体Ａと消化酵素液Ｂとの混合液Ｃが攪拌されることにより、生体組織が消化されて細胞が分離される。したがって、混合液Ｃ中には、未消化の生体組織と、生体組織から分離された細胞とが浮遊することになる。
【００２７】
そして、混合液Ｃが攪拌流路７の下流側まで流動した時点で、生体組織の消化が十分に行われ、下流に接続されている細胞濃縮装置８へと導くことができる。攪拌流路７の下流側には、フィルタ９が設けられているので、混合液Ｃ内に含まれる未消化の生体組織はフィルタ９によって捕集され、生体組織から分離した細胞および液体成分がフィルタ９を透過して細胞濃縮装置８に導入される。
【００２８】
細胞濃縮装置８に導かれた混合液Ｃは、遠心分離容器１４内に収容される。そこで、図２に示されるように、遠心分離機１５を作動させて遠心分離容器１４をその底部が半径方向外方に向かうように回転させることにより、底部側に比重の大きな細胞群がペレット状に堆積され、細胞群に対して底部から離れた側に液体成分が分離される。すなわち、遠心分離容器１４内の液体成分を吸引除去することにより、濃縮された細胞群を得ることができる。図中黒塗りで示したバルブ１２，１３は閉止状態であることを示している。
【００２９】
このように、本実施形態に係る生体組織処理装置１によれば、組織導入口２から細胞濃縮装置８に至る途中に配置されている攪拌流路７において、生体組織を含む液体Ａと消化酵素液Ｂとの混合液Ｃを低速で流動させる間に生体組織が消化される。したがって、配管７ａ長を短くして装置をコンパクトに構成しつつ、混合液Ｃを十分に攪拌して消化を促進することができ、未消化のまま残る生体組織を低減して、効率的に細胞を回収することができる。
【００３０】
また、配管７ａ内に双子渦やカルマン渦を発生させるためには、配管７ａ内に乱流を発生させるほどの流速を細胞に与える必要がなく、混合液Ｃを低速で流動させるだけで済むので、細胞に与えるダメージを低減して、健全な状態の細胞群を回収することができるという利点がある。
【００３１】
なお、本実施形態においては、柱状部材７ｂを円柱状に形成したが、これに代えて、他の断面形状を有する柱状部材７ｂを採用してもよい。また、柱状部材７ｂを配管７ａ内の流通断面の略中央に略水平に配置することとしたが、これに代えて、図３（ａ）に示されるように、配管内の偏心した位置、あるいは、図３（ｂ）に示されるように、水平方向に対して角度をなして配置することにしてもよい。
【００３２】
さらに、柱状部材７ｂは、攪拌流路７を構成する配管７ａ内に混合液Ｃの流動方向に間隔をあけて複数設けることにしてもよい。各柱状部材７ｂを通過する毎に、その後流に双子渦またはカルマン渦が形成されるので、さらに十分に混合液Ｃを攪拌することができる。この場合に、柱状部材７ｂの角度は、いずれも略水平に配置してもよいし、図３（ｃ）に示されるように、異なる角度に配置してもよい。異なる角度に配置することで、混合液Ｃを異なる方向に巻き込むことができ、配管７ａ内の流れをさらに複雑化して効率的な攪拌を行うことができる。
【００３３】
また、柱状部材７ｂを設ける位置の攪拌流路７については、図４に示されるように、内径寸法を拡大させた拡管部７ｃを設け、その中に、攪拌流路７の下流側の内径寸法と同等の外径寸法を有する柱状部材７ｂを配置することにしてもよい。このようにすることで、柱状部材７ｂの後流の下流側の攪拌流路７の流通断面のほぼ全体にわたる範囲に双子渦またはカルマン渦を発生させることができ、混合液Ｃ内の生体組織をさらに十分に消化することができる。
【００３４】
また、攪拌流路７には、図５に示されるように、該攪拌流路７を構成する配管７ａに沿って、配管７ａ内を流動する混合液Ｃを加温するヒータ１６を設けることが好ましい。このようにすることで、混合液Ｃを消化に適した温度に加温して、消化を促進することができるという利点がある。
【００３５】
また、攪拌部材としては柱状部材ではなく、繊維に樹脂塊を取り付けた部材などを配置してもよい。
このようにすることによっても、混合液が攪拌部材に接して流動すると、流れに変化が生じて攪拌されることになる。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  生体組織を含む液体
Ｂ  消化酵素液（消化酵素）
Ｃ  混合液
１  生体組織処理装置
２  組織導入口（組織導入部）
４  酵素容器（酵素導入部）
７  攪拌流路
７ａ  配管
７ｂ  柱状部材（攪拌部材）
８  細胞濃縮装置（細胞濃縮部）
１４  遠心分離容器（容器）
１５  遠心分離機（遠心分離装置）
１６  ヒータ
【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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