(57)【要約】【課題】トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができ、更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる細胞培養モジュールの提供。【解決手段】本発明に係る細胞培養モジュールは、第１凹部が設けられた第１細胞培養担体を密閉可能に保持する第１密閉系部材と第１細胞培養担体の第２面に対して第１水圧を供給する第１水圧供給部と第１凹部よりも大きい第２凹部が設けられた第２細胞培養担体を密閉可能に保持する第２密閉系部材と第２細胞培養担体の第４面に対して第２水圧を供給する第２水圧供給部と第１凹部から剥離された細胞を第１内部空間から第２内部空間に搬送する細胞搬送部と第２水圧により第２凹部から剥離された細胞を第２内部空間から回収する細胞回収部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養する第１の凹部が設けられた多孔体からなる第１の細胞培養担体を第１の内部空間に密閉可能に保持する第１の密閉系部材と、前記第１の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第１の内部空間に保持された前記第１の細胞培養担体の前記第１の凹部が設けられた第１面に対向する第２面に対して第１の水圧を供給する第１の水圧供給部と、を備えた第１の細胞培養部と、
細胞を培養する前記第１の凹部よりも大きい第２の凹部が設けられた多孔体からなる第２の細胞培養担体を第２の内部空間に密閉可能に保持する第２の密閉系部材と、前記第２の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部が設けられた第３面に対向する第４面に対して第２の水圧を供給する第２の水圧供給部と、を備えた第２の細胞培養部と、
前記第１の内部空間と前記第２の内部空間とを連結し、前記第１の水圧により前記第１の凹部から剥離された細胞を前記第１の内部空間から前記第２の内部空間に搬送する細胞搬送部と、
前記細胞搬送部と異なる位置で前記第２の内部空間と連結し、前記第２の水圧により前記第２の凹部から剥離された細胞を前記第２の内部空間から回収する細胞回収部と、
を備えることを特徴とする細胞培養モジュール。
【請求項２】
細胞を培養する第１の凹部が設けられた多孔体からなる第１の細胞培養担体を第１の内部空間に密閉可能に保持する第１の密閉系部材と、前記第１の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第１の内部空間に保持された前記第１の細胞培養担体の前記第１の凹部及び前記第１の凹部が設けられた第１面に対向する第２面に対して第１の水圧を供給する第１の水圧供給部と、を備えた第１の細胞培養部と、
細胞を培養する前記第１の凹部よりも大きい第２の凹部が設けられた多孔体からなる第２の細胞培養担体を第２の内部空間に密閉可能に保持する第２の密閉系部材と、前記第２の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部及び前記第２の凹部が設けられた第３面に対向する第４面に対して第２の水圧を供給する第２の水圧供給部と、を備えた第２の細胞培養部と、
前記第１の内部空間と前記第２の内部空間とを連結し、前記第１の細胞培養担体の前記第２面に対する前記第１の水圧により前記第１の凹部から剥離された細胞を前記第１の内部空間から前記第２の内部空間に搬送する細胞搬送部と、
前記細胞搬送部と異なる位置で前記第２の内部空間と連結し、前記第２の細胞培養担体の前記第４面に対する前記第２の水圧により前記第２の凹部から剥離された細胞を前記第２の内部空間から回収する細胞回収部と、
を備えることを特徴とする細胞培養モジュール。
【請求項３】
前記第１の内部空間又は前記第２の内部空間のいずれか一方又は両方に対して培養液を充填し、前記充填させた培養液を循環させる培養液循環系が更に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の細胞培養モジュール。
【請求項４】
前記細胞搬送部の前記第２の内部空間と連結する連結部は、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部の直上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の細胞培養モジュール。
【請求項５】
前記第２の内部空間には、前記細胞搬送部から搬送された細胞を前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部内に導くための細胞整流手段が新たに設けられていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の細胞培養モジュール。
【請求項６】
前記細胞整流手段は、前記第２の内部空間に設けられた整流板であることを特徴とする請求項５に記載の細胞培養モジュール。
【請求項７】
前記第２の凹部を構成する空間の大きさは、前記第１の凹部を構成する空間の大きさよりも全方向に等倍で大きいことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の細胞培養モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヒト骨髄液からの幹細胞の分離、目的とする組織細胞への分化・誘導、３次元培養技術、足場材料の開発等の進歩に伴い、細胞培養によって幹細胞から皮膚、骨、軟骨、血管、心臓弁、靭帯等の組織を作製することが可能となり、一部では、既に臨床応用が開始されている。
【０００３】
なお、このような細胞の培養にあっては、基板表面上にアレイ状やハニカム状等に規則配列され、種細胞を凝集させて保持する細胞培養セルを備えた細胞培養チップを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、細胞培養担体と細胞とを含む培養液を収納する培養容器と、培養液中で細胞培養担体を移動させるための磁場を発生する磁場発生装置とを備える細胞培養装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００５−２７５９８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
なお、上述した特許文献１、２に示すような細胞培養技術は、細胞を培養させた後、前記細胞培養チップや前記細胞培養担体からの剥離作業が必要となる。この剥離作業は、通常、トリプシン処理等の酵素処理を用いて行う。
【０００６】
しかしながら、このような酵素処理を長時間行うと培養した細胞はある程度劣化してしまい、最悪、細胞自体が死滅する場合がある。また、トリプシン処理等の酵素処理は、非常に作業が煩雑という問題もある。
【０００７】
また、球状の細胞を培養する場合は、単離した細胞をいきなり大きい空間で培養すると、培養される細胞はその空間の底部を球と認識せず、平面と認識してしまうため、培養する細胞が前記底部に付着されてしまい、球状の細胞を培養することができない。そのため、球状の細胞を所望の大きさまで培養するには、最初は小さい空間で所望の大きさまで細胞を培養した後、その後、大きい空間で段階的に培養していく必要がある。すなわち、ある一定の大きさの細胞培養セル（以下、凹部という）を備えた細胞培養担体で培養した細胞を、より大きい凹部を備えた別の細胞培養担体に移動させて、段階的に培養していく必要がある。
【０００８】
従来、このような培養した細胞を別の細胞培養担体に移動させる手段は、上述したトリプシン処理等による剥離を行った後、ピペッティング等によって行っているため、これらの剥離・移動作業は、極めて煩雑且つ非効率であった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができ、更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる細胞培養モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る細胞培養モジュールは、細胞を培養する第１の凹部が設けられた多孔体からなる第１の細胞培養担体を第１の内部空間に密閉可能に保持する第１の密閉系部材と、前記第１の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第１の内部空間に保持された前記第１の細胞培養担体の前記第１の凹部が設けられた第１面に対向する第２面に対して第１の水圧を供給する第１の水圧供給部と、を備えた第１の細胞培養部と、細胞を培養する前記第１の凹部よりも大きい第２の凹部が設けられた多孔体からなる第２の細胞培養担体を第２の内部空間に密閉可能に保持する第２の密閉系部材と、前記第２の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部が設けられた第３面に対向する第４面に対して第２の水圧を供給する第２の水圧供給部と、を備えた第２の細胞培養部と、前記第１の内部空間と前記第２の内部空間とを連結し、前記第１の水圧により前記第１の凹部から剥離された細胞を前記第１の内部空間から前記第２の内部空間に搬送する細胞搬送部と、前記細胞搬送部と異なる位置で前記第２の内部空間と連結し、前記第２の水圧により前記第２の凹部から剥離された細胞を前記第２の内部空間から回収する細胞回収部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすることで、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができ、更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る細胞培養モジュールは、細胞を培養する第１の凹部が設けられた多孔体からなる第１の細胞培養担体を第１の内部空間に密閉可能に保持する第１の密閉系部材と、前記第１の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第１の内部空間に保持された前記第１の細胞培養担体の前記第１の凹部及び前記第１の凹部が設けられた第１面に対向する第２面に対して第１の水圧を供給する第１の水圧供給部と、を備えた第１の細胞培養部と、細胞を培養する前記第１の凹部よりも大きい第２の凹部が設けられた多孔体からなる第２の細胞培養担体を第２の内部空間に密閉可能に保持する第２の密閉系部材と、前記第２の内部空間に培養液が充填された状態で、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部及び前記第２の凹部が設けられた第３面に対向する第４面に対して第２の水圧を供給する第２の水圧供給部と、を備えた第２の細胞培養部と、前記第１の内部空間と前記第２の内部空間とを連結し、前記第１の細胞培養担体の前記第２面に対する前記第１の水圧により前記第１の凹部から剥離された細胞を前記第１の内部空間から前記第２の内部空間に搬送する細胞搬送部と、前記細胞搬送部と異なる位置で前記第２の内部空間と連結し、前記第２の細胞培養担体の前記第４面に対する前記第２の水圧により前記第２の凹部から剥離された細胞を前記第２の内部空間から回収する細胞回収部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成とすることで、軟骨細胞等の圧力に強い細胞を培養することができ、かつ、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができ、更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる。
【００１４】
前記第１の内部空間又は前記第２の内部空間のいずれか一方又は両方に対して培養液を充填し、前記充填させた培養液を循環させる培養液循環系が更に設けられていることが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることで、上述した効果に加え、培養液循環系が設けられた内部空間内において灌流培養も可能となる。
【００１６】
前記細胞搬送部の前記第２の内部空間と連結する連結部は、前記第２の内部空間に保持された前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部の直上に設けられていることが好ましい。
【００１７】
このような構成とすることで、第１の内部空間から第２の内部空間に搬送された細胞を容易に第２の細胞培養担体の第２の凹部内に導くことができる。
【００１８】
より好ましくは、前記第２の内部空間には、前記細胞搬送部から搬送された細胞を前記第２の細胞培養担体の前記第２の凹部内に導くための細胞整流手段が新たに設けられていることが好ましい。ここでいう細胞整流手段は、具体的には、前記第２の内部空間に設けられた整流板である。
【００１９】
このような構成とすることで、より確実に、第１の内部空間から第２の内部空間に搬送された細胞を第２の細胞培養担体の第２の凹部内に導くことができる。
【００２０】
前記第２の凹部を構成する空間の大きさは、前記第１の凹部を構成する空間の大きさよりも全方向に等倍で大きいことが好ましい。
【００２１】
このような構成とすることで、球状の細胞を確実に培養することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができ、更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる細胞培養モジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明について、図面を参照して、詳細に説明する。
【００２４】
(第１の実施形態)
図１は、第１の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。本実施形態に係る細胞培養モジュール１００は、図１に示すように、第１の細胞培養部１０１と、第２の細胞培養部１０２と、細胞搬送部５０と、細胞回収部３０とで構成されている。
【００２５】
第１の細胞培養部１０１は、第１の密閉系部材１０と、第１の水圧供給部２０とで構成されている。
【００２６】
第１の密閉系部材１０は、例えば、図１に示すように、下蓋１０Ａと、下蓋１０Ａ上に設けられた上蓋１０Ｂと、下蓋１０Ａと上蓋１０Ｂとを固定する固定部材１５とで構成されている。
【００２７】
下蓋１０Ａは、図１に示すように、第１の細胞培養担体Ｓ１を保持し、かつ、培養液を収容するための凹部１０Ａａを備える凹形状で構成されている。
【００２８】
上蓋１０Ｂは、図１に示すように、下蓋１０Ａ上に設けられ、下蓋１０Ａと第１の内部空間１２を形成し、第１の内部空間１２を密閉可能に保持するために、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａに密閉可能に契合する凸部１０Ｂａを備えている。
【００２９】
第１の細胞培養担体Ｓ１の保持は、例えば、図１に示すように、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａの底部１０Ａａ１に○−リング１７ａを配置し、○−リング１７ａ上に第１の細胞培養担体Ｓ１を配置し、第１の細胞培養担体Ｓ１上に○−リング１７ｂを配置し、○−リング１７ａ、第１の細胞培養担体Ｓ１及び○−リング１７ｂを、下蓋１０Ａと上蓋１０Ｂとを一体に固定する際に、上蓋１０Ｂの凸部１０Ｂａで、○−リング１７ｂを加圧することで、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａ内に第１の細胞培養担体Ｓ１を保持する。
【００３０】
なお、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａに、上蓋１０Ｂの凸部１０Ｂａを契合させる際には、第１の内部空間１２が密閉可能に保持されるように、上蓋１０Ｂの凸部１０Ｂａに設けられた窪みに○−リング１７ｃを取り付けてから行う。
【００３１】
下蓋１０Ａ及び上蓋１０Ｂは、例えば、アクリル樹脂で構成されている。
【００３２】
固定部材１５は、例えば、ＳＵＳ３０４で構成されている。
【００３３】
○−リング１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、例えば、フッ素系ゴムで構成されている。
【００３４】
なお、第１の密閉系部材１０は、本実施形態では、前述したように、下蓋１０Ａと上蓋１０Ｂとが固定部材１５により一体に固定された構成で説明しているが、本発明は、第１の細胞培養担体Ｓ１を第１の内部空間１２に密閉可能に保持することができれば、上述した構成に限定されない。
【００３５】
第１の内部空間１２に密閉可能に保持される第１の細胞培養担体Ｓ１は、その表面（第１面）Ｓａ１に細胞を培養するための第１の凹部Ｓ１１が設けられた多孔体で構成されている。
【００３６】
前記第１の細胞培養担体Ｓ１は、ジルコニア、イットリア、チタニア、アルミナ、シリカ、ハイドロキシアパタイトおよびβ−リン酸三カルシウムのうちの少なくともいずれか１種のセラミックスまたはガラスにより構成される。これらのセラミックスまたはガラスは、生体安定性が高いため、好適である。
【００３７】
第１の水圧供給部２０は、下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１に一体に又は着脱可能に設けられ、第１の内部空間１２に培養液を供給する。
【００３８】
第１の水圧供給部２０は、例えば、図１に示すように、培養液を収容する培養液収容部２２と、一端が該底部１０Ａａ１に他端が該収容部２２に取り付けられ、該収容部２２に収容された培養液を第１の内部空間１２に供給する培養液供給管２４と、該供給管２４に取り付けられ、第１の内部空間１２に供給する培養液の供給量を制御する供給量制御部２６と、該収容部２２に取り付けられ、培養液供給の際の供給圧を制御する供給圧制御部２８とを備える。
【００３９】
培養液収容部２２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【００４０】
培養液供給管２４は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【００４１】
供給量制御部２６は、例えば、該培養液の供給量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、該培養液の供給量が制御される。
【００４２】
供給圧制御部２８は、例えば、培養液収容部２２から培養液供給管２４に対して高圧ガスを供給する高圧ガス供給装置で構成されている。
【００４３】
更に、第１の水圧供給部２０は、第１の内部空間１２に保持された第１の細胞培養担体Ｓ１の裏面側Ｓｂ１（第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１が設けられた面（第１面）Ｓａ１に対向する面（第２面））方向に液圧を与えることで、前記第２面Ｓｂ１に第１の水圧を供給する。
【００４４】
第１の水圧を与える方法は、密閉された第１の内部空間１２に培養液が充填された状態で、第１の内部空間１２に培養液を供給するように供給量制御部２６及び供給圧制御部２８を制御することで行う。
【００４５】
すなわち、第１の内部空間１２に培養液が充填された状態で、供給量制御部２６を「開」状態として、供給圧制御部２８により培養液の供給圧を大きくすることで大きい第１の水圧が、供給圧を小さくすることで小さい第１の水圧が第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に供給される。
【００４６】
前記第１の水圧を第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に与えることにより、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１で培養された細胞は、第１の細胞培養担体Ｓ１から剥離され、第１の内部空間１２に充填された培養液内に浮遊する。
【００４７】
なお、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に供給した第１の水圧を、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１の表面まで伝達させるためには、第１の細胞培養担体Ｓ１は多孔質体（多孔体）で構成されていることが必要である。
【００４８】
より好ましくは、前記第１の細胞培養担体Ｓ１を構成する多孔体の気孔の平均気孔径が１０ｎｍ以上１０μｍ以下であり、前記気孔は前記第１の細胞培養担体Ｓ１の前記第１の凹部Ｓ１１の表面から、前記第２面Ｓｂ１まで連通して設けられていることが好ましい。
【００４９】
このような構成とすることで、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に供給した第１の水圧を、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１の表面まで伝達することができるため、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１で培養した細胞を、第１の細胞培養担体Ｓ１から容易に剥離させることができる。
【００５０】
第２の細胞培養部１０２は、第２の密閉系部材１１０と、第２の水圧供給部１２０とで構成されている。
【００５１】
第２の密閉系部材１１０は、例えば、図１に示すように、下蓋１１０Ａと、下蓋１１０Ａ上に設けられた上蓋１１０Ｂと、下蓋１１０Ａと上蓋１１０Ｂとを固定する固定部材１１５とで構成されている。
【００５２】
下蓋１１０Ａは、図１に示すように、第２の細胞培養担体Ｓ２を保持し、かつ、培養液を収容するための凹部１１０Ａａを備える凹形状で構成されている。
【００５３】
上蓋１１０Ｂは、図１に示すように、下蓋１１０Ａ上に設けられ、下蓋１１０Ａと第２の内部空間１１２を形成し、第２の内部空間１１２を密閉可能に保持するために、下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａに密閉可能に契合する凸部１１０Ｂａを備えている。
【００５４】
第２の細胞培養担体Ｓ２の保持は、例えば、図１に示すように、下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａの底部１１０Ａａ１に○−リング１１７ａを配置し、○−リング１１７ａ上に第２の細胞培養担体Ｓ２を配置し、第２の細胞培養担体Ｓ２上に○−リング１１７ｂを配置し、○−リング１１７ａ、第２の細胞培養担体Ｓ２及び○−リング１１７ｂを、下蓋１１０Ａと上蓋１１０Ｂとを一体に固定する際に、上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａで、○−リング１１７ｂを加圧することで、下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａ内に第２の細胞培養担体Ｓ２を保持する。
【００５５】
なお、下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａに、上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａを契合させる際には、第２の内部空間１１２が密閉可能に保持されるように、上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａに設けられた窪みに○−リング１１７ｃを取り付けてから行う。
【００５６】
下蓋１１０Ａ及び上蓋１１０Ｂは、例えば、アクリル樹脂で構成されている。
【００５７】
固定部材１１５は、例えば、ＳＵＳ３０４で構成されている。
【００５８】
○−リング１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃは、例えば、フッ素系ゴムで構成されている。
【００５９】
なお、第２の密閉系部材１１０は、本実施形態では、前述したように、下蓋１１０Ａと上蓋１１０Ｂとが固定部材１１５により一体に固定された構成で説明しているが、本発明は、第２の細胞培養担体Ｓ２を第２の内部空間１１２に密閉可能に保持することができれば、上述した構成に限定されない。
【００６０】
第２の内部空間１１２に密閉可能に保持される第２の細胞培養担体Ｓ２は、その表面（第３面）Ｓａ２に細胞を培養するための第２の凹部Ｓ２２が設けられた多孔体で構成されている。なお、この第２の凹部Ｓ２２を構成する空間の大きさは、前記第１の凹部Ｓ１１を構成する空間の大きさよりも大きく構成されている。
【００６１】
前記第２の細胞培養担体Ｓ２は、ジルコニア、イットリア、チタニア、アルミナ、シリカ、ハイドロキシアパタイトおよびβ−リン酸三カルシウムのうちの少なくともいずれか１種のセラミックスまたはガラスにより構成される。これらのセラミックスまたはガラスは、生体安定性が高いため、好適である。
【００６２】
第２の水圧供給部１２０は、下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１に一体に又は着脱可能に設けられ、第２の内部空間１１２に培養液を供給する。
【００６３】
第２の水圧供給部１２０は、例えば、図１に示すように、培養液を収容する培養液収容部１２２と、一端が該底部１１０Ａａ１に他端が該収容部１２２に取り付けられ、該収容部１２２に収容された培養液を第２の内部空間１１２に供給する培養液供給管１２４と、該供給管１２４に取り付けられ、第２の内部空間１１２に供給する培養液の供給量を制御する供給量制御部１２６と、該収容部１２２に取り付けられ培養液供給の際の供給圧を制御する供給圧制御部１２８とを備える。
【００６４】
培養液収容部１２２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【００６５】
培養液供給管１２４は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【００６６】
供給量制御部１２６は、例えば、該培養液の供給量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、該培養液の供給量が制御される。
【００６７】
供給圧制御部１２８は、例えば、培養液収容部１２２から培養液供給管１２４に対して高圧ガスを供給する高圧ガス供給装置で構成されている。
【００６８】
更に、第２の水圧供給部１２０は、第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の裏面側Ｓｂ２（第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２が設けられた面（第３面）Ｓａ２に対向する面（第４面））方向に液圧を与えることで、前記第４面Ｓｂ２に第２の水圧を供給する。
【００６９】
第２の水圧を与える方法は、密閉された第２の内部空間１１２に培養液が充填された状態で、第２の内部空間１１２に培養液を供給するように供給量制御部１２６及び供給圧制御部１２８を制御することで行う。
【００７０】
すなわち、第２の内部空間１１２に培養液が充填された状態で、供給量制御部１２６を「開」状態として、供給圧制御部１２８により培養液の供給圧を大きくすることで大きい第２の水圧が、供給圧を小さくすることで小さい第２の水圧が第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に供給される。
【００７１】
前記第２の水圧を前記第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に与えることにより、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２で培養された細胞は、第２の細胞培養担体Ｓ２から剥離され、第２の内部空間１１２に充填された培養液内に浮遊する。
【００７２】
なお、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に供給した第２の水圧を、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の表面まで伝達させるためには、第２の細胞培養担体Ｓ２は多孔質体（多孔体）で構成されていることが必要である。
【００７３】
より好ましくは、前記第２の細胞培養担体Ｓ２を構成する多孔体の気孔の平均気孔径が１０ｎｍ以上１０μｍ以下であり、前記気孔は前記第２の細胞培養担体Ｓ２の前記第２の凹部Ｓ２２の表面から、前記第４面Ｓｂ２まで連通して設けられていることが好ましい。
【００７４】
このような構成とすることで、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に供給した第２の水圧を、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の表面まで伝達することができるため、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２で培養した細胞を、第２の細胞培養担体Ｓ２から容易に剥離させることができる。
【００７５】
細胞搬送部５０は、第１の内部空間１２と第２の内部空間１１２とを連結し、前記第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に対する第１の水圧により前記第１の凹部Ｓ１１から剥離された細胞を、培養液ごと第１の内部空間１２から第２の内部空間１１２に搬送する。
【００７６】
細胞搬送部５０は、例えば、図１に示すように、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１と第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１との間を連結する細胞搬送管５２と、該搬送管５２に取り付けられ、第１の内部空間１２から第２の内部空間１１２に対して前記第１の凹部Ｓ１１から剥離された細胞が含まれる培養液の搬送量を制御する搬送量制御部５４とを備える。
【００７７】
細胞搬送管５２は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【００７８】
搬送量制御部５４は、例えば、前記剥離された細胞が含まれる培養液の搬送量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、前記第１の凹部Ｓ１１から剥離された細胞が含まれる培養液の搬送量が制御される。
【００７９】
細胞回収部３０は、細胞搬送部５０の細胞搬送管５２と異なる位置（図１では、第２の細胞培養担体Ｓ２の水平方向）で第２の密閉系部材１１０と一体に又は着脱可能に第２の内部空間１１２と連結し、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２で培養され、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に供給した第２の水圧により、第２の細胞培養担体Ｓ２から剥離された細胞を培養液ごと第２の内部空間１１２から回収する。
【００８０】
細胞回収部３０は、例えば、図１に示すように、培養した細胞を培養液ごと収容する細胞収容部３２と、一端が第２の密閉系部材１１０に他端が該収容部３２に取り付けられ、第２の内部空間１１２内で培養された細胞を培養液ごと該内部空間１１２から排出する細胞排出管３４と、該排出管３４に取り付けられ、該内部空間１１２から排出される培養液の排出量を制御する排出量制御部３６とで構成されている。
【００８１】
細胞収容部３２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【００８２】
細胞排出管３４は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【００８３】
排出量制御部３６は、例えば、該排出量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、該排出量が制御される。
【００８４】
次に、図１に示す細胞培養モジュール１００を用いた細胞培養方法の一例を、図２から図４を用いて説明する。
【００８５】
図２から図４は、第１の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【００８６】
最初に第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１に、フィーダー細胞（Ｆｅｅｄｅｒ細胞）を設置する。
【００８７】
次に、凹形状の下蓋１０Ａを用意し、下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１にＯ−リング１７ａ、フィーダー細胞（Ｆｅｅｄｅｒ細胞）が設置された第１の細胞培養担体Ｓ１及びＯ−リング１７ｂをこの順で積層して下蓋１０Ａの凹部１０Ａａ内に設置する。その後、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａ内に設置した第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１に培養する細胞を設置する。なお、培養する細胞が第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１に設置されると、前記設置した細胞は、第１の細胞培養担体Ｓ１の表面に付着され、保持される。
【００８８】
その後、上蓋１０Ｂの凸部１０Ｂａの窪みにＯ−リング１７ｃを挿入し、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａと、上蓋１０Ｂの凸部１０Ｂａとをそれぞれ契合させるように嵌め合わせ、固定部材１５により下蓋１０Ａと上蓋１０Ｂとを一体に固定して、第１の内部空間１２が形成された本実施形態に係る第１の密閉系部材１０を構成する。
【００８９】
その後、下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１に第１の水圧供給部２０の培養液供給管２４を取
り付けることで、本実施形態に係る第１の細胞培養部１０１を構成する。
【００９０】
次に、第１の密閉系部材１０と同様に第２の密閉系部材１１０を構成する。すなわち、最初に第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に、フィーダー細胞（Ｆｅｅｄｅｒ細胞を設置する。
【００９１】
次に、凹形状の下蓋１１０Ａを用意し、下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１にＯ−リング１１７ａ、フィーダー細胞（Ｆｅｅｄｅｒ細胞）が設置された第２の細胞培養担体Ｓ２及びＯ−リング１１７ｂをこの順で積層して下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａ内に設置する。    
【００９２】
その後、上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａの窪みにＯ−リング１１７ｃを挿入し、下蓋１１０Ａの凹部１１０Ａａと、上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａとをそれぞれ契合させるように嵌め合わせ、固定部材１１５により下蓋１１０Ａと上蓋１１０Ｂとを一体に固定して、第２の内部空間１１２が形成された本実施形態に係る第２の密閉系部材１１０を構成する。
【００９３】
その後、下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１に第２の水圧供給部１２０の培養液供給管１２４を取り付けることで、本実施形態に係る第２の細胞培養部１０２を構成する。
【００９４】
最後に、細胞搬送部５０の細胞搬送管５２の一端を、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１に、他端を、第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１にそれぞれ連結させると共に、細胞回収部３０の細胞排出管３４を前記細胞搬送管５２と異なる位置で第２の密閉系部材１１０と連結することで、本実施形態に係る細胞培養モジュール１００を構成する。
【００９５】
次に、排出量制御部３６を「開」状態とし（本実施形態では排出量制御部３６の電磁弁を「開」状態とし）、搬送量制御部５４を「開」状態とし（本実施形態では搬送量制御部５４の電磁弁を「開」状態とし）、更に、供給量制御部２６、１２６をそれぞれ「開」状態とし（本実施形態では供給量制御部２６、１２６の電磁弁を「開」状態とし）、供給圧制御部２８、１２８から供給圧を与えることで、第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２及び細胞搬送管５２内に培養液が完全に満たされるまで、培養液収容部２２、１２２から培養液を供給する。
【００９６】
第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２及び細胞搬送管５２内に培養液が完全に満たされた時点で供給圧制御部２８、１２８からの供給圧を止めて、供給量制御部２６、１２６を「閉」状態とし（本実施形態では供給量制御部２６、１２６の電磁弁を「閉」状態とし）、同時に、排出量制御部３６を「閉」状態とし（本実施形態では排出量制御部３６の電磁弁を「閉」状態とし）、更に、搬送量制御部５４を「閉」状態（本実施形態では搬送量制御部５４の電磁弁を「閉」状態）とする。
【００９７】
これによって、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１に保持された細胞が第１の内部空間１２内で培養される環境が整う（図２）。
【００９８】
第１の内部空間１２内で細胞培養後、排出量制御部３６を「開」状態として第２の内部空間１１２内の培養液の排出を開始すると共に、搬送量制御部５４及び供給量制御部２６を「開」状態とし、更に、供給圧制御部２８から供給圧を与えて第１の内部空間１２に新たに培養液の供給を開始する。この操作により、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１方向に、第１の水圧供給部２０から液圧Ｐ1が供給される。この液圧Ｐ1により、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１には水圧が供給されるため、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１で培養された細胞は、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１の表面から剥離され、第１の内部空間１２内の培養液内に浮遊し、そのまま、培養液と共に、細胞搬送管５２内を流れ、第２の内部空間１１２内に搬送され、次に、第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２内に、前記細胞が入り込み、第２の凹部Ｓ２２内で第２の細胞培養担体Ｓ２の表面に付着され、保持される。
【００９９】
その後、供給圧制御部２８から供給圧を止めた後、供給量制御部２６、排出量制御部３６及び搬送量制御部５４を「閉」状態とする。
【０１００】
これによって、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２に保持された細胞が第２の内部空間１１２内で培養される環境が整う（図３）。
【０１０１】
第２の内部空間１１２内で細胞培養後、排出量制御部３６を「開」状態として第２の内部空間１１２内の培養液の排出を開始すると共に、供給量制御部１２６を「開」状態とし、更に、供給圧制御部１２８から供給圧を与えて第２の内部空間１１２に新たに培養液の供給を開始する。この操作により、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２方向に、第２の水圧供給部１２０から液圧Ｐ２が供給される。この液圧Ｐ２により、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に水圧が供給されるため、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２で培養された細胞は、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の表面から剥離され、第２の内部空間１１２内の培養液内に浮遊し、そのまま、培養液と共に、細胞回収部３０の細胞排出管３４を経て、細胞収容部３２に回収される（図４）。
【０１０２】
以上より、本実施形態に係る細胞培養モジュールは、上述したような構成を備えている
ため、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができる。更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる。
【０１０３】
なお、本実施形態で説明した細胞搬送管５２は、図１では、一端を、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１に連結させた構成で説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、下蓋１０Ａの凹部１０Ａａに保持された第１の細胞培養担体Ｓ１の水平方向に、前記細胞搬送管５２の一端を連結させてもよい。
【０１０４】
細胞搬送部５０の第２の内部空間１１２と連結する連結部は、図１に示すように、前記第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の直上に設けられていることが好ましい。このような構成とすることで、第１の内部空間１２から第２の内部空間１１２に搬送された細胞を容易に第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２内に導くことができる。
【０１０５】
また、より好ましくは、第２の内部空間１１２には、細胞搬送部５０から搬送された細胞を第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２内に導くための細胞整流手段が新たに設けられていることが好ましい。
【０１０６】
このような構成とすることで、より確実に、第１の内部空間１２から第２の内部空間１１２に搬送された細胞を容易に第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２内に導くことができる。
【０１０７】
このような細胞整流手段は、具体的には、図６に示すように、第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの凸部１１０Ｂａの内側、すなわち、第２の内部空間１１２に取り付けられた整流板１５０（図６ではリング状であり、リング内側の内径が下方に向かって縮小している形状）で構成されていることが好ましい。整流板１５０の断面図及び上面図を図１７（ａ）及び（ｂ）に示す。図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、整流板１５０は、リング状であり、前記リング状の中央部１５１ａは下方に向かってその径が減少する構成を有している。なお、ここでいう整流板１５０は、例えば、アクリル樹脂で構成されている。
【０１０８】
前記第２の凹部Ｓ２２を構成する空間の大きさは、前記第１の凹部Ｓ１１を構成する空間の大きさよりも全方向に等倍で大きいことが好ましい。
【０１０９】
図７は、第１の実施形態に係る細胞培養モジュールに用いられる第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１近傍の（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図８は、第１の実施形態の細胞培養モジュールに用いられる第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２近傍の（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【０１１０】
ここでいう「全方向に等倍で大きい」とは、図８に示す第２の凹部Ｓ２２の上面の開口部の幅Ｘ２及び深さＹ２の両方が、図７に示す第１の凹部Ｓ１１の上面の開口部の幅Ｘ１及び深さＹ１より同一の等倍で大きい、すなわち、Ｘ２＝ａＸ１、Ｙ２＝ａＹ１（ａは１より大きい自然数）で構成されていることをいう。
【０１１１】
このような構成とすることで、球状の細胞を確実に培養することができる。
【０１１２】
(第２の実施形態)
図９は、第２の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。本実施形態に係る細胞培養モジュール２００は、第１の実施形態で説明した図５に示す第１の細胞培養部１０１が、第３の水圧供給部６０を新たに備えた第１の細胞培養部１０１ａに置き換えられ、第２の細胞培養部１０２が、第４の水圧供給部１６０を新たに備えた第２の細胞培養部１０２ａに置き換えられた点が異なる。その他は、第１の実施形態と同様なため説明を省略する。
【０１１３】
第３の水圧供給部６０は、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１に一体に又は着脱可能に設けられ、第１の内部空間１２に培養液を供給する。
【０１１４】
第３の水圧供給部６０は、例えば、図９に示すように、培養液を収容する培養液収容部６２と、一端が上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１に、他端が該収容部６２に取り付けられ、該収容部６２に収容された培養液を第１の内部空間１２に供給する培養液供給管６４と、該供給管６４に取り付けられ該内部空間１２に供給する培養液の供給量を制御する供給量制御部６６と、該収容部６２に取り付けられ培養液供給の際の供給圧を制御する供給圧制御部６８とを備える。
【０１１５】
培養液収容部６２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【０１１６】
培養液供給管６４は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【０１１７】
供給量制御部６６は、例えば、該培養液の供給量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、該培養液の供給量が制御される。
【０１１８】
供給圧制御部６８は、例えば、培養液収容部６２から培養液供給管６４に対して高圧ガ
スを供給する高圧ガス供給装置で構成されている。
【０１１９】
また、第３の水圧供給部６０は、第１の内部空間１２に保持された第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１方向に液圧を与えることで、第１の凹部Ｓ１１に水圧を供給する。
【０１２０】
水圧を与える方法は、密閉された第１の内部空間１２に培養液が充填された状態で、該内部空間１２に培養液を供給するように供給量制御部６６及び供給圧制御部６８を制御することで行う。
【０１２１】
すなわち、第１の内部空間１２に培養液が充填された状態で、供給量制御部６６を「開」状態として、供給圧制御部６８により培養液の供給圧を大きくすることで大きい水圧が、供給圧を小さくすることで小さい水圧が第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１に供給される。第３の水圧供給部６０により液圧を第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１方向に与えながら、第１の凹部Ｓ１１内で細胞を培養すると、軟骨細胞等の圧力に強い細胞を培養することができる。
【０１２２】
第４の水圧供給部１６０は、第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１に一体に又は着脱可能に設けられ、第２の内部空間１１２に培養液を供給する。
【０１２３】
第４の水圧供給部１６０は、例えば、図９に示すように、培養液を収容する培養液収容部１６２と、一端が搬送量制御部５４と第２の密閉系部材１１０との間の細胞搬送管５２に、他端が該収容部１６２に取り付けられ、該収容部１６２に収容された培養液を第２の内部空間１１２に供給する培養液供給管１６４と、該供給管１６４に取り付けられ該内部空間１１２に供給する培養液の供給量を制御する供給量制御部１６６と、該収容部１６２に取り付けられ培養液供給の際の供給圧を制御する供給圧制御部１６８とを備える。
【０１２４】
培養液収容部１６２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【０１２５】
培養液供給管１６４は、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【０１２６】
供給量制御部１６６は、例えば、該培養液の供給量を制御する電磁弁で構成されている。電磁弁は図示しない制御部により、その開閉動作及び開閉量が制御され、その開閉量によって、該培養液の供給量が制御される。
【０１２７】
供給圧制御部１６８は、例えば、培養液収容部１６２から培養液供給管１６４に対して高圧ガスを供給する高圧ガス供給装置で構成されている。
【０１２８】
また、第４の水圧供給部１６０は、第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２方向に液圧を与えることで、第２の凹部Ｓ２２に水圧を供給する。
【０１２９】
水圧を与える方法は、密閉された第２の内部空間１１２に培養液が充填された状態で、該内部空間１１２に培養液を供給するように供給量制御部１６６及び供給圧制御部１６８を制御することで行う。
【０１３０】
すなわち、第２の内部空間１１２に培養液が充填された状態で、供給量制御部１６６を「開」状態として、供給圧制御部１６８により培養液の供給圧を大きくすることで大きい水圧が、供給圧を小さくすることで小さい水圧が第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２に供給される。第４の水圧供給部１６０により液圧を第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２方向に与えながら、第２の凹部Ｓ２２内で細胞を培養すると、第２の内部空間１１２内においても軟骨細胞等の圧力に強い細胞を培養することができる。
【０１３１】
次に、図９に示す細胞培養モジュール２００を用いた細胞培養方法の一例を、図１０から図１３を用いて説明する。なお、第１の実施形態で説明した部分と重複する部分の説明は省略する。
【０１３２】
図１０から図１３は、第２の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【０１３３】
最初に、本実施形態に係る第１の密閉系部材１０、第２の密閉系部材１１０を構成する。
【０１３４】
その後、第１の密閉系部材１０の下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１に第１の水圧供給部２０の培養液供給管２４を取り付け、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１に第３の水圧供給部６０の培養液供給管６４を取り付けることで、第１の細胞培養部１０１ａを構成する。
【０１３５】
更に、第２の密閉系部材１１０の下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１に第２の水圧供給部１２０の培養液供給管１２４を取り付け、更に、細胞搬送部５０の細胞搬送管５２の一端を第１の密閉系部材１０の第１の細胞培養担体Ｓ１の水平方向に、他端を第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１にそれぞれ連結させ、更に、細胞回収部３０の細胞排出管３４を細胞搬送管５２と異なる位置（図９では、第２の細胞培養担体Ｓ２の水平方向）で第２の密閉系部材１１０と連結する。
【０１３６】
最後に、搬送量制御部５４と第２の密閉系部材１１０との間の細胞搬送管５２に連結部Ｒ１を介して第４の水圧供給部１６０の培養液供給管１６４を連結させることで、第２の密閉系部材１１０、第２の水圧供給部１２０及び第４の水圧供給部１６０を備えた第２の細胞培養部１０２ａを構成し、第１の細胞培養部１０１ａ、第２の細胞培養部１０２ａ、細胞搬送部５０及び細胞回収部３０を備えた本実施形態に係る細胞培養モジュール２００を構成する。
【０１３７】
次に、排出量制御部３６を「開」状態とし、搬送量制御部５４を「開」状態とし、更に、供給量制御部２６、１２６をそれぞれ「開」状態とし、供給圧制御部２８、１２８から供給圧を与えることで、第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２及び細胞搬送管５２内に培養液が完全に満たされるまで、培養液収容部２２、１２２から培養液を供給する。
【０１３８】
第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２及び細胞搬送管５２内に培養液が完全に満たされた時点で供給圧制御部２８、１２８からの供給圧を止めて、供給量制御部２６、１２６を「閉」状態とし、同時に、排出量制御部３６を「閉」状態とし、更に、搬送量制御部５４を「閉」状態とする。
【０１３９】
次に、供給量制御部６６を「開」状態とし、供給圧制御部６８から供給圧を与えることで、第１の内部空間１２に保持された第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１方向に液圧Ｐ３を与えることで、第１の凹部Ｓ１１に水圧を供給する。
【０１４０】
これによって、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１に保持された細胞が第１の内部空間１２内で培養される環境が整う（図１０）。
【０１４１】
第１の内部空間１２内で細胞培養後、供給圧制御部６８からの供給圧を止め、供給量制御部６６を「閉」状態とし、排出量制御部３６を「開」状態として第２の内部空間１１２内の培養液の排出を開始すると共に、搬送量制御部５４及び供給量制御部２６を「開」状態とし、更に、供給圧制御部２８から供給圧を与えて第１の内部空間１２に新たに培養液の供給を開始する。この操作により、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１方向に、第１の水圧供給部２０から液圧Ｐ1が供給される。この液圧Ｐ1により、第１の細胞培養担体Ｓ１の第２面Ｓｂ１には水圧が供給されるため、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１で培養された細胞は、第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１の表面から剥離され、第１の内部空間１２内の培養液内に浮遊し、そのまま、培養液と共に、細胞搬送管５２内を流れ、第２の内部空間１１２内に搬送され、第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２内に、前記細胞が入り込み、第２の凹部Ｓ２２内で第２の細胞培養担体Ｓ２の表面に付着され、保持される（図１１）。
【０１４２】
その後、供給圧制御部２８から供給圧を止め、供給量制御部２６、排出量制御部３６及び搬送量制御部５４を「閉」状態とする。
【０１４３】
次に、供給量制御部１６６を「開」状態とし、供給圧制御部１６８から供給圧を与えることで、第２の内部空間１１２に保持された第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２方向に液圧Ｐ４を与えることで、第２の凹部Ｓ２２に水圧を供給する。
【０１４４】
これによって、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２に保持された細胞が第２の内部空間１１２内で培養される環境が整う（図１２）。
【０１４５】
第２の内部空間１１２内で細胞培養後、供給圧制御部１６８からの供給圧を止め、供給量制御部１６６を「閉」状態とし、排出量制御部３６を「開」状態として第２の内部空間１１２内の培養液の排出を開始すると共に、供給量制御部１２６を「開」状態とし、更に、供給圧制御部１２８から供給圧を与えて第２の内部空間１１２に新たに培養液の供給を開始する。この操作により、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２方向に、第２の水圧供給部１２０から液圧Ｐ２が供給される。この液圧Ｐ２により、第２の細胞培養担体Ｓ２の第４面Ｓｂ２に水圧が供給されるため、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２で培養された細胞は、第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の表面から剥離され、第２の内部空間１１２内の培養液内に浮遊し、そのまま、培養液と共に、細胞回収部３０の細胞排出管３４を経て、細胞収容部３２に回収される（図１３）。
【０１４６】
以上より、本実施形態に係る細胞培養モジュールは、上述したような構成を備えている
ため、軟骨細胞等の圧力に強い細胞を培養することができ、かつ、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができる。更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる。
【０１４７】
なお、本実施形態で説明した第４の水圧供給部１６０の培養液供給管１６４は、搬送量制御部５４と第２の密閉系部材１１０との間の細胞搬送管５２に連結部Ｒ１を介して連結させた構成で説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、細胞搬送管５２及び培養液供給管１６４を上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１に各々独立に連結させてもよい（図１４中α）。このような構成とすることで、第４の水圧供給部１６０からの水圧Ｐ４の供給がより効率的になるため好ましい。
【０１４８】
(第３の実施形態)
図１５は、第３の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。本実施形態に係る細胞培養モジュール３００は、第１の実施形態で説明した図５に示す第１の細胞培養部１０１が、第１の培養液循環系５００を新たに備えた第１の細胞培養部１０１ｂに置き換えられ、第２の細胞培養部１０２が、第２の培養液循環系６００を新たに備えた第２の細胞培養部１０２ｂに置き換えられた点が異なる。その他は、第１の実施形態と同様なため説明を省略する。
【０１４９】
第１の培養液循環系５００は、第１の内部空間１２に培養液を供給すると共に、第１の内部空間１２に供給された培養液を循環させる。また、第２の培養液循環系６００は、第２の内部空間１１２に培養液を供給すると共に、第２の内部空間１１２に供給された培養液を循環させる。
【０１５０】
第１の培養液循環系５００は、例えば、図１５に示すように、培養液を事前に保持すると共に、循環された培養液を一時的に収容する培養液収容部５１２と、該収容部５１２に収容された培養液を第１の内部空間１２内に循環方向Ｄｎから供給する供給装置５１４と、第１の密閉系部材１０、該収容部５１２及び供給装置５１４間を連結する配管５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃと、配管５１６ａ、５１６ｃに取り付けられ、第１の培養液循環系５００の循環のＯＮ／ＯＦＦ及びその循環量を制御する循環量制御部５１８ａ、５１８ｂとを備える。配管５１６ａは、第１の密閉系部材１０の下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１に、配管５１６ｃは、第１の密閉系部材１０の上蓋１０Ｂの上部１０Ｂａ１の第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１の直上にそれぞれ連結されている。
【０１５１】
培養液収容部５１２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【０１５２】
供給装置５１４は、例えば、ポンプで構成されている。
【０１５３】
配管５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃは、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【０１５４】
循環量制御部５１８ａ、５１８ｂは、例えば、第１の実施形態で説明したような電磁弁で構成されている。
【０１５５】
第１の水圧供給部２０の培養液供給管２４は、図１５に示すように、循環量制御部５１８ａと第１の密閉系部材１０の下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１との間の配管５１６ａに連結部Ｒ２を介して連結されている。
【０１５６】
第２の培養液循環系６００は、例えば、図１５に示すように、培養液を事前に保持すると共に、循環された培養液を一時的に収容する培養液収容部６１２と、該収容部６１２に収容された培養液を第２の内部空間１１２内に循環方向Ｄｎから供給する供給装置６１４と、第２の密閉系部材１１０、該収容部６１２及び供給装置６１４間を連結する配管６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃと、配管６１６ａ、６１６ｃに取り付けられ、第２の培養液循環系６００の循環のＯＮ／ＯＦＦ及びその循環量を制御する循環量制御部６１８ａ、６１８ｂとを備える。配管６１６ａは、第２の密閉系部材１１０の下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１に、配管６１６ｃは、第２の密閉系部材１１０の上蓋１１０Ｂの上部１１０Ｂａ１の第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２の直上にそれぞれ連結されている。
【０１５７】
培養液収容部６１２は、例えば、樹脂性の収容容器で構成されている。
【０１５８】
供給装置６１４は、例えば、ポンプで構成されている。
【０１５９】
配管６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃは、例えば、樹脂性のチューブで構成されている。
【０１６０】
循環量制御部６１８ａ、６１８ｂは、例えば、第１の実施形態で説明したような電磁弁で構成されている。
【０１６１】
第２の水圧供給部１２０の培養液供給管１２４は、図１５に示すように、循環量制御部６１８ａと第２の密閉系部材１１０の下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１との間の配管６１６ａに連結部Ｒ３を介して連結されている。
【０１６２】
本実施形態に示す細胞培養モジュール３００では、第１の水圧供給部２０による液圧Ｐ1の供給は、第１の培養液循環系５００の循環量制御部５１８ａ、５１８ｂを、「閉」状態として、その他は、第１の実施形態で説明した方法と同様な方法で行う。
【０１６３】
また、第２の水圧供給部１２０による液圧Ｐ２の供給においても、第２の培養液循環系６００の循環量制御部６１８ａ、６１８ｂを、「閉」状態として、その他は、第１の実施形態で説明した方法と同様な方法で行う。
【０１６４】
また、前述した液圧Ｐ３の供給は、第１の培養液循環系５００の循環量制御部５１８ａ、５１８ｂを、「開」状態として、培養液収容部５１２から供給装置５１４により培養液を第１の内部空間１２内に供給し、循環方向Ｄｎから循環させることで行う。
【０１６５】
また、前述した液圧Ｐ４の供給は、第２の培養液循環系６００の循環量制御部６１８ａ、６１８ｂを、「開」状態として、培養液収容部６１２から供給装置６１４により培養液を第２の内部空間１１２内に供給し、循環方向Ｄｎから循環させることで行う。
【０１６６】
以上より、本実施形態に係る細胞培養モジュールは、上述したような構成を備えている
ため、軟骨細胞等の圧力に強い細胞を培養することができ、かつ、トリプシン処理等の酵素処理を行う事無く、細胞培養担体で培養した細胞を、該細胞培養担体から容易に剥離させることができる。更に、ピペッティング等による移動作業も行う必要が無いため、複数の細胞培養担体を用いた段階的な細胞培養を容易に行うことができる。
【０１６７】
なお、本実施形態で説明した第１の水圧供給部２０の培養液供給管２４は、循環量制御部５１８ａと第１の密閉系部材１０の下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１との間の配管５１６ａに連結部Ｒ２を介して連結された構成で説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１６に示すように、配管５１６ａ及び培養液供給管２４を下蓋１０Ａの底部１０Ａａ１に各々独立に連結させてもよい（図１６中β）。また、本実施形態で説明した第２の水圧供給部１２０の培養液供給管１２４は、循環量制御部６１８ａと第２の密閉系部材１１０の下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１との間の配管６１６ａに連結部Ｒ３を介して連結された構成で説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１６に示すように、配管６１６ａ及び培養液供給管１２４を下蓋１１０Ａの底部１１０Ａａ１に各々独立に連結させてもよい（図１６中γ）。
【０１６８】
このような構成とすることで、第１の水圧供給部２０からの水圧Ｐ１の供給及び第２の水圧供給部１２０からの水圧Ｐ２の供給がより効率的になるため好ましい。
【０１６９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行うことができる。
【０１７０】
例えば、前述したように、第１、２の実施形態で説明した細胞培養モジュール１００、２００に、第３の実施形態で説明した第１の培養液循環系５００、第２の培養液循環系６００が更に設けられていてもよい。この場合、第１の培養液循環系５００、第２の培養液循環系６００を、第３の実施形態で説明したように第１の凹部Ｓ１１、第２の凹部Ｓ２２に液圧（水圧）を供給するような構成としてもよく、単に、第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２内の培養液を循環させるためだけに配置してもよい。
【０１７１】
なお、単に、第１の内部空間１２、第２の内部空間１１２内の培養液を循環させるためだけに配置する場合は、第１の培養液循環系５００又は第２の培養液循環系６００のいずれか一方のみ配置してもよく、第１の培養液循環系５００及び第２の培養液循環系６００両方を配置してもよい。
【０１７２】
このような構成とすることで、上述した効果に加え、培養液循環系が設けられた内部空間内において灌流培養も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図３】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図４】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図５】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールの他の態様の断面構成を示す概念図である。
【図６】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールの他の態様の断面構成を示す概念図である。
【図７】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールに用いられる第１の細胞培養担体Ｓ１の第１の凹部Ｓ１１近傍の（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】第１の実施形態の細胞培養モジュールに用いられる第２の細胞培養担体Ｓ２の第２の凹部Ｓ２２近傍の（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。
【図１０】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図１１】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図１２】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図１３】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールを用いた細胞培養方法の一例を説明するための概念図である。
【図１４】第２の実施形態に係る細胞培養モジュールの他の態様の断面構成を示す概念図である。
【図１５】第３の実施形態に係る細胞培養モジュールの断面構成を示す概念図である。
【図１６】第３の実施形態に係る細胞培養モジュールの他の態様の断面構成を示す概念図である。
【図１７】第１の実施形態に係る細胞培養モジュールに用いられる整流板１５０の（ａ）断面図、（ｂ）上面図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１０  第１の密閉系部材
１０Ａ  下蓋
１０Ｂ  上蓋
１２  第１の内部空間
１５  固定部材
２０  第１の水圧供給部
２２  培養液収容部
２４  培養液供給管
２６  供給量制御部
２８  供給圧制御部
３０  細胞回収部
３２  細胞収容部
３４  細胞排出管
３６  排出量制御部
５０  細胞搬送部
５２  細胞搬送管
５４  搬送量制御部
６０  第３の水圧供給部
６２  培養液収容部
６４  培養液供給管
６６  供給量制御部
６８  供給圧制御部
１００  細胞培養モジュール
１０１  第１の細胞培養部
１０２  第２の細胞培養部
１１０  第２の密閉系部材
１１０Ａ  下蓋
１１０Ｂ  上蓋
１１２  第２の内部空間
１１５  固定部材
１２０  第２の水圧供給部
１２２  培養液収容部
１２４  培養液供給管
１２６  供給量制御部
１２８  供給圧制御部
１６０  第４の水圧供給部
１６２  培養液収容部
１６４  培養液供給管
１６６  供給量制御部
１６８  供給圧制御部
５００  第１の培養液循環系
５１２  培養液収容部
５１４  供給装置
５１６ａ  配管
５１６ｂ  配管
５１６ｃ  配管
５１８ａ  循環量制御部
５１８ｂ  循環量制御部
６００  第２の培養液循環系
６１２  培養液収容部
６１４  供給装置
６１６ａ  配管
６１６ｂ  配管
６１６ｃ  配管
６１８ａ  循環量制御部
６１８ｂ  循環量制御部
Ｓ１  第１の細胞培養担体
Ｓ１１  第１の凹部
Ｓ２  第２の細胞培養担体
Ｓ２２  第２の凹部
【図１】
2010075115.tif 000003
【図２】
2010075115.tif 000004
【図３】
2010075115.tif 000005
【図４】
2010075115.tif 000006
【図５】
2010075115.tif 000007
【図６】
2010075115.tif 000008
【図７】
2010075115.tif 000009
【図８】
2010075115.tif 000010
【図９】
2010075115.tif 000011
【図１０】
2010075115.tif 000012
【図１１】
2010075115.tif 000013
【図１２】
2010075115.tif 000014
【図１３】
2010075115.tif 000015
【図１４】
2010075115.tif 000016
【図１５】
2010075115.tif 000017
【図１６】
2010075115.tif 000018
【図１７】
2010075115.tif 000019