(57)【要約】【課題】脂肪由来細胞の回収率の低下を防ぎながら細胞懸濁液を円滑に排出する。【解決手段】排出口２ａを有する容器２と、該容器２内において排出口２ａを覆って容器２内を区画し、脂肪組織Ａを捕捉して該脂肪組織Ａから分離した脂肪由来細胞を通過させるフィルタ３と、排出口２ａを開閉するバルブＶ１と、排出口２ａに接続され、容器２内を吸引するポンプ５と、コラーゲンを溶解する溶解液Ｃを保持し、該溶解液Ｃを、フィルタ３により区画された排出口２ａを含む空間へ注入する注入手段８と、排出口２ａ近傍に設けられ、容器２内の圧力を検出する圧力検出部７と、排出口２ａから液体を排出中に圧力検出部７によって検出された圧力に基づいて、バルブＶ１および注入手段８を制御する制御部９とを備える脂肪組織処理装置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】
排出口を有する容器と、
該容器内において前記排出口を覆って前記容器内を区画し、脂肪組織を捕捉して該脂肪組織から分離した脂肪由来細胞を通過させるフィルタと、
前記排出口を開閉するバルブと、
前記排出口に接続され、前記容器内を吸引するポンプと、
コラーゲンを溶解する溶解液を保持し、該溶解液を、前記フィルタにより区画された前記排出口を含む空間へ注入する注入手段と、
前記排出口近傍に設けられ、前記容器内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記排出口から液体を排出中に前記圧力検出部によって検出された圧力に基づいて、前記バルブおよび前記注入手段を制御する制御部とを備える脂肪組織処理装置。
【請求項２】
前記溶解液が、酸性である請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
【請求項３】
前記容器が、前記脂肪組織と該脂肪組織を消化する消化酵素液とを収容し、
前記注入手段が、前記溶解液を、前記消化酵素液より高い温度に加温する加温部を備える請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
【請求項４】
前記容器が、前記脂肪組織と該脂肪組織を消化する消化酵素液とを収容し、
前記溶解液が、前記消化酵素液より高い濃度の消化酵素を含む請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
【請求項５】
前記溶解液が、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、トリプシン、ペプシンおよびヒアルロニダーゼのうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
【請求項６】
前記フィルタに捕捉された前記脂肪組織由来のコラーゲンが前記溶解液により溶解されたことを判定する判定手段を備える請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
【請求項７】
前記容器内を撹拌する撹拌機構を備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の脂肪組織処理装置と、
該脂肪組織処理装置の前記容器の前記排出口から排出された前記脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を遠心分離して濃縮する濃縮部と、
前記排出口に接続され、前記細胞懸濁液を前記濃縮部へ送液する送液経路とを備える細胞分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脂肪組織処理装置および細胞分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内から採取した脂肪組織から、幹細胞等を含む脂肪由来細胞を分離して抽出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。脂肪組織を消化酵素液で消化すると、脂肪由来細胞が脂肪組織から分離して細胞懸濁液が生成され、該細胞懸濁液を遠心分離することにより脂肪由来細胞を得ることができる。このときに、処理容器内で生成された細胞懸濁液は、フィルタによって脂肪組織と分離させられながら選択的に遠心分離容器内へ送液されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０１２４８０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】
【０００４】
しかしながら、細胞懸濁液を処理容器内から排出すると、脂肪組織と同時に採取された血球成分や分解された脂肪組織の残渣等（以下、デブリという。）によりフィルタが詰まり、細胞懸濁液が途中で排出されなくなるという問題がある。特に、脂肪組織の主成分であるコラーゲンが、消化酵素によって十分に分解されなかったり分解後に再会合したりしてフィルタに引っ掛かり、フィルタを覆ってしまうという不都合がある。また、こうしてフィルタの表面に形成されたコラーゲンの層に脂肪由来細胞が捕捉され、脂肪由来細胞の回収率が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、脂肪由来細胞の回収率の低下を防ぎながら細胞懸濁液を円滑に排出することができる脂肪組織処理装置および細胞分離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】
【０００６】
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、排出口を有する容器と、該容器内において前記排出口を覆って前記容器内を区画し、脂肪組織を捕捉して該脂肪組織から分離した脂肪由来細胞を通過させるフィルタと、前記排出口を開閉するバルブと、前記排出口に接続され、前記容器内を吸引するポンプと、コラーゲンを溶解する溶解液を保持し、該溶解液を、前記フィルタにより区画された前記排出口を含む空間へ注入する注入手段と、前記排出口近傍に設けられ、前記容器内の圧力を検出する圧力検出部と、前記排出口から液体を排出中に前記圧力検出部によって検出された圧力に基づいて、前記バルブおよび前記注入手段を制御する制御部とを備える脂肪組織処理装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、バルブを閉じて容器内で脂肪組織および消化酵素液とを混合し脂肪組織を消化すると、脂肪組織から脂肪由来細胞を分離させることができる。また、この後に、バルブを開けて吸引手段により容器内を吸引すると、フィルタによって脂肪組織の排出を制限しながら、脂肪由来細胞を消化酵素液内に浮遊した細胞懸濁液として排出口から排出させて容器から回収することができる。
【０００８】
この場合に、細胞懸濁液の排出中に脂肪組織から生じたデブリによってフィルタが詰まり細胞懸濁液がフィルタを通過しなくなると、排出口近傍の圧力が低下する。制御部は、圧力検出部によって検出された圧力が低下すると、バルブを閉じて注入手段により溶解液を注入し、フィルタが溶解液に浸される。これにより、デブリを構成するコラーゲンが溶解液により溶解されてフィルタの目詰まりが解消され、再びバルブを開放することにより円滑に細胞懸濁液を排出することができる。また、デブリに捕捉されていた脂肪由来細胞も排出され、脂肪由来細胞の回収率の低下を防ぐことができる。
【０００９】
上記発明においては、前記溶解液が、酸性であってもよい。
このようにすることで、コラーゲンの会合を防いでデブリを効率良く溶解させることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記容器が、前記脂肪組織と該脂肪組織を消化する消化酵素液とを収容し、前記注入手段が、前記溶解液を、前記消化酵素液より高い温度に加温する加温部を備えてもよく、前記溶解液が、前記消化酵素液より高い濃度の消化酵素を含んでもよい。
このようにすることで、脂肪組織の消化時に消化酵素液によって十分に分解されなかったコラーゲンを、溶解液によってより確実に分解することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記溶解液が、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、トリプシン、ペプシンおよびヒアルロニダーゼのうち少なくとも１つを含むことが好ましい。
このようにすることで、コラーゲンを効率良く溶解させることができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記フィルタに捕捉された前記脂肪組織由来のコラーゲンが前記溶解液により溶解されたことを判定する判定手段を備えてもよい。
このようにすることで、コラーゲンが溶解されてフィルタの目詰まりが解消されたことを迅速に判定することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記容器内を撹拌する撹拌機構を備える上記いずれかに記載の脂肪組織処理装置と、該脂肪組織処理装置の前記容器の前記排出口から排出された前記脂肪由来細胞を含む細胞懸濁液を遠心分離して濃縮する濃縮部と、前記排出口に接続され、前記細胞懸濁液を前記濃縮部へ送液する送液経路とを備える細胞分離装置を提供する。
本発明によれば、脂肪組織処理装置の容器内において脂肪組織を消化酵素液と混合して消化し、生成された細胞懸濁液を送液経路によって濃縮部へ送液して遠心分離すると、脂肪由来細胞の細胞塊を得ることができる。
【００１４】
この場合に、容器から濃縮部へ細胞懸濁液の送液中に容器のフィルタがデブリにより目詰まりしても、それが圧力の低下として圧力検出部によって検出されてデブリが溶解液により溶解される。これにより、デブリに捕捉されていた脂肪由来細胞も濃縮部へ排出して脂肪由来細胞の回収率の低下を防ぎながら、細胞懸濁液を円滑に容器内から排出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、脂脂肪由来細胞の回収率の低下を防ぎながら細胞懸濁液を円滑に排出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】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る脂肪組織処理装置の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る細胞分離装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る脂肪組織処理装置１および細胞分離装置１００について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪組織処理装置１は、図１に示されるように、排出口２ａを有する処理容器２と、該処理容器２内に設けられたフィルタ３と、排出口２ａに接続された送液チューブ４の途中位置に設けられたバルブＶ１および送液ポンプ５と、処理容器２を振とうする振とう機（撹拌機構）６と、処理容器２内の圧力を検出する圧力センサ７と、排出口２ａから処理容器２内へ溶解液Ｃを注入する注入手段８と、バルブＶ１および注入手段８を制御する制御部９とを備えている。
【００１８】
処理容器２は、円筒状であり、内部において底面２ｂが一方向に傾斜してその最下位位置に排出口２ａが開口している。処理容器２内には、体内から採取された脂肪組織Ａと、該脂肪組織Ａを消化する消化酵素液Ｂとが収容されている。消化酵素液Ｂは、例えば、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、トリプシン、ペプシンまたはヒアルロニダーゼ等の中性溶液が用いられる。
【００１９】
フィルタ３は、脂肪由来細胞Ｄより大きく脂肪組織Ａより小さい径寸法の孔を有し、排出口２ａの上方に略水平に配置されて、処理容器２内を上下方向に区画している。これにより、脂肪組織Ａは、排出口２ａからの排出が制限されるようになっている。
バルブＶ１は、排出口２ａ近傍に設けられ、排出口２ａとの間にバルブＶ１を挟んで送液ポンプ５が配置されている。
【００２０】
振とう機６は、処理容器２を載置する基台６ａと、該基台６ａを鉛直方向の偏心した軸線回りに並進回転させるモータ６ｂとを備えている。
基台６ａは、上部が開放され、処理容器２の側面と底面とを支持する筒状であり、底面に設けられたシートヒータ６ｃにより、基台６ａに載置された処理容器２内の消化酵素液Ｂが約３７℃に保温されるようになっている。モータ６ｂは、基台６ａの底面に垂直に固定された軸６ｄを、水平面内の所定の円周軌道に沿って並進回転させるようになっている。
【００２１】
モータ６ｂを駆動すると、基台６ａ上の処理容器２が水平面内で振とうさせられて脂肪組織Ａが消化酵素液Ｂ内で撹拌されて消化され、脂肪組織Ａ内に含まれていた脂肪由来細胞Ｄが分離する。この後に、振とうを停止して処理容器２を静置すると、消化された脂肪組織Ａが上方に、消化酵素液Ｂ内に脂肪由来細胞Ｄが含まれた細胞懸濁液が下方に、比重の差によって層分離する。この状態でバルブＶ１を開けて送液ポンプ５を作動すると、細胞懸濁液は排出口２ａから送液チューブ４内へ排出され、脂肪組織Ａはフィルタ３に捕捉されて処理容器２内に残されるようになっている。
【００２２】
圧力センサ７は、処理容器２の側壁の、フィルタ３と排出口２ａとの間に設けられている。圧力センサ７は、排出口２ａから細胞懸濁液を排出中に処理容器２内の圧力を検出して、検出した圧力の情報を制御部９へ出力する。
【００２３】
注入手段８は、コラーゲンを溶解する溶解液Ｃを収容する収容部８ａと、該収容部８ａ内を３７℃より高い温度に加温するプラグヒータ（加温部）８ｂとを備えている。
収容部８ａは、排出口２ａとバルブＶ１との間で送液チューブ４から分岐した分岐チューブ８ｃに接続され、該分岐チューブ８ｃの途中位置には、バルブＶ２と、収容部８ａから排出口２ａの方向へ送りをかける注入ポンプ８ｄとが設けられている。
【００２４】
溶解液Ｃは、コラーゲンを分解するタンパク質分解酵素、例えば、消化酵素液Ｂと同様に、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、トリプシン、ペプシンまたはヒアルロニダーゼ等を、消化酵素液Ｂよりも高い濃度で含んだ溶液が用いられる。また、溶解液Ｃは、酸性、例えばｐＨ５以下に調整されている。
【００２５】
制御部９は、圧力センサ７と各バルブＶ１，２と各ポンプ５，８ｄとに接続されている。制御部９は、細胞懸濁液の排出時に、処理容器２内の消化酵素液Ｂの体積と送液ポンプ５の流量に基づいて算出された、細胞懸濁液の排出に要する排出時間だけ送液ポンプ５を作動させるようになっている。制御部９は、送液ポンプ５の作動時間が排出時間に達する前に、圧力センサ７から入力されてくる圧力が所定の閾値より小さくなると、バルブＶ１を閉じて送液ポンプ５を停止し、その後にバルブＶ２を開放して注入ポンプ８ｄを作動させる。このときに、溶解液Ｃが、処理容器２内のフィルタ３の高さ位置まで満たされるように、注入ポンプ８ｄによる溶解液Ｃの送液量が設定されている。
【００２６】
さらに、制御部９は、溶解液Ｃの送液が完了してから所定の時間が経過したときに、バルブＶ１を開放して送液ポンプ５を排出時間に達するまで再び作動させるようになっている。所定の時間とは、フィルタ３に捕捉されたデブリに含まれるコラーゲンが溶解液Ｃによって十分に溶解されつつ、脂肪組織Ａの消化に要する時間よりも十分に短い時間、例えば、数分間に設定される。
【００２７】
本実施形態に係る細胞分離装置１００は、図２に示されるように、脂肪組織処理装置１と、脂肪由来細胞Ｄを遠心分離して濃縮する濃縮部２０と、処理容器２、濃縮部２０、洗浄液バッグ１０および廃液バッグ１１を接続する送液経路３０とを備えている。
濃縮部２０は、遠心分離容器１２ａが装着された遠心分離機１２を備えている。遠心分離容器１２ａ内にはパイプ１２ｂが挿入され、該パイプ１２ｂの開口した先端面は、遠心分離容器１２ａの底面近傍に、該底面に向けて配置されている。
【００２８】
洗浄液バッグ１０は、脂肪由来細胞Ｄの洗浄液である乳酸リンゲル液（ＬＲ液）を収容している。
送液経路３０は、処理容器２の排出口２ａから延びて、パイプ１２ｂの他端、洗浄液バッグ１０および廃液バッグ１１に接続された送液チューブ４と、該送液チューブ４の途中位置に配置されたバルブＶ３〜５および排出ポンプ１３とを備えている。バルブＶ１，Ｖ３〜５の開閉および送液ポンプ５と排出ポンプ１３との切り替えによって、液体の送液される経路が選択されるようになっている。
【００２９】
制御部９は、処理容器２から遠心分離容器１２ａへ細胞懸濁液の排出が完了したら遠心分離機１２を回転させ、細胞懸濁液を脂肪由来細胞Ｄの沈殿塊と上清とに遠心分離する。続いて、制御部９は、バルブＶ４，５を開放して排出ポンプ１３を作動させて遠心分離容器１２ａ内の上清を廃液バッグ１１へ排出してから、バルブＶ３，４を開放して送液ポンプ５を作動させてＬＲ液を遠心分離容器１２ａへ供給し、遠心分離を行う。このときに、ＬＲ液は、パイプ１２ｂの先端から遠心分離容器１２ａ内の底部に凝集した脂肪由来細胞Ｄへ向けて供給され、脂肪由来細胞ＤがＬＲ液内で撹拌されるようになっている。以上のＬＲ液の供給、遠心分離および上清の排出が数回繰り返され、遠心分離容器１２ａ内で脂肪由来細胞Ｄが洗浄される。
【００３０】
このように構成された脂肪組織処理装置１および細胞分離装置１００の作用について、以下に説明する。
処理容器２を振とうさせて脂肪組織Ａを消化酵素液Ｂにより消化したら、バルブ１，４を開放して送液ポンプ５を作動させ、細胞懸濁液を遠心分離容器１２ａへ排出する。
【００３１】
排出の途中でフィルタ３が詰まり細胞懸濁液が排出されなくなると、処理容器２内のフィルタ３によって下方に区画された空間は、送液ポンプ５の吸引によって圧力が低下し、注入手段８によって溶解液Ｃが注入されて溶解液Ｃで満たされる。しばらくすると、細胞懸濁液の排出が再開され、処理容器２内から細胞懸濁液が十分に排出されると、送液ポンプ５が停止する。
続いて、濃縮部２０において脂肪由来細胞Ｄの洗浄が行われて消化酵素液Ｂおよび溶解液Ｃが除去され、遠心分離容器１２ａ内の底部に沈殿した細胞塊を少量の上清とともに回収すると、純度の高い脂肪由来細胞Ｄの濃縮液を得ることができる。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、細胞懸濁液の排出の途中でデブリによってフィルタ３が目詰まりして排出されなくなっても、それが圧力センサ７によって迅速に検出されて溶解液Ｃにより目詰まりが解消される。これにより、細胞懸濁液を処理容器２内から十分にかつスムーズに排出することができるという利点がある。また、フィルタ３の表面に形成されたコラーゲンの層に捕捉されていた脂肪由来細胞Ｄも解放されるので、脂肪由来細胞Ｄが処理容器２内に取り残されるのを防いで、脂肪由来細胞Ｄの回収率の低下を防ぐことができるという利点がある。
【００３３】
また、溶解液Ｃを酸性にすることにより分解されたコラーゲンの再会合を防ぎ、より確実にデブリを溶解することができる。さらに、溶解液Ｃの温度および濃度を消化酵素液Ｂより高くすることにより、脂肪組織Ａの消化時に十分に分解されなかったコラーゲンも確実にかつ迅速に分解され、フィルタ３の目詰まりを効果的に解消することができる。また、細胞懸濁液とともに遠心分離容器１２ａへ送液された溶解液Ｃを洗浄して迅速に除去することにより、溶解液Ｃによる脂肪由来細胞Ｄへの影響を抑えることができる。
【００３４】
上記発明においては、処理容器２内へ溶解液Ｃを注入後、所定の時間が経過したときに細胞懸濁液の排出を再開することした。これに代えて、排出口２ａ近傍の透過率を測定する透過光センサ（判定手段）を備え、該透過光センサによって検出された透過率が減少したときに、細胞懸濁液の排出を再開することとしてもよい。
透過光センサは、例えば、排出口２ａ近傍において送液チューブ４を径方向に挟んで配置された、検出光を出射する発光部と検出光を受光する受光部とを備え、送液チューブ４内を透過して受光部で検出された検出光の強度から、排出口２ａ近傍の透過率が検出される。
【００３５】
フィルタ３を詰まらせていたデブリが溶解液Ｃによって溶解されると、デブリに含まれていた赤血球や脂肪組織Ａの残渣、脂肪由来細胞Ｄ、および、フィルタ３の上方に堰き止められていた細胞懸濁液が、フィルタ３を通過して排出口２ａ近傍の透過率が低下する。これにより、フィルタ３の目詰まりが解消されたことをより確実にかつ迅速に判定することができる。また、フィルタ３の目詰まりが解消された後に、脂肪由来細胞Ｄが処理容器２内で不要に溶解液Ｃに接触させられることが防止され、脂肪由来細胞Ｄのダメージを低減することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  脂肪組織処理装置
２  処理容器（容器）
２ａ  排出口
２ｂ  底面
３  フィルタ
４  送液チューブ
５  送液ポンプ（ポンプ）
６  振とう機（撹拌機構）
６ａ  基台
６ｂ  モータ
６ｃ  シートヒータ
６ｄ  軸
７  圧力センサ（圧力検出部）
８  注入手段
８ａ  収容部
８ｂ  プラグヒータ（加温部）
８ｃ  分岐チューブ
８ｄ  注入ポンプ
９  制御部
１０  洗浄液バッグ
１１  廃液バッグ
１２  遠心分離機
１２ａ  遠心分離容器
１２ｂ  パイプ
１３  排出ポンプ
２０  濃縮部
３０  送液経路
１００  細胞分離装置
Ａ  脂肪組織
Ｂ  消化酵素液
Ｃ  溶解液
Ｄ  脂肪由来細胞
Ｖ１〜Ｖ５  バルブ
【図１】
2010246446.tif 000003
【図２】
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