(57)【要約】【課題】生体組織をチューブ内に流動させる間に、消化を効率的に行って、十分な組織由来細胞を分離する。【解決手段】生体組織と消化酵素液との混合液Ａを流動させるチューブ７と、該チューブ７の長手方向の途中位置において、該チューブ７における混合液Ａの流動断面積を経時的に変化させる断面積変更機構１０，１１とを備える生体組織消化装置を提供する。これにより、生体組織をチューブ７内に流動させる間に、消化を効率的に行って、十分な組織由来細胞を分離することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織と消化酵素液との混合液を流動させるチューブと、
該チューブの長手方向の途中位置において、該チューブにおける前記混合液の流動断面積を経時的に変化させる断面積変更機構とを備える生体組織消化装置。
【請求項２】
前記チューブが柔軟な材質からなり、
前記断面積変更機構が、前記チューブに外力を加えて半径方向に変形させる請求項１に記載の生体組織消化装置。
【請求項３】
前記断面積変更機構が、前記チューブ内に配置され、半径方向外方に膨張した位置と、半径方向内方に収縮した位置との間で変形可能なバルーン部材である請求項１に記載の生体組織消化装置。
【請求項４】
前記断面積変更機構が、前記チューブ内に、その長手軸線に交差する軸線回りに回転可能に設けられた平板状部材である請求項１に記載の生体組織消化装置。
【請求項５】
前記断面積変更機構が、前記チューブの長手方向に間隔をあけて複数備えられている請求項１から請求項４のいずれかに記載の生体組織消化装置。
【請求項６】
各前記断面積変更機構が、前記混合液の流動断面積を縮小した位置と拡大した位置との間で往復動作させられ、
前記チューブの長手方向に隣接する前記断面積変更機構が位相をずらして動作する請求項５に記載の生体組織消化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織消化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、脂肪組織等の生体組織を消化酵素液と共に一定の長さのチューブ内に流動させ、その間に生体組織を分解して組織由来細胞を分離する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【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、従来の装置においては、脂肪組織のような比重の小さな生体組織を消化する場合に、チューブ内を流動する際に、チューブ内の上側に生体組織、下側に消化酵素液となるように分離してしまい、消化が十分に行われないという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織をチューブ内に流動させる間に、消化を効率的に行って、十分な組織由来細胞を分離することができる生体組織消化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】
【０００５】
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、生体組織と消化酵素液との混合液を流動させるチューブと、該チューブの長手方向の途中位置において、該チューブにおける前記混合液の流動断面積を経時的に変化させる断面積変更機構とを備える生体組織消化装置を提供する。
【０００６】
本発明によれば、生体組織と消化酵素液との混合液がチューブ内を流動する間に攪拌され、生体組織が消化酵素によって消化される。この場合において、流動面積変更機構の作動によりチューブの途中位置において流動断面積が経時的に変化させられるので、チューブ内における混合液の流れの様相が経時的に変化させられて、流れの乱れにより効率的に攪拌され、生体組織の消化を促進することができる。
【０００７】
上記発明においては、前記チューブが柔軟な材質からなり、前記断面積変更機構が、前記チューブに外力を加えて半径方向に変形させてもよい。
このようにすることで、チューブの長手方向の途中位置において、チューブの外部から加えた外力によって半径方向に押すことによりチューブを変形させ、外力を解除して変形を復元させることにより、あるいは、これらの動作を繰り返すことにより、簡易に流動断面積を経時的に変化させることができる。
【０００８】
また、上記発明においては、前記断面積変更機構が、前記チューブ内に配置され、半径方向外方に膨張した位置と、半径方向内方に収縮した位置との間で変形可能なバルーン部材であってもよい。
このようにすることで、バルーン部材を膨張させることによりチューブ内の流動断面積を縮小することができ、バルーン部材を収縮させることによりチューブ内の流動断面積を増大させることができる。すなわち、バルーン部材の膨張および収縮によってチューブ内の流動断面積を簡易に経時的に変化させることができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記断面積変更機構が、前記チューブ内に、その長手軸線に交差する軸線回りに回転可能に設けられた平板状部材であってもよい。
このようにすることで、チューブ内において平板状部材を回転させると、平板状部材が長手方向に沿う方向に配されたときにチューブ内の流動断面積が最も大きくなり、長手方向に直交する方向に沿って配されたときに流動断面積を最も小さくすることができる。すなわち、バルーン部材の回転によってチューブ内の流動断面積を簡易に経時的に変化させることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記断面積変更機構が、前記チューブの長手方向に間隔をあけて複数備えられていてもよい。
このようにすることで、チューブの長手方向に間隔をあけた複数箇所においてチューブ内の流動断面積を経時的に変化させ、相互の相乗効果によって、流れの様相をさらに複雑に変化させることができる。これにより、さらに十分に混合液を攪拌して生体組織を効率的に消化することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、各前記断面積変更機構が、前記混合液の流動断面積を縮小した位置と拡大した位置との間で往復動作させられ、前記チューブの長手方向に隣接する前記断面積変更機構が位相をずらして動作することにしてもよい。
このようにすることで、流動断面積の変化する位置をチューブの長手方向に経時的に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生体組織をチューブ内に流動させる間に、消化を効率的に行って、十分な組織由来細胞を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】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織消化装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体組織消化装置の消化配管部を示す縦断面図である。
【図３】図２の消化配管部における押圧機構の動作を説明する縦断面図である。
【図４】図２の消化配管部の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図３の消化配管部における押圧機構の動作の変形例を示す縦断面図である。
【図６】図３の消化配管部における押圧機構の動作の他の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図２の消化配管部の他の変形例を示す縦断面図である。
【図８】図２の消化配管部のさらに他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】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る生体組織消化装置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消化装置１は、図１に示されるように、消化処理すべき生体組織、例えば、脂肪組織を投入する組織投入部２と、消化酵素と乳酸リンゲル液とを混合してなる消化酵素液を投入する消化酵素液投入部３と、組織投入部２に投入された脂肪組織と、消化酵素液投入部３に投入された消化酵素液とを混合して混合液Ａを生成するバルブ（混合部）４と、脂肪組織が消化されることにより生成された細胞懸濁液から脂肪由来細胞を分離する細胞分離部５と、バルブ４および細胞分離部５を連結し、バルブ４によって合流されて生成された混合液Ａを流動させる消化配管部６とを備えている。
【００１５】
消化配管部６は、組織投入部２と細胞分離部５とを接続する弾性変形可能な弾性材料からなり略円形断面を有するチューブ７と、該チューブ７内の混合液を一方向に送るポンプ８、例えば、ペリスタルティックポンプと、該ポンプ８と細胞分離部５との間においてチューブ７を半径方向に押圧する押圧機構（断面積変更機構）９とを備えている。
【００１６】
押圧機構９は、図２に示されるように、チューブ７の長手方向に間隔をあけて複数、例えば、図２に示す例では４個配置されたプランジャ１０と、チューブ７を挟んでプランジャ１０とは反対側にチューブ７に沿って配置される押し当て部材１１とを備えている。各プランジャ１０は、図２に示されるように、チューブ７の半径方向に直線移動させられて、チューブ７の外面に外力を加えて、押し当て部材１１との間で押し潰した第１の位置（図３参照。）と、外力を解放してチューブ７の弾性復元力によって略円形断面形状に復元させる第２の位置（図２参照。）との間で反復して往復移動させられるようになっている。
また、本実施形態においては、図２および図３に示されるように、全てのプランジャ１０が同期して、第１の位置と第２の位置との間で往復移動させられるようになっている。
【００１７】
細胞分離部５は、例えば、遠心分離機であり、消化配管部６を通過させられる間に脂肪組織が消化されることにより生成された細胞懸濁液を容器（図示略）内に収容して、遠心力を加えることにより、比重の差によって下層に脂肪由来細胞群、その上層に血漿等の上清を層分離することができるようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る生体組織消化装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織消化装置１を用いて、脂肪組織を消化して脂肪由来細胞を分離抽出するには、生体から採取された脂肪組織を組織投入部２に投入し、消化酵素液投入部３に消化酵素を投入する。
【００１９】
組織投入部２に投入された脂肪組織と、消化酵素液投入部３に投入された消化酵素とは、バルブ４において合流されて混合液Ａとなり、ポンプ８の作動によって、その下流に配置されている消化配管部６へと流動させられる。
そして、脂肪組織と消化酵素液との混合液Ａは、消化配管部６を構成しているチューブ７内を流動している間に、押圧機構９の作動によって攪拌され、消化酵素の作用によって脂肪組織が消化されて、脂肪組織から脂肪由来細胞が分離し、細胞懸濁液が生成される。
【００２０】
この場合において、押圧機構９は、チューブ７の長手方向に間隔をあけて配置された４個のプランジャ１０によって、チューブ７の外面を半径方向に押してチューブ７を変形させ、流動断面積を縮小することができる。これにより、チューブ７内を流動する混合液Ａの流速が局所的に増大させられ、その領域における流れが乱れて脂肪組織と消化酵素とが効率的に攪拌されることになる。
【００２１】
また、チューブ７を押して変形させていたプランジャ１０による外力を解除して、チューブ７を解放すると、チューブ７はその弾性によって略円形の断面形状に戻るように復元される。これにより、流動断面積が増大する。この場合においても、チューブ７内を流動する混合液Ａの流速が局所的に減少させられ、その領域における流れの様相が経時的に変化して、脂肪組織と消化酵素とが効率的に攪拌されることになる。
【００２２】
その結果、プランジャ１０によるチューブ７の変形と解放とを繰り返すことにより、チューブ７内を流動する混合液Ａの攪拌が促進され、脂肪組織が効率的に消化されて細胞懸濁液が生成される。この場合において、本実施形態によれば、消化配管部６において流動断面積が経時的に変化させられることにより、混合液Ａが効率的に攪拌されているので、脂肪組織の消化が十分に進行し、十分な量の脂肪由来細胞が分離した状態で含まれる細胞懸濁液が得られる。
【００２３】
そして、生成された細胞懸濁液は、消化配管部６の下流に接続されている細胞分離部５に送られて、遠心力を加えられることにより、比重の大きな細胞群を、それよりも比重の小さい上清から分離することができる。これにより、脂肪組織を十分に消化することで、十分な量の脂肪由来細胞が分離した状態で含まれた細胞懸濁液が遠心分離されることで、十分な量の細胞群を得ることができる。
【００２４】
また、流動断面積を経時的に変化させない従来の生体組織消化装置と比較して、消化に要する流路の長さが少なくて済み、設置スペースを低減できるとともに、短時間で脂肪組織を消化することができるという利点がある。
また、本実施形態に係る生体組織消化装置１によれば、組織投入部２から細胞分離部５に至る経路を送られる間に生体組織が消化されて細胞懸濁液が生成されるので、容器内において消化して、消化後の細胞懸濁液を細胞分離部５に送る場合のように移動のためだけに配管を使用する無駄を省き、より効率的に細胞群を得ることができるという利点がある。
【００２５】
なお、本実施形態においては、４個のプランジャ１０をチューブ７の長手方向に間隔をあけて配置することとしたが、個数はこれに限定されるものではなく、１個以上配置されていればよい。また、図４に示されるように、幅広のプランジャ１０によってチューブ７の長手方向に所定の範囲にわたって一度に押圧することとしてもよい。
また、４個のプランジャ１０を同期して同時に動作させることとしたので、比較的広い範囲にわたってチューブ７の断面積を同時に変化させることができる。これに代えて、各プランジャ１０をランダムに動作させることにしてもよい。
【００２６】
また、これに代えて、隣接するプランジャ１０が同じ動作を位相をずらして行うようにしてもよい。
すなわち、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、一のプランジャ１０がチューブ７を押して断面積を縮小させているときには、隣接する他のプランジャ１０はチューブ７を解放して断面積を拡大させるように交互に駆動することにしてもよい。このようにすることで、チューブ７内の混合液Ａの流れをより複雑に乱すことができ、脂肪組織の消化を促進することができる。
【００２７】
また、図６（ａ）〜（ｄ）に示されるように、チューブ７の長手方向に並ぶ複数のプランジャ１０を長手方向に沿ういずれかの方向に順次駆動することにしてもよい。特に、細胞分離部５側からバルブ４側に向かって順次駆動することで、チューブ７内の混合液Ａの流動方向とは逆方向に混合液Ａを送る作用が発生し、流れをさらに複雑に乱して脂肪組織の消化を促進することができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、弾性材料からなるチューブ７を外部から押すことで流動断面積を変化させることとしたが、これに代えて、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、断面形状の変化しないチューブ７’内に断面形状の変化する部材、例えば、バルーン（バルーン部材）１２を配置して図７（ａ）に示されるように収縮した状態と図７（ｂ）に示されるように膨張した状態とを切り替えることによりチューブ７’内における混合液Ａの流動断面積を経時的に変化させることにしてもよい。バルーン１２としては、球状、チューブ状等の任意の形状のものを採用することができる。
【００２９】
また、同様にして、バルーン１２に代えて、図８に示されるように、チューブ７’内において回転するフラップ１３のような平板状部材を採用してもよい。フラップ１３は、板厚方向とそれに直交する方向とで寸法が異なる。したがって、フラップ１３をチューブ７’内において、図８（ａ）に示されるように混合液Ａの流動方向に沿って延びる位置と、図８（ｂ）に示されるように半径方向に沿って延びる位置との間で揺動させることにより、流動断面積を経時的に変化させることができる。また、バルーン１２と比較して高速に流動断面積を変化させることができるという利点がある。
【００３０】
これらの場合においても、プランジャ１０の場合と同様に、チューブ７’の長手方向に間隔をあけて複数配置してもよいし、その駆動タイミングを同期させてもよいし、ランダムに動かしてもよい。また、同時に同じ動きをさせてもよいし、同じ動きを位相をずらして行わせてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  混合液
１  生体組織消化装置
７，７’  チューブ
１０  プランジャ（断面積変更機構）
１１  押し当て部材（断面積変更機構）
１２  バルーン（バルーン部材）
１３  フラップ（平板状部材）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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