(57)【要約】【課題】  培養容器内における細胞の凝集塊の形成制御、凝集塊の分解制御を行うことで、細胞の増殖効率をより向上させる。【解決手段】  培養容器へ外力を与え、培養容器内における細胞の凝集塊の形成制御及び凝集塊の分解制御の少なくとも一方の制御を行って細胞の培養を行う。培養容器への外力の付与は、平置きした培養容器の上面から攪拌部材を所定の押込量で押し当て、所定の速度で水平方向に移動させることにより行い、培養容器内の細胞の凝集塊の形成及び分解の少なくとも一方を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器を用いた細胞の培養方法であって、前記培養容器へ外力を付与することにより、前記培養容器内の培養液中にある細胞の凝集塊の形成制御及び凝集塊の分解制御の少なくとも一方の制御を行って細胞の培養を行うことを特徴とする細胞の培養方法。
【請求項２】
前記培養容器への外力の付与を、平置きした培養容器の上面から攪拌部材を所定の押込量で押し当て、所定の速度で水平方向に移動させることにより行い、かつ、前記培養容器への外力の付与によって、前記培養容器内の培養液を攪拌することで、前記培養容器内の細胞の凝集塊の形成及び分解の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１記載の細胞の培養方法。
【請求項３】
前記細胞の凝集塊の形成が、培養の開始時に、前記培養容器内に播種された細胞に対して行われることを特徴とする請求項１又は２記載の細胞の培養方法。
【請求項４】
前記細胞の凝集塊の分解により、前記細胞の凝集塊のサイズが、所定範囲内の大きさとなるように制御されることを特徴とする請求項１又は２記載の細胞の培養方法。
【請求項５】
培地及び細胞を含む培養液を封入した培養容器を載置する積載台と、
前記培養容器に所定の押込量で押し当て、所定の速度で水平方向に移動可能な攪拌部材とを備え、
前記攪拌部材を移動させて前記培養容器内の培養液を攪拌することで、前記培養容器内の細胞の凝集塊の形成及び分解の少なくとも一方を制御することを特徴とする細胞培養装置。
【請求項６】
前記攪拌部材がロール形状であることを特徴とする請求項５記載の細胞培養装置。
【請求項７】
前記培養容器内の細胞を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置により撮影された画像を入力して、前記細胞の凝集塊のサイズが、所定範囲内の大きさであるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記細胞の凝集塊のサイズが所定範囲よりも小さい場合は、前記攪拌部材を、所定の押込量かつ所定の速度で水平方向に移動させて前記細胞の凝集塊を形成させ、また、前記細胞の凝集塊のサイズが所定範囲よりも大きい場合には、前記攪拌部材を、所定の押込量かつ所定の速度で水平方向に移動させて前記細胞の凝集塊を分解させる駆動装置と、を備えたことを特徴とする請求項５又は６記載の細胞培養装置。
【請求項８】
前記培養容器を培養部と拡張可能部を含む二室以上に仕切り、前記培養部における細胞数の増加に合わせて前記培養部の容積を拡張する仕切部材を備え、
前記培養部内の培地を前記攪拌部材により攪拌することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞や組織、微生物等の細胞を培養するための細胞培養方法、及び細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞や組織、微生物などを人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。
このような細胞の大量培養で、特に浮遊系細胞を培養する際は、通常、撹拌翼を備えた培養槽を用いての撹拌培養が一般的である。しかし、特に外力によるダメージに弱い細胞や、凝集塊を形成しながら増殖する細胞の場合、撹拌翼を用いず、細胞を培養容器に封入し、静置して（細胞が底面に沈んだ状態で）培養を行い、細胞の増殖に応じて、容器底面積の大きなものへの移し替えや、容器の数を増やしていく方法が広く用いられている。しかし、この静置培養では、細胞の増殖に伴い細胞の凝集塊が大きくなると、次第に各細胞への酸素や栄養分の供給が不足していき、増殖効率が低下するという問題があった。
また、容器を移し替える際に、一旦培養液は撹拌され、酸素や栄養分の偏りは解消されるが、その都度、移し替えに操作時に生じる細胞へダメージよって増殖効率が低下するといった問題があった。
【０００３】
一方、培養容器の攪拌を常時行う振とう培養も広く行われている。
例えば、特許文献１に記載の細胞培養装置によれば、回転や振とうなど種々のパターンで培養容器を積載した台を動かすことができ、培養容器内の培養液を攪拌することが可能である。
また、特許文献２や特許文献３に記載の細胞培養装置は、培養容器内の液体培地を気泡が発生しないように振とうさせ、細胞が損傷しないように、波の動きにより酸素を供給するしくみになっている。
これらのような細胞培養装置による振とう方法では、培地全体が激しく攪拌されるため、細胞は個々バラバラに分離し、酸素や栄養分は全体に拡散されて、各細胞に十分に供給することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５０５７４２９号公報
【特許文献２】国際公開２０００／６６７０６号パンフレット
【特許文献３】特表２００７−５１１２３１号公報
【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、細胞の種類によっては、細胞の増殖は、細胞が個々バラバラの状態ではおこりにくく、個々の細胞が接着して、適正なサイズの凝集塊を形成したときに、増殖効率が向上するものがある。具体的には神経幹細胞や胚性幹細胞、肝細胞、角膜幹細胞、膵島細胞等の接着細胞の他、血球細胞などの浮遊細胞も挙げられる。
そのような細胞の場合、従来の静置培養では、移し替えタイミングごとに、培養容器を激しく攪拌するため、その度に細胞は個々バラバラとなり、細胞の増殖効率が低下するという問題があった。
また、従来の振とう培養を行う場合も、同様に培地全体が激しく攪拌され、培地中にバラバラに浮遊した状態となるため、細胞は適正なサイズの凝集塊になりにくく、細胞の増殖効率を最適化することは困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、培養容器内における細胞の凝集塊の形成制御、凝集塊の分解制御を行うことで、凝集塊を適正なサイズに調整し、細胞の増殖効率を向上させることが可能な細胞培養装置、及び細胞培養方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の細胞の培養方法は、培養容器を用いた細胞の培養方法であって、培養容器へ外力を与えることにより、培養容器内における細胞の凝集塊の形成制御及び凝集塊の分解制御の少なくとも一方の制御を行って細胞の培養を行う方法としてある。
【０００８】
また、本発明の細胞培養装置は、培養容器を用いて細胞を培養する細胞培養装置であって、培養容器を載置する積載台と、培養容器を所定の押込量で押し当て、所定の速度で水平方向に移動可能な攪拌部材とを備え、攪拌部材を移動させて培養容器内へ外力を与えることで、培養容器内の細胞の凝集塊の形成及び分解の少なくとも一方を制御する構成としてある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、細胞や組織、微生物等の細胞培養を行うにあたり、凝集塊を適正なサイズに調整し、細胞の増殖効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態の細胞培養装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態の細胞培養装置における駆動装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態の細胞培養装置の概略側面図である。
【図４】本発明における細胞の凝集塊の形成と細胞の凝集塊の分解を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態の細胞培養装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第三実施形態の細胞培養装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第一実施形態の細胞培養装置を使用して行った攪拌条件の種類を示す図である。
【図８】本発明の第一実施形態の細胞培養装置を使用して行った各攪拌条件による細胞状態の結果をまとめた図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の細胞培養方法及び細胞培養装置の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
［第一実施形態］
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。図１は、本実施形態の細胞培養装置の構成を示す図である。図２は、本実施形態の細胞培養装置における駆動装置の構成を示す図である。図３は、本実施形態の細胞培養装置の概略側面図である。図４は、本発明における細胞の凝集塊の形成と細胞の凝集塊の分解を示す図である。
【００１３】
［細胞培養装置１０］
図１に示すように、本実施形態の細胞培養装置１０は、培養容器１１、積載台１３、攪拌部材１４を備えており、培養容器１１における収容部１１−１には培養液（培地）と細胞が封入され、チューブ１２が接続されている。
【００１４】
培養容器１１は、軟包材を材料として、袋状（バック型）に形成した容器である。このように、培養容器１１の材料として軟包材を用いることで、培養容器１１に可撓性・柔軟性を付与することができる。軟包材としては、例えば、特開２００２−２５５２７７号公報（軟包材フィルムシートを用いた食品包装体及び食品の取り出し方法）や、特開２００４−３２３０７７号公報（加圧抽出形の袋状容器）に記載されているものなどを用いることができる。
【００１５】
また、培養容器１１は、細胞培養に必要なガス透過性を有しており、内容物を確認できるように、一部又は全部が透明性を有している。このような条件を満たす培養容器の材料としては、例えばポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン系エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００１６】
チューブ１２は、培養容器１１内の培養液及び細胞を外部から注入し、又は、外部へ回収するためのものであり、培養容器１１の四方各辺は密封されているが、少なくとも２本以上のチューブ１２が接続されている。このうち１本は培養細胞や培地を外部から培養容器１１に注入するための注入用、他の１本は培養細胞や培地を培養容器１１から回収するための回収用である。また、図１に示すように、チューブ１２が３本取り付けられているときは、３本目は、培養細胞や培地をサンプルとして培養容器１１から取り出すためのサンプリング用として使用することができる。
【００１７】
このチューブ１２の材質としては、適宜使用環境に合わせて選択すれば良い。例えば、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、スチレン系エラストマー、例えば、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン・スチレン）、ＳＩＳ（スチレン・イソプレン・スチレン）、ＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン）、ＳＥＰＳ（スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン）、ポリオレフィン樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。
【００１８】
積載台１３は、その上面に培養容器１１が載置され、さらにその培養容器１１の上面に攪拌部材１４が配設される平面の台である。
この積載台１３の上面のうち、培養容器１１が載置される部分の四隅には止め部材１３−１が立設されている。一方、培養容器１１の四隅には、止め部材１３−１が係入する孔１１−２が穿設されている。
止め部材１３−１のそれぞれに培養容器１１の各孔１１−２を通すことで、培養容器１１を積載台１３の上面に定置させることができる。また、攪拌部材１４の移動にともなって培養容器１１がずれるのを防ぐことができる。
なお、止め部材は、上記部材に限る必要はなく、培養容器１１がずれるのを防ぐ機構を有するものであれば種々のものを用いることができる。
【００１９】
攪拌部材１４は、培養容器１１へ外力を与えることにより、培養容器１１内における細胞の凝集塊の形成と、細胞の凝集塊の分解を制御する。
本実施形態の細胞培養方法では、図３に示すように、攪拌部材１４により培養容器１１を所定の押込量で押し当てつつ、この攪拌部材１４を積載台１３と平行に所定の速度で移動させる。この移動は、所定のサイクルで繰り返し実行される。この攪拌部材１４としては、例えばローラを使用することができる。
【００２０】
このように、本実施形態によれば、攪拌部材１４を用いることによって培養容器へ外力を与え、培養容器１１内の攪拌を微調整することができ、細胞の凝集塊の形成に適切な攪拌を行うこと、及び、細胞の凝集塊の分解に適切な攪拌を行うことが可能になっている。
【００２１】
支持台１５は、図１に示すように、積載台１３の両側に一箇所ずつ上方に向かって立設した、攪拌部材１４の両端を回転自在に支持する軸受部と、これら軸受部を連結する連結部によって形成されている。
【００２２】
この支持台１５は、図２に示すように、連結部下に取り付けたロッド型電動シリンダ１７（垂直方向動作用アクチュエータ）によって上下に移動させることができ、支持台１５に取り付けられた撹拌部材１４による培養容器１１に対する押込量を０．１ミリ単位できめ細かく調整することが可能となっている。
【００２３】
また、ロッド型電動シリンダ１７は、スライダ型電動シリンダ２１（水平方向動作用アクチュエータ）上の移動台１６に取り付けられており、積載台１３に対して水平方向に移動する。また、移動台１６の水平方向への移動速度をコントロールすることによって、支持台１５に取り付けられた攪拌部材１４の移動速度を調整する。
本実施形態の細胞培養装置１０における駆動装置は、支持台１５、移動台１６、ロッド型電動シリンダ１７、スライダ型電動シリンダ２１等によって構成されている。
【００２４】
このように、本実施形態の細胞培養装置１０によれば、ロッド型電動シリンダ１７及びスライダ型電動シリンダ２１を用いて、攪拌部材１４による培養容器１１に対する押込量や攪拌部材１４の移動速度を調整することができ、これによって培養容器１１内の培養液の攪拌を制御して、細胞の凝集塊のサイズを最適に調整することが可能となっている。
なお、撹拌部材の動作制御には、ロッド型電動シリンダ１７やスライダ型電動シリンダ２１のような電動アクチュエータにかえて、空気圧や油圧、電磁力を利用したアクチュエータを使用したり、モータやカムを用いた構成にしたりすることもできる。
【００２５】
＜細胞の凝集塊の形成＞
ここで、図４に示すように、細胞培養においては、細胞の種類に応じて培養に適切な細胞の凝集塊のサイズがある。
すなわち、培養細胞には、単体での分裂速度は低く、互いに接着して一定の凝集塊を形成してはじめて十分な分裂を開始するという性質がある。
通常の静置培養において、培養初期の細胞密度が低い状態では、拡散により細胞が接着して次第に凝集塊を形成するが、その速度は比較的遅い。
【００２６】
このため、従来は、培養初期には例えばウェルプレートを使用して強制的に細胞を一箇所に高密度に集めることで細胞が接着しやすくしたり、少容量の容器を用い、細胞が増殖するに従ってより大きな容器を使用したりすることで、細胞密度の低下を防止しつつ培養するということが行われていた。
これに対し、本実施形態では、攪拌することにより培養容器１１内の底面に漂う細胞を積極的に動かして、細胞同士が接着する確率を高め、適正なサイズの凝集塊をより早く形成可能にしている。
【００２７】
これにより、本実施形態の細胞培養装置１０を用いた細胞培養方法によれば、細胞培養の開始時において、細胞が個々バラバラの状態の時に、細胞が接触して適切なサイズの凝集塊が形成されるのを促進でき、細胞増殖効率を向上させることが可能となっている。
また、このような細胞の凝集塊の形成制御は、培養の初期（播種時）に限られるものではなく、例えば細胞の培養中に培養容器１１に対して過剰な外力を加えた結果、凝集塊が崩壊し、細胞が個々バラバラになってしまった場合などにおいても好適に行うことができ、細胞増殖効率を向上させることが可能となっている。
【００２８】
＜細胞の凝集塊の分解＞
一方、細胞の凝集塊が大きくなりすぎると、凝集塊の内部が酸素不足かつ栄養不足となり、増殖効率は低下する。
このため、凝集塊が巨大化したときは、培養液に強い流れ（乱流）を起こして凝集塊を分解させることが好ましい。
本実施形態の細胞培養装置１０を用いた培養方法によれば、凝集塊が巨大化したときは、攪拌部材１４の押込量と移動速度を調整することで、培養液に強い流れを起こせるように攪拌を制御し、凝集塊を適切なサイズに分解することが可能となっている。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の細胞培養装置１０及びこれを用いた細胞培養方法によれば、攪拌部材１４により培養容器１１を所定の押込量で押し当てつつ、この攪拌部材１４を積載台１３と平行に所定の速度で移動させることができ、培養容器に与える外力の強さを適切に制御することができる。
このため、培養容器１１内における攪拌を微調整して細胞の凝集塊の形成に適する攪拌を行うことができるとともに、細胞が個々バラバラにならないように凝集塊を分解することもでき、細胞の凝集塊を増殖に適するサイズに調整することが可能となっている。
【００３０】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図５を参照して説明する。同図は、本実施形態の細胞培養装置の構成を示す図である。
本実施形態は、培養容器１１を仕切部材を用いて培養部と拡張可能部とに分割し、培地容積を細胞の増殖に合わせて適切な大きさに調整可能な細胞培養装置１０において、培養部を攪拌部材（撹拌ローラ）１４により攪拌可能とした点で第一実施形態と異なる。また、本実施形態では、培養容器１１の両端をクランプ部材２３で固定している。その他の点については、第一実施形態と同様である。
【００３１】
すなわち、図５に示すように、本実施形態の細胞培養装置１０は、培養容器１１を仕切ローラ（仕切部材）２２を用いて分割し、培養液と細胞を封入する培養部と、仕切ローラ２２を移動して培養部の容積を拡張させるための拡張可能部とを設けている。この仕切ローラ２２は、攪拌部材（撹拌ローラ）１４と平行に設けられ、積載台１３と平行に移動することができるようになっている。
このような仕切ローラ２２を用いることで、培養部の容積を連続的に変化させることができ、細胞増殖に伴って仕切ローラ２２を移動させ、培養部の容積を増やすことで、細胞密度を適正な範囲内に維持することが可能となっている。
【００３２】
同図の例では、二つの仕切ローラ２２を用いて培養容器１１を上下方向から挟み込んで仕切る構成としてあるが、これに限定されるものではなく、一つの仕切ローラ２２により培養容器１１を上方から積載台１３に対して押し付けることで、培養容器１１を培養部と拡張可能部とに仕切る構成にすることも可能である。
なお、このような仕切部材を用いて培養容積を制御し、培養効率を向上させる技術については、本出願人による国際公開ＷＯ２００８／１３６３７１号公報及び国際公開ＷＯ２００８／１３６３３９号公報に詳細に記載されている。
【００３３】
本実施形態の細胞培養装置１０及びこれを用いた細胞培養方法によれば、仕切ローラ２２を用いて、培養容積の大きさを、高い細胞増殖効率が得られるように制御でき、かつ、培養部における細胞の凝集塊のサイズを、高い細胞増殖効率が得られるように調整することができる。
このため、細胞の増殖効率をより一層向上させることが可能となっている。
【００３４】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図６を参照して説明する。同図は、本実施形態の細胞培養装置１０の構成を示す図である。
本実施形態は、培養容器１１内の細胞を撮影して凝集塊のサイズが所定の範囲内であるかを自動判定し、この判定結果にもとづき凝集塊を適切なサイズに調整する点で第一実施形態と異なる。その他の点については、第一実施形態と同様である。
【００３５】
すなわち、本実施形態の細胞培養装置１０は、図６に示すように、第一実施形態の構成に加え、撮影装置３０と制御装置４０を備えている。
撮影装置３０は、制御装置４０から撮影の指示情報を受信すると、培養容器１１内の細胞を撮影し、得られた画像を制御装置４０へ送信する。撮影装置３０による撮影の指示情報は所定のタイミングで制御装置４０から自動的に送信することができる。
この撮影装置３０としては、例えば位相差顕微鏡の鏡筒にＣＣＤカメラを取り付けて用いることができる。
【００３６】
制御装置４０は、細胞培養装置１０における攪拌部材１４を移動させるための駆動装置と、撮影装置３０とを制御する情報処理装置である。図６に示すように、制御装置４０は、撮影装置制御部４１、凝集塊サイズ判定部４２、及び駆動装置制御部４３を備えている。
撮影装置制御部４１は、所定のタイミングで、撮影装置３０に対して撮影を行わせるための指示情報を送信し、撮影装置３０から撮影された画像を受信する。
【００３７】
凝集塊サイズ判定部４２は、撮影装置制御部４１に画像が受信されると、この画像情報における細胞の凝集塊のサイズが、所定の範囲内であるか否かを判定する。この所定の範囲としては、例えば１００μｍ〜６００μｍとすることができる。この凝集塊のサイズとしては、撮影された凝集塊の平均値などを用いることができる。
そして、判定の結果、細胞の凝集塊のサイズが、所定範囲よりも小さい場合又は大きい場合に、その判定結果を駆動装置制御部４３へ出力する。
【００３８】
駆動装置制御部４３は、凝集塊サイズ判定部４２から入力した判定結果にもとづいて、攪拌部材１４の押込量、移動速度、及び移動させるサイクルを決定し、これらの駆動条件に従ってロッド型電動シリンダ１７、及びスライダ型電動シリンダ２１を制御する。
これによって、細胞の凝集塊のサイズが、所定範囲よりも小さい場合は、培養容器１１内の細胞の凝集塊を適切なサイズにまで形成し、細胞の凝集塊のサイズが、所定範囲よりも大きい場合は、これを適切なサイズにまで分解して、増殖に最適なサイズに調整することができる。
【００３９】
なお、このような処理を行うために、制御装置４０又は駆動装置制御部４３に、種々の凝集塊のサイズと、それぞれの場合に適する攪拌部材１４の押込量、移動速度、及び移動させるサイクルを対応付けて記憶するテーブルなどを保有させることが好ましい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の細胞培養装置１０及びこれを用いた細胞培養方法によれば、培養容器１１の凝集塊のサイズを自動的に調整することができ、安定的に細胞増殖効率を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００４１】
次に、第一実施形態の細胞培養装置１０を使用して細胞培養を行った実施例について説明する。まず、図７及び図８を参照して、各種培養条件とそれぞれの場合の攪拌の程度について説明する。図７は、本実施形態の細胞培養装置１０を使用して行った攪拌条件の種類を示す図であり、図８は、各攪拌条件による細胞状態の結果をまとめた図である。
【００４２】
本発明の培養方法では、図７に示すように、攪拌部材１４を用いて培養容器１１を上方から押し当て、この攪拌部材１４を積載台１３に対して平行に移動させることで、培養容器１１内の培地を攪拌する。
この攪拌部材１４を培養容器１１に押し当てる際の押込量は、種々の値をとることができるが、例えば同図に示すように、培養容器１１の厚さが１０．５ｍｍの場合には、２ｍｍ，４ｍｍ，６ｍｍ，８ｍｍなどの値をとることができる。
そして、各押込量に応じて、攪拌部材１４の移動速度をそれぞれ調整することで培養容器１１内の培養液の攪拌を、細胞の凝集塊の形成に適したもの、又は、細胞の凝集塊の分解に適したものに制御する。
【００４３】
攪拌部材１４の移動速度としては、例えば同図に示すように、２．５ｍｍ／ｓ，１２．５ｍｍ／ｓ，５０ｍｍ／ｓなどの値をとることができる。
なお、攪拌部材１４の直径は、特に限定されないが、攪拌を的確に制御するため、培養容器１１の厚さに対して、０．５倍〜３．０倍とすることが好ましい。
【００４４】
図８は、上記のような攪拌条件で攪拌を行った場合に、培養容器１１内の培養液が、それぞれどの程度撹拌されたかを示している。
同図に示すように、押込量が２ｍｍで移動速度が２．５ｍｍ／ｓ，１２．５ｍｍ／ｓのとき、及び押込量が４ｍｍで移動速度が２．５ｍｍ／ｓのときは、培養容器１１内の細胞は全て沈んだままであった。
本明細書において、このような攪拌を「弱撹拌」と呼ぶ。このような「弱撹拌」の攪拌を行うことで、細胞の凝集塊の形成を促すことが可能となる。
【００４５】
また、図８において、押込量が２ｍｍで移動速度が５０ｍｍ／ｓのとき、押込量が４ｍｍで移動速度が１２．５ｍｍ／ｓ，５０ｍｍ／ｓのとき、押込量が６ｍｍで移動速度が２．５ｍｍ／ｓ，１２．５ｍｍ／ｓのとき、及び押込量が８ｍｍで移動速度が２．５ｍｍ／ｓのときは、培養容器１１内の培養液はある程度攪拌されているが、細胞はほとんど沈んだままであった。さらに、押込量が６ｍｍで移動速度が５０ｍｍ／ｓのとき、及び押込量が８ｍｍで移動速度が１２．５ｍｍ／ｓのときは、培養容器１１内の培養液はある程度攪拌されており、細胞はほとんど浮き上がっていた。
このような細胞がほとんど沈んだままである状態と、ほとんど浮き上がる状態との境界付近の攪拌条件における攪拌を本明細書において、「中撹拌」と呼ぶ。このような「中撹拌」の攪拌を行うことで、細胞の凝集塊を分解しすぎることなく、適切なサイズに調整することが可能となる。
【００４６】
一方、図８において、押込量が８ｍｍで移動速度が５０ｍｍ／ｓのときは、培養容器１１内の培養液は激しく攪拌され、細胞は全て浮き上がっていた。このような細胞が全て浮き上がる攪拌を本明細書において、「強撹拌」と呼ぶ。このような「強撹拌」では、細胞の凝集塊は個々の細胞にバラバラに分解されてしまい、「強撹拌」を繰り返すことで細胞は懸濁状態となるが、細胞は個々バラバラの状態になると増殖効率は却って低下してしまう。
従来の細胞培養における攪拌では、通常培養容器が激しく攪拌される結果、「強撹拌」に相当する攪拌が行われており、増殖効率の低下を招くという問題があったが、本発明によりこのような問題を解消することが可能となっている。
【００４７】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、培養容器１１をコーナー部分が生じないように角を丸くした形状としたり、攪拌部材１４を円柱状ではなく、図７に示す断面を星形などの種々の形状に構成し、様々な攪拌効果が得られるようにしたりするなど適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、大量の細胞を培養する必要のあるバイオ医薬や再生医療、免疫療法等の分野において、好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  細胞培養装置
１１  培養容器
１１−１  収容部
１１−２  孔
１２  チューブ
１３  積載台  
１３−１  止め部材
１４  攪拌部材
１５  支持台
１６  移動台
１７  ロッド型電動シリンダ（垂直方向動作用アクチュエータ）
１８  ボールネジ
１９  ガイド棒
２０  基台
２１  スライダ型電動シリンダ（水平方向動作用アクチュエータ）
２２  仕切ローラ
３０  撮影装置
４０  制御装置
４１  撮影装置制御部
４２  凝集塊サイズ判定部
４３  駆動装置制御部
【図１】
2010233563.tif 000003
【図２】
2010233563.tif 000004
【図３】
2010233563.tif 000005
【図４】
2010233563.tif 000006
【図５】
2010233563.tif 000007
【図６】
2010233563.tif 000008
【図７】
2010233563.tif 000009
【図８】
2010233563.tif 000010