(57)【要約】【課題】簡易且つ安価な構成で、生体組織の分解状態の進行状況を判定することができる生体組織分解装置を提供する。【解決手段】生体組織Ａを収容する内部容器１１と、内部容器１１を水平方向に隙間をあけて収容し、生体組織Ａを分解する消化液Ｂを貯留する外部容器１２と、内部容器１１の壁体に設けられ、消化液Ｂおよび生体組織Ａから分離された細胞を透過させる一方、分解前の生体組織Ａの透過を禁止するフィルタ１７と、内部容器１１および外部容器１２を一体的に水平回転させるモータ１４と、外部容器１２に作用する遠心力を測定するセンサ１６と、センサ１６により測定される遠心力に基づいて生体組織Ａの分解状況を判定する制御部とを備える生体組織分解装置１を採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織を収容する内部容器と、
該内部容器を水平方向に隙間をあけて収容し、生体組織を分解する消化酵素液を貯留する外部容器と、
前記内部容器の壁体に設けられ、消化酵素液および生体組織から分離された細胞を透過させる一方、分解前の生体組織の透過を禁止するフィルタと、
前記内部容器および前記外部容器を一体的に水平回転させる駆動部と、
前記外部容器に作用する遠心力を測定する測定部と、
該測定部により測定される遠心力に基づいて生体組織の分解状況を判定する分解状況判定部とを備える生体組織分解装置。
【請求項２】
前記分解状況判定部は、前記駆動部による前記内部容器および前記外部容器の回転速度が一定となった後、前記測定部により測定される遠心力が変化した場合に、生体組織の分解が開始されたと判定する請求項１に記載の生体組織分解装置。
【請求項３】
前記分解状況判定部が、前記測定部により測定される遠心力の大きさに基づいて、生体組織の残量を判定する請求項１または請求項２に記載の生体組織分解装置。
【請求項４】
前記分解状況判定部が、前記測定部により検出される遠心力の変化率が略一定となった場合に、生体組織の分解が終了したと判定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織分解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織を分解する生体組織分解装置において、消化液を攪拌する攪拌羽根を備え、駆動源の動作に対する攪拌羽根の動作の遅れに基づいて、生体組織の分解の進行状況を判定する生体組織分解装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、生体組織を上下方向に支持する支持部材と、支持部材に作用する鉛直方向の力を測定する測定部とを備え、測定部により測定される力の変化に基づいて生体組織の分解の進行状況を判定する生体組織分解装置が知られている（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】特開２００８−２１２０１９号公報
【特許文献２】特開２００８−２１２０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、分解処理した生体組織は生体内に戻すので、生体組織が接触する容器等は使い捨てであることが望ましい。
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されている技術では、生体組織と消化液を貯留する容器の他に、攪拌羽根や支持部材が必要となるため、容器の構造が複雑となり製造コストが高いという不都合がある。また、容器を生体組織分解装置にセットする際の取り付けも困難である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、簡易且つ安価な構成で、生体組織の分解状態の進行状況を判定することができる生体組織分解装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、生体組織を収容する内部容器と、該内部容器を水平方向に隙間をあけて収容し、生体組織を分解する消化酵素液を貯留する外部容器と、前記内部容器の壁体に設けられ、消化酵素液および生体組織から分離された細胞を透過させる一方、分解前の生体組織の透過を禁止するフィルタと、前記内部容器および前記外部容器を一体的に水平回転させる駆動部と、前記外部容器に作用する遠心力を測定する測定部と、該測定部により測定される遠心力に基づいて生体組織の分解状況を判定する分解状況判定部とを備える生体組織分解装置を採用する。
【０００８】
本発明によれば、内部容器内に収容された生体組織に消化酵素液を投入して攪拌等を行うことにより、消化酵素液内に含まれている消化酵素により生体組織が分解され、細胞が分離される。このように生体組織から分離された細胞は、消化酵素液内を浮遊してフィルタを透過し、内部容器から流出できる。この状態において、駆動部により内部容器および外部容器を一体的に水平回転させると、内部容器と外部容器との隙間に細胞懸濁液が集まる。すなわち、生体組織の分解の進行に伴って、内部容器内の生体組織の重量が減少するとともに、内部容器と外部容器との隙間の細胞懸濁液の重量が増加する。
【０００９】
生体組織の分解の進行に伴って、内部容器よりも大きな回転半径を有する内部容器と外部容器との隙間の位置に配される細胞懸濁液の重量が増大するので、測定部により測定される遠心力が増大する。したがって、この遠心力の変化を検出することで、分解状況判定部により生体組織の分解状況を判定することができる。
【００１０】
これにより、簡易且つ安価な装置構成で、従来のように分解に必要な時間の経過を待つことなく、分解が開始したことや、分解が正常に進行していること等を判断することができる。したがって、分解が行われないまま時間が無駄に経過することを防止できる。また、分解の終了についても判断することができるので、分解終了後も攪拌等を行う無駄を省くことができ、分解に要する時間および電力を削減することができる。さらに、必要以上の時間、消化酵素液に浸漬されることによる細胞群へのダメージを防止して、健全な状態の細胞群を得ることができる。
【００１１】
上記発明において、前記分解状況判定部は、前記駆動部による前記内部容器および前記外部容器の回転速度が一定となった後、前記測定部により測定される遠心力が変化した場合に、生体組織の分解が開始されたと判定することとしてもよい。
このようにすることで、生体組織の分解が開始されたことを判定することができ、一定時間分解が開始されない場合に、消化酵素液の品質異常や消化酵素の入れ忘れ等の初期異常と判断することができる。
【００１２】
上記発明において、前記分解状況判定部が、前記測定部により測定される遠心力の大きさに基づいて、生体組織の残量を判定することとしてもよい。
このようにすることで、測定部により測定される遠心力の大きさから、分解されずに残存している生体組織の重量を容易に把握することができる。また、例えば、初期状態において測定部により測定される遠心力の大きさが所定値未満である場合には、生体組織または消化酵素液の少なくとも一方が不足していると判断することができる。
【００１３】
上記発明において、前記分解状況判定部が、前記測定部により検出される遠心力の変化率が略一定となった場合に、生体組織の分解が終了したと判定することとしてもよい。
このようにすることで、生体組織の分解が終了したことを判定することができ、分解終了後も攪拌等を行う無駄を省くことができる。また、必要以上の時間、消化酵素液に浸漬されることによる細胞群へのダメージを防止して、健全な状態の細胞群を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易で安価な構成で、生体組織の分解状態の進行状況を判定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】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織分解装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体組織分解装置における生体組織の分解状態を説明する図であり、（ａ）は分解終了前の状態、（ｂ）は分解終了後の状態を示している。
【図３】図１の生体組織分解装置における生体組織の分解の進行状況と遠心力との関係とを示すグラフである。
【図４】本発明の変形例に係る生体組織分解装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る生体組織分解装置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分解装置１は、脂肪組織等の生体組織Ａを分解する装置であって、図１に示されるように、生体組織Ａを収容する内部容器１１と、内部容器１１を水平方向に隙間をあけて収容する外部容器１２とから構成される二重構造を有している。
内部容器１１および外部容器１２は、ともに円筒形状を有しており、同心円となるように配置されている。内部容器１１および外部容器１２は、生体組織Ａに接触するため、交換可能なディスポーザブルタイプを採用している。
【００１７】
また、生体組織分解装置１は、外部容器１２を収納する容器収納部１３と、容器収納部１３を水平回転させるモータ（駆動部）１４と、容器収納部１３を水平回転自在に支持する容器支持部１５と、容器収納部１３に設けられ外部容器１２に作用する遠心力を測定するセンサ（測定部）１６と、センサ１６の測定結果に基づいて生体組織Ａの分解状況を判定する図示しない制御部（分解状況判定部）とを備えている。
【００１８】
内部容器１１の上面には、生体組織Ａおよび生体組織Ａを分解する消化液Ｂを投入する投入口１８が設けられている。ここで、消化液Ｂは、生体組織Ａを分解するトリプシン等のタンパク質分解酵素（消化酵素）と生理食塩水、乳酸リンゲル液または緩衝液等の溶媒とを混合してなる消化酵素液である。
【００１９】
内部容器１１の側面および下面には、消化液Ｂおよび生体組織Ａから分離された細胞群を透過させ、且つ、分解前の生体組織Ａの透過を禁止する大きさの透孔を有するフィルタ１７が設けられている。なお、フィルタ１７の透孔の大きさは、例えば２６５μｍである。
外部容器１２は、生体組織Ａを分解する消化液Ｂおよび生体組織Ａから分離された細胞群を貯留するようになっている。
【００２０】
これにより、分解前の生体組織Ａが、内部容器１１内に収容状態に保持されるとともに、消化液Ｂおよび生体組織Ａから分離された細胞群が、フィルタ１７を透過して内部容器１１から流出し、外部容器１２に貯留されるようになっている。これにより、内部容器１１と外部容器１２に細胞懸濁液Ｃが生成される。
【００２１】
内部容器１１の下面と外部容器１２との間にも隙間が形成されている。また、外部容器１２の下面には、細胞懸濁液Ｃを取り出すための取出口１９が設けられている。なお、外部容器１２の下面には、細胞懸濁液Ｃを取出口１９から取り出すために、取出口１９に向かって高さが低くなる斜面が設けられている。
【００２２】
容器収納部１３は、上部が開放され、外部容器１２の外周面よりも僅かに大きな内周面が形成された円筒形状を有している。これにより、容器収納部１３は、内部容器１１と外部容器１２とを一体的に収納するようになっている。
【００２３】
モータ１４は、図示しない電源から電力を供給されて容器収納部１３を水平回転させることで、内部容器１１および外部容器１２を一体的に水平回転させるようになっている。これにより、内部容器１１内において生体組織Ａと消化液Ｂの攪拌が行われ、消化液Ｂ内に含まれている消化酵素により生体組織Ａが分解され、生体組織Ａから細胞が分離される。
【００２４】
センサ１６は、外部容器１２と容器収納部１３との間に設けられた圧力センサであり、外部容器１２に作用する遠心力を測定するようになっている。
ここで、生体組織Ａの分解の進行状況とセンサ１６により測定される遠心力との関係について以下に説明する。
【００２５】
モータ１４により容器収納部１３を水平回転させると、図１に示されるように、内部容器１１および外部容器１２の内部において、生体組織Ａと消化液Ｂ（細胞懸濁液Ｃ）に遠心力が働き、外周方向に押し付けられる。この際、分解前の生体組織Ａは、内部容器１１のフィルタ１７を透過することができないので、図２（ａ）に示されるように、小さい回転半径で円運動をする。一方、生体組織Ａから分離された細胞群は、内部容器１１のフィルタ１７を透過して内部容器１１と外部容器１２との隙間に流出するので、図２（ｂ）に示されるように、大きい回転半径で円運動する。
【００２６】
生体組織Ａの分解の進行に伴って、内部容器１１内の生体組織Ａの重量が減少するとともに、内部容器１１と外部容器１２との隙間に配される細胞懸濁液Ｃの重量が増加する。つまり、生体組織Ａの分解の進行に伴って、回転半径の大きな前記隙間に配される細胞懸濁液Ｃの重量が増大するので、外部容器１２に作用する遠心力、すなわち、センサ１６により測定される遠心力が増大する。したがって、センサ１６により測定される遠心力は、図３に示されるように、生体組織Ａの分解が進むにつれて増大し、生体組織Ａの分解が完了すると一定となる。
【００２７】
制御部は、センサ１６により測定される上述の遠心力の変化を検出することで、生体組織Ａの分解状況を判定するようになっている。
具体的には、制御部は、モータ１４による内部容器１１および外部容器１２の回転速度が一定となった後、センサ１６により測定される遠心力が変化した場合に、生体組織Ａの分解が開始されたと判定するようになっている。また、制御部は、センサ１６により検出される遠心力の変化率が略一定となった場合に、生体組織Ａの分解が終了したと判定するようになっている。
【００２８】
また、制御部は、生体組織Ａおよび消化液Ｂの重量と分解完了時における遠心力の大きさとを対応付けて記憶しておくことで、センサ１６により測定される遠心力の大きさに基づいて生体組織Ａの残量を判定することができる。
【００２９】
上記構成を有する生体組織分解装置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分解装置１を用いた生体組織分解方法として、まず、内部容器１１内に生体組織Ａおよび消化液Ｂを投入する。消化液Ｂは、フィルタ１７を透過して外部容器１２内に貯留され、外部容器１２と同一液面が内部容器１１内に形成される。このようにして内部容器１１内の生体組織Ａは消化液Ｂ内に浸漬される。
【００３０】
そして、モータ１４を駆動して内部容器１１および外部容器１２を一体的に水平回転させ、生体組織Ａおよび消化液Ｂを攪拌して生体組織Ａの分解処理を行う。モータ１４の回転速度が一定となったら、センサ１６により外部容器１２に作用する遠心力の測定を行う。この際、遠心力の大きさが所定値以下である場合には、生体組織Ａまたは消化液Ｂの少なくとも一方の量が不足していると判断することができる。また、一定時間遠心力が変化しない場合には、消化液Ｂの品質異常や消化酵素の入れ忘れ等の初期異常と判断することができる。
【００３１】
センサ１６により測定される遠心力の変化率が略一定となった場合には、生体組織Ａが全て分解されて細胞懸濁液Ｃとなったものとして、生体組織Ａの分解処理が完了したと判断することができる。この際、遠心力の大きさが所定値以下である場合には、例えば生体組織Ａに対する消化液Ｂの不足等により生体組織Ａが残存しているといった状態と判断することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る生体組織Ａ分解装置１によれば、使い捨ての内部容器１１と外部容器１２とを二重構造とし、センサ１６を容器収納部１３に取り付けることで、センサ１６を使い捨て容器に接続する必要性を排除し、安価で且つセットが容易な構成で、生体組織Ａの分解の進行度を判定することができる。これにより、従来のように分解に必要な時間の経過を待つことなく、分解が開始したことや、分解が正常に進行していること等を判断することができる。
【００３３】
特に、モータ１４の回転速度が一定となった後、センサ１６により測定される遠心力が変化したことを検出することで、生体組織Ａの分解が開始されたことを判定することができる。これにより、一定時間分解が開始されない場合に、消化液Ｂの品質異常や消化酵素の入れ忘れ等の初期異常と判断することができ、分解が行われないまま時間が無駄に経過することを防止できる。
【００３４】
また、センサ１６により測定される遠心力の大きさに基づいて、分解されずに残存している生体組織Ａの重量を容易に把握することができる。例えば、初期状態においてセンサ１６により測定される遠心力の大きさが所定値未満である場合には、生体組織Ａまたは消化液Ｂの少なくとも一方が不足していると判断することができる。
【００３５】
また、センサ１６により検出される遠心力の変化率が略一定となった場合に、生体組織Ａの分解が終了したと判定することで、分解終了後も攪拌等を行う無駄を省くことができる。また、必要以上の時間、生体組織Ａを消化液Ｂに浸漬することによる細胞群へのダメージを防止して、健全な状態の細胞群を得ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態の変形例として、図４に示されるように、センサ１６を容器収納部１３ではなく、容器支持部１５に設けることとしてもよい。この変形例に係る生体組織分解装置２によれば、容器支持部１５に作用する遠心力をセンサ１６により測定する。このようにすることで、センサ１６のセットを容易にしつつ、生体組織Ａの分解の進行度を判定することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態においては、生体組織Ａとして、脂肪組織を例示して説明したが、これに代えて、他の生体組織、特に、消化液Ｂ中において浮上する生体組織の分解に適用することとしてもよい。
また、内部容器１１と外部容器１２とが同心円に配置されることとして説明したが、内部容器１１と外部容器１２との間に水平方向に隙間が形成されていればよく、中心軸が異なった位置であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  生体組織
Ｂ  消化液
Ｃ  細胞懸濁液
１，２  生体組織分解装置
１１  内部容器
１２  外部容器
１３  容器収納部
１４  モータ
１５  容器支持部
１６  センサ
１７  フィルタ
１８  投入口
１９  取出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010183880.tif 000006