(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要細胞を含む混合液を収容する混合液容器と、
該混合液容器に接続され、前記混合液を通過させる際に、前記必要細胞を捕捉するフィルタを収容するフィルタ容器と、
前記フィルタにより捕捉されずに通過した混合液成分を回収する回収容器と、
前記フィルタ容器に接続され、該フィルタ容器内を加圧してフィルタから必要細胞を剥離させる加圧手段により前記フィルタから剥離された前記必要細胞を回収するシリンジとを備え、
該シリンジが、前記生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内に、該シリンダの内容積を増減させる方向に移動可能に挿入されたピストンとを備え、
前記シリンジ内に、顆粒状の生体組織補填材が収容され、前記シリンダ内に配される前記ピストンの先端面に高吸収性高分子含有部材が配置されている細胞処理システム。
【請求項２】
前記シリンジが、前記フィルタ容器に着脱可能に接続されている請求項１に記載の細胞処理システム。
【請求項３】
前記シリンダに、該シリンダ内に収容された生体組織補填材および回収された必要細胞を攪拌する攪拌手段が設けられている請求項１に記載の細胞処理システム。
【請求項４】
前記攪拌手段が、前記シリンダ内に配される前記ピストンの先端面から前記シリンダ内に進退可能に設けられ、かつ、前記ピストンに対して回転可能に設けられた攪拌部材を備える請求項３に記載の細胞処理システム。
【請求項５】
前記攪拌手段が、前記シリンダ内に移動可能に配置された磁性材料からなる攪拌部材を備える請求項３に記載の細胞処理システム。
【請求項６】
前記攪拌手段が、前記シリンジに接続され、該シリンジ内の生体組織補填材および回収された必要細胞を前記シリンジの内外に流動させる攪拌用シリンジを備える請求項３に記載の細胞処理システム。
【請求項７】
前記生体組織補填材が、リン酸カルシウムからなる請求項１から請求項６のいずれかに記載の細胞処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、末梢血および抗凝固剤等を混合した混合液を不織布を収容したフィルタ容器に導入し、混合液内に含まれる血管新生に必要な細胞を不織布によって捕捉し、捕捉した細胞をフィルタ容器に接続された他の容器に回収する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、赤血球を除去し有核細胞を回収する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８２５６７号公報
【特許文献２】特開２００９−５６５５号公報
【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、特許文献１、２に開示されている装置および方法では、他の容器に回収された必要細胞は、当該容器から導入手段に移し替えなければ患者の患部に導入することができず、移し替えの作業を無菌的に行うことが困難であるという不都合がある。
【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、末梢血等の必要細胞を含む混合液から、生体内へそのまま導入可能に、無菌的に移植材を製造することができる細胞処理システム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、必要細胞を含む混合液を収容する混合液容器と、該混合液容器に接続され、前記混合液を通過させる際に、前記必要細胞を捕捉するフィルタを収容するフィルタ容器と、前記フィルタにより捕捉されずに通過した混合液成分を回収する回収容器と、前記フィルタ容器に接続され、該フィルタ容器内を加圧してフィルタから必要細胞を剥離させる加圧手段により前記フィルタから剥離された前記必要細胞を回収するシリンジとを備え、該シリンジが、前記生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内に、該シリンダの内容積を増減させる方向に移動可能に挿入されたピストンとを備え、前記シリンジ内に、顆粒状の生体組織補填材が収容され、前記シリンダ内に配される前記ピストンの先端面に高吸収性高分子含有部材が配置されている細胞処理システムを提供する。
【０００７】
本発明によれば、混合液容器に必要細胞を含む混合液を収容しておき、混合液容器に接続されたフィルタ容器内に混合液を流し込むと、混合液がフィルタを通過する際に、混合液に含まれている必要細胞がフィルタに捕捉され、捕捉されない混合液成分はフィルタ容器を通過して回収容器に回収される。この状態で、フィルタ容器と混合液容器および回収容器との間を閉鎖して加圧手段によってフィルタ容器内を加圧することにより、フィルタに捕捉されていた必要細胞を剥離させ剥離された細胞を、フィルタ容器に接続されているシリンジ内にそのまま回収することができる。
【０００８】
シリンジが生体組織補填材を収容するシリンダと、該シリンダ内に、該シリンダの内容積を増減させる方向に移動可能に挿入されたピストンとを備えており、シリンジ内に顆粒状の生体組織補填材が収容されている。したがって、シリンダ内に必要細胞が回収されて、移植材が構成された状態で、シリンダに対して、シリンダの内容積が減少する方向にピストンを移動させるだけで、シリンダ内に収容されている移植材をシリンダ内から吐出させ、患部等にそのまま導入することができる。また、回収されてきた必要細胞はシリンジ内において生体組織補填材と混合され、移植材がシリンジ内に無菌的に製造される。これにより、製造された移植材はシリンジから押し出すだけで患部等にそのまま導入することができる。
さらに、シリンダ内に配されるピストンの先端面に高吸収性高分子含有部材が配置されているので、シリンジ内に必要細胞に付随して回収されてきた水分が高吸収性高分子含有部材に含有されている高吸収性高分子に接触して吸収され、シリンダ内に製造される移植材における必要細胞の濃度を向上することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記シリンジが、前記フィルタ容器に着脱可能に接続されていてもよい。
このようにすることで、シリンジ内に移植材が製造された状態で、シリンジをフィルタ容器から取り外し、簡易に患部等に移植材を導入することが可能となる。これにより、移植材の導入時の操作性を向上することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記シリンダに、該シリンダ内に収容された生体組織補填材および回収された必要細胞を攪拌する攪拌手段が設けられていてもよい。
このようにすることで、攪拌手段の作動によりシリンダ内で生体組織補填材と必要細胞とを攪拌して、生体組織補填材と必要細胞とが均一に分散した移植材を製造することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記攪拌手段が、前記シリンダ内に配される前記ピストンの先端面から前記シリンダ内に進退可能に設けられ、かつ、前記ピストンに対して回転可能に設けられた攪拌部材を備えていてもよい。
このようにすることで、ピストンの先端面から攪拌部材をシリンダ内に進退させつつ、ピストンに対して回転させることにより、簡易に生体組織補填材と必要細胞とを攪拌することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記攪拌手段が、前記シリンダ内に移動可能に配置された磁性材料からなる攪拌部材を備えていてもよい。
このようにすることで、シリンダの外部から発生させた磁界中において磁性材料からなる攪拌部材に磁気吸引力あるいは磁気反発力を作用させ、シリンダ内に収容された生体組織補填材と必要細胞との混合物内で移動させることにより、これら生体組織補填材と必要細胞とを混合することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記攪拌手段が、前記シリンジに接続され、該シリンジ内の生体組織補填材および回収された必要細胞を前記シリンジの内外に流動させる攪拌用シリンジを備えていてもよい。
このようにすることで、攪拌用シリンジを作動させて、シリンジ内の生体組織補填材および必要細胞の混合物をシリンジの内外に流動させることにより、これら生体組織補填材と必要細胞とを混合することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記生体組織補填材が、βリン酸三カルシウムからなっていてもよい。
このようにすることで、骨欠損部に補填されて、骨欠損部を迅速に修復可能な移植材を無菌的に製造し、かつ、容器を開放して移し替えることなく、骨欠損部に容易に導入することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、生体組織補強材と末梢血等の必要細胞を含む混合液とから、生体内へそのまま導入可能に、無菌的に移植材を製造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】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞処理システムを示す全体構成図である。
【図２】図１の細胞処理システムにより必要細胞を捕捉する工程を示す図である。
【図３】図１の細胞処理システムにより移植材を製造する工程を示す図である。
【図４】図１の細胞処理システムにより製造された移植材を収容するシリンジを取り外した状態を示す図である。
【図５】図１の細胞処理システムの変形例であって、攪拌手段を備えるシリンジを示す部分的な縦断面図である。
【図６】図１の細胞処理システムの変形例であって、攪拌用シリンジを備える場合の移植材の製造工程を示す部分的な縦断面図である。
【図７】図６の細胞処理システムにおいて、攪拌用シリンジによって移植材を攪拌する工程を示す部分的な縦断面図である。
【図８】図１の細胞処理システムの他の変形例であって、磁性材料からなる攪拌部材を収容したシリンジを示す部分的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る細胞処理システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞処理システム１は、図１に示されるように、末梢血等の体液、抗凝固剤（ＣＰＤ）および生理食塩水を混合した混合液Ａを収容する混合液容器２と、該混合液容２器に接続されたフィルタ容器３と、該フィルタ容器３に接続された回収容器４およびシリンジ５とを備えている。
【００２０】
また、フィルタ容器３には、該フィルタ容器３内を加圧するようにエアを供給するポンプ等の加圧手段６が接続されている。混合液容器２とフィルタ容器３との間、フィルタ容器３と加圧手段６との間、フィルタ容器３と回収容器４との間、およびフィルタ容器３とシリンジ５との間には、それぞれの間に配置された流路を開閉するバルブ７〜１０が設けられている。
【００２１】
また、フィルタ容器３には、例えば、血液中の血管新生に必要な細胞Ｂ（以下、必要細胞と言う。）を捕捉し、それより小さい赤血球等の成分は通過させる不織布からなるフィルタ（図示略）が収容されている。
回収容器４は、フィルタ容器３を挟んで混合液容器２とは反対側に配置されている。また、シリンジ５は、フィルタ容器３を挟んで加圧手段６が接続される接続口６ａとは反対側に配置されている。
【００２２】
また、シリンジ５は、フィルタ容器３に取り外し可能に接続されている。シリンジ５は、βリン酸三カルシウム顆粒（生体組織補填材）１１を収容するシリンダ１２と、該シリンダ１２に対して摺動可能に挿入されたピストン１３とを備えている。シリンダ１２には吐出口１２ａが設けられており、該吐出口１２ａによってフィルタ容器３に接続されている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係る細胞処理システム１を用いて末消血を含む混合液Ａから移植材Ｃを製造するには、全てのバルブ７〜１０を閉じた状態から、図２に示されるように、フィルタ容器３に対して混合液容器２を上方に、回収容器４を下方に配置して、バルブ７，９を開放する。これにより、混合液容器２内の混合液Ａを重力によってフィルタ容器３内に流入させる。図中、閉止状態のバルブ７〜１０を黒塗りで、開放状態のバルブ７〜１０を白抜きで表示している。
【００２４】
フィルタ容器３内には、不織布からなるフィルタが配置されているので、必要細胞Ｂがフィルタにより捕捉され、他の成分Ａ’はフィルタ容器３を通過して回収容器４により回収される。十分な必要細胞Ｂが捕捉された状態で、バルブ７，９を閉止し、バルブ８，１０を開放する。
【００２５】
この状態で、図３に示されるように、加圧手段６を作動させてフィルタ容器３内に加圧エアを供給することにより、フィルタ容器３内に捕捉されていた必要細胞Ｂがフィルタから剥離されて、シリンジ５内へと移動していく。フィルタ容器３内の必要細胞Ｂが十分にシリンジ５内に移動した時点でバルブ８，１０を閉じてシリンジ５内に密封状態に収容する。
【００２６】
シリンジ５内には、βリン酸三カルシウム顆粒１１が収容されているので、必要細胞Ｂが導入されると、導入された必要細胞Ｂがシリンジ５内においてβリン酸三カルシウム顆粒１１に混合され、移植材Ｃが製造される。
この状態で、図４に示されるように、シリンジ５をフィルタ容器３から切り離し、シリンジ５の吐出口５ａを骨欠損部等の患部に向けて配置し、シリンダ１２に対してピストン１３を押すことにより、吐出口１２ａから移植材Ｃを吐出させて患部にそのまま補填することができる。
【００２７】
すなわち、本実施形態に係る細胞処理システム１によれば、βリン酸三カルシウム顆粒１１と必要細胞Ｂとを混合してなる移植材Ｃを無菌的に製造することができるとともに、製造された移植材Ｃを外部に取り出すことなく無菌的に、補填するための手段であるシリンジ５内に収容することができる。したがって、末梢血等の必要細胞Ｂを含む混合液Ａから無菌的に製造された移植材Ｃを無菌的に補填することができるという利点を有する。
【００２８】
なお、本実施形態においては、シリンジ５の吐出口１２ａをそのまま患部に向けて配置することとしたが、これに代えて、無菌的に管理され、患部等への移植に適した形状を有するノズル（図示略）をシリンジ５の吐出口１２ａに接続して、患部への補填容易性を向上させてもよい。
【００２９】
また、本実施形態においては、図５に示されるように、シリンダ１２の内部に配置されるピストン１３の先端面に、高吸収性高分子含有部材１４が配置されていてもよい。高吸収性高分子含有部材１４としては、不織布にポリアクリル酸ナトリウムがコーティングされたもの、あるいは、不織布内にポリアクリル酸ナトリウム粉末が配置されたものを挙げることができる。
【００３０】
このようにすることで、フィルタ容器３から必要細胞Ｂがシリンダ１２内に導入されてきたときに、必要細胞Ｂに付着している水分が高吸収性高分子含有部材１４によって吸収される。これにより、製造される移植材Ｃにおける必要細胞Ｂの濃度を高めることができるという利点がある。
【００３１】
また、図５に示す例では、ピストン１３を長手方向に貫通し、軸線方向（矢印Ｐの方向）に移動可能かつ軸線回り（矢印Ｑの方向）に回転可能に配置された攪拌部材１５が設けられている。攪拌部材１５は、ピストン１３の先端面からシリンダ１２内に突出させられる一端に攪拌羽根１５ａを備え、シリンダ１２の外部に配置されるピストン１３の端部から突出する他端に操作用ハンドル１５ｂを備えている。
【００３２】
攪拌部材１５のピストン１３における貫通部は、シール部材２１によって密封されており、シリンダ１２内の無菌性が保持されている。
ピストン１３の先端に設けられた高吸収性高分子含有部材１４には、凹部１６が設けられ、攪拌部材１５を最も後退させた状態で攪拌羽根１５ａを凹部１６内に収容することができるようになっている。
【００３３】
操作用ハンドル１５ｂを操作して、攪拌羽根１５ｂをシリンダ１２内に深く前進させ、この状態で、操作用ハンドル１５ｂを回転させて、シリンダ１２内で攪拌羽根１５ｂを回転させることにより、シリンダ内に収容されているβリン酸三カルシウム顆粒と必要細胞とを混合してなる移植材Ｃを攪拌し、均一に混合することができるようになっている。
製造された移植材Ｃをシリンジ５から吐出させるには、攪拌部材１５を最も後退させて、攪拌羽根１５ｂを凹部１６に収容し、攪拌羽根１５ｂが吐出時に邪魔にならないようにすることができる。
【００３４】
また、シリンジ内で製造された移植材を無菌的に攪拌する手段として、図６および図７に示されるように、三方弁１７を介してもう１つのシリンジ１８を接続し、２つのシリンジ５，１８間で移植材Ｃを行き来させることにより攪拌してもよい。
すなわち、図６に示されるように、フィルタ容器３と第１のシリンジ５との間の三方弁１７の流路を開放して、該第１のシリンジ５内にフィルタ容器３から必要細胞を導入した後に、図７に示されるように、２つのシリンジ５，１８間の三方弁１７の流路を開放するように切り替えて、第１のシリンジ５から第２のシリンジ１８に移植材Ｃを移動する。
【００３５】
必要に応じて、２つのシリンジ５，１８間で移植材Ｃを行き来させる作業を複数回繰り返すことにより、移植材Ｃを均一に攪拌することができる。攪拌終了後には、三方弁１７からシリンジ５を取り外して、均一に混合された移植材Ｃをそのまま無菌的に患部に補填することができる。
【００３６】
また、シリンジ５内で製造された移植材Ｃを無菌的に攪拌する手段として、図８に示されるように、シリンダ１２内に磁性材料からなる攪拌部材１９を収容することとしてもよい。このようにすることで、シリンダ１２の外部に磁石を配置して、シリンダ１２内に作用する磁界を変化させることにより、磁気吸引力あるいは磁気反発力によって移植材Ｃ内で攪拌部材１９を移動させ、移植材Ｃを攪拌することができる。
磁界を変化させる方法は、磁石２０を移動させたり、電磁石からなる磁石２０に加える電流を変化させたりすることが考えられる。
【００３７】
図中、符号２０は、移植材Ｃの通過を許容し、攪拌部材１９の通過を禁止するフィルタである。これにより、シリンダ１２に対してピストン１３を押し込んだときに、吐出口１２ａから移植材Ｃのみを吐出させ、攪拌部材１９をシリンダ１２の内部に残すことができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、シリンダ１２内に予め収容しておく生体組織補填材として骨の再生に適したβリン酸三カルシウム顆粒を例示したが、これに限定されるものではなく、他の任意の生体組織補填材を採用してもよい。
例えば、生体組織補填材の他の例として、コラーゲン、リン酸カルシウム（βリン酸三カルシウムを除く）、生体組織細片、成長因子材等を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ  混合液
Ａ’  混合液成分
Ｂ  必要細胞
１  細胞処理システム
２  混合液容器
３  フィルタ容器
４  回収容器
５  シリンジ
６  加圧手段
１１  βリン酸三カルシウム（生体組織補填材）
１２  シリンダ
１３  ピストン
１４  高吸収性高分子含有部材
１５  攪拌部材（攪拌手段）
１８  第２のシリンジ（攪拌用シリンジ）
１９  攪拌部材（攪拌手段）
【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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