(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養容器へ選択的にアクセスし、および該細胞培養容器を閉止するための細胞培養容器用クロージャー・アセンブリにおいて、
頂部および底部を有し、該頂部および底部を貫通する通路を有する開口円筒状の第１部分であって、前記通路は培養容器の内部へのアクセスを提供し、前記第１部分は内側表面および外側表面を有し、該内側表面は前記細胞培養容器のネックを受け入れ、および前記容器のネック上の対をなす雄ロッキング素子と共に封止アタッチメントを形成するための雌ロッキング素子を有する第１部分と、
前記第１部分に対するヒンジつきアタッチメントを有する第２部分であって、該第２部分は、前記第１部分における前記通路を妨げない開放位置と、前記第１部分における前記通路をふさぐ閉止位置とを有し、前記第２部分は前記開放位置に対して、頂部表面と底部表面とを有し、該頂部表面は前記第１部分における前記通路内に嵌合し、かつ前記第２部分を前記閉止位置において選択的に保持するように寸法を定められた突起部材を有し、および前記突起部材によって定められ、前記頂部表面から前記底部表面への開放ベントを有して、前記第２部分が前記閉止位置にあるときに、前記容器内の雰囲気と前記容器外の雰囲気との間で前記ベントを通して気体の交換が行われるようにした区域をさらに有する第２部分と、
該第２部分に対するヒンジつきアタッチメントを有する第３部分であって、該第３部分は開放位置に対する上側表面と下側表面とを有し、該下側表面は当該下側表面から突出し、前記第２部分における前記ベントを閉塞するプラグを有し、および該プラグが前記第２部分の底部表面において前記ベントを閉塞する閉止位置と前記ベントが開放状態の開放位置とを有する第３部分とを具備したことを特徴とする細胞培養容器用クロージャー・アセンブリ。
【請求項２】
前記第２部分における前記ベントは、前記頂部表面上において、前記ベントを覆うように接着された透気性膜を有することを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項３】
前記透気性膜は細孔の寸法が約０．０１ミクロンから約０．２ミクロンの間の多孔性膜であり、それにより、前記ベントを通して微生物が通過するのを実質的に阻止する一方で前記気体が前記ベントを通して通過するのを許容するようにしたことを特徴とする請求項２記載のクロージャー。
【請求項４】
前記雌ロッキング素子はねじ山を有することを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項５】
前記第１部分と前記第２部分との間の前記ヒンジつきアタッチメントおよび前記第２部分と前記第３部分との間のヒンジつきアタッチメントは一体ヒンジを有し、前記クロージャーは一体製品であることを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項６】
前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分は、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンとポリプロピレンのコポリマーからなる群から選択された熱可塑性樹脂から、金型において、射出成形プロセスによって一体製品として形成されたことを特徴とする請求項５記載のクロージャー。
【請求項７】
前記第１部分における通路は内径を有する円筒状であり、および前記突起部材は、連続的であり、かつ円形であって、前記第２部分が前記閉止位置にあるときは、前記通路内において締り嵌めによって嵌合して、前記通路をふさぎ、かつ前記キャップを前記閉止位置において解放可能に保持するように寸法を定められた外径を有することを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項８】
前記第２部分が前記閉止位置にあり、かつ前記第３部分が前記閉止位置にあるとき、前記第２部分と第３部分との間のヒンジつきアタッチメントが延在タブを形成し、該タブによって、前記第２部分の前記閉止位置からの移動を容易にするようになし、前記通路が前記開放位置に対してふさがれ、それにより前記容器への前記通路への自由なアクセスを提供することを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項９】
前記第１部分の外側表面は外径を有する円形であり、および前記突起部材は円形であり、かつ連続的であって、前記第１部分の外径より大きい内径を有しており、前記第２部分が前記閉止位置にあるとき、前記第２部分の突起部材が、前記第１部分の外側に締り嵌めによって嵌合し、それによってキャップを形成し、かつ前記通路を選択的にふさぐようにしたことを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【請求項１０】
前記第３部分が延在部分を有し、前記第２部分および前記第３部分が前記閉止位置にあるとき、前記延在部分が前記第１部分および前記第２部分を越えて延在し、前記延在部分によって前記第３部分が前記閉止位置から前記開放位置に移動するのを容易になすようにしたことを特徴とする請求項１記載のクロージャー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞培養容器用クロージャー・アセンブリに関し、特に、強固なクロージャーで、容器に対して選択的換気を行い、および容器へのアクセスを行うようにしたクロージャー・アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々のタイプの細胞の培養は、多くの研究所において日常的作業になってきている。組織培養は、ほんのわずかの細胞のみを取扱うマルチウエルのマイクロプレートから何十億の細胞を有する大きなリアクタに至るまでの規模で行われる。
【０００３】
サイズ拡大のための研究所の装置あるいは細胞培養システムで使用されている容器にはいくつかの種類がある。これらの容器は、固定フラスコおよびローラ・ボトルである。これらの容器に、成長媒体を充填し、細胞の種をまき、特定の細胞が成長するのに適した環境を有する培養室に置く。その環境は、周囲を取りまく空気と異なる雰囲気をもつ。さらに加えて、多くの培養システムにおいては、容器が、培養された細胞から放出されるガスを換気させて、容器が、培養室の雰囲気と平衡することができるようにする必要がある。
【０００４】
容器と培養室との間で平衡をとることができるようにすることの必要性は、いくつかのやり方で処理されている。容器の多くはスクリュー・キャップ付ネックを有しているので、ひとつの解決策は、単にキャップを半開きにしておいて気体交換を行うことができるようにすることである。この技術は気体交換を可能とする反面、培養システムの微生物的汚染を招くおそれもある。
【０００５】
培養容器と培養室雰囲気との間の気体交換の必要性は、米国特許第５，０４７，３４７号において認識されており、その米国特許は、気体透過に備えた不透気性培養フラスコを開示している。この開示は、透気性インサートおよび透気性インサートを閉止するヒンジつきカバーを有する容器用キャップを含むものである。この開示は、カバーつき透気性インサートを有する側壁ポートを備えた培養用容器をも含むものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
米国特許第５，０４７，３４７号の教示に側面ポートを組み込んだ容器は、製造するのに複雑であり、従って広く使用されていない。この特許の教示に従ったキャップ付容器は標準設計のものであるが、内容物にアクセスするためにはキャップを取り外さなければならなず、その操作は細胞の成長を妨げる可能性を有する。
【０００７】
細胞培養プログラムが拡大されると、研究所では、特定の培養の複数の容器を処理することができる。これらの培養は、容器内の流体の除去あるいは取り替えを定期的に行うことを必要とすることがある。換気、閉止および片手操作の機能を備えている細胞培養容器クロージャー・システムが可能であるとすると、移動の時間および細胞の成長に対する妨げを最小限にすることができるであろう。本発明は、そのようなクロージャー装置である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
細胞培養容器への選択的アクセスを提供し、および細胞培養容器を閉止するクロージャーは、頂部および底部を有し、その頂部および底部を貫通する通路を有する開放円筒状の第１部分を有する。その通路は、細胞培養容器へのアクセスを提供する役目をしている。その第１部分は外側表面および内側表面を有する。その内側表面は、細胞培養容器のネックを受け入れ、およびネック上の対の雄素子と封止アタッチメントを形成するための雌ロッキング素子を有する。そのクロージャーは、第１部分に対するヒンジつきアタッチメントを有する第２部分をさらに有する。その第２部分は、第１部分における通路をふさがない開放位置および第１部分における通路をふさぐ閉止位置を有する。その第２部分は、その開放位置に対する頂部表面および底部表面を有する。その頂部表面は、第１部分における通路に嵌合し、かつ閉止位置において第２部分を選択的に保持するような寸法に作られた突起部材を有する。その第２部分は、突起部材によって定められ、頂部表面から底部表面に至る開放ベントを有して、第２部分が閉止位置にあるときに、容器内の雰囲気と容器外の雰囲気との間でそのベントを通して気体の交換が行われるようにした区域をさらに有する。そのクロージャーは、ヒンジによって第２部分に取り付けられた第３部分をさらに有する。その第３部分は、開放位置に対する上側表面および下側表面を有しており、その下側表面は、その下側表面から突出し、第３部分が閉止位置にあるときに、第２部分の底部においてベントを閉塞するプラグを有する。
【０００９】
好ましくは、第２部分におけるベントは、その第２部分の頂部表面上においてそのベントを覆うように接着された透気性膜を有し、ベントへの微生物の侵入を防ぐようにする。
【００１０】
好ましくは、ネックの内側表面は、培養容器のネック上の雄ねじに適合する雌ねじを有する。
【００１１】
ヒンジつきアタッチメントは、好ましくは、第１部分、第２部分および第３部分を成形することによって一体構造として形成した一体ヒンジであり、その一体構造は、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびポリエチレンとポリプロピレンとのコポリマーのような熱可塑性樹脂から、単一工程で、射出成形によって形成される。
【００１２】
本発明の細胞培養容器用クロージャーは、片手で選択的に開閉することができる。それによって洗浄ボトルあるいはピペットで細胞培養容器の内容物に素早くアクセスすることができる。さらに加えて、そのクロージャーは、開放および閉止することによって選択的に制御された換気および緊密な封止を行うことができる。そのクロージャーは、容易にかつ経済的に製造することができ、合成技術として細胞培養を用いることが容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、種々の形態の実施例によって満足されるが、本発明のいくつかの実施例が図面に示され、以下に説明される。ここで、この開示は、本発明の原則の例示として考慮されるべきものであり、本発明の範囲を、例示された実施例に限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求項およびその均等物によって定められるであろう。
【００１４】
図１ないし図５に示されるように、細胞培養容器２０へ選択的にアクセスし、およびその細胞培養容器を閉止するためのクロージャー１０は、口の開いた円筒状の第１部分２２を有しており、その第１部分は、頂部２４および底部２６を有し、これら頂部および底部を貫通する通路２８を有する。通路２８は、細胞培養容器２０の内部３０へのアクセスを提供する。第１部分２２は内側表面３２および外側表面３４を有する。内側表面３２は、好ましくは、容器のネック３８上の対をなす雄ロッキング素子４０を受け入れるための雌ロッキング素子３６を有する。
【００１５】
クロージャー１０は、第２部分４２をさらに有し、その第２部分は、好ましくは、第１部分２２に対するヒンジつきアタッチメントを有する。クロージャー１０は、図１に示されているような開放位置、および図２および図３に示されているような閉止位置を有し、開放位置では、第１部分２２における通路２８はふさがれておらず、閉止位置では、通路２８はふさがれている。第２部分４２は、その開放位置に対して、頂部表面４６および底部表面４８を有する。頂部表面４６は外径Ａを有する突起部材５０を有し、その外径は、好ましくは、通路２８における内径Ｂの内側において締り嵌め嵌合し、第２部分４２を図２および図３に示されている閉止位置に選択的に保持する。第２部分４２は、頂部表面４６から底部表面４８まで、開放ベント５４を備えた突起部材５０内の区域５２を有し、第２部分４２が、図３に示されるように閉止位置にあるときに、容器内の雰囲気と外部の環境との間で、ベント５４を通して、気体の交換が行われる。
【００１６】
クロージャー１０は、好ましくは、第３部分５６を有しており、その第３部分は、第２部分４２に対するヒンジつきアタッチメント５８を有する。第３部分５６は、上側表面６０および下側表面６２を有する。下側表面６２は、好ましくは、その下側表面から突出している円形プラグ６４を有する。プラグ６４は、ベント５４の内径Ｆと嵌合する寸法に作られた外径Ｅを有し、かつ図２に示されるように、部分５６が閉止位置のときに、ベント５４を閉塞する。
【００１７】
好ましくは、ベント５４は、透気性膜６６を有し、その透気性膜６６は表面５６に接着され、気体交換させながら、ベント５４を通しての微生物の通過を実質的に妨げる。大抵の細胞培養容器ネック３８はロッキング素子として雄ねじ山４０を有しているので、好ましくは、雌ロッキング素子３６はそれと対をなすねじ山であり、それによりクロージャー１０を細胞培養容器に取付け、かつその容器上に封止アタッチメントを構成する。本発明のクロージャーは、スナップ嵌め、差し込み嵌め、ねじりロックなどのような雌ロッキング素子をも有することができ、このような種類のクロージャーをもつ容器を用いることが必要であるならば、それにより本発明クロージャーを他の種類の培養容器に取付けることができるようにすることを意図している。そのクロージャーは、容器のネックと共に実質的に液密に構成する必要がある。
【００１８】
クロージャー１０は、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはポリエチレンとポリプロピレンとのコポリマーのような熱可塑性樹脂から形成されるが、それにのみ限定されるものではない。射出成形の技術において、上述のポリマーを含む、あるポリマーで形成された製品が、その製品の他の部分に対して厚さを薄くした区域を有する場合、製品が成形型から最初にとりはずされた直後、その厚さを薄くした区域において製品を屈曲することによって、一体ヒンジを形成することができることが知られている。厚さを薄くした区域における製品の直後屈曲によって、その屈曲区域内の分子を配向し、特性の劣化なしに、厚さを薄くした区域において繰り返し製品を屈曲させることができるようにする。製品が型から最初に取り外されたときに製品が屈曲しない場合、厚さを薄くした区域においてヒンジを形成する能力は失われる。その理由は、製品が屈曲されるときに、分子は配向していないからである。それゆえに、「リビング・ヒンジ、すなわち一体ヒンジ」と名づけられている。ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリエチレンとポリプロピレンとのコポリマーは、一体ヒンジを形成するのに特に好適であるが、一体ヒンジを形成するいかなる他の熱可塑性樹脂も、特定の応用に用いることができる。
【００１９】
好ましくは、ヒンジつきアタッチメント４４および５８はクロージャー１０の厚みに対して薄い厚さの部分であり、好ましくは、クロージャー１０が型から最初に取り外されたときに、クロージャー１０を厚さの薄い区域において屈曲し、それによってアタッチメントの点４４および５８において一体ヒンジを形成するようにする。
【００２０】
図４および図５を参照するに、第２部分４２は、好ましくは、第１部分２２に締り嵌めとする。突起部材５０は外径Ａを有し、第１通路２８は、内径Ｂを有する。直径Ａが直径Ｂよりも約０．００１から約０．０１インチだけ大きい場合、第２部分が閉止位置にあるときに、締り嵌めがなされる。好ましくは、突起部材５０が連続的でかつ円形であり、それによって、第２部分４２が閉止位置にあるとき、通路２８を閉止する。閉止位置における第１部分２２と第２部分４２との関係に対する、他の好ましい実施例は、突起部材５０の内径Ｄが、第１部分の頂部表面２４の外径Ｃより大きい場合である。好ましくは、頂部表面２４は円形である。ＤがＣよりも大きく、かつ第２部分４２が閉止位置にある場合、第２部分の突起部材５０は頂部表面２４の外側に嵌まり、それによって、キャップを形成しおよび通路２８をふさぐ。
【００２１】
好ましくは、ベント５４は、約０．０１から約０．２ミクロンの間の気孔寸法を有する多孔性膜であり、その多孔性膜は、培養容器の内側とチャンバとの間で気体の交換を可能にするが、その膜を通して微生物が通過するのを実質的に阻止する。微生物の通過を実質的に阻止しながら、所望の気体交換を行うことができるのに適した気孔寸法を有する適当な透気性材料としては、Ｃｅｌｇａｒｄ（商標、Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ），Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ（商標、Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．）およびＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  ＧＳ（商標、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．）を含むが、これらに限定されない。ベントの材料として用いられるいかなる材料も、クロージャーの材料に容易に取付けることができ、かつ、水溶性でなく、微生物の成長を支えるものでないことが好ましい。
【００２２】
好ましくは、第２部分４２を第３部分５６に接続するヒンジつきアタッチメント５８は、第１部分の外側表面３４を越えて外方に突出しており、ヒンジつきアタッチメント５８を用いて第２部分４２の開閉を容易にする。第３部分５６は、第３部分５６が閉止位置にあるときに、表面３４を越える突起６８を有し、第３部分５６およびベント５４の開閉を容易にするのがさらに好ましい。ヒンジつきアタッチメント５８およびヒンジつきアタッチメント４４の位置は、第２部分４２において直径の反対側にくるようになして、第２部分および第３部分が開放位置にあるときに、第１部分２２、第２部分４２、および第３部分５６は一般的に直線状に配列されるのが好ましいが、特別の用途に対しては、アタッチメント５８および４４は、第２部分４２のまわりにおいて他の関係を有していてもよい。
【００２３】
本発明のクロージャーの他の実施例が図６に示されている。特定の用途において好ましい、この他の実施例においては、図１ないし図５に示されている本発明クロージャーに、構造および機能が類似する素子がある。従って、実質的に類似する機能を実行する実質的に類似する部品は、図６中の部品を識別するのに接尾辞“ａ”が使用されている点を除けば、図１から図５の実施例のそれら部品と同一の番号がつけられている。
【００２４】
図６に示されているように、細胞培養容器への選択的なアクセスを提供し、かつその細胞培養容器を閉止するためのクロージャー１０ａは、口の開いた円柱状の第１部分２２ａを有しており、その第１部分には通路２８ａが貫通している。クロージャー１０ａは、第２部分４２ａを有しており、その第２部分は、第１部分２２ａに対するヒンジつきアタッチメント７０をさらに有する。クロージャー１０ａは、ヒンジつきアタッチメント７２によって第２部分４２ａに接続された第３部分５６ａを有している。図１ないし図５に示されている全ての機能および構造は、実質的に図６の実施例によって再現されているが、部分２２ａ、４２ａ、および５６ａは、別個の部品として個別に構成されており、それぞれ回転可能な機械的接合部を有するヒンジ７０および７２によってヒンジとして取付けられている。図示されている接合部７０および７２は、それぞれ一対の突起７４を有して、ソケットのあるヨーク７６に嵌合するピンおよびソケット・タイプのものである。機械的ヒンジの実際の形態は、本発明にとって重要ではなく、回転可能な接合部を有するいかなる簡単なヒンジであってもその要件を満たす。
【００２５】
図６の実施例によれば、種々のサイズの培養容器あるいは種々のネック構成を有する容器を適合させる取付け部品をもつ第１部分を交換することができる。さらに加えて、本発明のクロージャーは、第１部分および第２部分を接合する１つの機械的ヒンジを用い、一方で、第２部分および第３部分を一体ヒンジによって接続して製造を簡単化することで製造してもよいということが考えられる。
【００２６】
図１に示されているローラ・ボトル２０以外の培養容器に対するクロージャーの適用性が図７に示されており、ここでは、クロージャー１０は平フラスコ型容器８０上に取付けられる。
【００２７】
開放位置において第２部分４２を有する本発明クロージャーによれば、細胞培養容器に、実質的に妨害のないアクセスを行うことができる。そのクロージャーは、片手の最小限の操作で開閉することができる。開いた状態においても、クロージャーは取り付けられたままであるので、複数のボトルを取扱う場合にも、このクロージャーによればボトル間の汚染を実質的に除去する。本発明クロージャーは、さらに、培養中に容器に換気を行うことができ、しかも移動中には容器を実質的に閉止して、容器の内容物を所望の雰囲気に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】開放位置におけるクロージャーつき標準研究所細胞培養ローラ・ボトルに取付けた本発明の好適なクロージャーの分解組立斜視図である。
【図２】完全な閉止位置における図１のクロージャーの斜視図である。
【図３】ベントを開放した図１のクロージャーの斜視図である。
【図４】完全な開放位置における図１のクロージャーの頂部平面図である。
【図５】完全な開放位置における図１のクロージャーの横断面図である。
【図６】各部分を分解した、本発明のクロージャーの、他の実施例の分解頂部平面図である。
【図７】フラスコ型細胞培養容器上に用いた本発明のクロージャーの斜視図である。
【符号の説明】
１０  クロージャー
２０  細胞培養容器
２２，２２ａ  開放円筒状第１部分
２４  頂部
２６  底部
２８，２８ａ  通路
３０  内部
３２  内側表面
３４  外側表面
３６  雌ロッキング素子
３８  ネック
４０  雄ロッキング素子
４２，４２ａ  第２部分
４４  ヒンジつきアタッチメント
４６  頂部表面
４８  底部表面
５０  突起部材
５２  区域
５４  開放ベント
５６，５６ａ  第３部分
５８  ヒンジつきアタッチメント
６０  上側表面
６２  下側表面
６４  プラグ
６６  透気性膜
６８  突起
７０，７２  ヒンジ（接合部）
７４  突起
７６  ヨーク
【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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