(57)【要約】  培養装置は、培養液を収容して培養を行う培養空間が内部に形成されて且つ変形可能な材料から作製されている培養部を備える培養バッグと、培養バッグを保持するステージと、培養バッグの培養部の培養空間内で培養液が流動するように、ステージの位置姿勢を変更するステージ駆動部と、外部から断続的に押圧して培養バッグの培養部を部分的に変形させ、培養空間内にバッフル部を断続的に発生させる少なくとも１つのバッグ押圧部とを有する。
2017090757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を収容して培養を行う培養空間が内部に形成されて且つ変形可能な材料から作製されている培養部を備える培養バッグと、
培養バッグを保持するステージと、
培養バッグの培養部の培養空間内で培養液が流動するように、ステージの位置姿勢を変更するステージ駆動部と、
外部から断続的に押圧して培養バッグの培養部を部分的に変形させ、培養空間内にバッフル部を断続的に発生させる少なくとも１つのバッグ押圧部と、を有する培養装置。
【請求項２】
培養バッグの培養部の培養空間が無端状であって、
ステージ駆動部が、無端状の培養空間内で培養液が周回するようにステージの位置姿勢を変更する、請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の位置が、培養空間内の培養液の周回方向について異なる、請求項２に記載の培養装置。
【請求項４】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の位置が、培養液の周回方向と直交する培養空間の縦断面の周方向について異なる、請求項３に記載の培養装置。
【請求項５】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の縦断面周方向の位置が、培養液の周回方向に沿って周期的に異なる、請求項４に記載の培養装置。
【請求項６】
複数のバッグ押圧部それぞれが、長手方向を備えて培養バッグの培養部と当接する押圧面を備え、
複数のバッグ押圧部それぞれが、培養液の周回方向に対する押圧面の長手方向の向きについて異なるように配置されている、請求項３から５のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項７】
複数のバッグ押圧部の押圧面の長手方向の向きが、培養液の周回方向に沿って周期的に異なる、請求項６に記載の培養装置。
【請求項８】
複数のバッグ押圧部それぞれが、培養部に当接して培養空間の縦断面形状を所定の形状に成形する成形面を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項９】
複数のバッグ押圧部が、流体の供給を受けて膨張する複数の膨張バッグである、請求項１から５のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項１０】
複数の膨張バッグが、培養バッグに設けられている、請求項９に記載の培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養バッグを用いて微生物や動植物細胞などを培養する培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微生物や動植物細胞などの培養のために、使い捨ての培養バッグが使用されている。培養バッグは、例えば特許文献１に記載するように、袋体であって、その内部に培養対象（例えば細胞）が一定の濃度（数）で懸濁された培養液が収容される。また、培養バッグは、酸素や二酸化炭素などの濃度が管理された混合ガスを内部に供給するためのポート、培養液を供給するまたは回収するためのポート、サンプルを取得するためのポートなどを備える。このような培養バッグは、エラストマー材料から構成されており、使用中、混合ガスの圧力によって規定の形状に維持されている。【０００３】
また、このような培養バッグは、培養を促進するために、例えば細胞の増殖を促進するために、その位置姿勢が周期的に変更される。例えば、特許文献１に記載された培養バッグは、揺動軸を中心として揺動するステージ上に固定される。培養バッグの揺動条件である揺動ストローク、揺動角度、および揺動速度によって培養液に取り込まれる混合ガスの量、例えば溶存酸素量が決まる。その揺動条件は、培養対象（例えば細胞）の性質によって決定される。【０００４】
これにより、培養液が流動してその液面に波が発生し、その液面（気液の界面）の面積が増加する。また、発生した培養壁の波が培養バッグの内壁面に衝突することによって破波される。その結果、積極的に混合ガスが培養液内に取り込まれる。また、培養液が撹拌され、取り込まれたガスが培養液全体に行きわたる。その結果、培養液内の細胞の増殖が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表第２０１０−５４０２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載するように、揺動する培養バッグ内で培養液を流動させつつ培養を行う場合、その内部の培養液は全体的に撹拌されるのが好ましい。培養液を撹拌すると、その培養液内に取り込まれる混合ガスの量が増加し、また、その取り込まれた混合ガスが培養液全体に行きわたる。それにより、培養が促進される（例えば細胞の増殖速度が向上する）。さらに、培養対象の凝集が抑制されるため、凝集による培養対象へのダメージが抑制される。さらにまた、培養対象が細胞の場合、その老廃物が流される（培養液内に希釈される）。【０００７】
ただし、培養液の撹拌が過ぎると次の問題が生じうる。【０００８】
例えば、過度な撹拌によって培養液内の流速差が大きくなり、シェアストレスが生じる。そのシェアストレスが大きいと、細胞がダメージを受ける。【０００９】
また、例えば過度な撹拌によって大きな培養液の波が発生する。この大きな培養液の波が培養バッグの内壁面に衝突して破波すると泡が発生する。その泡が破裂すると、それによって生じた衝撃によって泡周辺の細胞がダメージを受け、場合によっては細胞死が引き起こされることがある。また、泡が凝集して大きな泡（泡沫）を形成し、その大きな泡によって培養液への混合ガスの溶解が阻害されることがある。【００１０】
さらに、大きな培養液の波が培養バッグの内壁面に衝突して培養液の流れ方向が急激に変化すると、細胞にダメージを与える大きなシェアストレスが生じる。【００１１】
したがって、培養液の撹拌が過ぎると、培養対象（例えば細胞）にダメージを与えうる。【００１２】
そこで、本発明は、培養バッグ内で培養液を流動させつつ行う培養において、培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養液を撹拌することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
培養液を収容して培養を行う培養空間が内部に形成されて且つ変形可能な材料から作製されている培養部を備える培養バッグと、
培養バッグを保持するステージと、
培養バッグの培養部の培養空間内で培養液が流動するように、ステージの位置姿勢を変更するステージ駆動部と、
外部から断続的に押圧して培養バッグの培養部を部分的に変形させ、培養空間内にバッフル部を断続的に発生させる少なくとも１つのバッグ押圧部と、を有する培養装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、培養バッグ内で培養液を流動させつつ行う培養において、培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養液を撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る培養装置の概略的斜視図
【図２】本発明の一実施の形態に係る培養装置に使用される培養バッグの概略的斜視図
【図３】培養バッグの上面図
【図４】図３のＹｂ軸に沿った縦断面図
【図５】図３のＸｂ軸に沿った縦断面図
【図６】培養バッグを保持した状態のトレイの上面図
【図７】図６のＹｂ軸に沿った縦断面図
【図８】環状の培養空間内で培養液を周回させるための一例の制御を示すタイムチャート図
【図９】図６のＡ−Ａ線に沿った縦断面図
【図１０】培養空間にバッフル部およびオリフィス部を発生させる複数のバッグ押圧部を示す図
【図１１】培養装置の制御系を示すブロック図
【図１２】別の実施の形態に係る培養装置における複数のバッグ押圧部を示す図
【図１３】さらに別の実施の形態に係る培養装置における複数のバッグ押圧部を示す上面図
【図１４】図１３に示すバッグ押圧部を示す側面図
【図１５】バッグ押圧部の変形例を示す図
【図１６】培養バッグが取り付けられた状態の異なる実施の形態に係る培養装置のトレイの上面図
【図１７】図１６のＸｂ軸に沿った断面図
【図１８】さらに異なる実施の形態に係る培養装置の培養バッグの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一態様の培養装置は、培養液を収容して培養を行う培養空間が内部に形成されて且つ変形可能な材料から作製されている培養部を備える培養バッグと、培養バッグを保持するステージと、培養バッグの培養部の培養空間内で培養液が流動するように、ステージの位置姿勢を変更するステージ駆動部と、外部から断続的に押圧して培養バッグの培養部を部分的に変形させ、培養空間内にバッフル部を断続的に発生させる少なくとも１つのバッグ押圧部と、を有する。
【００１７】
この態様によれば、培養バッグの位置姿勢の変化によって培養空間内で培養液が流動し、その流動する培養液はバッフル部によって断続的に撹拌される。その結果、培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養液を全体的に撹拌することができる。
【００１８】
培養バッグの培養部の培養空間が無端状であって、ステージ駆動部が、無端状の培養空間内で培養液が周回するようにステージの位置姿勢を変更してもよい。これにより、培養液は周回することができ、その結果として、培養対象にダメージを与えうる泡やシェアストレスを生む培養液ＣＦの波の発生が抑制される。
【００１９】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の位置が、培養空間内の培養液の周回方向について異なっていてもよい。これにより、培養液全体をより撹拌することができる。
【００２０】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の位置が、培養液の周回方向と直交する培養空間の縦断面の周方向について異なってもよい。これにより、培養液をさらに撹拌することができる。
【００２１】
複数のバッグ押圧部それぞれが押圧する培養バッグの培養部上の縦断面周方向の位置が、培養液の周回方向に沿って周期的に異なってもよい。これにより、培養空間内にヘリカル状の培養液の流れを形成することができる。その結果、培養液は、淀みの発生が抑制されつつ撹拌される。淀みの発生を抑制することにより、淀みでの培養対象の凝集を抑制することができ、その結果として培養対象へのダメージを抑制することができる。
【００２２】
複数のバッグ押圧部それぞれが、長手方向を備えて培養バッグの培養部と当接する押圧面を備え、複数のバッグ押圧部それぞれが、培養液の周回方向に対する押圧面の長手方向の向きについて異なるように配置されてもよい。これにより、培養液をさらに撹拌することができる。
【００２３】
複数のバッグ押圧部の押圧面の長手方向の向きが、培養液の周回方向に沿って周期的に異なってもよい。これにより培養空間内にヘリカル状の培養液の流れを形成することができる。その結果、培養液は、淀みの発生が抑制されつつ撹拌される。淀みの発生を抑制することにより、淀みでの培養対象の凝集を抑制することができ、その結果として培養対象へのダメージを抑制することができる。
【００２４】
複数のバッグ押圧部それぞれが、培養部に当接して培養空間の縦断面形状を所定の形状に成形する成形面を備えてもよい。これにより、所望の形状に培養空間の縦断面形状を成形することができる。その結果、培養液を所望に撹拌することができる。
【００２５】
複数のバッグ押圧部が、流体の供給を受けて膨張する複数の膨張バッグであってもよい。
【００２６】
複数の膨張バッグが、培養バッグに設けられてもよい。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る培養装置を概略的に示している。なお、図面においてＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系が示されているが、これは発明の実施の形態の理解を容易にするためのものであって発明を限定するものではない。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向であって、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態に係る培養装置は、簡単に言えば、培養バッグの培養空間内で培養液が流動するように該培養バッグの位置姿勢を変更しつつ、培養液を撹拌するように構成されている。以下、その詳細について説明する。
【００３０】
図１に示す培養装置１０は、培養バッグ１００内での培養を促進するために、その培養バッグ１００の位置姿勢を変更するための装置である。まず、培養バッグ１００について説明する。
【００３１】
図２は、培養バッグ１００の概略的な斜視図である。図３は、培養バッグ１００の上面図である。図４は、図３のＹｂ軸に沿った断面図である。図５は、図３のＸｂ軸に沿った断面図である。
【００３２】
図２に示すように、培養バッグ１００は、その内部で培養液を用いて微生物や細胞の培養が行われる袋体である。培養バッグ１００はまた、シングルユースを考慮して、廃棄時に圧縮することができるように、ポリエチレンなどの変形可能な材料から作製されている。
【００３３】
培養バッグ１００は、培養対象（例えば細胞）が一定の濃度（数）で懸濁された培養液を収容して微生物や細胞の培養を行うための培養部１０２と、培養部１０２を保持するシート状のブラケット部１０４とを有する。
【００３４】
培養バッグ１００の培養部１０２は、図３に示すように、エラストマー材料などの変形可能な材料から作製され、また、培養液を収容して培養を行う培養空間１０６を備えている。本実施の形態の場合、培養空間１０６は、培養液が周回可能な無端状の周回空間であって、環状、さらに言えば円形の縦断面を備える円環状（ドーナツ状）の空間である。
【００３５】
なお、ここで、環状の培養空間１０６について、いくつかの用語を定義する。まず、周回空間である環状の培養空間１０６の周回方向をＲ１と定義する。この周回方向Ｒ１を含む平面と直交する軸を、第３のバッグ軸Ｚｂと定義する。そして、周回方向Ｒ１を含む平面に含まれ、第３のバッグ軸Ｚｂと直交し、且つ、互いに直交し合う軸を、第１および第２のバッグ軸Ｘｂ、Ｙｂと定義する。また、周回方向Ｒ１と直交する培養空間１０６の縦断面の周方向を縦断面周方向Ｒ２と定義する。
【００３６】
さらに、本実施の形態の場合、培養空間１０６は円環状であるため、第３のバッグ軸Ｚｂを、その円環形状の中心を通過する中心軸とする。また、第１および第２のバッグ軸Ｘｂ、Ｙｂ軸に沿ってシート状のブラケット部１０４は展開している。
【００３７】
培養バッグ１００の培養部１０２を保持するブラケット部１０４は、培養バッグ１００を培養装置１０に取り付けるためのブラケットとして機能する。
【００３８】
なお、本実施の形態の場合、図２に示すように、培養部１０２は、ブラケット部１０４を貫通するように該ブラケット部１０４に設けられている。すなわち、培養部１０２は、ブラケット部１０４によって上半分１０２ａ（培養装置１０に取り付けられた状態のときに上側に位置する部分）と下半分１０２ｂとに分かれている。ただし、培養部１０２の培養空間１０６は、ブラケット部１０４を貫通している。
【００３９】
また、本実施の形態の場合、培養バッグ１００の培養部１０２には、複数のポート（ホース）１０８、１１０、１１２、１１４、および１１６が設けられている。
【００４０】
複数のポート１０８、１１０、１１２、１１４、および１１６それぞれは、培養部１０２の培養空間１０６内に連通している。
【００４１】
培養液ポート１０８は、培養液ＣＦを培養部１０２の培養空間１０６に対して供給するおよび培養液ＣＦを培養空間１０６から回収するときに使用されるポートである。培養液ポート１０８は、培養部１０２の上半分１０２ａに設けられている。
【００４２】
サンプリングポート１１０は、培養部１０２の培養空間１０６内で培養されている微生物や細胞のサンプルを取得するために使用される。このポート１１０を介して、培養バッグ１００から培養液（例えば細胞の懸濁液）を指定量採取することができる。この採取した懸濁液を顕微鏡等で観察することにより、培養の進行具合を知ることができる。例えば、顕微鏡を介して細胞の数をカウントすることにより、細胞の成長度合いを測定することができる。なお、サンプリングポート１１０は、例えばバルブ付きルアーロックコネクタなどを含むポートである。サンプリングポート１１０は、培養部１０２の下半分１０２ｂから延在してブラケット部１０４で開口している。
【００４３】
第１のガス供給ポート１１２は、培養部１０２の培養空間１０６内に培養に必要な酸素や二酸化炭素などの混合ガスを供給するために使用されるポートである。ガス供給ポート１１２は、培養部１０２の下半分１０２ｂから延在している。
【００４４】
排気ポート１１４は、培養部１０２の培養空間１０６内を排気するまたはその排気によって培養空間１０６内の圧力を調節するために使用されるポートである。排気ポート１１４は、培養部１０２の上半分１０２ａから延在している。
【００４５】
そして、第２のガス供給ポート１１６は、第１のガス供給ポート１１２と同様に、培養部１０２の培養空間１０６内に培養に必要な酸素や二酸化炭素などの混合ガスを供給するために使用されるポートである。第２のガス供給ポート１１６は、培養部１０２の上半分１０２ａから延在している。また、詳細は後述するが、本実施の形態の場合、第２のガス供給ポート１１６がメインに使用され、第１のガス供給ポート１１２が補助的に使用される。
【００４６】
なお、これらの複数のポート１０８、１１０、１１２、１１４、および１１６が設けられている培養部１０２上の周回方向Ｒ１の位置および縦断面周方向Ｒ２の位置は、培養バッグ１００の用途（培養の種類）によって変更されてもよい。また、第１および第２のガス供給ポート１１２、１１６および排気ポート１１４には、培養バッグ１００の培養空間１０６内への異物進入を抑制するためのフィルタが設けられている。
【００４７】
本実施の形態の場合、培養バッグ１００は、図６に示すように、トレイ１２に固定された状態で、培養装置１０に取り付けられる。
【００４８】
図６に示すＹｂ軸に沿った断面を示す図７に示すように、トレイ１２には、培養バッグ１００の培養部１０２の培養空間１０６内の温度を調節するためのヒータ１６が設けられている。
【００４９】
図１に示すように、培養装置１０は、トレイ１２が固定状態で載置されるステージ１８を備える。
【００５０】
また、培養装置１０は、ステージ１８の位置姿勢を変更する（ステージ１８を駆動する）、すなわちステージ１８に載置されたトレイ１２上の培養バッグ１００の位置姿勢を変更するために、複数のモータ２０、２２、２４と、複数のアクチュエータ２６、２８とを有する。
【００５１】
モータ２０は、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００を、その培養バッグ１００の第１のバッグ軸Ｘｂを中心として揺動させるモータである。
【００５２】
モータ２２は、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００を、その培養バッグ１００の第２のバッグ軸Ｙｂを中心として揺動させるモータである。
【００５３】
モータ２４は、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００を、その培養バッグ１００の第３のバッグ軸Ｚｂを中心として揺動させるモータである。
【００５４】
なお、ステージ１８は、第１〜第３のバッグ軸Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂを中心としてステージ１８上にトレイ１２を介して載置されている培養バッグ１００が揺動できるように、培養装置１０に搭載されている。
【００５５】
アクチュエータ２６は、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００を、Ｘ軸方向（水平方向）に平行移動させるアクチュエータである。
【００５６】
アクチュエータ２８は、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００を、Ｙ軸方向（水平方向）に平行移動させるアクチュエータである。
【００５７】
これらのモータ２０、２２、２４およびアクチュエータ２６、２８により、トレイ１２を介してステージ１８に固定された培養バッグ１００は、その位置姿勢が変更される。それにより、培養バッグ１００の培養部１０２の培養空間１０６内の培養液ＣＦが、その培養空間１０６内で流動される。本実施の形態の場合、円環状の培養空間１０６内を、その周回方向Ｒ１に培養液ＣＦが周回するように、培養バッグ１００の位置姿勢が変更される。
【００５８】
例えば、図８は、培養バッグ１００の円環状の培養空間１０６内で培養液ＣＦを周回させ続けるための一例の制御を示すタイムチャート図である。
【００５９】
図中において、θｘは、図１に示すように、モータ２２によって生じる培養バッグ１００の第１のバッグ軸Ｘｂを中心とする培養バッグ１００の回転角度である。θｙは、モータ２０によって生じる第２のバッグ軸Ｙｂを中心とする培養バッグ１００の回転角度である。θｚは、モータ２４によって生じる第３のバッグ軸Ｚｂを中心とする培養バッグ１００の回転角度である。なお、θｘ＝θｙ＝θｚ＝０のとき、第１のバッグ軸Ｘｂは水平に延在し（Ｘ軸に平行であって）、第２のバッグ軸Ｙｂは水平に延在し（Ｙ軸に平行であって）、第３のバッグ軸Ｚｂは鉛直方向に延在する（Ｚ軸に平行である）。
【００６０】
また、図において、Ｐｘは培養バッグ１００のＸ軸方向の位置であり、Ｐｙは培養バッグ１００のＹ軸方向の位置である。
【００６１】
なお、θｘ＝θｙ＝θｚ＝Ｐｘ＝Ｐｙ＝０のとき、ステージ１８、すなわちステージ１８上の培養バッグ１００は初期位置に存在する。
【００６２】
図８に示す例においては、培養バッグ１００を第１のバッグ軸Ｘｂを中心として揺動させるモータ２０と第２のバッグ軸Ｙｂを中心として揺動させるモータ２２のみが、培養バッグ１００の円環状の培養空間１０６内で培養液ＣＦを周回させるために使用される。すなわち、回転角度θｘ、θｙが周期的に変化し、回転角度θｚ、Ｘ軸方向位置Ｐｘ、およびＹ軸方向位置Ｐｙがゼロ（原点）に維持される。
【００６３】
回転角度θｘ、θｙの変化の周期が同一且つ同位相であるため、且つ、それらの振幅Ａ（θｘ）、Ａ（θｙ）が異なるため、円環状の培養空間１０６内を周回方向Ｒ１の一方側に略一定の速度で培養液ＣＦは周回する。なお、培養を促進するために意図的に乱流を発生させる場合、それぞれの周期Ｔを異ならせてもよい。また、それぞれの振幅Ａ（θｘ）、Ａ（θｙ）を異ならせてもよい。
【００６４】
なお、培養液ＣＦが周回することにより（流れ方向が周回方向Ｒ１に規制されることにより）、流れ方向が無秩序に変化する場合に比べて、培養空間１０６の内壁面と培養液ＣＦの波との衝突が抑制される。具体的には、培養液ＣＦの流れ方向が急激に変化する（例えば流れ方向が逆転する）衝突の発生が抑制される。それにより、培養対象（例えば細胞）にダメージを与えうる程度の泡やシェアストレスの発生が抑制される。
【００６５】
また、培養液ＣＦが周回することにより（流れ方向が周回方向Ｒ１に規制されることにより）、流れ方向が無秩序に変化する場合に比べて、発生する培養液ＣＦの波も小さい。すなわち、培養対象（例えば細胞）にダメージを与えうる程度の泡やシェアストレスを生む程度の大きさの培養液の波の発生が抑制される。
【００６６】
さらに、培養液ＣＦが流れる円環状の培養空間１０６が培養液ＣＦが周回可能な無端状の周回空間であるために、培養液ＣＦ内において流速が略ゼロの領域（いわゆる淀み）の発生が抑制される。そのため、流速が略ゼロの領域に培養対象が凝集することが抑制される。その結果、培養対象へのダメージが抑制される。
【００６７】
なお、本願においては、「培養液が周回可能な無端状の周回空間」は、培養液が周回可能であって、且つ、その周回中心への培養液の移動を規制する内面（例えば図３に示す円環状の培養空間１０６の中心側内周面）を備える空間を意味する。また、本実施の形態の円環状の空間に代わって、培養空間は、例えば、立体交差する「８」の字形状などの三次元的な形状の空間であってもよい。
【００６８】
また、図６に示すように、培養装置１０は、培養バッグ１００の培養空間１０６内の培養液ＣＦを撹拌するための複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６を備える。具体的には、本実施の形態の場合、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は、トレイ１２に搭載されている。
【００６９】
図９は、図６のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、バッグ押圧部３０を示している。また、図１０は、円環状の培養空間１０６の周回方向Ｒ１に沿って且つ径方向Ｄ（図３参照）に直交する培養部１０２の断面図である。なお、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は、同様の構成であるため、バッグ押圧部３０を中心に説明を行う。
【００７０】
図６に示すように、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は、環状の培養空間１０６の周回方向Ｒ１の異なる位置に配置されている。具体的には、周回方向Ｒ１について等間隔に、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は配置されている。
【００７１】
図９に示すように、バッグ押圧部３０は、培養バッグ１００の培養部１０２を第３のバッグ軸Ｚｂ方向に挟んで該培養部１０２を変形させる一対のバッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂを備える。バッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂそれぞれは、トレイ１２に固定された状態の培養バッグ１００の第３のバッグ軸Ｚｂ方向に移動可能であって、外部から断続的に押圧して培養バッグ１００の培養部１０２を部分的に培養空間１０６内に向かって変形させる。本実施の形態の場合、バッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂは、第３のバッグ軸Ｚｂ方向に対向し合うため、培養バッグ１００の培養部１０２を挟持して変形させる。また、バッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂは、例えばシリンダ、アクチュエータなどの駆動源（図示せず）により、培養バッグ１００の培養部１０２に対して進退可能に駆動される。それにより、図１０に示すように、培養空間１０６の内周面から突出する凸部であるバッフル部１０６ａを断続的に発生させる。
【００７２】
図１０に示すように、第３のバッグ軸Ｚｂ方向に対向し合うバッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂそれぞれが培養バッグ１００の培養部１０２を断続的に押圧してバッフル部１０６ａを断続的に発生させることにより、そのバッフル部１０６ａの間にオリフィス部１０６ｂが形成される。これらのバッフル部１０６ａやオリフィス部１０６ｂにより、上述するようにモータ２０、２２、２４およびアクチュエータ２６、２８によって形成された培養液ＣＦの周回方向Ｒ１の流れが、局所的に断続的に変化される。具体的には、第３のバッグ軸Ｚｂ方向に突出するバッフル部１０６ａに沿った、第３のバッグ軸Ｚｂの成分を持つ流れが発生する。また、オリフィス部１０６ｂを通過するときに培養液ＣＦの速度（圧力）が上昇する。その結果、バッフル部１０６ａやオリフィス部１０６ｂがない場合に比べて、培養空間１０６内の培養液ＣＦがより撹拌される。
【００７３】
図１０に示すように、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６が周回方向Ｒ１について異なる位置に配置されているため、これらによって発生される複数のバッフル部１０６ａやオリフィス部１０６ｂも周回方向Ｒ１の位置について異なる。これにより、ステージ１８の位置姿勢の変化によって形成される培養液ＣＦの流れは、その方向や速度が断続的に変化される。その結果、培養空間１０６全体にわたって、培養液ＣＦが撹拌される。
【００７４】
なお、バッフル部１０６ａは断続的に発生される。すなわち、常にバッフル部１０６ａが培養空間１０６内に一定の大きさで存在し続けるわけではない。説明すると、バッフル部１０６ａが培養空間１０６内に一定の大きさで存在し続けると、そのバッフル部１０６ａに培養液ＣＦの流れが継続的に衝突し、それにより泡やシェアストレスが継続的に発生しうる。その結果、泡やシェアストレスによって培養対象（例えば細胞）がダメージを受け、それにより培養対象の培養が阻害されうる（例えば細胞の増殖が阻害されうる）。その対処として、本発明の実施の形態に係るバッフル部１０６ａは、断続的に発生される、すなわち発生と消滅（完全な消滅または部分的な消滅）を繰り返す。これにより、培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養空間１０６の培養液ＣＦの流れが断続的に変化し、それにより培養液ＣＦが断続的に撹拌される。
【００７５】
また、図１０では、全てのバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６が培養部１０２を押圧して培養空間１０６内にバッフル部１０６ａを同時に発生させているが、これに限らない。例えば、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６それぞれがバッフル部１０６ａを発生させるタイミングは異なっていてもよい。例えば、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６それぞれが、順番に且つ所定の時間をあけてバッフル部１０６ａを発生させてもよい。また例えば、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６それぞれがランダムにバッフル部１０６ａを発生させてもよい。
【００７６】
さらに、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６のバッグ押圧バー３０Ａ、３２Ａ、３４Ａ、３６Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３４Ｂ、および３６Ｂそれぞれの培養部１０２に対する押圧ストローク（培養空間１０６の内面からのバッフル部１０６ａの突出高さ）や押圧速度は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、バッグ押圧部３０および３４が第１の突出高さのバッフル部１０６ａを発生させ、バッグ押圧部３２および３６が第１の突出高さと異なる第２の突出高さのバッフル部１０６ａを発生させてもよい。これにより、流路面積が異なるオリフィス部１０６ｂが交互に形成され、周回方向Ｒ１について流速（圧力）の違いが生じる。その流速差によって乱流が生じ、その結果、培養液ＣＦがより撹拌される。
【００７７】
このように、複数のバッフル部１０６ａの発生の形態は、様々に変更可能であって、それにより、培養の種類に応じて、またその培養の進行具合に応じて適切に変更することができる。
【００７８】
図１１は、培養バッグ１００の円環状の培養空間１０６内をその周回方向Ｒ１に培養液ＣＦが周回する状態で、その培養液ＣＦを用いて培養を実行するための培養装置１０の制御系を示すブロック図である。
【００７９】
図１１に示すように、培養装置１０は、培養バッグ１００の排気ポート１１４に接続されるベント弁５０、第１のガス供給ポート１１２に接続される流量調節弁５２、および第２のガス供給ポート１１６に接続される流量調節弁５４を有する。
【００８０】
ベント弁５０は、培養バッグ１００の培養空間１０６から外部に排気することによって培養空間１０６内の圧力を調節するための弁である。そのために、ベント弁５０は、培養バッグ１００の排気ポート１１４と外気との間に配置されている。このベント弁５０の開度を調節することにより、培養空間１０６の圧力が調節される。
【００８１】
流量調節弁５２、５４は、培養バッグ１００の培養空間１０６に供給される酸素と二酸化炭素の混合ガスの量を調節するための弁である。流量調節弁５２は培養バッグ１００の第１のガス供給ポート１１２に接続され、流量調節弁５４は第２のガス供給ポート１１６に接続されている。
【００８２】
流量調節弁５２、５４は、開閉弁５７、５８および流量調節弁５９、６０を介して酸素源（例えば酸素ボンベ）６１と二酸化炭素源（例えば二酸化炭素ボンベ）６２に接続されている。
【００８３】
具体的には、流量調節弁５２は、開閉弁５７を介して圧縮空気源（例えばエアボンベ）６３に接続されている。また、流量調節弁５４は、開閉弁５８を介して圧縮空気源６３に接続されている。さらに、酸素源６１が、流量調節弁５９を介して、開閉弁５７、５８と圧縮空気源６３との間に接続されている。そして、二酸化炭素源６２が、流量調節弁６０を介して、開閉弁５７、５８と圧縮空気源６３との間に接続されている。
【００８４】
酸素源６１からの酸素と二酸化炭素源６２からの二酸化炭素は、圧縮空気源６３からの圧縮空気に同伴されて互いに混合される。その圧縮空気に同伴する混合ガスは、流量調節弁５４のみまたは流量調節弁５２、５４の両方に、すなわち第２のガス供給ポート１１６のみまたは第１および第２のガス供給ポート１１２、１１６の両方に送られる。混合ガスにおける酸素量と二酸化炭素量は、流量調節弁５９、６０の開度を変更することによって調節される。また、開閉弁５７、５８の選択的な開閉により、流量調節弁５４のみを介して第２のガス供給ポート１１６のみに、または流量調節弁５４、５６の両方を介して第１および第２のガス供給ポート１１２、１１６の両方に対して、混合ガスが供給される。さらに、流量調節弁５２、５４それぞれの開度を変更することによって第１および第２のガス供給ポート１１２、１１６への混合ガスの供給量が調節される。
【００８５】
これにより、第２のガス供給ポート１１６を介して酸素と二酸化炭素が培養バッグ１００の培養空間１０６に供給され、流量調節弁５４、５９、および６０によって培養空間１０６に供給される酸素量、すなわち培養液ＣＦ内の酸素濃度が調節されるとともに、培養空間に供給される二酸化炭素量、すなわち培養液ＣＦのｐＨ値が調節される。また、圧縮空気により、培養バッグ１００の培養部１０２（培養空間１０６）の形状が略一定の形状に維持される。
【００８６】
培養液ＣＦ内の酸素濃度やｐＨ値が設定値に比べて低下すると、開閉弁５７が開き、第１のガス供給ポート１１２を介して培養バッグ１００の培養空間１０６に、酸素と二酸化炭素の混合ガスが追加的に供給される。このように、培養バッグ１００の培養空間１０６に混合ガスを供給するためのポート（本実施の形態の場合、第１および第２のガス供給ポート１１２、１１６）を複数備えることにより、培養液ＣＦの酸素濃度やｐＨ値を細かく制御することができる。
【００８７】
なお、培養バッグ１００の培養空間１０６が培養液ＣＦで充満される場合、第２のガス供給ポート１１６および排気ポート１１４は使用されない。
【００８８】
培養装置１０はまた、モータ２０、２２、２４およびアクチュエータ２６、２８を制御してステージ１８の位置姿勢を変更する、すなわち培養バッグ１００の挙動を制御するモーションコントローラ６６を有する。モーションコントローラ６６は、培養バッグ１００の環状の培養空間１０６内で培養液ＣＦが周回するようにモータ２０、２２、２４およびアクチュエータ２６、２８を駆動させるための電力をこれらに供給する、例えば回路基板などである。
【００８９】
また、培養装置１０は、培養中の培養液ＣＦの状態をモニタリングするために、ｐＨセンサ６８、温度センサ７０、および溶存酸素センサ７２を有する。ｐＨセンサ６８は培養空間１０６内の溶媒液ＣＦのｐＨ値を検出し、温度センサ７０は溶媒液ＣＦの温度を検出し、溶存酸素センサ７２は溶媒液ＣＦの酸素濃度を検出する。
【００９０】
培養中の培養液ＣＦの状態、すなわちｐＨセンサ６８、温度センサ７０、および溶存酸素センサ７２の検出結果に基づいて、ベント弁５０と、流量調節弁５２、５４、５９、および６０と、開閉弁５７および５８と、ヒータ１６とを制御するための制御ボックス７４を、培養装置１０は有する。制御ボックス７４は、複数の弁５０、５２、５４、および５７〜６０を制御するバルブ制御部７６と、ｐＨセンサ６８、温度センサ７０、および溶存酸素センサ７２の検出値を取得するセンサ管理部７８と、ヒータ１６を制御する温度制御部８０と、バッフル発生部８２とを有する。
【００９１】
まず、制御ボックス７４のセンサ管理部７８は、ｐＨセンサ６８、温度センサ７０、および溶存酸素センサ７２それぞれに接続され、ｐＨセンサ６８によって検出された培養液ＣＦのｐＨ値、温度センサ７０によって検出された培養液ＣＦの温度、および溶存酸素センサ７２によって検出された溶媒液ＣＦの酸素濃度を、定期的に取得する。
【００９２】
バルブ制御部７６は、センサ管理部７８によって取得される溶媒液ＣＦのｐＨ値と酸素濃度それぞれが設定値で維持されるように、複数の弁５０、５２、５４、および５７〜６０を制御する。温度制御部８０は、センサ管理部７８によって取得される溶媒液ＣＦの温度が設定値で維持されるように、ヒータ１６を制御する。
【００９３】
バッフル発生部８２は、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６（そのバッグ押圧バー３０Ａ、３２Ａ、３４Ａ、３６Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３２Ｂ、および３６Ｂを駆動する、例えばアクチュエータなどの駆動源）それぞれに接続され、ユーザによって設定されたバッフル発生パターンに基づいて複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６を制御する。このバッフル発生パターンは、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６が発生させるバッフル部１０６ａの発生および消失タイミング、発生および消失速度、その高さ（すなわち、バッグ押圧バーの進退のタイミング、進退速度、押圧ストローク）などである。
【００９４】
これらのバルブ制御部７６、センサ管理部７８、および温度制御部８０により、ユーザによって設定された培養環境（培養液ＣＦのｐＨ値、温度、および酸素濃度）が維持される。なお、バルブ制御部７６、センサ管理部７８、温度制御部８０、およびバッフル発生部８２は、複数の弁５０、５２、５４、および５７〜６０それぞれに制御信号（電流）を出力することができ、ｐＨセンサ６８、温度センサ７０、および溶存酸素センサ７２からの検出信号（電流）を受け取ることができ、また、ヒータ１６に駆動電力を供給することができ、さらに、バッグ押圧部３０、３２、３４、および３６（バッグ押圧バーの駆動源）に制御信号を出力することができる、例えば回路基板などである。
【００９５】
また、培養装置１０は、ユーザが培養条件を設定するための制御ユニット８４を有する。制御ユニット８４は、例えばコンピュータであって、ユーザが所望する培養条件を入力するための例えばマウスやキーボードなどの入力デバイス８６と、培養条件や培養中の状態をユーザが確認するためのディスプレイなどの出力デバイス８８とを有する。制御ユニット８４は、入力デバイス８６を介してユーザによって設定された培養バッグ１００の位置姿勢の変化（挙動）を、モーションコントローラ６６に実行させる。また、入力デバイス８６を介してユーザによって設定された培養条件（培養液ＣＦのｐＨ値、温度、酸素濃度、およびバッフル発生パターン）を維持するように、制御ボックス７４に指令する。
【００９６】
以上のような本実施の形態によれば、培養バッグ１００内で培養液ＣＦを流動させつつ行う培養において、培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養液ＣＦを撹拌することができる。
【００９７】
具体的には、図９に示すように、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６が培養空間１０６内に複数のバッフル部１０６ａを断続的に発生させる。そのバッフル部１０６ａにより、培養液ＣＦが断続的に撹拌される。そのため、バッフル部１０６ａが存在し続ける場合に比べて、バッフル部１０６ａに培養液ＣＦの流れが衝突することによって生じる泡やシェアストレスの発生を抑制することができる。その結果、泡やシェアストレスによる培養対象へのダメージを抑制することができる。
【００９８】
また、本実施の形態のバッフル部１０６ａは、培養バッグ１００の培養部１０２を外部から押圧することによって培養空間１０６内に発生するので、必然的に丸みをおびた形状になる。したがって、培養液を回転撹拌するインペラのように鋭利ではないため、インペラによるシェアストレスに比べて、バッフル部１０６ａによって発生するシェアストレスは小さい。また、インペラの場合には局所的に大きいシェアストレスが発生するが、バッフル部１０６ａの場合には分散的に小さいシェアストレスが発生する。したがって、このバッフル部１０６ａの形状的な特徴によっても、培養対象へのダメージが抑制される。
【００９９】
さらに、本実施の形態の場合、図３に示すように、培養液ＣＦを収容して培養を行う培養空間１０６が円環状の空間であるために、培養液ＣＦは周回することができる。そのため、上述したように、培養対象にダメージを与えうる泡やシェアストレスを生む培養液ＣＦの波の発生が抑制される。
【０１００】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
【０１０１】
例えば、上述の実施の形態の場合、図１０に示すように、複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は、全て同一の方向（第３のバッグ軸Ｚｂ方向）に培養バッグ１００の培養部１０２を押圧している。すなわち、それらの一対のバッグ押圧バー３０Ａ〜３６Ａ、３０Ｂ〜３６Ｂの培養部１０２に対する挟持方向が同一の方向である。しかし、本発明の実施の形態は、これに限らない。
【０１０２】
例えば、図１２は、別の実施の形態に係る培養装置における複数のバッグ押圧部を示している。
【０１０３】
図１２に示す実施の形態の培養装置の場合、複数のバッグ押圧部１３０〜１３６は、図９に示す上述の実施の形態の複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６と同様に、円環状の培養空間１０６の周回方向Ｒ１の位置について異なる。しかし、上述の実施の形態の複数のバッグ押圧部３０、３２、３４、および３６と異なり、図１２に示す複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６それぞれが押圧する培養バッグ１００の培養部１０２上の位置が、培養空間１０６の縦断面周方向Ｒ２について異なる。すなわち、複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６それぞれは、培養バッグ１００の培養部１０２の挟持方向（押圧方向）について異なる。
【０１０４】
複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６のバッグ押圧バー１３０Ａ、１３２Ａ、１３４Ａ、１３６Ａ、１３０Ｂ、１３２Ｂ、１３４Ｂ、および１３６Ｂの押圧ストロークが同一である場合、図１２に示すように、略同一形状の複数のオリフィス部１０６ｂが周回方向Ｒ１の異なる位置に形成される。しかし、複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６の培養バッグ１００の培養部１０２に対する挟持方向が異なるために、複数のオリフィス部１０６ｂは、それぞれ異なる姿勢をとる（その長手方向の向きが異なる）。
【０１０５】
また、図１２に示すように、複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６それぞれが押圧する培養バッグ１００の培養部１０２上の縦断面周方向Ｒ２の位置が、培養液ＣＦの周回方向Ｒ１に沿って周期的に異なっている。図１２に示す形態の場合、複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６それぞれの培養部１０２に対する挟持方向は、隣接する他のバッグ押圧部の挟持方向に対して４５度異なっている。したがって、そのような複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６によって発生されるオリフィス部１０６ｂの姿勢も周期的に異なっている。
【０１０６】
したがって、培養空間１０６内の培養液ＣＦの流れは、オリフィス部１０６ｂを通過するたびに４５度ねじられる。その結果、培養空間１０６内に培養液ＣＦのヘリカル状の流れが形成される。その結果、培養液ＣＦは、流速が略ゼロの領域（すなわち淀み）の発生が抑制されつつ撹拌される。なお、淀みが発生すると、その部分に培養対象（例えば細胞）が凝集し、それにより培養対象がダメージを受ける。したがって、淀みの発生を抑制することにより、培養対象へのダメージを抑制することができる。
【０１０７】
なお、複数のバッグ押圧部１３０、１３２、１３４、および１３６のいずれか１つの挟持方向が異なっていれば、培養液ＣＦを撹拌することができる。すなわち、隣接し合う２つのオリフィス部１０６ｂの姿勢が異なっていれば、その間で培養液ＣＦの流れがねじれる（ローリングする）ので、それにより培養液ＣＦを撹拌することができる。
【０１０８】
また例えば、図１３および図１４は、さらに別の実施の形態に係る培養装置における複数のバッグ押圧部を示している。
【０１０９】
上述の実施の形態の場合、図９に示すように、バッグ押圧部３０、３２、３４、および３６は、培養バッグ１００の培養部１０２を挟持する一対のバッグ押圧バー３０Ａ、３２Ａ、３４Ａ、３６Ａ、３０Ｂ、３２Ｂ、３４Ｂ、および３６Ｂを備える。それに対して、図１３および図１４に示すバッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６は、培養バッグ１００の培養部１０２を外部から断続的に押圧して部分的に変形させる１つのバッグ押圧バーである。
【０１１０】
図１４に示すように、バッグ押圧部２３０、２３４は、第３のバッグ軸Ｚｂの一方側から培養バッグ１００の培養部１０２を押圧することにより、培養空間１０６内にバッフル部１０６ａを発生させる。一方、バッグ押圧部２３０、２３４の間にそれぞれ位置するバッグ押圧部２３２、２３６は、第３のバッグ軸Ｚｂの他方側から培養部１０２を押圧し、バッフル部１０６ａを発生させる。すなわち、複数のバッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６それぞれが押圧する培養バッグ１００の培養部１０２上の縦断面周方向Ｒ２の位置が、円環状の培養空間１０６の周回方向Ｒ１に沿って周期的に異なる。
【０１１１】
また、バッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６それぞれは、長手方向Ｌを備えて培養バッグ１００の培養部１０２に当接する押圧面２３０ａ、２３２ａ、２３４ａ、および２３６ａを備える。図１３に示すように、バッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６の押圧面２３０ａ、２３２ａ、２３４ａ、および２３６ａそれぞれの周回方向Ｒ１に対する長手方向Ｌの向きは異なっている。
【０１１２】
さらに、図１３に示すように、複数のバッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６の押圧面２３０ａ、２３２ａ、２３４ａ、および２３６ａそれぞれの長手方向Ｌは、円環状の培養空間１０６の周回方向Ｒ１に沿って周期的に異なっている。具体的には、周回方向Ｒ１に対して、バッグ押圧部２３０の押圧面２３０ａの長手方向Ｌは４５度傾き、バッグ押圧部２３２の長手方向Ｌは−４５度傾き、バッグ押圧部２３４の長手方向は４５度傾き、そして、バッグ押圧部２３６の長手方向は−４５度傾いている。
【０１１３】
したがって、図１３および図１４に示すように、培養空間１０６内に培養液ＣＦのヘリカル状の流れが形成される。その結果、培養液ＣＦは、淀みの発生が抑制されつつ撹拌される。
【０１１４】
なお、複数のバッグ押圧部２３０、２３２、２３４、および２３６のいずれか１つの押圧面の長手方向Ｌの向きが異なっていれば、培養液ＣＦを撹拌することができる。すなわち、隣接し合う２つのバッグ押圧部の押圧面の長手方向の向きがが異なっていれば、その間で培養液ＣＦの流れの向きが変わるので、それにより培養液ＣＦを撹拌することができる。
【０１１５】
さらに例えば、図１５は、培養装置のバッグ押圧部の変形例を示している。上述の実施の場合、図９に示すように、バッグ押圧部３０の一対のバッグ押圧バー３０Ａ、３０Ｂは、培養空間１０６内にバッフル部１０６ａやオリフィス部１０６ｂを発生させるために、培養バッグ１００の培養部１０２を扁平につぶしている。それにより、培養空間１０６の縦断面形状（すなわちオリフィス部１０６ｂの形状）は、楕円形状である。
【０１１６】
これに代わって、図１５に示すバッグ押圧部３３０のバッグ押圧バー３３０Ａ、３３０Ｂは、培養空間１０６の縦断面形状、すなわちオリフィス部１０６ｂの形状を所定の形状にするために培養部１０２を成形する成形面３３０ａ、３３０ｂを備える。バッグ押圧バー３３０Ａの成形面３３０ａとバッグ押圧バー３３０Ｂの成形面３３０ｂとの間に培養部１０２が挟持されることにより、それらの成形面３３０ａ、３３０ｂに対応した形状のオリフィス部１０６ｂが発生される。
【０１１７】
成形面３３０ａ、３３０ｂを備えるバッグ押圧部３３０により、培養の種類に応じて最適な形状のオリフィス部１０６ｂを発生させることができる。例えば、培養液ＣＦの周回方向Ｒ１の上流側から下流側に向かって流路断面積が拡大するテーパ状のオリフィス部１０６ｂを発生させることができる。
【０１１８】
また、上述の実施の形態の場合、培養バッグ１００の培養空間１０６は円環状であるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、楕円状などの環状であってもよい。
【０１１９】
例えば、図１６および図１７は、矩形状の培養空間を備える培養バッグが取り付けられた状態の異なる実施の形態に係る培養装置が示されている。
【０１２０】
図１６および図１７に示すように、培養バッグ４００は、略矩形状であって、また、略矩形状の培養空間４０２を備えている。その培養空間４０２内に培養液ＣＦと培養対象とが収容されている。
【０１２１】
培養バッグ４００はまた、トレイ５００に取り付けられている。このトレイ５００は、例えば、図１に示す培養装置１０のステージ１８に取り付けられる。
【０１２２】
トレイ５００は、培養バッグ４００の外周縁を挟持するように構成されている。具体的には、トレイ５００は、ベース部５０２と、カバー部５０４とを備える。ベース部５０２は、培養空間４０２が内部に形成されている培養バッグ４００の中央部（培養部）を収容する凹部５０６を備える。カバー部５０４は枠状であって、培養バッグ４００の外周縁をベース部５０２に向かって押さえ付ける。これにより、ベース部５０２の凹部５０６が密閉されている。
【０１２３】
ベース部５０２の凹部５０６の底には、複数のバッグ押圧バー５０８が設けられている。また、ベース部５０２の凹部５０６には、凹部５０６内の空気を吸引するための複数の吸引口５０２ａが形成されている。複数の吸引口５０２ａは、複数のバッグ押圧バー５０８の間に形成されている。
【０１２４】
複数の吸引口５０２ａを介してベース部５０２の凹部５０６内の空気が断続的に吸引される。それにより、培養バッグ４００の中央部が凹部５０６の底に向かって断続的に吸引される。それにより、培養バッグ４００の中央部に接触している複数のバッグ押圧バー５０８がその培養空間４０２内に向かって該中央部を部分的に且つ断続的に変形させる。それにより、培養空間４０２内にバッフル部が断続的に発生する。
【０１２５】
トレイ５００（培養バッグ４００）の位置姿勢を変更することによって培養空間４０２内で培養液を流動させつつ、複数のバッグ押圧バー５０８が培養空間４０２内にバッフル部を断続的に発生させる。これにより、上述の実施の形態と同様に培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養空間４０２内の培養液を全体的に撹拌することができる。
【０１２６】
このように、本発明の実施の形態は、培養バッグの培養空間の形状を問わない。培養液が流動することができ、培養が可能な空間であればよい。
【０１２７】
さらに、上述の実施の形態の場合、例えば図９に示すように、培養バッグ１００の培養部１０２を押圧して部分的に変形させる手段はバッグ押圧バーであるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
【０１２８】
例えば、気体などの流体の供給を受けて膨張する膨張バッグを、培養バッグの培養部に隣接配置し、膨張した膨張バッグによって培養部を部分的に且つ断続的に変形させ、それにより、培養空間内にバッフル部を断続的に発生させてもよい。
【０１２９】
なお、膨張バッグは、培養装置の本体側ではなく、培養バッグ側に設けることも可能である。
【０１３０】
図１８は、膨張バッグが設けられた、さらに異なる実施の形態に係る培養装置の培養バッグの培養部を示している。
【０１３１】
図１７に示す培養バッグ６００の場合、培養空間６０２を内部に備える培養部６０４は、変形可能な材料から作製された円環状の内袋部であって、その内袋部は円環状の外袋部６０６内に収容されている。外袋部６０６は、培養部６０４に比べて硬い（変形しにくい）材料から作製されている。
【０１３２】
培養部（内袋部）６０４と外袋部６０６とは、複数の接合部６０８を介して部分的に接合されている。その複数の接合部６０８により、培養部６０４と外袋部６０６との間の空間は、複数の分割空間６１０Ａ、６１０Ｂ、６１０Ｃ，および６１０Ｄに分割されている。この複数の分割空間８１０Ａ８１０Ｄが膨張バッグとして機能する。
【０１３３】
また、接合部６０８には、培養部６０４の培養空間６０２に培養液を供給する培養液ポート６１２、培養空間６０２を排気するための排気ポート６１４、および培養空間６０２内に混合ガスを供給するためのガス供給ポート６１６などが設けられている。さらに、膨張バッグ（分割空間）６１０Ａ、６１０Ｂ、６１０Ｃ、および６１０Ｄを膨張させるために、膨張バッグ６１０Ａ、６１０Ｂ、６１０Ｃ、および６１０Ｄそれぞれに接続され、その内部に圧縮空気を供給する複数の空気供給ポート６１８が外袋部６０６に設けられている。
【０１３４】
複数の空気供給ポート６１８それぞれは、切替弁を介して外気と圧縮空気源（例えば圧縮空気ボンベ）に接続されている。切替弁を介して圧縮空気源に接続されると、膨張バッグ６１０Ａ〜６１０Ｄは膨張して培養空間６０２内にバッフル部６０２ａを発生させる。また、切替弁を介して外気に接続されると、膨張バッグ６１０Ａ〜６１０Ｄは収縮してバッフル部６０２ａが消滅する。
【０１３５】
培養バッグ６００の位置姿勢を変更することによって培養空間６０２内で培養液を流動させつつ、膨張バッグ６１０Ａ〜６１０Ｄが培養空間６０２内にバッフル部６０２ａを断続的に発生させる。これにより、上述の実施の形態と同様に培養対象へのダメージを抑制しつつ、培養空間６０２内の培養液を全体的に撹拌することができる。
【０１３６】
最後に、上述の実施の形態の場合、培養バッグの培養空間にバッフル部を断続的に発生させるバッグ押圧部が複数設けられているが、バッグ押圧部は少なくとも１つあればよい。
【０１３７】
また、上述した培養バッグは、図１に示す培養装置１０に限らず、汎用の装置でも使用可能である。すなわち、培養バッグの培養空間内を培養液が流動するように、培養バッグの位置姿勢を変更することができる装置であればよい。
【０１３８】
以上のように、本発明における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１３９】
また、上述の実施の形態は、本発明における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。
【０１４０】
２０１５年１１月２７日に出願された日本特許出願第２０１５−２３２２５３号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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