(57)【要約】本発明の細胞培養容器（１００）は、重力方向において上から順に、培地保持容器（１）と、上面の供給口（４）を介して培地保持容器（１）から供給された培地（Ａ）および細胞を保持する細胞保持容器（２）と、該細胞保持容器（２）から排出された培地（Ａ）を保持する廃液保持容器（３）と、所定量を超えた培地（Ａ）を細胞保持容器（２）から廃液保持容器（３）へ排出させる排出機構（５）とを備える。
2017122658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器と、
該培地保持容器から培地が供給される供給口を上面に有し、該供給口を介して前記培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器と、
該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器と、
前記細胞保持容器内の培地が所定量を超えたときに前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出機構と、を備えた細胞培養容器。
【請求項２】
前記培地保持容器の底面と前記細胞保持容器の上面が隣接して配置されて境界面を形成し、該境界面に前記供給口が開口している請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記培地保持容器が、管状部材を介して前記供給口と連通し、
前記培地保持容器が、前記細胞保持容器よりも重力方向において上側に配置されている請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記培地保持容器が、前記供給口に対して着脱可能なバッグである請求項３に記載の細胞培養容器。
【請求項５】
前記細胞保持容器が、底面に前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出口を有し、
前記排出機構が、前記排出口から前記細胞保持容器の内部空間上方に向かって突出し所定の高さにおいて開口する流路を備えた請求項１から４いずれかに記載の細胞培養容器。
【請求項６】
前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成し、該第２境界面に前記排出口が開口している請求項５に記載の細胞培養容器。
【請求項７】
前記細胞保持容器が、底面から所定の高さにおいて側面に、培地を排出するための排出口を有し、
前記排出機構が、前記排出口から前記廃液保持容器へ培地を排出するための流路を備えた請求項１から４いずれかに記載の細胞培養容器。
【請求項８】
前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成している請求項７に記載の細胞培養容器。
【請求項９】
重力方向において上から順に、培地保持空間、細胞保持空間、および廃液保持空間に内部空間を仕切られた細胞培養容器であって、
前記培地保持空間と前記細胞保持空間とを仕切る第１隔壁と、
前記細胞保持空間と前記廃液保持空間とを仕切る第２隔壁と、
前記第１隔壁に開口し前記培地保持空間と前記細胞保持空間とを連通する第１開口と、
前記第２隔壁に開口し前記細胞保持空間と前記廃液保持空間とを連通する第２開口とを備える細胞培養容器。
【請求項１０】
重力方向において上から順に配置された、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器、該培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器、ならびに該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器を備える細胞培養容器と、
該細胞培養容器を搭載する容器ホルダとを備え、
前記細胞培養容器は、
前記培地保持容器と前記細胞保持容器とを連通する第１管状部材と、
前記細胞保持容器と前記廃液保持容器とを連通する第２管状部材とを備え、
前記第１管状部材を通して培地が前記培地保持容器から前記細胞保持容器に移動するとともに、前記第２管状部材を通して培地が前記細胞保持容器から前記廃液保持容器に移動し、
前記容器ホルダは、
前記細胞培養容器を搭載するベースと、
前記第１管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第１流速制御手段と、
前記第２管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第２流速制御手段と、
前記第１流速制御手段および前記第２流速制御手段を制御する制御部とを備える培地交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞を長期間培養することが可能な細胞培養容器および培地交換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、幹細胞研究や再生医療の進展に伴い、三次元構造を維持しながら細胞を培養することが要求されるようになってきた。細胞は通常、生育に適した環境を維持できるインキュベータ（保温槽）内で培養され、定期的に培地を交換するために細胞および培地が入った培養容器をインキュベータ外に取り出して作業をする必要がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
培地交換の操作は細胞に対して衝撃を加えることになり、細胞の三次元構造が破壊される等、細胞に影響を与えてしまう可能性がある。したがって、細胞および培地が入った培養容器をインキュベータから取り出して培地交換せずに、インキュベータ内に静置した状態で細胞を長期間培養することが好ましいが、培地の劣化は避けられず、劣化が進めば細胞に対する影響は増大してしまう。【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、培地の劣化速度を遅くすることで、インキュベータ内に静置した状態で細胞を長期間培養できる細胞培養容器および培地交換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。
本発明の一態様は、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器と、該培地保持容器から培地が供給される供給口を上面に有し、該供給口を介して前記培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器と、該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器と、前記細胞保持容器内の培地が所定量を超えたときに前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出機構と、を備えた細胞培養容器である。【０００７】
本態様によれば、未使用培地と劣化した培地とを経時的に置き換えることで培地の劣化速度を遅くすることができ、細胞培養容器をインキュベータ内に静置した状態で長期間細胞を培養することができる。【０００８】
上記態様においては、前記培地保持容器の底面と前記細胞保持容器の上面が隣接して配置されて境界面を形成し、該境界面に前記供給口が開口していても良い。【０００９】
上記態様においては、前記培地保持容器が、管状部材を介して前記供給口と連通し、前記培地保持容器が、前記細胞保持容器よりも重力方向において上側に配置されていても良い。このことにより、培地保持容器を着脱しやすくなるので、培地保持容器に未使用の培地を補充しやすくなる。また、未使用の培地を保持した別の培地保持容器と取り替えることも可能になる。【００１０】
上記態様においては、前記培地保持容器が、前記供給口に対して着脱可能なバッグであっても良い。【００１１】
上記態様においては、前記細胞保持容器が、底面に前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出口を有し、前記排出機構が、前記排出口から前記細胞保持容器の内部空間上方に向かって突出し所定の高さにおいて開口する流路を備えていても良い。このことにより、所定の高さを超えた余分な培地だけが排出され、常に一定量の培地が残るため、細胞保持容器内の培地の量が減少したり培地が枯渇したりしてしまうことを防止することができる。【００１２】
上記態様においては、前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成し、該第２境界面に前記排出口が開口していても良い。【００１３】
上記態様においては、前記細胞保持容器が、底面から所定の高さにおいて側面に、培地を排出するための排出口を有し、前記排出機構が、前記排出口から前記廃液保持容器へ培地を排出するための流路を備えていても良い。このことにより、所定の高さを超えた余分な培地だけが排出され、常に一定量の培地が残るため、細胞保持容器内の培地の量が減少したり培地が枯渇したりしてしまうことを防止することができる。【００１４】
上記態様においては、前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成していても良い。【００１５】
本発明の別の一態様は、重力方向において上から順に、培地保持空間、細胞保持空間、および廃液保持空間に内部空間を仕切られた細胞培養容器であって、前記培地保持空間と前記細胞保持空間とを仕切る第１隔壁と、前記細胞保持空間と前記廃液保持空間とを仕切る第２隔壁と、前記第１隔壁に開口し前記培地保持空間と前記細胞保持空間とを連通する第１開口と、前記第２隔壁に開口し前記細胞保持空間と前記廃液保持空間とを連通する第２開口とを備える細胞培養容器である。【００１６】
本態様によれば、未使用培地と劣化した培地を経時的に置き換えることで培地の劣化速度を遅くすることができ、細胞培養容器をインキュベータ内に静置した状態で長期間細胞を培養することができる。【００１７】
本発明の別の一態様は、重力方向において上から順に配置された、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器、該培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器、ならびに該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器を備える細胞培養容器と、該細胞培養容器を搭載する容器ホルダとを備え、前記細胞培養容器は、前記培地保持容器と前記細胞保持容器とを連通する第１管状部材と、前記細胞保持容器と前記廃液保持容器とを連通する第２管状部材とを備え、前記第１管状部材を通して培地が前記培地保持容器から前記細胞保持容器に移動するとともに、前記第２管状部材を通して培地が前記細胞保持容器から前記廃液保持容器に移動し、前記容器ホルダは、前記細胞培養容器を搭載するベースと、前記第１管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第１流速制御手段と、前記第２管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第２流速制御手段と、前記第１流速制御手段および前記第２流速制御手段を制御する制御部とを備える培地交換システムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、未使用培地と劣化した培地とを経時的に置き換えることで培地の劣化速度を遅くすることができ、細胞培養容器をインキュベータ内に静置した状態で長期間細胞を培養することができる。このことにより、三次元構造を形成する細胞もその構造を壊すことなく培養することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る細胞培養容器の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る細胞培養容器の概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器の概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明の各実施形態に係る細胞培養容器の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の各実施形態に係る細胞培養容器の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る培地交換システムの概略構成を示す説明図である。
【図８Ａ】図７の培地交換システムにおける流速制御手段の概略構成を示す説明図である。
【図８Ｂ】図７の培地交換システムにおける流速制御手段の概略構成を示す説明図である。
【図８Ｃ】図７の培地交換システムにおける流速制御手段の概略構成を示す説明図である。
【図８Ｄ】図７の培地交換システムにおける流速制御手段の概略構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器の変形例の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る細胞培養容器および培地交換システムについて、図面を参照して以下に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る細胞培養容器１００は、図１に示される構成の容器であり、培地保持容器１、細胞保持容器２、廃液保持容器３を備えている。
【００２１】
培地保持容器１、細胞保持容器２、廃液保持容器３の順に重力方向の上から隣接して配置されている。培地保持容器１と細胞保持容器２は第１境界面６により互いに仕切られ、細胞保持容器２と廃液保持容器３は第２境界面７により互いに仕切られている。
【００２２】
培地保持容器１は、内部に未使用の培地Ａを保持することができ、第１境界面６に開口した供給口４を通して、細胞保持容器２に培地Ａを供給することができる。培地保持容器１は、内部に未使用の培地Ａを補充するための開口（図示せず）を有している。
【００２３】
細胞保持容器２は、内部に培地Ａおよび細胞を保持することができ、培地Ａおよび細胞を出し入れ可能な開口２ａを有している。
培地保持容器１内の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２の内部空間に滴下されて供給される。滴下速度は供給口４の口径により決定される。培地Ａが細胞保持容器２内に滴下されることで培地Ａの逆流を防止することができ、培地保持容器１内の培地Ａが汚染される可能性を軽減できる。
【００２４】
第２境界面７には、細胞保持容器２から廃液保持容器３に培地Ａを排出するための排出口５ａが開口している。細胞保持容器２内には、排出口５ａから細胞保持容器２の内部空間上方に向かって所定の高さｈまで突出し該所定の高さｈにおいて開口した流路を形成する管状部材５ｂが設置されている。
細胞保持容器２内の培地Ａが所定量に達して高さｈを超えると、培地Ａが開口５ｃから管状部材５ｂ内部にあふれ出し、排出口５ａを通って廃液保持容器３内に滴下される。培地Ａが廃液保持容器３内に滴下されることで培地Ａの逆流を防止することができ、細胞保持容器２の培地Ａが汚染される可能性を軽減できる。ここで、排出口５ａ、管状部材５ｂ、および、開口５ｃは、排出機構５として機能する。
【００２５】
廃液保持容器３は、細胞保持容器２から排出された培地Ａを保持することができる。廃液保持容器３は、内部から廃液（培地Ａ）を排出するための開口部を有していても良い。
【００２６】
次に、本実施形態に係る細胞培養容器１００を用いて細胞を培養する手順について一例を説明する。
本細胞培養容器１００のユーザは、まず、開口２ａから細胞保持容器２内に培地Ａおよび培養対象の細胞を供給する。また、培地保持容器１の開口（図示せず）から該培地保持容器１内に未使用の培地Ａを供給する。この状態で細胞培養容器１００をインキュベータの中に設置して培養を開始する。
【００２７】
培地保持容器１内に保持された未使用の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２内の空間に滴下されて供給される。
細胞保持容器２内の培地Ａの量は時間の経過とともに増大する。細胞保持容器２内の培地Ａの高さがｈを超えると余分な培地が開口５ｃから管状部材５ｂ内部にあふれ出し、排出口５ａを通って廃液保持容器３内に滴下される。このことにより、未使用の培地Ａが劣化した培地Ａと経時的に置き換わり、培地Ａの劣化速度を遅くすることができる。
なお、供給口４と排出口５ａを水平方向にできるだけ離して配置することで培地Ａの交換効率を上げることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る細胞培養容器２００は、図２に示すように、排出機構５に代えて排出機構８を備えた点で第１実施形態と異なっている。それ以外は第１実施形態と同様である。
【００２９】
培地保持容器１、細胞保持容器２、廃液保持容器３の順に重力方向の上から隣接して配置されている。培地保持容器１と細胞保持容器２は第１境界面６により互いに仕切られ、細胞保持容器２と廃液保持容器３は第２境界面７により互いに仕切られている。
【００３０】
培地保持容器１は、内部に未使用の培地Ａを保持することができ、第１境界面６に開口した供給口４を通して、細胞保持容器２に培地Ａを供給することができる。培地保持容器１は内部に未使用の培地Ａを補充するための開口（図示せず）を有している。
【００３１】
細胞保持容器２は、内部に培地Ａおよび細胞を保持することができ、培地Ａおよび細胞を出し入れ可能な開口２ａを有している。
培地保持容器１内の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２の内部空間に滴下されて供給される。滴下速度は、供給口４の口径により決定される。培地Ａが細胞保持容器２内に滴下されることで培地Ａの逆流を防止することができ、培地保持容器１内の培地Ａが汚染される可能性を軽減できる。
【００３２】
細胞保持容器２の側面には、底面から所定の高さｈに、培地Ａを排出するための排出口８ｃが開口している。細胞保持容器２の外部には、排出口８ｃから廃液保持容器３の開口８ａへ流路を形成する管状部材８ｂが設置されている。
細胞保持容器２内の培地Ａが高さｈを超えると、培地Ａが排出口８ｃから管状部材８ｂ内部にあふれ出し、開口８ａを通って廃液保持容器３内に排出される。
ここで、開口８ａ、管状部材８ｂ、および、排出口８ｃは、排出機構８として機能する。
【００３３】
廃液保持容器３は、細胞保持容器２から排出された培地Ａを保持することができる。廃液保持容器３は、内部から廃液（培地Ａ）を排出するための開口部を有していても良い。
【００３４】
次に、本実施形態に係る細胞培養容器２００を用いて細胞を培養する手順について一例を説明する。
本細胞培養容器２００のユーザは、まず、開口２ａから細胞保持容器２内に培地Ａおよび培養対象の細胞を供給する。また、培地保持容器１に開口（図示せず）から未使用の培地Ａを供給する。この状態で細胞培養容器２００をインキュベータの中に設置して培養を開始する。
【００３５】
培地保持容器１内に保持された未使用の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２内の空間に滴下されて供給される。
細胞保持容器２内の培地Ａの量は時間の経過とともに増大する。細胞保持容器２内の培地Ａの高さがｈを超えると余分な培地Ａが排出口８ｃから管状部材８ｂ内部にあふれ出し、開口８ａを通って廃液保持容器３内に排出される。このことにより、未使用の培地Ａが劣化した培地Ａと経時的に置き換わり、培地Ａの劣化速度を遅くすることができる。
なお、供給口４と排出口８ｃを水平方向にできるだけ離して配置することで培地Ａの交換効率を上げることができる。
【００３６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器３００は、図３に示すように、培地保持容器１に代えて培地保持容器１１を備え、管状部材１２を介して細胞保持容器２に培地Ａを供給する点で第１実施形態と異なっている。それ以外は第１実施形態と同様である。
【００３７】
培地保持容器１１、細胞保持容器２、廃液保持容器３の順に重力方向の上から配置されている。培地保持容器１１と細胞保持容器２は、管状部材１２を介して連通している。細胞保持容器２と廃液保持容器３は第２境界面７により互いに仕切られている。
【００３８】
培地保持容器１１は、内部に未使用の培地Ａを保持することができ、細胞保持容器２よりも重力方向において上に配置されている。培地保持容器１１内の培地Ａは、重力により管状部材１２を介して供給口４から細胞保持容器２内に供給される。
【００３９】
細胞保持容器２は、内部に培地Ａおよび細胞を保持することができ、培地Ａおよび細胞を出し入れ可能な開口２ａを有している。
培地保持容器１１内の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２内の空間に滴下されて供給される。滴下速度は、供給口４の口径により決定される。培地Ａが細胞保持容器２内に滴下されることで培地Ａの逆流を防止することができ、培地保持容器１１内の培地Ａが汚染される可能性を軽減できる。
【００４０】
第２境界面７には、細胞保持容器２から廃液保持容器３に培地Ａを排出するための排出口５ａが開口している。細胞保持容器２内には、排出口５ａから細胞保持容器２の内部空間上方に向かって所定の高さｈまで突出し該所定の高さｈにおいて開口した流路を形成する管状部材５ｂが設置されている。
細胞保持容器２内の培地Ａが所定量に達して高さｈを超えると、培地Ａが開口５ｃから管状部材５ｂ内部にあふれ出し、排出口５ａを通って廃液保持容器３内に滴下される。培地Ａが廃液保持容器３内に滴下されることで培地Ａの逆流を防止することができ、細胞保持容器２内の培地Ａが汚染される可能性を軽減できる。ここで、排出口５ａ、管状部材５ｂ、および、開口５ｃは、排出機構５として機能する。
【００４１】
廃液保持容器３は、細胞保持容器２から排出された培地Ａを保持することができる。廃液保持容器３は、内部から廃液（培地Ａ）を排出するための開口部を有していても良い。
【００４２】
次に、本実施形態に係る細胞培養容器３００を用いて細胞を培養する手順について一例を説明する。
本細胞培養容器３００のユーザは、まず、開口２ａから細胞保持容器２内に培地Ａおよび培養対象の細胞を供給する。また、未使用の培地Ａを内部に保持した培地保持容器１１を管状部材１２を介して供給口４と接続する。このとき、培地保持容器１１を細胞保持容器２よりも重力方向において上に配置する。この状態で細胞培養容器３００をインキュベータの中に設置して培養を開始する。
【００４３】
培地保持容器１１内に保持された未使用の培地Ａは、供給口４から細胞保持容器２の内部空間に滴下されて供給される。
細胞保持容器２内の培地Ａの量は時間の経過とともに増大する。細胞保持容器２内の培地Ａの高さがｈを超えると余分な培地Ａが開口５ｃから管状部材５ｂ内部にあふれ出し、排出口５ａを通って廃液保持容器３内に滴下される。このことにより、未使用の培地Ａが劣化した培地Ａと経時的に置き換わり、培地Ａの劣化速度を遅くすることができる。
なお、供給口４と排出口５ａを水平方向にできるだけ離して配置することで培地Ａの交換効率を上げることができる。
【００４４】
本実施形態に係る細胞培養容器３００は、第１実施形態に係る細胞培養容器１００の変形例であるが、図４に示すように第２実施形態に係る細胞培養容器２００の変形例であってもよい。すなわち、第２実施形態の培地保持容器１に代えて培地保持容器１１を備え、管状部材１２を介して細胞保持容器２に培地Ａを供給する細胞培養容器４００であっても良い。
【００４５】
本実施形態において、培地保持容器１１は内部に未使用の培地を補充するための開口（図示せず）を有していても良い。
また、培地保持容器１１および管状部材１２が供給口４に対して着脱可能になっていても良いし、培地保持容器１１が管状部材１２に対して着脱可能になっていても良い。このことにより、培地保持容器１１を交換することで未使用の培地を補充することができる。
培地保持容器１１は、バッグであっても良い。
【００４６】
上記各実施形態において、細胞保持容器２に供給される培地Ａの滴下速度は、供給口４の口径により適宜設定することができる。培養対象の細胞の種類や培養条件等により、滴下速度と培地保持容器１内に保持する培地Ａの量を調整すれば良い。
また、供給口４を構成する部材の素材によって滴下速度を設定しても良い。
【００４７】
上記第１実施形態および第２実施形態の細胞培養容器１００、２００は、培地保持容器１、細胞保持容器２、及び、廃液保持容器３が一体成型されていても良い。すなわち、細胞培養容器１００、２００の内部空間が、上側から順に培地保持空間と細胞保持空間と廃液保持空間とに仕切られ、培地保持空間と細胞保持空間とを仕切る第１隔壁に培地保持空間と細胞保持空間とを連通する第１開口が開口し、細胞保持空間と廃液保持空間とを仕切る第２隔壁に細胞保持空間と廃液保持空間とを連通する第２開口が開口していてもよい。
または、培地保持容器１、細胞保持容器２、及び、廃液保持容器３が各々別個の容器として構成され、互いに結合させることとで細胞培養容器１００、２００を構成しても良い。この場合、培地保持容器１の底面と細胞保持容器２の上面が第１境界面６を構成し、細胞保持容器２の底面と廃液保持容器３の上面が第２境界面７を構成すれば良い。
【００４８】
上記第３実施形態の細胞培養容器３００は、細胞保持容器２及び廃液保持容器３が一体成型されていても良い。
または、細胞保持容器２及び廃液保持容器３が各々別個の容器として構成され、互いに結合させることとで細胞培養容器３００を構成しても良い。この場合、細胞保持容器２の底面と廃液保持容器３の上面が第２境界面７を構成すれば良い。
【００４９】
上記各実施形態において、例えば図６に示すように、細胞保持容器２が、廃液保持容器３と接しない底面７ａを有していても良い。この場合、少なくとも底面７ａは光学的に透明な部材から構成されていることが好ましい。このような態様によれば、細胞保持容器２内の細胞を底面７ａを介して観察し易くなる。図６には第１実施形態の変形例が示されているが、本変形例は第２実施形態および第３実施形態にも同様に適用できる。
また、細胞保持容器２が、培地保持容器１と接しない上面を有していても良い。
【００５０】
上記各実施形態において、細胞保持容器２内の培地Ａが所定量を超えた時に細胞保持容器２から廃液保持容器３へ培地Ａを排出するための排出機構５、８を備えた態様を示したが、例えば図５に一例を示すように、排出機構５、８に代え第２境界面７に開口９を設け、当該開口９を通して細胞保持容器２から廃液保持容器３内に培地Ａを滴下させる態様でも良い。この場合、開口９の口径により滴下速度を適宜設定すれば良い。または、開口９を構成する部材の素材によって滴下速度を設定しても良い。
【００５１】
（第４実施形態）
次に、図７を用いて、本発明の第４実施形態に係る培地交換システム５００を説明する。
培地交換システム５００は、細胞培養容器５１０と、容器ホルダ５２０とを備えている。
【００５２】
本実施形態に係る細胞培養容器５１０は、図７に示される構成の容器であり、培地保持容器１０１、細胞保持容器１０２、廃液保持容器１０３を備えている。
培地保持容器１０１、細胞保持容器１０２、廃液保持容器１０３の順に重力方向において上から隣接して配置されている。培地保持容器１０１と細胞保持容器１０２は第１境界面１０６により互いに仕切られ、細胞保持容器１０２と廃液保持容器１０３は第２境界面１０７により互いに仕切られている。
【００５３】
培地保持容器１０１は、内部に未使用の培地Ａを保持することができ、側面の底部に開口した排出口１１１を備えている。排出口１１１は、管状部材（第１管状部材）１１５を介して、細胞保持容器１０２に開口した供給口１１２に連通しており、培地Ａを培地保持容器１０１から細胞保持容器１０２に供給することができる。培地保持容器１０１は、内部に未使用の培地Ａを補充するための開口（図示せず）を備えている。
【００５４】
細胞保持容器１０２は、内部に培地Ａおよび細胞を保持することができ、側面の底部に開口した排出口１１３を備えている。排出口１１３は、管状部材（第２管状部材）１１６を介して、廃液保持容器１０３に開口した供給口１１４に連通しており、培地Ａを細胞保持容器１０２から廃液保持容器１０３に供給することができる。細胞保持容器１０２は、培地Ａおよび細胞を出し入れ可能な開口１０２ａを備えている。
排出口１１３は、必ずしも側面の底部に開口していなくても良く、容器１０２の側面において、培地Ａを排出できる任意の位置に開口していれば良い。
【００５５】
廃液保持容器３は、細胞保持容器２から排出された培地Ａを保持することができる。廃液保持容器３は、内部から廃液（培地Ａ）を排出するための開口部を備えていても良い。
【００５６】
本実施形態に係る細胞培養容器５１０によれば、培地保持容器１０１内の培地Ａは管状部材１１５を通って細胞保持容器１０２に重力により移動し、細胞保持容器１０２内の培地Ａは管状部材１１６を通って廃液保持容器１０３に重力により移動する。
【００５７】
容器ホルダ５２０は、細胞培養容器５１０を搭載するベース１２１と、細胞培養容器５１０の管状部材１１５内部を流れる培地Ａの流速を制御する流速制御手段（第１流速制御手段）１２２と、管状部材１１６内部を流れる培地Ａの流速を制御する流速制御手段（第２流速制御手段）１２３と、ベース１２１内に配置され流速制御手段１２２および流速制御手段１２３を制御する制御部（図示せず）とを備えている。
【００５８】
流速制御手段１２２、１２３は、それぞれ、管状部材１１５、１１６を通すための開口を備え、当該開口に通された管状部材１１５、１１６に径方向に外力を加えて変形させ、管状部材１１５、１１６の内腔の断面積を小さくすることで溶液の流量を制限して流速を抑制する（流速を０にすることもできる）。逆に外力を解除すると、管状部材１１５、１１６の弾性力により管状部材１１５、１１６が元の状態に戻り、流速を上げることができる。このように、流速制御手段１２２、１２３は、管状部材１１５、１１６に対する外力の強弱により管状部材１１５、１１６内に流れる溶液の流速を調整する。
【００５９】
流速制御手段１２２、１２３による管状部材１１５、１１６への外力の加え方について図８Ａから図８Ｄに例を示す。図８Ａは、２枚の板状部材２１により管状部材２０（１１５、１１６）を挟む例を示している。図８Ｂは、複数の球状（または円柱状）部材２２により貫通穴２３に通した管状部材２０を挟む例を示している。図８Ｃは、シャッター状部材２４で貫通穴２５に通した管状部材２０を挟む例を示している。図８Ｄは、管状部材２０を通した貫通穴２６の内径が小さくなり管状部材２０を変形させる例である。上記の例以外に、外力を径方向に加えて管状部材２０を変形させることができる任意の機構を流速制御手段１２２、１２３に採用してもよく、流速制御手段１２２、１２３として、送液ポンプを採用してもよい。
【００６０】
制御部は、タイマー（図示せず）を備え、あらかじめ設定したタイムスケジュールにしたがって流速制御手段１２２、１２３を制御し、細胞培養容器５１０内を流れる培地Ａを制御することができる。つまり、流速制御手段１２２を制御することにより細胞保持容器１０２への培地供給を制御し、流速制御手段１２３を制御することにより細胞保持容器１０２からの培地排出を制御することができ、細胞保持容器１０２内の培地交換を制御することができる。または、制御部は、有線又は無線で外部制御部（図示せず）と信号を送受信する送受信部（図示せず）を備え、外部制御部（図示せず）からの信号に従って流速制御手段１２２、１２３を制御し、細胞培養容器５１０内を流れる培地Ａを遠隔的に制御してもよい。外部制御部の例としてはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を挙げることができる。例えば、ＰＣは、ＣＰＵとメモリを有し、メモリに記憶された制御プログラムをＣＰＵが実行することで外部制御手段としての機能を実現しても良い。
【００６１】
上記第４実施形態において、排出口１１３、第２管状部材１１６、供給口１１４、および、第２流速制御手段１２３に代えて、第１実施形態の排出機構５（排出口５ａ、管状部材５ｂ、および、開口５ｃ）を備えていてもよい。
【００６２】
上記第３実施形態において、図９に示すように、管状部材１２に流速制御手段１３１を備えていても良い。流速制御手段１３１は、管状部材１２を通すための開口を備え、当該開口に通された管状部材１２に径方向に外力を加えて変形させ、管状部材１２内腔の断面積を小さくすることで溶液の流量を制限して流速を抑制する（流速を０にすることもできる）。逆に外力を解除すると、管状部材１２の弾性力により管状部材１２が元の状態に戻り、流速を上げることができる。このように、流速制御手段１３１は、管状部材１２に対する外力の強弱により管状部材１２内に流れる溶液の流速を調整する。流速制御手段１３１による管状部材１２への外力の加え方については、上記第４実施形態の流速制御手段１２２、１２３と同様であれば良い。外力を径方向に加えて管状部材１２を変形させることができる任意の機構を流速制御手段１３１に採用してもよい。例えば、送液ポンプを流速制御手段１３１に採用してもよい。
【００６３】
流速制御手段１３１は、タイマー（図示せず）及び制御部（図示せず）を備えており、あらかじめ設定したタイムスケジュールにしたがって管状部材１２内を流れる培地Ａを制御することができる。または、制御部（図示せず）は、有線又は無線で外部制御部（図示せず）と信号を送受信する送受信部（図示せず）を備え、外部制御部（図示せず）からの信号にしたがって管状部材１２内を流れる培地Ａを制御してもよい。外部制御部の例としてはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を挙げることができる。例えば、ＰＣは、ＣＰＵとメモリを有し、メモリに記憶された制御プログラムをＣＰＵが実行することで外部制御手段としての機能を実現しても良い。
【００６４】
本発明によれば、細胞培養容器と、該細胞培養容器を搭載する容器ホルダとを備えた培地交換システムであって、
前記細胞培養容器は、重力方向において上から順に配置された、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器、該培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器、ならびに該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器と、前記培地保持容器と前記細胞保持容器とを連通する第１管状部材と、前記細胞保持容器と前記廃液保持容器とを連通する第２管状部材とを備え、前記第１管状部材を通して培地が前記培地保持容器から前記細胞保持容器に重力により移動するとともに、前記第２管状部材を通して培地が前記細胞保持容器から前記廃液保持容器に重力により移動し、
前記容器ホルダは、前記細胞培養容器を搭載するベースと、前記第１管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第１流速制御手段と、前記第２管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第２流速制御手段と、前記第１流速制御手段および前記第２流速制御手段を制御する制御部とを備えた培地交換システムを提供することができる。
【００６５】
本発明によれば、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器と、該培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器と、該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器とを備えた細胞培養容器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１、１１  培地保持容器
２  細胞保持容器
３  廃液保持容器
４  供給口
５、８  排出機構
５ａ  排出口
５ｂ  管状部材（流路）
６、７  境界面
１２  管状部材
１００、２００、３００、４００  細胞培養容器
５００  培地交換システム
【図１】
2017122658.tif 000003
【図２】
2017122658.tif 000004
【図３】
2017122658.tif 000005
【図４】
2017122658.tif 000006
【図５】
2017122658.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017122658.tif 000009
【図８Ａ】
2017122658.tif 000010
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月12日(2018.7.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器と、
該培地保持容器から培地が供給される供給口を上面に有し、該供給口を介して前記培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器と、
該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器と、
前記細胞保持容器内の培地が所定量を超えたときに前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出機構と、を備えた細胞培養容器。
【請求項２】
前記培地保持容器の底面と前記細胞保持容器の上面が隣接して配置されて境界面を形成し、該境界面に前記供給口が開口している請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記培地保持容器が、管状部材を介して前記供給口と連通し、
前記培地保持容器が、前記細胞保持容器よりも重力方向において上側に配置されている請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記培地保持容器が、前記供給口に対して着脱可能なバッグである請求項３に記載の細胞培養容器。
【請求項５】
前記細胞保持容器が、底面に前記細胞保持容器から前記廃液保持容器へ培地を排出するための排出口を有し、
前記排出機構が、前記排出口から前記細胞保持容器の内部空間上方に向かって突出し所定の高さにおいて開口する流路を備えた請求項１から４いずれかに記載の細胞培養容器。
【請求項６】
前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成し、該第２境界面に前記排出口が開口している請求項５に記載の細胞培養容器。
【請求項７】
前記細胞保持容器が、底面から所定の高さにおいて側面に、培地を排出するための排出口を有し、
前記排出機構が、前記排出口から前記廃液保持容器へ培地を排出するための流路を備えた請求項１から４いずれかに記載の細胞培養容器。
【請求項８】
前記細胞保持容器の底面と前記廃液保持容器の上面が隣接して配置されて第２境界面を形成している請求項７に記載の細胞培養容器。
【請求項９】
前記培地保持容器が管状部材を介して前記供給口と連通し、該管状部材が送液ポンプを備える請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項１０】
前記培地保持容器がバッグであり、前記供給口に対して着脱可能である請求項９に記載の細胞培養容器。
【請求項１１】
前記送液ポンプがタイマーと制御部を備え、
該制御部があらかじめ設定したタイムスケジュールにしたがって前記管状部材の内部の培地の流れを制御する請求項９に記載の細胞培養容器。
【請求項１２】
前記送液ポンプが制御部を備え、
該制御部は、有線または無線で外部制御部と信号を送受信する送受信部を備え、該外部制御部からの信号に従って前記管状部材内の培地の流れを制御する請求項９に記載の細胞培養容器。
【請求項１３】
重力方向において上から順に、細胞を培養するための培地を保持する培地保持容器と、該培地保持容器から供給された培地および細胞を保持する細胞保持容器と、該細胞保持容器から排出された培地を保持する廃液保持容器と、を備え、
前記培地保持容器及び前記細胞保持容器は第１管状部材により連通し、
前記細胞保持容器及び前記廃液保持容器は第２管状部材により連通し、
該第１管状部材を通して培地が前記培地保持容器から前記細胞保持容器に移動し、
該第２管状部材を通して培地が前記細胞保持容器から前記廃液保持容器に移動する細胞培養容器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の細胞培養容器を搭載する容器ホルダであって、
前記細胞培養容器を搭載するベースと、
前記第１管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第１流速制御手段と、
前記第２管状部材の内部を流れる培地の流速を制御する第２流速制御手段と、
前記第１流速制御手段および前記第２流速制御手段を制御する制御部を備えた容器ホルダ。
【請求項１５】
前記第１流速制御手段および前記第２流速制御手段が送液ポンプである請求項１４に記載の容器ホルダ。
【国際調査報告】
2017122658.tif 000015
2017122658.tif 000016
2017122658.tif 000017
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