(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッキン部材付きの扉によって開口部が開閉される恒温室を備え、前記扉を閉じたときに前記パッキン部材と当接する前記開口部の周囲の当接面に、前記恒温室の内外を連通するチューブが嵌め込まれる連通溝を形成した細胞培養装置であって、
前記チューブが前記連通溝から取り外されたときに前記連通溝による前記恒温室の内外の連通を遮断する遮断機構を有することを特徴とする、細胞培養装置。
【請求項２】
前記遮断機構は、
前記当接面に前記連通溝を横断して開口し、前記連通溝よりも深いガイド孔と、
前記ガイド孔に挿入され、前記連通溝を遮断する遮断位置と前記連通溝を開通する開通位置との間で変位するシャッター部材と、
前記シャッター部材を前記遮断位置に付勢するばね部材と、
から構成されることを特徴とする、請求項１記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記ガイド孔は、前記当接面のうち、前記扉を閉じたときに前記パッキン部材によって塞がれる位置に開口している
ことを特徴とする、請求項２記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記シャッター部材は、当該シャッター部材が前記遮断位置に位置したときに前記当接面と面一となる上端面を有する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記シャッター部材は、前記ばね部材を受ける受け部と、前記ばね部材によって当該シャッター部材が前記遮断位置に付勢されたときに前記ガイド孔の内面に当接する当接部とを有する
ことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
【請求項６】
前記細胞培養装置は、前記恒温室に隣接した保冷室を備え、
前記連通溝は、前記恒温室と前記保冷室との間を仕切る中柱の前記当接面に設けられている
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
【請求項７】
前記当接面に嵌め込まれたブロックを備え、
前記連通溝及び前記ガイド孔は、前記ブロックに形成され、
前記シャッター部材及び前記ばね部材は、前記ブロックに組み込まれている
ことを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養装置に係り、より詳細には、恒温室の内外をチューブで連通可能な細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞や組織などを人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。
そのような細胞培養において、細胞培養に用いるための培養容器と、培地を培養容器に供給するための培地容器とをチューブを介して接続した細胞培養ユニットが使用されている。この細胞培養ユニットは閉鎖系であるため、コンタミネーションのリスクを回避して細胞培養を行うことができる。
【０００３】
下記の特許文献１には、この種の細胞培養ユニットを多段に格納して細胞培養を行う培養装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０５２７１６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
細胞培養では、一般に温度や空気環境等の制御が必要なため、細胞培養ユニットの培養容器は恒温室（インキュベータ）に配置される。一方、細胞培養ユニットの培地は冷蔵保存の必要があるため、培地容器は保冷室に配置される。そして、培地容器から培養容器へチューブを経由して培地が移送される。
【０００６】
細胞培養装置の恒温室及び保冷室の開口部は、室内の温度又はガス濃度を維持するために、パッキン部材付きの扉によってそれぞれ密閉される。このとき、恒温室に配置された培養容器と保冷室に配置された培地容器とは、チューブで接続されたままである。チューブが扉に挟まれると、チューブが潰れ、チューブによる培地の移送が困難となってしまう。そこで、扉のパッキン部材と当接する恒温室及び保冷室の開口部の周囲の当接面に、チューブが嵌め込まれる連通溝（凹部）を形成して、チューブが潰れることを回避している。
【０００７】
また、恒温室と保冷室との仕切り壁に連通穴を形成するのではなく、仕切り壁の当接面に連通溝を形成したことにより、培養容器及び培地容器をチューブで接続したまま、それぞれ恒温室及び保冷室に配置することができる。
【０００８】
しかしながら、かかる連通溝を細胞培養装置に形成すると、連通溝にチューブが嵌め込まれていないときに、連通溝を介して恒温室及び保冷室の内外がそれぞれ連通してしまう。特に、細胞培養ユニットを多段に格納する細胞培養装置においては、細胞培養ユニットを配置していない不使用段の連通溝が連通したままとなる。その結果、恒温室に充填された二酸化炭素ガス及び熱が連通溝から逃げてしまい、恒温室の温度及び空気環境の制御の観点から好ましくない。
【０００９】
なお、チューブが嵌め込まれていない連通溝にダミー部材を付ければ、連通溝を遮断することができる。しかし、連通溝にダミー部材をいちいち付ける手間が掛かるうえ、ダミー部材を付け忘れるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、パッキン部材付きの扉を閉めた状態でチューブによる恒温室内外の連通を確保するとともに、チューブを取り外したときに恒温室内外の連通を自動的に遮断することができる細胞培養装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の細胞培養装置は、パッキン部材付きの扉によって開口部が開閉される恒温室を備え、扉を閉じたときにパッキン部材と当接する開口部の周囲の当接面に、恒温室の内外を連通するチューブが嵌め込まれる連通溝を形成した細胞培養装置であって、チューブが連通溝から取り外されたときに連通溝による恒温室の内外の連通を遮断する遮断機構を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の細胞培養装置によれば、恒温室の開口部の周囲の当接面に、恒温室の内外を連通するチューブが嵌め込まれる連通溝を形成したことにより、パッキン部材付きの扉を閉めた状態でチューブによる恒温室の内外の連通を確保することができるとともに、遮断機構を設けたことにより、チューブが連通溝から取り外されたときに連通溝による恒温室内外の連通を自動的に遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る細胞培養装置の外観概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る細胞培養装置の外観概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る細胞培養装置に格納される細胞培養ユニットの一例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る細胞培養装置の恒温室の内部を断面視する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る細胞培養装置に配置された細胞培養ユニットを平面視して示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る細胞培養装置における遮断機構を構成するブロックの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る細胞培養装置の中柱及び扉と共に示す、図６のＡ−Ａ断面図であり、（ａ）は遮断状態を示し、（ｂ）は開通状態を示す。
【図８】図６のＢ−Ｂ断面図であり、（ａ）は遮断状態を示し、（ｂ）は開通状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１及び図２に、本実施形態の細胞培養装置１の外観概略図を示す。細胞培養装置１は、筐体２の内部を断熱壁の中柱２０で仕切った恒温室３と保冷室４とを備えている。恒温室３及び保冷室４の開口部は、それぞれ前扉３ａ、４ａによって独立して開閉される。前扉３ａ、４ａには、それぞれパッキン部材３ｂ、４ｂが設けられ、前扉３ａ及び４ａを閉めると、パッキン部材３ｂ、４ｂが筐体２及び中柱２０の当接面２ａと当接し、恒温室３及び保冷室４がそれぞれ密閉される。また、中柱２０の当接面２ａには、恒温室３と保冷室４とを連通する連通溝５１を形成した樹脂製のブロック５０が嵌め込まれている。
【００１５】
恒温室３は、細胞培養に好適な温度（例えば、３７℃）に維持されるように温度調整されるとともに、所定の二酸化炭素濃度（例えば、５％）を維持するようにガス濃度調整される。また、保冷室４は、培地の保存に好適な温度（例えば、４℃）に維持されるように温度調節される。
【００１６】
恒温室３及び保冷室４には、複数の細胞培養ユニットＵを多段に格納するための収容棚３２及び４２が配置されている。収容棚３２及び４２は、細胞培養ユニットＵの配置及び取外し作業を容易にするために、それぞれスライドレール３１及び４１により引き出せるように構成されている。
【００１７】
ここで、図３に、細胞培養装置１に格納される細胞培養ユニットＵの一例を示す。図３に示す細胞培養ユニットＵは、最初に細胞培養が行われる第１培養容器Ｕ２０と、第１培養容器Ｕ２０での細胞培養後に、細胞懸濁液を移し換えて細胞培養が行われる第２培養容器Ｕ３０と、これらの培養容器Ｕ２０、Ｕ３０に培地を供給する培地容器Ｕ１０と、これらの容器Ｕ１０、Ｕ２０、Ｕ３０を接続する移送チューブＵ４０、Ｕ４２とから構成されている。
【００１８】
なお、移送チューブＵ４０、Ｕ４２による各容器間の接続は、ピンチバルブ等の遮断部材Ｕ４４によって制御される。また、移送チューブＵ４０、Ｕ４２は、シリコーンゴムや軟質塩化ビニル樹脂のような軟質材料で作られている。
【００１９】
細胞培養ユニットＵにおいて細胞培養を行うにあたっては、まず、ポンプＵ４１によって、培地容器Ｕ１０のポートＵ１１から、細胞注入済みの第１培養容器Ｕ２０のポートＵ２１へ、移送チューブＵ４０を通って培地が移送される（図３の破線矢印（１））。次に、第１培養容器Ｕ２０における細胞培養後、ポンプＵ４１によって、第１培養容器Ｕ２０のポートＵ２１から第２培養容器Ｕ３０のポートＵ３２へ、移送チューブＵ４０、Ｕ４２を通って細胞懸濁液が移送される（図３の破線矢印（２））。さらに、ポンプＵ４１によって、培地容器Ｕ１０のポートＵ１１から第２培養容器Ｕ３０のポートＵ３１へ、移送チューブＵ４０、Ｕ４２を通って培地が移送される（図３の破線矢印（３））。
【００２０】
このように、保冷室４に配置された培地容器Ｕ１０から、恒温室３に配置された第１及び第２培養容器Ｕ２０、Ｕ３０へ、移送チューブＵ４０を通って培地が移送される。このため、細胞培養装置１の前扉３ａ及び４ａを閉じたときにも、恒温室３と保冷室４との間の移送チューブＵ４０による連通を確保する必要がある。
【００２１】
図４及び図５に、細胞培養装置１の縦断面及び横断面をそれぞれ示す。なお、図４では、便宜的に、細胞培養装置１の中柱２０に沿った断面に、恒温室３内部の構成を重ねて表示している。また、図５では、恒温室３内の培養容器収容棚３２に配置された第１及び第２培養容器Ｕ２０及びＵ３０と、保冷室４内の培地容器収容棚４２に配置された培地容器Ｕ１０も表示している。
【００２２】
図４及び図５に示すように、前扉３ａ、４ａを閉じると、パッキン部材３ｂ、４ｂは、細胞培養装置１の筐体２及び中柱２０の当接面２ａに当接する。中柱２０の当接面２ａには、樹脂製のブロック５０が培養容器収容棚ごとに嵌め込まれ、ボルト（図示せず）で固定されている。ブロック５０には、移送チューブＵ４０とほぼ同じ幅を有する連通溝５１が形成されている。
【００２３】
連通溝５１は、恒温室３と保冷室４とを連通するように形成され、連通溝５１に、細胞培養ユニットＵの移送チューブＵ４０が嵌め込まれる。このため、図５に示すように、前扉３ａ及び４ａが閉じたときにも、移送チューブＵ４０はパッキン部材３ｂ及び４ｂによって押し潰されず、移送チューブＵ４０による恒温室３と保冷室４との間の連通が確保される。
【００２４】
ところで、連通溝５１に移送チューブＵ４０が嵌め込まれていないときに、連通溝５１によって恒温室３及び保冷室４が外部と連通したままとなると、連通溝５１を通って、恒温室３から熱や二酸化炭素ガスが逃げてしまい、恒温室３の温度及び空気環境の制御の観点から好ましくない。また、保冷室４に連通溝５１から外部の熱が侵入するため、保冷室４の温度制御の観点からも好ましくない。
【００２５】
そこで、本実施形態の細胞培養装置１は、移送チューブＵ４０が連通溝５１から取り外されたときに連通溝５１による恒温室３及び保冷室４と外部との連通を遮断する遮断機構５を設けている。
【００２６】
図６に、遮断機構５を構成するブロック５０の斜視図を示す。図７及び図８に、図６のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。図７は、ブロック５０を中柱２０に嵌め込み、前扉３ａ、４ａを閉じた状態を示す。
【００２７】
連通溝５１が形成されたブロック５０の上面５０ａは、パッキン部材３ｂ、４ｂが当接する当接面２ａとなる。ブロック５０には、この上面５０ａに連通溝５１を横断してそれぞれ開口した２つのガイド孔５２が形成されている。各ガイド孔５２は、当接面２ａのうち、前扉３ａ、４ａを閉じたときにパッキン部材３ｂ、４ｂによってそれぞれ塞がれる位置に開口している。また、ガイド孔５２の深さは、連通溝５１よりも深く、本実施形態では、ガイド孔５２は、ブロック５０の底面５０ｂまで貫通している。なお、ガイド孔５２は、貫通してもよいし、貫通しなくともよい。
【００２８】
ガイド孔５２には、Ｌ字形に折れた板状のシャッター部材５３と、コイル状のばね部材５４とが挿入されている。シャッター部材５３は、図６、図７（ａ）及び図８（ａ）に示す、連通溝５１を遮断する遮断位置と、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す、連通溝５１を開通する開通位置との間を移動することができる。
【００２９】
シャッター部材５３の上部は、遮断位置で連通溝５１を遮断する。一方、シャッター部材５３の上部に対して直角に折れた下部の下面５３ｂは、ばね部材５４の一端を受ける受け部５３ｂとなる。ばね部材５４の他端は、中柱２０の切欠き部の底面２０ａに当接している。ばね部材５４は、押しばねとして働き、シャッター部材５３を遮断位置に付勢している。
【００３０】
また、シャッター部材５３の下部の上面５３ｃは、ばね部材５４によってシャッター部材５３が遮断位置に付勢されたときにガイド孔５２の内面５２ａに当接する当接部５３ｃとなる。当接部５３ｃがガイド孔５２の内面に当接することにより、シャッター部材５３がガイド孔５２の開口部から外へ飛び出すことが回避され、シャッター部材５３の上端面５３ａは、シャッター部材５３が遮断位置に位置したときに当接面２ａと面一となる。
【００３１】
図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、連通溝５１に移送チューブＵ４０が付けられていないときには、ばね部材５４によって付勢されたシャッター部材５３が遮断位置に位置する。そして、図７（ａ）に示すように、２つのシャッター部材５３の上端面５３ａが、それぞれ閉じた前扉３ａ、４ａのパッキン部材３ｂ、４ｂと当接する。これにより、連通溝５１が２つのシャッター部材５３によりそれぞれ遮断され、恒温室３及び保冷室４がそれぞれ密閉される。なお、密閉の程度は、水密であってもよいし、水密でなくともよい。
【００３２】
一方、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、連通溝５１に移送チューブＵ４０が嵌め込まれると、シャッター部材５３は、チューブＵ４０によって開通位置まで押し下げられる。ばね部材５４のばね定数は、連通溝５１に移送チューブＵ４０を嵌め込む際に大きな抵抗受けず、かつ、連通溝５１に嵌め込まれた移送チューブＵ４０が押し出されない程度に小さいことが望ましい。
【００３３】
なお、図８（ｂ）では、図面の理解を容易にするため、連通溝５１と移送チューブＵ４０の外周との間に隙間を示しているが、実際には、この隙間は実質的に無く、移送チューブＵ４０は、シャッター部材５３の上端面５３ａに接して、シャッター部材５３を開通位置まで押し下げている。
【００３４】
このように、本実施形態の細胞培養装置によれば、パッキン部材３ｂ、４ｂ付きの前扉３ａ、４ａを閉めた状態で移送チューブＵ４０による恒温室３と保冷室４との連通を確保することができるとともに、連通溝５１に移送チューブＵ４０が付けられていないときには、連通溝５１をシャッター部材５３により自動的に遮断することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、恒温室３と保冷室４との間に連通溝５１を形成した例を説明したが、本発明の細胞培養装置は、恒温室と保冷室の二室構造のものに限定されず、保冷室を備えていないものにも適用することができる。また、恒温室の開口部の周囲の当接面のうちのどの部分に連通溝を形成してもよい。
【００３６】
また、上述した実施形態では、直線状の連通溝５１を形成した例を説明したが、本発明では、連通溝の形状はこれに限定されず、蛇行した連通溝や、幅又は深さが部分的に変化した連通溝を形成してもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、シャッター部材５３を遮断位置と開通位置との間で当接面に垂直な方向に移動させる例を説明したが、本発明では、シャッター部材を当接面に対して斜め方向に移動させてもよいし、回動させてもよい。また、上述した実施形態では、板状のシャッター部材５３を用いる例を説明したが、本発明では、シャッター部材の形状はこれに限定されず、円柱、角柱、切頭円錐又は切頭角錐等の種々の形状のものを用いることができる。
【００３８】
また、上述した実施形態では、コイル状のばね部材５４を設けた例を説明したが、本発明では、ばね部材はこれに限定されず、板ばね又は種々の弾性体のような任意好適な付勢手段を用いることができる。
【００３９】
また、上述した実施形態では、加工が容易な樹脂製のブロック５０に連通溝５１及びガイド孔５２を形成し、シャッター部材５３及びばね部材５４をブロック５０に組み込んだ例を説明したが、本発明では、樹脂製のブロックを使用せず、中柱又は筐体の当接面に連通溝等を直接形成し、中柱又は筐体にシャッター部材等を組み込んでもよい。なお、ブロックは、樹脂製であってもよいし、アルミニウム等の金属製であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、閉鎖系で細胞を大量に培養する再生医療、免疫療法、抗体医薬生産などにおいて好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  細胞培養装置
２  筐体
２ａ  当接面
２０  中柱
３  恒温室
３ａ  前扉
３ｂ  パッキン部材
３１  スライドレール
３２  培養容器収容棚
４  保冷室
４ａ  前扉
４ｂ  パッキン部材
４１  スライドレール
４２  培地容器収容棚
５  遮断機構
５０  ブロック
５０ａ  当接面
５０ｂ  底面
５１  連通溝
５２  ガイド孔
５３  シャッター部材
５３ａ  上端面
５３ｂ  受け部
５３ｃ  当接部
５４  ばね部材
Ｕ  細胞培養ユニット
Ｕ１０  培地容器
Ｕ２０  第１培養容器
Ｕ３０  第２培養容器
Ｕ４０  移送チューブ
【要約】
【課題】パッキン部材付きの扉を閉めた状態でチューブによる恒温室の内外の連通を確保するとともに、チューブを取り外したときに恒温室の内外の連通を自動的に遮断することができる細胞培養装置の提供。
【解決手段】前扉３ａ、４ａを閉じたときにパッキン部材３ｂ、４ｂと当接する恒温室３及び保冷室４の開口部の周囲の当接面２ａに、移送チューブＵ４０が嵌め込まれる連通溝５１が形成され、移送チューブＵ４０を外したときに連通溝５１による恒温室３の内外の連通を遮断する遮断機構５を有し、遮断機構５は、当接面２ａに連通溝５１を横断して開口し、連通溝５１よりも深いガイド孔５２と、ガイド孔５２に挿入され、連通溝５１を遮断する遮断位置と連通溝５１を開通する開通位置との間で変位するシャッター部材５３と、シャッター部材５３を遮断位置に付勢するばね部材５４とから構成されている。
【選択図】図７【図１】
0006008013.tif 000002
【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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