(57)【要約】【課題】細胞培養容器内において供給される供給液の流速分布を均一にすることができる細胞培養容器を提供する。【解決手段】細胞を培養するための細胞培養容器１Ａであって、導入口１２及び導出口１３を備える容器本体１０と、その内部空間１１に配置された１以上の培養板４０Ａとを備え、内部空間１１には培養板４０Ａにより区分された複数の流路空間４３Ａからなる多層空間４３が形成されており、且つ、導入口１２と多層空間４３との間に、細胞培養容器１Ａに供給された供給液が滞留する第１空間１６が形成されており、培養板４０Ａは、多層空間の導入口側端部４４から導出口側端部４５まで連続的に延在していることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養するための細胞培養容器であって、
導入口及び導出口を備える容器本体と、
前記容器本体の内部空間に配置された１以上の培養板と、
を備え、
前記内部空間には、前記培養板により区分された複数の流路空間からなる多層空間が形成されており、且つ、前記導入口と前記多層空間との間に、前記細胞培養容器に供給された供給液が滞留する第１空間が形成されており、
前記培養板は、前記多層空間の前記導入口側端部から前記導出口側端部まで連続的に延在している、細胞培養容器。
【請求項２】
前記導入口の内周に内接する最大内接円の直径をＤ（μｍ又はｍｍ）とし、前記内部空間の、前記培養板の前記導入口側端部の位置における幅をＭ（μｍ又はｍｍ）としたときに、２５≦Ｍ／Ｄ≦１２５の関係を満たし、
前記内部空間の、前記培養板の前記導入口側端部の位置における断面積をＳａ（ｍｍ２）とし、前記複数の流路空間の総流路断面積をＳｔ（ｍｍ２）としたときに、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２の関係を満たす、請求項１に記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記流路空間の、前記導入口側端部における内周に内接する最大内接円の直径をＬ（μｍ又はｍｍ）とし、前記導入口の内周に内接する最大内接円の直径をＤ（μｍ又はｍｍ）としたときに、Ｌ／Ｄ≦１の関係を満たしている請求項１又は２に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記培養板が複数配置され、
前記複数の培養板のうち少なくとも一対は、互いに略直交になるように形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の細胞培養容器。
【請求項５】
前記培養板は、前記容器本体の、前記多層空間を囲う内壁面のいずれかと略平行となるように配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の細胞培養容器。
【請求項６】
前記複数の流路空間がそれぞれ同じ形状及び寸法となるように形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の細胞培養容器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の細胞培養容器を備えた細胞培養システムであって、
前記細胞培養システムは、前記供給液として培地を供給する培地供給源と、
前記培地供給源から培地を前記細胞培養容器の導入口に圧送する圧送部と、を少なくとも備えることを特徴とする細胞培養システム。
【請求項８】
前記細胞培養システムは、前記細胞培養容器を通過した培地が、前記培地供給源に回収されるように、前記細胞培養容器の導出口が前記培地供給源に接続されている請求項７に記載の細胞培養システム。
【請求項９】
前記細胞培養システムは、前記細胞培養容器を通過した培地が、前記培地供給源とは別の廃液容器に回収されるように、前記細胞培養容器の導出口が前記廃液容器に接続されている請求項７に記載の細胞培養システム。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の細胞培養システムを用いて細胞を培養する方法であって、
細胞を播種する工程、
細胞を培養する工程、および
細胞を剥離する工程、
を含む細胞培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞を培養するための細胞培養容器、これを用いた細胞培養システム、および細胞培養方法に関する。
【０００２】
ヒトＥＳ細胞やヒトｉＰＳ細胞等のヒト多能性幹細胞の近年の研究により、再生医療の実用化の可能性が高まっており、これらの多能性幹細胞は、無限に増殖できる能力と、神経細胞、心筋細胞、血液細胞、及び網膜細胞などの様々な細胞に分化する能力を有していることから、難治性疾患、生活習慣病等に対する治療法を根本的に変革することが期待されている。
【０００３】
多能性幹細胞を用いて各種臓器を再生する医療技術の実用化に向けた課題の一つとして、臓器の再生に必要な細胞数を生産し、且つ、生産した細胞の品質を均一にしなければならないという課題がある。例えば、肝臓の再生には約２×１０１１個の細胞が必要であり、平坦な基板上で前記細胞数を培養するには１０６ｃｍ２以上の培養面積を要する。この培養面積を一般的な１０ｃｍディッシュで換算すると約２０，０００枚分に相当するため、従来技術であるディッシュ等の平坦な基板を用いて臓器の再生に必要な細胞数を供給することは困難であり、また、個々の基板における培養環境が異なってくるため、細胞の品質にバラつきが生じてしまう。
【０００４】
そこで、上記課題を解決するため、様々な培養容器を用いて培養する技術（特許文献１〜３）が開示されている。例えば、特許文献１では、多数の孔が開いた円板状の培養板を積層して円柱状の細胞培養容器を開発し、その細胞培養容器の中心部、上部及び底部に空間を設けおり、底部においてスターラー等で培地を攪拌することで、細胞培養容器内の栄養素や酸素等の濃度を均一にする技術が開示されている。また、特許文献２では、細胞懸濁液の導入口部分に多孔板を設けることで、均一に細胞を播種するための技術が開示されている。また、特許文献３では、マイクロ空間構造を工夫することで、一辺の長さもしくは直径が５０μｍ〜５００μｍ未満の多角形状の貫通孔が形成された多孔構造部を有する細胞培養担体基板を積層させた細胞培養リアクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５２６２６９号公報
【特許文献２】特開平０２−５８５０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７２５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題に対して、本発明者らが検討したところ、大量に細胞を培養し、且つ、培養した細胞の品質を均一にするためには、常に新鮮な培地を供給し細胞培養容器内の栄養素を十分に維持するとともに、栄養素を均一に分散することが重要であり、そのためには、細胞培養容器内に供給される培地の流速分布を均一にしなければならないという新たな問題を見出した。そこで、本発明者らは、上記問題を解決するために、特許文献１〜３に記載の技術を検討した。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の細胞培養容器では、上部に向かって徐々に流速が遅くなり、均一な培養状態を保ち難く、また、特許文献２に記載の細胞培養容器では、多孔板および網板を介して培地等を供給しているものの、網板の場合には空隙率が大きすぎるため、細胞培養容器内に供給される培地の流れは安定せず、培養容器内に流入する培地の流速は均一になり難いことがわかった。また、特許文献３に記載の細胞培養リアクターでは、流入口から流出口に至る流路を横切るように、多孔構造部を有する前記細胞培養担体基板が複数重ねられているため、培地が前記細胞培養担体基板を通過するごとに流速や圧力が変化し、流入口側端部から流出口側端部にかけて均一な培養状態を保ち難いことがわかった。
【０００８】
以上の問題等を鑑みて、本発明の目的は、細胞培養容器内に供給される供給液の流速を均一にすることができる細胞培養容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明が提供するのは以下の通りである。
（１）細胞を培養するための細胞培養容器であって、
導入口及び導出口を備える容器本体と、
前記容器本体の内部空間に配置された１以上の培養板と、
を備え、
前記内部空間には、前記培養板により区分された複数の流路空間からなる多層空間が形成されており、且つ、前記導入口と前記多層空間との間に、前記細胞培養容器に供給された供給液が滞留する第１空間が形成されており、
前記培養板は、前記多層空間の前記導入口側端部から前記導出口側端部まで連続的に延在している、細胞培養容器。
（２）前記導入口の内周に内接する最大内接円の直径をＤ（μｍ又はｍｍ）とし、前記内部空間の、前記培養板の前記導入口側端部の位置における幅をＭ（μｍ又はｍｍ）としたときに、２５≦Ｍ／Ｄ≦１２５の関係を満たし、
前記内部空間の、前記培養板の前記導入口側端部の位置における断面積をＳａ（ｍｍ２）とし、前記複数の流路空間の総流路断面積をＳｔ（ｍｍ２）としたときに、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２の関係を満たす、（１）に記載の細胞培養容器。
（３）前記流路空間の、前記導入口側端部における内周に内接する最大内接円の直径をＬ（μｍ又はｍｍ）とし、前記導入口の内周に内接する最大内接円の直径をＤ（μｍ又はｍｍ）としたときに、Ｌ／Ｄ≦１の関係を満たしている（１）又は（２）に記載の細胞培養容器。
（４）前記培養板が複数配置され、
前記複数の培養板のうち少なくとも一対は、互いに略直交になるように形成されている（１）〜（３）のいずれかに記載の細胞培養容器。ここで、少なくとも一対の培養板が互いに「略直交」するとは、少なくとも一対の培養板が互いに交差する部分において、一方の培養板に沿う面の法線と、他方の培養板に沿う面の法線とが成す角のうち小さい方の角の角度が実質的に９０°となるように、少なくとも一対の培養板が配置されていることを指す。前記角度は具体的には８０°以上、９０°以下であり、好ましくは８５°以上９０°以下であり、より好ましくは８８°以上、９０°以下であり、特に好ましくは９０°である。
（５）前記培養板は、前記容器本体の、前記多層空間を囲う内壁面のいずれかと略平行となるように配置されている、（１）〜（４）のいずれかに記載の細胞培養容器。ここで、前記培養板が、前記容器本体の、前記多層空間を囲う内壁面のいずれかと「略平行」となるように配置されているとは、前記培養板に沿う面の法線と、前記多層空間を囲う内壁面のいずれかに沿う面の法線とが成す角のうち小さい方の角の角度が実質的に０°となるように前記培養板が、前記容器本体の、前記多層空間を囲う内壁面のいずれかに対して配置されていることを指す。前記角度は具体的には０°以上、１０°以下であり、好ましくは０°以上５°以下であり、より好ましくは０°以上、２°以下であり、特に好ましくは０°である。
（６）前記複数の流路空間がそれぞれ同じ形状及び寸法となるように形成されている（１）〜（５）のいずれかに記載の細胞培養容器。
（７）（１）〜（６）のいずれかに記載の細胞培養容器を備えた細胞培養システムであって、
前記細胞培養システムは、前記供給液として培地を供給する培地供給源と、
前記培地供給源から培地を前記細胞培養容器の導入口に圧送する圧送部と、を少なくとも備えることを特徴とする細胞培養システム。
（８）前記細胞培養システムは、前記細胞培養容器を通過した培地が、前記培地供給源に回収されるように、前記細胞培養容器の導出口が前記培地供給源に接続されている（７）に記載の細胞培養システム。
（９）前記細胞培養システムは、前記細胞培養容器を通過した培地が、前記培地供給源とは別の廃液容器に回収されるように、前記細胞培養容器の導出口が前記廃液容器に接続されている（７）に記載の細胞培養システム。
（１０）（７）〜（９）のいずれかに記載の細胞培養システムを用いて細胞を培養する方法であって、
細胞を播種する工程、
細胞を培養する工程、および
細胞を剥離する工程、
を含む細胞培養方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の細胞培養容器によれば、細胞培養容器内に供給される供給液の流速を均一にすることができる。特に、本発明の細胞培養容器は、導入口から細胞含有供給液を供給する場合に、複数の流路空間の入口で細胞が目詰まりする可能性が低く、流路空間毎の細胞含有供給液の流速の差異を小さくすることができ、均一に細胞を分散、播種することができる。また、本発明の細胞培養容器では、導入口側端部から導出口側端部まで均一な流動状態を保つことができる。また、本発明の細胞培養容器を用い、供給液として培養液を供給する場合には、細胞培養容器内に接着している細胞へ栄養素が純分に維持され、且つ、栄養素が細胞培養容器内で均一に分散されることから、細胞の品質を均一に保ちながら大量に細胞を培養することができる。
【００１１】
本発明の細胞培養システムによれば、本発明の細胞培養容器に、培養のための培地を循環して供給することが可能であり、細胞の品質を均一に保ちながら大量に細胞を培養することができる。
【００１２】
本発明の細胞培養方法によれば、培養面積が広く、且つ栄養素等を均一に供給できる細胞培養容器を用いることから、細胞の品質を均一に保ちながら大量に細胞を培養することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る細胞培養容器の模式的斜視図である。
【図２】図１に示す細胞培養容器の内部空間を示した模式的斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る細胞培養容器の模式的斜視図である。
【図６】図４に示す位置に相当する第２実施形態に係る細胞培養容器の模式的断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図８】（ａ）は、第２実施形態に係る細胞培養容器の４つの培養板により区分される内部空間の断面積を説明するための図であり、図８（ｂ）は、第２実施形態に係る４つの培養板により区分された分割空間に供給される供給液の総流路断面積を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器の模式的斜視図である。
【図１０】図３に示す位置に相当する第３実施形態に係る細胞培養容器の模式的断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る細胞培養容器の模式的斜視図である。
【図１２】図７に示す位置に相当する第４実施形態に係る細胞培養容器の模式的断面図である。
【図１３】細胞培養システムの模式的概念図である。
【図１４ａ】解析（１）〜（４）の結果を示した図である。
【図１４ｂ】解析（５）の結果を示した図である。
【図１５ａ】解析（６）〜（７）の結果を示した図である。
【図１５ｂ】解析（８）〜（９）の結果を示した図である。
【図１５ｃ】解析（１０）〜（１２）の結果を示した図である。
【図１６ａ】解析（１３）〜（１６）の結果を示した図である。
【図１６ｂ】解析（１７）〜（２０）の結果を示した図である。
【図１６ｃ】解析（２１）〜（２３）の結果を示した図である。
【図１７】本発明の第１実施形態の変形例に係る細胞培養容器の培養板を説明するための模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜１．本発明の細胞培養容器の特徴＞
本発明の細胞培養容器は、細胞を培養するための容器である。本発明の細胞培養容器を形成する材料は、特に制限されず、具体的には、金属、ガラス、シリコン、及びプラスチック等の無機材料等を挙げることができ、より好ましくはプラスチックである。プラスチックとして、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。本発明の細胞培養容器は、当業者にとって周知・慣用技術の方法により製造することができる。例えば、プラスチック材料からなる細胞培養容器を製造する場合には、射出成形法または押出し成形法等により製造することができる。本発明の細胞培養容器に含まれる容器本体、培養板等の各部材は上記の材料から形成することができる。
【００１５】
＜１．１．容器本体＞
細胞培養容器は、容器本体を備えている。容器本体は、細胞培養容器に培地等の供給液を導入する導入口と、細胞培養容器から供給液を導出する導出口とを有している。細胞培養容器の内部には、導入口と導出口との間に内部空間が形成されている。容器本体の内部空間の全体形状は、後述する実施形態においては直方体であるが特に限定されず、例えば、直方体、錐体（円錐体、円錐台体、角錐体、角錐台体等）、柱体（円柱体、角柱体等）、球体、及び／又は半球体、或いはこれらの２種以上を組み合わせた形状であることができる。
【００１６】
容器本体の内部空間は容器本体の内部に形成された空間であり、後述する多層空間と第１空間とを少なくとも含み、後述する第２空間を更に含んでもよい。
【００１７】
容器本体の内部空間の体積は特に限定されないが、例えば１，０００ｍｍ３以上であり、好ましくは１０，０００ｍｍ３以上、１００，０００ｍｍ３以上、１，０００，０００ｍｍ３以上である。内部空間の体積がこの範囲である場合に、細胞培養に特に適する。内部空間の体積の上限は特に限定されないが、例えば１００，０００，０００ｍｍ３以下にすることが好ましい。第１空間及び第２空間の体積は、供給液を滞留させることが可能な体積であればよく特に限定されないが、典型的には、それぞれ、内部空間の体積の３０％以下、２５％以下又は１０％以下であり、内部空間の体積の１％以上であることができる。
【００１８】
容器本体は導入管と導出管とを備えることができる。導入管には、内部空間に供給液を導入する導入流路が形成されており、導入流路の下流に、導入口を形成することができる。一方、導出管には、内部空間から供給液を導出する導出流路が形成されており、導出流路の上流に、導出口を形成することができる。
【００１９】
図示する各実施形態では導入口の開口面積と導出口の開口面積は同じであるが、この態様には特に限定されるものではない。例えば、導入口の開口面積に対して導出口の開口面積が異なっていてもよく、導入口の開口面積に対して、導出口の開口面積が大きい場合には細胞培養容器内の圧力は低下し、細胞へのストレスが軽減されると考えられるため好ましい。
【００２０】
本発明では、導入口及び導出口の容器本体における位置及び相対的な配置は、図示する各実施形態での態様には限定されるものではない。図示する各実施形態のように、導入口と導出口とは容器本体の対向する壁面上に設けられていることが好ましいがこれには限定されない。図示する各実施形態のように導入口は容器本体の上流側の壁面の中央に設けられている場合には限定されず、該壁面の周縁寄りの位置に設けられていてもよいし、容器本体の他の位置に設けられていてもよい。導出口は容器本体の下流側の壁面の中央に設けられている必要はなく、該壁面の周縁寄りの位置に設けられていてもよいし、容器本体の他の位置に設けられていてもよい。導入口と導出口とは、それらが容器本体の対向する壁面上に設けられている場合であっても、一軸上に対向するように設けられている必要はなく、それぞれが異なる軸上に設けられていてもよい。ただし、図示する各実施形態のように、導入口が容器本体の上流側の壁面の中央近傍に設けられ、導出口が容器本体の下流側の壁面の中央近傍に設けられ、且つ、導入口と導出口とが一軸上に対向するように設けられている態様では、容器本体内に供給液が流れるとき、流路の断面上での流速分布が、前記軸を中心として点対称となり、流速の偏りが生じ難いため好ましい。
【００２１】
本発明において、容器本体の、内部空間を形成する面は、好ましくは、導入口が形成された上流壁面と、前記上流壁面に対向配置され、導出口が形成された下流壁面と、上流壁面の周縁と下流壁面の周縁との間を接続し内部空間の周囲を囲う内壁面とを含む。内壁面の、前記上流壁面から前記下流壁面へ向かう方向に垂直な平面による断面の形状は、円形、矩形等の任意の形状であってよい。
【００２２】
＜１．２．培養板＞
本発明の細胞培養容器の容器本体の内部空間の、導入口と導出口との間には、１以上の培養板が配置されており、培養板により区分された複数の流路空間が形成されている。本発明では、複数の流路空間を組み合わせた全体を多層空間とする。
【００２３】
本発明において培養板は、その壁面（表面）が、細胞が接着する足場として機能する板状体である。培養板の、流路空間を囲う壁面には、流路空間を通じて培地等の供給液とともに細胞を供給することができる。本発明の細胞培養容器を用い、培養板壁面に細胞を付着させた状態で、培地等の供給液を、導入口から供給し、各流路空間に通過させ、導出口から排出することにより、細胞を供給液により培養又は処理することができる。各流路空間は、培養板の壁面のみにより囲われていてもよいし、培養板の壁面と、容器本体の内壁面とにより囲われていてもよい。流路空間が培養板と容器本体の内壁面とにより囲われている場合には、容器本体の内壁面もまた、細胞が接着する足場として機能することが好ましい。培養板の壁面及び容器本体の内壁面に接着した細胞は、本発明の細胞培養容器に、供給液として細胞を剥離する剥離剤を含む液を流通させることにより剥離し導出口から回収することが可能である。
【００２４】
流路空間を囲う培養板の壁面及び／又は容器本体の内壁面が実質的に平滑である場合、各流路空間内での供給液の流れが培養板の壁面及び／又は容器本体の内壁面により乱されず、しかも、培養板の壁面及び／又は容器本体の内壁面に付着した細胞を剥離して回収することが容易であるため好ましい。ただし、培養しようとする細胞の種類や目的によっては、培養板の壁面及び／又は容器本体の内壁面は実質的な凹凸を有していてもよい。
【００２５】
本発明において培養板は、多層空間の導入口側の端部から導出口側の端部まで連続的に延在していることを特徴とする。これに伴い、培養板により区分される流路空間の各々はその導入口側の端部から導出口側の端部まで途切れずに連続的に形成され、均一な流動状態を保ち易い。このように配置された培養板を備えた本発明の細胞培養容器は、培養板を備えない場合と比較して、供給された供給液の内部空間内における流速分布が均一化される。また、各流路空間内で供給液の流れは妨げられず、各流路空間内で上流から下流までの流速は均一化され易い。
【００２６】
本発明において１つの培養板は、それにより区分される流路空間が、その入口側端部から導出口側端部まで連続的に形成されるものである限り、１つの部材により構成されている必要はなく、複数の部材が組み合わされて構成されていてもよい。例えば、図１７に示す、第１実施形態の変形例のように、複数の板部材を、多層空間の導入口側の端部から導出口側の端部への方向に沿って、互いに側面が接するように並べて１つの培養板を形成することができる。また、図示しないが、複数の板部材を、多層空間の導入口側の端部から導出口側の端部への方向と直交する方向に、互いに側面が接するように並べて１つの培養板を形成することもできる。
【００２７】
本発明において１つの培養板の形状は特に限定されるものではない。培養板は、図示する各実施形態のように平板状であってもよいし、曲げられた板の形状であってもよい。曲げられた板の形状の培養板としては、多層空間の導入口側端部から導出口側端部の方向を軸とする筒体の壁面を形成するように曲げられた培養板が例示できる。該筒体の、前記軸に対して垂直な断面の形状は、円形、矩形等の任意の形状であってよい。更に、複数の異なる形状の培養板が組み合わされた状態で内部空間に配置されていてもよい。
【００２８】
本発明において培養板は、細胞培養容器の容器本体と一体的に成形されていてもよい。また、容器本体に培養板となる部材を容器本体の内壁面に取り付けて、培養板としてもよい。
【００２９】
図示する各実施形態のように、容器本体の、内部空間を形成する面が、導入口が形成された上流壁面と、前記上流壁面に対向配置され、導出口が形成された下流壁面と、上流壁面の周縁と下流壁面の周縁との間を接続し内部空間の周囲を囲う内壁面とを含む場合には、培養板は、内部空間内において、培養板の導入口側の端部が前記上流壁面から離間し、培養板の導出口側の端部が前記下流壁面から離間し、且つ、培養板の側方の辺が内壁面に接続するように配置されていることが好ましい。
【００３０】
本発明において培養板は、多層空間を囲う容器本体の内壁面の少なくとも１つと、好ましくは、多層空間を囲う容器本体の内壁面の一対と、略平行となるように配置されていることが好ましい。このように配置により、各流路空間に流れる供給液が層流になり易い。
【００３１】
容器本体の内部空間に配置される培養板は１以上であればよく、その数は特に限定されるものではない。容器本体の内部空間に培養板が複数配置される場合、培養板の壁面の面積が増大し、多くの細胞を接着させ処理することが可能である。
【００３２】
容器本体の内部空間に培養板を複数配置する場合、複数の培養板を、後述する第２、第３実施形態のように、互いに略平行となるように配置してもよい。複数の培養板を互いに略平行になるように配置することで、各流路空間に流れる供給液の流れのバラつきが小さくなる。
【００３３】
また、容器本体の内部空間に培養板を複数配置する場合、少なくとも一対の培養板を互いに交差するように配置してもよい。少なくとも一対の培養板を互いに交差するように配置する場合の具体例としては、少なくとも一対の培養板を互いに略直交するように配置することが挙げられ、より好ましくは、後述する第４実施形態のように、一方向に沿って互いに略平行となるように配置した複数の培養板と、前記一方向と略直交する方向に沿って互いに略平行となるように配置した複数の培養板とを格子状に組み合わせる例が挙げられる。少なくとも一対の培養板を互いに交差するように配置することで、細胞接着の足場となる培養板の壁面の面積を効率的に増やすことできる。更に、少なくとも一対の培養板を互いに略直交するように配置することで、流路空間の断面積の大きさを確保しつつ、細胞接着の足場となる培養板の壁面の面積を増やすことが容易である。
【００３４】
本発明の細胞培養容器において、１つ以上の培養板により区分される複数の流路空間は、それぞれ同じ形状及び寸法となるように形成されていることが好ましい。複数の流路空間が同じ形状及び寸法であることにより、複数の流路空間の各々に、導入口からの供給液をより均一に分散させることが可能である。このためには、本発明の細胞培養容器において、対向する容器本体の内壁面と培養板の壁面との面間距離、及び、（培養板が複数配置される場合には）隣接する培養板の対向する壁面間の面間距離がそれぞれ等しくなるように、容器本体内に培養板を配置することが好ましい。
【００３５】
培養板の材質は、前記「１．本発明の細胞培養容器の特徴」で既述した通り、特に制限されず、具体的には、金属、ガラス、シリコン、及びプラスチック等の無機材料等を挙げることができ、より好ましくはプラスチックである。プラスチックとして、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。
【００３６】
培養板が複数の部材の組み合わせから構成されている態様においては、複数の部材の材質は全て同一であってもよいし、異なる材質を組み合わせて用いてもよい。また、容器本体の内部空間に培養板を複数配置する態様においては、容器本体の内部空間に配置される複数の培養板に用いる部材の材質は全て同一であってもよいし、異なる材質を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
さらに、培養板が細胞培養容器の容器本体と一体的に成形されている態様においては、培養板に用いる部材の材質は容器本体と同一であってもよい。また、容器本体に培養板となる部材を取り付けて培養板とする態様においては、培養板に用いる部材の材質は、容器本体の材質と同一であってもよいし、異なる材質であっても良い。
【００３８】
本発明では、細胞培養容器内において導入口に対向する側の培養板の幅ＷＡ（例えば、μｍ又はｍｍ）及び内部空間の幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）は、導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄ（例えば、μｍ又はｍｍ）よりも大きいことが好ましい。この場合、図３に矢印で示すように、導入口から培養板の壁面に沿って流れる供給液を分散し、培養板により区分された各流路空間に、均一な流速で供給液を供給できる。この結果、各流路空間を形成する細胞培養容器の容器本体の内壁面および培養板の壁面に、均一に細胞を分散及び接着させ易く、これらの表面に接着した細胞に均一な流速を有した供給液を接触させることができる。さらに、各流路空間内に培地等の供給液を均一な流速で流すことができるので、細胞培養容器の容器本体の内壁面および培養板の壁面に接着した細胞を剥離剤処理後に安定して剥離することができる。ここで、導入口に対向する側の培養板の幅ＷＡ（例えば、μｍ又はｍｍ）は、培養板の、導入口の側の端部における幅を指す。導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄ（例えば、μｍ又はｍｍ）は、下記「１．５．流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌと、導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄとの関係」において詳述する通りである。
【００３９】
＜１．３．第１空間、第２空間＞
本発明の細胞培養容器の容器本体の内部空間では、導入口と多層空間の間に、導入口から流入した供給液を滞留させる第１空間（液滞留空間）が形成されている。
【００４０】
培養板により区分された複数の流路空間からなる多層空間よりも上流側に第１空間を形成することにより、導入口から導入された供給液を、多層空間に向かう前に第１空間で滞留させ、供給液の液圧を安定させることができる。このような結果、第１空間で安定した液圧の供給液を多層空間に送り、多層空間を構成する各流路空間内の供給液の流速をより均一にすることができる。
【００４１】
本発明の細胞培養容器の容器本体の内部空間では更に、多層空間と導出口の間に、多層空間から流出した供給液を滞留させる第２空間（液滞留空間）が形成されていてもよい。多層空間よりも下流側に第２空間を設けることにより、導出口から流れ出る供給液は、流れ出る前に一旦第２空間に確保される。このため、導出口近傍の供給液の流速が高まるのを抑え、多層空間を構成する各流路空間を流れる供給液の流れを整えることができる。
【００４２】
第１空間及び第２空間の形状は、供給液を滞留させることができる形状である限り特に限定されず、例えば、直方体、錐体（円錐体、円錐台体、角錐体、角錐台体等）、柱体（円柱体、角柱体等）、球体、及び／又は半球体、或いはこれらの２種以上を組み合わせた形状であることができる。
【００４３】
＜１．４．面積比Ｓｔ／Ｓａ＞
本発明では、細胞培養容器の容器本体の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における断面積をＳａ（ｍｍ２）とする。ここで、内部空間の、培養板の導入口側端部の位置は、複数の培養板の導入口側端部の、導入口からの流路に沿った距離が複数存在する場合は、複数の培養板の導入口側端部のうち最も上流側、すなわち最も導入口寄りの培養板の導入口側端部の位置を指す。
【００４４】
本発明ではまた、培養板により区分される複数の流路空間の総流路断面積をＳｔ（ｍｍ２）とする。総流路断面積Ｓｔ（ｍｍ２）は、複数の流路空間の、各々の導入口側端部における断面積（開口面積）の和である。断面積Ｓａ（ｍｍ２）は、総流路断面積Ｓｔ（ｍｍ２）と、培養板の導入口側端部の面積とを合わせた面積（ｍｍ２）である。
【００４５】
本発明では、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２の関係を満たすことが好ましい。面積比Ｓｔ／Ｓａが上記の関係を満たすことにより、複数の流路空間からなる多層空間に、供給液を均一に分散させることができ、多層空間の、導入口に対向する部分に流れる供給液の流速を抑え、多層空間のうち一部の流路空間にて局所的に供給液の流速が大きくなることを低減することができる。その結果、多層空間に流れる供給液の流速を均一にすることができる。面積比Ｓｔ／Ｓａ＞０．９３２の時には、多層空間の空隙率が大きいため、導入口からの供給液の流れの影響を、個々の流路空間内において受けやすいことがある。
【００４６】
なお、本発明において、面積比及び長さ比は、いずれも、比較すべき面積及び長さの単位を統一したうえで算出した比である。
【００４７】
更に、後述する解析（１３）〜（２３）で示すように、面積比Ｓｔ／Ｓａ（空隙率）の値が小さいほど多層空間に流れる供給液の流速は均一になる（図１６ａ〜１６ｃ参照）。例えば、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．８０３を満たすことが好ましい。例えば、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．７４９、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．６７８、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．６５３、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．５４５、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．３３９、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．３２７、又は、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．２７２を満たしていても良い。面積比Ｓｔ／Ｓａは供給液の流速の均一性という観点からは下限値は特に限定されないが、生産のし易さや細胞を含む供給液の目詰まりの防止の観点から例えばＳｔ／Ｓａ≧０．００１であり、好ましくはＳｔ／Ｓａ≧０．０１０であり、より好ましくはＳｔ／Ｓａ≧０．１００であり、より好ましくはＳｔ／Ｓａ≧０．２００である。
【００４８】
前記断面積Ｓｔの範囲は、上記面積比Ｓｔ／Ｓａの関係（Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２又は上記のより具体的な範囲）を満たせば特に限定されないが、例えば１００，０００ｍｍ２以下であり、好ましくは５０，０００ｍｍ２以下、３６，０００ｍｍ２以下、３０，０００ｍｍ２以下、２０，０００ｍｍ２以下、１５，０００ｍｍ２以下、１４，４００ｍｍ２以下、１３，７５０ｍｍ２以下、１３，２００ｍｍ２以下、１１，５２０ｍｍ２以下、１１，０００ｍｍ２以下、１０，０００ｍｍ２以下、９，６００ｍｍ２以下、９，０００ｍｍ２以下、８，０００ｍｍ２以下、７，２００ｍｍ２以下、７，０００ｍｍ２以下、６，０００ｍｍ２以下、５，０００ｍｍ２以下、４，８００ｍｍ２以下、４，２４８ｍｍ２以下、４，０００ｍｍ２以下、３，０００ｍｍ２以下、２，１６０ｍｍ２以下である。前記断面積Ｓｔの下限は、上記Ｓｔ／Ｓａの関係を満たせば特に限定されないが、例えば１０ｍｍ２以上であり、好ましくは１００ｍｍ２以上、１，０００ｍｍ２以上である。
【００４９】
前記総開孔面積Ｓａの範囲は、上記面積比Ｓｔ／Ｓａの関係（Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２又は上記のより具体的な範囲）を満たせば特に限定されないが、例えば１００，０００ｍｍ２以下であり、好ましくは６０，０００ｍｍ２以下、５８，７５０ｍｍ２以下、５０，０００ｍｍ２以下、４９，７５０ｍｍ２以下、４０，０００ｍｍ２以下、３０，０００ｍｍ２以下、２０，０００ｍｍ２以下、１９，９００ｍｍ２以下、１５，０００ｍｍ２以下、１０，０００ｍｍ２以下、９，９５０ｍｍ２以下、５，０００ｍｍ２以下、４，０００ｍｍ２以下、３，０００ｍｍ２以下、２，９８５ｍｍ２以下である。前記総開孔面積Ｓａの下限は、上記面積比Ｓｔ／Ｓａの関係を満たせば特に限定されないが、例えば１０ｍｍ２以上であり、好ましくは１００ｍｍ２以上、５００ｍｍ２以上、１０００ｍｍ２以上である。
【００５０】
＜１．５．流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌと、導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄとの関係＞
本発明では、各流路空間の、導入口側端部における内周に内接する最大内接円の直径をＬ（例えば、μｍ又はｍｍ）とし、導入口の内周に内接する最大内接円の直径をＤ（例えば、μｍ又はｍｍ）とする。
【００５１】
ここで、流路空間の「内周」とは、各流路空間の断面（供給液の流路の方向に垂直な断面）上における内周を指す。流路空間の「導入口側端部」とは、流路空間のうち、導入口の側の端部を指し、本明細書では、この部分における流路空間の内周の最大内接円の直径をＬとする。流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌは、前記内周が、円である場合には円の直径を指し、他の形状である場合にはその最大内接円の直径を指す。例えば、図示する各実施形態では、流路空間の、導入口側端部における内周は矩形であるため、該内周の最大内接円の直径Ｌは、対向する辺の間の距離のうち短い方に相当する。
【００５２】
導入口の内周とは、第１空間の側から見たときの導入口の内周を指す。導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄは、導入口の内周が、図示する各実施形態におけるように、円である場合には円の直径を指し、図示しないが他の形状である場合にはその最大内接円の直径を指す。本明細書では、便宜上、「導入口の内周に内接する最大内接円の直径」を「導入口の口径」と称する場合がある。
【００５３】
流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌの範囲は特に限定されないが、例えば１０μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以上、１００μｍ以上、２００μｍ以上、３００μｍ以上、４００μｍ以上、５００μｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、１１ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、２４ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、５９ｍｍ以上である。流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌの上限は特に限定されないが、例えば２５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
導入口の口径Ｄの範囲は特に限定されないが、導入口に細胞を通過させる必要があるため、例えば１０μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以上、１００μｍ以上、２００μｍ以上、３００μｍ以上、４００μｍ以上、５００μｍ以上、６００μｍ以上、７００μｍ以上、８００μｍ以上、９００μｍ以上、１ｍｍ以上、４ｍｍ以上である。導入口の口径Ｄの上限は特に限定されないが、例えば２５０ｍｍ以下であり、好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００５５】
本発明の好ましい実施形態では、前記ＬとＤとが、Ｌ／Ｄ≦１の関係を満たしており、より好ましくはＬ／Ｄ≦０．５００の関係を満たしている。また、Ｌ／Ｄ≦０．１２５の関係を満たしても良い。
【００５６】
Ｌ／Ｄの値が上記範囲を満たすことにより、導入口からの供給液を、培養板により形成された多層空間に分散させやすくなり、多層空間に流れる供給液の流速をより均一にすることができる。この効果の観点からはＬ／Ｄの下限は特に限定されないが、生産のし易さ等の観点から例えばＬ／Ｄ≧０．０１である。なお、比率Ｌ／Ｄを算出する際には、導入口側端部における内周に内接する最大内接円の直径Ｌと導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄの単位は統一する。例えば、前記Ｌの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記Ｌの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。また、上述したＬ／Ｄの比率における前記導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌと前記導入口の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよい。
【００５７】
つまり、流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌが、導入口の口径Ｄ以下であるとき、流路空間を囲う壁面間で、導入口から流れる供給液が絞られるため、各流路空間内を流れる供給液は、導入口からの供給液の流速の影響を受け難く、その結果、均一な流れを作ることができる。
【００５８】
＜１．６．導入口の口径Ｄと細胞培養容器の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍとの関係＞
本発明の実施形態における細胞培養容器の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）は、内部空間の前記位置における断面の最も広い部分の幅を指し、具体的には、該断面が特定の方向に延びた形状である場合は該方向の幅を指し、より具体的には、該断面が矩形である場合は対向する辺の間の距離のうち長い方を指し、該断面が楕円である場合は長径を指す。
【００５９】
細胞培養容器の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍの範囲は特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上であり、好ましくは１０ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、５９ｍｍ以上、９９．５ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、１５０ｍｍ以上、２００ｍｍ以上である。前記Ｍの上限は特に限定されないが、例えば１０，０００ｍｍ以下であり、好ましくは１，０００ｍｍ以下、５００ｍｍ以下、４００ｍｍ以下、３５０ｍｍ以下、３００ｍｍ以下、２５０ｍｍ以下、２４９ｍｍ以下である。
【００６０】
本発明の更に好ましい実施形態では、細胞培養容器の容器本体の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）が、導入口の口径Ｄ（例えば、μｍ又はｍｍ）よりも大きいことが好ましい。更に好ましい様態としては、２５≦Ｍ／Ｄ≦１２５の関係を満たす。より好ましくは５０≦Ｍ／Ｄ≦６２．２５の関係を満たす。この関係を満たすことにより、図３の矢印に示すように、導入口から多層空間に向かって流れる供給液が分散され易くなる。なお、比率Ｍ／Ｄを算出する際には、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍと導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄの単位は統一する。例えば、前記Ｍの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記Ｍの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。ここで、内部空間の、培養板の導入口側端部の位置は、複数の培養板の導入口側端部の、導入口からの流路に沿った距離が複数存在する場合は、複数の培養板の導入口側端部のうち最も上流側、すなわち最も導入口寄りの培養板の導入口側端部の位置を指すことは既述の通りである。また、上述したＭ／Ｄの比率における前記細胞培養容器の容器本体の内部空間の、培養板の導入口側端部の位置における幅Ｍと前記導入口の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよい。
【００６１】
以下に本発明の４つの実施形態を図１〜１２を参照しながら説明する。
＜２．細胞培養容器の実施形態＞
＜２．１．第１実施形態＞
以下に、図１〜図４を参照しながら、第１実施形態に係る細胞培養容器１Ａの全体構造を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る細胞培養容器１Ａの模式的斜視図であり、図２は、図１に示す細胞培養容器１Ａの内部空間を示した模式的斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００６２】
第１実施形態に係る細胞培養容器１Ａは、容器本体１０を備え、容器本体１０は、細胞培養容器１Ａに培地等の供給液を導入する導入口１２と、細胞培養容器１Ａから供給液を導出する導出口１３とを有している。細胞培養容器１Ａは、導入口１２と導出口１３との間には、内部空間１１を有しており、内部空間１１は、容器本体１０の内壁面１５、上流壁面１７、および下流壁面１８により形成されている。容器本体１０の内壁面１５は、上流壁面１７の周縁と、下流壁面１８の周縁との間を接続し、内部空間１１を囲う面である。本実施形態では、内部空間１１は容器本体１０により形成された空間であり、後述する多層空間４３、第１空間１６、及び第２空間１９を含む。この多層空間４３は、複数の流路空間４３Ａからなり、各流路空間４３Ａ又はそれを囲う壁面において、細胞が培養される。
【００６３】
容器本体１０には、導入管２０および導出管３０が接続されている。導入管２０には、内部空間１１に供給液を導入する導入流路２１が形成されており、導入流路２１の下流に、導入口１２が配置されている。一方、導出管３０には、内部空間１１から供給液を導出する導出流路３１が形成されており、導出流路３１の上流に、導出口１３が配置されている。図示する本実施形態では、導入口１２の開口面積と導出口１３の開口面積は同じであるが、この態様には特に限定されるものではない。
【００６４】
本実施形態では、導入口１２は、平面状の上流壁面１７の中央に形成されており、導出口１３は、平面状の下流壁面１８の中央に形成されている。導入管２０の導入流路２１と、導出管３０の導出流路３１とは、容器本体１０の中心線Ｐ（同一直線状）に沿って形成されており、導入口１２の中心と導出口１３の中心とは、容器本体１０の中心線Ｐ上に配置されているが特に限定されるものではない。
【００６５】
本実施形態では、導入口１２が容器本体１０の上流側の壁面の中央近傍に設けられ、導出口１３が容器本体１０の下流側の壁面の中央近傍に設けられ、且つ、導入口１２と導出口１３とが一軸上に対向するように設けられているため、容器本体１０内に供給液が流れるとき、流路の断面上における流速分布が、前記軸を中心として点対称となり、流速の偏りが生じ難いため好ましい。ただし、本発明では、導入口１２及び導出口１３の容器本体１０における位置及び相対的な配置は、図示する本実施形態における態様に限定されるものではないことは既述の通りである。
【００６６】
本実施形態では、容器本体１０の内部空間１１の全体形状は直方体であるが、特に限定されるものではない。
【００６７】
図２に示すように、細胞培養容器１Ａの容器本体１０の内部空間１１の、導入口１２と導出口１３との間には、培養板４０Ａが配置されている。図４に示すように、容器本体１０の内部空間１１には、培養板４０Ａにより区分された複数の流路空間４３Ａが形成されている。本発明では、複数の流路空間４３Ａを組み合わせた全体を多層空間４３とする。複数の流路空間４３Ａの各々の導入口１２の側の端部を、流路空間の導入口側端部４３Ｅとする。複数の流路空間の導入口側端部４３Ｅからなる、多層空間４３の導入口１２の側の端部を、多層空間の導入口側端部４４とする。複数の流路空間４３Ａの各々の導出口１３の側の端部を、流路空間の導出口側端部４３Ｆとする。複数の流路空間の導出口側端部４３Ｆからなる、多層空間４３の導出口１３の側の端部を、多層空間の導出口側端部４５とする。
【００６８】
本実施形態では、培養板４０Ａは、多層空間の導入口側端部４４から導出口側端部４５まで連続的に延在している。これに伴い、培養板４０Ａにより区分される流路空間４３Ａの各々はその導入口側端部４３Ｅから導出口側端部４３Ｆまで途切れずに連続的に形成され、均一な流動状態を保ち易い。このように配置された培養板４０Ａを備えた細胞培養容器１Ａは、培養板４０Ａを備えない場合と比較して、供給された供給液の内部空間１１内における流速分布が均一化される。また、各流路空間４３内で供給液の流れは妨げられず、各流路空間４３Ａ内で上流から下流までの流速は均一化され易い。
【００６９】
本実施形態ではまた、培養板４０Ａは、内部空間１１の導入口１２の側の端部１１Ａから、内部空間１１の導出口１３の側の端部１１Ｂに沿った方向に延在している。ここで「内部空間の導入口の側の端部」とは、容器本体が有する内壁面のうち、対向する一対の壁面の一方（上流壁面）に導入口が形成されており、他方（下流壁面）に導出口が形成されており、上流壁面と下流壁面との間に内部空間が形成されている場合において、内部空間のうち前記一方の壁面（上流壁面）の近傍部分を指し、「内部空間の導出口の側の端部」とは、前記場合において、内部空間のうち前記他方の壁面（下流壁面）の近傍部分を指す。
【００７０】
本実施形態では、培養板４０Ａは、導入口１２および導出口１３の間の内部空間１１の中央の空間（内部空間１１の一部）を、２つの流路空間４３Ａに区分するように、導入口１２が形成された上流壁面１７および導出口１３が形成された下流壁面１８に対して離間し、且つ、側方の辺がそれぞれ内壁面１５に接続するように配置されており、多層空間４３を囲う、容器本体１０の内壁面１５のうち一対の対向する部分と平行となるように内部空間１１の幅方向に亘って配置されている。これにより、導入口１２から導入された供給液の圧力損失を低減し、各流路空間４３Ａを通過して、導出口１３から導出させることができる。
【００７１】
本実施形態では、培養板４０Ａの形状は平面視で矩形状であるが、特に限定されるものではない。培養板４０Ａは、細胞培養容器１Ａの容器本体１０と一体的に成形されていてもよい。また、容器本体１０に培養板４０Ａとなる部材を容器本体１０の内壁面１５に取り付けて、培養板４０Ａとしてもよい。
【００７２】
供給液が通過する各流路空間４３Ａは、培養板４０Ａの壁面４１Ａにより、或いは、培養板４０Ａの壁面４１Ａと容器本体１０の内壁面１５とにより囲われる。培養板４０Ａの壁面４１Ａ及び／又は容器本体１０の内壁面１５が実質的に平滑な面であってもよいし、実質的な凹凸を有する面であってもよい。
【００７３】
本実施形態では、導入口１２に対向する側の培養板４０Ａの幅ＷＡ及び内部空間の幅Ｍは、導入口１２の口径Ｄよりも大きい。これにより、図３に矢印で示すように、導入口１２から培養板４０Ａの壁面４１Ａに沿って流れる供給液を分散し、培養板４０Ａにより区分された各流路空間４３Ａに、均一な流速で供給液を供給できる。この結果、各流路空間４３Ａを形成する細胞培養容器１Ａの内壁面１５および培養板４０Ａの壁面４１Ａに、均一に細胞を分散及び接着させ易く、これらの表面に接着した細胞に均一な流速を有した供給液を接触させることができる。さらに、各流路空間４３Ａ内に培地等の供給液を均一な流速で流すことができるので、細胞培養容器１Ａの内壁面１５および培養板４０Ａの壁面４１Ａに接着した細胞を剥離剤処理後に安定して剥離することができる。ここで、導入口１２に対向する側の培養板４０Ａの幅ＷＡは、培養板４０Ａの、導入口１２の側の端部４１Ｅにおける幅を指す。導入口１２の口径Ｄは、既述の通り、第１空間１６から見たときの導入口１２の内周１２ａに内接する最大内接円の直径を指す。
【００７４】
本実施形態では、導入口１２と多層空間４３の間には、導入口１２から流入した供給液を滞留させる第１空間（液滞留空間）１６が形成されている。さらに、多層空間４３と導出口１３の間には、多層空間４３から流出した供給液を滞留させる第２空間（液滞留空間）１９が形成されている。
【００７５】
培養板４０Ａにより区分された複数の流路空間４３Ａからなる多層空間４３よりも上流側に第１空間１６を形成することにより、導入口１２から導入された供給液を、多層空間４３に向かう前に第１空間１６で滞留させ、供給液の液圧を安定させることができる。この結果、第１空間１６で安定した液圧の供給液を多層空間４３に送り、多層空間４３を構成する各流路空間４３Ａ内の供給液の流速をより均一にすることができる。
【００７６】
さらに、培養板４０Ａにより区分された複数の流路空間４３Ａからなる多層空間４３よりも下流側に第２空間１９を設けることにより、導出口１３から流れ出る供給液は、流れ出る前に一旦第２空間１９に確保される。このため、導出口１３近傍の供給液の流速が高まるのを抑え、多層空間４３を構成する各流路空間４３を流れる供給液の流れを整えることができる。
【００７７】
本実施形態において第１空間１６及び第２空間１９の形状は直方体であるが、供給液を滞留させることができる形状である限り特に限定されるものではない。
【００７８】
本実施形態では、前記１．４で説明した面積比Ｓｔ／Ｓａ、前記１．５で説明したＬ／Ｄ、及び、前記１．６で説明したＭ／Ｄがそれぞれ上記の好ましい関係を満足する。これらの特性については、第２実施形態を参照しながら説明するが、これらの特性についての説明は、本実施形態及び第３、第４の実施形態にも当てはまる。
【００７９】
なお、前記「１．２．培養板」で説明した通り、本実施形態における培養板４０Ａは、複数の板部材を、多層空間４３の導入口側の端部４４から導出口側の端部４５への方向に沿って、互いに側面が接するように並べることにより形成することができる。この一例を、図１７に、第１実施形態の変形例として示す。第１実施形態の変形例では、１つの培養板４０Ａが、３つの板部材４０Ａ−１０、４０Ａ−２０、４０Ａ−３０により形成される。３つの板部材４０Ａ−１０、４０Ａ−２０、４０Ａ−３０は、多層空間４３の導入口側の端部４４から導出口側の端部４５への方向に沿って、板部材４０Ａ−１０の導出口側の側面４０Ａ−１１と、板部材４０Ａ−２０の導入口側の側面４０Ａ−２１とが接し、板部材４０Ａ−２０の導出口側の側面４０Ａ−２２と、板部材４０Ａ−３０の導入口側の側面４０Ａ−３１とが接するように配置されている。こうして形成された１つの培養板４０Ａ、及び、培養板４０Ａにより区分される２つの流路空間４３Ａは、多層空間４３の導入口側の端部４４から導出口側の端部４５まで連続的に延在した形状となる。
【００８０】
＜２．２．第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る細胞培養容器１Ｂの模式的斜視図であり、図６は、図４に示す位置に相当する第２実施形態に係る細胞培養容器１Ｂの模式的断面図であり、図７は、図６のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００８１】
第２実施形態に係る細胞培養容器１Ｂが、第１実施形態のものと相違する点は、培養板４０Ａの個数である。したがって、第１実施形態の細胞培養容器１Ａと同じ部分には、符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８２】
図５に示すように、細胞培養容器１Ｂの導入口１２と導出口１３との間には、第１実施形態の培養板４０Ａと同じ形状の培養板４０Ａが、その一例として４つ配置されており、４つの培養板４０Ａは、内部空間１１の一部を５つの流路空間４３Ａに区分する。５つの流路空間４３Ａを多層空間４３とする。培養板４０Ａは、多層空間の導入口側端部４４から導出口側端部４５まで連続的に延在しており、これに伴い、流路空間４３Ａの各々はその導入口側端部４３Ｅから導出口側端部４３Ｆまで途切れずに連続的に形成されている。なお、本実施形態では、４つの培養板４０Ａを配置したが、後述する条件を期待することができるのであれば、特にその個数は限定されない。
【００８３】
図６に示すように、内部空間１１の一部は、４つ培養板４０Ａにより区分された５つの流路空間４３Ａを形成しており、各培養板４０Ａは、第１実施形態と同様に、多層空間４３を囲う、容器本体１０の内壁面１５のうち一対の対向する部分と平行となるように内部空間１１の幅方向に亘って配置されている。各培養板４０Ａは、導入口１２が形成された上流壁面１７および導出口１３が形成された下流壁面１８に対して離間し、側方の辺がそれぞれ内壁面１５に接続されている。本実施形態では、内部空間１１の高さ方向に４つの培養板４０Ａが等間隔（等ピッチ）で配置されており、且つ、４つの培養板４０Ａがそれぞれ同じ厚さを有しているため、隣接する培養板４０Ａの対向する壁面４１Ａ間の面間距離は等しい。本実施形態では、内部空間１１を、対向する内壁面１５と壁面４１Ａとの面間距離、及び、隣接する培養板４０Ａの対向する壁面４１Ａ間の面間距離がそれぞれ等しくなるように、それぞれ同じ厚さの４つの培養板４０Ａにより高さ方向に等間隔で配置することにより、各流路空間４３Ａは、同じ形状及び寸法となっている。各流路空間４３Ａが同じ形状及び寸法となるためには、培養板４０Ａとして異なる厚さの板を用いる場合は適宜ピッチを調整して各流路空間４３Ａが同じ形状及び寸法となるようにすればよいが、本実施形態のように、培養板４０Ａとして同じ厚さの板を等間隔で配置することが好ましい。
【００８４】
本実施形態では、内部空間１１の一部に同じ形状及び寸法の５つの流路空間４３Ａが形成されているので、各流路空間４３Ａに、導入口１２からの供給液をより均一に分散させることができる。特に、内壁面１５のうち一対の対向する部分と平行となるように、平板状の４つの培養板４０Ａを等間隔で配置したので、各流路空間４３Ａに流れる供給液は、層流になり易い。
【００８５】
図８（ａ）は、第２実施形態に係る細胞培養容器１Ｂの断面積Ｓａを説明するための図であり、図８（ｂ）は、第２実施形態に係る４つの培養板４０Ａにより形成された複数の流路空間４３Ａの総流路断面積を説明するための図である。本実施形態では、図８（ａ）に示すハッチング部分の面積が、細胞培養容器１Ｂの内部空間１１の、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆにおける断面積Ｓａ（ｍｍ２）に相当する。ここで、内部空間１１の、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆは、複数の培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの、流路に沿った導入口１２からの距離が複数存在する場合(図示せず)は、複数の培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅのうち最も上流側、すなわち最も導入口１２寄りの培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置を指す。図８（ｂ）に示すハッチング部分の面積が、４つの培養板４０Ａにより形成された５つの流路空間４３Ａの総流路断面積Ｓｔ（ｍｍ２）に相当する。総流路断面積Ｓｔ（ｍｍ２）は、５つの流路空間４３Ａの、各々の導入口側端部４３Ｅにおける断面積の和である。断面積Ｓａ（ｍｍ２）は、総流路断面積Ｓｔ（ｍｍ２）と、４つの培養板４０Ａの導入口側端部の断面積とを合わせた面積（ｍｍ２）である。
【００８６】
本実施形態では面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２の関係を満たすことにより、培養板４０Ａにより区分された複数の流路空間４３Ａからなる多層空間４３に、供給液を均一に分散させることができ、多層空間４３の導入口１２に対向する部分に流れる供給液の流速を抑え、多層空間４３のうち一部の流路空間４３Ａにて局所的に供給液の流速が大きくなることを低減することができる。その結果、多層空間４３に流れる供給液の流速を均一にすることができる。
【００８７】
本実施形態では、流路空間４３Ａの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌに内接する最大内接円Ｃの直径をＬ（例えば、μｍ又はｍｍ）とし、導入口１２の口径をＤ（例えば、μｍ又はｍｍ）とする。ここで、５つの流路空間４３Ａの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌは、各流路空間４３Ａのうち、最も導入口１２寄りの位置における内周である。流路空間４３Ａの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌに内接する最大内接円Ｃの直径は、本実施形態及び図示する他の実施形態のように内周４３Ｌが矩形である場合には、対向する辺の間の距離のうち短い方に相当する。
【００８８】
本実施形態では、前記ＬとＤとが、好ましくはＬ／Ｄ≦１の関係を満たしており、より好ましくはＬ／Ｄ≦０．５００の関係を満たしている。また、Ｌ／Ｄ≦０．１２５の関係を満たしても良い。なお、比率Ｌ／Ｄを算出する際には、流路空間４３Ａの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌに内接する最大内接円Ｃの直径をＬと導入口１２の口径Ｄの単位は統一することは既述の通りである。例えば、前記Ｌの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記Ｌの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。なお、上述したＬ／Ｄの比率における前記導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌと前記導入口１２の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよいことは既述の通りである。
【００８９】
Ｌ／Ｄの値が上記範囲を満たすことにより、導入口１２からの供給液を、培養板４０Ａにより形成された多層空間４３に分散させやすくなり、多層空間４３に流れる供給液の流速をより均一にすることができる。この効果の観点からはＬ／Ｄの下限は特に限定されないが、生産のし易さ等の観点から例えばＬ／Ｄ≧０．０１である。
【００９０】
つまり、流路空間４３Ａ、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円の直径Ｌが、導入口１２の口径Ｄ以下であるとき、流路空間４３Ａを囲う隣接する培養板４０Ａの壁面４１Ａ間、又は、流路空間４３Ａを囲う培養板４０Ａの壁面４１Ａと容器本体１０の内壁面１５とにより、導入口１２から流れる供給液が絞られるため、各流路空間４３Ａ内を流れる供給液は、導入口１２からの供給液の流速の影響を受け難く、その結果、均一な流れを作ることができる。具体的には、本実施形態の場合、細胞培養容器１Ｂの中心線Ｐに沿った流路空間４３Ａの部分に流れる供給液の流速を、他の流路空間４３Ａの部分に流れる供給液の流速に近付けることができる。
【００９１】
図５に示すように、本実施形態に係る細胞培養容器１Ｂの内部空間１１の、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆにおける幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）が、導入口１２の口径Ｄ（例えば、μｍ又はｍｍ）よりも大きいことが好ましい。更に好ましい様態としては、２５≦Ｍ／Ｄ≦１２５の関係を満たす。より好ましくは５０≦Ｍ／Ｄ≦６２．２５の関係を満たす。この関係を満たすことにより、図３の矢印に示すように、導入口１２から多層空間４３に向かって流れる供給液が分散され易くなる。ここで、内部空間１１の、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆは、複数の培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの、導入口１２からの流路に沿った距離が複数存在する場合は、複数の培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅのうち最も上流側、すなわち最も導入口１２寄りの培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置を指すことは既述の通りである。細胞培養容器１Ｂの内部空間１１の位置Ｆにおける幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）は、内部空間１１の位置Ｆにおける断面の最も広い部分の幅を指し、具体的には、該断面が特定の方向に延びた形状である場合は長軸方向の幅を指し、より具体的には、該断面が矩形である場合は対向する辺の間の距離のうち長い方を指し、該断面が楕円である場合は長径を指す。なお、比率Ｍ／Ｄを算出する際には、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆにおける幅Ｍと導入口１２の口径Ｄの単位は統一することは既述の通りである。例えば、前記Ｌの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記Ｍの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。なお、上述したＭ／Ｄの比率における前記細胞培養容器の容器本体の内部空間の、培養板４０Ａの導入口側端部４１Ｅの位置Ｆにおける幅Ｍと前記導入口１２の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよいことは既述の通りである。
【００９２】
第１〜第４実施形態を説明する図面では、内部空間１１の幅方向に延在する培養板に対しては、符号「４０Ａ」を付し、後述する内部空間１１の高さ方向に延在する培養板に対しては、符号「４０Ｂ」を付している。これらの培養板４０Ａ，４０Ｂは、相対的に内部空間１１において略直交する関係であり、本明細書では、これらの培養板４０Ａ，４０Ｂによって形成された多層空間を４３、培養板４０Ａにより区切られた各流路空間を４３Ａ、培養板４０Ｂにより区切られた各流路空間を４３Ｂ、培養板４０Ａと培養板４０Ｂとにより区切られた各流路空間を４３Ｃと付した。培養板４０Ａの幅（第１空間１６側の幅）をＷＡ（例えば、μｍ又はｍｍ）とし、培養板４０Ｂの幅（第１空間１６側の幅）をＷＢ（例えば、μｍ又はｍｍ）とした。培養板４０Ａは、内部空間１１の幅方向の全体に亘り形成されているとき、培養板４０Ａの幅ＷＡは、内部空間１１の幅Ｍ（例えば、μｍ又はｍｍ）と一致し、このとき好ましくは、２５≦ＷＡ／Ｄ≦１２５の関係を満たし、より好ましくは５０≦ＷＡ／Ｄ≦６２．２５の関係を満たす。なお、比率ＷＡ／Ｄを算出する際には、培養板４０Ａの幅ＷＡと導入口１２の口径Ｄの単位は統一することは既述の通りである。例えば、前記ＷＡの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記ＷＡの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。なお、上述したＷＡ／Ｄの比率における前記培養板４０Ａの幅ＷＡと前記導入口１２の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよいことは既述の通りである。
【００９３】
＜２．３．第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係る細胞培養容器１Ｃの模式的斜視図であり、図１０は、図３に示す位置に相当する第３実施形態に係る細胞培養容器１Ｃの模式的断面図である。
【００９４】
第３実施形態に係る細胞培養容器１Ｃが、第１実施形態のものと相違する点は、培養板４０Ｂの向きとその個数である。したがって、第１実施形態の細胞培養容器１Ａと同じ部分には、符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９５】
図９に示すように、本実施形態に係る細胞培養容器１Ｃは、培養板４０Ｂを７つ有している。各培養板４０Ｂは、内部空間１１の高さ方向に沿って、多層空間４３を形成するように、等間隔（等ピッチ）で配置されており、且つ、７つの培養板４０Ｂがそれぞれ同じ厚さを有しているため、隣接する培養板４０Ｂの対向する壁面４１Ｂ間の面間距離は等しい。第１実施形態に係る培養板４０Ａに対して、本実施形態に係る培養板４０Ｂは、内部空間１１において相対的に略直交する関係にある。本実施形態では、内部空間１１を、対向する内壁面１５と壁面４１Ｂとの面間距離、及び、隣接する培養板４０Ｂの対向する壁面４１Ｂ間の面間距離がそれぞれ等しくなるように、それぞれ同じ厚さの７つの培養板４０Ｂにより内部空間１１の幅方向に等間隔で配置することにより、各流路空間４３Ｂは、同じ形状及び寸法となっている。各流路空間４３Ｂが同じ形状及び寸法となるためには、培養板４０Ｂとして異なる厚さの板を用いる場合は適宜ピッチを調整して各流路空間４３Ｂが同じ形状及び寸法となるようにすればよいが、好ましくは、本実施形態のように、培養板４０Ｂとして同じ厚さの板を等間隔で配置する。なお、本実施形態では、７つの培養板４０Ｂを内部空間１１の一部に配置したが、後述する条件を期待することができるのであれば、特にその個数は限定されない。
【００９６】
具体的には、図１０に示すように、７つの培養板４０Ｂにより、８つの流路空間４３Ｂからなる多層空間４３が形成される。培養板４０Ｂは、多層空間の導入口側端部４４から導出口側端部４５まで連続的に延在しており、これに伴い、流路空間４３Ｂの各々はその導入口側端部４３Ｅから導出口側端部４３Ｆまで途切れずに連続的に形成されている。
【００９７】
また、本実施形態では、７つ培養板４０Ｂが上記の通り等間隔で配置され、各培養板４０Ｂは、第１実施形態と同様に、容器本体１０の、多層空間４３を囲う内壁面１５のうち一対の対向する部分と平行となるように内部空間１１の高さ方向に亘って、内壁面１５の２か所を架橋するように配置されている。これより、各流路空間４３Ｂは、同じ形状及び寸法となり、区分された８つの流路空間４３Ｂに、導入口１２からの供給液をより均一に分散させることができる。特に、平面状の内壁面１５のうち一対の対向する部分と平行となるように、平板状の７つの培養板４０Ｂを等間隔で配置したため、各流路空間４３Ｂに流れる供給液は、層流になり易い。
【００９８】
なお、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、各流路空間４３Ｂの、導入口側端部４３Ｅにおける内周は、培養板４０Ｂに沿った方向（内部空間１１の高さ方向）に長い長方形であるため、該内周の最大内接円Ｃの直径Ｌは、隣接する培養板４０Ｂの対向する壁面４１Ｂ間の距離と合致する。培養板４０Ｂ間の対向する壁面４１Ｂ間の距離をＬ（例えば、μｍ又はｍｍ）とし、導入口１２の口径をＤ（例えば、μｍ又はｍｍ）とした場合に、Ｌ／Ｄ≦１の関係を満たすとき、導入口１２からの供給液を、培養板４０Ｂにより区分された各流路空間４３Ｂに分散させやすくなり、各流路空間４３Ｂに流れる供給液の流速をより均一にすることができるため好ましい。なお、比率Ｌ／Ｄを算出する際には、培養板４０Ｂ間の対向する壁面４１Ｂ間の距離をＬと導入口１２の口径Ｄの単位は統一することは既述の通りである。例えば、前記Ｌの単位がμｍである場合には、前記Ｄの単位もμｍで統一し、前記Ｌの単位がｍｍの場合には、前記Ｄの単位もｍｍに統一する。なお、上述したＬ／Ｄの比率における前記培養板４０Ｂ間の対向する壁面４１Ｂ間の距離をＬと前記導入口１２の口径Ｄについては、特に限定されるものではないが、例えば、本明細書に記載した数値の範囲内において、適宜、設計してもよいことは既述の通りである。
【００９９】
＜２．４．第４実施形態＞
図１１は、本発明の第４実施形態に係る細胞培養容器１Ｄの模式的斜視図であり、図１２は、図７に示す位置に相当する第４実施形態に係る細胞培養容器１Ｄの模式的断面図である。
【０１００】
第４実施形態に係る細胞培養容器１Ｄが、第２実施形態のものと相違する点は、内部空間１１の一部に高さ方向に沿って第３実施形態に示した複数（７個）の培養板４０Ｂをさらに配置した点である。したがって、第３実施形態の細胞培養容器１Ｃと同じ部分には、符号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０１】
具体的には、図１１および１２に示すように、本実施形態に係る細胞培養容器１Ｄは、内部空間１１の一部に、第２実施形態と同様の４つ培養板４０Ａと、第３実施形態と同様の７つの培養板４０Ｂとが、配置されている。培養板４０Ａと培養板４０Ｂとは、互いに略直交するように形成されている。ここで、培養板４０Ａと培養板４０Ｂとが互いに「略直交」するとは、具体的には、培養板４０Ａと培養板４０Ｂとが交差する部分において、培養板４０Ａに沿う面の法線と、培養板４０Ｂに沿う面の法線とが成す角のうち小さい方の角の角度が実質的に９０°となるように、培養板４０Ａと培養板４０Ｂとが配置されていることを指す。前記角度は具体的には８０°以上、９０°以下、好ましくは８５°以上、９０°以下、より好ましくは８８°以上９０°以下、特に好ましくは９０°である。なお、本実施形態では、４つの培養板４０Ａと７つの培養板４０Ｂを内部空間１１の一部に配置したが、後述する条件を期待することができるのであれば、特にその個数は限定されない。
【０１０２】
具体的には、図１２に示すように、内部空間１１の一部は、４つ培養板４０Ａと、７つの培養板４０Ｂとにより、４０個の流路空間４３Ｃからなる多層空間４３を形成している。これらの培養板４０Ａ，４０Ｂは、多層空間の導入口側端部４４から導出口側端部４５まで連続的に延在しており、これに伴い、流路空間４３Ｃの各々はその導入口側端部４３Ｅから導出口側端部４３Ｆまで途切れずに連続的に形成されている。さらに、第２および第３実施形態で述べた培養板４０Ａ，４０Ｂの配置状態により、各流路空間４３Ｃは、同じ形状及び寸法となっている。このようにして、導入口１２からの供給液をより均一に分散させることができ、各流路空間４３Ｃに流れる供給液は、層流になり易い。
【０１０３】
実施形態では、培養板４０Ａ、４０Ｂを、略直交するように、内部空間１１の一部に複数配置しており、第１〜第３実施形態に係る細胞培養容器１Ａ〜１Ｃのものに比べて、より多くの流路空間４３Ｃが形成される一方で、Ｓｔ／Ｓａで示される空隙率は小さくなる。このため、導入口１２から流れる供給液をより分散させ易くなるとともに、多層空間４３において、培養する細胞が付着する表面積をより多くすることができる。
【０１０４】
図１２に示す実施形態では、各流路空間４３Ｃの、導出口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌは、培養板４０Ａに沿った方向（内部空間１１の幅方向）に長い長方形であるため、該内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、隣接する培養板４０Ａの対向する壁面４１Ａ間の距離と一致する。図示する態様とは異なるが、各流路空間４３Ｃの、導出口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌが、培養板４０Ｂに沿った方向（内部空間１１の高さ方向）に長い長方形である場合には、該内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、隣接する培養板４０Ｂの対向する壁面４１Ｂ間の距離と一致する。前記Ｌが、導入口１２の口径Ｄ以下（Ｌ／Ｄ≦１）の関係を満たしていれば、隣接する培養板４０Ａ同士により、導入口１２から流れる供給液が絞られるため、導入口１２に対向する流路空間４３Ｃ内を流れる供給液は、導入口１２からの供給液の流速の影響を受け難く、多層空間４３全体へ均一に供給液を流すことができる。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、好ましくは、内部空間１１の一部には、第２実施形態と同様の４つ培養板４０Ａと、第３実施形態と同様の７つの培養板４０Ｂとが、配置されており、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２を満たしている。この条件を満たすことにより、各流路空間４３Ｃに、供給液を均一に分散させることができ、導入口１２に対向する位置に形成された流路空間４３Ｃに流れる供給液の流速を抑え、各流路空間４３Ｃに局所的に供給液の流速が大きくなることを低減することができる。
【０１０６】
＜３．細胞培養システム１００＞
図１３は、本発明の細胞培養容器を備えた細胞培養システム１００の模式的概念図である。図１３では、その一例として、第１実施形態に係る細胞培養容器１Ａを備えた細胞培養システムを説明する。なお、各実施形態に係る細胞培養容器の作用について、上述した説明および下記の流体解析の説明で詳述しているので、ここでは、他の第２〜第４実施形態に係る細胞培養容器を適用した説明は省略する。
【０１０７】
図１３に示すように、細胞培養システム１００は、細胞培養容器１Ａと、供給液として培地を供給する培地供給源９１と、培地供給源９１から培地を細胞培養容器１Ａの導入口１２に圧送するポンプなどの圧送部９２と、を少なくとも備えている。具体的には、細胞培養容器１Ａは、圧送部９２を介して培地供給源９１に接続されている。培地供給源９１と圧送部９２との間には、バルブ９１ａが設けられており、これにより培地を送ることができる。
【０１０８】
好ましくは、本実施形態に係る細胞培養システム１００では、細胞培養容器１Ａを通過した培地が、培地供給源９１に回収されるように、三方弁９１ｂを介して、細胞培養容器１Ａの導出口１３が培地供給源９１に接続されている。これにより、細胞培養システム１００内において培地を循環させることができる。
【０１０９】
好ましくは、本実施形態に係る細胞培養システム１００では、細胞培養容器１Ａの導出口１３は、細胞培養容器１Ａを通過した培地が、培地供給源９１とは別の廃液容器９４に回収されるように、廃液容器９４に接続されている。これにより、廃液容器９４に培地を回収することができる。
【０１１０】
なお、本実施形態では、細胞培養システム１００に三方弁９１ｂを設けて、細胞培養システム１００内で培地の循環および培地の回収を選択的に行うことができる。しかしながら、例えば、培地を循環させない場合には、三方弁９１ｂを用いずに、細胞培養容器１Ａの導出口１３を廃液容器９４に接続すればよい。また、培地を廃液しない場合には、三方弁９１ｂを用いずに、細胞培養容器１Ａの導出口１３を培地供給源９１に接続すればよい。
【０１１１】
さらに好ましくは、細胞培養システム１００は、細胞を含む懸濁液を供給する懸濁液供給源９５と、培養後の細胞培養容器１Ａに接着した細胞を剥離させる剥離液供給源９６と、を備えている。懸濁液供給源９５、剥離液供給源９６、緩衝液供給源９７、およびコーティング剤供給源９８は、バルブ９５ａ、９６ａ、９７ａ、９８ａを介して、圧送部９２に接続されている。これらのバルブ９５ａ，９６ａ、９７ａ、９８ａを選択して開閉することにより、懸濁液または剥離液または緩衝液またはコーティング剤を供給液として、細胞培養容器１Ａに選択的に供給することができる。なお三方弁９１ｂ、バルブ９５ａ、９６ａ、９７ａ、９８ａは無菌的に接続できることが好ましい。また、細胞培養システム１００において、培地で細胞の培養のみを行う場合には、懸濁液供給源９５と剥離液供給源９６と緩衝液供給源９７とを省略することができる。
【０１１２】
また、本実施形態に係る細胞培養システム１００には、培地供給源９１に温度センサーと温度調節装置を連結することができる。これにより、細胞培養容器１（１Ａ）へ供給する培地及び細胞培養システム１００内を循環する培地温度を一定に保持させることができる。また、細胞培養システム１００（例えば、培地供給源９１等）に透析システムを連結することもでき、これにより、低分子の老廃物を除去し、培養に必要な栄養素（例えば、グルコース、ビタミン類、脂質、アミノ酸などの低分子やこれらの低分子を含む培地）を供給することもできる。また、細胞培養システム１００にはｐＨを調整するためのシステムを搭載することもできる。また、培地中の酸素濃度や二酸化炭素を調整するためのシステムを搭載することもできる。また、増殖因子等のタンパク質を新たに補充するためのシステムを搭載することもできる。また、細胞培養システム１００（例えば、懸濁液供給源９５等）には細胞分離デバイスを連結することもでき、これにより、接着細胞の単離から培養までの一連の工程を全て閉鎖系で行うことができる。細胞分離デバイスとしては、例えば、ＣｅｌｌＥｆｆｉｃ ＢＭ（登録商標）を用いることができる。
【０１１３】
＜４．細胞培養方法＞
以下に細胞培養方法について説明する。以下の説明では、細胞培養容器１Ａの培養板４０Ａの壁面４１Ａおよび容器本体１０の内壁面１５に細胞を接着し、接着された細胞に培地を接触させることにより、細胞を培養する例を挙げて説明する。まず、以下に細胞と培地について例示する。
【０１１４】
＜４．１．細胞＞
本発明に用いる細胞は、接着性を有する細胞（接着性細胞）であれば特に限定されず、動物由来細胞等であることができ、好ましくは哺乳類動物由来細胞等であることができ、より好ましくは生体組織由来細胞及び生体組織由来細胞から派生した細胞等であることができ、特に好ましくは上皮組織由来細胞及び上皮組織細胞から派生した細胞等、又は結合組織由来細胞及び結合組織由来細胞から派生した細胞等、又は筋組織由来細胞及び筋組織由来細胞から派生した細胞等、又は神経組織由来細胞及び神経組織由来細胞から派生した細胞等であることができる。前記筋組織由来及び筋組織由来細胞から派生した細胞等としては特に限定しないが、例えば心筋細胞、筋芽細胞、内皮細胞、壁細胞が挙げられ、前記神経組織由来及び神経組織由来細胞から派生した細胞等としては特に限定しないが、例えば、293FT細胞、プライマリーの神経細胞、株化された神経細胞（例えば、ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y）、ReproNeuro（ReproCELL社）、Human Neuronal Kit（Xcell Science社）、iCell Nurons（Cellular Dynamics International’s社）、HEK293細胞、BHK-21細胞などが挙げられる。
【０１１５】
また、前記接着性細胞は、動物由来幹細胞及び動物由来幹細胞から分化した細胞等であることができ、好ましくは哺乳類動物由来幹細胞及び哺乳類動物由来幹細胞から分化した細胞等であることができ、さらに好ましくはヒト由来幹細胞及びヒト由来幹細胞から分化した細胞等であることができる。ヒト由来幹細胞及びヒト由来幹細胞から分化した細胞等としては特に限定しないが、例えば、ヒト由来間葉系幹細胞及びヒト由来間葉系幹細胞から分化した細胞等が挙げられる。前記間葉系幹細胞の由来組織は特に限定しないが、例えば骨髄、脂肪組織、歯髄、臍帯血、胎盤、羊膜等、種々の組織から分離した細胞であってもよいし、ヒト由来多能性幹細胞から分化誘導した細胞であってもよい。 
【０１１６】
さらに、前記接着細胞は、動物由来多能性幹細胞及び動物由来多能性幹細胞から分化した細胞等であることができ、さらに好ましくは哺乳類動物由来多能性幹細胞及び哺乳類動物由来多能性幹細胞から分化した細胞等であることができ、もっとも好ましくはヒト由来多能性幹細胞及びヒト由来多能性幹細胞から分化した細胞等であることができる。また、本発明における細胞は、接着細胞が単一で存在していてもよいし、複数の接着細胞が接着及び／又は凝集することにより、細胞集団として存在していてもよい。
【０１１７】
「多能性幹細胞」とは、生体を構成する全ての種類の細胞に分化することができる多分化能（多能性）を有する細胞であって、適切な条件下のインビトロ（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）での培養において多能性を維持したまま無限に増殖を続けることができる細胞をいう。多能性幹細胞の具体例としては、例えば、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）、胎児の始原生殖細胞由来の多能性幹細胞であるＥＧ細胞（Ｓｈａｍｂｌｏｔｔ  Ｍ．Ｊ．  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ．  （１９９８）  ９５，  ｐ．１３７２６−１３７３１）、精巣由来の多能性幹細胞であるＧＳ細胞（Ｃｏｎｒａｄ  Ｓ．，  Ｎａｔｕｒｅ  （２００８）  ４５６，  ｐ．３４４−３４９）、体細胞由来の人工多能性幹細胞であるｉＰＳ細胞（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ  ｓｔｅｍ  ｃｅｌｌｓ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明に用いる多能性幹細胞は、特に好ましくは、ＥＳ細胞又はｉＰＳ細胞である。ＥＳ細胞は、胚盤胞と呼ばれる初期胚の内部に存在する内部細胞塊から採取した未分化細胞に由来する培養細胞である。ｉＰＳ細胞は、体細胞に初期化因子を導入することにより体細胞を未分化状態へと初期化し、多能性を付与した培養細胞である。初期化因子としては、例えばＯＣＴ３／４及びＫＬＦ４及びＳＯＸ２及びｃ−Ｍｙｃを用いることができ（Ｙｕ Ｊ,  ｅt  ａｌ．  Ｓｃｉｅｎｃｅ．  ２００７；３１８：１９１７−２０．）、例えばＯＣＴ３／４及びＳＯＸ２及びＬＩＮ２８及びＮａｎｏｇを用いることができる（Ｔａｋａｈａｓｈｉ  Ｋ，  eｔ ａｌ．  Ｃｅｌｌ．  ２００７；１３１：８６１−７２．）。これらの因子の細胞への導入形態は特に限定されないが、例えば、プラスミドを用いた遺伝子導入、合成ＲＮＡの導入、タンパク質として直接導入などが挙げられる。また、ｍｉｃｒｏＲＮＡやＲＮＡ、低分子化合物等を用いた方法で作製されたｉＰＳ細胞を用いてもよい。また、拒絶反応が起きにくいとされるＨＬＡ（Ｈｕｍａｎ Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ Ａｎｔｉｇｅｎ）型の組み合わせ（ＨＬＡホモ接合体）を持つ健常人ボランティア由来の細胞から作製されたｉＰＳ細胞を用いても良い。ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞を始めとする多能性幹細胞は、市販品又は分譲を受けた細胞を用いてもよいし、新たに作製したものを用いてもよい。ｉＰＳ細胞として、例えば２５３Ｇ１株、２０１Ｂ６株、２０１Ｂ７株、４０９Ｂ２株、４５４Ｅ２株、ＨｉＰＳ−ＲＩＫＥＮ−１Ａ株、ＨｉＰＳ−ＲＩＫＥＮ−２Ａ株、ＨｉＰＳ−ＲＩＫＥＮ−１２Ａ株、Ｎｉｐｓ−Ｂ２株、ＴｋＤＮ４−Ｍ株、ＴｋＤＡ３−１株、ＴｋＤＡ３−２株、ＴｋＤＡ３−４株、ＴｋＤＡ３−５株、ＴｋＤＡ３−９株、ＴｋＤＡ３−２０株、ｈｉＰＳＣ ３８−２株、ＭＳＣ−ｉＰＳＣ１株、ＢＪ−ｉＰＳＣ１株等を使用することができる。ＥＳ細胞として、例えばＫｈＥＳ−１株、ＫｈＥＳ−２株、ＫｈＥＳ―３株、ＫｈＥＳ−４株、ＫｈＥＳ−５株、ＳＥＥＳ１株、ＳＥＥＳ２株、ＳＥＥＳ３株、ＨＵＥＳ８株、ＣｙＴ４９株、Ｈ１株、Ｈ９株、ＨＳ−１８１株等を使用することができる。新たに作製された臨床グレードのｉＰＳ細胞又はＥＳ細胞を用いてもよい。ｉＰＳ細胞を作製する際の細胞の由来は特に限��されないが、例えば、繊維芽細胞又はリンパ球等を用いることができる。
【０１１８】
本実施形態で用いられる細胞は、任意の動物由来のものであってよく、例えば、マウス、ラット、ハムスター等のげっ歯類、ヒト、ゴリラ、チンパンジー等の霊長類、さらにイヌ、ネコ、ウサギ、ウシ、ウマ、ヒツジ、ヤギ、ブタ等の家畜又は愛玩動物などの哺乳動物由来のものであってよいが、ヒト由来の細胞が特に好ましい。
【０１１９】
＜４．２．培地＞
本発明で用いる培地は、任意の動物細胞培養用液体培地を基礎培地とし、必要に応じて他の成分（血清、血清代替試薬、増殖因子など）を適宜添加することにより調製することができる。なお、前記基礎培地に増殖因子を添加する態様においては、増殖因子を培地中で安定化させるための試薬（ヘパリンなど）を、増殖因子に加えて、さらに添加することにより調製してもよいし、増殖因子をあらかじめゲルや多糖類などで安定化しておき、その後、安定化した増殖因子を前記基礎培地に対して添加することで調製してもよい。
【０１２０】
基礎培地としては、ＢＭＥ培地、ＢＧＪｂ培地、ＣＭＲＬ１０６６培地、Ｇｌａｓｇｏｗ  ＭＥＭ培地、Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ＭＥＭ  Ｚｉｎｃ  Ｏｐｔｉｏｎ培地、ＩＭＤＭ培地（Ｉｓｃｏｖｅ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｅｄｉｕｍ）、Ｍｅｄｉｕｍ  １９９培地、Ｅａｇｌｅ  ＭＥＭ培地、αＭＥＭ培地、ＤＭＥＭ培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  Ｍｅｄｉｕｍ）、ハムＦ１０培地、ハムＦ１２培地、ＲＰＭＩ  １６４０培地、Ｆｉｓｃｈｅｒ’ｓ培地、及びこれらの混合培地（例えば、ＤＭＥＭ／Ｆ１２培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  Ｍｅｄｉｕｍ／Ｎｕｔｒｉｅｎｔ  Ｍｉｘｔｕｒｅ  Ｆ−１２  Ｈａｍ））等の培地を使用することができるが、特に限定されない。
【０１２１】
＜４．３．細胞培養方法の各工程＞
本発明の細胞培養方法は、細胞を播種する工程、細胞を培養する工程、及び、細胞を剥離する工程を含む。上記の細胞培養システム１００を用いる場合、具体的には、まず、バルブ９５ａを開弁し、細胞を含む懸濁液供給源９５から圧送部９２で、細胞培養容器１Ａの導入口１２に細胞を含む懸濁液を導入することにより細胞を播種する。懸濁液は、導入口１２から第１空間１６を経て多層空間４３に送り込まれる。懸濁液を導出口１３から導出し、三方弁９１ｂを切り替えて、廃液容器９４に排出する。細胞を播種する工程は更に細胞を接着させることを含むことができる。具体的には細胞培養容器１Ａが懸濁液で満たされた時点で、バルブ９５ａおよび三方弁９１ｂを閉弁し、圧送部９２の駆動を停止し、細胞を接着させる。細胞を接着させるために、時間は限定しないが、一定の時間、細胞培養容器１Ａへの供給液の流入を止め、細胞が沈降し、内壁面１５や多層培養基盤等に細胞が接着するまで静置させる工程を含むことが好ましい。ただし、細胞の種類によっては、上記懸濁液を細胞培養容器１（１Ａ）に導入する前にバルブ９８ａを先に開弁し、コーティング剤を導入する工程を含んでいても良い。コーティング剤は特に限定されないが、例えば、ラミニン、フィブロネクチン、マトリゲル、ゼラチン、コラーゲン、カドヘリンなどが挙がられる。
【０１２２】
次に、細胞を培養する工程を行う。該工程は、細胞が播種された細胞培養容器に培地を供給しながら細胞を培養することを含む。具体的には、バルブ９１ａおよび三方弁９１ｂを開弁し、圧送部９２を駆動し、培地供給源９１から培地を細胞培養容器１Ａの導入口１２に導入する。必要に応じて、細胞培養システム１００の系内に残存する懸濁液を培地とともに廃液容器９４に排出する。なお、予め、懸濁液で、内壁面１５および培養板４０Ａの壁面４１Ａ等に細胞を接着されている場合には、上述した一連の工程を省略する。
【０１２３】
次に、三方弁９１ｂを切り替えて、導出口１３からの培地を培地供給源９１に回収し、培地を循環させることで培地を細胞培養容器１Ａ内に供給する。これにより、これにより、細胞培養容器１（１Ａ）内に一時的にまたは常時培地を供給することができ、細胞を培養することができる。
【０１２４】
培養が完了後、バルブ９１ａを閉じ、バルブ９７ａを開き、緩衝液供給源９７から、緩衝液を細胞培養容器１Ａの導入口１２に導入し、廃液容器９４に排出する。これにより細胞培養容器１Ａに残存した剥離液の阻害物質を除去する。その後、バルブ９６ａを開き、剥離液供給源９６から、剥離液を細胞培養容器１Ａに導入する。この工程により、接着した細胞を剥離し、剥離液とともに、培養した細胞を導出口１３から回収することができる。より好ましくは、バルブ９１ａをさらに開き、培地供給源９１から培地を細胞培養容器１Ａの導入口１２に導入し、剥離剤および培地とともに培養した細胞を導出口１３から回収することができる。培養した細胞の回収方法としては、例えば、導出口１３を送液ラインから取り外し、培養した細胞を剥離剤および培地と共に、回収容器へ直接注いでもよいし、導出口１３と三方弁９１ｂとの間に新たな三方弁を設け、さらに三方弁の先に新たな回収容器を備えても良い。導出口１３と三方弁９１ｂの間に新たな三方弁を設け、その先に新たな回収容器を備えた態様では、先述した三方弁を回収容器方向へ切り替えることで、導出口１３を送液ラインから取り外すことなく、培養した細胞を剥離剤および培地と共に回収することができる。前記剥離剤は特に限定されないが、例えば、トリプシン、Ａｃｃｕｔａｓｅ（商標登録）、ＴｒｙｐＬＥＴＭ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  Ｅｎｚｙｍｅ（ライフテクノロジーズジャパン株式会社）、ＴｒｙｐＬＥＴＭ  Ｓｅｌｅｃｔ  Ｅｎｚｙｍｅ（ライフテクノロジーズジャパン株式会社）、ディスパーゼ（商標登録）、コラゲナーゼなどが挙げられる。本実施形態では、多層空間４３内の培地等の供給液の流速を均一にすることにより、細胞を均質に培養することができる。
【０１２５】
＜５．流体解析＞
＜５．１．導入口の口径と培養板の幅の関係＞
上述した「１．６．導入口の口径Ｄと細胞培養容器の内部空間の幅Ｍとの関係」で説明した効果を確認すべく、発明者らは、上述した第２実施形態に係る細胞培養容器を基本モデルとして、その内部に流れる供給液の流速分布を解析した。流速分布の解析はアンシス・ジャパン株式会社が提供する流体解析ソフトウェアANSYS Fluent（http://www.ansys.com/ja-JP/Products/Fluids）を用いて行った。解析（１）〜（４）では、細胞培養容器の内部空間を高さ９９．５ｍｍ、長さ３５０ｍｍの直方体に設定し、内部空間の幅Ｍを変更した。さらに、各解析では、円形である導入口および導出口の口径（Ｄ）を４ｍｍに設定し、導入口および導出口から、２５ｍｍ空けた位置に厚さ１ｍｍの３つの培養板が、その端部を揃えて２４ｍｍの等間隔に配置されるように設定した。各培養板は内部空間の幅の方向に沿って設定したため、培養板の幅Ｗは内部空間の幅Ｍと一致する。また、解析（５）では、細胞培養容器の内部空間を高さ５９ｍｍ、長さ３５０ｍ、内部空間の幅Ｍ及び培養板の幅Ｗは２４９ｍｍとし、導入口および導出口の口径（Ｄ）を４ｍｍに設定し、導入口および導出口から、２５ｍｍ空けた位置に厚さ１ｍｍの培養板４つを配置し、その端部を揃えて１１ｍｍで等間隔に配置した。なお、図１４ａ及び図１４ｂには導入口１２、導出口１３等の位置を示している。
【０１２６】
解析（１）のモデルでは、細胞培養容器の内部空間の幅Ｍ及び培養板の幅Ｗを５００ｍｍに設定した。このときのＭ／Ｄは、１２５である。
解析（２）のモデルでは、細胞培養容器の内部空間の幅Ｍ及び培養板の幅Ｗを２００ｍｍに設定した。このときのＭ／Ｄは、５０である。
解析（３）のモデルでは、細胞培養容器の内部空間の幅Ｍ及び培養板の幅Ｗを１００ｍｍに設定した。このときのＭ／Ｄは、２５である。
解析（４）のモデルでは、細胞培養容器の内部空間の図１４ａにおける横方向の寸法及び該方向に沿って設けられた培養板の幅Ｗを５９ｍｍに設定した。このとき、細胞培養容器の内部空間の、流路に垂直な断面は５９ｍｍ×９９．５ｍｍの長方形となるため、９９．５ｍｍ（図１４ａにおける縦方向の寸法）が、細胞培養容器の内部空間の幅Ｍであり、Ｍ／Ｄは、２４．８７５である。
解析（５）のモデルでは、細胞培養容器の内部空間の幅Ｍ及び培養板の幅Ｗを２４９ｍｍに設定した。このときのＭ／Ｄは６２．２５である。
【０１２７】
これらのモデルを用いて、流速１０ｍ／ｓとして、ナビエストークスの式を用いて、供給液の速度分布を解析した。解析において、流体の密度を１０５０ｋｇ／ｍ３とし、粘度係数を３．５×１０−３Ｐａ・ｓとし、容器内壁面での流速を０とする滑り無し条件とした。
【０１２８】
結果を、図１４ａ及び図１４ｂに示す。図１４ａ及び図１４ｂは、解析（１）〜（５）の結果を示した図である。図中、濃淡は流速を示しており、流速が高い部分を「Ｈ」で指し、流速が低い部分を「Ｌ」で指す。
【０１２９】
また、図１４ａ及び１４ｂに示す各解析結果の画像を目視し、流速分布の均一性を、不均一な場合を０、均一な場合を＋５とし、０に近い状態から＋５に近い状態までを順に＋１、＋２、＋３、＋４として評価した。評価結果を次表に示す。
【０１３０】
【表１】
2018023291.tif 000003
【０１３１】
解析（１）〜（５）から、Ｍ／Ｄの値が大きくなると、導入口からの供給液の流れが幅方向に分散されることがわかる。特に２５≦Ｍ／Ｄ≦１２５の関係を満たしているとき、その効果が現れ、さらに５０≦Ｍ／Ｄ≦６２．２５の関係を満たしているとき、乱流等の発生が減弱し、さらに多層空間内の供給液の流速分布が均一化されていた。
【０１３２】
＜５．２．流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径と、導入口の口径との関係＞
上述した「１．５．流路空間の、導入口側端部における内周の最大内接円の直径Ｌと、導入口の内周に内接する最大内接円の直径Ｄとの関係」で説明した効果を確認すべく、発明者らは細胞培養容器内の流速分布を解析した。上述した第２〜４実施形態に係る細胞培養容器を基本モデルとして、その内部に流れる供給液の流速分布を解析した。流速分布の解析は上記と同様にアンシス・ジャパン株式会社が提供する流体解析ソフトウェアANSYS Fluent（http://www.ansys.com/ja-JP/Products/Fluids）を用いて行った。
【０１３３】
具体的には、以下に示す解析（６）〜（１２）では、細胞培養容器の内部空間を幅２４９ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、高さ５９ｍｍの直方体に設定し、円形の導入口および導出口の口径（Ｄ）を４ｍｍに設定した。次に、厚さ１ｍｍの培養板を、その端部を揃えて、導入口および導出口から２５ｍｍ空けた位置に等間隔で配置されるように設定した。
【０１３４】
解析（６）のモデルは、第３実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、幅方向に９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、培養板４０Ｂ同士の対向する壁面４１Ｂ間の距離は、２４ｍｍである。各流路空間４３Ｂの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌは、培養板４０Ｂに沿った方向に長い長方形であるため、該内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、隣接する培養板４０Ｂの対向する壁面４１Ｂ間の距離である２４ｍｍと一致する。従ってＬ／Ｄ＝６である。
【０１３５】
解析（７）のモデルは、第３実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、培養板４０Ｂ同士の対向する壁面４１Ｂ間の距離は、４ｍｍであり、解析（６）と同様に、該距離が各流路空間４３Ｂの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌと一致するため、Ｌ／Ｄ＝１である。
【０１３６】
解析（８）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図１１参照）を基本モデルとしている。具体的には、幅方向に９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、培養板４０Ｂ同士の対向する壁面４１Ｂ間の距離は、２４ｍｍであることに加え、高さ方向に４枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、培養板４０Ａ同士の対向する壁面４１Ａ間の距離は、１１ｍｍである。各流路空間４３Ｃの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、該内周４３Ｌの短手方向寸法である１１ｍｍと一致し、Ｌ／Ｄ＝２．７５である。
【０１３７】
解析（９）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図１１参照）を基本モデルとしている。具体的には、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、培養板４０Ｂ同士の対向する壁面４１Ｂ間の距離は、４ｍｍであることに加え、高さ方向に４枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、培養板４０Ａ同士の対向する壁面４１Ａ間の距離は、１１ｍｍである。各流路空間４３Ｃの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、該内周４３Ｌの短手方向寸法である４ｍｍと一致し、Ｌ／Ｄ＝１である。
【０１３８】
解析（１０）のモデルは、解析（５）のモデルと同じであり、第２実施形態で示した細胞培養容器（図５参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に４枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、培養板４０Ａ同士の対向する壁面４１Ａ間の距離は、１１ｍｍである。各流路空間４３Ａの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌは、培養板４０Ａに沿った方向に長い長方形であるため、該内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌは、隣接する培養板４０Ａの対向する壁面４１Ａ間の距離である１１ｍｍと一致する。従ってＬ／Ｄ＝２．７５である。
【０１３９】
解析（１１）のモデルは、第２実施形態で示した細胞培養容器（図５参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に１９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、培養板４０Ａ同士の対向する壁面４１Ａ間の距離は、２ｍｍであり、解析（１０）と同様に該距離がＬと一致するから、Ｌ／Ｄ＝０．５である。
【０１４０】
解析（１２）のモデルは、第２実施形態で示した細胞培養容器（図５参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に３９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、培養板４０Ａ同士の対向する壁面４１Ａ間の距離は、０．５ｍｍであり、解析（１０）と同様に該距離がＬと一致するから、Ｌ／Ｄ＝０．１２５である。
【０１４１】
これらのモデルを用いて、流速１０ｍ／ｓとして、ナビエストークスの式を用いて、供給液の速度分布を解析した。解析において、流体の密度を１０５０ｋｇ／ｍ３とし、粘度係数を３．５×１０−３Ｐａ・ｓとし、容器内壁面での流速を０とする滑り無し条件とした。
【０１４２】
この結果を、図１５ａ〜１５ｃに示す。図１５ａ〜１５ｃは、解析（６）〜（１２）の結果を示した図である。図中、濃淡は流速を示しており、流速が高い部分を「Ｈ」で指し、流速が低い部分を「Ｌ」で指す。
【０１４３】
また、図１５ａ〜１５ｃに示す各解析結果の画像を目視し、流速分布の均一性を上記と同様の方法で評価した評価結果を次表に示す。
【０１４４】
【表２】
2018023291.tif 000004
【０１４５】
解析（６）〜（１２）に係るモデルでは、各流路空間４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌと導入口の口径Ｄとの関係がＬ／Ｄ≦１を満たすとき、導入口からの供給された供給液の流速分布が多層空間において均一化され易いことが明らかになった。すなわち、各流路空間４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの、導入口側端部４３Ｅにおける内周４３Ｌの最大内接円Ｃの直径Ｌが、導入口の口径Ｄ以下であれば、隣接する培養板同士により、導入口から流れる供給液が絞られるため、各流路空間４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ内を流れる供給液の、導入口からの流れが分散されるためと考えられる。
【０１４６】
＜５．３．面積比Ｓｔ／Ｓａ＞
上述した「１．４．面積比Ｓｔ／Ｓａ」で説明した効果を確認すべく、発明者らは細胞培養容器内の流速分布を解析した。上述した第２〜４実施形態に係る細胞培養容器を基本モデルとして、その内部に流れる供給液の流速分布を解析した。流速分布の解析は上記と同様にアンシス・ジャパン株式会社が提供する流体解析ソフトウェアANSYS Fluent（http://www.ansys.com/ja-JP/Products/Fluids）を用いて行った。
【０１４７】
具体的には、以下に示す解析（１３）〜（２３）では、細胞培養容器の内部空間を幅２４９ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、高さ５９ｍｍの直方体に設定し、円形である導入口および導出口の口径（Ｄ）を４ｍｍに設定した。次に、厚さ１ｍｍの培養板を、その端部を揃えて導入口および導出口から２５ｍｍ空けた位置に等間隔に配置されるように設定した。
【０１４８】
解析（１３）のモデルは、培養板を配置しておらず、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝１．０００である。
解析（１４）のモデルは、解析（６）のモデルと同じである。具体的には、幅方向に９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．９６４である。
解析（１５）のモデルは、解析（５）及び解析（１０）のモデルと同じである。具体的には、高さ方向に４枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．９３２である。
解析（１６）のモデルは、解析（７）のモデルと同じである。具体的には、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．８０３である。
解析（１７）のモデルは、解析（９）のモデルと同じである。具体的には、高さ方向に４枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．７４９である。
解析（１８）のモデルは、解析（１１）のモデルと同じである。具体的には、高さ方向に１９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．６７８である。
解析（１９）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に１９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、幅方向に９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．６５３である。
解析（２０）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に１９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．５４５である。
解析（２１）のモデルは、解析（１２）のモデルと同じである。具体的には、高さ方向に３９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．３３９である。
解析（２２）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に３９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、幅方向に９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．３２７である。
解析（２３）のモデルは、第４実施形態で示した細胞培養容器（図９参照）を基本モデルとしている。具体的には、高さ方向に３９枚の培養板４０Ａを等間隔に配置し、幅方向に４９枚の培養板４０Ｂを等間隔に配置し、面積比Ｓｔ／Ｓａ＝０．２７２である。
【０１４９】
これらのモデルを用いて、流速１０ｍ／ｓとして、ナビエストークスの式を用いて、供給液の速度分布を解析した。解析において、流体の密度を１０５０ｋｇ／ｍ３とし、粘度係数を３．５×１０−３Ｐａ・ｓとし、容器内壁面での流速を０とする滑り無し条件とした。
【０１５０】
この結果を、図１６ａ〜１６ｃに示す。図１６ａ〜１６ｃは、解析（１３）〜（２３）の結果を示した図である。なお、面積比Ｓｔ／Ｓａは、小数第４位を四捨五入した値を示している。図中、濃淡は流速を示しており、流速が高い部分を「Ｈ」で指し、流速が低い部分を「Ｌ」で指す。
【０１５１】
また、図１６ａ〜１６ｃに示す各解析結果の画像を目視し、流速分布の均一性を上記と同様の方法で評価した評価結果を次表に示す。
【０１５２】
【表３】
2018023291.tif 000005
【０１５３】
解析（１３）および解析（１４）では、多層空間内の供給液の流速が不均一になっていることに対して、解析（１５）〜（２３）では、多層空間を構成する各流路空間内の供給液の流速分布が均一化されていることがわかる。つまり、Ｓｔ／Ｓａ≦０．９３２の関係を満たせば、各流路空間内の供給液の流速が均一となりやすいことがわかる。より好ましくは、面積比Ｓｔ／Ｓａ≦０．８０３を満たせば、各流路空間内の供給液の流れがより一層均一になることがわかる。
【０１５４】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【０１５５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：細胞培養容器、１０：容器本体、１１：内部空間、１２：導入口、１３：導出口、１５：内壁面、１６：液滞留空間、１７：上流壁面、１８：下流壁面、２０：導入管、２１：導入流路、３０：導出管、３１：導出流路、４０Ａ，４０Ｂ：培養板、４１Ａ，４１Ｂ：壁面、４３：多層空間、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ：流路空間、９１：培地供給源、９１ａ：バルブ、９１ｂ：三方弁、９２：圧送部、９４：廃液容器、９５：懸濁液供給源、９５ａ：バルブ、９６：剥離液供給源、９６ａ：バルブ、９７：緩衝液供給源、９７ａ：バルブ、９８：コーティング剤供給源、９８ａ：バルブ、１００：細胞培養システム、Ｃ：中心線。
【図１】
2018023291.tif 000006
【図２】
2018023291.tif 000007
【図３】
2018023291.tif 000008
【図４】
2018023291.tif 000009
【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１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７】
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