(57)【要約】【課題】分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することができる細胞処理装置を提供する。【解決手段】細胞処理装置は、細胞供給部の下流側に設けられ第１の流路を介して細胞供給部に接続され、細胞および細胞に随伴する液体を含む細胞懸濁液から液体を除去する濃縮処理を行う濃縮部と、濃縮部の下流側に設けられ第２の流路を介して濃縮部に接続され、細胞の凝集体を分割する分割処理を行う分割部と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を供給する細胞供給部と、
前記細胞供給部の下流側に設けられて第１の流路を介して前記細胞供給部に接続され、前記細胞および前記細胞に随伴する液体を含む細胞懸濁液から前記液体を除去する濃縮処理を行う濃縮部と、
前記濃縮部の下流側に設けられて第２の流路を介して前記濃縮部に接続され、前記細胞の凝集体を分割する分割処理を行う分割部と、
を含む細胞処理装置。
【請求項２】
前記第１の流路は、前記第１の流路を通過する細胞懸濁液が前記細胞供給部側から前記濃縮部側に向けて流れる一方通行の流路であり、
前記第２の流路は、前記第２の流路を通過する細胞懸濁液が前記濃縮部側から前記分割部側に向けて流れる一方通行の流路である
請求項１に記載の細胞処理装置。
【請求項３】
前記濃縮部は、一方の流通口が前記第１の流路に接続され、他方の流通口が前記第２の流路に接続され、前記一方の流通口または前記他方の流通口から流入する細胞懸濁液に対して前記濃縮処理を施して、前記一方の流通口および前記他方の流通口のうち細胞懸濁液が流入した流通口とは異なる流通口から前記濃縮処理を施した細胞懸濁液を排出するフィルタ部を含む
請求項２に記載の細胞処理装置。
【請求項４】
前記分割部は、分割処理を施した細胞を排出する排出口を含み、
前記排出口に接続された第３の流路と、
前記第３の流路に接続された細胞回収容器と、
を更に含む請求項３に記載の細胞処理装置。
【請求項５】
一端が前記第２の流路に接続され、他端が前記第３の流路に接続された第１のバイパス流路を更に含む
請求項４に記載の細胞処理装置。
【請求項６】
前記濃縮部は、前記第１の流路に接続された第１の貯留容器と、前記第２の流路に接続された第２の貯留容器と、を更に含む
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項７】
一方の端部が前記第１の流路に接続され、他方の端部が前記第２の流路に接続され、前記一方の端部または前記他方の端部から流入する細胞懸濁液に対して撹拌処理を施して、前記一方の端部および前記他方の端部のうち細胞懸濁液が流入した端部とは異なる端部から前記撹拌処理を施した細胞懸濁液を排出する撹拌部を更に含む
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項８】
一端が前記第１の流路に接続され、他端が前記第２の流路に接続された第２のバイパス流路を更に含む
請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項９】
前記第１の貯留容器は、前記第１の流路に接続された第１の流通口を介して細胞懸濁液を流入および流出させ、
前記第２の貯留容器は、前記第２の流路に接続された第２の流通口を介して細胞懸濁液を流入および流出させる
請求項６に記載の細胞処理装置。
【請求項１０】
前記第１の流通口は、前記第１の貯留容器の底部に設けられ、
前記第２の流通口は、前記第２の貯留容器の底部に設けられている
請求項９に記載の細胞処理装置。
【請求項１１】
前記第１の貯留容器の内部の圧力を制御する第１の圧力制御部と、
前記第２の貯留容器の内部の圧力を制御する第２の圧力制御部と、
を更に含む
請求項６、請求項９および請求項１０のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項１２】
前記濃縮部は、前記第１の流路と前記第２の流路との間に、互いに直列または並列に配置された前記フィルタ部を含む複数のフィルタ部を含む
請求項３から請求項１１のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項１３】
前記フィルタ部は、タンジェンシャルフロー方式による濾過を行う
請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項１４】
前記フィルタ部は、遠心力を利用した分離を行う
請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項１５】
前記複数のフィルタ部は、タンジェンシャルフロー方式による濾過を行う第１のフィルタ部と、遠心力を利用した分離を行う第２のフィルタ部と、を含む
請求項１２に記載の細胞処理装置。
【請求項１６】
前記撹拌部は、スタティックミキサを含む
請求項７に記載の細胞処理装置。
【請求項１７】
前記第１の流路に接続された第１の培地供給部を更に含む
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【請求項１８】
前記第３の流路に接続された第２の培地供給部を更に含む
請求項４または請求項５に記載の細胞処理装置。
【請求項１９】
前記細胞供給部に洗浄液を供給する洗浄液供給部を更に含む
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の細胞処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、細胞処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞処理装置（細胞培養装置）に関する技術として、例えば以下の技術が知られている。例えば、特許文献１には、培養槽と、培養槽に連結されたフィルタ手段を有する分離装置と、分離装置に連結され、内部に貯留した液体培地を分離装置のフィルタ手段の表面に対して平行な方向に供給する培地移送槽とを備えた培養装置が記載されている。この培養装置は、培地移送槽と培養槽との間で液体培地を往復流動させることが可能とされている。
【０００３】
一方、特許文献２には、細胞等を含んだ培養液を循環または貯留して細胞の増殖を行う培養系と、培養系中の液状培地を連続的に新鮮培地と交換しうる液−補給・分離手段を備えた培養装置が記載されている。この培養装置には、培養液を一時この培養系の系外に迂回できる迂回流路が設けられており、この迂回流路に、培養液中の細胞等を透過するが細胞塊等を透過しえないフィルタを内蔵した筒状体からなる細胞塊除去部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１１７９２号公報
【特許文献２】特開平０１−２０６９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多能性幹細胞の培養においては、細胞を培養することによって生じる細胞凝集体（スフェア）のサイズが過大となると、細胞凝集体同士が接着融合し、細胞が分化を開始したり、細胞凝集体の中の細胞が壊死したりするといった問題が生じる。従って、細胞凝集体のサイズが過大となることを防止するために、細胞の培養期間中の適切な時期に、細胞凝集体を分割する分割処理が必要となる。また、細胞培養においては、細胞から分泌される代謝物などによって培地が変質する。そのため、培養期間中における適切な時期に、培養容器内における使用済みの培地を新鮮な培地に交換する培地交換処理が必要となる。また、細胞培養においては、細胞懸濁液に含まれる細胞の濃度を所望の濃度にまで濃縮する濃縮処理が必要となる。
【０００６】
上記の分割処理、培地交換処理および濃縮処理を含む一連の細胞培養プロセスを自動化する細胞処理装置の構成として以下の構成が考えられる。例えば、上記の各処理を実施するための処理ユニットおよび細胞培養容器を、環状の循環流路上または循環流路から分岐した分岐流路上に適宜配置する構成が考えられる。しかしながら、この構成によれば、環状の循環流路を各処理において共有することになり、分割処理前後の細胞が混ざり合ういわゆるコンタミネーションのリスクが高いと考えられる。例えば、循環流路を経由して細胞懸濁液を移送している間に循環流路の壁面に付着した一部の細胞については分割処理が実施されず、この細胞が循環流路を経由して分割処理済みの細胞に混入するおそれがある。特に、再生医療に用いられる培養細胞は、同一ロット内における細胞の均質性を保証する必要があるため、分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することが重要である。
【０００７】
開示の技術は、上記の点に鑑みてなされたものであり、分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することができる細胞処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の技術に係る細胞処理装置は、細胞を供給する細胞供給部と、細胞供給部の下流側に設けられて第１の流路を介して細胞供給部に接続され、細胞および細胞に随伴する液体を含む細胞懸濁液から液体を除去する濃縮処理を行う濃縮部と、濃縮部の下流側に設けられて第２の流路を介して濃縮部に接続され、細胞の凝集体を分割する分割処理を行う分割部と、を含む。
【０００９】
開示の技術に係る細胞処理装置において、第１の流路は、第１の流路を通過する細胞懸濁液が上流側から下流側に向けて流れる一方通行の流路であることが好ましく、第２の流路は、第２の流路を通過する細胞懸濁液が上流側から下流側に向けて流れる一方通行の流路であることが好ましい。
【００１０】
開示の技術に係る細胞処理装置において、濃縮部は、一方の流通口が第１の流路に接続され、他方の流通口が第２の流路に接続され、一方の流通口または他方の流通口から流入する細胞懸濁液に対して濃縮処理を施して、一方の流通口および他方の流通口のうち細胞懸濁液が流入した流通口とは異なる流通口から濃縮処理を施した細胞懸濁液を排出するフィルタ部を含み得る。
【００１１】
開示の技術に係る細胞処理装置において、分割部は、分割処理を施した細胞を排出する排出口を含み得る。この場合、開示の技術に係る細胞処理装置は、排出口に接続された第３の流路と、第３の流路に接続された細胞回収容器と、を含み得る。
【００１２】
開示の技術に係る細胞処理装置は、一端が第２の流路に接続され、他端が第３の流路に接続された第１のバイパス流路を含み得る。
【００１３】
開示の技術に係る細胞処理装置において、濃縮部は、第１の流路に接続された第１の貯留容器と、第２の流路に接続された第２の貯留容器と、を含み得る。
【００１４】
第１の貯留容器は、第１の流路に接続された第１の流通口を介して細胞懸濁液を流入および流出させ、第２の貯留容器は、第２の流路に接続された第２の流通口を介して細胞懸濁液を流入および流出させることが好ましい。第１の流通口は、第１の貯留容器の底部に設けられ、第２の流通口は、第２の貯留容器の底部に設けられていることが好ましい。
【００１５】
開示の技術に係る細胞処理装置は、第１の貯留容器の内部の圧力を制御する第１の圧力制御部と、第２の貯留容器の内部の圧力を制御する第２の圧力制御部と、を含み得る。
【００１６】
開示の技術に係る細胞処理装置は、一方の端部が第１の流路に接続され、他方の端部が第２の流路に接続され、一方の端部または他方の端部から流入する細胞懸濁液に対して撹拌処理を施して、一方の端部および他方の端部のうち細胞懸濁液が流入した端部とは異なる端部から撹拌処理を施した細胞懸濁液を排出する撹拌部を含み得る。撹拌部は、スタティックミキサを含んで構成されていてもよい。
【００１７】
開示の技術に係る細胞処理装置は、一端が第１の流路に接続され、他端が第２の流路に接続された第２のバイパス流路を含み得る。
【００１８】
開示の技術に係る細胞処理装置において、濃縮部は、第１の流路と第２の流路との間に、互いに直列または並列に配置された複数のフィルタ部を含み得る。
【００１９】
開示の技術に係る細胞処理装置において、フィルタ部は、タンジェンシャルフロー方式による濾過を行うものであってもよく、遠心力を利用した分離を行うものであってもよい。
【００２０】
濃縮部が複数のフィルタ部を含む場合、濃縮部は、タンジェンシャルフロー方式による濾過を行う第１のフィルタ部と、遠心力を利用した分離を行う第２のフィルタ部と、を含んでいてもよい。
【００２１】
開示の技術に係る細胞処理装置は、第１の流路に接続された第１の培地供給部を含み得る。
【００２２】
開示の技術に係る細胞処理装置は、第３の流路に接続された第２の培地供給部を含み得る。
【００２３】
開示の技術に係る細胞処理装置は、細胞供給部に洗浄液を供給する洗浄液供給部を含み得る。
【発明の効果】
【００２４】
開示の技術に係る細胞処理装置によれば、分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る細胞処理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフィルタ部における濾過の態様の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る細胞処理装置の使用形態の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る細胞処理装置が分割処理を実施する場合における細胞及び培地等の流れを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る細胞処理装置が培地交換処理を実施する場合における細胞及び培地等の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る細胞処理装置が濃縮処理を実施する場合における細胞及び培地等の流れを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る細胞処理装置の部分的な構成を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る細胞処理装置の部分的な構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る細胞処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与し、重複する説明は省略する。
【００２７】
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る細胞処理装置１の構成を示す図である。細胞処理装置１は、主要な構成要素として、細胞供給部１０、濃縮部２０および分割部３０を備えている。細胞処理装置１は、更に、培地供給部５１、５２、洗浄液供給部６０および撹拌部４０を備えている。
【００２８】
細胞供給部１０は、細胞処理装置１によって実施される各処理の対象となる細胞を供給する。細胞供給部１０は、細胞を収容する収容容器を含んで構成されている。細胞供給部１０は、その底部に設けられた流通口１０ａから細胞を排出する。流通口１０ａは、バルブＶ１を介して第１の流路Ｆ１に接続されている。バルブＶ１は、細胞供給部１０に収容された細胞を第１の流路Ｆ１に流出させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。
【００２９】
濃縮部２０は、細胞供給部１０の下流側に設けられ、第１の流路Ｆ１を介して細胞供給部１０に接続されている。濃縮部２０は、細胞および細胞に随伴する液体（例えば培地）を含む細胞懸濁液から液体および細胞凝集体から離脱してシングルセル化した死細胞等のデブリスを除去することにより、細胞懸濁液に含まれる細胞の濃度を高める濃縮処理を行う。濃縮部２０は、フィルタ部２１、濾過液回収容器２２および２つの貯留容器２３Ａ、２３Ｂを含んで構成されている。
【００３０】
フィルタ部２１は、バルブＶ２を介して第１の流路Ｆ１に接続された流通口２１ａと、バルブＶ３を介して第２の流路Ｆ２に接続された流通口２１ｂとを有する。フィルタ部２１は、流通口２１ａまたは２１ｂから流入する細胞懸濁液に対して濃縮処理を施して、細胞懸濁液が流入した流通口とは異なる流通口から濃縮処理を施した細胞懸濁液を排出する。例えば、流通口２１ａからフィルタ部２１に流入した細胞懸濁液は、フィルタ部２１において濃縮処理が施され、濃縮処理済みの細胞懸濁液が流通口２１ｂから排出される。
【００３１】
フィルタ部２１は、例えば、タンジェンシャルフロー（クロスフロー）方式による濾過を行う濾過装置を構成するものであり、濾過装置の内部に配置された濾過膜の膜面に沿って細胞懸濁液が流れるように構成されている。図２は、フィルタ部２１における濾過の態様の一例を示す図である。フィルタ部２１は、例えば、中空糸からなる濾過膜Ｍを有する。濾過膜Ｍは、多孔質膜であってもよく、濾過膜Ｍの材質は、金属、ポリマーまたはセラミックス焼結体などであってもよい。細胞Ｃおよび培地等の液体Ｌを含む細胞懸濁液が流通口２１ａまたは２１ｂを介して濾過膜Ｍの内側に流入すると、液体Ｌは、濾過膜Ｍの外側に排出されて濾過液回収容器２２に収容される。一方、細胞Ｃは、濾過膜Ｍの内側を通過して流通口２１ａまたは２１ｂから排出されて回収される。なお、フィルタ部２１は、細胞懸濁液の流れ方向が、濾過膜の膜面に対して交差する方向となるデッドエンドフロー方式による濾過を行うものであってもよい。また、フィルタ部２１は、遠心力を利用した分離を行うものであってもよい。
【００３２】
バルブＶ２およびＶ３は、フィルタ部２１において濃縮処理を行う場合に開状態とされ、それ以外の場合は閉状態とされる。
【００３３】
貯留容器２３Ａおよび２３Ｂは、細胞処理装置１において実施される各処理の対象となる細胞懸濁液を一時的に貯留しておくための容器である。貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの形態は、特に限定されず、例えば、ガラス製若しくはステンレス製の容器、またはプラスチック製のバッグの形態を有する容器を使用することが可能である。
【００３４】
貯留容器２３Ａは、その底部に設けられた流通口２３ａを有し、流通口２３ａを経由して細胞懸濁液が流入または流出する。すなわち、流通口２３ａは、貯留容器２３Ａの流入口の役割と流出口の役割とを兼ねている。流通口２３ａは、バルブＶ４を介して第１の流路Ｆ１に接続されている。バルブＶ４は、貯留容器２３Ａに細胞懸濁液を流入させる場合または貯留容器２３Ａから細胞懸濁液を流出させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。
【００３５】
同様に、貯留容器２３Ｂは、その底部に設けられた流通口２３ｂを有し、流通口２３ｂを経由して細胞懸濁液が流入または流出する。すなわち、流通口２３ｂは、貯留容器２３Ｂの流入口の役割と流出口の役割とを兼ねている。流通口２３ｂは、バルブＶ５を介して第２の流路Ｆ２に接続されている。バルブＶ５は、貯留容器２３Ｂに細胞懸濁液を流入させる場合または貯留容器２３Ｂから細胞懸濁液を流出させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。
【００３６】
貯留容器２３Ａには、加圧装置２４Ａおよび圧力制御装置２５Ａが設けられている。加圧装置２４Ａは、貯留容器２３Ａの内部を加圧する機能を有する。圧力制御装置２５Ａは、加圧装置２４Ａが貯留容器２３Ａの内部を加圧する圧力を制御する。
【００３７】
同様に、貯留容器２３Ｂには、加圧装置２４Ｂおよび圧力制御装置２５Ｂが設けられている。加圧装置２４Ｂは、貯留容器２３Ｂの内部を加圧する機能を有する。圧力制御装置２５Ｂは、加圧装置２４Ｂが貯留容器２３Ｂの内部を加圧する圧力を制御する。
【００３８】
圧力制御装置２５Ａおよび２５Ｂによる圧力制御によって、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で相互に細胞懸濁液の移送が可能である。例えば、貯留容器２３Ａの内部の圧力を貯留容器２３Ｂの内部の圧力よりも高くすることで、貯留容器２３Ａに貯留された細胞懸濁液を貯留容器２３Ｂに移送することが可能である。また、貯留容器２３Ｂの内部の圧力を貯留容器２３Ａの内部の圧力よりも高くすることで、貯留容器２３Ｂに貯留された細胞懸濁液を貯留容器２３Ａに移送することが可能である。なお、本実施例では、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの内部の圧力を加圧する加圧手段によって貯留容器２３Ａおよび２３Ｂにおいて圧力差を生じさせて細胞懸濁液の移送を行う場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。他の例として、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの内部の圧力を減圧する減圧手段によって貯留容器２３Ａおよび２３Ｂにおいて圧力差を生じさせて細胞懸濁液の移送を行ってもよい。また、加圧手段と減圧手段との組み合わせによって貯留容器２３Ａおよび２３Ｂにおいて圧力差を生じさせて細胞懸濁液の移送を行ってもよい。
【００３９】
貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で細胞懸濁液を往復移動させることも可能であり、この場合に細胞懸濁液がフィルタ部２１を通過することで、フィルタ部２１による濃縮処理を複数回に亘り連続的に実施することが可能となる。従って、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間での細胞懸濁液の往復移動回数によって、細胞懸濁液の濃度を調整することができる。
【００４０】
撹拌部４０は、流入する細胞懸濁液を撹拌する機能を有する。撹拌部４０の一方の端部は、バルブＶ９を介して第１の流路Ｆ１に接続され、撹拌部４０の他方の端部は、バルブＶ１０を介して第２の流路Ｆ２に接続されている。撹拌部４０は、一方の端部または他方の端部から流入する細胞懸濁液に対して撹拌処理を施して細胞懸濁液が流入した端部とは異なる端部から撹拌処理を施した細胞懸濁液を排出する。
【００４１】
撹拌部４０は、駆動部を有しない所謂スタティックミキサとしての構成を有していることが好ましく、例えば、管状体と、管状体の内部に固定設置され、管状体の内部にらせん状の流路を形成する撹拌エレメントと、を含んで構成される。なお、スタティックミキサを構成する管状体の内部の流路は、必ずしもらせん状であることを要しない。また、スタティックミキサは、管状体の内部を通過する流体を撹拌し得るように、管状体の内径を変化させた構造を有するものであってもよい。
【００４２】
バルブＶ９およびＶ１０は、撹拌部４０において撹拌処理を行う場合に開状態とされ、それ以外の場合は閉状態とされる。
【００４３】
細胞処理装置１は、第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２との間にバイパス流路Ｆ２０を有する。すなわち、バイパス流路Ｆ２０の一端は、バルブＶ１１を介して第１の流路Ｆ１に接続されており、バイパス流路Ｆ２０の他端は、バルブＶ１２を介して第２の流路Ｆ２に接続されている。
【００４４】
バルブＶ１１およびＶ１２は、バイパス流路Ｆ２０に細胞懸濁液を流す場合に開状態とされ、それ以外の場合は閉状態とされる。
【００４５】
以上のように、細胞処理装置１において、第１の流路Ｆ１および第２の流路Ｆ２との間に、フィルタ部２１、撹拌部４０およびバイパス流路Ｆ２０が並列に配置されており、これらを選択的に使用することが可能である。すなわち、第１の流路Ｆ１を介して供給される細胞懸濁液は、第２の流路Ｆ２に移送されるまでの間に、フィルタ部２１、撹拌部４０およびバイパス流路Ｆ２０のいずれをも経由することが可能である。
【００４６】
分割部３０は、細胞を培養することによって形成される細胞凝集体を分割する分割処理を行う機能を有する。分割部３０において行われる分割処理は、機械的分割処理であってもよいし、細胞解離酵素を用いた酵素処理であってもよい。機械的分割処理が適用される場合には、分割部３０は、処理容器と、処理容器の内部に設けられたメッシュフィルタを含んで構成される。細胞凝集体をメッシュフィルタに通すことで、細胞凝集体はメッシュフィルタのメッシュサイズに応じたサイズに分割される。なお、細胞凝集体を分割する手段としてメッシュフィルタ以外に多孔板または貫通孔板を用いることが可能である。一方、酵素処理による分割処理が適用される場合には、分割部３０は、トリプシン−ＥＤＴＡ（ethylenediaminetetraa cetic acid）等の細胞解離酵素が収容された処理容器を含んで構成される。細胞凝集体を一定時間に亘り細胞解離酵素に浸漬することで、細胞凝集体が分割される
【００４７】
分割部３０は、バルブＶ１３を介して第２の流路Ｆ２に接続された流入口３０ａと、バルブＶ１４を介して第３の流路Ｆ３に接続された流出口３０ｂとを有する。分割部３０は、流入口３０ａから流入する細胞懸濁液に含まれる細胞凝集体に対して分割処理を施して、分割処理を施した細胞凝集体を含む細胞懸濁液を流出口３０ｂから排出する。
【００４８】
バルブＶ１３およびＶ１４は、分割部３０において分割処理を行う場合に開状態とされ、それ以外の場合は閉状態とされる。
【００４９】
細胞処理装置１は、第２の流路Ｆ２と第３の流路Ｆ３との間にバイパス流路Ｆ１０を有する。すなわち、バイパス流路Ｆ１０の一端は、バルブＶ１５を介して第２の流路Ｆ２に接続されており、バイパス流路Ｆ１０の他端は、バルブＶ１６を介して第３の流路Ｆ３に接続されている。
【００５０】
バルブＶ１５およびＶ１６は、バイパス流路Ｆ１０に細胞懸濁液を流す場合に開状態とされ、それ以外の場合は閉状態とされる。
【００５１】
細胞処理装置１は、２つの培地供給部５１および５２を有する。培地供給部５１は、新鮮な培地を収容する収容容器を含んで構成されている。培地供給部５１は、その底部に設けられた排出口５１ａから培地を排出する。排出口５１ａは、バルブＶ１７を介して第１の流路Ｆ１に接続されている。バルブＶ１７は、培地供給部５１に収容された培地を第１の流路Ｆ１に流出させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。なお、排出口５１ａは、培地供給部５１の底部以外の位置に配置することが可能である。
【００５２】
培地供給部５２は、その底部に設けられた排出口５２ａから培地を排出する。排出口５２ａは、バルブＶ１８を介して第３の流路Ｆ３に接続されている。バルブＶ１８は、培地供給部５２に収容された培地を第３の流路Ｆ３に流出させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。なお、排出口５２ａは、培地供給部５２の底部以外の位置に配置することが可能である。
【００５３】
洗浄液供給部６０は、細胞供給部１０およびフィルタ部２１を洗浄するための洗浄液を収容する収容容器を含んで構成されている。洗浄液供給部６０は、バルブＶ１９を介して細胞供給部１０に接続されている。
【００５４】
バルブＶ１９は、洗浄液供給部６０に収容された洗浄液による洗浄を行う場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。バルブＶ１９が開状態となることで、洗浄液供給部６０に収容された洗浄液が細胞供給部１０に流入し、細胞供給部１０を構成する容器の内部が洗浄される。これにより細胞供給部１０に残留する細胞を洗浄液の液流によって掻きとって回収することが可能である。
【００５５】
洗浄液供給部６０に収容された洗浄液をフィルタ部２１に供給することで、フィルタ部２１の洗浄を行うことも可能である。洗浄液をフィルタ部２１に流すことで、フィルタ部２１に設けられた濾過膜の膜面に残留する細胞を洗浄液の液流によって掻きとって回収することが可能である。なお、培地供給部５１および５２に収容された培地と同じ培地を洗浄液として用いることが可能である。
【００５６】
細胞回収容器１００は、細胞処理装置１によって処理された細胞懸濁液を回収するための容器である。細胞回収容器１００の形態は、特に限定されず、例えば、ガラス製またはステンレス製の容器やプラスチック製のバッグの形態を有する容器を使用することが可能である。図１に示すように、細胞回収容器１００を第３の流路Ｆ３に接続することで、細胞処理装置１において処理された細胞を細胞回収容器１００に回収することが可能である。細胞回収容器１００は、その底部に設けられた流通口１００ａを有し、流通口１００ａを経由して細胞処理装置１によって処理された細胞懸濁液が流入する。細胞処理装置１において処理された細胞懸濁液を細胞回収容器１００に回収する場合、細胞回収容器１００の流通口１００ａは、バルブＶ２２を介して第３の流路Ｆ３に接続される。バルブＶ２２は、細胞回収容器１００に処理済みの細胞懸濁液を流入させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。
【００５７】
また、細胞回収容器１００に収容された細胞懸濁液を、細胞処理装置１によって処理する場合には、図３に示すように、細胞回収容器１００は、細胞供給部１０に接続される。この場合、バルブＶ２２は、細胞回収容器１００に収容された細胞懸濁液を細胞供給部１０に流入させる場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。
【００５８】
細胞処理装置１において各流路を構成する配管同士の接続部Ｘは、滅菌コネクタで構成されていることが好ましい。
【００５９】
細胞処理装置１において、第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の流れ方向は、常に細胞供給部１０から濃縮部２０に向かう方向（図１に示す矢印の方向）となるように制御されることが好ましい。
【００６０】
第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の液流は、例えば、第１の流路Ｆ１上に配置されたポンプ（図示せず）によって形成してもよい。この場合、第１の流路Ｆ１上に配置されたポンプの回転方向によって第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の流れ方向を制御することが可能である。
【００６１】
また、第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の液流は、細胞供給部１０または培地供給部５１の内部の圧力と、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力との差圧によって形成してもよい。この場合、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに設けられた加圧装置２４Ａ、２４Ｂおよび圧力制御装置２５Ａ、２５Ｂと同様の機構が、細胞供給部１０および培地供給部５１に設けられる。例えば、細胞供給部１０の内部の圧力を、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力よりも高くすることで、第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の流れ方向を、細胞供給部１０から濃縮部２０に向かう方向とすることができる。なお、第１の流路Ｆ１を通過する細胞懸濁液の液流を形成する手段としては、細胞供給部１０、培地供給部５１および貯留容器２３Ａ、２３Ｂの内部への圧力印加に限らず、外部から圧力を印加してもよい。
【００６２】
なお、第１の流路Ｆ１において細胞懸濁液の逆流を防止するために、第１の流路Ｆ１の下流側の端部にバルブＶ２０を設けてもよい。バルブＶ２０は、第１の流路Ｆ１に細胞懸濁液を流す場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。なお、第１の流路Ｆ１において細胞懸濁液の逆流を防止するための他の手段として逆止弁を用いることも可能である。逆止弁を用いることで、第１の流路Ｆ１において上流側から下流側に向かう液流を通過させる一方、逆方向の液流を遮断することが可能である。
【００６３】
細胞処理装置１において、第２の流路Ｆ２を通過する細胞懸濁液の流れ方向は、常に濃縮部２０、撹拌部４０またはバイパス流路Ｆ２０から分割部３０またはバイパス流路Ｆ１０に向かう方向（図１に示す矢印の方向）となるように制御されることが好ましい。
【００６４】
第２の流路Ｆ２を通過する細胞懸濁液の液流は、例えば、第２の流路Ｆ２上に配置されたポンプ（図示せず）によって形成してもよい。この場合、第２の流路Ｆ２上に配置されたポンプの回転方向によって第２の流路Ｆ２を通過する細胞懸濁液の流れ方向を制御することが可能である。
【００６５】
また、第２の流路Ｆ２を通過する細胞懸濁液の液流は、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力と、細胞回収容器１００の内部の圧力との差圧によって形成してもよい。或いは、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力と、分割部３０の内部の圧力との差圧によって形成してもよい。この場合、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに設けられた加圧装置２４Ａ、２４Ｂおよび圧力制御装置２５Ａ、２５Ｂと同様の機構が細胞回収容器１００または分割部３０に設けられる。貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力を、細胞回収容器１００または分割部３０の内部の圧力よりも高くすることで、第２の流路Ｆ２を通過する細胞懸濁液の流れ方向を、濃縮部２０、撹拌部４０またはバイパス流路Ｆ２０から分割部３０またはバイパス流路Ｆ１０に向かう方向とすることができる。
【００６６】
なお、第２の流路Ｆ２において細胞懸濁液の逆流を防止するために、第２の流路Ｆ２の上流側の端部にバルブＶ２１を設けてもよい。バルブＶ２１は、第２の流路Ｆ２に細胞懸濁液を流す場合に開状態とされ、それ以外の場合には閉状態とされる。なお、第２の流路Ｆ２において細胞懸濁液の逆流を防止するための他の手段として逆止弁を用いることも可能である。逆止弁を用いることで、第２の流路Ｆ２において上流側から下流側に向かう液流を通過させる一方、逆方向の液流を遮断することが可能である。
【００６７】
また、細胞処理装置１において、第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の流れ方向は、常に分割部３０またはバイパス流路Ｆ１０から細胞回収容器１００に向かう方向（図１に示す矢印の方向）となるように制御されることが好ましい。
【００６８】
第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の液流は、例えば、第３の流路Ｆ３上に配置されたポンプ（図示せず）によって形成してもよい。この場合、第３の流路Ｆ３上に配置されたポンプの回転方向によって第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の流れ方向を制御することが可能である。
【００６９】
また、第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の液流は、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力と、細胞回収容器１００の内部の圧力との差圧によって形成してもよい。この場合、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに設けられた加圧装置２４Ａ、２４Ｂおよび圧力制御装置２５Ａ、２５Ｂと同様の機構が、細胞回収容器１００に設けられる。例えば、貯留容器２３Ａまたは２３Ｂの内部の圧力を細胞回収容器１００の内部の圧力よりも高くすることで、第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の流れ方向を、分割部３０またはバイパス流路Ｆ１０から細胞回収容器１００に向かう方向とすることができる。
【００７０】
制御部７０は、バルブＶ１〜Ｖ２１の開閉制御を行う。また、細胞懸濁液の液流を第１の流路Ｆ１、第２の流路Ｆ２および第３の流路Ｆ３上に配置されたポンプ（図示せず）によって形成する場合、制御部７０は、各ポンプの動作制御をバルブＶ１〜Ｖ２１の開閉動作と連動させて行う。また、細胞懸濁液の液流を、細胞供給部１０、貯留容器２３Ａ、２３Ｂ、分割部３０および細胞回収容器１００相互間の差圧によって形成する場合、これらの各ユニットに備えられる圧力調整機構の制御を、バルブＶ１〜Ｖ２１の開閉動作と連動させて行う。すなわち、制御部７０は、細胞処理装置１において実施される各処理において、細胞懸濁液が所定の経路を流れるように送液制御を行う。なお、細胞回収容器１００に付随するバルブＶ２２の開閉制御は、制御部７０が起こってもよいし、手動で行ってもよい。
【００７１】
以下に、本実施形態に係る細胞処理装置１において実施される処理の一例を示す。細胞処理装置１は、例えば、以下に例示する分割処理、培地交換処理、濃縮処理を実施することができる。
【００７２】
＜分割処理＞
多能性幹細胞の培養においては、細胞を培養することによって生じるスフェアと呼ばれる細胞凝集体のサイズが過大となると、細胞凝集体同士が接着融合し、細胞が分化を開始したり、細胞凝集体の中の細胞が壊死したりするといった問題が生じる。従って、細胞凝集体のサイズが過大となることを防止するために、培養期間中の適切な時期に、細胞凝集体を分割する分割処理が必要となる。細胞処理装置１は、上記の分割処理を、以下のようにして実施する。なお、以下の説明では、分割部３０における分割処理が機械的分割処理である場合を例示する。図４は、細胞処理装置１が分割処理を実施する場合における細胞及び培地等の流れを示す図である。なお、図４において、細胞及び培地等の流れと、以下に示す各処理ステップとの対応が示されている。
【００７３】
細胞処理装置１において分割処理を実施する場合、分割処理の対象となる細胞凝集体は、細胞供給部１０に収容され、細胞供給部１０から供給される。
【００７４】
ステップＳ１において、バルブＶ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２およびＶ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に収容された細胞懸濁液が、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。
【００７５】
ステップＳ２において、バルブＶ１９が開状態とされる。これにより洗浄液供給部６０に収容されている洗浄液が細胞供給部１０に流入し、細胞供給部１０が洗浄される。これにより、細胞供給部１０に残留する細胞（細胞凝集体）が洗浄液の液流によって掻きとられる。
【００７６】
ステップＳ３において、バルブＶ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２およびＶ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に残留していた細胞（細胞凝集体）および洗浄液が、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。すなわち、細胞供給部１０に残留していた細胞（細胞凝集体）は、ステップＳ１において貯留容器２３Ｂに移送された細胞（細胞凝集体）とともに貯留容器２３Ｂに貯留される。
【００７７】
ステップＳ４において、バルブＶ５、Ｖ３、Ｖ２およびＶ４が開状態とされ、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御により、貯留容器２３Ｂに貯留された細胞（細胞凝集体）、洗浄液および培地を含む細胞懸濁液は、フィルタ部２１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。細胞懸濁液は、フィルタ部２１を通過する間に濃縮処理が施される。
【００７８】
フィルタ部２１は、流通口２１ｂから流入した細胞（細胞凝集体）、洗浄液および培地を含む細胞懸濁液から洗浄液および培地を除去して細胞の濃度を高める濃縮処理を行う。洗浄液および培地は、濾過液回収容器２２に回収され、濃縮された細胞懸濁液は、流通口２１ａから排出され、貯留容器２３Ａに貯留される。なお、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で細胞懸濁液を往復移動させることで、フィルタ部２１による濃縮処理を複数回に亘り連続的に実施してもよい。
【００７９】
ステップＳ５において、バルブＶ１９、Ｖ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって洗浄液供給部６０に収容された洗浄液が細胞供給部１０、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。続いて、バルブＶ５、Ｖ３、Ｖ２およびＶ４が開状態とされ、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御により、貯留容器２３Ｂに貯留された洗浄液は、フィルタ部２１に流れる。洗浄液がフィルタ部２１に流れることで、フィルタ部２１の濾過膜上に残留する細胞（細胞凝集体）が洗浄液の液流によって掻きとられ、ステップＳ４において貯留容器２３Ａに移送された細胞（細胞凝集体）とともに貯留容器２３Ａに貯留される。
【００８０】
ステップＳ６において、バルブＶ１７、Ｖ２０およびＶ４が開状態とされ、ポンプの動作制御または培地供給部５１と貯留容器２３Ａとの間の差圧制御によって培地供給部５１に収容されている新鮮な培地が第１の流路Ｆ１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。これにより、貯留容器２３Ａに貯留されている細胞（細胞凝集体）に、新鮮な培地が供給される。
【００８１】
ステップＳ７において、バルブＶ４、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ２１、Ｖ１３、Ｖ１４およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または貯留容器２３Ａと細胞回収容器１００との間の差圧制御によって貯留容器２３Ａに貯留された細胞懸濁液が撹拌部４０、第２の流路Ｆ２、分割部３０および第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。
【００８２】
細胞懸濁液は、撹拌部４０を通過することで撹拌される。これにより、細胞（細胞凝集体）は、培地中に均一に分散する。
【００８３】
撹拌部４０を通過した細胞懸濁液は、流入口３０ａから分割部３０の処理容器に流入する。分割部３０の処理容器に流入した細胞（細胞凝集体）は、処理容器に設けられたメッシュフィルタを通過することで、メッシュフィルタのメッシュサイズに応じたサイズに分割される。分割処理が施された細胞（細胞凝集体）を含む細胞懸濁液は、流出口３０ｂから排出され、第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に収容される。
【００８４】
ステップＳ８において、バルブＶ１８およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御、または培地供給部５２と細胞回収容器１００との間の差圧制御によって培地供給部５２に収容されている新鮮な培地が第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。これにより、細胞回収容器１００内の培地の量が調整される。なお、培地量の調整が不要な場合には培地供給部５２からの培地供給を省略してもよい。
【００８５】
分割処理が完了した後、細胞回収容器１００に回収された細胞は、細胞培養容器（図示せず）に移され、細胞培養が継続される。また、分割部３０による分割処理が施された細胞（細胞凝集体）を含む細胞懸濁液の全部または一部を保存容器に収容して冷凍保存してもよい。
【００８６】
＜培地交換処理＞
細胞培養においては、細胞から分泌される代謝物などによって培地が変質する。そのため、培養期間中における適切な時期に、使用済みの培地を、新鮮な培地に交換する培地交換処理が必要とされる。細胞処理装置１は、上記の培地交換処理を、以下のようにして実施する。図５は、細胞処理装置１が培地交換処理を実施する場合における細胞および培地等の流れを示す図である。なお、図５において、細胞および培地等の流れと、以下に示す各処理ステップとの対応が示されている。
【００８７】
細胞回収容器１００に収容されている使用済みの培地を新鮮な培地に交換する場合、図３に示すように、細胞回収容器１００を細胞供給部１０に接続する。その後、バルブＶ２２を開状態とすることで、細胞回収容器１００に収容されている使用済み培地を含む細胞懸濁液を細胞供給部１０に投入する。その後、細胞回収容器１００は、図１に示すように、第３の流路Ｆ３に接続される。
【００８８】
ステップＳ１１において、バルブＶ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２およびＶ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に収容された使用済み培地を含む細胞懸濁液が、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。
【００８９】
ステップＳ１２において、バルブＶ１９が開状態とされる。これにより洗浄液供給部６０に収容されている洗浄液が細胞供給部１０に流入し、細胞供給部１０が洗浄される。これにより、細胞供給部１０に残留する細胞が洗浄液の液流によって掻きとられる。
【００９０】
ステップＳ１３において、バルブＶ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２およびＶ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に残留していた細胞および洗浄液が、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。すなわち、細胞供給部１０に残留していた細胞は、ステップＳ１１において貯留容器２３Ｂに移送された細胞とともに貯留容器２３Ｂに貯留される。
【００９１】
ステップＳ１４において、バルブＶ５、Ｖ３、Ｖ２およびＶ４が開状態とされ、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御により、貯留容器２３Ｂに貯留された細胞、洗浄液および使用済み培地を含む細胞懸濁液は、フィルタ部２１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。細胞懸濁液は、フィルタ部２１を通過する間に濃縮処理が施される。
【００９２】
フィルタ部２１は、流通口２１ｂから流入した細胞、洗浄液および使用済み培地を含む細胞懸濁液から洗浄液および使用済み培地を除去して細胞の濃度を高める濃縮処理を行う。洗浄液および使用済みの培地は、濾過液回収容器２２に回収され、濃縮された細胞懸濁液は、流通口２１ａから排出され、貯留容器２３Ａに貯留される。なお、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で細胞懸濁液を往復移動させることで、フィルタ部２１による濃縮処理を複数回に亘り連続的に実施してもよい。
【００９３】
ステップＳ１５において、バルブＶ１、Ｖ２０、Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ５が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御によって洗浄液供給部６０に収容されている洗浄液が細胞供給部１０、第１の流路Ｆ１、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送される。続いて、バルブＶ５、Ｖ３、Ｖ２およびＶ４が開状態とされ、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間の差圧制御により、貯留容器２３Ｂに貯留された洗浄液は、フィルタ部２１に流れる。洗浄液がフィルタ部２１に流れることで、フィルタ部２１の濾過膜上に残留する細胞が洗浄液の液流によって掻きとられ、ステップＳ１４において貯留容器２３Ａに移送された細胞とともに貯留容器２３Ａに貯留される。
【００９４】
ステップＳ１６において、バルブＶ１７、Ｖ２０およびＶ４が開状態とされ、ポンプの動作制御、または培地供給部５１と貯留容器２３Ａとの間の差圧制御によって培地供給部５１に収容されている新鮮な培地が第１の流路Ｆ１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。これにより、貯留容器２３Ａに貯留されている細胞に、新鮮な培地が供給される。
【００９５】
ステップＳ１７において、バルブＶ４、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ２１、Ｖ１５、Ｖ１６およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または貯留容器２３Ａと細胞回収容器１００との間の差圧制御によって貯留容器２３Ａに貯留された細胞懸濁液が撹拌部４０、第２の流路Ｆ２、バイパス流路Ｆ１０および第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。
【００９６】
細胞懸濁液は、撹拌部４０を通過することで撹拌される。これにより、細胞は、培地中に均一に分散する。
【００９７】
撹拌部４０を通過した細胞懸濁液は、第２の流路Ｆ２、バイパス流路Ｆ１０および第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００内に収容される。
【００９８】
ステップＳ１８において、バルブＶ１８およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または培地供給部５２と細胞回収容器１００との間の差圧制御によって培地供給部５２に収容されている新鮮な培地が第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。これにより、細胞回収容器１００内の培地の量が調整される。なお、培地量の調整が不要な場合には培地供給部５２からの培地供給を省略してもよい。
【００９９】
＜濃縮処理＞
上記のように、細胞懸濁液の濃縮処理は、分割処理および培地交換処理に伴って実施されるが、本実施形態に係る細胞処理装置１によれば、細胞懸濁液の濃縮処理を単独で実施することも可能である。図６は、細胞処理装置１が濃縮処理を単独で実施する場合における細胞および培地等の流れを示す図である。なお、図６において、細胞および培地等の流れと、以下に示す各処理ステップとの対応が示されている。
【０１００】
細胞回収容器１００内の細胞懸濁液を濃縮する場合、図３に示すように、細胞回収容器１００を細胞供給部１０に接続する。その後、バルブＶ２２を開状態とすることで、細胞回収容器１００内に収容されている細胞および培地を含む細胞懸濁液を細胞供給部１０に投入する。その後、細胞回収容器１００は、図１に示すように、第３の流路Ｆ３に接続される。なお、細胞回収容器１００内の細胞懸濁液以外を対象として濃縮処理を行うことも可能である。
【０１０１】
ステップＳ３１において、バルブＶ１、Ｖ２０およびＶ４が開状態とされ、ポンプの動作制御または細胞供給部１０と貯留容器２３Ａとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に収容された細胞懸濁液が、第１の流路Ｆ１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。
【０１０２】
ステップＳ３２において、バルブＶ１９が開状態とされる。これにより洗浄液供給部６０に収容されている洗浄液が細胞供給部１０に流入し、細胞供給部１０が洗浄される。これにより、細胞供給部１０に残留する細胞が洗浄液の液流によって掻きとられる。
【０１０３】
ステップＳ３３において、バルブＶ１、Ｖ２０およびＶ４が開状態とされ、ポンプの動作制御、または細胞供給部１０と貯留容器２３Ａとの間の差圧制御によって細胞供給部１０に残留していた細胞および洗浄液が、第１の流路Ｆ１を経由して貯留容器２３Ａに移送される。すなわち、細胞供給部１０に残留していた細胞は、ステップＳ３１において貯留容器２３Ａに移送された細胞とともに貯留容器２３Ａに貯留される。
【０１０４】
ステップＳ３４において、バルブＶ４、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ２１、Ｖ１５、Ｖ１６およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または貯留容器２３Ａと細胞回収容器１００との間の差圧制御によって貯留容器２３Ａに貯留された細胞、洗浄液および培地を含む細胞懸濁液は、フィルタ部２１、第２の流路Ｆ２、バイパス流路Ｆ１０、第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００内に移送される。細胞懸濁液は、フィルタ部２１を通過する間に濃縮処理が施される。
【０１０５】
フィルタ部２１は、流通口２１ａから流入した細胞、洗浄液および培地を含む細胞懸濁液から洗浄液、培地および細胞凝集体から離脱してシングルセル化した死細胞等のデブリスを除去して細胞の濃度を高める濃縮処理を行う。洗浄液、培地およびデブリスは、濾過液回収容器２２に回収され、濃縮された細胞懸濁液は、流通口２１ｂから排出され、第２の流路Ｆ２、バイパス流路Ｆ１０および第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に収容される。なお、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で細胞懸濁液を往復移動させることで、フィルタ部２１による濃縮処理を複数回に亘り連続的に実施してもよい。
【０１０６】
ステップＳ３５において、バルブＶ１９、Ｖ１、Ｖ２０、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ２１、Ｖ１５、Ｖ１６およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または細胞供給部１０と細胞回収容器１００との間の差圧制御によって洗浄液供給部６０に収容された洗浄液が細胞供給部１０、第１の流路Ｆ１、フィルタ部２１、第２の流路Ｆ２、バイパス流路Ｆ１０、第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。洗浄液がフィルタ部２１に流れることで、フィルタ部２１の濾過膜上に残留する細胞が洗浄液の液流によって掻きとられ、ステップＳ３４において細胞回収容器１００に収容された細胞とともに細胞回収容器１００に収容される。
【０１０７】
ステップＳ３６において、バルブＶ１８およびＶ２２が開状態とされ、ポンプの動作制御または培地供給部５２と細胞回収容器１００との間の差圧制御によって培地供給部５２に収容されている新鮮な培地が第３の流路Ｆ３を経由して細胞回収容器１００に移送される。これにより、細胞回収容器１００内の培地の量が調整される。なお、培地量の調整が不要な場合には培地供給部５２からの培地供給を省略してもよい。
【０１０８】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１において、濃縮部２０は、細胞供給部１０の下流側に設けられ、第１の流路Ｆ１を介して細胞供給部１０に接続されている。また、分割部３０は、濃縮部２０の下流側に設けられ、第２の流路Ｆ２を介して濃縮部２０に接続されている。すなわち、細胞処理装置１において、細胞供給部１０、濃縮部２０および分割部３０は、この順で直列接続されて構成されている。また、図１に示すように、第３の流路Ｆ３に細胞回収容器１００を接続した場合には、細胞供給部１０、濃縮部２０、分割部３０および細胞回収容器１００がこの順で直列接続された構成となる。また、細胞処理装置１において、第１の流路Ｆ１、第２の流路Ｆ２および第３の流路Ｆ３を通過する細胞懸濁液の流れ方向は、一方向のみとされる。すなわち、第１の流路Ｆ１、第２の流路Ｆ２および第３の流路Ｆ３は一方通行流路とされる。このように、細胞処理装置１において細胞供給部１０、濃縮部２０および分割部３０を一方通行流路を介して直列に接続することで、分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することが可能となる。
【０１０９】
例えば、分割処理が実施される場合、バイパス流路Ｆ１０は遮断され、分割部３０を経由した細胞のみが細胞回収容器１００に回収される。換言すれば、分割処理が実施される場合、細胞は、分割部３０を経由することなく細胞回収容器１００に回収されることはない。従って、分割処理前の細胞と分割処理後の細胞が混ざり合うコンタミネーションの発生が防止される。
【０１１０】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１によれば、細胞供給部１０から供給された細胞が、細胞回収容器１００に回収されるまでの間に、上記の分割処理、培地交換処理および濃縮処理のいずれか１つが実施される。すなわち、上記の分割処理、培地交換処理および濃縮処理は、互いに独立して実施される。従って、各処理の終了後、細胞回収容器１００を細胞処理装置１から取り外し、細胞処理装置１を構成する各処理ユニットおよび各流路を構成する配管を洗浄することが可能である。このように、各処理を分断して実施する装置構成とすることで、循環流路を用いて各処理を連続的に実施する装置構成と比較して、分割処理前後の細胞が混ざり合うコンタミネーションのリスクを低減することができる。
【０１１１】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１において、第２の流路Ｆ２と第３の流路Ｆ３との間には分割部３０およびバイパス流路Ｆ１０が並列に配置されている。これにより、培地交換処理や濃縮処理を行う場合に、処理済みの細胞懸濁液を、分割部３０を経由することなく細胞回収容器１００に回収することができる。
【０１１２】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１において、第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２との間にはフィルタ部２１、撹拌部４０およびバイパス流路Ｆ２０が並列に配置されている。また、細胞処理装置１は、第１の流路Ｆ１に接続された貯留容器２３Ａと、第２の流路Ｆ２に接続された貯留容器２３Ｂとを含み、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間で相互に細胞懸濁液の移送が可能とされている。この構成によれば、フィルタ部２１、撹拌部４０およびバイパス流路Ｆ２０を双方向流路として使用することができ、例えば、フィルタ部２１における濃縮処理を複数回に亘り連続して行うことが可能となる。また、例えば、フィルタ部２１における濃縮処理と、撹拌部４０における撹拌処理を連続的に行うことも可能である。さらに、貯留容器２３Ａと貯留容器２３Ｂとの間での細胞懸濁液の相互移送を、バイパス流路Ｆ２０を介して行うことも可能であり、細胞供給部１０から供給される細胞懸濁液を、バイパス流路Ｆ２０を経由して貯留容器２３Ｂに移送することも可能である。
【０１１３】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１において、貯留容器２３Ａは、その底部に設けられた流通口２３ａを介して細胞懸濁液を流入および流出させる。同様に、貯留容器２３Ｂは、その底部に設けられた流通口２３ｂを介して細胞懸濁液を流入および流出させる。このように、流通口２３ａおよび２３ｂが、流入口の役割と流出口の役割を兼ねることにより、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに接続される配管を１つとすることができる。これにより、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂが流入口および流出口を別々に備える場合と比較して配管の数を減らすことができ、細胞が配管に付着することによる細胞のロスを低減することができる。
【０１１４】
また、流通口２３ａおよび２３ｂをそれぞれ貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの底部に設けることで、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに細胞懸濁液を流入させる際に細胞に与えるダメージを抑制することができる。すなわち、流通口２３ａおよび２３ｂをそれぞれ貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの底部に設けることで、貯留容器２３Ａおよび２３Ｂの底部にすでに溜まっている細胞懸濁液中に細胞懸濁液が注入される態様で貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに細胞懸濁液を流入させることができる。これにより、細胞懸濁液を貯留容器の上部から落下させる態様で貯留容器２３Ａおよび２３Ｂに細胞懸濁液を流入させる場合と比較して、細胞へのダメージを軽減でき、細胞のロスを低減することができる。
【０１１５】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１は、第１の流路Ｆ１に接続された培地供給部５１を有する。これにより、使用済みの培地を新鮮な培地に交換する培地交換処理が可能となる。また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１は、第３の流路Ｆ３に接続された培地供給部５２を有する。これにより、細胞回収容器１００に回収された処理済みの細胞懸濁液に培地を追加することができ、細胞処理装置１において実施される各処理の後に培地量を調整することが可能となる。
【０１１６】
また、本発明の実施形態に係る細胞処理装置１は、細胞供給部１０に接続された洗浄液供給部６０を有する。これにより、処理中に、細胞供給部１０およびフィルタ部２１等の洗浄を行うことができ、細胞供給部１０およびフィルタ部２１等に残留する細胞を回収することができる。これにより細胞のロスを低減することができる。
【０１１７】
なお、上記した実施形態においては、細胞回収容器１００を細胞処理装置１に取り付けて使用する形態を例示したが、細胞回収容器１００が第３の流路Ｆ３に取り付けられた形態を細胞処理装置の一形態とみなすことも可能である。
【０１１８】
［第２の実施形態］
図７および図８は、本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置の部分的な構成を示す図である。細胞処理装置は、複数のフィルタ部を備えていてもよく、例えば、図７に示すように、第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２との間に、フィルタ部２１Ａおよびフィルタ部２１Ｂを並列に配置してもよい。この構成によれば、フィルタ部２１Ａおよび２１Ｂにおいて並行して濃縮処理を実施することが可能となり、濃縮処理を効率的に実施することが可能となる。
【０１１９】
また、図８に示すように、第１の流路Ｆ１と第２の流路Ｆ２との間に、フィルタ部２１Ａおよびフィルタ部２１Ｂを直列に配置してもよい。この構成によれば、１回の送液でフィルタ部２１Ａによる濃縮処理とフィルタ部２１Ｂによる濃縮処理を連続して行うことが可能となる。
【０１２０】
図７および図８に示す構成において、フィルタ部２１Ａおよび２１Ｂにおける濾過方式は、互いに異なる方式であってもよい。例えば、フィルタ部２１Ａは、タンジェンシャルフロー方式による濾過を行う濾過装置であり、フィルタ部２１Ｂは、遠心力を利用した分離を行う濾過装置であってもよい。また、フィルタ部２１Ａおよび２１Ｂにおける濾過方式は、互いに同じ方式であってもよい。
【０１２１】
［第３の実施形態］
図１に示す第１の細胞処理装置１の各構成要素は、細胞培養プロトコル等に応じて適宜省略することが可能である。図９は、第１の実施形態に係る細胞処理装置１の構成を簡略化した、本発明の第３の実施形態に係る細胞処理装置１Ａの構成を示す図である。
【０１２２】
細胞処理装置１Ａは、第１の実施形態に係る細胞処理装置１から撹拌部４０、洗浄液供給部６０および培地供給部５２を削除した構成に相当する。このように、構成を簡略化することで、細胞処理装置の省スペース化を図ることができる。構成が簡略化された細胞処理装置１Ａにおいても、第１の実施形態に係る細胞処理装置１と同様の分割処理、培地交換処理、濃縮処理を実施することが可能である。
【０１２３】
なお、細胞処理装置１および１Ａ開示の技術における細胞処理装置の一例である。細胞供給部１０は、開示の技術における細胞供給部の一例である。濃縮部２０は、開示の技術における濃縮部の一例である。分割部３０は、開示の技術における分割部の一例である。第１の流路Ｆ１は開示の技術における第１の流路の一例である。第２の流路Ｆ２は開示の技術における第２の流路の一例である。第３の流路Ｆ３は開示の技術における第３の流路の一例である。フィルタ部２１は開示の技術におけるフィルタ部の一例である。細胞回収容器１００は開示の技術における細胞回収の一例である。バイパス流路Ｆ１０は、開示の技術における第１のバイパス流路の一例である。バイパス流路Ｆ２０は、開示の技術における第２のバイパス流路の一例である。貯留容器２３Ａは、開示の技術における第１の貯留容器の一例である。貯留容器２３Ｂは、開示の技術における第２の貯留容器の一例である。流通口２３ａは、開示の技術における第１の流通口の一例である。流通口２３ｂは、開示の技術における第２の流通口の一例である。撹拌部４０は、開示の技術における撹拌部の一例である。加圧装置２４Ａおよび圧力制御装置２５Ａは、開示の技術における第１の圧力制御部の一例である。加圧装置２４Ｂおよび圧力制御装置２５Ｂは、開示の技術における第２の圧力制御部の一例である。培地供給部５１は、開示の技術における第１の培地供給部の一例である。培地供給部５２は、開示の技術における第２の培地供給部の一例である。洗浄液供給部６０は、開示の技術における洗浄液供給部の一例である。
【符号の説明】
【０１２４】
１、１Ａ  細胞処理装置
１０  細胞供給部
２０  濃縮部
２１  フィルタ部
２２  濾過液回収容器
２３Ａ、２３Ｂ  貯留容器
２３ａ、２３ｂ  流通口
２４Ａ、２４Ｂ  加圧装置
２５Ａ、２５Ｂ  圧力制御装置
３０  分割部
４０  撹拌部
５１、５２  培地供給部
６０  洗浄液供給部
７０  制御部
１００  細胞回収容器
Ｆ１  第１の流路
Ｆ２  第２の流路
Ｆ３  第３の流路
Ｆ１０、Ｆ２０  バイパス流路
Ｖ１〜Ｖ２２  バルブ
【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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