(57)【要約】【課題】培養細胞等の搬送対象物を入れた容器内の温度を、目的とする温度に精度よく維持することができる軽量の搬送箱を提供する。【解決手段】断熱機能を持つ箱４内に配設されたアルミ合金製の囲繞壁５の内側に搬送対象物１の培養下地１ａと少なくとも比熱が同じ疑似対象物９を配設している。そして、疑似対象物９の温度を計測し、その出力値に応じて箱４内に設置されたペルチェ素子１３、１４を制御し、疑似対象物９の温度が目的の温度になるようにしている。これにより、搬送対象物９の培養施設から遠く離れた地にある医療機関に対しても、搬送対象物１の生物学的特性を損なうことなく、搬送できるようになり、全国における一般の医療機関においても生体医療を実施することができる。【選択図】  図１
2015156822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱機能を持つ箱と、
前記箱の中に配置されたアルミ合金製の囲繞壁と、
前記囲繞壁の内側に配置された疑似対象物と、
前記疑似対象物の温度を測定する温度センサと、
前記箱の中に配置された温度調節手段と、
前記温度調節手段に電力を供給する電池と、
前記温度センサの出力に基づき、前記電力を制御する制御手段とを備え、
前記疑似対象物は搬送対象物の培養下地と少なくとも比熱が同じであり、
前記搬送対象物は前記囲繞壁の中に収納されることを特徴とする搬送箱。
【請求項２】
前記搬送対象物は、滅菌された一次容器である培養容器に封入され、前記培養容器は滅菌された二次容器である袋に収納され、前記温度調節手段は前記囲繞壁に取り付けられ、前記電池と、前記制御手段と、前記温度を表示する温度表示部とは前記箱の外側に取り付けられている請求項１に記載の搬送箱。
【請求項３】
ファンが前記囲繞壁の内側に取り付けられている請求項１又は２に記載の搬送箱。
【請求項４】
前記囲繞壁は二重になっており、ファンがその二重の囲繞壁の中に配置されている請求項１乃至３のいずれか一つに記載の搬送箱。
【請求項５】
前記培養容器の蓋及び前記袋が透明材料で形成されている請求項１乃至４のいずれか一つに記載の搬送箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生医療に用いられる培養細胞等の対象物を、その生物学的特性を壊さないように温度管理しながら製造施設から遠く離れた医療実施機関へも搬送することのできる搬送箱の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
再生医療は、熱傷、創傷、擦過傷、皮膚潰瘍等の機能不全又は欠損を起こした細胞・組織・臓器の根本的な組織機能の回復を実現する医療であり、従来では治療困難であった疾患に対して新たな治療法を拓く医療として研究開発が進んでいる。
【０００３】
組織や臓器が傷害された場合に、残存する細胞の中で分裂能力を有した特殊な細胞（幹細胞など）が増殖して、傷害またはそれにより欠損した部分を修復し、元の状態へと回復する現象、いわゆる組織や臓器の再生が行われる。再生医療分野では、各種臓器の発生過程を幹細胞を用いて再現させることにより、組織や臓器の再生を目指すこととしている。
【０００４】
また再生医療分野では、可能な限り少量の細胞採取により、最大限に機能回復をもたらす細胞群を培養し、さらに、移植後のリスクも軽減するといった様々な条件を満たす組織の再生が現在進められてきている。
【０００５】
細胞を培養する技術は、特殊な技術及び特殊で且つ大規模の機器設備を要するので普通の医療機関で行うことはできない。現在では、十分な機器設備が整い、熟練した培養技術を有した大学病院や大手の製薬会社等の専門施設でのみ、行われている。また培養された培養細胞を実際の患者に対して移植治療することも、培養した大学病院等の専門施設でのみ実施されているに過ぎない。
【０００６】
然しながら、専門施設で培養作成された培養細胞をその生物学的特性を損なうことなく搬送する技術があれば、遠隔の地にある一般の手術設備のある医療機関でも広く再生医療の手術を行うことが可能となり、多くの患者が再生医療で機能不全等を起こした細胞・組織・臓器の根本的な機能回復を得ることが可能である。
【０００７】
而して、従来の培養細胞を搬送する手段としては、培養下地を入れた容器に培養細胞を入れて、容器を更に外箱へ収容し、容器の周囲に蓄温剤を詰めて容器内の培養細胞の温度を人間の体温と同じ３７℃程度の環境に保つようにして搬送するのが一般的であった。
【０００８】
一方、特許文献１に示すような特殊な包装技術を用いた搬送方法も公知である。この特許文献１では、先ず、培養細胞の全面積よりもやや小さな面積を持つ第１支持シートを培養細胞に重ね合わせ、第１支持シートの周囲からはみ出た部分を第１支持シートに折り返し、培養細胞と第１支持シートとを一体化している。次に、これを二つ折りにした第２支持シートの間に挟み込み、更にその全体を巻き丸めて筒状体とし、これを輸送用培地を入れたコニカルチューブに挿入し、キャップを閉めて封入している。そして、更にコニカルチューブを外箱へ収容し、コニカルチューブの周辺に所定温度に維持するための蓄温剤を配置し、コニカルチューブの内部温度を所定温度に維持するようにして培養細胞を製造拠点から遠方の医療機関へ搬送するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３３６３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、前記従来の一般的な搬送技術及び前記特許文献１に示す技術のいずれにおいても、培養細胞を入れた容器の周囲に蓄温剤を配置し、この蓄温剤によって培養細胞が入った容器内の温度を所定温度に維持するようにしている。このような蓄温剤を用いる温度制御方法では、温度制御が蓄温剤の材料の選択によるものであるため、自由に温度を変更することができない。そのため、３７℃に維持したい場合は、３７℃に蓄温することのできる主材料を選択し、また主材料及び副材料等の配合割合を個別に行う必要があった。
【００１１】
しかも、温度制御は、蓄温剤自体の発熱温度であり、その周囲の温度を目的とする温度に制御するものではないので、容器内に収容した培養細胞が精度よく目的とする温度に維持されるものではなかった。そのため、培養細胞の生物学的特性が損なわれる虞があるという致命的な問題があった。
【００１２】
更に、蓄温剤自体は、ゲル状或いは液体であるため相当な重量を呈するものであり、目的とする温度に維持するためには、大量の蓄温剤を配置しなければならない。そのため、搬送箱全体の重量がかなりの重さになり、飛行機の機内へ持ち込む場合等の取扱いが面倒でかなりの負担になるという欠点があった。しかも、機内へ持ち込む場合は、量的制限があり（液体は１Ｌに制限される等）、十分な温度管理ができなくなるという問題があった。
【００１３】
本発明は、従来の前記問題点に鑑みてこれを改良除去したものであって、培養細胞等の搬送対象物を入れた容器内の温度を目的とする温度に精度よく維持することができる軽量の搬送箱を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために本発明が採用した第１の本発明は、
断熱機能を持つ箱と、
前記箱の中に配置されたアルミ合金製の囲繞壁と、
前記囲繞壁の内側に配置された疑似対象物と、
前記疑似対象物の温度を測定する温度センサと、
前記箱の中に配置された温度調節手段と、
前記温度調節手段に電力を供給する電池と、
前記温度センサの出力に基づき、前記電力を制御する制御手段とを備え、
前記疑似対象物は搬送対象物の培養下地と少なくとも比熱が同じであり、
前記搬送対象物は前記囲繞壁の中に収納されることを特徴とする搬送箱である。
【００１５】
第２の本発明は、前記搬送対象物は、滅菌された一次容器である培養容器に封入され、前記培養容器は滅菌された二次容器である袋に収納され、前記温度調節手段は前記囲繞壁に取り付けられ、前記電池と、前記制御手段と、前記温度を表示する温度表示部とは前記箱の外側に取り付けられている第１の本発明の搬送箱である。
【００１６】
第３の本発明は、ファンが前記囲繞壁の内側に取り付けられている第１又は２の本発明の搬送箱である。
【００１７】
第４の本発明は、前記囲繞壁は二重になっており、ファンがその二重の囲繞壁の中に配置されている第１乃至３のいずれかの本発明の搬送箱である。
【００１８】
第５の本発明は、前記培養容器の蓋及び前記袋が透明材料で形成されている第１乃至４のいずれかの本発明の搬送箱である。
【発明の効果】
【００１９】
第１の本発明にあっては、断熱機能を持つ（外）箱内に配設されたアルミ合金製の囲繞壁の内側に搬送対象物と少なくとも比熱が同じ疑似対象物を配設している。そして、前記疑似対象物の温度を温度センサで計測し、その出力値に応じて（外）箱内に設置された温度調節手段を制御し、疑似対象物の温度が例えば人間の体温とほぼ同じである３７℃に維持するようにしている。温度設定は任意である。
【００２０】
このように、培養細胞等の搬送対象物と同じ環境下にある疑似対象物の温度を計測してその温度管理を行うことで、搬送対象物を目的とする温度に長時間維持することが可能となった。そのため、搬送対象物の培養施設から遠く離れた地にある医療機関に対しても、搬送対象物の生物学的特性を損なうことなく、搬送することが可能となり、全国における一般の医療機関においても生体医療を実施することができ、その社会的貢献は絶大である。
【００２１】
第２の本発明にあっては、前記搬送対象物は、滅菌された培養容器（一次容器）に封入されており、更にこの培養容器は滅菌された袋（二次容器）に収納されている。そして、前記温度調節手段は培養容器の外側の囲繞壁に取り付けられている。そのため、温度制御手段は搬送対象物が封入された培養容器とは、独立・遮断された環境にあり、当該温度制御手段が搬送対象物を汚染するということはない。
【００２２】
また温度制御手段の温度表示部及び電池は、（外）箱の外側に取り付けられており、搬送者は箱を開けなくても、搬送対象物の温度状態を知ることが可能であり、安心である。電池の交換も箱を密閉した状態で行うことができ、電池交換の作業性においても優れている。
【００２３】
第３の本発明にあっては、囲繞壁の内側にファンを取り付けており、囲繞壁内の空気を強制循環させることで、囲繞壁内の温度環境を均一にすることが可能である。従って、箱内に複数の搬送対象物を収容したとしても、これらの温度環境を均一にすることが可能である。
【００２４】
第４の本発明にあっては、囲繞壁を二重にし、その中にファンを設置することで、最も内側に位置する搬送対象物が外部の環境に影響され難く、安定するようにしている。
【００２５】
第５の本発明にあっては、培養容器の蓋及び培養容器を入れた袋を透明材料にしている。これは空港等の検査において、（外）箱を開けて内容物の確認を求められたときに、培養容器の蓋を開けなくても培養容器の内部が外部から視認できるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る搬送箱の蓋を取り除いた状態を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る搬送箱の囲繞壁を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る培養容器（一次容器）と袋（二次容器）とを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の構成を図１乃至図３に示す一実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図１に示すように、この実施の形態にあっては、培養細胞等の搬送対象物１を収容してなる一次容器としての培養容器２と、この培養容器２を収容する二次容器としての袋３と、該袋３を収容してなる三次容器としての断熱外箱４の三つの容器を用いている。培養細胞等の搬送対象物１は、十分な機器設備が整い、熟練した培養技術を有した大学病院や大手の製薬会社等の専門施設で作成される。
【００２８】
一次容器としての培養容器２は、ガラス製やプラスチック製の滅菌処理されたものを使用する。また二次容器としての袋３は、無塵紙や不織布又はプラスチック製のものであり、使い捨ての容器である。更に、三次容器としての断熱外箱４は、発砲スチロールなど断熱性の高い材料を利用し、耐震構造を有する箱が適切である。
【００２９】
なお、搬送対象物１としては、培養細胞以外に、培養組織、細胞懸濁液等がある。
【００３０】
断熱外箱４内には、アルミ合金製の囲繞壁５及び６を二重になるように配置している。二重にした理由は、内側の囲繞壁５内の更に中央寄りの領域に、配置される培養細胞等の搬送対象物１が外部の環境に影響され難く、温度が安定するようにするためである。アルミ合金製にしたのは、軽量且つ熱伝導も充分だからであり、温度管理の容易性と持ち運び時の負担軽減、取扱いの容易性を考慮したものである。
【００３１】
内側の囲繞壁５内には、図３に示すように、無塵紙や不織布又はプラスチック製の袋３に収容された培養容器２が複数個（図１では４個の場合を示す）配設されている。これらの培養容器２内には培養下地（培地）１ａで保護された培養細胞等の搬送対象物が収容されている。搬送対象物１の培養容器２内への収容作業は、無菌実験台（クリーンベンチ）で行うようにしている。無菌実験台は、机の形の台に手前側が空いた形の囲いと屋根がついており、内側の天井ないし前方の壁から、フィルターを通して無菌化された風を送るように構成されたものが一般的である。
【００３２】
前記培養容器２の蓋２Ａと、袋３は、透明材料で構成されていることが望ましい。その理由は、空港等の検査において、断熱外箱４を開けて内容物の確認を求められたときに、袋３を破って更に培養容器２の蓋２Ａを開けなくても培養容器２の内部が外部から視認できるようにするためである。
【００３３】
この実施の形態では、前記４個の培養容器２が収容された袋３の中央位置に、前記培養容器２と同じ構造の疑似培養容器７及び袋３と同じ疑似袋８を配設している。これらの中央位置の疑似培養容器７及び疑似袋８は、前記培養細胞等の搬送対象物１が収容された培養下地１ａと少なくとも比熱が同じである疑似対象物９が収容されている。さらにはこの疑似対象物９は培養下地１ａと同じ材料、同じ容量が望ましい。
【００３４】
そして、この疑似対象物９には、物体の内部温度を計測するセンサとして市販されている一般的な温度センサ１０が挿し込まれている。
【００３５】
このように、培養細胞等の搬送対象物１が収容された培養容器２とは別の疑似培養容器７において、疑似対象物９の温度を測定するようにしたのは、搬送対象物１が汚染されるのを防止することと、搬送対象物１と同じ環境で疑似対象物９の温度を測定することで、搬送対象物１の温度を出来るだけ正確に測定し、制御出来るようにするためである。
【００３６】
なお、断熱外箱４内に配置された前記の袋３及び疑似培養容器７並びにアルミ合金製の囲繞壁５及び６は、これらの形状に応じた凹部を断熱外箱４の底部上面側に設ける等して、これらの収容された部材が不用意に移動することがないようにすればよい。
【００３７】
温度センサ１０は、断熱外箱（三次容器）４の外部に取り付けられたコンピュータ（マイコン）１１に接続されている。コンピュータ１１は、断熱外箱４の外部に取り付けられた電池１２をＯＮ，ＯＦＦ制御する。電池１２は、内側の囲繞壁５の外周面に取り付けられた温度調節手段（ヒーターデバイス及びクールデバイス）としてのペルチェ素子１３及び１４に接続されている。また断熱外箱４の外部に取り付けられたコンピュータ１１には、温度センサ１０で検知された温度や設定温度等を表示する温度表示部１５が設けられている。更に、内側の囲繞壁５の内周面側には、空気を強制循環させるためのファン１６が取り付けられている。
【００３８】
前記ペルチェ素子１３及び１４は、異なる金属を接合して、そこに電流を流すことで熱が金属間を移動する原理を利用した電子部品であり、一方側の面では冷却（吸熱）効果が得られ、他方側の面では自己発熱による放熱（加熱）が行われる。
【００３９】
従って、季節や気温によっては、ペルチェ素子１３及び１４の双方が冷却を行うように取り付けてもよく、逆に双方が放熱による加熱を行うように取り付けてもよく、一方を冷却とし、他方を加熱とする等の取り付けも可能である。またペルチェ素子１３及び１４の設置数を二個以上の複数個とし、それぞれをヒーターデバイス又はクールデバイスとして使い分けるようにしてもよい。
【００４０】
なお、ヒーターデバイス及びクールデバイスの温度調節手段は、ペルチェ素子１３及び１４以外にも、サーミスタ等を利用することが可能である。
【００４１】
次に、このように構成された搬送箱の使用態様を説明する。先ず、十分な機器設備が整い、熟練した培養技術を有した大学病院や製薬会社等の専門施設で作成された培養細胞等の搬送対象物１を、無菌実験台において培養容器２に収容し、封入する。培養容器２には、無菌実験台において予め培養下地が充填されている。そして、無菌実験台において、培養容器２を更に透明な袋３に収容し、封緘している。
【００４２】
続いて、このようにして製造された培養容器２入りの袋３を、図１に示すように、断熱外箱４内に配置されたアルミ合金製の囲繞壁５で囲まれた内部領域に、断熱外箱４の凹部を利用して嵌合配置している。そして、四つの袋３の中央寄りに疑似培養容器７を収容した疑似袋８を同様に嵌合配置し、この疑似培養容器７の疑似対象物９に温度センサ１０を挿入している。
【００４３】
然る後は、必要であれば、アルミ合金製の囲繞壁５及び６に透明な蓋（図示せず）をし、更に断熱外箱４の蓋１７（図２参照）をする。
【００４４】
このような状態からコンピュータ１１の電源を投入すると、疑似培養容器７内の疑似対象物９の温度がコンピュータ１１に送られる。また内側の囲繞壁５の内周面側に取り付けられたファン１６が駆動し、囲繞壁５で囲まれた空間の空気を循環させる。これにより、囲繞壁５内の空間の温度が均一になる。
【００４５】
コンピュータ１１は、温度センサ１０から出力される温度を設定値（温度表示部１５の図示しない操作ボタンで任意に変更することが可能であり、例えば、３７℃）と比較し、温度センサ１０からの出力温度が低ければ温度調節手段としてのペルチェ素子１３又は１４の放熱を利用して加熱するか、サーミスタ等を動作させて加熱する。逆に、温度センサ１０からの出力温度が高い場合は、ペルチェ素子１３又は１４の吸熱効果を利用して冷却する。このような温度制御は、コンピュータ１１が電池１２からの電力を温度調節手段としてのペルチェ素子１３又は１４へ供給したり、遮断したりすることで行われる。
【００４６】
このように培養細胞等の搬送対象物１が収容された培養容器２と同じ構造の疑似培養容器７と、培養容器２内の培養下地１ａと少なくとも比熱が同じ疑似対象物９を用いてその温度を測定することにより、搬送対象物１を汚染することなく、その温度を高精度で間接的に検知することができる。そのため、培養細胞等の搬送対象物１の生物学的特性を損なうことなく、長時間搬送することが可能となり、搬送対象物１の製造拠点から遠く離れた地域の医療機関においても、生体医療を実施することが可能となった。
【００４７】
また、アルミ合金製の囲繞壁５を用いているので軽量な搬送箱が実現できた。
【００４８】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、温度センサ１０、ペルチェ素子１３及び１４、電池１２、コンピュータ１１及び温度表示部１５は、フェールセーフの観点から複数セットを設置するようにしてもよい。
【００４９】
またアルミ合金製の囲繞壁５内に設けたファン１６は、囲繞壁５と６の間に配置してもよい。この場合は、アルミ合金製の囲繞壁５内の温度環境の均一化と安定を、その外周側の囲繞壁５と６の間の温度環境を均一にすることで実現するようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、培養細胞等の搬送対象物と同じ環境下にある疑似対象物の温度を計測してその温度管理を行うことで、搬送対象物を目的とする温度に長時間維持することが可能となった。そのため、搬送対象物の培養施設から遠く離れた地にある医療機関に対しても、搬送対象物の生物学的特性を損なうことなく、搬送することが可能となり、全国における一般の医療機関においても生体医療を実施することができ、その社会的貢献は絶大である。
【符号の説明】
【００５１】
１  培養細胞等の搬送対象物
１ａ  培養下地
２  培養容器
３  袋
４  断熱外箱
５  内側の囲繞壁
６  外側の囲繞壁
７  温度測定用の疑似培養容器
８  温度測定用の疑似袋
９  疑似対象物
１０  温度センサ
１１  コンピュータ
１２  電池
１３，１４  温度調節手段としてのペルチェ素子
１５  温度表示部
１６  ファン
【図１】
2015156822.tif 000003
【図２】
2015156822.tif 000004
【図３】
2015156822.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月1日(2014.8.1)
【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】
断熱機能を持つ箱と、
前記箱の中に配置されたアルミ合金製の囲繞壁と、
前記囲繞壁の内側の所定位置に配置された疑似対象物と、
前記疑似対象物の温度を測定する温度センサと、
前記箱の中に配置された温度調節手段と、
前記温度調節手段に電力を供給する電池と、
前記温度センサの出力に基づき、前記電力を制御する制御手段とを備え、
前記疑似対象物は搬送対象物の培養下地と少なくとも比熱が同じであり、
前記搬送対象物は、前記囲繞壁の内側の、前記所定位置とは別の位置に前記疑似対象物と並んで収納され、
前記制御手段は、前記温度センサで前記疑似対象物の温度を測定しながら前記電力の供給を制御しながら前記搬送対象物の温度を制御することを特徴とする搬送箱。
【請求項２】
前記搬送対象物は、滅菌された一次容器である培養容器に封入され、前記培養容器は滅菌された二次容器である袋に収納され、前記温度調節手段は前記囲繞壁に取り付けられ、前記電池と、前記制御手段と、前記温度を表示する温度表示部とは前記箱の外側に取り付けられている請求項１に記載の搬送箱。
【請求項３】
ファンが前記囲繞壁の内側に取り付けられている請求項１又は２に記載の搬送箱。
【請求項４】
前記囲繞壁は二重になっており、ファンがその二重の囲繞壁の中に配置されている請求項１乃至３のいずれか一つに記載の搬送箱。
【請求項５】
前記培養容器の蓋及び前記袋が透明材料で形成されている請求項１乃至４のいずれか一つに記載の搬送箱。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記課題を解決するために本発明が採用した第１の本発明は、
断熱機能を持つ箱と、
前記箱の中に配置されたアルミ合金製の囲繞壁と、
前記囲繞壁の内側の所定位置に配置された疑似対象物と、
前記疑似対象物の温度を測定する温度センサと、
前記箱の中に配置された温度調節手段と、
前記温度調節手段に電力を供給する電池と、
前記温度センサの出力に基づき、前記電力を制御する制御手段とを備え、
前記疑似対象物は搬送対象物の培養下地と少なくとも比熱が同じであり、
前記搬送対象物は、前記囲繞壁の内側の、前記所定位置とは別の位置に前記疑似対象物と並んで収納され、
前記制御手段は、前記温度センサで前記疑似対象物の温度を測定しながら前記電力の供給を制御しながら前記搬送対象物の温度を制御することを特徴とする搬送箱である。