(57)【要約】【課題】  細胞培養に際し、培養液の液面の上方の部分の支柱外面に細胞が接着するのを防止し得る細胞培養装置を提供すること。【解決手段】  円筒形状の培養槽と、培養槽の底部の内面の中央から直立する支柱と、支柱の上部分に回転可能に取り付けられる取付部にその上部が固着された板状で垂設の撹拌翼とを有する撹拌手段とを備え、支柱は底部の内面からの立ち上がり部分が底部の内面に向かう方向に拡径の円錐状に形成された円錐状部分を有し、支柱の上部分は培養液の液面より上にあり、撹拌手段の撹拌翼は撹拌翼の支柱に対向する部分が支柱の外面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置において、撹拌翼は、撹拌翼の支柱に対向する部分と支柱の外面との間の間隙の、培養液の略液面より上方の部分に、細胞培養時に培養液が毛細管現象により入り込むのを妨げる拡幅部が形成されている、細胞培養装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を含む培養液を収納する円筒形状の培養槽と、
前記培養槽の底部の内面の中央から直立する支柱と、
前記支柱の上部分に当該支柱に対して回転可能に取り付けられる取付部と、当該取付部にその上部が固着され当該支柱を回転中心として回転する板状で垂設の撹拌翼とを有する撹拌手段と、
を備え、
前記支柱は、前記底部の内面からの立ち上がり部分が当該底部の内面に向かう方向に拡径の円錐状に形成された円錐状部分を有し、
前記支柱の前記上部分は培養液の液面より上にあり、
前記撹拌手段の撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼の前記支柱に対向する部分が当該支柱の外面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置において、
前記撹拌翼は、当該撹拌翼の前記支柱に対向する部分と当該支柱の外面との間の間隙の、培養液の略液面より上方の部分に、細胞培養時に培養液が毛細管現象により入り込むのを防ぐ拡幅部が形成されている、細胞培養装置。
【請求項２】
請求項１に記載の細胞培養装置において、
前記撹拌手段の前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼の下部が前記支柱の前記円錐状部分の外面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の細胞培養装置において、
前記撹拌手段の前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼が前記培養槽内の前記底部の内面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の細胞培養装置において、
前記撹拌手段の前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼が前記培養槽の内側面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置において、
培養液に直接接触することなく前記撹拌手段の前記撹拌翼を回転させる駆動手段を更に備える、細胞培養装置。
【請求項６】
請求項５に記載の細胞培養装置において、
前記撹拌手段の撹拌翼は、下端に固着される磁力体を有し、
前記培養槽の下に配置される前記駆動手段は、当該培養槽の底部を介して前記磁力体に対向する位置で水平に回転する別の磁力体である駆動手段を備え、
前記別の磁力体が駆動回転することで前記撹拌翼が水平に回転する、細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、創薬、薬学、医学、生物等の分野において有用な細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  胚性幹細胞（ＥＳ細胞）や人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）などの多能性幹細胞は生体のあらゆる組織・臓器の細胞へと分化し得ることから、近年、研究開発が盛んに行われている。これらの多能性幹細胞は、細胞治療の新たな細胞供給源となり得ることから、臨床応用への期待が高まっている。しかし、多能性幹細胞はあらゆる組織の細胞への分化能を有しているがために、未分化な状態を維持しつつ、大量に増幅培養させることが難しく、従来の培養法とは異なる培養法が必要である。【０００３】  多能性幹細胞の未分化状態を維持しつつ増幅培養させる方法として、胚様体（ｅｍｂｒｙｏｉｄ  ｂｏｄｙ：ＥＢ）と呼ばれる細胞凝集塊を形成させて培養する方法が知られている。これは、脊椎動物が受精後、卵割を繰り返して形成する胚を模倣するよう、細胞の塊を形成させる培養方法である。胚様体を形成させることにより、胚の発生を模倣し、各種の成長因子等を添加することで任意の細胞へと分化誘導することが可能となる。【０００４】  ＥＳ細胞やｉＰＳ細胞を分化誘導するには、胚様体形成の過程を経る必要がある。胚様体の形成には様々な手法がある。例えば、浮遊撹拌培養法などが挙げられる。浮遊撹拌による３次元培養は、工程の制御が可能で、且つ、スケールアップに適している。一方、特にヒト由来のＥＳ／ｉＰＳ細胞は、シェアストレスに版段が求められる。【０００５】  また、胚様体などの細胞凝集塊から任意の細胞への分化誘導には、胚様体形成過程で１００〜３００μｍの均一な粒径の細胞凝集塊（胚様体など）の集団を得、これを培養することが重要である。不均一な粒径の細胞凝集塊が形成された場合には、任意のン胞へ分化させるに際し、添加する栄養、酸素、分化誘導因子等を細胞凝集塊内部に浸透させることができず、細胞生育と分化誘導とを阻害してしまう。【０００６】  液流の観点からの培養方法としては、従来、撹拌軸に対して一定の傾斜角度で取り付けられた複数枚の翼からなる撹拌翼を用いて撹拌軸に対して鉛直な流れを作り出す方法（軸流培養）や、培養槽の底部の内面に対して垂直に立てた数枚の大型パドルや先端が太くなったバルブ形状の撹拌軸を回転することにより水平方向（上からみるとドーナツ状）の流れをつくる方法（層流培養）などが一般的であった。【０００７】  軸流培養は、培養槽内全体を低回転で均一にかき回すために、多枚数の撹拌翼が必要となり、回転によるシェアストレスが増大する恐れがある。また、構造上軸直下に淀みが出来やすく、細胞の増殖に伴って重量が増した細胞凝集塊（胚様体など）が沈殿して均一な粒径の細胞凝集塊が得難いという問題もある。層流培養は、乱流を起こさない程度の回転速度に設定すれば極低シェアストレスの撹拌を実現しやすいが、ドーナツ状の液流の中心部は淀みが出来やすいという問題がある。【０００８】  上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者は、先に他の発明者らと共に、細胞培養に際し、低シェアストレスで、かつ、培養槽内の液流の淀みのない、特に、底部中心近傍に淀みのない層流培養を可能とし、もって均一な粒径の細胞凝集塊（胚様体など）の集団を、簡便に、且つ、再現性良く得ること等が可能な細胞培養装置を提案した（ＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０６５９４６（国際公開（ＷＯ）第２０１３／１８７３５９号））。
すなわち、この細胞培養装置は、細胞を含む培養液を収納する円筒形状の培養槽と、培養槽の底部の内面の中央から直立する支柱と、支柱の上部分に支柱に対して回転可能に取り付けられる取付部と、取付部にその上部が固着され支柱を回転中心として回転する撹拌翼とを有する撹拌手段とを備え、支柱は、底部の内面からの立ち上がり部分が底部の内面に向かう方向に拡径の円錐状に形成された円錐状部分を有し、支柱の上部分が培養液の液面より上にある、装置である。【０００９】  上記細胞培養装置によれば、底部中心近傍が円錐状部分で占められている（この円錐状部分は、スペーサーとして機能する。）ので、培養液の回転による底部中心近傍の液流の淀みが生じる余地がなく、従って、細胞凝集塊（胚様体など）の体積の増加に伴う底部中心近傍への沈殿を防ぐことができる。また、支柱の上部分とこれに回転可能に取り付けられる取付部との摺動部分に細胞凝集塊が実質的に入り込むことはなく、強いせん断力による細胞凝集塊の物理的な破壊や細胞死を防ぐことができる。【００１０】  そして、上記培養装置の好適な一実施形態として、撹拌翼は、その支柱に対向する（向き合う）部分（撹拌翼の支柱側の側面）と支柱の外面との間の間隙が小さくなる（両者が近接する）ように形成される。このことにより、撹拌手段が回転するとき、撹拌翼は支柱の外面に沿うことになる。
その結果、支柱付近の均一な液流を確保し培養液全体の液流をより均一にすることができる。
すなわち、撹拌翼を極低速で回転させたときには、支柱の外周近傍では液速が略零になって細胞凝集塊が滞留することから、これを防ぐために上記間隙を極力小さくすることが有効であり、これにより上記の効果を奏することができるのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  しかしながら、上記細胞培養装置の実施形態において、撹拌翼の支柱に対向する部分と支柱の外面との間の間隙が小さくなるように形成されていることから、次のような不都合が生じていることが判明した。すなわち、細胞培養に際し（撹拌手段が回転するとき）、上記間隙の、培養液の液面より上方の部分に、培養液（細胞を含む。）が毛細管現象により上昇する等して入り込み、細胞がその部分の支柱外面に接着してしまう。そして、その接着面で細胞が生育し、更に、あるときそれが下方の培養液中に剥がれ落ちて細胞凝集塊同志を接着させてしまう等のため、結果的に細胞の生育が阻害されて必ずしも細胞生育が十分でないという問題点があった。【００１２】  本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、上記細胞培養装置を用いる細胞培養に際し、培養液の液面の上方の部分の支柱外面に細胞が接着するのを防止し得る細胞培養装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  以下、本発明について上記課題を解決するための手段を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の発明を包含する。【００１４】（１）  細胞を含む培養液を収納する円筒形状の培養槽（１０、１１０）と、培養槽の底部（１２、１１２）の内面の中央から直立する支柱（２０、１２０）と、支柱の上部分（２４、１２４）に支柱に対して回転可能に取り付けられる取付部（３２、１３２）と、取付部にその上部が固着され支柱を回転中心として回転する板状で垂設の撹拌翼（３４、１３４）とを有する撹拌手段（３０、１３０）とを備え、支柱は、底部の内面からの立ち上がり部分が底部の内面に向かう方向に拡径の円錐状に形成された円錐状部分（２２、１２２）を有し、支柱の上部分は培養液の液面より上にあり、前記撹拌手段の撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼の前記支柱に対向する部分が当該支柱の外面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置（１、１０１）において、前記撹拌翼は、当該撹拌翼の前記支柱に対向する部分と当該支柱の外面との間の間隙（６０、１６０）の、培養液の略液面より上方の部分に、細胞培養時に培養液が毛細管現象により入り込むのを防ぐ拡幅部（６０Ｗ、１６０Ｗ）が形成されている、細胞培養装置。【００１５】  これにより、上記細胞培養装置を用いる細胞培養に際し、上記間隙の、培養液の液面より上方の部分に、培養液（細胞を含む。）が毛細管現象により上昇する等して入り込むのを防いで支柱外面に細胞が接着するのを実質的に防止することができる。【００１６】（２）  （１）に記載の細胞培養装置において、前記撹拌手段の前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼の下部が前記支柱の前記円錐状部分の外面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
これにより、円錐状部分に細胞凝集塊が沈殿するのをより確実に防止することができる。【００１７】（３）  （１）又は（２）に記載の細胞培養装置において、前記撹拌手段の前記前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼が前記培養槽内の底部の内面に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
これにより、底部の内面に細胞凝集塊が沈殿するのを防止することができる。【００１８】（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の細胞培養装置において、前記撹拌手段の前記撹拌翼は、当該撹拌手段が回転するとき、当該撹拌翼が前記培養槽の内側面（１４、１１４）に沿うような形状に形成されている、細胞培養装置。
これにより、液流を均一な層流とすることができ、沈降しやすい細胞凝集塊の沈降を防止できる。すなわち、理想的な層流は、液層の縦断面に対してどの位置も同じ流速であることから、撹拌翼が培養槽の内側面に沿うような形状とするのが好ましい。【００１９】（５）  （１）〜（４）のいずれかに記載の細胞培養装置において、培養液に直接接触することなく前記撹拌手段の前記撹拌翼を回転させる駆動手段（５０；５２、１５０；１５４）を更に備える、細胞培養装置。
これにより、培養液を汚染の恐れなく撹拌することができる。【００２０】（６）  （５）に記載の細胞培養装置において、前記撹拌手段の前記撹拌翼は、下端に固着される磁力体（３６）を有し、前記培養槽の下に配置される前記駆動手段（５０）は、当該培養槽の底部を介して前記磁力体に対向する位置で水平に回転する別の磁力体である駆動手段（５２）を備え、前記別の磁力体が駆動回転することで前記撹拌翼が水平に回転する、細胞培養装置。
これにより、別の磁力体が水平に駆動回転することで底部を介しての上下磁力体による磁力吸引作用により、培養槽外から培養槽内の撹拌翼を水平に回転させることができる。
【発明の効果】
【００２１】  本発明によれば、上記細胞培養装置において、撹拌翼は、撹拌翼の支柱に対向する部分と支柱の外面との間の間隙（以下単に「撹拌翼と支柱との間の間隙」という。）の、培養液の略液面より上方の部分に、培養液が毛細管現象により入り込むのを防ぐ拡幅部が形成されることとしたため、細胞培養に際し、培養液の液面の上方の部分の支柱外面に細胞が接着するのを防止し得る細胞培養装置を提供することができ、もって良好な細胞生育を確保し、均一な粒径の細胞凝集塊の集団を、簡便に、且つ、より効率的に得ることができる細胞培養装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は、第１実施形態に係る細胞培養装置の全体を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における円形鎖線Ａで囲まれた部分（ただし、ｐＨセンサ４０の部分の図示を省略）の拡大図である。
【図２】は、第２実施形態に係る細胞培養装置の全体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】  本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ、以下に説明する。
【００２４】（第１実施形態）
図１（ａ）は、第１実施形態に係る細胞培養装置１の全体を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における円形鎖線Ａで囲まれた部分の拡大図である。
同図において、細胞培養装置１は、円筒形状の培養槽１０と、培養槽１０内に直立して固定された支柱２０と、支柱２０に回転可能に取り付けられた撹拌手段３０とを有して構成される。
また、培養槽１０は、培養液内に浸かって培養液の状態を計測する計測手段の一例としてのｐＨセンサ４０を備えている。
更に、細胞培養装置１は、培養槽１０の下に、撹拌手段３０の撹拌翼３４（下端に磁力体（永久磁石等）３６が固着されている。後述）を回転させる駆動手段の一例としての駆動モータ５０及び別の磁力体（永久磁石等）である駆動手段５２を備えている。
【００２５】  なお、上記のごとく、上下の両磁力体が永久磁石のときには、異磁極が対向するように配置される。
【００２６】  培養槽１０には、細胞を含む培養液が入れられている。培養槽１０は、培養液成分に不活性で細胞毒性を有さず、且つ、滅菌（除染、除菌又は無菌ともいう。）処理に対して耐性を有する材料で形成されることが好ましく、例えばガラス、合成樹脂、ステンレス鋼などが挙げられる。ここで、培養槽１０の内容量、形状などは培養液の量に応じて適宜決定される。培養槽１０の内容量（全容量）としては特に限定されないが、例えば２０ｍｌ乃至２０００ｍｌ等が挙げられる。撹拌と通気の効率の観点から、培養槽１０の形状は、所望量の培養液を投入した際に、培養槽内の直径と液深とが１：１の関係となり、内容量に対して培養液の所定量が半分程度となるように設計するのが好ましい。
【００２７】  支柱２０は、培養槽１０の底部１２の内面の中央に直立して固定されている。支柱２０は、培養液に不活性で、且つ、耐性を有する材料で形成されることが好ましく、例えば合成樹脂、ステンレス鋼等が挙げられる。支柱２０は、培養槽１０内の底部１２の内面への固定部が下方向に拡径の円錐状に形成された円錐状部分２２を有しており、培養液の回転による底部中心近傍の液流の淀みは、その部分が円錐状部分２２で占められていることから生じる余地もなく、従って、細胞増殖に伴って重量が増大した細胞凝集塊の沈殿はない。
【００２８】  なお、図１において、支柱２０を培養槽１０の底部１２の内面の中央に直立して固定する方法としては、特に制限されないが、同図に示すごとく、培養槽１０と支柱２０とが別体の場合には、Ｏリング２２ａを介してビス２２ｂで螺着固定したり、耐熱性接着剤（例えば、シリコンゴム系接着剤）等で接着固定したり（図示省略）等することができ、また、培養槽１０と支柱２０とを一体成型することもできる。
【００２９】  支柱２０の上部分２４は、培養液の液面より上にあり、撹拌手段３０が回転可能に取り付けられている。従って、支柱２０の上部分２４とこれに回転可能に取り付けられる取付部３２（後述）との摺動部分に細胞凝集塊が実質的に入り込むことはなく、強いせん断力による細胞凝集塊の物理的な破壊や細胞死を防ぐことができる。
【００３０】  なお、支柱２０において、円錐状部分２２の上部から上部分２４までの部分の太さ等については特に制限はされないが、支柱２０の強度を確保する観点から、図１に示すごとく、下部を太くして上方向に徐々に縮径とするのが好ましい。
【００３１】  撹拌手段３０は、支柱２０の上部分２４に支柱２０に対して回転可能に取り付けられた取付部３２と、取付部３２にその上部が固着され支柱２０を回転中心として培養槽１０内を回転する、板状で垂設の撹拌翼３４とを有している。取付部３２は、培養液に不活性で、且つ、耐性を有する材料で形成されることが好ましく、例えば合成樹脂、ステンレス鋼などが挙げられる。撹拌翼３４も、培養液に不活性で、且つ、耐性を有する板材で形成されることが好ましく、例えば薄板状の合成樹脂、ステンレス鋼（例えば１ｍｍ厚のＳＵＳ３１６）などが挙げられる。撹拌手段３０の撹拌翼３４は、培養槽１０の内壁方向の下端にテトラフルオロエチレン等で被覆の磁力体（永久磁石等）３６を有している。この磁力体３６は、撹拌翼３４の先端下部を折り曲げ加工された部分によって固定され保持されている。
【００３２】  ここで、図１には左右２枚の撹拌翼３４が示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。撹拌翼３４の数については、撹拌手段の回転数にもよるが、支柱２０を中心に等間隔に備えるのが、撹拌時における撹拌翼３４のバランスから好ましく、例えば２〜４枚が好適である。
【００３３】  撹拌翼３４は、撹拌翼３４と支柱２０との間の間隙６０が小さくなるように形成される。これにより、撹拌手段３０が回転するときには、撹拌翼３４の支柱２０に対向する部分が支柱２０の外面に沿う。
なお、間隙６０の間隔は、上部から下部にわたり略同一でもよく、また、図１の下部を太くして上方向に徐々に縮径とした支柱２０のような場合には、下部方向に行くにしたがい僅かずつ広くすることもできる。
【００３４】  そして、本発明の最も特徴とする点は、撹拌翼３４は、撹拌翼３４と支柱２０との間の間隙６０の、培養液（細胞を含む。）の略液面より（略液面を起点として）上方の部分に、細胞培養時に培養液が毛細管現象で上昇する等して入り込むのを防ぐ拡幅部６０Ｗが形成されていることにある。
すなわち、撹拌翼３４の拡幅部６０Ｗは、その下部が培養液の略液面（すなわち、液面の下方又は上方近傍、好ましくは液面）より上方の部分（略液面と取付部３２の下方との間）に形成される。
なお、本発明において、拡幅部とは、撹拌翼と支柱との間の間隙が、培養液の略液面より上方の部分に、上記のごとく、培養時に培養液が毛細管現象により入り込み保持されるのを防ぐために幅広になる（間隙を広げる）ように形成された撹拌翼の切欠部（凹部）を意味する。
【００３５】  また、拡幅部６０Ｗ（端面）と支柱２０の外面との幅（水平方向）や拡幅部６０Ｗの長さ（垂直方向）等については、特に制限されず、細胞培養時（撹拌手段３０の回転時）に、拡幅部６０Ｗの支柱２０に対向する部分と支柱２０の外面とで形成される部分に培養液が入り込み保持されるのを防ぐことができる幅や長さが適宜選択される。
なお、拡幅部６０Ｗと支柱２０の外面との幅や拡幅部６０Ｗの長さを選択するに際しては、例えば、後記するトリパンブルーによる染色法で細胞の接着が実質的に認められないようなものを採用すればよい。
【００３６】  選択される、拡幅部６０Ｗと支柱２０の外面との幅及び拡幅部６０Ｗの長さについては、板状の撹拌翼３４の、培養液の略液面より上方の部分の厚さによっても多少異なり、一般的には厚ければより広くてより長い、薄ければより狭くてより短いといえる。
ここで、液面近傍の撹拌翼３４と支柱２０との間の間隙６０、拡幅部６０Ｗと支柱２０の外面との幅及び拡幅部６０Ｗの長さについて例示すると、全容１００ｍｌの培養槽１０の場合で、撹拌翼３４の培養液の略液面より上方の部分の厚さが３．０ｍｍのときでは、それぞれ、０．５〜１．０ｍｍ１２．０ｍｍ以上（例えば、２．０〜３．０ｍｍ）、５ｍｍ以上（例えば、５〜１０ｍｍ）である。
このように、撹拌翼３４の培養液の液面より上方になる位置に拡幅部６０Ｗを形成することにより、培養液の液面より上方の部分の支柱２０の外面に細胞が接着するのを実質的に防止することができる。
【００３７】  また、本発明により拡幅部を設けた撹拌翼、それを設けない撹拌翼をそれぞれ備えた全容３０ｍｌの培養槽を用い、そして、５日間の細胞培養試験を行ない、そのときの細胞生育を比較した。その結果、前者は、後者の約３倍の増殖を示し、細胞生育と共に細胞凝集塊形成も大きく改善された。
なお、上記細胞培養試験において、培養終了後、培養液を排出し、次いで、培養槽をリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で洗浄し、ホルムアルデヒドで固定し、そして、トリパンブルーで染色して細胞の接着の有無を調べたところ、前者は、支柱の液面より上方の部分に細胞の接着は認められなかったのに対し、後者は、細胞の接着が顕著に認められた。
【００３８】  撹拌手段３０の撹拌翼３４は、支柱２０の円錐状部分２２との間の隙間が小さくなるように形成され、撹拌手段３０が回転するとき、撹拌翼３４は円錐状部分２２の外面（表面）に沿う。これにより、円錐状部分２２付近の培養液を回転させて、培養液中に細胞を浮遊させ、円錐状部分２２の近傍に細胞凝集塊が沈殿するのをより確実に防止することができる。また、撹拌翼３４は、培養槽１０内の底部１２の内面との間の隙間が小さくなるように形成され、撹拌手段３０が回転するとき、撹拌翼３４は底部１２の内面に沿う。これにより、底部１２の内面付近の培養液を撹拌して細胞と細胞凝集塊が培養液中を継続的に浮遊させ、底部１２の内面に沈殿するのを防止する。更に、撹拌翼３４は、培養槽１０の内側面１４との間の隙間が小さくなるように形成され、撹拌軸３０が回転するとき、撹拌翼３４は内側面１４に沿う。これにより、内側面１４付近の培養液を撹拌して均一な層流とすることができ、細胞増殖に伴って重量が増大した細胞凝集塊が沈殿するのを防止できる。なお、このとき、撹拌翼は、この内側面の少なくとも下部近傍に沿うような形状にするのが好ましい。
【００３９】  駆動モータ（駆動手段）５０及び別の磁力体（永久磁石）（駆動手段）５２が、培養槽１０の外側下方に配置されている。駆動モータ５０は、回転軸が支柱２０と同軸となるように配置されている。別の磁力体５２は、培養槽１０の底部を介して撹拌翼３４の下端に取り付けられた磁力体３６と対向する位置になるように、また、駆動モータ５０で水平回転されるように取り付けられている。駆動モータ５０によって別の磁力体５２が水平に駆動回転するとき、別の磁力体５２の磁力と撹拌翼３４の下端の磁力体３６の磁力とによって撹拌手段３０の撹拌翼３４が支柱２０周りに回転する。ここで、駆動モータ５０は、回転速度の制御が可能な例えばサーボモータが好ましい。
【００４０】  なお、培養槽１０の内外に配置された磁力体３６、別の磁力体５２として永久磁石を用いる場合には、互いに吸引するように異磁極（Ｎ極、Ｓ極）を対向させて配置すればよい。
【００４１】  また、細胞培養時の撹拌手段の回転数は、特に制限されず、低シェアストレス、細胞凝集塊の沈殿防止等が確保される回転数が適宜選択して採用され、例えば、１０〜８０ｒｐｍが好ましい。
【００４２】  ｐＨセンサ４０は、先端が培養液に浸かって培養液のｐＨを計測している。撹拌翼３４は、撹拌手段３０が回転するとき、ｐＨセンサ４０に接触しないような形状、ｐＨセンサ４０を回避する形状に形成されている。撹拌翼３４がこのような形状を有することにより、撹拌手段３０の回転を妨げない。
【００４３】  なお、必要により、培養槽の天板から各種器具等が挿入されたり、開口部に除菌用フィルターが設けられたり、理想的な層流を妨げないように配慮するため浸漬部の排除体積が極小になる光学式の各種センサーチップ（溶存酸素濃度測定等）が槽内に設けられたりする。
【００４４】（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る細胞培養装置１０１の全体を示す断面図である。図１に示す第１実施形態に係る細胞培養装置１と類似の構成要素は、類似の参照符号を付すことで説明を省略する。
細胞培養装置１０１は、培養槽１１０と、支柱１２０と、撹拌手段１３０とを有して構成される。また、細胞培養装置１０１は、駆動手段の一例としての駆動モータ１５０及び駆動軸１５４を備えている。図２に示す第２実施形態に係る細胞培養装置１０１は、培養槽１１０の下に配置された駆動モータ１５０の駆動軸１５４が、支柱１２０の内部を貫通して上部分１２４まで延び、撹拌翼１３４に直接取り付けられている点で、磁力を介して回転力を伝達している図１に示された細胞培養装置１と相違する。また、ｐＨセンサを有していない点で、図１に示された細胞培養装置１と相違する。
なお、１１４は、培養槽１１０の内側面である。
【００４５】  支柱１２０は、培養槽１１０内の底部１１２の内面の中央に直立して固定されている。支柱１２０は、下部に円錐状部分１２２を有している。撹拌手段１３０は、支柱１２０の上部分１２４に回転可能に取り付けられた取付部１３２と、撹拌翼１３４とを備えている。
【００４６】  また、撹拌翼１３４は、撹拌翼１３４と支柱１２０との間の間隙１６０の、培養液の略液面より上方の部分に、図１に示したと同様に、拡幅部１６０Ｗが形成されている。
このことにより、第１実施形態に記載したと同様の効果を奏することができる。
【００４７】  なお、図２において、撹拌翼１３４の形状は、下部が広く上部が狭いものであるが、撹拌翼１３４の培養槽の内面方向の形状については、特に制限されず、培養槽の天板から内部への挿入器具等がなければ、例えば、下部と上部が同一幅等であってもよい。
【００４８】  また、細胞培養装置１０１では、駆動軸１５４が支柱１２０の上部分１２４で撹拌翼１３４に直接取り付けられているので、駆動モータ１５０の回転力を撹拌翼１３４に直接伝達できる。
【００４９】  なお、撹拌手段の駆動手段が図２に示したものと異なって、培養槽の上方からの駆動軸を撹拌手段の取り付け部の近傍に連結し、撹拌手段を回転させるようにしてもよい。
【００５０】  本発明の細胞培養装置で培養する細胞は限定されるものではなく、例えば、動物、昆虫、植物等の細胞、糸状菌や放線菌等の糸状の微生物等が挙げられる。この中で、動物細胞は市販されているものが多く好都合である。動物細胞の由来として、ヒト、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、ヌードマウス、マウス、モルモット、ブタ、ヒツジ、チャイニーズハムスター、ウシ、マーモセット、アフリカミドリザル等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００５１】  本発明の細胞培養装置を用いて培養する細胞の種類は特に限定されないが、シェアストレスが増殖又は成育に影響を与えるような細胞種の培養に用いると、本発明の効果が発揮され、好ましい。例えば、多能性幹細胞（ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞など）、神経幹細胞等の幹細胞などの培養が挙げられる。これらの細胞は細胞凝集塊を形成することで、未分化性を維持しながら増殖する。シェアストレスに対する感受性が高い細胞であれば、適宜採用することが可能であり、特に限定されない。また、幹細胞を未分化の状態を維持して増殖させつつ、他の組織の細胞に分化誘導することも可能である。
【００５２】  なお、本発明の細胞培養装置は、使い捨てとすることもできる。
【符号の説明】
【００５３】１、１０１  細胞培養装置
１０、１１０  培養槽
１２、１１２  底部
１４、１１４  内側面
２０、１２０  支柱
２２、１２２  円錐状部分
２２ａ  Ｏリング
２２ｂ  ビス
２４、１２４  上部分
３０、１３０  撹拌手段
３２、１３２  取付部
３４、１３４  撹拌翼
３６  磁力体
４０  ｐＨセンサ（計測手段）
５０、１５０  駆動モータ（駆動手段）
５２  別の磁力体（駆動手段）
６０、１６０  間隙
６０Ｗ、１６０Ｗ  拡幅部
１５４  駆動軸（駆動手段）
【図１】
2015216923.tif 000003
【図２】
2015216923.tif 000004