(57)【要約】【課題】効率よく血小板を産生することができる血小板産生装置および血小板産生方法を提供することである。【解決手段】  巨核球が含まれる液体を貯留する容器である血小板産生室５と、血小板産生室５に巨核球が含まれる液体である培養液を供給する供給手段である供給ポンプ４と、血小板産生室５の一部にもうけられ、巨核球を保持する保持手段である保持部材６と、保持部材６により保持された巨核球に回収液の流れによる外力を加えて血小板を産生させる外力付与手段である回収ポンプ８と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巨核球が含まれる液体を貯留する容器と、
容器に巨核球が含まれる液体を供給する供給手段と、
容器の一部にもうけられ、巨核球を保持する保持手段と、
前記保持手段により保持された巨核球に外力を加えて血小板を産生させる外力付与手段と、を具備する血小板産生装置。
【請求項２】
前記保持手段に前記血小板が通過できて前記巨核球が通過できない大きさの開口部が形成され、開口部の一側に巨核球の一部分がはまり込むことで巨核球を保持する請求項１に記載の血小板産生装置。
【請求項３】
前記外力付与手段が前記開口部の他側から流体の流れにより前記巨核球に外力を加える請求項１または請求項２に記載の血小板産生装置。
【請求項４】
前記外力付与手段が前記開口部の一側と他側との間に圧力差を生じさせることにより前記巨核球に外力を加える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の血小板産生装置。
【請求項５】
前記外力付与手段が巨核球に帯電している電荷と異なる電荷を前記開口部の他側に生じさせることにより前記巨核球に外力を加える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の血小板産生装置。
【請求項６】
巨核球を保持し、外部から巨核球に力を加えて、巨核球から血小板を産生させる血小板産生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血小板産生装置および血小板産生方法に関する。詳しくは、ｉＰＳ細胞から誘導された巨核球から血小板を産生させる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血小板は、比重の差を利用して分離する遠心分離法によって血液中から分離されている。例えば特許文献１の如くである。特許文献１に記載の遠心分離機は、血液が流入された遠心分離機の遠心ボウルが高速回転することで、遠心ボウルの外縁部に形成されている貯血空間内において各血液細胞の比重毎に、血漿層、バフィーコート層および赤血球層に分離される。そして、バフィーコート層から血小板を遠心分離によって分離させる。
【０００３】
一方、ｉＰＳ細胞から誘導された巨核球から血小板を産生させる場合、血小板の産生後に血小板を産生せずに残留した有核細胞である巨核球を除去する必要がある。しかし、巨核球と血小板とは比重が近いため、遠心分離法によって巨核球と血小板とを分離するためには、大きな遠心加速度を付加する必要がある。このため、遠心分離法によって巨核球と血小板とが分離できても、大きな遠心加速度により破壊される血小板の割合が増大して血小板の回収率が低下する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０８５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、効率よく血小板を産生することができる血小板産生装置および血小板産生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、本発明は、巨核球が含まれる液体を貯留する容器と、容器に巨核球が含まれる液体を供給する供給手段と、容器の一部にもうけられ、巨核球を保持する保持手段と、前記保持手段により保持された巨核球に外力を加えて血小板を産生させる外力付与手段と、を具備するものである。
【０００８】
本発明は、前記保持手段に前記血小板が通過できて前記巨核球が通過できない大きさの開口部が形成され、開口部の一側に巨核球の一部分がはまり込むことで巨核球を保持するものである。
【０００９】
本発明は、前記外力付与手段が前記開口部の他側から流体の流れにより前記巨核球に外力を加えるものである。
【００１０】
本発明は、前記外力付与手段が前記開口部の一側と他側との間に圧力差を生じさせることにより前記巨核球に外力を加えるものである。
【００１１】
本発明は、前記外力付与手段が巨核球に帯電している電荷と異なる電荷を前記開口部の他側に生じさせることにより前記巨核球に外力を加えるものである。
【００１２】
本発明は、巨核球を保持し、外部から巨核球に力を加えて、巨核球から血小板を産生させるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
本発明においては、巨核球を保持した状態で血小板が産生されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。これにより、効率よく血小板を産生することができる。
【００１５】
本発明においては、巨核球に加わる力が任意の値に設定されるとともに、保持手段の開口部の他側から血小板が産生される。これにより、効率よく血小板を産生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図２】（ａ）本発明の第一実施形態に係る血小板産生装置における血小板産生室の構成を示す概念図（ｂ）同じく孔が形成されている保持部材を示す部分拡大図（ｃ）同じくスリットが形成されている保持部材を示す部分拡大図。
【図３】（ａ）本発明の第一実施形態に係る血小板産生装置において巨核球が保持部材に接触した状態を示す模式図（ｂ）同じく巨核球が保持部材の開口部に入り込んだ状態を示す模式図（ｃ）同じく巨核球が血小板を産生している状態を示す模式図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図５】（ａ）本発明の第二実施形態に係る血小板産生装置における血小板産生室の構成を示す概念図（ｂ）同じく巨核球が血小板を産生している状態を示す模式図。
【図６】本発明の第三実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図７】（ａ）本発明の第三実施形態に係る血小板産生装置における血小板産生室の構成を示す概念図（ｂ）同じく巨核球が血小板を産生している状態を示す模式図。
【図８】本発明の第四実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図９】本発明の第五実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図１０】本発明の第六実施形態に係る血小板産生装置の全体構成を示す概略図。
【図１１】本発明に係る血小板産生装置を含む血小板産生システムの全体構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、図１と図２とを用いて、本発明に係る血小板産生装置の第一実施形態である血小板産生装置１について説明する。なお、以下の各実施形態において、血小板産生装置を構成する各部材は、特に記載がない限り、非反応性ポリマー、生物親和性金属、ガラス等のうち用途や強度から適切な材料によって構成されている。具体的には、非反応性ポリマーとしては、アクリロニトリルブタジエンスチレンターポリマー等のアクリロ二トリルポリマー、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化ポリマー、ポリアミド、ポリイミドポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等である。また、生物親和性金属としては、ステンレス鋼、チタン、白金およびこれらの合金、コバルトクロミウム合金等である。
【００１８】
図１に示すように、血小板産生装置１は、巨核球から血小板を産生し回収するものである。血小板産生装置１は、巨核球が含まれる液体と血小板が含まれる液体とを共に循環させながら血小板を産生する両循環方式として構成されている。血小板産生装置１は、貯留タンク２、循環流路３、供給ポンプ４、血小板産生室５、保持部材６、回収流路７、回収ポンプ８および回収タンク９を具備している。
【００１９】
貯留タンク２は、成熟した巨核球と成熟した巨核球の一部から産生された血小板とが含まれる液体（以下、単に「培養液」と記す）を保持するものである。貯留タンク２は、外部から培養液を供給可能に構成されている。具体的には、貯留タンク２は、後述の培養装置２３等に接続され、培養装置２３等で製造された培養液が供給されるように構成されている。
【００２０】
循環流路３は、培養液を循環させるための流路である。循環流路３は、非反応性ポリマー、生物親和性金属、ガラス等からなる管から構成されている。循環流路３は、供給ポンプ４を介して貯留タンク２と血小板産生室５とを接続するように構成されている。また、循環流路３は、血小板産生室５と貯留タンク２とを接続するように構成されている。すなわち、貯留タンク２内の培養液は、供給ポンプ４によって循環流路３を通じて血小板産生室５に供給されるように構成されている。そして、血小板産生室５に供給された培養液は、循環流路３を通じて再び貯留タンク２に戻されるように構成されている。
【００２１】
供給手段である供給ポンプ４は、貯留タンク２内の培養液を循環流路３に供給するものである。供給ポンプ４は、例えばローラーポンプまたは連続シリンジポンプから構成されるがこれに限定するものではない。供給ポンプ４は、循環流路３の途中部に設けられている。これにより、供給ポンプ４は、貯留タンク２内の培養液を循環流路３に供給することで培養液を貯留タンク２と血小板産生室５との間で循環させるように構成されている。供給ポンプ４は、任意の流量で培養液を循環流路３に供給できるように構成されている。なお、本実施形態において、血小板産生装置１は、供給ポンプ４によって培養液を供給する構成としたがこれに限定されるものではない。
【００２２】
容器である血小板産生室５は、巨核球から血小板を産生させる空間を構成するものである。血小板産生室５は、非反応性ポリマーまたは生物親和性金属等から形成される容器である。血小板産生室５は、循環流路３の途中部に設けられている。つまり、血小板産生室５は、循環流路３を通じて貯留タンク２から培養液が供給されるとともに、血小板産生室５内の培養液が貯留タンク２に戻されるように構成されている。
【００２３】
保持手段である保持部材６は、巨核球を保持するものである。保持部材６は、非反応性ポリマーまたは生物親和性金属等からなる薄板（もしくはフィルター）の一側面から他側面に連通するように複数の開口部６ａが形成されている（図２参照）。保持部材６は、血小板産生室５にその空間の一部を仕切るように設けられている。つまり、保持部材６の一側面は、血小板産生室５の内部に配置され、培養液に含まれている巨核球が開口部６ａに接触するように構成されている。また、保持部材６の他側面は、血小板産生室５の内部における回収流路７の一部を構成している。
【００２４】
具体的には、図２（ａ）に示すように、保持部材６は、薄板等を中空の管状に形成して構成されている。保持部材６は、一側面である管の外側と他側面である管の内側とを連通するように開口部６ａが形成されている。開口部６ａは、例えば、図２（ｂ）に示す孔である場合における直径Ｄ１、または図２（ｃ）に示すスリットである場合におけるスリットの幅Ｄ２が血小板の通過できる大きさ（３μｍから４μｍ以上）、かつ巨核球の一部分がはまり込んで開口部６ａの一側に保持される大きさに構成されている。なお、ｉＰＳ細胞から誘導される巨核球の大きさは、その培養過程により変化する。したがって、そのときの巨核球の大きさに基づいて、孔の直径Ｄ１やスリットの幅Ｄ２を決定することが望ましい。保持部材６は、血小板産生室５に配置され、その両方の端部に回収流路７が接続されている。
【００２５】
なお、本実施形態において、保持部材６の断面形状は、円形に限定されるものではなく、例えば、矩形や楕円の断面形状に形成してもよい。また、血小板産生室５に設けられる保持部材６の大きさや数は、血小板産生室５内における培養液の流れを阻害しない程度であれば特に限定されるものではない。例えば、開口部６ａで保持する巨核球の数を増やすために、保持部材６の管の大きさをできるだけ大きくしたり複数の保持部材６を血小板産生室５に設けたりして保持部材６の表面積を増大させてもよい。
【００２６】
図１と図２とに示すように、回収流路７は、培養液に含まれる血小板と巨核球からすでに産生された血小板とを回収するための液体（以下、単に「回収液」と記す）が流れる流路である。回収流路７は、保持部材６の一方（入口側）の端部と回収タンク９とを接続するように構成されている。また、回収流路７は、保持部材６の他方（出口側）の端部と回収タンク９とを接続するように構成されている。
【００２７】
外力付与手段である回収ポンプ８は、回収タンク９内の回収液を回収流路７に供給するものである。供給ポンプ４は、例えばローラーポンプまたは連続シリンジポンプから構成されるがこれに限定するものではない。回収ポンプ８は、保持部材６の一方（入口側）の端部と回収タンク９とを接続する回収流路７の途中部に設けられている。これにより、回収ポンプ８は、回収タンク９内の回収液を回収流路７に供給することで保持部材６と回収タンク９との間で回収液を循環させるように構成されている。回収ポンプ８は、任意の流量で回収液を回収流路７に供給できるように構成されている。なお、本実施形態において、回収ポンプ８によって回収液を供給する構成としたがこれに限定されるものではない。
【００２８】
このように構成される両循環方式の血小板産生装置１は、貯留タンク２内の培養液が供給ポンプ４によって循環流路３を通じて血小板産生室５に供給されるように構成されている（図２（ａ）太矢印参照）。さらに、血小板産生装置１は、血小板産生室５に供給された培養液が循環流路３を通じて貯留タンク２に排出されるように構成されている。すなわち、血小板産生装置１は、貯留タンク２と血小板産生室５との間で培養液が循環するように構成されている。また、血小板産生装置１は、回収タンク９内の回収液が回収ポンプ８によって回収流路７を通じて保持部材６の内部に供給されるように構成されている。さらに、血小板産生装置１は、保持部材６の内部に供給された回収液が回収流路７を通じて回収タンク９に排出されるように構成されている。すなわち、血小板産生装置１は、回収タンク９と保持部材６との間で回収液が循環するように構成されている（図２（ａ）白塗り矢印参照）。
【００２９】
次に、図１と図３とを用いて、血小板産生装置１における血小板産生方法の態様について具体的に説明する。なお、以下の各実施形態において、保持部材６の開口部６ａは孔状に形成されているものとして説明する。
【００３０】
図１に示すように、血小板産生装置１は、供給ポンプ４によって、貯留タンク２内の培養液を循環流路３に供給する。これにより、培養液に含まれる巨核球と巨核球からすでに産生された血小板とが循環流路３を通じて血小板産生室５に供給される。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、培養液とともに血小板産生室５に供給された巨核球は、一部の巨核球Ａが保持部材６に接触する。図３（ｂ）に示すように、保持部材６に接触した巨核球Ａは、保持部材６に設けられている開口部６ａの一側にその一部分がはまり込んで保持部材６に保持される。巨核球の粒径は、開口部６ａの直径Ｄ１（図２（ｂ）参照）よりも大きいので開口部６ａを通過することができない。一方、培養液とともに血小板産生室５に供給された血小板は、一部の血小板が保持部材６の開口部６ａに入り込む。血小板の粒径は、開口部６ａの直径Ｄ１よりも小さいので開口部６ａを通過することができる。すなわち、保持部材６に接触した一部の巨核球Ａと血小板とのうち、血小板のみが開口部６ａから保持部材６の内部に入り込む。
【００３２】
培養液に含まれる巨核球のうち、保持部材６に接触しなかった巨核球や保持部材６に接触したが開口部６ａにはまり込まなかった巨核球Ｂは、培養液とともに血小板産生室５から排出されて貯留タンク２内に戻される。同様にして、培養液に含まれる血小板のうち、開口部６ａを通過して保持部材６の内部に入り込まなかった血小板は、培養液とともに血小板産生室５から排出されて貯留タンク２内に戻される。貯留タンク２に戻された巨核球と血小板とは、供給ポンプ４で他の巨核球と血小板とともに再び循環流路３を通じて血小板産生室５に供給される。
【００３３】
図３（ｂ）に示すように、保持部材６に保持されている巨核球Ａには、開口部６ａにはまり込んでいる部分に外力付与手段である回収ポンプ８によって回収流路７内を循環している回収液からその流れ方向に押す力が加わる（図３細矢印参照）。この際、血小板産生室５内の培養液は常に流れが発生しているので、培養液中の他の巨核球が堆積することによって巨核球Ａが保持部材６に押し付けられることがない。つまり、保持されている巨核球Ａには、回収ポンプ８が供給する回収液の流れによる力のみが加わっている。従って、血小板産生装置１は、回収ポンプ８の流量を制御することで巨核球Ａに加わる力を制御することができる。回収液の流れ方向に押された巨核球Ａには、回収液の流れによる力が加わっている箇所や開口部６ａとの接触部分にせん断応力が生じる。
【００３４】
図３（ｃ）に示すように、巨核球Ａは、回収液の流れによってせん断応力が発生している箇所を起点として巨核球Ａを形成している細胞質の一部分がせん断される。つまり、巨核球Ａは、回収液の流れによる力によってその細胞質の一部分が分離して血小板Ｃが産生される。産生された血小板は、回収液中に混入して回収液とともに回収流路７を通じて回収タンク９に搬送される。
【００３５】
保持部材６に保持されている巨核球は、回収液の流れによる力が加わっている間、血小板の産生が続けられる。保持部材６から離間した巨核球は、血小板の産生を停止し、培養液とともに血小板産生室５から排出されて貯留タンク２内に戻される。また、血小板産生室５内において他の保持部材６に再び保持された巨核球は、血小板の産生を再開する。血小板産生室５から排出されて貯留タンク２に戻された巨核球と血小板とは、供給ポンプ４で他の巨核球と血小板とともに再び循環流路３を通じて血小板産生室５に供給される。
【００３６】
このように構成することで、血小板産生装置１は、保持部材６に保持されている巨核球に回収液の流れによる力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置１は、産生された血小板のみが回収液に混入して回収されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置１は、回収ポンプ８の流量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置１は、効率よく血小板を産生することができる。
【００３７】
以下では、図４と図５とを用いて、本発明に係る血小板産生装置の第二実施形態における血小板産生装置１０について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００３８】
図４に示すように、血小板産生装置１０は、巨核球が含まれる液体を循環させながら吸引（圧力差）により血小板を産生する循環吸引方式として構成されている。血小板産生装置１０は、貯留タンク２、循環流路３、供給ポンプ４、血小板産生室５、保持部材１１、回収流路７、吸引ポンプ１２および回収タンク９を具備している。
【００３９】
血小板産生装置１０の培養液を循環させる構成は、前述の第一実施形態にかかる血小板産生装置１の構成と同一である。
【００４０】
図４と図５（ａ）とに示すように、保持手段である保持部材１１は、一方の端部を閉塞させた中空の管状に形成されている。保持部材１１は、一側面である管の外側と他側面である管の内側とを連通するように開口部１１ａが形成されている。保持部材１１は、血小板産生室５に配置される。また、保持部材１１は、その他方の端部が回収流路７を介して回収タンク９に接続されている。なお、本実施形態において、貯留タンク２内に設けられる保持部材１１の大きさや数は、特に限定されるものではない。例えば、開口部１１ａで保持する巨核球の数を増やすために、保持部材１１の管の大きさをできるだけ大きくしたり複数の保持部材１１を血小板産生室５に設けたりして保持部材１１の表面積を増大させてもよい。
【００４１】
外力付与手段である吸引ポンプ１２は、回収流路７内の圧力を循環流路３の圧力よりも低くするものである。吸引ポンプ１２は、例えばローラーポンプまたは連続シリンジポンプから構成されるがこれに限定するものではない。吸引ポンプ１２は、保持部材１１と回収タンク９とを接続する回収流路７の途中部に設けられている。これにより、吸引ポンプ１２は、回収流路７の内部を吸引することで、回収流路７に接続されている保持部材１１の内部の圧力を低下させることができる（図５（ａ）白塗り矢印参照）。すなわち、血小板産生装置１０は、保持部材１１の内部の圧力と保持部材１１の外部である血小板産生室５の圧力とに圧力差を生じさせるように構成されている。吸引ポンプ１２は、その流量を変更することによって回収流路７の圧力を任意の圧力に設定することができる。
【００４２】
このように構成される循環吸引方式の血小板産生装置１０は、貯留タンク２と血小板産生室５との間で培養液が循環するように構成されている。また、血小板産生装置１０は、吸引ポンプ１２によって保持部材１１の内部の圧力と保持部材１１の外部である血小板産生室５の圧力との間に圧力差が生じるように構成されている。
【００４３】
次に、図４と図５とを用いて、血小板産生装置１０における血小板産生方法の態様について具体的に説明する。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、培養液とともに血小板産生室５に供給された巨核球と巨核球からすでに産生された血小板とは（太矢印参照）、一部の巨核球と血小板とが保持部材１１に設けられている開口部１１ａの一側にその一部分がはまり込んで保持部材１１に保持される。また、図５（ｂ）に示すように、保持部材１１は、血小板産生室５の内部の圧力と回収流路７の内部の圧力との圧力差により、開口部１１ａに血小板産生室５内の培養液を回収流路７内に吸引する力が生じる（細矢印参照）。開口部１１ａに生じている吸引力が及ぶ範囲にある巨核球および血小板は、開口部１１ａに向かって吸い寄せられる。開口部１１ａに吸い寄せられた一部の巨核球Ａは、開口部１１ａの一側にその一部分がはまり込んで保持部材１１に保持される。開口部１１ａに吸い寄せられた一部の血小板は、開口部１１ａから保持部材１１の内部に入り込む。
【００４５】
保持部材１１に保持されている巨核球Ａには、外力付与手段である吸引ポンプ１２によって生じた血小板産生室５と回収流路７との圧力差により回収流路７内に引き込まれる方向の力が加わる。すなわち、巨核球は、保持部材１１の内部に引き込まれる力によって保持部材１１に押し付けられている。この際、巨核球Ａには、血小板産生室５の内部の圧力と回収流路７の内部の圧力との圧力差による力（吸引力）のみが加わっている。従って、血小板産生装置１０は、吸引ポンプ１２の流量を制御することで巨核球に加わる力を制御することができる。保持部材１１の内部に引き込まれた巨核球Ａには、吸引力が加わっている箇所や保持部材１１の開口部１１ａとの接触部分にせん断応力が生じる。巨核球は、吸引力によってその細胞質の一部分が分離して血小板Ｃが産生される。
【００４６】
このように構成することで、血小板産生装置１０は、保持部材１１に保持されている巨核球に血小板産生室５の内部の圧力と回収流路７の内部の圧力との圧力差による力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置１０は、産生された血小板のみが保持部材１１の開口部１１ａを通じて回収液に混入するので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置１０は、吸引ポンプ１２の流量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置１０は、効率よく血小板を産生することができる。
【００４７】
以下では、図６と図７とを用いて、本発明に係る血小板産生装置の第三実施形態における血小板産生装置１３について説明する。
【００４８】
図６に示すように、血小板産生装置１３は、巨核球が含まれる液体を循環させながら電荷間に発生するクーロン力により血小板を産生する循環電荷方式として構成されている。血小板産生装置１３は、貯留タンク２、循環流路３、供給ポンプ４、血小板産生室５、保持部材１４、回収タンク１５および電荷発生装置１６を具備している。
【００４９】
血小板産生装置１３の培養液を循環させる構成は、前述の第一実施形態にかかる血小板産生装置１の構成と同一である。
【００５０】
図６と図７（ａ）とに示すように、保持手段である保持部材１４は、板状に形成されている。保持部材１４は、一側面と他側面とを連通するように開口部１４ａが形成されている。保持部材１４は、血小板産生室５にその空間を仕切るように設けられている。すなわち、保持部材１４の一側面は、血小板産生室５の内部に配置されて培養液に含まれている巨核球が保持部材１４の開口部１４ａ（一側）に接触するように構成されている。また、保持部材１４の他側面は、血小板産生室５の内部における回収流路７の一部を構成している。
【００５１】
具体的には、保持部材１４は、血小板産生室５の底部に配置されて、その一側面が血小板産生室５の底面を構成している。なお、本実施形態において、血小板産生室５内に設けられる保持部材１４の設置態様は、特に限定されるものではない。例えば、血小板産生室５の左右方向の途中部に配置され、血小板産生室５を左右に分割してもよい。また、開口部１４ａで保持する巨核球の数を増やすために、複数の保持部材１４によって血小板産生室５を複数の空間に分割するように構成して保持部材１４の表面積を増大させてもよい。
【００５２】
回収タンク１５は、産生された血小板を回収するものである。回収タンク１５は、血小板産生室５の下方に配置され、血小板産生室５の底部を覆うように接続されている。すなわち、回収タンク１５の上面は、保持部材１４の他側面から構成されている。これにより、回収タンク１５は、保持部材１４を介して血小板産生室５に接続されている。さらに、回収タンク１５は、保持部材１４の開口部１４ａを介して血小板産生室５に連通されている。
【００５３】
外力付与手段である電荷発生装置１６は、プラスの電荷を発生させるものである。電荷発生装置１６は、電極１６ａが回収タンク１５内の保持部材１４の近傍に配置されて、保持部材１４の他側面近傍にプラスの電荷を発生させるように構成されている。電荷発生装置１６は、任意の量のプラスの電荷を発生できるように構成されている。
【００５４】
このように構成される循環電荷方式の血小板産生装置１３は、貯留タンク２と血小板産生室５との間で培養液が循環するように構成されている。また、血小板産生装置１３は、電荷発生装置１６によってプラスの電荷を発生させることでマイナスの電荷を帯電している巨核球との間にクーロン力が生じるように構成されている。
【００５５】
次に、図７（ｂ）を用いて、血小板産生装置１３における血小板産生方法の態様について具体的に説明する。
【００５６】
図７（ｂ）に示すように、培養液とともに血小板産生室５に供給された巨核球と巨核球からすでに産生された血小板とは、一部の巨核球Ａと血小板とが保持部材１４に設けられている開口部１４ａの一側にその一部分がはまり込んで保持部材１４に保持される。一方、培養液とともに血小板産生室５に供給された血小板は、一部の血小板が保持部材１４の開口部１４ａに入り込む。
【００５７】
巨核球は、常にマイナスの電荷を帯びている。つまり、保持部材１４に保持されている巨核球Ａには、外力付与手段である電荷発生装置１６によって回収タンク１５内で発生されたプラスの電荷との間で生じるクーロン力により回収タンク１５内に引き込まれる方向の力が加わる（細矢印参照）。すなわち、巨核球Ａは、回収タンク１５内に引き込まれる力によって保持部材１４に押し付けられている。この際、巨核球には、クーロン力により回収タンク１５内に引き込まれる方向の力のみが加わっている。従って、血小板産生装置１３は、電荷発生装置１６の電荷発生量を制御することで巨核球に加わる力を制御することができる。巨核球は、クーロン力が加わっている箇所や保持部材１４の開口部１４ａとの接触部分にせん断応力が生じる。
【００５８】
回収タンク１５に引き込まれた巨核球には、クーロン力によってせん断応力が発生している箇所を起点として巨核球を形成している細胞質の一部分がせん断される。巨核球は、クーロン力によってその細胞質の一部分が分離して血小板Ｃが産生される。産生された血小板Ｃは、回収タンク１５内の回収液中に混入して巨核球と分離された状態で回収される。
【００５９】
このように構成することで、血小板産生装置１３は、保持部材１４に保持されている巨核球に回収タンク１５内に引き込まれる方向のクーロン力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置１３は、産生された血小板のみが保持部材１４の開口部１４ａを通じて回収されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置１３は、電荷発生装置１６の電荷発生量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置１３は、効率よく血小板を産生することができる。
【００６０】
以下では、図８を用いて、本発明に係る血小板産生装置の第四実施形態における血小板産生装置１７について説明する。
【００６１】
図８に示すように、血小板産生装置１７は、巨核球が含まれる液体を拡販させながら回収液を循環させて血小板を産生する撹拌循環方式として構成されている。血小板産生装置１７は、貯留タンク２、供給流路１８、供給ポンプ４、血小板産生室１９、保持部材６、回収流路７、回収ポンプ８および回収タンク９を具備している。
【００６２】
供給流路１８は、培養液を供給するための流路である。供給流路１８は、非反応性ポリマー、生物親和性金属、ガラス等からなる配管から構成されている。供給流路１８は、供給ポンプ４を介して貯留タンク２と血小板産生室１９とを接続するように構成されている。すなわち、貯留タンク２内の培養液は、供給流路１８の途中部に設けられている供給ポンプ４によって供給流路１８を通じて血小板産生室１９に供給されるように構成されている。
【００６３】
血小板産生室１９は、巨核球から血小板を産生させる空間を構成するものである。血小板産生室１９は、非反応性ポリマーまたは生物親和性金属等から形成される容器である。血小板産生室１９は、供給流路１８を通じて貯留タンク２に接続されている。つまり、血小板産生室１９は、供給流路１８を通じて貯留タンク２から培養液が供給されるように構成されている。血小板産生室１９には、供給された培養液を撹拌するための撹拌装置１９ａが設けられている。
【００６４】
このように構成される撹拌循環方式の血小板産生装置１７は、貯留タンク２内の培養液が供給ポンプ４によって供給流路１８を通じて血小板産生室１９に供給されるように構成されている。さらに、血小板産生装置１７は、血小板産生室１９内の培養液を撹拌装置１９ａによって撹拌できるように構成されている。また、血小板産生装置１７は、回収タンク９内の回収液が回収ポンプ８によって回収流路７を通じて保持部材６の内部に供給されるように構成されている。さらに、血小板産生装置１は、保持部材６の内部に供給された回収液が回収流路７を通じて回収タンク９に排出されるように構成されている。すなわち、血小板産生装置１７は、回収タンク９と保持部材６との間で回収液が循環するように構成されている。
【００６５】
次に、図３と図８とを用いて、血小板産生装置１７における血小板産生方法の態様について具体的に説明する。
【００６６】
図３と図８に示すように、第一実施形態における血小板産生方法の態様と同様に、培養液とともに血小板産生室１９に供給された巨核球と巨核球からすでに産生された血小板とは、血小板産生室１９において一部の巨核球と血小板とが保持部材６に接触する。保持部材６に接触した一部の巨核球は、保持部材６に設けられている開口部６ａの一側にその一部分がはまり込んで保持部材６に保持される。保持されている巨核球には、回収ポンプ８が供給する回収液の流れによる力が加わっている。回収液の流れ方向に押された巨核球には、回収液の流れによる力が加わっている箇所や保持部材６の開口部６ａとの接触部分にせん断応力が生じる。巨核球は、回収液の流れによる力によってその細胞質の一部分が分離して血小板が産生される。
【００６７】
培養液に含まれる巨核球のうち、保持部材６に接触しなかった巨核球や保持部材６に接触したが開口部６ａにはまり込まなかった巨核球は、血小板産生室１９の撹拌装置１９ａによって撹拌されている培養液の流れにより保持部材６に接触する方向に移動される（細矢印参照）。
【００６８】
このように構成することで、血小板産生装置１７は、保持部材６に保持されている巨核球に回収液の流れによる力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置１７は、産生された血小板のみが回収液に混入して回収されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置１７は、回収ポンプ８の流量を変更することで巨核球に加わる力が血小板の産生に適切な値になるように設定される。これにより、血小板産生装置１７は、効率よく血小板を産生することができる。
【００６９】
以下では、図９を用いて、本発明に係る血小板産生装置の第五実施形態における血小板産生装置２０について説明する。
【００７０】
図９に示すように、血小板産生装置２０は、前述の第二実施形態にかかる血小板産生装置１０の培養液を供給ポンプ４で循環させる構成を撹拌装置１９ａで撹拌させる構成とし、吸引（圧力差）により血小板を産生させる撹拌吸引方式として構成されている。撹拌吸引方式の血小板産生装置２０は、貯留タンク２、供給流路１８、供給ポンプ４、血小板産生室１９、保持部材１１、回収流路７、吸引ポンプ１２および回収タンク９を具備している。
【００７１】
血小板産生装置２０の血小板産生室１９において培養液を撹拌させる構成は、前述の第四実施形態における血小板産生装置１７の構成と同一である。
【００７２】
血小板産生装置２０の保持部材１１に保持された巨核球に吸引（圧力差）による力を加える構成は、前述の第二実施形態における血小板産生装置１０の構成と同一である。
【００７３】
このように構成される撹拌吸引方式の血小板産生装置２０は、貯留タンク２内の培養液が供給ポンプ４によって供給流路１８を通じて血小板産生室１９に供給されるように構成されている。さらに、血小板産生装置２０は、血小板産生室１９内の培養液を撹拌装置１９ａで撹拌できるように構成されている。また、血小板産生装置２０は、吸引ポンプ１２によって保持部材１１の内部の圧力と保持部材１１の外部である血小板産生室１９の内部の圧力との間に圧力差が生じるように構成されている。
【００７４】
このように構成することで、血小板産生装置２０は、保持部材１１に保持されている巨核球に血小板産生室１９と回収流路７との圧力差による力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置２０は、産生された血小板のみが保持部材１１の開口部１１ａを通じて回収されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置２０は、吸引ポンプ１２の流量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置２０は、効率よく血小板を産生することができる。
【００７５】
以下では、図１０を用いて、本発明に係る血小板産生装置の第六実施形態における血小板産生装置２１について説明する。
【００７６】
図１０に示すように、血小板産生装置２１は、前述の第三実施形態にかかる血小板産生装置１３の培養液を供給ポンプ４で循環させる構成を撹拌装置１９ａで撹拌させる構成とし、電荷間に発生するクーロン力により血小板を産生する撹拌電荷方式として構成されている。撹拌電荷方式の血小板産生装置２１は、貯留タンク２、供給流路１８、供給ポンプ４、血小板産生室１９、保持部材１４、回収タンク１５および電荷発生装置１６を具備している。
【００７７】
血小板産生装置２１の血小板産生室１９において培養液を撹拌させる構成は、前述の第四実施形態における血小板産生装置１７の構成と同一である。
【００７８】
血小板産生装置２１の保持部材１１に保持された巨核球に帯電した電荷を利用してクーロン力を加える構成は、前述の第三実施形態における血小板産生装置１３の構成と同一である。
【００７９】
このように構成される撹拌吸引方式の血小板産生装置２１は、貯留タンク２内の培養液が供給ポンプ４によって供給流路１８を通じて血小板産生室１９に供給されるように構成されている。さらに、血小板産生装置２１は、血小板産生室１９内の培養液を撹拌装置１９ａによって撹拌できるように構成されている。また、血小板産生装置２１は、電荷発生装置１６によってプラスの電荷を発生させることでマイナスの電荷を帯電している巨核球との間にクーロン力が生じるように構成されている。
【００８０】
このように構成することで、血小板産生装置２１は、保持部材１４に保持されている巨核球に回収タンク１５内に引き込まれる方向のクーロン力を加えることで血小板を産生させる。さらに、血小板産生装置２１は、産生された血小板のみが保持部材１４の開口部１１ａを通じて回収されるので巨核球と血小板とを分離する工程が省かれる。また、血小板産生装置２１は、電荷発生装置１６の電荷発生量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置２１は、効率よく血小板を産生することができる。
【００８１】
なお、前述の第一実施形態から第六実施形態に係る血小板産生装置において、血小板の産生時に血小板と合わせて回収される培養液の不足分を補うため、血小板産生装置１と血小板産生装置１０とにおける血小板産生室５と回収タンク９との間、血小板産生装置１３における血小板産生室５と回収タンク１５との間、血小板産生装置１７と血小板産生装置２０とにおける血小板産生室１９と回収タンク９との間、および血小板産生装置２１における血小板産生室１９と回収タンク１５との間で回収液を循環させる構成や生理食塩水等を所定のタイミングで貯留タンク２や血小板産生室５・１９に供給する構成としてもよい。
【００８２】
また、前述の第一実施形態から第六実施形態における巨核球に力を加える態様を組み合わせて複数の力を巨核球に加えてもよい。例えば、前述の第一実施形態から第三実施形態に係る血小板産生装置１、血小板産生装置１０および血小板産生装置１３において、供給ポンプ４を外力付与手段として、循環流路３に供給されている培養液の流れによって巨核球に力を加えてもよい。血小板産生装置１、血小板産生装置１０および血小板産生装置１３は、更に供給ポンプ４の流量を制御することによって血小板の産生に適切な力が巨核球に加わるように設定される。これにより、血小板産生装置１０は、効率よく血小板を産生することができる。
【００８３】
また、前述の第一実施形態に係る血小板産生装置１と第四実施形態に係る血小板産生装置１７との回収流路７の構成において、回収ポンプ８を保持部材６の下流側に設けるとともに、保持部材６の上流側の回収流路７に絞りを設けることで保持部材１１の内部の圧力を低下させて、保持部材１１の内部の圧力と血小板産生室１０の内部の圧力とに圧力差を生じさせてもよい。これにより、保持部材６に保持されている巨核球には、開口部６ａにはまり込んでいる部分に回収流路７内を流れている回収液からその流れ方向に押す力が加わるとともに、血小板産生室５または血小板産生室１９と回収流路７との圧力差による回収流路７内に引き込まれる方向の力が加わる。この際、巨核球には、回収ポンプ８が供給する回収液の流れによる力と吸引ポンプ１２の吸引力とが加わっている。従って、血小板産生装置２１は、供給ポンプ４と吸引ポンプ１２との流量を制御することで巨核球に加わる力を制御することができる。
【００８４】
加えて、巨核球に帯電しているマイナスの電荷と電荷発生装置１６によって発生されたプラスの電荷との間で生じるクーロン力により保持部材６の内部に引き込まれる方向の力を生じさせてもよい。従って、血小板産生装置２１は、供給ポンプ４と回収ポンプ８との流量および電荷発生装置１６の電荷発生量を制御することで巨核球に加わる力を制御することができる。
【００８５】
また、第一実施形態から第六実施形態における保持部材６、保持部材１１および保持部材１４は、有核細胞である巨核球の捕捉能が高い有核細胞捕捉材によって形成して巨核球を保持する構成でもよい。捕捉材として、ポリエチレン、ポリプリロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ナイロン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン等の合成高分子、アガロース、セルロース、酢酸セルロース、キチン、キトサン、アルギン酸塩等の天然高分子、ハイドロキシアパタイト、ガラス、アルミナ、チタニア等の無機材料、ステンレス、チタン、アルミニウム等の金属があげられる。また、これらの捕捉材はこのままでも用いることができるが、血小板通過性を高める、あるいは細胞の選択的捕捉を行う等の必要に応じ、表面改質を施したものでもよい。例えば、血小板通過性を高めるにはＷＯ８７／０５８１２公報で提案されている非イオン性親水基と塩基性含窒素官能基を有するポリマーのコートによる方法等があげられる。
【００８６】
図１１に示すように、前述の第一実施形態から第六実施形態にかかる血小板産生装置は、ｉＰＳ細胞から誘導された巨核球前駆細胞を所定の条件で培養し、成熟した巨核球を製造する培養装置２３、培養液中の巨核球量を検出するための液中パーティクルカウンター等から構成される検出装置２４、回収液から巨核球の核やＤＮＡを除去するごみ分離装置２５および回収した血小板を濃縮する濃縮装置２６を具備する血小板産生システム２２として構成してもよい。このように構成することで、ｉＰＳ細胞から誘導された巨核球前駆細胞から血小板製剤を連続的に製造することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  血小板産生装置
４  供給ポンプ
５  血小板産生室
６  保持部材
８  回収ポンプ
【図１】
2015181405.tif 000003
【図２】
2015181405.tif 000004
【図３】
2015181405.tif 000005
【図４】
2015181405.tif 000006
【図５】
2015181405.tif 000007
【図６】
2015181405.tif 000008
【図７】
2015181405.tif 000009
【図８】
2015181405.tif 000010
【図９】
2015181405.tif 000011
【図１０】
2015181405.tif 000012
【図１１】
2015181405.tif 000013