(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に形成された支持体収容凹所と、前記支持体収容凹所の底壁を貫通するスリットと、を有し、前記支持体収容凹所内に多孔質細胞支持体を収容する細胞投与容器と、
前記支持体収容凹所内に収容された多孔質細胞支持体に細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給器と、
前記多孔質細胞支持体に含浸された誘導水溶液を、前記スリットを介して吸水する吸水材を前記スリットに対して下方から接離させる吸水材接離手段と、を備えたことを特徴とする細胞投与装置。
【請求項２】
前記支持体収容凹所の容積は、少なくとも前記多孔質細胞支持体の体積と前記多孔質細胞支持体が含浸しうる液体の容積との和と同等か、これよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の細胞投与装置。
【請求項３】
前記多孔質細胞支持体は、平均孔径が２００〜３００μｍの連通小孔構造を有し、一部に外方にドーム状に膨出した湾曲面を備えており、
前記支持体収容凹所の内面は、前記湾曲面を下面として前記多孔質支持体を収容したときに前記湾曲面の少なくとも一部と面接触する湾曲形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の細胞投与装置。
【請求項４】
前記支持体収容凹所は下向きに凸となる湾曲した内面を有し、前記スリットは前記内面の頂部に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の細胞投与装置。
【請求項５】
複数の前記細胞投与容器と、
前記各細胞投与容器に対応して設けられた複数の前記吸水材接離手段と、
前記細胞懸濁液供給器を複数の前記細胞投与容器に跨がって駆動する細胞懸濁液供給器駆動手段と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の細胞投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質細胞支持体に細胞を播種する細胞投与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の耳から僅かな軟骨を採取してそれを増殖培養し、その培養した軟骨細胞を多孔質構造の支持体に播種してインプラント型再生軟骨を得、そのインプラント型再生軟骨を患者の生体内に移植することで、例えば顔面の軟骨変形や欠損を治療する方法が検討されている。
細胞の成長や分化を制御しつつ組織形成を促進させるため、細胞を多孔質構造支持体に播種するが、多孔質の三次元構造体の中心部分まで細胞を懸濁した培養液で満たすことが困難であった。
そこで、特許文献１には孔径が５〜３２００μｍ、平均孔径５０〜１５００μｍの連通小孔構造を有し、厚さが２ｍｍ以上のシート状またはブロック状の支持体の連通小孔構造内全体に誘導水溶液を満たした後に、支持体の上面に細胞を懸濁した培養液を供給すると共に、支持体の下面から誘導水溶液を吸引し、支持体の下面から吸引される誘導水溶液と支持体の上面に供給された細胞懸濁液との間に負圧が生じさせ、供給された細胞懸濁液が支持体内に供給する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９５６８２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この先行技術では支持体を誘導水溶液であるＤＭＥＭ培養液に浸漬させて滅菌したデシケータに入れてから真空ポンプでデシケータ内を減圧し、誘導水溶液を支持体内部まで浸潤させた後、厚さ約０．７ｍｍの紙系の滅菌した濾紙の水分吸収体の上に移動して、準備した移植細胞を培養液に懸濁させて供給する方法が開示されている。
しかしながら、先行技術文献においては支持体への誘導水溶液及び懸濁液の供給及び誘導水溶液の吸引について、具体的にどのような手段にて行うのか開示がない。また、細胞懸濁液が供給された支持体は薬局方に基づく無菌試験や検査等を考慮して、複数個同時に作製する必要があるが、手作業による製造では均質に懸濁液が供給された支持体を得ることが難しいにも関わらず、先行技術には単一の支持体への細胞播種方法が開示されているだけで、複数の支持体に再生軟骨細胞を播種する方法については開示されていない。
そこで、本発明は、今後、その活用の拡大が見込まれ、大量に支持体を提供するために適した細胞投与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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上面に形成された支持体収容凹所と、前記支持体収容凹所の底壁を貫通するスリットと、を有し、前記支持体収容凹所内に多孔質細胞支持体を収容する細胞投与容器と、前記支持体収容凹所内に収容された多孔質細胞支持体に細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給器と、前記多孔質細胞支持体に含浸された誘導水溶液を、前記スリットを介して吸水する吸水材を前記スリットに対して下方から接離させる吸水材接離手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記支持体収容凹所の容積は、少なくとも前記多孔質細胞支持体の体積と前記多孔質細胞支持体が含浸しうる液体の容積との和と同等か、これよりも大きいことを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記多孔質細胞支持体は、平均孔径が２００〜３００μｍの連通小孔構造を有し、一部に外方にドーム状に膨出した湾曲面を備えており、前記支持体収容凹所の内面は、前記湾曲面を下面として前記多孔質支持体を収容したときに前記湾曲面の少なくとも一部と面接触する湾曲形状であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記支持体収容凹所は下向きに凸となる湾曲した内面を有し、前記スリットは前記内面の頂部に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、複数の前記細胞投与容器と、前記各細胞投与容器に対応して設けられた複数の前記吸水材接離手段と、前記細胞懸濁液供給器を複数の前記細胞投与容器に跨がって駆動する細胞懸濁液供給器駆動手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、細胞が播種された支持体の製造を機械化することができるので、均質な品質の支持体を短時間で大量に製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】細胞投与装置の全体を示す三面図である。
【図２】多孔質細胞支持体の一例を示す図である。
【図３】細胞投与容器の一例を示す図である。
【図４】容器受台の一例を示す図である。
【図５】スタビライザの一例を示す図である。
【図６】シリンジの正面図である。
【図７】細胞混合機の一例を示す斜視図である。
【図８】細胞投与容器設置部と吸水材接離手段を示す三面図である。
【図９】細胞懸濁液供給器を示す三面図である。
【図１０】吸水材保持部材を示す図であり、（ａ）は吸水材保持ベースを示す三面図であり、（ｂ）は押さえフレームを示す平面図であり、（ｃ）は吸水材を保持した吸水材保持部材の断面図である。
【図１１】クッション材の一例を示す図である。
【図１２】カートリッジの斜視図である。
【図１３】細胞投与容器、支持体、カートリッジ及びチェンジャーの分解斜視図である。
【図１４】細胞投与容器を操作する操作用具の一例を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、チェンジャーの動作を示す正面図である。
【図１６】（ａ）は細胞投与容器を取り外す外し台を示す三面図であり、（ｂ）は操作治具を示す三面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１０】
〔細胞投与装置の概要〕
本発明に係る細胞投与装置は、三次元構造の多孔質細胞支持体（以下、単に「支持体」という。）中に細胞を略均一に播種するための装置である。
図１は、細胞投与装置の全体を示す三面図である。
細胞投与装置１００は、図３に示すような、上面２１に形成された支持体収容凹所２２、及び支持体収容凹所の底壁を貫通するスリット２３を有し、支持体収容凹所内に図２に示す支持体１０を収容する細胞投与容器２０と、支持体収容凹所内に収容された支持体に細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給器１３０と、支持体に含浸された誘導水溶液を、スリットを介して吸水する吸水材をスリットに対して下方から接離させる吸水材接離手段１９０と、を備えている。
なお、細胞懸濁液は、支持体に投与する細胞を懸濁した培養液である。
【００１１】
支持体に細胞を播種するに際しては、まず、誘導水溶液を含浸させた支持体１０を支持体収容凹所２２内に収容した細胞投与容器２０を用意する。細胞懸濁液供給器１３０が、支持体１０の上方から細胞懸濁液を供給する。吸水材接離手段１９０が、細胞投与容器２０の下面から所定のタイミングにて吸水材を接触させ、スリット２３を介して支持体１０の下面から誘導水溶液を吸引する。細胞投与装置１００は以上の動作を実施することによって、支持体１０中の細胞懸濁液を誘導水溶液と入れ替えて、支持体中に略均一に細胞を播種する操作を自動的に行う。
なお、細胞投与装置、及び支持体への細胞投与に関わる各部材は過酸化水素蒸気等による除染によって無菌環境が維持されたアイソレーター内に設置され、各作業はアイソレーター内にて実施される。
【００１２】
以下の説明においては、作業者からみて細胞投与装置の左右方向となる方向を幅方向（Ｘ軸方向）とし、これと直交する方向を奥行方向又は前後方向（Ｙ軸方向）とし、細胞投与装置と作業者とが対峙する側を前方、その反対側を後方として説明する。
【００１３】
〔多孔質細胞支持体〕
図２は、多孔質細胞支持体の一例を示す図である。
本実施形態において使用する多孔質細胞支持体（支持体）１０は、平均孔径が２００〜３００μｍ、気孔率が８５〜９１％の連通小孔構造を有したブロック状である。支持体１０は、外方にドーム状に膨出した湾曲面１１と、端縁が湾曲面の端縁と接続された略平らな平坦面１２とを有する。支持体１０の平坦面１２は長円形状であり、支持体１０を短手方向に沿って切断した場合の断面形状は半円状である。
支持体１０の大きさは、例えば、幅６ｍｍ×高さ３ｍｍ×長さ５０ｍｍとすることができる。この場合の支持体１０の体積は約６７８μＬ、気孔率が９０％である場合の容積（含浸可能な液体の量）は約６１０μＬである。
【００１４】
〔細胞投与容器〕
図３は、細胞投与容器の一例を示す図である。
細胞投与容器２０は、上面２１に形成された支持体収容凹所２２、及び支持体収容凹所２２の底壁を貫通するスリット２３を有する。支持体収容凹所２２内には誘導水溶液が含浸された支持体１０が収容される。
支持体収容凹所２２は下向きに凸となる湾曲した内面２４を有し、支持体１０の平坦面１２を上にして収容した場合に支持体１０が嵌合する形状に形成される。言い換えれば、支持体収容凹所２２の内面２４は、平坦面１２を上面として支持体１０を収容したときに湾曲面１１の少なくとも一部と面接触（又は密着）する湾曲形状である。吸水材が誘導水溶液を吸引する力を利用して、細胞懸濁液を支持体１０内にスムーズに浸透させるためには、支持体１０の湾曲面１１と支持体収容凹所２２の内壁とが密着していることが好ましい。支持体収容凹所２２の大きさは図１に示した支持体１０を収容する場合には、幅６ｍｍ×深さ８ｍｍ×長さ５０ｍｍのように設定することができる。
【００１５】
また、スリット２３は湾曲した内面２４の頂部に対応する位置、即ち、支持体１０の湾曲面１１の頂部に対応する部分に形成される。従って、スリット２３は支持体収容凹所２２の長手方向に沿って支持体収容凹所２２の最下部に形成される。スリット２３を支持体収容凹所２２の最下部に形成することによって、引力を利用して誘導水溶液をスムーズに吸水できる。なお、スリットの大きさは、例えば幅１ｍｍ×長さ４４ｍｍのように設定することができる。
ここで、細胞投与容器２０は吸水材を接触させるまでの間、支持体１０が含浸している誘導水溶液をスリット２３から落下させずに保持する必要がある。このため、細胞投与容器２０の材質は、接触角が大きく、かつ、滅菌処理が可能な部材で構成することが望ましく、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等を用いれば、接触角が大きいために支持体１０が含浸している誘導性水溶液がスリットから漏洩せず、かつエチレンオキサイドガスや過酸化水素ガス等、ガンマ線滅菌以外の方法で滅菌可能である。ガンマ線滅菌以外の方法による滅菌を行う理由は、ＰＴＦＥはガンマ線照射による分解が生じやすく、特性が変化しやすいためであるが、特性の変化による問題が生じない場合、例えば、細胞投与容器をディスポーザブルとする場合にはガンマ線滅菌でも構わない。なお、ガンマ線滅菌で材質の特性変化が少ないポリエチレン等を細胞投与容器に利用すると、接触角が小さいために、支持体１０が含浸している誘導水溶液がスリット２３から漏洩し、漏洩を防止するためにスリットの幅を狭くすると誘導性水溶液の吸引が適切に行われず、細胞投与容器２０の材料としては好ましくない。
【００１６】
支持体収容凹所２２の深さは、支持体１０の高さよりも大きく設定される。具体的には、支持体収容凹所２２の深さは、支持体収容凹所２２の容積が、支持体１０の体積と支持体１０が含浸可能な液体の容積とを加えた容積と略同等かこれよりも大きくなるように設定される。言い換えれば、支持体収容凹所２２に支持体１０を収容した場合に、支持体１０の上部に残される支持体収容凹所２２の容積が、支持体１０が吸収可能な細胞懸濁液の容積と略同等、又はこれよりも多い容積となるように支持体収容凹所２２の深さが設定される。支持体収容凹所２２の容積をこのように設定することで、支持体収容凹所２２内に誘導水溶液を含浸させた支持体１０を収容し、収容された支持体１０の上を支持体１０に吸収させる全量の細胞懸濁液で満たすことができる。
細胞投与容器２０の下面には下方に突出した突出部２５が形成されている。スリット２３は突出部２５に形成されている。突出部２５によって細胞投与容器２０の下面にはスリット２３に沿って伸びる段差２６が形成されている。スリット２３周辺の細胞投与容器２０下面を下方に突出させることによって、吸水材をスリット２３部分に確実に接触させることが可能となる。
細胞投与容器２０の支持体収容凹所２２を回避した部位には、２つの第一の位置決定穴２７が上下方向（細胞投与容器２０の厚さ方向）に貫通形成されている。２つの第一の位置決定穴２７は、支持体収容凹所２２を間に挟んで配置され、且つ支持体収容凹所２２の長手方向における位置が異なるように配置されている。即ち、２つの第一の位置決定穴２７は上面視概略矩形状の細胞投与容器２０の対角線方向に形成されている。第一の位置決定穴２７は、細胞投与容器２０を各部材に装着する際に細胞投与容器２０の上下方向（上下面）における誤装着を防止するものである。
【００１７】
また、細胞投与容器２０には、第一の位置決定穴２７とは異なる２つの第二の位置決定穴２８が上下方向（細胞投与容器２０の厚さ方向）に貫通形成されている。２つの第二の位置決定穴２８も第一の位置決定穴２７と同様に細胞投与容器２０の対角線方向に形成されている。第二の位置決定穴は第一の位置決定穴とは穴径が異なっている。第二の位置決定穴２８は、細胞投与容器２０を各部材に装着する際に細胞投与容器２０の上下方向における誤装着を防止する。
細胞投与容器２０のうちの一つの角部には、角型に面取りされた面取部２９が形成されている。面取部２９は、細胞投与容器２０を各部材に装着する際の細胞投与容器の前後方向における誤装着を防止する。
また、細胞投与容器２０の支持体収容凹所２２を回避した部位には、支持体収容凹所２２の長手方向に沿って操作棒挿入穴３０が貫通形成されている。操作棒挿入穴３０は、細胞投与容器２０に手を触れることなく細胞投与容器２０を操作するための治具を挿入するための穴である。
【００１８】
〔容器受台〕
細胞投与容器を載置する容器受台について説明する。容器受台は、細胞投与容器が直接載置される部材であり、細胞投与容器を細胞投与装置に設置する際に使用する。図４は、容器受台の一例を示す図である。
容器受台４０は、細胞投与容器２０を載置、固定する台本体４１と、台本体４１に連設されたハンドル部４８とを有し、ステンレス等の金属材料から形成される。
【００１９】
〈台本体〉
台本体４１は概略矩形板状であり、細胞投与容器２０のスリット２３の上下方向における連通状態を妨げることなく細胞投与容器２０を保持する。即ち、台本体４１の面内中央部には、スリット２３を台本体４１の下方に露出させる矩形状の貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２は、細胞投与容器２０の突出部２５を挿入可能な大きさに形成される。台本体４１の厚さは、突出部２５の突出量と略同等かこれよりも薄くなるように設定され、スリット２３は、台本体４１の下面と略同等の位置か、これよりも下方に突出する。
台本体４１の上面には、細胞投与容器２０の位置及び上下の向きを決定する位置決定ピン４３と、細胞投与容器２０の装着方向（前後方向）を決定する方向決定ピン４４とが突出している。位置決定ピン４３は細胞投与容器２０の第一の位置決定穴２７内に挿入されることにより、細胞投与容器２０の位置及び上下の向きを決定する。また、方向決定ピン４４は、第一の位置決定穴２７内に位置決定ピン４３が挿入可能となる細胞投与容器２０の位置及び上下の向きにおいて、細胞投与容器２０の装着方向を正常に装着した場合には細胞投与容器２０の面取部２９とは干渉せず、装着方向が誤っている場合には面取部２９以外の角部と干渉する位置に形成されている。
【００２０】
台本体４１の後端縁には、容器受台４０を細胞投与装置に設置した場合に、細胞投与装置に対する台本体４１の奥行き方向における装着位置・及び台本体４１の取付角度を規定する位置決定凹所４５が形成されている。位置決定凹所４５は、幅方向に離間して２箇所形成されている。位置決定凹所４５を複数個備えることにより、台本体４１の取付角度を規定しやすくなる。
位置決定凹所４５の奥部４５ａは細胞投与装置１００に設けられた位置決定突起１１６が密着する形状であり、細胞投与装置に対する台本体４１のガタツキを防止する。また、位置決定凹所４５の開口端側には奥部４５ａに向けて幅が漸減するガイド部４５ｂが形成されており、位置決定突起１１６を奥部４５ａに向けてスムーズに案内する。
【００２１】
〈ハンドル部〉
ハンドル部４８は、台本体４１の前端縁、即ち位置決定凹所４５が形成された端縁と対向する端縁から前方に突出している。ハンドル部４８は、台本体４１の上面よりも上方に位置するように、台本体４１に対して段差をつけた状態にて連設されている。容器受台４０を作業台に載置した場合には、台本体４１の下面が作業台に密着するのに対して、ハンドル部４８が作業台から離間して浮き上がった状態となる。従って、アイソレーターに設置されたグローブや専用の把持工具にてハンドル部４８を把持しやすくなり、容器受台４０の操作が容易となる。
【００２２】
〔スタビライザ〕
容器受台４０に固定された細胞投与容器２０に重ねて載置されるスタビライザについて説明する。図５は、スタビライザの一例を示す図である。
スタビライザ８０は、吸水材接離手段１９０が吸水材をスリット２３に対して下方から接触させる際に、吸水材接離手段１９０からの押圧力により細胞投与容器２０が容器受台４０から浮き上がることを防止するための重りであり、ステンレス等の金属材料から構成される。
スタビライザ８０は、細胞投与容器２０の支持体収容凹所２２を上方に露出させる貫通孔８１と、容器受台４０の位置決定ピン４３が挿通される位置決定穴８２とを備え、平面形状は細胞投与容器２０とほぼ同様の形状である。細胞投与容器２０の上面２１と接触するスタビライザ８０の下面は平坦面である。貫通孔８１形成部位を含むスタビライザ８０の上面、幅方向中央部には、奥行き方向に沿って伸びる凹条８３が形成されている。凹条８３は、支持体１０に細胞を投与する際に、細胞懸濁液供給器１３０との干渉を防止するために形成されている。
【００２３】
〔シリンジ〕
シリンジについて説明する。図６は、シリンジの正面図である。
シリンジ５０は、細胞懸濁液が充填された状態にて細胞投与装置に設置される他、投与細胞と培養液とを混合して細胞懸濁液を作製する場合に使用される。
シリンジ５０は、外筒５１とピストン５５とを有する。
外筒５１は、内部に細胞懸濁液が充填される中空筒体からなる外筒本体５２と、外筒本体５２の先端に配置されて外筒本体５２内の細胞懸濁液を吐出するノズル部５３と、外筒本体５２の基端部において外筒本体５２の外径方向に突出したフィンガーフランジ５４とを備える。
ピストン５５は、先端部に外筒本体５２の内面に密着した状態で外筒本体５２内を進退するガスケット５６を備え、基端部にピストン５５を押圧操作するためのピストンヘッド５７を有する。ピストン５５が外筒５１の軸方向に沿ってノズル部５３側に進出した場合には、外筒本体５２内に充填された内容物（投与細胞、培養液、又は細胞懸濁液）を押し出してノズル部５３から外部に吐出する。また、ピストン５５がノズル部５３から退避した場合には、ノズル部５３を介して外筒本体５２内に液体を導入する。
【００２４】
〔細胞混合機〕
投与細胞と培養液とを均一に混合して細胞懸濁液を作製する細胞混合機について説明する。図７は、細胞混合機の一例を示す斜視図である。以下の説明においては、シリンジの軸方向を細胞混合機の軸方向として説明する。
細胞混合機６０は、三方活栓６１により中空部内を連通させた状態にて接続された２つのシリンジ５０ａ、５０ｂの外筒５１をピストン５５に対して所定時間繰り返し進退移動させることによって、各シリンジ５０ａ、５０ｂに充填された投与細胞と培養液とを均一に混合する装置である。
第一のシリンジ５０ａには規定量（例えば１．５ｍｌ）の投与細胞を充填し、第二のシリンジ５０ｂには規定量（例えば３．０ｍｌ）の培養液を充填しておく。両シリンジ５０ａ、５０ｂのノズル部５３同士を三方活栓６１により接続して、両シリンジの中空部内を連通させたシリンジユニット６２を形成する。
【００２５】
細胞混合機６０は、筐体６３と、筐体６３上面に配置されて、シリンジユニット６２を構成する各シリンジ５０ａ、５０ｂのピストンヘッド５７の位置を固定する第一及び第二のヘッド支持部６４ａ、６４ｂと、第一及び第二のヘッド支持部６４ａ、６４ｂの間に配置されて、第一及び第二のシリンジ５０ａ、５０ｂの外筒５１と三方活栓６１とを軸方向に往復移動可能に支持するスライド台６７とを備える。
各ヘッド支持部６４ａ、６４ｂは、各ピストンヘッド５７を保持するヘッド保持部材６５を備え、ヘッド保持部材６５はネジ部材６６により軸方向に進退可能に構成されている。これにより各シリンジ５０ａ、５０ｂに充填された液体量に応じて変化するピストンヘッド５７の位置に対応させてヘッド保持部材６５の位置を微調整可能となっている。
スライド台６７は、シリンジ５０の軸方向と交差する方向に突出した三方活栓６１の一部分を支持する活栓支持凹所６８と、各シリンジ５０ａ、５０ｂの外筒５１の先端側を支持する軸方向に伸びる第一及び第二の外筒支持凹所６９ａ、６９ｂとを備える。各シリンジ５０ａ、５０ｂの外筒５１と三方活栓６１はスライド台６７に固定される。
【００２６】
また、スライド台６７は、筐体６３内に収容された駆動手段であるエアシリンダによって軸方向に往復駆動される。なお、エアシリンダの駆動源であるエアは、日本薬局方の酸素約２１％、窒素約７９％を混合した合成空気であり、エアシリンダの破損により気体が漏出した場合の各部の汚染を防止する。
スライド台６７は、所定時間（例えば５分間）、所定の時間間隔（例えば２秒間に１往復）にて往復移動するように、制御装置によって制御される。スライド台６７が往復することによって投与細胞と培養液とが２つのシリンジ５０ａ、５０ｂを往復移動し、この過程で投与細胞と培養液とが均一に混合される。作製されたすべての細胞懸濁液は一方のシリンジに集約され、このシリンジが細胞投与装置に設置される。
この細胞混合機６０では、シリンジユニット６２の軸方向端部のピストンヘッド５７の位置を固定し、ピストン５５に対して外筒５１を移動させる構成であるため、細胞混合機６０の全軸方向長を短くすることができる。従って、作業空間に制限があるアイソレーター内において、余分なスペースをとらない。また、シリンジユニット６２の軸方向中間部を移動させることから、駆動力を伝達する部位が１箇所で済むので、装置の構成を簡略化できる。
【００２７】
〔細胞投与装置〕
図１を参照して、細胞投与装置を説明する。
細胞投与装置１００は、細胞投与容器２０を設置する細胞投与容器設置部１１０と、細胞投与容器２０に収容された支持体に細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給器１３０と、細胞懸濁液供給器１３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に駆動する細胞懸濁液供給器駆動手段（供給器駆動手段１６０）と、吸水材を細胞投与容器に対して下方から接離させる吸水材接離手段１９０と、を備えている。
細胞投与容器設置部１１０と供給器駆動手段１６０と吸水材接離手段１９０は、ベース板１０１に位置固定されている。また、細胞懸濁液供給器１３０は供給器駆動手段１６０によって支持されている。
【００２８】
〈細胞投与容器設置部〉
図８は、細胞投与容器設置部と吸水材接離手段を示す三面図である。細胞投与容器設置部１１０は、図１に示したように、細胞投与容器２０が装着された容器受台４０を保持する部位である。なお、図８の平面図と右側面図では容器受台４０を省略している。
細胞投与容器設置部１１０は、幅方向を長手方向とする基台１１１を備え、基台１１１は複数の脚部材１１２によって支持されている。脚部材１１２はベース板１０１に固定されている。
基台１１１は、容器受台４０が出し入れ自在に挿入される凹所からなるスロット１１３を幅方向に沿って複数個（図では５つのスロット）備える。各スロット１１３は、前端部に容器受台４０を挿入する挿入口１１４を備える。
【００２９】
スロット１１３は、幅方向両端部に奥行き方向に伸びるガイドレール１１５を備えている。スロット１１３の最奥部には容器受台４０の奥行き方向における位置を決定する位置決定突起１１６が基台１１１から上方に突出形成されている。容器受台４０を介してスロット１１３に装着された細胞投与容器２０のスリット２３は、基台１１１の下方に位置する吸水材接離手段１９０に対向する。
ガイドレール１１５は、容器受台４０の幅方向端部を上下方向に挟むことによって、容器受台４０を奥行方向にスライド可能にガイドする。
位置決定突起１１６は、容器受台４０の位置決定凹所４５の奥部４５ａに密着することによって、スロット１１３に対する容器受台４０の奥行き方向における挿入位置を決定する。また、容器受台４０の位置決定凹所４５のガイド部４５ｂは、位置決定突起１１６の直径よりも幅広に形成され、且つ奥部４５ａに向けて幅が漸減するので、仮に容器受台４０がスロット１１３内に斜めに挿入されたとしても、位置決定突起１１６を奥部４５ａに向けてスムーズに案内する。
ガイドレール１１５と位置決定突起１１６は、協働して容器受台４０の傾斜を防止する。
【００３０】
〈細胞懸濁液供給器〉
図９は、細胞懸濁液供給器を示す三面図である。
細胞懸濁液供給器１３０は、シリンジ５０に充填された細胞懸濁液を支持体１０に供給する装置である。
細胞懸濁液供給器１３０は、筐体１３１と、作業者と対向する筐体１３１の外面下部に配置されてシリンジ５０を保持するシリンジホルダ１３５と、シリンジホルダ１３５によって保持されたシリンジ５０のピストンヘッド５７を押圧するヘッド押圧機構１５１と、を備える。筐体１３１の前面パネル１３２にはガイド長孔１３３が上下方向に貫通形成されており、ヘッド押圧機構１５１を構成するヘッド押圧部材１５６を上下方向に案内する。
【００３１】
《シリンジホルダ》
シリンジホルダ１３５は、シリンジ５０の外筒５１上部（フィンガーフランジ５４側に位置する外筒本体５２）を保持する上部ホルダ１３６と、外筒５１下部（ノズル部５３）を保持する下部ホルダ１４１とを備え、ノズル部５３を下に向けた状態のシリンジ５０を保持する。
【００３２】
上部ホルダ１３６と下部ホルダ１４１は、筐体１３１の前面パネル１３２から所定間隔を開けて前方に並行に突出した２つのアーム部材１３７、１４２を夫々備える。アーム部材１３７の間隔は外筒本体５２の直径とほぼ同じかそれよりもやや広く設定されている。また、アーム部材１４２の間隔はノズル部５３の直径とほぼ同じかそれよりもやや広く設定されている。２つのアーム部材１３７、１４２が外筒５１（外筒本体５２、ノズル部５３）を挟むことによって、シリンジ５０を保持する。
アーム部材１３７、１４２の先端部であって外筒５１との対向面には、出没自在に構成された金属ボールからなるストッパ１３８、１４３が配置されている。ストッパ１３８、１４３は、アーム部材１３７、１４２の内部に配置されたバネ等の弾性付勢部材により突出方向、つまり外筒５１を押圧する方向に弾性付勢されている。
各シリンジホルダ１３５内にシリンジ５０を装着する場合は、ノズル部５３を下に向けてシリンジ５０を立てた状態にて２つのアーム部材１３７、１４２間に外筒５１を挿入する。ストッパ１３８、１４３は、シリンジ５０の挿入過程では外筒５１外面によって押圧されてアーム部材１３７、１４２の内部に没入する一方で、シリンジ５０の保持時にはアーム部材１３７、１４２から突出してシリンジ５０のがたつきと脱落を防止する。
【００３３】
上部ホルダ１３６は、シリンジ５０の上下方向における位置決めをする手段として機能する。即ち、シリンジ５０の装着時にフィンガーフランジ５４の下面を上部ホルダ１３６の上面に密着させることにより、シリンジホルダ１３５に対するシリンジ５０の上下方向における位置が決定される。
ここで、ピストン５５の軸方向移動距離に対して吐出される細胞懸濁液の量は、シリンジ５０の外筒本体５２の径（内径及び外径）によって決定される。支持体へ供給する細胞懸濁液量の過多或いは不足といった作業ミスを防止するため、シリンジホルダ１３５は単一種類のシリンジ５０のみ（例えば５ｍｌ用のシリンジのみ）を保持可能に設計されている。
【００３４】
《ヘッド押圧機構》
ピストンヘッド５７を押圧するヘッド押圧機構１５１は、出力軸１５２が上下方向となるように筐体１３１内の下部に収容された駆動モータ１５３と、駆動モータ１５３の出力軸１５２と同軸に且つ相対回転不能に取り付けられたネジ棒１５４と、ネジ棒１５４に螺合する雌ネジ部材１５５と、雌ネジ部材１５５に固定されてピストンヘッド５７の上面を押圧するヘッド押圧部材１５６と、を備える。ヘッド押圧機構１５１は、いわゆる送りネジ方式によりヘッド押圧部材１５６を駆動する。また、ネジ棒１５４の上端部にはネジ棒１５４に対して相対回転不能に取り付けられ、且つ筐体１３１上面から露出した調整ヘッド１５７を備える。
【００３５】
ヘッド押圧部材１５６は、筐体１３１の前面パネル１３２に貫通形成された上下方向に伸びるガイド長孔１３３を介して筐体１３１内部に配置された雌ネジ部材１５５と接続されており、ヘッド押圧部材１５６と雌ネジ部材１５５はガイド長孔１３３によって移動方向が上下方向に制限される。
駆動モータ１５３は例えば５相ステッピングモータである。ネジ棒には１回転するごとに雌ネジ部材１５５を軸方向に所定距離（例えば１ｍｍ）移動させるようなネジ山が形成されている。駆動モータ１５３を駆動制御する制御手段は、駆動モータ１５３の出力軸１５２の回転角度に基づいて、雌ネジ部材１５５及びヘッド押圧部材１５６の移動距離を制御する。
調整ヘッド１５７は、外周面にローレット加工等の滑り止めが施された円柱状の部材である。調整ヘッド１５７は、アイソレーターに設置されたグローブを装着した状態で作業者が容易に回転操作可能となる大きさに設定されている。調整ヘッド１５７は、駆動モータ１５３に電流が流れていない場合には自由に回転させることができる。調整ヘッド１５７は、シリンジホルダ１３５に保持されたシリンジ５０のピストンヘッド５７に対するヘッド押圧部材１５６の位置を手動で微調整するために使用する。
駆動モータ１５３が回転すると出力軸１５２の回転に連動してネジ棒１５４が回転する。ネジ棒１５４にねじ込まれた雌ネジ部材１５５は、ガイド長孔１３３によって移動方向が上下方向に制限されているため、回転せずにネジ棒１５４の軸方向に沿って移動する。ヘッド押圧部材１５６は、雌ネジ部材１５５と共に上下方向に移動する。雌ネジ部材１５５と共にヘッド押圧部材１５６が下降した場合には、ピストンヘッド５７を押圧して、シリンジ５０内に充填された細胞懸濁液を外部に押し出す。シリンジ５０からはヘッド押圧部材１５６によって押圧されるピストンヘッド５７の移動距離に応じた量の細胞懸濁液が吐出される。
【００３６】
〈細胞懸濁液供給器駆動手段〉
細胞懸濁液供給器駆動手段（供給器駆動手段）について図１を参照して説明する。以下、作業者（アイソレーター前面）からみて左右方向をＸ軸、奥行き方向をＹ軸、鉛直方向をＺ軸とする。
供給器駆動手段１６０は、細胞懸濁液供給器１３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に夫々移動させるＸ軸ステージ１６１ｘと、Ｙ軸ステージ１６１ｙと、Ｚ軸ステージ１６１ｚとを備えている。
各ステージ１６１ｘ、１６１ｙ、１６１ｚは同一の構成であり、各軸方向に伸びるハウジング１６２ｘ、１６２ｙ、１６２ｚと、被支持物を支持し、各軸方向に沿って進退移動するスライダ１６３ｘ、１６３ｙ、１６３ｚとを備えている。夫々のハウジング１６２ｘ、１６２ｙ、１６２ｚ内には、ステージ駆動モータと、ステージ駆動モータによって回転駆動される送りネジと、送りネジと螺合する雌ネジ部材と、スライダ１６３ｘ、１６３ｙ、１６３ｚをガイドするガイドレールが内蔵されており、スライダ１６３ｘ、１６３ｙ、１６３ｚは送りネジの正逆回転に伴って各軸方向に進退する。また、各軸方向におけるスライダ１６３ｘ、１６３ｙ、１６３ｚの位置は、制御手段により、ステージ駆動モータの出力軸の回転角度に基づいて制御される。
【００３７】
各部材の結合関係は以下の通りである。Ｘ軸ステージ１６１ｘのスライダ１６３ｘは、被支持物としてＹ軸ステージ１６１ｙのハウジング１６２ｘの適所を支持しており、Ｙ軸ステージ１６１ｙはＸ軸方向に進退する。Ｙ軸ステージ１６１ｙのスライダ１６３ｙは、被支持物としてＺ軸ステージ１６１ｚのハウジング１６２ｘの適所を支持しており、Ｚ軸ステージ１６１ｚはＹ軸方向に進退する。Ｚ軸ステージ１６１ｚのスライダ１６３ｚは、被支持物として細胞懸濁液供給器１３０の筐体１３１の適所を支持しており、細胞懸濁液供給器１３０はＺ軸方向に進退する。
以上の構成により、細胞懸濁液供給器１３０はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に自在に移動する。
【００３８】
〈吸水材／吸水材接離手段〉
支持体に含浸された誘導水溶液を、スリットを介して吸水する吸水材をスリットに対して下方から接離させる吸水材接離手段、及び吸水材を保持する手段について説明する。
【００３９】
《吸水材／吸水材保持部材》
図１０は、吸水材保持部材を示す図であり、（ａ）は吸水材保持ベースを示す三面図であり、（ｂ）は押さえフレームを示す平面図であり、（ｃ）は吸水材を保持した吸水材保持部材の断面図である。
誘導水溶液を吸水する吸水材Ｐには例えば濾紙を使用することができる。吸水材Ｐは、支持体から適宜誘導水溶液を吸収可能な素材であれば、特に限定することなく使用できる。吸水材Ｐは、吸水材保持部材１７０に保持された状態にて吸水材接離手段１９０に装着される。
【００４０】
図１０に示すように、吸水材Ｐを保持する吸水材保持部材１７０は、吸水材Ｐが載置される吸水材保持ベース１７１と、吸水材保持ベース１７１に載置される平面視概略矩形枠状の押さえフレーム１７６とを備える。
吸水材保持ベース１７１は、厚肉に形成されて上面が突出した中央部１７２と中央部１７２に対して薄肉の外周部１７３とを備え、平面視概略矩形状の吸水材保持部１７４と、吸水材保持部１７４の長手方向一端縁に連設された把持用のハンドル１７５とを備えている。中央部１７２の上面は平坦面である。
押さえフレーム１７６は中央部に、吸水材保持ベース１７１の中央部１７２を露出させる開口部１７７を備えており、吸水材保持ベース１７１の外周部１７３に重ね合わされる。押さえフレーム１７６は外周部１７３との間で吸水材Ｐを挟持することにより吸水材Ｐのずれや浮きを防止すると共に、スリットと接触する吸水材Ｐの表面を平面状に維持する。
ハンドル１７５は、吸水材保持部材１７０を吸水材接離手段１９０に設置する場合等、吸水材保持部材１７０を操作する際に把持するための部位である。
【００４１】
《クッション材》
吸水材保持部材１７０を吸水材接離手段１９０に装着するに際して、吸水材保持部材１７０と吸水材接離手段１９０の上板１９２との間にはクッション材１８０が配置される。
図１１は、クッション材の一例を示す図である。
クッション材１８０は、吸水材Ｐが誘導水溶液を吸収する際に、吸水材Ｐを弾性力により細胞投与容器２０の突出部２５に対して密着させる役割を果たす。
クッション材１８０は、例えばシリコンスポンジ等の弾性を有する材料から構成されたシート材であり、平面形状は吸水材保持部材１７０と略同一である。クッション材１８０上面の前端部と後端部には幅方向に延びる突条１８１が形成されている。
突条１８１によってクッション材１８０と吸水材保持部材１７０との接触面積を減らすことができる。接触面積を減らすことによって、吸水材保持部材１７０との接触部分にかかる単位面積当たりの荷重を増大させ、クッション材１８０の変形量を確保する。これにより、吸水材Ｐの突出部２５に対する密着ムラ（押圧力のムラ）、吸水材のシワ、各部材の精度誤差等を吸収し、誘導水溶液の吸収ムラを抑制する。
【００４２】
《吸水材接離手段》
吸水材接離手段１９０について図８を参照して説明する。
吸水材接離手段１９０は、細胞投与容器設置部１１０を構成する基台１１１の下方に、各細胞投与容器２０に対応してスロット１１３毎に設けられる。
夫々の吸水材接離手段１９０は、吸水材Ｐを保持した吸水材保持部材１７０が載置される上板１９２を備えた吸水材セットベース１９１と、吸水材Ｐを細胞投与容器２０のスリット２３に対して密着させる接近姿勢と、吸水材をスリットから離間させる離間姿勢との間で吸水材セットベース１９１を変位させるエアシリンダ２０５とを備えている。
【００４３】
《吸水材セットベース》
吸水材セットベース１９１は、吸水材保持部材１７０が載置される上板１９２と、上板１９２の幅方向各端部に連設されて下方に垂下する２つの側板１９３とを備える。
上板１９２の前端部と後端部には、クッション材１８０と吸水材保持部材１７０の前後方向における位置を決定する前部位置決定ピン１９４と後部位置決定ピン１９５が上方に突出している。前部位置決定ピン１９４と後部位置決定ピン１９５は、夫々幅方向に離間して２個ずつ配置される。
上板１９２の前端縁の幅方向中央部には、切欠１９６が形成されている。切欠１９６の最奥部は、前部位置決定ピン１９４よりも後方よりに位置しており、クッション材１８０をピンセット等により挟持して上板１９２に載置する場合の上板１９２との干渉を防止する。
各側板１９３の奥行き方向中間部には、クッション材１８０と吸水材保持部材１７０の幅方向における位置を決定するガイド片１９７が、上板１９２よりも上方に突出するように取り付けられている。ガイド片１９７の上方への突出量は、吸水材セットベース１９１が接近姿勢に変位したときにスロット１１３に挿入された容器受台４０とは接触しないように設定されている。
上板１９２に設けられた４つの位置決定ピン１９４、１９５と２つのガイド片１９７はクッション材１８０と吸水材保持部材１７０の端縁の位置を決定し、両者は上板１９２に位置決めされる。
【００４４】
吸水材セットベース１９１の各側板１９３は後端部適所を、基台１１１によって支持されると共に幅方向に略水平に伸びる回動軸部材２０１によって回動自在に支持されている。吸水材セットベース１９１は、回動軸部材２０１を中心として前端部が上下動するように支持される。
吸水材セットベース１９１は、回動軸部材２０１の下方に配置され、駆動手段であるエアシリンダ２０５からの駆動力（押圧力）が伝達される被押圧部材２０２を備えている。本例において被押圧部材２０２は、幅方向に略水平に伸びて２つの側板１９３を接続する軸部材である。被押圧部材２０２がエアシリンダ２０５によって押圧されたとき、吸水材セットベース１９１は回動軸部材２０１を中心として上方に回動し、上板１９２が上昇する。上板１９２の上面は、接近姿勢において細胞投与容器２０の下面（突出部）と略並行（略水平な姿勢）となり、離間姿勢においては前端部が降下して傾斜した状態となる。
仮に、上板１９２の上面を水平姿勢のまま直線的に上昇させようとすると、吸水材Ｐが細胞投与容器２０の下面と傾斜した状態にて接触して、誘導水溶液の吸水ムラを発生させる虞がある。本実施形態においては、吸水材セットベース１９１を回動させながら上板１９２を細胞投与容器２０の下面に向けて上昇させるので、吸水材Ｐが細胞投与容器２０の下面と接触した時における吸水材Ｐの傾斜を防止し、誘導水溶液の吸水ムラを効果的に防止する。
【００４５】
《駆動手段》
吸水材セットベースを上下動させる駆動手段は、本例においてはエアシリンダ２０５である。エアシリンダ２０５は、駆動用のエアが導入されるシリンダチューブ２０６と、シリンダチューブ２０６から出没するピストンロッド２０７を備え、ベース板１０１に位置固定されている。エアシリンダ２０５の取付位置及びベース板１０１に対する仰角は、ピストンロッド２０７の出没方向が、回動軸部材２０１を中心として被押圧部材２０２が描く円弧状の軌跡の略接線方向となるように設定される。
ピストンロッド２０７は突出したときに被押圧部材２０２を押圧して、吸水材セットベース１９１を接近姿勢に変位させる。また、ピストンロッド２０７が退避したとき、吸水材セットベース１９１は自重により退避姿勢に変位する。
シリンダチューブ２０６内には、日本薬局方の酸素約２１％、窒素約７９％を混合した合成空気が充填されている。エアシリンダ２０５を駆動する気体として合成空気を用いることにより、エアシリンダ２０５の破損により気体がアイソレーター内に漏出した場合の各部の汚染を防止する。
【００４６】
〈制御装置〉
細胞投与機の各部の動作を制御する制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータ装置から構成される。ＲＯＭには、細胞投与機の各部を制御するための制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭには、ＲＯＭに記憶されたプログラムがブートされ、プログラムの起動時にＲＡＭがこれらプログラムのＣＰＵによるワークエリアとなる。ＣＰＵは、ＲＯＭ内のプログラムをＲＡＭにブートし、ＲＡＭをワークメモリとして使用しつつ、各プログラムを実行する。
【００４７】
〔細胞投与装置の動作〕
細胞投与装置１００による支持体１０への細胞投与作業を実施する場合の準備は以下の通りである。
まず、吸水材セットベース１９１の上板１９２にクッション材１８０を載置する。吸水材Ｐを吸水材保持ベース１７１と押さえフレーム１７６とによって挟み、吸水材Ｐを保持した状態の吸水材保持部材１７０をクッション材１８０の上に載置する。
誘導水溶液中に浸漬されている支持体１０をピンセット等により取り出して、支持体収容凹所２２内に平坦面１２を上面として収容する。支持体収容凹所２２内に収容された支持体１０を、図１３に示すような位置決定治具として機能するプランジャ３２０にて押圧し、平坦面１２が支持体収容凹所２２内で略水平となるように、且つ支持体１０が支持体収容凹所２２の規定の深さ位置に配置されるように調整する。なお、プランジャ３２０は、支持体１０の平坦面１２と略同形状の平坦面３２１を有している。
支持体収容凹所２２内に支持体１０が収容された細胞投与容器２０を容器受台４０に載置・固定する。即ち、容器受台４０の方向決定ピン４４と細胞投与容器２０の面取部２９の位置を合致させた状態にて、位置決定ピン４３を第一の位置決定穴２７内に挿入する。細胞投与容器２０が載置・固定された容器受台４０のハンドル部４８を器具により間接的に、又はグローブにより直接的に把持して、容器受台４０をスロット１１３に挿入する。このとき、容器受台４０の幅方向各端部をガイドレール１１５にて挟むようにして、ガイドレール１１５に沿って容器受台４０を挿入する。スロット１１３の位置決定突起１１６を容器受台４０の位置決定凹所４５に密着させて、スロット１１３内における細胞投与容器２０の位置を確定させる。
【００４８】
細胞懸濁液供給器駆動手段１６０を駆動させる手動セットスイッチを押圧すると、制御手段は供給器駆動手段１６０を駆動して、細胞懸濁液供給器１３０を、図１に示す待機位置から作業者側（Ｙ軸方向）にある手動セット位置に移動させる。手動セット位置は、アイソレーターのグローブを使用して細胞懸濁液供給器１３０を操作可能な位置である。細胞懸濁液供給器駆動手段１６０を手動セット位置に移動させるとき、制御手段はヘッド押圧部材１５６を上昇させるように駆動モータ１５３を制御する。ヘッド押圧部材１５６の下方には、細胞懸濁液が充填されたシリンジ５０を装着可能な隙間が形成される。
手動セット位置にある細胞懸濁液供給器１３０のシリンジホルダ１３５に、細胞懸濁液が充填されたシリンジ５０を装着する。装着の際には、フィンガーフランジ５４の下面を上部ホルダ１３６の上面に密着させて、シリンジホルダ１３５に対するシリンジ５０の上下方向位置を確定させる。装着後は調整ヘッド１５７を回転させて、ヘッド押圧部材１５６をピストンヘッド５７に密着させる。このとき、細胞懸濁液がノズル部５３からやや外部に露出する程度にヘッド押圧部材１５６の位置を調整する。
最後にセットスイッチを押圧すると、制御手段は供給器駆動手段１６０を駆動して、細胞懸濁液供給器１３０を待機位置に移動させる。
【００４９】
細胞投与装置１００による支持体１０への細胞投与動作は以下の通りである。なお、以下の動作は、制御手段が供給器駆動手段１６０及びヘッド押圧機構１５１の駆動モータ１５３を駆動制御することによって実施される。また、細胞懸濁液供給器１３０によって保持されたシリンジ５０部分は図１に示す移動軌跡に沿って移動する。
開始スイッチを押圧すると、細胞懸濁液供給器１３０は待機位置から前進する。このとき、細胞懸濁液供給器１３０は、ノズル部５３が支持体収容凹所２２と対向しない位置、例えばガイドレール１１５上を移動する。細胞懸濁液供給器１３０が支持体収容凹所２２の前端部に対応する位置に到達したとき、細胞懸濁液供給器１３０は、ノズル部５３が支持体収容凹所２２の前端部上に位置するように図中左方に移動する。細胞懸濁液供給器１３０が降下し、ノズル部５３が支持体収容凹所２２内の支持体１０直上に位置する。細胞懸濁液供給器１３０は、所定の速度にて後退する。
このとき、細胞懸濁液供給器１３０の後退速度に応じた量の細胞懸濁液をノズル部５３から吐出するようにヘッド押圧機構１５１はピストンヘッド５７を所定の速度にて押圧する。
ノズル部５３が支持体収容凹所２２の後端部に到達したとき、細胞懸濁液供給器１３０が上昇する。細胞懸濁液供給器１３０が図中左方の隣接するスロット１１３のガイドレール１１５上に移動する。
以上の動作を繰り返しながら、細胞懸濁液供給器１３０は複数の細胞投与容器２０に跨がって移動して、各細胞投与容器２０内の支持体１０に対して細胞懸濁液の投与を行う。また、すべての支持体１０への細胞懸濁液の投与が終了した場合、細胞懸濁液供給器１３０は上昇すると共に、待機位置へと移動する。
【００５０】
吸水材接離手段１９０は、ある支持体１０に対する細胞懸濁液の投与が終了したタイミングで、当該支持体１０を収容する細胞投与容器２０のスリット２３に向けて吸水材Ｐを上昇させる。細胞懸濁液の投与が終了してから０．７秒程度（少なくとも１．０秒以内）で、スリット２３に対して吸水材Ｐを接触させる。また、スリット２３に対して吸水材Ｐを接触させている時間は１．８秒〜３．２秒程度である。なお、吸水材Ｐが吸水する液体量は、スリット２３部分に接触している時間に略比例するので、吸水材Ｐによる液体の吸水量は、スリット２３部分に吸水材Ｐを接触させている時間に基づいて制御する。また、誘導水溶液のみを吸水することは困難であるから、吸水材Ｐがスリット２３に接触している時間は、全ての誘導水溶液と一部の細胞懸濁液をやや吸水する程度に設定することが望ましい。
なお、誘導水溶液の吸水は、細胞懸濁液の投与から重力により誘導水溶液が落下を開始するまでの間に開始する。また、細胞懸濁液の投与から誘導水溶液の吸水までの時間にばらつきがあると、支持体１０に投与される細胞数のばらつきの発生原因ともなるので、吸水材接離手段１９０の駆動は支持体１０毎に実施される。
【００５１】
〔実施例〕
以下、図３に示す細胞投与容器２０（支持体収容凹所のサイズ：幅６ｍｍ×深さ８ｍｍ×長さ５０ｍｍ、スリットサイズ：幅１ｍｍ×長さ４４ｍｍ）と、図１に示す細胞投与装置１００を用いて、図２に示す支持体１０（幅６ｍｍ×高さ３ｍｍ×長さ５０ｍｍ、気孔率８７％）に細胞を投与した結果を示す。
【００５２】
0006535181.tif 000002
【００５３】
支持体に含まれる生細胞数を測定したところ、支持体間でのばらつきはＣＶ値で２．９％と小さく、支持体に対して均一に細胞が投与されたことがわかった。
なお、１本目の支持体は図１中右端に設置された細胞投与容器２０に収容された支持体のことであり、５本目の支持体は図１中左端に設置された細胞投与容器２０に収容された支持体のことである。
【００５４】
〔効果〕
細胞が投与された支持体は、予備用や検査用を含めると、患者一人分に対して複数個（例えば５個）製造する必要がある。しかし、これらの製品間には品質のばらつきが発生しないようにする必要がある。
本実施形態によれば、複雑な細胞投与動作を機械化することによって、人的操作によって支持体を製造する場合に比べて、製品の均質化を図ることができる。また、細胞が播種された支持体の製造を機械化することができるので、短時間で大量の支持体を製造可能となる。
なお、以上の説明においては、誘導水溶液を含浸した支持体を細胞投与容器の支持体収容凹所内に収容したが、誘導水溶液含浸前の支持体を支持体収容凹所内に収容した上で、細胞投与容器を容器受台に載置・固定し、容器受台ごと誘導水溶液中に浸すことによって、支持体に誘導水溶液を含浸させてもよい。
【００５５】
〔カートリッジ〕
誘導水溶液が含浸されていない支持体を収容した状態にてガンマ線等による滅菌処理を行い、滅菌状態を維持したままで支持体を運搬するためのカートリッジについて説明する。
図１２は、カートリッジの斜視図である。図１３は、細胞投与容器、支持体、カートリッジ及びチェンジャーの分解斜視図である。以下の説明においては、カートリッジに収容される支持体の形状を基準として長手方向、短手方向、厚さ方向を規定する。
カートリッジ３００は、支持体１０を収容する支持体収容孔３１１が厚さ方向に貫通形成されたケース３１０と、ケース３１０の一面側（下面側）から支持体収容孔３１１内に嵌合した状態で挿入されるプランジャ３２０と、ケース３１０の他面側（上面側）の支持体収容孔３１１部分を覆うカバー部材３３０と、カバー部材３３０をケース３１０に対して固定する固定ピン３４０とを備える。
【００５６】
〈ケース〉
ケース３１０は平面視概略矩形板状であり、図３に示した細胞投与容器２０と類似した形状を有する。
ケース３１０は、上下方向（厚さ方向）に貫通形成された長円形の支持体収容孔３１１と、支持体収容孔３１１を回避した部位に上下方向に貫通形成された第一の位置決定穴３１２及び第二の位置決定穴３１３とを備える。支持体収容孔３１１はケース３１０の長手方向に沿って伸びるように形成されている。また、ケース３１０は、長手方向一端面に形成された凹部３１４と、長手方向他端部に上下方向（厚さ方向）に貫通形成されて固定ピン３４０が挿入されるピン孔３１５とを備える。
支持体収容孔３１１は支持体１０の平坦面１２の形状に合致する形状を有し、ケース３１０の厚さ方向における大きさは一定である。
【００５７】
第一の位置決定穴３１２と第二の位置決定穴３１３は、夫々細胞投与容器２０に形成された第一の位置決定穴２７と第二の位置決定穴２８と同一の大きさであり、各位置決定穴の位置関係はケース３１０と細胞投与容器２０との間で同一である。従って、ケース３１０を細胞投与容器２０に重ね合わせたときに第一の位置決定穴２７、３１２同士と第二の位置決定穴２８、３１３同士は互いに連通する。また、各位置決定穴によって位置決めした状態にてケース３１０を細胞投与容器２０に重ね合わせたとき、支持体収容孔３１１は細胞投与容器２０の支持体収容凹所２２と連通する。
凹部３１４は、ケース３１０に対するカバー部材３３０の装着位置を決定する。
ピン孔３１５には、カバー部材３３０に形成されたピン孔３３６と連通した状態にて固定ピン３４０が挿入される。
【００５８】
〈プランジャ〉
プランジャ３２０は、支持体１０の平坦面１２と同一の形状の平坦面３２１を上下面とする概略長円柱状である。プランジャ３２０の厚さ方向（上下方向）の中間部両側面には長手方向に沿ってガイド溝３２２が形成されている。プランジャ３２０は、ガイド溝３２２を中心として厚さ方向に対称の形状である。平坦面３２１からガイド溝３２２までは、ケース３１０、プランジャ３２０、カバー部材３３０、及び固定ピン３４０をカートリッジ３００として組み立てたときに、支持体収容孔３１１内に嵌合した状態にて挿入される挿入部３２３である。
プランジャ３２０の総厚は、ケース３１０よりも厚いが、挿入部３２３はケース３１０よりも薄い。挿入部３２３のみを支持体収容孔３１１内に挿入した状態では、支持体収容孔３１１内に位置する平坦面３２１と支持体収容孔３１１の内側面とによって支持体１０を収容する空間が形成される。プランジャ３２０は、支持体１０の平坦面１２を下方から支持する。
【００５９】
〈カバー部材〉
カバー部材３３０は、プランジャ３２０が挿入された支持体収容孔３１１を閉止すると共に、プランジャ３２０の上下動を禁止する部材である。
カバー部材３３０は、ケース３１０の上面（他面）に添設されて支持体収容孔３１１を閉止する蓋体３３１と、ケース３１０の下面（一面）に添設されると共にケース３１０の下面から露出したプランジャ３２０のガイド溝３２２部分を挟むガイドスリット３３３を備えた固定片３３２と、蓋体３３１と固定片３３２とを長手方向一端部において接続すると共にケース３１０の凹部３１４に嵌合する接続片３３４と、固定片３３２の一端部から接続片３３４を越えて延在する操作片３３５とを備える。
【００６０】
ガイドスリット３３３の幅は、ガイド溝３２２の幅と略同等である。また、固定片３３２の厚さはガイド溝３２２の厚さ方向長と略同等である。カバー部材３３０は、固定片３３２がプランジャ３２０のガイド溝３２２によって長手方向に沿って案内されることにより、ケース３１０の長手方向に沿ってスライドする。
蓋体３３１と固定片３３２は、第一の位置決定穴３１２と第二の位置決定穴３１３とを回避したケース３１０の上面に添設される。即ち、蓋体３３１と固定片３３２の幅（短手方向長）は、ケース３１０の短手方向長よりも短く、且つ第一の位置決定穴３１２と第二の位置決定穴３１３の双方に干渉しない大きさに形成される。
蓋体３３１は、接続片３３４が凹部３１４に嵌合したときにケース３１０のピン孔３１５と連通するピン孔３３６を長手方向他端部に備える。両ピン孔３１５、３３６内に固定ピン３４０を挿入することによって、カバー部材３３０はケース３１０からの取り外しが禁止される。
【００６１】
〈固定ピン〉
固定ピン３４０は、基端部に摘部３４１を備え、先端部にケース３１０とカバー部材３３０の各ピン孔３１５、３３６内に挿入される弾性部３４２を備え、ステンレス等の金属線材から形成される。弾性部３４２は挿入方向の中間部が膨出しており、弾性的に接近又は離間変形する。
固定ピン３４０を各ピン孔３１５、３３６内に挿入すると、弾性部３４２はピン孔３１５、３３６の内面を押圧して、固定ピン３４０のピン孔３１５、３３６からの脱落を防止する。
【００６２】
〔チェンジャー〕
カートリッジ３００に収容された支持体１０を細胞投与容器２０に移し替えるチェンジャー３５０は、カートリッジ３００のプランジャ３２０を押圧するプランジャ押圧突起３５６を備えたチェンジャー本体３５１と、カートリッジ３００が設置されると共にチェンジャー本体３５１に装着される昇降部材３６１とを有する。
チェンジャー３５０は、アイソレーターのグローブを装着した手で細胞投与容器２０に触れることなく、支持体１０を細胞投与容器２０に移し替えることを可能とする。
【００６３】
〈チェンジャー本体〉
チェンジャー本体３５１は、概略矩形状のベースプレート３５２と、ベースプレート３５２の下面から突出した脚部材３５３と、ベースプレート３５２の４つの角部から上方に突出した昇降軸３５４と、昇降軸３５４が挿通されたコイルバネ３５５と、ベースプレート３５２の面内適所から突出してプランジャ３２０を押圧するプランジャ押圧突起３５６とを備える。
コイルバネ３５５は昇降軸３５４の下部に配置され、ベースプレート３５２からの離脱が禁止されている。昇降軸３５４の上端部はコイルバネ３５５の上端縁よりも上方に露出している。
ベースプレート３５２の下方には脚部材３５３によって空間が形成されるので、グローブを装着した手によるチェンジャー本体３５１の移動等が容易となる。
【００６４】
〈昇降部材〉
昇降部材３６１は、概略矩形平板状のトレー３６２と、トレー３６２の４つの角部に貫通形成されて昇降軸３５４が挿通される軸穴３６３と、トレー３６２の面内適所に貫通形成されてプランジャ押圧突起３５６を出没させる出没穴３６４と、出没穴３６４の周囲から上方に突出した第一のガイド突起３６５及び第二のガイド突起３６６とを備える。
軸穴３６３は、昇降軸３５４が通過可能、且つコイルバネ３５５が通過不能な内径を有する。軸穴３６３内に昇降軸３５４を挿入したとき、トレー３６２はコイルバネ３５５の弾性力によってベースプレート３５２から浮き上がった状態に支持され、プランジャ押圧突起３５６は出没穴３６４よりも下方に位置する。トレー３６２に外力を加えてベースプレート３５２に接近させると、プランジャ押圧突起３５６は出没穴３６４を介してトレー３６２の上方に突出する。
【００６５】
第一のガイド突起３６５は、カートリッジ３００のケース３１０と細胞投与容器２０の夫々の第一の位置決定穴２７、３１２とを連通させた状態にて、両穴内に挿通される。また、第二のガイド突起３６６は、カートリッジ３００のケース３１０と細胞投与容器２０の夫々の第二の位置決定穴２８、３１３とを連通させた状態にて、両穴内に挿通される。第一のガイド突起３６５と第二のガイド突起３６６のトレー３６２側には、夫々第一の位置決定穴２７、３１２と第二の位置決定穴２８、３１３よりも大径の大径部３６５ａ、３６６ａが形成されている。大径部３６５ａ、３６６ａは、プランジャ押圧突起３５６によるプランジャ３２０の押圧量を所定量に制限する。
【００６６】
〈操作用具〉
図１４は、細胞投与容器を操作する操作用具の一例を示す斜視図である。
操作用具３７０は平面視概略Ｕ字状の金属線材からなるピンセット状の治具である。
略平行に伸びる操作棒部３７１の先端部は同方向にクランク状に屈曲形成されており、操作棒部３７１の最先部には、細胞投与容器２０の操作棒挿入穴３０内に挿入される挿入棒部３７２ａ、３７２ｂを備えている。
操作用具３７０は弾性変形可能であり、操作棒部３７１を接近変形させる外力を加えた後にその外力を除去すると、２つの操作棒部３７１は弾性により元の姿勢に復帰する。
外力を加えない状態における挿入棒部３７２の間隔は操作棒挿入穴３０の間隔よりも広いため、２つの操作棒挿入穴３０内に夫々の挿入棒部３７２を挿入した状態では、各挿入棒部３７２は弾性力により各操作棒挿入穴３０を互いに離間する方へと押圧するので、操作棒挿入穴３０からの操作用具３７０の抜けを効果的に防止する。
また、２つの挿入棒部３７２ａ、３７２ｂの軸方向長は異なっている。長尺の挿入棒部３７２ａを先に一方の操作棒挿入穴３０内に挿入し、短尺の挿入棒部３７２ｂを後から他方の操作棒挿入穴３０内に挿入することができるようにして、操作性を向上させている。
【００６７】
〈支持体の移し替え方法〉
支持体１０をカートリッジ３００から細胞投与容器２０に移し替える方法について図１３、図１５に基づいて説明する。図１５（ａ）、（ｂ）は、チェンジャーの動作を示す正面図である。
まず、チェンジャー本体３５１にトレー３６２を載置する。トレー３６２は、コイルバネ３５５によってチェンジャー本体３５１のベースプレート３５２から浮き上がった状態にて支持される。
固定ピン３４０が装着された状態のカートリッジ３００をトレー３６２にセットする。第一のガイド突起３６５を第一の位置決定穴３１２内に挿入し、第二のガイド突起３６６を第二の位置決定穴３１３内に挿入する。第一及び第二のガイド突起３６５、３６６と第一及び第二の位置決定穴３１２、３１３により、カートリッジ３００はプランジャ３２０が下方に突出した状態にて、トレー３６２に設置される。この状態にて、固定ピン３４０を取り外すことでカバー部材３３０とケース３１０との連結が解除される。
カバー部材３３０の操作片３３５を操作して、カバー部材３３０をケース３１０の長手方向に沿って引き抜く。これにより、支持体収容孔３１１内に収容された支持体１０が露出する。
【００６８】
細胞投与容器２０を、スリット２３側が上を向くようにケース３１０上に重ねて装着する。このとき、細胞投与容器２０の長手方向各端部から操作棒挿入穴３０内に２つの操作用具３７０の各挿入棒部３７２を挿入して、細胞投与容器２０には直接接触しないようにして、滅菌状態を維持する。第一のガイド突起３６５を第一の位置決定穴２７内に挿入し、第二のガイド突起３６６を第二の位置決定穴２８内に挿入する。以上の操作により、図１５（ａ）に示すように、ケース３１０の支持体収容孔３１１と細胞投与容器２０の支持体収容凹所２２とが対向する。
この状態で、操作用具３７０により細胞投与容器２０を下方に押圧すると、図１５（ｂ）に示すようにトレー３６２がコイルバネ３５５の弾性付勢力に抗して下降し、プランジャ押圧突起３５６が出没穴３６４からトレー３６２の上方に突出して、プランジャ３２０を押圧する。プランジャ３２０がプランジャ押圧突起３５６によって押圧されることにより、ケース３１０内の支持体１０が押し上げられて支持体収容凹所２２内に移動する。
【００６９】
〈外し台〉
カートリッジとトレーから細胞投与容器のみを取り外す為の治具及び方法について説明する。図１６（ａ）は細胞投与容器を取り外す外し台を示す三面図であり、（ｂ）は操作治具を示す三面図である。
外し台３８０は、上面視概略矩形状の台座部３８１と、台座部３８１の長手方向一端部に台座部３８１から上方に立ち上がった壁部３９１とを備える。
台座部３８１には長手方向に沿って伸びるレール状の第一の溝部３８２と、第一の溝部３８２内に長手方向に沿って形成された第二の溝部３８３とが形成されている。第一の溝部３８２には、細胞投与容器２０が嵌合し、第二の溝部３８３には細胞投与容器２０の突出部２５が嵌合する。
【００７０】
台座部３８１の第一の溝部３８２内には、第一及び第二の挿入穴３８４、３８５が厚さ方向に貫通形成されている。第一及び第二の挿入穴３８４、３８５には、細胞投与容器２０を装着した昇降部材３６１の第一のガイド突起３６５及び第二のガイド突起３６６が夫々挿入される。
壁部３９１には、外し台３８０の長手方向に沿って伸びる操作棒挿入穴３９２が形成されている。操作棒挿入穴３９２は、細胞投与容器２０が第一の溝部３８２に嵌合したときに、細胞投与容器２０の操作棒挿入穴３０と一直線上となる位置に形成されている。
【００７１】
《操作治具》
操作治具４００は、第一の溝部３８２内に嵌合すると共に操作者が把持する把持部４０１と、把持部４０１から直線的に突出する２本の操作棒４０２ａ、４０２ｂとを備えている。一方の操作棒４０２ａは長尺であり、他方の操作棒４０２ｂは操作棒４０２ａよりも短尺である。図１４に示した操作用具３７０の挿入棒部３７２ａ、３７２ｂと同様に、操作棒４０２ａ、４０２ｂの長さを異ならせることによって操作治具４００の操作性を向上させている。
【００７２】
《取り外し方法》
図１５（ｂ）に示す状態となった後、ケース３１０と細胞投与容器２０を装着したままの昇降部材３６１をチェンジャー本体３５１から取り外す。ケース３１０と細胞投与容器２０は、昇降部材３６１の第一及び第二のガイド突起３６５、３６６との摩擦力により、上下を逆にしても落下しないようになっている。
第一及び第二のガイド突起３６５、３６６を夫々外し台３８０の第一及び第二の挿入穴３８４、３８５内に夫々挿入する。このとき、第一の溝部３８２に細胞投与容器２０が嵌合し、第二の溝部３８３には細胞投与容器２０の突出部２５が嵌合する。
操作治具４００の操作棒４０２ａ、４０２ｂを、操作棒挿入穴３０内に挿入し、操作棒挿入穴３０から露出した操作棒４０２ａ、４０２ｂの先端部を操作棒挿入穴３９２内に挿入して、細胞投与容器２０を串刺し状とする。
この状態にて昇降部材３６１を持ち上げれば、ケース３１０は第一及び第二のガイド突起３６５、３６６との摩擦力により昇降部材３６１に保持されたまま上昇し、細胞投与容器２０のみが台座部３８１上に残る。
【００７３】
以上のように、取り外し台を用いることで、アイソレーターのグローブを装着した手で細胞投与容器２０に触れることなく、細胞投与容器２０をケース３１０から取り外すことができる。
その後は、操作治具４００を利用して、昇降部材３６１から取り外した細胞投与容器２０を図４に示す容器受台４０に設置し、必要な作業を実施する。
【００７４】
〔本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ〕
〈第一の実施態様〉
本態様に係る細胞投与装置１００は、上面２１に形成された支持体収容凹所２２と、支持体収容凹所の底壁を貫通するスリット２３と、を有し、支持体収容凹所内に多孔質細胞支持体１０を収容する細胞投与容器２０と、支持体収容凹所内に収容された多孔質細胞支持体に細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給器１３０と、多孔質細胞支持体に含浸された誘導水溶液を、スリットを介して吸水する吸水材Ｐをスリットに対して下方から接離させる吸水材接離手段１９０と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、細胞が播種された支持体の製造を機械化することができるので、短時間で大量の支持体を製造可能となる。
【００７５】
〈第二の実施態様〉
本態様において支持体収容凹所２２の容積は、少なくとも多孔質細胞支持体１０の体積と多孔質細胞支持体が含浸しうる液体の容積との和と略同等かこれよりも大きいことを特徴とする。
本態様によれば、支持体収容凹所内に誘導水溶液を含浸させた多孔質細胞支持体を収容し、収容された多孔質細胞支持体の上を支持体に吸収させる全量の細胞懸濁液で満たすことができる。
【００７６】
〈第三の実施態様〉
本態様において多孔質細胞支持体１０は、平均孔径が２００〜３００μｍの連通小孔構造を有し、外方にドーム状に膨出した湾曲面１１と、端縁が湾曲面の端縁と接続された略平らな平坦面１２と、を備えたブロック状であり、支持体収容凹所２２の内面は、平坦面を上面として多孔質支持体を収容したときに湾曲面の少なくとも一部と面接触する湾曲形状であることを特徴とする。
本態様によれば、吸水材が誘導水溶液を吸引する力を利用して、細胞懸濁液を支持体内にスムーズに浸透させることができる。
【００７７】
〈第四の実施態様〉
本態様において、支持体収容凹所２２は下向きに凸となる湾曲した内面２４を有し、スリット２３は湾曲面の頂部に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
本態様によれば、スリットを支持体収容凹所の最下部に形成することによって、引力を利用して誘導水溶液をスムーズに吸水できる。
【００７８】
〈第五の実施態様〉
本態様に係る細胞投与装置１００は、複数の細胞投与容器２０と、各細胞投与容器に対応して設けられた複数の吸水材接離手段１９０と、細胞懸濁液供給器１３０を複数の細胞投与容器に跨がって駆動する細胞懸濁液供給器駆動手段１６０と、を備えていることを特徴とする。
本態様によれば、複雑な細胞投与動作を機械化することによって、人的操作によって支持体を製造する場合に比べて、製品の均質化を図ることができる。また、細胞が播種された支持体の製造を機械化することができるので、短時間で大量の支持体を製造可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
Ｐ…吸水材、１０…支持体、２０…細胞投与容器、２２…支持体収容凹所、２３…スリット、４０…容器受台、４１…台本体、４２…貫通孔、４８…ハンドル部、５０…シリンジ、６０…細胞混合機、８０…スタビライザ、１００…細胞投与装置、１１０…細胞投与容器設置部、１３０…細胞懸濁液供給器、１６０…細胞懸濁液供給器駆動手段、１６１…ステージ、１７０…吸水材保持部材、１８０…クッション材、１９０…吸水材接離手段、２０１…回動軸部材、２０２…被押圧部材、２０５…エアシリンダ、３００…カートリッジ、３２０…プランジャ、３３０…カバー部材、３４０…固定ピン、３５０…チェンジャー、３５１…チェンジャー本体、３６１…昇降部材、３７０…操作用具、３８０…外し台、４００…操作治具
【図１】
0006535181.tif 000003
【図２】
0006535181.tif 000004
【図３】
0006535181.tif 000005
【図４】
0006535181.tif 000006
【図５】
0006535181.tif 000007
【図６】
0006535181.tif 000008
【図７】
0006535181.tif 000009
【図８】
0006535181.tif 000010
【図９】
0006535181.tif 000011
【図１０】
0006535181.tif 000012
【図１１】
0006535181.tif 000013
【図１２】
0006535181.tif 000014
【図１３】
0006535181.tif 000015
【図１４】
0006535181.tif 000016
【図１５】
0006535181.tif 000017
【図１６】
0006535181.tif 000018