(57)【要約】本発明の細胞培養装置（１００）は、内部に細胞（Ａ）および培地（Ｂ）を収容可能な袋状の膜素材からなり、袋状の膜素材の少なくとも一部は、培地（Ｂ）に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、細胞（Ａ）が通過不可能な多孔質膜から形成されている細胞培養バッグ（１）と、該細胞培養バッグ（１）を溶液（Ｂ）に浸る状態で保持する培養タンク（２）とを備える。
2016027800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に細胞および培地を収容可能な袋状の膜素材からなり、
該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている細胞培養バッグ。
【請求項２】
請求項１に記載された細胞培養バッグと、
該細胞培養バッグを溶液に浸る状態で保持する培養タンクとを備えた細胞培養装置。
【請求項３】
前記培養タンクに前記溶液を供給する溶液供給手段と、
前記培養タンクから前記溶液を排出する溶液排出手段とをさらに備えた請求項２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記溶液供給手段および前記溶液排出手段を遠隔的に操作する制御部を備えた請求項３に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記細胞培養バッグ内の細胞の状態を遠隔的に監視する監視手段を備えた請求項２から請求項４のいずれかに記載の細胞培養装置。
【請求項６】
請求項１に記載された細胞培養バッグと、
該細胞培養バッグを内部に収納し、ガス透過性を有する素材からなる収納バッグとを備えた細胞培養容器。
【請求項７】
内部に細胞および培地を保持し、前記細胞を培養するための培養槽と、
内部に透析液を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている透析バッグとを備え、
該透析バッグが、前記培養槽の内部で前記培地に浸るように配置される細胞培養装置。
【請求項８】
前記培養槽が、培養タンクまたは細胞培養バッグである請求項７に記載の細胞培養装置。
【請求項９】
前記透析バッグに前記透析液を供給する透析液供給手段と、
前記透析バッグから前記透析液を排出する透析液排出手段とをさらに備えた請求項７または請求項８に記載の細胞培養装置。
【請求項１０】
複数の前記透析バッグと、
該複数の透析バッグの各々に対して設けられた複数の前記透析液供給手段および前記透析液排出手段とを備え、
前記複数の透析バッグのうち少なくとも１つの透析バッグが、他の透析バッグと組成の異なる透析液を収容している請求項９に記載の細胞培養装置。
【請求項１１】
前記透析液供給手段および前記透析液排出手段を遠隔的に操作する制御部を備えた請求項９または請求項１０に記載の細胞培養装置。
【請求項１２】
前記培養槽内の細胞の状態を遠隔的に監視する監視手段を備えた請求項７から請求項１１のいずれかに記載の細胞培養装置。
【請求項１３】
前記多孔質膜が、透析膜または半透膜である請求項７から請求項１２のいずれかに記載の細胞培養装置。
【請求項１４】
内部に透析液を保持する袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、細胞は通過できない特性を有する多孔質膜から形成されているバッグを内部に保持する細胞培養容器。
【請求項１５】
前記多孔質膜が、透析膜または半透膜である請求項１４に記載の細胞培養容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養バッグ、細胞培養装置および細胞培養容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、幹細胞研究や再生医療の進展に伴い、臨床用途の細胞を大量に調製することが要求されている。細胞を大量に培養する際、フラスコやシャーレで培養することに代えて、ガス透過性の素材からなる袋状の培養バッグや、バイオリアクタ等の培養槽を用いることが多くなってきている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２５８４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８８７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
細胞は培養中に酸素や栄養分等の生育に必要な成分を取り込み、二酸化炭素や老廃物を排出する。したがって、細胞を長期間にわたって培養すると培地は劣化してしまうので、培地を定期的に交換する必要がある。培地の交換には、作業者の手間とコストがかかるとともに、細胞培養系が細菌などにより汚染されるリスクを生じる。臨床用途の細胞の調製には厳しい基準に適った培養が必要であり、汚染等のリスクを下げるために閉鎖系での培養が有効である。しかし、閉鎖系での培養中に培地を交換するのは非常に困難である。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、閉鎖系での培養においても、簡易に培地の劣化を防ぐことができる細胞培養バッグ、細胞培養装置および細胞培養容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第１の態様は、内部に細胞および培地を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている細胞培養バッグと、該細胞培養バッグを溶液に浸る状態で保持する培養タンクとを備えた細胞培養装置である。【０００７】
本発明の第１の態様によれば、細胞培養バッグを用いて細胞培養をする場合に、培養期間中に作業者が培地交換の作業をしなくとも、培地の劣化速度を遅らせることが可能である。つまり、本態様の細胞培養装置は、培養中に生じた細胞からの老廃物等を細胞培養バッグから放出させることができるとともに、細胞の成育に必要な物質を細胞培養バッグに供給することができる。これにより、培地の劣化を阻害することが可能となる。【０００８】
上記第１の態様においては、前記培養タンクに前記溶液を供給する溶液供給手段と、前記培養タンクから前記溶液を排出する溶液排出手段とをさらに備えていてもよい。
このことにより、培養タンク内の溶液を新鮮な状態にすることができ、細胞培養バッグ内の培地と培養タンク内の溶液との間での物質交換効率を向上することが可能となる。【０００９】
上記第１の態様においては、前記溶液供給手段および前記溶液排出手段を遠隔的に操作する制御部を備えていてもよい。
このことにより、任意のタイミングで遠隔的に培養タンク内の溶液を交換することができ、細胞培養バッグ内の培地の劣化を遅くすることが可能となる。【００１０】
上記第１の態様においては、前記細胞培養バッグ内の細胞の状態を遠隔的に監視する監視手段を備えていてもよい。
このことにより、遠隔的に細胞の状況をモニタリングして、細胞の状態に応じて任意のタイミングで培養タンク内の溶液を交換することができ、細胞培養バッグ内の培地の劣化を遅くすることが可能となる。【００１１】
本発明の第２の態様は、内部に細胞および培地を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部が、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている細胞培養バッグである。【００１２】
本発明の第３の態様は、上記記載の細胞培養バッグと、該細胞培養バッグを内部に収納し、ガス透過性を有する素材からなる収納バッグとを備えた細胞培養容器である。【００１３】
本発明の第４の態様は、内部に細胞および培地を保持し、前記細胞を培養するための培養槽と、内部に透析液を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている透析バッグとを備え、該透析バッグが、前記培養槽の内部で前記培地に浸るように配置される細胞培養装置である。【００１４】
本発明の第４の態様によれば、閉鎖的な空間で細胞を培養する場合に、培養期間中に作業者が培地交換の作業をしなくとも、培地の劣化速度を遅らせることが可能である。つまり、本態様の細胞培養装置は、培養中に生じた細胞からの老廃物等を透析バッグ内の透析液に回収することができ、培地の劣化を阻害することが可能となる。【００１５】
上記第４の態様においては、前記培養槽が、培養タンクまたは細胞培養バッグであっても良い。【００１６】
上記第４の態様においては、前記透析バッグに前記透析液を供給する透析液供給手段と、前記透析バッグから前記透析液を排出する透析液排出手段とをさらに備えていてもよい。
このことにより、透析バッグ内の溶液を新鮮な状態にすることができ、培養槽内の培地と透析バッグ内の溶液との間での物質交換効率を上げることが可能となる。【００１７】
上記第４の態様においては、複数の前記透析バッグと、該複数の透析バッグの各々に対して設けられた複数の前記透析液供給手段および前記透析液排出手段とを備え、前記複数の透析バッグのうち少なくとも１つの透析バッグが、他の透析バッグと組成の異なる透析液を収容していてもよい。【００１８】
上記第４の態様においては、前記透析液供給手段および前記透析液排出手段を遠隔的に操作する制御部を備えていてもよい。
このことにより、任意のタイミングで遠隔的に透析バッグ内の溶液を交換することができる。【００１９】
上記第４の態様においては、前記培養槽内の細胞や培地の状態を遠隔的に監視する監視手段を備えていてもよい。
このことにより、遠隔的に細胞や培地の状況をモニタリングして、細胞や培地の状態に応じて任意のタイミングで透析バッグ内の溶液を交換することができ、培養槽内の培地の劣化を遅くすることが可能となる。【００２０】
本発明の第５の態様は、内部に透析液を保持する袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、細胞が通過できない特性を有する多孔質膜から形成されているバッグを内部に保持する細胞培養容器である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、培養槽や細胞培養バッグを用いた閉鎖系での細胞培養において、培地の劣化を簡易に防ぐことができる。これにより、培地交換の作業が不要となるので、細菌等による細胞培養系へのコンタミネーションのリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態に係る細胞培養装置の概略構成を示す説明図であり、細胞培養装置の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの細胞培養装置の培養タンクを上から見た平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る細胞培養装置の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る細胞培養容器の概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る細胞培養装置の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る細胞培養装置の他の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る細胞培養装置の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る細胞培養装置の他の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【図１２Ａ】図１１の細胞培養装置における第１溶液交換手段の概略構成を示す説明図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの第１溶液交換手段の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａの第１溶液交換手段の他の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る細胞培養装置の変形例の概略構成を示す説明図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る細胞培養装置の他の変形例の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態に係る細胞培養バッグ、細胞培養装置および細胞培養容器について、図面を参照して以下に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る細胞培養装置１００について図１を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置１００は、細胞培養バッグを用いて細胞を培養する際に用いる装置あり、図１に示される構成の装置である。
細胞培養装置１００は、内部で細胞Ａを培養する細胞培養バッグ１と、細胞培養バッグ１を収納する培養タンク２とを備え、細胞Ａの培養に適した環境を維持するインキュベータ（図示せず）内に設置されている。
【００２４】
本装置１００で用いる細胞培養バッグ１は、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞は通過できないが、酸素や栄養物質など細胞Ａの生育に必要な成分、および細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、細胞培養バッグ１は、内部に細胞Ａおよび培地Ｂを収容可能な膜素材からなる袋状であり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する（すなわち、細胞Ａの直径よりも小さく、培地Ｂに含まれる所定の物質の直径よりも大きい孔径を有する）多孔質膜から形成されている。
【００２５】
培養タンク２は、細胞培養バッグ１を収納できる構造となっており、細胞培養バッグ１が浸るように内部に培地（細胞培養液）Ｂが供給され、細胞培養バッグ１内の細胞を閉鎖的に培養することができるようになっている。
【００２６】
さらに、細胞培養装置１００は、培養タンク２に接続された溶液供給手段３と溶液排出手段４とを備えている。溶液供給手段３は、閉鎖的に培養タンク２に培地Ｂを供給することができ、溶液排出手段４は、閉鎖的に培養タンク２から培地Ｂを排出することができる。
【００２７】
培養タンク２は、供給口２ａと排出口２ｂとを有している。溶液供給手段３は、例えば、供給口２ａに一端が接続されたチューブ等の管状部材３ａを備え、溶液排出手段４は、例えば、排出口２ｂに一端が接続されたチューブ等の管状部材４ａを備えている。管状部材３ａの他端は、新鮮な培地を貯留する培地容器（図示略）に接続されており、管状部材３ａの途中位置に配置された送液ポンプ（図示略）によって培地容器から培養タンク２へ管状部材３ａを介して培地Ｂが供給されるようになっている。管状部材４ａの他端は、廃液容器（図示略）に接続されており、管状部材４ａの途中位置に配置された送液ポンプ（図示略）によって培養タンク２から廃液容器へ管状部材４ａを介して培地Ｂが排出されるようになっている。陰圧供給手段（図示略）により排出口２ｂに陰圧を加え、培養タンク２から廃液容器へ管状部材４ａを介して培地Ｂを排出してもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係る細胞培養装置１００を用いて培地Ｂを交換する手順の一例を説明する。
本装置１００のユーザは、まず、培養対象の細胞Ａと培地Ｂで満たされた細胞培養バッグ１を用意し、該細胞培養バッグ１を培養タンク２内に収納する。次に、培養タンク２内に細胞培養バッグ１が浸るように培地Ｂを供給し、細胞培養装置１００をインキュベータ内に設置する。このことにより、細胞培養バッグ１内の細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物は、細胞培養バッグ１を構成する膜素材を通過して培養タンク２内の培地Ｂに放出されると共に、細胞培養バッグ１内の細胞Ａが消費した酸素や栄養物質は、培養タンク２内の培地Ｂから細胞培養バッグ１を構成する膜素材を通過して細胞培養バッグ１内に補給されることになる。
【００２９】
溶液供給手段３により培養タンク２内に新鮮な培地Ｂが適宜供給され、溶液排出手段４により培養タンク２内から培地Ｂが適宜排出されることにより、培養タンク２内の培地Ｂは交換可能となっている。このことにより、培養タンク２内の培地Ｂを新鮮な状態に保つことができ、細胞培養バッグ１からの二酸化炭素や老廃物の排出と、細胞培養バッグ１への酸素や栄養物質の供給とを促進することができる。
【００３０】
なお、溶液供給手段３によって培養タンク２に培地Ｂが供給される供給口２ａを、培養タンク２内の培地Ｂの液面よりも上方に設置して、培地Ｂを滴下しながら供給するようにすることがより好ましい。このようにすることで、培地Ｂが溶液供給手段３に逆流することとを防ぐことができ、溶液供給手段３から供給される培地Ｂが汚染されることを防ぐことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る細胞培養装置２００について図２Ａから図３を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置２００は、細胞培養バッグを用いて細胞を培養する際に用いる装置であり、図２Ａおよび図２Ｂに示される構成の装置である。
細胞培養装置２００は、内部で細胞Ａを培養する細胞培養バッグ２１と、複数の細胞培養バッグ２１を収納する培養タンク２２とを備えている。
【００３２】
本装置２００で用いる細胞培養バッグ２１は、第１の実施形態の細胞培養バッグ１と同様に、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは通過できないが、酸素や栄養物質など細胞Ａの生育に必要な成分、および細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、細胞培養バッグ１は、内部に細胞Ａおよび培地Ｂを収容可能な膜素材からなる袋状であり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００３３】
培養タンク２２は、複数の細胞培養バッグ２１を収納できる構造となっており、細胞培養バッグ２１が浸るように内部に培地（細胞培養液）Ｂが供給される。培養タンク２２は、内部の環境を細胞培養に適した状態に維持することができ、細胞培養バッグ１内の細胞Ａを閉鎖的に培養することができるようになっている。さらに、培養タンク２２は、溶液供給手段２３と溶液排出手段２４とを備えている。溶液供給手段２３および溶液排出手段２４は、例えば、第１の実施形態の溶液供給手段３および溶液排出手段４と同様に、培養タンク２２の供給口２２ａまたは排出口２２ｂに一端が接続されたチューブ等の管状部材２３ａ，２４ａをそれぞれ備えている。溶液供給手段２３は、閉鎖的に培養タンク２２に培地Ｂを供給することができ、溶液排出手段２４は、閉鎖的に培養タンク２２から培地Ｂを排出することができる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る細胞培養装置２００を用いて培地Ｂを交換する手順の一例を説明する。
本装置２００のユーザは、まず、培養対象の細胞Ａと培地Ｂで満たされた細胞培養バッグ２１を用意し、細胞培養バッグ２１をバッグホルダ１６に設置する。当該バッグホルダ１６は、培養タンク２２内の所定の位置に固定可能な構造となっており、バッグホルダ１６に設置した細胞培養バッグ２１を培養タンク２２内に固定する。次に、細胞培養バッグ２１が浸るように培養タンク２２内に培地Ｂを供給し、培養タンク２２の蓋等をすることで内部環境を閉鎖系にする。
【００３５】
このことにより、細胞培養バッグ２１内の細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物等は、細胞培養バッグ２１を構成する膜素材を通過して培養タンク２２内の培地Ｂに放出されると共に、細胞培養バッグ２１内の細胞Ａが消費した酸素や栄養物質等は、培養タンク２２内の培地Ｂから細胞培養バッグ２１を構成する膜素材を通過して細胞培養バッグ２１内に補給されることになる。
【００３６】
溶液供給手段２３により培養タンク２２内に新鮮な培地Ｂが適宜供給され、溶液排出手段２４により培養タンク２２内から培地Ｂが適宜排出されることにより、培養タンク２２内の培地Ｂは交換可能となっている。このことにより、培養タンク２２内の培地Ｂを適宜新鮮な状態に保つことができ、細胞培養バッグ２１からの二酸化炭素や老廃物等の排出と、細胞培養バッグ２１への酸素や栄養物質等の供給とを促進することができる。
【００３７】
なお、溶液供給手段２３によって培養タンク２２に培地Ｂが供給される供給口２２ａを、培養タンク２２内の培地Ｂの液面よりも上方に設置して、培地Ｂを滴下しながら供給するようにすることが好ましい。このようにすることで、培地Ｂが溶液供給手段２３に逆流することとを防ぐことができ、溶液供給手段２３から供給される培地Ｂが汚染されることを防ぐことができる。
【００３８】
本実施形態では、細胞培養バッグ２１を培養タンク２２内に固定する態様を示したが、例えば図３に示す細胞培養装置２０１のように、細胞培養バッグ２１が培養タンク２２内に固定されていない態様であってもよい。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る細胞培養容器３００について図４を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養容器３００は、細胞培養バッグを用いて細胞Ａを培養する際に用いる細胞培養容器であり、図４に示される構成の細胞培養容器である。
細胞培養容器３００は、内部で細胞Ａを培養する細胞培養バッグ３１と、細胞培養バッグ３１を収納する収納バッグ３２とを備えている。
【００４０】
本容器３００で用いる細胞培養バッグ３１は、第１の実施形態の細胞培養バッグ１と同様に、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは通過できないが、酸素や栄養物質など細胞Ａの生育に必要な成分、および細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、細胞培養バッグ３１は、内部に細胞Ａおよび培地Ｂを収容可能な膜素材からなる袋状であり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００４１】
細胞培養バッグ３１は開口部３１ａを備えており、培地Ｂや細胞Ａは開口部３１ａを通して出し入れ可能になっている。培地Ｂや細胞Ａを出し入れしないときは、蓋等により開口部３１ａを閉鎖することができる。
【００４２】
収納バッグ３２は、細胞培養バッグ３１を内部に収納できる袋状の構造となっており、細胞培養バッグ３１が浸るように内部に培地Ｂを保持できるようになっている。
収納バッグ３２は開口部３２ａを備えており、培地Ｂを開口部３２ａを通して出し入れ可能になっている。培地Ｂを出し入れしないときは、蓋等により開口部３２ａを閉鎖することができる。
なお、細胞培養バッグ３１の開口部３１ａは、収納バッグ３２の密閉性を損なわないように収納バッグ３２を貫通している。
【００４３】
収納バッグ３２は、ガス透過性が高い素材からなることが好ましい。収納バッグ３２の素材としては、例えば、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、アイオノマー樹脂、ポリエチレン系樹脂等が挙げられる。
【００４４】
次に、本実施形態に係る細胞培養容器３００を用いて培地Ｂを交換する手順の一例を説明する。
本容器３００のユーザは、細胞培養バッグ３１の内部に培養対象の細胞Ａと培地Ｂを開口部３１ａから供給し、収納バッグ３２の内部に培地Ｂを開口部３２ａから供給する。この状態で本容器３００を細胞Ａの培養に適した環境を維持するインキュベータ内に設置する。このことにより、細胞培養バッグ３１内の細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物は細胞培養バッグ３１を構成する膜素材を通過して収納バッグ３２内の培地Ｂに放出されると共に、細胞培養バッグ３１内の細胞Ａが消費した酸素や栄養物質は、収納バッグ３２内の培地Ｂから細胞培養バッグ３１を構成する膜素材を通過して細胞培養バッグ３１内に補給されることになる。
【００４５】
収納バッグ３２内の培地Ｂは、開口部３２ａを介して適宜交換することにより新鮮な状態に保つことができ、細胞培養バッグ３１からの二酸化炭素や老廃物の排出と、細胞培養バッグ３１への酸素や栄養物質の供給とを促進することができる。
【００４６】
上記第１から第３の実施形態においては、培養タンク２，２２または収納バッグ３２内に培地Ｂを満たす態様を示したが、培養タンク２，２２または収納バッグ３２内に満たす溶液は培地Ｂに限らず、透析液等、細胞培養バッグ１，２１，３１内の培地Ｂとの間で酸素と二酸化炭素、老廃物と細胞生育に必要な物質を交換可能であり、細胞Ａの生育に悪影響を及ぼさない溶液であれば良い。例えば、細胞培養バッグ１，２１，３１内の培地Ｂに供給する酸素および栄養物質を含み、物質の交換効率が高くなるように浸透圧を調整した生理食塩水を用いてもよい。栄養物質等を含まず、老廃物を回収するように浸透圧調整した溶液を用いてもよい。培地成分から高価な物質を除いた組成の溶液を用いてもよい。これにより、培地Ｂに含まれる高価な物質を浪費することがなくなり、コスト面で有利となる。
【００４７】
上記第１および第２の実施形態において、図２Ａおよび図３に示すように、培養タンク２，２２内に設けられ、培地Ｂを撹拌する撹拌手段７を備えていても良い。このことにより、細胞培養バッグ１，２１の内外の培地Ｂ間の物質の交換効率を高めることができる。
【００４８】
上記第１および第２の実施形態において、溶液供給手段３，２３によって培養タンク２，２２内に供給される培地Ｂ等の溶液に酸素を供給するための酸素供給手段（図示略）をさらに備えていても良い。酸素供給手段は、培養タンク２，２２内に設置しても良い。酸素供給手段としては、酸素あるいは酸素を含む気体をバブリング等により培地Ｂ等の溶液に送り込む手段が挙げられる。
【００４９】
上記第１から第３の実施形態において、培養タンク２，２２または収納バッグ３２内の溶液の状態や、細胞培養バッグ１，２１，３１内の細胞Ａの状態を遠隔的にモニタリングできる監視手段（図示略）を備えていても良い。
また、溶液供給手段３，２３および溶液排出手段４，２４を遠隔的に操作する制御部（図示略）を備えていても良い。制御部は、監視手段によってモニタされた溶液または細胞Ａの状態に基づいて、溶液供給手段３，２３および溶液排出手段４，２４を制御してもよい。このことにより、閉鎖系で培養している細胞Ａの状態を監視しながら、適宜培養タンク２，２２内の培地Ｂを交換することで、細胞培養バッグ１，２１，３１内の培地Ｂの劣化を防ぐことが可能となる。ここでいう遠隔的な操作は、無線でも有線でも良い。
【００５０】
また、上記第１から第３の実施形態において使用する多孔質膜は、透過を許可する物質の大きさ（分子量）に応じて適宜選択すれば良い。多孔質膜として、透析膜、半透膜などを使用することができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る細胞培養装置４００について図５から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置４００は、バイオリアクタなどの培養槽で細胞Ａを培養する際に用いる装置あり、図５に示される構成の装置である。
細胞培養装置４００は、内部に細胞Ａおよび培地Ｂを保持し、内部の環境を細胞培養に適した状態に維持して細胞Ａを培養することができる培養タンク４２と、培養タンク４２の内部に設置され、内部に透析液Ｃを保持する透析バッグ４１とを備える。
【００５２】
本装置４００で用いる透析バッグ４１は、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは通過できないが、細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、透析バッグ４１は、内部に透析液Ｃを保持できる袋状の膜素材からなり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００５３】
透析バッグ４１は、内部に透析液Ｃを供給するための供給口４１ａおよび内部から透析液Ｃを排出するための排出口４１ｂを備えている。供給口４１ａは透析液供給手段４３に接続され、外部から供給口４１ａを介して透析バッグ４１内へ透析液Ｃを供給することが可能となっている。排出口４１ｂは透析液排出手段４４に接続され、排出口４１ｂを介して外部へ透析バッグ４１内の透析液Ｃを排出可能となっている。
【００５４】
透析液供給手段４３は、例えば、供給口４１ａに一端が接続されたチューブ等の管状部材４３ａを備え、透析液排出手段４４は、例えば、排出口４１ｂに一端が接続されたチューブ等の管状部材４４ａを備えている。管状部材４３ａの他端は、新鮮な培地Ｂを貯留する培地容器８に接続されており、管状部材４３ａの途中位置に配置された送液ポンプ（図示略）によって培地容器８から透析バッグ４１へ管状部材４３ａを介して培地Ｂが供給されるようになっている。管状部材４４ａの他端は、廃液容器９に接続されており、管状部材４４ａの途中位置に配置された送液ポンプ（図示略）によって透析バッグ４１から廃液容器９へ管状部材４４ａを介して培地Ｂが排出されるようになっている。陰圧供給手段（図示略）により排出口４１ｂに陰圧を加え、透析バッグ４１から廃液容器９へ管状部材４４ａを介して培地Ｂを排出してもよい。
【００５５】
培養タンク４２内の培地Ｂと透析バッグ４１内の透析液Ｃとの間の物質交換効率を高めるためには、培養タンク４２内の培地Ｂと透析バッグ４１の多孔質膜との接触面積が大きい方が有利である。したがって、透析バッグ４１全体が多孔質膜から形成されていることが好ましい。また、透析バッグ４１の表面積が大きい方が有利であるため、透析バッグ４１の形状は、例えば突起のような凹凸を有する形状であることが好ましい。また、透析バッグ４１が細長い形状（チューブのような形状）を有しており、培養タンク４２内（例えば内壁）に流路の様に配置されていても良い。
【００５６】
透析バッグ４１内の透析液Ｃは、培養タンク４２内の培地Ｂ内で細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物が、多孔質膜を介して透析バッグ４１内の透析液Ｃへ向け移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液である。
【００５７】
培養タンク４２は、その内部に細胞Ａおよび培地（細胞培養液）Ｂを保持し、細胞Ａを閉鎖的に培養することができるようになっている。培養タンク４２内には透析バッグ４１が培地Ｂに浸るように配置されており、透析バッグ４１に接続された透析液供給手段４３および透析液排出手段４４は、培養中の培養タンク４２内の閉鎖性を損なわないような構成となっている。したがって、培養中に閉鎖的に透析バッグ４１内に透析液Ｃを供給したり、透析バッグ４１内から透析液Ｃを排出したりすることができる。
【００５８】
次に、本実施形態に係る細胞培養装置４００を用いて細胞Ａを培養する手順の一例を説明する。
本装置４００のユーザは、まず、培養タンク４２内に培地Ｂおよび培養対象の細胞Ａを入れ、培養タンク４２内の培地Ｂに浸る位置に透析バッグ４１を配置する。次に、透析バッグ４１に透析液供給手段４３により透析液Ｃを供給して透析バッグ４１内を透析液Ｃで満たす。次に、細胞Ａの培養に適した条件で培養を開始する。このことにより、培養タンク４２内の細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物は透析バッグ４１の多孔質膜を通過し、透析バッグ４１内の透析液Ｃへ移行する。
【００５９】
適当なタイミングで透析液排出手段４４により透析バッグ４１内の透析液Ｃを排出した後、透析液供給手段４３により新鮮な透析液Ｃを透析バッグ４１内に供給することで、透析バッグ４１内の透析液Ｃを交換する。
透析バッグ４１内の透析液Ｃの交換は、ユーザの任意のタイミングで行えば良いが、一定期間を隔てて定期的に行っても良いし、所望の流速で透析液Ｃの供給および排出を連続的に行っても良い。
【００６０】
透析バッグ４１内の透析液Ｃは、細胞Ａの生育に必要な物質や酸素を含む溶液であって、培養タンク４２内の培地Ｂ内で細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物が多孔質膜を介して透析バッグ４１内の透析液Ｃへ向け移行すると同時に、物質および酸素が多孔質膜を介して培養タンク４２内の培地Ｂに向けて移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液であっても良い。この場合、透析バッグ４１の多孔質膜は、細胞Ａの生育に必要な物質や酸素も通過できる孔を有する。
【００６１】
本実施形態においては、図６に示す細胞培養装置４０１のように、透析バッグ４１が供給手段および排出手段と接続されておらず、培養期間中に透析液Ｃを交換しない態様であっても良い。その場合、透析バッグ４１は、培養タンク４２内に固定されずに培地Ｂ内で浮遊した状態であっても良い。
【００６２】
本実施形態においては、供給口４１ａおよび排出口４１ｂが別々に設けられていることとしたが、これに代えて、図７に示す細胞培養装置４０２のように、供給口４１ａと排出口４１ｂとが一体化した供給・排出口４１ｃを備え、供給・排出口４１ｃを介して透析液Ｃを供給および排出しても良い。この場合、供給・排出口４１ｃに接続され、透析液供給手段と透析液排出手段とが一体化した供給・排出手段４５を採用しても良い。すなわち、供給・排出手段４５は、供給・排出口４１ｃに一端が接続された単一のチューブ等の管状部材４５ａを備え、該管状部材４５ａの他端は単一の容器１０に接続される。あるいは、透析液供給手段および透析液排出手段は、途中で分岐したチューブ等の管状部材を介して共通の供給・排出口４１ｃに接続されていても良い。
【００６３】
本実施形態においては、複数の透析バッグ４１が、培養タンク４２内に設けられていても良い。このことにより、培養タンク４２内の培地Ｂと透析バッグ４１内の透析液Ｃとの間の物質の交換効率を高めることができる。
【００６４】
本実施形態において、図５から図７に示されるように、培養タンク４２内に培地Ｂを撹拌する撹拌手段７を備えていても良い。このことにより、培養タンク４２内の培地Ｂと透析バッグ４１内の透析液Ｃとの間の物質の交換効率を高めることができる。
【００６５】
本実施形態において、培養タンク４２は、閉鎖的に培養タンク４２に培地Ｂを供給できる培地供給手段（図示せず）を備えていても良い。
培地供給手段によって培養タンク４２内に供給される培地Ｂに酸素を供給するための酸素供給手段（図示せず）をさらに備えていても良い。酸素供給手段は、培養タンク４２内に設置しても良い。酸素供給手段としては、酸素あるいは酸素を含む気体をバブリング等により培養液に送り込む手段が挙げられる。
【００６６】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る細胞培養装置５００について図８から図１０を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置５００は、細胞培養バッグで細胞Ａを培養する際に用いる装置あり、図８に示される構成の装置である。
細胞培養装置５００は、内部で細胞Ａを培養する細胞培養バッグ５１と、細胞培養バッグ５１内に設置され、内部に透析液Ｃを保持する透析バッグ５２とを備え、細胞Ａの培養に適した環境を維持するインキュベータ（図示せず）内に設置されている。
【００６７】
本装置５００で用いる透析バッグ５２は、第４の実施形態の透析バッグ４１と同様に、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは膜を通過できないが、細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、透析バッグ５２は、内部に透析液Ｃを保持できる袋状の膜素材からなり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００６８】
透析バッグ５２は、内部に透析液Ｃを供給するための供給口５２ａと、内部から透析液Ｃを排出するための排出口５２ｂとを備えている。供給口５２ａは、透析液供給手段５３に接続され、外部から供給口５２ａを介して透析バッグ５２内へ透析液Ｃを供給することが可能となっている。排出口５２ｂは、透析液排出手段５４に接続され、排出口５２ｂを介して外部へ透析バッグ５２内の透析液Ｃを排出可能となっている。透析液供給手段５３は、第４の実施形態の透析液供給手段４３と同様に、供給口５２ａと培地容器８とを接続するチューブ等の管状部材５３ａを備えている。透析液排出手段５４は、第４の実施形態の透析液排出手段４４と同様に、排出口５２ｂと廃液容器９とを接続するチューブ等の管状部材５４ａを備えている。
【００６９】
細胞培養バッグ５１内の培地Ｂと透析バッグ５２内の透析液Ｃとの間の物質交換効率を高めるためには、細胞培養バッグ５１内の培地Ｂと透析バッグ５２の多孔質膜との接触面積が大きい方が有利である。したがって、透析バッグ５２全体が多孔質膜から形成されていることが好ましい。また、透析バッグ５２の表面積が大きい方が有利であるため、透析バッグ５２の形状は、例えば突起のような凹凸を有する形状であることが好ましい。また、透析バッグ５２が細長い形状（チューブのような形状）を有しており、細胞培養バッグ５１内に流路の様に配置されていても良い。
【００７０】
透析バッグ５２内の透析液Ｃは、細胞培養バッグ５１内の培地Ｂ内で細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物が、多孔質膜を介して透析バッグ５２内の透析液Ｃへ向け移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液である。
【００７１】
細胞培養バッグ５１は、その内部に細胞Ａおよび培地（細胞培養液）Ｂを保持して細胞Ａを閉鎖的に培養することができるようになっている。細胞培養バッグ５１内には、透析バッグ５２が培地Ｂに浸るように配置されている。透析バッグ５２に接続された透析液供給手段５３および透析液排出手段５４は、培養中の細胞培養バッグ５１内の閉鎖性を損なわないような構成となっている。したがって、培養中に閉鎖的に透析バッグ５２内に透析液Ｃを供給したり、透析バッグ５２内から透析液Ｃを排出したりすることができる。
【００７２】
次に、本実施形態に係る細胞培養装置５００を用いて細胞Ａを培養する手順の一例を説明する。
本装置５００のユーザは、まず、細胞培養バッグ５１内に培地Ｂおよび培養対象の細胞Ａを入れ、細胞培養バッグ５１内の培地Ｂに浸る位置に透析バッグ５２を配置する。次に、透析バッグ５２に透析液供給手段５３により透析液Ｃを供給して透析バッグ５２内を透析液Ｃで満たす。細胞Ａの培養に適した条件で培養するために、細胞培養装置５００をインキュベータ（図示せず）内に設置する。このことにより、細胞培養バッグ５１内の細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物は透析バッグ５２の多孔質膜を通過し、透析バッグ５２内の透析液Ｃへ移行する。
【００７３】
適当なタイミングで透析液排出手段５４により透析バッグ５２内の透析液Ｃを排出した後、透析液供給手段５３により透析液Ｃを透析バッグ５２内に供給することで、透析バッグ５２内の透析液Ｃを交換する。
透析バッグ５２内の透析液Ｃの交換は、ユーザの任意のタイミングで行えば良いが、一定期間を隔てて定期的に行っても良いし、所望の流速で透析液Ｃの供給および排出を連続的に行っても良い。
【００７４】
透析バッグ５２内の透析液Ｃは、細胞Ａの生育に必要な物質や酸素を含む溶液であって、細胞培養バッグ５１内の培地Ｂ内で細胞Ａが排出した二酸化炭素や老廃物が多孔質膜を介して透析バッグ５２内の透析液Ｃへ向け移行すると同時に、物質および酸素が多孔質膜を介して細胞培養バッグ５１内の培地Ｂに向けて移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液であっても良い。この場合、透析バッグ５２の多孔質膜は、細胞Ａの生育に必要な物質や酸素も通過できる孔を有する。
【００７５】
本実施形態においては、図９に示す細胞培養装置５０１のように、透析バッグ５２が透析液供給手段および透析液排出手段と接続されておらず、培養期間中に透析液Ｃを交換しない態様であっても良い。その場合、透析バッグ５２は、細胞培養バッグ５１内に固定されずに培地Ｂ内で浮遊した状態であっても良い。
【００７６】
本実施形態においては、図１０に示す細胞培養装置５０２のように、別々に設けられた供給口５２ａおよび排出口５２ｂに代えて、供給口と排出口が一体化した供給・排出口５２ｃを備え、供給・排出口５２ｃを介して透析液Ｃを供給および排出しても良い。
この場合、供給・排出口５２ｃに接続され、供給手段と排出手段が一体化した供給・排出手段５５を採用しても良い。すなわち、供給・排出手段５５は、供給・排出口５２ｃに一端が接続された単一のチューブ等の管状部材５５ａを備え、該管状部材５５ａの他端は単一の容器１０に接続される。あるいは、透析供給手段および透析液排出手段は、途中で分岐したチューブ等の管状部材を介して共通の供給・排出口５２ｃに接続されていても良い。
【００７７】
本実施形態においては、複数の透析バッグ５２が、細胞培養バッグ５１内に設けられていても良い。このことにより、細胞培養バッグ５１内の培地Ｂと透析バッグ５２内の透析液Ｃとの間の物質の交換効率を向上することができる。
【００７８】
本実施形態において、細胞培養バッグ５１内に閉鎖的に培地Ｂを供給でき培地供給手段（図示せず）を備えていても良い。
培地供給手段によって細胞培養バッグ５１内に供給される培地Ｂに酸素を供給するための酸素供給手段（図示せず）をさらに備えていても良い。酸素供給手段としては、酸素あるいは酸素を含む気体をバブリング等により培養液に送り込む手段が挙げられる。
【００７９】
本実施形態においては、細胞培養バッグ５１を採用する態様を示したが、細胞培養バッグ５１に代えてフラスコやシャーレなどの別の細胞培養容器を用いた態様でも良い。
【００８０】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る細胞培養装置６００について図１１から図１４を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置６００は、バイオリアクタなどの培養槽で細胞Ａを培養する際に用いる装置であり、図１１に示される構成の装置である。
細胞培養装置６００は、内部に細胞Ａおよび培地Ｂを保持し、内部の環境を細胞培養に適した状態に維持して細胞Ａを培養することができる培養タンク６１と、培養タンク６１の内部に設置され、内部に第１溶液Ｄを保持する第１透析バッグ６２と、内部に第２溶液Ｅを保持する第２透析バッグ６３とを備えている。
【００８１】
本装置６００で用いる第１透析バッグ６２は、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは通過できないが、少なくとも二酸化炭素や細胞Ａが排出した老廃物などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、第１透析バッグ６２は、内部に溶液Ｄを保持できる袋状の膜素材から形成され、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質については選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００８２】
第１透析バッグ６２は、内部に第１溶液Ｄを供給するための供給口６２ａおよび内部から第１溶液Ｄを排出するための排出口６２ｂを備えている。供給口６２ａおよび排出口６２ｂは、第１溶液交換手段６４に接続され、外部から第１透析バッグ６２内へ第１溶液Ｄを供給および排出することが可能となっている。
【００８３】
第１透析バッグ６２内の第１溶液Ｄは、培養タンク６１の培地Ｂ内に生じた二酸化炭素や細胞Ａが排出した老廃物が、多孔質膜を介して第１透析バッグ６２内の第１溶液Ｄへ向け移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液である。
【００８４】
培地Ｂと第１溶液Ｄとの間の物質交換効率を向上するためには、培養タンク６１内の培地Ｂと第１透析バッグ６２の多孔質膜との接触面積が大きい方が有利である。したがって、第１透析バッグ６２全体が多孔質膜から形成されていることが好ましい。また、第１透析バッグ６２の表面積が大きい方が有利であるため、第１透析バッグ６２の形状は、例えば突起のような凹凸がある形状を有することが好ましい。あるいは、第１透析バッグ６２が細長い形状（チューブのような形状）を有し、培養タンク６１内（例えば内壁）に流路の様に配置されていても良い。
【００８５】
第１溶液交換手段６４について図１２Ａから図１２Ｃを参照して説明する。
第１溶液交換手段６４は、第１溶液Ｄを供給する透析液供給手段および第１溶液Ｄを排出する透析液排出手段としての機能を有する。
【００８６】
図１２Ａは、供給口６２ａおよび排出口６２ｂにそれぞれ接続された２本のチューブ等の管状部材６４ａ，６４ｂと、培養タンク６１に供給する第１溶液Ｄを保持する第１溶液保持容器６６と、培養タンク６１から排出された第１溶液Ｄを保持する廃液容器６７とを備えた第１溶液交換手段６４の一例を示している。第１溶液保持容器６６は、管状部材６４ａを介して第１透析バッグ６２の供給口６２ａに連結し、廃液容器６７は、管状部材６４ｂを介して第１透析バッグ６２の排出口６２ｂに連結している。管状部材６４ａには、例えば送液ポンプ６８が設置されており、第１溶液保持容器４６、第１透析バッグ６２、廃液容器６７の順に第１溶液Ｄを送ることができる。
【００８７】
図１２Ｂは、図１２Ａの第１溶液保持容器６６と廃液容器６７とを一体化した保持容器６９を備えた例を示している。保持容器６９は、チューブ等の管状部材６４ａ，６４ｂを介して第１透析バッグ６２の供給口６２ａおよび排出口６２ｂに連結している。管状部材６４ａには、例えば送液ポンプ６８が設置されており、保持容器６９と第１透析バッグ６２との間で第１溶液Ｄを循環させることができる。
図１２Ｃに示すように、保持容器６９内に老廃物を吸着できる多孔質物質などの吸着物質５０を入れておいても良い。
なお、送液ポンプ６８の設置場所は、培養系に合わせて適宜決めればよい。
【００８８】
本装置６００で用いる第２透析バッグ６３は、少なくとも一部が多孔質膜からなる袋状のバッグである。当該多孔質膜は、細胞Ａは通過できないが、少なくとも酸素や細胞Ａが必要とする栄養物質などは自由に通過できる孔を有する膜素材から形成されている。つまり、第２透析バッグ６３は、内部に溶液Ｅを保持できる袋状の膜素材からなり、袋状の膜素材の少なくとも一部が、培地Ｂに含まれる物質は選択的に通過可能であるが、細胞Ａは通過できないという特性を有する多孔質膜から形成されている。
【００８９】
第２透析バッグ６３は、内部に第２溶液Ｅを供給するための供給口６３ａおよび内部から第２溶液Ｅを排出するための排出口６３ｂを備えている。供給口６３ａおよび排出口６３ｂは、第２溶液交換手段６５に接続され、チューブ等の管状部材６５ａ，６５ｂを介して、外部から第２透析バッグ６３内へ第２溶液Ｅを供給および排出することが可能となっている。
【００９０】
第２透析バッグ６３内の第２溶液Ｅは、酸素や細胞Ａが必要とする栄養物質を含み、多孔質膜を介して該酸素および栄養物質が培養タンク６１の培地Ｂ内へ向け移行するように浸透圧調整された組成を有する溶液である。
【００９１】
培地Ｂと第２溶液Ｅとの間の物質交換効率を高めるためには、培養タンク６１内の培地Ｂと第２透析バッグ６３の多孔質膜との接触面積が大きい方が有利である。したがって、第２透析バッグ６３全体が多孔質膜から形成されていることが好ましい。また、第２透析バッグ６３の表面積が大きい方が有利であるため、第２透析バッグ６３の形状は、例えば突起のような凹凸を有する形状であることが好ましい。あるいは、第２透析バッグ６３が細長い形状（チューブのような形状）を有し、培養タンク６１内（例えば内壁）に流路の様に配置されていても良い。
【００９２】
培養タンク６１は、内部に細胞Ａおよび培地（細胞培養液）Ｂを保持して細胞Ａを閉鎖的に培養することができるようになっていることが好ましい。培養タンク６１内には第１透析バッグ６２が培地Ｂに浸るように配置されている。第１透析バッグ６２に接続された第１溶液交換手段６４は、培養中の培養タンク６１内の閉鎖性を損なわないような構成となっている。また、培養タンク６１内には第２透析バッグ６３が培地Ｂに浸るように配置されている。第２透析バッグ６３に接続された第２溶液交換手段６５は、培養中の培養タンク６１内の閉鎖性を損なわないような構成となっている。
【００９３】
したがって、培養中に閉鎖的に第１透析バッグ６２内に第１溶液Ｄを供給したり、第１透析バッグ６２内から第１溶液Ｄを排出したりすることができる。同様に、培養中に閉鎖的に第２透析バッグ６３内に第２溶液Ｅを供給したり、第２透析バッグ６３内から第２溶液Ｅを排出したりすることができる。
【００９４】
第２溶液交換手段６５は、第１溶液交換手段６４と同様であれば良く、図１２Ａに示す態様が好ましい。
【００９５】
次に、本実施形態に係る細胞培養装置６００を用いて細胞Ａを培養する手順の一例を説明する。
本装置６００のユーザは、まず、培養タンク６１内に培地Ｂおよび培養対象の細胞Ａを入れ、培養タンク６１内の培地Ｂに浸る位置に第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３を配置する。次に、第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３をそれぞれ第１溶液交換手段６４および第２溶液交換手段６５に接続する。次に、第１溶液交換手段６４により第１透析バッグ６２を第１溶液Ｄで満たし、第２溶液交換手段６５により第２透析バッグ６３を第２溶液Ｅで満たす。この状態で、培養タンク６１内の細胞Ａの培養に適した条件で培養を開始する。
【００９６】
このことにより、培養タンク６１内の二酸化炭素や細胞Ａが排出した老廃物は第１透析バッグ６２の多孔質膜を通過し、第１透析バッグ６２内の第１溶液Ｄへ移行する。
適当なタイミングで第１溶液交換手段６４により第１透析バッグ６２内の第１溶液Ｄを供給および排出することで、第１透析バッグ６２内の第１溶液Ｄを交換し、培養タンク６１内から二酸化炭素や細胞Ａが排出した老廃物を排出することができる。
【００９７】
第２溶液Ｅ中の酸素や細胞Ａが必要とする栄養物質は、第２透析バッグ６３の多孔質膜を通過して培養タンク６１内へ移行する。
適当なタイミングで第２溶液交換手段６５により第２透析バッグ６３内の第２溶液Ｅを供給および排出することで、第２透析バッグ６３内の第２溶液Ｅを交換し、培養タンク６１内へ酸素や細胞Ａが必要とする栄養物質を供給することができる。
各透析バッグ６２，６３内の溶液Ｄ，Ｅの交換は、ユーザの任意のタイミングで行えば良いが、一定期間を隔てて定期的に行っても良いし、所望の流速で溶液の供給および排出を連続的に行っても良い。
【００９８】
本実施形態においては、図１３に示す細胞培養装置６０１のように、第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３が第１溶液交換手段６４および第２溶液交換手段６５とそれぞれ接続されておらず、培養期間中に溶液Ｅ，Ｄを交換しない態様であっても良い。その場合、第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３は培養タンク６１内に固定されずに培地Ｂ内で浮遊した状態であっても良い。
【００９９】
本実施形態においては、第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３は、培養タンク６１内にそれぞれ複数設けられていても良い。このことにより、培養タンク６１内の培地Ｂと第１透析バッグ６２および第２透析バッグ６３内の溶液Ｄ，Ｅとの間の物質交換効率を高めることができる。
この場合、第１透析バッグ６２内に、老廃物を吸着できる多孔質物質などの吸着物質を入れておいても良い。
【０１００】
本実施形態においては、図１４に示す細胞培養装置６０２のように、培養タンク６１に代えて細胞培養バッグ７１を採用しても良い。この場合、細胞培養バッグ７１をインキュベータ内に設置することで、細胞培養に適した状態を維持すれば良い。
【０１０１】
本実施形態によれば、内部に細胞および培地を保持し、前記細胞を培養するための培養槽（培養タンク）と、内部に透析液（溶液）を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている複数の透析バッグと、を備え、該複数の透析バッグが前記培養槽（培養タンク）の内部に前記培地に浸るように配置され、前記複数の透析バッグのうち少なくとも一の透析バッグが、他の透析バッグとは組成の異なる透析液（溶液）を収容している細胞培養装置を提供することができる。
【０１０２】
ここで、複数の透析バッグは、二酸化炭素や細胞が排出した老廃物を培養漕の培地から透析バッグ内に移行させるように浸透圧調整された組成の透析液（溶液）や、酸素や細胞が必要とする栄養物質を透析バッグ内から培養漕の培地に移行させるように浸透圧調整された組成の透析液（溶液）を収容していることが好ましい。
つまり、複数の透析バッグは、二酸化炭素や細胞が排出した老廃物を培養槽（培養タンク）の培地から回収するための透析バッグ、および、酸素や細胞が必要とする栄養物質を培養槽（培養タンク）の培地に放出するための透析バッグを含んでいることが好ましい。
また、複数の透析バッグは、それぞれ、チューブ等の管状部材を介して溶液交換手段に接続され、該溶液交換手段によって外部から透析液（溶液）を供給および排出することが可能となっていても良い。
【０１０３】
本実施形態の変形例として、第１溶液を保持する第１透析バッグを備えていない細胞培養装置を挙げることができる。
つまり、内部に細胞および培地を保持し、前記細胞を培養するための培養槽（培養タンク）と、内部に透析液（溶液）を収容可能な袋状の膜素材からなり、該袋状の膜素材の少なくとも一部は、前記培地に含まれる物質が選択的に通過可能であり、かつ、前記細胞が通過不可能な多孔質膜から形成されている透析バッグと、を備え、前記透析バッグが、前記培養槽（培養タンク）の内部に前記培地に浸るように配置され、かつ、前記透析バッグが、酸素や細胞が必要とする栄養物質を前記透析バッグ内から培養槽（培養タンク）の培地に移行させるように浸透圧調整された組成の透析液（溶液）を収容している細胞培養装置である。
【０１０４】
ここで、透析バッグは、チューブ等の管状部材を介して溶液交換手段（供給手段および排出手段）に接続され、該溶液交換手段によって外部から透析液（溶液）を供給および排出することが可能となっていても良い。あるいは、透析バッグが溶液交換手段と接続されず、培養期間中に透析液（溶液）を交換しない態様であっても良い。透析バッグは、複数設けても良い。
【０１０５】
また、培養タンクが、細胞培養バッグであっても良い。この場合、細胞培養バッグをインキュベータ内に設置することで、細胞培養に適した状態を維持すれば良い。
本変形例の細胞培養装置によれば、培養中に細胞が消費した酸素や栄養物質を連続的に培養系に供給することが可能となる。
【０１０６】
上記第４から第６の実施形態において、透析バッグ４１，５２，６２，６３内に満たす透析液Ｃまたは第１および第２溶液Ｄ，Ｅとして、培養タンク４２，６１または細胞培養バッグ５１内の培地Ｂと同じ培地を用いても良い。
【０１０７】
上記第４から第６の実施形態において、培養タンク４２，６１内または細胞培養バッグ５１内の細胞Ａまたは培地Ｂの状態を遠隔的にモニタリングできる監視手段を備えていても良い。
また、透析液供給手段および透析液排出手段を遠隔的に操作する制御部を備えていても良い。制御部は、監視手段によってモニタされた細胞Ａまたは培地Ｂの状態に基づいて、透析液供給手段および透析液排出手段を制御してもよい。このことにより、閉鎖系で培養している細胞Ａや培地Ｂの状態を監視しながら、適宜透析バッグ４１，５２，６２，６３内の透析液Ｃ，Ｄ，Ｅを交換することで、培養タンク４２，６１または細胞培養バッグ５１内の培地Ｂの劣化を防ぐことが可能となる。ここでいう遠隔的な操作は無線でも有線でも良い。
【０１０８】
上記第４から第６の実施形態において、透析バッグ４１，５２，６２，６３内に老廃物を吸着する物質を入れておいても良い。老廃物を吸着する物質としては、活性炭などの微細孔を有する多孔質物質を挙げることができる。
【０１０９】
上述した第１から第６の実施形態で使用する多孔質膜は、透過を許可する物質の大きさ（分子量）に応じて適宜選択すれば良い。多孔質膜として、例えば、透析膜、半透膜などを使用することができる。多孔質膜の材料は、例えば、セルロース系膜（再生セルロース膜、表面化改質再生セルロース膜、セルロースアセテートなど）、合成高分子系膜（ポリアクリロニトリール、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリスルホン、ポアミド、ポリエステル系ポリマーアロイなど）などである。
【０１１０】
本発明における制御部の例として、ＣＰＵおよびメモリを有するコンピュータを挙げることができる。コンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のような汎用コンピュータであってもよく、専用コンピュータであってもよい。メモリは、例えば、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体であり、制御プログラムを格納している。ＣＰＵがメモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、上述した制御部の機能が実現されるようになっている。
【符号の説明】
【０１１１】
１００，２００，２０１，４００，４０１，４０２，５００，５０１，５０２，６００，６０１，６０２  細胞培養装置
３００  細胞培養容器
１，２１，３１，５１，７１  細胞培養バッグ
２，２２，４２，６１  培養タンク
３，２３  溶液供給手段
４，２４  溶液排出手段
４３，５３，６４  透析液供給手段
４４，５４，６４  透析液排出手段
２ａ，２２ａ，４１ａ，５２ａ，６２ａ，６３ａ  供給口
２ｂ，２２ｂ，４１ｂ，５２ｂ，６２ｂ，６３ｂ  排出口
１６  バッグホルダ
７  撹拌手段
３２  収納バッグ
４１，５２，６２，６３  透析バッグ
４５，５５  供給・排出手段
４１ｃ，５２ｃ  供給・排出口
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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