(57)【要約】【課題】  検体を密封状態に収容した導入容器を導入し、内部において開封して、内部の検体に対する処理を可能とする【解決手段】  培養される検体に対し所定の処理を施す処理室内に、上端開口に締結されるキャップ５７により開閉可能な略円筒状のチューブからなる導入容器５６に収容した状態で検体を導入する検体導入装置５５であって、検体を収容した導入容器５６を受け取って導入容器５６の側面を把持する第１の把持手段６４と、該第１の把持手段６４により把持された導入容器５６のキャップ５７を把持する第２の把持手段７６と、前記導入容器５６の長手軸回りに第１の把持手段６４または第２の把持手段７６を相対的に回転させつつ、第１の把持手段６４と第２把持手段７６とを前記長手軸に沿って相対的に変位させるキャップ開閉手段６０とを備える検体導入装置５５を提供する。【選択図】    図１０
2005333824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養される検体に対し所定の処理を施す処理室内に、上端開口に締結されるキャップにより開閉可能な略円筒状のチューブからなる導入容器に収容した状態で検体を導入する検体導入装置であって、
検体を収容した導入容器を受け取ってチューブの側面を把持する第１の把持手段と、
該第１の把持手段により把持された導入容器のキャップを把持する第２の把持手段と、
前記チューブの長手軸回りに第１の把持手段または第２の把持手段を相対的に回転させつつ、第１の把持手段と第２把持手段とを前記長手軸に沿って相対的に変位させるキャップ開閉手段とを備える検体導入装置。
【請求項２】
前記チューブの側面に識別コードが付され、
前記処理室内に識別コード読み取り装置が配置され、
前記第２の把持手段がチューブの長手軸回りに回転可能に設けられるとともに、
前記チューブを前記識別コード読み取り装置に対向配置させる移動機構を備える請求項１に記載の検体導入装置。
【請求項３】
前記キャップ開閉手段に、前記長手軸に沿う相対変位を検出するセンサが備えられている請求項１または請求項２に記載の検体導入装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の検体導入装置を備える培養処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検体導入装置および培養処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、骨腫瘍摘出や外傷等によって生ずる骨の欠損部に、骨補填材を補填して骨を修復することが行われている。しかしながら、骨粗鬆症のように骨が次第にもろくなっていく場合や、欠損部が非常に広域である場合等には、上記方法では問題を解決することが難しい。
【０００３】
そこで、近年、患者から骨髄を採取し、その採取した骨髄に含まれる間葉系幹細胞から、人為的に骨芽細胞を十分に増殖させた後に、再び患者の体内に戻すという新しい試みが要請されている。この場合、患者自身から採取した骨髄から骨芽細胞を増殖させ、該患者の体内に戻すため、免疫反応を生ずることなく骨の形成を活性化させることができる（例えば、非特許文献１参照。）。
また、間葉系幹細胞を自動的に培養する細胞培養装置については、特許文献１に開示されている。
【非特許文献１】吉川、「骨髄間葉系細胞による培養真皮、培養骨−骨髄間葉系細胞による再生医療−」、バイオインダストリー、株式会社シーエムシー出版、２００１年、台１８巻、第７号、ｐ．４６−５３
【特許文献１】特開２００４−１１９号公報（図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような間葉系幹細胞をはじめとする検体を培養するには、検体が、病院等の医療機関において患者から採取され、搬送され、培養装置内に導入される。これらの各行程においては検体は無菌状態に維持される必要があり、採取されてから培養装置内に導入されるまでは、外界に対して密封状態に保持しておく必要がある。
一方、培養装置内においては、検体が所定の培養容器に投入されて所定の培地や成長因子等の薬剤を添加され、あるいは、培地交換等の処理が施される。したがって、培養装置内においては、検体は外部に対して開放されている必要がある。
【０００５】
しかしながら、培養装置外部において検体を密封状態とし、培養装置内部において開放状態とするためには、従来、人手を介する必要があり、作業が煩わしいという不都合があった。また、培養装置内に作業者が入ることは、塵埃を発生させることになって好ましくない。したがって、検体を密封状態のまま培養装置内に導入し、培養装置の内部において、開放する装置が必要である。
【０００６】
この発明は上述した事情に鑑みてなされてものであって、検体を密封状態に収容した導入容器を導入し、内部において開封して、内部の検体に対する処理を可能とする検体導入装置および培養処理装置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】
【０００７】
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。
本発明は、培養される検体に対し所定の処理を施す処理室内に、上端開口に締結されるキャップにより開閉可能な略円筒状のチューブからなる導入容器に収容した状態で検体を導入する検体導入装置であって、検体を収容した導入容器を受け取ってチューブの側面を把持する第１の把持手段と、該第１の把持手段により把持された導入容器のキャップを把持する第２の把持手段と、前記チューブの長手軸回りに第１の把持手段または第２の把持手段を相対的に回転させつつ、第１の把持手段と第２把持手段とを前記長手軸に沿って相対的に変位させるキャップ開閉手段とを備える検体導入装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、導入容器はチューブ内に検体を収容してキャップを締結することにより、検体が密封状態に保持された状態で処理室内に導入される。処理室内に導入された導入容器は第１の把持手段の作動により、導入容器を構成するチューブの側面を把持され、第２の把持手段の作動によりキャップが把持される。この状態で、キャップ開閉手段を作動させることにより、第１の把持手段と第２の把持手段とがチューブの長手軸回りに相対回転させられるとともに、長手軸に沿って相対変位させられる。これにより、チューブに締結されていたキャップが弛められ、導入容器が処理室内において開放されることになる。
【０００９】
上記発明においては、前記チューブの側面に識別コードが付され、前記処理室内に識別コード読み取り装置が配置され、前記第２の把持手段がチューブの長手軸回りに回転可能に設けられるとともに、前記チューブを前記識別コード読み取り装置に対向配置させる移動機構を備えることが好ましい。
移動機構の作動によりチューブを識別コード読み取り装置に対向配置させ第２の把持手段をチューブの長手軸回りに回転させることにより、チューブの側面に付した識別コードを識別コード読み取り装置に対向させて該識別コードに示されている識別情報を読み取ることが可能となる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記キャップ開閉手段に、前記長手軸に沿う相対変位を検出するセンサが備えられていることとしてもよい。
センサの作動により相対変位を検出することにより、キャップ開閉手段によるチューブに対するキャップの開閉をより確実に行うことが可能となる。
【００１１】
さらに、上記検体導入装置を備える培養処理装置によれば、検体導入装置の作動により、検体を密封されたままの状態で無菌的に導入され、かつ、人手を介することなく内部において開放することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チューブに収容した検体をキャップの締結により密封して処理室内に導入し、第１の把持手段、第２の把持手段およびキャップ開閉手段の作動により処理室内においてチューブからキャップを取り外してチューブ内の検体を開放することにより、検体を無菌的な状態に維持し、かつ、塵埃等を混入させることなく、検体に対する処理を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る検体導入装置、培養処理装置および自動培養装置について、図１〜図１５を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１は、図１に示されるように、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、シャッタ２を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを備えている。
【００１４】
第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器３を収容する培養室４が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器３を移動するための搬送ロボット（搬送機構）５が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。
４個の培養室４は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉４ａを対向させて、間隔をあけて配置されている。
【００１５】
前記各培養室４は、図２および図３に示されるように、一側面に開口部４ｂを有し、該開口部４ｂを開閉可能な扉４ａを備えている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、トレイ７を上下方向に複数段収容できるようになっている。各培養室４内は、所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されている。なお、トレイ保持部材４ｃはレール状に限定されず、トレイ７を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００１６】
各トレイ７には、複数個、例えば、１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。各培養容器３は、図４に示されるように、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋体３ｂとからなり、容器本体３ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンドにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
培養容器には、固有の識別符号を示す識別コード５０が貼り付けられている。
【００１７】
各培養室４の下方には、図１および図２に示されるように、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で上下方向に複数段収容するストッカ８が配置されている。ストッカ８内には、図示しないリフト機構が設けられており、最上段のトレイ７が取り出された後に、下段のトレイ７を順次持ち上げて、最上段の供給位置に次に取り出すトレイ７を配置しておくことができるようになっている。
【００１８】
各トレイにも、固有の識別符号を示す識別コード（図示略）が貼り付けられている。培養容器３の識別符号５０とトレイ７の識別符号とは、ストッカ８への収容時には相互に関連づけられておらず、任意の識別符号を有するトレイ７上に任意の識別符号５０を有する培養容器３が搭載されている。
【００１９】
ストッカ８は、図２に示されるように、前記培養室４の扉とは反対側の第１空間Ｓ１の外部に向かう側面に開閉可能なドア５１を有している。該ドア５１は、ストッカ８の一側面全体を開放する大きさに形成されている。このドア５１を介してトレイ７に搭載した培養容器３を外部からストッカ８内に挿入することができるようになっている。また、ストッカ８には、ストッカ８内の最上段のトレイ７に対応する位置に培養室４の扉側に開口する搬入口５２が設けられている。搬送ロボット５は、この搬入口５２からストッカ８内に収容されている未使用の培養容器３をトレイ７ごと取り出して後述する培養処理装置３０へ移動させるようになっている。
【００２０】
前記搬送ロボット５は、４個の培養室４の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット５は、水平回転可能な第１アーム５ａと、該第１アーム５ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム５ｂと、該第２アーム５ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂおよびハンド５ｃを昇降可能な昇降機構５ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット５は、４個の培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記シャッタ２を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
【００２１】
また、搬送ロボット５は、前記ストッカ８に設けられた搬入口５２まで到達する上下方向の動作範囲を有しており、搬入口５２からトレイ７に搭載した未使用の培養容器３を取り出して、培養処理装置３０へ移動させることができるようになっている。
さらに、搬送ロボット５には、前記トレイ７の識別コードおよび培養室４の各段に付された識別コード（図示略）を読み取る識別コードリーダ５３が備えられている。
【００２２】
前記ハンド５ｃは、トレイ７を載置可能に水平方向に延びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されているトレイ７間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド５ｃは、トレイ７間の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持できるようになっている。
【００２３】
前記コンベア９は、搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端ベルト９ａを備え、これら無端ベルト９ａに掛け渡してトレイ７を載置できるようになっている。また、搬送ロボット５は、培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記ストッカ８に設けられた搬入口５２まで到達する垂直方向の動作範囲を有しており、搬入口５２からトレイ７に搭載した未使用の培養容器３を取り出して、培養処理装置３０へ移動させることができるようになっている。
なお、ベルト９ａは無端ベルトに限られない。
【００２４】
前記第２空間Ｓ２には、図１に示されるように、培養処理装置３０が構成されている。この培養処理装置３０は、例えば、医療機関等で患者から採取された骨髄液５４を導入される骨髄液導入部５５（検体導入装置）を備えている。
図５に示されるように、骨髄液５４は、容器５６（例えば、そのまま遠心分離できるような遠沈管：以下、導入容器５６という。）内に収容され、蓋体５７（キャップ）を上部開口に締結されることにより閉栓された状態で骨髄液導入部５５に導入されるようになっている。導入容器５６の外周面には、識別コード５８が貼り付けられている。識別コード５８には、骨髄液５４の固有の情報、例えば、当該骨髄液５４を採取した患者の氏名等を識別可能な識別符号が割り当てられている。
【００２５】
骨髄液導入部５５は、図６〜図１２に示されるように、骨髄液５４入りの導入容器５６を第２空間Ｓ２内に供給し、空の導入容器５６、あるいは製品としての培養後の細胞あるいは生体組織補填体が封入された導入容器５６を第２空間Ｓ２から外部に排出する供給排出部５９と、導入容器５６の蓋体５７を着脱する蓋体開閉機構６０と、導入容器５６を遠心分離機１１に供給する昇降機構６１とを備えている。
【００２６】
前記供給排出部５９は、図６〜図９に示されるように、骨髄液５４入りの導入容器５６を複数留置可能な供給容器留置部６２と、留置されている導入容器５６を１つずつ送る送り機構６３と、送られた導入容器５６を受け取る把持ハンド６４と、該把持ハンド６４を水平方向に移動させるハンド移動機構６５と、内部から骨髄液５４を取り出された空の導入容器５６、あるいは製品としての培養後の細胞あるいは生体組織補填体が封入された導入容器５６を複数留置可能な排出容器留置部６６とを備えている。
【００２７】
前記供給容器留置部６２および排出容器留置部６６は、それぞれ導入容器５６を載置する水平な載置部６７と、該載置部６７の上方に配置され導入容器５６の側面を支える支持レール部６８とを備え、それぞれ複数の導入容器５６を蓋体５７を上向きにして立てた状態で一列に並べて留置するように構成されている。また、前記供給容器留置部６２と排出容器留置部６６とは相互に平行に配置されている。
【００２８】
前記送り機構６３は、水平移動可能なスライダ６９と、スライダ６９を水平移動させる直線移動機構７０と、スライダ６９に搭載され前記導入容器５６を押圧する押圧ヘッド７１，７２とを備えている。スライダ６９上に押圧ヘッド７１，７２が２つ設けられ、一方の押圧ヘッド７１は、供給容器留置部６２に搭載されている導入容器５６を把持ハンド６４に向けて押圧し、他方の押圧ヘッド７２は、排出容器留置部６６に搭載されている導入容器５６を把持ハンド６４から遠ざかる方向に引き離すように押圧するようになっている。
【００２９】
押圧ヘッド７１，７２は、それぞれ押圧アーム７１ａ，７２ａを備え、該押圧アーム７１ａ，７２ａはモータ７１ｂ，７２ｂによって水平軸線回りに揺動させられるようになっている。押圧アーム７１ａ，７２ａは、図８に示されるよう、略水平に配置される突出位置（実線）と、突出位置に対して傾斜した待避位置（鎖線）との間で揺動させられるようになっている。突出位置おいては、直線移動機構７０が作動させられたときの押圧アーム７１ａ，７２ａの動作軌跡内に供給容器留置部６２または排出容器留置部６６に搭載された導入容器５６が配置されるようになっている。一方、待避位置においては、その動作軌跡が導入容器５６と重ならないようになっている。
【００３０】
前記把持ハンド６４は、水平方向に近接・離間可能な２つの爪７３を有し、送り機構６３により送られてきた導入容器５６の側面を直径方向に挟むように構成されている。また、把持ハンド６４には、図７に示されるように、送り機構６３により供給容器留置部６２の載置部６７上を送られてきた導入容器５６の底面を支持する受け台７４が備えられている。これにより、把持ハンド６４によって把持される導入容器５６は、水平方向から２つの爪７３に挟まれるとともに、その底面を受け台７４によって支持されるようになっている。
【００３１】
また、前記ハンド移動機構６５は、図６および図９に示されるように、把持ハンド６４によって把持した導入容器５６を水平方向の各位置Ａ〜Ｄに移動させることができるようになっている。すなわち、供給容器留置部６２から送られてくる導入容器５６の受け取り位置Ｂ、排出容器留置部６６への導入容器５６の引き渡し位置Ａ、導入容器５６の開栓および閉栓ならびに後述する遠心分離機１１への供給位置Ｃ、および、蓋体５７を開けた導入容器５６に対する分注等の処理位置Ｄに、必要に応じて配置することができるようになっている。
【００３２】
また、ハンド移動機構６５には、図６に示されるように、把持ハンド６４による導入容器５６の移動軌跡の両端に光センサ７５ａと反射板７５ｂとが対向配置されている。把持ハンド６４による移動軌跡内に導入容器５６が存在しない場合には、光センサ７５ａから発せられた光が反射板７５ｂによって反射されて光センサ７５ａに検出される一方、導入容器５６がいずれかの位置Ａ〜Ｄに存在する場合には、光センサ７５ａによる光の検出が行われず、これによって、導入容器５６の存在を認識することができるようになっている。
【００３３】
前記蓋体開閉機構６０は、図１０および図１１に示されるように、前記把持ハンド６４によって側面を把持された状態の導入容器５６の蓋体５７を把持するチャック機構７６と、蓋体５７を把持したチャック機構７６を導入容器５６の長手軸線回りに回転させる回転機構７７とを備えている。
チャック機構７６は、図１１に示されるように、１２０°おきに配置された３つの爪７８を備える。これらの爪７８は、その中心軸に向かって近接・離間させられるように構成されている。また、各爪７８には、蓋体５７の上面に当接させられる当接部７８ａが備えられている。図１０では、図示を明確にするために１つの爪７８のみが示されている。
【００３４】
前記回転機構７７は、モータ７９と、該モータ７９により回転駆動されるスプライン軸８０とを備えている。スプライン軸８０は、前記チャック機構７６を周方向に係合させて長手軸回りに回転させるとともに、チャック機構７６の軸方向に沿う移動、すなわち上下動を許容するようになっている。また、チャック機構７６は、圧縮バネ８１により常時下向きに付勢されている。図中符号８２は、センサである。センサ８２は、圧縮バネ８１の押圧力に抗してチャック機構７６が上方に所定量変位させられたときに、これを検出することができるようになっている。また、符号８３，８４は、モータ７９の回転角度およびスプライン軸８０の回転角度を検出するためのセンサである。
【００３５】
これにより、前記蓋体開閉機構６０は、把持ハンド６４により側面を把持された導入容器５６の蓋体５７を爪７８によって把持して回転させることにより、導入容器５６から蓋体５７を取り外し、あるいは導入容器５６に蓋体５７を締結するようになっている。さらに、蓋体開閉機構６０は、把持ハンド６４による側面の把持状態を解放することにより、チャック機構７６によって蓋体５７のみを把持した吊り下げ状態で昇降機構６１の作動により、導入容器５６を上下方向に移動させることができるようになっている。さらに、蓋体５７のみを把持した状態で、回転機構７７を作動させることにより、導入容器５６を吊り下げ状態において長手軸回りに回転させることができるようになっている。
【００３６】
前記昇降機構６１は、図１２に示されるように、前記蓋体開閉機構６０を搭載するスライダ８５と、該スライダ８５を上下方向に案内するリニアガイド８６と、モータ８７と、モータ８７により回転駆動される無端状のスチールベルト８８とを備えている。スライダ８５は、スチールベルト８８に固定され、スチールベルト８８の移動とともに、リニアガイド８６に沿って上下方向に移動させられるようになっている。蓋体開閉機構６０の鉛直下方には遠心分離機１１が配置されており、昇降機構６１によって下降されてきた導入容器５６を受け取って骨髄液５４から間葉系幹細胞を多く含む骨髄細胞を遠心分離するようになっている。
【００３７】
また、前記昇降機構６１による昇降途中には、図９に示されるように、導入容器５６の側面に対向配置されるようになる識別コードリーダ８９が備えられている。チャック機構７６によって蓋体５７のみを把持された吊り下げ状態の導入容器５６を識別コードリーダ８９の近接位置において、回転機構７７の作動によりその鉛直軸線回りに回転させると、側面に貼着されている識別コード５８を識別コードリーダ８９によって読み取らせることができるようになっている。
【００３８】
そして、開栓された導入容器５６は、ＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）を供給され、ピペッティング等の方法で攪拌された後に、昇降機構６１によって遠心分離機１１まで搬送されて、投入されるようになっている。遠心分離機１１は、骨髄液導入部５５から受け取った骨髄液５４およびＰＢＳの混合液入り導入容器５６を受け取って低速回転させることによりＰＢＳと骨髄液５４との混合液内に浮遊していた比重の重い骨髄細胞をＰＢＳおよびその他の体液から分離して沈下させるようになっている。
【００３９】
培養処理装置３０は、さらに、図１に示されるように、シャッタ２が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア９によって搬送されてきたトレイ７上の未使用の培養容器３に対し、上記遠心分離機１１において集められた骨髄細胞を供給し、あるいは、培地を供給、回収する給排ロボット１０を備えている。また、培養処理装置３０には、骨髄細胞が供給された後に培養容器３の識別コード５０を読み取る識別コードリーダ（図示略）が備えられている。これらの識別コードリーダにより読み取られた骨髄液の識別コード５８と培養容器の識別コード５０とは、図示しない制御装置に送られ、相互に関連づけられて記憶されるようになっている。また、培養容器３の識別コード５０とトレイ７の識別コードも培養処理装置３０への導入後に制御装置により相互に関連づけられて記憶されるようになっている。
【００４０】
さらに、培養処理装置３０は、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット１２を備えた水平回転および昇降移動可能な４台の分注ロボット１３と、これら給排ロボット１０および分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容していて給排ロボット１０および分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部３１と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡１７と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、前記コンベア９と各ロボット１０，１３との間で培養容器３を受け渡し可能とするように培養容器３を移動させる水平移動機構１９と、該水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置する載置台２１とを備えている。
なお、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を形成する空気清浄機３２が設けられている。
【００４１】
前記第２空間Ｓ２に構成された培養処理装置３０は、その高さ方向の中間位置に配され第２空間Ｓ２内を上部空間Ｓ２１と下部空間Ｓ２２とに上下に区画する第１の区画壁３３と、該第１の区画壁３３により形成された下部空間Ｓ２２内をさらに上下に区画する第２の区隔壁３４とにより、上下方向に並ぶ３つの空間Ｓ２１，Ｓ２２１，Ｓ２２２に区画されている。第１の区画壁３３は、前記コンベア９の高さに配置され、その上方の上部空間Ｓ２１内に、載置台２１、給排ロボット１０、分注ロボット１３のアーム１３ａ、顕微鏡１７のＸＹテーブル１７ａ以上の機構部等を配置している。これらの装置は、培養容器３の移動に必要な装置、および培養容器３の上部開口からアクセスすることが必要な装置だからである。なお、試薬等供給装置１６の上面も第１の区画壁３３の上面に露出しているが、これはチップ１４の挿入口１６ｃを上部空間Ｓ２１に開口させるためである。
【００４２】
また、第１の区画壁３３には、載置台２１を上部空間Ｓ２１において移動させるために、載置台２１を下部空間Ｓ２１内の水平移動機構１９に連結するための長孔３５、第１の区画壁３３の下方の空間Ｓ２２１に配置されたチップ供給装置１５からチップ１４を取り出すための貫通孔３６、使用済みのチップ１４を廃棄するための廃棄口３７が貫通形成されている。さらに、第１の区画壁３３には、その側壁３０ａ，３０ｂに沿って、上下に貫通する通気口３８が設けられている（斜線部）。
【００４３】
第１の区画壁３３と第２の区画壁３４との間の空間Ｓ２２１には、図１３に示されるように、分注ロボット１３の本体部分、チップ供給装置１５、試薬等供給装置１６、顕微鏡１７のＸＹテーブル１７ａ以下の部分、水平移動機構１９および、チップ回収部３１の廃棄口３７と廃棄容器３９とを接続するダクト４０が備えられている。前記ダクト４０は、図１４に示されるように、例えば、その上端にフランジ部４０ａを備える構造とされ、第１の区画壁３３の下部に設けたフック４４に引っかけることで、第１の区画壁３３と第２の区画壁３４との間に着脱可能に設ければよい。第２の区画壁３４の側壁３０ａ，３０ｂ近傍には、該側壁３０ａ，３０ｂに沿って、上下に貫通する通気口４３が設けられている（斜線部）。
【００４４】
さらに、第２の区画壁３４の下方の空間Ｓ２２２には、図１５に示されるように、遠心分離機１１、貯留タンク１８、廃棄容器３９、および排気ファン４１が配置されている。排気ファン４１の出口にはＨＥＰＡフィルタのようなフィルタ４２が設けられ、排気される空気を清浄にするようになっている。
【００４５】
前記給排ロボット１０は、水平多関節型ロボットであって、例えば、図１に示す例では、２種類の電動ピペット１０ａ，１０ｂを備えるヘッド１０ｃと、水平旋回可能な２つのアーム１０ｄ，１０ｅと、アーム１０ｅの先端に設けられヘッド１０ｃを昇降させる昇降機構１０ｆとを備えている。電動ピペット１０ａは、貯留タンク１８からダクト１０ｇを介して導かれた培地を供給し、あるいはピペッティング動作を行うようになっている。電動ピペット１０ｂは、培養容器３内あるいは遠心容器内の不要な培地を吸引し、ダクト１０ｇを介して他の貯留タンク１８へ廃液として排出するようになっている。
【００４６】
電動ピペット１０ａによるピペッティング動作は、ＰＢＳを注入された骨髄液５４に対して行われるとともに、遠心分離機１１により分離された細胞と培地構成液との混合液に対しても行われるようになっている。ピペッティング動作は、電動ピペット１０ａの先端にチップ供給装置１５から供給されたチップ１４を装着して、導入容器５６内に挿入され、導入容器５６内に貯留されている骨髄液５４とリン酸緩衝化食塩水との混合液、あるいは細胞と培地との混合液に対し、吸引および放出を１０回〜２０回繰り返す。これにより、混合液を均一に攪拌するようになっている。
【００４７】
また、給排ロボット１０は、ピペッティング動作の後に、電動ピペット１０ａによって、遠心分離機１１により分離された細胞と培地との混合液を吸引し、載置台２１上に搭載された培養容器３内に上部開口から供給するようになっている。
【００４８】
一旦使用された使用済みのチップ１４は、チップ回収部３１において取り外され回収されるようになっている。したがって、給排ロボット１０は、骨髄液導入部５５、載置台２１、チップ供給装置１５、チップ回収部３１および遠心分離機１１からの細胞供給装置（図示略）等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００４９】
前記分注ロボット１３は、それぞれ、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されて来た培養容器３内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上の載置台２１、チップ供給装置１５、チップ回収部３１および試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００５０】
前記チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、給排ロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、給排ロボット１０や分注ロボット１３による電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２の移動方向に対して交差する方向に往復移動させられるように移動機構１５ｂに取り付けられている。また、分注ロボット１３にチップ１４を供給するチップ供給装置１５には、移動機構１５ｂによる移動方向とは直交する方向に容器１５ａを移動させる他の移動機構１５ｃが備えられている。これにより、容器１５ａ内の全てのチップ１４に対して電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２がアクセスすることができるようになっている。
【００５１】
前記チップ回収部３１は、廃棄容器３９の入口に、チップ１４を把持する把持装置（図示略）を備えていて、給排ロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態で給排ロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２を移動させることにより、電動ピペット１０ａ，１０ｂ，１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、廃棄容器３９内にダクト４０を介して回収されるようになっている。廃棄容器３９は、空間Ｓ２２２内に着脱可能に配置されており、必要に応じて交換可能となっている。
前記ダクト４０および廃棄容器３９の交換時には、培養処理装置３０の側壁３０ａ，３０ｂに設けられた図示しないドアを開くことにより、培養処理装置３０の外部からアクセスすることとすればよい。
【００５２】
前記試薬等供給装置１６は、例えば、図１３に示されるように、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル１６ａを収容し、該テーブル１６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器１６ｂを周方向に複数配列して搭載している。ケーシング内部は一定の温度に保冷されている。各試薬等容器１６ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential
Medium：最小必須培地)、ＤＭＥＭ（Dulbecco's Modified
Eagle Medium）、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００５３】
試薬等供給装置１６のケーシングの上面には、分注ロボット１３が電動ピペット１２先端のチップ１４を挿入する挿入口１６ｃが設けられている。この挿入口１６ｃは、前記分注ロボット１３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器１６ｂは、その上面に、前記挿入口１６ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、テーブル１６ａを回転させて試薬等容器１６ｂの開口部をケーシングの挿入口１６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット１３が、電動ピペット１２先端のチップ１４を上方から試薬等容器１６ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。試薬等供給装置１６を２台設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００５４】
前記顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、細胞数を計数したりする場合等に使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージ１７ａや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を観察できるようにしてもよい。
【００５５】
前記貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＭＥＭやＰＢＳ等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ｂ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
【００５６】
前記水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記載置台２１が搭載されており、載置台２１に搭載された培養容器３を、コンベア９から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
【００５７】
前記載置台２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備えている。また、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えていてもよい。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置の他、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
本実施形態に係る自動培養装置１の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
【００５８】
このように構成された本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１を用いて、間葉系幹細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液５４を導入容器５６に入れた状態で培養処理装置３０内に導入し、骨髄液導入部５５に供給する。
【００５９】
骨髄液導入部５５においては、導入された導入容器５６は、供給容器留置部６２に一旦留置される。そして、送り機構６３の作動により導入順に順次把持ハンド６４に向けて送られる。このとき、押圧ヘッド７１に設けられた押圧アーム７１ａを突出位置に配置し、直線移動機構７０を作動させて最後尾の導入容器５６を押圧することにより、把持ハンド６４に送り出すことができる。
【００６０】
把持ハンド６４は、送られてきた骨髄液５４入りの最前部の導入容器５６を受け台７４上に受け取ると、爪７３を作動させて導入容器５６の側面を挟む。これにより、導入容器５６が把持ハンド６４によって３点で安定して支持されることになる。この状態で、ハンド移動機構６５を作動させることにより、導入容器５６を蓋体開閉位置Ｃに配置する。
【００６１】
導入容器５６が蓋体開閉位置Ｃに配置されると、昇降機構６１の作動により、導入容器５６の上方から蓋体開閉機構６０が蓋体５７に近接させられる。そして、チャック機構７６の爪７８に設けられた当接部７８ａが蓋体５７の上面に当接する位置まで昇降機構６１が蓋体開閉機構６０を下降させると、蓋体開閉機構６０のチャック機構７６が作動させられて３つの爪７８によって蓋体５７が側面から把持される。
【００６２】
この状態で、回転機構７７を作動させることによりチャック機構７６を鉛直軸線回りに左回りに回転させる。把持ハンド６４が導入容器５６の側面を把持し、チャック機構７６が蓋体５７の側面を把持しているので、チャック機構７６を回転させることにより、蓋体５７が導入容器５６に対して相対的に回転させられ、両者を締結していたねじが弛むことになる。
【００６３】
チャック機構７６は、圧縮バネ８１によって常時下方に押圧されているとともに、スプライン軸８０によって上下方向の移動を許容されているので、回転機構７７の作動によりねじが弛んでくると、ねじのリードに従って蓋体５７が回転しながら上昇する。このとき、蓋体５７を把持しているチャック機構７６も圧縮バネ８１の付勢力に抗して上昇させられる。そして、導入容器５６と蓋体５７とのねじが完全に弛む位置まで蓋体５７が上昇させられると、センサ８２がこれを感知して回転機構７７の作動が停止される。この状態で、昇降機構６１が作動させられて、チャック機構７６によって蓋体５７を把持した状態の蓋体開閉機構６０が上昇させられることにより、導入容器５６から蓋体５７が取り外され、導入容器５６の上部開口が開放されることになる。
【００６４】
なお、このとき、昇降機構６１の作動により蓋体５７が導入容器５６から離れるように上昇させられることで、圧縮バネ８１の押圧力に抗して蓋体５７を押し上げていた導入容器５６からの押圧力が解除されるので、センサ８２の検出状態が解除されることになる。
【００６５】
次に、ハンド移動機構６５の作動により、開栓された状態の導入容器５６が、分注位置Ｄまで移動させられる。そして、給排ロボット１０の作動により、開放された導入容器５６の上部開口からＰＢＳが供給されるとともに、ピペッティング動作によって攪拌される。そして、再度ハンド移動機構６５の作動により蓋体開閉位置Ｃに戻された導入容器５６の上部開口が、蓋体開閉機構６０のチャック機構７６によって把持されていた蓋体５７によって閉鎖される。
【００６６】
このとき、昇降機構６１の作動により、所定の位置まで蓋体５７が下降させられると、再度導入容器５６からの押圧力が発生してセンサ８２がこれを感知する。そして、回転機構７７の作動により、蓋体５７が鉛直軸線回りに右回りに回転させられると、蓋体５７が導入容器５６のねじに締結されていく。そして、両者が十分に締結された状態で、ねじのリードに従って蓋体５７が下降することにより、センサ８２の検出状態が再度解除され、これによって蓋体５７の締結が確認される。
【００６７】
蓋体５７が締結された導入容器５６は、把持ハンド６４による把持状態が解除され、チャック機構７６によって蓋体５７を把持された状態で昇降機構６１により若干上昇させられ、ハンド移動機構６５により把持ハンド６４が待避させられた状態で、昇降機構６１の作動により鉛直下方に移動させられる。
昇降機構６１による下降移動の移動途中には、識別コードリーダ８９が設けられているので、識別コードリーダ８９の読み取り範囲内において回転機構７７を作動させることにより、導入容器５６が鉛直軸線回りに回転させられる。これにより、導入容器５６の側面に設けられた識別コード５８が、その貼り付けられている位置にかかわらず、識別コードリーダ８９によって読み取られる。その後、昇降機構６１をさらに作動させて、導入容器５６を遠心分離機１１に引き渡す。そして、遠心分離機１１が、例えば、８００〜１３００Ｇで３〜５ｍｉｎ間作動させられることにより、混合液内の比重の重い間葉系幹細胞を含む細胞が沈降した状態に集められる。
【００６８】
この状態で、再度チャック機構７６によって導入容器５６が遠心分離機１１から取り出され、把持ハンド６４の上方まで上昇させられた後に、ハンド移動機構６５により把持ハンド６４を導入容器５６の下方に配置し、昇降機構６１により導入容器５６を把持ハンド６４の受け台７４に乗せる。そして、把持ハンド６４によって導入容器５６の側面を把持し、回転機構７７の作動によりチャック機構７６を回転させて導入容器５６の蓋体５７を開き、上部開口を開放された導入容器５６を分注位置Ｄまで移動させる。
【００６９】
そして、給排ロボット１０およびチップ供給装置１５の作動により、電動ピペット１０ｂ先端に未使用のチップ１４が取り付けられる。
すなわち、チップ供給装置１５は移動機構１５ｂを作動させることにより、未使用のチップ１４を給排ロボット１０の動作範囲内に配する。すると、給排ロボット１０は、昇降機構１０ｆを作動させることにより、ヘッド１０ｃを下降させて、第１の区画壁３３下方のチップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取り、電動ピペット１０ｂの先端に取り付ける。
【００７０】
この状態で、給排ロボット１０を作動させて電動ピペット１０ｂのチップ１４の先端を導入容器５６内に挿入して吸引する。これにより、導入容器５６内の上澄み液が除去され、間葉系幹細胞を多く含む細胞が導入容器５６内に残される。
【００７１】
次に、導入容器５６内に残った検体は、給排ロボット１０により培養容器３に投入される。
投入に先立って、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１個の空の培養容器３が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に差し出されている。トレイ７上の培養容器３が、図示しない移載装置の作動により、載置台２１上に載置される。そして、図示しない蓋体開閉装置の作動により、載置台２１上の培養容器３の蓋体３ｂが開けられる。
【００７２】
この状態で、給排ロボット１０を作動させて、電動ピペット１０ａから導入容器５６内に、貯留タンク１８に貯留されているＤＭＥＭやＰＢＳ等の培地構成液を、所定量供給する。電動ピペット１０ａ先端のチップ１４を導入容器５６内に挿入した状態に保持したまま、電動ピペット１０ａを作動させることにより、ピペッティングを行う。これにより、間葉系幹細胞を多く含む細胞と培地構成液とが均一に混合された細胞懸濁液が構成されることになる。
【００７３】
このようにして製造された細胞懸濁液は、電動ピペット１０ａを作動させることにより、チップ１４内に吸引される。吸引された細胞懸濁液は、チップ１４内に保持された状態で、給排ロボット１０を作動させることにより、載置台２１上の培養容器３内に上部開口から投入される。
【００７４】
内部の細胞懸濁液を全て吸引された空の導入容器５６は、蓋体開閉機構６０によって蓋体５７を締結された後にハンド移動機構６５の作動により、排出容器留置部６６まで移動させられる。そして、押圧アーム７２ａを待避位置とした押圧ヘッド７２が、図６に鎖線で示す位置まで移動させられた状態で、突出位置とされた押圧アーム７２ａによって、直線移動機構７０の作動により把持ハンド６４から離れる方向に押圧されることにより、外部に排出されることになる。
【００７５】
一方、細胞懸濁液を培養容器３内に投入し終わると、給排ロボット１０は、第１の区画壁３３に形成された廃棄口３７にチップ１４を挿入して取り外し、チップ回収部３１に回収させる。廃棄口３７において取り外されたチップ１４は、ダクト４０を介して、最下位の空間Ｓ２２２に配置されている廃棄容器内に投入される。
【００７６】
次に、細胞懸濁液が投入された培養容器３は、水平移動機構１９を作動させることにより、載置台２１ごと水平移動させられ、各分注ロボット１３の動作範囲内に配置される。分注ロボット１３は、チップ供給装置１５から受け取った未使用のチップ１４を先端に取り付けた電動ピペット１２を作動させることにより、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂ内からＤＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器３の上方まで搬送して培養容器３内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置１５から未使用のチップ１４に交換して行われる。これにより、培養容器３内においては、適正な培地内に間葉系幹細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において間葉系幹細胞を均一に分布させるために、載置台２１を作動させて、培養容器３ごと加振することにしてもよい。
【００７７】
そして、全ての処理を終えた培養容器３は水平移動機構１９の作動により、コンベア９の近傍まで移動させられ、そこで、再度、蓋体開閉装置および移載装置の作動により、蓋体３ｂにより上部開口を閉じられた状態で、トレイ７に戻される。
【００７８】
この後に、コンベア９を作動させることにより、トレイ７に載せられた培養容器３が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。
この状態で、搬送ロボット５を作動させることにより、ハンド５ｃによってトレイ７を持ち上げる。そして、トレイ７を収容する培養室４の前まで搬送したところで、当該培養室４の扉４ａを開き、搬送ロボット５によって、空いているトレイ保持部材４ｃ上にトレイ７を挿入する。そして、再度、扉４ａを閉じることにより、培養室４内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、細胞懸濁液の投入や、ＤＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００７９】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養室４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。
一の培養容器３による培養が十分に行われると、培養容器３の底面積を拡大することが必要となる。この場合には、培養室４からトレイ７ごと取り出された培養容器３が、搬送ロボット５の作動により第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。そして、第２空間Ｓ２では、培養容器３内にトリプシンが注入されて、培養容器３内の細胞が剥離させられた状態で、給排ロボット１０の作動によって培養容器３内から吸引されて遠心分離機１１内に投入される。そして、遠心分離機１１の作動により、間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められ、トリプシンを含む上澄み液が廃棄される。
【００８０】
そして、チップ１４を付け替えた給排ロボット１０の作動により、再度、培地構成液が導入容器５６内に供給され、ピペッティングにより攪拌され、細胞懸濁液が構成される。この間に、細胞を吸引されて空となった培養容器３は、蓋体３ｂを被せられた状態でトレイ７ごと第１空間Ｓ１に戻され、搬送ロボット５の作動により図示しない容器排出口から第１空間Ｓ１外部に排出されて廃棄される。
【００８１】
そして、再度、搬送ロボット５の作動により、ストッカ８に収容されていた未使用の培養容器３が新たなトレイ７ごとストッカ８から取り出されて、第２空間Ｓ２内に供給される。このとき、トレイ７上の培養容器３としては、一段サイズの大きな培養容器３を供給してもよいが、本実施形態に係る自動培養装置１においては、同じサイズの培養容器３の数を増やして供給することにしている。これにより細胞の培養に必要な底面積を増加させることができる。
その他の処理工程は上記と同様である。
【００８２】
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間にわたる培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、給排ロボット１０の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器３を顕微鏡１７まで搬送することにより、観察あるいは測定され、細胞の増殖の程度が判断される。なお、トレイ７上には、同一検体の培養容器３が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。また、載置台２１上には同一検体の培養容器３が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。
【００８３】
このようにして、本実施形態に係る自動培養装置１により、患者から採取した骨髄液５４から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器３内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００８４】
このように本実施形態に係る骨髄液導入部５５および培養処理装置３０によれば、骨髄液５４を導入容器５６内に収容して蓋体５７により密封した状態で供給容器留置部６２に投入するだけで、第２空間Ｓ２内において自動的に蓋体５７を開放して内部の細胞を培養容器３に分注し、所定の処理を施すことができる。
また、蓋体開閉装置６０の回転機構７７を利用して識別コード５８を識別コードリーダ８９に読み取らせることができるので、装置を簡易化することができる。
【００８５】
また、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養室４内に、培養容器３を取り出すための機構部が存在しない。すなわち、培養室４内には、トレイ７を載置した状態に支持するトレイ保持部材４ｃが設けられているのみであり、培養容器３を取り出すための機構部は全て培養室４外に配置された搬送ロボット５に集約されている。そして、搬送ロボット５は、トレイ７の出し入れ作業が行われた後には、培養室４の扉４ａの外側に完全に退避することができるようになっている。
【００８６】
したがって、扉４ａが閉じられた状態では、培養室４内に機構部が存在せず、機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。また、培養室４内は、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されるが、機構部が存在しないために、このような環境下においても、腐食等の問題が生ずることがない。また、扉４ａが開かれた状態においても、培養室４内に挿入されるのは搬送ロボット５のハンド５ｃ先端のみであり、実質的に回転機構や摺動機構が培養室４内に入ることはない。その結果、培養室４内への塵埃の侵入が抑制され、培養室４内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養室４は、ＣＯ２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、または保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
【００８７】
さらに、本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１によれば、培養処理装置３０の第２空間Ｓ２内が、第１の区画壁３３により上部空間Ｓ２１と下部空間Ｓ２２とに区画され、上部空間Ｓ２１には清浄な下降気流を発生させる空気清浄機３２が設けられている。そして、第１の区画壁３３には、その側壁３０ａ，３０ｂ近傍に通気口３８が設けられている。第１の区画壁３３には、通気口３８の他に種々の装置を貫通させるための貫通孔３６，３７等が形成されているが、通気口３８の流通断面積を他の貫通孔３６，３７等の流通断面積より十分に大きく確保しておくことにより、気流を通気口３８に通過させることが可能となる。
【００８８】
したがって、上部空間Ｓ２１内を下降してきた清浄な気流は、第１の区画壁３３の近くで側壁３０ａ，３０ｂの方向に向かい、通気口３８を介して下部空間Ｓ２２へと流通させられる。その結果、上部空間Ｓ２１内に浮遊していた塵埃を下方に向かって押し流してきた気流が、上部空間Ｓ２１の側壁３０ａ，３０ｂ近傍の角部に滞留することがなく、スムーズに下部空間Ｓ２２へ流通させられることになる。
【００８９】
さらに、本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１によれば、蓋体３ｂを開かれた状態の培養容器３が移動させられる上部空間Ｓ２１には、培養容器３の移動に必要な載置台２１、顕微鏡１７のＸＹテーブル１７ａ、培養容器３の上部開口からアクセスすることが必要な給排ロボット１０、分注ロボット１３の電動ピペット１２、顕微鏡１７の光源部分等のみが配置され、その他の機構部は下部空間Ｓ２２に配置されている。したがって、上部空間Ｓ２１における塵埃の発生が最小限に抑えられ、培養容器３内への塵埃の混入の可能性が低減されることになる。
【００９０】
また、特に、塵埃を発生する可能性の高い装置、例えば、遠心分離機１１、廃棄容器３９、排気ファン４１等は、下部空間Ｓ２２の内、さらに第２の区画壁３４によって区画された最下位の空間Ｓ２２２内に配置されているので、そこで発生した塵埃が上部空間Ｓ２１に流入することはない。さらに、空間Ｓ２２２内の空気は排気ファン４１によって吸引され、ＨＥＰＡフィルタ４２によって塵埃を除去された後に培養処理装置３０の外部に放出される。したがって、上部空間Ｓ２１の清浄度は、極めて高い清浄度に維持されることになる。
【００９１】
また、第２の区画壁３４にも、側壁３０ａ，３０ｂに沿って通気口４３が設けられているので、上部空間Ｓ２１から流入した塵埃を含む気流が、空間Ｓ２２１内に広がることなく、スムーズに空間Ｓ２２２に向けて流通させられることになる。
【００９２】
さらに、培地や細胞が付着した使用済みのチップ１４を収容した廃棄容器３９は、着脱可能であり、必要によりまたは定期的に交換することで、下部空間Ｓ２２の清浄度をも高い状態に回復することができる。さらに、廃棄容器３９への廃棄の際に使用済みのチップ１４を通過させるダクト４０も、必要によりまたは定期的に取り外して、交換あるいは清掃することで、清浄度の向上に寄与することができる。
【００９３】
さらに、本実施形態に係る自動培養装置１は、搬送ロボット５の設置されている中央空間Ｓ１２の上部に、空気清浄部６を備えているので、搬送ロボット５の存在する中央空間Ｓ１２内も常に清浄度が維持されている。したがって、培養室４の扉４ａが開かれたときにも、培養室４内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
【００９４】
なお、この発明は、上記実施形態に示した構成に限定されるものではない。すなわち、培養室４の形状や数、搬送ロボット５、給排ロボット１０および分注ロボット１３の形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
【００９５】
また、導入された骨髄液にＰＢＳを供給して攪拌することにより細胞懸濁液を製造したが、これに代えて、溶血剤を投入して溶血処理することにより、赤血球を取り除くこととしてもよい。
【００９６】
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＥＧＦ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
なお、本発明に係る自動培養装置は、骨髄の間葉系幹細胞の培養に限定されるものではない。生体の種々の組織から採取された細胞や、樹立された細胞ラインを培養してもよい。
【００９７】
また、生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動培養装置を示す斜視図である。
【図２】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す縦断面図である。
【図３】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す平面図である。
【図４】図１の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【図５】図１の自動培養装置に細胞を導入する導入容器の一例を示す正面図である。
【図６】図５の導入容器を導入する骨髄液導入部を示す平面図である。
【図７】図６の骨髄液導入部の正面図である。
【図８】図６の骨髄液導入部の供給排出部を説明する図である。
【図９】図６の骨髄液導入部のハンド移動機構を示す正面図である。
【図１０】図５の骨髄液導入部の蓋体開閉機構を示す構造図である。
【図１１】図１０の蓋体開閉機構のチャック機構の爪を示す図である。
【図１２】図１０の蓋体開閉機構を搭載した昇降機構を説明する正面図である。
【図１３】図１の自動培養装置の培養処理装置の第１の区画壁を除去して第２の区画壁上の装置を示す斜視図である。
【図１４】図１の自動培養装置の培養処理装置の第１および第２の区画壁を除去して最下位の空間内に設置された装置を示す斜視図である。
【図１５】図１の自動培養装置の培養処理装置の廃棄容器に接続するダクトの取付構造例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
Ｓ２  第２空間（処理室）
３０  培養処理装置
５４  骨髄液（検体）
５５  骨髄液導入部（検体導入装置）
５６  導入容器
５７  蓋体（キャップ）
５８  識別コード
６０  蓋体開閉機構（キャップ開閉手段）
６１  昇降機構（移動機構）
６４  把持ハンド（第１の把持手段）
７６  チャック機構（第２の把持手段）
８２  センサ
８９  識別コード読み取り装置
【図１】
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【図２】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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