(57)【要約】【課題】  同一の培養室内に異なる種類の検体を収容して、培養を行っても検体間汚染を防止することができる。【解決手段】培養容器３を搭載し、所定の培養条件に維持された培養室内に出し入れ可能に収容されるトレイ本体７ａと、該トレイ本体７ａに、該トレイ本体７ａ上に搭載された培養容器３を被覆するように載置されるカバー７ｂとを備える培養装置用トレイ７を提供する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器を搭載し、所定の培養条件に維持された培養室内に出し入れ可能に収容されるトレイ本体と、
該トレイ本体に、該トレイ本体上に搭載された培養容器を被覆するように載置されるカバーとを備える培養装置用トレイ。
【請求項２】
前記カバーに空気の通過を許容し、塵埃等の侵入を防ぐフィルタが設けられている請求項１に記載の培養装置用トレイ。
【請求項３】
前記トレイ本体に、ガス供給部が設けられている請求項１または請求項２に記載の培養装置用トレイ。
【請求項４】
前記トレイ本体上に、前記ガス供給部の近傍に蒸気発生部が配されている請求項３に記載の培養装置用トレイ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養装置用トレイを出し入れ可能に収容する培養室と、該培養室から取り出された培養容器内の細胞に対し所定の処理を施す処理部と、該処理部と前記培養室との間でトレイを搬送する搬送機構とを備える自動培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、培養装置用トレイ及び自動培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動培養装置としては、複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚と、水平・昇降・回転移動可能な搬送手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この自動培養装置は、培養室内に配置された収納棚に、鉛直方向に並ぶ複数の小区画を備え、各小区画の中に培養容器を１つずつ収容して培養を行い、培養途中あるいは培養終了時に搬送手段を作動させて、小区画から１つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小区画へ培養容器を収容するよう構成されている。
【特許文献１】特開２００２−２６２８５６号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示された培養装置では、培養室内には複数の培養容器が収納されているため、多種類の検体を扱う場合においては、細胞の培養中に、一の培養容器内から浮遊した塵埃等が外部に漏れ、他の培養容器に付着及び侵入するおそれがある。特許文献１の培養装置のように、上下方向に複数の収納場所を有する収容棚内に、複数種の検体を収容して同時に培養する場合には、特に、上部収容棚に収容されている培養容器から、下部収容棚に収容されている培養容器へ、検体成分等の検体間汚染原因となる物質が付着及び侵入し、異なる検体に由来する汚染が生じることが危惧される。このため、培養中の検体間汚染を防止する目的で独立した複数の培養室を持たせることもできるが、この場合、各々の培養室の温湿度管理等を個別に行う必要があり、１個の培養室で複数の検体を培養する培養装置に比べ大きな装置となってしまう。
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、同一の培養室内に異なる種類の検体を収容して、培養を行っても検体間汚染を防止することができる培養装置用トレイ及び自動培養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】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、培養容器を搭載し、所定の培養条件に維持された培養室内に出し入れ可能に収容されるトレイ本体と、該トレイ本体に、該トレイ本体上に搭載された培養容器を被覆するように載置されるカバーとを備える培養装置用トレイを提供する。
この発明によれば、培養を行う際に、培養容器を載置した複数の培養装置用トレイが培養室内に収容される。培養装置用トレイに搭載された培養容器はトレイごとにカバーにより覆われるので、他の培養装置用トレイに搭載されている培養容器からの塵埃等の混入を防ぐことが可能となる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の培養装置用トレイにおいて、前記カバーに空気の通過を許容し、塵埃等の侵入を防ぐフィルタが設けられている培養装置用トレイを提供する。
この発明によれば、培養容器内の細胞の汚染を防止しながら、カバーに設けられているフィルタによって、培養装置用トレイ内部の空気の流通を良くすることが可能となる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の培養装置用トレイにおいて、前記トレイ本体に、ガス供給部が設けられている培養装置用トレイを提供する。
この発明によれば、カバーされた培養装置用トレイ内にガス供給部から清浄なガスを供給し、培養装置用のトレイ内に空気の流れを生じさせることにより、培養装置用トレイ内の温度，Ｏ２濃度及びＣＯ２濃度等の雰囲気を空間的に均一にすることが容易となる。また、培養装置用トレイにガスセンサーと複数のガス供給部を設けて、ガスセンサーの値をもとに、個々のガス（例えば、Ｏ２，ＣＯ２，空気，Ｎ２等）の供給量を制御すれば、さらに厳密なガス雰囲気のコントロールも可能となる。また、供給するガスは清浄なものでなくてはならないため、ガス中の塵埃を除去するフィルタをガス供給部に設けても良いが、培養装置用トレイ側にあった方が、培養室から取り出された状態であっても開口部はフィルタを介するため、クリーン環境を容易に保持でき好ましい。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の培養装置用トレイにおいて、前記トレイ本体上に、前記ＣＯ２供給部の近傍に蒸気発生部が配されている培養装置用トレイを提供する。
この発明によれば、ＣＯ２供給部から供給されるＣＯ２により、蒸気発生部において発生した水蒸気が培養装置用トレイ内に拡散させられる。これにより、培養装置用トレイ内を均一な湿度に保つことが可能となる。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養装置用トレイを出し入れ可能に収容する培養室と、該培養室から取り出された培養容器内の細胞に対し所定の処理を施す処理部と、該処理部と前記培養室との間でトレイを搬送する搬送機構とを備える自動培養装置を提供する。
この発明によれば、異なる種類の検体が相互に混入する可能性を低減して、健全な状態の細胞を自動的に培養することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、この発明に係る培養装置用トレイおよび自動培養装置によれば、複数種の検体を収容して同時に培養する場合においても、異なる種類の検体が相互に混入することを防止できる。その結果、細胞の汚染を防止して、健全な細胞を自動的に培養する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】
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る培養装置用トレイおよび自動培養装置について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１は、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。
【００１２】
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を収容したトレイ（培養装置用トレイ）７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。
【００１３】
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℃等に維持されている。なお、トレイ保持部材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。
【００１４】
本実施形態に係るトレイ７は、図４に示されるように、培養室４内に出し入れ可能に収容されるトレイ本体７ａと、このトレイ本体７ａ上に搭載された培養容器３を被覆するように載置されるカバー７ｂとを備えている。また、このカバー７ｂはトレイ本体７ａから着脱可能となっている。
【００１５】
前記トレイ本体７ａは、培養容器３を載置する平坦な載置部７ｃと、空気の通過を許容し、塵埃等の侵入を防ぐフィルタ７ｄとを備えている。また、トレイ本体７ａの両脇には、水を貯留するシャーレ（蒸気発生器）７ｅが載置されている。
前記フィルタ７ｄは、トレイ本体７ａの底部に配されており、培養容器３ごとに区画するように設けられている。
前記カバー７ｂは、上述のフィルタ７ｄと同様の機能を有したフィルタ７ｆを備えており、このフィルタ７ｆはカバー７ｂの上面に複数かつ均一に設けられている。
なお、フィルタ７ｄ及びフィルタ７ｆの位置，大きさ及び数等は図中のものに限定されず、任意に設計することができる。
【００１６】
各培養容器３は、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋体３ｂとからなる。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。
【００１７】
各培養室４の下方には、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で複数収容するストッカ８が配置されている。ストッカ８は、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８ａを有している。該ドア８ａ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。
なお、ベルト９ａは無端ベルトに限られない。
【００２０】
前記ハンド５ｃは、トレイを載置可能に水平方向に伸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。
【００２１】
前記第２空間Ｓ２には、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上の培養容器３を取り扱うハンドリングロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機１１と、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２台の分注ロボット１３と、これら分注ロボット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（図示略）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とを備えている。該水平移動機構１９は、スライダ２０を有し、受け取った培養容器３を載置する載置台２１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送る空気清浄部（図示略）が設けられている。
【００２２】
前記ハンドリングロボット１０は、培養容器３を取り扱う把持ハンド１０ａを水平移動および昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、これら水平アーム１０ｂ〜１０ｄを昇降させる昇降機構１０ｅとを備えている。また、水平アーム１０ｂ〜１０ｄの先端には、培養容器３を把持する把持ハンド１０ａの他に、培養容器３内から細胞や培地を出し入れするチップ１４を着脱可能な電動ピペット（図示略）と、トレイ７のカバー７ｂ及び培養容器３の蓋体３ｂを開閉する開閉ハンド（図示略）とが備えられている。
【００２３】
ハンドリングロボット１０は、コンベア９で搬送されてきたトレイ７上の培養容器３の蓋体３ｂを開閉し、培養容器３を把持して搬送することにより載置台２１および顕微鏡１７に供給し、電動ピペット先端のチップ１４を交換し、培養容器３内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機１１に投入するようになっている。したがって、ハンドリングロボット１０は、コンベア９、載置台２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収部（図示略）および遠心分離機１１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００２４】
前記遠心分離機１１は、ハンドリングロボット１０から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
【００２５】
前記分注ロボット１３は、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。
【００２６】
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、ハンドリングロボット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１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット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、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３の動作範囲と、蓋体１５ｂとの間で往復移動させられるように移動機構１５ｃに取り付けられており、チップ１４の交換が不要なときには、チップ１４への塵埃等の付着を防止するために、移動機構１５ｃを作動させて蓋体１５ｂの下方に配置されるようになっている。
【００２７】
前記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ１４を把持する把持装置を備えていて、ハンドリングロボット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、この状態でハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１２を移動させることにより、電動ピペット１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、回収容器内に回収されるようになっている。
【００２８】
前記試薬等供給装置１６は、例えば、図１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。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ＤＭＥＭ(Dulbecco's Modified Eagle Medium)、ＭＥＭ(Minimal Essential Medium：最小必須培地)、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。
【００２９】
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と、分注ロボット１３とを２台ずつ設けているのは、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。
【００３０】
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、細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージや作動距離調整、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内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００３１】
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ＤＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）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１６ａ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。
【００３２】
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３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。
【００３３】
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）を備える。なお、加振装置（図示略）により、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させてもよい。また、加振装置として、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。
【００３４】
このように構成された本実施形態に係るトレイ７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、細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機１１に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、ハンドリングロボット１０に行わせてもよい。これにより、遠心分離機１１の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
【００３５】
集められた骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０により、培養容器３に投入される。このとき、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１０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。ハンドリングロボット１０は、差し出された培養容器３内の２個の蓋体３ｂを開けた後に、把持ハンド１０ａを作動させてこれを把持することにより、載置台２１上に移載する。なお、蓋体３ｂを開けるロボットを別途設けてもよい。これにより処理直前に蓋体３ｂを開けることができ、容器本体３ａ内に異物が入る確率を低減することができる。
【００３６】
チップ供給装置１５が移動機構１５ｃを作動させることにより、未使用のチップ１４をハンドリングロボット１０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット１０は、チップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取って電動ピペットの先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット１０を作動させて、電動ピペット先端のチップ１４を遠心分離機１１内に集められた骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペットを作動させることにより、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞はハンドリングロボット１０を作動させることにより、載置台２１上に蓋体３ｂを開けて移載されている培養容器３内に投入される。
【００３７】
骨髄細胞を培養容器３内に投入し終わると、ハンドリングロボット１０は、チップ回収部までチップ１４を搬送してチップ１４を取り外す。また、チップ供給装置１５は、移動機構１５ｃの作動により容器１５ａを蓋体１５ｂの下方に配置する。
【００３８】
次に、骨髄細胞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、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において骨髄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。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、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻される。ハンドリングロボット１０は、培養容器本体３ａに蓋体３ｂを被せた上で、培養容器３をトレイ７上に戻し、トレイ本体７ａにカバー７ｂを被せる。
【００３９】
トレイ７上の全ての培養容器３に対して所定の処理が行われた後に、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、骨髄細胞投入や、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。
【００４０】
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。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、ハンドリングロボット１０の作動によって遠心分離機１１内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。その他の処理工程は上記と同様である。
【００４１】
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渡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、ハンドリングロボット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。
【００４２】
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。
【００４３】
この場合において、本実施形態に係るトレイ７によれば、複数の培養容器３を同時に載置して、培養室４内に収容し、同一の培養条件下において細胞を培養できる。そして、培養室４内に、同一の検体を収容している場合だけではなく、複数種の検体が混在している場合においても、トレイ本体７ａに載置されているカバー７ｂによって、培養容器３から浮遊した塵埃等がトレイ７の外に出るのを防ぐことができる。また、他のトレイ７から浮遊した塵埃等の侵入も防ぐことも可能となる。
【００４４】
さらに、本実施形態に係るトレイ７によれば、カバー７ｂはトレイ本体７ａ上に搭載された培養容器３を被覆するように載置されているが、フィルタ７ｄ，７ｆを通して水蒸気やＣＯ２を円滑に流通させることができる。その結果、培養室４内の気体を円滑に循環させて、温度、湿度、ＣＯ２濃度等の培養条件を培養室４内全域において均一に保持することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、トレイ７が培養室４に出し入れ可能に収容されているので、搬送ロボット５の作動により、複数の培養容器３をトレイ７ごと培養室４に出し入れすることが可能となる。したがって、培養容器３を個別に出し入れしないので、培養容器３が破損していた場合においても、培養室４への出し入れの際に、漏れ出た細胞等が搬送ロボット５に付着したり、培養室４内外へこぼれ出ることが防止される。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係る養装置用トレイ及び自動培養装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、上記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を用いてその説明は省略する。
本実施形態に係る培養装置用トレイ３０及び自動培養装置４０は、図５に示すように、トレイ（培養装置用トレイ）３０の形状、培養室５０の形状及び清浄空気供給装置（ガス供給部）６０を備えている点において、第１実施形態に係る養装置用トレイ７及び自動培養装置１と相違している。
【００４７】
前記トレイ３０は、トレイ本体３１の側壁に内壁面から外壁面まで貫通する貫通孔３２を備えている。このトレイ本体３１の貫通孔３２の先には、フィルタ３３及びコネクタ３４が備えられている。
前記培養室５０は、側壁に内壁面から外壁面まで貫通する貫通孔５１を備えている。この培養室５０の内壁面側にはコネクタ５２が備えられている。そして、このトレイ３０側のコネクタ３４と培養室５０側のコネクタ５２とは嵌合可能に形成されている。
また、培養室５０側のコネクタ５２の位置は、トレイ３０を各トレイ保持部材４ｃ上に挿入したとき、コネクタ３４とコネクタ５２とが嵌合する位置に設けられている。
また、培養室５０の外壁面側には、清浄空気供給装置６０が設けられている。これにより、トレイ３０内のＯ２濃度が減少している場合、Ｏ２濃度に応じて、清浄空気供給装置６０により、培養室５０側の貫通孔５１，フィルタ３３及び貫通孔３２を通過して、トレイ３０内に５％の濃度のＣＯ２を含んだ清浄空気を供給するようになっている。
【００４８】
このように構成された本実施形態に係るトレイ３０および自動培養装置４０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４０を用いて、細胞を培養するには、第１実施形態と同様の工程を行うことにより、搬送ロボット５によって、培養室５０内のトレイ保持部材４ｃ上にトレイ３０を挿入する。このとき、搬送ロボット５は、培養室５０側のコネクタ５２にトレイ３０側のコネクタ３４を挿入し嵌合させる。そして、細胞が活発な呼吸をした場合、トレイ３０内のＯ２濃度が不足するため、トレイ３０内に清浄空気供給装置６０から清浄空気を供給する。また、トレイ３０内は３７℃に保たれているため、シャーレ７ｅ内に貯留している水は気発している。このため、トレイ３０内に供給された清浄空気により、シャーレ７ｅから気発した水蒸気がトレイ３０内に拡散されることになる。これらにより、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。
【００４９】
この場合において、本実施形態に係るトレイ３０によれば、トレイ３０内のＯ２濃度が減少してしまう場合において、清浄空気供給装置６０によって内部のＯ２濃度及びＣＯ２濃度を一定に維持することが可能となる。また、清浄空気供給装置６０から清浄なガスを供給することにより、トレイ３０内に空気の流れが生じトレイ３０内の温度，Ｏ２濃度及びＣ０２等の雰囲気を空間的に均一にすることが容易となる。また、清浄空気供給装置６０の近傍にシャーレ７ｅが配されているため、ＣＯ２供給時にトレイ３０内の湿度を均一かつ湿度１００％近くに保持することが可能となる。
【００５０】
なお、上記各実施形態においては、シャーレ７ｅ内に水を貯留してトレイ３０内の湿度を一定に保ったが、これに代えて、自動的に蒸気を発生させる装置であっても良い。この場合において、蒸気を自動的に発生させることにより、より効果的にトレイ３０内の湿度を１００％に保持することが可能となる。
また、清浄空気供給装置６０から供給するＣＯ２濃度を５％としたが、培養させる細胞に適した培養条件であれば良い。また、培養室４の側壁面から清浄空気を供給したが、この位置に限るものではなく、例えば、培養室４の背面であっても良い。
また、トレイ３０内にガスセンサーと複数のガス供給部を設けて、ガスセンサーの値をもとに、個々のガス（例えば、Ｏ２，ＣＯ２，空気，Ｎ２等）の供給量を制御すれば、さらに厳密なガス雰囲気のコントロールも可能となる。
また、トレイ３０側にフィルタ３３を設けたが、この位置に限るものではなく、例えば、清浄空気供給装置６０側にあっても良い。
また、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、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、ハンドリングロボット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。
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。
【００５３】
なお、本実施形態に係る自動培養装置１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。
また、細胞を生体組織補填材に付着させて培養してもよい。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】
【００５４】
【図１】本発明の第１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の自動培養装置に使用されるトレイを示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る自動培養装置に使用されるトレイ及び培養室を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，４０  自動培養装置
３  培養容器
４  培養室
５  搬送ロボット（搬送機構）
７，３０  トレイ（培養装置用トレイ）
７ａ，３１  トレイ本体
７ｂ  カバー
７ｄ，７ｆ，３３  フィルタ
７ｅ  シャーレ（蒸気発生器）
６０  清浄空気供給装置（ガス供給部）
Ｓ２  第２空間（処理部）
【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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