(57)【要約】【課題】培養質感の雰囲気を相互に混入させることなく培養することを可能とする。【解決手段】培養容器３を収容する相互に密封状態に区画された複数の培養室３３を備えるとともに、これら培養室３３を開閉する共通の扉４ａを備え、各培養室３３の開口部３３ａ近傍に、前記扉４ａが開かれたときに開口部３３ａ近傍の空気を吸引する吸引手段４１，４２が設けられている培養装置４を提供する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器を収容する相互に密封状態に区画された複数の培養室を備えるとともに、これら培養室を開閉する共通の扉を備え、
各培養室の開口部近傍に、前記扉が開かれたときに開口部近傍の空気を吸引する吸引手段が設けられている培養装置。
【請求項２】
前記各培養室の側壁に、空気の通過を許容し、塵埃の通過を禁止するフィルタが設けられるとともに、該フィルタを通じて所定のＣＯ２濃度の空気を各培養室内に供給する空気供給手段が備えられている請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記所定のＣＯ２濃度の空気を所定の培養温度に温度管理する温調手段を備える請求項２に記載の培養装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の培養装置と、該培養装置外に配置され培養容器内に収容された細胞に対して所定の処理を施す処理装置と、これら培養装置と処理装置との間で培養容器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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、培養装置および自動培養装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の培養装置としては、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部屋を備え、各小部屋の中に培養容器を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、小部屋から１つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小部屋へ培養容器を収容するよう構成されている。
この培養装置においては、各小部屋は密封されることなく培養室内に開放されており、培養室内は、一定の培養条件に維持されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７８４７７号公報（図２等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の培養装置においては、培養容器を収容する各小部屋が培養室内に開放されていて、相互に連通している。したがって、培養室間の雰囲気の混入を防止しなければならないアプリケーションにおいては、全ての培養容器内に収容する検体を１種類に限らなければならないという不都合がある。
【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、培養室間の雰囲気を相互に混入させることなく同時に培養することが可能な培養装置および自動培養装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
請求項１に係る発明は、培養容器を収容する相互に密封状態に区画された複数の培養室を備えるとともに、これら培養室を開閉する共通の扉を備え、各培養室の開口部近傍に、前記扉が開かれたときに開口部近傍の空気を吸引する吸引手段が設けられている培養装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、複数の培養室が相互に密封状態に区画されているので、各培養室間の雰囲気を混入させることなく培養することが可能となる。そして、培養室から培養容器を取り出す際には、培養室共通の扉を開く。このとき、全ての培養室の開口部が開放されることになるが、吸引手段の作動により開口部近傍の雰囲気が吸引されるので、一の培養室内の雰囲気が他の培養室内に流入することが防止されることになる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の培養装置において、前記各培養室の側壁に、空気の通過を許容し、塵埃の通過を禁止するフィルタが設けられるとともに、該フィルタを通じて所定のＣＯ２濃度の空気を各培養室内に供給する空気供給手段が備えられている培養装置を提供する。
この発明によれば、空気供給手段の作動により、所定のＣＯ２濃度の空気がフィルタを介して各培養室の側壁から供給される。フィルタにより塵埃の培養室内への進入や培養室からの放出が防止されるので、各培養室間の雰囲気の混入を防止しながら、全ての培養室において、ＣＯ２濃度に関し均一な培養条件を達成することが可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の培養装置において前記所定のＣＯ２濃度の空気を所定の培養温度に温度管理する温調手段を備える培養装置を提供する。
この発明によれば、培養室内に供給される空気の温度が温調手段の作動により所定の培養温度に温度管理されるので、各培養室間の雰囲気の混入を防止しながら、全ての培養室において温度に関し均一な培養条件を達成することが可能となる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の培養装置と、該培養装置外に配置され培養容器内に収容された細胞に対して所定の処理を施す処理装置と、これら培養装置と処理装置との間で培養容器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。
【００１１】
この発明によれば、培養装置内において培養された細胞が培養容器ごと培養装置外に取り出され、搬送機構により処理装置内へ搬送されて、例えば、培地交換等の所定の処理が施される。この場合において、培養容器が培養装置から取り出されるときには、培養室を閉鎖している共通の扉を開放してその開口部から培養容器を取り出すことになるが、扉が開放されたときに吸引手段が作動して開口部近傍の空気が吸引されるので、取り出された培養容器から放出される塵埃等が他の培養室内に進入することが防止されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る培養装置および自動培養装置について、図１から図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る培養装置４は、図１および図２に示されるように、単一の筐体３１内に、上下方向に間隔を開けて水平に設けられた複数の区画壁３２により上下に区画形成された複数の培養室３３を備えている。各培養室３３は、図２に示されるように、同一面側に開口し、各培養室３３の開口部３３ａには、該開口部３３ａを開閉可能な共通の扉４ａが設けられている。扉４ａは、閉じられたときに全ての培養室３３の開口部３３ａを密封状態に閉鎖するように構成されている。
また、扉４ａには、該扉４ａの開閉状態を検出する扉開閉センサ３５が設けられている。
【００１３】
各培養室３３には、例えば、後述する培養容器３を搭載するトレイ７が、それぞれ出し入れ可能に収納されている。各培養室３３の開口部３３ａ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３３ｂが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材３３ｂに掛け渡すようにして、トレイ７を収容できるようになっている。なお、トレイ保持部材３３ｂ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】
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３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、後述するハンドにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
【００１５】
前記培養装置４を構成する筐体３１の側壁には、図１に示されるように、各培養室３３内外を貫通する貫通孔３６，３７がそれぞれ設けられている。各貫通孔３６，３７にはＨＥＰＡフィルタのようなフィルタ３８が配置され、貫通孔３６を通して空気のみを筐体３１外部から培養室３３内に流入させ、貫通孔３７を介して空気のみを培養室３３内から筐体３１外部へ流出させることができるようになっている。
【００１６】
各培養室３３の一方の貫通孔３６には、空気供給手段３９が接続されている。空気供給手段３９は、図示しない加湿手段、温調手段およびＣＯ２供給手段を備えている。これにより、温度３７℃±０．５℃、湿度１００％、ＣＯ２濃度５％の空気を、ダクト４０を介して全ての培養室３３に供給することができるようになっている。
もう一方の貫通孔３７は、ＨＥＰＡフィルタ３８を介して培養室３３外に開放されており、空気供給手段３９により空気が供給されることにより内圧が高められた培養室３３内の空気をＨＥＰＡフィルタ３８を介して培養室３３外に放出することができるようになっている。
【００１７】
また、各培養室３３には、図２に示されるように、開口部３３ａを構成する各区画壁３２の縁近傍に、開口部３３ａ近傍に配される空気を吸引可能な吸気口４１が設けられている。各吸気口４１には、例えば、ポンプ４２のような吸引手段が接続されている。また、ポンプ４２には、ポンプ制御手段４３が接続されている。該ポンプ制御手段４３には、前記扉開閉センサ３５の出力が入力されるようになっており、扉開閉センサ３５の出力が、扉４ａが開状態であることを示している場合には、ポンプ４２を作動させる作動信号を出力するようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る培養装置４の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る培養装置４を用いて検体、例えば、細胞を培養するには、細胞を収容した培養容器３をトレイ７上に載置して各培養室３３内に収納し、扉４ａを閉じる。扉４ａは各培養室３３に対して共通しているので、扉４ａを閉じることにより、全ての培養室３３の開口部３３ａが密封状態に閉鎖される。
【００１９】
この状態で、空気供給手段３９を作動させる。これにより、空気供給手段３９に備えられた、加湿手段、温調手段およびＣＯ２供給手段の作動により、温度３７℃±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％の好適な培養条件に調整された空気が、ダクト４０および貫通孔３６を介して全ての培養室３３に供給されることになる。
【００２０】
すなわち、空気供給手段３９により、所定の培養条件に設定された空気が全ての培養室３３内に供給されるので、全ての培養室３３内の培養容器３に対して均一な培養条件を達成できる。また、培養室３３内に溜まった空気が貫通孔３７を通じて培養室３３外に放出されるので、培養室３３内の空気を常に新鮮な状態に換気することが可能となる。
また、貫通孔３６，３７にはＨＥＰＡフィルタ３８が配置されているので、各培養室３３内に外部から塵埃が流入することがなく、また、培養室３３内の培養容器３から発生した塵埃や細胞片等が培養室３３外に放出されることも防止される。
【００２１】
培養工程の途中において、培地交換等の所定の処理を施す必要があるときには、培養装置４の扉４ａが開かれることにより、培養室３３の開口部３３ａが開放され、培養室３３の内部からトレイ７ごと、あるいは個別に培養容器３が取り出される。この場合において、扉開閉センサ３５が扉４ａが開かれたことを検出した場合に、ポンプ制御手段４３が作動させられてポンプ４２が作動させられ、吸気口４１からその周辺の空気が吸引されることになる。すなわち、培養室３３内に溜まっていて開放された開口部３３ａから培養室３３外に流出しようとする空気や、開放された開口部３３ａから培養室３３内に流入しようとする空気が、吸気口４１を介して吸引される。その結果、扉４ａが開かれても、培養室３３外に浮遊する塵埃が培養室３３内に流入したり、培養室３３内で発生した塵埃等が培養室３３外に流出したりすることが防止されることになる。
【００２２】
このように、本実施形態に係る培養装置４によれば、扉４ａを閉じることにより、全ての培養室３３を独立して密封状態に閉鎖するので、培養室３３ごとに異なる種類の検体、例えば細胞を収容した培養容器３を収容することができる。また、全ての培養室３３が均一な培養条件に設定されるので、複数種の検体に対し均一な条件下で培養を行うことができるという利点がある。さらに、複数の培養室３３に共通の扉４ａを設けたので、開閉機構が複雑にならず、ロボット等による扉４ａの開閉を容易にすることができる。
【００２３】
次に、この発明に係る自動培養装置の一実施形態について、図４から図６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、図４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。
【００２４】
第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器３を収容する前記培養装置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を移動させ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機６が設けられている。
【００２５】
４個の培養装置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。また、各培養装置４には、上述した空気供給手段３９により温度、湿度およびＣＯ２濃度において所定の培養条件に設定された空気が供給され、培養室３３内部が、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。
【００２６】
各培養装置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、前記培養装置４の扉４ａ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。
【００２７】
前記搬送ロボット５は、４個の培養装置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個の培養装置４内の全ての培養容器３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上に培養容器３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。
【００２８】
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、培養装置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。
【００２９】
前記ハンド５ｃは、トレイ７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、培養装置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３３ｂ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。
【００３０】
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、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を載置して振動を加えるシェーカ２１とが備えられている。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。
【００３１】
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２５ａ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、培養容器３の蓋体３ｂを引っかけて開閉する蓋体開閉ハンド（図示略）とが備えられている。
【００３２】
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シェーカ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、シェーカ２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収装置（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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２８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２８ｂ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上のシェーカ２１、チップ供給装置１５、チップ回収装置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。
【００３５】
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１０ｃ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。
【００３６】
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を取り外し、回収容器内に回収するようになっている。
【００３７】
前記試薬等供給装置１６は、例えば、図３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。
【００３８】
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１０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。
【００３９】
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。
【００４０】
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（リン酸緩衝液）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。
【００４１】
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上には前記シェーカ２１が搭載されており、シェーカ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。
【００４２】
前記シェーカ２１は、コンベア９上のトレイ７上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）を備えるとともに、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えている。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である。なお、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。
【００４３】
このように構成された本実施形態に係る自動培養装置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抽出される。
【００４４】
抽出された骨髄細胞は、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の内の２個の蓋体３ｂを開けた後に、把持ハンド２５ａを作動させてこれを把持することにより、シェーカ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。
【００４５】
チップ供給装置１５が移動機構３０ｃ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１２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１２先端のチップ１４を遠心分離機１１内に抽出さ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、シェーカ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。
【００４６】
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、チップ回収装置までチップ１４を搬送して使用済みのチップ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。
【００４７】
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、シェーカ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、各試薬等の吸引ごとにチップ供給装置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、シェーカ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を被せる。
【００４８】
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を収容すべき培養装置４の前まで搬送したところで、培養装置４の扉４ａを開放し、空いているトレイ保持部材３３ｂ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、培養装置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。
【００４９】
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置によれば、培養装置４の扉４ａが開かれても、開口部３３ａ周辺の空気が吸気口４１から吸引されるので、他の培養室３３内に収容されている培養容器３等から発生する塵埃等を培養室３３内に流入させることなく、トレイ７に載せた培養容器３を培養室３３内に収容することができる。
【００５０】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養装置４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養装置４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出される。この場合においても、扉４ａの開放とともに開口部３３ａ周辺の空気が吸気口４１に吸引されるので、各培養室３３内において発生した塵埃を培養室３３外に流出させることなく、かつ、培養室３３外に浮遊する塵埃を培養室３３内に流入させることなく培養容器３を取り出すことが可能となる。
【００５１】
取り出された培養容器３は、トレイ７ごと第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抽出される。その他の処理工程は上記と同様である。
【００５２】
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、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、測定され、判断される。
【００５３】
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。
【００５４】
このように、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養装置４に設けられた複数の培養室３３において異なる種類の検体を同一かつ均一な培養条件下で培養することが可能となる。また、培養質感の雰囲気が相互に混入することなく培養されることになる。したがって、同時に異なる種類の検体を培養することにより、効率よく健全な細胞を培養することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養装置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、培養装置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３３ｂ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装置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、培養容器３の出し入れ作業が行われた後には、培養装置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。
【００５６】
したがって、扉４ａが閉じられた状態では、培養装置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、培養装置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、培養装置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装置４内に入ることはない。したがって、培養装置４内への塵埃の侵入が抑制され、培養装置４内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養装置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。
【００５７】
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２３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、培養装置１の扉４ａが開かれときにも、培養装置１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。
【００５８】
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、培養装置１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。
【００５９】
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、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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、各培養装置４が、全ての培養室３３に共通した扉４ａを有することとしたが、これに代えて、部分的に共通する複数の扉を設けることにしてもよい。また、空気供給手段３９により、温度、湿度およびＣＯ２濃度を調整した空気を供給することとしたが、これに代えて、筐体３１に設けた電気ヒータ等のヒータにより温度を調整し、トレイ７の下に水を貯留した容器等の蒸気発生手段を配置することにより湿度を調整することにしてもよい。
また、水平な区画壁３２により上下方向に区画された複数の培養室３３を備える培養装置４について説明したが、これに代えて、鉛直方向に配される区画壁により水平方向に区画された複数の培養室を備える培養装置を採用してもよい。
【００６２】
また、図７に示されるように、貫通孔３７側にディフューザ４４を配置するとともに、該ディフューザ４４の出口に吸引ファン４５を配置することにしてもよい。このようにすることにより、ＨＥＰＡフィルタ３８を介した培養室３３内外への空気のスムーズな流通を補助して、培養室３内の換気を行うこととすれば効果的である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る培養装置および自動培養装置によれば、培養容器に収容した細胞の培養中および培養室からの培養容器の出し入れ時においても、培養室相互間の雰囲気の混入が防止されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【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の自動培養装置を示す横断面図である。
【図３】図１の自動培養装置の第１空間内の様子を示す平面図である。
【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の自動培養装置に備えられた、この発明の一実施形態に係る培養装置を示す縦断面図である。
【図６】図５の培養装置を示す横断面図である。
【図７】図５の培養装置の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  自動培養装置
３  培養容器
４  培養装置
４ａ  扉
９  コンベア（搬送機構）
３３  培養室
３３ａ  開口部
３８  ＨＥＰＡフィルタ（フィルタ）
３９  空気供給手段
４１  吸気口（吸引手段）
４２  ポンプ（吸引手段）
Ｓ２  第２空間（処理装置）
【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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