(57)【要約】【課題】  長期に及ぶ培養工程において、培養室内の雰囲気が培養室外に漏れることを防止する。【解決手段】  細胞を収容した培養容器３を出し入れ可能に収容し、所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室４を収容する第１空間Ｓ１と、培養容器３内に収容された細胞に対して所定の処理を施す処理部３２が配置された第２空間Ｓ２と、これら第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に設けられた連通口３３を介して培養容器３を搬送する搬送機構９とを備え、連通口３３に、該連通口３３を開閉する開閉扉２が設けられるとともに、該開閉扉２が開かれたときに、連通口３３の周囲の空気を吸引する吸気手段が設けられている自動培養装置１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を収容した培養容器を出し入れ可能に収容し、所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室を収容する第１空間と、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部が配置された第２空間と、これら第１空間と第２空間との間に設けられた連通口を介して培養容器を搬送する搬送機構とを備え、
前記連通口に、該連通口を開閉する開閉扉が設けられるとともに、該開閉扉が開かれたときに、前記連通口の周囲の空気を吸引する吸気手段が設けられている自動培養装置。
【請求項２】
前記開閉扉が開かれる前に前記吸気手段を作動させる制御装置を備える請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項３】
前記吸気手段が、前記連通口の第１空間側または第２空間側の少なくともいずれかに吸気口を備える請求項１または請求項２に記載の自動培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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。
この自動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】
また、この自動培養装置においては、小部屋から取り出された培養容器が、培養室壁面に設けた開閉可能な開口部から培養室外に送り出され、培養室外に配置された種々の処理装置によって、培地交換等の処理が行われるようになっている。
【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】
【０００４】
しかしながら、このような従来の自動培養装置においては、培養容器が培養室から取り出されるたびに、培養室の開口部が開かれる。この場合に、培養室内は所定の培養条件を満たす雰囲気に維持されており、開口部が開放されるたびに培養室内の雰囲気が培養室外に漏れてしまう不都合がある。特に、培養室内は高温多湿に維持されているために、湿度の高い空気が外部に漏れると、外部に配置されている種々の処理装置に悪影響が及ぶ不都合が考えられる。また、湿度が高ければ高いほど細胞処理装置で微生物感染の可能性が高まる傾向がある。
【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、長期に及ぶ培養工程において、培養室内の雰囲気が培養室外に漏れることを防止し得る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】
【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。
請求項１に係る発明は、細胞を収容した培養容器を出し入れ可能に収容し、所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室を収容する第１空間と、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部が配置された第２空間と、これら第１空間と第２空間との間に設けられた連通口を介して培養容器を搬送する搬送機構とを備え、前記連通口に、該連通口を開閉する開閉扉が設けられるとともに、該開閉扉が開かれたときに、前記連通口の周囲の空気を吸引する吸気手段が設けられている自動培養装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、第１空間の培養室内において培養された細胞が、培養容器ごと培養室から取り出され、搬送機構の作動により連通口を通して第２空間内へ搬送される。そして、第２空間に配置された処理部において、培地の交換等の所定の処理が施された後に、再度搬送機構の作動により、連通口を通して第１空間内へ搬送され、培養室内において培養が継続される。
【０００８】
この場合において、連通口を培養容器が通過させられていないときには、開閉扉が作動させられることにより連通口が閉鎖され、第１空間と第２空間とが密閉されて両空間内の空気が相互に混入しないように保持される。一方、連通口を培養容器が通過させられるときには、開閉扉が作動させられることにより連通口が開かれるが、この場合においても、吸気手段の作動により連通口の周囲の空気が吸引されるので、両空間内の空気が相互に混入しないように保持されることになる。培養室を収容した第１空間内の雰囲気が第２空間内に流出し難いことにより、細胞処理装置の第２空間の湿度は低く保たれ、細胞処理室の第２空間の空気が培養室を収容した第１空間へ流出し難いことにより、細胞処理室の第２空間が、万が一、微生物により汚染された場合にも汚染が容易には拡大しない。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の自動培養装置において、前記開閉扉が開かれる前に前記吸気手段を作動させる制御装置を備える自動培養装置を提供する。
この発明によれば、制御装置の作動により吸気手段が作動させられた後に開閉扉が開かれるので、開閉扉が開かれたときには、既に吸気手段による吸引が開始されており、両空間内の空気が連通口を介して他の空間内に流入するのを効率的に防止することが可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の自動培養装置において、前記吸気手段が、前記連通口の第１空間側または第２空間側の少なくともいずれかに吸気口を備える自動培養装置を提供する。
この発明によれば、吸気口が第１空間側に設けられている場合には、吸気手段の作動により、第１空間内の空気が吸気口に吸引されるとともに、連通口を介して第１空間内に入った第２空間内の空気も吸気口に吸引されることになる。したがって、空気の流入が連通口近傍で阻止されることになり、両空間を異なる雰囲気に維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る自動培養装置によれば、培養室を収容した第１の空間内の雰囲気が連通口を介して第２空間へ流出することを防止し、第２空間内に配されている処理部の雰囲気を好適に維持できる。また、第２空間内の雰囲気が第１空間内へ流入することを防止できる。それぞれの空間の雰囲気が容易に混じらないことによって、湿度の低い定常の雰囲気が維持され、汚染された場合でもその雰囲気が他の空間へ容易に流出拡大することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る自動培養装置について、図１〜図６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（開閉扉）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。
【００１３】
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機６が設けられている。
【００１４】
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。
前記各培養装置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。各培養装置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、トレイ保持部材はレール状に限定されず、トレイ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。
【００１５】
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Ｓ２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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
前記第２空間Ｓ２は、外部から視認可能な透明な筐体３０内に形成されている。この第２空間Ｓ２内には、処理部３２が設けられており、図５〜図７に示されるように、水平な区画壁３１によって、上部空間Ｓ２１と下部空間Ｓ２２とに上下に区画されている。
【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を載置する載置台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。
【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。
【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。
【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上の載置台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。
【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。
【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を取り外し、回収容器内に回収す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。
【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。
【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。
【００３３】
前記載置台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。また載置台２１は、搭載した培養容器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。
【００３４】
前記第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とは、図１および図５から図７に示されるように、連通口３３を介して相互に連通している。連通口３３は前記シャッタ２により開閉可能である。この連通口３３には、その下部両側に前記コンベア９が配置されているとともに、その下部中央部の第１空間Ｓ１側および第２空間Ｓ２側の両方に吸気口３４が設けられている。吸気口３４は、前記第２空間Ｓ２を上下に区画する区画壁３１を上下に貫通し、下部空間Ｓ２２に配される図示しない吸引ポンプに接続されている。前記シャッタ２および吸引ポンプは前記制御装置に接続されており、制御装置は、シャッタ２を開くことにより連通口３３が開放されるときに前記吸引ポンプを作動させて、第１空間Ｓ１および第２空間Ｓ２の上部空間Ｓ２１の空気を吸引するようになっている。
【００３５】
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、骨髄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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
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内に沈下された骨髄細胞懸濁液に接触させる。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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を被せる。
【００４０】
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、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。
【００４１】
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、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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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。
【００４４】
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、第１空間Ｓ１においては、内部が高温多湿の培養環境に維持された培養装置４の扉４ａが開かれるたびに、高温多湿の雰囲気が第１空間Ｓ１内に放出されるため、比較的湿度の高い状態になっている。一方、第２空間Ｓ２においては、種々の機構部や顕微鏡等が配置されている。このため、図５に示されるようなシャッタ２が閉じられた状態においては、第２空間Ｓ２内は、湿度が比較的低い雰囲気に維持されている。
【００４５】
そして、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間で培養容器３が受け渡される際に、シャッタ２が開かれると、開放された連通口３３を介して、第１空間Ｓ１内の空気が第２空間Ｓ２の上部空間Ｓ２１内に流入しようとする。しかしながら、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、連通口３３に吸気口３４が設けられており、図６に示されるように、シャッタ２の開放とともに吸引ポンプが作動させられて吸気口３４から周囲の雰囲気が吸引される。したがって、シャッタ２が開かれて連通口３３が開放された場合であっても、第１空間Ｓ１内の高温多湿の雰囲気が第２空間Ｓ２内に流入して第２空間Ｓ２内の温度や湿度を上昇させることが未然に防止されることになる。
【００４６】
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支持部材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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、上記実施形態においては、連通口３３の第１空間Ｓ１側および第２空間Ｓ２側の両方に吸気口３４を配置したが、これに代えて、いずれか一方に配置することにしてもよい。また、吸気口３４に吸引ポンプを接続することとしたが、これに代えて、第２空間Ｓ２の下部空間Ｓ２２に吸気ブロワを配置し、シャッタ２が開かれたときに第１空間Ｓ１内の空気を下部空間Ｓ２２内に導いた後、例えば、ＨＥＰＡフィルタを介して筐体３０外部に放出することにしてもよい。また、吸気口３４の位置は、連通口３３の下部に限られず、任意の位置に配置してよい。
【００５３】
さらに、シャッタ２が開かれる前に吸気口３４からの吸引を開始することにすれば効果的である。このようにすることで、連通口３３を介した第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２への高温多湿の空気の流入がより確実に防止されることになる。
また、シャッタ２の開放に合わせて吸引ポンプを作動させることとしたが、これに代えて、図７に示されるように、吸気口３４を開閉する扉３５を設けておき、シャッタ２の開閉に合わせて扉３５を開閉させることにしてもよい。図中符号３６は、吸気口３４と第２空間Ｓ２の下部空間Ｓ２２とを連絡するダクトである。このようにすることで、第２空間Ｓ２内に下降気流を形成している吸気ブロワを利用して、第１空間Ｓ１から連通口３３を介して上部空間Ｓ２１へ流入しようとする空気を吸気口３４からダクト３６を通して下部空間Ｓ２２へ、そして、ＨＥＰＡフィルタを介して外部空間へと放出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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の自動培養装置の第１空間と第２空間との間を連通する連通口とこれを遮断するシャッタを示す斜視図である。
【図６】図５のシャッタが開放され吸気口に空気が吸引されている様子を示す斜視図である。
【図７】図５の吸気口の変形例を示す部分的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  自動培養装置
２  シャッタ（開閉扉）
３  培養容器
４  培養装置（培養室）
９  コンベア（搬送機構）
３２  処理部
３３  連通口
３４  吸気口（吸気手段）
Ｓ１  第１空間
Ｓ２  第２空間
【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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