(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容した培養槽と、
この培養槽内の前記液体を動揺させる動揺付与手段と、
柔軟性素材からなる柔軟性フィルムで形成されて前記培養槽の前記液体内に浸漬され、培養すべき細胞又は組織を設置する培養媒体を収容した培養チャンバと、
この培養チャンバを固定し、前記培養槽の前記液体内に前記培養チャンバを支持させる支持部材と、
前記培養チャンバに形成されて前記培養チャンバ内に培養液を循環させる循環路と、
を備え、前記細胞又は前記組織が前記培養チャンバ内で前記培養媒体とともに前記培養槽の前記液体による圧力と、前記動揺付与手段から付与される前記液体の動揺による物理刺激とを前記柔軟性フィルムを介して受けるようにし、
前記動揺付与手段は、前記培養槽から取り出した前記液体を前記培養槽内に圧送して気泡流を付加するノズルから前記培養チャンバに噴射させるとともに、前記培養槽内の前記液体を動揺させて前記培養チャンバ内の前記細胞又は組織に物理刺激を付与することを特徴とする細胞・組織培養装置。
【請求項２】
前記培養チャンバは、前記細胞又は前記組織を培養すべき形状の空間部を備えたことを特徴とする請求項１記載の細胞・組織培養装置。
【請求項３】
前記物理刺激は、せん断応力であることを特徴とする請求項１記載の細胞・組織培養装置。
【請求項４】
前記物理刺激は、断続して付与することを特徴とする請求項１記載の細胞・組織培養装置。
【請求項５】
前記物理刺激は、連続して付与することを特徴とする請求項１記載の細胞・組織培養装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ティッシュエンジニアリング（組織工学）を応用した細胞、組織培養等に用いられる細胞・組織培養装置に係り、より詳細に述べれば、人体等の生体の細胞、組織を体外培養する際に細胞や組織の代謝機能を効率的に発現させ、細胞の延命、分化、促進に必要な物理刺激を被培養物に付与する細胞・組織培養装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体等の生体の細胞、組織を体外培養する方法には、インキュベータ（培養庫）内の温度、湿度、二酸化炭素濃度、酸素濃度を適切な条件に維持し、その中で細胞を培養するという方法が取られている。細胞、組織は培養液中に浮遊状態に置かれるか、その培養液成分の入ったゲルの中又は表面に固定して増殖、成長させるか、マトリクス又はスキャホールド、足場、担体、鋳型等と呼ばれる物質（以下単に「マトリクス」と称する）内に細胞、組織を植え付けて増殖、成長させている。
【０００３】
この場合、細胞、組織の増殖、成長には、温度、湿度、二酸化炭素濃度、酸素濃度等の環境条件に加え、培養すべき細胞、組織に物理刺激を与えることが重要である。このような物理刺激は細胞や組織の分化及び成長を促進させるとともに、生体内の細胞や組織により近い細胞や組織に成長させるために不可欠な要素である。細胞、組織の増殖、成長に物理刺激を付与する技術として、例えば、特表２００１−５０４６９７号「軟骨細胞への剪断流れ応力の印加」や特許第３１６３５３３号「シリコンベルトを使った培養細胞用伸縮刺激負荷装置」がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乳がん等で乳房の除去手術が行われた患者に対する乳房の修復方法は、切除箇所にシリコーンを注入する方法等が一般的であるが、形状修復材としてのシリコーンは、生体に対して非吸収性の生体適合材料として多用されているところであるが、生体内で長期間保持されると、生体内へのシリコーンの流出が回避できない等の指摘がある。このため、シリコーン等の異物ではなく、生体と同様の組織による欠損部位の修復が強く望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、乳房等の生体の所定部位に適合する細胞や組織の被培養物の培養に適した細胞・組織培養装置を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の細胞・組織培養装置は、液体（水８）を収容した培養槽と、この培養槽内の前記液体を動揺させる動揺付与手段と、柔軟性素材からなる柔軟性フィルム（１２、１４）で形成されて前記培養槽の前記液体内に浸漬され、培養すべき細胞又は組織を設置する培養媒体を収容した培養チャンバ（１８、培養器１０）と、この培養チャンバを固定し、前記培養槽の前記液体内に前記培養チャンバを支持させる支持部材と、前記培養チャンバに形成されて前記培養チャンバ内に培養液（３４）を循環させる循環路とを備え、前記細胞又は前記組織が前記培養チャンバ内で前記培養媒体とともに前記培養槽の前記液体による圧力と、前記動揺付与手段から付与される前記液体の動揺による物理刺激とを前記柔軟性フィルムを介して受けるようにし、前記動揺付与手段は、前記培養槽から取り出した前記液体を前記培養槽内に圧送して気泡流を付加するノズルから前記培養チャンバに噴射させるとともに、前記培養槽内の前記液体を動揺させて前記培養チャンバ内の前記細胞又は組織に物理刺激を付与することを特徴とする。柔軟性素材で形成された培養チャンバに培養すべき細胞又は組織を収容し、培養液を循環させるとともに、その培養チャンバを液体に浸漬させると、培養チャンバの外部から液体からの圧力をその内部に作用させることができ、この圧力が培養すべき細胞又は組織に対する物理刺激となる。
【０００７】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記培養槽から取り出した前記液体を前記培養槽内の前記液体内に噴射させることにより、前記液体を動揺させて前記培養チャンバ内の前記細胞又は組織に物理刺激を付与することを特徴とする。柔軟性素材で形成された培養チャンバに培養すべき細胞又は組織を収容し、培養液を循環させるとともに、その培養チャンバを液体に浸漬させ、培養チャンバの外部から液体を媒介として圧力や振動をその内部に作用させると、その液体の動揺が培養チャンバ内の細胞又は組織に物理刺激として作用する。
【０００８】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記培養チャンバは、前記細胞又は前記組織を培養すべき形状の空間部を備えたことを特徴とする。即ち、培養すべき細胞又は組織は、例えば、人体の修復すべき部位の形状に培養することが必要となる場合がある。そこで、培養チャンバの空間部を前記部位の形状に合致させておけば、培養チャンバを成形型として機能させることができ、所望の部位の形状に合致した組織体を培養、生産することができる。
【０００９】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記液体の動揺は、前記液体のノズルによる噴射によって生じさせたことを特徴とする。即ち、液体の噴流は、液体内に任意の動揺を生じさせることができる。この噴流を培養チャンバに液体を通して作用させると、培養すべき細胞や組織に噴流の強さ等の形態に応じた加圧、振動等の物理刺激を付与することができる。この物理刺激は、噴流の強さや方向等の形態に応じて制御することができる。
【００１０】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記液体の動揺は、波動によることを特徴とする。即ち、波動には横波、縦波があり、周期とレベル等の変化要素を備えているから、この波動によって液体に動揺を生じさせれば、波動の調整で動揺の制御が容易であり、所望の動揺を生じさせることができる。その結果、所望の物理刺激を細胞や組織に付与することができる。
【００１１】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記物理刺激は、せん断応力であることを特徴とする。せん断力を細胞や組織に付与することで、強靱な組織を得ることができる。
【００１２】
本発明の細胞・組織培養装置において、前記物理刺激は、断続又は連続して付与することを特徴とする。人体と同等の組織を培養するには、物理刺激を断続又は連続とすることにより、人体と同等の刺激を細胞や組織に付与することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例を参照して説明する。
【００１４】
図１ないし図３は、本発明の細胞・組織培養装置の第１実施例を示し、図１は細胞・組織培養装置の全容、図２は培養ユニット、図３は培養制御装置を示している。
【００１５】
この細胞・組織培養装置には装置本体２が設けられ、この装置本体２は培養に適した無菌空間４を形成する手段である。この装置本体２の内部には培養槽６が設置され、この培養槽６には流体として例えば、水８が溜められている。この水８に代えて適当な粘性を持つ油等を用いてもよい。この水８を溜める培養槽６は、円筒体、角筒体等、どのような形状でもよく、ステンレス等の耐腐食性材料で形成することが望ましい。
【００１６】
この培養槽６の内部には、細胞又は組織を培養する例えば、図２に示す培養器１０が設置され、この培養器１０は水８の内部に浸漬され、その浸漬される深さに応じて物理刺激である圧力、即ち、水圧を受けている。培養器１０は、ラバー等の柔軟性素材で形成された受圧部材であるとともに成形部材である柔軟性フィルム１２、１４を枠部材１６に取り付けたものであり、各柔軟性フィルム１２、１４によって所定形状の培養チャンバ１８が形成されている。各柔軟性フィルム１２、１４は、耐熱性が高く、気体や液体が透過し難く、成分溶出が非常に少なく化学的に安定した特性を持ち、生体にとって安全な安定した合成樹脂、例えば弗素樹脂製フィルムで形成されている。この培養チャンバ１８内に細胞、組織の足場となる培養媒体として、例えば、生体吸収性物質からなるマトリクス２０が収容されている。マトリクス２０は例えば、長い糸状の生体吸収性物質をランダムに一絡まりに丸めたものであって、その形状は患者の乳房に類似した形状、手術前の形状を複製するものである。
【００１７】
この実施例の場合、培養器１０は、柔軟性フィルム１２、１４を保持する枠部材１６を固定手段である蝶ネジ２２、２４で支持部材２６、２８に取り付けることにより、培養槽６の内部に固定されている。一方の支持部材２６は培養槽６の底面側に突設され、他方の支持部材２８は培養槽６の内側壁側に突設され、培養器１０の柔軟性フィルム１２、１４からなる培養チャンバ１８が培養槽６の所定位置に設定されている。
【００１８】
また、培養器１０には、柔軟性フィルム１４側に２本のチューブ３０、３２が取り付けられており、これらチューブ３０、３２によって培養液３４の循環路３６が形成されている。従って、培養器１０内に設置されたマトリクス２０には培養に必要な培養液３４が循環し、供給されている。
【００１９】
そして、培養槽６には流体としての水８に動揺、変化を生じさせる手段が設けられており、この実施例では噴流発生機構３８が設置されている。この噴流発生機構３８は、培養槽６内から外部に取り出した水８を培養槽６内に圧送して培養器１０に当てるとともに、培養槽６内の水８に動揺を生じさせるものである。
【００２０】
この実施例の場合、培養槽６には、その底面側に水８の取出口４０が設けられ、この取出口４０と対向面側の側壁部に戻し口４２が形成されており、これら取出口４０と戻し口４２との間には水８を循環させる循環路４４が形成され、この循環路４４には水８の圧送循環手段としてポンプ４６が設置されている。このポンプ４６の回転によって圧送流の強度を任意に調整することができるものである。
【００２１】
そして、戻し口４２側には循環路４４を通じて圧送される水８を噴出させる噴流噴出手段としてノズル４８が設けられている。このノズル４８から生じる噴流を垂直及び水平方向に変化させるため、ノズル４８は垂直水平操作機構５０に取り付けられている。実施例では、ノズル４８の中間部に設けられたベンチュリ部５２を支点として垂直方向に回動させる垂直方向回動手段としての垂直方向アクチュエータ５４、水平方向に回動させる水平方向回動手段としての水平方向アクチュエータ５６が設けられている。例えば、垂直方向アクチュエータ５４のプランジャ５５がノズル４８の後部に軸支されている。なお、ノズル４８を回動させる機構としては、例えば、ベンチュリ部５２の外形をボール部とし、このボール部を合成樹脂からなる回転可能な支持部材で挟み込んで回転可能に支持し、これを支点としてノズル４８の中間部分に垂直又は水平方向の移動力を加えるようにすればよい。
【００２２】
垂直方向アクチュエータ５４及び水平方向アクチュエータ５６は駆動手段としてそれぞれモータが設けられ、各モータの回転を垂直方向又は水平方向の移動に変換し、ノズル４８を垂直方向又は水平方向又は同時に垂直及び水平方向に移動させることができる。即ち、上下左右方向の回動により、立体角９０°以上の方向移動が可能であり、噴流を培養器１０に万遍なく噴射することができる。
【００２３】
また、ノズル４８には噴流に気泡流を付加する手段が設けられ、この実施例では、ノズル４８のベンチュリ部５２に空気取入管５８が連結されている。例えば、ノズル４８の中間部のベンチュリ部５２にスロート６０が形成されており、このスロート６０のくびれた部分に形成した空気取入用の小穴に空気取入管５８が連結されている。この空気取入管５８の開口端は、培養槽６の水面よりやや高い位置に設置する。そして、この空気取入管５８には空気６２の取込みを調整する空気弁６４が設けられ、この空気弁６４によって気泡流の有無、その量を調整することができる。水流の圧送によって空気取入管５８から引き込まれた空気６２が、水８中に気泡流を生じさせ、また、その気泡流により水８中に超音波を発生させることができる。
【００２４】
また、培養槽６の内部には、水８を保温する加熱手段としてのシーズヒータ６６が取り付けられている。また、水８の取出口４０には、培養槽６内の水温検出手段としての温度センサ６８が取り付けられている。
【００２５】
そして、温度センサ６８の検出出力は、図３に示すように、培養制御手段として設けられた制御装置７０に加えられており、この制御装置７０は、プロセッサ、記憶手段、入出力手段等を備えている。この制御装置７０には、装置の運転、運転停止を指令する運転スイッチ７２、刺激モード等の設定や各種の制御入力を取り込む手段として入力装置７４、運転状態又は運転停止状態の表示を行う表示ランプ７６、培養状況等の表示手段として表示装置７８が設けられている。そして、この制御装置７０は各種の制御出力を発生し、ポンプ４６、各アクチュエータ５４、５６、ヒータ６６又は空気弁６４に各制御出力が加えられる。
【００２６】
このような構成において、培養チャンバ１８の内部に細胞、組織の培養の足場となる生体吸収性物質のマトリクス２０が入れられ、このマトリクス２０に脂肪細胞が植えられる。この培養、神経の成長のため、ＮＧＦ（神経成長因子）も同時に足場に固定しておくとよい。このようなマトリクス２０が収容された培養チャンバ１８、即ち、培養器１０は培養槽６の水８中に浸漬される。
【００２７】
培養チャンバ１８には培養液３４を循環させるとともに、培養槽６内の水８をポンプ４６によって循環路４４に循環させ、ノズル４８によって培養槽６内に噴射させる。培養槽６内の水温は温度センサ６８により検知され、その検知温度に応じてシーズヒータ６６の発熱温度が加減され、一定温度に制御される。
【００２８】
そして、ポンプ４６を運転すると、循環路４４に水８が循環するとともに、ノズル４８より噴流が発生し、その噴流が培養チャンバ１８に当てられる。この噴流の方向は二つのアクチュエータ５４、５６を駆動させて変化させることができ、培養チャンバ１８の表面の任意の位置に付与することができる。この噴流が衝突した培養チャンバ１８には、その衝突箇所が加圧されるとともに、その周辺部分に変形を生じさせる。噴流の出方向を変化させると、培養チャンバ１８のマトリクス２０上の細胞、組織にはあらゆる方向のせん断応力が作用し、換言すれば、揉み解し力が作用する。例えば、アクチュエータ５４を以てノズル４８の後部側を矢印ａ、ｂ方向に移動させると、ベンチュリ部５２を支点としてノズル４８の先端側が垂直方向に移動し、作用した移動変位の大きさに応じた角度θの範囲で振れることになる。このような動作は、アクチュエータ５６によっても行われ、ノズル４８は水平方向移動及び角度範囲で振れることになる。
【００２９】
また、空気弁６４を開くと、ベンチュリ部５２はポンプ４６による噴流発生で負圧となっているので、その噴流に空気６２が吸い込まれ、微細な気泡となってノズル４８から噴流に混じって培養槽６内の水８中に吹き出される。この微細な気泡は、超音波を発生し、マトリクス２０上の細胞、組織に振動刺激を与え、良好な効果をもたらす。
【００３０】
このように、マトリクス２０上の細胞、組織に水８の噴流によるせん断応力を付与しながら、図示しない圧力逃し弁で最適圧力を維持しつつ、培養チャンバ１８に培養液３４を循環させて細胞、組織を培養することができる。そして、ポンプ４６の回転数の制御等で、噴流速度を変化させ、マトリクス２０上の細胞、組織に最適な物理刺激を付与することができる。この場合、細胞、組織に付与する噴流の強さは、例えば、培養時間の経過とともに、最適な応力となるように、ポンプ４６の回転数を変化させるプログラムにより制御し、また、水８の量、水位の調節により、培養部分にかかる静水圧の調節も可能である。この結果、静水圧とせん断応力の２種類の物理刺激を付与することが可能である。
【００３１】
この実施例では、培養器１０を培養槽６に固定しているが、水８の浸漬深さを変更可能にし、培養器１０、即ち、培養チャンバ１８に作用する水圧の大きさを変更させれば、マトリクス２０上の細胞、組織に水圧変化による最適な物理刺激を付与することができる。また、培養器１０を培養槽６に固定した場合には、水８の量を変化させることで、同様に、水圧変化による物理刺激を付与することができる。また、培養槽６内の水８に殺菌液を使用することにより、無菌空間４及び培養槽６の耐菌化により、培養チャンバ１８への細菌の進入防止等、より高度な汚染防止を図ることができる。
【００３２】
また、この細胞・組織培養装置では、ランダムな方向から培養中の組織全体にせん断応力を付与することができ、即ち、ランダムな方向から組織全体にせん断応力、言い換えれば揉み解し力の付与により、隙間の多い組織、即ち、柔らかな脂肪組織を培養することが可能である。隙間の多い脂肪組織では、柔軟性が高く、生体内に移植した後、血管や神経細胞の生成が容易になり、促進させることができる。従って、このような培養装置で培養された脂肪組織を用いれば、人体と同等に血や神経の通った組織体としての乳房を復元することができる。そして、このような培養装置によれば、膵臓の脂肪組織（ランゲルハンス島）の培養にも用いることができ、糖尿病や膵臓ガンの治療に寄与することができる。
【００３３】
この細胞・組織培養装置の制御プログラム動作の一例を図４ないし図６に示すフローチャートを参照して説明する。図４ないし図６において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及びｇはフローチャート間の連結子を示している。
【００３４】
ステップＳ１は、入力装置７４による運転プログラムの入力処理を示している。所定の運転プログラムを設定した後、ステップＳ２で運転スイッチ７２が投入されると、ステップＳ３では表示ランプ７６が点灯し、運転中の表示が行われる。そして、ステップＳ４では、温度センサ６８から取り込まれた水温と設定温度との比較に基づき、シーズヒータ６６の発熱温度が増減され、水８の温度が一定に制御される。
【００３５】
運転スイッチ７２の投入によってポンプ４６が駆動し、ステップＳ５では、培養開始時には低い強度からなる噴流強度Ｊ1 でポンプ４６を駆動する。そして、ステップＳ６では、空気弁６４を開き、各アクチュエータ５４、５６のモータを駆動する。この結果、気泡流を伴った噴流がノズル４８から培養チャンバ１８に向けて発せられ、噴流によるせん断応力が培養中のマトリクス２０に付与される。各アクチュエータ５４、５６の駆動によって、ノズル４８からの噴流は培養チャンバ１８の表面に一様に当てられる。
【００３６】
そして、ステップＳ７では、ポンプ４６やアクチュエータ５４、５６のモータに異常があるか否かを判定し、異常でない場合には、ステップＳ８に移行して時間ＴJ1（噴流時間）だけポンプ４６の運転を継続し、時間ＴJ1の経過後、ステップＳ９に移行してポンプ４６を停止させる。
【００３７】
ステップＳ１０ではステップＳ４と同様の水８の温度制御を実行し、ステップＳ１１でステップＳ７と同様の異常判定を行う。異常でない場合には、ステップＳ１２に移行し、時間ＴS1（噴流停止時間）の経過を待ち、ステップＳ１３に移行して時間Ｔ1 （第１段階の培養継続時間）の経過を待ち、ステップＳ１４に移行してステップＳ４と同様の温度制御を行う。
【００３８】
ステップＳ１５では、高い強度からなる噴流強度Ｊ2 でポンプ４６を駆動し、ステップＳ１６では再びポンプ４６やアクチュエータ５４、５６のモータに異常があるか否かを判定し、異常でない場合には、ステップＳ１７に移行して時間ＴJ2（噴流時間）だけポンプ４６の運転を継続し、時間ＴJ2の経過後、ステップＳ１８に移行してポンプ４６を停止させ、ステップＳ１９に移行してステップＳ４と同様の温度制御を行う。
【００３９】
また、ステップＳ２０では再びポンプ４６やアクチュエータ５４、５６のモータに異常があるか否かを判定し、異常でない場合には、ステップＳ２１に移行して時間ＴS2（噴流停止時間）の経過を待ち、時間ＴS2の経過後、ステップＳ２２に移行して時間Ｔ2 （第２段階の培養継続時間）の経過を待ち、ステップＳ２３に移行してステップＳ４と同様の温度制御を行う。
【００４０】
また、ステップＳ２４では再びポンプ４６やアクチュエータ５４、５６のモータに異常があるか否かを判定し、異常でない場合には、ステップＳ２５に移行し、培養の完了時、培養終了表示を行い、ステップＳ２６では運転スイッチ７２がＯＦＦか否かを判定し、ＯＦＦの場合にはポンプ４６の停止、空気弁６４の閉止、各アクチュエータ５４、５６の停止を行い、ステップＳ２８では運転表示の解除及び終了表示の解除を行う。
【００４１】
また、ステップＳ７、Ｓ１１、Ｓ１６、Ｓ２０、Ｓ２４で異常と判定された場合には、ステップＳ２９に移行してポンプ４６及びアクチュエータ５４、５６の運転を停止し、ステップＳ３０ではその異常告知として表示装置７８に警告表示を行う。
【００４２】
このような制御動作は、図７に示すようなタイミングチャートで表すことができる。図７において、（Ａ）は運転表示、（Ｂ）は終了表示、（Ｃ）はポンプ４６の運転時間、停止時間及びその水流の強弱（Ｊ1 、Ｊ2 ）、（Ｄ）はアクチュエータ５４の垂直方向の移動、（Ｅ）はアクチュエータ５６の水平方向の移動、（Ｆ）は空気弁６４の開閉、（Ｇ）はシーズヒータ６６の通電区間及び通電停止区間、（Ｈ）は温度センサ６８の検出温度の推移を示している。このような制御動作から明らかなように、ポンプ４６の回転数調整により、噴流強度Ｊ1 、Ｊ2 のように変化させることができる。
【００４３】
次に、図８は、本発明の細胞・組織培養装置の第２実施例を示している。
【００４４】
この実施例の細胞・組織培養装置は、第１実施例と同様に、培養槽６の水８中に培養器１０を浸漬し、培養チャンバ１８内でマトリクス２０上の細胞、組織を培養するものであるが、第１実施例の水８の噴流による物理刺激に代えて、水８の動揺、マトリクス２０上の細胞、組織に波によってせん断応力を作用させ、これによって物理刺激が細胞、組織に付与されるものである。
【００４５】
この実施例では、培養槽６の水８中に培養器１０、即ち、培養チャンバ１８を浮遊させて設置し、培養チャンバ１８の材料、構造、形状、内部の培養ための足場等のマトリクス２０は第１実施例と同様である。この場合、培養槽６の側壁部には動揺発生手段として波発生板８０が設置され、この波発生板８０にはモータ８２等の駆動手段が発生した回転力がリンク機構８４で角度変化θに変換されて加えられている。この波発生板８０の角度変化θで培養槽６中の水８に波（定在波）を発生させる。この結果、培養チャンバ１８内の細胞、組織にこの波による物理刺激を作用させることができる。
【００４６】
この動揺発生手段は、波発生板８０及びモータ８２の機械的な手段に代え、電気信号を機械振動に変換する機構、例えば、スピーカのボイスコイルのようなソレノイドで波発生板８０を振動させる構成としてもよい。この場合、細胞、組織に適した周波数信号によって振動を発生させることができる。
【００４７】
そして、このような振動を培養槽６内の水８に作用させると、その波によって培養チャンバ１８は曲げ応力やせん断応力、圧縮応力等、様々な応力を受けることになり、その内部のマトリクス２０上の細胞、組織にとっては主にせん断応力を様々な方向から受ける。このように波による物理刺激を与えながら、細胞、組織を培養する。
【００４８】
この場合、モータ８２の回転数及び回転ストロークを制御したり、又は、ボイスコイルに与える電流値や周波数、通電間隔を変化させる等の方法で波の強さや周波数を変化させ、培養すべき細胞、組織に適した刺激を与えることができる。そして、細胞、組織に付与する物理刺激の強さや周波数は、培養時間の経過とともに最適な応力となるように、強さや周波数を変化させるプログラムに従って制御させることができ、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧力や流体の動揺によって培養中の細胞、組織にせん断応力等の任意の物理刺激を付与することができ、人体の所望の部位形状に応じた組織体を培養することができるとともに、その部位が持つ柔軟性や強靱性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の細胞・組織培養装置の第１実施例を示す図である。
【図２】培養ユニットを示す斜視図である。
【図３】培養制御装置の実施例を示すブロック図である。
【図４】制御プログラムを示すフローチャートである。
【図５】図４に続く制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】図５に続く制御プログラムを示すフローチャートである。
【図７】物理刺激を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の細胞・組織培養装置の第２実施例を示す図である。
【符号の説明】
８  水（流体）
１０  培養器
１２、１４  柔軟性フィルム（柔軟性素材）
１８  培養チャンバ
３４  培養液
【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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