(57)【要約】【課題】細胞培養担体を破損することなく脱着可能な細胞培養用カセットを提供する。【解決手段】細胞培養用カセット２０を構成する外側筒状部材１と内側筒状部材２との間に、細胞培養担体３を挟持して細胞培養装置１０を構成する。外側筒状部材１及び内側筒状部材２は共に円筒形状を有し、下側の開口部に内側に突出するフランジ状の突起１１、２１を形成する。これらの突起１１、２１により、それらの間に設置する細胞培養担体３を挟持し、固定することができるように構成する。外側筒状部材１の内側面及び内側筒状部材２の外側面に、互いに係合する係合用ネジ部１３、２３を形成する。外側筒状部材１の上側の開口部には、外方に延びる２つの鍔状の突出部１４を互いに対向する位置に形成し、この鍔状の突出部１４に孔１５を形成する。外側筒状部材１の突起１１の下面には、所定個数の自立部材１２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記フランジ状の突起同士が圧接状態となるように構成されていることを特徴とする細胞培養用カセット。
【請求項２】
共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記外側筒状部材と内側筒状部材の間に細胞培養担体を設置した後、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起が前記細胞培養担体を挟持するように構成されていることを特徴とする細胞培養用カセット。
【請求項３】
前記細胞培養担体が、リング状の支持体上に細胞培養担体膜を形成して構成され、前記リング状の支持体部分を、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起によって挟持するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の細胞培養用カセット。
【請求項４】
前記外側筒状部材の内側面及び内側筒状部材の外側面に、互いに係合するネジ部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の細胞培養用カセット。
【請求項５】
前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の上面、及び内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の下面の少なくとも一方に、クッション材が取付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の細胞培養用カセット。
【請求項６】
前記外側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部、及び内側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部の少なくとも一方に、筒状部材の外方に延びる突出部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の細胞培養用カセット。
【請求項７】
前記突出部に、少なくとも一つの孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の細胞培養用カセット。
【請求項８】
前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の外面の少なくとも３箇所に、所定の高さを有する自立部材が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の細胞培養用カセット。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の少なくとも一方を固定することができるように構成されていることを特徴とする細胞培養用カセット着脱用治具。
【請求項１０】
支持体に取り付けられた細胞培養担体膜であって、片面への細胞培養、両面への細胞培養、及びタンパク質透過の少なくとも一つが可能な細胞培養担体膜を、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の間に設置したことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１１】
前記支持体が、不織布から構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体外で細胞または組織を培養する細胞培養装置に係り、特に、かかる細胞培養中に細胞間相互作用を解析するために有用な細胞培養用カセット、細胞培養用カセット着脱用治具及び細胞培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、細胞を培養し、且つ培養後の細胞観察を容易なものとすることを目的として種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ガラス製の底面部培養板を着脱可能とした培養容器が示されている。この培養容器は、細胞培養後にガラス製の底面部培養板を培養容器から取り外すことによって、培養細胞の観察を容易なものとしたものである。しかしながら、この特許文献１に記載された発明では、その構造上、ガラス製の底面部培養板を無菌的に取り外すことは困難であった。
【０００３】
また、特許文献２には、細胞培養膜として透析膜を利用し、この細胞培養膜を外側容器と内側容器で着脱自在に挟み込むように構成された培養用シャーレが示されている。この培養用シャーレにおいては、透析膜を外側容器と内側容器の側面と底面で強力に挟み込むことで、内側の培地と外側の培地を分離していた。
【０００４】
しかしながら、特許文献２に示された培養用シャーレでは、外側容器と内側容器に挟まれる透析膜には、側面方向への引っ張り力が強く加わるため、透析膜等のようにある程度強度を持った膜担体でしか使用することができないという欠点があった。すなわち、比較的強度の弱い素材を挟む場合には、膜担体が破損するという問題点があった。
【０００５】
例えば、特許文献３に示されたような、細胞外マトリックス（ＥＣＭ）成分含有溶液をゲル化させ、さらに乾燥させてガラス化し、次いで水和して得られるハイドロゲル薄膜のような比較的強度の弱い細胞培養担体は、それ自体に無理な力が加わると容易に破れてしまうことも少なくないため、特許文献２に示された培養用シャーレに適用することは困難であった。
【０００６】
さらなる従来技術として、培養容器内で、タンパク透過可能なポアを持ったＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）膜を介して、上部培地と下部培地を分離することが可能な細胞培養インサートとして、セルカルチャーインサートTM（BDファルコンCode#353090）が市販されている。この培養容器を用いて培養を行うことで、細胞間相互作用、管腔形成、ガン浸潤の研究モデルの構築や、肝臓細胞を用いた薬物代謝試験・毒性試験を行うことが可能である。
【０００７】
しかしながら、この技術では、細胞培養担体部分が培養容器に固着されているため、それ自体を容易に着脱することができず、細胞培養膜を細胞が接着したまま回収するには、培養容器を破壊する必要があった。
【０００８】
一方、着脱可能な透過解析装置としては、パームセル（ビードレックスCode#２００１０−０１）が市販されている。この透過解析装置は、腸間膜等を用いて薬物代謝や透過を調査する目的で薬理学の分野で多く用いられている。しかしながら、この透過解析装置は、その構造上、培養継続中の細胞の顕微鏡観察が不可能であった。
【０００９】
つまり、エンドポイントでの評価しかできないため、事前の詳細な予備試験、もしくは経時的な細胞形態観察には、膨大な試験サンプルを必要としていた。また、培養液注入カラムの容積が大きく、サイトカインや増殖因子等の微量な細胞産生物の影響を調べるのには適していなかった。さらに、装置自体が大きく、細胞培養用インキュベータに入れることが困難であった。また、膜挟み部が開放系であることから、クリーンベンチ内での操作後にインキュベータへ移動した際、外気に接するという問題点もあった。
【特許文献１】特開平１１−２０６３６６号公報
【特許文献２】実開昭５２−１３５５００号公報
【特許文献３】特開平８−２２８７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような特許文献１及び特許文献２等で細胞培養担体として用いられているガラス板、透析膜及びＰＥＴ膜は、培養容器に挟持されるときに、細胞培養担体に強い引っ張り力が働いても、それに耐えられるだけの強度を備えているものであるが、近年開発が進んでいる特許文献３に開示されているような、ＥＣＭ成分等で構成されるハイドロゲル薄膜等は、細胞培養に適した多くの特徴を有するものの、その強度は、従来用いられていたガラス板、透析膜及びＰＥＴ膜よりも劣っている。従って、特許文献１及び特許文献２等に示された技術では、ハイドロゲル薄膜等の細胞培養担体を破損せずに挟み込むことは非常に困難であった。
【００１１】
また、近年、細胞を培養後に、細胞を組織として移動・移植するという方法が再生医療の観点から注目されている。しかしながら、従来、培養後に細胞を回収する際には、トリプシン等の酵素で細胞をばらばらにした状態で回収しなければならなかった。つまり、培養後に細胞、特に組織を移動・回収することが困難であり、その後の細胞観察、固定染色、移植、その他解析操作が困難もしくは不可能であった。そのため、培養後の細胞の観察・移動・分泌物の解析・細胞間相互作用の解析を効率的に行うことができる細胞培養装置の開発が切望されていた。
【００１２】
その一方で、上記ハイドロゲル薄膜のようにＥＣＭ成分等で構成された細胞培養担体が市販されている。このハイドロゲル薄膜は、片面もしくは両面に細胞を培養することが可能であり、膜自体にタンパク透過能があり、素材がＥＣＭ等の生体適合性物質であることから、そのまま生体に戻すことができるという特性を有している。
【００１３】
このようなハイドロゲル薄膜を用いた従来の培養方法は、ディッシュ（通常は３５ｍｍを使用）に貼り付いた状態で培養し、その後、細胞が培養されたハイドロゲル薄膜をディッシュから剥がして移動・移植を行うというものであった。しかしながら、このようなハイドロゲル薄膜を剥がす作業は、作業者の手技によってハイドロゲル薄膜が破れることもあるため、より簡便に細胞組織を回収することができる細胞培養装置の開発が求められていた。
【００１４】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであり、その第１の目的は、細胞培養担体を破損することなく脱着可能な細胞培養用カセットを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、細胞培養用カセットからの細胞培養担体の着脱操作を容易に実施することができる細胞培養用カセット着脱用治具を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、細胞培養担体により培養液を分離することができる細胞培養装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の細胞培養用カセットは、共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記フランジ状の突起同士が圧接状態となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、外側筒状部材と内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起同士を圧接状態とすることにより、突起による挟む力、すなわち、両フランジ状の突起の間に設置される細胞培養担体に対して垂直の力で細胞培養担体を挟持することができるので、細胞培養担体自体に外側に引っ張られる力が働くことがない。また、フランジ状の突起同士に隙間が形成されないので、培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。
【００１７】
請求項２に記載の細胞培養用カセットは、共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記外側筒状部材と内側筒状部材の間に細胞培養担体を設置した後、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起が前記細胞培養担体を挟持するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、外側筒状部材と内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起同士を圧接状態とすることにより、突起による挟む力、すなわち、両フランジ状の突起の間に設置される細胞培養担体に対して垂直の力で細胞培養担体を挟持することができるので、細胞培養担体自体に外側に引っ張られる力が働くことがない。また、フランジ状の突起同士に隙間が形成されないので、培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記細胞培養担体が、リング状の支持体上に細胞培養担体膜を形成して構成され、前記リング状の支持体部分を、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起によって挟持するように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、支持体部分を両フランジ状の突起で挟持することにより、フランジ状の突起と支持体との間に隙間を形成することなく取り付けることができるので、たとえ細胞培養担体を構成する細胞培養担体膜が薄くても、突起と支持体との間からの培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。また、挟持時の押圧力が細胞培養担体膜へ直接かからないので、細胞培養担体膜の破損の可能性を大幅に低減することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材の内側面及び内側筒状部材の外側面に、互いに係合するネジ部が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、ネジ部を形成することにより、フランジ状の突起同士の圧接状態を容易に形成でき、且つ維持することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の上面、及び内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の下面の少なくとも一方に、クッション材が取付けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、フランジ状の突起にクッション材を取り付けることにより、それぞれの突起の圧接に関与する面の表面状態に影響されることなく、細胞培養担体を面で保持することができるようになる。また、密閉度も向上させることができるので、さらに培養液のしみ出しや流入を効果的に防ぐことができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部、及び内側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部の少なくとも一方に、筒状部材の外方に延びる突出部が形成されていることを特徴とするものである。
【００２５】
上記のような構成を有する請求項６に記載の発明によれば、突出部をピンセットその他無菌処理された器具で押さえつけることにより、外側筒状部材と内側筒状部材の着脱を容易に行うことができるようになる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記突出部に、少なくとも一つの孔が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明によれば、この孔に棒状の部材を挿入することにより、外側筒状部材あるいは内側筒状部材を回動させることが容易になるので、外側筒状部材と内側筒状部材の着脱をさらに容易に行うことができるようになる。
【００２７】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の外面の少なくとも３箇所に、所定の高さを有する自立部材が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項８に記載の発明によれば、培養液を入れた培養容器（例えば、シャーレやディッシュ）内に細胞培養用カセットを載置した場合でも、細胞培養用カセットの外底面に培養液を接触させることができる。
【００２８】
請求項９に記載の細胞培養用カセット着脱用治具は、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の少なくとも一方を固定することができるように構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項９に記載の発明によれば、筒状部材の少なくともいずれか一方を固定することにより、人が直接細胞培養用カセットに触れる機会を減らすことができるので、無菌的な着脱操作の精度を向上させることができる。
【００２９】
請求項１０に記載の細胞培養装置は、支持体に取り付けられた細胞培養担体膜であって、片面への細胞培養、両面への細胞培養、及びタンパク質透過の少なくとも一つが可能な細胞培養担体膜を、請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の間に設置したことを特徴とするものである。
【００３０】
上記のような構成を有する請求項１０に記載の発明によれば、細胞培養担体膜を支持体をつけたままの状態で培養することができるので、培養後に細胞培養装置から容易に細胞培養担体を取り出すことができ、細胞が培養された細胞培養担体膜の取り扱いを極めて容易に行なうことができる。また、細胞培養担体を一旦取り出して反転させ、再度、細胞培養装置にセットすることも容易に行なうことができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の細胞培養装置において、前記支持体が不織布から構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項１１に記載の発明によれば、支持体の強度が高まるので、細胞培養担体の取り扱いが容易なものとなる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、細胞培養担体を破損することなく脱着可能な細胞培養用カセットを提供することができる。また、細胞培養用カセットからの細胞培養担体の着脱操作を容易に実施することができる細胞培養用カセット着脱用治具を提供することができる。さらに、細胞培養担体により培養液を分離することができる細胞培養装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３４】
（１）構成
（１−１）全体構成
本実施形態の細胞培養装置１０は、図１に示すように、細胞培養用カセット２０を構成する外側筒状部材１と内側筒状部材２との間に、細胞培養担体３を挟持して構成されている。なお、図１は本発明に係る細胞培養装置１０の分解斜視図、図２は細胞培養装置１０の全体像を示す斜視図、図３は細胞培養装置１０の全体像を示す断面図、図４は細胞培養装置１０を既存の培養容器３０内に設置した状態を示す斜視図である。以下、各構成要素について詳述する。
【００３５】
（１−２）外側筒状部材
細胞培養用カセット２０を構成する外側筒状部材１は、円筒形状を有し、下側の開口部に内側に突出するフランジ状の突起１１が形成され、このフランジ状の突起１１の下面には、所定個数の自立部材１２が設けられている。また、外側筒状部材１の内側面には、所定の間隔をあけて、所定の長さを有する係合用ネジ部１３が形成されている。さらに、上側の開口部には、外方に延びる２つの鍔状の突出部１４が互いに対向する位置に形成され、この鍔状の突出部１４には孔１５が形成されている。なお、前記フランジ状の突起１１の上面に、シリコン等で形成されたクッション材を設置しても良い。
【００３６】
（１−３）内側筒状部材
細胞培養用カセット２０を構成する内側筒状部材２は、円筒形状を有し、前記外側筒状部材１の上側の開口部から外側筒状部材１内に嵌め込むことができるように構成されている。また、内側筒状部材２の下側の開口部には、前記外側筒状部材１と同様に、内側に突出するフランジ状の突起２１が形成されている。そして、これらのフランジ状の突起１１、２１により、それらの間に設置された細胞培養担体３を挟持し、固定することができるように構成されている。
【００３７】
また、内側筒状部材２の外側面には、前記外側筒状部材１の内側面に形成された係合用ネジ部１３と係合する係合用ネジ部２３が形成されている。さらに、上側の開口部には、外側筒状部材１と同様に、外方に延びる２つの鍔状の突出部２４が互いに対向する位置に形成され、この鍔状の突出部２４には孔２５が形成されている。なお、前記フランジ状の突起２１の下面にも、シリコン等で形成されたクッション材を設置しても良い。
【００３８】
（１−４）細胞培養担体
前記外側筒状部材１と内側筒状部材２の間に挿入される細胞培養担体３は、ナイロンメンブレン等をドーナツ状に切り抜いた支持体３１上に、コラーゲン等のハイドロゲルを乾燥してガラス化させ、その後水和させたハイドロゲル薄膜３２を形成して構成されている。
【００３９】
そして、外側筒状部材１のフランジ状の突起１１の上に、細胞培養担体３の支持体３１部分を乗せ、その後、内側筒状部材２を外側筒状部材１に嵌め込み、外側筒状部材１のフランジ状の突起１１と内側筒状部材２のフランジ状の突起２１によって細胞培養担体３の支持体３１を挟持することによって、図２及び図３に示すような細胞培養装置１０が形成される。
【００４０】
また、細胞培養用カセット２０に挟まれる細胞培養担体３としては、片面または両面に細胞を培養することができ、細胞の顕微鏡観察に耐えうる透明度を持ち、種々の細胞産生因子を透過することができる膜を用いることが好ましい。さらに好ましくは細胞培養担体３自体の生体適合性が高く、そのまま移植に耐えうるものが良い。例えば、上記特許文献３に記載のハイドロゲル薄膜が好適である。
【００４１】
また、外側筒状部材１と内側筒状部材２の間に挟まれる細胞培養担体３の枚数は１枚でなくても良い。細胞培養担体３を複数枚とすることにより、ハイドロゲル薄膜を支持する支持体３１も複数枚となることから、クッション材がない状態でもフランジ状の両突起１１、２１間の密閉度を向上させることができる。また、２枚の細胞培養担体３を用いて両面培養を行った場合には、培養を行った各細胞について異なる評価をするために、細胞培養担体３ごとに所望の培地に移したり、別の処理を行うことができる。
【００４２】
なお、前記支持体としては、不織布を用いることが好ましい。この不織布には、人工繊維で成形されたものや、天然繊維で形成されたものが用いられる。具体的には、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン、ニトロセルロース、綿、絹等が好ましい。
【００４３】
（１−５）細胞培養装置
細胞培養装置１０の主要部である細胞培養用カセット２０の素材は、細胞培養に適するもの、細胞毒性の低いものであれば採用可能である。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート及び、ポリプロピレンのような各種素材で成形可能である。その他、特に細胞培養装置１０に細胞が接着する必要性はないので、細胞毒性を持たない金属（具体的には、ステンレス鋼、チタン合金、金、銀及び白金等）でも作製可能であるが、量産性を考慮すると素材は多少の弾性を備える樹脂製ものが好適である。
【００４４】
（１−６）培養容器
前記細胞培養装置１０は、図４に示すように、既存の培養容器３０内に設置されて用いられる。従って、前記細胞培養装置１０は、既存の培養容器３０内に挿入可能な形状・大きさとすることが好ましい。既存の培養容器３０としては、例えば、６０ｍｍディッシュ（IWAKI  Code#３０１０−０６０X）、３５ｍｍディッシュ（IWAKI  Code#３０００−０３５X）等が用いられる。既存の培養容器３０は円形であることが多いが、その他の形状でも良いことは言うまでもない。
【００４５】
（１−７）係合用ネジ部
なお、本実施形態においては、細胞培養装置１０を構成する外側筒状部材１と内側筒状部材２とをより強靭に固定するための手段として、外側筒状部材１の内側面と、内側筒状部材２の外側面のそれぞれに、互いに係合する係合用ネジ部１３、２３が設けられている。
【００４６】
（１−８）クッション材
また、本実施形態においては、上下培地の分離能を上昇させることを目的として、該細胞培養装置１０の外側筒状部材１のフランジ状の突起１１の上面、あるいは内側筒状部材２のフランジ状の突起２１の下面の少なくとも一方にクッション材が取り付けられている。これにより、細胞培養担体３をより密に挟み込むことができるので、上下の培地のコンタミネーションをより高度に防止することができる。なお、クッション材の素材としては、弾性を有し、細胞毒性を持たないものであれば採用可能である。例えば、シリコン樹脂等が好適である。
【００４７】
（１−９）鍔状の突出部
さらに、本実施形態の細胞培養装置１０においては、内側筒状部材２を外側筒状部材１から着脱する際の無菌的操作を容易に実現するための手段として、少なくとも外側筒状部材１に、その頂部壁から外方に伸長する鍔状の突出部１４が設けられている。
【００４８】
この外側筒状部材１に設けられた鍔状の突出部１４を、ピンセットその他無菌処理された器具で押さえつけた後、外側筒状部材１の筒状部より上に突き出している内側筒状部材２を鉗子その他の無菌処理された器具で挟んで、内側筒状部材２をその周方向に回動させ、係合用ネジ部１３、２３の係合を外すことにより、内側筒状部材２を外側筒状部材１から無菌的に引き出すことができる。
【００４９】
なお、外側筒状部材１に内側筒状部材２を挿入する際には、上記と逆の操作を行えば良い。また、外側筒状部材１だけでなく、内側筒状部材２にもその頂部壁から外方に伸長する鍔状の突出部２４を設けても良いことは言うまでもない。
【００５０】
また、外側筒状部材１の鍔状の突出部１４、内側筒状部材２の鍔状の突出部２４の少なくともいずれか一方に孔１５、２５を形成することにより、この孔１５、２５内にピンセットその他無菌処理された器具を挿入して筒状部材を捻じることができるので、外側筒状部材１と内側筒状部材２の着脱操作をさらに容易に行うことができるようになる。
【００５１】
（１−１０）自立部材
また、本実施形態においては、外側筒状部材１の下方開口端またはフランジ状の突起１１の下面に、少なくとも３個以上の自立部材１２が設けられている。この自立部材１２により、細胞培養装置１０に設置された細胞培養担体３と、細胞培養装置１０が収納配置される培養容器３０の内底面との間に隙間を形成することができる。
【００５２】
このように、細胞培養装置１０の下部に隙間を設けることにより、培養液を入れた培養容器３０に細胞培養装置１０を入れて細胞を培養する場合に、培養容器３０中の培養液による影響を把握したり、細胞培養担体３の両面に細胞を培養することが可能となる。
【００５３】
（１−１１）細胞培養用カセット着脱用治具
前記係合用ネジ部１３、２３の開閉をより簡便にする手段として、細胞培養用カセット着脱用治具（以下、着脱用治具という）を用いることができる。この着脱用治具には、細胞培養用カセット２０の外側筒状部材１が嵌り込む凹部が形成されており、その凹部の底面には、外側筒状部材１の底面に形成された自立部材１２が嵌合する穴が形成されている。
【００５４】
そして、この穴に外側筒状部材１の自立部材１２が嵌合することにより、着脱用治具と外側筒状部材１とがロックされるため、外側筒状部材１に内側筒状部材２を嵌め込んで、係合用ネジ部１３、２３を係合させるために捻るときに、着脱用治具内における外側筒状部材１の水平方向への回転を防ぐことができる。
【００５５】
また、外側筒状部材１が着脱用治具の凹部に完全に埋没する場合には、着脱用治具の凹部の上縁に、外側筒状部材１の鍔状の突出部１４が嵌合する切り欠きを形成しても良く、この切り欠きのみで着脱時の回転防止機構としても良い。
【００５６】
なお、外側筒状部材１から内側筒状部材２を着脱する際には、内側筒状部材２の鍔状の突出部２４に形成された孔２５にピンセット等を挿入し、外側筒状部材１に対して内側筒状部材２を所望の方向に回動させることにより、係合用ネジ部１３、２３の係合を容易に外すことができる。また、内側筒状部材２を着脱用治具で固定するように構成しても良いことは言うまでもない。
【００５７】
（２）使用態様
上記のような構成を有する本実施形態の細胞培養装置は、以下のような種々の培養方法に適用することができる。
（ａ）所定の培養液を入れた培養容器３０内に、細胞培養担体３を挟持した細胞培養装置１０を設置し、細胞培養担体３の上下いずれか一方の面に細胞を培養する。
【００５８】
（ｂ）上記（ａ）のようにして培養した細胞に対して、その細胞が浸されている培養液、細胞培養担体３を介した培養液及び両方の培養液のいずれかの培養液に種々の因子を加えて培養する。なお、添加する因子としては、例えば、インターロイキン（ＩＬ）、コロニー刺激因子（ＣＳＦ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）、インターフェロン（ＩＦＮ）等、試験対象や試験項目に対応する種々の因子を添加することができる。
【００５９】
（ｃ）培養容器３０内に細胞培養担体３を挟持した細胞培養装置１０を設置し、培養容器３０の底面と細胞培養担体３の上面とに異なる細胞を培養し、細胞培養担体３を介した双方の細胞間における影響を解析する。
（ｄ）細胞培養担体３の上下両面に異なる細胞を培養する。
（ｅ）上記（ｃ）及び（ｄ）において、（ｂ）のように培養液に種々の因子を加えて培養する。
【００６０】
このように、本発明に係る細胞培養装置１０を用いた細胞培養法として、細胞培養担体３の片面に細胞を培養し、細胞培養用カセット２０に挟み込んで細胞培養装置１０とし、この細胞培養装置１０を、シャーレ等の培養容器３０に入れ、さらにサイトカイン等の因子を加えることによって、細胞の機能解析が可能である。
【００６１】
また、細胞培養装置１０を用いた細胞培養法として、細胞培養担体３の片面に細胞を培養し、細胞培養面を上にした状態で細胞培養用カセット２０に挟み込んで細胞培養装置１０とし、この細胞培養装置１０を、別途培養した細胞が存在するシャーレ等の培養容器３０に入れることによって、細胞の機能解析及び細胞間の相互作用解析が可能である。
【００６２】
また、細胞培養装置１０を用いたさらなる細胞培養法として、細胞培養担体３の片面に細胞を培養し、細胞培養面を下にした状態で細胞培養用カセット２０に挟み込んで細胞培養装置１０とし、この細胞培養装置１０をシャーレ等の容器に入れ、さらに細胞培養担体３の細胞が培養されていない面に異なる細胞を播種することによって、簡便な両面培養が実現可能である。この培養モデルを用いて、細胞の機能解析及び細胞間の相互作用解析、さらには組織モデルの作製が可能である。
【００６３】
上記細胞培養後、細胞培養担体３を細胞培養用カセット２０から外し、固定・染色・観察等の解析に供することができる。また、種々の処理が行われた細胞培養モデルをそのまま移植に供することも可能である。なお、ここでいう解析とは、細胞間相互作用、細胞接着、細胞分化、物質輸送・拡散・分泌、細胞極性といった現象の解析である。ただしこれらの使用態様は、本発明の使用範囲をなんら限定するものではない。
【００６４】
（３）試験例
以下のようにして、本実施形態の細胞培養用カセット２０に細胞培養担体３を挟むことによって、上面と下面の培地が隔離されることを確認する試験を実施した。すなわち、直径３５ｍｍの円形に切り取ったポリエチレン膜（厚み：０．０４ｍｍ）を、歯科用ピンセットを用いて細胞培養用カセット２０を構成する外側筒状部材１のフランジ状の突起１１上に載置する。
【００６５】
次に、内側筒状部材２の鍔状の突出部２４をピンセットで掴み、外側筒状部材１の上方から内部に挿入する。その後、外側筒状部材１と内側筒状部材２の鍔状の突出部１４、２４の孔１５、２５にそれぞれピンセットを差し込み、外側筒状部材１及び内側筒状部材２をそれぞれ逆方向に回転させることにより、ポリエチレン膜を細胞培養用カセット２０に設置する。
【００６６】
その後、ポリエチレン膜を挟んだ細胞培養用カセット２０を、培養容器３０として用いられる６０ｍｍＤｉｓｈ（IWAKI  Code#３０１０−０６０X）に入れ、細胞培養用カセット２０にフェノールレッド含有の水を入れ、培養容器３０に水を入れた状態で一昼夜放置した。その結果、培養容器３０に入れた水に、フェノールレッドの漏れ出しは確認されなかった。
【００６７】
（４）効果
本実施形態によれば、ピンセットまたは鉗子、もしくは前記着脱用治具等を使用して、細胞培養用カセット２０に滅菌状態で細胞培養担体３を挟み込んで細胞培養装置１０とし、この細胞培養装置１０をさらにシャーレ等の培養容器３０に挿入し、細胞培養またはその他解析終了後に、培養容器３０から細胞培養装置１０を取り出し、さらに細胞培養担体３を回収することが可能となる。
【００６８】
このように、本発明の細胞培養装置は、外側筒状部材１と内側筒状部材２の間に細胞培養担体３を挟持し、この細胞培養担体３を着脱可能に構成したことにより、より簡便に細胞培養担体と細胞組織を回収することができ、また、上記の種々の培養方法により種々の処理を行った細胞組織を回収することも可能となる。
【００６９】
さらに、本発明の細胞培養装置を使用すれば、ハイドロゲル薄膜の片面に細胞を培養後に、細胞培養面を下にした状態で、細胞培養装置１０に挟持させ、さらに上方部分に異なる細胞を培養することで、効率的に両面培養を行うことも可能となる。
【００７０】
（５）他の実施形態
本発明に係る細胞培養装置に使用される培養液は特に限定されない。培養液としては、例えば、ＤＭＥＭ、ＥＭＥＭ、ＲＰＭＩ１６４０等、培養細胞に適した種々の培養液を用いることができる。
【００７１】
また、本発明は、上述したような実施形態に限定されるものではなく、各構成部材について、以下のような変形例にも適用することができる。
【００７２】
（５−１）筒状部材のフランジ状突起の形状
外側筒状部材１のフランジ状突起１１及び内側筒状部材２のフランジ状突起２１は、各筒状部材の下端部から内側に連設された、切れ目のないリング状に構成されていれば良く、その突起部分は平面でなくても良い。
【００７３】
例えば、図５（Ａ）に示すように、内側筒状部材２のフランジ状突起２１を、下に凸となるような凹部２１ａとしても良い。この場合、内側筒状部材２のフランジ状突起２１と細胞培養担体３の支持体３１とは、面接触ではなく線接触となるが、線接触であっても支持体との間からの培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。
【００７４】
また、図５（Ｂ）に示すように、外側筒状部材１のフランジ状突起１１の先端部に凸部１１ｂを形成すると共に、内側筒状部材２のフランジ状突起２１の先端部にも、前記フランジ状突起１１の凸部１１ｂと嵌合する凸部２１ｂを形成しても良い。また、図５（Ｃ）に示すように、外側筒状部材１のフランジ状突起１１全体を凸部１１ｃとすると共に、内側筒状部材２のフランジ状突起２１も、前記フランジ状突起１１の凸部１１ｃと嵌合する凸部２１ｃとしても良い。
【００７５】
このように、外側筒状部材１のフランジ状突起１１及び内側筒状部材２のフランジ状突起２１の一部あるいは全部を、互いに嵌合する凹凸形状とすることによって、フランジ状突起１１、２１と細胞培養担体３の支持体３１との接触面積を増やすことができるので、支持体との間からの培養液のしみ出しや流入をより効果的に防ぐことができる。
【００７６】
（５−２）クッション材の形状
外側筒状部材１のフランジ状突起１１の上面、あるいは内側筒状部材２のフランジ状突起２１の下面に取り付けられるクッション材４０は、切れ目のないリング状とすることが好ましい。また、このクッション材４０は、図６（Ａ）に示したように、内側筒状部材２のフランジ状突起２１の下面と細胞培養担体３との間に設置しても良く、図６（Ｂ）に示したように、外側筒状部材１のフランジ状突起１１の上面と細胞培養担体３との間に設置しても良い。また、細胞培養担体３の上下に２枚設置しても良い。
【００７７】
（５−３）細胞培養担体の支持体の有無
上述したように、図１に示した実施形態のように細胞培養担体３に支持体３１が設けられている場合には、外側筒状部材１のフランジ状突起１１に支持体付きの細胞培養担体３を乗せた後、内側筒状部材２を外側筒状部材１に嵌め込んでセットすれば良い。
【００７８】
一方、細胞培養担体３に支持体３１が設けられていない場合には、図７（Ａ）に示したように、内側筒状部材２のフランジ状突起２１及び筒状部分の外側面の下端部に、湿らせた細胞培養担体を貼り付けた後、内側筒状部材２を外側筒状部材１に嵌め込んでセットする。なお、この場合、細胞培養担体が外側筒状部材１及び内側筒状部材２の係合用ネジ部１３、２３まで達しないような位置に貼り付けることが好ましい。
【００７９】
また、図７（Ｂ）に示したように、外側筒状部材１のフランジ状突起１１及び筒状部分の内側面の下端部に、湿らせた細胞培養担体を貼り付けた後、内側筒状部材２を外側筒状部材１に嵌め込んでセットしても良い。なお、この場合も、細胞培養担体が外側筒状部材１及び内側筒状部材２の係合用ネジ部１３、２３まで達しないような位置に貼り付けることが好ましい。
【００８０】
（５−４）挟持される細胞培養担体の数
細胞培養用カセットを構成する外側筒状部材１及び内側筒状部材２に挟持される細胞培養担体３は、図８（Ａ）に示すように１枚でも良く、また、図８（Ｂ）に示すように２枚でも良い。
【００８１】
すなわち、図８（Ｂ）に示すように、１枚の細胞培養担体３に１種類の細胞を培養後、それを２枚重ねることで両面培養を行うことができる。その後、各細胞について異なる方法で形態観察や機能評価を行うことができる。この方法は、例えば、片面細胞の増殖効率や、酵素活性、薬物代謝測定等、片方のみの値を知りたいときに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る細胞培養装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る細胞培養装置の全体像を示す斜視図である。
【図３】図２に示した細胞培養装置の側方断面図である。
【図４】本発明に係る細胞培養装置を既存の培養容器内に設置した状態を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は共に、筒状部材のフランジ状突起の形状の変形例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は共に、クッション材の設置例を示す断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は共に、支持体がないときの細胞培養担体の設置例を示す断面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は共に、細胞培養方法の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…外側筒状部材
２…内側筒状部材
３…細胞培養担体
１０…細胞培養装置
１１、２１…フランジ状の突起
１２…自立部材
１３、２３…係合用ネジ部
１４、２４…鍔状の突出部
１５、２５…孔
２０…細胞培養用カセット
３０…培養容器
３１…支持体
３２…ハイドロゲル薄膜
４０…クッション材
【図１】
2007167002.tif 000003
【図２】
2007167002.tif 000004
【図３】
2007167002.tif 000005
【図４】
2007167002.tif 000006
【図５】
2007167002.tif 000007
【図６】
2007167002.tif 000008
【図７】
2007167002.tif 000009
【図８】
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