(57)【要約】【課題】細胞数の調製されていない細胞懸濁液を濃縮して、短時間で細胞塊を製造する。【解決手段】細胞懸濁液を収容し、その長手軸線Ｃ方向に沿って底面５ａ方向に向かう遠心力が作用させられる有底筒状の容器本体５と、該容器本体５内の空間を長手軸線Ｃ方向に区画可能に設けられるとともに、その少なくとも一表面に、複数の凹部６ａを有する板状の区画板部材６と、該区画板部材６を長手軸線Ｃに交差する回転軸線Ｄ回りに反転させるアクチュエータ７とを備える細胞濃縮容器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】
細胞懸濁液を収容し、その長手軸線方向に沿って底面方向に向かう遠心力が作用させられる有底筒状の容器本体と、
該容器本体内の空間を前記長手軸線方向に区画可能に設けられるとともに、その少なくとも一表面に、複数の凹部を有する板状の区画板部材と、
該区画板部材を前記長手軸線に交差する回転軸線回りに反転させるアクチュエータとを備える細胞濃縮容器。
【請求項２】
前記容器本体の前記底面に、前記容器本体内の細胞懸濁液を排出する開閉可能な排出口が設けられ、
前記容器本体の前記底面とは反対側の端部に、前記容器本体内に細胞懸濁液を供給する供給口が設けられている請求項１に記載の細胞濃縮容器。
【請求項３】
前記凹部が、前記区画板部材の両面に設けられている請求項１または請求項２に記載の細胞濃縮容器。
【請求項４】
前記区画板部材および前記アクチュエータが、前記容器本体の長手軸線方向に間隔をあけて複数設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の細胞濃縮容器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の細胞濃縮容器と、
該細胞濃縮容器を前記底面が、回転の半径方向外方に向かうように回転させる回転機構とを備える細胞濃縮装置。
【請求項６】
前記アクチュエータによる前記区画板部材の反転のタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部により検出されたタイミングに従って、前記区画板部材を反転させるように前記アクチュエータを制御する制御部とを備える請求項５に記載の細胞濃縮装置。
【請求項７】
前記タイミング検出部が、前記区画板部材の反転のタイミングを計時するタイマーである請求項６に記載の細胞濃縮装置。
【請求項８】
前記タイミング検出部が、前記凹部への細胞の堆積量を検出するセンサである請求項６に記載の細胞濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞濃縮容器および細胞濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞懸濁液から細胞を濃縮して細胞塊を形成する方法として、底面に凹凸パターンを有する容器内に細胞懸濁液を供給し、底面方向に向かう遠心力または磁力を作用させながら培養することで、凹凸パターンを鋳型として三次元形状の生体組織を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の方法では、細胞が凹凸から溢れて一体化してしまうことを防止するために、容器内に収容する細胞懸濁液として、作成される細胞塊の厚さが凸部の高さを超えないように細胞数が調製されたものを用いることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、容器内に収容する細胞懸濁液を、予め必要細胞数だけ含まれるように調製、すなわち、培養液によって一旦希釈しなければならないという不都合がある。このため、本来不要な希釈工程が必要であるとともに、濃縮に要する時間が増加するという不都合がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞数の調製されていない細胞懸濁液を濃縮して、短時間で細胞塊を製造することができる細胞濃縮容器および細胞濃縮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】
【０００７】
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。
本発明は、細胞懸濁液を収容し、その長手軸線方向に沿って底面方向に向かう遠心力が作用させられる有底筒状の容器本体と、該容器本体内の空間を前記長手軸線方向に区画可能に設けられるとともに、その少なくとも一表面に、複数の凹部を有する板状の区画板部材と、該区画板部材を前記長手軸線に交差する回転軸線回りに反転させるアクチュエータとを備える細胞濃縮容器を提供する。
【０００８】
本発明によれば、容器本体内に細胞懸濁液を収容して、底面に向かう方向に遠心力を作用させると、細胞懸濁液内の比重の大きな細胞が底面に向かって移動する。容器本体内の空間は、区画板部材によって長手軸方向に区画されているので、区画板部材に対して底面とは反対側の空間に配されている細胞は、底面方向に向かって移動する途中で、区画板部材により遮られ、その表面に堆積していく。
【０００９】
区画板部材の表面には複数の凹部が設けられているので、細胞は凹部内に堆積することにより凝集された細胞塊を形成する。そして、細胞塊が凹部全体を満たす前にアクチュエータを作動させて区画板部材を反転させることにより、凹部内に凝集した細胞塊を区画板部材に対して底面側の空間に移動させることができる。
【００１０】
すなわち、凹部内に形成された細胞塊が凹部から溢れて相互に連結する前に、凹部内から放出することができる。その結果、細胞数の調製されていない細胞懸濁液を濃縮して、細胞塊を製造することができる。また、容器本体内に収容する細胞懸濁液として細胞数を調製しなくて済むので、濃縮にかかる時間を大幅に短縮することができ、大量の細胞懸濁液から細胞を濃縮することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記容器本体の前記底面に、前記容器本体内の細胞懸濁液を排出する開閉可能な排出口が設けられ、前記容器本体の前記底面とは反対側の端部に、前記容器本体内に細胞懸濁液を供給する供給口が設けられていてもよい。
【００１２】
このようにすることで、供給口を介して細胞懸濁液を容器本体内に供給することにより、区画板部材によって区画された一方の空間に細胞懸濁液を収容することができる。そして、細胞を区画板部材の凹部内に堆積させて細胞塊を形成させた後に、区画板部材を反転させて細胞塊を底面側の空間に移動させると、該底面側の空間に設けられている排出口を介して生成された細胞塊を容器本体外に取り出すことができる。
【００１３】
すなわち、細胞数の調製されていない細胞懸濁液の容器本体内への供給、遠心力による細胞塊の形成、区画板部材の反転、細胞塊の排出を繰り返すことにより、大量の細胞懸濁液を連続的に濃縮して、細胞塊を含む濃縮された細胞群を製造することができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記凹部が、前記区画板部材の両面に設けられていてもよい。
このようにすることで、区画板部材の一表面に設けられた凹部に細胞を堆積させて細胞群を形成した後、区画板部材を反転させて区画板部材から細胞群を離脱させている状態においても、区画板部材の他の表面に設けられた凹部に細胞を堆積させ始めることができる。その結果、より効率的に細胞群を形成することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記区画板部材および前記アクチュエータが、前記容器本体の長手軸線方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。
このようにすることで、一の区画板部材の凹部において有る程度形成された細胞塊を、当該区画板部材の反転によって次の空間に移動させ、間隔をあけて配置されている他の区画部材の凹部においてさらに凝集させることができる。このとき、他の区画板部材に途中まで凝集させた細胞塊を引き渡した後の一の区画板部材においては、次の細胞塊の形成を開始することができる。したがって、単一の区画板部材によって、最初から最後まで凝集塊を形成する場合と比較して、大量の細胞塊を効率よく形成することができる。
【００１６】
また、本発明は、上記いずれかの細胞濃縮容器と、該細胞濃縮容器を前記底面が、回転の半径方向外方に向かうように回転させる回転機構とを備える細胞濃縮装置を提供する。
本発明によれば、回転機構を作動させて細胞濃縮容器を回転させると、その底面が回転の半径方向外方に向かうように配置された状態で回転されるので、細胞濃縮容器内の細胞には底面に向かって長手軸線方向に遠心力が作用し、区画板部材の凹部に細胞が堆積して細胞塊を形成することができる。
【００１７】
上記発明においては、前記アクチュエータによる前記区画板部材の反転のタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部により検出されたタイミングに従って、前記区画板部材を反転させるように前記アクチュエータを制御する制御部とを備えていてもよい。
【００１８】
このようにすることで、タイミング検出部により検出されたタイミングに従って制御部が区画板部材を反転させることにより、区画板部材の凹部から細胞が溢れない適当なタイミングで区画板部材を反転させて、一体化していない複数の細胞塊を含む濃縮された細胞群を得ることができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記タイミング検出部が、前記区画板部材の反転のタイミングを計時するタイマーであってもよい。
また、上記発明においては、前記タイミング検出部が、前記凹部への細胞の堆積量を検出するセンサであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、細胞数の調製されていない細胞懸濁液を濃縮して、短時間で細胞塊を製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞濃縮容器を示す縦断面図である。
【図２】図１の細胞濃縮容器に備えられる区画板部材を示す平面図である。
【図３】図１の細胞濃縮容器による細胞塊を含む濃縮された細胞群の生成過程を説明する図である。
【図４】図１の細胞濃縮容器の第１の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図４の細胞濃縮容器に備えられる区画板部材を示す平面図である。
【図６】図１の細胞濃縮容器の第２の変形例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る細胞濃縮装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る細胞濃縮容器１および細胞濃縮装置２について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞濃縮装置２は、図７に示されるように、本実施形態に係る細胞濃縮容器１と、該細胞濃縮容器１を回転させる回転機構３と、細胞濃縮容器１を制御する制御部４とを備えている。
【００２３】
本実施形態に係る細胞濃縮容器１は、図１に示されるように、細胞懸濁液を収容する容器本体５と、該容器本体５内に配置される区画板部材６と、該区画板部材６を反転駆動するモータ（アクチュエータ）７と、容器本体５の底面とは反対側の開口端を閉塞する蓋体８とを備えている。
【００２４】
容器本体５は、先端に向かって先細に形成された底面５ａを有する有底円筒状に形成されている。底面５ａの先端には、容器本体５内において濃縮された細胞群を容器本体５外に排出する排出口９が設けられている。
【００２５】
区画板部材６は、容器本体５の横断面より若干小さい半径を有する略円板状に形成され、容器本体５の内面に、容器本体５の長手軸線Ｃに直交する回転軸線Ｄ回りに回転可能に支持されている。区画板部材６の一表面には、複数の凹部６ａが配列されている。凹部６ａは、図２に示されるように、区画板部材６のほぼ全面に形成されている。
【００２６】
モータ７は、区画板部材６の回転軸線Ｄの一端に固定され、区画板部材６を回転軸線Ｄ回りに回転させるようになっている。
蓋体８には、細胞懸濁液を容器本体５内に供給する供給口１０が設けられている。
【００２７】
回転機構３は、略水平方向に延びるアーム１１の両端に、略水平な軸線回りに揺動可能に支持された２つのバケット１２を備えるとともに、アーム１１を鉛直軸線Ｅ回りに回転させるモータ１３を備えている。バケット１２は細胞濃縮容器１をそれぞれ収容することができるようになっている。
【００２８】
また、アーム１１には、外部に接続する固定配管１４と、細胞濃縮容器１に接続する可動配管１５とを流体的に接続するロータリジョイント１６が設けられている。
制御部４は、タイマー１７に接続され、タイマー１７によって予め定められた時間が計数された時点で、モータ７を駆動して区画板部材６を反転させるようになっている。
【００２９】
このように構成された本実施形態に係る細胞濃縮容器１および細胞濃縮装置２の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞濃縮容器１および細胞濃縮装置２を用いて、細胞塊を有する濃縮された細胞群を取得するには、図７に示されるように、バケット１２内に細胞濃縮容器１を挿入して、ロータリジョイント１６に接続する可動配管１５を、容器本体５の排出口９および供給口１０にそれぞれ接続する。
【００３０】
そして、モータ７を駆動して容器本体５内において、凹部６ａが設けられている表面が蓋体８側に向かうように区画板部材６を配置しておく。
この状態で、図示しない細胞懸濁液供給源から細胞懸濁液を供給すると、固定配管１４からロータリジョイント１６および可動配管１５を介して細胞濃縮容器１の蓋体８に設けられた供給口１０から細胞懸濁液が容器本体５内に供給される。この時点で、排出口９に接続された可動配管１５は、図示しないバルブを閉止することによって、排出口９を閉鎖しておき、容器本体５内から細胞懸濁液が排出されないようにしておく。
【００３１】
そして、制御部４がタイマー１７による計時を開始して、容器本体５内に細胞懸濁液が充填された時点で、モータ１３を作動させてアーム１１を水平回転させると、バケット１２および細胞濃縮容器１にかかる遠心力によってバケット１２が水平軸線回りに揺動して、細胞濃縮容器１が、その底面５ａを半径方向外方に向けて回転させられるようになる。
その結果、容器本体５内に収容されている細胞懸濁液には、容器本体５の長手軸線Ｃに沿う方向に底面５ａに向かって遠心力が作用し、比重の大きな細胞が底面５ａ方向に向かって移動させられる。
【００３２】
容器本体５内の空間は、区画板部材６によって長手軸線Ｃ方向に２つの空間に区画されているので、蓋体８と区画板部材６との間に配される空間内においては、図３（ａ）に示されるように、遠心力によって底面５ａ方向に移動した細胞Ｓが区画板部材６の表面に押し付けられていくことになる。区画板部材６の表面には複数の凹部６ａが設けられているので、図３（ｂ）に示されるように、細胞Ｓは凹部６ａ内に堆積していき、細胞塊Ｆが形成されていく。
【００３３】
そして、タイマー１７により所定時間が計時された時点で、制御部４はモータ７を駆動して区画板部材６を反転させる。これにより、図３（ｃ）に示されるように、細胞塊Ｆが形成されていた区画板部材６の凹部６ａは容器本体５の底面５ａ側に向かうので、凹部６ａ内の細胞塊Ｆは遠心力によって凹部６ａ内から離脱する。
【００３４】
この場合において、区画板部材６を反転させる際に細胞懸濁液の一部は、細胞塊Ｆを形成しないまま底面５ａ側の空間に入るが、それらの細胞Ｓも遠心力によって容器本体５の底面５ａに集められるので、結果として細胞塊Ｆを含む濃縮された細胞群を容器本体５の底面５ａに得ることができる。
【００３５】
そして、濃縮された細胞群が得られた時点で、排出口９を開放して、容器本体５内の濃縮された細胞群を排出口９から容器本体５外に排出し、可動配管１５、ロータリジョイント１６および固定配管１４を経由して取り出すことができる。
また、区画板部材６を反転させて細胞塊Ｆを凹部６ａから離脱させた時点で、区画板部材６を再度反転させて凹部６ａを蓋体８側に向けることにより、供給口１０から新たな細胞懸濁液を容器本体５内に供給して、再度濃縮作業を開始することができる。
【００３６】
このように、本実施形態に係る細胞濃縮容器１および細胞濃縮装置２によれば、細胞塊Ｆを含む濃縮された細胞群を簡易に得ることができる。この場合に、区画板部材６を所定のタイミングで反転させることにより、細胞Ｓが凹部６ａから溢れて堆積することが防止され、容器本体５内に供給する細胞懸濁液として、希釈により細胞数を調製しなくても、バラバラの細胞塊Ｆを含む細胞群を得ることができる。したがって、希釈作業を省略して濃縮に要する時間を短縮し、希釈せずに大量の細胞懸濁液をそのまま導入するだけで、濃縮された細胞群を得ることができるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態においては、制御部４がタイマー１７によって区画板部材６を反転させるタイミングを検出することとしたが、これに代えて、凹部６ａ内に堆積する細胞Ｓの量を、例えば、いずれかの凹部６ａに設けたインピーダンス測定用センサ（図示略）によって検出し、所定量の細胞Ｓが堆積していることが検出された時点で区画板部材６を反転させることにしてもよい。
【００３８】
また、本実施形態においては、区画板部材６の一表面に凹部６ａが設けられている場合を例示して説明したが、これに代えて、図４および図５に示されるように、両面に凹部６ａが設けられた区画板部材６を採用してもよい。
このようにすることで、区画板部材６を反転させたままの状態で次の細胞懸濁液の濃縮作業を開始することができ、より効率的に短時間で細胞塊Ｆを含む濃縮された細胞群を得ることができるという利点がある。
【００３９】
また、本実施形態においては、容器本体５内に単一の区画板部材６を有する場合を例示して説明したが、これに代えて、図６に示されるように、容器本体５の長手軸線Ｃ方向に間隔をあけて複数の区画板部材６Ａ，６Ｂおよびこれらを反転させるモータ７Ａ，７Ｂを配置することにしてもよい。各区画板部材６Ａ，８Ｂおよびモータ７Ａ，７Ｂの機能は上記と同様である。
【００４０】
図６においては、蓋体８側の区画板部材６Ａとして、両面に凹部６ａを有するものを採用し、底面５ａ側の区画板部材６Ｂとして片面に凹部６ａを有するものを採用しているがこれに限定されるものではない。
【００４１】
このように構成することで、供給口１０に近い側の区画板部材６Ａの凹部６ａにおいて中程度まで凝集させた細胞塊Ｆを形成した後、当該区画板部材６Ａを反転させて細胞塊Ｆを底面５ａ側に隣接する区画板部材６Ｂに移し、当該区画板部材６Ｂにおいて十分に凝集させた細胞塊Ｆを形成することができる。
【００４２】
そして、区画板部材６Ｂにおける十分に凝集した細胞塊Ｆの形成途中において、区画板部材６Ａにおける中程度に凝集した細胞塊Ｆの形成を開始することができる。その結果、細胞塊Ｆを含む濃縮された細胞群を連続的に生成する際の効率を向上して、短時間に濃縮された細胞群を生成することができるという利点がある。
【符号の説明】
【００４３】
Ｃ  長手軸線
Ｄ  回転軸線
１  細胞濃縮容器
２  細胞濃縮装置
３  回転機構
４  制御部
５  容器本体
５ａ  底面
６，６Ａ，６Ｂ  区画板部材
６ａ  凹部
７，７Ａ，７Ｂ  モータ（アクチュエータ）
９  排出口
１０  供給口
１７  タイマー（タイミング検出部）
【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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【図６】
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【図７】
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