(57)【要約】【課題】  シート状物を三次元の管状物に成形して取り出せるようにすること。【解決手段】  本発明の管状物成形装置は、基体とスライド体とベルトと固定具を備えている。スライド体は複数の細長面を備えた筒状であり、それぞれの細長面にベルトが巻回されている。固定具はスライド体の外側に配置されるように基体に固定され、細長面に巻回されたベルトは固定具で固定してある。スライド体を前方スライドさせるとベルトが細長面の内面側から外面側に送り出され、後方スライドさせるとベルトが細長面の外面側から内面側に引き戻されるようにしてある。シート状物を基体よりも前方に突出させたスライド体のベルトに載せた状態で、スライド体を後方スライドさせることで、管状に成形されたシート状物を管状物として回収できるようにした。この管状物成形装置は湿潤状態の細胞シートを管状に成形するのに特に適する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の基体と、当該基体内をスライド可能な筒状のスライド体と、スライド体の外周に巻回されるベルトと、当該ベルトを固定する固定具を備え、
前記スライド体は複数の細長面を備えた筒状であり、それぞれの細長面に前記ベルトが巻回され、
前記固定具はスライド体の外側に配置されるように基体に固定され、細長面に巻回されたベルトは当該固定具で固定され、
前記スライド体を基体に沿って前方スライドさせると、前記ベルトが細側面の内面側から外面側に送り出され、後方スライドさせると、前記ベルトが細長面の外面側から内面側に引き戻され、
シート状物を前記基体よりも前方に突出させたスライド体の二以上のベルトに跨ぐように載せた状態で、スライド体を後方スライドさせることによって、スライド体に沿って管状に成形されたシート状物を管状物として回収可能である、
ことを特徴とする管状物成形装置。
【請求項２】
請求項１記載の管状物成形装置において、
細長面のそれぞれにベルトを挿通可能な挿通孔が設けられ、
前記挿通孔は隣接する細長面の挿通孔と軸方向の位置が同じにならないように、軸方向にずらして形成され、
ベルトは前記挿通孔を通してそれぞれの細長面に巻回された、
ことを特徴とする管状物成形装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の管状物成形装置において、
シート状物が湿潤シートである、
ことを特徴とする管状物成形装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管状物成形装置において、
シート状物が細胞シートである、
ことを特徴とする管状物成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状（薄膜状を含む）の物（以下「シート状物」という。特許請求の範囲において同じ。）、特に、細胞シートのような湿潤状態のシート（以下「湿潤シート」という。特許請求の範囲において同じ。）を管状（全管状のほか、半管状のような完全に管状でないものも含む。明細書及び特許請求の範囲において同じ。）に成形するのに適した管状物成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細胞シートを用いた機能不全臓器に対する再生医療的治療の研究が広く進められている。細胞シートは患者自身の細胞を用いているため、拒絶反応が起こらず、生着が早い等の特徴がある。これまでに、角膜や心臓、食道、歯根膜、軟骨の領域に対する細胞シート移植のヒト臨床が行われている。細胞シートは培養皿から回収し、機能不全臓器の患部に貼って生着させる必要がある。
【０００３】
本件発明者は、本件発明に先立ち、細胞シートの前記患部への移植に用いる細胞シート移植装置を開発した（非特許文献１）。この移植装置は、本件出願人の一人である古川機工株式会社が本件出願前に特許権を取得した移載装置（特許文献１）を応用・発展したものであり、平板状の移動板の外周に巻回されたベルトに細胞シートを載せ上げ、その細胞シートの形状を崩すことなくそのままの状態で患部に移すことができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９４１８６６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本ロボット学会第３０回記念学術講演会「細胞シート用ヘラ機構−基本概念の提案と第一次試作機の開発−」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
角膜や心臓のような領域における細胞シートの移植であれば、非特許文献１の移植装置のベルトに細胞シートを載せ上げ、そのまま機能不全臓器の患部に移植すればよい。一方で、血管や消化管などの管腔臓器に対する治療を考えた場合、細胞シートを管腔様（管状）に成形する必要がある。従来、棒状の構造物に細胞シートを巻き付けた後、中心から当該棒状の構造物を取り除くことによって細胞シートを管状にする研究が進められているが、棒状の構造物を取り除くのが困難であり、管状形を維持したまま細胞シートを回収することはできなかった。
【０００７】
本発明の目的は、中心から棒状の構造物をスムーズに取り除くことができ、細胞シートをはじめとするシート状物を三次元の管状物に成形して回収することができ、また、人工血管や人工消化管といった管腔状組織を作製する装置そのものとしても用いることができる管状物成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の管状物成形装置は、筒状の基体と、当該基体内をスライド可能な筒状のスライド体と、スライド体の外周に巻回されるベルトと、当該ベルトを固定する固定具を備えたものである。スライド体は複数の細長面を備えた筒状であり、それぞれの細長面に前記ベルトが巻回されている。前記固定具はスライド体の外側に配置されるように基体に固定され、細長面に巻回されたベルトは当該固定具で固定してある。スライド体を基体に沿って前方スライドさせると、複数の細長面に巻回されたベルトが細長面の内面側から外面側に送り出され、後方スライドさせると、複数の細長面に巻回されたベルトが細長面の外面側から内面側に引き戻されるようにしてある。シート状物を基体よりも前方に突出させたスライド体の二以上のベルトに跨ぐように載せた（一周又は二周以上巻き付けることを含む。明細書及び特許請求の範囲において同じ。）状態で、スライド体を後方スライドさせることによって、スライド体に沿って管状に成形されたシート状物を管状物として回収できるようにしてある。
【０００９】
前記管状物成形装置は、細長面のそれぞれにベルトを挿通可能な挿通孔を設け、当該挿通孔のそれぞれにベルトを巻回することもできる。この場合、挿通孔は、隣接する細長面の挿通孔同士が軸方向の同じ位置とならないように軸方向にずらして形成するのが好ましい。
【００１０】
前記管状物成形装置は、シート状物として、細胞シートのような湿潤シートを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の管状物成形装置は、その構成に応じて次の効果を奏する。
（１）スライド体の移動によって送り出される或いは引き戻されるベルトを備え、そのベルトの外周にシート状物を巻き付ける構造であるため、シート状物がスライド体に引き連れられて皺ができたり破れたりすることがなく、物質を管状形を維持したまま回収することができる。
（２）複数の細長面のそれぞれにベルトを巻回してあるため、ベルトごとにテンション調整を行うことができる。
（３）隣接する細長面の挿通孔を軸方向にずらして設けた場合、スライド体に連続した挿通孔が形成されないため、強度を維持することができる。
（４）シート状物が巻き付けられたスライド体を引き抜く方式ではなく、ベルトの送り出しと引き戻しによって管状の物質を回収する方式であるため、シート状物が湿潤シートや細胞シートのようなベルトに付着しやすい物質であっても、これらを管状形を維持したまま回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の管状物成形装置の一例を示す斜視図。
【図２】図１に示す管状物成形装置の断面図。
【図３】図１に示す管状物成形装置の分解図。
【図４】スライド体の一例を示す斜視図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は図１に示す管状物成形装置におけるベルトの動作説明図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は図１に示す管状物成形装置の使用方法説明図。
【図７】図１に示す管状物成形装置に細胞シートを巻き付ける際に使用可能な支持ユニットの斜視断面図。
【図８】比較装置を用いた場合の実験結果を示す写真。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本件装置を用いた場合の実験結果を示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
本発明の管状物成形装置１の一例を、図面を参照して説明する。本発明の管状物成形装置１は、各種シート状物を管状に成形するのに用いることができるが、ここではシート状物が細胞シートＸの場合を一例として説明する。なお、説明の便宜上、本願では図１のＸ矢印方向を前方或いは先方とし、同図のＹ矢印方向を後方として説明することとする。
【００１４】
［管状物成形装置の概要］
一例として図１〜３に示す管状物成形装置１は、筒状の基体２と、当該基体２内をスライド可能な筒状のスライド体３と、スライド体３の外周に巻回されるベルト４と、当該ベルト４を固定する固定具５を備えたものである。スライド体３を基体２内で前方スライドさせると、スライド体３に巻回されたベルト４がスライド体３の内面側から外面側に送り出され、後方スライドさせると、スライド体３に巻回されたベルト４がスライド体３の外面側から内面側に引き戻されるようにしてある。
【００１５】
［基体］
前記基体２は細長円筒状であり、長手方向先端側に外側に突設された円形状のフランジ６を備えている。基体２の中心軸孔７は前記スライド体３を収容可能な広さとしてあり、当該中心軸孔７内に収容されたスライド体３を前後方向にスライドさせられるようにしてある。図３に示すように、中心軸孔７は筒孔部７ａと凹陥部７ｂを備えた鍵状としてあり、筒孔部７ａにスライド体３の筒状部３ａが収まり、凹陥部７ｂにスライド体３の突出部３ｂが収まるようにしてある。
【００１６】
基体２の長手方向後端側には、基体２の中心軸孔７と連通する細長のスリット８が設けられ、前記スライド体３の操作部９（後述する）が突出した状態で収まるようにしてある。スリット８に収まった操作部９を前後方向にスライドさせることによって、ベルト４を送り出し又は引き戻すことができるようにしてある。
【００１７】
［スライド体］
前記スライド体３は基体２の中心軸孔７に収容可能な筒型の部材である。一例として図１〜４に示すスライド体３は、細長面１０を八面備えたものである。それぞれの細長面１０の軸方向後方寄りの位置には挿通孔１１（図２〜４）が設けられ、それぞれの細長面１０に巻回されるベルト４を引き出せるようにしてある。具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、細長面１０の外面１０ｘ側（図中上側）から巻かれたベルト４を細長面１０の先端部１０ｚで細長面１０の内面１０ｙ側（図中下側）に折り返し、細長面１０の後端側に向けて巻かれたベルト４を挿通孔１１に通して細長面１０の外面１０ｘ側へ引き出せるようにしてある。引き出された部分（以下「引き出し部」という）４ａは巻き始め側の部分（以下「巻き始め部」という）４ｂと向かい合わせ、当該向い合せた部分（以下「被固定部」という）１３を固定具５で固定してある。
【００１８】
図４に示すように、スライド体３の挿通孔１１は、隣接する細長面１０の挿通孔１１同士が軸方向の同じ位置とならないように軸方向にずらして形成してある。図４の例では、１番目の細長面１０ａの挿通孔１１ａを軸方向の位置ａに形成し、隣接する２番目の細長面１０ｂの挿通孔１１ｂを位置ａから前方に所望寸法分ずらした位置ｂに形成し、以下同様に、３番目の細長面１０ｃの挿通孔１１ｃを位置ｂから前方に所望寸法分ずらした位置ｃに形成し、４番目の細長面１０ｄの挿通孔１１ｄを位置ｃから前方に所望寸法分ずらした位置ｄに形成してある。５番目以降も同様に前方に所望寸法分ずつずらして形成することができるが、図４の例では、５番目の細長面１０ｅの挿通孔１１ｅを位置ａに、６番目の細長面１０ｆの挿通孔１１ｆを位置ｂに、７番目の細長面１０ｇの挿通孔１１ｇを位置ｃに、８番目の細長面１０ｈの挿通孔１１ｈを位置ｄに形成してある。なお、挿通孔１１の形成位置はこれ以外であってもよい。
【００１９】
スライド体３の外面には外側に突出する突出部３ｂが設けられ、基体２のスリット８に収まった状態でキャップ１２（図３）が被せられている。このキャップ１２が被せられた部分はスライド体３の前後方向のスライドを操作するための操作部９（図１）であり、この操作部９を基体２のスリット８に沿って前方に移動させるとスライド体３が前進し、後方に移動させるとスライド体３が後退するようにしてある。
【００２０】
前記実施形態では、細長面１０を八面設けた場合を一例としているが、細長面１０は用途に応じてこれより多くすることも少なくすることもできる。また、細長面１０の短手方向の幅（以下「横幅」という）や長さなどの寸法は、巻回するベルト４との関係や用途を考慮して適宜設計することができる。細長面１０は分離して八枚の細長片とすることもできるが、この場合すべての細長片の根元側を連接部で繋いでおき、一つの操作部９で細長片全体が同期してスライドするようにしておく。
【００２１】
［ベルト］
前記ベルト４は、スライド体３のそれぞれの細長面１０に巻回されるものであり、その外周に細胞シートＸが巻き付けられる部分である。ベルト４は細長面１０の横幅と同じ若しくはそれよりもやや狭い細長状としてある。ベルト４は細長面１０の外面１０ｘ側から細長面１０の先端部１０ｚ及び内面１０ｙ側を通って細長面１０の後端側に設けられた挿通孔１１から引き出し、その引き出し部４ａを巻き始め部４ｂと向い合せた状態でその被固定部１３を固定できる程度の長さとしてある。
【００２２】
ベルト４は各種材質製とすることができるが、この実施形態では、テフロン（登録商標）コーティングしたガラス繊維製のシートを用いている。ベルト４にはこれ以外のものを用いることもできる。
【００２３】
［固定具］
前記固定具５は、ベルト４の被固定部１３を固定するものである。一例として図１〜３に示す固定具５は二枚の円盤状の挟持具１４、１５で構成されるものである。両挟持具１４、１５は中心部にスライド体３が通過可能な大きさの中心孔１６を備え、当該中心孔１６に挿通されたスライド体３の外側のベルト４を固定できるように構成されている。具体的には、一方の挟持具（以下「前方挟持具」という）１４をベルト４の被固定部１３の前方側に配置し、他方の挟持具（以下「後方挟持具」という）１５を被固定部１３の後方側に配置して、ベルト４の被固定部１３を挟持できるようにしてある。この実施形態では、前方挟持具１４と後方挟持具１５の形状を基体２のフランジ６と同じ円形としてあるが、前方挟持具１４と後方挟持具１５の形状はこれ以外であってもよい。
【００２４】
図１〜３に示す前方挟持具１４は八つの扇形状の小片を円形に並べて後方挟持具１５に固定することで円盤状としてある。前方挟持具１４は一体物の円盤状とすることもできるが、小片の組み合わせとすることでメンテナンス性が向上する。前方挟持具１４と後方挟持具１５は、前方挟持具１４のそれぞれの小片に二つずつ設けられた内側孔１４ａと後方挟持具１５に設けられた留め孔１５ａに、ビスなどの留め具１７（図２）を通すことによって連結することができる。内側孔１４ａと留め孔１５ａに挿通した留め具１７の先端は、基体２のフランジ６に設けられた内孔６ａに収まるようにしてある。
【００２５】
固定具５は基体２のフランジ６に対向させた状態で、当該フランジ６に連結固定できるようにしてある。固定具５の中心孔１６と基体２の中心軸孔７は、固定具５をフランジ６に固定したときに連通するようにしてある。固定具５とフランジ６は、固定具５を構成する前方挟持具１４と後方挟持具１５に設けられた固定孔１４ｂ、１５ｂとフランジ６に設けられた外孔６ｂに、ビス等の留め具１８を通すことによって連結固定することができる。このとき、留め具１８（図２）の先端をベルト４の被固定部１３に当接させて押圧することによって、ベルト４を強固に固定することができる。なお、ベルト４が緩んできたときは、この留め具１８を緩めてからベルト４の被固定部１３を外側に引張し、留め具１８を締めなおすことによってベルト４にテンションをかけなおすことができる。ベルト４のテンション調整はベルト４ごとに行うことができる。
【００２６】
（その他の実施形態）
前記実施形態では、操作を手動で行う場合を一例としているが、本発明の管状物成形装置１は、アクチュエータを取り付けて自動化することも可能である。
【００２７】
（作用）
本発明の管状物成形装置１の作用について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）は操作部９を基体２のスリット８の前端までスライドさせた状態を示すものである。図５（ａ）の状態から操作部９を図５（ｂ）（ｃ）のように後方スライドさせると、細長面１０に巻回されたベルト４が細長面１０の外面１０ｘ側（図中上側）から内面１０ｙ側（図中下側）に引き戻される。反対に、図５（ｃ）のように操作部９を基体２のスリット８の後端までスライドさせた状態から前方スライドさせると、細長面１０に巻回されたベルト４が細長面１０の内面１０ｙ側（図中下側）から外面１０ｘ側（図中上側）に送り出される。
【００２８】
（使用例）
本発明の管状物成形装置１の使用例を、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。この使用例は、ベルト４の外周に湿潤状態の細胞シートＸを巻き付けて管状に成形する場合の例である。
（１）操作部９をスリット８の前端までスライドさせた状態（スライド体３を前方に突出させた状態）で、ベルト４の外周に細胞シートＸを巻き付ける（図６（ａ）（ｂ））。
（２）前記（１）の状態で細胞シートＸが巻き付けられたスライド体３を培養液Ｙで満たされた容器Ｚ内に挿入する（図６（ｃ））。
（３）前記（２）の状態で操作部９を後方スライドさせてベルト４を細長面１０の外面１０ｘ側から内面１０ｙ側に引き戻し、管状に成形された細胞シートＸを取り外す（図６（ｄ））。
【００２９】
なお、前記（１）において、細胞シートＸは種々の方法でベルト４の外周に巻き付けることができ、例えば、図７に示すような支持ユニット１９を用いることができる。この支持ユニット１９は二つのホルダ１９ａ、１９ｂが間隔をあけて設けられたものである。両ホルダ１９ａ、１９ｂには、ベアリングホルダのような回転機構を備えたものを用いることができる。図７に示す例ではスライド体３の先端側に軸状の調整具２０の一部を挿し込み、一方のホルダ１９ａで当該調整具２０を保持するとともに、他方のホルダ１９ｂで基体２を保持できるようにしてある。支持ユニット１９で保持された管状物成形装置１は周方向に回転可能であり、ベルト４の外側に細胞シートＸを宛がった状態で回転させることによって、ベルト４の外周に細胞シートＸを巻き付けることができる。図７の例では二つのホルダ１９ａ、１９ｂを備えた両持ち構造のものを一例としているが、支持ユニット１９は基体２を保持するホルダ１９ｂだけを備えた片持ち構造とすることもできる。
【００３０】
細胞シートＸは支持ユニット１９を用いることなく巻き付けることもできる。例えば、水圧転写を行うように、液面上に細胞シートＸを浮かべ、その細胞シートＸにスライド体３に巻回されたベルト４を押し付けながらすくうことによって細胞シートＸを巻き付けることができる。細胞シートＸの巻き付けはこれら以外の方法で行うこともできる。
【００３１】
（実験例）
本件発明者は、本件発明の管状物成形装置１の効果を確認するための実験を行った。この実験では、細胞シートＸを模擬したものとして、染色したトイレットペーパ（以下「紙製ファントム」という）Ｘ１を用いた。実験の概要と結果は以下のとおりである。
【００３２】
［使用装置］
実験は、スライド体３の外周にベルト４を巻回していない装置（以下「比較装置」という）と、スライド体３の外周にベルト４を巻回した装置（以下「本件装置」という）を用いて行った。
【００３３】
［実験方法］
本件装置のベルト４の外周と比較装置のスライド体３の外周のそれぞれに紙製ファントムＸ１を巻き付け、それらを水中に沈めた状態でスライド体３を後方スライドし、回収された紙製ファントムＸ１の形状を観察した。
【００３４】
［実験結果］
比較装置を用いた場合の実験結果を図８に、本件装置を用いた場合の実験結果を図９（ａ）〜（ｄ）に示す。図９（ｄ）はスライド体３を後退させベルト４を引き戻し終えた状態を示すものである。比較装置を用いた場合、図８に示すように、紙製ファントムＸ１とスライド体３の表面の摩擦によって、スライド体３を後方に後退させたときに紙製ファントムＸ１が引き連れられてしまい、紙製ファントムＸ１が固定具５の根元に詰まって管状形は維持されなかった。これに対し、本件装置を用いた場合は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、スライド体３を後退させてベルト４を引き戻しても、外周に巻き付けられた紙製ファントムＸ１は固定具５の根元に引き連れられることなく、管状形を維持したまま回収することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の管状物成形装置１は、今後大きな成長が期待される細胞シートＸを取り扱う装置として特に好適に用いられるものである。本発明の管状物成形装置は、細胞シートＸ以外のシート状物質の取り扱いにも用いることができる。本発明の管状物成形装置の用途は多様であり、湯葉などの食物を取り扱う装置としても応用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１      管状物成形装置
２      基体
３      スライド体
３ａ    筒状部
３ｂ    突出部
４      ベルト
４ａ    引き出し部
４ｂ    巻き始め部
５      固定具
６      フランジ
６ａ    内孔
６ｂ    外孔
７      中心軸孔
７ａ    筒孔部
７ｂ    凹陥部
８      スリット
９      操作部
１０、１０ａ〜１０ｈ  細長面
１０ｘ  外面
１０ｙ  内面
１０ｚ  先端部
１１、１１ａ〜１１ｈ  挿通孔
１２    キャップ
１３    被固定部
１４    前方挟持具
１４ａ  内側孔
１４ｂ  固定孔
１５    後方挟持具
１５ａ  留め孔
１５ｂ  固定孔
１６    中心孔
１７    留め具
１８    留め具
１９    支持ユニット
１９ａ、１９ｂ  ホルダ
２０    調整具
Ｘ      細胞シート
Ｘ１    紙製ファントム
Ｙ      培養液
Ｚ      容器
【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】
2016002301.tif 000009
【図８】
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【図９】
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