(57)【要約】【課題】インキュベータに対してサンプルを出し入れする際の衝撃を軽減できる細胞培養装置を提供する。【解決手段】培養容器を搭載する容器ホルダと、緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持する支持部材と、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータと、を備えた細胞培養装置であって、前記支持部材は、前記容器ホルダが遥動可能となる状態で前記容器ホルダを支持する細胞培養装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器を搭載する容器ホルダと、
緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持する支持部材と、
該支持部材に支持された前記容器ホルダを内部に収容し、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータと、
を備えた細胞培養装置であって、
前記支持部材は、前記容器ホルダが遥動可能となる状態で前記容器ホルダを支持する細胞培養装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記容器ホルダを宙に浮いた状態で支持する請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記支持部材はレールを備え、
前記支持部材は、前記容器ホルダが前記レールに沿って移動可能に、前記緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持する請求項１また２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記支持部材はキャスタを備えている請求項１また２に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記支持部材は、複数の前記緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持する請求項１から４いずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項６】
前記緩衝部材が弾性部材である請求項１から５いずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項７】
前記弾性部材がバネまたは空気バネである請求項６に記載の細胞培養装置。
【請求項８】
培養容器を搭載する容器ホルダと、
該容器ホルダを支持する支持部材と、
該支持部材に支持された前記容器ホルダを内部に収容し、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータと、
該インキュベータを移動させる駆動手段と、
を備えた細胞培養装置であって、
前記駆動手段により前記インキュベータを移動させることにより、前記容器ホルダを前記インキュベータに対して出し入れ可能となっている細胞培養装置。
【請求項９】
前記インキュベータの外枠が１の方向に伸縮可能な構成をしており、前記駆動手段が前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮させることで前記容器ホルダを前記インキュベータに対して出し入れ可能となっている請求項８に記載の細胞培養装置。
【請求項１０】
前記インキュベータの外枠が大きさが異なる相似形状の複数のユニットで構成され、前記駆動手段が前記複数のユニットを相対的に移動させることで前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮可能となっている請求項９に記載の細胞培養装置。
【請求項１１】
前記インキュベータの外枠が蛇腹状に折りたたまれる構成をしており、前記駆動手段が前記外枠を蛇腹状に折りたたむことで前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮可能となっている請求項９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、細胞培養容器内の細胞を培養する細胞培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生医療やバイオ医薬等の研究の進展に伴い、細胞を大量に調製することが要求されるようになってきた。細胞は通常、生育に適した環境を維持できるインキュベータ（保温槽）内で培養するが、定期的に細胞の状態を観察したり、培地を交換したりするために、細胞および培地が入った培養容器をインキュベータ外に取り出して作業をする必要がある（特許文献１）。細胞および培地が入った培養容器をインキュベータに対して出し入れする際、培養容器内の培地が横揺れを起こし、培養容器の上面や蓋等に付着してしまうことがある。このことにより、培養容器内がコンタミネーションをおこすリスクを生じさせることになる。また、培地が横揺れを起こすと培地内の細胞に外力を受けることになり、細胞の３次元構造が破壊される等、細胞に影響を与えるリスクが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、細胞および培地が入った培養容器をインキュベータに対して出し入れする作業は可能な限り慎重に行う必要があるが、大量のサンプルを扱う作業者にとっては、培養容器内の環境を乱さぬように培養容器を出し入れすることは非常に困難なことである。さらに、例えば、臨床用途の細胞の調製にはアイソレータなどを使った閉鎖系での作業が必要となるため、作業者の可動空間が限られており、作業者にかかる負担がさらに増大することになる。
【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、細胞および培地が入った培養容器をインキュベータに対して出し入れする際の作業を簡易にし、培養容器内の環境を乱さぬように培養容器を出し入れすることが可能な細胞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。本発明の一態様は、培養容器を搭載する容器ホルダと、緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持する支持部材と、該支持部材に支持された前記容器ホルダを内部に収容し、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータと、を備えた細胞培養装置であって、前記支持部材は、前記容器ホルダが遥動可能となる状態で前記容器ホルダを支持する細胞培養装置を提供する。
【０００７】
本態様によって、作業者が培養容器をインキュベータに対して出し入れする際に、培養容器に伝わる衝撃を軽減することができ、培養容器内に培地および細胞に及ぼす影響を軽減することが可能となる。
【０００８】
また、上記態様においては、前記支持部材は、前記容器ホルダを宙に浮いた状態で支持していても良い。
このことにより、作業者が培養容器をインキュベータに対して出し入れする際に生じる衝撃をより軽減することができる。
【０００９】
また、上記態様においては、前記支持部材はレールを備え、前記支持部材は、前記容器ホルダが前記レールに沿って移動可能に、前記緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持していても良い。
また、上記態様においては、前記支持部材はキャスタを備えていても良い。
このことにより、作業者は、容器ホルダをインキュベータに対して出し入れし易くなる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記支持部材は、複数の前記緩衝部材を介して前記容器ホルダを支持していても良い。このことにより、容器ホルダをより安定して支持することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記緩衝部材が弾性部材であっても良い。前記弾性部材がバネまたは空気バネであっても良い。このことにより、緩衝部材による緩衝作用がより効果的となり、容器ホルダに伝わる衝撃をさらに軽減することができる。
【００１２】
本発明のほかの一態様は、培養容器を搭載する容器ホルダと、該容器ホルダを支持する支持部材と、該支持部材に支持された前記容器ホルダを内部に収容し、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータと、該インキュベータを移動させる駆動手段と、
を備えた細胞培養装置であって、前記駆動手段により前記インキュベータを移動させることにより、前記容器ホルダを前記インキュベータに対して出し入れ可能となっている細胞培養装置を提供する。
【００１３】
本態様によって、作業者が容器ホルダをインキュベータに対して出し入れする際に、培養容器が相対的に動かないので、培養容器内に培地および細胞に及ぼす影響を軽減することが可能となる。
【００１４】
また、上記態様においては、前記インキュベータの外枠が１の方向に伸縮可能な構成をしており、前記駆動手段が前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮させることで前記容器ホルダを前記インキュベータに対して出し入れ可能となっていても良い。
また、上記態様においては、前記インキュベータの外枠が大きさが異なる相似形状の複数のユニットで構成され、前記駆動手段が前記複数のユニットを相対的に移動させることで前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮可能となっていても良い。
また、上記態様においては、前記インキュベータの外枠が蛇腹状に折りたたまれる構成をしており、前記駆動手段が前記外枠を蛇腹状に折りたたむことで前記インキュベータの外枠を１の方向に伸縮可能となっていても良い。
このことにより、簡便にインキュベータを退避させることが可能となる。また、伸縮することで、インキュベータの退避スペースが小さくて済み、装置をよりコンパクトにすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、作業者が培養容器をインキュベータに対して出し入れする際に、培養容器に伝わる衝撃を軽減することができるので、培養容器内の培地が飛び散ることを防ぐことができ、培養容器内が汚染（コンタミネーション）されるリスクを軽減することができる。また、培養容器内の細胞が形成している構造を壊すことを防ぐことができるなど、細胞に及ぼす各種影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。（ａ）は側面から見た図で、（ｂ）は正面から見た図である。
【図２】本発明の第１実施形態の変形例にかかる細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の培養ユニットの例の概略構成を示す説明図である。（ａ）は側面から見た図で、（ｂ）は上面から見た図である。
【図４】本発明の第１実施形態の変形例にかかる培養ユニットの概略構成を示す説明図である。（ａ）は上面から見た図で、（ｂ）は側面から見た図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例にかかる培養ユニットの概略構成を示す説明図である。（ａ）は上面から見た図で、（ｂ）は側面から見た図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる細胞培養システムの概略構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例にかかる細胞培養装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る細胞培養装置について、図面を参照して以下に説明する。
（第１実施形態）
本実施形態に係る細胞培養装置１００は、図１に示される構成の装置であり、培養容器３（細胞培養容器）を収容する培養ユニット１と、培養ユニット１を出し入れ可能に収納するインキュベータ２を備えている。
【００１８】
培養ユニット１は、培養容器３を搭載する棚部を備えた容器ホルダ４と、緩衝部材５を介して容器ホルダ４を支持する支持部材６を備えている。容器ホルダ４の内部空間は開放系空間であり、容器ホルダ４外部の培養環境（温度、湿度、CO2濃度、等）と同じ環境になるようなっている。支持部材６は緩衝部材５を介して容器ホルダ４の上部に連結しており、容器ホルダ４を宙に浮いた状態で支持する。ここで、支持部材６は緩衝部材５を介してのみ容器ホルダ４と連結しており、緩衝部材５を介さない箇所では容器ホルダ４と接していない。
この状態で容器ホルダ４は、緩衝部材５と支持部材６の結合点７を中心にした振り子のように遥動可能な状態に支持部材６に支持されている。つまり、結合点７を中心とし緩衝部材５の長さを半径とする略球面（または、略円周）に沿って遥動可能な状態で支持されている。培養ユニット１をインキュベータ２内から引き出すときに容器ホルダ４に伝わる衝撃は、容器ホルダ４の略球面（または、略円周）に沿った運動に変換され、その際に生じる遠心力により培養容器３内の培地および細胞の状態が安定する。
【００１９】
インキュベータ２は、内部を細胞培養に適した環境に維持することができ、培養ユニット１を単数または複数収容することができる。
培養ユニット１の棚部に細胞及び培地が入った培養容器３を搭載し、培養ユニット１をインキュベータ２内に収納することで、培養容器３内の細胞を培養することができる。また、培養ユニット１をインキュベータ２内から引き出すことで、培養容器３をインキュベータ２外に取り出すことができる。
【００２０】
緩衝部材５は、支持部材６から容器ホルダ４に伝わる衝撃を減弱するための部材である。バネや空気バネやピストンのような弾性部材でも良いし、ひも状部材や棒状部材であっても良い。弾性部材は、その弾性力により容器ホルダ４に伝わる衝撃を減弱することができるのでより好ましい。
【００２１】
本装置のユーザは、培養容器３をインキュベータ２に対して出し入れする際は、培養ユニット１ごと出し入れをする。出し入れの際に生じる衝撃（主に横揺れ）は、緩衝部材５により減弱されるので容器ホルダ４に搭載された培養容器３に伝わりにくくなり、培養容器３内の培地および細胞の状態が乱されにくくなる。
【００２２】
次に、本実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る細胞培養装置２００は、図２に示される装置である。
本変形例の支持部材１１は、レール１１ａを備えており、レール１１ａに沿って培養ユニット１をインキュベータ２に対して出し入れすることができる。
本変形例の支持部材１１について、図３に一例を示す。
支持部材１１は、レール１１ａ、車輪１１ｂ、軸（シャフト）１１ｃを備えている。緩衝部材５は軸１１ｃに結合し、容器ホルダ４を支持している。車輪１１ｂと軸（シャフト）１１ｃは、例えば軸受（ベアリング）の構造で結合されていている。
ここで、レール１１ａは容器ホルダ４をインキュベータ２から引き出すときにインキュベータ２から外部に引き出される態様となっていても良い。インキュベータ２の内部環境の閉鎖性を保ちながら常時インキュベータ２から外部に突き出していても良い。
【００２３】
上記第１実施形態および変形例においては、１の緩衝部材を介して容器ホルダが支持部材に支持される態様を示したが、複数の緩衝部材を介して容器ホルダが支持部材に支持される態様でも良い。図４に一例を示すように、容器ホルダの上部が複数の緩衝部材（図４では４の緩衝部材）を介して支持部材と結合していても良い。この場合、支持部材の1点において複数の緩衝部材が結合し、各緩衝部材のもう一方の端が容器ホルダ上部の複数点において結合していても良い。こうすると、容器ホルダは支持部材の上記1点を中心にして遥動（略球面運動、または、略円周運動）が可能となる。
また、図５に一例を示すように、容器ホルダ上部の1点において複数の緩衝部材が結合し、各緩衝部材のもう一方の端が支持部材の複数点において結合していても良い。こうすると、容器ホルダは容器ホルダ上部の上記1点を中心にして遥動（略球面運動、または、略円周運動）が可能となる。
【００２４】
（第２実施形態）
本実施形態に係る細胞培養装置３００は、図６に示される構成の装置であり、培養容器３（細胞培養容器）を収容する培養ユニット２１と、培養ユニット２１を出し入れ可能に収納するインキュベータ２２と、インキュベータ２２を移動させる駆動手段２５を備えている。
【００２５】
培養ユニット２１は、培養容器３を搭載する棚部を備えた容器ホルダ２４と、容器ホルダ２４を支持する支持部材２６を備えている。容器ホルダ２４の内部空間は開放系空間であり、容器ホルダ２４外部の培養環境（温度、湿度、CO2濃度、等）と同じ環境になるようなっている。容器ホルダ２４内部の棚部に培養容器３を搭載することができる。支持部材２６は容器ホルダ２４を支持する。
【００２６】
駆動手段２５は、培養ユニット２１を移動させずに、インキュベータ２２を移動させることができる手段である。したがって、駆動手段２５によりインキュベータ２２を移動（図６では水平方向に移動）させると、培養ユニット２１がインキュベータ２２から離れ、容器ホルダ２４がインキュベータ２２外に露出される。ユーザは容器ホルダ２４がインキュベータ２２外に露出された状態で、培養容器３を容器ホルダ２４に対して出し入れすることができる。
【００２７】
このような装置によれば、培養容器３をインキュベータ２２に対して出し入れする際、培養容器３自体は移動しないので出し入れに伴う衝撃を受けることがなく、培養容器３内の培地および細胞が乱されにくくなる。
【００２８】
次に、本実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る細胞培養装置４００は、図７に示される装置である。
本変形例のインキュベータ３２は、その外枠を１の方向に伸縮することにより内部容積を増減できる構造をしている。本変形例の駆動手段３５は、培養ユニット２１を移動させずに、インキュベータ３２の外枠を１の方向に伸縮させる手段である。したがって、駆動手段３５によりインキュベータ３２の外枠を伸縮方向に縮めると（図７では水平方向に縮める）、培養ユニット２１がインキュベータ３２から離れ、容器ホルダ２４がインキュベータ３２外に露出される。ユーザは容器ホルダ２４がインキュベータ３２外に露出された状態で、培養容器３を容器ホルダ２４に対して出し入れすることができる。逆に、駆動手段３５によりインキュベータ３２の外枠を伸縮方向に伸ばすと（図７では水平方向に伸ばす）、培養ユニット２１がインキュベータ３２と結合し、容器ホルダ２４がインキュベータ３２内に格納される。
伸縮可能なインキュベータ３２としては、例えば図７に示すように、大きさが異なる相似形状の複数のユニット（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）で外枠が構成され、ユニットが相対的に移動することで入れ子状に伸縮しても良い。また、外枠が蛇腹状に折りたたまれる構成をすることで伸縮しても良い。
【００２９】
上記第２実施形態および変形例においては、駆動手段がインキュベータを水平方向に移動（または伸縮）させる態様を示したが、駆動手段がインキュベータを垂直方向に移動（または伸縮）させても良い。
作業者が駆動手段を手動で操作することによりインキュベータを移動（または伸縮）させても良く、作業者が駆動手段のスイッチ等をON/OFFすることにより電動でインキュベータを移動（または伸縮）させても良い。
駆動手段は、例えば、ボールネジを含む直動機構を備えていても良く、ボールネジを回転させることで回転運動を直線運動に変換し、インキュベータをガイドレール等に沿って移動（または伸縮）させても良い。モータによりボールネジを回転させても良く、作業者が手動でボールネジを回転させても良い。
【００３０】
本発明によれば、培養容器を収容する培養ユニットと、１または２以上の前記培養ユニットを収容し、内部を細胞培養に適した環境に維持できるインキュベータとを備えた細胞培養装置であって、前記培養ユニットは、培養容器を搭載する容器ホルダと、該容器ホルダを緩衝部材を介して支持する支持部材とを備え、前記容器ホルダは、略球面運動または略円運動が可能となる状態で前記緩衝部材を介して前記支持部材に支持されている細胞培養装置を提供できる。
【符号の説明】
【００３１】
１、２１  培養ユニット
２、２２、３２  インキュベータ
３  培養容器（細胞培養容器）
４、２４  容器ホルダ
５  緩衝部材
６、２６  支持部材
１１ａ  レール
１１ｂ  車輪
１１ｃ  軸（シャフト）
２５、３５  駆動手段
【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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