(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながらも重ねられた全てのプレートに細胞を均一に接着させ増殖させることが可能な積層式の細胞培養器具を提供する。【解決手段】直接又は間接的に細胞が付着可能な表面を有する２以上の細胞培養用プレート１０と、細胞の培養が可能な間隙をもって重なった状態の前記細胞培養用プレート１０を収容可能な容器本体２１と、を有し、前記細胞培養用プレート１０が、細胞が通過可能な貫通孔１２を備えることを特徴とする、細胞培養器具２０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接又は間接的に細胞が付着可能な表面を有する２以上の細胞培養用プレートと、細胞の培養が可能な間隙をもって上下方向に重なった複数の前記細胞培養用プレートを収容可能な容器本体と、を有し、
前記細胞培養用プレートが、細胞が通過可能な貫通孔を備えることを特徴とする、細胞培養器具。
【請求項２】
前記細胞培養用プレートに直行する軸を回転軸として、該細胞培養用プレートを回転させる回転手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養器具。
【請求項３】
前記細胞培養用プレートが、該細胞培養用プレートが回転手段により回転したときに培養液を撹拌することができる羽を備えることを特徴とする、請求項２に記載の細胞培養器具。
【請求項４】
前記貫通孔が前記回転軸と直交する軸方向に長尺な縦長形状をとり、
前記細胞培養用プレートが回転手段により回転したとき、迎角が０°より大きく９０°よりも小さくなるように、かつ、衝突した流体が前記貫通孔に流入するように、前記貫通孔の長辺のうちの一の辺に沿って第一の羽が設けられていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の細胞培養器具。
【請求項５】
該細胞培養用プレートが回転手段により回転したとき、迎角が９０°より大きく１８０°よりも小さくなるように、前記貫通孔の長辺のうちの他の辺に沿って第二の羽が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の細胞培養器具。
【請求項６】
前記細胞培養用プレートに直交する軸方向に前記細胞培養用プレートを貫通し、前記細胞培養用プレートを支持する支持柱を備えることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の細胞培養器具。
【請求項７】
前記細胞培養用プレートの両面に直接又は間接的に細胞が付着可能であることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の細胞培養器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層プレート式の細胞培養器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製薬や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞の大量培養が求められている。例えば再生医療分野において細胞移植による実際の治療を行うためには、肝疾患などでは１０９個以上の分化細胞の移植がひとりの患者に必要と考えられている。この数の細胞を直径１０ｃｍの培養皿により得るためには、約１００枚の培養皿を使う必要があり、培養に広いスペースが必要となり、また品質管理が非常に困難であるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、使用する培養液や占める空間に対して、大きな細胞接着及び増殖表面積を有する細胞培養器具が提案されている。
例えば、特許文献１は、複数の細胞接着可能な棚部が積層した構造を有する細胞培養器具を開示している。
特許文献２は、細胞培養面を有する２以上の担体を容器の底面に対して略垂直に配置することによって細胞シートを大量に製造し得る技術を開示している。
【０００４】
また、非特許文献１に記載のような積層プレート式の培養装置（商標「Ｘｐａｎｓｉｏｎ」）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２４５７７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｐａｌｌ社  製品データシート，  ３／１４，  ＰＤＦ，  ＧＮ１４．９２０４．  ２０１４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の細胞培養器具は、通常の培養皿に比べると多くの細胞を培養できるものの、操作性の観点から棚部の数は制限される。したがって、細胞移植に十分な数の細胞を培養するためには複数の容器での培養が必要であり、品質管理の点から好ましくない。
【０００８】
特許文献２に記載の発明においては、担体を底面に対して垂直になるように並べて容器内に配置するが、細胞を該プレートに接着するためにはプレートを底面に対して水平にして静置する工程が必要であり、操作が煩雑となりコンタミネーションの可能性があることも否めない。
【０００９】
一方、非特許文献１に記載のプレート式の培養装置は、高い品質管理のもと細胞の大量培養を行うことが可能である。しかし、細胞を播種する際に積層した全てのプレートに万遍なく細胞の懸濁液を行き渡らせ、細胞を均一にプレートに付着させるために複雑な構成を採用しているため高価である。
【００１０】
このような状況に鑑み、本発明の解決しようとする課題は、簡易な構造でありながらも重ねられた全てのプレートに細胞を均一に接着させることが可能な積層式の細胞培養器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、直接又は間接的に細胞が付着可能な表面を有する２以上の細胞培養用プレートと、細胞の培養が可能な間隙をもって上下方向に重なった複数の前記細胞培養用プレートを収容可能な容器本体と、を有し、
前記細胞培養用プレートが、細胞が通過可能な貫通孔を備えることを特徴とする、細胞培養器具である。
本発明の細胞培養器具においては、細胞を播種する際に重ねられた全てのプレートに細胞を均一に接着させることが可能である。
また、本発明の細胞培養器具によればトリプシンなどを使用して細胞を剥離した後に容易に細胞を回収することができる。
【００１２】
本発明の好ましい形態では、前記細胞培養用プレートに直行する軸を回転軸として、該細胞培養用プレートを回転させる回転手段を備える。
細胞を播種する際に細胞培養用プレートを回転させることにより、プレートへの細胞接着の均一性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい形態では、前記細胞培養用プレートが、該細胞培養用プレートが回転手段により回転したときに培養液を撹拌することができる羽を備える。
このような構成とすることにより、細胞が懸濁した培養液を均一に混合することができ、プレートへの細胞接着の均一性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい形態では、前記貫通孔が前記回転軸と直交する軸方向に長尺な縦長形状をとり、
前記細胞培養用プレートが回転手段により回転したとき、迎角が０°より大きく９０°よりも小さくなるように、かつ、衝突した流体が前記貫通孔に流入するように、前記貫通孔の長辺のうちの一の辺に沿って第一の羽が設けられている。
このような構成をとることにより、高い均一性をもって細胞を細胞培養用プレートに接着させることが可能になる。
【００１５】
本発明のさらに好ましい形態では、該細胞培養用プレートが回転手段により回転したとき、迎角が９０°より大きく１８０°よりも小さくなるように、前記貫通孔の長辺のうちの他の辺に沿って第二の羽が設けられている。
このような構成とすることにより、細胞が懸濁した培養液をより効率よく撹拌することができ、より高い均一性をもって細胞を細胞培養用プレートに接着させることが可能になる。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記細胞培養用プレートに直交する軸方向に前記細胞培養用プレートを貫通し、前記細胞培養用プレートを支持する支持柱を備える。
このような支持柱を備えることによって、重ねた細胞培養用プレートが容器本体内で崩れることを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の好ましい形態では、前記細胞培養用プレートの両面に直接又は間接的に細胞が付着可能である。
細胞培養用プレートの両面に細胞が付着可能な構成とすることによって、細胞の接着及び増殖可能表面積を倍増させることができ、さらなる大量培養が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の細胞培養器具は、簡易な構造でありながらも重ねられた全てのプレートに細胞を均一に接着させ増殖させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の細胞培養器具を表す図である。容器本体に支持柱に支持された細胞培養用プレートを収納する様子を表す。
【図２】実施例１の細胞培養器具における細胞培養用プレートと支持柱のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】矩形の貫通孔を備える細胞培養用プレートの平面図である。
【図４】それぞれボルトとナットの構成をとる場合の支持柱と細胞培養用プレートの正面図である。
【図５】実施例２の細胞培養器具を表す図である。容器本体に細胞培養用プレートを収納する様子を表す。
【図６】実施例２の細胞培養器具を表す図である。培養液を充填した容器本体に、細胞培養用プレートを収納した様子を表す。
【図７】凸部を備える細胞培養用プレートが重なったときの断面を表す図である。
【図８】凸部を多数有する形態の細胞培養用プレートを表す図である。
【図９】凸部を３つ有する形態の細胞培養用プレートを表す図である。
【図１０】こぶ状の凸部を有する細胞培養用プレートを表す図である。
【図１１】かまぼこ形状の凸部を有する細胞培養用プレートを表す図である。
【図１２】細胞培養用プレートの周縁を周回する形状の凸部を有する細胞培養用プレートを表す図である。
【図１３】両面に凸部を有する細胞培養用プレートを重ねたときの断面を表す図である。
【図１４】凸部の裏側に凹部が形成されている細胞培養用プレートを重ねたときの断面を表す図である。
【図１５】実施例３の細胞培養器具を表す図である。
【図１６】実施例４の細胞培養器具における細胞培養用プレートを表す図である。
【図１７】実施例４の細胞培養用プレートのＡ−Ａ断面を表す図である。白抜きの矢印は流体の流れを表す。
【図１８】実施例４の細胞培養器具を表す図である。矢印はそれぞれ細胞培養用プレートが回転する方向と（上方の矢印）、培養液の流れ（下方の２つの矢印）を表す。
【図１９】実施例４の細胞培養用プレートに軸柱と固定柱を挿通する様子を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００２１】
＜実施例１＞
実施例１の細胞培養器具２０について図１〜３を参照しながら説明する。
実施例１の細胞培養器具２０は、貫通孔１２を備える積層された細胞培養用プレート１０を有する（図１及び２）。
【００２２】
細胞培養用プレート１０は、直接又は間接的に細胞が付着可能な表面を有する素材で構成されていれば特に限定されず、従来の培養皿に使用されている素材を適用することができる。例えば、ポリスチレン樹脂製、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂等の各種樹脂を例示することができる。
【００２３】
貫通孔１２の形状や大きさは細胞が通過可能であれば特に限定されず、図１に示すように円形であっても良いし、図３に示すように縦長形状であってもよい。
【００２４】
細胞培養用プレート１０は、通常の培養皿と同様、コーティング剤によりコーティングしてから用いてもよい。
コーティング剤としては、通常培養プレート等へのコーティングに使用するものであれば特に限定されず、ゼラチン、コラーゲン、ラミニン、ポリリジン、トロンボスポンジン及びビトロネクチンなどを好適に例示することができる。
【００２５】
細胞培養用プレート１０は両面に細胞が付着可能である構成とすることが好ましい。こうすることで、細胞の接着及び増殖表面積を倍増させることができ、さらなる大量培養が可能になる。
【００２６】
細胞培養用プレート１０の両面に細胞が付着可能な構成とした場合には、一方の面に細胞を付着させた後に、細胞培養用プレートの上下をひっくり返すことで他方の面に細胞を付着させることが好ましい。この場合、細胞培養用プレートの上下をひっくり返した後に、新たに細胞の懸濁液を容器本体２１内に追加することが好ましい。
【００２７】
図２に示すように、支持柱５０は細胞培養用プレート１０を貫通しこれを支持している。支持柱５０は台座５５によって容器本体２１内で直立させることができる。支持柱５０の素材は特に限定されない。
支持柱５０と細胞培養用プレート１０は完全に固定されていてもよく、また、着脱可能に設けてもよい。支持柱５０と細胞培養用プレート１０を着脱可能に設ける場合には、図４に示すように支持柱５０をボルト、細胞培養用プレート１０をナットのような構造とすることもできる。
【００２８】
実施例１の細胞培養器具２０は、ガス交換フィルター３を有する蓋体２２と容器本体２１とを備える（図１）。
本発明の容器本体２１の形態は図１に示すものに限定されず、細胞培養用プレート１０を収容し、細胞の培養が可能であればよい。
【００２９】
実施例１の細胞培養器具２０によれば、細胞を細胞培養用プレート１０に播種する際に細胞が貫通孔１２を通過することができるため、ピペッティングや振盪などの簡単な撹拌操作を行うだけで、積層された細胞培養用プレート１０の何れにも万遍なく細胞を接着させることができる。
【００３０】
実施例１の細胞培養器具２０は、細胞培養用プレート１０を容器本体２１に収容し、包装された状態で放射線照射等により滅菌処理を行った形態、すなわち無菌包装された形態で提供されることが好ましい。
このような形態とすることにより、無菌包装開封後、細胞培養器具２０に細胞を含む培養液４０を充填するだけで、細胞培養用プレート１０上での細胞培養を開始することができる。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例２の細胞培養器具２０について図５〜１４を参照しながら説明する。なお、同実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素においては、同一符号を付してその説明を簡略化する。
【００３２】
実施例２の細胞培養器具２０は、細胞培養用プレート１０に凸部１１が設けられていることを特徴とする。図５及び図６に示すように実施例１の細胞培養用プレート１０は複数枚を重ねて、培養液４０を充填した容器本体２１に収容することによって用いる。
細胞培養用プレート１０には凸部１１が設けられているため、重ねた際に細胞４１の培養が可能な間隙が形成される（図７）。つまり、実施例２の細胞培養用プレート１０は簡便な構造でありながらも、細胞培養のための間隙を容易に形成することができ、細胞の大量培養を可能としている。
【００３３】
図５及び６は凸部１１を４つ備える細胞培養用プレート１０を示しているが、凸部１１の数は特に限定されない。
例えば図８に示すように多数の凸部１１を備える形態としてもよいし、図９に示すように細胞培養用プレート１０を崩れないように重ねるための最低限の数の凸部１１を備える形態としてもよい。
【００３４】
また、凸部１１の形状や大きさについても、細胞培養用プレート１０を重ねたときに細胞の増殖が空隙を形成することができれば特に限定されない。例えば、図８及び９のようにとげ状にしてもよいし、図１０に示すようにこぶ状にしてもよい。また、図１１に示すようにかまぼこ形状としてもよいし、図１２に示すように細胞培養用プレート１０の周縁を周回する形状としてもよい。
【００３５】
凸部１１は細胞培養用プレート１０の一方の面のみに形成しても良いし（図７）、両面に形成してもよい（図１３）。
また、凸部１１は図７及び図１３に示すように細胞培養用プレート１０表面に盛り上がるように形成してもよい。製造コストの低減の観点からは、図１４に示すように凸部１１の裏側に凹部が形成される形状とすることが好ましい。
【００３６】
図１４に示す細胞培養用プレート１０における凸部１１は、当該プレートの材料である板材の表面へ凸状部材を押し当て、該表面を陥入させることで形成することができる。
細胞培養用プレート１０の素材が樹脂である場合には、凸状部材を金属製とし、これを加熱してから板材に押し当てることにより、容易に板材を陥入させ凸部１１を形成することができる。
【００３７】
＜実施例３＞
実施例３の細胞培養器具２０を図１５に示す。実施例３の細胞培養器具２０は、細胞培養用プレート１０が貫通孔１２、凸部１１及び支持柱５０を挿通させるための挿通孔１３を備えることを特徴とする。
細胞培養用プレート１０の挿通孔１３に支持柱５０を挿通させて用いることにより、重ねた細胞培養用プレート１０が崩れることを防ぐことができる（図１５）。
【００３８】
支持柱５０は、容器本体２１と一体となっている構成としてもよいし、容器本体２１に着脱可能に構成してもよいし、また、容器本体２１とは別の部品としてもよい。
【００３９】
また、挿通孔１３及び支持柱５０を備える形態としなくとも、細胞培養用プレート１０の径よりも少しだけ大きい径の容器本体２１を用いることによって、細胞培養用プレート１０が容器本体２１内で崩れないようにすることもできる。
【００４０】
＜実施例４＞
実施例４の細胞培養用プレート１０及び細胞培養器具２０について図１６〜１９を参照しながら説明を加える。
実施例４の細胞培養器具２０は、細胞培養用プレート１０が、培養液を撹拌するための第一の羽１４１及び第二の羽１４２を備えることを特徴とする（図１６及び１７）。また、実施例４の細胞培養器具２０は、細胞培養用プレート１０を回転させる回転手段であるモーター５４を有する（図１８）。
【００４１】
実施例４の細胞培養用プレート１０は、軸柱５１を挿通孔１３、固定柱５２を挿通孔１５に挿通することで固定される（図１８及び１９）。軸柱５１と固定柱５２の下部にはストッパー５３が設けられており、挿通された細胞培養用プレート１０が落下しないような構成となっている（図１８）。
軸柱５１はモーター５４に連結している。そのため、モーター５４を駆動させることによって、軸柱５１を回転軸として、細胞培養用プレート１０を回転させることができる（図１８）。
【００４２】
第一の羽１４１及び第二の羽１４２は、図１６及び１７に示すように、縦長形状の貫通孔１２の長辺に沿うように設けられている。一の辺に設けられた第一の羽１４１は細胞培養用プレート１０の表面に、他の辺に設けられた第二の羽１４２は細胞培養用プレート１０の裏面に突出している（図１７）。
【００４３】
細胞培養用プレート１０を図１６に示す方向に回転させたとき、一の辺に沿うように設けられた第一の羽１４１に衝突した流体は貫通孔１２に誘導される（図１７）。このときの第一の羽１４１の迎角αは、０°より大きく９０°よりも小さい必要があり、好ましくは３０°〜６０°である（図１７）。
また、他の辺に沿うように設けられた第二の羽１４２に衝突した流体は、細胞培養用プレート１０の下方に誘導される（図１７）。このときの第二の羽１４２の迎角βは、０°より大きく９０°よりも小さく、好ましくは１２０°〜１５０°である（図１７）。
【００４４】
このように、細胞培養用プレート１０には下方への流体の流れができるように第一の羽１４１及び第二の羽１４２が設けられている。したがって、重ねた状態の細胞培養用プレート１０を培養液４０中で回転させると、図１８に示すような培養液４０の流れが形成される。そのため、培養液中に細胞を均一に懸濁することが可能となり、かつ、重ねられた何れの細胞培養用プレート１０の表面にも、培養液４０に懸濁した細胞を万遍なく行き渡らせることができ、細胞培養用プレート１０に均一に細胞を接着させることが可能となる。
【００４５】
細胞接着の均一性を向上させる観点から、実施例４の細胞培養用プレート１０は、図１９に示すように、第一の羽１４１及び第二の羽１４２を備える貫通孔１２が互い違いになるように重ねた状態で軸柱５１及び固定柱５２に挿通することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は細胞の大量培養技術への応用が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  細胞培養用プレート
１１  凸部
１２  貫通孔
１３  挿通孔
１４１  第一の羽
１４２  第二の羽
１５  挿通孔
２０  細胞培養器具
２１  容器本体
２２  蓋体
３  ガス交換フィルター
４０  培養液
４１  細胞
５０  支持柱
５１  軸柱
５２  固定柱
５３  ストッパー
５４  モーター
５５  台座
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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