(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地（３０）の導入および排出のための少なくとも１つの接続部（２２）を有し、それぞれが各培養容器（１２）用の細胞培養挿入物（１５、１２２）を含み、この挿入物が培養容器の内部に保持される、少なくとも１つの培養容器（１２）と、
培養容器（１２）に培地（３０）を導入し、またはそこから培地を排出するための供給装置（２４〜２８、２４’、４８、５０）と
を備える培養装置であって、
培地のレベルに応答するレベル・センサ（３８、９８）が培養容器（１２）に割り当てられ、供給装置（２４〜２８、２４’、２８、４８、５０）がレベル・センサ（３８、９８）の出力信号の関数として制御され、
前記培養容器（１２）が、細胞培養挿入物（１５、１２２）の培養表面が共通水平面内にあるような方式で共通供給ライン（６２）に接続され、そして
前記共通供給ライン（６２）が立上り管（９６）と連絡し、この立上り管内にレベル・センサ（３８、９８）設けられる、
ことを特徴とする培養装置。
【請求項２】
細胞培養挿入物（１５、１２２）がそれぞれ水平培養表面を提供することを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
個々の培養容器（１２）または培養容器（１２）の群に割り当てられた排出ライン（７４、７６）を特徴とする請求項１または２に記載の培養装置。
【請求項４】
レベル・センサ（９８）が分岐光電バリアを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項５】
レベル・センサ（９８）が立上り管（９６）上で調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項６】
レベル・センサ（３８、９８）が連続的にレベルを測定するセンサであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項７】
レベル・センサ（３８、９８）が所定のレベルに応答するレベル・スイッチであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項８】
いくつかの培養容器（１２）を有し、外側ハウジング（５２）内に平行に配列された複数のモジュール（５８）を有し、かつ供給分配器（６８）が設けられ、それが個々のモジュール（５８）の供給ライン（６２）に接続されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項９】
供給装置（２４〜２８、２４’、２８、４８、５０）に接続されるべき供給分配器（６８）の単一接続部（７０）がその最深位置にあることを特徴とする請求項８に記載の培養装置。
【請求項１０】
外側ハウジング（５２）が排出ライン（７４）用の別々の接続部（７６）を有し、そのそれぞれが培養モジュール（５８）の１つに通じることを特徴とする請求項８に記載の培養装置。
【請求項１１】
培養容器（１２）が少なくとも１つの培養容器（１２）を囲むモジュール（５８）として配列され、これらのモジュールが培養容器配列を囲む温度制御ハウジング（６０）を有し、このハウジングが温度制御溶媒入口（７８）および温度制御溶媒出口（８４）を有することを特徴とする請求項１０に記載の培養容器。
【請求項１２】
温度制御溶媒出口（８４）が温度制御ハウジング（６０）の上部領域にあるオーバーフロー（８０）に接続し、好ましくはオーバーフローが温度制御溶媒入口（７８）と直径の反対側に位置することを特徴とする請求項１１に記載の培養装置。
【請求項１３】
様々なモジュール（５８）の温度制御ハウジング（６０）が温度制御溶媒の流れに対して直列に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の培養装置。
【請求項１４】
培養容器（１２）が密封できる、外側ハウジング（５２）で囲まれることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項１５】
外側ハウジング（５２）が気相溶媒用の接続部（１２８）を備えることを特徴とする請求項１４に記載の培養装置。
【請求項１６】
レベル・センサおよび供給装置の一部を除き、本質的に滅菌できる材料、特にガラスおよびシリコーン材料からなることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項１７】
供給装置（２４〜２８）が二方向作動ポンプ装置（２４）、特にぜん動ポンプを有することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項１８】
目標レベル変換器（４０）を時間依存方式で制御する、プログラム式制御装置（４２）を特徴とする請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の培養装置。
【請求項１９】
プログラム式制御装置（４２）が目標レベル値を２つの値の間で周期的に切替え、その一方は培養表面の上側より上の所定の距離にある液位に対応し、他方は培養物の上側より下の所定の距離にあるレベルを与えることを特徴とする請求項１８に記載の培養装置。
【請求項２０】
細胞または組織部分用の栄養溶液の液位が交互に、細胞または組織部分の培養物の上側より上の所定の距離（液内培養）および培養物の上側より下の所定の距離（底面培養）にあり、そして
液位が培養の上側より下にある期間中に、培養物が固体、気体またはエアロゾル状物質に曝される、
ことを特徴とする、細胞または組織部分を培養する方法。
【請求項２１】
細胞または組織部分用の栄養溶液の液位が交互に、細胞または組織部分の培養物の上側より上の所定の距離（液内培養）および培養物の上側より下の所定の距離（底面培養）にあり、そして
液位の位置がレベル・センサおよびそれによって制御されるポンピング装置の助けで確保される
ことを特徴とする、細胞または組織部分を培養する方法。
【請求項２２】
細胞または組織部分用の栄養溶液の液位が交互に、細胞または組織部分の培養物の上側より上の所定の距離（液内培養）および培養物の上側より下の所定の距離（底面培養）にあり、
液位が培養の上側より下にある期間中に、培養物が固体、気体またはエアロゾル状物質に曝され、そして
液位の位置がレベル・センサおよびそれによって制御されるポンピング装置の助けで確保される
ことを特徴とする、細胞または組織部分を培養する方法。
【請求項２３】
液位の位置の時間における調節がプログラム式制御装置の助けで行われることを特徴とする請求項２０ないし２２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は請求項１の主文に記載の培養装置または細胞および組織成分を培養するための方法に関する。
【０００２】
このような既知の培養装置は、分離された細胞または組織成分を培養するのに役立つ。これらの既知の培養装置は液内培養システムにおける使用に限定され、すなわち、細胞培養挿入物の膜上で、培養細胞が成層化により適当な栄養を含む培養溶液を供給される。
【０００３】
ある実験研究、例えば、分化した繊毛または肺内皮細胞の研究では、特殊な問題を解決するために組織の成長条件を変えることができることが望ましい。例えば、従来の培養装置で、気管の細胞の培養は、いわゆるトランスウエル（ｔｒａｎｓｗｅｌｌ）システムとしてある企業から提供されている多孔質膜を使用しても、空気−液体界面で行うことはできない。
【０００４】
本発明により請求項１の主文に記載の培養装置は、いくつかの異なる培養条件および曝露条件を可能とするような形でさらに開発されている。
【０００５】
本発明によれば、この課題は請求項１に記載の特徴を有する培養装置によって解決される。
【０００６】
本発明による培養装置では、培養容器内の培地のレベルの高さは、特に細胞培養挿入物膜の上面より上にある（液内培養）またはちょうど膜に接触する（または幾分その内部にある）ように調節でき、その結果、下部から底面栄養供給がなされる。
【０００７】
液内培養から底面培養への変更は、本発明による培養装置を用いると、レベル・センサの出力信号が特定の設定レベル目標値に対応するようになるまで、培養容器に所定量の培地を導入するかまたはそれを除去するように供給装置を制御することにより簡単に行うことができる。
【０００８】
培養容器内の培地のレベルのこの調節性はマークまたは類似物の読取りなしで非常に精密かつ簡単に達成できる。異なる培養条件を作り出すために必要な装置の部品は簡単で安価である。
【０００９】
本発明の有利な追加の発展形は従属請求項に示されている。
【００１０】
請求項２に記載の本発明の追加の発展形によれば、液内栄養供給と底面栄養供給の差を非常に鋭く調節できるようになる。細胞培養挿入物上で行われる細胞培養の様々な領域が厳密に同じ条件下で成長する。
【００１１】
請求項３に記載の培養装置の場合、個々の培養容器に位置する培地は成長段階中に分析でき、培地の組成から、その代謝生成物を介して細胞培養の成長に関する結論を引き出すことができる。
【００１２】
請求項４に記載の培養装置では、厳密に同じ条件下で多数の細胞培養物を増殖できる。多数の細胞培養用のこの培養装置の設計は簡単である。培養装置は小さい空間しか必要としない。
【００１３】
請求項５に記載の本発明の追加の発展形では、様々な培養容器におけるレベル制御に単一のレベル・センサしか必要でない。
【００１４】
請求項６に記載の本発明の追加の発展形は、培養容器内のレベルを外部から簡単に決定することが可能であり、したがって、容器は滑らかな表面を有し、浄化を困難にする挿入物を含まない。培養容器はまた高温で簡単に滅菌できる。
【００１５】
請求項７に記載の本発明の追加の発展形は、培地に対する目標レベルを手動で調節することが可能である。
【００１６】
請求項８によれば、目標レベルを電気的に簡単に調節することが可能である。レベル・センサ自体は培養容器の広い高さ範囲にわたって測定し、レベルの事前決定はレベル目標値信号を調節することによって行われる。
【００１７】
請求項９に記載のレベル検出のための光電バリア、特に分岐光電バリアを使用する場合、低価格で標準部品として入手できる部品が使用できる。
【００１８】
請求項１０に記載の本発明の追加の発展形は、共に行われる細胞培養の数を増加させる点から有利である。このような多数培養装置のコストは低い。これは大量生産で製造できる標準部品（モジュール）からなる。請求項１１に記載の本発明の追加の発展形は、望むならば、培養装置の全てのモジュールから同じ方法で残留物なしに培地を除去することが可能である。
【００１９】
請求項１２に記載の培養装置では、異なるモジュールで異なる細胞培養物を増殖できるが、その代りに、様々な培養に対する（様々なモジュールに対する）代謝生成物を介して成長の進展を調査することも可能である。
【００２０】
請求項１３に記載の本発明の追加の発展形は、様々な培養の温度制御が等しい観点から有利である。
【００２１】
請求項１４に記載の本発明の追加の発展形では、撹拌を使用せずに個々の定温容器内で温度勾配が生じないことが保証される。
【００２２】
請求項１５に記載の培養装置では、培養装置の個々のモジュール間の接続が特に簡単である。このようなモジュール配置は簡単に拡張できる。
【００２３】
請求項１６に記載の培養装置では、培養容器内の内部空間が周囲の大気から分離される。
【００２４】
請求項１７に記載のこのような培養装置では、外側ハウジングの内側空間も異なる気相溶媒で充填することができ、培養物の成長に対するその影響が調査できる。
【００２５】
請求項１８に記載の本発明の追加の発展形は、細胞培養のための満足な無菌初期条件が作り出せる点で有利である。ガラス製の滅菌可能材料を使用する場合、細胞培養との良好な視覚的接触が得られる。ガラスは培養容器内の材料の望ましくない溶解の点から材料として有利である。
【００２６】
請求項１９に記載の培養装置では、培地の導入並びに排出は必ず二方向に作動するポンプ装置で行われる。これは目標レベル値に急速に到達する、すなわち、振動の制御が回避される点から有利である。
【００２７】
請求項２０に記載の培養装置では、培養物を合目的的に刺激に曝すことができ、その結果として成長条件が変更される。さらに、培養物を、液相中に分散できない気相物質や固体など、栄養溶媒の液相に存在しない物質に合目的的に曝すことができる。
【００２８】
請求項２１に記載の培養装置では、液内栄養供給と底面供給が周期的に交代される。
【００２９】
本発明の追加の発展形では、培地はプログラムによって制御される。このプログラムは特にＭＳ−ＤＯＳオペレーティング・システムの下で動作できる。
【００３０】
このプログラムはポンプ・システムの全機能を制御するのに適している。一般に、ポンプ・システムはシリアル・インタフェイスを介してコンピュータに接続される。さらに、このプログラムは光電池の出力信号を検出し処理する。特に好ましい実施形態では、実験の進展が記録される。
【００３１】
本発明は図面を参照しながら実際の例によって以下に記載する。
【００３２】
図１では、培養ユニット全体が１０で示されている。培養ユニット１０は培養容器１２を含み、これは大まかに言えば、上下逆対にした瓶の形であり、瓶の底には環状の開口１４を備える。
【００３３】
細胞培養挿入物１５は培養容器１２の内部に置かれ、多孔質合成材料、例えば、ポリテレフタル酸エチレンから作られる。細胞培養挿入物１５は膜１６に対する液体透過性担体構造を有し、これは培養される細胞の要件に応じて、様々な合成材料、例えば、やはりポリテレフタル酸エチレンから作られる。図１の拡大断面図に示すように、膜１６は細胞培養物１８を担持する。
【００３４】
培養容器１２は図１に概略的にのみ示す保持装置２０で担持される。
【００３５】
培養容器１２の底部の接続部２２は配管２３を介して二方向ポンプ２４の作動接続部に接続される。実際には、ポンプはぜん動ポンプとすることができる。ポンプ２４の他方の接続部は配管２６を経て貯蔵容器２８の内部に接続される。貯蔵容器は培養液３０を含む。この培養液は細胞培養物１８がその成長のために利用できる特定の栄養を含む。
【００３６】
ポンプ２４の２つの制御端子は電力増幅器３２、３４を介して動作回路３６の出力に接続される。動作回路３６は、ポンプ２４に、貯蔵容器２８から培養容器１２の内部に追加の培養液体を導入させ、あるいは培養容器１２の内部から貯蔵容器２８中に培養液体を除去させるために、培養容器１２の外側表面に取り付けられたセンサ（ただし任意選択で培養容器１２の内側表面に取り付ることもできる）として示され、実際には光学センサとすることができる連続的に動作するレベル・センサ３８の出力信号に応じて、かつ調節性抵抗器として示される目標値変換器４０の関数として、一方または他方の出力で信号を生成し、あるいはどの出力でも信号を生成しない。
【００３７】
目標値変換器４０は、図１に破線で示すようにプログラム式制御装置４２で調節することができる。
【００３８】
ここで考慮している実際の例では、プログラム式制御装置４２は目標値変換器４０を２つの位置の間で切り替える。図面に示すように、目標値変換器４０の一方の位置は培養容器１２内の培養液３０のレベル高さに対応し、培養液３０は細胞培養挿入物１５の底側にちょうど接触する。こうした条件下で、細胞培養物１８は下からのみ培養液を受ける（底面栄養供給）。
【００３９】
プログラム式制御装置４２で調節される第２のレベル目標値は図１に破線４４で示したレベル位置に対応する。この位置で、液位は細胞培養物１８のピークより上にあり、したがってこれは液内システムで供給される。
【００４０】
図２に示す実際の例は、図１によるものに大体対応し、対応する構成要素は同じ参照番号を有し、これ以上詳しくは説明しない。
【００４１】
二方向作動ポンプ２４の代わりに、一方向作動輸送ポンプ２４’が設けられ、これは逆止弁４６を介して培養容器１２の接続部２２に接続される。さらに、培養容器は２／２電磁弁４８を介して排出ライン５０に接続される。電磁弁４８はばねで閉位置に付勢されており、開位置にすることもできる。電磁弁４８およびポンプ２４’の磁石は上記と同様にやはり制御回路を形成する電力増幅器３２、３４を介して動作回路３６に再び接続される。
【００４２】
図３から７は多数の細胞培養を同時に行うことのできる培養装置を示す。
【００４３】
図３から７に示した培養装置は、外部ハウジング５２を有し、これは耐密に閉じられ、下側の箱状ハウジング部分５４からなり、この上に耐密に置くことのできるプレート及びカバー５６から組み立てられる。このハウジングから、線５５−１、５５−２および５５−３に沿って垂直下方に、３個のガラス・ブリッジ５７が、培養装置に導入される細胞培養挿入物１２２を固定するために培養容器１２の上縁へと延びる。
【００４４】
外側ハウジングの内部に、４個の培養モジュール５８−１、５８−２、５８−３、５８−４が配置される。後でこれらの培養モジュールを区別する必要がなくなった場合は、それを全て参照符号５８で示すことにする。
【００４５】
各培養モジュール５８は６０で示される温度制御ハウジングを含み、これは耐密であり、様々なプレートから組み立てられている。培養ハウジング６０の内部には、図面から分かるように、３個の培養ユニット１０が配置される。これらの培養ユニットの様々な培養容器１２の接続部２２が共通供給ライン６２に接続される。
【００４６】
様々な培養モジュール５８の供給ライン６２はそれぞれ、概略的にのみ示すシリコーン製の配管６４を介して、培地分配器６８の対応する排出接続部６６に接続される。培地分配器６８は培地用供給接続部７０に接続され、この供給接続部は図１または図２による実際の例と同様に、図示されていないシリコーン配管を介して、培地ポンプ２４または２４’の排出部に接続される。
【００４７】
各供給ライン６２は対応する温度制御ハウジング６０の外側にあるその接続端部に枝路７２を有し、この枝路はシリコーン配管７４を介して外側ハウジング５２の対応する排出接続部７６に接続される。このようにして、培養液３０は試験のために様々なモジュール５８から別々に取り出すことができる。
【００４８】
温度制御溶媒接続片７８を介して導入される、温度制御溶媒（例えば、温度制御水）は同じく培養モジュール５８の培養容器１２中を流れる。導入された温度制御溶媒は、接続片７８の直径上で反対側にある、温度制御ハウジング６０の隅近くに設けられた越流部８０を介して除去される。
【００４９】
越流部８０は配管８２の傾斜片を通って温度制御ハウジング６０の排出接続部８４に接続される。培養モジュール５８の排出接続部８４は、例えば、配管８６によって、隣接する次の培養モジュール５８の接続片７８に常に接続される。このようにして、温度制御溶媒は連続して温度制御ハウジング６０中を流れる。
【００５０】
第一接続片７２は外側ハウジング５２によって担持される温度制御液体供給接続部８８に接合されている。モジュールの排出接続部８４−１は配管８６を介して次のモジュールの接続片に接続される。モジュール配置の最後の排出接続部８４−２は配管９０および配管９２の片を介して温度制御溶媒排出接続部９４に接続される。
【００５１】
図面から分かるように、立上り管９６は供給ライン６２の端部と流動接続されている。これは図７を見ると特によく分かるように、図３の図面の平面に垂直である。
【００５２】
さらに、正面から見ると、培地分配器６８は広い開口をもつ「Ｖ」字形であることが図７を見るとよくわかる。過剰の培養液を除去する働きをする供給接続部７０が培地分配器６８の最低位置に設けられる。
【００５３】
全体を９８で示す分岐光電バリアの２つのアームは立上り管９６の外壁をまたがる。分岐光電バリア９８は保持具１００で担持され、垂直方向に調節することができる。保持具は外側ハウジング５２の外側プレートの１つに平行に垂直方向に延びる。
【００５４】
通常通り、赤外線ダイオードまたは赤外線検出器１０４の形、赤外線感受性ホトトランジスタの形の、赤外線光源１０２（図８参照）が分岐光電バリア９８のアームで使用される。厳密に水平に整列した様々な培養容器１２の液位に対応する、立上り管９６の液位が上記の赤外線光電バリアより下にある場合、ホトトランジスタ１０４は電流を受け取り、制御を行う。立上り管９６の液柱が赤外線源１０２と赤外線検出器１０４で形成される光電バリアの軸の高さまで上昇した場合、ホトトランジスタの出力信号は消失する。これが差動増幅器１０６で認識される。この差動増幅器はその側入力（ｓｉｄｅ  ｉｎｐｕｔ）で、ここではやはり調節性抵抗器として示した目標値変換器１０８の出力信号を受け取る。
【００５５】
差動増幅器の出力信号の結果として、スイッチング・トランジスタ１１０を介して、全体が１１４で示されるリード継電器１１４の継電器コイル１１２が活動化される。その結果として、リード接点１１６が閉じる。この接点は無電位接点であり、例えば、さらに培養液３０を導入する方向でポンプ２４の動作を制御する。
【００５６】
培養装置の簡単な実施形態では、液内栄養供給から底面栄養供給への変更は、例えば、分岐光電バリア９８が対応して下方に移動し、次いで過剰の培養液が底面栄養供給で望まれるより著しく低いレベルまで手動排出で減少され、次いで分岐光電バリア９８の出力信号の制御下で液位が上昇させられることによって行なわれ、液体レベルはこのとき底面栄養供給に対するレベルになっている。
【００５７】
しかし、これら２つの栄養供給変形例間の自動切替えでは、恒久的に底面栄養供給のレベルに調節された第２分岐光電バリアを設けることが好ましい。ついでこの第２分岐光電バリア用の第２制御部が設けられ、これは、図８によるものに対応するが、リード接点１１６がこの場合は培養液の除去、すなわち、培養液を除去する意味での二方向ポンプの動作を制御するという違いがある。
【００５８】
上記の培養装置の様々な機械部品は、それらが剛体部品である限り、ガラス製とすることが好ましい。したがって、これらの部品は１２０℃の温度で、何の問題もなく滅菌でき、したがって実験を行う前に満足な無菌の初期状態にすることができる。上記の様々な配管接続部はシリコーン配管材料製とすることが好ましく、これも何の問題もなく１２０℃で滅菌できる。
【００５９】
上に説明したように、様々な培養容器１２の培養液のレベルを制御するために単一のレベル・センサしか使用しない。このため、細胞培養物がその上で成長する表面が共通の水平面内になるように、様々な培養容器１２を全て厳密に水平にする必要がある。様々な培養モジュールの強制位置ぎめのため及び外部ハウジング内に培養モジュールをロックするために２つの位置ストリップ１１８および１２０が設けられる。これらのストリップは温度制御ハウジング６０の下側プレートの前縁または後縁と協働する。
【００６０】
図１及び２の概略図では、細胞培養挿入物１５は取り込まれた基質として概略的に示した。しかし、実際には、細胞培養挿入物１５は培養容器１２に固定された部品ではなく、むしろそれから除去できる部品である。図４に示すように、１２２の培養容器１２では、商用の細胞培養挿入物は平底壁１２４と円筒周囲壁１２６を有する円筒形ビーカの形である。細胞培養挿入物１２２を細胞培養容器１２に入れ、ガラス・ブリッジ５７を用いてそれを固定することにより、様々な底壁１２４が共通水平面内にあることが保証される。細胞培養挿入物１２２は図１および２の細胞培養挿入物１５と同様に全て多孔質合成材料から作られる。
【００６１】
上に示したように、記載した培養装置では、細胞培養の液内栄養供給から底面栄養供給へ非常に簡単に変更することができる。導入された温度制御液体の温度を変えることにより、成長条件の追加の変更を行うことができる。最後に、ライン１２８を通して気相物質を導入することにより、外側ハウジング５２内部で、細胞培養物は所定のストレス条件または治療条件に曝することができる。同様にエアロゾルに曝らすこともできる。
【００６２】
気体および／またはエアロゾルによる直接処理に類似して、細胞培養と直接接触する粒子状活性成分をもたらすことができる。この目的で、その効果を研究すべき粒子が細胞培養物上に散布される。粒子が培養液より軽くなるように、粒子と培養液の密度を互いに調節する場合、培養液のレベルが上昇すると、粒子は細胞培養物から浮き上がる。他方、培養液が下がると（底面栄養供給）、粒子は細胞培養物と接触するようになる。このような適当な粒子は、非常に細かい粉塵、例えば、懸濁液中に十分に沈降せずまたは全く沈降しない木材粉または疎水性粒子である。
【００６３】
例えばオゾンなどの物質により細胞を直接燻蒸するために、あるいはパルス培養法を遵守しながら空気／液体境界で直接に粒子および複雑な物質混合物で細胞を衝撃するために、培養ユニットのさらなる装備として培養モジュール用の特別な取付け具を使用することができる。
【００６４】
特定の細胞成分（例えばカルシウム）及び細胞生成物の連続的または不連続的検出用のバイオセンサ、ならびに細胞の被曝大気中の空気浮遊物質の気体状（例えばＣＯ2、ＮＯx）または粒子状成分（「全微粒子物質」、ＴＰＭ）の連続的または不連続的測定用の測定プローブおよび測定装置を培養モジュールに適合させることができる。
【００６５】
細胞培養のこれらの様々な可能性が培養装置の器具の簡単な構成で得られる。
【００６６】
上記の培養装置は商用の細胞培養挿入物の普遍的使用によく適している。装置がモジュール式構成であるため、何らの問題なしに培養容器（「ウエル」）を特定の挿入物サイズに適合させることができる。
【００６７】
実験の性能は非常にフレキシブルで、モジュール当たり３つの平行実験バッチが実施できる。図３〜７による培養装置の全てのモジュールを使用すると、４×３個の平行実験バッチが実施できる。これによって、例えば、細胞反応を濃度および／または時間の関数として決定することが可能となる。
【００６８】
本発明による培養装置によって解決することができる、様々な特別な細胞の生物学的問題は、例えば次の通りである。
１．例えば、空気／液体境界において気体、エアロゾル、または粉塵による細胞の処理。
２．異なる細胞タイプ、例えば、内皮細胞及び線維芽細胞の共培養による細胞相互作用。
３．パルス式に培養液を供給される系における細胞の付着挙動。
４．培養液の底面供給時における培養物からの細胞の区分（分極）。
５．培養液の底面および／または間欠供給による繊毛担持細胞の調査。
６．実験中の細胞排泄産物の連続分析。
７．培養過程の中断なしの成長刺激および成長阻害活性成分の間欠的添加。
８．活性または損傷物質に細胞を曝らしながら６で指定された物質の間欠的添加。
【００６９】
培養装置は図３〜７に示され、それ自体の温度制御装置を有する。しかし、図１および２に示したような、それらは、温度制御装置なしの培養装置と同様に、温度制御キャビネット中に簡単に置くことができる。
【００７０】
実験のための培養装置の用意は次のような詳細で行われる。
【００７１】
細胞培養挿入物、供給装置およびレベル・センサがないことを除き組み立てた状態の培養装置を、ポンプ配管、細胞培養挿入物を導入するためのピンセット、培地を保持するための瓶など他の必要な材料と共に、オートクレーブ中で１２０℃で３０分間高圧蒸気滅菌する。高圧蒸気滅菌後、レベル・センサをクリーン・ルーム作業台に取り付け、次いで溶媒配管をポンプに接続し、ポンプ速度を所期の実験条件に調節する。個別に包装され、無菌の形で製造者から提供された細胞培養挿入物を導入する前に、培養装置を細胞種特異性培地で充填し、次いで再び空にし（洗浄し）、その後に使用した溶媒を廃棄する。ついで培養装置全体を培養容器の下まで細胞タイプ特異性培地で充填し、用意した細胞培養挿入物をクリーン・ルーム作業台でピンセットを用いて導入する。次いでポンプを制御するための選択されたプログラムを開始し、培養装置を任意選択で温度制御キャビネットに移す。
【００７２】
プログラムは（１）前進ポンプ操作および培養時間の段階と（２）逆ポンプ操作および待機の段階からなる周期を制御する。
【００７３】
初期設定後、ポンプは自動的にその前進ポンプ操作機能を行う。この目的のために、細胞タイプ及び培養のタイプに応じて適当なポンプ速度を選ぶ。プログラムは光電池の出力信号を監視し、望みのレベルに達するとすぐポンプ活動の終了を制御する。通常、ポンプ活動の終了はプログラムで監視された２つまたはいくつかの信号検出後にのみ生じる。これにより、例えば泡の発生により生じる可能性があり、単一信号検出の場合には、ポンプ活動の早すぎる望ましくない終了をもたらす誤った信号の検出を回避することが可能になる。後続の培養時間は選択可能で調節可能であることが好ましい。
【００７４】
培養時間が経過した後、溶媒の排出プロセスが初期化され、その時、再び、ポンプ速度は選択可能かつ調節可能になる。排出プロセスに必要な待機時間は、選択した排出速度および溶媒の体積から得ることができる。
【００７５】
プログラムで制御される上記の周期は１回、２回または数回繰り返すことができる。
【００７６】
細胞培養挿入物はクリーン・ルーム作業台でいつでも除去できる。そうするためには、コンピュータ・プログラムを停止する。若干の挿入物だけを除去する場合には、プログラムは再び始動できる。
【００７７】
清浄化には、培養装置全体を蒸留水で数回洗浄する。ガラス部品もアルコールまたは他の清浄剤で問題なく清浄化できる。
【００７８】
本発明を特別なレベル・センサを用いて上記で説明した。しかし、培養容器１２の瞬間液位を認識し対応する出力信号を提供できる、他のレベル・センサも適当であることを理解されたい。それには、微光（ｇｌｉｍｍｅｒ）制御センサ、誘電原理で動作するセンサ、垂直方向に間隔をあけて配置した複数の電極を有するセンサ、赤外センサおよび超音波センサが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  培地のレベル高さが制御できる、ただ１つの培養容器を含む本発明による簡単な培養装置の概略図である。
【図２】  培養装置の変形形態を示す、図１と同様の図である。
【図３】  いくつかの培養容器を有する、互に平行に置かれたいくつかの培養モジュールを有する培養装置の別の変形形態の上面図である。
【図４】  図３による培養装置の培養モジュールを通る縦断面図である。
【図５】  Ｖ−Ｖ線に沿った、図４による培養モジュールの傾斜横断面図である。
【図６】  図３による培養装置の縦断面図である。
【図７】  ＩＶ−ＩＶ線に沿った、図３による培養装置の横断面図である。
【図８】  図１〜６による培養装置に関連して使用されるレベル高さ制御装置の回路図である。
【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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