(57)【要約】【課題】上部空間内に収容されている生体組織や細胞塊がメッシュ状部材に目詰まりしても、上部空間内の処理液を迅速に排出する。【解決手段】生体組織Ａと処理液Ｂとを収容して処理する上部空間８と、底面近傍に第１の排出口１３を備える下部空間９と、上部空間８と下部空間９とを区画し、生体組織Ａの通過を禁止し処理液Ｂの通過を許容する多数の透孔１０ａを有するフィルタ部材１０とを備え、上部空間８のフィルタ部材１０に近接する壁面に、上部空間８内の処理液Ｂを排出させる第２の排出口１４が設けられている細胞処理容器２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】
生体組織と処理液とを収容して処理する上部空間と、
底面近傍に第１の排出口を備える下部空間と、
前記上部空間と前記下部空間とを区画し、生体組織の通過を禁止し処理液の通過を許容する多数の透孔を有するフィルタ部材とを備え、
前記上部空間の前記フィルタ部材に近接する壁面に、上部空間内の処理液を排出させる第２の排出口が設けられている細胞処理容器。
【請求項２】
請求項１に記載の細胞処理容器と、
前記上部空間内に収容された生体組織と処理液とを攪拌する攪拌手段と、
前記第１の排出口を開閉する第１のバルブと、
前記第２の排出口を開閉する第２のバルブとを備える細胞処理装置。
【請求項３】
前記上部空間内に収容された前記生体組織と前記処理液との境界面位置を検出するセンサと、
該センサにより、前記境界面位置が前記第２の排出口より高い位置にあることが検出されたときに前記第２のバルブを開放するよう制御する制御部とを備える請求項２に記載の細胞処理装置。
【請求項４】
前記センサが、前記第２の排出口に接続された配管に備えられている請求項３に記載の細胞処理装置。
【請求項５】
前記センサが、前記第２の排出口近傍の前記細胞処理容器の壁面に設けられている請求項３に記載の細胞処理装置。
【請求項６】
前記第２の排出口が下側になるように前記細胞処理容器を傾斜させる容器傾斜機構を備える請求項２から請求項５のいずれかに記載の細胞処理装置。
【請求項７】
前記上部空間への処理液の供給量を検出する処理液量検出部と、
該処理液量検出部により検出された処理液の供給量に基づいて前記容器傾斜機構を作動させる傾斜制御部とを備える請求項６に記載の細胞処理装置。
【請求項８】
前記処理液量検出部が、処理液を供給した細胞処理容器の重量を検出する重量検出部である請求項７に記載の細胞処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞処理容器および細胞処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織の通過を禁止し、処理液および生体組織から単離された細胞の通過を許容するメッシュ状部材によって区画された２つの空間を有する細胞処理容器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に開示されている細胞処理容器は、生体組織および洗浄液あるいは消化液のような処理液を上部空間内に供給し、攪拌することによって、生体組織を洗浄し、あるいは生体組織を消化して細胞を単離させるようになっている。
【０００３】
生体組織を洗浄した後の洗浄液は、メッシュ状部材を介して下部空間内に入り、下部空間に設けられた排出口からポンプによって吸引されることにより排出されるようになっている。また、生体組織から単離した細胞を含む消化液からなる細胞懸濁液は、メッシュ状部材を介して下部空間内に入り、下部空間に設けられた排出口からポンプによって吸引されることにより排出されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０１２４８０号パンフレット
【発明の開示】
【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に開示されている細胞処理容器は、下部空間に設けられた排出口に接続されたポンプの作動によって下部空間を負圧に吸引し、上部空間と下部空間との圧力差によって上部空間内に存在する処理液や細胞懸濁液の排出促進を図るものである。このため、上部空間内に収容されている生体組織や細胞塊がメッシュ部材に目詰まりした場合、下部空間内への処理液の排出が阻害され、全ての処理液を排出するのに時間がかかるという問題がある。
【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、上部空間内に収容されている生体組織や細胞塊がメッシュ状部材に目詰まりしても、上部空間内の処理液を迅速に排出することができる細胞処理容器および細胞処理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、生体組織と処理液とを収容して処理する上部空間と、底面近傍に第１の排出口を備える下部空間と、前記上部空間と前記下部空間とを区画し、生体組織の通過を禁止し処理液の通過を許容する多数の透孔を有するフィルタ部材とを備え、前記上部空間の前記フィルタ部材に近接する壁面に、上部空間内の処理液を排出させる第２の排出口が設けられている細胞処理容器を提供する。
【０００８】
本発明によれば、上部空間に生体組織と処理液とを収容して処理を行った後に、下部空間の底面近傍に備えられた第１の排出口を開放することにより、生体組織を上部空間に残し、処理液のみをフィルタ部材を介して下部空間内に導入し、第１の排出口から排出することができる。この場合において、生体組織または生体組織から分離した細胞塊がフィルタ部材の透孔を閉塞して目詰まりが発生した場合には、上部空間から処理液が抜けきらず、その全てを下部空間の第１の排出口から排出するのには時間がかかるので、上部空間の壁面に設けられた第２の排出口を開放する。生体組織と処理液とは通常、境界面を形成して分離し、生体組織は処理液上に浮遊するので、上部空間のフィルタ部材に近接して設けられた第２の排出口を開放しても、生体組織を排出させることなく処理液を排出することができる。その結果、処理液の排出の迅速化を図り、処理時間を短縮することができる。
【０００９】
また、本発明は、上記細胞処理容器と、前記上部空間内に収容された生体組織と処理液とを攪拌する攪拌手段と、前記第１の排出口を開閉する第１のバルブと、前記第２の排出口を開閉する第２のバルブとを備える細胞処理装置を提供する。
本発明によれば、細胞処理容器の上部空間内に生体組織と処理液とを収容し、攪拌手段の作動により、これらを攪拌することにより、生体組織を処理することができる。処理終了後には、処理液を排出するが、第１のバルブを開放することによって第１の排出口を開いて、下部空間の処理液を排出し、第２のバルブを開放することによって第２の排出口を開いて、上部空間の処理液を排出することができる。これにより、フィルタ部材を透過できずに上部空間に残る処理液も効率的に排出して処理時間を短縮することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記上部空間内に収容された前記生体組織と前記処理液との境界面位置を検出するセンサと、該センサにより、前記境界面位置が前記第２の排出口より高い位置にあることが検出されたときに前記第２のバルブを開放するよう制御する制御部とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、生体組織と処理液との境界面位置がセンサにより検出され、制御部の作動により、境界面位置が第２の排出口より高い位置にある場合に第２のバルブが開放されて上部空間の処理液が排出される。これにより、上部空間内の生体組織を第２の排出口から流出させることなく処理液を排出することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記センサが、前記第２の排出口に接続された配管に備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、第２の排出口に接続された配管に備えられたセンサが処理液を検出している状態では、第２のバルブが開放されて第２の排出口から上部空間の処理液が排出され、センサが生体組織の流出を検出した時点で第２のバルブを閉止することにより、生体組織の流出を最小限に抑えて処理液を迅速に排出することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記センサが、前記第２の排出口近傍の前記細胞処理容器の壁面に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、第２の排出口近傍の壁面に設けられたセンサが処理液を検出している状態では、第２のバルブが開放されて第２の排出口から上部空間の処理液が排出され、センサが生体組織のを検出した時点で第２のバルブを閉止することにより、生体組織を流出させることなく処理液を迅速に排出することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記第２の排出口が下側になるように前記細胞処理容器を傾斜させる容器傾斜機構を備えることとしてもよい。
このようにすることで、容器傾斜機構の作動により、第２の排出口を下側に配置して、生態組織と処理液との境界面位置を第２の排出口から遠ざけ、処理液を優先的に第２の排出口から排出させることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記上部空間への処理液の供給量を検出する処理液量検出部と、該処理液量検出部により検出された処理液の供給量に基づいて前記容器傾斜機構を作動させる傾斜制御部とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、処理液の供給量によって生体組織と処理液との境界面位置が変動するので、処理量検出部の作動により処理液の供給量を検出し、供給量に応じて傾斜制御部が容器傾斜機構を作動させることにより、処理液を第２の排出口からより効率的に排出させることができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記処理液量検出部が、処理液を供給した細胞処理容器の重量を検出する重量検出部であることとしてもよい。
このようにすることで、細胞処理容器の重量および細胞処理容器内に収容する生体組織の重量を予め計測しておくことにより、重量検出部により検出される重量によって細胞処理容器内の処理液の量を簡易に検出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上部空間内に収容されている生体組織や細胞塊がメッシュ状部材に目詰まりしても、上部空間内の処理液を迅速に排出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係る細胞処理装置１について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置１は、図１および図２に示されるように、本実施形態に係る細胞処理容器２と、細胞処理容器２を水平な軸線回りに揺動させる揺動機構（容器傾斜機構、攪拌手段）３と、細胞処理容器２の重量を測定するロードセル（重量検出部）４とを備えている。図中、符号５は、細胞処理容器２内の生体組織Ａおよび処理液Ｂを所定温度に加温するヒータ６を細胞処理容器２と接する面に貼った細胞処理容器２を保持する容器収納部である。
【００１８】
本実施形態に係る細胞処理容器２は、容器本体７と、該容器本体７内の空間を上部空間８と下部空間９とに区画するメッシュ状部材（フィルタ部材）１０と、上部空間８の上面に設けられ、生体組織Ａを供給する生体組織供給部１１および処理液Ｂを供給する処理液供給部１２と、下部空間９の底面に設けられ、処理液Ｂを排出するための第１の排出口１３と、上部空間８の側壁に前記メッシュ状部材１０に近接して形成された第２の排出口１４とを備えている。
【００１９】
前記メッシュ状部材１０は、上部空間８と下部空間９とを連通する多数の透孔１０ａを有している。これらの透孔１０ａは、生体組織より小さく、かつ、生体組織から単離された細胞より大きな口径を有している。したがって、メッシュ状部材１０は、上部空間８に供給された処理液Ｂの自由な流通を許容するとともに、生体組織Ａから単利された細胞の下部空間９への移動を許容する一方、生体組織Ａ自体あるいは生体組織Ａから分離された細胞塊についてはその通過を禁止するようになっている。
【００２０】
第１の排出口１３には、第１の排出管１５が接続され、該第１の排出管１５には該第１の排出管１５を開閉する第１のバルブ１６が設けられ、第２の排出口１４には、第２の排出管１７が接続され、該第２の排出管１７には該第２の排出管１７を開閉する第２のバルブ１８が設けられている。第２の排出管１７には、該排出管１７内部を流動する流体が処理液Ｂか否かを検出する透過式のセンサ１９が備えられている。また、容器本体７の側面には、生体組織Ａと処理液Ｂとの境界面Ｃを検出する液面センサ２０が備えられている。
【００２１】
揺動機構３は、図示しないベースに対して細胞処理容器２を揺動させるモータ２１を備えている。揺動機構３の軸線Ｄは、前記第２の排出口１４が揺動方向に配置されるように配置されている。これにより、揺動機構３を作動させて細胞処理容器２を揺動させると、第２の排出口１４が容器本体７の下側に配置されるようになっている。
【００２２】
また、揺動機構３、ロードセル４、センサ１９、液面センサ２０、第１のバルブ１６および第２のバルブ１８は、制御装置２２に接続されている。制御装置２２は、ロードセル４により検出される重量値に基づいて、揺動機構３による揺動角度を算出するとともに、センサ１９および液面センサ２０からの検出信号に基づいて第１および第２のバルブ１６，１８を開閉制御するようになっている。
【００２３】
このように構成された本実施形態に係る細胞処理装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置１を用いて生体組織Ａの処理、例えば、洗浄処理を行うには、第１および第２のバルブ１６，１８を閉止した状態で、容器本体７に設けられた生体組織供給部１１から生体組織Ａを供給し、処理液供給部１２から処理液（以下、洗浄液とも言う。）Ｂを供給する。生体組織供給部１１および処理液供給部１２は上部空間８に接続されているので、供給された生体組織Ａおよび洗浄液Ｂは、上部空間８内に投入される。
【００２４】
そして、予め定められた既知の重量の生体組織Ａと、洗浄液Ｂとが供給されることにより、図２に示されるように、上部空間８からメッシュ状部材１０を介して洗浄液Ｂが下部空間９に流れ、下部空間９が洗浄液Ｂによって満たされるとともに、上部空間８に生体組織Ａおよび洗浄液Ｂが収容されるようになる。
この状態で、ロードセル４には、細胞処理容器２および該細胞処理容器２内に収容された生体組織Ａおよび洗浄液Ｂの総重量が作用しているので、ロードセル４の検出信号が制御装置２２に送られる。制御装置２２においては、送られてきた検出信号から既知の細胞処理容器２の重量および生体組織Ａの重量が減算されることにより洗浄液Ｂの重量が算出され、その比重に基づいて洗浄液Ｂの量が算出される。
【００２５】
この後に、揺動機構３を作動させ、容器本体７を所定角度範囲にわたって往復揺動させることにより、容器本体７内に収容されている生体組織Ａと洗浄液Ｂとが攪拌され、生体組織Ａが洗浄処理される。そして、所定時間の洗浄処理により、生体組織Ａから血液や異物が洗浄された後に、静置することにより、上部空間８内において、生体組織Ａと洗浄液Ｂとが分離して、洗浄液Ｂの上層に生体組織Ａが浮遊し両者間に境界面Ｃが形成されるようになる。
【００２６】
制御装置２２は、算出された洗浄液Ｂの量に基づいて揺動機構３による傾斜角度を算出する。すなわち、洗浄液Ｂの量が多い場合には、細胞処理容器２を傾斜させることなく、下部空間９の第１の排出口１３のみから洗浄液Ｂを排出させ、洗浄液Ｂの量が少なくなってきたら、細胞処理容器２を傾斜させて第２の排出口１４からも排出させる。
すなわち、制御装置２２は、まず、第１のバルブ１６を開放して第１の排出口１３から洗浄液Ｂを排出させ、次いで、洗浄液Ｂが少なくなってきたら、図３に示されるように液面センサ２０により生体組織Ａと洗浄液Ｂとの境界面Ｃが検出されるので、第２のバルブ１８を開放するとともに、図４に示されるように、揺動機構３を作動させて、第２の排出口１４を下側に配置し、第２の排出口１４からも洗浄液Ｂを排出させる。
【００２７】
この場合において、第２の排出管１７には、該排出管１７内部を流動する流体が処理液Ｂか否かを検出する透過式のセンサ１９が配置されているので、生体組織Ａの一部が第２の排出管１７内を流動するとセンサ１９により検出され、制御装置２２が、第２のバルブ１８を閉止する。これにより、上部空間８からの生体組織Ａの流出が抑制される。
また、ヒータ６の作動により、洗浄処理中の生体組織Ａおよび処理液Ｂが所定温度に加温されるので、処理が促進されるとともに、細胞の健全性が維持される。
【００２８】
このように、本実施形態に係る細胞処理装置１および細胞処理容器２によれば、メッシュ状部材１０の上方の上部空間８に第２の排出口１４を設け、該第２の排出口１４からも洗浄液Ｂを排出するので、洗浄液Ｂの排出を迅速に行うことができ、処理時間の短縮を図ることができる。特に、生体組織Ａまたは生体組織Ａから分離した細胞塊がメッシュ状部材１０に接触して目詰まりした場合であっても、洗浄液Ｂの下部空間９への流出を待つことなく、第２の排出口１４から排出するので、洗浄液Ｂの排出を短時間で行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る細胞処理装置１によれば、洗浄液Ｂの量が少なくなってきた場合に、揺動機構３の作動によって、容器本体２を傾斜させるので、生体組織Ａと洗浄液Ｂとの境界面Ｃを第２の排出口１４から遠ざけることができる。その結果、洗浄液Ｂの量が少なくなっても、生体組織Ａが第２の排出口１４から流出してしまう不都合を防止することができる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、上部空間８に供給する生体組織Ａの量を既知とし、細胞処理容器２の総重量をロードセル４により検出することで、容器本体７内の洗浄液Ｂの量を換算することとしたが、これに代えて、生体組織供給部１１および処理液供給部１２にそれぞれ、供給量検出手段（図示略）を設けて、生体組織Ａおよび処理液Ｂの供給量を直接検出することとしてもよい。
【００３１】
また、処理液Ｂとして洗浄液を供給する場合について説明したが、これに代えて、例えば、生体組織Ａを消化する消化酵素液を供給する場合に適用することとしてもよい。この場合、ヒータ６により消化処理に必要な温度に維持されつつ、揺動機構３の作動による攪拌によって消化処理が促進される。第１の排出口１３および第２の排出口１４から排出されるのは、生体組織Ａから単離された細胞を含む細胞懸濁液である。
【００３２】
また、生体組織Ａとしては、脂肪組織等、任意の生体組織を採用することができる。
また、本実施形態においては、上部空間８と下部空間９とを区画するフィルタ部材としてメッシュ状部材１０を例示したが、これに代えて、多数の連通気孔を有する焼結体のような任意のフィルタ部材を採用してもよい。
【００３３】
また、本実施形態においては、第２の排出口１４をメッシュ状部材１０の上方の側壁に設けることとしたが、これに代えて、図５に示されるように、構成してもよい。
すなわち、容器本体７の底面を傾斜させた斜面形状に構成し、その底面の一部にメッシュ状部材１０を配置し、該メッシュ状部材１０よりも上方に位置する底面に第２の排出口１４を配置することにしてもよい。このようにすることで、第１の排出口１３および第２の排出口１４からの洗浄液Ｂを同一方向に排出することができ、コンパクトに構成することができる。
【００３４】
また、本実施形態においては、揺動機構３により、攪拌手段を兼用させることとしたが、これに代えて、揺動機構３とは別個に攪拌手段を設けることにしてもよい。例えば、偏心モータ（図示略）によって細胞処理容器２を振動させ内部の生体組織Ａと処理液Ｂとを攪拌させることにしてもよい。
また、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせて形成される実施の形態等も本発明に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞処理装置を示す縦断面図である。
【図２】図１の細胞処理装置の細胞処理容器内に生体組織および処理液を供給した状態を示す縦断面図である。
【図３】図２の状態から処理後の処理液を排出し、境界面が低下して検出された状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の細胞処理装置の揺動機構を作動させて細胞処理容器を傾斜させた状態を示す縦断面図である。
【図５】図１の細胞処理装置の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  生体組織
Ｂ  洗浄液（処理液）
Ｃ  境界面
１  細胞処理装置
２  細胞処理容器
３  揺動機構（容器傾斜機構、攪拌手段）
４  ロードセル（重量検出部）
８  上部空間
９  下部空間
１０  メッシュ状部材（フィルタ部材）
１０ａ  透孔
１３  第１の排出口
１４  第２の排出口
１６  第１のバルブ
１７  第２の配管（配管）
１８  第２のバルブ
１９  透過式センサ（センサ）
２０  液面センサ（センサ）
２２  制御装置（制御部、傾斜制御部）
【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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