(57)【要約】【課題】  培養器内の細胞へ応力をかける培養装置において培養器を取り扱い易くする。【解決手段】  この発明は、培養器が懸架される第１の保持部材と第２の保持部材であって、培養装置本体に対して着脱可能な第１の保持部材及び第２の保持部材と、第１の保持部材及び第２の保持部材を連結する連結具とを備えてなる培養器用保持装置を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養器が懸架される第１の保持部材と第２の保持部材であって、培養装置本体に対して着脱可能な前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材と、
前記第１の保持部材及び第２の保持部材を連結する連結具と、
を備えてなる培養器用保持装置。
【請求項２】
前記第１の保持部材及び第２の保持部材を上から被覆する蓋体が更に備えられている、ことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の位置を固定する固定具が更に備えられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保持装置。
【請求項４】
培養器が懸架される第１の保持部材及び第２の保持部材の間隔を制御する手段を備えた培養装置本体と、
前記第１の保持部材と第２の保持部材を前記培養装置本体に対して着脱自在とする手段と、
前記第１の保持部材及び第２の保持部材を連結する連結具と、
を備えてなる培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料細胞へ応力を発生させつつこれを培養する培養器を装着する培養装置において、培養器を保持する保持装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料細胞に応力を発生させつつこれを培養すると、この応力が刺激となって培養される細胞に特定の変化が生じることが知られている。
従来から、培養試料細胞へ応力をかけるための方法が提案されている。
例えば試料細胞を乗せた容器の底膜を吸引することによりこれを変形させ、もって試料細胞へ応力を発生させる技術が特許文献１〜３に開示されている。【０００３】
本発明者らは培養器底膜を吸引装置により変形させる方式では試料細胞へ均等に応力をかけることが困難であると考え、培養器の底膜と平行な方向の引っ張り力を当該培養器へ加える方式の培養装置に着目してその検討を進めてきた（非特許文献１参照）。
この培養装置では、図１に示すように、例えばフィブロネクチンを塗布した厚さ２００μｍの透光性かつ変形可能な培養膜３に試料細胞を乗せ、培養膜３の対向する一対の辺には（厚さ：４００μｍ）側壁５、５が設けられる（非特許文献１参照）。厚い側壁５を用いるのは試料細胞を乗せた培養膜３を均一に伸展させるためである。【０００４】
図１において側壁５には係合孔７が形成されている。
この係合孔７へ伸展装置１０のピン（図示せず）が挿入される。
伸展装置１０は、図２に示すように、固定プレート（第１の保持部材）１１、可動プレート（第２の保持部材）１３、ステップモータ１５及び制御装置１７を備えてなる。
固定プレート１１及び可動プレート１３には所定の位置にピンが形成されており、各ピンへ培養器１の係合孔７が嵌合される。これにより、培養器１が固定プレート１１と可動プレート１３との間に懸架されることとなる。可動プレート１３はステップモータ１５の回転に応じて固定プレート１１との間隔が変化する。これにより培養器１の培養膜３が伸展し、もって試料細胞に応力がかけられることとなる。ステップモータ１５の回転は制御装置１７により制御されている。【０００５】
本件発明に関連するものとして、特許文献１〜６も参照されたい。【０００６】
【特許文献１】米国特許第４７８９６０１号公報
【特許文献２】米国特許第４８２２７４１号公報
【特許文献３】米国特許第４８３９２８０号公報
【特許文献４】特開２００３−６１６４２号公報
【特許文献５】米国特許第６１０７０８１号公報
【特許文献６】国際公開ＷＯ０２/４６３６５号公報
【非特許文献１】Involvement of SA channels in orienting response of cultured endothelial cells to cyclic stretch, the Journal of Physiology, 1998, H1532-1538, KEIJI NARUSE et al.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記図１に示した培養装置へ培養器１をセットするとき、ステップモータ１５及び制御装置１７を含めて培養装置全体をクリーンベンチ内へ入れて、その中で固定プレート１１及び可動プレート１３へ培養器１を取り付けていた。その後、細胞培養に適した環境へ当該培養装置を移動させてそこで駆動させ、もって培養器１内の細胞に応力をかけていた。
しかしながら、ステップモータ１５等の駆動部を含む培養装置は全体として大型になり、また高重量となるので、移動に手間がかかっていた。
また、固定プレートと可動プレートとが培養器１によってのみ連結されているので、当該培養装置の移動中に固定プレートと可動プレートとの位置関係が不規則にずれるおそれがある。このようなズレが生じると培養器１が変形し、培養器１内の細胞に不測の応力がかかるので好ましくない。
即ちこの発明は、培養器内の細胞へ応力をかける培養装置において培養器を取り扱い易くすることを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記課題を少なくとも１つを解決すべくなされた。即ち、
培養器が懸架される第１の保持部材と第２の保持部材であって、培養装置本体に対して着脱可能な前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材と、
前記第１の保持部材及び第２の保持部材を連結する連結具と、
を備えてなる培養器用保持装置。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された培養器用保持具によれば、第１の保持部材と第２の保持部材が共に培養装置本体から着脱可能とされている。従って、第１の保持部材と第２の保持部材が培養装置本体から取り外してクリーンベンチへ入れ、これへ培養器をセットすることができる。そして、培養器をセットした両保持部材を培養装置本体へ戻される。このように、本発明によれば移動させる要素が可及的に少なくなるので、その取り扱いが容易になる。即ち、移動に手間がかからなくなる。
また、第１の保持部材と第２の保持部材とが連結具により連結されているので、両者の位置関係に不規則なズレが生じることを予防可能となる。よって、培養器内の細胞へ不測の応力がかかることを未然に防止できる。【００１０】
なお、第１の保持部材と第２の保持部材との位置関係をより安定化するため、両者を固定する固定具を備えることが好ましい。
また、移動時に培養器内へ埃等の異物が侵入しないように、少なくとも培養器の開口部を被覆する蓋体を備えるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は従来例の培養器とその伸展装置を示す。
【図２】図２はこの発明の実施例の培養器の斜視図である。
【図３】図３は実施例の保持装置の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は同じく平面図である。
【図５】図５は他の実施例の保持装置の構成を示す断面図である。
【図６】図６は培養装置の概略構成を示す平面図である。
【図７】図７は同じく培養装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図８】図８は培養装置の正面図である。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、この発明の各要素について詳細に説明する。
培養装置本体には、第１の保持部材と第２の保持部材とを着脱自在に固定するための第１の保持部材座及び第２の保持部材座とが備えられる。更に、各保持部材座の相対位置を変化させる機構が備えられる。実施例では第１の保持部材座を固定し第２の保持部材座を可動としているが、両保持部材座を可動とすることもできる。
培養装置本体は第１の保持部材及び第２の保持部材を着装した状態で、両保持部材の雰囲気を任意に制御してこれへ応力を加えるときの細胞培養に適したものとすることができる。当該雰囲気を作り出すため、培養装置本体には温度コントローラと湿度コントローラが備えられている。
更には、両保持部材をＣＯ２ガスで充満する雰囲気とすれば、培養器内で細胞をインキュベートすることもできる。
【００１３】
（第１の保持部材及び第２の保持部材）
第１の保持部材と第２の保持部材には培養器に係合する係合部が形成されている。実施例ではこの係合部としてピンを各保持部材から立設させている。このピンへ培養器の係合孔を嵌め合わせることにより、第１の保持部材と第２の保持部材との間に培養器が懸架されることとなる。培養器を安定して変形するために十分な力が掛けられるものであればこの係合部の形状・構造は特に限定されるものではない。
第１の保持部材及び第２の保持部材は装置本体の保持部材座へ着脱自在に固定される。これにより両保持部材の取り回しが容易になる。実施例では保持部材座から立設されたピンへ各保持部材の孔を嵌合し、更にフック止めすることにより各保持部材と保持部材座とを着脱自在に固定している。両者の固定の態様は実施例の構造に限定されるものではなく、クリップ止め、ねじ止めその他の周知の構造を採ることができる。
保持部材の形状、構造及び材質は、培養器を安定して保持できるものであれば特に限定されるものではない。実施例ではプレート状のものを採用したが、ロッド状のもの、ブロック状のもの等を用いることも可能である。保持部材へセットする培養器の数も任意に選択可能である。
【００１４】
（連結具）
第１の保持部材と第２の保持部材とは連結具で連結される。この連結具は少なくとも両保持部材がバラけることを防止するものである。これにより、装置の取り扱いが容易になる。更には、連結具は両者の相対的間隔変動を規制するものが好ましい。これにより、移動中に両保持部材の間隔が不規則にズレて培養器内の細胞に応力がかかることを未然に防止することができる。
このよう連結具として実施例では第１の保持部材からロッドを膨出させてこのロッドへ摺動可能に第２の保持部材を嵌合させている。連結具の構成はこれに限定されるものではなく、連結具としてのレールに対して両保持部材の少なくとも一方を摺動可能に取り付けてもよい。  また、連結具は両保持部材を固定して連結するものでもよい。例えば連結具としてのクリップで両保持部材をクリップ止めする。また、両保持部材に係合孔を穿設しておいて、当該係合孔へ連結ロッドを掛け渡し、もって両保持部材を固定して連結することができる。両保持部材を固定して連結することにより、培養器の変形を確実に防止することができる。
【００１５】
（蓋体）
第１の保持部材及び第２の保持部材の間にセットされる培養器を被覆するために蓋体が用いられる。これにより、装置の移動時（即ち、培養器の移動時）に培養器内へ埃等の侵入を防止できる。
蓋体は両保持部材と実質的に等しい長さを有することが好ましい。これにより、両保持部材にセットされた全培養器の被覆が可能となる。
蓋体の形状、材質は対象となる培養器に対応して任意に選択することができる。例えば、平板を蓋体として利用することも可能である。
【００１６】
（培養器）
培養器は細胞を培養可能であり、かつそれ自身が変形して培養している細胞に所望の応力を掛けられるものとする。図１に示した公知例の物のほか、図２に示す矩形箱型タイプを用いることができる。
かかる培養器は変形可能な材料で形成されている。これは、培養器を伸展することにより間接的に試料細胞へ応力をかけるためである。
培養器の形成材料としてシリコーンエラストマーなどの試料細胞へ化学的に干渉しないものが用いられる。
底膜２３は平面視矩形として、均一に伸展するように全体が同じ膜厚に形成されることが好ましい。光学顕微鏡で試料細胞を観察可能なように底膜２３は光透過製材料で形成されることが好ましい。
底膜の全周から側壁を立設させることが好ましい。側壁を厚膜としてこれに機械的な剛性を付与する。これにより、底膜が無秩序に変形することを防止できる。
底膜と側壁とは一体であることが部品点数削減、ひいては製造コスト削減の見地から好ましいが、底膜と側壁とを別体にすることを制限するものではない。
矩形底膜の対向する一対の縁に設けられた側壁２５には係合孔２７が設けられている。この係合部が第１の保持部材、及び第２の保持部材と係合すればよい。これにより、相対位置を制御可能な当該２つの部材の位置変化が培養器を変形させることとなる。
したがって、側壁から突起を設けてこれを各保持部材に係合させることもできる。
底膜が伸張されたとき当該伸張方向の周縁２６はその中央部が窪むように変形する。このような変形が生じると変形部分上の試料細胞にかかる応力の方向が他の部分のものと異なってしまう。
そこで矩形底膜の伸張方向の周縁２６の延長線上にこの係合孔２７を形成する。これにより、係合部に加えられた力が当該底膜の伸長方向の周縁２６へ加わり、これが確実に引っ張られる。よって、当該周縁２６の変形が防止され、もって底膜２３上の全試料細胞へ均一な応力をかけられることとなる。
この実施例の培養器２１に使用される試料細胞の種類及び入手方法は特に限定されるものではない。例えば、血管内皮細胞（ヒト・サル・ブタ・ウシ・ラット・マウス・ウサギなど）、平滑筋細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、線維芽細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、破骨細胞、神経細胞などを使用することができる。
【実施例１】
【００１７】
以下、この発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図３はこの実施例の保持装置３０を示す斜視図である。図４は同じく平面図を示す。実施例の保持装置３０は、第１の保持部材としての固定プレート３１、第２の保持部材としての可動プレート４１、連結具５０及び蓋体６０から大略構成される。
固定プレート３１の一方の長縁には貫通孔３３が形成されている。また他方の長縁にはピン３５が立設される。このピン３５には図２に示した培養器２１の係合孔２７が嵌め合わされる。【００１８】
可動プレート４１の一方の長縁にも貫通孔４３が形成され、他方の長縁にはピン４５が立設されている。
各プレート３１、４１のピン３５、４５へ培養器２７の係合孔２７を無理嵌めの状態で嵌め合わせることにより、固定プレート３１と可動プレート４１との間に培養器２１が安定して懸架される。これにより、固定プレート３１と可動プレート４１との間の間隔変化に関係つけて培養器２７を変形させることができる。よって、当該両プレートの間隔を制御することにより培養器２７内の細胞へ所望の応力をかけることができる。【００１９】
固定プレート３１には連結具としての２本の連結ロッド５１が固定されている。この連結ロッド５１には可動プレート４１が摺動自在に嵌め合わされている。この連結ロッド５１により、固定プレート３１に対する可動プレート４１の位置変化が一方（連結ロッド５１の軸方向）のみに規制される。従って、図３のように培養器２１をセットした状態で固定プレート３１と可動プレート４１との不規則な移動を防止することができる。
更には、図５に示すように、固定プレート３１と可動プレート４１の側面に孔３７、４７を穿設し、この孔３７、４７へ固定具としての固定ロッド５５を嵌合することにより、両プレート３１、４１を固定させることができる。これにより、培養器２１の変形を完全に防止し、培養器２１内の細胞へ不規則な応力がかかることを未然に防止できる。
図中の符号５３はストッパであり、可動プレート４１の脱落を防止する。【００２０】
蓋体６０はプレート３１及び４１にセットされた４つの培養器２１の全部を上から被覆する。これにより、培養器２１をクリーンベンチから取り出したときにも培養器２１内へ埃等の異物が混入しなくなる。運搬時に取り扱い易くするため蓋体６０は樹脂などの軽量な材料で形成することが好ましい。また、培養器２１の様子を観察できるように透明な材料で形成することが好ましい。この実施例では透明なアクリル樹脂で蓋体６１が形成されている。【００２１】
かかる保持装置３０は、図６及び図７のようにして、培養装置７０の装置本体部７１へセットされる。
ここで培養装置７０の説明をする。この培養装置７０は既述の保持装置３０と装置本体７１から構成される。装置本体７１は固定プレート３１を着脱自在に固定する固定プレート座７５及び可動プレート４１を着脱自在に固定する可動プレート座７７がそれぞれ４つ設けられている。なお、図６においては、上側２組の固定プレート座７５、可動プレート座７７のみに保持装置３０がセットされている。
可動プレート座７７はステップモータ７９により移動される。符号８１は可動プレート７７を移動させるためのレールであり、符号８３はステップモータ７９の回転を制御するための制御装置である。ステップモータ７９によりシャフト８５の回転運動が変換機８７によりロッド８９の軸方向移動に変換される。ロッド８９には可動プレート座７７が連結されている。従って、ステップモータ７９の回転に伴い可動プレート座７７が図６及び図７において左右方向へ移動する。
これにより固定プレート座７５と可動プレート座７７の間隔が制御され、もって固定プレート３１と可動プレート４１の間隔が制御される。即ち、制御装置８３、ステップモータ７９により固定プレート３１と可動プレート４１との間隔制御手段が構成される。【００２２】
固定プレート座７５及び可動プレート座７７には位置決めピン９１、９２が立設されており、それぞれ固定プレート３１の貫通孔３３及び可動プレート４１の貫通孔４３に嵌め合わされる。固定プレート座７５及び可動プレート座７７にはそれぞれフック９３、９４が回転自在に取り付けられている。このフック９３は固定プレート座７５に載せられた固定プレート３１の上面を押さえるように回転する。同様にフック９４は可動プレート座７７に載せられた可動プレート４１の上面を押さえるように回転する。位置決めピン９１、９２及びフック９３、９４により各プレート３１、４１は各プレート座７５、７７にそれぞれ安定して固定される。フック９３、９４を９０度回転させることにより、各プレート座７５、７７から各プレート３１、４１を脱離することができる。即ち、このフック９３、９４が着脱自在手段を構成し、これにより、固定プレート３１と可動プレート４１は培養装置本体７１に対して着脱自在に取り付けられる。
なお、固定プレート及び可動プレートを各プレート座に対して着脱自在に固定する方式は上記に限定されるものではない。例えば、両者と別体のクリップを準備して当該クリップでプレートとプレート座とを固定してもよい。【００２３】
培養装置７０の装置本体７１において、保持装置３０がセットされるチャンバー部分１００は、蓋１０１を閉じることにより気密になる。チャンバー部分１００には温度コントローラ１０４と湿度コントローラ１０５が設けられている。更には、５％二酸化炭素、１００％湿度にコントロールすることができる。
図８は培養装置７０の正面図を示す。操作者は入力装置１１０を介して、培養器２１の伸展条件（即ち細胞へかける応力条件）を入力する。また、チャンバー部分１００の環境条件（温度等）を入力する。当該入力に基づき、制御装置８３がステップモータ７９の回転を制御するとともに、温度コントローラ１０４及び湿度コントローラ１０５を制御する。図中符号１１１はディスプレイである。【００２４】
このように構成された実施例の培養装置７０によれば、フック９３、９４を開閉することにより、固定プレート座７５及び可動プレート座７７に対してそれぞれ固定プレート３１及び可動プレート４１が着脱可能に固定される。即ち、装置本体７１に対して保持装置３１が着脱可能となる。これにより、培養器２１を保持装置３１へセットした状態でこれを装置本体７１とは独立して移動させることができる。従って、固定プレート３１及び可動プレート４１へセットした後の培養器２１の取り扱いが容易になる。固定プレート３１と可動プレート４１とは連結ロッド５１によりその位置変化が規制されているので、培養器２１の不規則な変形が予防される。これにより、移動時に培養器２１内の細胞へ無用な応力がかかることがない。また、蓋体６１を用いることにより、移動時に培養器２１内の細胞へ異物が混入することを防止できる。
以上より、この実施例の培養装置７０は操作性に優れたものとなる。
【図１】
2005090548.tif 000002
【図２】
2005090548.tif 000003
【図３】
2005090548.tif 000004
【図４】
2005090548.tif 000005
【図５】
2005090548.tif 000006
【図６】
2005090548.tif 000007
【図７】
2005090548.tif 000008
【図８】
2005090548.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月3日(2006.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（ａ）  第１の保持部材座と第２の保持部材座と、
該第１の保持部材座と該第２の保持部材座との間隔を制御する制御装置と
を備える培養装置本体と、
（ｂ）  培養器が懸架される第１の保持部材及び該第２の保持部材であって、該第１の保持部材と第２の保持部材はそれぞれ前記第１の保持部材座と前記第２の保持部材座へ着脱自在な第１の保持部材及び第２の保持部材と
前記培養装置本体から取り外された前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材を連結する連結具と、
を備える培養器用保持装置と、
を具備してなる培養装置。
【請求項２】前記培養装置本体から取り外された前記第１の保持部材及び前記第２の保持部材を上から被覆する蓋体が更に備えられている、ことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】前記培養装置本体から取り外された前記第１の保持部材と前記第２の保持部材の位置を固定する固定具が更に備えられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の培養装置。
【国際調査報告】
2005090548.tif 000010
2005090548.tif 000011
2005090548.tif 000012
2005090548.tif 000013