CN106574229A - 细胞培养袋、细胞培养装置及细胞培养容器 - Google Patents

Abstract

本发明的细胞培养装置(100)包括：细胞培养袋(1)，其由能够在内部收纳细胞(A)和培养基(B)的袋状的膜材料构成，袋状的膜材料的至少一部分由培养基(B)所含有的物质能够选择性穿过、且细胞(A)无法穿过的多孔质膜形成；以及培养罐(2)，其将该细胞培养袋(1)保持为浸于溶液(B)中的状态。

Description

细胞培养袋、细胞培养装置及细胞培养容器

技术领域

本发明涉及细胞培养袋、细胞培养装置及细胞培养容器。

背景技术

近年来，伴随着干细胞研究、再生医疗的进展，要求大量调制临床用途的细胞。在大量地培养细胞时，取代在烧瓶、培养皿中进行培养，多是使用由透气性的材料构成的袋状的培养袋、生物反应器等培养槽(例如，参照专利文献1和专利文献2。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－125848号公报

专利文献2：日本特开2011－188777号公报

发明内容

发明要解决的问题

细胞在培养中摄取氧、营养成分等生长所需的成分，并排出二氧化碳、代谢物。因而，若长时间培养细胞，则培养基劣化，因此需要定期更换培养基。在更换培养基时，花费操作者的工夫和成本，并且产生了细胞培养系统被细菌等污染的风险。在临床用途的细胞的调制中需要符合严格标准的培养，为了降低污染等的风险，在封闭系统中的培养是有效的。但是，在封闭系统的培养中更换培养基是非常困难的。

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供即使在封闭系统的培养中也能够简单地防止培养基的劣化的细胞培养袋、细胞培养装置及细胞培养容器。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案。

本发明的第1技术方案是一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：细胞培养袋，其由能够在内部收纳细胞和培养基的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性穿过、且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成；以及培养罐，其将该细胞培养袋保持为浸于溶液内的状态。

根据本发明的第1技术方案，在使用细胞培养袋进行细胞培养时，即使操作者在培养期间不进行培养基更换的操作，也能够减慢培养基的劣化速度。即，本技术方案的细胞培养装置能够使在培养中产生的来自细胞的代谢物等自细胞培养袋放出，并且能够将细胞的成长所需的物质向细胞培养袋进行供给。由此，能够阻碍培养基的劣化。

在上述第1技术方案中，也可以是，该细胞培养装置还包括：溶液供给部件，其用于向所述培养罐供给所述溶液；以及溶液排出部件，其用于从所述培养罐排出所述溶液。

由此，能够将培养罐内的溶液设为新鲜的状态，能够提高细胞培养袋内的培养基与培养罐内的溶液之间的物质更换效率。

在上述第1技术方案中，也可以是，该细胞培养装置具有远程操作所述溶液供给部件和所述溶液排出部件的控制部。

由此，能够在任意的时刻远程更换培养罐内的溶液，能够减慢细胞培养袋内的培养基的劣化。

在上述第1技术方案中，也可以是，该细胞培养装置具有远程监视所述细胞培养袋内的细胞的状态的监视部件。

由此，能够远程监视细胞的状况，能够根据细胞的状态在任意的时刻更换培养罐内的溶液，能够减慢细胞培养袋内的培养基的劣化。

本发明的第2技术方案是一种细胞培养袋，其中，该细胞培养袋由能够在内部收纳细胞和培养基的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性穿过、且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成。

本发明的第3技术方案是一种细胞培养容器，其中，该细胞培养容器包括：上述记载的细胞培养袋；以及收纳袋，其将该细胞培养袋收纳于内部，由具有透气性的材料构成。

本发明的第4技术方案是一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：培养槽，其在内部保持细胞和培养基，并用于培养所述细胞；以及透析袋，其由能够在内部收纳透析液的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性穿过、且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成，该透析袋配置为在所述培养槽的内部浸于所述培养基。

根据本发明的第4技术方案，在封闭的空间中培养细胞时，即使操作者在培养期间不进行培养基更换的操作，也能够减慢培养基的劣化速度。即，本技术方案的细胞培养装置能够将在培养中产生的来自细胞的代谢物等回收到透析袋内的透析液中，能够阻碍培养基的劣化。

在上述第4技术方案中，也可以是，所述培养槽是培养罐或细胞培养袋。

在上述第4技术方案中，也可以是，该细胞培养装置还包括：透析液供给部件，其用于向所述透析袋供给所述透析液；以及透析液排出部件，其用于从所述透析袋排出所述透析液。

由此，能够将透析袋内的溶液设为新鲜的状态，能够提高培养槽内的培养基与透析袋内的溶液之间的物质更换效率。

在上述第4技术方案中，也可以是，该细胞培养装置包括：多个所述透析袋；以及多个所述透析液供给部件和多个所述透析液排出部件，多个所述透析袋中的每一个透析袋均设有所述透析液供给部件和所述透析液排出部件，多个所述透析袋中的至少一个透析袋收纳了组成与其他透析袋的组成不同的透析液。

在上述第4技术方案中，也可以是，该细胞培养装置具有远程操作所述透析液供给部件和所述透析液排出部件的控制部。

由此，能够在任意的时刻远程更换透析袋内的溶液。

在上述第4技术方案中，也可以是，该细胞培养装置具有远程监视所述培养槽内的细胞、培养基的状态的监视部件。

由此，能够远程监视细胞、培养基的状况，能够根据细胞、培养基的状态在任意的时刻更换透析袋内的溶液，能够减慢培养槽内的培养基的劣化。

本发明的第5技术方案是一种细胞培养容器，其中，该细胞培养容器在内部保持袋，该袋由在内部保持透析液的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基所含有的物质能够选择性穿过、且细胞无法穿过的特性的多孔质膜形成。

发明的效果

根据本发明，在使用了培养槽、细胞培养袋的封闭系统中的细胞培养中，能够简单地防止培养基的劣化。由此，不需要进行培养基更换的操作，因此能够减少细菌等对细胞培养系统造成污染的风险。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的细胞培养装置的概略结构的说明图。

图2A是表示本发明的第2实施方式的细胞培养装置的概略结构的说明图，是细胞培养装置的侧视图。

图2B是从上方观察图2A的细胞培养装置的培养罐看到的俯视图。

图3是表示本发明的第2实施方式的细胞培养装置的变形例的概略结构的说明图。

图4是表示本发明的第3实施方式的细胞培养容器的概略结构的说明图。

图5是表示本发明的第4实施方式的细胞培养装置的概略结构的说明图。

图6是表示本发明的第4实施方式的细胞培养装置的变形例的概略结构的说明图。

图7是表示本发明的第4实施方式的细胞培养装置的其他变形例的概略结构的说明图。

图8是表示本发明的第5实施方式的细胞培养装置的概略结构的说明图。

图9是表示本发明的第5实施方式的细胞培养装置的变形例的概略结构的说明图。

图10是表示本发明的第5实施方式的细胞培养装置的其他变形例的概略结构的说明图。

图11是表示本发明的第6实施方式的细胞培养装置的概略结构的说明图。

图12A是表示图11的细胞培养装置中的第1溶液更换部件的概略结构的说明图。

图12B是表示图12A的第1溶液更换部件的变形例的概略结构的说明图。

图12C是表示图12A的第1溶液更换部件的其他变形例的概略结构的说明图。

图13是表示本发明的第6实施方式的细胞培养装置的变形例的概略结构的说明图。

图14是表示本发明的第6实施方式的细胞培养装置的其他变形例的概略结构的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的细胞培养袋、细胞培养装置及细胞培养容器。

(第1实施方式)

参照图1说明本发明的第1实施方式的细胞培养装置100。

本实施方式的细胞培养装置100是在使用细胞培养袋培养细胞时使用的装置，是图1所示的结构的装置。

细胞培养装置100包括在内部培养细胞A的细胞培养袋1和收纳细胞培养袋1的培养罐2，设置在维持适合细胞A培养的环境的孵化器(未图示)内。

在本装置100中使用的细胞培养袋1是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞无法穿过、但是氧、营养物质等细胞A的生长所需的成分及细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，细胞培养袋1是能够在内部收纳细胞A和培养基B的由膜材料构成的袋状，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的(即，具有比细胞A的直径小、比培养基B所含有的预定的物质的直径大的孔径的)多孔质膜形成。

培养罐2成为能够收纳细胞培养袋1的结构，为了浸泡细胞培养袋1而被向内部供给培养基(细胞培养液)B，能够封闭地培养细胞培养袋1内的细胞。

而且，细胞培养装置100包括与培养罐2连接的溶液供给部件3和溶液排出部件4。溶液供给部件3能够封闭地向培养罐2内供给培养基B，溶液排出部件4能够封闭地从培养罐2排出培养基B。

培养罐2具有供给口2a和排出口2b。溶液供给部件3例如具有一端与供给口2a连接的管等管状构件3a，溶液排出部件4例如具有一端与排出口2b连接的管等管状构件4a。管状构件3a的另一端连接于储存新鲜的培养基的培养基容器(省略图示)，利用配置于管状构件3a的中途位置的送液泵(省略图示)从培养基容器经由管状构件3a向培养罐2供给培养基B。管状构件4a的另一端连接于废液容器(省略图示)，利用配置于管状构件4a的中途位置的送液泵(省略图示)从培养罐2经由管状构件4a向废液容器排出培养基B。也可以利用负压供给部件(省略图示)对排出口2b施加负压，从培养罐2经由管状构件4a向废液容器排出培养基B。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养装置100更换培养基B的步骤的一例。

本装置100的使用者首先准备装满培养对象的细胞A和培养基B的细胞培养袋1，并将该细胞培养袋1收纳在培养罐2内。接着，向培养罐2内供给培养基B以浸泡细胞培养袋1，将细胞培养装置100设置在孵化器内。由此，细胞培养袋1内的细胞A所排出的二氧化碳、代谢物穿过构成细胞培养袋1的膜材料向培养罐2内的培养基B放出，并且细胞培养袋1内的细胞A所消耗的氧、营养物质从培养罐2内的培养基B穿过构成细胞培养袋1的膜材料向细胞培养袋1内补给。

利用溶液供给部件3向培养罐2内适当地供给新鲜的培养基B，利用溶液排出部件4从培养罐2内适当地排出培养基B，从而能够更换培养罐2内的培养基B。由此，能够将培养罐2内的培养基B保持为新鲜的状态，能够促进二氧化碳、代谢物自细胞培养袋1的排出和氧、营养物质向细胞培养袋1的供给。

另外，更优选的是，将利用溶液供给部件3向培养罐2供给培养基B的供给口2a设置在比培养罐2内的培养基B的液面靠上方的位置，使培养基B一边滴下一边进行供给。通过如此设置，能够防止培养基B向溶液供给部件3逆流，能够防止从溶液供给部件3供给的培养基B被污染。

(第2实施方式)

接着，参照图2A～图3说明本发明的第2实施方式的细胞培养装置200。

本实施方式的细胞培养装置200是在使用细胞培养袋培养细胞时使用的装置，是图2A和图2B所示的结构的装置。

细胞培养装置200包括在内部培养细胞A的细胞培养袋21和收纳多个细胞培养袋21的培养罐22。

在本装置200中使用的细胞培养袋21与第1实施方式的细胞培养袋1相同地是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过、但是氧、营养物质等细胞A的生长所需的成分及细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，细胞培养袋1是能够在内部收纳细胞A和培养基B的由膜材料构成的袋状，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

培养罐22成为能够收纳多个细胞培养袋21的结构，为了浸泡细胞培养袋21而被向内部供给培养基(细胞培养液)B。培养罐22能够将内部的环境维持为适合细胞培养的状态，能够封闭地培养细胞培养袋1内的细胞A。而且，培养罐22包括溶液供给部件23和溶液排出部件24。溶液供给部件23例如与第1实施方式的溶液供给部件3同样地具有一端与培养罐22的供给口22a连接的管等管状构件23a，溶液排出部件24例如与第1实施方式的溶液排出部件4同样地具有一端与培养罐22的排出口22b连接的管等管状构件24a。溶液供给部件23能够封闭地向培养罐22供给培养基B，溶液排出部件24能够封闭地从培养罐22排出培养基B。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养装置200更换培养基B的步骤的一例。

本装置200的使用者首先准备装满培养对象的细胞A和培养基B的细胞培养袋21，并将细胞培养袋21设置于袋支承件16。该袋支承件16成为能够固定于培养罐22内的预定的位置的结构，将设置于袋支承件16的细胞培养袋21固定在培养罐22内。接着，为了浸泡细胞培养袋21而向培养罐22内供给培养基B，通过盖上培养罐22的盖等而将内部环境设为封闭系统。

由此，细胞培养袋21内的细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等穿过构成细胞培养袋21的膜材料向培养罐22内的培养基B放出，并且细胞培养袋21内的细胞A所消耗的氧、营养物质等从培养罐22内的培养基B穿过构成细胞培养袋21的膜材料向细胞培养袋21内补给。

利用溶液供给部件23向培养罐22内适当地供给新鲜的培养基B，利用溶液排出部件24从培养罐22内适当地排出培养基B，从而能够更换培养罐22内的培养基B。由此，能够适当地将培养罐22内的培养基B保持为新鲜的状态，能够促进二氧化碳、代谢物等自细胞培养袋21的排出和氧、营养物质等向细胞培养袋21的供给。

另外，优选的是，将利用溶液供给部件23向培养罐22供给培养基B的供给口22a设置在比培养罐22内的培养基B的液面靠上方的位置，使培养基B一边滴下一边进行供给。通过如此设置，能够防止培养基B向溶液供给部件23逆流，能够防止从溶液供给部件23供给的培养基B被污染。

在本实施方式中，示出了将细胞培养袋21固定在培养罐22内的方式，但是例如像图3所示的细胞培养装置201那样，也可以是细胞培养袋21未固定在培养罐22内的方式。

(第3实施方式)

接着，参照图4说明本发明的第3实施方式的细胞培养容器300。

本实施方式的细胞培养容器300是在使用细胞培养袋培养细胞A时使用的细胞培养容器，是图4所示的结构的细胞培养容器。

细胞培养容器300包括在内部培养细胞A的细胞培养袋31和收纳细胞培养袋31的收纳袋32。

在本容器300中使用的细胞培养袋31与第1实施方式的细胞培养袋1同样地是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过、但是氧、营养物质等细胞A的生长所需的成分及细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，细胞培养袋31是能够在内部收纳细胞A和培养基B的由膜材料构成的袋状，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

细胞培养袋31具有开口部31a，培养基B、细胞A能够经由开口部31a出入。在不使培养基B、细胞A出入时，能够利用盖等将开口部31a封闭。

收纳袋32成为能够将细胞培养袋31收纳于内部的袋状的结构，为了浸泡细胞培养袋31而能够将培养基B保持在内部。

收纳袋32具有开口部32a，能够使培养基B经由开口部32a出入。在不使培养基B出入时，能够利用盖等将开口部32a封闭。

另外，细胞培养袋31的开口部31a以不损害收纳袋32的密闭性的方式贯穿收纳袋32。

优选的是，收纳袋32由透气性较高的材料构成。作为收纳袋32的材料，例如可列举LLDPE(直链状低密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、EVA(乙烯－乙酸乙烯脂共聚物树脂)、离子键树脂、聚乙烯系树脂等。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养容器300更换培养基B的步骤的一例。

本容器300的使用者从开口部31a向细胞培养袋31的内部供给培养对象的细胞A和培养基B，从开口部32a向收纳袋32的内部供给培养基B。在该状态下将本容器300设置在维持适合细胞A的培养的环境的孵化器内。由此，细胞培养袋31内的细胞A所排出的二氧化碳、代谢物穿过构成细胞培养袋31的膜材料向收纳袋32内的培养基B放出，并且细胞培养袋31内的细胞A所消耗的氧、营养物质从收纳袋32内的培养基B穿过构成细胞培养袋31的膜材料向细胞培养袋31内补给。

收纳袋32内的培养基B通过经由开口部32a适当地进行更换而能够保持为新鲜的状态，能够促进二氧化碳、代谢物自细胞培养袋31的排出和氧、营养物质向细胞培养袋31的供给。

在上述第1～第3实施方式中，示出了在培养罐2、22或收纳袋32内装满培养基B的方式，但是装满培养罐2、22或收纳袋32内的溶液并不限于培养基B，只要是透析液等与细胞培养袋1、21、31内的培养基B之间能够更换氧与二氧化碳、代谢物与细胞生长所需的物质、不对细胞A的生长带来不良影响的溶液即可。例如，也可以使用含有向细胞培养袋1、21、31内的培养基B供给的氧及营养物质、且调整了浸透压力以使物质的更换效率提高的生理盐水。也可以使用不含有营养物质等、且调整了浸透压力以回收代谢物的溶液。也可以使用从培养基成分中去除了昂贵的物质后的组成的溶液。由此，不会浪费培养基B所含有的昂贵的物质，在成本方面是有利的。

在上述第1实施方式及第2实施方式中，如图2A和图3所示，也可以具有设置在培养罐2、22内、并对培养基B进行搅拌的搅拌部件7。由此，能够提高细胞培养袋1、21的内外的培养基B之间的物质的更换效率。

在上述第1实施方式及第2实施方式中，也可以是，还具有用于向利用溶液供给部件3、23向培养罐2、22内供给的培养基B等溶液供给氧的供氧部件(省略图示)。供氧部件也可以设置在培养罐2、22内。作为供氧部件，可列举通过鼓泡等将氧或含有氧的气体送入培养基B等溶液内的部件。

在上述第1实施方式～第3实施方式中，也可以具有能够远程监视培养罐2、22或收纳袋32内的溶液的状态、细胞培养袋1、21、31内的细胞A的状态的监视部件(省略图示)。

另外，也可以具有远程操作溶液供给部件3、23和溶液排出部件4、24的控制部(省略图示)。控制部也可以根据利用监视部件监视到的溶液或细胞A的状态来控制溶液供给部件3、23和溶液排出部件4、24。由此，通过一边监视在封闭系统中培养的细胞A的状态，一边适当地更换培养罐2、22内的培养基B，从而能够防止细胞培养袋1、21、31内的培养基B的劣化。在此所说的远程操作既可以是无线的，也可以是有线的。

另外，在上述第1实施方式～第3实施方式中使用的多孔质膜只要根据允许透过的物质的大小(分子量)适当地进行选择即可。作为多孔质膜，能够使用透析膜、半透膜等。

(第4实施方式)

接着，参照图5～图7说明本发明的第4实施方式的细胞培养装置400。

本实施方式的细胞培养装置400是在生物反应器等培养槽中培养细胞A时使用的装置，是图5所示的结构的装置。

细胞培养装置400包括在内部保持细胞A和培养基B、能够将内部的环境维持为适合细胞培养的状态并培养细胞A的培养罐42和设置在培养罐42的内部、并在内部保持透析液C的透析袋41。

在本装置400中使用的透析袋41是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过、但是细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，透析袋41由能够在内部保持透析液C的袋状的膜材料构成，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

透析袋41包括用于向内部供给透析液C的供给口41a和用于从内部排出透析液C的排出口41b。供给口41a连接于透析液供给部件43，能够从外部经由供给口41a向透析袋41内供给透析液C。排出口41b连接于透析液排出部件44，能够经由排出口41b向外部排出透析袋41内的透析液C。

透析液供给部件43例如具有一端与供给口41a连接的管等管状构件43a，透析液排出部件44例如具有一端与排出口41b连接的管等管状构件44a。管状构件43a的另一端连接于储存新鲜的培养基B的培养基容器8，利用配置在管状构件43a的中途位置的送液泵(省略图示)从培养基容器8经由管状构件43a向透析袋41供给培养基B。管状构件44a的另一端连接于废液容器9，利用配置在管状构件44a的中途位置的送液泵(省略图示)从透析袋41经由管状构件44a向废液容器9排出培养基B。也可以利用负压供给部件(省略图示)对排出口41b施加负压，从透析袋41经由管状构件44a向废液容器9排出培养基B。

培养罐42内的培养基B与透析袋41的多孔质膜之间的接触面积较大对提高培养罐42内的培养基B与透析袋41内的透析液C之间的物质更换效率是有利的。因而，优选的是，透析袋41整体由多孔质膜形成。另外，由于透析袋41的表面积较大是有利的，因此优选的是，透析袋41的形状是具有例如像突起那样的凹凸的形状。另外，也可以是，透析袋41具有细长的形状(像管那样的形状)，并像流路那样配置在培养罐42内(例如内壁)。

透析袋41内的透析液C是具有调整了浸透压力以使得在培养罐42内的培养基B内细胞A所排出的二氧化碳、代谢物经由多孔质膜朝向透析袋41内的透析液C移动的组成的溶液。

培养罐42在其内部保持细胞A和培养基(细胞培养液)B，能够封闭地培养细胞A。在培养罐42内以浸于培养基B内的方式配置有透析袋41，与透析袋41连接的透析液供给部件43和透析液排出部件44成为不损害培养中的培养罐42内的封闭性那样的结构。因而，在培养中能够封闭地向透析袋41内供给透析液C，或者能够从透析袋41内排出透析液C。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养装置400培养细胞A的步骤的一例。

本装置400的使用者首先向培养罐42内放入培养基B和培养对象的细胞A，并在浸于培养罐42内的培养基B的位置配置透析袋41。接着，利用透析液供给部件43向透析袋41供给透析液C并利用透析液C装满透析袋41内。接着，在适合细胞A培养的条件下开始进行培养。由此，培养罐42内的细胞A所排出的二氧化碳、代谢物穿过透析袋41的多孔质膜，向透析袋41内的透析液C移动。

在适当的时刻利用透析液排出部件44排出了透析袋41内的透析液C之后，利用透析液供给部件43将新鲜的透析液C供给到透析袋41内，从而更换透析袋41内的透析液C。

透析袋41内的透析液C的更换只要使用者在任意的时刻进行即可，既可以隔开恒定期间定期进行，也可以以期望的流速连续地进行透析液C的供给及排出。

透析袋41内的透析液C是含有细胞A的生长所需的物质、氧的溶液，也可以是具有调整了浸透压力以使得在培养罐42内的培养基B内细胞A所排出的二氧化碳、代谢物经由多孔质膜朝向透析袋41内的透析液C移动的同时、物质和氧经由多孔质膜朝向培养罐42内的培养基B移动的组成的溶液。在该情况下，透析袋41的多孔质膜具有细胞A的生长所需的物质、氧也能够穿过的孔。

在本实施方式中，像图6所示的细胞培养装置401那样，也可以是透析袋41不与供给部件和排出部件相连接、且在培养期间不更换透析液C的方式。在该情况下，透析袋41也可以是未固定在培养罐42内而在培养基B内漂浮的状态。

在本实施方式中，供给口41a和排出口41b是分开设置的，但是取代此，也可以像图7所示的细胞培养装置402那样，具有供给口41a与排出口41b一体化的供给·排出口41c，经由供给·排出口41c供给及排出透析液C。在该情况下，也可以采用连接于供给·排出口41c、且透析液供给部件与透析液排出部件一体化的供给·排出部件45。即，供给·排出部件45具有一端与供给·排出口41c连接的单一的管等管状构件45a，该管状构件45a的另一端连接于单一的容器10。或者，透析液供给部件和透析液排出部件也可以借助在中途分支的管等管状构件连接于共同的供给·排出口41c。

在本实施方式中，也可以在培养罐42内设置多个透析袋41。由此，能够提高培养罐42内的培养基B与透析袋41内的透析液C之间的物质的更换效率。

在本实施方式中，如图5～图7所示，在培养罐42内也可以具有搅拌培养基B的搅拌部件7。由此，能够提高培养罐42内的培养基B与透析袋41内的透析液C之间的物质的更换效率。

在本实施方式中，培养罐42也可以具有能够封闭地向培养罐42供给培养基B的培养基供给部件(未图示)。

也可以是还具有用于向利用培养基供给部件向培养罐42内供给的培养基B供给氧的供氧部件(未图示)。供氧部件也可以设置在培养罐42内。作为供氧部件，可列举通过鼓泡等将氧或含有氧的气体送入培养液内的部件。

(第5实施方式)

接着，参照图8～图10说明本发明的第5实施方式的细胞培养装置500。

本实施方式的细胞培养装置500是在细胞培养袋内培养细胞A时使用的装置，是图8所示的结构的装置。

细胞培养装置500包括在内部培养细胞A的细胞培养袋51和设置在细胞培养袋51内、并在内部保持透析液C的透析袋52，设置在维持适合细胞A培养的环境的孵化器(未图示)内。

在本装置500中使用的透析袋52与第4实施方式的透析袋41同样地是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过膜、但是细胞A所排出的二氧化碳、代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，透析袋52由能够在内部保持透析液C的袋状的膜材料构成，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

透析袋52包括用于向内部供给透析液C的供给口52a和用于从内部排出透析液C的排出口52b。供给口52a连接于透析液供给部件53，能够从外部经由供给口52a向透析袋52内供给透析液C。排出口52b连接于透析液排出部件54，能够经由排出口52b向外部排出透析袋52内的透析液C。透析液供给部件53与第4实施方式的透析液供给部件43同样地具有将供给口52a与培养基容器8连接起来的管等管状构件53a。透析液排出部件54与第4实施方式的透析液排出部件44同样地具有将排出口52b与废液容器9连接起来的管等管状构件54a。

细胞培养袋51内的培养基B与透析袋52的多孔质膜之间的接触面积较大对提高细胞培养袋51内的培养基B与透析袋52内的透析液C之间的物质更换效率是有利的。因而，优选的是，透析袋52整体由多孔质膜形成。另外，由于透析袋52的表面积较大是有利的，因此优选的是，透析袋52的形状是具有例如像突起那样的凹凸的形状。另外，也可以是，透析袋52具有细长的形状(像管那样的形状)，并像流路那样配置在细胞培养袋51内。

透析袋52内的透析液C是具有调整了浸透压力以使得在细胞培养袋51内的培养基B内细胞A所排出的二氧化碳、代谢物经由多孔质膜朝向透析袋52内的透析液C移动的组成的溶液。

细胞培养袋51在其内部保持细胞A和培养基(细胞培养液)B并能够封闭地培养细胞A。在细胞培养袋51内以浸于培养基B的方式配置有透析袋52，与透析袋52连接的透析液供给部件53和透析液排出部件54成为不损害培养中的细胞培养袋51内的封闭性那样的结构。因而，在培养中能够封闭地向透析袋52内供给透析液C，或者能够从透析袋52内排出透析液C。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养装置500培养细胞A的步骤的一例。

本装置500的使用者首先向细胞培养袋51内放入培养基B和培养对象的细胞A，并在浸于细胞培养袋51内的培养基B的位置配置透析袋52。接着，利用透析液供给部件53向透析袋52供给透析液C并利用透析液C装满透析袋52内。为了在适合细胞A培养的条件下进行培养，将细胞培养装置500设置在孵化器(未图示)内。由此，细胞培养袋51内的细胞A所排出的二氧化碳、代谢物穿过透析袋52的多孔质膜，向透析袋52内的透析液C移动。

在适当的时刻利用透析液排出部件54排出了透析袋52内的透析液C之后，利用透析液供给部件53将透析液C供给到透析袋52内，从而更换透析袋52内的透析液C。

透析袋52内的透析液C的更换只要使用者在任意的时刻进行即可，既可以隔开恒定期间定期进行，也可以以期望的流速连续地进行透析液C的供给及排出。

透析袋52内的透析液C是含有细胞A的生长所需的物质、氧的溶液，也可以是具有调整了浸透压力以使得在细胞培养袋51内的培养基B内细胞A所排出的二氧化碳、代谢物经由多孔质膜朝向透析袋52内的透析液C移动的同时、物质和氧经由多孔质膜朝向细胞培养袋51内的培养基B移动的组成的溶液。在该情况下，透析袋52的多孔质膜具有细胞A的生长所需的物质、氧也能够穿过的孔。

在本实施方式中，像图9所示的细胞培养装置501那样，也可以是透析袋52不与透析液供给部件和透析液排出部件相连接、且在培养期间不更换透析液C的方式。在该情况下，透析袋52也可以是未固定在细胞培养袋51内而在培养基B内漂浮的状态。

在本实施方式中，像图10所示的细胞培养装置502那样，取代独立设置的供给口52a和排出口52b，也可以具有供给口与排出口一体化的供给·排出口52c，经由供给·排出口52c供给及排出透析液C。

在该情况下，也可以采用连接于供给·排出口52c、且供给部件与排出部件一体化的供给·排出部件55。即，供给·排出部件55具有一端与供给·排出口52c连接的单一的管等管状构件55a，该管状构件55a的另一端连接于单一的容器10。或者，透析液供给部件和透析液排出部件也可以借助在中途分支的管等管状构件连接于共同的供给·排出口52c。

在本实施方式中，也可以在细胞培养袋51内设置多个透析袋52。由此，能够提高细胞培养袋51内的培养基B与透析袋52内的透析液C之间的物质的更换效率。

在本实施方式中，也可以具有能够封闭地向细胞培养袋51内供给培养基B的培养基供给部件(未图示)。

也可以是还具有用于向利用培养基供给部件向细胞培养袋51内供给的培养基B供给氧的供氧部件(未图示)。作为供氧部件，可列举通过鼓泡等将氧或含有氧的气体送入培养液内的部件。

在本实施方式中，示出了采用细胞培养袋51的方式，但是也可以是取代细胞培养袋51而采用烧瓶、培养皿等其他细胞培养容器的方式。

(第6实施方式)

接着，参照图11～图14说明本发明的第6实施方式的细胞培养装置600。

本实施方式的细胞培养装置600是在生物反应器等培养槽内培养细胞A时使用的装置，是图11所示的结构的装置。

细胞培养装置600包括在内部保持细胞A和培养基B且能够将内部的环境维持为适合细胞培养的状态并培养细胞A的培养罐61、设置在培养罐61的内部且在内部保持第1溶液D的第1透析袋62以及在内部保持第2溶液E的第2透析袋63。

在本装置600中使用的第1透析袋62是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过、但是至少二氧化碳、细胞A所排出的代谢物等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，第1透析袋62由能够在内部保持溶液D的袋状的膜材料形成，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

第1透析袋62包括用于向内部供给第1溶液D的供给口62a和用于从内部排出第1溶液D的排出口62b。供给口62a和排出口62b连接于第1溶液更换部件64，能够从外部向第1透析袋62内供给及排出第1溶液D。

第1透析袋62内的第1溶液D是具有调整了浸透压力以使得在培养罐61的培养基B内产生的二氧化碳、细胞A所排出的代谢物经由多孔质膜朝向第1透析袋62内的第1溶液D移动的组成的溶液。

培养罐61内的培养基B与第1透析袋62的多孔质膜之间的接触面积较大对提高培养基B与第1溶液D之间的物质更换效率是有利的。因而，优选的是，第1透析袋62整体由多孔质膜形成。另外，由于第1透析袋62的表面积较大是有利的，因此优选的是，第1透析袋62的形状是具有例如像突起那样的凹凸的形状。或者，也可以是，第1透析袋62具有细长的形状(像管那样的形状)，并像流路那样配置在培养罐61内(例如内壁)。

参照图12A～图12C说明第1溶液更换部件64。

第1溶液更换部件64具有作为供给第1溶液D的透析液供给部件和排出第1溶液D的透析液排出部件的功能。

图12A示出了第1溶液更换部件64的一例，该第1溶液更换部件64包括分别与供给口62a和排出口62b连接的两个管等管状构件64a、64b、保持向培养罐61供给的第1溶液D的第1溶液保持容器66以及保持从培养罐61排出的第1溶液D的废液容器67。第1溶液保持容器66借助管状构件64a连结于第1透析袋62的供给口62a，废液容器67借助管状构件64b连结于第1透析袋62的排出口62b。在管状构件64a上，例如设置有送液泵68，能够依次向第1溶液保持容器46、第1透析袋62、废液容器67内输送第1溶液D。

图12B示出了包括使图12A的第1溶液保持容器66与废液容器67一体化的保持容器69的例子。保持容器69借助管等管状构件64a、64b连结于第1透析袋62的供给口62a和排出口62b。在管状构件64a上，例如设置有送液泵68，能够使第1溶液D在保持容器69与第1透析袋62之间循环。

如图12C所示，也可以向保持容器69内预先放入能够吸附代谢物的多孔质物质等吸附物质50。

另外，送液泵68的设置位置只要与培养系统相匹配地适当确定即可。

在本装置600中使用的第2透析袋63是至少一部分由多孔质膜构成的袋状的袋。该多孔质膜由具有细胞A无法穿过、但是至少氧、细胞A所需的营养物质等能够自由穿过的孔的膜材料形成。即，第2透析袋63由能够在内部保持溶液E的袋状的膜材料构成，袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基B所含有的物质能够选择性地穿过、但是细胞A无法穿过这样的特性的多孔质膜形成。

第2透析袋63包括用于向内部供给第2溶液E的供给口63a和用于从内部排出第2溶液E的排出口63b。供给口63a和排出口63b连接于第2溶液更换部件65，经由管等管状构件65a、65b，能够从外部向第2透析袋63内供给及排出第2溶液E。

第2透析袋63内的第2溶液E含有氧、细胞A所需的营养物质，是具有调整了浸透压力以使得该氧和营养物质经由多孔质膜朝向培养罐61的培养基B内移动的组成的溶液。

培养罐61内的培养基B与第2透析袋63的多孔质膜之间的接触面积较大对提高培养基B与第2溶液E之间的物质更换效率是有利的。因而，优选的是，第2透析袋63整体由多孔质膜形成。另外，由于第2透析袋63的表面积较大是有利的，因此优选的是，第2透析袋63的形状是具有例如像突起那样的凹凸的形状。或者，也可以是，第2透析袋63具有细长的形状(像管那样的形状)，并像流路那样配置在培养罐61内(例如内壁)。

优选的是，培养罐61能够在内部保持细胞A和培养基(细胞培养液)B并封闭地培养细胞A。在培养罐61内以浸于培养基B内的方式配置有第1透析袋62，与第1透析袋62连接的第1溶液更换部件64成为不损害培养中的培养罐61内的封闭性那样的结构。另外，在培养罐61内以浸于培养基B内的方式配置有第2透析袋63。与第2透析袋63连接的第2溶液更换部件65成为不损害培养中的培养罐61内的封闭性那样的结构。

因而，能够封闭地在培养中向第1透析袋62内供给第1溶液D，或者能够从第1透析袋62内排出第1溶液D。同样地，能够封闭地在培养中向第2透析袋63内供给第2溶液E，或者能够从第2透析袋63内排出第2溶液E。

第2溶液更换部件65只要与第1溶液更换部件64同样即可，优选图12A所示的方式。

接着，说明使用本实施方式的细胞培养装置600培养细胞A的步骤的一例。

本装置600的使用者首先向培养罐61内放入培养基B和培养对象的细胞A，并在浸于培养罐61内的培养基B的位置配置第1透析袋62和第2透析袋63。接着，将第1透析袋62和第2透析袋63分别连接于第1溶液更换部件64和第2溶液更换部件65。接着，利用第1溶液更换部件64用第1溶液D装满第1透析袋62，利用第2溶液更换部件65用第2溶液E装满第2透析袋63。在该状态下，在培养罐61内的适合细胞A培养的条件下开始培养。

由此，培养罐61内的二氧化碳、细胞A所排出的代谢物穿过第1透析袋62的多孔质膜，并向第1透析袋62内的第1溶液D移动。

通过在适当的时刻利用第1溶液更换部件64供给及排出第1透析袋62内的第1溶液D，从而能够更换第1透析袋62内的第1溶液D，能够从培养罐61内排出二氧化碳、细胞A所排出的代谢物。

第2溶液E中的氧、细胞A所需的营养物质穿过第2透析袋63的多孔质膜向培养罐61内移动。

通过在适当的时刻利用第2溶液更换部件65供给及排出第2透析袋63内的第2溶液E，从而能够更换第2透析袋63内的第2溶液E，能够向培养罐61内供给氧、细胞A所需的营养物质。

各个透析袋62、63内的溶液D、E的更换只要使用者在任意的时刻进行即可，既可以隔开恒定期间定期进行，也可以以期望的流速连续地进行溶液的供给及排出。

在本实施方式中，像图13所示的细胞培养装置601那样，也可以是第1透析袋62和第2透析袋63分别不与第1溶液更换部件64和第2溶液更换部件65相连接、且在培养期间不更换溶液E、D的方式。在该情况下，第1透析袋62和第2透析袋63也可以是未固定在培养罐61内而在培养基B内漂浮的状态。

在本实施方式中，也可以在培养罐61内分别设有多个第1透析袋62和第2透析袋63。由此，能够提高培养罐61内的培养基B与第1透析袋62和第2透析袋63内的溶液D、E之间的物质更换效率。

在该情况下，在第1透析袋62内，也可以预先放入能够吸附代谢物的多孔质物质等吸附物质。

在本实施方式中，像图14所示的细胞培养装置602那样，也可以取代培养罐61而采用细胞培养袋71。在该情况下，只要通过将细胞培养袋71设置在孵化器内来维持适合细胞培养的状态即可。

根据本实施方式，能够提供一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：培养槽(培养罐)，其在内部保持细胞和培养基，并用于培养所述细胞；以及多个透析袋，其由能够在内部收纳透析液(溶液)的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性地穿过、而且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成，该多个透析袋在所述培养槽(培养罐)的内部配置为浸于所述培养基，所述多个透析袋中的至少一个透析袋收纳着组成与其他透析袋的组成不同的透析液(溶液)。

在此，优选的是，多个透析袋收纳着调整了浸透压力以使二氧化碳、细胞所排出的代谢物从培养槽的培养基向透析袋内移动的组成的透析液(溶液)、调整了浸透压力以使氧、细胞所需的营养物质从透析袋内向培养槽的培养基移动的组成的透析液(溶液)。

即，优选的是，多个透析袋包括用于从培养槽(培养罐)的培养基中回收二氧化碳、细胞所排出的代谢物的透析袋和用于将氧、细胞所需的营养物质向培养槽(培养罐)的培养基放出的透析袋。

另外，也可以是，多个透析袋分别借助管等管状构件连接于溶液更换部件，并能够利用该溶液更换部件从外部供给及排出透析液(溶液)。

作为本实施方式的变形例，能够列举不具有保持第1溶液的第1透析袋的细胞培养装置。

即，是一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：培养槽(培养罐)，其在内部保持细胞和培养基，并用于培养所述细胞；以及透析袋，其由能够在内部收纳透析液(溶液)的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性地穿过、而且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成，所述透析袋在所述培养槽(培养罐)的内部配置为浸于所述培养基，而且，所述透析袋收纳着调整了浸透压力以使氧、细胞所需的营养物质从所述透析袋内向培养槽(培养罐)的培养基移动的组成的透析液(溶液)。

在此，也可以是，透析袋借助管等管状构件连接于溶液更换部件(供给部件和排出部件)，能够利用该溶液更换部件从外部供给及排出透析液(溶液)。或者，也可以是透析袋不与溶液更换部件相连接、且在培养期间不更换透析液(溶液)的方式。也可以设有多个透析袋。

另外，培养罐也可以是细胞培养袋。在该情况下，只要通过将细胞培养袋设置在孵化器内来维持适合细胞培养的状态即可。

根据本变形例的细胞培养装置，能够在培养中向培养系统连续地供给细胞所消耗的氧、营养物质。

在上述第4实施方式～第6实施方式中，作为装满透析袋41、52、62、63内的透析液C或第1及第2溶液D、E，也可以使用与培养罐42、61或细胞培养袋51内的培养基B相同的培养基。

在上述第4实施方式～第6实施方式中，也可以具有能够远程监视培养罐42、61内或细胞培养袋51内的细胞A或培养基B的状态的监视部件。

另外，也可以具有远程操作透析液供给部件和透析液排出部件的控制部。控制部也可以根据利用监视部件监视到的细胞A或培养基B的状态来控制透析液供给部件和透析液排出部件。由此，通过一边监视在封闭系统中培养的细胞A、培养基B的状态，一边适当地更换透析袋41、52、62、63内的透析液C、D、E，从而能够防止培养罐42、61或细胞培养袋51内的培养基B的劣化。在此所说的远程操作既可以是无线的，也可以是有线的。

在上述第4实施方式～第6实施方式中，也可以向透析袋41、52、62、63内放入吸附代谢物的物质。作为吸附代谢物的物质，能够列举活性炭等具有微小孔的多孔质物质。

在上述第1实施方式～第6实施方式中使用的多孔质膜只要根据允许透过的物质的大小(分子量)适当地进行选择即可。作为多孔质膜，例如能够使用透析膜、半透膜等。多孔质膜的材料例如是纤维素系膜(再生纤维素膜、表面化改性再生纤维素膜、纤维素醋酸酯等)、合成高分子系膜(聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯乙烯醇共聚物、聚砜、聚酰胺、聚酯系聚合物合金等)等。

作为本发明中的控制部的例子，能够列举具有CPU和存储器的计算机。计算机既可以是个人计算机(PC)那样的通用计算机，也可以是专用计算机。存储器例如是能够由计算机读取的非临时的存储介质，存储着控制程序。通过使CPU执行存储于存储器的控制程序，从而实现了上述控制部的功能。

附图标记说明

100、200、201、400、401、402、500、501、502、600、601、602细胞培养装置；300细胞培养容器；1、21、31、51、71细胞培养袋；2、22、42、61培养罐；3、23溶液供给部件；4、24溶液排出部件；43、53、64透析液供给部件；44、54、64透析液排出部件；2a、22a、41a、52a、62a、63a供给口；2b、22b、41b、52b、62b、63b排出口；16袋支承件；7搅拌部件；32收纳袋；41、52、62、63透析袋；45、55供给·排出部件；41c、52c供给·排出口。

Claims (15)

1.一种细胞培养袋，其中，

该细胞培养袋由能够在内部收纳细胞和培养基的袋状的膜材料构成，

该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性穿过、且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成。

2.一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：

权利要求1所述的细胞培养袋；以及

培养罐，其将该细胞培养袋保持为浸于溶液内的状态。

3.根据权利要求2所述的细胞培养装置，其中，该细胞培养装置还包括：

溶液供给部件，其用于向所述培养罐供给所述溶液；以及

溶液排出部件，其用于从所述培养罐排出所述溶液。

4.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置具有远程操作所述溶液供给部件和所述溶液排出部件的控制部。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置具有远程监视所述细胞培养袋内的细胞的状态的监视部件。

6.一种细胞培养容器，其中，该细胞培养容器包括：

权利要求1所述的细胞培养袋；以及

收纳袋，其将该细胞培养袋收纳于内部，由具有透气性的材料构成。

7.一种细胞培养装置，其中，该细胞培养装置包括：

培养槽，其在内部保持细胞和培养基，并用于培养所述细胞；以及

透析袋，其由能够在内部收纳透析液的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由所述培养基所含有的物质能够选择性穿过、且所述细胞无法穿过的多孔质膜形成，

该透析袋配置为在所述培养槽的内部浸于所述培养基。

8.根据权利要求7所述的细胞培养装置，其中，

所述培养槽是培养罐或细胞培养袋。

9.根据权利要求7或8所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置还包括：

透析液供给部件，其用于向所述透析袋供给所述透析液；以及

透析液排出部件，其用于从所述透析袋排出所述透析液。

10.根据权利要求9所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置包括：

多个所述透析袋；以及

多个所述透析液供给部件和多个所述透析液排出部件，多个所述透析袋中的每一个透析袋均设有所述透析液供给部件和所述透析液排出部件，

多个所述透析袋中的至少一个透析袋收纳了组成与其他透析袋的组成不同的透析液。

11.根据权利要求9或10所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置具有远程操作所述透析液供给部件和所述透析液排出部件的控制部。

12.根据权利要求7～11中任一项所述的细胞培养装置，其中，

该细胞培养装置具有远程监视所述培养槽内的细胞的状态的监视部件。

13.根据权利要求7～12中任一项所述的细胞培养装置，其中，

所述多孔质膜是透析膜或半透膜。

14.一种细胞培养容器，其中，

该细胞培养容器在内部保持袋，该袋由在内部保持透析液的袋状的膜材料构成，该袋状的膜材料的至少一部分由具有培养基所含有的物质能够选择性穿过、且细胞无法穿过的特性的多孔质膜形成。

15.根据权利要求14所述的细胞培养容器，其中，

所述多孔质膜是透析膜或半透膜。