【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動培養装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の培養装置としては、複数の培養容器を収納可能なインキュベータであって、培養容器を搭載する回転式の試料テーブルを内部に備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このインキュベータは、筐体に大小２つの開口部とこれら開口部を開閉する２つの扉を備えている。小さい開口部は、インキュベータ内の培養容器を出し入れする際に開閉され、大きい開口部は、内部の清掃や保守などの作業を行う際に開閉されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９３１５６号公報（図２等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示されたインキュベータは、異なる２つの側壁にそれぞれ開口部を備えており、このような構造は、インキュベータ内に回転式の試料テーブルを設けて、側壁から離れた試料テーブル上に培養容器を載置する場合には可能であるが、インキュベータの側壁を培養容器の収納に利用している場合には採用することができない。また、インキュベータは、内部の温度や湿度等の培養条件を一定に保つために、側壁内にウォータジャケットや配管類を備えている。したがって、側壁に開口部を形成することにより、これらの設備の配置が制限されるという不都合がある。さらに、同一の側壁に２つの開口部を設ける場合には、培養容器を出し入れするためのアクセス方向と、インキュベータ内を保守するためのアクセス方向を同一方向に設定しなければならないという不都合がある。
【０００５】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、培養室に設ける開口部を最低限に抑えながら、複数の方向から培養室内にアクセスできる自動培養装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、開閉可能な扉を備え、該扉を介して、細胞を収容した培養容器を出し入れ可能に収容し、所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室と、該培養室を水平回転させる水平回転手段とを備える自動培養装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、培養室に設けた扉を開いて、細胞を収容した培養容器を扉から培養室内に収容し、扉を閉じて所定の培養条件を維持することにより、細胞が培養される。また、培養室の扉を開いて、内部の培養容器を培養室外に取り出すことができる。この場合において、水平回転手段を作動させて培養室を水平回転させることにより、扉の方向を変更することが可能となる。その結果、培養容器の出し入れの際のアクセス方向とは異なる方向に扉を向けて、別のアクセス方向から培養室内にアクセスすることが可能となる。すなわち、培養室に設けた単一の扉を介して異なる方向から培養室内にアクセスできる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の自動培養装置において、前記培養室を収容する筐体を備え、該筐体の側壁の前記培養室へアクセス可能な位置に、筐体を開閉するアクセス扉が設けられている自動培養装置を提供する。
この発明によれば、例えば、筐体内の清浄度を高めておくことにより、培養室の扉を開けて培養容器を出し入れしても、培養室内の清浄度を低減させることなく、また、培養容器を清浄度の高い雰囲気の中で取り扱うことが可能となる。そして、筐体外部から培養室へアクセスする必要が生じた場合には、アクセス扉を開け、培養室の扉が設けられている方向を水平回転手段の作動によって、アクセス扉の方向に向けることにより、筐体外部から培養室の内部へ容易にアクセスすることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の自動培養装置において、前記筐体内に、前記扉が開放された前記培養室に培養容器を出し入れする搬送機構が設けられ、前記アクセス扉が、前記培養室に対して前記搬送機構が設置されている方向とは異なる方向に設けられている自動培養装置を提供する。
この発明によれば、筐体内において培養室の扉を開き、搬送機構により培養容器を培養室から出し入れして取り扱うことが可能となる。培養室の扉の前には、搬送機構の設置スペースを確保する必要があるため、培養室内を保守等する場合には、水平回転手段を作動させて、培養室の扉を搬送機構が設置されている方向とは異なる方向に配されているアクセス扉の方向に向けることにより、搬送機構との干渉を避けて、筐体外部から培養室の内部へ容易にアクセスすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係る自動培養装置について、図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１は、外部から観察可能な透明な壁材により構成され、内部を密封状態に保持可能な筐体３０を備えている。この筐体３０内には、シャッタ２を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とが備えられている。また、筐体３０には、第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３を外部に対して開閉するアクセス扉３１が設けられている。
【００１１】
第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器３を収容する培養室４が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器３を移動するための搬送ロボット（搬送機構）５が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。
４個の培養室４は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉４ａを対向させて、間隔をあけて配置されている。また、前記アクセス扉３１は、図１および図３に示されるように、中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置した培養室４の背面側に設けられている。したがって、アクセス扉３１を開くことにより、両側空間Ｓ１１，Ｓ１３を開放して培養室４の背面を露出させることができるようになっている。
【００１２】
前記各培養室４は、図２および図３に示されるように、一側面に開口部４ｂを有し、該開口部４ｂを開閉可能な扉４ａを備えている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、トレイ７を上下方向に複数段収容できるようになっている。各培養室４内は、所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されている。なお、トレイ保持部材はレール状に限定されず、トレイを出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００１３】
各トレイ７には、複数個、例えば、１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。各培養容器３は、図４に示されるように、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋体３ｂとからなり、容器本体３ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンドにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
【００１４】
各培養室４は、図２に示されるように、該培養室４を水平回転させるターンテーブル３２（水平回転手段）上に載置されている。したがって、ターンテーブル３２を作動させることにより、図３に示すように、各培養室４を水平回転させ、扉４ａの向かう方向を変更することができるようになっている。図３中、鎖線Ａは培養室の動作範囲を示している。
各培養室４の下方には、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で複数収容するストッカ８が配置されている。ストッカ８は、前記培養室４の扉とは反対側の第１空間Ｓ１の外部に向かう側面に開閉可能なドア８ａを有している。該ドア８ａは、ストッカ８の一側面全体を開放する大きさに形成されている。
【００１５】
前記搬送ロボット５は、４個の培養室４の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット５は、水平回転可能な第１アーム５ａと、該第１アーム５ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム５ｂと、該第２アーム５ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂおよびハンド５ｃを昇降可能な昇降機構５ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット５は、４個の培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記シャッタ２を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
【００１６】
前記コンベア９は、搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端ベルト９ａを備え、これら無端ベルト９ａに掛け渡してトレイ７を載置できるようになっている。また、搬送ロボット５は、培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記ストッカ８内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。
なお、ベルト９ａは無端ベルトに限られない。
【００１７】
前記ハンド５ｃは、トレイを載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されているトレイ７間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド５ｃは、トレイ７間の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持できるようになっている。
【００１８】
前記第２空間Ｓ２には、シャッタ２が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア９によって搬送されてきたトレイ７上の培養容器３を取り扱うハンドリングロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機１１と、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット１２を備えた水平回転および昇降移動可能な２台の分注ロボット１３と、これら分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容していて分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部（図示略）と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡１７と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、前記コンベア９と各ロボット１０，１３との間で培養容器３を受け渡し可能とするように培養容器３を移動させる水平移動機構１９と、該水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置する載置台２１とを備えている。
なお、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を送る空気清浄部（図示略）が設けられている。
【００１９】
前記ハンドリングロボット１０は、培養容器３を取り扱う把持ハンド１０ａを水平移動および昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、これら水平アーム１０ｂ〜１０ｄを昇降させる昇降機構１０ｅとを備えている。また、水平アーム１０ｂ〜１０ｄの先端には、培養容器３を把持する把持ハンド１０ａの他に、培養容器３内から細胞や培地を出し入れするチップ１４を着脱可能な電動ピペット（図示略）と、培養容器３の蓋体３ｂを引っかけて開閉する蓋体開閉ハンド（図示略）とが備えられている。
【００２０】
ハンドリングロボット１０は、コンベア９で搬送されてきたトレイ７上の培養容器３の蓋体３ｂを開閉し、培養容器３を把持して搬送することにより載置台２１および顕微鏡１７に供給し、電動ピペット先端のチップ１４を交換し、培養容器３内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機１１に投入するようになっている。したがって、ハンドリングロボット１０は、コンベア９、載置台２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収部（図示略）および遠心分離機１１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００２１】
前記遠心分離機１１は、ハンドリングロボット１０から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
【００２２】
前記分注ロボット１３は、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されて来た培養容器３内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上の載置台２１、チップ供給装置１５、チップ回収部および試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００２３】
前記チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３の動作範囲と、蓋体１５ｂとの間で往復移動させられるように移動機構１５ｃに取り付けられており、チップ１４の交換が不要なときには、チップ１４への塵埃等の付着を防止するために、移動機構１５ｃを作動させて蓋体１５ｂの下方に配置されるようになっている。
【００２４】
前記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ１４を把持する把持装置を備えていて、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態でハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１２を移動させることにより、電動ピペット１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、回収容器内に回収されるようになっている。
【００２５】
前記試薬等供給装置１６は、例えば、図１に示されるように、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル１６ａを収容し、該テーブル１６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器１６ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器１６ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ（Ｍｉｎｉｍａｌ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ｍｅｄｉｕｍ：最小必須培地）、ＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ）、ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００２６】
試薬等供給装置１６のケーシングの上面には、分注ロボット１３が電動ピペット１２先端のチップ１４を挿入する挿入口１６ｃが設けられている。この挿入口１６ｃは、前記分注ロボット１３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器１６ｂは、その上面に、前記挿入口１６ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、テーブル１６ａを回転させて試薬等容器１６ｂの開口部をケーシングの挿入口１６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット１３が、電動ピペット１２先端のチップ１４を上方から試薬等容器１６ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。試薬等供給装置１６と、分注ロボット１３とを２台ずつ設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００２７】
前記顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００２８】
前記貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＤＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ａ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
【００２９】
前記水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記載置台２１が設けられており、載置台２１に搭載された培養容器３を、コンベア３から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
【００３０】
前記載置台２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備える。なお、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を別途備えていてもよい。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。なお、加振装置として、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
本実施形態に係る自動培養装置１の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る自動培養装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１を用いて、細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機１１に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、ハンドリングロボット１０に行わせてもよい。これにより、遠心分離機１１の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
【００３２】
集められた骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０により、培養容器３に投入される。このとき、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１０個の空の培養容器３が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に差し出されている。ハンドリングロボット１０は、差し出された培養容器３の内の２個の蓋体３ｂを開けた後に、把持ハンド１０ａを作動させてこれを把持してすることにより、載置台２１上に移載する。なお、蓋体３ｂを開けるロボットを別途設けてもよい。これにより処理直前に蓋体３ｂを開けることができ、容器本体３ａ内に異物が入る確率を低減することができる。
【００３３】
チップ供給装置１５が移動機構１５ｃを作動させることにより、未使用のチップ１４をハンドリングロボット１０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット１０は、チップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取って電動ピペットの先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット１０を作動させて、電動ピペット先端のチップ１４を遠心分離機１１内に集められた骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペットを作動させることにより、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞はハンドリングロボット１０を作動させることにより、載置台２１上に蓋体３ｂを開けて移載されている培養容器３内に投入される。
【００３４】
骨髄細胞を培養容器３内に投入し終わると、ハンドリングロボット１０は、チップ回収部までチップ１４を搬送してチップ１４を取り外す。また、チップ供給装置１５は、移動機構１５ｃの作動により容器１５ａを蓋体１５ｂの下方に配置する。
【００３５】
次に、骨髄細胞が投入された培養容器３は、水平移動機構１９を作動させることにより、載置台２１ごと水平移動させられ、各分注ロボット１３の動作範囲内に配置される。分注ロボット１３は、チップ供給装置１５から受け取った未使用のチップ１４を先端に取り付けた電動ピペット１２を作動させることにより、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂ内からＤＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器３の上方まで搬送して培養容器３内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置１５から未使用のチップ１４に交換して行われる。これにより、培養容器３内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、載置台２１を作動させて、培養容器３ごと加振することにしてもよい。そして、全ての処理を終えた培養容器３は水平移動機構１９の作動により、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻される。ハンドリングロボット１０は、培養容器本体３ａに蓋体３ｂを被せた上で、培養容器３をトレイ７上に戻す。
【００３６】
トレイ７上の全ての培養容器３に対して所定の処理が行われた後に、コンベア９を作動させることにより、トレイ７に載せられた培養容器３が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。この状態で、搬送ロボット５を作動させることにより、ハンド５ｃによってトレイ７を持ち上げる。そして、トレイ７を収容する培養室４の前まで搬送したところで、当該培養室４の扉４ａを開き、搬送ロボット５によって、空いているトレイ保持部材４ｃ上にトレイ７を挿入する。そして、再度、扉４ａを閉じることにより、培養室４内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、骨髄細胞投入や、ＤＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００３７】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養室４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。第２空間Ｓ２では、培養容器３内にトリプシンが注入されて、培養容器３内の細胞が剥離させられた状態で、ハンドリングロボット１０の作動によって遠心分離機１１内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。その他の処理工程は上記と同様である。
【００３８】
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間に渡る培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、ハンドリングロボット１０の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器３を顕微鏡１７まで搬送することにより、観察あるいは測定され、細胞の増殖の程度が判断される。なお、トレイ７上には、同一検体の培養容器３が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。また、載置台２１上には同一検体の培養容器３が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。
【００３９】
このようにして、本実施形態に係る自動培養装置１により、患者から採取した骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器３内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００４０】
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、４つの培養室がその扉４ａを中央空間Ｓ１２に向けて配置されているので、中央空間Ｓ１２に配置された搬送ロボット５が全ての培養室４に対してトレイを出し入れするためにアクセスすることができる。
また、培養室４の背面側に筐体３０を開閉するアクセス扉３１が設けられているので、保守等のために培養室４内にアクセスする必要が生じた場合には、アクセス扉３１を開けて筐体３０の外部から培養室４にアクセスすることが可能となる。
【００４１】
そして、この場合には、培養室４を搭載したターンテーブル３２を１８０°回転させることにより、培養室４の扉４ａの方向を搬送ロボット５側からアクセス扉３１側に向けることができる。すなわち、培養室４は、通常時には、中央空間Ｓ１２の搬送ロボット５の方向に向けられているが、保守等を行う際には、ターンテーブル３２により反転させられ、筐体３０を開閉するアクセス扉３１に開口部４ｂを開口させることができることになる。したがって、保守作業者は、筐体３０の外部から培養室４内部まで容易に到達することができ、作業性を向上することができる。
【００４２】
また、本実施形態に係る自動培養装置によれば、培養室４に培養容器３の出し入れ用の開口部４ｂ以外の開口部を設ける必要がない。したがって、全ての壁内にウォータジャケットやその他の配管等を埋設することができる。その結果、温度管理や湿度管理を行うための設備の設置が制限されることがない。
【００４３】
また、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養室４内に、培養容器３を取り出すための機構部が存在しない。すなわち、培養室４内には、トレイ７を載置した状態に支持するトレイ支持部材４ｃが設けられているのみであり、培養容器３を取り出すための機構部は全て培養室４外に配置された搬送ロボット５に集約されている。そして、搬送ロボット５は、トレイ７の出し入れ作業が行われた後には、培養室４の扉４ａの外側に完全に退避することができるようになっている。
【００４４】
したがって、扉４ａが閉じられた状態では、培養室４内に機構部が存在せず、機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。また、培養室４内は、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されるが、機構部が存在しないために、このような環境下においても、腐食等の問題が生ずることがない。また、扉４ａが開かれた状態においても、培養室４内に挿入されるのは搬送ロボット５のハンド５ｃ先端のみであり、実質的に回転機構や摺動機構が培養室４内に入ることはない。したがって、培養室４内への塵埃の侵入が抑制され、培養室４内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養室４はＣＯ２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態に係る自動培養装置１は、搬送ロボット５の設置されている中央空間Ｓ１２の上部に、空気清浄部６を備えているので、搬送ロボット５の存在する中央空間Ｓ１２内も常に清浄度が維持されている。したがって、培養室４の扉４ａが開かれときにも、培養室４内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
【００４６】
なお、この発明は、上記実施形態に示した構成に限定されるものではない。すなわち、培養室４の形状や数、搬送ロボット５、ハンドリングロボット１０および分注ロボット１３の形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＥＧＦ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。なお、本実施形態に係る自動培養装置は、骨髄の間葉系幹細胞の培養に限定されるものではない。生体の種々の組織から採取された細胞や、樹立された細胞ラインを培養してもよい。
【００４７】
また、細胞を生体組織補填材に付着させて培養してもよい。生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、アクセス扉３１を搬送ロボット５とは反対側、すなわち、培養室４の通常使用時に背面側に配される筐体３０の側面に設けたが、これに代えて、筐体３０の他の側面に設けてもよい。すなわち、ターンテーブルを１８０°回転することにより反転させることに代えて、例えば、ターンテーブルを９０°回転させることにより、側方に向けてもよい。また、回転角度は任意でよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る自動培養装置によれば、水平回転手段の作動により、培養容器の出し入れの際のアクセス方向とは別のアクセス方向からの培養室内へのアクセスを可能として、培養室に設けた単一の扉を異なる作業時に使用することができる。したがって、培養容器の取り出し作業に必要とされる機器が培養室の扉の正面に配置されていても、当該機器に邪魔されることなく、培養室の扉を介した他の作業を容易に行うことができる。
また、培養室に設ける開口部を最小限に抑えることができ、培養室の機能を損なうことがないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動培養装置を示す斜視図である。
【図２】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す縦断面図である。
【図３】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す平面図である。
【図４】図１の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 自動培養装置
３ 培養容器
４ 培養室
４ａ 扉
５ 搬送ロボット（搬送機構）
３０ 筐体
３１ アクセス扉
３２ ターンテーブル（水平回転手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic culture device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a conventional culture apparatus, an incubator capable of storing a plurality of culture vessels and having a rotary sample table in which the culture vessels are mounted is known (for example, see Patent Document 1). .
This incubator is provided with two large and small openings and two doors for opening and closing these openings in a housing. The small opening is opened and closed when a culture container in the incubator is taken in and out, and the large opening is opened and closed when performing operations such as cleaning and maintenance of the inside.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-93156 A (FIG. 2 etc.)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the incubator disclosed in Patent Literature 1 has openings on two different side walls, respectively, and such a structure is provided by providing a rotating sample table in the incubator and mounting the sample table on the sample table away from the side wall. This is possible when a culture vessel is placed in the incubator, but cannot be adopted when the side wall of the incubator is used for storing the culture vessel. Further, the incubator is provided with a water jacket and piping in the side wall in order to keep the culture conditions such as internal temperature and humidity constant. Therefore, there is an inconvenience that the arrangement of these facilities is restricted by forming an opening in the side wall. Furthermore, when two openings are provided on the same side wall, there is a disadvantage that the access direction for taking the culture container in and out and the access direction for maintaining the inside of the incubator must be set in the same direction.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an automatic culture apparatus that can access the culture chamber from a plurality of directions while minimizing the number of openings provided in the culture chamber.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The invention according to claim 1 is provided with a door that can be opened and closed, through the door, accommodates a culture container containing cells so that it can be taken in and out, and a culture chamber for culturing cells while maintaining predetermined culture conditions; An automatic culturing apparatus comprising: a horizontal rotating means for horizontally rotating the culture chamber.
[0007]
According to the present invention, the cells are cultured by opening the door provided in the culture chamber, storing the culture container containing the cells in the culture chamber from the door, and closing the door to maintain predetermined culture conditions. . In addition, by opening the door of the culture room, the internal culture container can be taken out of the culture room. In this case, it is possible to change the direction of the door by operating the horizontal rotation means and horizontally rotating the culture chamber. As a result, it is possible to access the culture chamber from another access direction by turning the door in a direction different from the access direction when the culture container is taken in and out. That is, it is possible to access the culture chamber from different directions through a single door provided in the culture chamber.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the automatic culture apparatus according to the first aspect, a housing for housing the culture chamber is provided, and the housing is opened and closed at a position on a side wall of the housing where the culture chamber can be accessed. The present invention provides an automatic culture device provided with an access door.
According to the present invention, for example, by increasing the cleanliness in the housing, even if the door of the culture chamber is opened and the culture vessel is taken in and out, without decreasing the cleanliness in the culture chamber, Can be handled in a highly clean atmosphere. Then, when it becomes necessary to access the culture chamber from outside the housing, the access door is opened, and the direction in which the door of the culture chamber is provided is directed to the direction of the access door by the operation of the horizontal rotating means. Thus, the inside of the culture chamber can be easily accessed from outside the housing.
[0009]
The invention according to claim 3 is the automatic culture device according to claim 2, wherein a transfer mechanism for taking a culture container into and out of the culture chamber with the door opened is provided in the housing, and the access door is provided with: Provided is an automatic culture device provided in a direction different from a direction in which the transport mechanism is installed in the culture room.
According to the present invention, it becomes possible to open the door of the culture chamber in the housing, and to handle the culture container by taking it in and out of the culture chamber by the transport mechanism. Since it is necessary to secure an installation space for the transport mechanism in front of the culture room door, when maintaining the culture room, the horizontal rotation means is operated to move the culture room door to the transfer mechanism. By directing in the direction of the access door arranged in a direction different from the direction in which it is located, it is possible to easily access the inside of the culture chamber from outside the housing while avoiding interference with the transport mechanism.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An automatic culture apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The automatic culture device 1 according to the present embodiment includes a housing 30 that is formed of a transparent wall material that can be observed from the outside and that can hold the inside in a sealed state. The housing 30 includes a first space S1 and a second space S2 that communicate with each other via the shutter 2. In addition, the housing 30 is provided with an access door 31 that opens and closes both side spaces S11 and S13 of the first space S1 to the outside.
[0011]
A total of four culture chambers 4 each containing two culture vessels 3 are disposed in both sides S11 and S13 of the first space S1, and a transport robot (transport robot) for moving the culture vessels 3 is disposed in the central space S12. Mechanism 5 is provided. Above the central space S12, there is provided an air purifier 6 for sending a clean descending airflow to purify air in the central space S12.
By arranging the doors 4a toward the central space S12, the four culture chambers 4 are arranged at an interval such that the two culture chambers 4 face each other with the doors 4a facing each other. Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the access door 31 is provided on the back side of the culture room 4 in which the door 4a is arranged toward the central space S12. Therefore, by opening the access door 31, both sides S11 and S13 can be opened and the back of the culture chamber 4 can be exposed.
[0012]
As shown in FIGS. 2 and 3, each of the culture chambers 4 has an opening 4b on one side and a door 4a that can open and close the opening 4b. A plurality of rail-shaped tray holding members 4c are provided at corresponding height positions on the left and right side walls toward the opening 4b. 7 can be accommodated in a plurality of stages in the vertical direction. The interior of each culture room 4 is maintained under predetermined culture conditions, for example, a temperature of 37 ± 0.5 ° C., a humidity of 100%, and a CO 2 concentration of 5%. Note that the tray holding member is not limited to a rail shape, and may have any form as long as the tray can be supported so that the tray can be taken in and out.
[0013]
A plurality of, for example, ten culture vessels 3 can be placed side by side on each tray 7. As shown in FIG. 4, each culture container 3 includes a container main body 3a and a lid 3b provided on the upper surface of the container main body 3a. A projection 3c that is hooked by a hand in the space is provided.
[0014]
As shown in FIG. 2, each of the culture chambers 4 is mounted on a turntable 32 (horizontal rotation means) that horizontally rotates the culture chambers 4. Therefore, by operating the turntable 32, as shown in FIG. 3, each culture chamber 4 can be horizontally rotated, and the direction of the door 4a can be changed. In FIG. 3, a chain line A indicates the operating range of the culture room.
A stocker 8 that accommodates a plurality of unused culture vessels 3 mounted on a tray 7 is disposed below each culture chamber 4. The stocker 8 has a door 8a which can be opened and closed on the side facing the outside of the first space S1 opposite to the door of the culture chamber 4. The door 8a is sized to open one side of the stocker 8 entirely.
[0015]
The transfer robot 5 is disposed substantially at the center of the interval between the four culture chambers 4. The transfer robot 5 includes a first arm 5a that can rotate horizontally, a second arm 5b that is rotatably connected to a tip of the first arm 5a around a vertical axis, and a vertical axis that is attached to a tip of the second arm 5b. A hand 5c that is rotatably mounted around and has no mechanism for deteriorating the environment in the culture chamber such as a driving unit and a transmission mechanism, and can move up and down these first arm 5a, second arm 5b, and hand 5c. A lifting mechanism 5d. Thereby, the transport robot 5 accesses all the trays 7 in the four culture chambers 4 and moves on the conveyor 9 between the first space S1 and the second space S2 across the shutter 2. Has a horizontal operation range in which the tray 7 can be delivered.
[0016]
The conveyor 9 is provided with two endless belts 9a arranged on the left and right at an interval larger than the width of the hand 5c of the transfer robot 5 so that the tray 7 can be placed over the endless belts 9a. Has become. The transfer robot 5 has a vertical operation range in which all the trays 7 in the culture room 4 can be accessed and at least the uppermost tray 7 in the stocker 8 can be accessed.
The belt 9a is not limited to an endless belt.
[0017]
The hand 5c is formed in a flat shape extending in the horizontal direction so that the tray can be placed thereon, and has a thickness dimension capable of being inserted into a gap between the trays 7 accommodated in the culture chamber 4. Then, the hand 5c is lifted from a state of being inserted into the gap between the trays 7, thereby pushing up the tray 7 from below with two arms and picking up the tray 7 from the tray holding member 4c, and holding the tray 7 stably. I can do it.
[0018]
In the second space S2, a handling robot 10 for handling the culture vessel 3 on the tray 7 conveyed by the conveyor 9 from the first space S1 with the shutter 2 opened, and a cell from the culture medium in the culture vessel 3 Centrifuge 11 for separating liquids, two dispensing robots 13 equipped with an electric pipette 12 for dispensing various liquids such as serum and reagents and capable of horizontal rotation and up and down movement, and these dispensing robots 13 Of three disposable tips 14 attached to the tip of the electric pipette 12 and capable of providing the dispensing robot 13 within the operating range thereof, and a tip collection device for discarding and collecting used tips 14 Unit (not shown), a reagent supply device 16 for storing various liquids such as serum and reagents in a plurality of containers, and a microscope capable of observing the state of cells in the culture container 3. A mirror 17, a plurality of storage tanks 18 for storing respective reagents and waste liquids to be discarded due to medium exchange and the like, and culture so that the culture vessel 3 can be transferred between the conveyor 9 and each of the robots 10 and 13. A horizontal moving mechanism 19 for moving the container 3 and a mounting table 21 mounted on the slider 20 of the horizontal moving mechanism 19 for mounting the received culture container 3 are provided.
Note that the second space S2 is also provided with an air purifier (not shown) that sends a clean downward airflow to purify the air in the second space S2.
[0019]
The handling robot 10 is a horizontal articulated robot that horizontally moves and vertically moves a gripping hand 10a that handles the culture container 3. For example, the example shown in FIG. 1 includes three interconnected horizontal arms 10b, 10c, and 10d, and an elevating mechanism 10e that moves these horizontal arms 10b to 10d up and down. In addition to the gripping hand 10a that grips the culture vessel 3 at the distal ends of the horizontal arms 10b to 10d, an electric pipette (not shown) capable of attaching and detaching a tip 14 for taking in and out cells and a medium from within the culture vessel 3; A lid opening / closing hand (not shown) for opening and closing the lid 3b of the culture vessel 3 is provided.
[0020]
The handling robot 10 opens and closes the lid 3 b of the culture vessel 3 on the tray 7 conveyed by the conveyor 9, grips and transports the culture vessel 3, supplies the culture vessel 3 to the mounting table 21 and the microscope 17, and supplies the electric pipette. The tip 14 at the tip is replaced, and the cell-containing medium taken out of the culture vessel 3 is put into the centrifuge 11. Accordingly, the handling robot 10 has various devices such as the conveyor 9, the mounting table 21, the microscope 17, the chip supply device 15, the chip collection unit (not shown), the centrifuge 11, and the like within its operation range.
[0021]
The centrifugal separator 11 rotates the medium containing cells supplied from the handling robot 10 at a low speed to separate cells having a high specific gravity suspended in the medium from the medium and settle them.
[0022]
The dispensing robot 13 includes a horizontally rotatable arm 13a provided with an electric pipette 12 to which a tip 14 is detachably attached at the tip, and an elevating mechanism 13b for elevating the arm 13a. The dispensing robot 13 supplies a culture medium and various reagents into the culture vessel 3 transported by the horizontal moving mechanism 19. Accordingly, the dispensing robot 13 has various devices such as the mounting table 21 on the horizontal moving mechanism 19, the chip supply device 15, the chip collection unit, and the reagent supply device 16, etc., within its operation range.
[0023]
The tip supply device 15 accommodates a plurality of tips 14 in an arrayed state in a container 15a opened upward with an attachment port to the electric pipette 12 facing upward, and the handling robot 10 and the dispensing robot 13 When a new tip 14 is required, the tip 14 is attached to the tip of the electric pipette 12 simply by inserting the electric pipette 12 from above. The container 15a is attached to a moving mechanism 15c so as to be reciprocated between the operating range of the handling robot 10 and the dispensing robot 13 and the lid 15b. In order to prevent dust and the like from adhering to the moving member 15c, the moving mechanism 15c is operated to be disposed below the lid 15b.
[0024]
The chip collecting device is provided with a holding device for holding the chip 14 at the entrance of the collecting container. When the chip 14 used in the handling robot 10 or the dispensing robot 13 is inserted into the holding device, the chip is held. It is supposed to. Then, in this state, when the handling robot 10 and the dispensing robot 13 move the electric pipette 12, the used tip 14 is removed from the tip of the electric pipette 12, and is collected in the collection container.
[0025]
For example, as shown in FIG. 1, the reagent supply device 16 accommodates a horizontally rotatable table 16a inside a cylindrical casing, and a cylindrical shape having a fan-shaped bottom shape on the table 16a. And a plurality of reagent containers 16b are mounted in the circumferential direction. Various reagents and the like are stored in each reagent and the like container 16b. For example, MEM (Minimal Essential Medium: minimum essential medium), DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium), FBS (Fetal Bovine Serum) and human serum, which constitute a medium necessary for culturing cells, are included. Serum, proteolytic enzymes such as trypsin to exfoliate the cells in the culture vessel 3, growth factors such as cytokines for growing cells in culture, differentiation inducing factors such as dexamethasone to differentiate cells, penicillin antibiotics Such as antibiotics, hormones such as estrogen, and nutrients such as vitamins.
[0026]
On the upper surface of the casing of the reagent supply device 16, an insertion port 16 c into which the dispensing robot 13 inserts the tip 14 of the tip of the electric pipette 12 is provided. The insertion port 16c is arranged within the operation range of the dispensing robot 13. Each reagent container 16b has an opening (not shown) on the upper surface thereof at a position corresponding to the insertion port 16c. Thus, by rotating the table 16a and arranging the opening of the reagent container 16b vertically below the insertion port 16c of the casing, the dispensing robot 13 causes the tip 14 of the tip of the electric pipette 12 to move the tip 14 of the reagent pipe from above. 16b, the reagents and the like stored therein can be sucked. The two reagent supply devices 16 and the dispensing robot 13 are provided so that a chemical solution such as trypsin common to the sample and a liquid such as serum specific to the sample are separately handled. Because it is.
[0027]
The microscope 17 is used for observing the state and degree of proliferation of cells in the culture vessel 3 during the culture step or when replacing the medium, counting the number of cells, and the like. I have. The XY stage, working distance adjustment, magnification change, and the like of the microscope 17 are all configured to be performed by remote control. By arranging the eyepiece toward the outside of the second space S2, the state of the cells in the culture vessel 3 may be visually observed from outside the automatic culture apparatus 1.
[0028]
The storage tank 18 stores, for example, DMEM or PBS (phosphate-buffered saline) that can be used in common for all specimens, and a reagent container 16a in a reagent supply device 16 as necessary. It is designed to be supplied inside. Further, the storage tank 18 may store a waste medium or the like discharged at the time of medium exchange as a waste liquid tank.
[0029]
The horizontal moving mechanism 19 includes a slider 20 that can be moved in a horizontal direction by a linear moving mechanism. The mounting table 21 described above is provided on the slider 20, and the culture vessel 3 mounted on the mounting table 21 can be moved from the conveyor 3 to the operation range of the dispensing robot 13.
[0030]
The mounting table 21 includes a holding mechanism (not shown) for mounting and holding the culture container 3 transferred from the tray 7 on the conveyor 9. In addition, a vibration device (not shown) for applying vibration to the culture container 3 may be separately provided. The vibration device is, for example, a device that reciprocates the culture container 3 in a predetermined angle range. Note that a device that applies ultrasonic vibration or a device that applies horizontal vibration may be employed as the vibration device.
A control device (not shown) is connected to various devices of the automatic culture device 1 according to the present embodiment. The control device controls the order of each process, operation timing, and the like, and records and saves an operation history and the like.
[0031]
The operation of the thus configured automatic culture apparatus 1 according to the present embodiment will be described below.
In order to culture cells using the automatic culture device 1 according to the present embodiment, first, bone marrow fluid collected from a patient is put into a centrifuge 11 in a state of being placed in a centrifuge container (not shown). This step may be performed by an operator, or may be performed by the handling robot 10. Thus, the bone marrow cells having a high specific gravity are collected from the bone marrow fluid by the operation of the centrifuge 11.
[0032]
The collected bone marrow cells are put into the culture container 3 by the handling robot 10. At this time, ten empty culture vessels 3 placed on the tray 7 are extended from the first space S1 to the second space S2 by the operation of the conveyor 9. The handling robot 10 opens the two lids 3b of the culture container 3 that has been extended, and then operates the gripping hand 10a to grip and hold the culture vessel 3, thereby transferring the culture vessel 3 onto the mounting table 21. . Note that a robot for opening the lid 3b may be separately provided. As a result, the lid 3b can be opened immediately before processing, and the probability of foreign matter entering the container body 3a can be reduced.
[0033]
When the chip supply device 15 arranges the unused chips 14 within the operation range of the handling robot 10 by operating the moving mechanism 15c, the handling robot 10 receives the unused chips 14 from the chip supply device 15 and Attach to the tip of the pipette.
In this state, the handling robot 10 is operated to bring the tip 14 at the tip of the electric pipette into contact with the bone marrow cells collected in the centrifuge 11. Then, the bone marrow cells are aspirated into the tip 14 by operating the electric pipette. By operating the handling robot 10, the sucked bone marrow cells are put into the culture vessel 3 which has been transferred by opening the lid 3b on the mounting table 21.
[0034]
When the bone marrow cells have been introduced into the culture vessel 3, the handling robot 10 transports the chip 14 to the chip collecting section and removes the chip 14. The chip supply device 15 arranges the container 15a below the lid 15b by the operation of the moving mechanism 15c.
[0035]
Next, the culture vessel 3 into which the bone marrow cells have been loaded is horizontally moved together with the mounting table 21 by operating the horizontal movement mechanism 19, and is placed within the operation range of each dispensing robot 13. The dispensing robot 13 operates the electric pipette 12 with the unused tip 14 received from the tip supply device 15 attached to the tip thereof, so that the DMEM, serum, or various After a suitable amount of the reagent is aspirated, it is transported to above the culture vessel 3 and injected into the culture vessel 3. The suction of the serum and each reagent is performed by replacing the tip supply device 15 with an unused tip 14 every time each reagent or the like is suctioned. As a result, in the culture container 3, the bone marrow cells exist in a mixed state in an appropriate medium. In order to uniformly distribute the bone marrow cells in the culture medium, the mounting table 21 may be operated to vibrate the culture vessel 3 together. Then, the culture vessel 3 that has completed all the processing is returned to the operation range of the handling robot 10 by the operation of the horizontal movement mechanism 19. The handling robot 10 returns the culture container 3 onto the tray 7 after covering the culture container main body 3a with the lid 3b.
[0036]
After the predetermined processing is performed on all the culture vessels 3 on the tray 7, the conveyor 9 is operated to move the culture vessels 3 placed on the tray 7 from the second space S2 to the center of the first space S1. It is inserted into the space S12. In this state, the tray 7 is lifted by the hand 5c by operating the transfer robot 5. Then, when the tray 7 has been transported to the front of the culture chamber 4, the door 4 a of the culture chamber 4 is opened, and the transport robot 5 inserts the tray 7 onto the empty tray holding member 4 c. Then, by closing the door 4a again, the culture of the cells is performed while the culture conditions in the culture chamber 4 are kept constant. Needless to say, the order of the introduction of bone marrow cells, the introduction and suction of DMEM, serum, and various reagents may be changed as appropriate.
[0037]
In addition, at the time of medium exchange or container exchange, similarly to the above, the culture container 3 in the culture room 4 is taken out together with the tray 7 by the operation of the transfer robot 5 disposed outside the culture room 4, It is transferred from the first space S1 to the second space S2. In the second space S2, the trypsin is injected into the culture vessel 3, and the cells in the culture vessel 3 are detached, and the cells are introduced into the centrifuge 11 by the operation of the handling robot 10, and the mesenchymal stem cells are removed. Only necessary items such as are collected. Other processing steps are the same as above.
[0038]
Then, by performing a culture step for a predetermined period through a plurality of medium exchanges and container exchanges, the mesenchymal stem cells can be grown to a sufficient cell number. Whether the number of cells has reached a sufficient number is determined by operating the handling robot 10 and transporting the culture vessel 3 having the mesenchymal stem cells attached to the bottom surface to the microscope 17 to observe or measure the degree of cell proliferation. Is determined. In addition, the culture containers 3 of the same sample may be placed on the tray 7 or the culture containers 3 of different samples may be mixed. Further, the culture vessels 3 of the same specimen may be placed on the mounting table 21 or the culture vessels 3 of different specimens may be mixed.
[0039]
In this way, the automatic culture device 1 according to the present embodiment enables the automatic culturing of a sufficient number of mesenchymal stem cells from the bone marrow fluid collected from the patient. After sufficient mesenchymal stem cells have been obtained, a biological tissue-supplementing material such as calcium phosphate and a differentiation inducing factor such as dexamethasone are charged into the culture vessel 3, and the culturing step is continued again. It is also possible to manufacture a living tissue filling body that can fill a defect in a living body.
[0040]
In this case, according to the automatic culture apparatus 1 according to the present embodiment, since the four culture chambers are arranged with their doors 4a facing the central space S12, all the transfer robots 5 arranged in the central space S12 are provided. Can be accessed to take the tray in and out of the culture chamber 4 of the storage device.
Further, since the access door 31 for opening and closing the housing 30 is provided on the rear side of the culture chamber 4, the access door 31 is opened when it is necessary to access the inside of the culture chamber 4 for maintenance or the like. Thus, the culture room 4 can be accessed from outside the housing 30.
[0041]
In this case, the direction of the door 4a of the culture chamber 4 can be directed from the transfer robot 5 to the access door 31 by rotating the turntable 32 on which the culture chamber 4 is mounted by 180 °. That is, the culture room 4 is normally oriented in the direction of the transfer robot 5 in the central space S12. However, when performing maintenance or the like, the access door that is turned over by the turntable 32 and opens and closes the housing 30 is provided. The opening 4b can be opened at 31. Therefore, the maintenance worker can easily reach the inside of the culture room 4 from the outside of the housing 30, and the workability can be improved.
[0042]
Further, according to the automatic culture apparatus according to the present embodiment, it is not necessary to provide an opening other than the opening 4b for inserting and removing the culture container 3 in the culture chamber 4. Therefore, a water jacket, other pipes, and the like can be embedded in all the walls. As a result, installation of facilities for performing temperature management and humidity management is not restricted.
[0043]
Further, according to the automatic culture apparatus 1 according to the present embodiment, there is no mechanism in the culture chamber 4 for removing the culture container 3. That is, only the tray support member 4c for supporting the tray 7 mounted thereon is provided in the culture chamber 4, and all the mechanisms for removing the culture container 3 are disposed outside the culture chamber 4. Are transferred to the transfer robot 5. Then, after the transfer operation of the tray 7 is performed, the transfer robot 5 can completely retreat to the outside of the door 4 a of the culture chamber 4.
[0044]
Therefore, when the door 4a is closed, there is no mechanism in the culture chamber 4 and there is no generation of dust generated by the operation of the mechanism. The temperature in the culture chamber 4 is maintained at a temperature of 37 ± 0.5 ° C., a humidity of 100%, a CO 2 concentration of 5%, and the like. The problem described above does not occur. Even when the door 4a is opened, only the tip of the hand 5c of the transfer robot 5 is inserted into the culture chamber 4, and the rotation mechanism and the sliding mechanism substantially enter the culture chamber 4. There is no. Therefore, intrusion of dust into the culture room 4 is suppressed, and the cleanliness inside the culture room 4 can be increased.
In addition, the culture room 4 may be configured by a material used for culture or a combination thereof, such as a CO 2 incubator, a multi-gas incubator, an incubator, a cool box, or the like.
[0045]
Furthermore, since the automatic culture device 1 according to the present embodiment includes the air purifier 6 above the central space S12 where the transfer robot 5 is installed, the inside of the central space S12 where the transfer robot 5 is always present. Cleanliness is maintained. Therefore, even when the door 4a of the culture room 4 is opened, it is possible to minimize the flow of dust into the culture room 4.
Therefore, according to the automatic culture device 1 according to the present embodiment, there is an effect that the possibility that the cells being cultured are contaminated with dust and the like can be reduced, and healthy cells can be cultured.
[0046]
Note that the present invention is not limited to the configuration shown in the above embodiment. That is, the shape and number of the culture chambers 4, the form and number of the transfer robot 5, the handling robot 10, and the dispensing robot 13, the form and number of various devices, and the like are not limited at all, and may be arbitrarily determined according to application conditions. Can be set.
In addition, as growth factors, other than cytokines, substances that contribute to growth, such as platelet concentrate, BMP, EGF, FGF, TGF-β, IGF, PDGF, VEGF, HGF, or a combination thereof are used. You may decide to do so. As the antibiotic, any antibiotic such as a cephem, a macrolide, a tetracycline, a fosfomycin, an aminoglycoside, and a new quinolone can be used in addition to the penicillin antibiotic. The automatic culture device according to the present embodiment is not limited to the culture of bone marrow mesenchymal stem cells. Cells collected from various tissues of a living body or established cell lines may be cultured.
[0047]
Alternatively, the cells may be cultured by attaching the cells to a living tissue filling material. As the living tissue replacement material, any material may be used in place of calcium phosphate as long as it is a material having an affinity for living tissue, and a bioabsorbable material is more preferable. In particular, biocompatible porous ceramics, collagen, polylactic acid, polyglycolic acid, hyaluronic acid, or a combination thereof may be used. Further, a metal such as titanium may be used. Further, the living tissue replacement material may be granular or block-shaped.
[0048]
Further, in the above embodiment, the access door 31 is provided on the side opposite to the transfer robot 5, that is, on the side surface of the housing 30 arranged on the back side during normal use of the culture chamber 4, but instead of this, It may be provided on another side surface of the housing 30. That is, instead of turning the turntable by 180 ° to invert it, for example, the turntable may be turned 90 ° and turned to the side. The rotation angle may be arbitrary.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the automatic culture apparatus according to the present invention, the operation of the horizontal rotation unit enables access to the culture chamber from an access direction different from the access direction when the culture container is taken in and out, A single door provided in the culture room can be used for different tasks. Therefore, even if the equipment required for the work of removing the culture vessel is arranged in front of the door of the culture room, other work through the culture room door is easily performed without being obstructed by the equipment. be able to.
In addition, the opening provided in the culture room can be minimized, and there is an effect that the function of the culture room is not impaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an automatic culture apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a first space of the automatic culture apparatus of FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a first space of the automatic culture device of FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a culture vessel used in the automatic culture apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic culture apparatus 3 Culture container 4 Culture room 4a Door 5 Transport robot (transport mechanism)
30 case 31 access door 32 turntable (horizontal rotation means)
