JP2007020411A - 自動細胞培養システム - Google Patents

Abstract

【課題】 交叉汚染を防止しながら複数の検体を同時に効率良く培養すること。
【解決手段】 それぞれ独立した状態で設けられ、内部が密閉される複数の区画室２と、該複数の区画室２内にそれぞれ設けられ、細胞を培養する複数の細胞培養装置３とを備え、該細胞培養装置３が、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ながら細胞を培養する培養室と、該培養室に隣接して設けられ、培養容器に収容された細胞に対して所定の処理を施す処理室と、該処理室と培養室との間で培養容器を搬送する搬送手段と、これら処理室、培養室及び搬送手段を制御する制御部１４とを備えている自動細胞培養システム１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞や組織の培養を行う自動細胞培養システムに関するものである。

従来、細胞や組織の培養を行う細胞培養装置としては、様々なものが知られており、例えば、特許文献１等に記載されている細胞培養装置が知られている。
この細胞培養装置の顕微鏡には、パルスモータ等により移動可能なＸ−Ｙステージが設けられ、該Ｘ−Ｙステージ上には、内部を一定の温度や湿度、二酸化炭素濃度に維持することができるバイオチャンバが固定されている。また、バイオチャンバの内部には、複数の凹部が成型された図示しない透明プレートが着脱自在な状態で保持されており、該透明プレートの凹部に細胞が培地に浸った状態で保管されている。更に、バイオチャンバ内部には、ピペット吸引が可能なロボット機構が設けられており、該ロボット機構を介して培地交換作業を行うことができるようになっている。

上記Ｘ−Ｙステージ及び上記ロボット機構のパルスモータは、制御ユニット内のドライバに接続されており、制御ユニットによってＸ−Ｙステージの位置決め動作が行われるようになっている。なお、制御ユニットに限られず、ジョイスティックを利用して手動でもＸ−Ｙステージの位置決め動作を行うことも可能とされている。
そして、作業者は、顕微鏡と電気的に接続されたＰＣ（管理端末）により、目視或いは画像処理装置を用いて撮影された映像の確認を行うことで、細胞の培養状態の観察を行うことができる。
特表２００１−５００７４４号公報

しかしながら、上記従来の細胞培養装置では、以下のような問題点があった。
即ち、この細胞培養装置は、バイオチャンバが１つしかないので、透明プレートの凹部に複数の種類の検体を入れて培養した場合には、バイオチャンバ内で細胞同士の交叉汚染（クロスコンタミネーション）が発生する危惧があり、細胞を健全に培養することが困難なものとなる。

また、この交叉汚染の危惧を極力抑えるために、細胞培養装置を複数台設置して、検体を１種類毎に各細胞培養装置でそれぞれ培養したとしても、各細胞培養装置が同じ空間であるクリーンルーム内（同一区画）にあるので、各装置間での交叉汚染の可能性が否定できないものであった。
特に、いずれかの細胞培養装置が機械故障等で停止した場合や、培養容器が破損した場合等には、培養途中の検体が蒸発して空間全体を汚染する可能性があり、正常に運転している他の細胞培養装置内に収容されている検体への汚染がより危ぶまれるものであった。
このように、従来の細胞培養装置は、同一種類（単一）の細胞培養に重点をおいた装置であるため、多数の患者の細胞（多種類の細胞）を同時に効率良く培養するには細心の配慮が必要なものであった。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、交叉汚染を防止しながら、複数の検体を同時に効率良く培養することができる自動細胞培養システムを提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、それぞれ独立した状態で設けられ、内部が密閉される複数の区画室と、該複数の区画室内にそれぞれ設けられ、細胞を培養する複数の細胞培養装置とを備え、該細胞培養装置が、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ながら細胞を培養する培養室と、該培養室に隣接して設けられ、前記培養容器に収容された前記細胞に対して所定の処理を施す処理室と、該処理室と前記培養室との間で、前記培養容器を搬送する搬送手段と、これら処理室、培養室及び搬送手段を制御する制御部とを備えている自動細胞培養システムを提供する。

この発明に係る自動細胞培養システムにおいては、それぞれ独立した状態で設けられて、内部が密閉される複数のクリーンルーム等の区画室内に、それぞれ細胞を培養する細胞培養装置が設けられている。そして、各種の細胞は、培養容器内に収容された状態で、培養室で所定の培養条件（例えば、温度３７℃、湿度１００％、二酸化炭素濃度５％等）で培養されている。また、適時搬送手段によって、培養容器は培養室から処理室内に搬送され、該処理室内で所定の処理、例えば、培地交換や試薬の供給等が行われる。この際、培養室、処理室及び搬送手段は、制御部によって作動が総合的に制御されている。

このように細胞は、それぞれ独立した状態で設けられた各区画室内で、細胞培養装置によってそれぞれ培養されている。従って、各区画室内でそれぞれ異なる種類の細胞（検体）を細胞培養装置によって同時に培養したとしても、従来とは異なり各装置間での交叉汚染の可能性を極力防止しながら、効率良く培養を行うことができる。
また、いずれかの細胞培養装置の故障や培養容器の破損等が生じたとしても、他の区画室に配されている細胞に影響を与え難く、交叉汚染をやはり防止することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の自動細胞培養システムにおいて、前記複数の区画室内にそれぞれ設けられた前記制御部に、それぞれ通信回線を介して接続されたデータ管理記憶部と、該データ管理記憶部に前記通信回線を介して接続された管理端末とを備え、前記制御部と前記データ管理記憶部と前記管理端末との間で、データ通信を行う自動細胞培養システムを提供する。

この発明に係る自動細胞培養システムにおいては、各区画室に設けられた細胞培養装置の作動状況が通信回線を介してデータ管理記憶部に記憶されている。よって、作業者は、管理端末を確認するだけで、データ管理記憶部を介して各細胞培養装置のそれぞれの作動状況を一目で把握できると共に、一括して各細胞培養装置の制御を行う等の管理を行うことができる。よって、細胞培養装置が複数台あったとしても、各細胞培養装置を容易且つ確実に管理でき、細胞培養を行い易い。

また、管理端末によって各細胞培養装置の作動状況を確認できるので、作業者が直接クリーンルーム等の区画室に入って、細胞培養装置の作動を定期的に確認する必要がない。
よって、区画室内への入室回数を極力減らすことができる。
ここで、通常クリーンルーム内に入室する際には、作業者は防塵衣の着衣やエアーカーテンによる洗浄等といった付帯作業が必要とされるが、上述したように入室回数を減らすことができるので、この入室に伴う付帯作業も減らすことができる。そのため、作業者の付帯作業にかける負担を減らすことができる。

請求項３係る発明は、請求項２に記載の自動細胞培養システムにおいて、持ち運び可能な携帯端末と、該携帯端末に対して前記管理端末の情報を無線送信するメールサーバ部とを備えている自動細胞培養システムを提供する。

この発明に係る自動細胞培養システムにおいては、メールサーバ部を介して管理端末が得た情報（例えば、各細胞培養装置の作動状況等）が携帯端末に無線送信される。よって、作業者は、携帯端末を携帯しておくことで、管理端末を常に監視する必要性がない。そのため作業者は、他の作業を行っていたとしても、携帯端末に送信される情報により、各細胞培養装置の作動状況等を把握することができる。よって、細胞培養装置の管理を行いながら他の作業も並行して行えるので、利便性に優れていると共により効率の良い管理を行うことができる。

本発明に係る自動細胞培養システムによれば、各区画室内でそれぞれ異なる種類の細胞（検体）を細胞培養装置によって同時に培養したとしても、従来とは異なり各装置間での交叉汚染の可能性を極力防止しながら、効率良く培養を行うことができる。特に、いずれかの細胞培養装置の故障や培養容器の破損等が生じたとしても、やはり他の区画室に配されている細胞に影響を与え難く、交叉汚染を防止することができる。

以下、本発明に係る自動細胞培養システムの第１実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態の自動細胞培養システム１は、図１に示すように、それぞれ独立した状態で設けられ、内部が密閉される複数のクリーンルーム（区画室）２と、該複数のクリーンルーム２内にそれぞれ設けられ、細胞を培養する複数の自動培養装置（細胞培養装置）３と、該自動培養装置３の後述する制御部１４に、それぞれケーブル（通信回線）４を介して接続されたデータベースサーバ（データ管理記憶部）５と、該データベースサーバ５にケーブル４を介して接続された管理端末６とを備えている。
なお、本実施形態では、クリーンルーム２及び自動培養装置３を３つ備えている場合を例にして説明する。

上記クリーンルーム２は、図２に示すように、手動で開閉する開閉扉２ａを有しており、該開閉扉２ａを閉状態にしたときに内部が密閉されるようになっている。また、クリーンルーム２内には、開閉扉２ａに隣接してエアーカーテン部２ｂが設けられている。これにより作業者（培養担当者）は、開閉扉２ａを開けてクリーンルーム２内に入室する際に、エアーカーテン部２ｂで体に付着した塵埃等が除去されるようになっている。また、開閉扉２ａを開けたときに、外部から塵埃等がクリーンルーム２内に侵入しないようになっている。その結果、クリーンルーム２内は、一定の清浄度が常に維持されるようになっている。

上記制御部１４とデータベースサーバ５と管理端末６とは、ケーブル４を介して互いにデータ通信できるようになっている。これにより、管理端末６を操作することで、制御部１４を介して各自動培養装置３の作動を制御したり、また、各自動培養装置３の作動状況が管理端末６に送信されて後述する表示部６ａに表示されたりするようになっている。
なお、通信回線としてケーブル４を用いたが、ケーブル４に限られず、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮであっても構わないし、ｃｃ−ｌｉｎｋ等の産業用ネットワークを用いても構わない。

上記自動培養装置３は、図３に示すように、細胞を収容した培養容器１０を出し入れ可能に収容し、所定の培養条件（例えば、温度３７℃、湿度１００％、二酸化炭素濃度５％等）を維持しながら細胞を培養する培養室１１と、該培養室１１に隣接して設けられ、培養容器１０に収容された細胞に対して所定の処理を行う処理室１２と、該処理室１２と培養室１１との間で、培養容器１０を搬送する搬送手段１３と、これら搬送手段１３、培養室１１及び処理室１２を制御するＰＣ（パーソナルコンピュータ）若しくはシーケンサ等の制御部１４とを備えている。

また、本実施形態の自動培養装置３は、その外周壁が外部から観察可能な透明な壁材により形成されると共に、該壁材により密閉され、シャッタ２０を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを備えている。
この第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１、Ｓ１３の上方には、それぞれ培養容器１０を収容する上記培養室１１が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器１０を移動するための搬送ロボット２１が設けられている。また、中央空間Ｓ１２の上部には、該中央空間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２２が設けられている。

４個の培養室１１は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉１１ａが配置されており、横に並んだ２個ずつが相互に扉１１ａを対向させた状態で、一定の間隔を開けて配置されている。また、各培養室１１の左右の側壁には、複数のレール状のトレイ保持部材（不図示）が設けられている。そして、各トレイ保持部材に掛け渡すようにして、トレイ２３を上下方向に複数段収容できるようになっている。

上記各トレイ２３は、複数個、例えば、１０個の培養容器１０を並べて載置できるようになっている。また、培養容器１０は、図４に示されるように、容器本体１０ａと、該容器本体１０ａの上面に設けられた蓋体１０ｂとからなり、容器本体１０ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンド２１ｃにより引っかけられる突起１０ｃが設けられている。
また、各培養室１１の下方には、図３に示すように、未使用の培養容器１０をトレイ２３に搭載した状態で複数収容するストッカ２４が配置されている。このストッカ２４は、培養室１１の扉１１ａ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２４ａを有している。なお、このドア２４ａはストッカ２４の一側面全体を開放する大きさに形成されている。

上記搬送ロボット２１は、４個の培養室１１の間隔位置のほぼ中央に配置されており、水平回転可能な第１アーム２１ａと、該第１アーム２１ａの先端に鉛直軸回りに水平回転可能に連結された第２アーム２１ｂと、該第２アーム２１ｂの先端に鉛直軸回りに水平回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構等の培養室１１内の環境を汚染する機構を持たないハンド２１ｃと、これら第１アーム２１ａ、第２アーム２１ｂ及びハンド２１ｃを昇降可能な昇降機構２１ｄとを備えている。
搬送ロボット２１は、これら各アーム２１ａ、２１ｂ及びハンド２１ｃを適時作動させることで、４個の培養室１１内の全てのトレイ２３にアクセスできると共に、上記シャッタ２０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２５上にトレイ２３を引き渡すことができるようになっている。

コンベア２５は、搬送ロボット２１のハンド２１ｃ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２５ａを備えており、該２本の無端ベルト２５ａに掛け渡してトレイ２３を載置できるようになっている。また、搬送ロボット２１は、培養室１１内の全てのトレイ２３にアクセスすると共に、ストッカ２４内の少なくとも最上段のトレイ２３にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。
即ち、これらコンベア２５及び搬送ロボット２１は、上記搬送手段１３を構成している。

上記搬送ロボット２１のハンド２１ｃは、トレイ２３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１１に収容されているトレイ２３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２１ｃは、トレイ２３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２３を下方から押し上げてトレイ保持部材から取り上げると共に、トレイ２３を安定して保持できるようになっている。

上記第２空間Ｓ２には、上記処理室１２が設けられている。この処理室１２は、シャッタ２０が開状態で、第１空間Ｓ１からコンベア２５によって搬送されてきたトレイ２３上の培養容器１０を取り扱うハンドリングロボット３０と、培養容器１０内の培地から細胞を分離する遠心分離機３１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３２を備えた水平回転及び昇降移動可能な２台の分注ロボット３３と、これら分注ロボット３３の電動ピペット３２の先端に取り付ける使い捨て可能なチップ３４を複数収容し、分注ロボット３３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置３５と、使用済みのチップ３４を廃棄回収するチップ回収部（不図示）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３６と、培養容器１０内における細胞の様子を観察する顕微鏡３７と、各試薬及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３８と、コンベア２５と各ロボット３０、３３との間で培養容器１０を受け渡し可能とするように培養容器１０を移動させる水平移動機構３９と、該水平移動機構３９のスライダ４０に取り付けられ、受け取った培養容器１０を載置して振動を加えるシェーカ４１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（不図示）が設けられている。

上記ハンドリングロボット３０は、培養容器１０を取り扱う把持ハンド３０ａを水平移動及び昇降移動させる水平多関節型ロボットである。本実施形態においては、相互に連結された３つの水平アーム３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、これら水平アーム３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを昇降させる昇降機構３０ｅとを備えている。
また、水平アーム３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの先端には、培養容器１０を把持する把持ハンド３０ａの他に、培養容器１０内から細胞や培地を出し入れするチップ３４を着脱可能な電動ピペット（不図示）と、培養容器１０の蓋体１０ｂを引っかけて開閉する蓋体開閉ハンド（不図示）とが備えられている。

このハンドリングロボット３０は、コンベア２５で搬送されてきたトレイ２３上の培養容器１０の蓋体１０ｂを開いて該蓋体１０ｂを保持し、また、蓋体１０ｂが除かれた状態の培養容器１０を把持して搬送することによりシェーカ４１及び顕微鏡３７に供給し、電動ピペット３２先端のチップ３４を交換し、培養容器１０内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機３１に投入するようになっている。そのため、ハンドリングロボット３０は、コンベア２５、シェーカ４１、顕微鏡３７、チップ供給装置３５、チップ回収部（不図示）及び遠心分離機３１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。

上記遠心分離機３１は、ハンドリングロボット３０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。
上記分注ロボット３３は、先端にチップ３４を着脱可能に取り付ける電動ピペット３２を備えた水平回転可能なアーム３３ａと、該アーム３３ａを昇降させる昇降機構３３ｂとを備えている。この分注ロボット３３は、水平移動機構３９によって搬送されてきた培養容器１０内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。そのため、分注ロボット３３は、水平移動機構３９上のシェーカ４１、チップ供給装置３５、チップ回収部及び試薬等供給装置３６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。

上記チップ供給装置３５は、上方に開口した容器３５ａ内に、電動ピペット３２への取付口を上向きにして複数のチップ３４を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット３０や分注ロボット３３が新たなチップ３４を必要とするときに、電動ピペット３２を上方から挿入するだけで、電動ピペット３２の先端にチップ３４を取り付けるように構成されている。容器３５ａは、ハンドリングロボット３０や分注ロボット３３の動作範囲と、蓋体３５ｂとの間で往復移動させられるように移動機構３５ｃに取り付けられており、チップ３４の交換が不要なときには、チップ３４への塵埃等の付着を防止するために、移動機構３５ｃを作動させて蓋体３５ｂの下方に配置されるようになっている。

上記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ３４を把持する把持装置（不図示）を備えており、ハンドリングロボット３０や分注ロボット３３において使用されたチップ３４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３０や分注ロボット３３が電動ピペット３２を移動させることにより、電動ピペット３２の先端から使用済みチップ３４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。

上記試薬等供給装置３６は、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル３６ａを収容し、該テーブル３６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器３６ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器３６ｂ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１０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。

また、試薬等供給装置３６のケーシングの上面には、分注ロボット３３が電動ピペット３２の先端のチップ３４を挿入する挿入口３６ｃが設けられている。この挿入口３６ｃは、分注ロボット３３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器３６ｂは、その上面に、挿入口３６ｃに一致する位置に配置される開口部（不図示）を備えている。これにより、テーブル３６ａを回転させて試薬等容器３６ｂの開口部をケーシングの挿入口３６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット３３が、電動ピペット３２の先端のチップ３４を上方から試薬等容器３６ｂ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。
なお、試薬等供給装置３６と、分注ロボット３３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。

上記顕微鏡３７は、培養工程の途中或いは培地交換の際に、培養容器１０内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、細胞数を計数したりする場合等に使用されるようになっている。顕微鏡３７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。
また、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、外部から培養容器１０内の細胞の状態を目視できるようにしても良い。

上記貯留タンク３８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３６内の試薬等容器３６ｂ内に供給するようになっている。また、貯留タンク３８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。

上記水平移動機構３９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ４０を備えている。このスライダ４０上には、シェーカ４１が搭載されており、該シェーカ４１に搭載された培養容器１０を、コンベア２５から分注ロボット３３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。

シェーカ４１は、コンベア２５上のトレイ２３内から移載された培養容器１０を搭載して保持する保持機構（不図示）を備えると共に、該培養容器１０に振動を付与する加振装置（不図示）を備えている。加振装置は、例えば、培養容器１０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。

上記制御部１４は、上述した各種構成品に接続されており、各工程の順序や動作タイミング等を制御すると共に動作履歴等を記録保存するようになっている。また、記録保存した動作履歴等を、ケーブル４を介してデータベースサーバ５に送り、該データベースサーバ５に記録保存できるようになっている。更に、制御部１４は、ケーブル４を介して管理端末６による操作により制御されるようになっている。

このように構成された自動細胞培養システム１により、細胞を培養する場合について説明する。なお、１つの自動培養装置３で、複数種類の検体（骨髄液）の培養を行うものとする。
まず、培養責任者は、図５に示すように、医療機関より細胞の受任を受けて培養日程の整合を行った後、検体を受け取る。次いで、作業者は、培養責任者から上記検体を受け取り、さらに詳細な培養計画を立てた後、培養容器１０や試薬、血清等の消耗品の準備を行い、全て揃った時点で検体を各自動培養装置３に投入し、培養作業の開始を指示する。この際、自動培養装置３の制御部１４に設けられた「スイッチ」、又は、管理端末６の「開始キー」を押すことで、培養作業が開始されると共にケーブル４を介して開始ログが各制御部１４よりデータベースサーバ５に書き込まれる。
なお、この書き込みは、管理端末６側で各制御部１４を監視し、データベースサーバ５に書き込んでも良い。

作業開始を受けて、ハンドリングロボット３０は、患者から採取された検体である骨髄液を遠心分離容器（不図示）に入れた状態で遠心分離機３１に投入する。そして、遠心分離機３１が作動することで、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。集められた骨髄細胞は、ハンドリングロボット３０により、培養容器１０に投入される。このとき、コンベア２５の作動により、トレイ２３に載置された１０個の空の培養容器１０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３０は、差し出された培養容器１０の内の２個の蓋体１０ｂを開けた後に、把持ハンド３０ａを作動させてこれを把持し、シェーカ４１上に移載する。なお、蓋体１０ｂを開けるロボットを別途設けても構わない。これにより処理直前に蓋体１０ｂを開けることができ、容器本体１０ａ内に異物が入る確率を低減することができる。

チップ供給装置３５が移動機構３５ｃを作動させることにより、未使用のチップ３４をハンドリングロボット３０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット３０は、チップ供給装置３５から未使用のチップ３４を受け取って電動ピペット３２の先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット３０を作動させて、電動ピペット３２の先端のチップ３４を遠心分離機３１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３２を作動させることにより、チップ３４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３０を作動させることにより、シェーカ４１上に蓋体１０ｂを開けた状態で移載されている培養容器１０内に投入される。

骨髄細胞を培養容器１０内に投入し終わると、ハンドリングロボット３０は、チップ回収部までチップ３４を搬送してチップ３４を取り外す。また、チップ供給装置３５は、移動機構３５ｃの作動により容器３５ａを蓋体３５ｂの下方に配置する。

次いで、骨髄細胞が投入された培養容器１０は、水平移動機構３９を作動させることにより、シェーカ４１ごと水平移動させられ、各分注ロボット３３の動作範囲内に配置される。分注ロボット３３は、チップ供給装置３５から受け取った未使用のチップ３４を先端に取り付けた電動ピペット３２を作動させることにより、試薬等供給装置３６の試薬等容器３６ｂ内からＤＭＥＭや血清、或いは、各種試薬を適量吸引した後に、培養容器１０の上方まで搬送して培養容器１０内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引ごとにチップ供給装置３５から未使用のチップ３４に交換して行われる。これにより、培養容器１０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、シェーカ４１を作動させて、培養容器１０ごと加振することにしてもよい。

次いで、全ての処理を終えた培養容器１０は水平移動機構３９の作動により、ハンドリングロボット３０の動作範囲に戻される。ハンドリングロボット３０は、容器本体１０ａに蓋体１０ｂを被せた上で、培養容器１０をトレイ２３上に戻す。トレイ２３上の全ての培養容器１０に対して所定の処理が行われた後に、コンベア２５を作動させることにより、トレイ２３に載せられた培養容器１０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２１を作動させることにより、ハンド２１ｃによってトレイ２３を持ち上げる。そして、トレイ２３を収容する培養室１１の前まで搬送したところで、該培養室１１の扉１１ａを開き、搬送ロボット２１によって、空いているトレイ保持部材上にトレイ２３を挿入する。そして、再度、扉１１ａを閉じることにより、培養室１１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。

制御部１４は、上述した各処理をおこなっている際、処理ログをデータベースサーバ５に書き込んでいる。そして、複数回の培地交換や容器交換等の所定期間にわたる培養工程を行うことにより、幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。ここで、一定期間培養室１１で保管された検体は、培養室１１より取り出された後にハンドリングロボット３０により顕微鏡３７まで搬送され、増殖度観察（Ｓ１）が行われる。このとき撮影された画像は、データベースに保管されると共に、図６に示すように管理端末６の表示部６ａに表示され、どの作業を行うのか作業者に問い合わせる。

観察した結果、目標の増殖度に達した場合には、表示部６ａの培養完了ボタン６ｂを押して、細胞と培地とを分離させる。即ち、自動培養装置３は、培養容器１０に張り付いた細胞を遠心分離機３１にて剥し（Ｓ２）、回収した細胞を排出する。そして、作業者は、この排出された細胞を受け取って品質検査を行い、その後、責任者の承認を受けて細胞を依頼元の医療機関に出荷する。

一方、観察した結果、目標の増殖度に達せず、さらに延長して培養が必要な場合には、培養期間延長ボタン６ｃを押す。これにより、自動培養装置３は、再度の培地交換行った（Ｓ３）後、再び培養室１１に保管する（Ｓ４）。その後、さらに一定期間経過した後に、上述したように再度増殖度観察を行う。そして、目的の増殖度が得られるまでこれらの工程を繰り返し行う。なお、この場合においても、作業ログがデータベース上に書き込まれる。

更に、何らかの原因で細胞が死滅してしまい、細胞の増殖が見込めない場合には、中断ボタン６ｄを押して細胞を回収する。なお、この場合においても、作業ログがデータベース上に書き込まれる。
そして、細胞培養が完了又は中断すると、自動培養装置３は管理端末６にその旨を通知し、管理端末６の表示部６ａ上にて、図７に示すようなメッセージが表示し、作業者に細胞の回収を促す。

上述したように、本実施形態の自動細胞培養システム１によれば、細胞はそれぞれ独立した状態で設けられた各クリーンルーム２内で、自動培養装置３によって培養される。従って、各クリーンルーム２内でそれぞれ異なる種類の検体を同時に培養したとしても、従来とは異なり各装置３間での交叉汚染の可能性を極力防止しながら、効率良く培養を行うことができる。仮に、いずれかの自動培養装置３の故障や、培養容器１０の破損等が生じたとしても、他の自動培養装置３はクリーンルーム２によって隔離されているので、交叉汚染の危険性がない。

また、作業者は、管理端末６に注目していれば、各自動培養装置３の作動状況を一目で把握できると共に、一括して制御を行う等の管理を行うことができる。よって、自動培養装置３が複数台あったとしても、各自動培養装置３を容易且つ確実に管理でき、細胞培養を確実に実施することができる。また、培養処理の履歴は、データベースに記録されているので、品質管理や培養手順の見直しがし易い。

更に、管理端末６によって各自動培養装置３の作動状況をリアルタイムに確認できるので、作業者が直接クリーンルーム２に入って、自動培養装置３の作動を定期的に確認する必要がない。よって、クリーンルーム２内への入室回数を極力減らすことができる。
よって、防塵衣の着衣やエアーカーテン部２ｂによる洗浄等といった作業者の付帯作業を減らすことができ、作業者にかかる負担を減らすことができる。

次に、本発明に係る自動細胞培養システムの第２実施形態を、図８を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態の自動細胞培養システム１では、作業者が管理端末６にて各自動培養装置３の作動状況等を把握できる構成であったが、第２実施形態の自動細胞培養システム５０では、作業者は管理端末６に加え、さらに携帯端末５１によっても、各自動培養装置３の作動状況等を把握できる点である。

即ち、本実施形態の自動細胞培養システム５０は、図８に示すように、作業者が持ち運び可能な携帯端末５１と、該携帯端末５１に対して管理端末６の情報を無線送信するメールサーバ部５２とを備えている。
上記携帯端末５１は、例えば、ＰＤＡや携帯電話等であり作業者が常に携帯できる小型の電子機器である。
上記メールサーバ部５２は、例えば、ケーブル４に接続されている。そして、管理端末６は、各制御部１４から送られてくる情報を電子メール形式に変換して、変換した情報をメールサーバ部５２に送信するようになっている。また、メールサーバ部５２は、管理端末６から送られてきた電子メール形式の情報を、無線ＬＡＮ等の伝達手段により各作業者が携帯している上記携帯端末５１に配信するようになっている。

このように構成された自動細胞培養システム５０により細胞培養を行う場合には、メールサーバ部５２を介して管理端末６が得た情報（例えば、各自動培養装置３の作動状況等）が携帯端末５１に配信されてくる。よって、作業者は、携帯端末５１を携帯しておくことで、管理端末６を常に監視する必要性がない。そのため、作業者は他の作業を行っていたとしても、携帯端末５１に配信されてきたメッセージにより各自動培養装置３の作動状況等を把握することができる。また、メッセージが配信されてきた場合のみに、必要に応じて管理端末６を介して自動培養装置３のエラー復帰や増殖度確認、検体の回収作業を行えば良いので、より効率の良い管理を行うことができる。

また、携帯端末５１を携帯することで、作業者は自動培養装置３の管理を行いながら他の作業も並行して行うことができ、使い易く利便性に優れている。
更に、自動培養装置３に何らかのエラーが発生した場合には、培養容器１０自体が装置内で放置された状態となって、培養途中の細胞が乾燥して死滅する恐れがある。これは、患者の生死に関わることであるが、上述したように作業者が携帯端末５１を携帯することで、このような自動培養装置３の不具合をリアルタイムに知ることができる。その結果、作業者は、不具合を起こした自動培養装置３をできるだけ速やかに復旧して上述した不具合を極力回避することができるので、使い易く細胞培養の信頼性が向上する。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、クリーンルーム及び自動培養装置を３つ設けた構成にしたが、３つに限られるものではない。２つでも構わないし、４つ以上でも構わない。
また、上記第２実施形態において、管理端末とは別にメールサーバ部を設けたが、管理端末自身にメールサーバ部を設けても構わない。

本発明に係る自動細胞培養システムの第１実施形態の構成図である。 図１に示す自動細胞培養システムのクリーンルームの構成図である。 図１に示す自動細胞培養システムの自動培養装置の斜視図である。 図３に示す自動培養装置の培養容器の斜視図である。 図１に示す自動細胞培養システムを用いて細胞培養する際の作業内容を示した図である。 図１に示す自動細胞培養システムを用いて細胞培養する際の、管理端末の出力画面の一例を示した図である。 図１に示す自動細胞培養システムを用いて細胞培養する際の、管理端末の出力画面の一例を示した図である。 本発明に係る自動細胞培養システムの第２実施形態の構成図である。

符号の説明

１、５０ 自動細胞培養システム
２ クリーンルーム（区画室）
３ 自動培養装置（細胞培養装置）
４ ケーブル（通信回線）
５ データベースサーバ（データ管理記憶部）
６ 管理端末
１０ 培養容器
１１ 培養室
１２ 処理室
１３ 搬送手段
１４ 制御部
５１ 携帯端末
５２ メールサーバ部

Claims (3)

1. それぞれ独立した状態で設けられ、内部が密閉される複数の区画室と、
   該複数の区画室内にそれぞれ設けられ、細胞を培養する複数の細胞培養装置とを備え、
   該細胞培養装置は、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ながら細胞を培養する培養室と、該培養室に隣接して設けられ、前記培養容器に収容された前記細胞に対して所定の処理を施す処理室と、該処理室と前記培養室との間で、前記培養容器を搬送する搬送手段と、これら処理室、培養室及び搬送手段を制御する制御部とを備えていることを特徴とする自動細胞培養システム。
2. 請求項１に記載の自動細胞培養システムにおいて、
   前記複数の区画室内にそれぞれ設けられた前記制御部に、それぞれ通信回線を介して接続されたデータ管理記憶部と、
   該データ管理記憶部に前記通信回線を介して接続された管理端末とを備え、
   前記制御部と前記データ管理記憶部と前記管理端末との間で、データ通信を行うことを特徴とする自動細胞培養システム。
3. 請求項２に記載の自動細胞培養システムにおいて、
   持ち運び可能な携帯端末と、
   該携帯端末に対して前記管理端末の情報を無線送信するメールサーバ部とを備えていることを特徴とする自動細胞培養システム。
   
   
   
   
   

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