JP2007167002A - Cassette for cell culture, tool for attaching and detaching cassette for cell culture and cell culture apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体外で細胞または組織を培養する細胞培養装置に係り、特に、かかる細胞培養中に細胞間相互作用を解析するために有用な細胞培養用カセット、細胞培養用カセット着脱用治具及び細胞培養装置に関するものである。 The present invention relates to a cell culture apparatus for culturing cells or tissues in vitro, and in particular, a cell culture cassette useful for analyzing cell-cell interactions during such cell culture, and a jig for attaching / detaching a cell culture cassette And a cell culture device.
従来から、細胞を培養し、且つ培養後の細胞観察を容易なものとすることを目的として種々の提案がなされている。例えば、特許文献1には、ガラス製の底面部培養板を着脱可能とした培養容器が示されている。この培養容器は、細胞培養後にガラス製の底面部培養板を培養容器から取り外すことによって、培養細胞の観察を容易なものとしたものである。しかしながら、この特許文献1に記載された発明では、その構造上、ガラス製の底面部培養板を無菌的に取り外すことは困難であった。
Conventionally, various proposals have been made for the purpose of culturing cells and facilitating cell observation after culturing. For example,
また、特許文献2には、細胞培養膜として透析膜を利用し、この細胞培養膜を外側容器と内側容器で着脱自在に挟み込むように構成された培養用シャーレが示されている。この培養用シャーレにおいては、透析膜を外側容器と内側容器の側面と底面で強力に挟み込むことで、内側の培地と外側の培地を分離していた。
しかしながら、特許文献2に示された培養用シャーレでは、外側容器と内側容器に挟まれる透析膜には、側面方向への引っ張り力が強く加わるため、透析膜等のようにある程度強度を持った膜担体でしか使用することができないという欠点があった。すなわち、比較的強度の弱い素材を挟む場合には、膜担体が破損するという問題点があった。
However, in the petri dish for culture shown in
例えば、特許文献3に示されたような、細胞外マトリックス(ECM)成分含有溶液をゲル化させ、さらに乾燥させてガラス化し、次いで水和して得られるハイドロゲル薄膜のような比較的強度の弱い細胞培養担体は、それ自体に無理な力が加わると容易に破れてしまうことも少なくないため、特許文献2に示された培養用シャーレに適用することは困難であった。
For example, as shown in
さらなる従来技術として、培養容器内で、タンパク透過可能なポアを持ったPET(ポリエチレンテレフタレート)膜を介して、上部培地と下部培地を分離することが可能な細胞培養インサートとして、セルカルチャーインサートTM(BDファルコンCode#353090)が市販されている。この培養容器を用いて培養を行うことで、細胞間相互作用、管腔形成、ガン浸潤の研究モデルの構築や、肝臓細胞を用いた薬物代謝試験・毒性試験を行うことが可能である。 As a further conventional technique, as a cell culture insert capable of separating an upper medium and a lower medium through a PET (polyethylene terephthalate) membrane having a pore capable of protein permeation in a culture container, Cell Culture Insert TM ( BD Falcon Code # 353090) is commercially available. By culturing using this culture vessel, it is possible to construct a research model for cell-cell interaction, tube formation, and cancer invasion, and to conduct drug metabolism tests and toxicity tests using liver cells.
しかしながら、この技術では、細胞培養担体部分が培養容器に固着されているため、それ自体を容易に着脱することができず、細胞培養膜を細胞が接着したまま回収するには、培養容器を破壊する必要があった。 However, in this technique, since the cell culture carrier part is fixed to the culture container, it cannot be easily attached and detached. To recover the cell culture membrane with the cells adhered, the culture container is destroyed. There was a need to do.
一方、着脱可能な透過解析装置としては、パームセル(ビードレックスCode#20010−01)が市販されている。この透過解析装置は、腸間膜等を用いて薬物代謝や透過を調査する目的で薬理学の分野で多く用いられている。しかしながら、この透過解析装置は、その構造上、培養継続中の細胞の顕微鏡観察が不可能であった。 On the other hand, as a detachable transmission analyzer, a palm cell (Beadrex Code # 20010-01) is commercially available. This permeation analyzer is often used in the field of pharmacology for the purpose of investigating drug metabolism and permeation using the mesentery and the like. However, this permeation analyzer cannot be used for microscopic observation of cells during continuation of culture due to its structure.
つまり、エンドポイントでの評価しかできないため、事前の詳細な予備試験、もしくは経時的な細胞形態観察には、膨大な試験サンプルを必要としていた。また、培養液注入カラムの容積が大きく、サイトカインや増殖因子等の微量な細胞産生物の影響を調べるのには適していなかった。さらに、装置自体が大きく、細胞培養用インキュベータに入れることが困難であった。また、膜挟み部が開放系であることから、クリーンベンチ内での操作後にインキュベータへ移動した際、外気に接するという問題点もあった。
上述したような特許文献1及び特許文献2等で細胞培養担体として用いられているガラス板、透析膜及びPET膜は、培養容器に挟持されるときに、細胞培養担体に強い引っ張り力が働いても、それに耐えられるだけの強度を備えているものであるが、近年開発が進んでいる特許文献3に開示されているような、ECM成分等で構成されるハイドロゲル薄膜等は、細胞培養に適した多くの特徴を有するものの、その強度は、従来用いられていたガラス板、透析膜及びPET膜よりも劣っている。従って、特許文献1及び特許文献2等に示された技術では、ハイドロゲル薄膜等の細胞培養担体を破損せずに挟み込むことは非常に困難であった。
The glass plate, dialysis membrane, and PET membrane used as the cell culture carrier in
また、近年、細胞を培養後に、細胞を組織として移動・移植するという方法が再生医療の観点から注目されている。しかしながら、従来、培養後に細胞を回収する際には、トリプシン等の酵素で細胞をばらばらにした状態で回収しなければならなかった。つまり、培養後に細胞、特に組織を移動・回収することが困難であり、その後の細胞観察、固定染色、移植、その他解析操作が困難もしくは不可能であった。そのため、培養後の細胞の観察・移動・分泌物の解析・細胞間相互作用の解析を効率的に行うことができる細胞培養装置の開発が切望されていた。 In recent years, a method of transferring and transplanting cells as tissues after culturing the cells has attracted attention from the viewpoint of regenerative medicine. However, conventionally, when cells were collected after culturing, they had to be collected in a state where the cells were separated with an enzyme such as trypsin. That is, it is difficult to move and collect cells, particularly tissues after culture, and subsequent cell observation, fixed staining, transplantation, and other analysis operations are difficult or impossible. Therefore, the development of a cell culture device that can efficiently perform observation, migration, secretion analysis, and cell-cell interaction after culture has been eagerly desired.
その一方で、上記ハイドロゲル薄膜のようにECM成分等で構成された細胞培養担体が市販されている。このハイドロゲル薄膜は、片面もしくは両面に細胞を培養することが可能であり、膜自体にタンパク透過能があり、素材がECM等の生体適合性物質であることから、そのまま生体に戻すことができるという特性を有している。 On the other hand, cell culture carriers composed of ECM components and the like like the hydrogel thin film are commercially available. This hydrogel thin film can cultivate cells on one side or both sides, and the membrane itself has protein permeability, and since the material is a biocompatible substance such as ECM, it can be returned to the living body as it is. It has the characteristic.
このようなハイドロゲル薄膜を用いた従来の培養方法は、ディッシュ(通常は35mmを使用)に貼り付いた状態で培養し、その後、細胞が培養されたハイドロゲル薄膜をディッシュから剥がして移動・移植を行うというものであった。しかしながら、このようなハイドロゲル薄膜を剥がす作業は、作業者の手技によってハイドロゲル薄膜が破れることもあるため、より簡便に細胞組織を回収することができる細胞培養装置の開発が求められていた。 The conventional culture method using such a hydrogel thin film is cultured in a state where it is attached to a dish (usually 35 mm), and then the hydrogel thin film on which the cells are cultured is peeled off from the dish and transferred / transplanted. Was to do. However, since the operation of peeling such a hydrogel thin film may break the hydrogel thin film by an operator's technique, the development of a cell culture device that can more easily collect cell tissues has been demanded.
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであり、その第1の目的は、細胞培養担体を破損することなく脱着可能な細胞培養用カセットを提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、細胞培養用カセットからの細胞培養担体の着脱操作を容易に実施することができる細胞培養用カセット着脱用治具を提供することにある。
さらに、本発明の第3の目的は、細胞培養担体により培養液を分離することができる細胞培養装置を提供することにある。
The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art, and a first object thereof is to provide a cell culture cassette that can be detached without damaging the cell culture carrier. There is.
A second object of the present invention is to provide a cell culture cassette attaching / detaching jig capable of easily attaching / detaching a cell culture carrier from a cell culture cassette.
Furthermore, a third object of the present invention is to provide a cell culture apparatus that can separate a culture solution using a cell culture carrier.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の細胞培養用カセットは、共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記フランジ状の突起同士が圧接状態となるように構成されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the cell culture cassette according to
上記のような構成を有する請求項1に記載の発明によれば、外側筒状部材と内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起同士を圧接状態とすることにより、突起による挟む力、すなわち、両フランジ状の突起の間に設置される細胞培養担体に対して垂直の力で細胞培養担体を挟持することができるので、細胞培養担体自体に外側に引っ張られる力が働くことがない。また、フランジ状の突起同士に隙間が形成されないので、培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。 According to the first aspect of the present invention having the above-described configuration, the flange-shaped projections formed on the outer cylindrical member and the inner cylindrical member are brought into a pressure contact state, whereby the force sandwiched by the projections, that is, Since the cell culture carrier can be sandwiched with a force perpendicular to the cell culture carrier placed between the two flange-shaped projections, the cell culture carrier itself does not have a force pulled outward. In addition, since no gap is formed between the flange-shaped protrusions, it is possible to prevent the culture medium from seeping out and flowing in.
請求項2に記載の細胞培養用カセットは、共に筒状部材の一端に内側に突出するフランジ状の突起が形成された外側筒状部材と内側筒状部材とからなり、前記外側筒状部材と内側筒状部材の間に細胞培養担体を設置した後、前記内側筒状部材を前記外側筒状部材の他端から挿入して、外側筒状部材と内側筒状部材を嵌合することによって、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起が前記細胞培養担体を挟持するように構成されていることを特徴とするものである。
The cassette for cell culture according to
上記のような構成を有する請求項2に記載の発明によれば、外側筒状部材と内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起同士を圧接状態とすることにより、突起による挟む力、すなわち、両フランジ状の突起の間に設置される細胞培養担体に対して垂直の力で細胞培養担体を挟持することができるので、細胞培養担体自体に外側に引っ張られる力が働くことがない。また、フランジ状の突起同士に隙間が形成されないので、培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記細胞培養担体が、リング状の支持体上に細胞培養担体膜を形成して構成され、前記リング状の支持体部分を、前記外側筒状部材及び内側筒状部材のフランジ状の突起によって挟持するように構成されていることを特徴とするものである。
The invention according to
上記のような構成を有する請求項3に記載の発明によれば、支持体部分を両フランジ状の突起で挟持することにより、フランジ状の突起と支持体との間に隙間を形成することなく取り付けることができるので、たとえ細胞培養担体を構成する細胞培養担体膜が薄くても、突起と支持体との間からの培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。また、挟持時の押圧力が細胞培養担体膜へ直接かからないので、細胞培養担体膜の破損の可能性を大幅に低減することができる。
According to the invention of
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材の内側面及び内側筒状部材の外側面に、互いに係合するネジ部が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項4に記載の発明によれば、ネジ部を形成することにより、フランジ状の突起同士の圧接状態を容易に形成でき、且つ維持することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the cassette for cell culture according to any one of the first to third aspects, the inner surface of the outer cylindrical member and the outer surface of the inner cylindrical member are engaged with each other. The screw part to be formed is formed.
According to invention of Claim 4 which has the above structures, the press-contact state of flange-shaped protrusions can be formed easily and can be maintained by forming a screw part.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の上面、及び内側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の下面の少なくとも一方に、クッション材が取付けられていることを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the cell culture cassette according to any one of
上記のような構成を有する請求項5に記載の発明によれば、フランジ状の突起にクッション材を取り付けることにより、それぞれの突起の圧接に関与する面の表面状態に影響されることなく、細胞培養担体を面で保持することができるようになる。また、密閉度も向上させることができるので、さらに培養液のしみ出しや流入を効果的に防ぐことができる。 According to the invention of claim 5 having the above-described configuration, by attaching a cushion material to the flange-shaped protrusion, the cell is not affected by the surface state of the surface involved in the pressure contact of each protrusion. The culture carrier can be held on the surface. Moreover, since the degree of sealing can be improved, it is possible to effectively prevent the culture medium from seeping out and flowing in.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部、及び内側筒状部材のフランジ状の突起が形成されていない端部の少なくとも一方に、筒状部材の外方に延びる突出部が形成されていることを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the cell culture cassette according to any one of
上記のような構成を有する請求項6に記載の発明によれば、突出部をピンセットその他無菌処理された器具で押さえつけることにより、外側筒状部材と内側筒状部材の着脱を容易に行うことができるようになる。 According to the invention of claim 6 having the above-described configuration, the outer cylindrical member and the inner cylindrical member can be easily attached and detached by pressing the protruding portion with tweezers or other aseptically processed instruments. become able to.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記突出部に、少なくとも一つの孔が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項7に記載の発明によれば、この孔に棒状の部材を挿入することにより、外側筒状部材あるいは内側筒状部材を回動させることが容易になるので、外側筒状部材と内側筒状部材の着脱をさらに容易に行うことができるようになる。
The invention according to claim 7 is the cell culture cassette according to claim 6, wherein at least one hole is formed in the protruding portion.
According to the invention of claim 7 having the above-described configuration, by inserting a rod-like member into this hole, it becomes easy to rotate the outer cylindrical member or the inner cylindrical member. The outer cylindrical member and the inner cylindrical member can be attached and detached more easily.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の細胞培養用カセットにおいて、前記外側筒状部材に形成されたフランジ状の突起の外面の少なくとも3箇所に、所定の高さを有する自立部材が形成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項8に記載の発明によれば、培養液を入れた培養容器(例えば、シャーレやディッシュ)内に細胞培養用カセットを載置した場合でも、細胞培養用カセットの外底面に培養液を接触させることができる。
The invention according to claim 8 is the cell culture cassette according to any one of
According to the invention of claim 8 having the above-described configuration, even when the cell culture cassette is placed in a culture container (eg, a petri dish or a dish) containing a culture solution, The culture solution can be brought into contact with the outer bottom surface.
請求項9に記載の細胞培養用カセット着脱用治具は、請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の少なくとも一方を固定することができるように構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項9に記載の発明によれば、筒状部材の少なくともいずれか一方を固定することにより、人が直接細胞培養用カセットに触れる機会を減らすことができるので、無菌的な着脱操作の精度を向上させることができる。
The cell culture cassette attaching / detaching jig according to claim 9 fixes at least one of the outer cylindrical member and the inner cylindrical member of the cell culture cassette according to any one of
According to the invention described in claim 9 having the above-described configuration, by fixing at least one of the cylindrical members, it is possible to reduce the chance that a person directly touches the cell culture cassette. The accuracy of a typical detachment operation can be improved.
請求項10に記載の細胞培養装置は、支持体に取り付けられた細胞培養担体膜であって、片面への細胞培養、両面への細胞培養、及びタンパク質透過の少なくとも一つが可能な細胞培養担体膜を、請求項1乃至請求項8のいずれか一に記載の細胞培養用カセットの外側筒状部材と内側筒状部材の間に設置したことを特徴とするものである。
The cell culture device according to
上記のような構成を有する請求項10に記載の発明によれば、細胞培養担体膜を支持体をつけたままの状態で培養することができるので、培養後に細胞培養装置から容易に細胞培養担体を取り出すことができ、細胞が培養された細胞培養担体膜の取り扱いを極めて容易に行なうことができる。また、細胞培養担体を一旦取り出して反転させ、再度、細胞培養装置にセットすることも容易に行なうことができる。
According to the invention of
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の細胞培養装置において、前記支持体が不織布から構成されていることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項11に記載の発明によれば、支持体の強度が高まるので、細胞培養担体の取り扱いが容易なものとなる。
The invention according to
According to the invention of the eleventh aspect having the above-described configuration, the strength of the support is increased, so that the cell culture carrier can be easily handled.
本発明によれば、細胞培養担体を破損することなく脱着可能な細胞培養用カセットを提供することができる。また、細胞培養用カセットからの細胞培養担体の着脱操作を容易に実施することができる細胞培養用カセット着脱用治具を提供することができる。さらに、細胞培養担体により培養液を分離することができる細胞培養装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cell culture cassette that can be detached without damaging the cell culture carrier. Further, it is possible to provide a cell culture cassette attaching / detaching jig capable of easily performing the operation of attaching / detaching the cell culture carrier from the cell culture cassette. Furthermore, the cell culture apparatus which can isolate | separate a culture solution with a cell culture carrier can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(1)構成
(1−1)全体構成
本実施形態の細胞培養装置10は、図1に示すように、細胞培養用カセット20を構成する外側筒状部材1と内側筒状部材2との間に、細胞培養担体3を挟持して構成されている。なお、図1は本発明に係る細胞培養装置10の分解斜視図、図2は細胞培養装置10の全体像を示す斜視図、図3は細胞培養装置10の全体像を示す断面図、図4は細胞培養装置10を既存の培養容器30内に設置した状態を示す斜視図である。以下、各構成要素について詳述する。
(1) Configuration (1-1) Overall Configuration As shown in FIG. 1, the
(1−2)外側筒状部材
細胞培養用カセット20を構成する外側筒状部材1は、円筒形状を有し、下側の開口部に内側に突出するフランジ状の突起11が形成され、このフランジ状の突起11の下面には、所定個数の自立部材12が設けられている。また、外側筒状部材1の内側面には、所定の間隔をあけて、所定の長さを有する係合用ネジ部13が形成されている。さらに、上側の開口部には、外方に延びる2つの鍔状の突出部14が互いに対向する位置に形成され、この鍔状の突出部14には孔15が形成されている。なお、前記フランジ状の突起11の上面に、シリコン等で形成されたクッション材を設置しても良い。
(1-2) Outer cylindrical member The outer
(1−3)内側筒状部材
細胞培養用カセット20を構成する内側筒状部材2は、円筒形状を有し、前記外側筒状部材1の上側の開口部から外側筒状部材1内に嵌め込むことができるように構成されている。また、内側筒状部材2の下側の開口部には、前記外側筒状部材1と同様に、内側に突出するフランジ状の突起21が形成されている。そして、これらのフランジ状の突起11、21により、それらの間に設置された細胞培養担体3を挟持し、固定することができるように構成されている。
(1-3) Inner cylindrical member The inner
また、内側筒状部材2の外側面には、前記外側筒状部材1の内側面に形成された係合用ネジ部13と係合する係合用ネジ部23が形成されている。さらに、上側の開口部には、外側筒状部材1と同様に、外方に延びる2つの鍔状の突出部24が互いに対向する位置に形成され、この鍔状の突出部24には孔25が形成されている。なお、前記フランジ状の突起21の下面にも、シリコン等で形成されたクッション材を設置しても良い。
Further, on the outer surface of the inner
(1−4)細胞培養担体
前記外側筒状部材1と内側筒状部材2の間に挿入される細胞培養担体3は、ナイロンメンブレン等をドーナツ状に切り抜いた支持体31上に、コラーゲン等のハイドロゲルを乾燥してガラス化させ、その後水和させたハイドロゲル薄膜32を形成して構成されている。
(1-4) Cell culture carrier The
そして、外側筒状部材1のフランジ状の突起11の上に、細胞培養担体3の支持体31部分を乗せ、その後、内側筒状部材2を外側筒状部材1に嵌め込み、外側筒状部材1のフランジ状の突起11と内側筒状部材2のフランジ状の突起21によって細胞培養担体3の支持体31を挟持することによって、図2及び図3に示すような細胞培養装置10が形成される。
Then, the
また、細胞培養用カセット20に挟まれる細胞培養担体3としては、片面または両面に細胞を培養することができ、細胞の顕微鏡観察に耐えうる透明度を持ち、種々の細胞産生因子を透過することができる膜を用いることが好ましい。さらに好ましくは細胞培養担体3自体の生体適合性が高く、そのまま移植に耐えうるものが良い。例えば、上記特許文献3に記載のハイドロゲル薄膜が好適である。
Further, as the
また、外側筒状部材1と内側筒状部材2の間に挟まれる細胞培養担体3の枚数は1枚でなくても良い。細胞培養担体3を複数枚とすることにより、ハイドロゲル薄膜を支持する支持体31も複数枚となることから、クッション材がない状態でもフランジ状の両突起11、21間の密閉度を向上させることができる。また、2枚の細胞培養担体3を用いて両面培養を行った場合には、培養を行った各細胞について異なる評価をするために、細胞培養担体3ごとに所望の培地に移したり、別の処理を行うことができる。
The number of
なお、前記支持体としては、不織布を用いることが好ましい。この不織布には、人工繊維で成形されたものや、天然繊維で形成されたものが用いられる。具体的には、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン、ニトロセルロース、綿、絹等が好ましい。 In addition, it is preferable to use a nonwoven fabric as the support. As this non-woven fabric, those formed from artificial fibers and those formed from natural fibers are used. Specifically, nylon, polyvinylidene fluoride, nitrocellulose, cotton, silk and the like are preferable.
(1−5)細胞培養装置
細胞培養装置10の主要部である細胞培養用カセット20の素材は、細胞培養に適するもの、細胞毒性の低いものであれば採用可能である。例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート及び、ポリプロピレンのような各種素材で成形可能である。その他、特に細胞培養装置10に細胞が接着する必要性はないので、細胞毒性を持たない金属(具体的には、ステンレス鋼、チタン合金、金、銀及び白金等)でも作製可能であるが、量産性を考慮すると素材は多少の弾性を備える樹脂製ものが好適である。
(1-5) Cell Culture Device The material of the cell culture cassette 20 that is the main part of the
(1−6)培養容器
前記細胞培養装置10は、図4に示すように、既存の培養容器30内に設置されて用いられる。従って、前記細胞培養装置10は、既存の培養容器30内に挿入可能な形状・大きさとすることが好ましい。既存の培養容器30としては、例えば、60mmディッシュ(IWAKI Code#3010−060X)、35mmディッシュ(IWAKI Code#3000−035X)等が用いられる。既存の培養容器30は円形であることが多いが、その他の形状でも良いことは言うまでもない。
(1-6) Culture container As shown in FIG. 4, the
(1−7)係合用ネジ部
なお、本実施形態においては、細胞培養装置10を構成する外側筒状部材1と内側筒状部材2とをより強靭に固定するための手段として、外側筒状部材1の内側面と、内側筒状部材2の外側面のそれぞれに、互いに係合する係合用ネジ部13、23が設けられている。
(1-7) Engagement screw portion In this embodiment, as a means for more firmly fixing the outer
(1−8)クッション材
また、本実施形態においては、上下培地の分離能を上昇させることを目的として、該細胞培養装置10の外側筒状部材1のフランジ状の突起11の上面、あるいは内側筒状部材2のフランジ状の突起21の下面の少なくとも一方にクッション材が取り付けられている。これにより、細胞培養担体3をより密に挟み込むことができるので、上下の培地のコンタミネーションをより高度に防止することができる。なお、クッション材の素材としては、弾性を有し、細胞毒性を持たないものであれば採用可能である。例えば、シリコン樹脂等が好適である。
(1-8) Cushion material In the present embodiment, the upper surface or the inner side of the flange-shaped
(1−9)鍔状の突出部
さらに、本実施形態の細胞培養装置10においては、内側筒状部材2を外側筒状部材1から着脱する際の無菌的操作を容易に実現するための手段として、少なくとも外側筒状部材1に、その頂部壁から外方に伸長する鍔状の突出部14が設けられている。
(1-9) Sponge-shaped projecting portion Furthermore, in the
この外側筒状部材1に設けられた鍔状の突出部14を、ピンセットその他無菌処理された器具で押さえつけた後、外側筒状部材1の筒状部より上に突き出している内側筒状部材2を鉗子その他の無菌処理された器具で挟んで、内側筒状部材2をその周方向に回動させ、係合用ネジ部13、23の係合を外すことにより、内側筒状部材2を外側筒状部材1から無菌的に引き出すことができる。
The inner
なお、外側筒状部材1に内側筒状部材2を挿入する際には、上記と逆の操作を行えば良い。また、外側筒状部材1だけでなく、内側筒状部材2にもその頂部壁から外方に伸長する鍔状の突出部24を設けても良いことは言うまでもない。
In addition, when inserting the inner
また、外側筒状部材1の鍔状の突出部14、内側筒状部材2の鍔状の突出部24の少なくともいずれか一方に孔15、25を形成することにより、この孔15、25内にピンセットその他無菌処理された器具を挿入して筒状部材を捻じることができるので、外側筒状部材1と内側筒状部材2の着脱操作をさらに容易に行うことができるようになる。
Further, by forming
(1−10)自立部材
また、本実施形態においては、外側筒状部材1の下方開口端またはフランジ状の突起11の下面に、少なくとも3個以上の自立部材12が設けられている。この自立部材12により、細胞培養装置10に設置された細胞培養担体3と、細胞培養装置10が収納配置される培養容器30の内底面との間に隙間を形成することができる。
(1-10) Self-supporting member In the present embodiment, at least three or more self-supporting
このように、細胞培養装置10の下部に隙間を設けることにより、培養液を入れた培養容器30に細胞培養装置10を入れて細胞を培養する場合に、培養容器30中の培養液による影響を把握したり、細胞培養担体3の両面に細胞を培養することが可能となる。
Thus, by providing a gap at the lower part of the
(1−11)細胞培養用カセット着脱用治具
前記係合用ネジ部13、23の開閉をより簡便にする手段として、細胞培養用カセット着脱用治具(以下、着脱用治具という)を用いることができる。この着脱用治具には、細胞培養用カセット20の外側筒状部材1が嵌り込む凹部が形成されており、その凹部の底面には、外側筒状部材1の底面に形成された自立部材12が嵌合する穴が形成されている。
(1-11) Cell culture cassette attaching / detaching jig A cell culture cassette attaching / detaching jig (hereinafter referred to as an attaching / detaching jig) is used as a means for making the
そして、この穴に外側筒状部材1の自立部材12が嵌合することにより、着脱用治具と外側筒状部材1とがロックされるため、外側筒状部材1に内側筒状部材2を嵌め込んで、係合用ネジ部13、23を係合させるために捻るときに、着脱用治具内における外側筒状部材1の水平方向への回転を防ぐことができる。
Then, since the self-standing
また、外側筒状部材1が着脱用治具の凹部に完全に埋没する場合には、着脱用治具の凹部の上縁に、外側筒状部材1の鍔状の突出部14が嵌合する切り欠きを形成しても良く、この切り欠きのみで着脱時の回転防止機構としても良い。
Further, when the outer
なお、外側筒状部材1から内側筒状部材2を着脱する際には、内側筒状部材2の鍔状の突出部24に形成された孔25にピンセット等を挿入し、外側筒状部材1に対して内側筒状部材2を所望の方向に回動させることにより、係合用ネジ部13、23の係合を容易に外すことができる。また、内側筒状部材2を着脱用治具で固定するように構成しても良いことは言うまでもない。
In addition, when attaching and detaching the inner
(2)使用態様
上記のような構成を有する本実施形態の細胞培養装置は、以下のような種々の培養方法に適用することができる。
(a)所定の培養液を入れた培養容器30内に、細胞培養担体3を挟持した細胞培養装置10を設置し、細胞培養担体3の上下いずれか一方の面に細胞を培養する。
(2) Usage Mode The cell culture device of the present embodiment having the above-described configuration can be applied to the following various culture methods.
(A) A
(b)上記(a)のようにして培養した細胞に対して、その細胞が浸されている培養液、細胞培養担体3を介した培養液及び両方の培養液のいずれかの培養液に種々の因子を加えて培養する。なお、添加する因子としては、例えば、インターロイキン(IL)、コロニー刺激因子(CSF)、幹細胞因子(SCF)、腫瘍壊死因子(TNF)、インターフェロン(IFN)等、試験対象や試験項目に対応する種々の因子を添加することができる。
(B) For the cells cultured as described in (a) above, there are various types of culture solutions in which the cells are immersed, the culture solution via the
(c)培養容器30内に細胞培養担体3を挟持した細胞培養装置10を設置し、培養容器30の底面と細胞培養担体3の上面とに異なる細胞を培養し、細胞培養担体3を介した双方の細胞間における影響を解析する。
(d)細胞培養担体3の上下両面に異なる細胞を培養する。
(e)上記(c)及び(d)において、(b)のように培養液に種々の因子を加えて培養する。
(C) The
(D) Different cells are cultured on the upper and lower surfaces of the
(E) In the above (c) and (d), various factors are added to the culture solution as shown in (b) and cultured.
このように、本発明に係る細胞培養装置10を用いた細胞培養法として、細胞培養担体3の片面に細胞を培養し、細胞培養用カセット20に挟み込んで細胞培養装置10とし、この細胞培養装置10を、シャーレ等の培養容器30に入れ、さらにサイトカイン等の因子を加えることによって、細胞の機能解析が可能である。
As described above, as a cell culture method using the
また、細胞培養装置10を用いた細胞培養法として、細胞培養担体3の片面に細胞を培養し、細胞培養面を上にした状態で細胞培養用カセット20に挟み込んで細胞培養装置10とし、この細胞培養装置10を、別途培養した細胞が存在するシャーレ等の培養容器30に入れることによって、細胞の機能解析及び細胞間の相互作用解析が可能である。
Further, as a cell culture method using the
また、細胞培養装置10を用いたさらなる細胞培養法として、細胞培養担体3の片面に細胞を培養し、細胞培養面を下にした状態で細胞培養用カセット20に挟み込んで細胞培養装置10とし、この細胞培養装置10をシャーレ等の容器に入れ、さらに細胞培養担体3の細胞が培養されていない面に異なる細胞を播種することによって、簡便な両面培養が実現可能である。この培養モデルを用いて、細胞の機能解析及び細胞間の相互作用解析、さらには組織モデルの作製が可能である。
Further, as a further cell culture method using the
上記細胞培養後、細胞培養担体3を細胞培養用カセット20から外し、固定・染色・観察等の解析に供することができる。また、種々の処理が行われた細胞培養モデルをそのまま移植に供することも可能である。なお、ここでいう解析とは、細胞間相互作用、細胞接着、細胞分化、物質輸送・拡散・分泌、細胞極性といった現象の解析である。ただしこれらの使用態様は、本発明の使用範囲をなんら限定するものではない。
After the cell culture, the
(3)試験例
以下のようにして、本実施形態の細胞培養用カセット20に細胞培養担体3を挟むことによって、上面と下面の培地が隔離されることを確認する試験を実施した。すなわち、直径35mmの円形に切り取ったポリエチレン膜(厚み:0.04mm)を、歯科用ピンセットを用いて細胞培養用カセット20を構成する外側筒状部材1のフランジ状の突起11上に載置する。
(3) Test Example A test for confirming that the medium on the upper surface and the lower surface was isolated by sandwiching the
次に、内側筒状部材2の鍔状の突出部24をピンセットで掴み、外側筒状部材1の上方から内部に挿入する。その後、外側筒状部材1と内側筒状部材2の鍔状の突出部14、24の孔15、25にそれぞれピンセットを差し込み、外側筒状部材1及び内側筒状部材2をそれぞれ逆方向に回転させることにより、ポリエチレン膜を細胞培養用カセット20に設置する。
Next, the hook-like projecting
その後、ポリエチレン膜を挟んだ細胞培養用カセット20を、培養容器30として用いられる60mmDish(IWAKI Code#3010−060X)に入れ、細胞培養用カセット20にフェノールレッド含有の水を入れ、培養容器30に水を入れた状態で一昼夜放置した。その結果、培養容器30に入れた水に、フェノールレッドの漏れ出しは確認されなかった。
Thereafter, the cell culture cassette 20 with the polyethylene membrane sandwiched between them is placed in a 60 mm dish (IWAKI Code # 3010-060X) used as the
(4)効果
本実施形態によれば、ピンセットまたは鉗子、もしくは前記着脱用治具等を使用して、細胞培養用カセット20に滅菌状態で細胞培養担体3を挟み込んで細胞培養装置10とし、この細胞培養装置10をさらにシャーレ等の培養容器30に挿入し、細胞培養またはその他解析終了後に、培養容器30から細胞培養装置10を取り出し、さらに細胞培養担体3を回収することが可能となる。
(4) Effect According to the present embodiment, the
このように、本発明の細胞培養装置は、外側筒状部材1と内側筒状部材2の間に細胞培養担体3を挟持し、この細胞培養担体3を着脱可能に構成したことにより、より簡便に細胞培養担体と細胞組織を回収することができ、また、上記の種々の培養方法により種々の処理を行った細胞組織を回収することも可能となる。
Thus, the cell culture device of the present invention is simpler by sandwiching the
さらに、本発明の細胞培養装置を使用すれば、ハイドロゲル薄膜の片面に細胞を培養後に、細胞培養面を下にした状態で、細胞培養装置10に挟持させ、さらに上方部分に異なる細胞を培養することで、効率的に両面培養を行うことも可能となる。
Furthermore, if the cell culture device of the present invention is used, after culturing the cells on one side of the hydrogel thin film, the cells are sandwiched by the
(5)他の実施形態
本発明に係る細胞培養装置に使用される培養液は特に限定されない。培養液としては、例えば、DMEM、EMEM、RPMI1640等、培養細胞に適した種々の培養液を用いることができる。
(5) Other Embodiments The culture solution used for the cell culture device according to the present invention is not particularly limited. As the culture solution, for example, various culture solutions suitable for cultured cells such as DMEM, EMEM, RPMI1640, and the like can be used.
また、本発明は、上述したような実施形態に限定されるものではなく、各構成部材について、以下のような変形例にも適用することができる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to the following modified examples for each constituent member.
(5−1)筒状部材のフランジ状突起の形状
外側筒状部材1のフランジ状突起11及び内側筒状部材2のフランジ状突起21は、各筒状部材の下端部から内側に連設された、切れ目のないリング状に構成されていれば良く、その突起部分は平面でなくても良い。
(5-1) Shape of Flange-shaped Projection of Cylindrical Member The flange-shaped
例えば、図5(A)に示すように、内側筒状部材2のフランジ状突起21を、下に凸となるような凹部21aとしても良い。この場合、内側筒状部材2のフランジ状突起21と細胞培養担体3の支持体31とは、面接触ではなく線接触となるが、線接触であっても支持体との間からの培養液のしみ出しや流入を防ぐことができる。
For example, as shown in FIG. 5A, the flange-
また、図5(B)に示すように、外側筒状部材1のフランジ状突起11の先端部に凸部11bを形成すると共に、内側筒状部材2のフランジ状突起21の先端部にも、前記フランジ状突起11の凸部11bと嵌合する凸部21bを形成しても良い。また、図5(C)に示すように、外側筒状部材1のフランジ状突起11全体を凸部11cとすると共に、内側筒状部材2のフランジ状突起21も、前記フランジ状突起11の凸部11cと嵌合する凸部21cとしても良い。
Further, as shown in FIG. 5 (B), a
このように、外側筒状部材1のフランジ状突起11及び内側筒状部材2のフランジ状突起21の一部あるいは全部を、互いに嵌合する凹凸形状とすることによって、フランジ状突起11、21と細胞培養担体3の支持体31との接触面積を増やすことができるので、支持体との間からの培養液のしみ出しや流入をより効果的に防ぐことができる。
In this way, by forming a part or all of the flange-
(5−2)クッション材の形状
外側筒状部材1のフランジ状突起11の上面、あるいは内側筒状部材2のフランジ状突起21の下面に取り付けられるクッション材40は、切れ目のないリング状とすることが好ましい。また、このクッション材40は、図6(A)に示したように、内側筒状部材2のフランジ状突起21の下面と細胞培養担体3との間に設置しても良く、図6(B)に示したように、外側筒状部材1のフランジ状突起11の上面と細胞培養担体3との間に設置しても良い。また、細胞培養担体3の上下に2枚設置しても良い。
(5-2) Shape of Cushion Material The
(5−3)細胞培養担体の支持体の有無
上述したように、図1に示した実施形態のように細胞培養担体3に支持体31が設けられている場合には、外側筒状部材1のフランジ状突起11に支持体付きの細胞培養担体3を乗せた後、内側筒状部材2を外側筒状部材1に嵌め込んでセットすれば良い。
(5-3) Presence / absence of support for cell culture carrier As described above, when the
一方、細胞培養担体3に支持体31が設けられていない場合には、図7(A)に示したように、内側筒状部材2のフランジ状突起21及び筒状部分の外側面の下端部に、湿らせた細胞培養担体を貼り付けた後、内側筒状部材2を外側筒状部材1に嵌め込んでセットする。なお、この場合、細胞培養担体が外側筒状部材1及び内側筒状部材2の係合用ネジ部13、23まで達しないような位置に貼り付けることが好ましい。
On the other hand, when the
また、図7(B)に示したように、外側筒状部材1のフランジ状突起11及び筒状部分の内側面の下端部に、湿らせた細胞培養担体を貼り付けた後、内側筒状部材2を外側筒状部材1に嵌め込んでセットしても良い。なお、この場合も、細胞培養担体が外側筒状部材1及び内側筒状部材2の係合用ネジ部13、23まで達しないような位置に貼り付けることが好ましい。
Moreover, as shown in FIG. 7 (B), after attaching a wet cell culture carrier to the flange-
(5−4)挟持される細胞培養担体の数
細胞培養用カセットを構成する外側筒状部材1及び内側筒状部材2に挟持される細胞培養担体3は、図8(A)に示すように1枚でも良く、また、図8(B)に示すように2枚でも良い。
(5-4) Number of sandwiched cell culture carriers As shown in FIG. 8A, the
すなわち、図8(B)に示すように、1枚の細胞培養担体3に1種類の細胞を培養後、それを2枚重ねることで両面培養を行うことができる。その後、各細胞について異なる方法で形態観察や機能評価を行うことができる。この方法は、例えば、片面細胞の増殖効率や、酵素活性、薬物代謝測定等、片方のみの値を知りたいときに有効である。
That is, as shown in FIG. 8B, double-sided culture can be performed by culturing one type of cell on one
1…外側筒状部材
2…内側筒状部材
3…細胞培養担体
10…細胞培養装置
11、21…フランジ状の突起
12…自立部材
13、23…係合用ネジ部
14、24…鍔状の突出部
15、25…孔
20…細胞培養用カセット
30…培養容器
31…支持体
32…ハイドロゲル薄膜
40…クッション材
DESCRIPTION OF
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