JP2009011319A - 生体物質の洗浄装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 細胞組織の洗浄装置と洗浄方法を提供する。
【解決手段】 生体物質の洗浄装置であって、前記生体物質を受ける開口端と、対向の閉口端を有する外スリーブ、及び前記外スリーブ内に取り外し可能、且つスライド可能に配置された内スリーブを含み、前記内スリーブは、洗浄液を受けて分配する第１ポート、前記内スリーブの内側と前記外スリーブの内側間の流路を定義する第２ポート、及び前記第２ポートに配置され、洗浄液を通過させるが前記生体物質の通過をさせないフィルターを含み、前記フィルターと前記外スリーブの前記閉口端との間に形成されたチャンバは、前記チャンバ内に生体物質を保持しながら、洗浄液がフィルターを通過して流れるように構成される装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞組織の洗浄装置に関し、特に、細胞と組織の洗浄、フィルタリングと、収集を同時にできる洗浄装置と、細胞組織の洗浄方法に関するものである。

医療技術の発達は、組織再生分野において新しい展望を与えている。例えば、近年は、損傷したひざの軟骨を修復するために、生体工学の軟骨組織が患者に外科的に移植されている。いくつかの状況では、このような移植を行うために、初代細胞が提供者の組織から採取されて、骨格形成材に培養され、新しい組織を形成している。このプロセスでは、採取されて培養された細胞／組織は、頻繁に洗浄されてフィルタリングされ、化学試薬を取り除いて細菌混入を防いでいる。従来の洗浄装置には、遠心力を用いて混合物から組織／細胞を分離する、研究室の遠心分離機などがあるが、研究室の遠心分離機は、手術室で用いるのに適さない（特許文献１参照）。

台湾特許第０９６１２３９５７号

細胞組織の洗浄装置と洗浄方法を提供する。

一形態において、外スリーブ、外スリーブ内に配置された内スリーブを含む、生体物質を洗浄する装置が一般に提供される。外スリーブは、生体物質を受ける開口端と、対向の閉口端を有する。内スリーブは、外スリーブ内に取り外し可能、且つスライド可能に配置され、洗浄液を受けて分配する第１ポートと、内スリーブの内側と外スリーブの内側間の流路を定義する第２ポートと、第２ポートに配置されたフィルターを含む。フィルターは、洗浄液を通過させるが生体物質の通過をさせない。フィルターと外スリーブの閉口端との間に形成されたチャンバは、チャンバ内に生体物質を保持しながら、洗浄液がフィルターを通過して流れるように構成されている。

実施例は、１以上の下記の特徴が含まれる場合がある。

外スリーブは、第１スリーブ部と第１スリーブ部に取り外し可能に接続された第２スリーブ部を含む。内スリーブは、外スリーブの内周面に密封係合する弾性部材を含む。弾性部材は、環状のゴム部材を含む。

外スリーブは、ベース部材と延長部材を含む。ベース部材は、開口端と対向の閉口端とを有し、延長部材は、開口し、互いに対向する第１端と第２端を有する。延長部材の第１端は、ベース部材の開口端に取り外し可能に接続するように構成されている。延長部材の第２端は、別の延長部材に取り外し可能に接続するように構成されている。

内スリーブの第１ポートは、停止部を含み、停止部は、外スリーブに対する内スリーブの相対的な軸運動を限定するように構成されている。

フィルターは、第２ポートに取り外し可能に設置されてもよい。フィルターは、複数の網目を有するメッシュフィルターでもよい。複数の網目の孔径は、１００μｍ〜３０００μｍの範囲である。また、フィルターは、複数の膜細孔を有するメンブレンフィルターでもよい。複数の膜細孔の孔径は、５μｍ〜２０μｍの範囲である。

もう１つの形態において、生体物質を洗浄する方法が一般的に提供される。前記方法は、生体物質を提供するステップと、生体物質をチャンバ内に配置するステップと、チャンバ内に生体物質を保持しながら、チャンバを膨張、圧縮することで、洗浄液をフィルターを通してチャンバに出入りさせるステップとを含む。

実施例は、１以上の次の追加のステップを含んでいてもよい。すなわち、洗浄液をチャンバ内に提供するステップと；フィルターを通してチャンバから洗浄液を放出するステップと；洗浄液を放出した後、チャンバに新しい洗浄液を提供するステップと；チャンバ内で洗浄液を撹拌するステップと；洗浄液を放出した後、生体物質を収集するステップを含んでもよい。

いくつかの実施例では、前記方法は、１以上の次のステップを更に含む。すなわち、生体物質を受ける開口端と、対向の閉口端を有する外スリーブを提供するステップと、外スリーブ内に取り外し可能、且つスライド可能に配置された内スリーブを提供するステップを含む。いくつかの実施例では、内スリーブは、洗浄液を受けて分配する第１ポートと、内スリーブの内側と外スリーブの内側間の流路を定義する第２ポートを含む。また、フィルターは、第２ポートに配置され、チャンバは、フィルターと外スリーブの閉口端との間に形成される。

実施例は、次の特徴を更に含むこともある。外スリーブは、第１スリーブ部と第１スリーブ部に取り外し可能に接続された第２スリーブ部を含み、前記方法は、さらに、第２スリーブ部から第１スリーブ部を取り外し、生体物質を収集するステップを含む。

本発明の生体物質の洗浄装置及び洗浄方法によれば、フィルターが洗浄液を通過させるが生体物質の通過をさせず、フィルターと外スリーブの閉口端との間に形成されたチャンバがチャンバ内に生体物質を保持しながら、洗浄液をフィルターを通してチャンバから放出させることができる。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図１によると、好ましい実施例では、洗浄装置１００は、外スリーブ１０に取り外し可能、且つスライド可能に配置された内スリーブ２０を含む。内スリーブ２０と外スリーブ１０は、細長いチューブ状の部材であり、いくつかの実施例では、断面が環状である。

図２Ａと２Ｂによると、外スリーブ１０は、第１スリーブ部１１と第２スリーブ部１２を含む。第２スリーブ部１２は、ベース部材として機能し、開口の上端１８と閉口の下端１９を含む。“上”と “下”の用語は、ここでは、絶対的な相対方向を意味するというよりは、便宜的に用いられている。第１スリーブ部１１は、延長部材として機能し、対向の上端１４と下端１５を含む。上端１４と下端１５はいずれも、開口している。上端１４の開口は、開口１３として特定される。第１スリーブ部１１の下端１５は、第２スリーブ部１２の開口の上端１８に取り外し可能に接続される。

いくつかの実施例では、第１と第２スリーブ部は、本発明の範囲内でその他の従来の手段、例えば、圧入係合によっても取り外し可能に接続されるが、例えばネジ山によって接続される。いくつかの実施例では、第２スリーブ部１２の上端１８の外周に、ネジ山２８が備えられており、第１スリーブ部１１の下端１５の内周に形成された相補的なネジ山２７に一体的に係合するように構成されている。いくつかの実施例では、第１スリーブ部の上端１４の外周に、ネジ山２６が備えられており、追加の延長部材（図示されていない）の相補的なネジ山に一体的に係合するように構成されている。

外スリーブ１０は、開口１３によって洗浄を必要とする生体物質を受けるように構成されている。洗浄終了後に、第１スリーブ部１１を、生体物質が収集された第２スリーブ部１２から取り外すことができる。

図３Ａと３Ｂによると、内スリーブ２０は、その上端４４に形成された第１ポート２２と、その下端４２に形成された第２ポート２３を有する。第１ポート２２は、洗浄液（たとえば生理食塩水等）を受けるように構成されており、第２ポート２３は、流路を定義し、内スリーブ２０と外スリーブ１０内部間の液体を交換するように構成されている。内スリーブ２０の上端４４は、停止部材２５を含む。停止部材２５は、ハンドルとしても機能する。

停止部材２５は、外スリーブ１０の上端の開口１３の寸法より大きい外のり寸法を有する、外側に延長した突出である。停止部材２５は、内スリーブ２０が外スリーブ１０内で移動できる最大距離を確定する。内スリーブ２０は、停止部材２５から延長した管状体２１を更に含む。いくつかの実施例では、管状体２１は、外スリーブ１０の軸寸法より小さい軸寸法を有することで、内スリーブ２０が停止部材２５で許容された範囲まで外スリーブ１０に挿入された時、内スリーブ２０の下端４２は、外スリーブの閉口の下端１９から距離を開けて配置される。即ちチャンバ５０は、内スリーブ２０の下端４２と、生体物質が収集されることになる外スリーブの閉口した下端１９との間の外スリーブ内に形成される。よって、停止部材２５は、内スリーブが外スリーブ１０に対応して動く範囲を限定するために提供され、生体物質にダメージを与える可能性のある装置１００の取り扱いの誤りを防ぐ。

チャンバ５０の寸法は、内スリーブ２０と外スリーブ１０の相対位置に基づいて変化する。

内スリーブ２０は、第２ポートに配置されたフィルター構造３２を更に含む。よって、チャンバ５０の上方境界は、フィルター構造３２によって規定される。生体物質４０は、外スリーブ１０内に収容され、洗浄プロセス（図５Ａを参照）の間、フィルター３０によって、チャンバ５０内にとどめられる。この開示の目的上、生体物質４０は、これを限定するものではないが、１以上の細胞またはその溶解物と組織を含むことができる。

いくつかの実施例では、弾性部材２４が内スリーブ２０の下端４２に備えられ、外スリーブ１０の内周面に密封係合する。弾性部材２４は、内スリーブ２０の外周面に取り付けられ、例えば、環状のゴム部材（たとえばＯリング等）で構成されることができる。弾性部材２４は、外スリーブ１０の内周面と内スリーブ２０の外周面との間の間隙を密閉する機能を果たし、洗浄流体と生体物質がフィルター３０を通して出る以外に、チャンバ５０を出るのを防ぐ。

第２ポート２３に配置されたフィルター構造３２は、内スリーブ２０と外スリーブ１０の内部間の流路を定義する。いくつかの実施例では、フィルター構造３２は、第２ポート２３（図３Ｂ、５Ａおよび５Ｂ）に形成されたワイヤメッシュ部材３４と支持部材２９との間に取り付けられて挟まれたフィルター３０を含む。その他の実施例では、フィルター構造３２は、２つのワイヤメッシュ部材（図示されていない）間に取り付けられて挟まれたフィルター３０を含む。この配置により、フィルター３０が更に支持され、洗浄プロセス中のフィルター破損、または変形を防ぐ。またその他の実施例では、フィルター３０は、第２ポート２３から取り外し可能な支持構造（たとえばワイヤメッシュ部材等）上に取り付けられ、取り換えフィルター（図示されていない）により洗浄装置の再使用ができるようになっている。

実施内容に応じて、各種のフィルターが洗浄装置１００のフィルター構造３２に用いられる場合がある。例えば、軟骨から得られた組織を洗浄する時、１００μｍの孔径を有するメッシュフィルターが好適であり、臍帯から得られた組織には、１５０μｍ〜３０００μｍの範囲の孔径を有するメッシュフィルターが好適である。洗浄される生体物質が組織でなく、細胞で構成される場合、小さめの孔径を有するメンブレンフィルターを選ぶことが好ましい。例えば、細胞を洗浄する時、１０μｍの孔径を有するメンブレンフィルターが適している。いくつかの実施例では、メンブレンフィルターの孔径は、５μｍ〜２０μｍの範囲である。

図４のフローチャート４００は、上述の装置１００を用いた生体物質の洗浄方法を説明している。

初めに、ステップ４１０では、生体物質４０（たとえば生体組織等）が開口１３を通して外スリーブ１０に入れられる。ステップ４２０では、内スリーブ２０が外スリーブ１０に挿入されて、洗浄プロセスの間、生体物質４０が保持されるチャンバ５０が形成される。ステップ４３０では、チャンバ５０には、この生体物質４０に適する洗浄液６０が充填される。洗浄液６０は、内スリーブ２０の第１ポート２２によって提供される。一般的に用いられる洗浄液６０の一例としては、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）があるが、これは本発明を限定するものではない。

続いて、洗浄プロセス４４０は、フィルター３０を通して洗浄液６０をチャンバ５０に出し入れして行われる。このプロセス４４０は、図５Ａと５Ｂに示すように、例えば、内スリーブ２０を第１軸方向Ｄ１に動かし、チャンバ５０を圧縮するステップ（ステップ４４２）と、内スリーブ２０を第２軸方向Ｄ２に動かし、チャンバを膨張させるステップ（ステップ４４４）をそれぞれ含む。これらの２つのステップは、交互に数回行う方式で、例えば、生体物質に含まれる、好ましくない化学試薬を取り除くことができる。いくつかのアプリケーションでは、混合物をゆっくりとかき混ぜる（ステップ４４６）のも洗浄効果を高める助けをする。緩やかな撹拌は、圧縮ステップ（ステップ４４２）または膨張ステップ（ステップ４４４）の一方、または両方を行った後に提供される。

洗浄の間、生体物質４０は、洗浄液６０がフィルター３０を通してチャンバ５０に出入りしている間、チャンバ５０内に実質的に保持される。内スリーブ２０の外部に取り付けられた弾性部材２４は、フィルターによって提供された流路による以外での、内スリーブ２０と外スリーブ１０間の液体の交換を防ぐ。

ステップ４５０に示されるように、洗浄プロセス４４０の後、チャンバ５０内の洗浄液６０は、フィルターを通った後、第１ポート２２によって廃棄容器に放出される。洗浄液６０の放出は、例えば、装置１００をひっくり返すこと等で達成される。

いくつかのアプリケーションでは、化学試薬とその他の好ましくない物質の除去を確実にするために、生体物質４０を数回洗浄することが望ましい。これらの場合、洗浄液６０の放出後（ステップ４５０）、新しい洗浄液６０’が第１ポート２２によってチャンバ５０に供給され（ステップ４３０）、洗浄プロセス４４０と放出ステップ４５０を繰り返す。

生体物質４０が充分に洗浄された後（ステップ４６０）、内スリーブ２０は、生体物質４０が収集されている外スリーブ１０から取り外される（ステップ４７０）。いくつかのアプリケーションでは、第１スリーブ部１１と第２スリーブ部１２は、更に解体でき生体物質４０を容易に得られるようになっている。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

生体物質の洗浄装置の断面図である。 図１に示す装置の外スリーブの透視図である。 図２Ａの外スリーブの断面図である。 図１に示す装置の内スリーブの透視図である。 図３Ａの内スリーブの断面図である。 図１に示す装置を用いた生体物質の洗浄方法を説明するフローチャートである。 洗浄装置の典型的な操作モードを表している。 洗浄装置の典型的な操作モードを表している。

符号の説明

１００ 洗浄装置
１０ 外スリーブ
２０ 内スリーブ
１１ 第１スリーブ部
１２ 第２スリーブ部
１３ 開口
１４ 上端
１５ 下端
１８ 開口の上端
１９ 閉口の下端
２１ 管状体
２２ 第１ポート
２３ 第２ポート
２４ 弾性部材
２５ 停止部材
２６ ネジ山
２７ ネジ山
２８ ネジ山
２９ 支持部材
３０ フィルター
３２ フィルター構造
３４ ワイヤメッシュ部材
４０ 生体物質
４２ 下端
４４ 上端
５０ チャンバ
６０ 洗浄液

Claims (24)

1. 生体物質の洗浄装置であって、
   前記生体物質を受ける開口端と、対向の閉口端を有する外スリーブ、及び
   前記外スリーブ内に取り外し可能、且つスライド可能に配置された内スリーブを含み、前記内スリーブは、
   洗浄液を受けて分配する第１ポート、
   前記内スリーブの内側と前記外スリーブの内側間の流路を定義する第２ポート、及び
   前記第２ポートに配置され、洗浄液を通過させるが前記生体物質の通過をさせないフィルターを含み、
   前記フィルターと前記外スリーブの前記閉口端との間に形成されたチャンバは、前記チャンバ内に生体物質を保持しながら、洗浄液がフィルターを通過して流れるように構成される装置。
2. 前記外スリーブは、第１スリーブ部と前記第１スリーブ部に取り外し可能に接続された第２スリーブ部を含む請求項１に記載の装置。
3. 前記内スリーブは、前記外スリーブの内周面に密封係合する弾性部材を含む請求項２に記載の装置。
4. 前記外スリーブは、
   開口端と、対向の閉口端とを有するベース部材、及び
   対向して開口する第１端と第２端を有する延長部材を含み、
   前記延長部材の前記第１端は、前記ベース部材の前記開口端に取り外し可能に接続するように構成される請求項１に記載の装置。
5. 前記延長部材の前記第２端は、その他の延長部材に取り外し可能に接続するように構成される請求項４に記載の装置。
6. 前記内スリーブは、前記外スリーブの内周面に密封係合する弾性部材を含む請求項５に記載の装置。
7. 前記弾性部材は、環状のゴム部材を含む請求項６に記載の装置。
8. 前記内スリーブの第１ポートは、停止部を含み、前記停止部は、前記外スリーブに対する前記内スリーブの相対的な軸運動を限定するように構成される請求項６に記載の装置。
9. 前記フィルターは、前記第２ポートに取り外し可能に配置される請求項８に記載の装置。
10. 前記内スリーブの第１ポートは、停止部を含み、前記停止部は、前記外スリーブに対する前記内スリーブの相対的な軸運動を限定するように構成される請求項１に記載の装置。
11. 前記フィルターは、前記第２ポートに取り外し可能に配置される請求項１に記載の装置。
12. 前記フィルターは、複数の網目を有するメッシュフィルターである請求項１に記載の装置。
13. 前記複数の網目の孔径は、１００μｍ〜３０００μｍの範囲である請求項１２に記載の装置。
14. 前記フィルターは、複数の膜細孔を有するメンブレンフィルターである請求項１に記載の装置。
15. 前記複数の膜細孔の孔径は、５μｍ〜２０μｍの範囲である請求項１４に記載の装置。
16. 生体物質を提供するステップ、
    前記生体物質をチャンバ内に配置するステップ、及び
    前記チャンバ内に生体物質を保持しながら、前記チャンバを膨張、圧縮することで、洗浄液をフィルターを通してチャンバに出入りさせるステップを含む生体物質の洗浄方法。
17. 前記洗浄液を前記チャンバ内に提供するステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
18. 前記洗浄液を前記フィルターを通して前記チャンバから放出するステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
19. 前記洗浄液を放出した後、前記チャンバに新しい洗浄液を提供するステップを更に含む請求項１８に記載の方法。
20. 前記チャンバ内の前記洗浄液を撹拌するステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
21. 前記洗浄液を放出した後、前記生体物質を収集するステップを更に含む請求項１６に記載の方法。
22. 前記生体物質を受ける開口端と、対向の閉口端を有する外スリーブを提供するステップ、及び
    前記外スリーブ内に取り外し可能、且つスライド可能に配置された内スリーブを提供するステップを更に含み、前記内スリーブは、
    前記洗浄液を受けて分配する第１ポート、及び
    前記内スリーブの内側と前記外スリーブの内側間の流路を定義する第２ポートを含み、
    前記フィルターが前記第２ポートに配置され、前記チャンバが前記フィルターと前記外スリーブの閉口端との間に形成される請求項１６に記載の方法。
23. 前記外スリーブは、第１スリーブ部と前記第１スリーブ部に取り外し可能に接続された第２スリーブ部を含む請求項２２に記載の方法。
24. 前記第２スリーブ部から前記第１スリーブ部を取り外し、前記生体物質を収集するステップを更に含む請求項２３に記載の方法。

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