JP2009136170A - 細胞処理装置および細胞処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の簡略化、小型化を図り、かつ、短時間に、高い回収率で細胞を回収する。
【解決手段】生体組織を分解して得られた細胞懸濁液を収容する細胞懸濁液容器２と、該細胞懸濁液容器２に接続され、該細胞懸濁液容器２から送られてきた細胞懸濁液を通過させる際に、細胞を選択的に吸着するフィルタ６と、該フィルタ６に吸着された細胞を剥離させて回収する際に、フィルタ６に通過させる液体を脈動させる脈動発生手段５と、フィルタ６の下流側に接続され、脈動発生手段５によって発生された液体の脈動によりフィルタ６から剥離した細胞を回収する細胞回収容器８とを備える細胞処理装置１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞処理装置および細胞処理方法に関するものである。

従来、例えば、脂肪組織から脂肪由来細胞を取り出すためには、脂肪組織を消化酵素液とともに攪拌することにより分解し、得られた脂肪由来細胞の細胞懸濁液を遠心分離機によって濃縮することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。また、特許文献１には、粒子の大きさの相違を利用して、フィルタにより粒子径の大きな組織を捕捉し、それより小さい細胞をフィルタに通過させて回収する装置が開示されている。

国際公開第２００５／１２４８０号パンフレット

しかしながら、遠心分離機を用いて細胞を濃縮する方法では、装置が複雑化、大型化する不都合がある。また、濃縮のための処理手順も複雑であり、処理に時間がかかるという不都合がある。
一方、特許文献１に開示されているフィルタにより細胞を分離回収する方法は、装置の簡略化、小型化を図り、短時間での細胞の回収が可能であるものの、フィルタの目詰まりにより目的とする細胞もフィルタに捕捉され、回収率が低下してしまう不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置の簡略化、小型化を図り、かつ、短時間に、高い回収率で細胞を回収することができる細胞処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体組織を分解して得られた細胞懸濁液を収容する細胞懸濁液容器と、該細胞懸濁液容器に接続され、該細胞懸濁液容器から送られてきた細胞懸濁液を通過させる際に、細胞を選択的に吸着するフィルタと、該フィルタに吸着された細胞を剥離させて回収する際に、フィルタに通過させる液体を脈動させる脈動発生手段と、前記フィルタの下流側に接続され、前記脈動発生手段によって発生された液体の脈動により前記フィルタから剥離した細胞を回収する細胞回収容器とを備える細胞処理装置を提供する。

本発明によれば、細胞懸濁液容器に収容されている細胞懸濁液には、生体組織を分解して得られた生体由来の細胞、生体組織片および赤血球等が含まれている。
本発明によれば、細胞懸濁液が細胞懸濁液容器からフィルタに送られ、フィルタを通過させられる際に、細胞が選択的に吸着される。これにより、フィルタに吸着されなかった細胞以外の成分はフィルタを通過して下流側に流れる。そして、この後に脈動発生手段を作動させて、脈動する液体をフィルタに供給することにより、フィルタに吸着されていた細胞を液体の圧力により剥離させ、フィルタの下流側に接続されている細胞回収容器に回収することができる。

この場合において、フィルタが粒子径によって細胞を分離するのではなく、選択的に吸着させるフィルタを用いることにより、フィルタを目詰まりさせることなく、細胞のみを抽出することができる。そして、抽出された後に脈動する液体により回収するので、高い回収率で細胞を回収することができる。

上記発明においては、前記フィルタの下流側に、前記細胞回収容器と並列に配置された廃液回収容器と、前記フィルタからの流路を該廃液回収容器または前記細胞回収容器に択一的に切り替える下流側バルブと、前記脈動発生手段により前記フィルタに通過させる液体が脈動させられる際に、前記下流側バルブを前記細胞回収容器側に切り替える制御部とを備えていてもよい。

このようにすることで、制御部の作動により下流側バルブが廃液回収容器側に切り替えられた状態で、細胞懸濁液容器から細胞懸濁液がフィルタに通過させられて細胞が選択的に吸着され、吸着終了後に、下流側バルブが細胞回収容器側に切り替えられた状態で、脈動発生手段を作動させてフィルタに吸着されていた細胞を液体の圧力変動により剥離させ回収することができる。これにより、細胞を細胞回収容器に効率的に回収することができる。

また、上記発明においては、前記フィルタの上流側に、前記細胞懸濁液容器と並列に配置された洗浄液容器と、該洗浄液容器から前記フィルタへの流路と前記細胞懸濁液容器から前記フィルタへの流路とを択一的に切り替える上流側バルブと、前記脈動発生手段により前記フィルタに通過させる液体が脈動させられる際に、前記上流側バルブを前記洗浄液容器側に切り替える制御部とを備えていてもよい。

このようにすることで、制御部の作動により上流側バルブが細胞懸濁液容器側に切り替えられた状態で、細胞懸濁液をフィルタに通過させて細胞をフィルタに選択的に吸着させ、吸着終了後に、上流側バルブが洗浄液容器側に切り替えられた状態で、脈動発生手段を作動させてフィルタに吸着されていた細胞を液体の圧力変動により剥離させることができる。フィルタから剥離された細胞は洗浄液によって流されて高い回収率で効率的に回収されることになる。

また、本発明は、生体組織を分解して得られた細胞懸濁液をフィルタに通過させることにより細胞を選択的に吸着させるステップと、前記フィルタに流通させる液体に脈動を発生させて該フィルタに吸着されている細胞を剥離させるステップと、剥離された細胞を回収するステップとを備える細胞処理方法を提供する。
本発明によれば、フィルタに選択的に吸着させることにより、他の成分から分離された細胞を、フィルタに脈動する液体を通過させることによりフィルタから剥離させ高い回収率で回収することができる。

本発明によれば、装置の簡略化、小型化を図り、かつ、短時間に、高い回収率で細胞を回収することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る細胞処理装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置１は、図１に示されるように、例えば、採取された脂肪組織のような生体組織と消化酵素液とを混合し、攪拌することで細胞を単離させた状態に浮遊させる細胞懸濁液Ａを収容する細胞懸濁液容器２と、ライトリンゲル液（洗浄液：以下、ＬＲ液という。）Ｂを収容する洗浄液容器３と、上流側バルブ４と、脈動発生手段５と、フィルタ６と、下流側バルブ７と、細胞回収容器８と、廃液回収容器９と、ポンプ１０と、上流側バルブ４、脈動発生手段５、下流側バルブ７およびポンプ１０を制御する制御部１１とを備えている。

細胞懸濁液容器２と洗浄液容器３とは、上流側バルブ４を介して、配管１２によってフィルタ６に並列に接続されている。ポンプ１０は、細胞懸濁液ＡまたはＬＲ液Ｂに送りをかけるようになっている。すなわち、上流側バルブ４の切り替えと、ポンプ１０の駆動によって、細胞懸濁液容器２内の細胞懸濁液Ａまたは洗浄液容器３内のＬＲ液Ｂのいずれかが配管１２を介してフィルタ６に供給されるようになっている。

フィルタ６は、白血球除去フィルタとして実績のあるポリエステルまたはポリプロピレンにヒドロキシエチルメタクリレート・ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体コーティングされた平均繊維径０．０５〜５μｍの不織布フィルタである。これにより、フィルタ６は、細胞懸濁液Ａ内に浮遊する脂肪由来細胞が通過する際にこれを選択的に吸着し、他の成分、例えば、それが脂肪組織片やコラーゲン等、細胞より大きな成分であってもこれを吸着することなく下流側に通過させるようになっている。

また、細胞回収容器８と廃液回収容器９とは、下流側バルブ７を介して、配管１３によってフィルタ６に並列に接続されている。すなわち、下流側バルブ７の切り替えと、ポンプ１０の駆動によって、フィルタ６を通過した細胞以外の成分Ｃを廃液回収容器９に、フィルタ６から剥離した細胞ＤとＬＲ液Ｂとを細胞回収容器８に、それぞれ配管１３を介して供給することができるようになっている。

脈動発生手段５は、ポンプ１０とフィルタ６との間に配置され、流路の流通断面積を時間的に変化させる手段であって、例えば、電磁弁のように、電圧信号に応じて流路を瞬時に開閉する手段を採用することができる。脈動発生手段５の作動により、流路を周期的に開閉することにより、洗浄液容器３からポンプ１０により供給されてくるＬＲ液Ｂに脈動を発生させた状態で、フィルタ６に供給することができるようになっている。

制御部１１は、上流側バルブ４により細胞懸濁液容器２をフィルタ６に接続しているときには、脈動発生手段５を停止させた状態に保持し、下流側バルブ７を廃液回収容器９側に接続するようになっている。また、制御部１１は、上流側バルブ４により洗浄液容器３をフィルタ６に接続しているときには、脈動発生手段５を作動させ、下流側バルブ７を細胞回収容器８側に接続するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る細胞処理装置１を用いた細胞処理方法について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置１を用いて生体組織から細胞を分離抽出するには、細胞懸濁液容器２内に生体組織と消化酵素液とを導入し、適当に攪拌することにより、細胞を単離させ、細胞が消化酵素液中に浮遊する細胞懸濁液Ａを得る。

そして、図２（ａ）に示されるように、制御部１１の作動により、上流側バルブ４を作動させて、細胞懸濁液容器２とフィルタ６とを接続し、ポンプ１０を作動させて細胞懸濁液容器２内の細胞懸濁液Ａをフィルタ６に供給する。このとき、制御部１１は、下流側バルブ７を作動させて、フィルタ６を廃液回収容器９側に接続しておく。さらに、制御部１１は脈動発生手段５を停止させておく。

ポンプ１０により細胞懸濁液Ａがフィルタ６に供給されると、フィルタ６を構成している繊維が細胞を選択的に吸着し、他の成分を吸着することなく下流側に通過させる。フィルタ６の下流側には配管１３を介して廃液回収容器９が接続されているので、フィルタ６に吸着されなかった細胞以外の成分Ｃは、フィルタ６を通過してそのまま廃液回収容器９により回収される。

この状態で、図２（ｂ）に示されるように、制御部１１の作動により、上流側バルブ４を作動させて、洗浄液容器３とフィルタ６とを接続し、ポンプ１０を作動させてＬＲ液Ｂをフィルタ６に供給する。また、このとき、制御部１１は、下流側バルブ７を作動させて、フィルタ６を細胞回収容器８に接続しておく。さらに、制御部１１は、脈動発生手段５を作動させて、供給されるＬＲ液Ｂに脈動を発生させる。

フィルタ６に供給するＬＲ液Ｂに脈動発生手段５により脈動を発生させることにより、ＬＲ液Ｂの圧力変動によってフィルタ６に吸着されていた細胞Ｄがフィルタ６から剥離される。また、フィルタ６にはＬＲ液Ｂが流通させられるので、剥離された細胞ＤはＬＲ液Ｂとともにフィルタ６の下流側に押し流され、フィルタ６に接続されている細胞回収容器８に回収される。

このように、本実施形態に係る細胞処理装置１によれば、フィルタ６を用いて細胞Ｄを分離抽出することにより、遠心分離機を用いて濃縮する場合と比較して、装置の小型化、簡略化を図り、また、細胞懸濁液ＡとＬＲ液Ｂとを交互に一方向に流動させるだけで連続的に細胞Ｄを分離抽出でき、処理に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、本実施形態に係る細胞処理装置１によれば、細胞Ｄを選択的に吸着するフィルタ６を用いているので、目詰まりによる分離抽出能力の低下を防止して、高い回収率で細胞Ｄを分離抽出することができるという利点がある。
さらに、本実施形態に係る細胞処理方法によれば、細胞懸濁液Ａをフィルタ６に通過させて細胞Ｄを吸着させるステップの後に、フィルタ６に供給するＬＲ液Ｂの脈動を利用してフィルタ６から細胞Ｄを剥離させ、ＬＲ液Ｂによって剥離した細胞Ｄを回収するので、高い回収率で細胞Ｄを回収することができる。

なお、本実施形態においては、脈動発生手段５として、電磁弁のように流路の流通断面積を周期的に変化させるものを採用したが、これに限定されるものではなく、フィルタ６から細胞Ｄを剥離させる圧力変動をＬＲ液Ｂに付与できるものであれば、任意の装置を採用することができる。例えば、ポンプ１０の起動、停止の繰り返しにより脈動を発生させてもよい。
また、配管１２を柔軟な材料からなるチューブにより構成しておき、ピンチバルブのような手段によって配管１２を外部から半径方向に潰したり解放したりすることを繰り返すことにより内部を流通するＬＲ液Ｂに脈動を発生させることにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る細胞処理装置を示す全体構成図である。 図１の細胞処理装置の作用を示す図であり、（ａ）フィルタに細胞を吸着させるステップ、（ｂ）吸着された細胞をフィルタから剥離させて回収するステップをそれぞれ示す図である。

符号の説明

Ａ 細胞懸濁液
Ｄ 細胞
１ 細胞処理装置
２ 細胞懸濁液容器
３ 洗浄液容器
４ 上流側バルブ
５ 脈動発生手段
６ フィルタ
７ 下流側バルブ
８ 細胞回収容器
９ 廃液回収容器
１１ 制御部

Claims (4)

1. 生体組織を分解して得られた細胞懸濁液を収容する細胞懸濁液容器と、
   該細胞懸濁液容器に接続され、該細胞懸濁液容器から送られてきた細胞懸濁液を通過させる際に、細胞を選択的に吸着するフィルタと、
   該フィルタに吸着された細胞を剥離させて回収する際に、フィルタに通過させる液体を脈動させる脈動発生手段と、
   前記フィルタの下流側に接続され、前記脈動発生手段によって発生された液体の脈動により前記フィルタから剥離した細胞を回収する細胞回収容器とを備える細胞処理装置。
2. 前記フィルタの下流側に、前記細胞回収容器と並列に配置された廃液回収容器と、
   前記フィルタからの流路を該廃液回収容器または前記細胞回収容器に択一的に切り替える下流側バルブと、
   前記脈動発生手段により前記フィルタに通過させる液体が脈動させられる際に、前記下流側バルブを前記細胞回収容器側に切り替える制御部とを備える請求項１に記載の細胞処理装置。
3. 前記フィルタの上流側に、前記細胞懸濁液容器と並列に配置された洗浄液容器と、
   該洗浄液容器から前記フィルタへの流路と前記細胞懸濁液容器から前記フィルタへの流路とを択一的に切り替える上流側バルブと、
   前記脈動発生手段により前記フィルタに通過させる液体が脈動させられる際に、前記上流側バルブを前記洗浄液容器側に切り替える制御部とを備える請求項１または請求項２に記載の細胞処理装置。
4. 生体組織を分解して得られた細胞懸濁液をフィルタに通過させることにより細胞を選択的に吸着させるステップと、
   前記フィルタに流通させる液体に脈動を発生させて該フィルタに吸着されている細胞を剥離させるステップと、
   剥離された細胞を回収するステップとを備える細胞処理方法。

Images