JP2009207700A - 脱細胞化処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路管と生体組織を保持した保持体をセットした容器との連結部は、捩れはあっても回転する必要をなくし、密閉性や無菌性を保証できるようにし、また、連結部からの液漏れの虞もなくした脱細胞化処理装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る脱細胞化処理装置は、マイクロ波透過材からなる容器１４内に所定の生体組織Ａを保持した保持体１３をセットし、該保持体１３内の生体組織を閉ループで脈動流を付与して循環させた細胞除去溶液Ｂに触れさせ、該容器１４の周囲に、該容器を透してマイクロ波を照射できる照射口２３ａ〜２３ｄを、複数等配するとともに、該照射口の配置角度と同等以上に前記容器を往復回動させる首振手段を設けたことを特徴とし、容器を、その周囲から照射されるマイクロ波が生体組織に当たるように往復回動させるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、移植後に生体組織の生体適合性を高めるため、所定の生体組織、たとえば、ブタ等の動物から採取された異種生体組織に存在する原細胞を除去する脱細胞化処理装置に関するものである。

一般に、人体の心臓弁に機能障害が生じた場合、その心臓弁を代替弁に交換する必要性が生ずる。この代替弁として、たとえば、ブタ等の動物から採取された異種生体弁を人体に移植することがあるが、移植後の免疫拒絶反応を抑制させ、かつ、耐久性を向上させるため、ＷＯ２００４／１００８３１号公報の如く、異種生体弁を脈動流を付与した細胞除去溶液中に浸漬し、該細胞除去溶液中の生体組織にマイクロ波を照射して原細胞を除去する脱細胞化処理を施して移植（播種）することが行われていた。

上記ＷＯ２００４／１００８３１号公報によれば、ブタ等の動物から採取した生体組織を、途中に複数の駆動ポンプを備えた細胞除去溶液を閉ループで循環させる回路（たとえば、人体の大動脈弁部分の血流状態に近い部位）中に配置した透明素材（アクリル系）からなる円筒部材（容器）の中間部に設けた保持体にセットし、該容器を、前記溶液の流入部と流出部をそれぞれ管ナットを介して回転管に連結して駆動部により自転させ、その周囲に設けたマイクロ波照射装置を相対的に回転（照射装置側を静止）させて前記生体組織にマイクロ波を満遍なく照射できるように構成していた。この場合、各駆動ポンプから吐出した溶液は、循環回路中に人体の抹消抵抗を想定した抵抗付与手段を経て人体の平均血圧が維持できるように調整されている。
ＷＯ２００４／１００８３１号公報

しかしながら、上記異種生体弁等の生体組織を保持した保持体をセットした透明素材からなる容器は、細胞除去溶液の流入部と流出部のそれぞれが管ナットを介して回転管に連結され、回転駆動部により自転する構造であったため、流路管と容器との連結部は密封したまま回転する必要があり、構造が複雑化した上に、無菌性の保証が得られなかったばかりでなく、連結部からの液漏れの虞もあった。

本発明は、上記の問題点を解消するためのもので、その目的とするところは、流路管と生体組織を保持した保持体をセットした容器との連結部は、回転する必要をなくし、密閉性や無菌性を保証できるようにし、また、連結部からの液漏れの虞もなくした脱細胞化処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る脱細胞化処理装置は、所定の生体組織を、細胞除去溶液を閉ループで脈動流を付与して循環させる循環回路中のマイクロ波透過材からなる容器内に設け、該容器内の生体組織にマイクロ波を照射する照射装置の照射口を、前記容器の周囲に複数等配し、該容器を前記照射口の配置角度以上の角度で往復回動させる振手段を設けたことを特徴とし、生体組織を収容した容器を必要な角度だけ往復回動させ、その周囲から照射されるマイクロ波が全面的に当たるように構成した。

また、請求項２の発明に係る脱細胞化処理装置は、前記首振手段が、前記容器を回動中心に支持したターンテブルと、該ターンテブルを往復回動させる正逆転駆動モータとで構成したことを特徴とし、生体組織を収容した容器をマイクロ波を照射する照射装置の照射口の等配角度に合わせて正確に往復回動させ得るように構成した。

さらに、請求項３の発明に係る脱細胞化処理装置は、前記容器の往復回動が、該容器の両端に接続する流路管に備えたフレキシブル部の捩れ作用で行われることを特徴とし、流路管の捩れだけで密封性を阻害しないように構成した。

さらにまた、請求項４の発明に係る脱細胞化処理装置は、前記照射口が、前記容器を囲んだ平面方形のハウジングの四壁面に開口していることを特徴とし、生体組織を収容した容器を９０°往復回動させれば生体組織の全面が照射できるように構成した。

本発明によれば、生体組織を保持した保持体に細胞除去溶液を供給する流路と、生体組織を保持した保持体をセットしたマイクロ波透過材からなる容器との連結部は回転しないので、流路管に捩れが生じても循環回路の密封性が保たれ、無菌性も保証できる上に、連結部からの液漏れの虞もないという優れた効果を奏するものである。

また、請求項２に記載の発明によれば、生体組織を収容した容器を、マイクロ波を照射する照射装置の照射口の等配角度に合わせて正確に往復回動させ得るから、生体組織の脱細胞化が効率よく行えるという優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、生体組織へのマイクロ波の照射を容器の往復回動で行うに際し、流路管は捩れだけで密封が阻害されないため、生体組織の脱細胞化処理を完全無菌状態で実施できるという優れた効果を奏するものである。

さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、生体組織を収容した容器を９０°往復動という少ない角度にての回動だけで生体組織の全面にマイクロ波を照射でき、しかも生体組織にその近接位置から効率的に照射が行えるという優れた効果を奏するものである。

次に、本発明の最良の形態を図面に基いて説明する。図１は本願処理装置を設置するための筐体の正面図、図２は本願処理装置を設置した筐体の右側面図、図３はターンテーブルと中段ハウジングを示す平面図、図４は上段ハウジングの平面図、図５は溶液の循環回路を示す説明図、図６は容器とその周囲のマイクロ波の照射口との関係図である。

本願処理装置１は筐体４に搭載されている。該筐体４は、下面四隅にキャスター２を備えて移動性を確保している。該キャスター２に隣接してネジによる伸縮脚３を備えて長期設置時の安定性を確保している。図示の例では、ネジによる伸縮脚３を床面Ｌに突き当ててキャスター２を浮かせている。

前記筐体４の中段部４ａには、ターンテーブル５が複数個のコロ６上に水平方向に回転可能に支持されている。該ターンテーブル５は、その下面に回転中心を一致させて固定した円盤体７が設けられ、その周側面に設けたラックギアに、前記筐体４に搭載した正逆転駆動モータ（たとえば、ステッピングモータ）８の推軸に固定したピニオンを噛合させている。この正逆転駆動モータ８と、前記ターンテーブル５とで後記する首振手段２５を構成している。

前記ターンテーブル５は、必ずしも平面円形に限らないが、図３の如く、回動中心には中央透孔５ａが設けられ、該中央透孔５ａにはターンテーブル５の周縁部５ｂから連通する横断溝５ｃが備えられている。該横断溝５ｃには蓋部材５ｄが位置決めしつつ閉蓋し得るようになっている。この蓋部材５ｄを位置決めしつつ閉蓋すると、円盤体７のラックギアが回復するようになっている。また、該ターンテーブル５の中央透孔５ａには、図５の如く、所定の生体組織（たとえば、ブタ等の動物から採取された異種生体組織）Ａを保持した保持体１３がセットできるマイクロ波透過材（たとえば、アクリル系樹脂）からなる容器（図示の例では円筒状である）１４を、回動中心に支持する座部５ａ′が設けられている。しかして、該容器１４は前記正逆転駆動モータ８の作動でターンテーブル５とともに一体的に首振運動できるようになっている。

前記筐体４の中段部４ａには、前記ターンテーブル５の回動範囲から外れた位置及びターンテーブル５上に設けた円弧状の長孔（図示せず）を通して立設した脚体１１ａに平面方形の中段ハウジング１１が設置されている。この中段ハウジング１１は、前記容器１４を囲む四壁面を有し、底部及び天井部は開放されている。また、前記筐体４の上段部４ｂには前記容器１４に流れる溶液を冷却する冷却手段（図示せず）等を設置するための平面方形の上段ハウジング１２が取付けられている。前記中段ハウジング１１及び上段ハウジング１２には、それぞれ前扉１１′、１２′が設けられている。

前記上段ハウジング１２の天井部１２ａの中央には、前記容器１４に溶液を循環させる循環回路９の流路管１０を通す中央透孔１２ｂが設けられ、該中央透孔１２ｂにはその前縁から横断溝１２ｃが連通している。この中央透孔１２ｂはリング枠１２ｄで縁取りされその前縁枠１２ｄ′が開放できるようになっている。すなわち、前縁枠１２ｄ′を図４の一点鎖線の如く開放せると横断溝１２ｃと中央透孔１２ｂとが繋がるようになっている。

前記ターンテーブル５の周縁部５ｂから中央透孔５ａへ連通する横断溝５ｃを設けたこと、中段及び上段ハウジング１１、１２に前扉１１′、１２′があること、上段ハウジング１２の天井部１２ａの中央透孔１２ｂへ連通する横断溝１２ｃを設けたこと、リング枠１２ｄが開閉する前縁枠１２ｄ′になっていることは、前記流路管１０を無菌室（図示せず）にて密封したまま環状に連通して循環回路９を完成させた後、そのまま（密封を解除しないで）前記筐体４にセットできるようにするためである（図２参照）。該循環回路９は、所定の生体組織Ａを保持した保持体１３をセットするためのマイクロ波透過材からなる容器１４を中心にして、その両端１４ａ、１４ｂから延びた流路管１０を、駆動ポンプ１５の出力端１５ａと、入力端１５ｂにそれぞれ閉ループで連結し、細胞除去溶液Ｂが循環するように注入される。なお、駆動ポンプ１５は図示の例では１基のみ示しているが、複数基あってもよい。

前記駆動ポンプ１５は、図５の如く、ダイヤフラム１６を介して溶液室１７ａと空気室１７ｂとを隣接して備え、該空気室１７ｂには空気吸送器１８が空気連通管１８′を介して連通し、該空気吸送器１８の作動により空気室１７ｂに一定タイミングで圧縮空気を送入及び排出させると、前記ダイヤフラム１６が変動して溶液室１７ｂ内を、圧縮・拡大させ、該溶液室１７ａ内の細胞除去溶液Ｂを吐出・吸入し、これにより流路管１０内に細胞除去溶液Ｂを矢印の如く移動・循環させることとなる。

前記容器１４の両端１４ａ、１４ｂに接続された流路管１０の適所は、フレキシブル部１９ａ、１９ｂが設けられている。該フレキシブル部１９ａ、１９ｂは蛇腹状になっており、捩れに対して復帰（戻る）できる構成になっている。もっとも、蛇腹状以外の構成にすることもあり得る。

前記駆動ポンプ１５による細胞除去溶液Ｂの吐出・吸入時には、拍動流（心臓の鼓動と同等）が発生する。すなわち、容器１４内の保持体１３に保持された生体組織Ａは常に拍動流が付与された細胞除去溶液Ｂに浸漬されるようになっている。また、前記循環回路９の流路管１０の途中には、人体の抹消抵抗を想定した抵抗付与手段２０が設けられているすなわち、前記流路管１０を流動する細胞除去溶液Ｂは、前記抵抗付与手段２０を経て人体とほぼ同等の平均血圧（最高血圧／最低血圧）が得られるように調整されているわけである。

前記筐体４の中段部４ａに立ち上げた脚体２１′に支持された台座２１上にはマイクロ波照射装置２２が設置されている。該マイクロ波照射装置２２は、主装置（マイクロ波発生部）から発生したマイクロ波を、導波路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを通して前記容器１４の周囲を囲んだ平面方形の中段ハウジング１１の四壁面にそれぞれ開口した照射口２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄから前記容器１４内の生体組織Ａに照射できるようになっている。この場合、各照射口２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、前記容器１４内の生体組織Ａに対して可及的に近接位置にあることが効率的な照射を行うためには必要である。

前記容器１４は、前述の如く、首振手段２５の作用でターンテーブル５とともに、往復回動させるようになっている。すなわち、該容器１４をその周囲の四等配された位置に設けられた照射口２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに対して等配角度以上（９０°）首振手段２５により往復回動させると、該容器１４内の生体組織Ａの全面にマイクロ波が満遍なく当ることとなる。なお、図示の例ではマイクロ波照射装置２２の照射口は前記容器１４の周囲の４個所に等配しているが、４個所以外の複数個所に照射口を等配してもよい。この場合には、前記容器１４を、その照射口の配置角度以上の角度（たとえば、３等配では１２０°、６等配では６０°の如くである）で往復回動させることとなる。

前記マイクロ波照射装置２２の導波路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは前記中段ハウジング１１の四壁面に開口した照射口２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに連通しているため、中段ハウジング１１の前扉１１′を開閉するときに、該前扉１１′の照射口２３ａに繋がる導波路２４ａには、該前扉１１′の開閉に伴って変形できる変形可能部位２４ａ′が設けられていることは勿論である。

前記ターンテーブル５は首振手段２５の作用による往復回動であるため、ターンテーブル５上の各装置への電力の供給等はスリップリングを使用せず、単に、リード線に余裕をもたせておけばよい。また、前記ターンテーブル５を往復回動させる正逆転駆動モータ８の駆動制御部、マイクロ波照射装置２０の照射タイミング及び照射時間の制御部は図示しない制御ボックスに収納されている。また、該制御ボックス内には、細胞除去溶液を駆動する駆動ポンプ１５や空気吸送器１８の駆動タイミング及び駆動時間等についての制御部も収納されている。なお、マイクロ波照射装置２２の放熱手段については図示を省略している。

前記首振手段２５は、図示の例ではターンテーブル５と正逆転駆動モータ８とからなるが、これ以外の構成、たとえば、前記容器１４を鎮座させた座部をカム駆動を利用して水平方向に往復回動させるようにしたものでもよい。

次に、前記本願処理装置１の作用について説明する。まず、無菌室（図示せず）において、所定の生体組織Ａを保持した保持体１３を容器１４内にセットする。この容器１４を中心とする閉ループの流路管１０内に細胞除去溶液Ｂを注入する。この循環回路９の流路管１０には、溶液Ｂを吐出させる駆動ポンプ１５と、該駆動ポンプ１５を作動させる空気吸送器１８と抵抗付与手段２０が備えられている。

次いで、前記循環回路９を無菌室から取出し、前記筐体４に組み付けられる。この組み付けは、容器１４を中段ハウジング１１内に納めて前扉１１′を閉じ、該容器１４の上に連通している流路管１０を上段ハウジング１２内に納め、かつ、天井部の中央透孔１２ａに横断溝１２ｃから引き入れ、リング枠１２ｄの前縁枠１２ｄ′を閉じる。

さらに、該容器１４の下に連通している流路管１０を、ターンテーブル５の周縁部５ｂから横断溝５ｃを通して中央透孔５ａに納め、容器１４を座部５ａ′に支持させる。該横断溝５ｃは、蓋部材５ｄを位置決めしつつ閉蓋することにより円盤体７のラックギアが回復する。次いで、前記駆動ポンプ１５と、空気吸送器１８をそれそれ前記筐体４の下段部４ｃに配置することにより組み付けが完了することとなる。

前記筐体４に所定のように設置した後、本願処理装置１を駆動させると、前記駆動ポンプ１５が空気吸送器１８の作動により作動して細胞除去溶液を脈動流を付与しつつ循環回路９内を循環させる。これにより容器１４内の生体組織Ａは脈動流が付与された細胞除去溶液に浸漬される。

しかして、マイクロ波照射装置２２を作動し、導波路２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを介して前記容器１４の周囲を囲む中段ハウジング１１の四壁面に開口した４つの照射口２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄからマイクロ波を照射させる。このとき、容器１４を首振手段２５の作用で照射口の等配角度以上（９０°）に往復回動させると容器１４内にセットされた生体組織Ａにその周囲からマイクロ波が満遍なく照射されることとなる。

この場合、生体組織Ａをセットした容器１４と、これに細胞除去溶液を供給する流路管１０との連結部は回動するようになっていない。容器１４を首振手段２５の作用で往復回動させるときは、容器１４の両端１４ａ、１４ｂに接続された流路管１０の適所に設けたフレキシブル部１９ａ、１９ｂの作用で捻じれることはあっても、密封性が阻害されることがない。すなわち、本願処理装置１によれば、処理中の密閉性、無菌性が保証できる上に、連結部からの液漏れの虞もない。しかも、マイクロ波は、生体組織Ａに対し、常に、近い位置から効率的に照射できるものである。

本願処理装置１は、移植後の生体組織の生体適合性を高めるため、所定の生体組織に存在する原細胞の除去を効率的に行うことができ、医療の現場での利用性は極めて高いものである。

本願処理装置を設置するための筐体の正面図である。 本願処理装置を設置した筐体の右側面図である。 ターンテーブルと中段ハウジングを示す平面図である。 上段ハウジングの平面図である。 溶液の循環回路を略示的に示す説明図である。 容器とその周囲のマイクロ波の照射口との関係図である。

符号の説明

１ 本願処理装置
２ キャスター
３ 伸縮脚
４ 筐体
４ａ 中段部
４ｂ 上段部
５ ターンテーブル
５ａ 中央透孔
５ａ′ 座部
５ｂ 周縁部
５ｃ 横断溝
５ｄ 蓋部材
６ コロ
７ 円盤体
８ 駆動モータ
９ 循環回路
１０ 流路管
１１ 中段ハウジング
１１ａ 脚体
１１′、１２′ 前扉
１２ 上段ハウジング
１２ａ 天井部
１２ｂ 中央透孔
１２ｃ 横断溝
１２ｄ リング枠
１２ｄ′ 前縁枠
１３ 保持体
１４ 容器
１５ 駆動ポンプ
１６ ダイヤフラム
１７ａ 溶液室
１７ｂ 空気室
１８ 空気吸送器
１９ａ、１９ｂ フレキシブル部
２０ 抵抗付与手段
２１ 台座
２１′ 脚体
２２ マイクロ波照射装置
２３ａ〜２３ｄ 照射口
２４ａ〜２４ｄ 導波路
２４ａ′ 変形可能部位
２５ 首振手段
Ａ 生体組織
Ｂ 細胞除去溶液
Ｌ 床面

Claims (4)

1. 所定の生体組織を、細胞除去溶液を閉ループで脈動流を付与して循環させる循環回路中のマイクロ波透過材からなる容器内に設け、該容器内の生体組織にマイクロ波を照射する照射装置の照射口を、前記容器の周囲に複数等配し、該容器を前記照射口の配置角度以上の角度で往復回動させる首振手段を設けたことを特徴とする脱細胞化処理装置。
2. 前記首振手段が、前記容器を回動中心に支持したターンテブルと、該ターンテブルを往復回動させる正逆転駆動モータとで構成したことを特徴とする請求項１に記載の脱細胞化処理装置。
3. 前記容器の往復回動が、該容器の両端に接続する流路管に備えたフレキシブル部の捩れ作用で行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱細胞化処理装置。
4. 前記照射口が、前記容器を囲んだ平面方形のハウジングの四壁面に開口していることを特徴とする請求項１〜３のうちの１に記載の脱細胞化処理装置。

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