JP2010063440A - 遠心分離容器 - Google Patents

Abstract

【課題】細胞群を効率的に洗浄して不要成分が除去された細胞群を含む細胞懸濁液を回収する。
【解決手段】細胞懸濁液を収容し、底部２ａを半径方向外方に向けて回転させられる筒状の容器本体２と、該容器本体２の深さ方向の途中位置に第１の開口４ａが配置され、細胞懸濁液を遠心分離して得られた上清Ｃを第１の開口４ａから該容器本体２の半径方向に吸引する上清吸引管４と、容器本体２の深さ方向の途中位置に第２の開口３ａを有し、該第２の開口３ａから容器本体２の底部２ａに向けて洗浄液Ｂを吐出する洗浄液吐出管３と、容器本体２の底部２ａ近傍に配置され、洗浄液吐出管３の第２の開口３ａから吐出された洗浄液Ｂにより回転駆動される攪拌部材６とを備える遠心分離容器１を提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、遠心分離容器に関するものである。

従来、脂肪組織を分解して脂肪由来細胞を単離させた細胞懸濁液を収容した遠心分離容器を、該遠心分離容器から離れた軸線回りに回転させることにより、細胞懸濁液内に含有されている成分を比重により分離する遠心分離装置が知られている（特許文献１参照。）。
遠心分離容器は、一端を閉塞された略円筒状に形成され、その閉塞端を半径方向外方に向けるように回転させられることにより、閉塞端に向けて比重の大きい成分が移動し、閉塞端側から比重の大きい順に並んで分離されるようになっている。

国際公開第０５／０１２４８０号パンフレット

しかしながら、細胞懸濁液を遠心分離することにより遠心分離容器の底部に分離された細胞群は遠心力によって押し固められた固形のペレット状に形成されてしまうという不都合がある。すなわち、細胞群がペレット状に形成されてしまうと、遠心分離後の細胞群を吸引により遠心分離容器内から取り出すことが困難になる。また、遠心分離時に細胞群の中にタンパク質分解酵素や脂肪分のような不要成分が取り込まれたままペレット状に形成されてしまうことがあり、不要成分を除去することが困難となる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞群を効率的に洗浄して不要成分が除去された細胞群を含む細胞懸濁液を回収することができる遠心分離容器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、細胞懸濁液を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させられる筒状の容器本体と、該容器本体の深さ方向の途中位置に第１の開口が配置され、細胞懸濁液を遠心分離して得られた上清を前記第１の開口から該容器本体の半径方向に吸引する上清吸引管と、前記容器本体の深さ方向の途中位置に第２の開口を有し、該第２の開口から前記容器本体の底部に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出管と、前記容器本体の底部近傍に配置され、前記洗浄液吐出管の第２の開口から吐出された洗浄液により回転駆動される攪拌部材とを備える遠心分離容器を提供する。

本発明によれば、容器本体内に細胞懸濁液を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させると、細胞懸濁液内に含有されている成分が比重により分離される。この場合に、容器本体の底部最下層には、比重の大きな細胞群が集められ、その上層には血漿等の上清が集められる。細胞群は遠心力によって押し固められてペレット状に構成される。

この状態で、容器本体を、底部が下側となるように鉛直方向に沿って配置し、上清吸引管によって第１の開口から上清を吸引する。第１の開口からは半径方向に上清が吸引されるので、容器本体の底部に集められた細胞群を吸い込むことなく上清のみを容器本体外に排出することができる。

次いで、洗浄液吐出管を介して容器本体内に洗浄液を供給する。洗浄液吐出管は容器本体の底部に向けて第２の開口から軸方向に洗浄液を吐出するので、洗浄液は容器本体の底部に向けて吐出される。容器本体の底部近傍には攪拌部材が配置されているので、該攪拌部材に洗浄液が吹き付けられることにより、攪拌部材が回転駆動され、周囲に配置されているペレット状の細胞群が解れて分散させられる。

これにより、遠心分離された際に不要成分が取り込まれてしまった細胞群を解して洗浄液内に放出させることができる。そして、再度遠心分離動作を行うことにより、細胞群の中に取り込まれている不要成分の濃度を低減することができる。

上記発明においては、前記上清吸引管と前記洗浄液吐出管とが、上清および洗浄液を流動させる共通管路と、該共通管路の先端に設けられ、前記洗浄液が吐出されるときに前記第２の開口を開放し、前記上清が吸引されるときに前記第２の開口を閉塞するバルブとを備えていてもよい。

このようにすることで、遠心分離後に洗浄液を容器本体内に吐出する際には、共通管路の先端のバルブが開かれて、容器本体の底部に向けて軸方向に洗浄液が吐出されて、攪拌部材が回転駆動され、ペレット状の細胞群が解されて不要成分が排出される。遠心分離後に上清を排出する際には、共通管路を介して吸引すると、バルブが閉じられて上清が半径方向に吸引されるので、底部に分離されている細胞群を吸引しないように上清を排出することができる。上清吸引管と洗浄液吐出管とを共通化することで、構成部品を減らして構造を簡略化することができる。

また、上記発明においては、前記容器本体の底部近傍に第３の開口を有し、底部に遠心分離された細胞群を含む細胞懸濁液を前記第３の開口から吸引する細胞吸引管を備えていてもよい。
このようにすることで、最終的に容器本体の底部に遠心分離された細胞群を含む細胞懸濁液を第３の開口から細胞吸引管を介して吸引し、容器本体外に回収することができる。

また、上記発明においては、前記容器本体内に遠心分離すべき細胞群を含む細胞懸濁液を供給する懸濁液供給管を備えていてもよい。
このようにすることで、懸濁液供給管を介して細胞懸濁液を容器本体内に導入することができ、容器本体の蓋を開放することなく無菌的に細胞懸濁液の導入から細胞群の分離までを行うことができる。

また、上記発明においては、前記懸濁液供給管が、前記洗浄液吐出管と共通の配管により構成されていてもよい。
このようにすることで、構成部品を減らして構造を簡略化することができる。

本発明によれば、細胞群を効率的に洗浄して不要成分が除去された細胞群を含む細胞懸濁液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遠心分離容器１について、図１〜図６を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１は、図１〜図６に示されるように、底部２ａとなる一端が閉塞された円筒状の容器本体２と、該容器本体２内に細胞懸濁液Ａ（図２）および洗浄液Ｂ（図５）を導入する液体導入管（懸濁液供給管、洗浄液吐出管）３と、容器本体２内に遠心分離された上清を吸引する上清吸引管４と、容器本体２内に遠心分離された細胞群Ｄ（図３）を含む細胞懸濁液Ａ′（図６）を吸引する細胞吸引管５と、容器本体２の底部２ａ近傍に配置された攪拌部材６とを備えている。

容器本体２は、略円筒状に形成され、一端に開口２ｂを有し、他端が閉塞されている。底部２ａは、先端に向かって次第に先細になるテーパ内面状に形成されている。
容器本体２は、その開口２ｂを蓋部材７によって閉塞されることにより、内部が密閉されている。

蓋部材７には、その中央を貫通して容器本体２内に先端が配置される液体導入管３、上清吸引管４および細胞吸引管５が固定されている。
液体導入管３は、図３に示されるように、容器本体２内に遠心分離される細胞群Ｄと上清Ｃとの境界面Ｅとなる位置よりも上清Ｃ側に配置された先端開口３ａを有している。先端開口３ａは、容器本体２の底部２ａ側に向けて開口し、供給されてきた細胞懸濁液Ａおよび洗浄液Ｂを容器本体２の底部２ａに向けて吐出するようになっている。

上清吸引管４は、液体導入管３の先端開口３ａとほぼ同等の位置に半径方向外方に向かって開口する先端開口４ａを備えている。これにより、先端開口４ａから容器本体２内の上清Ｃを吸引する際には、細胞群Ｄと上清Ｃとの境界面Ｅとなる位置よりも上清Ｃ側に配置された先端開口４ａから半径方向に上清Ｃが吸引されるようになっている。

細胞吸引管５は、容器本体２の底部２ａに近接する位置に先端開口５ａを有している。これにより、容器本体２内に収容されている細胞群Ｄを含む細胞懸濁液Ａ′を残らず容器本体２外に吸引することができるようになっている。
容器本体２に接続された液体導入管３、上清吸引管４および細胞吸引管５には図示しないポンプが接続されており、内部の液体を送ることができるようになっている。

攪拌部材６は、図１に示されるように、細胞吸引管５の外周に該細胞吸引管５の長手軸回りに回転自在に支持された攪拌羽根（以下、攪拌羽根６とも言う。）により構成されている。攪拌羽根６には液体導入管３によって導入された洗浄液Ｂが吹き付けられるようになっている。これにより攪拌羽根６は、洗浄液Ｂの流動エネルギによって回転駆動され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遠心分離容器１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１を用いて細胞懸濁液Ａから所望の細胞群Ｄを分離回収するには、遠心分離容器１を図示しない遠心分離機にセットして、図２に示されるように、液体導入管３を介して外部から細胞懸濁液Ａを容器本体２内に供給する。この状態で、遠心分離機を作動させて、遠心分離容器１を回転させる。

遠心分離容器１が、その底部２ａを半径方向外方に向けて回転させられることにより、容器本体２内に収容されている細胞懸濁液Ａには遠心力が作用する。これにより、細胞懸濁液Ａ内に含まれる各種成分がその比重の相違によって、図３に示されるように遠心分離される。

すなわち、容器本体２の底部２ｂはテーパ内面状に形成されているので、細胞懸濁液Ａ内に含まれている比重の大きな細胞群Ｄがテーパ内面に沿って底部２ａの先端部に集められる。これにより、細胞群Ｄが容器本体２の底部２ａの先端部に沈み、残りの上清Ｃから分離される。

この状態で、遠心分離機を停止し、遠心分離容器１を底部２ａが鉛直下方に向かうように配置して、図４に示されるように上清吸引管４を介して容器本体２内の上清Ｃを吸引する。上清吸引管４の先端開口４ａは半径方向外方に向かっているので、周囲の上清Ｃが半径方向内方に向かって吸い込まれる。これにより、容器本体２の底部２ａに配置されている細胞群Ｄが吸引されてしまう不都合を回避して、上清Ｃのみを吸引することができる。

次いで、図５に示されるように、液体導入管３を介して洗浄液Ｂを容器本体２内に供給する。液体導入管３の先端開口３ａは、上清Ｃと細胞群Ｄとの境界面Ｅよりも上清Ｃ側に配置され、容器本体２の底部２ａに向かって配置されているので、供給されてきた洗浄液Ｂは、容器本体２の底部２ａに配置されている攪拌羽根６に向けて吹き付けられる。これにより、細胞群Ｄがペレット状に押し固められた状態であっても、洗浄液Ｂが吹き付けられた攪拌羽根６が回転駆動されることにより、細胞群Ｄが解されるので、細胞群Ｄを洗浄液Ｂ内に再懸濁することができる。

すなわち、遠心分離動作において、比重により容器本体２の底部２ａ側に移動させられる細胞群Ｄに巻き込まれて、タンパク質分解酵素や脂肪分等の一部の不要成分が細胞群Ｄとともに押し固められたペレット状に形成される。しかし、洗浄液Ｂを吹き付けて攪拌羽根６を回転駆動することによって、ペレット状の細胞群Ｄを解すことにより、巻き込まれていた不要成分を解放することができる。

このようにして再懸濁された細胞懸濁液Ａ′が収容された遠心分離容器１を遠心分離機の作動により再度回転させて遠心分離動作を行う。これにより、不要成分の含有比率を低減した状態の細胞群Ｄを分離することができる。そして、上記と同様にして上清Ｃを吸引除去した後に、液体導入管３を介して若干の洗浄液Ｂを容器本体２内に供給する。

これにより、再度、洗浄液Ｂが細胞群Ｄに吹き付けられて攪拌羽根６が回転させられ、ペレット状の細胞群Ｄが解されて再懸濁された細胞懸濁液Ａ′が生成される。この状態で、図６に示されるように、細胞吸引管５を介して容器本体２内に収容されている細胞懸濁液Ａ′を吸引する。細胞吸引管５は、容器本体２の底部２ａに近接して先端開口５ａを配置しているので、容器本体２内の細胞懸濁液Ａ′は残らず吸引回収される。

このように、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、洗浄液Ｂによって攪拌羽根６を回転させるように洗浄液Ｂを吐出することができ、遠心分離動作によって分離された細胞群Ｄがペレット状に押し固められた場合においても、細胞群Ｄを解して不要成分を除去し、かつ、吸引回収時に吸引し易くすることができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、上清吸引管４と液体導入管３とを別々の配管により構成したが、これに代えて、図７に示されるように、共通管路８により構成し、上清Ｃの吸引と液体Ａ，Ｂの吐出とを切り替えるバルブ９を設けることにしてもよい。
図７に示される例では、細胞吸引管５の半径方向外方に同心に配置した共通管路８の先端開口８ａを、遠心分離された上清Ｃと細胞群Ｄとの境界面Ｅよりも上清Ｃ側に配置し、先端開口８ａに弾性部材によって構成された弁体からなるバルブ９を配置している。

上清Ｃを吸引する先端開口８ｂは、共通管路８の外壁を貫通して半径方向に形成されている。また、細胞懸濁液Ａや洗浄液Ｂを吐出する先端開口８ｂは、共通管路８の端部に、細胞吸引管５との間の円環状の隙間を容器本体２の底部２ｂの方向に向けて軸方向に形成されている。

バルブ９は、リング板状に形成され、外周縁を共通管路８の先端面に固定され、内周縁を軸方向に変位可能に設けられている。また、細胞吸引管５の外周面には、バルブ９の内周縁を突き当てる段部５ｂが設けられている。

これにより、共通管路８を介して細胞懸濁液Ａや洗浄液Ｂが供給されてきたときには、図８（ａ），（ｃ）に示されるように、その圧力によってバルブ９の内周縁が容器本体２の底部２ａ方向に変位させられてバルブ９が開放され、細胞懸濁液Ａや洗浄液Ｂが容器本体２の底部２ａの方向に向けて吐出される。一方、上清をＣ吸引する際には、図８（ｂ）に示されるように、バルブ９の内周縁が細胞吸引管５の外周面に設けられた段部５ｂに突き当たってバルブ９が閉塞され、先端開口８ｂから半径方向に吸引される。そして、図８（ｄ）に示されるように中央の細胞吸引管５を介して細胞群Ｄを含む細胞懸濁液Ａ′が吸引回収される。
このようにすることで、管路を共通化して構成を簡略なものにすることができるという利点がある。

また、攪拌部材６としてプロペラ状の攪拌羽根６を例示したが、これに限定されるものではなく、洗浄液Ｂの流動エネルギによって回転し、細胞懸濁液Ａを攪拌できる構造のものであれば、単に平板部材を配置したものでもよく、螺旋状の回転部材を備えるものでもよい。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器に細胞懸濁液を収容した状態を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器内に収容された細胞懸濁液を遠心分離した状態を示す縦断面図である。 図３により遠心分離された細胞懸濁液から上清を吸引する工程を説明する縦断面図である。 図４の状態からさらに洗浄液を供給する工程を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器内に再懸濁された細胞懸濁液を吸引回収する工程を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器の第１の変形例を示す縦断面図である。 図７の遠心分離容器による細胞懸濁液および洗浄液の供給工程を示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ，Ａ′ 細胞懸濁液
Ｂ 洗浄液
Ｃ 上清
Ｄ 細胞群
１ 遠心分離容器
２ 容器本体
２ａ 底部
３ 液体導入管（洗浄液吐出管、懸濁液供給管）
３ａ，８ａ 先端開口（第２の開口）
４ 上清吸引管
４ａ，８ｂ 先端開口（第１の開口）
５ 細胞吸引管
６ 攪拌羽根（攪拌部材）
８ 共通管路
９ バルブ

Claims (5)

1. 細胞懸濁液を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させられる筒状の容器本体と、
   該容器本体の深さ方向の途中位置に第１の開口が配置され、細胞懸濁液を遠心分離して得られた上清を前記第１の開口から該容器本体の半径方向に吸引する上清吸引管と、
   前記容器本体の深さ方向の途中位置に第２の開口を有し、該第２の開口から前記容器本体の底部に向けて洗浄液を吐出する洗浄液吐出管と、
   前記容器本体の底部近傍に配置され、前記洗浄液吐出管の第２の開口から吐出された洗浄液により回転駆動される攪拌部材とを備える遠心分離容器。
2. 前記上清吸引管と前記洗浄液吐出管とが、上清および洗浄液を流動させる共通管路と、該共通管路の先端に設けられ、前記洗浄液が吐出されるときに前記第２の開口を開放し、前記上清が吸引されるときに前記第２の開口を閉塞するバルブとを備える請求項１に記載の遠心分離容器。
3. 前記容器本体の底部近傍に第３の開口を有し、底部に遠心分離された細胞群を含む細胞懸濁液を前記第３の開口から吸引する細胞吸引管を備える請求項１または請求項２に記載の遠心分離容器。
4. 前記容器本体内に遠心分離すべき細胞群を含む細胞懸濁液を供給する懸濁液供給管を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の遠心分離容器。
5. 前記懸濁液供給管が、前記洗浄液吐出管と共通の配管により構成されている請求項４に記載の遠心分離容器。

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