JP2011010615A - 脂肪組織処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で効率良く撹拌させながら脂肪組織を処理することができる脂肪組織処理装置を提供する。
【解決手段】脂肪組織および該脂肪組織を処理する処理液を内部に流動させ、少なくとも一部において上下方向に蛇行して形成され、出口部分が上下方向に延びる流路２と、該流路２の入口２ａから流路２内へ脂肪組織および処理液を間欠的に流入させる流入手段３と、出口２ｂに接続され、脂肪組織および処理液を流出させる２つの流出管路４ａ，４ｂと、出口２ｂ近傍に設けられ、脂肪組織と処理液との界面を検出する検出部５と、該検出部５の出力に基づいて流出管路４ａ，４ｂを切り替える管路切替手段６とを備える脂肪組織処理装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、脂肪組織処理装置に関するものである。

従来、再生医療に用いるための脂肪由来細胞を脂肪組織から分離する装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。脂肪組織に結合している脂肪由来細胞を分離するためには、脂肪組織を洗浄した後消化酵素で処理して分解する必要がある。特許文献１の装置では、流路内を送液させながら脂肪組織と消化酵素とを反応させて分解処理を行う。また、特許文献２の装置では、容器内で脂肪組織と洗浄液または消化酵素とを撹拌して脂肪組織の洗浄処理および分解処理を行う。

国際公開第２００７／００９０３６号パンフレット 国際公開第２００５／０１２４８０号パンフレット

しかしながら、特許文献１の場合、単に送液するだけでは脂肪組織と消化酵素液とが十分に撹拌されないため脂肪組織の消化が進まず、脂肪組織から十分な量の脂肪組織由来細胞が分離されないという問題がある。送液速度を速くして送液の勢いで流路内を撹拌させようとすると、十分な反応時間を確保するために流路を長く形成する必要があり、流路全体の寸法が大きくなるという不都合がある。

また、特許文献２の場合、撹拌させる機構を設けることにより脂肪組織と処理液とを効率的に撹拌させることはできるが、装置の構成が複雑になり、また、一回の処理量を増加させるためには装置を大きくせざるを得ないという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で効率良く撹拌させながら脂肪組織を処理することができる脂肪組織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、脂肪組織および該脂肪組織を処理する処理液を内部に流動させ、少なくとも一部において上下方向に蛇行して形成され、出口部分が上下方向に延びる流路と、該流路の入口から前記流路内へ前記脂肪組織および前記処理液を間欠的に流入させる流入手段と、前記出口に接続され、前記脂肪組織および前記処理液を異なる管路へ流出させる流出管路と、前記出口近傍に設けられ、前記脂肪組織と前記処理液との界面を検出する検出部と、該検出部の出力に基づいて前記流出管路を切り替える管路切替手段とを備える脂肪組織処理装置を提供する。

本発明によれば、流入手段により脂肪組織および処理液を流路内へ流入させると、流路内において脂肪組織が処理液と同時に流動させられて処理される。そして、検出部により出口から脂肪組織または処理液のいずれが流出するかが検出され、これに基づいて管路切替手段により流出管路が切り替えられて、脂肪組織と処理液とが互いに異なる流出管路へ流出させられる。

この場合に、脂肪組織および処理液は、流出手段によって間欠的に流入させられることにより、流路内において流動と静止とを繰り返しながら送液される。
静止のときは、上下方向に蛇行した部分において、比重が小さい脂肪組織は浮力により上方へ、処理液は下方へと移動させられて分離される。次に流動させられると、脂肪組織と処理液の界面が蛇行の折り返し地点を過ぎたときに、脂肪組織と処理液の上下方向の位置が逆転する。このときに、下方に配置された脂肪組織は上方へ、上方に配置された処理液は下方へ移動して脂肪組織と処理液とが懸濁される。

また、静止のときは出口からの流出が一旦停止され、出口部分において脂肪組織と処理液とが分離される。そして、再び流動が開始されると、脂肪組織および処理液が順次流出するが、その界面が検出部によって検出されると流出管路が管路切替手段によって切り替えられ、それぞれが分離された状態で別々の流出管路へ流出させられる。

すなわち、本発明によれば、蛇行した流路内において静止と流動とが繰り返されることにより、脂肪組織および処理液の分離と懸濁とが繰り返される。これにより、脂肪組織と処理液とを確実にかつ効率良く撹拌させながら送液することができる。また、脂肪組織の送液中に処理を行うことにより、従来の脂肪組織処理装置に設けられている処理容器やその周辺の構成が不要となり、脂肪組織処理装置の構成を簡易にし、その寸法を縮小することができる。

また、流路を蛇行させることにより、流動方向に延ばして形成された場合と比較して、流路を狭い空間内に形成することができ、また、流速に依らず撹拌が起こるので流路を長く形成する必要がない。これにより、流路全体の寸法を小さくし、脂肪組織処理装置の寸法をさらに縮小することが可能となる。

さらに、出口部分を上下方向に延ばして配置することにより、互いに精度良く分離された状態で、処理が施された脂肪組織および処理液が得られるので、脂肪組織の処理の効率化を図ることができる。

上記発明においては、前記流入手段が、前記脂肪組織と前記処理液とを交互に流入させることとしてもよい。
このようにすることで、蛇行した部分のみでなく流路の入口近傍においても、先に流入された脂肪組織または処理液と、後に流入された処理液または脂肪組織とを流入の勢いにより撹拌させることができる。

また、上記発明においては、前記処理液が、前記脂肪組織を洗浄する洗浄液であることとしてもよい。
このようにすることで、流路内において脂肪組織が洗浄処理され、一方の流出管路から洗浄された脂肪組織を得ることができる。

また、上記発明においては、前記処理液が、前記脂肪組織を分解する消化酵素液であることとしてもよい。
このようにすることで、流路内において脂肪組織が消化酵素により分解されて消化処理される。そして、一方の流出管路から、消化酵素液内に脂肪組織から分離された脂肪由来細胞が含まれた細胞懸濁液を得ることができる。

また、上記発明においては、前記流路と、前記流入手段と、前記２つの流出管路と、前記検出部と、前記管路切替手段とを複数組備え、一の前記流路の一方の前記流出管路が、他の一の前記流路の前記入口に接続されていることとしてもよい。
このようにすることで、各流路内に異なる処理液を流入させ、脂肪組織の異なる処理を連続させて行うことができる。

また、上記発明においては、前段の前記流路に流入させる前記処理液が洗浄液であり、後段の前記流路に流入させる処理液が消化酵素液であることとしてもよい。
このようにすることで、従来複数の工程を経て行われていた洗浄処理と消化処理とを送液のみで、かつ、連続させて行うことができる。これにより、脂肪由来細胞の分離に要する処理時間および労力を削減することが可能となる。

本発明によれば、簡易な構成で効率良く撹拌させながら脂肪組織を処理することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る脂肪組織処理装置を示す全体構成図である。 図１の脂肪組織処理装置の流路内における（ａ）静止時、（ｂ）流動時、（ｃ）流出時の様子を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る脂肪組織処理装置を示す全体構成図である。 図１および図３の脂肪組織処理装置の流路の変形例である。

本発明の第１の実施形態に係る脂肪組織処理装置１について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪組織処理装置１は、図１に示されるように、流路２と、該流路２の入口２ａに脂肪組織ＡおよびＬＲ液（乳酸リンゲル液、洗浄液）Ｂを間欠的に流入させる流入手段３と、流路２の出口２ｂに接続された流出管路４ａ，４ｂと、流出管路４ａ，４ｂに設けられた透過光センサ（検出部）５と、流出管路４ａ，４ｂを切り替える管路切替手段６とを備えている。

流路２は、櫛歯が上下方向から交互にかみ合わされた形状をしており、流動方向が上方と下方に交互に変化するようになっている。また、出口２ａは流路２の下方側に配置され、出口２ａ部分においては流動方向が下方になるように配置されている。

流入手段３は、脂肪組織ＡおよびＬＲ液Ｂを互いに独立に流入させる２つの流入管路３ａ，３ｂと、各流入管路３ａ，３ｂに設けられたバルブ３ｃ，３ｄと、各流入管路３ａ，３ｂから流路２の入口２ａへ向けて送液する送液ポンプ３ｅと、各バルブ３ｃ，３ｄの開閉および送液ポンプ３ｅの動作を制御する第１の制御部３ｆとを備えている。

第１の制御部３ｆは、一定の時間間隔で送液ポンプ３ｅの作動および停止を交互に繰り返す。また、第１の制御部３ｆは、送液ポンプ３ｅが作動しているときは、送液ポンプ３ｅの動作よりも短い一定の時間間隔で各バルブ３ｃ，３ｄを交互に開閉させる。これにより、脂肪組織ＡおよびＬＲ液Ｂは、入口２ａから交互に流入させられながら、流路２内において一定の時間間隔で流動と静止を繰り返して送液されるようになっている。

流路２内が静止しているときは、図２（ａ）に示されるように、流路２の各列において比重が軽い脂肪組織Ａが浮力により上方へ、ＬＲ液Ｂが下方へ移動して互いに分離する。そして、流動が再開されて脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとの界面Ｃが蛇行の折り返し地点を過ぎると、脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂの上下方向の位置が逆転する。このときに、それぞれ浮力と重力によって下方の脂肪組織Ａは上方へ、上方のＬＲ液Ｂは下方へ移動することにより、図２（ｂ）に示されるように、脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとが互いに懸濁されるようになっている。

また、静止のときに、流路２の末端の一列（出口部分）において脂肪組織Ａの層とＬＲ液Ｂの層とに分離する。そして、流動が再開すると、図２（ｃ）に示されるように、下方のＬＲ液Ｂ層が先に流出した後、脂肪組織Ａ層が流出するようになっている。

出口２ｂに接続され異なる方向へ分岐した流出管路４ａ，４ｂはそれぞれ脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとを流出させる。
透過光センサ５は、検出光を出射する発光部５ａと検出光を受光する受光部５ｂとを備え、出口２ｂ近傍において流出管路４ａ，４ｂを径方向に挟んで対向して配置されている。脂肪組織ＡはＬＲ液Ｂに比べて光の透過率が低く、先に流出して検出光の位置を通過していたＬＲ液Ｂが脂肪組織Ａに変化したときに、受光部５ｂが受光する検出光の強度が低下する。これにより、脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂの界面Ｃが検出されるようになっている。

管路切替手段６は、各流出管路４ａ，４ｂに設けられたバルブ６ａ，６ｂと、透過光センサ５の出力に基づいて各バルブ６ａ，６ｂの開閉を制御する第２の制御部６ｃとを備えている。
第２の制御部６ｃは、透過光センサ５により検出された透過光量に基づいて、一方のバルブ６ｂのみを開放し、界面Ｃが検出されると各バルブ６ａ，６ｂの開閉を切り替えるようになっている。これにより、脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとが各流出管路４ａ，４ｂへ別々に流出されられるようになっている。

このように構成された脂肪組織処理装置１の作用について以下に説明する。
送液手段３により脂肪組織ＡおよびＬＲ液Ｂを流路２内に送液させると、流路２内において脂肪組織ＡがＬＲ液Ｂと撹拌されながら流動させられ、一方の流出管路４ａから洗浄処理されＬＲ液Ｂと分離された脂肪組織Ａが得られる。

このように、本実施形態によれば、上下方向に交互に蛇行する流路２内で脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとが確実に撹拌されるので、送液のみで脂肪組織Ａを十分に洗浄することができるという利点がある。
また、これにより、従来の洗浄容器や撹拌させる機構などが不要となり、さらに、送液の勢いのみで撹拌を起こす場合と異なり、送液速度が緩やかでも撹拌が起こる構成になっているので、流路２を長く形成する必要がない。したがって、脂肪組織処理装置１の構成を簡易にし、寸法を縮小することができるという利点がある。

また、入口２ａから脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂとを交互に流入させることにより、入口２ａ近傍においても流入の勢いでこれらを撹拌させ、脂肪組織Ａの洗浄の効率を向上させることができる。
さらに、流路２の周囲に図示しないシートヒータを張り付けるなど、加温手段を設けることにより、流路２内を加温しながら脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂまたは消化酵素液Ｄとを送液し、洗浄処理および分解処理をより効率良く行うことが可能となる。
なお、上記実施形態においては、流出手段が脂肪組織とＬＲ液とを交互に流入させることとしたが、これに代えて、脂肪組織とＬＲ液とを同時に流入させることとしてもよい。この場合、第１の制御部３ｆは送液ポンプ３ｅの作動と停止のみを制御する。

本発明の第２の実施形態について、図３を参照して以下に説明する。
なお、第１の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る脂肪組織処理装置１は、図３に示されるように、流路２と、流入手段３と、流出管路４ａ，４ｂと、検出部５と、管路切替手段６とを２組ずつ備え、第１の実施形態に係る脂肪組織処理装置１が２つ連結されて構成されている。

前段と後段の各流路２は、前段の脂肪組織Ａの流出管路４ａと、後段の脂肪組織Ａの流入管路３ａとにおいて接続されている。後段の流入手段３は送液ポンプ３ｅを備えず、前段の送液ポンプ３ｅの作動と停止にしたがって、後段の流路２も静止と流動を交互に繰り返すようになっている。

前段の流路２内には、第１の実施形態と同様にＬＲ液Ｂが一方の流入管路３ｂから流入させられ、脂肪組織Ａの洗浄処理が行われる。
後段の流路２内には、ＬＲ液Ｂに代えて、消化酵素液Ｄが一方の流入管路３ｂから流入させられ、脂肪組織Ａは消化酵素液Ｄと撹拌されながら送液される間に分解されて分解処理が行われる。そして、脂肪組織Ａから分離した脂肪由来細胞Ｅが消化酵素液Ｄ内に含まれた細胞懸濁液が一方の流出管路４ｂから流出させられる。

また、前段の脂肪組織Ａの流入管路３ａは、生体から採取した脂肪組織Ａが貯蔵される貯蔵容器（図示略）に、後段の細胞懸濁液の流出管路４ｂは、遠心分離装置に装着された遠心分離容器（図示略）内にそれぞれ接続されている。

このように構成された脂肪組織処理装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る脂肪組織処理装置１を用いて脂肪組織Ａを処理するには、第１の実施形態と同様に前段の流入手段３により脂肪組織ＡおよびＬＲ液Ｂを流路２内へ送液させる。前段の一方の流出管路４ａから流出した洗浄された脂肪組織Ａは、続いて後段の流路２内を分解酵素液Ｄと送液させられて分解処理され、脂肪由来細胞Ｅが含まれた細胞懸濁液が後段の流出管路４ｂから遠心分離装置へ送られる。

このように、本実施形態によれば、連結された各流路２にそれぞれ異なる処理液を脂肪組織Ａと送液することにより、洗浄処理と分解処理という異なる処理を連続して行うことができるという利点がある。

また、貯蔵容器と遠心分離装置とをつなぐ流路の途中に本実施形態に係る流路２を連結させて配置することで、脂肪組織Ａを遠心分離装置へ送液しながら、送液のみで洗浄処理と分解処理を行うことができる。これにより、従来、注入、撹拌、静置、排出など多数の手順を繰り返して行っていた作業を送液のみで行うことが可能となり、脂肪組織Ａの処理に要する時間および労力を大幅に削減することができる。

また、前段においては脂肪組織Ａのみが、後段においては細胞懸濁液のみがそれぞれ分離された状態で流出させられる。これにより、脂肪組織Ａを前段の流路２から後段の流路２へ、また、細胞懸濁液を後段の流路２から遠心分離装置へ、それぞれ直接送液させることが可能となり、脂肪組織Ａの処理の効率化をさらに図ることができるという利点がある。

上述した第１および第２の実施形態においては、流路が、櫛歯を上下方向からかみ合わせた形状であることとしたが、これに代えて、図４に示されるように、チューブを水平方向の中心軸回りに螺旋状に巻かれて形成されることとしてもよい。
このようにすることで、従来使用されている送液チューブを用いて容易に流路２を形成することができる。また、螺旋状に巻かれたチューブの中心に、例えば、円筒形状のヒータを挿入することにより、流路２内を加温しながら脂肪組織ＡとＬＲ液Ｂまたは消化酵素液Ｄとを送液し、洗浄処理および分解処理をより効率良く行うことが可能となる。

１ 脂肪組織処理装置
２ 流路
２ａ 入口
２ｂ 出口
３ 流入手段
３ａ，３ｂ 流入管路
３ｃ，３ｄ バルブ
３ｅ 送液ポンプ
３ｆ 第１の制御部
４ａ，４ｂ 流出管路
５ 透過光センサ（検出部）
５ａ 発光部
５ｂ 受光部
６ 管路切替手段
６ａ，６ｂ バルブ
６ｃ 第２の制御部
Ａ 脂肪組織
Ｂ ＬＲ液（処理液、洗浄液）
Ｃ 界面
Ｄ 消化酵素液（処理液）
Ｅ 脂肪由来細胞

Claims (6)

1. 脂肪組織および該脂肪組織を処理する処理液を内部に流動させ、少なくとも一部において上下方向に蛇行して形成され、出口部分が上下方向に延びる流路と、
   該流路の入口から前記流路内へ前記脂肪組織および前記処理液を間欠的に流入させる流入手段と、
   前記出口に接続され、前記脂肪組織および前記処理液を流出させる２つの流出管路と、
   前記出口近傍に設けられ、前記脂肪組織と前記処理液との界面を検出する検出部と、
   該検出部の出力に基づいて前記流出管路を切り替える管路切替手段とを備える脂肪組織処理装置。
2. 前記流入手段が、前記脂肪組織と前記処理液とを交互に流入させる請求項１に記載の脂肪組織処理装置。
3. 前記処理液が、前記脂肪組織を洗浄する洗浄液である請求項１または請求項２に記載の脂肪組織処理装置。
4. 前記処理液が、前記脂肪組織を分解する消化酵素液である請求項１または請求項２に記載の脂肪組織処理装置。
5. 前記流路と、前記流入手段と、前記２つの流出管路と、前記検出部と、前記管路切替手段とを複数組備え、
   一の前記流路の一方の前記流出管路が、他の一の前記流路の前記入口に接続されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の脂肪組織処理装置。
6. 前段の前記流路に流入させる前記処理液が前記洗浄液であり、後段の前記流路に流入させる前記処理液が前記消化酵素液である請求項５に記載の脂肪組織処理装置。

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