JP2011172545A - Cell separation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞分離装置に関するものである。 The present invention relates to a cell separation device.
従来、生体から採取した脂肪組織から幹細胞などを含む脂肪由来細胞を分離する細胞分離装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。分離された脂肪由来細胞は、例えば、体内に移植されるなどして治療に使用される。 Conventionally, a cell separation device that separates adipose-derived cells including stem cells from adipose tissue collected from a living body is known (see, for example, Patent Document 1). The separated fat-derived cells are used for treatment, for example, by being transplanted into the body.
体内から取り出されて様々な処理が施された脂肪由来細胞は機能が低下した状態で回収され、この状態のまま続けて治療に用いても十分な治療効果を得ることが難しい。したがって、治療に使用する前に脂肪由来細胞に刺激を与えて賦活化することが望まれる。しかしながら、細胞を賦活化させる操作は煩雑であり、雑菌の混入等の問題を引き起こす可能性があるという問題がある。 Adipose-derived cells that have been removed from the body and subjected to various treatments are collected in a state of reduced function, and it is difficult to obtain a sufficient therapeutic effect even if they are used in treatment in this state. Therefore, it is desirable to stimulate and activate fat-derived cells before use in therapy. However, the operation for activating cells is complicated, and there is a problem that it may cause problems such as contamination with germs.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、滅菌性を担保しながら、活性化された状態で細胞を回収することができる細胞分離装置を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, Comprising: It aims at providing the cell separation apparatus which can collect | recover a cell in the activated state, ensuring sterility.
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、生体組織を消化して該生体組織から細胞を遊離させた細胞懸濁液を生成する分解処理部と、該分解処理部において生成された細胞懸濁液を濃縮する細胞濃縮部と、前記細胞懸濁液を収容する収容容器と、前記分解処理部、前記細胞濃縮部および前記収容容器に接続され、前記細胞懸濁液を搬送する搬送経路と、前記収容容器内に収容された細胞懸濁液の状態を示す状態量を測定する状態量測定部と、前記収容容器内に収容された細胞懸濁液に含まれる細胞に刺激を与える細胞刺激手段と、前記状態量測定部により測定された状態量に基づいて、前記細胞刺激手段により前記細胞に与える刺激の大きさを制御する制御部とを備える細胞分離装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention includes a decomposition processing unit that generates a cell suspension in which a biological tissue is digested to release cells from the biological tissue, and a cell concentration unit that concentrates the cell suspension generated in the decomposition processing unit. A storage container for storing the cell suspension; a decomposition path; a cell concentration section; and a storage path for transporting the cell suspension, connected to the storage container, and stored in the storage container. A state quantity measuring unit for measuring a state quantity indicating a state of the cell suspension, a cell stimulating means for stimulating cells contained in the cell suspension accommodated in the container, and the state quantity measuring unit. There is provided a cell separation device comprising: a control unit that controls the magnitude of stimulation given to the cell by the cell stimulation means based on the measured state quantity.
本発明によれば、分解処理部において生体組織を消化して生成された細胞懸濁液を、搬送経路を介して細胞濃縮部に搬送して濃縮することにより、生体組織から分離された細胞の濃縮物を得ることができる。
この場合に、細胞懸濁液は、処理の途中において一旦収容容器内に収容されると、そのときの状態量が状態量測定部によって測定される。そして、制御部によって適切に制御された大きさの刺激が細胞刺激手段により細胞懸濁液中の細胞に与えられる。これにより、閉鎖系の中で滅菌性を担保しながら細胞を賦活化して、活性化された状態の細胞を得ることができる。
According to the present invention, the cell suspension generated by digesting the biological tissue in the decomposition processing unit is transported to the cell concentration unit via the transport path and concentrated, so that the cells separated from the biological tissue are concentrated. A concentrate can be obtained.
In this case, when the cell suspension is once stored in the storage container during the processing, the state quantity at that time is measured by the state quantity measuring unit. Then, a stimulus of a size appropriately controlled by the control unit is given to the cells in the cell suspension by the cell stimulating means. Thereby, cells can be activated while ensuring sterility in a closed system, and activated cells can be obtained.
上記発明においては、前記状態量測定部が、前記収容容器内の細胞懸濁液の温度を測定する温度センサであり、前記細胞刺激手段が、前記収容容器内を加温するヒータを備え、前記制御部が、前記温度センサにより測定された前記細胞懸濁液の温度に基づいて、前記ヒータの温度を制御することとしてもよい。
このようにすることで、熱により細胞を賦活化することができる。
In the above invention, the state quantity measuring unit is a temperature sensor that measures the temperature of the cell suspension in the storage container, and the cell stimulation means includes a heater that heats the storage container, The control unit may control the temperature of the heater based on the temperature of the cell suspension measured by the temperature sensor.
By doing in this way, a cell can be activated with a heat | fever.
また、上記発明においては、前記収容容器内を撹拌する撹拌手段を備えることとしてもよい。
このようにすることで、細胞懸濁液を撹拌しながら加温することにより、細胞懸濁液の各位置における温度を均一にし、各細胞を満遍なく賦活化することができる。
Moreover, in the said invention, it is good also as providing the stirring means which stirs the inside of the said storage container.
In this way, by heating the cell suspension while stirring, the temperature at each position of the cell suspension can be made uniform, and each cell can be activated evenly.
また、上記発明においては、前記状態量測定部が、前記収容容器内の前記細胞懸濁液の液量を測定する液量センサであり、前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に超音波を発生させる超音波振動子を備え、前記制御部が、前記液量センサにより測定された前記細胞懸濁液の液量に基づいて、前記超音波振動子により発生させる超音波の出力を制御することとしてもよい。
このようにすることで、超音波により細胞を賦活化することができる。
Moreover, in the said invention, the said state quantity measurement part is a liquid quantity sensor which measures the liquid quantity of the said cell suspension in the said storage container, The said cell stimulation means transmits an ultrasonic wave in the said storage container. An ultrasonic vibrator to be generated, and the control unit controls the output of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic vibrator based on the liquid volume of the cell suspension measured by the liquid volume sensor. It is good.
By doing in this way, a cell can be activated with an ultrasonic wave.
また、上記発明においては、前記状態量測定部が、前記収容容器に収容された前記細胞懸濁液の酸素濃度を測定する酸素濃度センサであり、前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に空気より低い酸素濃度のガスを供給する低酸素ガス供給部を備え、前記制御部が、前記酸素濃度センサにより測定された酸素濃度に基づいて、前記低酸素ガス供給部から前記収容容器内に供給する前記ガスの供給量を制御することとしてもよい。
このようにすることで、細胞懸濁液の酸素濃度を低下させて細胞を賦活化することができる。
Further, in the above invention, the state quantity measuring unit is an oxygen concentration sensor that measures an oxygen concentration of the cell suspension stored in the storage container, and the cell stimulation means includes air in the storage container. A low oxygen gas supply unit that supplies a gas having a lower oxygen concentration is provided, and the control unit supplies the low oxygen gas supply unit into the storage container based on the oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor. The supply amount of the gas may be controlled.
By doing in this way, the oxygen concentration of a cell suspension can be reduced and a cell can be activated.
また、上記発明においては、前記状態量測定部が、前記収容容器に収容された前記細胞懸濁液の液量を測定する液量センサであり、前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に前記細胞を賦活化する賦活化剤を供給する賦活化剤供給部を備え、前記制御部が、前記液量センサにより測定された液量に基づいて、前記賦活化剤供給部から前記収容容器内に供給する前記賦活化剤の供給量を制御することとしてもよい。
このようにすることで、賦活化剤により細胞を賦活化することができる。
Further, in the above invention, the state quantity measuring unit is a liquid quantity sensor for measuring a liquid quantity of the cell suspension stored in the storage container, and the cell stimulation means is provided in the storage container. An activator supply unit that supplies an activator for activating cells is provided, and the control unit is placed in the container from the activator supply unit based on the liquid amount measured by the liquid amount sensor. It is good also as controlling the supply amount of the said activator to supply.
By doing in this way, a cell can be activated with an activator.
また、上記発明においては、前記賦活化剤を除去する賦活化剤除去手段を備えることが好ましい。
このようにすることで、細胞を賦活化した後には不要な賦活化剤を除去することができる。
また、上記発明においては、前記賦活化剤が、成長因子または一酸化窒素生産因子であることとしてもよい。
このようにすることで、細胞を効率的に賦活化することができる。
Moreover, in the said invention, it is preferable to provide the activator removal means which removes the said activator.
By doing in this way, after activating a cell, an unnecessary activation agent can be removed.
Moreover, in the said invention, the said activator is good also as being a growth factor or a nitric oxide production factor.
By doing in this way, a cell can be activated efficiently.
また、上記発明においては、前記状態量測定部が、前記収容容器内の前記細胞懸濁液に含まれる前記細胞の密度を測定する細胞密度計であり、前記細胞刺激手段が、前記収容容器内において、前記細胞懸濁液に含まれる前記細胞を互いに接触させることにより前記細胞に刺激を与え、前記制御部が、前記細胞密度計により測定された密度に基づいて、前記搬送経路により前記収容容器内に供給する前記細胞懸濁液の供給量を制御する請求項1に記載の細胞分離装こととしてもよい。
このようにすることで、細胞を適切な条件で互いに接触させることにより賦活化することができる。
Moreover, in the above invention, the state quantity measuring unit is a cell density meter that measures the density of the cells contained in the cell suspension in the container, and the cell stimulating means is in the container. In this case, the cells contained in the cell suspension are brought into contact with each other to stimulate the cells. The cell separation apparatus according to
By doing in this way, it can activate by making a cell mutually contact on suitable conditions.
また、上記発明においては、前記細胞刺激手段は、前記収容容器の内面が、前記細胞が接着しない非接着材料により被覆されていることにより、前記細胞を凝集させることとしてもよい。
前記細胞刺激手段は、前記収容容器の底面に溝が形成されていることにより、前記溝内で前記細胞を凝集させることとしてよい。
このようにすることで、簡便に効率良く細胞を凝集させて互いに接触させることができる。
Moreover, in the said invention, the said cell stimulating means is good also as aggregating the said cell because the inner surface of the said storage container is coat | covered with the non-adhesive material to which the said cell does not adhere | attach.
The cell stimulation means may aggregate the cells in the groove by forming a groove on the bottom surface of the container.
In this way, cells can be easily and efficiently aggregated and brought into contact with each other.
本発明によれば、滅菌性を担保しながら、活性化された状態の細胞を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that activated cells can be obtained while ensuring sterility.
本発明の第1の実施形態について、図1〜図5を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、図1に示されるように、脂肪組織(生体組織)を消化することにより脂肪由来細胞(細胞)の細胞懸濁液を生成する分解処理部2と、遠心分離により脂肪由来細胞を洗浄および濃縮する細胞濃縮部3と、洗浄液を収容する洗浄液バッグ4と、分解処理部2および細胞濃縮部3で生じた廃液が排出される廃液バッグ5と、分解処理部2、細胞濃縮部3および各バッグ4,5の間で溶液を搬送する搬送経路6と、分解処理部2、細胞濃縮部3および搬送経路6の動作を制御するコンピュータ(制御部)7とを備えている。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
分解処理部2は、脂肪組織を収集する収集容器(収容容器)8と、該収集容器8を振とうさせる振とう機(撹拌手段)9と、収集容器8内を加温するヒータ(細胞刺激手段)10と、収集容器8内の温度を測定する温度センサ(状態量測定部)11とを備えている。
The
収集容器8は、上部に設けられた導入口8aに図示しないカニューレが接続され、該カニューレによりヒトの体内から吸引されてきた脂肪組織を収集する。収集容器8の底面8bは一方向に傾斜し、その最も低い位置に排出口が設けられている。排出口は、脂肪組織を捕捉し脂肪由来細胞を通過させるフィルタ8cにより覆われている。また、収集容器8は、操作者による操作により、上部の酵素供給口8dからシリンジ等を用いて消化酵素液が供給される。
The
振とう機9は、上部が開放された筒状の台9aを有し、収集容器8を台9aの内部に収納して台9aを並進回転させることにより、収集容器8の内容物を撹拌する。
ヒータ10は、例えば、シート状であり、台9aの内面に設けられている。
温度センサ11は、赤外線式または熱電対が用いられる。温度センサ11は、台9aに貫通して設けられた窓に設置され、赤外線式の場合は、収集容器8の側壁との間に隙間を空けて配置され、熱電対の場合は、収集容器8の側壁に接触して配置される。
The
The
The
収集容器8内に収集された脂肪組織は、消化酵素液とともに振とう機9により撹拌されて消化される。これにより、脂肪組織に結合していた脂肪由来細胞が消化酵素液内に遊離して細胞懸濁液が生成される。また、生成された細胞懸濁液は、撹拌後に収集容器8を静置することにより脂肪組織の残渣と層分離して下層に貯留し、この状態で排出口から排出すると細胞懸濁液が選択的に収集容器8から排出されるようになっている。
The adipose tissue collected in the
細胞濃縮部3は、1対の遠心分離容器12と、該遠心分離容器12を、底部を半径方向外方に向けて回転させる遠心分離機(賦活化剤除去手段)13とを備えている。
遠心分離容器12は、搬送経路6を介して収集容器8から排出された細胞懸濁液を収容する。遠心分離容器12は、深さ方向の途中位置まで配管12aが挿入され、搬送経路6により配管12a内を吸引すると遠心分離容器12内の溶液が所定量を残して排出される。このときに、細胞懸濁液を遠心分離してから配管12aを介して排出すると、沈殿した脂肪由来細胞を底部に残したまま上清が選択的に排出されるようになっている。
The cell concentrating unit 3 includes a pair of
The
洗浄液バッグ4は、洗浄液として、例えば、生理食塩水や乳酸リンゲン緩衝液などを収容している。
搬送経路6は、継手14を介して各容器8,12および各バッグ4,5を接続するチューブ15と、該チューブ15の途中位置に配置され、チューブ15内の液体に非接触で送りをかける送液ポンプ16と、該ポンプ16による送液経路を切り替えるバルブV1〜V10とを備えている。
The cleaning
The
コンピュータ7は、記憶部およびCPU(中央演算装置)を備え、脂肪組織の処理手順に従って作成されたプログラムが記憶部に記憶されている。コンピュータ7は、図示しない配線を介して、振とう機9、ヒータ10、温度センサ11、遠心分離機13、ポンプ16および各バルブV1〜V10と接続され、これらをプログラムに従って動作させるようになっている。
The
このときに、コンピュータ7は、収集容器8内で脂肪組織を消化するときは、温度センサ11により測定される温度が37℃に保たれるようにヒータ10の温度を制御しながら、振とう機9により所定時間収集容器8内を撹拌させる。続いて、コンピュータ7は、ヒータ11の温度を上げて、温度センサ10により測定される温度が38〜42℃、より好ましくは40℃に保たれるようにヒータ11の温度を制御しながら、所定時間、好ましくは、30分間程度、振とう機9により収集容器8内を撹拌させるようになっている。このときに、温度センサ10により測定される温度、すなわち、細胞懸濁液の温度が42℃を超えると、脂肪由来細胞内のタンパク質が凝集するなどして脂肪由来細胞の機能が失われる可能性があるため好ましくない。
At this time, when digesting adipose tissue in the
このように構成された細胞分離装置1の動作および作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、収集容器8内に脂肪組織が収集され、操作者により消化酵素液が供給されると、脂肪組織と消化酵素液とを所定時間撹拌することにより細胞懸濁液を生成する。続いて、細胞分離装置1は、細胞懸濁液の温度を37℃から上昇させ、38〜42℃に保った状態でさらに細胞懸濁液の撹拌を続けた後、収集容器8を静置させてから細胞懸濁液を遠心分離容器12に搬送する。次に、細胞分離装置1は、細胞懸濁液を遠心分離することにより脂肪由来細胞を沈降させ、配管12aを介して上清を排出した後、洗浄液の供給、遠心分離、上清の排出を数回繰り返す。これにより、細胞懸濁液に含まれていた消化酵素液が除去され、遠心分離容器12内に純度の高い脂肪由来細胞の濃縮物が得られる。
The operation and action of the
When the adipose tissue is collected in the
この場合に、本実施形態によれば、脂肪組織の消化後に細胞懸濁液の温度を37℃からさらに上昇させることにより、それまで機能が低下していた細胞懸濁液中の脂肪由来細胞が刺激される。これにより、脂肪由来細胞が賦活化されて活性が高められた状態となり、回収されてからそのまま治療に使用しても、迅速に十分な治療効果を得ることができるという利点がある。また、熱を利用して非接触で脂肪由来細胞に刺激を与えることにより、閉鎖系であっても簡便な構成および操作で脂肪由来細胞を活性化させることができるとともに、脂肪由来細胞の滅菌性を担保することができるという利点がある。 In this case, according to the present embodiment, by further increasing the temperature of the cell suspension from 37 ° C. after digestion of the adipose tissue, the fat-derived cells in the cell suspension whose function has been reduced so far can be obtained. Irritate. As a result, the fat-derived cells are activated and become active, and there is an advantage that a sufficient therapeutic effect can be obtained quickly even if the cells are recovered and used as they are. In addition, non-contact stimulation of fat-derived cells using heat can activate fat-derived cells with a simple configuration and operation even in a closed system, and sterilization of fat-derived cells. There is an advantage that can be secured.
図2に、温度を変化させたときの脂肪由来細胞の活性の状態を測定した結果を示す。
まず、ヒトの脂肪組織から分離した脂肪由来細胞を、30分間所定の温度で保温することにより熱処理した。次に、日本ベクトン・ディッキソン社製のBD BioCoatマトリゲルインベージョンチャンバーを用いて、このチャンバー内を移動した脂肪由来細胞(以下、遊走細胞という。)の数を計測した。具体的には、ウェルに100ng/mlのSDF−1を添加した10%FBS培地を入れ、セルカルチャーインサート内に熱処理した脂肪由来細胞を入れて24時間培養した後、セルカルチャーインサートからウェルに移動した遊走細胞数をカウントした。
In FIG. 2, the result of having measured the state of the activity of the fat origin cell when changing temperature is shown.
First, adipose-derived cells separated from human adipose tissue were heat-treated by incubating at a predetermined temperature for 30 minutes. Next, using a BD BioCoat Matrigel invasion chamber manufactured by Nippon Becton Dickison, the number of adipose-derived cells (hereinafter referred to as migratory cells) that migrated in the chamber was counted. Specifically, 10% FBS medium supplemented with 100 ng / ml SDF-1 was added to the well, heat-treated fat-derived cells were placed in the cell culture insert, cultured for 24 hours, and then transferred from the cell culture insert to the well. The number of migrated cells was counted.
以上の実験を、略同一の細胞数に調製した脂肪由来細胞の細胞懸濁液を用いて、37,38,40,42および43℃で熱処理した場合について行った。これにより、SDF−1およびFBSに誘引されて移動した十分に高い活性を有する脂肪由来細胞の数を計測し、熱処理による賦活化の効果を評価した。図2は、各温度で計測された遊走細胞数を、37℃のときに計測された遊走細胞数を1としたときの比率に換算して表している。図2から、遊走細胞数は、37℃から温度の上昇とともに増加して40℃で最大となった後に減少し、43℃では37℃のときの値を下回っていることが分かる。すなわち、ヒトの脂肪由来細胞は、40℃で最も活性の高い状態となることが確認された。 The above experiment was performed in the case of heat treatment at 37, 38, 40, 42, and 43 ° C. using a cell suspension of adipose-derived cells prepared to approximately the same number of cells. Thereby, the number of fat-derived cells having sufficiently high activity that were attracted and moved by SDF-1 and FBS was measured, and the effect of activation by heat treatment was evaluated. FIG. 2 shows the number of migrating cells measured at each temperature converted into a ratio when the number of migratory cells measured at 37 ° C. is 1. FIG. 2 shows that the number of migratory cells increases from 37 ° C. with increasing temperature, decreases after reaching the maximum at 40 ° C., and falls below the value at 37 ° C. at 43 ° C. That is, it was confirmed that human adipose-derived cells are most active at 40 ° C.
また、図3に、ヒトの脂肪組織から分離した脂肪由来細胞の細胞懸濁液を40℃に加温したときの、加温時間と遊走細胞数との関係を測定した結果を示す。遊走細胞数の計測は、図2に示される実験と同様にして行った。図3から、40℃の熱が与えられてから時間とともに遊走細胞数が増加し、30分が経過したときは十分に活性が高められた状態となることが確認された。 FIG. 3 shows the measurement results of the relationship between the heating time and the number of migrating cells when a cell suspension of adipose-derived cells separated from human adipose tissue is heated to 40 ° C. The number of migrating cells was measured in the same manner as the experiment shown in FIG. From FIG. 3, it was confirmed that the number of migrating cells increased with time after application of heat at 40 ° C., and the activity was sufficiently enhanced when 30 minutes passed.
上記実施形態においては、収集容器8内において脂肪由来細胞を賦活化することとたが、これに代えて、遠心分離容器(収容容器)12内において脂肪由来細胞を賦活化することとしてもよい。この場合、ホルダ13aに図示しないヒータと温度センサとが別途設けられる。このようにすることで、脂肪由来細胞が賦活化されてから治療に使用されるまでの時間が短縮され、活性がより高く維持された状態で脂肪由来細胞を治療に用いることができる。
In the above-described embodiment, the fat-derived cells are activated in the
また、上記実施形態においては、脂肪由来細胞を加温することにより賦活化することとしたが、これに代えて、超音波を照射することにより賦活化することとしてもよい。
この場合、図4に示されるように、収集容器8の側面近傍に超音波振動子(細胞刺激手段)17が設けられ、図示しない超音波発生器から超音波振動子17に高周波電力を供給することにより、収集容器8内に超音波が発生するようになっている。
Moreover, in the said embodiment, although it decided to activate by heating a fat origin cell, it may replace with this and may activate by irradiating an ultrasonic wave.
In this case, as shown in FIG. 4, an ultrasonic transducer (cell stimulating means) 17 is provided near the side surface of the
また、この場合、収集容器8内の細胞懸濁液の界面を検出する界面センサ(状態量測定部)18が設けられる。界面センサ18は、収集容器8の深さ方向の各位置においてレーザ光Lを略水平方向に出射するとともに、収集容器8を通過してきたレーザ光Lを収集容器8の深さ方向の各位置において受光する。これにより、界面センサ18は、各位置で受光されたレーザ光Lの強度の差から、細胞懸濁液と脂肪組織の残渣との界面を検出するようになっている。
In this case, an interface sensor (state quantity measuring unit) 18 for detecting the interface of the cell suspension in the
コンピュータ7は、収集容器8内で脂肪組織の消化が終了すると、所定時間待って収集容器8内で細胞懸濁液と脂肪組織の残渣とを層分離させてから、界面センサ18により細胞懸濁液と脂肪組織の残渣との界面の深さ位置を検出させる。そして、コンピュータ7は、検出された界面の深さ位置に基づいて、超音波発生器から超音波振動子17に供給する超音波の出力を設定し、収集容器8内に超音波を発生させる。
このようにしても、非接触で脂肪由来細胞を賦活化することができる。また、細胞懸濁液の液量に応じて発生させる超音波の出力を制御することにより、適切な大きさの刺激を脂肪由来細胞に与えることができる。
When the digestion of the adipose tissue is completed in the
Even in this way, fat-derived cells can be activated in a non-contact manner. In addition, by controlling the output of the ultrasonic wave generated according to the amount of the cell suspension, it is possible to give a suitable amount of stimulation to the fat-derived cells.
なお、界面センサ18には、超音波式または磁気式のものを用いることとしてもよい。この場合、細胞懸濁液の上層に脂肪組織の残渣が存在すると、細胞懸濁液の液量が正しく測定されないので、遠心分離容器12内、または、別途設けられた図示しない収容容器内で細胞懸濁液の液面を検出して超音波を発生させることが好ましい。
また、界面センサ18に代えて、収集容器8の重量を測定する重量センサ(図示略、状態量測定部)を設け、コンピュータ7が、重量センサにより測定された収集容器8の内容物の重量に応じて超音波の出力を制御することとしてもよい。
The
Further, in place of the
また、上記実施形態においては、脂肪由来細胞の周辺環境を低酸素にすることにより脂肪由来細胞を賦活化することとしてもよい。
この場合、図5に示されるように、溶存酸素計(状態量測定部、酸素濃度センサ)19が収集容器8に設けられ、ガスボンベ(細胞刺激手段、低酸素ガス供給部)20に接続された配管20aがバルブV11を介して収集容器8内の底部近傍まで挿入される。ガスボンベ20内のガスは、脂肪由来細胞への影響を抑えながら細胞懸濁液中の酸素を効果的に希釈できるもの、例えば、純窒素などの不活性ガスが好ましい。コンピュータ7は、溶存酸素計19により測定される溶存酸素濃度が所定値まで低下するまで、バルブV11を開放してガスを細胞懸濁液内に供給するようになっている。配管20aの途中位置にはガス中の塵埃を除去するエアフィルタ21が設けられていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, it is good also as activating a fat origin cell by making the surrounding environment of a fat origin cell low oxygen.
In this case, as shown in FIG. 5, a dissolved oxygen meter (state quantity measuring unit, oxygen concentration sensor) 19 is provided in the
または、洗浄液バッグ4の材質にガス透過性材料を使用し、洗浄液バッグ4を密閉された容器(図示略)内に設置する。そして、容器内を低酸素雰囲気にすることにより溶存酸素量を低下させた洗浄液を細胞懸濁液に供給することとしてもよい。
このようにしても、簡便な操作と構成で脂肪由来細胞の滅菌性を保持しながら脂肪由来細胞を賦活化することができる。
Alternatively, a gas permeable material is used as the material of the cleaning
Even in this case, the fat-derived cells can be activated while maintaining the sterility of the fat-derived cells with a simple operation and configuration.
次に、本発明の第2の実施形態について、図6および図7を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態においては、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し、第1の実施形態と異なる点について主に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、図6に示されるように、細胞刺激容器(収容容器、細胞刺激手段)22と、チューブ15の途中位置に配置された濁度センサ(状態量測定部、細胞密度計)23とを備えている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences from the first embodiment are mainly described.
As shown in FIG. 6, the
細胞刺激容器22は、脂肪由来細胞が容易に接着しない非接着性材料により内面がコートされている。非接着性材料としては、例えば、シリコーン、リン脂質、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、エチレンビニルアルコール共重合体などが用いられる。これにより、細胞刺激容器22内に細胞懸濁液が収容されると、内壁に接着することができない脂肪由来細胞は、互いに接着して凝集するようになっている。
濁度センサ23は、収集容器8から細胞刺激容器22に細胞懸濁液が搬送されるチューブ15の途中位置に配置され、チューブ15内を通過する細胞懸濁液の濁度を測定する。一般に、細胞懸濁液中の細胞密度と濁度とは正の比例関係にあることが知られている。
The inner surface of the
The
コンピュータ7は、例えば、予め脂肪由来細胞の密度が既知の細胞懸濁液の濁度を測定することにより、濁度と脂肪由来細胞の密度との関係が記憶されている。これにより、コンピュータ7は、濁度センサ23により測定された濁度から、細胞懸濁液に含まれる脂肪由来細胞の密度を算出するようになっている。また、コンピュータ7は、細胞刺激容器22内へ供給する細胞数が予め設定され、算出した脂肪由来細胞の密度に基づいて、細胞刺激容器22へ供給する細胞懸濁液の供給量を算出し、ポンプ15による送液時間を設定するようになっている。
The
このように構成された細胞分離装置1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、収集容器8内で細胞懸濁液を生成すると、収集容器8から細胞刺激容器22へ細胞懸濁液を送液する。そして、細胞刺激容器22内の細胞数が所定の値に達すると、細胞分離装置1は、細胞懸濁液の送液を停止し、所定時間待つことにより細胞刺激容器22内で脂肪由来細胞を互いに凝集させる。続いて、細胞分離装置1は、細胞刺激容器22から遠心分離容器12へ細胞懸濁液を搬送して脂肪由来細胞を洗浄し濃縮する。
The operation of the
When the
この場合に、本実施形態によれば、脂肪由来細胞が細胞刺激容器22内において適切な細胞数で互いに接触することにより賦活化される。これにより、閉鎖系を保ちながら、簡便な構成と操作で活性の高い状態の脂肪由来細胞を得ることができるという利点がある。
In this case, according to the present embodiment, the fat-derived cells are activated by contacting each other with an appropriate number of cells in the
上記実施形態においては、細胞刺激容器22の内面が非接着材料によりコートされていることとしたが、これに代えて、図7に示されるように、細胞刺激容器22の底面に溝22aが形成されていてもよい。このようにしても、脂肪由来細胞Aが溝22a内に凝集しなら沈んで互いに接触することにより、脂肪由来細胞Aを賦活化することができる。このときに、溝22aは、脂肪由来細胞Aの凝集塊の大きさにばらつきが生じないように、底面全面に均一に形成されていることが好ましい。
In the above embodiment, the inner surface of the
次に、本発明の第3の実施形態について、図8を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態においても第2の実施形態と同様に、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し、第1の実施形態と異なる点について主に説明することとする。
Next, a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In this embodiment as well, as in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences from the first embodiment are mainly described. I will explain.
本実施形態に係る細胞分離装置1は、図8に示されるように、賦活化剤溶液を収容する薬剤バッグ(細胞刺激手段、賦活化剤供給部)24と、収集容器8の外側に設けられた界面センサ(状態量測定部)18と、ホルダ13aに設けられたヒータ25と、収集容器の温度を測定する温度センサ26とを備えている。ヒータ25および温度センサ26は、第1の実施形態で説明したヒータ10および温度センサ11と同様の構成のものでよい。
As shown in FIG. 8, the
薬剤バッグ24は、搬送経路6を介して遠心分離容器12内へ接続されている。薬剤バッグ24は、使用時より高い濃度に調製された賦活化剤溶液を収容している。賦活化剤としては、成長因子およびNO発生因子が用いられる。
The
成長因子としては、bFGF、HGFまたはSDF-1などが用いられる。NO発生因子としては、endothlial NO synthaseが用いられる。その他、mitochondtial potassuium channel openner、ACE inhibitor、tatin、angiotensin-converting enzyme inhibitor、angiotensin II tipe 1 receptor blocker、PPAR-gamma agonist、ertythropietin、Haeme Oxygenase、sphingosin-1-phosphate、FTY720、PPAR-gamma、agonist pioglitazoneなどを用いることも可能である。
As the growth factor, bFGF, HGF, SDF-1, or the like is used. As the NO generating factor, endothlial NO synthase is used. Others: mitochondial potassuium channel openner, ACE inhibitor, tatin, angiotensin-converting enzyme inhibitor, angiotensin II
コンピュータ7は、脂肪組織を消化した後に、細胞懸濁液を収集容器8から遠心分離容器12に送液する前に、界面センサ22により収集容器8内の細胞懸濁液の界面を検出することにより、細胞懸濁液の液量を測定する。そして、コンピュータ7は、測定した細胞懸濁液の液量から、細胞懸濁液に賦活化剤溶液を供給したときの賦活化剤の最終濃度が所定値になるように、賦活化剤溶液の供給量を算出し、算出した供給量の賦活化剤溶液を遠心分離容器12に供給するようになっている。また、コンピュータ7は、温度センサ24により測定される温度が設定値に保たれるように、ヒータ23の温度を制御する。温度センサ24の温度の設定値は、賦活化剤が最も効率良く脂肪由来細胞に作用するように、使用される賦活化剤によって適宜選択されることが好ましい。
The
このように構成された細胞分離装置1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、収集容器8内で細胞懸濁液を生成すると、該細胞懸濁液の液量を測定してから、細胞懸濁液を遠心分離容器12へ搬送する。続いて、細胞分離装置1は、遠心分離容器12内に、賦活化剤の濃度が所定値になるように賦活化剤溶液を供給し、所定時間待つことにより脂肪由来細胞と賦活化剤とを十分に反応させてから、脂肪由来細胞を洗浄して消化酵素液とともに賦活化剤を除去する。
The operation of the
When the
このように、本実施形態によれば、脂肪由来細胞に賦活化剤を添加することによっても、簡便な構成と操作で脂肪由来細胞を賦活化し、その後に行われる治療の効果を向上することができるという利点がある。また、細胞懸濁液の液量に応じて賦活化剤溶液の供給量を制御し、所定の温度で脂肪由来細胞と賦活化剤とを反応させることにより、脂肪由来細胞を効率的に賦活化することができるという利点がある。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to activate fat-derived cells with a simple configuration and operation, and improve the effect of the treatment performed thereafter, by adding an activator to the fat-derived cells. There is an advantage that you can. In addition, the fat-derived cells are efficiently activated by controlling the supply amount of the activator solution according to the liquid volume of the cell suspension and reacting the fat-derived cells with the activator at a predetermined temperature. There is an advantage that you can.
1 細胞分離装置
2 分解処理部
3 細胞濃縮部
4 洗浄液バッグ
5 廃液バッグ
6 搬送経路
7 コンピュータ(制御部)
8 収集容器(収容容器)
8a 導入口
8b 底面
8c 脂肪組織捕捉フィルタ
8d 酵素供給口
9 振とう機(撹拌手段)
10 ヒータ(細胞刺激手段)
11 温度センサ(状態量測定部)
12 遠心分離容器
12a 配管
13 遠心分離機(賦活化剤除去手段)
13a ホルダ
14 継手
15 チューブ
16 送液ポンプ
17 超音波振動子(細胞刺激手段)
18 界面センサ(状態量測定部)
19 溶存酸素センサ(酸素濃度センサ、状態量測定部)
20 ガスボンベ(細胞刺激手段、低酸素ガス供給部)
20a 配管
21 エアフィルタ
22 細胞刺激容器(収容容器)
23 濁度センサ(状態量測定部、細胞密度計)
24 薬剤バッグ(細胞刺激手段、賦活化剤供給部)
25 ヒータ
26 温度センサ
A 脂肪由来細胞
V1〜V13 バルブ
DESCRIPTION OF
8 Collection container (container)
10 Heater (cell stimulation means)
11 Temperature sensor (state quantity measuring unit)
12
18 Interface sensor (state quantity measuring unit)
19 Dissolved oxygen sensor (oxygen concentration sensor, state quantity measuring unit)
20 Gas cylinder (cell stimulation means, low oxygen gas supply part)
23 Turbidity sensor (state quantity measuring unit, cell density meter)
24 drug bag (cell stimulation means, activator supply part)
25
Claims (11)
該分解処理部において生成された細胞懸濁液を濃縮する細胞濃縮部と、
前記細胞懸濁液を収容する収容容器と、
前記分解処理部、前記細胞濃縮部および前記収容容器に接続され、前記細胞懸濁液を搬送する搬送経路と、
前記収容容器内に収容された細胞懸濁液の状態を表す状態量を測定する状態量測定部と、
前記収容容器内に収容された細胞懸濁液に含まれる細胞に刺激を与える細胞刺激手段と、
前記状態量測定部により測定された状態量に基づいて、前記細胞刺激手段により前記細胞に与える刺激の大きさを制御する制御部とを備える細胞分離装置。 A digestion processing unit that digests the living tissue to generate a cell suspension in which the cells are released from the living tissue;
A cell concentration unit for concentrating the cell suspension generated in the decomposition processing unit;
A storage container for storing the cell suspension;
A conveyance path connected to the decomposition processing unit, the cell concentration unit and the container, and conveying the cell suspension;
A state quantity measuring unit for measuring a state quantity representing the state of the cell suspension contained in the container;
Cell stimulation means for stimulating cells contained in a cell suspension accommodated in the container;
A cell separation apparatus comprising: a control unit that controls a magnitude of stimulation given to the cell by the cell stimulation unit based on the state quantity measured by the state quantity measurement unit.
前記細胞刺激手段が、前記収容容器内を加温するヒータを備え、
前記制御部が、前記温度センサにより測定された前記細胞懸濁液の温度に基づいて、前記ヒータの温度を制御する請求項1に記載の細胞分離装置。 The state quantity measuring unit is a temperature sensor that measures the temperature of the cell suspension in the container,
The cell stimulation means includes a heater for heating the inside of the storage container,
The cell separation device according to claim 1, wherein the controller controls the temperature of the heater based on the temperature of the cell suspension measured by the temperature sensor.
前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に超音波を発生させる超音波振動子を備え、
前記制御部が、前記液量センサにより測定された前記細胞懸濁液の液量に基づいて、前記超音波振動子により発生させる超音波の出力を制御する請求項1に記載の細胞分離装置。 The state quantity measuring unit is a liquid quantity sensor for measuring the liquid quantity of the cell suspension in the container,
The cell stimulation means includes an ultrasonic transducer that generates ultrasonic waves in the container,
The cell separation device according to claim 1, wherein the control unit controls an output of an ultrasonic wave generated by the ultrasonic transducer based on a liquid amount of the cell suspension measured by the liquid amount sensor.
前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に空気より低い酸素濃度のガスを供給する低酸素ガス供給部を備え、
前記制御部が、前記酸素濃度センサにより測定された酸素濃度に基づいて、前記低酸素ガス供給部から前記収容容器内に供給する前記ガスの供給量を制御する請求項1に記載の細胞分離装置。 The state quantity measuring unit is an oxygen concentration sensor that measures the oxygen concentration of the cell suspension stored in the storage container,
The cell stimulation means includes a low oxygen gas supply unit that supplies a gas having an oxygen concentration lower than air into the storage container,
The cell separation device according to claim 1, wherein the control unit controls a supply amount of the gas supplied from the low oxygen gas supply unit into the storage container based on an oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor. .
前記細胞刺激手段が、前記収容容器内に前記細胞を賦活化する賦活化剤を供給する賦活化剤供給部を備え、
前記制御部が、前記液量センサにより測定された液量に基づいて、前記賦活化剤供給部から前記収容容器内に供給する前記賦活化剤の供給量を制御する請求項1に記載の細胞分離装置。 The state quantity measuring unit is a liquid quantity sensor that measures the liquid quantity of the cell suspension stored in the storage container,
The cell stimulating means comprises an activator supply unit for supplying an activator for activating the cells in the container;
The cell according to claim 1, wherein the control unit controls the supply amount of the activator supplied from the activator supply unit into the storage container based on the liquid amount measured by the liquid amount sensor. Separation device.
前記細胞刺激手段が、前記収容容器内において、前記細胞懸濁液に含まれる前記細胞を互いに接触させることにより前記細胞に刺激を与え、
前記制御部が、前記細胞密度計により測定された密度に基づいて、前記搬送経路により前記収容容器内に供給する前記細胞懸濁液の供給量を制御する請求項1に記載の細胞分離装置。 The state quantity measuring unit is a cell density meter that measures the density of the cells contained in the cell suspension in the container,
The cell stimulating means in the container to stimulate the cells by bringing the cells contained in the cell suspension into contact with each other;
The cell separation device according to claim 1, wherein the control unit controls the supply amount of the cell suspension supplied into the storage container through the transport path based on the density measured by the cell density meter.
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