JP2015086193A - 包装システム、包装方法および包装体 - Google Patents

Abstract

【課題】 急速冷凍後における容器の破裂が防止され、かつ容器の包装時および生物試料の凍結保存、融解時において生物試料中の細胞の生存率を比較的高くすることのできる包装体、また、これを製造するための包装システム、包装方法を提供する。
【解決手段】 本発明の包装システムは、生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、包装材により容器を覆う包装部と、容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、包装システム、包装方法および包装体に関する。

近年、心筋梗塞等の重症心不全治療の解決策として再生医療が検討されている。
重症心筋梗塞等においては、心筋細胞が機能不全に陥り、さらに線維芽細胞の増殖、間質の線維化が進行し心不全を呈するようになる。心不全の進行に伴い、心筋細胞は傷害されてアポトーシスに陥るが、心筋細胞は殆ど細胞分裂をおこさないため、心筋細胞数は減少し心機能の低下もさらに進む。
このような重症心不全患者に対する心機能回復には細胞移植法が有用とされ、既に自己骨格筋芽細胞による臨床応用が開始されている。

近年、その一例として、組織工学を応用した温度応答性培養皿を用いることによって、成体の心筋以外の部分に由来する細胞を含む心臓に適用可能な三次元に構成された細胞培養物と、その製造方法が提供された（特許文献１）。

ところで、このような再生医療や、細胞含有医薬および不妊治療などの細胞医療分野においては、採取した細胞等の生物試料を凍結保存する技術は、必要不可欠なものである。生物試料の凍結保存は、一般には、クライオチューブ、クライオバイアル等の容器中に生物試料を収納し、容器を密閉した後に容器を液体窒素中で急速冷却することにより行われている。

しかしながら、このような方法においては、容器を完全に密閉することは困難であるため、急速冷却時に容器中に微量の液体窒素が入り込み、容器を液体窒素から取出した際に容器中の液体窒素が膨張して容器が破裂する恐れがある。

このような問題を解決する手段として、特許文献２には、凍結保存バイアルを包装するための包装体であって、凍結保存バイアルを挿入する開口部と、凍結保存バイアルを収納する収納部と、開口部と収納部とを連通し融着により開口部と収納部とを区画する区画部とを有する包装ユニットを含む包装体が開示されている。

特表２００７−５２８７５５号公報 特許第４８８２４９４号明細書

しかしながら、特許文献２に記載の方法においては、包装体の区画部を熱溶着することにより凍結保存バイアルを密封するが、熱溶着において包装体が加熱されるため、凍結保存バイアル中の生物試料に対して熱が作用する可能性がある。

さらに、特許文献２に記載の方法においては、凍結保存バイアルとこれを覆う包装ユニットとの間に空気層が生じる問題がある。このような問題が生じると、凍結保存バイアルを収納した包装ユニットごと加温して生物試料を融解させる際に、断熱作用を有する空気層が生物試料の融解速度を遅いものとしてしまう。この結果、生物試料中における細胞の生存率が低いものとなる。

したがって、本発明の目的は、上記課題に鑑み、急速冷凍後における容器の破裂が防止され、かつ容器の包装時および生物試料の凍結保存、融解時において生物試料中の細胞の生存率を比較的高くすることのできる包装体、また、これを製造するための包装システム、包装方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく研究を進める中で、容器に包装材を密着させて包装を行い、包装材を密閉封止する際に容器を冷却することにより、急速冷凍後における容器の破裂が防止されるのみならず、容器の包装時および生物試料の凍結保存、融解時において生物試料中の細胞の生存率を比較的高くすることができることを見出し、さらに鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。

すなわち本発明は以下に関する。
（１） 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、
包装材により容器を覆う包装部と、
容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、
封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている、前記包装システム。
（２） 封止部が、包装材を融着するための加熱器を有する、（１）に記載の包装システム。
（３） 包装材が、シュリンクフィルムである、（２）に記載の包装システム。
（４） さらに、封止部において包装材と容器との間の脱気を行う脱気部を有する、（１）〜（３）のいずれかに記載の包装システム。
（５） 包装材がシート状をなし、
包装部が、包装材に張力を作用させた状態で包装材により容器を覆うように構成されている、（１）〜（４）のいずれかに記載の包装システム。
（６） 密閉包装された容器が、生物試料の凍結保存に用いられるものである、（１）〜（５）のいずれかに記載の包装システム。
（７） 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法であって、
包装材により容器を覆う第１のステップと、
容器を覆う包装材を封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第２のステップとを有し、
容器を密閉する際において容器は冷却されている、前記包装方法。
（８） 生物試料と、
生物試料を収納する容器と、
容器の外表面に密着して容器を密閉封止する包装材と、
を有する包装体。

以上の本発明によれば、急速冷凍後における容器の破裂が防止され、かつ容器の包装時および生物試料の凍結保存、融解時において生物試料中の細胞の生存率を比較的高くすることのできる包装体、また、これを製造するための包装システム、包装方法を提供することができる。

すなわち、包装材による容器の密閉封止の際に容器を冷却することにより、密閉封止が熱を用いて行われる場合であっても、当該熱が容器中の生物試料に作用することが防止される。
また、包装材により容器を密閉封止していることにより、容器中に液体窒素等の冷却剤が入り込むことが防止され、急速冷凍後における容器の破裂が防止される。
さらに、包装材と容器とは密着しているため、これらの間に空気層が存在することが防止されており、生物試料の融解時においても、包装材の外側から加熱することにより、容易に生物試料へ熱を伝達することができ、生物試料の融解速度を制御することができる。この結果、生物試料の融解後における細胞の生存率を比較的高くすることができる。

図１は、本発明の好適な実施態様に係る包装システムの模式図である。 図２は、図１に示す包装システムの動作を示す模式図である。 図３は、図１に示す包装システムの他の動作を示す模式図である。 図４は、図１に示す包装システムの他の動作を示す模式図である。 図５は、図１に示す包装システムが備える封止部（融着装置）の断面図である。 図６は、（ａ）本発明において用いることのできる容器の一例を示す分解図、（ｂ）本発明において用いることのできる容器の一例を示す斜視図である。 図７は、本発明の好適な実施態様に係る包装体の模式図である。

以下、本発明を、好適な実施態様に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の好適な実施態様に係る包装システムの模式図、図２は、図１に示す包装システムの動作を示す模式図、図３は、図１に示す包装システムの他の動作を示す模式図、図４は、図１に示す包装システムの他の動作を示す模式図、図５は、図１に示す包装システムが備える封止部の断面図、図６は、（ａ）本発明において用いることのできる容器の一例を示す分解図、（ｂ）本発明において用いることのできる容器の一例を示す斜視図、図７は、本発明の好適な実施態様に係る包装体の模式図である。なお、本願の各図においては説明を容易とするため、各部の大きさが、適宜強調されており、図示の各部は、実際の大きさ、比率を示すものではない。

まず、本発明の包装システムについて説明する。
本発明の包装システムは、生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、包装材により容器を覆う包装部と、容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている。

なお、本明細書において、生物試料とは、生存する細胞を含む試料であれば、特に限定されるものではなく、動物組織、植物組織や微生物が含まれる。例えば、筋芽細胞（例えば、骨格筋芽細胞）、心筋細胞、線維芽細胞、滑膜細胞、上皮細胞、内皮細胞などのシート状の細胞培養物を形成し得る細胞、全血、赤血球、白血球、血漿、血小板及び多血小板血漿などの血液成分、骨骸単核細胞、造血幹細胞、ＥＳ細胞、間葉系幹細胞、精子細胞及び卵子細胞などの希少な細胞、薬剤耐性結核菌などの微生物変異体などを含む微生物、精子及び卵子などが挙げられる。
また、生物試料は、任意の生物に由来し得る。かかる生物には、限定されずに、例えば、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジなどが含まれる。また、生物試料は１種類のみであってもよいが、２種類以上の生物試料を組み合わせて用いることもできる。

また、本実施態様において用いることのできる容器としては、生体試料を収容することのできるものであれば特に限定されないが、例えば、試料の凍結保存に用いられる容器、具体的には、各種形状のクライオチューブ、クライオバイアル等が挙げられる。
容器の容量は、特に限定されないが、例えば、０．１〜３０ｍｌ、好ましくは０．５〜１０ｍｌとすることができる。
また、容器を構成する材料としては、特に限定されず、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料が挙げられる。

本実施態様においては、図６（ａ）、（ｂ）に示す容器１００を用いる。容器１００は、開口を有し生物試料を収納する容器本体１０１と容器本体１０１の開口を封するための蓋１０２とを有している。容器本体１０１と蓋１０２とは螺合構造を有しており、内ねじ構造により容器本体１０１と蓋１０２とは螺合する。また、容器本体１０１は、平底を有する有底筒状体である。
なお、上述したように本実施態様において用いることのできる容器の形状は、特に限定される物ではなく、例えば容器本体と蓋とが外ねじ構造により螺合する容器や、底部が丸底、コニカル底などをなす容器本体を備える容器等を用いることもできる。

また、本明細書中において、「密着」とは、空気層が形成されないように物体同士が接触することをいう。密閉封止された包装体中において、例えば、好ましくは、容器の外表面の面積の６０％以上、より好ましくは７０％以上が、包装材と空気層が形成しないように接触している。

図１に示す包装システム１は、包装材２４により容器１００を覆う包装部２と、容器１００を覆う包装材２４を封止して容器を包装材２４により密閉する封止部３と、包装部２および封止部３を支持する支持体４とを有している。

包装部２は、包装材により容器を覆うものである。包装部２は、容器１００を保持する保持部２１、２２と、保持部２１を固定する固定部２３と、包装材２４を供給する包装機構２５、２６とを有している。
保持部２１、２２は、棒状の部材であり、それぞれの一端によって容器１００を挟持する。

保持部２１は、固定部２３を貫通するようにして固定部２３に固定されている。また、保持部２１は、固定部２３中に設けられた駆動機構（図示せず）により容器１００との距離を調節するように、本実施態様では上下に、移動可能に構成されている。
また、容器１００を挟持する保持部２１の先端２１１は、容器１００の蓋１０２の頂部に対応する形状、本実施態様では平面状をなしており、一旦保持した容器１００が外れないように構成されている。

さらに、保持部２１は、その軸に沿って配置された内腔を有する。すなわち、保持部２１は管状部材である。内腔の一端は保持部２１の先端２１１付近の側面に設けられた孔により外部雰囲気と連続している。また、内腔の他端は、保持部２１の基端２１２まで延長されている。そして、基端２１２には、管２１３が連結されている。これにより、保持部２１は、管２１３を介して台４内に設けられた吸引装置により外部雰囲気の気体を吸引することができる。
このような保持部２１は、後述する封止部３において包装材２４と容器１００との間を脱気する脱気部としても機能する。

保持部２２は、台４から突出するようにして設けられている。また、保持部２２は、台４中に設けられた駆動機構（図示せず）により容器１００との距離を調節するように、本実施態様では上下に、移動可能に構成されている。図４に示すように、保持部２２は、下限まで移動した際には、台４に収納される。

固定部２３は、台４上に設けられた、保持部２１を固定するＬ字型の部材である。また、固定部２３は、その内部に前述した保持部２１の移動を行う駆動機構や、管２１３等の部材を収納する。管２１３や各種配線は、台４まで固定部２３に沿って配置されている。

包装材２４は、シート状をなす帯状部材である。包装材２４は、包装機構２５、２６により供給され、かつ支持されており、容器１００の側面に包装材２４の主面が接触可能に配置される。また、包装材２４は、その長手方向が容器１００の長手方向と直行するように配置されている。
包装材２４は、可撓性を有し、これにより容器１００を覆うことが可能に構成されている。

包装材２４を構成する材料としては、後述する封止部３において密閉封止可能な材料であれば特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリアミド、ポリイミド、テトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフロエチレン共重合体及びテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロペンテン共重合体などの熱可塑性樹脂などを１種または２種以上組み合わせて用いることができる。

また、包装材２４は、シュリンクフィルムであることが好ましい。シュリンクフィルムは、一定以上の温度下において収縮するフィルムである。包装材２４がシュリンクフィルムであることにより、融着による封止時において包装材２４が収縮し、より確実に容器１００に密着することができる。
シュリンクフィルムは、一般に樹脂材料を延伸加工することにより得られる。包装材２４に適用される延伸加工は、一軸延伸であってもよいし、二軸延伸などの多軸延伸であってもよいが、封止時において包装材２４がより大きく収縮して容器１００とより密着できるため、多軸延伸であることが好ましい。

なお、包装材２４の幅は、特に限定されないが、容器１００を十分に覆うために、容器１００の長さの１．１〜５．０倍であることが好ましく、１．５〜５．０倍であることがより好ましい。

包装機構２５、２６は、台４上において容器１００を挟んで向かい合うように配置されている。
包装機構２５は、軸２５１と、軸２５１を芯として巻き取られた包装材２４の巻取２５２とを有している。軸２５１は、巻取２５２の芯として機能するとともに、一端が、台４に設けられた溝４２を貫通して台４中に埋設されており、後述する連動部材４４に回転可能に固定されている。
巻取２５２は、未使用の包装材２４の巻取である。巻取２５２より包装材２４が引き出されて、容器１００の包装に供給される。

包装機構２６は、軸２６１と、軸２６１を芯として巻き取られた包装材２４の巻取２６２とを有している。軸２６１は、巻取２６２の芯として機能するとともに、一端が、台４に設けられた溝４２を貫通して台４中に埋設されており、後述する連動部材４４に回転可能に固定されている。
巻取２６２は、使用済の包装材２４が回収された巻取である。すなわち、巻取２６２は、巻取２５２より供給されたものの容器１００の包装に用いられなかった残余の包装材２４を巻き取ったものである。

包装機構２５、２６は、それぞれの軸２５１、２６１を中心軸として回転可能に構成されており、台４内に設けられた回転機構（図示せず）によりそれぞれ独立して包装機構２５、２６の回転が制御される。
このような回転機構により、包装機構２５、２６による包装材２４の供給、回収が可能となる。
また、このような回転機構により、包装機構２５、２６は、供給された包装材２４に所望の張力を作用させることができる。このように包装材２４に張力を作用させた状態で容器１００を包装材２４により覆うことにより、容器１００と包装材２４とがより確実に密着することができる。

また、図１〜４に示すように、包装機構２５、２６は、後述する溝４２に沿って台４上を移動可能に構成されている。包装機構２５、２６は、包装材２４が容器１００を囲うようにして容器１００より離れるように移動することにより、図２、図３に示すように包装材２４によって容器１００を挟み込み、覆うことができる。

封止部３は、容器１００を覆う包装材２４を封止して容器１００を包装材２４により密閉する。封止部３は、工程ラインにおいて包装部２に対して下流に、具体的には、台４上において容器１００とともに包装材２４を挟むように配置されている。

封止部３は、対称をなす一対の融着装置３０Ａ、３０Ｂを有する。そして、封止部３は、一対の融着装置３０Ａ、３０Ｂにより包装材２４によって覆われた容器１００を挟持することにより、容器１００の周辺部における包装材２４の重複部分を加熱、融着させる。
融着装置３０Ａ、３０Ｂの構成は、互いに対称をなすことを除き略同一であるので、融着装置３０Ａについて代表的に説明する。

図５は、融着装置３０Ａの断面図である。融着装置３０Ａは、装置本体３１と、加熱器３２と、冷却部材３３と、冷却器３４と、放熱器３５と、断熱材３６と、支持体３８とを有する。そして、融着装置３０Ａにおいて形成される空間３７において容器１００を保持することができる。
装置本体３１は、融着装置３０Ａにおけるケーシングであり、凹形状の収納空間３１１を有する直方体をなしている。
収納空間３１１は、装置本体３１に加え後述する加熱器３２とともに形成される空間であり、冷却部材３３と、冷却器３４と、放熱器３５とを収納する。

加熱器３２は、装置本体３１の凹部が形成された面に沿って環状をなすように設けられている。また、加熱器３２は、発熱して包装材２４に熱を与えることができる。加熱器３２の発熱時における温度は、用いられる包装材２４の種類によって適宜選択され、特に限定されないが、例えば、１００〜３００℃、好ましくは、１５０〜２５０℃とすることができる。

加熱器３２は、いかなる形式のヒーターであってもよいが、例えば、金属製、セラミック製またはカーボン製などのシーズヒーター、（遠）赤外線ヒーター、オイルヒーター、スチームヒーターまたはエンボスヒーターなどであることができる。

冷却部材３３は、収納空間３１１の開口付近に設けられている。
冷却部材３３は、容器１００の外表面の約半分を覆うことができるように容器１００に対応した形状をなす容器であり、容器１００と包装材２４とが密着できるような形状、大きさの空間３７を形成する。本実施態様においては、冷却部材３３は、半円筒状を有する壁部と壁部の両端に連結された半円状の板とで構成されている。

冷却部材３３は、空間３７とは反対側の外表面において冷却器３４と接続されており、冷却器３４からの冷熱を容器１００に伝える。
冷却部材３３を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導率の比較的高い材料、具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン、ベリリウム等の金属材料、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等のセラミックス材料などが挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

冷却器３４は、収納空間３１１内において、冷却部材３３と接触するように配置されている。冷却器３４は、冷熱を発生させる装置であり、発生させた冷熱は冷却部材３３を介して容器１００に伝えられる。
本実施態様において冷却器３４はペルチェ素子であり、ペルチェ素子の冷却面が冷却部材３３と接触している。ペルチェ素子は、冷却温度を精度よく制御できる利点を有する。

放熱器３５は、冷却器３４の発熱面に接触するように設置され、冷却器３４において生じた熱を除去する。
本実施態様において放熱器３５は、水冷クーラーであり、放熱器（クーラー）本体３５１の内部空間３５２において冷水が流れている。また、内部空間３５２に供給される冷水は、管３５３を通じて供給、廃棄される。

以上のような冷却部材３３、冷却器３４および放熱器３５は、一体として容器１００を冷却する冷却機構として機能する。
さらに、融着装置３０Ａ、３０Ｂが容器１００を挟持した場合において、容器１００は、冷却機構中における容器１００に対応する形状の空間３７に収納される。これにより、融着装置３０Ａ、３０Ｂが容器１００を挟持した場合において、包装材２４は容器１００に密着し、かつ挟持された容器１００が冷却される。
このような冷却機構による冷却温度は、特に限定されないが、例えば、−１０〜１５℃、より好ましくは、２〜８℃とすることができる。

断熱材３６は、装置本体３１と加熱器３２とが形成する壁面に沿って配置されており、冷却機構と加熱器３２との間を熱的に分断する。このように冷却機構と加熱器３２とを熱的に分断することにより、加熱器３２により生じた熱が容器１００に作用することが防止されるとともに、冷却機構および加熱器３２のそれぞれの温度制御を容易とすることができる。

断熱材３６を構成する材料としては、断熱性能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、グラスウール、ロックウールなどの無機繊維系断熱材、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、フェノールフォームなどの発泡樹脂系断熱材、セルロースファイバー、羊毛、木材、炭化発泡コルクなどの天然素材系断熱材が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
断熱材３６の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍｍとすることができる。

支持体３８は、一端において装置本体３１を支持するとともに、他端が、台４に設けられた溝４２を貫通して台４中に埋設されており、後述する連動部材４４に固定されている長尺体である。
支持体３８は、融着装置３０Ａを支持するための十分な強度を有するとともに、適度の弾性を有するように構成されている。これにより、例えば保持部２１、２２で容器１００を保持したまま融着装置３０Ａ、３０Ｂを用いて容器１００を挟持した場合であっても、適度に支持体３８がたわむことにより融着装置３０Ａ、３０Ｂ間に保持部２１、２２が存在するための隙間が生じることができる。この場合、脱気部としても機能する保持部２１によって包装材２４と容器１００との間の脱気を行いつつ保持部２１、２２を引き抜くことができ、前記脱気をより確実に行うことができる。

図１〜４に示すように、上述したような融着装置３０Ａ、３０Ｂは、台４に設けられた溝４２に沿って移動可能に構成されている。これにより、容器１００に対する融着装置３０Ａ、３０Ｂの距離を制御でき、融着装置３０Ａ、３０Ｂにより包装材２４に覆われた容器１００を坦持することができる。

図１に示す台４は、包装部２と封止部３をと支持する支持台であるとともに、これらの動作を制御する各種機構を内包する。
台４は、内部空間が設けられたケーシング４１を有している。
ケーシング４１の上方表面には、一対の溝４２および一対の溝４３が設けられており、これらはそれぞれ包装機構２５、２６および融着装置３０Ａ、３０Ｂの移動を制限する。
また、ケーシング４１内には、一対の連動部材４４が設けられており、各連動部材４４は、包装機構２５と融着装置３０Ａとを、または包装機構２６と融着装置３０Ｂとを固定し、これらの間の位置関係を固定している。これにより、連動部材４４を移動させることにより、それぞれ、包装機構２５と融着装置３０Ａとが、および包装機構２６と融着装置３０Ｂとが連動して移動する。このような場合、図１〜３に示すように、容器１００の包装材２４による包装が行われ、これが終了すると同時に包装材２４の封止が行われることができる。すなわち、包装、封止の作業効率が高いものとなる。
なお、一対の連動部材４４同士は、連動して移動するように構成されている。

また、台４は、上述したように包装部２、封止部３の動作を制御する各種機構を備えている。例えば、包装部２、封止部３の動作を制御するためのコンピュータ、入力装置、表示装置（いずれも図示せず）を備えている。

なお、上述した包装システム１の各構成部材の大きさ、厚さ、構成材料等は、特に言及がない場合であっても、用いる容器の大きさや形状、容器内に収納された細胞の種類等の各種使用条件に合わせて、当業者が適宜設定できることは言うまでもない。

上述した包装システム１の変形態様としては、包装機構および融着装置が連動部材によって連結されていない態様が挙げられる。このような場合、包装、融着の各工程をそれぞれ別個に行うことができるため、より確実な包装が可能となる。

また、上述した包装システム１の他の変形態様としては、包装機構が、包装材の巻取等の包装材供給機構を備えていないものが挙げられる。この場合、包装機構を作動させる各回において、シート状の包装材をその都度包装機構に設置する。

また、上述した包装システム１の他の変形態様としては、冷却機構としてペルチェ素子を用いない態様が挙げられる。このような場合、冷却機構における冷却器として、水やエチレングリコール等の冷媒を用いた冷却器や、ヒートポンプを用いた冷却器等が挙げられる。
また、他の態様として放熱器として水冷式放熱器に代え、空冷用のフィンなどを用いたものが挙げられる。

次に、本発明の包装方法について説明する。
本発明の包装方法は、包装材により容器を覆う第１のステップと、容器を覆う包装材を封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第２のステップとを有し、容器を密閉する際において容器は冷却されている、生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法である。

なお、本発明の包装方法は容器が包装材により包装された包装体を製造するものであるため、当該包装方法は、包装体の製造方法であるともいえる。
また、本発明の包装方法は、上述したものであればいかなる態様で行うものであってもよいが、本実施態様においては、上述した包装システム１を用いて行う方法について説明する。

本実施態様に係る包装方法は、上述した第１のステップおよび第２のステップに加え、さらに第１のステップに先立って行う、容器１００に生物試料を収納するステップを有する。

まず、最初のステップにおいては、容器１００に生物試料を収納する。
生物試料はいかなる状態で容器１００に収納されるものであってもよいが、例えば生物試料としての細胞や組織が組織液、培養液または緩衝液などの媒体中に懸濁した懸濁液の状態で収納されることができる。
なお、容器１００や収納に用いるピペット等の器具について予め滅菌処理を行ってもよいこと、また本ステップをクリーンベンチ等の滅菌条件下で行ってもよいことは言うまでもない。

次に、第１のステップにおいては、包装材２４により容器１００を覆う。
本実施態様においては、まず、保持部２１、２２により容器１００を保持し、次に包装機構２５、２６を作動させることにより、包装材２４を容器１００に対して巻きつける。

保持部２１、２２による容器１００の保持は、まず、保持部２２を台４内へ収納した状態において容器１００を台上に配置し、配置した容器１００を保持部２１、２２によって挟持することにより行う。保持された容器１００は、その側面の全ての高さにおいて包装材２４に当接するように、高さが調節される。

次に、容器１００を保持部２１、２２に保持した状態で包装機構２５、２６を作動させる。具体的には、包装機構２５、２６を図１〜３に示すように溝４２に沿って包装材２４が容器１００を囲うようにして容器１００より離れるように移動させ、包装材２４によって容器１００を挟み込み、覆う。
本実施態様においては、包装機構２５、２６により包装材２４に適度の張力が作用しているため、包装材２４と容器１００とがより密着しやすくなる。

また、本実施態様においては、包装機構２５、２６の移動の終了とともに、融着装置３０Ａ、３０Ｂの空間３７中において包装材２４が覆われた容器１００が坦持されるため、包装材２４が容器１００により確実に密着した状態で第２のステップを行うことができる。

また、本ステップにおいて、包装材２４と容器１００との間における脱気を行うことが好ましい。これにより、包装材２４と容器との間における空気の層を撚り確実に取り除き、包装材２４が容器１００により確実に密着した状態で第２のステップを行うことができる。

包装材２４と容器１００との間における脱気は、保持部２１によって吸引を行いつつ包装機構２５、２６の移動を行うことにより、行うことができる。また、脱気は、包装機構２５、２６の移動が完了した後において行うものであってもよい。このように融着装置３０Ａ、３０Ｂの空間３７中において包装材２４により容器１００が覆われた状態、すなわち本ステップにおいて包装材２４が最も容器に密着した状態において脱気を行うことにより、包装材２４と容器１００とがより確実に密着する。なお、上述した融着装置３０Ａ、３０Ｂの支持体３８は、適度の弾性を有するため、保持部２１が挿入された状態であっても容器１００を坦持することが可能である。

なお、保持部２１、２２は、通常第２のステップに先立ち、容器１００から離しておく。

次に、第２のステップにおいては、容器１００が包装材２４と密着するように容器１００を包装材２４により密閉する。
本実施態様においては、融着装置３０Ａ、３０Ｂにおいて包装材２４により覆われた容器１００を挟持することにより、容器１００の周囲にある包装材２４の重なり部分を融着する。これにより、容器１００が包装材２４により密閉される。

上述した包装システム１においては、融着装置３０Ａ、３０Ｂ内において、容器１００に対応した形状をなす冷却部材３３により包装材２４が容器１００に効率よく密着する。

また、上述した包装システム１においては、加熱器３２により包装材２４の融着が行われるが、同時に冷却機構により容器１００が冷却される。したがって、本方法によれば、従来の融着時における熱による生物試料の損傷が防止されている。

なお、加熱器３２、冷却機構の好ましい温度は上述したとおりである。
また、融着時間は、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０秒、好ましくは、１〜５秒とすることができる。

以上、上述した方法により、容器１００が包装材２４により包装された包装体２００が得られる。
得られた包装体２００は、余剰の包装材２４を切り離して、例えば図７に記載されるような包装体２００とし、凍結保存に使用することができる。

このような包装体２００は、包装材２４による容器１００の密閉封止の際に容器１００を冷却することにより、融着時における熱が容器１００中の生物試料に作用することが防止されているとともに、包装材２４が容器１００に十分に密着している。

次に、本発明の包装方法を用いた生物試料の凍結保存方法について説明する。
本実施態様の生物試料の凍結保存方法は、上述した第１のステップ、第２のステップおよび、生物試料を包装体中で凍結処理を行う第３のステップと、冷却剤と包装体とを接触させて保存を行う第４のステップとを有している。

第３のステップにおいては、上述した包装体２００を徐々に冷却させることにより生物試料を凍結させる。
凍結処理においては、まず、包装体２００を冷蔵庫、冷凍庫等により徐々に冷却する。例えば、冷蔵庫において２〜８℃程度に冷却を行い、その後冷凍庫において−１５〜−２℃の環境下において冷却を行う。このような段階的な冷却は、生物試料の損傷を防止するとの観点から、例えば、１〜６０分、好ましくは、１５〜４５分かけて行うことができる。
なお、本実施態様においては、容器１００は、包装体２００の製造時において冷却機構により冷却されているため、上記の冷却処理の時間を短縮することができる。

次に、第４のステップにおいては、冷却剤と包装体２００とを接触させて保存を行う。
用いることのできる冷却剤としては特に限定されないが、液体窒素、液体酸素、液体アルゴン、液体炭酸、液体ヘリウムなどを用いることができる。
本方法においては、容器１００が密閉包装されていることにより、液体窒素等の冷却剤によって包装体２００毎生物試料の凍結を行った場合であっても、液体窒素等の冷却剤が容器１００に入り込むことがなく、凍結保存後における容器１００の破裂が防止されている。

凍結保存した包装体２００中の生物試料は、解凍して試料として各種医療や試験に用いることができる。
包装材２４と容器１００とは密着しているため、これらの間に空気層が存在することが防止されており、生物試料の融解時においても、包装材２４の外側から加熱することにより、容易に生物試料へ熱を伝達することができ、生物試料の急速融解を可能とする。この結果、生物試料の融解後における細胞の生存率を比較的高くすることができる。

次に、本発明の包装体について説明する。
本発明の包装体は、生物試料と、生物試料を収納する容器と、容器の外表面に密着して容器を密閉封止する包装材とを有する。

なお、容器は、面積にしてその外表面の６０％以上が包装材と密着していることが好ましく、７０％以上が包装材と密着していることがより好ましく、本願発明の効果をより顕著に得ることができる。

このような本発明の包装体は、例えば、上述したような本発明の包装システムや包装方法によって得ることができ、その効果も上述したとおりである。そして、本発明の包装体は、例えば、図７に記載されるような包装体２００であることができる。

以上、本発明を図示の実施態様について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明においては、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することもできる。

１ 包装システム
２ 包装部
２１、２２ 保持部
２１１ 先端
２１２ 基端
２１３ 管
２３ 固定部
２４ 包装材
２５、２６ 包装機構
２５１、２６１ 軸
２５２、２５２ 巻取
３ 封止部
３０Ａ、３０Ｂ 融着装置
３１ 装置本体
３２ 加熱器
３３ 冷却部材
３４ 冷却器
３５ 放熱器
３５１ 放熱器本体
３５２ 内部空間
３５３ 管
３６ 断熱材
３７ 空間
３８ 支持体
４ 台
４１ ケーシング
４２、４３ 溝
４４ 連動部材
１００ 容器
１０１ 容器本体
１０２ 蓋

Claims (8)

1. 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、
   包装材により容器を覆う包装部と、
   容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、
   封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている、前記包装システム。
2. 封止部が、包装材を融着するための加熱器を有する、請求項１に記載の包装システム。
3. 包装材が、シュリンクフィルムである、請求項２に記載の包装システム。
4. さらに、封止部において包装材と容器との間の脱気を行う脱気部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の包装システム。
5. 包装材がシート状をなし、
   包装部が、包装材に張力を作用させた状態で包装材により容器を覆うように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の包装システム。
6. 密閉包装された容器が、生物試料の凍結保存に用いられるものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の包装システム。
7. 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法であって、
   包装材により容器を覆う第１のステップと、
   容器を覆う包装材を封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第２のステップとを有し、
   容器を密閉する際において容器は冷却されている、前記包装方法。
8. 生物試料と、
   生物試料を収納する容器と、
   容器の外表面に密着して容器を密閉封止する包装材と、
   を有する包装体。

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