JP2016140261A - 細胞培養管理装置、細胞培養端末装置、および細胞培養システム - Google Patents

Abstract

【課題】細胞培養のプロセスを簡単にすることができる。
【解決手段】本細胞培養管理装置は、細胞を培養する細胞培養端末と接続された細胞培養管理装置であって、細胞を入れる容器の識別情報を生成する識別情報生成部と、複数の容器の識別情報とこれら容器の細胞濃度と液量情報とを記憶したデータベース部と、データベース部に記憶された複数の容器の識別情報とこれら容器の細胞濃度と液量情報とに基づいて、細胞培養端末に作業指示を行う制御部と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、細胞培養の装置に関するものである。

従来の細胞培養の装置の構成は、以下のようになっていた。
すなわち、細胞操作チャンバ内に形成された清浄空間から培養が行われる細胞を受け取って、前記細胞の培養を行う培養空間を内部に形成する細胞培養装置が開示されている（例えば特許文献１）。

特開２０１１−１６０６７２号公報

前記従来例における課題は、細胞培養の過程で人為的な作業が多く発生し、培養する細胞が複数種類あって、それを同時に培養する場合に対して、培養の過程での細胞の濃度のばらつきを均一にする必要があった。しかし、それらのプロセスを人為的に行うことは困難であった。
そこで、本発明は、細胞培養のプロセスを簡単にすることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、細胞を培養する細胞培養端末と接続された細胞培養管理装置であって、細胞を入れる容器の識別情報を生成する識別情報生成部と、複数の容器の識別情報と、これら容器の細胞濃度および液量情報と、を記憶したデータベース部と、データベース部に記憶された複数の容器の識別情報と、複数の容器の細胞濃度および液量情報と、に基づいて、細胞培養端末に作業指示を行う制御部と、を備えた。

これにより、所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、細胞培養のプロセスを簡単にすることができるものである。

本発明の一実施形態に係る細胞培養システムの制御ブロック図。 細胞培養管理装置の制御ブロック図。 サーバ部とユニット部の制御ブロック図。 細胞起こし部の制御ブロック図。 その工程のフローチャート。 その工程のフローチャート。 細胞起こし部とサーバ部の通信のフローチャート。 細胞起こし部とサーバ部の通信のフローチャート。 細胞起こし部とサーバ部の通信のフローチャート。 濃度調整播種部の制御ブロック図。 その工程のフローチャート。 細胞培養部の制御ブロック図。 その工程のフローチャート。 遠心分離機の上面図。 細胞ほぐし機の斜視図。

以下、本発明の一実施形態に係る細胞を培養する細胞培養端末、細胞培養管理装置、およびこれらを含む細胞培養システムの実施の一形態について、添付図面を用いて説明する。
図１に示すように、本細胞培養システム全体の構成としては、クライアント部１、サーバ部２、ユニット部３に分けられる。

クライアント部１とサーバ部とを含む装置は、細胞培養管理装置であり、ユニット部３を含む端末群を細胞培養端末装置という。
クライアント部１は、管理者が、スケジューリングの管理や、検体の受け入れ管理を行うもので、３つのブロックより構成される。
図２にクライアント部１とサーバ部２の内部のブロック図を示す。

１つ目が、工程管理部４で、ユニット部３で行われる、検体に対する細胞培養工程を、管理者に対して表示するものである。
２つ目は、バーコード印刷部５、つまり、識別情報生成部である。
これは、検体が収納される容器に貼られるバーコード、試薬が入った容器に貼られるバーコード、および、それら容器の設置場所に貼られるバーコードを、予め印刷するものである。印刷されるバーコード情報は、サーバ部２内に設けたデータベース部６に予め登録される。

上記識別情報生成部で生成された細胞を入れる容器の識別情報と、この容器を設置する設置部の識別情報は、工程管理部４において、細胞を培養する工程ごとに紐付けされる。
識別情報は、細胞を培養する各工程において、どの細胞がどの容器に入れられて、どの設置場所に置かれるかについて、工程管理部４で紐付けされたものであり、細胞培養を行う前に設定されるものである。

３つ目は、検体エントリ部７であり、業者から納入された検体を確認するために、検体が入れられた容器に貼られたバーコード情報を読み取り、このバーコード情報を確認することで、検体が正しく納入されたかどうかを確認する。
サーバ部２は、データの管理と、ユニット部との情報のやり取りをしながら、工程の管理を行うもので、２つのブロックより構成される。

１つ目は、データベース部６であり、検体の識別を行うためのバーコード情報が入っている。
２つ目は、ユニット制御部８であり、ユニット部３と、やり取りを行いながら、工程の管理を行うものである。
図３にユニット部３の内部のブロック図を示す。

ユニット部３は、３つのブロックで構成されている。
１つ目は、細胞起こし部９であり、小容器に入って、納入された検体細胞をほぐし、適切な濃度の細胞群として大容器に移し、細胞培養を行うための検体となる細胞群を準備する工程を行うブロックである。
２つ目は、濃度調整播種部１０であり、大容器に入った検体細胞を、所定の濃度にするために培地を足し、その検体細胞を１６プレート、３ブロックのウェルプレートに分けて設置する工程を行うブロックである。

３つ目は、細胞培養部１１であり、ウェルプレートの検体細胞を培養し、その後、所定のスケジュールに従って、培養された検体細胞に、所定の試薬を添加し、その後、色判定を行って、検体細胞の培養状態を観察する工程を行うブロックである。
では、細胞培養の工程について、より具体的に説明を行う。
実施例として、患者Ｐに対して、３種類の試薬に対する反応をモニタリングするプロセスを一例として説明をする。

＜細胞起こし部９の構成＞
まず、細胞起こし部９の制御ブロック図を図４に示す。
細胞起こし部９は、投入部１７と、第１細胞詰め替え部１８と、遠心分離部１９と、培地調整部２０と、細胞ほぐし部２１と、細胞攪拌部２２と、第２細胞詰め替え部２３と、と検体細胞取り出し部２４と、細胞濃度計測部２５と、制御部２６と、操作部２７と、を有している。

投入部１７は、検体容器や試薬が投入される。
第１細胞詰め替え部１８は、投入部１７に設置された容器に入れられた検体細胞を、別の中容器に移し替えるとともに、中容器の細胞の液量と細胞濃度を計測する。
遠心分離部１９は、中容器に入った細胞を遠心分離機によって、細胞と培養上清に分離する。

培地調整部２０は、培地上清の除去、培地の新たに添加等することで、培地の調整を行う。
細胞ほぐし部２１は、容器に対して振動等を付与することで、例えば、遠心分離部１９による処理によって容器の一部（底等）に固まった細胞をほぐす処理を行う。
細胞攪拌部２２は、検体細胞を攪拌する。

第２細胞詰め替え部２３は、攪拌された検体細胞を培地調整して大容器に詰め替える。
検体細胞取り出し部２４は、大容器に詰め替えられた検体細胞を取り出す。
細胞濃度計測部２５は、検体細胞の細胞数を計測する。
制御部２６は、予め決められた工程に従って、サーバ部と通信を行いながら検体を制御する。
操作部２７と、タッチパネル式の操作パネルであって、使用者の操作入力が行われる。

＜細胞起こし部９のトレーサビリティ＞
次に、細胞起こし部のトレーサビリティ確保について説明をする。
まず、本実施形態の一例として、患者Ｐに対して、３種類の試薬の反応を検査することとする。検体細胞としては、検体細胞が入れられた小容器（２ｍｌ）に、１試薬あたり４本ずつ、合計１２本入れられて納入される。
そして、試薬としては、試薬A、試薬B、試薬Cの３種類の試薬が容器に入れられて納入される。

そして、検体の細胞を培養する培地が入った容器が納入される。
検体が収納される容器に貼られるバーコード、試薬が入った容器に貼られるバーコード、および、培地が収納された容器に貼られたバーコード、それら容器の設置場所に貼られるバーコードについて、これらのバーコード情報は、クライアント部１のバーコード印刷部５において、管理者が入力し、印刷されたものであり、これらのバーコード情報は、サーバ部２のデータベース部６に収納されている。

これらのバーコード情報は、データベース部６において、患者情報に紐付けされているとともに、管理者が、クライアント部１の工程管理部４より入力する工程管理情報とも紐付けされている。
まず、ベンダーから納入された検体が入れられた１２本の小容器のバーコード情報と、３つの試薬（試薬A、試薬B、試薬C）が入った３本の容器のバーコード情報と、培地が入れられた容器のバーコード情報とは、作業者によって、ハンディターミナルで読み取られる。そして、読み取られた情報は、細胞起こし部９の制御部２６を通して、サーバ部２のユニット制御部８に転送される。

ユニット制御部８では、読み取られたバーコード情報と、サーバ部２のデータベース部６に収納されているバーコード情報とを照合し、所望の患者の細胞培養に関する検体、試薬、培地が納入されているのかどうかについて、確認を行う。
ハンディターミナルは、バーコード読み取り機能付き端末であり、表示部も備えている。

このハンディターミナルで、容器のバーコード情報を読み取った際には、表示部には、そのバーコードが適切であるかどうかの結果が表示される。そして、表示部には、バーコードが適切である場合には、その容器を投入部のどの位置に設置すれば良いのかが表示される。

＜細胞起こし部９の工程＞
次に、工程について、図５を用いて具体的に説明をする。
工程は、サーバ部２、クライアント部１、ユニット部３、ハンディターミナル、作業者の５つによって実行される。
まず、作業者は、細胞起こし部９に設けられた、操作部２７としてのタッチパネルを操作して、細胞起こし部９のモードを補充モードに設定する。
補充モードとは、工程開始前に、投入された検体、試薬に誤りがないかどうかを確認するモードである。

次に、作業者は、納入された小容器を、ハンディターミナルに表示された所定の投入部１７に設置する。投入部１７の設置場所に設けられたバーコードリーダによって読み取られたバーコード情報は、制御部２６を経由してサーバ部２のデータベース部６のバーコード情報に照会される。そして、検体容器が正しい設置位置に置かれたかどうかについて確認される（Ｓ１）。

確認した内容が正しければ、細胞起こし部９の制御部２６は、運転モードに移行可能な状態になる。そして、作業者は、操作部２７のタッチパネルを操作して、運転モードに設定する。
次に、投入部１７に設置された２ｍｌの小容器６本に入った検体細胞は、第１細胞詰め替え部１８に移動され、１５ｍｌの中容器６本に、それぞれ詰め替えられる。詰め替える際には、中容器６本それぞれの液量と、細胞濃度を計測している。そして、次に、細胞起こし部９の制御部２６は、詰め替え先の容器に貼られたバーコード情報と、この容器の液量と細胞濃度を、サーバ部２のユニット制御部８に送信する。ユニット制御部８は、詰め替え先のバーコード情報と、容器の液量と細胞濃度を検体情報に紐付けして、データベース部６に記憶する（Ｓ２）。

そして、次に、中容器に入った検体細胞は、遠心分離部１９に移動し、遠心分離部１９の設置台に対して、バランスを取って、並べられる。この並べ方は、サーバ部２のユニット制御部８から細胞起こし部９の制御部２６に対して指示される。遠心分離部１９では、遠心分離によって、検体細胞は容器内で細胞と培養上清に分離される（Ｓ３）。
遠心分離部１９での回転速度と時間は、容器の液量と細胞濃度によって制御されている。

具体的には、細胞濃度が高いほど、回転速度は大きく、また遠心分離の時間も長くなるように設定されている。
細胞培養管理装置では、細胞を入れる容器の識別情報と、この容器の液量と細胞濃度の情報を基に、この容器の遠心分離部１９での回転速度と時間を算出している。
このような構成にすることで、細胞濃度に対して適切な遠心分離を行うことが可能となるので、分離時間の最適化と、時間の効率向上、そして、容器内の細胞を細胞と培養上清に適切に分離することが可能となる。

その結果、細胞培養のプロセスが簡単になるのである。
そして、次に、培地調整部２０において、不要な培養上清を除去し（Ｓ４）、細胞ほぐし部２１で細胞をほぐした後（Ｓ５）、培地調整部２０において新たに培地を添加する（Ｓ６）。
細胞ほぐし部２１での細胞ほぐし機の構成を図１５に示す。

細胞ほぐし機４１は、容器４２を固定した状態で保持する保持体４３と、保持体４３により固定・保持された容器４２の下部先端に対して水平に往復移動しながら叩いて容器に衝撃力を与えることによって容器内の細胞をほぐす叩き部４４と、を有している。
衝撃力の大きさは、叩き部４４を水平移動する速度と、その周期を設定することで制御することができる。水平移動する速度を大きくすればするほど衝撃力は大きくなる。

また、叩き部４４の動作時間も設定可能に構成されていて、トータルの動作時間を長くすればするほど、細胞のほぐす程度は大きくなる。
細胞培養管理装置では、細胞を入れる容器の識別情報と、この容器の液量と細胞濃度の情報を基に、この容器に与える衝撃力の大きさと、ほぐすための動作時間を算出している。

細胞ほぐし機４１の衝撃力の大きさと動作時間は、容器の液量と細胞濃度によって制御されている。
具体的には、細胞濃度が高いほど、衝撃力は大きくなり、また動作時間も長くなるように設定されている。
それらの情報を受信したユニット制御部８では、細胞が入れられた容器に、所定時間の衝撃力を与えて、細胞ほぐし機を制御する構成となっている。

このような構成にすることで、細胞濃度に対して適切な細胞ほぐしを行うことが可能となるので、動作時間の最適化と、時間の効率向上、そして、細胞を適切にほぐすことが可能となる。
その結果、細胞培養のプロセスが簡単になるのである。
そして、次に、細胞攪拌部２２にて、攪拌された後（Ｓ７）、再び遠心分離部１９を経て（Ｓ８）、培地調整部２０において、不要な培養上清が除去される（Ｓ９）。そして、細胞ほぐし部２１で細胞をほぐした後（Ｓ１０）、培地調整部２０において新たに培地を添加する（Ｓ１１）。

そして、第２細胞詰め替え部２３にて、５０ｍｌの大容器３本と、２ｍｌの３本の小容器に分けて移される。このとき、細胞起こし部９の制御部２６は、詰め替え先の容器に貼られたバーコード情報をサーバ部２のユニット制御部８に送信する。ユニット制御部８は、詰め替え先のバーコード情報を、検体情報に紐付けして、データベース部６に記憶する（Ｓ１２）。

そして、５０ｍｌの大容器の液量を計測するとともに、それら５０ｍｌに入った検体細胞、それぞれに対応した２ｍｌの容器の検体細胞の細胞数は細胞濃度計測部２５で計測される。そして、細胞濃度に換算される（Ｓ１３）。そして、５０ｍｌの大容器に入った検体の液量と、その細胞濃度の情報は、制御部２６より、サーバ部２のデータベース部６に送られる。データベース部６では、大容器に貼られたバーコード情報と紐付けされて、その液量と細胞濃度が記憶される。

そして、細胞起こし部９の成果物としては、５０ｍｌの大容器に入った検体細胞が、検体細胞取り出し部２４より取り出されることになる（Ｓ１４）。
上記のように、本発明の実施の形態では、検体の確認と、検体のトレース記録を、ユニット部３とサーバ部２が各工程実施時に連係して確認しながら行っている。その点について、より詳しく説明を行う。

図５の投入部材の確認の工程（Ｓ１）における、細胞起こし部９と、サーバ部２とのコミュニケーションについて、図６に示す。
まず、細胞起こし部９の投入部１７に投入された検体と、試薬、培地は、それらが収納された容器に貼られたバーコード情報を、細胞起こし部９の制御部２６から、サーバ部２のユニット制御部８に送られる（Ｓ１５）。

そして送信されたバーコード情報は、サーバ部２のユニット制御部８を介して、データベース部６に照会される（Ｓ１９）。そして、投入された検体と、試薬、培地が正しいか否かについて確認される。そしてその結果は、ユニット制御部８から細胞起こし部９の制御部２６に送信される（Ｓ２０）。
次に、細胞起こし部９の制御部２６は、検体と、試薬、培地が、投入部１７の正しい設置位置に置かれたかどうかについて問い合わせを行う（Ｓ１７）。具体的には、検体と、試薬、培地は、それらが収納された容器の設置場所に設けられたバーコードリーダによって読み取られたバーコード情報は、細胞起こし部９の制御部２６から、サーバ部２のユニット制御部８に送られる（Ｓ１７）。そして、投入された検体と、試薬、培地が正しい位置に設置されたか否かについて確認される（Ｓ２１）。そして、その結果は、ユニット制御部８から細胞起こし部９の制御部２６に送信される（Ｓ２２）。

図５の検体細胞の容器詰め替えの工程（Ｓ２）における、細胞起こし部９と、サーバ部２とのコミュニケーションについて、図７に示す。
細胞起こし部９の制御部２６から、検体の詰め替え先の容器の情報が、サーバ部２のユニット制御部８に送られる（Ｓ２３）。送られた検体の詰め替え先の容器の情報は、サーバ部２のデータベース部６に対して、検体情報として紐付けされて記憶される（Ｓ２４）。

図５の検体細胞を遠心分離する工程（Ｓ３、Ｓ８）における、細胞起こし部９と、サーバ部２とのコミュニケーションについて、図８に示す。
また、図２０に遠心分離機の回転部分の上面図を示す。
遠心分離機の回転部分には、回転中心５８を中心として、回転角９０度ずつずらした位置には、容器の設置台として４つのバケット５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄが設けられている。

各バケットには、細胞が入れられた容器を並べるための２列×４本分のホルダ６０が設けられている。
遠心分離機は、バランスが取れていない状態で回転数を大きくしていくと、大きな振動が発生し、内容物の飛び出し等、危険を伴う。そのため、回転中心に対して対向するバケット間の対象物の重量差が小さくなることが望ましい。

まず、サーバ部２のユニット制御部８は、遠心分離機のバケット５９のホルダに対して、細胞容器をどのように並べるかについて、計算を行う。サーバ部２のデータベース部６には、細胞容器の液量の情報が入っており、回転中心５８に対して、対向するバケット同士の液量配分が等しくなるように計算を行う。
より具体的には、対向するバケット間の回転中心５８に対して、点対称となるホルダ位置（例えば、６０ａと６０ｂ）に、投入していく細胞容器の液量が大きい順に順次容器を並べるように並べ方を算出する。投入する細胞容器の本数が奇数本の場合は、一方の細胞容器の重量に相当する重さのダミー容器を他方へ並べるよう算出する。そして、全容器の並べ方を算出した後に、サーバ部２のユニット制御部８は、細胞起こし部９の制御部２６に、並べ方の情報を送る（Ｓ２６）。細胞起こし部９の制御部２６は、その情報を基に、遠心分離機のバケットに対して、細胞容器を並べる（Ｓ２５）。その結果、遠心分離機は、回転バランスが取れた状態で遠心分離機を動作させることができるのである。

なお、上記では、細胞容器の並べる順序を液量の大きい順としたが、これに限定されるものではなく、一般的な数学的探索アルゴリズムを用いた並べ方を用いてもよい。
また、遠心分離機のバケット５９に容器を並べる手段としては、ロボットアームを有する搬送部によって行われる。この搬送部は、細胞起こし部９の制御部２６によって制御されるものである。

細胞起こし部９の制御プログラムは、上記の工程にしたがってプログラムされるものである。
図５の検体細胞の液量と細胞濃度の計測の工程（Ｓ１３）における、細胞起こし部９と、サーバ部２とのコミュニケーションについて、図９に示す。
細胞起こし部９の制御部２６から、検体の液量と、細胞濃度の情報は、サーバ部２のユニット制御部８に送られる（Ｓ２７）。送られた検体の詰め替え先の容器の情報は、サーバ部２のデータベース部６に対して、検体情報として紐付けされて記憶される（Ｓ２８）。

以上のように、サーバ部２と、ユニット部３は、検体が工程ごとに、どの容器に、どのような液量、および、細胞濃度で収納されているのか、更新しながら、検体情報として紐付けしていき、その情報をデータベース部６に収納していく。このようにすることで、検体のトレーサビリティの確保を容易に行うことが可能となるので、検体の細胞培養を正しく実行することが可能となるのである。

さらには、工程管理部で紐付けされた細胞を入れる容器の識別情報と、この容器を設置する設置部の識別情報を比較して判定・照合するので、人為的ミスを防止させるという効果もある。

＜濃度調整播種部１０の構成＞
次に、濃度調整播種部１０の制御ブロック図を図８に示す。
濃度調整播種部１０は、検体容器や、試薬を投入する投入部２８と、投入部２８に設置された大容器に入った検体細胞を、培地上清を除去するか、あるいは、培地を足して所定の濃度にする濃度調整部２９と、大容器に入った細胞を１６ブロック＊３のウェルプレート上に、サーバ部２の指示に従って 播種する細胞播種部３０と、細胞が播種されたウェルプレートを取り出し設定する取り出し部３１と、予め決められた工程に従って、サーバ部２と通信を行いながら検体を制御する制御部３２と、タッチパネルより操作する操作部３３と、より構成されている。

そして、上位システムである細胞培養管理装置において、データベース部６に記憶された細胞が入れられる容器の識別情報と、この容器の細胞濃度と液量情報と、に基づいて、細胞培養の処理について、容器の細胞濃度を調整する細胞濃度調整指示と、容器の液量を調整する細胞液量調整指示と、が制御部３２に送られる。
制御部３２では、細胞が入れられた容器が、所定の濃度になるように、濃度調整部２９を制御する。
具体的には、もし、細胞濃度が低すぎる場合には、培地上清を除去する処理を行う。一方、もし、細胞濃度が高すぎる場合には、培地を足して所定の濃度にする処理を行う。

＜濃度調整播種部１０のトレーサビリティ＞
次に濃度調整播種部のトレーサビリティ確保について説明をする。
まず、細胞起こし部９から、３種類の試薬のそれぞれに対応した３本の大容器が投入される。これら３本の大容器には、細胞起こし部９で計測した、細胞の濃度と、液量がサーバ部２のデータベース部６内で紐付けされている。

検体が収納される大容器に貼られたバーコード、それら容器の設置場所に貼られるバーコードについて、これらのバーコード情報は、クライアント部１のバーコード印刷部５において、管理者によって入力されたものが印刷される。これらのバーコード情報は、サーバ部２のデータベース部６に収納されている。
これらのバーコード情報は、データベース部６において、患者情報に紐付けされているとともに、管理者が、クライアント部１の工程管理部４より入力する工程管理情報とも紐付けされている。

まず、３本の大容器のバーコード情報は、作業者によって、ハンディターミナルで読み取られ、その情報は、濃度調整播種部１０の制御部３２を通して、サーバ部２のユニット制御部８に転送される。
ユニット制御部８では、読み取ったバーコード情報と、サーバ部２のデータベース部６に収納されているバーコード情報を照合し、所望の患者の細胞培養に関する検体、が投入されているのかどうかについて、確認を行う。

ハンディターミナルは、バーコード読み取り機能付き端末であり、表示部も備えている。
このハンディターミナルで、容器のバーコード情報を読み取る際には、表示部には、そのバーコードが適切であるかどうかの結果が表示される。そして、バーコードが適切である場合には、その容器を投入部２８のどの位置に設置すれば良いのかが、表示部に表示される。

そして、細胞播種部３０においては、３本の大容器に入った検体は、ウェルプレートの３つのブロックにそれぞれ播種される。ウェルプレートの各ブロックには、１６のウェルがあり、サーバ部２のデータベース部６に予め設定された所定のウェルに検体が播種されることになる。このウェルプレートにもバーコード情報を備えており、上記３本の大容器のバーコード情報に対してサーバ部２のデータベース部６において紐付けされている。

＜濃度調整播種部１０の工程＞
次に、工程について、図９を用いて具体的に説明をする。
工程は、サーバ部２、クライアント部１、ユニット部３、ハンディターミナル、作業者の５つによって実行される。
まず、作業者は、濃度調整播種部１０に設けられた、操作部３３としてのタッチパネルを操作して、濃度調整播種部１０のモードを補充モードに設定する。

補充モードとは、工程開始前に、投入された検体、試薬に誤りがないかどうかを確認するモードである。
次に、作業者は、納入された大容器を、ハンディターミナルに表示された所定の投入部２８に設置する。投入部２８の設置場所に設けられたバーコードリーダによって読み取られたバーコード情報は、制御部３２を経由してサーバ部２のデータベース部６のバーコード情報に照会される。そして、検体容器が正しい設置位置に置かれたかどうかについて確認される（Ｓ２９）。

確認した内容が正しければ、濃度調整播種部１０の制御部３２は、運転モードに移行可能な状態になる。そして、作業者は、操作部３３のタッチパネルを操作して、運転モードに設定する。
次に、投入部２８に設置された５０ｍｌの大容器３本に入った検体細胞は、濃度調整部２９に移動される。ここでは、細胞培養管理装置から送られる細胞を入れる容器の識別情報と、容器の細胞濃度を調整する細胞濃度調整指示と、容器の液量を調整する細胞液量調整指示とに基づいて、もし、細胞濃度が低すぎる場合には、培地上清を除去する処理が行われる。一方、もし、細胞濃度が高すぎる場合には、培地を足して所定の濃度にする処理が行われる（Ｓ３０）。

次に、大容器３本に入った検体細胞は、ウェルプレートに播種される。このとき、濃度調整播種部１０の制御部３２は、ウェルプレートに貼られたバーコード情報をサーバ部２のユニット制御部８に送信する。ユニット制御部８は、ウェルプレートのバーコード情報を、検体情報に紐付けして、データベース部６に記憶する。そして、ユニット制御部８は、ウェルプレート上のどのウェルに播種するかを、制御部３２に指示する（Ｓ３１）。

そして、濃度調整播種部１０の成果物としては、ウェルプレートに入った検体細胞が、取り出し部３１より取り出されることになる（Ｓ３２）。
濃度調整播種部１０の制御プログラムは、上記の工程にしたがってプログラムされるものである。
以上のように、サーバ部２と、ユニット部３は、検体が工程ごとに、どの容器に、どのような液量、および、細胞濃度で収納されているのか、更新しながら、検体情報として紐付けしていき、その情報をデータベース部６に収納していく。このようにすることで、検体のトレーサビリティの確保を容易に行うことが可能となるので、検体の細胞培養を正しく実行することが可能となるのである。

＜細胞培養部１１の構成＞
次に、細胞培養部１１の制御ブロック図を図１２に示す。
細胞培養部１１は、投入部３４と、培地交換部３５と、試薬添加部３６と、細胞判定部３７と、取り出し部３８と、制御部３９と、操作部４０と、を有している。
投入部３４は、ウェルプレートや試薬を投入する。

培地交換部３５は、投入部３４に設置されたウェルプレートに入った検体細胞を、培養日数に応じて、培地交換を行う。
試薬添加部３６は、試薬を添加する。
細胞判定部３７は、培養した細胞がどの程度培養されているかを判定する。
取り出し部３８は、細胞が培養されたウェルプレートを取り出し設定する。

制御部３９は、予め決められた工程に従って、サーバ部２と通信を行いながら検体を制御する。
操作部４０は、タッチパネル式の操作パネルであって、使用者の操作入力が行われる。

＜細胞培養部１１のトレーサビリティ＞
次に細胞培養部１１のトレーサビリティ確保について説明をする。
まず、濃度調整播種部１０から、ウェルプレートが投入される。
ウェルプレートに貼られたバーコード、およびウェルプレートの設置場所に貼られるバーコードのバーコード情報は、クライアント部１のバーコード印刷部５において、管理者が入力したものが印刷される。これらのバーコード情報は、サーバ部２のデータベース部６に収納されている。

これらのバーコード情報は、データベース部６において、患者情報に紐付けされているとともに、管理者が、クライアント部１の工程管理部４より入力する工程管理情報とも紐付けされている。
まず、ウェルプレートのバーコード情報は、作業者によって、ハンディターミナルで読み取られ、その情報は、細胞培養部１１の制御部３９を通して、サーバ部２のユニット制御部８に転送される。

ユニット制御部８では、読み取ったバーコード情報と、サーバ部２のデータベース部６に収納されているバーコード情報を照合し、所望の患者の細胞培養に関する検体、が投入されているのかどうかについて、確認を行う。
ハンディターミナルは、バーコード読み取り機能付き端末であり、表示部も備えている。

このハンディターミナルで、容器のバーコード情報を読み取った際には、表示部には、そのバーコードが適切であるかどうかの結果が表示される。そして、表示部には、バーコードが適切である場合には、その容器を投入部３４のどの位置に設置すれば良いのかが表示される。
そして、細胞培養部１１においては、ウェルプレートの３つのブロックには、１６のウェルがあり、サーバ部２のデータベース部６に予め設定された所定のウェルに検体が培養されることになる。このウェルプレートにもバーコード情報を備えており、上記３種類の試薬のバーコード情報に対してサーバ部２のデータベース部６において紐付けされている。

＜細胞培養部１１の工程＞
次に、工程について、図１３を用いて具体的に説明をする。
工程は、サーバ部２、クライアント部１、ユニット部３、ハンディターミナル、作業者の５つによって実行される。
まず、作業者は、細胞培養部１１に設けられた、操作部４０としてのタッチパネルを操作して、細胞培養部１１のモードを補充モードに設定する。

補充モードとは、工程開始前に、投入された検体、試薬に誤りがないかどうかを確認するモードである。
次に、作業者は、インキュベータを経由して投入されたウェルプレートを、ハンディターミナルに表示された所定の投入部３４に設置する。投入部３４の設置場所に設けられたバーコードリーダによって読み取られたバーコード情報は、制御部３９を経由してサーバ部２のデータベース部６のバーコード情報に照会される。そして、ウェルプレートが正しい設置位置に置かれたかどうかについて確認される（Ｓ３３）。

確認した内容が正しければ、細胞培養部１１の制御部３９は、運転モードに移行可能な状態になる。そして、作業者は、操作部４０のタッチパネルを操作して、運転モードに設定する。
次に、投入部３４に設置されたウェルプレートに入った検体細胞は、細胞培養日数に応じて、３つの工程に分かれる（Ｓ３４）。細胞日数が所定の以下の場合は、培地を交換して細胞培養を継続する（Ｓ３５）。所定の日であれば、所定の試薬を添加する（Ｓ３６）。所定の日数を超えている場合には、細胞が培養されているかどうかを判定する（Ｓ３７）。

そして、細胞培養部１１の成果物としては、所定の試薬を添加した状態で細胞培養されたウェルプレートに入った検体細胞が、取り出し部３８より取り出されることになる（Ｓ３８）。
細胞培養部１１の制御プログラムは、上記の工程にしたがってプログラムされるものである。

以上のように、サーバ部２と、ユニット部３は、検体が工程ごとに、どの容器に、どのような液量、および、細胞濃度で収納されているのか、更新しながら、検体情報として紐付けしていき、その情報をデータベース部６に収納していく。このようにすることで、検体のトレーサビリティの確保を容易に行うことが可能となるので、検体の細胞培養を正しく実行することが可能となるのである。

なお、本実施形態においては、各ユニット間の検体細胞の移動については、作業者による人為的な作業として説明を行ったが、この作業を搬送用ロボットによって行っても良い。
また、ユニット内の検体細胞の移動、および、作業は、ロボットによって行われるものである。

本発明は、細胞培養のプロセスを簡単にすることができるという効果を奏するものであることから、細胞培養を行う細胞培養装置に対して広く適用可能である。

１ クライアント部
２ サーバ部
３ ユニット部
４ 工程管理部
５ バーコード印刷部
６ データベース部
７ 検体エントリ部
８ ユニット制御部
９ 細胞起こし部
１０ 濃度調整播種部
１１ 細胞培養部
１７ 投入部
１８ 第１細胞詰め替え部
１９ 遠心分離部
２０ 培地調整部
２１ 細胞ほぐし部
２２ 細胞攪拌部
２３ 第２細胞詰め替え部
２４ 検体細胞取り出し部
２５ 細胞濃度計測部
２６ 制御部
２７ 操作部
２８ 投入部
２９ 濃度調整部
３０ 細胞播種部
３１ 取り出し部
３２ 制御部
３３ 操作部
３４ 投入部
３５ 培地交換部
３６ 試薬添加部
３７ 細胞判定部
３８ 取り出し部
３９ 制御部
４０ 操作部
４１ 細胞ほぐし機
４２ 容器
４３ 保持体
４４ 叩き部
５８ 回転中心
５９，５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ バケット
６０ ホルダ
Ａ〜Ｃ 試薬
Ｐ 患者

Claims (9)

1. 細胞を培養する細胞培養端末と接続された細胞培養管理装置であって、
   細胞を入れる容器の識別情報を生成する識別情報生成部と、
   複数の前記容器の識別情報と、前記容器の細胞濃度および液量情報と、を記憶するデータベース部と、
   前記データベース部に記憶された前記複数の容器の識別情報と、前記複数の容器の細胞濃度と液量情報とに基づいて、前記細胞培養端末に作業指示を行う制御部と、
   を備えた細胞培養管理装置。
2. 前記制御部は、前記データベース部に記憶された前記複数の容器の識別情報と、前記複数の容器の細胞濃度および液量情報と、に基づいて、前記容器の重量を算出し、所定の重量配分とした複数の群に、前記複数の容器を配置させる、
   請求項１に記載の細胞培養管理装置。
3. 前記制御部は、前記データベース部に記憶された前記容器の識別情報と、前記容器の細胞濃度および液量情報とに基づいて、細胞をほぐすために前記容器に付与される衝撃力の大きさと衝撃が付与される際の継続時間とを算出する、
   請求項１に記載の細胞培養管理装置。
4. 前記制御部は、前記データベース部に記憶された前記容器の識別情報と、前記容器の細胞濃度および液量情報と、に基づいて、細胞培養の処理について、前記容器内の細胞の濃度を調整する細胞濃度調整指示と、容器の液量を調整する細胞液量調整指示と、前記細胞培養端末と、に作業指示を行う、
   請求項１に記載の細胞培養管理装置。
5. 請求項２に記載の細胞培養管理装置に接続され、前記細胞培養管理装置からの指示に従って細胞を培養する細胞培養端末装置であって、
   細胞が入れられた複数の容器を遠心分離する遠心分離機と、
   前記遠心分離機の設置台に複数の容器を配置する搬送部と、
   前記細胞培養管理装置から受信した複数の容器の群情報に従って、細胞が入れられた前記複数の容器を、前記遠心分離機の設置台に配置させるように前記搬送部を制御する制御部と、
   を備えた細胞培養端末装置。
6. 請求項３に記載の細胞培養管理装置に接続され、前記細胞培養管理装置からの指示に従って細胞を培養する細胞培養端末装置であって、
   細胞の入った容器に、所定時間の衝撃力を与えて、細胞をほぐす細胞ほぐし機と、
   前記細胞培養管理装置からの細胞を入れる容器の識別情報と、細胞をほぐすために容器に付与される衝撃力の大きさと衝撃が付与される際の継続時間と、に基づいて、前記細胞ほぐし機を制御する制御部と、
   を備えた細胞培養端末装置。
7. 請求項４に記載の細胞培養管理装置に接続され、前記細胞培養管理装置からの指示に従って細胞を培養する細胞培養端末装置であって、
   細胞が入れられた容器について、培地上清を除去するか、あるいは培地を新たに添加し、培地の調整を行って、細胞の濃度を調整する濃度調整部と、
   前記細胞培養管理装置から受信した細胞を入れる容器の識別情報と、前記容器の細胞濃度および液量情報と、に基づいて、細胞が入れられた容器内の細胞濃度が所定の濃度になるように、前記濃度調整部を制御する制御部と、
   を備えた細胞培養端末装置。
8. 細胞が入れられた前記容器の識別情報、前記容器の液量および細胞濃度を計測する計測部をさらに備えており、
   前記制御部は、前記計測部において計測された情報を細胞培養管理装置に通知する、
   請求項５から７のいずれか１つに記載の細胞培養端末装置。
9. 請求項１から４のいずれか１つに記載の細胞培養管理装置と、
   請求項５から８のいずれか１つに記載の細胞培養端末装置と、
   を備え、
   前記培養端末装置は、前記細胞培養装置に接続されている、
   細胞培養システム。

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