JP2017035013A

JP2017035013A - 培養装置

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Publication number: JP2017035013A
Application number: JP2015157454A
Authority: JP
Inventors: 章博太田; Akihiro Ota; 小林　晃一; Koichi Kobayashi; 晃一小林; 寛直関根; Hironao Sekine
Original assignee: Panasonic Healthcare Holdings Co Ltd
Current assignee: PHC Holdings Corp
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: JP6505544B2

Abstract

【課題】培養室内の清浄環境を保ちながら培養装置のメンテナンスを実施するための技術を提供する。
【解決手段】培養装置１は、アイソレータに連結される培養装置であって、開口２ａを有する培養室６と、開口２ａを塞ぐ扉４と、培養室６内の気体を循環させる送風機３０と、を備える。扉４は、培養装置１がアイソレータに連結された状態で、アイソレータが備える滅菌空間側に開くように構成される。送風機３０は、扉４に設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、培養装置に関する。

従来、細胞や微生物等の培養物を培養する培養装置（インキュベータ）が知られている。また、このような培養装置として、アイソレータに連結される培養装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３６２１６号公報

上述した培養物へ加工を施す空間、及び培養物を培養する空間は、清浄な環境であることが求められている。特に再生医療等の分野において、清浄環境化での培養物の加工及び培養が求められる傾向にある。また、培養物には、数ヶ月に渡る程の長期間の培養を要するものもある。

一方で、培養装置のメンテナンスは、庫内を外気に露出させた状態で実施することが一般的であった。したがって、例えば培養装置に軽度な不具合が生じた場合、使用者は、庫内の培養物を別の培養装置に入れ替えるといった、作業上の大きな負担を強いられていた。また、別の培養装置へ培養物を搬送する際に、培養物を培養環境の変動に晒すこととなる。このため、培養物に予期せぬ負荷がかかるおそれがあった。よって、上述した培養装置では、培養室内の清浄な環境を維持したまま、培養装置のメンテナンスを実施できることが望まれる。

本願はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、培養室内の清浄環境を保ちながら培養装置のメンテナンスを実施するための技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願のある態様の培養装置は、アイソレータに連結される培養装置であって、開口を有する培養室と、開口を塞ぐ扉と、培養室内の気体を循環させる送風機と、を備える。扉は、培養装置がアイソレータに連結された状態で、アイソレータが備える滅菌空間側に開くように構成される。送風機は、扉に設けられる。

本願によれば、培養室内の清浄環境を保ちながら培養装置のメンテナンスを実施することができる。

実施の形態１に係る培養装置の概略構造を示す斜視図である。実施の形態１に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面斜視図である。図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施の形態１に係る培養装置における外扉及び内扉が開いた状態を示す斜視図である。実施の形態１に係る培養装置がアイソレータの作業室に接続された状態を模式的に示す図である。実施の形態１に係る培養装置がアイソレータのパスボックスに接続された状態を模式的に示す図である。実施の形態１に係る培養装置で実行される制御フローチャートである。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、実施の形態２に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、実施の形態３に係る培養装置における外扉及び内扉が開いた状態を示す斜視図である。実施の形態４に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る培養装置の概略構造を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面斜視図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施の形態１に係る培養装置における外扉及び内扉が開いた状態を示す斜視図である。図５（Ａ）は、送風機３０の吸気口３６及び排気口３８が第１方向を向いた状態を示している。図５（Ｂ）は、送風機３０の吸気口３６及び排気口３８が第２方向を向いた状態を示している。本明細書では、便宜上、扉４側を培養装置１の正面とする。

本実施の形態に係る培養装置１（１Ａ）は、アイソレータに連結される培養装置であり、例えばＣＯ_２インキュベータとして用いられる。図１〜図５（Ｂ）に示すように、培養装置１は、前面に開口２ａを有する断熱箱本体２と、この開口２ａを開閉自在に閉塞する扉４とを備える。断熱箱本体２は、外箱２ｂと内箱２ｃとを含む。内箱２ｃに開口２ａが設けられる。外箱２ｂと内箱２ｃとの間の空間には、培養室６内を加熱するヒータ２８等が配置される。また、外箱２ｂと内箱２ｃとの間の空間には、断熱材が配置される。断熱箱本体２における培養装置１の背面側、すなわち扉４とは反対側には、機械室３が設けられる。機械室３には、制御部１８や、培養室６内にＣＯ_２やＮ_２を供給するガス供給部（図示せず）が配置される。

扉４は、外扉４ａと内扉４ｂとを含む。内箱２ｃと内扉４ｂとで囲まれる空間により培養室６が形成されている。したがって、培養装置１は、開口２ａを有する培養室６と、開口２ａを塞ぐ扉４（内扉４ｂ）とを備える。培養室６内は、複数の棚（図示せず）により上下に区画され、培養物が収容される。

内扉４ｂは、一端側（本実施の形態では培養装置１の正面から見て右側の端部）がヒンジ８に接続され、これにより断熱箱本体２に対して開閉自在に取り付けられる。したがって、ヒンジ８が内扉４ｂの回動軸となる。内扉４ｂは、周縁部にシール部材としてのガスケット１０を有する。内扉４ｂと開口２ａとの間にガスケット１０が配置されることで、開口２ａが気密に閉塞される。また、内扉４ｂは、ガラス等の透明部材が嵌め込まれた確認窓１２を有する。内扉４ｂには、ガス濃度調節用のガス抜き穴（図示せず）が設けられてもよい。

外扉４ａは、断熱扉である。外扉４ａは、一端側（本実施の形態では培養装置１の正面から見て右側の端部）がヒンジ１４に接続され、これにより断熱箱本体２に対して開閉自在に取り付けられる。

断熱箱本体２の側面には、操作部１６が設けられる。操作部１６は、培養装置１の使用者によって操作される操作ボタンや、表示パネル等を有する。培養装置１の使用者は、操作部１６を介して培養装置１に各種動作を指示することができる。操作部１６は、培養装置１の使用者の指示に応じた信号を制御部１８に送信する。

制御部１８は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。制御部１８は、操作部１６から受信した信号に応じて、培養装置１の各部の動作を制御する。また、培養装置１は、温度センサ２０やＣＯ_２濃度センサ２２等の、培養室６内の状態を検知するセンサを備える。制御部１８は、これらのセンサから各センサの検知結果を示す信号を受信し、得られた検知結果に基づいてヒータ２８やガス供給部等の動作を制御する。なお、培養装置１は、培養室６内の状態を検知するセンサとして、Ｏ_２濃度センサや湿度センサ等を備えてもよい。

培養室６の底面には、下側通風路２４が設けられる。下側通風路２４は、培養室６内の気体が流れる通路である。下側通風路２４は、培養室６において培養装置１の背面側から内扉４ｂ側に向かって延在する。培養室６の底面で且つ下側通風路２４内には、加湿用の水を貯溜する加湿皿２６が配置される。加湿皿２６は、金属製、例えばステンレス製の内箱２ｃの底面外側に配置されたヒータ２８によって加熱される。これにより、加湿皿２６内の水が蒸発する。また、ヒータ２８の加熱により、培養室６内は所定温度（例えば３７℃）に維持される。

また、培養装置１は、送風機３０と、前側通風路４０と、微粒子捕集フィルタ４２と、殺菌灯４４とを、培養室６内に備える。送風機３０は、培養室６内の気体を循環させる装置である。送風機３０は、筐体３２と、ファン３４と、吸気口３６と、排気口３８とを有する。筐体３２は、扁平な円筒状であり、その中心軸が培養装置１の前後方向を向くように配置される。筐体３２の装置前方側を向く面、すなわち内扉４ｂ側を向く面には、内扉４ｂ側に突出する回動軸３２ａが設けられる。

回動軸３２ａは、内扉４ｂに設けられる軸受４６によって、回動自在に内扉４ｂに支持される。したがって、送風機３０は、扉４（具体的には内扉４ｂ）に設けられる。回動軸３２ａと軸受４６との接続部は、気密に封止される。回動軸３２ａの一部は、内扉４ｂを貫通して培養室６の外側に至り、その先端に回動摘み３２ｂが設けられる。また、回動軸３２ａには、ファン３４への給電用の配線等が挿通される。

筐体３２の内部空間には、ファン３４が収容される。ファン３４は、従来公知の一般的なファンであればよく、本実施の形態ではシロッコファンで構成される。ファン３４は、その回転軸（回転中心）と筐体３２の回動軸３２ａ（回動中心）とが同一直線上に位置するように配置される。吸気口３６及び排気口３８は、筐体３２の内部と外部とを連通する開口である。ファン３４の駆動により、吸気口３６を介して培養室６内の気体が筐体３２内に引き込まれ、筐体３２内の気体が排気口３８を介して培養室６内に吐き出される。吸気口３６と排気口３８とは、筐体３２の回動中心を挟んで並ぶように配置される。すなわち、吸気口３６と排気口３８とは、筐体３２の回動中心を通る直線上に配置される。

送風機３０は、吸気口３６及び排気口３８の向きを第１方向Ｚ（図５（Ａ）において矢印Ｚで示す方向）と第２方向Ｙ（図５（Ｂ）中の矢印Ｙで示す方向）とに切り替え可能である。第１方向Ｚ及び第２方向Ｙは、互いに交わる方向である。本実施の形態では、第１方向Ｚと第２方向Ｙとは略直交している。吸気口３６及び排気口３８の向きは、培養装置１の使用者が回動摘み３２ｂを操作して筐体３２を回動軸３２ａ周りに回動させることで、第１方向及び第２方向の間で切り替えることができる。

図４及び図５（Ａ）に示すように、吸気口３６及び排気口３８が鉛直方向に並んだ状態が、吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向いた状態である。吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向いた状態では、吸気口３６が前側通風路４０側を向き、排気口３８が鉛直方向上方を向く。

また、図５（Ｂ）に示すように、吸気口３６及び排気口３８が水平方向に並んだ状態が、吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向いた状態である。吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向いた状態では、内扉４ｂが開いた際に吸気口３６が培養装置１の外部側を向き、排気口３８が培養室６側を向く。培養装置１がアイソレータに連結された状態では、吸気口３６はアイソレータ１００側を向く。第１方向Ｚと第２方向Ｙとを比較すると、吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向いた状態では、送風機３０の送風方向が相対的に鉛直方向に近く、吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向いた状態では、送風機３０の送風方向が相対的に水平方向に近い。

前側通風路４０は、培養室６内の気体が流れる通路である。前側通風路４０は、扉４に設けられる。本実施の形態では、前側通風路４０は内扉４ｂに設けられる。そして、前側通風路４０の一端側は、下側通風路２４の内扉４ｂ側の端部に接続される。前側通風路４０の他端側は、吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向く状態で、送風機３０の吸気口３６に接続される。したがって、培養室６内には、下側通風路２４の装置背面側端部の開口から、下側通風路２４、前側通風路４０、吸気口３６、ファン３４及び排気口３８の順に並ぶ循環用通風路が形成される。培養室６内に循環用通風路が設けることで、培養室６内に循環気流（図４において白矢印で示す気流）を形成することができる。

この循環気流は、吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向いている状態でファン３４が駆動されることで形成される。循環気流において、培養室６内の気体は、排気口３８から鉛直方向上方に吐出されると、培養室６の天面に沿って装置背面側に進む。そして、気体は、培養室６の背面に沿って鉛直方向上方から下方に進み、下側通風路２４の背面側開口から循環用通風路に入る。

循環用通風路に進入した気体は、下側通風路２４を通過し、前側通風路４０を経て吸気口３６に至る。吸気口３６に至った気体は、ファン３４により筐体３２内に吸引され、ファン３４を通過して排気口３８から再び鉛直方向上方に吐出される。下側通風路２４を通過する際、気体は加湿皿２６の上方を通過する。これにより、気体は加湿される。加湿された気体が循環することで、培養室６内は均一に所定湿度（例えば９５％ＲＨ）に維持される。

微粒子捕集フィルタ４２は、扉４に設けられる。本実施の形態では、微粒子捕集フィルタ４２は内扉４ｂに設けられる。より具体的には、微粒子捕集フィルタ４２は、筐体３２内であって循環用通風路におけるファン３４と排気口３８との間に配置される。すなわち、微粒子捕集フィルタ４２は、循環気流の経路上に配置される。したがって、培養室６内の気体は、培養室６内を循環する過程で微粒子捕集フィルタ４２を通過する。これにより、気体内に含まれる細菌やウイルス、塵等の微粒子を捕集することができる。その結果、培養室６内の清浄環境を維持することができる。

また、微粒子捕集フィルタ４２は、循環用通風路におけるファン３４と排気口３８との間に配置されているため、可動部品であるファン３４の回転によって生じ得る微粒子を、循環用通風路から漏出させることなく即座に捕集することができる。微粒子捕集フィルタ４２としては、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタや、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタ等を挙げることができる。

殺菌灯４４は、扉４に設けられる。本実施の形態では、殺菌灯４４は内扉４ｂに設けられる。より具体的には、殺菌灯４４は、前側通風路４０の内壁に固定される。殺菌灯４４としては、紫外光を照射する蛍光灯やＬＥＤ等の公知の光源を用いることができる。殺菌灯４４は、加湿皿２６に貯溜される水に紫外光が照射されるように配置される。好ましくは、殺菌灯４４は加湿皿２６の直上に配置される。これにより、加湿皿２６内での雑菌の繁殖を抑制して、培養室６内の清浄環境を維持することができる。また、殺菌灯４４は、循環気流の経路上に配置される。したがって、培養室６内の気体は、培養室６内を循環する過程で殺菌灯４４から紫外光が照射される。これにより、培養室６内の気体を殺菌することができ、培養室６内の清浄環境を維持することができる。

アイソレータ１００，２００と培養室６の滅菌処理、又は培養室６単体の滅菌処理において過酸化水素が用いられる場合、無害化工程において殺菌灯４４を点灯させることで、過酸化水素の分解を促進させることができる。この分解反応は、Ｈ_２Ｏ_２→ＯＨラジカル→Ｈ_２Ｏで表され、過酸化水素は最終的に水になって無害化される。また、殺菌灯４４の点灯とともにファン３４を駆動させることで、培養室６内の過酸化水素が循環して、殺菌灯４４に順次照射される。

また、図４に示すように、内扉４ｂが閉まっている状態では、殺菌灯４４が固定される前側通風路４０の一端側は、下側通風路２４の内扉４ｂ側の端部に潜りこむようにして、下側通風路２４に接続される。このため、殺菌灯４４が照射する紫外線は、前側通風路４０の内壁面及び下側通風路２４の内壁面で複数回反射されてエネルギーを失った後に、前側通風路４０及び下側通風路２４の接続部の隙間等から培養室６に漏出する。したがって、殺菌灯４４から照射される紫外線が培養室６内の培養物に影響を与えることを、回避することができる。なお、前側通風路４０及び下側通風路２４を構成する材料として、紫外線の反射率が低い材料、例えばステンレスや、アルマイト処理を施したアルミニウム等を採用してもよい。

培養室６内の状態を検知するセンサもまた、扉４に設けられる。本実施の形態では、温度センサ２０及び濃度センサ２２が内扉４ｂに設けられている。また、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、内扉４ｂの上部に設けられる。これにより、殺菌灯４４から温度センサ２０及び濃度センサ２２に紫外光が照射されることを回避して、センサの劣化を抑制することができる。また、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、内扉４ｂの回動半径方向で内扉４ｂの中心よりもヒンジ８側に設けられる。これにより、内扉４ｂの開閉によるセンサへの影響を抑制することができる。

また、図５（Ａ）図５（Ｂ）に示すように、送風機３０の筐体３２の外周部には、筐体３２の半径方向外側に突出する突起３９ａ及び突起３９ｂが設けられる。突起３９ａは、吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向いた状態で、前側通風路４０の端部と接触あるいは嵌合する。これにより、筐体３２の位置決め、あるいは姿勢保持がなされる。突起３９ｂは、吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向いた状態で、前側通風路４０の端部と接触あるいは嵌合する。これにより、筐体３２の位置決め、あるいは姿勢保持がなされる。

また、図５（Ａ）図５（Ｂ）に示すように、吸気口３６及び排気口３８は、開口幅８ｍｍのストライプ形状、あるいは格子形状を有する。本形状により、吸気口３６及び排気口３８の方向を変更する際に、前側通風路４０と筐体３２との間に異物が挟まれることを回避できる。よって、使用者は、吸気口３６及び排気口３８の方向を簡単且つ安全に変更することができる。

培養装置１は、アイソレータに連結される。これにより、培養室６内に収容されている培養物を、アイソレータ内に直接搬入することができる。また、アイソレータから培養室６内に培養物を直接搬入することができる。図６は、実施の形態１に係る培養装置がアイソレータの作業室に接続された状態を模式的に示す図である。

アイソレータ１００は、滅菌装置（図示せず）と、作業室１０２とをその内部に有する。滅菌装置は、過酸化水素等の滅菌物質を作業室１０２に供給することができる。作業室１０２は、滅菌装置により滅菌処理される滅菌空間であり、また、気密性を有する閉鎖空間を形成可能である。作業室１０２において、無菌環境であることが要求される作業を行うことができる。無菌環境が要求される作業としては、例えば細胞培養等の生体由来材料を対象とする作業を挙げることができる。アイソレータ１００は、作業室１０２内と外部とを連通する開口１０４を有する。培養装置１は、扉４側がアイソレータ１００の開口１０４に接続される。

培養装置１の扉４、すなわち外扉４ａ及び内扉４ｂは、培養装置１がアイソレータ１００に連結された状態で、アイソレータ１００が備える滅菌空間としての作業室１０２側に開くように構成されている。このため、内扉４ｂに設けられる送風機３０、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、培養装置１がアイソレータ１００に連結された状態で内扉４ｂが開いたときに、アイソレータ１００の滅菌空間内に位置する。これにより、送風機３０、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２の清掃や交換、補修といった培養装置１のメンテナンスを、作業室１０２内の清浄な環境下で実施することができる。よって、培養室６内の清浄な環境を維持したまま、培養装置１のメンテナンスを実施することができる。

また、アイソレータ１００の作業室１０２には、作業室１０２内で作業を行なう際に用いられるグローブ１０６が設けられている。グローブ１０６は、作業室１０２の前面に設けられる開口部に接続される。作業者は、開口部からグローブ１０６に手を挿入して、作業室１０２内で作業を行なうことができる。本実施の形態では、培養装置１の扉４が開いたときに、アイソレータ１００の正面から見てグローブ１０６と重なる位置まで、送風機３０等が突出する。これにより、培養装置１のメンテナンスの際にグローブ１０６を利用することができる。

また、アイソレータは、作業室と連結されたパスボックスを備える場合がある。パスボックスは、接続室あるいはジョイントボックスとも呼ばれ、作業室に搬入する物品を滅菌するための部屋である。アイソレータがパスボックスを備える場合、培養装置１の扉４は、滅菌空間としてのパスボックス内に開くように構成されてもよい。図７は、実施の形態１に係る培養装置がアイソレータのパスボックスに接続された状態を模式的に示す図である。

アイソレータ２００は、無菌環境であることが要求される作業を行うための作業室２０２を有する。また、アイソレータ２００は、作業室２０２と扉（図示せず）を介して連結されたパスボックス２０８を有する。パスボックス２０８は、パスボックス２０８内と外部とを連通する開口２０４を有する。培養装置１は、扉４側がアイソレータ２００の開口２０４に接続される。

培養装置１の扉４、すなわち外扉４ａ及び内扉４ｂは、アイソレータ２００が備える滅菌空間としてのパスボックス２０８側に開くように構成されている。このため、内扉４ｂに設けられる送風機３０、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、培養装置１がアイソレータ２００に連結された状態で内扉４ｂが開いたときに、アイソレータ２００の滅菌空間内に位置する。これにより、培養装置１のメンテナンスをパスボックス２０８内の清浄な環境下で実施することができる。よって、培養室６内の清浄な環境を維持したまま、培養装置１のメンテナンスを実施することができる。

また、アイソレータ２００のパスボックス２０８には、パスボックス２０８内で作業を行なう際に用いられるグローブ２０６が設けられている。作業者は、グローブ２０６に手を挿入して、パスボックス２０８内で作業を行なうことができる。本実施の形態では、培養装置１の扉４が開いたときに、アイソレータ２００の正面から見てグローブ２０６と重なる位置まで、送風機３０等が突出する。これにより、培養装置１のメンテナンスの際にグローブ２０６を利用することができる。

培養装置１は、扉４が閉じた状態で吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向き、扉４が開いた状態で吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向くように構成される。本実施の形態では、内扉４ｂが閉じた状態で吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向き、内扉４ｂが開いた状態で吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向く。図４に示すように、内扉４ｂが閉じた状態で吸気口３６及び排気口３８が第１方向Ｚを向くことで、培養室６内に上述した循環気流を形成することができる。すなわち、第１方向Ｚは、培養室６内の気体を循環させることができる方向である。

また、図５（Ｂ）に示すように、内扉４ｂが開いた状態で吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向くことで、アイソレータ１００，２００側から培養室６内に向かう気流（図５（Ｂ）において白矢印で示す気流）を形成することができる。すなわち、第２方向Ｙは、アイソレータ１００，２００の滅菌空間内の気体を培養室６内に導入することができる方向である。これにより、培養装置１が接続される作業室１０２あるいはパスボックス２０８内の気体を、培養室６内に導入することができる。例えば、アイソレータ１００，２００の滅菌処理において、培養装置１の外扉４ａ及び内扉４ｂを開き、吸気口３６及び排気口３８を第２方向Ｙに向け、ファン３４を駆動させることで、作業室１０２内やパスボックス２０８内の滅菌ガスを培養室６内に導入することができる。これにより、培養室６内を簡単に、また確実に滅菌することができる。

なお、図５（Ａ）では、第１方向Ｚと第２方向Ｙとの切り替えを説明する便宜上、外扉４ａ及び内扉４ｂは開いているが吸気口３６及び排気口３８は第１方向Ｚを向いた状態を図示している。

本実施の形態では、第２方向Ｙは略水平方向であるが、特にこれに限定されない。第２方向Ｙは、吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向いた状態で形成される気流の少なくとも一部が、培養室６内に進入できる限りにおいて、上下方向の傾きを適宜設定することができる。例えば、第２方向Ｙは、排気口３８の吐出方向の延長上に開口２ａの上端が位置する角度から、排気口３８の吐出方向の延長上に開口２ａの下端が位置する角度までの範囲で傾いていてもよい。例えば、第２方向Ｙの傾きは、好ましくは水平方向に対して±４５°の範囲であり、より好ましくは水平方向に対して±３０°の範囲であり、さらに好ましくは水平方向に対して±１０°の範囲である。

また、図４では、筐体３２の回動摘み３２ｂが培養室６の外側に設けられた構造が図示されているが、特にこの構成に限定されない。例えば、回動摘み３２ｂは、筐体３２の培養室６側に露出する面に設けられてもよい。これにより、内扉４ｂが開いた状態で、吸気口３６及び排気口３８の向きを変更することができる。この結果、アイソレータ１００，２００の正面側から、吸気口３６及び排気口３８の向きを容易に変更することができる。

続いて、培養装置１及びアイソレータ１００，２００の滅菌処理について説明する。図８は、実施の形態１に係る培養装置で実行される制御フローチャートである。このフローは、例えば作業者が操作部１６から滅菌処理の実行を指示した場合に、制御部１８により実行される。培養装置１の滅菌処理は、アイソレータ１００，２００の滅菌処理に付随して実行される。例えば、作業者は、培養装置１の操作部１６と、アイソレータ１００，２００の操作部（図示せず）とに、滅菌処理の実行を指示する信号を入力する。

アイソレータ１００，２００側では、滅菌処理が開始されると、噴霧工程、曝露工程及び無害化工程の各工程が実行される。噴霧工程では、過酸化水素等の滅菌物質がアイソレータ１００，２００の作業室１０２，２０２内に供給される。噴霧工程に続いて、曝露工程が進行する。曝露工程では、作業室１０２，２０２の内壁、各室内に収容されている物品等が滅菌物質に曝されて、滅菌される。曝露工程に続いて、無害化工程が進行する。無害化工程では、作業室１０２，２０２内の気体が排気されて、滅菌物質が除去される。パスボックス２０８を備えるアイソレータ２００では、パスボックス２０８についても作業室２０２と同様に滅菌処理が施される。

また、アイソレータ１００，２００の滅菌処理では、培養装置１の滅菌処理工程の進行に合わせて、噴霧、曝露及び無害化の各工程が実行される。例えば、噴霧工程の開始に先立って、アイソレータ１００，２００の制御部は、培養装置１において後述する風向切り替え作業が済んで送風機３０の駆動が開始されたか否かを確認する。そして、送風機３０の駆動が確認された後に、噴霧工程が開始される。

培養装置１側では、滅菌処理が開始されると、制御部１８が培養室６内の温度制御、ガス濃度制御、及び送風機３０（ファン３４）の駆動をそれぞれ停止する（Ｓ１０１）。そして、制御部１８は、風向切り替えを促す表示、すなわち吸気口３６及び排気口３８の向きを第１方向Ｚから第２方向Ｙに切り替えることを促す表示を、操作部１６の表示パネルに表示させる（Ｓ１０２）。その後、制御部１８は、風向切り替えが完了したか否かを確認する（Ｓ１０３）。

例えば、作業者が回動摘み３２ｂを操作することで、第１方向Ｚを第２方向Ｙに切り替えることができる。作業者は、風向を切り替えた後、操作部１６に風向の切り替えが完了したことを示す信号を入力する。制御部１８は、この信号を受信することで、風向切り替えの完了を認識することができる。なお、回動摘み３２ｂ等に筐体３２の回動を検知するセンサを組み込み、このセンサからの信号を制御部１８が受信することで、風向切り替えの完了が認識されてもよい。

風向切り替えの完了が確認されない場合（Ｓ１０３のＮ）、制御部１８は、風向切り替え完了の確認を繰り返す（Ｓ１０３）。風向切り替えの完了が確認された場合（Ｓ１０３のＹ）、制御部１８は、送風機３０を駆動する（Ｓ１０４）。これにより、アイソレータ１００の滅菌処理において作業室１０２やパスボックス２０８に噴霧された滅菌物質が、培養室６内に引き込まれる。

なお、制御部１８は、送風機３０の駆動とともに、ヒータ２８を駆動させて培養室６内の温度を制御してもよい。例えば、制御部１８は、培養室６内の温度が作業室１０２，２０２内やパスボックス２０８内の温度と一致するようにヒータ２８を駆動させる。これにより、滅菌物質が培養室６内で凝集することを抑制することができる。

また、制御部１８は無害化工程において、送風機３０の駆動と殺菌灯４４の点灯とを組み合わせてもよい。これにより、過酸化水素の分解を促進させることができる。制御部１８は、アイソレータ１００，２００の滅菌処理が無害化工程へ移行したことを、予め定められた時間の経過等に基づいて認識することができる。なお、制御部１８は、アイソレータ１００，２００から信号を受信することで、滅菌処理が無害化工程へ移行したことを認識してもよい。

続いて、制御部１８は、滅菌処理が完了したか否かを確認する（Ｓ１０５）。例えば、作業者は、アイソレータ１００，２００側から滅菌処理の完了が報知されると、操作部１６に滅菌処理が完了したことを示す信号を入力する。制御部１８は、この信号を受信することで、滅菌処理の完了を認識することができる。なお、制御部１８は、予め定められた時間の経過等に基づいて、滅菌処理の完了を認識してもよい。

滅菌処理の完了が確認されない場合（Ｓ１０５のＮ）、制御部１８は、滅菌処理完了の確認を繰り返す（Ｓ１０５）。滅菌処理の完了が確認された場合（Ｓ１０５のＹ）、制御部１８は、送風機３０を停止する（Ｓ１０６）。培養室６内の温度制御を実行している場合には、ヒータ２８の駆動も停止する。そして、制御部１８は、風向切り替えを促す表示、すなわち吸気口３６及び排気口３８の向きを第２方向Ｙから第１方向Ｚに切り替えることを促す表示を、操作部１６の表示パネルに表示させる（Ｓ１０７）。その後、制御部１８は、風向切り替えが完了したか否かを確認する（Ｓ１０８）。

風向切り替えの完了が確認されない場合（Ｓ１０８のＮ）、制御部１８は、風向切り替え完了の確認を繰り返す（Ｓ１０８）。風向切り替えの完了が確認された場合（Ｓ１０８のＹ）、制御部１８は、培養室６内の温度制御、ガス濃度制御、及び送風機３０の駆動をそれぞれ再開し（Ｓ１０９）、本フローを終了する。なお、制御部１８は、ステップＳ１０２において風向切り替えを促す表示とともに扉４の開放を促す表示を出し、ステップＳ１０３において風向切り替えの完了とともに扉４の開放も確認してもよい。また、制御部１８は、ステップＳ１０７において風向切り替えを促す表示とともに扉４の閉鎖を促す表示を出し、ステップＳ１０３において風向切り替えの完了とともに扉４の閉鎖も確認してもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る培養装置１は、アイソレータ１００，２００に連結された状態で、アイソレータ１００，２００が備える滅菌空間側に内扉４ｂが開くように構成されている。そして、内扉４ｂに送風機３０が設けられている。これにより、送風機３０の清掃、補修、交換等の作業を、作業室１０２内あるいはパスボックス２０８内の清浄な環境下で実施することができる。したがって、培養室６内の清浄環境を保ちながら培養装置１のメンテナンスを実施することができる。

また、内扉４ｂには、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２も設けられている。よって、これらの交換作業等も清浄環境下で実施することができる。したがって、培養室６内の清浄環境を保ちながら培養装置１のメンテナンスを実施することができる。

また、送風機３０は、吸気口３６及び排気口３８の向きを、内扉４ｂが閉じた状態でとる第１方向Ｚと、内扉４ｂが開いた状態でとる第２方向Ｙとに切り替え可能である。そして、内扉４ｂが閉じた状態で、吸気口３６及び排気口３８を第１方向Ｚとすることで、培養室６内に循環気流を形成することができる。また、内扉４ｂが開いた状態で吸気口３６及び排気口３８を第２方向Ｙとすることで、アイソレータ１００，２００の滅菌空間内の気体を培養室６内に導入することができる。これにより、培養に適した環境の維持と、培養室６内の簡単、確実な滅菌との両立を図ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る培養装置は、扉の開閉に連動して送風機３０の向きを切り替える切り替え機構を備える点を除き、実施の形態１に係る培養装置１と共通の構成を有する。本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成については、その説明を適宜省略する。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、実施の形態２に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。図９（Ａ）は、切り替え機構４８のカバー４８ｂが取り付けられた状態を、図９（Ｂ）は、カバー４８ｂが取り外された状態を、それぞれ示している。

実施の形態２に係る培養装置１（１Ｂ）は、内扉４ｂの開閉に連動して、第１方向Ｚと第２方向Ｙとを切り替える切り替え機構４８を備える。切り替え機構４８は、シャフト４８ａと、カバー４８ｂとを有する。シャフト４８ａは、両端部にベベルギア４８ｃを有する。また、送風機３０は、回動軸３２ａ（図４参照）の先端に、回動摘み３２ｂに代えてベベルギア３２ｃを有する。また、ヒンジ８は、所定位置にベベルギア８ａを有する。

シャフト４８ａは、一方のベベルギア４８ｃが送風機３０のベベルギア３２ｃと噛み合い、他方のベベルギア４８ｃがヒンジ８のベベルギア８ａと噛み合うように設置される。この状態で、シャフト４８ａ、ベベルギア３２ｃ及びベベルギア８ａを覆うように、カバー４８ｂが設けられる。内扉４ｂが開くと、ヒンジ８の回動にともなってシャフト４８ａが軸周り方向に回転する。そして、シャフト４８ａの回転がベベルギア３２ｃを介して筐体３２に伝わり、送風機３０が回動する。これにより、吸気口３６及び排気口３８の向きを、内扉４ｂの開閉に連動して第１方向Ｚから第２方向Ｙに、あるいは第２方向Ｙから第１方向Ｚに切り替えることができる。

このように、切り替え機構４８を設けることで、培養装置１の滅菌処理をより簡単に実施することができる。なお、切り替え機構４８の構成は上述したものに限定されず、例えば扉４の開閉に連動して駆動するモータを回動軸３２ａに設け、このモータにより送風機３０を回動させてもよい。

内扉４ｂの回動角度と送風機３０の回動角度との関係は、例えば、内扉４ｂが９０°開いたときに、送風機３０の吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向くように設定される。具体的には、内扉４ｂが９０°開いたときに、送風機３０が９０°回動するように設定される。あるいは、内扉４ｂが９０°以上の所定角度まで開いたときに、送風機３０の吸気口３６及び排気口３８が第２方向Ｙを向くように設定されてもよい。この場合、培養室６の対角線方向への送風を実現することができる。例えば、内扉４ｂが１２０°開いた時に送風機３０が９０°回動するように設定される。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る培養装置は、送風機及び微粒子捕集フィルタの配置が異なる点を除き、実施の形態１に係る培養装置１と共通の構成を有する。本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成については、その説明を適宜省略する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、実施の形態３に係る培養装置における外扉及び内扉が開いた状態を示す斜視図である。

図１０（Ａ）は、送風機３３０の吸気口３３６及び排気口３３８が第１方向を向いた状態を示している。図１０（Ｂ）は、送風機３３０の吸気口３３６及び排気口３３８が第２方向を向いた状態を示している。なお、図１０（Ａ）では、第１方向Ｚと第２方向Ｙとの切り替えを説明する便宜上、扉４は開いているが吸気口３３６及び排気口３３８は第１方向Ｚを向いた状態を図示している。また、図１０（Ｂ）では、微粒子捕集フィルタ３４２の図示を省略している。

実施の形態３に係る培養装置１（１Ｃ）は、実施の形態１に係る培養装置１が備える送風機３０よりも径の小さい円筒状の送風機３３０を備える。送風機３３０は、筐体内に配置されたファン（図示せず）と、吸気口３３６と、排気口３３８とを有する。送風機３３０は、回動自在に内扉４ｂに支持される。また、送風機３３０は、内扉４ｂの回動半径方向Ｒ（図１０（Ａ）において矢印Ｒで示す方向）において、内扉４ｂの中心Ｃよりも外側に設けられる。例えば、送風機３３０の回動中心は、水平方向あるいは回動半径方向Ｒにおいて、内扉４ｂの中心Ｃよりもヒンジ８から離間している。

第１方向Ｚを向いた状態の吸気口３３６と、下側通風路２４とは、第１前側通風路３４０を介して接続される。第１前側通風路３４０は、内扉４ｂに設けられる。第１方向Ｚを向いた状態の排気口３３８には、第２前側通風路３５０が接続される。第２前側通風路３５０は、内扉４ｂに設けられる。

第２前側通風路３５０は、鉛直流路３５０ａと水平流路３５０ｂとを有する。鉛直流路３５０ａは、一端が排気口３３８に接続され、他端が排気口３３８の鉛直方向上方に配置される。水平流路３５０ｂは、一端が鉛直流路３５０ａの鉛直方向上方側の端部に接続され、他端がヒンジ８の近傍に配置される。水平流路３５０ｂには、微粒子捕集フィルタ３４２が収容されている。微粒子捕集フィルタ３４２は、水平流路３５０ｂの延在方向に沿って、すなわち水平方向に延在する。

送風機３３０が駆動されると、培養室６内の気体は、下側通風路２４から第１前側通風路３４０を抜け、吸気口３３６、ファン、排気口３３８、鉛直流路３５０ａ及び水平流路３５０ｂを経て、微粒子捕集フィルタ３４２を通過して培養室６内に吐出される。また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、送風機３３０は、吸気口３３６及び排気口３３８の向きを第１方向Ｚと第２方向Ｙとに切り替え可能である。

本実施の形態に係る培養装置１では、送風機３３０が内扉４ｂの回動半径方向Ｒの外側に配置される。これにより、送風機３３０が回動半径方向Ｒの内側に配置される場合に比べて、送風機３３０を作業室１０２あるいはパスボックス２０８側により突出させることができる。このため、培養装置１のメンテナンスをより簡単に実施することができる。また、滅菌処理において、作業室１０２あるいはパスボックス２０８内の滅菌物質を、より確実に培養室６内に引き込むことができる。

（実施の形態４）
実施の形態４に係る培養装置は、扉４として外扉４ａのみを備える点を除き、実施の形態１に係る培養装置１と共通の構成を有する。本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成については、その説明を適宜省略する。図１１は、実施の形態４に係る培養装置における外扉が開いた状態を示す斜視図である。

本実施の形態に係る培養装置１（１Ｄ）は、扉４として外扉４ａのみを備える。すなわち、内扉４ｂを有しない。送風機３０、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、外扉４ａに設けられる。外扉４ａは、培養装置１がアイソレータ１００，２００に連結された状態で、アイソレータ１００，２００が備える滅菌空間としての作業室１０２やパスボックス２０８側に開くように構成されている。このため、送風機３０、前側通風路４０、微粒子捕集フィルタ４２、殺菌灯４４、温度センサ２０及び濃度センサ２２は、培養装置１がアイソレータ１００に連結された状態で外扉４ａが開いたときに、アイソレータ１００の滅菌空間内に位置する。これにより、培養室６内の清浄な環境を維持したまま、培養装置１のメンテナンスを実施することができる。

本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態を組み合わせたり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのように組み合わせられ、もしくはさらなる変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した各実施の形態同士の組み合わせ、及び上述した各実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態、及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

例えば、実施の形態４に係る培養装置１に、切り替え機構４８が設けられてもよい。また、実施の形態４に係る培養装置１において、送風機３０は、外扉４ａの回動半径方向で外扉４ａの中心よりも外側に設けられてもよい。

上述した各実施の形態において、吸気口３６，３３６と排気口３８，３３８との配置は逆であってもよい。すなわち、吸気口３６，３３６及び排気口３８，２２８が第１方向Ｚを向いている状態で、吸気口３６，３３６が鉛直方向上方に配置され、排気口３８，３３８が鉛直方向下方に配置されてもよい。この場合、扉４を開いた際の送風機３０，３３０の回動方向は、上述した各実施の形態とは逆方向であることが好ましい。また、培養室６内には、上述した各実施の形態とは逆方向の循環気流が形成される。なお、殺菌灯４４は、微粒子捕集フィルタ４２，３４２よりも循環気流の風上側に配置されることが好ましい。これにより、微粒子捕集フィルタ４２，３４２に生きた細菌が捕捉され、フィルタ上で細菌が増殖する事態を抑制することができる。

１培養装置、２ａ開口、４扉、４ａ外扉、４ｂ内扉、６培養室、２０温度センサ、２２濃度センサ、３０，３３０送風機、３６，３３６吸気口、３８，３３８排気口、４０前側通風路、４２，３４２微粒子捕集フィルタ、４４殺菌灯、４８切り替え機構、１００，２００アイソレータ、１０２作業室、２０８パスボックス、３４０第１前側通風路、３５０第２前側通風路、Ｙ第２方向、Ｚ第１方向。

Claims

アイソレータに連結される培養装置であって、
開口を有する培養室と、
前記開口を塞ぐ扉と、
前記培養室内の気体を循環させる送風機と、を備え、
前記扉は、培養装置がアイソレータに連結された状態で、アイソレータが備える滅菌空間側に開くように構成され、
前記送風機は、前記扉に設けられることを特徴とする培養装置。
前記培養室内の気体が流れる通風路をさらに備え、
前記通風路の少なくとも一部は、前記扉に設けられる請求項１に記載の培養装置。
微粒子捕集フィルタをさらに備え、
前記微粒子捕集フィルタは、前記扉に設けられる請求項１又は２に記載の培養装置。
殺菌灯をさらに備え、
前記殺菌灯は、前記扉に設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の培養装置。
前記培養室内の状態を検知するセンサをさらに備え、
前記センサは、前記扉に設けられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の培養装置。
前記送風機は、吸気口と排気口とを有し、前記吸気口及び前記排気口の向きを、前記扉が閉じた状態でとる第１方向と、前記扉が開いた状態でとる第２方向とに切り替え可能であり、
前記第１方向は、前記培養室内の気体を循環させることができる方向であり、
前記第２方向は、前記滅菌空間内の気体を前記培養室内に導入することができる方向である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の培養装置。
前記第１方向及び前記第２方向は、互いに交わる方向である請求項６に記載の培養装置。
前記扉の開閉に連動して前記第１方向と前記第２方向とを切り替える切り替え機構を備える請求項６又は７に記載の培養装置。
前記送風機は、前記扉の回動半径方向において前記扉の中心よりも外側に設けられる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の培養装置。