JP2018033423A - 細胞用バッグ状容器 - Google Patents

Abstract

【課題】軟包材からなるバッグ状の容器を細胞の培養又は保存の用途に供するにあたり、その形状を保持するための部材を別途用意することなく、当該容器が備える収容部の形状保持を可能とする。【解決手段】収容部２を備えるとともに、収容部２と仕切られた気体封入部３を一体に製袋し、気体が封入されて膨らんだ気体封入部３によって、容器１が載置される載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持可能とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、細胞の培養又は保存の用途に供される細胞用バッグ状容器に関する。

近年、医薬品の生産、遺伝子治療、再生医療、免疫療法などの医薬学・生化学分野において、細胞（組織、微生物、ウイルスなどを含む）を人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。

このような要求に応えるべく、従前より種々の提案がなされてきており、例えば、特許文献１には、容器底面を形成するフィルム素材（軟包材）を凹凸状に成形し、容器底面に複数の凹部を設けた培養バッグが提案されている。これによれば、平面状の底面を有する培養バッグに比べて、細胞の増殖率を高めることができるとされている（特許文献１の段落［００８１］参照）。

特開２００９−１１２６０号公報

ところで、特許文献１が提案する培養バッグのように、軟包材からなるバッグ状の容器が、コンタミネーションのリスクが少ない閉鎖系培養に適していることから、細胞培養の用途に広く利用されるようになってきているが、このような容器は、素材の性質上、変形し易いものである。そのため、特許文献１では、別途用意した保持用トレイに容器底部を収容するようにして、容器底部に設けた凹部の形状を保持することが可能となるようにしている（特許文献１の段落［００７０］参照）。

しかしながら、かかる保持用トレイを培養バッグごとに用意したのでは、コスト面での不利があるだけでなく、その保管に際してスペースが取られてしまうなどの在庫管理上の問題もある。保持用トレイを使い回しすることも考えられるが、その場合には、コンタミネーションを防止するために使用の都度、洗浄、滅菌などの処理が必要となり、煩雑な手間が強いられるという問題がある。

さらに、特許文献１では、保持用トレイによって培養バッグ内への酸素透過が妨げられないように、保持用トレイに通気孔を設けるなどしているが（特許文献１の段落［００７２］参照）、それにも限界があり、保持用トレイと接触する部分で酸素透過が妨げられてしまうのは避けられない。

そこで、本発明者らは、軟包材からなるバッグ状の容器を細胞の培養又は保存の用途に供するにあたり、その形状を保持するための部材を別途用意することなく、当該容器が備える収容部の形状保持が可能となるように鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

本発明に係る細胞用バッグ状容器は、細胞の培養又は保存の用途に供される軟包材からなるバッグ状の容器であって、収容部を備えるとともに、前記収容部と仕切られた気体封入部が一体に製袋され、気体が封入されて膨らんだ前記気体封入部によって、当該容器が載置される載置面に対して前記収容部の底面側が離間した状態で、前記収容部を支持可能とした構成としてある。

本発明によれば、収容部の形状保持を可能とするとともに、気体が封入された気体封入部によって外部からの衝撃を吸収することもできる。

本発明の第一実施形態に係る細胞用バッグ状容器の概略を示す平面図である。 本発明の第一実施形態に係る細胞用バッグ状容器の使用状態を示す説明図である。 本発明の第一実施形態に係る細胞用バッグ状容器の変形例を示す概略平面図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞用バッグ状容器の概略を示す説明図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞用バッグ状容器の変形例の概略を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第一実施形態］
図１に、本発明の第一実施形態に係る細胞用バッグ状容器の概略を示す。

図１に示す容器１は、閉鎖系培養に適した軟包材からなる培養バッグに本発明を適用した例であり、容器１を形成する軟包材は、細胞培養を閉鎖系で行うことができるように、細胞培養に必要な酸素透過性及び二酸化炭素透過性を有しているのが好ましい。さらに、高い細胞増殖効率を実現するために、低細胞毒性、低溶出性、及び放射線滅菌適性を有しているのが好ましく、細胞培養の進行状況や細胞の状態を観察できるように、内部を透視できる程度の透明性を有しているのが好ましい。

このような軟包材としては、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリエステル，シリコーン系エラストマー，ポリスチレン系エラストマー，テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等の熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。これらの樹脂は単層で用いても、同種又は異種の樹脂を積層して用いてもよい。

容器１は、このような軟包材を用いて製袋され、収容部２を備えるとともに、収容部２と仕切られた気体封入部３が一体に製袋されている。例えば、二枚の軟包材を重ねて所定の部位をヒートシールすることにより、図１に示すように、周縁がヒートシールされた方形状の収容部２と、ヒートシールによって収容部２と仕切られた気体封入部３とが一体に製袋されるようにすることができる。
なお、図１において、軟包材どうしがヒートシールされた部位を網点で示す。

収容部２は、細胞を培養液等とともに収容し、培養や培養前後で細胞の保存を行う場所である。かかる収容部２は、ヒートシールと同時に又はヒートシールに先だって、真空成形、圧空成形、プレス形成などの成形手段によって所定の形状に成形することもでき、図示する例では、収容部２の底面に、細胞培養部となる複数の凹部２０を設けてある。

収容部２の底面に設ける凹部２０は、収容部２内における細胞の移動を抑止し、培養中の細胞を一つの凹部２０に留まらせるとともに、凹部２０の底部に細胞を集めて効率良く培養できるようにするために、例えば、開口径（直径）が１．５〜１０ｍｍ、深さが０．１ｍｍ以上の球冠状に形成することができる。

また、収容部２には、送液チューブを接続可能とする注入出用ポート２１が設けられている。このような注入出用ポート２１を設けることで、例えば、培地が貯留された培地バッグから収容部に培地を供給したり、培養された細胞を培養終了後に回収用のバッグに回収したりするなどの操作を、注入出用ポート２１に接続された送液チューブを介して閉鎖系を維持したまま行うことができきる。

注入出用ポート２１は、培地や細胞などが流通可能な管状の部材からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、ＦＥＰなどの熱可塑性樹脂を用いて、射出成形、押出成形などにより、軸方向に貫通する送流孔を有する所定の形状に成形することができる。特に図示しないが、注入出用ポート２１には、収容部２の天面側と底面側の内面どうしが貼り付いて送流孔が閉塞してしまうのを避けるために、その基端から容器本体２内に突出するポート閉塞防止片を設けることができる。

気体封入部３には、容器１に用いる軟包材（樹脂フィルム）に対して透過性の低い窒素ガスや空気などの気体が封入され、気体を封入することによって気体封入部３が膨らむようになっている。収容部２の酸素透過性及び二酸化炭素透過性を確保しつつ、気体封入部３に封入された気体の透過を抑制するために、前述したような軟包材を用いて容器１を製袋するに際し、当該軟包材の気体封入部３が形成される部位に、必要に応じてガスバリヤー層を設けることもできる。

気体封入部３への気体の封入は、容器１を製袋する際に行ってもよいが、気体封入部３が膨らんだ状態にあると保管に際して嵩張ってしまい、また、保管している間に封入した気体が抜けて気体封入部３がしぼんでしまうことも懸念される。このため、気体封入部３には、気体封入ポート３１を設けて、容器１を使用する際に、気体封入部３内に気体を封入できるようにするのが好ましい。
かかる気体封入ポート３１は、気体封入部３内に気体を封入する際に開閉可能になっていれば、その具体的な構成は特に限定されないが、気体の封入操作が容易となるように逆止弁構造を有しているのが好ましい。

図１に示す容器１において、気体封入部３は、収容部２の周縁側に、注入出用ポート２１が設けられた部位を除いて、収容部２を囲繞するように形成されている。このような気体封入部３に気体が封入されると、図２（ｂ）に示すように、膨らんだ気体封入部３が支柱として機能し、容器１が載置される載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持することができる。
なお、図２(ａ)は、図１のＡ−Ａ端面を示し、図２（ｂ）は、気体封入部３に気体を封入して膨らませた容器１を載置面Ｓに載置した状態を示している。

これにより、収容部２の形状、特に、収容部２の底面に設けた凹部２０の形状を、その形状を保持するための部材を別途用意することなく保持することができる。その結果、収容部２の底面に凹部２０を設けた所期の目的が阻害されることなく、凹部２０の底部に細胞を集めて効率良く培養することが可能となる。しかも、収容部２の底面は載置面Ｓと非接触とすることができるため、細胞培養に必要な酸素や二酸化炭素の透過を妨げてしまう虞もない。

このように、本実施形態では、収容部２の周縁側に形成されるように気体封入部３を配置し、気体が封入されて膨らんだ気体封入部３によって、容器１が載置される載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持できるようにしているが、気体封入部３の配置は、図１に示す例に限定されない。容器１を載置面Ｓに載置した際に、収容部２が垂れ下がることなく、膨らんだ気体封入部３によって収容部２が懸架され、載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持できるようになっていれば、気体封入部３の配置は適宜変更することができる。

気体封入部３を収容部２の周縁側に配置する他の例を図３に示すが、図３（ａ）に示すように、収容部２の三辺に沿って一つの気体封入部３をコの字状に配置してもよく、図２（ｂ）に示すように、両端側が屈曲してコの字状に形成された二つの気体封入部３を収容部２を介して対向するように配置してもよく、図２（ｃ）に示すように、一端側が屈曲してＬ字状に形成された二つの気体封入部３を収容部２を介して対向するように配置してもよい。容器１の大きさが大きい場合には、図２（ｄ）に示すように配置することもできる。

また、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す配置とする場合、収容部２を介して対向するように配置した一方の気体封入部３の端部と他方の気体封入部３の端部とが離れていると、収容部２が垂れ下がってしまう虞がある。そのような場合には、両端部間に剛性体からなる補強部材３０を配設して、収容部２の垂れ下がりを防止することもできる。

また、容器１は、その四隅に穿設した孔３２を、載置台に立設した固定ピンに係止することで、載置台上に定置することもできる。この場合には、図２（ｅ）に示すように、少なくとも収容部２の対向する二辺に沿って気体封入部３を配置することで、載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持することができる。

また、本実施形態では、閉鎖系培養に適した軟包材からなる培養バッグに本発明を適用した例を挙げているが、容器１の使用態様は、これに限定されない。気体が封入されて膨らんだ気体封入部３には、容器１が落下などした際の衝撃を吸収する緩衝材としの機能も期待できる。このことから、容器１は、気体が封入された気体封入部３が外部からの衝撃を吸収できることを利用して、細胞の保存の用途に供される耐衝撃性に優れた保存容器としての使用も可能である。

例えば、細胞を凍結保存する際には、一般に、−１９６℃の液体窒素により容器ごと凍結するが、凍結により容器の耐衝撃性が極端に低下し、容器を取り出す際に誤って落としてしまったりすると、容器が破損してしまうことがある。
本実施形態の容器１を凍結保存容器として用いて、気体封入部３に気体を封入して凍結すれば、容器１を取り出す際に気体封入部３が膨らんで緩衝材として機能し、収容部２を保護することができる。そして、解凍後は、そのまま細胞培養を行うことも可能である。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
前述した第一実施形態では、気体封入部３が、収容部２の周縁側に形成されているが、本実施形態にあっては、図４に示すように、収容部２の下方に重ねて気体封入部３ａを形成している。

図４に示す容器１は、例えば、収容部２の天面側を形成する軟包材と、収容部２の底面側を形成する軟包材と、気体封入部３ａを形成する軟包材とを重ねるとともに、所定の位置に注入出用ポート２１と気体封入ポート３１を挟んで、これらの軟包材の周縁をヒートシールすることにより、収容部２と仕切られて、その下方に重ねて形成された気体封入部３ａが、収容部２と一体に製袋されるようにすることができる。

収容部２の下方に重ねて形成された気体封入部３ａに気体が封入されると、膨らんだ気体封入部３ａによって収容部２が浮き上がり、容器１が載置される載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持することができる。これにより、第一実施形態と同様に、収容部２の形状を保持することが可能となる。

また、本実施形態では、図５に示すように、収容部２の上方にも重ねて気体封入部３ｂを形成することができる。
図５に示す容器１は、例えば、気体封入部３ｂを形成する軟包材と、収容部２の天面側を形成する軟包材と、収容部２の底面側を形成する軟包材と、気体封入部３ａを形成する軟包材とを重ねるとともに、所定の位置に注入出用ポート２１と気体封入ポート３１を挟んで、これらの軟包材の周縁をヒートシールすることにより、収容部２と仕切られて、その上下に重ねて形成された気体封入部３ａ，３ｂが、収容部２と一体に製袋されるようにすることができる。

収容部２の下方の一方にだけ気体封入部３ａを重ねて形成した場合には、気体封入部３ａに気体を封入して膨らませた際に、容器１が弓なりに反ってしまうことがあるが、収容部２の上下に重ねて気体封入部３ａ，３ｂを形成することで、容器１の反りを抑止することができる。

本実施形態が、前述した第一実施形態と異なるのは、気体封入部３ａ，３ｂが、収容部２の下方に又は上下に重ねて形成されている点にあり、これ以外の構成は、前述した第一実施形態と共通するため、重複する説明は省略する。

また、前述した第一実施形態と同様に、本実施形態にあっても、細胞に保存の用途に供される耐衝撃性に優れた保存容器としての使用が可能であり、特に、収容部２の上下に重ねて気体封入部３ａ，３ｂを形成した場合には、外部からの衝撃を面で吸収可能な気体封入部３ａ，３ｂによって収容部２の全面が覆われるため、より高い衝撃吸収性能を発揮することができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

すなわち、本発明に係る細胞用バッグ状容器は、収容部２を備えるとともに、収容部２と仕切られた気体封入部３が一体に製袋され、気体が封入されて膨らんだ気体封入部３によって、容器１が載置される載置面Ｓに対して収容部２の底面側が離間した状態で、収容部２を支持可能となっていれば、これ以外の細部の構成は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態で説明した細部の構成を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。

本発明は、医薬学・生化学分野において、細胞の培養又は保存の用途に供される細胞用バッグ状容器として広く利用することができる。

１ 容器
２ 収容部
２０ 凹部
２１ 注入出用ポート
３，３ａ，３ｂ 気体封入部
３１ 気体封入ポート
Ｓ 載置面

Claims (7)

1. 細胞の培養又は保存の用途に供される軟包材からなるバッグ状の容器であって、
   収容部を備えるとともに、前記収容部と仕切られた気体封入部が一体に製袋され、
   気体が封入されて膨らんだ前記気体封入部によって、当該容器が載置される載置面に対して前記収容部の底面側が離間した状態で、前記収容部を支持可能としたことを特徴とする細胞用バッグ状容器。
2. 前記軟包材が、酸素透過性又は二酸化炭素透過性を有する請求項１に記載の細胞用バッグ状容器。
3. 前記気体封入部に、気体封入ポートが設けられている請求項１又は２に記載の細胞用バッグ状容器。
4. 前記収容部の底面に、細胞培養部となる凹部が設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の細胞用バッグ状容器。
5. 前記気体封入部が、前記収容部の周縁側に形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の細胞用バッグ状容器。
6. 前記気体封入部が、少なくとも前記収容部の下方に重ねて形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の細胞用バッグ状容器。
7. 前記気体封入部が、前記収容部の上下に重ねて形成されている請求項６に記載の細胞用バッグ状容器。

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