JP2019154762A - 融解装置及び融解方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内に収容された生体由来凍結物を衛生的に且つ迅速に融解することが可能な融解装置及び融解方法を提供する。【解決手段】容器１２内に収容された生体由来凍結物１４を融解する融解装置１０は、容器１２内の生体由来凍結物１４を加温する加温部２０と、生体由来凍結物１４の氷塊を破壊する破壊機構２６とを備える。生体由来凍結物１４の氷塊を破壊することで生体由来凍結物１４の表面積が増えるため、生体由来凍結物１４の融解を促進することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、容器内に収容された生体由来凍結物を融解する融解装置及び融解方法に関する。

従来、バッグ等の容器内に収容された生体由来凍結物の融解（解凍）は、容器を恒温水槽に浸漬して行われる手法が一般的である。しかし、このような温水を用いた融解方法は、衛生的な問題が懸念される。そこで、特許文献１では、２つの加温バッグにより容器を上下から挟み込み、容器内の生体由来凍結物を融解する装置が提案されている。

欧州特許第０３１８９２４号明細書

しかしながら、従来技術では、加温バッグから容器への伝熱が効率的に行われず、生体由来凍結物の融解に長い時間を要することが考えられる。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、容器内に収容された生体由来凍結物を衛生的に且つ迅速に融解することが可能な融解装置及び融解方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様は、容器内に収容された生体由来凍結物を融解する融解装置であって、前記容器内の前記生体由来凍結物を加温する加温部と、前記生体由来凍結物の氷塊を破壊する破壊機構と、を備える。

この融解装置によれば、生体由来凍結物の氷塊を破壊することで生体由来凍結物の表面積が増えるため、生体由来凍結物の融解を促進することができる。従って、容器内に収容された生体由来凍結物を迅速に融解することが可能となる。また、温水が容器の外面に直接触れることがないため、衛生的である。

前記破壊機構は、前記容器内の前記生体由来凍結物に荷重を掛けることにより前記生体由来凍結物を破壊する当接部材を有してもよい。

この構成により、当接部材が容器の外面に直接触れて荷重を掛けるため、効率的に氷塊を破壊することができる。

前記当接部材はローラであってもよい。

この構成により、ローラは容器の外面を連続的に移動できるため、一層効率的に氷塊を破壊することができる。

前記破壊機構は、前記生体由来凍結物に向けてエネルギーを照射するエネルギー照射部を有し、前記エネルギーにより前記生体由来凍結物の氷塊を破壊してもよい。

この構成により、容器に荷重がかからないため、容器を損傷することなく生体由来凍結物の融解を促進することができる。

前記破壊機構は、前記加温部による前記生体由来凍結物に対する加温を開始してから所定時間経過後に破壊動作を開始してもよい。

これにより、容器の温度がガラス転移点を下回ってから氷塊を破壊するため、容器の破損を防止することができる。

前記生体由来凍結物は端部の厚みが中央部の厚みよりも薄いものであり、前記破壊機構は、前記生体由来凍結物の前記端部を破壊した後に、前記生体由来凍結物の前記中央部を破壊してもよい。

生体由来凍結物は、厚い中央部よりも薄い端部の方が破壊しやすい。従って、生体由来凍結物の端部を破壊した後に、生体由来凍結物の中央部を破壊することにより、効率的に破壊を行うことができる。

本発明の他の態様は、容器内に収容された生体由来凍結物を融解する融解方法であって、前記生体由来凍結物の氷塊を破壊すること、及び前記容器内の少なくとも一部の氷塊が破壊された前記生体由来凍結物を加温すること、を含む。

本発明の融解装置及び融解方法によれば、容器内に収容された生体由来凍結物を衛生的に且つ迅速に融解することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る融解装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る融解装置の概略図である。 生体由来凍結物が収容された容器及びローラの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る融解装置の概略図である。 本発明の第３実施形態に係る融解装置の概略図である。

以下、本発明に係る融解装置及び融解方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示す第１実施形態に係る融解装置１０は、容器１２内に収容された生体由来凍結物１４を融解するために使用される。容器１２は、例えば、樹脂フィルムで形成された袋状の扁平な軟質バッグである。

容器１２内に収容された生体由来凍結物１４は、生体由来物質を含有する液体（生体由来液状物）を凍結させたものである。生体由来液状物としては、例えば、細胞懸濁液、血液、血漿等が挙げられる。細胞懸濁液としては、幹細胞移植に用いられる造血幹細胞（臍帯血、骨髄液、末梢血幹細胞等）が挙げられる。細胞懸濁液の細胞はこれに限定されるものではないが、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、肝細胞、膵細胞、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞、軟骨細胞等の接着系細胞、全血、赤血球、白血球、リンパ球（Ｔリンパ球、Ｂリンパ球）、樹状細胞、血漿、血小板及び多血小板血漿等の血液細胞や血液成分、骨骸単核細胞、造血幹細胞、ＥＳ細胞、多能性幹細胞、ｉＰＳ細胞由来の細胞（例えば、ｉＰＳ細胞由来の心筋細胞）、間葉系幹細胞（例えば、骨髄、脂肪組織、末梢血、皮膚、毛根、筋組織、子宮内膜、胎盤、臍帯血由来のもの等）、精子細胞及び卵子細胞等の細胞である。これらの細胞は遺伝子治療等に用いられる遺伝子が導入された細胞であってもよい。

図１に示すように、融解装置１０は、本体部１６と、本体部１６に可動に接続された蓋部１８とを備える。本体部１６には、動作開始、動作停止等を操作するための操作ボタンや、各種設定をするための設定ボタン等を含む操作部１６ａと、各種情報（設定時間、残り時間、設定温度等）を表示するディスプレイ１６ｂが設けられている。蓋部１８は、ヒンジ部１９を介して本体部１６に回動可能に接続されおり、本体部１６に対して開閉可能である。なお、蓋部１８を閉じた際に、閉じた状態を維持するためのロック機構（例えば、フック等）が設けられているとよい。

図２に示すように、融解装置１０は、さらに、容器１２内の生体由来凍結物１４を加温する加温部２０と、生体由来凍結物１４の氷塊を破壊する破壊機構２６とを備える。加温部２０は、例えば、本体部１６に設けられる。加温部２０は、例えば、ヒータ２２（シーズヒータ、カートリッジヒータ、平面ヒータ等）である。第１実施形態の場合、加温部２０が、容器１２を載せるための載置台を兼ねている。加温部２０は、本体部１６に設けられた制御部２８により制御される。

破壊機構２６は、例えば、蓋部１８に設けられる。破壊機構２６は、容器１２内の生体由来凍結物１４に荷重を掛けることにより生体由来凍結物１４を破壊する当接部材３０を有する。第１実施形態の場合、当接部材３０はローラ３１である。ローラ３１は、容器１２の上面を押圧するように配置されている。図３に示すように、ローラ３１の幅Ｗ１（ローラ３１の軸方向長さ）は、容器１２の幅Ｗ２（容器１２が長方形状の場合、短辺の長さ）と同程度であるか、容器１２の幅Ｗ２よりも大きいとよい。

図２において、ローラ３１は、駆動部３２により移動させられる。駆動部３２は、ローラ３１の回転軸３１ａに対して直交する水平方向（矢印Ｘ方向）及び鉛直方向（矢印Ｚ方向）にローラ３１を移動可能に構成されている。これにより、ローラ３１を容器１２の表面に沿って移動可能である。駆動部３２は、回転軸３１ａに沿った水平方向にもローラ３１を移動可能に構成されてもよい。

駆動部３２は、モータ等の駆動源３２ａと、駆動源３２ａの動力に基づいてローラ３１を移動させる移動機構３２ｂとを有する。詳細は省略するが、移動機構３２ｂは、例えば、昇降ガイド及び水平移動ガイドを有する機構、あるいはリンク機構等である。駆動部３２は、制御部２８により制御される。

次に、上記のように構成された融解装置１０の作用を説明する。

融解装置１０を使用して容器１２内に収容された生体由来凍結物１４を融解する場合には、図２に示すように、生体由来凍結物１４が収容された容器１２を加温部２０の上に載せて、蓋部１８を閉める。これにより、容器１２が融解装置１０内に収容される。

本体部１６に設けられた操作部１６ａ（図１）のスタートボタンを操作すると、融解装置１０は動作を開始する。具体的には、加温部２０（ヒータ２２）が昇温し、容器１２内の生体由来凍結物１４が加温される。このように、容器１２内の生体由来凍結物１４が加温され、加温がある程度の時間維持されることで、生体由来凍結物１４が融解される。

加温部２０による加温と並行して、破壊機構２６が動作し、生体由来凍結物１４の氷塊を破壊する。具体的には、当接部材３０が、生体由来凍結物１４を収容した容器１２の表面を押圧する。第１実施形態の場合、ローラ３１が、容器１２の表面を押圧しながら、表面に沿って移動する。この場合、ローラ３１は、制御部２８による制御の下、加温部２０による容器１２（及び生体由来凍結物１４）に対する加温を開始してから所定時間経過後に、容器１２に対する押圧を開始する。具体的には、ローラ３１は、生体由来凍結物１４が融解し始めた後に氷塊の破壊を開始する。生体由来凍結物１４が融解し始めたか否かは、例えば、容器１２の表面温度を測定する温度センサを設け、温度センサにより検出された温度が所定温度（例えば、５℃）以上になったか否かで判定してもよい。

容器１２の形状により、生体由来凍結物１４は、端部１４ａ、１４ｂの厚みが中央部１４ｃの厚みよりも薄くなっている。生体由来凍結物１４は、厚い中央部１４ｃよりも薄い端部１４ａ、１４ｂ（両端部）の方が破壊しやすい。そこで、破壊機構２６は、生体由来凍結物１４の端部１４ａ、１４ｂを破壊した後に、生体由来凍結物１４の中央部１４ｃを破壊する。

具体的に、まず、破壊機構２６は、駆動部３２によりローラ３１を生体由来凍結物１４の一方の端部１４ａに対応する位置Ｐ１へと移動させ、ローラ３１により生体由来凍結物１４の一方の端部１４ａ及びその近傍箇所から破壊を開始する。

次に、破壊機構２６は、駆動部３２によりローラ３１を生体由来凍結物１４の他方の端部１４ｂに対応する位置Ｐ２へと移動させ、ローラ３１により生体由来凍結物１４の他方の端部１４ｂ及びその近傍箇所を破壊する。

そして、破壊機構２６は、駆動部３２によりローラ３１を生体由来凍結物１４の中央部１４ｃに対応する位置Ｐ３へと移動させ、ローラ３１により生体由来凍結物１４の中央部１４ｃ及びその近傍箇所を破壊する。

第１実施形態に係る融解装置１０は、以下の効果を奏する。

融解装置１０によれば、生体由来凍結物１４を加温しながら生体由来凍結物１４の氷塊を破壊することで生体由来凍結物１４の表面積が増えるため、生体由来凍結物１４の融解を促進することができる。従って、容器１２内に収容された生体由来凍結物１４を迅速に融解することが可能となる。また、温水が容器１２の外面に直接触れることがないため、衛生的である。

破壊機構２６は、容器１２内の生体由来凍結物１４に荷重を掛けることにより生体由来凍結物１４を破壊する当接部材３０を有する。この構成により、当接部材３０が容器１２の外面に直接触れて荷重を掛けるため、効率的に氷塊を破壊することができる。

特に、当接部材３０はローラ３１である。この構成により、ローラ３１は容器１２の外面を連続的に移動できるため、一層効率的に氷塊を破壊することができる。

破壊機構２６は、加温部２０による生体由来凍結物１４に対する加温を開始してから所定時間経過後に破壊動作を開始する。これにより、容器１２の温度がガラス転移点を下回ってから氷塊を破壊するため、容器１２の破損を防止することができる。

生体由来凍結物１４は端部１４ａ、１４ｂの厚みが中央部１４ｃの厚みよりも薄いものであり、破壊機構２６は、生体由来凍結物１４の端部１４ａ、１４ｂを破壊した後に、生体由来凍結物１４の中央部１４ｃを破壊する。比較的破壊しやすい生体由来凍結物１４の端部１４ａ、１４ｂから破壊を開始するため、効率的に破壊を行うことができる。

なお、当接部材３０は、ローラ３１に限らない。すなわち、当接部材３０は、非回転体であってもよく、容器１２に衝撃を加えること（容器１２の表面を叩く等）により容器１２内の生体由来凍結物１４を破壊する衝撃負荷部材であってもよい。当接部材３０は、容器１２を高速で振動させることにより生体由来凍結物１４を破壊する加振部材であってもよい。

図４に示す第２実施形態に係る融解装置４０は、加温部２０を容器１２（生体由来凍結物１４）の上方に配置したものである。具体的に、生体由来凍結物１４が収容された容器１２は、本体部１６に設けられた載置部４２（載置台）上に載置される。加温部２０は、容器１２（生体由来凍結物１４）及び破壊機構２６の上方に配置されている。加温部２０は、容器１２の上方で、容器１２と非接触に対向する。加温部２０は、輻射熱で生体由来凍結物１４を加温する。加温部２０は、蓋部１８に設けられている。

このように構成される第２実施形態に係る融解装置４０によっても、第１実施形態に係る融解装置１０と同様の作用効果が得られる。

図５に示す第３実施形態に係る融解装置５０は、生体由来凍結物１４の氷塊を破壊する手段が、第１及び第２実施形態に係る融解装置１０、４０と異なっている。具体的に、この融解装置５０の破壊機構５２は、生体由来凍結物１４に向けてエネルギーＥを照射するエネルギー照射部５４を有し、エネルギーＥにより生体由来凍結物１４の氷塊を破壊するように構成されている。

エネルギー照射部５４は、例えば、生体由来凍結物１４に向けて、エネルギーＥとして超音波を照射する。エネルギーＥは、電磁波、レーザ光等であってもよい。エネルギー照射部５４は、容器１２（生体由来凍結物１４）の上方に配置されている。エネルギー照射部５４は、蓋部１８に設けられている。

融解装置５０によっても、第１実施形態に係る融解装置１０と同様に、容器１２内に収容された生体由来凍結物１４を衛生的に且つ迅速に融解することができる。また、この融解装置５０によれば、生体由来凍結物１４の破壊の際に容器１２に荷重がかからないため、容器１２を損傷することなく生体由来凍結物１４の融解を促進することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

１０、４０、５０…融解装置 １２…容器
１４…生体由来凍結物 ２０…加温部
２２…ヒータ ２６、５２…破壊機構
３０…当接部材 ３１…ローラ
５４…エネルギー照射部

Claims (7)

1. 容器内に収容された生体由来凍結物を融解する融解装置であって、
   前記容器内の前記生体由来凍結物を加温する加温部と、
   前記生体由来凍結物の氷塊を破壊する破壊機構と、
   を備える、融解装置。
2. 請求項１記載の融解装置において、
   前記破壊機構は、前記容器内の前記生体由来凍結物に荷重を掛けることにより前記生体由来凍結物を破壊する当接部材を有する、融解装置。
3. 請求項２記載の融解装置において、
   前記当接部材はローラである、融解装置。
4. 請求項１記載の融解装置において、
   前記破壊機構は、前記生体由来凍結物に向けてエネルギーを照射するエネルギー照射部を有し、前記エネルギーにより前記生体由来凍結物の氷塊を破壊する、融解装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の融解装置において、
   前記破壊機構は、前記加温部による前記生体由来凍結物に対する加温を開始してから所定時間経過後に破壊動作を開始する、融解装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の融解装置において、
   前記生体由来凍結物は端部の厚みが中央部の厚みよりも薄いものであり、
   前記破壊機構は、前記生体由来凍結物の前記端部を破壊した後に、前記生体由来凍結物の前記中央部を破壊する、融解装置。
7. 容器内に収容された生体由来凍結物を融解する融解方法であって、
   前記生体由来凍結物の氷塊を破壊すること、及び
   前記容器内の少なくとも一部の氷塊が破壊された前記生体由来凍結物を加温すること、
   を含む、融解方法。

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