JP2020043807A - バイオリアクタ、細胞培養システム及び細胞培養方法 - Google Patents
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Abstract
Description
20…バイオリアクタ 22…循環流路
58…細胞播種面 60…被播種部材
62…ハウジング 64a…導入部
64b…導出部 66、66a〜66c…回転駆動部
76a…入口カバー部 76b…出口カバー部
80a、180a…入口側回転部材 80b、180b…出口側回転部材
92a、182a…入口ポート 92b、182b…出口ポート
94…スリット
100a、130a、150a、160a…入口側駆動部
100b、130b、150b、160b…出口側駆動部
102a、102b…内側磁石部
104a、104b、152a、152b、162a、162b…外側磁石部
106a、106b、132a、132b、154a、154b…駆動部本体
168…電磁石 174…コイル部
164a、164b…電流制御部 184…中央貫通孔
186…第1貫通孔 188…第2貫通孔
Claims (22)
- 細胞を培養するためのバイオリアクタであって、
細胞が播種される細胞播種面を有する被播種部材と、
前記被播種部材を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、細胞含有液、細胞を前記細胞播種面から剥離するための剥離液及び培地の少なくとも1つの流体を前記ハウジング内に導入する導入部と、
前記ハウジングに設けられ、前記流体を前記ハウジング内から導出させる導出部と、
前記導入部に設けられた回転駆動部と、を備え、
前記導入部は、
前記ハウジングに設けられた入口カバー部と、
前記入口カバー部の周方向に沿って回転可能に前記入口カバー部内に配設された入口側回転部材と、を有し、
前記入口側回転部材には、前記流体を前記ハウジング内に導入させる入口ポートが形成され、
前記入口ポートは、前記入口側回転部材の回転軸線に対してずれた位置にあり、
前記回転駆動部は、前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させる、バイオリアクタ。 - 請求項1記載のバイオリアクタであって、
前記入口ポートの開口部の総面積は、前記入口カバー部の流路断面積の1/3以下である、バイオリアクタ。 - 請求項1又は2に記載のバイオリアクタであって、
前記入口側回転部材は、前記ハウジングの入口側の開口部を覆うように円板状に形成されている、バイオリアクタ。 - 請求項3記載のバイオリアクタであって、
前記入口ポートは、前記入口側回転部材の径方向に沿って延在したスリットである、バイオリアクタ。 - 請求項4記載のバイオリアクタであって、
前記スリットは、前記入口側回転部材の径方向外方に向かって開口幅が大きくなるように形成されている、バイオリアクタ。 - 請求項3記載のバイオリアクタであって、
前記入口ポートは、
第1貫通孔と、
前記第1貫通孔よりも前記入口側回転部材の外周側に位置する第2貫通孔と、を有する、バイオリアクタ。 - 請求項6記載のバイオリアクタであって、
前記第2貫通孔の開口面積は、前記第1貫通孔の開口面積よりも大きい、バイオリアクタ。 - 請求項6又は7に記載のバイオリアクタであって、
前記入口ポートは、
前記入口側回転部材の回転軸線上に位置する中央貫通孔を有し、
前記第1貫通孔及び前記第2貫通孔のそれぞれは、前記中央貫通孔よりも前記入口側回転部材の外周側に位置する、バイオリアクタ。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のバイオリアクタであって、
前記回転駆動部は、磁力を利用して前記入口側回転部材を回転させる、バイオリアクタ。 - 請求項9記載のバイオリアクタであって、
前記回転駆動部は、
前記入口側回転部材に固定された内側磁石部と、
前記内側磁石部に対して磁石の吸引力が作用するように前記入口カバー部の外側に設けられた外側磁石部と、
前記外側磁石部を前記入口カバー部の周方向に沿って回転させる駆動部本体と、を有する、バイオリアクタ。 - 請求項10記載のバイオリアクタであって、
前記外側磁石部は、円環状に形成され、
前記駆動部本体は、
前記外側磁石部の外周面に固着された従動プーリと、
前記従動プーリに対して離間するように配置された駆動プーリと、
前記駆動プーリを回転させるためのモータと、
前記駆動プーリの回転力を前記従動プーリに伝達する動力伝達部と、を有する、バイオリアクタ。 - 請求項10記載のバイオリアクタであって、
前記外側磁石部は、円環状に形成された、
前記駆動部本体は、
前記外側磁石部の外周面に固着された第1歯車と、
前記第1歯車に噛合する第2歯車と、
前記第2歯車を回転させるためのモータと、を有する、バイオリアクタ。 - 請求項9記載のバイオリアクタであって、
前記回転駆動部は、
前記入口カバー部の周方向に沿ってN極とS極とが配置された状態で前記入口側回転部材に固定された内側磁石部と、
前記内側磁石部に対して磁力が作用するように前記入口カバー部の外側に設けられた外側磁石部と、
前記外側磁石部を回転させる駆動部本体と、を有し、
前記外側磁石部は、
前記内側磁石部を指向する円形状の外周面と、
前記外周面の周方向に沿って配置されたN極とS極と、を含み、
前記駆動部本体は、前記外側磁石部を前記外周面の周方向に沿って回転させる、バイオリアクタ。 - 請求項9記載のバイオリアクタであって、
前記回転駆動部は、
前記入口カバー部の周方向に沿ってN極とS極とが配置された状態で前記入口側回転部材に固定された内側磁石部と、
前記入口カバー部の外側に位置して前記入口カバー部の周方向に沿って配置された複数の電磁石と、
前記複数の電磁石のコイル部に供給する電流を制御する電流制御部と、を有する、バイオリアクタ。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載のバイオリアクタであって、
前記導出部は、
前記ハウジングに設けられた筒状の出口カバー部と、
前記出口カバー部の周方向に沿って回転可能に前記出口カバー部内に配設された出口側回転部材と、を有し、
前記出口側回転部材には、前記流体を前記ハウジング内から導出させる出口ポートが形成され、
前記出口ポートは、前記出口側回転部材の回転軸線に対してずれた位置にあり、
前記回転駆動部は、前記出口側回転部材を前記出口カバー部に対して前記出口カバー部の周方向に沿って回転させる、バイオリアクタ。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載のバイオリアクタと、
前記導出部から導出された前記流体を前記導入部に循環させる循環流路と、
前記流体を前記循環流路に導く流体導入部と、を備える、細胞培養システム。 - バイオリアクタを用いて細胞を培養する細胞培養方法であって、
前記バイオリアクタは、
細胞が播種される細胞播種面を有する被播種部材と、
前記被播種部材を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、細胞含有液を前記ハウジング内に導入する導入部と、
前記ハウジングに設けられ、細胞含有液を前記ハウジング内から導出する導出部と、
前記導入部に設けられた回転駆動部と、を備え、
前記導入部は、
前記ハウジングに設けられた筒状の入口カバー部と、
前記入口カバー部の周方向に沿って回転可能に前記入口カバー部内に配設された入口側回転部材と、を有し、
前記入口側回転部材には、流体を前記ハウジング内に導入させる入口ポートが係止され、
前記入口ポートは、前記入口側回転部材の回転軸線に対してずれた位置にあり、
前記回転駆動部によって前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させながら前記入口ポートから前記ハウジング内に細胞含有液を導入して細胞を前記細胞播種面に播種する播種工程を行う、細胞培養方法。 - 請求項17記載の細胞培養方法であって、
前記播種工程の後で、前記導入部から前記ハウジング内への細胞含有液の導入を停止させた状態で細胞を前記被播種部材に接着させる接着工程を行う、細胞培養方法。 - 請求項18記載の細胞培養方法であって、
前記接着工程の後で、前記回転駆動部によって前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させながら前記入口ポートから前記ハウジング内に培地を導入して前記細胞播種面に播種された細胞を培養する培養工程を行う、細胞培養方法。 - 請求項19記載の細胞培養方法であって、
前記培養工程の後で、前記回転駆動部によって前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させながら前記入口ポートから前記ハウジング内に剥離液を導入する剥離液添加工程を行う、細胞培養方法。 - 請求項20記載の細胞培養方法であって、
前記剥離液添加工程の後で、前記導出部から導出された剥離液を前記導入部に循環させながら前記回転駆動部によって前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させながら前記入口ポートから前記ハウジング内に剥離液を導入して培養された細胞を前記被播種部材から剥離する剥離工程を行う、細胞培養方法。 - 請求項21記載の細胞培養方法であって、
前記剥離工程の後で、前記回転駆動部によって前記入口側回転部材を前記入口カバー部に対して前記入口カバー部の周方向に沿って回転させながら前記入口ポートから前記ハウジング内に培地を導入することにより、前記細胞播種面から剥離された細胞を前記導出部から導出させて回収する回収工程を行う、細胞培養方法。
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