JP2022524551A - 動的インキュベータシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
哺乳類細胞のための動的インキュベータシステムおよび方法。動的インキュベータシステムは、インキュベータと、インキュベータに通信可能に結合されたプログラミング装置とを含む。プログラミング装置は、メモリ、１つ以上のプロセッサ、ディスプレイ、および入力機構を含む。プログラミング装置は、少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスが、インキュベータの内部構造用に設計され、プログラミング装置のメモリに保存され、かつ／またはインキュベータの内部構造内で実装するために選択されたもののうちの１つ以上であることを可能にするように適合される。少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスは、温度およびＣＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化を含む。パージ機構は、インキュベータに結合されており、ガス濃度の一部分を放出して、インキュベータ内の温度およびガス濃度の急激な変化を可能にする。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年３月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／８１６，６２４号の利益を主張する。本出願の全容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年３月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／８１６，６２４号の利益を主張する。本出願の全容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、細胞インキュベータのシステムおよび方法、具体的には、真核細胞または哺乳類細胞などの細胞を動的にインキュベートするためのシステムおよび方法に関する。
哺乳類細胞は通常、注意深く制御された条件下で成長される。これらの条件は、細胞の種類によって異なるが、一般に、必須栄養素（アミノ酸、炭水化物、ビタミン、ミネラル）、成長因子、ホルモンを供給し、ｐＨ、浸透圧、および温度を調節する基質または培地を備えた好適なフラスコまたはディッシュで構成される。細胞は、細胞インキュベータ内で、適切な温度およびガス混合物（通常、哺乳類細胞の場合、３７℃、５％ＣＯ2）で成長および維持される。市販の細胞インキュベータは、細胞を一定の温度およびガス混合物に保つように設計されている。
間葉系幹細胞および他の哺乳類細胞を培養する場合、温度の変化およびＯ2および／またはＣＯ2濃度の変化によって細胞プロセスの一部が変化することが一般的に知られている。実際、温度の上昇は間葉系幹細胞のセクレトームを変化させる可能性があり（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｐｕｂｍｅｄ／３０３８９２７０）、低酸素で間葉系幹細胞の骨形成能が向上すること（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｐｕｂｍｅｄ／３０５３７７３２）が報告されている。
また、一般的に人間の体内の細胞は一定の温度に保たれているわけではなく、Ｏ2およびＣＯ2の濃度も変化し、生理的なストレスに供されていることが一般的に知られている。これらのストレスが細胞内のシグナル伝達メカニズムを変化させるだけでなく、細胞集団は、これらのストレス要因を利用して、細胞集団の全体的な健康状態および生存率を改善している。つまり、細胞を温度および／またはガス濃度の変化にさらした後、結果として、細胞の集団はより健康でより生存可能なものとなる。ただし、標準のインキュベータでは、温度またはガス濃度の設定を変えることはできても、これらの条件をプログラムで急激に変化させることはできない。標準のインキュベータには、経時的に動的な温度およびガスの濃度（結果としてｐＨの変動）の設計、制御、および実装を行うことができず、哺乳類細胞を定常状態ではない生体内の生理学的条件とは異なる条件で維持することができないという重大な欠陥がある。実際、標準的な哺乳類細胞のインキュベーションでは、温度およびガス濃度を一定にすることで、哺乳類の自然な細胞機能には温度およびガス濃度の動的な変化が必要であり、細胞の健康状態および生理学的に重要な細胞動態は、温度およびガス濃度の断続的な変化に依存しているという可能性を無視している。
本開示の１つの例示的な態様では、哺乳類細胞などの細胞のための動的インキュベータシステムは、インキュベータを含み、当該インキュベータは、哺乳類細胞を収容するように適合された内部構造を備えるハウジングと、インキュベータの内部構造の実際の温度およびガス濃度のうちの１つ以上を提供するためのディスプレイと、を有する。プログラミング装置は、通信ネットワークを介してインキュベータに通信可能に結合されている。プログラミング装置は、メモリ、１つ以上のプロセッサ、ディスプレイ、および入力機構を含む。プログラミング装置はまた、少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスが、インキュベータの内部構造用に設計され、プログラミング装置のメモリに保存され、かつ／またはインキュベータの内部構造内で実装するために選択されたもののうちの１つ以上であることを可能にするように適合される。少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスは、インキュベータの内部構造内の温度、およびＣＯ2ガス濃度またはＯ2ガス濃度のうちの１つ以上に対するプログラムされた変化を含む。さらに、パージ機構が、インキュベータおよびプログラミング装置に結合されている。パージ機構は、（１）インキュベータの内部構造内に配置されたガス濃度の一部分、または（２）インキュベータの内部タンクもしくはインキュベータに配置されたウォータージャケットに配置された水量のうちの１つ以上を放出するように適合され、インキュベータの内部構造内の温度および１つ以上のガス濃度、または内部タンクもしくはウォータージャケット内の水量を急激に変化させることができる。
本開示の別の例示的な態様では、哺乳類細胞などの細胞を動的にインキュベートする方法は、インキュベータに通信可能に結合されたプログラミング装置を介して、インキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを設計または選択することのうちの１つを含む。本方法は、インキュベータの内部構造内で少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することをさらに含む。少なくとも１つの温度およびガス濃度は、指定された期間後のインキュベータの内部構造内の温度およびＣＯ2ガス濃度またはＯ2ガス濃度のうちの１つ以上に対するプログラムされた変化を含む。最後に、本方法は、インキュベータおよびプログラミング装置に結合されたパージ機構を介して、インキュベータの内部構造内の温度およびガス濃度の急激な変化を可能にすることをさらに含む。
さらなる任意の態様および特徴が開示されており、それらは、開示の教示と一致して、単独で、またはいずれかの機能的に実行可能な組み合わせで、いずれかの機能的に適切な様式で配置されてもよい。他の態様および利点は、以下の詳細な説明を検討することにより、明らかになるであろう。
本開示は、添付の図面と併せて以下の説明から、より完全に理解されると考えられる。図面の中には、他の要素をより明確に示すために、選択された要素を省略して簡略化したものもある。いくつかの図面におけるこのような要素の省略は、対応する書面による説明で明示的に述べられている場合を除き、例示的な実施形態のうちのいずれにおいても必ずしも特定の要素の存否を示すものではない。また図面は、必ずしも一定の縮尺ではない。
一般に、哺乳類細胞などの細胞を動的にインキュベートするシステムおよび方法が開示されている。具体的には、温度、ガス濃度、および／または機械的ストレスの動的変化をインキュベーションシステムに追加することにより、インビトロでの細胞増殖を大幅に改善することができる。動的インキュベーションシステムは、インキュベータと、インキュベータに通信可能に結合されたプログラミング装置とを含む。プログラミング装置は、温度およびガス（例えば、ＣＯ2およびＯ2）濃度の変化を事前にプログラムすることを可能にし、例えば、プログラミング装置を介して設計および／または保存された少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスを有し、細胞を動的条件で成長させることを可能にする。さらに、エアロック付きのエアポンプなどのパージ機構も、インキュベータおよびプログラミング装置の両方に通信可能に結合されている。パージ機構は、以下でさらに説明するように、インキュベータ内のガス濃度の一部分を放出して、インキュベータ内の温度およびガス濃度の急激な変化を可能にする。このように構成して、特定のシーケンスに従って哺乳類細胞をかかる動的な温度およびガス濃度で成長させると、一定の温度およびガス濃度で成長した細胞と比較して、細胞倍加時間が減少し、細胞老化が減少し、炎症性サイトカイン産生が減少する。
ここで、図１Ａおよび１Ｂを参照すると、本開示による動的インキュベータシステム１０が示されている。動的インキュベータシステム１０は、幹細胞を収容するように適合された内部構造１６を備えたハウジング１４を有するインキュベータ１２を含む。図１に示されるように、ディスプレイ１８は、ハウジング１４の中央の前部外側部分など、インキュベータ１２のハウジング１４の外側部分に配置される。あるいは、ディスプレイ１８は、インキュベータ１２のハウジング１４の他の任意の外側部分に配置され得、これは、本開示の範囲内である。ディスプレイ１８は、インキュベータ１２の内部構造１６の実際の温度の１つ以上、またはインキュベータ１２の内部構造１６のＣＯ2ガス濃度およびＯ2ガス濃度のうちの１つ以上などの実際のガス濃度を提供する。
プログラミング装置２０は、通信ネットワーク２１を介してインキュベータ１２に通信可能に結合されている。理解されるように、通信ネットワーク２１は、有線または無線接続のうちの１つであり得、これは、本開示の範囲内である。図１Ｂに示されるように、プログラミング装置２０は、メモリ２２、１つ以上のプロセッサ２４、ディスプレイ２６、入力機構２８、少なくとも１つの送信機３０、および少なくとも１つの受信機３２を含む。プログラミング装置２０は、例えば、入力機構２８を介して、インキュベータ１２の内部構造１６の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを設計し、かつ事前にプログラムすることを可能にするように適合されている。代替的および／または追加的に、プログラミング装置２０は、インキュベータ表示機構１８および入力機構を使用して、インキュベータハウジング１４自体に組み込まれ得る。代替的および／または追加的に、プログラミング装置２０はまた、少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスをプログラミング装置２０のメモリ２２に保存することを可能にし得る。このようにして、以下で詳述するように、少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスは、例えば、ディスプレイ２６に表示され得、ディスプレイ２６または入力機構２８のうちの１つ以上を介してインキュベータ１２の内部構造１６内で実装するために選択され得る。
さらに、少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスには、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度およびＣＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化が含まれる。別の例では、少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスには、以下でさらに説明されるように、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度、ＣＯ2ガス濃度、およびＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化が含まれ得る。
図１Ｂにさらに示されるように、動的インキュベータシステム１０は、ユーザ制御装置４０をさらに含み得る。ユーザ制御装置４０は、プログラミング装置２０および通信ネットワーク２１のうちの少なくとも１つに通信可能に結合され得、例えば、プログラミング装置２０を起動するために使用され得る。さらに、ユーザ制御装置４０は、メモリ４２および１つ以上のプロセッサ４４を含む。さらに、ユーザ制御装置４０はまた、ディスプレイ４０、入力４２、少なくとも１つの送信機５０、および少なくとも１つの受信機５２を含み得る。このように構成して、ユーザは、ユーザ制御装置４０を介してプログラミング装置２０を遠隔で起動して、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度およびガス濃度条件を制御することができる。
さらに、プログラミング装置２０は、図１Ａに示されるように、ラップトップコンピュータなどのパーソナルコンピュータを含み得る。しかしながら、理解されるように、プログラミング装置２０は、パーソナルコンピュータと同じ機能を実装することができる種々の他の電子装置の形態をとることができ、依然として本開示の範囲内にある。例えば、プログラミング装置２０は、代替的および／または追加的に、スマートフォン、タブレット、電子リーダーまたは他の同様の電子装置のうちの任意の１つ以上を含み得、またはプログラミング装置２０は、インキュベータ１２自体に組み込まれ得る。
ここで図２Ａを参照すると、動的インキュベータシステム１０は、パージ機構６０をさらに含む。一部の例では、パージ機構は、エアポンプなどのポンプである。しかしながら、パージ機構６０は、代替的および／または追加的に、以下でより詳細に説明されるパージ機構６０の機能を実装することができ、種々の他の装置および／または機械の形態をとることができ、依然として本開示の範囲内にある。図２Ａでは、パージ機構６０は、空気入口管６２および空気出口管６４を有するエアポンプを含む。さらに示されるように、パージ機構６０はまた、有線接続または無線接続のうちの１つ以上であり得る通信ネットワーク２１などの通信ネットワークを介してプログラミング装置２０に通信可能に結合される。パージ機構６０および結合されたプログラミング装置２０は、インキュベータ１２のハウジング１４内に含まれ得る。
ここで図２Ｂを参照すると、動的インキュベータシステム１０と共に代替的または追加的に使用され得る別のパージ機構６０が示されている。この例では、パージ機構６０は、インキュベータ１２の内部構造１６内に配置された内部ウォータータンク６５から外部ウォータータンク６７に水を循環させるウォーターポンプ６０ａであり、水入口管６２ａおよび水出口管６４ａを含む。具体的には、水入口管６２ａは内部ウォータータンク６５に結合され、水出口管６４ａは外部ウォータータンク６７に結合されている。ウォーターポンプ６０ａにより、インキュベータ１２の内部構造１６の温度をより効率的に変更することができる。一例では、ウォーターポンプ６０ａからの水がインキュベータ１２の内部構造１６の内部ウォータータンク６５に導入されるとき、外部ウォータータンク６７は、水を加熱または冷却して、それぞれ、熱源またはヒートシンクとしてよりよく機能し得る。
別の例では、ウォーターポンプ６０ａは、インキュベータ１２内に配置された内部ウォータータンク６５の代わりに、外部ウォータータンク６７からウォータージャケット６９に水を交換することができる。ウォータージャケット６９は、インキュベータ１２の内部構造１６を取り囲んでおり、図２Ｃに示されるように、ハウジング１４の外側領域に配置される。この例では、ウォータージャケット６９は、インキュベータ１２の内部構造１６の少なくとも一部の周りに延在し、インキュベータ１２のハウジング１４のほぼ中間部分および／または中央領域まで上方に延在する。しかしながら、ウォータージャケット６９は、ハウジング１４の上部領域まで延在し、かつ／またはインキュベータ１２のハウジング１４の長さに沿った他の任意の点または領域まで延在しており、これらは、依然として本開示の範囲内にある。
あるいは、ウォーターポンプ６０ａおよびウォータージャケット６９の両方は、より一般的には、流体ポンプ６０ａおよび流体ジャケット６９であり得、これらの各々では、水以外の熱伝達液体が使用される。例えば、油、合成炭化水素、シリコンベースの流体、溶融塩、溶融金属、ならびに水蒸気、窒素、アルゴン、ヘリウムおよび水素を含む種々のガスなど、水以外の他の任意の流体を（水の代わりに）代替的に使用することができ、これらは、依然として本開示の範囲内にある。
ここで図３を参照すると、動的インキュベータシステム１０の背面図が描かれている。ハウジング１４の後部が示されており、ポート６３を含んでいる。パージ機構６０の空気入口管６２および空気出口管６４は両方とも、インキュベータ１２のハウジング１４のポート６３に結合されている。さらに、出口管６４は、エアロックアセンブリ６６にさらに接続されている。エアロックアセンブリ６６は、例えば、パージ機構６０が作動していないときに、インキュベータ１２の内部構造１６内のガス濃度の一部分または一部が失われるのを防止する。一部の実施形態では、パージ機構６０のエアロックアセンブリ６６、空気入口管６２、および空気出口管６４は、インキュベータ１２のハウジング１４に組み込まれ得る。
動的インキュベータシステム１０は、プログラミング装置６０のメモリ２２に格納されたモジュールをさらに含み得る。モジュールは、プログラミング装置６０の少なくとも１つのプロセッサ２４によって実行可能であり、インキュベータ１２の内部構造１６の第１の温度Ｔ１を設定し、インキュベータ１２の内部構造１６の第１のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ１に設定し、次に、時間ｔ１の間、温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度を値Ｇ１に維持する。次に、モジュールは、さらに、インキュベータ１２の内部構造１６の第２の温度Ｔ２を設定し、インキュベータ１２の内部構造１６のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することができる。次に、モジュールは、時間ｔｐの間、パージ機構６０を作動させて、インキュベータ１２の内部構造１６のガス濃度の一部分をパージすることができる。最後に、モジュールは、時間ｔ３の間、第２の温度Ｔ２およびＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に維持する。
一例の温度およびガス濃度シーケンスでは、温度Ｔ１は３７℃であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１は５％ＣＯ2であり、時間ｔ１は約８時間であり、温度Ｔ２は３８℃であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ２は５．５％ＣＯ2であり、時間ｔｐは約１分であり、時間ｔ２は約３０分である。
別の例の温度およびガス濃度シーケンスでは、温度Ｔ１は３８℃であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１は６％ＣＯ2であり、時間ｔ１は約６０分であり、温度Ｔ２は３７℃であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ２は５％ＣＯ2であり、時間ｔｐは約１分であり、時間ｔ２は約８時間である。
さらに別の例示的な温度およびガス濃度シーケンスでは、第１の温度Ｔ１は３６℃であり、第１のＣＯ2ガス濃度値Ｇ１は５．５％ＣＯ2であり、時間ｔ１は約１２０分であり、第２の温度Ｔ２は３７℃であり、第２のＣＯ2ガス濃度値Ｇ２は５％ＣＯ2であり、時間ｔｐは約１分であり、時間ｔ２は約２０時間である。
この例では、プログラミング装置２０のモジュールは、プロセッサ２４によって、第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が設定された後、Ｏ2ガス濃度レベルを値Ｇ３に設定し、時間ｔ１の間、第１の温度Ｔ１、第２のＣＯ2ガス濃度値Ｇ１、およびＯ2ガス濃度値Ｇ３の各々を維持するようにさらに実行可能である。また、モジュールは、ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４におよびＯ2ガス濃度値を値Ｇ５に設定し、その後、ある期間ｔ１の間、ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４におよびＯ2ガス濃度値を値Ｇ５に維持する。さらに、プログラミング装置２０のモジュールは、プロセッサ２４によって、パージ機構が時間ｔｐの間作動される前に、Ｏ2ガス濃度値を値ゼロに設定するようにさらに実行可能である。この例では、Ｏ2ガス濃度値Ｇ３の少なくとも１つ以上は１８％Ｏ2であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ４は６％ＣＯ2であり、Ｏ2ガス濃度値Ｇ５は１５％Ｏ2である。
複数の例示的な温度およびガス濃度シーケンスが上に提供されているが、他の種々の温度およびガス濃度シーケンスが代替的に設計および／または実装され得、依然として本開示の範囲内にあることが理解される。例えば、例示的な温度Ｔ１、Ｔ２および例示的なガス濃度Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、およびＧ５のうちの１つ以上は、多くの他の値であってもよい。一例では、温度値Ｔ１およびＴ２は変化する可能性があるが、ガス濃度値Ｇ１～Ｇ５は同じままである。別の例では、ガス濃度値Ｇ１～Ｇ５のいずれか１つが変化し、上記の例のものとは異なる可能性があるが、温度値Ｔ１およびＴ２は同じままである。さらに、温度値Ｔ１およびＴ２の両方が変化して、ガス濃度値Ｇ１～Ｇ５のいずれか１つが同様に変化することは、なおも細胞の動的インキュベーションに影響を与える可能性がある。そのような変形例のいずれも、依然として本開示の範囲内にある。
ここで図４を参照すると、インキュベータ１２のハウジング１４上に配置されたディスプレイ１８の拡大図が示されている。この例では、インキュベータ１２の内部構造１６内に配置されたＣＯ2ガス濃度のある期間にわたる実際のガス濃度が表示されている。代替的および／または追加的に、ディスプレイ１８は、インキュベータの内部構造１６内のある期間にわたる実際の温度を提供することができる。さらに、ディスプレイ１８はまた、ある期間にわたる過去の実際の温度および過去の実際のガス濃度の少なくとも１つのログを列挙および／または表示することができる。別の言い方をすれば、過去の実際の温度およびガス濃度範囲および／またはシーケンスの列挙が、動的インキュベータ１２のディスプレイ１８に表示され得る。
ここで図５を参照すると、幹細胞１００を動的にインキュベートする例示的な方法のフローチャートが示されている。方法１００は、全体的または部分的に、図１～４の動的インキュベータシステム１０に示されるような１つ以上の装置またはシステム上で実装され得る。方法１００は、プログラミング装置２０（図２）のメモリ２２などのメモリ上の命令、ルーチン、プログラム、またはモジュールのセットとして保存することができ、プログラミング装置２０のプロセッサ２４（図２）などの１つ以上のプロセッサによって実行することができる。
方法１００は、ユーザがプログラミング装置２０を起動するときに、例えば、ユーザがプログラミング装置２０と直接対話することによって、またはユーザ制御装置４０を介してプログラミング装置２０を遠隔操作することによって、ブロック１０２で開始される（図２）。次に、ブロック１０４において、ユーザは、プログラムなど、インキュベータ１２の内部構造１６のための少なくとも１つの温度およびガスシーケンスを設計することができる。あるいは、ブロック１０６において、ユーザは、インキュベータ１２の内部構造１６に対して、少なくとも１つの事前にプログラムされた（例えば、事前設定された）温度およびガス濃度シーケンスを選択することができる。より具体的には、プログラミング装置２０に保存された複数の事前にプログラムされた温度およびガス濃度シーケンスの列挙は、起動時にプログラミング装置２０のディスプレイ２６に表示され得る。表示後、ユーザは、インキュベータ１２の内部構造１６内で実行するために、事前にプログラムされた温度およびガス濃度シーケンスのうちの１つを選択することができる。
しかしながら、ユーザが温度およびガス濃度シーケンスを設計する場合（ブロック１０４）、ユーザは次に、第１の温度Ｔ１、第１のガス濃度レベルＧ１、ならびに温度Ｔ１およびガス濃度Ｇ１がブロック１０８のインキュベータ１２の内部構造１６で循環する第１の期間ｔ１を選択する。第１の温度Ｔ１、第１のガス濃度レベルＧ１、および第１の期間ｔ１は、例えば、プログラミング装置２０の入力部２８（図２）を介して選択することができる。次に、ブロック１１０において、ユーザは、インキュベータ１２内に配置された幹細胞の動的なインキュベーションを効果的に行うために、第２の温度Ｔ２、第２のガス濃度レベルＧ２、ならびに、第１の時間ｔ１の後に第２の温度Ｔ２およびガス濃度レベルＧ２がインキュベータ１２の内部構造１６内で循環する第２の期間ｔ２を選択する。このようにして、事前にプログラムされた温度およびガス濃度のシーケンスが設計される。ブロック１１２において、事前にプログラムされた温度およびガス濃度シーケンスは、プログラミング装置２０のメモリ２２に保存され、プログラミング装置２０のディスプレイ２６に表示された他の事前にプログラムされた温度およびガス濃度シーケンスと共に列挙され得る。あるいは、事前にプログラムされた温度およびガス濃度は、上述したように、プログラミング装置２０がインキュベータハウジング１４に組み込まれるときに、インキュベータ１２のディスプレイ１８に列挙され得る。
ブロック１１４において、設計または選択された温度およびガス濃度シーケンスのいずれかが、インキュベータ１２の内部構造１６内で実装するために実行される。温度およびガス濃度シーケンスには、時間ｔ１およびｔ２などの指定された期間後の、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度および１つ以上のＣＯ2ガス濃度またはＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化が含まれる。
ブロック１１６において、エアポンプなどのパージ機構６０は、インキュベータ１２の内部構造１６内のガス濃度のある量または一部分を期間ｔｐの間パージ（例えば、放出）する。このようにして、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度およびガス濃度の急激な変化をもたらすことができ、幹細胞の動的なインキュベーションに寄与する。別の例では、パージ機構６０がウォーターポンプ６０ａである場合、ウォーターポンプ６０ａは、例えば、ある期間ｔｐの間、インキュベータ１２の内部ウォーターポンプ６５または内部構造１６の少なくとも一部分を取り囲むウォータージャケット６９のいずれかの水量を外部ウォータータンク６７へパージ（例えば、循環および／または放出）させる。このようにして、インキュベータ１２の内部構造１６内の温度の急激な変化を再びもたらすことができ、これもまた、幹細胞の動的なインキュベーションに寄与する。
一例では、ブロック１１４のインキュベータ１２の内部構造１６に対して少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することは、選択された事前にプログラムされた温度およびガス濃度シーケンスを実装することを含む。これは、第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定し、時間ｔ１の間、第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することを含む。次に、実行することは、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を設定し、時間ｔｐの間、パージ機構６０を介してインキュベータ１２の内部構造１６のガス濃度の一部分をパージすることを含む。次に、実行ステップは、時間ｔ２の間、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することも含む。
一例の温度およびガス濃度シーケンスでは、インキュベータ１２の内部構造１６の第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することは、第１の温度Ｔ１を３７℃におよび第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を５％ＣＯ2に設定することを含む。また、時間ｔ１の間、第１の温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することは、約８時間の時間ｔ１の間、維持することを含む。さらに、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することは、第２の温度を３８℃におよび第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５．５％ＣＯ2に設定することを含む。さらに、時間ｔｐの間、パージ機構６０を介してインキュベータ１２の内部構造１６のガス濃度の一部分をパージすること、または、時間ｔｐの間、インキュベータ１２の内部ウォーターポンプ６５またはウォータージャケット６９のいずれかの水量をパージすることには、約１分間パージすることが含まれる。最後に、時間ｔ２の間、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することは、約３０分の時間ｔ２の間、維持することを含む。
別の例示的な温度およびガス濃度シーケンスでは、第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することは、第１の温度Ｔ１を３８℃におよび第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を６％ＣＯ2に設定することを含む。また、時間ｔ１の間、第１の温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することは、約６０分の時間ｔ１の間、維持することを含む。さらに、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することは、第２の温度を３７℃におよび第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５％ＣＯ2に設定することを含む。さらに、時間ｔｐの間、パージ機構６０を介してインキュベータ１２の内部構造１６のガス濃度の一部分をパージすること、または、時間ｔｐの間、インキュベータ１２の内部ウォーターポンプ６５またはウォータージャケット６９のいずれかの水量をパージすることには、約１分間パージすることが含まれる。最後に、時間ｔ２の間、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することは、約８時間の時間ｔ２の間、維持することを含む。
さらに別の例示的な温度およびガス濃度シーケンスでは、第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することは、第１の温度Ｔ１を３６℃におよび第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を５．５％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔ１の間、第１の温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することは、約１２０分の時間ｔ１の間、維持することである。さらに、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することは、第２の温度を３７℃におよび第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５％ＣＯ2に設定することを含む。さらに、時間ｔｐの間、パージ機構６０を介してインキュベータ１２の内部構造１６のガス濃度の一部分をパージすること、または、時間ｔｐの間、インキュベータ１２の内部ウォーターポンプ６５またはウォータージャケット６９のいずれかの水量をパージすることには、約１分間パージすることが含まれる。最後に、時間ｔ２の間、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することは、約２０時間の時間ｔ２の間、維持することを含む。
この例では、プログラミング装置２０を介して少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することは、プログラミング装置２０を介して温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が設定された後、Ｏ2ガス濃度レベルを値Ｇ３に設定することをさらに含み得る。さらに、実行することには、プログラミング装置２０を介して、時間ｔ１の間、温度Ｔ１、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１、およびＯ2ガス濃度値Ｇ３の各々を維持し、プログラミング装置２０を介してＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４に設定することが含まれ得る。さらに、実行することには、プログラミング装置２０を介して、Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に設定し、プログラミング装置を介して、ある期間ｔ１の間、ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４に、Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に維持することが含まれ得る。
このさらなる例では、実行することにはまた、プログラミング装置２０を介して時間ｔｐの間パージ機構６０を作動させる前に、Ｏ2ガス濃度値をゼロに設定することを含み得る。また、Ｏ2ガス濃度値Ｇ３の少なくとも１つ以上は１８％Ｏ2であり、ＣＯ2ガス濃度値Ｇ４は６％ＣＯ2であり、Ｏ2ガス濃度値Ｇ５は１５％Ｏ2である。
種々の温度およびガスシーケンスが上で説明されているが、他の選択された第１および第２の温度、第１および第２のガス濃度、および循環時間を有する複数の他の温度およびガスシーケンスを代替的に使用して、動的インキュベーション結果に影響を与えることができ、依然として本開示の範囲内にあることが理解されよう。
ここで図６を参照すると、本開示の動的インキュベータシステム１０を使用した細胞増殖実験の結果を示すグラフが示されている。この実験では、制御された温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）で１４４時間培養した後の間葉系幹細胞の細胞数を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験では、３５，０００個のヒト脂肪ＭＳＣを１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ７５フラスコに播種した。Ｐ値は、コントロールと比較したｔ検定からのものである。
ここで図７を参照すると、本開示の動的インキュベータシステム１０および方法を含む細胞形態実験の結果を示す一連の写真が示されている。この実験では、制御された一定の温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）で１６８時間培養した後の脂肪間葉系幹細胞を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験は、ＭＳＣ老化を減少させる治験用化合物（ＰＡ２０）の存在下で実施された。実験では、１０，０００個のヒト脂肪ＭＳＣを、５ｕＭＰＡ２０を含む１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ２５フラスコに播種した。結果として、動的インキュベーション中のＭＳＣが極性形態を有し、未分化／非老化状態を示すことが判明した。動的インキュベーションは、ＰＡ２０との相乗効果が見られた。
図８を参照すると、本開示の動的インキュベータシステム２０および方法を使用した別の細胞増殖実験の結果を示す別のグラフが示されている。この実験では、制御された温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）での１６８時間（Ｐ１）および追加の３３６時間（Ｐ２）の培養後の脂肪間葉系幹細胞（Ａ－ＭＳＣ）を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験には、ＭＳＣの老化を抑える治験薬（ＰＡ２０）が含まれていた。各継代（Ｐ１およびＰ２）について、１０，０００個のヒト脂肪ＭＳＣを、５ｕＭＰＡ２０を含む１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ２５フラスコに播種した。さらに、Ｐ１からの細胞をＰ２に再播種しており、Ｐ値はそれぞれのＰ１またはＰ２コントロールと比較したｔ検定からのものである。結果は、動的インキュベーションがＡ－ＭＳＣの増殖を増加させ、ＰＡ２０の存在下で増殖をさらに増加させることを示している。
ここで図９を参照すると、本開示の動的インキュベータシステム１０および方法を使用した細胞老化実験の結果を示すグラフが示されている。この実験では、制御された温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）で１６８時間培養した後の脂肪間葉系幹細胞を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験には、ＭＳＣの老化を抑える治験薬（ＰＡ２０）が含まれていた。さらに、１０，０００個のヒト脂肪ＭＳＣを、５ｕＭＰＡ２０を含む１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ２５フラスコに播種した。β－ガラクトシダーゼ（細胞老化のマーカー）をＥＬＩＳＡアッセイで測定した。また、ｐ値はそれぞれのコントロールと比較したｔ検定からのものである。結果は、β－ガラクトシダーゼが動的インキュベーションによって減少することを示している。
ここで図１０を参照すると、本開示の動的インキュベータシステム１０および方法を使用したインターロイキン－６（ＩＬ－６）細胞産生実験の結果を示す別のグラフが示されている。この実験では、ＩＬ－６は炎症性サイトカインであり、制御された温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）で１６８時間培養した後の脂肪間葉系幹細胞を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験には、ＭＳＣの老化を減少させる治験薬（ＰＡ２０）の存在が含まれていた。さらに、１０，０００個のヒト脂肪ＭＳＣを、５ｕＭＰＡ２０を含む１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ２５フラスコに播種した。ＩＬ－６はＥＬＩＳＡアッセイによって測定された。結果は、ＩＬ－６が動的インキュベーションによって減少することを示している。特に、動的インキュベーションは、ＰＡ２０に関連するＩＬ－６の増加を減少させた。これは、動的インキュベーションがＭＳＣのＩＬ－６産生に対するＰＡ２０のアゴニスト効果を逆転させたことを示している。この実験では、ｐ値はそれぞれのＰ１またはＰ２コントロールと比較したｔ検定からのものである。
ここで図１１を参照すると、別の細胞増殖実験の結果を示す別のグラフが示されている。この実験では、制御された温度およびガス濃度（一定の３７℃および５％ＣＯ2）で７２時間培養した後のラット９Ｌ神経膠肉腫細胞を、動的インキュベータシステム１０を使用して動的インキュベーション（３７℃および５％ＣＯ2を８時間循環した後、３８℃および５．５％ＣＯ2を３０分間循環）と比較している。実験には１０ｕＭフィセチンが含まれていた。さらに、１００，０００個の９Ｌ細胞を、１０ｕＭフィセチンを含む１０ｍＬのα－ＭＥＭ培地を含むＴ７５フラスコに播種した。さらに、フィセチンを含まない２４時間後に培地をリフレッシュし、次に細胞をさらに４８時間培養した。結果は、動的インキュベーションが９Ｌ細胞の増殖を増加させ、フィセチンの存在下で細胞数を減少させることを示している。Ｐ値は、コントロールと比較したｔ検定からのものである。
上記を考慮して、当業者は、上述の本開示のシステム１０および方法１００の以下の利点を理解するであろう。例えば、前述の実験結果が示すように、（上述の）温度およびガス濃度の特定のシーケンスに従った動的な温度とガス濃度での哺乳類細胞などの成長中の細胞は、一定の温度およびガス濃度で成長した細胞と比較した場合、細胞の倍加時間の短縮、細胞老化の低下、および炎症性サイトカインの産生の低下をもたらす。さらに、動的インキュベーションが調査化合物の存在下で使用される場合、動的インキュベータシステム１０は、相乗的に増殖を増加させ、細胞老化を減少させたが、上記で説明したように、ＩＬ－６（炎症性サイトカイン）の化合物の活性化を打ち消した。さらに、パージ機構６０により、内部インキュベータ雰囲気の迅速なパージが可能となる。これにより、内部構造の温度およびガス濃度を急激に変化させて、動的なインキュベーションを実現することが可能になる。
以下の追加の検討事項が、上記の考察に適用される。本明細書を通して、複数の事例は、単一の事例として記載された構成要素、動作、または構造を実装し得る。１つ以上の方法の個々の動作が別個の動作として例示および記載されるが、個々の動作のうちの１つ以上が同時に実行されてもよく、例示された順序で動作が実行される必要はない。例示的な構成内で別個の構成要素として提示された構造および機能は、組み合わされた構造または構成要素として実装されてもよい。同様に、単一の構成要素として提示された構造および機能は、別個の構成要素として実装されてもよい。これらのおよび他の変形、変更、追加、および改善は、本明細書の主題の範囲内に含まれる。
いくつかの実装は、派生語と共に「結合された」という表現を使用して記載されてもよい。例えば、いくつかの実装は、２つ以上の要素が物理的または電気的に直接接触していることを示すのに、「結合された」という用語を用いて記載されてもよい。しかしながら、「結合された」という語はまた、２つ以上の要素が互いに直接には接触してはいないが、それでも互いに協働または相互作用していることも意味し得る。上記実装は、この文脈において限定されるものではない。
本明細書に使用される際、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む）ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていないか、またはかかるプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の要素を含むことができる。さらに、正反対に明示的に述べられない限り、「または」は、排他的なまたはではなく、包括的なまたはを指す。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真（または存在）かつＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）かつＢが真（または存在する）、ならびにＡおよびＢの双方が真である（または存在する）のうちのいずれか１つによって満たされる。
加えて、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書の実装の要素および構成要素を説明するために用いられる。これは単に便宜上、かつ本発明の一般的な観念を与えるために行われているにすぎない。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むと読み取るべきであり、別の意味であることが明らかでない限り、単数形は複数形も含む。
さらに、特定の実装および応用が図示され、説明されているが、開示された実装は、本明細書に開示された正確な構造および構成要素に限定されないことを理解されたい。当業者には明らかになるであろう種々の修正、変更、変形が、添付の特許請求の範囲で定義された趣旨と範囲から逸脱することなく、本明細書で開示された方法とシステムの構成、動作、および詳細において行われ得る。
Claims (30)
- 細胞用の動的インキュベータシステムであって、前記動的インキュベータシステムが、
細胞を収容するように適合された内部構造を備えるハウジングと、ディスプレイと、を有するインキュベータと、
通信ネットワークを介して前記インキュベータに通信可能に結合されたプログラミング装置であって、前記プログラミング装置が、メモリ、１つ以上のプロセッサ、ディスプレイ、および入力機構を有し、前記プログラミング装置は、少なくとも１つの事前設定された温度およびガス濃度シーケンスが、前記インキュベータの前記内部構造用に設計され、前記プログラミング装置の前記メモリに保存され、かつ／または前記インキュベータの前記内部構造内で実装するために選択されたもののうちの１つ以上であることを可能にするように適合され、前記少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスが、前記インキュベータの前記内部構造内の前記温度およびＣＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化を含む、プログラミング装置と、
前記インキュベータの前記ハウジングに結合および／または組み込まれたパージ機構であって、前記パージ機構が、前記プログラミング装置に通信可能に結合され、（１）前記インキュベータの前記内部構造内に配置されたガス濃度の一部分、または（２）前記インキュベータの内部タンクもしくは前記インキュベータに配置されたウォータージャケットに配置された水量のうちの１つ以上を放出するように適合され、前記インキュベータの前記内部構造内の前記温度および１つ以上のガス濃度、または前記内部タンクもしくは前記ウォータージャケット内の前記水量を急激に変化させることができる、パージ機構と、を含む、システム。 - 前記プログラミング装置の前記メモリに格納され、前記プログラミング装置の少なくとも１つのプロセッサによって、
（１）前記インキュベータの前記内部構造の温度Ｔ１を設定することと、
（２）前記インキュベータの前記内部構造のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ１に設定することと、
（３）時間ｔ１の間、前記温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度を前記値Ｇ１に維持することと、
（４）前記インキュベータの前記内部構造の温度Ｔ２を設定することと、
（５）前記インキュベータの前記内部構造のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することと、
（６）時間ｔｐの間、前記パージ機構を作動させて、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の一部分をパージすることと、
（７）時間ｔ２の間、前記温度Ｔ２およびＣＯ2ガス濃度を前記値Ｇ２に維持することと、を実行可能であるモジュールをさらに含む、請求項１に記載のシステム。 - 前記温度Ｔ１が、３７℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が、５％ＣＯ2であり、前記時間ｔ１が、約８時間であり、前記温度Ｔ２が、３８℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ２が、５．５％ＣＯ2であり、前記時間ｔｐが、約１分であり、前記時間ｔ２が、約３０分である、請求項２に記載のシステム。
- 前記温度Ｔ１が、３８℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が、６％ＣＯ2であり、前記時間ｔ１が、約６０分であり、前記温度Ｔ２が、３７℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ２が、５％ＣＯ2であり、前記時間ｔｐが、約１分であり、前記時間ｔ２が、約８時間である、請求項２または３に記載のシステム。
- 前記温度Ｔ１が、３６℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が、５．５％ＣＯ2であり、前記時間ｔ１が、約１２０分であり、前記温度Ｔ２が、３７℃であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ２が、５％ＣＯ2であり、前記時間ｔｐが、約１分であり、前記時間ｔ２が、約２０時間である、請求項２～４のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記プログラミング装置の前記モジュールが、前記プロセッサによって、
（１）前記温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が設定された後、Ｏ2ガス濃度レベルを値Ｇ３に設定することと、
（２）前記時間ｔ１の間、前記温度Ｔ１、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１、および前記Ｏ2ガス濃度値Ｇ３の各々を維持することと、
（３）前記ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４に設定することと、
（４）前記Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に設定することと、
（５）ある期間ｔ１の間、前記ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４におよび前記Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に維持することと、をさらに実行可能である、請求項５に記載のシステム。 - 前記プログラミング装置の前記モジュールは、前記プロセッサによって、前記パージ機構が時間ｔｐの間作動される前に、前記Ｏ2ガス濃度値をゼロに設定することをさらに実行可能である、請求項６に記載のシステム。
- 前記Ｏ2ガス濃度値Ｇ３のうちの少なくとも１つ以上が、１８％Ｏ2であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ４が、６％ＣＯ2であり、前記Ｏ2ガス濃度値Ｇ５が、１５％Ｏ2である、請求項６に記載のシステム。
- 前記プログラミング装置が、スマートフォン、タブレット、もしくはパーソナルコンピュータのうちの１つ以上を含むか、または前記インキュベータの前記ハウジングに組み込まれている、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記プログラミング装置および前記通信ネットワークのうちの少なくとも１つに通信可能に結合されたユーザ制御装置であって、前記ユーザ制御装置が、メモリおよび１つ以上のプロセッサを有し、前記ユーザ制御装置が、前記プログラミング装置を起動する、ユーザ制御装置をさらに含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記通信ネットワークが、有線ネットワークまたは無線ネットワークのうちの１つである、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記パージ機構が、前記インキュベータの前記ハウジング内のポートに結合された空気入口管および前記インキュベータの前記ハウジング内の前記ポートに結合された空気出口管を有するエアポンプを含み、前記空気出口管が、エアロックアセンブリを有し、前記パージ機構は、前記ポンプが作動していないときに、前記インキュベータの前記内部構造のガス濃度の急激な変化を可能にし、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の損失を防ぐように適合されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記パージ機構が、前記インキュベータの内部ウォータータンクに結合された入口管を有するウォーターポンプを含み、前記ウォーターポンプが、前記内部ウォータータンクへの、かつ／または前記内部ウォータータンクからの水量を、前記インキュベータに結合された外部ウォータータンクに循環させることによって、前記インキュベータの前記内部構造の前記温度の急激な変化を可能にするように適合されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム。
- ポンピング機構が、前記インキュベータの前記ハウジングの少なくとも一部を取り囲むウォータージャケットに結合された入口管を有するウォーターポンプを含み、前記ウォーターポンプが、前記内部ウォータージャケットへの、かつ／または前記内部ウォータージャケットからの水量を、前記インキュベータに結合された外部ウォータータンクに循環させることによって、前記インキュベータの前記内部構造の前記温度の急激な変化を可能にするように適合されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記インキュベータハウジングの前記ディスプレイが、ある期間にわたる、前記インキュベータの前記内部構造の実際の温度、前記インキュベータの前記内部構造の実際のガス濃度、ならびに過去の実際の温度および実際のガス濃度の少なくとも１つのログを列挙する、請求項１～１４のいずれか一項に記載のシステム。
- 細胞を動的にインキュベートする方法であって、前記方法が、
インキュベータに通信可能に結合されたプログラミング装置を介して、前記インキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを設計または選択することのうちの１つと、
前記インキュベータの前記内部構造内の前記少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することであって、前記少なくとも１つの温度およびガス濃度が、指定された期間後の前記インキュベータの前記内部構造内の前記温度およびＣＯ2ガス濃度に対するプログラムされた変化を含む、実行することと、
（ａ）前記インキュベータの前記内部構造内の前記少なくとも１つの温度およびガス濃度、または（２）前記インキュベータおよび前記プログラミング装置に結合されたパージ機構を介した前記インキュベータの前記内部構造内の温度のうちの１つ以上の急激な変化を可能にすることと、を含む、方法。 - インキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを設計することが、第１の温度Ｔ１、第１のＣＯ2ガス濃度レベルＧ１、ならびに、前記温度Ｔ１およびＣＯ2ガス濃度レベルＧ１が前記プログラミング装置の入力を介して前記インキュベータの前記内部構造内で循環する第１の期間ｔ１を選択することと、第２の温度Ｔ２、第２のＣＯ2ガス濃度レベルＧ２、ならびに、前記温度Ｔ２およびＣＯ2ガス濃度レベルＧ３が前記プログラミング装置の前記入力を介して前記インキュベータの前記内部構造内で循環して動的に作用する第２の期間ｔ２を選択して、事前設定された温度およびガス濃度シーケンスを形成することと、前記事前設定された温度およびガス濃度シーケンスを前記プログラミング装置の前記メモリに保存することと、を含む、請求項１６に記載の方法。
- プログラミング装置を介してインキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを選択することが、前記プログラミング装置の前記ディスプレイ上に少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを列挙し、前記プログラミング装置の前記入力を介して前記インキュベータの前記内部構造内で実行するための前記少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを選択することを含む、請求項１６または１７に記載の方法。
- プログラミング装置を介してインキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することが、前記インキュベータの前記内部構造の第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することと、
時間ｔ１の間、前記第１の温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することと、
第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することと、
時間ｔｐの間、パージ機構を介して、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の一部分をパージすることと、
時間ｔ２の間、前記第２の温度Ｔ２および前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することと、を含む、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の方法。 - 前記インキュベータの前記内部構造の第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することが、前記第１の温度Ｔ１を３７℃におよび前記第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を５％ＣＯ2に設定することであり、時間ｔ１の間、前記第１の温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することが、約８時間の時間ｔ１の間、維持することであり、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することが、第２の温度を３８℃におよび第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５．５％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔｐの間、パージ機構を介して、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の一部分をパージすることが、約１分の時間ｔｐの間、パージすることを含み、時間ｔ２の間、前記第２の温度Ｔ２および前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することが、約３０分の時間ｔ２の間、維持することを含む、請求項１９に記載の方法。
- 前記インキュベータの前記内部構造の第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することが、前記第１の温度Ｔ１を３８℃におよび前記第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を６％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔ１の間、前記第１の温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することが、約６０分の時間ｔ１の間、維持することであり、前記第２の温度Ｔ２および前記第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することが、前記第２の温度を３７℃におよび前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔｐの間、パージ機構を介して、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の一部分をパージすることが、約１分の時間ｔｐの間、パージすることを含み、時間ｔ２の間、前記第２の温度Ｔ２および前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することが、約８時間の時間ｔ２の間、維持することを含む、請求項１９に記載の方法。
- 前記インキュベータの前記内部構造の第１の温度Ｔ１および第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を設定することが、前記第１の温度Ｔ１を３６℃におよび前記第１のＣＯ2ガス濃度Ｇ１を５．５％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔ１の間、前記第１の温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度Ｇ１を維持することが、約１２０分の時間ｔ１の間、維持することであり、第２の温度Ｔ２および第２のＣＯ2ガス濃度を値Ｇ２に設定することが、前記第２の温度を３７℃におよび前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を５％ＣＯ2に設定することを含み、時間ｔｐの間、パージ機構を介して、前記インキュベータの前記内部構造の前記ガス濃度の一部分をパージすることが、約１分の時間の間、パージすることを含み、時間ｔ３の間、前記第２の温度Ｔ２および前記第２のＣＯ2ガス濃度Ｇ２を維持することが、約２０時間の時間ｔ２の間、維持することを含む、請求項１９に記載の方法。
- プログラミング装置を介してインキュベータの内部構造の少なくとも１つの温度およびガス濃度シーケンスを実行することが、
前記プログラミング装置を介して前記温度Ｔ１および前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１が設定された後、Ｏ2ガス濃度レベルを値Ｇ３に設定することと、
前記プログラミング装置を介して、前記時間ｔ１の間、前記温度Ｔ１、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ１、および前記Ｏ２ガス濃度値Ｇ３の各々を維持することと、
前記プログラミング装置を介して、前記ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４に設定することと、
前記プログラミング装置を介して、前記Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に設定することと、
前記プログラミング装置を介して、ある期間ｔ１の間、前記ＣＯ2ガス濃度値を値Ｇ４に維持し、前記Ｏ2ガス濃度値を値Ｇ５に維持することと、をさらに含む、請求項２２に記載の方法。 - 前記プログラミング装置を介して時間ｔｐの間前記パージ機構を作動させる前に、前記Ｏ2ガス濃度値をゼロに設定することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
- 前記Ｏ2ガス濃度値Ｇ３のうちの少なくとも１つ以上が、１８％Ｏ2であり、前記ＣＯ2ガス濃度値Ｇ４が、６％ＣＯ2であり、前記Ｏ2ガス濃度値Ｇ５が、１５％Ｏ2である、請求項２３に記載の方法。
- 前記インキュベータおよび前記プログラミング装置に結合されたパージ機構を介して前記インキュベータの前記内部構造内の少なくとも１つの温度およびガス濃度の急激な変化を可能にすることが、限られた期間、前記パージ機構を作動させることにより、前記インキュベータの前記内部構造内の少なくとも前記ＣＯ2ガス濃度の一部分をパージすることを含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記インキュベータおよび前記プログラミング装置に結合されたパージ機構を介して前記インキュベータの前記内部構造内の前記温度の急激な変化を可能にすることが、前記インキュベータの内部タンクに配置された水量を放出して、前記インキュベータの前記温度の急激な変化を可能にすることを含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記パージ機構がエアロックアセンブリを介して作動していないときに、前記インキュベータの前記内部構造のガス濃度の損失を防止することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記インキュベータの外面上に配置されたディスプレイ上で、ある期間にわたる、前記インキュベータの前記内部構造の実際の温度、前記インキュベータの前記内部構造の実際のガス濃度、ならびに過去の実際の温度および実際のガス濃度の少なくとも１つのログのうちの１つ以上を列挙することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
- 前記温度およびガス濃度シーケンスが完了したときに、前記温度およびガス濃度シーケンスを繰り返すことをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
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