JP2024018571A - 細胞培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋を開閉する細胞培養装置において気密保持を容易にする。【解決手段】細胞培養装置１は、開口を有する複数の貯留部２１を備える培養容器２と、培養容器２に着脱可能に装着され、複数の貯留部２１の開口を覆う蓋３と、培養容器２及び蓋３のいずれか一方に接続された空圧配管４と、培養容器２と蓋３との間に配置され、培養容器２と蓋３との間の気密を確保するラバーシート５と、を備え、培養容器２及び蓋３のいずれか一方に、複数の貯留部２１の開口を囲い、ラバーシート５に向かって突出する線状のシール突起６０が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、細胞培養装置に関するものである。

下記特許文献１には、細胞培養装置が開示されている。この細胞培養装置は、貯留槽と、加圧ポンプと、を備えている。貯留槽は、容器状の槽本体と、蓋部と、を備えている。蓋部は、槽本体の開口を開閉自在かつ気密に閉止可能である。詳しくは、蓋部は、槽本体の第１培養液貯留室および第２培養液貯留室の上部開口をそれぞれ気密に閉止可能である。蓋部は、上部開口のそれぞれを包囲するように与えられたパッキンを介して槽本体の上面に当接している。

特許第６８２３７９２号公報

上記のような細胞培養装置を用いて細胞を培養する際には、定期的な培養液の交換が必要となる。培養液の交換を行う際には、細胞培養装置の蓋を開閉するが、この際に、上記パッキン等のシール材が脱落する虞がある。また、従来のシール材は、複数の貯留部のそれぞれの上部開口を包囲するように多数配置されており、部品点数が多く、組み立てが煩雑である。さらに、培養容器と蓋との寸法誤差が大きいと、個々のシール材の弾性変形でその寸法誤差を吸収できない場合があり、気密の保持に問題が生じることがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、蓋を開閉する細胞培養装置において気密保持を容易にすることを目的とする。

本発明の一態様に係る細胞培養装置は、開口を有する複数の貯留部を備える培養容器と、前記培養容器に着脱可能に装着され、前記複数の貯留部の開口を覆う蓋と、前記培養容器及び前記蓋のいずれか一方に接続された空圧配管と、前記培養容器と前記蓋との間に配置され、前記培養容器と前記蓋との間の気密を確保するラバーシートと、を備え、前記培養容器及び前記蓋のいずれか一方に、前記複数の貯留部の開口を囲い、前記ラバーシートに向かって突出する線状のシール突起が設けられている。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記シール突起は、前記培養容器に設けられていてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記蓋は、前記ラバーシートが密着する平滑面を有してもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記蓋は、前記ラバーシートを前記平滑面に位置決めする複数の位置決め凸部を有してもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記複数の位置決め凸部は、前記ラバーシートの短手方向の両側と、前記ラバーシートの長手方向の片側に設けられていてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記培養容器は、前記複数の位置決め凸部が挿入される複数の位置決め凹部を備えてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記空圧配管は、前記蓋に接続されていてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記蓋は、前記空圧配管と連通する複数の溝部を備え、前記ラバーシートは、前記複数の溝部と前記複数の貯留部とを連通させる複数の連通孔を備えてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記シール突起は、前記複数の貯留部のそれぞれの開口縁に沿って設けられていてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記複数の貯留部のうち、互いに隣接する貯留部の開口縁に沿って設けられる前記シール突起の少なくとも一部は、共通化されていてもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記シール突起の高さ／幅の比率が、０．５～１０の範囲内であってもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記ラバーシートは、シリコーンゴム製であってもよい。

また、本発明の一態様に係る細胞培養装置において、前記ラバーシートのデュロメータ硬さは、５０以下であってもよい。

上記本発明の一態様によれば、蓋を開閉する細胞培養装置において気密保持を容易にすることができる。

第１実施形態に係る細胞培養装置を示す斜視図である。 図１に示す細胞培養装置の分解斜視図である。 図１に示す細胞培養装置が備える蓋側の分解斜視図である。 図２に示す領域Ａの拡大図である。 図１に示す矢視Ｖ－Ｖ断面図である。 第２実施形態に係る細胞培養装置の斜視図である。 図６に示す細胞培養装置の分解斜視図である。 図７に示す細胞培養装置が備える培養容器の平面図である。 図８に示す矢視ＩＸ－ＩＸ断面図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る細胞培養装置１の斜視図である。図２は、図１に示す細胞培養装置１の分解斜視図である。図３は、図１に示す細胞培養装置１が備える蓋側の分解斜視図である。図４は、図２に示す領域Ａの拡大図である。図５は、図１に示す矢視Ｖ－Ｖ断面図である。
図１及び図２に示すように、細胞培養装置１は、培養容器２と、蓋３と、空圧配管４と、ラバーシート５と、を備えている。

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各構成の位置関係について説明することがある。第１実施形態のＸ軸方向は、第１の水平方向であって、細胞培養装置１の短手方向である。第１実施形態のＹ軸方向は、第１の水平方向と直交する第２の水平方向であって、細胞培養装置１の長手方向である。第１実施形態のＺ軸方向は、第１の水平方向及び第２の水平方向と直交する鉛直方向であって、細胞培養装置１の高さ方向（厚み方向）である。

培養容器２は、図２に示すように、複数の貯留部２１を備えている。貯留部２１には、液体として、例えば細胞を培養する培養液が貯留される。貯留部２１は、培養容器２の上面２０Ａに開口している。貯留部２１は、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、平面視で略長方形状を有する。貯留部２１は、Ｘ－Ｙ平面において、４行×４列で設けられている。なお、貯留部２１の形状、個数及び配置は、これに限定されない。

培養容器２は、図１に示すように、アッパープレート２ａと、ボトムプレート２ｂと、を備えている。アッパープレート２ａは、例えばポリカーボネートの切削加工によって製造することができる。また、ボトムプレート２ｂは、例えばステンレスの切削加工により製造することができる。なお、アッパープレート２ａおよびボトムプレート２ｂは、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂の射出成型によって製造することもできる。ボトムプレート２ｂのＸ軸方向両側には、ボトムプレート２ｂの上部にアッパープレート２ａを固定する第１の固定部６が設けられている。第１の固定部６は、Ｙ軸方向に延びる略Ｃ字状を有し、その両端がボトムプレート２ｂに対しＹ軸方向に延びる軸回りに回転自在に固定されている。

アッパープレート２ａのＸ軸方向両側には、第１の固定部６がＺ軸方向で係止する第１の係止部８が設けられている。第１の固定部６がＹ軸回りに回転し、上方に位置する第１の係止部８に係止することで、アッパープレート２ａとボトムプレート２ｂとが固定される。第１の係止部８は、Ｙ軸方向に間隔をあけて一対で設けられている。一対の第１の係止部８の間には、蓋３の下縁に手先を入れることができる隙間９が形成されている。これにより、蓋３の取り外し、及び、細胞培養装置１の搬送が容易になる。

また、ボトムプレート２ｂのＸ軸方向両側には、アッパープレート２ａの上部に蓋３を固定する第２の固定部７が設けられている。第２の固定部７は、Ｙ軸方向に延びる略Ｃ字状を有し、その両端がボトムプレート２ｂに対しＹ軸方向に延びる軸回りに回転自在に固定されている。第２の固定部７は、第１の固定部６よりも一回り大きい。

蓋３のＸ軸方向両側には、第２の固定部７がＺ軸方向で係止する第２の係止部１０が設けられている。第２の固定部７がＹ軸回りに回転し、上方に位置する第２の係止部１０に係止することで、蓋３とボトムプレート２ｂ（培養容器２）とが固定される。なお、培養容器２から蓋３を取り外すときは、一対の第２の固定部７をＸ軸方向両側に開くように回動させる。

図５に示すように、アッパープレート２ａとボトムプレート２ｂとの間には、流路プレート２ｃと、透明プレート２ｄと、が挟持されている。流路プレート２ｃは、例えばシリコーン樹脂のレプリカモールディングやポリスチレンの射出成型等によって製造することができる。流路プレート２ｃは、アッパープレート２ａの下に配置され、透明プレート２ｄは、流路プレート２ｃの下に配置されている。流路プレート２ｃには、貫通孔１４と、排出流路１５と、導入流路１６と、が形成されている。透明プレート２ｄは、ガラス板や、アクリル板、ポリスチレン板、シリコーン樹脂板等の透明な板材である。

貫通孔１４は、アッパープレート２ａに形成された貯留部２１の底面に対応する位置に配置されている。貫通孔１４の下端は、透明プレート２ｄによって閉塞されている。ボトムプレート２ｂには、貫通孔１４に対応する位置に窓部１３（開口部）が形成されている。これにより、細胞培養装置１の底面側から、窓部１３、透明プレート２ｄ、貫通孔１４を介して、貯留部２１の内部の様子を観察することができる。

排出流路１５は、貫通孔１４の近傍であって、貯留部２１の底面に連通している。一方、導入流路１６は、貯留部２１の底面よりも高い段差部分に連通している。図２に示すように、Ｘ軸方向で並ぶ貯留部２１ａ～２１ｄのうち、いずれか一つの貯留部２１に設けられた排出流路１５は、他の貯留部２１の導入流路１６に連通している。例えば、貯留部２１ａ～２１ｄが２組ずつ連通してもよいし。貯留部２１ａ～２１ｄの全てが一巡に連通してもよい。

空圧配管４は、貯留部２１ａ～２１ｄに空圧をかける空圧配管４ａ～４ｄを備えている。空圧配管４ａ～４ｄから貯留部２１ａ～２１ｄに選択的に空圧をかけることで、貯留部２１間に空圧差を生じさせ、貯留部２１に貯留された液体を他の貯留部２１に供給し、その液体を循環（灌流）させることができる。なお、排出流路１５の近傍には、流路断面積が０．１［ｍｍ^２］以下の細いラプラス弁１５１が設けられており、なおかつ、導入流路１６は、貯留部２１の底面よりも一段高い開口部７０に連通しているため、空圧をかけたときに、液体の逆流を防止できる。

蓋３は、図１に示すように、蓋本体３ａと、カバー３ｂと、を備えている。カバー３ｂは、ガラス板や、アクリル板等の透明な板材である。カバー３ｂは、蓋本体３ａの上部に複数のボルト１１を介して固定されている。ボルト１１は、カバー３ｂに形成された複数の貫通孔１２のいずれか一つを通って蓋本体３ａに螺合する。この例では、ボルト１１の数よりも、貫通孔１２の数の方が多いが、同数であってもよい。なお、貫通孔１２の下端は、蓋本体３ａに形成された図示しない有底のねじ孔に連通している。

図３に示すように、蓋本体３ａの長手方向の片側（＋Ｙ側）の側面には、空圧配管４が接続される接続孔３０ａが形成されている。蓋本体３ａは、空圧配管４と連通する複数の溝部３１を備えている。溝部３１は、蓋本体３ａの下面の平滑面３０Ｂに開口している。なお、溝部３１の蓋本体３ａの上面３０Ａ側は、カバー３ｂによって閉塞されている。なお、蓋本体３ａとカバー３ｂとの間には気密保持のため、図５に示すように、後述するラバーシート５と同様のラバーシート３ｃが挟持されている。

溝部３１は、図３に示すように、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、底面視で略長方形状を有する。溝部３１は、Ｘ－Ｙ平面において、貯留部２１と同数の４行×４列で設けられている。なお、溝部３１の形状、個数及び配置は、貯留部２１の形状、個数及び配置に対応していれば、これに限定されない。複数の溝部３１のうち、蓋本体３ａの長手方向（Ｙ軸方向）で隣り合う溝部３１同士は、蓋本体３ａに形成された貫通孔３２によって互いに連通している。貫通孔３２は、Ｙ軸方向で隣り合う溝部３１の側壁をＹ軸方向に貫通している。つまり、空圧配管４ａ～４ｄは、溝部３１ａ～３１ｄの列ごとに空圧をかけることができるようになっている。

ラバーシート５は、図２に示すように、培養容器２と蓋３との間に介在し、培養容器２と蓋３との間の気密を確保する。ラバーシート５は、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、平面視で長方形状を有する。ラバーシート５の上面５０Ａ及び下面５０Ｂは、それぞれ平滑面となっている。ラバーシート５の上面５０Ａは、図３に示す蓋３の平滑面３０Ｂに密着する。つまり、ラバーシート５は、ファンデルワールス力により蓋３側に密着する。

ラバーシート５は、例えば、シリコーンゴムから形成されている。なお、ラバーシート５は、シリコーンゴム以外のゴムであってもよい。ラバーシート５のデュロメータ硬さは、５０以下であるとよい。ここで、ラバーシート５のデュロメータ硬さとは、ＪＩＳ規格のＫ６２５３のデュロメータータイプＡに準拠する。ラバーシート５の厚みＴ（図２参照）は、後述するシール突起６０の高さＨ（図４参照）より大きいとよい。一方、ラバーシート５の厚みＴが大きすぎると細胞培養装置の操作性を損なってしまう。具体的に、ラバーシート５の厚みＴは、１～１０［ｍｍ］の範囲内が好ましい。

ラバーシート５は、蓋３に設けられた複数の溝部３１と、培養容器２に設けられた複数の貯留部２１と、を連通させる複数の連通孔５１を備えている。連通孔５１は、ラバーシート５をＺ軸方向に貫通している。連通孔５１は、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、平面視で略長方形状を有する。連通孔５１は、Ｘ－Ｙ平面において、溝部３１及び貯留部２１と同数の４行×４列で設けられている。なお、連通孔５１の形状、個数及び配置は、溝部３１及び貯留部２１の形状、個数及び配置に対応していれば、これに限定されない。

図３に示すように、蓋３は、ラバーシート５を平滑面３０Ｂに位置決めする複数の位置決め凸部３３を有する。これにより、溝部３１ａ～３１ｄと連通孔５１ａ～５１ｄとを位置合わせできる。位置決め凸部３３は、ラバーシート５の短手方向（Ｘ軸方向）の両側と、ラバーシート５の長手方向の片側（＋Ｙ側）の合計で３箇所に設けられている。蓋３にラバーシート５を配置する際に、ラバーシート５の外形に対して、位置決め凸部３３が短手方向（Ｘ軸方向）の両側と長手方向の片側（＋Ｙ側）に隣接する形でラバーシート５を配置することで、ラバーシート５のＸＹ平面上の配置を決定できる。位置決め凸部３３は、平滑面３０Ｂから下方に向けて突出している。平滑面３０Ｂから位置決め凸部３３の下端までの長さは、ラバーシート５の厚みＴより大きい。

図２に示すように、培養容器２は、複数の位置決め凸部３３が挿入される複数の位置決め凹部２２を備える。位置決め凹部２２は、培養容器２の短手方向（Ｘ軸方向）の両側と、培養容器２の長手方向の片側（＋Ｙ側）の合計で３箇所に設けられている。蓋３の下部に設けられた３つの位置決め凸部３３を、培養容器２の上部に設けられた３つの位置決め凹部２２に挿入することで、培養容器２に対する蓋３の逆組み（例えばＹ軸方向における空圧配管４の向きが逆となった組み付け）を防止することができる。

図４に示すように、培養容器２には、複数の貯留部２１の開口を囲い、上面２０Ａからラバーシート５に向かって突出する線状のシール突起６０が設けられている。シール突起６０は、複数の貯留部２１のそれぞれの開口縁に沿って設けられている。シール突起６０は、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、平面視で、貯留部２１よりも一回り大きな略長方形の環形状を有する。具体的に、シール突起６０は、Ｘ軸方向に平行に延びる一対の短辺６１と、Ｙ軸方向に平行に延びる一対の長辺６２と、一対の短辺６１の端部と一対の長辺６２の端部とを接続する４つの角部６３と、を備えている。角部６３は、平面視で、円弧状に湾曲している。

シール突起６０の先端は、平面状に形成されている。なお、シール突起６０の先端は、上方に凸状の断面視で略半円形状に形成されていてもよい。複数の貯留部２１のうち、互いに隣接する貯留部２１の開口縁に沿って設けられるシール突起６０の少なくとも一部は、共通化されている。具体的に、図４中、培養容器２の角に位置する貯留部２１ｄのシール突起６０は、＋Ｙ側の短辺６１と、－Ｘ側の長辺６２とが、隣り合う貯留部２１のシール突起６０の短辺６１または長辺６２と共通化されている。

シール突起６０の高さ／幅の比率は、０．５～１０の範囲内であるとよい。具体的に、シール突起６０の幅Ｗが１．０［ｍｍ］の場合、シール突起６０の高さＨは０．５～１０［ｍｍ］の範囲内であるとよい。なお、シール突起６０の高さ／幅の比率は、共通化部分でも同じであるとよい。これにより、各貯留部２１においてラバーシート５の弾性変形量が均一になり気密性が高まる。また、培養容器２には、隣り合う４つの貯留部２１のシール突起６０の角部６３に囲まれた略菱形の空間６４が形成されている。空間６４は、４つの角部６３におけるラバーシート５の、互いに隣接する４つの環状のシール突起６０の各々の内側領域と外側領域の弾性変形量が同じになるような空間容積を有する。

上記構成の細胞培養装置１では、複数の貯留部２１を備える培養容器２について、複数の貯留部２１の気密を同時に確保するため、培養容器２と当該培養容器２を被覆する蓋３とを備え、培養容器２と蓋３の間にラバーシート５を配置して複数の貯留部２１の気密を確保している。この際に、培養容器２の上面に線状のシール突起６０を備えることで、ラバーシート５を弾性変形させ、当該シール突起６０に沿った部位での気密を確保できる。このラバーシート５によれば、一つの部材で複数の貯留部２１の気密を確保できるため、組み立てが容易、且つ、ラバーシート５の厚みＴやシール突起６０の高さＨを調整することで、培養容器２や蓋３の寸法誤差を吸収して気密を容易に確保できる。

このように、上述した本実施形態に係る細胞培養装置１は、開口を有する複数の貯留部２１を備える培養容器２と、培養容器２に着脱可能に装着され、複数の貯留部２１の開口を覆う蓋３と、培養容器２及び蓋３のいずれか一方（本実施形態では蓋３）に接続された空圧配管４と、培養容器２と蓋３との間に配置され、培養容器２と蓋３との間の気密を確保するラバーシート５と、を備え、培養容器２及び蓋３のいずれか一方に、複数の貯留部２１の開口を囲い、ラバーシート５に向かって突出する線状のシール突起６０が設けられている。この構成によれば、蓋３を開閉する細胞培養装置１において気密保持を容易にすることができる。

また、本実施形態では、シール突起６０は培養容器２に設けられており、蓋３はラバーシート５が密着する平滑面３０Ｂを有する。この構成によれば、蓋３を開いた際にラバーシート５が培養容器２ではなく蓋３側に密着する。これにより、蓋３と共にラバーシート５を取り外すことができ、また、蓋３との密着によりラバーシート５の脱落を防止することができる。なお、蓋３を取り外した後、液体を貯留部２１に補充する際に、ラバーシート５が培養容器２の上面２０Ａに密着していると、仮に、液体がラバーシート５と培養容器２の隙間に入り込むと、汚染の原因となりうるため好ましくない。また、隙間に入り込んだ液体が劣化して、細胞の培養に影響を及ぼす場合がある。この構成によれば、上記懸念を排除することができる。

また、本実施形態では、蓋３は、ラバーシート５を平滑面３０Ｂに位置決めする複数の位置決め凸部３３を有する。この構成によれば、蓋３の平滑面３０Ｂにラバーシート５を位置決めすることが容易になる。

また、本実施形態では、複数の位置決め凸部３３は、ラバーシート５の短手方向の両側と、ラバーシート５の長手方向の片側に設けられている。また、培養容器２は、複数の位置決め凸部３３が挿入される複数の位置決め凹部２２を備えている。この構成によれば、ラバーシート５の位置決め構造を利用して、培養容器２に対する蓋３の逆組み（例えばＹ軸方向における空圧配管４の向きが逆となった組み付け）を防止することができる。これにより、所定の条件で設計通りに貯留部２１に空圧をかけることができる。

また、本実施形態では、空圧配管４は、蓋３に接続されている。また、蓋３は、空圧配管４と連通する複数の溝部３１を備え、ラバーシート５は、複数の溝部３１と複数の貯留部２１とを連通させる複数の連通孔５１を備える。この構成によれば、空圧配管４が貯留部２１よりも高い位置に配置されるため、仮に、培養液の循環（灌流）の際に気泡が混入して貯留部２１の液体が泡立ったとしても、当該泡が空圧配管４に侵入することを抑制できる。これにより、所定の条件で設計通りに貯留部２１に空圧をかけることができる。なお、貯留部２１を深くすれば、空圧配管４を培養容器２に接続してもよい。

また、本実施形態では、シール突起６０は、複数の貯留部２１のそれぞれの開口縁に沿って設けられている。また、複数の貯留部２１のうち、互いに隣接する貯留部２１の開口縁に沿って設けられるシール突起６０の少なくとも一部は、共通化されている。この構成によれば、培養容器２に省スペースで貯留部２１を配置しつつ、各貯留部２１における気密性を均一に確保することができる。

また、本実施形態では、シール突起６０の高さ／幅の比率が、０．５～１０の範囲内である。この構成によれば、気密確保とラバーシート５の脱落防止効果が高く、シール突起の十分な物理的強度を確保できる。特に、シール突起６０の高さＨが０．３［ｍｍ］以上とすると、蓋３や培養容器２の寸法誤差を吸収してより気密を確保できる。さらに、シール突起６０の幅Ｗを２．０［ｍｍ］以下とすると、気密確保とラバーシートの脱落防止効果が高い。また、ラバーシート５は、シリコーンゴム製であり、そのデュロメータ硬さが、５０以下であると、気密確保とラバーシートの脱落防止効果がより高くなる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、第２実施形態に係る細胞培養装置１の斜視図である。図７は、図６に示す細胞培養装置１の分解斜視図である。図８は、図７に示す細胞培養装置１が備える培養容器２の平面図である。図９は、図８に示す矢視ＩＸ－ＩＸ断面図である。
第２実施形態の細胞培養装置１は、培養容器２の一対の貯留部２１ａ，２１ｂの間に、ハイドロゲルチャンバー１１０が設けられている点で、上記実施形態と異なる。

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各構成の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向は、貯留部２１ａ、ハイドロゲルチャンバー１１０、及び貯留部２１ｂが並ぶ第１の水平方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向と直交する第２の水平方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する鉛直方向である。

なお、図６においては、細胞培養装置１の内部構造の視認性を向上させるため、培養容器２、蓋３及びラバーシート５の外形を二点鎖線で示し、その内部構造を透視させている。培養容器２及び蓋３は、細胞の観察等のために、透光性の高い透明材料等で形成されることが好ましいが、透光性の低い若しくは透光性の無い材料で形成されてもよい。その場合、細胞を視認できる位置にガラス窓等を設けてもよい。第２実施形態の細胞培養装置１は、例えばポリスチレンの射出成型と熱融着により製造することができる。

ハイドロゲルチャンバー１１０は、図６に示すように、扁平状の内部空間を有している。ハイドロゲル１０１の内部空間の高さ（Ｚ軸方向の寸法）は、例えば１００［μｍ］～５００［μｍ］の範囲内である。ハイドロゲルチャンバー１１０の内部空間には、ハイドロゲル１０１が充填されている。ハイドロゲル１０１は、高分子の三次元網目構造を有して水分を保持すると共に、細胞を包埋もしくは接着し、細胞を培養する。

ハイドロゲルチャンバー１１０は、平面視で六角形に形成されている。なお、ハイドロゲルチャンバー１１０の平面視形状は特に限定されないが、貯留部２１ａ及び貯留部２１ｂと隣接する長さ（Ｙ軸方向の寸法）は、幅（Ｘ軸方向の寸法）よりも大きいとよい。ハイドロゲルチャンバー１１０のＹ軸方向の寸法は、例えば１［ｍｍ］～２０［ｍｍ］の範囲内である。ハイドロゲルチャンバー１１０のＸ軸方向の寸法は、例えば０．５［ｍｍ］～１０［ｍｍ］の範囲内である。

ハイドロゲルチャンバー１１０は、貯留部２１ａに連通する第１面と、貯留部２１ｂに連通する第２面と、を有している。第１面及び第２面は、Ｘ軸方向で対向し、Ｙ軸方向に互いに平行に延びている。ハイドロゲルチャンバー１１０のＹ軸方向の両端部は、導入孔１１４と連通している。ハイドロゲルチャンバー１１０の直上部には、ハイドロゲル１０１を導入するハイドロゲル貯留槽１１６が形成されている。

導入孔１１４は、ハイドロゲルチャンバー１１０のＹ軸方向の両端と、ハイドロゲル貯留槽１１６の底面とを連通させている。２つの導入孔１１４により、ハイドロゲルチャンバー１１０から空気を抜き、ハイドロゲル貯留槽１１６からハイドロゲルチャンバー１１０にハイドロゲル１０１を充填し易くなる。

貯留部２１ａは、培養液１０２を貯留する。貯留部２１ａは、平面視でＹ軸方向に延びる長孔状ないし楕円状に形成されている。なお、貯留部２１ａの平面視形状は特に限定されない。貯留部２１ａは、ハイドロゲルチャンバー１１０よりも内部空間（容積）が大きいとよい。貯留部２１ａの底部のハイドロゲルチャンバー１１０側（＋Ｘ側）の側面は、ハイドロゲルチャンバー１１０に連通している。

貯留部２１ｂは、培養液１０２を貯留する。貯留部２１ｂは、平面視でＹ軸方向に延びる長孔状ないし楕円状に形成されている。なお、貯留部２１ｂの平面形状は特に限定されない。貯留部２１ｂも、ハイドロゲルチャンバー１１０よりも内部空間（容積）が大きいとよい。貯留部２１ｂの底部のハイドロゲルチャンバー１１０側（－Ｘ側）の側面は、ハイドロゲルチャンバー１１０に連通している。

培養容器２は、貯留部２１ａ，２１ｂに圧力差を生じさせた状態でも、ハイドロゲルチャンバー１１０にハイドロゲル１０１を保持させる機構として、支柱列１２２，１３２を備えている。支柱列１２２は、ハイドロゲルチャンバー１１０と貯留部２１ａと連通させるマイクロサイズの流体チャネルを形成する。また、支柱列１３２は、ハイドロゲルチャンバー１１０と貯留部２１ｂと連通させるマイクロサイズの流体チャネルを形成する。

蓋３の平滑面３０Ｂ（下面）には、貯留部２１ａ，２１ｂに連通する上方に向かって凹状の溝部３１ａ，３１ｂが形成されている。なお、ハイドロゲル貯留槽１１６の上部は、蓋３の平滑面３０Ｂによって閉塞されている。蓋３には、貯留部２１ａ，２１ｂに連通するように空圧配管４ａ，４ｂが接続されている。なお、蓋３に対する空圧配管４ａ，４ｂの接続方向は、Ｙ軸方向に限らず、Ｘ軸方向であっても、Ｚ軸方向であってもよい。

ラバーシート５は、図６及び図７に示すように、培養容器２と蓋３との間に介在し、培養容器２と蓋３との間の気密を確保する。ラバーシート５は、Ｘ軸方向を短手方向、Ｙ軸方向を長手方向とする、平面視で長方形状を有する。ラバーシート５の上面５０Ａ及び下面５０Ｂは、それぞれ平滑面となっている。ラバーシート５の上面５０Ａは、蓋３の平滑面３０Ｂに密着する。つまり、ラバーシート５は、ファンデルワールス力により蓋３側に密着する。

ラバーシート５は、蓋３に設けられた溝部３１ａ，３１ｂと、培養容器２に設けられた貯留部２１ａ，２１ｂと、を連通させる連通孔５１ａ，５１ｂを備えている。なお、ラバーシート５は、連通孔５１ａ，５１ｂの間に、ハイドロゲル貯留槽１１６に連通する第２の連通孔５３を備えている。

図７及び図８に示すように、培養容器２には、複数の貯留部２１の開口を囲い、上面２０Ａからラバーシート５に向かって突出する線状のシール突起６０が設けられている。シール突起６０は、貯留部２１ａ，２１ｂ及びハイドロゲル貯留槽１１６のそれぞれの開口縁に沿って設けられている。貯留部２１ａ，２１ｂ及びハイドロゲル貯留槽１１６の隣り合うシール突起６０の少なくとも一部は、共通化されている。

上記構成の細胞培養装置１では、貯留部２１ａ，２１ｂを備える培養容器２について、貯留部２１ａ，２１ｂの気密を同時に確保するため、培養容器２と当該培養容器２を被覆する蓋３とを備え、培養容器２と蓋３の間にラバーシート５を配置して複数の貯留部２１の気密を確保する。この際に、培養容器２の上面２０Ａに線状のシール突起６０を備えることで、ラバーシート５を弾性変形させ、当該シール突起６０に沿った部位での気密を確保できる。このラバーシート５によれば、一つの部材で複数の貯留部２１の気密を確保できるため、組み立てが容易、且つ、ラバーシート５の厚みＴやシール突起６０の高さＨを調整することで、培養容器２や蓋３の寸法誤差を吸収して気密を容易に確保できる。

また、上記構成の第２実施形態によれば、ハイドロゲルチャンバー１１０に隣接した貯留部２１ａ及び貯留部２１ｂに培養液１０２を貯留し、貯留された培養液１０２に対して空圧をかけることで、ハイドロゲル１０１に培養液１０２を浸透させて細胞を培養できる。このように、培養容器２に空圧配管４を接続された蓋３を固定し、空圧によってハイドロゲル１０１に培養液１０２を浸透させながら細胞（例えば血管内皮細胞）を培養することで、ハイドロゲル１０１中での細胞組織の形成を促進させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

１…細胞培養装置
２…培養容器
２ａ…アッパープレート
２ｂ…ボトムプレート
２ｃ…流路プレート
２ｄ…透明プレート
３…蓋
３ａ…蓋本体
３ｂ…カバー
３ｃ…ラバーシート
４…空圧配管
４ａ～４ｄ…空圧配管
５…ラバーシート
６…第１の固定部
７…第２の固定部
８…第１の係止部
９…隙間
１０…第２の係止部
１１…ボルト
１２…貫通孔
１３…窓部
１４…貫通孔
１５…排出流路
１６…導入流路
２０Ａ…上面
２１…貯留部
２１ａ～２１ｄ…貯留部
２２…位置決め凹部
３０ａ…接続孔
３０Ａ…上面
３０Ｂ…平滑面
３１…溝部
３１ａ～３１ｄ…溝部
３２…貫通孔
３３…位置決め凸部
５０Ａ…上面
５０Ｂ…下面
５１…連通孔
５１ａ～５１ｄ…連通孔
５３…第２の連通孔
６０…シール突起
６１…短辺
６２…長辺
６３…角部
６４…空間
７０…開口部
１０１…ハイドロゲル
１０２…培養液
１１０…ハイドロゲルチャンバー
１１４…導入孔
１１６…ハイドロゲル貯留槽
１２２…支柱列
１３２…支柱列
１５１…ラプラス弁

Claims (13)

1. 開口を有する複数の貯留部を備える培養容器と、
   前記培養容器に着脱可能に装着され、前記複数の貯留部の開口を覆う蓋と、
   前記培養容器及び前記蓋のいずれか一方に接続された空圧配管と、
   前記培養容器と前記蓋との間に配置され、前記培養容器と前記蓋との間の気密を確保するラバーシートと、を備え、
   前記培養容器及び前記蓋のいずれか一方に、前記複数の貯留部の開口を囲い、前記ラバーシートに向かって突出する線状のシール突起が設けられている、
   細胞培養装置。
2. 前記シール突起は、前記培養容器に設けられている、
   請求項１に記載の細胞培養装置。
3. 前記蓋は、前記ラバーシートが密着する平滑面を有する、
   請求項２に記載の細胞培養装置。
4. 前記蓋は、前記ラバーシートを前記平滑面に位置決めする複数の位置決め凸部を有する、
   請求項３に記載の細胞培養装置。
5. 前記複数の位置決め凸部は、前記ラバーシートの短手方向の両側と、前記ラバーシートの長手方向の片側に設けられている、
   請求項４に記載の細胞培養装置。
6. 前記培養容器は、前記複数の位置決め凸部が挿入される複数の位置決め凹部を備える、
   請求項４または５に記載の細胞培養装置。
7. 前記空圧配管は、前記蓋に接続されている、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
8. 前記蓋は、前記空圧配管と連通する複数の溝部を備え、
   前記ラバーシートは、前記複数の溝部と前記複数の貯留部とを連通させる複数の連通孔を備える、
   請求項７に記載の細胞培養装置。
9. 前記シール突起は、前記複数の貯留部のそれぞれの開口縁に沿って設けられている、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
10. 前記複数の貯留部のうち、互いに隣接する貯留部の開口縁に沿って設けられる前記シール突起の少なくとも一部は、共通化されている、
    請求項９に記載の細胞培養装置。
11. 前記シール突起の高さ／幅の比率が、０．５～１０の範囲内である、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
12. 前記ラバーシートは、シリコーンゴム製である、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
13. 前記ラバーシートのデュロメータ硬さは、５０以下である、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の細胞培養装置。

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