JP4469585B2 - ローラボトル - Google Patents

Description

本発明は、細胞培養の生産のための容器に関し、さらに詳細には、細胞増殖の表面積をを増大させるための軸方向のひだ、および、そのボトルの壁を補強するための円周方向のリブを有するローラボトルに関する。

細胞培養のために研究室において一般に使用されるある種類の容器は、「ローラボトル」として知られている。「ローラボトル」は、略円筒形状であり、その軸線回りに回転するようになっている。そのようなローラボトルの内面は、細胞の活性面を備えるものである。増殖培地液がそのローラボトル内に導入される。ボトルの回転運動により、その内面が培地液で濡れた状態で維持され、それにより、細胞増殖を促進する。適切な装置における回転用ローラが、これらのローラボトルを回転させるために用いられる。

細胞により分泌される薬学の物質のような細胞の副産物のために一般には多量の細胞を増殖させることが望ましい。様々な手段が、ローラボトルの内表面積を増大させるために使用されている。ある方法は、細胞に利用される活性表面積の量を増殖するように増大させるものである。

例えば、ブロー成形技術により一体構造として作られるローラボトルは、そのローラボトルの壁に長手方向のひだを含むものであることが知られている。これらの長手方向のひだが、ローラボトルにおける有効な内表面積を増大させる。そのひだは、培養または細胞の歩留まりを増大させる目的のために増殖用チャンバ内に延在している。

さらに、そのような長手方向のひだを有し、上部の外面および容器の下端を取り囲む円周方向のカラーを含む培養容器を供することも知られている。これらのカラーは、容器が回転用装置のローラにその側部で配される場合、容器の把持位置を最大にすることを目的としている。

従来技術は、また、細胞増殖するための表面積を増大させるためにボトルの軸線に対し交叉するひだを有し、さらに、少なくとも一つのひだのない長手方向の排出用パネル、および、ひだ付のボトルを補強するための交叉する波形のしわの外側の端部に沿った軸方向の補強用リブを含むローラボトルを開示している。

また、ボトルの壁を補強する目的のためにローラボトル上の円周方向のリブを使用することも知られている。これに関し、従来技術は、柔軟なプラスチック製の壁と、その本体が略円筒状を保持するように柔軟なプラスチック製の壁内に形成される複数の離隔した円周方向の補強用リングとを有するローラボトルを開示している。

従来技術のローラボトル、特に、細胞増殖のための表面積を拡張するためにひだを有しているものに関連した問題は、ボトルの内部が加圧される場合、ボトルの壁が膨張する傾向があることである。これにより、そのボトルがそのローララック上の回転をやめる。これは、回転運動がない状態で内面の一部が乾燥し、これらの部分における細胞の死滅を助長するので問題となる。

従って、容器の壁に剛性を加えるように補強され、ローラボトルが回転をやめるところまでローラボトルが膨張することを防止するひだ付ローラボトルを提供することが望ましい。

本発明は、細胞増殖培養のためのローラボトルをもたらすものであって、閉塞した下端部および相対向する上端部に液体用開口を有する細長い円筒状壁を含んでいる。その細長い円筒状壁は、閉塞した端部から上端部まで長手の軸方向に延在する複数のひだを含んでいる。その細長い円筒状壁は、さらに、その壁に一体に形成され、ひだ付円筒状の壁を補強する円周方向のリブを含んでいる。

その補強用円周方向のリブは、そのローラボトルがローララック上で回転をやめるところまでそのボトルの内部が加圧される場合、ひだ付壁が外側に曲がることを防止する。

幾つかの図に亘って同一の部分に同一の参照符号を付した図面を参照するに、本発明に係るローラボトル１０が示されている。ローラボトル１０は、底壁２０から相対向する上壁２２まで延在する円筒状の側壁を含んでいる。首部２４は、通常の方法で内ねじ付のねじ蓋（不図示）を受けるための突出したねじ山２６を有し、上壁２２から一体となって延在している。差し込み接続のような他のキャップの接続が使用されてもよい。首２４は、ローラボトルを取り巻く環境に対し開口したローラボトルを維持するためにローラボトルにおいてキャップを開状態で固定して保持するための固定用装置を含んでもよい。

ローラボトル１０は、ローラボトル１０の軸線１６と同一方向にローラボトル１０の側壁１４に沿って延在する軸方向の波形のしわ、即ち、ひだ１２を含んでいる。図２および図３からわかるように、個々のひだ１２は、細胞増殖形成用の複数の向かい合う面３２を備えている。このひだ付の構造は、従来のフラットウォール構造と比べてローラボトル１０の有効な内表面積を増大させる。

本発明のローラボトルにおけるひだ１２は、液体用の開口に向けて流体を送り、細胞、または副生成物の細胞をより容易に取り除く溝、即ち、流路を作るようにボトル１０の軸線１６に対し平行に配されている。

本発明は、様々な大きさおよび形状で構築され得るが、このローラボトルの好ましい構造は、首２４の上端から底部２０の底面まで約２７．０８ｃｍ（１０．６６インチ）の長さのボトルを含む。そのように構成されるボトルは、約１１．７６ｃｍ（４．６３インチ）の直径を有し、約２２．８６ｃｍ（９．０インチ）の長さの培養表面部を形成する。図３に示されるように、向かい合う内面３２を形成するそのひだは、外側の頂上３８および内側の頂上４０をそれぞれ有する概ね波形構造を形成する。二つのひだの外側の頂上３８相互間距離は、約０．８２ｃｍ（０．３２３インチ）。各ひだ１２の向かい合う面３２は、内角ａを形成する。本実施例において、角ａ３４は、約６０°でもよい。さらに、二つの隣接するひだにおける内側の頂上４０は、内角β３６を形成する。本実施例において、角βは、約９°である。ひだ１２における頂上３８および４０は、内面３２に対し細胞の付着を容易にするために丸みをつけることが好ましいことに留意すべきである。なおまた、そのような丸みを付けた面は、ケーシングまたは鋳造によって形成することが容易であり、より強く、曲げと同時に本来備わる亀裂を少なくする。

上述したように、従来技術のひだ付ローラボトルに関連する問題は、そのボトルの内側が加圧される場合、そのひだが拡張する傾向があることである。使用において、そのローラボトルは、密閉され、恒温器内で暖められる。暖められるとき、そのローラボトルの内側の圧力が、代表的には、約１ｐｓｉまで上昇する。そのローラボトル内の内圧が、その壁を外側に撓ませる。これにより、そのボトルがローララック上で転がるのを停止する。その結果、ボトルの内面の一部が、乾燥し、従って、細胞の死滅、および、培養の歩留まりの低下につながる。本発明は、ボトルがローララック上で転がりをやめるところまで拡張することを防止するようにひだ付ボトルの壁に剛性を加えることを目的とした円周方向のリブを設けることにより、要望を解決する。

付加的に、図４を参照するに、ローラボトル１０の円筒状の壁１４は、さらに、円筒状の壁１４を補強する円周方向のリブ１８を含んでいる。円周方向のリブ１８は、円筒状の壁１４と一体に形成されている。円周方向のリブ１８は、ローラボトル内の内圧に応じてローラボトルが外側に拡張することを防止する引張り部材を形成する。図３に示されるように、好ましい実施例においては、リブ１８の内壁２１は、ローラボトル１０の内面３２におけるひだ１２の頂上３８と同一平面上にあることに留意すべきである。さらに好ましい実施例においては、リブ１８の外壁２３は、ローラボトル１０の外面３３におけるひだ１２の頂上３９と同一平面上にある。図２を参照するに、リブ１８の外壁２３は、パネル３０に沿って液体用の開口への流体の移送をし易くし、ボトルの液体内容物がこれらの部分に貯留される可能性を無くすように平坦部３０の外壁３１と同一平面上にあることが特に要求される。

図１に示される本発明の実施例において、軸方向に離隔した４箇所のリブが示されている。しかしながら、そのボトルは、補強材として２から１０箇所の円周方向のリブ、好ましくは、ローラボトルの長手方向に沿って均等に離隔した３〜６箇所のリブを含んでもよいことを意図している。最も好ましくは、本発明のローラボトルは、図５に示されるように、ボトルの長さ方向に沿って均等に離隔した３箇所のリブを含んでいる。しかしながら、本発明は、この特定の補強用のリブ数に限定されるものではない。外側の円周方向のリブが、最も補強材を必要とする部分に集中され得ることは留意すべきである。設けられるリブの数量は、細胞増殖のために表面積の減少を最小にしつつ強度を最大にするように選択される。例えば、本発明者により約１７００ｃｍ^２（ｓｑ．ｃｍ）のローラボトルの内表面積は、半径方向のリブ１８がない状態である１６９４ｃｍ^２（ｓｑ．ｃｍ）と比べて１７３４ｃｍ^２（ｓｑ．ｃｍ）となることがわかった。

図１〜２に示されるように、ローラボトル１０は、さらにローラボトル１０の内容物の微視的な検視を向上させ、および／またはその形成を簡単にするためにひだ１２を設けないものであって、直径方向に相対向し軸方向に延在する平坦部３０を含んでいる。本発明の好ましい実施例において、ローラボトルは、微視的な検視を容易にするために二つの正反対の位置にある平坦部３０を含んでいる。図面に示される平坦部３０の個別の配置は、重要ではない。さらに、平坦部３０の幅は、これらのパネルが表面積増大の損失となることを除き、重要ではない。微視的な検視用平坦部を有する従来技術のひだ付ローラボトルに関連する問題は、そのボトル内が加圧される場合、これらの部分が曲げられ、微視的な検視が困難となるということである。本発明のローラボトルにおける補強用のリブ１８は、さらに平坦部のこの変形を防止するように機能し、連続した微視的な検視を可能にすることに留意すべきである。

ローラボトル１０は、同様なボトルが嵌まり込む状態でローラボトルを積み重ね易くするように底壁に凹部（不図示）を含んでいることに留意すべきである。

本発明は、付着性の細胞または懸濁液中で増殖する細胞用であって、単位当たりの培養または細胞の歩留まりを増大させるように使用され得る軸方向のひだ付のローラボトルをもたらす。付着性の細胞は、増殖するための支持面を必要とするばかりでなく、支持面上で増殖することもできる細胞を含んでいることに留意すべきである。“培養または細胞の歩留まりを増大させる”という文句に関しては、培養容器またはある単位あたり細胞および／またはそれらの副産物の数量における増大を意味する。この図面に示されるように、ローラボトルの本体部の円筒状の壁は、ひだがその長さの実質的な部分に沿って軸方向に付けられている。従って、その容器における本体の壁の内面および外面に波形をつけることとなる。その内側の波形により、付着性の細胞の増殖および付着に利用される表面積が増大し、従って、容器あたりの培養および細胞の歩留まりを増大させることとなる。さらに、懸濁液内で増殖する細胞に関し、本発明のローラボトルの内側の波形により、懸濁液の培養の攪拌が強められ、また、細胞の分散が助長され、その培養の増殖が促進される。

細胞が、その細胞を形成するための適切な環境において回転により本発明のローラボトルの内面に形成された後、その壁に形成された細胞を備えるローラボトルが、従来のローラボトル装置から取り外される。そのボトル内に残っている細胞形成用培養液は、軸方向のひだおよび平坦な検視用パネルに沿ってボトルから注がれ、細胞の乾燥を防止するように少量の食塩水が加えられてもよい。代替的に、培養液は、少量なら残されてもよい。
その後、スクレーパ装置が、そのローラボトルの内面から細胞を除去するために使用されてもよい。細胞を除去するためのより従来の方法は、キレート剤とともにタンパク分解酵素のトリプシンを含む溶液を導入するものである。その結果、その方法は、軸方向のひだおよび軸方向の平坦部に沿ってローラボトルから注ぐために細胞が内面から放出されるという効果がある。その後、そのボトルは、通常、廃棄される。従って、ブロー成形により安価に製造され、一度だけ使用し廃棄され得る本発明のローラボトルのようなローラボトルをもたらすことには、直ちに明らかな利点がある。本発明のローラボトルは、細胞増殖形成用であって非常に増大した表面積を備える細長い円筒状の壁を含む一体成形の構造をもたらす。これらの円筒状の壁は、さらに、ボトルの壁を補強するためにそれに一体に形成され、それを取り囲む補強用リブを含んでいる。これらの補強用リブは、特に、細胞培養のバッチプロセスの間の長い期間中、疲労を引き起こし、ボトルがローラボトル装置上で転がりをやめることを引き起こすそのひだの繰り返される曲がりのために培養中、時期尚早にローラボトルを廃棄する必要をなくすこととなる。その補強用半径方向のリブは、軸方向のひだの曲げおよび伸長を防止する。

本発明に従うローラボトルを製造するための一般的な条件を考慮して、多種多様な熱可塑性材料、例えば、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、および、ポリ塩化ビニルなどが利用され得る。ポリスチレンは、細胞がこの材料上で数多くよく増殖することが見受けられるので特に、望ましい。

ボトルの壁は、培地液が満たされる場合、十分な強度を持つボトルをもたらすように十分な厚さを有すべきである。代表的に、そのフィルムの厚さは、２．２５リットルのローラボトルについて１インチの１／１０００〜１／６００００の厚さであろう。押出成形、ブロー成形、または射出吹き込み成形技術によってボトルを成形するために使用される
熱可塑性樹脂は、容易く流れ、軸方向のひだ、および、ボトルにおける補強用の円周方向のリブを形成する。

本発明の好ましい実施例が説明されたものであるにすぎず、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、非常に多い代替物、変更、修正が、許容されることに留意すべきである。

本発明に係るローラボトルの斜視図である。 図１における２−２線に沿って示される図１の装置の水平方向の断面図である。 図２の「３」で表したローラボトルの部分における拡大した部分断面図である。 図１のローラボトルの壁の部分断面図である。 本発明に係るローラボトルの斜視図である。

Claims (20)

1. 細胞増殖培養用容器において、
   閉塞した下端部および相対向する上端部に液体用開口を有する細長い円筒状壁であって、
   （ｉ）前記閉塞した下端部から前記上端部まで少なくとも部分的に延在する長手の軸方向に延在する複数のひだであって、第１の端点と第１の頂点との間で延在する第１の側壁と、第２の端点と該第１の頂点との間に延在する第２の側壁とを含み、該第１の頂点が、該第１および第２の端点よりも前記容器の縦方向の中心から半径方向により遠い位置に配される複数のひだと、
   （ｉｉ）前記円筒状壁に一体に形成され、該円筒状壁を補強する少なくとも一つの円周方向のリブと、を含み，
   前記リブは、前記各ひだの前記側壁相互間に連続し、半径方向外方に延在する外壁を含んで該ひだを横切って重ね合わされ、該リブの外壁は、該リブの外壁が前記複数の頂点から半径方向外方に突出しないように、該ひだの前記複数の第１の頂点の最も外側部分と同一平面上にある細長い円筒状壁を含む細胞増殖培養用容器。
2. 前記容器は、ローラボトルである請求項１記載の容器。
3. 前記円筒状壁は、排出用パネルを形成するひだのない少なくとも一つの軸方向の部分をさらに含んでいる請求項１記載の容器。
4. 前記円筒状壁は、それぞれ排出用パネルを形成する直径方向に相対向するひだのない長手方向の二つの部分を含む請求項３記載の容器。
5. 前記上端部から延在する首部は、内周ねじ付蓋を受けるための外周ねじ山を一体に有する請求項１記載の容器。
6. 前記首部は、前記容器を取り巻く環境に対し前記容器の開状態を維持すべく前記容器において固定した開状態で蓋を保持するための固定用装置をさらに含む請求項５記載の容器。
7. 前記ひだは、細胞増殖の形成のために複数の相対向する内面を形成する請求項１記載の容器。
8. 前記各ひだは、第１の端点と第１の頂上との間に延在する第１の側壁と、第２の端点と該第１の頂上との間に延在する第２の側壁と、を含み、該第１の頂上は、前記第１および第２の端点よりも該容器の長手方向の中心からさらに半径方向に配置される請求項１記載の容器。
9. 前記第１および第２の側壁は、前記第１の頂上に互いに近寄るように配置される請求項８記載の容器。
10. 前記第１および第２の側壁は、その間に約６０度の角度を形成する請求項９記載の容器。
11. 連結部が、第１の前記ひだにおける前記第２の端点が第２の前記ひだにおける前記第１の端点に連結される状態で隣接する前記ひだの間に形成され、該連結部が第２の頂上を形成する請求項９記載の容器。
12. 二つの隣接する該ひだにおける前記第１の頂上は、それぞれ約９度の角度で離隔されている請求項９記載の容器。
13. 前記第１の頂上における少なくとも一部は、丸められている請求項９記載の容器。
14. 二つの隣接する該ひだにおける前記第２の頂上は、それぞれ、約０．８０ｃｍから約０．８５ｃｍまでの範囲の距離で離隔されている請求項１１記載の容器。
15. 前記第２の頂上における少なくとも一部は、丸められている請求項１１記載の容器。
16. 前記リブは、前記ひだから半径方向内向きに延在する内壁を含み、該リブの内壁は、該ひだの第２の頂上における最も内側の部分と同一平面上にある請求項１１記載の容器。
17. 前記リブは、前記排出用パネルの最も外側部分と同一平面上にある請求項３記載の容器。
18. 前記容器は、３箇所のリブを含む請求項１記載の容器。
19. 前記容器は、４箇所のリブを含む請求項１記載の容器。
20. 前記リブは、前記排出用パネルを横切って重ね合わされておらず、前記リブの外壁は、該リブの外壁が該排出用パネルから半径方向外方に突出しないように、該排出用パネルの最も外側部分と同一平面上にある請求項３記載の容器。

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