JP4656485B2

JP4656485B2 - 無菌培養方法及びその装置

Info

Publication number: JP4656485B2
Application number: JP2004100286A
Authority: JP
Inventors: 護小久保; 浩司上田
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005278566A

Description

本発明は無菌培養方法及びその装置に関し、詳しくは作業室内で培養準備作業を行ってから被培養物を培養器内で培養する無菌培養方法及びその装置に関する。

今日、再生医療や癌免疫療法を目的として、人体の組織より採取した組織から所要の細胞だけを取り出し、当該細胞を培養することが行われており、これら細胞等の被培養物を培養するためには、予め採取した組織から培養する必要のない組織を取り除く培養準備作業を行う必要がある。
そして上記培養準備作業を行うための作業室と、被培養物を培養するための培養器を備えた無菌培養装置として、以下のものが知られている。
最初に、無菌箱若しくは無菌操作箱を無菌状態を保ったまま直列的に複数台接続した無菌培養装置が知られており（特許文献１）、この特許文献１ではこれらの無菌操作箱若しくは無菌箱をそれぞれ上記作業室や培養器として使用することができるようになっている。
そして無菌操作箱で培養準備作業した被培養物を無菌状態を保ったまま無菌箱に移送することで、被培養物が外部の雰囲気によって汚染されることなく無菌箱内で培養することができるようになっている。
また無菌状態を維持された作業室内に培養器を設けた無菌培養装置が知られており（特許文献２）、作業室内で培養準備作業を行った被培養物をそのまま培養器内に収容することにより、被培養物を外部の雰囲気に触れさせずに無菌箱内で培養することができるようになっている。
実開昭５６−４７７４１号公報特開昭６１−１２２７９号公報

しかしながら、上述したような再生医療に利用する細胞を被培養物として培養する際、上記作業室内等で他人同士の細胞を同時に扱うと、一方の細胞によって他方の細胞が汚染されるいわゆる交差汚染が生じてしまう。
この交差汚染を防止するためには、他人同士の細胞を作業室内で同時に扱わないことや、他人同士の細胞を同一の培養器内で培養しないことが必要であるが、上記特許文献１では、ひとつの被培養物を無菌箱に移送してしまうと、無菌操作箱と無菌箱とが連通しているため、無菌操作箱で他人の被培養物の培養準備作業を行うと、無菌箱内の被培養物が交差汚染されてしまう。
また特許文献２では、作業室内に１台の培養器しか設けられていないため、１つの被培養物を培養器内に移送してしまうと、当該培養器内で交差汚染のおそれが生じることから、当該被培養物の培養が終了するまで他人の被培養物を培養器内に移送することができなかった。
以上のことから、上記特許文献１及び特許文献２では、同時に複数の異なる被培養物を培養することができず、ひとつの被培養物を培養している間、他人の被培養物については培養準備作業ができないような事態となっていた。
このような問題に鑑み、交差汚染が発生するおそれなく、複数の被培養物を培養することの可能な無菌培養方法及びその装置を提供するものである。

すなわち、請求項１における無菌培養方法は、被培養物を培養するための培養準備作業を滅菌された作業室内で行い、この培養準備作業を施した被培養物を滅菌された培養器内で培養するようにした無菌培養方法において、
上記培養器を複数設けるとともに、各培養器と上記作業室とにはそれぞれ無菌状態を保ったまま接離する接続手段が設けられ、
上記作業室及び培養器の内部を滅菌し、滅菌された作業室内で被培養物の培養準備作業を行ったら、この被培養物を作業室に接続したいずれかの培養器に移送するとともに、該培養器を作業室から離脱させて作業室から離隔した位置で被培養物を培養し、
該作業室から離脱させた培養器で被培養物を培養している間に、該被培養物と異なる被培養物を培養する場合は、上記作業室及び上記被培養物を培養中の培養器とは異なる培養器を滅菌するとともに、該改めて滅菌した作業室内で培養準備作業を行い、この培養準備作業を施した被培養物を作業室に接続した上記異なる培養器に移送して培養することを特徴としている。

また請求項２に記載の無菌培養装置は、被培養物を培養するための培養準備作業を滅菌された作業室内で行い、この培養準備作業を施した被培養物を滅菌された培養器内で培養するようにした無菌培養装置において、
上記培養器を移動可能に複数設けるとともに、各培養器に培養器の環境を一定に保つ調節手段を設け、
さらに、培養器と作業室とを滅菌する滅菌装置を設けるとともに、各培養器と上記作業室とに設けられ、これら作業室と培養器とを無菌状態を保ったまま接続させるとともに無菌状態を保ったまま離脱させる接続手段を設け、
上記作業室及び培養器の内部を上記滅菌装置で滅菌し、該作業室内で培養準備作業を施した被培養物を作業室に接続された培養器に移送させ、該培養器を作業室から離脱させて作業室から離隔した位置で被培養物を培養することを特徴としている。

上記無菌培養方法及び無菌培養装置によれば、培養器が作業室とは分離されて複数設けられているため、異なる複数の被培養物を交差汚染を防止しながら同時期に並行して培養することが可能となる。

以下図示実施例について説明すると、図１は本発明にかかる無菌培養方法に使用する無菌培養装置１を示し、この無菌培養装置１は被培養物について培養準備作業を行うための作業室２と、当該作業室２より離隔した位置で被培養物の培養を行う複数の培養器３とを備えている。
上記作業室２および各培養器３にはそれぞれ過酸化水素蒸気などの滅菌ガスを発生させる滅菌装置６が導管６ａを介して接続されており、当該滅菌装置６から供給される滅菌ガスを作業室２や培養器３の内部に充満させることで、これらの内部を滅菌して無菌状態とすることができる。
ここで、本実施例で培養される上記被培養物とは人体から採取した所定の細胞であり、この被培養物を培養することで、当該被培養物を再生医療や癌免疫療法に利用することができるようになっている。
また培養準備作業とは、人体から採取した組織や体液から必要な細胞だけを取り出す作業であって、採取した組織から不必要な組織を除去するための一連の作業をいう。

上記作業室２はその内部が外部の雰囲気より隔離され、図示しない無菌エア供給装置から供給される滅菌された空気によって所定の陽圧に保たれている。そしてこの作業室２の内部には培養準備作業に使用する遠心分離機や顕微鏡等の機器７が備えられている。
また作業室２の側面には作業者が装着して培養準備作業を行うための２組のグローブ８と、作業室２内に搬入される人体の組織を入れた採取容器Ａの外面を滅菌するための滅菌庫９と、上記密封移送容器５と接続するための接続手段４を構成する接続ポート２１とが設けられている。
上記グローブ８の設けられている面は透明なアクリル製となっており、グローブ８を装着した作業者は、作業室２内部の様子を観察しながら培養準備作業等を行うことができるようになっている。
また上記滅菌庫９は上記作業室２との間に開閉可能に設けられた第１開閉扉１０と、外部空間との間で開閉可能に設けられた第２開閉扉１１とを備え、この滅菌庫９にも上記滅菌装置６からの導管６ａが接続され、滅菌ガスによって内部の滅菌が行われるようになっている。
そして人体より採取された組織は上記採取容器Ａ内に密閉され、その状態で滅菌庫９内に搬入されるようになっており、この採取容器Ａは滅菌庫９内で滅菌された後、作業室２内に搬入されるようになっている。
さらに培養準備作業によって得られる被培養物はシャーレなどの培養容器Ｂ内に入れられ、上記接続手段４によって接続された培養器３へと移送されるようになっている。

次に、上記培養器３はそれぞれ図示しない調節手段によって一定の温度、湿度、炭酸ガス濃度で保たれており、また当該培養器３内部を滅菌するため、上記滅菌装置６からの導管６ａが着脱可能となっている。
また培養器３には上記作業室２の接続ポート２１と連結する接続手段４を構成する接続ポート２２が設けられており、当該接続ポート２２を介して被培養物が培養器３内に移送されるようになっている。
またこの培養器３にはキャスターなどの図示しない移動手段が設けられており、被培養物を作業室２から培養器３内に移送する際に培養器３を作業室２に隣接した位置に移動させ、被培養物を培養する際には培養器３を作業室２から離隔した位置に移動させておくことが可能となっている。

そして図２は上記接続手段４について説明した図であり、上記作業室２の接続ポート２１と培養器３の接続ポート２２とが分離した状態と接続した状態をそれぞれ示した図となっている。
最初に、各接続ポート２１、２２はそれぞれ被培養物の入った培養容器Ｂが通過可能な接続口２１ａ、２２ａと、これら接続口２１ａ、２２ａに開閉可能に設けられた隔壁２１ｂ、２２ｂとを備えており、図２（ａ）のように作業室２と培養器３とを分離したときに、作業室２及び培養器３の内部を外部の雰囲気から隔離するようになっている。
そして作業室２側の接続口２１ａには、上記隔壁２１ａを軸支するヒンジ２３と、図示左方側には隔壁２１ａを閉鎖する閉鎖部材２４が設けられており、この閉鎖部材２４を作業室２のグローブ８を装着した作業者によって操作することで、隔壁２１ａの閉鎖状態が解除されるようになっている。
さらに隔壁２１ａにおける作業室２側の中央には隔壁２１を開閉するための取手２５が設けられており、この取手２５を作業者が把持することで、隔壁２１ａの開閉が可能となっている。

そして図２（ｂ）に示すように両接続ポート２１、２２は相互に連結されるようになっており、上記接続口２１ａ、２２ａが連結すると、隔壁２１ｂ、２２ｂが開放されても作業室２及び培養器３内に外部の雰囲気が流入しないようになっている。
また接続口２１ａ、２２ａが連結されると同時に上記隔壁２１ｂ、２２ｂも連結されるようになっており、隔壁２２ｂは隔壁２１ｂと一体となって上記ヒンジ２３を中心に作業室２内に向けて開くようになっている。
そして上記接続ポート２１，２２における、作業室２及び培養器３を連結させる以前に外部に露出していた部分は、連結することによって作業室２内の滅菌された空間に露出することがないので、作業室２が汚染されることはない。
なお、上記接続手段４の構成は従来公知であり、特許第３４４５８１３号公報に記載される構成と略同一の構成を有しているので、これ以上の詳細な説明を省略する。

以上の構成を有する無菌培養装置１を用いた無菌培養方法を以下に説明すると、最初に、上記作業室２及びいずれかの培養器３に滅菌装置６の導管６ａを接続し、滅菌装置６から作業室２及び培養器３に滅菌ガスを供給して、作業室２及び培養器３の内部を滅菌する。
作業室２及び培養器３の滅菌が終了したら、滅菌庫９の第２開閉扉１１を開放して、人体より採取した組織が入れられた採取容器Ａや、培養準備作業に使用する用具を当該滅菌庫９内部に搬入し、第２開閉扉１１を閉鎖する。
その後滅菌装置６から滅菌庫９に滅菌ガスを供給して滅菌庫９内を滅菌し、あわせて上記採取容器Ａの外面や用具の滅菌を行う。
採取容器Ａ等の滅菌が終了したら、作業者は作業室２のグローブ８を装着して作業室２と滅菌庫９との間に設けられた第１開閉扉１０を開放し、採取容器Ａ及び用具を滅菌庫９から作業室２へと移動させる。
そして第１開閉扉１０を閉鎖したら、作業者は採取容器Ａ内の組織について培養準備作業を開始し、上記機器７や上記用具を用いて採取された組織から被培養物を取り出し、当該被培養物を培養容器Ｂに収容する。

次に、作業者が先ほど滅菌装置６によって滅菌された培養器３を作業室２に隣接する位置まで移動させ、上記接続手段４によって作業室２と培養器３とを接続し、さらに作業者はグローブ８を装着して上記取手２５及び閉鎖部材２４を操作し、隔壁２１ｂ、２２ｂを開放する。
続いて作業者は接続ポート２１，２２を介して培養容器Ｂを作業室２から培養器３へと移動させ、再び取手２５及び閉鎖部材２４を操作して隔壁２１ｂ、２２ｂを閉鎖する。
これにより作業室２と培養器３とが互いに隔離され、その後接続ポート２１，２２を分離させて作業室２から培養器３を離脱させると、作業者は培養器３を所要の位置にまで移動させる。
そして培養器３では調節手段による環境下で被培養物を所定期間培養し、培養が終了すると、被培養物は培養器３から取り出されて再生医療等に利用される。

上記培養器３で被培養物を培養している間に、現在培養中の培養器３とは異なるいずれかの培養器３に上記滅菌装置６の導管６ａを接続し、当該培養器３と上記作業室２に対して滅菌装置６からの滅菌ガスを供給して、現在培養中の被培養物とは異なる検体の被培養物を対象とする培養準備作業及び培養に備えて、これらの内部を滅菌する。
滅菌ガスによって作業室２と培養器３とが滅菌されたら、作業者は当該培養器３を移動させ、作業室２の接続ポート２１と培養器３の接続ポート２２とを連結する。
そして、複数のうちのいずれかの培養器３で被培養物が培養されている間に、この被培養物とは異なる被培養物について、改めて滅菌された作業室２において培養準備作業を行い、現在培養中の培養器３とは異なる培養器３を用いて培養を行う。
このように、新たな採取容器Ａを作業室２内に搬入する前に改めて作業室２及び培養器３の内部を滅菌することで、先の培養準備作業により付着した組織や細胞を死滅させ、次に培養準備作業を行う被培養物が交差汚染されることを防止している。
また本実施例では、作業室２と分離して培養器３を複数設けるとともに、当該培養器３を移動させて接続手段４により無菌状態を保ったまま作業室２に連結できるので、複数の被培養物を交差汚染を防止して同時期に培養することが可能である。

次に、図３を用いて上記実施例とは異なる態様の培養器３について説明すると、この培養器３はその内部で被培養物の培養を行う培養室３１と、開閉扉３２を介して培養室３１に連通するとともに、その内部が滅菌状態に維持されたハンドリング室３３とを備えたキャスター等の移動手段により移動可能なトランスファアイソレータとして構成されている。
上記培養室３１は上記実施例における培養器３と同様、調節手段によってその内部が一定の環境に保たれるようになっており、上記開閉扉３２によってハンドリング室３３から隔離されるようになっている。
ハンドリング室３３は上記作業室２と同様図示しない無菌エア供給装置から供給される滅菌された空気によって所定の陽圧に保たれており、さらに上記作業室２のグローブ８と同様のグローブ３４と上記接続手段４を構成する接続ポート２２とが設けられている。
そしてこのハンドリング室３３に上記滅菌装置６からの導管６ａを着脱可能となっており、上記開閉扉１３を開いた状態でハンドリング室３３内に滅菌ガスを流入させることで、培養室３１内の滅菌も行えるようになっている。
このような構成を有する培養器３を用いることで、作業者が上記グローブ３４を装着して開閉扉３２を操作することで、培養室３１内から培養中の被培養物を取り出すことができ、無菌状態下で被培養物の培養の進行を確認することが可能となる。

なお、上記実施例では作業室２と培養器３のそれぞれに滅菌装置６の導管６ａを接続して滅菌を行っていたが、上記作業室２と培養器３とを接続手段４によって接続し、隔壁２１ｂ、２２ｂを開放した状態で作業室２に滅菌ガスを流入させれば、培養器３に導管６ａを接続せずとも培養器３の滅菌が可能である。
また、上記実施例の作業室２及びハンドリング室３３にはグローブ８，３４が設けられているが、それに代えて作業者の上半身を覆うハーフスーツや作業ロボットを設けることも可能である。
さらに、上記培養器３の移動手段をプログラムによって自動的に移動させるようにすれば、省力化を図ることができるとともに、人が介在することによる被培養物の汚染を防止することができる。

本実施例にかかる無菌培養装置を示す概略図。接続装置を示し、（ａ）は作業室と培養器とが連結された状態を示し、（ｂ）は作業室と培養器とが分離した状態を示している。他の態様を有する培養器についての平面図。

符号の説明

１無菌培養装置２作業室
３培養器４接続手段

Claims

被培養物を培養するための培養準備作業を滅菌された作業室内で行い、この培養準備作業を施した被培養物を滅菌された培養器内で培養するようにした無菌培養方法において、
上記培養器を複数設けるとともに、各培養器と上記作業室とにはそれぞれ無菌状態を保ったまま接離する接続手段が設けられ、
上記作業室及び培養器の内部を滅菌し、滅菌された作業室内で被培養物の培養準備作業を行ったら、この被培養物を作業室に接続したいずれかの培養器に移送するとともに、該培養器を作業室から離脱させて作業室から離隔した位置で被培養物を培養し、
該作業室から離脱させた培養器で被培養物を培養している間に、該被培養物と異なる被培養物を培養する場合は、上記作業室及び上記被培養物を培養中の培養器とは異なる培養器を滅菌するとともに、該改めて滅菌した作業室内で培養準備作業を行い、この培養準備作業を施した被培養物を作業室に接続した上記異なる培養器に移送して培養することを特徴とする無菌培養方法。
被培養物を培養するための培養準備作業を滅菌された作業室内で行い、この培養準備作業を施した被培養物を滅菌された培養器内で培養するようにした無菌培養装置において、
上記培養器を移動可能に複数設けるとともに、各培養器に培養器の環境を一定に保つ調節手段を設け、
さらに、培養器と作業室とを滅菌する滅菌装置を設けるとともに、各培養器と上記作業室とに設けられ、これら作業室と培養器とを無菌状態を保ったまま接続させるとともに無菌状態を保ったまま離脱させる接続手段を設け、
上記作業室及び培養器の内部を上記滅菌装置で滅菌し、該作業室内で培養準備作業を施した被培養物を作業室に接続された培養器に移送させ、該培養器を作業室から離脱させて作業室から離隔した位置で被培養物を培養することを特徴とする無菌培養装置。