JP5283708B2 - 細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置 - Google Patents

Description

本発明は、培養液を使用して細胞を培養する細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置に関し、特に汚染無しに細胞を培養することができて、培養液とガスの注入及び抽出を自動にすることができ、順次的に積層(stack)が可能な細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置に関する。

細胞培養とは、多細胞生物の個体から無菌的に組織片を取り出し、これに栄養を与え、容器内で培養、増殖させることで、植物の場合、無制限に組織を増殖させることができる。

培養法には、カバーグラス法、フラスコ法、回転管法などがある。一般に、培養組織の成長を促進させるには、胚エキスや白血球または脾臓エキスが有効であるが、その本体は明らかに明かされていない。最近は、抗生物質を利用するか、ビタミン、アミノ酸を混合したイーグル培養液などを使用したりもする。

組織培養により、一つの細胞から細胞集団までの培養、小さい器官の培養、植物組織の培養も可能になった。

試験管内における生きている細胞の培養は、細胞新陳代謝の付加的な副産物の回収、ウイルスワクチンの製造、人工器官を作るための意図的な細胞の培養、動物細胞の遺伝子操作による医薬品生産や植物の細胞融合による育種などの工業化を始めとした多様な目的のために行われる。

一般に、動物細胞の培養は、アミノ酸、糖類、無機塩類、ビタミンなどの栄養分を含有した培養地が必要であり、培養条件が難しいが、植物細胞の場合は、動物とは異なって光合成をするため、生存能力が高くて培養が容易であるが、増殖速度は遅い。

効果的な動物細胞培養のために、最近は、細胞の特性による培養法に対し関心が高まっている。その結果、ハイブリドマ(hybridomas)、胚芽幹細胞(embryonic stem cell)などは、それぞれの細胞特性にふさわしい培養方法が研究開発されて広く使用されている。しかしながら、線維芽細胞(fibroblastoid)や上皮細胞(Epithelial-like cell)のような付着性細胞の大量培養においては、未だに完璧な方法が開発されておらず、培養収率が低くて、長時間培養が難しい点がある。

細胞培養のためには、細胞が培養できる一定な空間と細胞に栄養分を供給する培養液及び各種ガスなどが必要である。無論、植物細胞培養の場合も同様である。

特に、培養液と各種ガスは、培養空間に注入され、細胞培養に使用された後、細胞組織を新鮮な状態に維持するために適切な周期で入れ換えなければならない。

したがって、細胞培養装置には、継続的な培養液及び各種ガスの供給と排出過程が円滑にできる構成が必須的である。

このような培養液の入れ換えのために、ピペットを利用して培養液を吸入し、培養空間に注入して排出する方式があるが、このような方式は、細胞の遺失危険が大きく、培養液の円滑な入れ換えが難しくて非効率的である。

従来の技術によると、培養空間の一側に培養液注入口を形成し、培養液を自動または手動システムにより一定液注入して、培養空間の他側に培養液排出口を形成し、使用された培養液を自動または手動システムにより排出する方式がある。

このような方式は、培養液注入口または培養液排出口を通じて異物が入り込み、細胞が汚染される恐れがあり、使用者が装置の作動にいつも関与しなければならないため、不便である。また、単一装置の使用により、作業面積の効率性が劣り、大量培養が不可能であるという問題点がある。

本発明は、上記のような点に鑑みて案出されたもので、特に、密閉された空間を提供して汚染無しに細胞を培養することができ、培養液とガスの注入及び抽出を自動にすることができて、順次的に積層(stack)が可能であって大量培養が可能な細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するために提供される本発明の細胞培養フラスコは、前記細胞が培養される一定な面積の培養空間と、前記培養空間に培養液または細胞が流入できるように備えられた一つまたは２以上の培養液流入口と、前記培養空間に供給された培養液または細胞が排出できるように備えられた一つまたは２以上の培養液排出口と、前記培養空間に各種ガスが流入できるように備えられた一つまたは２以上のガス流入口と、を含み、全体的に密閉されるように形成されて、内部が見えるように透明な物質で構成されたことを特徴とする。

前記培養液流入口と培養液排出口は、培養液が収容できるように外部に突出されており、一側に孔が形成されて培養液が流通できる円筒管部材と、前記円筒管部材の内部で往復運動できるピストン部材と、前記ピストン部材に一側が連結されて、外部の動力供給装置に他側が連結された連結部材と、前記円筒管部材の端部に付着されて、前記連結部材の往復運動が可能なように開口が形成されたシール部材と、から構成されることが好ましい。

前記動力供給装置は、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーターであり、前記連結部材は、直線棒またはリードスクリューであることが好ましい。

前記細胞培養フラスコは、前記培養空間に供給された各種ガスが排出できるように備えられた一つまたは２以上のガス排出口をさらに含むことが好ましい。

また、異物を投入できるように一つまたは２以上の異物流入口がさらに含まれたことが好ましい。

前記異物流入口は、キャップ形態の栓により開閉できることが好ましい。

前記細胞培養フラスコは、中央に前記培養空間を含む一定な高さを有する円筒状に形成されて、前記培養液流入口と培養排出口、ガス流入口とガス排出口、及び異物流入口は、前記円筒の周り面に沿って形成されることが好ましい。

前記透明な物質は、レキサンやアクリルなどのプラスチックまたは強化ガラスであることが好ましい。

本発明の他の目的を達成するために提供される細胞培養装置は、細胞が培養される培養空間を形成して、前記培養空間に培養液または細胞が流入できるようにする培養液流入口、前記培養空間に流入された培養液または細胞が排出できるようにする培養液排出口、前記培養空間に各種ガスが流入できるようにするガス流入口が形成されて、全体的に密閉され、内部が見えるように透明なプラスチックで構成された細胞培養フラスコと、前記細胞培養フラスコの培養液流入口を通じて前記細胞培養フラスコの内部に培養液を供給できる注入装置と、前記細胞培養フラスコの培養液排出口を通じて前記細胞培養フラスコの外部に培養液を抽出できる回収装置と、前記注入装置と回収装置が装着できる注入部と回収部、前記注入部と回収部の上部または下部を別々に連結する板状の連結部、前記連結部の一側に設けられた支持部から構成された細胞培養フラスコ収容部と、を含み、前記細胞培養フラスコは、前記細胞培養フラスコ収容部の連結部間に設けられることが好ましい。

前記細胞培養装置は、前記培養空間に供給された各種ガスが排出できるように備えられた一つまたは２以上のガス排出口をさらに含むことが好ましい。

また、前記細胞培養装置は、異物を投入できるように一つまたは２以上の異物流入口がさらに含まれたことが好ましい。

前記異物流入口は、キャップ形態の栓により開閉できることが好ましい。

前記細胞培養フラスコは、中央に前記培養空間を含む一定な高さを有する円筒状に形成されて、前記培養液流入口と培養排出口、ガス流入口とガス排出口及び異物流入口は、前記円筒の周面に沿って形成されることが好ましい。

前記透明な物質は、レキサンやアクリルなどのプラスチックまたは強化ガラスであることが好ましい。

前記注入装置と回収装置は、動力供給装置が内部に取り付けられるシリンジ部と、前記シリンジ部と連結されて、培養液を収容できる培養液貯蔵部と、前記培養液貯蔵部と連結され、前記細胞培養フラスコの培養液流入口または培養液排出口と接触して培養液が流動される接触部と、前記培養液貯蔵部の内部で往復運動できるピストン部材と、前記ピストン部材に一側が連結されて、前記動力供給装置に他側が連結された連結部材と、を含み、全体的に注射器形態であることが好ましい。

前記連結部材は、直線棒またはリードスクリューであることが好ましい。

前記動力供給装置は、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーターであることが好ましい。

前記細胞培養フラスコ収容部の注入部と回収部は、細胞培養フラスコの外部面と放射状に連結されるように設けられるか、細胞培養フラスコの外部面と直角に連結されるように設けられることが好ましい。

前記細胞培養フラスコ収容部は、透明なレキサンやアクリルなどのプラスチックで形成されるか、ステンレスで形成されることが好ましい。

以上説明した本発明の実施例による細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置によると、特に、密閉された空間を提供して汚染無しに動物細胞を培養することができ、培養液とガスの注入及び抽出を自動にすることができて、順次的に積層(stack)が可能であって大量培養が可能であることから、空間効率性を高めることができる効果がある。

本発明の実施例による細胞培養フラスコ１００の斜視図である。 図１で示した細胞培養フラスコ１００の正面図である。 本発明の他の実施例による細胞培養フラスコ２００の斜視図である。 図３で示した細胞培養フラスコ２００の平面図である。 図３で示した細胞培養フラスコ２００の透視平面図である。 図３で示した細胞培養フラスコ２００にモーターを取り付けた状態の斜視図である。 図６で示した細胞培養フラスコ２００の平面図である。 図１の細胞培養フラスコ３１０が設けられた細胞培養装置３００の一実施例を示した斜視図である。 図８で示した細胞培養装置３００の平面透視図である。 図８で示した細胞培養装置３００の正面図である。 図８で示した細胞培養装置３００の正面透視図である。 図８で示した細胞培養装置３００が積層された状態を示した図面である。 図１の細胞培養フラスコ４１０が設けられた細胞培養装置４００の他の実施例を示した斜視図である。 図１３で示した細胞培養装置４００の平面図である。 図１３で示した細胞培養装置４００の正面図である。

本発明の上記のような目的、特徴及び他の長所は、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明することによりさらに明白にされる。以下、添付の図面を参照し、本発明の実施例による細胞培養フラスコ及びこれを備えた細胞培養装置の構成について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例による細胞培養フラスコの斜視図を示し、図２は、図１で示した細胞培養フラスコの正面図を示している。

図１と２を参照すると、本発明の一実施例による細胞培養フラスコ１００は、細胞が培養される一定な面積の培養空間１１０と、培養空間１１０内に培養液または細胞が流入できるように設けられた培養液流入口１２０と、培養空間１１０内部の培養液または細胞が排出できるように設けられた培養液排出口１３０と、培養空間１１０に各種ガスが流入できるように設けられたガス流入口１４０とを含む。

培養液流入口１２０、培養液排出口１３０、ガス流入口１４０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。

また、細胞培養フラスコ１００には、培養空間１１０に供給された各種ガスが排出できるようにするガス排出口１５０と異物を投入できるようにする異物流入口１６０がさらに含まれる。

そして、ガス排出口１５０と異物流入口１６０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。

細胞培養フラスコ１００内部に備えられた培養空間１１０は、一般に屈曲がなく、傾いていない平面であって、場合によっては培養空間１１０の一部面が傾斜していてもよい。

培養液流入口１２０と培養液排出口１３０は、細胞培養フラスコ１００の外部面に突出して形成されており、端部が狭く形成されている。これは、培養液流入口１２０と培養液排出口１３０を通じて培養液が流動しない場合、異物の流入を防ぐことができるようにする。

また、培養液流入口１２０と培養液排出口１３０は、互いに反対側に位置し、培養液の流入または抽出時、培養液の流動方向が区分されるようにすることがよい。互いに近接して位置する場合、培養液の流入のために培養液流入口１２０を開放したものの、培養液排出口１３０側に培養液が流動すると、外部に培養液が漏れてしまう可能性があるからである。このような心配がなければ、培養液流入口１２０と培養液排出口１３０を近づけて設けてもよい。

ガス流入口１４０は、培養液流入口１２０や培養液排出口１３０とは別に、一つまたは二つ以上設けられる。細胞培養フラスコ内部で培養される細胞が動物細胞である場合、酸素(O₂)が必要であり、植物細胞である場合、二酸化炭素(CO₂)が必要なのが一般的であるため、ガス流入口１２０を通じてこのようなガスを供給することができる。もちろん、窒素(N₂)やその他のガスも供給が可能である。

細胞培養フラスコ内部で生長する細胞組織を新鮮に維持するためには、円滑なガス供給と排出が必須的である。このために、細胞培養フラスコ内部に供給されたガスを外部に排出するためのガス排出口１５０が設けられる。細胞培養フラスコ１００が使い捨て用である場合、一定量の培養液とガスを供給して、生長した細胞を採取するため、ガス排出口１５０が別に要らないかもしれないが、細胞培養フラスコ１００を持続的に使用する場合、細胞の新鮮度を維持して、細胞培養フラスコ１００内部の清潔を維持するためには、ガス排出口１５０が必要である。

また、ガスが過度に供給されるか、細胞そのものから発生したガスを除去しようとする場合、ガス排出口１５０を利用することができる。

細胞の円滑な生長のために、異物を投入できるように異物流入口１６０が別途に設けられる。異物流入口１６０は、別のキャップ形態の栓１６５が備えられ、開閉できるようにする。栓１６５は、一般に使用されるゴム栓を使用することができる。異物流入口１６０に異物を投入しようとする場合、ピペットのような採取手段を使用することができる。

使用者は、異物流入口１６０を通じて、必要な量だけの細胞を採取することもできる。この場合もピペットが使用できる。

図１と図２に示した細胞培養フラスコ１００は、全体的に密閉されて、内部が見えるように透明な材質で構成される。これは、実験者が細胞の成長程度を観察できるようにするためである。

透明な材質としては、レキサンやアクリルなどの透明プラスチックを使用するか、他のプラスチックを使用することができ、よく割れない強化ガラスを使用することが好ましい。

図１と図２に示した細胞培養フラスコ１００は、円筒形の構造を有しているが、他の形態、即ち直六面体や多面体の構造を有してもよい。但し、細胞培養フラスコ１００の構造が円筒形である場合、角がなく、使用できる細胞培養空間が広くて、外部から衝撃を受けても破損する恐れが少なくて、容易に移動させることができる。

本発明で細胞培養フラスコ１００は、中央に培養空間が設けられた一定な高さを有する円筒状に形成されて、培養液流入口１２０と培養排出口１３０、ガス流入口１４０とガス排出口１５０、及び異物流入口１６０は、円筒の周り面に沿って形成される。

これは、細胞培養フラスコの多様な構造の一実施例を示したもので、細胞培養フラスコが他の多面体構造であってもよいことは自明である。

図３は、本発明の他の実施例による細胞培養フラスコ２００の斜視図を示し、図４は、図３で示した細胞培養フラスコ２００の平面図を示して、図５は、図３で示した細胞培養フラスコ２００の透視平面図を示している。また、図６は、図３で示した細胞培養フラスコ２００にモーターを取り付けた状態の斜視図であり、図７は、図６で示した細胞培養フラスコ２００の正面図を示したものである。

図３乃至図７を参照すると、本発明の他の実施例による細胞培養フラスコ２００は、細胞が培養できる一定な面積の培養空間２１０と、培養空間２１０内に培養液または細胞が流入できるように設けられた培養液流入口２２０と、培養空間２１０内部の培養液または細胞が排出できるように設けられた培養液排出口２３０と、培養空間２１０に各種ガスが流入できるように設けられたガス流入口２４０とを含む。

培養液流入口２２０、培養液排出口２３０、ガス流入口２４０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。

培養液流入口２２０と培養液排出口２３０は、培養液が収容できるように外部に突出され、一側に孔２２４、２３４が形成されて培養液が流通できるような円筒管部材２２２、２３２と、円筒管部材２２２、２３２の内部で往復運動できるピストン部材２２３、２３３と、ピストン部材２２３、２３３に一側が連結されて、外部の動力供給装置に他側が連結された連結部材２２５、２３５と、円筒管部材２２２、２３２の端部に付着されて、連結部材２２５、２３５の往復運動が可能なように開口が形成されたシール部材２２６、２３６とを含む。

図６と図７に示された動力供給装置は、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーター２２８、２３８であり、電動機またはポンプなどの装置が使用できる。

連結部材２２５、２３５は、単純往復運動をする直線棒であるか、回転運動をしながら往復運動をするリードスクリューである。但し、連結部材２２５、２３５としてリードスクリューを使用する場合、モーターで回転力を発生してリードスクリューを作動する必要がある。

連結部材２２５、２３５にモーターのような動力供給装置を使用せず、使用者が連結部材２２５、２３５の外部端部分を掴んで力を加え、ピストン部材２２３、２３３が動くようにすることができることはもちろんである。細胞培養の目的が大量生産ではなく、実験のために少量の特定細胞が必要な場合なら、使用者が直接連結部材を作動して培養液や細胞を抽出することができる。

使用者は、培養液流入口２２０を通じて培養液を注入するために、円筒管部材２２２上に形成された孔２２４を通じて培養液を投入して、手動またはモーターを利用して連結部に力を加え、ピストン部材２２３を細部培養フラスコ２００側に押し込む。この際、圧力により細胞または培養液が細胞培養フラスコの内部に押し込まれる。

逆に、使用者が培養液排出口２３０を通じて培養液を抽出するために、手動またはモーターを利用して連結部に力を加え、ピストン部材２３３を細胞培養フラスコ２００の外側に抜き出す。この際、細胞培養フラスコ２００内部にあった培養液または細胞は、ピストン部材２３３と円筒管部材２３２との間の空間に排出されて、使用者は、円筒管部材２３２の孔２３４を通じて培養液または細胞を抽出することができる。

細胞培養フラスコ２００には、培養空間２１０に供給された各種ガスが排出できるようにするガス排出口２５０と異物を投入できるようにする異物流入口２６０がさらに含まれる。

また、ガス排出口２５０と異物流入口２６０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。

培養液流入口２２０と培養液排出口２３０は、互いに反対側に位置し、培養液の流入または抽出時、培養液の流動方向が区分されるようにすることがよい。互いに近接して位置する場合、培養液の流入のために培養液流入口２２０を開放したものの、培養液排出口２３０側に培養液が流動すると、外部に培養液が漏れてしまう可能性があるからである。このような心配がなければ、培養液流入口２２０と培養液排出口２３０を近づけて設けてもよい。

ガス流入口２４０は、培養液流入口２２０や培養液排出口２３０とは別に、一つまたは二つ以上設けられる。細胞培養フラスコ内部で培養される細胞が動物細胞である場合、酸素(O₂)が必要であり、植物細胞である場合、二酸化炭素(CO₂)が必要なのが一般的であるため、ガス流入口２０を通じてこのようなガスを供給することができる。もちろん、窒素(N₂)やその他のガスも供給が可能である。

細胞培養フラスコ内部で生長する細胞組織を新鮮に維持するためには、円滑なガス供給と排出が必須的である。このために、細胞培養フラスコ内部に供給されたガスを外部に排出するためのガス排出口２５０が設けられる。細胞培養フラスコ２００が使い捨て用である場合、一定量の培養液とガスを供給して、生長した細胞を採取するため、ガス排出口２５０が別に要らないかもしれないが、細胞培養フラスコ２００を持続的に使用する場合、細胞の新鮮度を維持して、細胞培養フラスコ２００内部の清潔を維持するためには、ガス排出口２５０が必要である。

細胞の円滑な生長のために、異物を投入できるように異物流入口２６０が別途に設けられる。異物流入口２６０は、別のキャップ形態の栓２６５が備えられ、開閉できるようにする。栓２６５は、一般に使用されるゴム栓を使用することができる。異物流入口２６０に異物を投入しようとする場合、ピペットのような採取手段を使用することができる。

使用者は、異物流入口２６０を通じて、必要な量だけの細胞を採取することもできる。この場合もピペットが使用できる。

透明な材質としては、レキサンやアクリルなどの透明プラスチックを使用するか、他のプラスチックを使用することができ、よく割れない強化ガラスを使用することが好ましい。

本発明で細胞培養フラスコ２００は、中央に培養空間が設けられた一定な高さを有する円筒状に形成されて、培養液流入口２２０と培養排出口２３０、ガス流入口２４０とガス排出口２５０、及び異物流入口２６０は、円筒の周り面に沿って形成される。

これは、細胞培養フラスコの多様な構造の一実施例を示したもので、細胞培養フラスコが他の多面体構造であってもよいことは自明である。

図８は、図１の細胞培養フラスコ３１０が設けられた細胞培養装置３００の一実施例を示した斜視図、図９は、図８で示した細胞培養装置３００の平面透視図、図１０は、図８で示した細胞培養装置３００の正面図、図１１は、図８で示した細胞培養装置３００の正面透視図、図１２は、図８で示した細胞培養装置３００が積層された状態を示した図面である。

図８乃至図１１を参照すると、本発明の実施例による細胞培養フラスコ３１０が備えられた細胞培養装置３００は、培養液とガスを供給して細胞が成長できるようにする細胞培養フラスコ３１０と、細胞培養フラスコ３１０の培養液流入口３２０を通じて細胞培養フラスコ３１０の内部に培養液を供給できる注入装置３７４と、細胞培養フラスコ３１０の培養液排出口３３０を通じて細胞培養フラスコ３１０の外部に培養液を抽出できる回収装置３８１と、注入装置３７４と回収装置３８１及び細胞培養フラスコ３１０が設けられる細胞培養フラスコ収容部３７０とを含む。

このような細胞培養装置３００には、細胞培養に必要なガスと培養液の供給量を調節する制御部(図示せず)、培養空間と連結される各種ホース及びバルブ(図示せず)、供給される培養液とガスなどを貯蔵する貯蔵部(図示せず)などが含まれるが、このような構成要素は、一般の細胞培養装置に適用される装置が使用できて、詳細な説明は省く。

細胞培養フラスコ３１０は、細胞が培養される一定な面積の培養空間(図示せず)と、培養空間内に培養液または細胞が流入できるように備えられた培養液流入口３２０と、培養空間内部の培養液または細胞が排出できるように備えられた培養液排出口３３０と、培養空間に各種ガスが流入できるように備えられたガス流入口３４０とを含む。

培養液流入口３２０、培養液排出口３３０、ガス流入口３４０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。また、細胞培養フラスコ３１０には、培養空間に供給された各種ガスが排出できるようにするガス排出口３５０と異物を投入できるようにする異物流入口３６０がさらに含まれる。また、ガス排出口３５０と異物流入口３６０は、必要に応じて一つまたは２以上が設けられる。

異物流入口３６０は、別のキャップ形態の栓３６５が備えられ、開閉できるようにする。栓３６５は、一般に使用されるゴム栓を使用することができる。異物流入口３６０に異物を投入しようとする場合、ピペットのような採取手段を使用することができる。

使用者は、異物流入口３６０を通じて、必要な量だけの細胞を採取することもできる。この場合もピペットが使用できる。

細胞培養フラスコ３１０は、中央に培養空間が設けられた一定な高さを有する円筒状に形成されて、培養液流入口３２０と培養排出口３３０、ガス流入口３４０とガス排出口３５０、及び異物流入口３６０は、円筒の周り面に沿って形成される。これは、細胞培養フラスコ３１０の多様な構造の一実施例を示したもので、細胞培養フラスコ３１０が他の多面体構造であってもよいことは自明である。

細胞培養フラスコ３１０は、全体的に密閉されて、内部が見えるように透明な材質で構成される。これは、実験者が細胞の成長程度を観察できるようにするためである。透明な材質としては、レキサンやアクリルなどの透明プラスチックを使用するか、他のプラスチックを使用することができ、よく割れない強化ガラスを使用することが好ましい。

細胞培養フラスコ３１０全体が密閉されることにより、外部の汚染物質が容易に内部に投入されることを防ぐことができる。

図９を見ると、細胞培養フラスコ３１０に培養液を供給するための注入装置３７４と細胞培養フラスコ３１０から培養液を抽出するための回収装置３８１は、全体的に注射器形態であり、動力供給装置３８０、３８７が備えられたシリンジ部３７５、３８２と、シリンジ部３７５、３８２と連結されており、培養液を収容できる培養液貯蔵部３７６、３８３と、培養液貯蔵部３７６、３８３と連結され、細胞培養フラスコ３１０の培養液流入口３２０または培養液排出口３３０と接触して培養液が流動される接触部３７７、３８４と、培養液貯蔵部３７６、３８３の内部で往復運動できるピストン部材３７８、３８５と、ピストン部材３７８、３８５に一側が連結されて、動力供給装置３８０、３８７に他側が連結された連結部材３７９、３８６を含む。

注入装置３７４と回収装置３８１は、細胞培養フラスコ３１０と接触または分離できて、同様に細胞培養フラスコ収容部３７０に着脱が可能である。即ち、平常時は、細胞培養フラスコ収容部３７０に細胞培養フラスコ３１０だけを装着して、培養液の供給または抽出を望む場合、注入装置３７４または回収装置３８１を細胞培養フラスコ３１０の注入部３７１と回収部３７２に取り付けて使用できる。

シリンジ部３７５、３８２の内部には、小型の動力供給装置３８０、３８７が備えられるが、これは、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーターを使用することができる。また、モーターの他にも、電動機またはポンプなどが使用できる。

連結部材３７９、３８６は、単純往復運動をする直線棒であるか、回転運動をしながら往復運動をするリードスクリューである。但し、連結部材３７９、３８６としてリードスクリューを使用する場合、モーターで回転力を発生してリードスクリューを作動する必要がある。

連結部材３７９、３８６にモーターのような動力供給装置を使用せず、使用者が連結部材３７９、３８６の外部端部分を掴んで力を加え、ピストン部材３７８、３８５が動くようにすることができることはもちろんである。細胞培養の目的が大量生産ではなく、実験のために少量の特定細胞が必要な場合なら、使用者が直接連結部材を作動して培養液や細胞を抽出することができる。

シリンジ部３７５、３８２と連結された培養液貯蔵部３７６、３８３は、ピストン部材３７８、３８５によって流動される培養液を貯蔵する役割をする。

培養液貯蔵部３７６、３８３と連結された接触部３７７、３８４は、細胞培養フラスコ３１０の培養液流入口３２０または培養液排出口３３０と接触して培養液が流動できるようにする通路の役割をする。

接触部３７７、３８４は、注射器の端部分、即ち漏斗状になっており、培養液が通過する穴が狭まるようにして、流動する培養液の流速を速くすることができる。

注入装置３７４と回収装置３８１として自動制御装置を使用して培養液の注入と抽出を容易にすることができて、ガス流入口３４０とガス排出口３５０にも自動制御装置を付着し、ガスの供給と排出を容易にすることもできる。

図８乃至図１１に示された細胞培養装置３００の細胞培養フラスコ収容部３７０は、注入装置３７４と回収装置３８１が装着できる注入部３７１と回収部３７２、注入部３７１と回収部３７２の上部または下部を別々に連結する板構造の連結部３７３、連結部３７３の一側に設けられた支持部３９０を含む。

また、細胞培養フラスコ収容部３７０の注入部３７１と回収部３７２は、細胞培養フラスコ３１０の外部面と放射状に連結されるように設けられていることが分かる。

細胞培養フラスコ収容部３７０の注入部３７１と回収部３７２は、注入装置３７４と回収装置３８１が装着できるように、注入装置３７４と回収装置３８１の外形に合わせて形成される。

注入部３７１と回収部３７２を連結する板構造の連結部３７３は、上部連結部と下部連結部に分かれて設けられて、連結部３７３間に細胞培養フラスコ３１０が装着される場合、これを収容できるように連結部３７３中央部は、円形板が備えられる。連結部３７３は、細胞培養フラスコ３１０を安定感あるように収容することにその目的があるため、このような目的を達成することができれば、板構造ではない棒構造を使用することもできることは自明である。

連結部３７３の一側、具体的には、下部連結部には、細胞培養装置全体３００を支持できる支持部３９０がさらに含まれる。細胞培養フラスコ３１０が円形である場合、支持部３９０は、細胞培養フラスコ全体３１０を保護できるようにするために、円形構造のものが使用できる。

図１２は、 図８で示した細胞培養装置３００が積層された状態を示した図面である。

これを見ると、細胞培養装置３００の支持部３９０の存在により、各細胞培養装置３００が互いに離隔されて、支持部３９０は、細胞培養フラスコ全体３１０を保護できるほど広いため、細胞培養装置３００が安定感をもって積層できる。上記のように、細胞培養装置３００は、順次的に積層(stack)が可能であって、大量培養が可能であるという長所がある。

図１３は、図１の細胞培養フラスコ４１０が設けられた細胞培養装置４００の他の実施例を示した斜視図、図１４は、図１３で示した細胞培養装置４００の平面図、図１５は、図１３で示した細胞培養装置４００の正面図を示している。

ここで、細胞培養に必要なガスと培養液の供給量を調節する制御部(図示せず)、培養空間と連結される各種ホース及びバルブ(図示せず)、供給される培養液とガスなどを貯蔵する貯蔵部(図示せず)などが含まれるが、このような構成要素は、一般の細胞培養装置に適用される装置が使用できて、詳細な説明は省く。

図１３乃至図１５を見ると、細胞培養フラスコ収容部４７０の注入部４７１と回収部４７２は、細胞培養フラスコ４１０の外部面と直角に連結されるように設けられていることが分かる。

この場合、注入装置と回収装置が細胞培養フラスコと容易に着脱可能なように、細胞培養フラスコの培養液流入口４２０と培養液排出口４３０は、直角に折られた状態である。

本発明における細胞フラスコ収容部３７０、４７０は、細胞培養フラスコ３１０、４１０内部で成長している細胞の観察を邪魔しないように、透明な物質のレキサンやアクリルを使用して形成でき、細胞培養フラスコ収容部３７０、４７０自体が外部の汚染物質により腐食することを防ぎ、衝撃により損傷しないように、ステンレスを使用して形成することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について記述したが、本発明は、上述の特定の実施例に限定されない。即ち、本発明の属する技術分野で通常の知識を有するものなら、添付の特許請求の範囲の思想及び範囲を逸脱することなく様々な変更や修正が可能であり、このような全ての適切な変更及び修正の等価物も本発明に属すると言える。

１００、２００、３１０、４１０ 細胞培養フラスコ
３００、４００ 細胞培養装置
１１０、２１０ 培養空間
１２０、２２０、３２０、４２０ 培養液流入口
１３０、２３０、３３０、４３０ 培養液排出口
１４０、２４０、３４０、４４０ ガス流入口
１５０、２５０、３５０、４５０ ガス排出口
１６０、２６０、３６０、４６０ 異物流入口
１６５、２６５、３６５、４６５ 栓
２２２、２３２ 円筒管部材
２２３、２３３ ピストン部材
２２４、２３４ 孔
２２５、２３５ 連結部材
２２６、２３６ シール部材
２２８、２３８ 動力供給装置
３７０、４７０ 細胞培養フラスコ収容部
３７１、４７１ 注入部
３７２、４７２ 回収部
３７３、４７３ 連結部
３７５、３８２ シリンジ部
３７６、３８３ 培養液貯蔵部
３７７、３８４ 接触部
３７８、３８５ ピストン部材
３７９、３８６ 連結部材
３７４ 注入装置
３８１ 回収装置

Claims (15)

1. 培養液と各種ガスを使用して細胞を培養できる細胞培養フラスコにおいて、
   前記細胞が培養される一定な面積の培養空間と、
   前記培養空間に培養液または細胞が流入できるように備えられた一つまたは２以上の培養液流入口と、
   前記培養空間に供給された培養液または細胞が排出できるように備えられた一つまたは２以上の培養液排出口と、
   前記培養空間に各種ガスが流入できるように備えられた一つまたは２以上のガス流入口と、
   前記培養空間に供給された各種ガスが排出できるように備えられた一つまたは２以上のガス排出口と、を含み、
   前記培養液流入口と培養液排出口は、
   培養液が収容できるように外部に突出されており、一側に孔が形成されて培養液が流通できる円筒管部材と、
   前記円筒管部材の内部で往復運動できるピストン部材と、
   前記ピストン部材に一側が連結されて、外部の動力供給装置に他側が連結された連結部材と、
   前記円筒管部材の端部に付着されて、前記連結部材の往復運動が可能なように開口が形成されたシール部材と、から構成され、
   全体的に密閉されるように形成されて、内部が見えるように透明な物質で構成されたことを特徴とする細胞培養フラスコ。
2. 前記動力供給装置は、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーターであり、前記連結部材は、直線棒またはリードスクリューであることを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養フラスコ。
3. 異物を投入できるように一つまたは２以上の異物流入口がさらに含まれたことを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養フラスコ。
4. 前記異物流入口は、キャップ形態の栓により開閉できることを特徴とする、請求項３に記載の細胞培養フラスコ。
5. 前記細胞培養フラスコは、中央に前記培養空間を含む一定な高さを有する円筒状に形成されて、
   前記培養液流入口と培養排出口、ガス流入口とガス排出口、及び異物流入口は、前記円筒の周り面に沿って形成されることを特徴とする、請求項４に記載の細胞培養フラスコ。
6. 前記透明な物質は、レキサンやアクリルなどのプラスチックまたは強化ガラスであることを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養フラスコ。
7. 細胞が培養される培養空間を形成して、前記培養空間に培養液または細胞が流入できるようにする培養液流入口、前記培養空間に流入された培養液または細胞が排出できるようにする培養液排出口、前記培養空間に各種ガスが流入できるようにするガス流入口、及び前記培養空間に供給された各種ガスが排出できるように備えられた一つまたは２以上のガス排出口が形成されて、全体的に密閉され、内部が見えるように透明なプラスチックで構成された細胞培養フラスコと、
   前記細胞培養フラスコの培養液流入口を通じて前記細胞培養フラスコの内部に培養液を供給できる注入装置と、
   前記細胞培養フラスコの培養液排出口を通じて前記細胞培養フラスコの外部に培養液を抽出できる回収装置と、
   前記注入装置と回収装置が装着できる注入部と回収部、前記注入部と回収部の上部または下部を別々に連結する板状の連結部、前記連結部の一側に設けられた支持部から構成された細胞培養フラスコ収容部と、を含み、
   前記細胞培養フラスコは、前記細胞培養フラスコ収容部の連結部間に設けられ、
   前記培養液流入口と培養液排出口は、
   培養液が収容できるように外部に突出されており、一側に孔が形成されて培養液が流通できる円筒管部材と、
   前記円筒管部材の内部で往復運動できるピストン部材と、
   前記ピストン部材に一側が連結されて、外部の動力供給装置に他側が連結された連結部材と、
   前記円筒管部材の端部に付着されて、前記連結部材の往復運動が可能なように開口が形成されたシール部材と、から構成されることを特徴とする細胞培養装置。
8. 異物を投入できるように一つまたは２以上の異物流入口がさらに含まれたことを特徴とする、請求項７に記載の細胞培養装置。
9. 前記異物流入口は、キャップ形態の栓により開閉できることを特徴とする、請求項８に記載の細胞培養装置。
10. 前記細胞培養フラスコは、中央に前記培養空間を含む一定な高さを有する円筒状に形成されて、
    前記培養液流入口と培養排出口、ガス流入口とガス排出口及び異物流入口は、前記円筒の周面に沿って形成されることを特徴とする、請求項９に記載の細胞培養装置。
11. 前記注入装置と回収装置は、
    動力供給装置が内部に取り付けられるシリンジ部と、
    前記シリンジ部と連結されて、培養液を収容できる培養液貯蔵部と、
    前記培養液貯蔵部と連結され、前記細胞培養フラスコの培養液流入口または培養液排出口と接触して培養液が流動される接触部と、
    前記培養液貯蔵部の内部で往復運動できるピストン部材と、
    前記ピストン部材に一側が連結されて、前記動力供給装置に他側が連結された連結部材と、を含み、全体的に注射器形態であることを特徴とする、請求項７に記載の細胞培養装置。
12. 前記連結部材は、直線棒またはリードスクリューであることを特徴とする、請求項１１に記載の細胞培養装置。
13. 前記動力供給装置は、ケーブルを通じて外部から電気が供給されて作動する着脱可能なモーターであることを特徴とする、請求項１１に記載の細胞培養装置。
14. 前記細胞培養フラスコ収容部の注入部と回収部は、細胞培養フラスコの外部面と放射状に連結されるように設けられるか、細胞培養フラスコの外部面と直角に連結されるように設けられることを特徴とする、請求項７に記載の細胞培養装置。
15. 前記細胞培養フラスコ収容部は、透明なレキサンやアクリルなどのプラスチックで形成されるか、ステンレスで形成されることを特徴とする、請求項７に記載の細胞培養装置。

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