JP5326073B2

JP5326073B2 - 幹細胞自己生成組織取付機構

Info

Publication number: JP5326073B2
Application number: JP2008272862A
Authority: JP
Inventors: 裕道藤江; 充小川
Original assignee: 学校法人工学院大学
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: JP2010098999A

Description

本発明は、幹細胞自己生成組織を荷重付加装置等に取り付ける幹細胞自己生成組織取付機構に関する。

特許文献１には、引張試験機（荷重付加装置）に試験片（幹細胞自己生成組織）を取り付ける際に、試験片の両側を一対のクランプ部材で挟持し、このクランプ部材を固定ネジを用いて引張試験機に固定する試験片の固定方法について記載されている。
特開２００７−５４０３４号公報

しかしながら、この取付方法では、クランプ部材を引張試験装置に取り付けるのに、固定ネジを引張試験機の固定部に締め込まなければならなかった。

本発明は、上記事実に鑑み、幹細胞自己生成組織が傷つくのを抑制した上で、容易に幹細胞自己生成組織を荷重付加装置から脱着することが課題である。

本発明の請求項１に係る幹細胞自己生成組織取付機構は、幹細胞自己生成組織の両側を支持する一対の板状の支持部材と、前記幹細胞自己生成組織を覆うと共に、前記支持部材との間で前記幹細胞自己生成組織の両側を挟み込む一対の挟持部材と、前記挟持部材を前記支持部材に向けて押圧し、前記幹細胞自己生成組織を前記支持部材と前記挟持部材との間で固定する押圧部材と、前記押圧部材に形成された凹部と、前記押圧部材が脱着自在な取付部が形成された荷重付加装置の可動アームに前記支持部材と前記挟持部材を固定するとき、前記取付部に装着された前記押圧部材の凹部へ解除可能に嵌り込み前記可動アームに前記押圧部材を固定する固定部材と、一対の前記支持部材が脱着可能に嵌められて一対の前記支持部材を決められた位置に位置決めする開口部が設けられ、前記開口部に嵌められた前記支持部材が前記幹細胞自己生成組織の両側を支持する際に、前記幹細胞自己生成組織の中央側が載せられる載置面が形成された位置決部材と、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、一対の支持部材が板状の幹細胞自己生成組織の両側を支持し、さらに、挟持部材が幹細胞自己生成組織の両側を覆って支持部材との間で幹細胞自己生成組織を挟み込む。そして、押圧部材で挟持部材を支持部材に向けて押圧することで幹細胞自己生成組織を支持部材と挟持部材との間で固定する。

さらに、荷重付加装置の可動アームに支持部材と挟持部材を固定するとき、可動アームに形成された取付部に装着される押圧部材の凹部へ固定部材を嵌め込むことで、可動アームに押圧部材が固定される。

これに対し、荷重付加装置の可動アームから支持部材と挟持部材を離脱させるとき、可動アームに形成された取付部に装着される押圧部材の凹部から固定部材を引き抜くことで、可動アームから押圧部材が取り外される。

このように、幹細胞自己生成組織が支持部材と挟持部材に挟み込まれた状態で幹細胞自己生成組織を荷重付加装置から脱着することで、脱着する毎に、幹細胞自己生成組織を支持部材と挟持部材との間に挟み込む必要が無いため、幹細胞自己生成組織が傷つくのを抑制することができる。

また、固定部材を抜き差しすることで、可動アームから押圧部材を脱着することができるため、幹細胞自己生成組織を容易に荷重付加装置から脱着することができる。

さらに、上記構成によれば、位置決部材に設けられた開口部に支持部材を脱着可能に嵌めることで、一対の支持部材が決められた位置に位置決めされる。さらに、開口部に嵌められて位置決めされた支持部材が幹細胞自己生成組織の両側を支持する際に、幹細胞自己生成組織の中央側が載せられる載置面がこの位置決部材に設けられている。

このため、幹細胞自己生成組織が変形しやすい場合でも、幹細胞自己生成組織の中央側を載置面に載せることで、容易に支持部材と挟持部材との間に幹細胞自己生成組織の両側を挟み込むことができる。

本発明の請求項２に係る幹細胞自己生成組織取付機構は、請求項１に記載において、前記支持部材には、前記挟持部材との間で挟み込む前記幹細胞自己生成組織に向けて突出する突起部が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、支持部材には、挟持部材との間で挟み込んだ幹細胞自己生成組織に向けて突出する突起部が設けられている。これにより、突起部が支持部材と挟持部材との間に挟み込まれた幹細胞自己生成組織を押圧することで、支持部材と挟持部材との間から幹細胞自己生成組織がすり抜けるのを防止することができる。

本発明によれば、幹細胞自己生成組織が傷つくのを抑制した上で、容易に幹細胞自己生成組織を荷重付加装置から脱着することができる。

本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構及びこの幹細胞自己生成組織取付機構が固定される荷重付加装置としての荷重下培養装置１２について図１〜図１１に従って説明する。

（全体構成）
図１１に示されるように、荷重下培養装置１２は、再生医療用材料として開発された幹細胞自己生成組織１４の両側を挟持する幹細胞自己生成組織取付機構１０と、この幹細胞自己生成組織取付機構１０が固定される一対の可動アーム１６を含んで構成されている。

詳細には、一対の可動アーム１６は、先端部（図１１に示す下側）が接近するようにＬ字状に折り曲げられた板材から構成されており、この先端部に幹細胞自己生成組織取付機構１０が取り付けられる構成となっている。なお、幹細胞自己生成組織取付機構１０及び幹細胞自己生成組織１４については後述する。

また、荷重下培養装置１２には、一方（図１１に示す紙面右側）の可動アーム１６の基端部が固定されると共に、可動アーム１６を介して幹細胞自己生成組織１４に繰返し荷重を付加するリニアアクチュエータ１８が設けられている。さらに、他方（図１１に示す紙面左側）の可動アーム１６の基端部には、ロッド２０及びリンク２２を介して幹細胞自己生成組織１４に付加される荷重の変化を検出するロードセル２４が設けられている。

この構成により、幹細胞自己生成組織取付機構１０に固定された幹細胞自己生成組織１４に引張り方向の荷重を繰り返し付加できるようになっている。

（要部構成）
次に、幹細胞自己生成組織取付機構１０及び幹細胞自己生成組織１４について説明する。

図１１に示す幹細胞自己生成組織１４は、再生医療用材料として開発されたものであって、繰返し引張荷重下で培養することで、荷重方向に対し、線維性組織が配向し、剛性や強度が増加する特性をもっている。しかし、幹細胞自己生成組織１４は、もっとも厚いもので１００μｍ程度と非常に薄いため、荷重下培養装置１２の可動アーム１６に着脱を繰り返すと、幹細胞自己生成組織１４が破損してしまう恐れがある。

図１０に示されるように、幹細胞自己生成組織取付機構１０には、幹細胞自己生成組織１４の両側を挟持する平面視四角形で板状の一対の支持部材３０が備えられている。

この支持部材３０は、幹細胞自己生成組織１４の両側を一方（本実施形態では下方）から支持するようになっており、支持部材３０の先端部には、支持部材３０から突出して幹細胞自己生成組織１４を押圧するように、高さ０．５ｍｍ、幅０．５ｍｍ、長さ８ｍｍの突起部３２が、支持部材３０の一辺から他辺に向けて延びている。さらに、支持部材３０の中央には、Ｍ２のネジが内周面に切られたネジ孔３４が設けられている。

また、幹細胞自己生成組織１４の両側を他方（本実施形態では上方）から覆い、支持部材３０との間で、幹細胞自己生成組織１４を挟み込む平面視四角形で板状の一対の挟持部材３６が設けられている。挟持部材３６は、平面視（上から見た状態）で支持部材３０と同一形状とされており、挟持部材３６の中央には、Ｍ２のボルトが挿通可能な挿通孔３８が形成されている。

さらに、一対の支持部材３０を決められた位置に位置決めする板状の位置決部材４０が設けられている。詳細には、位置決部材４０には、一対の支持部材３０が脱着可能に嵌り込む矩形状の貫通孔４２が２個設けられている。また、位置決部材４０には、幹細胞自己生成組織１４の両側を支持部材３０に支持させる際に、幹細胞自己生成組織１４の中央部側が載せられる載置面４４が形成されている。そして、この載置面４４から突出するように、支持部材３０を覆う挟持部材３６の位置を決める凸部４６が設けられている。

この構成により、位置決部材４０の貫通孔４２に支持部材３０を嵌め込むことで、一対の支持部材３０の位置関係が決まり、これにより、荷重が付加される幹細胞自己生成組織１４の長さが決まるようになっている。

さらに、挟持部材３６を支持部材３０に向けて押圧し、支持部材３０に載せされた幹細胞自己生成組織１４を支持部材３０と挟持部材３６との間で挟持固定する押圧部材としての締付部材５０が設けられている。

締付部材５０は、Ｍ２のＭ２ボルト５２と、Ｍ２ボルト５２に螺合するＭ２ナット５４と、Ｍ２ボルト５２の頭部５２ＡとＭ２ナット５４の間に配置される外形φ３、内径φ２、厚さ１ｍｍのＯリング５６とを備えている。このように、Ｏリング５６を頭部５２ＡとＭ２ナット５４の間に設けることで、頭部５２ＡとＭ２ナット５４の間が一定間隔に保たれ、凹部５８が形成されるようになっている。

そして、この締付部材５０を挟持部材３６の挿通孔３８を挿通させ、支持部材３０のネジ孔３４にＭ２ボルト５２を螺合させることで、Ｍ２ナット５４が挟持部材３６を支持部材３０に向けて押圧し、幹細胞自己生成組織１４が支持部材３０と挟持部材３６との間で挟持固定されるようになっている。

一方、Ｌ字状に折り曲げられた可動アーム１６の先端面１６Ａには、取付部としてのφ４．５ｍｍの貫通孔６０が設けられており、先端面１６Ａの板厚は、Ｍ２ナット５４の板厚（高さ）と同等とされている。

この構成により、図５に示されるように、締付部材５０によって押圧された挟持部材３６へ、可動アーム１６の先端面１６Ａを載置すると、貫通孔６０に締付部材５０が装着（挿通）され、締付部材５０の凹部５８が、先端面１６Ａから突出するようになっている。

さらに、先端面１６Ａから突出した締付部材５０の凹部へ、解除可能に嵌りこむ固定部材としてのＵ字ストッパー７４が設けられている。詳細には、Ｕ字ストッパー７４は、厚さ１ｍｍの板部材をＵ字状に打ち抜くことで形成され、凹部５８にＵ字部７４Ａを嵌め込むことで可動アーム１６に締付部材５０が固定されるようになっている。

（作用・効果）
次に、幹細胞自己生成組織１４の両端を幹細胞自己生成組織取付機構１０で挟持する手順について説明する。

図２（Ａ）に示されるように、３０ｍｌの培地８２が満たされたデッシュ８０に、幹細胞自己生成組織１４を入れ、幹細胞自己生成組織１４を傷つけないようにしわやたるみを伸ばし静置する。

次に、図２（Ｂ）に示されるように、デッシュ８０内に、位置決部材４０を沈め、さらに、位置決部材４０の貫通孔４２に支持部材３０を嵌め込み、一対の支持部材３０の位置関係を決める。そして、たるみを伸ばした幹細胞自己生成組織１４の両側を支持部材３０に載せ、中央側を位置決部材４０の載置面４４に載せる。

次に、図３、図８（Ａ）に示されるように、幹細胞自己生成組織１４の両側を支持部材３０との間で挟み込むように、凸部４６で位置を決められた挟持部材３６を支持部材３０の上に載置する。

次に、図４、図８（Ｂ）に示されるように、締付部材５０を挟持部材３６の挿通孔３８を挿通させ、支持部材３０のネジ孔３４にＭ２ボルト５２を螺合させることで、Ｍ２ナット５４が挟持部材３６を支持部材３０に向けて押圧し、幹細胞自己生成組織１４を支持部材３０と挟持部材３６との間で挟持固定する。

次に、図５、図９（Ａ）に示されるように、デッシュ８０を荷重下培養装置１２まで引き上げ、挟持部材３６へ可動アーム１６の先端面１６Ａを重ね、先端面１６Ａに形成された貫通孔６０に締付部材５０を挿通させ、締付部材５０の凹部５８を先端面１６Ａから突出させる。

次に、図６、図９（Ｂ）に示されるように、締付部材５０の凹部５８を先端面１６Ａから突出させた状態で、Ｕ字ストッパー７４のＵ字部７４Ａを凹部５８へ嵌め込む。これにより、可動アーム１６に締付部材５０が固定される。

次に、図７に示されるように、デッシュ８０から位置決部材４０を抜き取り、幹細胞自己生成組織１４が浮遊するように、幹細胞自己生成組織１４を幹細胞自己生成組織取付機構１０を介して荷重下培養装置１２（図１１参照）に取り付ける。

荷重下培養装置１２によって幹細胞自己生成組織１４を繰返し引張荷重下で培養後、図１に示されるように、Ｕ字ストッパー７４をはずし、幹細胞自己生成組織１４が幹細胞自己生成組織取付機構１０に取り付けられた状態でインキュベータ内に静置する。

再び繰り返し荷重を与える場合は再度Ｕ字ストッパー７４を使用して、幹細胞自己生成組織１４を幹細胞自己生成組織取付機構１０を介して荷重下培養装置１２（図１１参照）に取り付ける。

このように、幹細胞自己生成組織取付機構１０を採用することで、長期間培養であって繰り返し荷重を何度か付加する場合でも、幹細胞自己生成組織１４を挟持する回数が最初の１回だけとなるため、幹細胞自己生成組織１４の傷つきを抑制することができる。

また、Ｕ字ストッパー７４のＵ字部７４Ａを凹部５８に抜き差しすることで、容易に幹細胞自己生成組織取付機構１０を可動アーム１６に着脱することができる。

また、支持部材３０に、幹細胞自己生成組織１４を押圧する突起部３２を設けることで、幹細胞自己生成組織１４に荷重がかかった際、支持部材３０と挟持部材３６との間から幹細胞自己生成組織１４がすり抜けるのを防止することができる。

また、位置決部材４０に載置面４４を設けることで、幹細胞自己生成組織１４の両側を幹細胞自己生成組織取付機構１０で挟持させる際に、幹細胞自己生成組織１４の中央側を載置面４４が支持することで、容易に幹細胞自己生成組織１４の両側を幹細胞自己生成組織取付機構１０に挟持させることができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、幹細胞自己生成組織１４を幹細胞自己生成組織取付機構１０にて挟持させる構成を例にとって説明したが、幹細胞自己生成組織１４に限定されるものではなく他の培養物等であってもよい。

なお、上記実施形態では、幹細胞自己生成組織１４を荷重下培養装置１２に幹細胞自己生成組織取付機構１０を介して取り付ける例について説明したが、幹細胞自己生成組織１４を引張試験機等の他の試験機に取り付ける場合に、本発明の幹細胞自己生成組織取付機構１０を用いてもよい。

本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した断面図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した断面図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構を示した分解斜視図である。本発明の実施形態に係る幹細胞自己生成組織取付機構が取り付けられた荷重下培養装置である。

符号の説明

１０幹細胞自己生成組織取付機構
１２荷重下培養装置（荷重付加装置）
１４幹細胞自己生成組織
１６可動アーム
３０支持部材
３２突起部
３６挟持部材
４０位置決部材
４２貫通孔（開口部）
４４載置面
５０締付部材（押圧部材）
５８凹部
６０貫通孔（取付部）
７４Ｕ字ストッパー（固定部材）

Claims

幹細胞自己生成組織の両側を支持する一対の板状の支持部材と、
前記幹細胞自己生成組織を覆うと共に、前記支持部材との間で前記幹細胞自己生成組織の両側を挟み込む一対の挟持部材と、
前記挟持部材を前記支持部材に向けて押圧し、前記幹細胞自己生成組織を前記支持部材と前記挟持部材との間で固定する押圧部材と、
前記押圧部材に形成された凹部と、
前記押圧部材が脱着自在な取付部が形成された荷重付加装置の可動アームに前記支持部材と前記挟持部材を固定するとき、前記取付部に装着された前記押圧部材の凹部へ解除可能に嵌り込み前記可動アームに前記押圧部材を固定する固定部材と、
一対の前記支持部材が脱着可能に嵌められて一対の前記支持部材を決められた位置に位置決めする開口部が設けられ、前記開口部に嵌められた前記支持部材が前記幹細胞自己生成組織の両側を支持する際に、前記幹細胞自己生成組織の中央側が載せられる載置面が形成された位置決部材と、
を備えた幹細胞自己生成組織取付機構。
前記支持部材には、前記挟持部材との間で挟み込む前記幹細胞自己生成組織に向けて突出する突起部が設けられる請求項１に記載の幹細胞自己生成組織取付機構。