JP6244171B2 - 包装システム、包装方法および包装体 - Google Patents
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Description
重症心筋梗塞等においては、心筋細胞が機能不全に陥り、さらに線維芽細胞の増殖、間質の線維化が進行し心不全を呈するようになる。心不全の進行に伴い、心筋細胞は傷害されてアポトーシスに陥るが、心筋細胞は殆ど細胞分裂をおこさないため、心筋細胞数は減少し心機能の低下もさらに進む。
このような重症心不全患者に対する心機能回復には細胞移植法が有用とされ、既に自己骨格筋芽細胞による臨床応用が開始されている。
(1) 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、
包装材により容器を覆う包装部と、
容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、
封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている、前記包装システム。
(2) 封止部が、包装材を融着するための加熱器を有する、(1)に記載の包装システム。
(3) 包装材が、シュリンクフィルムである、(2)に記載の包装システム。
(4) さらに、封止部において包装材と容器との間の脱気を行う脱気部を有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の包装システム。
(5) 包装材がシート状をなし、
包装部が、包装材に張力を作用させた状態で包装材により容器を覆うように構成されている、(1)〜(4)のいずれかに記載の包装システム。
(6) 密閉包装された容器が、生物試料の凍結保存に用いられるものである、(1)〜(5)のいずれかに記載の包装システム。
(7) 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法であって、
包装材により容器を覆う第1のステップと、
容器を覆う包装材を封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第2のステップとを有し、
容器を密閉する際において容器は冷却されている、前記包装方法。
(8) 生物試料と、
生物試料を収納する容器と、
容器の外表面に密着して容器を密閉封止する包装材と、
を有する包装体。
また、包装材により容器を密閉封止していることにより、容器中に液体窒素等の冷却剤が入り込むことが防止され、急速冷凍後における容器の破裂が防止される。
さらに、包装材と容器とは密着しているため、これらの間に空気層が存在することが防止されており、生物試料の融解時においても、包装材の外側から加熱することにより、容易に生物試料へ熱を伝達することができ、生物試料の融解速度を制御することができる。この結果、生物試料の融解後における細胞の生存率を比較的高くすることができる。
図1は、本発明の好適な実施態様に係る包装システムの模式図、図2は、図1に示す包装システムの動作を示す模式図、図3は、図1に示す包装システムの他の動作を示す模式図、図4は、図1に示す包装システムの他の動作を示す模式図、図5は、図1に示す包装システムが備える封止部の断面図、図6は、(a)本発明において用いることのできる容器の一例を示す分解図、(b)本発明において用いることのできる容器の一例を示す斜視図、図7は、本発明の好適な実施態様に係る包装体の模式図である。なお、本願の各図においては説明を容易とするため、各部の大きさが、適宜強調されており、図示の各部は、実際の大きさ、比率を示すものではない。
本発明の包装システムは、生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、包装材により容器を覆う包装部と、容器を覆う包装材を封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、封止部が、容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている。
また、生物試料は、任意の生物に由来し得る。かかる生物には、限定されずに、例えば、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジなどが含まれる。また、生物試料は1種類のみであってもよいが、2種類以上の生物試料を組み合わせて用いることもできる。
容器の容量は、特に限定されないが、例えば、0.1〜30ml、好ましくは0.5〜10mlとすることができる。
また、容器を構成する材料としては、特に限定されず、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料、ガラス、セラミックス、金属等の無機材料が挙げられる。
なお、上述したように本実施態様において用いることのできる容器の形状は、特に限定される物ではなく、例えば容器本体と蓋とが外ねじ構造により螺合する容器や、底部が丸底、コニカル底などをなす容器本体を備える容器等を用いることもできる。
保持部21、22は、棒状の部材であり、それぞれの一端によって容器100を挟持する。
また、容器100を挟持する保持部21の先端211は、容器100の蓋102の頂部に対応する形状、本実施態様では平面状をなしており、一旦保持した容器100が外れないように構成されている。
このような保持部21は、後述する封止部3において包装材24と容器100との間を脱気する脱気部としても機能する。
包装材24は、可撓性を有し、これにより容器100を覆うことが可能に構成されている。
シュリンクフィルムは、一般に樹脂材料を延伸加工することにより得られる。包装材24に適用される延伸加工は、一軸延伸であってもよいし、二軸延伸などの多軸延伸であってもよいが、封止時において包装材24がより大きく収縮して容器100とより密着できるため、多軸延伸であることが好ましい。
包装機構25は、軸251と、軸251を芯として巻き取られた包装材24の巻取252とを有している。軸251は、巻取252の芯として機能するとともに、一端が、台4に設けられた溝42を貫通して台4中に埋設されており、後述する連動部材44に回転可能に固定されている。
巻取252は、未使用の包装材24の巻取である。巻取252より包装材24が引き出されて、容器100の包装に供給される。
巻取262は、使用済の包装材24が回収された巻取である。すなわち、巻取262は、巻取252より供給されたものの容器100の包装に用いられなかった残余の包装材24を巻き取ったものである。
このような回転機構により、包装機構25、26による包装材24の供給、回収が可能となる。
また、このような回転機構により、包装機構25、26は、供給された包装材24に所望の張力を作用させることができる。このように包装材24に張力を作用させた状態で容器100を包装材24により覆うことにより、容器100と包装材24とがより確実に密着することができる。
融着装置30A、30Bの構成は、互いに対称をなすことを除き略同一であるので、融着装置30Aについて代表的に説明する。
装置本体31は、融着装置30Aにおけるケーシングであり、凹形状の収納空間311を有する直方体をなしている。
収納空間311は、装置本体31に加え後述する加熱器32とともに形成される空間であり、冷却部材33と、冷却器34と、放熱器35とを収納する。
冷却部材33は、容器100の外表面の約半分を覆うことができるように容器100に対応した形状をなす容器であり、容器100と包装材24とが密着できるような形状、大きさの空間37を形成する。本実施態様においては、冷却部材33は、半円筒状を有する壁部と壁部の両端に連結された半円状の板とで構成されている。
冷却部材33を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導率の比較的高い材料、具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン、ベリリウム等の金属材料、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等のセラミックス材料などが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施態様において冷却器34はペルチェ素子であり、ペルチェ素子の冷却面が冷却部材33と接触している。ペルチェ素子は、冷却温度を精度よく制御できる利点を有する。
本実施態様において放熱器35は、水冷クーラーであり、放熱器(クーラー)本体351の内部空間352において冷水が流れている。また、内部空間352に供給される冷水は、管353を通じて供給、廃棄される。
さらに、融着装置30A、30Bが容器100を挟持した場合において、容器100は、冷却機構中における容器100に対応する形状の空間37に収納される。これにより、融着装置30A、30Bが容器100を挟持した場合において、包装材24は容器100に密着し、かつ挟持された容器100が冷却される。
このような冷却機構による冷却温度は、特に限定されないが、例えば、−10〜15℃、より好ましくは、2〜8℃とすることができる。
断熱材36の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.1〜10mm、好ましくは1〜5mmとすることができる。
支持体38は、融着装置30Aを支持するための十分な強度を有するとともに、適度の弾性を有するように構成されている。これにより、例えば保持部21、22で容器100を保持したまま融着装置30A、30Bを用いて容器100を挟持した場合であっても、適度に支持体38がたわむことにより融着装置30A、30B間に保持部21、22が存在するための隙間が生じることができる。この場合、脱気部としても機能する保持部21によって包装材24と容器100との間の脱気を行いつつ保持部21、22を引き抜くことができ、前記脱気をより確実に行うことができる。
台4は、内部空間が設けられたケーシング41を有している。
ケーシング41の上方表面には、一対の溝42および一対の溝43が設けられており、これらはそれぞれ包装機構25、26および融着装置30A、30Bの移動を制限する。
また、ケーシング41内には、一対の連動部材44が設けられており、各連動部材44は、包装機構25と融着装置30Aとを、または包装機構26と融着装置30Bとを固定し、これらの間の位置関係を固定している。これにより、連動部材44を移動させることにより、それぞれ、包装機構25と融着装置30Aとが、および包装機構26と融着装置30Bとが連動して移動する。このような場合、図1〜3に示すように、容器100の包装材24による包装が行われ、これが終了すると同時に包装材24の封止が行われることができる。すなわち、包装、封止の作業効率が高いものとなる。
なお、一対の連動部材44同士は、連動して移動するように構成されている。
また、他の態様として放熱器として水冷式放熱器に代え、空冷用のフィンなどを用いたものが挙げられる。
本発明の包装方法は、包装材により容器を覆う第1のステップと、容器を覆う包装材を封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第2のステップとを有し、容器を密閉する際において容器は冷却されている、生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法である。
また、本発明の包装方法は、上述したものであればいかなる態様で行うものであってもよいが、本実施態様においては、上述した包装システム1を用いて行う方法について説明する。
生物試料はいかなる状態で容器100に収納されるものであってもよいが、例えば生物試料としての細胞や組織が組織液、培養液または緩衝液などの媒体中に懸濁した懸濁液の状態で収納されることができる。
なお、容器100や収納に用いるピペット等の器具について予め滅菌処理を行ってもよいこと、また本ステップをクリーンベンチ等の滅菌条件下で行ってもよいことは言うまでもない。
本実施態様においては、まず、保持部21、22により容器100を保持し、次に包装機構25、26を作動させることにより、包装材24を容器100に対して巻きつける。
本実施態様においては、包装機構25、26により包装材24に適度の張力が作用しているため、包装材24と容器100とがより密着しやすくなる。
本実施態様においては、融着装置30A、30Bにおいて包装材24により覆われた容器100を挟持することにより、容器100の周囲にある包装材24の重なり部分を融着する。これにより、容器100が包装材24により密閉される。
また、融着時間は、特に限定されないが、例えば、0.1〜10秒、好ましくは、1〜5秒とすることができる。
得られた包装体200は、余剰の包装材24を切り離して、例えば図7に記載されるような包装体200とし、凍結保存に使用することができる。
本実施態様の生物試料の凍結保存方法は、上述した第1のステップ、第2のステップおよび、生物試料を包装体中で凍結処理を行う第3のステップと、冷却剤と包装体とを接触させて保存を行う第4のステップとを有している。
凍結処理においては、まず、包装体200を冷蔵庫、冷凍庫等により徐々に冷却する。例えば、冷蔵庫において2〜8℃程度に冷却を行い、その後冷凍庫において−15〜−2℃の環境下において冷却を行う。このような段階的な冷却は、生物試料の損傷を防止するとの観点から、例えば、1〜60分、好ましくは、15〜45分かけて行うことができる。
なお、本実施態様においては、容器100は、包装体200の製造時において冷却機構により冷却されているため、上記の冷却処理の時間を短縮することができる。
用いることのできる冷却剤としては特に限定されないが、液体窒素、液体酸素、液体アルゴン、液体炭酸、液体ヘリウムなどを用いることができる。
本方法においては、容器100が密閉包装されていることにより、液体窒素等の冷却剤によって包装体200毎生物試料の凍結を行った場合であっても、液体窒素等の冷却剤が容器100に入り込むことがなく、凍結保存後における容器100の破裂が防止されている。
包装材24と容器100とは密着しているため、これらの間に空気層が存在することが防止されており、生物試料の融解時においても、包装材24の外側から加熱することにより、容易に生物試料へ熱を伝達することができ、生物試料の急速融解を可能とする。この結果、生物試料の融解後における細胞の生存率を比較的高くすることができる。
本発明の包装体は、生物試料と、生物試料を収納する容器と、容器の外表面に密着して容器を密閉封止する包装材とを有する。
本発明においては、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することもできる。
2 包装部
21、22 保持部
211 先端
212 基端
213 管
23 固定部
24 包装材
25、26 包装機構
251、261 軸
252、252 巻取
3 封止部
30A、30B 融着装置
31 装置本体
32 加熱器
33 冷却部材
34 冷却器
35 放熱器
351 放熱器本体
352 内部空間
353 管
36 断熱材
37 空間
38 支持体
4 台
41 ケーシング
42、43 溝
44 連動部材
100 容器
101 容器本体
102 蓋
Claims (8)
- 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装システムであって、
一枚の包装材により容器を囲んで覆う包装部と、
容器を囲んで覆う前記包装材の開放する三方を圧着封止して容器を包装材により密閉する封止部とを有し、
封止部が、少なくとも圧着封止動作中に容器を冷却するための冷却機構を有し、かつ、容器が包装材と密着するように封止可能に構成されている、前記包装システム。 - 封止部が、包装材を融着するための加熱器を有する、請求項1に記載の包装システム。
- 包装材が、シュリンクフィルムである、請求項2に記載の包装システム。
- さらに、封止部において包装材と容器との間の脱気を行う脱気部を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の包装システム。
- 包装材がシート状をなし、
包装部が、包装材に張力を作用させた状態で包装材により容器を覆うように構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の包装システム。 - 密閉包装された容器が、生物試料の凍結保存に用いられるものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の包装システム。
- 生物試料を収納する容器を密閉包装するための包装方法であって、
一枚の包装材により容器を囲んで覆う第1のステップと、
容器を囲んで覆う包装材の開放する三方を圧着封止して、容器が包装材と密着するように容器を包装材により密閉する第2のステップとを有し、
容器を密閉する際において容器は冷却されている、前記包装方法。 - 生物試料と、
生物試料を収納する容器と、
一枚の包装材であって、容器の外表面に密着して容器に巻き付けられて容器を囲んで覆い、開放した三方の、容器の周囲にある包装材の重なり部分が融着封止された前記一枚の包装材と、
を有する包装体。
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