JP6333842B2 - 細胞培養装置 - Google Patents
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Description
まず、実施の形態の概要について説明する。本実施の形態の概要では、一例として、括弧内に実施の形態の対応する構成要素の符号等を付して説明する。
本実施の形態における細胞培養装置について、図1〜図17を用いて説明する。本実施の形態における細胞培養装置は、密閉系の複数の培養容器が並列に接続され、1つの閉鎖培養系が形成されている細胞培養装置の例である。
図1は、本実施の形態における細胞培養装置の概要の一例を示す図である。
図2は、前述した流路切替え機構の構造の一例を示す図である。図2において、(a)は複数の培養容器を含めた流路切替え機構の立体図、(b)は流路切替え機構の側断面図である。
式1の関係であれば、R側にほとんど流れることはない。r1およびr2はRに比して十分小さいものとし、流路切替え機構8において、r<<Rとなれば、上記の式1を満たす。
次に、流路切替え部材の向きの切替え方法について説明する。以下において、図12〜図16に基づいて、流路切替え部材の切替え方法の一例、変形例について順に説明する。図12は、流路切替え部材の切替え方法の一例を示す図である。さらに、図13〜図16はそれぞれ、流路切替え部材の切替え方法の変形例を示す図である。
図17は、本実施の形態における細胞培養装置の概要の変形例を示す図である。
以上説明したように、本実施の形態における細胞培養装置によれば、複数の各培養容器1に接続された複数の流路を切替える1つの流路切替え機構8を有することで、代表的には、コストを抑えつつ、複数の培養容器1間の均等・均質な送液が可能となる。この結果、培養容器1間の培養品質の均質化が図れる。また、複数の培養容器1で同時に細胞培養できるようになるので、培養容器1の個数を増やして収量を上げることが可能となる。また、目標収量に合わせて培養容器1の個数を変更することなどもできるので、細胞培養に柔軟な対応が可能となる。その他の効果は、本実施の形態において説明した通りである。
本実施の形態における細胞培養装置について、図18〜図19を用いて説明する。図18は、流路切替え機構の構造の一例および変形例を示す図である。さらに、図19は、流路切替え機構の構造の変形例を示す図である。
本実施の形態における細胞培養装置について、図20〜図27を用いて説明する。図20は、流路切替え機構を含めた一体型流路構成の一例を示す図である。さらに、図21〜図27はそれぞれ、流路切替え機構を含めた一体型流路構成の変形例を示す図である。
本実施の形態における細胞培養装置について、図28〜図31を用いて説明する。図28は、細胞培養装置を使用した細胞培養の概要の一例を示す図である。図29は、細胞培養装置を使用した細胞培養における制御タイムチャートの一例を示す図であり、図30はその変形例を示す図である。さらに、図31は、細胞培養装置を使用した細胞培養における送液の様子の一例を示す図である。図32は、細胞培養装置を使用した細胞培養におけるカメラと培養容器の駆動制御の一例を示す図である。
本発明は、特許請求の範囲に記載の細胞培養装置の他、例えば、培養容器セットなどに関して、以下のような特徴を有するものである。
接続口を持つ、複数の培養容器と、
前記複数の各培養容器を着脱可能な複数のポートを有する集積流路部材と、
を有し、
前記集積流路部材は、
上流側および下流側の共通流路、および、各々から分岐し、前記複数のポートにつながる、複数の分岐流路を持ち、
前記共通流路と前記分岐流路との分岐部または合流部に、内部に接続用流路を有し、前記複数の分岐流路のうち所望の流路と前記接続用流路との連通を移動により可能とする流路切替え部材を内包している、培養容器セット。
接続口を持つ、複数の培養容器と、
前記複数の各培養容器を着脱可能な複数のポートを有する集積流路部材と、
を有し、
前記集積流路部材は、
上流側または下流側の共通流路およびそこから分岐し、前記複数のポートにつながる、複数の分岐流路を持ち、
前記複数のポートからのびる、下流側または上流側の分岐流路を持ち、
一部が閉鎖培養系の外部に露出し、その境界に封止部を設け、内部に共通流路機能を持つ接続用流路を有し、前記下流側または上流側の複数の分岐流路のうち所望の流路と前記接続用流路との連通を移動により可能とする流路切替え部材を内包している、培養容器セット。
前記各培養容器は1つの接続口を有し、一方向からの着脱が可能である、培養容器セット。
前記培養容器は、前記接続口の大きさのみ同じで、培養面の大きさが異なる、培養容器セット。
前記接続口の大きさのみ同じである栓を有する、培養容器セット。
前記培養容器、前記集積流路部材、および、前記流路切替え部材は、樹脂成型品である、培養容器セット。
接続された培養容器の種類により、送液量を制御するポンプ機構を有する、細胞培養装置。
前記培養容器を含む培養容器セットを傾ける傾斜機構を有する、細胞培養装置。
前記流路切替え部材を固定し、前記培養容器側を駆動する駆動機構を有する、細胞培養装置。
水平方向一軸、高さ方向一軸の二軸制御のカメラ駆動機構を有する、細胞培養装置。
前記複数の各培養容器を着脱可能な複数のポート、および、上流側および下流側の共通流路、および、各々から分岐し、前記複数のポートにつながる、複数の分岐流路、を有する集積流路部材と、
を有し、
前記各培養容器は、
1つの接続口を有し、一方向からの着脱が可能である、培養容器セット。
前記培養容器は、前記接続口の大きさのみ同じで、培養面の大きさが異なる、培養容器セット。
前記接続口の大きさのみ同じである栓を有する、培養容器セット。
前記培養容器、前記集積流路部材、および、前記流路切替え部材は、樹脂成型品である、培養容器セット。
2…供給バッグ
3…回収バッグ
4,4a,4b,4p,4q…共通流路(上流側)
5,5a,5b,5c…分岐流路(上流側)
6…分岐流路(下流側)
7…共通流路(下流側)
8,8a,8b…流路切替え機構
9…流路切替え部材
9a…露出部分
10…格納室
11,11a,11b,11p,11q…接続用流路
12…流路切替え部材
13…流路切替え部材
13a…内側部材
13b…ゴム
14…溝
15…溝
16,16p,16q…溝
17…溝
18…Oリング
19…流路切替え機構
20…磁石
21…磁石
22…磁石
23…膜
24…凹部構造
25…外力伝達機構
26…外力伝達機構
27…膜
28…Oリング
29…流路切替え部材
30…格納室
31…貫通穴
32…溝
33…溝
34…貫通穴
35…培養容器
35a…培養面
35b…流入流路
35c…排出流路
35d…接続口
35e…入口
35f…出口
35p…凹構造
35q…凸構造
35r…テーパ
36…集積流路部材
36a…流入口
36b…上流側共通流路
36c…上流側分岐流路
36d…下流側分岐流路
36e…格納室
36f…下流側共通流路
36g…排出口
36h…ポート
36p…凸構造
36q…凹構造
36r…テーパ
36s,36t…分割部材
37…流路切替え部材
38…集積流路部材
38a…流入口
38b…上流側共通流路
38c…上流側分岐流路
38d…下流側分岐流路
38e…格納室
38h…ポート
38p…パッキン
39…流路切替え部材
39a…接続用流路
39b…排出口
40…膜
41…培養容器
42…栓
43…集積流路部材
43a…上流部
43b…下流部
43c…流入口
43d…上流側共通流路
43e…上流側分岐流路
43f…下流側分岐流路
43g…格納室
43h…下流側共通流路
43i…排出口
43j…ポート
44…培養容器
44a…培養面
44b…流入流路
44c…排出流路
44d…接続口
44e…接続口
45…上流側集積流路部材
46…下流側集積流路部材
47…インキュベータ
48…切替え弁
49…保冷庫
50…しごきポンプ
51…流路切替え部材駆動機構
52…制御部
53…傾斜機構
54…カメラ
55…カメラ駆動機構
Claims (12)
- 流体の導入口と排出口とを持つ密閉系の培養容器が複数あり、前記複数の培養容器が並列に接続され、1つの閉鎖培養系が形成されている細胞培養装置であって、
前記複数の各培養容器に接続された複数の流路を切替える1つの流路切替え機構を有し、
前記流路切替え機構は、前記各培養容器に分岐して接続された各々の個別流路のうち、1つの個別流路の流路抵抗を、残りの個別流路の流路抵抗よりも小さくし、1つの流路切替え部材を前記閉鎖培養系内に配置し、前記流路切替え部材の向きおよび位置の少なくとも一方を変えることで、流路抵抗の小さな個別流路を形成し、
前記複数の流路は、1つの上流側共通流路から分岐し、前記各培養容器の導入口に接続され、
前記流路切替え部材は、少なくとも1つの接続用流路を有し、前記上流側共通流路と前記複数の流路との分岐部に配置され、
前記細胞培養装置は、前記複数の流路のうち所望の流路と前記上流側共通流路とを前記接続用流路を介して連通を可能とし、前記接続用流路を前記所望の流路と連通するように前記流路切替え部材を移動させる制御機構を有し、
前記複数の流路は、前記各培養容器の排出口から1つの下流側共通流路へ合流し、
前記上流側共通流路は、培地が収容された1つの供給バッグと接続し、
前記下流側共通流路は、使用後の培地を回収するための1つの回収バッグと接続する、
細胞培養装置。 - 流体の導入口と排出口とを持つ密閉系の培養容器が複数あり、前記複数の培養容器が並列に接続され、1つの閉鎖培養系が形成されている細胞培養装置であって、
前記複数の各培養容器に接続された複数の流路を切替える1つの流路切替え機構を有し、
前記流路切替え機構は、前記各培養容器に分岐して接続された各々の個別流路のうち、1つの個別流路の流路抵抗を、残りの個別流路の流路抵抗よりも小さくし、1つの流路切替え部材を前記閉鎖培養系内に配置し、前記流路切替え部材の向きおよび位置の少なくとも一方を変えることで、流路抵抗の小さな個別流路を形成し、
前記複数の流路は、前記各培養容器の排出口から1つの下流側共通流路へ合流し、
前記流路切替え部材は、少なくとも1つの接続用流路を有し、前記下流側共通流路と前記複数の流路との合流部に配置され、
前記細胞培養装置は、合流前の複数の流路のうち所望の流路と前記下流側共通流路とを前記接続用流路を介して連通を可能とし、前記接続用流路を前記所望の流路と連通するように前記流路切替え部材を移動させる制御機構を有し、
前記複数の流路は、1つの上流側共通流路から分岐し、前記各培養容器の導入口に接続され、
前記上流側共通流路は、培地が収容された1つの供給バッグと接続し、
前記下流側共通流路は、使用後の培地を回収するための1つの回収バッグと接続する、
細胞培養装置。 - 請求項1または2記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材が配置される前記分岐部または前記合流部の空間は、前記流路切替え部材より大きい、細胞培養装置。 - 請求項1または2記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材は、その一部または全体に弾性を備え、収縮させた状態で前記分岐部または前記合流部に配置される、細胞培養装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記接続用流路の構造は、管構造、溝構造、またはその両方である、細胞培養装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記制御機構は、前記流路切替え部材を回転駆動させ、前記接続用流路と前記所望の流路とを連通させる、細胞培養装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記制御機構は、前記流路切替え部材を所定の一方向に往復運動させ、前記接続用流路と前記所望の流路とを連通させる、細胞培養装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材は、固定された第1の磁性体を有し、
前記制御機構は、第2の磁性体を備え、前記第2の磁性体を移動させることで、前記第1の磁性体を介して、前記流路切替え部材の移動を制御する、細胞培養装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材が配置される前記分岐部または前記合流部の少なくとも一部に、変形可能な介在部分を備え、前記介在部分を介して前記流路切替え部材に力を伝達し、前記流路切替え部材の移動を制御する、細胞培養装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材の一部は、前記閉鎖培養系の外部に露出し、その外部露出部分と前記閉鎖培養系の内部との境界に封止部材が設けられた、細胞培養装置。 - 請求項10記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材内の前記接続用流路の一端が、前記外部露出部分に出て共通流路を兼ねる、細胞培養装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の細胞培養装置において、
前記流路切替え部材は、複数の接続用流路を持ち、複数の共通流路の切替えを行う、細胞培養装置。
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