JP6349949B2

JP6349949B2 - 担体供給方法及び担体供給装置及び細胞培養システム

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Publication number: JP6349949B2
Application number: JP2014103298A
Authority: JP
Inventors: 知弥小島; 浩介石井; 佐藤　健治; 健治佐藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-05-19
Also published as: JP2015216880A

Description

本発明は、培地中に懸濁させた担体を培養槽に均等に供給する担体供給方法及び担体供給装置及び細胞培養システムに関するものである。

動物細胞、植物細胞等の細胞には、それぞれ培養の際に増殖用の足場を必要とする付着性の細胞と、増殖用の足場を必要としない浮遊性の細胞とがあり、培養した細胞は有用物質の生産等に広く使用されている。

Ｖｅｒｏ細胞やＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞等の付着性の動物細胞の培養方法の１つとして、浮遊培養法がある。浮遊培養法は、マイクロキャリア等の微小な担体に細胞を付着させ、ボトル等の容器に導入された培地中に担体を浮遊させ培養を行う。その際に担体に付着した細胞に撹拌等で生じる剪断応力を許容剪断応力（細胞が破損しない強さの剪断応力）以下で与えることで、効率よく細胞の培養を行なうものである。

担体を用いた浮遊培養を行なう為の担体の供給方法として、担体を手動で供給する場合と、担体を自動で供給する場合の２つの方法がある。

担体を手動で供給する場合には、予めＰＢＳ（ＰｈｏｓｐｈａｔｅＢｕｆｆｅｒｅｄＳａｌｉｎｅ：リン酸緩衝生理食塩水）等の緩衝液に懸濁させておいた担体をピペットで吸取り、担体を細胞や培地と共に培養槽に供給する。その後、撹拌等により細胞の付着した担体を培地中に浮遊させることで、細胞の培養を行う。

又、担体を自動で供給するものとして、特許文献１に示されるものがあり、第２供給槽に予め貯溜されたマイクロディスク浮遊液を、第２供給ポンプにより第２供給管を介してチャンバ内に供給する構成が開示されている。

然し乍ら、担体を手動で供給する場合、担体を懸濁させたＰＢＳ等からの回収に作業者の技術が必要であり、作業も繁雑である。又、ピペット等のツールが汚染されていた場合には、結果の信頼性、再現性を失う虞れがある。

又、特許文献１の場合、マイクロディスクをＰＢＳ溶液等に懸濁させた後、静置するとマイクロディスクが沈殿することから、単に第２供給ポンプによりマイクロディスク浮遊液を移送しようとすると、マイクロディスクを均一に供給することができない。マイクロディスクを均一に供給できないことで、細胞の付着していないマイクロディスクができる、或は細胞が付着しすぎて細胞が増殖する余地がないマイクロディスクができる等の問題が発生する。

尚、特許文献２には、マイクロキャリアで満たされたスラリー作製槽に培地貯液槽から培地を供給し、撹拌装置により前記スラリー作製槽に設けられた撹拌翼を回転させることで、マイクロキャリアスラリーを作製する構成が開示されている。

特開２００５−２３７２７４号公報特開平７−１３５９６８号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、担体を培養槽に均一に供給可能とした担体供給方法及び担体供給装置及び細胞培養システムを提供するものである。

本発明は、担体供給容器に細胞接着物質溶液に懸濁された担体を供給する工程と、該担体が沈降した後に前記細胞接着物質溶液を排出する工程と、培養槽内の培地を前記担体供給容器に供給する工程と、振盪で前記培地中に前記担体を懸濁させる工程と、振盪を維持した状態で前記担体を懸濁させた前記培地を前記培養槽に導入する工程とを有する担体供給方法に係るものである。

又本発明は、前記細胞接着物質溶液を排出する工程と、前記培養槽内の前記培地を前記担体供給容器に供給する工程との間に、該担体供給容器に薬液を供給する工程と、振盪で前記担体供給容器を撹拌して前記薬液で前記担体を洗浄する工程と、該担体を沈降させる工程と、前記薬液を排出する工程とを有する担体供給方法に係るものである。

又本発明は、担体供給容器と、該担体供給容器に担体を供給する担体供給手段と、前記担体供給容器を振盪させ前記担体を浮遊させて培地中に懸濁させる振盪手段と、前記担体供給容器内の液体を排出する排出手段と、前記担体供給容器に細胞を培養する培養槽から培地を供給すると共に、前記振盪手段により懸濁された前記培地を培養槽に導入する培地給排手段とを具備する担体供給装置に係るものである。

又本発明は、前記担体供給手段と前記培地給排手段は、それぞれ担体供給管と培地給排管とを有し、前記担体供給管の下流端部は前記担体供給容器の内部に延出し、前記担体供給管及び前記培地給排管が前記下流端部の上流で接続された担体供給装置に係るものである。

又本発明は、前記担体供給容器に薬液を供給する薬液供給手段を更に具備し、該薬液供給手段は薬液供給管を有し、該薬液供給管は前記下流端部よりも上流で前記担体供給管に接続された担体供給装置に係るものである。

又本発明は、前記担体供給容器は逆円錐状又は逆角錐状であり、前記担体供給容器の頂角は、４５°〜１２０°に含まれる担体供給装置に係るものである。

更に又本発明は、前記担体供給装置を有する細胞導入装置と、細胞培養装置と、細胞剥離装置と、細胞回収装置とを具備し、前記細胞導入装置が前記細胞培養装置に担体と細胞と培地とを導入し、前記細胞培養装置が前記担体を前記培地に浮遊させて細胞を前記担体上で培養し、前記細胞剥離装置が前記細胞培養装置から供給された前記培地に含まれる前記担体から細胞を剥離させ、前記細胞回収装置が前記細胞剥離装置に剥離させた細胞を回収する細胞培養システムに係るものである。

本発明によれば、担体供給容器に細胞接着物質溶液に懸濁された担体を供給する工程と、該担体が沈降した後に前記細胞接着物質溶液を排出する工程と、培養槽内の培地を前記担体供給容器に供給する工程と、振盪で前記培地中に前記担体を懸濁させる工程と、振盪を維持した状態で前記担体を懸濁させた前記培地を前記培養槽に導入する工程とを有するので、該培養槽で特に幹細胞を培養する際に前記担体上に細胞の塊が形成されることがなく、未分化状態が維持されて該担体上に均一に細胞を培養させることができる。

又本発明によれば、担体供給容器と、該担体供給容器に担体を供給する担体供給手段と、前記担体供給容器を振盪させ前記担体を浮遊させて培地中に懸濁させる振盪手段と、前記担体供給容器内の液体を排出する排出手段と、前記担体供給容器に細胞を培養する培養槽から培地を供給すると共に、前記振盪手段により懸濁された前記培地を培養槽に導入する培地給排手段とを具備するので、前記振盪手段により前記担体供給容器を振盪させることで、前記担体供給容器の下端まで満遍なく撹拌することができ、前記担体を前記培地中に均一に懸濁させ、前記担体を前記培養槽に均一に供給することができる。

更に又本発明によれば、前記担体供給装置を有する細胞導入装置と、細胞培養装置と、細胞剥離装置と、細胞回収装置とを具備し、前記細胞導入装置が前記細胞培養装置に担体と細胞と培地とを導入し、前記細胞培養装置が前記担体を前記培地に浮遊させて細胞を前記担体上で培養し、前記細胞剥離装置が前記細胞培養装置から供給された前記培地に含まれる前記担体から細胞を剥離させ、前記細胞回収装置が前記細胞剥離装置に剥離させた細胞を回収するので、前記担体を前記細胞培養装置に自動で均一に供給でき、細胞と前記担体との比が容易に調整され、自動培養の効率を向上させることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る細胞培養システムを示す概略構成図である。本発明の第１の実施例に係る担体供給容器及び周辺部を示す概略立断面図であり、（Ａ）は逆円錐部の頂角が大きい場合を示し、（Ｂ）は該逆円錐部の頂角が小さい場合を示している。本発明の第１の実施例に係る担体供給方法を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施例に係る担体供給容器及び周辺部を示す概略立断面図であり、（Ａ）は逆円錐部の頂角が大きい場合を示し、（Ｂ）は該逆円錐部の頂角が小さい場合を示している。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１に於いて、本発明の実施例に係る細胞培養システムについて説明する。

細胞培養システム１は、主に細胞導入装置２、細胞培養装置３、細胞剥離装置４、細胞回収装置５によって構成され、細胞の導入から培養、剥離、回収迄の一連の処理を行う。尚、図１中、実線の矢印は各構成同士が常時接続されている状態を示し、破線の矢印は各構成同士が必要に応じてその都度接続される状態を示している。

前記細胞導入装置２は、主に担体供給部６、薬液タンク７、担体供給容器８、細胞供給部９、冷蔵庫１１等により冷蔵保存された培地タンク１２から構成されている。

前記担体供給部６には、細胞接着物質の溶液中に懸濁された担体１３が貯溜され、前記薬液タンク７には、所定の薬液が貯溜され、前記培地タンク１２には培地１４が貯溜されている。前記細胞導入装置２は、前記細胞培養装置３の培養槽１５に、前記担体１３、細胞、前記培地１４をそれぞれ導入する様になっている。尚、前記薬液タンク７に貯溜される薬液としては、ＰＢＳ、ＨＢＳ、ＴＢＳ、ＢＢＳ等が用いられる。

前記細胞培養装置３は、主に内部を恒温状態に維持する恒温槽１６と、該恒温槽１６内に設けられた前記培養槽１５と、培地循環ポンプ１７と、廃液タンク１８とから構成されている。前記細胞培養装置３は、前記細胞導入装置２から導入された前記担体１３を前記培地１４中に浮遊させ、前記培地循環ポンプ１７により前記培地１４を循環させることで、細胞に許容剪断応力以下の剪断応力を与え、前記担体１３上で細胞を培養する。

前記細胞剥離装置４は、主に剥離槽１９、緩衝液や剥離液等の各種薬液が貯溜された薬液タンク２１から構成され、該薬液タンク２１から供給された薬液と、剪断応力付与手段（図示せず）により与えられる剪断応力により、前記剥離槽１９内で前記担体１３から細胞を剥離させる。更に、前記細胞回収装置５は、前記細胞剥離装置４により剥離された細胞のみを回収する様になっている。

前記細胞導入装置２について更に詳しく説明する。

前記担体供給部６には、前記担体１３上で細胞、特に多能性幹細胞を未分化状態を維持したまま培養する為の細胞接着物質溶液、例えばカドヘリン、マトリゲル、ラミニン等の溶液が貯溜されると共に、該溶液中に１８５μｍ程度の球状、或はディスク状のマイクロキャリアである前記担体１３が懸濁されている。

又、前記薬液タンク７には、前記担体１３を洗浄する為の緩衝液、例えばＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）が貯溜されている。

前記担体供給部６には担体供給管２２の上流端が接続され、該担体供給管２２の下流端が前記担体供給容器８に接続されている。前記担体供給部６は、前記担体供給管２２を介して前記担体供給容器８に接続され、前記担体供給管２２には、上流側から順に担体供給バルブ２３、ポンプ２４が設けられている。尚、前記担体供給部６、前記担体供給管２２、前記担体供給バルブ２３、前記ポンプ２４により担体供給手段が構成される。

又、前記薬液タンク７には薬液供給管２５の上流端が接続され、該薬液供給管２５の下流端が前記担体供給管２２の前記担体供給バルブ２３と前記ポンプ２４との間に接続されている。前記薬液タンク７は、前記薬液供給管２５、前記担体供給管２２を介して前記担体供給容器８に接続され、前記薬液供給管２５には薬液供給バルブ２６が設けられている。尚、前記薬液タンク７、前記薬液供給管２５、前記担体供給管２２、前記薬液供給バルブ２６、前記ポンプ２４により薬液供給手段が構成される。

前記担体供給バルブ２３と前記薬液供給バルブ２６のいずれか一方を開放し、いずれか他方を閉塞した状態で、前記ポンプ２４を駆動することで、前記担体供給管２２より細胞接着物質溶液に懸濁された前記担体１３と薬液のいずれか一方を選択的に前記担体供給容器８に供給できる様になっている。

又、前記担体供給容器８は、排液管２７を介して前記廃液タンク１８に接続され、前記排液管２７に排液ポンプ２８が設けられている。該排液ポンプ２８を駆動させることで、前記排液管２７を介して前記担体供給容器８内の液体を前記廃液タンク１８に排出可能となっている。尚、前記排液管２７、前記排液ポンプ２８により排出手段が構成される。

又、前記担体供給容器８は、前記担体供給管２２の中途部に接続された培地給排管２９を介して前記培養槽１５に接続されている。又、前記培地給排管２９には正転及び逆転が可能な培地給排ポンプ３１が設けられている。該培地給排ポンプ３１を駆動させることで、前記担体供給容器８中の担体懸濁液（後述）を前記培養槽１５に供給できると共に、該培養槽１５内の前記培地１４を前記担体供給容器８内に導入できる様になっている。尚、前記培地給排管２９、前記担体供給管２２、前記培地給排ポンプ３１により培地給排手段が構成される。

前記培地タンク１２は培地供給管３２を介して前記培養槽１５に接続され、前記培地供給管３２には培地供給ポンプ３３が設けられている。該培地供給ポンプ３３を駆動させることで、前記培養槽１５内に培地を供給できる。更に、前記細胞供給部９は前記培地給排管２９の中途部に接続された細胞供給管３４を介して前記培養槽１５に接続され、前記細胞供給管３４には細胞供給ポンプ３５が設けられ、該細胞供給ポンプ３５を駆動させることで、前記培養槽１５内に細胞を供給できる。

次に、図２（Ａ）（Ｂ）に於いて、前記担体供給容器８及びその周辺部の詳細について説明する。

該担体供給容器８は、水平断面積が上方に向って漸次増大する逆円錐部３６と、該逆円錐部３６の上端に連続する円筒部３７とから構成されている。尚、前記逆円錐部３６の頂角は所定の角度αを有しており、例えば頂角αは４５°〜１２０°の範囲で任意の角度が選択される。尚、４５°は前記担体供給容器８を振盪させた場合に該担体供給容器８内の液体を撹拌可能な下限値であり、１２０°は前記逆円錐部３６に堆積した前記担体１３を前記逆円錐部３６の頂部に収集し、効率的に回収可能な角度の上限値となっている。又、本実施例に於いては、図２（Ａ）に示される様に頂角αを９０°とした場合と、図２（Ｂ）に示される様に頂角αを６０°とした場合について説明する。

前記担体供給容器８の下部には、該担体供給容器８を振盪可能に保持する振盪手段である振盪機構３８が設けられている。該振盪機構３８は、前記担体供給容器８を水平方向に大きく往復動させるもの、該担体供給容器８を小刻みに振動させるもの、該担体供給容器８を大きくゆっくりと円運動させるもの等が適宜選択される。又、往復動、振動、円運動の複合動作を行わせてもよい。

前記担体供給管２２の下流端部は、鉛直方向に屈曲されて屈曲部２２ａが形成される。該屈曲部２２ａは、前記担体供給容器８の軸心に沿って上方から該担体供給容器８に挿入され、前記屈曲部２２ａは前記逆円錐部３６の底部迄延出している。前記屈曲部２２ａの下端は前記逆円錐部３６の頂部に位置し、前記屈曲部２２ａの下端と前記逆円錐部３６の頂点とは供給に支障がない様接近していることが好ましい。尚、前記屈曲部２２ａの内径は、前記担体１３が詰まらない大きさ、例えば２ｍｍ〜３ｍｍ程度となっている。

又、前記屈曲部２２ａの上流端に前記培地給排管２９が接続され、前記担体供給管２２、前記屈曲部２２ａ、前記培地給排管２９はＴ字状の配管を構成している。更に、前記担体供給管２２の前記屈曲部２２ａの上流側に前記薬液供給管２５が接続されている。

前記逆円錐部３６の周面の所要位置には、前記排液管２７が接続されている。尚、該排液管２７が接続される高さは、前記担体供給管２２により供給された前記担体１３が沈降し、堆積した堆積層３９よりも上方となっており、前記担体供給容器８より液体を排出する際に、液体と共に前記担体１３が排出されない様になっている。

尚、前記担体供給容器８、前記担体供給手段、前記薬液供給手段、前記培地給排手段、前記排出手段、前記振盪機構３８等により担体供給装置が構成される。

次に、図３のフローチャートを用い、前記担体供給容器８から前記培養槽１５に前記担体１３を供給する場合について説明する。

ＳＴＥＰ：０１先ず、前記担体供給バルブ２３を開放し、前記薬液供給バルブ２６を閉塞した状態で、前記ポンプ２４を駆動させる。該ポンプ２４の駆動により、前記担体供給部６から細胞接着物質、例えばカドヘリン溶液と前記担体１３との懸濁液が屈曲部２２ａより前記担体供給容器８の頂部近傍に供給される。

ＳＴＥＰ：０２前記担体１３の供給後、前記担体供給容器８を所定時間静置し、前記担体１３を沈降させ、前記逆円錐部３６の頂部に前記堆積層３９を形成させる。前記担体１３の沈降速度は、数ｃｍ／ｍｉｎ程度であり、前記担体供給容器８の静置時間は前記カドヘリン溶液の液位や前記逆円錐部３６の頂角α等により決定される。

尚、図２（Ａ）に示される様に、頂角αが大きい場合、或は前記担体１３がディスク状等容易に移動しない形状の場合、前記逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３が前記逆円錐部３６の斜面に留まり易く、下方に移動し難い。この場合、前記振盪機構３８を駆動させ、前記担体供給容器８に小刻みな振動を与えるか、或はゆっくりと円運動させ、前記担体１３の移動を促進してもよい。

又、図２（Ｂ）に示される様に、頂角αが小さい場合、前記逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３は、斜面に沿って降下するので、該担体１３の形状に拘わらず容易に前記逆円錐部３６の下方に移動し、前記振盪機構３８による前記担体供給容器８への振盪動作は省略することもできる。

ＳＴＥＰ：０３前記逆円錐部３６の頂部に前記堆積層３９が形成されると、次に前記排液ポンプ２８を駆動させ、前記担体供給容器８中のカドヘリン溶液を前記廃液タンク１８に排出する。この時、前記排液管２７が前記堆積層３９よりも上方に接続されているので、カドヘリン溶液と共に前記担体１３が排出されるのを防止できる。

ＳＴＥＰ：０４カドヘリン溶液の排出後、前記薬液供給バルブ２６を開放し、前記担体供給バルブ２３を閉塞した状態で、前記ポンプ２４を駆動させる。該ポンプ２４の駆動により、前記薬液タンク７から、例えばＰＢＳが前記屈曲部２２ａより前記担体供給容器８の底部に供給される。

ＳＴＥＰ：０５ＰＢＳの供給後、前記振盪機構３８を駆動させ、前記担体供給容器８を大きく往復動させることで、該担体供給容器８の内部が撹拌され、前記担体１３の表面に付着したカドヘリン溶液がＰＢＳにより洗浄される。

この時、図２（Ａ）に示される様に、頂角αが大きい場合、ＰＢＳの液位が低くなるので、液体は水平方向に移動し易く、小さな振動、或は小さな振幅で前記担体供給容器８全体を撹拌することができ、該担体供給容器８に与える往復動の振動数、振幅等を小さくすることができる。

ＳＴＥＰ：０６前記担体供給容器８の撹拌後、該担体供給容器８を所定時間静置し、前記担体１３を沈降させて前記逆円錐部３６の頂部に前記堆積層３９を形成させる。

この時、頂角αが大きい、或は前記担体１３の形状がディスク状等である場合、沈降した該担体１３が前記逆円錐部３６の斜面に沿って移動し難くなる。従って、前記振盪機構３８を駆動させ、前記担体供給容器８に小刻みな振動を与えるか、或はゆっくりと円運動させることで、前記逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３を移動させ、前記逆円錐部３６の頂部に前記堆積層３９を形成させることができる。

又、頂角αが小さい、或は前記担体１３の形状が球状である場合、前記逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３は、容易に前記逆円錐部３６の斜面に沿って頂部に移動するので、前記振盪機構３８による前記担体供給容器８への振盪動作は省略してもよい。

ＳＴＥＰ：０７前記担体１３が沈降し、前記逆円錐部３６の頂部に前記堆積層３９が形成されると、次に前記排液ポンプ２８を駆動させ、前記担体供給容器８中のＰＢＳを前記廃液タンク１８に排出する。

ＳＴＥＰ：０８ＰＢＳの排出後、前記培地給排ポンプ３１を逆転駆動させ、前記培地給排管２９、前記屈曲部２２ａを介して前記培養槽１５中の前記培地１４を前記担体供給容器８内に供給する。

ＳＴＥＰ：０９前記培地１４の供給後、前記振盪機構３８を駆動させ、前記担体供給容器８を往復動させて該担体供給容器８内を撹拌する。該担体供給容器８内が撹拌されることで、前記担体１３が前記培地１４中に浮遊し、懸濁されて担体懸濁液が生成される。

尚、前記振盪機構３８による振盪動作に加え、前記培地給排ポンプ３１に正転駆動及び逆転駆動を繰返し行わせ、前記担体供給容器８に対して前記培地１４を出し入れすることで、該培地１４を撹拌し、前記担体１３を浮遊させ、懸濁させてもよい。この場合、前記培地給排ポンプ３１及び前記振盪機構３８が振盪手段を構成する。

ＳＴＥＰ：１０最後に、前記振盪機構３８による振盪動作を維持した状態で、前記培地給排ポンプ３１を正転駆動させ、前記屈曲部２２ａ、前記培地給排管２９を介して前記担体供給容器８中の前記担体懸濁液を前記培養槽１５内に供給することで、前記担体供給容器８から前記培養槽１５へ前記担体１３が均一に懸濁された状態で自動で供給することができる。

上述の様に、第１の実施例では、前記担体供給容器８の下部が、水平断面積が上方に向って漸次増大する前記逆円錐部３６となっているので、カドヘリン溶液やＰＢＳ中で沈降した前記担体１３を斜面に沿って降下させ、該担体１３を１箇所（頂部）に集めることができるので、該担体１３の回収が容易となる。

又、前記担体供給容器８の下部が前記逆円錐部３６となっているので、前記振盪機構３８により前記担体供給容器８を振盪させることで、前記逆円錐部３６の頂部迄満遍なく撹拌することができ、前記担体１３を前記培地１４中に容易且つ均一に懸濁させることができる。従って、前記担体１３を前記培養槽１５に自動で均一の状態で供給することができるので、細胞と前記担体１３との比を容易に調整でき、自動培養の効率を向上させることができる。

又、前記担体供給容器８の下部が前記逆円錐部３６となっているので、円柱状の場合と比べて前記担体供給容器８の容積を減少させることができ、前記排液管２７を介して前記担体供給容器８中の液体を排出する際の、残留液量を低減させることができる。

又、前記担体供給管２２の前記屈曲部２２ａが、上方から前記逆円錐部３６の頂部迄延出しているので、前記屈曲部２２ａからの液体の給排動作によっても前記担体１３を懸濁させることができ、より容易に該担体１３を前記培地１４中に懸濁させることができる。

又、前記屈曲部２２ａの上流端で前記担体供給管２２と前記培地給排管２９が接続され、前記屈曲部２２ａよりも上流側で前記担体供給管２２と前記薬液供給管２５とが接続されているので、前記担体１３及びＰＢＳの供給、及び前記培地１４の給排が全て前記屈曲部２２ａを介して行われることとなり、配管の本数が低減され、前記担体供給装置の小型化を図ることができる。

前記担体１３は、カドヘリン等の細胞接着物質溶液に懸濁された状態で前記担体供給部６に保管され、細胞接着物質溶液と共に前記担体供給容器８に供給される様になっているので、細胞を培養する際に前記担体１３上に細胞が固まった状態で培養されることがなく、未分化状態が維持されて該担体１３上に均一に細胞を培養させることができる。

更に、図２（Ａ）に示される様に、頂角αが大きい場合、前記逆円錐部３６の水平断面積が大きくなり、カドヘリン溶液やＰＢＳ等前記担体供給容器８中に供給される液体の液位が低くなるので、前記担体１３の沈降に要する時間を短縮することができ、前記培養槽１５に対する前記担体１３の供給処理の時間を短縮することができる。

又、頂角αが大きい場合、前記担体供給容器８中に供給される液体の液位当たりの容積が大きくなるので、懸濁可能な前記担体１３の量を増大させることができる。更に、頂角αが大きいと、液体が水平方向に移動し易いので、振盪効果が大きい。

又、図２（Ｂ）に示される様に、頂角αが小さい場合、前記逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３は、形状に拘わらず容易に前記逆円錐部３６の頂部に移動するので、該逆円錐部３６の斜面に沈降した前記担体１３を下方に移動させる為の振盪動作を省略することができる。

又、頂角αが小さい場合、前記逆円錐部３６の水平断面積が小さくなり、容積が小さくなるので、排液の際に前記担体供給容器８内に残留する液体の液量をより低減させることができる。

従って、使用する前記担体１３の形状、供給する該担体１３の量等、種々の条件に応じて最適な頂角αを有する前記担体供給容器８を用いることで、効率よく、且つ均一に懸濁された前記担体１３を前記培養槽１５内に自動で供給することができる。

尚、第１の実施例では、前記担体１３の表面に付着したカドヘリン溶液をＰＢＳで洗浄した後、前記培養槽１５に供給しているが、前記担体１３として洗浄が不要な担体を用いることもできる。この場合、表面にカドヘリン溶液が付着した担体を前記培養槽１５に供給することとなるので、図３中のＳＴＥＰ：０４〜ＳＴＥＰ：０７の行程を省略することができる。

次に、図４（Ａ）（Ｂ）に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図４（Ａ）（Ｂ）中、図２（Ａ）（Ｂ）中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。又、第２の実施例に於いても、逆円錐部３６の頂角は４５°〜１２０°の範囲で任意の角度が選択される様になっており、図４（Ａ）は頂角αを９０°とした担体供給容器８を示し、図４（Ｂ）は頂角αを６０°とした該担体供給容器８を示している。

第２の実施例では、担体供給管２２が前記担体供給容器８の下方に配設され、下流端部が上方に屈曲して屈曲部２２ｂを形成しており、該屈曲部２２ｂは前記逆円錐部３６の頂点に開口している。尚、前記屈曲部２２ｂの径は、例えば２ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、担体１３が詰まらない大きさとなっている。

第２の実施例に於いても、カドヘリン溶液排出後の前記担体１３をＰＢＳで洗浄し、ＰＢＳを排出した後に培地１４（図１参照）を前記担体供給容器８内に供給し、振盪機構３８を駆動させて前記担体供給容器８を撹拌することで、前記担体１３を前記培地１４中に浮遊させ、均一に懸濁させた担体懸濁液を生成することができる。

更に、前記振盪機構３８による振盪動作を継続した状態で、培地給排ポンプ３１（図１参照）を駆動させることで、前記担体１３を均一に懸濁させた前記担体懸濁液を自動で培養槽１５（図１参照）に供給することができる。

１細胞培養システム２細胞導入装置
３細胞培養装置４細胞剥離装置
５細胞回収装置６担体供給部
７薬液タンク８担体供給容器
１３担体１４培地
１５培養槽２２担体供給管
２４ポンプ２６薬液供給管
２７排液管２８排液ポンプ
２９培地給排管３６逆円錐部
３７円筒部３８振盪機構
３９堆積層

Claims

担体供給容器に細胞接着物質溶液に懸濁された担体を供給する工程と、該担体が沈降した後に前記細胞接着物質溶液を排出する工程と、培養槽内の培地を前記担体供給容器に供給する工程と、振盪で前記培地中に前記担体を懸濁させる工程と、振盪を維持した状態で前記担体を懸濁させた前記培地を前記培養槽に導入する工程とを有することを特徴とする担体供給方法。
前記細胞接着物質溶液を排出する工程と、前記培養槽内の前記培地を前記担体供給容器に供給する工程との間に、該担体供給容器に薬液を供給する工程と、振盪で前記担体供給容器を撹拌して前記薬液で前記担体を洗浄する工程と、該担体を沈降させる工程と、前記薬液を排出する工程とを有する請求項１の担体供給方法。
担体供給容器と、該担体供給容器に担体を供給する担体供給手段と、前記担体供給容器を振盪させ前記担体を浮遊させて培地中に懸濁させる振盪手段と、前記担体供給容器内の液体を排出する排出手段と、前記担体供給容器に細胞を培養する培養槽から培地を供給すると共に、前記振盪手段により懸濁された前記培地を培養槽に導入する培地給排手段とを具備することを特徴とする担体供給装置。
前記担体供給手段と前記培地給排手段は、それぞれ担体供給管と培地給排管とを有し、前記担体供給管の下流端部は前記担体供給容器の内部に延出し、前記担体供給管及び前記培地給排管が前記下流端部の上流で接続された請求項３の担体供給装置。
前記担体供給容器に薬液を供給する薬液供給手段を更に具備し、該薬液供給手段は薬液供給管を有し、該薬液供給管は前記下流端部よりも上流で前記担体供給管に接続された請求項３又は請求項４の担体供給装置。
前記担体供給容器は逆円錐状又は逆角錐状であり、前記担体供給容器の頂角は、４５°〜１２０°に含まれる請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の担体供給装置。
請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の担体供給装置を用いた細胞培養システムであって、前記担体供給装置を有する細胞導入装置と、細胞培養装置と、細胞剥離装置と、細胞回収装置とを具備し、前記細胞導入装置が前記細胞培養装置に担体と細胞と培地とを導入し、前記細胞培養装置が前記担体を前記培地に浮遊させて細胞を前記担体上で培養し、前記細胞剥離装置が前記細胞培養装置から供給された前記培地に含まれる前記担体から細胞を剥離させ、前記細胞回収装置が前記細胞剥離装置に剥離させた細胞を回収することを特徴とする細胞培養システム。