JP6689583B2 - シート状生体試料の収納具、収納ラック及び収納棚 - Google Patents

Description

本発明は、シート状生体試料を収納して保存及び／又は輸送するシート状生体試料の収納具、収納ラック及び収納棚に関する。

高次構造体としてのシート状生体試料は、iPS細胞等の実用化においてその活用が期待され、高品質に凍結・保存する技術開発が進められている。
シート状生体試料を低温雰囲気で凍結する技術として、液体窒素の蒸発低温ガスによる凍結方法がある。

例えば、特許文献１には、低温液化ガス容器内でシート状に形成された生体試料を予備凍結する装置が開示されている。
当該装置によれば、シート状に形成された凍結保存用生体試料を通気性と熱伝導性を備えた試料載置部に載置した状態で低温液化ガス容器内に挿入し、試料載置部を低温液化ガスの気相中に保持することにより、前記凍結保存用生体試料をシート状に保ったまま予備凍結することができるとされている。

また、特許文献２には、平膜状の膜組織を保存／輸送する容器及び方法に関する技術が開示されている。当該技術によれば、通液性の支持体により平膜状の膜組織を両側から挟み込んだ状態で容器本体に収容することにより、現形状を保持した状態で保存／輸送することができるとされている。

ところで、再生医療の実用化と普及が進んだ将来、シート状生体試料はセルバンク等の保存施設の凍結保存容器内に凍結状態で大量にストックされると予想される。凍結保存容器内は、例えば-160℃程度の低温環境に維持されるため、シート状生体試料は安定した凍結状態に保たれるが、凍結したシート状生体試料を保存施設から病院等の使用場所まで搬送する際、一時的に常温環境にさらされることがある。

例えば、皮膚移植用のシート状生体試料（細胞シート）は厚みが0.1〜0.5mm程度と極めて薄いため、凍結保存容器から取り出して低温搬送用の保冷ボックスに移す僅かな時間であっても、室温にさらされることによって細胞シートは速やかに昇温し、その後、細胞シートは凍結保存容器に再び収められて再凍結する。この場合、細胞シートの解凍速度や再凍結する際の凍結速度がコントロールされていないため、温度変化に伴う細胞シートの亀裂や細胞の死滅等、細胞シートの品質劣化を招くおそれがある。

特開２０１４−１５８５９６号公報 特開２００２−３３５９５０号公報

特許文献１に記載の技術は、シート状に形成された凍結保存用生体試料を予備凍結する装置に関するものであって、凍結されたシート状生体試料を保存／輸送するものではない。
さらに、特許文献２に記載の技術は、膜組織を包装する技術（パッケージ）に関するものであって、凍結したシート状生体試料を取り扱う際に、一時的に常温環境にさらされた場合の昇温・解凍を防ぐことは一切考慮されていない。さらに、再生医療分野においてシート状生体試料を普及させるためには、大量のシート状生体試料を一度に運搬・輸送する技術が求められている。

本発明は、凍結したシート状生体試料を保存／輸送する際において、意図しない解凍による品質低下を抑制するシート状生体試料の収納具を提供することを目的とする。また、一度に複数のシート状生体試料を保存及び／又は輸送することが容易なシート状生体試料の収納ラック及び収納棚を提供することを目的とする。

（１）本発明に係るシート状生体試料の収納具は、シート状生体試料を収納して保存及び／又は輸送するものであって、周壁に開口を有する箱体と、該箱体内に配設されて液体窒素を吸収する液体窒素吸収材と、液体窒素が吸収された前記液体窒素吸収材によって前記シート状生体試料を保冷可能に収納する収納部とを備えたことを特徴とするものである。

（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記箱体は、本体部及び蓋部を有し、前記液体窒素吸収材は、前記本体部及び蓋部に配設され、前記収納部は、前記本体部と前記蓋部との間に設けられていることを特徴とするものである。

（３）上記（２）に記載のものにおいて、前記収納部は、前記本体部及び前記蓋部のそれぞれ内側に対向して設けられて前記液体窒素吸収材を保持する保持部材によって構成され、該保持部材は気体状の液体窒素が流通可能な流通孔を有することを特徴とするものである。

（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記液体窒素吸収材は、積層したガラス繊維紙であることを特徴とするものである。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記箱体は把持可能な取手を有し、
該取手は貫通穴又は切込み部を有することを特徴とするものである。

（６）本発明に係るシート状生体試料の収納ラックは、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のシート状生体試料の収納具を複数収納するものであって、前面側から複数の前記シート状生体試料の収納具を引き出し可能に収納する筐体を有し、該筐体はその周壁面の少なくとも一部に開口部を備えたことを特徴とするものである。

（７）本発明に係るシート状生体試料の収納棚は、上記（６）に記載のシート状生体試料の収納ラックを複数収納するものであって、前記シート状生体試料の収納ラックを前面側から引き出し可能に載置する棚板と、該棚板に載置した前記シート状生体試料の収納ラックを前面側から飛び出すのを防止する飛び出し防止機構を備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、凍結したシート状生体試料を収納して保存及び／又は輸送するものであって、周壁に開口を有する箱体と、該箱体内に配設されて液体窒素を吸収する液体窒素吸収材と、液体窒素が吸収された前記液体窒素吸収材によって前記シート状生体試料を保冷可能に収納する収納部とを備えたことにより、凍結保存容器に凍結保存した前記シート状生体試料を保存及び／又は搬送する際に、前記シート状生体試料が意図せずに解凍することに起因する品質低下を防止することができる。

本実施の形態１に係るシート状生体試料の収納具の断面図である。 本実施の形態１に係るシート状生体試料の収納具の外形を説明する三面図である。 本実施の形態１に係るシート状生体試料の収納具の斜視図である。 本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納ラックの斜視図である。 本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納棚の斜視図である。 本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納棚の使用態様を説明する説明図である（その１）。 本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納棚の使用態様を説明する説明図である（その２）。

［実施の形態１］
本発明の一実施の形態に係るシート状生体試料の収納具１（以下、単に「収納具」と記載するときがある）は、図１及び図２に示すように、周壁に開口３ｃを有する箱体３と、箱体３内に配設されて液体窒素を吸収する液体窒素吸収材５と、シート状生体試料５０を保冷可能に収納する収納部７とを備えたものである。

以下、本実施の形態１に係るシート状生体試料の収納具１の各構成を、図１〜図３を参照して、詳細に説明する。

＜箱体＞
箱体３は、周壁に開口３ｃを有したものであり、図１に示すように、本体部３ａ及び蓋部３ｂから構成されている。本体部３ａ及び蓋部３ｂにより箱体３を構成する場合、本体部３ａと蓋部３ｂの開閉をロックするロック機構を備えることが好ましい。

箱体３の内部には液体窒素を吸収する液体窒素吸収材５が配設され、箱体３の周壁に設けられた開口３ｃは、箱体３内に配設された液体窒素吸収材５に液体窒素を吸収させるため、液体窒素を円滑に流入・流出させるものである。

箱体３の周壁に設けられた開口３ｃの形状は、図２又は図３に図示するような円形状に限定されるものではない。又、箱体３の一部の側面のみに開口３ｃが設けられていない、あるいは、底面のみに開口３ｃが設けられていないものでもあっても良く、開口３ｃを設ける箱体３の周壁に特に限定はない。

箱体３の材質としては、ステンレス等の金属製が好ましいが、液体窒素凍結保存容器（以下、「凍結保存容器」という）の気相温度（約−160℃）程度で使用できるものであればその材質は特に限定されない。

箱体３の外寸や形状は、本発明の効果が得られる範囲で適宜設計すればよい。
図１〜図３において、箱体３は本体部３ａと蓋部３ｂが蝶番３ｄで接合されたものであるが、これに限定されず、収納部７を内部に備えて一体化されたものであれば良く、例えば、本体部３ａと蓋部３ｂとが係合されてスライド式なものであってもよい。

また、図１に示すように、蓋部３ｂには把持可能な取手１１を設けてもよい。取手１１の位置及び寸法は特に限定されない。
さらに、複数の収納具１を積み重ねた際に固定するために、取手１１に貫通穴１３（図２参照）や切込み部を設けてもよい。

例えば、貫通穴１３を有する取手１１を備えた収納具１を複数段積み重ねる場合、各収納具１の貫通穴１３に棒状ストッパー４５ａを挿通することによって複数の収納具１を固定することができる（図７参照）。

又は、取手１１の外周面に、例えば溝形状又はＶ字形状の一つ又は複数の切込み部（図示なし）を設け、該切込み部に垂直方向又は水平方向から棒状ストッパー４５ａを嵌め込むことによって複数の収納具１を固定してもよい。

＜液体窒素吸収材＞
液体窒素吸収材５は、液体窒素を吸収し、箱体３に収納された凍結状態のシート状生体試料５０を保冷するものである。
図１において、本体部３ａと蓋部３ｂの双方に配設された液体窒素吸収材５は保持部材９を用いて保持されている。若しくは、図２に示すように、保持部材９を用いずに本体部３ａ又は蓋部３ｂに液体窒素吸収材５を配設してもよい。

液体窒素吸収材５としては液体窒素を吸収できる材料であれば良く、例えば多孔質材料や疎水性材料等が挙げられ、より具体的には積層したガラス繊維紙が挙げられる。
また、箱体３内に配設する液体窒素吸収材５の量は、凍結状態のシート状生体試料５０を保冷する効果が得られる範囲で、適宜設定できる。

＜収納部＞
収納部７は、液体窒素が吸収された液体窒素吸収材５によってシート状生体試料５０を保冷可能に収納する部位であり、図１（ｂ）に示すように、本体部３ａと蓋部３ｂとの間に設けられている。
さらに、収納部７は本体部３ａ及び蓋部３ｂのそれぞれ内側に対向して設けられて液体窒素吸収材５を保持する保持部材９によって構成されている。

収納部７は、本体部３ａと蓋部３ｂとの間に適度な隙間を有するように形成されている。収納部７の隙間が広すぎる場合、収納部７に収納したシート状生体試料５０が隙間内で動いて破損するおそれがある。また、隙間が狭すぎる場合、シート状生体試料５０に余分な圧力かかるために破損するおそれがある。そのため、本体部３ａと蓋部３ｂの寸法を調整して収納部７の隙間を適宜設定する必要があり、3〜5mm程度の隙間が望ましい（図１参照）。

＜保持部材＞
保持部材９は、本体部３ａ及び蓋部３ｂに液体窒素吸収材５を保持させるためのものであり、図３に示す金属メッシュプレートのように、気体状の液体窒素（液体窒素が気化した窒素ガス）が流通可能な流通孔９ａを有する。なお、保持部材９は、シート状生体試料５０を収納部７に収納した際にシート状生体試料５０と液体窒素吸収材５とを直接接触させない役割を兼ねている。

実用上、シート状生体試料５０はアルミラミネート袋等のパッケージに封入された状態で収納具１に収納されるため、保持部材９を用いずに液体窒素吸収材５を配設した場合においても、シート状生体試料５０は液体窒素吸収材５に前記アルミラミネート袋等を介して接触する。

保持部材９の材質としては、シート状生体試料５０を凍結保存する低温環境で使用できるものであれば特に限定されない。さらに、保持部材９の形状は、気化した窒素ガスが流通できる孔を有するものであれば、図３に示すような金属メッシュプレートに限らず、パンチングメタルや金属板に穿孔したものでも代用できる。また、ワイヤー等で液体窒素吸収材５を固定するものを保持部材９としてもよい。

なお、本発明において低温環境とはシート状生体試料５０が凍結状態を保てる温度のことを指すが、例えば、-80℃〜-180℃である。

ただし、液体窒素吸収材５が柔らかくて脆い素材の場合、保持部材９には金属メッシュプレートのように剛性を有するものを用いて液体窒素吸収材５の形状を保持する役割を持たせることが望ましい。
これに対し、ガラス繊維紙のようにある程度の硬さ有するものを液体窒素吸収材５として用いる場合、保持部材９はより簡素な構成であってもよい。

上記のように構成されたシート状生体試料の収納具１を実際に使用する際には、まず、収納具１を液体窒素に浸漬する等によって液体窒素吸収材５に液体窒素を吸収させる。
そして、液体窒素を吸収した収納具１を取出し、アルミラミネート袋等のパッケージに封入したシート状生体試料５０を本体部３ａの保持部材９に載せ、蓋部３ｂを閉じることにより収納部７に収納する。

前記パッケージに封入したシート状生体試料５０は未凍結のもの、あるいは、予備凍結装置等で凍結されたもののどちらでもよい。未凍結のシート状生体試料５０であれば、液体窒素を吸収した収納具１にシート状生体試料５０を収納することにより、シート状生体試料５０を予備凍結させることができる。

その後、収納具１を凍結保存容器（図示なし）に設置し、−160℃程度の低温環境下で凍結保存する。前記凍結保存容器内での保存中、液体窒素吸収材５に吸収された液体窒素は気化するが、液体窒素吸収材５に吸収されていた液体窒素が気化して抜けた空隙や、シート状生体試料５０が収納される収納部７には低温の窒素ガスが存在する。

収納具１を搬送するために前記凍結保存容器内から常温環境下に一時的に取り出した時、液体窒素吸収材５内の低温の窒素ガス及び液体窒素吸収材５自体の保冷機能によって、シート状生体試料５０の温度上昇を防止することができる。これにより、例えば常温環境下で搬送する際にシート状生体試料５０が解凍することに起因する品質劣化を抑えることができる。

また、何らかの理由で前記凍結保存容器内の温度が一時的に上昇した場合においても、収納具１に収納されたシート状生体試料５０は低温の窒素ガスを吸収している液体窒素吸収材５に取り囲まれているので、解凍による品質劣化を抑えることができる。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るシート状生体試料の収納ラック２１（以下、単に「収納ラック」と記載するときがある）について、主に図４に基づいて以下に説明する。
なお、図４において、図１〜図３と同一又は相当部分には同一の符号を付してある。

本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納ラック２１は、図４に示すように、本発明に係るシート状生体試料の収納具１を複数収納するものであり、前面側から複数の収納具１を引き出し可能に収納する筐体２３を有し、筐体２３はその側壁に開口部２５を備えたものである。

筐体２３は、内部に複数の収納具１を積み重ねて収納した際に、各収納具１が引き出し可能に収納され、かつ、収納具１同士に隙間が形成されるものであることが好ましい（図７参照）。

筐体２３の形状としては、図４に示すように、内部に収納した収納具１と蒸発した窒素ガスや液体窒素との接触が容易な程度に周壁面の少なくとも一部に開口部２５が設けられていれば、特に形状は限定されない。
また、収納ラック２１の材質は低温環境で使用できるものであれば特に限定されない。

さらに、筐体２３に収納した収納具１が容易に飛び出さないようにするため、筐体２３の前面側に開閉可能な扉を個々の収納具１に対して設け、収納具１の収納時には前記扉をロックするロック機構と、前記扉の開閉に連動して収納具１を押し出すあるいは引き込むように可動するアームを備えた開閉連動アーム機構を筐体２３に設けてもよい。

［実施の形態３］
本実施の形態３に係るシート状生体試料の収納棚４１（以下、「単に収納棚」と記載するときがある）について、図５〜図７に基づいて以下に説明する。
なお、図５〜図７において、図１〜図３と同一又は相当部分には同一の符号を付してある。

本実施の形態３に係るシート状生体試料の収納棚４１は、本発明に係るシート状生体試料の収納具１及び収納ラック２１を複数収納するものであり、図５に示すように、収納ラック２１を前面側から引き出し可能に収納ラック２１を載置する棚板４３と、棚板４３に載置した収納具１及び収納ラック２１が前面側から飛び出すのを防止する飛び出し防止機構４５を備えたものである。

収納棚４１は、内部に複数の収納ラック２１を積み重ねて収納するものであり、例えば図５に示すように、収納ラック２１が引き出し可能に収納されるように複数の棚板４３を備えたものである。
そして、収納棚４１は、図６に示すように、収納ラック２１を収納した状態で凍結保存容器６０内に設置される。

収納棚４１の形状としては、収納ラック２１を引き出し可能に収納するために前面側が開口しているとともに、内部に収納した収納具１及び収納ラック２１が、蒸発した窒素ガスが液体窒素との接触が容易な程度に周壁に開口部が設けられていれば、特に形状は限定されない。例えば、図５（ｂ）に示す収納棚４１においては、背面側の周壁に開口部４７が設けられている。
なお、収納棚４１の材質は、低温環境で使用できるものであれば特に限定されない。

飛び出し防止機構４５は、収納棚４１内に収納した収納具１及び収納ラック２１が飛び出さないように防止するものである。

飛び出し防止機構４５の一例としては、例えば図５に示すように、収納具１に設けられた取手１１の有する貫通穴１３に挿通させる棒状ストッパー４５ａと、収納棚４１の最上面に設けられて棒状ストッパー４５ａを挿通させる穴４５ｂと、棒状ストッパー４５ａを挿通した状態で固定するための固定穴４５ｃから構成されるものがある。

図５においては、各棚板４３に設けられた穴４３ａに棒状ストッパー４５ａが挿通されているが、棒状ストッパー４５ａが収納具１及び収納ラック２１の前面側に配置されて収納具１及び収納ラックの飛び出しを防止できるものであれば、各棚板４３に穴４３ａを設けなくてもよい。

本実施の形態３に係る収納棚４１及び本実施の形態２に係る収納ラック２１を用いることにより、複数のシート状生体試料をまとめて保存／輸送することができる。
さらに、例えば図６に示す収納棚４１において２段目に収納されている収納ラック２１ｂを取り出す場合、１段目の収納ラック２１ａに収納されているシート状生体試料は常温の空気に接触して意図しない解凍が始まってしまうおそれがあるが、本実施の形態２に係るシート状生体試料の収納棚４１によれば、１段目の収納ラック２１ａに収納されているシート状生体試料は液体窒素吸収材に挟まれているため、２段目の収納ラック２１ｂを取り出す間においても１段目の収納ラック２１ａに収納されているシート状生体試料を凍結状態のまま保冷することが可能となる。

なお、収納棚４１は、収納ラック２１を収納棚４１に収納した状態のまま、収納ラック２１に収納されている収納具１のみを取り出すことができるものとすることができる。

なお、収納棚４１は、収納具１のシート状生体試料５０が凍結保存容器６０内の液体窒素に直接触れないような部材又は機構を有することが好ましい。この場合、例えば、凍結保存容器６０内の液体窒素の液面高さ以上の長さの脚部を凍結保存容器６０の底面部に設ければよい。

１ 収納具
３ 箱体
３ａ 本体部
３ｂ 蓋部
３ｃ 開口
３ｄ 蝶番
５ 液体窒素吸収材
７ 収納部
９ 保持部材
９ａ 流通孔
１１ 取手
１３ 貫通穴
２１ 収納ラック
２１ａ 収納ラック（最上段）
２１ｂ 収納ラック（２段目）
２３ 筐体
２５ 開口部
４１ 収納棚
４３ 棚板
４３ａ 穴
４５ 飛び出し防止機構
４５ａ 棒状ストッパー
４５ｂ 穴
４５ｃ 固定穴
４７ 開口部
５０ シート状生体試料
６０ 凍結保存容器

Claims (7)

1. シート状生体試料を収納すると共に、低温環境下の凍結保存容器内に設置され、前記凍結保存容器から取り出されて前記シート状生体試料を搬送するためのシート状生体試料の収納具であって、
   液体窒素を吸収する液体窒素吸収材が内部に配設された箱体と、
   該箱体の周壁に形成され、前記液体窒素吸収材に液体窒素を吸収させるために液体窒素を流入・流出させるための開口と、
   液体窒素が吸収された前記液体窒素吸収材によって前記シート状生体試料を保冷可能に収納する収納部とを備え、
   前記凍結保存容器から取り出した時の前記シート状生体試料の昇温を防ぐことができることを特徴とするシート状生体試料の収納具。
2. 前記箱体は、本体部及び蓋部を有し、
   前記液体窒素吸収材は、前記本体部及び蓋部に配設され、
   前記収納部は、前記本体部と前記蓋部との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシート状生体試料の収納具。
3. 前記収納部は、前記本体部及び前記蓋部のそれぞれ内側に対向して設けられて前記液体窒素吸収材を保持する保持部材によって構成され、該保持部材は気体状の液体窒素が流通可能な流通孔を有することを特徴とする請求項２記載のシート状生体試料の収納具。
4. 前記液体窒素吸収材は、積層したガラス繊維紙であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシート状生体試料の収納具。
5. 前記箱体は把持可能な取手を有し、
   該取手は貫通穴又は切込み部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシート状生体試料の収納具。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載のシート状生体試料の収納具を複数収納するシート状生体試料の収納ラックであって、
   前面側から複数の前記シート状生体試料の収納具を引き出し可能に収納する筐体を有し、
   該筐体はその周壁面の少なくとも一部に開口部を備えたことを特徴とするシート状生体試料の収納ラック。
7. 請求項６記載のシート状生体試料の収納ラックを複数収納するシート状生体試料の収納棚であって、
   前記シート状生体試料の収納ラックを前面側から引き出し可能に載置する棚板と、
   該棚板に載置した前記シート状生体試料の収納ラックを前面側から飛び出すのを防止する飛び出し防止機構を備えたことを特徴とするシート状生体試料の収納棚。

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