JP6870235B2 - 容器の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、種々の液体などを貯蔵可能な容器の製造方法およびその製造装置に関する。

遺伝子治療や再生医療に代表される近代医療分野では、目的とする細胞（組織、微生物、ウイルスなどを含む）を人工的な環境下で培養・分化誘導することが行われている。そして近年では特に、上述した細胞を人工的な環境下で効率良く大量に培養・分化誘導することが求められている。

ここで細胞の培養・分化誘導に際しては、増殖する細胞に必要な培地成分の供給を行う観点から、培地中の細胞密度を適正な範囲に維持することが重要となる。細胞の増殖に伴って培地中の細胞密度が高くなると培地成分の枯渇や細胞自身の代謝産物の蓄積などによって細胞の増殖が阻害されるからである。一方で、細胞の効率的な増殖にはある程度の細胞の凝集塊を形成することが重要であるという知見もあり、培地中の細胞密度が低すぎても細胞を効率良く増殖・分化誘導させることができない。
このような背景から、培地中の細胞密度が適性に維持されるように継代培養を繰り返し行うという手法が従来から用いられている。

かような継代培養の手法として、ウェルプレートやフラスコなどが培養容器として用いられることがある。
例えば特許文献１では、適度の細胞密度となるようにウェルプレートを用いて培地とともに細胞を個々のウェルに加えて培養を開始する技術が開示されている（段落［００２７］など参照）。この特許文献１では、ウェル内で細胞を十分に増殖させてからフラスコに移し替えて新たな培地を加え、一定量に増殖した時点で更に容量の大きいフラスコに移し替えて同様の処理を行うことで、細胞を大量に培養することが提案されている。

また、特許文献２では、直方体などの多面体形状に形成されたフラスコタイプの培養容器の一側の面に複数の窪みを形成する技術が開示されている。この特許文献２では、まず上記した複数の窪みで細胞の凝集塊を形成し、次いでこれを容器内の対面に形成された幅広の培養面に移してより大きな凝集塊となるようにしている。

特開２０１１−２４１１５９号公報 特開２００６−０５５０６９号公報

しかしながら、このようにして継代培養を行うにあたっては、ウェルプレートの個々のウェルに細胞を配置する際やウェルプレートからフラスコに細胞を移し替える際に、ピペッティング操作を何回も繰り返す必要があり煩雑な作業を強いられる。また、継代のたびに新たなフラスコなどの培養容器に細胞を移さなければならないので、作業が煩雑になるに留まらず、意図しない細菌やウイルスなどのコンタミネーションのリスクも高くなってしまう。

また、特許文献２のようなフラスコタイプの培養容器では、開口部を閉塞する蓋を外して、開口部を開放したときにしかガス交換が行われない。このため、培養中の細胞に十分な量の酸素を供給できないだけでなく、ガス交換に際してもコンタミネーションのリスクが避けられない。さらに、実験室レベルでない規模で細胞を大量に培養するには、容量が限られているフラスコタイプの培養容器を用いることは非現実的である。

本発明は上記した課題を一例として解決することを鑑み、培養時の細胞密度を適性に維持しながら、コンタミネーションのリスクを低減しつつ、同一の容器内で効率良く細胞を培養・分化誘導することが可能な細胞培養容器の製造方法およびその製造装置を提供することを目的の一つとする。

上記目的を達成するため、本発明における細胞培養容器の製造方法は、凹部が形成された載置台に袋状フィルム容器を載置する工程と、載置された前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する工程と、前記載置台と、前記載置台に載置された前記袋状フィルム容器と対向する押圧部材との少なくとも一方を加熱しながら、載置された前記袋状フィルム容器を前記押圧部材で１又は複数の窪みが表面に形成されるように加圧する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明における細胞培養容器の製造装置は、１又は複数の窪みを袋状フィルム容器に形成するため前記袋状フィルム容器を載置する載置面に１又は複数の凹部が形成された載置台と、前記載置面に載置された前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する流体導入装置と、前記載置面に対して進退可能に配置されて、前記流体が導入された前記袋状フィルム容器を加圧する押圧部材と、前記載置台と前記押圧部材の少なくとも一方を加熱する加熱装置と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、１又は複数の窪みが表面に形成された容器を効率的に製造することが可能となる。そして特に細胞培養の用途に適用した場合においては、培養時の細胞密度が適性に維持されて増殖に必要な培地成分の枯渇が抑制可能であって異物などのコンタミネーションリスクも抑制された容器を効率的に製造することが可能となる。

第１実施形態に係る細胞培養容器１の概略を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 第１実施形態における細胞培養容器の製造装置２０の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態における細胞培養容器の製造装置２０のうち載置台２２と押圧部材２１の構造を説明する模式図である。 第１実施形態における細胞培養容器の製造装置２０の状態遷移図である。 第１実施形態における細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。 第２実施形態における細胞培養容器の製造装置３０の概略構成を示す模式図である。 第２実施形態における細胞培養容器の製造装置３０の状態遷移図である。 第２実施形態における細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。 第３実施形態における細胞培養容器の製造装置４０の概略構成を示す模式図である。 第４実施形態における細胞培養容器の製造装置５０の概略構成を示す模式図である。 第４実施形態における細胞培養容器の製造装置５０のうち押圧部材２１と拘束部材２９との位置関係を説明する模式図である。 第４実施形態における細胞培養容器の製造装置５０の状態遷移図である。 第４実施形態における細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。 変形例１における細胞培養容器の製造装置６０の概略構成を示す模式図である。 変形例２における加熱装置２４と拘束部材２９を説明する模式図である。 変形例３における載置台２２を説明する模式図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、細胞培養の用途に適用した場合における本発明の容器の製造方法および容器の製造装置について具体的に説明する。なお、説明の便宜上、以下の記載においてＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向をそれぞれ規定したが、本発明の権利範囲を意図的に限定又は減縮するものでない。

≪第１実施形態≫
［細胞培養容器］
図１に示す細胞培養容器１は、底面に窪みが複数設けられた細胞培養容器であって、ガス透過性を有する公知のプラスチックフィルムからなる容器本体２と、培地や細胞などが流通可能な管状の部材からなる注入出用ポート３とを備えている。

容器本体２は、周辺部がシールされ、その天面２ａ側が台地状に膨出した膨出形状を有しており、平坦面とされた天面２ａの縁が傾斜して周辺部に連なるように形成されている。これとともに、容器本体２の底面２ｂには、細胞培養部となる窪み４が設けられている。なお、本実施形態では窪み４は複数設けられているが、少なくとも１つ設けられていればよい。また、容器本体２の大きさは特に限定されないが、例えば縦２０〜１０００ｍｍ、横２０〜１０００ｍｍとするのが好ましい。
また、容器本体２を形成するプラスチックフィルムのガス透過性は、ＪＩＳ Ｋ ７１２６のガス透過度試験方法に準拠して、試験温度３７℃で測定した酸素の透過度が、５０００ｍＬ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以上であるのが好ましい。

かような容器本体２を形成するプラスチックフィルムに用いる材料としては、所望のガス透過性を有していれば特に限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、シリコーン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは単層で用いても、同種又は異種の材料を積層して用いてもよいが、周辺部をシールする際の熱融着性を考慮すると、シーラント層として機能する層を有しているのが好ましい。
また、当該プラスチックフィルムは、細胞培養の進行状況や細胞の状態などを確認できるように、一部又は全部が透明性を有しているのが好ましい。

容器本体２の底面２ａに設ける窪み４は、容器本体２内における細胞の移動を抑止しつつ培養中の細胞が一つの窪み４に留まることが可能な程度の開口径（直径）であるのが好ましい。なお窪み４の開口径は、全ての窪み４で同一としてもよく、例えば、底面２ｂを複数の領域に分割して、それぞれの領域ごとに窪み４の開口径を異ならせるなどして、底面２ａに設ける窪み４が、開口径が異なる二種以上の凹部を含んでいてもよい。また、図１に示す細胞培養容器１では、窪み４の底部に細胞が集まり易くなるように、窪み４の形状を球冠状としているが、窪み４の形状は、これに限定されない。

また、底面２ｂに占める窪み４の占有面積は、底面２ｂの窪み４以外の部分に細胞が滞留してしまうのを避けるために、成形性が損なわれない範囲でできるだけ大きくするのが好ましく、具体的には、底面２ｂの面積に対して３０〜９０％であるのが好ましい。窪み４の配列は、図示するような千鳥状として、底面２ｂに占める窪み４の占有面積ができるだけ大きくなるようにするのが好ましいが、必要に応じて格子状に配列してもよい。

注入出用ポート３は、培地や細胞などが流通可能な管状の部材からなるのは前述した通りであるが、注入出用ポート３を形成する管状の部材は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、ＦＥＰなどの熱可塑性樹脂を用いて、射出成形、押出成形などにより、所定の形状に成形することができる。

以上のごとき細胞培養容器１を用いて細胞培養を行うには、注入出用ポート３に接続された液送チューブを介して閉鎖系を維持しつつ、培地とともに培養対象の細胞を容器本体２に注入する。そして、容器本体２に注入された細胞は、培地中を沈降して各窪み４の底部に集められる。

［細胞培養容器の製造装置］
次に、図２及び図３を用いて本実施形態における細胞培養容器の製造装置２０について説明する。
図２に示すとおり、細胞培養容器の製造装置２０は、押圧部材２１、載置台Ｔ、加熱装置２４、および流体導入装置２６を含んで構成されている。

押圧部材２１は、載置台Ｔの載置面に載置された袋状フィルム容器を加圧する機能を備えている。なお、袋状フィルム容器とは、後に細胞培養容器１となるベースであって、未だ窪み４や膨出形状が形成されていない容器をいう。この押圧部材２１は、例えばアルミニウムや鉄などの金属やプラスチックなどの樹脂で形成されている。図３に示すとおり、押圧部材２１の外形は、例えば矩形状であり、例えば上記載置面に載置された袋状フィルム容器の外形よりも若干大きくなるように設定されている。なお、押圧部材２１のうちＸＹ平面方向の大きさは、最低限として上記した膨出形状のうち平坦な頂面を押圧できる程度の面積があればよく、例えば第４実施形態で説明する拘束部材２９がある場合などはその内側までに制限される。

そして押圧部材２１は駆動機構２５と接続されており、この駆動機構２５を介して載置面に対して進退可能に配置されている。後述する細胞培養容器の製造時には、押圧部材２１は、載置面に載置されて流体が導入された袋状フィルム容器を加圧する。なお、駆動機構２５については特に制限はなく、流体圧シリンダ機構やボールネジ機構あるいは電動モータ機構など公知の駆動機構を適用することができる。

載置台Ｔは、袋状フィルム容器を載置する載置面に凹部が形成された支持台であり、この袋状フィルム容器を支持する機能を備えている。なお、本実施形態の載置台Ｔは、上記した細胞培養容器１の窪み４に対応して複数の凹部が形成されているが、細胞培養容器１の窪み４が１つであれば凹部も１つとなる。すなわち、本実施形態の載置台Ｔには、１又は複数の凹部が形成されている。
本実施形態の載置台Ｔは、載置台本体部２２と容器支持部２３の２つの材料から構成されている。
載置台本体部２２は、容器支持部２３よりも熱伝導率の低い材料で形成されている。そして図２及び図３に示すとおり、載置台本体部２２の上面には凹部が設けられ、この凹部内に容器支持部２３が収容されている。また、載置台本体部２２は、載置台Ｔに袋状フィルム容器が載置された際に当該袋状フィルム容器の周辺を支持する機能も備えている。換言すれば、載置台本体部２２は、袋状フィルム容器の周辺を支持する載置面としての機能を担っている。

容器支持部２３は、載置台本体部２２よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。本実施形態では、容器支持部２３はアルミニウムが用いられるとともに、載置台本体部２２は鋳鉄が用いられている。なお、後述する図１６に示す例などのように、載置台本体部２２と容器支持部２３は、同じ材料で形成されていてもよく、必ずしも熱伝導率が異なることを要しない。

図３に示すように、容器支持部２３の上面（袋状フィルム容器を載置する載置面）には複数の凹部２３ａが形成されている。この凹部２３ａは、上記した細胞培養容器１の窪み４と対応している。したがって、凹部２３ａの開口径は、全ての凹部２３ａで同一としてもよい。あるいは容器支持部２３の載置面を複数の領域に分割し、それぞれの領域ごとに凹部２３ａの開口径を異ならせるなどして、開口径が異なる二種以上の凹部２３ａを含んでいてもよい。

また、凹部２３ａの形状を球冠状としているが、凹部２３ａの形状はこれに限定されず柱状などでもよい。
さらに、凹部２３ａの配列についても、図示するような千鳥状として凹部２３ａの占有面積ができるだけ大きくなるようにするのが好ましいが、必要に応じて格子状に配列してもよい。

加熱装置２４は、載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を加熱する機能を備えている。本実施形態の加熱装置２４は、例えばニクロム線などの抵抗加熱装置が例示でき、押圧部材２１や載置台本体部２２もしくは容器支持部２３に埋設することができる。
より具体的には、本実施形態の加熱装置２４は、載置台本体部２２の内部に埋設される（図２参照）とともに、押圧部材２１のうち押圧側となる底面側に埋設される（図３参照）。

このうち、載置台本体部２２に埋設される加熱装置２４は、細胞培養容器１の底面２ａに対応するように載置台本体部２２の表面全体に渡って配置されている。これにより、底面２ａに設けられる複数の窪み４に漏れなく熱を伝えることが可能となっている。
一方で、押圧部材２１に埋設される加熱装置２４は、押圧部材２１の底面に広く配置されるわけではなく、上記した細胞培養容器１の天面２ａの縁となる位置に対応して配置されている。これにより、無駄な加熱を省いて必要な箇所に効率的に加熱を行うことが可能となっている。

流体導入装置２６は、載置台Ｔの載置面に載置された袋状フィルム容器の内部に流体を導入する機能を備えている。本実施形態における流体導入装置２６は、上記した注入出用ポート３を介して袋状フィルム容器の内部に流体を導入する。なお、流体導入装置２６によって導入される流体は、液体または気体が例示できる。このうち流体としては純水などが具体的に適用され、一方で気体としては清浄化された空気（クリーンエアー）や窒素などの不活性ガスが適用される。このうち、取り扱いや処理の容易性の観点から、本実施形態ではクリーンエアーが適用されている。
また、本実施形態の流体導入装置２６は、袋状フィルム容器の内部に導入する流体の供給圧を調整する機能も備えている。これにより、押圧部材２１によって袋状フィルム容器が加圧される前後で、上記した供給圧を一定とし又は可変したりすることが可能となっている。

なお、流体導入装置２６は、上記した流体の供給圧を調整する機能に代えて、流体の供給流量を制御する機能を備えていてもよい。これにより、袋状フィルム容器の内部に供給する流体の流量を制御することによって、上記した容器本体２の膨出形状における張り出し量の制御を容易に行うことが可能となる。より具体的には、例えば張り出し量が小さい膨出形状を容器本体２に形成する場合（換言すれば薄い液厚（少液量）向けの容器）では、流体導入装置２６は、袋状フィルム容器内に供給する流体の供給流量を少なくするよう制御してもよい。一方で、張り出し量が大きい膨出形状を容器本体２に形成する場合（換言すれば厚い液厚（大液量）向けの容器）では、流体導入装置２６は、袋状フィルム容器内に供給する流体の供給流量を多くするよう制御してもよい。

また、本実施形態の細胞培養容器の製造装置２０は、さらに制御装置ＣＰを含んでいてもよい。この制御装置ＣＰは、上記した加熱装置２４、駆動機構２５および流体導入装置２６の動作を制御する機能を備えている。具体的に制御装置ＣＰとしては、不図示のメモリやＣＰＵを備えたコンピューターが例示できる。なお、細胞培養容器の製造装置２０は必ずしも制御装置ＣＰを具備する必要はなく、ＬＡＮなどのネットワークを介して離れた場所から遠隔操作されてもよい。

［細胞培養容器の製造方法］
次に、図４及び図５を用いて本実施形態における細胞培養容器の製造方法について説明する。図４は本実施形態における細胞培養容器の製造装置２０の状態遷移図であり、図５は図４の状態遷移図にも対応した細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。

まず図４（ａ）および図５のステップ１に示すとおり、複数の凹部２３ａが形成された載置台Ｔに袋状フィルム容器１´を載置する。このとき、袋状フィルム容器１´の周辺が載置台本体２２で支持されるように載置することが好ましい。
ステップ１で袋状フィルム容器１´が載置された後は、図４（ｂ）および図５のステップ２に示すとおり、袋状フィルム容器１´の内部に流体を導入する。このとき、本実施形態では、流体導入装置２６は、上述したとおり清浄化されたクリーンエアーを供給圧ｆ_１で供給する。なお上述のとおり、流体導入装置２６は、供給圧に代えて供給流量に基づいてクリーンエアーの供給動作を行ってもよい。

次いで、図４（ｃ）並びに図５のステップ３及びステップ４に示すとおり、載置台Ｔと、この載置台Ｔに載置された袋状フィルム容器１´と対向する押圧部材２１との少なくとも一方を加熱しながら、載置された袋状フィルム容器１´を押圧部材２１で加圧する。換言すれば、袋状フィルム容器１´の内部に流体を導入された後で、押圧部材２１を載置台Ｔに近接させて袋状フィルム容器１´を加圧する。
なお、このときの加熱温度に関しては、袋状フィルム容器１´が溶融せずに軟化する程度の温度が好ましく、例えば８０℃程度に設定してもよい。
また、ステップ３とステップ４とはこの順でなくともよく、例えば押圧部材２１で袋状フィルム容器１´を加圧した後で、加熱装置２４によって載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を加熱してもよい。このとき、本実施形態では、流体導入装置２６は、上述したとおり清浄化されたクリーンエアーを供給圧ｆ_３で供給する。

本実施形態では、加熱装置２４は、押圧部材２１と載置台Ｔの双方に設置されている。これにより、袋状フィルム容器１´のうち後に窪み４となる領域に対しては載置台Ｔに設置された加熱装置２４で加熱することができ、更に後に膨出形状となる領域に対しては押圧部材２１に設置された加熱装置２４で効率良く加熱することが可能となる。

ステップ３およびステップ４で袋状フィルム容器１´に対して加熱および加圧が開始された後は、図５のステップ５に示すとおり、所定の時間ｔ１が経過したか否かが判定される。
この所定の時間ｔ１としては、上記した窪み４や膨出形状が形成される限りにおいて特に制限はないが、例えば数秒〜数分程度であってもよい。
このように本実施形態では、押圧部材２１を載置台Ｔから所定距離だけ離間しつつ袋状フィルム容器１´の内部に流体を導入することで、天面が張り出した膨出形状を袋状フィルム容器１´に形成することが可能となっている。

なお、このステップ３〜５においては、流体導入装置２６は、押圧部材２１の上記加圧の前後で流体の供給圧を調整してもよい。すなわち、袋状フィルム容器１´への押圧部材２１の加圧によって容器内部の圧力が高まるが、流体導入装置２６が流体の供給圧を調整することで容器内部の圧力が過度に変化してしまうことを抑制できる。換言すれば、流体導入装置２６は、制御装置ＣＰの制御の下で、押圧部材２１による加圧力の付与に応じて袋状フィルム容器１´の内圧が一定となるように流体の供給圧を一定の値（ｆ_１＝ｆ_３とする）にしてもよい。なお、流体導入装置２６は、制御装置ＣＰの制御の下で、押圧部材２１による加圧力の付与に応じて袋状フィルム容器１´の内圧が変化（増加または減少）するように流体の供給圧を可変（ｆ_１≠ｆ_３とする）してもよい。

そしてステップ５で所定の時間ｔ１が経過したと判定された場合には、図４（ｄ）および図５のステップ６に示すように、駆動機構２５を介して押圧部材２１を退避させた後に、袋状フィルム容器１´を取出すことで完了となる。取り出された袋状フィルム容器１´には上述した複数の窪み４や膨出形状が形成されており、以上をもって本実施形態の細胞培養容器１が製造されたことになる。

≪第２実施形態≫
次に本発明の第２実施形態について、図６〜８を参照して説明する。
ここで、第２実施形態における細胞培養容器の製造装置３０が第１実施形態と異なる点は、容器支持部２３に吸引流路２３ｂが設けられる点、吸引装置２７を備える点、さらに温調装置２８を備える点などが挙げられる。
よって以下では第１実施形態との相違点を主に説明し、第１実施形態と同じ構成あるいは同じ機能を有する要素については第１実施形態と同じ符号を付してその説明を適宜省略する（後述する他の実施形態や変形例についても同じ）。
なお、本実施形態では吸引装置２７と温調装置２８の双方を備える構成として説明するが、この形態に限られず少なくとも一方を具備していればよい。

図６に示すとおり、細胞培養容器の製造装置３０は、吸引装置２７をさらに含み、加熱装置２４の代替として温調装置２８を有して構成されている。
吸引装置２７は、載置台Ｔに載置された袋状フィルム容器１´の内部に流体が導入されたとき、この載置台Ｔに形成された複数の凹部２３ａを介して吸引する機能を備えている。また、本実施形態の容器支持部２３には、凹部２３ａと連続する流路２３ｂが形成されており、この流路２３ｂは載置台本体２２の一部を貫通して吸引装置２７と接続されている。

そして吸引装置２７は、不図示の負圧源と接続されており、制御装置ＣＰの制御の下で流路２３ｂを介して吸引動作を行うことが可能となっている。これにより、袋状フィルム容器１´が載置されている際には凹部２３ａの内部は負圧状態となることから、袋状フィルム容器１´の底面（容器支持部２３に載置されている面）が吸引されることになる。
したがって本実施形態の吸引装置２７によれば、袋状フィルム容器１´の底面に上記した窪み４を形成するときのアシストを行うことが可能となっている。

温調装置２８は、第１実施形態で説明した加熱装置２４の機能に加え、載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を冷却する冷却装置の機能をさらに備えている。この温調装置２８の具体例として、種々の公知の装置が適用可能であるが、例えばペルチェ素子などが例示できる。なお、温調装置２８は、加熱機能と冷却機能を兼備した単一の素子を適用してもよいし、例えばニクロム線などの加熱装置とファンなどの冷却装置とを個別に備える形態としてもよい。

［細胞培養容器の製造方法］
次に、図７及び図８を用いて第２実施形態における細胞培養容器の製造方法について説明する。図７は本実施形態における細胞培養容器の製造装置３０の状態遷移図であり、図８は図７の状態遷移図にも対応した細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。

まず図７（ａ）および図８のステップ１に示すとおり、複数の凹部２３ａが形成された載置台Ｔに袋状フィルム容器１´を載置する。このとき、袋状フィルム容器１´の周辺が載置台本体２２で支持されるように載置することが好ましい。
ステップ１で袋状フィルム容器１´が載置された後は、図７（ｂ）および図８のステップ２に示すとおり、袋状フィルム容器１´の内部に流体を導入する。このとき、流体導入装置２６は、清浄化されたクリーンエアーを供給圧ｆ_１で供給する。

次いで、図７（ｃ）並びに図８のステップ３〜ステップ５に示すとおり、載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を加熱し、押圧部材２１で袋状フィルム容器１´を加圧し、さらに載置台Ｔの凹部２３ａを介して吸引する。
このとき、温調装置２８（加熱装置）による加熱温度としては、袋状フィルム容器１´が溶融せずに軟化する程度の温度が好ましく、例えば８０℃程度に設定してもよい。
また、押圧部材２１は加圧力Ｆの大きさで袋状フィルム容器１´を加圧しており、吸引装置２７は吸引力ｆ_２の大きさで吸引を行っている。すなわち本実施形態では、載置台Ｔに載置された袋状フィルム容器１´の内部に流体が導入されたとき、載置台Ｔに形成された複数の凹部２３ａを介して吸引する動作が行われる。

このように、袋状フィルム容器１´には押圧部材２１による加圧力Ｆと吸引装置２７による吸引力ｆ_２が加わるが、制御装置ＣＰは、袋状フィルム容器１´の内圧が若干上がるように流体導入装置２６による供給圧を調整する（この場合には、ｆ_１＜ｆ_３の関係が成立している）制御を行う。これによっても、袋状フィルム容器１´の内部に過度な圧力が加わってしまうことが抑制される。なお、第１実施形態と同様に、制御装置ＣＰは、流体導入装置２６による供給圧を一定の値（すなわちｆ_１＝ｆ_３）とし、又は減少させる制御を行ってもよい。
また、ステップ３〜ステップ５は必ずしもこの順でなくともよく、これらのステップが少なくとも一時期において並行されていれば、同時に行ってもよいし順番を適宜異ならせてもよい。

ステップ３〜ステップ５が開始された後は、図８のステップ６に示すとおり、所定の時間ｔ１が経過したか否かが判定される。
この所定の時間ｔ１としては、上記した窪み４や膨出形状が形成される限りにおいて特に制限はないが、例えば数秒〜数分程度であってもよい。

そしてステップ５で所定の時間ｔ１が経過したと判定された場合には、図７（ｄ）および図８のステップ７に示すように、載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を冷却する。より具体的には、温調装置２８が冷却装置として機能し、上記した加熱装置として加熱した領域に対して冷却する動作が実行される。また、温調装置２８による冷却温度については特に制限はないが、成形中に軟化していたフィルムが固化する程度の温度が望ましく、加熱を８０℃程度まで行ったとすれば例えば５０℃程度まで冷却することが例示される。
なお、温調装置２８が上記した冷却動作を行っているとき、並行して押圧部材２１による加圧動作、流体導入装置２６による流体の導入動作、および吸引装置２７による吸引動作が実行される。
これにより、袋状フィルム容器１´において後に窪み４や膨出形状となる部位が、成形時のまま冷却固化されることになる。従って本実施形態によれば、成形が完了して離型する際に容器形状の崩れを防ぐことができ、より確実に窪み４や膨出形状が細胞培養容器１に形成することが可能となる。

ステップ７が開始された後は、図８のステップ８に示すとおり、所定の時間ｔ２が経過したか否かが判定される。
なお、このステップ８における判定は、袋状フィルム容器１´の温度が固化温度に達したかどうかという基準で行われる。従ってこの所定の時間ｔ２は、一例として上記した固化温度に到達するまでの時間に対して若干の余裕を加えた時間で決定することができ、上記した窪み４や膨出形状が形成される限りにおいて特に制限はないが、例えば数秒〜数分程度であってもよい。

そしてステップ８で所定の時間ｔ２が経過したと判定された場合には、図７（ｅ）および図８のステップ９に示すように、駆動機構２５を介して押圧部材２１を退避させた後に、袋状フィルム容器１´を取出すことで完了となる。取り出された袋状フィルム容器１´には上述した複数の窪み４や膨出形状が形成されており、以上をもって本実施形態の細胞培養容器１が製造されたことになる。

≪第３実施形態≫
次に本発明の第３実施形態について、図９を参照して説明する。
ここで、第３実施形態における細胞培養容器の製造装置４０が第１実施形態と異なる点は、容器支持部２３を搭載しない載置台本体２２が載置台Ｔである点、この載置台Ｔに形成される凹部が貫通された孔となっている点などが挙げられる。なお、本実施形態において、載置台Ｔに形成される孔は、必ずしも貫通孔でなくともよい。

すなわち、図９に示す細胞培養容器の製造装置４０は、貫通孔２２ａが複数形成された載置台本体２２を含んで構成されている。このうち貫通孔２２ａは、第１実施形態における凹部２３ａに対応するものであるが、載置台本体２２の載置面（袋状フィルム容器１´が載置される面）から反対側の底面にかけて貫通した形状となっている。このように、本発明においては、袋状フィルム容器１´を載置する載置面に形成される凹部は、下方へ貫通されてない形状に限られず、本実施形態のごとき貫通された孔として存在していてもよい。

≪第４実施形態≫
次に本発明の第４実施形態について、図１０〜１３を参照して説明する。
ここで、第４実施形態における細胞培養容器の製造装置５０が第１実施形態と異なる点は、拘束部材２９を有し、拘束部材２９で袋状フィルム容器１´の周辺を拘束しながら、流体導入装置２６で袋状フィルム容器１´の内部に流体を導入する点などが挙げられる。
また、第４実施形態における細胞培養容器１は、窪み４が形成される底面が平面状となっている一方で、天面が張り出された膨出形状を備えている点にも特徴がある。なお本実施形態における「平面状」とは、Ｘ方向およびＹ方向において平面であることをいい、ＸＹ平面と平行な単一の面をいう。

すなわち、図１０に示すとおり、本実施形態における細胞培養容器の製造装置５０は、袋状フィルム容器１´の周辺を拘束する拘束部材２９を含んで構成されている。この拘束部材２９は、載置面に対向して配置されて、当該載置面に載置された袋状フィルム容器１´の周辺を拘束する機能を備えている。また、拘束部材２９は、駆動機構２５によって、押圧部材２１とは独立して載置台Ｔへ向けて降下することが可能となっている。

なお、拘束部材２９と押圧部材２１とは必ずしも独立して降下する必要はなく、例えばバネを介して拘束部材２９が駆動機構２５と接続されて押圧部材２１と共に降下するようになっていてもよい。
また、載置台本体２２のうち拘束部材２９と対向する領域に凹部を形成し、この凹部内にロックウールやウレタン樹脂などの断熱材料を配置してもよい。

図１１に示すとおり、本実施形態の拘束部材２９は、袋状フィルム容器１´の周辺と対向するように、押圧部材２１の周囲に設けられている。拘束部材２９は、本実施形態では４つに分離されており、そのうちの１つ（図１１における左端の拘束部材）は注入出用ポート３の外形に対応する形状を有している。これにより、分離した拘束部材２９のそれぞれが、袋状フィルム容器１´の周辺を拘束することが可能となっている。
なお拘束部材２９の材質に制限はないが、例えばアルミや鉄などの金属材料が例示できる。また、拘束部材２９は、押圧部材２１から熱がなるべく伝わらないように、押圧部材２１よりも熱伝導率の低い材料で構成されていることが望ましい。また、拘束部材２９は、必ずしも４つに分離されていなくてもよく、例えば図１５を用いて後述するように全周繋いだ一体構造としてもよいし、４つのうちのいくつかが繋がった構造としてもよい。

［細胞培養容器の製造方法］
次に、図１２及び図１３を用いて第４実施形態における細胞培養容器の製造方法について説明する。図１２は本実施形態における細胞培養容器の製造装置５０の状態遷移図であり、図１３は図１２の状態遷移図にも対応した細胞培養容器の製造方法を説明するフローチャートである。

まず図１２（ａ）および図１３のステップ１に示すとおり、複数の凹部２３ａが形成された載置台Ｔに袋状フィルム容器１´を載置する。このとき、袋状フィルム容器１´の周辺が載置台本体２２で支持されるように載置することが好ましい。
ステップ１で袋状フィルム容器１´が載置された後は、図１２（ｂ）および図１３のステップ２に示すとおり、拘束部材２９が載置台Ｔへ向けて降下し、袋状フィルム容器１´の周辺を拘束する。

次いで、図１２（ｃ）および図１３のステップ３に示すとおり、袋状フィルム容器１´の内部に流体導入装置２６によって流体を導入する。このとき、袋状フィルム容器１´の周辺を拘束部材２９で拘束しつつ、載置台Ｔに載置された袋状フィルム容器１´の内部に流体が導入される。本実施形態においても、流体導入装置２６は、清浄化されたクリーンエアーを供給圧ｆ_１で供給する。

次いで、図１２（ｄ）並びに図１３のステップ４〜ステップ６に示すとおり、載置台Ｔと押圧部材２１の少なくとも一方を加熱し、押圧部材２１で袋状フィルム容器１´を加圧し、さらに載置台Ｔの凹部２３ａを介して吸引する。
このとき、加熱装置２４による加熱温度としては、袋状フィルム容器１´が溶融せずに軟化する程度の温度が好ましく、例えば８０℃程度に設定してもよい。
また、押圧部材２１は加圧力Ｆの大きさで袋状フィルム容器１´を加圧しており、吸引装置２７は吸引力ｆ_２の大きさで吸引を行っている。

このように、袋状フィルム容器１´には押圧部材２１による加圧力Ｆと吸引装置２７による吸引力ｆ_２が加わるが、制御装置ＣＰは、袋状フィルム容器１´の内圧を若干下げるように流体導入装置２６による供給圧がｆ_１からｆ_３に変化するように制御する（この場合には、ｆ_１＞ｆ_３の関係が成立している）。これによっても、袋状フィルム容器１´の内部に過度な圧力が加わってしまうことが抑制される。なお、制御装置ＣＰは、袋状フィルム容器１´の内圧を一定（すなわちｆ_１＝ｆ_３）とし、又は若干上げるように流体導入装置２６による供給圧を制御してもよい。
また、ステップ４〜ステップ６は必ずしもこの順でなくともよく、これらのステップが少なくとも一時期において並行されていれば、同時に行ってもよいし順番を適宜異ならせてもよい。

ステップ４〜ステップ６が開始された後は、図１３のステップ７に示すとおり、所定の時間ｔ１が経過したか否かが判定される。
この所定の時間ｔ１としては、上記した窪み４や膨出形状が形成される限りにおいて特に制限はないが、例えば数秒〜数分程度であってもよい。

そしてステップ７で所定の時間ｔ１が経過したと判定された場合には、図１２（ｅ）および図１３のステップ８に示すように、駆動機構２５を介して押圧部材２１を退避させた後に、袋状フィルム容器１´を取出すことで完了となる。取り出された袋状フィルム容器１´には平面状の底面に複数の窪み４が形成されるとともに天面が張り出した膨出形状も形成されており、これにより本実施形態の細胞培養容器１が完成されたことになる。

上記した実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、上記した実施形態に適宜適用が可能な変形例について説明する。
＜変形例１＞
図１４は、変形例１にかかる細胞培養容器の製造装置６０の概略構成を示す模式図である。
上記で説明した各実施形態の加熱装置２４または温調装置２８は、押圧部材２１と載置台Ｔの双方に設置されていた。しかしながら本発明は当該形態に限定されず、加熱装置２４（または温調装置２８）は、押圧部材２１と載置台Ｔの少なくとも一方に設置されていてもよい。

すなわち図１４に示すとおり、細胞培養容器の製造装置６０は、押圧部材２１に加熱装置２４は埋設されておらず、容器支持部２３に加熱装置２４が埋設される形態となっている。もちろん、本変形例１においては、押圧部材２１に加熱装置２４が埋設されており、容器支持部２３には加熱装置２４が埋設されない形態となっていてもよい。

＜変形例２＞
図１５は、変形例２にかかる拘束部材２９と加熱装置２４の概略構成を示す模式図である。上記図１１で説明した実施形態では、拘束部材２９は複数に分離された形態となっており、押圧部材２１に埋設された加熱装置２４も複数に分離された形態となっていた。
しかしながら本発明はこの態様に限定されず、図１５に示すとおり、拘束部材２９は、押圧部材２１の周囲を囲むように連続した形状となっていてもよい。
また、押圧部材２１に埋設される加熱装置２４についても、袋状フィルム容器１´のうち細胞培養容器１の天面２ａの縁となる位置に対応してリング状（環状）の形態となっていてもよい。

なお、同図に示すとおり、拘束部材２９と押圧部材２１の隙間は出来る限り狭いほうが好ましい。この隙間が大きいと、袋状フィルム容器１´の内部に流体（空気など）が注入された際にその隙間部分でフィルムが伸びてしまうからである。従って、かような観点からは、押圧部材２１が挿入可能な拘束部材２９の内穴の径は、できる限り押圧部材２１の外縁（すなわち袋状フィルム容器１´の境界）に近づけ、且つ角部も押圧部材２１の角部と同様にＲ状となっていることが望ましい。

＜変形例３＞
図１６は、変形例３にかかる載置台Ｔの概略構成を示す模式図である。
上記で説明した第１、第２および第４実施形態では、載置台本体２２と容器支持部２３とで載置台Ｔが構成されていた。しかしながら本発明はこの態様に限定されず、例えば載置台本体２２の上面に、上記した凹部２３ａに対応する凹部２２ｂを形成するとともに、断熱溝２２ａを形成してもよい。
すなわち、載置台Ｔは、載置台本体２２から構成されていてもよい。なお断熱溝２２ａの幅や深さは特に制限はないが、例えば幅を１〜５ｍｍとし、深さを５〜１０ｍｍ程度としてもよい。

そして細胞培養容器１の製造に際しては、例えば断熱溝２２ａよりも外側の領域に袋状フィルム容器１´の周辺が載置され、さらに断熱溝２２ａの内側の領域に袋状フィルム容器１´の残部（後に窪み４が形成される領域）が載置されるようにしてもよい。
これにより凹部２２ｂ側の領域で発生した熱が、断熱溝２２ａにより遮られて袋状フィルム容器１´の周辺に到達することが抑制される。
なお、例えば袋状フィルム容器１´の周辺に対して熱的な影響をさほど考慮する必要がない場合には、断熱溝２２ａは必須ではなく適宜これを省略してもよい。

＜その他の変形例＞
上記した各実施形態や各変形例においては、載置台Ｔに設けられる凹部２３ａ（または凹部２２ａ）の配列を千鳥状あるいは格子状とする例を説明したが、これに限定されない。
すなわち、最終的に製造された細胞培養容器１における複数の窪み４が規則的に配列されて所定の模様（装飾絵柄や幾何学模様、あるいは文字・図形・記号など）が形成されるように、複数の凹部が載置台Ｔに形成されていてもよい。

また、各実施形態や各変形例においては、細胞を培養する容器として袋状フィルム容器１´を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明の袋状フィルム容器１´から製造される窪み付き容器は、例えば食品や薬品を保存する容器など他の用途にも使用することができる。そしてこの窪みが上述した所定の模様を呈していれば、意匠的に高い価値を持つ容器を実現することが可能となる。

さらに、各実施形態や各変形例において、細胞培養容器の製造装置は、袋状フィルム容器１´の窪みが形成されたか否かを観察するカメラ（撮像素子）などの観察装置（不図示）を含んでいてもよい。例えば、第３実施形態における載置台Ｔに設けられた複数の孔にＣＣＤ素子などを配置し、押圧部材２１で袋状フィルム容器１´が加圧されたときの様子を観察することができる。このとき、載置台Ｔの少なくとも１つの孔にＣＣＤ素子が配置されればよく、必ずしもすべての孔に設置することを要しない。

このように、上記した観察装置による観察結果に基づいて、押圧部材２１や流体導入装置２６の動作を制御することができる。これにより押圧部材２１によって過不足なく袋状フィルム容器１´を加圧することができる。または、これにより、流体導入装置２６によって過不足なく適正な供給圧で袋状フィルム容器１´内に流体を導入することができる。さらには、上記した観察装置の観察結果に基づいて、袋状フィルム容器１´に形成される窪みの大きさも調節することができる。

なお、観察装置は必ずしも載置台Ｔ側に配置する必要はなく、例えば押圧部材２１をガラスや耐熱性プラスチックなどの透明材料で形成すれば押圧部材２１側に設置してもよい。さらには載置台Ｔを上記した透明材料で形成すれば、載置台Ｔの外側から当該載置台Ｔの内部（凹部の様子）を観察可能となるため、上述した観察装置を載置台Ｔや押圧部材２１の側方や斜方に配置することもできる。

本発明は、種々の細胞を効率良く培養する技術や、保存性がよく意匠的に高い価値を持つ容器を製造する技術として利用できる。

１ 細胞培養容器
２ 容器本体
３ 注入出ポート
４ 窪み
１０ 細胞培養容器
２１ 押圧部材
２２ 載置台本体
２３ 容器支持部
２４ 加熱装置
２５ 駆動機構
２６ 流体導入装置
２７ 吸引装置
２８ 温調装置
２９ 拘束部材
ＣＰ 制御装置
Ｔ 載置台

Claims (10)

1. 凹部が形成された載置台に袋状フィルム容器を載置する工程と、
   載置された前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する工程と、
   前記載置台と、前記載置台に載置された前記袋状フィルム容器と対向する押圧部材との少なくとも一方を加熱しながら、載置された前記袋状フィルム容器を前記押圧部材で１又は複数の窪みが表面に形成されるように加圧する工程と、
   を含むことを特徴とする細胞培養容器の製造方法。
2. 前記袋状フィルム容器の周辺を拘束部材で拘束しつつ、前記載置台に載置された前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する請求項１に記載の細胞培養容器の製造方法。
3. 前記載置台のうち前記拘束部材と対向する部位には断熱領域が形成されている請求項２に記載の細胞培養容器の製造方法。
4. 前記押圧部材を前記載置台から所定距離だけ離間しつつ前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入することで、天面が張り出した膨出形状を前記袋状フィルム容器に形成する請求項１〜３のいずれか一項に記載の細胞培養容器の製造方法。
5. 前記載置台に載置された前記袋状フィルム容器の内部に前記流体が導入されたとき、前記載置台に形成された前記凹部を介して吸引する工程を更に有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の細胞培養容器の製造方法。
6. 前記袋状フィルム容器が加熱された後に、前記載置台及び前記押圧部材の少なくとも一方を冷却する工程を更に有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の細胞培養容器の製造方法。
7. １又は複数の窪みを袋状フィルム容器に形成するため前記袋状フィルム容器を載置する載置面に１又は複数の凹部が形成された載置台と、
   前記載置面に載置された前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する流体導入装置と、
   前記載置面に対して進退可能に配置されて、前記流体が導入された前記袋状フィルム容器を加圧する押圧部材と、
   前記載置台と前記押圧部材の少なくとも一方を加熱する加熱装置と、を含むことを特徴とする細胞培養容器の製造装置。
8. 前記載置面に対向して配置されて、当該載置面に載置された前記袋状フィルム容器の周辺を拘束する拘束部材をさらに備え、
   前記拘束部材で前記袋状フィルム容器の周辺部を拘束しながら、前記流体導入装置で前記袋状フィルム容器の内部に流体を導入する請求項７に記載の細胞培養容器の製造装置。
9. 前記載置台に載置された前記袋状フィルム容器の内部に前記流体が導入されたとき、前記載置台に形成された前記凹部を介して吸引する吸引装置をさらに備える請求項７又は８に記載の細胞培養容器の製造装置。
10. 前記加熱装置による加熱の後に、前記載置台と前記押圧部材の少なくとも一方を冷却する冷却装置をさらに備える請求項７〜９のいずれか一項に記載の細胞培養容器の製造装置。
    

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