JP6956956B2 - Cell production method - Google Patents

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Description

本発明は、細胞生産方法及び細胞生産装置に関する。 The present invention relates to a cell production method and a cell production apparatus.

近年、iPS細胞をはじめとして、再生医療を治療に応用することへの期待が高まっている。再生医療を応用した治療においては、大量の細胞が必要であることから、大量の細胞を効率的かつ安定的に供給することが望まれている。また、細胞は浮遊性細胞と接着性細胞に大別できるが、生体組織の大部分は接着性細胞によって構成されていることから、とりわけ大量の接着性細胞が必要とされる。
従来の細胞培養においては、ディッシュでの細胞の培養、ディッシュからの細胞の剥離、細胞の回収及び洗浄の各工程を経て、目的とする細胞が取得される。
このような細胞培養の手法において、細胞を大量生産する上では、細胞の生産に要する時間を短縮すること、細胞の生産工程を簡素化すること、及び、生産される細胞の品質を確保することが求められる。
なお、細胞の品質低下を抑制可能な細胞の生産方法として、特許文献1に記載された技術が知られている。
特許文献1に記載された技術においては、温度刺激による細胞の剥離方法を実現しており、トリプシンを用いることなく細胞を剥離するものとしている。そのため、特許文献1に記載された技術によれば、トリプシンによるタンパク質の溶解に起因して、細胞の増殖性や活性が低下することを抑制できると考えられる。
In recent years, there are increasing expectations for the application of regenerative medicine to treatment, including iPS cells. Since a large amount of cells are required in the treatment applying regenerative medicine, it is desired to efficiently and stably supply a large amount of cells. In addition, cells can be roughly classified into floating cells and adhesive cells, but since most of the living tissue is composed of adhesive cells, a particularly large amount of adhesive cells is required.
In the conventional cell culture, the target cells are obtained through the steps of culturing the cells in the dish, exfoliating the cells from the dish, collecting the cells, and washing the cells.
In such a cell culture method, in order to mass-produce cells, it is necessary to shorten the time required for cell production, simplify the cell production process, and ensure the quality of the cells produced. Is required.
The technique described in Patent Document 1 is known as a method for producing cells capable of suppressing deterioration of cell quality.
In the technique described in Patent Document 1, a method of exfoliating cells by temperature stimulation is realized, and cells are exfoliated without using trypsin. Therefore, according to the technique described in Patent Document 1, it is considered that it is possible to suppress a decrease in cell proliferation and activity due to lysis of a protein by trypsin.

特開2015−216868号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-216868

しかしながら、温度刺激による細胞の剥離方法においては、細胞の剥離に際して、細胞周辺の温度を低下させる必要があり、温度の低下により細胞の増殖性に影響が生じる可能性がある。また、トリプシンを用いずに細胞を剥離する方法は、トリプシンを用いる方法に比べ、コストや技術的な難易度が高くなる傾向にある。
したがって、従来の技術においては、細胞を効率的かつ高品質に大量生産することが困難であった。
However, in the method of exfoliating cells by temperature stimulation, it is necessary to lower the temperature around the cells at the time of exfoliating the cells, and the decrease in temperature may affect the proliferative property of the cells. In addition, the method of exfoliating cells without using trypsin tends to be more costly and technically difficult than the method using trypsin.
Therefore, in the conventional technique, it has been difficult to mass-produce cells efficiently and with high quality.

本発明は、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することを目的とする。 An object of the present invention is to mass-produce cells more efficiently and with high quality.

上記目的を達成するため、本発明の一態様の細胞生産方法は、
アモルファスカーボンの被膜を有する培養基材を用意する第1の工程と、
前記第1の工程で用意された前記培養基材において細胞を培養する第2の工程と、
前記第2の工程において培養された前記培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第3の工程と、
を含む。
In order to achieve the above object, the cell production method of one aspect of the present invention is:
The first step of preparing a culture substrate having an amorphous carbon coating, and
A second step of culturing cells on the culture substrate prepared in the first step, and
The third step of exfoliating the cultured cells by applying acoustic radiation pressure to the cells in the culture substrate cultured in the second step, and
including.

本発明によれば、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することができる。 According to the present invention, cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.

本実施形態で用いられるDLCコーティングディッシュ100の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the DLC coating dish 100 used in this embodiment. 本発明の第1実施形態に係る細胞生産装置1の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the cell production apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る細胞生産装置1の使用形態例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of use form of the cell production apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 細胞生産装置1の動作時におけるDLCコーティングディッシュ100内の状態遷移を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state transition in the DLC coating dish 100 at the time of operation of a cell production apparatus 1. 既存の細胞生産方法の手順と本発明における細胞生産方法の手順とを比較して示す模式図である。It is a schematic diagram which compares and shows the procedure of the existing cell production method, and the procedure of the cell production method in this invention. 本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の回収実験を行った結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the result of having performed the cell recovery experiment in the case of using the cell production method which concerns on this invention, and the case of using trypsin. 本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の定着実験を行った結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the result of having performed the cell colonization experiment in the case of using the trypsin and the cell production method which concerns on this invention. 本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の表面を撮影した顕微鏡写真である。It is a micrograph which photographed the surface of the cell in the case of using the cell production method and trypsin which concerns on this invention. ランジュバン型超音波振動子からなる振動部材13の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of the vibrating member 13 which consists of a Langevin type ultrasonic vibrator.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
[本発明の基本的概念]
本発明に係る細胞生産方法では、培養ディッシュ表面に所定のアモルファスカーボン膜を成膜し、この培養ディッシュに細胞の培地を形成して、接着性細胞を培養する。ここで成膜される所定のアモルファスカーボン膜には、DLC(Diamond−Like Carbon)あるいはPLC(Polymer−Like Carbon)の被膜が含まれるが、本実施形態においては、アモルファスカーボン膜の一例として、DLC被膜を培養ディッシュ表面に形成するものとする。以下、この構造を有する培養ディッシュを適宜「DLCコーティングディッシュ」と称する。そして、DLCコーティングディッシュの外底面(裏面)から振動子によって超音波振動を入力し、培養された細胞を音響放射圧によって剥離する。
このとき音響放射圧(超音波振動)を発生させる装置は、例えば、圧電素子を用いた超音波振動子等からなる振動発生装置を用いることができる。
本実施形態で用いられるDLCコーティングディッシュは、細胞の定着性が培養に適した表面特性であると共に、音響放射圧を付与した場合の細胞の剥離性がDLCの非成膜時に対して一定以上の表面特性となっている。
そのため、細胞の生産において、超音波振動をDLCコーティングディッシュに入力することで、音響放射圧によって細胞がDLCの被膜から容易に分離し、トリプシン等の酵素を用いることなく、培養された細胞を剥離・回収することができる。
したがって、本発明によれば、細胞の剥離工程及び回収工程において、トリプシン等の酵素による浸漬や洗浄が不要となるため、工程の簡素化、生産時間の短縮、生産される細胞の高活性化・高品質化等の効果を実現することができる。
即ち、本発明によれば、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することが可能となる。
なお、以下、培養の対象とする細胞がCHO(Chinese Hamster Ovary)である場合を想定して説明するが、iPS細胞等の各種接着性細胞を培養の対象とすることができる。また、本発明において、細胞の培養に用いられる培地としては、無血清の培地及び血清が添加された培地のいずれも採用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic Concept of the Present Invention]
In the cell production method according to the present invention, a predetermined amorphous carbon film is formed on the surface of a culture dish, a cell medium is formed on the culture dish, and adhesive cells are cultured. The predetermined amorphous carbon film formed here includes a film of DLC (Diamond-Like Carbon) or PLC (Polymer-Like Carbon), but in the present embodiment, DLC is an example of the amorphous carbon film. A film shall be formed on the surface of the culture dish. Hereinafter, the culture dish having this structure is appropriately referred to as "DLC coating dish". Then, ultrasonic vibration is input from the outer bottom surface (back surface) of the DLC coating dish by an oscillator, and the cultured cells are separated by acoustic radiation pressure.
At this time, as a device for generating acoustic radiation pressure (ultrasonic vibration), for example, a vibration generator made of an ultrasonic vibrator or the like using a piezoelectric element can be used.
In the DLC coating dish used in the present embodiment, the cell colonization property is a surface property suitable for culturing, and the cell detachability when acoustic radiation pressure is applied is at least a certain level with respect to the non-deposition of DLC. It has surface characteristics.
Therefore, in the production of cells, by inputting ultrasonic vibration to the DLC coating dish, the cells are easily separated from the DLC coating by acoustic radiation pressure, and the cultured cells are detached without using an enzyme such as trypsin.・ Can be collected.
Therefore, according to the present invention, in the cell detachment step and the recovery step, it is not necessary to soak or wash with an enzyme such as trypsin, so that the step is simplified, the production time is shortened, and the produced cells are highly activated. Effects such as high quality can be realized.
That is, according to the present invention, cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.
Hereinafter, the case where the cell to be cultured is CHO (Chinese Hamster Ovary) will be described, but various adhesive cells such as iPS cells can be targeted for culture. Further, in the present invention, as the medium used for culturing cells, either a serum-free medium or a medium to which serum is added can be adopted.

[第1実施形態]
[培養ディッシュの構成]
本実施形態において用いられる培養ディッシュ(DLCコーティングディッシュ)は、ディッシュ表面に所定のDLC被膜が形成された構造を有している。
図1は、本実施形態で用いられるDLCコーティングディッシュ100の構成を示す模式図である。
図1においては、DLCコーティングディッシュ100の鉛直断面図が示されており、内周面及び内底面にDLCの被膜が形成された状態が模式的に示されている。なお、図1におけるDLC被膜の膜厚等は、説明の便宜上、実際の膜厚よりも誇張して示されている。
[First Embodiment]
[Composition of culture dish]
The culture dish (DLC coated dish) used in the present embodiment has a structure in which a predetermined DLC film is formed on the surface of the dish.
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the DLC coating dish 100 used in the present embodiment.
In FIG. 1, a vertical cross-sectional view of the DLC coating dish 100 is shown, and a state in which a DLC coating is formed on the inner peripheral surface and the inner bottom surface is schematically shown. The film thickness of the DLC film in FIG. 1 is exaggerated from the actual film thickness for convenience of explanation.

図1において、DLCコーティングディッシュ100は、例えば、ガラス材料の培養ディッシュを用意し、CVD(Chemical Vapor Deposition)等のコーティング手法によってDLCの被膜を一様に形成することで取得される。なお、DLCコーティングが可能であれば、ガラス材料以外の培養ディッシュを用いることも可能である。 In FIG. 1, the DLC coating dish 100 is obtained by preparing, for example, a culture dish of a glass material and uniformly forming a DLC film by a coating method such as CVD (Chemical Vapor Deposition). If DLC coating is possible, it is also possible to use a culture dish other than the glass material.

本実施形態におけるDLCコーティングディッシュ100は、超音波振動が入力された場合に、DLC被膜を有していない培養ディッシュよりも、培養された細胞の音響放射圧による剥離が容易となる膜の形態(膜厚及び膜種等)であることが必要である。
一方、細胞の培養作業の便宜上、DLCコーティングディッシュ100における細胞の培養状態を外部から視認可能であることが望ましく、例えば、DLCコーティングディッシュ100の蓋にはDLC被膜を形成しない(またはDLCコーティングディッシュ100よりも膜厚を薄く形成する)ことや、DLCコーティングディッシュ100に形成する膜の形態(膜厚及び膜種等)を、外部から細胞の培養状態を視認可能なものとすることが好適である。
The DLC coating dish 100 in the present embodiment has a film form in which, when ultrasonic vibration is input, the cultured cells can be easily peeled off by acoustic radiation pressure as compared with a culture dish having no DLC coating. It is necessary to have a film thickness, film type, etc.).
On the other hand, for convenience of cell culture work, it is desirable that the cell culture state in the DLC coating dish 100 can be visually recognized from the outside. For example, the lid of the DLC coating dish 100 does not form a DLC coating (or the DLC coating dish 100). It is preferable that the film thickness is made thinner than that of the DLC coating dish 100) and that the morphology (thickness, film type, etc.) of the film formed on the DLC coating dish 100 is such that the cell culture state can be visually recognized from the outside. ..

このように培養ディッシュ表面にDLC被膜を形成することにより、DLC被膜を形成する前の培養ディッシュの表面から特性が変化し、細胞の培養に適切な定着性を有すると共に、音響放射圧を付与した場合の剥離性がより高いDLCコーティングディッシュ100を構成することができる。 By forming the DLC film on the surface of the culture dish in this way, the characteristics are changed from the surface of the culture dish before the DLC film is formed, and the cells have appropriate fixing property and acoustic radiation pressure is applied. It is possible to construct a DLC coating dish 100 having higher peelability in the case.

本実施形態においては、このDLCコーティングディッシュ100を用いて、CHO細胞を培養した後、音響放射圧による剥離を行い、剥離された細胞を回収する。そして、回収した細胞を別のDLCコーティングディッシュ100に再播種して再培養する。このように細胞の剥離を行うことで、トリプシン等の酵素を用いる必要がないことから、剥離された細胞の活性が高いものとなり、培養を複数回繰り返す場合の接着等に要する時間が短縮され、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することができる。
また、本実施形態においては、1つのDLCコーティングディッシュ100を用いて、CHO細胞の培養及び音響放射圧による剥離を1回または複数回行い、剥離された細胞を回収することで、大量の培養細胞をトリプシン等の酵素を用いることなく生産することも可能である。この場合、CHO細胞の培養後、音響放射圧によって剥離された細胞をDLCコーティングディッシュ100から回収し、このDLCコーティングディッシュ100に残存した細胞をさらに培養することで、一旦、培養環境が整えられたDLCコーティングディッシュ100を再利用し、複数回の培養を行うことが可能である。
In the present embodiment, the DLC coated dish 100 is used to culture CHO cells and then exfoliated by acoustic radiation pressure to collect the exfoliated cells. Then, the collected cells are reseeded and recultured in another DLC coated dish 100. By detaching the cells in this way, it is not necessary to use an enzyme such as trypsin, so that the activity of the detached cells becomes high, and the time required for adhesion or the like when the culture is repeated a plurality of times is shortened. The cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.
Further, in the present embodiment, one DLC coated dish 100 is used to culture CHO cells and exfoliate them by acoustic radiation pressure once or multiple times, and collect the exfoliated cells to collect a large amount of cultured cells. Can also be produced without the use of enzymes such as trypsin. In this case, after culturing the CHO cells, the cells exfoliated by acoustic radiation pressure were collected from the DLC-coated dish 100, and the cells remaining in the DLC-coated dish 100 were further cultured to once prepare the culture environment. It is possible to reuse the DLC coating dish 100 and perform culturing a plurality of times.

[細胞生産装置の構成]
次に、本実施形態で用いられる細胞生産装置1の構成について説明する。
図2Aは、本発明の第1実施形態に係る細胞生産装置1の全体構成を示す模式図である。また、図2Bは、本発明の第1実施形態に係る細胞生産装置1の使用形態例を示す模式図である。
図2A及び図2Bに示すように、細胞生産装置1は、加振ユニット10と、発信器20と、アンプ30と、コントローラ40とを備えている。
[Structure of cell production device]
Next, the configuration of the cell production device 1 used in the present embodiment will be described.
FIG. 2A is a schematic view showing the overall configuration of the cell production apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2B is a schematic view showing an example of usage of the cell production apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the cell production device 1 includes a vibration unit 10, a transmitter 20, an amplifier 30, and a controller 40.

加振ユニット10は、下側アクリル板11と、フェルト部材12と、振動部材13と、ガラス板14と、上側シリコーンラバー部材15と、上側アクリル板16と、ボルト17及びナット18とを備えている。なお、図2Aにおいて、加振ユニット10は、説明の便宜のため、分解図として示されている。 The vibration unit 10 includes a lower acrylic plate 11, a felt member 12, a vibrating member 13, a glass plate 14, an upper silicone rubber member 15, an upper acrylic plate 16, bolts 17, and nuts 18. There is. In FIG. 2A, the vibration unit 10 is shown as an exploded view for convenience of explanation.

下側アクリル板11は、方形のアクリル樹脂によって構成され、細胞生産装置1の各部材が設置されるベース部材となる。なお、下側アクリル板11に代えて、ポリカーボネート製の板状部材等を用いることとしてもよい。
フェルト部材12は、円環形状に構成され、下側アクリル板11の上に設置される。また、フェルト部材12は、その上に設置される振動部材13を下側から支持する。
振動部材13は、圧電素子からなる超音波振動子等を備えて構成され、本実施形態においては、円環形状の部材として構成されている。また、振動部材13は、下面をフェルト部材12に支持されている。なお、後述するように、本実施形態においては、振動部材13が有する固有振動数の範囲をカバーするように、振動部材13における加振振動数がスイープされる。これにより、DLCコーティングディッシュ100の個体差等、条件の相違がある場合であっても、これらの条件を吸収して、振動部材13に固有振動(超音波振動)を確実に発生させることができる。
The lower acrylic plate 11 is made of a square acrylic resin and serves as a base member on which each member of the cell production apparatus 1 is installed. Instead of the lower acrylic plate 11, a plate-shaped member made of polycarbonate or the like may be used.
The felt member 12 is formed in a ring shape and is installed on the lower acrylic plate 11. Further, the felt member 12 supports the vibrating member 13 installed on the felt member 12 from below.
The vibrating member 13 is configured to include an ultrasonic vibrator or the like made of a piezoelectric element, and in the present embodiment, is configured as a ring-shaped member. Further, the lower surface of the vibrating member 13 is supported by the felt member 12. As will be described later, in the present embodiment, the vibrating frequency of the vibrating member 13 is swept so as to cover the range of the natural frequency of the vibrating member 13. As a result, even if there are differences in conditions such as individual differences in the DLC coating dish 100, these conditions can be absorbed and natural vibration (ultrasonic vibration) can be reliably generated in the vibrating member 13. ..

ガラス板14は、振動部材13の上に設置され、DLCコーティングディッシュ100を載置するためのステージとなる円形の部材によって構成される。また、ガラス板14は、DLCコーティングディッシュ100の素材と近い超音波振動の伝達率を有する部材によって構成されている。ガラス板14をDLCコーティングディッシュ100の素材と近い超音波振動の伝達率を有する部材で構成する理由は、超音波振動の伝達率が大きく異なると、その境界において、音波が大きく反射し、DLCコーティングディッシュ100に対して効率的に超音波振動を伝達することができないためである。 The glass plate 14 is installed on the vibrating member 13 and is composed of a circular member that serves as a stage on which the DLC coating dish 100 is placed. Further, the glass plate 14 is composed of a member having a transmissibility of ultrasonic vibration close to that of the material of the DLC coating dish 100. The reason why the glass plate 14 is composed of a member having an ultrasonic vibration transmission rate close to that of the material of the DLC coating dish 100 is that when the ultrasonic vibration transmission rate is significantly different, sound waves are greatly reflected at the boundary and the DLC coating is applied. This is because ultrasonic vibration cannot be efficiently transmitted to the dish 100.

ここで、ガラス板14とDLCコーティングディッシュ100との間に、水等の液体やグリセロール等のゲル状物質を介在させることとしてもよい。これら液体あるいはゲル状物質の層が形成されることにより、ガラス板14とDLCコーティングディッシュ100の外底面(裏面)との間に空気層が生じることを防ぐことができる。なお、これら液体あるいはゲル状物質は、超音波振動の伝達率がDLCコーティングディッシュ100の素材と近いものであるため、音波の反射を抑制できる。 Here, a liquid such as water or a gel-like substance such as glycerol may be interposed between the glass plate 14 and the DLC coating dish 100. By forming a layer of these liquid or gel-like substances, it is possible to prevent an air layer from being formed between the glass plate 14 and the outer bottom surface (back surface) of the DLC coating dish 100. Since these liquid or gel-like substances have a transmissibility of ultrasonic vibration close to that of the material of the DLC coating dish 100, the reflection of sound waves can be suppressed.

上側シリコーンラバー部材15は、方形のシリコーン樹脂によって構成され、ガラス板14の上に設置される。また、上側シリコーンラバー部材15は、中央にDLCコーティングディッシュ100を収容する貫通穴を有すると共に、ガラス板14の周縁を上側から支持する。
上側アクリル板16は、方形のアクリル樹脂によって構成され、上側シリコーンラバー部材15の上に設置される。また、上側アクリル板16は、上側シリコーンラバー部材15と同様に、中央にDLCコーティングディッシュ100を収容する貫通穴を有すると共に、上側シリコーンラバー部材15を上側から支持する。なお、上側アクリル板16に代えて、ポリカーボネート製の板状部材等を用いることとしてもよい。
The upper silicone rubber member 15 is made of a square silicone resin and is installed on the glass plate 14. Further, the upper silicone rubber member 15 has a through hole in the center for accommodating the DLC coating dish 100, and supports the peripheral edge of the glass plate 14 from above.
The upper acrylic plate 16 is made of a rectangular acrylic resin and is installed on the upper silicone rubber member 15. Further, the upper acrylic plate 16 has a through hole in the center for accommodating the DLC coating dish 100 and supports the upper silicone rubber member 15 from above, similarly to the upper silicone rubber member 15. Instead of the upper acrylic plate 16, a plate-shaped member made of polycarbonate or the like may be used.

このように、加振ユニット10においては、下側アクリル板11、フェルト部材12、振動部材13、ガラス板14、上側シリコーンラバー部材15及び上側アクリル板16が積層して配置されると共に、方形の下側アクリル板11、フェルト部材12、上側シリコーンラバー部材15及び上側アクリル板16の四隅には、ボルト17を挿通する貫通穴が形成されている。そして、これらの貫通穴を加振ユニット10の上側からボルト17が挿通し、最下部に位置する下側アクリル板11の下側からナット18で締め付けることにより、下側アクリル板11と上側アクリル板16との間において、各部材が挟み込んで支持される。
さらに、このように構成された加振ユニット10において、図2Bに示すように、上側シリコーンラバー部材15及び上側アクリル板16に形成された貫通穴内にDLCコーティングディッシュ100が配置され、ガラス板14上にDLCコーティングディッシュ100が載置されると共に、重りWがDLCコーティングディッシュ100の蓋に載せられた状態で、超音波振動が入力される。
In this way, in the vibration unit 10, the lower acrylic plate 11, the felt member 12, the vibrating member 13, the glass plate 14, the upper silicone rubber member 15, and the upper acrylic plate 16 are laminated and arranged, and are square. Through holes through which bolts 17 are inserted are formed at the four corners of the lower acrylic plate 11, the felt member 12, the upper silicone rubber member 15, and the upper acrylic plate 16. Then, bolts 17 are inserted through these through holes from the upper side of the vibration unit 10, and the lower acrylic plate 11 and the upper acrylic plate are tightened with nuts 18 from the lower side of the lower acrylic plate 11 located at the lowermost portion. Each member is sandwiched and supported between 16 and 16.
Further, in the vibration unit 10 configured in this way, as shown in FIG. 2B, the DLC coating dish 100 is arranged in the through holes formed in the upper silicone rubber member 15 and the upper acrylic plate 16 and is placed on the glass plate 14. The DLC coating dish 100 is placed on the DLC coating dish 100, and the ultrasonic vibration is input with the weight W placed on the lid of the DLC coating dish 100.

発信器20は、コントローラ40からの指示信号によって指示される周波数で交流電圧の信号(交流信号)を発生させ、発生した交流信号を振動部材13の圧電素子に印加する。
アンプ30は、発信器20によって発生された交流信号を目的とするレベルに増幅する。アンプ30の出力は、振動部材13における圧電素子の駆動電圧として印加される。
コントローラ40は、PC(Personal Computer)あるいはPLC(Programmable Logic Controller)等の制御装置によって構成される。コントローラ40には、振動部材13に対して印加する加振振動数の範囲が設定されている。この加振振動数の範囲は、振動部材13が有する固有振動数の範囲をカバーするように設定されている。そして、コントローラ40は、発信器20に対して指示信号を出力し、設定された加振振動数の範囲を所定時間でスイープさせる。
The transmitter 20 generates an AC voltage signal (AC signal) at a frequency indicated by an instruction signal from the controller 40, and applies the generated AC signal to the piezoelectric element of the vibrating member 13.
The amplifier 30 amplifies the AC signal generated by the transmitter 20 to a target level. The output of the amplifier 30 is applied as a driving voltage of the piezoelectric element in the vibrating member 13.
The controller 40 is composed of a control device such as a PC (Personal Computer) or a PLC (Programmable Logical Controller). The controller 40 is set with a range of vibration frequencies applied to the vibrating member 13. The range of the vibrating frequency is set so as to cover the range of the natural frequency of the vibrating member 13. Then, the controller 40 outputs an instruction signal to the transmitter 20 to sweep the set vibration frequency range in a predetermined time.

[動作]
次に、細胞生産装置1の動作を説明する。
図3は、細胞生産装置1の動作時におけるDLCコーティングディッシュ100内の状態遷移を模式的に示す図である。
以下、図3を適宜参照しつつ、細胞生産装置1の動作について説明する。
[装置の基本動作]
細胞生産装置1の駆動に先立ち、培養工程として、DLCコーティングディッシュ100の内底面に培地を形成し、この培地に細胞を培養する(図3における状態(a))。
そして、剥離工程として、細胞生産装置1によって、培養されたDLCコーティングディッシュ100内の細胞に音響放射圧を付与し、接着性細胞を剥離させる。
具体的には、剥離工程として、細胞生産装置1による以下のような処理が実行される。
細胞が培養されたDLCコーティングディッシュ100を細胞生産装置1のステージ(ガラス板14)上に載置する。
この状態において、細胞生産装置1の発信器20が、設定された周波数で交流信号を発生させ、アンプ30が、発生された交流信号を増幅して振動部材13の圧電素子に印加する。このとき、コントローラ40に設定された加振振動数の範囲をスイープさせて、発信器20から交流信号を発生させる。
すると、発信器20によって発生された交流信号がアンプ30によって増幅されて、振動部材13の圧電素子に印加される。
[motion]
Next, the operation of the cell production device 1 will be described.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state transition in the DLC coating dish 100 during operation of the cell production apparatus 1.
Hereinafter, the operation of the cell production apparatus 1 will be described with reference to FIG. 3 as appropriate.
[Basic operation of the device]
Prior to driving the cell production apparatus 1, a medium is formed on the inner bottom surface of the DLC coating dish 100 as a culturing step, and cells are cultured in this medium (state (a) in FIG. 3).
Then, as a peeling step, the cell production apparatus 1 applies acoustic radiation pressure to the cells in the cultured DLC coating dish 100 to peel off the adhesive cells.
Specifically, as the peeling step, the following processing by the cell production apparatus 1 is executed.
The DLC coating dish 100 in which the cells are cultured is placed on the stage (glass plate 14) of the cell production apparatus 1.
In this state, the transmitter 20 of the cell production device 1 generates an AC signal at a set frequency, and the amplifier 30 amplifies the generated AC signal and applies it to the piezoelectric element of the vibrating member 13. At this time, the range of the vibration frequency set in the controller 40 is swept, and an AC signal is generated from the transmitter 20.
Then, the AC signal generated by the transmitter 20 is amplified by the amplifier 30 and applied to the piezoelectric element of the vibrating member 13.

本実施形態においては、振動部材13は、交流信号が入力されることにより、厚さ方向に超音波振動を発生させる。
この結果、DLCコーティングディッシュ100の外底面において、超音波振動が入力され、DLCコーティングディッシュ100内の細胞に音響放射圧が付与される(図3における状態(b))。
このとき、コントローラ40に設定された加振振動数の範囲がスイープされることから、細胞生産装置1に設置された振動部材13に確実に固有振動が発生し、音響放射圧によって接着性細胞が剥離される状態となる(図3における状態(c))。
In the present embodiment, the vibrating member 13 generates ultrasonic vibration in the thickness direction by inputting an AC signal.
As a result, ultrasonic vibration is input to the outer bottom surface of the DLC coated dish 100, and acoustic radiation pressure is applied to the cells in the DLC coated dish 100 (state (b) in FIG. 3).
At this time, since the range of the vibration frequency set in the controller 40 is swept, natural vibration is surely generated in the vibrating member 13 installed in the cell production device 1, and the adhesive cells are generated by the acoustic radiation pressure. It is in a state of being peeled off (state (c) in FIG. 3).

このように、細胞生産装置1によれば、トリプシン等の酵素を用いることなく、接着性細胞をDLCコーティングディッシュ100から剥離することができる。また、振動部材13に印加される加振振動数がスイープされることから、DLCコーティングディッシュ100の個体差等、条件に相違がある場合であっても、加振振動数をスイープすることで、これらの条件を吸収して、振動部材13に固有振動を確実に発生させることができる。
即ち、細胞生産装置1によれば、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することができる。
As described above, according to the cell production apparatus 1, the adhesive cells can be exfoliated from the DLC coating dish 100 without using an enzyme such as trypsin. Further, since the vibration frequency applied to the vibrating member 13 is swept, even if there are differences in conditions such as individual differences of the DLC coating dish 100, the vibration frequency can be swept. By absorbing these conditions, it is possible to reliably generate natural vibration in the vibrating member 13.
That is, according to the cell production apparatus 1, cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.

[細胞生産方法の具体例]
次に、細胞生産装置1を用いた細胞生産方法の具体例について説明する。
なお、以下の各工程は、滅菌環境を維持した状態で実行される。
[Specific example of cell production method]
Next, a specific example of the cell production method using the cell production apparatus 1 will be described.
The following steps are performed while maintaining a sterilized environment.

初めに、培養工程として、DLCコーティングディッシュ100の内底面に培地を形成し、この培地に細胞を培養する(工程1)。
具体的には、工程1においては、以下の手順(1)〜(4)が含まれる。
(1)細胞を培地に懸濁してDLCコーティングディッシュ100に播種する。
(2)インキュベータ(37℃、CO5%、湿度100%)内で数日間培養する。
(3)細胞を観察し、DLCコーティングディッシュ100内底面のおよそ8〜9割に細胞が接着していることを確認し、培地を除去する。
(4)生理食塩水(PBS)でDLCコーティングディッシュ100の表面を1〜3回洗浄し、培地を完全に除去する。
そして、剥離工程として、細胞生産装置1によって、DLCコーティングディッシュ100内の細胞に音響放射圧を付与し、接着性細胞を剥離させる(工程2)。
具体的には、工程2においては、以下の手順(5)、(6)が含まれる。
(5)PBSを添加し、インキュベータ(37℃、CO5%、湿度100%)内に5分間静置する。
(6)音響放射圧(29〜31kHz、200V)をDLCコーティングディッシュ100の外底面から照射(即ち、超音波振動を入力)する。
さらに、回収工程として、工程2によって剥離した細胞をDLCコーティングディッシュ100から回収する(工程3)。
具体的には、工程3においては、以下の手順(7)が含まれる。
(7)細胞懸濁液をDLCコーティングディッシュ100から遠沈管に回収し、培地で懸濁する。
First, as a culturing step, a medium is formed on the inner bottom surface of the DLC coated dish 100, and cells are cultivated in this medium (step 1).
Specifically, step 1 includes the following steps (1) to (4).
(1) The cells are suspended in a medium and seeded on a DLC coated dish 100.
(2) incubator (37 ℃, CO 2 5% , 100% humidity) for several days of culture in the.
(3) Observe the cells, confirm that the cells are adhered to about 80 to 90% of the inner bottom surface of the DLC coating dish 100, and remove the medium.
(4) The surface of the DLC coated dish 100 is washed 1 to 3 times with physiological saline (PBS) to completely remove the medium.
Then, as a peeling step, the cell production apparatus 1 applies acoustic radiation pressure to the cells in the DLC coating dish 100 to peel off the adhesive cells (step 2).
Specifically, the step 2 includes the following procedures (5) and (6).
(5) was added PBS, incubator (37 ℃, CO 2 5% , 100% humidity) and allowed to stand for 5 minutes in a.
(6) Acoustic radiation pressure (29 to 31 kHz, 200 V) is applied from the outer bottom surface of the DLC coating dish 100 (that is, ultrasonic vibration is input).
Further, as a recovery step, the cells exfoliated in step 2 are recovered from the DLC coating dish 100 (step 3).
Specifically, the step 3 includes the following procedure (7).
(7) The cell suspension is collected from the DLC coating dish 100 in a centrifuge tube and suspended in a medium.

そして、工程3で取得した細胞を新たなDLCコーティングディッシュ100に再播種して培養を行う(工程1への再帰)。
このとき、工程3で取得したサンプルの一部を培地で満たした新たなDLCコーティングディッシュ100に再播種し、再度培養が行われる。
このような細胞生産方法を実施することにより、トリプシン等の酵素を用いることなく剥離・回収された細胞が再び培養されるため、培養される細胞の活性が高いものとなり、培養を複数回繰り返す場合の接着等に要する時間が短縮され、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することができる。
Then, the cells acquired in step 3 are reseeded into a new DLC-coated dish 100 and cultured (recursion to step 1).
At this time, a part of the sample obtained in step 3 is re-seeded in a new DLC-coated dish 100 filled with a medium, and the culture is performed again.
By implementing such a cell production method, the cells exfoliated and recovered without using an enzyme such as trypsin are recultured, so that the activity of the cultured cells becomes high, and the culture is repeated a plurality of times. The time required for adhesion and the like is shortened, and cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.

なお、工程1に再帰する工程では、工程3の後にDLCコーティングディッシュ100に残存している細胞を引き続き培養することも可能である。
この場合、DLCコーティングディッシュ100内の培地は新しい培地に交換されるが、DLCコーティングディッシュ100の内底面には、細胞が生成したタンパク質(細胞外マトリクス)が残存している。そのため、新たなDLCコーティングディッシュ100に新たに培地を形成して細胞を培養する場合よりも、細胞が増殖し易く、培養された細胞の活性化も高いものとなるため、大量に細胞を培養する上で有利である。
このような細胞生産方法を実施することにより、同一のDLCコーティングディッシュ100において、トリプシン等の酵素を用いることなく、複数回の細胞の培養、剥離及び回収を行うことができるため、細胞生産工程の自動化率を高め、細胞の生産効率を向上させることが可能となる。
以下、工程1から工程3を目的とする回数だけ繰り返す。
In the step of recurring to step 1, it is also possible to continue culturing the cells remaining in the DLC coating dish 100 after step 3.
In this case, the medium in the DLC-coated dish 100 is replaced with a new medium, but the protein (extracellular matrix) produced by the cells remains on the inner bottom surface of the DLC-coated dish 100. Therefore, compared to the case where a new medium is formed in a new DLC coating dish 100 and the cells are cultured, the cells are more likely to proliferate and the activated cells are more activated, so that a large amount of cells are cultured. It is advantageous on.
By carrying out such a cell production method, cells can be cultured, detached and recovered a plurality of times in the same DLC coated dish 100 without using an enzyme such as trypsin. It is possible to increase the automation rate and improve the cell production efficiency.
Hereinafter, steps 1 to 3 are repeated as many times as desired.

ちなみに、既存の細胞生産方法においては、上記工程2の手順(5)、(6)及び工程3の手順(7)が、本発明における細胞生産方法と大きく異なっている。
図4は、既存の細胞生産方法の手順と本発明における細胞生産方法の手順とを比較して示す模式図である。
図4に示すように、既存の細胞生産方法では、以下の手順(5)〜(9)を経て細胞の生産が行われる。
(5)トリプシン−EDTAを添加し、インキュベータ(37℃、CO5%、湿度100%)内に3〜10分間静置する。
(6)ピペッティングや振とうにより細胞を剥離する。
(7)培地を添加し、トリプシンの効果を阻害する。
(8)遠沈管に回収して、2〜5分間遠心分離器にかけて、細胞と溶液を分離する。
(9)上積み液を回収し,培地で再度懸濁する。
なお、既存の細胞生産方法の場合、手順(9)の後、手順(9)で取得した細胞を、培地で満たした新たな培養ディッシュに再播種して、再度培養が行われる。
Incidentally, in the existing cell production method, the steps (5) and (6) of the above step 2 and the procedure (7) of the step 3 are significantly different from the cell production method in the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a comparison between the procedure of the existing cell production method and the procedure of the cell production method in the present invention.
As shown in FIG. 4, in the existing cell production method, cells are produced through the following steps (5) to (9).
(5) adding trypsin-EDTA, incubator (37 ℃, CO 2 5% , 100% humidity) and allowed to stand 3-10 minutes in.
(6) The cells are detached by pipetting or shaking.
(7) Add medium to inhibit the effect of trypsin.
(8) Collect the cells in a centrifuge tube and centrifuge for 2 to 5 minutes to separate the cells and the solution.
(9) The overlay liquid is collected and suspended again in the medium.
In the case of the existing cell production method, after the procedure (9), the cells obtained in the procedure (9) are re-seeded in a new culture dish filled with a medium, and the cells are cultured again.

[効果]
次に、本発明に係る細胞生産方法を適用した場合の効果を説明する。
[細胞の剥離性]
図5は、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の回収実験を行った結果を示す模式図である。
図5に示す細胞の回収実験では、以下の手順で細胞を回収した。なお、以下の説明において、PBS(−/−)の表記は、PBSの成分として、カルシウム及びマグネシウムが含まれていないことを示している。
(1)CHO細胞をφ35ディッシュ(DLC,Cellculture treated dish)に播種する(4.0×10cells)。
(2)24時間後、PBS(−/−)で洗浄して、PBS(−/−)に浸漬して5分間スイープ振動励振(29−31kHz,10ms,200V)して細胞を回収した。
なお、Controlとして、PBS(−/−)に5分間浸漬した後にトリプシンに5分間浸漬したシリーズを準備した。
(2)の後、血球計算盤で細胞数を測定した。
その結果、図5に示すように、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合(Control)とでは、有意差が見られず、同等の数の細胞が回収されていることがわかった。
即ち、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて、細胞の剥離性は同等であることがわかる。
[effect]
Next, the effect when the cell production method according to the present invention is applied will be described.
[Cell exfoliation]
FIG. 5 is a schematic diagram showing the results of a cell recovery experiment between the cell production method according to the present invention and the case where trypsin is used.
In the cell recovery experiment shown in FIG. 5, cells were recovered by the following procedure. In the following description, the notation of PBS (− / −) indicates that calcium and magnesium are not contained as components of PBS.
(1) CHO cells are seeded on a φ35 dish (DLC, Cellculture treated dish) (4.0 × 10 5 cells).
(2) After 24 hours, the cells were washed with PBS (− / −), immersed in PBS (− / −), and swept with vibration excitation (29-31 kHz, 10 ms, 200 V) for 5 minutes to collect cells.
As a control, a series was prepared in which the mixture was immersed in PBS (− / −) for 5 minutes and then immersed in trypsin for 5 minutes.
After (2), the number of cells was measured with a blood cell counter.
As a result, as shown in FIG. 5, no significant difference was observed between the cell production method according to the present invention and the case of using trypsin (Control), and it was found that the same number of cells were recovered. ..
That is, it can be seen that the cell production method according to the present invention and the case where trypsin is used have the same cell exfoliation property.

[細胞の定着性]
図6は、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の定着実験を行った結果を示す模式図である。
図6に示す細胞の定着実験では、以下の手順で細胞を回収した。
(1)CHO細胞をφ35ディッシュ(DLC,Cellculture treated dish)に播種する(4.0×10cells)。
(2)24時間後、PBS(−/−)で洗浄して、PBS(−/−)に浸漬して5分間スイープ振動励振(29−31kHz,10ms,200V)して細胞を回収した。
なお、Controlとして、PBS(−/−)に5分間浸漬した後にトリプシンに5分間浸漬したシリーズを準備した。
(3)回収した細胞を培養ディッシュに再播種し(2.0×10cells)、10分後に、トリプシンに5分間浸漬して細胞を回収した。なお、このとき、上澄みは洗浄し、浮遊細胞は予め除去した。
その結果、図6に示すように、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合(Control)とでは、回収された細胞の数に有意差が見られ、本発明に係る細胞生産方法では、定着した細胞の数が多いことがわかった。
即ち、本発明に係る細胞生産方法の方が、トリプシンを用いた場合よりも、細胞の定着性が高いことがわかる。
[Cell colonization]
FIG. 6 is a schematic diagram showing the results of cell colonization experiments between the cell production method according to the present invention and the case where trypsin is used.
In the cell colonization experiment shown in FIG. 6, cells were collected by the following procedure.
(1) CHO cells are seeded on a φ35 dish (DLC, Cellculture treated dish) (4.0 × 10 5 cells).
(2) After 24 hours, the cells were washed with PBS (− / −), immersed in PBS (− / −), and swept with vibration excitation (29-31 kHz, 10 ms, 200 V) for 5 minutes to collect cells.
As a control, a series was prepared in which the mixture was immersed in PBS (− / −) for 5 minutes and then immersed in trypsin for 5 minutes.
(3) The recovered cells were re-seeded in culture dishes (2.0 × 10 5 cells), after 10 minutes, the cells were collected by immersing 5 minutes trypsin. At this time, the supernatant was washed and the floating cells were removed in advance.
As a result, as shown in FIG. 6, a significant difference was observed in the number of recovered cells between the cell production method according to the present invention and the case where trypsin was used (Control), and the cell production method according to the present invention showed a significant difference. , It was found that the number of colonized cells was large.
That is, it can be seen that the cell production method according to the present invention has higher cell colonization than the case of using trypsin.

[細胞表面の観察結果]
図7は、本発明に係る細胞生産方法とトリプシンを用いた場合とにおいて細胞の表面を撮影した顕微鏡写真である。
図7に示す細胞の表面観察では、以下の手順で細胞を観察した。
(1)CHO細胞をφ35ディッシュ(DLC,Cellculture treated dish)に播種する(4.0×10cells)。
(2)24時間後、PBS(−/−)で洗浄して、PBS(−/−)に浸漬して5分間スイープ振動励振(29−31kHz,10ms,200V)して細胞を回収した。
なお、Controlとして、PBS(−/−)に5分間浸漬した後にトリプシンに5分間浸漬したシリーズを準備した。
(3)回収した細胞を培養ディッシュに再播種し(2.0×10cells)、10分間培養した後、グルタルアルデヒドで固定し、SEM(Scanning Electron Microscope)で観察した。
その結果、図7の細胞全体写真に示すように、本発明に係る細胞生産方法では、細胞から仮足が延び、定着が進んでいる状態であるのに対し、トリプシンを用いた場合では、細胞表面が分解されて細胞全体が球状となっており、定着が進んでいないことがわかる。また、図7の細胞表面の拡大写真に示すように、本発明に係る細胞生産方法では、細胞表面に細胞外マトリクスが残っており、定着し易い状態であるのに対し、トリプシンを用いた場合では、細胞表面の細胞外マトリクスが分解により減少していることがわかる。
即ち、本発明に係る細胞生産方法の方が、トリプシンを用いた場合よりも、細胞表面の構造が定着性の高いものであることがわかる。
[Observation results of cell surface]
FIG. 7 is a photomicrograph of the surface of cells in the case of using the cell production method according to the present invention and trypsin.
In the surface observation of the cells shown in FIG. 7, the cells were observed by the following procedure.
(1) CHO cells are seeded on a φ35 dish (DLC, Cellculture treated dish) (4.0 × 10 5 cells).
(2) After 24 hours, the cells were washed with PBS (− / −), immersed in PBS (− / −), and swept with vibration excitation (29-31 kHz, 10 ms, 200 V) for 5 minutes to collect cells.
As a control, a series was prepared in which the mixture was immersed in PBS (− / −) for 5 minutes and then immersed in trypsin for 5 minutes.
(3) The recovered cells were re-seeded in culture dishes (2.0 × 10 5 cells), After incubation for 10 min, fixed with glutaraldehyde, and observed by SEM (Scanning Electron Microscope).
As a result, as shown in the whole cell photograph of FIG. 7, in the cell production method according to the present invention, pseudopodia are extended from the cells and colonization is progressing, whereas in the case of using trypsin, the cells are in a state of progressing. It can be seen that the surface is decomposed and the entire cell becomes spherical, and the colonization has not progressed. Further, as shown in the enlarged photograph of the cell surface in FIG. 7, in the cell production method according to the present invention, the extracellular matrix remains on the cell surface and is in a state where it is easy to settle, whereas when trypsin is used. Then, it can be seen that the extracellular matrix on the cell surface is reduced by decomposition.
That is, it can be seen that the cell production method according to the present invention has a higher cell surface structure than the case where trypsin is used.

[変形例1]
上述の実施形態において、振動部材13は圧電素子からなる超音波振動子を備えるものとして説明したが、振動部材13をランジュバン型超音波振動子によって構成することができる。
図8は、ランジュバン型超音波振動子からなる振動部材13の構成例を示す模式図である。
図8に示すように、ランジュバン型超音波振動子によって振動部材13が構成される場合、電極Eを挟んで配置された2つの圧電素子P1,P2をさらに2つの金属ブロックM1,M2で挟み込み、軸方向にボルト締結されたボルト締結型ランジュバン型超音波振動子として構成することができる。
ランジュバン型超音波振動子とした場合、振動部材13は、金属ブロックの端面が軸方向に一様に振動するため、DLCコーティングディッシュ100内の細胞に対して一様な音響放射圧を付与することが可能となる。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, the vibrating member 13 has been described as including an ultrasonic vibrator made of a piezoelectric element, but the vibrating member 13 can be configured by a Langevin type ultrasonic vibrator.
FIG. 8 is a schematic view showing a configuration example of a vibrating member 13 made of a Langevin type ultrasonic vibrator.
As shown in FIG. 8, when the vibrating member 13 is configured by the Langevin type ultrasonic vibrator, the two piezoelectric elements P1 and P2 arranged so as to sandwich the electrode E are further sandwiched between the two metal blocks M1 and M2. It can be configured as a bolt-fastened Langevin-type ultrasonic vibrator bolt-fastened in the axial direction.
In the case of the Langevin type ultrasonic vibrator, since the end face of the metal block vibrates uniformly in the axial direction, the vibrating member 13 applies uniform acoustic radiation pressure to the cells in the DLC coating dish 100. Is possible.

(1)以上のように、本実施形態に係る細胞生産方法は、アモルファスカーボンの被膜を有する培養基材を用意する第1の工程と、第1の工程で用意された培養基材において細胞を培養する第2の工程と、第2の工程において培養された培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第3の工程と、を含む。
これにより、細胞の生産において、音響放射圧をアモルファスカーボンの被膜を有する培養基材(例えば、DLCコーティングディッシュ100)内の細胞に付与することで、細胞がDLCの被膜から容易に分離し、トリプシン等の酵素を用いることなく、培養された細胞を剥離・回収することができる。
したがって、細胞の剥離工程及び回収工程において、トリプシン等の酵素による浸漬や洗浄が不要となるため、工程の簡素化、生産時間の短縮、生産される細胞の高活性化・高品質化等の効果を実現することができる。
即ち、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することが可能となる。
(1) As described above, in the cell production method according to the present embodiment, the cells are mixed in the first step of preparing the culture substrate having the amorphous carbon coating and the culture substrate prepared in the first step. The second step of culturing and the third step of exfoliating the cultured cells by applying acoustic radiation pressure to the cells in the cultured substrate cultured in the second step are included.
Thereby, in the production of cells, by applying acoustic radiation pressure to the cells in a culture substrate having an amorphous carbon coating (for example, DLC coating dish 100), the cells are easily separated from the DLC coating and trypsin. The cultured cells can be detached and recovered without using an enzyme such as the above.
Therefore, in the cell exfoliation step and the recovery step, it is not necessary to soak or wash with an enzyme such as trypsin, which has the effects of simplifying the step, shortening the production time, and improving the activation and quality of the produced cells. Can be realized.
That is, it becomes possible to mass-produce cells more efficiently and with high quality.

(2)第3の工程では、音響放射圧を発生するための加振振動数がスイープされる。
これにより、アモルファスカーボンの被膜を有する培養基材の個体差等、条件の相違がある場合であっても、これらの条件を吸収して、音響放射圧の発生源である振動部材に固有振動を確実に発生させることができる。
(2) In the third step, the vibration frequency for generating the acoustic radiation pressure is swept.
As a result, even if there are differences in conditions such as individual differences in the culture medium having an amorphous carbon coating, these conditions are absorbed and natural vibration is generated in the vibrating member that is the source of acoustic radiation pressure. It can be generated reliably.

(3)また、本実施形態における細胞生産方法は、剥離された細胞を別の培養基材で再び培養する第4の工程と、第4の工程において培養された培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第5の工程と、をさらに含む。
これにより、トリプシン等の酵素を用いることなく剥離・回収された細胞が再び培養されるため、培養される細胞の活性が高いものとなり、培養を複数回繰り返す場合の接着等に要する時間が短縮され、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することができる。
(3) Further, in the cell production method in the present embodiment, the exfoliated cells are recultured in another culture base material, and the cells in the culture base material cultured in the fourth step are acoustically subjected to the fourth step. It further comprises a fifth step of exfoliating the cultured cells by applying radiation pressure.
As a result, the cells exfoliated and recovered without using an enzyme such as trypsin are recultured, so that the activity of the cultured cells becomes high, and the time required for adhesion or the like when the culture is repeated a plurality of times is shortened. , Cells can be mass-produced more efficiently and with high quality.

(4)また、本実施形態における細胞生産方法は、第3の工程の後、培養基材に残存した細胞を再び培養する第6の工程と、第6の工程において培養された培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第7の工程と、をさらに含む。
これにより、同一の培養基材において、トリプシン等の酵素を用いることなく、複数回の細胞の培養、剥離及び回収を行うことができるため、細胞生産工程の自動化率を高め、細胞の生産効率を向上させることが可能となる。
(4) Further, in the cell production method in the present embodiment, after the third step, the cells remaining in the culture base material are recultured in the sixth step, and in the culture base material cultured in the sixth step. A seventh step of exfoliating the cultured cells by applying acoustic radiation pressure to the cells of the cell is further included.
As a result, cells can be cultured, detached, and recovered multiple times on the same culture substrate without using an enzyme such as trypsin, so that the automation rate of the cell production process can be increased and the cell production efficiency can be improved. It is possible to improve.

(5)第1の工程では、所定の培養基材表面にアモルファスカーボンの被膜を形成することにより、培養基材が用意される。
これにより、細胞生産方法に適した表面特性の培養基材を用いて、細胞の生産をより適切に行うことができる。
(5) In the first step, a culture base material is prepared by forming an amorphous carbon film on the surface of a predetermined culture base material.
This makes it possible to more appropriately produce cells by using a culture medium having surface characteristics suitable for the cell production method.

(6)また、本実施形態における細胞生産装置1は、ガラス板14と、振動部材13とを備える。
ガラス板14は、アモルファスカーボンの被膜を有し、細胞が培養された培養基材(例えば、DLCコーティングディッシュ100)に超音波振動を伝達する。
振動部材13は、ガラス板14に付与される超音波振動を発生する。
ガラス板14から培養基材に超音波振動が伝達されることにより、培養基材において培養されている細胞が音響放射圧によって剥離される。
これにより、細胞の生産において、超音波振動をアモルファスカーボンの被膜を有する培養基材(例えば、DLCコーティングディッシュ100)に入力することで、音響放射圧によって、細胞がアモルファスカーボンの被膜から容易に分離し、トリプシン等の酵素を用いることなく、培養された細胞を剥離・回収することができる。
したがって、細胞の剥離工程及び回収工程において、トリプシン等の酵素による浸漬や洗浄が不要となるため、工程の簡素化、生産時間の短縮、生産される細胞の高活性化・高品質化等の効果を実現することができる。
即ち、細胞をより効率的かつ高品質に大量生産することが可能となる。
(6) Further, the cell production device 1 in the present embodiment includes a glass plate 14 and a vibrating member 13.
The glass plate 14 has an amorphous carbon coating and transmits ultrasonic vibration to a culture substrate (for example, DLC coating dish 100) in which cells are cultured.
The vibrating member 13 generates ultrasonic vibration applied to the glass plate 14.
By transmitting ultrasonic vibration from the glass plate 14 to the culture substrate, the cells cultured in the culture substrate are separated by acoustic radiation pressure.
Thereby, in the production of cells, by inputting ultrasonic vibration into a culture substrate having an amorphous carbon coating (for example, DLC coating dish 100), the cells can be easily separated from the amorphous carbon coating by acoustic radiation pressure. However, the cultured cells can be detached and recovered without using an enzyme such as trypsin.
Therefore, in the cell exfoliation step and the recovery step, it is not necessary to soak or wash with an enzyme such as trypsin, which has the effects of simplifying the step, shortening the production time, and improving the activation and quality of the produced cells. Can be realized.
That is, it becomes possible to mass-produce cells more efficiently and with high quality.

なお、本発明は、本発明の効果を奏する範囲で変形、改良等を適宜行うことができ、上述の実施形態に限定されない。
例えば、上述の実施形態において、DLC被膜を形成する対象を培養ディッシュであるものとして説明したが、これに限られない。例えば、細胞生産装置1に内蔵された細胞の培養基材等、培養ディッシュ以外の基材にDLC被膜を形成して、細胞を培養・剥離等することが可能である。
The present invention can be appropriately modified, improved, and the like within the range in which the effects of the present invention are exhibited, and is not limited to the above-described embodiment.
For example, in the above-described embodiment, the target for forming the DLC coating has been described as being a culture dish, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to form a DLC coating on a substrate other than the culture dish, such as a cell culture substrate incorporated in the cell production apparatus 1, to culture and detach the cells.

また、上述の実施形態に記載された例を適宜組み合わせて、本発明を実施することが可能である。
上述の実施形態における制御のための処理は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれにより実行させることも可能である。
即ち、上述の処理を実行できる機能が細胞生産装置1に備えられていればよく、この機能を実現するためにどのような機能構成及びハードウェア構成とするかは上述の例に限定されない。
In addition, it is possible to carry out the present invention by appropriately combining the examples described in the above-described embodiments.
The processing for control in the above-described embodiment can be executed by either hardware or software.
That is, it is sufficient that the cell production apparatus 1 is provided with a function capable of executing the above-mentioned processing, and what kind of functional configuration and hardware configuration are used to realize this function is not limited to the above-mentioned example.

なお、上記実施形態は、本発明を適用した一例を示しており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。即ち、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができ、上記実施形態以外の各種実施形態を取ることが可能である。本発明が取ることができる各種実施形態及びその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The above embodiment shows an example to which the present invention is applied, and does not limit the technical scope of the present invention. That is, the present invention can be modified in various ways such as omission and substitution without departing from the gist of the present invention, and various embodiments other than the above-described embodiment can be taken. Various embodiments and modifications thereof that can be taken by the present invention are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent range thereof.

1 細胞生産装置、10 加振ユニット、11 下側アクリル板、12 フェルト部材、13 振動部材、14 ガラス板、14a 貫通部、15 上側シリコーンラバー部材、16 上側アクリル板、16a カバー、17 ボルト、18 ナット、20 発信器、30 アンプ、40 コントローラ、100 DLCコーティングディッシュ、W 重り、E 電極、P1,P2 圧電素子、M1,M2 金属ブロック 1 cell production device, 10 vibration unit, 11 lower acrylic plate, 12 felt member, 13 vibrating member, 14 glass plate, 14a penetration part, 15 upper silicone rubber member, 16 upper acrylic plate, 16a cover, 17 bolts, 18 Nut, 20 transmitter, 30 amplifier, 40 controller, 100 DLC coated dish, W weight, E electrode, P1, P2 piezoelectric element, M1, M2 metal block

Claims (3)

アモルファスカーボンの被膜を有する培養基材を用意する第1の工程と、
前記第1の工程で用意された前記培養基材において細胞を培養する第2の工程と、
前記第2の工程において培養された前記培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第3の工程と、
前記第3の工程の後、剥離された細胞を別の前記培養基材で再び培養する第4の工程と、
前記第4の工程において培養された前記培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第5の工程と、
前記第3の工程の後、前記培養基材に残存した細胞を再び培養する第6の工程と、
前記第6の工程において培養された前記培養基材内の細胞に音響放射圧を付与することにより、培養された細胞を剥離する第7の工程と、
を含み、
前記第3の工程、前記第5の工程及び前記第7の工程では、前記培養基材の細胞が接着している面全体に音響放射圧を付与することを特徴とする細胞生産方法。
The first step of preparing a culture substrate having an amorphous carbon coating, and
A second step of culturing cells on the culture substrate prepared in the first step, and
The third step of exfoliating the cultured cells by applying acoustic radiation pressure to the cells in the culture substrate cultured in the second step, and
After the third step, the exfoliated cells are recultured with another culture medium, and the fourth step.
The fifth step of exfoliating the cultured cells by applying acoustic radiation pressure to the cells in the culture substrate cultured in the fourth step, and
After the third step, the sixth step of culturing the cells remaining on the culture substrate again, and
In the seventh step, the cultured cells are exfoliated by applying acoustic radiation pressure to the cells in the culture substrate cultured in the sixth step.
Including
In the third step, the fifth step, and the seventh step, a cell production method is characterized in that acoustic radiation pressure is applied to the entire surface to which the cells of the culture substrate are adhered.
前記第3の工程、前記第5の工程及び前記第7の工程の少なくともいずれかでは、前記音響放射圧を発生するための加振振動数がスイープされることを特徴とする請求項1に記載の細胞生産方法。 The first aspect of claim 1, wherein in at least one of the third step, the fifth step, and the seventh step, the vibration frequency for generating the acoustic radiation pressure is swept. Cell production method. 前記第1の工程では、所定の培養基材表面にアモルファスカーボンの被膜を形成することにより、前記培養基材が用意されることを特徴とする請求項1または2に記載の細胞生産方法。 The cell production method according to claim 1 or 2, wherein in the first step, the culture medium is prepared by forming an amorphous carbon film on the surface of a predetermined culture medium.
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