JP7286749B1 - 細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置を提供する。【解決手段】細胞及び組織シート形成パッケージは、ボトムプレート、フィルム、トッププレート及び密封膜を含み、トッププレートは、水平面に沿ってボトムプレートの上部に滑動可能に設置され、フィルムを覆うか、露出し、トッププレートは、孔及び受動磁気部材を有する。細胞注入装置は、キャリア、注入手段及び駆動手段を有し、キャリアにより細胞及び組織シート形成パッケージを載置させ、駆動手段によりキャリア及び注入手段の移動を駆動し、注入手段に孔から溶液を細胞及び組織シート形成パッケージ内に注入させ、キャリアの加熱部材によりフィルム及び溶液を加熱させ、溶液にコロイドを形成させてフィルムに付着させ、細胞及び組織シートを形成し、次に受動磁気部材に吸着された能動磁気部材の移動を駆動してトッププレートの滑動を連動し、細胞及び組織シートを露出させる。【選択図】図１

Description

本発明は、細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置に関する。

細胞及び組織シート（又は簡易にドレッシングと称される）は、医療分野で一般的に使用されている。細胞及び組織シートで傷口を覆うことで、傷口の治癒速度を向上させることができる。

従来の細胞及び組織シートの製造プロセスは、先ず、細胞の採集を行い、その後、細胞培養を行い（このステップは極めて時間を消費する）、培養した細胞を輸送及び保存し、後続の手術に使用させる。しかし、細胞培養のステップは、実験室の培養皿において特殊なプロセス及び設備によって完成する必要があるため、極めて時間を消費し且つコストが高い。輸送過程において、温度、湿度等の条件の制御が不適切である場合、損壊や汚染のリスクがある。

これに基づき、細胞治療の操作フローを簡単化し、実験室に入って細胞を培養して細胞膜を製作する冗長な作業を必要とせずに、細胞輸送において温度制御が容易でないというリスクを回避し、パッケージ及び細胞注入装置によって臨床分野で細胞膜を現場で製造可能にする「細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置」を如何に開発するかは、関連技術分野の人々が解決を望む課題である。

一実施形態において、本発明が提供する細胞及び組織シート形成パッケージは、
溝を有するボトムプレートと、
溝内に配置され、親水性を有する材質からなるフィルムと、
水平面に平行であり且つ第１方向に平行であり、ボトムプレートの上部に第１位置と第２位置との間で滑動可能に設けられ、第１位置にある時に溝とフィルムを覆うことができ、第２位置にある時に溝及びフィルムを露出することができるトッププレートと、
トッププレート及びボトムプレートの上面を覆い、トッププレート及びフィルムを内部に密封させる密封膜と、を備え、
トッププレートは、
トッププレートの上面からトッププレートの底面まで貫通し、トッププレートが第１位置にある時、溝及びフィルムの上方に位置し、トッププレートの上面から溶液を溝内に注入させる孔と、
トッププレートに設置され、能動磁気部材と磁気的に引き合い、能動磁気部材によりトッププレートの滑動を駆動させることに適した受動磁気部材と、
を含む。

もう１つの実施形態において、本発明が提供する細胞注入装置は、細胞及び組織シート形成パッケージに適用され、細胞注入装置は、キャリア、注入手段及び駆動手段を備え、
キャリアは、
細胞及び組織シート形成パッケージを載置させることに適するベースと、
ベースの上方に移動して開閉可能に設けられ、細胞及び組織シート形成パッケージを前記ベース内に位置決めし、注入孔を有し、ベース上に閉じ合わせる時に注入孔の投影範囲が細胞及び組織シート形成パッケージの前記トッププレートの孔の投影範囲と重なる上蓋と、
ベースに設置され、フィルム及び溶液に熱エネルギーを供給する少なくとも１つの加熱部材と、
水平面に平行であり且つ第１方向に平行に第３位置と第４位置との間で滑動可能に前記上蓋の上部に設けられ、受動磁気部材と磁気的に引き合うことに適し、第４位置まで滑動した時にトッププレートが第２位置まで滑動するように同期して駆動可能な能動磁気部材と、を含み、
注入手段は、
レール上に設置され、レールの延伸方向は、水平面に垂直である固定台と、
注入器と、を含み、
注入器は、
長尺筒状であり、溶液を収容することに適し、軸方向が水平面に垂直であり、固定台に設置されるシリンダと、
シリンダの底端に同軸に設置され、針先が水平面に向いているニードルヘッドと、
シリンダ内に同軸に設けられるピストンと、
を含み、
駆動手段は、
水平面に平行であり且つ第１方向に平行に第５位置と第６位置との間で往復移動するようにキャリアを駆動することに適し、キャリアが第５位置にある時、ニードルヘッドの投影範囲が上蓋の注入孔の投影範囲とずれ、キャリアが第６位置にある時、ニードルヘッドの投影範囲が上蓋の注入孔の投影範囲及びトッププレートの孔の投影範囲と重なる第１駆動部材と、
レール上で水平面に垂直に第７位置と第８位置との間で往復移動するように固定台及び注入器を同期して駆動することに適し、固定台及び注入器が第７位置にある時、針先の水平位置は、キャリアの上蓋の上面の水平位置よりも高く、固定台及び注入器が第８位置にある時、針先の水平位置は、トッププレートの孔の上部の密封膜の水平位置よりも低い第２駆動部材と、
シリンダ内で水平面に垂直に移動するようにピストンを駆動することに適し、シリンダ内の溶液をニードルヘッドから押し出す第３駆動部材と、を含む。

本発明の細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置は、細胞治療の操作フローを簡単化し、実験室に入って細胞を培養して細胞膜を製作する冗長な作業を必要とせずに、細胞輸送で温度制御が容易でないというリスクを回避し、パッケージ及び細胞注入装置によって臨床分野で細胞膜を現場で製造可能にする。

本発明の細胞及び組織シート形成パッケージの実施形態の組み合わせ構造説明図である。 図１の実施形態の密封膜を取り除いた分解構造説明図である。 図１の実施形態の密封膜を取り除き且つトッププレートが第２位置にある組み合わせ構造説明図である。 図３の３Ａ－３Ａ断面の拡大構造説明図である。 図１の実施形態の密封膜を取り除き且つトッププレートが第１位置にある組み合わせ構造説明図である。 図４の４Ａ－４Ａ断面の拡大構造説明図である。 図１の実施形態の留め具が設けられた構造説明図である。 図１の実施形態の留め具が設けられた構造説明図である。 本発明の細胞注入装置の組み合わせ構造説明図である。 本発明の細胞及び組織シート形成パッケージ装置がキャリアのベースに配置され且つ上蓋が開かれた構造説明図である。 本発明のキャリアが第５位置にあり且つニードルヘッドの投影範囲と上蓋の注入孔の投影範囲が互いにずれている断面構造説明図である。 本発明のキャリアが第６位置に配置され且つニードルヘッド６２２の投影範囲が上蓋の注入孔の投影範囲及び上蓋の孔の投影範囲と重なる断面構造説明図である。 本発明の注入装置の注入器が第８位置まで下降した状態説明図である。 本発明の注入装置の針先の水平位置がトッププレートの底面の水平位置よりも低い断面構造説明図である。 本願の注入装置の注入器が第７位置まで上昇し且つ加熱部材が加熱を行う状態説明図である。 本発明の注入装置の能動磁気部材が第４位置まで滑動した時の状態説明図である。 本発明の注入装置の上蓋が開かれ且つ細胞及び組織シート形成パッケージを取り出す準備をする構造説明図である。 本発明の細胞及び組織シート形成パッケージから細胞及び組織シートを取り出す説明図である。 本発明の細胞及び組織シート形成パッケージに留め具が設けられる場合の細胞及び組織シートの取り出しの説明図である。

本発明の実施形態では、細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置の設計により、臨床分野で細胞膜を現場で製造することができ、細胞治療の操作フローを簡単化し、実験室に入って細胞を培養して細胞膜を製作する冗長な作業を必要とせずに、細胞輸送で温度制御が容易でないというリスクを回避する。

図１及び図２を参照し、本発明が提供する細胞及び組織シート形成パッケージ１００は、ボトムプレート１０、フィルム２０、トッププレート３０及び密封膜４０を含む。

ボトムプレート１０及びトッププレート３０の材質は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネートエステル（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうちの１つであってよい。

フィルム２０は、親水性を有する材質で構成され、フィルム２０の材質は、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、及びコラーゲン（Ｃｏｌｌａｇｅｎ）のうちの１つであってよい。

密封膜４０の材質は、例えば、タイベック（Ｔｙｖｅｋ）、アルミホイル、ナイロンのうちの１つであってよい。

図２、図３及び図３Ａを参照し、ボトムプレート１０は、溝１１を有し、溝１１の一側に凹部１２が設けられ、凹部１２は、溝１１に連通される。

フィルム２０は、溝１１内に設置される。フィルム２０を溝１１に入れた後、フィルム２０の辺縁の一部は、凹部１２に露出し、フィルム２０と凹部１２との間に空隙を生成し、この空隙は、フィルム２０を取り易くすることができる。

ボトムプレート１０に凹み領域１３が設けられ、溝１１は、凹み領域１３内に設けられる。溝１１の位置に対応する凹み領域１３の相対する２つの内側にそれぞれスライド溝１４が設けられ、２つのスライド溝１４の長さ方向は、第１方向Ｆ１に平行である。

図３、図３Ａ、図４及び図４Ａを参照し、トッププレート３０は、スライド溝１４内に設置され、トッププレート３０は、水平面に平行であり且つ第１方向Ｆ１に平行であり、トッププレート３０は、第１方向Ｆ１に平行に第１位置と第２位置との間で滑動可能にボトムプレート１０の上部に設置されることができる。ここ及び以下で述べる水平面とは、何れもＸ軸とＹ軸によって構成される平面を指す。

トッププレート３０が第２位置にある時、図３に示すように、溝１１及びフィルム２０を露出することができる。トッププレート３０が第１位置にある時、図４に示すように、溝１１及びフィルム２０を覆うことができる。

図３、図３Ａ、図４及び図４Ａを参照し、上部プレート３０は、孔３１及び受動磁気部材３２を含む。

孔３１は、トッププレート３０の上面３３からトッププレート３０の底面３４まで通過する。トッププレート３０が図４に示される第１位置にある時、孔３１は、溝１１及びフィルム２０の上方に位置し、孔３１は、トッププレート３０の上面３３から溝１１内に溶液（図示せず）を注入させることができる。図４Ａを参照し、本実施形態において、トッププレート３０が第１位置にある時、孔３１の投影範囲は、溝１１及びフィルム２０の中心に位置し、このようにして、溶液の分布をより均一にすることができる。

本発明が採用する溶液は、生体適合性を有するポリマー材料と細胞の混合溶液である。ここで、ポリマー材料は、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、ゼラチン（ｇｅｌａｔｉｎ）、ヒアルロン酸（Ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、アルギン酸塩（Ａｌｇｉｎａｔｅ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）コポリマーのうちの１つである。細胞は、線維芽細胞、筋芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、前駆細胞、腱細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、骨髄幹細胞又は脂肪幹細胞のうちの１つである。

受動磁気部材３２は、能動磁気部材（図示せず）と磁気的に引き合うことに適し、能動磁気部材によって水平面に平行であり且つ第１方向Ｆ１に平行に第１位置と第２位置との間で滑動するようにトッププレート３０を駆動する。本実施形態では、受動磁気部材３２は、２つの受動磁気素子３２１を有し、２つの受動磁気素子３２１は、水平面に平行に分布し、且つ分布方向は水平面に平行であり、第１方向Ｆ１に垂直に設けられる。

図４Ａを参照し、溝１１は、Ｚ軸方向に平行であり、水平面に垂直に深さＨを有し、フィルム２０は、Ｚ軸方向に平行であり、水平面に垂直に厚さｈを有し、深さＨは、厚さｈよりも大きく、且つ溝１１は、水平面に沿って面積Ａ（即ち、底面積）を有する。従って、溝１１内に注入される溶液の体積は、最大で（Ｈ－ｈ）×Ａになる。一般的に、フィルム２０の厚さｈは、１０～１００マイクロメートル（μｍ）の範囲である。サイズが３０×３０×０．０２ミリメートル（ｍｍ）のフィルム２０の場合、必要な溶液の体積は約０．９～１．１ミリリットル（ｍｌ）であり、上記の式（Ｈ－ｈ）×Ａにより、溝１１の必要な深さＨを算出して設計の参考とすることができる。

図５及び図５Ａを参照し、本実施形態では、溝１１内に留め具１５が設けられ、留め具１５は、溝１１と緊密に適合してフィルム２０を留め具１５と溝１１の間に固定させることに適し、留め具１５は、フィルム２０の上面の周縁に押し付けられ、フィルム２０の位置を制限して移動を防止する。

留め具１５の材質は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ゴム、炭化ケイ素（Ｓｉｌｉｃｏｎ）であってよい。

図１、図３及び図４を参照し、図３に示すように、フィルム２０及びトッププレート３０をボトムプレート１０内に設置する。次に、図４に示すようにトッププレート３０を第１位置まで滑動させて、フィルム２０を覆う。次に、密封膜４０でトッププレート３０及びボトムプレート１０の上面を覆い、トッププレート３０及びフィルム２０を密封膜４０内に密封し、図１に示すように密封された細胞及び組織シート形成パッケージ１００を形成する。

同様に、図５及び図５Ａに示す実施形態も、図３及び図４に示す方法により、密封膜４０でトッププレート３０及びボトムプレート１０の上面を覆うことができ、図１に示すような外形の密封された細胞及び組織シート形成パッケージ１００を形成する。

図６に示すように、本発明が提供する細胞注入装置２００は、図１に示す細胞及び組織シート形成パッケージ１００に溶液を注入することに用いられる。

細胞注入装置２００は、キャリア５０及び注入手段６０を含み、且つ第１駆動部材７０、第２駆動部材８０及び第３駆動部材９０からなる駆動手段を用いてキャリア５０及び注入手段６０の動作を駆動する。

図６、図７及び図８を参照し、キャリア５０は、ベース５１、上蓋５２、２つの加熱部材５３及び能動磁気部材５４を含む。

ベース５１は、図１に示すような細胞及び組織シート形成パッケージ１００を載置させることに適する。上蓋５２は、ベース５１と接続し、本実施形態では、上蓋５２とベース５１との間の一側は、ヒンジ５５を用いて枢着することができ、相対する他側は、マグネットボタン５６を用いて上蓋５２をベース５１に固定又は分離する。上蓋５２をベース５１の上方に移動して開閉可能に設置させ、上蓋５２をベース５１の上方に閉じ合わせるように設置する時、細胞及び組織シート形成パッケージ１００をベース５１内に位置決めすることができる。細胞及び組織シート形成パッケージ１００のトッププレート３０及び他の部材が密封膜４０内に密封されるため、図７における破線で示すようになる。上蓋５２は、注入孔５２１を有する。図８に示すように、上蓋５２がベース５１上で閉じ合わせられる時、注入孔５２１の投影範囲は、細胞及び組織シート形成パッケージ１００のトッププレート３０の孔３１の投影範囲と重なる。

加熱部材５３は、ベース５１に設置され、本実施形態では、２つの加熱部材５３がベース５１の相対する両側に配置され、細胞及び組織シート形成パッケージ１００のフィルム２０と溶液に熱エネルギーを供給する。加熱部材５３のタイプは、限定せず、図７に示すように、加熱部材５３は、長尺管状の形状であるが、これに限定するものではない。

能動磁気部材５４は、水平面に平行であり且つ第１方向Ｆ１に平行に第３位置と第４位置との間で滑動可能に上蓋５２の上部に設置される。能動磁気部材５４は、２つの能動磁気素子５４１を含み、２つの能動磁気素子５４１は、プッシュ部材５４２に接続される。上蓋５２がベース５１の上方に閉じ合わせるように設置される時、能動磁気部材５４の２つの能動磁気素子５４１は、細胞及び組織シート形成パッケージ１００の受動磁気部材３２の２つの受動磁気素子３２１と磁気的に引き合うことに適するため、能動磁気素子５４１と接続するプッシュ部材５４２の位置を押し動かすことによって、能動磁気部材５４は、第３位置と第４位置との間で滑動することができ（図１１に示す能動磁気部材５４の位置を参照）、このようにして、細胞及び組織シート形成パッケージ１００のトッププレート３０の第１位置と第２の位置との間の滑動を同期して駆動することができる（図３に示すトッププレート３０の位置を参照）。

即ち、細胞及び組織シート形成パッケージ１００は、キャリア５０の内部に設置され、能動磁気部材５４と受動磁気部材３２とが互いに磁気的に引き合うことによって、キャリア５０の外部において、細胞及び組織シート形成パッケージ１００のトッププレート３０の移動を制御することができる。一実施形態では、ユーザは、プッシュ部材５４２を手動で移動させることで能動磁気部材５４を移動させることができ、或いは機械的又は電気的にプッシュ部材５４２を駆動し、能動磁気部材５４の位置を変更することができる。

図６を参照し、注入手段６０は、固定台６１及び注入器６２を含む。固定台６１は、レール６３上に設置され、レール６３は、Ｚ軸方向に平行に延伸して水平面に垂直である。

注入器６２は、シリンダ６２１、ニードルヘッド６２２及びピストン６２３を含む。シリンダ６２１は、長尺筒状であり、溶液を収容することに適し、シリンダ６２１は、その軸方向がＺ軸方向に平行であり、水平面に垂直であり、固定台６１に設置される。ニードルヘッド６２２は、シリンダ６２１の底端に同軸に設置され、ニードルヘッド６２２の針先６２２１は、水平面に向いている。ピストン６２３は、シリンダ６２１内に同軸に設置され、ピストン６２３は、Ｚ軸方向に沿ってシリンダ６２１内で移動することに適し、シリンダ６２１内の溶液を押し出してニードルヘッド６２２の針先６２２１から流出させることができる。

駆動手段に含まれる第１駆動部材７０、第２駆動部材８０及び第３駆動部材９０の動作方法を以下に説明する。

図６、図８及び図８Ａを参照し、第１駆動部材７０は、キャリア５０の移動を駆動することに適し、例えば、水平面に平行であり且つ第１方向Ｆ１に平行に移動する。第１駆動部材７０は、第１スクリュ７１及び第１モータ７２を含む。第１スクリュ７１の軸心方向は、水平面に平行であり、キャリア５０は、第１スクリュ７１に設置される。第１モータ７２は、第１スクリュ７１の正逆回転を駆動し、第５位置と第６位置との間で往復移動するようにキャリア５０を同期して連動する。

キャリア５０の一側に第１センサＳ１及び第２センサＳ２が設けられ、キャリア５０のベース５１の第１センサＳ１及び第２センサＳ２と同じ側に第１センシング部材Ｄ１及び第２センシング部材Ｄ２が設けられる。第１センシング部材Ｄ１及び第２センシング部材Ｄ２は、それぞれ、第１センサＳ１及び第２センサＳ２によって検知されることに適し、キャリア５０の位置情報を取得する。詳細には、第１駆動部材７０がキャリア５０の移動を駆動する時、第１センシング部材Ｄ１及び第２センシング部材Ｄ２が同期して移動し、それぞれ第１センサＳ１及び第２センサＳ２の検知範囲内に入り、キャリア５０が第５位置又は第６位置に停止するように制御することができる。

第１センサＳ１が第１センシング部材Ｄ１を検視する時、第１駆動部材７０が動作を停止するように制御し、キャリア５０を第５位置に停止させ、図６に示す状態のとおりである。この時、図８に示すように、ニードルヘッド６２２の投影範囲は、上蓋５２の注入孔５２１の投影範囲とずれる。

図６を参照し、第１駆動部材７０は、注入手段６０が設けられた一側に向かって移動するようにキャリア５０を駆動し、第２センサＳ２に第２センシング部材Ｄ２を検知させる時、第１駆動部材７０が動作を停止するように制御し、キャリア５０を第６位置に停止させ、この時、ニードルヘッド６２２の投影範囲は、図８Ａに示すように、上蓋５２の注入孔５２１の投影範囲及びトッププレート３０の孔３１の投影範囲と重なり、その後、第２駆動部材８０が固定台６１及び注入器６２の移動を駆動するように制御することができる。

図６を参照し、第２駆動部材８０は、固定台６１及びニードルシリンダ６２の移動を駆動することに適する。第２駆動部材８０は、回転盤８１、接続ロッド８２及び駆動素子（図示せず）を含み、駆動素子は、モータであってよい。回転盤８１は、固定台６１の下方に設置される。接続ロッド８２の一端は、固定台６１に枢着され、他端は、回転盤８１の偏心箇所に枢着される。駆動素子が回転盤８１の回転を駆動する時、接続ロッド８２を同期して連動して固定台６１を移動させ、固定台６１及び注入器６２は、レール６３上でＺ軸方向に平行且つ水平面に垂直に第７位置と第８位置の間で往復移動する。

注入手段６０の一側に第３センサＳ３が設けられ、固定台６１の第３センサＳ３と同じ側に第３センシング部材Ｄ３が設けられ、且つ第３センシング部材Ｄ３は、第３センサＳ３によって検知されることに適し、注入装置６０の固定台６１及び注入器６２の位置情報を取得する。詳細には、第２駆動部材８０が固定台６１及び注入器６２を駆動する時、第３センシング部材Ｄ３は、同期して移動し、第３センサＳ３の検知範囲内に入ることができる。図６に示すように、第３センサＳ３が第３センシング部材Ｄ３を検知する時、第２駆動部材８０が動作を停止するように制御し、固定台６１を第７位置で停止させる。この時、図８Ａに示すように、針先６２２１の水平位置Ｈ１は、キャリア５０の上蓋５２の上面５２２の水平位置Ｈ２よりも高い。

図６、図９及び図９Ａを参照し、固定台６１及び注入器６２が第８位置に位置するまで下方へ駆動される時、ニードルヘッド６２２は、注入孔５２１に入り、針先６２２１の水平位置Ｈ３は、孔３１の上部の密封膜４０水平位置Ｈ４よりも低く、且つニードルヘッド６２２の投影範囲は、上蓋５２の注入孔５２１の投影範囲と重なり、即ち、針先６２２１は、密封膜４０を突き破って孔３１に伸びることができる。その後、第３駆動部材９０が注入器６２のピストン６２３を押圧するように駆動することができる。

図６を参照し、第３駆動部材９０は、ピストン６２３の移動を駆動することに適する。第３駆動部材９０は、第２スクリュ９１、押圧受け９２及び第２モータ９３を含む。第２スクリュ９１の軸心方向は、Ｚ軸に平行で、水平面に垂直である。押圧受け９２は、第２スクリュ９１に設置され、押圧受け９２の一側は、ピストン６２３の上面の上方に位置し、ピストン６２３を押圧することに適する。第２モータ９３は、第２スクリュ９１の正逆回転を駆動し、押圧受け９２を同期して連動し、Ｚ軸方向に平行であり且つ水平面に垂直に第９位置と第１０位置との間で往復移動する。

細胞注入装置２００の一側に第４センサＳ４が設けられ、第３駆動部材９０の押圧受け９２の第４センサＳ４と同じ側に第４センシング部材Ｄ４が設けられ、且つ第４センシング部材Ｄ４は、第４センサＳ４に検知されることに適し、押圧受け９２の位置情報を取得する。詳細には、第３駆動部材９０が押圧受け９２の移動を駆動する時、第４センシング部材Ｄ４は、同期して移動し、第４センサＳ４の検知範囲内に入る。図６は、押圧受け９２が第９位置にあることを示しており、第４センサＳ４は、第４センシング部材Ｄ４を検知することができ、第３駆動部材９０が動作を停止することを制御し、この時、押圧受け９２は、ピストン６２３に接触しておらず、固定台６１は、第７位置にある。

図９及び図９Ａを参照し、第２駆動部材８０は、固定台６１及び注入器６２が図９及び図９Ａに示す第８位置まで下向きに移動する時、第３駆動部材９０は、押圧受け９２がＺ軸方向に平行であり且つ水平面に垂直に下降するように駆動し、押圧受け９２をピストン６２３に接触させ、且つ押圧受け９２第１０位置まで下降し続け、シリンダ６２１内の溶液ＳＬをニードルヘッド６２２から押し出し、溶液ＳＬを図９Ａに示すように、トッププレート３０とフィルム２０との間の空間に進入させる。

図６、図９Ａ及び図１０を参照し、溶液ＳＬがトッププレート３０とフィルム２０との間の空間に完全に注がれた後、第３駆動部材９０は、押圧受け９２を上昇させてピストン６２３との接触から離脱し、押圧受け９２は、図６に示す第９位置まで上昇する時、第４センサＳ４は、第４センシング部材Ｄ４を検知し、第３駆動部材９０が動作を停止するように制御する。

その後、第２駆動部材８０が固定台６１及び注入器６２が図６に示す第７位置まで上昇するように駆動させ、第３センサＳ３が第３センセンシング部材Ｄ３を検知する時、第２駆動部材８０が動作を停止するように制御し、図6に示すように、固定台６１を第７位置に停止させる。

その後、加熱部材５３によって細胞及び組織シート形成パッケージ１００のフィルム２０及び溶液ＳＬに熱エネルギーを供給し、溶液ＳＬにコロイド２１を形成させ、フィルム２０に吸着させる。一実施形態では、サイズが３０×３０×０．０２ミリメートル（ｍｍ）のフィルム２０、及び体積が約０．９～１．１ミリリットル（ｍｌ）である溶液ＳＬに対して、加熱部材５３によって摂氏３７～４０度まで約１０分間加熱し、溶液ＳＬにコロイド２１を形成させ、フィルム２０に吸着させる。

その後、図１１に示すように、プッシュ部材５４２を第１方向Ｆ１と平行に移動し、能動磁気部材５４を第４位置まで滑動させ、能動磁気部材５４の２つの能動磁気素子５４１が細胞及び組織シート形成パッケージ１００の受動磁気部材３２の２つの受動磁気素子３２１と磁気的に引き合うことができるため、トッププレート３０が第２位置まで滑動するように同期して駆動することができる（図３に示す上板３０の位置を参照可能）。トッププレート３０は、滑動することで押し開かれるため、コロイド２１が付着したフィルム２０と粘着することがない。

その後、図１２に示すように、上蓋５２を開き、細胞及び組織シート形成パッケージ１００をベース５１から取り出し、細胞及び組織シート形成パッケージ１００の外層の密封膜４０を剥がし取る。

その後、図１３に示すように、コロイド２１が付着したフィルム２０（即ち、細胞及び組織シート）をボトムプレート１０から取り出し、患部を覆うことに使用することができる。

図５及び図５Ａに示すようにフィルム２０に留め具１５が設けられる場合、図１４に示すように、コロイド２１が付着したフィルム２０を留め具１５とともにボトムプレート１０から一緒に取り出し、コロイド２１が取り付けられたフィルム２０から留め具１５が分離し、コロイド２１に付着したフィルム２０（即ち、細胞及び組織シート）を、患部を覆うことに使用することができる。

要約すると、本発明が提供する細胞及び組織シート形成パッケージ並びに細胞注入装置は、細胞及び組織シート形成パッケージ内にフィルムを密封し、細胞及び組織シートを使用する時、細胞注入装置を準備し、臨床分野の医師又は看護師が細胞及び組織シート形成パッケージを細胞注入装置のキャリアに置き、細胞注入装置の注入手段に細胞及びポリマー材料混合溶液を有する注入器を取り付け、それから、細胞注入装置を起動し、キャリアを注入手段の下方まで移動させ、注入器を下げて溶液を細胞及び組織シート形成パッケージに注入し、加熱した後、細胞及び組織シート形成パッケージのトッププレートを磁気部材によって滑動させて押し開き、コロイドが付着したフィルム（即ち、細胞及び組織シート）を取り出して患部を覆うことに使用することができる。

前述のように、実験検証を経て、サイズが３０×３０×０．０２ミリメートル（ｍｍ）のフィルム、及び体積が約０．９～１．１ミリリットル（ｍｌ）である溶液に対して、加熱部材で３７～４０℃まで約１０分加熱し、溶液にコロイドを形成させてフィルムに吸着させることができる。本発明は、細胞治療操作プロセスを簡単化することができ、実験室に入って細胞を培養し、細胞シートを製造する冗長な作業を必要とせず、細胞輸送の温度制御が容易でないというリスクを回避することができ、パッケージ及び細胞注入装置によって臨床分野で細胞膜を現場で製造可能にする。無菌パッケージを開封した後、細胞及び組織シートを直接取り出し、患部を覆うことに使用することができる。治療期間において待つ必要がなく、作業も簡単である。

本発明は、上記のように実施形態を開示しているが、本発明を限定するものではなく、当業者は、本発明の精神を逸脱しない範囲で幾らかの変更及び修飾を行うことができ、故に本発明の保護範囲は、後述する特許請求の範囲の定義に従うものとする。

１００ 細胞及び組織シート形成パッケージ
１０ ボトムプレート
１１ 溝
１２ 凹部
１３ 凹み領域
１４ スライド溝
１５ 留め具
２０ フィルム
３０ トッププレート
３１ 孔
３２ 受動磁気部材
３２１ 受動磁気素子
３３ 上面
３４ 底面
４０ 密封膜
２００ 細胞注入装置
５０ キャリア
５１ ベース
５２ 上蓋
５２１ 注入孔
５３ 加熱部材
５４ 能動磁気部材
５４１ 能動磁気素子
５４２ プッシュ部材
５５ ヒンジ
５６ マグネットボタン
６０ 注入手段
６１ 固定台
６２ 注入器
６３ レール
６２１ シリンダ
６２２ ニードルヘッド
６２３ ピストン
７０ 第１駆動部材
７１ 第１スクリュ
７２ 第１モータ
８０ 第２駆動部材
８１ 回転盤
８２ 接続ロッド
９０ 第３駆動部材
９１ 第２スクリュ
９２ 押圧受け
９３ 第２モータ
Ｄ１ 第１センシング部材
Ｄ２ 第２センシング部材
Ｄ３ 第３センシング部材
Ｄ４ 第４センシング部材
Ｆ１ 第１方向
Ｈ 深さ
ｈ 厚さ
Ｈ１ 水平位置
Ｈ２ 水平位置
Ｈ３ 水平位置
Ｈ４ 水平位置
Ｓ１ 第１センサ
Ｓ２ 第２センサ
Ｓ３ 第３センサ
Ｓ４ 第４センサ
ＳＬ 溶液

Claims (17)

1. 溝を有するボトムプレートと、
   前記溝内に配置され、親水性を有する材質からなるフィルムと、
   水平面に平行であり且つ第１方向に平行であり、前記ボトムプレートの上部に第１位置と第２位置との間で滑動可能に設けられ、前記第１位置にある時に前記溝と前記フィルムを覆うことができ、前記第２位置にある時に前記溝及び前記フィルムを露出することができるトッププレートと、
   前記トッププレート及び前記ボトムプレートの上面を覆い、前記トッププレート及び前記フィルムを内部に密封させる密封膜と、
   を備え、
   前記トッププレートは、
   前記トッププレートの上面から前記トッププレートの底面まで貫通し、前記トッププレートが前記第１位置にある時、前記溝及び前記フィルムの上方に位置し、前記トッププレートの上面から溶液を前記溝内に注入させる孔と、
   前記トッププレートに設置され、能動磁気部材と磁気的に引き合い、前記能動磁気部材により前記トッププレートの滑動を駆動させることに適した受動磁気部材と、
   を含み、
   前記トッププレートが前記第１位置にある時、前記孔の投影範囲は、前記溝と前記フィルムとの中心に位置し、
   前記受動磁気部材は、２つの受動磁気素子を有し、前記２つの受動磁気素子は、前記水平面に平行に分布され、且つ分布方向は、前記第１方向に垂直に設定される細胞及び組織シート形成パッケージ。
2. 前記溝内に留め具が設けられ、前記留め具は、前記溝と緊密に適合することに適し、前記フィルムの上面の周囲に押し付けられて前記フィルムの移動を制限する請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
3. 前記溝の深さは、前記フィルムの厚さよりも大きい請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
4. 前記溝は、前記水平面に垂直に深さＨを有し、前記フィルムは、前記水平面に垂直に厚さｈを有し、前記溝は、前記水平面に沿って面積Ａを有し、前記溶液の体積は、最大で（Ｈ－ｈ）×Ａである請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
5. 前記ボトムプレートは、凹み領域が設けられ、前記溝は、前記凹み領域内に配置され、前記凹み領域は、前記溝の位置の相対する内側に対応してそれぞれスライド溝が設けられ、前記２つのスライド溝の長さ方向は、前記第１方向に平行であり、前記トッププレートは、前記スライド溝内に設置される請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
6. 前記溝の一側には、凹部が設けられ、前記凹部は、前記溝と連通し、前記フィルムの辺縁の一部は、前記凹部に露出し、前記フィルムと前記凹部との間に隙間を生じさせる請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
7. 前記溶液は、生体適合性のあるポリマー材料と細胞との混合溶液である請求項１に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
8. 前記ポリマー材料は、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、ゼラチン（ｇｅｌａｔｉｎ）、ヒアルロン酸（Ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、アルギン酸塩（Ａｌｇｉｎａｔｅ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）コポリマーのうちの１つである請求項７に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
9. 前記細胞は、線維芽細胞、筋芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、前駆細胞、腱細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、骨髄幹細胞、または脂肪幹細胞のうちの１つである請求項７に記載の細胞及び組織シート形成パッケージ。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の細胞及び組織シート形成パッケージに適用され、
    キャリア、注入手段及び駆動手段を備え、
    前記キャリアは、
    前記細胞及び組織シート形成パッケージを載置させることに適するベースと、
    前記ベースの上方に移動して開閉可能に設けられ、前記細胞及び組織シート形成パッケージを前記ベース内に位置決めし、注入孔を有し、前記ベース上に閉じ合わせる時に前記注入孔の投影範囲は、前記細胞及び組織シート形成パッケージの前記トッププレートの前記孔の投影範囲と重なる上蓋と、
    前記ベースに設置され、前記フィルム及び前記溶液に熱エネルギーを供給する少なくとも１つの加熱部材と、
    前記水平面に平行であり且つ前記第１方向に平行に第３位置と第４位置との間で滑動可能に前記上蓋の上部に設けられ、前記受動磁気部材と磁気的に引き合うことに適し、前記第４位置まで滑動した時に前記トッププレートが前記第２位置まで滑動するように同期して駆動可能な能動磁気部材と、
    を含み、
    前記注入手段は、
    レール上に設置され、前記レールの延伸方向は、前記水平面に垂直である固定台と、
    注入器と、
    を含み、
    前記注入器は、
    長尺筒状であり、前記溶液を収容することに適し、軸方向が前記水平面に垂直であり、前記固定台に設置されるシリンダと、
    前記シリンダの底端に同軸に設置され、針先が前記水平面に向いているニードルヘッドと、
    前記シリンダ内に同軸に設けられるピストンと、
    を含み、
    前記駆動手段は、
    前記水平面に平行であり且つ前記第１方向に平行に第５位置と第６位置との間で往復移動するように前記キャリアを駆動することに適し、前記キャリアが前記第５位置にある時、前記ニードルヘッドの投影範囲が前記上蓋の前記注入孔の投影範囲とずれ、前記キャリアが前記第６位置にある時、前記ニードルヘッドの投影範囲が前記上蓋の前記注入孔の投影範囲及び前記トッププレートの前記孔の投影範囲と重なる第１駆動部材と、
    前記レール上で前記水平面に垂直に第７位置と第８位置との間で往復移動するように前記固定台及び前記注入器を駆動することに適し、前記固定台及び前記注入器が第７位置にある時、前記針先の水平位置は、前記キャリアの前記上蓋の上面の水平位置よりも高く、前記固定台及び前記注入器が第８位置にある時、前記針先の水平位置は、前記トッププレートの前記孔の上部の前記密封膜の水平位置よりも低い第２駆動部材と、
    前記シリンダ内で前記水平面に垂直に移動するように前記ピストンを駆動することに適し、前記シリンダ内の前記溶液を前記ニードルヘッドから押し出す第３駆動部材と、
    を含む、細胞注入装置。
11. 前記キャリアの一側に第１センサ及び第２センサが設けられ、前記キャリアの前記ベースに第１センシング部材及び第２センシング部材が設けられ、前記第１駆動部材が前記キャリアの移動を駆動する時、前記第１センシング部材及び前記第２センシング部材は、同期して移動し、それぞれ前記第１センサ及び前記第２センサの検知範囲に入り、前記第１センサが前記第１センシング部材を検知した時、前記第１駆動部材は、動作を停止するように制御し、前記キャリアを前記第５位置に停止させ、前記第２センサが前記第２センシング部材を検知した時、前記第１駆動部材は、動作を停止するように制御し、前記キャリアを前記第６位置に停止させる請求項１０に記載の細胞注入装置。
12. 前記注入手段の一側に第３センサが設けられ、前記固定台に第３センシング部材が設けられ、前記第２駆動部材が前記固定台及び前記注入器を駆動する時、前記第３センシング部材は、同期して移動し、前記第３センサの検知範囲に入ることができ、前記第３センサが前記第３センシング部材を検知する時、前記第２駆動部材は、動作を停止するように制御し、前記固定台を前記第７位置に停止させる請求項１０に記載の細胞注入装置。
13. 前記第１駆動部材は、
    軸心方向が前記水平面に平行であり、前記キャリアが設置される第１スクリュと、
    前記第１スクリュの正逆方向の回転を駆動し、前記第５位置と前記第６位置の間で往復移動するように前記キャリアを同期して連動させる第１モータと、
    を含む請求項１０に記載の細胞注入装置。
14. 前記第２駆動部材は、
    前記固定台の下方に設置される回転盤と、
    一端が前記固定台に枢着され、相対する他端は、前記回転盤偏心箇所に枢着される接続ロッドと、
    前記回転盤の回転を駆動させ、前記接続ロッドを同期して連動して前記固定台を移動させ、前記固定台及び前記注入器が前記レール上で前記水平面に垂直に前記第７位置と第８位置との間で往復移動する駆動素子と、
    を含む請求項１０に記載の細胞注入装置。
15. 前記第３駆動部材は、
    軸心方向が前記水平面に垂直である第２スクリュと、
    前記第２スクリュに設置され、一側が前記ピストンの上面の上方に位置し、前記ピストンを押圧する押圧受けと、
    前記第２スクリュの正逆方向の回転を駆動し、前記水平面に垂直に第９位置と第１０位置の間で往復移動するように前記押圧受けを同期して連動させる第２モータと、
    を含む請求項１０に記載の細胞注入装置。
16. 前記細胞注入装置の一側に第４センサが設けられ、前記押圧受けに第４センシング部材が設けられ、前記第３駆動部材が前記押圧受けの移動を駆動する時、前記第４センシング部材が同期して移動し、前記第４センサの検知範囲に入ることができ、前記第４センサが前記第４センシング部材を検知する時、前記第３駆動部材が動作を停止するように制御する請求項１５に記載の細胞注入装置。
17. 前記受動磁気部材は、２つの受動磁気素子を有し、前記２つの受動磁気素子は、前記水平面に平行に分布され、且つ分布方向が前記第１方向に垂直に設けられ、前記能動磁気部材は、２つの能動磁気素子を含み、前記２つの能動磁性吸着素子は、前記２つの受動磁気素子と磁気的に引き合うことに適する請求項１０に記載の細胞注入装置。

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