JPH01174376A

JPH01174376A - 細胞培養槽

Info

Publication number: JPH01174376A
Application number: JP62336366A
Authority: JP
Inventors: Eitaro Kumazawa; 熊沢　栄太郎; Takashi Mano; 真野　隆; Masahiko Murakami; 村上　晶彦; Masaji Ueda; 正次上田
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-10
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH078229B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は細胞を培養する培養槽において、細胞が消費す
る酸素を大量に供給することにより高細胞濃度の培養を
維持し、同時に高密度培養に不可欠な培養液のかん流を
容易にする細胞培養槽に関する。

（従来の技術）細胞培養は、−船釣にタンク培養で行われており、接着
担体を必要とする接着性細胞の場合にあってはローラビ
ン、マルチプレート、マイクロキャリア等の方法が利用
されている。

そして、これらの方法の中でも、マイクロキャリアを培
養液中に浮遊させて細胞培養するマイクロキャリア方式
は代表的な大量培養の方法である。

しかしながら、通常のマイクロキャリア方式において行
われているような上面通気による酸素供給にはその供給
量などに限界があり、高細胞濃度の培養を維持すること
が出来ないという欠点がある。

そこで、この欠点を解決する手段として、従来特開昭６
２−１２２５’８１号に示すような培養槽内に酸素を直
接供給する手段や、特開昭５４−９２６８７号に示すよ
うな抗水性膜を介して分圧差により培養液中に酸素を溶
解させる手段等が提案されている。

また、高密度培養のためには、培養液を連続的、もしく
は定期的にがん流する（古い培養液を取り除いて新しい
培養液を注入する）必要があるが、その際、接着担体と
分離して培養液のみを抜き取るために、培養液の排出管
の端部に焼結金属フィルターやステンレスフィルターな
どを取り付ける方法が従来採られている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述の特開昭６２−１２２５８１号に示
すものは細胞が接着した接着担体の浮遊する培養液に対
して空気及びまたは酸素を直接噴気するために、培養液
中に大きな撹乱流を生じ、剪断力によるダメージを細胞
に与えるという不都合や、接着担体が気泡によって押し
上げられて培養槽の上部内壁やセンサー等に付着し、培
養液中に浮遊しなくなつ°ζ培養に支障を来すという不
都合があり、また、特開昭５４−９２６８７号に示すも
のは大量の酸素の供給が行えず、例えば組換え体細胞の
ような酸素消費量の多い培養には供給が十分でないとい
う不都合がある。

また、培養液のかん流を行うに際しては、排出管の端部
に設けられたフィルターに細胞担体が目詰まりする等の
問題がある。

（問題を解決するための手段）本発明は以上の問題を解決し、細胞にダメージを与える
ことなく培養液中に細胞が消費する酸素を大量に供給す
ることにより高細胞濃度の培養を維持し、同時に高密度
培養に不可欠な培養液のかん流を容易に行える細胞培養
槽を得ることを技術的課題とするものであり、この課題
を解決するために、細胞培養槽の一部に培養液は透過す
るが細胞の接着担体は透過しないフィルターによって隔
離される領域を設けるとともに、該領域内に酸素及びま
たは空気を供給する導管を配設して培養液中に酸素を供
給するようにして細胞培養槽を構成するようにした。

なお、以上のような細胞培養槽を構成する一部において
、フィルターを介しての培養液の移動が激しくなると、
フィルターの外面に細胞接着単体が付着する場合もある
が、この付着力は弱いものであるのでフィルターを回転
するものや振動するものなどにすることによって容易に
その付着した細胞接着単体を除去することが出来るもの
である。

（作用）本発明は以上のように構成したので、フィルターで隔離
された領域内において培養液に酸素や空気を供給するこ
とにより、この領域の外に浮遊する細胞に対し撹乱によ
る剪断力のダメージを与えることがなく、この領域内に
おいてじゅうぶんに酸素を得た培養液がフィルターの側
面全体から外側の培養液中に透過していくことになる。

また、フィルターは培養液は透過するが細胞が付着する
接着担体は透過しないものを使用するようにしたので、
この領域内は接着担体と分離した培養液のみで満たされ
ることになり、フィルターを使用せずに培養液のかん流
を行うことも可能になる。

なお、培養液のかん流はフィルター内に限定されるもの
ではない（実施例）以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１．２図は、本発明にかかる細胞培養槽を示すもので
あって、槽本体（Ａ＞の内部にはマイクロキャリア等の
接着担体（ａ＞が浮遊する培養液（１）が液面（１′）
の高さまで充填されている。

（２〉はその側面（２゛）及び底面（２′”）によって
領域（Ｂ）を仕切っているフィルターであり、このフィ
ルター（２）は培養液は透過するが細胞が付着する接着
担体（ａ）は透過しないもの、すなわち接着担体として
のマイクロキャリアーなどを透過しない程度の細孔が多
数穿たれているものであって、培養液（１）は自由に透
過する能力をもったフィルターから成っている。そして
、領域（Ｂ）内には接着担体（ａ＞が浮遊しない培養液
（１）のみが充填されている。

なお、フィルター（２）の材質は、気体を吸着しないも
の、例えばガラス、焼結金属、セラミックス、紙、プラ
スチック、ステンレスメツシュ等を用いることが可能で
あるが、これに限定されるものではない。

領域（Ｂ、　）は上方が槽本体（Ａ）内の気体層部分（
３）において解放する開口部（Ｂ′）を有しており、こ
の開口部（Ｂ′）からは酸素もしくは空気を供給するた
めの導管（４）と、培養液（１）のかん流をするために
培養液（１）の供給と排出を行う供給排出管（５）とが
領域（Ｂ）に対して挿入されている。

その他、（６）、（７）は培養液（１）を撹拌する撹拌
羽根であって、モーター（８）の駆動により撹拌羽根（
６）および撹拌羽根（７〉が作動するが、撹拌羽根（６
）は勾配をきつくとって撹拌力を大きくし、逆に撹拌羽
根（７）は勾配を緩くとって撹拌力を小さなものとし、
細胞に剪断力によるダメージを与えないようになってい
る。

従って、以上のように構成された本発明細胞培養槽を利
用することにより、領域（Ｂ）内において、導管（４）
から培養液（１）に対して酸素が供給されて培養液（１
）に酸素が溶は込み、他方導管（４）から領域（Ｂ）内
に供給されたにもかかわらず培養液（１）に溶けなかっ
た気体は上方に解放する開口部（Ｂ′）から槽外へ排出
される。

そして、この領域（Ｂ）内において気体による撹乱流と
撹拌羽根（６）による撹拌流によって十分に酸素が溶は
込んだ培養液（１）はフィルター（２）の側面（２°）
及び底面（２”′）全体から外側の培養液中に透過して
いくことになり、領域（Ｂ）の外に浮遊する細胞に対し
て、酸素を供給する際に生じる撹乱流による剪断力のダ
メージを与えることがなく、しかも、接着担体（ａ）が
培養槽（Ａ）の上部内壁や図示しないセンサー等に付着
することによる不都合も解消されることになる。

また、フィルター（２）は培養液（１）は透過するが接
着担体（ａ）は透過しないものを使用しているので、こ
の領域（Ｂ）内には接着担体（ａ）と分離した培養液（
１）のみが液面（１′）まで満たされることになり、領
域（Ｂ）内に配設された、先端にフィルターを有さない
供給排出管（５）によって、細胞担体（ａ）の目詰まり
を気にせずに培養液（１）のかん流を行うことが可能と
なる。

なお、以上のような細胞培養槽（Ａ）を構成する上にお
いて、フィルター（２）を介しての培養液（１）の移動
が激しくなると、フィルター（２）の外面に細胞接着担
体（ａ）が付着する場合もあるが、この付着力は弱いも
のであるのでフィルター（２）を回転するものや振動す
るものなどにすることによって容易にその付着した細胞
接着単体（ａ）を除去することが出来る。

第３図は細胞培養槽（Ａ）の上部にモーター（１０）を
装着し、駆動軸（１１）の下端のピニオンギヤ（１２）
とフィルター（２）の外周に配設したリングギヤ（１３
）とを噛合せしめることにより、モーター（１０）の駆
動でフィルター（２）を回転させるようにしたものであ
るが、フィルター〈２）を回転させる手段としては、撹
拌羽根（６）、撹拌羽根（７）を作動させているモータ
ー（８〉の駆動力を利用する方法なども考えられる。

第４図は細胞培養槽（Ａ）の上部に機械的もしくは電気
的手段による振動発信装置（１４）を装着し、その作動
杆（１５）の下端をフィルター（２）に当接せしめるこ
とにより、振動発信装置（１４）でフィルター（２）を
振動させるようにしたものである。

第５図はフィルター（２）の側面（２′）を波型に形成
したものであり、フィルター（２）の表面積を増加させ
て培養液（１）の透過量が多くなるようにした一例を示
すものである。

また、本発明は細胞培養槽の一部にフィルターによって
隔離される領域を設け、その領域内に導管を配設したも
のであれば良く、例えば第６図に示すように培養槽（Ａ
）の上部内壁に沿った領域（Ｂ′）を設け、この領域（
Ｂ′）内に導管（４′）を配設するようにしても良く、
その他任意の具体的手段を採り得るものである。

（発明の効果）以上、本発明によれば、従来同様の簡単な細胞培養槽に
おいて、培養槽内に浮遊する細胞にダメージを与えずに
細胞が消費する酸素を大量に供給することができるので
、従来困難であった高細胞濃度の培養が容易に出来るよ
うになり、しかも培養を長期間に渡って連続的に行うこ
とが可能であるという優れた効果を奏することになる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明にかかる細胞培養槽の斜視図と断面
図、第３図は同細胞培養槽においてフィルターを回転す
るように構成したものの断面図、第４図は同細胞培養槽
においてフィルターを振動するように構成したものの断
面図、第５図は側面を波型に形成したフィルターの斜視
図、第６図は本発明の変形実施例にかかる細胞培養槽の
斜視図をそれぞれ現す。（Ａ）　　・・　　培養槽（Ｂ）　　・・・　領域（ａ）　　・・・　接着担体（１）　・・・　培養液（２）　　・・・　フィルター（３）　・・・　気体層部分く４）　・・・　導管（５）　・・　　供給排出管（６）、（７）　　・・・　撹拌羽根（８）　　・・・　モーター第１図？第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、細胞培養槽の一部に培養液は透過するが細胞の
接着担体は透過しないフィルターによって隔離される領
域を設けるとともに、該領域内に酸素及びまたは空気を
供給する導管を配設して培養液中に酸素を供給するよう
にしたことを特徴とする細胞培養槽。
（２）、上記領域はその上方が細胞培養槽内の気体層部
分において解放していることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の細胞培養槽。
（３）、前記培養液は透過するが細胞の接着担体は透過
しないフィルターは、回転するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項の何れかに記載さ
れた細胞培養槽。
（４）、前記培養液は透過するが細胞の接着担体は透過
しないフィルターは、振動するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項の何れかに記載さ
れた細胞培養槽。