JPH025850A

JPH025850A - 培養器

Info

Publication number: JPH025850A
Application number: JP63158714A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Mitsuda; 満田　伸二郎; Yoshiaki Matsuda; 松田　義章; Naoki Kobayashi; 直樹小林; Eitaro Kumazawa; 熊沢　栄太郎; Hideo Sakuma; 佐久間　英雄
Original assignee: MARUBISHI BAIOENJI KK; Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: MARUBISHI BAIOENJI KK; Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-10

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）本発明は接着性細胞を固定化担体に接着させて増殖し、
生理活性物質等を産生させる培養器に関するものである
。

（従来の技術）従来接着性細胞の培養に当たっては培養装置として次の
ようなものがある。

（ａ）　　細胞の接着面積を太き（するために容器内に
多数の板を平行に設けたもので、そのうちの一つの型は
液封方式というべきものであり板に細胞を付着させた後
ＰＨ，Ｄｏ　（溶存酸素）を制御しながら培養液を循環
させる形式、他の一つはレコード板のようなものを平行
に円筒中に並べ、まず始めに垂直に立て（板は水平にな
る）これに細胞懸濁液を流し込み、細胞を板に接着させ
次いで横にして回転方式で培養する形式である。

Ｔｂ）　　プラスチックフィルムを渦巻状にしたものを
円筒におさめたもので細胞培養はローラー培養と同様に
行ない、次いで垂直に立て空気等を送り込むことにより
培養液を循環させる形式である。

（Ｃ）　　重箱構造のものでＴａ）と異なる点は気相が
存在することである。

この方式は原理的にはルーピンと同じで静置培養であり
、培養液を循環させる必要はない。これはマルチトレ一
方式と呼ばれるものである。

（ｄ）　　酸素あるいは炭酸ガスの透過性のプラスチッ
クバッグを消防ホースのように巻き込んだスタイルのも
ので、ＤｏやＰＨ制御を容易にしている。培養液はホー
ス内に通ずるプラスチックバッグ形式である。

［ｅ）　　中空繊維（ホローファイバー）形式は人工人
造などにもちいられている透析用の中空繊維の表面に細
胞を接着増殖させようとするもので栄養の供給を細胞層
の裏側から行なうことができる。

（ｆ）　　容器に充填したガラスピーズ表面に細胞を接
着増殖させるもので、ＰＨやＤｏを調整した培養液を循
環させるガラスピーズ充填カラム形式のもの。

（ｌ　ガラスピーズではなく２０〜４０回転／分位のゆ
るい攪拌下で培養液に浮遊する程度の比重の微小ビーズ
表面に細胞を培養、増殖させるものすなわちマイクロキ
ャリア方式である。

以上、（ａ）”　　（ｄ）はバッチ生産のもので一度に
培養される細胞数が少なく目的物質の産生量も少くない
。

又、（ｅ）〜（ｆ）は連続的に培地を潅流するタイプの
ものであるが、細胞数に限界あり大量培養には適さない
。

現在大量培養の方法としては、（ｇ）のマイクロキャリ
ア方式によるものが主流で、実績では、８０００１容積
のものが知られている。この、マイクロキャリア方式で
は剪断力のダメージを受は易く、かつコロニー形成率の
低い細胞にとってマイクロキャリア培養は非常に困難で
ある。

そこで剪断力の影響を低減するために静置法による細胞
自身を表面積が大きい特定物質に接着固定し、培地がそ
こを循環できる方法が望ましい。

この方法として前述したホローファイバ一方式がある。

これは中空繊維上に細胞を接着増殖させ、ファイバー内
側と細胞が増殖するファイバー外側のそれぞれに培地を
連続的に循環させ、ファイバーの内と外の間で栄養物お
よび代謝生産物の物質移動を効率的に行なうことにより
、細胞の高密度培養を可能にしたものである。

しかしこの方法は装置自体の構造が複雑になるため生産
規模での実用化には至っていない。

このホローフィーバ一方式をより簡略化したものとして
セラミックマトリックスに細胞を培養し、増殖させ、培
養液を連続的に循環させる方法が特開昭５９−１５４９
８４号公報で提案されている。

これは担体としてアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコ
ン等およびこれらを組み合わせたものを原料として焼結
した有孔セラミック材料から形成されており、形状は円
筒状断面積平方インチ当たり少なくとも約２０個の互い
に平行な貫通孔を有するモノシリツク支持体であるが、
この方法の欠点として連続使用していると目詰まりが生
じ易い。

以上の如〈従来のものはいずれも欠点があり、実用規模
で量産を行なうには難点がある。この問題を解決するた
めに本出願人は特開昭６２２３６４８０号を提出した。

（発明が解決しようとする課題）特開昭６２−２３６４８０号のものは細胞接着性のよい
アルミナを主成分とするセラミック体を５〜９メツシユ
の大きさの粒子に揃え、これをカラムの充填材としてそ
のカラム中に培地を供給し、培地がカラムの前半部を移
動するに伴い細胞の増殖によって老化した培地は充填材
の中間部において新鮮培地との交換を行ない、爾後カラ
ムの後半部において新鮮培地によって更に培養増殖を行
ないつつカラムから老化した培地を排出せしめる方法で
ある。

以上のような方法によれば、細胞に与える培地条件のバ
ラツキが少なく、又剪断力で担体が切断されることはな
いし細胞が担体に接着し易いという特徴があり接着性細
胞の大量培養方法として適切である。

しかしながら、セラミックスに限らず粒状の沈降性固定
化担体を充填した培養を行なうに当たっては固定化担体
の培養器への出し入れ、および固定化担体への細胞の均
等な付着の実現に当たってなお問題が残っている。

つまり固定化担体の培養器への出し入れは容易である程
操作性が向上する。

又固定化担体への細胞の付着は均等となるよう配慮しな
ければならないが、固定化担体の積層に細胞懸濁液を供
給するとき積層面の細胞懸濁液供給側や、供給管の配置
側に片寄り固定化担体全体に細胞が増殖するまでに時間
がかかるという問題がある。

したがって、本発明は細胞懸濁液を均等に固定化担体に
供給できかつ固定化担体の出し入れが容易な培養器をう
ろことを目的とするものである。

（発明が解決しようとする課題）本発明は以上のような目的を達成するために沈降性の接
着性細胞の固定化担体を充填し目的物質を産生ずる培養
器において、充填された固定化担体の上部にあって供給
液が固定化担体に均等に分散されるよう断面逆ロート状
で底面が多孔板である供給部と、充填された固定化担体
の下部にあって固定化担体を保持する綱板と下部から供
給される供給液が固定化担体に均等に供給されるように
多孔板が配置された培養器を提供するものである。

しかも充填された固定化担体に均等に供給液を分散させ
る断面逆ロート状で底面が多孔板である供給部を取外し
可能に装着できる蓋体と、架台に固定される胴部と固定
化担体下部を保持する網板と下部から供給される供給液
が均等に供給されるような多孔板とを取外し可能に装着
できる下部の三つに分割され、下部が蓋体、胴体と別個
に分離し、固定化担体を出し入れ可能としたものである
。

（作　用）本発明によれば細胞懸濁液が固定化担体の充填された培
養器の上部と下部から供給され、上部では断面逆ロート
状の供給部における多孔体から均等に固定化担体に供給
され、一方下方から多孔板で均等に細胞懸濁液が分散さ
れ固定化担体を支持している網体を通じて固定化担体に
細胞が均等に付着する。しかも培養器を蓋体と胴部およ
び下部とに分離して下部がリンク機構とシリンダーとで
分離又は保持することで固定化担体の出し入れが容易と
なる。

（実施例）以下図面に示す実施例について説明する。

（１）は大量培養器であってこれにセラミック担体が充
填されている。

（３）は培養器（１）の蓋（２）に取外し可能に装着さ
れる細胞懸濁液供給パイプであってその先端が逆ロート
状（４）に形成され、出口が多孔板（５）となっていて
固定化担体上部へ細胞懸濁液を分散供給できるようにな
っている。

培養器（１）の下部には固定化担体を支持する網板（６
）があり、これに接して多孔体（７）がある。

この網板（６）と多孔体（７）とは周囲に設けられた図
示しない固定ボルトで培養器（１）下部へ固定される。

培養器（１）は蓋部（１ａ）と胴部（１ｂ）及び下部（
１ｃ）とからなっておりこれらは分割される。培養器（
１）は第２図の如く培地調整タンク（８）とパイプ（９
’）　（１０）でつながっており、培地の循環がパイプ
（１０）中のポンプ（１１）ではかられる。

このパイプ（１０）は器（１）の入口パイプ（１２）に
つながっており、パイプ（９）は逆ロート状（４）の供
給管（３ａ）に切替可能な弁を介してつながっておる。

したがってポンプ（１１）から常に培地が一定量培養器
（１）に送られるようになっている。

培地調整タンク（８）への戻しは液面制御棒によってポ
ンプ（１１）をＯＮ、ＯＦＦするか、又は無菌エアーを
入口（１６）から器（１）内に送って加圧し、液を逆ロ
ート状（４）内からパイプ（３ａ）（３）（９）を介し
て培地調整タンク（８）へ戻すように構成しである。こ
のため液面は逆ロート状底面付近に調整されている。

第１図中（１４）　（１５）は培養器（１）の下部（１
ｃ）と胴部（１ｂ）の冷却用ジャケットである。

さて生理活性物質を産生ずるためには、まず上記のよう
な培養器（１）及びその中に充填するセラミック担体を
滅菌する。

次いでセラミック担体を培養器（１）に蓋（１ａ）をあ
けて充填する。この後で接着性細胞を浮遊させた細胞懸
濁液を供給パイプ（３）から培養器（１）内に上部から
供給すると共に、供給パイプ（３）から分岐したパイプ
（１３）から入口バイブ（１２）を経て細胞懸濁液を下
部からも器（１）内に供給する。

その際供給パイプ（３）の下端は逆ロート（４）となり
多孔板（５）で形成されているので上方からの細胞懸濁
液は上方から均等に器（１）内に供給され、下方からは
多孔板（７）と網板（６）とで細胞懸濁液が均等に供給
される。

かくして培養器（１）に上下両方から懸濁液が分散供給
されて、セラミック担体に細胞を均等に付着させたのち
細胞増殖用培地をパイプ（１０）　（９）を使って培地
調整タンク（８）からポンプ（１１）で循環させ増殖し
、セラミック担体全体に細胞が付着増殖したところで、
図示しないタンクから活性物質産生用培地を培養器（１
）に供給し生理活性物質産生用培地に切り替えて目的物
質を産生ずる。

培地調整タンク（８）は培地のＰＩ３温度、ガス及び栄
養供給等の調整を行なう。

下部（１ｃ）はリンク機構とシリンダーとで胴体（１ｂ
）から分割されるもので、胴（ｌｂ）は第３図の如く架
台（１６）の中間に設けたリンク（１８）　（１８ａ）
で架台（１６）に支持されている。

（１９）は架台（１６）の支持軸で、リンク（１Ｂ）　
（１８ａ）をつなぐ連結稈（２０）がリンク　（１Ｂ）
　（１８ａ）の屈曲部に設けられ、この連結稈（２０）
がシリンダー　（２１）のピストンロンド（２２）で牽
引されて軸（１９）を支点として下部（ＩＣ）は下方へ
胴体（１ｂ）から分離し、リンク　（１Ｂ）　（１８ａ
）と下部（１ｃ）は互いに枢支（２３）　（２３ａ）さ
れているので下部　（１ｃ）は第３図（ロ）の如く水平
状態を維持し、したがって固定化担体を培養器（１）か
ら取出すことができる。

本発明は以上の如く細胞懸濁液が均等に供給され培養器
の下部は分解できるので、固定化担体を培養器から取出
すことができるが本発明の精神を変更しない範囲におい
て適宜設計変更しうるものである。

（発明の効果）本発明によれば、細胞懸濁液が培養器の上下から分散供
給できるので固定化担体への細胞接着が均一に行なわれ
効率的に行なうことができる。又固定化担体の充填及び
取出しが培養器の下部取外し機構を設けることにより簡
単に行え時間が短縮できる。

更に又培養器を分割することにより手洗い洗浄や点検な
どが簡単にできる。

したがって通常時打われるタンク型培養槽における洗浄
点検に比べればはるかに洗浄点検が簡単であるとともに
、沈降性固定化担体を利用する培養器としては新規のも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明培養槽の切断面図、第２図は細胞増殖用培養液の循環の説明図、第３図（イ
）（ロ）は培養槽下部の取外し機構説明図である。（１）・・・・・培養器（２）・・・・・蓋（３）・　・（５）・　・（６）・　・（７）　・　・（８）　・　・（１１）　　・　・

Claims

【特許請求の範囲】

（１）沈降性の接着性細胞の固定化担体を充填し目的物
質を産生する培養器において充填された固定化担体の上
部にあって、供給液が固定化担体に均等に分散されるよ
う断面逆ロート状で底面が多孔板である供給部と、充填
された固定化担体の下部にあって固定化担体を保持する
網板と下部から供給される供給液が固定化担体に均等に
供給されるように多孔板が配置されたことを特徴とする
培養器。
（２）充填された固定化担体に均等に供給液を分散させ
る断面逆ロート状で底面が多孔板である供給部を取外し
可能に装着できる蓋体と、架台に固定される胴部と、固
定化担体下部を保持する網板と下部から供給される供給
液が均等に供給されるような多孔板とを取外し可能に装
着できる下部の三つに分割構成され、下部が蓋体、胴体
と別個に分離し固定化担体を出し入れ可能とした請求項
（１）に記載の培養器。
（３）分離可能な下部がリンク機構とシリンダーとで保
持、又は分離ができるように駆動可能とした請求項（２
）に記載の培養器。