KR20140039259A - 세포의 입체 구조체 제조 장치 - Google Patents

Abstract

입체 구조체 제조 장치(2)는 세포 덩어리(1)를 수용하는 수용 오목부(3a)가 형성된 수용 플레이트(3)와, 상기 세포 덩어리를 관통하는 침상체(6)를 복수 구비한 지지체(4)와, 상기 세포 덩어리를 흡착 유지하는 흡인 노즐(19)과, 이 흡인 노즐을 이동시키는 이동 수단(20)을 구비하고 있다. 상기 흡인 노즐은 1개의 세포 덩어리를 흡착 유지하는 관 형상의 흡착부(19a)를 구비하고, 이 흡착부의 직경은 상기 세포 덩어리의 외경보다 작은 직경이고 또한 상기 지지체(4)의 침상체(6a)의 외주 직경보다도 큰 직경으로 되어 있다. 상기 흡인 노즐의 흡착부에 상기 세포 덩어리가 흡착 유지되면, 상기 이동 수단은 이 흡인 노즐을 침상체의 상방으로 이동시키고, 또한 흡인 노즐을 침상체의 축방향으로 이동시켜 상기 세포 덩어리에 침상체를 찔러 넣고, 상기 세포 덩어리를 관통한 침상체가 상기 흡착부의 내부에 삽입된다. 자동적으로 세포의 입체 구조체를 제조할 수 있다.

Description

세포의 입체 구조체 제조 장치{CELL STRUCTURE PRODUCTION DEVICE}

본 발명은 세포의 입체 구조체 제조 장치에 관한 것으로, 상세하게는 세포 덩어리를 지지체에 설치된 침상체에 찔러 넣어, 복수의 세포에 의한 입체 구조체를 제조하는 세포의 입체 구조체 제조 장치에 관한 것이다.

종래, 기관이나 장기의 재생을 목적으로 하는 의료용의 세포 이식이나, 그 밖의 시험 등에 사용하는 것을 목적으로 하여, 복수의 세포 덩어리(스페로이드)를 입체적으로 조합하여 세포의 입체 구조체를 제조하는 것이 행해졌다.

이러한 세포의 입체 구조체를 제조하기 위하여, 복수의 침상체를 구비한 지지체를 사용하는 것이 알려져 있고, 상기 침상체에 각각 복수의 세포 덩어리를 찔러 넣어 세포 덩어리끼리를 밀착시키고, 이것에 의해 세포의 입체 구조체를 얻는 것으로 되어 있다.

그리고 종래는, 상기 지지체의 침상체에 세포 덩어리를 찔러 넣기 위하여, 세포 덩어리를 빨아 들인 피펫이나, 로봇암, 핀셋을 사용하여 사람 손에 의한 작업이 행해지고 있었다(특허문헌 1).

일본 특허 제4517125호 공보

그렇지만, 세포 덩어리는 그 직경이 수백 ㎛ 정도이며, 이것을 직경 수십 ㎛의 침상체에 찔러 넣는 작업은 곤란하다고 하는 문제가 있었다.

이러한 문제를 감안하여, 본 발명은 자동적으로 세포 덩어리를 지지체의 침상체에 찔러 넣고, 세포의 입체 구조체를 얻는 것이 가능한 세포의 입체 구조체 제조 장치를 제공하는 것이다.

즉, 청구항 1의 발명에 따른 세포의 입체 구조체 제조 장치는, 1개의 세포 덩어리를 수용하는 수용 오목부가 다수 형성된 수용 플레이트와, 상기 세포 덩어리를 찔러 관통하는 침상체를 복수 개 구비한 지지체와, 부압 발생 수단에 접속되어 상기 세포 덩어리를 흡착 유지하는 흡인 노즐과, 이 흡인 노즐을 상기 수용 플레이트와 지지체 사이에서 이동시키고 또한 상승시키는 이동 수단과, 상기 흡인 노즐의 흡인 동작 및 상기 이동 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고,

상기 흡인 노즐은, 선단에 1개의 세포 덩어리를 흡착하는 관 형상의 흡착부를 구비함과 아울러, 이 흡착부의 내경을 상기 세포 덩어리의 외경보다 작은 직경으로, 또한 상기 지지체의 침상체의 외주 직경보다도 큰 직경으로 하고,

상기 제어 수단은, 상기 수용 플레이트의 수용 오목부에서 상기 흡인 노즐의 흡착부에 상기 세포 덩어리를 흡착 유지시키면, 상기 이동 수단에 의해 이 흡인 노즐을 상기 지지체에서의 소요의 침상체의 상방으로 이동시키고,

또한 이 흡인 노즐을 침상체의 축방향으로 이동시켜 상기 세포 덩어리에 침상체를 찔러 넣고, 상기 세포 덩어리를 관통한 침상체를 상기 흡착부의 내부로 삽입시키는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 발명에 의하면, 상기 이동 수단에 의해 흡인 노즐을 이동시키고, 수용 플레이트의 세포 덩어리를 흡착 유지하여 지지체의 침상체에 찔러 넣기 때문에, 세포 덩어리에 의해 입체 구조체를 제조하는 것을 자동적으로 행하는 것이 가능하게 된다.

그때, 상기 흡착 노즐의 흡착부의 내경을 세포 덩어리의 외경보다도 작은 직경으로, 또한 침상체의 외주 직경보다도 큰 직경으로 하고, 상기 이동 수단은 세포 덩어리를 흡착 유지한 흡인 노즐을 침상체의 축방향으로 이동시키기 때문에, 세포 덩어리를 확실하게 침상체에 찔러 넣는 것이 가능하게 되어 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 세포의 입체 구조체 제조 장치의 구성도.
도 2는 수용 플레이트를 도시하는 도면으로서, (a)는 사시도를, (b)는 수용 오목부의 확대 단면도를, (c)는 수용 오목부의 평면도를 나타낸다.
도 3은 지지체를 도시하는 도면으로, (a)는 측면도를, (b)는 침상체에 세포 덩어리를 찔러 넣은 상태의 측면도를, (c)는 지지체의 평면도를 나타낸다.
도 4는 흡인 노즐의 구성도를 나타낸다.
도 5는 흡인 노즐에 의해 침상체에 세포 덩어리를 찔러 넣는 공정을 설명하는 도면.
도 6은 하방 카메라로 흡인 노즐을 촬영한 도면.
도 7은 수용 오목부에 수용된 세포 덩어리를 도시하는 도면.

이하 도시된 실시예에 대하여 설명하면 도 1은 복수의 세포 덩어리(1)(스페로이드)를 입체적으로 조합하여 세포의 입체 구조체를 제조하는 입체 구조체 제조 장치(2)를 나타내고 있다.

이 입체 구조체 제조 장치(2)에서는, 뒤에 상세하게 기술하는 흡인 노즐(19)을 사용하여, 도 2에 나타내는 수용 플레이트(3)로부터 1개씩 세포 덩어리(1)를 취출하고, 도 3(a)에 나타내는 지지체(4)의 침상체(6)에 1개씩 세포 덩어리(1)를 찔러 넣음으로써 도 3(b)에 나타내는 바와 같은 세포의 입체 구조체(1A)를 제조하는 것으로 되어 있다.

상기 수용 플레이트(3)는 투명한 부재에 의해 제조되고, 종횡으로 복수의 수용 오목부(3a)가 형성되어 있다. 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 각 수용 오목부(3a)는 바닥면이 구면 형상의 오목부로 구성되고, 각 수용 오목부(3a)의 내부에는 배양액과 함께 대략 구 형상의 세포 덩어리(1)가 1개씩 수용되게 되어 있다.

또한 본 실시예에서는, 부분적으로 상이한 종류의 이종 세포 덩어리(1b)를 혼재시켜 입체 구조체(1A)를 제조하는 것이 가능하며, 그것을 위해, 상기 세포 덩어리(1)를 수용하는 수용 플레이트(3)와, 상기 이종 세포 덩어리(1b)를 수용하는 이종 수용 플레이트(3b)를 준비할 수 있게 되어 있다.

상기 지지체(4)는 대략 정방형의 판 형상 부재(5)와, 이 판 형상 부재(5)의 표면에 세워 설치된 복수의 상기 침상체(6)로 구성되고, 본 실시예에서는 상기 침상체(6)는 상기 판 형상 부재(5)의 표면에 세로방향으로 5개, 가로방향으로 5개의 계 25개 설치되어 있다. 또한, 침상체(6)의 개수는 이것에 한정되는 것은 아니다.

이 지지체(4)는 상기 입체 구조체 제조 장치(2)에서 사용될 때는 도 1에 나타내는 수용 용기(7)에 수용되게 되어 있고, 이 수용 용기(7)는 바닥을 갖고 상부가 개구된 용기로 되어 있고, 상기 지지체(4)를 수용하면 상기 판 형상 부재(5)가 끼워 맞추어져 위치 결정되게 되어 있다.

상기 침상체(6)는 금속제이며, 각각에 복수개(본 실시예에서는 4개)의 세포 덩어리(1)를 찔러 넣을 수 있는 길이를 가지고 있고, 또한 인접하는 침상체(6)와 침상체(6)의 간격은 찔러 넣어진 세포 덩어리(1)끼리가 서로 밀착할 정도의 간격, 즉 세포 덩어리(1)의 1개분 정도의 간격으로 설정되어 있다.

그리고, 각 침상체(6)에 각각 복수 개의 세포 덩어리(1)를 찔러 넣고, 세포 덩어리(1)를 침상체(6)의 근원측으로부터 선단측으로 쌓아 겹침으로써, 도 3(b)에 나타내는 바와 같은 세포의 입체 구조체(1A)가 얻어지게 되어 있다. 이때 적당히 상기 이종 세포 덩어리(1b)를 조합함으로써 이종 세포 덩어리(1b)가 혼재하는 세포의 입체 구조체(1A)를 얻는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 상기 침상체(6)는 판 형상 부재(5)에 대하여 거의 수직으로 세워 설치되어 있는데, 경우에 따라서는 도 3(a)에 있어서의 A로 나타내는 침상체(6)와 같이, 크게 기운 것도 포함되어 있다.

입체 구조체 제조 장치(2)는 내부가 무균 상태로 유지된 클린 벤치(11)와, 상기 세포 덩어리(1)를 수용한 수용 플레이트(3)를 수납하는 공급 매거진(12)과, 세포 덩어리(1)가 취출된 수용 플레이트(3)를 회수하는 회수 매거진(13)과, 이 회수 매거진(13)의 하방에 배치된 수용 플레이트(3)를 지지하는 제 1 지지 수단(14)과, 상기 이종 세포 덩어리(1b)를 수용한 이종 수용 플레이트(3b)를 지지하는 제 2 지지 수단(15)과, 지지체(4)에 인접하여 배치되어 상기 수용 플레이트(3) 및 이종 수용 플레이트(3b)를 지지하는 제 3 지지 수단(16)과, 상기 수용 플레이트(3) 및 이종 수용 플레이트(3b)를 이송하는 이송 수단(17)과, 상기 지지체(4)를 수용한 수용 용기(7)를 재치하는 재치대(18)와, 상기 세포 덩어리(1)를 흡착 유지하는 흡인 노즐(19)과, 이 흡인 노즐(19)을 이동시키고 또한 승강시키는 이동 수단(20)을 구비하고 있다.

이러한 구성을 갖는 입체 구조체 제조 장치(2)는 클린 벤치(11)에 인접하여 설치된 제어 수단(21)에 의해 제어되고, 이 제어 수단(21)은 퍼스널 컴퓨터(21a) 등의 단말에 의해 각종 설정 등이 행해지게 되어 있다.

상기 클린 벤치(11)는 도시하지 않은 개폐 도어에 의해 개폐 가능하게 되어 있어, 상기 공급 매거진(12)이나 회수 매거진(13), 상기 지지체(4)를 수용한 상기 수용 용기(7)를 반입 반출하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한 클린 벤치(11)의 상부에는 무균 에어를 공급하는 도시하지 않은 무균 에어 공급 수단이 설치되고, 상기 개폐 도어가 폐쇄된 상태에서, 클린 벤치(11)의 내부에 상방으로부터 하방을 향하는 무균 에어에 의한 일방향류가 형성되게 되어 있다.

상기 공급 매거진(12) 및 회수 매거진(13)은 각각 복수의 수용 플레이트(3)를 적층한 상태에서 유지 가능하게 되어 있고, 상기 제 2 지지 수단(15)은 상기 회수 매거진(13)의 측방에 인접한 위치에 설치되어 있다.

상기 제 1, 제 3 지지 수단(14, 16)은 동일한 높이에 배치됨과 아울러, 상기 수용 플레이트(3)의 4 코너를 하방에서 지지하는 4개의 지지 부재로 구성되고, 상기 이송 수단(17)은 이 제 1, 제 3 지지 수단(14, 16)에 대하여 상방으로부터 수용 플레이트(3)를 재치하도록 되어 있다.

한편, 상기 제 2 지지 수단(15)은 제 1, 제 3 지지 수단(14, 16)보다도 약간 상방에 설치되어 있고, 이종 수용 플레이트(3b)의 4 코너를 하방에서 지지하는 출몰 가능한 걸림발톱(15a)을 구비하고 있다.

상기 제 2 지지 수단(15)은 상기 걸림발톱(15a)이 돌출함으로써 이종 수용 플레이트(3b)를 하방에서 지지하도록 되어 있고, 상기 제 2 지지 수단(15)으로부터 상기 이송 수단(17)으로 이종 수용 플레이트(3b)를 주고 받을 때나, 이송 수단(17)으로부터 제 2 지지 수단(15)으로 이종 수용 플레이트(3b)를 옮겨 실을 때는, 상기 걸림발톱(15a)이 들어가서 이종 수용 플레이트(3b)의 상하방향으로의 이동을 허용하게 되어 있다.

상기 이송 수단(17)은 상기 공급 매거진(12), 회수 매거진(13), 제 1∼제 3 지지 수단(14∼16)의 하방에 직선적으로 설치된 슬라이드 기구(22)와, 이 슬라이드 기구(22)의 가동부(23)에 설치한 승강 테이블(24)로 구성되어 있다.

상기 승강 테이블(24)은 상기 제 1∼제 3 지지 수단(14∼16)에 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)를 지지시켰을 때는 하강하고, 상기 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)를 이송할 때는 제 1, 제 3 지지 수단(14, 16)보다 상방이고 제 2 지지 수단(15)보다도 하방에 위치하고, 그 상태에서 상기 슬라이드 기구(22)의 작동에 의해 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)를 이동시키도록 되어 있다.

상기 재치대(18)에는 상기 지지체(4)를 수용하는 수용 용기(7)를 위치 결정하여 재치하도록 되어 있고, 상기 수용 용기(7)를 조명하는 링 조명(25)이 이 링 조명(25)을 선회 이동시키는 선회 수단(26)을 통하여 설치되고, 상기 링 조명(25)을 상기 수용 용기(7)의 상방과 이곳으로부터 퇴피한 위치와의 사이에서 선회 이동시키도록 되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 흡인 노즐(19)은 부압을 발생시키는 부압 발생 수단(31)과, 부압 발생 수단(31)이 발생하는 부압을 조정하기 위한 레귤레이터(32)와, 세포 덩어리(1)의 흡착에 따라 상기 흡인 노즐(19)이 흡인한 배양액을 저류하는 버퍼 용기(33)가 배관을 통하여 접속되어 있다.

상기 흡인 노즐(19)은 선단에 1개의 세포 덩어리를 흡착하는 관 형상의 흡착부(19a)와, 상기 이동 수단(20)에 유지되는 본체부(19b)를 구비하고, 고정 수단(20a)에 의해 상기 이동 수단(20)에 교환 가능하게 장착되어 있다.

상기 흡착부(19a)는 그 내경을 상기 세포 덩어리(1)의 외경보다 작은 직경으로, 또한 상기 지지체(4)의 침상체(6)의 외주 직경보다도 큰 직경으로 하고 있다. 이러한 치수로 함으로써, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 선단에 1개의 세포 덩어리(1)를 흡착시킬 수 있고, 또한, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 세포 덩어리(1)를 관통한 침상체(6)를 흡착부(19a)의 내부에 삽입시켜, 세포 덩어리(1)를 밀어 넣는 것이 가능하게 되어 있다.

상기 이동 수단(20)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 상기 이송 수단(17)에 인접한 위치에 설치된 수평 이동 기구로서의 X-Y 유닛(34)과, 이 X-Y 유닛(34)에 의해 수평방향으로 이동하는 가동 지지부(35)와, 이 가동 지지부(35)의 상부에 설치되어 상기 흡인 노즐(19)을 승강시키는 승강 수단(36)으로 구성되어 있다.

상기 X-Y 유닛(34)은 상기 이송 수단(17)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 가동 지지부(35)를 이동시키는 Y방향 기구(34a)와, 이 Y방향 기구(34a)를 그 이동방향과는 직교하는 방향으로 이동시키는 X방향 기구(34b)에 의해 구성되어 있다.

상기 승강 수단(36)의 가동 부분에 상기 고정 수단(20a)을 통하여 흡인 노즐(19)이 고정되고, 상기 가동 지지부(35)를 X-Y 유닛(34)에 의해 수평방향으로 이동시킴으로써 상기 흡인 노즐(19)을 제 3 지지 수단(16)에 지지된 수용 플레이트(3) 또는 이종 수용 플레이트(3a)와, 재치대(18)에 재치된 수용 용기(7) 사이에서 이동시키고, 또한, 상기 흡인 노즐(19)을 승강 수단(36)에 의해 상하로 승강시킴으로써 상기 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)의 수용 오목부(3a) 내의 세포 덩어리(1)나 이종 세포 덩어리(1b)를 흡착 유지시키거나, 유지한 세포 덩어리(1)나 이종 세포 덩어리(1b)를 상기 지지체(4)의 침상체(6)에 찔러 넣을 수 있게 되어 있다.

상기 제 3 지지 수단(16)의 상방에는 패널 조명(37)이 설치되어 있고, 상기 제 3 지지 수단(16)에 지지된 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)와 대략 동일한 면적의 넓이로 면 발광을 행하고, 상기 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b) 전체에 광을 조사하게 되어 있다.

또한 패널 조명(37)은 슬라이드 기구(37a)에 의해 제 3 지지 수단(16)의 상방으로부터 이송 수단(17)의 이송 방향 측방으로 왕복운동하게 되어 있고, 제 3 지지 수단(16)에 지지된 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)로의 상기 흡인 노즐(19)의 하강을 저해하지 않도록 퇴피 가능하게 되어 있다.

상기 가동 지지부(35)의 상부에는 승강 수단(36)과 함께 하방으로 긴 부착 부재(35a)가 설치되어 있고, 이 부착 부재(35a)의 하부에 하방 카메라(38), 상부에 상방 카메라(39)가 각각 부착되어 있다.

상기 하방 카메라(38)는 상기 흡인 노즐(19)의 바로 아래에 위치하도록 배치 되어 있고, 이 하방 카메라(38)와 흡인 노즐(19) 사이에 상기 제 3 지지 수단(16)에 지지된 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b) 및 패널 조명(37)이 위치하게 되어 있다.

상기 하방 카메라(38)는 투명한 수용 플레이트(3)나 이종 수용 플레이트(3b)를 하방으로부터 촬영하도록 되어 있다. 그 촬영 범위는, 도 2(c)에 도시하는 바와 같이, 1개의 수용 오목부(3a)를 촬영할 수 있는 범위로 설정되어 있고, 시야의 중심은 도 2(c)에 도시하는 2개의 중심선의 교점으로 되어 있다.

그리고 하방 카메라(38)가 촬영한 화상은 상기 제어 수단(21)에 송신되고, 제어 수단(21)에서는 이 수용 오목부(3a)에 수용된 세포 덩어리(1)의 수용 오목부(3a) 내에서의 위치를 인식함과 아울러, 이 세포 덩어리(1)의 외경 및 그 형상을 인식하도록 되어 있다.

또한 수용 플레이트(3)나 패널 조명(37)이 사이에 위치하지 않는 상태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 흡인 노즐(19)에 장착된 흡착부(19a)의 선단을 하방에서 촬영하는 것이 가능하다.

상기 상방 카메라(39)는 상기 이동 수단(20)의 X-Y 유닛(34)의 작동에 의해 재치대(18) 위에 위치 결정된 수용 용기(7)에 수용되어 있는 지지체(4)의 상방에 위치되게 되어 있고, 도 3(c)에 도시하는 바와 같이, 모든 침상체(6)를 촬영하도록 되어 있다.

그리고 상방 카메라(39)가 촬영한 화상은 상기 제어 수단(21)에 송신되고, 제어 수단(21)에서는 이 지지체(4)에 설치된 침상체(6)의 선단 위치를 인식하게 되어 있다.

이하, 상기 구성을 갖는 입체 구조체 제조 장치(2)의 동작에 대하여 설명한다.

우선, 작업자는 세포 덩어리(1)가 수용된 수용 플레이트(3)를 수납한 공급 매거진(12)과 빈 회수 매거진(13)을 세팅함과 아울러, 상기 제 2 지지 수단(15)에는 이종 세포 덩어리(1b)가 수용된 이종 수용 플레이트(3b)를 재치한다. 또한 작업자는 지지체(4)를 수용한 수용 용기(7)를 재치대(18) 위에 위치 결정하고, 상기 흡인 노즐(19)에는 새로운 흡착부(19a)를 장착한다.

또한 사전에 상기 제어 수단(21)에 접속된 퍼스널 컴퓨터(21a)를 사용하여, 제조하는 세포의 입체 구조체(1A)의 구조의 설정을 행하고, 도 3(b)에 도시하는 바와 같은 세포 덩어리(1)와 이종 세포 덩어리(1b)의 배치를 설정한다.

우선, 제어 수단(21)은 장착된 흡인 노즐(19)의 흡착부(19a) 선단의 위치의 측정을 행한다. 구체적으로는, 상기 패널 조명(37)을 퇴피시킨 상태에서, 상기 흡인 노즐(19)의 흡착부(19a)를 상기 하방 카메라(38)에 의해 촬영하여 도 6에 도시하는 화상을 얻는다.

제어 수단(21)은 하방 카메라(38)의 시야 중심에 대하여 상기 흡착부(19a)의 중심이 어느 만큼 벗어나 있는지를 화상 처리에 의해 측정하고, 그 벗어남량을 기억한다. 이 벗어남량은 이동 수단(20)의 X-Y 유닛(34)의 작동에 의해, 흡인 노즐(19)을 세포 덩어리(1)나 이종 세포 덩어리(1b) 및 침상체(6)의 위치에 위치 결정할 때에 가미하게 되어 있다.

다음에 상기 이송 수단(17)의 승강 테이블(24)이 승강하고, 상기 공급 매거진(12)으로부터 1장의 수용 플레이트(3)를 취출하고, 이 수용 플레이트(3)를 그대로 제 3 지지 수단(16)으로 이송한다.

이렇게 하여 수용 플레이트(3)가 제 3 지지 수단(16)에 지지되면, 이 수용 플레이트(3)의 상부로 상기 패널 조명(37)이 이동하고, 상기 흡인 노즐(19)과 하방 카메라(38)는 상기 이동 수단(20)의 X-Y 유닛(34)의 작동에 의해 수평방향으로 이동하여, 취출할 세포 덩어리(1)를 수용한 수용 오목부(3a)의 상방과 하방에 위치한다.

이 때, X-Y 유닛(34)은 미리 기억된 수용 플레이트(3)의 각 수용 오목부(3a)의 위치에 따라 하방 카메라(38)를 이동시키고, 하방 카메라(38)의 시야 내에 상기 수용 오목부(3a) 전체를 위치시킨다.

하방 카메라(38)가 수용 오목부(3a)를 촬영할 때, 수용 플레이트(3)의 상방으로부터는 상기 패널 조명(37)이 광을 조사하여, 투명한 수용 플레이트(3)의 하방으로부터 수용된 상기 세포 덩어리(1)를 명료하게 인식하는 것이 가능하게 되고 있고, 제어 수단(21)은 촬영된 세포 덩어리(1)에 대하여, 수용 오목부(3a) 내에서의 위치를 인식함과 아울러 크기(외경 치수)와 형상을 계측한다.

도 7의 각 도면은 하방 카메라(38)가 촬영한 세포 덩어리(1)의 촬영 결과를 나타낸 것으로, 이 중 (a)에 나타내는 세포 덩어리(1)는 형상이 적절하지 않고, (b)에 나타내는 세포 덩어리(1)는 그 외경 치수가 소정의 크기에 달하고 있지 않다.

제어 수단(21)은 이러한 세포 덩어리(1)에 대해서는 세포의 입체 구조체(1A)에는 사용하지 않는 것으로 판정하고, 흡인 노즐(19)에 의한 흡착 유지 동작을 행하지 않는다.

한편, 도 7(c), (d)는 형상 및 외경 치수가 적절한 세포 덩어리(1)로서, (c)는 세포 덩어리(1)가 수용 오목부(3a)의 중앙에 위치하고, (d)는 세포 덩어리(1)가 수용 오목부(3a)의 중앙으로부터 벗어나 있는 경우를 나타내고 있다.

상기 수용 플레이트(3)의 수용 오목부(3a)는 바닥면이 반구 형상이기 때문에, (c)와 같이 중앙에 위치해 있는 경우에는, 그 세포 덩어리(1)는 수용 오목부(3a)에서의 가장 깊은 위치에 위치하고, 또한 (d)와 같이 중앙으로부터 벗어나 있는 경우에는, 그 세포 덩어리(1)는 수용 오목부(3a)에서의 가장 깊은 위치보다도 얕은 위치에 위치해 있다.

제어 수단(21)에는 수용 오목부(3a)의 바닥면 위의 위치에 대응하는 깊이가 파악되어 있다. 또한 세포 덩어리(1)는 대략 구상이기 때문에, 외경 치수(직경)로부터 그 높이를 추정할 수 있다. 제어 수단(21)은 이러한 수용 오목부(3a) 내의 위치를 인식함과 아울러, 세포 덩어리(1)의 외경 치수를 계측함으로써, 세포 덩어리(1)를 흡착 유지할 때에 있어서의 흡인 노즐(19)의 하한량을 설정한다.

이렇게 하여 하방 카메라(38)에 의해 수용부(3a) 내의 세포 덩어리(1)를 촬영하면, 제어 수단(21)은 상기 패널 조명(37)을 수용 플레이트(3)의 상방으로부터 퇴피시키고, 상기 이동 수단(20)의 X-Y 유닛(34)을 작동시켜 흡인 노즐(19)을 수평한 XY 방향으로 이동시키고, 인식된 세포 덩어리(1)의 위치에 위치맞춤과 아울러, 설정된 하한량을 따라 승강 수단(36)에 의해 흡인 노즐(19)을 하강시켜, 상기 흡착부(19a)를 세포 덩어리(1)에 접근시켜 흡착시킨다.

그리고 세포 덩어리(1)의 외경은 상기 흡착부(19a)의 내경보다도 큰 직경으로 되어 있기 때문에, 세포 덩어리(1)는 흡착부(19a)의 내부에 흡인되지 않고 선단에 흡착 유지되게 되어 있다.

이렇게 하여 흡인 노즐(19)에 세포 덩어리(1)를 흡착 유지한 후, 상기 흡인 노즐(19)은 승강 수단(36)에 의해 상승되고, 상기 패널 조명(37)이 다시 상기 수용 플레이트(3)의 상방에 위치한다.

상기 하방 카메라(38)는 이번의 수용 오목부(3a)를 다시 촬영하여, 세포 덩어리(1)가 제거된 것을 확인한다. 가령 세포 덩어리(1)가 남아있는 경우에는 다시 상기 흡인 노즐(19)에 의해 세포 덩어리(1)를 흡착 유지하는 공정을 재시도 한다.

이와 같이 흡인 노즐(19)에 세포 덩어리(1)를 흡착 유지하면, 제어 수단(21)은 상기 이동 수단(20)의 X-Y 유닛(34)을 작동시켜 상기 상방 카메라(39)를 상기 지지체(4)의 상방으로 이동시키고, 이번 세포 덩어리(1)를 찔러 넣을 침상체(6)의 선단 위치를 인식한다.

이때 상기 링 조명(25)은 수용 용기(7)의 상방에 위치하여 지지체(4)를 조명하고, 상방 카메라(39)에 의해 침상체(6)의 선단 위치가 인식되면 선회 수단(26)에 의해 퇴피된다.

침상체(6)의 선단 위치가 인식되면, 제어 수단(21)은 X-Y 유닛(34)을 작동시켜서, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 세포 덩어리(1)를 흡착 유지한 상기 흡인 노즐(19)의 흡착부(19a)를 지지체(4)에서의 상기 인식한 침상체(6)의 선단 위치의 상방까지 이동시키고, 또한 흡인 노즐(19)을 하강시켜 세포 덩어리(1)를 침상체(6)의 선단에 찔러 넣는다.

이 상태로부터, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 승강 수단(36)이 흡인 노즐(19)을 하방으로 이동시키면, 흡착부(19a)에 상방으로부터 가압된 세포 덩어리(1)는 침상체(6)에 의해 관통되고, 침상체(6)는 상기 흡착부(19a)의 내부에 삽입되어 간다.

또한 상기 흡인 노즐(19)의 하한량은 사전에 설정되어 있지만, 먼저 하방 카메라(38)에서 인식한 세포 덩어리(1)의 외경 치수에 기초하여 보정되게 되어 있다.

여기에서, 본 실시예에서의 상기 흡착 노즐(19)의 흡착부(19a)의 내경을 세포 덩어리(1)보다도 작은 직경으로 또는 또한 침상체(6)의 외주 직경(굵기)보다도 큰 직경으로 하고, 상기 이동 수단(20)은 세포 덩어리(1)를 흡착 유지한 흡인 노즐(19)을 침상체(6)의 축방향으로 이동시킴으로써, 세포 덩어리(1)를 확실하게 침상체(6)에 찔러 넣는 것이 가능하게 되어 있다.

한편, 침상체(6)의 선단 위치를 인식한 결과, 세포 덩어리(1)를 찔러 넣을 침상체(6)의 선단 위치가 규정 범위를 벗어나 있는 경우에는, 제어 수단(21)은, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 이 벗어나 있는 침상체(6)의 선단 위치에 세포 덩어리(1)를 찔러 넣고, 그 후에 흡인 노즐(19)을 수평방향으로 이동시켜, 선단 위치를 상기 규정 범위 내로 이동시키고, 이것에 의해 침상체(6)의 자세를 교정시키고나서, 흡인 노즐(19)을 하강시킨다.

이하, 이종 세포 덩어리(1b)를 지지체(4)에 옮겨 싣는 경우의 동작에 대하여 설명한다.

이 경우, 제어 수단(21)은 상기 이송 수단(17)을 제어하여, 상기 제 3 지지 수단(16)에 지지되어 있는 수용 플레이트(3)를 상기 제 1 지지 수단(14)으로 이송하고, 또한 이송 수단(17)은 상기 제 2 지지 수단(15)에 지지된 이종 수용 플레이트(3b)를 승강 테이블(24)로 옮겨싣는다.

그 상태에서, 제 2 지지 수단(15)의 걸림발톱(15a)을 들어가게 하고, 승강 테이블(24)을 하강시켜 수용 플레이트(3b)를 상기 제 3 지지 수단(16)으로 이송한다. 이 상태에서 수용 플레이트(3)에 수용된 세포 덩어리(1)의 경우와 동일하게 하여, 이종 수용 플레이트(3b)의 수용 오목부(3a)에 수용된 이종 세포 덩어리(1b)에 대하여 처리를 행한다.

또한 수용 플레이트(3)에서의 모든 수용 오목부(3a)로부터 세포 덩어리(1)를 취출한 경우, 상기 이송 수단(17)은 상기 제 3 지지 수단(16)에 지지되어 있는 빈 수용 플레이트(3)를 회수 매거진(13)의 하방으로 이송하고, 회수 매거진(13)에 수납한다.

1 세포 덩어리
1A 세포의 입체 구조체
1b 이종 세포 덩어리
2 입체 구조체 제조 장치
3 수용 플레이트
3a 수용 오목부
4 지지체
6 침상체
19 흡인 노즐
19a 흡착부
20 이동 수단
21 제어 수단
38 하방 카메라(세포 덩어리 촬영 수단)
39 상방 카메라(침상체 촬영 수단)

Claims (3)

1개의 세포 덩어리를 수용하는 수용 오목부가 다수 형성된 수용 플레이트와, 상기 세포 덩어리를 찔러 관통하는 침상체를 복수 개 구비한 지지체와, 부압 발생 수단에 접속되어 상기 세포 덩어리를 흡착 유지하는 흡인 노즐과, 이 흡인 노즐을 상기 수용 플레이트와 지지체 사이에서 이동시키고 또한 승강시키는 이동 수단과, 상기 흡인 노즐의 흡인 동작 및 상기 이동 수단의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 흡인 노즐은 선단에 1개의 세포 덩어리를 흡착하는 관 형상의 흡착부를 구비함과 아울러, 이 흡착부의 내경을 상기 세포 덩어리의 외경보다 작은 직경으로, 또한 상기 지지체의 침상체의 외주 직경보다도 큰 직경으로 하고,
상기 제어 수단은, 상기 수용 플레이트의 수용 오목부에서 상기 흡인 노즐의 흡착부에 상기 세포 덩어리를 흡착 유지시키면, 상기 이동 수단에 의해 이 흡인 노즐을 상기 지지체에서의 소요의 침상체의 상방으로 이동시키고,
또한 이 흡인 노즐을 침상체의 축방향으로 이동시켜 상기 세포 덩어리에 침상체를 찔러 넣고, 상기 세포 덩어리를 관통한 침상체를 상기 흡착부의 내부에 삽입시키는 것을 특징으로 하는 세포의 입체 구조체 제조 장치.

제 1 항에 있어서,
상기 수용 플레이트의 수용 오목부 내의 바닥면은 중앙이 가장 깊은 구면 형상으로 형성되고, 이 수용 오목부에 수용된 세포 덩어리를 촬영하는 세포 덩어리 촬영 수단을 구비하고,
상기 제어 수단은 이 세포 덩어리 촬영 수단의 촬영 결과에 기초하여 상기 세포 덩어리의 위치와 외경을 인식하고, 상기 이동 수단에 의해 상기 흡착 노즐을 세포 덩어리의 상방으로 이동시킴과 아울러, 상기 흡착부의 선단을 세포 덩어리를 향하여 접근시키는 것을 특징으로 하는 세포의 입체 구조체 제조 장치.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지체의 침상체를 선단측에서 촬영하는 침상체 촬영 수단을 구비하고,
상기 제어 수단은 이 침상체 촬영 수단의 촬영 결과에 기초하여 상기 세포 덩어리를 흡착 유지한 흡인 노즐을 상기 침상체의 상방으로 이동시키고,
상기 침상체 촬영 수단에 의해 촬영한 침상체의 선단 위치가 소정의 규정 범위 내에 위치해 있지 않은 경우,
상기 제어 수단은, 상기 흡인 노즐에 흡착 유지한 세포 덩어리를 침상체의 선단에 찔러 넣은 상태에서, 상기 흡인 노즐을 이동시키고, 이것에 의해 침상체의 선단 위치를 상기 규정 범위 내에 위치시키는 것을 특징으로 하는 세포의 입체 구조체 제조 장치.

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