KR20170051331A - 세포의 집합구조체의 제작 방법 및 제작 장치 - Google Patents

Abstract

[해결 수단] 배양액을 수용한 배양 용기(3)의 내부에 복수의 세포 응집괴(2)를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴(2)가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체(유합 패드(4))를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 방법에 관한 것이다.
상기 배양 용기(3)의 내부에 복수의 핀(16)을 세워 설치하고, 당해 복수의 핀(16)과 핀(16) 사이를 수용부(H)로 하여 복수의 핀(16)에 의해 상기 세포 응집괴(2)를 수용하도록 구성하고, 복수의 인접하는 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 수용한 상태에서 배양한다.
[효과] 소요의 형상 및 치수를 얻는 것이 가능하며, 또한 세포에 데미지를 주지 않고 세포의 집합구조체를 얻을 수 있다.

Description

세포의 집합구조체의 제작 방법 및 제작 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING CELL MASS STRUCTURE}

본 발명은 세포의 집합구조체의 제작(作製) 방법 및 제작 장치에 관한 것으로, 상세하게는 배양액을 수용한 배양 용기의 내부에 복수의 세포 응집괴를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 방법 및 제작 장치에 관한 것이다.

손상을 받은 생체 기능을 줄기세포 등을 사용하여 복원시키는 재생 의료에서는, 세포를 고밀도로 배양한 세포 시트가 사용되고 있다. 이 세포 시트는 극히 얇기 때문에, 몇 장의 세포 시트를 중첩하는 적층화 배양세포 시트의 제조 방법이 알려져 있다(특허문헌 1).

또한 한편으로는, 미리 세포를 대략 구상으로 배양한 세포 응집괴(스페로이드)를 서로 접촉한 상태로 나열하고 부유 배양을 행하여, 세포 응집괴끼리 융합한 50∼300㎛의 두께를 갖는 시트 형상 세포 응집괴의 제작 방법이 알려져 있다(특허문헌2).

게다가, 세포 응집괴를 임의의 공간에 배치하기 위한 방법으로서, 사상체 또는 침상체로 이루어지는 지지체에 세포 응집괴를 관통시키는 세포의 입체구조체의 제작 방법이 알려져 있다(특허문헌 3).

일본 특허 제4921353호 공보 일본 특허 제5523830호 공보 일본 특허 제4517125호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그렇지만, 특허문헌 1과 같이 세포 시트를 적층화하는 경우, 세포 시트는 극히 얇으므로, 취급이 어려워 자동화하기 곤란했다.

또한 특허문헌 2와 같이 세포 응집괴를 부유 배양하여 시트 형상 세포 응집괴를 얻고자 한 경우, 정렬시킨 세포 응집괴에 조밀(粗蜜)이 생겨 세포 응집괴끼리 불규칙하게 융합하기 때문에, 얻어지는 시트 형상 세포 응집괴의 형상이 안정되지 않고, 두께도 불균일하게 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 3과 같이 사상체 또는 침상체로 이루어지는 지지체에 세포 응집괴를 관통시키는 경우에는, 세포에 데미지를 줄 우려가 있었다.

이러한 문제를 감안하여, 본 발명은 소요의 형상 및 치수를 얻을 수 있고, 또한 세포에 데미지를 주지 않는 세포의 집합구조체의 제작 방법 및 제작 장치를 제공하는 것이다.

즉 청구항 1의 발명에 따른 세포의 집합구조체의 제작 방법은, 배양액을 수용한 배양 용기의 내부에 복수의 세포 응집괴를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 방법에 있어서,

상기 배양 용기의 내부에 복수의 핀을 세워 설치하고, 당해 복수의 핀과 핀 사이를 수용부로 하여 복수의 핀에 의해 상기 세포 응집괴를 수용하도록 구성하고,

복수의 인접하는 수용부에 세포 응집괴를 수용한 상태에서 배양하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 7의 발명에 따른 세포의 집합구조체의 제작 장치는, 배양액을 수용한 배양 용기의 내부에 복수의 세포 응집괴를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 장치에 있어서,

상기 배양 용기의 내부에, 복수의 핀을 세워 설치한 수용 수단을 설치하고,

또한 상기 수용 수단에서의 복수의 핀과 핀 사이에 상기 세포 응집괴를 공급하는 공급 수단을 구비하고,

상기 복수의 핀과 핀 사이를 세포 응집괴의 수용부로 하여, 상기 공급 수단은 복수의 인접하는 수용부에 세포 응집괴를 수용하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 청구항 1 및 청구항 7의 발명에 의하면, 복수의 핀과 핀 사이를 수용부로 하여, 복수의 인접하는 수용부에 세포 응집괴를 수용시키기 때문에, 각 세포 응집괴는 당해 수용부에서 배양됨으로써 서로 융합하여, 소요의 형상 및 치수의 세포의 집합구조체를 제작할 수 있다. 또한 세포 응집괴에 핀을 관통시킬 필요가 없기 때문, 세포에의 데미지도 억제할 수 있다.

도 1은 세포의 집합구조체의 제조 장치가 설치되는 아이솔레이터와 인큐베이터의 정면도.
도 2는 세포의 집합구조체의 제조 장치의 구성도.
도 3은 수용 용기 및 흡인 노즐에 대한 단면도.
도 4는 배양 용기의 단면도.
도 5는 배양 용기에 수용되는 세포 응집괴에 대한 평면도.
도 6은 배양액 공급 수단에 대한 측면도.
도 7은 제2 실시예에 있어서의 배양 용기 내에서의 세포의 집합구조체의 취급을 설명하는 도면.
도 8은 제3 실시예에 있어서의 배양 용기 내에서의 세포의 집합구조체의 취급을 설명하는 도면.
도 9는 제4 실시예에 있어서의 제1, 제2 핀군을 구성하는 핀의 배치를 설명하는 도면.
도 10은 제4 실시예에 있어서의 배양 용기 내에서의 세포의 집합구조체의 취급을 설명하는 도면.
도 11은 제4 실시예에 있어서의 제1, 제2 핀군에 대한 다른 구성을 설명하는 도면.
도 12는 제4 실시예에 있어서의 제1, 제2 핀군에 대한 다른 구성을 설명하는 도면.
도 13은 제5 실시예에 있어서의 배양 용기 내에서의 세포의 집합구조체의 취급을 설명하는 도면.
도 14는 제5 실시예에 추가 가능한 공정을 설명하는 도면.
도 15는 제6 실시예에 있어서의 배양 용기 내에서의 세포의 집합구조체의 취급을 설명하는 도면.
도 16은 제6 실시예에 있어서 배양 용기 내에서의 세포 응집괴의 배치를 설명하는 도면.
도 17은 배양 용기 내에서의 세포 응집괴를 유지하는 다른 방법을 설명하는 도면.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 도시 실시예에 대해 설명하면 도 1∼도 6은 제1 실시예에 따른 세포의 집합구조체의 제작 장치(1)를 설명하는 것으로, 복수의 세포 응집괴(2)(스페로이드:도 3 참조)를 배양 용기(3)의 내부에서 배치하고, 상기 세포 응집괴(2)가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체로서의 유합(癒合) 패드(4)(도 4 참조)를 제작하는 것으로 되어 있다.

상기 세포 응집괴(2)는, 예를 들면, 일본 특허 제4517125호에 개시되는 방법으로 제작할 수 있다. 즉, 내면이 비접착성의 용기에 세포를 파종하고 배양하면, 세포는 토대를 찾아 상호 서로 접착함으로써 응집하여 세포 응집괴(2)가 형성되고, 이것들이 더욱 융합함으로써 외경 치수가 500㎛ 정도의 대략 구상의 세포 응집괴(2)가 형성된다.

보다 효율적으로는, 웰 플레이트의 비접착성의 웰(대략 반구상의 수용부)에서 배양함으로써 용이하게 세포 응집괴(2)를 얻을 수 있다. 또한, 세포 응집괴(2)의 제작 방법은 이것에 한정되지 않고, 선회하고 있는 배양액 중에 세포 현탁액을 넣는 선회 배양법, 시험관에 세포 현탁액을 넣고 원심분리기로 침전시키는 방법, 혹은 알긴산 비드를 사용하여 배양하는 방법 등 공지의 여러 방법으로 제작할 수 있다.

이와 같이, 세포 응집괴(2)란 세포끼리 집합하고 응집화한 100∼500㎛ 정도의 외경 치수를 가진 대략 구상의 세포집합체를 가리키며, 이들 세포 응집괴(2)를 평면적 또는 입체적으로 접촉 또는 접근시켜 배치하면, 각 세포 응집괴(2)의 세포가 증식해서 인접하는 세포 응집괴(2)가 융합하여, 평면적 또는 입체적인 세포의 집합구조체가 얻어지게 되어 있다.

본 실시예에서 제작하는 유합 패드(4)는 연골 등에 유합시키기 위해 사용할 수 있으며, 복수의 세포 응집괴(2)를 평면적으로 배치하여 융합시킨 것으로 되어 있다. 두께는 사용하는 세포 응집괴(2)의 치수에 따라 100∼500㎛ 정도의 것을 제작하는 것이 가능하며, 평면적인 사이즈는 정렬시키는 세포 응집괴(2)의 개수에 의해 조절 가능하게 되어 있다.

이와 같이 제작되는 상기 유합 패드(4)는 세포 현탁액을 평면적으로 배양함으로써 세포 단체를 시트 형상으로 배양하여 얻어지는 세포 시트와는 상이한 것이다.

본 실시예의 세포의 집합구조체의 제작 장치(1)는 도 1에 도시하는 내부가 무균 상태로 유지된 아이솔레이터(5)와, 당해 아이솔레이터(5)에 접속 가능하게 설치된 인큐베이터(6)의 내부에 설치되어 있다. 또한 아이솔레이터(5)에는, 반입물을 제염(除染)하기 위한 패스 박스(5a)가 설치되어 있다.

도 2는 상기 아이솔레이터(5)의 내부에 설치된 구성을 나타내며, 세포 응집괴(2)를 수용하는 수용 용기(7)를 지지하는 수용 용기 지지부(8)와, 유합 패드(4)의 배양되는 배양 용기(3)를 지지하는 배양 용기 지지부(9)와, 상기 세포 응집괴(2)를 유지하는 복수의 흡인 노즐(10)과, 상기 흡인 노즐(10)을 상기 수용 용기(7) 및 배양 용기(3)에 대하여 상대 이동시키는 노즐 이동 수단(11)을 구비하고 있다.

한편, 도 6은 상기 인큐베이터(6)의 내부에 설치된 구성을 나타내며, 배양 용기(3)의 세포 응집괴(2) 혹은 유합 패드(4)에 배양액을 공급하는 배양액 공급 수단(12)을 구비하고 있다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 도 2에 있어서의 도시 좌우 방향을 X방향, 전후 방향을 Y방향, 상하 방향을 Z방향으로 하고, 도 5에서는 도시 좌우 방향을 X방향, 상하 방향을 Y방향으로 한다.

상기 아이솔레이터(5)는 내부가 무균 환경에 유지되고, 또한 무균 에어 공급 수단에 의해 상방으로부터 하방을 향하는 무균 에어에 의한 일방향류가 형성되도록 되어 있다.

또한 아이솔레이터(5)의 정면에는 작업자가 장착 가능한 글러브(5b)가 설치되어 있어, 각종 작업을 행하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 아이솔레이터(5)의 내부에 로봇이나 소요의 구성을 갖는 이송 수단을 설치하여, 이들 작업을 자동으로 행할 수도 있다.

다음에 상기 인큐베이터(6)는 내부가 무균 환경으로 유지됨과 아울러, 유합 패드(4)의 배양에 적합한 소정의 온도 및 습도로 유지되어, 세포 응집괴(2)가 융합하여 유합 패드(4)로 형성되는 동안, 상기 인큐베이터(6)를 상기 아이솔레이터(5)로부터 분리하고, 당해 아이솔레이터(5)로부터 떨어진 장소에 재치하는 것이 가능하게 되어 있다.

그것을 위해 상기 아이솔레이터(5)와 인큐베이터(6)는 접속 수단(13)에 의해 접속되어 있고, 예를 들면, 일본 특허 제4656485호 공보에 기재되는 것과 같은, 인큐베이터(6)와 아이솔레이터(5)를 무균 상태를 유지한 채 접리시키는 접속 수단을 사용할 수 있다.

도 3은 상기 수용 용기(7)의 단면도를 나타내며, 상술한 웰 플레이트를 사용할 수 있다. 수용 용기(7)는 평면으로 보아 종횡으로 복수의 수용 오목부(7a)를 구비하고, 각 수용 오목부(7a)의 내부에는 배양액과 함께 대략 구상의 세포 응집괴(2)가 한 개씩 수용되어 있다.

상기 수용 용기(7)의 수용 오목부(7a)는 평면으로 보아 X방향 및 Y방향으로 각각 소정 개수씩 정렬되어 있으며, 본 실시예에서는 배양 용기(3)에서 제작하는 유합 패드(4)를 구성하는 세포 응집괴(2)의 X방향 및 Y방향의 개수와 동수, 즉 X방향으로 5개, Y방향으로 5개 각각 설치되어 있다.

상기 수용 용기(7)를 지지하는 수용 용기 지지부(8)는, 위치 결정편(8b)에 의해 그 상면에서 상기 수용 용기(7)를 위치 결정함과 아울러, 상기 노즐 이동 수단(11)을 구성하는 Y방향 테이블(8a)에 의해 구성되어 있다.

후술하는 바와 같이, 본 실시예의 흡인 노즐(10)은 X방향으로 5개 설치되고, 또한 X방향 및 Z방향으로만 이동 가능하게 되어 있으므로, 상기 Y방향 테이블(8a)이 수용 용기(7)를 Y방향으로 이동시킴으로써, 흡인 노즐(10)과 수용 용기(7)를 XYZ의 각 방향에서 상대 이동시킬 수 있다.

구체적으로 설명하면, 최초에 상기 Y방향 테이블(8a)이 수용 용기(7)의 1열째의 수용 오목부(7a)를 흡인 노즐(10)의 하방에 위치시켜, 당해 1열째의 수용 오목부(7a)로부터 흡인 노즐(10)이 세포 응집괴(2)를 흡착 유지하면, Y방향 테이블(8a)이 1열분만큼 Y방향으로 수용 용기(7)를 이동시켜, 2열째의 수용 오목부(7a)를 흡인 노즐(10)의 하방에 위치시키도록 되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 배양 용기(3)는 바닥 있는 상자 형상을 가지고 있고, 내부에는 소정의 깊이로 배양액이 수용됨과 아울러, 바닥면에 설치된 바닥면 플레이트(14)와, 당해 바닥면 플레이트(14)에 설치된 받침대(15) 및 당해 받침대(15)에 세워 설치된 복수의 핀(16)으로 구성되는 수용 수단과, 상기 핀(16)을 따라 상하 로 이동하는 하방 지지 부재로서의 지지 플레이트(17)가 설치되어 있다.

상기 바닥면 플레이트(14)는 배양 용기(3)의 바닥면과 대략 동일 형상을 가지고 있고, 바닥면 플레이트(14)가 배양 용기(3)의 내부에서 이동하지 않도록 위치 결정되어 있다. 또한 상기 받침대(15)는 직방체 형상을 가지고 있고, 바닥면 플레이트(14)의 상면에 형성된 오목부(14a)에 끼워 맞추어져 위치 결정되도록 되어 있다.

상기 핀(16)은 상기 받침대(15)의 상면에 형성된 설치면(15a)에 각각 Z방향을 향하도록 규칙적으로 세워 설치되어 있다.

도 5는 상기 받침대(15)에 설치된 핀(16)과, 당해 핀(16)에 의해 유지되는 세포 응집괴(2)에 대한 평면도를 나타내며, 본 실시예에서는 X방향 및 Y방향으로 각각 5개의 세포 응집괴(2)를 서로 접촉한 상태에서 평면적으로 정렬시키도록 되어 있다.

상기 핀(16)은 각 세포 응집괴(2)의 주위에 위치하도록 설치되어 있고, 본 실시예에서는 4개의 핀(16)에 의해 세포 응집괴(2)를 수용하는 수용부(H)를 구성하고 있다. 보다 구체적으로는, 평면으로 보아 4개의 핀(16)이 네 코너에 위치하는 대략 정방형의 구획을 상기 수용부(H)로 하고 있다.

본 실시예에서는, 상기 수용부(H)를 구성하는 4개의 핀(16) 중, 각 대각 위치의 2개의 핀(16)의 간격은 수용하는 세포 응집괴(2)의 직경보다도 짧아지도록 배치되어 있다. 환언하면, 세포 응집괴(2)를 제작할 때, 각 대각 위치의 2개의 핀(16)의 간격보다도 직경이 커지도록 하고 있다.

이와 같이 구성된 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 수용하면, 복수의 핀(16)과 핀(16) 사이에서 세포 응집괴(2)를 협지할 수 있어, 도 4(a)와 같이 세포 응집괴(2)를 상기 핀(16)의 선단과 근원 사이의 상하 중간 부분에 위치시키는 것이 가능하게 된다.

환언하면, 상기 수용부(H)를 상기 복수의 핀(16)을 세워 설치한 설치면(15a)으로부터 격리한 위치에 설정할 수 있어, 당해 수용부(H)에 유지된 세포 응집괴(2)와 설치면(15a) 사이에, 배양액이 유통 가능한 간극(g)을 형성할 수 있다.

또한 핀(16)의 직경에 따라 다르지만, 각 대각 위치의 2개의 핀(16)의 간격을 세포 응집괴(2)의 직경보다도 짧게 함으로써 각 수용부(H)의 세포 응집괴(2)끼리를 서로 접촉시킨 상태에서 배양할 수 있도록 되어 있다.

상기 바닥면 플레이트(14)에는, 상기 받침대(15)를 사이에 끼고 대향한 위치에 설치됨과 아울러, Z방향을 향하여 세워 설치되고 상기 지지 플레이트(17)를 상하로 관통하는 2개의 막대 형상의 가이드 부재(18)가 설치되고, 상기 지지 플레이트(17)에는 상기 핀(16)이 관통하는 관통구멍(17a)이 뚫어 설치되어 있다.

상기 구성에 의해, 상기 지지 플레이트(17)는 상기 핀(16) 및 가이드 부재(18)를 따라 Z방향으로 승강 가능하게 설치됨과 아울러, 통상은 자중에 의해 상기 받침대(15)의 설치면(15a)에 재치되는 하강 위치에 위치해 있다.

도 4(a)에 도시하는 지지 플레이트(17)가 하강 위치에 위치했을 때, 상기 핀(16)의 상하 중간 부분에 유지된 세포 응집괴(2)와 상기 받침대(15)의 설치면(15a) 사이에는, 배양액이 유통 가능한 간극(g)이 형성되도록 되어 있다.

한편, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 지지 플레이트(17)를 상승시키면, 지지 플레이트(17)는 상기 핀(16)과 핀(16) 사이에 유지된 세포 응집괴(2)를 하방에서 지지할 수 있고, 상기 지지 플레이트(17)가 상승 위치까지 위치함으로써 세포 응집괴(2)가 배양된 유합 패드(4)를 상기 핀(16) 사이로부터 꺼낼 수 있도록 되어 있다.

상기 지지 플레이트(17)의 상승은 글러브(5b)를 장착한 작업자에 의해 행할 수 있는 외에, 로봇 등에 의해 행하는 것도 가능하다. 그 때, 도시하지 않지만, 상기 지지 플레이트(17)의 상면에 상기 배양액의 액면으로부터 상방으로 돌출하는 파지 부재를 설치함으로써, 배양액에 접촉하지 않고 지지 플레이트(17)를 상승시키는 것이 가능하게 된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 배양 용기 지지부(9)는 상기 노즐 이동 수단(11)을 구성하는 Y방향 테이블(9a)로 구성되고, 상기 수용 용기 지지부(8)를 구성하는 Y방향 테이블(8a)과 마찬가지로, 흡인 노즐(10)에 흡착 유지된 세포 응집괴(2)가 상기 핀(16)으로 구성된 수용부(H)에 공급될 때마다, 배양 용기(3)째 핀(16) 사이에 설정된 수용부(H)를 상기 Y방향으로 일렬씩 이동시키는 것으로 되어 있다.

다음에 상기 흡인 노즐(10)에 대해 설명하면, 도 3에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 부압 발생 수단에 접속된 본체부(10a)와, 당해 본체부(10a)의 하단부에 설치된 관 형상의 흡착부(10b)를 구비하고 있다.

상기 흡착부(10b)의 내경은 상기 세포 응집괴(2)보다 작은 직경으로 되어 있고, 상기 수용 용기(7)의 수용 오목부(7a)에서 흡착부(10b)의 선단에 세포 응집괴(2)를 흡착 유지했을 때, 세포 응집괴(2)가 당해 흡착부(10b)의 내부로 빨려 들어가지 않도록 되어 있다.

또한 배양 용기(3)에서는, 상기 흡착부(10b)의 중심 위치를 핀(16)과 핀(16) 사이에 형성한 수용부(H)의 대략 중앙에 위치시키고, 또한 세포 응집괴(2)를 상기 핀(16)의 상하 중간 위치에 위치한 상태에서 상기 부압 발생 수단에 의한 부압을 해소한다.

또한 세포 응집괴(2)를 흡착 유지하는 흡인 노즐(10) 대신에, 그리퍼 등에 의해 세포 응집괴(2)를 유지하는 등의 구성을 가진 것을 사용하여 세포 응집괴(2)를 유지하도록 해도 된다.

또한 상기 흡인 노즐(10)을 이동시키는 노즐 이동 수단(11)은 상기 수용 용기 지지부(8) 및 배양 용기 지지부(9)에 걸쳐서 X방향으로 설치된 X방향 레일(21)과, 당해 X방향 레일(21)을 따라 흡인 노즐(10)을 X방향으로 이동시키는 X방향 이동 수단(22)과, 당해 X방향 이동 수단(22)에 설치되어 Z방향으로 흡인 노즐(10)을 승강시키는 Z방향 이동 수단(23)과, 상기 수용 용기 지지부(8) 및 배양 용기 지지부(9)에서의 상기 Y방향 테이블(8a, 9a)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이들 흡인 노즐(10)과 노즐 이동 수단(11)에 의해 세포 응집괴(2)의 공급 수단이 구성되어 있다.

또한, 노즐 이동 수단(11)으로서는, Y방향 테이블(8a, 9a) 대신에, 상기 X방향 레일(21)을 Y방향으로 이동시키는 구성을 가진 것이어도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 상기 흡인 노즐(10)이나 후술하는 카메라(25)를 X-Y방향으로 이동시킬 수 있다.

또한 본 실시예의 흡인 노즐(10)은 X방향으로 5개 정렬하여 설치되고, 이들 흡인 노즐(10)은 간격 변경 수단(24)에 의해 X방향으로 그 간격이 변경되도록 되어 있다.

구체적으로는, 상기 흡인 노즐(10)이 수용 용기 지지부(8)의 상방에 위치했을 때는, 간격 변경 수단(24)은 상기 수용 용기(7)에서의 X방향으로 정렬한 수용 오목부(7a)와 동일한 간격으로 상기 흡인 노즐(10)의 간격을 변경한다.

한편, 흡인 노즐(10)이 배양 용기 지지부(9)의 상방에 위치했을 때는, 간격 변경 수단(24)은 상기 배양 용기(3)의 내부의 핀(16)과 핀(16) 사이에 형성된 수용부(H)에 있어서의, X방향의 간격과 동일한 간격으로 흡인 노즐(10)의 간격을 변경한다.

또한, 흡인 노즐(10)에 대해서는 Y방향으로 복수열 설치하는 것도 가능하며, 또한 수용 용기 지지부(8)의 수용 오목부(7a)의 간격과, 상기 핀(16)과 핀(16) 사이에 형성된 수용부(H)의 간격이 동일한 경우에는, 상기 간격 변경 수단(24)을 생략할 수 있다.

또, 예를 들면, 상기 수용부(H)의 간격이 좁은 경우에는, 상기 흡인 노즐(10)에 의해 하나 건너뛴 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 유지시키는 것도 가능하며, 그 경우, 최초에 홀수번째의 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 유지시키고, 그 후 짝수번째의 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 유지시키도록 하면 된다.

또한, 흡인 노즐(10)은 적어도 1개 구비되어 있으면 되고, 또한 세포 응집괴(2)의 공급 수단으로서는, 본 실시예와 같이 세포 응집괴(2)를 옮겨 싣는 구성 외에, 다수의 세포 응집괴(2)를 수용한 용기로부터 1개씩 내보내는 것과 같은 구성이어도 된다.

또한 상기 X방향 레일(21)에는 X방향으로 이동하는 카메라(25)가 설치되어 있고, 상기 카메라(25)는 상기 흡인 노즐(10)에 의해 세포 응집괴(2)가 수용부(H)에 유지되면, 배양 용기 지지부(9)의 상방까지 이동하여 배양 용기(3) 내의 수용부(H)를 촬영하도록 되어 있다.

촬영된 화상에 의해, 상기 모든 수용부(H)에 세포 응집괴(2)가 유지되어 있는지 아닌지가 확인되고, 필요에 따라 세포 응집괴(2)가 유지되어 있지 않은 수용부(H)에 대하여 세포 응집괴(2)를 공급하도록, 지시할 수 있다.

또한 카메라(25)는, 상기 노즐 이동 수단(11)이 흡인 노즐(10)을 배양 용기 지지부(9)의 상방에 위치시킬 때는, 흡인 노즐(10)과의 접촉을 피하기 위해 배양 용기 지지부(9)의 상방으로부터 퇴피하도록 되어 있다.

도 6은 인큐베이터(6)의 내부에 설치된, 배양 도중의 유합 패드(4)에 배양액을 공급하는 배양액 공급 수단(12)을 도시하며, 인큐베이터(6)의 내부에 복수의 배양 용기(3)를 수용하는 경우에는, 각 배양 용기(3)의 각각에 대해 상기 배양액 공급 수단(12)을 설치할 수 있다.

상기 배양액 공급 수단(12)은 양단이 상기 배양 용기(3)의 상방으로부터 배양액의 액면에 삽입된 배관(31)과, 당해 배관(31)에 설치되서 배양액을 송액하는 송액 펌프(32)로 구성되어 있다.

상기 배관(31)의 일단은 상기 배양 용기(3)에 있어서의 배양액의 액면 근방, 즉 상기 핀(16)의 사이에 유지된 세포 응집괴(2)의 상방에 위치하도록 되어 있고, 타단은 상기 배양 용기(3)에 있어서의 상기 세포 응집괴(2)와 상기 받침대(15)의 설치면(15a) 사이에 형성된 간극(g)에 위치해 있다.

그리고 상기 송액 펌프(32)는 배관(31)의 일단으로부터 배양 용기(3)에서의 상방측으로부터 배양액을 흡인함과 아울러, 당해 배양액을 타단으로부터 상기 간극(g)에 유입시켜, 배양 용기(3) 내에서 배양액을 순환시키도록 되어 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 배양액 공급 수단(12)이 공급한 배양액은 하방에 상기 간극(g)이 형성된 유합 패드(4)의 하면측에 공급되고, 유합 패드(4)의 하면측에도 배양액이 충분히 고루 퍼져, 배양을 양호하게 행할 수 있다.

또한, 송액 펌프(32)의 송액 방향을 반대로 하여, 상기 간극(g)에 위치하는 상기 배관(31)의 타단으로부터 배양액을 흡인하도록 해도 되며, 그 경우에는 유합 패드(4)의 주위로부터 하면측에 배양액이 유입하는 흐름이 형성되기 때문에, 상기 간극(g)에 배양액의 공급이 행해지게 된다.

또한 이들 배양액의 공급 동작의 전처리로서, 필요에 따라 배양액의 영양분의 보급이나, 산소나 탄산 가스의 공급 및 pH의 조정을 행하도록 해도 된다.

이하, 상기 구성을 갖는 세포의 집합구조체의 제작 장치(1)를 사용한 유합 패드(4)의 제작 방법을 설명한다.

처음으로, 상기 패스 박스(5a)를 통하여 상기 세포 응집괴(2)가 수용된 수용 용기(7)나 배양 용기(3)를 상기 아이솔레이터(5) 내에 반입하거나, 배양 용기(3)에 소정량의 배양액을 공급하는 준비 공정을 행한다.

또 배양 용기(3)에는 상기 받침대(15) 및 복수의 핀(16)으로 이루어지는 수용 수단이 설치되고, 또한 상기 지지 플레이트(17)는 자중에 의해 상기 받침대(15)의 설치면(15a)에 접촉한 하강 위치에 위치해 있다.

또한 준비 공정에 있어서, 아이솔레이터(5)의 내부에 상기 수용 용기(7)나 배양 용기(3)를 복수 반입하면, 복수의 배양 용기(3)를 사용하여 복수의 유합 패드(4)를 연속해서 작성하는 것이 가능하게 된다.

상기 준비 공정이 완료되면, 계속해서 상기 흡인 노즐(10)을 이동시키고, 상기 배양 용기(3)에 세포 응집괴(2)를 이동시켜, 상기 핀(16)의 사이에 설정된 수용부(H)로 세포 응집괴(2)를 공급하는 공급 공정을 행한다.

상기 노즐 이동 수단(11)이 흡인 노즐(10)을 이동시키고, 또한 간격 변경 수단(24)이 흡인 노즐(10)의 간격을 변경하여, 상기 수용 용기 지지부(8)에서 수용 용기(7)의 수용 오목부(7a)로부터 세포 응집괴(2)를 흡착 유지한다.

계속해서, 노즐 이동 수단(11)이 흡인 노즐(10)을 배양 용기 지지부(9)로 이동시키고, 또 간격 변경 수단(24)이 상기 핀(16)과 핀(16) 사이에 형성된 수용부(H)의 간격에 맞추어 흡인 노즐(10)의 간격을 변경하고, 흡인 노즐(10)을 하강시킨다.

그러면, 흡인 노즐(10)에 유지된 각 세포 응집괴(2)는 4개의 핀(16) 사이에 형성된 수용부(H)에 삽입되고, 세포 응집괴(2)의 하방에 간극(g)이 형성되도록, 상기 핀(16)의 상하 중간 위치에 세포 응집괴(2)가 유지된다.

이 때, 상기 수용부(H)에 수용된 세포 응집괴(2)는, 주위를 둘러싸는 4개의 핀(16)에 의해 협지되는 점에서, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 당해 수용부(H)로부터 부상하지 않고 세포 응집괴(2)의 배치 상태를 유지할 수 있으며, 또한 세포 응집괴(2)와 받침대(15)의 설치면(15a) 사이에 상기 간극(g)이 형성된 상태를 유지할 수 있다.

이렇게 하여 모든 수용부(H)에 세포 응집괴(2)가 수용되면, 그 후 상기 카메라(25)가 배양 용기 지지부(9)의 상방으로 이동해서 배양 용기(3) 내의 세포 응집괴(2)를 촬영하여, 세포 응집괴(2)가 모든 수용부(H)에 수용되어 있는지 아닌지를 확인한다.

이렇게 하여 배양 용기(3) 내에 세포 응집괴(2)가 배치되면, 로봇 혹은 작업자의 수작업에 의해, 상기 배양 용기(3)는 인큐베이터(6)로 이송되고, 당해 배양 용기(3) 내의 세포 응집괴(2)를 배양하는 배양 공정이 행해진다.

우선 상기 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)로 이송하면, 작업자는 상기 배양액 공급 수단(12)의 배관(31)의 양단을 각각 배양 용기(3)의 내부에 설치하고, 구체적으로는 일단을 배양액의 액면 가까이, 타단을 핀(16) 사이에 유지된 세포 응집괴(2)의 하방의 간극(g)에 삽입한다.

그 후, 인큐베이터(6)를 상기 아이솔레이터(5)로부터 분리하여, 아이솔레이터(5)로부터 격리된 위치에 재치하고, 내부를 소정의 온도, 습도로 유지함과 아울러, 소정의 탄산 가스나 산소의 농도를 유지한다.

배양 용기(3) 내에 있어서, 세포 응집괴(2)가 배양되면 인접하는 세포 응집괴(2)가 서로 융합하고, 이것에 의해 세포 응집괴(2)가 평면적으로 배치된 형상을 유지한 세포의 집합구조체로서의 유합 패드(4)를 얻을 수 있다.

즉, 세포 응집괴(2)를 배치한 대로 임의 형상의 유합 패드(4)를 제작하는 것이 가능하고, 또한 세포 응집괴(2)는 상기 수용부(H)에 의해 간극 없이 배치되어 있기 때문에, 상기 세포 응집괴(2)가 융합하여 평면적으로 형성된 유합 패드(4)의 두께는 대략 균일하게 된다.

또한 각 세포 응집괴(2)는 상기 핀(16)에 의해 이동이 규제되어 있기 때문에, 형성되는 유합 패드(4)의 치수를 처음에 세포 응집괴(2)를 배치했을 때의 크기와 대략 동일하게 할 수 있다.

이것은 세포 응집괴(2)가 접촉하고 있는 상기 핀(16)의 주위에 밀착하도록 증식 또는 이동하여, 인접하는 세포 응집괴(2)끼리의 사이에 형성되는 간극을 메우기 때문이며, 핀(16)을 개재하지 않고 세포 응집괴(2)를 평면적으로 배치하여 배양하는 경우와 같이, 전체적인 치수는 거의 줄어들지 않는다.

상기 배양 공정 동안, 인큐베이터(6) 내에서는 소정의 간격으로, 수용부(H)에 유지된 세포 응집괴(2) 혹은 유합 패드(4)에 배양액을 공급하는 배양액 공급 공정이 행해진다.

상기 배양액 공급 공정으로서, 배양액 공급 수단(12)은 배양 용기(3) 내에서 배양액을 순환시키도록 되어 있고, 그 때 상기 세포 응집괴(2)의 하방에는 상기 간극(g)이 형성되어 있으므로, 유합 패드(4)와 받침대(15)의 설치면(15a) 사이에 배양액이 공급되어, 유합 패드(4)의 이면측에 대해서도 효율적으로 배양할 수 있다.

즉, 세포 응집괴(2)를 상기 설치면(15a)에 재치시켜 유합 패드(4)를 제작하는 경우, 중앙에 위치하는 세포 응집괴(2)의 하면측에는 충분히 배양액이 고루 퍼지지 않는다고 하는 문제가 있었지만, 세포 응집괴(2)를 하방에 간극(g)을 형성한 상태에서 유지함으로써, 당해 부분에 위치하는 세포도 양호하게 배양하는 것이 가능하게 되었다.

상기 배양 공정에 의해 세포 응집괴(2)가 배양되어 유합 패드(4)가 작성되면, 인큐베이터(6)를 아이솔레이터(5)에 접속하여, 당해 유합 패드(4)를 배양 용기(3)로부터 회수하는 회수 공정을 행한다.

회수 공정에서는, 상기 배양 용기(3)를 배양 용기 지지부(9)에 지지시키고, 그 상태에서 상기 배양 용기(3)의 내부에서 상기 지지 플레이트(17)를 Z방향으로 상승시켜 상승 위치에 위치시킨다.

지지 플레이트(17)는 상승하면서 유합 패드(4)의 하부에 접촉하고, 그대로 유합 패드(4)를 하방에서 지지하고, 핀(16) 및 가이드 부재(18)를 따라 상승시킴으로써 유합 패드(4)를 핀(16)의 사이로부터 이탈시킨다.

도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 지지 플레이트(17)가 상승 위치에 위치하여, 유합 패드(4)가 핀(16)의 사이로부터 이탈하면, 당해 지지 플레이트(17) 위의 유합 패드(4)를 소요의 용기로 바꿔 옮겨 회수할 수 있다.

그 때, 배양 공정에 있어서 유합 패드(4)는 지지 플레이트(17)에 밀착해 있지 않기 때문에, 유합 패드(4)는 지지 플레이트(17)에 달라붙지 않아, 이것을 용이하게 회수할 수 있다.

또한, 상기 배양 공정으로부터 회수 공정 사이에, 소정 기간마다 인큐베이터(6)를 아이솔레이터(5)에 접속하여, 배양 도중의 유합 패드(4)의 배양 상태를 검사하는 검사 공정을 행하도록 해도 된다.

도 7은 제2 실시예로서의 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하는 도면으로, 상세하게는 상기 제1 실시예에서의 상기 배양 공정의 도중에 실시하는 작업이며, 배양 용기(3) 등에는 공통의 것을 사용한다.

본 실시예에 따른 작업은, 인큐베이터(6)에서 상기 배양 공정을 개시한 후, 세포 응집괴(2)끼리 융합한 상태가 되고, 배양 도중의 유합 패드(4)가 형성되고 나서 행하는 것으로 되어 있다.

이 배양 도중의 유합 패드(4)는 상기 핀(16)이 관통한 상태로 되어 있고, 제1 실시예와 같이 회수 공정에서 유합 패드(4)를 핀(16) 사이로부터 이탈시킨 경우에는, 회수된 유합 패드(4)에는 상기 핀(16)이 관통한 부분에 관통구멍(4a)이 형성된 채가 된다.

그래서 본 실시예에서는, 어느 정도 세포 응집괴(2)가 배양되어 융합한 배양 도중의 유합 패드(4)가 얻어지면, 인큐베이터(6)를 아이솔레이터(5)에 접속하여 배양 용기(3)를 아이솔레이터(5) 내부의 상기 배양 용기 지지부(9)에 재치한다.

그리고 배양 용기 지지부(9)에서는, 작업자 혹은 로봇 등이 상기 하강 위치에 위치한 지지 플레이트(17)를 상승 위치에 위치시켜, 배양 도중의 유합 패드(4)를 핀(16)의 사이로부터 이탈시킨다.

계속해서 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 지지 플레이트(17)에 재치된 상태의 유합 패드(4)를 이동시켜, 예를 들면, 유합 패드(4)를 구성하는 세포 응집괴(2)의 중심 위치가 핀(16)의 선단의 상방에 위치하도록 한다.

그 후, 도 7(b)와 같이 상기 지지 플레이트(17)를 다시 상승 위치로부터 하강 위치로 이동시키면, 지지 플레이트(17)만이 상기 핀(16)을 따라 하강하고, 상기 배양 도중의 유합 패드(4)는 상기 핀(16)에 의해 하방에서 지지되게 된다.

이 상태가 되면, 배양 용기(3)를 다시 아이솔레이터(5)로부터 인큐베이터(6)로 옮겨 싣고 배양 공정을 재개한다. 이것에 의해 상기 관통구멍(4a)이 메워지게 된다.

또한 유합 패드(4)는 상기 핀(16)에 의해 하방에서 지지되기 때문에, 당해 유합 패드(4)의 하부에는 간극(g)이 형성되어 있어, 유합 패드(4)의 하부로의 배양액의 공급이 계속해서 행해지도록 되어 있다.

도 8은 제3 실시예로서의 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하는 도면이며, 상세하게는 상기 제2 실시예와 마찬가지로, 상기 제1 실시예에서의 상기 배양 공정의 도중에 실시하는 작업으로서, 배양 용기(3) 등은 공통의 것을 사용한다.

본 실시예에 따른 공정도, 상기 제2 실시예와 마찬가지로, 세포 응집괴(2)가 어느 정도 융합한 배양 도중의 유합 패드(4)가 형성되면 행하는 것으로 되어 있다.

상기 배양 도중의 유합 패드(4)를 수용한 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)로부터 아이솔레이터(5)로 옮겨 싣는 것과 아울러, 아이솔레이터(5)에서는 새로운 배양 용기(3)를 준비한다. 이 배양 용기(3)는 상기 받침대(15) 및 핀(16)으로 이루어지는 수용 수단을 구비하고 있지 않고, 또 상기 지지 플레이트(17) 대신에 메시 형상의 지지 플레이트(41)가 가이드 부재(18)에 의해 바닥면 플레이트(14)에 대하여 상방으로 격리된 위치에 설치되어 있다.

작업자는, 인큐베이터(6)로부터 이송한 배양 용기(3)의 내부로부터, 상기 핀(16) 사이에 유지된 배양 도중의 유합 패드(4)를 상기 지지 플레이트(17)를 사용하여 취출하고, 이것을 상기 새로운 배양 용기(3)의 지지 플레이트(41) 위로 옮겨 싣는다.

그 후, 상기 배양 도중의 유합 패드(4)를 수용한 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)로 옮겨 싣고, 배양 공정을 재개한다.

또한 도 8에 도시하는 배양액 공급 수단(12)은, 상기 유합 패드(4)의 하방의 간극(g)에 위치하는 배관(31)에, 복수의 분사구멍(31a)을 설치한 것으로 되어 있어, 당해 복수의 분사구멍(31a)으로부터 배양액을 배출하게 되어 있다.

이것에 의해, 유합 패드(4)의 하면에 대하여 광범위하게 배양액의 흐름을 생기게 할 수 있어, 유합 패드(4)를 구성하는 하면측의 세포에 보다 잘 배양액을 접촉시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서의 상기 배양액 공급 수단(12)의 구성은 상기 제1, 제2 실시예에도 적용하는 것이 가능하다.

도 9∼12는 제4 실시예로서의 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하는 도면이며, 이 중 도 10은 상기 제2, 제3 실시예와 마찬가지로, 상기 제1 실시예에 있어서의 상기 배양 공정의 도중에 실시하는 작업과, 상기 회수 작업 시에 실시하는 작업을 나타내고 있다.

본 실시예에서 사용하는 배양 용기(3)에 있어서, 상기 받침대(15)에 고정되는 핀(16)은 유합 패드(4)의 중앙부를 유지하는 제1 핀군(16a)과, 유합 패드(4)의 외주 가장자리부(外周緣部)를 유지하는 흑색으로 나타낸 제2 핀군(16b)으로 구성되어 있다.

구체적으로는, 도 9에 있어서, 상기 제2 핀군을 구성하는 핀(16b)은 최외주 및 이것보다도 1열 내측에 배치된 프레임 형상으로 배치되어 있다. 이 때문에, 공급 공정에 있어서 배양 용기(3)에 세포 응집괴(2)를 수용하면, 그 최외주에 배치된 세포 응집괴(2)는 상기 제2 핀군의 핀(16b)에 의해 둘러싸여, 유지되도록 되어 있다.

또한 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 제1 핀군을 구성하는 핀(16a)은 상기 제2 핀군을 구성하는 핀(16b)보다도 짧게 되어 있고, 상기 세포 응집괴(2)를 유지하는 수용부(H)의 높이는 상기 제1 핀군의 핀(16a)의 선단부 근방의 높이로 설정되어 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 각 실시예와 마찬가지로, 상기 수용부(H)에 유지된 세포 응집괴(2)의 하방에는 받침대(15)와의 사이에 간극(g)을 형성하는 것이 가능하게 되어 있다.

상기 배양 용기(3)를 사용한 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하면, 도 10(a)에 도시하는 바와 같이, 공급 공정에서는 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 제1, 제2 핀군의 핀(16a, 16b)의 수용부(H)에 세포 응집괴(2)를 유지시킨다.

그 후, 상기 제2, 제3 실시예와 동일한 배양 공정을 행하고, 그 도중에 세포 응집괴(2)가 어느 정도 융합한 배양 도중의 유합 패드(4)가 형성되면, 당해 배양 도중의 유합 패드(4)를 수용한 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)로부터 아이솔레이터(5)로 옮겨 싣는다.

그리고 도 10(b)에 도시하는 바와 같이, 하강 위치에 위치한 지지 플레이트(17)를 상승시켜, 상기 유합 패드(4)를 제2 핀군의 핀(16b)의 선단부 근방의 높이까지 이동시킨다.

이것에 의해, 상기 배양 도중의 유합 패드(4)로부터 상기 제1 핀군의 핀(16a)이 이탈하고, 당해 유합 패드(4)는 상기 제2 핀군의 핀(16b)에 의해 유지되게 된다.

그 후, 상기 제2, 제3 실시예와 마찬가지로, 배양 도중의 유합 패드(4)는 다시 아이솔레이터(5)로부터 인큐베이터(6)로 옮겨 실려 배양 공정이 재개된다.

이 때, 유합 패드(4)의 중앙부에는 그때까지 관통해 있던 제1 핀군의 핀(16a)에 의한 관통구멍(4a)이 형성되어 있으므로, 배양 공정을 재개함으로써, 상기 관통구멍(4a)이 세포에 의해 메워지게 된다.

여기에서, 상기 관통구멍(4a)이 세포에 의해 메워질 때, 세포끼리가 서로 끌어당겨 합쳐지고 유합 패드(4)가 중앙부를 향하여 수축하여, 만곡될 우려가 있다.

그러나, 본 실시예에서는, 유합 패드(4)의 외주 가장자리부를 상기 제2 핀군의 핀(16b)에 의해 유지하고 있어, 유합 패드(4)의 중앙부의 수축이 방지되어, 만곡이 없는 두께가 균일한 유합 패드(4)를 얻을 수 있다.

상기 배양 공정이 종료되고, 상기 유합 패드(4)의 중앙부에 형성된 관통구멍(4a)이 세포에 의해 메워지면, 상기 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)로부터 아이솔레이터(5)로 옮겨 싣고, 그 후 상기 회수 공정을 행한다.

이 회수 공정에서는 상기 지지 플레이트(17)를 다시 하강 위치로부터 상승 위치까지 상승시켜, 유합 패드(4)를 상기 제2 핀군의 핀(16b)으로부터 이탈시킨다.

이와 같이 하여 회수된 유합 패드(4)의 외주 가장자리부에는, 상기 제2 핀군의 핀(16b)에 의한 관통구멍(4a)이 형성되어 있기 때문에, 본 실시예의 회수 공정에서는, 도 10(c)에 도시하는 바와 같이, 유합 패드(4)의 외주 가장자리부(L)를 절단해서 제거하고, 중앙부만을 회수하도록 되어 있다.

구체적으로 유합 패드(4)의 외주 가장자리부를 절단하는 절단 수단으로서는, 예를 들면, 아이솔레이터의 내부에서 글러브를 장착한 작업자가 사용하는 메스나, 아이솔레이터의 외부에 설치한 레이저 절단 장치를 사용할 수 있다.

또한 상기 도 9를 사용하여 설명한 핀(16) 중, 상기 제2 핀군을 구성하는 핀(16b)에 대해서는 도 11에 도시하는 구성으로 할 수도 있다.

도 9에 있어서, 제2 핀군의 핀(16b)은 모두 동일한 길이이지만, 도 11에서는, 제2 핀군의 핀(16b) 중 흑색으로 나타낸 핀(16ba)만을 길게 하고, 그 이외의 핀(16bb)을 상기 제1 핀군의 핀(16a)과 동일한 길이로 하고 있다.

구체적으로 설명하면 상기 긴 핀(16ba)은 최외주에 설치된 핀(16b)의 1열 내측에서 대략 정방형으로 정렬한 핀(16b) 중, 4개의 정점 부분과 각 변의 중앙 부분에 각각 설치되어 있다.

이와 같이 제2 핀군을 구성한 경우, 상기 배양 공정의 도중에 제1 핀군의 핀(16a)을 유합 패드(4)로부터 이탈시키면, 상기 제2 핀군 중 짧은 핀(16bb)도 유합 패드(4)로부터 이탈하게 된다.

그 경우이어도, 상기 긴 핀(16ba)이 유합 패드(4)의 외주 가장자리부를 유지하기 때문에, 상기 유합 패드(4)의 중앙부에서 관통구멍(4a)이 세포로 메워질 때의 수축을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2 핀군에 있어서의 긴 핀(16ba)의 배치에 대해서는, 유합 패드(4)의 형상에 따라 적당히 설정할 수 있다.

또한, 상기 제4 실시예에서는 도 12에 나타내는 구성을 가진 배양 용기(3)를 사용할 수 있다. 이 구성에서는, 상기 제1 핀군을 구성하는 핀(16a)과, 제2 핀군을 구성하는 핀(16b)은 동일한 길이로 형성되어 있다.

그리고 상기 제1 핀군의 핀(16a)과, 제2 핀군의 핀(16b)은 각각 제1 받침대(15a) 및 제2 받침대(15b)에 설치되어 있고, 제2 받침대(15b)는 제1 받침대(15a)를 둘러싸도록 설치되어 있다.

그리고 상기 제1 핀군의 핀(16a)이 설치된 제1 받침대(15a)는 상하로 승강 가능하게 설치되고, 당해 제1 받침대(15a)에는 도시하지 않지만 작업자나 로봇에 의해 조작 가능한 파지용의 부재가 고정되어 있다.

도 12(a)에 도시하는 바와 같이, 상기 공급 공정에 있어서 상기 제1 받침대(15a)는 상승 위치에 위치해 있고, 제1 핀군을 구성하는 핀(16a)은 제2 핀군을 구성하는 핀(16b)과 동일한 높이에 유지되어 있다.

이 때문에, 각 핀(16)의 선단부 근방에 수용부(H)를 설정함으로써 유지된 세포 응집괴(2)와 제1, 제2 받침대(15a, 15b) 사이에는 간극(g)이 형성되게 되어 있다.

그리고 배양 공정의 도중에 배양 도중의 유합 패드(4)가 얻어지면, 도 12(b)에 도시하는 바와 같이, 상기 제1 받침대(15a)를 하강시키고, 이것에 의해 제1 핀군의 핀(16a)을 유합 패드(4)로부터 이탈하고, 배양 도중의 유합 패드(4)는 제2 핀군의 핀(16b)에 의해 유지되게 된다.

그 후, 회수 공정에 있어서 유합 패드(4)를 회수할 때는, 상기 지지 플레이트(17)를 상승시키고, 이것에 의해 유합 패드(4)를 제2 핀군의 핀(16b)으로부터 이탈시킬 수 있다.

도 13은 제5 실시예로서의 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하는 도면으로, 상기 제1 실시예에 있어서의 상기 공급 공정 대신에 실시하고, 또한 배양 공정에 추가하는 실시하는 것으로 되어 있다.

본 실시예는 세포 응집괴(2)의 직경이 수용부(H)의 각 대각 위치의 핀(16)의 간격보다도 작은 직경이며, 당해 세포 응집괴(2)를 핀(16)과 핀(16) 사이에서 유지할 수 없는 경우에 대응하는 것으로 되어 있다.

구체적으로는, 제작되는 유합 패드(4)를 얇게 하기 위해, 최대한 작은 세포 응집괴(2)를 사용하는 경우나, 제작된 세포 응집괴(2)의 크기에 편차가 있어, 수용부(H)로부터 낙하하는 세포 응집괴(2)를 포함하고 있는 경우가 상정된다.

그래서 본 실시예의 공급 공정에서는, 도 13(a)에 도시하는 바와 같이, 상기 흡인 노즐(10)은 세포 응집괴(2)를 상기 받침대(15)의 설치면(15a) 위에 위치시킨 지지 플레이트(17)의 상면에 재치하도록 되어 있다.

그리고, 상기 세포 응집괴(2)가 지지 플레이트(17)에 재치된 상태 그대로, 당해 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)에 이송하여 상기 배양 공정을 개시하고, 도 13(b)에 도시하는 바와 같이, 세포 응집괴(2)가 핀(16) 사이의 수용부(H)에서 유지 가능한 크기로 될 때까지 배양을 행한다.

이렇게 하여, 수용부(H)에서 유지 가능한 충분한 크기의 세포 응집괴(2)가 얻어지면, 배양 용기(3)를 아이솔레이터(5)로 이송하고, 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 배양 용기(3) 내의 지지 플레이트(17)를 상승시킨다.

그러면, 상기 배양 도중의 세포 응집괴(2)가 지지 플레이트(17)와 함께 핀(16)을 따라 상승되고, 당해 배양 도중의 세포 응집괴(2)가 상기 핀(16)의 상하 중간 위치에 설정한 수용부(H)에 유지된다. 그 후 상기 지지 플레이트(17)를 하강시켜, 하방으로 퇴피시킨다.

이것에 의해, 상기 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 복수의 핀(16)을 세워 설치한 설치면(15a)으로부터 격리하여 설정된 수용부(H)에, 세포 응집괴(2)를 유지시킬 수 있기 때문에, 그 후 배양 공정을 재개한 경우에는, 설치면(15a)과의 사이에 형성된 간극(g)에 배양액을 유통시킴으로써, 배양 도중의 유합 패드(4)의 하부에 배양액을 충분히 접촉시키는 것이 가능하게 되어 있다.

여기에서, 상기 지지 플레이트(17)의 표면을 세포 비접착성으로 함으로써, 배양 도중의 유합 패드(4)를 용이하게 지지 플레이트(17)로부터 이탈시킬 수 있다. 여기에서, 세포 비접착성은 지지 플레이트(17)의 표면의 성질을 발수성이나 초친수성으로 함으로써 얻어지며, 이들 성질을 갖는 공지의 재료를 채용하거나, 표면 처리나 코팅 처리를 행함으로써 실현할 수 있다. 또한, 그 밖에도 DLC(다이아몬도 라이크 카본)막을 형성하는 것도 가능하다.

상기 제5 실시예에 따른 세포의 집합구조체의 제작 방법에 대해서는, 도 13(a)의 공급 공정과 도 13(b)의 배양 공정 사이에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 상기 하방 지지 부재로서의 지지 플레이트(17)에 지지되는 세포 응집괴(2)의 상부에, 상부 맞닿음 부재로서의 맞닿음 플레이트(51)를 배치하는 공정을 더해도 된다.

상기 맞닿음 플레이트(51)는 지지 플레이트(17)와 동일한 구성을 가지고 있어, 상기 핀(16) 및 가이드 부재(18)를 따라 Z방향으로 승강 가능하게 설치되어 있고, 또한 세포 응집괴(2)와 접촉하는 이면측은 세포 비접착성으로 되어 있다.

사용 방법을 설명하면, 도 13(a)의 공급 공정에 있어서 상기 흡인 노즐(10)이 세포 응집괴(2)를 지지 플레이트(17)의 상면에 재치하면, 작업자 혹은 로봇에 의해 재치된 세포 응집괴(2)의 상부에 상기 맞닿음 플레이트(51)를 재치하고, 지지 플레이트(17)와 맞닿음 플레이트(51)로 끼운 상태에서 세포 응집괴(2)를 지지한다.

이와 같이, 맞닿음 플레이트(51)를 재치함으로써, 4개의 핀(16)에 의해 이동하지 않도록 유지되어 있지 않은 세포 응집괴(2)의 부상을 방지할 수 있어, 세포 응집괴(2)가 융합한 유합 패드(4)의 형태를 조정할 수 있다.

이 상태에서, 배양 용기(3)를 인큐베이터(6)에 이송하여 상기 배양 공정을 개시하고, 도 13(b)에 도시하는 바와 같은, 세포 응집괴(2)가 핀(16)의 사이에서 지지되는 크기가 되고, 또한 인접하는 세포 응집괴(2)가 융합한 배양 도중의 유합 패드(4)가 얻어질 때까지 배양을 행한다.

이렇게 하여 충분한 크기의 세포 응집괴(2)가 얻어지면, 배양 용기(3)를 아이솔레이터(5)로 이송하고, 도 13(c)에 도시하는 바와 같이, 배양 용기(3) 내의 지지 플레이트(17)를 상승시킨다. 그 때, 상기 맞닿음 플레이트(51)에 대해서는 제거해도 되고, 그대로 재치해 두어도 된다.

또한 상기 제5 실시예와 같이, 세포 응집괴(2)의 직경이 수용부(H)의 각 대각 위치의 핀(16)의 간격보다도 작은 직경이며, 당해 세포 응집괴(2)를 핀(16)의 상하 중간 위치에서 유지할 수 없는 경우에는, 상기 제4 실시예에 있어서, 미리 소요의 높이로 설정한 수용부(H)의 높이에 대응시켜, 지지 플레이트(17)를 위치시켜도 된다.

즉, 수용부(H)의 높이에 맞추어 위치시킨 지지 플레이트(17)의 상면에 세포 응집괴(2)를 재치시키고, 그 상태에서 각 세포 응집괴(2)를 각각 수용부(H)에서 유지 가능한 크기까지 배양한다. 이것에 의해 각 세포 응집괴(2)가 수용부(H)에 유지된 상태가 되면, 지지 플레이트(17)를 하방으로 퇴피시켜, 배양 도중의 유합 패드(4)의 하방에 상기 간극(g)이 형성되도록 한다.

그 경우도, 상기 지지 플레이트(17)에 재치한 세포 응집괴(2)의 상부에 상기 맞닿음 플레이트(51)를 재치하고, 지지 플레이트(17)와 맞닿음 플레이트(51)로 세포 응집괴(2)를 사이에 끼워 지지함으로써, 세포 응집괴(2)의 부상을 방지함과 아울러 유합 패드(4)의 형태를 조정하도록 하여 배양할 수 있다.

도 15, 16은 제6 실시예에 따른 세포의 집합구조체의 제작 방법을 설명하는 도면이며, 상기 제1∼제5 실시예에서 제작한 세포의 집합구조체로서의 평면적인 유합 패드(4)에 대하여, 본 실시예에서는 Z방향으로 세포 응집괴(2)를 정렬시킨 입체적인 세포의 집합구조체를 제작하는 방법을 설명하는 것이다.

단, 당해 입체적인 세포의 집합구조체를 제작하는 경우이어도, 상기 제1 실시예에서 사용한 세포의 집합구조체의 제작 장치(1)와 동일한 구성을 갖는 장치를 사용하는 것이 가능하며, 또한, 대략 동일한 공정을 사용하여 제작할 수 있기 때문에, 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

도 15에 도시하는 본 실시예에서 사용하는 배양 용기(3)에 있어서, 상기 핀(16)의 길이는 원하는 입체적인 세포의 집합구조체의 높이에 따라 설정되고, 4개의 핀(16)에 의해 형성된 수용부(H)에는 세포 응집괴(2)를 Z방향으로 복수 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.

그리고 상기 공급 공정에서는, 상기 흡인 노즐(10)은 미리 설정된 세포 응집괴(2)의 입체적인 배치에 따라, 상기 세포 응집괴(2)를 상기 핀(16)에 의해 형성된 수용부(H)에 공급한다.

구체적으로는, 최초에 배양 용기 지지부(9)가 배양 용기(3)를 Y방향으로 차례로 이동시켜, 최하단에 배치할 세포 응집괴(2)를 공급하고, 그 후 수용부(H)에 유지시킨 세포 응집괴(2)의 상부에 차례로 세포 응집괴(2)를 공급하도록 하면 된다.

이때도, 상기 각 실시예와 마찬가지로, 최하단에 위치하는 세포 응집괴(2)의 하방에 간극(g)을 형성하도록 되어 있고, 이것에 의해 입체적인 세포의 집합구조체의 하면으로의 배양액의 공급이 행해지도록 한다.

본 실시예에서는, 상기 배양 용기(3)의 대략 중앙에 상기 핀(16)을 구비한 수용 수단이 위치해 있으므로, 상기 핀(16)에 지지된 입체적인 세포의 집합구조체의 측면 부분과 배양 용기(3)의 측면 부분 사이에도 간극(g)이 형성되도록 되어 있어, 세포의 집합구조체의 측면 부분에도 배양액의 공급이 행해지도록 되어 있다.

또한 상기 입체적인 세포의 집합구조체를 제작하는 경우에는, 도 16에 도시하는 바와 같이, 인접하는 수용부(H)에 유지된 세포 응집괴(2)의 높이를, 예를 들면, 세포 응집괴(2) 반개분만큼 비킨 높이로 하는 것을 생각할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이, 상기 핀(16)에 지지된 세포 응집괴(2)를 구성하는 세포는 상기 핀(16)의 주위를 따라 증식하므로, 도 16과 같이 인접하는 수용부(H)의 세포 응집괴(2)의 높이를 상이하게 함으로써, 효율적으로 세포 응집괴(2)를 융합시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 이러한 입체적인 세포의 집합구조체를 제작하는 경우이어도, 제2∼제5 실시예에서 행한 작업을 사용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서, 상기 세포 응집괴(2)를 지지하는 핀(16)의 배치로서는, 복수의 핀(16)에 의해 세포 응집괴(2)를 지지하는 것이 가능하면, 예를 들면, 6개의 핀(16)으로 각 세포 응집괴(2)를 둘러싸도록 배치해도 된다.

그 경우, 상기 수용부(H)는 지그재그 형상으로 배치되게 되고, 또한 이 배치를 사용하여 제6 실시예와 같이 입체적인 세포의 집합구조체를 제작하는 것도 가능하다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서, 배양 용기(3)에 설치되는 핀(16)의 굵기나, 핀(16)에 의해 형성되는 수용부(H)의 크기, 혹은 사용하는 세포 응집괴(2)의 직경에 따라, 도 17에 도시하는 바와 같이, 여러의 태양을 생각할 수 있다.

도 17(a)는 대각 위치의 2개의 핀(16)의 간격보다도 세포 응집괴(2)의 직경이 작아, 4개의 핀(16)에 의해 세포 응집괴(2)를 유지할 수 없는 경우를 나타내고 있다.

이 경우에도, 상기 공급 공정에서는 상기 지지 플레이트 위에 세포 응집괴를 재치하면 되고, 이때 인접하는 수용부(H)의 세포 응집괴(2)는 서로 접촉하지 않지만, 상기 제5 실시예에 나타내는 바와 같이, 배양 공정에서 세포 응집괴(2)가 배양됨으로써 인접하는 세포 응집괴(2)가 융합하기 때문에, 세포의 집합구조체를 얻을 수 있다.

또한 도 17(b)는 상기 핀(16)의 직경이 상기 각 실시예에서 제시한 핀(16)의 직경보다도 큰 직경으로, 대각 위치의 2개의 핀(16)의 간격보다도 세포 응집괴(2)의 직경이 큰 경우이어도, 상기 수용부(H)에 유지된 인접하는 세포 응집괴(2)끼리 접촉하지 않는 경우를 나타내고 있다.

이러한 경우이어도, 상기 배양 공정에서 세포 응집괴(2)가 배양되어 인접하는 세포 응집괴(2)가 융합하기 때문에, 세포의 집합구조체를 얻을 수 있다.

1 세포의 집합구조체의 제작 장치
2 세포 응집괴
3 배양 용기
4 유합 패드(세포의 집합구조체)
10 흡인 노즐
12 배양액 공급 수단
16 핀
17 지지 플레이트(하방 지지 부재)
H 수용부
g 간극

Claims (12)

1. 배양액을 수용한 배양 용기의 내부에 복수의 세포 응집괴를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 방법에 있어서,
   상기 배양 용기의 내부에 복수의 핀을 세워 설치하고, 당해 복수의 핀과 핀에 의해 상기 세포 응집괴를 수용하는 수용부를 구성하고,
   복수의 인접하는 수용부에 세포 응집괴를 수용한 상태에서 배양하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   대각 위치의 2개의 핀의 간격이 세포 응집괴의 직경보다도 짧아지도록 배치함으로써, 상기 수용부에서 세포 응집괴를 유지 가능하게 함과 아울러, 상기 수용부를 상기 복수의 핀을 세워 설치한 설치면으로부터 격리한 위치에 설정하고,
   이것에 의해, 상기 수용부에 유지된 세포 응집괴와 상기 설치면 사이에, 배양액이 유통 가능한 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 핀과 핀 사이에서 세포 응집괴를 하방으로부터 지지하는 하방 지지 부재를 구비하고,
   당해 하방 지지 부재로 지지한 상태에서 세포 응집괴를 배양하고, 당해 세포 응집괴가 상기 수용부로 유지 가능하게 되면, 당해 세포 응집괴를 상기 수용부에 유지시키고 상기 하방 지지 부재를 퇴피시키는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 핀을 세포의 집합구조체의 중앙부를 유지하는 제1 핀군과, 상기 세포의 집합구조체의 외주 가장자리부를 유지하는 제2 핀군으로 구성하고,
   세포 응집괴를 배양하여 배양 도중의 세포의 집합구조체가 형성되면, 상기 제1 핀군에 속하는 핀을 당해 세포의 집합구조체로부터 이탈시키고, 상기 제2 핀군에 속하는 핀에 의해 세포의 집합구조체의 외주 가장자리부를 유지하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 세포의 집합구조체가 얻어지면, 당해 세포의 집합구조체에 있어서의 상기 제2 핀군으로 유지한 세포의 집합구조체의 외주 가장자리부를 절단 수단에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 세포 응집괴를 상기 배양 용기의 내부에 평면적으로 배치하여, 복수의 세포 응집괴가 융합한 유합 패드를 제작하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 방법.
7. 배양액을 수용한 배양 용기의 내부에 복수의 세포 응집괴를 배치하고, 상기 복수의 세포 응집괴가 배양되어 서로 융합한 세포의 집합구조체를 제작하는 세포의 집합구조체의 제작 장치에 있어서,
   상기 배양 용기의 내부에, 복수의 핀을 세워 설치한 수용 수단을 설치하고,
   또한 상기 수용 수단에서의 복수의 핀과 핀 사이에 상기 세포 응집괴를 공급하는 공급 수단을 구비하고,
   상기 복수의 핀과 핀 사이를 세포 응집괴의 수용부로 하여, 상기 공급 수단은 복수의 인접하는 수용부에 세포 응집괴를 수용하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   대각 위치의 2개의 핀의 간격이 세포 응집괴의 직경보다도 짧아지도록 배치함으로써, 상기 수용부에서 세포 응집괴를 유지 가능하게 함과 아울러, 상기 수용부를 상기 수용 수단에서의 상기 복수의 핀을 세워 설치한 설치면으로부터 격리하여 설정하고,
   상기 공급 수단에 의해 당해 수용부에 세포 응집괴를 유지시키는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 복수의 핀과 핀 사이에서 세포 응집괴를 하방으로부터 지지하고, 상기 핀을 따라 이동 가능한 하방 지지 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.
10. 제 9 항에 있어어서,
    상기 하방 지지 부재에 지지되는 세포 응집괴의 상부에 맞닿는 상부 맞닿음 부재를 구비하고,
    상기 하방 지지 부재와 상부 맞닿음 부재로 사이에 끼운 상태에서 세포 응집괴를 지지하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 핀을 상기 세포의 집합구조체의 중앙부를 유지하는 제1 핀군과, 상기 세포의 집합구조체의 외주 가장자리부를 유지하는 제2 핀군으로 구성하고,
    상기 제1 핀군을 구성하는 핀을 상기 제2 핀군을 구성하는 핀보다도 짧게 형성함과 아울러, 상기 세포 응집괴를 유지하는 수용부를 제1 핀군의 선단부 근방에 설정하고,
    또한 상기 세포의 집합구조체에 대하여 상기 제1 핀군 및 상기 제2 핀군을 구성하는 핀이 일체로 상대 이동 가능하게 설치되고,
    세포 응집괴가 배양되어 배양 도중의 세포의 집합구조체가 형성된 상태에서, 상기 제1 핀군 및 상기 제2 핀군을 구성하는 핀이 이동함으로써, 상기 제1 핀군을 구성하는 핀이 세포의 집합구조체로부터 이탈하고, 상기 제2 핀군을 구성하는 핀이 세포의 집합구조체를 유지하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 핀을 상기 세포의 집합구조체의 중앙부를 유지하는 제1 핀군과, 상기 세포의 집합구조체의 외주 가장자리부를 유지하는 제2 핀군으로 구성하고,
    상기 제1 핀군을 구성하는 핀과 상기 제2 핀군을 구성하는 핀을 상대 이동 가능하게 설치하고,
    세포 응집괴가 배양되어 배양 도중의 세포의 집합구조체가 형성된 상태에서, 상기 제1 핀군을 구성하는 핀을 이동시켜 세포의 집합구조체로부터 이탈시키고, 상기 제2 핀군을 구성하는 핀이 세포의 집합구조체를 유지하는 것을 특징으로 하는 세포의 집합구조체의 제작 장치.

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