TWI826706B - 細胞纖維、細胞纖維製造系統、細胞纖維製造方法及程式 - Google Patents
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Abstract
本發明之細胞纖維製造系統係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，使水凝膠調製用的第2流體合流於第1流路中之第1流體的周圍之第2流路，以及將至少第1流體與第2流體一起吐出之射出口。細胞纖維製造系統係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在第2流體至少到達第1流路與第2流路之合流點後，進行第1流體的送液。
Description
本發明係關於細胞纖維、細胞纖維製造系統、細胞纖維製造方法及程式。
眾所皆知一種於二維表面上培養細胞之方法。另一方面，下列專利文獻1、2係揭示一種用以再海藻酸聚合物製的中空水凝膠纖維中培養及製造細胞之系統。於此系統中，使含有細胞之細胞溶液於海藻酸水凝膠纖維的中空空間浮游，接著使細胞所進入之中空纖維於細胞培養基中浮游。藉此，於中空纖維內培養細胞。於專利文獻1中，係記載可以大規模的層級培養各式各樣的細胞。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-534936號公報
[專利文獻2]日本國際公開第2011/046105號公報
本申請案之發明者係發現：在如專利文獻1所記載般於纖維內培養細胞時，因應細胞與纖維之製作條件，於細胞的培養前或培養中，有從纖維中漏出細胞之課題。根據所製造之細胞之用途的不同，較佳係降低細胞從纖維中漏出之量，並盡可能地維持細胞被封入於纖維內之狀態。
因此，期望一種可抑制細胞從纖維洩漏之細胞纖維製造系統和細胞纖維製造方法。
根據一態樣，細胞纖維製造系統係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路、使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體周圍之第2流路、以及將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口。細胞纖維製造系統係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第2流體至少到達前述第1流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造方法係關於一種使用下列噴嘴之細胞纖維製造方法，該噴嘴係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，構成為使水凝膠調製用的第2流體在前述第1流體的周圍沿著前述第1流體的流動而流動之第2流路，以及一起吐出至少前述第1流體與前述第2流體之射出口。此細胞纖維製造方法係具有：於細胞纖維的製造開始階段中，進行前述第2流體的送液之步驟；以及在前述第2流體至少到達前述第1流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第1流體的送液之步驟。
根據其他之一態樣，程式係於電腦實行上述細胞纖維製造方法之程式。
根據上述態樣，可抑制細胞從纖維之洩漏。
100:細胞纖維製造系統
102:第1貯留部
104:第2貯留部
106:第3貯留部
112:第1泵
114:第2泵
116:第3泵
122:第1感測器、感測器
124:第2感測器、感測器
126:第3感測器、感測器
130:洗淨容器
132:洗淨用泵
134:洗淨流路
150,170:閥
200:噴嘴
210:第1入口
212:第1流路、流路
220:第2入口
222:第2流路、流路
230:第3入口
232:第3流路、流路
240:射出口
300:貯留槽
400:載台
410:調整機構
800:細胞
810:水凝膠
820:兩端
圖1為顯示第1實施形態之細胞纖維製造系統的全體構成之示意圖。
圖2為顯示第1實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。
圖3為顯示第1實施形態之第1流體、第2流體、第3流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。
圖4為顯示一實施形態之細胞纖維之顯微鏡照片的圖像之圖。
圖5為顯示第2實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。
圖6為顯示第2實施形態之第1流體、第2流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。
圖7為顯示第3實施形態之細胞纖維製造系統的全體構成之示意圖。
圖8為顯示第3實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。
圖9為顯示第3實施形態之第1流體、第2流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。
圖10為顯示第1實施例之細胞纖維之顯微鏡照片的圖像之圖。
圖11為顯示第1參考例之細胞纖維之顯微鏡照片的圖像之圖。
以下，參考圖面來說明實施形態。於下列圖面中，對於相同或類似的部分附加相同或類似的符號。
[第1實施形態]
圖1為顯示第1實施形態之細胞纖維製造系統的全體構成之示意圖。細胞纖維製造系統100係具有：第1貯留部102、第2貯留部104、第3貯留部106、噴嘴200以及貯留槽300。
第1貯留部102係貯留含有細胞之第1流體。第1流體例如可為含有細胞之凝膠或液體(懸浮液)。此等凝膠或液體的種類並無特別限定。此等凝膠或液體例如可為聚葡萄胺糖(Chitosan)凝膠、膠原蛋白凝膠、明膠、胜肽凝膠、纖維蛋白(Fibrin)凝膠、層連結蛋白(Laminin)凝膠、奈米纖維素、聚三葡萄糖(Pullulan)凝膠、葡聚糖(Dextran)凝膠、培養基或海藻酸，或是此等之混合物等。
第1流體所含有之細胞的種類並無特別限定。如此之細胞例如可為：具有萬能分化性之細胞之ES細胞或iPS細胞、具有多能分化性之各種幹細胞(造血幹細胞、神經幹細胞、間葉系幹細胞等)、具有單一分化性之幹細胞(肝幹細胞、生殖幹細胞等)等。除了此等之外，第1流體所含有之細胞亦可為分化後之各種細胞，例如：骨骼肌細胞或心肌細胞等肌肉細胞、大腦皮質細胞等神經細胞、纖維母細胞(Fibroblast)、上皮細胞(Epithelial Cell)、肝細胞、胰β細胞、皮膚細胞等。再者，應留意第1流體所含有之「細胞」並不限定於單一細胞，除了由複數個細胞所構成之細胞組織之外，亦包含如細菌般之微生物。
第1流體亦可含有適合於細胞培養、細胞維持或增殖、或是細胞的功能顯現之各種生長因子，例如：上皮生長因子(EGF：Epidermal Growth Factor)、血小板衍生生長因子(PDGF：Platelet-derived Growth Factor)、轉變生長
因子(TGF：Transforming Growth Factor)、似胰島素生長因子(IGF：Insulin-like Growth Factor)、纖維母細胞生長因子(FGF：Fibroblast Growth Factor)、神經生長因子(NGF：Nerve Growth Factor)。
第2貯留部104係貯留水凝膠調製用的第2流體(成為水凝膠的來源之溶液)。第2流體較佳為海藻酸鹽或洋菜糖。更具體而言，第2流體例如可為海藻酸鈉、海藻酸鉀、海藻酸銨及此等之組合。再者，海藻酸可為天然萃取物或經化學修飾者。經化學修飾之海藻酸例如有經甲基丙烯酸酯修飾之海藻酸等。再者，第2流體可為前述海藻酸鹽，與洋菜(Agar)、洋菜糖(Agarose)、聚乙二醇(PEG：Polyethylene Glycol)、聚乳酸(PLA：Polylactic Acid)或奈米纖維素等之混合系列。
第3貯留部106係將藉由與第2流體接觸而使第2流體凝膠化之第3流體貯留。在前述第2流體為前述海藻酸聚合物材料時，第3流體可為含有多價陽離子之溶液。該溶液例如可列舉例如含有氯化鈣或氯化鋇般的鈣離子或鋇離子之溶液。
噴嘴200可具有：第1入口210、第2入口220、第3入口230及射出口240。第1入口210為第1流體用的流入口，並且與第1貯留部102流體性地連通。第2入口220為第2流體用的流入口，並且與第2貯留部104流體性地連通。第3入口230為第3流體用的流入口，並且與第3貯留部106流體性地連通。
於本說明書中，將從第1入口210或第1貯留部102到達射出口240之流路稱為「第1流路」。亦即，第1流路212可藉由含有細胞之第1流體所通過之流路來規定。
於本說明書中，將從第2入口220或第2貯留部104到達與第1流路212之合流點之流路稱為「第2流路」。亦即，第2流體係通過第2流路222與第1流路212合流，並從該處到達射出口240。在此，第1流路212與第2流路222之合流點較佳係位於噴嘴200內。
第2流路222係構成為使水凝膠調製用的第2流體合流於第1流路212中之第1流體的周圍。藉此，第2流體係在第1流體之流動的周圍沿著第1流體的流動方向流動。亦即，在與第1流體的流動正交之剖面中，第2流體係將第1流體包圍。更具體而言，第1流體與第2流體較佳係以形成層流之方式流動。
於本說明書中，係將從第3入口230或第3貯留部106到達與第1流路212之合流點之流路稱為「第3流路」。亦即，第3流體通過第3流路232與第1流路212合流，並從該處到達射出口240。第3流路232係在較第1流路212與第2流路222之合流點更下游側，使第3流體合流於第1流路212。在此，第1流路212與第3流路232之合流點較佳係位於噴嘴200內。
第3流體係在較第1流路212與第3流路232之合流點更下游側，於包圍第1流體周圍之第2流體的周圍，沿著第2流體的流動而流動。第3流體較佳係第1流體與第2流體一起形成層流。第2流體係藉由與第3流體接觸而凝膠化。因此，從射出口240所射出之第2流體係成為經部分或完全地凝膠化之狀態。
如第1流路212、第2流路222及第3流路232之流路路徑的尺寸可因應所製造之細胞纖維之各部分的尺寸適當地設計。
第1流路212較佳係在至少第1流路212與第2流路222之合流點更下游側，大致沿著重力之方向延伸。藉此，由於在與第1流體的流動方向正交之方向上難以施加重力，所以流動於第1流體周圍之第2流體，係在與第1流體的流動方向正交之剖面，容易以均等的厚度被覆第1流體的周圍。
噴嘴200較佳係構成為對於細胞纖維製造系統100而言為可更換。藉此，於噴嘴200內的流路產生阻塞時，可藉由更換噴嘴200而消除阻塞。尤其是，噴嘴200的部分包含較細的流路，所以相較於裝置的其他部分，產生阻塞之可能性較高。因此，藉由構成為可更換噴嘴200，成為可長期地使用細胞纖維製造系統100。
細胞纖維製造系統100可具有：朝向射出口240進行第1流體的送液之第1泵112、朝向射出口240進行第2流體的送液之第2泵114、以及朝向射出口240進行第3流體的送液之第3泵116。第1泵112、第2泵114及第3泵116可構成可分別調整第1流體、第2流體及第3流體的流量或流速。
第1泵112、第2泵114及第3泵116中之流量的設定可構成為由使用者來調整，或是藉由預先設定之程式來自動調整。此時，細胞纖維製造系統100可具有控制各種泵112、114、116、132之控制部。
細胞纖維製造系統100可具有：檢測第1流體的送液狀態之第1感測器122、檢測第2流體的送液狀態之第2感測器124、以及檢測第3流體的送液狀態之第3感測器126。第1感測器122、第2感測器124及第3感測器126係各自檢測第1流體、第2流體及第3流體是否未阻塞且流動。
細胞纖維製造系統100可具有將各種情報通知使用者之通知部。通知部例如可為顯示器、發光部或蜂鳴器等。例如，藉由第1感測器122、第2
感測器124及/或第3感測器126在流路中發現如阻塞之異常時，通知部係對使用者進行通知。該通知可為顯示於顯示器之警告、通知異常之發光或聲音等。
細胞纖維製造系統100可具有：接收從射出口240射出之物質之貯留槽300、以及搭載貯留槽300之載台400。於細胞纖維的製造時，貯留槽300較佳係收納適合於細胞纖維接收之溶液。該溶液例如可為生理食鹽水。
細胞纖維製造系統100較佳係具有：改變貯留槽300與射出口240之間的距離之調整機構410。於本實施形態中，載台400係構成為可升降。另一方面，噴嘴200亦可構成為可升降。
於細胞纖維的製造時，可藉由調整機構410自在地變更射出口240與貯留槽300內的液面之位置關係。在此，於細胞纖維的製造時，射出口240較佳係位於較貯留槽300內的液面更下方，亦即貯留槽300內的溶液中。藉此，可於溶液中直接接收從射出口240射出之細胞纖維，所以可抑制細胞纖維的損傷。
細胞纖維製造系統100亦可具有：可推測或檢測射出口240位於貯留槽300內的液體內乙事之檢測部。藉此，調整機構410能夠以使射出口240位於貯留槽300內的液體內之方式，自動地改變貯留槽與射出口之間的距離。如此之檢測部例如可為細胞纖維製造系統所具備之攝像裝置(例如照相機)。藉由攝像裝置，可檢測貯留槽300內的液面與噴嘴的射出口240之接觸。
細胞纖維製造系統100亦可具有：洗淨第1流路212、第2流路222及第3流路232中的至少一部分之洗淨機構。於本實施形態中，細胞纖維製造系統100亦可具有：貯留洗淨液之洗淨容器130、以及可從洗淨容器130送液洗淨液之洗淨用泵132。洗淨液較佳為生理食鹽水。
洗淨容器130較佳係經由洗淨流路134流體性地連通第1流路212、第2流路222及第3流路232中的至少一處。亦即，洗淨流路134可使洗淨液流入第1流路212、第2流路222及第3流路232中的至少一處。藉此，可經由洗淨流路洗淨第1流路與第2流路的至少一部分。
洗淨用泵132可構成為將洗淨液從洗淨流路134送液至射出口240。藉此，可使洗淨液從洗淨流路134經過第1流路212、第2流路222及/或第3流路232流動至射出口240。因此可抑制流路212、222、232內的阻塞。再者，亦產生不分解細胞纖維製造系統100而將流路212、222、232洗淨之優點。
洗淨流路134於第1流路212、第2流路222及第3流路232中，較佳係連通於可使洗淨液流動於容易引起阻塞之部分的位置。於圖1所示之態樣中，洗淨流路134係構成為使洗淨液流入第3流路232。亦即，洗淨液從洗淨容器130經過洗淨流路134及第3流路232到達射出口240。
此時，洗淨液經由洗淨流路134可有效地洗淨第3流路232的至少一部分，尤其是第1流路212與第3流路232之合流點附近。第3流路232為使第2流體凝膠化之第3流體用的流路。在第2流體無意地流入第3流路232時，導致第2流體於第3流路232內凝膠化。因此，尤其是第1流路212與第3流路232之合流點附近容易產生阻塞。於本態樣中，藉由使洗淨流路134與第3流路232連通，可藉由洗淨液抑制或消除尤其是第1流路212與第3流路232之合流點附近的阻塞。
於圖1所示之態樣中，與洗淨容器130連通之洗淨流路134係與第3流路232連通。另一方面，與洗淨容器130連通之洗淨流路134亦可與第1流路212及/或第2流路222連通。洗淨流路134只要是構成為可使洗淨液流動
於容易產生流路的阻塞處即可。再者，與洗淨容器130連通之洗淨流路134不僅可與第1流路212、第2流路222及第3流路232中的一處連通，亦可連通於複數處。
閥150較佳係設置在洗淨流路134。閥150例如可為開關閥或單向閥。藉此，洗淨流路134至少在不送液洗淨液期間，藉由閥150關閉。因此，可防止第1流體、第2流體及/或第3流體逆流回洗淨流路134。尤其事，於圖1所示之態樣中，於洗淨液的非送液中可防止第3流體逆流回洗淨流路134。
如圖1所示，閥170可設置在第3流路232。閥170例如可為開關閥或單向閥。藉此，即使在第3泵116停止後，亦可防止第3流體往流路232、流路212流出，可抑制於第3流路232之第1流路212與第3流路232的合流點附近，產生由第2流體的凝膠化所致之阻塞。閥170可取代洗淨機構，或者是與洗淨機構一起使用。然而，閥170並非必須構成，若不需要亦可不設置。
[細胞纖維製造方法]
圖2為顯示第1實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。圖3為顯示於細胞纖維的製造開始至製造結束為止之期間，第1流體、第2流體、第3流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。在此，應留意的是圖3的縱軸係顯示送液量之相對值者。第1實施形態之細胞纖維製造方法可使用前述細胞纖維製造系統100實現。
首先，在細胞纖維製造系統100的載台400上，放置貯留了如生理食鹽水的液體之貯留槽300，並調整噴嘴200的射出口240與貯留槽300之間的距離(步驟S11)。在此，以使噴嘴200的射出口240浸沒於貯留槽300的液中之方式調整載台400的高度。
在此，細胞纖維製造系統100較佳係自動地推測或檢測射出口240位於貯留槽300內的液體內乙事，並藉由調整機構410自動地改變貯留槽300與射出口240之間的距離。雖然，貯留槽300與射出口240之間之距離的設定可由使用者手動實施。
接著，於細胞纖維的製造開始階段中，將水凝膠調製用的第2流體與洗淨液朝向射出口240進行送液(步驟S12)。第2流體的送液可藉由第2泵114實施。洗淨液的送液可藉由洗淨用泵132實施。此時，如後述般，較佳係於第1流體與洗淨液形成層流。
洗淨液的送液可在水凝膠調製用之第2流體的送液前實施或是與水凝膠調製用之第2流體的送液同時期實施。若將第2流體的送液與洗淨液的送液同時期實施，則可削減細胞纖維的製造開始階段(準備階段)的期間。
接著，在第2流體至少到達第1流路與第2流路之合流點後，較佳是到達射出口240後，停止洗淨液的送液並且開始第3流體的送液(步驟S13)。第3流體的送液可藉由第3泵116實施。洗淨液的送液停止時機與第3流體的送液開始時機，不論哪一者先進行皆可。
惟，較佳係洗淨液的送液停止與第3流體的送液開始同時期進行。藉此，可削減洗淨液的送液停止及第3流體的送液開始之過程所需的期間。
更佳係緩慢地減少洗淨液的送液量並緩慢地增加第3流體的送液量。藉此，在洗淨液的送液停止及第3流體的送液開始之過程中，可抑制第2流體進入於第3流路232內。再者，此時，更佳係於第2流體與洗淨液預先形成層流，然後緩慢地減少洗淨液的送液量並緩慢地增加第3流體的送液量。藉此，可在維持已形成層流之狀態下，將洗淨液的流動置換成第3流體的流動。因此，可
在使第3流體開始流動之過程中，降低第2流體與第3流體因亂流而混摻之可能性，進而降低噴嘴200內的流路藉由經凝膠化之第2流體所阻塞之疑慮。
於步驟S13中，較佳係構成為在第2流體至少到達第3流路232與第1流路212之合流點後，尤其是到達射出口240後，進行第3流體的送液。
接著，於細胞纖維的製造開始階段，在第2流體與第3流體兩者至少到達第3流路232與第1流路212之合流點後，較佳是到達射出口240後，開始第1流體的送液(步驟S14)。第1流體的送液可藉由第1泵112實施。
藉此，在第2流體與第3流體合流後，進行第1流體的送液。亦即，在第2流體藉由第3流體部分或完全地凝膠化後，含有細胞之第1流體開始合流於第2流體及第3流體。亦即，含有細胞之第1流體係在細胞纖維的前端部分經部分或完全地凝膠化後被送液。藉此，可進一步抑制細胞從纖維的前端漏出。尤其是，即使在細胞纖維內培養細胞時，亦可抑制細胞從細胞纖維的前端漏出。
然後，維持預定期間之第1流體、第2流體及第3流體的送液(步驟S15)。於此期間中，藉由第1流體、第2流體及第3流體的合流所生成之物質從射出口240射出。具體而言，所射出之物質為一種細胞纖維，該細胞纖維包含：藉由第2流體及第3流體的合流所生成之大致呈管狀的水凝膠、以及含有填充於該水凝膠內之細胞之第1流體。因應步驟S15中之送液期間的長短，可調整細胞纖維的長度。
於細胞纖維的製造停止階段，首先停止第1流體的送液(步驟S16)。較佳是於停止第1流體的送液後，仍持續地進行預定期間之第2流體及第
3流體的送液。藉此，細胞纖維的後端部分係藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。藉此，可抑制細胞纖維內的細胞從纖維的後端漏出。
接著，於細胞纖維的製造停止階段，停止第3流體的送液並且開始洗淨液的送液(步驟S17)。第3流體的送液停止較佳係與洗淨液的送液開始同時期進行。藉此，使在噴嘴200內流動之流體緩慢地從第3流體置換成洗淨液。其結果為噴嘴200內的第3流體藉由洗淨液從射出口240擠壓出。藉此，第2流體變成不與第3流體接觸，而抑制第2流體的凝膠化進而能夠抑制停止階段中之阻塞產生。
接著，於細胞纖維的製造停止階段，停止第2流體的送液與洗淨液的送液(步驟S18)。洗淨液的送液停止可為第2流體的送液停止前或是第2流體的送液後。再者，洗淨液的送液停止可與第2流體的送液停止同時。
洗淨液的送液停止較佳係與第2流體的送液停止同時或之後。藉此，可抑制第2流體逆流回第3流路232。
於前述方法中，於細胞纖維的製造停止階段，在停止第3流體的送液後，停止第2流體的送液。此時，在使第2流體凝膠化之第3流體的停止後，仍存在有第2流體流動之期間。因此，存在有第2流體將第3流體的殘留物從射出口240擠壓出之期間。據此，在細胞纖維的製造停止後，可抑制經凝膠化之第2流體殘留於噴嘴200內導致引起阻塞之情形。
在前述步驟S11至S18後，於貯留槽300內所生成之細胞纖維可替換至培養液中。此時，由於在細胞纖維內封入有細胞，所以可容易地將細胞移往培養液中。再者，由於貯留槽300內的廢液幾乎沒有細胞混入，所以廢液的處理亦變得容易。
細胞纖維內的細胞可在移至培養液中之狀態下培養預定期間。由於纖維延伸方向的兩端經水凝膠封閉，即使在細胞增加之情形下，細胞亦可維持封閉於細胞纖維內之狀態。
於前述細胞纖維的製造開始階段或停止階段中，洗淨液、第2流體及/或第3流體是否已到達流路中的任意位置或射出口240，係可藉由人眼或細胞纖維製造系統而人為或自動地判斷。例如，於細胞纖維製造系統搭載照相機，並藉由照相機來檢測洗淨液、第2流體及/或第3流體是否已從射出口240射出，藉此，細胞纖維製造系統可自動地判斷。另一方面，細胞纖維製造系統亦可使用第1感測器122、第2感測器124、第3感測器126，來判斷洗淨液、第2流體及/或第3流體是否已到達流路中的任意位置或射出口240。此時，細胞纖維製造系統係根據感測器122、124、126、與流路中的任意位置或射出口240之間的距離、以及各種流體的流速，來推測各種流體從感測器122、124、126到達至流路中的任意位置或射出口240為止之時間。藉此，細胞纖維製造系統可使用第1感測器122、第2感測器124、第3感測器126，自動地判斷洗淨液、第2流體及/或第3流體是否已到達流路中的任意位置或射出口240。
圖4為顯示一實施形態之細胞纖維之顯微鏡照片的圖像之圖。圖4為藉由前述裝置及方法所製造之細胞纖維的顯微鏡照片。圖4顯示在細胞纖維內長期間培養細胞後之狀態。
此細胞纖維係含有：沿著纖維排列之複數個細胞800、以及在與纖維的延伸方向交叉之剖面上被覆細胞周圍之水凝膠810。水凝膠810係以封入細胞之方式，於纖維之延伸方向的兩端820被封閉。此水凝膠810是由經前述第3流體凝膠化之第2流體所構成。於圖4所示之例子中，係使用海藻酸鈉作為第
2流體，使用氯化鈣作為第3流體。再者，於圖4所示之例子中，第1流體內的細胞為源自iPS細胞之心肌細胞。
細胞纖維的外徑並無特別限定，例如可為約1μm至5mm的範圍。細胞纖維的長度並無特別限定。細胞纖維的長度例如可為約20mm至100cm。構成細胞纖維之水凝膠(外殼)的內徑並無特別限定，例如可為約100nm至1000μm的範圍。再者，於細胞纖維之延伸方向中的兩端，不含細胞之凝膠部分之區域長度較佳例如為細胞纖維之外形的10倍以上。例如於細胞纖維之延伸方向中的兩端，不含細胞之凝膠部分之區域的長度只要大於1mm，較佳大於5mm，更佳大於20mm即可。藉此，可抑制纖維內的細胞從纖維的端部漏出。
[第2實施形態]
圖5為顯示第2實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。圖6為顯示於細胞纖維的製造開始至製造結束為止之期間中，第1流體、第2流體、第3流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。在此應留意的是圖6的縱軸顯示送液量之相對值。第2實施形態之細胞纖維製造方法例如可使用第1實施形態所說明之細胞纖維製造系統100實現(亦參考圖1)。
首先，在細胞纖維製造系統100的載台400上，放置貯留有例如生理食鹽水般的液體之貯留槽300，並調整噴嘴200的射出口240與貯留槽300之間的距離(步驟S31)。步驟S31與第1實施形態中的步驟S11相同。
接著，於細胞纖維的製造開始階段中，因應所需將洗淨液朝向射出口240送液(步驟S32)。洗淨液的送液可藉由洗淨用泵132實施。
藉由在第1流體、第2流體或第3流體的送液前使洗淨液流動，可將殘留於流路中之流體擠壓出。尤其是，於噴嘴200內的流路中殘留第2流體
之狀態下使第3流體流入時，第2流體凝膠化，有引起阻塞之情形。藉由在最初時送液洗淨液，可降低此阻塞之可能性。
接著，停止洗淨液的送液，並將用以使第2流體凝膠化之第3流體的送液朝向射出口240送液(步驟S33)。第3流體的送液可藉由第3泵116實施。
然後，將水凝膠調製用的第2流體朝向射出口240送液(步驟S34)。第2流體的送液可藉由第2泵114實施。第2流體的送液係在第3流體至少到達第3流路232與第2流路222之合流點後，較佳是在到達射出口240後開始。第2流體的送液尤佳是在第3流體的流動達到穩定後開始。於步驟S34中，較佳係於第2流體與第3流體形成層流。
接著，於細胞纖維的製造開始階段中，在第2流體與第3流體兩者至少到達第3流路232與第1流路212之合流點後，較佳是到達射出口240後，開始第1流體的送液(步驟S35)。第1流體的送液可藉由第1泵112實施。
藉此，在第2流體與第3流體合流後，進行第1流體的送液。亦即，在藉由第3流體部分或完全地凝膠化第2流體後，含有細胞之第1流體開始合流於第2流體及第3流體。
然後，維持預定期間之第1流體、第2流體及第3流體的送液(步驟S36)。步驟S36與第1實施形態中的步驟S15相同。
接著，於細胞纖維的製造停止階段中，首先停止第1流體的送液(步驟S37)。較佳是於停止第1流體的送液後，亦持續進行預定期間之第2流體及第3流體的送液。藉此，細胞纖維的後端部分變成藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。藉此，可抑制細胞纖維內的細胞從纖維的後端漏出。
接著，於細胞纖維的製造停止階段中，停止第2流體的送液(步驟S38)。接著停止第3流體的送液(步驟S39)。另一方面，亦可在停止第3流體的送液後停止第2流體的送液。
接著，將洗淨液朝向射出口240送液(步驟S40)。藉由在第2流體與第3流體的送液停止後送液洗淨液，可抑制殘留物殘存於噴嘴200內的流路。
於第2實施形態中，係於製造開始階段中開始第3流體的送液後，開始第2流體的送液。另一方面，於製造開始階段中，第2流體與第3流體亦可於實質上相同的時間點開始送液。
[第3實施形態]
圖7為顯示第3實施形態之細胞纖維製造系統的全體構成之示意圖。於圖7中，對於與第1實施形態相同之構成係附加相同符號。再者，對於與第1實施形態相同之構成，有省略其說明之情形。
細胞纖維製造系統100可具有：第1貯留部102、第2貯留部104、噴嘴200以及貯留槽300。貯留於第1貯留部102之第1流體與第1實施形態相同。貯留於第2貯留部104之第2流體與第1實施形態相同。
於第3實施形態中，細胞纖維製造系統100不含第3貯留部106和第3流路232。使第2流體凝膠化之第3流體係於細胞纖維的製造階段中進入於貯留槽300內。第3流體的材料與第1實施形態相同。
於第3實施形態中，射出口240係將第1流體與第2流體一起往貯留槽300內的第3流體內射出。藉此，第2流體於貯留槽300內與第3流體接觸而凝膠化。
細胞纖維製造系統100可具有：洗淨第1流路212及第2流路222中的至少一部分之洗淨機構。於第3實施形態中，洗淨流路134係構成為與第2流路222連通並使洗淨液流入第2流路222。另一方面，洗淨流路134亦可構成為與第1流路212連通並使洗淨液流入第1流路212。
[細胞纖維製造方法]
圖8為顯示第3實施形態之細胞纖維製造方法的流程圖之圖。圖9為顯示於細胞纖維的製造開始至製造結束為止之期間，第1流體、第2流體及洗淨液之送液量的時間變化之圖表。在此應留意的是圖9的縱軸顯示送液量之相對值。第3實施形態之細胞纖維製造方法可使用圖7所示之細胞纖維製造系統100實現。
首先，在細胞纖維製造系統100的載台400上，放置貯留例如生理食鹽水般的液體之貯留槽300，並調整噴嘴200的射出口240與貯留槽300之間的距離(步驟S21)。在此，以使噴嘴200的射出口240浸沒於貯留槽300內的第3流體中之方式調整載台400的高度。
在此，細胞纖維製造系統100較佳係自動地推測或檢測射出口240位於貯留槽300內的第3流體內乙事，並藉由調整機構410自動地改變貯留槽300與射出口240之間的距離。雖然，貯留槽300與射出口240之間之距離的設定亦可由使用者手動實施。
接著，於細胞纖維的製造開始階段，將洗淨液朝向射出口240送液(步驟S22)。然後停止洗淨液的送液，並且將水凝膠調製用的第2流體朝向射出口240送液(步驟S23)。
接著，在第2流體至少到達第1流路與第2流路之合流點後，較佳是在到達射出口240後，開始第1流體的送液(步驟S24)。此時，較佳係於第
1流體與第2流體形成層流。由於含有細胞之第1流體是在第2流體之後送液，所以細胞纖維的前端部分藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。藉此，可於細胞纖維的製造中抑制細胞從纖維的前端漏出。
然後，維持預定期間之第1流體及第2流體的送液(步驟S25)。於此期間，第1流體及第2流體的合流物質係從射出口240中射出。第2流體於貯留槽300內與第3流體接觸而凝膠化。藉此，製造出一種細胞纖維，其係包含大致呈管狀的水凝膠、以及含有填充於該水凝膠內之細胞之第1流體。因應步驟S25中之送液期間的長短，可調整細胞纖維的長度。
於細胞纖維的製造停止階段，首先停止第1流體的送液(步驟S26)。較佳是於停止第1流體的送液後，亦持續地進行預定期間之第2流體的送液。藉此，細胞纖維的後端部分藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。因此，可抑制細胞纖維內的細胞從纖維的後端漏出。
接著，於細胞纖維的製造停止階段，停止第2流體的送液並且開始洗淨液的送液(步驟S27)。藉此，於細胞纖維的製造停止階段中可藉由洗淨液洗淨噴嘴200內。
接著，於細胞纖維的製造停止階段，停止洗淨液的送液(步驟S28)。與第1實施形態相同，在前述步驟S21至S28後，生成於貯留槽300內之細胞纖維可替換於培養液中。
接著，說明關於第1實施例及第1參考例之細胞纖維。此外，下列實施例及參考例的記載並非限定性地解釋本發明，本發明之技術性範圍係從上述的說明僅依據適當的申請專利範圍之發明特定事項所規定者。
於第1實施例中，係使用本申請案之圖1所示的裝置，並藉由前述第2實施形態所記載之步驟，進行第1流體的送液、第2流體及第3流體而製造出細胞纖維。更具體而言，於製造開始階段，使第3流體開始流動後等待3秒，確認第3流體已確實地超過第2流路與第3流路之合流點後，使第2流體開始流動。接著，使第2流體開始流動後等待3秒，確認第2流體已確實地超過第1流路與第2流路之合流點後，開始第1流體的送液。再者，於製造停止階段，依序停止第1流體、第2流體及第3流體。
再者，於參考例中，係將第1流體的送液與第2流體的送液之開始的順序及停止的順序設成與第1實施例相反。亦即，於製造開始階段，使第1流體開始流動後等待3秒，確認第1流體已確實地超過第1流路與第2流路之合流點後，開始第2流體的送液。接著，使第2流體開始流動後等待3秒，確認第2流體已確實地超過第2流路與第3流路之合流點後，開始第3流體的送液。再者，於製造停止階段，係依序停止第3流體、第2流體及第1流體。
對於第1實施例及第1參考例各自的第1流體、第2流體及第3流體的材料係如下所述。
‧第1流體：以108cells/mL的濃度含有CHO DP12細胞之甲基纖維素懸浮液
‧第2流體：海藻酸鈉的濃度為1%(重量百分比)之生理食鹽水
‧第3流體：含有100mol/L濃度的氯化鈣與3重量%的蔗糖之水溶液
細胞纖維中之第1流體、第2流體及第3流體的流速分別依序為50、200、3600μL/min。
此外，第1流體、第2流體及第3流體在被射出至貯留有生理食鹽水之貯留槽後，於第1流體、第2流體及第3流體的停止後將細胞纖維移往培養基，並在細胞纖維內進行細胞的培養。
於以上條件下，第1實施例及第1參考例皆各自製造5次細胞纖維，並評估後述評估項目(1)至(4)。該評估結果如下列表1所示。
此外，於表1的分數表記中，分母表示樣本數，分子表示評估為良好之樣本的數目。
評估項目(1)為是否在將細胞纖維移往培養基不久後，可「於細胞纖維的端部封入細胞」之項目。於第1實施例中，所有的樣本皆可封入細胞，於細胞纖維的端部形成如本申請案的圖4所示之沒有細胞存在之水凝膠的區域。再者，如圖10所示，於細胞纖維的端部附近存在僅有水凝膠之區域，而將細胞封入。圖10的顯微鏡照片中所附加之箭頭係顯示細胞纖維之端部附近的細胞。
另一方面，如圖11所示，於第1參考例中，細胞未被封入於細胞纖維的端部，細胞纖維端部的細胞是以與水凝膠混合成圓塊狀的塊體存在，細胞
從水凝膠漏出(參考圖11的實線箭頭附近)。於第1參考例中，對於所有的樣本皆可確認到細胞纖維的端部成為如此的狀況。
表1的評估項目(2)為是否在將第1實施例及第1參考例的細胞纖維移往培養基不久後，可「防止細胞混雜於水凝膠(藉由第2流體的凝膠化所形成之凝膠)中」之項目。於第1實施例中，於所有的樣本中皆可防止細胞混雜於水凝膠(藉由第2流體的凝膠化所形成之水凝膠)中(亦參考圖10)。亦即，於第1實施例中，細胞係停留並存在於構成細胞纖維之水凝膠(藉由第2流體的凝膠化所形成之水凝膠)的內側空間。
另一方面，於第1參考例中，5個樣本中的4個樣本中，係確認到第1流體中的細胞混雜於水凝膠中。於圖11中，亦可看到細胞混入至細胞纖維之外殼的水凝膠(水凝膠的外表面附近)之處的模樣(例如參考圖11的虛線箭頭附近)。
表1的評估項目(3)為於細胞纖維內培養細胞的途中是否有細胞漏出之項目。具體而言，將細胞纖維移至培養基並開始細胞的培養，經過3日後將細胞纖維移至新的孔洞，隔天再試驗於新的微孔的內面是否有細胞的附著。
於第1實施例中，在5個樣本中的4個樣本中，於新的孔洞的內面沒有細胞的附著，可得知於細胞培養的途中，抑制細胞的洩漏之效果相對較高。
另一方面，於第1參考例中，在5個樣本中的4個樣本中係觀察到於新的孔洞內面有細胞附著，於細胞培養的途中，細胞從細胞纖維中洩漏。
據此，於第1實施例中，可得知於細胞纖維的製造初期以及於細胞纖維內的細胞培養中，可抑制細胞從細胞纖維的端部洩漏，並且至少於細胞纖維的端部處封入細胞之效果高。
如上述般，通過實施形態揭示本發明之內容，惟，形成此揭示一部分之論述及圖面不應理解為限定本發明者。對所屬技術領域具有通常知識者而言，可從該揭示中得知各種替代性的實施形態、實施例及運用技術。因此，本發明之技術性範圍係從上述的說明僅藉由適當之申請專利範圍之發明特定事項規定者。
例如，前述第1實施形態、第2實施形態及第3實施形態中的細胞纖維製造方法係包含：在開始階段或停止階段中送液洗淨液之步驟。然而，送液洗淨液之步驟並非必要的步驟，可因應所需實施。具體而言，送液洗淨液之步驟亦可在製造開始階段與停止階段之一者或兩者中不實施。即使在製造開始階段與停止階段之一者或兩者中不實施洗淨之情形中，只要使上述第1流體、第2流體及/或第3流體流動之順序如前述所述般地進行即可。即使在製造開始階段與停止階段沒有送液洗淨液之步驟之情形下，較佳係以在例如維護等適當時機中可進行洗淨之方式，使細胞纖維製造系統具備前述洗淨流路134等。
再者，應留意的是各實施形態中所說明之各種構成係盡可能地可組合及/或更換。例如，於細胞纖維製造方法中，可組合第1實施形態中所說明之製造開始階段的過程與第2實施形態中所說明之製造停止階段的過程。再者，亦可組合第2實施形態中所說明之製造開始階段的過程與第3實施形態中所說明之製造停止階段的過程。
圖2、圖5及圖8所示之流程圖可由人手動或半手動地進行。例如，洗淨用泵132、第1泵112、第2泵114及第3泵116之設定的切換可由人手動地進行。另一方面，洗淨用泵132、第1泵112、第2泵114及第3泵116之設定條件的切換可藉由電腦，例如搭載於細胞纖維製造裝置之電腦自動地進行。此時，各種泵的設定條件，亦即，送液準則(protocol)可藉由程式預先決定。尤其是，細胞纖維的製造開始階段及/或細胞纖維的製造停止階段中之送液準則較佳係依循預先決定的程式執行。
應留意的是，本發明之範圍亦包含於電腦中執行參考圖2、圖5及圖8所示之流程圖並說明之前述細胞纖維製造方法之程式。如此之電腦程式可儲存於各種型式的非暫態電腦可讀取媒體(non-transitory computer readable medium)並供給至電腦。非暫態電腦可讀取媒體係包含各種型式的有形紀錄媒體(tangible storage medium)。非暫態電腦可讀取媒體的例子係包含：磁紀錄媒體(例如軟碟、磁帶、硬碟機)、光磁紀錄媒體(例如光磁碟)、CD-ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、CD-R、CD-R/W、半導體記憶體(例如遮罩ROM、PROM(Programmable ROM：可程式ROM)、EPROM(Erasable PROM：可抹除PROM)、快閃ROM、RAM(random access memory：隨機存取記憶體))。再者，程式亦可藉由各種型式的暫態電腦可讀取媒體(transitory computer readable medium)供給至電腦。暫態電腦可讀取媒體的例子係包含電訊號、光訊號及電磁波。暫態電腦可讀取媒體可經由電線及光纖等之有線通訊網路或無線通訊網路將程式供給至電腦。
可理解的是，從前述實施形態中亦至少揭示下列發明。
一態樣之細胞纖維製造系統係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路、使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體周圍之第2流路、以及將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口。細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造開始階段，在前述第2流體至少到達前述第1流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。細胞纖維製造系統及/或方法較佳係構成為於細胞纖維的製造開始階段，在前述第2流體到達前述射出口後，進行前述第1流體的送液。
由於含有細胞之第1流體是在第2流體之後送液，所以細胞纖維的前端部分藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。藉此可，於細胞纖維的製造中抑制細胞從纖維的前端漏出。在細胞從細胞纖維中洩漏之情形中，並非一定容易發現細胞從何處洩漏。在此應留意的是，本發明者係發現根據條件，細胞從細胞纖維的前端部分或後端部分漏出，進而完成本發明。
其他態樣之細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造停止階段，在停止前述第1流體的送液後，停止前述第2流體的送液。
於此態樣中，由於在含有細胞之第1流體的送液停止後仍進行第2流體的送液，所以細胞纖維的後端部分藉由(經凝膠化之)第2流體而充分地封閉。藉此，可於細胞纖維的製造中抑制細胞從纖維的後端漏出。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有第3流路，該第3流路係將使前述第2流體凝膠化之第3流體，在較前述第1流路與前述第2流路之合流點更下游側與前述第1流路合流。
於此態樣中，在從射出口射出含有細胞之第1流體與水凝膠調製用的第2流體前，可藉由第3流體使第2流體部分或完全地凝膠化。因此，可在
更穩定的狀態下，從射出口射出細胞纖維，所以可抑制細胞纖維的損傷。再者，在採用使第2流體凝膠化之第3流體於噴嘴內合流之態樣之情形中，具有可藉由調整第3流體的流速調整細胞纖維的粗度等優點。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造開始階段，在前述第2流體與前述第3流體兩者至少到達前述第3流路與前述第1流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。細胞纖維製造系統及/或方法較佳係構成為於細胞纖維的製造開始階段，在前述第2流體與前述第3流體兩者到達前述射出口後，進行前述第1流體的送液。
於此態樣中，在第2流體與第3流體合流後進行第1流體的送液。亦即，在細胞纖維的前端部分經部分或完全地凝膠化後，送液含有細胞之第1流體。因此，可於細胞纖維的製造中抑制細胞從纖維的前端漏出。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為在前述第2流體到達前述第3流路與前述第1流路之合流點後，進行前述第3流體的送液。細胞纖維製造系統及/或方法較佳係構成為於細胞纖維的製造開始階段，在前述第2流體到達前述射出口後，進行前述第3流體的送液。
於此態樣中，由於在使第2流體的流動達到穩定後使第3流體流動，所以容易於第2流體與第3流體形成層流。藉此，降低第2流體與第3流體因亂流而混摻之可能性，進而降低噴嘴200內的流路因經凝膠化之第2流體而阻塞之疑慮。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造停止階段，在停止前述第1流體的送液後，停止前述第2流體與前述第3流體的送液。
於此態樣中，即使在含有細胞之第1流體停止送液的階段中，亦成為將第2流體與第3流體合流而射出。亦即，細胞纖維的前端部分被部分或完全地凝膠化，且該後端部分藉由水凝膠所封閉。因此，可進一步抑制細胞從纖維的後端漏出。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造停止階段，在停止前述第3流體的送液後，停止前述第2流體的送液。
於此態樣中，存在使第2流體凝膠化之第3流體的停止後，仍流動第2流體之期間。因此，第2流體將第3流體的殘留從射出口擠壓出。據此，在細胞纖維的製造停止後，可抑制經凝膠化之流體殘留於流路內進而引起阻塞之情形。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：使洗淨液流入前述第1流路與前述第2流路中的至少一處之洗淨流路。
於此態樣中，可經由洗淨流路洗淨第1流路與第2流路的至少一部分。因此可抑制流路的阻塞。再者，亦產生可不分解細胞纖維製造系統而將流路洗淨之優點。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：使洗淨液流入前述第3流路之洗淨流路。
於此態樣中，可經由洗淨流路洗淨第3流路的至少一部分。第3流路為使第2流體凝膠化之第3流體用的流路。在第2流體無意地流入第3流路時，第2流體於第3流路內凝膠化。藉此，有於第3流路產生阻塞之情形。藉由使洗淨流路與第3流路連通，可藉由洗淨液消除如此之第3流路內的阻塞。
根據其他之一態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：將前述洗淨液從前述洗淨流路送液至前述射出口為止之送液用泵。
於此態樣中，藉由送液用泵，可使洗淨液從洗淨流路經過第1流路、第2流路及/或第3流路流動至射出口為止。再者，由於第3流體係使第2流體凝膠化者，所以在第3流體所通過之流路中容易產生阻塞。因此，尤佳係構成為洗淨液通過第3流路與第1流路之合流點以及較合流點更下游。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造開始階段，於至少前述第1流體的送液開始前進行前述洗淨液的送液。
於此態樣中，可於洗淨噴嘴內的流路後開始進行細胞纖維的製造。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造停止階段，於至少前述第1流體的送液停止後進行前述洗淨液的送液。
於此態樣中，於細胞纖維的製造停止階段可洗淨噴嘴內的流路，所以可抑制於停止後在流路內產生阻塞。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造開始階段，於至少前述第3流體的送液開始時或開始前進行前述洗淨液的送液。
於此態樣中，可在洗淨噴嘴內的流路後使第2流體開始凝膠化。亦即，可在生成水凝膠前洗淨噴嘴內的流路。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係構成為於細胞纖維的製造停止階段，於至少前述第3流體的送液停止時或停止後進行前述洗淨液的送液。
於此態樣中，於製造停止階段中可藉由洗淨液的送液抑制第2流體逆流回第3流路。再者，即使第2流體混入至第3流路並於第3流路內凝膠化，亦可藉由洗淨液的送液從射出口擠壓出。藉此，可進一步抑制噴嘴200內的阻塞。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法具有設置在前述洗淨流路之閥。閥例如可為開關閥或單向閥。
於此態樣中，洗淨流路係至少在不送液洗淨液期間藉由閥關閉，所以可防止第1流體、第2流體及/或第3流體逆流回洗淨流路。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法具有設置在前述第3流路之閥。閥例如可為開關閥或單向閥。
於此態樣中，可防止第2流體逆流回第3流路。藉此於第3流路之第1流路與第3流路的合流點附近，可抑制由第2流體的凝膠化所造成之阻塞。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：接收從前述射出口所射出之物質之貯留槽、以及改變前述貯留槽與前述射出口之間的距離之調整機構。
於此態樣中，於細胞纖維的製造時可自在地變更射出口與貯留槽內的液面之位置關係。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：可推測或檢測前述射出口位於前述貯留槽內的液體內乙事之檢測部。
於此態樣中，於細胞纖維的製造前可檢測射出口位於貯留槽內的液體內。藉此，調整機構係可以使射出口位於貯留槽內的液體內之方式，自動地改變貯留槽與射出口之間的距離。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統及/或方法係具有：包含前述第1流路與前述第2流路與前述第3流路與前述射出口之噴嘴，前述噴嘴係構成為可更換者。
於此態樣中，於噴嘴200內的流路產生阻塞之情形，可藉由更換噴嘴而容易地消除阻塞。因此，藉由構成為可更換噴嘴，變成可長期地使用細胞纖維製造系統。
根據其他態樣，細胞纖維製造系統用的噴嘴係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路；使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體周圍之第2流路；在較前述第1流路與前述第2流路之合流點更下游側，使前述第2流體凝膠化之第3流體與前述第1流路合流之第3流路；以及將至少前述第1流體與前述第2流體與前述第3流體一起射出之射出口。此噴嘴係構成為相對於前述細胞纖維製造系統可更換。
根據其他態樣，細胞纖維係含有：沿著纖維排列之複數個細胞、以及在與前述纖維的延伸方向交叉之剖面上被覆前述細胞的周圍之水凝膠。前述水凝膠係以封入前述細胞之方式，於前述纖維之延伸存在方向延伸方向的兩端被封閉。
於此態樣中，細胞係藉由水凝膠於纖維前後的兩端上封閉。因此，即使於纖維內培養細胞，於細胞纖維的製造中細胞從纖維的前端或後端中漏出。
100:細胞纖維製造系統
102:第1貯留部
104:第2貯留部
106:第3貯留部
112:第1泵
114:第2泵
116:第3泵
122:第1感測器
124:第2感測器
126:第3感測器
130:洗淨容器
132:洗淨用泵
134:洗淨流路
150,170:閥
200:噴嘴
210:第1入口
212:第1流路
220:第2入口
222:第2流路
230:第3入口
232:第3流路
240:射出口
300:貯留槽
400:載台
410:調整機構
Claims (30)
- 一種細胞纖維製造系統，係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體的周圍之第2流路，以及將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口；該細胞纖維製造系統係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第2流體至少到達前述第1流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造停止階段中，在停止前述第1流體的送液後，停止前述第2流體的送液。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，係具有：在較前述第1流路與前述第2流路之合流點更下游側，將使前述第2流體凝膠化之第3流體與前述第1流路合流之第3流路。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第2流體與前述第3流體兩者至少到達前述第3流路與前述第1流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。
- 如請求項4所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第2流體到達前述第3流路與前述第1流路之合流點後，進行前述第3流體的送液。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造停止階段中，在停止前述第1流體的送液後，停止前述第2流體與前述第3流體的送液。
- 如請求項6所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造停止階段中，在停止前述第3流體的送液後，停止前述第2流體的送液。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，係具有：使洗淨液流入前述第1流路與前述第2流路中的至少一處之洗淨流路。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係具有：使洗淨液流入前述第3流路之洗淨流路。
- 如請求項9所述之細胞纖維製造系統，其中，於細胞纖維的製造開始階段中，於至少前述第3流體的送液開始時或開始前，進行前述洗淨液的送液。
- 如請求項9所述之細胞纖維製造系統，其中，於細胞纖維的製造停止階段中，於至少前述第3流體的送液停止時或停止後，進行前述洗淨液的送液。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係具有設置在前述第3流路之閥。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，係具有：接收從前述射出口所射出之物質之貯留槽，以及使前述貯留槽與前述射出口之間的距離變動之調整機構。
- 如請求項13所述之細胞纖維製造系統，係具有：可推測或檢測前述射出口位於前述貯留槽內的液體內乙事之檢測部。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係具有：包含前述第1流路、前述第2流路、前述第3流路及前述射出口之噴嘴，其中，前述噴嘴係構成為可更換者。
- 如請求項3所述之細胞纖維製造系統，係構成為於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第3流體到達前述第3流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第2流體的送液。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，前述細胞纖維製造系統係構成為使前述第1流體與前述第2流體以形成層流之方式流動。
- 如請求項1所述之細胞纖維製造系統，係具有：進行前述第1流體的送液之第1泵，進行前述第2流體的送液之第2泵，以及控制前述第1泵與前述第2泵之控制部。
- 一種細胞纖維，係含有：沿著纖維排列之複數個細胞、以及在與前述纖維的延伸方向交叉之剖面上被覆前述細胞的周圍之水凝膠，其中，前述水凝膠係以封入前述細胞之方式，在前述纖維之延伸方向的兩端被封閉。
- 如請求項19所述之細胞纖維，其中，於前述纖維之延伸方向中的兩端，不含前述細胞之前述水凝膠之區域的長度係大於1mm。
- 如請求項19或20所述之細胞纖維，前述細胞為：具有萬能分化性之ES細胞或iPS細胞、具有多能分化性之幹細胞、具有單一分化性之幹細胞、骨骼肌細胞、肌肉細胞、神經細胞、纖維母細胞、上皮細胞、肝細胞、胰β細胞或皮膚細胞。
- 一種細胞纖維製造方法，係使用噴嘴，其中，該噴嘴係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，構成為使水凝膠調製用的第2流體在前述第1流體的周圍沿著前述第1流體的流動而流動之第2流路，以及將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口；該細胞纖維製造方法係具有：於細胞纖維的製造開始階段中，進行前述第2流體的送液之步驟、以及在前述第2流體至少到達前述第1流路與前述第2流路之合流點後，進行前述第1流體的送液之步驟。
- 如請求項22所述之細胞纖維製造方法，其中，前述噴嘴係具有：在較前述第1流路與前述第2流路之合流點更下游側，將使前述第2流體凝膠化之第3流體與前述第1流路合流之第3流路；前述細胞纖維製造方法係包含：於細胞纖維的製造開始階段中，在前述第2流體與前述第3流體兩者至少到達前述第3流路與前述第1流路之合流點後，進行前述第1流體的送液。
- 一種程式，係使電腦執行請求項22所述之細胞纖維製造方法。
- 一種細胞纖維製造系統，係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體的周圍之第2流路，將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口，以及 控制部，係以如下方式進行控制：於製造開始階段中，在前述第2流體與使前述第2流體凝膠化之第3流體合流後，使前述第1流體開始合流於前述第2流體。
- 如請求項25所述之細胞纖維製造系統，係具有：在較前述第1流路與前述第2流路之合流點更下游側，將前述第3流體與前述第1流路合流之第3流路。
- 如請求項25所述之細胞纖維製造系統，係具有：將前述第3流體貯留之貯留槽。
- 如請求項25所述之細胞纖維製造系統，其中，前述控制部係構成為於製造停止階段中，在停止前述第1流體的送液後，停止前述第2流體的送液。
- 一種細胞纖維製造方法，該細胞纖維製造方法所使用的裝置係具有：使含有細胞之第1流體流動之第1流路，使水凝膠調製用的第2流體合流於前述第1流路中之前述第1流體的周圍之第2流路，以及將至少前述第1流體與前述第2流體一起吐出之射出口；該細胞纖維製造方法係於製造開始階段中，在前述第2流體與使前述第2流體凝膠化之第3流體合流後，進行前述第1流體與前述第2流體的送液，以使前述第1流體開始合流於前述第2流體。
- 一種程式，係使電腦執行請求項29所述之細胞纖維製造方法。
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