WO2003104386A1 - 培養装置、人工組織および血液製剤 - Google Patents

Abstract

　生体の細胞を培養するための装置であって、培養液を収容するための培養槽２と、培養槽２内の培養液を外部循環させる循環手段１０と、培養液を外部循環させている間に、培養液の状態を調整する培養液調整手段２０とからなる。培養槽２内の培養液を外部循環させ、培養槽２外を循環している間に、培養液の状態を調整することができる。よって、培養槽２内の培養液の状態を、培養槽２内の細胞に最適な条件に保つことができるから、細胞を長期間連続で、かつ安定した状態で培養することができる

Description

明細書 培養装置、 人: ι3ΐϋおよび血液製剤 技術分野

本発明は、 培養装置、 人工組織および血 ΐ夜製剤に関する。

浮遊細胞や細菌等の生体は、細胞に必要な栄養分や酸素を含んだ培養液中に浸漬さ れた状態で培養される。 ところで、培養液に含まれる酸素は時間とともに消費される から、 細胞を長時間培養する場合、 ガス供給手段によって培養液に酸素を補給し、 培 養液中の酸素濃度が一定に保たれる。本発明は、培養液中の酸素濃度力一定に保つこ とができるガス供給手段を備えた培養装置に関する。

また、近年、 人体の損傷したり欠損したりした組織や臓器を回復させるために、 組 織や Η觸を移植する再生医療力行われているが、通常、人体等の細胞から採取された もの力 S使用されている。同様に、輸血に使用される血液や血液中の成分なども献血に よってまかなわれており、慢性的に不足している。かかる組織や臓器、 血液等を人工 的に培養し製造することができれば、需要を満たすこと力できるものの、紐哉や)！^ 、 血液等を、 移植や輸血が可能な細胞数まで培養するには、 大量の細胞を長時間連続 して培養しなければならないため、人工的に培養された組織や ¾§、血液等は実用化 されていない。本発明は、上記培養装置によって人工的に培養された再生医療に使用 可能な人工糸織、および、上記培養装置によって人工的に培養された血瓶細胞から製 造される血液製剤に関する。 背景技術

ガス供給手段を備えた培養装置として、 従来例 1、 2 (特許文献 1、 2 ) に開示さ れた培養装置がある。

従来例 1の培養ュニットは、細胞を培養する培養容器と、 この培養容器内の培養液 を外部循環させる循環経路とを備えたものであり、 この循環経路に、培養液のガス交 換を行なうガス交換部を設けたものである。 このガス交換部では、循環される培養液 にテフ口ンチューブが浸濱されており、このテフ口ンチューブ内を流れるガスと培養 ΐ夜との間でガス交換が行なわれている。

このため、 ガスの流量を調整すれば培養液に供給する酸素や栄養分の量、培養液か ら排出される二酸ィ匕炭素や窒素化合物の量を調整することができる。よって、培養液 中の酸素濃度等を一定に保つことができるから、細胞を、長期間連続で培養すること ができる。

従来例 2の培養ユニットは、培養槽が、 中空な筒状体と、 この筒状体内に収容され た中空糸とから構成されており、中空糸と筒状体の間に細胞を培養するための増殖培 地が収容されたものである。そして、 筒状体内に収容されている中空糸は、 培養槽外 に設けられた培地交換装置およびガス供給装置と連通されており、 中空糸内には、培 地交換装置およびガス供給装置との間を循環する循環培地が流されている。そして、 循環培地は、 ガス供給装置および培地交換装置に通すことによって、循環培地に含ま れる細胞の培養に必要な成分の濃度や酸素濃度を、増殖培地よりも高濃度に保ってい る。

このため、循環培地力培養槽の中空糸内を通るときに、培養に必要な成分や酸素が 循環培地から増殖培地に供給され、細胞が排出した老廃物や二酸化炭素が増殖培地か ら循環培地に排出される。よって、循環培地の流量を調整すれば培養液中の酸素濃度 や二酸化炭素の濃度等を一定に保つことができるから、細胞を、長期間連続で培養す ることができる。

特許文献 1

特開平 0 7— 8 2 6 0号公報

特許文献 2

特開平 0 9— 9 8 7 6 9号公報

しかるに、従細 1の培養ュニッ卜は、培養液中の気体成分の濃度は調整すること はできるが、 細胞の栄養分となるアミノ酸、 ホルモン、 ビタミンはガスから培養液に 供給すること力できないので、 これらの栄養分力消費されてしまえば、細胞はそれ以 上増殖することができない。そして、 細胞が排出するアンモニア、 尿素などの窒素ィ匕 合物等を培養液から除去することはできないから、これらの成分濃度が一定の量以上 になると、 細胞は増殖を阻 "る。 したがって、 従来例 1の培養ユニットでは、 ある 程度の期間、つまり培養液中の窒素化合物等の濃度力 S '細胞の培養に適した条件にある 間は細胞を培養することができるが、それ以上の期間は細胞を培養できない。そして、 細胞を培養することができる期間は、培養ュニッ卜を循環する培養液の量によって制 限されてしまい、 長期間培養する場合には、 装置が大型ィ匕してしまう。

また、従来例 2の培養ユニットでは、 循環されているのは循環培地であって、細胞 が浸漬されている増殖培地自体は培養槽内に保持されたままである。すると、増殖培 地のうち、 中空糸と接触している部分はガス交換等が有効に行なわれるものの、 中空 糸と隔離している部分はほとんどガス交換等力行なわれないため、培養槽内の増殖培 地が不均一な状態となる。そレて、 中空糸近傍の増殖培地と循環培地との濃度差力小 さくなればガス交換効率が低くなるから、中空糸近傍が循環培地と同等の条件になれ ば、増殖培地全体で見れば培養に適してレぬレ ^条件になつていてもガス交換等が行な われなくなってしまう。すると、従来例 2の培養ユニットでは、長期間培養する内に、 中空糸近傍では細胞が増殖していても、他の部分では細胞が死滅してしまう可能性が ある。そして、 死滅した細胞が増加すれば、 これらの細胞によって中空糸が目詰まり してしまう可能性があり、 もし目詰まりが発生すれば、ガス交換等の効率がさらに低 下するため、 中空糸近傍であっても培養液の状態が ¾ί匕し、細胞が増殖できなくなつ てしまう可能性がある。 発明の開示

第 1発明の培養装置は、生体の細胞を培養するための装置であって、培養液を収容 するための培養槽と、該培養槽内の培養液を外部循環させる循環手段と、前記培養液 を外部循環させている間に、該培養液の状態を調整する培養液調整手段とからなるこ とを特徴とする。

第 1発明によれば、培養槽内の培養液を外部循環させ、培養槽外を循環している間 に、 培養液の状態を調整することができる。 よって、 培養槽内の培養液の状態を、 培 養槽内の細胞に最適な条件に保つことができるから、細胞を長期間連続で、かつ安定 した状態で培養することができる。

第 2発明の培養装置は、第 1発明において、 前記培養液調整手段が、 前記培養液の ガス濃度を調整するガス濃度調整手段を備えていることを特徴とする。

第 2発明によれば、培養槽外を循環している間に、ガス濃度調整手段によって培養 液を所望のガス濃度に飽和させること力できるから、培養液のガス濃度を均一かつ細 胞の培養に適した状態に保つことカできる。 よって、細胞を長期間連続で、 カゝっ安定 した状態で培養することができる。 しかも、 培養槽外でガス濃度に飽和させるから、 培養槽の大きさに係わらず、所望の能力を有するガス濃度調整手段を採用することが できる。そして、 培養槽内には気泡が発生しないので、 気泡によって培養細胞を損傷 することを防ぐことができるし、培養細胞に与えるストレスを軽減することができる 。 さらに、培養槽の外部においてガスを飽和させているから、 ガス濃度調整手段にお レてはガスを直接培養液に供給しても細胞の培養に悪影響を与える心配がない。よつ て、培養液にガスを飽和させるときに、空気透過性のチューブを用いる必要がないか ら、 装置の製造コストを低く抑えることができる。

第 3発明の培養装置は、 第 1または 2発明において、 前記培養液調整手段が、 前記 培養液を浄化する浄ィ匕手段を備えていることを特徴とする。

第 3発明によれば、培養槽外を循環している間に、細胞が排出した老廃物や細胞に 有害な物質を除去することができるから、 培養液の劣化を防ぐこと力でき、常に、 細 胞の培養に適した状態に保つこと力できる。 よって、細胞を長期間連続で、かつ安定 した状態で培養することができる。

第 4発明の培養装置は、 第 1、 2または 3発明において、 前記培養液調整手段が、 前記培養液のガス濃度を調整するガス濃度調整手段と、前記培養液を浄化する浄ィ匕手 段とを備えており、該浄化手段と前記ガス濃度調整手段が直列に配置されていること を特徴とする。

第 4発明によれば、ガス濃度調整手段と浄化手段とを直列に配置している、つまり 外部循環する培養液を、ガス濃度調整手段と浄化手段の両方を通過させてから培養槽 に戻すので、培養槽内の培養液の状態を、細胞の培養に適した状態に確実に保つこと ができる。 しかも、 コンパクトで一括操作できるので、 使い捨てのセットとして製造 することが可能である。 そして、 使い捨てのセットという構成を採用すれば、 ガス濃 度調整手段と浄化手段とを直列に配置したときに生じる接続部でのコン夕ミネーシ ヨンが起こりやすいという問題力性じることも防ぐことができる。

第 5発明の培養装置は、 第 3または 4発明において、 前記浄化手段が、 前記培養液 を透析する透析部であることを特徴とする。 第 5発明によれば、透析によって培養液を浄化するから、循環する培養液中に細胞 が含まれていても、 透析部を通過するときの細胞の損傷を少なくすることができる。 しカゝも、 培養槽外で透析しているから、 培養槽の大きさに係わらず、 所望の透析能力 を有する透析部を採用すること力 ?きる。また、 中空糸間空間を広くとる構成にすれ ば、 培養する細胞等が詰まって透析能力が低下することも防ぐことができる。

第 6発明の培養装置は、 第 5発明において、 前記透析部が、 中空な本体ケースと、 該本体ケース内に配置された中空糸とから構成されており、前記本体ケースの内面と 前記中空糸の外面との間に、前記培養液が通される培養液循環通路が形成されており 、前記中空糸の内部に、前記培養液を透析するための透析液が通されることを特徴と する。

第 6発明によれば、 中空糸の内部に透析液を流し、本体ケースと中空糸との間に透 析する培養液を流すから、培養液が透析部を流れるときの流動抵抗を少なくすること ができる。 よって、 培養液を、 スムースに外部循環させることができる。 し力、も、 循 環する培養液中に細胞が含まれていても、透析部を通過するときに透析部から細胞が 受ける抵抗をさらに小さくすること力 ?きるから、透析部を通過するときの細胞の損 傷を少なくすることができる。 また、 細胞もスムースに通過することができる。 第 7発明の培養装置は、 第 1、 2、 3または 4発明において、 前記培養液調整手段 が、前記培養液に細胞の培養に必要な栄養分を供給する栄養分補給部を備えているこ とを特徴とする。

第 7発明によれば、 培養槽外を循環している間に、 栄養分補給部によって、 細胞に よって消費された栄養分を培養液に補給すること力 ?きるから、細胞を長期間連続で 、 かつ安定した状態で培養することができる。

第 8発明の培養装置は、 第 7発明において、 前記栄養分補給部が、 前記培養液が通 される培養液通過部と、細胞の培養に必要な栄養分を含む栄養剤が通される栄養剤通 路を備えており、該栄養剤通路と前記培養液通過部との間が、透析部材によって分離 されていることを特徴とする。

第 8発明によれば、培養液通過部と栄養剤通過部が透析部材によって分離されてい るから、栄養剤に含まれる栄養分のうち、培養液中の濃度力 ¾下した成分だけを培養 液に供給することができる。よって、必要以上の栄養分力 咅養液に供給されることに よって生じる細胞障害という問題が生じることを防ぐことができる。

第 9発明の培養装置は、 第 1、 2 , 3、 4または 7発明において、 前記培養槽から 培養液を抽出する抽出手段を備えており、該抽出手段が、一端が前記培養槽内の培養 液に浸漬され、他端カ戰培養槽外に配置された抽出経路と、該抽出経路に設けられた 、 前記培養液を搬送するための搬送手段と、 前記抽出経路内に、 無菌気体を供給する 気体供給手段を備えており、 該気体供給手段が、前記抽出経路において、その他端と 前記搬送手段との間に無菌気体を供給することを特徴とする。

第 9発明によれば、搬送手段によって培養液を他端部に向けて搬送すれば、培養槽 内の培養液を抽出することができるから、培養槽内の細胞の培養状況を確認すること ができる。 しカゝも、 搬送手段と抽出経路の他端部との間には、 無菌気体が供給されて レ るから、常に無菌気体を供給しておけば、抽出経路の他端から抽出経路内に雑菌が 侵入することを防ぐことができる。すると、抽出経路を通過する培養液が雑菌に汚染 されることを防ぐことができる。そして、抽出経路内に残っている培養液も雑菌に汚 染されていないから、 この培養液を培養槽に戻すこと力 き、培養液を有効活用する ことができる。

第 1 0発明の培養装置は、 第 1、 2， 3、 4、 7または 9発明において、 前記培養 槽が、 その培養液の温度を制御する温度制御手段を備えていることを特徴とする。 第 1 0発明によれば、 温度制御手段によって、培養槽内の培養液の温度を、細胞の 培養に適した温度に保持しておくことができるから、細胞を長期間連続で、かつ安定 した状態で培養することができる。

第 1 1発明の培養装置は、 第 1 0発明において、 前記温度制御手段が、遠赤外線を 放射する遠赤外線放射部を備えていることを特徴とする。

第 1 1発明によれば、培養液だけでなぐ培養液中の細胞も遠赤外線によって加温 することができる。そして、 細胞が直接加温されるから、 培養液の温度変化が細胞の 温度に与える影響を少なくすることができる。そして、 細胞の温度を、遠赤外線放射 部とほぼ同等の温度に保持することができるから、細胞の温度調整を容易カゝっ確実に 行なうことができる。

第 1 2発明のインキュベータは、 第 1 1発明において、 前記遠赤外線放射部が、 7 〜 1 2 mの波長帯に、放射する遠赤外線のエネルギー密度のピークを有するように 調整されていることを特徴とする。

第 1 2発明によれば、遠赤外線による細胞の増殖や分化を促進させることができる 。 よって、 細胞の培養効率を向上させること力できる。

第 1 3発明の培養装置は、第 1 1または 1 2発明において、前記遠赤外線放射部が 、 面状発熱体であることを特徴とする。

第 1 3発明によれば、遠赤外線放射部が面状発謝本であるから、装置をよりコンパ ク卜に構成することができる。

第 1 4発明の培養装置は、 第 1 3発明において、 前記面状発熱体が、 上下一対の基 材と、該上下一対の基材の間に設けられた、通電されると遠赤外線を放射する放射部 と、 該放射部に電力を供給する電力供給手段とから構成されており、 前記放射部が、 前記上下一対の基材の内面に、放射体を印刷することによつて形成されていることを 特徴とする。

第 1 4発明によれば、電力供給手段によって放射部に電力を供給すれば、放射部か ら遠赤外線を放射させること力できる。 しカゝも、放射部力上下一対の基材の内面に放 射体を印刷することによって放射部を形成しているので、面状発熱体の製造が容易に なるし、 安価に製造することができる。

第 1 5発明の培養装置は、 第 1 4発明において、 前記放射体が、正の温度係数を有 する素材であることを特徴とする。

第 1 5発明によれば、 放射体が、 正の温度係数を有する素材である、 つまり、 自己 温度調整機能を有しているから、細胞に放射される遠赤外線の状態を一定に保つこと ができる。 よって、遠赤外線放射部の温度変化によって、 細胞に照射される遠赤外線 の状態が変化することを防ぐことができるから、 細胞の温度変化を防ぐことができ、 安定した状態で細胞を培養することができる。

第 1 6発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9または 1 0発明において、 前 記培養槽、前記循環手段および前記培養液調整手段を連結した状態において、ォ一ト クレーブ装置内に収容しうる大きさに形成されていることを特徴とする。

第 1 6発明によれば、装置を 军することなくオートクレーブ装置内に入れること 力できるから、ォ一トクレーブ装置によって殺菌された状態のまま使用すること力で き、 培養液や細胞が雑菌に汚染される確率を非常に低くすることができる。 第 1 7発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0または 1 6発明におい て、前記循環手段が、前記培養槽から細胞が流出することを防ぐための流出防止手段 を備えていることを特徴とする。

第 1 7発明によれば、浮遊細胞や細菌を培養した場合、浮遊細胞等力 咅養槽から流 出することを防ぐこと力 Sできるから、培養液を外部循環させながら培養槽内の浮遊細 胞等を確実に培養させることができ、 長時間連続して細胞を培養することができる。 また、 死亡した細胞が流出して循環手段内で閉塞することを防ぐことができる。 第 1 8発明の培養装置は、 請求項 1 7記載の発明において、 前記流出防止手段が、 電磁石であることを特徴とする。

第 1 8発明によれば、培養液の循環する経路の内部に設置する必要がない、つまり 電磁石は培養液と接触しないので、培養液がコン夕ミネ一シヨンされることを防ぐこ と力 き、 しカゝも、培養液の流れを阻害しないので、 培養液をスムーズに外部循環さ せることができる。また、電磁石は培養する細胞と物理的な接触によって流出を防ぐ ものではない。つまり培養している細胞と接触しないから、細胞膜の非常に弱い細胞 であっても、培養槽からの流出を防ぎ、力つ損傷することなく培養することができる 第 1 9発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6または 1 7発明 において、前記培養槽内の培養液を外部に排出する培養液排出部と、前記循環手段に 外部から新しい培養液を供給する培養液供給部とからなる培養液交換手段を備えて いることを特徴とする。

第 1 9発明によれば、培養液排出部によって使用中の培養液を培養槽から排出させ ながら、培養液供給部によって培養槽に新しい培養液を供給することができる。 この ため、培養を継続したままで培養液を交換できるから、長期間の培養が必要である接 着細胞や造血細胞であっても培養すること力できる。 し力、も、培養液排出部と培養液 供給部を同期して作動させるだけで、使用中の培養液と新しい培養液の交換を自動的 に行うこと力 ?きる。 よって、培養液の交換に人手が不要となり、培養液や培養中の 細胞がコン夕ミネ一シヨンされる危険性を減らすことができる。

第 2 0発明の培養装置は、 第 1 9発明において、 前記培養液排出部が、 前記培養槽 力^細胞カ流出することを防ぐための流出防止手段を備えていることを特徴とする。 第 2 0発明によれば、培養槽内の培養液を排出するときに、浮 細胞等が培養槽か ら流出することを防ぐことができるから、細胞の培養を中止することなぐ培養液を 交換すること力できる。 よって； 細胞をより長期間連続で培養することができる。 第 2 1発明の培養装置は、 第 2 0発明において、 前記流出防止手段が、電磁石であ ることを特徴とする。

第 2 1発明によれば、培養液の循環する経路の内部に設置する必要がない、つまり 電磁石は培養液と接触しないので、培養液がコン夕ミネ一ションされることを防ぐこ と力 ?きる。また、電磁石は培養する細胞と物理的接触して流出を防ぐものではない 。 つまり培養している細胞と接触しないから、 細胞膜の非常に弱い細胞であっても、 培養槽からの流出を防ぐことができる。

第 2 2発明の培養装置は、 第 1 9、 2 0または 2 1発明において、 前記培養液供給 部が、培養液を前記循環手段に供給する前に、培養液を滅菌する滅菌部を備えている ことを特徴とする。

第 2 2発明によれば、新しい培養液は滅菌部によって滅菌されてから培養槽に供給 されるので、 培養液を交換するときに、 雑菌が混入することを防ぐことができ、 培養 中の培養液がコン夕ミネーシヨンされることを防ぐことができる。

第 2 3発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7または 1 9発明において、 前記培養槽、 前記循環手段および前記培養液調整手段において、 前 記培養液が流れる経路によって閉ループ回路力 S形成されており、該閉ループ回路内に カロ圧蒸気を供給し、該閉ループ回路内部を滅菌するカロ圧蒸気滅菌手段を備えているこ とを特徴とする。

第 2 3発明によれば、力 Q圧蒸気滅菌手段によって閉ループ回路内に加圧蒸気を供給 すれば、 各手段を分解することなく、 閉ループ回路内を滅菌することができる。 よつ て、 培養装置を容易カゝっ迅速に装置全体を滅菌することができる。そして、 各手段を 分解しない、つまり培養装置の滅菌作業において、人手で行う作業をなくすことがで きるので、培養槽等がコン夕ミネ一シヨンされる危険性を低くすることができる。 ま た、カロ圧蒸気滅菌手段を作動させるだけで培養装置を滅菌すること力できるので、培 養装置の滅菌も自動化でき、 培養装置の運転を完全に自動化することも可能である。 第 2 4発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9ま たは 2 3発明において、前記循環手段が、培養中の前記培養液を中の所望の成分を回 収するための回収手段を備えていることを特徵とする。

第 2 4発明によれば、培養液が循環経路を循環されている間に、培養液中の有効成 分である蛋白質や培養される細胞力産生する成分を回収することができるので、有効 成分等、 所望の成分を高効率カゝっ確実に回収することできる。

第 2 5発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3または 2 4発明において、前記培養する細胞を供給する細胞供給手段を備えてお り、該細胞供給手段が、培養する細胞を含有する播種液を前記培養槽に搬送する細胞 搬送手段と、該細胞供給手段によって搬送された前記播種液を、前記培養槽内に排出 する排出部とからなることを特徴とする。

第 2 5発明によれば、細胞搬送手段によって播種液を培養槽に搬送し、排出部によ つて培養槽内に排出すれば、播種液に含まれる細胞を培養液に供給することができる 第 2 6発明の培養装置は、 第 2 5発明において、 前記細胞搬送手段が、 前記播種液 力収容された貯蔵部と、前記排出部との間を連通させる播衝«送経路と、該播種液 を前記貯蔵部から前記排出部に向けて送るポンプと、該ポンプと前記排出部との間に 設けられ、 両者の間を連 断するバルブとからなることを特徴とする。

第 2 6発明によれば、バルブを閉めた状態でポンプを作動させれば播種液搬送経路 内の播種液の圧力が高くなる。その状態でバルブを開けば、播種液を培養槽内に射出 させることができる。すると、培養槽内に細胞を培養する足場となる細胞培養器具な どを設けておけば、細胞培養器具の表面に播種液、つまり細胞を播種させることがで きる。 よって、 浮遊細胞だけでなぐ 接着細胞であっても自動的、 言い換えれば培養 槽を開閉することなく播種すること力 r、きるから、細胞を播種するときに細胞や培養 液等が汚染されることを防ぐことができる。

第 2 7発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4または 2 5発明において、 前記培養槽内に、 培養する細胞が付着される培 養器具を備えていることを特徴とする。

第 2 7発明によれば、 織ゃ fli^を構成している細胞であっても、培養器具に付着 させれば、 培養槽内で培養することができる。 このため、従来の培養装置では不可能 であった組織や fl蔵器を構成している接着細胞であっても大量に培養をすることがで さる。

第 2 8発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 3次元構造を有 することを特徴とする。

第 2 8発明によれば、培養器具の表面に細胞を培養させれば、種々の細胞から 3次 元組織を構築することができるので、再生医療に必要な 3次元の組織や臓器を大量に 供給することが可能となる。 また、培養器具の形状に沿って細胞を培養させることが できるから、培養器具を所望の形状に成形しておけば、所望の形状の組織や臓器を形 成することができる。

第 2 9発明の培養装置は、 第 2 8発明において、 前記培養器具が、 複数本の円管を 連結して形成されたことを特徴とする。

第 2 9発明によれば、培養器具が円管であるから、培養器具の表面積を大きくする ことができるので、 大量の細胞を培養することができる。 しかも、 円管内を培養液が 流れるので、 全ての細胞に新鮮な培養液を供給することができる。 このため、 培養さ れる細胞の全ての細胞に栄養分や酸素を効率よく供給することができるので、培養液 の循環効率力 がり、 培養条件を飛躍的に亢進することが可能となる。

第 3 0発明の培養装置は、 第 2 9発明において、 前記培養器具が、 その軸方向が 前記培養槽の軸方向と平行となるように、 前記培養槽内に配設されており、 前記培 養器具の表面に、培養する細胞の細胞を播種する播種手段を備えており、該播種手段 が、 前記培養槽を傾転させる傾転部と、 前記培養器具に、細胞を含む液体を供給する 細胞供給部と、前記培養槽内に設けられた前記培養器具に対して前記細胞供給部を揷 入離脱させる移動部とからなることを特徴とする。

第 3 0発明によれば、傾転部によって培養槽を傾けた状態で、移動部によって細胞 供給部を培養器具内に挿入し、細胞供給部から培養器具内に培養する細胞の細胞を含 む液体を垂らせば、培養器具内面に液体を流すことができるので、培養器具内面に細 胞を播種すること力できる。 また、 傾転部や移動部、 細胞供給部の作動を自動化する ことが可能となるので、培養装置による細胞の培養を自動化することができる。 しか も、 自動化すれば、 人手による作業をなくすことができるので、 培養された細胞や、 培養 ί夜などがコンタミネ一ションされるのを防ぐことができる。 第 3 1発明の培養装置は、 第 3 0発明において、 前記培養槽を、 その中心軸まわり に回転させる回転部を備えたことを特徴とする。

第 3 1発明によれば、細胞の播種しているときに、培養槽を傾転させた状態で回転 させれば、培養器具の内面全体に液体を流すことができるので、培養器具の内面全体 に細胞を播種することができる。

第 3 2発明の培養装置は、第 3 0または 3 1発明において、前記培養器具の表面に 培養された細胞の細胞を回収する細胞回収手段を備えており、該細胞回収手段が、前 記培養器具に、細胞を培養器具から剥離させる液体を供給する剥離液供給部と、該剥 離液供給部から供給された液体を回収する回収部とからなることを特徴とする。 第 3 2発明によれば、剥離液供給部を培養器具内に挿入して、その状態で剥離液を 供給し、 回収部によって剥離液とともに回収すれば、剥離液とともに培養器具から剥 離した細胞を回収すること力 r 'きる。また、剥離液供給部や回収部の作動を自動化す ることが可能となるので、培養装置による細胞の回収を自動化することができる。 し かあ、 自動化すれば、 人手による作業をなくすことができるので、 培養された細胞が コンタミネーションされるのを防ぐことができる。

第 3 3発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具の素材が、 チタンま たはチタン合金であることを特徴とする。

第 3 3発明によれば、培養器具の素材が、生体親和性の高いチタンまたはチタン合 金であるから、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細胞を播種しても細胞が汚染され たり、傷害を与えられたりすることがないので、 fll^等の接着細胞を長期間培養する ことができる。 し力、も、 培養器具と細胞の間には細胞外マトリックス力形成され さ らに石灰ィ匕層カ形成される。 このため、培養する細胞を確実に培養器具に付着させて おくことができるから、 細胞を安定した状態で培養することができる。 また、 長期間 使用しても、培養器具力変質したり腐食したりしないので、培養器具を長期間利用す ることができ、 細胞を培養するコストを低下させることができる。

第 3 4発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面にチタ ンを含有するチタン層を有することを特徴とする。

第 3 4発明によれば、培養器具の基材の表面に、生体親和性の高いチタンやチタン 合金を含有する層を形成しているので、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細胞を播 種しても培養器具によって細胞が汚染されたり、損傷したりすることがなぐ i の接着細胞を長期間培養することができる。また、培養器具はチタンやチタン合金を 含有する層に完全に覆われており、 しカゝも、 このチタン等の層は、細胞の培養の経過 とともに、 細胞外マトリックスによって完全に覆われる。 このため、 基材が全く細胞 と纖しないので、細胞を安定した状態で培養することができる。 さらに、 長期間使 用しても培養器具が変質したり腐食したりしない。よって、培養器具を長期間利用す ることができ、 細胞を培養するコストを低下させること力できる。

第 3 5発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具の素材が、 細胞由来 高分子材料であることを特徴とする。

第 3 5発明によれば、 培養器具の素材が、 細胞由来高分子材料であるから、 培養器 具の表面に、 直接、培養する細胞を播種しても、培養器具によって細胞が汚染された り、 損傷したりすることがなぐ fli§&等の接着細胞を長期間培養することができる。 しカゝも、培養器具と細胞の間には細胞外マトリックス力形成され さらに石灰化層が 形成される。 このため、培養する細胞を確実に培養器具に付着させておくことができ る力ゝら、細胞を安定した状態で培養することができる。 また、 培養器具全体が細胞由 来高分子材料で形成されており、 この細胞由来高分子材料は生体に吸収されるから、 培養器具のまま移植することができるので、移植を確実かつ簡単に行うことができる 第 3 6発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面に細胞 由来高分子材料の層を有することを特徴とする。

第 3 6発明によれば、培養器具の基材の表面に、細胞由来高分子材料の層が形成さ れているので、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細胞を播種しても、 培養器具によ つて細胞力 S汚染されたり、損傷したりすることがないので、 H膨等の接着細胞を長期 間培養することができる。また、培養器具は細胞由来高分子材料の層に完全に覆われ ており、 しかも、 この細胞由来高分子材料の層は細胞外マトリックスによって完全に 覆われる。 このため、 基材が全く細胞と接触しないので、 細胞を安定した状態で培養 することができる。 さらに、長期間使用しても培養器具が変質したり腐食したりしな いから、 培養器具を、 長期間利用することができ、 細胞を培養するコストを低下させ ることができる。 第 3 7発明の培養装置は、第 3 5または 3 6発明において、前記細胞由来高分子材 料が、 コラーゲンまたは細胞吸収性ポリマーであることを特徴とする。

第 3 7発明によれば、 コラーゲンや細胞吸収性ポリマーは、細胞との細胞親和性が 非常に高いので、 接着細胞の培養環境をさらに改善することができる。そして、 培養 器具と細胞の親和性がさらに高まるので、大量の細胞を効率よぐ低コス卜で培養す ることが可能となる。

第 3 8発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具の素材が、 カルシゥ ム化合物であることを特徴とする。

第 3 8発明によれば、 培養器具の素材が、 カルシウム化合物であるから、 培養器具 の表面に、 直接、 培養する細胞を播種しても、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細 胞を播種しても、培養器具によって細胞が汚染されたり、損傷したりすること力 い ので、 ）1腿等の接着細胞を長期間培養すること力 きる。 しカゝも、 培養器具全体が力 ルシゥム化合物で形成されており、 このカルシウム化合物は生体に吸収されるから、 培養器具のまま移植することができるので、移植を確実かつ簡単に行うことができる 第 3 9発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面にカル シゥム化合物の層を有することを特徴とする。

第 3 9発明によれば、培養器具の基材の表面に、カルシウム化合物の層が形成され ているので、 培養器具の表面に、 直接、 ±音養する細胞を播種しても、 培養器具によつ て細胞力汚染されたり、損傷したりすることがないので、 fl繊等の接着細胞を長期間 培養することができる。 また、培養器具はカルシウム化合物の層に完全に覆われてお り、 しかも、 このカルシウム化合物の層は細胞外マトリックスによって完全に覆われ る。 このため、 基材が全く細胞と接触しないので、細胞を安定した状態で培養するこ とができる。 さらに、長期間使用しても培養器具力 S変質したり腐食したりしない。 よ つて、 培養器具を、 長期間利用することができ、 細胞を培養するコストを低下させる ことができる。

第 4 0発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具の素材が、合成生分 解性ポリマーであることを特徴とする。

第 4 0発明によれば、 培養器具の素材が、 合成生分解性ポリマ一であるから、 培養 器具の表面に、直接、 培養する細胞を播種しても、 培養器具によって細胞力 S汚染され たり、損傷したりすることがないので、 等の接着細胞を長期間培養することがで きる。 し力も、培養器具全体が合成生 性ポリマーで形成されており、 この合成生 分解性ポリマ一は生体に吸収されるから、培養器具のまま移植することができるので 、 移植を確実かつ簡単に行うことができる。

第 4 1発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面に合成 生分解性ポリマーの層を有することを特徴とする。

第 4 1発明によれば、培養器具の基材の表面に、合成生分解性ポリマーの層力形成 されているので、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細胞を播種しても、 培養器具に よって細胞が汚染されたり、損傷したりすることがないので、 H§§等の接着細胞を長 期間培養することができる。 また、培養器具は合成生分解性ポリマーの層に完全に覆 われており、 しかも、 この合成生分解性ポリマーの層は細胞外マトリックスによって 完全に覆われる。 このため、 基材カ诠く細胞と接触しないので、細胞を安定した状態 で培養することができる。さらに、長期間使用しても培養器具が変質したり腐食した りしない。 よって、 培養器具を、 長期間利用することができ、 細胞を培養するコスト を低下させることができる。

第 4 2発明の培養装置は、第 4 0または 4 1発明において、前記合成生^剩生ポリ マ一が、 ポリ L乳酸またはポリダリコール酸であることを特徴とする。

第 4 2発明によれば、ポリ L乳酸ゃポリグリコール酸は、細胞との細胞親和性が非 常に高いので、接着細胞の培養環境をさらに改善することができる。そして、培養器 具と細胞の親和性がさらに高まるので、大量の細胞を効率よぐ低コストで培養する ことが可肯 gとなる。

第 4 3発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面に組織 誘導能を有する組織誘導材料の層を有することを特徴とする。

第 4 3発明によれば、培養器具の表面に組織誘導材料の層を有しているので、培養 器具と細胞との細胞親和性が高ぐ 培養器具の表面に、 直接、培養する細胞を播種し ても、 ±咅養器具によって細胞力汚染されたり、 損傷したりすることがないので、 rn^ 等の接着細胞を長期間培養することができる。 また、接着細胞の培養環境を改善する とともに、 再生医療のために、 生体に直接利用すること力 τ'き、 細胞を培養するコス トを低下させることができる。 しカゝも、組織誘導材料の影響により細胞の増殖が促進 されるだけでなく、 未分化間葉系細胞の種々の組織への分化誘導が可能となる。 第 4 4発明の培養装置は、 第 4 3発明において、 前記翻職誘導材料が、 細胞外マト リックスであることを特徵とする。

第 4 4発明によれば、糸織液等材料が細胞外マトリックスであり、培養器具と細胞 との細胞親和性カ琲常に高いので、接着細胞の培養環境をさらに改善することができ る。 そして、 培養器具と細胞の親和性をさらに高まるので、 大量の細胞を効率よく、 低コストで培養すること力河能となる。 しかも、細胞外マトリックスの影響により細 胞の増殖力促進されるだけでなぐ未分化間葉系細胞の種々の組織への分化誘導が可 能となる。 よって、 細胞の分化状態を維持したまま培養力河能なだけではなぐ 再生 医療に必要な細胞を容易に供給することができる。

第 4 5発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具の素材が、 珪素含有 素材であることを特徴とする。

第 4 5発明によれば、珪素は石灰ィ匕能を有しており細胞との細胞親和性が非常に高 いので、 培養器具の表面に、 直接、 培養する紬胞を播種しても細胞が汚染されたり、 傷害を与えられたりすることがなく、 Hi^等の接着細胞を長期間培養することができ る。 しカゝも、 培養器具と細胞の間には細胞外マトリックスが形成され さらに石灰ィ匕 層力 s形成される。 このため、培養する細胞を確実に培養器具に付着させておくことが できるから、 細胞を安定した状態で培養することができる。 また、長期間使用しても 、培養器具が変質したり腐食したりしないので、培養器具を長期間利用することがで き、 細胞を培養するコストを低下させることができる。 さらに、 珪素含有素材は珪素 を含んでいるため、温度カ^くなると遠赤外線を放出するから、細胞の分化や増殖を 促進効果も得られる。

第 4 6発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面に珪素 含有素材の層を有することを特徴とする。

第 4 6発明によれば、珪素は石灰化能を有しており細胞との細胞親和性が非常に高 いので、 培養器具の表面に、 直接、 培養する細胞を播種しても培養器具によって細胞 が汚染されたり、損傷したりすることがなぐ fli^等の接着細胞を長期間培養するこ とができる。 また、 培養器具は珪素含有素材の層に完全に覆われており、 しかも、 こ の珪素含有素材の層は、細胞の培養の経過とともに、細胞外マトリックスによって完 全に覆われる。 このため、 Siiが全く細胞とやしないので、 細胞を安定した状態で 培養すること力 τ 'きる。 さらに、長期間使用しても培養器具が変質したり腐食したり しない。 よって、 培養器具を長期間利用することができ、 細胞を培養するコストを低 下させることができる。 さらに、 珪素含有素材は珪素を含んでいるため、 温度が高く なると遠赤外線を放出するから、 細胞の分化や増殖を促進効果も得られる。

第 4 7発明の培養装置は、 第 4 5または 4 6発明において、 前記珪素含有素材が、 ゼォライ卜であることを特徴とする。

第 4 7発明によれば、ゼォライトは細胞との細胞親和性が非常に高いので、培養器 具の表面に、直接、培養する細胞を播種しても培養器具によって細胞が汚染されたり

、 損傷したりすることがなぐ flt ^等の接着細胞を長期間培養することができる。 そ して、ゼォライトは珪素を含んでいるため、温度が高くなると遠赤外線を放出するか ら、 細胞の分化や増殖を腿効果も得られる。

第 4 8発明の培養装置は、第 2 7発明において、前記培養器具の素材が、 人工セラ ミックスであることを特徴とする。

第 4 8発明によれば、 人工セラミックスは細胞との細胞親和性が非常に高いので、 培養器具の表面に、 直接、培養する細胞を播種しても細胞力汚染されたり、傷害を与 えられたりすることがなぐ ¾§等の接着細胞を長期間培養することができる。 しか も、培養器具と細胞の間には細胞外マトリックスが形成され、 さらに石灰化層が形成 される。 このため、培養する細胞を確実に培養器具に付着させておくことができるか ら、 細胞を安定した状態で培養すること力できる。 また、 長期間使用しても、 培養器 具力 S変質したり腐食したりしないので、培養器具を長期間利用すること力でき、細胞 を培養するコストを低下させることができる。 さらに、人工セラミックスは温度が高 くなると遠赤外線を放出するから、 細胞の分ィ匕ゃ増殖を促進効果も得られる。

第 4 9発明の培養装置は、 第 2 7発明において、 前記培養器具が、 その表面に人工 セラミックスの層を有することを特徴とする。

第 4 9発明によれば、 人工セラミックスは細胞との細胞親和性カ徘常に高いので、 培養器具の表面に、直接、培養する細胞を播種しても培養器具によって細胞力 S汚染さ れたり、損傷したりすることがなぐ 等の接着細胞を長期間培養することができ る。 また、 培養器具は人工セラミックスの層に完全に覆われており、 しかも、 この人 ェセラミックスの層は、細胞の培養の経過とともに、細胞外マトリックスによって完 全に覆われる。 このため、基材カ诠く細胞と接触しないので、細胞を安定した状態で 培養すること力 ?きる。さらに、長期間使用しても培養器具が変質したり腐食したり しない。 よって、 培養器具を長期間利用することができ、細胞を培養するコス卜を低 下させることができる。 さらに、人工セラミックスは温度が高くなると遠赤外線を放 出するから、 細胞の分ィヒゃ増殖を促進効果も得られる。

第 5 0発明の培養装置は、 第 2 7、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 3、 4 5、 4 6、 4 8または 4 9発明において、 前記培養器具が、 多孔質体 であることを特徴とする。

第 5 0発明によれば、培養器具力多孔質であるから、培養器具の表面に付着してい る細胞において、その表面の部分の細胞だけでなぐ培養器具に付着している部分の 細胞にも新鮮な培養液を供給することができる。 このため、培養される細胞の全ての 細胞に栄養分や酸素を効率よく供給することができるので、培養液の循環効率が上が り、 培養条件を飛躍的に亢進すること力河能となる。

第 5 1発明の培養装置は、 第 2 7、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 8、 3 9、 4 0、 4 1、 4 3、 4 5、 4 6、 4 8または 4 9発明において、 前記培養器具が、 網目構造 を有することを特徴とする。 - 第 5 1発明によれば、培養器具が網目構造を有しているので、培養器具の表面に付 着している細胞において、その表面の部分の細胞だけでなぐ培養器具に付着してい る部分の細胞にも新鮮な培養液を供給すること力できる。 このため、培養される細胞 の全ての細胞に栄養分や酸素を効率よく供給することができるので、培養液の循環効 率が上がり、 培養条件を飛躍的に亢進すること力河能となる。

第 5 2発明の培養装置は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3 , 2 4 , 2 5または 2 7発明において、 前記培養液に浮遊細胞を浸漬させて培 養することを特徴とする。

第 5 2発明によれば、浮遊細胞を大量に培養することができるから、浮) 細胞の培 養過程で産生される様々な有効成分を回収することができる。よって、 この回収した 成分から、 医薬品や抗体、 ワクチン等を製造することができる。 第 5 3発明の培養装置は、 第 5 2発明において、 前記浮遊細胞が、 造血幹細胞を 含むことを特徴とする。

第 5 3発明によれば、 造血幹細胞を含んでいれば、 赤芽球、 骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球に分化した後血 細胞である赤血球、 有核白血球である好中球、 好酸球、 好塩基球、 血小板、 単球やリンパ球を産生することができる。 したがって、 輸血用製剤として使用することができる混合液を製造することができる。

第 5 4発明の培養装置は、 第 5 2または 5 3発明において、 前記浮遊細胞が、 血 液細胞の芽細胞を含むことを特徴とする。

第 5 4発明によれば、 赤芽球、 骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球等を含ん でいれば、 直接血 ί 細胞である赤血球、 有核白血球である好中球、 好酸球、 好塩基球 、 血小板、 単球やリンパ球を産生することができる。 したがって、 輸血用製剤として 使用することができる混合液を製造することができる。

第 5 5発明の培養装置は、 第 2 7、 5 2、 5 3または 5 4発明において、 前記培養 器具に付着された細胞と、 培養液中に浮遊する浮遊細胞を混合培養することを特徴 とする。

第 5 5発明によれば、 培養槽内に設けられた培養器具で接着細胞を培養しながら、 培養液中では浮遊する細胞を培養する、 いわゆる混合培養を行うことができる。 この ため、 接着細胞から、 浮猶田胞を活性ィ匕したり分化を促進したりする因子が産生、 分 泌されるので、 浮遊細胞の培養を促進すること力できる。 また、 浮遊細胞が生理活性 因子を産生するので、この生理活性因子の働きで接着細胞の活性や分化を促進するこ とができる。 したがって、浮遊細胞や接着細胞のみを培養した場合に比べて、 各細胞 の培養を促進することができるので、 各細胞を効率よく培養すること力できる。 第 5 6発明の培養装置は、第 5 5発明において、前記培養器具に付着された細胞が 、 骨髄間質細胞であり、 培養液中に浮遊する細胞が、 造血幹細胞を含むことを特徴 とする。

第 5 6発明によれば、培養器具によって骨髄間質幹細胞を培養しながら、培養液中 で造血幹細胞を混合培養すれば、骨髄間質幹細胞から造血幹細胞を活性化したり、分 化を促進する因子が産生、分泌されるため、造血幹細胞から赤血球、 有核白血球であ る好中球、 好酸球、 好塩基球、 血小板、 単球やリンパ球の産生が促進される。 また、 造血幹細胞が産生する生理活性因子の働きで骨髄間質幹細胞から骨芽細胞、軟骨芽細 胞、 線維芽細胞、 脂肪細胞やその他の細胞への分ィ匕が促進される。 このため、 造血幹 細胞や骨髄間質幹細胞を単独で培養するよりも、より早く効率的にしかも活性の高い 血 細胞である赤血球等を産生すること力 ?き、効率的良く骨芽細胞等を分化誘導す ることができる。

第 5 7発明の培養装置は、第 5 5または 5 6発明において、前記培養器具に付着さ れた細胞が、 骨髄間質細胞であり、 前記浮遊細胞が、 血液細胞の芽細胞を含むこ とを特徴とする。

. 第 5 7発明によれば、培養器具によって骨髄間質幹細胞を培養しながら、培養液中 で、 赤芽球や骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球等の血液芽細胞を含んだ骨髄 組織を混合培養すれば、骨髄間質幹細胞から赤芽球等を活性ィ匕したり、分ィ匕を促進す る因子が産生、 分泌されるため、 骨髄組織から赤血球、 有核白血球である好中球、 好 酸球、 好塩基球、 血小板、 単球やリンパ球の産生が促進される。 また、 赤芽球等が産 生する生理活性因子の働きで間質幹細胞から骨芽細胞、 軟骨芽細胞、 線維芽細胞、 脂 肪細胞やその他の細胞の分化が促進される。 このため、骨髄組織や骨髄間質幹細胞を 単独で培養するよりも、より早く効率的にしかも活性の高い血液細胞である赤血球等 を産生することができ、 効率的良く骨芽細胞等を分化誘導することができる。

第 5 8発明の血液製剤は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4、 2 5または 2 7発明の培養装置によって造血幹細胞を培養したときに 、 前記培養液中に生成される血液成分を含むことを特徴とする。

第 5 8発明によれば、少量の造血幹細胞から大量の血液成分を製造すること力でき る力ゝら、 所望の成分を含む血液製剤を、 大量力つ容易に製造すること力 ?きる。 しか も、輸血や血液製剤が必要とされる人から造血幹細胞を摂取し、その造血幹細胞を培 養して輸血用血液や血液製剤を製造することができるから、安全な輸血用血液等を製 造することができる。

第 5 9発明の人工； &織は、 第 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4、 2 5または 2 7発明の培養装置において、 前記培養器具に播種した細 胞を培養して形成されたことを特徴とする。

第 5 9発明によれば、少量の細胞から所望の紐哉を製造することができるから、再 生医療などに必要とされる)]騰などを、安価カゝっ大量に製造すること力できる。 しか も、移植が必要とされる人から所望の組織の細胞を摂取し、その細胞を培養して fllgg を製造することができるから、生体との適合性を高くすること力 ?き、拒絶反応が起 こることも防ぐこと力 sできる。

第 6 0発明の人工組織は、 第 5 9発明において、 前記細胞が、 未分化な細胞であ ることを特徴とする。

第 6 0発明によれば、培養条件を調整すれば、所望の細胞に分化させることができ る力ゝら、再生医療などに必要とされる d ^などを、安価かつ大量に製造することがで きる。 しカゝも、移植が必要とされる人から摂取した細胞を使用すれば、 生体との適合 性を高くすることができ、 拒絶反応が起こることも防ぐことができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本実施形態の培養装置 1の概略プロック図である。

図 2は、 本実施形態の培養装置 1に設置した培養槽 2の概略説明図である。

図 3は、 培養液調整手段 2 0の詳細説明図である。

図 4は、 他の実施形態のガス濃度調整手段 2 2の概略説明図である。

図 5は、 抽出手段 8 0を備えた培養装置 1の概略プロック図である。

図 6は、 細胞供給手段 9 0を備えた培養装置 1の概略プロック図である。

図 7は、 面状発熱体 7 1の概略説明図である。

図 8は、 細胞播種手段 6 0の概略正面縦断面図である。

図 9は、 細胞播種手段 6 0の概略側面縦断面図である。

図 1 0は、 細胞播種手段 6 0カ顺転した状態の概略説明図である。

図 1 1は、 他の実施形態の細胞播種手段 6 0の概略正面縦断面図である。

図 1 2は、 他の実施形態の細胞播種手段 6 0の概略側面縦断面図である。

図 1 3は、 他の実施形態の細胞播種手段 6 0カ顺転した状態の概略説明図である。 図 1 4は、 （A) 黒体粉末の各成分重量割合を示したグラフであり、 （B) 黒体粉末 を F T— I R分析した結果を示すグラフである。

図 1 5は、 （A) 黒体粉末の各成分重量割合を示したグラフであり、 （B) 黒体粉末 を F T— I R分析した結果を示すグラフである。 図 1 6は、 （A) 天然セラミックスの各成分重量割合を示したグラフであり、 （B) 天然セラミックスを F T— I R分析した結果を示すグラフである。

図 1 7は、 ゼォライトを F T— I R分析した結果を示すグラフである。

図 1 8は、 （A) 人工特殊セラミックスの各成分重量割合を示したグラフであり、 （ B) 人工特殊セラミックスを F T— I R分析した結果を示すグラフである。

図 1 9は、 （A) 本発明の培養装置およびフラスコを使用して大腸菌を培養したとき において、 培養液の濁度を比較した図であり、 （B) 本発明の培養装置およびディッ シュを使用して酵母を培養したときにおいて、培養液中の総酵母量を比較した図であ る。

図 2 0は、本発明の培養装置およびディッシュを使用してハイプリドーマ細胞を培養 したときにおいて、 （A) 培養液中の細胞数を比較した図であり、 （B) 抗体産生量 を比較した図である。

図 2 1は、本発明の培養装置およびディッシュを使用して造血幹細胞を培養したとき において、 （A) 培養液トータル量あたりの血小板数を比較した図であり、 （B) 造 血幹細胞数あたりの血小板数を比較した図である。 発明を実施するための最良の形態

つぎに、 本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

本発明の培養装置は、細胞を培養するための装置であって、培養液を収容するため の培養槽と、培養液を外部循環させる循環手段と、培養液が外部循環する経路に設け られた培養液調整手段を備えたものであり、培養液を外部循環させることおよび外部 循環している間に培養液調整手段によって培養液の状態を調整するようにしたこと が特徴である。

図 1は本実施形態の培養装置 1の概略説明図である。 同図において、符号 2は、 本 実施形態の培養装置 1の培養槽を示している。 この培養槽 2は、例えばガラスゃステ ンレス製の容器であり、培養液を収容するための本体部 2 aと、本体部 2 aの内部を 密閉することができる蓋部 2 bとから構成されており、蓋部 2 bを本体部 2 aに取り 付けると培養槽 2内を外部から気密に密封することができるように構成されている。 なお、 培養槽 2の素材は上記のものに限られず、 長期間使用しても腐食せず、 また 、 培養液を変質させない素材であれば特に限定はない。

図 1および図 2に示すように、前記培養槽 2の蓋 2 bには、 この蓋 2 bを貫通する 循環手段 1 0の配管 1 1の一端部が気密に取り付けられており、この配管 1 1の他端 はポンプ l ip の吸入口に接続されている。 一方、 ポンプ l ipの吐出口には、 配管 1 2 の一端が取り付けられており、 この配管 1 2の他端部は、蓋 2 bに気密に取り付けら れている。そして、 配管 1 1の一端、 および Ϊ己管 1 2の他端はいずれも培養槽 2内の 培養液に浸潰されている。 このため、 ポンプ lip を作動させれば、 培養槽 2内の培養 液を、 配管 1 1 ， 1 2を通して培養槽 2の外部を循環させることができる。

また、 図 1に示すように、 配管 1 2には、 配管 1 2内を流れる培養液の状態を調整 する培養液調整手段 2 0が介装されている。 この培養液調整手段 2 0は、培養液に含 まれる老廃物等を除去する透析部 2 1と、培養液のガス濃度を調整するガス濃度調整 手段 2 2と、培養液に細胞の培養に必要な栄養分を供糸合する栄養分補給部 2 3を備え ている。

このため、 ポンプ l ip を作動させて培養槽 2内の培養液を外部循環させて、培養液 を培養液調整手段 2 0に供給することができる。すると、培養槽 2内において細胞を 培養しながら培養液を外部循環させれば、培養液が培養液調整手段 2 0を通過すると きに、細胞が排出した老廃物は透析部 2 1によって培養液から除去され、培養液中の 酸素濃度や窒素、二酸ィ匕炭素等の濃度はガス濃度調整手段 2 2によって調整され細 胞が消費した栄養分は栄養分補給部 2 3によって培養液に補給されるから、培養液を 外部循環させることによって、 培養液を、 細胞の培養を開始する前の状態、言い換え れば細胞の培養に適した状態に調整して培養槽 2内に戻すことができる。

よって、 本実施形態の培養装置 1によれば、培養槽 2内の培養液の状態を、 細胞の 培養に最適な条件に保つこと力 τ'きるから、細胞を長期間連続で、かつ安定した状態 で培養すること力できる。そして、長期間連続して培養することができるから、細胞 を大量に培養することが可能である。

そして、 図 1に示すように、 配管 1 1の一端を培養槽 2の上部に配置し、配管 1 2 の他端を培養槽 2の下部に配置すれば、培養液を外部循環させるだけで、培養槽 2内 には、 底部から上部に向かう流れを生じさせることができる。 また、培養槽 2の本体 部 2 aの底部に、軸方向の両端部に金属カ诹り付けられた回転子 4を配置し、培養槽 2の外部における回転子 4の直下に主軸に磁石 5 bが取り付けられたモー夕 5を設 けておけば、 モ一夕 5を駆動すれば、磁石 5 bが回転し、 その磁石 5 bの磁力によつ て培養槽 2内の回転子 4を回転させることができるので、培養槽 2内の培養液に水平 面内で旋回する流れを発生させることができる。すると、培養液を外部循環させなが ら回転子 4を回転させれば、 2つの流れの作用によって、外部循環して培養槽 2内に 戻された培養液と、培養槽 2内に保持されている培養液との混合を促進することがで きるから、培養槽 2内の培養液の状態を均一に近づけることができる。 しかも、 培養 槽 2内に保持されたまま外部循環されない培養液をなくすことができるから、培養液 の状態、 つまり細胞の培養条件を良好に保つことができる。そして、 培養液の混合に 培養液を外部循環させたことによって生じる流れを利用するから、回転子 4の回転数 を低くしても培養液の混合を促進することができる。すると、回転子 4の回転だけで 培養槽 2内に対流を発生させて混合する場合に比べて、培養槽 2内の培養液の流速を 低くできるから、非常に外圧に弱い細胞であっても、培養槽 2内の培養液の状態を均 一に保ったまま培養することができる。

なお、 回転子 4は設けなくてもよいが、 回転子 4を設けておけば、培養液の均一化 を迅速かつ効率よく行なうことができる。

また、 図 1および図 2に示すように、 浮遊細胞や細菌等のように、 培養液とともに 流動する細胞を培養する場合には、配管 1 1における培養槽 2内の一端に、流出防止 手段として電磁石 6を設けると好適である。通常、浮遊細胞や細菌は帯電しているた め、電磁石 6と反発するので、浮遊細胞等が電磁石を設けた位置を通過することを防 ぐことができる。

すると、培養液を外部循環させながら浮遊細胞や細菌等を培養した場合であっても 、浮遊細胞等を培養槽 2内に滞留させておくこと力 Sでき、死亡した細胞が流出して配 管 1 1 , 1 2内で閉塞することも防ぐことができる。

しカゝも、電磁石 6は配管 1 1の外周面に取り付ければよいので、培養液の流れが阻 害されることもない。そして、電磁石 6はフィル夕のように物理的接触によって流出 を防ぐものではない。つまり培養している細胞と接触しないから、細胞膜の非常に弱 レ 赤血球やマクロファージ、 血しょう板等の細胞でも培養槽 2からの流出を防ぎ、 かつ損傷することなく培養することができる。 なお、培養する浮遊細胞力外圧に強いものであれば、流出防止手段としてフィル夕 や膜等のように、物理的な接触によつて浮遊細胞等の流出を防ぐものを使用してもよ い。

つぎに、 培養液調整手段 2 0について詳細に説明する。

図 1および図 3に示すように、前記配管 1 2には、培養液調整手段 2 0の透析部 2 1力介装されている。 この透析部 2 1は、 中空な本体ケース 21a と、 この本体ケース 21a内に配置された中空糸 21b とから構成されている。

本体ケース 21aは、その内部が配管 1 2と連通されており、その内面と前記中空糸 21b との間の培養液循環通路 21h を培養液が流れるように構成されている。

中空糸 2 lbは、 例えば、 ポリプロピレンやセルロースジァステート、 シリコンゴム 等の半透性という機能を有する素材によって形成されたものであり、 その内部には、 重炭酸緩衝液、 燐酸緩衝液等の透析液が通されている。

このため、 培養液が培養 ί夜循環通路 2 lh を通過するときに、 培養液が中空糸 21b を介して透析され、培養液に含まれるアンモニア、窒素化合物等の老廃物が透析液に 移動するから、 培養液を浄化することができる。 よって、 培養液の劣ィ匕を防ぐことが でき、 常に、 細胞の培養に適した状態に保つことができるから、 細胞を長期間連続で 、 力つ安定した状態で培養することができる。

しカゝも、 透析部 2 1力 咅養槽 2の外に設けられている、 つまり、 培養槽 2外で培養 液を透析しているから、透析部 2 1の大きさや透析部 2 1に使用する素材などを、培 養槽 2の大きさや培養液の性質等に係わらず、 自由に選択することができる。よって 、所望の透析能力を有する透析部 2 1を採用することができるから、確実に培養液を 所望の条件まで透析して浄化することができる。そして、 透析部 2 1として、 その透 析能力が培養槽 2の大きさに比べて十分に高いものを使用すれば、細胞数の増加量に 合わせて透析能力を高くすることができるから、大量の細胞を連続して培養すること も十分に可能である。

また、 中空糸 21bの内部に透析液を流し、培養液を培養液循環通路 2 lhに通してい るから、培養液が透析部 2 1を流れるときの流動抵抗を少なくすることができ、培養 液をスムースに外部循環させることができる。そして、透析部 2 1を流れるときの流 動抵抗が小さいから、循環する培養液中に細胞が含まれていても、透析部 2 1を通過 するときに細胞が受ける抵抗を小さくすることができ、透析部 2 1を通過するときに 、 損傷を受ける細胞を少なくすることができる。

さらに、透析部 2 1力 S広い中空糸間空間を備えていれば、培養する細胞等が中空糸 2 lb に詰まって透析能力が低下することも防ぐことができる。

なお、培養液を中空糸 21b内に通し、透析液を培養液循環通路 2 lh に通してもよい 力 本願のごとき構成とすれば、 中空糸 21b内に通す場合に比べて、 培養液の流動抵 杭が少なくなるので、 透析効率を高くすることができ、 また、循環する培養液に細胞 が含まれている場合に、 細胞の損傷を少なくすることができる。 そして、 中空糸 21b の内径を大きくしておけば、 培養する細胞等が中空糸 2 lb に詰まって透析能力力 s低 下することも防ぐことができる。

さらになお、 中空糸 21b に代えて、 透析膜等によって、 本体ケース 21a内を、 培養 液が通される経路と透析液が通される経路を分離する構成としてもよい。

さらになお、培養液を浄化する方法は、上記のごとき透析によって消化する方法に 限られず、 アンモニア吸着カラムやァフィ二ティカラム、分子ふるい等の方法を用い てもよい。

図 1および図 3に示すように、前記配管 1 2において、前記透析部 2 1の下流側に は、 ガス濃度調整手段 2 2が介装されている。 このガス濃度調整手段 2 0は、 中空な ケース 22a を備えており、 このケース 22aの内部が配管 1 2と連通されている。そし て、 ケース 22a の上部から供給された培養液が、 ケース 22aの下部から排出されるよ うに構成されている。そして、 ケース 22aの上部には、他端がガス供給手段 Gに接続 された配管 2 6の一端が配置されている。 このガス調整手段 Gは、 所望のガス濃度、 例えば C 0₂が 5 %、 空気が 9 5 %となるように調整された飽和ガスをケース 22a内 に供給するものである。

なお、 飽和ガスのガス濃度は、 上記の濃度に限られず、 酸素濃度を高くしてもよく 、 培養する細胞の状態に最適なガス濃度とすればよい。例えば、 酸素濃度を 3 0 %と したり、 窒素を 6 5 %としてもよい。

ガス供給手段 Gからガス濃度調整手段 2 0のケース 22a内に飽和ガスを送れば、ケ ース 22a内の培養液に飽和ガスを接触させること力できるから、培養液中のガス濃度 が飽和ガスと同等のガス濃度となるように調整することができる。よって、培養液を 所望のガス濃度に飽和させることができ、培養液のガス濃度を均一かつ細胞の培養に 適した状態に保つことができるから、細胞を長期間連続で、カゝっ安定した状態で培養 することができる。

しカゝも、 ガス濃度調整手段 2 2が培養槽 2の外に設けられている、 つまり、 培養槽 2外で培養液のガス濃度を調整することができるから、ガス濃度調整手段 2 2の大き さを、 培養槽 2の大きさに係わらず、 自由に選択することができる。 よって、 所望の ガス交換能力を有するガス濃度調整手段 2 2を採用することができるから、確実に培 養液を所望のガス濃度に調整すること力できる。そして、ガス濃度調整手段 2 2とし て、そのガス交換能力力 咅養槽 2の大きさに比べて十分に高いものを使用すれば、細 胞数の増加量に合わせてガス交換能力を高くすることができるから、大量の細胞を連 続して培養することも十分に可能である。

さらに、循環する培養液に細胞力含まれていない場合には、配管 2 6の一端に多数 の細孔力 s形成された曝気部 22bカ 殳け、この曝気部 2 2をケース 22a内の培養液に浸 潰させ、この曝気部 22bの多数の細孔から培養液中にガスを排出させるような構成と してもよい （図 4 (A) 参照） 。 この場合、 ガス供給手段 Gから曝気部 22bに飽和ガ スを送れば、 ケース 22a内の培養液を曝気することができるので、培養液と飽和ガス の接触面積力大きくなるので、培養液に酸素等を溶解させる効率を高くすることがで き、 ガス交慰力率を高くすることができる。そして、 培養液には細胞が含まれていな レ ^ので、曝気したときに発生する気泡が細胞を傷つけたりストレスを与えたりするこ とがない。

なお、 ケース 22a とガス供給手段 Gとの間の配管 2 6には、飽和ガスを滅菌する滅 菌フィルタ 2 7を設けておけば、飽和ガスに雑菌等が含まれていても培養液力汚染さ れることを防ぐことができる。

さらになお、 図 4 (B) に示すように、 ケース 22a 内に空気透過性のチューブ 22d (例えば、 テフロン （デュポン社の登録商標） を素材とするチューブ） 設け、 この チューブ内に培養液を通し、ケース 22a内に飽和ガスを供給するような構成とした場 合には、培養液と飽和ガスが直接接触することを防ぐこと力できるから、培養液が汚 染されることをより確実に防ぐことができる

そして、 配管 1 2に、 透析部 2 1とガス濃度調整手段 2 2を直列に配置している、 つまり外部循環する培養液を、透析部 2 1とガス濃度調整手段 2 2の両方に通過させ てから培養槽 2に戻すので、培養槽 2内の培養液の状態を、細胞の培養に適した状態 に確実に保つことができる。 し力、も、 コンパクトで一括製造できるので使い捨てのセ ットとして製造することが可能である。 とくに、使い捨てのセットという構成を採用 すれば、透析部 2 1とガス濃度調整手段 2 2とを直列に配置したときに生じる接続部 からのコンタミネーシヨンという問題が生じることも防ぐことができる。

図 1および図 3に示すように、前記配管 1 2において、ガス濃度調整手段 2 2の下 流側には、 栄養剤補給部 2 3が介装されている。 この栄養剤補給部 2 3は、培養液が 流れる培養 過部 23a と、細胞の培養に必要なサイト力インやホルモン、 ビタミン 等の栄養分を含む栄養剤力流れる栄養剤通路 23b を備えており、両通路の間が、例え ば例えば、ポリプロピレンやセルロースジァステート、 シリコンゴム等の半透性とい う機能を有する素材によって形成された透析部材によって分離されている。

このため、培養液が培養液通過部 23a を通過するときに、細胞が消費して濃度力 s減 少した栄養分が、透析部材 23c を介して栄養剤から培養液に移動するから、培養液に 細胞の培養に必要な栄養分を補給することができる。よって、培養液の栄養分の枯渴 を防ぐことができ、 常に、細胞の培養に適した状態に保つことができるから、細胞を 長期間連続で、 かつ安定した状態で培養することができる。

しカゝも、 栄養剤補給部 2 3が培養槽 2の外に設けられている、 つまり、 培養槽 2外 で培養液に栄養分を補給しているから、栄養剤補給部 2 3の大きさやその能力を、培 養槽 2の大きさ等に係わらず、 自由に選択することができる。 よって、所望の能力を 有する栄養剤補給部 2 3を採用することができるから、培養液に含まれる栄養分の濃 度を、 確実に所望の濃度まで補給すること力 きる。そして、栄養剤補給部 2 3とし て、その能力が培養槽 2の大きさに比べて十分に高いものを使用すれば、細胞数の増 加量に合わせて培養液に供給する栄養分の量を調整すること力できるから、大量の細 胞を連続して培養することも十分に可能である。

また、培養液通過部 23a と栄養剤通過部 23bが透析部材 23c によって分離されてい るから、栄養剤に含まれる栄養分のうち、培養液中の濃度が低下した成分だけを培養 液に供給することができる。よって、必要以上の栄養分力 咅養液に供給されることに よって生じる細胞障害を防ぐことができる。 なお、 栄養剤補給部 2 3の構成を、 透析部 2 1と実質同様の構成とし、 中空糸の内 部に栄養剤を流してもよい。

なお、 培養液調整手段 2 0に、 培養液中の所望の成分を回収する、 例えば透析器や ァフィ二ティカラム、分子ふるい等の回収手段 2 8を設けておけば、培養液が外部循 環している間に、培養液中の有効成分である蛋白質や培養される細胞が産生する成分 を回収することができるので、有効成分等、所望の成分を高効率かつ確実に回収する ことできるし、 培養を停止することなぐ 所望の成分のみを回収すること力できる。 また、 長期間培養すると、 たとえ透析部 2 1によって浄ィ匕したり、 栄養剤補給部 2 3によって栄養分の補給しても、培養液は劣化してしまうが、以下のごとき構成を有 する培養液供給部 3 0と培養液排出部 4 0とを備えた培養液交換手段を設けておけ ば、 細胞の培養を継続しながら培養液を、 新鮮な培養液に交換することができる。 図 1に示すように、 配管 1 2には、 連通弁 3 1を介して、 培養液供給部 3 0の配管 3 3の一端力取り付けられている。 この配管 3 3の他端には、 図示しない培養液貯蔵 部に連通されている。 この配管 3 1には、 培養 ί夜貯蔵部と連通弁 3 1の間には、 培養 液貯蔵部から供給された培養液を 3 5 °C近傍まで温める加熱器 3 4、ポンプ 3 5、滅 菌フィルター 3 2が介装されており、培養液貯蔵部からその順で取り付けられている 一方、培養槽 2の蓋 2 bには、培養液排出部 4 0の配管 4 1が気密に取り付けられ ており、その一端が培養槽 2内の培養液に浸潰されている。 この配管 4 1の他端部に はポンプ 4 2が介装されており、 このポンプ 4 2と培養槽 2との間には、滅菌フィル 夕一 4 3力 S介装されている。

このため、連通弁 3 1によって培養液供給手段 3 0と配管 1 2を連通させて、ボン プ 3 5によって培養液貯蔵部から加熱器 3 4、減菌フィル夕 3 2を通して、新鮮な培 養液を配管 1 2に供給し、同時に培養液排出器 4 0によって使用中の培養液を培養槽 2から排出させれば、培養槽 2内における培養を中断しなくても、培養液の交換を行 うことができる。 よって、 培養を継続したままで培養液を交換できるから、長期間の 培養カ泌要である接着細胞や造血細胞であっても培養すること力 r 'きる。 しカゝも、培 養液排出部 4 0と培養液供給部 3 0を同期して作動させるだけで、使用中の培養液と 新しい培養液の交換を自動的に行うことができる。よって、 ±咅養液の交換に人手が不 要となり、培養液や培養中の細胞がコンタミネーションされる危険性を減らすことが できる。

し力、も、 各配管 3 3， 4 1には、 いずれも滅菌フィルター 3 2， 4 3力設けられて レ ^るから、交換作業中に培養液が雑菌に汚染されることをより確実に防ぐことができ る。

そして、浮遊細胞を培養する場合には、電磁石 6を配管 4 1の一端部に設けておけ ば、培養槽 2内の培養液を排出するときに、その培養液とともに浮) 細胞等力 S培養槽 2から流出することを防ぐことができるから、浮遊細胞であっても培養を中止するこ となく、 培養液を交換することができる。

なお、 培養液供給部 3 0だけ、 または培養液排出部 4 0だけを作動させれば、 培養 槽 2内の培養液の量を調整することも可能である。

細胞を長期間培養する場合には、定期的に培養液を抽出して、細胞や培養液の状態 を調べる必要があるが、以下の構成を有する抽出手段 5 0を設ければ、培養液が汚染 されることなく、 また、 培養液を無駄にすることなく抽出することができる。

図 5に示すように、培養槽 2の蓋 2 bには、抽出経路 8 1の一端部が気密に取り付 けられており、その一端は培養槽 2内の培養液に浸漬されている。 この抽出経路 8 1 の他端部は、培養槽 2の外部に配置されており、その他端部はシリンダ等の滅菌処理 された抽出液受け容器 8 2内に配置されている。

この抽出経路 8 1には、ポンプ 8 3力 S介装されており、 このポンプ 8 3と抽出経路 8 1の他端部との間には、図示しないガス供給部から滅菌フィルター 5 4を介して無 菌気体が供給されるように構成されている。 そして、 この無菌気体は、 常に、 抽出経 路 8 1に供給されている。 介装されている。

このため、ポンプ 8 3を作動させれば、培養槽 2内の培養液を抽出経路 8 1を通し て抽出液受け容器 8 2内に排出させることができるから、 この培養液を調べれば、細 胞の培養状態を確認することができる。

しカゝも、 抽出経路 8 1には、 常に無菌気体力 S供給されており、 その無菌気体は抽出 経路 8 1の他端から抽出液受け容器 8 2内に供給され、常に、抽出液受け容器 8 2内 を満たしている。すると、外気が抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2内に侵入するこ とができないので、抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2内への雑菌の侵入を防ぐこと 力できる。 よって、抽出された培養液が抽出経路 8 1を通過するとき、 およ ϋ%出液 受け容器 8 2内に入ったときに雑菌等に汚染されることを防ぐこと力 r 'きる。

さらに、 抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2カ 実に無菌状態に保たれているら、 抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2内に排出された培養液も雑菌に汚染されること はない。すると、 必要以上の培養液が抽出された場合に、 抽出経路 8 1や抽出液受け 容器 8 2内に残つた培養液を培養槽 2内に戻すことができ、培養液を有効活用するこ と力できる。そして、 培養液を戻すときに、抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2内の 気体も培養槽 2内に入る可能性があるが、抽出経路 8 1や抽出液受け容器 8 2内は無 菌気体によって満たされているから、 雑菌が気体とともに侵入することもない。 とくに、連続して培養しながら培養液を回収する場合には、回収された培養液が汚 染される心配がないので、 その培養液を、 安全に利用することができる。

また、図 6に示すように、培養槽 2内の培養液に培養する細胞を供給することがで きる細胞供給手段 9 0を設ければ、細胞の培養を完全に自動化できるので、好適であ る。

図 1において、符号 9 1は培養する細胞を含有する播種液が収容された貯蔵部を示 している。 この貯蔵部 9 1には、 細胞搬送経路 9 2の一端が取り付けられており、 そ の一端は貯蔵部 9 1内の播種液に浸漬されている。この細胞搬送経路 9 2の他端部は 、前記培養槽 2の蓋 2 bに気密に取り付けられており、その一端は培養槽 2内に配置 されている。 この細胞搬送経路 9 2の他端には、公知のノズルなどの排出部 9 3が設 けられている。そして、 細胞搬送経路 9 2には、 貯蔵部 9 1内の播種液を排出部 9 3 に向けて搬送するポンプ 9 4カ介装されている。

このため、 ポンプ 9 4を作動させれば、 播種液を培養槽 2に搬送することができ、 排出部 9 3から培養槽 2内に排出させて、播種液に含まれる細胞を培養液 2に供給す ることができる。 よって、細胞の供給を自動化することができるから、 細胞の培養を 完全に自動化することが可能となる。

そして、ポンプ 9 4と排出部 9 3との間の細胞搬送経路 9 2に、両者の間を連通遮 断する、例えばピンチバルブ等のバルブ 9 5を設けておけば、バルブ 9 5を閉めた状 態でポンプ 9 4を作動させれば播種液搬送経路 2内の播種液の圧力が高くすること 力できる。そして、 播種液の圧力が高くなつた状態でバルブ 9 5を開けば、播種液を 培養槽 2内に勢いよく射出させることができる。すると、培養槽 2内に細胞を培養す る足場となる細胞培養器具などを設けておけば、細胞培養器具の表面に播種液、つま り細胞を播種させることができる。 よって、 浮 細胞だけでなく、 接着細胞であって も自動的、言い換えれば培養槽 2を開閉することなく播種することができるから、細 胞を播種するときに細胞や培養液等が汚染されることを防ぐことができる。

さらに、本実施形態の培養装置 1は、インキュベータや保温器などのような培養装 置 1の周囲の環境を一定に保つことができる設備の内部で使用することもできるが、 培養槽 2に、以下のごとき温度制御手段 7 0を設ければ、培養装置 1を所望の場所で 使用することができる。

図 1に示すように、前記培養槽 2の外面には、温度制御手段 7 0の面状発熱体 7 1 が設けられている。 この面状発熱体 7 1は、面状発熱体 7 1に供給する電力を調整す る制御部 7 8に接続されている。 この制御部 7 8は、培養槽 2内の培養液の温度に応 じて、面状発熱体 7 1に供給する電力を調整し面状発熱体 7 1の温度を調整するもの である。

図 7に示すように、 面状発熱体 7 1は、 通電されると発熱し、 かつ培養槽 2の内部 に向けて遠赤外線を放出する放射部 7 3を備えている。 つまり、 面状発熱体 7 1は、 放射部 7 3が発生した熱だけでなく、発熱したときに放出する遠赤外線によって培養 液を加熱することができるのである。

しカゝも、面状発熱体 7 1から放射された遠赤外線は、培養槽 2内の培養液中を伝播 し、 この遠赤外線の有するエネルギの一部は細胞に直接供給されることとなる。 このため、 培養する細胞を、 培養液からの熱伝達だけでなぐ遠赤外線によっても 加温することができるから、遠赤外線力培養に照射されてさえいれば、たとえ培養す る細胞の周囲の培養液の温度が変ィ匕したとしても、細胞自体の温度変化を抑えること ができる。

また、培養槽 2内の培養液が所定の温度まで上昇すれば、面状発熱体 7 1から遠赤 外線の形態で放出されるエネルギのうち、 培養液に吸収されるエネルギカ獮少する。 すると、面状発熱体 7 1から遠赤外線として放出されるエネルギは、その大部分が培 養する細胞に供給され、 細胞自体の加温に使用されることとなる。そして、遠赤外線 の有するエネルギは面状発熱体 7 1の温度に依存するから、遠赤外線によって加温さ れる細胞の温度を、 面状発熱体 7 1とほぼ同じ温度まで加温することができる。 また、面状発 , 本 7 1の表面から放射される遠赤外線のエネルギー密度のピークが 、 7〜1 2 mの波長帯に形成されるように調整されている。 この？〜 1 2 mの波 長は、 生育光線と呼ばれる波長帯であり、 植物などの成長に有効であるが、 動物、 特 にヒ卜の細胞、 例えば肝細胞や皮膚細胞、 骨芽細胞、 免疫細胞等の増殖する能力を有 する細胞や、造血幹細胞や間質幹細胞等、 自己増殖しカゝっ複数の高度な細胞に分化す ることができる幹細胞の培養において、培養する細胞に生育光線を照射すれば、遠赤 外線を照射しない場合に比べて、細胞の増殖や分ィ匕を促進される。 この細胞の増殖 や分化が促進する原因としては、増殖や分化に影響する遺伝子や増殖因子や分化誘 導因子を活性化させることや、逆に、増殖や分化を抑制する遺伝子や抑制因子の働 きを抑えること、遠赤外線が直接増殖因子や分化誘導因子として機能することが考 えられる。 細胞が未分化で、 各種組織の細胞に分化可能な細胞、 例えば、 骨髄、 末 梢血、 ）1齊帯血、 組織由来の幹細胞ゃ胚性幹細胞等の未分化な細胞を遠赤外線を照射 した状態で培養すれば、 非常に感受性が高く未分ィ匕な細胞自体の増殖を促進できる ことはもちろん、その未分化な細胞から所望の細胞への分化も促進させることができ るから、少しの未分化な細胞から、所望の分ィ匕した細胞を容易カゝっ大量に培養するこ とができる。 また、 肝細胞や骨芽細胞等、 既に各組織に分化しているが増殖可能な 細胞を、遠赤外線を照射した状態で培養すれば、長期間作用させると増殖を活性化 させることができる。

つまり、本実施形態の培養装置 1の培養槽 2に、上記のごとき温度制御手段 7 0を 設けておけば、温度制御手段⁷ 0を設けない場合に比べて細胞の増殖及び分化促進効 率を向上させることができるのである。

なお、配管 1 1 , 1 2や培養液調整手段 2 0を断熱材によって覆っておけば、培養 液が外部循環している間にその温度力変化することを防ぐこと力できる。

さらになお、透析部 2 1やガス濃度調整手段 2 2、栄養剤補給部 2 3にも温度制御 手段 7 0を設けておけば、 培養液の温度変ィ匕をより確実に防ぐことができる。

また、面状発熱体 7 1に使用する放射体 7 5として、力一ボンブラックやカーボン グラフアイ卜、 セラミックスパウダー、 アルミナ、 ジルコン等の金属^遠赤外線を 放射する素材と、ポリエチレングリコール等を基材とした半導体等の有する正温度係 数（P. T. C :Pos i t iveTemperature Coef iiciennt)機能、 レわゆる自己温度制御機能を 有する素材を含むものを使用すれば、特別な制御機構やセンサを採用しなくても、 P T C素材や放射素材の温度が所定の温度近傍に確実に維持することができる。この場 合、放射体 7 5から放射される遠赤外線の波長やエネルギー密度の分布を所定の状態 に保つことができる。よって、面状発 本 7 1の温度変化による遠赤外線の状態が変 化、つまり細胞に放射される遠赤外線の状態を一定に保つことができるから、細胞の 温度変ィ匕を防ぐことができ、 安定した状態で細胞を培養すること力できる。

なお、遠赤外線放射部は、 上記のごとき面状発熱体 7 1でなくてもよく、所定の波 長の遠赤外線を細胞に照射できるものであれば、 特に限定はない。

培養開始前、および培養が終了したのち、培養装置 1内に雑菌が繁殖することを防 ぐために、培養液の流れる経路や、 その他の部分を滅菌する必要があるが、培養槽の 容積が 1 0 Lよりも小さい場合には、 培養装置 1を、 ±咅養槽 2、 循環手段、 培養液調 整手段 2 0を全て連結した状態においてオートクレープ装置内に収容できる大きさ に構成すれば、装置を分解することなくォ一トクレーブ装置内に入れて滅菌すること ができるので、 培養装置 1の滅菌作業が容易になる。

しかも、連結した装置を分解しなくてもよいから、培養作業を開始する前にオート クレープ装置によって殺菌し、そのままの状態で使用すれば、培養液や細胞が雑菌に 汚染される確率を非常に低くすることができる。

そして、培養槽 2が 2 0 L以上の場合には、配管 1 1と加圧蒸気を発生することが できる図示しな!^加圧蒸気供給手段を連通させることができるように設けておけば、 加圧蒸気滅菌手段によって閉ループ回路内に加圧蒸気を供給すれば、各手段を分解す ることなく、 各手段を滅菌することができる。 すると、 培養装置 1が大型ィ匕しても、 容易カゝっ迅速に装置全体を滅菌することができるから、培養槽 2等がコン夕ミネーシ ヨンされる危険性を低くすることができる。 また、カロ圧蒸気滅菌手段を作動させるだ けで培養装置を滅菌することができるので、培養装置 1の滅菌を自動化でき、培養装 置 1の運転を完全に自動化することができる。

また、 図 8および図 9に示すように、 本実施形態の培養装置 1において、 細胞を付 着させることができ、かつ増殖するための足場となる培養器具 5 0を備えた培養槽 2 を使用すれば、細菌や浮 I田胞等のように短期間カゝっ培養液に浮遊させた状態で培養 できる細胞だけでなぐ骨芽細胞や皮膚繊維芽細胞等のように、培養に数週間から 1 ケ月程度の期間を必要とし、かつ増殖するための足場が必要な接着細胞の培養に好適 である。

図 8および図 9において、符号 5 0が、培養槽 2内に設けられた培養器具を示して いる。 この培養器具 5 0は、純チタンまたはチタン合金を素材とする複数本の円管を 、互いに連結して形成されたものであり、支持部材 5 1によって培養槽 2内に保持さ れている。

このため、培養する細胞を培養器具 5 0の表面に付着させた状態で培養槽 2内に配 置して培養液に浸漬させれば、組織や臓器を構成している接着細胞であっても培養す ることができる。 しカゝも、本実施形態の培養装置 1であれば、長期間連続して培養す ること力河能であるから、従来の培養装置では不可能であった紐哉や Hi^を構成して レ る接着細胞を、 大量かつ所望の大きさになるまで培養することができる。

また、 培養器具 5 0が円管を連結して形成されおり、 培養器具 5 0の表面積、 つま り細胞が足場とすることができる部分を広くする-ことができるから、大量の細胞を培 養すること力 きる。 しカゝも、 円管内に培養液を流すことができるから、 全ての細胞 に新鮮な培養液を供給することができる。 このため、培養される細胞の全ての細胞に 栄養分や酸素を効率よく供給することができるので、培養液の循環効率が上がり、培 養条件を飛躍的に亢進することが可能となる。

なお、培養器具 5 0は上記の構造に限られず、様々な形状のものを使用することが できる。例えば、上下方向を貫通する貫通孔を有するハニカム構造や多孔質構造の培 養器具 5 0を使用すれば、上下方向の培養液が流れがスムースになり、培養される細 胞の全ての細胞に栄養分や酸素を効率よく供給することができる。また、所望の 3次 元的な構造、例えば各種 の形状に形成された培養器具 5 0を使用すれば、培養器 具 5 0の形状に沿って細胞が増殖し、所望の形状の 3次元組織を構築することができ るので、 再生医療に必要な 3次元の組織や)! を大量に供給すること力可能となる。 さらになお、 培養器具 5 0の形状として、 膜状の部材を使用してもよく、 その場合 には膜状の繊を形成することも可能である。 とくに、網目構造を有する膜状の部材 、 いわゆるメッシュを使用すれば、培養器具 5 0を通して細胞に新鮮な培養液を供給 できるから、培養器具 5 0の表面に付着している細胞において、その表面の部分の細 胞だけでなぐ培養器具 5 0に付着している部分の細胞にも新鮮な培養液を供給する ことができる。

また、 培養器具 5 0の円管の素材として、 純チタンやチタン合金を使用している。 純チタンやチタン合金は細胞親和性カ缟いので、 培養器具 5 0の表面に、 直接、 培養 する細胞を播種しても、細胞が汚染されたり、傷害を与えられたりすることがないの で、 n§§等の接着細胞を長期間培養すること力 ?きる。 しかも、 培養器具 5 0と細胞 との間には細胞外マトリックスが形成され、 さらに石灰化層力形成される。 このため 、 培養する細胞を確実に培養器具 5 0に付着させておくこと力 きるから、 長期間、 細胞を安定した状態で培養することができる。 また、純チタンやチタン合金は化学的 な安定性が非常に高く長期間使用しても変質したり腐食したりしないので、培養器具 5 0の腐食変質等によつて細胞が損傷することを防ぐことができる。そして、何回で も同じ培養器具 5 0を利用することができるから、細胞を培養するコストを低下させ ることも可能である。

なお、培養器具 5 0の全体がチタンやチタン合金で形成されていなくてもよぐ基 材の表面にチタンやチタン合金を含有する層を形成したものを使用しても良い。この 場合も、培養器具 5 0によって細胞が汚染されたり、損傷したりすること力 いので 、 fli§§等の接着細胞を長期間培養すること力できる。 また、培養器具 5 0はチタンや チタン合金を含有する層に完全に覆われており、 しかも、 このチタン等の層は細胞外 マトリックスによって完全に覆われる。 このため、基材が全く細胞と接触しないので 、 長期間使用しても、 培養器具 5 0力変質したり腐食したりしないので、 培養器具 5 0を長期間利用することができ、 細胞を培養するコス卜を低下させることができる。 さらになお、 培養器具 5 0の素材は、 コラーゲンや細胞吸収性ポリマー、 キチン等 の細胞由来高分子材料や、ハイドロキシァパタイ卜などのリン酸カルシウム系化合物 、 ポリ L乳酸ゃポリグリコール酸等の合成生分解性ポリマー等、細胞親和性の高い素 材であれば、 どのような素材を使用しても良い。

そして、 培養器具 5 0の基材が、 珪素化合物、 ガラス、 磁性体、 セラミックス、 そ の他細胞親和性を有しない素材であっても、その表面に、細胞由来高分子材料やリン 酸カルシウム系化合物、合成生分解性ポリマー、細胞外マ卜リックスなどの紐哉誘導 能を有する組織誘導材料の層を形成すれば、培養器具 5 0の細胞親和性を高くするこ とができる。

そして、培養器具 5 0として、その器具自体の素材が細胞由来高分子材料であった り、器具の表面に細胞由来高分子材料の層を有するものを使用した場合には、培養器 具 5 0と細胞との細胞親和性がさらに高くなり、培養器具 5 0によって細胞が汚染さ れたり、損傷したりすることがなぐ fli§§等の接着細胞を長期間培養することができ る。 しかも、 培養器具 5 0と細胞の間には細胞外マトリックスが形成され さらに石 灰化層が形成される。 このため、培養する細胞を確実に培養器具 5 0に付着させてお くことができるから、 細胞を安定した状態で培養することができる。

しカゝも、培養器具 5 0全体力 S細胞由来高分子材料で形成されていれば、 この細胞由 来高分子材料は生体に吸収されるから、再生医療のために、生体に培養器具 5 0をそ のまましょうできる、つまり培養器具 5 0のまま移植することができるので、移植を 確実力つ簡単に行うこと力 ?きる。

とくに、細胞由来高分子材料がコラーゲンであれば、細胞との細胞親和性が非常に 高いので、 接着細胞の培養環境をさらに改善することができる。そして、培養器具 5 0と細胞の親和性がさらに高まるので、大量の細胞を効率よく、低コス卜で培養する ことが可能となる。

また、培養器具 5 0として、その器具自体の素材がリン酸カルシウム系化合物であ つたり、器具の表面にリン酸カルシウム系化合物の層を有するものを使用した場合に は、 リン酸カルシウム系化合物は細胞との細胞親和性カ缟いので、培養器具 5 0の表 面に、 直接、 細胞外マトリックスを形成させることができる。 よって、 培養器具 5 0 によって培養する細胞が汚染されたり、傷害を与えられたりすることがないので、臓 器等の接着細胞を長期間培養することができる。 しかも、培養器具 5 0全体がリン酸 カルシウム系化合物で形成されていれば、このリン酸カルシウム系化合物は生体に吸 収されるから、培養器具 5 0のまま移植することができるので、移植を確実かつ簡単 に行うことができる。

そして、培養器具 5 0として、その器具自体の素材力合成生 性ポリマーであつ たり、器具の表面に合成生分解性ポリマーの層を有するものを使用した場合には、合 成生分解性ポリマーは細胞親和性が高いので、 培養器具 5 0の表面には、直接、細胞 外マトリックスを形成させることができる。よって、培養器具 5 0によって培養する 細胞が汚染されたり、傷害を与えられたりすることがないので、 等の接着細胞を 長期間培養することができる。 しかも、培養器具 5 0全体がリン酸カルシウム系化合 物で形成されていれば、 この合成生分解性ポリマーは生体に吸収されるから、再生医 療のために、生体に培養器具 5 0をそのまま使用できる、つまり培養器具 5 0のまま 移植することができるので、 移植を確実カゝっ簡単に行うことができる。

とくに、合成生分解性ポリマーがポリ L?し酸またはポリグリコール酸であれば、培 養器具 5 0と細胞との細胞親和性が非常に高いので、接着細胞の培養環境をさらに改 善することができる。そして、 培養器具 5 0と細胞の親和性がさらに高まるので、 大 量の細胞を効率よく、 低コス卜で培養すること力河能となる。

さらに、 培養器具 5 0として、 珪素を含有する素材、 例えば、 ガラスゃゼォライト 、図 1 4〜図 1 6に示すような組成を有する黒体粉末や天然セラミックス等によって 形成されたものを使用してもよい。 この場合、黒体粉末や天然セラミックス等に含ま れる珪素力 S石灰化能を有しているため、培養器具 5 0の表面には、 リン酸カルシウム 系化合物等によって石灰ィ匕層が形成される。すると、培養器具 5 0と細胞との親和性 力 S高くなるから、培養器具 5 0によって培養する細胞が汚染されたり、傷害を与えら れたりすることがない。よって、（11^等の接着細胞を長期間培養することができるし

、 培養する細胞を確実に培養器具 s oに付着させておくこと力 τ'きるから、 長期間、 細胞を安定した状態で培養すること力 τ'きる。

しかも、 図 1 4〜図 1 7に示すように、 黒体粉末、 天然セラミックス、 ゼォライト 等は、約 833 〜1429 c m-1の領域、つまり約 7〜 1 2 近傍の遠赤外線領域の波長 を特異的に吸収する特性を有している。言い換えれば、 黒体粉末、 天然セラミックス 、ゼォライト等は、約 7〜1 2 mの遠赤外線を強く放出する性質を有しているから 、培養器具 5 0は温度が高くなると遠赤外線を放出する。すると、培養器具 5 0の表 面に付着している細胞に、 培養器具 5 0から遠赤外線力 給されることになるから、 細胞の分化や増殖を促進する効果を得ることができる。

そして、 培養器具 5 0の表面に、 上記のごときガラスや天然セラミックス、 ゼオラ イトなどの粉末や黒体粉末等とシリカゲル等の接着剤とを混合したものをコーティ ングし、 ガラスゃゼォライ卜、 黒体粉末、 天然セラミックス等を含有する層、 つまり 珪素を含有する素材の層を形成しても、 同様の効果を得ることができる。 また、 培養器具 5 0として、 人工セラミックス、 例えば、 図 1 8に示すような組成 を有する人工セラミックス等によって形成されたものを使用してもよい。この場合も 、培養器具 5 0の表面には、 リン酸カルシウム系化合物等によって石灰ィ匕層が形成さ れる力 、 培養器具 5 0と細胞との親和性カ犒くなる。 よって、 培養器具 5 0によつ て培養する細胞力汚染されたり、傷害を与えられたりすることがなぐ Bigg等の接着 細胞を長期間培養することができる。そして、培養する細胞を確実に培養器具 5 0に 付着させておくことができるから、長期間、細胞を安定した状態で培養することがで さる。

しかも、 図 1 8に示すように、 人工セラミックスは、 約 833〜1429 c m- 1の領域、 つまり約 7〜： L 2 mの遠赤外線領域の波長を特異的に吸収する特性を有している。 言い換えれば、人工セラミックスは、約 7〜1 2 近傍の遠赤外線を強く放出する 性質を有しているから、培養器具 5 0は温度力高くなると遠赤外線を放出する。する と、培養器具 5 0の表面に付着している細胞に、培養器具 5 0から遠赤外線が供給さ れることになるから、 細胞の分化や増殖を促進する効果を得ることができる。

そして、培養器具 5 0の表面こ、上記のごとき人工セラミックスの粉末とシリカゲ ル等の接着剤とを混合したものをコーティングし、人工セラミックスの層を形成して も、 同様の効果を得ることができる。

さらに、培養器具 5 0として、その器具の表面に組織誘導材料の層を有する場合に は、細胞外マトリックス等の組織誘導材料と細胞との細胞親和性が高いから、接着細 胞の培養環境を改善するとともに、再生医療のために、生体に直接利用することがで き、 細胞を培養するコストを低下させることができる。 しカゝも、 組織誘導材料の影響 により細胞の増殖が促進されるだけでなく、未分化間葉系細胞の種々の組織への分化 誘導が可能となる。よって、細胞の分ィ匕状態を維持したまま培養が可能なだけではな く、 再生医療に必要な細胞を容易に供給することができる。

そして、本実施形態の培養装置 1の培養器具 5 0に、所望の接着細胞を播種して培 養すれば、培養槽 2内に気泡や速度の速い対流を生じさせることがなぐ培養液の状 態をほぼ均一力つ細胞の培養に適した状態に保つことができ、 しかも細胞を培養し ながら培養液の交換が可能であるから、 様々な接着細胞を非常に長期間 （数週間 〜数ケ月） でも培養することができる。 すると、 少量の接着細胞から再生医療に使 用しうる大きさの組織を製造することができるから、再生医療などに必要とされる人 工 H難や人工紐哉を、安価かつ大量に製造すること力できる。 しカゝも、移植が必要と される人から所望の紐哉の細胞を摂取し、その細胞を培養して)]!^を製造することが できるから、生体との適合性を高くすることができ、拒絶反応が起こることも防ぐこ とができる。

また、培養する細胞として間質幹細胞等の未分化な細胞を使用すれば、培養条件を 調整することによって所望の細胞に分化させることができるから、入手が困難な細胞 力、ら構成されている糸 II哉などを、 容易に入手できる細胞から製造することができる。 そして、未分ィ匕な細胞を、 未分ィ匕なままで増殖させれば、 どのような紐哉にでも適用 可能な人工組織も製造することが可能である。

以下のような細胞播種手段 6 0に培養槽 2を設置しておけば、培養器具 5 0への細 胞の播種も自動化することができるため好適である。

なお、培養器具 5 0への細胞の播種は、上述した細胞供給手段 9 0によっても可能 であるが、培養器具 5 0として、複数本の円管をその軸方向が一致するようにかつ横 断面視で各円管カ 射状に並ぶように形成したものを使用する場合には、以下のよう な細胞播種手段 6 0を使用すると、培養器具 5 0に対して細胞をより確実に播種する こと力 Sできる。

図 8および図 9に示すように、 培養槽 2内には、 培養器具 5 0が、 その中心軸が培 養槽 2の中心軸と一致するように取り付けられている。

同図において符号 6 1は、細胞播種手段 6 0のベースである。 このべ一ス 6 1の上 面には、ベース 6 1の上面において回転可能な夕一ンテ一ブル 6 2力設けられている 。 このターンテーブル 6 2は、前記培養槽 2を支持するスタンド カ せられるもの である。 このため、 ターンテーカレ 6 2上に培養槽 2を支持するスタンド Sを載せて おけば、 培養槽 2をその軸まわりに回転させることができる。

図 8および図 9に示すように、前記ベース 6 1には、支持枠 6 3力泣設されており 、 この支持枠 6 3には、 上下方向、 つまり培養槽 2内に設けられた培養器具 5 0の軸 方向に移動可能に、培養槽 2の半径方向に伸ばした横軸 6 4力設けられている。 この 支持枠 6 3と横軸 β 4が特許請求の範囲にいう移動部である。

そして、 この横軸 6 4には、細胞供給部 6 5カ诹り付けられている。 この細胞供給 部 6 5は、 中空な部材であり、上部に培養する細胞が含まれた液体が供給される注入 部 65a力 s設けられている。 一方、 細胞供給部 6 5の下部には、 前記培養器具 5 0の軸 方向に沿って延びた、 複数本の円筒状の播種部 65bが設けられている。

この複数本の播種部 65bは、全て培養器具 5 0の中心軸と同一平面内に並んで設け られている。 し力、も、 培養槽 2の中心軸から各播種部 65b までの距離は、培養器具 5 0の複数の円管のうち、同一面内に位置する複数の円管と培養槽 2の中心軸との距離 と同じ長さになるように配設されている。

また、 前記ベース 6 1には、 前記培養槽 2の中心軸に対して偏心した位置に、 ベー ス 6 1の下面から出没可能に、 傾転軸 6 6が設けられている。

つぎに、 細胞播種手段 6 0によって、 細胞を播種する作業を説明する。

図 1 0は細胞播種手段 6 0が傾転した状態の概略説明図である。まず、培養槽 2内 の培養液を全て排出し、 その後培養槽 2の蓋 2 aを取り外す。

ついで、 横軸 6 4を支持枠 6 3に沿って下降させると、 細胞供給部 6 5の播種部 6 5bが培養器具 5 0の各円管内に挿入される。 その状態で、 傾転軸 6 6をベース 6 1 の下面から突出させると、 傾転軸 6 6が設けられた部分のベース 6 1が浮き上がり、 ベース 6 1とともに培養槽 2が傾く （図 1 0 ) 。

そして、細胞供給部 6 5の注入部 65aから培養する細胞力含まれた液体を流し込む と、細胞供給部 6 5内を通って播種部 65bから前記液体が培養器具 5 0内に流入する このとき、培養槽 2カ顺いているので、液体は培養器具 5 0内面をったつて流れる ので、 培養器具 5 0内面に細胞を播種することができる。

ついで、横軸 6 4を支持枠 6 3に沿って上昇させると、細胞供給部 6 5が培養器具 5 0から離脱する。 その後、 ターンテーブル 6 2を回転させて、 円管の列が播種部 6 5b と同じ面内に位置させる。 そして、 再び横軸 6 4を支持枠 6 3に沿って下降させ ると、細胞供給部 6 5の播種部 65b力 S培養器具 5 0の各円管内に挿入される。そして 、細胞供給部 6 5の注入部 65aから培養する細胞力含まれた液体を流し込むと、播種 部 65bから前記液体力 咅養器具 5 0内に流入し、培養器具 5 0内面をったつて流れる 上記作業を繰り返すと、全ての円管内面に細胞を播種することができるし、 円管内 面を液体がながれているときにターンテーブル 6 2を回転させれば、培養器具 5 0の 円管の内面全体に細胞を播種することができる。

また、 培養する細胞の細胞を含む液体に代えて、 細胞供給部 6 5の注入部 65bに、 培養器具 5 0から剥離させる剥離液（トリプシン EDTA) を注入し、 播種部 65bから培 養器具 5 0内に垂らせば、 細胞を培養器具 5 0から剥離させることができる。

そして、 培養槽 2の底部などに、 剥離液を回収する回収部 6 7を設けておけば、 剥 離液とともに培養器具 5 0から剥離した細胞を回収することができる。

つまり、 細胞播種手段 6 0は、細胞回収手段として使用すること力 ?き、 この場合 、 細胞供給部 6 5が特許請求の範囲にいう剥離液供給部となるのである。

なお、 細胞播種手段 6 0は、 図 1 1〜図 1 3に示すような構造でもよぐ培養槽 2 の底部に、培養器具 5 0の下端に接近離間して、培養器具 5 0の下端を気密に密閉し たり開放したりすること力できる底蓋 6 8を設けておけば、培養器具 5 0の内部に剥 離液をためることができるので、細胞の剥離を確実にすること力できるし、 また、 剥 離液の消費量を少なくすることができる。

さらになお、培養槽 2は、 播種回収を行っている間だけでなく、細胞の培養行って いるときも、 細胞播種手段 6 0の夕一ンテ一カレ 6 2に上に設置していてもよいし、 細胞の播種回収を行うときのみ細胞播種手段 6 0上に設置するようにしてもよい。 上述したように、本実施形態の培養装置 1を用いた場合、培養槽 2内に気泡や速度 の速い対流を生じさせることがなく、培養液の状態をほぼ均一かつ細胞の培養に適し た状態に保つことができ、しかも細胞を培養しながら培養液の交換が可能であるた め、 様々な浮遊細胞を非常に長期間 （数週間〜数ケ月） でも培養することができ る。 すると、 浮遊細胞自体を大量に製造することができるだけでなぐ 浮遊細胞が 増殖する過程で産生される様々な有効成分を回収することができるから、この回収し た成分から、 抗体やワクチン、 医薬品等を製造することができる。

とくに、 浮遊細胞が造血幹細胞を含んでいる場合、 造血幹細胞は、 自己増殖する だけでなく様々な血液細胞に分化して、培養液内には、血液に含まれるほとんど全て の細胞、 例えば赤芽球、 骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球に分化した ί她液 細胞である赤血球、 有核白血球である好中球、 好酸球、 好塩基球、 血小板、 単球ゃリ ンパ球等が産生される。 そして、 長期間培養を連続して行なえば、 培養液には、 大量 の血液成分力 S産生される。

すると、 ±咅養液を処理すれば、所望の成分を抽出することができるので、所望の成 分を含む血液製剤を容易に製造することができる。 しかも、本実施形態の培養装置 1 は、 細胞の培養を継続しながら、 培養液の抽出および交換、 追加が可能であるから、 培養液に含まれる血液細胞等を回収しながら、連続して細胞を培養することも可能で ある。

そして、輸血や血液製剤が必要とされる人から造血幹細胞を摂取し、その 幹細 胞を培養して輸血用血液や血液製剤を製造することができるから、拒絶反応を起こす 心配のない安全な輸血用血液等を製造することができる。

また、 浮遊細胞が赤芽球、 骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球等を含んで いれば、 血 ί 細胞である赤血球、 有核白血球である好中球、 好酸球、 好塩 ¾ϊ求、 血小 板、単球やリンパ球を産生することができるから、輸血用製剤として使用することが できる混合液を製造することができる。

また、培養 2槽内に設けられた培養器具 5 0で接着細胞を培養しながら、培養液中 では浮遊細胞を培養する、 レ ゆる混合培養を行うことも可能である。 この場合、 接 着細胞から、浮遊細胞を活性ィ匕したり分化を促進したりする因子が産生、分泌される ので、 浮磁田胞の培養を促進することができる。 また、 浮遊細胞が生理活性因子を産 生するので、この生理活性因子の働きで接着細胞の活性や分化を促進することができ る。 したがって、 浮遊細胞や接着細胞のみを培養した場合に比べて、 各細胞の培養を 促進することができるので、 各細胞を効率よく培養することができる。

例えば、培養器具 5 0によって骨髄間質幹細胞を培養しながら、培養液中で造血幹 細胞を混合培養すれば、骨髄間質幹細胞から造血幹細胞を活性化したり、分化を促進 する因子が産生、 分泌されるため、 造血幹細胞から赤血球、 有核白血球である好中球 、 好酸球、 好塩基球、 血小板、 単球やリンパ球の産生力促進される。 また、 造血幹細 胞が産生する生理活性因子の働きで骨髄間質幹細胞から骨芽細胞、軟骨芽細胞、線維 芽細胞、 脂肪細胞やその他の細胞への分ィ匕が促進される。 このため、造血幹細胞や骨 髄間質幹細胞を単独で培養するよりも、より早く効率的にしかも活性の高い血 細胞 である赤血球等を産生することができ、効率的良く骨芽細胞等を分化誘導することが できる。 また、 培養器具 5 0によって骨髄間質幹細胞を培養しながら、培養液中で、 赤芽球 や骨髄芽球、 巨核芽球、 単芽球、 リンパ芽球等の血液芽細胞を含んだ骨髄き織を混合 培養すれば、骨髄間質幹細胞から赤芽球等を活性化したり、分化を促進する因子が産 生、 分泌されるため、 骨髄纖から赤血球、 有核白血球である好中球、 好酸球、 好塩 基球、 血小板、 単球やリンパ球の産生が促進される。 また、 赤芽球等が産生する生理 活性因子の働きで間質幹細胞から骨芽細胞、 軟骨芽細胞、 線維芽細胞、 脂肪細胞やそ の他の細胞の分化が促進される。 このため、骨髄組織や骨髄間質幹細胞を単独で培養 するよりも、より早く効率的にしかも活性の高い血 f¾細胞である赤血球等を産生する ことができ、 効率的良く骨芽細胞等を分化誘導することができる。

そして、 本実施形態の培養装置 1は、 上記のごとき構成を有しているから、 混合培 養したときの問題である培養液の劣化等を生じることを防ぐこと力 'きる。

【実施例】

以下に、 本発明の培養装置によって細胞を培養する実施例を説明する。

以下の実施例において、培養槽の容積が 1 0 L以下の場合には、上述したの各手段 や装置（例えば、循環手段やガス濃度調整手段等） を連結した状態でオートクレープ 内に収容しうるように構成した培養装置を使用し、 121 度、 2 0分間滅菌してから培 養を行なった。

なお、 ォ一トクレーブ内に収容するときには、 培養装置の上音隨造である pHメ一 ターゃ溶存酸素計の電気系統部分は、非耐熱性で非耐湿性のゆえ取り外される。そし て、培養液交換装置やサンプリング装置における各培養液やガスの注入あるいは排出 チューブは、 コンタミネーションを防ぐために、 アルミ箔で覆つた状態でォートクレ ーブ内に収容される。

また、 以下の実施例における培養液循環装置、 ガス飽和装置、 温度制御装置、 漏出 防止装置、 培養液交換装置、 細胞回収装置、 は、 それぞれ上述した循環手段 1 0、 培 養液調整手段 2 0、 温度制御手段 7 0、 電磁石 6、 培養液供給手段、 細胞回収手段に 該当する。

(実施例 1 )

本発明の培養装置を使用して、形質転換された大腸菌を培養しサイトカインを製造 する実施例を説明する。 なお、 この実施例では、 培養槽として、 その容積が 1 Lのも のを使用している。

また、比較例として、 フラスコ内で形質転換された大腸菌を培養しサイトカインを 製造した場合と比較した。

なお、 サイトカインの製造量の比較は、培養液の濁度を比較して行なった。濁度の 比較は、 ベックマン吸光光度計 （DUシリーズ 5 0 0、 Beckman, Ful ler ton, CA) によ つて行なった。

( 1 ) まず、 ±咅養装置をオートクレイブにて滅菌したのち、 培養液 （乾燥ブイヨン 「ニッスィ」 05511、 曰水製薬株式会社、 東京） を培養装置に供給し、 その後、 形質 転換により特定のサイトカインを発現する大腸菌 8 0 0 1を培養槽に注入した。 （ 濃度 OD₅₅₀ = 0. 032 )

( 2 ) この状態で、 3時間連続で培養し、 OD_55Q =0. 535 まで増殖させた。

( 3 ) 図 1 9 (A) に示すように、 本発明の培養装置に使用された培養液の濁度は 、 培養フラスコ内の培養液に比べて、培養開始後 2時間で約 3倍になり、培養開始後 2時間では 4倍以上となった。 つまり、本発明の培養装置では、 同じ時間であっても 、フラスコ培養に比べて大量かつ効率よく大腸菌が培養されていることが確認できる

( 4 )そして、 OD₅₅₀ =0. 535 まで増殖させたのち、 IPTG終濃度 0. 5 mMで蛋白質 発現の誘導を行い、 4時間発現誘導した後、 回収装置にて細菌を回収すれば、 サイト カインを精製することができる。

( 5 ) 上記のごとく、 本発明の培養装置によれば、 大量かつ効率よく大腸菌力培養 することができ、サイトカインを大量力り効率よく製造することができるから、サイ トカインのリコンビナント淡白質を製剤化することができ、種々のサイトカインのリ コンビナント医薬品として臨床応用できる。

(実施例 2 )

本発明の培養装置を使用して、遺伝子導入した酵母を培養しサイトカインを製造す る実施例を説明する。 なお、 この実施例では、 培養槽として、 その容積が 1 Lのもの を使用している。

また、比較例として、ディッシュ内で形質転換された酵母を培養しサイ卜力インを 製造した場合と比較した。 なお、 酵母の量の比較は、 培養液の濁度を比較して行なった。 濁度の比較は、 べッ クマン吸光光度計 （DUシリーズ 5 0 0、 Beckman, Ful lerton, CA) によって行なった

( 1 ) まず、 培養装置をオートクレイブにて滅菌したのち、 培養液 (Y P D B R OTH SIGMA-ALDRICH) を培養装置に供給し、 その後、 形質転換により特定のサイ 卜カインを発現する酵母 2 0 0 1 (濃度 OD_5M = 2. 130) を培養槽に注入した。 (濃度 OD₅₅₀ = 0. 078) ( 2 ) この状態で、 2日間連続で培養し、 OD₅₅₀ = 1. 784 まで増殖させた。

( 3 )培養開始後 2 4時間経過すると、 本発明の培養装置に使用された培養液の濁 度は、 ディッシュ培養に使用された培養液に比べて、 約 22倍となった。 そして、 図 1 9 (B) に示すように、 濁度と培養容量を掛けた総酵母量を比較すると、 本発明の培 養装置に使用された培養液中の総酵母量は 178.383となり、ディッシュ培養に使用さ れた培養液中の総酵母量の約 95. 5倍となった。つまり、 本発明の培養装置では、 di s h培養に比べて大量かつ効率よく酵母が培養されていることが確認できる。

( 4 ) OD₅₅₀ = 1. 784 まで増殖させたのち、 回収装置にて細菌を回収すれば、 サ ィトカインを精製することができる。

( 5 ) 上記のごとく、 本発明の培養装置によれば、 大量かつ効率よく酵母が培養す ることができ、サイトカインを大量かつ効率よく製造することができるから、サイト 力インのリコンビナント淡白質を製剤化することができ、種々のサイトカインのリコ ンビナント医薬品として臨床応用できる。

(実施例 3 )

本発明の培養装置を使用して、ハイプリドーマ細胞を培養し医薬品として利用可能 な抗体を製造する実施例を説明する。 なお、 この実施例では、 培養槽として、 その容 積が 100 Lのものを使用している。

( 1 ) まず、 培養槽に純チタン製チューブが組み合わされた細胞担体を挿入して、 加圧蒸気滅菌装置にて、 培養装置の培養槽、 循環装置、 ガス飽和装置を滅菌した。

( 2 ) そして、 医薬品として利用可能な抗体を産生するハイブリド一マ細胞を 50, 000個 Zmlに懸濁し、 細胞担体のチューブ内に細胞播種装置を用いて各 100 μΐ注入し た。 ( 3 ) 図 2 0 (A) に示すように、 ハイプリドーマ細胞を連続して培養すると、 経 時的に細胞数は増加していくこと力確認できる。そして、 図 2 0 (B) に示すように 、ハイプリドーマ細胞の増加に伴って、抗体産生量も飛躍的に増加していくこと力確 認できる。

(4)培養後 1週間で培養液を排出口から取り出し、 限外ろ過装置に連結して濾過 すれば、 抗体を得ること力できる。

( 5 ) 上記のごとく、 本発明の培養装置によれば、 大量かつ効率よくハイプリド一 マ細胞が培養することができ、医薬品として利用可能な抗体を大量かつ効率よく製造 することができるから、医薬品として利用可能な抗体を製剤化すること力 き、種々 の抗体医薬品として臨床応用できる。

(実施例 4)

本発明の培養装置を使用して、造血幹細胞を培養し、血小板を製造する実施例を説 明する。 なお、 この実施例では、 培養槽として、 その容積が 1 Lのものを使用してい る。

また、比較例として、ディッシュ内で造血幹細胞を培養し血小板を製造した場合と 比較した。

なお、 血小板の製造量の比較は、 培養液の総量に対する血小板の数を比較した。

( 1 ) 培養装置をオートクレイブにて滅菌し、 ゥサギ大腿骨および血液を摘出し、 その大腿骨から注射筒を用いて骨髄を吸い出し MEM培地に懸濁後、 コラーゲンゲルと 混合し細胞担体のチタンメッシュにのせて滅菌した培養槽の中央に内蔵した。

( 2 ) 培養槽内に、 満タンになるまで培養液を自動で注入し、 循環装置によって環 流しながら培養を行い、 1週間後に細胞を含んだ培養液を回収し、 フイコールを用い た密度勾配遠心法にて血小板分画をして得た。

( 3 ) 図 2 1に示すように、 本発明の培養装置では、 デイシュで培養する場合に比 ベて、 遙かに大量の血小板を生成することができることが確認できる。

(4 )本発明の培養装置によれば、 少量の造血幹細胞から大量の血小板を効率よく 製造することができるから、本実施例により作成された血小板を製剤化することによ り、外科手術や血小板減少症などの治療としての他家および自家の血小板移植を可能 とすることができる。 産業上の利用可能性

本発明の培養装置によれば、細菌や浮遊細胞だけでなく、組織や臓器を形成する接 着細胞であっても長期間効率よく培養することができるため、再生医療に使用可能な 組織や ni¾等を大量かつ効率よく製造すること力 ?きる。 とくに、少量の造血幹細胞 から大量の血 細胞を培養することができるから、輸血用血液製剤の製造も可能であ る。 また、細胞を大量に培養することができるから、 細胞カ壞生する医薬品として利 用可能な抗体を大量かつ効率よく製造することができる。

Claims

請求の範囲

1 生体の細胞を培養するための装置であって、 培養液を収容するための培養槽と、 該培養槽内の培養液を外部循環させる循環手段と、前記培養液を外部循環させている 間に、該培養液の状態を調整する培養液調整手段とからなることを特徴とする培養装 置。

2 前記培養液調整手段が、 前記培養液のガス濃度を調整するガス濃度調整手段を備 えていることを特徴とする請求項 1記載の培養装置。

3 前記培養液調整手段が、 前記培養液を浄化する浄化手段を備えていることを特徴 とする請求項 1または 2記載の培養装置。

4 前記培養液調整手段が、 前記培養液のガス濃度を調整するガス濃度調整手段と、 前記培養液を浄化する浄化手段とを備えており、該浄化手段と前記ガス濃度調整手段 が直列に配置されていることを特徴とする請求項 1、 2または 3記載の培養装置。 5 前記浄化手段が、 前記培養液を透析する透析部であることを特徴とする請求項 3 または 4記載の培養装置。

6 前記透析部が、 中空な本体ケースと、 該本体ケース内に配置された中空糸とから 構成されており、前記本体ケースの内面と前記中空糸の外面との間に、前記培養液が 通される培養液循環通路が形成されており、前記中空糸の内部に、前記培養液を透析 するための透析液が通されることを特徴とする請求項 5記載の培養装置。

7 前記培養液調整手段が、 前記培養液に細胞の培養に必要な栄養分を供給する栄養 分補給部を備えていることを特徴とする請求項 1、 2、 3または 4記載の培養装置。 8 前記栄養分補給部が、 前記培養液が通される培養液通過部と、 細胞の培養に必要 な栄養分を含む栄養剤が通される栄養剤通路を備えており、該栄養剤通路と前記培養 液通過部との間が、透析部材によって分離されていることを特徴とする請求項 7記載 の培養装置。

9 前記培養槽から培養液を抽出する抽出手段を備えており、 該抽出手段が、 一端が 前記培養槽内の培養液に浸漬され、他端が該培養槽外に配置された抽出経路と、該抽 出経路に設けられた、 前記培養液を搬送するための搬送手段と、 前記抽出経路内に、 無菌気体を供給する気体供給手段を備えており、該気体供給手段が、前記抽出経路に おいて、その他端と前記搬送手段との間に無菌気体を供給することを特徴とする請求 項 1、 2 , 3、 4または 7記載の培養装置。

10 前記培養槽が、その培養液の温度を制御する温度制御手段を備えていることを特 徴とする請求項 1、 2 , 3、 4、 7または 9記載の培養装置。

1 1 前記温度制御手段が、遠赤外線を放射する遠赤外線放射部を備えていることを特 徵とする請求項 1 0記載の培養装置。

12 前記遠赤外線放射部が、 7〜； L 2 mの波長帯に、放射する遠赤外線のエネルギ 一密度のピークを有するように調整されていることを特徴とする請求項 1 1記載の インキュベータ。

13 前記遠赤外線放射部が、面状発熱体であることを特徴とする請求項 1 1または 1 2記載の培養装置。

14 前記面^！犬発熱体が、 上下一対の ¾Wと、 該上下一対の基材の間に設けられた、 通 電されると遠赤外線を放射する放射部と、該放射部に電力を供給する電力供給手段と 力 構成されており、 前記放射部が、 前記上下一対の基材の内面こ、 放射体を印刷す ることによって形成されていることを特徴とする請求項 1 3記載の培養装置。

15 前記放射体が、正の温度係数を有する素材であることを特徴とする請求項 1 4記

16 前記培養槽、 前記循環手段および前記培養液調整手段を連結した状態において、 オートクレープ装置内に収容しうる大きさに形成されていることを特徴とする請求 項 1、 2、 3、 4、 7、 9または 1 0記載の培養装置。

17 前記循環手段が、前記培養槽から細胞が流出することを防ぐための流出防止手段 を備えていることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0または 1 6記載

18 前記流出防止手段が、電磁石であることを特徴とする請求項 1 7記載の培養装置

19 前記培養槽内の培養液を外部に排出する培養液排出部と、前記循環手段に外部か ら新しい培養液を供給する培養液供給部とからなる培養液交換手段を備えているこ とを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6または 1 7記載の培養装 20 前記培養 ί夜排出部が、前記培養キ曹から細胞が流出することを防ぐための流出防止 手段を備えていることを特徴とする請求項 1 9記載の培養装置。

21 前記流出防止手段が、電磁石であることを特徴とする請求項 2 0記載の培養装置 22 前記培養液供給部が、培養液を前記循環手段に供給する前に、培養液を滅菌する 滅菌部を備えていることを特徴とする請求項 1 9、 2 0または 2 1記載の培養装置。 23 前記培養槽、前記循環手段および前記培養液調整手段において、前記培養液が流 れる経路によって閉ループ回路が形成されており、該閉ループ回路内に加圧蒸気を供 給し、該閉ループ回路内部を滅菌する加圧蒸気滅菌手段を備えていることを特徴とす る請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7または 1 9記載の培養装置。 24 前記循環手段が、培養中の前記培養液を中の所望の成分を回収するための回収手 段を備えていることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7 、 1 9または 2 3記載の培養装置。

25 前記培養する細胞を供給する細胞供給手段を備えており、該細胞供給手段が、培 養する細胞を含有する播種液を前記培養槽に搬送する細胞搬送手段と、該細胞供給手 段によって搬送された前記播種液を、前記培養槽内に排出する排出部とからなること を特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3または 2 4記載の培養装置。

26 前記細胞搬送手段が、前記播種液が収容された貯蔵部と、前記排出部との間を連 通させる播種液搬送経路と、該播種液を前記貯蔵部から前記排出部に向けて送るボン プと、該ポンプと前記排出部との間に設けられ両者の間を連通遮断するバルブとか らなることを特徴とする請求項 2 5記載の培養装置。

27 前記培養槽内に、培養する細胞が付着される培養器具を備えていることを特徴と する請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4または 2 5記載の培養装置。

28 前記培養器具が、 3次元構造を有することを特徴とする請求項 2 7記載の培養装

29 前記培養器具が、複数本の円管を連結して形成されたことを特徴とする請求項 2 30 前記培養器具が、 その軸方向が前記培養槽の軸方向と平行となるように、 前記 培養槽内に配設されており、 前記培養器具の表面に、 培養する細胞の細胞を播種す る播種手段を備えており、 該播種手段が、 前記培養槽を傾転させる傾転部と、 前記培 養器具に、細胞を含む液体を供給する細胞供給部と、前記培養槽内に設けられた前記 培養器具に対して前記細胞供給部を挿入離脱させる移動部とからなることを特徴と する請求項 2 9記載の培養装置。

31 前記培養槽を、その中心軸まわりに回転させる回転部を備えたことを特徴とする 請求項 3 0記載の培養装置。

32 前記培養器具の表面に培養された細胞の細胞を回収する細胞回収手段を備えて おり、 該細胞回収手段が、 前記培養器具に、 細胞を培養器具から剥離させる液体を供 給する剥離液供給部と、該剥離液供給部から供給された液体を回収する回収部とから なることを特徴とする請求項 3 0または 3 1記載の培養装置。

33 前記培養器具の素材が、チタンまたはチタン合金であることを特徴とする請求項 2 7記載の培養装置。

34 前記培養器具が、その表面にチタンを含有するチタン層を有することを特徴とす る請求項 2 7記載の培養装置。

35 前記培養器具の素材が、細胞由来高分子材料であることを特徴とする請求項 2 7 記載の培養装置。

36 前記培養器具が、その表面に細胞由来高分子材料の層を有することを特徴とする 請求項 2 7記載の培養装置。

37 前記細胞由来高分子材料が、コラーゲンまたは細胞吸収性ポリマ一であることを 特徴とする請求項 3 5または 3 6記載の培養装置。

38 前記培養器具の素材が、カルシウム化合物であることを特徴とする請求項 2 7記

39 前記培養器具が、その表面にカルシウム化合物の層を有することを特徴とする請 求項 2 7記載の培養装置。

40 前記培養器具の素材が、合成生分解性ポリマーであることを特徴とする請求項 2 7記載の培養装置。

41 前記培養器具が、その表面に合成生分解性ポリマーの層を有することを特徴とす る請求項 27記載の培養装置。

42 前記合成生分解性ポリマ一が、ポリ L乳酸またはポリグリコール酸であることを 特徴とする請求項 40または 41記載の培養装置。

43 前記培養器具が、その表面に組織誘導能を有する紙織誘導材料の層を有すること を特徴とする請求項 27記載の培養装置。

44 前記 Ι¾織誘導材料が、細胞外マトリックスであることを特徴とする請求項 43記

45 前記培養器具の素材が、珪素含有素材であることを特徴とする請求項 27記載の

46 前記培養器具が、その表面に珪素含有素材の層を有することを特徴とする請求項 27記載の培養装置。

47 前記珪素含有素材が、ゼォライトであることを特徴とする請求項 45または 46

48 前記培養器具の素材が、人工セラミックスであることを特徴とする請求項 27記

49 前記培養器具が、その表面に人工セラミックスの層を有することを特徴とする請 求項 27記載の培養装置。

50 前記培養器具が、 多孔質体であることを特徴とする請求項 27、 33、 34、 3 5、 36、 38、 39、 40、 41、 43、 45、 46、 48または 49記載の培養

51 前記培養器具が、 網目構造を有することを特徴とする請求項 27、 33、 34、 35、 36、 38、 39、 40、 41、 43、 45、 46、 48または 49記載の培

52 前記培養液に浮遊細胞を浸潰させて培養することを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 10、 16、 17、 19、 23、 24、 25または 27記載の培養

53 前記浮遊細胞が、 造血幹細胞を含むことを特徴とする請求項 52記載の培養装 置。

54 前記浮遊細胞が、血液細胞の芽細胞を含むことを特徴とする請求項 52または 5 3記載の培養装置。

55 前記培養器具に付着された細胞と、 培養液中に浮遊する浮遊細胞を混合培養す ることを特徴とする請求項 2 7、 5 2、 5 3または 5 4記載の培養装置。

56 前記培養器具に付着された細胞が、 骨髄間質細胞であり、 培養液中に浮遊する 細胞が、 造血幹細胞を含むことを特徴とする請求項 5 5記載の培養装置。

57 前記培養器具に付着された細胞が、 骨髄間質細胞であり、 前記浮遊細胞が、 血 液細胞の芽細胞を含むことを特徴とする請求項 5 5または 5 6記載の培養装置。

58 請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4、 2 5 または 2 7記載の培養装置によって造血幹細胞を培養したときに、 前記培養液中 に生成される血液成分を含むことを特徴とする血液製剤。

59 請求項 1、 2、 3、 4、 7、 9、 1 0、 1 6、 1 7、 1 9、 2 3、 2 4、 2 5 または 2 7記載の培養装置において、 前記培養器具に播種した細胞を培養して形 成されたことを特徴とする人工細哉。

60 前記細胞が、 未分化な細胞であることを特徴とする請求項 5 9記載の人工組織