明細書 培養装置、 人: ι3ΐϋおよび血液製剤 技術分野 Description Culture equipment, people: ι3ΐϋ and blood products
本発明は、 培養装置、 人工組織および血 ΐ夜製剤に関する。 The present invention relates to a culture device, an artificial tissue, and a clot preparation.
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。 Living organisms such as floating cells and bacteria are cultured while immersed in a culture solution containing nutrients and oxygen necessary for the cells. By the way, since oxygen contained in the culture solution is consumed with time, when cells are cultured for a long time, oxygen is supplied to the culture solution by the gas supply means, and the oxygen concentration in the culture solution is kept constant. The present invention relates to a culture apparatus provided with a gas supply means capable of maintaining a constant oxygen concentration in a culture solution.
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 In recent years, regenerative medicine has been performed to transplant tissues and sputum to recover damaged or missing tissues and organs of the human body. S being used. Similarly, blood used for blood transfusions and components in the blood are covered by donated blood, which is chronically lacking. If such tissues, organs, blood, etc. can be cultured and manufactured artificially, we will be able to meet the demand, but stringers)! ^ To cultivate blood, etc. up to the number of cells that can be transplanted or transfused, a large number of cells must be continuously cultured for a long time, so artificially cultured tissues, ¾§, blood, etc. Not put into practical use. The present invention relates to an artificial yarn weaving artificially cultivated by the culture device and usable for regenerative medicine, and a blood product produced from blood vessel cells artificially cultured by the culture device. Background art
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。 As a culture apparatus provided with a gas supply means, there is a culture apparatus disclosed in Conventional Examples 1 and 2 (Patent Documents 1 and 2).
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。 The culture unit of Conventional Example 1 includes a culture vessel for culturing cells and a circulation path for circulating the culture solution in the culture vessel to the outside. Gas exchange of the culture solution is performed in this circulation route. A gas exchange part is provided. In this gas exchange section, the Tef opening tube is immersed in the circulating culture solution, and the gas flowing in the Tef opening tube and the culture Gas exchanges are taking place between Sakuya.
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。 Therefore, by adjusting the gas flow rate, the amount of oxygen and nutrients supplied to the culture solution, and the amount of carbon dioxide and nitrogen compounds discharged from the culture solution can be adjusted. Therefore, since the oxygen concentration and the like in the culture solution can be kept constant, the cells can be cultured continuously for a long time.
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。 In the culture unit of Conventional Example 2, the culture tank is composed of a hollow cylindrical body and a hollow fiber accommodated in the cylindrical body, and cultures cells between the hollow fiber and the cylindrical body. The breeding medium is housed. The hollow fiber accommodated in the cylindrical body is communicated with a medium exchange device and a gas supply device provided outside the culture tank, and the hollow fiber is connected to the medium exchange device and the gas supply device. A circulating medium circulating between them is poured. The circulating medium is passed through a gas supply device and a medium exchanging device, so that the concentration and oxygen concentration of components necessary for culturing the cells contained in the circulating medium are kept higher than the growth medium.
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。 For this reason, when passing through the hollow fiber of the circulating medium force culture tank, components and oxygen necessary for culture are supplied from the circulating medium to the growth medium, and waste products and carbon dioxide discharged by the cells are transferred from the growth medium to the circulating medium. To be discharged. Therefore, by adjusting the flow rate of the circulating medium, the oxygen concentration, carbon dioxide concentration, etc. in the culture solution can be kept constant, so that cells can be cultured continuously for a long period of time.
特許文献 1 Patent Literature 1
特開平 0 7— 8 2 6 0号公報 Japanese Unexamined Patent Publication No. 0 7-8 2 60
特許文献 2 Patent Document 2
特開平 0 9— 9 8 7 6 9号公報 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 0-9-9 8 7 6 9
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。 However, the culture unit 1 can adjust the concentration of gaseous components in the culture solution, but the amino acids, hormones, and vitamins that serve as nutrients for the cells cannot be supplied from the gas to the culture solution. Once these nutrients are consumed, the cells can no longer grow. Since nitrogen compounds such as ammonia and urea discharged from the cells cannot be removed from the culture solution, the cells inhibit the growth when the concentration of these components exceeds a certain level. The culture unit of Conventional Example 1 is in a condition suitable for culturing a certain period of time, that is, concentration power of nitrogen compounds etc. in the culture medium. Cells can be cultured during this time, but cells cannot be cultured for longer periods. The period during which cells can be cultured is limited by the amount of the culture medium circulating through the culture unit, and the apparatus becomes large when culturing for a long time.
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 In the culture unit of Conventional Example 2, the circulating medium is circulated, and the growth medium itself in which the cells are immersed is kept in the culture tank. Then, in the breeding culture medium, gas exchange is performed effectively in the part that is in contact with the hollow fiber, but the part that is isolated from the hollow fiber is hardly subjected to gas exchange and so on. The growth medium becomes uneven. Therefore, if the concentration difference between the growth medium near the hollow fiber and the circulation medium is reduced, the gas exchange efficiency will be low, so if the conditions near the hollow fiber are the same as the circulation medium, Even if the conditions are not suitable for culturing, gas exchange will not be performed. Then, in the culture unit of Conventional Example 2, even though the cells are proliferating in the vicinity of the hollow fiber during the long-term culture, the cells may be killed in other parts. If the number of dead cells increases, the hollow fibers may be clogged by these cells. If clogging occurs, the efficiency of gas exchange and the like will be further reduced. Even so, there is a possibility that the state of the culture solution becomes poor and cells cannot grow. Disclosure of the invention
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。 The culture apparatus of the first invention is an apparatus for culturing living cells, a culture tank for containing a culture solution, a circulation means for externally circulating the culture solution in the culture tank, and the culture solution And a culture solution adjusting means for adjusting the state of the culture solution during external circulation.
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。 According to the first invention, the state of the culture solution can be adjusted while the culture solution in the culture vessel is externally circulated and circulated outside the culture vessel. Therefore, since the state of the culture solution in the culture tank can be maintained under the optimum conditions for the cells in the culture tank, the cells can be cultured continuously for a long period of time in a stable state.
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。 The culture apparatus of a second invention is characterized in that, in the first invention, the culture medium adjusting means includes a gas concentration adjusting means for adjusting a gas concentration of the culture liquid.
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。 According to the second aspect of the invention, the culture is performed by the gas concentration adjusting means while circulating outside the culture tank. Since the liquid can be saturated to a desired gas concentration, the gas concentration of the culture solution can be kept uniform and suitable for cell culture. Therefore, the cells can be cultured continuously for a long period of time in a stable state. In addition, since the gas concentration is saturated outside the culture tank, a gas concentration adjusting means having a desired ability can be employed regardless of the size of the culture tank. In addition, since no bubbles are generated in the culture tank, it is possible to prevent the cultured cells from being damaged by the bubbles and to reduce the stress applied to the cultured cells. Further, since the gas is saturated outside the culture tank, there is no concern that the gas concentration adjusting means will adversely affect cell culture even if the gas is directly supplied to the culture solution. Therefore, it is not necessary to use an air permeable tube when saturating the gas in the culture solution, so that the manufacturing cost of the apparatus can be kept low.
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。 A culture apparatus according to a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the culture medium adjusting means includes a purification means for purifying the culture liquid.
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。 According to the third aspect of the invention, waste products discharged from the cells and substances harmful to the cells can be removed while circulating outside the culture tank. It is possible to maintain a state suitable for cell culture. Therefore, the cells can be cultured continuously for a long period of time in a stable state.
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。 The culture apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the culture apparatus according to the first, second or third aspect, wherein the culture medium adjusting means includes a gas concentration adjusting means for adjusting a gas concentration of the culture liquid, and a purification apparatus for purifying the culture liquid. And the purifying means and the gas concentration adjusting means are arranged in series.
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。 According to the fourth invention, the gas concentration adjusting means and the purifying means are arranged in series, that is, the externally circulated culture solution is returned to the culture tank after passing through both the gas concentration adjusting means and the purifying means. In addition, the state of the culture solution in the culture tank can be reliably maintained in a state suitable for cell culture. Moreover, since it is compact and can be operated collectively, it can be manufactured as a disposable set. If the configuration of a disposable set is adopted, it is possible to prevent the problem of being susceptible to contamination at the connecting portion that occurs when the gas concentration adjusting means and the purifying means are arranged in series. Can do.
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。 The culture apparatus according to a fifth invention is characterized in that, in the third or fourth invention, the purification means is a dialysis part for dialyzing the culture solution. According to the fifth invention, since the culture solution is purified by dialysis, even if cells are contained in the circulating culture solution, cell damage when passing through the dialysis part can be reduced. Since Shiga Koji is dialyzed outside the culture tank, it is sufficient to employ a dialysis section having the desired dialysis capacity regardless of the size of the culture tank. In addition, if the space between the hollow fibers is wide, it is possible to prevent the dialysis ability from being reduced due to clogging of cells to be cultured.
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。 The culture apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the culture device according to the fifth aspect, wherein the dialysis part is composed of a hollow main body case and a hollow fiber disposed in the main body case, and the inner surface of the main body case and the hollow fiber A culture medium circulation passage through which the culture solution is passed is formed between the outer surface of the hollow fiber and a dialysis solution for dialyzing the culture solution is passed through the hollow fiber. .
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。 According to the sixth aspect of the invention, since the dialysate is allowed to flow inside the hollow fiber and the culture solution that is permeated between the main body case and the hollow fiber is allowed to flow, the flow resistance when the culture solution flows through the dialysis part is reduced. Can do. Therefore, the culture solution can be smoothly circulated externally. Even if the circulating medium contains cells, it can reduce the resistance received by the cells from the dialysis unit when passing through the dialysis unit. Cell damage can be reduced. Cells can also pass smoothly. The culture device according to a seventh aspect of the present invention is the culture apparatus according to the first, second, third or fourth aspect, wherein the culture medium adjusting means includes a nutrient supply section that supplies nutrients necessary for cell culture to the culture medium. Features.
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。 According to the seventh aspect of the invention, the nutrient replenishment unit can supply the culture solution with the nutrients consumed by the cells while circulating outside the culture tank. It can be cultured in a stable state.
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。 The culture device according to an eighth aspect of the present invention is the culture device according to the seventh aspect, wherein the nutrient replenishment section passes a culture medium passage section through which the culture medium is passed, and a nutrient medium passage through which a nutrient medium containing nutrients necessary for cell culture is passed. A path is provided, and the nutrient passage and the culture solution passage part are separated by a dialysis member.
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。 According to the eighth aspect of the invention, since the culture solution passage part and the nutrient solution passage part are separated by the dialysis member, only the components whose concentration strength in the culture solution is reduced are contained in the culture solution. Can be supplied. Therefore, it is necessary to supply more nutrients than necessary. Therefore, it is possible to prevent the problem of cell damage that occurs.
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。 A culture apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the first, second, third, fourth, or seventh aspect, further comprising an extraction means for extracting a culture solution from the culture tank, the extraction means having one end in the culture tank. An extraction path which is immersed in the liquid and disposed outside the culture vessel at the other end, a conveying means provided in the extraction path for conveying the culture solution, and a sterile gas is supplied into the extraction path. And a gas supply means, wherein the gas supply means supplies sterile gas between the other end and the transport means in the extraction path.
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。 According to the ninth aspect of the invention, if the culture solution is conveyed toward the other end by the conveying means, the culture solution in the culture tank can be extracted, so that the culture state of the cells in the culture tank can be confirmed. it can. Since sterilized gas is supplied between the conveying means and the other end of the extraction path, the sterilized gas is always supplied to the extraction path from the other end of the extraction path. It can prevent invasion of various bacteria. Then, it is possible to prevent the culture solution passing through the extraction route from being contaminated with various bacteria. Since the culture solution remaining in the extraction path is not contaminated with bacteria, the culture solution can be effectively used by returning the culture solution to the culture tank.
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。 The culture apparatus of the 10th invention is characterized in that, in the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th or 9th invention, the culture tank is provided with a temperature control means for controlling the temperature of the culture solution. According to the tenth invention, since the temperature of the culture solution in the culture tank can be maintained at a temperature suitable for cell culture by the temperature control means, the cells can be continuously and stably for a long period of time. It can be cultured in a state.
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。 The culture apparatus of the 11th invention is characterized in that, in the 10th invention, the temperature control means includes a far-infrared radiation section that radiates far-infrared radiation.
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。 According to the first aspect of the invention, cells in the culture solution that are not limited to the culture solution can be heated by far infrared rays. Since the cells are directly heated, the influence of the temperature change of the culture solution on the temperature of the cells can be reduced. Since the cell temperature can be maintained at a temperature substantially equal to that of the far-infrared radiation portion, the cell temperature can be easily and reliably adjusted.
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。 An incubator according to a first aspect of the present invention is the incubator according to the first aspect of the invention, wherein the far-infrared radiation portion has a peak of energy density of radiated far-infrared in a wavelength band of 7 to 12 m. It is characterized by being adjusted.
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。 According to the first and second inventions, cell proliferation and differentiation by far infrared rays can be promoted. Therefore, the cell culture efficiency can be improved.
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。 The culture apparatus of the 13th invention is characterized in that, in the 11th or 12th invention, the far infrared radiation portion is a planar heating element.
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。 According to the thirteenth invention, since the far-infrared radiation portion is a planar light emitting book, the apparatus can be configured more compactly.
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。 The culture device according to a fourteenth aspect of the present invention is the culture device according to the first aspect, wherein the planar heating element is provided between a pair of upper and lower base materials and the pair of upper and lower base materials, and emits far infrared rays when energized. And a power supply means for supplying electric power to the radiating portion, wherein the radiating portion is formed by printing a radiator on the inner surfaces of the pair of upper and lower substrates. It is characterized by being.
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。 According to the fourteenth aspect of the invention, if power is supplied to the radiating portion by the power supply means, it is possible to radiate far infrared rays from the radiating portion. In addition, since the radiating portion is formed by printing the radiating body on the inner surfaces of the pair of base materials above and below the radiating portion force, it is easy to manufacture the planar heating element and to manufacture it at low cost. Can do.
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。 The culture device of the 15th invention is characterized in that, in the 14th invention, the radiator is a material having a positive temperature coefficient.
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。 According to the 15th invention, since the radiator is a material having a positive temperature coefficient, that is, has a self-temperature adjusting function, the state of the far infrared ray radiated to the cell can be kept constant. it can. Therefore, it is possible to prevent changes in the state of the far-infrared rays irradiated to the cells due to changes in the temperature of the far-infrared radiation part, thus preventing changes in the temperature of the cells and culturing the cells in a stable state. Can do.
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。 The culture apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is the first, second, third, fourth, seventh, ninth, or tenth invention, wherein the culture tank, the circulation means, and the culture medium adjustment means are connected in the state. It is formed in the size which can be accommodated in a clave apparatus.
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。 According to the 16th invention, since it can be put into the autoclave apparatus without fouling the apparatus, it can be used as it is sterilized by the autoclave apparatus, and the culture solution and cells are contaminated with various bacteria. The probability of being done can be very low. The culture apparatus according to a seventeenth aspect of the present invention is the culture device according to the first, second, third, fourth, seventh, ninth, tenth or tenth invention, wherein the circulation means prevents the cells from flowing out of the culture tank. It has a prevention means.
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。 According to the seventeenth invention, when floating cells or bacteria are cultured, it is possible to prevent the floating cells from flowing out of the isobaric recharge tank. Cells can be reliably cultured, and cells can be cultured continuously for a long time. Moreover, it is possible to prevent dead cells from flowing out and being blocked in the circulation means. The culture apparatus according to an eighteenth aspect of the present invention is the culture apparatus according to the seventeenth aspect, characterized in that the outflow prevention means is an electromagnet.
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。 According to the eighteenth aspect of the present invention, it is not necessary to install inside the circulation path of the culture solution, that is, the electromagnet does not come into contact with the culture solution, so that it is possible to prevent the culture solution from being mixed. Shishika does not obstruct the flow of the culture solution, so that the culture solution can be smoothly circulated to the outside. Electromagnets do not prevent outflow by physical contact with cells to be cultured. In other words, since the cells are not in contact with the cells being cultured, even the very weak cells of the cell membrane can be prevented from flowing out of the culture tank and cultured without damaging them. 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th, 9th, 10th, 16th, and 17th inventions, the culture solution discharge part for discharging the culture solution in the culture tank to the outside, and the culture means for new culture from the outside A culture medium exchange means comprising a culture medium supply section for supplying the liquid is provided.
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。 According to the nineteenth aspect of the invention, a new culture solution can be supplied to the culture vessel by the culture solution supply unit while discharging the culture solution in use from the culture vessel by the culture solution discharge unit. For this reason, since the culture solution can be exchanged while the culture is continued, it is possible to culture even adherent cells and hematopoietic cells that require long-term culture. However, it is possible to automatically exchange the culture medium in use with a new culture medium by simply operating the culture medium discharge section and the culture medium supply section in synchronization. Therefore, no manual operation is required for exchanging the culture solution, and the risk of the culture solution and cells being cultured being mixed is reduced.
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。 The culture apparatus according to a 20th invention is characterized in that, in the 19th invention, the culture medium discharge section includes an outflow prevention means for preventing the culture tank power from flowing out. According to the 20th invention, when the culture medium in the culture tank is discharged, it is possible to prevent floating cells and the like from flowing out of the culture tank, so that the culture medium can be replaced without stopping the cell culture. I can do it. Therefore; cells can be cultured continuously for a longer period of time. The culture device of the 21st invention is characterized in that, in the 20th invention, the outflow prevention means is an electromagnet.
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。 According to the second aspect of the invention, it is not necessary to install in the circulation path of the culture solution, that is, since the electromagnet does not contact the culture solution, it is possible to prevent the culture solution from being mixed. Yes. In addition, the electromagnet does not prevent the outflow by physical contact with the cells to be cultured. In other words, since it does not come into contact with the cells being cultured, it is possible to prevent the cells from flowing out of the culture tank even if the cell membrane is very weak.
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。 The culture apparatus according to a second invention is the culture apparatus according to the nineteenth, twenty-second or twenty-first invention, wherein the culture solution supply unit includes a sterilization unit for sterilizing the culture solution before supplying the culture solution to the circulation means. It is characterized by being.
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。 According to the 22nd invention, since the new culture solution is sterilized by the sterilization unit and then supplied to the culture tank, it is possible to prevent contamination by contamination when changing the culture solution. The liquid can be prevented from being mixed.
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。 The culture apparatus of the second invention is the first, second, third, fourth, seventh, ninth, tenth, tenth, tenth, seventeenth or nineteenth invention, wherein the culture vessel, the circulating means and the culture solution adjusting means A closed-loop circuit force S is formed by a path through which the culture medium flows, and the apparatus is provided with a caloric-pressure steam sterilization means for supplying the pressurized-pressure steam into the closed-loop circuit and sterilizing the inside of the closed-loop circuit. And
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。 According to the second invention, if pressurized steam is supplied into the closed loop circuit by the force Q pressure steam sterilization means, the inside of the closed loop circuit can be sterilized without disassembling each means. Therefore, the entire apparatus can be sterilized easily and quickly. Further, since each means is not disassembled, that is, the manual operation in the sterilization operation of the culture apparatus can be eliminated, the risk of the culture tank and the like being mixed can be reduced. In addition, since the culture apparatus can be sterilized simply by operating the caloric steam sterilization means, the sterilization of the culture apparatus can be automated, and the operation of the culture apparatus can be completely automated. The culture apparatus of the 24th invention comprises the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th, 9th, 10th, 10th, 17th, 19th Alternatively, the invention is characterized in that, in the invention, the circulation means includes a recovery means for recovering a desired component in the culture solution being cultured.
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。 According to the twenty-fourth invention, the protein that is an effective component in the culture solution and the component that produces cell force to be cultured can be recovered while the culture solution is circulated through the circulation path. The desired components can be recovered with high efficiency.
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。 The culture apparatus of the 25th invention is the cell supplying the cells to be cultured according to the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th, 9th, 10th, 10th, 17th, 19th, 23rd, or 24th inventions A cell supply means for supplying a seeding solution containing cells to be cultured to the culture tank; and the seeding solution transferred by the cell supply means. It is characterized by comprising a discharge section that discharges inside.
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。 According to the 25th invention, the cells contained in the seeding solution can be supplied to the culture solution if the seeding solution is transported to the culture tank by the cell transporting means and discharged into the culture tank by the discharge unit. The culture apparatus according to the invention 26 is the culture device according to the 25th invention, wherein the cell transport means communicates between the storage section in which the seeding fluid force is stored and the discharge section, and the seeding solution. It is characterized by comprising: a pump for sending the gas from the storage part toward the discharge part; and a valve provided between the pump and the discharge part and connecting between the two.
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。 According to the twenty-sixth aspect of the invention, if the pump is operated with the valve closed, the pressure of the seeding solution in the seeding solution transfer path increases. If the valve is opened in this state, the seeding solution can be injected into the culture tank. Then, if a cell culture instrument or the like serving as a scaffold for culturing cells is provided in the culture tank, a seed solution, that is, cells can be seeded on the surface of the cell culture instrument. Therefore, even if it is an adherent cell that is not only floating cells, in other words, it is possible to inoculate without opening or closing the culture tank r, so that when cells are seeded, the cells and the culture medium are contaminated. Can be prevented.
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。 The culture apparatus of the second invention is the first, second, third, fourth, seventh, ninth, tenth, tenth, tenth, seventeenth, first, ninth, second, second, second or fifth invention, in the culture tank. It is provided with a culture device to which cells to be cultured are attached.
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。 According to the twenty-seventh aspect of the invention, even cells that make up woven fli ^ can be cultured in a culture tank if they are attached to a culture instrument. This is not possible with conventional culture equipment It is possible to culture a large amount of the tissue and the adherent cells that make up the fl container.
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。 The culture apparatus according to a 28th invention is characterized in that, in the 27th invention, the culture instrument has a three-dimensional structure.
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。 According to the 28th invention, if cells are cultured on the surface of a culture instrument, a three-dimensional tissue can be constructed from various cells. Therefore, a large amount of three-dimensional tissues and organs necessary for regenerative medicine can be obtained. It becomes possible to supply. Further, since cells can be cultured along the shape of the culture instrument, a desired shape of tissue or organ can be formed by shaping the culture instrument into a desired shape.
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。 A culture apparatus according to a 29th aspect of the present invention is the culture apparatus according to the 28th aspect, wherein the culture instrument is formed by connecting a plurality of circular tubes.
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。 According to the 29th invention, since the culture instrument is a circular tube, the surface area of the culture instrument can be increased, so that a large amount of cells can be cultured. Moreover, since the culture fluid flows in the circular tube, a fresh culture fluid can be supplied to all cells. For this reason, nutrients and oxygen can be efficiently supplied to all cells to be cultured, so that the circulation efficiency of the culture solution can be increased and the culture conditions can be dramatically enhanced.
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。 A culture apparatus according to a 30th invention is the culture apparatus according to the 29th invention, wherein the culture instrument is disposed in the culture tank so that an axial direction thereof is parallel to an axial direction of the culture tank, A seeding device for seeding cells of cells to be cultured is provided on the surface of the culture device, and the seeding device supplies a liquid containing the cells to the tilting unit for tilting the culture tank. It comprises a cell supply unit and a moving unit for inserting and removing the cell supply unit with respect to the culture instrument provided in the culture vessel.
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。 According to the 30th aspect of the invention, the cell supply unit is inserted into the culture instrument by the moving unit while the culture tank is tilted by the tilting unit, and includes cells of cells to be cultured from the cell supply unit into the culture instrument. If the liquid is dropped, the liquid can flow on the inner surface of the culture device, so that the cells can be seeded on the inner surface of the culture device. In addition, since the operation of the tilting unit, the moving unit, and the cell supply unit can be automated, cell culture using the culture apparatus can be automated. However, if it is automated, manual work can be eliminated, so that it is possible to prevent contamination of cultured cells and culture nights. A culture apparatus according to a 31st invention is characterized in that, in the 30th invention, the culture apparatus further comprises a rotating part for rotating the culture tank about its central axis.
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。 According to the third aspect of the invention, when the cell is seeded, if the culture tank is rotated in a tilted state, the liquid can flow over the entire inner surface of the culture device. Cells can be seeded.
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。 A culture apparatus according to a 32nd invention is the 30th or 31st invention, further comprising a cell recovery means for recovering cells of the cells cultured on the surface of the culture instrument, wherein the cell recovery means comprises the culture described above. It is characterized by comprising a stripping solution supply unit for supplying a liquid for separating the cells from the culture device to the device, and a recovery unit for collecting the liquid supplied from the stripping solution supply unit. According to the 32nd invention, if the stripping solution supply unit is inserted into the culture instrument, the stripping solution is supplied in that state, and the recovery unit collects the stripping solution together with the stripping solution. The power to collect r ' In addition, since the operation of the stripping solution supply unit and the recovery unit can be automated, the recovery of cells by the culture apparatus can be automated. However, automation can eliminate the need for manual work, thus preventing the cultured cells from being contaminated.
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。 A culture apparatus according to a 33rd invention is characterized in that, in the 27th invention, a material of the culture instrument is titanium or a titanium alloy.
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。 According to the 33rd invention, since the material of the culture device is titanium or titanium alloy having high biocompatibility, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, the cells are contaminated. Since it is not damaged, adherent cells such as fll ^ can be cultured for a long time. However, an extracellular matrix force is formed between the culture device and the cells, and a limestone layer is formed. For this reason, since the cell to culture can be reliably made to adhere to a culture instrument, a cell can be cultured in the stable state. In addition, even when used for a long period of time, the culture apparatus does not deteriorate or corrode, so that the culture apparatus can be used for a long period of time, and the cost of culturing cells can be reduced.
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。 The culture apparatus according to a 34th invention is characterized in that, in the 27th invention, the culture instrument has a titanium layer containing titanium on the surface thereof.
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。 According to the 34th invention, since the layer containing titanium or titanium alloy having high biocompatibility is formed on the surface of the substrate of the culture device, the cells to be cultured are directly seeded on the surface of the culture device. The adherent cells of i can be cultured for a long period of time without being contaminated or damaged by the culture device. In addition, the culture device is completely covered with a layer containing titanium or a titanium alloy, and the layer of titanium or the like is completely covered with an extracellular matrix as the cell culture progresses. For this reason, since the substrate does not differ from the cells at all, the cells can be cultured in a stable state. In addition, the culture apparatus does not change or corrode even after long-term use. Therefore, the culture instrument can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced.
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。 A culture apparatus according to a 35th invention is characterized in that, in the 27th invention, a material of the culture instrument is a cell-derived polymer material.
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。 According to the 35th invention, since the material of the culture device is a cell-derived polymer material, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, the cells are contaminated by the culture device. Adhesive cells such as fli§ & that can be damaged can be cultured for a long time. In addition, extracellular matrix force is formed between the culture device and the cells, and a calcified layer is also formed. For this reason, the cells can be cultured in a stable state, although the cells to be cultured can be reliably attached to the culture apparatus. In addition, since the entire culture device is made of a cell-derived polymer material, and this cell-derived polymer material is absorbed by the living body, it can be transplanted as it is, so that the transplantation is performed reliably and easily. The culture device of the 36th invention can be characterized in that, in the 27th invention, the culture instrument has a layer of a cell-derived polymer material on the surface thereof.
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。 According to the 36th invention, since the layer of the cell-derived polymer material is formed on the surface of the base material of the culture instrument, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture instrument, Since the cell force S is not contaminated or damaged by the instrument, adherent cells such as H swollen can be cultured for a long time. In addition, the culture device is completely covered with a layer of cell-derived polymer material, and the layer of cell-derived polymer material is completely covered with an extracellular matrix. For this reason, since the substrate does not come into contact with the cells at all, the cells can be cultured in a stable state. Furthermore, since the culture device does not change or corrode even if it is used for a long time, the culture device can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced. The culture device of the 37th invention is characterized in that, in the 35th or 36th invention, the cell-derived polymer material is collagen or a cell-absorbing polymer.
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。 According to the thirty-seventh aspect of the invention, collagen and cell-absorbing polymers have a very high cell affinity with cells, so that the culture environment of adherent cells can be further improved. Further, since the affinity between the culture apparatus and the cells is further increased, a large number of cells can be cultured with low cost and efficiency.
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。 A culture apparatus according to a thirty-eighth aspect of the present invention is the culture apparatus according to the twenty-seventh aspect, wherein a material of the culture instrument is a calcium compound.
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。 According to the thirty-eighth aspect of the invention, since the material of the culture device is a calcium compound, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, the cells to be cultured directly on the surface of the culture device are Even after seeding, the cells can be contaminated or damaged by the culture device. Therefore, it is possible to culture adherent cells such as 1 thigh for a long time. In addition, since the entire culture device is made of a strong ruthenium compound and this calcium compound is absorbed by the living body, it can be transplanted as it is, so that the transplantation can be performed reliably and easily. A culture apparatus according to a thirty-ninth aspect of the present invention is the culture apparatus according to the twenty-seventh aspect, wherein the culture device has a calcium compound layer on a surface thereof.
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。 According to the thirty-ninth invention, since the calcium compound layer is formed on the surface of the base material of the culture device, even if the cells to be cultivated are directly seeded on the surface of the culture device, As a result, the cells are not contaminated or damaged, and adherent cells such as fl fibers can be cultured for a long time. In addition, the culture device is completely covered with a layer of calcium compound, and this layer of calcium compound is completely covered with an extracellular matrix. For this reason, since the substrate does not come into contact with the cells at all, the cells can be cultured in a stable state. Furthermore, even if it is used for a long time, it does not deteriorate or corrode the culture equipment. Therefore, the culture instrument can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced.
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。 The culture apparatus according to a 40th aspect of the present invention is the culture apparatus according to the 27th aspect, wherein a material of the culture instrument is a synthetic biodegradable polymer.
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。 According to the 40th invention, since the material of the culture instrument is a synthetic biodegradable polymer, Even if cells to be cultured are seeded directly on the surface of the device, the cell force S is not contaminated or damaged by the culture device, so that adherent cells such as can be cultured for a long time. However, since the entire culture device is formed of a synthetic biopolymer, and this synthetic biodegradable polymer is absorbed by the living body, it can be transplanted as it is, so that transplantation is performed reliably and easily. be able to.
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。 The culture apparatus according to a 41st invention is characterized in that, in the 27th invention, the culture instrument has a layer of a synthetic biodegradable polymer on the surface thereof.
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。 According to the 41st invention, since the layer force of the synthetic biodegradable polymer is formed on the surface of the base material of the culture device, the culture device can be used even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device. Thus, the cells are not contaminated or damaged, and adherent cells such as H§§ can be cultured for a long period of time. In addition, the culture device is completely covered with a layer of synthetic biodegradable polymer, and the layer of synthetic biodegradable polymer is completely covered with an extracellular matrix. For this reason, the cells can be cultured in a stable state because they do not come into contact with the cells that are spread on the substrate. In addition, the culture equipment will not be altered or corroded even after long-term use. Therefore, the culture instrument can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced.
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。 The culture apparatus of the 42nd invention is characterized in that, in the 40th or 41st invention, the synthetic biopolymer is poly-L-lactic acid or polydaricholic acid.
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。 According to the forty-second invention, poly-L-lactic acid-polyglycolic acid has a very high cell affinity with cells, so that the culture environment for adherent cells can be further improved. In addition, since the affinity between the culture apparatus and the cells is further increased, it is possible to cultivate a large number of cells efficiently and at low cost.
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。 The culture apparatus of the 43rd invention is characterized in that, in the 27th invention, the culture device has a layer of a tissue induction material having a tissue induction ability on the surface thereof.
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。 According to the fourth aspect of the invention, since the tissue-inducing material layer is provided on the surface of the culture instrument, the cell affinity between the culture instrument and the cells is high. Cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture instrument. However, since cells are not contaminated or damaged by the cultivating device, adherent cells such as rn ^ can be cultured for a long time. In addition to improving the culture environment for adherent cells, it can be used directly in the living body for regenerative medicine. Can be reduced. In addition, not only the growth of cells is promoted by the effect of tissue-inducing materials, but also differentiation of undifferentiated mesenchymal cells into various tissues can be induced. The culture apparatus of the 44th invention is characterized in that, in the 43rd invention, the job induction material is an extracellular matrix.
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。 According to the 44th invention, since the material such as the yarn weaving fluid is an extracellular matrix and the cell affinity between the culture device and the cells is very high, the culture environment of adherent cells can be further improved. And since the affinity between the culture device and the cells is further increased, it becomes a powerful ability to culture a large number of cells efficiently and at low cost. In addition, the differentiation of undifferentiated mesenchymal cells into various tissues can be achieved not only by promoting the cell proliferation ability due to the influence of the extracellular matrix. Therefore, it is possible to easily supply cells necessary for regenerative medicine in addition to the ability to culture while maintaining the differentiation state of the cells.
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。 A culture apparatus according to a 45th aspect of the present invention is the culture apparatus according to the 27th aspect, wherein the material of the culture instrument is a silicon-containing material.
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。 According to the 45th invention, since silicon has a limestone function and has a very high cell affinity with cells, cells can be cultured even if cells to be cultured are seeded directly on the surface of a culture device. Adherent cells such as Hi ^ can be cultured for a long period of time without being contaminated or damaged. In addition, an extracellular matrix is formed between the culture apparatus and the cells, and a limestone layer strength s is formed. For this reason, since the cell to culture can be reliably made to adhere to a culture instrument, a cell can be cultured in the stable state. In addition, since the culture apparatus does not deteriorate or corrode even when used for a long time, the culture apparatus can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced. Furthermore, since the silicon-containing material contains silicon, it emits far-infrared rays when the temperature rises, so that an effect of promoting cell differentiation and proliferation can be obtained.
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。 The culture apparatus of a 46th invention is characterized in that, in the 27th invention, the culture instrument has a layer of a silicon-containing material on the surface thereof.
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。 According to the 46th invention, since silicon has a calcification ability and has a very high cell affinity with cells, even if cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, Adherent cells such as fli ^ can be cultured for a long time without contaminating or damaging the cells. In addition, the culture device is completely covered with a layer of silicon-containing material, and this This layer of silicon-containing material is completely covered by the extracellular matrix over the course of cell culture. For this reason, Sii does not do anything with the cells, so it is possible to cultivate the cells in a stable state τ '. In addition, the culture apparatus will not be altered or corroded even after long-term use. Therefore, the culture instrument can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced. Furthermore, since the silicon-containing material contains silicon, it emits far-infrared rays when the temperature rises, so that an effect of promoting cell differentiation and proliferation can be obtained.
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。 The culture apparatus of a 47th invention is characterized in that, in the 45th or 46th invention, the silicon-containing material is zeoli.
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 According to the 47th invention, since zeolite has a very high cell affinity with cells, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, the cells may be contaminated by the culture device.
、 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。 Adhesive cells such as flt ^ that can be damaged can be cultured for a long time. Zeolite contains silicon, so it emits far-infrared rays when the temperature rises, so that cell differentiation and proliferation can be obtained.
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。 The culture apparatus according to a 48th invention is characterized in that, in the 27th invention, the material of the culture instrument is an artificial ceramic.
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。 According to the 48th invention, since the artificial ceramic has a very high cell affinity with the cells, even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture apparatus, the cell is contaminated or damaged. Adherent cells such as ¾§ can be cultured for a long time. However, an extracellular matrix is formed between the culture device and the cells, and a calcified layer is further formed. For this reason, since the cells to be cultured can be reliably attached to the culture apparatus, the cells can be cultivated in a stable state. In addition, even when used for a long time, the culture equipment strength S does not deteriorate or corrode, so that the culture equipment can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced. Furthermore, artificial ceramics emit far-infrared rays when the temperature rises, so that the effect of promoting cell proliferation can be obtained.
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。 A culture apparatus according to a 49th aspect of the present invention is the culture apparatus according to the 27th aspect, wherein the culture instrument has an artificial ceramic layer on a surface thereof.
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。 According to the 49th invention, since artificial ceramics have a very high affinity for cells, even if cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device, the cell force S is contaminated by the culture device. Adherent cells such as those that can not be damaged can be cultured for a long time. The In addition, the culture device is completely covered with an artificial ceramic layer, and this artificial ceramic layer is completely covered with an extracellular matrix as the cells are cultured. For this reason, since the cells do not come into contact with the base material, it is possible to cultivate the cells in a stable state. In addition, the culture apparatus will not be altered or corroded even after long-term use. Therefore, the culture instrument can be used for a long time, and the cost of culturing cells can be reduced. Furthermore, artificial ceramics emit far-infrared rays when the temperature rises, so that the effect of promoting cell proliferation can be obtained.
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。 The culture apparatus of the 50th invention is the 2nd, 3rd, 3rd, 3rd, 4th, 3rd, 5th, 3rd, 6th, 3rd, 8th, 9th, 40th, 4th, 1st, 4th, 4th, 4th, 4th, 6th, 4th, 8th or 4th 9 The invention is characterized in that the culture instrument is a porous body.
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。 According to the 50th invention, since the culture device is porous, the cells attached to the surface of the culture device are also attached to the cell attached to the culture device only with the cells on the surface. Fresh culture fluid can be supplied. For this reason, nutrients and oxygen can be efficiently supplied to all the cells to be cultured, so that the circulation efficiency of the culture solution is improved and the culture conditions are dramatically enhanced.
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。 The culture apparatus of the 5th invention is the 2nd, 3rd, 3rd, 3rd, 4th, 3rd, 5th, 3rd, 6th, 3rd, 8th, 9th, 40th, 4th, 1st, 4th, 4th, 4th, 4th, 6th, 4th, 8th or 4th 9 The invention is characterized in that the culture device has a network structure. -According to the fifth aspect of the invention, since the culture device has a network structure, the cells attached to the surface of the culture device are attached to the culture device only with the cells on the surface. It is possible to supply a fresh culture solution to a part of cells. For this reason, nutrients and oxygen can be efficiently supplied to all of the cells to be cultured, so that the circulation efficiency of the culture solution is improved and the culture conditions are dramatically enhanced.
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。 The culture apparatus of the fifth invention is the culture apparatus according to the first, second, third, fourth, seventh, ninth, tenth, tenth, tenth, seventeenth, nineteenth, seventeenth, nineteenth, second, third, second, second, fifth, or second-second inventions. It is characterized by culturing by immersing floating cells in the liquid.
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。 According to the 52nd invention, since floating cells can be cultured in a large amount, various active ingredients produced in the process of culturing floating cells can be recovered. Therefore, pharmaceuticals, antibodies, vaccines and the like can be produced from the collected components. The culture apparatus of the 53rd invention is characterized in that, in the 52nd invention, the floating cells include hematopoietic stem cells.
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。 According to the 53rd invention, if hematopoietic stem cells are contained, they are erythroblasts, myeloblasts, megakaryoblasts, monoblasts, erythrocytes that are differentiated into lymphoblasts, nucleated leukocytes It can produce neutrophils, eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes. Therefore, a mixed solution that can be used as a transfusion preparation can be produced.
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。 The culture device of the 54th invention is characterized in that, in the 52nd or 53rd invention, the floating cells include blasts of blood cells.
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。 According to the 54th invention, if erythroblasts, myeloblasts, megakaryoblasts, monoblasts, lymphoblasts, etc. are included, erythrocytes that are direct blood cells, neutrophils that are nucleated leukocytes Can produce eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes. Therefore, a mixed solution that can be used as a transfusion preparation can be produced.
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。 The culture apparatus according to a 55th invention is characterized in that, in the 27th, 52nd, 53rd, or 54th invention, the cells attached to the culture device and the floating cells floating in the culture medium are mixed and cultured. To do.
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。 According to the 55th invention, so-called mixed culture can be performed in which floating cells are cultured in a culture solution while culturing adherent cells with a culture device provided in a culture tank. For this reason, since the factor that activates and promotes differentiation of the foliage vesicles is produced and secreted from the adherent cells, it is possible to promote the culture of the floating cells. In addition, since floating cells produce bioactive factors, the activity and differentiation of adherent cells can be promoted by the action of the bioactive factors. Therefore, since the culture of each cell can be promoted as compared with the case where only floating cells or adherent cells are cultured, each cell can be efficiently cultured. The culture device of the 56th invention is characterized in that, in the 55th invention, the cell attached to the culture instrument is a bone marrow stromal cell, and the cell floating in the culture solution contains a hematopoietic stem cell. .
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。 According to the 56th invention, if hematopoietic stem cells are mixed and cultured in a culture solution while culturing bone marrow stromal stem cells with a culture device, the factor that activates hematopoietic stem cells from bone marrow stromal stem cells or promotes differentiation. Is produced and secreted, which promotes the production of erythrocytes, nucleated leukocytes, neutrophils, eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes from hematopoietic stem cells. Also, Biologically active factors produced by hematopoietic stem cells promote the separation of bone marrow stromal stem cells into osteoblasts, chondroblasts, fibroblasts, fat cells and other cells. Therefore, it is faster and more efficient than culturing hematopoietic stem cells and bone marrow stromal stem cells alone. Differentiation can be induced.
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。 The culture apparatus of the 57th invention is the culture apparatus according to the 55th or 56th invention, wherein the cells attached to the culture instrument are bone marrow stromal cells, and the floating cells include blasts of blood cells. It is characterized by.
. 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。 According to the 57th invention, blood blast cells such as erythroblasts, myeloblasts, megakaryoblasts, monoblasts, and lymphoblasts are cultured in the culture medium while culturing bone marrow stromal stem cells with a culture device. When bone marrow tissue containing selenium is mixed and cultured, bone marrow stromal stem cells activate erythroblasts and other factors, and factors that promote differentiation are produced and secreted. Production of white blood cells such as neutrophils, eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes is promoted. In addition, the physiologically active factors produced by erythroblasts promote the differentiation of stromal stem cells into osteoblasts, chondroblasts, fibroblasts, fat cells and other cells. For this reason, it is possible to produce erythrocytes, which are blood cells that are faster and more efficient and more active than culturing bone marrow tissue and bone marrow stromal stem cells alone, and efficiently induce differentiation of osteoblasts and the like. can do.
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。 The blood product of the 58th invention comprises the culture apparatus of the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th, 9th, 10th, 10th, 17th, 19th, 23rd, 24th, 25th or 27th inventions. When culturing hematopoietic stem cells, it contains a blood component produced in the culture solution.
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。 According to the 58th invention, it is possible to produce a large amount of blood components from a small amount of hematopoietic stem cells, but it is also possible to easily produce a blood product containing a desired component in large amounts. However, since hematopoietic stem cells can be ingested from people who need blood transfusions and blood products, and the hematopoietic stem cells can be cultivated to produce blood for blood transfusions and blood products, it is possible to produce safe blood for blood transfusions, etc. Can be built.
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。 5th 9th Artificial Artificial & Weaving is 1st, 2nd, 3rd, 4th, 7th, 9th, 10th, 1st, 6th, 1th, 1th, 9th, 2nd, 3rd, 4th, 25th, or 27th invention The apparatus is characterized in that it is formed by culturing cells seeded in the culture instrument.
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。 According to the 59th invention, a desired string can be produced from a small amount of cells. Necessary for live medical treatment)]] can be produced in large quantities at a low price. However, fllgg can be produced by ingesting cells of the desired tissue from a person in need of transplantation and culturing the cells. It is also possible to prevent the occurrence of s.
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。 The artificial tissue of the 60th invention is characterized in that, in the 59th invention, the cell is an undifferentiated cell.
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 According to the 60th invention, if the culture conditions are adjusted, it is possible to produce d ^ and the like required for regenerative medicine in a large amount at low cost, in addition to being able to differentiate into desired cells. it can. However, if cells taken from a person who needs transplantation are used, compatibility with the living body can be increased, and rejection can also be prevented. Brief Description of Drawings
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。 FIG. 1 is a schematic block diagram of the culture apparatus 1 of the present embodiment.
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。 FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the culture tank 2 installed in the culture apparatus 1 of the present embodiment.
図 3は、 培養液調整手段 2 0の詳細説明図である。 FIG. 3 is a detailed explanatory view of the culture medium adjusting means 20.
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。 FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of the gas concentration adjusting means 22 of another embodiment.
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。 FIG. 5 is a schematic block diagram of the culture apparatus 1 provided with the extraction means 80.
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。 FIG. 6 is a schematic block diagram of the culture apparatus 1 provided with the cell supply means 90.
図 7は、 面状発熱体 7 1の概略説明図である。 FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of the planar heating element 71.
図 8は、 細胞播種手段 6 0の概略正面縦断面図である。 FIG. 8 is a schematic front longitudinal sectional view of the cell seeding means 60.
図 9は、 細胞播種手段 6 0の概略側面縦断面図である。 FIG. 9 is a schematic side longitudinal sectional view of the cell seeding means 60.
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。 FIG. 10 is a schematic explanatory diagram showing a state where the cell seeding means 60 is rotated.
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。 FIG. 11 is a schematic front longitudinal sectional view of a cell seeding means 60 according to another embodiment.
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。 FIG. 12 is a schematic side longitudinal sectional view of cell seeding means 60 according to another embodiment.
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。 FIG. 13 is a schematic explanatory diagram of a state where the cell seeding means 60 according to another embodiment is rotated. Fig. 14 is a graph showing (A) the weight ratio of each component of black body powder, and (B) a graph showing the results of FT-IR analysis of black body powder.
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。 Fig. 15 is a graph showing (A) the weight ratio of each component of black body powder, and (B) a graph showing the results of FT-IR analysis of black body powder. Fig. 16 is a graph showing (A) the weight ratio of each component of natural ceramics, and (B) a graph showing the results of FT-IR analysis of natural ceramics.
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。 Figure 17 is a graph showing the results of FT-IR analysis of zeolite.
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。 Fig. 18 is a graph showing (A) the weight ratio of each component of artificial special ceramics, and (B) a graph showing the results of FT-IR analysis of artificial special ceramics.
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。 FIG. 19 is a diagram comparing (A) the turbidity of the culture solution when culturing E. coli using the culture device and flask of the present invention, and (B) the culture device and dish of the present invention. FIG. 3 is a diagram comparing the total amount of yeast in the culture medium when yeast is used and cultured.
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。 FIG. 20 is a diagram comparing (A) the number of cells in the culture medium and (B) comparing the amount of antibody produced when cultivating hyperpridoma cells using the culture apparatus and dish of the present invention. FIG.
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 Figure 21 is a diagram comparing (A) the number of platelets per total culture volume when hematopoietic stem cells were cultured using the culture apparatus and dish of the present invention, and (B) per hematopoietic stem cell number. It is the figure which compared the number of platelets. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
つぎに、 本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。 The culture apparatus of the present invention is an apparatus for culturing cells, and is provided in a culture tank for containing a culture solution, a circulation means for circulating the culture solution externally, and a path for circulating the culture solution externally. It is provided with a culture medium adjusting means, and is characterized in that the culture medium is externally circulated and the state of the culture liquid is adjusted by the culture medium adjusting means during the external circulation.
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。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the culture apparatus 1 of the present embodiment. In the same figure, the code | symbol 2 has shown the culture tank of the culture apparatus 1 of this embodiment. The culture tank 2 is a container made of, for example, glass stainless steel, and is composed of a main body 2a for containing a culture solution and a lid 2b that can seal the inside of the main body 2a. When the lid 2b is attached to the main body 2a, the inside of the culture tank 2 can be hermetically sealed from the outside. Note that the material of the culture tank 2 is not limited to the above, and does not corrode even after long-term use. The material is not particularly limited as long as it does not alter the culture solution.
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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the lid 2 b of the culture tank 2 is air-tightly attached to one end of the piping 1 1 of the circulating means 10 passing through the lid 2 b. The other end of 1 is connected to the suction port of pump l ip. On the other hand, one end of the pipe 1 2 is attached to the discharge port of the pump l ip, and the other end of the pipe 1 2 is airtightly attached to the lid 2b. Then, one end of the pipe 11 and the other end of the self-pipe 12 are both immersed in the culture solution in the culture tank 2. Therefore, if the pump lip is operated, the culture solution in the culture tank 2 can be circulated outside the culture tank 2 through the pipes 11 and 12.
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。 Further, as shown in FIG. 1, the culture medium adjusting means 20 for adjusting the state of the culture liquid flowing in the pipe 12 is interposed in the pipe 12. This culture medium adjusting means 20 includes a dialysis unit 21 for removing wastes and the like contained in the culture liquid, a gas concentration adjusting means 22 for adjusting the gas concentration of the culture liquid, and a culture medium for cell culture. It is equipped with a nutrient supply unit 2 3 that supplies the necessary nutrients.
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。 Therefore, the culture solution in the culture tank 2 can be externally circulated by operating the pump l ip to supply the culture solution to the culture solution adjusting means 20. Then, if the culture solution is externally circulated while culturing the cells in the culture tank 2, the waste product discharged by the cells when the culture solution passes through the culture solution adjusting means 20 is clarified by the dialysis unit 21. The concentration of oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc. in the culture medium is adjusted by the gas concentration adjusting means 22 and the nutrients consumed by the cells are supplied to the culture medium by the nutrient supply unit 23 Then, by circulating the culture solution externally, the culture solution can be adjusted to a state before starting cell culture, in other words, in a state suitable for cell culture, and returned to the culture tank 2.
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。 Therefore, according to the culture device 1 of the present embodiment, the force of maintaining the state of the culture solution in the culture tank 2 at the optimum condition for cell culture τ ′ can be achieved. Can be cultured in the state. And since it can culture continuously for a long period of time, it is possible to culture a large amount of cells.
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。 Then, as shown in Fig. 1, if one end of the pipe 1 1 is placed in the upper part of the culture tank 2 and the other end of the pipe 1 2 is placed in the lower part of the culture tank 2, the culture medium can be circulated externally. A flow from the bottom to the top can be generated in the culture tank 2. In addition, a rotor 4 with metal braces attached to both ends in the axial direction is arranged at the bottom of the main body 2a of the culture tank 2, and the culture tank If the motor 5 with the magnet 5 b attached to the main shaft is installed directly under the rotor 4 outside of 2, the magnet 5 b rotates when the motor 5 is driven, and the magnet 5 b Since the rotor 4 in the culture tank 2 can be rotated by the magnetic force, a flow swirling in the horizontal plane can be generated in the culture solution in the culture tank 2. Then, if the rotor 4 is rotated while the culture medium is externally circulated, the culture medium that is externally circulated and returned to the culture tank 2 is retained in the culture tank 2 by the action of the two flows. Since the mixing with the existing culture solution can be promoted, the state of the culture solution in the culture tank 2 can be made to be uniform. Moreover, since it is possible to eliminate the culture solution that is retained in the culture tank 2 and is not externally circulated, the state of the culture solution, that is, the culture conditions of the cells can be maintained well. Since the flow generated by external circulation of the culture solution is used for mixing the culture solution, the mixing of the culture solution can be promoted even if the rotational speed of the rotor 4 is lowered. Then, the flow rate of the culture solution in the culture tank 2 can be reduced compared to the case where convection is generated and mixed in the culture tank 2 only by the rotation of the rotor 4, so that even cells that are very sensitive to external pressure can be used. The culture can be performed while keeping the state of the culture solution in the culture tank 2 uniform.
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。 The rotor 4 need not be provided, but if the rotor 4 is provided, the culture medium can be homogenized quickly and efficiently.
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。 In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, when culturing cells that flow with the culture solution, such as floating cells and bacteria, as an outflow prevention means at one end of the culture tank 2 in the pipe 11. An electromagnet 6 is preferably provided. Usually, suspended cells and bacteria are charged and repelled by the electromagnet 6, so that the suspended cells and the like can be prevented from passing through the position where the electromagnet is provided.
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。 Then, even when floating cells, bacteria, etc. are cultured while circulating the culture solution externally, it is possible to retain the floating cells etc. in the culture tank 2, and the dead cells will flow out and be piped. Blockage within 1 1, 1 2 can also be prevented.
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。 However, since the electromagnet 6 may be attached to the outer peripheral surface of the pipe 11, the flow of the culture solution is not hindered. And the electromagnet 6 does not prevent the outflow by physical contact like the Phil evening. In other words, since the cells are not in contact with the cells being cultured, cells such as very weak cell membranes such as erythrocytes, macrophages, and plasma plates can be prevented from flowing out of the culture tank 2 and can be cultured without being damaged. In addition, if the suspension cell is strong against external pressure, a device that prevents the outflow of suspended cells by physical contact, such as a film or membrane, may be used as an outflow prevention means. .
つぎに、 培養液調整手段 2 0について詳細に説明する。 Next, the culture medium adjusting means 20 will be described in detail.
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。 As shown in FIGS. 1 and 3, the dialysis section 21 of the culture medium adjusting means 20 is interposed in the pipe 12. The dialysis unit 21 is composed of a hollow main body case 21a and a hollow fiber 21b disposed in the main body case 21a.
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。 The inside of the main body case 21a is in communication with the pipe 12 and is configured such that the culture fluid flows through the culture fluid circulation passage 21h between the inner surface thereof and the hollow fiber 21b.
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。 The hollow fiber 2 lb is made of a material having a semi-permeable function such as polypropylene, cellulose diastate, or silicone rubber, and has a bicarbonate buffer solution, a phosphate buffer solution, etc. Dialysate is passed.
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。 Therefore, when the culture solution passes through the culture passage 2 lh, the culture solution is dialyzed through the hollow fiber 21b, and wastes such as ammonia and nitrogen compounds contained in the culture solution move to the dialysate. From this, the culture solution can be purified. Therefore, deterioration of the culture solution can be prevented, and the cell can always be kept in a state suitable for cell culture, so that the cell can be cultured continuously for a long time in a powerful and stable state.
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。 The potato dialysis unit 2 1 force is provided outside the recharge tank 2, that is, because the culture solution is dialyzed outside the culture tank 2, the size of the dialysis unit 2 1 and the dialysis unit 2 1 The material to be used can be freely selected regardless of the size of the culture tank 2 and the nature of the culture solution. Therefore, since the dialysis unit 21 having a desired dialysis ability can be employed, the culture medium can be surely dialyzed to a desired condition for purification. If the dialysis part 21 has a sufficiently high permeation capacity compared to the size of the culture tank 2, the dialysis capacity can be increased in accordance with the increase in the number of cells. It is also possible to continuously culture these cells.
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。 In addition, since the dialysate is passed through the hollow fiber 21b and the culture fluid is passed through the culture fluid circulation passage 2 lh, the flow resistance when the culture fluid flows through the dialysis section 21 can be reduced, and the culture fluid can be reduced. Can be circulated smoothly outside. Since the flow resistance when flowing through the dialysis unit 21 is small, even if cells are contained in the circulating culture medium, it passes through the dialysis unit 21. When you can reduce the resistance that the cell receives, when passing through the dialysis part 21 can be less damaged cells.
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。 Furthermore, if the dialysis section 21 1 force S has a wide space between hollow fibers, it is possible to prevent cells to be cultured from being clogged with 2 lb of hollow fibers and lowering the dialysis performance.
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。 In addition, the culture solution may be passed through the hollow fiber 21b and the dialysate may be passed through the culture fluid circulation passage 2 lh. With the configuration as in the present application, the flow of the culture solution is larger than when passing through the hollow fiber 21b. Since the stakes are reduced, dialysis efficiency can be increased, and when cells are contained in the circulating culture medium, cell damage can be reduced. If the inner diameter of the hollow fiber 21b is increased, it is possible to prevent cells to be cultured from clogging with 2 lb of the hollow fiber and reducing the dialysis ability s.
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。 Furthermore, instead of the hollow fiber 21b, a configuration in which the path through which the culture solution is passed and the path through which the dialysate is passed may be separated in the main body case 21a by a dialysis membrane or the like.
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。 Furthermore, the method of purifying the culture solution is not limited to the method of digestion by dialysis as described above, and an ammonia adsorption column, affinity column, molecular sieve, or the like may be used.
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。 As shown in FIG. 1 and FIG. 3, in the pipe 12, a gas concentration adjusting means 22 is interposed downstream of the dialysis unit 21. The gas concentration adjusting means 20 includes a hollow case 22a, and the inside of the case 22a communicates with the pipe 12. The culture medium supplied from the upper part of the case 22a is discharged from the lower part of the case 22a. Then, one end of a pipe 26 whose other end is connected to the gas supply means G is disposed at the upper part of the case 22a. The gas adjusting means G supplies a saturated gas adjusted so that a desired gas concentration, for example, C 0 2 is 5% and air is 95% into the case 22a.
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。 Note that the gas concentration of the saturated gas is not limited to the above concentration, and the oxygen concentration may be increased, and the gas concentration may be optimized for the state of the cells to be cultured. For example, the oxygen concentration may be 30% or nitrogen may be 65%.
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。 If the saturated gas is sent from the gas supply means G into the case 22a of the gas concentration adjusting means 20, the saturated gas can be brought into contact with the culture solution in the case 22a, so that the gas concentration in the culture solution is the saturated gas. The gas concentration can be adjusted to be equivalent to the above. Therefore, the culture solution Saturate to the desired gas concentration and keep the gas concentration in the culture medium uniform and suitable for cell culture. Can do.
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。 In addition, the gas concentration adjusting means 2 2 is provided outside the culture tank 2, that is, since the gas concentration of the culture solution can be adjusted outside the culture tank 2, the gas concentration adjusting means 2 2 The size can be freely selected regardless of the size of the culture tank 2. Therefore, since the gas concentration adjusting means 22 having a desired gas exchange capability can be adopted, it is possible to reliably adjust the culture solution to the desired gas concentration. If the gas concentration adjustment means 2 2 is sufficiently high compared to the size of the recharge tank 2, the gas exchange capacity is increased in accordance with the increase in the number of cells. Therefore, it is possible to culture a large number of cells continuously.
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。 In addition, when the circulating culture solution does not contain cellular force, an aeration part 22b having a large number of pore forces s formed at one end of the pipe 26 is provided, and this aeration part 22 is cultured in the case 22a. A configuration may be adopted in which the gas is discharged into the culture solution from a large number of pores of the aeration section 22b by being immersed in the solution (see FIG. 4 (A)). In this case, if the saturated gas is sent from the gas supply means G to the aeration unit 22b, the culture solution in the case 22a can be aerated, so the contact area force between the culture solution and the saturated gas increases, so oxygen is added to the culture solution. It is possible to increase the efficiency of dissolving the gas and so on, and to increase the gas comfort factor. Since the culture solution does not contain cells, bubbles generated when aerated are not damaged or stressed.
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。 In addition, if the sterilizing filter 27 for sterilizing the saturated gas is provided in the pipe 26 between the case 22a and the gas supply means G, the culture fluid can be contaminated even if the saturated gas contains germs. Can be prevented.
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 Furthermore, as shown in FIG. 4 (B), an air permeable tube 22d (for example, a tube made of Teflon (registered trademark of DuPont)) is provided in the case 22a, and the culture solution is passed through the tube. If the configuration is such that saturated gas is supplied into the case 22a, it is possible to prevent direct contact between the culture solution and the saturated gas, so that the culture solution is more reliably prevented from being contaminated. be able to
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。 And, in the pipe 1 2, the dialysis part 2 1 and the gas concentration adjusting means 2 2 are arranged in series, In other words, the culture medium circulating outside is passed through both the dialysis unit 21 and the gas concentration adjusting means 2 2 and then returned to the culture tank 2, so that the state of the culture medium in the culture tank 2 is suitable for cell culture. It can be reliably kept in a state. Since it is compact and can be manufactured collectively, it can be manufactured as a disposable set. In particular, if a configuration of a disposable set is adopted, it is possible to prevent the problem of contamination from the connection part that occurs when the dialysis part 21 and the gas concentration adjusting means 22 are arranged in series.
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。 As shown in FIG. 1 and FIG. 3, a nutrient solution replenishing section 23 is interposed on the downstream side of the gas concentration adjusting means 2 2 in the pipe 12. This nutrient supply unit 23 includes a culture portion 23a through which a culture solution flows, and a nutrient channel 23b through which nutrient solutions including nutrients such as site-in, hormones, and vitamins necessary for cell culture, The two passages are separated from each other by, for example, a dialysis member formed of a material having a semi-permeable function such as polypropylene, cellulose diastate, or silicone rubber.
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。 For this reason, when the culture solution passes through the culture solution passage part 23a, the nutrient consumed by the cells and reduced in the concentration force s moves from the nutrient to the culture solution via the dialysis member 23c. Nutrients necessary for cell culture can be supplied. Therefore, it is possible to prevent the nutrients in the culture medium from being depleted and to always maintain a state suitable for cell culture, so that cells can be cultured continuously for a long period of time in a stable state.
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。 In addition, the nutrient supply part 2 3 is provided outside the culture tank 2, that is, the nutrient solution is supplied to the culture solution outside the culture tank 2. The ability can be freely selected regardless of the size of the culture tank 2 or the like. Therefore, since the nutrient supply unit 23 having the desired ability can be employed, the concentration of the nutrient contained in the culture solution can be reliably supplied to the desired concentration. If the nutrient supply unit 2 3 has a sufficiently high capacity compared to the size of the culture tank 2, the amount of nutrients to be supplied to the culture solution in accordance with the increase in the number of cells. Since it can be adjusted, it is possible to continuously culture large numbers of cells.
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。 In addition, since the culture solution passage portion 23a and the nutrient solution passage portion 23b are separated by the dialysis member 23c, only the components having a reduced concentration in the culture solution among the nutrients contained in the nutrient solution are supplied to the culture solution. Can do. Therefore, it is possible to prevent cell damage caused by supplying the nutrient nutrient solution more than necessary. The configuration of the nutrient supply unit 23 may be substantially the same as the configuration of the dialysis unit 21, and the nutrient may be poured into the hollow fiber.
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。 In addition, if the culture medium adjusting means 20 is provided with a recovery means 28 such as a dialyzer, an affinity column, a molecular sieve or the like for recovering the desired components in the culture liquid, the culture medium is circulated externally. In the meantime, it is possible to recover the protein that is the active ingredient in the culture medium and the ingredient produced by the cultured cells, so that the desired ingredient such as the active ingredient can be recovered with high efficiency and reliability. Without stopping the culture, it is possible to collect only the desired components. In addition, if cultured for a long period of time, even if it is purified by the dialysis unit 21 or supplemented with nutrients by the nutrient replenishment unit 23, the culture solution will deteriorate, but the culture has the following structure. If a culture medium exchange means having a liquid supply section 30 and a culture medium discharge section 40 is provided, the culture medium can be replaced with a fresh culture medium while culturing cells. As shown in FIG. 1, one end of the pipe 33 of the culture solution supply unit 30 is attached to the pipe 12 via the communication valve 31. The other end of the pipe 33 communicates with a culture medium storage unit (not shown). This pipe 3 1 is provided with a heater 3 4, a pump 3 5, a vacuum pump, which warms the culture solution supplied from the culture solution storage unit to about 35 ° C. between the culture storage unit and the communication valve 3 1. Bacteria filter 3 2 is installed and installed in that order from the culture medium reservoir. On the other hand, the culture medium drain 2 40 is connected to the culture tank 2 lid 2 b in an airtight manner. One end thereof is immersed in the culture solution in the culture tank 2. A pump 4 2 is interposed at the other end of the pipe 41, and a sterilizing filter is interposed between the pump 42 and the culture tank 2.
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。 For this reason, the culture medium supply means 30 and the pipe 12 are communicated by the communication valve 3 1, and the fresh culture medium is supplied from the culture medium reservoir to the heater 3 4 and the sterilization filter 3 2 by the pump 3 5. If the culture medium is supplied to the pipe 12 and the culture medium discharger 40 is used to discharge the culture medium in use from the culture tank 2, the culture medium can be replaced without interrupting the culture in the culture tank 2. It can be carried out. Therefore, since the culture solution can be exchanged while culturing continues, it is possible to cultivate even adherent cells and hematopoietic cells, which are necessary for long-term cultivation. In addition, the culture medium can be automatically exchanged for a new culture medium only by operating the culture medium discharge section 40 and the culture medium supply section 30 in synchronization. Therefore, it is difficult to replace ± recharge solution In short, the risk of contamination of the culture medium and cells in culture can be reduced.
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。 Since each pipe 3 3 and 4 1 is provided with a sterilizing filter 3 2 and 4 3, it is more reliable that the culture medium is contaminated with germs during the replacement. Can be prevented.
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。 When culturing floating cells, if the electromagnet 6 is provided at one end of the pipe 41, it floats with the culture solution when the culture solution in the culture tank 2 is discharged. Since it can be prevented from flowing out of the tank 2, the culture solution can be exchanged without suspending the culture even for floating cells.
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。 Note that the amount of the culture solution in the culture tank 2 can be adjusted by operating only the culture solution supply unit 30 or only the culture solution discharge unit 40.
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。 When cells are cultured for a long period of time, it is necessary to periodically extract the culture medium and examine the state of the cells and the culture liquid. However, if an extraction means 50 having the following configuration is provided, Extraction is possible without contamination and without waste of the culture medium.
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。 As shown in FIG. 5, one end of the extraction path 81 is airtightly attached to the lid 2 b of the culture tank 2, and one end thereof is immersed in the culture solution in the culture tank 2. The other end of the extraction path 81 is disposed outside the culture tank 2, and the other end is disposed in a sterilized extract receiving container 82 such as a cylinder.
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。 This extraction path 81 is provided with a pump 83 force, and a sterilizing filter 54 is connected between the pump 83 and the other end of the extraction path 81 from a gas supply unit (not shown). The sterilization gas is supplied. This sterile gas is always supplied to the extraction path 81. It is intervened.
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。 For this reason, if the pump 83 is activated, the culture medium in the culture tank 2 can be discharged into the extraction liquid receiving container 82 through the extraction path 81. The culture state of the vesicle can be confirmed.
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。 In addition, the sterilized gas force S is always supplied to the extraction path 8 1, and the sterilized gas is supplied from the other end of the extraction path 8 1 into the extract receiving container 8 2, and always receives the extract liquid. Container 8 2 is filled. Then, since outside air cannot enter the extraction path 81 and the extract receiving container 8 2, it is possible to prevent bacteria from entering the extraction path 81 and the extract receiving container 8 2. I can do it. Therefore, when the extracted culture solution passes through the extraction path 81 and enters the effluent receiving vessel 82, it can be prevented from being contaminated with various germs.
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。 Furthermore, if the extraction path 8 1 or the extract receiving container 8 2 is actually kept in a sterile condition, the culture fluid discharged into the extraction path 8 1 or the extract receiving container 8 2 may be contaminated with various bacteria. Absent. Then, when more than necessary culture fluid is extracted, the culture fluid remaining in the extraction path 81 and the extract receiving vessel 8 2 can be returned to the culture vessel 2 to effectively use the culture fluid. I can help. When the culture solution is returned, gas in the extraction path 81 and the extract receiving container 8 2 may also enter the culture tank 2, but there is no inside of the extraction path 81 and the extract receiving container 8 2. Since it is filled with fungus gas, it does not enter with the gas. In particular, when recovering the culture solution while continuously culturing, there is no concern that the recovered culture solution is contaminated, and thus the culture solution can be used safely.
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。 In addition, as shown in FIG. 6, it is preferable to provide a cell supply means 90 that can supply cells to be cultured in the culture medium in the culture tank 2, because the cell culture can be completely automated. The
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。 In FIG. 1, reference numeral 91 denotes a storage unit in which a seeding solution containing cells to be cultured is accommodated. One end of the cell transfer path 92 is attached to the storage unit 91, and one end thereof is immersed in the seeding solution in the storage unit 91. The other end of the cell transfer path 92 is airtightly attached to the lid 2 b of the culture tank 2, and one end thereof is disposed in the culture tank 2. A discharge section 93 such as a known nozzle is provided at the other end of the cell transfer path 92. The cell transport path 92 is provided with 94 pumps for transporting the seeding solution in the storage section 91 toward the discharge section 93.
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。 For this reason, if the pump 94 is operated, the seeding solution can be conveyed to the culture tank 2, and the cells contained in the seeding liquid are transferred to the culture medium 2 by being discharged from the discharge part 93 into the culture tank 2. Can be supplied. Accordingly, since the supply of cells can be automated, cell culture can be completely automated.
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。 Then, if the cell transfer path 92 between the pump 94 and the discharge part 93 is provided with a valve 95 such as a pinch valve that cuts off the communication between the two, the valve 95 is closed. If the pump 94 is operated in this state, the pressure of the seeding liquid in the seeding liquid transfer path 2 can be increased. Then, if the valve 95 is opened while the seeding fluid pressure is high, the seeding fluid Can be injected into the culture tank 2 vigorously. Then, if a cell culture instrument or the like serving as a scaffold for culturing cells is provided in the culture tank 2, a seed solution, that is, cells can be seeded on the surface of the cell culture instrument. Therefore, not only floating cells but also adherent cells can be seeded automatically, in other words, without opening and closing the culture tank 2, so that the cells and culture medium are contaminated when seeding the cells. Can be prevented.
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。 Furthermore, the culture apparatus 1 of the present embodiment can be used inside a facility that can maintain a constant environment around the culture apparatus 1 such as an incubator or a warmer. If the temperature control means 70 is provided as follows, the culture apparatus 1 can be used at a desired location.
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。 As shown in FIG. 1, a planar heating element 7 1 of temperature control means 70 is provided on the outer surface of the culture tank 2. The planar heating element 71 is connected to a control unit 78 that adjusts the power supplied to the planar heating element 71. This control unit 78 adjusts the temperature of the sheet heating element 71 by adjusting the power supplied to the sheet heating element 71 in accordance with the temperature of the culture solution in the culture tank 2.
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。 As shown in FIG. 7, the planar heating element 71 includes a radiating portion 73 that generates heat when energized and emits far-infrared rays toward the inside of the culture tank 2. In other words, the planar heating element 71 can heat the culture solution not only with the heat generated by the radiating portion 73 but also with the far infrared rays emitted when it generates heat.
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。 However, far infrared rays radiated from the planar heating element 71 propagate in the culture medium in the culture tank 2, and a part of the energy of the far infrared rays is directly supplied to the cells. . For this reason, the cells to be cultured can be heated by far infrared rays that are transferred only by heat transfer from the culture medium, and as long as they are irradiated to the far infrared force culture, even if the cells around the cells to be cultured are cultured. Even if the temperature of the liquid changes, the temperature change of the cell itself can be suppressed.
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。 Further, when the culture solution in the culture tank 2 rises to a predetermined temperature, the energy absorbed in the culture solution is reduced among the energy released from the planar heating element 71 in the form of far infrared rays. Then, most of the energy released as far infrared rays from the planar heating element 71 is supplied to the cells to be cultured and used for heating the cells themselves. Since the energy of far infrared rays depends on the temperature of the planar heating element 71, it is heated by far infrared rays. The cell temperature can be increased to approximately the same temperature as the planar heating element 71. Further, the peak of the energy density of far-infrared rays emitted from the surface of the planar emission book 71 is adjusted to be formed in a wavelength band of 7 to 12 m. this? The wavelength of ~ 12 m is a wavelength band called growth light, which is effective for the growth of plants, etc., but animals, especially rabbit cells, such as hepatocytes, skin cells, osteoblasts, immune cells In the culture of stem cells that can proliferate and differentiate into multiple advanced cells, such as cells that have the ability to proliferate, hematopoietic stem cells, stromal stem cells, etc. In this way, cell proliferation and separation are promoted compared to the case of not irradiating far infrared rays. This cell growth and differentiation is promoted by activating genes, growth factors, and differentiation-inducing factors that affect growth and differentiation, and conversely, by the action of genes and inhibitory factors that suppress growth and differentiation. It is thought that far infrared rays function directly as growth factors and differentiation-inducing factors. Cells that were undifferentiated and capable of differentiating into cells of various tissues, such as bone marrow, terminal blood,) 1 cord blood, tissue-derived stem cells, embryonic stem cells, etc. were irradiated with far infrared rays When cultured in a state, it is possible to promote the proliferation of very sensitive and undifferentiated cells themselves, as well as to promote differentiation from undifferentiated cells to desired cells. From undifferentiated cells, desired sorted cells can be easily cultured in large quantities. In addition, if cells that have already differentiated into various tissues but can proliferate, such as hepatocytes and osteoblasts, are cultured in the state of being irradiated with far-infrared rays, proliferation can be activated by acting for a long period of time.
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。 That is, if the temperature control means 70 as described above is provided in the culture tank 2 of the culture apparatus 1 of the present embodiment, the cell proliferation and differentiation promoting efficiency can be improved as compared with the case where the temperature control means 70 is not provided. It can be improved.
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。 If the pipes 11 and 12 and the culture medium adjusting means 20 are covered with a heat insulating material, it is possible to prevent the temperature of the culture medium from changing during external circulation.
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。 Furthermore, if the temperature control means 70 is also provided in the dialysis part 21, the gas concentration adjusting means 22, and the nutrient supply part 23, the temperature change of the culture solution can be prevented more reliably.
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。 In addition, the radiator 75 used for the planar heating element 71 is based on a material that emits far-infrared rays, such as bonbon black, carbon graph eye, ceramic powder, alumina, zircon, and polyethylene glycol. Positive temperature of semiconductors used as materials PTC materials and radiation materials can be used without using special control mechanisms or sensors if materials containing materials with a low self-temperature control function (PT C: Pos it iveTemperature Coef iiciennt) function are used. The temperature can be reliably maintained in the vicinity of the predetermined temperature. In this case, the far-infrared wavelength and energy density distribution emitted from the radiator 75 can be maintained in a predetermined state. Therefore, the state of the far infrared ray due to the temperature change of the planar sample 71 can be changed, that is, the state of the far infrared ray emitted to the cell can be kept constant, so that the temperature change of the cell can be prevented. Can cultivate cells in a stable state.
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。 The far-infrared radiation portion need not be the planar heating element 71 as described above, and is not particularly limited as long as it can irradiate cells with far-infrared rays having a predetermined wavelength.
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。 Before starting the culture and after the completion of the culture, it is necessary to sterilize the flow path of the culture solution and other parts to prevent germs from growing in the culture apparatus 1, but the volume of the culture tank is 10 If it is smaller than L, the culture apparatus 1 can be accommodated in the autoclave apparatus in a state in which the ± recharge tank 2, the circulation means, and the culture solution adjustment means 20 are all connected. Since it can be sterilized by putting it in the autoclave apparatus without disassembling, the sterilization operation of the culture apparatus 1 becomes easy.
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。 Moreover, since it is not necessary to disassemble the connected device, if the sample is sterilized by an autoclave device before starting the culture operation and used as it is, the probability that the culture solution and cells will be contaminated by various bacteria is very high. Can be lowered.
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。 If the culture tank 2 is 20 L or more, do not show the piping 11 1 and pressurized steam supply means that can generate pressurized steam. If pressurized steam is supplied into the closed loop circuit by the pressurized steam sterilization means, each means can be sterilized without disassembling each means. Then, even if the culture apparatus 1 is large, the entire apparatus can be easily and quickly sterilized, so that the risk of the culture tank 2 and the like being mixed can be reduced. Further, since the culture apparatus can be sterilized only by operating the caloric steam sterilization means, the sterilization of the culture apparatus 1 can be automated, and the operation of the culture apparatus 1 can be completely automated.
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。 Further, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, in the culture apparatus 1 of the present embodiment, a culture tank 2 equipped with a culture instrument 50 that can attach cells and serve as a scaffold for proliferation is used. In this way, the cells are cultured in a state where they are suspended in a culture solution for a short period of time, such as bacteria and floating rice fields. It is suitable for culturing adherent cells that require a period of several weeks to one month for culturing, such as osteoblasts and dermal fibroblasts that can only be made of cells, and that require a scaffold for growth.
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。 In FIG. 8 and FIG. 9, reference numeral 50 indicates a culture instrument provided in the culture tank 2. This culture instrument 50 is formed by connecting a plurality of circular tubes made of pure titanium or titanium alloy to each other, and is held in the culture tank 2 by a support member 51.
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。 For this reason, even if the cells to be cultured are attached to the surface of the culture apparatus 50 and placed in the culture tank 2 and immersed in the culture solution, even the adherent cells constituting the tissue or organ can be obtained. Can be cultured. In addition, the cultivating apparatus 1 of the present embodiment is also capable of culturing continuously for a long period of time. The adherent cells can be cultured in large quantities until the desired size is reached.
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。 In addition, since the culture device 50 is formed by connecting circular tubes and the surface area of the culture device 50, that is, the portion where cells can be used as a scaffold can be increased, a large amount of cells can be cultured. I can do it. Shiga can also flow the culture medium through the circular tube, so that fresh culture medium can be supplied to all cells. For this reason, nutrients and oxygen can be efficiently supplied to all of the cells to be cultured, so that the circulation efficiency of the culture solution can be improved and the culture conditions can be dramatically increased.
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。 The culture device 50 is not limited to the above structure, and various shapes can be used. For example, if a culture device 50 with a honeycomb structure or a porous structure having a through-hole penetrating in the vertical direction is used, the culture liquid in the vertical direction flows smoothly, so that all cells of the cultured cell Nutrients and oxygen can be supplied efficiently. In addition, if a culture device 50 having a desired three-dimensional structure, for example, various shapes, is used, cells grow along the shape of the culture device 50, and a three-dimensional tissue having a desired shape is obtained. This makes it possible to supply a large amount of 3D organization and) required for regenerative medicine. Furthermore, a membrane-like member may be used as the shape of the culture instrument 50, and in that case, a membrane-like fiber can be formed. In particular, if a membrane-like member having a network structure, a so-called mesh, is used, a fresh culture solution can be supplied to the cells through the culture device 50. Fine parts Fresh culture fluid can also be supplied to the cells that are attached to the culture apparatus 50 that is composed only of cells.
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。 In addition, pure titanium and titanium alloys are used as the material for the circular tube of the culture instrument 50. Pure titanium and titanium alloys are cytophilic, so even if the cells to be cultured are seeded directly on the surface of the culture device 50, the cells will not be contaminated or damaged. The ability to culture adherent cells such as n§§ for a long time. Moreover, an extracellular matrix is formed between the culture device 50 and the cells, and a calcified layer force is formed. For this reason, since the cells to be cultured can be reliably attached to the culture apparatus 50, the cells can be cultured in a stable state for a long period of time. Pure titanium and titanium alloys are extremely chemically stable and do not change or corrode even after long-term use. This prevents cells from being damaged by corrosion or alteration of culture equipment 50. be able to. Since the same culture instrument 50 can be used any number of times, it is possible to reduce the cost of culturing cells.
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。 Note that the culture apparatus 50 may not be entirely formed of titanium or a titanium alloy, but may be formed by forming a layer containing titanium or a titanium alloy on the surface of the base material. Also in this case, since the cell is contaminated or damaged by the culture instrument 50, it is possible to culture adherent cells such as fli§§ for a long period. Further, the culture device 50 is completely covered with a layer containing titanium or a titanium alloy, and the layer of titanium or the like is completely covered with an extracellular matrix. For this reason, since the substrate does not come into contact with the cells at all, even if it is used for a long time, the culture device 50 does not deteriorate or corrode, so the culture device 50 can be used for a long time, and the cells are cultured. You can reduce the cost of cost. Furthermore, the material of the culture apparatus 50 is composed of cell-derived polymeric materials such as collagen, cell-absorbing polymer, and chitin, calcium phosphate compounds such as hydroxypatite, and synthetic biodegradation such as poly-L-lactic acid and polyglycolic acid. Any material may be used as long as it has a high cell affinity, such as a functional polymer.
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。 Even if the base material of the culture apparatus 50 is a silicon compound, glass, magnetic material, ceramics, or other material having no cell affinity, cell-derived polymer material or calcium phosphate-based material is formed on the surface thereof. The formation of a layer of a tissue-inducing material having a stringer-inducing ability such as a compound, a synthetic biodegradable polymer, or an extracellular matrix can increase the cell affinity of the culture device 50. You can.
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。 If the material of the instrument itself is a cell-derived polymer material or has a cell-derived polymer material layer on the surface of the instrument, the culture instrument 50 The adherence cells such as fli§§ can be cultured for a long period of time because the cell affinity between the cells and the cells is further increased, and the cells are not contaminated or damaged by the culture apparatus 50. In addition, an extracellular matrix is formed between the culture device 50 and the cells, and a calcified layer is further formed. For this reason, since the cells to be cultured can be reliably attached to the culture apparatus 50, the cells can be cultured in a stable state.
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。 In addition, if the culture apparatus 50 is made of an S cell-derived polymer material, the cell-derived polymer material is absorbed by the living body. Since 0 can be used as it is, that is, the culture device 50 can be transplanted as it is, it is possible to perform transplantation reliably and easily.
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。 In particular, if the cell-derived polymer material is collagen, the cell affinity with the cells is very high, so that the culture environment for adherent cells can be further improved. Further, since the affinity between the culture apparatus 50 and the cells is further increased, a large amount of cells can be efficiently cultured at a low cost.
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。 In addition, when the material of the device itself is a calcium phosphate compound or a device having a calcium phosphate compound layer on the surface of the device, the calcium phosphate compound is compatible with cells. Because of the sexual growth, an extracellular matrix can be formed directly on the surface of the culture device 50. Therefore, since the cells to be cultured are not contaminated or damaged by the culture device 50, adherent cells such as organs can be cultured for a long time. In addition, if the entire culture device 50 is formed of a calcium phosphate compound, the calcium phosphate compound is absorbed by the living body, so that the culture device 50 can be transplanted as it is. It can be done easily.
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。 When the culture instrument 50 is a synthetic biodegradable polymer of the material itself or having a synthetic biodegradable polymer layer on the instrument surface, the synthetic biodegradable polymer is Since the cell affinity is high, an extracellular matrix can be directly formed on the surface of the culture device 50. Therefore, culture using culture apparatus 50 Since cells are not contaminated or damaged, adherent cells such as can be cultured for a long time. In addition, if the entire culture device 50 is formed of a calcium phosphate compound, the synthetic biodegradable polymer is absorbed by the living body, so that the culture device 50 can be used as it is in the living body for regenerative medicine. In other words, since it can be transplanted as it is with the culture apparatus 50, the transplantation can be performed reliably and easily.
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。 In particular, if the synthetic biodegradable polymer is poly (L) acid or polyglycolic acid, the cell affinity between the culture device 50 and the cells is very high, so that the culture environment for adherent cells should be further improved. Can do. And since the affinity between the culture apparatus 50 and the cells is further increased, it becomes a powerful ability to culture a large amount of cells efficiently and at a low cost.
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 Further, as a culture instrument 50, a silicon-containing material, for example, glass gellite, a black body powder having a composition as shown in FIGS. 14 to 16 or natural ceramics is used. Also good. In this case, since it has the silicon power S calcification ability contained in blackbody powder, natural ceramics, etc., a limestone cocoon layer is formed on the surface of the culture device 50 by a calcium phosphate compound or the like. Then, the affinity force S between the culture device 50 and the cells is increased, and therefore, the cells cultured by the culture device 50 are not contaminated or damaged. Therefore, (11 ^ etc. adherent cells can be cultured for a long time
、 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。 Since the force τ 'can be ensured that the cells to be cultured adhere to the culture apparatus so, the force culturing the cells in a stable state for a long period of time can be achieved.
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。 Moreover, as shown in Fig. 14 to Fig. 17, blackbody powder, natural ceramics, zeolite, etc. have a wavelength in the range of about 833 to 1429 cm-1, that is, the far-infrared region in the vicinity of about 7 to 12. It has the characteristic of absorbing specifically. In other words, black body powder, natural ceramics, zeolite, and the like have a property of strongly emitting far-infrared rays of about 7 to 12 m, so that the culture device 50 emits far-infrared rays when the temperature rises. Then, since the far-infrared power is supplied from the culture instrument 50 to the cells attached to the surface of the culture instrument 50, an effect of promoting cell differentiation and proliferation can be obtained.
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。 Then, the surface of the culture apparatus 50 is coated with a mixture of glass, natural ceramics, zeolite or other powders such as those described above, or black body powder and an adhesive such as silica gel. The same effect can be obtained by forming a layer containing body powder, natural ceramics, etc., that is, a layer of a material containing silicon. Further, as the culture device 50, an artificial ceramic, for example, an artificial ceramic having a composition as shown in FIG. 18 may be used. Also in this case, the force of forming a limestone cocoon layer by the calcium phosphate compound or the like on the surface of the culture device 50 increases the affinity between the culture device 50 and the cells. Therefore, adherent cells such as Bigg that are not contaminated or damaged by the culture apparatus 50 can be cultured for a long period of time. Since the cells to be cultured can be reliably attached to the culture apparatus 50, the cells can be cultured in a stable state for a long period of time.
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。 Moreover, as shown in FIG. 18, the artificial ceramic has a characteristic of specifically absorbing the wavelength in the region of about 833 to 1429 cm-1, that is, about 7 to: the far infrared region of L 2 m. Yes. In other words, since artificial ceramics has a property of strongly emitting far-infrared rays in the vicinity of about 7 to 12, the culture instrument 50 emits far-infrared rays when the temperature power increases. Then, since the far infrared rays are supplied from the culture instrument 50 to the cells attached to the surface of the culture instrument 50, an effect of promoting the differentiation and proliferation of the cells can be obtained.
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。 The same effect can be obtained even if the artificial ceramic layer is formed by coating the surface of the culture apparatus 50 with a mixture of the above artificial ceramic powder and an adhesive such as silica gel. it can.
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。 Further, when the culture instrument 50 has a layer of a tissue-inducing material on the surface of the instrument, since the cell affinity between the tissue-inducing material such as the extracellular matrix and the cell is high, the culture environment of the adherent cell is reduced. In addition to improvement, it can be used directly in living bodies for regenerative medicine, and the cost of culturing cells can be reduced. In addition, not only the proliferation of cells is promoted by the effects of tissue-inducing materials, but also differentiation of undifferentiated mesenchymal cells into various tissues can be induced. Therefore, not only can culture be performed while maintaining the cell separation state, but also cells necessary for regenerative medicine can be easily supplied.
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。 Then, if desired adherent cells are seeded and cultured in the culture device 50 of the culture apparatus 1 of the present embodiment, the state of the culture solution that does not cause bubbles or fast convection in the culture tank 2 is obtained. Since the state can be maintained in a state suitable for culturing cells with almost uniform strength, and the culture medium can be changed while culturing cells, various adherent cells can be used for a very long time (weeks to months). But can also be cultured. Then, a small amount of adherent cells can be used for regenerative medicine. Since it is possible to produce a tissue with a size that can be used, it is possible to manufacture a large amount of man-made stringers and artificial strings required for regenerative medicine. Shiga can also take cells of the desired string from a person who needs to be transplanted and culture the cells)]! ^ To increase the compatibility with the living body. Can also prevent rejection.
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。 In addition, if undifferentiated cells such as stromal stem cells are used as the cells to be cultured, they can be differentiated into desired cells by adjusting the culture conditions. Thread II and others can be produced from readily available cells. An artificial tissue that can be applied to any stringer can be produced by growing undifferentiated cells while remaining undifferentiated.
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。 It is preferable to install the culture tank 2 in the following cell seeding means 60 because the seeding of the cells in the culture device 50 can be automated.
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。 The cells can be seeded on the culture device 50 by the above-described cell supply means 90. However, as the culture device 50, a plurality of circular tubes are arranged so that their axial directions coincide with each other and have a cross-section. When using the tubes formed so that they are arranged in the shape of circular tubes visually, the following cell seeding means 60 can be used to more reliably seed the cells in the culture device 50. Power S can be.
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。 As shown in FIG. 8 and FIG. 9, a culture instrument 50 is mounted in the culture tank 2 so that the central axis thereof coincides with the central axis of the culture tank 2.
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。 In the figure, reference numeral 61 denotes a base of the cell seeding means 60. On the upper surface of the base 61, there is provided an evening table 62 that can rotate on the upper surface of the base 61. The turntable 62 is a stand that supports the culture tank 2. For this reason, if the stand S supporting the culture tank 2 is placed on the turn tray 62, the culture tank 2 can be rotated about its axis.
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。 As shown in FIGS. 8 and 9, the base 61 is provided with a support frame 63, and the support frame 63 has a culture device provided in the vertical direction, that is, in the culture tank 2. A horizontal axis 64 4 extending in the radial direction of the culture tank 2 is provided so as to be movable in the axial direction of 50. The support frame 63 and the horizontal axis β4 are the moving parts referred to in the claims.
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。 The horizontal axis 64 is attached with 65 cell supply units. This cell supply The part 65 is a hollow member, and is provided with an injection part 65a force s to which a liquid containing cells to be cultured is supplied. On the other hand, a plurality of cylindrical seeding parts 65b extending in the axial direction of the culture device 50 are provided at the lower part of the cell supply part 65.
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。 The plurality of seeding parts 65b are all provided side by side in the same plane as the central axis of the culture device 50. The distance from the central axis of the culture tank 2 to each seeding part 65b is the central axis of the culture tank 2 and the multiple circular pipes located in the same plane among the multiple circular tubes of the culture device 50. It is arranged to be the same length as the distance to.
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。 In addition, the base 61 is provided with a tilting shaft 66 at a position eccentric to the central axis of the culture tank 2 so as to be able to protrude from the lower surface of the base 61.
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。 Next, the operation of seeding cells with the cell seeding means 60 will be described.
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。 FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state where the cell seeding means 60 is tilted. First, all the culture solution in the culture tank 2 is discharged, and then the lid 2 a of the culture tank 2 is removed.
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 ) 。 Next, when the horizontal axis 64 is lowered along the support frame 63, the seeding part 65b of the cell supply part 65 is inserted into each circular tube of the culture device 50. In this state, when the tilting shaft 6 6 protrudes from the lower surface of the base 6 1, the base 6 1 of the portion where the tilting shaft 6 6 is provided rises, and the culture tank 2 tilts together with the base 6 1 (FIG. 10). )
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。 When the liquid containing the cell force to be cultured is poured from the injection part 65a of the cell supply part 65, the liquid flows into the culture instrument 50 from the seeding part 65b through the cell supply part 65. Since two culture tanks are present, the liquid flows through the inner surface of the culture device 50, so that cells can be seeded on the inner surface of the culture device 50.
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。 Next, when the horizontal axis 64 is raised along the support frame 63, the cell supply unit 65 is detached from the culture instrument 50. After that, the turntable 62 is rotated so that the row of circular tubes is located in the same plane as the seeding part 65b. Then, when the horizontal axis 64 is lowered again along the support frame 63, it is inserted into each circular tube of the seeding part 65b force S culture instrument 50 of the cell supply part 65. Then, when the liquid containing the cell force to be cultured is poured from the injection part 65a of the cell supply part 65, it flows into the liquid force resuscitation device 50 from the seeding part 65b and reaches the inner surface of the culture tool 50. Flowing By repeating the above work, cells can be seeded on the inner surface of all the tubes, If the turntable 62 is rotated while liquid is flowing on the surface, the cells can be seeded on the entire inner surface of the circular tube of the culture device 50.
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。 Also, instead of the liquid containing the cells of the cells to be cultured, a stripping solution (trypsin EDTA) for stripping from the culture device 50 is injected into the injection unit 65b of the cell supply unit 65, and the culture device 5 from the seeding unit 65b. The cells can be detached from the culture device 50 by being suspended in the cell.
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。 If a recovery unit 67 for recovering the stripping solution is provided at the bottom of the culture tank 2 or the like, the cells detached from the culture device 50 can be recovered together with the stripping solution.
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。 That is, the cell seeding means 60 can be used as a cell recovery means, and in this case, the cell supply section 65 becomes the stripping solution supply section referred to in the claims.
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。 The cell seeding means 60 has a structure as shown in FIG. 11 to FIG. 13 and is close to and spaced from the lower end of the culture device 50 at the bottom of the culture vessel 2, and the lower end of the culture device 50 is If a bottom lid 68 8 that can be hermetically sealed or opened is provided, the exfoliation solution can be stored inside the culture device 50, so that it is possible to ensure cell detachment. In addition, the consumption of the stripping solution can be reduced.
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。 Furthermore, the culture tank 2 may be installed above the collector 62 of the cell seeding means 60 not only during seeding and collection but also when cells are being cultured. However, it may be installed on the cell seeding means 60 only when the cells are seeded and collected. As described above, when the culture apparatus 1 of the present embodiment is used, there is no generation of bubbles or fast convection in the culture tank 2, and the state of the culture solution is almost uniform and suitable for cell culture. In addition, since the culture medium can be exchanged while culturing the cells, various floating cells can be cultured for a very long period (several weeks to several months). As a result, it is possible to produce a large number of floating cells themselves, and various active ingredients produced in the process of floating cell growth can be collected. From these collected components, antibodies, vaccines, pharmaceuticals, etc. Can be manufactured.
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。 In particular, when the floating cells contain hematopoietic stem cells, the hematopoietic stem cells not only proliferate but also differentiate into various blood cells, and almost all cells contained in the blood, such as erythroblasts, are contained in the culture medium. Sphere, myeloblast, megakaryoblast, monoblast, lymphoblast differentiated erythrocyte erythrocyte, nucleated leukocyte neutrophil, eosinophil, basophil, platelet, monocyte Lymphocytes are produced. And if you continue to culture for a long time, The blood component power of S is produced.
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。 Then, by treating the ± nutrient solution, it is possible to extract a desired component, so that a blood product containing a desired component can be easily produced. In addition, since the culture apparatus 1 of the present embodiment can extract, exchange, and add a culture solution while continuing cell culture, the cells can be continuously collected while collecting blood cells and the like contained in the culture solution. Can also be cultured.
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。 In addition, hematopoietic stem cells can be ingested from people who need blood transfusions and blood products, and the stem cells can be cultured to produce blood and blood products for transfusion. Blood for transfusion and the like can be produced.
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。 In addition, if the floating cells include erythroblasts, myeloblasts, megakaryocytes, monoblasts, lymphoblasts, etc., erythrocytes that are blood cells, neutrophils that are nucleated leukocytes, eosinophils Furthermore, since it can produce halophilic salts, blood platelets, monocytes and lymphocytes, it can produce a mixed solution that can be used as a transfusion preparation.
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。 It is also possible to carry out a loose mixed culture in which suspended cells are cultured in a culture solution while culturing adherent cells with a culture device 50 provided in the two culture vessels. In this case, since the factor that activates the floating cell or promotes differentiation is produced and secreted from the adherent cell, the culture of the buoyant magnetic field can be promoted. In addition, since floating cells produce bioactive factors, the activity and differentiation of adherent cells can be promoted by the action of the bioactive factors. Therefore, since the culture of each cell can be promoted compared to the case where only floating cells or adherent cells are cultured, each cell can be cultured efficiently.
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。 For example, if hematopoietic stem cells are mixed and cultured in a culture solution while culturing bone marrow stromal stem cells using a culture device 50, factors that activate hematopoietic stem cells or promote differentiation from bone marrow stromal stem cells are produced and secreted. Therefore, hematopoietic stem cells are promoted to produce erythrocytes, nucleated leukocytes, neutrophils, eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes. In addition, the bioactive factor produced by hematopoietic stem cells promotes the separation of bone marrow stromal stem cells into osteoblasts, chondroblasts, fibroblasts, adipocytes and other cells. For this reason, it is possible to produce erythrocytes, etc., which are faster and more efficient and more active than culturing hematopoietic stem cells and bone marrow stromal stem cells alone, and efficiently differentiate osteoblasts etc. Can be guided. In addition, while culturing bone marrow stromal stem cells with culture apparatus 50, bone marrow containing blood blasts such as erythroblasts, myeloblasts, megakaryoblasts, monoblasts, and lymphoblasts in the culture medium. When tissue is mixed and cultured, bone marrow stromal stem cells activate erythroblasts, etc., and factors that promote differentiation are produced and secreted. From the myeloma, erythrocytes, nucleated leukocytes, neutrophils, Production of eosinophils, basophils, platelets, monocytes and lymphocytes is promoted. In addition, differentiation of stromal stem cells into osteoblasts, chondroblasts, fibroblasts, adipocytes and other cells is promoted by the action of physiologically active factors produced by erythroblasts and the like. For this reason, it is possible to produce erythrocytes, which are blood f¾ cells that are faster and more efficient and more active than culturing bone marrow tissue and bone marrow stromal stem cells alone, and efficiently differentiate osteoblasts and the like efficiently. Can be guided.
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。 Since the culture apparatus 1 of the present embodiment has the above-described configuration, it is possible to prevent the deterioration of the culture solution, which is a problem when mixed culture is performed.
【実施例】 【Example】
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。 Below, the Example which culture | cultivates a cell with the culture apparatus of this invention is described.
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。 In the following examples, when the volume of the culture tank is 10 L or less, the above-described means and devices (for example, a circulation means, a gas concentration adjusting means, etc.) are connected in an autoclave. Using a cultivated culture apparatus, sterilization was carried out at 121 degrees for 20 minutes.
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。 When housed in the autoclave, the electrical system portion of the pH meter or dissolved oxygen meter, which is the top sound of the culture apparatus, is removed because it is non-heat-resistant and moisture-resistant. In addition, each culture medium and gas injecting or discharging tube in the culture medium exchanging apparatus or sampling apparatus is accommodated in the autoclave while being covered with aluminum foil to prevent contamination.
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。 In addition, the culture medium circulation device, the gas saturation device, the temperature control device, the leakage prevention device, the culture solution exchange device, and the cell recovery device in the following examples are respectively the circulation means 10 and the culture solution adjustment means 20 described above. Corresponds to temperature control means 70, electromagnet 6, culture solution supply means, cell recovery means.
(実施例 1 ) (Example 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。 An example of producing cytokines by culturing transformed E. coli using the culture apparatus of the present invention will be described. In this example, the culture tank has a volume of 1 L. Are using.
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。 Further, as a comparative example, a comparison was made with the case where cytokines were produced by culturing E. coli transformed in a flask.
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。 The cytokine production was compared by comparing the turbidity of the cultures. The turbidity was compared using a Beckman absorptiometer (DU series 500, Beckman, Fuller ton, CA).
( 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 ) (1) First, after sterilizing the ± recharge apparatus in an autoclave, the culture solution (dried bouillon “Nissi” 05511, Usui Pharmaceutical Co., Ltd., Tokyo) is supplied to the culture apparatus, and then transformed into a specific one by transformation. E. coli that express cytokines was injected into the culture vessel. (Concentration OD 550 = 0. 032)
( 2 ) この状態で、 3時間連続で培養し、 OD55Q =0. 535 まで増殖させた。 (2) In this state, the cells were cultured continuously for 3 hours and grown to OD 55Q = 0.535 .
( 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 (3) As shown in Fig. 19 (A), the turbidity of the culture solution used in the culture apparatus of the present invention is about 3 times higher than that in the culture flask in 2 hours after the start of the culture. It became more than 4 times 2 hours after the start of culture. That is, in the culture apparatus of the present invention, it can be confirmed that Escherichia coli is cultured in a large amount and more efficiently than the flask culture even at the same time.
( 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。 (4) After growing to OD 550 = 0.535, induce protein expression at IPTG final concentration of 0.5 mM, induce the expression for 4 hours, and then collect bacteria in the collection device. Cain can be purified.
( 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。 (5) As described above, according to the culture apparatus of the present invention, E. coli can be cultured in large quantities and efficiently, and cytokines can be efficiently produced in large quantities. And can be clinically applied as a recombinant drug for various cytokines.
(実施例 2 ) (Example 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。 An example of culturing a gene-introduced yeast and producing a cytokine using the culture apparatus of the present invention will be described. In this example, a culture tank having a volume of 1 L is used.
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 In addition, as a comparative example, it was compared with the case where yeast transformed in a dish was cultured to produce a cypress force-in. The amount of yeast was compared by comparing the turbidity of the cultures. The turbidity was compared using a Beckman absorptiometer (DU series 500, Beckman, Fullerton, CA).
( 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 OD5M = 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。 (1) First, after sterilizing the culture apparatus in an autoclave, a culture solution (YPDBR OTH SIGMA-ALDRICH) is supplied to the culture apparatus, and then yeast that expresses a specific sycaine by transformation. (Concentration OD 5M = 2.130) was injected into the culture vessel. (Concentration OD 550 = 0.078) (2) In this state, the cells were cultured continuously for 2 days and grown to OD 550 = 1.784.
( 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。 (3) After 24 hours from the start of culture, the turbidity of the culture solution used in the culture device of the present invention was about 22 times that of the culture solution used for dish culture. As shown in Fig. 19 (B), when the total amount of yeast multiplied by the turbidity and the culture volume is compared, the total amount of yeast in the culture solution used in the culture apparatus of the present invention is 178.383. The total amount of yeast in the culture medium used for cultivation was about 95.5 times. That is, in the culture apparatus of the present invention, it can be confirmed that yeast is cultured in a large amount and efficiently compared to the dish culture.
( 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。 (4) After growing to OD 550 = 1.784, the bacteria can be recovered with a recovery device, so that the cytokine can be purified.
( 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。 (5) As described above, according to the culture apparatus of the present invention, yeast can be cultured in large quantities and efficiently, and cytokines can be produced in large quantities and efficiently. It can be formulated and clinically applied as a recombinant drug for various cytokines.
(実施例 3 ) (Example 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。 An example will be described in which a hyperpridoma cell is cultured using the culture apparatus of the present invention to produce an antibody that can be used as a pharmaceutical product. In this example, a culture tank having a volume of 100 L is used.
( 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。 (1) First, a cell carrier combined with a pure titanium tube was inserted into a culture tank, and the culture tank, circulation apparatus, and gas saturation apparatus of the culture apparatus were sterilized with an autoclave.
( 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。 (2) Then, 50,000 hybridoma cells producing antibodies that can be used as pharmaceuticals were suspended in 50,000 Zml, and 100 μΐ each was injected into a cell carrier tube using a cell seeding device. (3) As shown in Fig. 20 (A), it can be confirmed that the number of cells increases over time when the hyperidoma cells are continuously cultured. Then, as shown in FIG. 20 (B), it can be confirmed that the amount of antibody production increases dramatically as the number of hyperidoma cells increases.
(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。 (4) One week after culturing, the antibody can be obtained by removing the culture solution from the outlet and connecting it to an ultrafiltration device for filtration.
( 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。 (5) As described above, according to the culture apparatus of the present invention, a large amount of hybridoma cells can be cultured efficiently, and an antibody that can be used as a pharmaceutical can be efficiently produced in large quantities. The ability to formulate an antibody that can be used as a drug, and clinical application as various antibody drugs.
(実施例 4) (Example 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。 An example in which hematopoietic stem cells are cultured to produce platelets using the culture apparatus of the present invention will be described. In this example, a culture tank having a volume of 1 L is used.
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。 In addition, as a comparative example, a comparison was made with the case where hematopoietic stem cells were cultured in a dish to produce platelets.
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。 The production of platelets was compared with the number of platelets relative to the total amount of culture solution.
( 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。 (1) Sterilize the culture apparatus in an autoclave, remove the rabbit femur and blood, suck the bone marrow from the femur using a syringe, suspend it in MEM medium, mix with collagen gel, and use titanium as a cell carrier. It was built in the center of a culture tank sterilized on a mesh.
( 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。 (2) The culture solution is automatically poured into the culture tank until it is full, cultured while circulating with a circulation device, and after 1 week, the culture solution containing the cells is collected, and a density gradient using Ficoll is collected. The platelet fraction was obtained by centrifugation.
( 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。 (3) As shown in FIG. 21, it can be confirmed that the culture apparatus of the present invention can generate a much larger amount of platelets as compared with the case of culturing in a dish.
(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 (4) According to the culture device of the present invention, a large amount of platelets can be efficiently produced from a small amount of hematopoietic stem cells. Therefore, by formulating the platelets prepared according to this example, surgery and It can allow for other and autologous platelet transplantation as a treatment for thrombocytopenia. Industrial applicability
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。
According to the culture apparatus of the present invention, not only bacteria and floating cells, but also adherent cells that form tissues and organs can be cultured efficiently for a long period of time. The ability to produce large quantities of such products efficiently. In particular, since a large amount of blood cells can be cultured from a small amount of hematopoietic stem cells, a blood product for transfusion can also be produced. In addition, since a large amount of cells can be cultured, an antibody that can be used as a pharmaceutical product that produces cells can be efficiently produced in large quantities.