WO2005002651A1 - 生体組織への細胞注入方法および装置 - Google Patents

生体組織への細胞注入方法および装置 Download PDF

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vibration
injection
needle
cells
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Toshiya Fujisato
Akio Kishida
Soichiro Kitamura
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Japan As Represented By President Of National Cardiovascular Center
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/08—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing artificial tissue or for ex-vivo cultivation of tissue

Definitions

  • the present invention relates mainly to the field of regenerative medicine, ie, a medical technique for transplanting in place of a patient's own organ or tissue that does not function normally and restoring normal function, and more specifically, into a living body-derived tissue for transplantation. Methods and devices for injecting cells.
  • Tissues for transplantation have been prepared by removing cell components from human donors or animals, or by removing the cellular components from collected biological tissues, or by chemical treatment such as, for example, dartartaldehyde fixation, and widely used in clinical applications. I have. In that case, it is advantageous to inject the patient's autologous cells into the transplant explant, grow the cells in the explant, and implant it as a hybrid regenerated tissue. This is because not only can the patient avoid immune rejection of the transplanted tissue, but also promote self-organization of the transplanted tissue by the patient.
  • a transplantation tissue (piece) for producing a hybrid regenerated tissue is, for example, pulsating.
  • the needle In order to target the heart wall of a living animal or the wall of a blood vessel having a small wall thickness, even when using an injection device in which the needle vibrates slightly, the needle is accurately injected into a predetermined depth in the tissue by the vertical amplitude of the tissue surface. If the needle cannot penetrate or the tissue (piece) is too thin, and the needle slightly penetrates the tissue (piece) even if it is slightly deformed by the needle at the time of injection! was there. Disclosure of the invention
  • the method and apparatus for injecting cells of the present invention employs a tissue adsorbing means for adsorbing at least a part of a tissue surface having high elasticity, and then adsorbing the adsorbed tissue surface
  • the method is characterized in that cells are pierced from a needle given micro-vibration and cells are injected into a desired site in the tissue.
  • the method and apparatus for injecting cells according to the present invention enable precise injection of a solution containing cells by combining precision injection means.
  • the feature is that.
  • the method and apparatus for injecting cells of the present invention can be injected in combination with three-dimensional precision positioning means. It is characterized by the following.
  • cells can be injected into the tissue in the same manner as described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of the entire automatic injection device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows the entire configuration of the automatic injection device 1 of the present invention.
  • Automatic injection device 1 It is composed of a micro-vibration precision injection device 2 provided with a vibrating needle 200 capable of making small vibrations, and a three-dimensional precision positioning device 3 in which the micro-vibration precision injection device 2 is supported on a frame 11.
  • the micro-vibration precision injection device 2 adsorbs the surface of the sample (piece) 5 to vibrate the micro-vibration by the vibrator 202, and to surround the vibrating needle 200 and accurately penetrate the needle. And a sample piece adsorption housing 210 for the details, which will be described later with reference to FIG.
  • the three-dimensional precision positioning device 3 supports the micro-vibration precision injection device 2 on a frame 11, accurately positions the injection device 2 in an XY horizontal plane, and places the vibrating needle 200 in a container 4 It can be moved up and down precisely to penetrate a predetermined depth of the sample (piece) 5 inside.
  • the positioning device 3 can be used without particular limitation as long as it is a commercially available device. In the specific example 1 shown in FIG. 1, a commercially available three-dimensional positioning device is used. ,
  • the positioning device 3 supports the precision injection device 2, supports the Z-axis positioning device 30 for elevating and lowering the precision injection device 2, and supports the Z-axis positioning device 30, and mounts the device 30 in the XY horizontal plane.
  • X-Y plane positioning frame 31 for positioning inside, and X-Y positioning frame 31 are supported so that they can move horizontally, and a material fixing bed for fixing container 4 containing sample (piece) 5 32.
  • the tissue for transplantation (piece) 5 is housed in a container 4 in a wet state so as not to kill or contaminate the tissue.
  • the container 4 is a three-dimensional precision positioning device. 3 material is fixed on the fixed bed 32.
  • the container 4 can be fixed by any method suitable for the material or shape of the container.
  • the container 4 can be fixed by a mechanical fixing method using a jig (not shown). It is fixed on the door 32.
  • the positioning device 3 includes an XY plane positioning frame 31 and a Z-axis positioning device 30.
  • a control means (not shown) for controlling the movement of the tissue is built in. By setting the injection position and the injection depth in advance in the powerful control means, a desired portion of the transplantation tissue (piece) 5 can be obtained. A predetermined amount of cells can be injected into the cell.
  • an appropriate negative pressure for adsorbing the yarn 5 (piece) 5 is generated in the material adsorption chamber 211 (see FIG. 2), and the tip of the vibrating needle 200 is In order not to damage the adsorbed tissue (piece) 5, the adsorbed tissue (piece) 5 is arranged at a position flush or slightly retracted from the adsorbing housing lower surface 212.
  • the vibration needle 200 can be moved up and down independently of the suction housing 210 by the control means, and the control means lowers the vibration needle 200 based on the relative positional relationship with the suction housing 210. Therefore, for example, when the vibrating needle 200 protrudes 1 mm below the lower surface 212 of the suction housing, this becomes the injection depth of the vibrating needle 200 into the tissue (piece) 5.
  • the tissue (piece) 5 is sucked into the suction housing lower surface 212 through the suction hole 213 by the negative pressure generated in the suction chamber 211 and the needle 200 is minutely vibrated. It is important to penetrate the tissue (piece) 5 while giving
  • the tissue (piece) 5 is adsorbed to the suction housing 210, the surface position of the tissue (piece) 5 in the same phase as the suction housing lower surface 212 can be detected.
  • the injection depth of the vibrating needle 200 can be accurately determined based on the bottom surface 212 of the 210, that is, the surface of the tissue (piece) 5, and the micro vibration given to the needle 200 and the surface of the tissue (piece) 5 are adsorbed. Combined with an appropriate tension state caused by being attracted to the housing 210, the vibrating needle 200 can smoothly penetrate to a desired portion (depth) without deforming the surface of the tissue (piece) having high elasticity. Power.
  • the vibrating needle 200 is injected with a predetermined amount of a solution containing cells into the site by a precision injecting means (not shown) in liquid communication with the vibrating needle 200. I do.
  • the vibrating needle 200 is raised to be flush with or above the lower surface 212 of the suction housing to withdraw the cells (pieces) 5.
  • the negative pressure in the suction chamber 211 is returned to the atmospheric pressure or a positive pressure higher than that, and the tissue (piece) 5 is removed from the suction chamber 211. Then, the precision injection device 2 is raised by the Z-axis positioning device 30.
  • the three-dimensional precision positioning device 3 is configured such that the vibrating needle 200 first penetrates and injects the reference point on the X-Y plane into the control means, and the suction housing 210 sucks the tissue (piece) 5 by the method described above. Since the reference point on the Z axis (vertical axis), which is the position at which the injection is to be performed, is stored, the next preset injection position and injection depth are determined based on the reference point, and a predetermined amount is added to a desired site. The above method is repeated so as to inject the cells.
  • FIG. 2 shows a cross section of the sample adsorption housing 210 of the micro-vibration precision injection device 2 as viewed from the X—X direction force in FIG.
  • the precision injection device 2 includes a vibrating needle 200 that can be microvibrated by the vibrator 2, and a suction needle 200 that surrounds the vibrating needle 200 and adsorbs the surface of the sample (piece) 5 to accurately penetrate the needle.
  • the vibrating needle 200 is supported by the lifting flange 203 movably mounted in the suction housing 210 so that it can be moved up and down independently of the suction housing 210. .
  • the suction housing 210 is configured to be able to move up and down with the vertical movement of the main body of the Z-axis positioning device 30 by directly supporting the suction housing 210 on the main body of the Z-axis positioning device 30.
  • the vibrating needle 200 passing through the suction housing 210 is fitted to the vibrating needle 200 and is inseparably coupled to the vibrating needle guide rod 201 by supporting the raising / lowering means (not shown) built in the Z-axis positioning device 30 body.
  • the suction housing 210 can be raised and lowered independently of the suction housing 210.
  • the vibrating needle 200 is connected to a precise injecting means (not shown) in liquid communication to inject a predetermined amount of a solution containing cells into the tissue (piece) 5.
  • the precision injection means can be used without particular limitation as long as it is a commercially available one, and can be used by being incorporated in the micro-vibration precision injection apparatus 2 or connected outside the precision injection apparatus 2. You may.
  • the precision injection means is connected outside the precision injection device 2 via a cell suspension supply tube 205 which is in fluid communication with the vibrating needle 200.
  • the precision injection device When the precision injection device is externally connected in this way, the internal structure of the precision injection device 2 is simplified, maintenance is facilitated, failure factors are reduced, and the reliability of the device is improved. There are advantages.
  • a suction chamber 211 is formed, and an external positive pressure and negative pressure source (not shown) is generated in the suction chamber 211 so that a negative pressure or a positive pressure can be generated. And an intake / exhaust port 214 for connection to the
  • the positive pressure and negative pressure sources may be, for example, pumps or positive pressure tanks and negative pressure tanks in which a predetermined gas pressure is held in advance. Is connected to the positive and negative pressure sources via an intake / exhaust plug 215 and an intake / exhaust tube 216 that are in gas communication with the intake / exhaust port 214 to adsorb the sample (piece) 5 to the adsorption housing 210 Then, when a negative pressure is generated in the adsorption chamber 211 and the sample (piece) 5 is desorbed, a positive pressure equal to or higher than the atmospheric pressure is generated.
  • a suction hole 213 for sucking the sample (piece) 5 when a negative pressure is generated in the suction chamber 211 is provided at an appropriate position.
  • the bottom surface 212 of the suction housing 210 is provided with an X-Y horizontal plane so that the surface of the sample (piece) 5 adsorbed is a flat surface and the adsorption property of the sample (piece) 5 is improved. Has a flush shape.
  • sliding sleeves 217 and 218 for stabilizing the raising and lowering of the vibrating needle 200 and maintaining the airtightness of the suction chamber 211 are provided so as to be fixed thereto. Being done.
  • the vibrating needle 200 can move up and down inside the sleeve 217 at the lower part of the suction housing 210.
  • a vibrating needle guide rod 201 which is inseparably coupled with the vibrating needle 200, can be raised and lowered at the upper part of the suction housing 210, and the sleeve is kept airtight. Passed through 218.
  • the vibrating needle 200 has a lifting flange 2 attached to the suction chamber 211 so as to be movable up and down.
  • the lifting flange 202 is connected and fixed to the vibrating needle guide rod 201, and the guide rod
  • the vibrating needle 200 With the vibrating needle 200 supported. That is, the vibrating needle 200 can move up and down relatively independently of the suction housing 210. Therefore, the tip of the vibrating needle 200 is below or above the housing lower surface 212 with the suction housing lower surface 212 as a reference plane. In this case, the protruding length of the needle is controlled as the depth of injection or withdrawal into the tissue (piece) 5.
  • the flange surface of the lifting flange 203 is formed so that a pressure difference does not occur between the upper and lower surfaces of the lifting flange 203 even when a positive pressure or a negative pressure is generated in the suction chamber 211. It is preferable to use a gas communication structure.
  • vent holes 204 are appropriately provided on the flange surface in consideration of the strength of the lifting flange 203 and the pressure release property.
  • the vibrating needle 200 is provided with a vibrator
  • the vibrator 202 can be used without any particular limitation as long as it can give a minute vibration to the needle.
  • a device using ultrasonic vibration can be used for the vibrator 202 of the present invention.
  • suction pressure is used as a means for suction-fixing the tissue (piece) 5 in order to accurately penetrate the vibrating needle 200, but the suction-fixing means is used. Is not particularly limited to this embodiment.
  • a method of containing a tissue (piece) in a metal container and indirectly adsorbing and fixing the tissue (piece) using magnetism, or using an adhesive that does not adversely affect the tissue (piece) There are various ways to do this.
  • the porcine myocardial tissue which was allowed to stand still in the container 4, was placed at a depth of 2500 at an interval of 200 micrometers within a range of 1 X 1 cm square. 100 milliliters of the cell suspension (1 x 105 cells per milliliter) could be injected at the millimeter position.
  • the beating pig heart wall which is settled in the container 4, is positioned at a depth of 5 millimeters at 50 locations in a line at intervals of 200 micrometers. was able to inject 100 picoliters of cell suspension.

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Abstract

　生体組織へ細胞を注入するための方法は、組織吸着手段（２１０）へ吸着した組織（５）を微小振動する注入針（２００）で刺通し、該針を通って細胞浮遊液を組織内へ注入する。生体組織へ細胞を注入するための装置も提供される。

Description

明 細 書
生体組織への細胞注入方法および装置
技術分野
[0001] 本発明は、主として再生医療、すなわち正常に機能しない患者自身の器官や組織 に代って移植し、正常な機能を回復させる医療技術の分野に関し、詳しくは移植用 生体由来組織内へ細胞を注入するための方法および装置に関する。
背景技術
[0002] ヒトドナーまたは動物力も採取した生体組織力も細胞成分を取り去って、あるいはそ のまま、または例えばダルタルアルデヒド固定のような化学処理することによって移植 用組織片が作成され、広く臨床応用されている。その場合、移植用組織片に患者の 自家細胞を注入し、組織片内で細胞を増殖させ、ハイブリッド再生組織として移植す るのが有利である。これは移植した組織に対する患者の免疫拒絶反応を回避できる のみならず、患者による移植組織の自己組織ィ匕を促進するからである。
[0003] また、一般にこのようなハイブリッド再生組織を作成する場合、移植組織片への細 胞注入は、術者が自ら注射器等を用いて注入しなければならないが、前記組織片が 弾性に富んだ組織表面を有する場合が多ぐそのため組織表面に注射針を押し付 けて刺通しようとしても、その押し付け力によって組織表面が伸びてしま 、注射針を 上手く刺通できない。
[0004] したがって、このような弾性に富んだ組織片へ薬剤等を注入する方法や装置として 、針に超音波等による微振動を与えて刺通する注入方法や注射器具が、例えば特 開平 8— 322568号公報ゃ特開 2001-46500号公報に開示されている。
[0005] しカゝしながら、ハイブリッド再生組織を作成する場合には、移植細胞を含んだ溶液 をマイクロリットルのレベルで、そしてマイクロメートルレベルの位置精度をもって目標 部位に正確に注入しなければならず、また、その注入箇所も 1平方センチメートル当 り数千箇所にも及ぶため、熟細した術者が前記注射器等を用いても、所望のハイプリ ッド組織を作成することは事実上不可能であった。
[0006] さらに、ハイブリッド再生組織を作成するための移植用組織 (片）は、例えば拍動し ている動物の心臓壁や壁厚が薄い血管壁をも対象とするため、前記針が微振動する 注射器具を用いても、組織表面の上下振幅により組織内の所定の深さに正確に注 入することができなかったり、組織 (片）の厚みが薄すぎて、注入時の針によるわずか な変形でも微振動して 、る針が組織 (片)を貫通してしまうと!、つた問題があった。 発明の開示
[0007] 前記課題を解決するために、本発明の細胞を注入する方法および装置は、弾性に 富んだ組織表面の少なくとも一部を組織吸着手段により吸着させた後、吸着された 該組織表面を微小振動が与えられた針より刺通し、該組織内の所望の部位に細胞を 注入することを特徴とする。
[0008] また、組織内の所望の部位に細胞を所定量注入するために、本発明の細胞を注入 する方法および装置は、精密注入手段を組み合せて細胞を含む溶液を定量注入で きるようにして 、ることを特徴とする。
[0009] さらには、組織内の所望の部位に正確かつ自動的に細胞を注入するために、本発 明の細胞を注入する方法および装置は、 3次元精密位置決め手段と組み合せて注 入できるようにして ヽることを特徴とする。
[0010] このように、本発明の細胞を注入する方法および装置を使用すると、
(1)術中に細胞の供給が必要な部位へ注入することができる、 t 、つた患者生体へ の直接注入が可能となる。
(2)脳死、あるいは臓死ドナーからの移植用軟組織処理や、もしくはブタ、ゥシなど の異種動物力 の移植用軟組織処理が可能となる。
(3)移植用合成組織につ!、ても、上記と同様に組織内へ細胞注入ができる。
t 、つた効果が得られることを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の自動注入装置全体の斜視図である。
[図 2]図 1の線 X— Xに沿った断面図である。
発明の実施の形態
[0012] 以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
[0013] 図 1は、本発明の自動注入装置 1の全体構成を示している。自動注入装置 1は、微 小振動させることができる振動針 200を備えた微小振動精密注入装置 2と、微小振 動精密注入装置 2をフレーム 11上に支承した 3次元精密位置決め装置 3とから構成 される。
[0014] 微小振動精密注入装置 2は、振動子 202により微小振動させることができる振動針 200と、振動針 200を囲み針を正確に刺通させるために試料 (片） 5の表面を吸着す るための試料片吸着ハウジング 210より構成され、詳細は図 2を用いて後で説明され る。
[0015] 3次元精密位置決め装置 3は、フレーム 11上に前記微小振動精密注入装置 2を支 承し、注入装置 2を X— Y水平平面内に正確に位置決めするとともに、振動針 200を 容器 4内にある試料 (片） 5の所定の深さに刺通させるために精密に上下移動させる ことができる。
[0016] 位置決め装置 3は、一般に市販されているものであれば特に制限なく使用でき、図 1に示されて 、る具体例 1にお 、ては、市販の 3次元位置決め装置が使用されて 、る
[0017] 本位置決め装置 3は、精密注入装置 2を支承し、精密注入装置 2を昇降するための Z軸位置決め装置 30と、 Z軸位置決め装置 30を支承し、装置 30を X - Y水平平面内 に位置決めするための X— Y平面位置決めフレーム 31、および X— Y位置決めフレー ム 31を水平移動可能に支承するとともに、試料 (片） 5を内容した容器 4を固定するた めの材料固定ベッド 32とから構成される。
[0018] 次に、図 1を用いて移植用組織 (片） 5内部へ細胞を注入するための方法について 説明する。
[0019] 移植用組織 (片） 5は、組織が死滅又は汚染されないように湿潤状態を保持したま ま容器 4の中へ静置するように収容させ、その容器 4は、 3次元精密位置決め装置 3 の材料固定ベッド 32上に固定される。
[0020] 容器 4の固定は、容器の材料又は形状に適合したものなら何でもよぐ本位置決め 装置 3においては、治具（図示せず)を用いた機械的固定方法により容器 4を固定べ ッド 32上に固定している。
[0021] 位置決め装置 3には、 X— Y平面位置決めフレーム 31および Z軸位置決め装置 30 の動きを制御する制御手段（図示せず)が内蔵されており、力かる制御手段に注入位 置、注入深さを予め設定しておくことにより、移植用組織 (片） 5の所望の部位に所定 量の細胞を注入することができる。
[0022] 具体的には、位置決めフレーム 31上に支承された精密注入装置 2の振動針 200を 組織 (片） 5の上方へマニュアル操作により移動させた後、前記制御手段にその位置 が X— Y平面における基準点であることを記憶させる。その後、精密注入装置 2の試 料吸着ハウジング 210の下面 212 (図 2参照）が組織 (片） 5の上部表面と接触するよ うに、マニュアル操作によって精密注入装置 2全体をゆっくりと下降させ、組織 (片） 5 の上部表面が接触された位置力 ¾軸 (垂直軸）における基準点であることを前記制御 手段に記憶させる。
[0023] この時、材料吸着チャンバ一 211 (図 2参照）内には、糸且織 (片） 5を吸着するための 適当な負圧が発生させられており、かつ振動針 200の先端は、吸着された組織 (片） 5を傷付けることがないように、吸着ハンウジング下面 212より面一か又はわずかに引 つ込んだ位置に配置される。
[0024] 振動針 200は、吸着ハウジング 210とは独立して前記制御手段により昇降可能で あり、制御手段は、振動針 200を吸着ハウジング 210との相対的位置関係に基づい て下降させる。従って、例えば振動針 200が吸着ハウジング下面 212より下に 1ミリメ 一トル突き出た場合は、それが組織 (片） 5に対する振動針 200の注入深さとなる。
[0025] この時、組織 (片） 5が吸着チャンバ一 211内に発生させられた負圧により、吸着孔 213を通して吸着ハウジング下面 212にしつ力りと吸着させ、かつ、針 200に微小振 動を与えながら組織 (片） 5を刺通することが重要である。
[0026] なぜなら、組織 (片） 5を吸着ハウジング 210に吸着させることにより、吸着ハウジン グ下面 212と同一相となった組織 (片） 5の表面位置を検出することが可能となり、吸 着ハウジング 210の底面 212、すなわち、組織 (片） 5の表面を基準に振動針 200の 注入深さを正確に決定できること、および、針 200に与えられた微小振動と組織 (片） 5の表面が吸着ハウジング 210に吸着されることによる適度な緊張状態が相俟って、 弾性に富んだ組織 (片)表面を変形させることなく振動針 200が所望の部位 (深さ)ま でスムーズに刺通できる力 である。 [0027] 振動針 200は、振動針 200先端が所望の部位まで到達した後、振動針 200と液体 連通した精密注入手段（図示せず）により、前記部位へ細胞を含んだ溶液を所定量 注入する。
[0028] 細胞を注入後、振動針 200は細胞 (片） 5から引き抜くために吸着ハウジング下面 2 12より面一又は上へ上昇させられる。
[0029] さらに、振動針 200が引き抜かれた後、吸着チャンバ一 211内の負圧は大気圧又 はそれ以上の正圧にまで戻されて、組織 (片） 5を吸着チャンバ一 211から脱離し、そ して Z軸位置決め装置 30により精密注入装置 2が上昇させられる。
[0030] 3次元精密位置決め装置 3は、その制御手段に上述した方法により振動針 200が 最初に刺通、注入した X— Y平面における基準点、および吸着ハウジング 210が組織 (片） 5を吸着する位置である Z軸 (垂直軸）における基準点を記憶しているため、かか る基準点に基づいて次の予め設定された注入位置、注入深さを決定し、所望の部位 に所定量の細胞を注入するように上述の方法を繰り返し実行する。
[0031] 図 2は、図 1の中の X— X方向力 見た微小振動精密注入装置 2の試料吸着ハウジ ング 210の断面を示して!/、る。
[0032] 精密注入装置 2は、振動子 2により微小振動させることができる振動針 200と、振動 針 200を囲み針を正確に刺通させるために試料 (片） 5の表面を吸着するための試料 片吸着ハウジング 210より構成され、振動針 200は吸着ハウジング 210内に上下移 動可能に取り付けられた昇降フランジ 203に支承されているため、吸着ハウジング 21 0とは独立して昇降させることができる。
[0033] すなわち、吸着ハウジング 210は、直接 Z軸位置決め装置 30本体に支承させること により、 Z軸位置決め装置 30本体の上下動に伴って昇降させることができるように構 成されており、一方、吸着ハウジング 210内を通る振動針 200は、振動針 200と嵌め 合い不可分に結合された振動針案内ロッド 201を Z軸位置決め装置 30本体に内蔵 された昇降手段（図示せず）に支承させることにより、吸着ハウジング 210とは独立し て昇降させることができるように構成されて 、る。
[0034] また、振動針 200は、細胞を含む溶液を組織 (片） 5へ所定量注入するために、精 密注入手段（図示せず）に液体連通に接続される。 [0035] 精密注入手段は、一般に市販されているものであれば特に制限なく使用でき、また 、微小振動精密注入装置 2の中に組み込んで取り付けても、または精密注入装置 2 の外部で接続してもよい。
[0036] 図 1に示される具体例においては、精密注入手段は振動針 200と液体連通してい る細胞浮遊液供給チューブ 205を介して精密注入装置 2の外部で接続されている。
[0037] このように精密注入手段を外部接続した場合は、精密注入装置 2の内部構造が単 純化されてメンテナンスが容易となると共に、故障因子が減少し、装置の信頼性が向 上するといつたメリットがある。
[0038] また、注入すべき溶液の供給を自動注入装置 1の外部で独立して行なえるため、装 置の操作性も向上するというメリットもある。
[0039] 吸着ハウジング 210の内部には、吸着チャンバ一 211が形成され、かかる吸着チヤ ンバー 211には負圧または正圧を発生させることができるように、外部正圧および負 圧源（図示せず)と接続するための吸排気口 214が設けられて 、る。
[0040] 正圧および負圧源は、例えばポンプ又は予め所定の気体圧が保持された正圧タン クおよび負圧タンクのようなものであってよぐ図 2に示されている具体例においては、 吸排気口 214と気体連通している吸排気プラグ 215および吸排気チューブ 216を介 して前記正圧および負圧源に接続され、試料 (片） 5を吸着ハウジング 210に吸着さ せる場合には、吸着チャンバ一 211内に負圧を発生させ、試料 (片） 5を脱離させる 場合には、大気圧又はそれ以上の正圧を発生させる。
[0041] 吸着ハウジング 210の底部には、吸着チャンバ一 211内に負圧が発生させられた 場合に試料 (片） 5を吸着するための吸着孔 213が適当な位置に設けられている。ま た、吸着ハウジング 210の底面 212は、吸着された試料 (片） 5の表面が一定平面と なるように、また、試料 (片） 5の吸着性を向上させるために、 X— Y水平平面において 面一の形状を有している。
[0042] 吸着ハウジング 210の上部及び下部には、振動針 200の昇降を安定させ、かつ吸 着チャンバ一 211の気密性を保持するための滑りスリーブ 217及び 218がそれぞれ に固定されるように備え付けられて 、る。
[0043] 振動針 200は、吸着ハウジング 210の下部においてスリーブ 217の中を昇降自在 に、かつ気密性を保って通過させられ、また吸着ハウジング 210の上部においては、 振動針 200と嵌め合い不可分に結合された振動針案内ロッド 201が昇降自在に、か つ気密性を保ってスリーブ 218の中を通過させられている。
[0044] 振動針 200は、吸着チャンバ一 211内に昇降自在に取り付けられた昇降フランジ 2
03によって支承され、前記吸着チャンバ一 211内を垂直方向に所定の範囲だけ昇 降できるように位置決めされる。
[0045] また、昇降フランジ 202は振動針案内ロッド 201と接続固定され、力かる案内ロッド
201を Z軸位置決め装置 30本体に内蔵された昇降手段により上下動させることにより
、支承した振動針 200と共に昇降させられる。すなわち、振動針 200は、吸着ハウジ ング 210とは独立して相対的に昇降可能であり、従って、吸着ハウジング下面 212を 基準面として、振動針 200の先端がハウジング下面 212より下又は上にある場合の 針の突出長さを組織 (片） 5へ注入深さ又は引き込み深さとして制御される。
[0046] さらに、好ましくは昇降フランジ 203のフランジ面は、吸着チャンバ一 211内に正圧 又は負圧が発生させられた場合でも、昇降フランジ 203の上面及び下面で圧力差が 生じないように、気体連通構造とするのがよい。
[0047] なぜなら、昇降フランジ 203の上面及び下面の間で圧力差が生じると、昇降フラン ジ 203の昇降に支障をきたし、ひいては、振動針 200の垂直方向における位置制御 精度に悪影響を及ぼすことになるからである。
[0048] 図 2に示される具体例においては、昇降フランジ 203の強度と、圧抜き性を考慮し て、フランジ面にベント孔 204が適当に設けられて!/、る。
[0049] 振動針 200には、そのほぼ中間部に、針 200に微小振動を与えるために振動子 20
2が取り付けられている。
[0050] 振動子 202は、針に微小振動を与えることができるものであれば特に制限なく使用 でき、例えば、機械的振幅又は回転運動を利用したもの、電気的コイルの励起振動 を利用したもの、または超音波振動を利用したものなどが本発明の振動子 202に使 用できる。
[0051] このように、本発明においては、振動針 200を正確に刺通するために組織 (片） 5を 吸着固定するための手段として吸引圧を利用するが、前記吸着固定するための手段 としては特に本実施例に限定されるものでない。
[0052] 例えば、組織 (片)を金属容器の中に収容し、磁気を利用して間接的に組織 (片)を 吸着固定させる方法や、組織 (片）に悪影響を与えない粘着剤を利用する方法など が考えられる。
実施例 1
[0053] 本発明の自動注入方法および装置を用いると、容器 4の中に静置したブタ心筋組 織に、 1 X 1センチメートル四方の範囲に 200マイクロメートルの間隔で 2500箇所に 深さ 2ミリメートルの位置に 100ピコリットルの細胞浮遊液（1ミリリットル当り 1 X 105個 細胞）を注入することができた。
実施例 2
[0054] 本発明の自動注入方法および装置を用いると、容器 4の中に静置した拍動してい るブタ心臓壁に 200マイクロメートルの間隔で一列に 50箇所に深さ 5ミリメートルの位 置に 100ピコリットルの細胞浮遊液を注入することができた。

Claims

請求の範囲
[I] 弾性に富んだ組織表面の少なくとも一部を組織吸着手段により吸着させた後、微 小振動が与えられた針により吸着された該組織表面を刺通し、該組織内の所望の部 位に細胞を注入する方法。
[2] 該組織内の所望の部位に細胞を所定量注入するために、精密注入手段を用いて 定量注入する請求項 1に記載の注入方法。
[3] 該組織内の所望の部位に正確かつ自動的に細胞を注入するために、 3次元精密 位置決め手段を用いて位置決めする請求項 1又は 2いずれかに記載の注入方法。
[4] 該組織の吸着は、吸引圧を利用することにより吸着させることを特徴とする請求項 1 な！、し 31/、ずれかに記載の注入方法。
[5] 針に与える微小振動は、機械的振動、電気的コイル励起などによる振動、又は超 音波を含む物理的振動により発生させられた振動であることを特徴とする請求項 1な
V、し 41/、ずれかに記載の注入方法。
[6] 弾性に富んだ組織が、ヒト、動物又は植物などの生物由来組織である請求項 1ない し 51/ヽずれかに記載の注入方法。
[7] 弾性に富んだ組織表面の少なくとも一部を吸着するための組織吸着手段と、吸着 された該組織表面を刺通し、該組織内の所望の部位に細胞を注入するための微小 振動手段を備えた針部とからなる細胞注入装置。
[8] 該組織内の所望の部位に細胞を所定量注入するための精密注入手段を備えて ヽ ることを特徴とする請求項 7に記載の注入装置。
[9] 該組織内の所望の部位に正確かつ自動的に細胞を注入するための 3次元精密位 置決め手段を備えていることを特徴とする請求項 7又は 8いずれかに記載の注入装 置。
[10] 該組織吸着手段は、吸引圧を利用したものであることを特徴とする請求項 7ないし 9 いずれかに記載の注入装置。
[II] 該針部に備えられた微小振動手段は、機械的振動、電気的コイル励起などによる 振動、又は超音波を含む物理的振動により発生させたものであることを特徴とする請 求項 7な!ヽし 101ヽずれかに記載の注入装置。 [12] 弾性に富んだ該組織が、ヒト、動物又は植物などの生物由来組織である請求項 7な V、し 1 IV、ずれかに記載の注入装置。
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