WO2012098931A1 - 細胞培養処理システム及び細胞培養処理システムのモジュール接続方法 - Google Patents

細胞培養処理システム及び細胞培養処理システムのモジュール接続方法 Download PDF

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WO2012098931A1
WO2012098931A1 PCT/JP2012/050064 JP2012050064W WO2012098931A1 WO 2012098931 A1 WO2012098931 A1 WO 2012098931A1 JP 2012050064 W JP2012050064 W JP 2012050064W WO 2012098931 A1 WO2012098931 A1 WO 2012098931A1
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module
closed space
modules
cell culture
culture
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PCT/JP2012/050064
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French (fr)
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岡野　光夫
清水　達也
昌憲 和田
幸登 山崎
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学校法人東京女子医科大学
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    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
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    • 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
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
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    • 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
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M37/00—Means for sterilizing, maintaining sterile conditions or avoiding chemical or biological contamination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M41/48—Automatic or computerized control
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture treatment system for cells and the like that is optimal in the fields of medicine, biology, drug discovery, pharmacy, and the like.
  • the present invention relates to a cell culture treatment system for cells, tissues, organs, etc. (hereinafter referred to as cells) for regenerative medicine or biopharmaceutical production.
  • the process of culturing cells includes various processes. Although not particularly limited, for example, a step of separating cells from tissues collected from humans, a step of isolating target cells from the separated cells, a step of primary culture of cells, a step of amplification culture, Examples include subculturing, differentiation of cells into arbitrary cells, organization, and cell / tissue packaging. These steps may be appropriately selected according to the purpose of treatment, the cell type to be handled, etc., and are not particularly limited.
  • a myoblast cell sheet used for heart treatment a process of collecting muscle tissue from a patient, isolating myoblasts for primary culture, amplifying culture, a subculture, a monolayer cell A sheet is manufactured through a process of stacking.
  • a step of amplifying and culturing ES cells or iPS cells a step of differentiating into any cells such as myoblasts or cardiomyocytes, monolayer cells
  • the sheet is manufactured through a process of manufacturing a sheet and a process of stacking.
  • a step of collecting oral mucosa tissue a step of isolating cells from the tissue, and a step of producing a monolayer cell sheet.
  • An object of the cell culture treatment system of the present invention is to provide a system capable of treating various culture processes at low cost. It is another object of the present invention to provide a rational cell culture treatment system that can flexibly handle various cell / tissue culture processes according to the purpose of use.
  • a plurality of modules that can be connected to each other, a first closed space provided in the module, and a door that opens and closes an opening of the first closed space.
  • a depleting agent supply module for supplying a decontaminating agent, and supplying the decontaminating agent to the first closed space by the slow dyeing agent supplying module.
  • the cell culture treatment system of the present invention makes it easy to increase or decrease modules (also referred to as units) according to the type of culture process, throughput, and production volume (detaching modules from the system and connecting modules to the system).
  • the cell culture treatment system of the present invention can perform various cell culture treatments inside the first closed space.
  • the door is closed in order to maintain the environmental conditions (temperature, humidity, sterility, etc.) for performing the cell culture treatment.
  • the first closed space is shut off from the external atmosphere (outside the closed space).
  • a gate is used for the purpose of maintaining a wafer manufacturing condition at a predetermined temperature and a vacuum level during manufacturing of a semiconductor wafer. This is common in that the valve is closed to make the inside a closed space.
  • the cell culture treatment system of the present invention is different from the conventional system in the following points.
  • the cell culture processing system of the present invention can move the position by physically separating the module from the system.
  • the detached module can maintain the environment inside the first closed space by closing the door.
  • the inside of the first closed space is once decontaminated and sterilized by a door that allows the first closed space to be sealed and opened (decontamination / sterilization operation is stopped). After that, the first closed space can be closed or sealed by closing the door, and the decontamination / sterilization state can be maintained for a certain period.
  • the door (or lid) of one module to be connected and the door (or lid) of the other module are closely connected to each other. Some (or the lid) can be opened in the closed space at the same time so that both closed spaces can be connected.
  • the outside of the door touches the outside air and is different from the human-derived cell that is the subject of the cell culture treatment, Various bacteria are attached.
  • both doors of the module and connecting members of both modules are connected between the first closed space of one module to be connected and the first closed space of the other module. Then, a second closed space is formed so as to be hermetically sealed, and a module is connected after decontamination and sterilization by supplying a decontamination agent into the closed space.
  • a decontamination agent into the closed space.
  • cell culture can be performed even in a clean room (class 100,000 or less when not working) with a lower cleanliness than before.
  • a system can be installed. Even if an operator contaminates the outside of the module door, the cell culture system of the present invention connects the modules after decontamination and sterilization of the outside of the module door. Reduce pollution control measures.
  • the module control device that controls the module to execute a predetermined process according to a command
  • the module of the module connected via the connection member
  • an integrated control device that is electrically connected to the control device and controls the operation of each module.
  • the integrated control device communicates with the plurality of connected modules, recognizes the ID of the module, and issues an operation command corresponding to the ID to the module. Then, a series of processing steps of various culture processes are integrated by associating a plurality of connected modules, or various cell culture processes are executed separately.
  • the process when performing the cell culture treatment differs depending on the type of cells or the like, or the amount of cells produced as a result of the cell culture treatment varies depending on individual differences in human-derived cells or the like. Even in such a case, in the cell culture processing system of the present invention, additional modules can be additionally connected during the cell culture processing, specifically, the modules can be removed and the modules can be additionally connected. Further, during the cell culture treatment by the cell culture treatment system of the present invention, the cell culture treatment of another treatment step can be performed. In this case, it is possible to remove a module that has become unnecessary in the previous cell culture treatment step and to connect a module required in the next cell culture treatment step.
  • each module is provided with a unique ID that can be identified, and by reading the ID, the connection or disconnection of a plurality of modules can be recognized, and the measurement results of the operation log, communication log, and environmental information of each module It can also be configured such that it is transmitted as an electrical signal to the integrated control device together with the ID of the module as the information source and recorded in the storage unit. As a result, it is possible to accurately manage cells and the like that are specimens so as not to be mixed with other cells.
  • a transport robot is provided inside, and a transport module to which the modules are connected is provided.
  • the transfer robot moves the object to be transferred from the first closed space of one connected module to the first closed space of another module via the second closed space. To do.
  • This cell culture treatment system is equipped with a transfer module, so that plates and bottles containing cells, culture media, etc., and other materials necessary for cell culture treatment work can be placed inside the closed space inside the cell culture treatment system or others. Can be transported between the closed spaces. Thereby, various cell culture processing operations can be performed by integrally using a plurality of sterile closed spaces of the cell culture processing system.
  • the seal member that fills the gap between the joining members causes the decontamination agent to leak from the gap between the connection members to the outside, and during the cell culture treatment, It is possible to prevent contamination with other cells.
  • a slight gap between connecting members generated when connecting a plurality of modules can be filled with a sealing member.
  • a gas or the like (a gas or the like means a gas, a liquid, a gel, or the like) is injected into the seal member to expand the seal member, and the seal member and the connection member or another seal member Can be closed to fill the gap between the connecting members. Thereby, the inside of the second closed space can be reliably blocked from the outside air.
  • the step of connecting the plurality of modules via the connection member, and the second closed space formed by the plurality of connection members and the plurality of doors Supplying the decontaminating agent from the decontaminating agent supply module to decontaminate the inside of the second closed space; and opening the door to communicate the first closed space and the second closed space. And forming a one-piece aseptic closed space.
  • a door is provided by providing a seal member (a seal receiving member on the other side) on both or one of the connection member of one module and the connection member of another module. After decontamination and sterilization by decontaminating the region formed by the connecting member, a plurality of closed spaces can be communicated by opening the door. For this reason, it is possible to prevent contamination of bacteria, foreign matters, and other cells that adversely affect the cell culture treatment inside the closed space.
  • the cell culture processing system of the present invention can replace a module by disconnecting a module that is no longer necessary in the processing step and connecting another separately prepared module during the cell culture processing. .
  • a step of installing a plurality of the modules with a gap and a seal member provided in the plurality of modules are expanded so as to fill the gap. And connecting the plurality of modules, supplying the decontamination agent from the decontamination agent supply module to the second closed space formed by the plurality of connection members and the plurality of doors.
  • the hollow shape By injecting gas or the like into the inside of the sealing member (gas or the like means gas, liquid, gel, etc.), the sealing member swells to fill (seal) the gap between the connecting members.
  • gas or the like means gas, liquid, gel, etc.
  • the cell culture treatment system of the present invention can increase or decrease the number of treatment modules used in the system while performing reliable decontamination and sterilization. Thereby, the freedom degree of the combination of each processing module can be improved significantly, and there exists an advantage that it can respond to culture
  • FIG. 1 is a plan view showing a cell culture treatment system.
  • FIG. 2 is a plan view showing a cell culture processing system different from the embodiment of FIG.
  • FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the (conveyance) module 11 of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the transfer robot 22.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the door 25a.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation when two modules are connected.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the attaching / detaching means 16.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the connecting operation of the attaching / detaching means 16.
  • FIG. 9 is a control block diagram of the cell culture processing system.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a culture plate and the like.
  • FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of a (dispensing) module different from FIG. 3.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing the dispensing operation of the (dispensing) module 12.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing the drainage recovery operation of the (dispensing) module 12.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a module (cell sheet stacking module) 14 different from FIG.
  • a cell culture treatment system consisting of various modules used in various types of culture processes has been realized with the smallest floor-occupying area and reduced processing time.
  • FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the cell culture treatment system of the present invention.
  • 1a is one Example of a cell culture processing system.
  • Reference numeral 11 denotes a transfer module.
  • Reference numeral 12 denotes a dispensing module.
  • Reference numeral 13 denotes a constant temperature module.
  • Reference numeral 14 denotes a cell sheet laminated module.
  • Reference numeral 15 denotes a carry-in / out module such as a culture plate. Note that these modules 11 to 15 are examples, and modules having other functions may be used. Further, more modules may be connected.
  • the attachment / detachment means 16 is provided on the side surface of the hexagonal conveyance module 11 in the center of the drawing.
  • the attaching / detaching means 16 removably connects the transport module 11 and modules indicated by 12 to 15.
  • the transfer module 11 and the other modules 12 to 15 also referred to as processing devices
  • the decontamination / sterilization gas supply pipes 35a to 35c (decontamination / sterilization gas supply port 36) from the decontamination agent supply module 18 are also provided. Connected. Thereby, a decontamination agent can be supplied into each processing module, and decontamination and sterilization are possible in every corner of the cell stacking system 1a.
  • 35a is a sterilization gas supply pipe for directly supplying the decontamination agent from the decontamination agent supply module 18 to the transport module 11, and the pipe 35b is a decontamination agent from the decontamination agent supply module 18. This is a sterilization gas supply pipe on the module 18 side that supplies the other modules 12-15.
  • the pipe 35c is connected to the pipe 35b via a pipe (not shown) inside the transfer module 11.
  • the pipe 35c is a sterilization gas supply pipe on the module 12-15 side for supplying the decontamination agent from the decontamination agent supply module 18 to the other modules 12-15.
  • the decontaminating agent supply piping 35 is not limited to piping to another module via a conveyance module like a present Example. As another embodiment, the pipe may be directly connected from the decontamination supply module.
  • each module is provided with a closed space such as a housing, and a clean atmosphere (class 1000 or less, preferably class 100 or less) having a fan filter module at the top of the housing may be used.
  • the fan filter module includes a fan that blows normal air or the like inside the casing, and a filter that prevents dust, viruses, or the like contained in the ventilation from being brought into the casing.
  • the fan and the filter are provided in close proximity as an integral module. In addition, you may provide so that it may become the position which separated them via the ventilation pipe between the fan and the filter.
  • the cell culture treatment system 1a can connect modules via the attaching / detaching means 16, the number of modules can be increased or decreased. For this reason, the combination of each module can be changed so that it can respond to culture
  • the uses include storage of cell suspension, cell seeding on culture plates, medium exchange, stacking of cell sheets, shipping of stacked cell tissues, and the like.
  • the decontamination agent supply module 18 shown in the present embodiment includes a liquid supply unit that supplies a hydrogen peroxide solution, a vaporization unit that vaporizes the hydrogen peroxide solution, a gas supply unit that supplies a gas to each module, A gas pipe that connects between the module and the gas supply means, a pipe that collects exhaust gas from each module, and an exhaust pipe that exhausts the collected gas after detoxification through the catalyst.
  • the hydrogen peroxide gas generated by the decontamination agent supply module 18 can flow into the first closed space and the second closed space (described later) of each module. This makes it possible to kill bacteria, human-derived cells, and the like that are present inside the first closed space 23 (including actuators, sensors, container exteriors, and the like provided in a module such as a transfer module).
  • the type of decontamination agent supplied from the decontamination agent supply module 18 is not particularly limited.
  • hydrogen peroxide as in this embodiment may be used, but peracetic acid, formaldehyde, ozone, chlorine dioxide, or the like may be used. In particular, what supplies these as a decontamination agent made into vapor
  • the cell culture processing system of the present invention may be used to perform cell culture processing operations on cells derived from one or more patients simultaneously. Even if cells are derived from the same patient, a plurality of types of cells having different culture processes may be handled in parallel. An example in which a cell culture processing operation is performed on cells derived from a plurality of patients simultaneously in parallel using the cell culture processing system of the present invention will be described below.
  • a plurality of human-derived or the same human-derived cells can be subjected to different or same-type cell culture treatments simultaneously. Furthermore, in the case where another human-derived cell is being cultured, if the cell culture treatment has already been performed and the cell culture is performed in the thermostat module, the cell culture state is maintained while maintaining the cell culture condition.
  • the module can be detached from the cell culture treatment system and another thermostat module can be connected. Modules that require a long process may be temporarily disconnected from the cell culture system until the process is completed, and the same type of module is connected separately to minimize the waiting time of the entire system. it can.
  • the cell culture treatment system shown in FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
  • This cell culture processing system 1b connects various processing modules to the outer periphery of the transfer module 11a.
  • a delivery module 17 is provided on the left side of the transport module 11 a via an attaching / detaching means 16.
  • Another transfer module 11 b is connected to the left side of the delivery module 17 via the attaching / detaching means 16.
  • the delivery module 17 refers to a module that includes, for example, a mounting table such as a culture plate, a decontamination agent supply port 36 that supplies decontamination gas and a sterilization gas, and the like inside the housing.
  • the enclosure is provided with a door (door) capable of sealing and opening an opening for transferring a culture plate or the like.
  • a plurality of modules having the same function can be combined. Since the cell culture treatment system 1b can be operated by a single module in parallel or can be operated (controlled) by a single module in parallel, high-throughput and efficient production can be achieved.
  • the cell culture treatment systems 1a and 1b can be configured by combining various modules according to the process of culturing cells and tissues.
  • Each module is equipped with commands for operating actuators such as motors, fans, valves, cylinders, Peltier, and heaters.
  • Each module is equipped with electrical signals such as signals from environmental monitors (various sensors, such as temperature sensors, optical sensors, gas concentration meters, hygrometers, particle counters, position measuring instruments, and weight meters), measurement information, and operation logs.
  • a module control unit for transmitting, receiving, and recording a target signal.
  • Each module performs predetermined various processing functions based on various processing procedures stored in advance in the module control device or based on control commands from an integrated control device described later.
  • the cell culture processing systems 1a and 1b coordinate the operation between modules, and the measurement results (operation log and environment log) including the ID information and environmental information of the module that executed the culture processing process, and the cell tissue
  • an integrated control device capable of storing and managing information associated with sample information such as. Recognizing the ID even when another module is disconnected from one module and another module is connected by transmitting and receiving electrical signals from the module controller of each module to the integrated controller in association with the module ID information.
  • the integrated control apparatus can recognize which module has exchanged electrical signals. As a result, it is possible to deal with various culture processes, labor-saving and efficient production of cells and tissues, and manufacturing costs can be reduced.
  • the conventional large system is an integrated system equipped with all functions necessary for the culture process. Unlike the system of the present invention, the conventional system cannot be separated for each module. For this reason, in the conventional system, it is difficult to interrupt the processing of cells derived from other patients while processing the cells derived from one patient. The reason is that in a conventional system, when one module is operating for a long time, the other modules cannot be used, and the time for occupying the system becomes long.
  • modules can be attached and detached as necessary. For this reason, in the system of the present invention, it is possible to prevent the operating module from occupying the system by leaving the module operating for a long time from the system.
  • the module when there is a module that requires long-term culture in a series of processing steps, the module can be temporarily detached from the system and moved to another location. The module can continue culturing at another location. If necessary, the module can be connected to the system again after completion of the culture to continue with other processes. As a result, the system can be used for other culture processes while the module is detached and cultured independently. Thereby, in this system, this system can be efficiently operated by the system operation which considered each module occupation time.
  • the system of the present invention is effective in a medical field where a processing schedule is different for each patient or a quick response to a failure of a module is required.
  • the cell culture processing system of the present invention includes a module control device having a function of managing a culture processing procedure of a cell tissue and a communication means for transmitting a measurement result of the progress of culture and culture environment.
  • This module control device can instruct each module to execute a culture process, and can organize and store data. According to this system, it becomes possible to produce cells and the like in accordance with GMP (Good Manufacturing Practice: Preparation and quality standards for pharmaceutical preparations).
  • FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a transfer module 11 which is a kind of module of the present invention.
  • Reference numeral 21 is a base that is hexagonal when viewed in plan, and 22 is a transfer robot provided at the upper center of the base 21.
  • Reference numeral 23 denotes a housing that is configured to shield the SCARA-type transport robot 22 from the external atmosphere (consisting of a housing side wall 23a and a housing ceiling 23b).
  • Reference numeral 24 denotes an opening for carrying in / out the object to be conveyed between the outside of the housing 23 and the inside of the housing.
  • 25a and 25b are doors for sealing and releasing the opening 24.
  • Reference numeral 16 denotes attachment / detachment means for attaching / detaching the transfer module 11 attached to the side surface of the base and the dispensing module 12, which is another module.
  • the transport module 11 can be coupled or detached while maintaining hermeticity and sterility.
  • the modules By connecting the modules in a sealed state while maintaining sterility, it is possible to prevent the cells inside the module from being contaminated with germs or other cells. For this reason, in this system, the safety
  • it in order to minimize the amount of dust inside the module, it may be configured to include a fan filter module (air purification module) 28 using a HEPA filter 27 or the like.
  • the fan 29 at the upper part of the ceiling 23b of the transport module 11 is provided with a decontamination supply pipe 35b (decontamination agent supply port 36) from the decontamination agent supply module (decontamination agent supply module) 18, and a housing.
  • a decontaminant exhaust recovery pipe 37 (decontamination agent supply port 38) for exhausting and collecting decontamination / sterilization gas from the inside of the housing and sending it to the decontamination agent supply module can be provided.
  • Decontamination and sterilization are performed in order to kill bacteria and cells attached to the outer surface of the sealed container introduced into the inside of the closed space of the module or from the outside of the closed space.
  • Various decontamination means for supplying hydrogen peroxide vapor, ozone and the like can be considered for the decontaminating agent supply module.
  • effective and safe can be secured, and a decontamination / sterilization validation can be established.
  • the housing 23 has an internal space in a range slightly larger than the operating range of the SCARA type transfer robot 22.
  • a range surrounded by the casing 23 constitutes the first closed space V1 (the same applies to the other modules 12 to 15).
  • the operating range means that when the arm of the SCARA-type transfer robot 22 is folded and horizontally turned to the minimum turning radius as shown in FIG. 3, the SCARA-type transfer robot 22 interferes with peripheral devices and the like. This refers to the range (occupied space) of the space that can be operated without any problems.
  • the internal space shape of the housing is a cylindrical shape.
  • the inner space is a hemispherical shape. Thereby, the volume of the internal space of the housing can be minimized.
  • a gas supply port and an exhaust port for supplying decontamination gas into the housing are provided at the top of the housing.
  • ⁇ Use a material that is less deteriorated by a decontamination agent such as hydrogen peroxide gas as the material inside the housing, and perform appropriate coking at the joint of the member to maintain a predetermined sealing degree.
  • a decontamination agent such as hydrogen peroxide gas
  • the metal inside the casing is stainless steel
  • the movable part and the caulking material are silicone rubber.
  • the cell culture treatment system of the present invention has a closed space with a minimum size. It is not a large-sized one that workers enter like a clean room used in the semiconductor and food manufacturing fields. For this reason, the decontamination / sterilization time can be shortened, the sterility can be easily maintained, and the production can be performed at low cost. In addition, since combinations can be made as necessary, the entire system combining a plurality of modules is inexpensive. Therefore, the cost of cells and tissues to be produced can be reduced.
  • the SCARA type transport robot 22 can minimize the internal volume of the housing 23 when the operating range is minimized. For this reason, when supplying gas for decontamination, a predetermined decontamination / sterilization concentration can be reached in a short time by supplying a minimum amount of gas.
  • first closed space V1 if the internal volume of the first closed space V1 is large, gas does not flow inside the first closed space V1. Further, if the structure of the first closed space V1 is complicated, there are places where decontamination cannot be achieved. Such a problem can also be prevented by reducing its volume to a simple shape.
  • the SCARA-type transfer robot 22 has a robot base 41 fixed to the base 21. On the upper part of the robot base 41, an elevating means 43 for elevating the SCARA type transfer robot 22 is provided.
  • the elevating means 43 is capable of linear movement in the Z direction in the figure (not shown) by rotating the ball screw shaft by the operation of a motor.
  • a swiveling means 45 is provided above the lifting means 43. The turning means 45 turns the SCARA-type transfer robot 22 around the vertical direction (in the ⁇ direction).
  • the first arm 46 is rotatably provided on the upper part of the turning means 45.
  • a second arm 47 is provided at the upper end of the first arm 46.
  • an end effector 48 is provided on the second arm 47 to place a culture plate, which is a transported object, on the top.
  • the SCARA-type transfer robot 22 can move the culture plate or the like on the end effector 48 linearly or in a curved manner by the first arm 46, the second arm 47, and the end effector 48 operating in synchronization. Note that the various actuators provided in the SCARA-type transfer robot 22 are operated based on electrical signals from the control device 50 (indicated by a thick frame in the figure).
  • the SCARA type transport robot 22 transports a microplate, a bottle, a disposable chip of a dispensing module (consumable supplies supplied to various modules) or the like inside the decontamination / sterilization atmosphere covered with the housing 23. Can do.
  • the rotation part of the SCARA type transfer robot 22 is provided with an O-ring such as a fluorine resin or a seal member that can withstand the decontamination agent. This prevents the decontamination gas from flowing into the SCARA-type transfer robot 22 and corroding the internal members.
  • an O-ring such as a fluorine resin or a seal member that can withstand the decontamination agent. This prevents the decontamination gas from flowing into the SCARA-type transfer robot 22 and corroding the internal members.
  • a resin bellows seal 44 is attached between the periphery of the robot base 41 of the SCARA-type transfer robot 22 and the periphery of the movable member of the elevating means 43. For this reason, even when the SCARA-type transfer robot 22 is moved up and down, gas for decontamination and sterilization is prevented from flowing into the SCARA-type transfer robot 22 and corroding the internal members.
  • an industrial articulated robot, a slider robot, or the like may be used as a transfer means.
  • FIG. 5 includes a driving means 55 and a door member 56.
  • the driving means 55 is an air cylinder, and can open and close the door 56 by moving up and down.
  • a bellows seal 57 is attached to the movable part of the driving means 55. This prevents the decontamination agent from flowing into the door driving means and corroding the internal member.
  • FIG. 5A shows that the door member 56 is lowered by the operation of the door driving means 55, and the inside V1 (side shown as 23in) and the outside V2 (side shown as 23out) of the first closed space V1 through the opening 24. Indicates a state of communication.
  • FIG. 5B shows a state where the door member 56 is similarly raised and the opening 24 is closed, and the inside of the first closed space V1 is sealed.
  • a silicone seal 58 is attached to the door member 56, the first closed space V1 (periphery of the opening 24), and the contact portion (on the door side or the housing side).
  • This silicone seal is tube-shaped. By injecting compressed gas into the tube, the space between the bulging housing and the door member 56 is sealed. In addition to this embodiment, the seal may be crushed and sealed by pressing by opening and closing the door.
  • the door 25b shown in FIG. 3 is a revolving door having a rotation axis parallel to the wall surface 23a of the first closed space V1.
  • a silicone seal is attached to the door member 56, the first closed space V1 (periphery of the opening 24), and the contact portion (on the door side or the housing side).
  • it can be set as the structure which rotates a door by attaching a motor or a cylinder, and a link member to a rotating shaft.
  • sealing can be performed by crushing the silicone seal evenly between the door and the wall surface inside the housing by rotational force.
  • Fluorine-based resin material O-rings or fluorine-based V seals are used at the rotational drive location, so that gas for decontamination and sterilization flows into the inside of the rotating means and the internal members corrode. Is preventing.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a state when a module and another module are connected.
  • 23a is a wall surface 23a of the first closed space V1 of the module.
  • the right side of the door 56 in the drawing (region indicated by ⁇ S in the drawing) is the inside of the housing, and the left side (region indicated by U in the drawing) is outside the first closed space V ⁇ b> 1 of the transfer module 11.
  • a region on the right side of the door member 56a of another module (region indicated by ⁇ T in the drawing) is outside the first closed space V1.
  • the region V2 (the region of V2 is referred to as a second closed space) is a module different from the module.
  • the openings 24 and 24a of the module different from the module communicate with each other, it is an area that becomes the inside of the closed space.
  • FIG. 6A shows a state before a module (referred to as a first module) is connected to another module (referred to as a second module).
  • 6B shows a state in which the second module (the module on the left side in the figure) is moved from the state shown in FIG. 6A to the right side in the figure until the position immediately before the seal member 58c and the seal receiver 58b come into contact with each other. Is shown.
  • the inside has a tube shape, and a gas is injected into the tube to inflate it so that the seal receiver 58b and the seal member 58c are brought into contact with each other.
  • the gas is extracted from the sealing member 58d that is inflated by injecting the gas into the interior, and the door member 56a and the sealing member are spaced apart from each other.
  • the gas is extracted from the sealing member 58a which is inflated by injecting gas into the interior, and the door member 56 and the sealing member are spaced apart from each other.
  • the first module and the second module region V communicate with each other.
  • Reference numeral 66 denotes a pipe connector for supplying a decontamination agent from the decontamination agent supply module via a pipe.
  • 67 is a pipe connector that collects exhaust of the decontamination / sterilization gas exhausted from the inside of the first closed space V1 of the module.
  • the decontamination / sterilization gas exhaust recovery port is piped to the decontamination supply module.
  • the attaching / detaching means 16 operates the key driving means 62 to advance the key member 62 in the direction of the arrow shown in FIG. 7A, and then moves the key member 62 (in the rotational direction shown in FIG. 7B). ) After that, the first module and the second module are connected by retreating the key member 62 in the direction of the arrow shown in FIG. 7C.
  • the positioning pin 61 is fitted to a positioning pin guide member (a member having a recess and a hole slightly larger than the outer shape of the positioning pin) attached at a position corresponding to the positioning pin of the second module to be connected.
  • the sensor 64 that protrudes from the wall surface detects that the module is connected, and transmits an electrical signal indicating the detection to the control device or the integrated management processing module.
  • the connector 65 of the communication line is also connected by module connection (in the case of connection by wireless LAN, connected by receiving an electrical signal from the sensor 64, etc.), the second module control unit 2 By sending an electrical signal to the integrated control device, the integrated control device can recognize which ID of the second processing module connected to the first module. Furthermore, the pipe connectors 66 and 67 are also connected by this module connection, and the decontamination agent can be supplied to the second module through the first module.
  • the sensor 64 detects that a module connection is to be made, and starts the pull-in operation. Thereby, it can be set as the structure which supports attachment / detachment.
  • the pull-in operation will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8A shows a state where the attaching / detaching means 16 of the first module and the attaching / detaching means receiver 16a of the second module are separated and not connected.
  • FIG. 8B shows a state where the sensor 64 and the sensor receiver 64a are in contact with each other when the second module is moved to the right side in the drawing. The distal end of the positioning pin 61 is inserted into the recess of the positioning pin receiver 61a.
  • the attaching / detaching means 16 is provided between the base 21 of the plurality of modules, and the mechanism can exert its function regardless of which side it is provided.
  • a block member having a recess on the upper surface of the member is provided on the floor, and positioning can be performed by inserting a pin from above, so that the connector can be connected and disconnected by attaching / detaching operation. It may be an attaching / detaching means attached with the connector facing in the direction.
  • the modules 11 to 15 are connected to the module control devices 50 and 71a to c through wiring, respectively.
  • various actuators can be operated in response to electrical signals from the module control devices 50 and 71a to 71c.
  • the decontaminating agent supply module and each module are connected, and the decontaminating agent is supplied to each module via a pipe.
  • the actuator or the decontaminating agent supply module can be operated by receiving the electric signals from the control devices 50 and 71a to 71c directly or indirectly.
  • it is connected to the compression pump module and the vacuum pump module via piping.
  • the actuator or the compression pump module and the vacuum pump module can be operated by directly or indirectly receiving the electrical signals from the control devices 50 and 71a to 71c.
  • power is supplied because it is connected to the power supply means via wiring.
  • the attachment / detachment means 16 is supplied and exhausted with a connector 65 of wiring for transmitting and receiving electrical signals from the control devices 50 and 71a to 71c and a decontamination / sterilization gas from the decontamination agent supply module 18. It is also possible to have a configuration including a connector 66 for the pipe to be connected and a power connector (65). By arranging the connector 65 at a position corresponding to each connector 65 of the second module to be connected, the connection is made when the modules are connected. Thus, an electrical signal or the like from the control devices 50 and 71a to 71c can be transmitted and received.
  • the second module may include a vacuum pump, a compressor, a battery, an electric signal receiver using a wireless LAN, and a module control device separately from the first module.
  • a vacuum pump By connecting to the first closed space V1 of the first module, power is turned on to the module control devices 50, 71a to c, or a communication start signal is transmitted to and received from the integrated control device 70. It is good also as a structure which operate
  • the module refers to a transport module, a carry-in / out module, an isolated primary culture module, a subculture module, a tube connection robot, an automatic warehouse module, a transport lane module, a cell seeding module, a medium dispensing module, and a cell sheet stack.
  • Modules, measurement modules, carry-in / out modules such as plates, and decontamination / sterilization gas supply modules.
  • the transfer module 11 which is a type of module, blocks the base, the robot that transports the culture plate and the like provided on the base, and the movable atmosphere of the robot from outside air (covers the side and ceiling of the module and decontaminates the module). -Prevents sterilization from filling the inside of the gas and preventing it from leaking to the outside), a door that opens and closes the opening for transferring culture plates and the like outside and inside the body, and the inside of the first closed space V1 It can be set as the structure provided with the decontaminant supply module which supplies a dye, and an attachment or detachment means. As another configuration, a moving unit may be provided at the lower part of the module.
  • the base and the first closed space V1 that covers the side and the ceiling of the module in the upper part of the base and prevents the decontamination / sterilization from filling the inside of the gas and leaking to the outside are formed.
  • An opening for delivering the culture plate and the like inside and outside the first closed space V1, a door capable of opening and closing the opening, and moving means such as a roller or a car at the bottom of the base It is good also as a structure provided.
  • the loading / unloading module includes a door for loading / unloading equipment, and cells, culture solution, medicine, culture dish and centrifuge tube necessary for culture are introduced into the loading / unloading module from this door.
  • the loading / unloading module is equipped with an operation glove made of an elastomer material that allows the operator to move, open, and open the equipment from the outside of the loading / unloading module. It can be moved and installed manually near the culture processing module using a glove. Instead of the operator, the movement may be performed using a belt conveyor or a robot.
  • the isolated primary culture module includes a subdivision module for subdividing a tissue piece. In addition to tissue pieces, centrifuge tubes, petri dishes, culture solutions, etc. are introduced. Although the means of subdivision is not limited, a method of minimizing damage to cells is taken. Moreover, the cell separation module for taking out a cell is provided. The cell separation module decomposes the extracellular tissue of the fragmented tissue pieces with an enzyme, rotates (while decomposing), and isolates the cells. Furthermore, the target cell can be taken out by utilizing the difference in cell adhesion, cell size and the like.
  • the isolated primary culture module includes a mixer as a subdivision module for subdividing the cell debris, and a moving means 8 (for example, a separator) that puts the cell debris from a container (for example, a bottle or a plate) containing the cell debris into the mixer. It is possible to adopt a configuration provided with a pouring means, a single pipetter or the like.
  • the primary culture module includes a constant temperature module capable of maintaining an appropriate gas concentration, in which cells are grown in a culture solution under an appropriate environment until the number of cells that can be subcultured is reached.
  • the isolated primary culture module has a means for taking out the subdivided cell pieces from the mixer, a medium supply means for supplying the medium to the subdivided cell pieces, and a constant temperature shake that operates while shaking the cells at 37 ° C. It can be set as the structure provided with a means or the like.
  • tissue subdivision module, cell separation module, and primary culture extracted from the living body are combined to form an isolated primary culture processing module.
  • the subdivision processing module, cell separation processing module, primary culture module, The culture processing module and each may be separate modules.
  • the subculture module is a module that further increases the number of cells after the primary culture to proliferate to the number of cells sufficient for treatment.
  • the cells are cultured in a closed closed container. By culturing a large amount of cells, it becomes a large module, so it is not directly connected to the culture processing system, but a cell suspension made of a closed closed container and an isolated primary culture processing module is connected by connecting tubes. Then, it is transported to a closed closed container in the primary culture processing module.
  • the modules may be connected to each other and transferred by a transfer robot. If necessary, a plurality of the same modules may be connected and cultured.
  • the constant temperature module provided in the subculture module, the culture medium can be periodically exchanged and proliferated in an appropriate environment.
  • the dispensing module uniformly and accurately seeds a predetermined number of temperature-sustained cell suspensions on a predetermined number of temperature-responsive culture dishes, removes the culture medium from the culture dish as necessary, and supplies a predetermined amount of fresh medium. It is a module to add.
  • the cell suspension transported by the tube from the subculture module is stored in the layer processing module and is then seeded in a plurality of temperature-responsive culture dishes, or is not stored via the storage module. Seeded in multiple dishes. Cells in the seeded suspension adhere uniformly to the temperature-responsive culture dish.
  • the dispensing module of the present invention has a turntable on which a plurality of culture plates and the like can be placed, a liquid supply means that has a dispensing nozzle to supply liquid, and a drainage recovery nozzle that collects drainage. Drainage recovery means, nozzle drive means for allowing the dispensing nozzle and drainage nozzle to move in a plane, and nozzle lifting / lowering drive means for enabling the dispensing nozzle and the drainage recovery nozzle to move separately in the height direction; And a weight measuring means for measuring the weight of the culture plate and the like from below the turntable, and an elevating means for the weight measuring means.
  • This dispensing module is characterized in that the weight of the culture plate or the like is measured by raising the weight measurement means through the opening of the turntable before and after supplying the liquid to the culture plate.
  • This dispensing module can dispense a plurality of plates continuously with good dispensing accuracy.
  • the speed of the dispensing work can be increased.
  • the accuracy of dispensing and aspiration can be easily managed.
  • storing the weight data for each plate is an effective means for showing the validity of the medium supply and medium suction operations.
  • the cell sheet stacking module is a module that creates a new tissue for transplantation having a very high cell density by stacking a plurality of sheet-like cell sheets.
  • the thin sheet-like cells formed on the cell adhesion surface of the temperature-responsive culture dish are separated from the dish by changing (decreasing) the temperature. Therefore, the temperature of the culture dish is lowered by a cooler (Peltier) or the like to take out a cell sheet, and a plurality of the sheets are overlapped by a robot or an actuator.
  • the stacked cell sheets are integrated into a new tissue with a very high cell density.
  • the cell sheet stacking module is responsible for a process of stacking a plurality of cell sheets through cell seeding, cell sheeting, and cell sheet peeling to create a transplantable new tissue.
  • the cell sheet laminated module includes a housing that forms a first closed space V1 in which the inside of the module is sealed to make a decontamination / sterilization gas atmosphere, and an opening of the first closed space V1 that carries in and out a culture plate and the like. And a door for closing (opening / closing) the inside of the apparatus.
  • the cell sheet stacking module includes a turntable on which a plurality of culture plates and the like can be placed, a base member that can move up and down, and a base member that can swing within a vertical plane.
  • a pressing member that presses the cell sheet between the holding part and the culture plate by the lifting and lowering operation of the base member on the other side with the holding member holding the cell sheet via gelatin on one side with the arm and the center axis of swinging Pressing force measuring means for measuring.
  • the cell sheet stacking module includes a turntable on which a plurality of culture plates and the like can be placed, a base member that can be moved up and down, an arm that is swingable in a vertical plane with respect to the base member, and a central axis of swinging.
  • a holding member that holds the cell sheet on one side via gelatin, and a pressing force measuring unit that measures the pressure pressing the cell sheet between the holding unit and the culture plate by the lifting and lowering operation of the base member on the other side It is characterized by providing.
  • This cell sheet laminating apparatus can continuously laminate a plurality of plates. Place the culture plate with the cell sheet on the turntable, and measure the pressing force that presses the cell sheet between the holding member and the culture plate quickly by the holder of the cell stacking device in order. The pressure can be stacked constant. This apparatus facilitates uniform cell sheet lamination. Furthermore, storing the pressing force data for each cell sheet is an effective means for showing the validity of the layering operation.
  • the constant temperature module (incubator) is used to appropriately maintain gas concentration, temperature, and humidity for growing cells and storing new tissues until transplantation.
  • ⁇ Tube connection module> The tube connecting robot moves a cell suspension or the like in a closed space to a closed space of another processing module.
  • this tube connection module the tube between one processing module and the other module can be connected or disconnected. According to this module, sterility and hermeticity are maintained even when the socket (connection portion or connection connector) is connected or disconnected.
  • This module can be used when the suspension is transported between processing modules by a tube.
  • the automatic warehouse module stores the culture fluid (medium), growth factors, drugs, cells, containers, etc. necessary for the cells and tissues to be cultured, and automatically issues them according to the cells to be cultured.
  • the processing module is supplied to each processing module from the equipment loading door portion.
  • the transportation lane module is a guide for guiding to a predetermined place in order to connect the closed space of each module and the tube of the tube connection module.
  • This guide is made of metallic tape, rails, guide posts, or the like. Such a module can be used when a tube is automatically connected.
  • modules include 3D module processing modules that form 3D new tissue using 3D scaffolds, various bioreactors, modules that apply stress, strain such as pressure, tension and compression, packaging for transportation In some cases, a packaging module or the like is added.
  • FIG. 9 is a control block diagram of the cell culture processing system.
  • the integrated control apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.
  • the module of this embodiment includes a control device that transmits and receives electrical signals to and from other modules.
  • the control device can transmit and receive electrical signals to and from the integrated control device.
  • the integrated controller coordinates the operation of each module (operates by sending and receiving electrical commands to individual processing modules according to the program), or records the progress of culture and changes in environmental conditions, and manages the database (Collect and manage information from the control device of each processing module).
  • the integrated control device outputs an electrical signal of the data to an external printer, computer, or storage device in response to a user request.
  • the integrated control device includes a communication means for sharing data with each processing module and exchanging signals. Even if the communication means is RS23C iEEE, or wired or wireless, it is sufficient to solve the security problem. Furthermore, an input module is provided for inputting the culture condition setting, cell or patient ID, etc., and instructing to start operation, culture status, database browsing, and the like. Furthermore, a display module that displays culture condition settings, cell or patient ID, culture status, and the like is provided.
  • the integrated control device may be separated into CPU 70a and RAM 70c that are control devices, and a storage unit 70b that is a database management module that records the progress of culture and changes in environmental conditions and manages the database.
  • the integrated control device 70 determines whether or not work is possible depending on the combination of modules.
  • the CPU 70a reads the processing program stored in the storage unit 203, develops it in the RAM 70c, and executes it, thereby controlling the entire cell culture processing system 1.
  • the RAM 70c expands the processing program executed by the CPU 70a in the program storage area in the RAM 70c, and stores the input data and the processing result generated when the processing program is executed in the data storage area.
  • the storage unit 70b has, for example, a recording medium (not shown) in which programs, data, and the like are stored in advance, and the recording medium is configured by a semiconductor memory or the like. Further, the storage unit 70b is processed by the CPU 70a executing various processing programs such as the cell culture processing program 70d and various data for realizing the function of controlling the entire cell culture processing system 1 (1a, 1b) and the execution of these programs. Data is stored.
  • a recording medium not shown
  • the recording medium is configured by a semiconductor memory or the like.
  • the storage unit 70b is processed by the CPU 70a executing various processing programs such as the cell culture processing program 70d and various data for realizing the function of controlling the entire cell culture processing system 1 (1a, 1b) and the execution of these programs. Data is stored.
  • the cell culture processing program 70d causes the CPU 70a to realize a function of culturing a cell or the like to be processed based on an operation command to each combined module, environment information of each module, and information on presence / absence of decontamination work. It is a program.
  • the module may include a power storage device, a control device, various actuators (heaters, motors, cylinders), an input module, a display module, a compressor, a decontamination agent supply module, and the like.
  • Reference numeral 50 denotes a control device for the transport module 11.
  • 71 a is a control device of the dispensing module 12.
  • 71 b is a control device for the thermostatic module 13.
  • 71 c is a control device for the cell sheet stacking module 14.
  • Reference numeral 71d denotes a control device for the carry-in / out module 15 such as a culture plate.
  • the integrated control device 70 has an input module for setting culture conditions, inputting information on cells to be cultured, etc., and instructing to start a culture process, and a display module for displaying information on culture conditions, cells, operating conditions, etc. And communication means for receiving an instruction signal in response to information from each module and transmitting data sent from each module to the storage unit, and a control device for controlling each module.
  • Each module can be operated independently. Further, the integrated control device 70 can perform communication between the respective modules and cooperate with the cell culture treatment process to perform automatic operation. Each module and the integrated control device 70 communicate with each other by a run cable, a wireless LAN, or other communication means. Data such as operation process progress information, culture environment data, and culture process pass / fail judgment is sent from each module to the integrated control device 70. Each module is instructed to start a decontamination / sterilization process or a cell culture treatment process from the integrated controller.
  • the storage unit 70b includes an input module for inputting instructions such as data retrieval and storage destination, a database management module for organizing sent data and creating a database, a display module for displaying instruction contents and results, and another storage of data. It is electrically connected to an output module that outputs data to a device or a printer.
  • a tissue removed from a living body is introduced into a closed space, subdivided, decomposed with an enzyme, and cells are separated and isolated.
  • the isolated cells are subjected to primary culture, amplification culture, and organization to form a transplantable cell suspension or a new tissue that is maintained in a sterile state.
  • Cell suspensions and new tissue are examined, packaged, shipped and cultured.
  • Various data (such as information from the environmental monitor) in these processes is transmitted to and stored (saved) in the storage unit 70b of the integrated control device 70 or a separate storage device.
  • A1 The operator inputs the ID and password using the input module.
  • the integrated controller receives an electrical signal from the input module.
  • the integrated control device distinguishes possible operation contents depending on the authority of the operator.
  • an authorized operator inputs necessary items such as a patient ID and culture conditions from the input module.
  • the operator can select an appropriate driving procedure program from various driving procedure programs incorporated in the integrated control apparatus.
  • Each module used for operation transmits a signal indicating that preparation for operation is completed to the integrated control device.
  • the integrated control device confirms an operation preparation completion signal from each module involved in the operation. A4. When the confirmation is completed, the integrated control device issues a command to connect the first closed spaces V1 of the modules to each module. A5. The controller of the connected module checks with a sensor or the like that the connection has been made securely. A6. When it is confirmed that the connection is surely completed, a message is transmitted from the module control device to the integrated control device. A7. The integrated control device issues an instruction to start the decontamination process to the decontamination agent supply module. A8. The decontamination agent supply module executes decontamination of the first closed space V1 and the second closed space V2. A9. When the decontamination is completed, a decontamination completion signal is transmitted from the decontamination agent supply module to the integrated control device.
  • the decontamination status (decontaminated or not decontaminated) of each module is stored in the integrated controller together with the module ID.
  • the integrated control device that has received the signal of completion of decontamination / sterilization gives an operation instruction by a program to the module that operates first.
  • the module that receives the operation command operates with the instructed program.
  • the operating module periodically sends data of predetermined items such as operation time, environmental data, and checkpoint confirmation results to the integrated control device. These data may be stored in each module.
  • the integrated control apparatus stores the sent data in a database. A11. When it is detected that a failure or abnormality has occurred during operation of the module, this data is transmitted to the integrated control device. Depending on this content, the restoration work is automatically performed inside the module.
  • the data (contents, time, etc.) is transmitted to the integrated control device.
  • the integrated control device stores abnormal data and repair data in a database.
  • the integrated control device issues a separation command when the modules need to be separated, and sends a separation command when the modules need to be combined.
  • the operation of each of the following modules is repeated from A2 to A14.
  • A16. When all the processing is completed, various data sent from each module is stored as a series of data for each sample, and is output to another storage device or printer as necessary.
  • the culture plate or the like of the present invention includes the culture plate shown in FIG. 10A, the reagent bottle 81, the reagent bottle bracket 82, and the sheet cell holding member plate of the cell sheet stacking module shown in FIG. .
  • a guide member 82a is attached to the reagent bottle bracket 82 so that the reagent bottle 81 can be conveyed in an upright state in the reagent bottle bracket 82 for conveying the reagent bottle 81.
  • a module (dispensing module) 12 shown in FIG. 11 includes a turntable 93 on which a plurality of culture plates and the like 80 can be placed, a liquid supply means that has a dispensing nozzle 91 and supplies liquid, and a drainage recovery nozzle 92.
  • a drainage collecting means for collecting the drainage a nozzle driving means for allowing the dispensing nozzle 91 and the drainage collecting nozzle 92 to move within a plane, and the dispensing nozzle 91 and the drainage collecting nozzle 92 separately.
  • Nozzle raising / lowering driving means (not shown) that can move in the height direction, weight measuring means 97 for lifting the culture plate 80 from below the rotary table 93 and measuring the weight, and lifting means 95 for the weight measuring means. And measuring the weight of the culture plate 80 and the like by raising the weight measuring means through the opening 24 (not shown) of the turntable before and after supplying the liquid.
  • the turntable 93 has an opening 93b below the place where the culture plate 80 is placed so that the culture plate 80 and the like can be placed by the transfer robot 22 (not shown).
  • a plurality of culture plates 80 can be placed on the turntable 93.
  • a lid opening / closing means for opening and closing the lid of the culture plate 80 is disposed around the turntable 93.
  • the transfer robot 22 can scoop up the culture plate 80 from the turntable by inserting the end effector 48 below the culture plate 80 and moving up. As a result, the transfer robot 22 can smoothly transfer the culture plate 80 without dropping or tilting the culture plate 80 during transfer.
  • the culture plate 80 can be rotated and moved to the vicinity of the dispensing nozzle 91 (double solution recovery nozzle 92) (in the ⁇ direction in the figure) by the operation of the turntable. Further, the dispensing nozzle 91 is movable in the Z1, X1, and Y1 directions in the drawing, and the drainage recovery nozzle 92 is movable in the Z2, X1, and Y1 directions.
  • Each of the driving means is provided at the lower part of the base 21 and is sealed by a bellows seal 96. For this reason, the risk of corrosion or deterioration due to the decontamination / sterilization gas can be reduced in the driving means.
  • FIG. 12A shows a state where the culture plate 80 is placed on the turntable 93. 12 (B), the rotating shaft 93a of the turntable 93 is rotated 180 degrees from the state of FIG. 12 (A), and the weight measuring means 95 below the turntable 93 is lifted and placed on the measurement table 97.
  • FIG. 12C shows a state where the culture plate 80 is placed (weight measurement is performed).
  • FIG. 12C shows a state where the weight measuring means 95 is lowered from the state of FIG. Show.
  • FIG. 12D shows a state in which, after the dispensing operation, the dispensing nozzle 91 is lifted and then the weight measuring means 95 is lifted to perform weight measurement. Thereafter, an operation command and weight measurement are performed by the control device 71a, and an operation log and weight measurement data are transmitted and received together with the module ID to the integrated control device.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing the drainage collecting operation of the module (dispensing module) 12.
  • FIG. 13A shows a state in which a culture plate 80 that requires replacement of the culture medium is placed on a turntable 93.
  • FIG. 13B shows a state where the plate is tilted by raising the plate tilting means 94 and lifting the bottom of one side of the culture plate 80.
  • FIG. 13C shows a state where the waste liquid is recovered by lowering the waste liquid recovery nozzle 92. Thereafter, an operation command is issued by the control device 71a, and an operation log and various data are transmitted / received together with the module ID to the integrated control device.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the cell sheet laminated module 14.
  • Reference numeral 100 denotes a holding member that holds the cell sheet.
  • the holding member 100 is detachably provided at the lower end of the tip of the arm 101.
  • a gel-like material is applied to the portion of the holding member 100 that contacts the cell sheet.
  • the gel-like material is, for example, gelatin. Thereby, a cell sheet can be stuck and lifted.
  • the arm 100 is attached to the upper part of the base member (in the shape of a quadrangular prism) so as to be swingable within a vertical plane.
  • a holding member 100 is provided on the left side in the drawing with the swinging rotation shaft 102 of the arm interposed therebetween, and a pressing force measuring means 103 for measuring the pressing force (weight) is provided on the right side in the drawing.
  • the lower part of the base member 105 is sealed with a bellows seal 104.
  • drive means (not shown) for allowing the base member 105 to move in the X2 direction and Y2 direction in the horizontal plane, and a lift drive means for moving the base member up and down.
  • the pressing force measuring means 103 In order to measure the pressing force by the pressing force measuring means 103, it can be measured by lowering the base member 105 by the operation of the elevating means and pressing the holding part against the cell sheet in the culture plate 80. At that time, the holding member 100 (power point) attached to the tip of the arm 101 swings about the swinging rotation shaft (fulcrum) and presses the pressure measuring means 103 (working point).
  • the pressing force measuring means 103 is, for example, a load cell.
  • the result information measured by the pressing force measuring means 103 is transmitted and received as an electrical signal via the control device 71c (not shown) of the cell sheet stacking module 14 or directly to the integrated control device 70.
  • stacking module 14 can form a uniform cell layer by performing operation control (feedback control etc.) so that pressing force may become fixed based on a measurement result.
  • the turntable 106 is a turntable on which a plurality of culture plates 80 and the like can be placed.
  • the turntable 106 includes a rotation shaft 106a.
  • the rotating shaft 106a is sealed with an O-ring or the like, and can be driven to rotate at the lower part of the base 21 by the operation of the rotation driving means.
  • This system can be installed and used in existing limited spaces, such as hospitals, and even in such locations, it meets GMP (Good Manufacturing Practice).
  • Cells and tissues for treatment can be prepared. It also contributes to the creation of a cell and tissue culture business that installs multiple systems and undertakes and cultures the tissues brought in from each hospital.

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Abstract

再生医療分野等において細胞・組織の培養処理を行う細胞培養処理システムであって、システム外部からのウィルス及び培養処理対象以外のヒト由来の細胞等が閉鎖空間の内部への侵入することを防止することで無菌性を保つとともに、モジュールの閉鎖空間を密閉性保って、多種多様な細胞培養処理工程に応じて、複数のモジュールを連結または離脱させることにより複数の培養処理モジュールを組み合わせて細胞培養処理を行うことができる細胞培養処理システムを提供する。

Description

細胞培養処理システム及び細胞培養処理システムのモジュール接続方法
　本発明は、医学、生物学、創薬、薬学等の分野において最適な細胞等の細胞培養処理システムに関するものである。特に、再生医療または、バイオ医薬生産のための細胞、組織、臓器等（以下、細胞等という。）の細胞培養処理システムに関するものである。
　近年、ヒトや動物の細胞を用いて、失われた、または機能低下を起こした細胞等を修復する再生医療へ期待が高まっている。また、体性細胞、体性幹細胞の増殖や組織化の研究開発が進展している。更にES細胞の研究やiPS細胞を作成、増殖する技術開発が進展している。これら治療に用いられる細胞等を体外で培養し、さらに組織化するには、安全性の向上や高品質化、ハイスループット化、トータル製造コスト低減等の問題を解決した細胞培養処理システムが望まれている。
　しかし、再生医療のように、ヒトや動物の体内に移植して治療を行うには、細胞の増殖や細胞の分化あるいは組織化を有効に効率的に行わなければならない。その上で、ヒトや動物の体内に移植して治療するのであるから、安全性の確保が重要となる。この安全性を確保するには２つの条件を要する。一つ目は、細胞等が取り扱われる環境下において、雰囲気内への異物、粉塵の侵入を防ぐとともに、雑菌の侵入を防ぎ無菌性を維持することが必要である。二つ目としては、特に患者本人の細胞を培養(自家培養)する場合、他の人の細胞等や他種の細胞等、患者本人の細胞等（自家培養の細胞等）以外の細胞等やその細胞由来のウィルス、バクテリアなどが混入することを予防し、混入した菌、細胞培養処理対象以外の細胞等は排除しなければならない。
　従来、安全性の確保のため室内全体を清浄雰囲気にする大型設備のクリーンルーム内にて培養等の作業が行われている。このクリーンルームは、設備費や維持費が非常に高く高価な設備である。このため、培養処理を行う細胞等のコストも大幅に上昇することになる。
　細胞培養処理は、手作業による培養と同様に自動化システムにおいても、遂行した作業手順や作業内容を記録し、保存しなければならない。自動化システムにおいてはこれらの作業を手作業で行う場合より効率的かつ正確に行うことが望まれている。
　細胞を培養する工程には様々な工程が含まれる。特に限定するものではないが、例えば、ヒト等から採取した組織からの細胞の分離する工程、分離した細胞から目的の細胞を単離する工程、細胞を初代培養する工程、増幅培養する工程、継代培養する工程、細胞を任意の細胞へ分化させる工程、組織化する工程、細胞・組織の包装する工程などが挙げられる。これらの工程は治療目的や取り扱う細胞種等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されない。心臓治療に利用されている筋芽細胞シートを作製する場合、患者から筋組織を採取し、筋芽細胞を単離して初代培養する工程、増幅培養する工程、継代培養する工程、単層細胞シートを作製して積層化する工程を経て作製する。ES細胞又はiPS細胞等を利用して心臓治療用細胞シート作製する場合、ES細胞又はiPS細胞等を増幅培養する工程、筋芽細胞又は心筋細胞等、任意の細胞へ分化させる工程、単層細胞シートを作製する工程、積層化する工程を経て作製する。角膜治療用細胞シートを作製する場合、口腔粘膜組織を採取する工程、組織から細胞を単離する工程、単層細胞シートを作製する工程を経て作製する。これらの細胞等培養工程は、培養の目的に応じて上記工程などを組み合わせることができる。そのため、細胞等培養には、上記工程の一部を選択的に行う場合、それらの工程の順序が入れ替えて行う場合、工程の一部または全部を繰り返す場合等がある。また、各工程を遂行するのに要する時間は、工程によって差異を生ずる。
特開2008-054690 特開2004-350640 特開2011-4613
　従来の細胞培養処理システムは、多様な細胞培養プロセスが実施できるようにするために大型で複雑化している。このため、従来のシステムでは、設備のコストが非常に高くなるという問題があった。
　本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものである。本発明の細胞培養処理システムは、多種多様な培養プロセスを低コストで処理できるシステムを提供することを目的とする。また使用目的に応じて多種の細胞・組織等の培養プロセスに柔軟に対応できる合理的な細胞培養処理システムを提供することを目的とする。
　本発明の細胞培養処理システムの態様によれば、相互に接続することができる複数のモジュールと、前記モジュールに設ける第１の閉鎖空間と、前記第１の閉鎖空間の有する開口部を開閉する扉と、前記開口部の周縁部に設ける接続部材と、除染剤を供給する除染剤供給モジュールと、を備えて、前記徐染剤供給モジュールにより前記第１の閉鎖空間に除染剤を供給すると共に、接続する一方の前記モジュールの前記接続部材及び前記扉と他方の前記モジュールの前記接続部材と前記扉により形成される第２の閉鎖空間に除染剤を供給し、接続した複数の前記モジュールを無菌状態に保った一体的な閉鎖空間にすることを特徴とする。
　本発明の細胞培養処理システムは、培養プロセスの種類やスループット、生産量に応じてモジュール（ユニットともいう。）を増減（システムからモジュール離脱及びシステムにモジュールを接続）することが容易となる。
　本発明の細胞培養処理システムは、第１の閉鎖空間内部で各種細胞培養処理を行うことができる。このとき、扉は、細胞培養処理を行う環境条件（温度、湿度、無菌など）を保つために閉じられている。これにより、第１の閉鎖空間は外部雰囲気（閉鎖空間の外側）からは遮断されて閉鎖された状態となる。他分野、たとえば半導体製造システムで使用される閉鎖空間を備える従来のシステムと比較すると、半導体ウェーハ製造時に処理チャンバ内を所定の温度や真空度にしてウェーハ製造可能な条件に保つ目的で扉（ゲートバルブ）を閉じて内部を閉鎖空間とする点においては共通する。
　しかしながら、本発明の細胞培養処理システムは、以下の点で従来システムと異なる。本発明の細胞培養処理システムは、システムからモジュールを物理的に切り離して、位置を移動することができる。離脱したモジュールは、その扉を閉じておくことで第１の閉鎖空間内部の環境を維持できる。本発明の細胞培養処理システムでは、第１の閉鎖空間内を密閉・開放可能にする扉により第１の閉鎖空間の内部を一旦除染・除菌した（除染・除菌動作を停止した）後は、扉を閉じて第１の閉鎖空間内を閉鎖もしくは密閉状態が保たれて一定期間除染・除菌状態が保持することができる。
　また、複数のモジュールを備えて、モジュールを着脱できる従来システムにおいても、接続する一方のモジュールの扉（もしくは蓋）と他方のモジュールの扉（もしくは蓋）とを密接に接続して、双方の扉（もしくは蓋）を同時に閉鎖空間内に開扉して、双方の閉鎖空間を連通可能に接続することができるものがある。しかし、このような従来の細胞培養システムでは、扉の外部（第１の閉鎖空間外部）が外気に触れて細胞培養処理の対象物であるヒト由来の細胞とは異なる他のヒト由来の細胞、各種菌などが付着している。そのため、再びモジュール接続するときは、培養処理対象外のヒト由来の細胞や各種菌などが扉外部に付着したまま、閉鎖空間に持ち込まれることになり、それらが細胞処理対象となる細胞に混入する可能性がある。そこで、従来の細胞培養システムのモジュールの扉の外側の汚染を防止するため、清浄度が高い雰囲気のクリーンルーム（非作業時 クラス10,000以下、作業時　クラス100,000以下）内に当該システムを設置する必要があった。さらに、作業者によりモジュールの扉の外側が汚染されないよう、作業者は着衣（いわゆるクリーンウェア、マスク、手袋等の着衣）や作業方法に細心の注意を図る必要があった。
　これに対して本発明の細胞培養処理システムでは、接続する一方のモジュールの第１の閉鎖空間と他方のモジュールの第１の閉鎖空間との間に、モジュール双方の扉と、モジュール双方の接続部材とにより密閉可能に第２の閉鎖空間を形成して、該閉鎖空間内に除染剤を供給することにより除染・除菌を行った上でモジュール接続する。これにより、本発明の細胞培養システムでは、接続前に外部雰囲気に触れた箇所はすべて除染され、閉鎖空間内部に菌などを持ち込むことなく、一体的な除染・除菌された安全な無菌空間とすることで最適な環境下での細胞培養処理を行うことができる。このように第１の閉鎖空間及び第２の閉鎖空間を除染・除菌処理することにより、従来よりも清浄度が低い雰囲気のクリーンルーム（非作業時　クラス100,000以下）であっても、細胞培養システムを設置することが可能となる。また、仮に作業者がモジュールの扉の外側を汚染しても、本発明の細胞培養システムではモジュールの扉の外側を除染・除菌を行った後にモジュール同士が接続されるため、作業者が行う汚染防止措置を軽減できる。
　本発明の細胞培養処理システムの別の態様によれば、命令に応じてモジュールが所定の処理を実行するよう制御するモジュール制御装置と、前記接続部材を介して接続されている前記モジュールの前記モジュール制御装置と電気的に接続されており、前記各モジュールの動作を制御する統合制御装置と、を備える。この細胞培養処理システムでは、前記統合制御装置により、前記接続された複数の前記モジュールと通信を行い、前記モジュールのＩＤを認識して、前記ＩＤに応じた動作命令を前記モジュールに対して行うことで、接続した複数の前記モジュールを関連付けて各種培養処理の一連の処理工程を統合処理し、又は別々に各種細胞培養処理を実行することを特徴とする。
　細胞培養処理を行うときの工程は、細胞等の種類によって、又は、ヒト由来の細胞等においては個人差によって、工程にかかる時間や細胞培養処理の結果生成される細胞等の量が異なる。このような場合でも、本発明の細胞培養処理システムでは、細胞培養処理中に別途モジュールを追加接続、具体的には、モジュールの取り外し、別途モジュールの追加接続が可能である。また、本発明の細胞培養処理システムにより細胞培養処理を行っている最中に、別の処理工程の細胞培養処理を行うこともできる。この場合に、先の細胞培養処理工程で用いて不要になったモジュールを取り外すと共に、次の細胞培養処理工程により必要となるモジュールを連結することができる。このように、モジュールを入れ替えることで、一度に多くの種類の細胞、組織等の培養プロセスに対応できる。また、各モジュールに識別可能な固有のＩＤを設けて、該ＩＤを読み取ることにより複数のモジュールの連結又は離脱を認識すること、及び各モジュールの動作ログ、通信ログ、環境情報の測定結果をその情報源であるモジュールのＩＤとともに統合制御装置へ電気信号として送信して、記憶部に記録するよう構成することもできる。これにより検体である細胞等が他の細胞と混ざることがないように正確に管理することができる。
　本発明の細胞培養処理システムの別の態様によれば、内部に搬送ロボットを備えており、前記各モジュールが接続される搬送モジュールを備える。この搬送ロボットにより、接続された１のモジュールの前記第１の閉鎖空間から他のモジュールの前記第１の閉鎖空間へ、前記第２の閉鎖空間を介して被搬送物を移動させることを特徴とする。
　この細胞培養処理システムは、搬送モジュールを備えることで、細胞等や培地などが入ったプレート及びボトル、その他の細胞培養処理作業に必要となる資材を細胞培養処理システム内部の閉鎖空間の内部または他の閉鎖空間の間を搬送することができる。これにより、細胞培養処理システムが有する複数の無菌閉鎖空間を一体的に使用して、各種細胞培養処理の作業を行うことができる。
　本発明の細胞培養処理システムの別の態様によれば、前記接続部材は、内部が中空形状であるシール部材と、前記シール部材の内部に気体等注入手段とを備える。このシール部材は、内部に気体、液体、ゲル状物を注入することでシール部材を膨張させることができる。これにより、１の接続部材と他の接続部材との間の隙間を埋めることができ、第２の閉鎖空間内を密閉にシールすることができる。
　この細胞培養処理システムでは、接合部材間の隙間を埋めるシール部材により、接続部材間の隙間から外部へ除染剤が漏れること、及び、細胞培養処理を実行している最中に外部から菌や他の細胞が混入することを防止できる。
　また、この細胞培養処理システムでは、複数のモジュールを接続する際に生じる接続部材間のわずかな隙間を、シール部材により埋めることができる。このシール部材の内部に気体等（気体等とは、気体、液体、ゲル状物等をいう。）を注入して、シール部材を膨らせて、シール部材と接続部材または別のシール部材とを密着させて、接続部材間の隙間を埋めることができる。これにより、第２の閉鎖空間内部を外気から確実に遮断することができる。
本発明の細胞処理システムのモジュール接続方法は、前記接続部材を介して複数の前記モジュールを接続する工程と、複数の前記接続部材と複数の前記扉により形成される前記第２の閉鎖空間に、前記除染剤供給モジュールより前記除染剤を供給して前記第２の閉鎖空間内を除染する工程と、前記扉を開けて前記第１の閉鎖空間及び前記第２の閉鎖空間を連通して一体の無菌閉鎖空間を形成する工程とを備えることを特徴とする。
　この態様の細胞培養処理システムのモジュール接続方法によれば、１つのモジュールの接続部材と別のモジュールの接続部材との双方又は一方にシール部材（相手方にはシール受け部材）を備えることで、扉と接続部材とによって形成される領域を除染して除染・除菌を行った上で、扉をあけて複数の閉鎖空間を連通可能にする。このため、閉鎖空間内部の細胞培養処理に悪影響を及ぼす菌や異物・他の細胞の混入を防止することができる。また、本発明の細胞培養処理システムは、細胞培養処理を行っている最中に、処理工程において不要となったモジュールを切り離し、別途用意した他のモジュールを接続することで、モジュールの入れ替えができる。
　本発明の細胞処理システムのモジュール接続方法の別の態様によれば、複数の前記モジュールを、隙間をあけて設置する工程と、複数の前記モジュールに備えるシール部材を、前記隙間を埋めるように膨張させて複数の前記モジュールを接続する工程と、複数の前記接続部材と複数の前記扉により形成される前記第２の閉鎖空間に前記除染剤供給モジュールからの前記除染剤を供給して前記第２の閉鎖空間内を除染する工程と、前記扉を開けて前記第１の閉鎖空間及び前記第２の閉鎖空間を連通して一体の無菌閉鎖空間を形成する工程を備えることを特徴とする。
　本発明の細胞培養処理システムのモジュール接続方法によれば、複数のモジュールを接続する位置（この時点では双方モジュールの接続部材及びシール部材間には隙間を空けた位置）に移動したのち、中空状のシール部材の内部に気体等（気体等とは、気体、液体、ゲル状物等をいう。）を注入することでシール部材が膨らんで接続部材間の隙間を埋まって（シールして）第２の閉鎖空間内部を外気から遮断することができる。このため、モジュール接続により直接シール部材同士が衝突及び接触により生じる破損事故及び摩擦による劣化やゴミの発生などを低減でき、第２の閉鎖空間の内外から気体等の漏れを長期間防止できる。
　本発明の細胞培養処理システムは、確実な除染・除菌を行いつつシステムで使用する処理モジュールを増減することができる。これにより各処理モジュールの組み合わせの自由度を大幅に向上させることができ、多くの種類の細胞、組織等の培養プロセスに対応できるという利点がある。
図１は細胞培養処理システムを示した平面図である。 図２は図１の実施例と異なる細胞培養処理システムを示した平面図である。 図３は、本発明の（搬送）モジュール１１の一部切り欠き斜視図である。 図4は、搬送ロボット２２を示した斜視図である。 図５は、扉２５ａを示した斜視図である。 図６は、2つのモジュールを接続するときの動作を説明する説明図である。 図７は、着脱手段１６を示した斜視図である。 図８は、着脱手段１６の接続動作を説明するための説明図である。 図９は、細胞培養処理システムの制御ブロック図である。 図１０は、培養プレート等を示した斜視図である。 図１１は、図３とは異なる（分注）モジュールの一部切欠き斜視図である。 図１２は、（分注）モジュール１２の分注動作を示した説明図である。 図１３は、（分注）モジュール１２の排液回収動作を示した説明図である。 図１４は、図１１とは異なるモジュール（細胞シート積層化モジュール）１４を示す斜視図である。
　多種類の培養プロセスに用いられる各種モジュールからなる細胞培養処理システムを、最小の床専有面積で、省処理時間で実現した。
　図１は、本発明の細胞培養処理システムの実施例の平面図である。また、１aは細胞培養処理システムの一実施例である。１１は搬送モジュールである。１２は分注モジュールである。１３は恒温モジュールである。１４は細胞シート積層化モジュールである。１５は培養プレート等の搬出入モジュールである。なお、これらのモジュール１１～１５は例示であり、他の機能を有するモジュールであっても良い。また、より多くのモジュールを接続しても良い。
　図面中央の６角形の搬送モジュール１１の側面には着脱手段１６が設けられている。着脱手段１６は搬送モジュール１１と、１２～１５で示すモジュールとを着脱可能に接続する。搬送モジュール１１と他のモジュール１２～１５（処理装置ともいう。）は、外気を遮断する閉鎖空間（筺体など）を備える。搬送モジュールと他モジュールが接続された後は、システム全体で一つの閉鎖空間または密閉空間として、または、各モジュール単位で開閉可能な扉による仕切られた閉鎖空間もしくは、完全密閉した密閉空間とすることができる。
　本実施例においては、搬送モジュールと他モジュールとが接続されたときに、除染剤供給モジュール１８からの除染・除菌ガス供給配管３５ａ～ｃ（除染・除菌ガス供給口３６）も接続される。これにより、各処理モジュール内に除染剤が供給可能となり、細胞積層化システム１ａの内部のすみずみまで除染・除菌が可能となっている。なお、３５ａは、除染剤供給モジュール１８からの除染剤を搬送モジュール１１に直接供給するための除菌ガス供給配管であり、配管３５ｂは、除染剤供給モジュール１８からの除染剤を他のモジュール１２～１５に供給するモジュール１８側の除菌ガス供給配管である。配管３５ｃは配管３５ｂと搬送モジュール１１内部の配管（図示せず）を介して連結されている。配管３５ｃは除染剤供給モジュール１８からの除染剤を他のモジュール１２～１５に供給するモジュール１２～１５側の除菌ガス供給配管である。なお、除染剤供給配管３５は、本実施例のように搬送モジュールを介して他モジュールに配管されることに限定されるものではない。他の実施例として除染剤供給モジュールから直接配管される構成としてもよい。
　このような細胞培養処理システム１ａは、各モジュールを筺体等の閉鎖空間を備えており、筺体上部にファン・フィルタ・モジュールを備えた清浄雰囲気（クラス１000以下、望ましくはクラス100以下）としてもよい。ファン・フィルタ・モジュールは、筺体内部に正常空気等を送風するファンと、送風に含まれる塵埃やウィルス等を筺体内に持ち込むのを防止するフィルタなどからなる。このファンとフィルタと近接して一体のモジュールとして備える。そのほか、ファンとフィルタとの間に通風管を介してそれらを離れた位置となるように設けてもよい。
　細胞培養処理システム１ａは、着脱手段１６を介してモジュールを接続できるので、モジュール台数を増減することができる。このため、多くの種類の細胞、組織等の培養プロセスに対応できるように各モジュールの組み合わせを変えることができる。用途により使い分けられるという利点がある。たとえば、用途は、細胞懸濁液の入庫、培養プレートへの細胞播種、培地交換、細胞シートの積層化、積層化細胞組織の出庫などである。
　例えば本実施例に示す除染剤供給モジュール１８は、過酸化水素液を供給する液供給手段と、過酸化水素液を気化させる気化手段と、各モジュールにガスを供給するガス供給手段と、各モジュールとガス供給手段との間をつなぐガス配管と、各モジュールからの排気を回収する配管と、回収されたガスは触媒を通して無害化されて排気される排気配管とを備えている。
　除染剤供給モジュール１８により発生させた過酸化水素ガスを各モジュールの第１の閉鎖空間及び第２の閉鎖空間（後述する）内部に流入させることができる。これにより、第１の閉鎖空間２３内部（搬送モジュール等のモジュール内に備えるアクチュエータ、センサ、容器の外装等を含む）に存在する菌、ヒト由来の細胞等を死滅させることができる。除染剤供給モジュール１８から供給する除染剤の種類としては特に限定されない。例えば、本実施例のような過酸化水素でも良いが、過酢酸、ホルムアルデヒド、オゾン、二酸化塩素等でも良い。特に、これらを蒸気や気体またはミスト状とした除染剤として供給するものが好ましい。
　本発明の細胞培養処理システムを用いて、１人又は複数人の患者由来の細胞等を同時並行的に細胞培養処理動作してもよい。同じ患者由来の細胞であっても、培養工程が異なる複数の種類の細胞を同時並行的に扱ってもよい。本発明の細胞培養処理システムを用いて、複数の患者由来の細胞を同時並行的に細胞培養処理動作するときの実施例を以下に説明する。
　図１に示す本発明の細胞培養処理システム１ａを用いて、あるヒト由来の細胞等について細胞培養処理を行う。恒温モジュールで細胞培養を行っている最中に、前工程で使用した分注モジュール、搬送モジュール、搬出入モジュールの第１の閉鎖空間（後述するＶ１領域：段落[００６４]～［００６７］参照）とそれらモジュールをつなぐ第２の閉鎖空間（後述するＶ２領域：段落[００６４]～［００６７］参照）とに除染剤を注入して除染・除菌を行う。その後、別のヒト由来の細胞を搬出入モジュールより細胞培養処理システム内に持ち込み、先のヒト由来の細胞について行った細胞培養処理又は、別の細胞培養処理を行う。
これにより、本発明の細胞培養システムでは、同時に複数のヒト由来の、又は、同じヒト由来の細胞について異種の、又は、同種の細胞培養処理を行うことができる。さらに、別のヒト由来の細胞の細胞培養処理を行っている最中に、すでに細胞培養処理済みで恒温モジュール内にて細胞培養を行っているものについては、細胞培養状態を保ったまま、恒温モジュールごと細胞培養処理システムから離脱させて、別の恒温モジュールを接続させることもできる。長時間かかる工程を必要とするモジュールは、その工程が完了するまでの間、一旦細胞培養システムから切り離して、別途同種のモジュールを接続することで、システム全体の待ち時間を最小限とすることができる。
　図２に示す細胞培養処理システムは本発明の他の実施形態を示す。この細胞培養処理システム１ｂは、搬送モジュール１１ａの外周に各種処理モジュールを接続する。搬送モジュール１１ａの左側に着脱手段１６を介して受渡モジュール１７を備える。その受渡モジュール１７のさらに左側に着脱手段１６を介して別の搬送モジュール１１ｂを接続する。
　このような細胞培養処理システム１ｂによれば、１つの搬送モジュール１１ａに取り付け可能な着脱手段１６の数量に制限されることなく、多くのモジュールを増設することができる。このため、培養プロセスの進歩や変更によるモジュールのレイアウト変更も容易にでき、プロセスの進歩や複雑化、生産量の増加にともなうモジュールの増設も容易にできる。ここで、受渡モジュール１７とは、たとえば、培養プレート等の載置台と、内部を除染、除菌ガスを供給する除染剤供給口３６等を筺体内部に備えるモジュールをいう。筺体には、培養プレート等の受け渡しのための開口部を密閉・開放できる扉（扉）を備える。これにより、扉を閉じているときは、外気と遮断でき筺体内部を閉鎖空間とすることができる。また、扉を開ければ培養プレート等を異物が混入することがなく培養プレート等を搬送することができる。
　また、このような細胞培養処理システム１ｂによれば、同機能の複数のモジュールを組み合わせることができる。細胞培養処理システム１ｂは、同時並行的にモジュール単独で運転したり同時並行的にモジュール単独で運転（制御）したりすることができるため、ハイスループットで効率的な生産ができる。
　細胞培養処理システム１ａ，１ｂは、細胞、組織等の培養等のプロセスに応じて、各種モジュールを組み合わせて構成することができる。各モジュールにはモータ、ファン、バルブ、シリンダ、ペルチェ、ヒータなどのアクチュエータを動作させるコマンドを搭載する。各モジュールは、環境モニタ（各種センサなどであって、温度センサ、光学センサ、ガス濃度計、湿度計、パーティクルカウンタ、位置測定器、重量計など）からの信号、測定情報、動作ログなどの電気的信号を送受信及び記録するモジュール制御部を備える。各モジュールはモジュール制御装置に予め記憶されている各種処理手順に基づいて、または後述する統合制御装置からの制御命令に基づいて、それぞれ所定の各種の処理機能を遂行する。
　また、細胞培養処理システム１ａ，１ｂは、モジュール間の動作の連携をとり、培養処理プロセスを実行したモジュールのＩＤ情報と環境情報を含めた測定結果（動作ログ及び環境等のログ）および細胞組織等の検体情報とを関連付けした情報等を記憶管理することができる統合制御装置を備える。モジュールのＩＤ情報と関連付けて各モジュールのモジュール制御装置から統合制御装置へ電気的信号を送受信することで、あるモジュールから別のモジュールを離脱して別のモジュールを接続するときでも、ＩＤを認識することでどのモジュールと電気的信号をやり取りしたのかを、統合制御装置が認識することができる。これにより、様々な培養プロセスに対応可能で、省力的で、効率的な細胞、組織の生産ができ、製造コストが低減できる。
　従来の大型システムは、培養処理に必要な機能をすべて搭載した一体型のシステムとなっている。従来のシステムでは、本発明のシステムと異なり、モジュールごとに切り離すことができない。このため、従来のシステムでは、一人の患者由来の細胞等を処理している間は他の患者由来の細胞の処理を割り込ませることは難しい。理由としては、従来のシステムでは、１つのモジュールが長時間稼働しているときは、他のモジュールは使用できず、システムを占有する時間が長くなるためである。
　これに対して、本発明のシステムでは必要に応じてモジュールを着脱できる。このため本発明のシステムでは、長期間稼働するモジュールをシステムから離脱することで稼働モジュールがシステムを占有することを回避できる。例えば、本発明のシステムでは、一連の処理工程の中で長時間の培養を必要とするモジュールがある場合、そのモジュールをシステムから一次的に離脱させて、別の場所に移動させることができる。そのモジュールは別の場所で継続して培養を進行させることができる。必要に応じて、そのモジュールを培養完了後に再びシステムに接続して他の処理を続行することもできる。これにより、モジュールを離脱させて独自培養している期間、システムを他の培養処理に利用できる。これにより本システムでは、各モジュール占有時間を考慮したシステム運用により、本システムを効率的に稼働させることができる。
　また、複数のモジュールの内の一部が故障した際には、そのモジュールをシステムから切り離して修理対応ができる。これにより、故障していないモジュールを使用して別途作業ができる。このため、故障によるシステム全体への影響を最小限にとどめることができる。本発明のシステムでは、患者ごとに処理スケジュールが異なる場合や、モジュールの故障不具合に対して迅速な対応が求められる医療分野では有効である。
　本発明の細胞培養処理システムは、細胞組織の培養処理手順の管理を行う機能と、培養の経過や培養環境の計測結果を送信する通信手段と、を有するモジュール制御装置を備える。このモジュール制御装置は、各モジュールへ培養処理プロセス実行を指示でき、データ整理と保存をすることができる。本システムによれば、GMP（Good Manufacturing Practice:製剤の製造・品質基準）に準拠した細胞等の生産が可能となる。
　図３は、本発明のモジュールの一種である搬送モジュール１１の一部切り欠き斜視図である。
　２１は、平面視したときに六角形である基台であり、２２は、基台２１の上部中央に備える搬送ロボットである。２３は、スカラ型搬送ロボット２２を外部雰囲気から遮断する（筺体の側壁２３ａと筺体の天井部２３ｂとからなる）筺体である。２４は、筺体２３の外部と筺体内部との間で被搬送物を搬出入するための開口部である。２５ａ、２５ｂは開口部２４を密閉・解放する扉である。１６は、基台の側面に取り付けられた搬送モジュール１１と他のモジュールである分注モジュール１２等とを着脱する着脱手段である。この着脱手段１６によって、搬送モジュール１１を密閉性と無菌性を保ちつつ結合し、または離脱させることができる。無菌状態を保ちつつモジュール結合して密閉状態とすることで、モジュール内部の細胞等を雑菌や、他の細胞等から汚染されることを防ぐことができる。このため、本システムでは、細胞等の品質の安全性が確保される。なお、本実施例において、モジュール内部のダスト量を最小限に抑えるために、ＨＥＰＡフィルタ２７などによるファン・フィルタ・モジュール（空気清浄モジュール）２８を備える構成としてもよい。
　また、搬送モジュール１１の天井部２３ｂの上部にあるファン２９に、除染剤供給モジュール（除染剤供給モジュール）１８からの除染剤供給配管３５ｂ（除染剤供給口３６）を備え、筺体内部に筺体内部のから除染・除菌ガスを排気回収して除染剤供給モジュールへ送る除染剤排気回収配管３７（除染剤供給口３８）を備えることができる。除染・除菌は、モジュールの閉鎖空間内や閉鎖空間外部から内部に導入された密閉容器の外側表面に付着した菌や細胞を死滅させるために行われる。除染剤供給モジュールには、過酸化水素の蒸気や、オゾン等を供給する種々な除染手段が考えられる。その他除染手段としては、有効でかつ安全性が確保され、除染・除菌のバリデーションが確立できるものを採用することができる。
　筺体２３は、スカラ型搬送ロボット２２の稼働範囲より少し大きい範囲の内部空間を備える。この筺体２３で囲まれる範囲が第１の閉鎖空間Ｖ１を構成する（他のモジュール１２～１５も同様）。ここで、稼働範囲とは、図３に示すようにスカラ型搬送ロボット２２のアームを折りたたんで最少旋回半径となるように水平旋回動作させたとき、スカラ型搬送ロボット２２が周辺機器などと干渉せずに稼働できる空間の範囲（占有空間）をいう。この稼動範囲は、スカラ型搬送ロボット２２やアームスライダ型搬送ロボット（図示しない）である場合は、筺体の内部空間形状は円柱形状となる。多関節型搬送ロボットである場合には、半球形状の内部空間とする。これにより、筺体の内部空間の容積を最小限にすることができる。
　また、筺体上部には、除染のガスを筺体内に供するためのガス供給口及び排気口を備える。これにより、筺体は、その内部を除染するために最小限の過酸化水素ガスを供給することで、短時間で所定濃度のガス雰囲気に到達し、所定の除染・除菌状態を維持し、短時間で除染・除菌工程を終えることができる。
　筺体内部の素材は、過酸化水素ガス等の除染剤による劣化が少ない部材を使用し、かつ部材の接合部には適切なコーキングを施し所定の密閉度を維持する。たとえば、筺体内部の金属はステンレスなどであり、可動部分やコーキング材はシリコーンゴムなどである。過酸化水素ガスによる経年劣化する部材を使用する際には、取り換え容易な構造とする。ガスによる劣化を最小限として、長期的に使用できるモジュールとすることができる。
　本発明の細胞培養処理システムは、必要最小限の大きさの閉鎖空間を備える。半導体や食品製造分野で用いられるクリーンルームのように作業者が入室するような大型のものではない。このために、除染・除菌時間を短縮し無菌性を保ちやすく、安価に製造できる。しかも必要に応じて組み合わせが可能であるために、複数のモジュールを組み合わせたシステム全体としても安価となる。そのため生産する細胞、組織のコストも低減できる。
　図４に示すスカラ型搬送ロボット２２は、筺体２３に覆われた室内であって、基台２１の上部中央に設置されている。これにより、スカラ型搬送ロボット２２の（図中には1点鎖線で示す）旋回中心線３１から扉までの距離及び筺体内部壁面までの（最短）距離Ｒが一定となる。
　スカラ型搬送ロボット２２は、稼働範囲を最小にすると筺体２３の内部体積を最小とすることができる。このため、除染のためガス供給する際には、最少量のガスを供給することで所定の除染・除菌可能な濃度に短時間で到達することができる。
　また、第１の閉鎖空間Ｖ１の内部体積が大きいと第１の閉鎖空間Ｖ１内部にガスがいきわたらない。また、第１の閉鎖空間Ｖ１の構造が複雑では、除染しきれない箇所が生じる。このような課題に対してもその体積を小さくして簡易な形状とすることで防止することができる。
　スカラ型搬送ロボット２２は、ロボット基台４１が基台２１に固定されている。ロボット基台４１の上部にはスカラ型搬送ロボット２２を昇降動作させるための昇降手段４３を備えている。昇降手段４３は、ボールねじ軸をモータの作動により回転させることで（図示しない）図中のＺ方向の直線移動可能とするものである。昇降手段４３の上部には旋回手段４５を備える。旋回手段４５は、スカラ型搬送ロボット２２を鉛直方向中心に（θ方向に）旋回動作させるものである。
　旋回手段４５の上部には、第一アーム４６が回転可能に備えられている。また、第一アーム４６上部端部には第二アーム４７が備えられる。さらに、第二アーム４７上部に、被搬送物である培養プレートを上部に載置するエンドエフェクタ４８が備えられている。このスカラ型搬送ロボット２２は、第一アーム４６と第二アーム４７とエンドエフェクタ４８とが同期動作することで、エンドエフェクタ４８上の培養プレート等を直進動作もしくは曲線動作することができる。なお、スカラ型搬送ロボット２２に備えられた各種アクチュエータは、（図中太枠で示す）制御装置５０からの電気的信号に基づいて作動されるものである。これにより、スカラ型搬送ロボット２２は、筺体２３に覆われた除染・除菌雰囲気内部でマイクロプレート、ボトル、又は分注モジュールのディスポチップ（各種モジュールに供給する消耗品）等を搬送することができる。
　スカラ型搬送ロボット２２の回動箇所は、除染剤に耐えうるフッ素系樹脂等のＯリングやシール部材が取り付けられている。これにより、除染のためのガスがスカラ型搬送ロボット２２の内部に流入して内部部材が腐食するのを防止している。
　スカラ型搬送ロボット２２のロボット基台４１の周囲と、昇降手段４３の可動部材の周囲との間に樹脂製の蛇腹シール４４を取り付けている。このためスカラ型搬送ロボット２２が昇降動作した時も、除染・除菌のためのガスがスカラ型搬送ロボット２２の内部に流入して内部部材が腐食するのを防止している。
　エンドエフェクタは平板形状をしており、培養プレート等をその上部に載置することができる。エンドエフェクタ上部であって載置された培養プレート等の外周には、円錐形のプレート案内部材４９もしくは、ほぼ直方体の培養プレートであればその４隅又は、側面をガイドする案内部材を備える構成とすることができる。
　スカラ型搬送ロボットの他、搬送手段として産業用多関節ロボットや、スライダロボット等を用いてもよい。
　図５に示す扉２５ａは、駆動手段５５と扉部材５６とからなる。本実施例では、駆動手段５５は、エアシリンダであり、上下動させることで扉５６を開閉することができる。駆動手段５５の可動部分に蛇腹シール５７が取り付けられている。これにより、除染剤が扉駆動手段の内部に流入して内部部材が腐食するのを防止している。図５（Ａ）は、扉駆動手段５５の作動により扉部材５６が降下して開口部２４を通して第１の閉鎖空間Ｖ１の内側Ｖ１（２３ｉｎと示す側）と外部Ｖ２（２３ｏｕｔと示す側）とが連通となっている状態を示している。
　図５（Ｂ）は、同様に扉部材５６が上昇して開口部２４が閉じられており、第１の閉鎖空間Ｖ１内部が密閉された状態を示している。扉部材５６と第１の閉鎖空間Ｖ１（開口部２４周辺）と接触部分にはシリコーンシール５８を（扉側もしくは筺体側に）取り付けている。このシリコーンシールはチューブ状となっている。このチューブ内部に圧縮気体を注入することで膨らみ筺体と扉部材５６の間をシールする。本実施例の他、開閉扉の開閉による押圧でシールを押しつぶしてシールするものであってもよい。
　図３に示す扉２５ｂは、第１の閉鎖空間Ｖ１の壁面２３ａに平行な回転軸を有する回転扉である。扉部材５６と第１の閉鎖空間Ｖ１（開口部２４周辺）と接触部分にはシリコーンシールを（扉側もしくは筺体側に）取り付けている。このような扉では、回転軸にモータもしくはシリンダとリンク部材を取り付けることにより扉を回転駆動させる構成とすることができる。このような扉では、回転力によりシリコーンシールを扉と筺体内部の壁面との間で均等に押しつぶすことでシールができる。回転駆動する箇所にはフッ素系の樹脂材料のＯリングもしくはフッ素系のＶシールなどを使用することで除染・除菌のためのガスが回転手段の内部に流入して内部部材が腐食するのを防止している。
　図６は、モジュールと別のモジュールが接続するときの状態を説明する説明図である。２３ａは、モジュールの第１の閉鎖空間Ｖ１の壁面２３ａである。扉５６の図面右側（図中→Ｓで示す領域）は筺体内部で左側（図中Ｕで示す領域）は搬送モジュール１１の第１の閉鎖空間Ｖ１の外部である。別のモジュールの扉部材５６ａより右側領域（図中→Ｔで示す領域）は、第１の閉鎖空間Ｖ１の外部である。領域Ｖ２（Ｖ２の領域を第２の閉鎖空間と称す。）は、モジュールと別のモジュール。の外部であるが、モジュールと別のモジュールの開口部２４、２４ａが連通となったときは、閉鎖空間の内部となる領域である。
　図６（Ａ）は、モジュール（第１のモジュールと称す。）と別のモジュール（第２のモジュールと称す。）とを接続する前の状態を示している。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の状態から第２のモジュール（図中左側のモジュール）を、シール部材５８ｃとシール受け５８ｂとが当接直前位置まで図中右側に移動させた状態を示している。図６（Ｃ）は、内部がチューブ状となっており、そのチューブに気体を注入して膨らませてシール受け５８ｂとシール部材５８ｃとを当接させる。それにより開口部２４、２４ａの周囲を外部から遮断した領域Ｖを密閉状態（図６（Ｃ）で示す。）にしている。その時、この領域Ｖに除染・除菌ガスを除染・除菌ガス供給口３５ａから供給して（場合によっては、図示しない除染・除菌ガス排気回収口を設けて）、領域Ｖ内部を除染・除菌する。
　これにより、開口部が連通したときに、筺体内部への菌や細胞等の混入を防止できる。図６（Ｄ）では、内部に気体が注入されて膨らんでいるシール部材５８ｄから気体を抜いて、扉部材５６ａとシール部材と隙間を開けて離す。同様に、内部に気体が注入されて膨らんでいるシール部材５８ａから気体を抜いて、扉部材５６とシール部材と隙間を開けて離す。これにより第１のモジュール、第２のモジュール領域Ｖが連通させた状態になる。扉を下方に移動させることでシール部材と扉が摩耗することなく（摩耗によるごみを出すことなく、また、摩耗によるシール部材の劣化させることなく）、扉を開くことができる。
　図７に示す着脱手段１６は、位置決めピンと６１と、水平方向に突出して備えるL字形状の鍵部材６２と、鍵部材６２を水平直線方向に進退動作及び回転動作させる鍵駆動手段と、着脱手段１６の作動により第１のモジュールと第２のモジュールを接続したこと、もしくは離間したことを検知する着脱検出センサ６４を備える。６５は、コネクタであり、統合制御装置とモジュールとの電気信号の送受信を行うコネクタ、モジュールに電力を供給するコネクタ、並びにモジュールに圧縮気体や真空その他気体（二酸化炭素、窒素）液体を供給するコネクタ等のコネクタである。６６は、除染剤供給モジュールから配管を介して除染剤を供給する配管コネクタである。６７は、モジュールの第１の閉鎖空間Ｖ１の内部から排気させる除染・除菌ガスの排気を回収する配管コネクタである。この配管コネクタは、除染・除菌ガス排気回収口は除染剤供給モジュールに配管されている。
　この実施例において着脱手段１６は、鍵駆動手段６２を作動させて、鍵部材６２を図７Ａに示す矢印方向に向けて進行動作して、その後、鍵部材６２を（図７Ｂに示す回転方向に）回転して、その後、鍵部材６２を図７Ｃに示す矢印方向に後退動作することで第１のモジュールと第２のモジュールとが接続する。このとき、位置決めピン６１は、接続する第２のモジュールの位置決めピンと対応する位置に取り付けられた位置決めピン案内部材（凹部を有して位置決めピンの外形より少し大きな穴部を有する部材）と嵌合することで、第１のモジュールと第２のモジュールとが所定位置で接続される。壁面に突出して備えるセンサ６４はモジュールが接続したことを検知して、検知した旨の電気信号を制御装置又は統合管理処理モジュールに送信する。
　また、モジュール接続により通信線のコネクタ６５も接続され（無線ＬＡＮにより接続している場合には、センサ６４等の電気信号などを受けて接続される）第２のモジュールの制御装置により、第２のモジュールのＩＤ情報を統合制御装置へ電気信号を送ることで、統合制御装置は第１のモジュールにどのＩＤを有する第２の処理モジュールが連結したかを認識することができる。さらに、このモジュール接続により、配管コネクタ６６、６７も接続されることになり、第１のモジュールを介して第２のモジュールへ除染剤が供給可能な状態となる。
　本実施例において、センサ６４によりモジュール接続しようとしていることを検知して、引き込み動作を開始する。これにより、着脱支援をする構成とすることができる。図８を参照して引き込み動作の説明をする。図８（Ａ）は、第１のモジュールの着脱手段１６と、第２のモジュールの着脱手段受け１６ａとは離間していて接続していない状態を示している。図８（Ｂ）は、第２のモジュールを図中右側に移動して、センサ６４とセンサ受け６４ａとが当接下状態を示している。位置決めピン６１先端は位置決めピン受け６１ａの凹部に挿入されている。
　これにより、第１のモジュールと第２のモジュールが着脱動作時に位置ずれを起こすことなくスムーズに接続することができる。また、センサ６４からの接続動作開始の電気信号は制御装置５０に送られる。これにより、鍵部材６２を着脱手段受け１６ａに向けて進行させる動作を行う（図８（Ｂ）に示す状態）。その後、鍵部材６２の鍵駆動手段６２ａの作動により鍵部材６２は回転して、鍵部材受け６２ａと嵌合する（図８（Ｃ）で示す状態）。その後、鍵駆動手段の作動により鍵部材６２を後退させることで、着脱手段１６は着脱手段受け１６ａを第１のモジュール側に引き込むことができる。
　これにより、１のモジュールに着脱手段を介して他のモジュールを増減することで複数のモジュールの組み合わせることができ、多くの種類の細胞、組織等の培養プロセスに対応できる。
　第１のモジュールに着脱手段を備える同機能の複数のモジュールを組み合わせて、1つのモジュールだけ運転したり、同時並行的に複数のモジュールを運転したりすることができるため、工程に要する時間の差を吸収して、効率的な生産ができる。
　なお、着脱手段１６は、複数のモジュールの基台２１との間に備えるものであって、その機構はどちら側に備えてもその機能を発揮することができる。また、着脱手段１６の他の実施例として、たとえば、床に部材上面に凹部を有するブロック部材を備えて上部からピンを挿入することで位置決めでき、着脱動作によりコネクタが連結、離脱するように上下方向にコネクタが向いて取り付けられている着脱手段でであってもよい。
　また、本実施例においてモジュール１１～１５は、それぞれモジュール制御装置５０、７１ａ～ｃと配線を介して接続される。この接続によりモジュール制御装置５０、７１ａ～ｃからの電気信号等を受けて各種アクチュエータを動作することができる。また、そのとき、除染剤供給モジュールと各モジュールとが接続されて、除染剤が配管を介して各モジュールに供給される。また、そのとき、制御装置５０、７１ａ～ｃからの電気信号を直接又は間接に受けてアクチュエータもしくは除染剤供給モジュールを動作させることができる。さらにそのとき、圧縮ポンプモジュール及び真空ポンプモジュールと配管を介して接続される。また、そのとき、制御装置５０、７１ａ～ｃからの電気信号を直接又は間接に受けてアクチュエータもしくは圧縮ポンプモジュール及び真空ポンプモジュールを動作することができる。また、そのとき、電源手段と配線を介して接続されていることから電力が供給される。
　この実施例においては、着脱手段１６に、制御装置５０、７１ａ～ｃからの電気信号等を送受信する配線のコネクタ６５と、除染剤供給モジュール１８からの除染・除菌ガスを供給及び排気する配管のコネクタ６６と、電源コネクタ（６５）とを備える構成としてもよく、接続しようとする第２のモジュールの各コネクタ６５と対応する位置にコネクタ６５を配置することにより、モジュール接続時に連結して、制御装置５０、７１ａ～ｃからの電気信号等を送受信する構成とすることができる。
　上記第２のモジュールには、第１のモジュールとは別に真空ポンプ、コンプレッサ、バッテリ、無線ＬＡＮによる電気信号受信機、モジュールの制御装置を備える構成とすることができる。第１のモジュールの第１の閉鎖空間Ｖ１に連結することでモジュールの制御装置５０、７１ａ～ｃに電源が投入されもしくは統合制御装置７０との間において通信開始の信号を送受信することでモジュールを作動（使用可能状態と）する構成としてもよい。
　ここで、モジュールとは、搬送モジュール、搬出入モジュール、単離初代培養モジュール、継代培養モジュール、チューブ連結ロボット、自動倉庫モジュール、搬送用レーンモジュール、細胞播種モジュール、培地分注モジュール、細胞シート積層化モジュール、恒温モジュール、その他培養・分注・搬送・測定（計量）・分析（観察）モジュール及び、物品（たとえば、マイクロプレート、チューブラック、ディスポチップ、ボトル、試薬チューブ・その他付属品）の貯蔵モジュール、計測モジュール、プレート等の搬出入モジュール、並びに除染・除菌ガス供給モジュール等をいう。
　さらに、上記モジュールの他に培養対象となる細胞等の種類に応じて、各種のモジュールが使われる。たとえば、三次元スキャフォルドを用いて三次元新生組織を形成する三次元組織化モジュール、種々のバイオリアクタや圧力、引っ張り、圧縮などのストレス・ストレインを与えるモジュール、輸送のためのパッケージングを行う包装モジュールなどを含むものである。
　モジュールの一種である搬送モジュール１１は、基台と、基台上に備える培養プレート等を搬送するロボットと、ロボットの可動雰囲気を外気から遮断する（モジュールの側部と天井部を覆い、除染・除菌がガスをその内部に充満させて外部に漏れるのを防止する）筺体と、筺体内外で培養プレート等を受け渡しする開口部を開閉する扉と、第１の閉鎖空間Ｖ１の内部に除染剤を供給する除染剤供給モジュールと、着脱手段と、を備える構成とすることができる。また、別の構成として、モジュールの下部に移動手段を備える構成とすることができる。
　基台と、基台の上部に備えてモジュールの側部と天井部を覆い、除染・除菌がガスをその内部に充満させて外部に漏れるのを防止する第１の閉鎖空間Ｖ１を形成する筺体と、第１の閉鎖空間Ｖ１の内外で培養プレート等を受け渡すための開口部と、開口部を開け閉めすることができる扉と、基台下部にはコロもしくは車等の移動手段を備える構成としてもよい。
　搬送モジュール以外の各種モジュールについて以下に詳細説明する。
〈搬出入モジュール〉
　搬出入モジュールは、機材搬入用のドアを備え、培養に必要な細胞や培養液、薬剤、培養皿や遠沈管などの機材は、このドアから搬出入モジュールに導入される。
　搬出入モジュールには、作業者が搬出入モジュールの外側から機材の移動や開封、開栓などを行うための、材質がエラストマからなる操作用グローブが備えて、モジュール内部に持ち込んだ機材を、操作用グローブを使って手動的に培養処理モジュール付近まで移動・設置できるようになっている。作業者の代わりに、ベルトコンベヤやロボットを使用して、移動を行ってもよい。
〈単離初代培養モジュール〉
　単離初代培養モジュールは、組織片を細分化するための細分化モジュールを備える。組織片の他、遠沈管やシャーレ、培養液などが導入される。細分化の手段は限定しないが、細胞に与えるダメージを最小に押さえる方法をとる。また、細胞を取り出すための細胞分離モジュールを備える。細胞分離モジュールは、細分化された組織片の細胞外組織を酵素で分解し、(分解しつつ)回転させ、細胞を単離する。更に細胞の接着性や、細胞の大きさ形などの違いを利用して、目的の細胞を取り出すことができる。
　単離初代培養モジュールは、細胞片を細分化するための細分化モジュールとしてミキサと、細胞片を収容する容器（たとえば、ボトル、または、プレート）からミキサに細胞片を入れる移動手段８（たとえば分注手段、シングルピペッター等）を備える構成とすることができる。
　また、取り出された細胞を更に増やすための初代培養モジュールを備える。初代培養モジュールは適切なガス濃度を維持可能な恒温モジュールを備え、ここで細胞は、培養液中で、適切な環境下で次の継代培養が可能となる細胞数になるまで増殖する。
　単離初代培養モジュールは、細分化された細胞片をミキサから取り出す取り出し手段と、細分化された細胞片に培地を供給する培地供給手段と、細胞を37℃に保ちながら振とう動作する恒温振とう手段等を備える構成とすることができる。
　本実施例では、生体から摘出した組織の細分化モジュール、細胞分離モジュール、初代培養がひとまとめになって単離初代培養処理モジュールを形成しているが、細分化処理モジュール、細胞分離処理モジュール、初代培養処理モジュールとそれぞれを別々のモジュールとしてもよい。
　　〈継代培養モジュール〉
　継代培養モジュールは、初代培養後の細胞の数を更に増やして、治療に足るだけの細胞数まで、増殖させるモジュールである。
　本実施例では、細胞は、閉鎖形の密閉容器の中で培養される。細胞を大量に培養することにより、大きなモジュールとなるため直接培養処理システムへの結合はせず、閉鎖形の密閉容器と単離初代培養処理モジュールでできた細胞懸濁液を、チューブの結合によって、初代培養処理モジュール内の閉鎖形の密閉容器に搬送する。むろんモジュール同士を結合して、搬送ロボットによる移送を行ってもよい。必要に応じて、同じモジュールを複数台連結して培養してもよい。
　継代培養モジュールが備える恒温モジュールの中で、適切な環境下で、定期的な培養液の交換を行い、増殖させることができる。
〈分注モジュール〉
　分注モジュールは、大量に増幅した細胞の懸濁液を所定の枚数の温度応答性培養皿に均一かつ正確に播種し、必要に応じて培養皿の培地を取り除き、所定の量の新鮮な培地を添加するモジュールである。
　　継代培養モジュールからチューブで搬送された細胞懸濁液は、積層処理モジュール内に貯蔵されそこから複数の温度応答性培養皿に播種されるか、貯蔵モジュール等に経由して貯蔵されることなく複数の皿に播種される。播種された懸濁液内の細胞は、温度応答性培養皿に均一に接着する。
　本発明の分注モジュールは、複数の培養プレート等を載置できる回転台と、分注ノズルを有して液体を供給する液体供給手段と、排液回収ノズルを有して排液を回収する排液回収手段と、分注ノズルと排液ノズルを平面内で移動可能にするノズル駆動手段と、分注ノズルと排液回収ノズルを別々に高さ方向に移動可能にするノズル昇降駆動手段と、回転台の下方から培養プレート等の重量測定をする重量測定手段と、重量測定手段の昇降手段と、を備える。この分注モジュールは、培養プレートに液体を供給する前後において重量測定手段によりを回転台の開口部を介して上昇動作して培養プレート等の重量を測定することを特徴とする。
　この分注モジュールは、複数のプレートを連続的に分注精度よく分注できる。分注ノズルと排液ノズルを備えることで分注作業の高速化を図ることができる。また、培地を供給あるいは吸引する前の培養プレートの重量を計測し、供給あるいは吸引した後の培養プレートの重量を計測すれば分注や吸引の精度の管理が容易である。さらにプレート毎の重量データを保管することにより、培地供給や培地吸引作業の妥当性を示す有効な手段となる。
　〈細胞シート積層化モジュール〉
　細胞シート積層化モジュールは、シート状になった細胞シートを複数枚重ね合わせ、細胞密度の非常に高い、移植用新生組織を作成するモジュールである。
　温度応答性培養皿の細胞接着面上に形成した薄いシート状の細胞は、温度を変える(低下させる)ことによって皿から離れる。そのため、培養皿の温度をクーラ(ペルチェ)等によって低下させて細胞シートを取り出し、これを、ロボットやアクチュエータによって複数枚を重ね合わせる。重ね合わされた細胞シートは、一体化し、細胞密度の非常に高い新生組織となる。この様に、細胞シート積層化モジュールは、細胞の播種、細胞シート化、細胞シートの剥離、を経て複数の細胞シートを積層化して、移植可能な新生組織を作る工程を担っている。
　細胞シート積層化モジュールは、モジュール内部を密閉にして除染・除菌ガス雰囲気にする第１の閉鎖空間Ｖ１を形成する筺体と、培養プレート等を搬出入する第１の閉鎖空間Ｖ１の開口部に装置内部を密閉する（開閉）扉と、を備える。この細胞シート積層化モジュールは、第１の閉鎖空間Ｖ１内部には、複数の培養プレート等を載置できる回転台と、昇降動作できる基部材と、基部材に垂直面内で揺動可能に備えるアームと、揺動の中心軸を挟んで、一方に細胞シートを、ゼラチンを介して保持する保持部材と、他方に基部材の昇降動作により保持部と培養プレートの間で細胞シートを押しつける押圧を測定する押圧力測定手段と、を備えている。
　この細胞シートの積層化モジュールは、複数の培養プレート等を載置できる回転台と、昇降動作できる基部材と、基部材に垂直面内で揺動可能に備えるアームと、揺動の中心軸を挟んで、一方に細胞シートを、ゼラチンを介して保持する保持部材と、他方に基部材の昇降動作により保持部と培養プレートの間で細胞シートを押しつける押圧を測定する押圧力測定手段と、を備えることを特徴とする。
　この細胞シートの積層化装置は、複数のプレートを連続的に積層化することができる。細胞シートを入れた培養プレートを回転台に載置して、順次細胞積層化装置の保持部により迅速に、保持部材と培養プレートとの間で細胞シートを押圧する押圧力を測定することで押圧力を一定に積層できる。この装置によれば均一な細胞シート積層化作業が容易となる。さらに細胞シート毎の押圧力データを保管することにより、積層化作業の妥当性を示す有効な手段となる。
〈恒温モジュール〉
　恒温モジュール（インキュベータ）は、細胞を増殖させたり、新生組織を移植までの間、保存したりするための、ガス濃度、温度、湿度を適切に維持するためにある。
〈チューブ連結モジュール〉
　チューブ連結ロボットは、閉鎖空間内にある細胞懸濁液等を他の処理モジュールの閉鎖空間に移動するものである。このチューブ連結モジュールにより一方の処理モジュールと他方のモジュール間のチューブを連結または離脱させることができる。このモジュールによれば、ソケット（接続部又は接続コネクタ）の連結または離脱時も無菌性、密閉性を維持する。なお、このモジュールは、チューブにより処理モジュール間等で懸濁液を輸送する場合に使用することができる。
〈自動倉庫モジュール〉
　自動倉庫モジュールは、培養する細胞や組織に必要な、培養液(培地)、グロースファクター、薬剤、細胞、容器等を保管し、培養する細胞等に応じて、自動的に出庫し、搬出入モジュールや各処理モジュールの機器搬入様ドア部から各処理モジュールに供給する。
〈搬送用レーンモジュール〉
　搬送用レーンモジュールは、各モジュールの閉鎖空間やチューブ連結モジュールのチューブを結合させるために所定の場所に誘導するためのガイドである。このガイドは、金属性のテープあるいは、レール、ガイドポストなどが使われる。なお、このようなモジュールは、自動でチューブを接続する場合に使用することができる。
〈その他モジュール〉
　その他モジュールは、三次元スキャフォルドを用いて三次元新生組織を形成する三次元化モジュール処理モジュール、種々のバイオリアクタや圧力、引っ張り、圧縮などのストレス・ストレインを与えるモジュール、輸送のためのパッケージングを行う包装モジュールなどを付加する場合がある。
　図９は、細胞培養処理システムの制御ブロック図である。
本発明の統合制御装置について図９を参照して以下に説明する。
〈統合制御装置〉
　本実施例のモジュールは、他のモジュールとの間で電気信号を送受信する制御装置を備える。また、制御装置は、統合制御装置との間で電気信号を送受信することができる。
　統合制御装置は、各モジュールの動作の連係をとり（プログラムに従って、個別の処理モジュールに電気的な命令を送受信して動作させ）もしくは、培養の経過や環境状態の変化を記録し、データベースを管理する（各処理モジュールの制御装置からの情報を収集して管理する）。さらに統合制御装置は、前記データを、外部のプリンタやコンピュータ、記憶装置にユーザの要求に応じて電気信号を出力する。
　統合制御装置は、各処理モジュールとデータの共有、信号の授受を行うための通信手段を備える。通信手段は、RS23C  iEEE、あるいは、有線、無線でも、セキュリティー上の問題を解決しておけばよい。更に、培養の条件設定や、細胞または患者のＩＤなどを入力し、運転開始、培養状況やデータベース閲覧などを行うための指示をおこなう入力モジュールを備える。さらに、培養の条件設定や、細胞または患者のＩＤ、培養状況などを表示する表示モジュールを備える。
　統合制御装置は、制御装置であるＣＰＵ７０ａ、ＲＡＭ７０ｃと、培養の経過や環境状態の変化を記録し、データベースを管理するデータベース管理モジュールである記憶部７０ｂ等に分離してもよい。
　複数のモジュールが接続されたときに各モジュールと通信をとって各モジュールの固有番号（ＩＤ）を認識して、記憶部７０ｂに記憶された所定のプログラムが実行されることにより、細胞培養処理システム１（１ａ，１ｂ）の動作制御を行っている。また、統合制御装置７０は、各モジュールの組合せにより作業可能であるか否かの判断も行っている。
　ＣＰＵ７０ａは、記憶部２０３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ７０ｃに展開して実行することにより、細胞培養処理システム１全体の制御を行う。
　ＲＡＭ７０ｃは、ＣＰＵ７０ａにより実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ７０ｃ内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
　記憶部７０ｂは、例えば、プログラムやデータ等が予め記憶されている記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部７０ｂは、ＣＰＵ７０ａが細胞培養処理システム１（１ａ，１ｂ）全体を制御する機能を実現させるための各種データ、細胞培養処理プログラム７０ｄ等の各種処理プログラム及びこれらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶している。
　細胞培養処理プログラム７０ｄは、ＣＰＵ７０ａに、組み合わせた各モジュールへの動作命令、各モジュールの環境情報、除染作業の有無情報に基づいて処理対象となる細胞等を培養処理する機能などを実現させるためのプログラムである。
　各モジュールは、細胞培養システムに接続されることなく単独でも使用できる。このため、モジュールには、蓄電装置、制御装置、各種アクチュエータ（ヒータ、モータ、シリンダ）、入力モジュール、表示モジュール、コンプレッサ、除染剤供給モジュール等を備えることがある。
　図９に示す細胞培養処理システム１ａでは、統合制御装置７０を備えている。５０は搬送モジュール１１の制御装置である。７１ａは、分注モジュール１２の制御装置である。７１ｂは、恒温モジュール１３の制御装置である。７１ｃは、細胞シート積層化モジュール１４の制御装置である。７１ｄは、培養プレート等の搬出入モジュール１５の制御装置である。
　統合制御装置７０には、培養条件の設定や培養する細胞の情報等の入力と、培養処理プロセスを開始する指示を行う入力モジュールと、培養条件や細胞の情報、運転状況等を表示する表示モジュールと、各モジュールからの情報を受けて指示信号を発信すると共に、各モジュールから送られてくるデータを記憶部に送る通信手段と、各モジュールを制御する制御装置とを備えている。
　各モジュールは、単独で運転可能である。また、統合制御装置７０によって、各モジュール間の通信を行い、細胞培養処理プロセスを協働して自動運転を行うことができる。各モジュールと統合制御装置７０とは、ランケーブルや無線ＬＡＮ、その他の通信手段によって、通信が行われる。各モジュールから統合制御装置７０には、運転の工程の経過情報、培養環境データ、培養工程の合否判定などのデータが送られる。統合制御装置から各モジュールには、除染・除菌プロセスや細胞培養処理プロセスの開始指示が行われる。
　記憶部７０ｂは、データの取り出しや保存先などの指示を入力する入力モジュール、送られてきたデータを整理しデータベース化するデータベース管理モジュール、指示内容や結果を表示する表示モジュール、データを別な記憶装置やプリンタなどにデータ出力する出力モジュールと電気的に接続されている。
　本発明の細胞培養システムで細胞等を単離するプログラムを実行すると、生体から摘出された組織が閉鎖空間に導入され、細分化され、酵素で分解され、細胞が分離され、単離される。その単離後の細胞は、初代培養が行われ、増幅培養が行われ、組織化が行われることで無菌状態を保った移植可能な細胞懸濁液や、新生組織となる。細胞懸濁液や、新生組織は、検査され、包装され、出荷され、培養される。これらの工程における諸データ（環境モニタによる情報など）は、統合制御装置７０の記憶部７０ｂや別途記憶装置に送信されて記憶（保存）される。
　本発明の細胞培養システムにおいて、各工程のモジュールの制御装置７１ａ～ｄと統合制御装置７０との役割分担を示している一例を示している。Ａ１～Ａ１６までの役割分担は以下のようになる。
　Ａ１．操作者は入力モジュールによりＩＤおよびパスワードを入力する。入力モジュールからの電気的信号を統合制御装置が受ける。統合制御装置は、操作者の権限によって可能な操作内容を区別する。さらに、権限のある操作者は、入力モジュールから患者ＩＤ、培養条件、等の必要な項目を入力する。
　これによって、操作者は、統合制御装置内に組み込まれた種々の運転手順のプログラムの中から、適切な運転手順のプログラムが選択することができる。
　Ａ２．運転に使われる各モジュールは、運転準備が完了している旨の信号をそれぞれ統合制御装置に発信する。
　Ａ３．統合制御装置は運転に関与する各モジュールからの運転準備完了信号を確認する。
　Ａ４．確認ができたら、統合制御装置は、モジュールの第１の閉鎖空間Ｖ１同士を接続する指令を各モジュールに出す。
　Ａ５．接続したモジュールの制御装置は、確実に接続をしたことをセンサ等でチェックする。
　Ａ６．確実に接続の完了をしたことを確認したらモジュールの制御装置から統合制御装置に発信する。
　Ａ７．統合制御装置は、除染剤供給モジュールに除染工程開始の指示を出す。
　Ａ８．除染剤供給モジュールにより第１の閉鎖空間Ｖ１および第２の閉鎖空間Ｖ２の除染が実行される。
　Ａ９．除染が完了すると除染剤供給モジュールから統合制御装置に除染完了信号が発信される。(各モジュールの除染状態（除染済みか未除染か）はモジュールＩＤとともに統合制御装置に記憶される。
　Ａ７．除染・除菌完了の信号を受けた統合制御装置は、最初に運転するモジュールにプログラムによる運転の指令を与える。
　Ａ８．運転指令を受けたモジュールは、指示されたプログラムで運転する。
　Ａ９．運転中のモジュールは、動作の時刻、環境データ、チェックポイントの確認結果など、あらかじめ定められた項目のデータを定期的に統合制御装置に送る。これらのデータは、各モジュールでも保存してもよい。
　Ａ10．統合制御装置は送られてきたデータをデータベースに保存する。
　Ａ11．モジュールの運転中に不具合や異常が発生したことが検知された場合、このデータは統合制御装置に発信される。この内容によっては、モジュール内部で復旧作業が自動で行われる。復旧した場合は、そのデータ(内容や時刻など)を統合制御装置に発信する。
　Ａ12．統合制御装置は、異常データや修復データをデータベースに保存する。
　Ａ13．モジュール内のプログラムが終了したら、終了信号を統合制御装置に発信する。
　Ａ14．統合制御装置は、モジュールを分離する必要があるときは分離指令を発信し、モジュールを結合する必要があるときは分離指令を発信する。途中で結合するときは、新たに結合するモジュールのモジュールＩＤから除染・除菌状態を確認してから実施する。
　Ａ15．以下、次の各モジュールの運転をＡ2～Ａ14まで繰り返す。
　Ａ16．全て終了したら、各モジュールから送られた各種データを検体ごとの一連のデータとして保存し、必要に応じて、他の記憶装置やプリンタなどに出力させる。
　本発明の培養プレート等とは、図１０（Ａ）に示す培養プレート、図１０（Ｂ）に示す試薬ボトル８１、試薬ボトルブラケット８２、細胞シート積層化モジュールのシート細胞保持部材用プレートなどである。
試薬ボトル８１を搬送するための試薬ボトルブラケット８２には、試薬ボトル８１を立てた状態で搬送できるように試薬ボトルブラケット８２上にガイド部材８２ａを取り付けている。
　図１１に示すモジュール（分注モジュール）１２は、複数の培養プレート等８０を載置できる回転台９３と、分注ノズル９１を有して液体を供給する液体供給手段と、排液回収ノズル９２を有して排液を回収する排液回収手段と、分注ノズル９１と排液回収ノズル９２を平面内で移動可能にするノズル駆動手段と、分注ノズル９１と排液回収ノズル９２を別々に高さ方向に移動可能にするノズル昇降駆動手段（図示しない。）と、回転台９３の下方から培養プレート等８０を持ち上げて重量測定をする重量測定手段９７と、重量測定手段の昇降手段９５と、を備えて、液体を供給する前後においてそれぞれ重量測定手段を回転台の開口部２４（図示しない。）を介して上昇動作して培養プレート８０等の重量を測定することを特徴とする。
　搬送ロボット２２（図示しない。）により培養プレート８０等を載置できるように、回転台９３には培養プレート８０を載置する箇所の下部に開口部９３ｂがある。この回転台９３には、複数の培養プレート８０を載置できる。回転台９３の周辺に培養プレート８０の蓋を開閉する蓋開閉手段などを配置する。また、回転台９３を所定の回転角度だけ回転することで、回転台９３上の培養プレート８０を順々に分業作業することにより効率的な工程を実施することができる。搬送ロボット２２は、エンドエフェクタ４８を培養プレート８０の下方に挿入して、上昇動作することで回転台から培養プレート８０をすくい上げることができる。これにより、搬送ロボット２２は、搬送途中で培養プレート８０を落下、傾斜させることなくスムーズに搬送できる。回転台の作動により培養プレート８０を分注ノズル９１（倍液回収ノズル９２）付近まで（図中θ方向に）回転移動できる。また、分注ノズル９１は図中Ｚ1、Ｘ1、Ｙ1方向に、移動可能であり、排液回収ノズル９２は、Ｚ２、Ｘ1、Ｙ1方向に、移動可能である。それぞれ、駆動手段は、基台２１の下部に備えて、蛇腹シール９６によりシールされている。このため、駆動手段には、除染・除菌ガスによる腐食又は劣化する危険性を軽減できる。
　図１２（Ａ）は、回転台９３に培養プレート８０を載置した状態を示す。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の状態から回転台９３の回転軸９３ａを１８０度回転移動して、回転台９３の下方にある重量測定手段９５を上昇して測定台９７上に培養プレート８０を載置した状態を示す（重量測定を行う。）図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の状態から重量測定手段９５を降下して、分注ノズル９１を降した状態を示す。図１２（Ｄ）は、分注動作後、分注ノズル９１を上昇した後、重量測定手段９５を上昇して重量測定を行った状態を示す。その後、制御装置７１ａにより動作指令及び重量測定がおこなわれ、統合制御装置へモジュールＩＤとともに動作ログや重量測定データが送受信される。
　図１３は、モジュール（分注モジュール）１２の排液回収動作を示した説明図である。図１３（Ａ）は、培地液を交換要する培養プレート８０を回転台９３上に載置した状態を示す。図１３（Ｂ）は、プレート傾斜手段９４を上昇させて培養プレート８０のプレートの片側底部を持ち上げてプレートを傾斜した状態を示す。図１３（Ｃ）は、排液回収ノズル９２を降下して廃液を回収した状態を示す。その後、制御装置７１ａにより動作指令がおこなわれ、統合制御装置へモジュールＩＤとともに動作ログや各種データが送受信される。
　図１４は、細胞シート積層化モジュール１４を示す斜視図である。１００は、細胞シートを保持する保持部材である。この保持部材１００は、アーム１０１先端下部に着脱可能に備える。保持部材１００の細胞シートと接触する部分には、ゲル状物が塗布されている。ゲル状物は、たとえばゼラチンである。これにより、細胞シートを張り付けて持ち上げることができる。アーム１００は、（四角柱形状の）基部材の上部に垂直平面内で揺動可能に取り付けられている。アームの揺動回転軸１０２を挟んで図中左側に保持部材１００、図中右側には押圧力（重さ）を計測する押圧力測定手段１０３を備える。基部材１０５下部は蛇腹シール１０４でシールされている。その基部材の下部には、基部材１０５を水平面内のＸ２方向及びＹ２方向に移動可能にする（図示しない）駆動手段と基部材を昇降動作させる昇降駆動手段を備える。
　押圧力測定手段１０３によって押圧力を測定するには、基部材１０５を昇降手段の作動により降下して、培養プレート８０内の細胞シートに保持部を押しあてることで測定できる。そのとき、アーム１０１先端に取り付けられた保持部材１００（力点）が揺動回転軸（支点）を中心に揺動して、押圧測定手段１０３（作用点）を押しつける。押圧力測定手段１０３は、たとえば、ロードセル等である。
　押圧力測定手段１０３により測定された結果情報は、細胞シート積層化モジュール１４の制御装置７１ｃ（図示しない。）を介してもしくは統合制御装置７０に直接的に電気信号として送受信される。また、測定結果を基に細胞シート積層化モジュール１４は、押圧力が一定となるように動作制御（フィードバック制御等）をおこなうことで、均一な細胞の層を形成することができる。
　１０６は、培養プレート８０等を複数載置できる回転台である。この回転台１０６には、回転軸１０６ａを備えている。この回転軸１０６ａは、Ｏリング等でシールされており、基台２１下部に回転駆動手段の作動により回転駆動することができる。
　これにより、複数の細胞シートを連続的に積層する際において、回転台上に細胞シートを収容した培養プレート８０を複数枚ならべて載置して順次積層作業を行うことで、効率的な積層化工程を実現することができる。
　このシステムを既存の限られたスペース、たとえば病院のような場所に設置して使用することができ、このような場所での使用においてもGMP（Good Manufacturing Practice:製剤の製造・品質基準）に対応した治療用の細胞、組織を用意することができる。
また、複数システムを設置して、各病院から持ち込まれる組織を引き受けて培養する、細胞、組織の培養ビジネスの創出にも寄与する。
　１　　細胞培養処理システム
１１　　搬送モジュール
１２　　分注モジュール
１３　　恒温モジュール
１４　　細胞シート積層化モジュール
１５　　培養プレート等の搬出入モジュール
１６　　着脱手段

Claims (6)

  1. 　相互に接続可能である複数のモジュールと、
    　前記モジュールに設ける第１の閉鎖空間と、
    　前記第１の閉鎖空間に設ける開口部を開閉する扉と、
    　前記開口部の周縁部に設ける接続部材と、
    　除染剤を供給する除染剤供給モジュールと、
    　を備え、
    　前記徐染剤供給モジュールにより前記第１の閉鎖空間に前記除染剤を供給し、接続する一方の前記モジュールの前記接続部材及び前記扉と他方の前記モジュールの前記接続部材と前記扉で形成する第２の閉鎖空間に前記除染剤を供給し、接続した複数の前記モジュールを無菌状態に保った一体的な閉鎖空間にすることを特徴とする細胞培養処理システム。
  2. 　命令に応じてモジュールが所定の処理を実行するよう制御するモジュール制御装置と、
    　前記接続部材を介して接続されている前記モジュールの前記モジュール制御装置と電気的に接続されており、前記各モジュールの動作を制御する統合制御装置と、
    　を備え、
    　前記統合制御装置により、前記接続された複数の前記モジュールと通信を行い、前記モジュールのＩＤを認識して、前記ＩＤに応じた動作命令を前記モジュールに対して行うことで、接続した複数の前記モジュールを関連付けて各種培養処理の一連の処理工程を統合処理し、又は別々に各種細胞培養処理を実行することを特徴とする請求項１記載の細胞培養処理システム。
  3. 　内部に搬送ロボットを備えており、前記各モジュールが接続される搬送モジュールを備え、
    　前記搬送ロボットにより、接続された１のモジュールの前記第１の閉鎖空間から他のモジュールの前記第１の閉鎖空間へ、前記第２の閉鎖空間を介して被搬送物を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の細胞培養処理システム。
  4. 　前記接続部材は、内部が中空形状であるシール部材と、前記シール部材の内部に気体等注入手段とを備えており、前記シール部材を膨張させて前記第２の閉鎖空間内を密閉にシールすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の細胞培養処理システム。
  5. 　前記接続部材を介して複数の前記モジュールを接続する工程と、
    　複数の前記接続部材と複数の前記扉により形成される前記第２の閉鎖空間に、前記除染剤供給モジュールより前記除染剤を供給して前記第２の閉鎖空間内を除染する工程と、
    　前記扉を開けて前記第１の閉鎖空間及び前記第２の閉鎖空間を連通して一体の無菌閉鎖空間を形成する工程とを備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の細胞培養処理システムのモジュール接続方法。
  6. 　複数の前記モジュールを、隙間をあけて設置する工程と、複数の前記モジュールに備えるシール部材を、前記隙間を埋めるように膨張させて複数の前記モジュールを接続する工程と、複数の前記接続部材と複数の前記扉により形成される前記第２の閉鎖空間に前記除染剤供給モジュールからの前記除染剤を供給して前記第２の閉鎖空間内を除染する工程と、前記扉を開けて前記第１の閉鎖空間及び前記第２の閉鎖空間を連通して一体の無菌閉鎖空間を形成する工程とを備えることを特徴とする請求項４に記載の細胞培養処理システムのモジュール接続方法。
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