WO2016147898A1 - 培養細胞製品の製造装置及び製造方法 - Google Patents

培養細胞製品の製造装置及び製造方法 Download PDF

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小池 哲央
正博 瀧本
八木 良樹
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ロート製薬株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for producing a cultured cell product for mass production of a cultured cell product obtained by dividing a cultured cell into a large number of containers.
  • the automatic culture apparatus includes an incubator for storing a culture vessel for culturing cells, a refrigerated storage for storing chemicals, a centrifuge, a chemical solution container and a culture vessel necessary for culture in a housing. In addition to the container, one operating robot for handling them is arranged.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for a cultured cell product capable of mass-producing a high-quality cultured cell product.
  • An apparatus for producing a cultured cell product comprises an isolator that processes a cell culture container inside maintained in a sterile state, and one or more robot arms positioned in the isolator. The step of taking out the cells cultured in the cell culture vessel by using the one or more robot arms, and the density of the cells in the cell-containing liquid containing the taken out cells. A cell density adjusting step of adjusting, and a subdividing step of subdividing and feeding the cell-containing liquid having the adjusted density into a plurality of product containers are performed.
  • the cell density adjustment step supports the counting of the number of viable cells by observing some or all of the plurality of cells taken out by the take-out step.
  • a storage solution addition step of adding an amount of a storage solution corresponding to the number of viable cells obtained by the counting to the extracted cells.
  • a container number deriving step for deriving the number of product containers based on the number of viable cells obtained by the counting. May be executed.
  • an image enlargement device is disposed in the isolator, and in the counting support step, a part of the cells taken out by the removal step is placed in the image enlargement device. It may be done.
  • a suspension step is performed before the cell density adjustment step and before the subdivision step, and the suspension step stirs the cell-containing liquid.
  • the suspension step may be a step of preparing a suspension in which the cells are uniformly dispersed.
  • the method for producing a cultured cell product according to the present invention includes an isolator for processing a cell culture container inside maintained in a sterile state, and one or a plurality of robot arms positioned in the isolator.
  • a cultured cell product manufacturing apparatus Using a cultured cell product manufacturing apparatus, a step of taking out the cells cultured in the cell culture container, a cell density adjusting step of adjusting the density of the cells in the cell-containing liquid containing the taken out cells, The subdividing step of subdividing the cell-containing liquid whose density has been adjusted into a plurality of product containers is performed by the one or a plurality of robot arms.
  • the cell density adjusting step supports counting the number of viable cells by observing some or all of the plurality of cells taken out by the taking out step. And a storage solution addition step of adding an amount of a storage solution corresponding to the number of viable cells obtained by the counting to the extracted cells.
  • a container number deriving step for deriving the number of the product containers based on the number of viable cells obtained by the counting. May be executed.
  • the production apparatus includes an image enlargement device disposed in the isolator, and in the counting support step, a part of the cells taken out by the take-out step May be arranged in the image enlarging apparatus.
  • a suspension step is performed before the cell density adjustment step and before the subdivision step, and the suspension step stirs the cell-containing liquid.
  • the suspension step may be a step of preparing a suspension in which the cells are uniformly dispersed.
  • FIG. 1 is a front view of the cultured cell product production apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the manufacturing apparatus.
  • FIG. 3 is a view of the manufacturing apparatus as viewed from the outlet side.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state immediately before the container lid is opened by the robot arm.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of sleeping and seeding frozen cells.
  • FIG. 6A is a flowchart showing a process of sleeping and seeding a frozen cell.
  • FIG. 6B is a flowchart showing a process of sleeping and seeding a frozen cell.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process of sleeping and seeding a frozen cell.
  • FIG. 8 is a flowchart for recovering cultured cells and performing passage processing.
  • FIG. 8 is a flowchart for recovering cultured cells and performing passage processing.
  • FIG. 9 is a flowchart for recovering cultured cells and performing passage processing.
  • FIG. 10 is a flowchart for recovering cultured cells and performing passage processing.
  • FIG. 11 is a flowchart for recovering cultured cells and performing passage processing.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a process of collecting and subdividing the cultured cells after the passage process into products.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a process of collecting the cultured cells after the passage process, subdividing them into products.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a process of collecting and subdividing the cultured cells after the passage process into products.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a process in which cultured cells after the passage treatment are collected and divided into products.
  • a production apparatus an apparatus for producing a cultured cell product (hereinafter referred to as a production apparatus) according to an embodiment of the present invention and a method for producing a cultured cell product performed by the production apparatus will be described.
  • the description of the front, rear, left and right corresponds to the state shown in FIGS. 1 and 2 with respect to the left and right, and with respect to the front and rear, the lower side in FIG. Corresponds to “rear” (direction is also shown in FIG. 2).
  • This manufacturing apparatus has a plurality of incubators 2 that accommodate cell culture containers (hereinafter referred to as culture containers) 1 and a horizontally long shape for processing the culture containers 1 sent from the incubator 2 in an aseptic state.
  • the culture vessel for example, a hyper flask (manufactured by Corning International Co., Ltd., Japan) that can culture cells in multiple layers can be used.
  • Each part is controlled by a control device X schematically shown in FIG.
  • the control device X may be provided integrally with the manufacturing device, or may be a device separate from the manufacturing device and connected by a cable or wirelessly (for example, a personal computer). Alternatively, the control device X may be provided integrally with the manufacturing apparatus, and only the operation unit (for example, a tablet terminal) of the control device X operated by the operator may be separated from the manufacturing apparatus.
  • the incubator 2 is provided in a state of being stacked in two upper and lower stages. As shown in FIG. 2, the incubator 2 is provided at a total of three locations including one left end of the isolator 3 and two left end portions on the rear side of the isolator 3. There are 6 units in all.
  • the upper and lower incubators 2 and 2 have the same configuration, and each incubator 2 includes a rack (not shown) that can accommodate a number of culture vessels 1 in the casing 2A.
  • the casing 2A has a box shape with one side open so that the culture container 1 can be taken in and out from one side.
  • Two doors 2B and 2C for closing the opening on one side of the casing 2A are attached to the casing 2A so as to be freely opened and closed.
  • the inner door 2C by configuring the inner door 2C with a transparent material, the number of accommodated culture vessels 1 and the culture state of the cells can be opened by the inner door 2C simply by opening the outer door 2B. It can be confirmed in the closed state.
  • the incubator 2 is configured to be supplied with carbon dioxide gas for adjusting the culture atmosphere.
  • the culture vessel 1 accommodated in the rack in the incubator 2 is configured to be sent out onto a plurality of mounting tables 5 provided in the isolator 3 by a delivery mechanism (not shown). The same number of six mounting tables 5 are arranged corresponding to the incubator 2.
  • the isolator 3 has a horizontally long shape (rectangular shape in plan view in the present embodiment), and one set (two upper and lower) incubators on the short side surface (left side surface in the present embodiment) of the isolator 3. 2, and a plurality of sets (two sets (four sets) in the present embodiment) of incubators 2 are positioned on the longitudinal side surface (the rear side surface in the present embodiment).
  • the manufacturing apparatus can be downsized without reducing the number of cultured cells.
  • the isolator 3 includes an observation unit 8 including two first robot arms 6 and 7 for moving the culture vessel 1 to an observation position in order to confirm the degree of growth of the culture vessel 1 taken out from the incubator 2, and an observation unit 8, cells in the culture container 1 having a predetermined number of cells among the culture containers 1 observed by the observation unit 8 are transferred to a large number of product containers 9 (for example, vials)
  • a processing unit 13 including three second robot arms 10, 11, and 12 that performs various processes for transferring to a bottle, see the enlarged view of FIG. 1, and a large number of transferred product containers 9.
  • an outlet 14 On the front and rear walls of the isolator 3, a large number of work gloves (not shown) that can be operated by an operator in the isolator 3 are attached.
  • the five robot arms 6, 7, 10, 11, 12 are arranged on a straight line extending in the left-right direction along the longitudinal direction of the isolator 3.
  • the first robot arm 6 on the left side in the left-right direction has a pair of incubators 2 positioned on the short side surface (left side surface in the present embodiment) of the isolator 3 and a long side surface (rear side surface in the present embodiment). ),
  • the culture container 1 accommodated in the incubator 2 can be handled (the range (plan view) that each robot arm can reach is shown in FIG. 2). (Indicated by a dotted line circle).
  • the right first robot arm 7 corresponds to the right set of incubators 2 while being located on the long side surface of the isolator 3, and can handle the culture vessel 1 accommodated in the incubator 2. .
  • the second robot arm 10 on the left side and the second robot arm 11 on the left side in the left-right direction are positioned on the left side pass box 4 while being positioned on the side surface on the long side of the isolator 3 (the rear side surface in this embodiment). It is possible to handle articles and reagents accommodated (or accommodated) in the pass box 4.
  • the second robot arm 12 on the right side corresponds to the right pass box 4 and the box 22 for carrying out the product container 9 while being positioned on the longitudinal side surface (rear side surface in the present embodiment) of the isolator 3.
  • the articles and reagents accommodated in (or accommodated in) the pass box 4 and the product container 9 accommodated in the box 22 can be handled.
  • the five robot arms 6, 7, 10, 11, and 12 are in a positional relationship in which the articles can be delivered to each other. Has been placed.
  • the robot arms 6, 7, 10, 11, 12 are located in the isolator 3, so that each robot arm 6, 7, 10, 11, 12 is in the incubator 2, isolator 3, pass box 4, box For each of 22, an operation suitable for the purpose is possible. For this reason, work efficiency can be improved and it can contribute to mass-producing cultured cell products.
  • the first robot arm 6 is an articulated robot arm, and includes a fixed portion 6A fixed to the base member 15 of the isolator 3, and a base portion 6B rotatable about the vertical axis at the distal end portion of the fixed portion 6A.
  • the first arm 6C swingable around the horizontal axis at the tip of the base portion 6B, the second arm 6D swingable around the horizontal axis at the tip of the first arm 6C, and the second arm 6D
  • a third arm 6E that can swing around the horizontal axis is provided at the distal end portion, and a pair of gripping portions 6F and 6F that are attached to face the distal end of the third arm 6E.
  • the pair of gripping portions 6F and 6F are configured to be able to approach and separate.
  • the multi-joint type first robot arms 6 and 7 configured as described above hold the culture vessel 1 delivered from the incubator 2 with a pair of gripping portions 6F and 6F (see FIG. 1), and the microscope 16 at the observation position. To move.
  • the second robot arms 10, 11, and 12 can perform various processes by grasping the centrifuge tube 17 and the mixing tank 18 shown in FIG. 1 in addition to the culture vessel 1.
  • the microscope 16 at the observation position is disposed between the two first robot arms 6 and 7.
  • the left first robot arm 6 moves the culture vessel 1 to the microscope 16 to observe the cells, and as a result of the observation, the culture vessel determined to have a predetermined number of cells. 1 can be grasped by the first robot arm 7 on the right side and quickly moved to the processing unit 13 side.
  • the left first robot arm 6 mainly moves the culture vessel 1 to the microscope 16, and the right first robot arm 7 handles the culture vessel 1 determined to have a predetermined number of cells as a processing unit. By performing the work of moving to the 13th side, the work can be speeded up.
  • the determination that the cell has a predetermined number of cells may be made by visually counting the number of cells by an operator (person) of the manufacturing apparatus, or an image captured by a camera provided in the isolator 3.
  • the number of cells may be automatically calculated by analysis, and the control device X may automatically determine based on the calculated number of cells.
  • the culture vessel 1 delivered from the incubator 2 facing the first robot arm 7 on the right side is grasped by the first robot arm 7 on the right side and moved to the microscope 16.
  • the processing unit 13 is also provided with a microscope 25 for observing cells. An object such as a hemocytometer to be observed with the microscope 25 is held and moved by the second robot arm 12 at the right end.
  • the cultured container 1 after observation is not only transported by directly passing from the first robot arm 7 on the right side to the second robot arm 10 disposed at the left end of the processing unit 13.
  • the culture vessel 1 after observation is arranged at the left and right center of the second robot arm 10 or the processing unit 13 at the left end of the processing unit 13 by the transfer device 19. 2
  • the robot arm 11 is transported to a position where it can be gripped.
  • the transport device 19 is provided along the front side wall of the isolator 3 and is set to a transport length that can be transported from the right end of the observation unit 8 of the isolator 3 to the left and right center of the processing unit 13. Accordingly, when the first robot arm 7 on the right hand passes the observed culture vessel 1 to the transfer start end of the transfer device 19, the transfer device 19 reaches the position where the two second robot arms 10 or 11 can hold. 1 is transported.
  • the transfer device 19 includes at least one robot arm (first robot arm 7 in the present embodiment) located in the observation unit 8 and a plurality of robot arms (two second arms in the present embodiment) located in the processing unit 13. Corresponding to the robot arms 10 and 11).
  • the first robot arm 7 can directly deliver articles to the second robot arm 10.
  • the transfer device 19 enables the delivery of the article to the first robot arm 7 and the third robot arm 11 that cannot directly deliver the article. For this reason, even when the second robot arm 10 is in operation and it is impossible to transfer the article from the first robot arm 7 to the third robot arm 11 via the second robot arm 10, it is transported from the first robot arm 7.
  • the article can be delivered to the third robot arm 11 via the device 19.
  • articles can be transported in parallel (by a plurality of routes) in the isolator 3. Therefore, the work efficiency in the isolator 3 can be improved, so that productivity can be improved.
  • a fixed auxiliary arm 20 that is immovable is installed near the second robot arms 10, 11, 12 and below the second robot arms 10, 11, 12. ing.
  • the auxiliary arm 20 includes a fixing portion 20A fixed to the fixing member 21, and a pair of gripping portions 20B and 20B (only the front side is shown in FIG. 4) attached to the fixing portion 20A so as to be able to approach and separate. ing.
  • the second robot arms 10, 11, and 12 store programs for opening and closing the rotary lids included in the plurality of types of containers, and the second robot arms 10, 11, and 12 store a plurality of types of containers. Can be opened and closed. For this reason, it is not necessary to unify the containers used in the production apparatus into the same type of containers, and a production apparatus for cultured cell products can be easily realized.
  • the first robot arms 6 and 7 may store the program.
  • two pass boxes 4 and 4 are connected to the rear side wall of the processing unit 13.
  • One (left side) pass box 4 includes a plurality of types of containers including a product container 9, a culture container 1, and a centrifuge tube 17 between the second robot arm 10 located at the left end and the second robot arm 11 located at the center.
  • an article such as a mixing tank 18 which is a container containing a medicine is disposed.
  • the other (right side) pass box 4 is arranged so that the article is carried into the second robot arm 12 located at the right end.
  • the isolator 3 is horizontally long, and a plurality (two in this embodiment) of pass boxes 4 are positioned on the side surface (the rear side surface in the present embodiment) on the longitudinal side of the isolator 3. With this configuration, the manufacturing apparatus can be reduced in size without restricting the amount of articles to be carried into the isolator 3.
  • the opening of the outlet 14 is configured to have a size that allows the second robot arm 12 positioned at the right end to easily enter, and the outlet 14 is provided with an electric shutter (not shown) that can be freely opened and closed.
  • a box 22 is formed continuously to form a space for temporarily placing the product container 9 moved from the outlet 14 to the outside of the isolator 3.
  • Each of the observation unit 8 and the processing unit 13 is provided with a stainless steel collection container 23 for collecting a culture medium, a cleaning solution, and the like that are no longer needed.
  • the collection container 23 is provided with a collection cylinder 23A whose diameter is increased toward the upper end side at the upper end.
  • the collection container 23 is set by a guide mechanism 24 provided in the observation unit 8 and the processing unit 13, and a collection position where the opening of the collection cylinder 23 ⁇ / b> A is located directly below the discharge port formed in the observation unit 8 and the processing unit 13.
  • the opening of the cylinder 23 ⁇ / b> A is configured to be changeable to a retreat position where the collection container 23 can be moved by being removed from the discharge port.
  • the processing unit 13 includes a first transfer processing means for transferring the cell-containing liquid stored in the culture vessel 1 received from the first robot arm 7 to the centrifuge tube 17 by the second robot arm 10, and a second robot. Separation processing means for separating the cells and liquid from the centrifuge tube 26 by the centrifuge 26 by the arm 10 and at least a part of the liquid separated by the separation processing means by the second robot arm 10 is removed from the centrifuge tube 17. And a second transfer means for transferring a predetermined number of cells in the centrifuge tube 17 to a large number of product containers 9 in a state where the storage solution (freezing storage solution) is put into the centrifuge tube 17.
  • the “cell-containing liquid” in the description of the present embodiment simply means “a liquid containing cells” and is not limited to a liquid in a specific state.
  • the processing unit 13 includes a medium exchange processing means for exchanging the medium in the culture container 1 taken out from the incubator 2 by the first robot arm 7, and the medium replacement processing means is configured such that the second robot arm 10 is the first robot arm.
  • the lid of the culture vessel 1 received from 7 is opened to discard the culture medium in the culture vessel 1, a new culture medium is supplied into the cell culture vessel 1, and then the lid is put back to the first robot arm 7. It is configured as follows.
  • the processing unit 13 having the above-described configuration is a first process for sleeping and seeding frozen cells, and a second process for recovering cells and seeding them in a large number of culture containers (passaging) Treatment), the third treatment in which the cells in the culture vessel that have been subcultured and cultured are collected, and the collected cells are subdivided and transferred to the product container 9 and carried out from the outlet 14 can be performed.
  • the first process will be described based on the flowcharts of FIGS.
  • confirmation, determination, and storage are performed by the operator or the control device X, and other operations are performed by the second robot arms 10, 11, and 12. Processing without special mention is performed by the second robot arms 10, 11, and 12.
  • the centrifuge tube 17 is taken and a predetermined amount of medium is put into the centrifuge tube 17 (S1).
  • each suspension of a predetermined amount in a plurality of cryotubes is mixed (stirred) (S2), and then all the cryotubes in all cryotubes are mixed.
  • a predetermined amount of suspension is put into the centrifuge tube 17 (S3).
  • a predetermined amount of medium was put in each cryotube and mixed (stirred), and then placed in the centrifuge tube 17 (washing, S4). The cleaning is performed a predetermined number of times, and the process proceeds to the next step (S5).
  • the operator confirms the amount of the cell suspension in the centrifuge tube 17 by imaging with a camera.
  • the operator stores the liquid amount in the control device X (S6). After storing the liquid amount, the liquid in the centrifuge tube 17 is mixed (stirred) (S7). Subsequently, after a predetermined amount of liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S8), a predetermined amount of stained cell liquid is added to the microplate and mixed (stirred) (S9). A predetermined amount of liquid in the microplate is put into a hemocytometer (S10).
  • the operator takes an image with the camera, counts the number of living (existing) cells and dead cells (S11), checks whether the number of living (existing) cells is equal to or greater than a predetermined number (S12), and if less than the predetermined number If so, the result is input to the control device X, and the process proceeds to cell processing (S13).
  • the control device X confirms whether the measurement has been performed a predetermined number of times (S14).
  • the control device X calculates and stores the number of living cells, the number of dead cells, the concentration of living and dead cells, the number of cells required for seeding, and the amount of necessary cell suspension according to the formula (S15). Subsequently, the liquid in the centrifuge tube 17 is mixed (stirred) (S16). The operator confirms whether or not the density is equal to or higher than the predetermined density (S17), and proceeds to the next step. If the density is not equal to or higher than the predetermined density, the density process is performed (S18), and the process proceeds to the next step.
  • a predetermined amount of medium is added to the centrifuge tube 17 (S19), and then the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S20). After centrifugation, a predetermined amount of the supernatant of the centrifuge tube 17 is removed (S21), and then a predetermined amount of medium is added to the centrifuge tube 17 (S22).
  • the operator measures the amount of liquid remaining in the centrifuge tube 17 with a camera, stores the amount of liquid in the control device X, and mixes (stirs) the liquid in the second robot arm (S23).
  • step S24 After a predetermined amount of liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S24), a predetermined amount of stained cell liquid is added to the microplate and mixed (stirred) (S25). Next, after putting a predetermined amount of the liquid in the microplate into the hemocytometer (S26), the operator took an image with the camera and counted the number of living (existing) cells and the number of dead cells (the number of times of counting was the first time). After S27), the process proceeds to step S14.
  • the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and re-centrifuged (S28), and then a predetermined amount of medium is added to the centrifuge tube 17 (S29).
  • the centrifuge tube 17 is thrown into the separator 26 and centrifuged (S30). After centrifugation, a predetermined amount of the supernatant of the centrifuge tube 17 is removed (S31), and the process proceeds to step S32.
  • the medium is added so that the inside of the centrifuge tube 17 becomes the seeding cell suspension amount. And mix (stir) (S32).
  • a predetermined amount of medium is placed in the suspension container (S33)
  • a predetermined amount of the cell suspension for seeding (cell-containing liquid) in the centrifuge tube 17 is placed in the suspension container and mixed (stirred). (S34).
  • the seeding cell suspension in the suspension container is placed in a predetermined number of culture containers 1 (S35), and then the culture medium 1 is placed in the culture container 1 so that the culture container 1 has a predetermined amount of medium (S36) ).
  • the operator confirms that the cells are seeded in the culture container 1 with the microscope 25, and when confirming that the cells are seeded, presses an OK button provided in the manufacturing apparatus.
  • the OK button is pressed, the culture vessel 1 is placed in the incubator 2 by the second robot arms 10, 11, 12 and the first robot arms 6 and 7 to start the culture (S37), and the process ends.
  • the culture vessel 1 is taken out from the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7 (S50), and it is confirmed whether or not a predetermined amount of cells are grown (S51).
  • the culture vessel 1 is returned to the incubator 2 through the robot arms 6 and 7 (S52). If it is growing, then the culture medium in the culture container 1 is collected (S53), and then a washing solution (for example, phosphate buffered saline (PBS)) is injected into the culture container 1 (S54). . Subsequently, the washing liquid in the culture vessel 1 is removed (S55). Thereafter, a cell detachment liquid (for example, a liquid containing an enzyme such as trypsin) is injected into the culture container 1 (S56).
  • a washing solution for example, a liquid containing an enzyme such as trypsin
  • the culture container 1 is taken out from the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7 for a predetermined time (S57)
  • the culture container 1 is taken out from the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7, and the operator Confirms the state of cell detachment with a camera (S58).
  • the operator determines that the cells are detached in the culture container 1 (S59)
  • the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus.
  • the OK button is pressed, the cell-containing stripping solution in the culture vessel 1 is put into the centrifuge tube 17 (S60), and then a predetermined amount of medium is added to the culture vessel 1 (S61). After the addition, the washing solution in the culture vessel 1 is put into the centrifuge tube 17 (S62).
  • step S63 After the cleaning in steps S61 to S62 is performed a predetermined number of times, the process proceeds to the next step (S63).
  • a predetermined amount of liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S65).
  • a predetermined amount of stained cell solution is added to the microplate and mixed (stirred) (S66), and then a predetermined amount of solution in the microplate is added to the hemocytometer (S67). Thereafter, the operator takes an image with the camera and counts the number of living (existing) cells and the number of dead cells (S68).
  • step S69 The measurement from step S64 to step S68 is performed twice or more (S69), and the operator confirms whether the number of living (existing) cells is a predetermined number or more both times (S70). Measurement is performed until it is confirmed twice that the number of living (existing) cells is equal to or greater than the predetermined number. If the number of measurements exceeds the predetermined number, the process ends (S69). When it is confirmed twice that the number of living (existing) cells is equal to or greater than the predetermined number, the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus. When the OK button is pressed, a predetermined amount of medium is added to the centrifuge tube 17 (S71), and then the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S72).
  • the cell-containing solution of the other centrifuge tube 17 is put into one of the two centrifuge tubes 17 (S74).
  • a washing solution is put into the discharged centrifuge tube 17 and a cell-containing washing solution is put into the centrifuge tube 17 containing the cell-containing solution (washing) (S75).
  • a predetermined number of washings S76
  • a predetermined amount of medium is added to the centrifuge tube 17 (S77), and the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S78).
  • a predetermined amount of the supernatant of the centrifuge tube 17 is removed and the liquid is mixed (stirred) (S79).
  • the operator images the remaining amount of the cell suspension in the centrifuge tube 17 with a camera and stores it in the control device X (S80).
  • the liquid in the centrifuge tube 17 is mixed (stirred) with a pipette (S81), and then a predetermined amount of liquid is transferred from the centrifuge tube 17 to the microplate (S82). After the liquid is transferred, a predetermined amount of medium is added to the microplate and the dilution rate is stored (S83).
  • a predetermined amount of diluted solution is transferred from the microplate to another microplate (S84), and then a predetermined amount of stained cell solution is added to the microplate and mixed (stirred) (S85). Thereafter, a predetermined amount of liquid in the microplate is injected into the hemocytometer (S86). The operator counts the number of living (existing) cells and dead cells by imaging with a camera (S87). At this time, the operator checks whether or not the number of live (existing) cells is greater than or equal to a predetermined number (S88).
  • the predetermined amount of liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S89), and then the predetermined amount of medium is added to the microplate. Then, mix (stir) and store the dilution factor (S90).
  • a predetermined amount of the stained cell solution is added to the microplate containing the diluted solution and mixed (stir) (S92). .
  • a predetermined amount of liquid is injected from the microplate into the hemocytometer (S93). The operator counts the number of live (existing) cells and the number of dead cells under the microscope 25 and stores them (S94), and proceeds to step S95.
  • the operator determines that the number of live (existing) cells is greater than or equal to a predetermined number at the first count in step S87 (“Yes” in S88), or passes through steps S89 to S94.
  • Counting is performed a predetermined number of times (S95) until the number of cells is confirmed twice or more (S96). If the count is once in step S95, or if it is not confirmed twice in step S96 that the number of living (existing) cells is greater than or equal to the predetermined number, the process returns to step S81. If the number of measurements exceeds the predetermined number, the process is terminated (S95). When it is confirmed twice that the number of living (existing) cells is equal to or greater than the predetermined number, the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus.
  • the density is adjusted. That is, the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and re-centrifuged (S98). Next, after adding a predetermined amount of medium to the centrifuge tube 17 (S99), the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S100). After centrifugation, a predetermined amount of the supernatant of the centrifuge tube 17 is removed (S101), and the process of setting the concentration to a predetermined% or higher is completed.
  • the medium is added and mixed (stir) so that the inside of the centrifuge tube 17 becomes the amount of cell suspension for seeding ( S102).
  • a predetermined amount of the seeding cell suspension in the centrifuge tube 17 is put in the suspension container and mixed (stirred) (S104).
  • the seeding cell suspension in the suspension container is put into a predetermined number of culture containers 1 (S105), and then the culture medium is put into the culture container 1 so that the culture container 1 has a predetermined amount of medium (S106).
  • the operator confirms that the cells have been seeded in the culture vessel 1 with the microscope 25, and presses an OK button provided in the manufacturing apparatus when confirmation is made.
  • the OK button is pressed, the culture vessel 1 is placed in the incubator 2 via the first robot arms 6 and 7 to start the culture (S107), and the process is terminated.
  • the culture vessel 1 is taken out from the incubator 2 via the first robot arms 6 and 7 (S120), and it is confirmed whether or not a predetermined amount of cells have grown (S121).
  • the culture vessel 1 is returned to the incubator 2 through the robot arms 6 and 7 (S122). If it is growing, then the medium in the culture vessel 1 is removed (S123), and then the washing solution is injected into the culture vessel 1 (S124). Subsequently, the washing liquid in the culture vessel 1 is collected (S125). Thereafter, a cell detachment solution is injected into the culture vessel 1 (S126).
  • the culture vessel 1 is taken out from the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7 for a predetermined time (S127)
  • the culture vessel 1 is taken out from the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7, and the operator Confirms the state of cell detachment with a camera (S128).
  • the operator determines that the cells are detached (S129)
  • the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus. If not, the culture vessel 1 is returned again to the incubator 2 through the first robot arms 6 and 7 for a predetermined time (S127).
  • the OK button is pressed, the cell-containing stripping solutions in a plurality of (in this case, two) culture vessels 1 are placed (aggregated) in one centrifuge tube 17 (S130), and then placed in the two culture vessels 1.
  • a fixed amount of cleaning solution is added (S131). After the addition, the washing liquid in the culture vessel 1 is put into the centrifuge tube 17 and mixed (stirred) (S132). Next, a predetermined amount of the liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S133). Subsequently, a predetermined amount of the stained cell solution is put in the microplate and mixed (stirred) (S134), and then the predetermined amount in the microplate is put into the hemocytometer (S135). Thereafter, the operator takes an image with the camera and counts the number of living (existing) cells and the number of dead cells (S136).
  • step S133 to step S136 The measurement from step S133 to step S136 is performed twice or more (S137), and the operator confirms whether the number of living (existing) cells is a predetermined number or more in both cases (S138). This confirmation is for confirming the total number of cells that can be produced. Although it is better to perform this confirmation, this confirmation may be omitted and only the subsequent step S162 may be performed. Measurement is performed until it is confirmed twice that the number of living (existing) cells is greater than or equal to a predetermined number. If it cannot be confirmed once, the process is terminated. When it is confirmed twice that the number of living (existing) cells is equal to or greater than the predetermined number, the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus.
  • the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S139). After removing a predetermined amount of supernatant from the centrifuge tube 17 (S140), the operator images the amount of liquid in the centrifuge tube 17 and the number of living (existing) cells with a camera. The operator stores the liquid amount and the number of living (existing) cells in the control device X (S141). Next, the cell-containing liquids in the plurality of centrifuge tubes 17 are collected (aggregated) in one centrifuge tube 17 (S142).
  • a predetermined amount of cryopreservation solution is added to the centrifuge tube 17 and mixed (stirred) (S148), and then the centrifuge tube 17 is put into the centrifuge 26 and centrifuged (S149). After centrifugation, a predetermined amount of the supernatant of the centrifuge tube 17 is removed (S150), and the operator images and measures the amount of remaining liquid in the centrifuge tube 17 with a camera and stores it in the control device X (S151). Subsequently, a predetermined amount of the cryopreservation solution is added to the centrifuge tube 17, and the operator stores the added amount in the control device X (S152).
  • the operator confirms whether the concentration of the solvent (for example, DMSO (dimethyl sulfoxide)) in the storage solution in the centrifuge tube 17 is equal to or higher than a predetermined percentage (S153). If the concentration in the centrifuge tube 17 is not equal to or higher than the predetermined percentage, the concentration is adjusted. That is, a predetermined amount of the cryopreservation solution is added to the centrifuge tube 17 and mixed (stirred) (S154), and then the processing from step S149 to step S152 is performed and then the next processing is started.
  • a predetermined amount of the cryopreservation solution is added to the centrifuge tube 17 and mixed (stirred) (S154), and then the processing from step S149 to step S152 is performed and then the next processing is started.
  • the concentration in the centrifuge tube 17 is equal to or higher than the predetermined percentage, or after adding a predetermined amount of cryopreservation solution to the centrifuge tube 17 and mixing (stirring) (S154), the process from step S149 to step S152
  • the liquid in the centrifuge tube 17 is mixed (stirred) with a pipette (S155), and then a predetermined amount of liquid is transferred from the centrifuge tube 17 to the microplate (S156). After the liquid is transferred, a predetermined amount of diluted solution is added to the microplate, and the dilution factor is stored (S157).
  • the predetermined amount of liquid in the centrifuge tube 17 is transferred to the microplate (S163), and then a predetermined amount of washing liquid is injected into the microplate. Then, mix (stir) and store the dilution factor (S164).
  • a predetermined amount of the stained cell solution is added to and mixed with the microplate containing the diluted solution (stirring) (S166). .
  • a predetermined amount of liquid is injected from the microplate into the hemocytometer (S167). The operator counts the number of living (existing) cells and the number of dead cells under the microscope 25 and stores them (S168), and proceeds to step S169.
  • the operator determines that the number of live (existing) cells is equal to or greater than a predetermined number at the first count in step S161 (“Yes” in S162), or passes through steps S163 to S168, so that the live (existing) cells are present.
  • Counting is performed a predetermined number of times (S169) until it is confirmed twice that the number of cells is equal to or greater than the predetermined number (S170). If the count is once in step S169, or if it is not confirmed twice in step S170 that the number of living (existing) cells is a predetermined number or more, the process returns to step S155. If the number of measurements exceeds the predetermined number, the process is terminated (S169).
  • the operator presses an OK button provided in the manufacturing apparatus.
  • the OK button is pressed, the number of living (existing) cells, the concentration of living (existing) cells, and the amount of liquid are stored in the control device X (S171). Subsequently, the number of frozen containers (product containers 9) that can be prepared from the number of cells to be frozen, the frozen cell concentration, and the amount dispensed is calculated and stored in the control device as X (S172).
  • the cryopreservation solution is added in an amount that gives the prescribed frozen cell concentration of the cultured cell product in the final state to the centrifuge tube 17, and the added amount is stored in the control device X (S173).
  • the liquid in the centrifuge tube 17 is mixed (stirred) (S174)
  • the liquid in the centrifuge tube 17 is put into a container (product container 9) by a predetermined amount (S175).
  • the container (product container 9) is covered (S176), and the operator confirms with the camera whether the cover is closed (S177). At this point, the lid is still in a temporarily fixed state. If it is not confirmed in step S177 that the lid is closed, the process returns to step S176.
  • control device X determines that the operation of putting the liquid into the container (product container 9) has reached a predetermined number of times (S178), the process is terminated.
  • the container (product container 9) that has been put in is moved from the outlet 14 into the box 22.
  • the container (product container 9) moved into the box 22 is taken out of the box 22 by the operator, and the above-mentioned lid is caulked and labeled to complete the cultured cell product.
  • This cultured cell product is frozen and distributed in a frozen state (delivered to medical institutions and research institutions).
  • the manufacturing apparatus takes out the cell cultured in the culture vessel 1 (corresponding to S120 to S147 in the flowchart), and the cell in the cell-containing liquid containing the removed cell.
  • Cell density adjustment step (corresponding to S149 to S171)
  • a subdivision step (corresponding to S175 to S178) of charging the cell-containing liquid with the adjusted density into a plurality of product containers 9 )
  • the relationship between these processes and each process described in the flowchart is merely an example, and is not limited to the correspondence (the following correspondence is also the same).
  • the quality of the cultured cell product produced can be made uniform by executing the cell density adjustment step, the produced cultured cell product is of high quality (specifically, the number of living (existing) cells in the cultured cell product). Is uniform).
  • the cell density adjustment step includes a counting support step in which the manufacturing apparatus supports counting of the number of living (existing) cells by observing some or all of the plurality of cells taken out by the taking out step (described in the flowchart). S155 to S161 and S163 to S168) and a storage solution (a cryopreservation solution) in an amount corresponding to the number of living (existing) cells obtained by the counting is added to the removed cells.
  • a liquid addition step (corresponding to S173).
  • the manufacturing apparatus Prior to executing the subdividing step, the manufacturing apparatus derives the number of product containers 9 based on the number of live (existing) cells obtained by the counting (in S172 in the flowchart). Equivalent). In this step, since the quantity of the product containers 9 to be prepared is determined before the subdivision step, the subdivision into the product containers 9 can be performed quickly. In the present embodiment, the quantity of the product container 9 is derived by calculation, but may be derived without calculation.
  • a suspension step (corresponding to S148 and S174 in the flowchart) is performed before the cell density adjustment step and before the subdivision step.
  • This suspension step is a step of stirring the cell-containing liquid to obtain a suspension in which the cells are uniformly dispersed. Since the cultured cells are uniformly dispersed in the suspension that has undergone the suspension step, the density of viable cells taken out in the cell density adjustment step and the subdivision step can be made uniform. For this reason, it is possible to contribute to uniform quality of the cultured cell product.
  • the observation unit 8 is provided with the two robot arms 6 and 7, and the processing unit 13 is provided with the three robot arms 10, 11, and 12, but the observation unit 8 is provided with at least one robot arm.
  • the processing unit 13 can be provided with at least one robot arm.
  • the isolator 3 is formed from a horizontally long shape, but may be formed from a square shape or a circular shape. Moreover, you may comprise by the bent shape.
  • the microscopes 16 and 25 are used for observing the cells.
  • the present invention is not limited to the microscope, and various image magnifying apparatuses that can magnify an image capturing the cells to be observed can be used. By using the image enlargement apparatus, the number of living (existing) cells can be accurately counted.
  • the apparatus for producing a cultured cell product includes an isolator 3 that processes the cell culture container 1 inside a sterile state, and one or a plurality of robot arms 6 and 7 located in the isolator 3. 10-12, and using the one or more robot arms 6, 7, 10-12 in the isolator 3, the cells cultured in the cell culture vessel 1 are taken out and taken out.
  • the cell density adjustment step includes observing some or all of the plurality of cells taken out by the take-out step and counting the number of viable cells. It may include a counting support step for supporting, and a storage solution adding step for adding a storage solution in an amount corresponding to the number of viable cells obtained by the counting to the extracted cells.
  • counting performed by an operator or the like can be quickly performed by executing the counting support process. Then, the amount of the preservation solution is determined by the number of viable cells obtained through the counting support process. Therefore, a liquid adjusted to a predetermined viable cell density can be obtained quickly.
  • the derivation step may be executed.
  • an image magnifying device (microscopes 16 and 25) is arranged in the isolator 3, and in the counting support step, one of the cells taken out by the taking-out step.
  • the unit may be arranged in the image enlarging device (microscopes 16 and 25).
  • the number of viable cells can be accurately counted by the image enlargement device (microscopes 16 and 25).
  • a suspension process is performed before the cell density adjustment process and before the subdivision process, and the suspension process includes the cell-containing liquid. It may be a step of preparing a suspension in which the cells are uniformly dispersed by stirring.
  • the density of viable cells taken out in the cell density adjustment step and the subdivision step can be made uniform.
  • the method for producing a cultured cell product includes an isolator 3 that processes the cell culture container 1 inside a sterile state, and one or a plurality of robot arms 6 positioned in the isolator 3. , 7, 10 to 12, and a step of taking out the cells cultured in the cell culture vessel 1, and the cells in the cell-containing liquid containing the taken-out cells
  • the cell density adjustment step includes observing some or all of the plurality of cells taken out by the take-out step and counting the number of viable cells. It may include a counting support step for supporting, and a storage solution adding step for adding a storage solution in an amount corresponding to the number of viable cells obtained by the counting to the extracted cells.
  • counting performed by an operator or the like can be quickly performed by executing the counting support process. Then, the amount of the preservation solution is determined by the number of viable cells obtained through the counting support process. Therefore, a liquid adjusted to a predetermined viable cell density can be obtained quickly.
  • the derivation step may be executed.
  • the subdivision into the product containers 9 can be performed quickly.
  • the manufacturing apparatus includes an image magnifying device (microscopes 16 and 25) disposed in the isolator, and the counting support step includes the extraction step. A part of the extracted cells may be arranged in the image enlargement device (microscopes 16 and 25).
  • the number of viable cells can be accurately counted by the image enlargement device (microscopes 16 and 25).
  • a suspension step is performed before the cell density adjustment step and before the subdivision step, and the suspension step includes the cell-containing liquid. It may be a step of preparing a suspension in which the cells are uniformly dispersed by stirring.
  • the density of viable cells taken out in the cell density adjustment step and the subdivision step can be made uniform.
  • the robot arm 6, 7, 10 to 12 is used in the isolator 3, and By performing the cell density adjustment step, it is possible to provide an apparatus for producing a cultured cell product that can mass-produce high-quality cultured cell products.

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Abstract

 無菌状態に維持された内部で細胞培養容器1を処理するアイソレータ3と、該アイソレータ3内に位置する1台又は複数台のロボットアーム6,7,10~12と、を備え、前記アイソレータ3内にて、前記ロボットアーム6,7,10~12を用いることにより、前記細胞培養容器1により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器9へ小分けして投入する小分け工程と、を実行する。

Description

培養細胞製品の製造装置及び製造方法 関連出願の相互参照
 本願は、日本国特願2015-54658号に基づく優先権を主張し、引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
 本発明は、培養された培養細胞を多数の容器に小分けした培養細胞製品を大量生産するための培養細胞製品の製造装置及び製造方法に関する。
 近年、人体の様々な部位の組織、細胞、受精卵等を用いて細胞培養を行い、再生医療に使用することが実用化されている。この細胞培養は、培養中に細胞等が細菌等に汚染されないようにすることが重要である。そのため、内部が無菌状態に維持できる構成の筐体内で、ロボットを用いて細胞の培養が行えるようにした自動培養装置が既に提案されている(例えば、特許文献1)。
 上記自動培養装置は、筐体内に、細胞を培養する培養容器を格納するためのインキュベータ、薬品を保存するための冷蔵保管庫、遠心分離機、培養に必要となる薬液容器や培養容器等の各種容器の他、それらを取り扱う1台の操作ロボットを配置して構成されている。
 ところで現在、再生医療が脚光を浴びてきていることにより、再生医療等に用いることができる細胞を大量に培養し、培養細胞製品を大量生産することが望まれている。
日本国特開2009-291104号公報
 上記特許文献1の構成では、操作ロボットが細胞を単に培養するだけの処理しか行っていない。そのため、培養された細胞の取り出しを人手作業で行わなければならない。よって、大量生産ができず、製品の品質がばらつくおそれもあるため、再生医療の普及が進まないという不都合があった。
 そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、高品質な培養細胞製品を大量生産できる培養細胞製品の製造装置及び製造方法を提供することを課題とする。
 本発明に係る培養細胞製品の製造装置は、無菌状態に維持された内部で細胞培養容器を処理するアイソレータと、該アイソレータ内に位置する1台又は複数台のロボットアームと、を備え、前記アイソレータ内にて、前記1台又は複数台のロボットアームを用いることにより、前記細胞培養容器により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器へ小分けして投入する小分け工程と、を実行することを特徴とする。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記細胞密度調整工程は、前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記小分け工程を実行するに先立ち、前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器の数量を導出する容器数導出工程を実行するものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記アイソレータ内に画像拡大装置が配置され、前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置に配置されるものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であるものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造方法は、無菌状態に維持された内部で細胞培養容器を処理するアイソレータと、該アイソレータ内に位置する1台又は複数台のロボットアームと、を備えた培養細胞製品の製造装置を用い、前記細胞培養容器により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器へ小分けして投入する小分け工程と、を前記1台又は複数台のロボットアームにより行うことを特徴とする。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記細胞密度調整工程は、前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記小分け工程を実行するに先立ち、前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器の数量を導出する容器数導出工程を実行するものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記製造装置は、前記アイソレータ内に画像拡大装置が配置されており、前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置に配置されるものとしてよい。
 また、本発明に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であるものとしてよい。
図1は、本発明の培養細胞製品の製造装置の正面図である。 図2は、同製造装置の平面図である。 図3は、同製造装置を取出口側から見た図である。 図4は、ロボットアームで容器の蓋を開ける直前の状態を示す説明図である。 図5は、凍結状態の細胞を起眠させて播種する処理を示すフローチャートである。 図6Aは、凍結状態の細胞を起眠させて播種する処理を示すフローチャートである。 図6Bは、凍結状態の細胞を起眠させて播種する処理を示すフローチャートである。 図7は、凍結状態の細胞を起眠させて播種する処理を示すフローチャートである。 図8は、培養した細胞を回収して継代処理を行うフローチャートである。 図9は、培養した細胞を回収して継代処理を行うフローチャートである。 図10は、培養した細胞を回収して継代処理を行うフローチャートである。 図11は、培養した細胞を回収して継代処理を行うフローチャートである。 図12は、継代処理後の培養した細胞を回収して小分けして製品化していく処理を示すフローチャートである。 図13は、継代処理後の培養した細胞を回収して小分けして製品化していく処理を示すフローチャートである。 図14は、継代処理後の培養した細胞を回収して小分けして製品化していく処理を示すフローチャートである。 図15は、継代処理後の培養した細胞を回収して小分けして製品化していく処理を示すフローチャート)である。
 以下、本発明の一実施形態に係る培養細胞製品の製造装置(以下、製造装置という)、及び、この製造装置により実施される培養細胞製品の製造方法について説明する。尚、以下の説明における前後左右の説明は、左右に関しては図1及び図2に示された状態に対応しており、前後に関しては、図2における下方が「前方」に対応し、同上方が「後方」に対応する(方向は図2にも記載している)。
 図1~図3に、本実施形態の製造装置が示されている。この製造装置は、細胞培養容器(以下において培養容器という)1を収容する複数台のインキュベータ2と、内部を無菌状態に維持でき、インキュベータ2から送られた培養容器1を処理するための横長状のアイソレータ3と、培養容器1にて培養された細胞を小分けして投入するために必要となる物品及び試薬をアイソレータ3に搬入可能な複数(図2では2台)のパスボックス4を備えている。培養容器1としては、例えば多層に細胞を培養することができるハイパーフラスコ(日本国所在のコーニングインターナショナル(株)製)を用いることができる。各部は図1に概略的に示す制御装置Xによって制御される。制御装置Xは製造装置に一体に備えられていてもよいし、製造装置とは別体でケーブルや無線によって接続されたもの(例えばパーソナルコンピュータ)であってもよい。また、制御装置Xが製造装置に一体に備えられ、オペレータが操作する制御装置Xの操作部(例えばタブレット端末)だけを製造装置と別体にしてもよい。
 インキュベータ2は、図1に示すように上下2段に積み重ねた状態で設けられ、図2に示すようにアイソレータ3の左端1箇所とアイソレータ3の後側の左端部2箇所の合計3箇所に設けられ、全部で6台備えている。上段及び下段のインキュベータ2,2は、同一構成であり、各インキュベータ2は、ケーシング2A内に多数の培養容器1を収容可能なラック(図示せず)を備えている。ケーシング2Aは、一側面から培養容器1を出し入れすることができるように一側面が開放された箱型形状である。そのケーシング2Aの一側面の開口を閉じる2枚の扉2B,2Cが開閉自在にケーシング2Aに取り付けられている。例えば、内側の扉2Cを、透明な材料で構成することによって、外側の扉2Bを開放するだけで、収容されている培養容器1の収容数や細胞の培養状態を内側の扉2Cで開口を閉じた状態で確認することができる。また、インキュベータ2の内部には、培養雰囲気を調整するための二酸化炭素ガスが供給されるように構成されている。また、インキュベータ2内のラックに収容されている培養容器1は、図示していない送出し機構により、アイソレータ3内に設けている複数の載置台5上へ送り出されるように構成されている。載置台5は、インキュベータ2に対応して同数の6個配置されている。
 前記のように、アイソレータ3は横長状(本実施形態では平面視長方形状)であって、アイソレータ3の短手側の側面(本実施形態では左側面)に1組(上下2台)のインキュベータ2が位置し、長手側の側面(本実施形態では後側面)に複数組(本実施形態では2組(4台))のインキュベータ2が位置する。この構成により、培養細胞数を減らすことなく製造装置を小型化できる。
 アイソレータ3は、インキュベータ2から取り出した培養容器1の増殖度合いを確認すべく培養容器1を観察位置まで移動させるための、2台の第1ロボットアーム6,7を備える観察部8と、観察部8に連設され、観察部8で観察された培養容器1のうちの所定数の細胞を有する培養容器1内の細胞を、パスボックス4,4から搬入された多数の製品容器9(例えばバイアル瓶、図1の拡大図参照)に移し替えるための各種処理を行う、3台の第2ロボットアーム10,11,12を備える処理部13と、移し替えた多数の製品容器9を取り出すための取出口14とを備えている。アイソレータ3の前後壁には、アイソレータ3内にオペレータが手を入れて作業をすることができる多数の作業用グローブ(図示せず)が取り付けられる。図2に示すように、5台のロボットアーム6,7,10,11,12は、アイソレータ3の長手方向に沿い、左右方向に延びる一直線上に配置されている。
 左右方向基準で左側の第1ロボットアーム6は、アイソレータ3の短手側の側面(本実施形態では左側面)に位置する1組のインキュベータ2と、長手側の側面(本実施形態では後側面)に位置するうちで左側1組のインキュベータ2とに対応しており、これらインキュベータ2に収容される培養容器1を取り扱うことができる(各ロボットアームの届く範囲(平面視)を図2に二点鎖線の円で示している)。また、右側の第1ロボットアーム7は、アイソレータ3の長手側の側面に位置するうちで右側1組のインキュベータ2に対応しており、このインキュベータ2に収容される培養容器1を取り扱うことができる。
 また、左右方向基準で左側の第2ロボットアーム10及び中側の第2ロボットアーム11は、アイソレータ3の長手側の側面(本実施形態では後側面)に位置するうちで左側のパスボックス4に対応しており、このパスボックス4に収容される(または収容されていた)物品及び試薬を取り扱うことができる。
 また、右側の第2ロボットアーム12は、アイソレータ3の長手側の側面(本実施形態では後側面)に位置するうちで右側のパスボックス4と、製品容器9の搬出用のボックス22とに対応しており、このパスボックス4に収容される(または収容されていた)物品及び試薬、ボックス22に収容される製品容器9を取り扱うことができる。
 更に、図2に示した二点鎖線の円が重なり合っていることで示されるように、5台のロボットアーム6,7,10,11,12は、相互に物品の受け渡しが可能な位置関係に配置されている。
 このように、アイソレータ3内に各ロボットアーム6,7,10,11,12が位置することにより、各ロボットアーム6,7,10,11,12はインキュベータ2、アイソレータ3、パスボックス4、ボックス22の各々に対して、目的に適した動作が可能である。このため、作業効率を向上でき、培養細胞製品を大量生産することに資することができる。
 本実施形態における第1ロボットアーム6,7及び第2ロボットアーム10,11,12は、同一構成であるため、左端に位置する第1ロボットアーム6についてのみ説明する。第1ロボットアーム6は、多関節型のロボットアームからなり、アイソレータ3のベース部材15に固定される固定部6Aと、固定部6Aの先端部に縦軸回りで回動自在なベース部6Bと、このベース部6Bの先端部に横軸回りで揺動自在な第1アーム6Cと、第1アーム6Cの先端部に横軸回りで揺動自在な第2アーム6Dと、第2アーム6Dの先端部に横軸回りで揺動自在な第3アーム6Eと、第3アーム6Eの先端に対向して取り付けられた一対の把持部6F,6Fとを備えている。一対の把持部6F,6Fは、接近及び離間可能に構成されている。このように構成された多関節型の第1ロボットアーム6,7は、インキュベータ2から送り出された培養容器1を一対の把持部6F,6Fで掴んで(図1参照)観察位置にある顕微鏡16まで移動させる。第2ロボットアーム10,11,12は、前記培養容器1の他、図1に示す遠沈管17、調合タンク18等を掴んで各種処理を行うことができるようになっている。
 観察位置にある顕微鏡16は、2台の第1ロボットアーム6,7の間に配置されている。このように顕微鏡16を配置することによって、左側の第1ロボットアーム6で培養容器1を顕微鏡16まで移動させて細胞を観察し、観察した結果、所定数の細胞を有すると判断された培養容器1を右側の第1ロボットアーム7で掴んで処理部13側へ迅速に移動させることができる。要するに、左側の第1ロボットアーム6は、主として顕微鏡16まで培養容器1を移動させる作業を行い、右側の第1ロボットアーム7は、所定数の細胞を有すると判断された培養容器1を処理部13側へ移動させる作業を行うことによって、作業の迅速化を図ることができる。所定数の細胞を有しているとの判断は、製造装置のオペレータ(人)が目視にて細胞数を数えることによって判断してもよいし、アイソレータ3に設けられたカメラで撮像した画像を解析して自動的に細胞数を算出し、その算出した細胞数によって制御装置Xが自動的に判断してもよい。尚、右側の第1ロボットアーム7に対向位置するインキュベータ2から送り出される培養容器1は、右側の第1ロボットアーム7で掴んで顕微鏡16まで移動させることになる。また、処理部13にも細胞を観察するための顕微鏡25が設置されている。この顕微鏡25で観察する血球計算盤等の対象物は、右端の第2ロボットアーム12が掴んで移動させることになる。
 また、観察後の培養容器1は、右側の第1ロボットアーム7から処理部13の左端に配置された第2ロボットアーム10に直接渡すことにより搬送されるだけではない。観察後の培養容器1は、例えば第2ロボットアーム10が処理作業中である場合に、搬送装置19によって処理部13の左端の第2ロボットアーム10又は処理部13の左右中央に配置された第2ロボットアーム11が把持できる位置まで搬送される。この搬送装置19は、アイソレータ3の前側壁に沿って設けられ、アイソレータ3の観察部8の右端部から処理部13の左右中央部まで搬送することができる搬送長さに設定されている。従って、右側の第1ロボットアーム7が観察後の培養容器1を搬送装置19の搬送始端部に渡すと、搬送装置19は、2台の第2ロボットアーム10又は11が把持できる位置まで培養容器1を搬送する。
 この搬送装置19は、観察部8に位置する少なくとも1台のロボットアーム(本実施形態では第1ロボットアーム7)と処理部13に位置する複数のロボットアーム(本実施形態では2台の第2ロボットアーム10,11)とに対応して設けられる。第1ロボットアーム7は第2ロボットアーム10に対して直接物品の受け渡しが可能である。そして搬送装置19は、直接物品の受け渡しができない第1ロボットアーム7と第3ロボットアーム11とに対して物品の受け渡しを可能とする。このため、第2ロボットアーム10が作動中で、第1ロボットアーム7から第2ロボットアーム10を介して第3ロボットアーム11に物品の受け渡しが不可能な場合でも、第1ロボットアーム7から搬送装置19を介して第3ロボットアーム11に物品の受け渡しが可能である。このことから、アイソレータ3内で並行して(複数ルートで)物品を搬送できる。よって、アイソレータ3内での作業効率を向上できるので生産性を向上できる。
 処理部13には、3台の第2ロボットアーム10,11,12が同一間隔で配置され、その間隔は、2台の第1ロボットアーム6,7同士の間隔よりも小さい間隔に設定して、第2ロボットアーム10,11又は11,12同士で行う各種の処理スピードが速くなるようにしている。図4に示すように、各第2ロボットアーム10,11,12の近傍位置でかつ各第2ロボットアーム10,11,12よりも下方位置に、移動不能な固定型の補助アーム20を設置している。補助アーム20は、固定部材21に固定された固定部20Aと、固定部20Aに接近及び離間可能に取り付けられた一対の把持部20B,20B(図4では手前しか図示していない)とを備えている。図4では、例えば、調合タンク18の上端部を第2ロボットアーム10,11,12で掴んでから、補助アーム20の一対の把持部20B,20Bで掴める位置まで移動して補助アーム20の一対の把持部20B,20Bで調合タンク18の下端部を掴むことになる。このようにすれば、一台の第2ロボットアーム10,11,12で、調合タンク18の蓋18Aを開けたり閉じたりすることができる。また、第2ロボットアーム10,11,12には、複数種の容器に備える回転式の蓋を開閉するためのプログラムが記憶されており、第2ロボットアーム10,11,12で複数種の容器に備える回転式の蓋を開閉することができる。このため、製造装置で用いる容器を同一種類の容器に統一しなくても済み、培養細胞製品の製造装置を容易に実現することができる。尚、第1ロボットアーム6,7においても前記プログラムを記憶しておいてもよい。
 また、処理部13の後側壁には、2つのパスボックス4,4が連設されている。一方(左側)のパスボックス4は、左端に位置する第2ロボットアーム10と中央に位置する第2ロボットアーム11との間から製品容器9、培養容器1、遠沈管17を含む複数種の容器や薬剤が入った容器である調合タンク18等の物品が搬入されるように配置されている。他方(右側)のパスボックス4は、右端に位置する第2ロボットアーム12へ前記物品が搬入されるように配置されている。
 前記のようにアイソレータ3は横長状であって、アイソレータ3の長手側の側面(本実施形態では後側面)に複数(本実施形態では2つ)のパスボックス4が位置する。この構成により、アイソレータ3に搬入すべき物品量を制限することなく製造装置を小型化できる。
 取出口14の開口は、右端に位置する第2ロボットアーム12が容易に入り込むことができる程度の大きさに構成され、取出口14には、開閉自在な電動シャッター(図示せず)が設けられるとともに、取出口14からアイソレータ3の外部へ移動された製品容器9を一旦置いておくための空間を形成するためのボックス22が連設されている。
 観察部8及び処理部13のそれぞれには、不要となった培地、洗浄液等を回収するためのステンレス製の回収容器23を備えている。回収容器23は、上端に上端側ほど拡径された回収筒23Aを備えている。この回収容器23は、観察部8及び処理部13に設けられたガイド機構24によって、回収筒23Aの開口が観察部8及び処理部13に形成した排出口の真下に位置するセット位置と、回収筒23Aの開口が排出口から外れて回収容器23を移動できる退避位置とに位置変更可能に構成されている。
 処理部13は、第2ロボットアーム10により、前記第1ロボットアーム7から受け取った培養容器1に収容されている細胞含有液体を遠沈管17に移し替える第1移し替え処理手段と、第2ロボットアーム10により、遠沈管17を遠心分離機26にかけて細胞と液体とを分離させる分離処理手段と、第2ロボットアーム10により、分離処理手段で分離された液体の少なくとも一部を遠沈管17から取り除いてから遠沈管17に保存液(凍結保存液)を投入した状態で遠沈管17内の所定数の細胞を多数の製品容器9に移し替える第2移し替え手段とを備えている。尚、本実施形態の説明における「細胞含有液体」は、単に「細胞を含有する液体」を意味しており、特定の状態の液体に限定されない。
 また、処理部13は、第1ロボットアーム7がインキュベータ2から取り出した培養容器1内の培地を交換する培地交換処理手段を備え、培地交換処理手段は、第2ロボットアーム10が第1ロボットアーム7から受け取った培養容器1が備える蓋を開放して培養容器1内の培地を廃棄し、新たな培地を細胞培養容器1内に供給してから、蓋をして第1ロボットアーム7に戻すように構成されている。
 前記のような構成を備えている処理部13は、凍結している細胞を起眠して播種するための第1処理、細胞を回収して多数の培養容器に播種する第2処理(継代処理)、継代処理されて培養された培養容器の細胞を回収し回収した細胞を小分けして製品容器9に移し替えて取出口14から搬出する第3処理を行えるようになっている。それらの処理をフローチャートに基づいて説明する。尚、以下に説明する処理内容はあくまでも一例であって、この例のみに限定されない。よって、個々の処理順序の入れ替え、処理内容の一部の省略または置換、処理内容の付加が可能である。
 第1処理を、図5~図7のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいて確認、判断、記憶は、オペレータ又は制御装置Xが行い、その他の操作は、第2ロボットアーム10,11,12が行う。特記のない処理は、第2ロボットアーム10,11,12によって行うものとする。
 まず、遠沈管17を取って所定量の培地を遠沈管17に入れる(S1)。次に、完全に解凍する前に複数のクライオチューブ(生物試料等の保存用チューブ)内の所定量の懸濁液をそれぞれ混ぜて(撹拌して)(S2)から、全てのクライオチューブ内の所定量の懸濁液を遠沈管17に入れる(S3)。各クライオチューブ内に残っている細胞を取るために各クライオチューブに所定量の培地を入れて混ぜた(撹拌した)のち遠沈管17に入れる(洗浄、S4)。前記洗浄を所定回行って次の工程に移る(S5)。オペレータは、遠沈管17内の細胞懸濁液量をカメラで撮像して確認する。オペレータは、その液量を制御装置Xに記憶させる(S6)。液量の記憶後に遠沈管17内の液を混ぜる(撹拌する)(S7)。続いて、マイクロプレートに遠沈管17内の所定量の液を移し(S8)てから、マイクロプレートに所定量の染色細胞液を添加して混ぜる(撹拌する)(S9)。マイクロプレート内の所定量の液を血球計算盤に入れる(S10)。オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントし(S11)、生(存)細胞数が所定数以上であるかを確認し(S12)、所定数未満であれば、その結果を制御装置Xへ入力し、細胞処理へ移行する(S13)。生(存)細胞数が所定数以上である場合、又は細胞処理を行ってからは、測定が所定回行われたかどうかを制御装置Xが、確認する(S14)。測定が所定回行われたことを確認すると、制御装置Xは、生細胞数、死細胞数、式に従い生細胞濃度と死細胞濃度、播種必要細胞数、必要細胞懸濁液量を算出し記憶する(S15)。続いて、遠沈管17内の液を混ぜる(撹拌する)(S16)。オペレータは、濃度が所定濃度以上になっているかどうかを確認し(S17)、次の工程に移る。濃度が所定濃度以上になっていない場合には、濃度処理を行って(S18)から、次の工程に移る。
 細胞処理は、図6Aに示すように、遠沈管17に所定量の培地を添加し(S19)てから、遠心分離機26へ遠沈管17を投入して遠心分離を行う(S20)。遠心分離後に遠沈管17の上清を所定量除去した(S21)後、遠沈管17に所定量の培地を添加する(S22)。オペレータは、遠沈管17の残液量をカメラで撮像して測定し、その液量を制御装置Xに記憶させるとともに第2ロボットアームは液を混ぜる(撹拌する)(S23)。マイクロプレートに遠沈管17内の所定量の液を移し(S24)てから、マイクロプレートに所定量の染色細胞液を添加して混ぜる(撹拌する)(S25)。次に、マイクロプレート内の所定量の液を血球計算盤に入れた(S26)後、オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントした(カウント回数を1回目とする、S27)後、ステップS14へ移行する。
 濃度処理は、図6Bに示すように、遠心分離機26へ遠沈管17を投入して再遠心分離を行って(S28)から、遠沈管17に所定量の培地を添加し(S29)、遠心分離機26へ遠沈管17を投入して遠心分離を行う(S30)。遠心分離を行った後、遠沈管17の上清を所定量除去し(S31)、ステップS32へ移行する。
 遠沈管17内の濃度が所定濃度以上になっている場合又は濃度処理が終了した後は、図7に示すように、遠沈管17内が播種用細胞懸濁液量となるように培地を添加して混ぜる(撹拌する)(S32)。次に、所定量の培地を懸濁容器に入れ(S33)てから、遠沈管17内の所定量の播種用細胞懸濁液(細胞含有液体)を懸濁容器に入れて混ぜる(撹拌する)(S34)。続いて、所定数の培養容器1に懸濁容器の播種用細胞懸濁液を入れて(S35)から、培養容器1内が所定量の培地になるように培養容器1に培地を入れる(S36)。この後、オペレータは、顕微鏡25で培養容器1内に細胞が播種されていることを確認し、細胞が播種されていると確認すると、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、第2ロボットアーム10,11,12及び第1ロボットアーム6,7により培養容器1をインキュベータ2に入れて培養を開始し(S37)、処理が終了する。
 次に、第2処理(継代処理)を図8~図11のフローチャートに基づいて説明する。この場合も、フローチャートにおいて確認、判断、記憶は、オペレータ又は制御装置Xが行い、その他の操作は、第2ロボットアーム10,11,12が行う。特記のない処理は、第2ロボットアーム10,11,12によって行うものとする。
 まず、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2から取り出し(S50)、細胞が所定量増殖しているかどうかを確認し(S51)、増殖していない場合には、第1ロボットアーム6,7を介してインキュベータ2に培養容器1を戻す(S52)。増殖している場合には、次に、培養容器1内の培地を回収し(S53)てから、洗浄液(例えばリン酸緩衝生理食塩水(PBS))を培養容器1内に注入する(S54)。続いて、培養容器1内の洗浄液を除去する(S55)。この後、培養容器1内に細胞剥離液(例えばトリプシン等の酵素が含まれた液)を注入する(S56)。そして、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2内に所定時間戻し(S57)てから、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2内から取り出し、オペレータは、細胞の剥離状態をカメラで確認する(S58)。オペレータは、培養容器1において細胞が剥がれていると判断する(S59)と、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、培養容器1内の細胞含有剥離液を遠沈管17に入れ(S60)てから、培養容器1内に所定量の培地を添加する(S61)。添加後、培養容器1内の洗浄液を遠沈管17に入れる(S62)。ステップS61~ステップS62の洗浄を所定回行ってから次のステップへ移行する(S63)。次に、遠沈管17内の液を混ぜて(撹拌して)(S64)から、マイクロプレートに遠沈管17内の所定量の液を移す(S65)。続いて、マイクロプレートに所定量の染色細胞液を入れて混ぜて(撹拌して)(S66)から、マイクロプレート内の所定量の液を血球計算盤に入れる(S67)。この後、オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントする(S68)。ステップS64~ステップS68までの測定を2回以上行い(S69)、オペレータは、2回とも生(存)細胞数が所定数以上であるかどうかを確認する(S70)。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認されるまで、測定を行う。測定回数が所定回を超える場合には、処理を終了する(S69)。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認できると、オペレータは、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、遠沈管17に所定量の培地を添加し(S71)てから、遠沈管17を遠心分離機26に投入して遠心分離する(S72)。遠沈管17の上清を所定量除去し(S73)てから、2本の遠沈管17のうちの一方の遠沈管17に他方の遠沈管17の細胞含有液を入れる(S74)。排出した側の遠沈管17に洗浄液を入れて細胞含有液が入った側の遠沈管17に細胞含有洗浄液を入れる(洗浄)(S75)。洗浄を所定回行って(S76)から、遠沈管17に所定量の培地を添加し(S77)て、遠沈管17を遠心分離機26に投入し遠心分離する(S78)。遠心分離後、遠沈管17の上清を所定量除去して液を混ぜる(撹拌する)(S79)。オペレータは、遠沈管17内の細胞懸濁液の残量をカメラで撮像して制御装置Xに記憶させる(S80)。次に、ピペットで遠沈管17内の液を混ぜて(撹拌して)(S81)から、マイクロプレートに遠沈管17内から所定量の液を移す(S82)。液を移した後、マイクロプレートに所定量の培地を添加し希釈倍率を記憶する(S83)。希釈倍率を記憶後は、マイクロプレートから所定量の希釈溶液を別のマイクロプレートに移し(S84)てから、マイクロプレートに所定量の染色細胞液を添加して混ぜる(撹拌する)(S85)。この後、マイクロプレートの所定量の液を血球計算盤に注入する(S86)。オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントする(S87)。このとき、オペレータは、生(存)細胞が所定数以上になっているかどうかを確認する(S88)。
 オペレータが、生(存)細胞が所定数未満であると判断した場合には、遠沈管17内の所定量の液をマイクロプレートに移し(S89)てから、マイクロプレートに所定量の培地を添加して混ぜる(撹拌する)とともに希釈倍率を記憶する(S90)。次に、マイクロプレートから所定量の希釈溶液を別のマイクロプレートに移し(S91)てから、希釈液を入れたマイクロプレートに所定量の染色細胞液を添加して混ぜる(撹拌する)(S92)。続いて、マイクロプレートから所定量の液を血球計算盤に注入する(S93)。オペレータは、血球計算盤を顕微鏡25の下で生(存)細胞数と死細胞数とをカウントして記憶し(S94)、ステップS95へ移行する。
 オペレータは、ステップS87における1回目のカウント時に、生(存)細胞が所定数以上になっていると判断する(S88の「Yes」)、又は、ステップS89~S94を経ると、生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認される(S96)まで、所定回カウントを行う(S95)。ステップS95においてカウントが1回、またはステップS96において生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認されない場合はステップS81に戻る。尚、測定回数が所定回を超える場合には、処理を終了する(S95)。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認できると、オペレータは、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、濃度が所定%以上になっているかを確認する(S97)。濃度が所定%以上になっていない場合には、濃度調整を行う。つまり、遠沈管17を遠心分離機26に投入し再遠心分離する(S98)。次に、遠沈管17に所定量の培地を添加し(S99)てから、遠沈管17を遠心分離機26に投入し遠心分離(S100)する。遠心分離後、遠沈管17の上清を所定量除去し(S101)て、濃度を所定%以上にする処理を終了する。
 濃度が所定%以上になっている場合又は濃度を所定%以上にする処理が終了すると、遠沈管17内が播種用細胞懸濁液量となるように培地を添加して混ぜる(撹拌する)(S102)。次に、培地を懸濁容器に入れ(S103)てから、遠沈管17内の所定量の播種用細胞懸濁液を懸濁容器に入れて混ぜる(撹拌する)(S104)。続いて、所定数の培養容器1に懸濁容器の播種用細胞懸濁液を入れ(S105)た後、培養容器1内が所定量の培地になるように培養容器1に培地を入れる(S106)。この後、オペレータは、顕微鏡25で培養容器1内に細胞が播種されていることを確認し、確認ができると、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2に入れて培養を開始し(S107)、処理を終了する。
 次に、第3処理を図12~図15のフローチャートに基づいて説明する。この場合も、フローチャートにおいて確認、判断、記憶は、オペレータ又は制御装置Xが行い、その他の操作は、第2ロボットアーム10,11,12が行う。特記のない処理は、第2ロボットアーム10,11,12によって行うものとする。
 まず、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2から取り出し(S120)、細胞が所定量増殖しているかどうかを確認し(S121)、増殖していない場合には、第1ロボットアーム6,7を介してインキュベータ2に培養容器1を戻す(S122)。増殖している場合には、次に、培養容器1内の培地を除去し(S123)てから、洗浄液を培養容器1内に注入する(S124)。続いて、培養容器1内の洗浄液を回収する(S125)。この後、培養容器1内に細胞剥離液を注入する(S126)。そして、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2内に所定時間戻し(S127)てから、第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2内から取り出し、オペレータは、細胞の剥離状態をカメラで確認する(S128)。オペレータは、細胞が剥がれていると判断する(S129)と、製造装置に設けられているOKボタンを押す。そうでない場合、再び第1ロボットアーム6,7を介して培養容器1をインキュベータ2内に所定時間戻す(S127)。OKボタンを押すと、複数(ここでは2つ)の培養容器1内の細胞含有剥離液を1本の遠沈管17に入れ(集約し)(S130)てから、2つの培養容器1内に所定量の洗浄液を入れる(S131)。添加後、培養容器1内の洗浄液を遠沈管17に入れて混ぜる(撹拌する)(S132)。次に、マイクロプレートに遠沈管17内の所定量の液を移す(S133)。続いて、マイクロプレートに所定量の染色細胞液を入れて混ぜて(撹拌して)(S134)から、マイクロプレート内の所定量を血球計算盤に入れる(S135)。この後、オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントする(S136)。ステップS133~ステップS136までの測定を2回以上行い(S137)、オペレータは、2回とも生(存)細胞数が所定数以上であるかどうかを確認する(S138)。この確認は、生産できる細胞の総数を確認するためである。この確認をした方がよいが、この確認を省略して、後のステップS162だけで済ませてもよい。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認されるまで、測定を行い、所定回測定しても生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認できない場合には、処理を終了する。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認できると、オペレータは、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、遠沈管17を遠心分離機26に投入して遠心分離する(S139)。遠沈管17の上清を所定量除去し(S140)てから、オペレータは、遠沈管17内の液量と生(存)細胞数をカメラで撮像する。オペレータは、液量と生(存)細胞数を制御装置Xに記憶させる(S141)。次に、複数本の遠沈管17の細胞含有液体を1本の遠沈管17に集める(集約する)(S142)。このとき、細胞含有液体が集められた前記1本を除くそれぞれの遠沈管17に残っている細胞を1本の遠沈管17に集めるために、各遠沈管17に洗浄液を入れてから、それら細胞含有洗浄液を1本の遠沈管17に入れる(洗浄)(S143)。この洗浄を所定回行って(S144)から、遠沈管17を遠心分離機26に投入して遠心分離する(S145)。遠心分離後、遠沈管17の上清を所定量除去し(S146)、オペレータは、遠沈管17内の細胞懸濁液の残量をカメラで撮像して制御装置Xに記憶させる(S147)。次に、遠沈管17に所定量の凍結保存液を添加して混ぜて(撹拌して)(S148)から、遠沈管17を遠心分離機26に投入して遠心分離する(S149)。遠心分離後、遠沈管17の上清を所定量除去し(S150)、オペレータは、遠沈管17内の残液量をカメラで撮像して測定し、制御装置Xに記憶させる(S151)。続いて、遠沈管17に所定量の凍結保存液を添加し、オペレータはその添加量を制御装置Xに記憶させる(S152)。
 次に、オペレータは、遠沈管17内の保存液中の溶剤(例えばDMSO(ジメチルスルホキシド))の濃度が所定%以上になっているかどうかを確認する(S153)。遠沈管17内の濃度が所定%以上になっていない場合には、濃度調整を行う。つまり、遠沈管17に所定量の凍結保存液を添加して混ぜて(撹拌して)(S154)から、ステップS149~ステップS152までの処理を行ってから次の処理に移る。遠沈管17内の濃度が所定%以上になっている場合、又は遠沈管17に所定量の凍結保存液を添加して混ぜて(撹拌して)(S154)から、ステップS149~ステップS152までの処理を行った後には、ピペットで遠沈管17内の液を混ぜて(撹拌して)(S155)から、マイクロプレートに遠沈管17内から所定量の液を移す(S156)。液を移した後、マイクロプレートに所定量の希釈溶液を添加し希釈倍率を記憶する(S157)。希釈倍率を記憶後は、マイクロプレートから所定量の希釈溶液を別のマイクロプレートに移し(S158)てから、マイクロプレートに所定量の染色細胞液(例えばトリパンブルー)を添加して混ぜる(撹拌する)(S159)。この後、マイクロプレートの所定量を血球計算盤に注入する(S160)。オペレータは、カメラで撮像して生(存)細胞数と死細胞数をカウントする(S161)。このとき、オペレータは、生(存)細胞が所定数以上になっているかどうかを確認する(S162)。この確認は、処理中に細胞が死する場合があることから、最終の生存細胞数の確認と最終の製品容器に詰める際に必要となる液量を確定するために濃度を確認するためである。
 オペレータが、生(存)細胞が所定数未満であると判断した場合には、遠沈管17内の所定量の液をマイクロプレートに移し(S163)てから、マイクロプレートに所定量の洗浄液を注入して混ぜる(撹拌する)とともに希釈倍率を記憶する(S164)。次に、マイクロプレートから所定量の希釈溶液を別のマイクロプレートに移し(S165)てから、希釈液を入れたマイクロプレートに所定量の染色細胞液を添加して混ぜる(撹拌する)(S166)。続いて、マイクロプレートから所定量の液を血球計算盤に注入する(S167)。オペレータは、血球計算盤を顕微鏡25の下で生(存)細胞数と死細胞数とをカウントして記憶し(S168)、ステップS169へ移行する。
 オペレータは、ステップS161における1回目のカウント時に、生(存)細胞が所定数以上になっていると判断する(S162の「Yes」)、又は、ステップS163~S168を経ると、生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認される(S170)まで、所定回カウントを行う(S169)。ステップS169においてカウントが1回、またはステップS170において生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認されない場合はステップS155に戻る。尚、測定回数が所定回を超える場合には、処理を終了する(S169)。生(存)細胞数が所定数以上になっていることが2回確認できると、オペレータは、製造装置に設けられているOKボタンを押す。OKボタンを押すと、生(存)細胞数、生(存)細胞濃度、液量を制御装置Xに記憶する(S171)。続いて、凍結する細胞数、凍結細胞濃度、分注量から作製できる凍結する容器(製品容器9)の本数を算出し制御装置にX記憶する(S172)。そして遠沈管17に、最終状態である培養細胞製品の規定された凍結細胞濃度となる量の凍結保存液を添加し、その添加量を制御装置Xに記憶させる(S173)。次に、遠沈管17内の液を混ぜて(撹拌して)(S174)から、遠沈管17内の液を所定量ずつ容器(製品容器9)に入れる(S175)。入れ終わったら、容器(製品容器9)に蓋をし(S176)、オペレータは、蓋が閉まっているかどうかをカメラで確認し(S177)する。尚この時点では、蓋はまだ仮止め状態である。ステップS177で蓋が閉まっていることが確認されなかった場合はステップS176に戻る。容器(製品容器9)に液を入れる作業が所定回数になったと制御装置Xが判断すると(S178)、処理を終了する。尚、入れ終わった容器(製品容器9)は、取出口14からボックス22内へ移動させる。
 尚、フローチャートには記載していないが、ボックス22内へ移動された容器(製品容器9)はオペレータによりボックス22から出され、前記蓋のかしめ及びラベル貼付がなされて培養細胞製品が完成する。この培養細胞製品は冷凍され、冷凍状態のまま流通する(医療機関や研究機関に運ばれる)。
 前述した第3処理にて、製造装置は、培養容器1により培養された細胞を取り出す取り出し工程(フローチャート記載のS120~S147に相当)と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程(同S149~S171に相当)と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器9へ小分けして投入する小分け工程(同S175~S178に相当)とを実行して、培養細胞製品を完成させる。尚、これら工程とフローチャート記載の各処理との関係はあくまでも一例に過ぎず、前記対応関係に限定されない(以下の対応関係も同じ)。
 前記細胞密度調整工程の実行により、製造された培養細胞製品の品質を均一にできるため、製造された培養細胞製品は高品質(具体的には、培養細胞製品中の生(存)細胞の数が均一であること)となる。
 また、前記細胞密度調整工程は、前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生(存)細胞数を計数することを製造装置が支援する計数支援工程(フローチャート記載のS155~S161、S163~S168に相当)と、前記計数により得られた生(存)細胞数の数量に対応した量の保存液(凍結保存液)を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程(同S173に相当)とを含む。計数支援工程の実行により、オペレータ等により行われる計数を製造装置の支援を受けて迅速に行うことができる。そして、計数支援工程を経て得られた生(存)細胞数の数量により保存液の量が決定される。よって、所定の生(存)細胞密度に調整された液体を迅速に得られる。
 また、前記小分け工程を実行するに先立ち、製造装置は、前記計数により得られた生(存)細胞数の数量に基づいて製品容器9の数量を導出する容器数導出工程(フローチャート記載のS172に相当)を実行する。この工程で、用意すべき製品容器9の数量が小分け工程の前に定まるため、迅速に製品容器9への小分け投入を行うことができる。なお、本実施形態では算出により製品容器9の数量が導出されていたが、計算によらない導出であってもよい。
 また、前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程(フローチャート記載のS148、S174に相当)が実行される。この懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程である。懸濁工程を経た懸濁液は培養された細胞が均等に分散した状態となっているので、細胞密度調整工程及び小分け工程にて取り出される生存細胞の密度を均一にできる。このため、培養細胞製品の品質を均一化に寄与できる。
 尚、本発明に係る培養細胞製品の製造装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 前記実施形態では、観察部8に2台のロボットアーム6,7を設け、処理部13に3台のロボットアーム10,11,12を設けたが、観察部8に少なくとも1台のロボットアームを設け、処理部13にも少なくとも1台のロボットアームを設けて実施することができる。
 また、前記実施形態では、アイソレータ3を横長状のものから構成したが、正方形状や円形状のものから構成してもよい。また、屈曲した形状で構成してもよい。
 また、前記実施形態では、細胞を観察するために顕微鏡16,25を用いたが、顕微鏡に限定されず、観察対象の細胞をとらえた画像を拡大できる種々の画像拡大装置を用いることができる。画像拡大装置を用いることにより、生(存)細胞数の計数を正確に行うことができる。
 前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置に関する構成と作用につき、以下にまとめて記載する。前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置は、無菌状態に維持された内部で細胞培養容器1を処理するアイソレータ3と、該アイソレータ3内に位置する1台又は複数台のロボットアーム6,7,10~12と、を備え、前記アイソレータ3内にて、前記1台又は複数台のロボットアーム6,7,10~12を用いることにより、前記細胞培養容器1により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器9へ小分けして投入する小分け工程と、を実行することを特徴とする。
 かかる構成によれば、アイソレータ3内でロボットアーム6,7,10~12により作業するため作業効率が良く、培養細胞製品の大量生産が可能となる。そして、細胞密度調整工程の実行により、製造された培養細胞製品の品質を均一にできるため、製造された培養細胞製品は高品質となる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記細胞密度調整工程は、前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むものとしてよい。
 かかる構成によれば、計数支援工程の実行により、オペレータ等により行われる計数を迅速に行うことができる。そして、計数支援工程を経て得られた生存細胞数の数量により保存液の量が決定される。よって、所定の生存細胞密度に調整された液体を迅速に得られる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記小分け工程を実行するに先立ち、前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器9の数量を導出する容器数導出工程を実行するものとしてよい。
 かかる構成によれば、用意すべき製品容器9の数量が小分け工程の前に定まるため、迅速に製品容器9への小分け投入を行うことができる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記アイソレータ3内に画像拡大装置(顕微鏡16,25)が配置され、前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置(顕微鏡16,25)に配置されるものとしてよい。
 かかる構成によれば、画像拡大装置(顕微鏡16,25)により、生存細胞数の計数を正確に行うことができる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置においては、前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であるものとしてよい。
 かかる構成によれば、懸濁工程を経た懸濁液は培養された細胞が均等に分散した状態となっているので、細胞密度調整工程及び小分け工程にて取り出される生存細胞の密度を均一にできる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法は、無菌状態に維持された内部で細胞培養容器1を処理するアイソレータ3と、該アイソレータ3内に位置する1台又は複数台のロボットアーム6,7,10~12と、を備えた培養細胞製品の製造装置を用い、前記細胞培養容器1により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器9へ小分けして投入する小分け工程と、を前記1台又は複数台のロボットアーム6,7,10~12により行うことを特徴とする。
 かかる方法によれば、アイソレータ3内でロボットアーム6,7,10~12により作業するため作業効率が良く、培養細胞製品の大量生産が可能となる。そして、細胞密度調整工程の実行により、製造された培養細胞製品の品質を均一にできるため、製造された培養細胞製品は高品質となる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記細胞密度調整工程は、前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むものとしてよい。
 かかる方法によれば、計数支援工程の実行により、オペレータ等により行われる計数を迅速に行うことができる。そして、計数支援工程を経て得られた生存細胞数の数量により保存液の量が決定される。よって、所定の生存細胞密度に調整された液体を迅速に得られる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記小分け工程を実行するに先立ち、前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器9の数量を導出する容器数導出工程を実行するものとしてよい。
 かかる方法によれば、用意すべき製品容器9の数量が小分け工程の前に定まるため、迅速に製品容器9への小分け投入を行うことができる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記製造装置は、前記アイソレータ内に画像拡大装置(顕微鏡16,25)が配置されており、前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置(顕微鏡16,25)に配置されるものとしてよい。
 かかる方法によれば、画像拡大装置(顕微鏡16,25)により、生存細胞数の計数を正確に行うことができる。
 また、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法においては、前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であるものとしてよい。
 かかる方法によれば、懸濁工程を経た懸濁液は培養された細胞が均等に分散した状態となっているので、細胞密度調整工程及び小分け工程にて取り出される生存細胞の密度を均一にできる。
 以上の如く、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造装置、及び、前記実施形態に係る培養細胞製品の製造方法では、アイソレータ3内でロボットアーム6,7,10~12により作業すること、及び細胞密度調整工程の実行により、高品質な培養細胞製品を大量生産できる培養細胞製品の製造装置を提供することができる。
 
 

Claims (10)

  1.  無菌状態に維持された内部で細胞培養容器を処理するアイソレータと、該アイソレータ内に位置する1台又は複数台のロボットアームと、を備え、
     前記アイソレータ内にて、前記1台又は複数台のロボットアームを用いることにより、
    前記細胞培養容器により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、
    前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、
    前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器へ小分けして投入する小分け工程と、を実行することを特徴とする培養細胞製品の製造装置。
  2.  前記細胞密度調整工程は、
    前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、
    前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むことを特徴とする、請求項1に記載の培養細胞製品の製造装置。
  3.  前記小分け工程を実行するに先立ち、
    前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器の数量を導出する容器数導出工程を実行することを特徴とする、請求項1又は2に記載の培養細胞製品の製造装置。
  4.  前記アイソレータ内に画像拡大装置が配置され、
     前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置に配置されることを特徴とする請求項2に記載の培養細胞製品の製造装置。
  5.  前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、
     前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の培養細胞製品の製造装置。
  6.  無菌状態に維持された内部で細胞培養容器を処理するアイソレータと、該アイソレータ内に位置する1台又は複数台のロボットアームと、を備えた培養細胞製品の製造装置を用い、
     前記細胞培養容器により培養された細胞を取り出す取り出し工程と、
    前記取り出された細胞が含まれる細胞含有液体における該細胞の密度を調整する細胞密度調整工程と、
    前記密度の調整がなされた細胞含有液体を複数の製品容器へ小分けして投入する小分け工程と、を前記1台又は複数台のロボットアームにより行うことを特徴とする培養細胞製品の製造方法。
  7.  前記細胞密度調整工程は、
    前記取り出し工程により取り出された複数の細胞の一部又は全部を観察して生存細胞数を計数することを支援する計数支援工程と、
    前記計数により得られた生存細胞数の数量に対応した量の保存液を、前記取り出された細胞に添加する保存液添加工程と、を含むことを特徴とする、請求項6に記載の培養細胞製品の製造方法。
  8.  前記小分け工程を実行するに先立ち、
    前記計数により得られた生存細胞数の数量に基づいて前記製品容器の数量を導出する容器数導出工程を実行することを特徴とする、請求項6又は7に記載の培養細胞製品の製造方法。
  9.  前記製造装置は、前記アイソレータ内に画像拡大装置が配置されており、
     前記計数支援工程では、前記取り出し工程により取り出された細胞の一部が前記画像拡大装置に配置されることを特徴とする請求項7に記載の培養細胞製品の製造方法。
  10.  前記細胞密度調整工程の前と、前記小分け工程の前とに懸濁工程が実行され、
     前記懸濁工程は、前記細胞含有液体を撹拌することにより、前記細胞が均等に分散した状態の懸濁液とする工程であることを特徴とする、請求項6~9のいずれかに記載の培養細胞製品の製造方法。
     
     
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