WO2020039865A1 - 細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法 - Google Patents

細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法 Download PDF

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俊 後藤
聡 淀川
英俊 高山
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor

Definitions

  • the disclosed technology relates to a cell culture device and a method for transferring a cell suspension.
  • Patent Document 1 discloses a drip bag as a deformable inner bag in which a chemical solution is stored, an outer bag provided to surround the outer periphery of the inner bag, and an inner bag.
  • a pneumatically controlled infusion device is described which has a connecting portion for integrally connecting a part of both bags so as to create a space between the outer bag and the outer bag.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-336573
  • Patent Document 2 has a medical solution filling bag filled with a medical solution and one or more pressurizing bags closely attached to the bag.
  • a drug solution-filled bag for pressurization characterized in that the flexibility of the partition wall between the bag and the bag is the same as the flexibility of the outer wall of the pressurized bag, or the partition wall is more flexible. I have.
  • a method of transferring the cell suspension by pressurizing the inside of the container containing the cell suspension with air that has passed through the sterile filter is also conceivable.
  • a contamination source such as various bacteria may be mixed into the cell suspension due to breakage of the sterile filter.
  • the disclosed technology aims to suppress damage to cells and reduce the risk of contamination by contaminants such as bacteria when transferring a cell suspension.
  • the cell culture device includes a first container in which an external shape is not deformed due to introduction of a fluid into the inside, and an introduction port for introducing a fluid into the first container. And a second container housed inside the first container and deforming the outer shape accompanying the introduction of the fluid into the first container, and a cell suspension housed inside the second container And a discharge port for discharging the outside of the first container.
  • a deformation suppressing member for suppressing deformation of the second container is provided on a surface of the second container.
  • the cell culture device According to the cell culture device according to the disclosed technology, it is possible to suppress damage to cells and reduce the risk of contamination by contaminants such as bacteria when transferring a cell suspension.
  • the deformation suppressing member has higher rigidity than the member forming the second container. Further, the deformation suppressing member may have a ring-like form surrounding the outer periphery of the second container.
  • the deformation suppressing member may be configured to include a linear member, or may be configured to include a tubular member in which gas is sealed. Thereby, the function of suppressing the deformation of the second container in the deformation suppressing member is effectively exhibited.
  • the deformation suppressing member may have flexibility. Thereby, the entire second container can be deformed to some extent by the pressurization, so that the discharge of the cell suspension contained in the second container can be promoted.
  • the tubular member may be configured to include the same material as the material forming the second container. Thereby, the manufacture of the second container is facilitated, and the manufacturing cost of the second container can be reduced.
  • a method for transferring a cell suspension according to the disclosed technique is a method for transferring a cell suspension using the above-described cell culture device, wherein the first method comprises introducing a fluid into the first container through an inlet. By pressurizing and deforming the second container, the cell suspension contained in the second container is discharged from the outlet and transferred to the outside of the first container. .
  • the method for transferring a cell suspension it is possible to suppress damage to cells and reduce the risk of contamination by contaminants such as bacteria in transferring the cell suspension.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a cell culture device according to an embodiment of the disclosed technology.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a cell culture device according to an embodiment of the disclosed technology.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line 3A-3A in FIG.
  • FIG. 3B is a sectional view taken along line 3B-3B in FIG. 3A. It is a figure showing the state where transfer of the cell suspension is performed in the cell culture device concerning an embodiment of the art of an indication. It is a figure showing the state where transfer of the cell suspension is performed in the cell culture device concerning a comparative example. It is sectional drawing which shows an example of a structure of the 2nd container which concerns on embodiment of the technique of indication.
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a cell culture device 1 according to an embodiment of the disclosed technology.
  • the cell culture device 1 is configured to include a first container 10 and a second container 20 housed inside the first container 10.
  • the cell suspension 101 including the cells 100 to be cultured is contained in the second container 20.
  • the second container 20 can be used as a culture container, and the cells 100 may be cultured in the second container 20.
  • the second container 20 is made of a material having a relatively low rigidity that is likely to be deformed in external shape in response to pressurization from inside and outside of the second container 20, and has a variable volume. When the pressure inside the first container 10 increases with the introduction of the fluid from the inlet 11 and the second container 20 is pressurized, the outer shape of the second container 20 is deformed, and the second container 20 is deformed. The volume of the container 20 is reduced.
  • a fluid is introduced from the inlet 11 into the first container 10.
  • a gas such as oxygen, carbon dioxide, or a mixed gas thereof, or a liquid such as water can be used.
  • the second container 20 is pressurized, and as shown in FIG. 4, the second container 20 is deformed and its volume is reduced.
  • the cell suspension 101 contained in the second container 20 is discharged from the outlet 12 to the outside of the first container 10.
  • the cell suspension 101 discharged from the first container 10 is transferred to another processing unit (not shown) connected to the cell culture device 1, for example.
  • the cell suspension 101 accommodated in the second container 20 is transferred by introducing a fluid into the first container 10. Since the pressure is increased by increasing the pressure inside the container 10 and pressurizing the second container 20, the damage to the cells can be suppressed as compared with the case where a tube pump that sends the liquid by the ironing operation of the rotor is used. Can be.
  • the fluid introduced into the first container 10 does not come into contact with the cell suspension 101 stored in the second container 20, and contaminants such as various bacteria enter the cell suspension 101.
  • the risk can be reduced and there is no need to use a sterile filter.
  • the deformation suppressing member 30 is configured to include the tubular member 32 in which the gas 33 is sealed.
  • the tubular member 32 has a ring shape surrounding the outer periphery of the second container 20. By filling the gas 33 inside the tubular member 32, the tubular member 32 is given such rigidity that the ring shape is not completely collapsed with the pressurization inside the first container 10. You. Note that a gas flow port (not shown) for introducing the gas 33 into the tubular member 32 or discharging the gas 33 from the tubular member 32 may be provided in the tubular member 32.

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Abstract

細胞培養装置は、内部への流体の導入に伴う外形の変形が生じない第１の容器と、第１の容器の内部に流体を導入するための導入口と、第１の容器の内部に収容され、第１の容器の内部への流体の導入に伴う外形の変形を生じる第２の容器と、第２の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、第１の容器の外部に排出するための排出口と、を含む。第２の容器の表面には、第２の容器の変形を抑制する変形抑制部材が設けられている。

Description

細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法
　開示の技術は、細胞培養装置及び細胞懸濁液の移送方法に関する。
　容器内に収容された液体を、容器の外部に移送する技術として、以下の技術が知られている。
　特開平１０－３１４３０３号公報（特許文献１）には、点滴バッグを、薬液が貯溜された変形可能な内バッグと、当該内バッグの外周を取り囲むように設けられた外バッグと、当該内バッグと外バッグとの間に空間が生じるように両バッグの一部を一体的に連結する接続部と、を有する空気圧制御式点滴装置が記載されている。空圧供給源からの圧力空気を、圧力制御部により制御しつつ空間内に導入することで、内バッグより薬液が所定量ずつ流出する。
　特開平８－３３６５７３号公報（特許文献２）には、医療用の薬液が充填された薬液充填バッグと、該バッグに密着した１以上の加圧用バッグとを有し、加圧用バッグと薬液充填バッグとの間の仕切壁の柔軟性が、加圧用バッグの外側の壁の柔軟性と同じか、又は仕切壁の方がより柔軟であることを特徴とする加圧用薬液充填バッグが記載されている。
　例えば、再生医療用途で用いられる医療製品を製造するために行われる細胞培養工程では、培養対象の細胞の増殖性及び生存率を高めるために、細胞培養装置内への雑菌等の混入を抑制する必要がある。
　また、細胞懸濁液の移送に、ロータがチューブ内の移送対象をしごき出す動作によって送液を行うチューブポンプを用いると、細胞がロータに押し潰され、細胞の品質が劣化するおそれがある。一方、細胞懸濁液の移送にシリンジポンプを用いた場合には、チューブポンプを用いた場合と比較して、細胞へのダメージを抑制することができる。しかしながら、細胞懸濁液を押し出すシャフト部が外気と接するため、細胞懸濁液に雑菌等の汚染源が混入するおそれがある。これを回避するためには、クリーン環境を形成する付帯設備が必要となる。
　また、細胞懸濁液を収容する容器の内部を、無菌フィルタを通過した空気により加圧することにより細胞懸濁液を移送する方法も考えられる。しかしながら、この方法によれば、無菌フィルタの破損により細胞懸濁液に雑菌等の汚染源が混入するおそれがある。
　開示の技術は、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することを目的とする。
　開示の技術に係る細胞培養装置は、細胞培養装置は、内部への流体の導入に伴う外形の変形が生じない第１の容器と、第１の容器の内部に流体を導入するための導入口と、第１の容器の内部に収容され、第１の容器の内部への流体の導入に伴う外形の変形を生じる第２の容器と、第２の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、第１の容器の外部に排出するための排出口と、を含む。第２の容器の表面には、第２の容器の変形を抑制する変形抑制部材が設けられている。
　開示の技術に係る細胞培養装置によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
　変形抑制部材は、第２の容器を構成する部材よりも高い剛性を有することが好ましい。また、変形抑制部材は、第２の容器の外周を囲むリング状の形態を有していてもよい。変形抑制部材は、線状部材を含んで構成されていてもよく、また、内部に気体が封入されたチューブ状部材を含んで構成されていてもよい。これにより、変形抑制部材における第２の容器の変形を抑制する機能が効果的に発揮される。
　変形抑制部材は、可撓性を有していてもよい。これにより、加圧により第２の容器の全体が、ある程度変形することができるので、第２の容器に収容された細胞懸濁液の排出を促進させることができる。
　チューブ状部材は、第２の容器を構成する材料と同じ材料を含んで構成されていてもよい。これにより、第２の容器の製造が容易となり、第２の容器の製造コストを抑えることが可能となる。
　開示の技術に係る細胞懸濁液の移送方法は、上記の細胞培養装置を用いた細胞懸濁液の移送方法であって、導入口から第１の容器の内部に流体を導入することにより第２の容器を加圧して、変形させることで、第２の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、排出口から排出して、第１の容器の外部に移送する、というものである。
　開示の技術に係る細胞懸濁液の移送方法によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
　開示の技術によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置の構成の一例を示す図である。 開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置の構成の一例を示す図である。 図１における３Ａ－３Ａ線に沿った断面図である。 図３Ａにおける３Ｂ－３Ｂ線に沿った断面図である。 開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置において細胞懸濁液の移送を行っている状態を示す図である。 比較例に係る細胞培養装置において細胞懸濁液の移送を行っている状態を示す図である。 開示の技術の実施形態に係る第２の容器の構成の一例を示す断面図である。 図６Ａにおける６Ｂ－６Ｂ線に沿った断面図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、各図面において、実質的に同一又は等価な構成要素又は部分には同一の参照符号を付している。
［第１の実施形態］
　図１は、開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置１の構成の一例を示す図である。細胞培養装置１は、第１の容器１０と、第１の容器１０の内部に収容された第２の容器２０とを含んで構成されている。
　第１の容器１０は、第１の容器１０の内外からの加圧に対して外形の変形を生じにくい（容積が変化しにくい）比較的高い剛性を有する材料で構成されている。第１の容器１０の材料として、例えば、ガラス、プラスチック、金属を用いることができる。第２の容器２０を収容するのに十分な容積を有している。第１の容器１０の形状は特に限定されない。
　第１の容器１０の上面には、第１の容器１０の内部に流体を導入するための導入口１１が設けられている。第１の容器１０の内部に導入される流体は、酸素、二酸化炭素またはこれらの混合ガス等の気体であってもよいし、水等の液体であってもよい。なお、図２に示すように、複数の導入口１１が第１の容器１０の側面に設けられていてもよい。上記のように、第１の容器１０は、比較的高い剛性を有する材料で構成されており、第１の容器１０の内部への流体の導入に伴う外形の変形（容積の変化）を生じない。
　培養対象の細胞１００を含む細胞懸濁液１０１は、第２の容器２０の内部に収容される。第２の容器２０は、培養容器として用いることが可能であり、細胞１００は、第２の容器２０内において培養されてもよい。第２の容器２０は、第２の容器２０の内外からの加圧に対して外形の変形を生じやすい比較的低い剛性を有する材料で構成されており、容積が可変とされている。導入口１１からの流体の導入に伴って第１の容器１０の内部の圧力が上昇し、第２の容器２０が加圧されると、第２の容器２０の外形が変形し、第２の容器２０の容積が小さくなる。
　第２の容器２０は、例えば、プラスチックフィルムを含んで構成されるバッグの形態を有していてもよい。第２の容器２０は、その表面全体が、第１の容器１０の内壁と非接触となるように、第１の容器１０の内部の中央に配置されることが好ましい。第２の容器２０は、例えば、第１の容器１０の内壁に固定された設けられたフック（図示せず）に吊り下げられることにより第１の容器１０の内部に保持される。
　第２の容器２０の表面には、加圧に伴う第２の容器２０の変形を抑制する変形抑制部材３０が設けられている。図３Ａは、図１における３Ａ－３Ａ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図３Ａにおける３Ｂ－３Ｂ線に沿った断面図である。
　変形抑制部材３０は、第２の容器２０を構成する材料よりも高い剛性を有する材料で構成されている。変形抑制部材３０は、例えば、第２の容器２０の外周を囲むリング状とされた線状部材３１を含んで構成されており、第２の容器２０の表面の複数の箇所に所定の間隔で配置されている。線状部材３１として、例えば金属ワイヤを用いることができる。第２の容器２０は、変形抑制部材３０が設けられた部位において剛性が高くなる。変形抑制部材３０が、第２の容器２０の表面の複数の箇所に所定の間隔で配置されることで、第２の容器２０において、剛性が相対的に高い部分と、剛性が相対的に低い部分が交互に配置された構造が形成される。
　変形抑制部材３０は、可撓性を有していてもよく、加圧に伴ってリング形状が変形してもよいが、リング形状が完全につぶれない程度の剛性を有していることが好ましい。変形抑制部材３０が可撓性を有することで、加圧により第２の容器２０の全体が、ある程度変形することができるので、第２の容器２０に収容された細胞懸濁液１０１の排出を促進させることができる。なお、変形抑制部材３０は、第１の容器１０の内部の加圧に伴ってリング形状が変形しない程度の剛性を有していてもよい。
　第２の容器２０の底部には、第２の容器２０の内部に収容された細胞懸濁液１０１を第１の容器１０の外部に排出するための排出口１２が設けられている。排出口１２は、第２の容器２０の内部に連通しており、先端部分が第１の容器１０の外部に伸びている。
　以下に、上記の構成を有する細胞培養装置１において、第２の容器２０に収容されている細胞懸濁液１０１を、細胞培養装置１の外部に移送する方法について説明する。
　第２の容器２０に収容されている細胞懸濁液１０１を、細胞培養装置１の外部に移送する場合、導入口１１から第１の容器１０の内部に流体を導入する。第１の容器１０の内部に導入する流体として、酸素、二酸化炭素、若しくはこれらの混合ガス等の気体、または水等の液体を用いることができる。第１の容器１０の内部に流体が導入されることで、第２の容器２０が加圧され、図４に示すように、第２の容器２０は変形し、その容積が小さくなる。これにより、第２の容器２０の内部に収容されている細胞懸濁液１０１は、排出口１２から第１の容器１０の外部に排出される。第１の容器１０から排出された細胞懸濁液１０１は、例えば、細胞培養装置１に接続された他の処理ユニット（図示せず）に移送される。
　第２の容器２０の変形は、変形抑制部材３０により抑制される。より具体的には、第２の容器２０は、変形抑制部材３０が配置された部位において変形量は小さく、変形抑制部材３０が配置されていない部位において大きく変形する。このように、第２の容器２０の変形が抑制されることで、第２の容器２０が完全に潰れてしまうことを回避することができる。
　第２の容器２０に変形抑制部材が設けられていない場合には、図５に示すように、加圧に伴って、第２の容器２０は完全につぶれ、内壁の対向する面同士が接触する。これにより、第２の容器２０に収容された細胞１００がダメージを受けるおそれがある。一方、開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置１によれば、変形抑制部材３０により第２の容器２０の変形が抑制され、第２の容器２０が完全に潰れてしまうことを回避することができる。従って、第２の容器２０の変形に伴って細胞１００が受けるダメージを抑制することができる。
　また、本実施形態に係る細胞培養装置１によれば、第２の容器２０に収容された細胞懸濁液１０１の移送は、第１の容器１０の内部に流体を導入することにより第１の容器１０の内部の圧力を高め、第２の容器２０を加圧することによって行われるので、ロータのしごき動作によって送液を行うチューブポンプを用いる場合と比較して、細胞へのダメージを抑制することができる。
　また、第１の容器１０の内部に導入される流体は、第２の容器２０に収容された細胞懸濁液１０１に接することはないので、細胞懸濁液１０１に雑菌等の汚染源が混入するリスクを低減することができ、また、無菌フィルタを用いることを要しない。
　また、第２の容器２０の加圧は、第１の容器１０の内部に導入された流体によって行われるので、第２の容器２０の表面全体を均一に加圧することができる。これにより、第２の容器２０に収容された細胞懸濁液１０１の排出を促進させることができる。
　以上のように、開示の技術の実施形態に係る細胞培養装置によれば、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
［第２の実施形態］
　図６Ａは、開示の技術の第２の実施形態に係る第２の容器２０の構成の一例を示す断面図であり、図６Ｂは、図６Ａにおける６Ｂ－６Ｂ線に沿った断面図である。図６Ａに示す断面は、図３Ａに示す断面と同じ断面であり、図６Ｂに示す断面は、図３Ｂに示す断面と同じ断面である。
　第２の実施形態に係る第２の容器２０において、変形抑制部材３０は、内部に気体３３が封入されたチューブ状部材３２を含んで構成されている。チューブ状部材３２は、第２の容器２０の外周を囲むリング状とされている。チューブ状部材３２の内部に気体３３が封入されることで、チューブ状部材３２には、第１の容器１０の内部の加圧に伴って、リング形状が完全につぶれない程度の剛性が付与される。なお、チューブ状部材３２に気体３３を導入したり、チューブ状部材３２から気体３３を排出したりするための気体流通口（図示せず）が、チューブ状部材３２に設けられていてもよい。
　第２の容器２０は、プラスチックフィルムを含んで構成されるバッグの形態を有し、チューブ状部材３２（気体３３が封入されるチューブの外壁）は、第２の容器２０と同じプラスチックフィルムを含んで構成されていてもよい。
　本実施形態に係る第２の容器２０を含む細胞培養装置によれば、上記した第１の実施形態に係る細胞培養装置１と同様、細胞懸濁液の移送において、細胞へのダメージを抑制し且つ雑菌等の汚染源の混入リスクを低減することが可能となる。
　また、チューブ状部材３２が、第２の容器２０を構成する材料と同じ材料を含んで構成されることで、第２の容器２０の製造が容易となり、第２の容器２０の製造コストを抑えることが可能となる。
　日本出願特願２０１８－１５７４３１号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１　細胞培養装置
１０　第１の容器
１１　導入口
１２　排出口
２０　第２の容器
３０　変形抑制部材
３１　線状部材
３２　チューブ状部材
３３　気体
１００　細胞
１０１　細胞懸濁液

Claims (8)

  1. 　内部への流体の導入に伴う外形の変形を生じない第１の容器と、
    　前記第１の容器の内部に前記流体を導入するための導入口と、
    　前記第１の容器の内部に収容され、前記第１の容器の内部への前記流体の導入に伴う外形の変形を生じる第２の容器と、
    　前記第２の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、前記第１の容器の外部に排出するための排出口と、
    　を含み、
    　前記第２の容器の表面には、前記第２の容器の変形を抑制する変形抑制部材が設けられている
    　細胞培養装置。
  2. 　前記変形抑制部材は、前記第２の容器を構成する部材よりも高い剛性を有する
    　請求項１に記載の細胞培養装置。
  3. 　前記変形抑制部材は、前記第２の容器の外周を囲むリング状の形態を有する
    　請求項１または請求項２に記載の細胞培養装置。
  4. 　前記変形抑制部材は、可撓性を有する
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
  5. 　前記変形抑制部材は、線状部材を含んで構成されている
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
  6. 　前記変形抑制部材は、内部に気体が封入されたチューブ状部材を含んで構成されている
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
  7. 　前記チューブ状部材は、前記第２の容器を構成する材料と同じ材料を含んで構成されている
    　請求項６に記載の細胞培養装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の細胞培養装置を用いた細胞懸濁液の移送方法であって、
    　前記導入口から前記第１の容器の内部に流体を導入することにより前記第２の容器を加圧して、変形させることで、前記第２の容器の内部に収容された細胞懸濁液を、前記排出口から排出して、前記第１の容器の外部に移送する
    　移送方法。
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WO2018043459A1 (ja) * 2016-09-02 2018-03-08 東洋製罐グループホールディングス株式会社 細胞用バッグ状容器

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