WO2022014436A1 - 細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、細胞培養装置、及び細胞培養用治具 - Google Patents

細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、細胞培養装置、及び細胞培養用治具 Download PDF

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cell culture
gas permeable
permeable film
container
culture vessel
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PCT/JP2021/025607
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修 小関
郷史 田中
貴彦 戸谷
洋佑 松岡
喬晴 西山
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東洋製罐グループホールディングス株式会社
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    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/14Bags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/24Gas permeable parts

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture technique, and particularly to a cell culture container and a cell culture jig for culturing cells at high density.
  • the container When culturing cells using a bag-shaped cell culture container, the container is placed in an incubator for use, or the container is pressed in order to suppress the movement of the culture solution in the container and stabilize the culture environment. It may be used while being sandwiched between jigs.
  • a bag-shaped cell culture container is usually formed by laminating two films, and its outer surface is flat. Therefore, when placed in an incubator, gas permeation through the bottom surface of the container may be insufficient. There was a problem.
  • a perforated plate called punching metal is usually used for the mounting table of the incubator, but since the opening ratio is often 50% or less, the surface of the cell culture container is used except for the perforated portion.
  • the mounting table is in close contact with the container and the permeation of gas into the container is hindered and the oxygen consumption of the cells increases during high-density culture, the oxygen concentration around the cells in the container decreases.
  • the surface of the container adheres to the pedestal and pressing member of the pressing jig, which also hinders the gas permeation performance of the container and lowers the oxygen concentration around the cells. There was a problem that the cell proliferation efficiency was lowered.
  • the strength of the container and the size of gas permeability are important.
  • a cell culture vessel is manufactured using a gas permeable film such as polyethylene or ethylene vinyl acetate, a thickness of 100 ⁇ m or more is usually required in order to secure the strength of the vessel.
  • Patent Document 1 describes that the gas permeation performance of the bag-shaped container is improved by providing a plurality of ventilation holes at positions in contact with the bag-shaped container of the holding plate of the culture tray.
  • the effect of improving gas permeation performance is small only by having ventilation holes in the holding plate, and in this culture tray, the oxygen concentration around the cells in the container is high. The problem of decline was not fully solvable.
  • the present inventors have studied diligently and provided a protrusion on the outer surface of the gas permeable film constituting the container, and when the gas permeable film is brought into contact with a flat surface, the protrusion causes the protrusion to form a flat surface with the gas permeable film.
  • a ventilated space between the cells we succeeded in making the gas permeation performance of the cell culture vessel sufficient even during high-density culture. Further, according to such a cell culture container, it is possible to secure the strength at the time of handling even when the thickness of the gas permeable film is less than 100 ⁇ m.
  • the present inventors have provided at least a cell culture container in a cell culture jig provided with a pedestal on which a bag-shaped cell culture container is placed and a pressing member that presses the cell culture container against the gantry.
  • a multilayer film formed by laminating materials and densities of different materials and densities may be used as a film constituting the container. It has not reached a significant performance improvement.
  • a silicone material can be mentioned.
  • the silicone material has low strength, excellent gas permeation performance can be obtained even if the thickness is 300 ⁇ m or more, so that the strength at the time of handling can be ensured.
  • the silicone material has a problem that it is difficult to weld a port or the like.
  • harmful substances are eluted from the silicone material due to radiation sterilization or the like, there is a risk of adversely affecting the subsequent culture performance.
  • the surface treatment required for culturing adhesive cells is difficult for the silicone material, it is possible to produce a culture vessel for floating cells, but it is difficult to produce a culture vessel for adhesive cells. There was also the problem.
  • the present inventors can secure the strength at the time of handling by forming a plurality of thin-walled portions and convex portions on the surface of the gas permeable film constituting the container and reducing the thickness of the thin-walled portions to 75 ⁇ m or less.
  • the present invention was completed by succeeding in making cells cultivated at high density with a large gas permeability.
  • Patent Document 2 describes a cell culture container provided with a support layer on a gas permeable film.
  • the support layer is for preventing the gas permeable film placed flat in a container such as a flask from bending, and does not improve the strength of the container by the support layer, but is a bag-shaped cell. It was not possible to solve the problem of improving the gas permeation performance and strength of the culture vessel so that the cells could be cultured at high density.
  • the convex portion formed on the surface of the gas permeable film constituting the container secures the strength at the time of handling, and the thin portion having a predetermined thickness improves the gas permeable performance. It is possible to make it.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a cell culture vessel having excellent gas permeability and strength for culturing cells at high density, a method for producing a cell culture vessel, a method for producing cells, and cells.
  • the purpose is to provide a culture device.
  • Another object of the present invention is to provide a cell culture jig capable of culturing cells at a high density by suppressing the inhibition of the gas permeation performance of the cell culture vessel.
  • the cell culture vessel of the present invention is a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and is a cell culture vessel of the above-mentioned planar equipment. At least one is made of a gas permeable film, and the outer surface of at least one of the gas permeable films is provided with protrusions having a shape different from the inner surface shape of the gas permeable film, and is provided on the inner surface side of the gas permeable film.
  • a culture space for culturing cells is provided, and when the gas permeable film is brought into contact with a flat surface, the protrusions form a breathable space between the gas permeable film and the flat surface. It is a configuration.
  • the cell culture vessel of the present invention is configured such that a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range shape as the protrusions in the outer surface region of the gas permeable film corresponding to the outside of the culture space. Is preferable. Further, it is also preferable that the cell culture vessel of the present invention has a structure in which both of the opposed planar devices are made of a gas permeable film and the protrusions are provided on the outer surface of each gas permeable film.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present invention is a method for producing a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and the above-mentioned planar equipment.
  • a gas permeable film is used for at least one of the above, and the gas is formed so that a breathable space is formed between the gas permeable film and the flat surface when the gas permeable film is brought into contact with a flat surface.
  • a protrusion having a shape different from the inner surface shape of the gas permeable film is formed on the outer surface of the permeable film, and the peripheral edge portion of the opposed planar device is bonded to the inner surface side of the gas permeable film. It is a method of forming a culture space for culturing.
  • the method for producing cells of the present invention is a method for culturing cells using the above-mentioned cell culture container.
  • the cell culture apparatus of the present invention includes the above-mentioned cell culture container, a flat pedestal on which the cell culturing container is placed, and a pressing member for pressing the cell culturing container mounted on the pedestal.
  • the protrusions formed in the cell culture vessel form a ventilable space between the gas permeable film and the gantry and / or between the gas permeable film and the pressing member. It is configured to have a culture jig.
  • the cell culture jig of the present invention is a cell holding a bag-shaped closed cell culture vessel formed by facing flat equipment having at least one of gas permeable films. It is a culture jig and includes a pedestal on which a cell culture container is placed and a pressing member that presses the cell culture container against the gantry. It is formed of a device that can be ventilated by the cell culture vessel, and the gas permeable film side of the cell culture vessel is placed on the gantry.
  • the pressing member is formed of a device in which the gas permeable film can be ventilated between the pressing member and the pressing member, and the gas permeable film side in the cell culture container is the gas permeable film side. It is preferable that the structure is pressed by the pressing member.
  • guide pins are erected at the four corners of the gantry, the guide pins penetrate the guide holes provided in the pressing member, and the pressing member is attached to the guide pins. It is preferable that the structure is provided so as to be movable in the vertical direction along the line.
  • support columns are erected at the four corners of the gantry, a top plate is fixed to the support columns, a guide pin is provided on the top plate, and the guide pin is pressed. It is preferable that the pressing member penetrates the guide hole provided in the member and is provided so as to be movable in the vertical direction along the guide pin.
  • the method for producing cells of the present invention is a method for culturing cells using the above-mentioned cell culture jig.
  • the cell culture vessel of the present invention is a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and has the planar shape. At least one of the equipment is made of a gas permeable film, and a culture space for culturing cells is provided on the inner surface side of the container in the gas permeable film, and the gas permeable film forming this culture space has a plurality of thin walls. A portion and a convex portion are formed, and the thickness of the thin-walled portion is 75 ⁇ m or less. It is also preferable that the cell culture vessel of the present invention has a structure in which the thickness of the thin portion is 20 to 35 ⁇ m.
  • the surface of the gas permeable film on which the convex portion is formed is the outer surface of the container in the gas permeable film, and the inner surface of the container in the gas permeable film is uneven. It is also preferable to have a flat structure. Further, in the cell culture container of the present invention, the surface of the gas permeable film on which the convex portion is formed is the inner surface of the container in the gas permeable film, and a plurality of surfaces on the outer surface of the container in the gas permeable film. It is also preferable that the small protrusions are formed and when the outer surface is brought into contact with the flat surface, the small protrusions form a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface. ..
  • the cell culture container of the present invention has a configuration in which both of the opposed planar devices are made of a gas permeable film, and the plurality of thin-walled portions and the convex portions are formed on the respective gas permeable films. It is also preferable.
  • the cell culture vessel of the present invention has a structure in which a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range shape as the convex portion. Further, with the cell culture vessel of the present invention as the convex portion, a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range shape, and at the same time, a plurality of other substantially triangular prisms intersect the plurality of substantially triangular prisms in a mountain range shape. It is also preferable that the plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel and are provided in a grid pattern.
  • the cell culture vessel of the present invention has a structure in which the adjacent convex portions in parallel are formed at intervals of 1 to 5 mm. Further, it is also preferable that the cell culture vessel of the present invention has a structure in which the convex portions adjacent to each other in parallel are formed without a gap, and the thin-walled portions are formed in a linear or dot shape.
  • the method for producing cells of the present invention is a method for culturing cells using the above-mentioned cell culture container.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present invention is a method for producing a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and the above-mentioned planar equipment.
  • a gas permeable film as at least one of the above, a plurality of thin-walled portions having a thickness of 75 ⁇ m or less and a convex portion are formed on the surface of the gas permeable film, and the peripheral edge portions of the opposing planar equipment are attached.
  • the present invention it is possible to provide a cell culture vessel having excellent gas permeability and strength for culturing cells at high density, a method for producing a cell culture vessel, a method for producing cells, and a cell culture apparatus. Further, according to the present invention, it is possible to provide a cell culture jig capable of culturing cells at a high density by suppressing the inhibition of the gas permeation performance of the cell culture vessel.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the plan view (a) and AA sectional view (b) of the cell culture vessel which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is an enlarged view (a) of the gas permeable film used for the cell culture container which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the schematic diagram (b) which shows the state of the cell culture by the same container. It is a figure which shows the state of fixing the cell culture container which concerns on 1st Embodiment of this invention to a culture jig, and performing a culture. It is a figure which shows the graph which shows the measurement result of the gas permeation performance of the cell culture vessel (Example 1, comparative example 1) of test 1.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the result of the cell culture using the cell culture vessel (Example 2, comparative example 2) of test 2.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the oxygen permeability of various gas permeable films used for the cell culture container and the like which concerns on 3rd Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the state of performing the culture using the cell culture container which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is an enlarged view (a) and CC sectional view (b) of the gas permeable film used for the cell culture container which concerns on 4th Embodiment of this invention. In the cross-sectional view (a) of the gas permeable film used for the cell culture container according to the fifth embodiment of the present invention, and the cross-sectional view (b) of the gas permeable film used for the cell culture container according to the sixth embodiment. be.
  • the cell culture vessel the method for producing the cell culture vessel, the method for producing cells, and the embodiment of the cell culture apparatus of the present invention will be described in detail.
  • the present invention is not limited to the specific contents of the following embodiments and examples.
  • the cell culture vessel of the present embodiment is a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and at least one of the planar equipment is a gas permeable film.
  • the outer surface of at least one gas permeable film is provided with protrusions having a shape different from the inner surface shape of the gas permeable film, and a culture space for culturing cells on the inner surface side of the gas permeable film.
  • the cell culture vessel 1 of the present embodiment is obtained by, for example, heat-welding the peripheral portions H of two rectangular planar devices 11 by heat sealing. be able to.
  • the space formed between the two planar equipment 11s is used as a culture space S for culturing cells.
  • the region forming the culture space S in the planar equipment 11 constitutes a culture section in the cell culture vessel 1.
  • the overall shape of the planar equipment 11, the shape of the peripheral portion H, and the shape of the culture space S are not particularly limited, and any shape can be used.
  • planar equipment 11 made of a gas permeable film and both of which are made of a gas permeable film.
  • the "planar shape" of the flat equipment 11 does not mean that the surface of the equipment is flat without unevenness, but means that the overall shape of the equipment is approximately the same, and the surface of the flat equipment 11 has a flat surface. It also includes those with irregularities.
  • a protrusion 111 is provided on the outer surface of the planar equipment 11 which is a gas permeable film, and the gas permeable film is brought into contact with the flat surface. At that time, the protrusion 111 forms a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface.
  • the shape of the protrusion 111 in the present embodiment is not particularly limited, but as shown in FIGS. 1 (b) and 2 for example, a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range (hereinafter referred to as a mountain range). It may be referred to as a pattern).
  • a mountain range a mountain range
  • a pattern By forming the protrusions 111 in a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel 1 can be prevented from being impaired. Can be done.
  • the strength of the protrusion in the protrusion 111 can be improved, and damage such as distortion of the protrusion due to the pressing force of the pressing member can be prevented.
  • the protrusion 111 may have a plurality of rectangular parallelepipeds arranged in parallel, and may have various other shapes.
  • the protrusion 111 in the present embodiment is preferably formed in the outer surface region of the gas permeable film, which is outside the culture space S. Further, it is also preferable to use a gas permeable film for both of the facing planar devices 11 and to provide a protrusion 111 on the outer surface of each gas permeable film.
  • the cell culture container 1 of the present embodiment By providing the cell culture container 1 of the present embodiment with such a protrusion 111, when the cell culture container 1 is placed on a flat surface, air is aerated between the gas permeable film facing the flat surface and the flat surface. Since a possible space is formed, it is possible to greatly improve the gas permeation performance of the cell culture vessel 1. Further, when the upper surface of the cell culture vessel 1 is pressed by the pressing member, a ventilable space is formed between the gas permeable film facing the plane of the pressing member and the plane, so that also in this case as well. , It is possible to greatly improve the gas permeation performance of the cell culture vessel 1.
  • the shape of the protrusion 111 of the present embodiment is preferably different from the inner surface shape of the gas permeable film.
  • a plurality of wells are formed on the inner surface of the container, and the outer surface of the well is the outer surface of the container. It is different from the one that formed a hemisphere. That is, the protrusion 111 formed on the outer surface of the gas permeable film in the cell culture vessel 1 of the present embodiment allows more ventilation between the gas permeable film and the flat surface regardless of the inner surface shape of the gas permeable film. It is preferable that the shape is such that it can be preferably performed.
  • the shape of the inner surface of the gas permeable film in the cell culture vessel 1 of the present embodiment can be set regardless of the shape of the protrusion 111, and it is also preferable to make the protrusion 111 flat without unevenness. It is also preferable to form irregularities on the inner surface of the gas permeable film regardless of the shape to increase the culture area in the container.
  • a resin film or the like can be preferably used, and a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene can be used.
  • a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene
  • polyethylene, a copolymer of ethylene and ⁇ -olefin, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, an ionomer using ethylene and acrylic acid, a methacrylic acid copolymer and metal ions, and the like can be mentioned.
  • polyolefins, styrene-based elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers, silicone-based thermoplastic elastomers, silicone resins and the like can also be used.
  • silicone rubber soft vinyl chloride resin, polybutadiene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, chlorinated polyethylene resin, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, silicone-based thermoplastic elastomer, styrene-based elastomer, for example, Using SBS (styrene / butadiene / styrene), SIS (styrene / isoprene / styrene), SEBS (styrene / ethylene / butylene / styrene), SEPS (styrene / ethylene / propylene / styrene), polyolefin resin, fluororesin, etc. May be good.
  • SBS styrene / butadiene / styrene
  • SIS styrene / isoprene / st
  • the gas permeable film it is preferable to use a thermoplastic resin having excellent gas permeable performance among the materials of the above-mentioned flat equipment 11, for example, linear low density polyethylene (LLDPE, Linear Low Density Polyethylene) or the like.
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • Polyethylene-based resins such as polyethylene and polypropylene can be preferably used.
  • the gas permeable film is preferably a transparent material.
  • the cell culture vessel 1 of the present embodiment is provided with a protrusion on the outer surface of the gas permeable film, it can be handled even if the thickness of the gas permeable film is relatively thin.
  • the thickness of the gas permeable film in the cell culture vessel 1 of the present embodiment is preferably less than 100 ⁇ m, more preferably 70 ⁇ m or less and 10 ⁇ m or more, and further preferably 35 ⁇ m or less and 20 ⁇ m or more. preferable.
  • FIG. 2 (b) shows a state of cell culture in the cell culture container 1 of the present embodiment.
  • a state in which a cell culture container 1 is filled with a culture solution and cells 2 are seeded in a culture space S whose volume is expanded by the culture solution is shown.
  • a ventilation space V is formed between the protrusion 111 and the mounting surface of the cell culture vessel 1.
  • At least one port 12 is provided by being sandwiched between the peripheral portions H of the two planar equipment 11 and heat-welded.
  • two ports 12 are provided facing both ends of the planar device 11 in the longitudinal direction, but the number of ports 12 is not limited to this, and may be one or three or more.
  • the material of the port 12 for example, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, a polystyrene-based elastomer, a thermoplastic resin such as FEP, or the like can be used.
  • the method for producing cells of the present embodiment is characterized in that cells are cultured using the cell culture container 1 described above.
  • the cells to be cultured using the cell culture vessel 1 are not particularly limited, and even floating cells such as lymphocytes and dendritic cells that are suspended in the culture medium and cultured can be placed in the culture section in the vessel.
  • Artificial pluripotent stem cells iPS cells
  • nerve stem cells e.g., nerve stem cells
  • ES cells embryonic stem cells
  • mesenchymal stem cells e.g., mesenchymal stem cells
  • hepatocytes hepatocytes
  • pancreatic islet cells hepatocytes
  • myocardial cells hepatocytes
  • corneal endothelial cells hepatocytes
  • activation steps that are adhered and cultured. It may be an adhesive cell such as a lymphocyte.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment is a method for producing a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and is at least a planar equipment.
  • a gas permeable film is used on one side, and when the gas permeable film is brought into contact with a flat surface, the outer surface of the gas permeable film is formed so that a breathable space is formed between the gas permeable film and the flat surface.
  • a protrusion having a shape different from the inner surface shape of the gas permeable film is formed, and the peripheral edges of the facing planar equipments are bonded to each other, and a culture space for culturing cells is provided on the inner surface side of the gas permeable film. It is characterized by forming.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment it is preferable to use a gas permeable film for both of the opposing planar devices and to form protrusions on the outer surface of each gas permeable film. Further, it is also preferable to form the protrusion by thermal transfer, cast film formation, or inflation film formation. According to such a method for producing a cell culture container, it is possible to produce a cell culture container having excellent gas permeation performance and strength.
  • the cell culture apparatus of the present embodiment includes the above-mentioned cell culture container, a flat pedestal on which the cell culture container is placed, and a pressing member for pressing the cell culture container mounted on the pedestal, and is provided in the cell culture container. It is characterized by having a culture jig in which a breathable space is formed between the gas permeable film and the gantry and / or between the gas permeable film and the pressing member by the formed protrusions. And.
  • the cell culture device 3 of the present embodiment includes a cell culture container 1, a gantry 31, a pressing member 32, and a guide pin 33.
  • the cell culture container 1 is placed on the gantry 31, and the pressing member 32 presses the upper surface of the cell culture container 1.
  • Guide pins 33 are erected at the four corners of the gantry 31, and the guide pins 33 penetrate through the guide holes provided in the pressing member 32.
  • the pressing member 32 is supported so as to be movable in the vertical direction along these guide pins 33.
  • the cell culture vessel 1 can be fixed so as to be pressed with a constant pressure by the weight of the pressing member 32.
  • a spring material may be installed on the guide pin 33 to appropriately press the pressing member 32 against the cell culture vessel 1.
  • the cell culture container 1 is provided with the protrusion 111, ventilation is possible between the gas permeable film facing the upper surface of the gantry 31 and the upper surface of the gantry 31. A space is formed. Further, a ventilable space is formed between the gas permeable film facing the lower surface of the pressing member 32 and the lower surface of the pressing member 32. Therefore, according to the cell culture apparatus 3 of the present embodiment, it is possible to suppress that the gas permeation performance of the cell culture container 1 is impaired by being sandwiched between the gantry 31 and the pressing member 32.
  • the cell culture jig of the present embodiment is a cell culture jig that holds a bag-shaped closed cell culture container formed by facing flat equipment made of a gas permeable film at least one of them. It is provided with a pedestal on which the cell culture container is placed and a pressing member that presses the cell culture container against the gantry. The gas permeable film side in the above is mounted on a gantry. Further, in the cell culture jig of the present embodiment, the pressing member is formed of a device in which a gas permeable film can be ventilated between the pressing member and the pressing member, and the gas permeable film side of the cell culture container is pressed by the pressing member. Is preferable.
  • the cell culture jig 5 of the present embodiment presses the pedestal 51 on which the cell culture container 6 is placed and the cell culture container 6 against the gantry 51.
  • the pressing member 52 is provided.
  • Support columns 53 are erected at the four corners of the gantry 51, and the top plate 54 is fixed to the support columns 53.
  • the top plate 54 is provided with a guide pin 55, the guide pin 55 penetrates through a guide hole provided in the pressing member 52, and the pressing member 52 is provided so as to be movable in the vertical direction along the guide pin 55.
  • the gantry 51 is formed of a device in which a gas permeable film can be ventilated from the gantry 51, and is preferably formed by, for example, uneven processing the surface of the device. It is more preferable that the protrusion 511 is formed on the surface of the equipment.
  • the pressing member 52 is formed of a device in which a gas permeable film can be ventilated from the pressing member 52, and is preferably formed by, for example, processing the surface of the device to be uneven. It is more preferable that the protrusion 521 is formed on the surface of the equipment by the uneven processing.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range (hereinafter referred to as a mountain range pattern). There is).
  • a mountain range pattern By forming the protrusions 511 and 521 in a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the gantry 51 and the pressing member 52 can be reduced, and the gas permeation performance of the cell culture vessel 6 can be reduced. Can be prevented from being inhibited.
  • the strength of the protrusions in the protrusions 511 and 521 can be improved, and the protrusions can be prevented from being distorted or damaged by the pressing force of the pressing member 52. Further, by providing a flat portion between the plurality of substantially triangular prisms in the mountain range pattern, it is possible to secure the visibility inside the cell culture vessel 6 when the gas permeable film is a transparent material.
  • a porous material as the above-mentioned breathable equipment.
  • a perforated plate as the above-mentioned breathable equipment. In the cell culture jig 5 of the present embodiment, even if a porous material or a perforated plate is used as a breathable device, it is possible to suppress the inhibition of the gas permeation performance of the cell culture container.
  • the cell culture jig 5 of the present embodiment is provided with a permanent magnet at the four corners of the top plate 54 as a urging means for urging the pressing member 52 downward, although not shown, and the permanent magnet of the pressing member 52. It is also preferable that a permanent magnet is provided as an urging means by facing the same pole sides to positions corresponding to the above. By using such an urging means, the pressing member 52 can move in the vertical direction while vertically pressing the planar equipment 61 in the cell culture vessel 6 by the repulsive force acting between the permanent magnets. can.
  • the urging means is not limited to the permanent magnets, and the urging means may be omitted and the pressing member 52 may be moved up and down by the weight of the pressing member 52.
  • the gantry 51 can be formed of, for example, a synthetic resin such as polycarbonate.
  • the pressing member 52 may be formed of, for example, a synthetic resin such as polycarbonate, or may be formed of glass. As the pressing member 52, it is preferable to use a member having transparency in part or in whole so that the progress of culturing and the state of the object to be cultivated can be confirmed.
  • the cell culture container 6 is placed on the gantry 51a of the cell culture jig 5a, and the pressing member 52a presses the upper surface of the cell culture container 6.
  • Guide pins 55a are erected at the four corners of the gantry 51a, and the guide pins 55a penetrate through the guide holes provided in the pressing member 52a.
  • the pressing member 52a is provided so as to be movable in the vertical direction along the guide pin 55a.
  • the cell culture vessel 6 can be fixed so as to be pressed with a constant pressure by the weight of the pressing member 52a. Further, a spring material can be installed on the guide pin 55a to appropriately press the pressing member 52a against the cell culture vessel 6. As a result, the pressing member 52a can be moved in the vertical direction as the culture solution is injected or discharged into the cell culture vessel 6.
  • the cell culture vessel 6 is not particularly limited, but may be formed, for example, by heat-sealing the peripheral edges of two rectangular flat devices 61 and 62 by heat sealing. ..
  • the space formed between the two planar devices is used as a culture space for culturing cells, and the region forming the culture space in the planar devices 61 and 62 is the culture section in the cell culture vessel 6. Configure.
  • the planar equipment 61 and 62 made of a gas permeable film and both of them made of a gas permeable film.
  • the gas permeable film for example, polyethylene such as linear low density polyethylene (LLDPE, Linear Low Density Polyethylene) or a polyolefin resin such as polypropylene can be preferably used.
  • the gas permeable film is preferably a transparent material.
  • the "planar shape" of the flat equipment 61 and 62 does not mean that the surface of the equipment is flat without unevenness, but means that the overall shape of the equipment is approximately the same, and the surface of the equipment has unevenness. The formed ones are also included.
  • the pressing member 52 When the cell culture vessel 6 is filled with the culture solution, the pressing member 52 is pushed up by the cell culture vessel 6 as shown in FIGS. 7 and 8. On the other hand, when the culture solution is discharged from the cell culture container 6 through the port 63, the thickness of the culture solution in the cell culture container 6 decreases accordingly, and the pressing member 52 descends accordingly.
  • two ports 63 are provided facing both ends in the longitudinal direction of the cell culture vessel 6, but the number of ports is not limited to this, and may be one or three or more.
  • the material of the port for example, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, polystyrene-based elastomer, thermoplastic resin such as FEP, or the like can be used.
  • FIG. 10 shows a state of cell culture using the cell culture jig 5 (5a) of the present embodiment.
  • a state in which a cell culture vessel 6 is filled with a culture solution and cells 7 are seeded in a culture space whose volume has been expanded by the culture solution is shown.
  • a ventilation space V is formed between the protrusion 511 (511a) in the gantry 51 (51a) of the cell culture jig 5 (5a) and the flat equipment 62 on the gantry side of the cell culture vessel 6.
  • a ventilation space V is also formed between the protrusion 521 (521a) in the pressing member 52 (52a) of the cell culture jig 5 (5a) and the flat equipment 61 on the top plate side of the cell culture container 6.
  • the cell culture jig 5 (5a) of the present embodiment it is possible to suppress the inhibition of the gas permeation performance of the cell culture vessel 6 when performing cell culture, and the cells are cultured at high density. It is possible to do.
  • the method for producing cells of the present embodiment is characterized in that cells are cultured using the above-mentioned cell culture jig 5.
  • the cells to be cultured using the cell culture jig 5 are not particularly limited, and even floating cells such as lymphocytes and dendritic cells that are suspended in a culture medium and cultured are cultured in a container.
  • Artificial pluripotent stem cells iPS cells
  • nerve stem cells e.g., nerve stem cells, embryonic stem cells (ES cells), mesenchymal stem cells, hepatocytes, pancreatic islet cells, myocardial cells, corneal endothelial cells, and activity that are cultured by adhering to the part. It may be an adhesive cell such as a lymphocyte in the process of culturing.
  • the cell culture jig of the present embodiment it is possible to suppress the inhibition of the gas permeation performance of the cell culture container, and it is possible to culture the cells at a high density. ..
  • the cell culture vessel of the present embodiment is a bag-shaped closed cell culture vessel having at least one port and formed by facing planar equipment, and at least one of the planar equipment is a gas permeable film.
  • a culture space for culturing cells is provided on the inner surface side of the container of the gas permeable film, and a plurality of thin-walled portions and convex portions are formed on the gas permeable film forming this culture space. It is characterized in that the thickness of the thin portion is 75 ⁇ m or less. It is also preferable that the thickness of the thin portion is 20 to 35 ⁇ m.
  • the cell culture vessel 7 of the present embodiment is obtained by, for example, heat-welding the peripheral portions H of two rectangular planar devices 71 by heat sealing. be able to.
  • the space formed between the two planar equipment 71 is used as a culture space S for culturing cells.
  • the region forming the culture space S in the planar equipment 71 constitutes a culture section in the cell culture vessel 7.
  • the overall shape of the planar equipment 71, the shape of the peripheral portion H, and the shape of the culture space S are not particularly limited, and any shape can be used.
  • planar equipment 71 made of a gas permeable film and both of which are made of a gas permeable film.
  • the "planar shape" of the flat equipment 71 does not mean that the surface of the equipment is flat without unevenness, but means that the overall shape of the equipment is approximately the same, and the surface of the flat equipment 71 has a flat surface. It also includes those with irregularities.
  • a plurality of thin-walled portions 711 are formed on the planar equipment 71 which is a gas permeable film. Further, a plurality of convex portions 712 are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film. Further, the inner surface of the container in the gas permeable film is flat without unevenness.
  • the number of convex portions formed on the gas permeable film is not limited to a plurality, and a plurality of convex portions are connected to each other and substantially one, as in the case of the convex portions in the cell incubator of the fourth embodiment. Those with convex portions are also included.
  • both of the facing planar equipment 71 are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711 and the convex portion 712 are formed on the respective gas permeable films, but only one of the planar equipment is formed. It is also possible to assume that 71 is made of a gas permeable film, and a thin-walled portion 711 and a convex portion 712 are formed on the gas permeable film.
  • the convex portion 712 is formed by forming a plurality of substantially triangular prisms in parallel in a mountain range (hereinafter, may be referred to as a mountain range pattern). Is preferable.
  • a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel 7 can be prevented from being impaired. Can be done. Further, according to such a mountain range pattern, the strength of the protrusion of the convex portion 712 can be improved.
  • the convex portions 712 adjacent to each other in parallel are formed at intervals of 1 to 5 mm. That is, the thin portion 711 is formed so that the width (width in the short direction) is 1 to 5 mm.
  • the width of the thin-walled portion 711 is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1 to 2 mm.
  • the distance between the convex portions 712 adjacent to each other in parallel may be smaller than 1 mm, and as described in the fifth embodiment described later, when the convex portions 712 adjacent to each other in parallel are formed without a gap.
  • the size of the gas permeability so that the cells can be cultured at high density.
  • gas permeable films two types of flat films having no unevenness and seven types of films having thin-walled portions and convex portions were prepared. Specifically, a planar film (1) made of LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) having a film thickness of 110 ⁇ m and a planar film (2) having a film thickness of 30 ⁇ m are prepared. did.
  • LLDPE Linear Low Density Polyethylene
  • the thickness of the thin-walled portion is 100 ⁇ m, 75 ⁇ m, 50 ⁇ m, 35 ⁇ m, 30 ⁇ m, 25 ⁇ m, respectively, and the pitch of the convex portion is 2 mm.
  • the length of the base of the convex portion is 0.15 mm, 0.27 mm, 0.36 mm, 0.4 mm, 0.41 mm, 0.42 mm, respectively, and the width of the thin portion is 1.85 mm, 1.73 mm, 1.
  • the height of the convex part is 0.27 mm, 0.51 mm, 0.67 mm, 0.75 mm, 0.77 mm, 0.82 mm, respectively, and the angle of the convex part ( The angle between the bottom of the convex part and the hypotenuse) was 75 °.
  • each of the films (3) to (9) is formed by processing each convex portion by thermal transfer on a flat film made of LLDPE having a film thickness of 110 ⁇ m.
  • the oxygen permeability of the planar film thickness of 110 [mu] m, 30 [mu] m of the film (ml / m 2 ⁇ 24Hr ⁇ atm) , the contrast were respectively 9000,31000, the thin portion and the convex
  • the oxygen permeability of the film on which the portions were formed was 8000, 11000, 17000, 25000, 27000, 28000, 27000, respectively.
  • the film in which the thin-walled portion and the convex portion are formed can not only secure the strength at the time of handling by providing the convex portion, but also make the oxygen permeability more than that of the flat film having a thickness of 110 ⁇ m.
  • these films are obtained by processing a flat film having a thickness of 110 ⁇ m as described above, but by forming thin-walled portions and convex portions, oxygen permeability can be further improved. It is possible.
  • a thin-walled portion having a thickness of 75 ⁇ m or less can obtain an oxygen permeability of 11,000 or more, and a thin-walled portion having a thickness of 35 ⁇ m to 25 ⁇ m can obtain an excellent oxygen permeability of 25,000 or more. It has become.
  • the oxygen permeability is the same regardless of whether the convex portion is formed on the outer side or the inner side of the container in the gas permeable film.
  • a resin film or the like can be preferably used, and a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene can be used.
  • a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene
  • polyethylene, a copolymer of ethylene and ⁇ -olefin, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, an ionomer using ethylene and acrylic acid, a methacrylic acid copolymer and metal ions, and the like can be mentioned.
  • polyolefins, styrene-based elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers and the like can also be used.
  • soft vinyl chloride resin polybutadiene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, chlorinated polyethylene resin, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, silicone-based thermoplastic elastomer, styrene-based elastomer, for example, SBS (styrene).
  • SBS styrene
  • SIS styrene / isoprene / styrene
  • SEBS styrene / ethylene / butylene / styrene
  • SEPS styrene / ethylene / propylene / styrene
  • polyolefin resin fluororesin and the like
  • the gas permeable film among the materials of the above-mentioned flat equipment 71, it is preferable to use a thermoplastic resin having excellent gas permeable performance, and for example, a polyolefin resin such as polyethylene such as LLDPE or polypropylene is preferably used. be able to. Further, in order to make the inside of the cell culture vessel 7 visible, the gas permeable film is preferably a transparent material.
  • the thickness of the gas permeable film in the cell culture vessel 7 of the present embodiment is preferably less than 100 ⁇ m, more preferably 75 ⁇ m or less, and further preferably 35 ⁇ m or less and 20 ⁇ m or more.
  • At least one port 72 is provided by being sandwiched between the peripheral portions H of the two planar equipment 71 and heat-welded.
  • two ports 72 are provided facing both ends of the planar device 71 in the longitudinal direction, but the number of ports 72 is not limited to this, and may be one or three or more.
  • the material of the port 72 for example, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, a polystyrene-based elastomer, a thermoplastic resin such as FEP, or the like can be used.
  • FIG. 18 shows a state of cell culture using the cell culture container 7 of the present embodiment.
  • a state in which a cell culture vessel 7 is filled with a culture solution and cells 8 are seeded in a culture space S whose volume has been expanded by the culture solution is shown.
  • the cells to be cultured using the cell culture vessel 7 are not particularly limited, and even floating cells such as lymphocytes and dendritic cells that are suspended in the culture medium and cultured can be placed in the culture section in the vessel.
  • iPS cells Artificial pluripotent stem cells
  • nerve stem cells nerve stem cells
  • ES cells embryonic stem cells
  • mesenchymal stem cells hepatocytes
  • pancreatic islet cells myocardial cells
  • corneal endothelial cells corneal endothelial cells, and activation steps that are adhered and cultured. It may be an adhesive cell such as a lymphocyte.
  • the method for producing cells of the present embodiment is characterized in that cells are cultured using the cell culture vessel 7 described above.
  • the method for producing cells of the embodiments described later is characterized in that cells are cultured using the cell culture vessel of each embodiment, but the description thereof will be omitted below.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment is a method for producing a bag-shaped closed cell culture vessel 7 having at least one port 72 and formed by facing planar equipment 71, and is planar.
  • a gas permeable film as at least one of the equipment 71, a plurality of thin-walled portions 711 having a thickness of 75 ⁇ m or less and a convex portion 712 are formed on the gas permeable film, and the peripheral portion H of the facing planar equipment 71 is formed.
  • the method for producing a cell culture container of the present embodiment it is also preferable to form a plurality of thin-walled portions 711 having a thickness of 20 to 35 ⁇ m and a convex portion 712 on the gas permeable film. Further, in the method for producing a cell culture container of the present embodiment, it is also preferable to form the convex portion 712 on the outer surface of the container in the gas permeable film and to make the inner surface of the container in the gas permeable film flat without unevenness. ..
  • a gas permeable film is used for both of the facing planar equipment 71, and a plurality of thin-walled portions 711 and convex portions 712 are formed on each gas permeable film. It is also preferable to do so. Further, in the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment, it is also preferable to form a plurality of substantially triangular prisms in parallel in a mountain range as the convex portion 712.
  • the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment it is also preferable to form parallel and adjacent convex portions 712 at intervals of 1 to 5 mm. Further, in the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment, it is also preferable to form the convex portion 712 by thermal transfer or cast film formation.
  • the convex portions are formed on the outside of the container at intervals in a mountain pattern, and the gas permeation performance is achieved. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • a plurality of thin-walled portions 711a and convex portions 712a are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712a, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a mountain shape on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • a plurality of other substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range by intersecting the plurality of substantially triangular prisms, and these plurality of substantially triangular prisms are provided in a grid pattern.
  • the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the third embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711a are formed on the flat equipment 71a which is a gas permeable film. ing. Further, a convex portion 712a is formed on the outer surface of the container in the gas permeable film. Further, the inner surface of the container in the gas permeable film is flat without unevenness.
  • both of the opposing planar equipment 71a are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711a and the convex portion 712a are formed on the respective gas permeable films, but only one of the planar equipment is formed. It is also possible to assume that the 71a is made of a gas permeable film and have a thin-walled portion 711a and a convex portion 712a formed on the gas permeable film.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range by intersecting the plurality of substantially triangular prisms (hereinafter,). It may be referred to as a grid pattern).
  • the height of the substantially triangular prism in the horizontal direction is formed lower than the height of the substantially triangular prism in the vertical direction.
  • the convex portion 712a By forming the convex portion 712a in a grid pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a grid pattern, the strength of the protrusions of the convex portion 712a can be improved. Further, in FIG. 19A, as the convex portion 712a, a plurality of substantially triangular prisms and a plurality of other substantially triangular prisms intersect vertically, but they can also be formed so as to intersect diagonally.
  • the convex portions 712a adjacent to each other in parallel are formed at intervals of 1 to 5 mm. That is, the width of the thin-walled portion 711a is formed to be 1 to 5 mm, but the width of the thin-walled portion 711a is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1 to 2 mm.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range shape as a convex portion 712a, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in a mountain range shape by intersecting the plurality of substantially triangular prisms. It is preferable to form these plurality of substantially triangular prisms in a grid pattern by forming them in parallel with each other.
  • the convex portions are formed on the outside of the container at intervals in a grid pattern, and the gas permeation performance is achieved. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 20 (a).
  • a plurality of thin-walled portions 711b and convex portions 712b are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712b, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a mountain shape on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • the convex portions 712b formed in parallel and adjacent to each other in parallel are formed without a gap, and the thin-walled portions 711b are formed linearly.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the third embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711b are arranged in parallel and linearly on the flat equipment 71b which is a gas permeable film (same as above). In the figure, it is formed (in the depth direction). Further, a convex portion 712b is continuously formed on the outer surface of the container in the gas permeable film in parallel with the front-rear direction (in the figure, the depth direction) without any gap. Further, the inner surface of the container in the gas permeable film is flat without unevenness.
  • both of the opposing planar equipment 71b are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711b and the convex portion 712b are formed on the respective gas permeable films, but only one of the planar equipment is formed. It is also possible to assume that 71b is made of a gas permeable film and have a thin-walled portion 711b and a convex portion 712b formed on the gas permeable film.
  • the convex portion 712b is preferably formed by forming a plurality of substantially triangular prisms in parallel in a mountain range (mountain range pattern).
  • a mountain range pattern By forming the convex portion 712b in a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a mountain range pattern, the strength of the protrusion of the convex portion 712b can be improved.
  • the convex portions 712b are formed in parallel and adjacent convex portions without a gap, and the thin-walled portion 711b is formed linearly.
  • the method for producing cells As described above, according to the cell culture vessel, the method for producing cells, and the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment, gas permeation in which convex portions are formed on the outside of the vessel without spacing in a mountain pattern. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent performance and strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • FIG. 20 (b) a plurality of thin-walled portions 711c and convex portions 712c are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712c, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a grid pattern on the outer surface of the container in the gas permeable film. It differs from the third embodiment in that the convex portions 712c provided in parallel and adjacent to each other are formed without a gap, and the thin-walled portions 711c are formed in a dot shape.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the third embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711c are formed in dots on the flat equipment 71c which is a gas permeable film. Further, on the outer surface of the container of the gas permeable film, convex portions 712c are continuously formed in parallel in the front-rear direction (depth direction in the figure) and the left-right direction without any gap. Further, the inner surface of the container in the gas permeable film is flat without unevenness.
  • both of the opposing planar equipment 71c are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711c and the convex portion 712c are formed on the respective gas permeable films, but only one of the planar equipment is formed. It is also possible to assume that 71c is made of a gas permeable film and have a thin-walled portion 711c and a convex portion 712c formed on the gas permeable film.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range by intersecting the plurality of substantially triangular prisms (lattice-like). Pattern) is preferable.
  • the height of the substantially triangular prism in the horizontal direction is formed lower than the height of the substantially triangular prism in the vertical direction (in the same figure, the depth direction).
  • the convex portion 712c By forming the convex portion 712c in a grid pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a grid pattern, the strength of the protrusions of the convex portion 712c can be improved. Further, the convex portion 712c can be formed so that a plurality of substantially triangular prisms and a plurality of other substantially triangular prisms intersect diagonally.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range shape as a convex portion 712c, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in a mountain range shape by intersecting the plurality of substantially triangular prisms. It is preferable to form these plurality of substantially triangular prisms in a grid pattern by forming them in parallel with each other. Further, it is preferable that the convex portions 712c adjacent to each other in parallel are formed without a gap, and the thin-walled portions 711c are formed in a dot shape.
  • the method for producing cells As described above, according to the cell culture vessel, the method for producing cells, and the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment, gas permeation in which convex portions are formed on the outside of the vessel without spacing in a grid pattern. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent performance and strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • a plurality of thin-walled portions 711d and convex portions 712d are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712d, a plurality of substantially triangular columns are formed in a mountain shape on the inner surface of the container in the gas permeable film.
  • Convex portions 712d that are formed in parallel and adjacent to each other in parallel are formed at intervals, and a plurality of small protrusions 713d are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film, and the outer surface is made flat.
  • the small protrusion 713d forms a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface when brought into contact with each other.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the third embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711d are formed on the flat equipment 71d which is a gas permeable film. Further, on the inner surface of the container of the gas permeable film, convex portions 712d are formed at intervals parallel to the front-rear direction (in the figure, the depth direction). Further, a plurality of small protrusions 713d are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • the shape of the small protrusion 713d is not particularly limited as long as it can form a breathable space between the gas permeable film and the flat surface, and the shape is not particularly limited, and is conical, triangular pyramid, polygonal pyramid, rectangular parallelepiped, or mountainous. It can have various shapes such as a pattern and a grid pattern. The same applies to the small protrusions of the following embodiments.
  • both of the opposed planar equipment 71d are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711d, the convex portion 712d, and the small protrusion 713d are formed on the respective gas permeable films. It is also possible to assume that only one of the planar equipment 71d is made of a gas permeable film, and a thin-walled portion 711d, a convex portion 712d, and a small protrusion 713d are formed on the gas permeable film.
  • the convex portion 712d is preferably formed by forming a plurality of substantially triangular prisms in parallel in a mountain range (mountain range pattern).
  • a mountain range pattern By forming the convex portion 712d in a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a mountain range pattern, the strength of the protrusion of the convex portion 712d can be improved.
  • the width of the thin-walled portion 711d is formed to be 1 to 5 mm, but the width of the thin-walled portion 711d is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1 to 2 mm. ..
  • a plurality of substantially triangular columns are formed in parallel on the inner surface of the container in the gas permeable film in a mountainous manner at intervals, and the gas permeable film is formed.
  • the small protrusions 713d form a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface. It is preferable to do so.
  • the convex portions are formed inside the container at intervals in a mountain pattern, and the gas permeation performance is achieved. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 21 (b).
  • a plurality of thin-walled portions 711e and convex portions 712e are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712e, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a mountain shape on the inner surface of the container in the gas permeable film. It differs from the seventh embodiment in that the convex portions 712d formed in parallel and adjacent to each other in parallel are formed without a gap.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the seventh embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711e are arranged in parallel and linearly on the flat equipment 71e which is a gas permeable film (same as above). In the figure, it is formed (in the depth direction). Further, on the inner surface of the container of the gas permeable film, convex portions 712e are formed in parallel with the front-rear direction (in the figure, the depth direction) without any gap. Further, a plurality of small protrusions 713e are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • both of the opposed planar equipment 71e are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711e, the convex portion 712e, and the small protrusion 713e are formed on the respective gas permeable films. It is also possible to assume that only one of the planar equipment 71e is made of a gas permeable film, and a thin-walled portion 711e, a convex portion 712e, and a small protrusion 713e are formed on the gas permeable film.
  • the convex portion 712e is preferably formed by forming a plurality of substantially triangular prisms in parallel in a mountain range (mountain range pattern).
  • a mountain range pattern By forming the convex portion 712e in a mountain range pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a mountain range pattern, the strength of the protrusion of the convex portion 712e can be improved.
  • a plurality of substantially triangular columns are formed in parallel in a mountain range on the inner surface of the container in the gas permeable film without any space, and the gas permeability is formed.
  • the small protrusions 713e form a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface. It is preferable to be done.
  • the method for producing cells As described above, according to the cell culture vessel, the method for producing cells, and the method for producing a cell culture vessel of the present embodiment, gas permeation in which convex portions are formed inside the vessel without spacing in a mountain pattern. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent performance and strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • the ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 22 (a).
  • a plurality of thin-walled portions 711f and convex portions 712f are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712f, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a grid pattern on the inner surface of the container in the gas permeable film. It differs from the seventh embodiment in that the convex portions 712f provided in parallel and adjacent to each other are formed at intervals.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the seventh embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711f are formed on the flat equipment 71f which is a gas permeable film. Further, convex portions 712f are formed on the inner surface of the container of the gas permeable film at intervals parallel to the front-rear direction (the depth direction in the figure) and the left-right direction. Further, a plurality of small protrusions 713f are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • both of the opposed planar equipment 71d are made of a gas permeable film, and the thin-walled portion 711d, the convex portion 712d, and the small protrusion 713d are formed on the respective gas permeable films. It is also possible to assume that only one of the planar equipment 71d is made of a gas permeable film, and a thin-walled portion 711d, a convex portion 712d, and a small protrusion 713d are formed on the gas permeable film.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range by intersecting the plurality of substantially triangular prisms (lattice-like). Pattern) is preferable.
  • the height of the substantially triangular prism in the horizontal direction is formed lower than the height of the substantially triangular prism in the vertical direction (in the same figure, the depth direction).
  • the convex portion 712f By forming the convex portion 712f in a grid pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a grid pattern, the strength of the protrusions of the convex portion 712f can be improved. Further, the convex portion 712f may be formed so that a plurality of substantially triangular prisms and a plurality of other substantially triangular prisms intersect diagonally.
  • the width of the thin-walled portion 711f is formed to be 1 to 5 mm, but the width of the thin-walled portion 711f is preferably 1 to 3 mm, more preferably 1 to 2 mm. ..
  • a plurality of substantially triangular columns are formed in parallel in a grid pattern on the inner surface of the container in the gas permeable film at intervals, and the gas permeable film is formed.
  • the small protrusions 713f form a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface. It is preferable to do so.
  • the convex portions are formed inside the container at intervals in a grid pattern, and the gas permeation performance is achieved. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • a plurality of thin-walled portions 711 g and convex portions 712 g are formed on the gas permeable film, and as the convex portions 712 g, a plurality of substantially triangular prisms are formed in a grid pattern on the inner surface of the container in the gas permeable film. It differs from the seventh embodiment in that 712 g of the convex portions provided in parallel and adjacent to each other are continuously formed without a gap.
  • the cell culture container of the present embodiment, the method for producing cells, and other configurations of the method for producing the cell culture container are the same as those of the seventh embodiment except for the points described below.
  • a plurality of thin-walled portions 711 g are formed in dots on 71 g of the flat equipment which is a gas permeable film. Further, on the inner surface of the container of the gas permeable film, 712 g of convex portions are continuously formed in parallel in the front-rear direction (depth direction in the figure) and the left-right direction without any gap. Further, a plurality of small protrusions 713 g are formed on the outer surface of the container in the gas permeable film.
  • both of the opposing planar equipment 71 g are made of a gas permeable film, and each gas permeable film is formed with a thin-walled portion 711 g, a convex portion 712 g, and a small protrusion 713 g. It is also possible to assume that 71 g of the planar equipment on only one side is made of a gas permeable film, and a thin-walled portion 711 g, a convex portion 712 g, and a small protrusion 713 g are formed on the gas permeable film.
  • a plurality of substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range, and a plurality of other substantially triangular prisms are formed in parallel in a mountain range by intersecting the plurality of substantially triangular prisms (lattice-like). Pattern) is preferable.
  • the height of the substantially triangular prism in the horizontal direction is formed lower than the height of the substantially triangular prism in the vertical direction (in the same figure, the depth direction).
  • the convex portion 712 g By forming the convex portion 712 g in a grid pattern in this way, the contact area between the gas permeable film and the flat surface can be reduced, and the gas permeable performance of the cell culture vessel can be prevented from being impaired. can. Further, according to such a grid pattern, the strength of the protrusions of the convex portion 712 g can be improved. Further, the convex portion 712g can be formed so that a plurality of substantially triangular prisms and a plurality of other substantially triangular prisms intersect diagonally.
  • a plurality of substantially triangular columns are arranged in a grid pattern on the inner surface of the container in the gas permeable film as a convex portion 712 g without any space, and the gas permeable film is permeable.
  • the small protrusions 713 g form a ventilable space between the gas permeable film and the flat surface. It is preferable to be done.
  • the convex portions are continuously formed inside the container without spacing in a grid pattern. It is possible to produce a cell culture vessel having excellent gas permeation performance and strength, and it is possible to efficiently mass-culture cells using this cell culture vessel.
  • Test 1 A cell culture vessel of the first embodiment and a conventional cell culture vessel were prepared, and a test was conducted to compare the gas permeation performance of each.
  • a container having protrusions formed on both surfaces was prepared. That is, protrusions having a height of 0.2 mm, a width of 0.2 mm, and a pitch of 0.42 mm on the entire surface of one surface of a film made of linear low-density polyethylene (manufactured by Toyo Seikan Group Holdings Co., Ltd.) having a thickness of 90 ⁇ m.
  • the part formed by thermal transfer was prepared. At this time, a plurality of substantially triangular prisms were formed in parallel in a mountain range as protrusions.
  • the other surface of the film was flat.
  • both surfaces are flat without forming protrusions on the surface of a film made of linear low-density polyethylene (manufactured by Toyo Seikan Group Holdings Co., Ltd.) having a thickness of 90 ⁇ m. I prepared something. Then, one port was sandwiched between the two films, and the peripheral portion was formed into a bag shape by heat welding. The size of the outer shape was 120 mm ⁇ 65 mm, and the bottom area of the culture space was 48 cm 2 .
  • each cell culture vessel was fixed to a culture jig , placed in a CO 2 incubator at 37 ° C., and left for a while to bring the dissolved oxygen in the vessel to about 21%, which is the oxygen concentration in the atmosphere. After the oxygen concentration in the container became stable, the oxygen concentration in the CO 2 incubator was reduced to 5%.
  • the culture jig As the culture jig, a jig in which the entire upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture container from above are flat was used.
  • the cell culture container is smaller than the size of the upper surface of the gantry and the lower surface of the pressing member. The same applies to the following tests.
  • the measurement by the non-contact oxygen concentration meter used in this test is a mechanism in which the change of the element installed in the container is performed non-contact with the measuring instrument, and it is accurate when the element and the measuring part are in contact with each other. Since it is a characteristic that the value increases as the element and the measuring unit are separated from each other, the dissolved oxygen at 37 ° C. is usually 21%, but it becomes a large value depending on the thickness of the container and the installation state. However, since there is no effect on the amount of change and the oxygen permeability is judged based on the amount of change, there is no problem in performance evaluation.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture vessel of Example 1 was 0.6% / min.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture vessel of Comparative Example 1 was 0.2% / min. That is, it was found that the gas permeation performance of Example 1 was three times greater than that of Comparative Example 1, and that the cell culture vessel of the present embodiment exhibited excellent oxygen permeability.
  • [Test 2] Cell culture was performed using the cell culture vessel of the first embodiment and the conventional cell culture vessel, and a test for comparing the culture performances was conducted. Specifically, as the cell culture vessel of the first embodiment (Example 2), a container having protrusions formed on both surfaces was prepared. That is, the entire surface of the film made of linear low density polyethylene (LLDPE, Linear Low Density Polyethylene, manufactured by Toyo Seikan Group Holdings Co., Ltd.) with a thickness of 90 ⁇ m has a height of 0.2 mm, a width of 0.2 mm, and a pitch. A 0.42 mm protrusion formed by thermal transfer was prepared.
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • a plurality of substantially triangular prisms were formed in parallel in a mountain range as protrusions.
  • the other surface of the film was flat.
  • the two films were stacked so that the protrusions were on the outside, two ports were sandwiched at both ends in the longitudinal direction between them, and the peripheral edge was formed into a bag shape by heat welding.
  • the size of the outer shape was 120 mm ⁇ 65 mm, and the bottom area of the culture space was 48 cm 2 .
  • both surfaces are flat without forming protrusions on the surface of a film made of linear low-density polyethylene (manufactured by Toyo Seikan Group Holdings Co., Ltd.) having a thickness of 90 ⁇ m. I prepared something. Then, two ports were sandwiched at both ends in the longitudinal direction between the two films, and the peripheral edge portion was formed into a bag shape by heat welding. The size of the outer shape was 120 mm ⁇ 65 mm, and the bottom area of the culture space was 48 cm 2 .
  • a culture jig a jig having a flat upper surface of the pedestal on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member for pressing the cell culture container from above was used.
  • iPS cells 1231A3 strain
  • StemFit AK02N (Ajinomoto Co., Inc.) was used, and these were filled in each cell culture container.
  • the filled culture solution was 10 ml at 37 ° C., and the solution thickness of each container was 2 mm.
  • the cell proliferation ratio by the cell culture vessel of Example 2 shows better results than that of Comparative Example 2, and according to the cell culture vessel of the present embodiment, appropriate gas permeation. It turned out that the performance was obtained.
  • Test 3 A cell culture jig of the second embodiment and a conventional cell culture jig were prepared, and the same cell culture container was fixed to each of them, and a test was conducted to compare the gas permeation performance.
  • the entire upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture container from above. The one with the protrusion formed was prepared.
  • Polycarbonate was used as the material for the gantry and the pressing member, and a mountain range pattern as shown in the above-described embodiment was formed on the entire upper surface of the gantry and the entire lower surface of the pressing member as protrusions.
  • the height of the protrusions in the formed mountain range pattern was 200 ⁇ m
  • the width was 400 ⁇ m
  • the pitch was 800 ⁇ m.
  • the size of the entire upper surface of the gantry and the entire lower surface of the pressing member is larger than the size of the cell culture container to be fixed thereto. This also applies to the following tests.
  • a film having flat surfaces on both sides was prepared, which was made of linear low-density polyethylene (manufactured by Toyo Kan Group Holdings Co., Ltd.) having a thickness of 110 ⁇ m. Then, one port was sandwiched between the two films, and the peripheral portion was formed into a bag shape by heat welding. The size of the outer shape was 120 mm ⁇ 65 mm, and the bottom area of the culture space was 48 cm 2 .
  • a conventional cell culture jig (Comparative Example 3) a device in which the entire upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture container from above are flat is prepared. ..
  • a flat plate made of polycarbonate was used as a material for the gantry and the pressing member.
  • the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • each cell culture container was fixed to each cell culture jig , placed in a CO 2 incubator at 37 ° C., and left for a while to reduce the dissolved oxygen in the container to about 21%, which is the oxygen concentration in the atmosphere. .. After the oxygen concentration in the container became stable, the oxygen concentration in the CO 2 incubator was lowered to 10%, and then the oxygen concentration in the CO 2 incubator was raised to 21%.
  • the gas permeation performance of Example 3 was about 3 times larger than that of Comparative Example 3, and the oxygen concentration around the container changed from 10% to 21%.
  • the gas permeation performance of Example 3 was about twice as high as that of Comparative Example 3.
  • Example 4 a cell culture container having a protrusion formed on the entire lower surface of the pressing member for pressing the cell culture container from above was prepared. No protrusions were formed on the upper surface of the gantry on which the cell culture vessel was placed. Polycarbonate was used as the material of the pressing member, and a mountain range pattern was formed on the entire lower surface of the pressing member as a protrusion as in the third embodiment. As the material of the gantry, a flat plate made of polycarbonate was used. In addition, the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • Example 5 As the cell culture container of the second embodiment (Example 5), a container having protrusions formed on the entire upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged was prepared. No protrusion was formed on the lower surface of the pressing member that presses the cell culture vessel from above. Polycarbonate was used as the material of the gantry, and a mountain range pattern was formed on the entire upper surface of the gantry as a protrusion as in Example 3. As the material of the pressing member, a flat plate made of polycarbonate was used. In addition, the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • each cell culture container was fixed to each cell culture jig , placed in a CO 2 incubator at 37 ° C., and left for a while to reduce the dissolved oxygen in the container to about 21%, which is the oxygen concentration in the atmosphere. .. After the oxygen concentration in the container became stable, the oxygen concentration in the CO 2 incubator was lowered to 10%, and then the oxygen concentration in the CO 2 incubator was raised to 21%. The results are shown in FIG.
  • the measurement by the non-contact oxygen concentration meter used in this test is a mechanism in which the change of the element installed in the container is performed non-contact with the measuring instrument, and it is accurate when the element and the measuring part are in contact with each other. Since it is a characteristic that the value increases as the element and the measuring unit are separated from each other, the dissolved oxygen at 37 ° C. is usually 21%, but it becomes a large value depending on the thickness of the container and the installation state. However, since there is no effect on the amount of change and the oxygen permeability is judged based on the amount of change, there is no problem in performance evaluation.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture container of Example 4 was 0.4%. It was / minute.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture vessel of Example 5 was 0.8% / min.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture vessel of Example 4 was 0.25% / min.
  • the maximum value of the change in oxygen concentration per minute in the cell culture vessel of Example 5 was 1.1% / min.
  • Example 5 when the oxygen concentration around the container was changed from 21% to 10%, the gas permeation performance of Example 5 was about twice as large as that of Example 4, and the oxygen concentration around the container changed from 10% to 21%. When allowed to do so, the gas permeation performance of Example 5 was about four times greater than that of Example 4.
  • the protrusions on the cell culture jig are formed on the upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged, the cell culture is formed on the lower surface of the pressing member which presses the cell culture container from above. It was found that the effect of improving the oxygen permeability of the cell culture container used for cell culture by fixing to a jig is enhanced.
  • Test 5 A cell culture jig of the second embodiment and a conventional cell culture jig were prepared, the same cell culture container was fixed to each, and cell culture was performed, and a test for comparing these culture performances was conducted.
  • Example 6 the same jig as in Example 3 was prepared as the cell culture jig (Example 6) of the second embodiment. That is, a protrusion was prepared on the entire upper surface of the gantry on which the cell culture vessel is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture vessel from above. The protrusions formed a mountain range pattern on the entire upper surface of the gantry and the entire lower surface of the pressing member.
  • the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • Comparative Example 4 As a conventional cell culture jig (Comparative Example 4), the same jig as in Comparative Example 3 was prepared. That is, the whole upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture container from above were prepared to be flat. Further, the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • iPS cells 1231A3 strain
  • StemFit AK02N (Ajinomoto Co., Inc.) was used, and these were filled in each cell culture container.
  • the filled culture solution was 10 ml at 37 ° C., and the solution thickness of each container was 2 mm.
  • the cell growth ratio in the cell culture vessel of Example 6 showed better results than that of Comparative Example 4, and according to the cell culture jig of the present embodiment, the cell culture was performed. It was found that cells can be cultured at high density by suppressing the inhibition of the gas permeation performance of the container.
  • Test 6 A cell culture jig of the second embodiment and a conventional cell culture jig were prepared, the same cell culture container was fixed to each, and cell culture was performed, and a test for comparing these culture performances was conducted.
  • a jig in which the entire upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged is made of a porous material was prepared.
  • a flat material was prepared without using a material made of a porous material.
  • a polypropylene porous filter plate (pore diameter 400 ⁇ m, thickness 3 mm, AS ONE Corporation 3-2531-02) was used as the material for the gantry.
  • a flat plate made of polycarbonate was used as the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • Comparative Example 5 As a conventional cell culture jig (Comparative Example 5), the same jig as in Comparative Example 3 was prepared. That is, the whole upper surface of the gantry on which the cell culture container is arranged and the entire lower surface of the pressing member that presses the cell culture container from above were prepared to be flat. Further, the same cell culture container as in Example 3 was prepared as a cell culture container to be fixed to this cell culture jig.
  • iPS cells 1231A3 strain
  • StemFit AK02N (Ajinomoto Co., Inc.) was used, and these were filled in each cell culture container.
  • the filled culture solution was 10 ml at 37 ° C., and the solution thickness of each container was 2 mm.
  • the cell growth ratio in the cell culture vessel of Example 7 showed better results than that of Comparative Example 5, and according to the cell culture jig of the present embodiment, the cell culture was performed. It was found that cells can be cultured at high density by suppressing the inhibition of the gas permeation performance of the container.
  • the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
  • the shapes of the protrusions and protrusions formed on the cell culture vessel or the cell culture jig may be various shapes different from those of the embodiment, or a part of the third to tenth embodiments may be combined. It can be appropriately changed such that the convex portion is a cell culture container formed on the outside and the inside of the container.
  • the present invention can be suitably used when cells are mass-cultured at high density using a cell culture bag.

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Abstract

細胞を高密度に培養するためのガス透過性と強度に優れた細胞培養容器を提供する。少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材11によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器1であって、平面状器材11の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、少なくとも1つのガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部111を備えると共に、当該ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間Sを備え、当該ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、突起部111によって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成される細胞培養容器。

Description

細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、細胞培養装置、及び細胞培養用治具
 本発明は、細胞培養技術に関し、特に細胞を高密度で培養するための細胞培養容器及び細胞培養用治具に関する。
 近年、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞や組織などを人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。
 このような状況において、袋状の細胞培養容器を用いて閉鎖系で細胞を自動的に大量培養することが提案されている。
 袋状の細胞培養容器を用いて細胞を培養する場合、容器をインキュベータ内に載置して用いたり、容器内での培養液の移動を抑制して培養環境を安定させるために、容器を押圧治具に挟み込んだ状態で用いることがある。
 ところが、袋状の細胞培養容器は、通常2枚のフィルムを貼り合わせて形成され、その外面が平坦であるため、インキュベータ内に載置すると、容器の底面を介したガス透過が不足することがあるという問題があった。
 すなわち、インキュベータの載置台には、通常パンチングメタルと呼ばれる穴開き板が用いられているが、その開口率は50%以下であることが多いため、穴開き部分以外では、細胞培養容器の表面と載置台が密着して容器内へのガス透過が妨げられ、高密度培養時に細胞の酸素消費が多くなった場合、容器内における細胞周辺の酸素濃度が低下してしまうという問題があった。
 また、押圧治具に挟み込んだ状態で用いると、押圧治具の架台や押圧部材に容器表面が密着するため、この場合も容器のガス透過性能が阻害されて、細胞周辺の酸素濃度が低くなり、細胞増殖効率が低下するという問題があった。
 また、袋状の細胞培養容器を用いて細胞を大量培養する場合には、容器の強度とガス透過性の大きさが重要となる。
 例えば、ポリエチレンやエチレン酢酸ビニルなどのガス透過性フィルムを用いて細胞培養容器を製造する場合、容器の強度を確保するためには、通常100μm以上の厚みが必要であった。
 しかしながら、この場合、培養細胞の密度が50万個/cm以上の高密度になると容器のガス透過性能が不十分となり、細胞周辺の酸素濃度が低下して、増殖効率が低減してしまうという問題があった。
 一方、例えば50μm以下の厚みのガス透過性フィルムを用いて細胞培養容器を製造した場合、培養細胞が高密度の状態でもガス透過性能は十分であるものの、容器の強度が不十分となって破袋の恐れが生じ、取り扱いが困難になるという問題があった。
特許第4806761号公報 特開2016-77164号公報
 ここで、特許文献1には、培養用トレイの押さえ板の袋状容器と接する位置に複数の通気孔を設けることによって、袋状容器のガス透過性能を向上させることが記載されている。
 しかしながら、袋状容器内において通常細胞は下面側に堆積するため、押さえ板に通気孔があるだけではガス透過性能の向上効果は小さく、この培養用トレイは、容器内における細胞周辺の酸素濃度が低下するという問題を十分に解消可能なものではなかった。
 そこで、本発明者らは鋭意研究して、容器を構成するガス透過性フィルムの外面に突起部を備え、ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、突起部によってガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間を形成させることで、細胞培養容器のガス透過性能を高密度培養時でも十分なものにすることに成功した。
 また、このような細胞培養容器によれば、ガス透過性フィルムの厚みを100μm未満にした場合でも取り扱い時の強度を確保することが可能である。
 また、本発明者らは、袋状の細胞培養容器を載置する架台と、その細胞培養容器を架台に対して押圧する押圧部材を備えた細胞培養用治具において、少なくとも架台を細胞培養容器の表面と架台との間で通気可能な器材で形成することによって、培養時における細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制することに成功した。
 ところで、袋状の細胞培養容器のガス透過性能と強度を向上させるために、容器を構成するフィルムとして、その材料や密度が異なるものを積層して製膜した多層フィルムを用いる場合があるが、大きな性能向上には至っていない。
 また、ガス透過性能に優れた素材として、シリコーン材を挙げることができる。シリコーン材は強度が低いものの、厚みを300μm以上にしても優れたガス透過性能を得ることができるため、取り扱い時の強度を確保することはできる。
 しかしながら、シリコーン材には、ポートなどを溶着することが困難であるという問題があった。また、シリコーン材は、放射線滅菌などによって有害な物質が溶出されるため、その後の培養性能に悪影響を及ぼす危険性があった。さらに、シリコーン材は、接着性細胞の培養に必要な表面処理が困難であるため、浮遊性細胞用の培養容器の製造は可能であるが、接着性細胞用の培養容器の製造が困難であるという問題もあった。
 そこで、本発明者らは、容器を構成するガス透過性フィルムの表面に複数の薄肉部と凸部とを形成し、薄肉部の厚みを75μm以下にすることで、取り扱い時の強度を確保でき、かつガス透過度の大きさを細胞を高密度で培養可能なものとすることに成功して、本発明を完成させた。
 ここで、特許文献2には、ガス透過性フィルムに支持層を備えた細胞培養容器が記載されている。しかしながら、その支持層はフラスコなどの容器内に平置きに載置されるガス透過性フィルムの撓み防止するためのものであり、支持層によって容器の強度を向上させるものではなく、袋状の細胞培養容器のガス透過性能と強度を向上させて細胞を高密度で培養可能にするという課題を解消可能なものではなかった。
 これに対して、上記の構成によれば、容器を構成するガス透過性フィルムの表面に形成された凸部によって取り扱い時の強度が確保され、また所定の厚みの薄肉部によってガス透過性能を向上させることが可能となっている。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、細胞を高密度で培養するためのガス透過性と強度に優れた細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、及び細胞培養装置の提供を目的とする。
 また、本発明は、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制して、細胞を高密度で培養することができる細胞培養用治具の提供を目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明の細胞培養容器は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、前記平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、少なくとも1つの前記ガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を備えると共に、当該ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を備え、当該ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、前記突起部によって、当該ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成される構成としてある。
 また、本発明の細胞培養容器を、前記培養空間の外側にあたる前記ガス透過性フィルムの外面領域において、前記突起部として、複数の略三角柱がそれぞれ山脈状に並列して形成された構成とすることが好ましい。
 さらに、本発明の細胞培養容器を、対向する前記平面状器材の両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムの外面に前記突起部が備えられた構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞培養容器の製造方法は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器の製造方法であって、前記平面状器材の少なくとも一方にガス透過性フィルムを用い、前記ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、前記ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成されるように、前記ガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を形成し、対向する前記平面状器材の周縁部を貼り合わせて、前記ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を形成する方法としてある。
 さらに、本発明の細胞の製造方法は、上記の細胞培養容器を用いて細胞を培養する方法としてある。
 また、本発明の細胞培養装置は、上記の細胞培養容器と、前記細胞培養容器を載置する平坦な架台、並びに、前記架台に載置された前記細胞培養容器を押圧する押圧部材を備え、前記細胞培養容器に形成された前記突起部によって、前記ガス透過性フィルムと前記架台との間、及び/又は、前記ガス透過性フィルムと前記押圧部材との間に通気可能な空間が形成される培養用治具とを有する構成としてある。
 また、上記目的を達成するため、本発明の細胞培養用治具は、少なくとも一方がガス透過性フィルムからなる対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器を保持する細胞培養用治具であって、細胞培養容器を載置する架台と、細胞培養容器を前記架台に対して押圧する押圧部材とを備え、前記架台は、前記ガス透過性フィルムが前記架台との間で通気可能な器材で形成され、前記細胞培養容器における前記ガス透過性フィルム側が前記架台に載置される構成としてある。
 また、本発明の細胞培養用治具を、前記押圧部材は、前記ガス透過性フィルムが前記押圧部材との間で通気可能な器材で形成され、前記細胞培養容器における前記ガス透過性フィルム側が前記押圧部材に押圧される構成とすることが好ましい。
 また、本発明の細胞培養用治具を、前記架台の四隅にガイドピンが立設され、前記ガイドピンは前記押圧部材に設けられたガイド穴に貫通し、前記押圧部材は、前記ガイドピンに沿って垂直方向に移動可能に備えられた構成とすることが好ましい。
 また、本発明の細胞培養用治具を、前記架台の四隅に支持柱が立設され、前記支持柱に天板が固定され、前記天板にガイドピンが備えられ、前記ガイドピンは前記押圧部材に設けられたガイド穴に貫通し、前記押圧部材は、前記ガイドピンに沿って垂直方向に移動可能に備えられた構成とすることが好ましい。
 また、本発明の細胞の製造方法は、上記の細胞培養用治具を用いて細胞を培養する方法としてある。
 さらに、上記目的を達成するため、本発明の細胞培養容器は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、前記平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞を培養するための培養空間が備えられ、この培養空間を形成する当該ガス透過性フィルムに複数の薄肉部と凸部とが形成され、前記薄肉部の厚みが75μm以下である構成としてある。
 また、本発明の細胞培養容器を、前記薄肉部の厚みが20~35μmである構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞培養容器を、前記凸部が形成された前記ガス透過性フィルムの表面が、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面であり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面が凹凸のない平坦状である構成とすることも好ましい。
 さらに、本発明の細胞培養容器を、前記凸部が形成された前記ガス透過性フィルムの表面が、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面であり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部が形成され、当該外面を平面に接触させたときに、前記小突起部によって、当該ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成される構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞培養容器を、対向する前記平面状器材の両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに前記複数の薄肉部と前記凸部とが形成された構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞培養容器を、前記凸部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成された構成とすることも好ましい。
 さらに、本発明の細胞培養容器を、前記凸部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されて、これらの複数の略三角柱が格子状に備えられた構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞培養容器を、平行して隣り合う前記凸部が1~5mmの間隔を空けて形成された構成とすることも好ましい。
 さらに、本発明の細胞培養容器を、平行して隣り合う前記凸部が間隔を空けずに形成され、前記薄肉部が線状又は点状に形成された構成とすることも好ましい。
 また、本発明の細胞の製造方法は、上記の細胞培養容器を用いて細胞を培養する方法としてある。
 また、本発明の細胞培養容器の製造方法は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器の製造方法であって、前記平面状器材の少なくとも一方としてガス透過性フィルムを用いて、前記ガス透過性フィルムの表面に厚みが75μm以下である複数の薄肉部と、凸部とを形成し、対向する前記平面状器材の周縁部を貼り合わせて、前記ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞を培養するための培養空間を形成する方法としてある。
 本発明によれば、細胞を高密度で培養するためのガス透過性と強度に優れた細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、及び細胞培養装置の提供が可能となる。
 また、本発明によれば、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制して、細胞を高密度で培養することができる細胞培養用治具の提供が可能となる。
本発明の第一実施形態に係る細胞培養容器の平面図(a)及びAA断面図(b)を示す図である。 本発明の第一実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの拡大図(a)及び同容器による細胞培養の様子を示す模式図(b)である。 本発明の第一実施形態に係る細胞培養容器を培養用治具に固定して培養を行う様子を示す図である。 試験1の細胞培養容器(実施例1,比較例1)のガス透過性能の測定結果を表すグラフを示す図である。 試験2の細胞培養容器(実施例2,比較例2)を用いた細胞培養の結果を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞培養用治具及びこれに載置された細胞培養容器を示す斜視図(a)並びに同細胞培養用治具の架台と押圧部材の表面の拡大図(b)である。 本発明の第二実施形態に係る細胞培養用治具及びこれに載置された細胞培養容器を示す正面図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞培養用治具及びこれに載置された細胞培養容器を示す側面図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞培養用治具の変形例及びこれに載置された細胞培養容器を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係る細胞培養用治具を用いた細胞培養の様子を示す模式図である。 試験3の細胞培養用治具(実施例3,比較例3)に固定した細胞培養容器のガス透過性能の測定結果を表すグラフを示す図である。 試験4の細胞培養用治具(実施例4,実施例5)に固定した細胞培養容器のガス透過性能の測定結果を表すグラフを示す図である。 試験5の細胞培養用治具(実施例6,比較例4)を用いた細胞培養の結果を示す図である。 試験6の細胞培養用治具(実施例7,比較例5)を用いた細胞培養の結果を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る細胞培養容器の平面図(a)及びAA断面図(b)を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの拡大図(a)及びBB断面図(b)である。 本発明の第三実施形態に係る細胞培養容器などに用いられる各種ガス透過性フィルムの酸素透過度を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る細胞培養容器を用いて培養を行う様子を示す模式図である。 本発明の第四実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの拡大図(a)及びCC断面図(b)である。 本発明の第五実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(a)、及び第六実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(b)である。 本発明の第七実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(a)、及び第八実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(b)である。 本発明の第九実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(a)、及び第十実施形態に係る細胞培養容器に用いられるガス透過性フィルムの断面図(b)である。
 以下、本発明の細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、細胞の製造方法、及び細胞培養装置の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態及び実施例の具体的な内容に限定されるものではない。
[第一実施形態]
 本実施形態の細胞培養容器は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、少なくとも1つのガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を備えると共に、当該ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を備え、当該ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、突起部によって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されることを特徴とする。
 具体的には、図1(a)に示すように、本実施形態の細胞培養容器1は、例えば矩形状の2枚の平面状器材11の周縁部Hをヒートシールにより熱溶着させることによって得ることができる。2枚の平面状器材11の間に形成された空間は、細胞を培養するための培養空間Sとして用いられる。平面状器材11における培養空間Sを形成する領域は、細胞培養容器1において培養部を構成する。なお、平面状器材11の全体形状や周縁部Hの形状、及び培養空間Sの形状は特に限定されず、任意の形状のものを用いることができる。
 平面状器材11の少なくとも一方は、ガス透過性フィルムからなり、両方にガス透過性フィルムからなるものを用いることが好ましい。
 なお、平面状器材11の「平面状」は、器材表面が凹凸のない平坦であることを意味せず、器材の全体形状が概ねであることを意味しており、平面状器材11の表面に凹凸が形成されたものも含まれる。
 図1(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器1において、ガス透過性フィルムである平面状器材11の外面には突起部111が備えられ、ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、突起部111によって、ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 本実施形態における突起部111の形状は、特に限定されないが、例えば図1(b)及び図2に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(以下、山脈状パターンと称する場合がある)とすることが好ましい。
 このように突起部111を山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器1のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、突起部111における突起の強度を向上させることができ、例えば押圧部材による押圧力で突起がゆがむなど損傷することを防止できる。
 さらに、突起部111を、複数の直方体が並列して配置されたものとしてもよく、その他の種々の形状にすることも可能である。
 本実施形態における突起部111は、培養空間Sの外側にあたるガス透過性フィルムの外面領域に形成することが好ましい。
 また、対向する平面状器材11の両方にガス透過性フィルムを用いて、それぞれのガス透過性フィルムの外面に突起部111を備えることも好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器1にこのような突起部111を備えることによって、細胞培養容器1を平面に載置した場合、当該平面に対面するガス透過性フィルムと、当該平面との間に通気可能な空間が形成されるため、細胞培養容器1のガス透過性能を大きく向上させることが可能になっている。
 また、細胞培養容器1の上面を押圧部材により押圧する場合、当該押圧部材の平面に対面するガス透過性フィルムと、当該平面との間に通気可能な空間が形成されるため、この場合にも、細胞培養容器1のガス透過性能を大きく向上させることが可能になっている。
 さらに、突起部111によって形成されたガス透過性フィルムと平面との間の空間に対して、送風を行うことにより、細胞培養容器1のガス透過性能をより向上させることも可能である。
 また、このように本実施形態の細胞培養容器1に突起部111を形成することで、細胞培養容器1の強度を向上させることも可能になっている。
 また、本実施形態の突起部111の形状は、ガス透過性フィルムの内面形状とは異なるものにすることが好ましく、例えば複数のウェルが容器の内面に形成され、当該ウェルの外面が容器の外側に半球を形成したようなものとは異なっている。
 すなわち、本実施形態の細胞培養容器1におけるガス透過性フィルムの外面に形成される突起部111は、ガス透過性フィルムの内面形状に拘わりなく、ガス透過性フィルムと平面との間の通気をより好適に行うことが可能な形状であることが好ましい。
 したがって、本実施形態の細胞培養容器1におけるガス透過性フィルムの内面の形状は、突起部111の形状に拘わりなく設定することができ、凹凸のない平坦状にすることも好ましく、突起部111の形状に拘わりなくガス透過性フィルムの内面に凹凸を形成して、容器内の培養面積を大きくすることもまた好ましい。
 平面状器材11としては、樹脂フィルムなどを好適に用いることができ、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂等を用いることができる。例えば、ポリエチレン、エチレンとα-オレフィンの共重合体、エチレンと酢酸ビニルの共重合体、エチレンとアクリル酸やメタクリル酸共重合体と金属イオンを用いたアイオノマー等を挙げることができる。また、ポリオレフィン、スチレン系エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、シリコーン樹脂等を用いることもできる。さらに、シリコーンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、スチレン系エラストマー、例えば、SBS(スチレン・ブタジエン・スチレン)、SIS(スチレン・イソプレン・スチレン)、SEBS(スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン)、SEPS(スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン)、ポリオレフィン樹脂、フッ素系樹脂等を用いてもよい。
 ガス透過性フィルムとしては、上記の平面状器材11の材料のうち、特にガス透過性能に優れた熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、例えば直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE,Linear Low Density Polyethylene)などのポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。また、細胞培養容器1の内部を視認可能にするために、ガス透過性フィルムは、透明材であることが好ましい。
 ここで、ガス透過性フィルムは、一般にその厚みが小さければ小さい程、ガス透過性能が高くなる一方で、ガス透過性フィルムの厚みが小さくなればなる程、その取り扱いが困難となり、特に厚みが30μmや20μmのものは食品用ラップ(厚み約10μm)のような状態であるため、容器の強度が不足して破袋の恐れがある。
 しかしながら、本実施形態の細胞培養容器1は、ガス透過性フィルムの外面に突起部を備えているため、ガス透過性フィルムの厚みを比較的薄くしても取り扱うことができる。
 このため、本実施形態の細胞培養容器1におけるガス透過性フィルムの厚みは、100μm未満であることが好ましく、70μm以下で10μm以上であることがより好ましく、35μm以下で20μm以上であることがさらに好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器1による細胞培養の様子を、図2(b)に示す。
 同図において、細胞培養容器1の中に、培養液を充填すると共に、培養液によって容積が拡大した培養空間Sに細胞2を播種して、培養が行われる様子が示されている。突起部111と細胞培養容器1の載置面との間には、通気空間Vが形成されている。
 このように、本実施形態の細胞培養容器1によれば、細胞培養を行うに際して、ガス透過性能に優れたものとすることができ、細胞を高密度で培養することが可能となっている。
 本実施形態の細胞培養容器1において、少なくとも1つのポート12が、2枚の平面状器材11の周縁部Hに挟み込まれ、熱溶着されて備えられている。
 図1では、ポート12が平面状器材11の長手方向両端に対向して2つ備えられているが、ポート12の個数はこれに限定されず、1個でも3個以上であってもよい。
 ポート12の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、FEPなどの熱可塑性樹脂等を用いることができる。
 本実施形態の細胞の製造方法は、前述した細胞培養容器1を用いて細胞を培養することを特徴とする。
 細胞培養容器1を用いて培養する細胞は、特に限定されず、培養液中に浮遊させて培養が行われるリンパ球や樹状細胞などの浮遊性細胞であっても、容器内の培養部に接着させて培養が行われる人工多能性幹細胞(iPS細胞)、神経幹細胞、胚性幹細胞(ES細胞)、間葉系幹細胞、肝細胞、膵島細胞、心筋細胞、角膜内皮細胞、及び活性化工程のリンパ球等の接着性細胞であってもよい。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器の製造方法であって、平面状器材の少なくとも一方にガス透過性フィルムを用い、ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるように、ガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を形成し、対向する平面状器材の周縁部を貼り合わせて、ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を形成することを特徴とする。
 また、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、対向する平面状器材の両方にガス透過性フィルムを用い、それぞれのガス透過性フィルムの外面に突起部を形成することが好ましい。
 さらに、この突起部を、熱転写、キャスト製膜、又はインフレーション製膜によって形成することも好ましい。
 このような細胞培養容器の製造方法によれば、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することが可能である。
 本実施形態の細胞培養装置は、前述した細胞培養容器と、細胞培養容器を載置する平坦な架台、並びに、架台に載置された細胞培養容器を押圧する押圧部材を備え、細胞培養容器に形成された突起部によって、ガス透過性フィルムと架台との間、及び/又は、ガス透過性フィルムと押圧部材との間に通気可能な空間が形成される培養用治具とを有することを特徴とする。
 すなわち、図3に示すように、本実施形態の細胞培養装置3は、細胞培養容器1、架台31、押圧部材32、及びガイドピン33を備えている。
 細胞培養容器1は架台31に載置され、細胞培養容器1の上面を押圧部材32が押圧している。架台31の四隅にはガイドピン33が立設され、ガイドピン33は押圧部材32に設けられたガイド穴に貫通している。そして、押圧部材32はこれらのガイドピン33に沿って垂直方向に移動可能に支持されている。
 このとき、押圧部材32の自重によって、細胞培養容器1を一定の圧力で押圧するように固定することができる。また、ガイドピン33にバネ材を設置して、押圧部材32を細胞培養容器1に適宜押し付けることもできる。
 本実施形態の細胞培養装置3をこのような構成にすることにより、細胞培養容器1への培養液の注入又は排出に伴って、押圧部材32を垂直方向に移動可能とすることができる。
 本実施形態の細胞培養装置3において、細胞培養容器1に突起部111が備えられているため、架台31の上面に対面するガス透過性フィルムと、当該架台31の上面との間に通気可能な空間が形成されている。また、押圧部材32の下面に対面するガス透過性フィルムと、当該押圧部材32の下面との間に通気可能な空間が形成されている。
 このため、本実施形態の細胞培養装置3によれば、架台31と押圧部材32に挟まれて細胞培養容器1のガス透過性能が阻害されることを、抑制することが可能になっている。
 次に、本発明の細胞培養用治具、及び細胞の製造方法の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態及び実施例の具体的な内容に限定されるものではない。
[第二実施形態]
 本実施形態の細胞培養用治具は、少なくとも一方がガス透過性フィルムからなる対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器を保持する細胞培養用治具であって、細胞培養容器を載置する架台と、細胞培養容器を架台に対して押圧する押圧部材とを備え、架台は、ガス透過性フィルムが架台との間で通気可能な器材で形成され、細胞培養容器におけるガス透過性フィルム側が架台に載置されることを特徴とする。
 また、本実施形態の細胞培養用治具において、押圧部材は、ガス透過性フィルムが押圧部材との間で通気可能な器材で形成され、細胞培養容器におけるガス透過性フィルム側が押圧部材に押圧されることが好ましい。
 具体的には、図6~図8に示すように、本実施形態の細胞培養用治具5は、細胞培養容器6を載置する架台51と、細胞培養容器6を架台51に対して押圧する押圧部材52とを備えている。
 架台51の四隅には支持柱53が立設されており、支持柱53に天板54が固定されている。また、天板54にガイドピン55が備えられ、ガイドピン55は押圧部材52に設けられたガイド穴に貫通し、押圧部材52は、ガイドピン55に沿って垂直方向に移動可能に備えられている。なお、天板54に開口部を設け、これを通じて細胞培養用治具5の内部が視認できるようにすることも好ましい。
 架台51は、ガス透過性フィルムが当該架台51との間で通気可能な器材で形成されており、例えば器材の表面を凹凸加工することによって形成されたものとすることが好ましく、凹凸加工によって、器材の表面に突起部511が形成されたものとすることがより好ましい。
 また、押圧部材52は、ガス透過性フィルムが当該押圧部材52との間で通気可能な器材で形成されており、例えば器材の表面を凹凸加工することによって形成されたものとすることが好ましく、凹凸加工によって、器材の表面に突起部521が形成されたものとすることがより好ましい。
 突起部511及び突起部521としては、図6(b),図7,図8に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(以下、山脈状パターンと称する場合がある)とすることが好ましい。
 このように突起部511及び突起部521を山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと架台51及び押圧部材52との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器6のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、突起部511及び突起部521における突起の強度を向上させることができ、押圧部材52による押圧力で突起がゆがむなど損傷することを防止できる。
 さらに、山脈状パターンにおける複数の略三角柱の間に平坦部を設けることにより、ガス透過性フィルムが透明材である場合に細胞培養容器6の内部の視認性を確保することが可能となる。
 また、上記の通気可能な器材として、多孔質材を用いることも好ましい。さらに、上記の通気可能な器材として、穴開き板を用いることも好ましい。
 本実施形態の細胞培養用治具5において、通気可能な器材として、多孔質材や穴開き板を用いても、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制できる。
 また、本実施形態の細胞培養用治具5は、天板54の四隅において、図示しないが、押圧部材52を下方へ付勢する付勢手段として永久磁石を備えると共に、押圧部材52の永久磁石に対応する位置に互いに同極側を対向させて付勢手段として永久磁石が備えることも好ましい。
 このような付勢手段を用いることで、押圧部材52は、永久磁石間に働く斥力により、細胞培養容器6における平面状器材61を垂直に押圧した状態で、垂直方向に移動可能にすることができる。
 なお、付勢手段は、永久磁石に限定されず、また付勢手段を省略して、押圧部材52の自重により、押圧部材52を上下に移動させる構成としてもよい。
 架台51は、例えば、ポリカーボネートのような合成樹脂で形成することができる。
 また、押圧部材52は、例えば、ポリカーボネートのような合成樹脂で形成してもよいし、ガラスで形成してもよい。なお、押圧部材52としては、培養の進行状況や培養対象物の状態などを確認できるように、その一部又は全部が透明性を有しているものを用いることが好ましい。
 次に、本実施形態の細胞培養用治具の変形例について、図9を参照して説明する。
 同図に示すように、細胞培養用治具5aの架台51aに細胞培養容器6が載置され、細胞培養容器6の上面を押圧部材52aが押圧している。
 架台51aの四隅にはガイドピン55aが立設され、ガイドピン55aは押圧部材52aに設けられたガイド穴に貫通している。そして、押圧部材52aは、ガイドピン55aに沿って垂直方向に移動可能に備えられている。
 このとき、押圧部材52aの自重によって、細胞培養容器6を一定の圧力で押圧するように固定することができる。また、ガイドピン55aにバネ材を設置して、押圧部材52aを細胞培養容器6に適宜押し付けることもできる。これにより、細胞培養容器6への培養液の注入又は排出に伴って、押圧部材52aを垂直方向に移動可能とすることができる。
 本実施形態において、細胞培養容器6は、特に限定されないが、例えば矩形状の2枚の平面状器材61,62の周縁部をヒートシールにより熱溶着させることによって形成されたものとすることができる。2枚の平面状器材の間に形成された空間は、細胞を培養するための培養空間として用いられ、平面状器材61,62における培養空間を形成する領域は、細胞培養容器6において培養部を構成する。
 平面状器材61,62の少なくとも一方は、ガス透過性フィルムからなり、両方にガス透過性フィルムからなるものを用いることが好ましい。ガス透過性フィルムとしては、例えば直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE,Linear Low Density Polyethylene)などのポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。また、細胞培養容器6の内部を視認可能にするために、ガス透過性フィルムは、透明材であることが好ましい。
 なお、平面状器材61,62の「平面状」は、器材表面が凹凸のない平坦であることを意味せず、器材の全体形状が概ねであることを意味しており、器材表面に凹凸が形成されたものも含まれる。
 細胞培養容器6に培養液が充填されているときは、図7及び図8に示すように、細胞培養容器6により押圧部材52が押し上げられた状態となる。
 一方、細胞培養容器6からポート63を介して培養液が排出されると、それに従って、細胞培養容器6における培養液の液厚は減少し、これに伴って押圧部材52は下降する。
 図7において、ポート63は、細胞培養容器6の長手方向両端に対向して2つ備えられているが、ポートの個数はこれに限定されず、1個でも3個以上であってもよい。ポートの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、FEPなどの熱可塑性樹脂等を用いることができる。
 本実施形態の細胞培養用治具5(5a)を用いた細胞培養の様子を、図10に示す。
 同図において、細胞培養容器6の中に、培養液を充填すると共に、培養液によって容積が拡大した培養空間に細胞7を播種して、培養が行われる様子が示されている。
 細胞培養用治具5(5a)の架台51(51a)における突起部511(511a)と細胞培養容器6の架台側の平面状器材62との間には、通気空間Vが形成されている。
 また、細胞培養用治具5(5a)の押圧部材52(52a)における突起部521(521a)と細胞培養容器6の天板側の平面状器材61との間にも、通気空間Vが形成されている。
 このように、本実施形態の細胞培養用治具5(5a)によれば、細胞培養を行うに際して、細胞培養容器6のガス透過性能が阻害されることを抑制でき、細胞を高密度で培養することが可能となっている。
 本実施形態の細胞の製造方法は、前述した細胞培養用治具5を用いて細胞を培養することを特徴とする。
 細胞培養用治具5を用いて培養する細胞は、特に限定されず、培養液中に浮遊させて培養が行われるリンパ球や樹状細胞などの浮遊性細胞であっても、容器内の培養部に接着させて培養が行われる人工多能性幹細胞(iPS細胞)、神経幹細胞、胚性幹細胞(ES細胞)、間葉系幹細胞、肝細胞、膵島細胞、心筋細胞、角膜内皮細胞、及び活性化工程のリンパ球等の接着性細胞であってもよい。
 以上説明したように、本実施形態の細胞培養用治具によれば、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制することができ、細胞を高密度で培養することが可能である。
 次に、本発明の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態の具体的な内容に限定されるものではない。
[第三実施形態]
 まず、本発明の第三実施形態について、図15~図18を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞を培養するための培養空間が備えられ、この培養空間を形成する当該ガス透過性フィルムに複数の薄肉部と凸部とが形成され、薄肉部の厚みが75μm以下であることを特徴とする。また、薄肉部の厚みを20~35μmとすることも好ましい。
 具体的には、図15(a)に示すように、本実施形態の細胞培養容器7は、例えば矩形状の2枚の平面状器材71の周縁部Hをヒートシールにより熱溶着させることによって得ることができる。2枚の平面状器材71の間に形成された空間は、細胞を培養するための培養空間Sとして用いられる。平面状器材71における培養空間Sを形成する領域は、細胞培養容器7において培養部を構成する。なお、平面状器材71の全体形状や周縁部Hの形状、及び培養空間Sの形状は特に限定されず、任意の形状のものを用いることができる。
 平面状器材71の少なくとも一方は、ガス透過性フィルムからなり、両方にガス透過性フィルムからなるものを用いることが好ましい。
 なお、平面状器材71の「平面状」は、器材表面が凹凸のない平坦であることを意味せず、器材の全体形状が概ねであることを意味しており、平面状器材71の表面に凹凸が形成されたものも含まれる。
 図15(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器7において、ガス透過性フィルムである平面状器材71には複数の薄肉部711が形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には複数の凸部712が形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面は、凹凸のない平坦状となっている。
 なお、ガス透過性フィルムに形成する凸部の個数は複数に限定されず、第四実施形態の細胞培養器などにおける凸部のように、複数の凸部がつながりあって実質的に1個の凸部が形成されたものも含まれる。
 本実施形態では、対向する平面状器材71の両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711と凸部712が形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71をガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711と凸部712を形成した構成とすることもできる。
 凸部712は、図16(a)及び図16(b)に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(以下、山脈状パターンと称する場合がある)とすることが好ましい。
 このように凸部712を山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器7のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、凸部712の突起の強度を向上させることができる。
 本実施形態の細胞培養容器7では、平行して隣り合う凸部712が1~5mmの間隔を空けて形成されている。すなわち、薄肉部711の幅(短尺方向の幅)が1~5mmとなるように形成されている。これにより、細胞培養容器7の取り扱い時の強度とガス透過性能を十分なものとすることができる。また、細胞培養容器7の取り扱い時の強度とガス透過性能をより好適にするために、薄肉部711の幅を1~3mmとすることが好ましく、1~2mmとすることがより好ましい。
 なお、平行して隣り合う凸部712の間隔は1mmより小さくてもよく、後述する第五実施形態などにおいて説明するように、平行して隣り合う凸部712を間隔を空けずに形成した場合でも、取り扱い時の強度を確保できるのみならず、ガス透過度の大きさを細胞を高密度で培養可能なものにすることが可能である。
 ここで、図17を参照して、複数の薄肉部と凸部が形成されたガス透過性フィルムなどの酸素透過度について説明する。
 まず、ガス透過性フィルムとして、凹凸のない平面状のもの2種類と、薄肉部と凸部が形成されたもの7種類を準備した。
 具体的には、LLDPE(Linear Low Density Polyethylene,直鎖状低密度ポリエチレン)からなり、フィルムの厚みが110μmの平面状フィルム(1)と、フィルムの厚みが30μmの平面状フィルム(2)を準備した。
 また、LLDPEからなる薄肉部と凸部が形成されたフィルム(3)~(8)として、薄肉部の厚みがそれぞれ100μm,75μm,50μm,35μm,30μm,25μm、凸部のピッチがいずれも2mm、凸部の底辺の長さがそれぞれ0.15mm,0.27mm,0.36mm,0.4mm,0.41mm,0.42mm、薄肉部の幅がそれぞれ1.85mm,1.73mm,1.64mm,1.6mm,1.59mm,1.58mm、凸部の高さがそれぞれ0.27mm,0.51mm,0.67mm,0.75mm,0.77mm,0.82mm、凸部の角度(凸部の底辺と斜辺のなす角)がいずれも75°のものを準備した。
 さらに、LLDPEからなる薄肉部と凸部が形成されたフィルム(9)として、平行して隣り合う凸部が間隔を空けずに連続して形成されたもの(薄肉部の厚み25μm、凸部のピッチ0.11mm、凸部の底辺の長さ0.11mm、凸部の高さ0.19mm、凸部の角度75°)のものを準備した。
 なお、フィルム(3)~(9)は、いずれもフィルムの厚みが110μmのLLDPEからなる平面状フィルムに各凸部を熱転写によって加工し形成したものである。
 そして、ガス透過測定装置(GTRテック株式会社製,フロー式ガス・水蒸気透過率測定装置GTR-20X)を用いて、フロー式(等圧式,JIS K 7126-2)にもとづき酸素透過度を計測した。
 図17に示されるように、フィルムの厚みが110μm,30μmの平面状フィルムの酸素透過度(ml/m・24Hr・atm)は、それぞれ9000,31000であったのに対し、薄肉部と凸部が形成されたフィルム(薄肉部の厚み100μm,75μm,50μm,35μm,30μm,25μm,25μm(凸部連続))の酸素透過度は、それぞれ8000,11000,17000,25000,27000,28000,27000であった。
 このように、薄肉部と凸部が形成されたフィルムは、凸部を備えることで取り扱い時の強度を確保できるのみならず、その酸素透過度を厚み110μmの平面状フィルムのもの以上にすることが可能になっている。すなわち、これらのフィルムは、前述のように、厚み110μmの平面状フィルムを加工して得られたものであるが、薄肉部と凸部を形成することで、酸素透過度をより向上させることが可能になっている。
 特に、薄肉部の厚みが75μm以下のものは、11000以上の酸素透過度を得ることができ、薄肉部の厚みが35μm~25μmのものは、25000以上の優れた酸素透過度を得ることが可能になっている。
 なお、この酸素透過度は、凸部がガス透過性フィルムにおける容器の外側に形成されている場合でも同内側に形成されている場合でも同様である。
 平面状器材71としては、樹脂フィルムなどを好適に用いることができ、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂等を用いることができる。例えば、ポリエチレン、エチレンとα-オレフィンの共重合体、エチレンと酢酸ビニルの共重合体、エチレンとアクリル酸やメタクリル酸共重合体と金属イオンを用いたアイオノマー等を挙げることができる。また、ポリオレフィン、スチレン系エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等を用いることもできる。さらに、軟質塩化ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、スチレン系エラストマー、例えば、SBS(スチレン・ブタジエン・スチレン)、SIS(スチレン・イソプレン・スチレン)、SEBS(スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン)、SEPS(スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン)、ポリオレフィン樹脂、フッ素系樹脂等を用いてもよい。
 ガス透過性フィルムとしては、上記の平面状器材71の材料のうち、特にガス透過性能に優れた熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、例えばLLDPEなどのポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。また、細胞培養容器7の内部を視認可能にするために、ガス透過性フィルムは、透明材であることが好ましい。
 ここで、ガス透過性フィルムは、一般にその厚みが小さければ小さい程、ガス透過性能が高くなる一方で、ガス透過性フィルムの厚みが小さくなればなる程、その取り扱いが困難となり、特に厚みが30μmや20μmのものは食品用ラップ(厚み約10μm)のような状態であるため、容器の強度が不足して破袋の恐れがある。
 しかしながら、本実施形態の細胞培養容器7は、ガス透過性フィルムに凸部712を備えているため、ガス透過性フィルムの薄肉部711の厚みを比較的薄くしても取り扱うことができる。
 このため、本実施形態の細胞培養容器7におけるガス透過性フィルムの厚みは、100μm未満であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、35μm以下で20μm以上であることがさらに好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器7において、少なくとも1つのポート72が、2枚の平面状器材71の周縁部Hに挟み込まれ、熱溶着されて備えられている。
 図15では、ポート72が平面状器材71の長手方向両端に対向して2つ備えられているが、ポート72の個数はこれに限定されず、1個でも3個以上であってもよい。
 ポート72の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、FEPなどの熱可塑性樹脂等を用いることができる。
 本実施形態の細胞培養容器7による細胞培養の様子を図18に示す。
 同図において、細胞培養容器7の中に、培養液を充填すると共に、培養液によって容積が拡大した培養空間Sに細胞8を播種して、培養が行われる様子が示されている。
 細胞培養容器7を用いて培養する細胞は、特に限定されず、培養液中に浮遊させて培養が行われるリンパ球や樹状細胞などの浮遊性細胞であっても、容器内の培養部に接着させて培養が行われる人工多能性幹細胞(iPS細胞)、神経幹細胞、胚性幹細胞(ES細胞)、間葉系幹細胞、肝細胞、膵島細胞、心筋細胞、角膜内皮細胞、及び活性化工程のリンパ球等の接着性細胞であってもよい。
 本実施形態の細胞の製造方法は、前述した細胞培養容器7を用いて細胞を培養することを特徴とする。後述する実施形態の細胞の製造方法も同様に、各実施形態の細胞培養容器を用いて細胞を培養することを特徴とするが、以下においてはその記載を省略する。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法は、少なくとも1つのポート72を有し、対向する平面状器材71によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器7の製造方法であって、平面状器材71の少なくとも一方としてガス透過性フィルムを用いて、ガス透過性フィルムに厚みが75μm以下である複数の薄肉部711と、凸部712とを形成し、対向する平面状器材71の周縁部Hを貼り合わせて、ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞8を培養するための培養空間Sを形成することを特徴とする。
 また、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、ガス透過性フィルムに厚みが20~35μmである複数の薄肉部711と、凸部712とを形成することも好ましい。
 さらに、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712をガス透過性フィルムにおける容器の外面に形成し、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面を凹凸のない平坦状とすることも好ましい。
 また、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、対向する平面状器材71の両方にガス透過性フィルムを用いて、それぞれのガス透過性フィルムに複数の薄肉部711と凸部712とを形成することも好ましい。
 さらに、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712として、複数の略三角柱を山脈状に並列して形成することも好ましい。
 また、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、平行して隣り合う凸部712を1~5mmの間隔を空けて形成することも好ましい。
 さらに、本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712を熱転写、又はキャスト製膜によって形成することも好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が山脈状パターンに間隔を空けて容器の外側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第四実施形態]
 次に、本発明の第四実施形態について、図19を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711aと凸部712aとが形成され、凸部712aとして、ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されて、これらの複数の略三角柱が格子状に備えられている点で、第三実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第三実施形態と同様である。
 具体的には、図19(a)及び図19(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71aには複数の薄肉部711aが形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には凸部712aが形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面は、凹凸のない平坦状となっている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71aの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711aと凸部712aが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71aをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711aと凸部712aを形成した構成とすることもできる。
 凸部712aは、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(以下、格子状パターンと称する場合がある)とすることが好ましい。
 図19(a)及び図19(b)において、縦方向の略三角柱の高さよりも横方向の略三角柱の高さが低く形成されている。
 これにより、本実施形態の細胞培養容器の凸部712aが形成された面を下向きにして平面に載置した場合に、平面状器材71aと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 また、本実施形態の細胞培養容器の凸部712aが形成された面を上向きにして上方から押圧板などを用いて押圧した場合にも、平面状器材71aと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 このように、細胞培養容器に凸部を形成することで、細胞培養容器と平面との間に通気可能な空間が形成される点は、以下の実施形態においても同様である。
 このように凸部712aを格子状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような格子状パターンによれば、凸部712aの突起の強度を向上させることができる。
 さらに、図19(a)において、凸部712aとして、複数の略三角柱と他の複数の略三角柱とが垂直に交差しているが、斜めに交差するように形成することもできる。
 また、本実施形態の細胞培養容器では、平行して隣り合う凸部712aが1~5mmの間隔を空けて形成されている。すなわち、薄肉部711aの幅が1~5mmとなるように形成されているが、薄肉部711aの幅は1~3mmとすることが好ましく、1~2mmとすることがより好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712aとして、複数の略三角柱を山脈状に並列して形成すると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱を山脈状に並列して形成して、これらの複数の略三角柱を格子状に形成することが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が格子状パターンに間隔を空けて容器の外側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第五実施形態]
 次に、本発明の第五実施形態について、図20(a)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711bと凸部712bとが形成され、凸部712bとして、ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の略三角柱が山脈状に並列して形成され、かつ平行して隣り合う凸部712bが間隔を空けずに形成されて、薄肉部711bが線状に形成されている点で、第三実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第三実施形態と同様である。
 具体的には、図20(a)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71bには複数の薄肉部711bが平行して線状に(同図においては奥行き方向に)形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には凸部712bが前後方向(同図においては奥行き方向)に平行して間隔を空けずに連続して形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面は、凹凸のない平坦状となっている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71bの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711bと凸部712bが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71bをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711bと凸部712bを形成した構成とすることもできる。
 凸部712bは、図20(a)に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(山脈状パターン)とすることが好ましい。
 このように凸部712bを山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、凸部712bの突起の強度を向上させることができる。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712bとして、平行して隣り合う凸部を間隔を空けずに形成し、薄肉部711bを線状に形成することが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が山脈状パターンに間隔を空けずに容器の外側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第六実施形態]
 次に、本発明の第六実施形態について、図20(b)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711cと凸部712cとが形成され、凸部712cとして、ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の略三角柱が格子状に備えられ、かつ平行して隣り合う凸部712cが間隔を空けずに形成されて、薄肉部711cが点状に形成されている点で、第三実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第三実施形態と同様である。
 具体的には、図20(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71cには複数の薄肉部711cが点状に形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には凸部712cが前後方向(同図においては奥行き方向)及び左右方向に平行して間隔を空けずに連続して形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面は、凹凸のない平坦状となっている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71cの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711cと凸部712cが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71cをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711cと凸部712cを形成した構成とすることもできる。
 凸部712cは、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(格子状パターン)とすることが好ましい。
 図20(b)において、縦方向(同図においては奥行き方向)の略三角柱の高さよりも横方向の略三角柱の高さが低く形成されている。これにより、本実施形態の細胞培養容器を平面に載置した場合に、平面状器材71cと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 このように凸部712cを格子状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような格子状パターンによれば、凸部712cの突起の強度を向上させることができる。
 さらに、凸部712cとして、複数の略三角柱と他の複数の略三角柱とが斜めに交差するように形成することもできる。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712cとして、複数の略三角柱を山脈状に並列して形成すると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱を山脈状に並列して形成して、これらの複数の略三角柱を格子状に形成することが好ましい。また、平行して隣り合う凸部712cを間隔を空けずに形成し、薄肉部711cを点状に形成することが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が格子状パターンに間隔を空けずに容器の外側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第七実施形態]
 次に、本発明の第七実施形態について、図21(a)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711dと凸部712dとが形成され、凸部712dとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱が山脈状に並列して形成され、かつ平行して隣り合う凸部712dが間隔を空けて形成されると共に、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部713dが形成され、当該外面を平面に接触させたときに、小突起部713dによって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成される点で、第三実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第三実施形態と同様である。
 具体的には、図21(a)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71dには複数の薄肉部711dが形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面には凸部712dが前後方向(同図においては奥行き方向)に平行して間隔を空けて形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には、複数の小突起部713dが形成されている。
 小突起部713dは、ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間を形成可能であればその形状は特に限定されず、円錐状、三角錐状、多角錐状、直方体状、山脈状パターン、格子状パターン等、様々な形状とすることができる。以下の実施形態の小突起部についても同様である。
 本実施形態では、対向する平面状器材71dの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711d、凸部712d、及び小突起部713dが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71dをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711d、凸部712d、及び小突起部713dを形成した構成とすることもできる。
 凸部712dは、図21(a)に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(山脈状パターン)とすることが好ましい。
 このように凸部712dを山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、凸部712dの突起の強度を向上させることができる。
 また、本実施形態では、薄肉部711dの幅が1~5mmとなるように形成されているが、薄肉部711dの幅は1~3mmとすることが好ましく、1~2mmとすることがより好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712dとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱を山脈状に並列して間隔を空けて形成すると共に、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部713dを形成し、当該外面を平面に接触させたときに、小突起部713dによって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるようにすることが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が山脈状パターンに間隔を空けて容器の内側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第八実施形態]
 次に、本発明の第八実施形態について、図21(b)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711eと凸部712eとが形成され、凸部712eとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱が山脈状に並列して形成され、かつ平行して隣り合う凸部712dが間隔を空けずに形成される点で、第七実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第七実施形態と同様である。
 具体的には、図21(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71eには複数の薄肉部711eが平行して線状に(同図においては奥行き方向に)形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面には凸部712eが前後方向(同図においては奥行き方向)に平行して間隔を空けずに形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には、複数の小突起部713eが形成されている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71eの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711e、凸部712e、及び小突起部713eが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71eをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711e、凸部712e、及び小突起部713eを形成した構成とすることもできる。
 凸部712eは、図21(b)に示すように、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(山脈状パターン)とすることが好ましい。
 このように凸部712eを山脈状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような山脈状パターンによれば、凸部712eの突起の強度を向上させることができる。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712eとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱を山脈状に並列して間隔を空けずに形成すると共に、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部713eを形成し、当該外面を平面に接触させたときに、小突起部713eによって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるようにすることが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が山脈状パターンに間隔を空けずに容器の内側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第九実施形態]
 次に、本発明の第九実施形態について、図22(a)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711fと凸部712fとが形成され、凸部712fとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱が格子状に備えられ、かつ平行して隣り合う凸部712fが間隔を空けて形成される点で、第七実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第七実施形態と同様である。
 具体的には、図22(a)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71fには複数の薄肉部711fが形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面には凸部712fが前後方向(同図においては奥行き方向)及び左右方向に平行して間隔を空けて形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には、複数の小突起部713fが形成されている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71dの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711d、凸部712d、及び小突起部713dが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71dをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711d、凸部712d、及び小突起部713dを形成した構成とすることもできる。
 凸部712fは、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(格子状パターン)とすることが好ましい。
 図22(a)において、縦方向(同図においては奥行き方向)の略三角柱の高さよりも横方向の略三角柱の高さが低く形成されている。これにより、本実施形態の細胞培養容器を平面に載置した場合に、平面状器材71fと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 このように凸部712fを格子状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような格子状パターンによれば、凸部712fの突起の強度を向上させることができる。
 さらに、凸部712fとして、複数の略三角柱と他の複数の略三角柱とが斜めに交差するように形成することもできる。
 また、本実施形態では、薄肉部711fの幅が1~5mmとなるように形成されているが、薄肉部711fの幅は1~3mmとすることが好ましく、1~2mmとすることがより好ましい。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712fとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱を格子状に並列して間隔を空けて形成すると共に、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部713fを形成し、当該外面を平面に接触させたときに、小突起部713fによって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるようにすることが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が格子状パターンに間隔を空けて容器の内側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
[第十実施形態]
 次に、本発明の第十実施形態について、図22(b)を参照して説明する。
 本実施形態の細胞培養容器は、ガス透過性フィルムに複数の薄肉部711gと凸部712gとが形成され、凸部712gとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱が格子状に備えられ、かつ平行して隣り合う凸部712gが間隔を空けずに連続して形成される点で、第七実施形態と相違する。
 本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法のその他の構成については、以下に説明する点を除いて第七実施形態と同様である。
 具体的には、図22(b)に示すように、本実施形態の細胞培養容器において、ガス透過性フィルムである平面状器材71gには複数の薄肉部711gが点状に形成されている。また、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面には凸部712gが前後方向(同図においては奥行き方向)及び左右方向に平行して間隔を空けずに連続して形成されている。さらに、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面には、複数の小突起部713gが形成されている。
 本実施形態では、対向する平面状器材71gの両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに薄肉部711g、凸部712g、及び小突起部713gが形成されているが、いずれか一方のみの平面状器材71gをガス透過性フィルムからなるものとして、当該ガス透過性フィルムに薄肉部711g、凸部712g、及び小突起部713gを形成した構成とすることもできる。
 凸部712gは、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたもの(格子状パターン)とすることが好ましい。
 図22(b)において、縦方向(同図においては奥行き方向)の略三角柱の高さよりも横方向の略三角柱の高さが低く形成されている。これにより、本実施形態の細胞培養容器を平面に載置した場合に、平面状器材71gと平面との間に通気可能な空間が形成されるようになっている。
 このように凸部712gを格子状パターンに形成することで、ガス透過性フィルムと平面との接触面積を小さくすることができ、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを防止することができる。
 また、このような格子状パターンによれば、凸部712gの突起の強度を向上させることができる。
 さらに、凸部712gとして、複数の略三角柱と他の複数の略三角柱とが斜めに交差するように形成することもできる。
 本実施形態の細胞培養容器の製造方法において、凸部712gとして、ガス透過性フィルムにおける容器の内面に複数の略三角柱を格子状に並列して間隔を空けずに形成すると共に、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部713gを形成し、当該外面を平面に接触させたときに、小突起部713gによって、当該ガス透過性フィルムと平面との間に通気可能な空間が形成されるようにすることが好ましい。
 このように、本実施形態の細胞培養容器、細胞の製造方法、及び細胞培養容器の製造方法によれば、凸部が格子状パターンに間隔を空けずに連続して容器の内側に形成された、ガス透過性能と強度に優れた細胞培養容器を製造することができ、この細胞培養容器を用いて細胞を効率的に大量培養することが可能である。
 まず、本発明の実施形態に係る細胞培養容器の効果を確認するために行った試験について説明する。
[試験1]
 第一実施形態の細胞培養容器と従来の細胞培養容器を準備して、それぞれのガス透過性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第一実施形態の細胞培養容器(実施例1)として、両表面に突起部を形成したものを準備した。すなわち、厚み90μmの直鎖状低密度ポリエチレン(東洋製罐グループホールディングス株式会社製)からなるフィルムの一方の表面全体に高さが0.2mm、幅が0.2mm、ピッチが0.42mmの突起部を熱転写によって形成したものを準備した。このとき、突起部として、複数の略三角柱を山脈状に並列して形成した。フィルムの他方の表面は平坦とした。そして、2枚のフィルムを突起部が外側になるように重ねてその間に1つのポートを挟み込み、周縁部を熱溶着により袋状に形成した。外形のサイズは120mm×65mmであり、培養空間の底面積は48cmであった。
 また、従来の細胞培養容器(比較例1)として、厚み90μmの直鎖状低密度ポリエチレン(東洋製罐グループホールディングス株式会社製)からなるフィルムの表面に突起部を形成せず、両表面が平坦なものを準備した。そして、2枚のフィルムの間に1つのポートを挟み込み、周縁部を熱溶着により袋状に形成した。外形のサイズは120mm×65mmであり、培養空間の底面積は48cmであった。
 次に、各細胞培養容器内に非接触式酸素濃度計を設置して、純水20mlを充填した。各容器の液厚は4mmであった。そして、各細胞培養容器内における底面付近の水の溶存酸素濃度の変化を測定した。
 このとき、各細胞培養容器を培養用治具に固定して、37℃のCOインキュベータに入れて一旦放置し、容器内の溶存酸素を大気中の酸素濃度である約21%にした。容器内の酸素濃度が安定した後、COインキュベータ内の酸素濃度を5%に下げた。
 また、培養用治具としては、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とが平坦なものを使用した。なお、細胞培養容器は、架台の上面及び押圧部材の下面のサイズより小さい。以下の試験においても同様である。
 ここで、容器周囲の酸素濃度が21%から5%に変化することによって容器内外に酸素分圧差が生じるため、容器内の酸素がガス透過性フィルムを介して容器の中から抜け出す。このとき、酸素濃度の変化速度は、フィルムのガス透過性能と相関があるため、これによってガス透過性能を定量的に測定することができる。その結果を図4に示す。
 なお、図4において、測定開始時の実施例1の細胞培養容器内の酸素濃度が20%程度であるのに対し、比較例1の細胞培養容器内の酸素濃度が24%程度であった理由は、本試験で用いた非接触式酸素濃度計による測定は、容器内に取り付けた素子の変化を測定器で非接触にて行う仕組みであり、素子と計測部が接触している場合が正確な値であって、素子と測定部が離れるにつれ値が大きくなる特性であるため、通常37℃の溶存酸素は21%であるが、容器の厚みや設置状態によって大きい値となる。ただし、変化量については影響がなく、酸素透過性を変化量にもとづき判断しているため、性能評価の上では問題のない測定である。
 図4に示されるように、実施例1の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.6%/分であった。これに対して、比較例1の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.2%/分であった。すなわち、実施例1のガス透過性能は、比較例1の3倍大きく、本実施形態の細胞培養容器は、優れた酸素透過性を示すことが分かった。
[試験2]
 第一実施形態の細胞培養容器と従来の細胞培養容器を用いて細胞培養を行い、これらの培養性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第一実施形態の細胞培養容器(実施例2)として、両表面に突起部を形成したものを準備した。すなわち、厚み90μmの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE,Linear Low Density Polyethylene,東洋製罐グループホールディングス株式会社製)からなるフィルムの表面全体に高さが0.2mm、幅が0.2mm、ピッチが0.42mmの突起部を熱転写によって形成したものを準備した。このとき、突起部として、複数の略三角柱を山脈状に並列して形成した。フィルムの他方の表面は平坦とした。そして、2枚のフィルムを突起部が外側になるように重ねてその間の長手方向両端に2つのポートを挟み込み、周縁部を熱溶着により袋状に形成した。外形のサイズは120mm×65mmであり、培養空間の底面積は48cmであった。
 また、従来の細胞培養容器(比較例2)として、厚み90μmの直鎖状低密度ポリエチレン(東洋製罐グループホールディングス株式会社製)からなるフィルムの表面に突起部を形成せず、両表面が平坦なものを準備した。そして、2枚のフィルムの間の長手方向両端に2つのポートを挟み込み、周縁部を熱溶着により袋状に形成した。外形のサイズは120mm×65mmであり、培養空間の底面積は48cmであった。
 さらに、培養用治具として、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とが平坦なものを使用した。
 培養する細胞としては、iPS細胞(1231A3株)を使用した。また、培養液としては、StemFit AK02N(味の素株式会社)を使用し、これらを各細胞培養容器に充填した。充填した培養液は37℃で10mlであり、各容器の液厚は2mmであった。このとき、細胞培養容器に培養液10mlに10μM Y-27632、接着基質(i-Matrix, ラミニン511-E8)24μlを添加し、細胞7万個を注入して、細胞培養用治具にセットし培養を開始した。細胞播種から1,4,5,6日後に培養液10ml(Y-27632と接着基質を添加していない培養液のみ)を全量交換して、7日間培養を行った。7日後に剥離液TrypLEを用いて細胞回収し、細胞数を計測して、増殖倍率を算出した。これらを各細胞培養容器につき2回行った。その結果を図5に示す。
 同図に示されるように、実施例2の細胞培養容器による細胞の増殖倍率は、比較例2によりも優れた結果を示しており、本実施形態の細胞培養容器によれば、適切なガス透過性能が得られていることが分かった。
 次に、本発明の実施形態に係る細胞培養用治具の効果を確認するために行った試験について説明する。
[試験3]
 第二実施形態の細胞培養用治具と従来の細胞培養用治具を用意し、それぞれに同じ細胞培養容器を固定して、ガス透過性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第二実施形態の細胞培養用治具(実施例3)として、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とに、突起部を形成したものを準備した。
 架台と押圧部材の材料としてポリカーボネートを使用し、突起部として架台の上面全体と押圧部材の下面全体に、上述した実施形態に示されるような山脈状パターンを形成した。このとき、形成した山脈状パターンにおける突起の高さは200μm、幅は400μm、ピッチは800μmであった。なお、架台の上面全体と押圧部材の下面全体のサイズは、これに固定する後述の細胞培養容器のサイズより大きい。これは以下の試験においても同様である。
 この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器の器材として、厚み110μmの直鎖状低密度ポリエチレン(東洋製罐グループホールディングス株式会社製)からなる両表面が平坦なフィルムを準備した。そして、2枚のフィルムの間に1つのポートを挟み込み、周縁部を熱溶着により袋状に形成した。外形のサイズは120mm×65mmであり、培養空間の底面積は48cmであった。
 また、従来の細胞培養用治具(比較例3)として、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とが平坦なものを準備した。
 架台と押圧部材の材料としては、ポリカーボネートからなる平面板を使用した。
 さらに、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 次に、各細胞培養容器内に非接触式酸素濃度計を設置して、純水20mlを充填した。各容器の液厚は4mmであった。そして、各細胞培養容器内における底面付近の水の溶存酸素濃度の変化を測定した。
 このとき、各細胞培養容器を各細胞培養用治具に固定して、37℃のCOインキュベータに入れて一旦放置し、容器内の溶存酸素を大気中の酸素濃度である約21%にした。容器内の酸素濃度が安定した後、COインキュベータ内の酸素濃度を10%に下げ、その後、COインキュベータ内の酸素濃度を21%に上げた。
 ここで、容器周囲の酸素濃度が21%から10%に変化することによって容器内外に酸素分圧差が生じるため、容器内の酸素がガス透過性フィルムを介して容器の中から抜け出す。また、容器周囲の酸素濃度が10%から21%に変化することによって、容器の外の酸素がガス透過性フィルムを介して容器内へ入り込む。このとき、酸素濃度の変化速度は、フィルムのガス透過性能と相関があるため、これによってガス透過性能を定量的に測定することができる。その結果を図11に示す。
 なお、図11において、実施例3の細胞培養容器内の酸素濃度が10%程度まで下がったのに対し、比較例3の細胞培養容器内の酸素濃度が12%程度までしか下がらなかった理由は、比較例3の酸素濃度低下速度が遅く、実施例3と同様に10%まで低下するまでには相当な時間かかることが予想されたため、比較例3は12%程度で中断して21%に戻して測定を行ったからである。
 図11に示されるように、容器周囲の酸素濃度を21%から10%に変化させたとき、実施例3の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.75/分であった。これに対して、比較例3の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.25%/分であった。また、容器周囲の酸素濃度を10%から21%に変化させたとき、実施例3の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.6%/分であった。これに対して、比較例3の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.3%/分であった。
 すなわち、容器周囲の酸素濃度を21%から10%に変化させたとき、実施例3のガス透過性能は、比較例3の3倍程度大きく、容器周囲の酸素濃度を10%から21%に変化させたとき、実施例3のガス透過性能は、比較例3の2倍程度大きかった。
 このように、本実施形態の細胞培養用治具は、従来の細胞培養用治具に比べて優れた酸素透過性を示すことが分かった。
[試験4]
 第二実施形態の細胞培養用治具として構成の異なるもの(実施例4,実施例5)を用意し、それぞれに同じ細胞培養容器を固定して、ガス透過性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第二実施形態の細胞培養容器(実施例4)として、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体に、突起部を形成したものを準備した。細胞培養容器が配置される架台の上面には、突起部を形成しなかった。
 押圧部材の材料としてポリカーボネートを使用し、突起部として押圧部材の下面全体に、実施例3と同様に山脈状パターンを形成した。架台の材料としては、ポリカーボネートからなる平面板を使用した。
 また、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 次に、第二実施形態の細胞培養容器(実施例5)として、細胞培養容器が配置される架台の上面全体に、突起部を形成したものを準備した。細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面には、突起部を形成しなかった。
 架台の材料としてポリカーボネートを使用し、突起部として架台の上面全体に、実施例3と同様に山脈状パターンを形成した。押圧部材の材料としては、ポリカーボネートからなる平面板を使用した。
 また、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 次に、各細胞培養容器内に非接触式酸素濃度計を設置して、純水20mlを充填した。各容器の液厚は4mmであった。そして、各細胞培養容器内における底面付近の水の溶存酸素濃度の変化を測定した。
 このとき、各細胞培養容器を各細胞培養用治具に固定して、37℃のCOインキュベータに入れて一旦放置し、容器内の溶存酸素を大気中の酸素濃度である約21%にした。容器内の酸素濃度が安定した後、COインキュベータ内の酸素濃度を10%に下げ、その後、COインキュベータ内の酸素濃度を21%に上げた。その結果を図12に示す。
 なお、図12において、測定開始時の実施例4の細胞培養容器内の酸素濃度が20%程度であるのに対し、実施例5の細胞培養容器内の酸素濃度が24%程度であった理由は、本試験で用いた非接触式酸素濃度計による測定は、容器内に取り付けた素子の変化を測定器で非接触にて行う仕組みであり、素子と計測部が接触している場合が正確な値であって、素子と測定部が離れるにつれ値が大きくなる特性であるため、通常37℃の溶存酸素は21%であるが、容器の厚みや設置状態によって大きい値となる。ただし、変化量については影響がなく、酸素透過性を変化量にもとづき判断しているため、性能評価の上では問題のない測定である。
 図12に示されるように、容器周囲の酸素濃度を21%から10%に変化させたとき、実施例4の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.4%/分であった。これに対して、実施例5の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.8%/分であった。また、容器周囲の酸素濃度を10%から21%に変化させたとき、実施例4の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、0.25%/分であった。これに対して、実施例5の細胞培養容器における1分あたりの酸素濃度変化量の最大値は、1.1%/分であった。
 すなわち、容器周囲の酸素濃度を21%から10%に変化させたとき、実施例5のガス透過性能は、実施例4の2倍程度大きく、容器周囲の酸素濃度を10%から21%に変化させたとき、実施例5のガス透過性能は、実施例4の4倍程度大きかった。
 このように、細胞培養用治具における突起部として、細胞培養容器が配置される架台の上面に形成する方が、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面に形成するよりも、細胞培養用治具に固定して細胞培養に用いられる細胞培養容器の酸素透過性の向上効果が高くなることが分かった。
[試験5]
 第二実施形態の細胞培養用治具と従来の細胞培養用治具を用意し、それぞれに同じ細胞培養容器を固定して細胞培養を行い、これらの培養性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第二実施形態の細胞培養用治具(実施例6)として、実施例3と同じものを準備した。すなわち、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とに、突起部を形成したものを準備した。
 突起部は、架台の上面全体と押圧部材の下面全体に、山脈状パターンを形成した。
 また、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 また、従来の細胞培養用治具(比較例4)として、比較例3と同じものを準備した。すなわち、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とが平坦なものを準備した。
 さらに、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 培養する細胞としては、iPS細胞(1231A3株)を使用した。また、培養液としては、StemFit AK02N(味の素株式会社)を使用し、これらを各細胞培養容器に充填した。充填した培養液は37℃で10mlであり、各容器の液厚は2mmであった。このとき、細胞培養容器に培養液10mlに10μM Y-27632、接着基質(i-Matrix, ラミニン511-E8)24μlを添加し、細胞7万個を注入して、細胞培養用治具にセットし培養を開始した。細胞播種から1,4,5,6日後に培養液10ml(Y-27632と接着基質を添加していない培養液のみ)を全量交換して、7日間培養を行った。7日後に剥離液TrypLEを用いて細胞回収し、細胞数を計測して、増殖倍率を算出した。これらを各細胞培養用治具につき2回行った。その結果を図13に示す。
 同図に示されるように、実施例6の細胞培養容器による細胞の増殖倍率は、比較例4によりも優れた結果を示しており、本実施形態の細胞培養用治具によれば、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制して、細胞を高密度で培養できることが分かった。
[試験6]
 第二実施形態の細胞培養用治具と従来の細胞培養用治具を用意し、それぞれに同じ細胞培養容器を固定して細胞培養を行い、これらの培養性能を比較する試験を行った。
 具体的には、第二実施形態の細胞培養用治具(実施例7)として、細胞培養容器が配置される架台の上面全体が多孔質材からなるものを準備した。細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面には、多孔質材からなるものを使用せず、平坦なものを準備した。
 架台の材料としてポリプロピレンン製の多孔質フィルター板(孔径400μm, 厚み3mm, アズワン株式会社 3-2531-02)を使用した。押圧部材の材料としては、ポリカーボネートからなる平面板を使用した。
 また、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 また、従来の細胞培養用治具(比較例5)として、比較例3と同じものを準備した。すなわち、細胞培養容器が配置される架台の上面全体と、細胞培養容器を上方から押圧する押圧部材の下面全体とが平坦なものを準備した。
 さらに、この細胞培養用治具に固定する細胞培養容器として、実施例3と同じものを準備した。
 培養する細胞としては、iPS細胞(1231A3株)を使用した。また、培養液としては、StemFit AK02N(味の素株式会社)を使用し、これらを各細胞培養容器に充填した。充填した培養液は37℃で10mlであり、各容器の液厚は2mmであった。このとき、細胞培養容器に培養液10mlに10μM Y-27632、接着基質(i-Matrix, ラミニン511-E8)24μlを添加し、細胞7万個を注入して、細胞培養用治具にセットし培養を開始した。細胞播種から1,4,5,6日後に培養液10ml(Y-27632と接着基質を添加していない培養液のみ)を全量交換して、7日間培養を行った。7日後に剥離液TrypLEを用いて細胞回収し、細胞数を計測して、増殖倍率を算出した。その結果を図14に示す。
 同図に示されるように、実施例7の細胞培養容器による細胞の増殖倍率は、比較例5によりも優れた結果を示しており、本実施形態の細胞培養用治具によれば、細胞培養容器のガス透過性能が阻害されることを抑制して、細胞を高密度で培養できることが分かった。
 本発明は、以上の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。例えば、細胞培養容器又は細胞培養用治具に形成する突起部や凸部の形状を実施形態とは別個の様々な形状にしたり、第三実施形態から第十実施形態の一部を組み合わせて、凸部を容器の外側及び内側に形成した細胞培養容器とするなど適宜変更することが可能である。
 本発明は、細胞培養バッグを使用して、細胞を高密度で大量培養する場合などに、好適に利用することが可能である。
 この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
 1 細胞培養容器
 11 平面状器材
 111 突起部
 12 ポート
 2 細胞
 3 細胞培養装置
 31 架台
 32 押圧部材
 33 ガイドピン
 S 培養空間
 H 周縁部
 V 通気空間
 5,5a 細胞培養用治具
 51,51a 架台
 511,511a 突起部
 52,52a 押圧部材
 521,521a 突起部
 53 支持柱
 54 天板
 55,55a ガイドピン
 6 細胞培養容器
 61,62 平面状器材
 63 ポート
 8 細胞培養容器
 81,81a~81g 平面状器材
 811,811a~811g 薄肉部
 812,812a~812g 凸部
 813d~813g 小突起部
 82 ポート
 9 細胞
 

Claims (33)

  1.  少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、
     前記平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、少なくとも1つの前記ガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を備えると共に、当該ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を備え、当該ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、前記突起部によって、当該ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成される
     ことを特徴とする細胞培養容器。
  2.  前記培養空間の外側にあたる前記ガス透過性フィルムの外面領域において、前記突起部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたことを特徴とする請求項1記載の細胞培養容器。
  3.  対向する前記平面状器材の両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムの外面に前記突起部が備えられたことを特徴とする請求項1又は2記載の細胞培養容器。
  4.  前記ガス透過性フィルムの内面が、凹凸のない平坦状であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の細胞培養容器。
  5.  前記ガス透過性フィルムの内面に凹凸が形成されたことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の細胞培養容器。
  6.  前記ガス透過性フィルムにおける前記突起部が形成されていない領域の厚みが、100μm未満であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の細胞培養容器。
  7.  前記ガス透過性フィルムにおける前記突起部が形成されていない領域の厚みが、70μm~10μmであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の細胞培養容器。
  8.  少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器の製造方法であって、
     前記平面状器材の少なくとも一方にガス透過性フィルムを用い、前記ガス透過性フィルムを平面に接触させたときに、前記ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成されるように、前記ガス透過性フィルムの外面に、当該ガス透過性フィルムの内面形状とは異なる形状の突起部を形成し、
     対向する前記平面状器材の周縁部を貼り合わせて、前記ガス透過性フィルムの内面側に細胞を培養するための培養空間を形成する
     ことを特徴とする細胞培養容器の製造方法。
  9.  対向する前記平面状器材の両方にガス透過性フィルムを用い、それぞれのガス透過性フィルムの外面に前記突起部を形成することを特徴とする請求項8記載の細胞培養容器の製造方法。
  10.  前記突起部を、熱転写、キャスト製膜、又はインフレーション製膜によって形成することを特徴とする請求項8又は9記載の細胞培養容器の製造方法。
  11.  請求項1~7のいずれかに記載の細胞培養容器を用いて細胞を培養することを特徴とする細胞の製造方法。
  12.  請求項1~7のいずれかに記載の細胞培養容器と、
     前記細胞培養容器を載置する平坦な架台、並びに、前記架台に載置された前記細胞培養容器を押圧する押圧部材を備え、前記細胞培養容器に形成された前記突起部によって、前記ガス透過性フィルムと前記架台との間、及び/又は、前記ガス透過性フィルムと前記押圧部材との間に通気可能な空間が形成される培養用治具と、を有する
     ことを特徴とする細胞培養装置。
  13.  少なくとも一方がガス透過性フィルムからなる対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器を保持する細胞培養用治具であって、
     細胞培養容器を載置する架台と、
     細胞培養容器を前記架台に対して押圧する押圧部材と、を備え、
     前記架台は、前記ガス透過性フィルムが前記架台との間で通気可能な器材で形成され、前記細胞培養容器における前記ガス透過性フィルム側が前記架台に載置される
     ことを特徴とする細胞培養用治具。
  14.  前記押圧部材は、前記ガス透過性フィルムが前記押圧部材との間で通気可能な器材で形成され、前記細胞培養容器における前記ガス透過性フィルム側が前記押圧部材に押圧される
     ことを特徴とする請求項13記載の細胞培養用治具。
  15.  前記架台の四隅にガイドピンが立設され、前記ガイドピンは前記押圧部材に設けられたガイド穴に貫通し、前記押圧部材は、前記ガイドピンに沿って垂直方向に移動可能に備えられた
     ことを特徴とする請求項13又は14記載の細胞培養用治具。
  16.  前記架台の四隅に支持柱が立設され、前記支持柱に天板が固定され、前記天板にガイドピンが備えられ、前記ガイドピンは前記押圧部材に設けられたガイド穴に貫通し、前記押圧部材は、前記ガイドピンに沿って垂直方向に移動可能に備えられた
     ことを特徴とする請求項13又は14記載の細胞培養用治具。
  17.  前記通気可能な器材は、多孔質材であることを特徴とする請求項13~16のいずれかに記載の細胞培養用治具。
  18.  前記通気可能な器材は、穴開き板であることを特徴とする請求項13~16のいずれかに記載の細胞培養用治具。
  19.  前記通気可能な器材は、当該器材の表面を凹凸加工することによって形成されたことを特徴とする請求項13~16のいずれかに記載の細胞培養用治具。
  20.  前記凹凸加工によって、前記通気可能な器材の表面に突起部が形成されたことを特徴とする請求項19記載の細胞培養用治具。
  21.  前記突起部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたことを特徴とする請求項20記載の細胞培養用治具。
  22.  請求項13~21のいずれかに記載の細胞培養用治具を用いて細胞を培養することを特徴とする細胞の製造方法。
  23.  少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器であって、
     前記平面状器材の少なくとも一方がガス透過性フィルムからなり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞を培養するための培養空間が備えられ、この培養空間を形成する当該ガス透過性フィルムに複数の薄肉部と凸部とが形成され、前記薄肉部の厚みが75μm以下である
     ことを特徴とする細胞培養容器。
  24.  前記薄肉部の厚みが20~35μmであることを特徴とする請求項23記載の細胞培養容器。
  25.  前記凸部が形成された前記ガス透過性フィルムの表面が、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面であり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面が凹凸のない平坦状であることを特徴とする請求項23又は24記載の細胞培養容器。
  26.  前記凸部が形成された前記ガス透過性フィルムの表面が、当該ガス透過性フィルムにおける容器の内面であり、当該ガス透過性フィルムにおける容器の外面に複数の小突起部が形成され、当該外面を平面に接触させたときに、前記小突起部によって、当該ガス透過性フィルムと前記平面との間に通気可能な空間が形成されることを特徴とする請求項23又は24記載の細胞培養容器。
  27.  対向する前記平面状器材の両方がガス透過性フィルムからなり、それぞれのガス透過性フィルムに前記複数の薄肉部と前記凸部とが形成されたことを特徴とする請求項23~26のいずれかに記載の細胞培養容器。
  28.  前記凸部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されたことを特徴とする請求項23~27のいずれかに記載の細胞培養容器。
  29.  前記凸部として、複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されると共に、当該複数の略三角柱に交差して他の複数の略三角柱が山脈状に並列して形成されて、これらの複数の略三角柱が格子状に備えられたことを特徴とする請求項23~27のいずれかに記載の細胞培養容器。
  30.  平行して隣り合う前記凸部が1~5mmの間隔を空けて形成されたことを特徴とする請求項23~29のいずれかに記載の細胞培養容器。
  31.  平行して隣り合う前記凸部が間隔を空けずに形成され、前記薄肉部が線状又は点状に形成されたことを特徴とする請求項23~29のいずれかに記載の細胞培養容器。
  32.  請求項23~31のいずれかに記載の細胞培養容器を用いて細胞を培養することを特徴とする細胞の製造方法。
  33.  少なくとも1つのポートを有し、対向する平面状器材によって形成された袋状の閉鎖系の細胞培養容器の製造方法であって、
     前記平面状器材の少なくとも一方としてガス透過性フィルムを用いて、前記ガス透過性フィルムに厚みが75μm以下である複数の薄肉部と、凸部とを形成し、
     対向する前記平面状器材の周縁部を貼り合わせて、前記ガス透過性フィルムにおける容器の内面側に細胞を培養するための培養空間を形成する
     ことを特徴とする細胞培養容器の製造方法。
     
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