WO2024071109A1 - 細胞培養装置、細胞培養システム、培養肉、及び培養上清 - Google Patents

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WO2024071109A1
WO2024071109A1 PCT/JP2023/034916 JP2023034916W WO2024071109A1 WO 2024071109 A1 WO2024071109 A1 WO 2024071109A1 JP 2023034916 W JP2023034916 W JP 2023034916W WO 2024071109 A1 WO2024071109 A1 WO 2024071109A1
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WO
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cell culture
scaffold
culture
scaffolding
devices
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Application number
PCT/JP2023/034916
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English (en)
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Inventor
敏郎 落合
Original Assignee
インテグリカルチャー株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture device, a cell culture system, cultured meat, and culture supernatant.
  • Patent Document 1 describes a cell culture device equipped with a first chamber and a second chamber.
  • the second chamber is configured, for example, in a bellows shape, and the second chamber expands and contracts using a volume adjustment means, allowing liquid and air to flow between the two chambers.
  • the cell culture device of Patent Document 1 is provided with a growth substrate means for cell attachment and growth within the first chamber.
  • This growth substrate means receives oxygen as the second chamber expands and contracts, or is immersed in the culture medium and is intermittently and periodically, but indirectly, exposed to a gas environment through a thin gas/growth medium interface. In this way, cell growth and the production of cell products are promoted.
  • Patent Document 1 requires a large-scale volume adjustment means to expand and contract the second chamber, which causes problems such as the structure of the cell culture device becoming complex and large. Furthermore, Patent Document 1 only discloses the configuration and usage method (control method) of a single cell culture device, and does not disclose any specific configuration or control method of a cell culture system that combines multiple cell culture devices.
  • the present invention was made in consideration of these circumstances, and its main objective is to simplify the cell culture device. Another objective of the present invention is to provide a new cell culture system that uses the simplified cell culture device, and to provide cultured meat and culture supernatant produced by the cell culture system.
  • a first aspect of the present invention is a cell culture device for culturing cells, comprising a culture tank for storing a culture solution, a scaffold mounting section that is disposed inside the culture tank and on which a scaffold to which the cells adhere is placed, and a lifting means for raising and lowering the scaffold mounting section in the height direction of the culture tank, the lifting means being characterized in that it raises and lowers the scaffold mounting section between a first position where the scaffold mounting section is immersed in the culture solution and a second position where the scaffold mounting section is not immersed in the culture solution.
  • a second aspect of the present invention is a cell culture system comprising a plurality of cell culture devices connected in series or parallel, and at least one pump for flowing a culture medium between the plurality of cell culture devices, and at least one of the plurality of cell culture devices is the cell culture device according to the first aspect described above.
  • the third aspect of the present invention is a culture supernatant produced by the above-mentioned cell culture system.
  • the fourth aspect of the present invention is cultured meat produced using the cell culture system described above.
  • the present invention can simplify the cell culture device. Furthermore, the present invention can provide a new cell culture system that makes cell culture more efficient, and can provide cultured meat and culture supernatant produced by the cell culture system. Problems, configurations, and effects other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cell culture system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the front of the cell culture device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a side view of the cell culture device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a plan view of the cell culture device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a vertical cross section of the cell culture device (with the scaffold placement section lowered).
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a vertical cross section of the cell culture device (with the scaffold placement section raised). Side view of the scaffolding placement section. Bottom view of the scaffolding placement section.
  • FIG. 13 is a side view of a scaffolding placement section according to a modified example.
  • FIG. 13 is an overall configuration diagram of a cell culture system according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic front view of the cell culture device according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is an overall configuration diagram of a cell culture system according to a third embodiment
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of the cell culture system S1 according to the first embodiment, and is a diagram of the cell culture system S1 as viewed from above.
  • the cell culture system S1 shown in FIG. 1 is formed by, for example, four cell culture devices 100, 200, 300, 400 and one buffer tank 500 connected in a ring shape (in series) via flow paths L1 to L5.
  • the flow paths L1 to L5 are, for example, pipes or hoses.
  • dotted lines indicate electrical wiring.
  • Different animal cells are supplied to the cell culture devices 100, 200, 300, and 400.
  • animal cells include muscle-derived cells, skin-derived cells, intestine-derived cells, heart-derived cells, brain-derived cells, stomach-derived cells, embryonic membrane-derived cells, liver-derived cells, kidney-derived cells, and lung-derived cells.
  • the same cells may be supplied to some or all of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400.
  • the animal cells supplied to the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 are then attached to the scaffold 40 described below and cultured, and are extracted as cultured meat.
  • the buffer tank 500 is a stainless steel or glass container for storing culture supernatant. The inside is sealed by closing a lid (not shown).
  • the buffer tank 500 stores the culture fluid that circulates through the cell culture system S1, and the stored culture fluid is extracted as culture supernatant.
  • the buffer tank 500 may also be supplied with the animal cells described above. In this case, the animal cells attach to a scaffold placed on a shelf inside the buffer tank 500 and are cultured. The cells are then finally extracted as cultured meat.
  • Pumps P1 and P2 are provided in flow path L1 and flow path L5, respectively. Pumps P1 and P2 are driven by motors (not shown). The flow rates of pumps P1 and P2 change as the rotation speed of the motors changes. That is, the circulating flow rate of the culture fluid flowing through cell culture system S1 changes. The rotation speeds of pumps P1 and P2 are controlled by controller 70. As pumps P1 and P2 are driven, the culture fluid in buffer tank 500 is supplied to cell culture device 100, cell culture device 200, cell culture device 300, and cell culture device 400 in that order, and finally returns to buffer tank 500. That is, the culture fluid in buffer tank 500 circulates between cell culture devices 100, 200, 300, and 400 in the direction of the arrows in FIG. 1.
  • the controller 70 is connected to the pumps P1, P2 (more specifically, the motors that drive the pumps P1, P2) via electrical wiring.
  • the controller 70 is also connected to the lifting means 30 (described in detail below) provided in each of the cell culture devices 100, 200, 300, 400 via electrical wiring.
  • the controller 70 is also connected to various sensors (not shown, such as a temperature sensor, a flow rate sensor, and a pH detection sensor) via electrical wiring, and can monitor the state of the cell culture devices 100, 200, 300, 400 based on sensor data input from the various sensors.
  • the controller 70 is configured to include an arithmetic processing device having a CPU, memory devices ROM and RAM, and other peripheral circuits.
  • a control program is stored in the ROM, and the CPU reads out the control program and executes various processes.
  • the controller 70 controls the operation of pumps P1 and P2, for example, based on various input information.
  • the controller 70 also controls the operation of the lifting means 30.
  • the structure of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 will be described in detail. Note that the cell culture device 100 and the cell culture devices 200, 300, and 400 have the same configuration except for the types of animal cells cultured, so a description of the cell culture devices 200, 300, and 400 will be omitted.
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing the front of the cell culture device 100
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing the side of the cell culture device 100
  • FIG. 2C is a schematic diagram showing the plan of the cell culture device 100
  • FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing the longitudinal section of the cell culture device 100.
  • FIG. 3A shows a state in which the scaffold mounting part 20 has been lowered to a position (first position) lower than the liquid level of the culture fluid 50
  • FIG. 3B shows a state in which the scaffold mounting part 20 has been raised to a position (second position) higher than the liquid level of the culture fluid 50.
  • the cell culture device 100 comprises a culture tank 1, a scaffold mounting part 20, and a lifting means 30.
  • the culture tank 1 has a first body 11 and a second body 12, and is formed in an inverted T shape when viewed from the front.
  • a pair of legs 2 are provided at the bottom of the culture tank 1.
  • the culture tank 1 is placed on a support stand 65 via the pair of legs 2.
  • the first body 11 constitutes a first cylindrical section extending in the horizontal direction.
  • the first body 11 is made of, for example, stainless steel piping, and flanges 11a are provided at both ends.
  • Blind flanges 14 are attached to the flanges 11a, and both ends of the first body 11 are blocked by the blind flanges 14.
  • a hole is provided in the center of the blind flange 14, and the culture fluid 50 flows through the cell culture device 100 by attaching flow paths L1 and L2 (see FIG. 1) to the hole.
  • One of the two holes provided at both ends of the first body 11 is a supply port 16 for the culture fluid 50, and the other hole is a discharge port 17 for the culture fluid 50 (see FIGS. 3A and 3B).
  • the supply port 16 and discharge port 17 can be blocked by plugs or the like.
  • the diameters of the supply port 16 and the discharge port 17 are narrowed down to be much smaller than the diameter (body diameter) of the first body portion 11. Therefore, the supply port 16 and the discharge port 17 each function as a throttling means. With this configuration, the flow of the culture fluid 50 can be made laminar. Note that as the throttling means, a configuration in which an orifice is inserted into the flow paths L1 to L5 may also be used.
  • the second body 12 extends upward from the first body 11 to form a second cylindrical section.
  • the second body 12 is formed of a pipe made of stainless steel, for example, and the first body 11 and the second body 12 are joined by welding.
  • a flange 12a is formed at the upper end of the second body 12, and a lid 15 is provided on this flange 12a.
  • the first body 11 is filled with the culture solution 50, while the second body 12 is filled with air. That is, the liquid level of the culture solution 50 is maintained at the boundary (connection) between the first body 11 and the second body 12.
  • the liquid level of the culture solution 50 is arbitrary. In other words, as long as an air layer is formed inside the culture tank 1, the liquid level of the culture solution 50 does not matter.
  • the culture tank 1 also has a sight window 3.
  • the sight window 3 is formed to be elongated and extend vertically between the first body portion 11 and the second body portion 12.
  • This sight window 3 is made of, for example, a glass plate, and allows the inside of the culture tank 1 to be seen. Therefore, the user can check the liquid level of the culture fluid 50 through the sight window 3, or visually observe the state of the scaffold 40 placed on the scaffold placement portion 20 (the growth state of the animal cells) as described below.
  • the lid 15 is provided with a lifting means (lifting device) 30 for raising and lowering the scaffolding mounting part 20.
  • a bellows actuator is used as this lifting means 30.
  • the lifting means 30 is not limited to a bellows actuator. Any means capable of raising and lowering the scaffolding mounting part 20 can be used.
  • a linear actuator using a ball screw mechanism, piston mechanism, or the like can be used as the lifting means 30.
  • the lifting means 30 lifts and lowers the scaffolding mounting part 20 between a first position H1 (see FIG. 3A) where the scaffolding mounting part 20 is immersed in the culture solution 50 and a second position H2 (see FIG. 3B) which is a position slightly above the liquid level of the culture solution 50.
  • the first position H1 is set to a position where the entire scaffolding mounting part 20 is immersed in the culture solution 50, and specifically, is set so that the bottom surface 21 of the scaffolding mounting part 20 is at a position about 1/2 of the height of the first body part 11.
  • the second position H2 is set to a position where the bottom surface 21 of the scaffolding mounting part 20 is slightly above the boundary part where the first body part 11 and the second body part 12 intersect.
  • the scaffolding mounting part 20 is not immersed in the culture solution 50 but is exposed to air.
  • the second position H2 may be any position where the scaffolding mounting part 20 is exposed to air.
  • the second position H2 may be set to a position below the boundary between the first body 11 and the second body 12, i.e., inside the first body 11.
  • the lifting means 30 raises and lowers the scaffold mounting part 20 between the first position H1 and the second position H2, so that the scaffold 40 (animal cells attached to the scaffold 40) mounted on the scaffold mounting part 20 changes between two states: a state immersed in the culture solution 50 and a state exposed to air.
  • FIG. 4A is a side view of the scaffold mounting part 20
  • FIG. 4B is a bottom view of the scaffold mounting part 20.
  • FIGS. 4A and 4B also show a scaffold 40 for attachment of animal cells.
  • the scaffold placement section 20 is a container with a circular bottom surface 21 and a peripheral wall 22 surrounding the bottom surface 21, and is open at the top.
  • a large number of scaffolds 40 are placed on the bottom surface 21. That is, the bottom surface 21 is a placement surface on which the scaffolds 40 are placed.
  • the peripheral wall 22 prevents the scaffolds 40 from falling off the bottom surface 21.
  • the bottom surface 21 and the peripheral wall 22 are made of a wire mesh formed by weaving stainless steel wires in a lattice shape, and have a large number of meshes 23 (openings).
  • the mesh size of the wire mesh i.e., the size of the mesh 23, is appropriately determined based on the shape of the scaffold 40, the size of the animal cells attached to the scaffold 40, the viscosity and specific gravity of the culture solution 50, etc.
  • a wire mesh of, for example, 100 to 150 mesh (the number of meshes 23 per inch is 100 to 150) is used.
  • the diameter of the peripheral wall 22 of the scaffolding mounting section 20 is slightly smaller than the inner diameter of the second body section 12. Therefore, the peripheral wall 22 of the scaffolding mounting section 20 is guided by the inner peripheral surface 12b (see Figures 3A and 3B) of the second body section 12 while the scaffolding mounting section 20 rises and falls. This stabilizes the raising and lowering operation of the scaffolding mounting section 20.
  • the scaffolding placement section 20 is not limited to the cylindrical container described above.
  • the bottom surface 21 may not be flat but may have an uneven shape, or may be formed with an overall concave curved surface.
  • the shape of the scaffolding placement section 20 is arbitrary as long as it is a structure that allows the scaffolding 40 to be placed thereon and is sufficient to prevent the scaffolding 40 from falling off the scaffolding placement section 20.
  • the entire scaffolding placement section 20 is made of wire mesh, it may also be configured with a number of holes or slits as openings in the disk-shaped bottom surface 21. It is also possible to configure the peripheral wall 22 without any openings.
  • the scaffold 40 is for the attachment of animal cells and is made of a three-dimensional porous structure.
  • the scaffold 40 is edible.
  • the scaffold 40 contains, for example, proteins and polysaccharides.
  • edible refers to a composition that can be safely ingested into the body. Cultured meat is produced by attaching animal cells to this scaffold 40.
  • the user operates the controller 70 to set the conditions for the normal operation mode. Specifically, the user inputs to the controller 70 the order in which the lifting means 30 of each of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 are to be driven, and further sets the time for which each scaffold mounting part 20 is exposed to air, and sets the flow rate (rotation speed) of the pumps P1 and P2. For example, the user inputs the operating conditions that the lifting means 30 are driven in the order of the cell culture device 100, the cell culture device 200, the cell culture device 300, and the cell culture device 400, each scaffold mounting part 20 is exposed to air for 60 seconds, and the pumps P1 and P2 are driven at a steady rotation speed. Note that the time for which the scaffold mounting part 20 is exposed to air (the time for which the scaffold mounting part 20 is held at the second position H2) is preferably set to, for example, about 30 to 180 seconds.
  • This initial operation mode is an operation mode that is preset in the controller 70, and specifically, the following operation is performed.
  • the controller 70 lowers all scaffold mounting parts 20 of all cell culture devices 100, 200, 300, 400 until the bottom surfaces 21 of the scaffold mounting parts 20 are slightly immersed in the culture fluid 50, i.e., at a specific position slightly lower than the second position H2, and maintains the scaffold mounting parts 20 in the specific position for several days.
  • the controller 70 drives the pumps P1 and P2 at a constant rotation speed to circulate the culture fluid 50 within the cell culture system S1. This promotes the attachment of animal cells to the scaffolds 40 of each scaffold mounting part 20.
  • the controller 70 transitions to a normal operation mode set by the user and controls each scaffold mounting part 20 to be raised and lowered in the set order. In other words, the controller 70 controls the height position of each scaffold mounting part 20 so that each scaffold mounting part 20 of the cell culture devices 100, 200, 300, 400 is exposed to air in the set order. In this way, animal cells can be efficiently attached to the scaffold 40 and cultured.
  • the controller 70 is also provided with a manual operation mode, allowing the user to manually operate each of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400.
  • the culture efficiency can be significantly improved.
  • the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 containing different animal cells are connected in a ring shape, and the culture fluid 50 circulates between each of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400, allowing a high-quality culture supernatant to be stored in the buffer tank 500.
  • the lifting and lowering operation of the scaffold mounting unit 20 is controlled so that the animal cells in the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 are exposed to air in sequence, allowing the cells that will become cultured meat to be cultured in each of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 to be efficiently obtained.
  • the cell culture devices 100, 200, 300, 400 have a simple configuration that only includes a culture tank 1 that stores a culture solution 50, a scaffold mounting part 20 that is placed in the culture tank 1, and a lifting means 30 that raises and lowers the scaffold mounting part 20. Therefore, the cell culture devices 100, 200, 300, 400 can be manufactured at low cost. In other words, the culture efficiency of animal cells is improved at low cost. Furthermore, since the cell culture devices 100, 200, 300, 400 themselves have a simple configuration, they can be easily assembled into various devices to construct an animal cell culture system, and are highly scalable.
  • the scaffolding 40 can be exposed to air by raising and lowering the scaffolding support section 20, and in this case, the pumps P1 and P2 only need to be driven at all times, so that the cell culture system S1 can be easily controlled.
  • the scaffolding mounting part 20 is configured with a bottom surface 21 and a peripheral wall 22, the scaffolding 40 is prevented from falling when the scaffolding mounting part 20 is raised and lowered. This makes it possible to prevent the animal cells attached to the scaffolding 40 from peeling off, and to reduce stress on the animal cells.
  • this embodiment can significantly shorten the production time for cultured meat, which will also contribute to achieving the Sustainable Development Goals (SDGs).
  • SDGs Sustainable Development Goals
  • FIG. 5 is a side view of a scaffolding placement section 20-1 according to a modified example.
  • the scaffolding placement section 20-1 may be shaped like a sieve, and the bottom surface 21-1 may be formed with a curved surface. In this configuration, the bottom surface 21-1 also serves as a peripheral wall, preventing the scaffolding 40 from falling.
  • Fig. 6 is an overall configuration diagram of the cell culture system S2 according to the second embodiment.
  • the cell culture system S2 according to the second embodiment is characterized in that a cell culture device 110, which is an integrated cell culture device 100, 200, 300, 400, and a buffer tank 500 are connected in a ring shape.
  • the configuration of the cell culture device 110, which is a feature of the second embodiment, will be described below.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the front of a cell culture device 110 according to the second embodiment. Note that the controller 70 is not shown in FIG. 7. As shown in FIG. 7, the cell culture device 110 is configured such that one first body section 111 is provided with four second body sections 12, and a lifting means 30 is attached to each of these four second body sections 12. Although not shown, a culture medium supply port is provided at one end of the first body section 111, and a culture medium discharge port is provided at the other end.
  • the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
  • the second embodiment has the advantage that it is only necessary to install one cell culture device 110, which eliminates the need to connect the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 with pipes and hoses as in the first embodiment.
  • the flow paths L2 to L4 shown in FIG. 1 can be omitted.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of the cell culture system S3 according to the third embodiment.
  • the controller 70 is omitted.
  • the cell culture system S3 according to the third embodiment is characterized in that the cell culture devices 100, 200, 300, 400 and the buffer tank 500 are connected in parallel, and the culture fluid 50 flows between the cell culture device 100 and the buffer tank 500, between the cell culture device 200 and the buffer tank 500, between the cell culture device 300 and the buffer tank 500, and between the cell culture device 400 and the buffer tank 500.
  • the cell culture system S3 includes a pump P11 provided in the flow path L11 between the cell culture device 100 and the buffer tank 500, a pump P12 provided in the flow path L12 between the cell culture device 200 and the buffer tank 500, a pump P13 provided in the flow path L13 between the cell culture device 300 and the buffer tank 500, a pump P14 provided in the flow path L14 between the cell culture device 400 and the buffer tank 500, and a pump P15 provided in the return flow path L15.
  • the controller 70 controls the driving of the pumps P11, P12, P13, P14, and P15, so that the culture solution 50 in the buffer tank 500 flows through the flow paths L11, L12, L13, and L14, respectively, and is collected in the buffer tank 500 via the return flow path L15.
  • This cell culture system S3 can achieve the same effects as the first and second embodiments.
  • the flow rate of the culture fluid 50 flowing through the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 can be individually adjusted by individually controlling the pumps P11, P12, P13, and P14. This enables appropriate culture depending on the type of animal cells supplied to the cell culture devices 100, 200, 300, and 400, and a high-quality culture supernatant can be obtained.
  • the present invention can also be applied as an apparatus for culturing cells other than animal-derived cells (such as plant-derived cells).
  • animal-derived cells such as plant-derived cells.
  • the lifting means 30 of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 are driven in sequence to control the scaffold mounting parts 20 to be exposed to air in sequence, but it is also possible to control two scaffold mounting parts 20 of the cell culture devices 100, 200, 300, and 400 to be exposed to air at the same time, or three scaffold mounting parts 20 to be exposed to air at the same time. In other words, it is sufficient to control so that at least one scaffold mounting part 20 is immersed in the culture solution 50 and the remaining scaffold mounting parts 20 are exposed to air.
  • the culture solution 50 may be stirred in the culture tank 1 using a stirring means.
  • a plurality of scaffold mounting parts 20 may be provided in multiple levels, one above the other, in the culture tank 1.
  • each scaffold mounting part 20 may have a different mesh 23 size (i.e., different mesh size) or hole diameter.
  • the number of cell culture devices is not limited to four, and the number of buffer tanks 500 is not limited to one.
  • the buffer tank 500 does not have to be incorporated into the system.
  • the cell culture devices may be arranged in multiple levels, one above the other. In this case, the installation area of the cell culture system can be reduced.
  • the cell culture system is illustrated as being configured with all the cell culture devices 100, 200, 300, and 400, it is also possible to adopt a different configuration for some of these cell culture devices (for example, a configuration in which the scaffold placement unit 20 is manually raised and lowered).

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Abstract

細胞培養装置を簡素化すること。本発明は、細胞を培養する細胞培養装置（１００）であって、培養液（５０）を貯留する培養槽（１）と、培養槽の内部に配置され、細胞が付着する足場（４０）が載置される足場載置部（２０）と、足場載置部を培養槽の高さ方向に昇降させる昇降手段（３０）と、を備え、昇降手段は、足場載置部が培養液に浸される第１位置（Ｈ１）と、足場載置部が培養液に浸されない第２位置（Ｈ２）との間で足場載置部を昇降させる、ことを特徴とする。

Description

細胞培養装置、細胞培養システム、培養肉、及び培養上清
　本発明は、細胞培養装置、細胞培養システム、培養肉、及び培養上清に関する。
　近年、「持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）」の達成に向け、世界各国で真に持続可能な食料生産システムの開発が行われており、中でも「培養肉」に関する開発が広がりを見せている。また、本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、第１のチャンバー及び第２のチャンバーを備えた細胞培養装置が記載されている。特許文献１において、第２のチャンバーは、例えばベロー形状で構成されており、第２のチャンバーが体積調整手段により伸縮することで、両チャンバー間を液体及び空気が流通可能な構成となっている。
　さらに、特許文献１の細胞培養装置は、第１のチャンバー内に、細胞付着及び生育のための生育基質手段を備えている。この生育基質手段は、第２のチャンバーが伸縮することで、酸素を受け、または培養培地中に浸漬されて、間欠的かつ周期的に、しかし間接的に、薄いガス／生育培地界面を介してガス環境に晒される。こうして、細胞の生育及び細胞生成物の生成が促進される。
特許第４４３０３１７号公報
　しかしながら、特許文献１は、第２のチャンバーを伸縮させるために大掛かりな体積調節手段が必要となり、細胞培養装置の構造が複雑で大型化するといった課題がある。また、特許文献１は、細胞培養装置単体の構成と使用方法（制御方法）を開示しているだけであり、細胞培養装置を複数組み合わせた細胞培養システムの具体的な構成とその制御方法について何ら開示していない。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その主な目的は、細胞培養装置を簡素化することにある。また、簡素化された細胞培養装置を用いた新たな細胞培養システムを提供することや、その細胞培養システムにより製造される培養肉及び培養上清を提供することも、本発明の別の目的である。
　上記目的を達成するために、本発明の第一の態様は、細胞を培養する細胞培養装置であって、培養液を貯留する培養槽と、前記培養槽の内部に配置され、前記細胞が付着する足場が載置される足場載置部と、前記足場載置部を前記培養槽の高さ方向に昇降させる昇降手段と、を備え、前記昇降手段は、前記足場載置部が前記培養液に浸される第１位置と、前記足場載置部が前記培養液に浸されない第２位置との間で前記足場載置部を昇降させる、ことを特徴とする。
　本発明の第二の態様は、直列または並列に接続された複数の細胞培養装置と、前記複数の細胞培養装置の間で培養液を流動させるための少なくとも１つのポンプと、を備え、前記複数の細胞培養装置のうち少なくとも１つが上記した第一の態様に係る細胞培養装置である、ことを特徴とする細胞培養システムである。
　本発明の第三の態様は、上記した細胞培養システムにより製造された培養上清である。
　本発明の第四の態様は、上記した細胞培養システムにより製造された培養肉である。
　本発明によれば、細胞培養装置を簡素化できる。また、本発明によれば、細胞の培養を効率化した新たな細胞培養システムを提供でき、その細胞培養システムにより製造される培養肉及び培養上清を提供できる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第１実施形態に係る細胞培養システムの全体構成図。 細胞培養装置の正面を模式的に示した図。 細胞培養装置の側面を模式的に示した図。 細胞培養装置の平面を模式的に示した図。 細胞培養装置の縦断面を模式的に示した図（足場載置部が下がった状態）。 細胞培養装置の縦断面を模式的に示した図（足場載置部が上がった状態）。 足場載置部の側面図。 足場載置部の底面図。 変形例に係る足場載置部の側面図。 第２実施形態に係る細胞培養システムの全体構成図。 第２実施形態に係る細胞培養装置の正面を模式的に示した図。 第３実施形態に係る細胞培養システムの全体構成図。
　以下、本発明の実施形態について、動物細胞を培養する場合を例に挙げて、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態に係る細胞培養システムＳ１について説明する。図１は、第１実施形態に係る細胞培養システムＳ１の全体構成図であって、当該細胞培養システムＳ１を上面から見た図である。図１に示す細胞培養システムＳ１は、例えば４つの細胞培養装置１００，２００，３００，４００、及び１つのバッファ槽５００が、流路Ｌ１～Ｌ５を介して環状に（直列に）接続して形成される。ここで、流路Ｌ１～Ｌ５は、例えば管またはホースである。なお、図１において、点線は電気配線を示している。
　細胞培養装置１００，２００，３００，４００には、互いに異なる動物細胞が供給されている。動物細胞としては、筋肉由来の細胞、皮膚由来の細胞、腸由来の細胞、心臓由来の細胞、脳由来の細胞、胃由来の細胞、胚膜由来の細胞、肝臓由来の細胞、腎臓由来の細胞、および肺由来の細胞が挙げられる。勿論、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の一部または全てに同じ細胞が供給されていても良い。そして、細胞培養装置１００，２００，３００，４００に供給された動物細胞は、後述する足場４０に付着して培養され、培養肉として取り出される。
　バッファ槽５００は、培養上清を貯留するためのステンレス製またはガラス製の容器である。図示しない蓋を閉めることで内部が密閉される。バッファ槽５００には、細胞培養システムＳ１を循環する培養液が貯留されており、貯留された培養液は培養上清として取り出される。また、バッファ槽５００にも同様に上記した動物細胞が供給されても良い。この場合、動物細胞は、バッファ槽５００内の棚に載置された足場に付着し、培養される。そして、最終的に培養肉として取り出される。
　流路Ｌ１及び流路Ｌ５には、それぞれポンプＰ１，Ｐ２が設けられている。ポンプＰ１，Ｐ２はそれぞれ図示しないモータで駆動する。モータの回転速度が変わることで、ポンプＰ１，Ｐ２の流量も変化する。即ち、細胞培養システムＳ１を流れる培養液の循環流量が変化する。なお、ポンプＰ１，Ｐ２の回転速度は、コントローラ７０で制御されている。ポンプＰ１，Ｐ２が駆動することで、バッファ槽５００内の培養液が細胞培養装置１００、細胞培養装置２００、細胞培養装置３００、細胞培養装置４００の順に供給され、最終的に、バッファ槽５００に戻る。即ち、バッファ槽５００内の培養液が図１の矢印の向きに細胞培養装置１００，２００，３００，４００の間を循環する。
　コントローラ７０は、ポンプＰ１，Ｐ２（より具体的には、ポンプＰ１，Ｐ２を駆動するモータ）と電気配線を介して接続されている。また、コントローラ７０は、各細胞培養装置１００，２００，３００，４００に備えられた昇降手段３０（詳細後述）と電気配線を介して接続されている。さらに、コントローラ７０は、図示しない各種センサ（温度センサ、流量センサ、ｐＨ検出センサなど）とも電気配線を介して接続されており、各種センサから入力されるセンサデータに基づいて、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の状態を監視可能である。
　コントローラ７０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭ及びＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。ＲＯＭには制御プログラムが格納されており、ＣＰＵが制御プログラムを読み出して、種々の処理を実行する。コントローラ７０は、入力された各種情報に基づいて、例えばポンプＰ１，Ｐ２の駆動を制御する。また、コントローラ７０は、昇降手段３０の駆動を制御する。
　次に、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の構造について、詳細に説明する。なお、細胞培養装置１００と、細胞培養装置２００，３００，４００とは、培養される動物細胞の種類が異なること以外は同一の構成であるため、細胞培養装置２００，３００，４００の説明は省略する。
　図２Ａは、細胞培養装置１００の正面を模式的に示した図であり、図２Ｂは、細胞培養装置１００の側面を模式的に示した図であり、図２Ｃは、細胞培養装置１００の平面を模式的に示した図である。また、図３Ａ及び図３Ｂは、細胞培養装置１００の縦断面を模式的に示した図である。ここで、図３Ａは、足場載置部２０が培養液５０の液面より低い位置（第１位置）まで下がった状態を示しており、図３Ｂは、足場載置部２０が培養液５０の液面より高い位置（第２位置）まで上がった状態を示している。これらの図から明らかなように、細胞培養装置１００は、培養槽１と、足場載置部２０と、昇降手段３０と、を備える。
　培養槽１は、第１胴体部１１と、第２胴体部１２と、を備えており、正面から見て逆Ｔ字状に形成される。また、培養槽１の底部には、一対の脚部２が設けられている。培養槽１は、これら一対の脚部２を介して支持台６５に載置される。
　第１胴体部１１は、水平方向に延在する第１円筒部を構成する。第１胴体部１１は、例えばステンレス鋼から成る配管で構成され、その両端部にフランジ部１１ａが設けられている。これらフランジ部１１ａにはブラインドフランジ１４が取り付けられており、第１胴体部１１の両端部はこれらブラインドフランジ１４によって塞がれている。なお、ブラインドフランジ１４の中心には穴が設けられており、穴に流路Ｌ１，Ｌ２（図１参照）が取り付けられることで、培養液５０が細胞培養装置１００を流動する。第１胴体部１１の両端部に設けられた２つの穴のうち一方の穴が培養液５０の供給口１６であり、他方の穴が培養液５０の排出口１７である（図３Ａ，Ｂ参照）。勿論、細胞培養装置１００単体で使用する場合には、これら供給口１６と排出口１７をプラグ等により塞げば良い。
　そして、供給口１６及び排出口１７の直径は、第１胴体部１１の直径（胴径）よりかなり小さく絞られている。そのため、供給口１６及び排出口１７がそれぞれ絞り手段として機能する。この構成により、培養液５０の流れを層流にすることができる。なお、絞り手段として、流路Ｌ１～Ｌ５にオリフィスを挿入する構成を採用しても良い。
　第２胴体部１２は、第１胴体部１１から上方に延在して第２円筒部を構成する。第２胴体部１２は、例えばステンレス鋼から成る配管で構成され、第１胴体部１１と第２胴体部１２とは溶接により接合されている。そして、第２胴体部１２の上端部にはフランジ部１２ａが形成されており、このフランジ部１２ａに蓋体１５が設けられている。
　ここで、本実施形態では、第１胴体部１１は培養液５０で満たされる一方、第２胴体部１２は空気で満たされている。即ち、培養液５０の液面は、第１胴体部１１と第２胴体部１２との境界部分（接続部分）で保たれるようになっている。勿論、培養液５０の液面は任意である。つまり、培養槽１の内部に空気層が形成されていれば、培養液５０の液面高さは問わない。
　また、培養槽１は、覗き窓３を備えている。覗き窓３は、第１胴体部１１と第２胴体部１２とに亘って上下方向（垂直方向）に細長く延びて形成される。この覗き窓３は、例えばガラス板から成り、培養槽１の内部を視認可能である。そのため、使用者は、覗き窓３から培養液５０の液面を確認でき、あるいは、後述するように足場載置部２０に載置された足場４０の状態（動物細胞の成長状態）を目視観察できる。
　蓋体１５には、足場載置部２０を昇降させる昇降手段（昇降装置）３０が設けられている。この昇降手段３０は、例えばベローズアクチュエータが用いられる。ベローズアクチュエータが伸縮することにより、足場載置部２０がロッド３１を介して上下方向に移動する。なお、昇降手段３０は、ベローズアクチュエータに限定されない。足場載置部２０を昇降させることが可能な手段であれば何れも採用できる。例えば、ベローズアクチュエータに替えて、ボールねじ機構やピストン機構等を用いたリニアアクチュエータを昇降手段３０として採用できる。
　昇降手段３０は、足場載置部２０を培養液５０の液中に浸す第１位置Ｈ１（図３Ａ参照）と、足場載置部２０を培養液５０の液面よりやや上の位置である第２位置Ｈ２（図３Ｂ参照）との間で昇降させる。第１位置Ｈ１は、足場載置部２０全体が培養液５０に浸された位置に設定され、具体的には、足場載置部２０の底面２１が第１胴体部１１の高さ方向の約１／２の位置になるよう設定される。一方、第２位置Ｈ２は、足場載置部２０の底面２１が第１胴体部１１と第２胴体部１２との交わる境界部分より若干上方の位置に設定される。よって、第２位置Ｈ２において、足場載置部２０は培養液５０に浸されず、空気に晒されることになる。なお、第２位置Ｈ２は、足場載置部２０が空気に晒される位置であれば良い。例えば、培養液５０の液面高さに応じて、第２位置Ｈ２を第１胴体部１１と第２胴体部１２との境界部分より下方の位置、即ち、第１胴体部１１の内部に設定しても良い。
　このように、昇降手段３０が足場載置部２０を第１位置Ｈ１と第２位置Ｈ２との間で昇降させることで、足場載置部２０に載置された足場４０（足場４０に付着した動物細胞）が培養液５０に浸された状態と空気に晒される状態との２つの状態に変化する。
　次に、足場載置部２０の構造について、図を参照して詳しく説明する。図４Ａは、足場載置部２０の側面図であり、図４Ｂは足場載置部２０の底面図である。なお、説明の便宜上、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、動物細胞が付着するための足場４０も図示している。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、足場載置部２０は、円形の底面２１と、その底面２１の周囲を囲う周壁２２と、を備え、上方が開放された容器である。底面２１には、多数の足場４０が載置される。即ち、底面２１は足場４０が載置される載置面である。周壁２２は、足場４０が底面２１から落下するのを防止する。底面２１及び周壁２２は、ステンレス鋼の線材を格子状に編んで形成された金網で構成されており、多数の網目２３（開口）を有している。金網のメッシュサイズ、即ち、網目２３の大きさは、足場４０の形状、足場４０に付着する動物細胞の大きさ、培養液５０の粘度や比重等に基づいて適宜決定される。本実施形態では、例えば１００～１５０メッシュ（１インチ辺りの網目２３の数が１００～１５０個）の金網が用いられている。
　足場載置部２０の周壁２２の直径は、第２胴体部１２の内径より僅かに小さい。そのため、足場載置部２０の周壁２２が第２胴体部１２の内周面１２ｂ（図３Ａ，Ｂ参照）に案内されながら、足場載置部２０が昇降する。そのため、足場載置部２０の昇降動作が安定する。
　なお、足場載置部２０は、上記した円筒状の容器に限定されない。例えば、底面２１が平坦ではなく凹凸を有する形状でも良いし、全体的に凹状の曲面で形成されていても良い。即ち、足場４０を載置できる構成であって、足場４０が足場載置部２０から落下しない程度の構造体であれば、足場載置部２０の形状は任意である。また、足場載置部２０全体を金網で構成したが、円板状の底面２１に、開口として多数の穴やスリットを設ける構成としても良い。また、周壁２２に開口を設けない構成としても良い。
　足場４０は、動物細胞が付着するためのものであり、三次元多孔性の構造体から成る。本実施形態において、足場４０は食用である。足場４０は、例えば、タンパク質及び多糖類を含む。ここで、食用とは、体内に安全に摂取され得る組成物を指す。この足場４０に動物細胞が付着することで培養肉が生成される。
　次に、このように構成された細胞培養システムＳ１の運転手順について説明する。
　使用者は、まず、コントローラ７０を操作して、通常運転モードの条件を設定する。具体的には、使用者は、細胞培養装置１００，２００，３００，４００のそれぞれの昇降手段３０をどの順番で駆動するかをコントローラ７０に入力し、さらに、それぞれの足場載置部２０を空気に晒す時間を設定し、ポンプＰ１，Ｐ２の流量（回転速度）を設定する。例えば、細胞培養装置１００、細胞培養装置２００、細胞培養装置３００、細胞培養装置４００の順番で昇降手段３０を駆動し、それぞれの足場載置部２０を６０秒間、空気に晒し、ポンプＰ１，Ｐ２を定常回転速度で駆動するという運転条件を入力する。なお、足場載置部２０を空気に晒す時間（足場載置部２０を第２位置Ｈ２に保持する時間）は、例えば３０秒～１８０秒程度に設定するのが好ましい。
　これらの設定が完了すると、使用者は、コントローラ７０の運転開始ボタンを操作して、細胞培養システムＳ１の運転を開始する。すると、コントローラ７０は、まず、初期運転モードを実行する。この初期運転モードは、コントローラ７０に予め設定された運転モードであり、具体的には次のような運転を行う。
　初期運転モードにおいて、コントローラ７０は、全ての細胞培養装置１００，２００，３００，４００の足場載置部２０の底面２１が培養液５０に少しだけ浸される位置、即ち、第２位置Ｈ２より若干低い特定位置になるまで全ての足場載置部２０を下ろし、足場載置部２０が特定位置にある状態を数日間維持する。このとき、コントローラ７０は、ポンプＰ１，Ｐ２を定常回転速度で駆動し、培養液５０を細胞培養システムＳ１内で循環させる。これにより、各足場載置部２０の足場４０に動物細胞の付着が促進される。
　各足場載置部２０の足場４０に、ある程度動物細胞が付着したら、コントローラ７０は、使用者が設定した通常運転モードに移行し、設定した順番に各足場載置部２０を昇降させるよう制御する。つまり、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の各足場載置部２０が設定された順番に空気に晒されるよう、コントローラ７０が各足場載置部２０の高さ位置を制御する。こうして、足場４０に動物細胞を効率的に付着させて培養させることができる。
　なお、コントローラ７０にはマニュアル運転モードが設けられており、使用者がマニュアルで各細胞培養装置１００，２００，３００，４００を運転できるようになっている。
　以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
　動物細胞を所定時間（３０秒～１８０秒）、空気に晒した状態にすることで、培養効率を大幅に向上させることができる。また、異なる動物細胞が入った細胞培養装置１００，２００，３００，４００を環状に接続し、各細胞培養装置１００，２００，３００，４００の間を培養液５０が循環するため、バッファ槽５００に上質な培養上清を貯留できる。また、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の動物細胞が、順番に空気に晒されるよう足場載置部２０の昇降動作が制御されるため、それぞれの細胞培養装置１００，２００，３００，４００にて培養される培養肉となる細胞が効率的に得られる。
　また、本実施形態に係る細胞培養装置１００，２００，３００，４００は、培養液５０を貯留する培養槽１と、培養槽１内に配置される足場載置部２０と、足場載置部２０を昇降する昇降手段３０と、を備えるだけの簡単な構成である。そのため、低コストで細胞培養装置１００，２００，３００，４００を製造できる。つまり、低コストで動物細胞の培養効率が向上する。また、細胞培養装置１００，２００，３００，４００自体の構成が簡単であるため、様々な装置に組み付けて容易に動物細胞の培養システムを構築でき、拡張性が高い。
　しかも、足場載置部２０を昇降させることで足場４０を空気に晒すことができ、その際、ポンプＰ１，Ｐ２は常時駆動させておけば良いので、細胞培養システムＳ１の制御が簡単である。
　また、足場載置部２０は、底面２１と周壁２２とを備えた構成であるため、足場載置部２０が昇降する際、足場４０が落下することが防止される。そのため、足場４０に付着している動物細胞が剥離するのを防止でき、動物細胞へのストレスを緩和することができる。
　そして、本実施形態によれば、培養肉の製造期間を大幅に短縮でき、ひいては、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の達成にも貢献する。
（変形例）
　図５は、変形例に係る足場載置部２０－１の側面図である。図５に示す通り、足場載置部２０－１をザルのような形状にし、底面２１－１を曲面で形成しても良い。この構成の場合、底面２１－１が周壁を兼ねており、足場４０の落下を防止する。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態に係る細胞培養システムＳ２について説明する。図６は、第２実施形態に係る細胞培養システムＳ２の全体構成図である。図６に示すように、第２実施形態に係る細胞培養システムＳ２は、細胞培養装置１００，２００，３００，４００を一体化した細胞培養装置１１０とバッファ槽５００とを環状に接続した構成としている点に特徴がある。以下、第２実施形態の特徴である細胞培養装置１１０の構成について説明する。
　図７は、第２実施形態に係る細胞培養装置１１０の正面を模式的に示した図である。なお、図７において、コントローラ７０の図示は省略している。図７に示すように、細胞培養装置１１０は、１つの第１胴体部１１１に４つの第２胴体部１２が設けられ、これら４つの第２胴体部１２のそれぞれに昇降手段３０が取り付けられて構成されている。図示しないが、第１胴体部１１１の一方の端部に培養液の供給口が設けられ、他方の端部に培養液の排出口が設けられている。
　第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第２実施形態では、１つの細胞培養装置１１０を設置するだけで良いため、第１実施形態のように各細胞培養装置１００，２００，３００，４００を配管やホースで接続する手間が省けるといった利点もある。即ち、図１に示す流路Ｌ２～Ｌ４を省略できる。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態に係る細胞培養システムＳ３について説明する。図８は、第３実施形態に係る細胞培養システムＳ３の全体構成図である。なお、図８において、コントローラ７０の図示は省略している。図８に示すように、第３実施形態に係る細胞培養システムＳ３は、細胞培養装置１００，２００，３００，４００とバッファ槽５００とがそれぞれ並列に接続され、細胞培養装置１００とバッファ槽５００との間、細胞培養装置２００とバッファ槽５００との間、細胞培養装置３００とバッファ槽５００との間、細胞培養装置４００とバッファ槽５００との間で、それぞれ培養液５０が流動する構成とした点に特徴がある。
　そして、細胞培養システムＳ３は、細胞培養装置１００とバッファ槽５００との間の流路Ｌ１１に設けられたポンプＰ１１と、細胞培養装置２００とバッファ槽５００との間の流路Ｌ１２に設けられたポンプＰ１２と、細胞培養装置３００とバッファ槽５００との間の流路Ｌ１３に設けられたポンプＰ１３と、細胞培養装置４００とバッファ槽５００との間の流路Ｌ１４に設けられたポンプＰ１４と、戻り流路Ｌ１５に設けられたポンプＰ１５と、を備えている。コントローラ７０が各ポンプＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５の駆動を制御することで、バッファ槽５００内の培養液５０が流路Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４をそれぞれ流れ、戻り流路Ｌ１５を介してバッファ槽５００に回収される。
　この細胞培養システムＳ３によれば、第１及び第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、細胞培養装置１００，２００，３００，４００をバッファ槽５００と並列で接続しているため、ポンプＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４をそれぞれ個別に制御すれば、細胞培養装置１００，２００，３００，４００を流れる培養液５０の流量を個別に調整できる。そのため、細胞培養装置１００，２００，３００，４００に供給される動物細胞の種類に応じて、適した培養が可能となり、上質な培養上清を得ることができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
　例えば、本発明は、動物由来の細胞以外の細胞（例えば植物由来の細胞など）を培養するための装置としても適用可能である。また、細胞培養装置１００，２００，３００，４００の昇降手段３０を順番に駆動して足場載置部２０を順番に空気に晒すように制御した例を示したが、細胞培養装置１００，２００，３００，４００のうち２つの足場載置部２０が同時に空気に晒されるように制御しても良いし、３つの足場載置部２０が同時に空気に晒されるように制御しても良い。即ち、少なくとも１つの足場載置部２０が培養液５０に浸され、残りの足場載置部２０が空気に晒されるように制御すれば良い。
　また、培養槽１に、撹拌手段を用いて培養液５０を攪拌しても良い。また、複数の足場載置部２０を培養槽１内に上下に多段で設けても良い。この場合、各足場載置部２０は、互いに異なる網目２３の大きさ（即ち、異なるメッシュサイズ）または穴径であっても良い。
　なお、細胞培養装置の数は４つに限定されないし、バッファ槽５００の数も１つに限定されない。バッファ槽５００をシステムに組み込まなくても良い。また、細胞培養装置を上下に多段に配置しても良い。この場合、細胞培養システムの設置面積を小さくできる。
　また、細胞培養装置１００，２００，３００，４００を全て構成とした細胞培養システムを例示したが、これらの細胞培養装置のうち一部を異なる構成（例えば、足場載置部２０を手動で昇降させる構成など）を採用することもできる。
　１　培養槽
　２　脚部
　３　覗き窓
　１１，１１１　第１胴体部（第１円筒部）
　１１ａ　フランジ部
　１２　第２胴体部（第２円筒部）
　１２ａ　フランジ部
　１２ｂ　内周面
　１４　ブラインドフランジ
　１５　蓋体
　１６　供給口
　１７　排出口
　２０　足場載置部
　２１　底面（載置面）
　２２　周壁
　２３　網目（開口）
　３０　昇降手段
　３１　ロッド
　４０　足場
　５０　培養液
　６５　支持台
　７０　コントローラ
　１００，１１０，２００，３００，４００　細胞培養装置
　５００　バッファ槽
　Ｈ１　第１位置
　Ｈ２　第２位置
　Ｌ１～Ｌ５、Ｌ１１～Ｌ１５　流路
　Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１１～Ｐ１５　ポンプ
　Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３　細胞培養システム

Claims (10)

  1. 　細胞を培養する細胞培養装置であって、
    　培養液を貯留する培養槽と、
    　前記培養槽の内部に配置され、前記細胞が付着する足場が載置される足場載置部と、
    　前記足場載置部を前記培養槽の高さ方向に昇降させる昇降手段と、を備え、
    　前記昇降手段は、前記足場載置部が前記培養液に浸される第１位置と、前記足場載置部が前記培養液に浸されない第２位置との間で前記足場載置部を昇降させる、
    　ことを特徴とする細胞培養装置。
  2. 　請求項１に記載の細胞培養装置において、
    　前記足場載置部は、
    　前記第１位置と前記第２位置との間を昇降する際に、前記足場の落下を防止可能な構造である、
    　ことを特徴とする細胞培養装置。
  3. 　請求項２に記載の細胞培養装置において、
    　前記足場載置部は、
    　前記足場を載置する載置面と、
    　前記載置面の周囲を囲って前記足場の落下を防止する周壁と、を備え、
    　前記載置面には、多数の開口が設けられている、
    　ことを特徴とする細胞培養装置。
  4. 　請求項３に記載の細胞培養装置において、
    　前記培養槽は、
    　前記培養液を貯留する第１胴体部と、
    　前記第１胴体部から前記高さ方向の上方に延在し、空気で満たされる第２胴体部と、を備え、
    　前記足場載置部が前記第１位置と前記第２位置との間を昇降する際、前記第２胴体部の内周面が前記足場載置部の前記周壁を案内する、
    　ことを特徴とする細胞培養装置。
  5. 　請求項４に記載の細胞培養装置において、
    　前記第１胴体部は、水平方向に延在する第１円筒部で構成され、
    　前記第２胴体部は、前記第１円筒部から前記高さ方向の上方に延在する第２円筒部で構成され、
    　前記第１円筒部の両端部のうち一方には前記培養液の供給口が設けられ、他方には前記培養液の排出口が設けられている、
    　ことを特徴とする細胞培養装置。
  6. 　直列または並列に接続された複数の細胞培養装置と、
    　前記複数の細胞培養装置の間で培養液を流動させるための少なくとも１つのポンプと、を備え、
    　前記複数の細胞培養装置のうち少なくとも１つが請求項１～５の何れか１項に記載に細胞培養装置である、
    　ことを特徴とする細胞培養システム。
  7. 　請求項６に記載の細胞培養システムにおいて、
    　前記複数の細胞培養装置の間に、前記培養液の流量を絞るための絞り手段が設けられている、
    　ことを特徴とする細胞培養システム。
  8. 　請求項６に記載の細胞培養システムであって、
    　前記複数の細胞培養装置のうち、少なくとも１つの前記細胞培養装置の前記足場載置部が前記第１位置にあるとき、残りの前記細胞培養装置の前記足場載置部が前記第２位置にあるように、前記複数の細胞培養装置のそれぞれの前記足場載置部の高さ位置が制御される、
    　ことを特徴とする細胞培養システム。
  9. 　請求項６に記載の細胞培養システムにより製造された培養肉。
  10. 　請求項６に記載の細胞培養システムにより製造された培養上清。
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