WO2025258522A1 - 細胞培養容器 - Google Patents

細胞培養容器

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WO2025258522A1
WO2025258522A1 PCT/JP2025/020641 JP2025020641W WO2025258522A1 WO 2025258522 A1 WO2025258522 A1 WO 2025258522A1 JP 2025020641 W JP2025020641 W JP 2025020641W WO 2025258522 A1 WO2025258522 A1 WO 2025258522A1
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WO
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expansion
culture
volume
culture chamber
contraction
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PCT/JP2025/020641
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English (en)
French (fr)
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慶一 池上
聡司 巽
剛志 高山
有作 ▲高▼垣
和宏 國政
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Integriculture Inc
Sumitomo Riko Co Ltd
Integriculture Inc
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Integriculture Inc
Sumitomo Riko Co Ltd
Integriculture Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current
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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

Definitions

  • This disclosure relates to a cell culture vessel used to culture cells in fields such as drug discovery, regenerative medicine, and genetic engineering.
  • Cell culture vessels store a culture medium (media) containing dispersed cells.
  • the culture medium contains various components necessary for cell growth, proliferation, and differentiation.
  • As cells proliferate that is, as the cell density in the culture medium increases, the nutrients supplied to the cells become insufficient. Furthermore, cells interfere with each other, limiting their proliferation. For this reason, cells are transplanted (passaged). Specifically, cells are transferred from a cell culture vessel of a given volume to another cell culture vessel of a larger volume.
  • transplantation is a complicated process. Furthermore, there is a risk of contamination during transplantation due to the introduction of bacteria, yeast, viruses, chemicals, etc.
  • Patent Document 1 discloses a cell culture device with an adjustable volume for the culture section.
  • the cell culture device described in this document includes a culture vessel, a partition member, and a vessel loading platform.
  • the culture vessel is made of soft packaging material and is flexible and pliable.
  • the culture vessel is bag-shaped.
  • the culture vessel is placed on the vessel loading platform.
  • a partition member (roller) is pressed linearly against the culture vessel from above.
  • the partition member separates the culture vessel into two chambers (a culture section and an expandable section).
  • the partition member is movable horizontally.
  • Cells and culture fluid are stored in the culture section.
  • a tube is connected to the culture section.
  • the partition member can be moved horizontally to slide the partition position (boundary line) between the culture section and the expandable section. Specifically, by moving the partition member, the volume of the culture section can be expanded and the volume of the expandable section can be reduced accordingly. This makes it possible to increase the volume of the culture section without the need for transplanting. In other words, culture fluid can be replenished to the culture section via the tube without the need for transplanting. This helps prevent contamination from occurring.
  • the volume of the culture section is changed by moving a partition member (i.e., the partition position). Therefore, the partition member is essential. This results in a large number of parts and a complex structure. Furthermore, the volume of the culture section can be expanded by the volume of the expandable section. For this reason, the expandable section is essential. However, before the volume of the culture section is expanded (before cell proliferation), the expandable section becomes dead space. Therefore, the cell culture vessel disclosed herein aims to simplify the structure of the cell culture vessel and suppress the occurrence of dead space.
  • the cell culture vessel disclosed herein comprises a vessel body having a bag portion and a culture chamber partitioned inside the bag portion for storing a liquid content containing cells and a culture medium for culturing the cells;
  • the bag portion has an expansion/contraction portion that is expandable and gas permeable throughout, and a port portion that is connected to the expansion/contraction portion and has an opening that communicates with the culture chamber; and the volume of the culture chamber can be changed as the expansion/contraction portion expands and contracts.
  • the volume of the culture chamber can be changed (expanded or contracted) in accordance with the expansion or contraction (expansion or contraction) of the expansion/contraction portion of the bag portion.
  • This makes it possible to change the culture scale without having to replant (passage) the cells.
  • the frequency of replanting can be reduced. This reduces the complexity of the replanting work. It also makes it possible to suppress the occurrence of contamination due to replanting.
  • the volume of the culture chamber can be changed as the expansion and contraction of the expansion and contraction section of the bag section occurs. Therefore, there is no need to add a separate component (such as the partition member of the cell culture device in Patent Document 1) to change the volume of the culture chamber. This reduces the number of components in the cell culture vessel, thereby simplifying the structure of the cell culture vessel.
  • a separate component such as the partition member of the cell culture device in Patent Document 1
  • the volume of the culture chamber can be changed by expanding and contracting the expansion and contraction section of the bag. This makes it possible to prevent the occurrence of dead space regardless of the volume of the culture chamber.
  • the expansion/contraction section has expansion/contraction properties (expansion and contraction properties) throughout the entire section. Therefore, the rate of change in the volume of the culture chamber (the rate of change in volume relative to the initial volume (the volume when the culture chamber is empty)) can be made larger than when the expansion/contraction section has localized expansion/contraction properties.
  • the expansion/contraction section is gas permeable throughout. Therefore, gases necessary for cell culture can be supplied from the outside to the inside of the culture chamber via the expansion/contraction section. Furthermore, gases unnecessary for cell culture can be exhausted from the inside to the outside of the culture chamber via the expansion/contraction section.
  • the gas permeability of the expansion/contraction section can be adjusted depending on the culture scale (degree of cell proliferation). For example, when the culture scale is small (when the number of cells is small), the gas permeability of the expansion/contraction section can be reduced. On the other hand, when the culture scale is large (when the number of cells is large), the gas permeability of the expansion/contraction section can be increased. In this way, sufficient gas can be supplied to the cells in the culture chamber regardless of the culture scale (regardless of the number of cells). In other words, healthy cell growth can be promoted regardless of the culture scale.
  • the initial state refers to a state in which the culture chamber is empty
  • the volume of the culture chamber in the initial state refers to an initial volume
  • the state in which an arbitrary amount of the content liquid is stored in the culture chamber refers to an arbitrary state
  • the volume of the culture liquid in the arbitrary state refers to an arbitrary volume
  • the arbitrary volume is 15.0 times or less the initial volume
  • the volume of the culture chamber can be changed significantly in response to changes in the culture scale. Furthermore, with this configuration, excessive expansion of the culture medium volume can be prevented, and leakage of liquid from the culture chamber can be suppressed, compared to when the arbitrary volume exceeds the initial volume by 15.0 times.
  • the internal pressure of the culture chamber it is preferable to configure the internal pressure of the culture chamber to be kept below a predetermined pressure, regardless of the volume of the liquid content.
  • the internal pressure of the culture chamber can be kept below a predetermined pressure, regardless of the volume (amount) of the liquid content. Therefore, stress on the cells can be reduced compared to when the internal pressure increases as the liquid content increases.
  • the predetermined pressure be 15 kPa.
  • the internal pressure of the culture chamber can be kept below 15 kPa regardless of the volume of the liquid contained therein.
  • the optional volume be 5.0 times or less the initial volume. This configuration can prevent excessive expansion of the culture medium volume and suppress leakage of liquid from the culture chamber, compared to when the optional volume is more than 5.0 times the initial volume.
  • the wall thickness of the expansion/contraction section can be changed significantly in response to changes in the culture scale. Furthermore, with this configuration, the wall thickness can be prevented from becoming excessively small, compared to when the arbitrary wall thickness is less than 0.5 times the initial wall thickness. For example, the gas permeability can be prevented from becoming excessively high. Furthermore, with this configuration, the wall thickness can be prevented from becoming excessively large, compared to when the arbitrary wall thickness is more than 1.0 times the initial wall thickness. For example, the gas permeability can be prevented from becoming excessively low.
  • the expansion/contraction section be made of PDMS (polydimethylsiloxane).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • PDMS has high expansion/contraction properties, high gas permeability, and high heat resistance. Therefore, with this configuration, high expansion/contraction properties, high gas permeability, and high heat resistance can be ensured throughout the entire expansion/contraction section.
  • the flow path member further includes a check valve disposed in the flow path that restricts the flow of liquid from the culture chamber toward the external device.
  • the flow direction in the flow path can be restricted to only the direction from the external device toward the culture chamber. This makes it possible to suppress the flow of culture liquid from the culture chamber toward the external device, i.e., backflow.
  • the expansion/contraction section can be prevented from becoming excessively flexible, compared to when the hardness is less than 10°.
  • the arbitrary volume of the configuration (3) above can be set to no more than five times the initial volume.
  • the internal pressure of the culture chamber when filling with liquid can be kept to 13 kPa or less, compared to when the hardness is greater than 30°.
  • the cell culture vessel disclosed herein simplifies the structure of the cell culture vessel and reduces the occurrence of dead space.
  • the cell culture vessel 1 includes a vessel body 2 and a flow path member 5.
  • the bag portion 20 is bag-shaped and gas permeable.
  • the inflation/deflation portion 200 extends in the front-to-rear direction (axial direction) and has a cylindrical shape with a bottom that opens to the rear side (one axial side).
  • the inflation/deflation portion 200 has an end wall portion 200a and a peripheral side wall portion 200b.
  • the side wall portion 200b has a cylindrical shape extending in the front-to-rear direction.
  • the end wall portion 200a seals the opening at the front end (the other axial end) of the side wall portion 200b.
  • the expansion/contraction portion 200 is elastically deformable (expandable/contractable) throughout its entirety.
  • the initial volume V0 is the volume of the culture chamber 21 in the initial state (shown by the solid line in Figure 1).
  • the first volume V1 is the volume of the culture medium in the first state (shown by the dashed line in Figure 1) (when the culture chamber 21 is filled with content liquid A, it is approximately equal to the volume of the culture chamber 21; the same applies below).
  • the second volume V2 is the volume of the culture medium in the second state (shown by the dotted line in Figure 1).
  • the first volume V1 and the second volume V2 are each within the range of 0.6 to 5.0 times the initial volume V0.
  • the volumes of the culture chamber 21 increase in the order of initial volume V0, first volume V1, and second volume V2.
  • the initial wall thickness T0 is the wall thickness of the expansion/contraction section 200 in the initial state.
  • the first wall thickness T1 is the wall thickness of the expansion/contraction section 200 in the first state.
  • the second wall thickness T2 is the wall thickness of the expansion/contraction section 200 in the second state.
  • the first wall thickness T1 and the second wall thickness T2 are each within the range of 0.5 to 1.0 times the initial wall thickness T0.
  • the wall thickness of the expansion/contraction section 200 decreases and the gas permeability increases in the order of initial wall thickness T0, first wall thickness T1, and second wall thickness T2.
  • the flow path member 5 As shown in FIGS. 1 to 3 , the flow path member 5 is detachably disposed in the port portion 201.
  • the flow path member 5 includes a flow path B, a cap receiver 50, a tubular member 51, a check valve 52, and a cap 53.
  • the flow path B communicates between the syringe 90 and the culture chamber 21.
  • the syringe 90 is included in the concept of "external equipment" in the present disclosure.
  • the syringe 90 side is referred to as the "upstream side,” and the culture chamber 21 side is referred to as the “downstream side.” Furthermore, the direction from the syringe 90 toward the culture chamber 21 is referred to as the “forward direction,” and the direction from the culture chamber 21 toward the syringe 90 is referred to as the "reverse direction.”
  • culture medium is replenished into the culture chamber 21 in accordance with the growth of the cells.
  • a syringe 90 is connected to flow path B, culture medium is replenished from the syringe 90 into the culture chamber 21 in the first state, and the syringe 90 is then removed from flow path B.
  • the gas permeability of the expansion/contraction section 200 can be adjusted depending on the culture scale (degree of cell proliferation). For example, when the culture scale is small (when the number of cells is small), the gas permeability of the expansion/contraction section 200 can be reduced. Furthermore, when the culture scale is large (when the number of cells is large), the gas permeability of the expansion/contraction section 200 can be increased. In this way, sufficient gas can be supplied to the cells in the culture chamber 21 regardless of the culture scale (regardless of the number of cells). In other words, healthy cell growth can be promoted regardless of the culture scale.
  • the internal pressure of the culture chamber 21 in the initial state, first state, and second state is set to 15 kPa (predetermined pressure) or less, regardless of the volume (amount) of the content liquid A. This reduces the stress on the cells compared to when the internal pressure increases as the content liquid A increases.
  • the flow path member 5 includes a flow path B and a tubular member 51.
  • Flow path B connects the syringe 90 to the culture chamber 21. Therefore, the volume of the culture chamber 21 can be changed depending on the liquid transfer direction and amount in flow path B.
  • the tubular member 51 opens into the interior of the culture chamber 21. In other words, the tubular member 51 extends into the interior of the culture chamber 21. Therefore, flow path B can reliably reach the interior of the culture chamber 21.
  • the port portion 201 is pressed from the radially outward side by the cap receiver 50 while the flange portion 201b is clamped. This makes it possible to suppress expansion of the port portion 201. In other words, the expansion/contraction portion 200 can be expanded preferentially relative to the port portion 201.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view in the front-rear direction (axial direction) of the cell culture vessel of this embodiment. Note that parts corresponding to those in Fig. 1 are designated by the same reference numerals. Note that Fig. 1 is a cross-sectional view (horizontal cross-sectional view) as seen from above, whereas Fig. 4 is a cross-sectional view (vertical cross-sectional view) as seen from the right side.
  • the cell culture vessel 1 includes a case 6.
  • the case 6 is made of resin (e.g., PP) and has a shallow box (tray) shape that opens upward.
  • the vessel body 2 and flow path member 5 are housed in the case 6.
  • thermoplastic elastomer material such as polyamide thermoplastic elastomer (TPA), polyester thermoplastic elastomer (TPC), olefin thermoplastic elastomer (TPO), styrene thermoplastic elastomer (TPS), urethane thermoplastic elastomer (TPU), or dynamically crosslinked thermoplastic elastomer (TPV).
  • TPA polyamide thermoplastic elastomer
  • TPC polyester thermoplastic elastomer
  • TPO olefin thermoplastic elastomer
  • TPS styrene thermoplastic elastomer
  • TPU urethane thermoplastic elastomer
  • TPV dynamically crosslinked thermoplastic elastomer
  • silicone rubber include liquid silicone rubber and millable silicone rubber.
  • the polymer component of silicone rubber include PDMS.
  • At least the expansion/contraction portion 200 of the bag portion 20 must have expansion/contraction properties (e.g., rubber elasticity).
  • the inflation/deflation section 200 of the bag section 20 needs to be gas permeable (to the extent necessary for cell culture).
  • the inflation/deflation section 200 and the port section 201 may be integral or separate.
  • the bag section 20 may be a single unit or a composite made up of multiple components.
  • the type of culture medium is not particularly limited.
  • the culture medium may contain inorganic salts, carbohydrates, amino acids, vitamins, proteins, fatty acids, serum, etc. as appropriate.
  • the culture form is not particularly limited. It may be a suspension culture system (a system in which a single cell or a cell mass consisting of a small number of cells is suspended in the culture medium) or an adherent culture system (a system in which a large number of cells adhere to the inner surface of the bag portion 20 in a single layer).
  • the type of cell is not particularly limited.
  • cell lines include adherent cell lines such as MRC-5, HeLa, Vero, NIH3T3, L929, BHK-21, HEK293, HepG2, BAE-1, and SH-SY5Y.
  • suspension cell lines such as CHO, NS0, U937, Namalwa, HL60, WEHI231, YAC1, and U266B1.
  • Static culture two-dimensional culture, monolayer culture
  • stirred culture stirred culture
  • stirring rotational stirring
  • gyration stirring shaking stirring
  • suspension culture three-dimensional culture using a cell adhesion scaffold, etc.
  • test vessels used in the culture test will be described. There were a total of 11 test vessels, including Examples 1 to 10 and Comparative Example 1. Table 1 shows the specifications and culture results of each test vessel.
  • Examples 1 to 10 use the cell culture vessel 1 shown in Figure 1.
  • Comparative Example 1 uses a commercially available cell culture vessel made of PE (polyethylene).
  • the bag portion 20 of Comparative Example 1 has a bag shape similar to the bag portion 20 in Figure 1. However, the bag portion 20 of Comparative Example 1 does not have expansion/contraction properties. In other words, the bag portion 20 of Comparative Example 1 does not have an expansion/contraction portion 200.
  • the "oxygen permeability of the expansion/contraction portion 200" in Table 1 refers to the "oxygen permeability of the bag portion 20."
  • a tensile test was conducted in accordance with JIS K6251:2010, and the elongation at break (Eb) was measured and used as the elongation rate.
  • a dumbbell-shaped No. 3 test piece was used for the measurement, and the tensile speed was 100 mm/min.
  • Example 1-10 Comparative Example 1
  • the culture medium a mixture of basal medium D-MEM (containing high glucose, L-glutamine, phenol red, and sodium pyruvate, Fujifilm Wako Pure Chemical Corporation) + 10% FBS (fetal bovine serum, Cosmo Bio Co., Ltd.) + 1% PSA (penicillin-streptomycin-amphotericin B suspension, Fujifilm Wako Pure Chemical Corporation)
  • Examples 1-10 were identical in the material (type) of the bag portion 20, the sterilization method (AC sterilization (autoclave sterilization)), and the initial volume V0 of the culture chamber 21.
  • the wall thickness of the expansion/contraction portion 200 decreases from Example 1 to Example 7. In other words, the larger the volume of the culture chamber 21, the smaller the wall thickness of the expansion/contraction portion 200, and the higher the oxygen permeability (gas permeability) of the expansion/contraction portion 200.
  • the amount of culture solution increases from Example 1 to Example 7. That is, the relationship between the amounts of culture solution is "Example 1 ⁇ Example 2 ... ⁇ Example 6 ⁇ Example 7.”
  • test method Next, the test method will be described. The test was performed by placing each test container in an incubator and culturing the cells in suspension. The environment inside the incubator was set to a temperature of 37°C, humidity of 95%, and carbon dioxide concentration of 5%. The test was allowed to stand for 7 days.

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Abstract

細胞培養容器（１）の構造を簡単化し、デッドスペースの発生を抑制することを課題とする。細胞培養容器（１）は、袋部（２０）と、袋部（２０）の内部に区画され、細胞と、細胞を培養する培養液と、を含む内容液（Ａ）が貯留される培養室（２１）と、を有する容器本体（２）を備える。袋部（２０）は、全体に亘って膨縮性およびガス透過性を有する膨縮部（２００）と、膨縮部（２００）に連なり培養室（２１）に連通する開口部（２０１ｃ）を有するポート部（２０１）と、を有する。膨縮部（２００）の膨縮に伴い、培養室（２１）の容積は変化可能である。

Description

細胞培養容器
　本開示は、例えば、創薬、再生医療、遺伝子工学などの分野において、細胞を培養するのに用いられる細胞培養容器に関する。
　細胞培養容器の内部には、細胞が分散した培養液（培地）が貯留されている。培養液には、細胞の成長、増殖、分化に必要な各種成分が含まれている。細胞が増殖すると、すなわち培養液中の細胞密度が高くなると、細胞に供給される栄養が不足してしまう。また、細胞同士が互いに干渉し、増殖が制限されてしまう。このため、細胞の植え替え（継代）が行われる。具体的には、任意の容積を有する細胞培養容器から、より大きな容積を有する別の細胞培養容器に、細胞が移し替えられる。しかしながら、植え替えの作業は煩雑である。また、植え替え時に、細菌、酵母、ウイルス、化学物質などの混入により、コンタミネーションが発生するおそれがある。
　そこで、特許文献１には、培養部の容積を変更可能な細胞培養装置が開示されている。同文献記載の細胞培養装置は、培養容器と、仕切部材と、容器積載台と、を備えている。培養容器は、軟包材製であって、可撓性、柔軟性を有している。培養容器は、袋状を呈している。培養容器は、容器積載台に載置されている。仕切部材（ローラ）は、上側から培養容器に、線状に圧接している。仕切部材は、培養容器を二室（培養部と拡大可能部）に仕切っている。仕切部材は、水平方向に移動可能である。
　培養部には、細胞と培養液とが貯留されている。培養部には、チューブが接続されている。仕切部材を水平方向に移動させることにより、培養部と拡大可能部との仕切位置（境界線）をスライドさせることができる。具体的には、仕切部材を移動させることにより、培養部の容積を拡大すると共に、その分拡大可能部の容積を縮小することができる。このため、植え替えの作業を行わずに、培養部の容積を大きくすることができる。すなわち、植え替えの作業を行わずに、チューブを介して培養部に培養液を補給することができる。よって、コンタミネーションの発生を抑制することができる。
特開２０１１－２３９７３４号公報
　同文献記載の細胞培養装置の場合、仕切部材（つまり仕切位置）を移動させることにより、培養部の容積を変更している。したがって、仕切部材が必須である。よって、部品点数が多く、構造が複雑である。また、培養部の容積は、拡大可能部の容積分だけ、拡大可能である。このため、拡大可能部は必須である。しかしながら、培養部の容積拡大前の状態（細胞増殖前の状態）においては、拡大可能部はデッドスペースとなってしまう。そこで、本開示の細胞培養容器は、細胞培養容器の構造を簡単化し、デッドスペースの発生を抑制することを目的とする。
　（１）上記課題を解決するため、本開示の細胞培養容器は、袋部と、前記袋部の内部に区画され、細胞と、前記細胞を培養する培養液と、を含む内容液が貯留される培養室と、を有する容器本体を備え、前記袋部は、全体に亘って膨縮性およびガス透過性を有する膨縮部と、前記膨縮部に連なり前記培養室に連通する開口部を有するポート部と、を有し、前記膨縮部の膨縮に伴い、前記培養室の容積は変化可能であることを特徴とする。
　本構成によると、袋部の膨縮部の膨縮（膨張、収縮）に伴い、培養室の容積を変化（拡大、縮小）させることができる。このため、細胞の植え替え（継代）を行わずに、培養スケールを変化させることができる。または、植え替えの頻度を少なくすることができる。よって、植え替え作業の煩雑性を緩和することができる。また、植え替えに起因するコンタミネーションの発生を、抑制することができる。
　また、本構成によると、袋部の膨縮部の膨縮に伴い、培養室の容積を変化させることができる。このため、培養室の容積を変化させるために、別部材（例えば、特許文献１の細胞培養装置の仕切部材など）を追加する必要がない。したがって、細胞培養容器の部品点数を少なくすることができる。よって、細胞培養容器の構造を簡単化することができる。
　また、本構成によると、袋部の膨縮部を膨縮させることにより、培養室の容積を変化させることができる。このため、培養室の容積の大小によらず、デッドスペースの発生を抑制することができる。
　また、本構成によると、膨縮部は全体に亘って膨縮性（膨張性、収縮性）を有している。このため、膨縮部が局所的に膨縮性を有している場合と比較して、培養室の容積の変化率（初期容積（培養室が空の状態における容積）に対する容積変化率）を大きくすることができる。
　また、本構成によると、膨縮部は全体に亘ってガス透過性を有している。このため、膨縮部を介して、培養室の外部から内部に、細胞培養に必要なガスを供給することができる。また、膨縮部を介して、培養室の内部から外部に、細胞培養に不必要なガスを排出することができる。
　（２）上記（１）の構成において、前記培養室の前記容積が大きくなるほど、前記膨縮部の壁厚が小さくなり、前記膨縮部の前記ガス透過性が高くなる構成とする方がよい。本構成によると、培養スケールの大小に応じて（細胞の増殖の程度に応じて）、膨縮部のガス透過性を調整することができる。例えば、培養スケールが小さい場合（細胞数が少ない場合）は、膨縮部のガス透過性を低くすることができる。また、培養スケールが大きい場合（細胞数が多い場合）は、膨縮部のガス透過性を高くすることができる。このように、培養スケールによらず（細胞数によらず）、培養室内の細胞に対して、充分にガスを供給することができる。すなわち、培養スケールによらず、細胞の健全な成長を促進することができる。
　（３）上記いずれかの構成において、前記培養室が空の状態を初期状態、前記初期状態における前記培養室の前記容積を初期容積、前記培養室に前記内容液が任意量貯留されている状態を任意状態、前記任意状態における前記培養液の容積を任意容積として、前記任意容積は、前記初期容積の１５．０倍以下である構成とする方がよい。
　本構成によると、培養スケールの変化に応じて、培養室の容積を大きく変化させることができる。また、本構成によると、任意容積が初期容積の１５．０倍超過の場合と比較して、培養液の容積が過剰に拡大するのを抑制し、培養室からの液漏れを抑制することができる。
　（３－１）上記いずれかの構成において、前記内容液の容積によらず、前記培養室の内圧は、所定圧力以下に抑えられる構成とする方がよい。本構成によると、内容液の容積（液量）によらず、培養室の内圧を所定圧力以下に抑えることができる。このため、内容液の増加に伴い内圧が上昇する場合と比較して、細胞に加わるストレスを軽減することができる。
　（３－２）上記（３－１）の構成において、前記所定圧力は、１５ｋＰａである構成とする方がよい。本構成によると、内容液の容積によらず、培養室の内圧を１５ｋＰａ以下に抑えることができる。
　（４）上記（３）ないし（３－２）のいずれかの構成において、前記任意容積は、前記初期容積の５．０倍以下である構成とする方がよい。本構成によると、任意容積が初期容積の５．０倍超過の場合と比較して、培養液の容積が過剰に拡大するのを抑制し、培養室からの液漏れを抑制することができる。
　（５）上記いずれかの構成において、前記培養室が空の状態を初期状態、前記初期状態における前記膨縮部の壁厚を初期壁厚、前記培養室に前記内容液が任意量貯留されている状態を任意状態、前記任意状態における前記膨縮部の前記壁厚を任意壁厚として、前記任意壁厚は、前記初期壁厚の０．５倍以上１．０倍以下である構成とする方がよい。
　本構成によると、培養スケールの変化に応じて、膨縮部の壁厚を大きく変化させることができる。また、本構成によると、任意壁厚が初期壁厚の０．５倍未満の場合と比較して、壁厚が過剰に小さくなるのを抑制することができる。例えば、ガス透過性が過剰に高くなるのを抑制することができる。また、本構成によると、任意壁厚が初期壁厚の１．０倍超過の場合と比較して、壁厚が過剰に大きくなるのを抑制することができる。例えば、ガス透過性が過剰に低くなるのを抑制することができる。
　（６）上記いずれかの構成において、前記膨縮部は、シリコーンゴム製である構成とする方がよい。シリコーンゴムは、高い膨縮性を有している。このため、本構成によると、膨縮部の全体に亘って、高い膨縮性を確保することができる。また、シリコーンゴムは、高いガス透過性を有している。このため、本構成によると、膨縮部の全体に亘って、高いガス透過性を確保することができる。
　また、シリコーンゴムは、高い耐熱性を有している。このため、本構成によると、膨縮部の全体に亘って、高い耐熱性を確保することができる。したがって、細胞培養容器の滅菌方法として、高圧蒸気滅菌（オートクレーブ滅菌）など、低コストな滅菌方法を採用することができる。
　（６－１）上記（６）の構成において、前記膨縮部はＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）製である構成とする方がよい。ＰＤＭＳは、高い膨縮性、高いガス透過性、高い耐熱性を兼ね備えている。このため、本構成によると、膨縮部の全体に亘って、高い膨縮性、高いガス透過性、高い耐熱性を確保することができる。
　（７）上記いずれかの構成において、さらに、前記ポート部に着脱可能に配置され、外部機器と前記培養室とを連通させる流路を有する流路部材を備え、前記流路部材は、前記培養室の内部に開口し、前記流路の少なくとも一部を区画する管部材を有する構成とする方がよい。
　本構成によると、流路部材は、流路と管部材とを備えている。流路は、外部機器と培養室とを連通している。このため、流路における送液方向や送液量に応じて、培養室の容積を変化させることができる。また、管部材は、培養室の内部に開口している。すなわち、管部材は、培養室の内部に進入している。このため、流路を、培養室の内部に、確実に到達させることができる。
　（７－１）上記（７）の構成において、前記流路部材は、さらに、前記流路に配置され、前記培養室から前記外部機器に向かう方向の送液を規制する逆止弁を有する構成とする方がよい。本構成によると、流路における送液方向を、外部機器から培養室に向かう方向だけに、規制することができる。このため、培養室から外部機器に向かう方向の培養液の流動つまり逆流を、抑制することができる。
　（７－２）上記（７）または（７－１）の構成において、前記ポート部は、前記開口部を有する筒状のポート部本体と、前記開口部から径方向外側に突出するフランジ部と、を有し、前記流路部材は、前記ポート部本体に環装されるキャップ受けと、前記キャップ受けに装着され前記開口部を覆うキャップと、を有し、前記キャップと前記キャップ受けとの間には、前記フランジ部が挟み込まれる構成とする方がよい。本構成によると、キャップとキャップ受けとの間にフランジ部を挟み込むことにより、ポート部の開口部を液密的に封止することができる。すなわち、培養室の液密性を確保することができる。
　（８）上記いずれかの構成において、前記膨縮部を形成する材料の硬度は、１０°以上３０°以下である構成とする方がよい。ここで、「硬度」とは、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３－３準拠のタイプＡデュロメータ使用の測定方法による硬度をいう。
　本構成によると、硬度が１０°未満の場合と比較して、膨縮部が過剰に柔軟になるのを抑制することができる。例えば、前記（３）の構成の任意容積を初期容積の５倍以下とすることができる。また、本構成によると、硬度が３０°超過の場合と比較して、内容液充填時の培養室の内圧を、１３ｋＰａ以下に抑えることができる。
　本開示の細胞培養容器によると、細胞培養容器の構造を簡単化し、デッドスペースの発生を抑制することができる。
図１は、第一実施形態の細胞培養容器の前後方向断面図である。 図２は、同細胞培養容器の前後方向分解断面図である。 図３は、図１の枠ＩＩＩ内の拡大図である。 図４は、第二実施形態の細胞培養容器の前後方向断面図である。 図５は、培養試験の結果を示すグラフである。
　以下、本開示の細胞培養容器の実施の形態について説明する。
　＜第一実施形態＞
　図１に、本実施形態の細胞培養容器の前後方向（軸方向）断面図を示す。図２に、同細胞培養容器の前後方向分解断面図を示す。図３に、図１の枠ＩＩＩ内の拡大図を示す。なお、図１においては、実線で初期状態を、一点鎖線で第一状態を、点線で第二状態を、各々示す。初期状態とは、培養室２１が空の状態（細胞培養容器１の使用前の状態）をいう。第一状態、第二状態とは、培養室２１に内容液Ａが任意量だけ貯留されている状態をいう。第一状態、第二状態は、本開示の「任意状態」の概念に含まれる。第一状態よりも、第二状態の方が、培養室２１における内容液Ａの貯留量が多い。
　［細胞培養容器の構成］
　まず、本実施形態の細胞培養容器の構成について説明する。図１、図２に示すように、細胞培養容器１は、容器本体２と、流路部材５と、を備えている。
　（容器本体２）
　容器本体２は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン。シリコーンゴム）製の一体物である。容器本体２は、袋部２０と、培養室２１と、を備えている。袋部２０は、膨縮部２００と、ポート部２０１と、を備えている。
　袋部２０は、袋状であってガス透過性を有している。膨縮部２００は、前後方向（軸方向）に延在し、後側（軸方向一方）に開口する有底円筒状を呈している。膨縮部２００は、端壁部２００ａと、側周壁部２００ｂと、を備えている。
　側周壁部２００ｂは、前後方向に延在する円筒状を呈している。端壁部２００ａは、側周壁部２００ｂの前端（軸方向他端）開口を封止している。膨縮部２００は、自身の全体に亘って、弾性的に変形可能（膨縮可能）である。後述する培養室２１の容積が大きくなるほど、膨縮部２００の壁厚は小さくなる。膨縮部２００の壁厚が小さくなるほど、膨縮部２００のガス透過性は高くなる。
　図３に示すように、ポート部２０１は、ポート部本体２０１ａと、フランジ部２０１ｂと、を備えている。ポート部本体２０１ａは、側周壁部２００ｂの後端（軸方向一端）に一体的に連なっている。ポート部本体２０１ａは、前後方向に延在する円筒状を呈している。ポート部本体２０１ａの後端には、開口部２０１ｃが開設されている。フランジ部２０１ｂは、開口部２０１ｃの周縁に配置されている。フランジ部２０１ｂは、開口部２０１ｃから径方向外側に突出している。フランジ部２０１ｂは、円環状を呈している。
　培養室２１は、袋部２０の内部に区画されている。培養室２１には、内容液Ａが貯留されている。内容液Ａには、多数の細胞と培養液とが含まれている。多数の細胞は、培養液中に分散、浮遊している。膨縮部２００の膨縮に伴い、培養室２１の容積は変化（拡大、縮小）可能である。
　図１に示すように、初期容積Ｖ０は、初期状態（図１に実線で示す）における培養室２１の容積である。第一容積Ｖ１は、第一状態（図１に一点鎖線で示す）における培養液の容積（培養室２１に内容液Ａが充填されている場合は、培養室２１の容積にほぼ等しい。以下同様。）である。第二容積Ｖ２は、第二状態（図１に点線で示す）における培養液の容積である。第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２は、各々、初期容積Ｖ０の０．６倍以上５．０倍以下の範囲に含まれている。初期容積Ｖ０、第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２の順に、培養室２１の容積は大きくなる。
　なお、第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２が、初期容積Ｖ０の１．０倍未満の範囲に含まれている場合（例えば、初期容積Ｖ０の０．６倍の場合）、培養室２１は内容液Ａで充填されていない。つまり、培養室２１は満タン状態ではない。この場合、内容液Ａは培養室２１の一部を占有しており、培養室２１の残部には空間が確保されている。
　このように、細胞培養容器１は、培養室２１に満タン状態で内容液Ａが貯留されている場合は勿論、培養室２１に隙間がある状態で内容液Ａが貯留されている場合においても、使用することができる。
　図１に示すように、初期壁厚Ｔ０は、初期状態における膨縮部２００の壁厚である。第一壁厚Ｔ１は、第一状態における膨縮部２００の壁厚である。第二壁厚Ｔ２は、第二状態における膨縮部２００の壁厚である。第一壁厚Ｔ１、第二壁厚Ｔ２は、各々、初期壁厚Ｔ０の０．５倍以上１．０倍以下の範囲に含まれている。初期壁厚Ｔ０、第一壁厚Ｔ１、第二壁厚Ｔ２の順に、膨縮部２００の壁厚は小さくなり、ガス透過性は高くなる。
　（流路部材５）
　図１～図３に示すように、流路部材５は、ポート部２０１に着脱可能に配置されている。流路部材５は、流路Ｂと、キャップ受け５０と、管部材５１と、逆止弁５２と、キャップ５３と、を備えている。流路Ｂは、シリンジ９０と培養室２１とを連通している。シリンジ９０は、本開示の「外部機器」の概念に含まれる。流路Ｂにおいて、シリンジ９０側を「上流側」、培養室２１側を「下流側」とする。また、シリンジ９０から培養室２１に向かう方向を「順方向」、培養室２１からシリンジ９０に向かう方向を「逆方向」とする。
　キャップ受け５０は、樹脂（例えばＰＰ（ポリプロピレン）など）製であって、ポート部本体２０１ａに環装されている。キャップ受け５０は、フランジ部２０１ｂに、前側から当接している。キャップ受け５０は、前後方向に延在する円筒状を呈している。キャップ受け５０の外周面には、キャップ受け側ねじ部５００が螺設されている。
　管部材５１は、ＰＤＭＳ製であって、培養室２１の内部に開口している。管部材５１は、流路Ｂの一部を区画している。逆止弁５２は、流路Ｂに配置されている。逆止弁５２は、順方向の送液を許容し、逆方向の送液を禁止している。
　キャップ５３は、樹脂（例えばＰＰなど）製であって、端壁部５３０と、側周壁部５３１と、を備えている。側周壁部５３１は、前後方向（軸方向）に延在する円筒状を呈している。側周壁部５３１は、フランジ部２０１ｂ、キャップ受け５０の径方向外側に配置されている。側周壁部５３１の後端には、径方向内側に突出する縮径部５３１ａが配置されている。側周壁部５３１の内周面には、キャップ側ねじ部５３１ｂが螺設されている。キャップ側ねじ部５３１ｂは、キャップ受け側ねじ部５００に螺合している。
　端壁部５３０は、円板状を呈している。端壁部５３０の前端には、径方向外側に突出する拡径部５３０ａが配置されている。端壁部５３０は、側周壁部５３１の後端（軸方向一端）開口を封止している。具体的には、側周壁部５３１の縮径部５３１ａと端壁部５３０の拡径部５３０ａとは、前後方向に係合した状態で、接合されている。このため、縮径部５３１ａ（側周壁部５３１）は、拡径部５３０ａ（端壁部５３０）を、後側から支持している。
　端壁部５３０は、フランジ部２０１ｂに、後側から当接している。端壁部５３０は、開口部２０１ｃを後側から覆っている。端壁部５３０の径方向中心には、管部５３０ｂが配置されている。管部５３０ｂは、端壁部５３０を前後方向に貫通している。管部５３０ｂは、流路Ｂの一部を区画している。管部５３０ｂの下流端には、管部材５１が接続されている。管部５３０ｂの上流端には、逆止弁５２が接続されている。
　キャップ５３をキャップ受け５０に環装し、キャップ側ねじ部５３１ｂをキャップ受け側ねじ部５００に螺合させると、キャップ５３の端壁部５３０がフランジ部２０１ｂに後側から圧接する。並びに、キャップ受け５０がフランジ部２０１ｂに前側から圧接する。すなわち、キャップ５３とキャップ受け５０との間に、フランジ部２０１ｂが挟み込まれる。このため、開口部２０１ｃが封止される。
　［細胞培養容器の動き］
　次に、本実施形態の細胞培養容器の動きについて説明する。まず、流路Ｂを介して、シリンジ９０から初期状態の培養室２１に、内容液Ａを注入する。内容液Ａの注入圧により、袋部２０は伸張する。培養室２１は、初期状態から第一状態（図１に一点鎖線で示す）に移行する。
　次に、流路Ｂからシリンジ９０を取り外し、細胞培養容器１を、所定環境（所定温度、所定雰囲気など）下のインキュベーター内に載置する。内容液Ａ中の培養液（培地）には、細胞の成長、増殖、分化に必要な各種成分（炭水化物、無機塩、アミノ酸、ビタミンなど）が含まれている。また、袋部２０はガス透過性を有しており、袋部２０を介して、外部（インキュベーター内）から培養室２１に、細胞の成長に必要なガス（酸素など）が供給される。また、袋部２０を介して、培養室２１から外部に、不要なガス（例えば、内容液Ａに混入している過剰な二酸化炭素など）が排出される。培養室２１内において、細胞は成長し増殖する。
　続いて、細胞の増殖に応じて、培養室２１に培養液を補給する。具体的には、流路Ｂにシリンジ９０を接続し、シリンジ９０から第一状態の培養室２１に培養液を補給し、流路Ｂからシリンジ９０を取り外す。
　培養液の補給により、膨縮部２００は伸張する。培養室２１は、第一状態から第二状態（図１に点線で示す）に移行する。
　その後、必要に応じて、上述の補給作業を繰り返し実行する。すなわち、任意状態の培養室２１に、適宜、培養液を補給する。補給に伴い、培養室２１および内容液Ａの容積は拡張する。並びに、補給に伴い、膨縮部２００の壁厚は小さくなる。
　［作用効果］
　次に、本実施形態の細胞培養容器の作用効果について説明する。図１に示すように、本実施形態の細胞培養容器１によると、膨縮部２００の膨縮に伴い、培養室２１の容積を変化（拡大、縮小）させることができる。このため、細胞の拡大培養時に容積が大きい培養容器への細胞の植え替え（継代）作業を行わずに、拡大培養が実施できる。または、植え替えの頻度を少なくすることができる。よって、植え替え作業の煩雑性を緩和することができる。また、植え替えに起因するコンタミネーションの発生を、抑制することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、培養室２１の容積を変化させるために、別部材（例えば、特許文献１の細胞培養装置の仕切部材など）を追加する必要がない。したがって、細胞培養容器１の部品点数を少なくすることができる。よって、細胞培養容器１の構造を簡単化することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、細胞増殖のフェーズに応じて、各フェーズにおける必要最小限の容積に、培養室２１の容積を調整することができる。このため、培養室２１の容積の大小によらず、デッドスペースの発生を抑制することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、膨縮部２００は、自身の全体に亘って膨縮性を有している。このため、膨縮部２００が局所的に膨縮性を有している場合と比較して、培養室２１の容積の変化率（初期容積Ｖ０に対する容積変化率）を大きくすることができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、袋部２０（膨縮部２００、ポート部２０１）がガス透過性を有している。このため、袋部２０を介して、培養室２１の外部から内部に、細胞培養に必要なガス（例えば、酸素など）を供給することができる。また、袋部２０を介して、培養室２１の内部から外部に、細胞培養に不必要なガス（例えば、内容液Ａに混入している過剰な二酸化炭素など）を排出することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、培養室２１の容積が大きくなるほど、膨縮部２００の壁厚が小さくなり、膨縮部２００のガス透過性が高くなる。このため、培養スケールの大小に応じて（細胞の増殖の程度に応じて）、膨縮部２００のガス透過性を調整することができる。例えば、培養スケールが小さい場合（細胞数が少ない場合）は、膨縮部２００のガス透過性を低くすることができる。また、培養スケールが大きい場合（細胞数が多い場合）は、膨縮部２００のガス透過性を高くすることができる。このように、培養スケールによらず（細胞数によらず）、培養室２１内の細胞に対して、充分にガスを供給することができる。すなわち、培養スケールによらず、細胞の健全な成長を促進することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２は、初期容積Ｖ０の０．６倍以上５．０倍以下に設定されている。このため、培養スケールの変化に応じて、培養室２１の容積を大きく変化させることができる。また、第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２が初期容積Ｖ０の０．６倍未満の場合と比較して、培養液の容積（液量）が過剰に縮小するのを抑制することができる。このため、培養室２１内にデッドスペースが発生するのを抑制し、培養液の揮発を防ぐことができる。また、第一容積Ｖ１、第二容積Ｖ２が初期容積Ｖ０の５．０倍超過の場合と比較して、培養液の容積が過剰に拡大するのを抑制し、培養室２１からの液漏れを抑制することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、内容液Ａの容積（液量）によらず、初期状態、第一状態、第二状態における培養室２１の内圧は、１５ｋＰａ（所定圧力）以下に設定されている。このため、内容液Ａの増加に伴い内圧が上昇する場合と比較して、細胞に加わるストレスを軽減することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、第一壁厚Ｔ１、第二壁厚Ｔ２は、初期壁厚Ｔ０の０．５倍以上１．０倍以下に設定されている。このため、培養スケールの変化に応じて、膨縮部２００の壁厚を大きく変化させることができる。また、第一壁厚Ｔ１、第二壁厚Ｔ２が初期壁厚Ｔ０の０．５倍未満の場合と比較して、壁厚が過剰に小さくなるのを抑制することができる。例えば、ガス透過性が過剰に高くなるのを抑制することができる。また、第一壁厚Ｔ１、第二壁厚Ｔ２が初期壁厚Ｔ０の１．０倍超過の場合と比較して、壁厚が過剰に大きくなるのを抑制することができる。例えば、ガス透過性が過剰に低くなるのを抑制することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、袋部２０はＰＤＭＳ（シリコーンゴム）製である。ＰＤＭＳは、高い膨縮性を有している。このため、膨縮部２００の全体に亘って、高い膨縮性を確保することができる。また、ＰＤＭＳは、高いガス透過性を有している。このため、袋部２０の全体に亘って、高いガス透過性を確保することができる。
　また、ＰＤＭＳは、高い耐熱性を有している。このため、袋部２０の全体に亘って、高い耐熱性を確保することができる。したがって、細胞培養容器１の滅菌方法として、照射法（放射線滅菌、電子線滅菌など）、ガス法（酸化エチレンガス滅菌など）と比較して（勿論、これらの滅菌方法も採用可能である）、低コストな加熱法（高圧蒸気滅菌（オートクレーブ滅菌）、乾熱滅菌、湿熱滅菌など）を採用することができる。このように、本実施形態の細胞培養容器１によると、滅菌方法の選択の自由度が高くなる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、流路部材５は、流路Ｂと、管部材５１と、を備えている。流路Ｂは、シリンジ９０と培養室２１とを連通している。このため、流路Ｂにおける送液方向や送液量に応じて、培養室２１の容積を変化させることができる。管部材５１は、培養室２１の内部に開口している。すなわち、管部材５１は、培養室２１の内部に進入している。このため、流路Ｂを、培養室２１の内部に、確実に到達させることができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、流路部材５は、逆止弁５２を備えている。逆止弁５２は、流路Ｂに配置されている。このため、逆方向（培養室２１からシリンジ９０に向かう方向）に内容液Ａが流れるのを、つまり内容液Ａが逆流するのを、抑制することができる。したがって、管部５３０ｂに対してシリンジ９０を着脱する際、管部５３０ｂを介して培養室２１から外部に内容液Ａが漏出するのを、抑制することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、キャップ５３をキャップ受け５０に環装し、キャップ側ねじ部５３１ｂをキャップ受け側ねじ部５００に螺合させることにより、キャップ５３の端壁部５３０がフランジ部２０１ｂに後側から圧接する。並びに、キャップ受け５０がフランジ部２０１ｂに前側から圧接する。すなわち、キャップ５３とキャップ受け５０との間に、フランジ部２０１ｂが挟み込まれる。このため、開口部２０１ｃを液密的に封止することができる。このように、本実施形態の細胞培養容器１によると、キャップ５３を締め込むだけで、簡単かつ堅固に、開口部２０１ｃを液密的に封止することができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、フランジ部２０１ｂが挟持された状態で、ポート部２０１が、キャップ受け５０により、径方向外側から押圧されている。このため、ポート部２０１の伸張を抑制することができる。すなわち、ポート部２０１に対して、膨縮部２００を、優先的に伸張させることができる。
　本実施形態の細胞培養容器１によると、袋部２０が一体物である。すなわち、膨縮部２００とポート部２０１とが一体的に連なっている。このため、膨縮部２００とポート部２０１とが別部材である場合と比較して、袋部２０の構成を簡単化することができる。また、培養室２１の液密性を高くすることができる。
　＜第二実施形態＞
　本実施形態の細胞培養容器と、第一実施形態の細胞培養容器との相違点は、細胞培養容器がケースを備えている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図４に、本実施形態の細胞培養容器の前後方向（軸方向）断面図を示す。なお、図１と対応する部位については、同じ符号で示す。なお、図１が上側から見た断面図（水平方向断面図）であるのに対して、図４は、右側から見た断面図（垂直方向断面図）である。
　図４に示すように、細胞培養容器１は、ケース６を備えている。ケース６は、樹脂（例えばＰＰなど）製であって、上側に開口する浅底の箱状（トレイ状）を呈している。容器本体２、流路部材５は、ケース６に収容されている。
　本実施形態の細胞培養容器と、第一実施形態の細胞培養容器とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態の細胞培養容器１によると、培養室２１拡張の際、膨縮部２００を、容器本体２（内容液Ａを含む）の自重を利用して、ケース６の底面６０の形状に沿って、伸張させることができる。すなわち、培養室２１が自由に拡張する場合（培養室２１が外部から何等規制されずに拡張する場合）と比較して、膨縮部２００を扁平袋状に伸張させることができる。すなわち、膨縮部２００において、底壁２００ｄ（膨縮部２００のうち、底面６０に当接している部分）を、立壁２００ｃ（膨縮部２００のうち、底面６０から立ち上がっている部分）に対して、優先的に伸張させることができる。言い換えると、培養室２１の底面積（培養面の表面積）を、優先的に拡張させることができる。このため、培養室２１の細胞に対するガスの交換性（供給性、排出性）を高くすることができる。したがって、細胞の培養効率を高くすることができる。
　＜その他＞
　以上、本開示の細胞培養容器の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
　容器本体２の袋部２０の材質は特に限定しない。袋部２０は、例えば、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の熱硬化性エラストマー材料。ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、動的架橋型熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）等の熱可塑性エラストマー材料などのエラストマー製であってもよい。シリコーンゴムとしては、例えば、液状型シリコーンゴム、ミラブル型シリコーンゴムなどが挙げられる。シリコーンゴムのポリマー成分としては、例えば、ＰＤＭＳなどが用いられる。袋部２０のうち、少なくとも膨縮部２００は、膨縮性（例えばゴム弾性）を有していればよい。また、袋部２０のうち、少なくとも膨縮部２００は、ガス透過性（細胞培養に必要な程度のガス透過性）を有していればよい。膨縮部２００とポート部２０１とは、一体であっても、別体であってもよい。すなわち、袋部２０は、一体物であっても、複数の部材からなる合体物であってもよい。
　膨縮部２００の膨縮性について、膨縮部２００を形成する材料の硬度が、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３－３準拠のタイプＡデュロメータによる測定方法において、１０°以上３０°以下である方がよい。こうすると、内容液Ａ充填時の培養室２１の内圧を、１３ｋＰａ以下に抑えることができる。また、任意容積を初期容積の５倍以下とすることができる。
　膨縮部２００の膨縮性について、膨縮部２００を形成する材料の破断伸びが、ＪＩＳ　Ｋ　６２５１準拠の測定方法（試験片：ダンベル状３号形試験片。試験速度：５００±５０ｍｍ／ｍｉｎ）において、７００％以上９００％以下である方がよい。こうすると、内容液Ａ充填時の培養室２１の内圧を、１３ｋＰａ以下に抑えることができる。また、任意容積を初期容積の５倍以下とすることができる。
　流路部材５を構成する各部材（キャップ受け５０、管部材５１、逆止弁５２、キャップ５３）の材質は特に限定しない。各部材は、樹脂製、エラストマー製、金属製などであってもよい。キャップ受け５０に対するキャップ５３の装着方法は特に限定しない。螺合、係合、接着などであってもよい。また、別部材（ボルト、クランプなど）を用いて、キャップ受け５０にキャップ５３を装着してもよい。また、キャップ受け５０とキャップ５３との間に、シール部材（シールリングなど）を介装してもよい。キャップ受け５０は、配置しなくてもよい。キャップ５３を、ポート部２０１に装着してもよい。
　培養液の種類は特に限定しない。培養液は、適宜、無機塩、炭水化物、アミノ酸、ビタミン、タンパク質、脂肪酸、血清などを含んでいてもよい。培養形態は特に限定しない。浮遊培養系（単一の細胞、少数の細胞からなる細胞塊が培養液中に浮遊している系）であっても、接着培養系（多数の細胞が一層状態で袋部２０の内面に付着している系）であってもよい。細胞の種類は特に限定しない。例えば、セルライン（継代済みの細胞系）としては、接着系細胞株である、ＭＲＣ－５、ＨｅＬａ、Ｖｅｒｏ、ＮＩＨ３Ｔ３、Ｌ９２９、ＢＨＫ－２１、ＨＥＫ２９３、ＨｅｐＧ２、ＢＡＥ－１、ＳＨ－ＳＹ５Ｙなどが挙げられる。また、浮遊系細胞株である、ＣＨＯ、ＮＳ０、Ｕ９３７、Ｎａｍａｌｗａ、ＨＬ６０、ＷＥＨＩ２３１、ＹＡＣ１、Ｕ２６６Ｂ１などが挙げられる。細胞の培養方法は特に限定しない。静置培養（二次元培養、単層培養）、撹拌培養（羽（スターラー）撹拌、回転撹拌、旋回撹拌、振とう撹拌）、浮遊培養、細胞接着足場を用いた三次元培養などであってもよい。
　次に、本開示の細胞培養容器を用いて行った培養試験について、図１を援用しながら説明する。
　＜試験対象容器のスペック＞
　まず、培養試験に用いた試験対象容器（細胞培養容器）について説明する。試験対象容器は、実施例１～１０、比較例１の合計１１個である。表１に、各試験対象容器のスペック、培養結果を示す。
　実施例１～１０は、図１に示す細胞培養容器１である。比較例１は、市販のＰＥ（ポリエチレン）製の細胞培養容器である。比較例１の袋部２０は、図１の袋部２０と同様に袋状を呈している。ただし、比較例１の袋部２０は、膨縮性を有しない。すなわち、比較例１の袋部２０は、膨縮部２００を有しない。このため、比較例１の場合、表１の「膨縮部２００の酸素透過度」とは「袋部２０の酸素透過度」をいう。表１の「袋部２０の材質」の「伸長率」については、ＪＩＳ　Ｋ６２５１：２０１０に準じて引張試験を行い、切断時伸び（Ｅｂ）を測定し、伸長率とした。測定には、ダンベル状３号形の試験片を用い、引張速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。
　表１に示すように、全試験対象容器（実施例１～１０、比較例１）は、培養対象である細胞（ＣＨＯ－Ｓ（チャイニーズハムスター卵巣（浮遊）））が一致している。また、全試験対象容器は、培養液（基礎培地Ｄ－ＭＥＭ（高グルコース，Ｌ－グルタミン，フェノールレッド，ピルビン酸ナトリウム含有，富士フイルム和光純薬株式会社）＋１０％ＦＢＳ（ウシ胎児血清，コスモ・バイオ株式会社）＋１％ＰＳＡ（ペニシリン－ストレプトマイシン－アムホテリシンＢ懸濁液，富士フイルム和光純薬株式会社）の混合液）が一致している。実施例１～１０は、袋部２０の材質（種類）、滅菌方法（ＡＣ滅菌（オートクレーブ滅菌））、培養室２１の初期容積Ｖ０が一致している。
　袋部２０の材質（種類、硬度、伸長率）が一致する実施例１～７に着目すると、実施例１から実施例７に向かって、培養液量（容積）、拡張率（＝培養液量／初期容積Ｖ０）、膨縮部２００の酸素透過度は大きくなる。実施例１から実施例７に向かって、膨縮部２００の壁厚は小さくなる。すなわち、培養室２１の容積が大きくなるほど、膨縮部２００の壁厚が小さくなり、膨縮部２００の酸素透過性（ガス透過性）は高くなる。
　実施例１～実施例７に向かって、培養液量は大きくなる。すなわち、培養液量の大小関係は、「実施例１＜実施例２・・・＜実施例６＜実施例７」となる。これに対して、培養室２１の内圧は、培養液量の増加に比例せず、所定圧力（１２．７ｋＰａ）で飽和する。すなわち、内圧の大小関係は、「実施例１＜実施例２・・・実施例６＝実施例７」となる。このように、培養室２１における培養液量が増加しても、培養室２１の内圧の増加は抑制されている。
　＜試験方法＞
　次に、試験方法について説明する。試験は、インキュベーター内に各試験対象容器を静置し、細胞を浮遊培養することにより行った。インキュベーター内の環境は、温度３７℃、湿度９５％、二酸化炭素濃度５％とした。静置期間は７日間とした。
　＜試験結果＞
　次に、試験結果について説明する。図５に、培養試験の結果をグラフで示す。試験開始直後の細胞密度と、７日経過後の細胞密度と、を比較すると、各試験対象容器（実施例１～１０、比較例１）とも、時間の経過に伴って細胞が増殖していることが判る。また、図５、表１（最下欄の「ｄａｙ７細胞密度／播種細胞密度」参照）から、比較例１に対して、実施例１～１０の方が、細胞の増殖率が高いことが判る。実施例１～１０を比較すると、細胞の増殖率は同程度であることが判る。
　このことから、実際に細胞を培養する際、同一の細胞培養容器１において、培養スケールを実施例１→実施例２→実施例３→実施例４の順に大きくすると（培養液を継ぎ足すと）、培養スケールによらず、細胞の健全な成長を促進可能である。
　実施例１０においては、実際に試験の途中（３日目）で培養液を継ぎ足している。ここで、実施例１０は、実施例７（試験の途中で培養液を継ぎ足さない）と、袋部２０の材質（種類、硬度、伸長率）、培養液量（合計）が一致している。実施例１０と実施例７とを比較すると、実施例１０のように、初期培養液量を少なくし（実施例７の半分量）、途中で培養液を継ぎ足す場合であっても、実施例７同様に、比較例１よりも高い細胞増殖率を確保することができる。
　実施例１～７、１０の袋部２０（容器本体２）の硬度は３０°、実施例８の同硬度は１０°、実施例９の同硬度は２０°である。このように、硬度が１０°以上３０°以下であれば、培養室２１の内圧を、１３ｋＰａ以下（１２．７ｋＰａ以下）に抑えることができる。
　１：細胞培養容器、２：容器本体、２０：袋部、２００：膨縮部、２００ａ：端壁部、２００ｂ：側周壁部、２００ｃ：立壁、２００ｄ：底壁、２０１：ポート部、２０１ａ：ポート部本体、２０１ｂ：フランジ部、２０１ｃ：開口部、２１：培養室、５：流路部材、５０：キャップ受け、５００：キャップ受け側ねじ部、５１：管部材、５２：逆止弁、５３：キャップ、５３０：端壁部、５３０ａ：拡径部、５３０ｂ：管部、５３１：側周壁部、５３１ａ：縮径部、５３１ｂ：キャップ側ねじ部、６：ケース、６０：底面、９０：シリンジ（外部機器）
　Ａ：内容液、Ｂ：流路、Ｔ０：初期壁厚、Ｔ１：第一壁厚、Ｔ２：第二壁厚、Ｖ０：初期容積、Ｖ１：第一容積、Ｖ２：第二容積

Claims (8)

  1. 　袋部と、
    　前記袋部の内部に区画され、細胞と、前記細胞を培養する培養液と、を含む内容液が貯留される培養室と、
    を有する容器本体を備え、
    　前記袋部は、全体に亘って膨縮性およびガス透過性を有する膨縮部と、前記膨縮部に連なり前記培養室に連通する開口部を有するポート部と、を有し、
    　前記膨縮部の膨縮に伴い、前記培養室の容積は変化可能である細胞培養容器。
  2. 　前記培養室の前記容積が大きくなるほど、前記膨縮部の壁厚が小さくなり、前記膨縮部の前記ガス透過性が高くなる請求項１に記載の細胞培養容器。
  3. 　前記培養室が空の状態を初期状態、前記初期状態における前記培養室の前記容積を初期容積、前記培養室に前記内容液が任意量貯留されている状態を任意状態、前記任意状態における前記培養液の容積を任意容積として、
    　前記任意容積は、前記初期容積の１５．０倍以下である請求項１に記載の細胞培養容器。
  4. 　前記任意容積は、前記初期容積の５．０倍以下である請求項３に記載の細胞培養容器。
  5. 　前記培養室が空の状態を初期状態、前記初期状態における前記膨縮部の壁厚を初期壁厚、前記培養室に前記内容液が任意量貯留されている状態を任意状態、前記任意状態における前記膨縮部の前記壁厚を任意壁厚として、
    　前記任意壁厚は、前記初期壁厚の０．５倍以上１．０倍以下である請求項１に記載の細胞培養容器。
  6. 　前記膨縮部は、シリコーンゴム製である請求項１に記載の細胞培養容器。
  7. 　さらに、前記ポート部に着脱可能に配置され、外部機器と前記培養室とを連通させる流路を有する流路部材を備え、前記流路部材は、前記培養室の内部に開口し、前記流路の少なくとも一部を区画する管部材を有する請求項１に記載の細胞培養容器。
  8. 　前記膨縮部を形成する材料の硬度は、１０°以上３０°以下である請求項１に記載の細胞培養容器。
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JP2010509935A (ja) * 2006-11-20 2010-04-02 コーニング インコーポレイテッド 大規模細胞培養容器
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