特許 6352895 細胞剥離装置および細胞剥離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6352895

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】細胞剥離装置および細胞剥離方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 3/00 20060101AFI20180625BHJP

【ＦＩ】

   C12M3/00 A

【請求項の数】17

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-252750(P2015-252750)

(22)【出願日】2015年12月25日

(65)【公開番号】特開2017-112923(P2017-112923A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2016年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】三浦 丈苗

【審査官】 福間 信子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１０８５０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−３３９３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１５４９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２９３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Appl Phys A, 2004, vol.79, p.795-798，DOI:10.1007/s00339-004-2823-7

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部の上面に互いに間隔をあけて複数の足場材料が配置された容器の内部において培養された細胞を、前記容器から剥離する細胞剥離装置であって、
一部の前記足場材料を局所的に加熱して硬化する熱照射部と、
前記足場材料に対して衝撃波を照射する衝撃波照射部と、
を有する細胞剥離装置。

【請求項2】

請求項１に記載の細胞剥離装置であって、
前記容器内において培養された前記細胞の画像を取得する画像取得部
をさらに有し、
前記熱照射部は、前記画像に基づいて決定された加熱位置に対して加熱を行う細胞剥離装置。

【請求項3】

請求項２に記載の細胞剥離装置であって、
前記容器内の液体を回収する回収部
をさらに有する細胞剥離装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の細胞剥離装置であって、
前記容器を第１位置および第２位置に移動させる容器移動機構
をさらに有し、
前記画像取得部は、前記第１位置において、前記容器内の細胞の画像を取得し、
前記熱照射部は、前記第２位置において、一部の前記足場材料を局所的に加熱し、
前記衝撃波照射部は、前記第２位置において、前記足場材料に衝撃波を照射する細胞剥離装置。

【請求項5】

請求項３に記載の細胞剥離装置であって、
前記容器を第１位置、第２位置、および第３位置の間で移動させる容器移動機構
をさらに有し、
前記画像取得部は、前記第１位置において、前記容器内の細胞の画像を取得し、
前記熱照射部は、前記第２位置において、一部の前記足場材料を局所的に加熱し、
前記衝撃波照射部は、前記第２位置において、前記足場材料に衝撃波を照射し、
前記回収部は、前記第３位置において、前記容器内の液体を回収する細胞剥離装置。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の細胞剥離装置であって、
前記熱照射部は、前記容器に対してレーザ光を照射する細胞剥離装置。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の細胞剥離装置であって、
前記衝撃波照射部は、前記足場材料の固有のインピーダンスに対応する周波数の前記衝撃波を照射する細胞剥離装置。

【請求項8】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の細胞剥離装置であって、
前記容器の前記底部の上面に、複数の柱状の前記足場材料が互いに間隔をあけて配置される細胞剥離装置。

【請求項9】

請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の細胞剥離装置であって、
前記容器は、前記底部の上面に複数の凹部を互いに間隔をあけて有し、
前記凹部に前記足場材料が充填される細胞剥離装置。

【請求項10】

請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の細胞剥離装置であって、
前記足場材料は、細胞外マトリックスまたはポリジメチルシロキサンである細胞剥離装置。

【請求項11】

底部の上面に互いに間隔をあけて複数の足場材料が配置された容器の内部において培養された細胞を、前記容器から剥離する細胞剥離方法であって、
ａ）一部の前記足場材料を局所的に加熱して硬化する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後に、前記足場材料に対して衝撃波を照射する工程と、
を有する細胞剥離方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の細胞剥離方法であって、
ｃ）前記容器内において培養された前記細胞の画像を取得する工程と、
ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記画像に基づいて前記足場材料の加熱位置を決定する工程と、
をさらに有し、
前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記工程ｄ）の後に行われる細胞剥離方法。

【請求項13】

請求項１１または請求項１２に記載の細胞剥離方法であって、
前記工程ａ）において、前記容器に対してレーザ光を照射する細胞剥離方法。

【請求項14】

請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の細胞剥離方法であって、
前記工程ｂ）において、前記足場材料の固有のインピーダンスに対応する周波数の前記衝撃波を照射する細胞剥離方法。

【請求項15】

請求項１１ないし請求項１４のいずれかに記載の細胞剥離方法であって、
前記容器の前記底部の上面に、複数の柱状の前記足場材料が互いに間隔をあけて配置される細胞剥離方法。

【請求項16】

請求項１１ないし請求項１４のいずれかに記載の細胞剥離方法であって、
前記容器は、前記底部の上面に複数の凹部を互いに間隔をあけて有し、
前記凹部に前記足場材料が充填される細胞剥離方法。

【請求項17】

請求項１１ないし請求項１６のいずれかに記載の細胞剥離方法であって、
前記足場材料は、細胞外マトリックスまたはポリジメチルシロキサンである細胞剥離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器の内部において培養された細胞を容器から剥離する細胞剥離装置および細胞剥離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、容器内に貯留された培養液中に細胞を投入して、当該細胞を増殖させる細胞培養が知られている。培養された細胞は、細胞の表面に生じる接着因子によって、容器の底部に接着する。

【0003】

培養後に、容器から細胞を剥離する方法としては、従来、容器から細胞を物理的に剥がす方法や、タンパク質分解酵素を用いて接着因子を分解する方法が知られている。しかしながら、これらの剥離方法では、培養細胞自体が傷つく虞がある。このため、近年では、培養細胞を傷つけることなく、容器から細胞を剥離させる方法が模索されている。例えば、特許文献１には、温度応答性ポリマーを用いた細胞剥離方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１４６８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方、近年、培養後の細胞の中から、選択した細胞を分離する技術が求められている。複数の細胞の中から一部の細胞を分離できれば、例えば、ＩＰＳ細胞やＥＳ細胞等の多機性分化細胞の培養時に、分化した細胞と、未分化の細胞とを分離して、別個に培養を行うことが容易となる。しかしながら、従来の細胞剥離方法では、一部の細胞のみを選択的に容器から剥離することは困難であった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、細胞の損傷を抑制しつつ、容器から細胞を選択的に剥離できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、底部の上面に互いに間隔をあけて複数の足場材料が配置された容器の内部において培養された細胞を、前記容器から剥離する細胞剥離装置であって、一部の前記足場材料を局所的に加熱して硬化する熱照射部と、前記足場材料に対して衝撃波を照射する衝撃波照射部と、を有する。

【0008】

本願の第２発明は、第１発明の細胞剥離装置であって、前記容器内において培養された前記細胞の画像を取得する画像取得部をさらに有し、前記熱照射部は、前記画像に基づいて決定された加熱位置に対して加熱を行う。

【0009】

本願の第３発明は、第２発明の細胞剥離装置であって、前記容器内の液体を回収する回収部をさらに有する。

【0010】

本願の第４発明は、第２発明または第３発明の細胞剥離装置であって、前記容器を第１位置および第２位置に移動させる容器移動機構をさらに有し、前記画像取得部は、前記第１位置において、前記容器内の細胞の画像を取得し、前記熱照射部は、前記第２位置において、一部の前記足場材料を局所的に加熱し、前記衝撃波照射部は、前記第２位置において、前記足場材料に衝撃波を照射する。

【0011】

本願の第５発明は、第３発明の細胞剥離装置であって、前記容器を第１位置、第２位置、および第３位置の間で移動させる容器移動機構をさらに有し、前記画像取得部は、前記第１位置において、前記容器内の細胞の画像を取得し、前記熱照射部は、前記第２位置において、一部の前記足場材料を局所的に加熱し、前記衝撃波照射部は、前記第２位置において、前記足場材料に衝撃波を照射し、前記回収部は、前記第３位置において、前記容器内の液体を回収する。

【0012】

本願の第６発明は、第１発明ないし第５発明のいずれかの細胞剥離装置であって、前記熱照射部は、前記容器に対してレーザ光を照射する。

【0013】

本願の第７発明は、第１発明ないし第６発明のいずれかの細胞剥離装置であって、前記衝撃波照射部は、前記足場材料の固有のインピーダンスに対応する周波数の前記衝撃波を照射する。

【0014】

本願の第８発明は、第１発明ないし第７発明のいずれかの細胞剥離装置であって、前記容器の前記底部の上面に、複数の柱状の前記足場材料が互いに間隔をあけて配置される。

【0015】

本願の第９発明は、第１発明ないし第７発明のいずれかの細胞剥離装置であって、前記容器は、前記底部の上面に複数の凹部を互いに間隔をあけて有し、前記凹部に前記足場材料が充填される。

【0016】

本願の第１０発明は、第１発明ないし第９発明のいずれかの細胞剥離装置であって、前記足場材料は、細胞外マトリックスまたはポリジメチルシロキサンである。

【0017】

本願の第１１発明は、底部の上面に互いに間隔をあけて複数の足場材料が配置された容器の内部において培養された細胞を、前記容器から剥離する細胞剥離方法であって、ａ）前記足場材料を局所的に加熱して硬化する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後に、前記足場材料に対して衝撃波を照射する工程と、を有する。

【0018】

本願の第１２発明は、第１１発明の細胞剥離方法であって、ｃ）前記容器内において培養された前記細胞の画像を取得する工程と、ｄ）前記工程ｃ）の後に、前記画像に基づいて前記足場材料の加熱位置を決定する工程と、をさらに有し、前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記工程ｄ）の後に行われる。

【0019】

本願の第１３発明は、第１１発明または第１２発明の細胞剥離方法であって、前記工程ａ）において、前記容器に対してレーザ光を照射する。

【0020】

本願の第１４発明は、第１１発明ないし第１３発明のいずれかの細胞剥離方法であって、前記工程ｂ）において、前記足場材料の固有のインピーダンスに対応する周波数の前記衝撃波を照射する。

【0021】

本願の第１５発明は、第１１発明ないし第１４発明のいずれかの細胞剥離方法であって、前記容器の前記底部の上面に、複数の柱状の前記足場材料が互いに間隔をあけて配置される。

【0022】

本願の第１６発明は、第１１発明ないし第１４発明のいずれかの細胞剥離方法であって、前記容器は、前記底部の上面に複数の凹部を互いに間隔をあけて有し、前記凹部に前記足場材料が充填される。

【0023】

本願の第１７発明は、第１１発明ないし第１６発明のいずれかの細胞剥離方法であって、前記足場材料は、細胞外マトリックスまたはポリジメチルシロキサンである。

【発明の効果】

【0024】

本願の第１発明から第１７発明によれば、細胞の損傷を抑制しつつ、容器から細胞を選択的に剥離できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】一実施形態に係る培養容器の斜視図である。

【図2】一実施形態に係る培養容器の部分断面図である。

【図3】一実施形態に係る細胞剥離装置の構成を概念的に示した図である。

【図4】一実施形態に係る細胞剥離装置内の制御系の構成を示したブロック図である。

【図5】一実施形態に係る細胞剥離処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】一実施形態に係る画像データの一例を概念的に示した図である。

【図7】一実施形態に係る画像データの一例を概念的に示した図である。

【図8】一実施形態に係る画像データの一例を概念的に示した図である。

【図9】一実施形態に係る画像データの一例を概念的に示した図である。

【図10】一実施形態に係るレーザ光照射工程の様子を示した図である。

【図11】一実施形態に係る衝撃波照射工程の様子を示した図である。

【図12】変形例に係る培養容器の斜視図である。

【図13】変形例に係るレーザ光照射工程の様子を示した図である。

【図14】変形例に係る衝撃波照射工程の様子を示した図である。

【図15】変形例に係る培養容器の上面図である。

【図16】変形例に係る培養容器の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0027】

＜１．培養容器の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る細胞剥離装置１にセットされる培養容器９の斜視図である。図２は、培養容器９の部分断面図である。本実施形態では、培養容器９として、ポリスチレン等の樹脂またはガラスにより形成されたシャーレが用いられる。細胞の培養を行うときには、培養容器９の内部に培養液８１が貯留される。そして、貯留された培養液８１中に、観察対象となる細胞が投入される。

【0028】

図１および図２に示すように、培養容器９は、平板状の底部９１と、底部９１から上方へ延びる環状の壁部９２とを有する。培養容器９のうち、少なくとも底部９１は、光透過性を有する。また、培養容器９は、複数の足場材料９３を有する。足場材料９３は、底部９１の上面に、互いに間隔をあけて規則的に配列されている。複数の足場材料９３は、それぞれ、底部９１の上面から上方へ向けて、柱状に延びている。また、各足場材料９３の下端部は、底部９２の上面に対して固定されている。

【0029】

足場材料９３には、コラーゲン等の細胞外マトリックスや、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等の、細胞障害性の低い材料が用いられる。

【0030】

このような培養容器９の内部において細胞８２を培養すると、複数の細胞塊８３が得られる。細胞塊８３は、底部９１の上面に配置された足場材料９３に沿って二次元的（すなわち平面的）に広がるコロニーであってもよいし、三次元的（すなわち立体的）に広がるスフェロイドであってもよい。各細胞塊８３は、細胞８２の膜表面に生じるインテグリン等の接着因子によって、足場材料９３の上面に接着する。

【0031】

なお、図１に示すように、本実施形態の培養容器９では、複数の足場材料９３がそれぞれ四角柱状であるが、各足場材料９３の形状は、円柱、楕円柱、三角柱、六角柱などの他の形状であってもよい。また、足場材料９３の上面は、必ずしも平らでなくてもよい。

【0032】

＜２．細胞剥離装置の構成＞
図３は、本発明の一実施形態に係る細胞剥離装置１の構成を、概念的に示した図である。この細胞剥離装置１は、培養容器９内で培養された複数の細胞塊８３の画像を取得するとともに、一部の細胞塊８３を足場材料９３から選択的に剥離する装置である。図３に示すように、本実施形態の細胞剥離装置１は、容器保持部２０、画像取得部３０、剥離部４０、回収部５０、操作部６０、および制御部１０を有する。

【0033】

容器保持部２０は、培養容器９を保持する載置台である。培養容器９は、底部９１が下側となる水平姿勢で、容器保持部２０にセットされる。また、容器保持部２０は、培養容器９を水平方向に移動させる培養容器移動機構２１を有する。培養容器移動機構２１は、例えば、モータの回転運動をボールねじを用いて直進運動に変換する機構（ボールねじ機構）により実現される。

【0034】

培養容器移動機構２１は、培養容器９を、水平姿勢のまま、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、および第３位置Ｐ３の間で移動させる。第１位置Ｐ１では、培養容器９に対して、画像取得部３０による撮像が行われる。第２位置Ｐ２では、培養容器９に対して、剥離部４０による加熱および衝撃波の照射が行われる。また、第３位置Ｐ３では、回収部５０により培養容器９内の培養液８１が回収される。

【0035】

画像取得部３０は、培養容器９内の複数の細胞塊８３の画像を取得するための処理部である。画像取得部３０は、光照射部３１と、撮像部３２とを有する。光照射部３１は、第１位置Ｐ１に配置された培養容器９の上方に位置する。光照射部３１は、撮像部３２の動作時に、培養容器９の上側から培養容器９に向けて、光を照射する。これにより、培養容器９の底部と、培養容器９内の複数の細胞塊８３とが、光で照らされる。

【0036】

撮像部３２は、第１位置Ｐ１に配置された培養容器９の下方に位置する。撮像部３２は、培養容器９を下方から撮影することにより、培養容器９の画像データＤを取得する。撮像部３２は、例えば、レンズ等の光学系と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子とを有するカメラにより実現される。

【0037】

培養容器９の画像データＤを取得するときには、まず、培養容器移動機構２１が、培養容器９を、第１位置Ｐ１へ移動させる。そして、光照射部３１から培養容器９に向けて光が照射されるとともに、撮像部３２が培養容器９を撮影する。ここで撮影される画像には、培養容器９内の複数の足場材料９３に保持された複数の細胞塊８３の画像が含まれる。

【0038】

なお、本実施形態では、光照射部３１と撮像部３２とが、培養容器９に対して上下方向の反対側に配置されている。しかしながら、光照射部３１と撮像部３２との双方が、培養容器９の上方に配置されていてもよい。光照射部３１と撮像部３２との双方が、培養容器９の下方に配置されていてもよい。

【0039】

剥離部４０は、培養容器９内の一部の細胞塊８３を、足場材料９３から剥離するための処理部である。剥離部４０は、レーザ光照射部４１、衝撃波照射部４２、ホルダ４３、および剥離ユニット移動機構４４を有する。

【0040】

レーザ光照射部４１および衝撃波照射部４２は、第２位置Ｐ２に配置された培養容器９の下方に位置する。レーザ光照射部４１は、培養容器９の底部９１の上面に配置された足場材料９３に向けてレーザ光を出射する。出射されたレーザ光は、複数の足場材料９３のうちの、一部の足場材料９３に照射される。これにより、当該一部の足場材料９３が加熱される。すなわち、レーザ光照射部４１は、底部９１の上面に配置された複数の足場材料９３を、局所的に加熱する熱照射部となる。

【0041】

上述の通り、足場材料９３は、細胞外マトリックスやポリジメチルシロキサン等の熱硬化性の材料からなる。このため、複数の足場材料９３のうち、レーザ光により加熱された足場材料９３のみが、加熱により硬化する。足場材料９３のインピーダンスは、硬化前と硬化後とで変化する。したがって、レーザ光の照射を受けた足場材料９３は、他の足場材料９３とは異なるインピーダンスを有することとなる。

【0042】

衝撃波照射部４２は、培養容器９の底部９１に対して衝撃波を照射する。衝撃波照射部４２は、例えば、駆動電流に応じて発振する振動子を駆動させることによって、培養容器９へ向かう衝撃波を発生させる。衝撃波照射部４２から照射される衝撃波の周波数は、硬化後の足場材料９３の破壊に有効な周波数とされる。また、衝撃波照射部４２は、発生させる衝撃波の周波数を所望の周波数に調節する機能を有していることが好ましい。

【0043】

ホルダ４３は、レーザ光照射部４１および衝撃波照射部４２を保持する筐体である。レーザ光照射部４１および衝撃波照射部４２は、共通のホルダ４３に固定されることによって、剥離ユニット４００を構成する。剥離ユニット移動機構４４は、剥離ユニット４００を水平方向に二次元的に移動させるための機構である。剥離ユニット移動機構４４は、例えば、２つのボールねじ機構を組み合わせることによって実現される。剥離ユニット移動機構４４は、レーザ光照射部４１からのレーザ光の照射領域が底部９１の全領域を網羅できるように、剥離ユニット４００を移動させることができる。

【0044】

回収部５０は、培養容器９から、培養液および剥離された細胞塊８３を回収するための処理部である。回収部５０は、ピペッタ５１およびピペッタ移動機構５２を有する。ピペッタ５１は、培養容器９内の培養液８１を、負圧により吸引する機構を有する。ピペッタ移動機構５２は、第３位置Ｐ３に配置された培養容器９の上方の位置である第４位置Ｐ４と、第４位置Ｐ４から水平方向に離れた第５位置Ｐ５との間で、ピペッタ５１を移動させる。また、ピペッタ移動機構５２は、第４位置Ｐ４および第５位置において、ピペッタ５１を上下に移動させることができる。

【0045】

回収部５０は、第３位置Ｐ３に配置された培養容器９から第４位置Ｐ４に配置されたピペッタ５１へ培養液８１を吸引し、吸引した培養液８１を、第５位置Ｐ５に配置されたピペッタ５１から回収用容器９０へ排出する。

【0046】

操作部６０は、表示部６１および入力部６２を有する。表示部６１は、制御部１０から出力される画像データＤや、細胞剥離装置１の動作に関わる種々の情報を表示する。表示部６１には、例えば、液晶ディスプレイが用いられる。入力部６２は、ユーザからの種々の指示入力を受け付ける。入力部６２には、例えば、キーボードやマウスが用いられる。ただし、表示部６１の機能および入力部６２の機能の双方が、タッチパネルディスプレイ等の単一のデバイスにより実現されていてもよい。

【0047】

制御部１０は、細胞剥離装置１内の各部を動作制御するための手段である。図３中に概念的に示したように、本実施形態の制御部１０は、ＣＰＵ等の演算処理部１１、ＲＡＭ等のメモリ１２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１３を有するコンピュータにより構成されている。

【0048】

図４は、制御部１０と、細胞剥離装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図４に示すように、制御部１０は、上述した培養容器移動機構２１、光照射部３１、撮像部３２、レーザ光照射部４１、衝撃波照射部４２、剥離ユニット移動機構４４、ピペッタ５１、ピペッタ移動機構５２、表示部６１、および入力部６２と、それぞれ電気的に接続されている。

【0049】

制御部１０は、記憶部１３に記憶されたコンピュータプログラム１３１やデータ１３２を、メモリ１２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラム１３１およびデータ１３２に基づいて、演算処理部１１が演算処理を行うことにより、細胞剥離装置１内の各部を動作制御する。これにより、細胞剥離装置１における細胞剥離処理が進行する。なお、制御部１０は、電子回路により構成されていてもよい。

【0050】

＜３．細胞剥離処理について＞
続いて、上記の細胞剥離装置１を用いて、培養容器９から細胞塊８３を剥離する細胞剥離処理について説明する。図５は、細胞剥離処理の流れを示すフローチャートである。

【0051】

細胞剥離処理を行うときには、まず、培養容器９を撮像部３２の上方の第１位置Ｐ１に配置する（ステップＳ１０１）。培養容器９は、ユーザによって、第１位置Ｐ１に直接配置されてもよい。あるいは、培養容器移動機構２１が、他の位置に配置された培養容器９を、第１位置Ｐ１へ移動させてもよい。

【0052】

次に、制御部１０は、培養容器９の画像取得部３０を動作させて、培養容器９の画像データＤを取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、光照射部３１から培養容器９に光を照射するとともに、撮像部３２による撮影が実行される。これにより、複数の細胞塊８３の画像を含む培養容器９の画像データＤが取得される。得られた画像データＤは、撮像部３２から制御部１０へ送信される。

【0053】

制御部１０は、撮像部３２から画像データＤを取得すると、当該画像データＤをＡ／Ｄ変換し、制御部１０内の記憶部１３に記憶する。また、制御部１０は、表示部６１に画像データＤを表示させる。

【0054】

図６は、撮像部３２により取得された画像データＤの一例を、概念的に示した図である。図６に示すように、画像データＤには、培養容器９の底部９１、壁部９２、底部９１上に配置された複数の足場材料９３、および複数の細胞塊８３の各画像が含まれている。

【0055】

続いて、制御部１０は、画像データＤから、細胞塊８３に相当する部分を識別する（ステップＳ１０３）。細胞塊８３の識別は、例えば、画像データＤの中で、予め設定された基準濃度値よりも濃い濃度値を有するピクセルを抽出することによって行われる。制御部１０は、画像データＤに、識別結果を視認できる処理を施して、表示部６１に表示する。図７は、細胞塊８３が識別された画像データＤの一例を、概念的に示した図である。図７の例では、識別された細胞塊８３の外周部が、特定の色で縁取りされている。なお、識別された細胞塊８３は、着色等の他の方法により示されてもよい。

【0056】

その後、識別された複数の細胞塊８３の中から、剥離すべき細胞塊８３が選択される（ステップＳ１０４）。細胞塊８３の選択は、例えば、制御部１０が、各細胞塊８３の画像から得られる種々のパラメータと、予め設定された閾値とを比較することによって行われる。ただし、ユーザが、表示部６１に表示された画像データＤを参照しつつ、入力部６２を操作することによって、剥離すべき細胞塊８３を選択してもよい。

【0057】

制御部１０は、画像データＤに、選択結果を視認できる処理を施して、表示部６１に表示する。図８は、選択処理後の画像データＤの一例を、概念的に示した図である。図８の例では、選択された細胞塊８３が、予め設定された色で着色されている。

【0058】

剥離対象となる細胞塊８３が選択された後、制御部１０は、レーザ光の照射範囲を決定する（ステップＳ１０５）。複数の細胞塊８３は、それぞれ、図２に示すように、その下部の少なくとも一部が、足場材料９３に接触している。そして、当該接触部分の少なくとも一部において、細胞塊８３と足場材料９３とが、接着因子により接着している。

【0059】

本実施形態では、剥離対象として選択された細胞塊８３と上下方向に重なる足場材料９３に対して、レーザ光の照射を行う。図９は、ステップＳ１０５において決定されたレーザ光の照射範囲が示された画像データＤの一例を、概念的に示した図である。この例では、レーザ光の照射範囲として、剥離対象となる細胞塊８３と上下方向に重なる足場材料９３が選択されている。ただし、レーザ光の照射範囲として、剥離対象となる細胞塊８３が存在する領域全体が選択されてもよい。すなわち、隣り合う足場材料９３の間の領域も、レーザ光の照射範囲に含まれていてもよい。

【0060】

このようにステップＳ１０４およびステップＳ１０５では、撮像部３２により取得された画像データＤに基づいて、底部９１の加熱位置を決定する。

【0061】

続いて、制御部１０は、培養容器移動機構２１を駆動させて、培養容器９を、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２へ移動させる（ステップＳ１０６）。これにより、培養容器９が、剥離ユニット４００の上方に配置される。

【0062】

また、制御部１０は、上述したレーザ光の照射範囲に応じて、剥離ユニット移動機構４４を動作させる。これにより、レーザ光の照射範囲の下方に、レーザ光照射部４１を配置する。そして、レーザ光照射部４１から指定された照射範囲に向けて、レーザ光を照射する（ステップＳ１０７）。

【0063】

図１０は、ステップＳ１０７のレーザ光照射工程の様子を示した図である。図１０に示すように、レーザ光が照射された足場材料９３は、加熱されることにより硬化する。図１０では、硬化した足場材料９３を着色して示している。本実施形態では、底部９１の上面に、複数の柱状の足場材料９３が配置されている。このように、複数の足場材料９３を水平方向に間隔をあけて配置すれば、硬化すべき部分と、硬化すべきでない部分と間の半硬化の部分を無くすことができる。したがって、硬化すべき部分と、硬化すべきでない部分とを、明確に分離できる。

【0064】

続いて、制御部１０は、剥離ユニット移動機構４４を動作させて、培養容器９の中央の下方に、衝撃波照射部４２を配置する。そして、衝撃波照射部４２から培養容器９の下面へ向けて、衝撃波を照射する（ステップＳ１０８）。

【0065】

図１１は、ステップＳ１０８の衝撃波照射工程の様子を示した図である。図１１に示すように、ステップＳ１０７において硬化した足場材料９３は、衝撃波が照射されることにより破砕される。一方、硬化されていない足場材料９３は、衝撃波が照射されても破砕されない。衝撃波照射部４２が照射する衝撃波の周波数は、硬化後の足場材料９３の固有のインピーダンスに対応する周波数となっている。そのため、衝撃波の照射によって、硬化された足場材料９３のみが破砕される。

【0066】

これにより、図１１のように、接着していた足場材料９３を失った細胞塊８３は、培養容器９から剥離されて、培養液８１中に浮遊する。すなわち、ステップＳ１０４において選択された細胞塊８３のみが、培養容器９から剥離されて、培養液８１中に浮遊する。また、この細胞剥離処理では、細胞塊８３と足場材料９３とのうち、足場材料９３のみを破壊する。このため、細胞塊８３の損傷を抑制しつつ、容器９から細胞塊８３を剥離できる。

【0067】

その後、制御部１０は、培養容器移動機構２１を駆動させて、培養容器９を、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３へ移動させる（ステップＳ１０９）。そして、制御部１０は、ピペッタ５１およびピペッタ移動機構５２を動作させて、培養容器９中の培養液８１を回収する（ステップＳ１１０）。回収される培養液８１中には、ステップＳ１０８において剥離された細胞塊８３も含まれる。

【0068】

ステップＳ１１０では、まず、ピペッタ５１の先端を培養容器９内の培養液８１中へ配置し、ピペッタ５１内に負圧を発生させることによって、当該培養液８１を吸い上げる。その後、ピペッタ５１の先端を回収用容器９０の内部に配置し、ピペッタ５１内を復圧させることにより、ピペッタ５１内の培養液８１を回収用容器９０内に排出する。これにより、回収用容器９０内に、剥離された細胞塊８３を含む培養液８１が回収される。

【0069】

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

【0070】

図１２は、一変形例に係る培養容器９Ａの斜視図である。図１２の培養容器９Ａは、複数の窪部９４Ａを有するウェルプレートである。複数の窪部９４は、それぞれ、培養容器９Ａの上面から下方へ向けて凹んでいる。各窪部９４Ａ内には、培養液８１Ａとともに、観察対象となる細胞塊８３Ａが収容される。このような培養容器９Ａにおいても、各窪部９４の底部９１Ａに、複数の足場材料を配置することができる。培養液８１Ａ中の細胞塊８３Ａは、足場材料に対して接着する。そして、上記の実施形態と同様の細胞剥離装置において、上記の実施形態と同様の細胞剥離処理を行うことができる。

【0071】

図１３は、他の変形例に係る培養容器９Ｂを用いた、レーザ光照射工程の様子を示した図である。図１４は、図１３のレーザ光照射工程の後に行われる衝撃波照射工程の様子を示した図である。図１３および図１４の例では、培養容器９Ｂの底部９１Ｂの上面全体に、足場材料９３Ｂが形成されている。

【0072】

図１３および図１４の例では、足場材料９３Ｂのうち、剥離対象とする細胞塊８３Ｂと上下に重なる部分のみに、レーザ光が照射される。これにより、足場材料９３Ｂのうち、細胞塊８３Ｂと接着している部分が硬化する。その後、図１４のように、衝撃波を照射することにより、足場材料９３Ｂのうち、硬化した部分のみが破砕される。その結果、剥離対象の細胞塊８３Ｂのみが、培養容器９Ｂから剥離されて、培養液８１Ｂ中に浮遊する。

【0073】

図１５は、他の変形例に係る培養容器９Ｃの上面図である。図１６は、内部に培養液８１Ｃおよび細胞塊８３Ｃが収容された培養容器９Ｃの部分断面図である。この培養容器９Ｃは、底部９１Ｃの上面に複数の凹部９１１Ｃを有する。これにより、図１５のように、底部９１Ｃの上面が格子状となっている。そして、各凹部９１１Ｃの内部に足場材料９３Ｃが充填されている。底部９１Ｃの上面と、足場材料９３Ｃの上面とは、略一定の高さに揃えられている。

【0074】

この培養容器９Ｃでは、底部９１Ｃの上面のうち、足場材料９３以外の部分には、疎水コーティングが施されている。このため、図１６のように、細胞塊８３Ｃは、足場材料９３Ｃの上面のみに接着する。したがって、レーザ光および衝撃波の照射により、一部の足場材料９３Ｃを粉砕することによって、当該足場材料９３に接着していた細胞塊８３Ｃのみを、培養容器９Ｃから剥離することができる。

【0075】

また、上記の実施形態の細胞剥離装置では、熱照射部として、レーザ光照射部が用いられていた。しかしながら、本発明の熱照射部は、レーザ光照射部に限らず、培養容器の底部を局所的に加熱できるものであればよい。例えば、熱照射部は、ハロゲンランプの光を集光して、培養容器の底部に照射する機構であってもよい。

【0076】

また、上記の実施形態の細胞剥離装置は、画像取得部を有していた。しかしながら、本発明の細胞剥離装置は、画像取得部を有していなくてもよい。例えば、細胞剥離装置は、他の装置から細胞塊の位置を示す情報を取得し、当該情報に基づいて、培養容器にレーザ光を照射するものであってもよい。また、上記の実施形態の細胞剥離装置は、回収部を有していたが、本発明の細胞剥離装置は、回収部を有していなくてもよい。

【0077】

また、上記の実施形態では、衝撃波照射部は、培養容器の底部の中央の下方から、衝撃波を照射していた。しかしながら、衝撃波照射部は、他の位置から衝撃波を照射してもよい。例えば、硬化した複数の足場材料の各々の下方位置から、各足場材料に対して、個別に衝撃波を照射してもよい。また、衝撃波照射部は、培養容器に振動子を直接接触させて、培養容器に衝撃波を伝えるものであってもよい。

【0078】

また、足場材料の形状は、上記の実施形態や変形例に登場した形状以外の形状（例えば格子状）であってもよい。

【0079】

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 細胞剥離装置
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 培養容器
１０ 制御部
２０ 容器保持部
２１ 培養容器移動機構
３０ 画像取得部
３１ 光照射部
３２ 撮像部
４０ 剥離部
４１ レーザ光照射部
４２ 衝撃波照射部
５０ 回収部
８１，８１Ａ，８１Ｃ 培養液
８２ 細胞
８３，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ 細胞塊
９１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ 底部
９３，９３Ｂ，９３Ｃ 足場材料
９４Ａ 窪部
９１１Ｃ 凹部
９１２Ｃ ベース部
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】