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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024011130
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法
(51)【国際特許分類】
C12M 1/02 20060101AFI20240118BHJP
C12M 3/00 20060101ALI20240118BHJP
C12M 1/00 20060101ALI20240118BHJP
C12N 5/071 20100101ALI20240118BHJP
C12N 5/10 20060101ALN20240118BHJP
【ＦＩ】
C12M1/02 A
C12M3/00 Z
C12M1/00 A
C12N5/071
C12N5/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022112884
(22)【出願日】2022-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】000003768
【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100154184
【弁理士】
【氏名又は名称】生富 成一
(74)【代理人】
【識別番号】100105795
【弁理士】
【氏名又は名称】名塚 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100187377
【弁理士】
【氏名又は名称】芳野 理之
(72)【発明者】
【氏名】小関 修
(72)【発明者】
【氏名】田中 郷史
(72)【発明者】
【氏名】戸谷 貴彦
(72)【発明者】
【氏名】西山 喬晴
【テーマコード（参考）】
4B029
4B065
【Ｆターム（参考）】
4B029AA02
4B029AA11
4B029AA27
4B029BB11
4B029CC01
4B029DB19
4B029DF10
4B029DG06
4B029GA08
4B029GB09
4B029GB10
4B065AA93X
4B065AB01
4B065AC20
4B065BA02
4B065BC08
4B065CA44
4B065CA46
(57)【要約】
【課題】 接着細胞を袋状の培養容器により培養する場合において、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることの可能な細胞培養装置を提供する。
【解決手段】 軟包材からなる袋状の培養容器１０を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置２０であって、培養容器１０を載置する架台２１と、架台２１に載置される培養容器１０を架台２１に対して押圧する押圧部材２４と、押圧部材２４に衝撃を付与する衝撃付与機構２５とを有し、押圧部材２４が架台２１に対して傾斜可能に備えられ、内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に挟持された状態で、衝撃付与機構２５が押圧部材２４の端部に衝撃を付与する。内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態における培養容器１０内の液厚を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【選択図】 図４
【解決手段】 軟包材からなる袋状の培養容器１０を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置２０であって、培養容器１０を載置する架台２１と、架台２１に載置される培養容器１０を架台２１に対して押圧する押圧部材２４と、押圧部材２４に衝撃を付与する衝撃付与機構２５とを有し、押圧部材２４が架台２１に対して傾斜可能に備えられ、内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に挟持された状態で、衝撃付与機構２５が押圧部材２４の端部に衝撃を付与する。内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態における培養容器１０内の液厚を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軟包材からなる袋状の培養容器を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置であって、
前記培養容器を載置する架台と、前記架台に載置される前記培養容器を前記架台に対して押圧する押圧部材と、前記押圧部材に衝撃を付与する衝撃付与機構と、を有し、
前記押圧部材が前記架台に対して傾斜可能に備えられ、
内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、前記衝撃付与機構が前記押圧部材の端部に衝撃を付与する
ことを特徴とする細胞培養装置。
前記培養容器を載置する架台と、前記架台に載置される前記培養容器を前記架台に対して押圧する押圧部材と、前記押圧部材に衝撃を付与する衝撃付与機構と、を有し、
前記押圧部材が前記架台に対して傾斜可能に備えられ、
内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、前記衝撃付与機構が前記押圧部材の端部に衝撃を付与する
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項2】
２つの前記衝撃付与機構が、前記押圧部材の相対する端部にそれぞれ衝撃を付与するように備えられ、
内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、２つの前記衝撃付与機構が前記押圧部材の相対する端部に交互に衝撃を付与する
ことを特徴とする請求項１記載の細胞培養装置。
内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、２つの前記衝撃付与機構が前記押圧部材の相対する端部に交互に衝撃を付与する
ことを特徴とする請求項１記載の細胞培養装置。
【請求項3】
内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に平行に挟持された状態における前記培養容器内の液厚が１０ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項１又は２記載の細胞培養装置。
【請求項4】
前記押圧部材が前記架台に対して傾斜した状態で、前記衝撃付与機構による衝撃の付与を停止可能であることを特徴とする１又は２記載の細胞培養装置。
【請求項5】
前記衝撃付与機構として、カム、ソレノイドシリンダ、エアシリンダ、又は直動系アクチュエータを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の細胞培養装置。
【請求項6】
前記細胞が、接着細胞であることを特徴とする請求項１又は２記載の細胞培養装置。
【請求項7】
請求項１又は２記載の細胞培養装置を複数備え、それぞれの細胞培養装置に載置された前記培養容器がポートを介して並列して連通されたことを特徴とする細胞培養システム。
【請求項8】
請求項１又は２記載の細胞培養装置を用いる細胞培養方法であって、
前記培養容器に接着細胞と培地を充填して細胞培養を行い、
前記培養容器を前記架台と前記押圧部材の間に挟持した状態で、前記衝撃付与機構により前記押圧部材の端部に衝撃を付与して、前記培養容器から前記接着細胞を剥離する
ことを特徴とする細胞培養方法。
前記培養容器に接着細胞と培地を充填して細胞培養を行い、
前記培養容器を前記架台と前記押圧部材の間に挟持した状態で、前記衝撃付与機構により前記押圧部材の端部に衝撃を付与して、前記培養容器から前記接着細胞を剥離する
ことを特徴とする細胞培養方法。
【請求項9】
前記衝撃付与機構により前記押圧部材の端部に衝撃を付与して、前記培養容器から前記接着細胞を剥離すると共に、細胞塊をシングルセルに分解することを特徴とする請求項８記載の細胞培養方法。
【請求項10】
前記培養容器を、細胞の継代培養、又は細胞の分化誘導に用いることを特徴とする請求項８記載の細胞培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、細胞培養技術に関し、特に接着細胞を袋状の培養容器により培養する細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞や組織などを人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。
このような状況において、軟包材からなる袋状の培養容器を用いて、細胞を閉鎖系で大量培養することが行われている。
このような状況において、軟包材からなる袋状の培養容器を用いて、細胞を閉鎖系で大量培養することが行われている。
【0003】
ところで、接着細胞を袋状の培養容器により培養する場合、細胞が増加するにしたがって、細胞が接着可能な培養面のスペースが次第になくなり、細胞の増殖効率が低下してしまう。
このため、増殖効率が低下する前に細胞を回収して、継代培養を行うことが必要であった。
具体的には、細胞を培養面から剥離してシングルセル（単個細胞）にし、これらを新たな培養容器に播種して、次に第二世代目の培養、さらに第三世代目の培養といったように細胞を繰り返し培養することが必要であった。
このため、増殖効率が低下する前に細胞を回収して、継代培養を行うことが必要であった。
具体的には、細胞を培養面から剥離してシングルセル（単個細胞）にし、これらを新たな培養容器に播種して、次に第二世代目の培養、さらに第三世代目の培養といったように細胞を繰り返し培養することが必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６６０１７１３号公報
【特許文献2】特許第４２２５９２４号公報
【特許文献3】特開２０１８－１９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、細胞の継代培養などを行う場合において、細胞を培養面から剥離してシングルセルにすることは、容易ではないという問題があった。
すなわち、接着細胞は、培養面に接着しているだけでなく、隣り合う細胞同士でも接着している。
すなわち、接着細胞は、培養面に接着しているだけでなく、隣り合う細胞同士でも接着している。
【0006】
このため、その細胞塊をバラバラに崩壊させることは簡単には行うことができず、例えばセルスクレーパーなどを用いて細胞を培養面から剥離してシングルセルにしようとすると、細胞が強く押圧されたり、あるいは培養面の接着タンパクと細胞表面のタンパクが強引に切り離されたりして損傷し、死細胞が増えることが多くあった。
【0007】
一方、剥離液を用いて細胞を剥離することも一般的に行われているが、細胞を長時間剥離液に浸漬すると、細胞はダメージを受ける。
そこで、剥離液を添加後、適切な時間のみ浸漬した後に、手作業で培養容器を外側から叩くといった物理的な負荷を加えることにより、細胞を培養面から剥離し、さらに隣同士で接着している細胞を引き剥がしてシングルセルにすることが行われていた。
そこで、剥離液を添加後、適切な時間のみ浸漬した後に、手作業で培養容器を外側から叩くといった物理的な負荷を加えることにより、細胞を培養面から剥離し、さらに隣同士で接着している細胞を引き剥がしてシングルセルにすることが行われていた。
【0008】
しかしながら、このような方法は、細胞を自動的に大量培養する場合には、適していなかった。
そこで、本発明者らは鋭意研究して、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることが可能な細胞培養装置を開発することに成功して本発明を完成させた。
そこで、本発明者らは鋭意研究して、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることが可能な細胞培養装置を開発することに成功して本発明を完成させた。
【0009】
具体的には、細胞培養装置において、内容液が充填された袋状の培養容器を押圧して容器内の液厚を小さくすることの可能な押圧部材を備えると共に、押圧部材に衝撃を加えて押圧部材を繰り返し傾斜動作させる衝撃付与機構を備えることにより、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることを可能とした。
【0010】
ここで、特許文献１には、袋状の培養容器の内面の少なくとも一部が接触するまで剥離液を排出した状態で培地を充填して細胞を剥離し、チューブポンプで細胞塊を崩壊させることが記載されている。
しかしながら、この方法では剥離液を排出した後に適切に洗浄工程を行うことができないという問題があった。また、袋状の培養容器を押圧するための手段が備えられていないため、仮に洗浄工程を実施するとしても、そのままでは培養容器内を十分に洗浄できないという問題もあった。
しかしながら、この方法では剥離液を排出した後に適切に洗浄工程を行うことができないという問題があった。また、袋状の培養容器を押圧するための手段が備えられていないため、仮に洗浄工程を実施するとしても、そのままでは培養容器内を十分に洗浄できないという問題もあった。
【0011】
また、特許文献２には、接着細胞の継代培養を行う自動継代培養装置が開示されている。しかし、これは袋状の培養容器に用いることが可能なものではなかった。また、特殊なフィルタ材が必要となるものであった。
【0012】
さらに、特許文献３には、袋状の培養容器内の内容液を撹拌することが可能な細胞培養装置が開示されている。しかし、この細胞培養装置は、単核球などの浮遊系細胞を培養するためのものであり、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることを可能とするものではなかった。
【0013】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接着細胞を袋状の培養容器により培養する場合において、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることの可能な細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記目的を達成するため、本発明の細胞培養装置は、軟包材からなる袋状の培養容器を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置であって、前記培養容器を載置する架台と、前記架台に載置される前記培養容器を前記架台に対して押圧する押圧部材と、前記押圧部材に衝撃を付与する衝撃付与機構とを有し、前記押圧部材が前記架台に対して傾斜可能に備えられ、内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、前記衝撃付与機構が前記押圧部材の端部に衝撃を付与する構成としてある。
【0015】
また、本発明の細胞培養装置を、２つの前記衝撃付与機構が、前記押圧部材の相対する端部にそれぞれ衝撃を付与するように備えられ、内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に挟持された状態で、２つの前記衝撃付与機構が前記押圧部材の相対する端部に交互に衝撃を付与する構成とすることが好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に平行に挟持された状態における前記培養容器内の液厚が１０ｍｍ以下である構成とすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、前記押圧部材が前記架台に対して傾斜した状態で、前記衝撃付与機構による衝撃の付与を停止可能である構成とすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、内容液が充填された前記培養容器が前記架台と前記押圧部材の間に平行に挟持された状態における前記培養容器内の液厚が１０ｍｍ以下である構成とすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、前記押圧部材が前記架台に対して傾斜した状態で、前記衝撃付与機構による衝撃の付与を停止可能である構成とすることも好ましい。
【0016】
また、本発明の細胞培養装置を、前記衝撃付与機構として、カム、ソレノイドシリンダ、エアシリンダ、又は直動系アクチュエータを用いる構成とすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、前記細胞が、接着細胞である構成とすることも好ましい。
さらに、本実施形態の細胞培養装置を、上記の細胞培養装置における各構成を様々に組み合わせたものとすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養装置を、前記細胞が、接着細胞である構成とすることも好ましい。
さらに、本実施形態の細胞培養装置を、上記の細胞培養装置における各構成を様々に組み合わせたものとすることも好ましい。
【0017】
また、本発明の細胞培養システムは、上記のいずれかの細胞培養装置を複数備え、それぞれの細胞培養装置に載置された前記培養容器がポートを介して並列して連通された構成としてある。
【0018】
また、本発明の細胞培養方法は、上記のいずれかの細胞培養装置を用いる細胞培養方法であって、前記培養容器に接着細胞と培地を充填して細胞培養を行い、前記培養容器を前記架台と前記押圧部材の間に挟持した状態で、前記衝撃付与機構により前記押圧部材の端部に衝撃を付与して、前記培養容器から前記接着細胞を剥離する方法としてある。
【0019】
また、本発明の細胞培養方法を、前記衝撃付与機構により前記押圧部材の端部に衝撃を付与して、前記培養容器から前記接着細胞を剥離すると共に、細胞塊をシングルセルに分解する方法とすることが好ましい。
また、本発明の細胞培養方法を、前記培養容器を、細胞の継代培養、又は細胞の分化誘導に用いる方法とすることも好ましい。
また、本発明の細胞培養方法を、前記培養容器を、細胞の継代培養、又は細胞の分化誘導に用いる方法とすることも好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、接着細胞を袋状の培養容器により培養する場合において、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることの可能な細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施形態に係る細胞培養装置において用いられる袋状の培養容器の平面図と正面図を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る細胞培養装置の平面図と正面図を示す模式図である。
【図3】本発明の実施形態に係る衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）を備えた細胞培養装置の平面図と正面図を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態に係る衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）の動作を示す模式図である。
【図5】本発明の実施形態に係る衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）を備えた細胞培養装置とその制御装置の構成を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態に係る衝撃付与機構（カム型）を備えた細胞培養装置の正面図を示す模式図である。
【図7】本発明の実施形態に係る細胞培養装置における袋状の培養容器を並列して連通して備えた細胞培養システムの構成を示す模式図である。
【図8】本発明の実施形態に係る細胞培養装置における袋状の培養容器を直列して連通して備えた細胞培養システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態及び後述する実施例の具体的な内容に限定されるものではない。
【0023】
［細胞培養装置］
本実施形態の細胞培養装置は、軟包材からなる袋状の培養容器を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置であって、培養容器を載置する架台と、架台に載置される培養容器を架台に対して押圧する押圧部材と、押圧部材に衝撃を付与する衝撃付与機構とを有し、押圧部材が架台に対して傾斜可能に備えられ、内容液が充填された培養容器が架台と押圧部材の間に挟持された状態で、衝撃付与機構が押圧部材の端部に衝撃を付与することを特徴とする。
本実施形態の細胞培養装置は、軟包材からなる袋状の培養容器を用いて細胞の培養を行う細胞培養装置であって、培養容器を載置する架台と、架台に載置される培養容器を架台に対して押圧する押圧部材と、押圧部材に衝撃を付与する衝撃付与機構とを有し、押圧部材が架台に対して傾斜可能に備えられ、内容液が充填された培養容器が架台と押圧部材の間に挟持された状態で、衝撃付与機構が押圧部材の端部に衝撃を付与することを特徴とする。
【0024】
また、本実施形態の細胞培養装置を、２つの衝撃付与機構が、押圧部材の相対する端部にそれぞれ衝撃を付与するように備えられ、内容液が充填された培養容器が架台と押圧部材の間に挟持された状態で、２つの衝撃付与機構が押圧部材の相対する端部に交互に衝撃を付与するものとすることが好ましい。
【0025】
まず、図１を参照して、本実施形態の細胞培養装置において用いられる袋状の培養容器について説明する。図１は、本実施形態の細胞培養装置において用いられる袋状の培養容器の平面図と正面図を示す模式図である。
図１に示すように、本実施形態の細胞培養装置において用いられる袋状の培養容器１０は、２枚のフィルムの周縁部をヒートシールなどによって貼り合わせ、内部に接着細胞を接着させて培養するための培養面１１を有する培養室が形成されている。
図１に示すように、本実施形態の細胞培養装置において用いられる袋状の培養容器１０は、２枚のフィルムの周縁部をヒートシールなどによって貼り合わせ、内部に接着細胞を接着させて培養するための培養面１１を有する培養室が形成されている。
【0026】
また、培養容器１０は、内容液の注入や排出を行うためのポート１２が備えられている。図１の例ではポート１２が２つ備えられているが、その個数は特に限定されず、１つでも３つ以上であってもよい。
ポート１２にはチューブが接続され、チューブに配設されたポンプなどの送液手段により、ポート１２を介して培養容器１０への内容液の供給や培養容器１０からの内容液の排出が行われる。
ポート１２にはチューブが接続され、チューブに配設されたポンプなどの送液手段により、ポート１２を介して培養容器１０への内容液の供給や培養容器１０からの内容液の排出が行われる。
【0027】
また、図１において、培養容器１０の培養室の周縁領域に外側向きに張り出した膨出形状が形成されている。これにより、後述するように培養容器１０の上面に対し、押圧部材を用いて衝撃を与え易くなっている。
なお、培養容器１０の形状は、これに限定されず、膨出形状を備えていないものであってもよい。
なお、培養容器１０の形状は、これに限定されず、膨出形状を備えていないものであってもよい。
【0028】
培養容器１０の材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。その他用いることができる材料として、ポリメチルペンテン、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエステル、ポリアミド、アイオノマー、エチレン-αオレフィン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸メチル共重合体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリジメチルシロキサン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリブタジエン樹脂、塩化ポリエチレンなどが挙げられる。また、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ナイロン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーも用いることができる。また、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの熱硬化性エラストマーや、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化性ポリイミドなどの熱硬化性樹脂も用いることができる。
【0029】
また、ポート１２の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン系エラストマー、ＦＥＰ（パーフルオロエチレンプロペンコポリマー）などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
培養容器１０に充填される内容液としては、特に限定されないが、細胞増殖用培地、分化誘導用培地、洗浄液、剥離液、細胞懸濁液などが使用される。
培養容器１０に充填される内容液としては、特に限定されないが、細胞増殖用培地、分化誘導用培地、洗浄液、剥離液、細胞懸濁液などが使用される。
【0030】
次に、図２を参照して、本実施形態の細胞培養装置について説明する。図２は、本実施形態の細胞培養装置の平面図と正面図を示す模式図である。
図２に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０は、培養容器１０を載置する架台２１を備えている。また、架台２１の端部には、天板部２３を支持する天板支持部２２が立設して備えられている。
図２に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０は、培養容器１０を載置する架台２１を備えている。また、架台２１の端部には、天板部２３を支持する天板支持部２２が立設して備えられている。
【0031】
天板部２３の下面側の四隅にはマグネット２３１が備えられると共に、ガイドピン２３２が取り付けられている。
また、天板部２３には、培養容器１０内の液厚を検出する測長センサ２３３が備えられている。
また、天板部２３には、培養容器１０内の液厚を検出する測長センサ２３３が備えられている。
【0032】
また、本実施形態の細胞培養装置２０には、培養容器１０を架台２１に対して押圧する押圧部材２４が備えられている。
押圧部材２４の上面側の四隅には天板部２３のマグネット２３１に対面するようにマグネット２４１が備えられている。マグネット２３１とマグネット２４１が互いに反発し合うことで、押圧部材２４が培養容器１０を架台２１に対して押圧できるようになっている。
なお、押圧部材２４により培養容器１０を押圧する手段は、これに限定されるものではなく、バネなどの付勢手段を用いたり、あるいは押圧部材２４の自重により培養容器１０を押圧する構成としてもよい。
押圧部材２４の上面側の四隅には天板部２３のマグネット２３１に対面するようにマグネット２４１が備えられている。マグネット２３１とマグネット２４１が互いに反発し合うことで、押圧部材２４が培養容器１０を架台２１に対して押圧できるようになっている。
なお、押圧部材２４により培養容器１０を押圧する手段は、これに限定されるものではなく、バネなどの付勢手段を用いたり、あるいは押圧部材２４の自重により培養容器１０を押圧する構成としてもよい。
【0033】
また、押圧部材２４の四隅には、天板部２３のガイドピン２３２を移動可能に挿入するためのガイド孔２４２（貫通孔）が形成されており、ガイドピン２３２に沿って押圧部材２４が上下に移動可能になっている。
さらに、このガイド孔２４２の直径をガイドピン２３２の直径に対して幅広に設定することにより、後述するように押圧部材２４を架台２１に対して傾斜可能として、培養容器１０に衝撃を付与することができるようになっている。
さらに、このガイド孔２４２の直径をガイドピン２３２の直径に対して幅広に設定することにより、後述するように押圧部材２４を架台２１に対して傾斜可能として、培養容器１０に衝撃を付与することができるようになっている。
【0034】
また、押圧部材２４の上面側において、天板部２３の測長センサ２３３に対面するように金属部材２４３が備えられている。測長センサ２３３がこの金属部材２４３までの距離を測定し、その測定結果にもとづいて、測長センサ２３３に接続される制御装置により培養容器１０の液厚を算出できるようになっている。
また、押圧部材２４には、培養容器１０に接する押圧板２４４が備えられている。
また、押圧部材２４には、培養容器１０に接する押圧板２４４が備えられている。
【0035】
次に、図３を参照して、本実施形態の細胞培養装置における衝撃付与機構について説明する。図３は、衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）を備えた細胞培養装置の平面図と正面図を示す模式図である。
図３に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０は、衝撃付与機構２５をさらに備えている。
この衝撃付与機構２５は、ソレノイドシリンダを用いて構成されており、ロッド２５１が備えられ、ブラケット２５２を介して天板部２３に固定されている。
図３に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０は、衝撃付与機構２５をさらに備えている。
この衝撃付与機構２５は、ソレノイドシリンダを用いて構成されており、ロッド２５１が備えられ、ブラケット２５２を介して天板部２３に固定されている。
【0036】
そして、衝撃付与機構２５は、ロッド２５１により押圧部材２４を打撃することで、押圧部材２４を架台２１に対して傾斜させることができる。これにより、押圧部材２４と架台２１に挟持されて押圧された培養容器１０に激しい衝撃を与えることができ、培養容器１０の培養面１１から接着細胞を剥離してバラバラにし、シングルセルにすることが可能になっている。
【0037】
図３において、衝撃付与機構２５が２つ設けられているが、いずれか一方のみとすることもできる。
また、本実施形態の細胞培養装置において衝撃付与機構２５を２つ設ける場合は、図４に示すように、押圧部材２４の相対する端部領域に対して、交互に衝撃を付与することが好ましい。
このようにすれば、培養容器１０により激しい衝撃を与えることができるため、接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
また、本実施形態の細胞培養装置において衝撃付与機構２５を２つ設ける場合は、図４に示すように、押圧部材２４の相対する端部領域に対して、交互に衝撃を付与することが好ましい。
このようにすれば、培養容器１０により激しい衝撃を与えることができるため、接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
【0038】
また、衝撃付与機構２５による衝撃は、衝撃付与機構２５をＯＮにする（ロッド２５１により押圧部材２４を打撃する）タイミングで付与する構成とするほか、衝撃付与機構２５をＯＮにして押圧部材２４を架台２１に対して傾斜させた後、ＯＦＦにする（ロッド２５１を押圧部材２４から引く）タイミングで付与する構成とすることもできる。
【0039】
また、図示しないが、本実施形態の細胞培養装置２０において、押圧部材２４を２つのポート側にそれぞれ備え、各押圧部材２４に衝撃付与機構２５を２つずつ設けるようにすることも好ましい。このとき、各押圧部材２４を架台２１に対して傾斜可能にするために、２つの押圧部材２４間に隙間を形成することが好ましい。
【0040】
本実施形態の細胞培養装置２０をこのような構成にすれば、培養容器１０に対して、左右の２つの押圧部材２４を用いて衝撃を付与できるため、接着細胞をさらに効率的に剥離してシングルセルにすることが可能となる。特に、このような構成によれば、培養容器１０の中央付近に存在する接着細胞に対しても、より一層効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。また、このような構成を後述するその他の衝撃付与機構を備える場合に適用することも可能である。
【0041】
なお、本実施形態の細胞培養装置において、培養容器１０を押圧部材２４により下側から押圧する構成として、衝撃付与機構２５により培養容器１０に対して下面側から衝撃を付与することも可能である。
【0042】
次に、図５を参照して、本実施形態の細胞培養装置の制御機構について説明する。図５は、本実施形態の細胞培養装置とその制御装置の構成を示す模式図である。
図５に示すように、制御装置３０（制御ユニット）は、入出力部３１、制御部３２、操作部３３、及び電源部３４を有するものとすることができる。
図５に示すように、制御装置３０（制御ユニット）は、入出力部３１、制御部３２、操作部３３、及び電源部３４を有するものとすることができる。
【0043】
入出力部３１は、細胞培養装置２０における測長センサ２３１と、衝撃付与機構２５に接続されている。そして、測長センサ２３１からの入力情報を制御部３２に出力する。また、制御部３２からの入力情報を衝撃付与機構２５に出力する。
制御部３２は、ＰＬＣ（programmable logic controller，プログラマブルロジックコントローラ）などにより構成され、所望の制御内容を予めプログラミングして記憶させ、これにもとづいて各部の動作を制御することができる。
制御部３２は、ＰＬＣ（programmable logic controller，プログラマブルロジックコントローラ）などにより構成され、所望の制御内容を予めプログラミングして記憶させ、これにもとづいて各部の動作を制御することができる。
【0044】
すなわち、制御部３２は、衝撃付与機構２５を制御するための情報を所定のタイミングで入出力部３１を介して衝撃付与機構２５に送信して、その動作を制御することができる。
また、制御部３２は、測長センサ２３１ａからの入力情報にもとづき培養容器１０内の液厚を算出することができる。
また、制御部３２は、測長センサ２３１ａからの入力情報にもとづき培養容器１０内の液厚を算出することができる。
【0045】
操作部３３は、タッチパネルなどの表示部を備え、ユーザによる入力情報を制御部３２に送信してＰＬＣの設定などを実行する。また、制御部３２からの入力情報を表示する。
電源部３４（安定化電源など）は、制御装置３０内の各部に電気を供給する。
また、図示しないが、制御装置３０において、さらに継電部（リレー）や配線遮断部（ブレーカー）を備えた構成とすることができる。また、制御装置３０における制御部３２や操作部３３などの一部又は全部の構成をマイコンやコンピュータなどの情報処理装置により実現してもよい。
電源部３４（安定化電源など）は、制御装置３０内の各部に電気を供給する。
また、図示しないが、制御装置３０において、さらに継電部（リレー）や配線遮断部（ブレーカー）を備えた構成とすることができる。また、制御装置３０における制御部３２や操作部３３などの一部又は全部の構成をマイコンやコンピュータなどの情報処理装置により実現してもよい。
【0046】
次に、図６を参照して、その他の衝撃付与機構を備えた本実施形態の細胞培養装置について説明する。図６は、衝撃付与機構（カム型）を備えた細胞培養装置の正面図を示す模式図である。
図６に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０’において、カムを用いて構成された衝撃付与機構２６を備えることも好ましい。
図６に示すように、本実施形態の細胞培養装置２０’において、カムを用いて構成された衝撃付与機構２６を備えることも好ましい。
【0047】
衝撃付与機構２６は、回転軸２６１にカム２６２が取り付けられており、回転軸２６１をモータ２６３により回転させることで、カム２６２が押圧部材２４に対して衝撃を与えることが可能になっている。モータ２６３は、架台２１’に立設された支持部２６４により支持されている。なお、図６において、図３に示す本実施形態の細胞培養装置２０と同様の構成には同じ符号が示されている。
【0048】
また、図６において、カム２６２は２つ備えられているが、いずれか一方のみとしてもよい。
また、本実施形態の細胞培養装置２０においてカム２６２を２つ備える場合は、押圧部材２４の相対する端部領域に対して交互に衝撃を付与することができ、接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
また、本実施形態の細胞培養装置２０においてカム２６２を２つ備える場合は、押圧部材２４の相対する端部領域に対して交互に衝撃を付与することができ、接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
【0049】
さらに、本実施形態の細胞培養装置における衝撃付与機構は、ソレノイドシリンダやカムを用いるものに限定されず、例えばエアシリンダやモータ動作によりシャフトの伸縮が可能な直動系アクチュエータなどその他の機構で構成することも可能であることは勿論である。
また、図５に示すソレノイドシリンダ型の衝撃付与機構２５を備えた細胞培養装置２０と同様に、カム型やその他の衝撃付与機構を備えた細胞培養装置についても、制御装置３０によって、押圧部材２４に対する衝撃を制御することが可能である。
また、図５に示すソレノイドシリンダ型の衝撃付与機構２５を備えた細胞培養装置２０と同様に、カム型やその他の衝撃付与機構を備えた細胞培養装置についても、制御装置３０によって、押圧部材２４に対する衝撃を制御することが可能である。
【0050】
次に、本実施形態の細胞培養装置２０における培養容器１０の液厚について説明する。
本実施形態の細胞培養装置２０において、内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態で、培養容器１０内の液厚を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
すなわち、このように培養容器１０内の液厚が１０ｍｍ以下となるように押圧部材２４によって培養容器１０を押圧した状態で培養容器１０に衝撃を与えることで、培養面１１から接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
本実施形態の細胞培養装置２０において、内容液が充填された培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態で、培養容器１０内の液厚を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
すなわち、このように培養容器１０内の液厚が１０ｍｍ以下となるように押圧部材２４によって培養容器１０を押圧した状態で培養容器１０に衝撃を与えることで、培養面１１から接着細胞をより効率的に剥離してシングルセルにすることが可能である。
【0051】
ここで、本実施形態の細胞培養装置において、培養容器１０内の液厚が大きくなるにつれて、培養面１１から接着細胞を剥離することが難しくなる。
また、本実施形態の細胞培養装置は、衝撃付与機構２５や衝撃付与機構２６によって押圧部材２４の端部領域に対して衝撃を付与する構成であるところ、押圧部材２４を架台２１に対して傾斜させても、培養容器１０内の中央領域の液厚はあまり変化することがない。そのため、培養容器１０内の中央領域に対しては、衝撃を付与し難い。
また、本実施形態の細胞培養装置は、衝撃付与機構２５や衝撃付与機構２６によって押圧部材２４の端部領域に対して衝撃を付与する構成であるところ、押圧部材２４を架台２１に対して傾斜させても、培養容器１０内の中央領域の液厚はあまり変化することがない。そのため、培養容器１０内の中央領域に対しては、衝撃を付与し難い。
【0052】
しかしながら、上記のとおり、本実施形態の細胞培養装置において、培養容器１０が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態で培養容器１０内の液厚を１０ｍｍ以下とし、この状態から押圧部材２４の端部領域に対して衝撃を付与することにより、効率的に培養面１１から接着細胞を剥離してシングルセルにすることが可能である。
また、このとき、培養容器１０内の液厚を５ｍｍ以下とすることがより好ましく、同液厚を２ｍｍ以下とすることがさらに好ましく、液厚を１ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
また、このとき、培養容器１０内の液厚を５ｍｍ以下とすることがより好ましく、同液厚を２ｍｍ以下とすることがさらに好ましく、液厚を１ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
【0053】
また、本実施形態の細胞培養装置２０において、押圧部材２４が架台２１に対して傾斜した状態で、衝撃付与機構２５，２６による衝撃の付与を停止させることも好ましい。
この衝撃付与機構２５，２６による衝撃の付与の停止や衝撃の付与の開始は、衝撃付与機構２５，２６に接続された制御装置３０により行うことが可能である。
この衝撃付与機構２５，２６による衝撃の付与の停止や衝撃の付与の開始は、衝撃付与機構２５，２６に接続された制御装置３０により行うことが可能である。
【0054】
例えば、図４において、左側の衝撃付与機構２５をＯＮにしてロッド２５１を伸ばした状態にすると共に、右側の衝撃付与機構２５をＯＦＦにしてロッド２５１を引き込んだ状態にすることで、押圧部材２４が架台２１に対して右側が上方になるように傾斜した状態で、衝撃付与機構２５，２６による衝撃の付与を停止させることができる。
【0055】
本実施形態の細胞培養装置２０をこのような構成にすれば、押圧部材２４が架台２１に対して傾斜した状態のままにすることができるため、例えば培養容器１０内に内容液を注入する際に、チューブ内などの空気が培養容器１０に流入した場合に、その空気を培養容器１０内の一方のポート１２側に集めて除去し易くすることなどが可能となる。
【0056】
［細胞培養システム］
本実施形態の細胞培養システムは、上述した本実施形態の細胞培養装置２０を複数備え、それぞれの細胞培養装置２０に載置された培養容器１０がポート１２を介して並列して連通されたことを特徴とする。
具体的には、例えば図７に示すように、第一の細胞培養装置２０－１に第一の培養容器１０－１を載置し、第二の細胞培養装置２０－２に第二の培養容器１０－２を載置し、第三の細胞培養装置２０－３に第三の培養容器１０－３を載置して、各培養容器に備えられたポートをチューブを用いて並列に連通させた構成とすることが好ましい。また、各培養容器のポートに接続されたチューブには、それぞれポンプなどの送液手段を配設することが好ましい。
本実施形態の細胞培養システムは、上述した本実施形態の細胞培養装置２０を複数備え、それぞれの細胞培養装置２０に載置された培養容器１０がポート１２を介して並列して連通されたことを特徴とする。
具体的には、例えば図７に示すように、第一の細胞培養装置２０－１に第一の培養容器１０－１を載置し、第二の細胞培養装置２０－２に第二の培養容器１０－２を載置し、第三の細胞培養装置２０－３に第三の培養容器１０－３を載置して、各培養容器に備えられたポートをチューブを用いて並列に連通させた構成とすることが好ましい。また、各培養容器のポートに接続されたチューブには、それぞれポンプなどの送液手段を配設することが好ましい。
【0057】
また、図７においては、第一の培養容器１０－１と第二の培養容器１０－２と第三の培養容器１０－３として同サイズのものが示されているが、この順番に培養面積が大きなものとすることも好ましい。
【0058】
本実施形態の細胞培養システムには、培地Ａ容器４１と、培地Ｂ容器４２と、洗浄液容器４３と、剥離液容器４４とが備えられ、それぞれがバルブを介して、各培養容器１０に連通されている。また、廃液容器４５もバルブを介して、各培養容器１０に連通されている。
【0059】
また、本実施形態の細胞培養システムにおいて、上述した制御装置３０を備えることが好ましい。
そして、制御装置３０の入出力部３１を各ポンプとバルブに接続して、制御部３２からの情報にもとづいて、これらのポンプとバルブの動作を制御することが好ましい。
ポンプとしては、特に限定されないが、例えばチューブポンプなどを好適に用いることができる。また、バルブも特に限定されないが、例えばピンチバルブなどを好適に用いることができる。
そして、制御装置３０の入出力部３１を各ポンプとバルブに接続して、制御部３２からの情報にもとづいて、これらのポンプとバルブの動作を制御することが好ましい。
ポンプとしては、特に限定されないが、例えばチューブポンプなどを好適に用いることができる。また、バルブも特に限定されないが、例えばピンチバルブなどを好適に用いることができる。
【0060】
これにより、測長センサ２３１からの入力情報にもとづいて、ポンプとバルブの動作を制御することができ、内容液が充填された各培養容器が架台２１と押圧部材２４の間に平行に挟持された状態において培養容器内の液厚を一定に保った状態で、内容液を容器間で送液することなどが可能となる。
【0061】
このような本実施形態の細胞培養システムは、例えば以下のように使用することができる。
まず、第一の培養容器１０－１に対して培地Ａ容器４１から培地を供給すると共に、接着細胞を供給し、第一の培養容器１０－１の培養面１１－１において細胞を培養する。これによって、培養面１１－１に接着細胞の細胞塊が形成される。
次に、培養面１１－１から細胞を剥離するに先立って、第一の培養容器１０－１に対して洗浄液容器４３から洗浄液を供給すると共に、第一の培養容器１０－１から廃液容器４５に洗浄液を排出して、第一の培養容器１０－１内を洗浄する。
まず、第一の培養容器１０－１に対して培地Ａ容器４１から培地を供給すると共に、接着細胞を供給し、第一の培養容器１０－１の培養面１１－１において細胞を培養する。これによって、培養面１１－１に接着細胞の細胞塊が形成される。
次に、培養面１１－１から細胞を剥離するに先立って、第一の培養容器１０－１に対して洗浄液容器４３から洗浄液を供給すると共に、第一の培養容器１０－１から廃液容器４５に洗浄液を排出して、第一の培養容器１０－１内を洗浄する。
【0062】
次いで、第一の培養容器１０－１に対して剥離液容器４４から剥離液を供給して、３７℃で１０分間放置し、接着細胞が培養面から剥がれやすくした状態とする。
そして、第一の細胞培養装置２０－１における衝撃付与機構２５，２６を作動させて、培養容器１０－１内における接着細胞を培養面１１－１から剥離し、隣同士の細胞を分離して細胞塊をシングルセルに分解する。
そして、第一の細胞培養装置２０－１における衝撃付与機構２５，２６を作動させて、培養容器１０－１内における接着細胞を培養面１１－１から剥離し、隣同士の細胞を分離して細胞塊をシングルセルに分解する。
【0063】
次に、第一の培養容器１０－１内の細胞を第二の培養容器１０－２に移送して、同様の処理を実行する。
すなわち、第二の培養容器１０－２において培養された接着細胞を培養面１１－２から剥離してシングルセルに分解する（以下、これを単に剥離と称する場合がある。）。そして、第二の培養容器１０－２内の細胞を第三の培養容器１０－３に移送して、同様の処理を実行する。
すなわち、第二の培養容器１０－２において培養された接着細胞を培養面１１－２から剥離してシングルセルに分解する（以下、これを単に剥離と称する場合がある。）。そして、第二の培養容器１０－２内の細胞を第三の培養容器１０－３に移送して、同様の処理を実行する。
【0064】
次に、上述した細胞の剥離及びシングルセルへの分解の詳細な手順について、具体的に説明する。
（１）培地を充填した状態での細胞の剥離及びシングルセルへの分解
培養容器に培地を充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）リン酸緩衝生理食塩水により洗浄（以下、ＰＢＳ洗浄と称する。）→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）剥離液排出→（vii）ＰＢＳ洗浄→（viii）培地充填→（ix）衝撃付与により細胞剥離→（x）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（xi）第二の培養容器１０－２に培地追加
（１）培地を充填した状態での細胞の剥離及びシングルセルへの分解
培養容器に培地を充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）リン酸緩衝生理食塩水により洗浄（以下、ＰＢＳ洗浄と称する。）→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）剥離液排出→（vii）ＰＢＳ洗浄→（viii）培地充填→（ix）衝撃付与により細胞剥離→（x）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（xi）第二の培養容器１０－２に培地追加
【0065】
（２）ＰＢＳを充填した状態での細胞の剥離及びシングルセルへの分解
培養容器にＰＢＳを充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）ＰＢＳ洗浄→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）剥離液排出→（vii）ＰＢＳ充填→（viii）衝撃付与により細胞剥離→（ix）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（x）第二の培養容器１０－２に培地追加→（xi）数時間後に第二の培養容器１０－２で培地の全量交換
培養容器にＰＢＳを充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）ＰＢＳ洗浄→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）剥離液排出→（vii）ＰＢＳ充填→（viii）衝撃付与により細胞剥離→（ix）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（x）第二の培養容器１０－２に培地追加→（xi）数時間後に第二の培養容器１０－２で培地の全量交換
【0066】
（３）剥離液を充填した状態での細胞の剥離及びシングルセルへの分解
培養容器に剥離液を充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）ＰＢＳ洗浄→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）衝撃付与により細胞剥離→（vii）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（viii）第二の培養容器１０－２に培地追加→（ix）数時間後に第二の培養容器１０－２で培地の全量交換
培養容器に剥離液を充填した状態で接着細胞を以下の手順で剥離することができる。
（i）第一の培養容器１０－１で細胞培養→（ii）培地排出→（iii）ＰＢＳ洗浄→（iv）剥離液充填→（v）放置（37℃ 10分）→（vi）衝撃付与により細胞剥離→（vii）第二の培養容器１０－２に細胞移動→（viii）第二の培養容器１０－２に培地追加→（ix）数時間後に第二の培養容器１０－２で培地の全量交換
【0067】
さらに、本実施形態の細胞培養システムは、継代培養のみならず、細胞の分化誘導に用いることが可能である。
例えば、第一の培養容器１０－１でｉＰＳ細胞を接着培養して増殖させた後、培養面１１－１から剥離して第二の培養容器１０－２に移送して、分化誘導に必要な培地を培地Ｂ容器４２から供給して、第二の培養容器１０－２において細胞培養を行うことが可能である。また、必要に応じて、第二の培養容器１０－２から第三の培養容器１０－３に細胞を移送して、さらに分化誘導を行わせることが可能なことは言うまでもない。
例えば、第一の培養容器１０－１でｉＰＳ細胞を接着培養して増殖させた後、培養面１１－１から剥離して第二の培養容器１０－２に移送して、分化誘導に必要な培地を培地Ｂ容器４２から供給して、第二の培養容器１０－２において細胞培養を行うことが可能である。また、必要に応じて、第二の培養容器１０－２から第三の培養容器１０－３に細胞を移送して、さらに分化誘導を行わせることが可能なことは言うまでもない。
【0068】
また、本実施形態の細胞培養システムを、上述した本実施形態の細胞培養装置２０を複数備え、それぞれの細胞培養装置２０に載置された培養容器１０がポート１２を介して直列に連通された構成とすることもできる。
具体的には、例えば図８に示すように、第一の培養容器１０－１に第二の培養容器１０－２をポートを介して連通させ、第二の培養容器１０－２に第三の培養容器１０－３をポートを介して連通させると共に、それぞれの培養容器に培地Ａ容器４１と、培地Ｂ容器４２と、洗浄液容器４３と、剥離液容器４４と、廃液容器４５をバルブを介して連通させることもできる。
具体的には、例えば図８に示すように、第一の培養容器１０－１に第二の培養容器１０－２をポートを介して連通させ、第二の培養容器１０－２に第三の培養容器１０－３をポートを介して連通させると共に、それぞれの培養容器に培地Ａ容器４１と、培地Ｂ容器４２と、洗浄液容器４３と、剥離液容器４４と、廃液容器４５をバルブを介して連通させることもできる。
【0069】
ここで、本実施形態の細胞培養システムにおいて、培養容器間で細胞の移送を行う場合、培養容器内の液厚を一定にした状態で行うことが好ましい。このため、図８に示すように、培養容器がポートを介して直列に連通された場合には、各培養容器間にポンプが２個ずつ必要であり、また各所に開閉バルブが必要となっている。
【0070】
以上説明したように、本実施形態の細胞培養システムによれば、接着細胞を自動的に培養面から剥離してシングルセルにすることができ、効率的に継代培養や分化誘導を行うことが可能となっている。また、剥離液を培養容器に充填する前と排出した後の両方で培養容器内を自動的に洗浄することができるため、細胞の剥離を効率的に行うことができ、また次世代の継代培養や分化誘導を安全に行うことが可能になっている。
【0071】
なお、本実施形態の細胞培養システムにおいて、本実施形態の細胞培養装置に代えて、衝撃付与機構を備えていない細胞培養装置を用いて、各細胞培養装置に載置された培養容器がポートを介して並列して又は直列に連通された構成とすることもできる。
このような細胞培養システムは、例えば以下のように使用することができる。
このような細胞培養システムは、例えば以下のように使用することができる。
【0072】
まず、第一の培養容器１０－１に対して培地Ａ容器４１から培地を供給すると共に、接着細胞を供給し、第一の培養容器１０－１の培養面１１－１において細胞を培養する。これにより、培養面１１－１に接着細胞の細胞塊が形成される。
次に、培養面１１－１から細胞を剥離するに先立って、第一の培養容器１０－１に対して洗浄液容器４３から洗浄液を供給すると共に、第一の培養容器１０－１から廃液容器４５に洗浄液を排出して、第一の培養容器１０－１内を洗浄する。
次に、培養面１１－１から細胞を剥離するに先立って、第一の培養容器１０－１に対して洗浄液容器４３から洗浄液を供給すると共に、第一の培養容器１０－１から廃液容器４５に洗浄液を排出して、第一の培養容器１０－１内を洗浄する。
【0073】
次いで、第一の培養容器１０－１に対して剥離液容器４４から剥離液を供給して、３７℃で１０分間放置し、接着細胞が培養面から剥がれやすくした状態とする。
そして、第一の培養容器１０－１を外側から叩き、培養容器１０－１内における接着細胞を培養面１１－１から剥離し、隣同士の細胞を分離して細胞塊をシングルセルに分解する。
そして、第一の培養容器１０－１を外側から叩き、培養容器１０－１内における接着細胞を培養面１１－１から剥離し、隣同士の細胞を分離して細胞塊をシングルセルに分解する。
【0074】
次に、第一の培養容器１０－１内の細胞を第二の培養容器１０－２に移送して、同様の処理を実行する。
すなわち、第二の培養容器１０－２において培養された接着細胞を培養面１１－２から剥離してシングルセルに分解する。そして、第二の培養容器１０－２内の細胞を第三の培養容器１０－３に移送して、同様の処理を実行する。
このような細胞培養システムでは、接着細胞を培養面から手作業により剥離してシングルセルにし、継代培養や分化誘導を行うことが可能である。
すなわち、第二の培養容器１０－２において培養された接着細胞を培養面１１－２から剥離してシングルセルに分解する。そして、第二の培養容器１０－２内の細胞を第三の培養容器１０－３に移送して、同様の処理を実行する。
このような細胞培養システムでは、接着細胞を培養面から手作業により剥離してシングルセルにし、継代培養や分化誘導を行うことが可能である。
【0075】
［細胞培養方法］
本実施形態の細胞培養方法は、上述した本実施形態の細胞培養装置２０を用いる細胞培養方法であって、培養容器１０に接着細胞と培地を充填して細胞培養を行い、培養容器１０を架台２１と押圧部材２４の間に挟持した状態で、衝撃付与機構２５，２６により押圧部材２４の端部に衝撃を付与して、培養容器１０から接着細胞を剥離することを特徴とする。
本実施形態の細胞培養方法は、上述した本実施形態の細胞培養装置２０を用いる細胞培養方法であって、培養容器１０に接着細胞と培地を充填して細胞培養を行い、培養容器１０を架台２１と押圧部材２４の間に挟持した状態で、衝撃付与機構２５，２６により押圧部材２４の端部に衝撃を付与して、培養容器１０から接着細胞を剥離することを特徴とする。
【0076】
また、本実施形態の細胞培養方法を、衝撃付与機構２５，２６により押圧部材２４の端部に衝撃を付与して、培養容器１０から接着細胞を剥離すると共に、細胞塊をシングルセルに分解する方法とすることが好ましい。
さらに、本実施形態の細胞培養方法を、培養容器１０を、細胞の継代培養、又は細胞の分化誘導に用いる方法とすることも好ましい。
さらに、本実施形態の細胞培養方法を、培養容器１０を、細胞の継代培養、又は細胞の分化誘導に用いる方法とすることも好ましい。
【0077】
本実施形態の細胞培養方法をこのようにすれば、接着細胞を袋状の培養容器により培養する場合において、接着細胞を効率よく培養面から剥離してシングルセルにすることができ、細胞の継代培養や細胞の分化誘導に好適に用いることが可能となる。
【実施例0078】
以下、本発明の実施形態に係る細胞培養装置の効果を確認するために行った試験について説明する。
まず、袋状の培養容器を作成して、接着細胞を培養した。
具体的には、ポリエチレンシート（ユメリット１２５ＦＮ，宇部丸善ポリエチレン株式会社）に対して表面処理を行い、表面処理を行った領域を培養面とするフィルムを作成した。そして、２枚のフィルムを重ねて周辺部をヒートシールにより貼り合わせ、培養バッグを形成した。これにより、サンプル１～６の培養バッグを得た。
まず、袋状の培養容器を作成して、接着細胞を培養した。
具体的には、ポリエチレンシート（ユメリット１２５ＦＮ，宇部丸善ポリエチレン株式会社）に対して表面処理を行い、表面処理を行った領域を培養面とするフィルムを作成した。そして、２枚のフィルムを重ねて周辺部をヒートシールにより貼り合わせ、培養バッグを形成した。これにより、サンプル１～６の培養バッグを得た。
【0079】
このとき、培養バッグの向かい合う２辺にポートを挟み込んで貼り合わせ、２つのポートを備えた培養バッグとした。培養バッグにおける外周シール部及びポート設置部を除いた培養部の面積は、約１００cm2であった。
また、表面処理にはエキシマ照射装置（株式会社エム・ディ・コム製）を使用し、培養面の親水化処理を行った。エキシマ照射は、電圧１２Ｖ、照射距離４ｍｍ、照射速度２ｍｍ／ｓ×３回の条件で実施した。
また、表面処理にはエキシマ照射装置（株式会社エム・ディ・コム製）を使用し、培養面の親水化処理を行った。エキシマ照射は、電圧１２Ｖ、照射距離４ｍｍ、照射速度２ｍｍ／ｓ×３回の条件で実施した。
【0080】
次に、各培養バッグに培地としてＳｔｅｍＦｉｔ(R)（ＡＫ－０２Ｎ ，味の素ヘルシーサプライ株式会社）を封入すると共に、接着細胞（ｉＰＳ細胞１２３１Ａ３株，京都大学ｉＰＳ細胞研究所）を播種して７日間培養した。
その後、培地を排出して、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）で培養バッグを洗浄した後、ＰＢＳを排出した。次に、細胞解離酵素（TrypLETM Select，Thermo Fisher Scientific社）＋ＥＤＴＡのＰＢＳ２倍希釈液を添加し、３７℃で１０分間放置した。そして、細胞解離酵素を排出した後、ＰＢＳで洗浄し、培地を添加した。
その後、培地を排出して、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）で培養バッグを洗浄した後、ＰＢＳを排出した。次に、細胞解離酵素（TrypLETM Select，Thermo Fisher Scientific社）＋ＥＤＴＡのＰＢＳ２倍希釈液を添加し、３７℃で１０分間放置した。そして、細胞解離酵素を排出した後、ＰＢＳで洗浄し、培地を添加した。
【0081】
次に、サンプル１の培養バッグについては、外側から手でバッグを叩くことによって、接着細胞を剥離した。そして、剥離した細胞をシリンジで回収して、血球計数盤を用いて細胞数を計数した。この細胞数を回収率算出の基準値とした。
また、サンプル２の培養バッグについては、本実施形態の細胞培養装置（ソレノイドシリンダ型）に設置して押圧し、培養バッグ内の培地量を１０ｍｌ、液厚を１ｍｍとした。
そして、培養バッグに対して衝撃付与機構により５０回衝撃を与えて、接着細胞を剥離した。剥離した細胞をシリンジで回収して、血球計数盤を用いて細胞数を計数し、基準値に対する回収率を計算した。
また、サンプル２の培養バッグについては、本実施形態の細胞培養装置（ソレノイドシリンダ型）に設置して押圧し、培養バッグ内の培地量を１０ｍｌ、液厚を１ｍｍとした。
そして、培養バッグに対して衝撃付与機構により５０回衝撃を与えて、接着細胞を剥離した。剥離した細胞をシリンジで回収して、血球計数盤を用いて細胞数を計数し、基準値に対する回収率を計算した。
【0082】
次に、サンプル３～６の培養バッグについても同様に、本実施形態の細胞培養装置（ソレノイドシリンダ型）に設置して押圧し、培養バッグ内の培地量をそれぞれ２０ｍｌ，５０ｍｌ，１００ｍｌ，１２０ｍｌ、液厚をそれぞれ２ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ，１２ｍｍとした。
そして、各培養バッグに対して衝撃付与機構により５０回衝撃を与えて、接着細胞を剥離した。剥離した細胞をシリンジで回収して、血球計数盤を用いて細胞数を計数し、基準値に対する回収率を計算した。その結果を表１に示す。
そして、各培養バッグに対して衝撃付与機構により５０回衝撃を与えて、接着細胞を剥離した。剥離した細胞をシリンジで回収して、血球計数盤を用いて細胞数を計数し、基準値に対する回収率を計算した。その結果を表１に示す。
【0083】
【表1】
【0084】
表１に示されるように、培養バッグを本実施形態の細胞培養装置に設置して押圧し、培養バッグ内の液厚をそれぞれ１ｍｍ～１２ｍｍとして衝撃付与機構により衝撃を与えることによって、細胞が回収されている。その回収率は、液厚が１ｍｍのときは１００％、液厚が２ｍｍのときは９６％、液厚が５ｍｍのときは９６％、液厚が１０ｍｍのときは８８％、液厚が１２ｍｍのときは４８％であった。
この結果から、培養バッグ内の液厚を１ｍｍ～１０ｍｍ以下にして衝撃付与機構により衝撃を与えることで、手作業によりバッグを叩く場合と遜色のない細胞の回収率が得られ得ることが分かった。
この結果から、培養バッグ内の液厚を１ｍｍ～１０ｍｍ以下にして衝撃付与機構により衝撃を与えることで、手作業によりバッグを叩く場合と遜色のない細胞の回収率が得られ得ることが分かった。
【0085】
本発明は、以上の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。例えば、衝撃付与機構として他の手段を用いたり、あるいは衝撃回数を実施例と異なるものにしたりするなど適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明は、袋状の培養容器を用いて接着細胞を培養するにあたり、細胞の回収や継代培養、分化誘導などを行う場合に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【0087】
１０，１０－１～１０－３ 培養容器
１１ 培養面
１２ ポート
２０，２０’，２０－１～２０－３ 細胞培養装置
２１，２１’ 架台
２２ 天板支持部
２３ 天板部
２３１ マグネット
２３２ ガイドピン
２３３ 測長センサ
２４ 押圧部材
２４１ マグネット
２４２ ガイド孔
２４３ 金属部材
２４４ 押圧板
２５ 衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）
２５１ ロッド
２５２ ブラケット
２６ 衝撃付与機構（カム型）
２６１ 回転軸
２６２ カム
２６３ モータ
２６４ 支持部
３０ 制御装置
３１ 入出力部
３２ 制御部
３３ 操作部
３４ 電源部
４１ 培地Ａ容器
４２ 培地Ｂ容器
４３ 洗浄液容器
４４ 剥離液容器
４５ 廃液容器
１１ 培養面
１２ ポート
２０，２０’，２０－１～２０－３ 細胞培養装置
２１，２１’ 架台
２２ 天板支持部
２３ 天板部
２３１ マグネット
２３２ ガイドピン
２３３ 測長センサ
２４ 押圧部材
２４１ マグネット
２４２ ガイド孔
２４３ 金属部材
２４４ 押圧板
２５ 衝撃付与機構（ソレノイドシリンダ型）
２５１ ロッド
２５２ ブラケット
２６ 衝撃付与機構（カム型）
２６１ 回転軸
２６２ カム
２６３ モータ
２６４ 支持部
３０ 制御装置
３１ 入出力部
３２ 制御部
３３ 操作部
３４ 電源部
４１ 培地Ａ容器
４２ 培地Ｂ容器
４３ 洗浄液容器
４４ 剥離液容器
４５ 廃液容器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】