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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】P2024157260
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】細胞培養方法および細胞培養装置
(51)【国際特許分類】
C12M 1/00 20060101AFI20241030BHJP
C12N 1/00 20060101ALI20241030BHJP
C12N 5/0735 20100101ALI20241030BHJP
C12N 5/074 20100101ALI20241030BHJP
C12N 5/10 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
C12M1/00 C
C12N1/00 A
C12N5/0735
C12N5/074
C12N5/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071514
(22)【出願日】2023-04-25
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003133
【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 竹晃
(72)【発明者】
【氏名】池田 周平
(72)【発明者】
【氏名】河井 敦
【テーマコード（参考）】
4B029
4B065
【Ｆターム（参考）】
4B029AA02
4B029BB11
4B029CC02
4B029DA01
4B029GB09
4B065AA90X
4B065AB01
4B065AC20
4B065BA01
4B065BC41
(57)【要約】
【課題】高い均一性で再現性良く足場材を担持体表面にコーティングできる細胞培養方法、細胞培養装置が期待されていた。
【解決手段】流路系と、前記流路系に着脱可能な培養容器と、足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能な細胞培養装置である。
【選択図】図１
【解決手段】流路系と、前記流路系に着脱可能な培養容器と、足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能な細胞培養装置である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、
前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、
前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能である、
ことを特徴とする細胞培養装置。
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、
前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、
前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能である、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項2】
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記足場材溶液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部を制御して前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記足場材溶液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部を制御して前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記細胞懸濁液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の細胞培養装置。
【請求項4】
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする請求項３に記載の細胞培養装置。
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする請求項３に記載の細胞培養装置。
【請求項5】
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項6】
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項7】
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項8】
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする請求項６に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項６に記載の細胞培養装置。
【請求項9】
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項10】
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項11】
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項12】
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備えた細胞培養装置を用いた細胞培養方法であって、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記流路制御部が前記足場材溶液容器と前記培養容器とを接続し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部は前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養方法。
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備えた細胞培養装置を用いた細胞培養方法であって、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記流路制御部が前記足場材溶液容器と前記培養容器とを接続し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部は前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養方法。
【請求項13】
前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記流路制御部が前記細胞懸濁液容器と前記培養容器とを接続し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１２に記載の細胞培養方法。
【請求項14】
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の細胞培養方法。
前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の細胞培養方法。
【請求項15】
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【請求項16】
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【請求項17】
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【請求項18】
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする請求項１６に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１６に記載の細胞培養方法。
【請求項19】
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【請求項20】
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【請求項21】
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に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、細胞培養方法、細胞培養装置、等に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、ヒトｉＰＳ細胞に代表される接着細胞を培養する際は、担持体に細胞を接着させて培養を行う。培養の目的に応じて適宜の担持体が選択されるが、例えばシャーレや培養プレートは、使い捨てが可能でコスト的に有利であり、しかも取り扱いが容易であるため、広く利用されている。
【0003】
シャーレや培養プレートのような担持体を用いて接着培養を行う際には、担持体に接着細胞が接着しやすくなるように担持体の表面に足場材をコーティングすることが行われる。一つの方法としては、予め細胞培養装置とは別の場所で担持体の表面に足場材をコーティングし、その後に担持体を細胞培養装置にセットする方法がある。しかし、細胞培養装置とは異なる環境で足場材をコーティングする工程、コーティングした担持体を細胞培養装置まで搬送して細胞培養装置内にセットする工程、等において、担持体の表面が汚染されるリスクがある。
【0004】
こうした汚染のリスクを低減するためには、滅菌済みの担持体を細胞培養装置にセットし、細胞培養装置内で足場材をコートし、足場材がコートされた担持体を細胞培養装置の外に出すことなく培養を完了させることが望ましい。
【0005】
特許文献１には、培養装置内で担持体に足場材のコートを行うための装置構成が提案されている。すなわち、足場材溶液を貯留した足場材容器から培養容器に足場材を送液するための足場材溶液送液管と、培養容器から足場材溶液を排液容器に排出するための廃液送液管を備えた装置が記載されている。特許文献１の装置では、足場材容器から培養容器に所定の液量の足場材溶液が供給された時点で送液ポンプを停止し、培養容器を静置させて足場材をコーティングする。所定時間だけ静置させて培養容器へのコーティングが完了したら、培養容器から足場材溶液を排出し、細胞懸濁液を培養容器に注入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１９－５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載された装置によれば、培養装置内で培養容器に足場材のコートを行うことが可能であるため、培養装置外でコーティングされた培養容器を搬入してセットする場合に比べて、汚染のリスクを低減することができる。
【0008】
しかし、特許文献１に記載された培養装置では、所定の液量の足場材溶液を培養容器に供給してから所定時間だけ静置させてコーティングをしているが、コーティングの場所ムラ（不均一）が発生しがちであった。しかも、培養容器を取り替えるたびに場所ムラの発生の仕方が異なるため、目的とする細胞を安定して大量に培養することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第１の態様は、流路系と、前記流路系に着脱可能な培養容器と、足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能である、ことを特徴とする細胞培養装置である。
【0010】
また、本発明の第２の態様は、流路系と、前記流路系に着脱可能な培養容器と、足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、前記流路系に接続された複数のポンプと、前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記足場材溶液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部を制御して前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、ことを特徴とする細胞培養装置である。
【0011】
また、本発明の第３の態様は、流路系と、前記流路系に着脱可能な培養容器と、足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、前記流路系に接続された複数のポンプと、前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備えた細胞培養装置を用いた細胞培養方法であって、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部が前記足場材溶液容器と前記培養容器とを接続し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部は前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、ことを特徴とする細胞培養方法である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、高い均一性で再現性良く足場材を担持体表面にコーティングできるため、目的とする細胞を安定して大量に培養することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態１に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図2】実施形態に係る細胞培養方法の処理手順を説明するためのフローチャート。
【図3】実施形態２に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図4】実施形態３に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図5】実施形態４に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図6】実施形態５に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図7】実施形態６に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図8】実施形態８に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図。
【図9】足場材の吸着挙動を測定するのに用いる実験系の模式図。
【図10】実験例１の測定結果を示すグラフ。
【図11】実験例２の測定結果を示すグラフ。
【図12】実験例３の測定結果を示すグラフ。
【図13】実験例４で使用した実験系の流路の模式図。
【図14】実験例４の測定結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0014】
実施形態を具体的に説明する前に、本発明についての理解を容易にするため、足場材のコーティングに関して本発明者が行った実験と、それに基づいて見出した知見について説明する。本発明者は、特許文献１に記載された培養装置が、足場材溶液を培養容器に供給してから所定時間だけ静置させて足場材をコーティングしている点に着目した。そこで、足場材溶液を流動させながらコーティングすることを着想し、コーティングの場所ムラや再現性のなさを改善することができないかを検討するため、下記の実験を行なった。
【0015】
（実験系）
図９は、足場材の吸着挙動を測定するのに用いる実験系の模式図であり、足場材溶液を貯留したリザーバー容器１２、分子吸着測定装置１１、送液ポンプＰＥ、タンク１３が、点線で示す流路により接続されている。分子吸着測定装置１１は、水晶振動子センサーを備え、吸着した分子の量を測定可能な装置であり、例えばＢｉｏｌｉｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＱＣＭ－Ｄ測定装置を用いることができる。
図９は、足場材の吸着挙動を測定するのに用いる実験系の模式図であり、足場材溶液を貯留したリザーバー容器１２、分子吸着測定装置１１、送液ポンプＰＥ、タンク１３が、点線で示す流路により接続されている。分子吸着測定装置１１は、水晶振動子センサーを備え、吸着した分子の量を測定可能な装置であり、例えばＢｉｏｌｉｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＱＣＭ－Ｄ測定装置を用いることができる。
【0016】
図９に示す実験系では、送液ポンプＰＥを作動させることにより、リザーバー容器１２に貯留された足場材溶液が分子吸着測定装置１１を経由してタンク１３に排出されるように、矢印Ｆ１の向きに液体を流動させることができる。また、送液ポンプＰＥの回転方向を逆にすれば、矢印Ｆ２の向きに液体を流動させ、タンク１３に貯留された液体を分子吸着測定装置１１を経由してリザーバー容器１２に還流させることができる。リザーバー容器１２から所定量の足場材溶液を分子吸着測定装置１１に注入した時点で送液ポンプＰＥを停止させれば、特許文献１に記載されたように足場材溶液を静置させた状態での吸着の進行状況を、分子吸着測定装置１１を使ってモニターすることができる。また、送液ポンプＰＥを作動させ続ければ、足場材溶液を継続的に流動させた状態での吸着の進行状況を、分子吸着測定装置１１を使ってモニターすることができる。
【0017】
（実験例１）
図９に示した実験系において、表面の材質が金である水晶振動子センサーを分子吸着測定装置１１に装着し、金を担持体とした場合の足場材の吸着特性を測定した。足場材が水晶振動子センサーに吸着しやくなるように、無水エタノールと純水を用いて水晶振動子センサーを超音波洗浄した後、ＵＶオゾン処理装置を用いて表面を親水化する処理を行った。足場材を吸着させる際の分子吸着測定装置１１の温度は、３７℃に設定した。図中、模式的に点線で示された流路は、テフロン（登録商標）を素材とするチューブを用いて構成した。
図９に示した実験系において、表面の材質が金である水晶振動子センサーを分子吸着測定装置１１に装着し、金を担持体とした場合の足場材の吸着特性を測定した。足場材が水晶振動子センサーに吸着しやくなるように、無水エタノールと純水を用いて水晶振動子センサーを超音波洗浄した後、ＵＶオゾン処理装置を用いて表面を親水化する処理を行った。足場材を吸着させる際の分子吸着測定装置１１の温度は、３７℃に設定した。図中、模式的に点線で示された流路は、テフロン（登録商標）を素材とするチューブを用いて構成した。
【0018】
以下に説明するように、足場材溶液の静置と流動を組み合わせた条件のもとで足場材の吸着を測定した。図１０は、測定結果を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は吸着量を示している。
【0019】
・経過時間０～Ａ：ベースライン測定
まず、足場材溶液を貯留したリザーバー容器１２の代わりに、足場材の希釈液（溶媒）として用いるりん酸緩衝生理食塩水（以下の説明ではＰＢＳと記す場合がある）を貯留したポリプロピレン製の容器を接続した。ＰＢＳとして、ナカライテスク株式会社製のＫＣｌ不含、ｐＨ７．４のりん酸緩衝生理食塩水を用いることができる。送液ポンプＰＥを作動させ、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速（単位時間あたりの流量）で矢印Ｆ１の向きで分子吸着測定装置１１にＰＢＳを送液する。ＰＢＳが水晶振動子センサーに触れるとセンサーの振動数が変化するが、一定時間の送液を続けると振動数の値が安定してくる。この安定した状態を、図１０のグラフの原点とした。原点が決まったタイミングから３００秒が経過するまで（すなわち、図１０の時間０～Ａの間）、ＰＢＳを流し続けたが、溶媒のみを流動させているので足場材が水晶振動子センサーに吸着することはなく、吸着量を測定するためのベースラインが確定する。
まず、足場材溶液を貯留したリザーバー容器１２の代わりに、足場材の希釈液（溶媒）として用いるりん酸緩衝生理食塩水（以下の説明ではＰＢＳと記す場合がある）を貯留したポリプロピレン製の容器を接続した。ＰＢＳとして、ナカライテスク株式会社製のＫＣｌ不含、ｐＨ７．４のりん酸緩衝生理食塩水を用いることができる。送液ポンプＰＥを作動させ、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速（単位時間あたりの流量）で矢印Ｆ１の向きで分子吸着測定装置１１にＰＢＳを送液する。ＰＢＳが水晶振動子センサーに触れるとセンサーの振動数が変化するが、一定時間の送液を続けると振動数の値が安定してくる。この安定した状態を、図１０のグラフの原点とした。原点が決まったタイミングから３００秒が経過するまで（すなわち、図１０の時間０～Ａの間）、ＰＢＳを流し続けたが、溶媒のみを流動させているので足場材が水晶振動子センサーに吸着することはなく、吸着量を測定するためのベースラインが確定する。
【0020】
・経過時間Ａ～Ｂ：足場材コート液導入
送液ポンプＰＥを停止し、ＰＢＳを貯留した容器に代えて、足場材溶液を貯留したポリプロピレン製のリザーバー容器１２を実験系に装着した。足場材溶液としては、足場材成分であるラミニンＥ８フラグメント（株式会社ニッピ製の製品名ｉＭａｔｒｉｘ－５１１）を、濃度が２．１６μｇ／ｍｌとなるようにＰＢＳで希釈した液を用いた。送液ポンプＰＥを、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で作動させ、足場材が分子吸着測定装置１１に吸着し始めたことがモニターされたときから２００秒間経過するまで（すなわち、図１０の時間Ｂまで）、送液を続けた。
送液ポンプＰＥを停止し、ＰＢＳを貯留した容器に代えて、足場材溶液を貯留したポリプロピレン製のリザーバー容器１２を実験系に装着した。足場材溶液としては、足場材成分であるラミニンＥ８フラグメント（株式会社ニッピ製の製品名ｉＭａｔｒｉｘ－５１１）を、濃度が２．１６μｇ／ｍｌとなるようにＰＢＳで希釈した液を用いた。送液ポンプＰＥを、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で作動させ、足場材が分子吸着測定装置１１に吸着し始めたことがモニターされたときから２００秒間経過するまで（すなわち、図１０の時間Ｂまで）、送液を続けた。
【0021】
・経過時間Ｂ～Ｃ：静置吸着
送液ポンプＰＥを停止し、分子吸着測定装置１１内の足場材溶液を静置させた。そのまま足場材の吸着量が飽和するタイミング（図１０の時間Ｃ）まで静置させた。
送液ポンプＰＥを停止し、分子吸着測定装置１１内の足場材溶液を静置させた。そのまま足場材の吸着量が飽和するタイミング（図１０の時間Ｃ）まで静置させた。
【0022】
・経過時間Ｃ～Ｄ：往復流動させながら吸着
再び送液ポンプＰＥを０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で作動させ、１０秒ごとに送液方向を逆転させ、足場材溶液を矢印Ｆ１と矢印Ｆ２の方向に交互に流動させた。足場材の吸着量が飽和するタイミング（図１０の時間Ｄ）まで、繰り返し送液方向を逆転させながら足場材溶液を流動させ続けた。
再び送液ポンプＰＥを０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で作動させ、１０秒ごとに送液方向を逆転させ、足場材溶液を矢印Ｆ１と矢印Ｆ２の方向に交互に流動させた。足場材の吸着量が飽和するタイミング（図１０の時間Ｄ）まで、繰り返し送液方向を逆転させながら足場材溶液を流動させ続けた。
【0023】
・経過時間Ｄ～終了：単方向に流動させながら吸着
送液ポンプＰＥによる送液方向を矢印Ｆ１の向きに固定し、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速（単位時間あたりの流量）で、フレッシュな足場材溶液をリザーバー容器１２から連続して送液し続けた。足場材の吸着量が飽和するタイミングで送液と測定を停止した。
送液ポンプＰＥによる送液方向を矢印Ｆ１の向きに固定し、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速（単位時間あたりの流量）で、フレッシュな足場材溶液をリザーバー容器１２から連続して送液し続けた。足場材の吸着量が飽和するタイミングで送液と測定を停止した。
【0024】
図１０のグラフが示す様に、足場材溶液を供給した後に静置させた場合（時間Ｂ～Ｃ）には、水晶振動子センサー表面に吸着する足場材成分が少ないことがわかる。時間Ａ～Ｂの間に、０．６６ｍｌの足場材溶液を送液しているので、少なくとも１．４４μｇの足場材成分が分子吸着測定装置１１内に送られている。水晶振動子センサーの表面積が０．９８ｃｍ２であることを考慮すると、単純計算では１．４μｇ／ｃｍ２以上の吸着量が期待できる。しかし、吸着が飽和した時点（図１０の時間Ｃ）では吸着量は０．１５μｇ／ｃｍ２よりも少なく、静置状態での足場材の吸着の効率は非常に低いことが示唆される。静置した状態での自然対流や自然拡散では、水晶振動子センサー表面に十分な量の足場材が接触できないためと推測される。
【0025】
また、水晶振動子センサーを取り替えて同様の実験をすると、静置させた時点で到達する飽和吸着量（時間Ｃにおける吸着量）が異なる場合があり、静置では吸着状態の再現性が低いことが判った。これも、静置した時の条件により足場材の供給量に局所的なばらつきが発生し、自然対流や自然拡散では局所的なばらつきを十分に解消できないためと推測される。
【0026】
一方、静置状態での吸着が飽和した後であっても、所定量の足場材溶液を往復（循環）させながら流動させ続ければ（図１０の時間Ｃ～Ｄ）、吸着量が静置時に比べて大幅に上昇することがわかる。
【0027】
また、時間Ｃ～Ｄの往復送液のように所定量の足場材溶液を往復（循環）させ続けた状態での吸着が飽和した後であっても、フレッシュな足場材溶液を供給して流動させ続ければ、更に吸着量を増加させることができる。限られた量の足場材溶液を循環させ続けると、足場材が吸着するにしたがって足場材溶液中の足場材の濃度が低下するが、フレッシュな足場材溶液を供給して流動させ続ければ、吸着量をさらに増大させることができる。この関係性を利用すれば、使用する足場材溶液の量と循環（流動）させる時間を制御することによって、目的とする量の足場材を担持体に吸着させることができる。
【0028】
尚、最終的な飽和吸着量は、供給される足場材溶液の濃度、担持体である水晶振動子センサーの表面の材質、状態、温度等の条件に依存して決まるが、静置の場合とは異なり飽和吸着量の再現性が高かった。言い換えれば、流動させ続ければ吸着量の場所ムラが小さかった。
【0029】
以上より、足場材の吸着量を再現性良く増大させるためには、少なくとも担持体に吸着させるべき量以上の足場材を含んだ足場材溶液を準備し、担持体と接触させながら流動させて吸着させるのが効果的であると考えられる。担持体は、シャーレのようにそれ自身が容器を構成してよいし、容器内に載置された培養プレート（容器とは別体）であってもよい。培養装置には、例えば培養容器の内容積の２倍以上の体積の足場材溶液を保持し、足場材溶液を担持体と接触させながら流動させ続けることが可能な流路系を構成するのが望ましいと言える。
【0030】
（実験例２）
実験例１では、表面の材質が金である水晶振動子センサーを用いて、担持体が金である場合の足場材の吸着特性を測定したが、実験例２では、分子吸着測定装置１１の水晶振動子センサーをポリスチレン製に変更した。また、足場材溶液に含まれる足場材の濃度を３倍（６．４８μｇ／ｍｌ）に調整した。また、静置吸着の後は、往復流動させずに単方向のみに０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で流動させて吸着量の時間変化を測定した。図１１は、測定結果を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は吸着量を示している。
実験例１では、表面の材質が金である水晶振動子センサーを用いて、担持体が金である場合の足場材の吸着特性を測定したが、実験例２では、分子吸着測定装置１１の水晶振動子センサーをポリスチレン製に変更した。また、足場材溶液に含まれる足場材の濃度を３倍（６．４８μｇ／ｍｌ）に調整した。また、静置吸着の後は、往復流動させずに単方向のみに０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速で流動させて吸着量の時間変化を測定した。図１１は、測定結果を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は吸着量を示している。
【0031】
図１１のグラフが示す様に、培養用シャーレの素材として一般的であるポリスチレンへの足場材の吸着は、実験例１における金への吸着と同様の傾向を有している。すなわち、足場材溶液を静置させると大きな吸着量を得られないことが判る。時間Ａ～Ｂの間に、およそ４．３２μｇの足場材成分が分子吸着測定装置１１内に送られている。水晶振動子センサーの表面積が０．９８ｃｍ２であることを考慮すると、単純計算では４．３μｇ／ｃｍ２以上の吸着量が期待できる。しかし、静置状態での吸着が飽和した時点（図１１の時間Ｃ）では吸着量は１．１１μｇ／ｃｍ２よりも少なく、静置状態での足場材の吸着の効率は非常に低いことが示唆される。静置した状態での自然対流や自然拡散では、水晶振動子センサー表面に十分な量の足場材が接触できないためと推測される。
【0032】
また、水晶振動子センサーを取り替えて同様の実験をすると、静置させた時点で到達する飽和吸着量（時間Ｃにおける吸着量）が異なる場合があり、静置では吸着状態の再現性が低いことが判った。これも、静置した時の条件により足場材の供給量に局所的なばらつきが発生し、自然対流や自然拡散では局所的なばらつきを十分に解消できないためと推測される。
【0033】
静置状態で足場材の吸着が飽和した時間Ｃにおいて、フレッシュな足場材溶液を供給して単方向への流動を再開させると、吸着量が急激な上昇を見せている。最終的な飽和吸着量は、供給される足場材溶液の濃度、担持体である水晶振動子センサーの表面の材質、状態、温度等の条件に依存して決まるが、静置の場合とは異なり飽和吸着量の再現性が高かった。言い換えれば、吸着量の場所ムラが小さかった。
【0034】
以上より、担持体がポリスチレンの場合でも、足場材の吸着量を再現性良く増大させるためには、少なくとも担持体に吸着させるべき量以上の足場材を含んだ足場材溶液を準備し、担持体と接触させながら流動させて吸着させるのが効果的と考えられる。担持体は、シャーレのようにそれ自身が容器でもよいし、容器内に載置された培養プレートであってもよい。培養装置には、例えば培養容器の内容積の２倍以上の体積の足場材溶液を保持し、足場材溶液を担持体と接触させながら流動させ続けることが可能な流路システムを構成するのが望ましいと言える。
【0035】
（実験例３）
実験例３では、足場材溶液を接触させる前に担持体（水晶振動子センサー）に親水処理を行い、親水処理が吸着量に及ぼす影響を調べた。具体的には、実験例２と同様の手順で足場材溶液を流動させる際に、流動前に実施する水晶振動子センサーへのＵＶオゾン処理の時間を変更して、処理時間と吸着量の関係を測定した。図１２は、測定結果をプロットしたグラフであり、横軸はＵＶオゾン処理時間を、縦軸は吸着量を示している。
実験例３では、足場材溶液を接触させる前に担持体（水晶振動子センサー）に親水処理を行い、親水処理が吸着量に及ぼす影響を調べた。具体的には、実験例２と同様の手順で足場材溶液を流動させる際に、流動前に実施する水晶振動子センサーへのＵＶオゾン処理の時間を変更して、処理時間と吸着量の関係を測定した。図１２は、測定結果をプロットしたグラフであり、横軸はＵＶオゾン処理時間を、縦軸は吸着量を示している。
【0036】
図中に静置吸着として示すプロットは、ＵＶオゾン処理時間を変更した場合に、図１１の時間Ｃにおける吸着量がどのように変化したかを示している。また、フロー吸着として示すプロットは、ＵＶオゾン処理時間を変更した場合に、図１１において最終的に到達した飽和吸着量がどのように変化したかを示している。
【0037】
図１２より、親水化処理の時間の長短にかかわらず、足場材溶液を静置させた状態で吸着させるよりも、足場材溶液を流動させて吸着させる方が、吸着量を大きくできることが判る。また、足場材溶液を流動させる場合には、一定時間（例えば２分）までは親水化処理の時間を増加させると吸着量が増大するが、処理時間をそれ以上長くしても吸着量がさらに増大することはないのが判る。
【0038】
（実験例４）
実験例４では、一定容積の足場材溶液を循環させながら連続的に流動させる場合に、足場材溶液の濃度によって吸着の挙動がどのように異なるかを測定した。図１３は、実験例４で使用した実験系の流路の模式図であるが、図９の実験系とは異なり、単一のリザーバー容器１２、分子吸着測定装置１１、および送液ポンプＰＥを点線で示す流路で接続し、環流路（ループ状の流路）が構成されている。足場材溶液として、足場材成分であるラミニンＥ８フラグメント（株式会社ニッピ製の製品名ｉＭａｔｒｉｘ－５１１）をＰＢＳで希釈した４種類の濃度の液を調製した。具体的には、濃度が０．７２μｇ／ｍｌの液、１．０８μｇ／ｍｌの液、１．４４μｇ／ｍｌの液、１．８２μｇ／ｍｌの液、の４種類を調製した。
実験例４では、一定容積の足場材溶液を循環させながら連続的に流動させる場合に、足場材溶液の濃度によって吸着の挙動がどのように異なるかを測定した。図１３は、実験例４で使用した実験系の流路の模式図であるが、図９の実験系とは異なり、単一のリザーバー容器１２、分子吸着測定装置１１、および送液ポンプＰＥを点線で示す流路で接続し、環流路（ループ状の流路）が構成されている。足場材溶液として、足場材成分であるラミニンＥ８フラグメント（株式会社ニッピ製の製品名ｉＭａｔｒｉｘ－５１１）をＰＢＳで希釈した４種類の濃度の液を調製した。具体的には、濃度が０．７２μｇ／ｍｌの液、１．０８μｇ／ｍｌの液、１．４４μｇ／ｍｌの液、１．８２μｇ／ｍｌの液、の４種類を調製した。
【0039】
ベースライン測定は、実験例１と同様の手順で行った。ベースライン測定後にリザーバー容器１２に足場材溶液を３ｍＬ充填してから、０．２ｍｌ／ｍｉｎの流速（単位時間当たりの流量）で送液ポンプＰＥを連続的に駆動し、環流路を循環させながら分子吸着測定装置１１で足場材の吸着量を測定した。
【0040】
図１４は、測定結果を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は吸着量を示している。グラフから、一定容積の足場材溶液を循環させて吸着させる場合は、足場材溶液の濃度が高い方が、吸着量が飽和するまでに要する時間が短く、飽和した際に到達する吸着量が大きいことが理解できる。従って、この関係性を利用すれば、使用する足場材溶液の濃度と循環（流動）させる時間の組み合わせを適宜設定することによって、目的とする量の足場材を担持体に吸着させることができる。
【0041】
以上の実験例１～実験例４を、各種の足場材溶液（材料種や濃度）と、各種の担持体（材料や表面処理の有無）の組み合わせに対して行ない、データを蓄積しておくことが望ましい。係るデータを参照すれば、以下に説明する実施形態において、使用する足場材溶液や担持体に応じて細胞培養装置、細胞培養方法を最適化して、目的とする量の足場材を担持体にコーティングすることができる。
【0042】
［実施形態］
図面を参照して、本発明の実施形態に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、以下に示す実施形態は例示であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更して実施をすることができる。尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の符号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。また、図示および説明の便宜のために図面を模式的に表現する場合があるため、図面に記載された要素の形状、大きさ、配置などは、現実の物と厳密に一致しているとは限らない場合があるものとする。
図面を参照して、本発明の実施形態に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、以下に示す実施形態は例示であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更して実施をすることができる。尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の符号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。また、図示および説明の便宜のために図面を模式的に表現する場合があるため、図面に記載された要素の形状、大きさ、配置などは、現実の物と厳密に一致しているとは限らない場合があるものとする。
【0043】
［実施形態１］
（細胞培養装置が備える流路系）
図１は、実施形態１に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、開閉弁２０１～開閉弁２０７、送液ポンプＰＡ、送液ポンプＰＢ、送液ポンプＰＣを備える。各要素は、点線で示す管路によって接続され、液体の流路系を構成している。制御部２００は細胞培養装置の各部の動作を制御するコンピュータである。
（細胞培養装置が備える流路系）
図１は、実施形態１に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、開閉弁２０１～開閉弁２０７、送液ポンプＰＡ、送液ポンプＰＢ、送液ポンプＰＣを備える。各要素は、点線で示す管路によって接続され、液体の流路系を構成している。制御部２００は細胞培養装置の各部の動作を制御するコンピュータである。
【0044】
図１には、本実施形態を説明するために最小限必要な構成要素を示しているが、本発明の意図が失われない限り、細胞培養装置は他の構成要素を備えていてもよい。例えば、培養容器を加熱する加温機構、湿度調整機構、装置内のＣＯ２ガス濃度を制御する機構、細胞剥離を行う際に必要な細胞回収容器などは図示していないが、必要に応じて設けることが可能である。
【0045】
制御部２００は、細胞培養装置の動作を制御するためのコンピュータで、内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えている。ＲＯＭには、細胞培養装置の動作プログラムが記憶されている。本実施形態の細胞培養方法にかかる各種処理を実行するためのプログラムは、他の動作プログラムと同様にＲＯＭに記憶させておいてもよいが、ネットワークを介して外部からＲＡＭにロードしてもよい。あるいは、プログラムを記録したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体を介して、ＲＡＭにロードしてもよい。
【0046】
Ｉ／Ｏポートは、外部機器やネットワークと接続され、たとえ細胞培養に必要なデータの入出力を、外部コンピュータ３００との間で行うことができる。また、Ｉ／Ｏポートは、不図示のモニターや入力装置と接続され、細胞培養装置の動作状態情報を操作者に表示したり、操作者からの命令を受け付けたりすることができる。制御部２００は、開閉弁２０１～開閉弁２０７の各々を独立して制御することが可能であり、開閉弁２０１～開閉弁２０７は制御部２００の指令により流路の開閉を行う。また、制御部２００は、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣの各々を独立して制御することが可能である。
【0047】
細胞の培養を行うための培養容器２１は、細胞培養装置に着脱可能な容器であり、細胞培養装置に装着されると、外気等の外部環境から実質的に隔離された流路系（閉鎖流路系）が構成される。実質的に隔離されるとは、完全な気密性をもって隔離された状態でなくても、培養処理中に問題となるような汚染が発生しない程度の隔離状態であればよい。培養容器２１は、細胞培養装置に装着される前に、予め滅菌処理が施されている。これらの要件に適合する限り、培養容器２１の形状、構造、材質などに制限はない。具体的には、例えばコーニング社製の、滅菌済みの細胞培養ディッシュを用いることができる。
【0048】
閉鎖流路系および適切な培養環境が実現できる限り、培養容器２１の形状に制限はなく、凹凸を有していてもよい。培養容器２１の内面が接着培養の担持体であってもよいし、培養容器２１内に設置された部材（例えば培養プレート）が接着培養の担持体であってもよい。担持体（例えば、培養容器２１、培養プレート）の材質は限定されないが、親水化しやすい材料が好ましく、さらに安価な選択肢となるためプラスチック製、特にポリスチレンやポリカーボネートが好適である。足場材が吸着しやすいように表面処理（親水化処理）が吸着面に施されていることが望ましいが、必須ではない。
【0049】
例えばシャーレのような容器をベースにして閉鎖系流路を構成にする場合には、例えばフタの構造を利用して液の出入りを可能とするようなアタッチメントを使用することが考えられる。代表的な例として、ｉＰ－ＴＥＣ（Ｒ）灌流アタッチメントディッシュ用、マルチプレート用（株式会社サンプラテック製）が利用できるが、これに限定されない。
【0050】
尚、流路に設置する培養容器２１は１つに限られるわけではなく、培養結果に影響がない限り複数個の培養容器２１を流路内に直列または並列に設けてもよい。この場合、本実施形態の説明で培養容器２１の内容積と言う場合は、複数個の培養容器の内容積の合計を意味するものとする。
【0051】
容器２２および容器２３は、細胞懸濁液および足場材コート液とは異なる薬液を流路に導入するために設けられた容器である。容器２２、容器２３には、例えば希釈液、培地、細胞剥離液などが貯留される。希釈液としては、前述のＰＢＳ、またはそれに類似する薬液を使用するのが一般的である。培地の種類は培養する細胞と培養目的に対して適切なものを選択する。例えばヒトｉＰＳ細胞の培地には、Ｓｔｅｍｓｐａｎ（ＳＴＥＭＣＥＬＬ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ社製）、ＳｔｅｍＦｉｔシリーズ（味の素株式会社製）やＮｕｔｒｉＳｔｅｍＸＦ（コスモ・バイオ株式会社製）などが好適に利用できる。細胞剥離液としては、例えばトリプシンやＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）などを用いることができる。
【0052】
容器２２および容器２３の形態は限定されるものではなく、例えば、ポリタンク、バイアル、フラスコ、シリンジなど、閉鎖流路系に薬液を導入できる容器であれば、その形態は自由に選択することができる。尚、容器２２、容器２３に貯留される薬液の種類は、細胞培養にかかわる各種処理で用いられるものであれば前掲の例に限られるわけではない。また、薬液の容器は容器２２と容器２３の２個に限られるわけではなく、薬液の種類に応じて、より多数の容器を設けてもよい。図１に示す例では、容器２２にはＰＢＳが、容器２３には培地が貯留されているとする。
【0053】
容器２４（細胞懸濁液容器）は、培養する細胞を含んだ細胞懸濁液を貯留しており、細胞懸濁液を閉鎖流路系に導入するために設けられている。一般的に、細胞懸濁液としては、前述の培地や希釈液に細胞が分散された状態の液体が使用される。細胞懸濁液には、少なくとも接着細胞が含まれている。接着細胞は、ヒトｉＰＳ細胞（ヒト人工多能性幹細胞）などの多能性幹細胞であってもよい。容器２４の形態は限定されるものではなく、例えば、ポリタンク、バイアル、フラスコ、シリンジなど、閉鎖流路系に細胞懸濁液を導入できる容器であれば、その形態は自由に選択することができる。
【0054】
容器２５（足場材溶液容器）は、足場材を希釈液で希釈した液体である足場材溶液を貯留するための容器である。足場材は、例えば、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチンや、それらのフラグメント（例えばラミニンフラグメント）から成る群から選択された１つ以上を含み得る。ただし、この例示に限定されるわけではなく、培養する接着細胞の種類に合わせて適宜の材料を選択することができる。細胞培養に利用する点から、足場材は水溶性成分であることが一般的であり、例えばＰＢＳを用いて足場材を任意の濃度に希釈した足場材溶液が足場材コート液として用いられる。足場材溶液が培養容器２１に送液されることにより、足場材成分が培養容器２１内の培養面に吸着してコーティングされる。足場材溶液を貯留する容器２５に足場材成分が吸着することを防ぐため、容器２５は炭化水素系（例えばポリプロピレン）またはフッ素系（例えばテフロン）の素材で構成することが望ましい。容器２５の形態は、特に限定されるものではなく、ポリタンク、バイアル、フラスコ、シリンジなど、閉鎖流路系に接続して足場材溶液を導入できる容器であれば、その形態は自由に選択することができる。
【0055】
廃液タンク２６は、使用済みの液体を回収するための廃液タンクである。例えば、使用済の足場材溶液、細胞懸濁液、培地、希釈液、剥離液などが回収されるが、廃液タンク２６に回収される使用済の液体はこれに限定されない。一連の細胞培養工程で使用された廃液を貯留可能な容量を有するものであれば、廃液タンクの形状や材質に特に制限はない。
【0056】
開閉弁２０１～開閉弁２０７の各々は、制御部２００からの指令により流路を開閉することが可能な弁であり、流路各部の開閉及び／または接続の切り替えが可能な流路制御部を構成している。送液ポンプＰＡ、送液ポンプＰＢ、送液ポンプＰＣの各々は、制御部２００からの指令により液体を送液可能な送液ポンプである。制御部２００からの指令により、流速（単位時間当たりの送液量）や送液方向を変更可能なポンプであることが望ましい。
【0057】
各構成要素を接続する管路（図１で点線で示す）については、メンテナンスを容易にするため、柔軟性を備えた交換可能なチューブを用いることが好ましい。管路内面に薬液成分や足場材成分が吸着するのを抑制するため、炭化水素系（例えばポリプロピレン）またはフッ素系（例えばテフロン）などの素材で形成された管路を用いるのが望ましい。
【0058】
（細胞培養方法）
実施形態１に係る細胞培養装置を用いた細胞培養方法について説明する。図２は、本実施形態に係る細胞培養方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。
実施形態１に係る細胞培養装置を用いた細胞培養方法について説明する。図２は、本実施形態に係る細胞培養方法の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【0059】
細胞培養を開始（スタート）させる前に、制御部２００は各部に指令を送り、開閉弁２０１～開閉弁２０７を全て閉じ、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣを全て停止させる。その状態のもとで、作業者の手作業または自動装置により、ＰＢＳを貯留した容器２２、培地を貯留した容器２３、培地を含んだ細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、等を細胞培養装置にセットしておく。
【0060】
細胞培養が開始（スタート）すると、ステップＳ１では、作業者の手作業または自動装置により、滅菌処理済の培養容器２１が閉鎖流路系に接続される。培養容器２１は、滅菌処理に加えて親水処理が施されたものを用いるのが好ましい。
【0061】
ステップＳ２（足場材溶液供給工程）では、足場材溶液を培養容器２１に送液するための指令が、制御部２００から各部に出される。具体的には、開閉弁２０４と開閉弁２０７を開いて足場材溶液供給流路を構成し、送液ポンプＰＢを作動させて所定の流速で容器２５から培養容器２１に足場材溶液を送液させる。その間、開閉弁２０１～開閉弁２０３と開閉弁２０５～開閉弁２０６は閉鎖状態を継続させ、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣには停止状態を継続させる。
【0062】
培養容器２１に必要量の足場材溶液が送液されたら、制御部２００はステップＳ３の処理に移行する。必要量の足場材溶液が送液されたか否かは、例えば制御部２００が内蔵タイマーを用いて送液時間を計測して判定してもよいし、培養容器２１内の液面レベルを計測するセンサーを設けておき、制御部２００が液面レベルをモニターして判定してもよい。
【0063】
ステップＳ３（足場材溶液循環工程）では、目的とする量の足場材を担持体に吸着させるため、制御部２００は、足場材溶液が培養容器２１内を継続的に流動し続けるように各部の動作を制御する。言い換えれば、足場材溶液が培養容器２１の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路を構成する。具体的には、開閉弁２０４と開閉弁２０７を開き、容器２５、培養容器２１、送液ポンプＰＢがループ状に接続された環流路（循環路）を構成し、送液ポンプＰＢを継続的に作動させて、容器２５と培養容器２１との間で足場材溶液を循環させる。循環させる際に足場材溶液を流す方向は、ステップＳ２と同方向でもよいし、逆方向でもよい。また、流す方向は常に一定でなくともよく、例えば所定時間経過すると流動方向が逆転するように制御してもよい。流動方向を逆転させれば、培養容器２１内で上流側と下流側が入れ替わるため、吸着量の場所的な均一性が向上する可能性がある。
【0064】
目的とする量の足場材を吸着させるため、足場材溶液（材料種や濃度）と担持体（材料や表面処理の有無）に応じて、送液ポンプＰＢの流速（単位時間当たりの流量）と循環継続時間が適宜設定され得る。
【0065】
担持体への吸着によりその付近の足場材成分の濃度が低下したとしても、本実施形態では閉鎖流路系内で足場材溶液を循環して流動させ続けているので、常にフレッシュな足場材溶液が培養容器２１内に供給され続ける。このため、培養に適した量の足場材を、短時間で担持体に高い均一性でコート（吸着）させることができる。
【0066】
尚、吸着により足場材成分が消費されて濃度が低下した足場材溶液が容器２５に還流するが、容器２５から培養容器２１に送液される足場材溶液の濃度は、循環を継続する間に大きく低下しないことが望ましい。そのためには、循環可能な足場材溶液の総量、つまり細胞培養装置にセットされた時点で容器２５に貯留されている足場材溶液の液量を、培養容器２１に収納され得る液量に比べて十分に大きくすることが望ましい。そのため、足場材溶液を貯留する容器２５の容量は、培養容器２１の容量よりも２倍以上大きくすることが望ましい。
【0067】
図１１が示す様に、担持体への吸着量は足場材溶液の濃度と循環継続時間に依存して変化するため、制御部２００は、目的とする細胞を培養するのに適した所定量の足場材が担持体に吸着されるように、循環継続時間を制御する。制御部２００は、足場材溶液を循環させている時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、所定量の足場材を担持体にコーティングするために必要な所定時間が経過したかを判定し、経過したらステップＳ３を終了させる。
【0068】
ステップＳ４（排出工程）では、培養容器２１から足場材溶液を排出する。制御部２００の指令により、送液ポンプＰＢは停止し、開閉弁２０４と開閉弁２０７は閉じられる。そして、開閉弁２０１、開閉弁２０５、および開閉弁２０６が開かれ、送液ポンプＰＡは容器２２から培養容器２１に送液する方向に駆動され、送液ポンプＰＣは培養容器２１から廃液タンク２６に送液する方向に駆動される。送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣは、同一の流速（単位時間当たりの送液量）で駆動される。これにより、ＰＢＳが容器２２から培養容器２１に注入されるとともに、使用済の足場材溶液が培養容器２１から廃液タンク２６に排出される。この操作を行うことにより、培養容器２１の足場材溶液はＰＢＳで置換され、更に送液を継続すれば培養容器２１内はＰＢＳで洗浄される。
【0069】
その際、吸着された足場材が過度に脱離あるいは剥離してしまわず、かつ液の置換完了までの時間が過度に長くならないように、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣの流速（単位時間当たりの送液量）は適宜設定される。この例では、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとしたが、それに限られるわけではない。
【0070】
制御部２００は、足場材溶液を排出するのに十分な所定量のＰＢＳが培養容器２１に注入されるように、送液ポンプの駆動時間を制御する。制御部２００は、ＰＢＳを送液している時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、所定量のＰＢＳを培養容器２１に注入するのに必要な所定時間が経過したかを判定し、経過したらステップＳ４を終了させる。すなわち、制御部２００の指令により、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＢは停止し、開閉弁２０１は閉じられる。
【0071】
尚、本実施形態では、ステップＳ４で培養容器２１内の足場材溶液をＰＢＳに置換してからステップＳ５に移行するが、ＰＢＳに置換しなくとも（あるいはＰＢＳで培養容器２１内を洗浄しなくとも）、細胞の培養をするのに特に問題がない場合もあり得る。その場合には、ステップＳ４を省略してステップＳ３からステップＳ５に直接移行してもよい。
【0072】
ステップＳ５（細胞懸濁液供給工程）では、培養容器２１に細胞懸濁液を導入する。制御部２００の指令により、開閉弁２０３、開閉弁２０５、および開閉弁２０６が開かれ、送液ポンプＰＡは容器２４から培養容器２１に送液する方向に駆動され、送液ポンプＰＣは培養容器２１から廃液タンク２６に送液する方向に駆動される。送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣは、同一の流速（単位時間当たりの送液量）で駆動される。これにより、細胞懸濁液が容器２４から培養容器２１に注入されるとともに、ＰＢＳが培養容器２１から廃液タンク２６に排出される。この操作を行うことにより、培養容器２１のＰＢＳは細胞懸濁液で置換される。
【0073】
その際、吸着された足場材が過度に脱離あるいは剥離してしまわず、かつ液の置換完了までに過度の時間を要しないように、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣの流速（単位時間当たりの送液量）が適宜設定される。この例では、流速を０．５ｍｌ／ｍｉｎとしたが、それに限られるわけではない。
【0074】
制御部２００は、所定量の細胞懸濁液が培養容器２１に注入されるように、送液ポンプの駆動時間を制御する。制御部２００は、細胞懸濁液を送液させている時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、所定量の細胞懸濁液を培養容器２１に注入するのに必要な所定時間が経過したかを判定する。所定時間が経過したら、制御部２００は、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを停止し、開閉弁２０３、開閉弁２０５、開閉弁２０６を閉じて、ステップＳ５を終了する。
【0075】
ステップＳ６では、制御部２００は、不図示の機構を制御して培養容器２１の温度、湿度、ＣＯ２濃度を、細胞培養に適した所定の条件に保ち、接着培養を進行させる。培養された細胞は、足場材に接着する形で担持体に保持される。
【0076】
ステップＳ７では、制御部２００は培地の交換が必要かを判定し、必要な場合には培地の交換を行う。目的とする培養を進行させるために培地の交換が必要か否かと、必要な場合の交換タイミングについては、予め制御プログラムに登録しておくことができる。制御部２００は、実行中の培養に関して培地の交換が必要だと登録されていた場合には、培養を開始してからの経過時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、経過時間が交換タイミングに達したら、培地の交換処理を実行する。すなわち、容器２３から所定量の培地を培養容器２１に導入する。具体的には、開閉弁２０２、開閉弁２０５、および開閉弁２０６が開かれた状態で、送液ポンプＰＡは容器２３から培養容器２１に送液する方向に駆動され、送液ポンプＰＣは培養容器２１から廃液タンク２６に送液する方向に駆動される。送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣは、同一の流速（単位時間当たりの送液量）で駆動される。これにより、新しい培地が容器２３から培養容器２１に注入されるとともに、古くなった培地が培養容器２１から廃液タンク２６に排出される。制御部２００は、所定量の新しい培地が培養容器２１に注入されるように、送液ポンプの駆動時間を制御する。制御部２００は、培地を送液している時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、所定量の培地を培養容器２１に注入するのに必要な所定時間が経過したかを判定する。所定時間が経過したら、制御部２００は、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを停止し、開閉弁２０２、開閉弁２０５、開閉弁２０６を閉じて、ステップＳ７を終了する。
【0077】
ステップＳ８では、制御部２００は、目的とする培養が完了したかを判定する。目的とする培養が完了するまでの所要時間を予め制御プログラムに登録しておき、制御部２００は、培養を開始してからの経過時間を例えば内蔵タイマーを用いて計測し、経過時間が登録されている所要時間に達したら、培養が完了したと判定する。培養が完了していないと判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）には、制御部２００は、ステップＳ７の処理に戻り、培養を継続する。培養が完了したと判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）には、制御部２００は、ステップＳ９に進む。
【0078】
ステップＳ９では、作業者の手作業または自動装置により、培養が完了した培養容器２１が培養装置から取り出され、培養された細胞が回収される。場合によっては、培養装置から取り出される前に、培養容器２１内の培地をＰＢＳで置換してもよい。その場合は、ステップＳ４と同様の手順でＰＢＳを培養容器２１内に注入するが、接着培養された細胞が脱離することがないように、制御部２００は送液ポンプの流速を制御する。
ステップＳ９が完了したら、本実施形態に係る細胞培養方法の一連の処理が終了する。
ステップＳ９が完了したら、本実施形態に係る細胞培養方法の一連の処理が終了する。
【0079】
以上説明した本実施形態によれば、足場材がコートされていない培養容器を閉鎖流路系に接続してから、足場材溶液を流動させながら培養容器内の担持体に接触させて足場材をコートする。閉鎖流路系にセットしてからコートするため、培養開始前に培養容器が不測の汚染を被るリスクが低減される。足場材溶液を流動させながらコートするため、目的とする接着培養に適した量の足場材を、高い均一性で再現性良く担持体表面にコートすることができる。このため、目的とする細胞を安定して大量に培養することが可能である。
【0080】
［実施形態２］
図面を参照して、実施形態１の変形例である実施形態２に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
図面を参照して、実施形態１の変形例である実施形態２に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0081】
（細胞培養装置が備える流路系）
図３は、実施形態２に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、実施形態１と同様に、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣ、制御部２００を備えている。実施形態１は開閉弁２０１～開閉弁２０７を用いて流路制御部を構成していたが、本実施形態では開閉弁２０４に代えて三方弁３０１を用いて流路各部の開閉及び／または接続の切り替えが可能な流路制御部を構成している。三方弁３０１は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ａと管路ｃを接続するか、管路ｂと管路ｃを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
図３は、実施形態２に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、実施形態１と同様に、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣ、制御部２００を備えている。実施形態１は開閉弁２０１～開閉弁２０７を用いて流路制御部を構成していたが、本実施形態では開閉弁２０４に代えて三方弁３０１を用いて流路各部の開閉及び／または接続の切り替えが可能な流路制御部を構成している。三方弁３０１は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ａと管路ｃを接続するか、管路ｂと管路ｃを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
【0082】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるため、制御部２００による弁の制御方法が異なる。ステップＳ２～ステップＳ３においては、三方弁３０１に管路ｂと管路ｃとを接続させる。一方、ステップＳ４～ステップＳ８において容器２２～容器２４のいずれかから培養容器２１に液を注入する場合には、三方弁３０１は管路ａと管路ｃを接続させる。
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるため、制御部２００による弁の制御方法が異なる。ステップＳ２～ステップＳ３においては、三方弁３０１に管路ｂと管路ｃとを接続させる。一方、ステップＳ４～ステップＳ８において容器２２～容器２４のいずれかから培養容器２１に液を注入する場合には、三方弁３０１は管路ａと管路ｃを接続させる。
【0083】
本実施形態によれば、足場材がコートされていない培養容器を閉鎖流路系に接続してから、足場材溶液を流動させながら培養容器内の担持体に接触させて足場材をコートする。閉鎖流路系にセットしてからコートするため、培養開始前に培養容器が不測の汚染を被るリスクが低減される。足場材溶液を流動させながらコートするため、目的とする接着培養に適した量の足場材を、高い均一性で再現性良く担持体表面にコートすることができる。このため、目的とする細胞を安定して大量に培養することが可能である。
【0084】
［実施形態３］
図面を参照して、実施形態１の変形例である実施形態３に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
図面を参照して、実施形態１の変形例である実施形態３に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0085】
（細胞培養装置が備える流路系）
図４は、実施形態３に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、実施形態１と同様に、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣ、制御部２００を備えている。実施形態１は開閉弁２０１～開閉弁２０７を用いて流路制御部を構成していたが、本実施形態では送液ポンプＰＡの上流側に、三方弁３０１を配置している。三方弁３０１は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ａと管路ｃを接続するか、管路ｂと管路ｃを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
図４は、実施形態３に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。細胞培養装置は、実施形態１と同様に、着脱可能な培養容器２１、試薬等を貯留した容器２２および容器２３、細胞懸濁液を貯留した容器２４、足場材溶液を貯留した容器２５、廃液タンク２６、送液ポンプＰＡ～送液ポンプＰＣ、制御部２００を備えている。実施形態１は開閉弁２０１～開閉弁２０７を用いて流路制御部を構成していたが、本実施形態では送液ポンプＰＡの上流側に、三方弁３０１を配置している。三方弁３０１は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ａと管路ｃを接続するか、管路ｂと管路ｃを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
【0086】
さらに、本実施形態は、ステップＳ３において循環させるための足場材溶液を、予め容器２５から導入して貯留することが可能な足場材溶液サブタンク３１を備えている。本実施形態では、培養容器２１に注入された足場材溶液を循環させる際に、培養容器２１から容器２５には還流させずに、足場材溶液サブタンク３１を含む環流路を経由して循環させ続けることができる。足場材溶液サブタンク３１の内容積は、培養容器２１の内容積以上であることが望ましい。循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を貯留できるようにするためである。足場材成分が吸着することを防ぐため、足場材溶液サブタンク３１の内面は、炭化水素系（例えばポリプロピレン）またはフッ素系（例えばテフロン）の素材で形成されていることが望ましい。
【0087】
本実施形態では、足場材溶液を循環させる際に、培養容器２１での吸着により足場材成分が消費された足場材溶液を容器２５に還流させないため、容器２５に貯留されている足場材溶液は常に初期の濃度状態を保つことができる。複数の培養容器にコーティングできる量の足場材溶液を容器２５に貯留させておけば、培養容器を取り替えた時に新しい培養容器のコーティングに必要な量だけを新しい培養容器と足場材溶液サブタンク３１に供給すればよい。したがって、本実施形態によれば、培養容器を取り替えるたびに、容器２５内の足場材溶液を取り替えなくてもよい。
【0088】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。
【0089】
ステップＳ２においては、開閉弁２０１～開閉弁２０３、および開閉弁２０６を閉じ、開閉弁２０４～開閉弁２０５、および開閉弁２０７を開き、三方弁３０１は管路ｂと管路ｃとを接続する。この状態で送液ポンプＰＡを駆動して、足場材溶液を容器２５から培養容器２１に注入する。足場材溶液が培養容器２１の内容積の半分以上になるまで送液されたら、さらに送液ポンプＰＢを駆動し、培養容器２１から足場材溶液サブタンク３１に足場材溶液を流入させる。こうして、制御部２００は、ステップＳ３において循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、培養容器２１と足場材溶液サブタンク３１に注入させる。
【0090】
ステップＳ３においては、開閉弁２０１～開閉弁２０３、および開閉弁２０５～開閉弁２０６を閉じ、開閉弁２０４および開閉弁２０７を開いて環流路（ループ状の流路）を構成し、送液ポンプＰＢを駆動させて足場材溶液を循環させる。十分な時間が経過した後、送液ポンプＰＢを停止し、開閉弁２０４と開閉弁２０７を閉じる。
【0091】
ステップＳ４においては、開閉弁２０２～開閉弁２０４、および開閉弁２０７を閉じ、開閉弁２０１、および開閉弁２０５～開閉弁２０６を開き、三方弁３０１は管路ａと管路ｃとを接続する。この状態で送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、容器２２から培養容器２１にＰＢＳを注入して、培養容器２１から廃液タンク２６に使用済の足場材溶液を排出させる。
【0092】
ステップＳ５～ステップＳ８において、容器２３または容器２４から培養容器２１に液を注入する場合には、その容器と接続する流路に配された開閉弁２０２または開閉弁２０３を開き、三方弁３０１は管路ａと管路ｃを接続する。そして、開閉弁２０５～開閉弁２０６を開き、開閉弁２０４と開閉弁２０７を閉じて、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、培養容器２１に液を注入しながら、廃液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
【0093】
本実施形態によれば、足場材がコートされていない培養容器を閉鎖流路系に接続してから、足場材溶液を流動させながら培養容器内の担持体に接触させて足場材をコートする。閉鎖流路系にセットしてからコートするため、培養開始前に培養容器が不測の汚染を被るリスクが低減される。足場材溶液を流動させながらコートするため、目的とする接着培養に適した量の足場材を、高い均一性で再現性良く持体表面にコートすることができる。このため、目的とする細胞を安定して大量に培養することが可能である。
【0094】
また、足場材溶液サブタンク３１を備えた流路構成にすることにより、足場材溶液を循環させる際に培養容器２１から容器２５には還流させずに、足場材溶液サブタンク３１を経由して循環させ続けることができる。このため、容器２５に貯留されている足場材溶液は常にフレッシュな初期状態を保つことができ、培養容器２１を取り替えて連続的に細胞培養を行う際に、培養容器を取り替えるたびに、容器２５内の足場材溶液を取り替えなくてもよい。
【0095】
［実施形態４］
図面を参照して、実施形態３の変形例である実施形態４に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１あるいは実施形態３と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
図面を参照して、実施形態３の変形例である実施形態４に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１あるいは実施形態３と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0096】
（細胞培養装置が備える流路系）
図５は、実施形態４に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態３（図４）と異なるのは、開閉弁２０７を用いないで、三方弁３０２を配置した点である。三方弁３０２は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｄと管路ｅを接続するか、管路ｄと管路ｆを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
図５は、実施形態４に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態３（図４）と異なるのは、開閉弁２０７を用いないで、三方弁３０２を配置した点である。三方弁３０２は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｄと管路ｅを接続するか、管路ｄと管路ｆを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。
【0097】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態３と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態３とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。本実施形態では、ステップＳ２においては、三方弁３０２は管路ｄと管路ｅを接続し、循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、培養容器２１と足場材溶液サブタンク３１に注入させる。
本実施形態では、実施形態３と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態３とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。本実施形態では、ステップＳ２においては、三方弁３０２は管路ｄと管路ｅを接続し、循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、培養容器２１と足場材溶液サブタンク３１に注入させる。
【0098】
また、ステップＳ３においては、三方弁３０２が管路ｄと管路ｅを接続して環流路（ループ状の流路）を構成し、送液ポンプＰＢを駆動させて足場材溶液を循環させる。
ステップＳ４においては、三方弁３０２は管路ｄと管路ｆを接続し、足場材溶液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
ステップＳ４においては、三方弁３０２は管路ｄと管路ｆを接続し、足場材溶液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
【0099】
ステップＳ５～ステップＳ８において、容器２３または容器２４から培養容器２１に液を注入する場合には、三方弁３０２は管路ｄと管路ｆを接続し、培養容器２１に液を注入しながら廃液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
本実施形態によれば、実施形態３と同様の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、実施形態３と同様の効果を得ることができる。
【0100】
［実施形態５］
図面を参照して、実施形態４の変形例である実施形態５に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１あるいは実施形態４と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
図面を参照して、実施形態４の変形例である実施形態５に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１あるいは実施形態４と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0101】
（細胞培養装置が備える流路系）
図６は、実施形態５に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態４（図５）と異なるのは、開閉弁２０４を用いないで、三方弁３０３を配置した点である。三方弁３０３は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｇと管路ｉを接続するか、管路ｈと管路ｉを接続するか、を選択することが可能な弁である。
図６は、実施形態５に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態４（図５）と異なるのは、開閉弁２０４を用いないで、三方弁３０３を配置した点である。三方弁３０３は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｇと管路ｉを接続するか、管路ｈと管路ｉを接続するか、を選択することが可能な弁である。
【0102】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態４と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態４とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。
本実施形態では、実施形態４と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態４とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁の制御方法が異なる。
【0103】
本実施形態では、ステップＳ２においては、三方弁３０３は管路ｇと管路ｉを接続し、循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、容器２５から培養容器２１と足場材溶液サブタンク３１に注入させる。
【0104】
また、ステップＳ３においては、三方弁３０３が管路ｈと管路ｉを接続して環流路（ループ状の流路）を構成し、送液ポンプＰＢを駆動させて足場材溶液を循環させる。
【0105】
ステップＳ４においては、三方弁３０２は管路ｇと管路ｉを接続し、ＰＢＳを培養容器２１に注入しながら、足場材溶液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
【0106】
ステップＳ５～ステップＳ８において、容器２３または容器２４から培養容器２１に液を注入する場合には、三方弁３０３は管路ｇと管路ｉを接続し、培養容器２１に液を注入しながら廃液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
本実施形態によれば、実施形態３と同様の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、実施形態３と同様の効果を得ることができる。
【0107】
［実施形態６］
【0108】
図面を参照して、実施形態１の変形例である実施形態６に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態１と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0109】
（細胞培養装置が備える流路系）
図７は、実施形態６に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態１～実施形態５では、ステップＳ３において足場材溶液を循環させる際に、環流路（ループ状の流路）を構成して循環させたが、本実施形態では環流路は構成せずにリニアな循環路を構成し、リニアな循環路を往復させて足場材溶液を循環させる。図示のように、足場材溶液を貯留する容器２５と培養容器２１の間に送液ポンプＰＢを配置するとともに、開閉弁２０７と送液ポンプＰＤを接続し、送液ポンプＰＢには足場材溶液サブタンク４１を接続している。
図７は、実施形態６に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。実施形態１～実施形態５では、ステップＳ３において足場材溶液を循環させる際に、環流路（ループ状の流路）を構成して循環させたが、本実施形態では環流路は構成せずにリニアな循環路を構成し、リニアな循環路を往復させて足場材溶液を循環させる。図示のように、足場材溶液を貯留する容器２５と培養容器２１の間に送液ポンプＰＢを配置するとともに、開閉弁２０７と送液ポンプＰＤを接続し、送液ポンプＰＢには足場材溶液サブタンク４１を接続している。
【0110】
足場材溶液サブタンク４１は、往復循環させるための足場材溶液を容器２５から導入して貯留する容器である。本実施形態では、足場材溶液を循環させる際には、送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＤを駆動して、容器２５と足場材溶液サブタンク４１の間で足場材溶液を往復させる。足場材溶液サブタンク４１の内容積は、培養容器２１の内容積以上であることが望ましい。循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を貯留できるようにするためである。足場材成分が吸着することを防ぐため、足場材溶液サブタンク４１の内面は、炭化水素系（例えばポリプロピレン）またはフッ素系（例えばテフロン）の素材で形成されていることが望ましい。
【0111】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁や送液ポンプの制御方法が異なる。
本実施形態では、実施形態１と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態１とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁や送液ポンプの制御方法が異なる。
【0112】
ステップＳ２においては、開閉弁２０１～開閉弁２０３、および開閉弁２０５～開閉弁２０６を閉じ、開閉弁２０４および開閉弁２０７を開き、送液ポンプＰＢを駆動して、足場材溶液を容器２５から培養容器２１に注入する。足場材溶液が培養容器２１の内容積の半分以上になるまで送液されたら、さらに送液ポンプＰＤを駆動し、培養容器２１から足場材溶液サブタンク４１に足場材溶液を流入させる。こうして、制御部２００は、ステップＳ３において往復循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、培養容器２１と足場材溶液サブタンク４１に注入させる。
【0113】
ステップＳ３においては、制御部２００は、各開閉弁をステップＳ３と同じ状態にしたまま、送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＤの送液方向を定期的に同時に反転させる。例えば、所定時間までは、送液ポンプＰＢを容器２５から培養容器２１に送液する向きに駆動し、送液ポンプＰＤを培養容器２１から足場材溶液サブタンク４１に送液する向きで駆動する。所定時間が経過したら送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＤの送液方向を同時に反転させる。このような手順を繰り返すことにより、容器２５と足場材溶液サブタンク４１の間を足場材溶液が往復して循環する。制御部２００は、所定量の足場材をコートするのに必要な時間が経過したら、送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＤを停止させ、開閉弁２０４と開閉弁２０５を閉じる。
【0114】
ステップＳ４においては、制御部２００は、開閉弁２０２～開閉弁２０４、および開閉弁２０７を閉じ、開閉弁２０１、および開閉弁２０５～開閉弁２０６を開く。この状態で送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、容器２２から培養容器２１にＰＢＳを注入して、培養容器２１から廃液タンク２６に使用済の足場材溶液を排出させる。
【0115】
ステップＳ５～ステップＳ８において、容器２３または容器２４から培養容器２１に液を注入する場合には、その容器と接続する流路に配された開閉弁２０２または開閉弁２０３と、開閉弁２０５～開閉弁２０６を開く。開閉弁２０１、開閉弁２０４、開閉弁２０７を閉じて、送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、培養容器２１に液を注入しながら廃液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【0116】
［実施形態７］
図面を参照して、実施形態６の変形例である実施形態７に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態６と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
図面を参照して、実施形態６の変形例である実施形態７に係る細胞培養装置、細胞培養方法、等について説明する。尚、実施形態６と共通する要素については同一の参照符号を付して図示し、説明内容が共通する事項については、説明文章を簡略化または省略するものとする。
【0117】
（細胞培養装置が備える流路系）
図８は、実施形態７に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。足場材溶液サブタンク４１を備え、ステップＳ３において足場材溶液を循環させる際に、環流路は構成せずにリニアな流路を構成し、リニアな流路を往復させて足場材溶液を循環させる点は、実施形態６と共通している。実施形態６（図７）と異なるのは、開閉弁２０７と送液ポンプＰＤを用いないで、三方弁３０４を配置した点である。三方弁３０４は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｋと管路ｏを接続するか、管路ｋと管路ｐを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。本実施形態は、実施形態６よりも１つ少ない数の送液ポンプで、同様の機能を達成することができる。
図８は、実施形態７に係る細胞培養装置が備える流路系の構成を説明するための模式図である。足場材溶液サブタンク４１を備え、ステップＳ３において足場材溶液を循環させる際に、環流路は構成せずにリニアな流路を構成し、リニアな流路を往復させて足場材溶液を循環させる点は、実施形態６と共通している。実施形態６（図７）と異なるのは、開閉弁２０７と送液ポンプＰＤを用いないで、三方弁３０４を配置した点である。三方弁３０４は、制御部２００からの指令に応じて、点線で示す管路ｋと管路ｏを接続するか、管路ｋと管路ｐを接続するか、を選択することが可能な切り替え弁である。本実施形態は、実施形態６よりも１つ少ない数の送液ポンプで、同様の機能を達成することができる。
【0118】
（細胞培養方法）
本実施形態では、実施形態６と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態６とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁や送液ポンプの制御方法が異なる。
本実施形態では、実施形態６と同様に図２に示す処理フローで細胞培養を行うが、実施形態６とは流路構成が異なる部分があるので、制御部２００による弁や送液ポンプの制御方法が異なる。
【0119】
ステップＳ２においては、開閉弁２０１～開閉弁２０３、および開閉弁２０５を閉じ、開閉弁２０４および開閉弁２０６を開き、送液ポンプＰＢを駆動して、足場材溶液を容器２５から培養容器２１に注入する。足場材溶液が培養容器２１の内容積の半分以上になるまで送液されたら、三方弁３０４が管路ｋと管路ｏを接続し、送液ポンプＰＣを駆動し、培養容器２１から足場材溶液サブタンク４１に足場材溶液を流入させる。こうして、制御部２００は、ステップＳ３において往復循環させながら足場材を吸着させる際に必要な液量の足場材溶液を、培養容器２１と足場材溶液サブタンク４１に注入させる。
【0120】
ステップＳ３においては、制御部２００は、各開閉弁と三方弁３０４をステップＳ３と同じ状態にしたまま、送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＣの送液方向を定期的に同時に反転させる。すなわち、足場材溶液が容器２５と足場材溶液サブタンク４１の間で往復するように制御する。制御部２００は、所定量の足場材をコートするのに必要な時間が経過したら、送液ポンプＰＢと送液ポンプＰＣを停止させ、開閉弁２０４と開閉弁２０６を閉じる。
【0121】
ステップＳ４においては、制御部２００は、開閉弁２０２～開閉弁２０４を閉じ、開閉弁２０１および開閉弁２０５～開閉弁２０６を開き、三方弁３０４は管路ｋと管路ｐを接続する。この状態で送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、容器２２から培養容器２１にＰＢＳを注入して、培養容器２１から廃液タンク２６に使用済の足場材溶液を排出させる。
【0122】
ステップＳ５～ステップＳ８において、容器２３または容器２４から培養容器２１に液を注入する場合には、その容器と接続する流路に配された開閉弁２０２または開閉弁２０３と、開閉弁２０５～開閉弁２０６を開く。また、開閉弁２０１と開閉弁２０４を閉じて、三方弁３０４は管路ｋと管路ｐを接続する。その状態で送液ポンプＰＡと送液ポンプＰＣを駆動して、培養容器２１に液を注入しながら廃液を培養容器２１から廃液タンク２６に排出させる。
本実施形態によれば、少ない数の送液ポンプで実施形態６と同様の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、少ない数の送液ポンプで実施形態６と同様の効果を得ることができる。
【0123】
［他の実施形態］
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。例えば、上述した異なる実施形態の全部または一部を組み合わせて実施しても差し支えない。
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。例えば、上述した異なる実施形態の全部または一部を組み合わせて実施しても差し支えない。
【0124】
例えば、図４～図８に示した例において、足場材溶液サブタンク３１あるいは足場材溶液サブタンク４１を設ける代わりに、内容積（例えば内径や長さ）が十分に大きな管路を配置すれば、足場材溶液サブタンクと同様の効果を奏することが可能である。
【0125】
また、流路の接続関係（ネットワーク）は、外気等の外部環境から実質的に隔離された流路系（閉鎖流路系）であって、かつ足場材溶液を循環させる循環路を形成できるものであれば、実施形態１～実施形態７の例に限定されるものではない。流路制御部は、例示したように開閉弁のみ、または開閉弁と三方弁の併用で構成することが可能である。また、流路制御部は、三方弁のみで構成してもよいし、開閉弁や三方弁以外の流路制御素子を用いて構成してもよい。
【0126】
また、細胞培養方法の各工程において、流路制御部の全ての動作が制御部の指令に基づいて行われなければならないわけではなく、開閉弁や切換え弁の操作の一部を作業者が手動で行うことも可能である。その場合には、作業者が手動で操作可能な開閉弁や切換え弁を設けておき、作業者が適切なタイミングで正確に開閉弁や切換え弁を操作できるように、制御部は操作ガイド情報を作業者に提供するのが望ましい。制御部は、操作ガイド情報を、例えば表示装置や、音声発生装置や、ランプなど、適宜のユーザインターフェース装置を用いて作業者に提供することができる。
【0127】
上記の実施形態においては、足場材をコーティングする際には環流路または往復流路を構成して足場材溶液を循環させたが、要はコーティングが完了するまでの間は足場材溶液が担持体と接触しながら流動することができればよい。例えば十分な量の足場材溶液を培養容器に注入した後で、担持体あるいは容器を揺動や回転させるなどして、担持体と接する足場材溶液が流動するようにしてもよい。
【0128】
本明細書は、少なくとも以下の事項を開示している。
［事項１］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、
前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、
前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能である、
ことを特徴とする細胞培養装置。
［事項２］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記足場材溶液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部を制御して前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
［事項３］
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記細胞懸濁液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする事項２に記載の細胞培養装置。
［事項４］
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする事項３に記載の細胞培養装置。
［事項５］
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項６］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項７］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項８］
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする事項６または７に記載の細胞培養装置。
［事項９］
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする事項２乃至８のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１０］
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする事項２乃至９のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１１］
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする事項２乃至１０のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１２］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備えた細胞培養装置を用いた細胞培養方法であって、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記流路制御部が前記足場材溶液容器と前記培養容器とを接続し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部は前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養方法。
［事項１３］
前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記流路制御部が前記細胞懸濁液容器と前記培養容器とを接続し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする事項１２に記載の細胞培養方法。
［事項１４］
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする事項１３に記載の細胞培養方法。
［事項１５］
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１６］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１７］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１８］
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする事項１６または１７に記載の細胞培養方法。
［事項１９］
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする事項１２乃至１８のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項２０］
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする事項１２乃至１９のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項２１］
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする事項１２乃至２０のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備え、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、前記流路制御部は、
前記足場材溶液容器と前記培養容器とが接続され、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液を供給することが可能な足場材溶液供給流路と、
前記足場材溶液が前記培養容器の内外を循環することが可能な足場材溶液循環流路と、を構成することが可能である、
ことを特徴とする細胞培養装置。
［事項２］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記足場材溶液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部を制御して前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
［事項３］
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記細胞懸濁液容器と前記培養容器が接続されるように前記流路制御部を制御し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする事項２に記載の細胞培養装置。
［事項４］
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記制御部は、前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする事項３に記載の細胞培養装置。
［事項５］
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項６］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項７］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする事項２乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項８］
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする事項６または７に記載の細胞培養装置。
［事項９］
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする事項２乃至８のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１０］
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする事項２乃至９のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１１］
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする事項２乃至１０のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
［事項１２］
流路系と、
前記流路系に着脱可能な培養容器と、
足場材を含んだ足場材溶液を貯留し、前記流路系に接続された足場材溶液容器と、
細胞懸濁液を貯留し、前記流路系に接続された細胞懸濁液容器と、
前記流路系に接続された複数のポンプと、
前記流路系を構成する流路各部の開閉及び／または接続の切り替えを行う流路制御部と、を備えた細胞培養装置を用いた細胞培養方法であって、
前記培養容器が前記流路系に装着された状態において、
前記流路制御部が前記足場材溶液容器と前記培養容器とを接続し、前記足場材溶液容器から前記培養容器に前記足場材溶液が送液されるように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液供給工程と、
前記足場材溶液供給工程よりも後に、前記流路制御部は前記培養容器が含まれた循環路を構成し、前記足場材溶液が前記循環路を循環するように前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させる足場材溶液循環工程と、を実行する、
ことを特徴とする細胞培養方法。
［事項１３］
前記足場材溶液循環工程よりも後に、前記流路制御部が前記細胞懸濁液容器と前記培養容器とを接続し、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記細胞懸濁液容器から前記培養容器に前記細胞懸濁液を送液する細胞懸濁液供給工程を実行する、
ことを特徴とする事項１２に記載の細胞培養方法。
［事項１４］
廃液を貯留可能な廃液タンクが前記流路系に接続されており、
前記足場材溶液循環工程と前記細胞懸濁液供給工程の間に、前記複数のポンプのうちの少なくとも１つを駆動させて前記培養容器に存する前記足場材溶液を前記廃液タンクに排出する排出工程を実行する、
ことを特徴とする事項１３に記載の細胞培養方法。
［事項１５］
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液容器と前記培養容器とを含む環流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１６］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記足場材溶液サブタンクと前記培養容器とが接続された環流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１７］
前記流路系に接続された足場材溶液サブタンクを備え、
前記足場材溶液供給工程において、前記足場材溶液は前記培養容器と前記足場材溶液サブタンクに送液され、
前記足場材溶液循環工程において、前記循環路は、前記培養容器を挟んで前記足場材溶液容器と前記足場材溶液サブタンクとが接続された往復流路として構成される、
ことを特徴とする事項１２乃至１４のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項１８］
前記足場材溶液サブタンクの内容積は、前記培養容器の内容積以上である、
ことを特徴とする事項１６または１７に記載の細胞培養方法。
［事項１９］
前記足場材溶液循環工程において、所定時間経過すると、前記循環路において前記足場材溶液が流れる方向を反転させる、
ことを特徴とする事項１２乃至１８のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項２０］
前記足場材が、ラミニン、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、エラスチン、アルブミン、ポリリジン、ポリオルニチン、およびそれらのフラグメントからなる群から選択された少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする事項１２乃至１９のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
［事項２１］
前記細胞懸濁液は、多能性幹細胞を含む、
ことを特徴とする事項１２乃至２０のいずれか１項に記載の細胞培養方法。
【符号の説明】
【0129】
２１・・・培養容器／２２～２５・・・容器／２６・・・廃液タンク／３１・・・足場材溶液サブタンク／４１・・・足場材溶液サブタンク／２００・・・制御部／２０１～２０７・・・開閉弁／３００・・・外部コンピュータ／３０１～３０３・・・三方弁／ＰＡ～ＰＤ・・・送液ポンプ
【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】