(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】P2024095388
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】細胞の集合構造体の作製方法および作製装置
(51)【国際特許分類】
C12N 5/07 20100101AFI20240703BHJP
C12M 3/00 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
C12N5/07
C12M3/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022212659
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(74)【代理人】
【識別番号】100124497
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】中 俊明
(72)【発明者】
【氏名】米田 健二
(72)【発明者】
【氏名】中野 正貴
【テーマコード（参考）】
4B029
4B065
【Ｆターム（参考）】
4B029AA01
4B029AA27
4B029BB11
4B029CC10
4B029DF10
4B029DG08
4B029DG10
4B029GA08
4B029GB02
4B029GB10
4B065AA90X
4B065AC20
4B065BC46
4B065BD04
4B065CA44
(57)【要約】
【課題】 細胞凝集塊にダメージを与えることなく、安定的に培養容器内で複数の細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する。
【解決手段】 複数のピン２１ｂを所定の配置で立設された支持体２１を準備するとともに、複数のピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺させて、細胞凝集塊２を収容可能な収容部Ｐを形成する。
上記収容部Ｐのそれぞれに細胞凝集塊２を収容して、上記ピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３上に細胞凝集塊２を載置するようにした。
【選択図】 図４
【解決手段】 複数のピン２１ｂを所定の配置で立設された支持体２１を準備するとともに、複数のピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺させて、細胞凝集塊２を収容可能な収容部Ｐを形成する。
上記収容部Ｐのそれぞれに細胞凝集塊２を収容して、上記ピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３上に細胞凝集塊２を載置するようにした。
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製方法において、
複数のピンが所定の配置で立設された支持体を準備するステップと、
上記複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて上記支持体の所定位置に保持させるとともに、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成するステップと、
上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるステップと、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養するステップとを有することを特徴とする細胞の集合構造体の作製方法。
複数のピンが所定の配置で立設された支持体を準備するステップと、
上記複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて上記支持体の所定位置に保持させるとともに、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成するステップと、
上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるステップと、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養するステップとを有することを特徴とする細胞の集合構造体の作製方法。
【請求項2】
上記複数のピンが上記支持体に行方向および列方向に等ピッチで配置され、上記複数のゼラチン粒子を上記ピンの同じ高さに保持させることを特徴とする請求項１に記載の細胞の集合構造体の作製方法。
【請求項3】
上記ゼラチン粒子は上記ピンのピッチよりも小さく形成され、上記細胞凝集塊は上記ピンのピッチと略同じかそれよりも大きく形成されることを特徴とする請求項２に記載の細胞の集合構造体の作製方法。
【請求項4】
培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製装置において、
複数のピンが所定の配置で立設された支持体と、上記支持体にゼラチン粒子を供給するゼラチン粒子供給手段と、上記支持体に細胞凝集塊を供給する細胞凝集塊供給手段とを備え、
上記ゼラチン粒子供給手段は、上記支持体の複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて所定位置に保持させ、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成し、
上記細胞凝集塊供給手段は、上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に上記細胞凝集塊を載置させ、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することを特徴とする細胞の集合構造体の作製装置。
複数のピンが所定の配置で立設された支持体と、上記支持体にゼラチン粒子を供給するゼラチン粒子供給手段と、上記支持体に細胞凝集塊を供給する細胞凝集塊供給手段とを備え、
上記ゼラチン粒子供給手段は、上記支持体の複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて所定位置に保持させ、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成し、
上記細胞凝集塊供給手段は、上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に上記細胞凝集塊を載置させ、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することを特徴とする細胞の集合構造体の作製装置。
【請求項5】
上記ゼラチン粒子供給手段と細胞凝集塊供給手段とを、ゼラチン粒子および細胞凝集塊を吸着可能な吸引ノズルを備えた共通の供給手段により構成したことを特徴とする請求項４に記載の細胞の集合構造体の作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は細胞の集合構造体の作製方法および作製装置に関し、詳しくは培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した細胞の集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製方法および作製装置に関する。
【背景技術】
【0002】
今日、損傷を受けた生体機能を幹細胞などを用いて復元させる再生医療において、予め細胞を略球状に培養した複数の細胞凝集塊（スフェロイド）を隣接させて配置し、これらの細胞凝集塊同士を融合させることで細胞の集合構造体を作製する方法が知られている。
このような細胞の集合構造体の作製方法として、複数の針状のピンに貫通させて複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する方法（特許文献１）や、ピンとピンとの間に細胞凝集塊を挟持させて、複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する方法が提案されている（特許文献２）。
一方、上述したピンを用いて複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する構成に対し、保持部が形成されるとともに架橋されたゼラチン支持体に複数の細胞凝集塊を隣接させて整列させ、ゼラチン支持体ごと培養液に浸漬することにより、ゼラチン支持体を溶解させながら細胞凝集塊を培養して融合させる方法も提案されている（特許文献３）
このような細胞の集合構造体の作製方法として、複数の針状のピンに貫通させて複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する方法（特許文献１）や、ピンとピンとの間に細胞凝集塊を挟持させて、複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する方法が提案されている（特許文献２）。
一方、上述したピンを用いて複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する構成に対し、保持部が形成されるとともに架橋されたゼラチン支持体に複数の細胞凝集塊を隣接させて整列させ、ゼラチン支持体ごと培養液に浸漬することにより、ゼラチン支持体を溶解させながら細胞凝集塊を培養して融合させる方法も提案されている（特許文献３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５８９６１０４号公報
【特許文献2】特許第６８８２６５８号公報
【特許文献3】特許第７０４１３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、特許文献１や特許文献２のように複数のピンによって複数の細胞凝集塊を隣接させて保持する場合、細胞凝集塊をピンに貫通させる特許文献１の方法では、ピンを貫通させることによる細胞凝集塊へのダメージが懸念されており、細胞凝集塊をピンの間に挟持させる特許文献２の方法では、細胞凝集塊の大きさにはばらつきがあることから、培養容器を移動させた際など、培養液が揺れることで小さめの細胞凝集塊がピンの間から脱落することがあった。
また、特許文献１、２とも、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合には、集合構造体の中心部分は細胞凝集塊同士が密着して培養液が十分に行き届かず、栄養不足によって細胞の成長および増殖が不良となる場合があった。
一方特許文献３の方法の場合、細胞の集合構造体の作製のためにゼラチン支持体を自作しなければならない。つまりその製造工程は、原料ゼラチンを液体に溶解してゼラチン溶解液とし、当該ゼラチン溶解液を型に注入して凍結乾燥機で低温乾燥した後、真空オーブンで架橋してゼラチン支持体とするものであり、ゼラチン支持体の製造が煩雑であるという問題があった。
このような問題に鑑み、立設させた複数のピンによってダメージを与えることなく安定的に培養容器の内部に複数の細胞凝集塊を隣接させて配置することが可能であり、さらに、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合にも、細胞が栄養不足となって成長や増殖が不良となることのない、細胞の集合構造体の作製方法および作製装置を提供するものである。
また、特許文献１、２とも、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合には、集合構造体の中心部分は細胞凝集塊同士が密着して培養液が十分に行き届かず、栄養不足によって細胞の成長および増殖が不良となる場合があった。
一方特許文献３の方法の場合、細胞の集合構造体の作製のためにゼラチン支持体を自作しなければならない。つまりその製造工程は、原料ゼラチンを液体に溶解してゼラチン溶解液とし、当該ゼラチン溶解液を型に注入して凍結乾燥機で低温乾燥した後、真空オーブンで架橋してゼラチン支持体とするものであり、ゼラチン支持体の製造が煩雑であるという問題があった。
このような問題に鑑み、立設させた複数のピンによってダメージを与えることなく安定的に培養容器の内部に複数の細胞凝集塊を隣接させて配置することが可能であり、さらに、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合にも、細胞が栄養不足となって成長や増殖が不良となることのない、細胞の集合構造体の作製方法および作製装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
すなわち請求項１の発明にかかる細胞の集合構造体の作製方法は、培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製方法において、
複数のピンが所定の配置で立設された支持体を準備するステップと、
上記複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて上記支持体の所定位置に保持させるとともに、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成するステップと、
上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるステップと、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養するステップとを有することを特徴としている。
また請求項４の発明にかかる細胞の集合構造体の作製装置は、培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製装置において、
複数のピンが所定の配置で立設された支持体と、上記支持体にゼラチン粒子を供給するゼラチン粒子供給手段と、上記支持体に細胞凝集塊を供給する細胞凝集塊供給手段とを備え、
上記ゼラチン粒子供給手段は、上記支持体の複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて所定位置に保持させ、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成し、
上記細胞凝集塊供給手段は、上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に上記細胞凝集塊を載置させ、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することを特徴としている。
複数のピンが所定の配置で立設された支持体を準備するステップと、
上記複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて上記支持体の所定位置に保持させるとともに、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成するステップと、
上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるステップと、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養するステップとを有することを特徴としている。
また請求項４の発明にかかる細胞の集合構造体の作製装置は、培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容し、当該培養容器内で細胞凝集塊を培養して、各細胞凝集塊が相互に融合した集合構造体を作製する細胞の集合構造体の作製装置において、
複数のピンが所定の配置で立設された支持体と、上記支持体にゼラチン粒子を供給するゼラチン粒子供給手段と、上記支持体に細胞凝集塊を供給する細胞凝集塊供給手段とを備え、
上記ゼラチン粒子供給手段は、上記支持体の複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて所定位置に保持させ、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容する収容部を形成し、
上記細胞凝集塊供給手段は、上記収容部に細胞凝集塊を収容させて、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に上記細胞凝集塊を載置させ、
上記細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
上記請求項１および請求項４の発明によれば、支持体に立設させた複数のピンにゼラチン粒子を穿刺させて保持させて、上記複数のピンの間に上記細胞凝集塊を収容可能な収容部を形成するようになっている。
これにより、上記収容部に細胞凝集塊を収容させると、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるようになっている。
つまり、細胞凝集塊にダメージを与えることなく、安定的に培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容して培養することができる。
さらに、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合には、細胞凝集塊同士を直接積層させず、細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することで、立体的に構成された集合構造体の中心部分で細胞が栄養不足となって成長や増殖が不良となることが防止される。
これにより、上記収容部に細胞凝集塊を収容させると、上記ピンに穿刺された複数のゼラチン粒子上に細胞凝集塊を載置させるようになっている。
つまり、細胞凝集塊にダメージを与えることなく、安定的に培養容器内に複数の細胞凝集塊を隣接させて収容して培養することができる。
さらに、細胞凝集塊を立体的に積層させて集合構造体を作製する場合には、細胞凝集塊同士を直接積層させず、細胞凝集塊を複数のゼラチン粒子上に載置させた状態で培養することで、立体的に構成された集合構造体の中心部分で細胞が栄養不足となって成長や増殖が不良となることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】細胞の集合構造体の作製装置を構成するアイソレータとインキュベータの正面図
【図2】細胞の集合構造体の作製装置の構成図
【図3】細胞の集合構造体の作製装置の構成図
【図4】培養容器の断面図
【図5】培養容器の平面図
【図6】支持体に保持された細胞凝集塊およびゼラチン粒子の拡大図
【図7】第２の実施形態に係る細胞の集合構造体の作製装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図示実施形態について説明すると、図１はアイソレータ５を示し、図２、図３は第１実施形態にかかる細胞の集合構造体の作製装置１を示している。
この細胞の集合構造体の作製装置１では、図４に示すように複数の細胞凝集塊２（スフェロイド）およびゼラチン粒子３を培養容器４の内部で積層させて立体的に保持し、その状態で細胞凝集塊２を培養することにより、複数の細胞凝集塊２が相互に融合した細胞の集合構造体（図示せず）を作製するものとなっている。
上記細胞凝集塊２は、例えば上記特許文献１～３に記載されるように、細胞同士が集合し凝集化した１００～５００μｍ程度の直径を有した略球状の細胞集合体をいう。
上記細胞凝集塊２は例えば特許第４５１７１２５号に開示される方法で作製することが可能であり、ウエルプレートに形成された非接着性のウエル（略半球状の収容部）に細胞を播種して培養すると、細胞は足場を求めて互いに接着し合うことで凝集し、これらがさらに融合することで直径が最大で５００μｍ程度の略球状の細胞凝集塊２が形成される。
なお、細胞凝集塊２の作製方法はこれに限らず、旋回している培養液中に細胞懸濁液を入れる旋回培養法、試験管に細胞懸濁液を入れて遠心分離器で沈殿させる方法、あるいはアルギン酸ビーズを用いて培養する方法など公知の様々な方法で作製することができる。
この細胞の集合構造体の作製装置１では、図４に示すように複数の細胞凝集塊２（スフェロイド）およびゼラチン粒子３を培養容器４の内部で積層させて立体的に保持し、その状態で細胞凝集塊２を培養することにより、複数の細胞凝集塊２が相互に融合した細胞の集合構造体（図示せず）を作製するものとなっている。
上記細胞凝集塊２は、例えば上記特許文献１～３に記載されるように、細胞同士が集合し凝集化した１００～５００μｍ程度の直径を有した略球状の細胞集合体をいう。
上記細胞凝集塊２は例えば特許第４５１７１２５号に開示される方法で作製することが可能であり、ウエルプレートに形成された非接着性のウエル（略半球状の収容部）に細胞を播種して培養すると、細胞は足場を求めて互いに接着し合うことで凝集し、これらがさらに融合することで直径が最大で５００μｍ程度の略球状の細胞凝集塊２が形成される。
なお、細胞凝集塊２の作製方法はこれに限らず、旋回している培養液中に細胞懸濁液を入れる旋回培養法、試験管に細胞懸濁液を入れて遠心分離器で沈殿させる方法、あるいはアルギン酸ビーズを用いて培養する方法など公知の様々な方法で作製することができる。
【0009】
上記ゼラチン粒子３は、ゼラチンを造粒した後、架橋することで粒子状にしたものであって、例えば特許第６９８９７５７号に記載されている通り、その製造方法は公知となっている。
また本実施形態において、ゼラチン粒子３とは培養液に浸潤させることでゲル化したものを指し、上記培養液が浸潤したゼラチン粒子３の大きさは、後に詳述するように、細胞凝集塊２の直径よりも小さく、かつ細胞凝集塊２を下方から支持可能な程度の大きさとしている。
また本実施形態において、ゼラチン粒子３とは培養液に浸潤させることでゲル化したものを指し、上記培養液が浸潤したゼラチン粒子３の大きさは、後に詳述するように、細胞凝集塊２の直径よりも小さく、かつ細胞凝集塊２を下方から支持可能な程度の大きさとしている。
【0010】
本実施形態の細胞の集合構造体の作製装置１は、図１に示す内部が無菌状態に維持されたアイソレータ５に収容され、当該アイソレータ５には接離可能なインキュベータ６と、アイソレータ５内に搬入する物品を除染するためのパスボックス５ａとが備えられている。
上記アイソレータ５は内部が無菌環境に維持され、また無菌エア供給手段によって上方から下方へと向かう無菌エアによる一方向流が形成されるようになっている。
またアイソレータ５の正面には作業者が装着可能なグローブ５ｂが設けられており、各種の作業を行うことが可能となっている。なお、アイソレータ５の内部にロボットや所要の構成を有した移送手段を設けて、細胞の集合構造体の作製作業を自動的に行うようにすることもできる。
次に、上記インキュベータ６は、内部が無菌環境に維持されるとともに、細胞の集合構造体の培養に適した所定の温度および湿度に維持され、上記インキュベータ６を上記アイソレータ５より分離して、当該アイソレータ５より離れた場所に載置することが可能となっている。
そのため、上記アイソレータ５とインキュベータ６とは、例えば特許第４６５６４８５号公報に記載されるような、インキュベータ６とアイソレータ５とを無菌状態を維持したまま接離させる接続手段によって接続されている。
上記アイソレータ５は内部が無菌環境に維持され、また無菌エア供給手段によって上方から下方へと向かう無菌エアによる一方向流が形成されるようになっている。
またアイソレータ５の正面には作業者が装着可能なグローブ５ｂが設けられており、各種の作業を行うことが可能となっている。なお、アイソレータ５の内部にロボットや所要の構成を有した移送手段を設けて、細胞の集合構造体の作製作業を自動的に行うようにすることもできる。
次に、上記インキュベータ６は、内部が無菌環境に維持されるとともに、細胞の集合構造体の培養に適した所定の温度および湿度に維持され、上記インキュベータ６を上記アイソレータ５より分離して、当該アイソレータ５より離れた場所に載置することが可能となっている。
そのため、上記アイソレータ５とインキュベータ６とは、例えば特許第４６５６４８５号公報に記載されるような、インキュベータ６とアイソレータ５とを無菌状態を維持したまま接離させる接続手段によって接続されている。
【0011】
図２、図３はアイソレータ５の内部に収容される細胞の集合構造体の作製装置１を示し、細胞凝集塊２を収容する細胞容器７から培養容器４内に細胞凝集塊２を供給する細胞凝集塊供給手段８と、ゼラチン粒子３を収容するゼラチン容器９から培養容器４内にゼラチン粒子３を供給するゼラチン粒子供給手段１０と、内部で細胞を培養して集合構造体を形成する培養容器４を支持する培養容器支持部１１と、上記細胞凝集塊供給手段８を構成し、上記細胞容器７の細胞凝集塊２を上記培養容器４に移動させる細胞凝集塊移動手段１２と、上記ゼラチン粒子供給手段１０を構成し、上記ゼラチン容器９のゼラチン粒子３を上記培養容器４に移動させるゼラチン粒子移動手段１３とを備えている。そして、これらはコンピュータなどからなる図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
本実施形態では、上記培養容器４を中間に配置し、図示左方側に細胞容器７を、図示右方側にゼラチン容器９を配置するように構成され、図２はゼラチン粒子移動手段１３が培養容器４にゼラチン粒子３を移動させている状態を、図３は細胞凝集塊移動手段１２が培養容器４に細胞凝集塊２を移動させている状態をそれぞれ示している。
なお、以下の説明において、図２、図３における図示左右横方向をＸ方向、紙面に対する前後奥行方向をＹ方向、上下縦方向をＺ方向とする。
本実施形態では、上記培養容器４を中間に配置し、図示左方側に細胞容器７を、図示右方側にゼラチン容器９を配置するように構成され、図２はゼラチン粒子移動手段１３が培養容器４にゼラチン粒子３を移動させている状態を、図３は細胞凝集塊移動手段１２が培養容器４に細胞凝集塊２を移動させている状態をそれぞれ示している。
なお、以下の説明において、図２、図３における図示左右横方向をＸ方向、紙面に対する前後奥行方向をＹ方向、上下縦方向をＺ方向とする。
【0012】
上記細胞凝集塊供給手段８は、上記細胞容器７を支持するとともに上記Ｙ方向に移動させるＹ方向テーブル８ａを備え、その上面に設けた位置決め片８ｂによって上記細胞容器７をＹ方向テーブル８ａ上の所定位置に位置決めするようになっている。
上記細胞容器７には従来公知のウエルプレートを使用することが可能であり、平面視において縦横（行列方向）に複数の収容凹部７ａ（ウェル）を備え、各収容凹部７ａの内部には培養液とともに細胞凝集塊２が一個ずつ収容されている。
上記細胞容器７の収容凹部７ａは略半球状に形成され、平面視において直交するＸ方向およびＹ方向（Ｘ－Ｙ方向）にそれぞれ所定個数ずつ整列している。市販される一般的なウエルプレートでは、ウェルの多いものでは９６ウェル（１２×８）や３８４ウェル（２４×１６）のものがあるが、上記細胞容器７としてはウェルの個数に特に制限はなく、本実施形態では説明を簡単にするため、収容凹部７ａはＸ方向に４個、Ｙ方向に４個ずつ計１６個設けられている。
アイソレータ５の内部には上記細胞凝集塊２を収容した細胞容器７が複数収容可能となっており、また図示しないロボットなどからなる移載手段が、細胞凝集塊供給手段８に載置された空の細胞容器７を新たな細胞容器７へと交換するようになっている。
上記細胞容器７には従来公知のウエルプレートを使用することが可能であり、平面視において縦横（行列方向）に複数の収容凹部７ａ（ウェル）を備え、各収容凹部７ａの内部には培養液とともに細胞凝集塊２が一個ずつ収容されている。
上記細胞容器７の収容凹部７ａは略半球状に形成され、平面視において直交するＸ方向およびＹ方向（Ｘ－Ｙ方向）にそれぞれ所定個数ずつ整列している。市販される一般的なウエルプレートでは、ウェルの多いものでは９６ウェル（１２×８）や３８４ウェル（２４×１６）のものがあるが、上記細胞容器７としてはウェルの個数に特に制限はなく、本実施形態では説明を簡単にするため、収容凹部７ａはＸ方向に４個、Ｙ方向に４個ずつ計１６個設けられている。
アイソレータ５の内部には上記細胞凝集塊２を収容した細胞容器７が複数収容可能となっており、また図示しないロボットなどからなる移載手段が、細胞凝集塊供給手段８に載置された空の細胞容器７を新たな細胞容器７へと交換するようになっている。
【0013】
上記ゼラチン粒子供給手段１０は、上記ゼラチン容器９を支持するとともに上記Ｙ方向に移動させるＹ方向テーブル１０ａを備え、その上面に設けた位置決め片１０ｂによって上記ゼラチン容器９をＹ方向テーブル１０ａ上の所定位置に位置決めするようになっている。
上記ゼラチン容器９も上記細胞容器７と同様に市販のウエルプレートを使用することが可能であり、本実施形態では説明を簡単にするため、収容凹部９ａは平面視においてＸ方向に５個、Ｙ方向に５個ずつ計２５個設けられ、各収容凹部９ａの内部には培養液とともに略球状のゼラチン粒子３が一個ずつ収容されている。
アイソレータ５の内部には上記ゼラチン粒子３を収容したゼラチン容器９が複数収容可能となっており、また図示しないロボットなどからなる移載手段が、ゼラチン粒子供給手段１０に載置された空のゼラチン容器９を新たなゼラチン容器９に交換するようになっている。
上記ゼラチン容器９も上記細胞容器７と同様に市販のウエルプレートを使用することが可能であり、本実施形態では説明を簡単にするため、収容凹部９ａは平面視においてＸ方向に５個、Ｙ方向に５個ずつ計２５個設けられ、各収容凹部９ａの内部には培養液とともに略球状のゼラチン粒子３が一個ずつ収容されている。
アイソレータ５の内部には上記ゼラチン粒子３を収容したゼラチン容器９が複数収容可能となっており、また図示しないロボットなどからなる移載手段が、ゼラチン粒子供給手段１０に載置された空のゼラチン容器９を新たなゼラチン容器９に交換するようになっている。
【0014】
培養容器支持部１１は、培養容器４を支持するとともに上記Ｙ方向に移動させるＹ方向テーブル１１ａによって構成され、その上面に設けた位置決め片１１ｂによって上記培養容器４をＹ方向テーブル１１ａ上の所定位置に位置決めするようになっている。
図４、図５は上記培養容器４の断面図および平面図を示し、培養容器４は有底箱状を有し、内部には細胞が乾燥することを防ぐために作製する細胞の集合構造体の高さにあわせて、所定量のＰＢＳ（リン酸緩衝液）や培養液等の細胞に対する影響の低い液体が収容されている。
培養容器４の内部には上記細胞凝集塊２およびゼラチン粒子３を保持する支持体２１が設けられており、当該支持体２１は、略立方体形状を有した台座２１ａと、当該台座２１ａの上面に立設された複数のピン２１ｂとから構成されている。
上記培養容器４の底面には凹部４ａが形成されており、上記台座２１ａが位置決めされるようになっている。また当該凹部４ａに隣接する凹部４ａを挟んだ対向位置には、それぞれ上記Ｚ方向に向けてガイドロッド２２が立設されている。
図４、図５は上記培養容器４の断面図および平面図を示し、培養容器４は有底箱状を有し、内部には細胞が乾燥することを防ぐために作製する細胞の集合構造体の高さにあわせて、所定量のＰＢＳ（リン酸緩衝液）や培養液等の細胞に対する影響の低い液体が収容されている。
培養容器４の内部には上記細胞凝集塊２およびゼラチン粒子３を保持する支持体２１が設けられており、当該支持体２１は、略立方体形状を有した台座２１ａと、当該台座２１ａの上面に立設された複数のピン２１ｂとから構成されている。
上記培養容器４の底面には凹部４ａが形成されており、上記台座２１ａが位置決めされるようになっている。また当該凹部４ａに隣接する凹部４ａを挟んだ対向位置には、それぞれ上記Ｚ方向に向けてガイドロッド２２が立設されている。
【0015】
上記複数のピン２１ｂは上記台座２１ａの上面にＺ方向を向くように立設されており、各ピン２１ｂはステンレス等の金属によって構成されるとともに、その先端部は上記ゼラチン粒子３を穿刺させてこれを貫通するように鋭く形成されている。
また各ピン２１ｂの太さは、ゼラチン粒子３を貫通するとともに、後述するゼラチン粒子３を吸着保持する吸引ノズル３１に挿入可能な径に設定され、長さは、作成する細胞の集合体構造の高さに応じて設定可能となっている。
上記ピン２１ｂを立設する本数や配列は、作製する細胞の集合構造体の大きさに応じて設定可能であり、本実施形態では説明を簡単にするため、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ５本ずつ、計２５本を上記台座２１ａ上で行列方向に整列させている。
また各ピン２１ｂの太さは、ゼラチン粒子３を貫通するとともに、後述するゼラチン粒子３を吸着保持する吸引ノズル３１に挿入可能な径に設定され、長さは、作成する細胞の集合体構造の高さに応じて設定可能となっている。
上記ピン２１ｂを立設する本数や配列は、作製する細胞の集合構造体の大きさに応じて設定可能であり、本実施形態では説明を簡単にするため、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ５本ずつ、計２５本を上記台座２１ａ上で行列方向に整列させている。
【0016】
次に、図６を用いて上記支持体２１を構成する複数のピン２１ｂの配置やピッチ、上記支持体２１に収容部を形成するゼラチン粒子３の好適な直径について説明する。図６は上記支持体２１によってゼラチン粒子３および細胞凝集塊２を保持した状態の拡大図を示している。
ここで図６（ａ）は側面視を示し、図示左右横方向をＸ方向、紙面に対する前後奥行方向をＹ方向、上下縦方向をＺ方向とする。図６（ｂ）は平面視を示し、図示左右横方向がＸ方向、上下縦方向がＹ方向、紙面に対する前後奥行方向がＺ方向となる。
上記複数のピン２１ｂは、図６（ａ）、（ｂ）にＸＰ、ＹＰとして示すように、Ｘ方向およびＹ方向に等ピッチで配置されており、Ｘ方向のピッチとＹ方向のピッチも等しくなっている。
なお、図６（ｂ）ではＸ方向を行、Ｙ方向を列としている。また、ピッチは隣接するピン２１ｂ間におけるピン２１ｂの中心位置の間隔であり、図中ＸＰはＸ方向の距離を、ＹＰはＹ方向の距離を示しており、ＸＰとＹＰは等しくなっている。
ゼラチン粒子３は複数のピン２１ｂに穿刺されて細胞凝集塊２を収容する収容部Ｐを複数のピン２１ｂの間に形成するようになっており、細胞凝集塊２は収容部Ｐにおいて複数のゼラチン粒子３の上部に載置されるようになっている。
細胞凝集塊２を載置させるゼラチン粒子３の個数としては、複数個で周方向に等間隔で配置することができれば特に限定はされず、それらの上に１個の細胞凝集塊２を安定的に載置できればよい。
これらゼラチン粒子３の配置は、培養容器４内に立設したピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺させて、上記支持体２１に保持させることにより行っており、載置された細胞凝集塊２の周囲には複数のゼラチン粒子３を保持する複数のピン２１ｂが立設されている。
本実施形態では、４本のピン２１ｂが上記細胞凝集塊２を囲繞するように立設され、これら４本のピン２１ｂによって保持されたゼラチン粒子３に細胞凝集塊２が載置されるようになっており、このようにして配置される複数のピン２１ｂおよびゼラチン粒子３によって収容部Ｐが形成されている。
これにより、細胞凝集塊２をピン２１ｂに穿刺することなく支持することが可能となっている。
ここで図６（ａ）は側面視を示し、図示左右横方向をＸ方向、紙面に対する前後奥行方向をＹ方向、上下縦方向をＺ方向とする。図６（ｂ）は平面視を示し、図示左右横方向がＸ方向、上下縦方向がＹ方向、紙面に対する前後奥行方向がＺ方向となる。
上記複数のピン２１ｂは、図６（ａ）、（ｂ）にＸＰ、ＹＰとして示すように、Ｘ方向およびＹ方向に等ピッチで配置されており、Ｘ方向のピッチとＹ方向のピッチも等しくなっている。
なお、図６（ｂ）ではＸ方向を行、Ｙ方向を列としている。また、ピッチは隣接するピン２１ｂ間におけるピン２１ｂの中心位置の間隔であり、図中ＸＰはＸ方向の距離を、ＹＰはＹ方向の距離を示しており、ＸＰとＹＰは等しくなっている。
ゼラチン粒子３は複数のピン２１ｂに穿刺されて細胞凝集塊２を収容する収容部Ｐを複数のピン２１ｂの間に形成するようになっており、細胞凝集塊２は収容部Ｐにおいて複数のゼラチン粒子３の上部に載置されるようになっている。
細胞凝集塊２を載置させるゼラチン粒子３の個数としては、複数個で周方向に等間隔で配置することができれば特に限定はされず、それらの上に１個の細胞凝集塊２を安定的に載置できればよい。
これらゼラチン粒子３の配置は、培養容器４内に立設したピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺させて、上記支持体２１に保持させることにより行っており、載置された細胞凝集塊２の周囲には複数のゼラチン粒子３を保持する複数のピン２１ｂが立設されている。
本実施形態では、４本のピン２１ｂが上記細胞凝集塊２を囲繞するように立設され、これら４本のピン２１ｂによって保持されたゼラチン粒子３に細胞凝集塊２が載置されるようになっており、このようにして配置される複数のピン２１ｂおよびゼラチン粒子３によって収容部Ｐが形成されている。
これにより、細胞凝集塊２をピン２１ｂに穿刺することなく支持することが可能となっている。
【0017】
次に、上記ピン２１ｂのピッチは、用いる細胞凝集塊２の直径に対し、同じか、もしくはそれよりも小さくなるように設定する。
具体的に説明すると、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチと略同じ場合は、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向（Ｘ－Ｙ方向）に隣接する細胞凝集塊２と接触するか、接近した状態となる。
一方、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチよりも大きい場合、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向に隣接する細胞凝集塊２に干渉することとなるが、細胞凝集塊２は柔らかいため、相互に変形した状態で収容部Ｐに収容することができる。
しかしながら、細胞凝集塊２の直径が、収容部Pを構成する対角に位置したピン２１ｂとピン２１ｂとの間隔よりも大きくなってしまうと、細胞凝集塊２をピン２１ｂで取り囲まれた収容部Ｐに収容しにくくなる。
逆に、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチよりも小さい場合、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向に隣接する細胞凝集塊２と接触できず、またピン２１ｂと２１ｂとの間をすり抜けて複数のゼラチン粒子３上から脱落するおそれがある。
但し、細胞凝集塊２をピン２１ｂと２１ｂとの間に挟持させる必要はないため、収容部Ｐに収容した細胞凝集塊２が、収容部Ｐピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３の上部に載置可能な直径を有していれば、細胞凝集塊２を収容部Ｐに収容させて培養容器４の所要の位置に配置することができる。
具体的に説明すると、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチと略同じ場合は、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向（Ｘ－Ｙ方向）に隣接する細胞凝集塊２と接触するか、接近した状態となる。
一方、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチよりも大きい場合、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向に隣接する細胞凝集塊２に干渉することとなるが、細胞凝集塊２は柔らかいため、相互に変形した状態で収容部Ｐに収容することができる。
しかしながら、細胞凝集塊２の直径が、収容部Pを構成する対角に位置したピン２１ｂとピン２１ｂとの間隔よりも大きくなってしまうと、細胞凝集塊２をピン２１ｂで取り囲まれた収容部Ｐに収容しにくくなる。
逆に、細胞凝集塊２の直径がピン２１ｂのピッチよりも小さい場合、各収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２は、行列方向に隣接する細胞凝集塊２と接触できず、またピン２１ｂと２１ｂとの間をすり抜けて複数のゼラチン粒子３上から脱落するおそれがある。
但し、細胞凝集塊２をピン２１ｂと２１ｂとの間に挟持させる必要はないため、収容部Ｐに収容した細胞凝集塊２が、収容部Ｐピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３の上部に載置可能な直径を有していれば、細胞凝集塊２を収容部Ｐに収容させて培養容器４の所要の位置に配置することができる。
【0018】
上記支持体２１に形成される収容部Ｐは、複数のピン２１ｂと複数のゼラチン粒子３とにより形成され、収容部Ｐを形成する複数のピン２１ｂのそれぞれにゼラチン粒子３を穿刺するようになっている。
収容部Ｐの形成にあたっては、ピン２１ｂの先端部でゼラチン粒子３を穿刺し、そのままゼラチン粒子３をピン２１ｂに沿って押し込み、ゼラチン粒子３をピン２１ｂの所要の位置で停止させることで、ゼラチン粒子３をピン２１ｂおよび支持体２１の任意の高さで保持することができる。
そして、上記収容部Ｐを構成する周方向に等間隔で配置された複数個のゼラチン粒子３に、細胞凝集塊２を載置させて培養容器４内に収容することができる。
収容部Ｐの形成にあたっては、ピン２１ｂの先端部でゼラチン粒子３を穿刺し、そのままゼラチン粒子３をピン２１ｂに沿って押し込み、ゼラチン粒子３をピン２１ｂの所要の位置で停止させることで、ゼラチン粒子３をピン２１ｂおよび支持体２１の任意の高さで保持することができる。
そして、上記収容部Ｐを構成する周方向に等間隔で配置された複数個のゼラチン粒子３に、細胞凝集塊２を載置させて培養容器４内に収容することができる。
【0019】
ここで上記ゼラチン粒子３の直径は、上記ピン２１ｂのピッチよりも小さいことが望ましく、換言すると細胞凝集塊２の直径よりも小径であることが望ましい。
すなわち、ゼラチン粒子３の直径をピン２１ｂのピッチよりも小さくすると、行列方向に隣接するピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３とゼラチン粒子３との間に間隙が形成されることとなる。
これに対し、ゼラチン粒子３の直径がピン２１ｂのピッチと等しい場合、Ｘ方向およびＹ方向に隣接するゼラチン粒子３同士が接触してしまうため、上記間隙がほとんど形成されないこととなる。
またゼラチン粒子３の直径がピン２１ｂのピッチよりも大きい場合、ゼラチン粒子３同士が干渉し上下に重なり合うため、同じ高さに揃えてゼラチン粒子３を配列することができなくなる。
但し、ゼラチン粒子３が小さすぎると、細胞凝集塊２をゼラチン粒子３の上部に安定的に載置できなくなってしまうこととなる。そこで、使用する細胞凝集塊２の大きさやピン２１ｂの太さを鑑みた上で、用いるゼラチン粒子３の大きさを選定する。
すなわち、ゼラチン粒子３の直径をピン２１ｂのピッチよりも小さくすると、行列方向に隣接するピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３とゼラチン粒子３との間に間隙が形成されることとなる。
これに対し、ゼラチン粒子３の直径がピン２１ｂのピッチと等しい場合、Ｘ方向およびＹ方向に隣接するゼラチン粒子３同士が接触してしまうため、上記間隙がほとんど形成されないこととなる。
またゼラチン粒子３の直径がピン２１ｂのピッチよりも大きい場合、ゼラチン粒子３同士が干渉し上下に重なり合うため、同じ高さに揃えてゼラチン粒子３を配列することができなくなる。
但し、ゼラチン粒子３が小さすぎると、細胞凝集塊２をゼラチン粒子３の上部に安定的に載置できなくなってしまうこととなる。そこで、使用する細胞凝集塊２の大きさやピン２１ｂの太さを鑑みた上で、用いるゼラチン粒子３の大きさを選定する。
【0020】
そして本実施形態では、図６（ａ）に示すように、複数のゼラチン粒子３を上記ピン２１ｂに穿刺することで同じ高さに保持するようになっており、その後各収容部Ｐに細胞凝集塊２を収容させると、同じ高さに保持されているゼラチン粒子３の上部に、細胞凝集塊２が同じ高さで載置されることとなる。
この状態で細胞凝集塊２を培養することで、集合構造体として細胞凝集塊２の直径よりやや厚みのある平坦な細胞シートを作製することができ、複数の細胞シートを積層してさらに培養することにより、さらに厚みを有する立体構造体を作製することができる。
本実施形態では、合計２５本のピン２１ｂに対し、それぞれ上記ゼラチン粒子３を各ピン２１ｂの同じ高さで保持することで、図６（ｂ）の行列方向（Ｘ―Ｙ方向）にそれぞれ５個ずつ、計２５個のゼラチン粒子３を水平方向に整列させることが可能となっている。
そしてピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されて保持された状態で、上記４本のピン２１ｂによって取り囲まれる収容部Ｐにそれぞれ細胞凝集塊２を収容すると、細胞凝集塊２はゼラチン粒子３に載置されて下方から支持され、同じ高さに保持されることとなり、行列方向にそれぞれ４個ずつ、計１６個の細胞凝集塊２が水平方向に整列するようになっている。
この状態で細胞凝集塊２を培養することで、集合構造体として細胞凝集塊２の直径よりやや厚みのある平坦な細胞シートを作製することができ、複数の細胞シートを積層してさらに培養することにより、さらに厚みを有する立体構造体を作製することができる。
本実施形態では、合計２５本のピン２１ｂに対し、それぞれ上記ゼラチン粒子３を各ピン２１ｂの同じ高さで保持することで、図６（ｂ）の行列方向（Ｘ―Ｙ方向）にそれぞれ５個ずつ、計２５個のゼラチン粒子３を水平方向に整列させることが可能となっている。
そしてピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されて保持された状態で、上記４本のピン２１ｂによって取り囲まれる収容部Ｐにそれぞれ細胞凝集塊２を収容すると、細胞凝集塊２はゼラチン粒子３に載置されて下方から支持され、同じ高さに保持されることとなり、行列方向にそれぞれ４個ずつ、計１６個の細胞凝集塊２が水平方向に整列するようになっている。
【0021】
さらに本実施形態では、複数のゼラチン粒子３の上部に位置させた細胞凝集塊２のさらに上部に、さらに同じ配置でゼラチン粒子３を位置させ、当該ゼラチン粒子３のさらに上部に細胞凝集塊２を位置させて、複数のゼラチン粒子３と複数の細胞凝集塊２とを交互に積層させて保持するようになっている。
なお、図４、図６（ａ）ではゼラチン粒子３と細胞凝集塊２とを交互に２層ずつ積層させたものとなっているが、３層以上積層させてもよく、また、図示するように最上段に位置する細胞凝集塊２の上部に、さらにゼラチン粒子３を位置させることで、細胞凝集塊２の上方への飛び出しを防止することができる。
なお、図４、図６（ａ）ではゼラチン粒子３と細胞凝集塊２とを交互に２層ずつ積層させたものとなっているが、３層以上積層させてもよく、また、図示するように最上段に位置する細胞凝集塊２の上部に、さらにゼラチン粒子３を位置させることで、細胞凝集塊２の上方への飛び出しを防止することができる。
【0022】
このようにして支持体２１によって細胞凝集塊２を整列した状態で支持すると、隣接するピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３とゼラチン粒子３との間に隙間が形成されるようになっている。
本実施形態ではゼラチン粒子３の直径をピン２１ｂのピッチよりも小さく設定していることから、ピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３と、Ｘ方向およびＹ方向に隣接したゼラチン粒子３との間には隙間が形成されることとなり、また４本のピン２１ｂに穿刺されて周方向に等間隔で配置されたゼラチン粒子３において、周の内側にも隙間が形成されることとなる。
これにより、上記ゼラチン粒子を挟んで上下に積層された細胞凝集塊２と細胞凝集塊２との間には、上記ゼラチン粒子３とゼラチン粒子３とによって構成された上記隙間が形成されるようになっている。
上記隙間には、培養容器４に収容される培養液が流通可能となり、細胞凝集塊２を培養する際には、このような隙間を流通する培養液によって細胞凝集塊２の培養が促進されることとなる。
特に、図４のように立体的に細胞凝集塊２を配置した場合、立体形状の中心部分に配置された細胞凝集塊２の近傍にも培養液を流通させることができ、中心部分の細胞凝集塊２が栄養不足となって成長や増殖が不良となるのを防止することができる。
これに対して、細胞凝集塊２を直接上下に積層させた場合には、密着する中心部分に培養液が行き渡らずに栄養が不足し、成長や増殖が不良となって細胞が壊死することもある。
以上のことから、上記隙間をできるだけ大きくしてより多くの培養液を流通させるには、ゼラチン粒子３の直径をできるだけ小さく設定すればよいが、その場合であってもピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３によって細胞凝集塊２を下方から支持可能な程度の径に設定する必要がある。
本実施形態ではゼラチン粒子３の直径をピン２１ｂのピッチよりも小さく設定していることから、ピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３と、Ｘ方向およびＹ方向に隣接したゼラチン粒子３との間には隙間が形成されることとなり、また４本のピン２１ｂに穿刺されて周方向に等間隔で配置されたゼラチン粒子３において、周の内側にも隙間が形成されることとなる。
これにより、上記ゼラチン粒子を挟んで上下に積層された細胞凝集塊２と細胞凝集塊２との間には、上記ゼラチン粒子３とゼラチン粒子３とによって構成された上記隙間が形成されるようになっている。
上記隙間には、培養容器４に収容される培養液が流通可能となり、細胞凝集塊２を培養する際には、このような隙間を流通する培養液によって細胞凝集塊２の培養が促進されることとなる。
特に、図４のように立体的に細胞凝集塊２を配置した場合、立体形状の中心部分に配置された細胞凝集塊２の近傍にも培養液を流通させることができ、中心部分の細胞凝集塊２が栄養不足となって成長や増殖が不良となるのを防止することができる。
これに対して、細胞凝集塊２を直接上下に積層させた場合には、密着する中心部分に培養液が行き渡らずに栄養が不足し、成長や増殖が不良となって細胞が壊死することもある。
以上のことから、上記隙間をできるだけ大きくしてより多くの培養液を流通させるには、ゼラチン粒子３の直径をできるだけ小さく設定すればよいが、その場合であってもピン２１ｂに穿刺されたゼラチン粒子３によって細胞凝集塊２を下方から支持可能な程度の径に設定する必要がある。
【0023】
そして図４および図５に示すように、上記培養容器４の内部の支持体２１には、培養によって得られた細胞の集合構造体を取り出すための取出しプレート２３が設けられており、当該取出しプレート２３は、全てのピン２１ｂを貫通させる貫通穴が形成された板状の部材となっている。
取出しプレート２３の両端部には、上記ガイドロッド２２を貫通させる貫通穴が形成されたガイド部材２３ａが設けられており、各ガイドロッド２２に案内されて取出しプレート２３を上記ピン２１ｂに沿って上下に移動させることが可能となっている。
細胞凝集塊２の培養中、上記取出しプレート２３は上記台座２１ａの上面に載置され、細胞凝集塊２が培養されて細胞の集合構造体が作製されると、作業者またはロボットが取出しプレート２３を上昇させることにより、細胞の立体構造体を上方に押し上げて上記ピン２１ｂから取り外すようになっている。
ここで、上記ゼラチン粒子３をピン２１ｂに穿刺させて保持させる高さは、上記取出しプレート２３の上面から上方に所要の間隔を開けた高さとしており、これにより、整列させたゼラチン粒子３の下方から、ゼラチン粒子３同士によって形成される上記隙間に培養液を流入させることができるようになっており、ゼラチン粒子３上に載置させている細胞凝集塊２に培養液を接触させることができる。
取出しプレート２３の両端部には、上記ガイドロッド２２を貫通させる貫通穴が形成されたガイド部材２３ａが設けられており、各ガイドロッド２２に案内されて取出しプレート２３を上記ピン２１ｂに沿って上下に移動させることが可能となっている。
細胞凝集塊２の培養中、上記取出しプレート２３は上記台座２１ａの上面に載置され、細胞凝集塊２が培養されて細胞の集合構造体が作製されると、作業者またはロボットが取出しプレート２３を上昇させることにより、細胞の立体構造体を上方に押し上げて上記ピン２１ｂから取り外すようになっている。
ここで、上記ゼラチン粒子３をピン２１ｂに穿刺させて保持させる高さは、上記取出しプレート２３の上面から上方に所要の間隔を開けた高さとしており、これにより、整列させたゼラチン粒子３の下方から、ゼラチン粒子３同士によって形成される上記隙間に培養液を流入させることができるようになっており、ゼラチン粒子３上に載置させている細胞凝集塊２に培養液を接触させることができる。
【0024】
続いて、図２、図３を用いて細胞の集合構造体の作製装置１の構成について詳細に説明する。
上記細胞凝集塊移動手段１２は、上記支持体２１のピン２１ｂの間に形成される収容部Ｐに対応するため、Ｘ方向のピン２１ｂの本数より１本少ないＸ方向に整列した４本の吸引ノズル３１と、吸引ノズル３１の間隔を調整する間隔調整手段３２と、上記吸引ノズル３１をＸ方向に移動させる移動手段３３と、吸引ノズル３１をＺ方向に昇降させる昇降手段３４とを備えている。
上記吸引ノズル３１は図示しない負圧発生手段に接続された本体部３１ａと、当該本体部３１ａの下部に設けられた管状の吸着部３１ｂとを備えており、上記吸着部３１ｂの先端部で細胞凝集塊２を吸着保持するようになっている。
間隔調整手段３２は、Ｘ方向に整列する４本の吸引ノズル３１を、隣り合う吸引ノズル３１同士が接近した接近状態と、等間隔に離隔した離隔状態とに拡縮動作させて間隔を調整するものとなっている。図２に示すように各吸着部３１ｂの間隔を離隔状態として、上記細胞容器７におけるＸ方向の収容凹部７ａの間隔と対応させ、接近状態として上記培養容器４内の支持体２１に形成される収容部Ｐの間隔と対応させることが可能となっている。
上記細胞凝集塊移動手段１２は、上記支持体２１のピン２１ｂの間に形成される収容部Ｐに対応するため、Ｘ方向のピン２１ｂの本数より１本少ないＸ方向に整列した４本の吸引ノズル３１と、吸引ノズル３１の間隔を調整する間隔調整手段３２と、上記吸引ノズル３１をＸ方向に移動させる移動手段３３と、吸引ノズル３１をＺ方向に昇降させる昇降手段３４とを備えている。
上記吸引ノズル３１は図示しない負圧発生手段に接続された本体部３１ａと、当該本体部３１ａの下部に設けられた管状の吸着部３１ｂとを備えており、上記吸着部３１ｂの先端部で細胞凝集塊２を吸着保持するようになっている。
間隔調整手段３２は、Ｘ方向に整列する４本の吸引ノズル３１を、隣り合う吸引ノズル３１同士が接近した接近状態と、等間隔に離隔した離隔状態とに拡縮動作させて間隔を調整するものとなっている。図２に示すように各吸着部３１ｂの間隔を離隔状態として、上記細胞容器７におけるＸ方向の収容凹部７ａの間隔と対応させ、接近状態として上記培養容器４内の支持体２１に形成される収容部Ｐの間隔と対応させることが可能となっている。
【0025】
上記移動手段３３は、上記培養容器４を中間として、細胞容器７からゼラチン粒子容器９にかけて、その上方に設けられたＸ方向レール３５に沿って移動可能に設けられている。
上記昇降手段３４は上記移動手段３３と一体的にＸ方向に移動するように設けられ、制御手段の制御によって上記吸引ノズル３１をＺ方向に昇降させることが可能となっている。
上記移動手段３３が４つの吸引ノズル３１を上記細胞容器７の上方に位置させ、図２に示すように間隔調整手段３２が間隔を拡大した離隔状態で昇降手段３４が吸引ノズル３１を下降させると、４本の吸引ノズル３１が細胞容器７におけるＸ方向に整列した４つの収容凹部７ａに挿入されるようになっている。
ここで、上記細胞凝集塊供給手段８のＹ方向テーブル８ａがＹ方向に順次細胞容器７を移動させることにより、細胞容器７の全ての収容凹部７ａから細胞凝集塊２を取り出すことが可能となっている。
一方、移動手段３３が吸引ノズル３１を培養容器４の上方に位置させ、図３に示すように間隔調整手段３２が間隔を縮小した接近状態で昇降手段３４が吸引ノズル３１を下降させると、４本の吸引ノズル３１に吸着保持された細胞凝集塊２が、上記支持体２１に形成される収容部Ｐに収容されるようになっている。
ここで、上記培養容器支持部１１のＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に培養容器４を移動させることにより、支持体２１に形成される全ての収容部Ｐに細胞凝集塊２を収容することが可能となっている。
上記昇降手段３４は上記移動手段３３と一体的にＸ方向に移動するように設けられ、制御手段の制御によって上記吸引ノズル３１をＺ方向に昇降させることが可能となっている。
上記移動手段３３が４つの吸引ノズル３１を上記細胞容器７の上方に位置させ、図２に示すように間隔調整手段３２が間隔を拡大した離隔状態で昇降手段３４が吸引ノズル３１を下降させると、４本の吸引ノズル３１が細胞容器７におけるＸ方向に整列した４つの収容凹部７ａに挿入されるようになっている。
ここで、上記細胞凝集塊供給手段８のＹ方向テーブル８ａがＹ方向に順次細胞容器７を移動させることにより、細胞容器７の全ての収容凹部７ａから細胞凝集塊２を取り出すことが可能となっている。
一方、移動手段３３が吸引ノズル３１を培養容器４の上方に位置させ、図３に示すように間隔調整手段３２が間隔を縮小した接近状態で昇降手段３４が吸引ノズル３１を下降させると、４本の吸引ノズル３１に吸着保持された細胞凝集塊２が、上記支持体２１に形成される収容部Ｐに収容されるようになっている。
ここで、上記培養容器支持部１１のＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に培養容器４を移動させることにより、支持体２１に形成される全ての収容部Ｐに細胞凝集塊２を収容することが可能となっている。
【0026】
上記ゼラチン粒子移動手段１３は、上記細胞凝集塊移動手段１２と同様の構成を有しており、上記支持体２１のＸ方向のピン２１ｂに対応する同じ本数のＸ方向に整列した５本の吸引ノズル４１、間隔調整手段４２、移動手段４３、昇降手段４４を備えている。
上記吸引ノズル４１は上記吸引ノズル３１と同様、本体部４１ａと吸着部４１ｂを備え、吸着部４１ｂの内径はゼラチン粒子３の直径より小径であってピン２１ｂの太さより大径となっている。
具体的には、吸着部４１ｂの先端でゼラチン粒子３を吸着保持した際に、ゼラチン粒子３を吸い込むことがなく、また吸着したゼラチン粒子３をピン２１ｂに穿刺させた後、ピン２１ｂを管状の吸着部４１ｂの内部に挿入させながら、ピン２１ｂの先端から基部に向けてゼラチン粒子３を押し込むことができるようになっている。
図３に示すように、上記移動手段４３が５本の吸引ノズル４１を上記ゼラチン容器９の上方に位置させ、間隔調整手段４２が間隔を拡大した離隔状態で昇降手段４４が吸引ノズル４１を下降させると、５本の吸引ノズル４１がゼラチン容器９におけるＸ方向に整列した５つの収容凹部９ａに挿入されるようになっている。
ここで、上記ゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａがＹ方向にゼラチン容器９を移動させることにより、ゼラチン容器９の全ての収容凹部９ａからゼラチン粒子３を取り出すことが可能となっている。
一方、移動手段４３が吸引ノズル４１を培養容器４の上方に位置させ、間隔調整手段３２が間隔を縮小した接近状態で昇降手段４４が吸引ノズル４１を下降させると、図２に示すように５本の吸引ノズル４１に吸着保持されたゼラチン粒子３が、上記支持体２１に設けられたピン２１ｂに穿刺されるようになっている。
このとき、制御手段が吸引ノズル４１の下降量を制御することにより、上記ゼラチン粒子３を上記ピン２１ｂの所定の高さに保持させることができ、また上記培養容器支持部１１のＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に培養容器４を移動させることにより、支持体２１に設けられた全てのピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺することが可能となっている。
上記吸引ノズル４１は上記吸引ノズル３１と同様、本体部４１ａと吸着部４１ｂを備え、吸着部４１ｂの内径はゼラチン粒子３の直径より小径であってピン２１ｂの太さより大径となっている。
具体的には、吸着部４１ｂの先端でゼラチン粒子３を吸着保持した際に、ゼラチン粒子３を吸い込むことがなく、また吸着したゼラチン粒子３をピン２１ｂに穿刺させた後、ピン２１ｂを管状の吸着部４１ｂの内部に挿入させながら、ピン２１ｂの先端から基部に向けてゼラチン粒子３を押し込むことができるようになっている。
図３に示すように、上記移動手段４３が５本の吸引ノズル４１を上記ゼラチン容器９の上方に位置させ、間隔調整手段４２が間隔を拡大した離隔状態で昇降手段４４が吸引ノズル４１を下降させると、５本の吸引ノズル４１がゼラチン容器９におけるＸ方向に整列した５つの収容凹部９ａに挿入されるようになっている。
ここで、上記ゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａがＹ方向にゼラチン容器９を移動させることにより、ゼラチン容器９の全ての収容凹部９ａからゼラチン粒子３を取り出すことが可能となっている。
一方、移動手段４３が吸引ノズル４１を培養容器４の上方に位置させ、間隔調整手段３２が間隔を縮小した接近状態で昇降手段４４が吸引ノズル４１を下降させると、図２に示すように５本の吸引ノズル４１に吸着保持されたゼラチン粒子３が、上記支持体２１に設けられたピン２１ｂに穿刺されるようになっている。
このとき、制御手段が吸引ノズル４１の下降量を制御することにより、上記ゼラチン粒子３を上記ピン２１ｂの所定の高さに保持させることができ、また上記培養容器支持部１１のＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に培養容器４を移動させることにより、支持体２１に設けられた全てのピン２１ｂにゼラチン粒子３を穿刺することが可能となっている。
【0027】
また本実施形態の細胞の集合構造体の作製装置１には、上記Ｘ方向レール３５に沿って移動可能に設けたカメラ４５を備えており、培養容器支持部１１の培養容器４の内部を上方から撮影するようになっている。
上記カメラ４５は上記細胞凝集塊移動手段１２がＹ方向テーブル８ａ上の細胞容器７から細胞凝集塊２を取り出して培養容器４内の支持体２１に供給すると、当該培養容器４内を上方から撮影して、細胞凝集塊２の載置の良否を判定する。
これと同様、ゼラチン容器９から取り出したゼラチン粒子３が、培養容器４内の支持体２１のピン２１ｂに正しく穿刺されたか否かを判定するようになっている。
上記カメラ４５は上記細胞凝集塊移動手段１２がＹ方向テーブル８ａ上の細胞容器７から細胞凝集塊２を取り出して培養容器４内の支持体２１に供給すると、当該培養容器４内を上方から撮影して、細胞凝集塊２の載置の良否を判定する。
これと同様、ゼラチン容器９から取り出したゼラチン粒子３が、培養容器４内の支持体２１のピン２１ｂに正しく穿刺されたか否かを判定するようになっている。
【0028】
以下、上記構成を有する細胞の集合構造体の作製装置１を用いた細胞の集合構造体の作製方法を説明する。
最初に、上記パスボックス５ａを介して上記細胞凝集塊２が収容された細胞容器７、ゼラチン粒子３が収容されたゼラチン容器９、培養容器４や支持体２１を上記アイソレータ５内に搬入する準備工程を行う。
この準備工程では、併せてアイソレータ５の内部で培養容器４に所定量のＰＢＳを供給するとともに、支持体２１を準備するステップ（支持体準備ステップ）として、培養容器４の内部に上記支持体２１を設置し、上記取出しプレート２３を上記支持体２１の台座２１ａの上面に載置する。なお、支持体２１は予め培養容器４内に設置した状態でアイソレータ５に搬入してもよい。
最初に、上記パスボックス５ａを介して上記細胞凝集塊２が収容された細胞容器７、ゼラチン粒子３が収容されたゼラチン容器９、培養容器４や支持体２１を上記アイソレータ５内に搬入する準備工程を行う。
この準備工程では、併せてアイソレータ５の内部で培養容器４に所定量のＰＢＳを供給するとともに、支持体２１を準備するステップ（支持体準備ステップ）として、培養容器４の内部に上記支持体２１を設置し、上記取出しプレート２３を上記支持体２１の台座２１ａの上面に載置する。なお、支持体２１は予め培養容器４内に設置した状態でアイソレータ５に搬入してもよい。
【0029】
上記準備工程が完了すると、上記ゼラチン粒子移動手段１３がゼラチン容器９から上記培養容器４にゼラチン粒子３を移動させて、上記支持体２１にゼラチン粒子３を供給して保持させるゼラチン供給工程を行う。
図３に示すように、上記ゼラチン粒子移動手段１３は吸引ノズル４１の間隔を拡大して、上記ゼラチン粒子供給手段１０のゼラチン容器９から、Ｘ方向に整列した５個のゼラチン粒子３を吸着保持する。
続いて、支持体２１に収容部Ｐを形成するステップ（収容部形成ステップ）として、吸引ノズル４１を培養容器４の上方へと移動させて間隔を縮小し、図２に示すように上記培養容器４の上方から吸引ノズル３１を下降させて、吸着保持した５個のゼラチン粒子３を、支持体２１を構成するＸ方向に整列した５本のピン２１ｂに穿刺させる。
このとき、制御手段は吸引ノズル４１の下降量を制御し、上記ゼラチン粒子３が上記ピン２１ｂの所定の高さで保持されるように停止させる。これにより、ゼラチン粒子３と上記台座２１ａに載置された取出しプレート２３との間に所要の隙間を形成するようになっている。
図３に示すように、上記ゼラチン粒子移動手段１３は吸引ノズル４１の間隔を拡大して、上記ゼラチン粒子供給手段１０のゼラチン容器９から、Ｘ方向に整列した５個のゼラチン粒子３を吸着保持する。
続いて、支持体２１に収容部Ｐを形成するステップ（収容部形成ステップ）として、吸引ノズル４１を培養容器４の上方へと移動させて間隔を縮小し、図２に示すように上記培養容器４の上方から吸引ノズル３１を下降させて、吸着保持した５個のゼラチン粒子３を、支持体２１を構成するＸ方向に整列した５本のピン２１ｂに穿刺させる。
このとき、制御手段は吸引ノズル４１の下降量を制御し、上記ゼラチン粒子３が上記ピン２１ｂの所定の高さで保持されるように停止させる。これにより、ゼラチン粒子３と上記台座２１ａに載置された取出しプレート２３との間に所要の隙間を形成するようになっている。
【0030】
その後、上記ゼラチン粒子移動手段１３は上記吸引ノズル４１をゼラチン容器９と培養容器４との間で往復動させ、ゼラチン容器９の全てのゼラチン粒子３を上記培養容器４の支持体２１のピン２１ｂに穿刺させる。
このとき、上記ゼラチン粒子供給手段１０ではＹ方向テーブル１０ａがＹ方向に移動することにより、全ての収容凹部９ａからゼラチン粒子３が取り出されるようになっている。
また上記培養容器支持部１１ではＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に順次移動することにより、培養容器４に設けられた支持体２１を構成する２５本全てのピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されることとなる。
その後、上記カメラ４５が培養容器４の内部を撮影し、ゼラチン粒子３が全てのピン２１ｂに穿刺されているか否かを確認する。
これにより、支持体２１の全てのピン２１ｂの間に細胞凝集塊２を収容するための収容部Ｐが形成される。また上記動作により、ゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａに載置されていたゼラチン容器９が空となるため、必要に応じて図示しない移載手段が新たなゼラチン粒子３を収容した新たなゼラチン容器９に交換する。
このとき、上記ゼラチン粒子供給手段１０ではＹ方向テーブル１０ａがＹ方向に移動することにより、全ての収容凹部９ａからゼラチン粒子３が取り出されるようになっている。
また上記培養容器支持部１１ではＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に順次移動することにより、培養容器４に設けられた支持体２１を構成する２５本全てのピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されることとなる。
その後、上記カメラ４５が培養容器４の内部を撮影し、ゼラチン粒子３が全てのピン２１ｂに穿刺されているか否かを確認する。
これにより、支持体２１の全てのピン２１ｂの間に細胞凝集塊２を収容するための収容部Ｐが形成される。また上記動作により、ゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａに載置されていたゼラチン容器９が空となるため、必要に応じて図示しない移載手段が新たなゼラチン粒子３を収容した新たなゼラチン容器９に交換する。
【0031】
続いて、上記形成された収容部Ｐに細胞凝集塊２を収容させて、複数のゼラチン粒子３上に載置させるステップ（細胞凝集塊載置ステップ）として、上記細胞凝集塊移動手段１２により、細胞凝集塊２を細胞容器７から培養容器４内へと移動させて、上記培養容器４の支持体２１に細胞凝集塊２を供給する細胞供給工程を行う。
図２に示すように、上記細胞凝集塊移動手段１２は４本の吸引ノズル３１の間隔を拡大して、上記細胞凝集塊供給手段８の細胞容器７から、Ｘ方向に整列した４個の細胞凝集塊２を吸着保持する。
続いて、図３に示すように吸引ノズル３１を培養容器４の上方へと移動させて間隔を縮小し、上記培養容器４の上方から吸引ノズル３１を下降させて、吸着保持した４個の細胞凝集塊２を、支持体２１に形成したＸ方向に整列した４つの収容部Ｐに収容させる。
これにより、各吸引ノズル３１に保持された各細胞凝集塊２はそれぞれ４本のピン２１ｂと４個のゼラチン粒子３によって形成された収容部Ｐに収容され、ピン２１ｂに穿刺されて保持されている４個のゼラチン粒子３の上部に載置されるようになっている。
図２に示すように、上記細胞凝集塊移動手段１２は４本の吸引ノズル３１の間隔を拡大して、上記細胞凝集塊供給手段８の細胞容器７から、Ｘ方向に整列した４個の細胞凝集塊２を吸着保持する。
続いて、図３に示すように吸引ノズル３１を培養容器４の上方へと移動させて間隔を縮小し、上記培養容器４の上方から吸引ノズル３１を下降させて、吸着保持した４個の細胞凝集塊２を、支持体２１に形成したＸ方向に整列した４つの収容部Ｐに収容させる。
これにより、各吸引ノズル３１に保持された各細胞凝集塊２はそれぞれ４本のピン２１ｂと４個のゼラチン粒子３によって形成された収容部Ｐに収容され、ピン２１ｂに穿刺されて保持されている４個のゼラチン粒子３の上部に載置されるようになっている。
【0032】
その後上記細胞凝集塊移動手段１２は上記吸引ノズル３１を細胞容器７と培養容器４との間を往復動させて、細胞容器７の細胞凝集塊２を上記培養容器４内の支持体２１の収容部Ｐへと移動させる。
このとき、上記細胞凝集塊供給手段８ではＹ方向テーブル８ａがＹ方向に順次移動することにより、細胞凝集塊２の収容された全ての収容凹部７ａから細胞凝集塊２が取り出されるようになっている。
また上記培養容器支持部１１ではＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に移動することにより、培養容器４に設けられた支持体２１を構成する１６箇所全ての収容部Ｐに細胞凝集塊２が収容されることとなる。
その後、上記カメラ４５が培養容器４の内部を撮影し、細胞凝集塊２が全ての収容部Ｐに収容されているか否かを確認する。
細胞凝集塊２が全て収容されたことが確認されると、培養容器４内のＰＢＳを排出して培養液を供給して、全ての細胞凝集塊２が培養液に浸漬されるようにして細胞凝集塊２を培養するステップ（培養ステップ）に移行する。
また上記動作により細胞凝集塊供給手段８に載置された細胞容器７が空となるため、移載手段によって新たな細胞凝集塊２を収容した新たな細胞容器７へと交換される。
なお、上記動作により一段分の１６個の細胞凝集塊２が配置されるが、さらに複数段に積層させる場合は、上述した収容部形成ステップと細胞凝集塊載置ステップを必要な回数繰り返してから培養ステップへと移行する。
このとき、上記細胞凝集塊供給手段８ではＹ方向テーブル８ａがＹ方向に順次移動することにより、細胞凝集塊２の収容された全ての収容凹部７ａから細胞凝集塊２が取り出されるようになっている。
また上記培養容器支持部１１ではＹ方向テーブル１１ａがＹ方向に移動することにより、培養容器４に設けられた支持体２１を構成する１６箇所全ての収容部Ｐに細胞凝集塊２が収容されることとなる。
その後、上記カメラ４５が培養容器４の内部を撮影し、細胞凝集塊２が全ての収容部Ｐに収容されているか否かを確認する。
細胞凝集塊２が全て収容されたことが確認されると、培養容器４内のＰＢＳを排出して培養液を供給して、全ての細胞凝集塊２が培養液に浸漬されるようにして細胞凝集塊２を培養するステップ（培養ステップ）に移行する。
また上記動作により細胞凝集塊供給手段８に載置された細胞容器７が空となるため、移載手段によって新たな細胞凝集塊２を収容した新たな細胞容器７へと交換される。
なお、上記動作により一段分の１６個の細胞凝集塊２が配置されるが、さらに複数段に積層させる場合は、上述した収容部形成ステップと細胞凝集塊載置ステップを必要な回数繰り返してから培養ステップへと移行する。
【0033】
上記動作により細胞凝集塊２を一段分もしくは複数段積層させて配置することで、上記培養容器４の内部の上記支持体２１では、図６（ａ）に示すように、ゼラチン粒子３の層と、細胞凝集塊２の層とが交互に形成されるようになっている。
このうち上記ゼラチン粒子３による層は、ゼラチン粒子３を各ピン２１ｂに穿刺して保持させたことにより、図６（ｂ）に示すようにゼラチン粒子３とゼラチン粒子３との間に隙間が形成され、当該ゼラチン粒子３上に載置されている細胞凝集塊２に対して培養液を供給することが可能となっている。
また上記動作の結果、最下段に位置するゼラチン粒子３はピン２１ｂの所定の高さで保持されていることから、当該ゼラチン粒子３の下方には、取出しプレート２３との間に培養液が流通可能な空間が形成されている。
これにより、最下段のゼラチン粒子３の層に形成された上記隙間を介して、その上部に載置されている細胞凝集塊２に対して培養液を供給することが可能となっている。
このうち上記ゼラチン粒子３による層は、ゼラチン粒子３を各ピン２１ｂに穿刺して保持させたことにより、図６（ｂ）に示すようにゼラチン粒子３とゼラチン粒子３との間に隙間が形成され、当該ゼラチン粒子３上に載置されている細胞凝集塊２に対して培養液を供給することが可能となっている。
また上記動作の結果、最下段に位置するゼラチン粒子３はピン２１ｂの所定の高さで保持されていることから、当該ゼラチン粒子３の下方には、取出しプレート２３との間に培養液が流通可能な空間が形成されている。
これにより、最下段のゼラチン粒子３の層に形成された上記隙間を介して、その上部に載置されている細胞凝集塊２に対して培養液を供給することが可能となっている。
【0034】
しかも、上記ゼラチン粒子３は上記ゼラチン容器９で供給される際に培養液に浸漬されているため、各ゼラチン粒子３には培養液が取り込まれた状態となっている。
これにより、ゼラチン粒子３が培養中に溶解すると、当該ゼラチン粒子から培養液が放出され、細胞凝集塊２におけるゼラチン粒子３に接触している部分にも培養液が供給されるようになっている。
以上のことから、上記支持体２１によって保持された細胞凝集塊２の周囲には培養液が流通可能な空間が形成されており、また接触するゼラチン粒子３が溶解しながら放出する培養液もあることから、細胞凝集塊２の培養を確実なものとし、細胞凝集塊２同士を融合させることが可能になる。
これにより、ゼラチン粒子３が培養中に溶解すると、当該ゼラチン粒子から培養液が放出され、細胞凝集塊２におけるゼラチン粒子３に接触している部分にも培養液が供給されるようになっている。
以上のことから、上記支持体２１によって保持された細胞凝集塊２の周囲には培養液が流通可能な空間が形成されており、また接触するゼラチン粒子３が溶解しながら放出する培養液もあることから、細胞凝集塊２の培養を確実なものとし、細胞凝集塊２同士を融合させることが可能になる。
【0035】
このようにして培養容器４内にゼラチン粒子３および細胞凝集塊２が配置されると、培養ステップに移行してロボットもしくは作業者の手作業により、上記培養容器４はインキュベータ６に移送され、細胞凝集塊２を培養する培養工程が行われる。
培養容器４がインキュベータ６に収容されると、当該インキュベータを上記アイソレータ５より分離して離隔した位置に移動させ、内部を所定の温度、湿度に維持するとともに、所定の炭酸ガスや酸素の濃度を維持する。
培養容器４内において細胞凝集塊２が培養されると、これに伴って培養容器４中の培養液によってゼラチン粒子３が溶解して最終的には消滅するが、ゼラチン粒子３に取りこまれていた培養液が放出され、隣接する細胞凝集塊２に対して培養液が供給されるようになっている。
そして培養された細胞凝集塊２同士が融合する際、細胞凝集塊２は上記支持体２１の収容部Ｐに収容された状態で保持されているため、上記細胞凝集塊２を配置した通りの形状で細胞の集合構造体を得ることができる。
ただし、細胞凝集塊２を複数段に積層させた場合は、細胞凝集塊２の層と細胞凝集塊２の層との間にゼラチン粒子３の層が位置しているため、培養によってゼラチン粒子３が溶解した後でも、上下の細胞凝集塊２の層からなる平面的な集合構造体と集合構造体との間に隙間が形成される。
その場合には、所定の培養期間が経過して各段の平坦な集合構造体が作製された時点で、上記保持プレート２３を上昇させて、各段の集合構造体を相互に密着させ、その状態でさらに所定期間培養することにより、各段の集合構造体が互いに融合し、立体的な集合構造体が形成される。
培養容器４がインキュベータ６に収容されると、当該インキュベータを上記アイソレータ５より分離して離隔した位置に移動させ、内部を所定の温度、湿度に維持するとともに、所定の炭酸ガスや酸素の濃度を維持する。
培養容器４内において細胞凝集塊２が培養されると、これに伴って培養容器４中の培養液によってゼラチン粒子３が溶解して最終的には消滅するが、ゼラチン粒子３に取りこまれていた培養液が放出され、隣接する細胞凝集塊２に対して培養液が供給されるようになっている。
そして培養された細胞凝集塊２同士が融合する際、細胞凝集塊２は上記支持体２１の収容部Ｐに収容された状態で保持されているため、上記細胞凝集塊２を配置した通りの形状で細胞の集合構造体を得ることができる。
ただし、細胞凝集塊２を複数段に積層させた場合は、細胞凝集塊２の層と細胞凝集塊２の層との間にゼラチン粒子３の層が位置しているため、培養によってゼラチン粒子３が溶解した後でも、上下の細胞凝集塊２の層からなる平面的な集合構造体と集合構造体との間に隙間が形成される。
その場合には、所定の培養期間が経過して各段の平坦な集合構造体が作製された時点で、上記保持プレート２３を上昇させて、各段の集合構造体を相互に密着させ、その状態でさらに所定期間培養することにより、各段の集合構造体が互いに融合し、立体的な集合構造体が形成される。
【0036】
上記培養工程により細胞の集合構造体が作製されたら、インキュベータ６をアイソレータ５に接続して、回収ステップとして当該細胞の集合構造体を培養容器４から回収する回収工程を行う。
回収工程では、上記培養容器４の内部で上記保持プレート２３をＺ方向に上昇させると、培養後の細胞の集合構造体が下方から持上げられてピン２１ｂに沿って上昇し、上記ピン２１ｂから離脱させることができる。
ここで、培養工程において細胞の集合構造体は保持プレート２３に密着していないため、細胞の集合構造体は保持プレート２３に張り付くことはなく、これを容易に回収することができる。
なお、上記培養工程の間に、所定期間ごとにインキュベータ６をアイソレータ５に接続して培養液の追加や交換を行い、さらには、培養途中の細胞の集合構造体の培養状態を検査する検査工程を行うようにしてもよい。
回収工程では、上記培養容器４の内部で上記保持プレート２３をＺ方向に上昇させると、培養後の細胞の集合構造体が下方から持上げられてピン２１ｂに沿って上昇し、上記ピン２１ｂから離脱させることができる。
ここで、培養工程において細胞の集合構造体は保持プレート２３に密着していないため、細胞の集合構造体は保持プレート２３に張り付くことはなく、これを容易に回収することができる。
なお、上記培養工程の間に、所定期間ごとにインキュベータ６をアイソレータ５に接続して培養液の追加や交換を行い、さらには、培養途中の細胞の集合構造体の培養状態を検査する検査工程を行うようにしてもよい。
【0037】
図７は第２の実施形態にかかる細胞の集合構造体の作製装置１’を示している。
上記第１実施形態では、４本の吸引ノズル３１により細胞容器７から４個の細胞凝集塊２を同時に吸着して、培養容器４内の支持体２１へ供給し、５本の吸引ノズル３１によりゼラチン容器９から５個のゼラチン粒子３を吸着して、培養容器４内の支持体２１へ供給している。
これに対し、第２実施形態の細胞の集合構造体の作製装置１’では、細胞凝集塊２の吸着とゼラチン粒子３の吸着を、両方を吸着可能な共通の吸引ノズル５１によって行い、細胞凝集塊２およびゼラチン粒子３をそれぞれ１個ずつ支持体２１へ供給するように構成したものとなっている。
すなわち、吸引ノズル５１は移動手段５２によりＸ方向レール３５’に案内されてＸ方向に往復動可能となっており、昇降手段５３により上記移動手段５２と一体的に移動するとともに、吸引ノズル５１を昇降させることが可能となっている。
すなわち、第１実施形態の細胞凝集塊供給手段８とゼラチン粒子供給手段１０とが、細胞凝集塊２とゼラチン粒子３とを供給可能な共通の供給手段として構成されている。
また、昇降手段５３には上方から培養容器４の内部を撮影するカメラ５４が設けられており、当該カメラ５４により培養容器４の内部を上方から撮影して、上記ピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されているか否か、並びに上記収容部Ｐに細胞凝集塊２が収容されているか否かを判定するようになっている。
上記第１実施形態では、４本の吸引ノズル３１により細胞容器７から４個の細胞凝集塊２を同時に吸着して、培養容器４内の支持体２１へ供給し、５本の吸引ノズル３１によりゼラチン容器９から５個のゼラチン粒子３を吸着して、培養容器４内の支持体２１へ供給している。
これに対し、第２実施形態の細胞の集合構造体の作製装置１’では、細胞凝集塊２の吸着とゼラチン粒子３の吸着を、両方を吸着可能な共通の吸引ノズル５１によって行い、細胞凝集塊２およびゼラチン粒子３をそれぞれ１個ずつ支持体２１へ供給するように構成したものとなっている。
すなわち、吸引ノズル５１は移動手段５２によりＸ方向レール３５’に案内されてＸ方向に往復動可能となっており、昇降手段５３により上記移動手段５２と一体的に移動するとともに、吸引ノズル５１を昇降させることが可能となっている。
すなわち、第１実施形態の細胞凝集塊供給手段８とゼラチン粒子供給手段１０とが、細胞凝集塊２とゼラチン粒子３とを供給可能な共通の供給手段として構成されている。
また、昇降手段５３には上方から培養容器４の内部を撮影するカメラ５４が設けられており、当該カメラ５４により培養容器４の内部を上方から撮影して、上記ピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されているか否か、並びに上記収容部Ｐに細胞凝集塊２が収容されているか否かを判定するようになっている。
【0038】
第２実施形態における共通の供給手段としての細胞凝集塊供給手段８’は、第１の実施形態の細胞凝集塊供給手段８と同様、細胞容器７を支持してＹ方向へ移動させるものであるが、細胞容器７を位置決めする位置決め片８’ａは枠状のＹ方向テーブル８’ｂに設けられており、このＹ方向テーブル８’ｂは両側部に設けた一対のレール８’ｃに案内されてＹ方向に往復動可能となっている。
そして、一対のレール８’ｃの間には、Ｙ方向テーブル８’ｂの下方にカメラ５５が配置されており、このカメラ５５はリニアスライダー５６のガイドレール５６ａ上の可動子５６ｂに支持されて、Ｘ方向に往復動可能となっている。
上記細胞容器７は透明なウエルプレートからなり、枠状のＹ方向テーブル８’ｂの枠の内側に収容部Ｐ７ａが位置するように載置されるようになっている。そして上記Ｙ方向テーブル８’ｂをＹ方向に移動させ、下方のカメラ５５をＸ方向に移動させることで、全ての収容部Ｐ７ａを撮影して細胞凝集塊２の有無を確認することができるようになっている。
そして、一対のレール８’ｃの間には、Ｙ方向テーブル８’ｂの下方にカメラ５５が配置されており、このカメラ５５はリニアスライダー５６のガイドレール５６ａ上の可動子５６ｂに支持されて、Ｘ方向に往復動可能となっている。
上記細胞容器７は透明なウエルプレートからなり、枠状のＹ方向テーブル８’ｂの枠の内側に収容部Ｐ７ａが位置するように載置されるようになっている。そして上記Ｙ方向テーブル８’ｂをＹ方向に移動させ、下方のカメラ５５をＸ方向に移動させることで、全ての収容部Ｐ７ａを撮影して細胞凝集塊２の有無を確認することができるようになっている。
【0039】
これと同様、第２実施形態における共通の供給手段としてのゼラチン粒子供給手段１０’は、第１実施形態のゼラチン粒子供給手段１０と同様、ゼラチン容器９を支持してＹ方向へ移動させるものであり、ゼラチン容器９を位置決めする位置決め片１０’ａは枠状のＹ方向テーブル１０’ｂに設けられており、このＹ方向テーブル１０’ｂは両側部に設けた一対のレール１０’ｃに案内されてＹ方向に往復動可能となっている。
また一対のレール１０’ｃの間には、Ｙ方向テーブル１０’ｂの下方にカメラ５７が配置されており、このカメラ５７はリニアスライダー５８のガイドレール５８ａ上の可動子５８ｂに支持されて、Ｘ方向に往復動可能となっている。
上記ゼラチン容器９は透明なウエルプレートからなり、枠状のＹ方向テーブル１０’ｂの枠の内側に収容部Ｐ９ａが位置するように載置されるようになっている。そしてＹ方向テーブル１０’ｂをＹ方向に移動させ、下方のカメラ５７をＸ方向に移動させることにより、全ての収容部Ｐ９ａを撮影してゼラチン粒子３の有無を確認することができるようになっている。
また一対のレール１０’ｃの間には、Ｙ方向テーブル１０’ｂの下方にカメラ５７が配置されており、このカメラ５７はリニアスライダー５８のガイドレール５８ａ上の可動子５８ｂに支持されて、Ｘ方向に往復動可能となっている。
上記ゼラチン容器９は透明なウエルプレートからなり、枠状のＹ方向テーブル１０’ｂの枠の内側に収容部Ｐ９ａが位置するように載置されるようになっている。そしてＹ方向テーブル１０’ｂをＹ方向に移動させ、下方のカメラ５７をＸ方向に移動させることにより、全ての収容部Ｐ９ａを撮影してゼラチン粒子３の有無を確認することができるようになっている。
【0040】
このような第２実施形態の細胞の集合構造体の製造装置１’によれば、収容部形成ステップとして、上記吸引ノズル５１をゼラチン粒子容器９と培養容器４内の支持体２１の間で、立設したピン２１ｂの本数分（図５に示した例では２５本分）に見合う回数だけ往復させて、ピン２１ｂの本数分のゼラチン粒子３を支持体２１のピン２１ｂに穿刺させて収容部Ｐを形成する。
その後、細胞凝集塊載置ステップとして、吸引ノズル５１を細胞容器７と培養容器４内の支持体２１の間で形成された収容部Ｐの箇所数分（図５に示した例では１６箇所分）に見合う回数だけ往復させて、収容部Ｐの箇所数分の細胞凝集塊２を支持体２１の収容部Ｐに収容させ、複数（図５に示した例では４個）のゼラチン粒子３に載置させるようになっている。
つまり本実施形態の細胞の集合構造体の製造装置１’であっても、第１の実施形態と同様に細胞凝集塊２を培養容器４内の支持体２１に配置することができ、細胞の集合構造体を製造することが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、昇降手段５３に設けたカメラ５４により細胞容器７やゼラチン容器９を上方から撮影して、細胞凝集塊２やゼラチン粒子３の有無を確認することも可能である。
この場合、カメラ５５、５７やリニアスライダー５６、５８を省略し、細胞凝集塊供給手段８’のＹ方向テーブル８’ｂおよびゼラチン粒子供給手段１０’ のＹ方向テーブル１０’ｂとしては、第１実施形態の細胞凝集塊供給手段８のＹ方向テーブル８ａおよびゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａを用いることが可能である。
その後、細胞凝集塊載置ステップとして、吸引ノズル５１を細胞容器７と培養容器４内の支持体２１の間で形成された収容部Ｐの箇所数分（図５に示した例では１６箇所分）に見合う回数だけ往復させて、収容部Ｐの箇所数分の細胞凝集塊２を支持体２１の収容部Ｐに収容させ、複数（図５に示した例では４個）のゼラチン粒子３に載置させるようになっている。
つまり本実施形態の細胞の集合構造体の製造装置１’であっても、第１の実施形態と同様に細胞凝集塊２を培養容器４内の支持体２１に配置することができ、細胞の集合構造体を製造することが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、昇降手段５３に設けたカメラ５４により細胞容器７やゼラチン容器９を上方から撮影して、細胞凝集塊２やゼラチン粒子３の有無を確認することも可能である。
この場合、カメラ５５、５７やリニアスライダー５６、５８を省略し、細胞凝集塊供給手段８’のＹ方向テーブル８’ｂおよびゼラチン粒子供給手段１０’ のＹ方向テーブル１０’ｂとしては、第１実施形態の細胞凝集塊供給手段８のＹ方向テーブル８ａおよびゼラチン粒子供給手段１０のＹ方向テーブル１０ａを用いることが可能である。
【0041】
なお上記実施形態では、２５本のピン２１ｂの全てにゼラチン粒子３を穿刺しているが、例えば隣接するピン２１ｂに対して交互にゼラチン粒子３を穿刺し、いわゆる市松状に配置してもよい。
この場合であっても、４本のピン２１ｂのうち対角に位置したピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されて保持されるため、上記収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２を２個のゼラチン粒子３に載置させることが可能であり、周囲を取り囲む４本のピン２１ｂに支えられることで安定的に細胞凝集塊２を支持体２１に保持させることが可能とである。
また、ピン２１ｂの配置を変更して、収容部Ｐを３本や５本以上のピン２１ｂで取り囲むようにしてもよく、これらのピン２１ｂの全てにゼラチン粒子３を穿刺させてもよいし、周方向に等間隔に配置できれば全てに穿刺しなくてもよい。
この場合であっても、４本のピン２１ｂのうち対角に位置したピン２１ｂにゼラチン粒子３が穿刺されて保持されるため、上記収容部Ｐに収容された細胞凝集塊２を２個のゼラチン粒子３に載置させることが可能であり、周囲を取り囲む４本のピン２１ｂに支えられることで安定的に細胞凝集塊２を支持体２１に保持させることが可能とである。
また、ピン２１ｂの配置を変更して、収容部Ｐを３本や５本以上のピン２１ｂで取り囲むようにしてもよく、これらのピン２１ｂの全てにゼラチン粒子３を穿刺させてもよいし、周方向に等間隔に配置できれば全てに穿刺しなくてもよい。
【0042】
なお上記第１実施形態では、上記ゼラチン粒子移動手段１３と細胞凝集塊移動手段１２とを別体に設けているが、これらを共用することも可能である。
この場合、例えば５本の吸引ノズル３１を有した上記ゼラチン粒子移動手段１３を用いて、当該５本の吸引ノズル３１をＸ方向レール３５に沿って細胞凝集塊供給手段８からゼラチン粒子供給手段１０の間で移動可能とすればよい。
そしてゼラチン容器９からゼラチン粒子３を取り出す際には５本の吸引ノズル３１を用い、細胞容器７から細胞凝集塊２を取り出す際には４本の吸引ノズル３１を用いて、ゼラチン粒子３および細胞凝集塊２の両方の移動を行うようにしてもよい。
この場合、例えば５本の吸引ノズル３１を有した上記ゼラチン粒子移動手段１３を用いて、当該５本の吸引ノズル３１をＸ方向レール３５に沿って細胞凝集塊供給手段８からゼラチン粒子供給手段１０の間で移動可能とすればよい。
そしてゼラチン容器９からゼラチン粒子３を取り出す際には５本の吸引ノズル３１を用い、細胞容器７から細胞凝集塊２を取り出す際には４本の吸引ノズル３１を用いて、ゼラチン粒子３および細胞凝集塊２の両方の移動を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【0043】
１ 細胞の集合構造体の作製装置 ２ 細胞凝集塊
３ ゼラチン粒子 ４ 培養容器
７ 細胞容器 ８ 細胞凝集塊供給手段
９ ゼラチン容器 １０ゼラチン粒子供給手段
１１ 培養容器支持部 １２ 細胞凝集塊移動手段
１３ ゼラチン粒子移動手段 ２１ 支持体
２１ｂ ピン Ｐ 収容部Ｐ
Ｓ 空間
３ ゼラチン粒子 ４ 培養容器
７ 細胞容器 ８ 細胞凝集塊供給手段
９ ゼラチン容器 １０ゼラチン粒子供給手段
１１ 培養容器支持部 １２ 細胞凝集塊移動手段
１３ ゼラチン粒子移動手段 ２１ 支持体
２１ｂ ピン Ｐ 収容部Ｐ
Ｓ 空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】