特許 7560965 細胞培養槽

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】細胞培養槽

(51)【国際特許分類】

   C12M 3/00 20060101AFI20240926BHJP

   C12M 1/36 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

C12M3/00 A

C12M1/36

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020098239

(22)【出願日】2020-06-05

(65)【公開番号】P2021191234

(43)【公開日】2021-12-16

【審査請求日】2023-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 仁也

【審査官】斉藤 貴子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２２６４６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０８－０７０８４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部に第１開口が形成された第１室と、
前記第１室の内部へ培養液を送液する送液配管と、
前記第１室の内部において、前記第１開口から下方へ所定深さの位置に配置された細胞組織と、
上部において前記第１開口よりも低い位置に第２開口が形成されており、前記第１開口から溢れた前記培養液が流入し、前記第２開口から前記培養液が溢れる第２室と、
前記第２室の内部へ挿入されており、前記第２室の内部に貯留された前記培養液の性質を測定するセンサと、
を備え、
前記第１開口から前記培養液が連続して溢れるように、前記送液配管から前記第１室の内部へ前記培養液が連続して送液されており、
前記第１室と前記第２室とは、上下方向に延びる第１壁を介して隣接しており、
前記第１壁の上端は前記第１開口の一部を形成しており、
上下方向に延びる第２壁を介して前記第２室と隣接した第３室を備え、
前記第２壁の上端は前記第２開口の一部を形成しており、前記第２壁の上端は前記第１壁の上端よりも低い、細胞培養槽。

【請求項2】

上部に第１開口が形成された第１室と、
前記第１室の内部へ培養液を送液する送液配管と、
前記第１室の内部において、前記第１開口から下方へ所定深さの位置に配置された細胞組織と、
上部において前記第１開口よりも低い位置に第２開口が形成されており、前記第１開口から溢れた前記培養液が流入し、前記第２開口から前記培養液が溢れる第２室と、
前記第２室の内部へ挿入されており、前記第２室の内部に貯留された前記培養液の性質を測定するセンサと、
を備え、
前記第１開口から前記培養液が所定周期で溢れるように、前記送液配管から前記第１室の内部へ前記培養液が前記所定周期で送液されており、
前記第１室と前記第２室とは、上下方向に延びる第１壁を介して隣接しており、
前記第１壁の上端は前記第１開口の一部を形成しており、
上下方向に延びる第２壁を介して前記第２室と隣接した第３室を備え、
前記第２壁の上端は前記第２開口の一部を形成しており、前記第２壁の上端は前記第１壁の上端よりも低い、細胞培養槽。

【請求項3】

前記第１室の上方を覆う第１蓋と、
前記第２室及び前記第３室の上方を覆う第２蓋と、
前記第１壁の上方を覆う屋根部と、
を備え、
前記センサは、前記第２蓋を貫通して前記第２室の内部へ挿入されており、
前記第１蓋における第２室側の端部、及び前記第２蓋における第１室側の端部は、前記屋根部の上に配置している、請求項１又は２に記載の細胞培養槽。

【請求項4】

前記第２室及び第３室を、前記第１壁と共に囲む本体を備え、
前記第２蓋及び前記本体には、前記第２室及び前記第３室の上方を前記第２蓋で覆った後に、前記第１室から離す方向へ前記第２蓋を移動させることにより、前記本体に対する前記第２蓋の上下方向の移動を規制するように互いに係合する第１係合部及び第２係合部がそれぞれ設けられており、
前記第１係合部と前記第２係合部とを係合させた状態で、前記第１室の上方を前記第１蓋で覆うことにより、前記第１室へ近付ける方向へ前記第２蓋を移動させることが規制されている、請求項３に記載の細胞培養槽。

【請求項5】

前記第１蓋には、前記第１室の内部へ気体を導入する導入口が形成されている、請求項３又は４に記載の細胞培養槽。

【請求項6】

前記第１蓋には、前記第１室の内部へ気体を導入する導入口が形成されており、
前記第２蓋には、前記本体における前記第３室を囲む部分と前記第２蓋との隙間を、前記本体における前記第２室を囲む部分と前記第２蓋との隙間よりも広くする薄肉部が形成されている、請求項４に記載の細胞培養槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞を培養する槽に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、培養液が入ったタンク内に加圧手段により加圧気体を供給し、タンクと培養装置との間に設けた流量計の流量が所定流量になるように加圧手段を制御する細胞培養システムがある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１６８４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載の細胞培養システムは、培養液の流量が所定流量になるように加圧気体による加圧圧力を制御している。しかし、血管を有する細胞組織等の培養では、血管の耐圧性や生体機能の発現性の点から、細胞組織に作用する圧力が安定していることが望ましい。特許文献１に記載の細胞培養システムでは、培養装置（細胞培養槽）内の細胞組織に作用する圧力を安定させることができない。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、細胞培養槽内の細胞組織に作用する圧力を安定させることができる細胞培養槽を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための第１の手段は、細胞培養槽であって、
上部に第１開口が形成された第１室と、
前記第１室の内部へ培養液を送液する送液配管と、
前記第１室の内部において、前記第１開口から下方へ所定深さの位置に配置された細胞組織と、
を備え、
前記第１開口から前記培養液が連続して溢れるように、前記送液配管から前記第１室の内部へ前記培養液が連続して送液されている。

【0007】

上記構成によれば、第１室の上部には、第１開口が形成されている。送液配管は、第１室の内部へ培養液を送液する。このため、送液配管から第１室の内部へ培養液を送液し続けると、第１室の第１開口から培養液が溢れるようになる。

【0008】

ここで、第１室の内部において、第１開口から下方へ所定深さの位置に細胞組織が配置されている。そして、第１開口から培養液が連続して溢れるように、送液配管から第１室の内部へ培養液が連続して送液されている。第１開口から培養液が連続して溢れる状態では、第１室の内部の培養液の深さは一定になっている。このため、細胞組織は、培養液中において第１開口から常に所定深さの位置に配置されている。したがって、細胞組織に作用する培養液の液圧を一定にすることができ、細胞培養槽内の細胞組織に作用する圧力を安定させることができる。

【0009】

第２の手段は、細胞培養槽であって、
上部に第１開口が形成された第１室と、
前記第１室の内部へ培養液を送液する送液配管と、
前記第１室の内部において、前記第１開口から下方へ所定深さの位置に配置された細胞組織と、
を備え、
前記第１開口から前記培養液が所定周期で溢れるように、前記送液配管から前記第１室の内部へ前記培養液が前記所定周期で送液されている。

【0010】

上記構成によれば、第１開口から培養液が所定周期で溢れるように、送液配管から第１室の内部へ培養液が所定周期で送液されている。第１開口から培養液が溢れている状態又は溢れた直後の状態では、第１室の内部の培養液の深さは一定になっている。このため、細胞組織は、培養液中において第１開口から所定深さの位置に配置されている。したがって、細胞組織に作用する培養液の液圧を一定にすることができ、細胞培養槽内の細胞組織に作用する圧力を安定させることができる。

【0011】

第３の手段では、上部において前記第１開口よりも低い位置に第２開口が形成されており、前記第１開口から溢れた前記培養液が流入し、前記第２開口から前記培養液が溢れる第２室と、前記第２室の内部へ挿入されており、前記第２室の内部に貯留された前記培養液の性質を測定するセンサと、を備える。

【0012】

細胞組織の活動により培養液の性質が変化するため、培養液の性質を常時あるいは定期的に測定することが望ましい。一方、培養液の性質を測定する際に、培養液を汚染しないようにする必要がある。

【0013】

この点、上記構成によれば、第２室の上部において、第１開口よりも低い位置に第２開口が形成されている。第１室の第１開口から溢れた培養液が第２室へ流入し、第２室の第２開口から培養液が溢れる。そして、センサは、第２室の内部へ挿入されており、第２室の内部に貯留された培養液の性質を測定する。

【0014】

このため、第２室の内部に貯留された培養液の性質を、第１室の内部に貯留された培養液の性質と同等に維持することができ、細胞組織の活動により変化した培養液の性質をセンサにより測定することができる。さらに、第１室から第２室へ培養液が流入し、第２室から第１室へ培養液が逆流することはない。したがって、培養液の性質を測定することを可能にしつつ、培養液の性質を測定する際に第１室の培養液を汚染しないようにすることができる。しかも、センサは第２室の内部へ挿入されているため、第１室のメンテナンスにセンサが支障をきたすことを抑制することができる。

【0015】

第４の手段では、前記第１室と前記第２室とは、上下方向に延びる第１壁を介して隣接しており、前記第１壁の上端は前記第１開口の一部を形成しており、上下方向に延びる第２壁を介して前記第２室と隣接した第３室を備え、前記第２壁の上端は前記第２開口の一部を形成しており、前記第２壁の上端は前記第１壁の上端よりも低い。

【0016】

上記構成によれば、第１室と第２室とは、上下方向に延びる第１壁を介して隣接している。第１壁の上端は、第１開口の一部を形成している。このため、第１室から第１壁の上端を越えて溢れた培養液が第２室へ流入する。そして、第３室は、上下方向に延びる第２壁を介して第２室と隣接している。第２壁の上端は第２開口の一部を形成しており、第２壁の上端は第１壁の上端よりも低い。このため、第２室から第２壁の上端を越えて溢れた培養液は第３室へ流入し、第２室から第１室へ培養液が逆流することはない。したがって、培養液の性質を測定することを可能にしつつ、培養液の性質を測定する際に第１室の培養液を汚染しないようにすることができる。

【0017】

第５の手段では、前記第１室の上方を覆う第１蓋と、前記第２室及び前記第３室の上方を覆う第２蓋と、前記第１壁の上方を覆う屋根部と、を備え、前記センサは、前記第２蓋を貫通して前記第２室の内部へ挿入されており、前記第１蓋における第２室側の端部、及び前記第２蓋における第１室側の端部は、前記屋根部の上に配置している。

【0018】

第１～第３室は、雑菌や異物が入らないように蓋を備えていることが望ましい。ただし、定期的に細胞組織のメンテナンスを行うために、第１室の蓋を開閉する必要がある。一方、センサが第２室の蓋を貫通して第２室の内部へ挿入されている場合、第２蓋の開閉を抑制することが望ましい。そのためには、第１室の蓋と第２室の蓋とを、別々に開閉できることが望ましい。上述した第４の手段では、第１室と第２室とは、上下方向に延びる第１壁を介して隣接している。このため、第１室の蓋と第２室の蓋との隙間から、第１室及び第２室へ雑菌や異物が落下するおそれがある。

【0019】

この点、上記構成によれば、細胞培養槽は、第１室の上方を覆う第１蓋と、第２室及び第３室の上方を覆う第２蓋とを備えている。このため、第１～第３室に雑菌や異物が入ることを抑制することができる。また、センサが第２蓋を貫通して第２室の内部へ挿入されている構成において、第１蓋だけを開閉することができる。

【0020】

さらに、細胞培養槽は第１壁の上方を覆う屋根部を備えている。そして、第１蓋における第２室側の端部、及び第２蓋における第１室側の端部は、屋根部の上に配置している。このため、第１蓋と第２蓋との隙間から雑菌や異物が落下したとしても、屋根部により受けることができ、第１室及び第２室へ雑菌や異物が入ることを抑制することができる。

【0021】

第６の手段では、前記第２室及び第３室を、前記第１壁と共に囲む本体を備え、前記第２蓋及び前記本体には、前記第２室及び前記第３室の上方を前記第２蓋で覆った後に、前記第１室から離す方向へ前記第２蓋を移動させることにより、前記本体に対する前記第２蓋の上下方向の移動を規制するように互いに係合する第１係合部及び第２係合部がそれぞれ設けられており、前記第１係合部と前記第２係合部とを係合させた状態で、前記第１室の上方を前記第１蓋で覆うことにより、前記第１室へ近付ける方向へ前記第２蓋を移動させることが規制されている。

【0022】

センサが第２蓋を貫通して第２室の内部へ挿入されている構成では、センサが傾いたり、センサに何かが当たったりすることにより、第２蓋が意図せず開くおそれがある。

【0023】

この点、上記構成によれば、細胞培養槽は、第２室及び第３室を、第１壁と共に囲む本体を備えている。すなわち、第２室及び第３室は、第１壁と本体とで囲まれている。第２蓋及び本体には、第２室及び第３室の上方を第２蓋で覆った後に、第１室から離す方向へ第２蓋を移動させることにより、本体に対する第２蓋の上下方向の移動を規制するように互いに係合する第１係合部及び第２係合部がそれぞれ設けられている。このため、第１係合部と第２係合部とを係合させることにより、本体に対する第２蓋の上下方向の移動を規制することができ、第２蓋が意図せず開くことを抑制することができる。

【0024】

さらに、第１係合部と第２係合部とを係合させた状態で、第１室の上方を第１蓋で覆うことにより、第１室へ近付ける方向へ第２蓋を移動させることが規制されている。このため、第１室の上方を第１蓋で覆うことにより、第１係合部と第２係合部との係合が外れることを抑制することができ、第２蓋が意図せず開くことをさらに抑制することができる。

【0025】

第７の手段では、前記第１蓋には、前記第１室の内部へ気体を導入する導入口が形成されている。このため、第１室の内部に貯留された培養液の性質を調整するための気体を、導入口から第１室の内部へ導入することができる。さらに、導入口から第１室の内部へ導入された気体は、第１開口を通じて第２室へ導入され、第２開口を通じて第３室へ導入される。したがって、第２室の培養液の性質を、第１室の培養液の性質に近付けることができる。

【0026】

第８の手段では、前記第１蓋には、前記第１室の内部へ気体を導入する導入口が形成されており、前記第２蓋には、前記本体における前記第３室を囲む部分と前記第２蓋との隙間を、前記本体における前記第２室を囲む部分と前記第２蓋との隙間よりも広くする薄肉部が形成されている。このため、第３室へ導入された気体が本体と薄肉部との隙間から第３室の外部へ排出され易くなり、第１室から第２室へ、第２室から第３室へと順に気体を導き易くなる。したがって、第２室の培養液の性質を、第１室の培養液の性質にさらに近付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】細胞培養システムを示す模式図。

【図2】ポンプ停止時の細胞培養システムの動作を示す模式図。

【図3】ポンプ駆動時の細胞培養システムの動作を示す模式図。

【図4】細胞培養槽の斜視図。

【図5】細胞培養槽の本体の斜視図。

【図6】細胞培養槽の本体の平面図。

【図7】細胞培養槽の本体の側面図。

【図8】細胞培養槽の本体の部分断面斜視図。

【図9】図７のIX-IX線断面図。

【図10】第２カバーの斜視図。

【図11】第２カバーの下面図。

【図12】ＤＯセンサ及びｐＨセンサの組立図。

【図13】第１仕切壁の変更例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、細胞を培養する細胞培養システムの細胞培養槽に具現化した一実施形態について、図面を参照して説明する。

【0029】

図１に示すように、細胞培養システム１０は、圧力制御送液部２０、細胞培養槽５０、ポンプ９０等を備えている。

【0030】

圧力制御送液部２０は、空気供給源２１、流量比例弁２４、絞り弁２７、滅菌フィルタ３１、タンク３４、圧力センサ３７、液面センサ４１、制御部４５等を備えている。

【0031】

空気供給源２１（気体の供給源）は、所定圧力の空気（気体）を供給する。空気供給源２１は、配管２２，２３によりタンク３４に接続されている。配管２２には、流量比例弁２４が設けられている。流量比例弁２４（流量調節部）は、入力信号に比例して開度を調節可能であり、空気供給源２１から供給される空気の流量を調節する。流量比例弁２４は制御部４５によって制御される。

【0032】

配管２２と配管２３とは、接続部２５において接続されている。配管２３には、滅菌フィルタ３１が設けられている。滅菌フィルタ３１は、配管２３を介してタンク３４へ流れる空気を滅菌する。タンク３４は、有底円筒状に形成されており、気密性であり、培養液Ｌを貯留している。配管２３は、タンク３４の上部に接続されている。すなわち、配管２３は、タンク３４において培養液Ｌの液面よりも高い位置に接続されており、培養液Ｌと接していない。なお、配管２２，２３によって、第１配管が構成されている。タンク３４の形状は、有底円筒状に限らず、任意である。

【0033】

培養液Ｌには、例えば重炭酸塩等、ｐＨ６～８の範囲において遊離してｐＨ緩衝機能を有する試薬が添加されている。重炭酸塩としては、重炭酸ナトリウム（炭酸水素ナトリウム）、炭酸水素カリウム、炭酸水素カルシウム等を採用することができる。その他、培養液Ｌには、血管を有する細胞組織Ｂ（細胞）が活動するために必要な養分として、血清、アミノ酸、ビタミン、糖類等が添加されている。なお、培養液Ｌには、ｐＨを目視で確認するためにフェノールレッド等の指示薬が添加されている。

【0034】

圧力センサ３７は、タンク３４の下部における培養液Ｌの圧力を検出する。液面センサ４１は、培養液Ｌの液面の位置を検出する。

【0035】

接続部２５には、配管２６が接続されている。接続部２５は、配管２６により空気の排出部２８に接続されている。配管２６には、絞り弁２７が設けられている。絞り弁２７（絞り部）は、例えば微少な流量を調節するニードル弁であり、排出部２８へ排出される空気の流量を制限（調節）する。絞り弁２７の開度は、タンク３４内の空気の圧力（タンク３４内の圧力）を目標圧力にすべく、所定開度に設定されている。タンク３４内の空気の目標圧力に応じて、絞り弁２７の開度を変更してもよい。排出部２８へ流れた空気は圧力制御送液部２０の外部（大気）へ排出される。なお、配管２３，２６によって、第２配管が構成されている。

【0036】

細胞培養槽５０は、培養室５１、センサ室５２、及び調整室５３を備えている。培養室５１（第１室）とセンサ室５２（第２室）とは、上下方向に延びる第１仕切壁６１（第１壁）を介して隣接している。センサ室５２と調整室５３（第３室）とは、上下方向に延びる第２仕切壁６２（第２壁）を介して隣接している。そして、第２仕切壁６２の上端６２ａは第１仕切壁６１の上端６１ａよりも低くなっている。培養室５１、センサ室５２、調整室５３、第１仕切壁６１、第２仕切壁６２の詳細については後述する。

【0037】

送液配管４２は、タンク３４に貯留された培養液Ｌの中と細胞培養槽５０の培養室５１とを接続している。送液配管４２は、タンク３４に貯留された培養液Ｌの中に挿入されており、送液配管４２の下端は培養液Ｌの液面よりも低い位置にある。

【0038】

細胞培養槽５０は、培養液Ｌと細胞組織Ｂとを収納している。細胞培養槽５０には、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌが送液される。細胞組織Ｂは、例えば血管を有する動物細胞組織である。細胞組織Ｂは、培養液Ｌにより培養され、所定の生体機能を発現する。その際に、細胞の活動により細胞培養槽５０内の培養液Ｌの溶存酸素濃度ＤＯ及びｐＨが変化する。

【0039】

細胞組織Ｂの血管を損傷しないように、培養液Ｌは１０［ｍｍＨｇ］以下の圧力（加圧）で細胞培養槽５０の培養室５１へ送液される。また、細胞組織Ｂが所定の生体機能を発現するためには、目標流量の培養液Ｌを送液する流量制御送液ではなく、目標圧力で培養液Ｌを送液する圧力制御送液とすることが望ましい。この理由は、実際の動物の動物細胞組織では、心臓により血液が送液されており、流量制御送液よりも圧力制御送液に近いためである。さらに、細胞組織Ｂが所定の生体機能を発現するためには、細胞組織Ｂに作用する圧力が安定していることが望ましい。なお、培養液Ｌを１０［ｍｍＨｇ］以下の圧力（加圧）で細胞培養槽５０へ送液する場合、培養液Ｌの流量は１［ｍＬ／ｍｉｎ］以下となる。

【0040】

センサ室５２に貯留された培養液Ｌの中には、酸素濃度センサ８１、及びｐＨセンサ８２（図４参照）が挿入されている。酸素濃度センサ８１（センサ）は、センサ室５２内の培養液Ｌの溶存酸素濃度ＤＯ（性質）を検出する。ｐＨセンサ８２（センサ）は、センサ室５２内の培養液ＬのｐＨ（性質）を検出する。ｐＨセンサ８２により培養液ＬのｐＨを検出する際には、ｐＨセンサ８２から基準液（内部液）が培養液Ｌへ若干漏れ出すことがある。

【0041】

細胞培養槽５０の調整室５３は、返液配管４３によりタンク３４に接続されている。返液配管４３（供給配管）には、ポンプ９０及びチェック弁９２が設けられている。ポンプ９０は、液面センサ４１により検出された液面の位置が所定位置よりも下がった場合（液面センサ４１：ＯＦＦ）に、培養液Ｌを圧送する。そして、ポンプ９０は、液面センサ４１により検出された液面の位置が所定位置よりも上がった場合（液面センサ４１：ＯＮ）に、培養液Ｌの圧送を停止する。チェック弁９２（逆止弁）は、ポンプ９０からタンク３４への培養液Ｌの流通を許容し、タンク３４からポンプ９０への培養液Ｌの流通を禁止する。返液配管４３は、タンク３４において培養液Ｌの液面よりも低く、且つ送液配管４２の下端よりも高い位置に接続されている。

【0042】

制御部４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。制御部４５は、目標圧力で培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液すべく、流量比例弁２４を制御する。

【0043】

制御部４５は、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液する際に、所定条件に基づき算出した目標流量の空気が供給されるように流量比例弁２４を制御する。制御部４５は、タンク３４内の圧力Ｐｖが平衡するまで、その状態を５［Ｓ］以下の所定時間（例えば３［Ｓ］）維持する。本実施形態では、略１［Ｓ］で、圧力Ｐｖが平衡する。その結果、培養液Ｌが目標圧力で細胞培養槽５０へ送液される。

【0044】

空気供給源２１から空気を供給し始めてから、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させるまでの時間は、タンク３４の容積が大きいほど、絞り弁２７の有効断面積Ｓが大きいほど、タンク３４の内部の目標圧力が高いほど、長くなる。この点、血管を有する細胞組織Ｂの培養では、１０［ｍｍＨｇ］以下の微圧で細胞培養槽５０へ培養液Ｌを送液する必要があるため、タンク３４の内部の目標圧力を非常に低く設定している。したがって、圧力Ｐｖが平衡するまでの時間は非常に短くなる。

【0045】

制御部４５は、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液する際に、タンク３４の内部の圧力を平衡させた状態における空気供給源２１から供給される空気の流量とタンク３４の内部の圧力との所定の相関関係に基づいて、タンク３４の内部の目標圧力に対応する目標流量の空気が供給されるように流量比例弁２４を制御した状態でタンク３４の内部の圧力を平衡させる。換言すれば、制御部４５は、タンク３４の内部の圧力を平衡させた状態における空気供給源２１から供給される空気の流量とタンク３４の内部の圧力との所定の相関関係に基づいて、タンク３４の内部の目標圧力に対応する目標流量の空気が供給されるように流量比例弁２４を制御した状態でタンク３４の内部の圧力を平衡させて、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液させる。

【0046】

図２は、ポンプ９０停止時の細胞培養システム１０の動作を示す模式図である。

【0047】

タンク３４の内部の圧力が目標圧力に制御されており、タンク３４内の培養液Ｌが加圧されている。このため、タンク３４から送液配管４２を介して、培養液Ｌが細胞培養槽５０の培養室５１へと送液されている。これに伴い、タンク３４内の培養液Ｌの液面が下降している。培養室５１内の培養液Ｌは、第１仕切壁６１の上端６１ａまで満たされている。そして、培養室５１内の培養液Ｌは、第１仕切壁６１の上端６１ａを越えてセンサ室５２へ溢れ出ている。

【0048】

培養液Ｌを貯留する培養室５１の内部において、培養室５１の底面、すなわち第１仕切壁６１の上端６１ａから下方へ所定深さＤの位置に細胞組織Ｂが配置されている。そして、第１仕切壁６１の上端６１ａを越えて培養液Ｌが連続して溢れるように、送液配管４２から培養室５１の内部へ培養液Ｌが連続して送液されている。第１仕切壁６１の上端６１ａを越えて培養液Ｌが連続して溢れる状態では、培養室５１の内部の培養液Ｌの深さは一定になっている。このため、細胞組織Ｂは、培養液Ｌ中において第１仕切壁６１の上端６１ａから常に所定深さＤの位置に配置されている。

【0049】

センサ室５２内の培養液Ｌの溶存酸素濃度ＤＯが、酸素濃度センサ８１により検出されている。センサ室５２内の培養液ＬのｐＨが、ｐＨセンサ８２により検出されている。センサ室５２内の培養液Ｌは、第２仕切壁６２の上端６２ａまで満たされている。そして、センサ室５２内の培養液Ｌは、第２仕切壁６２の上端６２ａを越えて調整室５３へ溢れ出ている。これに伴い、調整室５３内の培養液Ｌの液面が上昇している。

【0050】

そして、ポンプ９０は、液面センサ４１により検出された液面の位置が所定位置よりも下がった場合（液面センサ４１：ＯＦＦ）に、駆動を開始して培養液Ｌを圧送する。

【0051】

図３は、ポンプ９０駆動時の細胞培養システム１０の動作を示す模式図である。

【0052】

ポンプ９０駆動時も、タンク３４の内部の圧力が目標圧力に制御されており、タンク３４内の培養液Ｌが加圧されている。このため、タンク３４から送液配管４２を介して、培養液Ｌが細胞培養槽５０の培養室５１へと送液されている。加圧空気によりタンク３４から培養室５１へ送液される培養液Ｌの流量よりも、ポンプ９０により調整室５３からタンク３４へ圧送される培養液Ｌの流量は多くなっている。このため、タンク３４内の培養液Ｌの液面が上昇している。培養室５１内の培養液Ｌは、第１仕切壁６１の上端６１ａまで満たされている。そして、培養室５１内の培養液Ｌは、第１仕切壁６１の上端６１ａを越えてセンサ室５２へ溢れ出ている。

【0053】

センサ室５２内の培養液Ｌの溶存酸素濃度ＤＯが、酸素濃度センサ８１により検出されている。センサ室５２内の培養液ＬのｐＨが、ｐＨセンサ８２により検出されている。センサ室５２内の培養液Ｌは、第２仕切壁６２の上端６２ａまで満たされている。そして、センサ室５２内の培養液Ｌは、第２仕切壁６２の上端６２ａを越えて調整室５３へ溢れ出ている。センサ室５２から調整室５３へ溢れ出る培養液Ｌの流量よりも、ポンプ９０により調整室５３からタンク３４へ圧送される培養液Ｌの流量は多くなっている。このため、調整室５３内の培養液Ｌの液面が下降している。

【0054】

そして、ポンプ９０は、液面センサ４１により検出された液面の位置が所定位置よりも上がった場合（液面センサ４１：ＯＮ）に、駆動を停止して培養液Ｌの圧送を停止する。その後、細胞培養システム１０は、図２の動作から繰り返す。

【0055】

次に、細胞培養槽５０の構成を詳細に説明する。図４は、細胞培養槽５０の斜視図である。細胞培養槽５０は、本体６０、第１カバー７５、第２カバー７８、酸素濃度センサ８１、ｐＨセンサ８２、及びスターラ８６等を備えている。

【0056】

図５は細胞培養槽５０の本体６０の斜視図であり、図６は細胞培養槽５０の本体６０の平面図である。本体６０は、金属や樹脂等により、空洞の直方体状に形成されている。本体６０の上面は開口している。本体６０の内部には、上記培養室５１、センサ室５２、及び調整室５３が形成されている。

【0057】

第１カバー７５（第１蓋）は、金属や樹脂等により形成され、培養室５１の上方を覆っている。第１カバー７５には、培養室５１の内部へ気体を導入する導入口７６が形成されている。導入口７６から導入する気体としては、酸素や二酸化炭素を採用することができる。導入口７６には、チューブ（配管）等が接続され、チューブを通じて酸素や二酸化炭素が培養室５１の内部へ導入される。第２カバー７８（第２蓋）は、金属や樹脂等により形成され、センサ室５２及び調整室５３の上方を覆っている。酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２は、第２カバー７８を貫通してセンサ室５２の内部へ挿入されている。第２カバー７８の詳細については後述する。

【0058】

培養室５１の下方には、スターラ８６が配置されている。スターラ８６は、磁力を利用して攪拌子（図示略）を回転させ、培養室５１内の培養液Ｌを攪拌する。攪拌子は、培養室５１内において細胞組織Ｂに当たらないように配置されている。攪拌子と細胞組織Ｂとは、水平方向の位置がずれていてもよいし、垂直方向の位置がずれていてもよい。

【0059】

上記送液配管４２は、継手８３を介して培養室５１に接続されている。上記返液配管４３は、継手８４を介して調整室５３に接続されている。

【0060】

図７は細胞培養槽５０の本体６０の側面図であり、図８は細胞培養槽５０の本体６０の部分断面斜視図であり、図９は図７のIX-IX線断面図である。

【0061】

図８に示すように、培養室５１とセンサ室５２とは、上記第１仕切壁６１を介して隣接している。第１仕切壁６１は、金属や樹脂等により、矩形板状に形成されている。第１仕切壁６１は、本体６０の底面から上方へ垂直に延びている。第１仕切壁６１は、培養室５１の全長にわたって延びており、培養室５１とセンサ室５２とを水平方向に仕切っている。培養室５１内の培養液Ｌは、第１仕切壁６１の上からのみセンサ室５２へ流入可能となっており、第１仕切壁６１の横からセンサ室５２へ流入不可能となっている。なお、培養室５１は、第１仕切壁６１と本体６０とで囲まれている。

【0062】

培養室５１の上部には、水平方向に開口する断面矩形状の第１開口５５が形成されている。第１仕切壁６１の上端６１ａは、第１開口５５の底部（一部）を形成している。なお、培養室５１の上部には、上方に開口する断面矩形状の開口（第１開口）が形成されているということもできる。

【0063】

図８，９に示すように、センサ室５２と調整室５３とは、上記第２仕切壁６２を介して隣接している。第２仕切壁６２は、金属や樹脂等により、矩形板状に形成されている。第２仕切壁６２は、本体６０の底面から上方へ垂直に延びている。第２仕切壁６２は、センサ室５２の全幅にわたって延びており、センサ室５２と調整室５３とを水平方向に仕切っている。センサ室５２内の培養液Ｌは、第２仕切壁６２の上からのみ調整室５３へ流入可能となっており、第２仕切壁６２の横から調整室５３へ流入不可能となっている。なお、センサ室５２及び調整室５３は、第１仕切壁６１と本体６０とで囲まれている。

【0064】

センサ室５２の上部には、上方に開口する断面矩形状の第２開口５６が形成されている。第２仕切壁６２の上端６２ａは、第２開口５６の測部（一部）を形成している。第２仕切壁６２の上端６２ａは、第１仕切壁６１の上端６１ａよりも低くなっている。すなわち、第２開口５６は、第１開口５５よりも低い位置に形成されている。なお、センサ室５２の上部には、水平方向に開口する断面矩形状の開口（第２開口）が形成されているということもできる。

【0065】

図１，６～８に示すように、第１仕切壁６１の上方は屋根部６５によって覆われている。屋根部６５は、第１仕切壁６１の厚みよりも広い幅で形成され、第１仕切壁６１の上端６１ａに沿って水平方向に延びている。すなわち、屋根部６５は、培養室５１のセンサ室５２側の端部の上方と、センサ室５２の培養室５１側の端部の上方とを覆っている。なお、屋根部６５の下面は、第１開口５５の上面（一部）を形成している。

【0066】

屋根部６５の培養室５１側の端部には、上方へ延びる矩形板状の側板６６が設けられている。側板６６は、本体６０の上端まで延びている。側板６６は、培養室５１の全長にわたって設けられている。屋根部６５のセンサ室５２（調整室５３）側の端部には、上方へ延びる矩形板状の側板６７が設けられている。側板６７は、本体６０の上端まで延びている。側板６７は、センサ室５２及び調整室５３を足した全長にわたって設けられている。

【0067】

図５～８に示すように、本体６０の上部の外縁部には、側面視で「Ｌ」字状の溝６８Ａ，６８Ｂが形成されている。溝６８Ａ（第２係合部）と溝６８Ｂ（第２係合部）とは、本体６０において培養室５１よりもセンサ室５２側の位置に、対向して形成されている。溝６８Ａ，６８Ｂは、本体６０の上端から下方へ延びた後、培養室５１から離れる方向へ水平に延びている。溝６８Ａ，６８Ｂは、所定幅Ｗ２及び所定深さＤ２で形成されている。

【0068】

図４，６に示すように、第１カバー７５は、培養室５１を囲む本体６０の側壁及び側板６６の外形よりも若干大きい矩形板状に形成されており、外縁部が下向き（直角）に折れている。第１カバー７５により培養室５１に蓋をすると、培養室５１を囲む本体６０の側壁及び側板６６の上端に第１カバー７５の外縁部が嵌合する。これにより、培養室５１に対して第１カバー７５が水平方向にずれることが抑制される。このとき、第１カバー７５におけるセンサ室５２側の端部は、屋根部６５の上に配置している。

【0069】

図１０は第２カバー７８の斜視図であり、図１１は第２カバー７８の下面図である。第２カバー７８は、センサ室５２及び調整室５３を囲む本体６０の側壁及び側板６７の外形よりも若干大きい矩形板状に形成されており、外縁部が下向き（直角）に折れている。第２カバー７８によりセンサ室５２及び調整室５３に蓋をすると、センサ室５２及び調整室５３を囲む本体６０の側壁及び側板６６の上端に第２カバー７８の外縁部が嵌合する。これにより、センサ室５２及び調整室５３に対して第２カバー７８が水平方向にずれることが抑制される。このとき、第２カバー７８における培養室５１側の端部は、屋根部６５の上に配置している。なお、センサ室５２及び調整室５３を囲む本体６０の側壁及び側板６６の上端に、第２カバー７８を取り付ける手順については後述する。

【0070】

第２カバー７８においてセンサ室５２の上方に配置される部分には、断面円形の貫通孔７８ａ，７８ｂが形成されている。

【0071】

第２カバー７８において本体６０の上記溝６８Ａ，６８Ｂの上方に配置される部分には、円柱状のピン７９Ａ，７９Ｂがそれぞれ設けられている。ピン７９Ａ，７９Ｂ（第１係合部）は、第２カバー７８の下向きに折れた外縁部から内側へ水平に延びている。ピン７９Ａ，７９Ｂの径ｄ１は、溝６８Ａ，６８Ｂの所定幅Ｗ２よりも若干小さくなっている。ピン７９Ａ，７９Ｂの長さＬ１は、溝６８Ａ，６８Ｂの所定深さＤ２と略等しくなっている。すなわち、ピン７９Ａ，７９Ｂは、それぞれ溝６８Ａ，６８Ｂに係合可能となっている。

【0072】

第２カバー７８は、第１カバー７５よりも先に本体６０に取り付ける。作業者は以下の手順で、本体６０に第２カバー７８、第１カバー７５、及び酸素濃度センサ８１、ｐＨセンサ８２を取り付ける。

【0073】

まず、第２カバー７８のピン７９Ａ，７９Ｂが、それぞれ溝６８Ａ，６８Ｂにおける上方へ延びる部分に係合するように、第２カバー７８の位置を合わせて下方へ移動させる。このとき、第２カバー７８の培養室５１側の端部は屋根部６５の上に位置している。また、上記側板６７と第２カバー７８の培養室５１側の端部（下向きに折れた外縁部）との間には、溝６８Ａ，６８Ｂにおける水平に延びる部分の長さと略等しい隙間が形成されている。

【0074】

ピン７９Ａ，７９Ｂが、それぞれ溝６８Ａ，６８Ｂにおける上方へ延びる部分の下端に到達した後、第２カバー７８を培養室５１から離す方向へ水平に移動させる。これにより、ピン７９Ａ，７９Ｂは、溝６８Ａ，６８Ｂにおける水平に延びる部分に係合する。このため、ピン７９Ａ，７９Ｂにより、第２カバー７８は上下方向への移動が規制される。

【0075】

すなわち、センサ室５２及び調整室５３の上方を第２カバー７８で覆った後に、培養室５１から離す方向へ第２カバー７８を移動させることにより、本体６０に対する第２カバー７８の上下方向の移動を規制するように、溝６８Ａ，６８Ｂとそれぞれピン７９Ａ，７９Ｂとが係合している。

【0076】

続いて、培養室５１を囲む本体６０の側壁及び側板６６の上端に第１カバー７５の外縁部を嵌合させるように、第１カバー７５の位置を合わせて下方へ移動させる。これにより、本体６０に第１カバー７５が取り付けられ、培養室５１の上方が第１カバー７５により覆われる。このとき、第２カバー７８の培養室５１側の端部（下向きに折れた外縁部）と、第１カバー７５のセンサ室５２側の端部（下向きに折れた外縁部）との間の隙間は、溝６８Ａ，６８Ｂの水平に延びる部分の長さよりも狭く（略０に）なっている。すなわち、溝６８Ａ，６８Ｂとそれぞれピン７９Ａ，７９Ｂとを係合させた状態で、培養室５１の上方を第１カバー７５で覆うことにより、培養室５１へ近付ける方向へ第２カバー７８を移動させることが規制されている。これにより、溝６８Ａ，６８Ｂからピン７９Ａ，７９Ｂが外れることが規制されている。

【0077】

続いて、図１２に示すように、第２カバー７８の貫通孔７８ａ，７８ｂに、それぞれセンサケース８１Ｃ，８２Ｃを嵌合させる。センサケース８１Ｃ，８２Ｃは、それぞれ貫通孔７８ａ，７８ｂの内径よりも若干小さい外径の円筒状に形成されており、下部にフランジｆが設けられている。センサケース８１Ｃ，８２Ｃの内径は、それぞれ酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２の外径よりも若干大きくなっている。貫通孔７８ａ，７８ｂにセンサケース８１Ｃ，８２Ｃの下端を挿入し、フランジｆを第２カバー７８の上面に当接させることで、第２カバー７８にセンサケース８１Ｃ，８２Ｃが取り付けられる。なお、第２カバー７８とセンサケース８１Ｃ，８２Ｃとを、ねじ止めすることもできる。

【0078】

続いて、センサケース８１Ｃ，８２Ｃに、それぞれ酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２を挿入する。酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２の上部には、他の部分よりも径が大きい大径部８１ａ，８２ａが設けられている。大径部８１ａ，８２ａの下端をそれぞれセンサケース８１Ｃ，８２Ｃの上端に当接させることで、センサケース８１Ｃ，８２Ｃにそれぞれ酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２が取り付けられる。なお、センサケース８１Ｃ，８２Ｃと酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２とを、それぞれねじ止めすることもできる。以上により、本体６０に第２カバー７８、第１カバー７５、酸素濃度センサ８１、及びｐＨセンサ８２が取り付けられる。

【0079】

また、図１０，１１に示すように、第２カバー７８において調整室５３の上方に位置する部分には、他の部分よりも厚みが薄くされた薄肉部７８ｃが形成されている。これにより、本体６０に第２カバー７８を取り付けた状態において、本体６０における調整室５３を囲む部分と第２カバー７８（薄肉部７８ｃ）との隙間は、本体６０におけるセンサ室５２を囲む部分と第２カバー７８との隙間よりも広くなっている。すなわち、本体６０における調整室５３を囲む部分と薄肉部７８ｃとの隙間は、調整室５３から気体を排出する排出口の機能を果たす。

【0080】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0081】

・培養室５１の内部において、第１開口５５から下方へ所定深さＤの位置に細胞組織Ｂが配置されている。そして、第１開口５５から培養液Ｌが連続して溢れるように、送液配管４２から培養室５１の内部へ培養液Ｌが連続して送液されている。第１開口５５から培養液Ｌが連続して溢れる状態では、培養室５１の内部の培養液Ｌの深さは一定になっている。このため、細胞組織Ｂは、培養液Ｌ中において第１開口５５から常に所定深さＤの位置に配置されている。したがって、細胞組織Ｂに作用する培養液Ｌの液圧を一定にすることができ、細胞培養槽５０内の細胞組織Ｂに作用する圧力を安定させることができる。

【0082】

・センサ室５２の上部において、第１開口５５よりも低い位置に第２開口５６が形成されている。培養室５１の第１開口５５から溢れた培養液Ｌがセンサ室５２へ流入し、センサ室５２の第２開口５６から培養液Ｌが溢れる。そして、酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２は、センサ室５２の内部へ挿入されており、センサ室５２の内部に貯留された培養液Ｌの性質を測定する。このため、センサ室５２の内部に貯留された培養液Ｌの性質を、培養室５１の内部に貯留された培養液Ｌの性質と同等に維持することができ、細胞組織Ｂの活動により変化した培養液Ｌの性質を酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２により測定することができる。

【0083】

・培養室５１からセンサ室５２へ培養液Ｌが流入し、センサ室５２から培養室５１へ培養液Ｌが逆流することはない。このため、培養液Ｌの性質を測定することを可能にしつつ、培養液Ｌの性質を測定する際に培養室５１の培養液Ｌを汚染しないようにすることができる。したがって、センサ室５２においてｐＨセンサ８２により培養液ＬのｐＨを検出する際に、ｐＨセンサ８２から基準液（内部液）が培養液Ｌへ若干漏れ出したとしても、培養室５１の培養液Ｌを汚染しないようにすることができる。しかも、酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２はセンサ室５２の内部へ挿入されているため、培養室５１のメンテナンスに酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２が支障をきたすことを抑制することができる。

【0084】

・培養室５１とセンサ室５２とは、上下方向に延びる第１仕切壁６１を介して隣接している。第１仕切壁６１の上端６１ａは、第１開口５５の一部を形成している。このため、培養室５１から第１仕切壁６１の上端６１ａを越えて溢れた培養液Ｌがセンサ室５２へ流入する。そして、調整室５３は、上下方向に延びる第２仕切壁６２を介してセンサ室５２と隣接している。第２仕切壁６２の上端６２ａは第２開口５６の一部を形成しており、第２仕切壁６２の上端６２ａは第１仕切壁６１の上端６１ａよりも低い。このため、センサ室５２から第２仕切壁６２の上端６２ａを越えて溢れた培養液Ｌは調整室５３へ流入し、センサ室５２から培養室５１へ培養液Ｌが逆流することはない。したがって、培養液Ｌの性質を測定することを可能にしつつ、培養液Ｌの性質を測定する際に培養室５１の培養液Ｌを汚染しないようにすることができる。

【0085】

・細胞培養槽５０は、培養室５１の上方を覆う第１カバー７５と、センサ室５２及び調整室５３の上方を覆う第２カバー７８とを備えている。このため、培養室５１、センサ室５２、及び調整室５３に、雑菌や異物が入ることを抑制することができる。また、酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２が第２カバー７８を貫通してセンサ室５２の内部へ挿入されている構成において、第１カバー７５だけをメンテナンスのために開閉することができる。

【0086】

・細胞培養槽５０は第１仕切壁６１の上方を覆う屋根部６５を備えている。そして、第１カバー７５におけるセンサ室５２側の端部、及び第２カバー７８における培養室５１側の端部は、屋根部６５の上に配置している。このため、第１カバー７５と第２カバー７８との隙間から雑菌や異物が落下したとしても、屋根部６５により受けることができ、培養室５１及びセンサ室５２へ雑菌や異物が入ることを抑制することができる。

【0087】

・細胞培養槽５０は、センサ室５２及び調整室５３を、第１仕切壁６１と共に囲む本体６０を備えている。すなわち、センサ室５２及び調整室５３は、第１仕切壁６１と本体６０とで囲まれている。第２カバー７８及び本体６０には、センサ室５２及び調整室５３の上方を第２カバー７８で覆った後に、培養室５１から離す方向へ第２カバー７８を移動させることにより、本体６０に対する第２カバー７８の上下方向の移動を規制するように互いに係合するピン７９Ａ，７９Ｂ及び溝６８Ａ，６８Ｂがそれぞれ設けられている。このため、ピン７９Ａ，７９Ｂとそれぞれ溝６８Ａ，６８Ｂとを係合させることにより、本体６０に対する第２カバー７８の上下方向の移動を規制することができ、第２カバー７８が意図せず開くことを抑制することができる。

【0088】

・ピン７９Ａ，７９Ｂと溝６８Ａ，６８Ｂとを係合させた状態で、培養室５１の上方を第１カバー７５で覆うことにより、培養室５１へ近付ける方向へ第２カバー７８を移動させることが規制されている。このため、培養室５１の上方を第１カバー７５で覆うことにより、ピン７９Ａ，７９Ｂと溝６８Ａ，６８Ｂとの係合が外れることを抑制することができ、第２カバー７８が意図せず開くことをさらに抑制することができる。

【0089】

・第１カバー７５には、培養室５１の内部へ気体を導入する導入口７６が形成されている。このため、培養室５１の内部に貯留された培養液Ｌの性質を調整するための気体を、導入口７６から培養室５１の内部へ導入することができる。さらに、導入口７６から培養室５１の内部へ導入された気体は、第１開口５５を通じてセンサ室５２へ導入され、第２開口５６を通じて調整室５３へ導入される。したがって、センサ室５２の培養液Ｌの性質を、培養室５１の培養液Ｌの性質に近付けることができる。

【0090】

・第１カバー７５には、培養室５１の内部へ気体を導入する導入口７６が形成されており、第２カバー７８には、本体６０における調整室５３を囲む部分と第２カバー７８との隙間を、本体６０におけるセンサ室５２を囲む部分と第２カバー７８との隙間よりも広くする薄肉部７８ｃが形成されている。このため、調整室５３へ導入された気体が本体６０と薄肉部７８ｃとの隙間から調整室５３の外部へ排出され易くなり、培養室５１からセンサ室５２へ、センサ室５２から調整室５３へと順に気体を導き易くなる。したがって、センサ室５２の培養液Ｌの性質を、培養室５１の培養液Ｌの性質にさらに近付けることができる。

【0091】

・流量比例弁２４により空気供給源２１から供給される空気の流量Ｑ１を調節し、絞り弁２７により排出部２８へ排出される空気の流量Ｑｒを制限することにより、気密性のタンク３４の内部の圧力Ｐｖを制御することができる。そして、細胞培養槽５０は、培養液Ｌと細胞組織Ｂとを収納する。送液配管４２は、タンク３４に貯留された培養液Ｌの中と細胞培養槽５０とを接続している。このため、タンク３４に空気を供給してタンク３４の内部の圧力Ｐｖを上昇させることにより、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌを細胞培養槽５０の細胞組織Ｂへ送液することができる。

【0092】

・制御部４５は、タンク３４から送液配管４２を介して培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液する際に、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させた状態における空気供給源２１から供給される空気の流量Ｑ１とタンク３４の内部の圧力Ｐｖとの所定の相関関係に基づいて、タンク３４の内部の目標圧力に対応する目標流量の空気が供給されるように流量比例弁２４を制御した状態でタンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させる。このため、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを目標圧力に平衡させた状態で培養液Ｌを細胞培養槽５０へ送液することができ、目標流量の培養液Ｌを送液する場合と比較して、より生体に近い状態で培養液Ｌを細胞培養槽５０の細胞組織Ｂへ送液することができる。

【0093】

・タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させた状態では、タンク３４の内部の圧力Ｐｖと空気供給源２１から供給される空気の流量Ｑ１とは、温度の影響が小さい相関関係を有している。したがって、培養液Ｌの送液状態が周囲温度による外乱の影響を受けることを抑制することができる。

【0094】

・目標圧力は、１０［ｍｍＨｇ］以下であり、空気供給源２１から空気を供給し始めてから、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させるまでの時間は、５［Ｓ］以下である。こうした構成によれば、５［Ｓ］以下の短時間でタンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させることができ、培養液Ｌを目標圧力で速やかに細胞培養槽５０へ送液することができる。

【0095】

・細胞培養システム１０は、培養液Ｌを圧送するポンプ９０と、タンク３４とポンプ９０とを接続している返液配管４３とを備えている。このため、返液配管４３を介して、タンク３４に培養液Ｌを補充することができる。

【0096】

・返液配管４３は、タンク３４において培養液Ｌの液面よりも低く、且つ送液配管４２の下端よりも高い位置に接続されている。このため、返液配管４３がタンク３４において培養液Ｌの液面よりも高い位置に接続されている場合と比較して、培養液Ｌが液面に落下して気泡が発生することを抑制することができる。

【0097】

・返液配管４３がタンク３４において送液配管４２の下端よりも低い位置に接続されている場合と比較して、培養液Ｌに混入した気泡が送液配管４２に取り込まれることを抑制することができる。

【0098】

・ポンプ９０からタンク３４への培養液Ｌの流通を許容し、タンク３４からポンプ９０への培養液Ｌの流通を禁止するチェック弁９２が、返液配管４３に設けられている。したがって、返液配管４３がタンク３４において培養液Ｌの液面よりも低い位置に接続されることで返液配管４３に培養液Ｌの圧力がかかっても、タンク３４からポンプ９０へ培養液Ｌが逆流することを抑制することができる。

【0099】

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0100】

・第２カバー７８において薄肉部７８ｃを省略することもできる。その場合であっても、本体６０と第２カバー７８との隙間から、気体を排出することができる。

【0101】

・培養液Ｌの溶存酸素濃度ＤＯ及びｐＨを調整する必要がなければ、第１カバー７５において導入口７６を省略することもできる。

【0102】

・本体６０にピン７９Ａ，７９Ｂを設け、第２カバー７８に溝６８Ａ，６８Ｂを設けることもできる。その場合は、溝６８Ａ，６８Ｂが、上方へ延びた後に培養室５１の方向へ水平に延びるようにすればよい。また、本体６０の溝６８Ａ，６８Ｂ、及び第２カバー７８のピン７９Ａ，７９Ｂを省略することもできる。

【0103】

・第１カバー７５と第２カバー７８とが一体に形成されていてもよい。また、本体６０がインキュベータ等の内部に配置されている場合は、第１カバー７５及び第２カバー７８を省略することもできる。その場合は、屋根部６５も省略してもよい。

【0104】

・図１３に示すように、第１仕切壁１６１の上端の高さを、第１上端１６１ａと第２上端１６１ｂとで変えてもよい。第１仕切壁１６１において、調整室５３と隣接する部分に第２上端１６１ｂが設けられており、残りの部分に第１上端１６１ａが設けられている。第２上端１６１ｂは、第１上端１６１ａよりも高くなっている。こうした構成によれば、培養室５１から溢れ出た培養液Ｌが、調整室５３へ直接流入することを抑制することができる。したがって、培養室５１から、センサ室５２、調整室５３へと順に、確実に培養液Ｌを流すことができる。なお、第２上端１６１ｂを屋根部６５の底部まで延長して、第２上端１６１ｂの上方には第１開口５５を形成しないようにすることもできる。

【0105】

・第１開口５５から培養液Ｌが所定周期Ｔで溢れるように、送液配管４２から培養室５１の内部へ培養液Ｌを所定周期Ｔで送液することもできる。所定周期Ｔは、培養液Ｌの蒸発が問題にならない周期であり、例えば１秒間～１分間を採用することができる。第１開口５５から培養液Ｌが溢れている状態又は溢れた直後の状態では、培養室５１の内部の培養液Ｌの深さは一定になっている。このため、細胞組織Ｂは、培養液Ｌ中において第１開口５５から所定深さＤの位置に配置されている。したがって、細胞組織Ｂに作用する培養液Ｌの液圧を一定にすることができ、細胞培養槽５０内の細胞組織Ｂに作用する圧力を安定させることができる。なお、所定周期Ｔを、気温（培養液Ｌの蒸発速度）に応じて可変とすることもできる。

【0106】

・調整室５３を省略して、センサ室５２に返液配管４３を接続することもできる。

【0107】

・培養液Ｌの性質を検出する必要がなければ、酸素濃度センサ８１及びｐＨセンサ８２を省略することもできる。さらに、培養液Ｌの性質を検出する必要がなければ、センサ室５２、酸素濃度センサ８１、及びｐＨセンサ８２を省略することもできる。その場合に、培養室５１から溢れ出た培養液Ｌを廃棄することもできる。

【0108】

・流量比例弁２４に代えて、開閉式の電磁弁を採用し、制御部４５は、所定期間における電磁弁の開弁割合をＤＵＴＹ制御することで、空気の流量を調節させることもできる。

【0109】

・絞り弁２７（絞り部）は、ニードル弁に限らず、固定のオリフィスであってもよい。

【0110】

・返液配管４３を、タンク３４において培養液Ｌの液面よりも低く、且つ送液配管４２の下端よりも低い位置に接続することもできる。また、返液配管４３を、タンク３４において培養液Ｌの液面よりも高い位置に接続することもできる。

【0111】

・細胞組織Ｂとして又は細胞組織Ｂに代えて、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、細菌、酵母、真菌等を採用することができる。また、細胞組織Ｂは、複数種の細胞からなる組織であってもよい。

【0112】

・細胞組織Ｂ（細胞）の種類に応じて、目標圧力は、１０［ｍｍＨｇ］よりも高く且つ２０［ｍｍＨｇ］以下であり、空気供給源２１から空気を供給し始めてから、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させるまでの時間は、５［Ｓ］よりも長く且つ１０［Ｓ］よりも短い、といった構成を採用することもできる。また、目標圧力は、２０［ｍｍＨｇ］よりも高く、空気供給源２１から空気を供給し始めてから、タンク３４の内部の圧力Ｐｖを平衡させるまでの時間は、１０［Ｓ］よりも長い、といった構成を採用することもできる。

【0113】

・空気供給源２１に代えて、窒素（気体）を供給する供給源を採用することもできる。

【符号の説明】

【0114】

１０…細胞培養システム、２０…圧力制御送液部、３４…タンク、４２…送液配管、４３…返液配管、５０…細胞培養槽、５１…培養室（第１室）、５２…センサ室（第２室）、５３…調整室（第３室）、５５…第１開口、５６…第２開口、６０…本体、６１…第１仕切壁（第１壁）、６２…第２仕切壁（第２壁）、７５…第１カバー（第１蓋）、７８…第２カバー（第２蓋）、８１…酸素濃度センサ（センサ）、８２…ｐＨセンサ（センサ）、１６１…第１仕切壁（第１壁）。

【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】