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JP2021065186A - Apparatus and methods for statically culturing adherent cell - Google Patents

Apparatus and methods for statically culturing adherent cell Download PDF

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JP2021065186A
JP2021065186A JP2019194608A JP2019194608A JP2021065186A JP 2021065186 A JP2021065186 A JP 2021065186A JP 2019194608 A JP2019194608 A JP 2019194608A JP 2019194608 A JP2019194608 A JP 2019194608A JP 2021065186 A JP2021065186 A JP 2021065186A
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Japan
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culture
culture solution
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bead
unit
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JP2019194608A
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Japanese (ja)
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慎一 五味
Shinichi Gomi
慎一 五味
加川 健一
Kenichi Kagawa
健一 加川
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Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe
Original Assignee
Foundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe
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Abstract

【課題】接着性細胞が接着可能な表面を有するビーズを使用して、接着性細胞を静置培養する技術を提供する。【解決手段】接着性細胞を静置培養する培養部(2A)と、培養部(2A)の動作を制御する制御部とを備える細胞培養装置であって、培養部(2A)は、培養槽(21)と、培養槽(21)に第1材料を供給する第1材料供給部(22)と、培養槽(21)に第2材料を供給する第2材料供給部(23)と、培養槽(21)に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理を行う培養液給排部(24)とを備え、第1材料は、培養液及び接着性細胞を含み、静置培養中に、ビーズ堆積物が維持されながら、培養液給排部(24)によって培養液供給処理及び/又は培養液排出処理が行われるように、培養部(2A)の動作を制御する、細胞培養装置。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for statically culturing adhesive cells using beads having a surface to which adhesive cells can adhere. SOLUTION: The cell culture apparatus includes a culture unit (2A) for statically culturing adhesive cells and a control unit for controlling the operation of the culture unit (2A), and the culture unit (2A) is a culture tank. (21), a first material supply unit (22) that supplies the first material to the culture tank (21), a second material supply unit (23) that supplies the second material to the culture tank (21), and culture. The tank (21) is provided with a culture solution supply / drainage section (24) for performing a culture solution supply process and / or a culture solution discharge process, and the first material contains a culture solution and adhesive cells and is undergoing static culture. A cell culture apparatus that controls the operation of the culture unit (2A) so that the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process is performed by the culture solution supply / discharge unit (24) while maintaining the bead deposits. .. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本開示は、接着性細胞を静置培養するための装置及び方法に関する。 The present disclosure relates to devices and methods for statically culturing adherent cells.

接着性細胞は、一般に、固体表面に接着して増殖するため、培養液中に懸濁するだけでは増殖効率が著しく低い。したがって、接着性細胞の培養には、接着性細胞が接着して増殖するための足場となる固体表面が必要である。このような固体表面としては、例えば、培養槽の内壁面、マイクロキャリアの表面等が使用されている。マイクロキャリアとしては、例えば、数マイクロメートル〜数百マイクロメートルの直径を有するビーズが使用されている。 Since adhesive cells generally adhere to a solid surface and proliferate, the growth efficiency is extremely low simply by suspending them in a culture medium. Therefore, culturing adhesive cells requires a solid surface that serves as a scaffold for the adhesive cells to adhere and proliferate. As such a solid surface, for example, an inner wall surface of a culture tank, a surface of a microcarrier, or the like is used. As the microcarrier, for example, beads having a diameter of several micrometers to several hundreds of micrometers are used.

培養によって実現可能な細胞収量は、接着性細胞が接着可能な固体表面の面積に依存する。したがって、細胞収量を増加させるためには、接着性細胞が接着可能な固体表面の面積を増加させる必要がある。 The cell yield that can be achieved by culturing depends on the area of the solid surface to which the adhesive cells can adhere. Therefore, in order to increase the cell yield, it is necessary to increase the area of the solid surface to which the adhesive cells can adhere.

接着性細胞が接着して増殖するための足場として、培養槽の内壁面を使用する場合、細胞収量を増加させるためには、培養槽のサイズを増加させる必要がある。一方、接着性細胞が接着して増殖するための足場として、マイクロキャリアの表面を使用する場合、培養槽のサイズを増加させる必要はなく、マイクロキャリアの個数を増加させればよい。したがって、マイクロキャリアの使用は、培養液の単位体積あたりの、又は、培養槽の単位底面積あたりの、接着性細胞が接着可能な固体表面の面積を増加させる観点からは有利である。 When the inner wall surface of the culture tank is used as a scaffold for the adhesive cells to adhere and proliferate, it is necessary to increase the size of the culture tank in order to increase the cell yield. On the other hand, when the surface of the microcarriers is used as a scaffold for the adhesive cells to adhere and proliferate, it is not necessary to increase the size of the culture tank, and the number of microcarriers may be increased. Therefore, the use of microcarriers is advantageous from the viewpoint of increasing the area of the solid surface to which the adhesive cells can adhere, per unit volume of the culture medium or per unit bottom area of the culture tank.

マイクロキャリアを使用して接着性細胞を培養すると、マイクロキャリアの表面に接着した接着性細胞は、重力によって培養液中を沈降し、培養槽の底部に堆積する。接着性細胞がマイクロキャリアとともに培養槽の底部に堆積する時間が長くなると、接着性細胞の生命活動に必要な物質の供給が遮断されたり、接着性細胞から排出された老廃物が接着性細胞周囲に滞留したりする。このような栄養枯渇、老廃物滞留等によって、細胞増殖性(細胞生産性)の低下が生じる。したがって、接着性細胞がマイクロキャリアとともに培養槽の底部に長時間堆積することを防止するために、培養液の撹拌が行われ、マイクロキャリアの表面に接着した接着性細胞は、培養液中に浮遊した状態で培養される(例えば、特許文献1)。 When adherent cells are cultured using microcarriers, the adherent cells adhered to the surface of the microcarriers settle in the culture medium by gravity and deposit on the bottom of the culture tank. When the adhesive cells are deposited on the bottom of the culture tank together with the microcarriers for a long time, the supply of substances necessary for the vital activity of the adhesive cells is cut off, and the waste products discharged from the adhesive cells are discharged around the adhesive cells. It stays in. Such nutrient depletion, accumulation of waste products, and the like cause a decrease in cell proliferation (cell productivity). Therefore, in order to prevent the adhesive cells from accumulating on the bottom of the culture tank together with the microcarriers for a long time, the culture solution is stirred, and the adhesive cells adhered to the surface of the microcarriers float in the culture solution. (For example, Patent Document 1).

特開2011−092117号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-09217

本開示は、接着性細胞が接着可能な表面を有するビーズを使用して接着性細胞を静置培養する技術を提供する。 The present disclosure provides a technique for statically culturing adherent cells using beads having a surface to which the adherent cells can adhere.

本開示の一態様は、接着性細胞を静置培養する培養部と、前記培養部の動作を制御する制御部とを備える細胞培養装置であって、
前記培養部は、
培養槽と、
前記培養槽に第1材料を供給する第1材料供給部と、
前記培養槽に第2材料を供給する第2材料供給部と、
前記培養槽に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理を行う培養液給排部と、
を備え、
前記第1材料は、培養液及び接着性細胞を含み、
前記第2材料は、前記接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含み、
前記培養槽の底壁部には、開口部が形成されており、
前記培養液給排部は、前記開口部を通じて、前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理を行い、
前記制御部は、前記第1材料供給部及び前記第2材料供給部によって前記第1材料及び前記第2材料が前記培養槽に供給され、次いで、前記培養槽内において、前記接着性細胞が、前記直径0.7mm以上のビーズを含むビーズ堆積物に接着した状態で静置培養され、前記静置培養中に、前記ビーズ堆積物が維持されながら、前記培養液給排部によって前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理が行われるように、前記培養部の動作を制御する、前記細胞培養装置に関する。
One aspect of the present disclosure is a cell culture apparatus including a culture unit for statically culturing adhesive cells and a control unit for controlling the operation of the culture unit.
The culture section
Incubator and
A first material supply unit that supplies the first material to the culture tank,
A second material supply unit that supplies the second material to the culture tank,
A culture solution supply / discharge unit that performs a culture solution supply process and / or a culture solution discharge process to the culture tank.
With
The first material contains a culture medium and adhesive cells.
The second material comprises beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adhesive cells can adhere.
An opening is formed in the bottom wall of the culture tank.
The culture solution supply / discharge unit performs the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process through the opening.
In the control unit, the first material and the second material are supplied to the culture tank by the first material supply unit and the second material supply unit, and then, in the culture tank, the adhesive cells are subjected to. The culture solution was statically cultured in a state of being adhered to the bead deposit containing beads having a diameter of 0.7 mm or more, and the culture solution was supplied by the culture solution supply / discharge unit while the bead deposit was maintained during the static culture. The present invention relates to the cell culture apparatus that controls the operation of the culture unit so that the treatment and / or the culture solution discharge treatment is performed.

本開示により、接着性細胞が接着可能な表面を有するビーズを使用して接着性細胞を静置培養する技術が提供される。 The present disclosure provides a technique for statically culturing adherent cells using beads having a surface to which the adherent cells can adhere.

図1は、本開示の第1態様及び第2態様に係る細胞培養装置の構成を説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic view for explaining the configuration of the cell culture apparatus according to the first aspect and the second aspect of the present disclosure. 図2は、本開示の第1態様に係る細胞培養装置が備える培養部の構成を説明するための一部断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining the configuration of the culture unit included in the cell culture apparatus according to the first aspect of the present disclosure. 図3は、本開示の第2態様に係る細胞培養装置が備える培養部の構成を説明するための一部断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the configuration of the culture unit included in the cell culture apparatus according to the second aspect of the present disclosure. 図4は、図3において符号R2で示される領域の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a region represented by reference numeral R2 in FIG. 図5は、本開示の第1態様又は第2態様に係る細胞培養装置により実施される細胞培養方法を説明するための一部断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the cell culture method carried out by the cell culture apparatus according to the first aspect or the second aspect of the present disclosure. 図6は、図5において符号Rで示される領域の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a region represented by reference numeral R in FIG. 図7は、参考例1で測定された細胞数及び乳酸濃度の関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the number of cells and the lactic acid concentration measured in Reference Example 1.

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

本開示は、接着性細胞を静置培養するための装置及び方法に関する。具体的には、本開示は、接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含むビーズ堆積物を使用して、接着性細胞を静置培養する装置及び方法に関する。 The present disclosure relates to devices and methods for statically culturing adherent cells. Specifically, the present disclosure relates to an apparatus and method for statically culturing adherent cells using a bead deposit containing beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adherent cells can adhere.

本開示において、「静置培養」とは、接着性細胞の培養工程において、ビーズ堆積物が維持され得る条件下で接着性細胞を培養することを意味する。撹拌子、撹拌翼等の撹拌機構を使用して培養液を撹拌すると、ビーズ堆積物を維持することはできない。したがって、接着性細胞の培養工程において、撹拌子、撹拌翼等の撹拌機構を使用した培養液の撹拌は行われない。但し、「静置培養」は、接着性細胞の培養工程において、培養液が常に静止した状態にあることを意味するわけではなく、本開示では、静置培養中に培養液給排処理が行われる。「培養液給排処理」は、培養液供給処理(培養槽への培養液の供給処理)及び培養液排出処理(培養槽からの培養液の排出処理)の一方又は両方を意味する。接着性細胞の培養工程における培養液給排処理は、ビーズ堆積物が維持されるように行われる。また、「静置培養」は、撹拌子、撹拌翼等の撹拌機構が培養槽に設けられていないことを意味するわけではない。培養槽には、撹拌子、撹拌翼等の撹拌機構が設けられていてもよく、接着性細胞の培養工程の後に行われる工程(例えば、ビーズから接着性細胞を剥離する工程、ビーズから剥離された接着性細胞を回収する工程等)では、もはやビーズ堆積物を維持する必要がないため、撹拌子、撹拌翼等の撹拌機構を使用して培養液を撹拌してもよい。 In the present disclosure, "static culture" means culturing adherent cells under conditions in which bead deposits can be maintained in the process of culturing adherent cells. When the culture solution is agitated using a stirring mechanism such as a stirrer or a stirring blade, the bead deposit cannot be maintained. Therefore, in the step of culturing the adhesive cells, the culture solution is not stirred using a stirring mechanism such as a stirrer or a stirring blade. However, "static culture" does not mean that the culture solution is always in a stationary state in the process of culturing the adhesive cells, and in the present disclosure, the culture solution supply / drainage treatment is performed during the static culture. Be told. The “culture solution supply / discharge treatment” means one or both of the culture solution supply process (the culture solution supply process to the culture tank) and the culture solution discharge process (the culture solution discharge process from the culture tank). The culture solution feeding / discharging treatment in the process of culturing the adhesive cells is performed so that the bead deposits are maintained. Further, "static culture" does not mean that the culture tank is not provided with a stirring mechanism such as a stirrer and a stirring blade. The culture tank may be provided with a stirring mechanism such as a stirrer or a stirring blade, and a step performed after the step of culturing the adhesive cells (for example, a step of peeling the adhesive cells from the beads, a step of peeling the adhesive cells from the beads Since it is no longer necessary to maintain the bead deposits in the step of collecting the adherent cells, etc.), the culture solution may be agitated using a stirring mechanism such as a stirrer or a stirring blade.

本開示において、接着性細胞の静置培養は、接着性細胞をビーズ堆積物に接着させた状態で行われる。本開示において、接着性細胞の静置培養に使用されるビーズ堆積物は、接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含む。接着性細胞の静置培養に使用されるビーズ堆積物が、直径0.7mm以上のビーズを含むことにより、接着性細胞の静置培養に使用されるビーズ堆積物が、直径0.7mm以上のビーズを含まない場合に生じる細胞増殖性(細胞生産性)の低下(例えば、接着性細胞の生命活動に必要な物質の供給の遮断、接着性細胞から排出された老廃物の滞留等によって生じる細胞増殖性(細胞生産性)の低下)を防止することができる。また、直径0.7mm以上のビーズの量(個数)を調整することにより、接着性細胞が接着可能な固体表面の面積を調整することができ、これにより、培養によって実現可能な細胞収量を調整することができる。さらに、直径0.7mm以上のビーズを使用することにより、ビーズと接着性細胞との分離が容易になる。したがって、本開示の装置及び方法によれば、静置培養による接着細胞の生産性を向上させることができる。 In the present disclosure, static culture of adherent cells is carried out in a state where the adherent cells are adhered to a bead deposit. In the present disclosure, the bead deposit used for static culture of adherent cells includes beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adherent cells can adhere. Since the bead deposit used for static culture of adherent cells contains beads having a diameter of 0.7 mm or more, the bead deposit used for static culture of adhesive cells has a diameter of 0.7 mm or more. Decreased cell proliferation (cell productivity) that occurs when beads are not included (for example, cells caused by blocking the supply of substances necessary for the vital activity of adhesive cells, retention of waste products discharged from adhesive cells, etc. It is possible to prevent a decrease in proliferation (cell productivity). Further, by adjusting the amount (number) of beads having a diameter of 0.7 mm or more, the area of the solid surface to which the adhesive cells can adhere can be adjusted, thereby adjusting the cell yield that can be achieved by culturing. can do. Further, by using beads having a diameter of 0.7 mm or more, the beads and the adhesive cells can be easily separated. Therefore, according to the apparatus and method of the present disclosure, the productivity of adherent cells by static culture can be improved.

以下、図面を参照して、本開示の第1態様に係る細胞培養装置1A及び本開示の第2態様に係る細胞培養装置1Bについて説明する。細胞培養装置1A及び細胞培養装置1Bに関する図面において、同一の部材又は部分は同一の符号で表されている。 Hereinafter, the cell culture device 1A according to the first aspect of the present disclosure and the cell culture device 1B according to the second aspect of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the drawings relating to the cell culture apparatus 1A and the cell culture apparatus 1B, the same members or parts are represented by the same reference numerals.

<細胞培養装置の構成>
細胞培養装置1A及び1Bの構成について図1を参照して説明する。図1は、細胞培養装置1A及び1Bの構成を示す概略図である。
<Structure of cell culture device>
The configurations of the cell culture devices 1A and 1B will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing the configurations of cell culture devices 1A and 1B.

図1に示すように、細胞培養装置1Aは、接着性細胞を静置培養する培養部2Aと、培養部2の動作を制御する制御部3とを備え、細胞培養装置1Bは、接着性細胞を静置培養する培養部2Bと、培養部2の動作を制御する制御部3とを備える。 As shown in FIG. 1, the cell culture device 1A includes a culture unit 2A for statically culturing adhesive cells and a control unit 3 for controlling the operation of the culture unit 2, and the cell culture device 1B includes adhesive cells. A culture unit 2B for statically culturing and a control unit 3 for controlling the operation of the culture unit 2 are provided.

培養部2A及び2Bは、接着性細胞の静置培養に関する各種処理を行う。培養部2A及び2Bは、接着性細胞の静置培養処理に加えて、接着性細胞の静置培養処理後に行われる各種処理(例えば、ビーズからの接着性細胞の剥離処理、ビーズから剥離された接着性細胞の回収処理等)を行ってもよい。 The culture units 2A and 2B perform various treatments related to static culture of adhesive cells. In addition to the static culture treatment of the adhesive cells, the culture units 2A and 2B were subjected to various treatments (for example, a peeling treatment of the adhesive cells from the beads and a peeling from the beads) performed after the static culture treatment of the adhesive cells. (Recovery treatment of adhesive cells, etc.) may be performed.

制御部3は、例えばコンピュータであり、主制御部と記憶部とを備える。主制御部は、例えばCPU(Central Processing Unit)であり、記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより培養部2A及び2Bの動作を制御する。記憶部は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク等の記憶デバイスで構成されており、培養部2A及び2Bにおいて実行される各種処理を制御するプログラムを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、その記憶媒体から記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカード等が挙げられる。記録媒体には、例えば、細胞培養装置1の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータが細胞培養装置1の動作を制御して後述する細胞培養方法を実行させるプログラムが記録される。 The control unit 3 is, for example, a computer, and includes a main control unit and a storage unit. The main control unit is, for example, a CPU (Central Processing Unit), and controls the operations of the culture units 2A and 2B by reading and executing a program stored in the storage unit. The storage unit is composed of storage devices such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a hard disk, and stores programs that control various processes executed in the culture units 2A and 2B. The program may be recorded on a storage medium that can be read by a computer, or may be installed in the storage unit from the storage medium. Examples of the storage medium that can be read by a computer include a hard disk (HD), a flexible disk (FD), a compact disk (CD), a magnet optical disk (MO), a memory card, and the like. The recording medium records, for example, a program in which the computer controls the operation of the cell culture device 1 to execute the cell culture method described later when executed by a computer for controlling the operation of the cell culture device 1. To.

<培養部の構成>
培養部2A及び2Bの構成について図2〜図4を参照して説明する。図2は、培養部2Aの構成を示す一部断面図であり、図3は、培養部2Bの構成を示す一部断面図であり、図4は、図3において符号R2で示される領域の拡大図である。なお、図2及び図3において、Z方向は、重力方向を表し、本明細書で使用される「上側」、「上方」及び「上部」という表現は、Z方向における上側、上方及び上部を意味する。
<Structure of culture section>
The configurations of the culture units 2A and 2B will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the culture unit 2A, FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the culture unit 2B, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the region represented by reference numeral R2 in FIG. It is an enlarged view. In FIGS. 2 and 3, the Z direction represents the direction of gravity, and the expressions "upper", "upper" and "upper" used in the present specification mean the upper, upper and upper parts in the Z direction. To do.

図2に示すように、培養部2Aは、培養槽21と、培養槽21に第1材料M1を供給する第1材料供給部22と、培養槽21に第2材料M2を供給する第2材料供給部23とを備える。図3に示すように、培養部2Bは、培養槽21と、培養槽21に第1材料M1を供給する第1材料供給部22とを備える。なお、培養部2Bは、培養部2Aとは異なり、培養槽21に第2材料M2を供給する第2材料供給部23を備えていない。 As shown in FIG. 2, the culture unit 2A includes a culture tank 21, a first material supply unit 22 that supplies the first material M1 to the culture tank 21, and a second material that supplies the second material M2 to the culture tank 21. A supply unit 23 is provided. As shown in FIG. 3, the culture unit 2B includes a culture tank 21 and a first material supply unit 22 that supplies the first material M1 to the culture tank 21. Note that, unlike the culture unit 2A, the culture unit 2B does not include the second material supply unit 23 that supplies the second material M2 to the culture tank 21.

図2及び図3に示すように、培養槽21は、接着性細胞の静置培養が行われる培養空間Sを有する。図2及び図3に示すように、培養槽21は、底壁部211と、底壁部211の周縁から起立する周壁部212と、周壁部212の上方開口部を封止する上壁部213とを有し、培養空間Sは、底壁部211、周壁部212及び上壁部213によって囲まれている。したがって、培養槽21の培養空間Sは、閉鎖系培養に適している。培養空間Sの体積は、実現すべき培養スケール等を考慮して適宜調整することができる。培養空間Sの体積は、好ましくは1mL以上10,000mL以下、さらに好ましくは5mL以上1,000mL以下、さらに一層好ましくは10mL以上100mL以下である。閉鎖系培養を行う必要がない場合には、上壁部213を省略してもよい。以下、培養槽21の培養空間S側の壁面を、培養槽21の内壁面といい、底壁部211の培養空間S側の壁面、周壁部212の培養空間S側の壁面及び上壁部213の培養空間S側の壁面を、それぞれ、底壁部211の内壁面、周壁部212の内壁面及び上壁部213の内壁面という。 As shown in FIGS. 2 and 3, the culture tank 21 has a culture space S in which the adhesive cells are statically cultured. As shown in FIGS. 2 and 3, in the culture tank 21, the bottom wall portion 211, the peripheral wall portion 212 rising from the peripheral edge of the bottom wall portion 211, and the upper wall portion 213 that seals the upper opening of the peripheral wall portion 212 are sealed. The culture space S is surrounded by a bottom wall portion 211, a peripheral wall portion 212, and an upper wall portion 213. Therefore, the culture space S of the culture tank 21 is suitable for closed system culture. The volume of the culture space S can be appropriately adjusted in consideration of the culture scale to be realized and the like. The volume of the culture space S is preferably 1 mL or more and 10,000 mL or less, more preferably 5 mL or more and 1,000 mL or less, and even more preferably 10 mL or more and 100 mL or less. When it is not necessary to carry out closed system culture, the upper wall portion 213 may be omitted. Hereinafter, the wall surface of the culture tank 21 on the culture space S side is referred to as an inner wall surface of the culture tank 21, the wall surface of the bottom wall portion 211 on the culture space S side, the wall surface of the peripheral wall portion 212 on the culture space S side, and the upper wall portion 213. The wall surfaces on the culture space S side of the above are referred to as an inner wall surface of the bottom wall portion 211, an inner wall surface of the peripheral wall portion 212, and an inner wall surface of the upper wall portion 213, respectively.

培養槽21の底壁部211の内壁面は、平面であっても曲面であってもよいが、通常は平面である。培養槽21の底壁部211の内壁面の形状は、特に限定されない。培養槽21の底壁部211の内壁面の形状としては、例えば、円形状、楕円形状、矩形状等が挙げられる。 The inner wall surface of the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 may be a flat surface or a curved surface, but is usually a flat surface. The shape of the inner wall surface of the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 is not particularly limited. Examples of the shape of the inner wall surface of the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 include a circular shape, an elliptical shape, and a rectangular shape.

図2及び図3に示すように、培養槽21の周壁部212の形状は、底壁部211に向けて傾斜し、先細りになる形状、すなわち、テーパ状であることが好ましい。培養槽21の周壁部212をテーパ状とすることにより、培養液の給排時における乱流の形成を抑制することができ、培養液の給排効率を向上させることができる。また、培養槽21の周壁部212をテーパ状とすることにより、気泡が周壁部212と底壁部211とが接する箇所に残存することを抑制することができ、培養槽21の培養空間Sの全体を培養液で完全に満たすことができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the peripheral wall portion 212 of the culture tank 21 is preferably a shape that is inclined toward the bottom wall portion 211 and is tapered, that is, a tapered shape. By making the peripheral wall portion 212 of the culture tank 21 tapered, the formation of turbulent flow during the supply and discharge of the culture solution can be suppressed, and the efficiency of supply and discharge of the culture solution can be improved. Further, by making the peripheral wall portion 212 of the culture tank 21 tapered, it is possible to prevent air bubbles from remaining at the portion where the peripheral wall portion 212 and the bottom wall portion 211 are in contact with each other, and the culture space S of the culture tank 21 can be prevented from remaining. The whole can be completely filled with the culture medium.

周壁部212がテーパ状である場合、テーパ角度(底壁部211の内壁面と周壁部212の内壁面とがなす角度)は、好ましくは90度より大きく150度以下、さらに好ましくは90度より大きく135度以下、さらに一層好ましくは90度より大きく105度以下である。テーパ角度を上記範囲内とすることにより、培養液の給排時における乱流の形成をより効果的に抑制することができる。また、培養空間Sの水平方向の最大面積に対して底壁部212の面積を小さく設計することができるので、培養空間Sに播種された細胞が底壁部212の開口部から培養空間Sの外に出るのを抑えることができる。 When the peripheral wall portion 212 is tapered, the taper angle (the angle formed by the inner wall surface of the bottom wall portion 211 and the inner wall surface of the peripheral wall portion 212) is preferably larger than 90 degrees and 150 degrees or less, more preferably 90 degrees or more. It is largely 135 degrees or less, and even more preferably more than 90 degrees and 105 degrees or less. By setting the taper angle within the above range, the formation of turbulent flow at the time of feeding and discharging the culture solution can be suppressed more effectively. Further, since the area of the bottom wall portion 212 can be designed to be smaller than the maximum area of the culture space S in the horizontal direction, the cells seeded in the culture space S can be placed in the culture space S from the opening of the bottom wall portion 212. You can prevent them from going out.

培養槽21の内壁面(特に、底壁部211の内壁面及び周壁部212の内壁面)は、細胞非接着性であることが好ましい。培養槽21の内壁面を細胞非接着性とすることにより、接着性細胞が接着する主要な固体表面をビーズ表面とすることができる。これにより、接着性細胞が接着して増殖する固体表面の面積(ひいては、細胞収量)をビーズの個数で管理及びコントロールすることができる。 The inner wall surface of the culture tank 21 (particularly, the inner wall surface of the bottom wall portion 211 and the inner wall surface of the peripheral wall portion 212) is preferably cell-non-adhesive. By making the inner wall surface of the culture tank 21 non-adhesive to cells, the main solid surface to which the adhesive cells adhere can be the bead surface. Thereby, the area of the solid surface (and thus the cell yield) to which the adhesive cells adhere and proliferate can be controlled and controlled by the number of beads.

培養槽21の内壁面の細胞非接着性は、培養槽21の内壁面に対して細胞非接着コーティングを行うことにより付与することができる。細胞非接着コーティングとしては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース類;ポリエチレンオキサイド;カルボキシビニルポリマー;ポリビニルピロリドン;ポリエチレングリコール;ポリ乳酸;ポリアクリルアミド、ポリN−イソプロピルアクリルアミド等のポリアミド;キチン、キトサン、ヒアルロン酸、アルギン酸、デンプン、ペクチン、カラギーナン、グアーガム、アラビアゴム、デキストラン等の多糖類;リン脂質ポリマー;これらの誘導体等によるコーティングが挙げられる。また、培養槽21の内壁面の細胞非接着性は、培養槽21自体を、細胞非接着性材料で構成することにより付与することができる。細胞非接着性材料としては、例えば、プラズマ処理等により表面電荷を付与していない合成樹脂(例えば、ポリスチレン、ポリカーボネート、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等)が挙げられる。 The cell non-adhesiveness of the inner wall surface of the culture tank 21 can be imparted by applying a cell non-adhesive coating to the inner wall surface of the culture tank 21. Examples of the cell non-adhesive coating include celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, and sodium carboxymethyl cellulose; polyethylene oxide; carboxyvinyl polymer; polyvinylpyrrolidone; polyethylene glycol; polylactic acid; polyacrylamide, and poly. Polypolymers such as N-isopropylacrylamide; polysaccharides such as chitin, chitosan, hyaluronic acid, alginic acid, starch, pectin, carrageenan, guar gum, gum arabic, dextran; phospholipid polymers; coatings with derivatives thereof and the like. Further, the cell non-adhesiveness of the inner wall surface of the culture tank 21 can be imparted by forming the culture tank 21 itself with a cell non-adhesive material. Examples of the cell non-adhesive material include synthetic resins (for example, polystyrene, polycarbonate, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA)) and polytetrafluoroethylene (for example, polystyrene, polycarbonate, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), which have not been subjected to surface charge by plasma treatment or the like. PTFE), etc.).

図2及び図3に示すように、培養槽21の底壁部211には、培養空間Sに通じる開口部214が形成されている。図2及び図3に示すように、培養槽21の底壁部211に形成された開口部214には、配管240が接続されており、開口部214及び配管240を通じて、培養槽21に対して、第1材料供給部22による第1材料給排処理(培養槽21への第1材料M1の供給及び培養槽21からの第1材料M1の排出の一方又は両方)及び/又は培養液給排部24による培養液給排処理(培養槽21からの培養液の排出及び培養槽21への培養液の供給の一方又は両方)を行うことができるようになっている。培養槽21の培養空間Sにビーズ堆積物が存在している場合、培養槽21の底壁部211に形成された開口部214を通じて、第1材料給排処理及び/又は培養液給排処理を行うことにより、第1材料給排処理中及び/又は培養液給排処理中において、ビーズ堆積物を維持しやすい。培養槽21に対して第1材料給排処理及び/又は培養液給排処理を行うための開口部は、周壁部212又は上壁部213に形成されていてもよい。培養槽21に対して第1材料給排処理及び/又は培養液給排処理を行うための開口部の数は、2以上であってもよい。培養槽21に対して第1材料排出処理及び/又は培養液排出処理を行うための開口部と、培養槽21に対して第1材料供給処理及び/又は培養液供給処理を行うための開口部とは、それぞれ別々に設けられていてもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, an opening 214 leading to the culture space S is formed in the bottom wall portion 211 of the culture tank 21. As shown in FIGS. 2 and 3, a pipe 240 is connected to the opening 214 formed in the bottom wall portion 211 of the culture tank 21, and the pipe 240 is connected to the culture tank 21 through the opening 214 and the pipe 240. , First material supply / discharge treatment by the first material supply unit 22 (one or both of supply of the first material M1 to the culture tank 21 and discharge of the first material M1 from the culture tank 21) and / or supply / discharge of the culture solution. The culture solution supply / discharge treatment (discharge of the culture solution from the culture tank 21 and supply of the culture solution to the culture tank 21 or both) can be performed by the unit 24. When bead deposits are present in the culture space S of the culture tank 21, the first material supply / discharge treatment and / or the culture solution supply / discharge treatment is performed through the opening 214 formed in the bottom wall portion 211 of the culture tank 21. By doing so, it is easy to maintain the bead deposit during the first material supply / discharge treatment and / or the culture solution supply / discharge treatment. An opening for performing the first material supply / discharge treatment and / or the culture solution supply / discharge treatment on the culture tank 21 may be formed in the peripheral wall portion 212 or the upper wall portion 213. The number of openings for performing the first material supply / discharge treatment and / or the culture solution supply / discharge treatment on the culture tank 21 may be 2 or more. An opening for performing the first material discharge treatment and / or a culture solution discharge treatment for the culture tank 21 and an opening for performing the first material supply treatment and / or the culture solution supply treatment for the culture tank 21. And may be provided separately.

図2及び図3に示すように、配管240には、流路切り替え部27が設けられている。流路切り替え部27は、必要に応じて設けられる機構であり、省略可能である。本開示には、流路切り替え部27が省略された実施形態も包含される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the pipe 240 is provided with a flow path switching portion 27. The flow path switching portion 27 is a mechanism provided as needed and can be omitted. The present disclosure also includes an embodiment in which the flow path switching unit 27 is omitted.

流路切り替え部27は、流路切り替え機構として、例えば、流路切り替えバルブを備える。流路切り替え部27は、配管240に接続される配管を切り換えることにより、配管240と、所望の配管(例えば、培養槽21の培養空間Sからの培養液の排出を行うための配管242a、培養槽21の培養空間Sへの培養液の供給を行うための配管242b、又は、培養槽21の培養空間Sへの第1材料M1の供給を行うための配管222)とを接続させる。 The flow path switching unit 27 includes, for example, a flow path switching valve as a flow path switching mechanism. The flow path switching unit 27 switches the pipe connected to the pipe 240 to the pipe 240, a pipe 242a for discharging the culture solution from the desired pipe (for example, the culture space S of the culture tank 21), and the culture. The pipe 242b for supplying the culture solution to the culture space S of the tank 21 or the pipe 222) for supplying the first material M1 to the culture space S of the culture tank 21 is connected.

図2及び図3に示すように、培養槽21の底壁部211には、開口部214を覆うフィルタFが設けられている。フィルタFは、培養槽21の培養空間Sからのビーズの流出を防止するためのフィルタである。フィルタFの目開きは、液体は通過することができるが、ビーズは通過することができないように調整されている。フィルタFの目開きは、ビーズの直径に応じて適宜調整することができるが、ビーズの直径の半分以下であることが好ましい。フィルタFによる固液分離は、例えば、デッドエンド濾過方式により行われる。フィルタFは必要に応じて設けられる構造であり、省略可能である。本開示には、フィルタFが省略された実施形態も包含される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 is provided with a filter F that covers the opening 214. The filter F is a filter for preventing the outflow of beads from the culture space S of the culture tank 21. The opening of the filter F is adjusted so that the liquid can pass through but the beads cannot pass through. The opening of the filter F can be appropriately adjusted according to the diameter of the beads, but is preferably not more than half the diameter of the beads. The solid-liquid separation by the filter F is performed by, for example, a dead-end filtration method. The filter F has a structure provided as needed and can be omitted. The present disclosure also includes embodiments in which the filter F is omitted.

培養槽21は、静置培養が可能となるように、不図示の保持部によって保持されている。培養槽21の培養空間Sの環境は、不図示の環境調整部によって、接着性細胞の培養に適した環境に保持されている。環境調整部は、例えば、培養槽21の培養空間Sの温度及び湿度を調整する温湿度調整部、培養槽21の培養空間SのCO濃度を調整するCO濃度調整部等を備える。温湿度調整部は、培養槽21の培養空間Sの温度及び湿度を、それぞれ、例えば37℃及び95%以上に調整する。CO濃度調整部は、培養槽21の培養空間SのCO濃度を、例えば5%に調整する。環境調整部は、細胞培養に使用される公知のインキュベータと同様に構成することができる。 The culture tank 21 is held by a holding portion (not shown) so that static culture can be performed. The environment of the culture space S of the culture tank 21 is maintained in an environment suitable for culturing adhesive cells by an environment adjustment unit (not shown). Environment adjustment unit includes, for example, temperature and humidity adjustment unit for adjusting the temperature and humidity of the culture space S of the culture tank 21, the CO 2 concentration adjusting unit for adjusting the CO 2 concentration in the culture space S of the culture tank 21. The temperature / humidity adjusting unit adjusts the temperature and humidity of the culture space S of the culture tank 21 to, for example, 37 ° C. and 95% or more, respectively. CO 2 concentration adjusting unit adjusts the CO 2 concentration in the incubation space S of the culture tank 21, for example 5%. The environment adjustment unit can be configured in the same manner as a known incubator used for cell culture.

図2に示すように、培養部2Aにおける培養槽21の培養空間Sは空であり、空気等の気体が存在している。一方、図3に示すように、培養部2Bにおける培養槽21の培養空間Sには、ビーズ堆積物Lが収容されている。図4に示すように、ビーズ堆積物Lは、多数のビーズBが積み重なることにより形成されており、あるビーズBと、当該あるビーズBに隣接して存在する別のビーズBとの間に存在する間隙には、空気等の気体が存在している。 As shown in FIG. 2, the culture space S of the culture tank 21 in the culture unit 2A is empty, and a gas such as air is present. On the other hand, as shown in FIG. 3, the bead deposit L is housed in the culture space S of the culture tank 21 in the culture unit 2B. As shown in FIG. 4, the bead deposit L is formed by stacking a large number of beads B 0 , and one bead B 0 and another bead B 0 existing adjacent to the certain bead B 0. A gas such as air exists in the gap existing between the beads.

ビーズ堆積物Lを構成するビーズの形状は、略球状である。ビーズの直径は、次のようにして測定される。位相差顕微鏡を使用してビーズを観察し、真上から撮影されたビーズの面積を数値化し、ビーズが真球であると仮定して、数値化された面積の値から、ビーズの直径を算出する。 The shape of the beads constituting the bead deposit L is substantially spherical. The diameter of the beads is measured as follows. Observe the beads using a phase-contrast microscope, quantify the area of the beads taken from directly above, and calculate the bead diameter from the quantified area values, assuming the beads are true spheres. To do.

ビーズ堆積物Lは、直径0.7mm以上のビーズを含む。直径0.7mm以上のビーズは、好ましくは直径1.5mm以上のビーズ、さらに好ましくは直径3.0mm以上のビーズである。ビーズの直径の上限値は特に限定されないが、ビーズの直径が大きすぎると、接着性細胞をビーズ堆積物Lに接着させて静置培養する際、接着性細胞があるビーズの表面に接着して増殖した後、当該あるビーズに隣接して存在する別のビーズの表面に移動してさらに増殖することが難しくなる。接着性細胞が、数日間(例えば、3日間程度)で、あるビーズの表面から、当該あるビーズに隣接して存在する別のビーズの表面に移動することを可能とする観点から、ビーズの直径は、好ましくは5.0mm以下である。 The bead deposit L contains beads having a diameter of 0.7 mm or more. The beads having a diameter of 0.7 mm or more are preferably beads having a diameter of 1.5 mm or more, and more preferably beads having a diameter of 3.0 mm or more. The upper limit of the bead diameter is not particularly limited, but if the bead diameter is too large, when the adhesive cells are adhered to the bead deposit L and statically cultured, the adhesive cells adhere to the surface of the beads. After growing, it becomes difficult to move to the surface of another bead adjacent to the bead and further grow. Bead diameter from the perspective of allowing adherent cells to migrate from the surface of one bead to the surface of another bead adjacent to the bead within a few days (eg, about 3 days). Is preferably 5.0 mm or less.

ビーズ堆積物Lは、直径が異なる2種類以上のビーズで構成されていてもよい。ビーズ堆積物Lを構成するビーズには、直径0.7mm以上のビーズに加えて、直径0.7mm未満のビーズが含まれていてもよいが、直径0.7mm未満のビーズが含まれていないことが好ましい。直径0.7mm未満のビーズの量(個数)は、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの総量(総個数)を基準として、好ましくは10%以下、さらに好ましくは0.1%以下、さらに一層好ましくは0.001%以下、最も好ましくはゼロである。 The bead deposit L may be composed of two or more types of beads having different diameters. The beads constituting the bead deposit L may contain beads having a diameter of less than 0.7 mm in addition to beads having a diameter of 0.7 mm or more, but do not include beads having a diameter of less than 0.7 mm. Is preferable. The amount (number) of beads having a diameter of less than 0.7 mm is preferably 10% or less, more preferably 0.1% or less, still more preferably, based on the total amount (total number) of beads constituting the bead deposit L. Is 0.001% or less, most preferably zero.

ビーズ堆積物Lを構成するビーズの比重は、培養液の比重よりも大きい(すなわち、ビーズが重力によって培養液中を沈降することができる)限り特に限定されないが、ビーズの比重(37℃)は、好ましくは1.01以上3.00以下、さらに好ましくは1.04以上3.00以下である。ビーズの比重が培養液の比重よりも小さいと、ビーズが浮遊してビーズの位置制御が困難となり、ビーズ同士の接触によってビーズからの細胞剥離が発生しやすくなる。一方、ビーズの比重が大きすぎると、培養系の総重量が大きくなり、ハンドリングしにくくなる。ハンドリングの点からは培養系の総重量は小さい方が好ましく、培養系の総重量を小さくする点から、ビーズの比重は出来るだけ小さいことが好ましい。また、細胞回収時の細胞回収効率を向上させる点からは、ビーズが浮遊しやすいことが好ましく、ビーズが浮遊しやすい点からは、ビーズの比重が出来るだけ小さいことが好ましい。 The specific gravity of the beads constituting the bead deposit L is not particularly limited as long as it is larger than the specific gravity of the culture solution (that is, the beads can settle in the culture solution by gravity), but the specific gravity of the beads (37 ° C.) is not particularly limited. It is preferably 1.01 or more and 3.00 or less, and more preferably 1.04 or more and 3.00 or less. When the specific gravity of the beads is smaller than the specific gravity of the culture solution, the beads float and it becomes difficult to control the position of the beads, and cell detachment from the beads is likely to occur due to contact between the beads. On the other hand, if the specific gravity of the beads is too large, the total weight of the culture system becomes large and it becomes difficult to handle. From the viewpoint of handling, the total weight of the culture system is preferably small, and from the viewpoint of reducing the total weight of the culture system, the specific gravity of the beads is preferably as small as possible. Further, from the viewpoint of improving the cell recovery efficiency at the time of cell recovery, it is preferable that the beads are easy to float, and from the viewpoint that the beads are easy to float, it is preferable that the specific gravity of the beads is as small as possible.

ビーズ堆積物Lを構成するビーズは、接着性細胞が接着可能な表面を有する。ビーズは、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂で形成することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂、ゴム又はエラストマー等が挙げられる。細胞接着性を向上させるために、樹脂表面に表面処理を行なってもよい。表面処理としては、例えば、酸素プラズマ照射による親水化処理、アンモニアプラズマ照射による表面プラス電荷の付加等が挙げられる。細胞接着性をさらに向上させるために、樹脂表面に、接着性細胞が接着可能な材料をコーティングし、コーティング層を形成してもよい。接着性細胞が接着可能な材料としては、例えば、ECM(Extracellular Matrix)等の細胞接着因子、コラーゲン、ゼラチン、フィブロネクチン、ラミニン、ポリリジン、トロンボスポンジン、ビトロネクチン等の親水性物質等が挙げられる。 The beads that make up the bead deposit L have a surface to which adherent cells can adhere. The beads can be formed of, for example, a synthetic resin such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Examples of the thermoplastic resin include styrene resin, (meth) acrylic resin, vinyl acetate resin, vinyl ether resin, halogen-containing resin, alicyclic olefin resin, polycarbonate resin, polyester resin, and polyamide resin. , Cellulose derivatives and the like. Examples of the thermosetting resin include silicone-based resins, rubbers, elastomers, and the like. The surface of the resin may be surface-treated in order to improve cell adhesion. Examples of the surface treatment include hydrophilization treatment by oxygen plasma irradiation, addition of surface positive charge by ammonia plasma irradiation, and the like. In order to further improve cell adhesion, the resin surface may be coated with a material to which adhesive cells can adhere to form a coating layer. Examples of materials to which adherent cells can adhere include cell adhesion factors such as ECM (Extracellular Matrix), hydrophilic substances such as collagen, gelatin, fibronectin, laminin, polylysine, thrombosponectin, and vitronectin.

ビーズ堆積物Lの厚みT(ビーズ堆積物Lの重力方向Zの長さ)は特に限定されない。ビーズ堆積物Lの厚みTが大きいほど、接着性細胞が培養可能な固体表面の面積が大きくなる。したがって、ビーズ堆積物Lの厚みTは、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの直径の、好ましくは3倍以上、さらに好ましくは20倍以上、さらに一層好ましくは40倍以上、さらに一層好ましくは100倍以上である。一方、ビーズ堆積物Lの厚みTが大きすぎると、接着性細胞の培養に必要な培養液の量の増加、細胞剥離液Pによる処理時間の増加等が生じ、一連の工程の制御が複雑化する。したがって、ビーズ堆積物Lの厚みT(ビーズ堆積物の重力方向Zの長さ)は、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの直径の、好ましくは1000倍以下、さらに好ましくは200倍以下、さらに一層好ましくは120倍以下である。なお、本開示において、ビーズ堆積物Lの厚みTを、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの直径で割った値(ビーズ堆積物Lの厚みT/ビーズの直径)を、ビーズ堆積物Lの層数という。 The thickness T 1 of the bead deposit L (the length of the bead deposit L in the direction of gravity Z) is not particularly limited. The larger the thickness T 1 of the bead deposit L, adherent cells increases the area of culturable solid surface. Therefore, the thickness T 1 of the bead deposit L is preferably 3 times or more, more preferably 20 times or more, still more preferably 40 times or more, still more preferably 100 times the diameter of the beads constituting the bead deposit L. More than double. On the other hand, if the thickness T 1 of the bead deposit L is too large, the amount of the culture solution required for culturing the adhesive cells increases, the treatment time with the cell exfoliating solution P increases, and the like, and the control of a series of steps becomes complicated. To become. Therefore, the thickness T 1 of the bead deposit L (the length of the bead deposit L in the direction of gravity Z) is preferably 1000 times or less, more preferably 200 times or less, and further preferably the diameter of the beads constituting the bead deposit L. More preferably, it is 120 times or less. In the present disclosure, the value obtained by dividing the thickness T 1 of the bead deposit L by the diameter of the beads constituting the bead deposit L (thickness T 1 of the bead deposit L / diameter of the beads) is divided by the bead deposit L. It is called the number of layers.

ビーズ堆積物Lの厚みが均一ではない場合、ビーズ堆積物Lの最大厚みが、ビーズ堆積物Lの層数を算出するためのビーズ堆積物Lの厚みTとして使用される。 If the thickness of the bead deposit L is not uniform, the maximum thickness of the bead deposit L is used as the thickness T 1 of the bead deposit L for calculating the number of layers of the bead deposit L.

ビーズ堆積物Lが、直径が異なる2種類以上のビーズで構成されている場合、当該2種類以上のビーズのうち、総表面積が最も大きいビーズの直径が、ビーズ堆積物Lの層数を算出するためのビーズの直径として使用される。総表面積が最も多いビーズが2種類以上存在する場合、当該2種類以上のビーズのうち、直径が最も大きいビーズの直径が、ビーズ堆積物Lの層数を算出するためのビーズの直径として使用される。例えば、ビーズ堆積物Lが、表面積SAを有するN個のビーズBと、表面積SAを有するN個のビーズBとで構成されている場合、ビーズBの総表面積=SA×N、ビーズBの総表面積=SA×Nである。ビーズBの総表面積がビーズBの総表面積よりも大きい場合には、ビーズBの直径が、ビーズBの総表面積がビーズBの総表面積よりも大きい場合には、ビーズBの直径が、ビーズ堆積物Lの層数を算出するためのビーズの直径として使用される。ビーズBの総表面積とビーズBの総表面積とが等しい場合には、ビーズB及びビーズBのうち、直径が最も大きいビーズの直径が、ビーズ堆積物Lの層数を算出するためのビーズの直径として使用される。 When the bead deposit L is composed of two or more types of beads having different diameters, the diameter of the bead having the largest total surface area among the two or more types of beads calculates the number of layers of the bead deposit L. Used as the diameter of the beads for. When there are two or more types of beads having the largest total surface area, the diameter of the bead having the largest diameter among the two or more types of beads is used as the diameter of the beads for calculating the number of layers of the bead deposit L. Ru. For example, bead deposit L is a N 1 beads B 1 having a surface area SA 1, when configured for the N 2 beads B 2 having a surface area SA 2, the total surface area of the bead B 1 = SA The total surface area of 1 × N 1 and beads B 2 = SA 2 × N 2 . When the total surface area of the bead B 1 is larger than the total surface area of the bead B 2, when the diameter of the bead B 1 is the total surface area of the bead B 2 is larger than the total surface area of the beads B 1 represents a bead B 2 Is used as the bead diameter for calculating the number of layers of bead deposit L. When the total surface area of the bead B 1 and the total surface area of the bead B 2 are equal , the diameter of the bead having the largest diameter among the bead B 1 and the bead B 2 is used to calculate the number of layers of the bead deposit L. Used as the bead diameter of.

第1材料供給部22は、培養槽21の培養空間Sに第1材料M1を供給する。第1材料M1は、培養液及び接着性細胞を含む。第1材料M1は、培養液及び接着性細胞の混合物(細胞懸濁液)であり、接着性細胞は培養液中に分散している。図2及び図3に示すように、第1材料供給部22は、第1材料M1が貯留されているタンク221と、タンク221に貯留されている第1材料M1を培養槽21の培養空間Sに供給する供給管222とを備える。図2及び図3に示すように、供給管222は、タンク221と流路切り替え部27とを接続しており、タンク221に貯留されている第1材料M1は、配管240及び開口部214を介して培養槽21の培養空間Sに供給される。図2及び図3に示すように、供給管222には、バルブ、ポンプ等の流量調整部223が介設されており、培養槽21の培養空間Sに供給される第1材料M1の流量、流速等(培養液の供給量、培養液の供給速度、接着性細胞の供給量、接着性細胞の供給速度等)は、流量調整部223によって調整される。本実施形態において、第1材料供給部22は、培養槽21の開口部214を通じて、培養槽21の培養空間Sに第1材料M1を供給するが、第1材料供給部22による第1材料M1の供給形態は、これに限定されない。例えば、供給管222は、タンク221から、培養槽21の上壁部213、周壁部212又は底壁部211を貫通して、培養槽21の培養空間Sまで延びていてもよい。この場合、タンク221に貯留されている第1材料M1は、供給管222の先端から、培養槽21の培養空間Sに供給される。 The first material supply unit 22 supplies the first material M1 to the culture space S of the culture tank 21. The first material M1 contains a culture medium and adhesive cells. The first material M1 is a mixture of a culture medium and adhesive cells (cell suspension), and the adhesive cells are dispersed in the culture medium. As shown in FIGS. 2 and 3, the first material supply unit 22 puts the tank 221 in which the first material M1 is stored and the first material M1 stored in the tank 221 into the culture space S of the culture tank 21. It is provided with a supply pipe 222 for supplying to. As shown in FIGS. 2 and 3, the supply pipe 222 connects the tank 221 and the flow path switching portion 27, and the first material M1 stored in the tank 221 has a pipe 240 and an opening 214. It is supplied to the culture space S of the culture tank 21 via. As shown in FIGS. 2 and 3, the supply pipe 222 is provided with a flow rate adjusting unit 223 such as a valve and a pump, and the flow rate of the first material M1 supplied to the culture space S of the culture tank 21. The flow rate and the like (supply amount of culture solution, supply rate of culture solution, supply amount of adhesive cells, supply rate of adhesive cells, etc.) are adjusted by the flow rate adjusting unit 223. In the present embodiment, the first material supply unit 22 supplies the first material M1 to the culture space S of the culture tank 21 through the opening 214 of the culture tank 21, but the first material M1 by the first material supply unit 22 The supply form of is not limited to this. For example, the supply pipe 222 may extend from the tank 221 through the upper wall portion 213, the peripheral wall portion 212, or the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 to the culture space S of the culture tank 21. In this case, the first material M1 stored in the tank 221 is supplied to the culture space S of the culture tank 21 from the tip of the supply pipe 222.

第1材料M1に含まれる培養液は、接着性細胞を培養することができる限り特に限定されず、適宜選択することができる。培養液としては、例えば、細胞培養基本培地、分化培地、初代培養専用培地等が挙げられる。具体的には、イーグル最小必須培地(EMEM)、ダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)、α−MEM、グラスゴーMEM(GMEM)、IMDM、RPMI1640、ハムF−12、MCDB培地、ウィリアムス培地E、これらの混合培地等が挙げられる。培養液は、接着性細胞の増殖、分化等に必要な成分が含まれる培地であれば、いずれも利用可能である。培養液は、培養の目的(細胞の増殖、分化等)に応じて、血清、各種成長因子、分化誘導因子、抗生物質、ホルモン、アミノ酸、糖、塩類等が添加されていてもよい。なお、培養液における乳酸濃度を測定し、測定された乳酸濃度に基づいて、細胞数を推量する場合、培養液には、乳酸が含まれていないことが好ましい。 The culture solution contained in the first material M1 is not particularly limited as long as the adhesive cells can be cultured, and can be appropriately selected. Examples of the culture medium include a cell culture basic medium, a differentiation medium, a medium dedicated to primary culture, and the like. Specifically, Eagle's minimum essential medium (EMEM), Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), α-MEM, Glasgow MEM (GMEM), IMDM, RPMI1640, Ham F-12, MCDB medium, Williams medium E, and a mixture thereof. Examples include a medium. The culture medium can be used as long as it is a medium containing components necessary for the proliferation and differentiation of adhesive cells. Serum, various growth factors, differentiation-inducing factors, antibiotics, hormones, amino acids, sugars, salts and the like may be added to the culture broth depending on the purpose of culturing (cell proliferation, differentiation, etc.). When the lactic acid concentration in the culture solution is measured and the number of cells is estimated based on the measured lactic acid concentration, it is preferable that the culture solution does not contain lactic acid.

第1材料M1に含まれる接着性細胞は、固体表面に接着して増殖することができる限り特に限定されず、適宜選択することができる。本開示において、接着性細胞が接着して増殖する際の足場となる主要な固体表面は、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの表面である。接着性細胞としては、例えば、多能性幹細胞、幹細胞、前駆細胞、体細胞、生殖細胞等が挙げられる。第1材料M1には、1種の接着性細胞が含まれていてもよいし、2種以上の接着性細胞が含まれていてもよい。 The adhesive cells contained in the first material M1 are not particularly limited as long as they can adhere to the solid surface and proliferate, and can be appropriately selected. In the present disclosure, the main solid surface that serves as a scaffold for adhesive cells to adhere and proliferate is the surface of the beads that make up the bead deposit L. Examples of adhesive cells include pluripotent stem cells, stem cells, progenitor cells, somatic cells, germ cells and the like. The first material M1 may contain one type of adhesive cells, or may contain two or more types of adhesive cells.

多能性幹細胞は、三胚葉のいずれの由来の細胞にも分化する能力を有する細胞を意味する。多能性幹細胞としては、例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、誘導性多能性幹細胞(iPS細胞)、Muse細胞(Multilineage−differentiating Stress Enduring Cell)、胚性腫瘍細胞(EC細胞)、胚性生殖幹細胞(EG細胞)等が挙げられる。 Pluripotent stem cells mean cells capable of differentiating into cells from any of the three germ layers. Examples of pluripotent stem cells include embryonic stem cells (ES cells), inducible pluripotent stem cells (iPS cells), Muse cells (Multilineage-differentiating Stress Enduring Cell), embryonic tumor cells (EC cells), and embryonic stem cells. Examples thereof include embryonic stem cells (EG cells).

幹細胞は、分裂して自分と同じ細胞を作る能力と、別の種類の細胞に分化する能力を持ち、際限なく増殖できる細胞と定義されている。幹細胞としては、例えば、間葉系幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞、皮膚幹細胞、神経幹細胞、筋幹細胞、生殖幹細胞(卵祖細胞及び精原細胞)等が挙げられる。 Stem cells are defined as cells that have the ability to divide to produce the same cells as themselves and to differentiate into different types of cells, allowing them to proliferate endlessly. Examples of stem cells include mesenchymal stem cells, hepatic stem cells, pancreatic stem cells, skin stem cells, neural stem cells, muscle stem cells, germline stem cells (egg progenitor cells and spermatogenic cells) and the like.

接着性細胞が由来する動物は特に限定されず、脊椎動物であってもよく、無脊椎動物であってもよい。脊椎動物としては、例えば、哺乳動物、両類、爬虫類、両生類、魚類等が挙げられる。無脊椎動物としては、例えば、昆虫、甲殻類、軟体動物、原生動物等が挙げられる。接着性細胞が由来する動物は、好ましくは脊椎動物、さらに好ましくは哺乳動物である。哺乳動物としては、例えば、ヒト、サル、イヌ、ネコ、ウサギ、ブタ、ウシ、マウス、ラット等が挙げられるが、これらのうち、ヒトが好ましい。 The animal from which the adhesive cell is derived is not particularly limited, and may be a vertebrate or an invertebrate. Examples of vertebrates include mammals, amphibians, reptiles, amphibians, fish and the like. Examples of invertebrates include insects, crustaceans, mollusks, protozoa and the like. The animal from which the adherent cells are derived is preferably a vertebrate, more preferably a mammal. Examples of mammals include humans, monkeys, dogs, cats, rabbits, pigs, cows, mice, rats, etc. Among these, humans are preferable.

接着性細胞は、組織を形成していてもよい。組織としては、例えば、軟骨組織、骨組織、筋組織、角膜組織、血管組織等が挙げられる。組織は、生体から分離した組織であってもよいし、幹細胞から分化させた組織であってもよい。 Adhesive cells may form tissue. Examples of the tissue include cartilage tissue, bone tissue, muscle tissue, corneal tissue, vascular tissue and the like. The tissue may be a tissue separated from a living body or a tissue differentiated from stem cells.

第1材料M1に含まれる接着性細胞の濃度は、使用される接着細胞の種類、培養槽21に供給される第1材料M1の量、使用される培養条件、培養槽21内のビーズ堆積物Lの総表面積等に応じて調整することができる。第1材料M1に含まれる接着性細胞の濃度は、ビーズ堆積物Lの単位表面積あたりの細胞数が所定範囲となるように調整することが好ましい。例えば、間葉系幹細胞を使用する場合、ビーズ堆積物Lの単位表面積あたりの細胞数は、好ましくは10細胞/cm以上20,000細胞/cm以下、さらに好ましくは100細胞/cm以上10,000細胞/cm以下、さらに一層好ましくは1,000細胞/cm以上7,000細胞/cm以下となるように調整されることが好ましい。ビーズ堆積物Lの総表面積は、ビーズ堆積物Lを構成するビーズの個数及び直径から算出することができる。ビーズ個数の測定は、例えば数取機を用いてマニュアルでカウントを行なっても良いし、ビーズ堆積物Lの総重量を測定し、ビーズ1個あたりの重量で割ることで求めることもできる。ビーズの直径の測定方法は、上記の通りである。ビーズの個数の測定方法は、次の通りである。ビーズ堆積物Lが、直径が異なる2種類以上のビーズで構成されている場合、当該2種類以上のビーズのうち、総表面積が最も大きいビーズの直径が、ビーズ堆積物Lの総表面積を算出するためのビーズの直径として使用される。総表面積が最も多いビーズが2種類以上存在する場合、当該2種類以上のビーズのうち、直径が最も大きいビーズの直径が、ビーズ堆積物Lの総表面積を算出するためのビーズの直径として使用される。 The concentration of adherent cells contained in the first material M1 is determined by the type of adherent cells used, the amount of the first material M1 supplied to the culture tank 21, the culture conditions used, and the bead deposits in the culture tank 21. It can be adjusted according to the total surface area of L and the like. The concentration of adhesive cells contained in the first material M1 is preferably adjusted so that the number of cells per unit surface area of the bead deposit L is within a predetermined range. For example, when mesenchymal stem cells are used, the number of cells per unit surface area of the bead deposit L is preferably 10 cells / cm 2 or more and 20,000 cells / cm 2 or less, and more preferably 100 cells / cm 2 or more. It is preferably adjusted to 10,000 cells / cm 2 or less, and even more preferably 1,000 cells / cm 2 or more and 7,000 cells / cm 2 or less. The total surface area of the bead deposit L can be calculated from the number and diameter of the beads constituting the bead deposit L. The number of beads may be measured manually using, for example, a counting machine, or the total weight of the bead deposit L may be measured and divided by the weight per bead. The method for measuring the diameter of the beads is as described above. The method for measuring the number of beads is as follows. When the bead deposit L is composed of two or more types of beads having different diameters, the diameter of the bead having the largest total surface area among the two or more types of beads calculates the total surface area of the bead deposit L. Used as the diameter of the beads for. When two or more types of beads having the largest total surface area exist, the diameter of the bead having the largest diameter among the two or more types of beads is used as the diameter of the beads for calculating the total surface area of the bead deposit L. Ru.

第2材料供給部23は、培養槽21の培養空間Sに第2材料M2を供給する。第2材料M2は、接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含む流体であり、例えば、ビーズ分散液、ビーズ粉末等である。図2に示すように、第2材料供給部23は、第2材料M2が貯留されているタンク231と、タンク231に貯留されている第2材料M2を培養槽21の培養空間Sに供給する供給管232とを備える。図2に示すように、供給管232は、タンク231から、培養槽21の上壁部213を貫通して、培養槽21の培養空間Sまで延びており、タンク231に貯留されている第2材料M2は、供給管232の先端から、培養槽21の培養空間Sに供給される。図2に示すように、供給管232には、バルブ、ポンプ等の流量調整部233が介設されており、培養槽21の培養空間Sに供給される第2材料M2の流量、流速等(すなわち、ビーズの供給量、供給速度等)は、流量調整部233によって調整される。供給管232は、タンク231から、培養槽21の周壁部212又は底壁部211を貫通して、培養槽21の培養空間Sまで延びていてもよい。第2材料M2がビーズ粉末である場合、タンク231に貯留されるビーズの個数を調整する機構がタンク231に設けられていることが好ましい。 The second material supply unit 23 supplies the second material M2 to the culture space S of the culture tank 21. The second material M2 is a fluid containing beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which adhesive cells can adhere, and is, for example, a bead dispersion liquid, a bead powder, or the like. As shown in FIG. 2, the second material supply unit 23 supplies the tank 231 in which the second material M2 is stored and the second material M2 stored in the tank 231 to the culture space S of the culture tank 21. It is provided with a supply pipe 232. As shown in FIG. 2, the supply pipe 232 extends from the tank 231 through the upper wall portion 213 of the culture tank 21 to the culture space S of the culture tank 21, and is stored in the tank 231. The material M2 is supplied from the tip of the supply pipe 232 to the culture space S of the culture tank 21. As shown in FIG. 2, the supply pipe 232 is provided with a flow rate adjusting unit 233 such as a valve and a pump, and the flow rate, flow rate, etc. of the second material M2 supplied to the culture space S of the culture tank 21 ( That is, the supply amount of beads, the supply speed, etc.) are adjusted by the flow rate adjusting unit 233. The supply pipe 232 may extend from the tank 231 through the peripheral wall portion 212 or the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 to the culture space S of the culture tank 21. When the second material M2 is bead powder, it is preferable that the tank 231 is provided with a mechanism for adjusting the number of beads stored in the tank 231.

ビーズ分散液は、分散媒と、分散媒中に分散するビーズとを含む。ビーズ分散液に含まれる分散媒としては、例えば、接着性細胞の培養液が使用することができる。ビーズ粉末は、ビーズで構成された粉末である。 The bead dispersion liquid contains a dispersion medium and beads dispersed in the dispersion medium. As the dispersion medium contained in the bead dispersion, for example, a culture solution of adhesive cells can be used. The bead powder is a powder composed of beads.

第2材料供給部23によって培養槽21の培養空間Sに第2材料M2が供給されることにより、培養槽21の培養空間Sにビーズ堆積物Lが形成される。ビーズ堆積物Lに関する説明は、上記と同様である。 When the second material M2 is supplied to the culture space S of the culture tank 21 by the second material supply unit 23, the bead deposit L is formed in the culture space S of the culture tank 21. The description of the bead deposit L is the same as above.

図2及び図3に示すように、培養部2は、培養槽21に対して培養液給排処理(培養槽21からの培養液の排出及び培養槽21への培養液の供給の一方又は両方)を行う培養液給排部24を備える。培養液給排部24は、培養槽21の開口部214を通じて、培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理を行う。 As shown in FIGS. 2 and 3, the culture unit 2 supplies and discharges the culture solution to the culture tank 21 (discharge of the culture solution from the culture tank 21 and supply of the culture solution to the culture tank 21, or both. ) Is provided. The culture solution supply / discharge unit 24 performs the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process through the opening 214 of the culture tank 21.

図2及び図3に示すように、培養液給排部24は、培養液排出部24aと、培養液供給部24bとを備える。 As shown in FIGS. 2 and 3, the culture solution supply / discharge section 24 includes a culture solution discharge section 24a and a culture solution supply section 24b.

培養液排出部24aは、培養液排出処理(培養槽21からの培養液の排出)を行う。排出される培養液は、通常、接着性細胞の培養に使用された後の培養液(使用済み培養液)である。排出される培養液は、培養材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液であってもよいし、培養液供給部24bによって供給された培養液であってもよいし、これらの混合物であってもよい。図2及び図3に示すように、培養液排出部24aは、培養槽21の培養空間Sから排出された培養液M3を収容するタンク241aと、タンク241aと流路切り替え部27とを接続する配管242aとを備える。流路切り替え部27によって配管240と配管242aとが接続されると、培養槽21の培養空間Sから排出された培養液M3は、開口部214、配管240及び配管242aを通じて、タンク241aに収容される。図2及び図3に示すように、配管242aには、バルブ、ポンプ等の流量調整部243aが介設されており、培養槽21の培養空間Sから排出される培養液M3の流量、流速等は、流量調整部243aによって調整される。 The culture solution discharge unit 24a performs a culture solution discharge process (discharge of the culture solution from the culture tank 21). The discharged culture medium is usually a culture medium (used culture medium) after being used for culturing adhesive cells. The discharged culture solution may be the culture solution contained in the first material M1 supplied by the culture material supply unit 22, or may be the culture solution supplied by the culture solution supply unit 24b. It may be a mixture of these. As shown in FIGS. 2 and 3, the culture solution discharge unit 24a connects the tank 241a containing the culture solution M3 discharged from the culture space S of the culture tank 21 to the tank 241a and the flow path switching unit 27. It is provided with a pipe 242a. When the pipe 240 and the pipe 242a are connected by the flow path switching portion 27, the culture solution M3 discharged from the culture space S of the culture tank 21 is housed in the tank 241a through the opening 214, the pipe 240 and the pipe 242a. To. As shown in FIGS. 2 and 3, a flow rate adjusting unit 243a such as a valve or a pump is provided in the pipe 242a, and the flow rate, flow rate, etc. of the culture solution M3 discharged from the culture space S of the culture tank 21 are provided. Is adjusted by the flow rate adjusting unit 243a.

制御部3は、ビーズ堆積物Lが維持されながら、培養液排出部24aによって培養液排出処理が行われるように、培養液排出部24aの動作を制御する。培養液排出処理における液面の下降速度を調整することにより、ビーズ堆積物Lを維持することができる。ビーズ堆積物Lを維持する観点から、培養液排出処理における液面の下降速度は、好ましくは30mm/分以下、さらに好ましくは10mm/分以下、さらに一層好ましくは1mm/分以下である。 The control unit 3 controls the operation of the culture solution discharge unit 24a so that the culture solution discharge process is performed by the culture solution discharge unit 24a while maintaining the bead deposit L. The bead deposit L can be maintained by adjusting the rate of descent of the liquid level in the culture liquid discharge treatment. From the viewpoint of maintaining the bead deposit L, the rate of descent of the liquid level in the culture solution discharge treatment is preferably 30 mm / min or less, more preferably 10 mm / min or less, and even more preferably 1 mm / min or less.

培養液供給部24bは、培養液供給処理(培養槽21への培養液M4の供給)を行う。培養槽21に供給される培養液M4は、通常、接着性細胞の培養に使用されていない培養液(新鮮な培養液)である。図2及び図3に示すように、培養液供給部24bは、培養液M4が貯留されているタンク241bと、タンク241bと流路切り替え部27とを接続する配管242bとを備える。流路切り替え部27によって配管240と配管242bとが接続されると、タンク241bに貯留されている培養液M4は、配管242b、配管240及び開口部214を通じて、培養槽21の培養空間Sに供給される。図2及び図3に示すように、配管242bには、バルブ、ポンプ等の流量調整部243bが介設されており、培養槽21の培養空間Sに供給される培養液M4の流量、流速等は、流量調整部243bによって調整される。タンク241bに貯留されている培養液M4としては、第1材料M1に含まれる培養液と同様の培養液を使用することができる。 The culture solution supply unit 24b performs a culture solution supply process (supply of the culture solution M4 to the culture tank 21). The culture solution M4 supplied to the culture tank 21 is usually a culture solution (fresh culture solution) that is not used for culturing adhesive cells. As shown in FIGS. 2 and 3, the culture solution supply unit 24b includes a tank 241b in which the culture solution M4 is stored, and a pipe 242b that connects the tank 241b and the flow path switching unit 27. When the pipe 240 and the pipe 242b are connected by the flow path switching portion 27, the culture solution M4 stored in the tank 241b is supplied to the culture space S of the culture tank 21 through the pipe 242b, the pipe 240 and the opening 214. Will be done. As shown in FIGS. 2 and 3, a flow rate adjusting unit 243b such as a valve or a pump is provided in the pipe 242b, and the flow rate, flow rate, etc. of the culture solution M4 supplied to the culture space S of the culture tank 21 are provided. Is adjusted by the flow rate adjusting unit 243b. As the culture solution M4 stored in the tank 241b, the same culture solution as the culture solution contained in the first material M1 can be used.

培養液供給部24bによって培養槽21に供給される培養液M4は、培養槽21の培養空間Sで接着性細胞の培養に使用された後の培養液(例えば、第1材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液)であってもよい。この場合、培養液供給部24bは、培養槽21から培養液の一部を一時的に回収してタンク241bに貯留した後、培養槽21の培養空間Sに再度供給する。培養槽21から培養液の一部を一時的に回収する際、回収される培養液(タンク241bに供給される培養液)の流量、流速等は、流量調整部243bによって調整される。培養槽21から培養液の一部を一時的に回収する際、ビーズ堆積物Lが露出しないように、回収される培養液の量を調整することが好ましい。培養槽21の培養空間Sから培養液を一時的に回収し、培養槽21の培養空間Sに再度供給することにより、培養槽21内の培養液の撹拌を行なうことができる。 The culture solution M4 supplied to the culture tank 21 by the culture solution supply unit 24b is supplied by the culture solution (for example, the first material supply unit 22) after being used for culturing adhesive cells in the culture space S of the culture tank 21. The culture solution contained in the first material M1 obtained) may be used. In this case, the culture solution supply unit 24b temporarily collects a part of the culture solution from the culture tank 21 and stores it in the tank 241b, and then supplies it to the culture space S of the culture tank 21 again. When a part of the culture solution is temporarily collected from the culture tank 21, the flow rate, flow rate, etc. of the collected culture solution (culture solution supplied to the tank 241b) are adjusted by the flow rate adjusting unit 243b. When a part of the culture solution is temporarily collected from the culture tank 21, it is preferable to adjust the amount of the culture solution collected so that the bead deposit L is not exposed. By temporarily collecting the culture solution from the culture space S of the culture tank 21 and supplying it to the culture space S of the culture tank 21 again, the culture solution in the culture tank 21 can be agitated.

制御部3は、ビーズ堆積物Lが維持されながら、培養液供給部24bによって培養液供給処理が行われるように、培養液供給部24bの動作を制御する。培養液供給処理における液面の上昇速度を調整することにより、ビーズ堆積物Lを維持することができる。ビーズ堆積物Lを維持する観点から、培養液供給処理における液面の上昇速度は、好ましくは30mm/分以下、さらに好ましくは10mm/分以下、さらに一層好ましくは1mm/分以下である。 The control unit 3 controls the operation of the culture solution supply unit 24b so that the culture solution supply process is performed by the culture solution supply unit 24b while the bead deposit L is maintained. The bead deposit L can be maintained by adjusting the rate of rise of the liquid level in the culture liquid supply treatment. From the viewpoint of maintaining the bead deposit L, the rate of rise of the liquid level in the culture solution supply treatment is preferably 30 mm / min or less, more preferably 10 mm / min or less, and even more preferably 1 mm / min or less.

図2及び図3に示すように、培養部2A及び2Bは、培養槽21の培養空間Sに存在する培養液における乳酸濃度を測定する乳酸濃度測定部25をさらに備える。乳酸濃度測定部25は、必要に応じて設けられる構造であり、省略可能である。本開示には、乳酸濃度測定部25が省略された実施形態も包含される。乳酸濃度が測定される培養液は、第1材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液であってもよいし、培養液供給部24bによって供給された培養液であってもよいし、これらの混合物であってもよい。いずれの培養液の乳酸濃度も、通常、培養液が接着性細胞の培養に使用された後に測定される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the culture units 2A and 2B further include a lactic acid concentration measuring unit 25 for measuring the lactic acid concentration in the culture solution existing in the culture space S of the culture tank 21. The lactic acid concentration measuring unit 25 has a structure provided as needed and can be omitted. The present disclosure also includes an embodiment in which the lactate concentration measuring unit 25 is omitted. The culture solution for which the lactic acid concentration is measured may be the culture solution contained in the first material M1 supplied by the first material supply unit 22, or the culture solution supplied by the culture solution supply unit 24b. It may be a mixture of these. The lactate concentration of either culture is usually measured after the culture has been used to culture adherent cells.

乳酸濃度測定部25は、培養空間Sに存在する培養液(例えば、第1材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液、培養液供給部24bによって供給された培養液、又は、これらの混合物)の一部を採取し、採取された培養液の一部における乳酸濃度を測定する。培養液の一部は、ビーズ堆積物Lの上側に存在する培養液から採取されることが好ましい。制御部3は、乳酸濃度測定部25によって測定された乳酸濃度に基づいて、培養槽21における接着性細胞の静置培養の継続又は終了を決定することが好ましい。乳酸は、細胞から分泌された細胞代謝物であり、乳酸濃度は、細胞数の指標となる。すなわち、乳酸濃度に基づいて、細胞数を推量することができる(乳酸濃度が高いほど、細胞数が多い)。したがって、制御部3は、例えば、乳酸濃度が所定の基準値以上である場合には、接着性細胞の静置培養を終了し、乳酸濃度が所定の基準値未満である場合には、接着性細胞の静置培養を継続する。 The lactic acid concentration measuring unit 25 includes a culture solution existing in the culture space S (for example, a culture solution contained in the first material M1 supplied by the first material supply unit 22, a culture solution supplied by the culture solution supply unit 24b, and the like. Alternatively, a part of (a mixture of these) is collected, and the lactic acid concentration in a part of the collected culture solution is measured. It is preferable that a part of the culture solution is collected from the culture solution existing above the bead deposit L. It is preferable that the control unit 3 determines the continuation or termination of the static culture of the adhesive cells in the culture tank 21 based on the lactate concentration measured by the lactate concentration measuring unit 25. Lactic acid is a cell metabolite secreted from cells, and the lactic acid concentration is an index of the number of cells. That is, the number of cells can be estimated based on the lactate concentration (the higher the lactate concentration, the larger the number of cells). Therefore, for example, when the lactic acid concentration is equal to or higher than the predetermined reference value, the control unit 3 ends the static culture of the adhesive cells, and when the lactic acid concentration is less than the predetermined reference value, the control unit 3 is adhesive. Continue static culture of cells.

図2及び図3に示すように、培養部2A及び2Bは、ビーズから接着性細胞を剥離する細胞剥離液Pを培養空間Sに供給する細胞剥離液供給部26をさらに備える。細胞剥離液供給部26は、必要に応じて設けられる構造であり、省略可能である。本開示には、細胞剥離液供給部26が省略された実施形態も包含される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the culture units 2A and 2B further include a cell exfoliation solution supply unit 26 that supplies the cell exfoliation solution P that exfoliates adhesive cells from the beads to the culture space S. The cell exfoliating liquid supply unit 26 has a structure provided as needed and can be omitted. The present disclosure also includes an embodiment in which the cell exfoliating liquid supply unit 26 is omitted.

細胞剥離液供給部26は、培養槽21への細胞剥離液Pの供給を行う。細胞剥離液Pに含まれる細胞剥離剤としては、例えば、トリプシン、コラゲナーゼ、ディスパーゼ、アキュターゼ等の酵素、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)等のキレート剤等が挙げられる。細胞剥離液Pに含まれる溶媒は、接着性細胞の生存を維持可能である限り特に限定されない。溶媒としては、例えば、水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、トリス緩衝生理食塩水(TBS)等が挙げられる。図2及び図3に示すように、細胞剥離液供給部26は、細胞剥離液Pが貯留されているタンク261と、タンク261に貯留されている細胞剥離液Pを培養槽21の培養空間Sに供給する供給管262とを備える。図2及び図3に示すように、供給管262は、タンク261から、培養槽21の上壁部213を貫通して、培養槽21の培養空間Sまで延びており、タンク261に貯留されている細胞剥離液Pは、供給管262の先端から、培養槽21の培養空間Sに供給される。図2及び図3に示すように、供給管262には、バルブ、ポンプ等の流量調整部263が介設されており、培養槽21の培養空間Sに供給される細胞剥離液Pの流量、流速等(細胞剥離液Pの供給量、供給速度等)は、流量調整部263によって調整される。供給管262は、タンク261から、培養槽21の周壁部212又は底壁部211を貫通して、培養槽21の培養空間Sまで延びていてもよい。また、供給管262は、タンク261から、上述の流路切り替え部27に接続されていてもよく、この場合、タンク261に貯留されている細胞剥離液Pは、配管240及び開口部214を介して培養槽21の培養空間Sに供給される。 The cell stripping solution supply unit 26 supplies the cell stripping solution P to the culture tank 21. Examples of the cell exfoliating agent contained in the cell exfoliating solution P include enzymes such as trypsin, collagenase, dispase and acutase, and chelating agents such as EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid). The solvent contained in the cell exfoliating solution P is not particularly limited as long as the survival of the adhesive cells can be maintained. Examples of the solvent include water, phosphate buffered saline (PBS), Tris buffered saline (TBS) and the like. As shown in FIGS. 2 and 3, the cell exfoliating solution supply unit 26 uses the tank 261 in which the cell exfoliating solution P is stored and the cell exfoliating solution P stored in the tank 261 in the culture space S of the culture tank 21. It is provided with a supply pipe 262 for supplying to. As shown in FIGS. 2 and 3, the supply pipe 262 extends from the tank 261 through the upper wall portion 213 of the culture tank 21 to the culture space S of the culture tank 21 and is stored in the tank 261. The cell stripping solution P is supplied from the tip of the supply tube 262 to the culture space S of the culture tank 21. As shown in FIGS. 2 and 3, the supply pipe 262 is provided with a flow rate adjusting unit 263 such as a valve and a pump, and the flow rate of the cell exfoliating liquid P supplied to the culture space S of the culture tank 21. The flow rate and the like (supply amount of cell exfoliating liquid P, supply speed, etc.) are adjusted by the flow rate adjusting unit 263. The supply pipe 262 may extend from the tank 261 through the peripheral wall portion 212 or the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 to the culture space S of the culture tank 21. Further, the supply pipe 262 may be connected from the tank 261 to the above-mentioned flow path switching portion 27. In this case, the cell exfoliating liquid P stored in the tank 261 passes through the pipe 240 and the opening 214. Is supplied to the culture space S of the culture tank 21.

<細胞培養方法>
本開示の一実施形態に係る細胞培養方法について図5及び図6を参照して説明する。本実施形態に係る細胞培養方法は、細胞培養装置1A又は1Bにより実施される。図5は、細胞培養装置1A及び1Bにより実施される細胞培養方法を説明するための一部断面図であり、図6は、図5において符号Rで示される領域の拡大図である。なお、図5において、細胞培養装置1A及び1Bの一部が省略されている。
<Cell culture method>
The cell culture method according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 5 and 6. The cell culture method according to this embodiment is carried out by the cell culture device 1A or 1B. FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the cell culture method carried out by the cell culture devices 1A and 1B, and FIG. 6 is an enlarged view of a region represented by reference numeral R in FIG. In FIG. 5, a part of the cell culture devices 1A and 1B is omitted.

本開示の一実施形態に係る細胞培養方法は、
(a)接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21を準備する工程;及び
(b)培養槽21内において、接着性細胞をビーズ堆積物Lに接着させた状態で静置培養する工程
を含む。
The cell culture method according to the embodiment of the present disclosure is
(A) A step of preparing a culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L; and (b) in the culture tank 21, the adhesive cells were adhered to the bead deposit L. It includes a step of statically culturing in a state.

培養槽21は、静置培養が可能となるように、不図示の保持部によって保持されている。培養槽21の培養空間Sの環境は、不図示の環境調整部によって、接着性細胞の培養に適した環境に保持されている。培養槽21の培養空間Sの温度及び湿度は、不図示の温湿度調整部によって、それぞれ、例えば37℃及び95%以上に調整されている。培養槽21の培養空間SのCO濃度は、不図示のCO濃度調整部によって、例えば5%に調整されている。 The culture tank 21 is held by a holding portion (not shown) so that static culture can be performed. The environment of the culture space S of the culture tank 21 is maintained in an environment suitable for culturing adhesive cells by an environment adjustment unit (not shown). The temperature and humidity of the culture space S of the culture tank 21 are adjusted to, for example, 37 ° C. and 95% or more, respectively, by a temperature / humidity adjusting unit (not shown). The CO 2 concentration in the culture space S of the culture tank 21 is adjusted to, for example, 5% by a CO 2 concentration adjusting unit (not shown).

工程(a)は、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21を準備する工程である。ビーズ堆積物Lは、接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含む。培養液、接着性細胞及びビーズ堆積物Lに関する説明は、上記と同様である。 The step (a) is a step of preparing a culture tank 21 for accommodating the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L. The bead deposit L contains beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which adhesive cells can adhere. The description of the culture medium, the adhesive cells and the bead deposit L is the same as described above.

図5に示すように、ビーズ堆積物Lは、その全体が培養液Cに浸漬している。図6に示すように、ビーズ堆積物Lは、多数のビーズBが積み重なることにより形成されており、あるビーズBと、当該あるビーズBに隣接して存在する別のビーズBとの間に存在する間隙Vには、培養液が存在している。 As shown in FIG. 5, the entire bead deposit L is immersed in the culture solution C. As shown in FIG. 6, the bead deposit L is formed by stacking a large number of beads B 0 , and one bead B 0 and another bead B 0 existing adjacent to the certain bead B 0. The culture solution is present in the gap V existing between the two.

以下、細胞培養装置1Aを使用して工程(a)を実施する場合について説明する。 Hereinafter, a case where the step (a) is carried out using the cell culture apparatus 1A will be described.

細胞培養装置1Aを使用して工程(a)を実施する場合、第1材料供給部22によって、培養液及び接着性細胞を含む第1材料M1を培養槽21の培養空間Sに供給するとともに、第2材料供給部23によって、第2材料M2を培養槽21の培養空間Sに供給する。培養槽21の培養空間Sには、培養液供給部24bによって追加の培養液が供給されてもよい。 When the step (a) is carried out using the cell culture apparatus 1A, the first material supply unit 22 supplies the first material M1 containing the culture solution and the adhesive cells to the culture space S of the culture tank 21 and at the same time. The second material supply unit 23 supplies the second material M2 to the culture space S of the culture tank 21. An additional culture solution may be supplied to the culture space S of the culture tank 21 by the culture solution supply unit 24b.

第1材料M1の供給及び第2材料M2の供給の順序は特に限定されない。例えば、第1材料M1の供給後、第2材料M2の供給を行ってもよいし、第2材料M2の供給後、第1材料M1の供給を行ってもよいし、第1材料M1の供給と第2材料M2の供給とを同時に行ってもよい。培養液供給部24bによって追加の培養液が供給される場合、追加の培養液の供給は、第1材料M1の供給前に行われてもよいし、第1材料M1の供給後に行われてもよいし、第1材料M1の供給と同時に行われてもよいが、通常、第1材料M1の供給後に行われる。 The order of supplying the first material M1 and the supply of the second material M2 is not particularly limited. For example, the second material M2 may be supplied after the supply of the first material M1, the first material M1 may be supplied after the supply of the second material M2, or the first material M1 may be supplied. And the supply of the second material M2 may be performed at the same time. When the additional culture solution is supplied by the culture solution supply unit 24b, the supply of the additional culture solution may be performed before the supply of the first material M1 or after the supply of the first material M1. It may be carried out at the same time as the supply of the first material M1, but it is usually carried out after the supply of the first material M1.

第1実施形態では、第2材料M2がビーズ粉末であり、第2材料M2の供給後、第1材料M1の供給が行われる。供給される第2材料の量は、ビーズ堆積物Lが形成されるように調整される。第2材料M2の供給により直ちにビーズ堆積物Lが形成される。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの全体が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように調整される。第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されるように行われることが好ましいが、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることは必須ではない。 In the first embodiment, the second material M2 is bead powder, and after the supply of the second material M2, the first material M1 is supplied. The amount of second material supplied is adjusted to form the bead deposit L. The bead deposit L is immediately formed by the supply of the second material M2. The amount of the first material M1 supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture medium contained in the first material M1. It is preferable that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1, but it is not essential that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1.

第1実施形態において、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持される場合、第1材料M1の供給により、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the first embodiment, when the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1, the supply of the first material M1 accommodates the adhesive cells, the culture medium C, and the bead deposit L. The culture tank 21 is prepared.

第1実施形態において、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されない場合、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the first embodiment, if the bead deposit L is not maintained during the supply of the first material M1, a mixture of culture medium, adhesive cells and beads is formed. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

第2実施形態では、第2材料M2がビーズ粉末であり、第2材料M2の供給後、第1材料M1の供給が行われ、第1材料M1の供給後、追加の培養液の供給が行われる。供給される第2材料の量は、ビーズ堆積物Lが形成されるように調整される。第2材料M2の供給により直ちにビーズ堆積物Lが形成される。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの下部が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出するように)調整される。供給される追加の培養液の量は、ビーズ堆積物Lの全体が培養液(第1材料M1に含まれる培養液及び追加の培養液)に浸漬するように調整される。すなわち、培養液Cの一部が、ビーズ堆積物Lの下部が培養液Cの一部に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出するように)供給され、次いで、培養液Cの残部が、ビーズ堆積物Lの全体が培養液Cに浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出しないように)供給される。ビーズ堆積物Lの全体が最終的に培養液Cに浸漬すればよく、供給される第1材料M1の量及び供給される追加の培養液の量は適宜調整可能である。第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることが好ましいが、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることは必須ではない。 In the second embodiment, the second material M2 is bead powder, the first material M1 is supplied after the supply of the second material M2, and the additional culture solution is supplied after the supply of the first material M1. Will be. The amount of second material supplied is adjusted to form the bead deposit L. The bead deposit L is immediately formed by the supply of the second material M2. The amount of the first material M1 supplied is such that the lower part of the bead deposit L is immersed in the culture solution contained in the first material M1 (that is, the upper part of the bead deposit L is exposed to the culture space S). ) Adjusted. The amount of the additional culture solution supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution (the culture solution contained in the first material M1 and the additional culture solution). That is, a part of the culture solution C is supplied so that the lower part of the bead deposit L is immersed in the part of the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is exposed to the culture space S). The rest of the culture solution C is then supplied so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution C (ie, the upper part of the bead deposit L is not exposed to the culture space S). The entire bead deposit L may be finally immersed in the culture solution C, and the amount of the first material M1 supplied and the amount of the additional culture solution supplied can be adjusted as appropriate. It is preferable that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the supply of the additional culture medium, but the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the supply of the additional culture solution. It is not essential to be maintained.

第2実施形態において、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持される場合、第1材料M1及び追加の培養液の供給により、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the second embodiment, when the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the additional culture medium, the adhesive cells and the adhesive cells are supplied by the supply of the first material M1 and the additional culture medium. A culture tank 21 containing the culture solution C and the bead deposit L is prepared.

第2実施形態において、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されない場合、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the second embodiment, if the bead deposit L is not maintained during the supply of the first material M1 and the additional culture medium, a mixture of culture medium, adhesive cells and beads is formed. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

第2実施形態において、培養液Cの一部が、ビーズ堆積物Lの下部が培養液Cの一部に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出するように)供給され、次いで、培養液Cの残部が、ビーズ堆積物Lの全体が培養液Cに浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出しないように)供給されることが好ましい。接着性細胞がビーズ堆積物に接着するための一定時間は、好ましくは60分以上2880分以下、さらに好ましくは120分以上1440分以下、さらに一層好ましくは360分以上1440分以下である。 In the second embodiment, a part of the culture solution C is so that the lower part of the bead deposit L is immersed in the part of the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is exposed to the culture space S). ), Then the rest of the culture solution C is supplied so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is not exposed to the culture space S). Is preferable. The fixed time for the adhesive cells to adhere to the bead deposit is preferably 60 minutes or more and 2880 minutes or less, more preferably 120 minutes or more and 1440 minutes or less, and even more preferably 360 minutes or more and 1440 minutes or less.

第3実施形態では、第2材料M2がビーズ粉末であり、第1材料M1の供給後、第2材料M2の供給が行われるか、あるいは、第1材料M1の供給と、第2材料M2の供給とが同時に行われる。供給される第2材料の量は、ビーズ堆積物Lが形成されるように調整される。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの全体が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように調整される。第1材料M1の供給及び第2材料の供給により、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the third embodiment, the second material M2 is bead powder, and the second material M2 is supplied after the supply of the first material M1, or the supply of the first material M1 and the supply of the second material M2. Supply is done at the same time. The amount of second material supplied is adjusted to form the bead deposit L. The amount of the first material M1 supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture medium contained in the first material M1. The supply of the first material M1 and the supply of the second material form a mixture of culture medium, adhesive cells and beads. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

第4実施形態では、第2材料M2がビーズ分散液であり、第2材料M2の供給後、第1材料M1の供給が行われるか、あるいは、第1材料M1の供給後、第2材料M2の供給が行われるか、あるいは、第1材料M1の供給と、第2材料M2の供給とが同時に行われる。供給される第2材料の量は、ビーズ堆積物Lが形成されるように調整される。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの全体が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように調整される。第1材料M1の供給及び第2材料の供給により、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the fourth embodiment, the second material M2 is a bead dispersion, and the first material M1 is supplied after the supply of the second material M2, or the second material M2 is supplied after the supply of the first material M1. Is supplied, or the supply of the first material M1 and the supply of the second material M2 are performed at the same time. The amount of second material supplied is adjusted to form the bead deposit L. The amount of the first material M1 supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture medium contained in the first material M1. The supply of the first material M1 and the supply of the second material form a mixture of culture medium, adhesive cells and beads. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

以下、細胞培養装置1Bを使用して工程(a)を実施する場合について説明する。 Hereinafter, a case where the step (a) is carried out using the cell culture apparatus 1B will be described.

細胞培養装置1Bを使用して工程(a)を実施する場合、第1材料供給部22によって、培養液及び接着性細胞を含む第1材料M1を培養槽21の培養空間Sに供給する。培養槽21の培養空間Sには、培養液供給部24bによって追加の培養液が供給されてもよい。 When the step (a) is carried out using the cell culture apparatus 1B, the first material supply unit 22 supplies the first material M1 containing the culture solution and the adhesive cells to the culture space S of the culture tank 21. An additional culture solution may be supplied to the culture space S of the culture tank 21 by the culture solution supply unit 24b.

培養液供給部24bによって追加の培養液が供給される場合、追加の培養液の供給は、第1材料M1の供給前に行われてもよいし、第1材料M1の供給後に行われてもよいし、第1材料M1の供給と同時に行われてもよいが、通常、第1材料M1の供給後に行われる。 When the additional culture solution is supplied by the culture solution supply unit 24b, the supply of the additional culture solution may be performed before the supply of the first material M1 or after the supply of the first material M1. It may be carried out at the same time as the supply of the first material M1, but it is usually carried out after the supply of the first material M1.

第5実施形態では、第1材料M1の供給後、追加の培養液の供給は行われない。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの全体が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように調整される。第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されるように行われることが好ましいが、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることは必須ではない。 In the fifth embodiment, no additional culture solution is supplied after the supply of the first material M1. The amount of the first material M1 supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture medium contained in the first material M1. It is preferable that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1, but it is not essential that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1.

第5実施形態において、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持される場合、第1材料M1の供給により、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the fifth embodiment, when the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1, the supply of the first material M1 contains the adhesive cells, the culture medium C, and the bead deposit L. The culture tank 21 is prepared.

第5実施形態において、第1材料M1の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されない場合、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In a fifth embodiment, if the bead deposit L is not maintained during the supply of the first material M1, a mixture of culture medium, adhesive cells and beads is formed. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

第6実施形態では、第1材料M1の供給後、追加の培養液の供給が行われる。供給される第1材料M1の量は、ビーズ堆積物Lの下部が第1材料M1に含まれる培養液に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養液の液面より上の空間に露出するように)調整される。供給される追加の培養液の量は、ビーズ堆積物Lの全体が培養液(第1材料M1に含まれる培養液及び追加の培養液)に浸漬するように調整される。すなわち、培養液Cの一部が、ビーズ堆積物Lの下部が培養液Cの一部に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養液Cの液面より上の空間に露出するように)供給され、次いで、培養液Cの残部が、ビーズ堆積物Lの全体が培養液Cに浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養空間Sに露出しないように)供給される。ビーズ堆積物Lの全体が最終的に培養液Cに浸漬すればよく、供給される第1材料M1の量及び供給される追加の培養液の量は適宜調整可能である。第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることが好ましいが、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されることは必須ではない。 In the sixth embodiment, after the supply of the first material M1, the additional culture solution is supplied. The amount of the first material M1 supplied is such that the lower part of the bead deposit L is immersed in the culture solution contained in the first material M1 (that is, the upper part of the bead deposit L is above the liquid level of the culture solution). Adjusted (to be exposed to space). The amount of the additional culture solution supplied is adjusted so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution (the culture solution contained in the first material M1 and the additional culture solution). That is, a part of the culture solution C is exposed so that the lower part of the bead deposit L is immersed in the part of the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is exposed in the space above the liquid surface of the culture solution C. The rest of the culture solution C is then supplied so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution C (ie, the upper part of the bead deposit L is not exposed to the culture space S). Be supplied. The entire bead deposit L may be finally immersed in the culture solution C, and the amount of the first material M1 supplied and the amount of the additional culture solution supplied can be adjusted as appropriate. It is preferable that the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the supply of the additional culture medium, but the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the supply of the additional culture solution. It is not essential to be maintained.

第6実施形態において、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持される場合、第1材料M1及び追加の培養液の供給により、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the sixth embodiment, when the bead deposit L is maintained during the supply of the first material M1 and the additional culture medium, the adhesive cells and the adhesive cells are supplied by the supply of the first material M1 and the additional culture medium. A culture tank 21 containing the culture solution C and the bead deposit L is prepared.

第6実施形態において、第1材料M1の供給及び追加の培養液の供給の際にビーズ堆積物Lが維持されない場合、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。この混合物において、接着性細胞及びビーズは、培養液中に分散している。培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成された後、培養槽21を静置することにより、ビーズは、重力によって培養液中を沈降し、培養槽21の底壁部211に沈殿する。これにより、ビーズ堆積物Lが形成される。こうして、接着性細胞と、培養液Cと、ビーズ堆積物Lを収容する培養槽21が準備される。 In the sixth embodiment, if the bead deposit L is not maintained during the supply of the first material M1 and the additional culture medium, a mixture of culture medium, adhesive cells and beads is formed. In this mixture, the adhesive cells and beads are dispersed in the culture medium. After the mixture of the culture solution, the adhesive cells and the beads is formed, the cells are settled in the culture solution by gravity and settled on the bottom wall portion 211 of the culture tank 21 by allowing the culture tank 21 to stand. As a result, the bead deposit L is formed. In this way, the culture tank 21 containing the adhesive cells, the culture solution C, and the bead deposit L is prepared.

第6実施形態において、培養液Cの一部が、ビーズ堆積物Lの下部が培養液Cの一部に浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養液Cの液面より上の空間に露出するように)供給され、次いで、培養液Cの残部が、ビーズ堆積物Lの全体が培養液Cに浸漬するように(すなわち、ビーズ堆積物Lの上部が培養液Cの液面より上の空間に露出しないように)供給されることが好ましい。接着性細胞がビーズ堆積物に接着するための一定時間は、好ましくは60分以上2880分以下、さらに好ましくは120分以上1440分以下、さらに一層好ましくは360分以上1440分以下である。 In the sixth embodiment, a part of the culture solution C is so that the lower part of the bead deposit L is immersed in the part of the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is above the liquid level of the culture solution C). The balance of the culture solution C is then supplied so that the entire bead deposit L is immersed in the culture solution C (that is, the upper part of the bead deposit L is the solution of the culture solution C). It is preferably supplied (so as not to be exposed to the space above the surface). The fixed time for the adhesive cells to adhere to the bead deposit is preferably 60 minutes or more and 2880 minutes or less, more preferably 120 minutes or more and 1440 minutes or less, and even more preferably 360 minutes or more and 1440 minutes or less.

本実施形態では、第1材料M1の供給、第2材料M2の供給及び追加の培養液の供給をそれぞれ第1材料供給部22、第2材料供給部23及び培養液供給部24bにより行うが、第1材料M1の供給、第2材料M2の供給及び追加の培養液の供給を手動により行ってもよい。また、本実施形態では、培養液及び接着性細胞を、混合物(すなわち第1材料M1)の形態で供給するが、培養液及び接着性細胞を別々に供給してもよい。培養液及び接着性細胞を別々に供給する実施形態において、培養液の供給後、接着性細胞の供給を行ってもよいし、接着性細胞の供給後、培養液の供給部を行ってもよい。 In the present embodiment, the supply of the first material M1, the supply of the second material M2, and the supply of the additional culture solution are performed by the first material supply unit 22, the second material supply unit 23, and the culture solution supply unit 24b, respectively. The supply of the first material M1, the supply of the second material M2, and the supply of the additional culture medium may be performed manually. Further, in the present embodiment, the culture solution and the adhesive cells are supplied in the form of a mixture (that is, the first material M1), but the culture solution and the adhesive cells may be supplied separately. In the embodiment in which the culture solution and the adhesive cells are separately supplied, the adhesive cells may be supplied after the culture solution is supplied, or the culture solution supply unit may be supplied after the adhesive cells are supplied. ..

工程(b)は、培養槽21内において、接着性細胞をビーズ堆積物Lに接着させた状態で静置培養する工程である。細胞培養装置1Aを使用する場合も、細胞培養装置1Bを使用する場合も、工程(b)は同様に実施される。 The step (b) is a step of statically culturing the adherent cells in the culture tank 21 in a state of being adhered to the bead deposit L. The step (b) is carried out in the same manner regardless of whether the cell culture device 1A is used or the cell culture device 1B is used.

工程(a)において形成されたビーズ堆積物Lは、工程(b)においても維持され、工程(b)では、培養槽21内において、接着性細胞をビーズ堆積物Lに接着させた状態で静置培養する。ビーズ堆積物Lを維持するために、工程(b)では、培養液の撹拌は行われないが、後述するように、培養液給排処理が行われる。 The bead deposit L formed in the step (a) is also maintained in the step (b), and in the step (b), the adhesive cells are statically adhered to the bead deposit L in the culture tank 21. Incubate. In order to maintain the bead deposit L, the culture solution is not agitated in the step (b), but the culture solution supply / discharge treatment is performed as described later.

工程(a)では、ビーズ堆積物Lを形成するために培養槽21を静置するが、工程(b)でも、培養槽21を引き続き静置する。これにより、接着性細胞がビーズ堆積物Lに接着し、増殖する。「接着性細胞がビーズ堆積物Lに接着する」とは、接着性細胞がビーズ堆積物Lを構成するビーズの表面に接着することを意味する。ビーズ堆積物Lは、培養液を攪拌してビーズを培養液中に浮遊させる場合と異なり、あるビーズと、別のビーズとが隣接して存在しており、あるビーズの表面と別のビーズの表面とは連続している。したがって、接着性細胞が増殖する際、接着性細胞は、あるビーズの表面から、当該あるビーズに隣接して存在する別のビーズの表面に移動しながら増殖することができる。接着性細胞が、数日間(例えば、3日間程度)で、あるビーズの表面から、当該あるビーズに隣接して存在する別のビーズの表面に移動することを可能とする観点から、ビーズの直径は、好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは4.0mm以下、さらに一層好ましくは3.0mm以下である。 In the step (a), the culture tank 21 is allowed to stand in order to form the bead deposit L, but in the step (b), the culture tank 21 is still allowed to stand. As a result, the adhesive cells adhere to the bead deposit L and proliferate. "Adhesive cells adhere to the bead deposit L" means that the adhesive cells adhere to the surface of the beads constituting the bead deposit L. In the bead deposit L, unlike the case where the culture solution is agitated and the beads are suspended in the culture solution, one bead and another bead are present adjacent to each other, and the surface of one bead and another bead are present. It is continuous with the surface. Therefore, when the adhesive cells proliferate, the adhesive cells can proliferate while moving from the surface of one bead to the surface of another bead adjacent to the bead. Bead diameter from the perspective of allowing adherent cells to migrate from the surface of one bead to the surface of another bead adjacent to the bead within a few days (eg, about 3 days). Is preferably 5.0 mm or less, more preferably 4.0 mm or less, and even more preferably 3.0 mm or less.

工程(b)における培養時間は、接着性細胞の種類等、ビーズ堆積物Lの総表面積等に応じて適宜調整することができる。培養時間は、好ましくは48時間以上240時間以下、さらに好ましくは72時間以上96時間以下である。 The culture time in the step (b) can be appropriately adjusted according to the type of adhesive cells and the like, the total surface area of the bead deposit L and the like. The culturing time is preferably 48 hours or more and 240 hours or less, and more preferably 72 hours or more and 96 hours or less.

工程(b)において、静置培養中に、ビーズ堆積物Lが維持されながら、培養槽21に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理が行われる。 In step (b), during the static culture, the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process is performed on the culture tank 21 while maintaining the bead deposit L.

一実施形態では、まず、培養槽21に対して培養液排出処理を行い、次いで、培養槽21に対して培養液供給処理を行う。培養液排出処理及び培養液供給処理のサイクルは2回以上繰り返し行ってもよい。 In one embodiment, the culture tub 21 is first subjected to a culture broth discharge treatment, and then the culture tub 21 is subjected to a culture broth supply treatment. The cycle of the culture solution discharge treatment and the culture solution supply treatment may be repeated twice or more.

培養液排出処理では、培養槽21の培養空間Sに存在する培養液を排出する。本実施形態において、培養液排出処理は、培養液排出部24aによって行うが、手動により行ってもよい。培養槽21から排出される培養液は、通常、接着性細胞の培養に使用された後の培養液(使用済み培養液)である。排出される培養液は、培養材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液であってもよいし、培養液供給部24bによって供給された培養液であってもよいし、これらの混合物であってもよい。 In the culture solution discharge process, the culture solution existing in the culture space S of the culture tank 21 is discharged. In the present embodiment, the culture solution discharge treatment is performed by the culture solution discharge unit 24a, but it may be performed manually. The culture solution discharged from the culture tank 21 is usually a culture solution (used culture solution) after being used for culturing adhesive cells. The discharged culture solution may be the culture solution contained in the first material M1 supplied by the culture material supply unit 22, or may be the culture solution supplied by the culture solution supply unit 24b. It may be a mixture of these.

培養液排出処理は、ビーズ堆積物Lが維持される条件下で行われる。培養液排出処理における液面の下降速度を調整することにより、ビーズ堆積物Lを維持することができる。ビーズ堆積物Lを維持する観点から、培養液排出処理における液面の下降速度は、好ましくは30mm/分以下、さらに好ましくは10mm/分以下、さらに一層好ましくは1mm/分以下である。 The culture broth discharge treatment is performed under conditions in which the bead deposit L is maintained. The bead deposit L can be maintained by adjusting the rate of descent of the liquid level in the culture liquid discharge treatment. From the viewpoint of maintaining the bead deposit L, the rate of descent of the liquid level in the culture solution discharge treatment is preferably 30 mm / min or less, more preferably 10 mm / min or less, and even more preferably 1 mm / min or less.

培養液供給処理では、培養槽21の培養空間Sに培養液を供給する。本実施形態において、培養液供給処理は、培養液供給部24bによって行うが、手動により行ってもよい。培養槽21に供給される培養液は、通常、接着性細胞の培養に使用されていない培養液(新鮮な培養液)である。培養槽21に供給される培養液は、培養槽21の培養空間Sで接着性細胞の培養に使用された後の培養液(例えば、第1材料供給部22によって供給された第1材料M1に含まれる培養液)であってもよい。すなわち、培養槽21の培養空間Sから培養液を一時的に回収し、培養槽21の培養空間Sに再度供給してもよい。培養槽21の培養空間Sから培養液を一時的に回収し、培養槽21の培養空間Sに再度供給することにより、培養槽21内の培養液の撹拌を行なうことができる。本実施形態において、培養槽21の培養空間Sからの培養液の一時的回収及び培養槽21の培養空間Sへの再供給は、培養液供給部24bによって行う。すなわち、培養液供給部24bは、培養槽21から培養液の一部を一時的に回収してタンク241bに貯留した後、培養槽21の培養空間Sに再度供給する。 In the culture solution supply process, the culture solution is supplied to the culture space S of the culture tank 21. In the present embodiment, the culture solution supply process is performed by the culture solution supply unit 24b, but may be performed manually. The culture solution supplied to the culture tank 21 is usually a culture solution (fresh culture solution) that is not used for culturing adhesive cells. The culture solution supplied to the culture tank 21 is supplied to the culture solution (for example, the first material M1 supplied by the first material supply unit 22) after being used for culturing adhesive cells in the culture space S of the culture tank 21. It may be a contained culture solution). That is, the culture solution may be temporarily collected from the culture space S of the culture tank 21 and supplied again to the culture space S of the culture tank 21. By temporarily collecting the culture solution from the culture space S of the culture tank 21 and supplying it to the culture space S of the culture tank 21 again, the culture solution in the culture tank 21 can be agitated. In the present embodiment, the culture solution supply unit 24b temporarily collects the culture solution from the culture space S of the culture tank 21 and resupplys the culture solution to the culture space S of the culture tank 21. That is, the culture solution supply unit 24b temporarily collects a part of the culture solution from the culture tank 21 and stores it in the tank 241b, and then supplies it to the culture space S of the culture tank 21 again.

培養液供給処理は、ビーズ堆積物Lが維持される条件下で行われる。培養液供給処理における液面の上昇速度を調整することにより、ビーズ堆積物Lを維持することができる。ビーズ堆積物Lを維持する観点から、培養液供給処理における液面の上昇速度は、好ましくは30mm/分以下、さらに好ましくは10mm/分以下、さらに一層好ましくは1mm/分以下である。 The culture solution feeding process is performed under conditions in which the bead deposit L is maintained. The bead deposit L can be maintained by adjusting the rate of rise of the liquid level in the culture liquid supply treatment. From the viewpoint of maintaining the bead deposit L, the rate of rise of the liquid level in the culture solution supply treatment is preferably 30 mm / min or less, more preferably 10 mm / min or less, and even more preferably 1 mm / min or less.

ビーズ堆積物Lが形成されている状態を維持するために、培養液排出処理及び/又は培養液供給処理は、培養槽21の底壁部211に形成された開口部214を通じて行われる。培養槽21の底壁部211に形成された開口部214を通じて、培養液供給処理及び/又は培養液排出処理が行われることにより、培養槽21の培養空間Sに存在するビーズ堆積物Lが維持されやすい。培養液排出処理及び培養液供給処理の際、培養槽21からのビーズの漏出は、開口部214に設けられているフィルタFによって防止される。 In order to maintain the state in which the bead deposit L is formed, the culture solution discharge treatment and / or the culture solution supply treatment is performed through the opening 214 formed in the bottom wall portion 211 of the culture tank 21. The bead deposit L existing in the culture space S of the culture tank 21 is maintained by performing the culture liquid supply treatment and / or the culture liquid discharge treatment through the opening 214 formed in the bottom wall portion 211 of the culture tank 21. Easy to be done. During the culture solution discharge process and the culture solution supply process, the leakage of beads from the culture tank 21 is prevented by the filter F provided in the opening 214.

本実施形態に係る細胞培養方法は、培養槽21に存在する培養液における乳酸濃度を測定し、測定された乳酸濃度に基づいて、前記接着性細胞の静置培養の継続又は終了を決定する工程をさらに含むことが好ましい。乳酸濃度の測定は、接着性細胞の培養が行われている期間のいずれの時点で行ってもよい。乳酸濃度の測定は、例えば、工程(b)において行うことができる。乳酸濃度の測定は、乳酸濃度測定部25によって行うことができる。例えば、乳酸濃度測定部25によって、培養槽21の培養空間Sに存在する培養液(例えば、培養材料供給部22によって供給された培養液、培養液供給部24bによって供給された培養液、又は、これらの混合物)の一部が採取され、採取された培養液の一部における乳酸濃度が測定される。培養液の一部は、ビーズ堆積物の上側に存在する培養液から採取されることが好ましい。乳酸濃度測定部25によって測定された乳酸濃度に基づいて、培養槽21における接着性細胞の静置培養の継続又は終了を決定することが好ましい。このような決定は、制御部3によって行うことができる。乳酸濃度は、細胞量の指標となる。すなわち、乳酸濃度が高いほど、細胞量が多い。したがって、例えば、乳酸濃度が所定の基準値以上である場合には、接着性細胞の静置培養を終了し、乳酸濃度が所定の基準値未満である場合には、接着性細胞の静置培養を継続する。 The cell culture method according to the present embodiment is a step of measuring the lactic acid concentration in the culture solution existing in the culture tank 21 and determining the continuation or termination of the static culture of the adhesive cells based on the measured lactic acid concentration. It is preferable to further contain. The measurement of lactate concentration may be performed at any time during the period during which the adhesive cells are cultured. The lactic acid concentration can be measured, for example, in step (b). The lactic acid concentration can be measured by the lactic acid concentration measuring unit 25. For example, the culture solution existing in the culture space S of the culture tank 21 by the lactic acid concentration measuring unit 25 (for example, the culture solution supplied by the culture material supply unit 22, the culture solution supplied by the culture solution supply unit 24b, or A part of (a mixture of these) is collected, and the lactic acid concentration in a part of the collected culture medium is measured. Part of the culture broth is preferably taken from the culture broth present above the bead deposits. It is preferable to determine the continuation or termination of the static culture of the adhesive cells in the culture tank 21 based on the lactate concentration measured by the lactate concentration measuring unit 25. Such a determination can be made by the control unit 3. Lactic acid concentration is an index of cell mass. That is, the higher the lactic acid concentration, the larger the cell mass. Therefore, for example, when the lactic acid concentration is equal to or higher than the predetermined reference value, the static culture of the adhesive cells is terminated, and when the lactic acid concentration is less than the predetermined reference value, the static culture of the adhesive cells is terminated. To continue.

接着性細胞の静置培養が終了した後、ビーズから接着性細胞を剥離する細胞剥離工程、ビーズから剥離された接着性細胞を回収する細胞回収工程を行ってもよい。 After the static culture of the adhesive cells is completed, a cell detachment step of detaching the adhesive cells from the beads and a cell recovery step of collecting the adhesive cells detached from the beads may be performed.

細胞剥離工程では、細胞剥離液供給部26によって培養槽21の培養空間Sに細胞剥離液Pを供給することにより、ビーズから接着性細胞を剥離する。剥離効率を向上させるために、培養槽21の培養空間Sに存在する培養液を攪拌してもよい。培養液の攪拌は、例えば、培養槽21の培養空間Sから培養液を一時的に回収し、培養槽21の培養空間Sに再度供給することにより行うことができる。本実施形態において、培養槽21の培養空間Sからの培養液の一時的回収及び培養槽21の培養空間Sへの再供給は、培養液供給部24bによって行う。すなわち、培養液供給部24bが、培養槽21から培養液の一部を一時的に回収してタンク241bに貯留した後、培養槽21の培養空間Sに再度供給する。細胞剥離工程により、ビーズから接着性細胞が剥離され、培養液、接着性細胞及びビーズの混合物が形成される。形成された混合物において、接着性細胞は、ビーズとともに、培養液中に分散している。 In the cell detachment step, the cell detachment solution P is supplied to the culture space S of the culture tank 21 by the cell detachment solution supply unit 26 to detach the adhesive cells from the beads. In order to improve the peeling efficiency, the culture solution existing in the culture space S of the culture tank 21 may be stirred. The agitation of the culture solution can be performed, for example, by temporarily collecting the culture solution from the culture space S of the culture tank 21 and supplying the culture solution to the culture space S of the culture tank 21 again. In the present embodiment, the culture solution supply unit 24b temporarily collects the culture solution from the culture space S of the culture tank 21 and resupplys the culture solution to the culture space S of the culture tank 21. That is, the culture solution supply unit 24b temporarily collects a part of the culture solution from the culture tank 21 and stores it in the tank 241b, and then supplies it to the culture space S of the culture tank 21 again. The cell detachment step detaches the adherent cells from the beads to form a mixture of culture medium, adherent cells and beads. In the formed mixture, the adherent cells are dispersed in the culture medium together with the beads.

細胞回収工程では、培養液排出部24aによって、培養槽21の培養空間Sに存在する培養液が当該培養液中に分散している接着性細胞とともに培養槽21の培養空間Sから排出され、回収される。培養液の排出の際、培養槽21からのビーズの漏出は、開口部214に設けられているフィルタFによって防止される。 In the cell recovery step, the culture solution existing in the culture space S of the culture tank 21 is discharged from the culture space S of the culture tank 21 together with the adhesive cells dispersed in the culture solution by the culture solution discharge unit 24a, and is collected. Will be done. Leakage of beads from the culture tank 21 during discharge of the culture solution is prevented by a filter F provided in the opening 214.

〔参考例1〕
間葉系幹細胞であるHADSC−ヒト脂肪由来幹細胞(ロンザジャパン株式会社,カタログ番号PT−5006)を、接着性細胞として使用した。
[Reference Example 1]
HADSC-human adipose-derived stem cells (Lonza Japan Co., Ltd., Catalog No. PT-5006), which are mesenchymal stem cells, were used as adhesive cells.

接着性細胞の培養に適した培養液を作製して使用した。なお、培養に使用される前の培養液には、乳酸は含まれていない。 A culture medium suitable for culturing adhesive cells was prepared and used. The culture solution before being used for culturing does not contain lactic acid.

通常の平面培養に使用される12ウェルプレート(eppendolf社製,カタログ番号0030721110)を、培養容器として使用した。 A 12-well plate (manufactured by eppendolf, catalog number 0030721110) used for normal flat culture was used as a culture vessel.

接着性細胞の密度が1000個/cmとなるように、培養容器に接着性細胞を播種した。播種後、培養容器をインキュベータ内に静置し、5%CO濃度、温度37℃、及び湿度95%以上の条件下で接着性細胞を培養した。培養開始後、第1日目から第7日目まで細胞数の計数及び乳酸濃度の測定を行った。細胞数は、培養容器から細胞を剥離して回収し、細胞懸濁液に含まれる細胞の数を細胞計数盤にて計数した。乳酸濃度は、培養容器から培養液を回収し、高速液体クロマトグラフ質量分析計LCMS−8050(株式会社島津製作所)を使用して測定した。 Adhesive cells were seeded in the culture vessel so that the density of the adhesive cells was 1000 cells / cm 2. After seeding, the culture vessel was allowed to stand in an incubator , and the adhesive cells were cultured under the conditions of 5% CO 2 concentration, temperature 37 ° C., and humidity 95% or higher. After the start of culturing, the number of cells was counted and the lactic acid concentration was measured from the 1st day to the 7th day. The number of cells was collected by peeling the cells from the culture vessel, and the number of cells contained in the cell suspension was counted by a cell counter. The lactic acid concentration was measured by collecting the culture broth from the culture vessel and using a high performance liquid chromatograph mass spectrometer LCMS-8050 (Shimadzu Corporation).

接着性細胞の密度が3000個/cmである場合及び接着性細胞の密度が6000個/cmである場合についても、接着性細胞の密度が1000個/cmである場合と同様にして、接着性細胞の培養、細胞数の計測及び乳酸濃度の測定を行った。 When the density of adhesive cells is 3000 cells / cm 2 and the density of adhesive cells is 6000 cells / cm 2 , the same as when the density of adhesive cells is 1000 cells / cm 2. , Adhesive cells were cultured, the number of cells was measured, and the lactic acid concentration was measured.

測定結果を図5に示す。図5中、乳酸濃度は、株式会社島津製作所による、LC/MS/MSメソッドパッケージ 細胞培養プロファイリングに基づき、2−イソプロピルリンゴ酸を内部標準として使用した、内部標準法で表される。内部標準法とは、目的成分と内部標準物質とのピーク面積比及び濃度比の関係を基に、目的成分の濃度を求める定量方法である。 The measurement results are shown in FIG. In FIG. 5, the lactic acid concentration is represented by an internal standard method using 2-isopropylmalic acid as an internal standard based on LC / MS / MS method package cell culture profiling by Shimadzu Corporation. The internal standard method is a quantitative method for determining the concentration of a target component based on the relationship between the peak area ratio and the concentration ratio of the target component and the internal standard substance.

図5に示すように、細胞数と乳酸濃度との間には相関関係が存在する。培養液に含まれる乳酸は、細胞から分泌された細胞代謝物である。したがって、培養液に含まれる乳酸の濃度を測定することにより、細胞数を推量することができる。 As shown in FIG. 5, there is a correlation between the number of cells and the lactate concentration. Lactic acid contained in the culture medium is a cell metabolite secreted from cells. Therefore, the number of cells can be estimated by measuring the concentration of lactic acid contained in the culture medium.

〔試験例1〕
間葉系幹細胞であるHADSC−ヒト脂肪由来幹細胞(ロンザジャパン株式会社,カタログ番号PT−5006)を、接着性細胞として使用した。
[Test Example 1]
HADSC-human adipose-derived stem cells (Lonza Japan Co., Ltd., Catalog No. PT-5006), which are mesenchymal stem cells, were used as adhesive cells.

接着性細胞の培養に適した培養液を作製して使用した。なお、培養に使用される前の培養液には、乳酸は含まれていない。 A culture medium suitable for culturing adhesive cells was prepared and used. The culture solution before being used for culturing does not contain lactic acid.

直径3mmのビーズを、接着性細胞を培養するための担体として使用した。直径3mmのビーズとして、射出成型後、酸素プラズマを用いて表面を親水化処理することにより作製した球形ポリスチレンビーズを使用した。なお、位相差顕微鏡を使用してビーズを観察し、真上から撮影されたビーズの面積を数値化し、ビーズが真球であると仮定して、数値化された面積の値から、ビーズの直径を算出した。なお、ポリスチレンビーズの比重は、1.04程度である。 Beads with a diameter of 3 mm were used as a carrier for culturing adhesive cells. As the beads having a diameter of 3 mm, spherical polystyrene beads prepared by hydrophilizing the surface with oxygen plasma after injection molding were used. The beads are observed using a phase-contrast microscope, the area of the beads taken from directly above is quantified, and assuming that the beads are true spheres, the diameter of the beads is calculated from the quantified area value. Was calculated. The specific gravity of polystyrene beads is about 1.04.

10mLピペット(コーニングインターナショナル株式会社,カタログ番号357551)を培養槽として使用した。10mLピペットは、その先端開口部に、シリコーンチューブを介して、10mLディスポーザブルシリンジ(テルモ株式会社,カタログ番号SS−10ESZ)を接続して使用した。 A 10 mL pipette (Corning International Co., Ltd., Catalog No. 357551) was used as a culture tank. A 10 mL pipette was used by connecting a 10 mL disposable syringe (Terumo Corporation, Catalog No. SS-10ESZ) to the opening at the tip thereof via a silicone tube.

培養槽に、培養液10mL、接着性細胞2.1×10個、直径3mmのビーズ176個を収容した後、静置してビーズ堆積物を形成した。培養槽への培養液及び接着性細胞の導入は、シリンジ及びチューブを介して行った。すなわち、培養液及び接着性細胞を収容したシリンジを、シリコーンチューブを介して、10mLピペットに接続し、培養槽への培養液及び接着性細胞の導入を行った。培養液の高さは319mmであり、ビーズ堆積物の厚みは130mmであり、ビーズ堆積物の層数は43.3層であった。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚み(130mm)をビーズの直径(3mm)で割ることにより算出した。 After accommodating 10 mL of the culture solution, 2.1 × 10 5 adhesive cells, and 176 beads having a diameter of 3 mm in the culture tank, the cells were allowed to stand to form bead deposits. The culture solution and adhesive cells were introduced into the culture tank via a syringe and a tube. That is, the syringe containing the culture solution and the adhesive cells was connected to the 10 mL pipette via the silicone tube, and the culture solution and the adhesive cells were introduced into the culture tank. The height of the culture solution was 319 mm, the thickness of the bead deposit was 130 mm, and the number of layers of the bead deposit was 43.3 layers. The number of layers of the bead deposit was calculated by dividing the thickness of the bead deposit (130 mm) by the diameter of the beads (3 mm).

培養槽をそのまま静置してビーズ堆積物が形成されている状態を維持しながら、接着性細胞の培養を行った。培養中、培養液の撹拌は行わなかった。接着性細胞の培養は96時間行った。 Adhesive cells were cultured while the culture tank was allowed to stand as it was to maintain the state in which bead deposits were formed. During the culture, the culture solution was not stirred. Adhesive cells were cultured for 96 hours.

接着性細胞の培養後、ビーズ堆積物の下層側から順に1mLずつ合計8回、ピペットの先端開口部に接続したシリンジによって培養液を吸引、採取した。ビーズ堆積物の下層側から順に1mLずつ合計8回採取された培養液を、それぞれ、第1領域〜第8領域の培養液という。第1領域の培養液は最も下層側に位置し、第8領域の培養液は最も上層側に位置する。第1領域〜第8領域の培養液における乳酸濃度を高速液体クロマトグラフ質量分析計LCMS−8050(株式会社島津製作所)を使用して測定した。測定結果を表1に示す。表1中、乳酸濃度は、株式会社島津製作所による、LC/MS/MSメソッドパッケージ 細胞培養プロファイリングに基づき、2−イソプロピルリンゴ酸を内部標準として使用した、内部標準法で表される。内部標準法とは、目的成分と内部標準物質とのピーク面積比及び濃度比の関係を基に、目的成分の濃度を求める定量方法である。 After culturing the adhesive cells, the culture solution was aspirated and collected from the lower layer side of the bead deposit, 1 mL each, 8 times in total with a syringe connected to the tip opening of the pipette. The culture broth collected 8 times in total, 1 mL each from the lower layer side of the bead deposit, is referred to as the culture broth of the 1st to 8th regions, respectively. The culture solution in the first region is located on the lowermost layer side, and the culture solution in the eighth region is located on the uppermost layer side. The lactic acid concentration in the culture broths in the 1st to 8th regions was measured using a high performance liquid chromatograph mass spectrometer LCMS-8050 (Shimadzu Corporation). The measurement results are shown in Table 1. In Table 1, the lactic acid concentration is represented by an internal standard method using 2-isopropylmalic acid as an internal standard based on LC / MS / MS method package cell culture profiling by Shimadzu Corporation. The internal standard method is a quantitative method for determining the concentration of a target component based on the relationship between the peak area ratio and the concentration ratio of the target component and the internal standard substance.

Figure 2021065186
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表1に示すように、ビーズ堆積物の下層側ほど、乳酸濃度が増加する傾向が観察された。以上の結果から、ビーズ堆積物の下層側ほど、細胞により産生された老廃物である乳酸が拡散せずに細胞の周囲に滞留していることがわかる。 As shown in Table 1, it was observed that the lactic acid concentration tended to increase toward the lower layer side of the bead deposit. From the above results, it can be seen that lactic acid, which is a waste product produced by the cells, stays around the cells without diffusing toward the lower layer side of the bead deposit.

〔試験例2〕
間葉系幹細胞であるHADSC−ヒト脂肪由来幹細胞(ロンザジャパン株式会社,カタログ番号PT−5006)を、接着性細胞として使用した。
[Test Example 2]
HADSC-human adipose-derived stem cells (Lonza Japan Co., Ltd., Catalog No. PT-5006), which are mesenchymal stem cells, were used as adhesive cells.

接着性細胞の培養に適した培養液を作製して使用した。なお、培養に使用される前の培養液には、乳酸は含まれていない。 A culture medium suitable for culturing adhesive cells was prepared and used. The culture solution before being used for culturing does not contain lactic acid.

直径0.250mmのビーズを、接着性細胞を培養するための担体として使用した。直径0.250mmのビーズとして、変性コラーゲンでコーティングされた可溶性マイクロキャリア(コーニングインターナショナル株式会社,カタログ番号4979)を使用した。なお、位相差顕微鏡を使用してビーズを観察し、真上から撮影されたビーズの面積を数値化し、ビーズが真球であると仮定して、数値化された面積の値から、ビーズの直径を算出した。 Beads with a diameter of 0.250 mm were used as a carrier for culturing adhesive cells. Soluble microcarriers coated with denatured collagen (Corning International, Inc., Catalog No. 4979) were used as beads with a diameter of 0.250 mm. The beads are observed using a phase-contrast microscope, the area of the beads taken from directly above is quantified, and assuming that the beads are true spheres, the diameter of the beads is calculated from the quantified area value. Was calculated.

培養槽として、12ウェルプレート(eppendolf社製,カタログ番号0030721110)、24ウェルプレート(eppendolf社製,カタログ番号0030722019)、48ウェルプレート(eppendolf社製,カタログ番号0030723112)及び96ウェルプレート(eppendolf社製,カタログ番号0030502345)を使用した。 As culture tanks, a 12-well plate (manufactured by eppendolf, catalog number 0030721110), a 24-well plate (manufactured by eppendolf, catalog number 0030722019), a 48-well plate (manufactured by eppendolf, catalog number 0030723112) and a 96-well plate (manufactured by eppendolf). , Catalog number 0030502345) was used.

各培養槽に、培養液1mL、接着性細胞6.7×10個、直径0.250mmのビーズ3.4×10個を収容した後、静置してビーズ堆積物を形成した。 Each culture vessel, the culture solution 1 mL, 4 adherent cells 6.7 × 10, after receiving the four beads 3.4 × 10 diameter 0.250 mm, to form a bead deposit on standing.

培養槽として12ウェルプレートを使用した場合、培養液の高さは2.6mmであり、ビーズ堆積物の厚みは1.1mmであった。ビーズ堆積物の層数は4.4層であった。ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚み(1.1mm)をビーズの直径(0.250mm)で割ることにより算出した。 When a 12-well plate was used as the culture tank, the height of the culture solution was 2.6 mm and the thickness of the bead deposit was 1.1 mm. The number of bead deposits was 4.4. The number of layers of bead deposits was calculated by dividing the thickness of the bead deposits (1.1 mm) by the diameter of the beads (0.250 mm).

培養槽として24ウェルプレートを使用した場合、培養液の高さは4.8mmであり、ビーズ堆積物の厚みは2.1mmであった。ビーズ堆積物の層数は8.3層であった。ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚み(2.1mm)をビーズの直径(0.250mm)で割ることにより算出した。 When a 24-well plate was used as the culture tank, the height of the culture solution was 4.8 mm and the thickness of the bead deposit was 2.1 mm. The number of bead deposits was 8.3. The number of layers of bead deposits was calculated by dividing the thickness of the bead deposits (2.1 mm) by the diameter of the beads (0.250 mm).

培養槽として48ウェルプレートを使用した場合、培養液の高さは11.7mmであり、ビーズ堆積物の厚みは5.1mmであった。ビーズ堆積物の層数は20.3層であった。ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚み(5.1mm)をビーズの直径(0.250mm)で割ることにより算出した。 When a 48-well plate was used as the culture tank, the height of the culture solution was 11.7 mm and the thickness of the bead deposit was 5.1 mm. The number of bead deposits was 20.3. The number of layers of bead deposits was calculated by dividing the thickness of the bead deposits (5.1 mm) by the diameter of the beads (0.250 mm).

培養槽として96ウェルプレートを使用した場合、培養液の高さは35.4mmであり、ビーズ堆積物の厚みは15.4mmであった。ビーズ堆積物の層数は61.4層であった。ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚み(15.4mm)をビーズの直径(0.250mm)で割ることにより算出した。 When a 96-well plate was used as the culture tank, the height of the culture solution was 35.4 mm and the thickness of the bead deposit was 15.4 mm. The number of bead deposits was 61.4. The number of layers of bead deposits was calculated by dividing the thickness of the bead deposits (15.4 mm) by the diameter of the beads (0.250 mm).

培養槽をそのまま静置してビーズ堆積物が形成されている状態を維持しながら、接着性細胞の培養を行った。培養中、培養液の撹拌は行わなかった。接着性細胞の培養は8日間行った。 Adhesive cells were cultured while the culture tank was allowed to stand as it was to maintain the state in which bead deposits were formed. During the culture, the culture solution was not stirred. Adhesive cells were cultured for 8 days.

接着性細胞の培養後、各培養槽から経時的に培養液(ビーズ堆積物の上側に存在する培養液の一部)を採取し、各培養液における乳酸濃度を高速液体クロマトグラフ質量分析計LCMS−8050(株式会社島津製作所)を使用して測定した。測定結果を表2に示す。表2中、乳酸濃度は、株式会社島津製作所による、LC/MS/MSメソッドパッケージ 細胞培養プロファイリングに基づき、2−イソプロピルリンゴ酸を内部標準として使用した、内部標準法で表される。内部標準法とは、目的成分と内部標準物質とのピーク面積比及び濃度比の関係を基に、目的成分の濃度を求める定量方法である。表2には、培養槽として12ウェルプレートを使用し、直径0.250mmのビーズを使用せずに接着性細胞の培養を行った場合(以下「平面培養」という)の測定結果も合わせて示す。 After culturing the adherent cells, a culture solution (a part of the culture solution existing above the bead deposit) is collected from each culture tank over time, and the lactic acid concentration in each culture solution is measured by a high-performance liquid chromatograph mass spectrometer LCMS. It was measured using -8050 (Shimadzu Seisakusho Co., Ltd.). The measurement results are shown in Table 2. In Table 2, the lactic acid concentration is represented by an internal standard method using 2-isopropylmalic acid as an internal standard based on LC / MS / MS method package cell culture profiling by Shimadzu Corporation. The internal standard method is a quantitative method for determining the concentration of a target component based on the relationship between the peak area ratio and the concentration ratio of the target component and the internal standard substance. Table 2 also shows the measurement results when a 12-well plate was used as the culture tank and the adhesive cells were cultured without using beads having a diameter of 0.250 mm (hereinafter referred to as "planar culture"). ..

Figure 2021065186
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表2に示すように、ビーズ堆積物の層数が増加するほど、乳酸濃度が減少する傾向が観察された。以上の結果から、ビーズ堆積物の層数が増加するほど、老廃物が滞留することで、細胞増殖性能が低下することがわかる。 As shown in Table 2, it was observed that the lactic acid concentration tended to decrease as the number of layers of the bead deposits increased. From the above results, it can be seen that as the number of layers of bead deposits increases, the accumulation of waste products lowers the cell proliferation performance.

〔実施例1〜4及び比較例1〕
間葉系幹細胞であるHADSC−ヒト脂肪由来幹細胞(ロンザジャパン株式会社,カタログ番号PT−5006)を、接着性細胞として使用した。
[Examples 1 to 4 and Comparative Example 1]
HADSC-human adipose-derived stem cells (Lonza Japan Co., Ltd., Catalog No. PT-5006), which are mesenchymal stem cells, were used as adhesive cells.

Cellartis(商標)MSC Xeno−Free Culture Medium(タカラバイオ株式会社製,カタログ番号Y50200)を、接着性細胞を培養するための培養液として使用した。 Cellartis ™ MSC Xeno-Free Culture Medium (manufactured by Takara Bio Inc., Catalog No. Y50200) was used as a culture medium for culturing adherent cells.

直径0.250mm(比較例1)、直径0.789mm(実施例1)、直径1.588mm(実施例2)、直径3.175mm(実施例3)及び直径4.763mm(実施例4)の5種類のビーズを、接着性細胞を培養するための担体として使用した。直径0.250mmのビーズに関しては、変性コラーゲンでコーティングされた可溶性マイクロキャリア(コーニングインターナショナル株式会社,カタログ番号4979)を使用した。その他の4種類のビーズに関しては、アクリルビーズ(株式会社ヒューマニティ)の表面をビトロネクチン−N(ThermoFisher SCIENTIFIC,カタログ番号A14700)でコーティングして使用した。ビトロネクチン−Nのコーティングはプロトコル通りに実施した(DPBSで100倍希釈した後、アクリルビーズを浸漬させ、室温で1時間静置した後、洗浄及び乾燥を行わずに使用)。なお、位相差顕微鏡を使用してビーズを観察し、真上から撮影されたビーズの面積を数値化し、ビーズが真球であると仮定して、数値化された面積の値から、ビーズの直径を算出した。 Diameter 0.250 mm (Comparative Example 1), Diameter 0.789 mm (Example 1), Diameter 1.588 mm (Example 2), Diameter 3.175 mm (Example 3) and Diameter 4.763 mm (Example 4). Five types of beads were used as carriers for culturing adhesive cells. For beads with a diameter of 0.250 mm, soluble microcarriers coated with denatured collagen (Corning International, Inc., Catalog No. 4979) were used. Regarding the other four types of beads, the surface of acrylic beads (Humanity Co., Ltd.) was coated with Vitronectin-N (Thermo Fisher SCIENTIFIC, Catalog No. A14700) and used. The coating of vitronectin-N was carried out according to the protocol (after diluting 100 times with DPBS, the acrylic beads were immersed, allowed to stand at room temperature for 1 hour, and then used without washing and drying). The beads are observed using a phase-contrast microscope, the area of the beads taken from directly above is quantified, and assuming that the beads are true spheres, the diameter of the beads is calculated from the quantified area value. Was calculated.

10mLピペット(コーニングインターナショナル株式会社,カタログ番号357551)の先端開口部を熱によって閉じ、培養槽として使用した。 The tip opening of a 10 mL pipette (Corning International Co., Ltd., Catalog No. 357551) was closed by heat and used as a culture tank.

広めの平面を有する容器にビーズを1〜2層積層した後、培養液に懸濁した接着性細胞を導入した。導入後、容器を5%CO濃度、温度37℃、及び湿度95%以上のインキュベータ内に一晩静置し、ビーズに接着性細胞を初期接着させた。この際、各ビーズに関し、ビーズの単位表面積あたりの導入細胞数が同一となるようにビーズ量及び細胞数を調整した。 After stacking one or two layers of beads in a container having a wide flat surface, adhesive cells suspended in a culture medium were introduced. After introduction, the container was allowed to stand overnight in an incubator having a 5% CO 2 concentration, a temperature of 37 ° C., and a humidity of 95% or more, and adhesive cells were initially adhered to the beads. At this time, for each bead, the amount of beads and the number of cells were adjusted so that the number of introduced cells per unit surface area of the beads was the same.

第1日目において、培養槽に培養液及び初期接着済みビーズを導入した後、静置してビーズ堆積物を形成した。 On the first day, after introducing the culture solution and the initially adhered beads into the culture tank, the beads were allowed to stand to form bead deposits.

培養液の導入量は、導入するビーズの直径及び個数により算出された培養面積(ビーズの総表面積)で平面培養すると仮定した時に、培養液の厚みが2mmとなる量(すなわち、培養液の導入量(μL)=培養面積(mm)×2mm)に調整した。ビーズ堆積物は、培養液に確実に浸漬される。 The amount of the culture solution introduced is such that the thickness of the culture solution is 2 mm (that is, the introduction of the culture solution) assuming that the culture is flat-cultured with the culture area (total surface area of the beads) calculated from the diameter and number of the beads to be introduced. The amount (μL) = culture area (mm 2 ) × 2 mm) was adjusted. The bead deposits are reliably immersed in the culture medium.

直径0.250mmのビーズの導入量は、ビーズ堆積物の層数が2.6層、7.8層、15.6層又は23.5層となるように調整した。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚みをビーズの直径(0.250mm)で割ることにより算出される。 The amount of beads introduced with a diameter of 0.250 mm was adjusted so that the number of bead deposits was 2.6, 7.8, 15.6, or 23.5. The number of layers of the bead deposit is calculated by dividing the thickness of the bead deposit by the diameter of the beads (0.250 mm).

直径0.789mmのビーズの導入量は、ビーズ堆積物の層数が2.6層、7.8層、15.6層又は23.5層となるように調整した。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚みをビーズの直径(0.789mm)で割ることにより算出される。 The amount of beads introduced with a diameter of 0.789 mm was adjusted so that the number of bead deposits was 2.6, 7.8, 15.6, or 23.5. The number of layers of the bead deposit is calculated by dividing the thickness of the bead deposit by the diameter of the beads (0.789 mm).

直径1.588mmのビーズの導入量は、ビーズ堆積物の層数が2.6層、7.8層、15.6層又は23.5層となるように調整した。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚みをビーズの直径(1.588mm)で割ることにより算出される。 The amount of beads introduced with a diameter of 1.588 mm was adjusted so that the number of bead deposits was 2.6, 7.8, 15.6, or 23.5. The number of layers of the bead deposit is calculated by dividing the thickness of the bead deposit by the diameter of the beads (1.588 mm).

直径3.175mmのビーズの導入量は、ビーズ堆積物の層数が2.6層又は7.8層となるように調整した。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚みをビーズの直径(3.175mm)で割ることにより算出される。 The amount of beads introduced with a diameter of 3.175 mm was adjusted so that the number of bead deposits was 2.6 or 7.8. The number of layers of the bead deposit is calculated by dividing the thickness of the bead deposit by the diameter of the beads (3.175 mm).

直径4.763mmのビーズの導入量は、ビーズ堆積物の層数が2.6層又は7.8層となるように調整した。なお、ビーズ堆積物の層数は、ビーズ堆積物の厚みをビーズの直径(4.763mm)で割ることにより算出される。 The amount of beads introduced with a diameter of 4.763 mm was adjusted so that the number of bead deposits was 2.6 or 7.8. The number of layers of the bead deposit is calculated by dividing the thickness of the bead deposit by the diameter of the beads (4.763 mm).

ビーズ堆積物の形成後、培養槽を、5%CO濃度及び温度37℃、湿度95%以上のインキュベータ内に静置して培養を開始し、第4日目において、細胞増殖性(細胞生産性)の比較を行なった。 After the formation of the bead deposits, the culture tank was allowed to stand in an incubator having a 5% CO 2 concentration, a temperature of 37 ° C., and a humidity of 95% or more to start culturing. Gender) was compared.

細胞増殖性(細胞生産性)を比較するため、それぞれの培養槽から培養液の一部(ビーズ堆積物の上側に存在する培養液の一部)を採集し、乳酸濃度の測定を、LCMS−8050(島津製作所)を用いて行なった。それぞれのビーズにおいて、ビーズ堆積物の層数が2.6層である場合の乳酸濃度を基準として、それ以外の層数の場合の乳酸濃度の標準化を行った。 In order to compare cell proliferation (cell productivity), a part of the culture solution (a part of the culture solution existing above the bead deposit) was collected from each culture tank, and the lactic acid concentration was measured by LCMS-. This was performed using 8050 (Shimadzu Corporation). For each bead, the lactic acid concentration when the number of layers of the bead deposit was 2.6 was used as a reference, and the lactic acid concentration was standardized when the number of layers was other than that.

測定結果を表3に示す。表3中、乳酸濃度は、株式会社島津製作所による、LC/MS/MSメソッドパッケージ 細胞培養プロファイリングに基づき、2−イソプロピルリンゴ酸を内部標準として使用した、内部標準法で表される。内部標準法とは、目的成分と内部標準物質とのピーク面積比及び濃度比の関係を基に、目的成分の濃度を求める定量方法である。 The measurement results are shown in Table 3. In Table 3, the lactic acid concentration is represented by an internal standard method using 2-isopropylmalic acid as an internal standard based on LC / MS / MS method package cell culture profiling by Shimadzu Corporation. The internal standard method is a quantitative method for determining the concentration of a target component based on the relationship between the peak area ratio and the concentration ratio of the target component and the internal standard substance.

Figure 2021065186
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直径0.250mmのビーズを使用する場合(比較例1)、ビーズ堆積物の層数が2.6層を超えると、ビーズ堆積物の層数が2.6層である場合の乳酸濃度を基準として、80%以上の乳酸濃度を実現することはできなかった(すなわち、所望の細胞増殖性を実現することができなかった)。直径0.250mmのビーズを使用する場合(比較例1)、ビーズ堆積物の層数が2.6層を超えると、ビーズ堆積物中において生じる栄養枯渇、老廃物滞留等の影響が大きいため、ビーズ堆積物の層数が2.6層である場合の乳酸濃度を基準として、80%以上の乳酸濃度を実現することができなかったと考えられる。これに対して、直径0.789mm、1.588mm、3.175mm及び4.763mmのビーズを使用する場合(実施例1〜4)、ビーズ堆積物の層数が2.6層を超えても、ビーズ堆積物の層数が2.6層である場合の乳酸濃度を基準として、80%以上の乳酸濃度を実現することができた(すなわち、所望の細胞増殖性を実現することができた)。直径0.789mm、1.588mm、3.175mm及び4.763mmのビーズを使用する場合(実施例1〜4)、ビーズ堆積物中において生じる栄養枯渇、老廃物滞留等の影響が小さいため、ビーズ堆積物の層数が2.6層である場合の乳酸濃度を基準として、80%以上の乳酸濃度を実現することができたと考えられる。 When beads with a diameter of 0.250 mm are used (Comparative Example 1), when the number of layers of the bead deposit exceeds 2.6, the lactic acid concentration when the number of layers of the bead deposit is 2.6 is used as a reference. As a result, it was not possible to achieve a lactate concentration of 80% or more (that is, the desired cell proliferation could not be achieved). When beads with a diameter of 0.250 mm are used (Comparative Example 1), if the number of beads deposits exceeds 2.6, the effects of nutrient depletion, waste retention, etc. that occur in the bead deposits are large. It is probable that a lactic acid concentration of 80% or more could not be achieved based on the lactic acid concentration when the number of bead deposits was 2.6. On the other hand, when beads having a diameter of 0.789 mm, 1.588 mm, 3.175 mm and 4.763 mm are used (Examples 1 to 4), even if the number of beads deposits exceeds 2.6 layers. The lactic acid concentration of 80% or more could be achieved based on the lactic acid concentration when the number of layers of the bead deposit was 2.6 (that is, the desired cell proliferation was achieved). ). When beads having a diameter of 0.789 mm, 1.588 mm, 3.175 mm and 4.763 mm are used (Examples 1 to 4), the effects of nutrient depletion, waste retention, etc. that occur in the bead deposits are small, so the beads It is considered that 80% or more of the lactic acid concentration could be achieved based on the lactic acid concentration when the number of layers of the sediment was 2.6.

Claims (16)

接着性細胞を静置培養する培養部と、前記培養部の動作を制御する制御部とを備える細胞培養装置であって、
前記培養部は、
培養槽と、
前記培養槽に第1材料を供給する第1材料供給部と、
前記培養槽に第2材料を供給する第2材料供給部と、
前記培養槽に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理を行う培養液給排部と、
を備え、
前記第1材料は、培養液及び接着性細胞を含み、
前記第2材料は、前記接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含み、
前記培養槽の底壁部には、開口部が形成されており、
前記培養液給排部は、前記開口部を通じて、前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理を行い、
前記制御部は、前記第1材料供給部及び前記第2材料供給部によって前記第1材料及び前記第2材料が前記培養槽に供給され、次いで、前記培養槽内において、前記接着性細胞が、前記直径0.7mm以上のビーズを含むビーズ堆積物に接着した状態で静置培養され、前記静置培養中に、前記ビーズ堆積物が維持されながら、前記培養液給排部によって前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理が行われるように、前記培養部の動作を制御する、前記細胞培養装置。
A cell culture device including a culture unit for statically culturing adhesive cells and a control unit for controlling the operation of the culture unit.
The culture section
Incubator and
A first material supply unit that supplies the first material to the culture tank,
A second material supply unit that supplies the second material to the culture tank,
A culture solution supply / discharge unit that performs a culture solution supply process and / or a culture solution discharge process to the culture tank.
With
The first material contains a culture medium and adhesive cells.
The second material comprises beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adhesive cells can adhere.
An opening is formed in the bottom wall of the culture tank.
The culture solution supply / discharge unit performs the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process through the opening.
In the control unit, the first material and the second material are supplied to the culture tank by the first material supply unit and the second material supply unit, and then, in the culture tank, the adhesive cells are subjected to. The culture solution was statically cultured in a state of being adhered to the bead deposit containing beads having a diameter of 0.7 mm or more, and the culture solution was supplied by the culture solution supply / discharge unit while the bead deposit was maintained during the static culture. The cell culture apparatus that controls the operation of the culture unit so that the treatment and / or the culture solution discharge treatment is performed.
接着性細胞を静置培養する培養部と、前記培養部の動作を制御する制御部とを備える細胞培養装置であって、
前記培養部は、
培養槽と、
前記培養槽に第1材料を供給する第1材料供給部と、
前記培養槽に収容されたビーズ堆積物と、
前記培養槽に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理を行う培養液給排部と、
を備え、
前記第1材料は、培養液及び接着性細胞を含み、
前記ビーズ堆積物は、前記接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含み、
前記培養槽の底壁部には、開口部が形成されており、
前記培養液給排部は、前記開口部を通じて、前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理を行い、
前記制御部は、前記第1材料供給部によって前記第1材料が前記培養槽に供給され、次いで、前記培養槽内において、前記接着性細胞が、前記ビーズ堆積物に接着した状態で静置培養され、前記静置培養中に、前記ビーズ堆積物が維持されながら、前記培養液給排部によって前記培養液供給処理及び/又は前記培養液排出処理が行われるように、前記培養部の動作を制御する、前記細胞培養装置。
A cell culture device including a culture unit for statically culturing adhesive cells and a control unit for controlling the operation of the culture unit.
The culture section
Incubator and
A first material supply unit that supplies the first material to the culture tank,
The bead deposits housed in the culture tank and
A culture solution supply / discharge unit that performs a culture solution supply process and / or a culture solution discharge process to the culture tank.
With
The first material contains a culture medium and adhesive cells.
The bead deposit comprises beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adhesive cells can adhere.
An opening is formed in the bottom wall of the culture tank.
The culture solution supply / discharge unit performs the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process through the opening.
In the control unit, the first material is supplied to the culture tank by the first material supply unit, and then the adherent cells are statically cultured in the culture tank in a state of being adhered to the bead deposit. Then, during the static culture, the operation of the culture unit is performed so that the culture solution supply process and / or the culture solution discharge process is performed by the culture solution supply / discharge unit while the bead deposit is maintained. The cell culture apparatus to be controlled.
前記ビーズ堆積物の厚みが前記ビーズの直径の3倍以上である、請求項1又は2に記載の細胞培養装置。 The cell culture apparatus according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the bead deposit is three times or more the diameter of the beads. 前記ビーズの直径が5mm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 The cell culture apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the beads have a diameter of 5 mm or less. 前記制御部が、前記培養液供給処理における液面の上昇速度及び/又は前記培養液排出処理における液面の下降速度が30mm/分以下となるように、前記培養液給排部の動作を制御する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 The control unit controls the operation of the culture solution supply / discharge unit so that the rate of increase in the liquid level in the culture solution supply process and / or the rate of decrease in the liquid level in the culture solution discharge process is 30 mm / min or less. The cell culture apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記培養槽の周壁部が前記底壁部の開口部に向けて傾斜している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 The cell culture apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the peripheral wall portion of the culture tank is inclined toward the opening of the bottom wall portion. 前記開口部に、前記培養槽からの前記ビーズの漏出を防止するフィルタが設けられている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 The cell culture apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a filter for preventing leakage of the beads from the culture tank is provided in the opening. 前記制御部が、前記第1材料供給部によって前記第1材料が前記ビーズ堆積物の上部が露出する量で供給され、次いで、前記接着性細胞が前記ビーズ堆積物に接着するための一定時間経過後に、前記ビーズ堆積物が維持されながら、前記培養液給排部によって前記培養液が前記ビーズ堆積物の上部が露出しない量で供給され、次いで、前記培養槽内において、前記接着性細胞が、前記ビーズ堆積物に接着した状態で静置培養されるように、前記培養部の動作を制御する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 The control unit is supplied with the first material in an amount that exposes the upper part of the bead deposit by the first material supply unit, and then a certain period of time elapses for the adhesive cells to adhere to the bead deposit. Later, while the bead deposits were maintained, the culture broth was supplied in an amount such that the upper part of the bead deposits was not exposed by the culture broth supply / discharge unit, and then the adhesive cells were transferred in the culture tank. The cell culture apparatus according to any one of claims 1 to 7, which controls the operation of the culture unit so that the cell culture unit is statically cultured in a state of being adhered to the bead deposit. 前記培養部が、前記培養槽に存在する培養液における乳酸濃度を測定する乳酸濃度測定部をさらに備え、
前記制御部が、前記乳酸濃度測定部によって測定された乳酸濃度に基づいて、前記接着性細胞の静置培養の継続又は終了を決定する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の細胞培養装置。
The culture unit further includes a lactic acid concentration measuring unit for measuring the lactic acid concentration in the culture solution existing in the culture tank.
The cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit determines the continuation or termination of the static culture of the adhesive cell based on the lactate concentration measured by the lactate concentration measuring unit. Culture device.
下記工程:
(a)接着性細胞と、培養液と、ビーズ堆積物とを収容する培養槽を準備する工程;及び
(b)前記培養槽内において、前記接着性細胞を前記ビーズ堆積物に接着させた状態で静置培養する工程
を含む、細胞培養方法であって、
前記ビーズ堆積物が、前記接着性細胞が接着可能な表面を有する直径0.7mm以上のビーズを含み、
前記培養槽の底壁部には、開口部が形成されており、
前記静置培養中に、前記ビーズ堆積物が維持されながら、前記開口部を通じて、前記培養槽に対して培養液供給処理及び/又は培養液排出処理が行われる、前記細胞培養方法。
The following process:
(A) A step of preparing a culture tank containing an adhesive cell, a culture solution, and a bead deposit; and (b) a state in which the adhesive cell is adhered to the bead deposit in the culture tank. It is a cell culture method including a step of statically culturing in.
The bead deposit comprises beads having a diameter of 0.7 mm or more having a surface to which the adhesive cells can adhere.
An opening is formed in the bottom wall of the culture tank.
The cell culture method in which a culture solution supply process and / or a culture solution discharge process is performed on the culture tank through the opening while the bead deposit is maintained during the static culture.
前記ビーズ堆積物の厚みが前記ビーズの直径の3倍以上である、請求項10に記載の細胞培養方法。 The cell culture method according to claim 10, wherein the thickness of the bead deposit is three times or more the diameter of the beads. 前記ビーズの直径が5mm以下である、請求項10又は11に記載の細胞培養方法。 The cell culture method according to claim 10 or 11, wherein the beads have a diameter of 5 mm or less. 前記培養液供給処理における液面の上昇速度及び/又は前記培養液排出処理における液面の下降速度が30mm/分以下である、請求項10〜12のいずれか一項に記載の細胞培養方法。 The cell culture method according to any one of claims 10 to 12, wherein the rate of increase in the liquid level in the culture solution supply process and / or the rate of decrease in the liquid level in the culture solution discharge process is 30 mm / min or less. 前記開口部に、前記培養槽からの前記ビーズの漏出を防止するフィルタが設けられている、請求項10〜13のいずれか一項に記載の細胞培養方法。 The cell culture method according to any one of claims 10 to 13, wherein a filter for preventing leakage of the beads from the culture tank is provided at the opening. 工程(a)において、前記培養液の一部を前記ビーズ堆積物の上部が露出する量で供給し、次いで、前記接着性細胞が前記ビーズ堆積物に接着するための一定時間経過後に、前記ビーズ堆積物を維持しながら、前記培養液の残部を前記ビーズ堆積物の上部が露出しない量で供給することにより、前記接着性細胞と、前記培養液と、前記ビーズ堆積物とを収容する前記培養槽を準備する、請求項10〜14のいずれか一項に記載の細胞培養方法。 In step (a), a part of the culture solution is supplied in an amount that exposes the upper part of the bead deposit, and then after a certain period of time for the adhesive cells to adhere to the bead deposit, the bead The culture containing the adherent cells, the culture solution, and the bead deposit by supplying the rest of the culture solution in an amount that does not expose the upper part of the bead deposit while maintaining the deposit. The cell culture method according to any one of claims 10 to 14, wherein a tank is prepared. 前記培養槽に存在する培養液における乳酸濃度を測定し、測定された乳酸濃度に基づいて、前記接着性細胞の静置培養の継続又は終了を決定する工程をさらに含む、請求項10〜15のいずれか一項に記載の細胞培養方法。 10.15 of claims 10 to 15, further comprising a step of measuring the lactic acid concentration in the culture solution existing in the culture tank and determining the continuation or termination of the static culture of the adhesive cells based on the measured lactic acid concentration. The cell culture method according to any one of the above.
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