JP4274859B2

JP4274859B2 - 培養装置および自動培養装置

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Publication number: JP4274859B2
Application number: JP2003182647A
Authority: JP
Inventors: 浩樹日比野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP2005013096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、培養装置および自動培養装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の培養装置としては、複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚と、水平・昇降・回転移動可能な搬送手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この自動培養装置は、培養室内に配置された収納棚に、鉛直方向に並ぶ複数の小部屋を備え、各小部屋の中に培養容器を１つずつ収容して培養を行い、培養途中あるいは培養終了時に搬送手段を作動させて、小部屋から１つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小部屋へ培養容器を収容するよう構成されている。
この自動培養装置においては、各小部屋は密封されることなく培養室内に開放されており、培養室内は、一定の培養条件に維持されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６２８５６号公報（図１等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動培養装置においては、培養容器を収容する各小部屋が培養室内に開放されていて、相互に連通しているので、検体相互間の取り違えを防止しなければならないアプリケーションにおいては、全ての培養容器内に収容する検体を１種類に限らなければならないという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数種の検体を相互に取り違えることなく同時に培養することが可能な培養装置および自動培養装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、培養容器を収容する相互に密封状態に区画された複数の培養室を備え、各培養室に、該培養室を開閉する扉が設けられ、各扉に、該扉を閉鎖状態に保持するロック機構が設けられるとともに、一の扉が開放されているときに、他の扉のロック機構を作動させるロック機構制御装置を備える培養装置を提供する。
【０００７】
本発明に係る培養装置によれば、培養室が相互に密封状態に区画されているので、扉を閉じた状態では、異なる培養室内に収容された検体どうしの間において相互に取り違えることがなく、複数種類の検体を同時に培養することが可能となる。そして、一の扉を開放した状態においては、ロック機構制御装置が作動することにより、他の扉のロック機構が作動させられるので、同時に２つの扉が開放されることがなく、検体間の相互の混入の可能性をさらに低減することが可能となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の培養装置において、全ての培養室内を均一な温度に加温する共通の加温装置を備える培養装置を提供する。
この発明によれば、加温装置を作動させることにより、全ての培養室内の温度を均一に加温するので、複数種の検体を同時に同等の培養温度条件下に配することが可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の培養装置において、全ての培養室内を均一なＣＯ_２濃度に保持する共通のＣＯ_２供給装置を備える培養装置を提供する。
この発明によれば、ＣＯ_２供給装置を作動させることにより、全ての培養室内のＣＯ_２濃度を均一に保持するので、複数種の検体を同時に同等のＣＯ_２濃度条件下に配することが可能となる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の培養装置において、全ての培養室内を均一な湿度に加湿する共通の加湿装置を備える培養装置を提供する。
この発明によれば、加湿装置を作動させることにより、全ての培養室内の湿度を均一に加湿するので、複数種の検体を同時に同等の培養湿度条件下に配することが可能となる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養装置において、培養室内に培養容器が収納されているか否かを表示する表示手段を備える培養装置を提供する。
この発明によれば、表示手段の作動により、扉を開けることなく、培養室内に培養容器が収納されているか否かを外部から判断することが可能となる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の培養装置と、培養容器内の検体に対して所定の処理を行う処理装置とを備える自動培養装置を提供する。
この発明によれば、処理装置において培養液の交換等の所定の処理を培養容器内の検体に対して施しながら、培養装置内において培養を行うことが可能となり、複数種の検体を同時に自動的に培養することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る培養装置について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る培養装置１は、図１および図２に示されるように、単一の筐体２に複数の培養室３が区画壁４により相互に区画されて設けられている。各培養室４は、同一面側に開口し、各培養室４の開口部には、該開口部を開閉可能な扉５がそれぞれ設けられている。扉５は、閉じられたときに開口部を密封状態に閉鎖するように構成されている。
【００１４】
前記扉５には、取っ手６が設けられており、該取っ手６を操作することにより外部から開閉することができるようになっている。取っ手６には該扉５を開く操作が行われたことを検出する開操作検出センサ７が設けられている。また、各扉５には、図２に示されるように、該扉５の開閉状態を検出する開閉センサ８と、扉５を閉状態に維持するロック機構９とが設けられている。
【００１５】
各ロック機構９のロック状態およびロック解除状態は、ロック機構制御装置１０によって制御されている。ロック機構制御装置１０は、全ての扉５が閉じられた状態において、ロック機構９をロック状態に保持するようになっている。また、ロック機構制御装置１０は、開操作検出センサ７からの出力信号に応じて、ロック機構９のロック状態を解除するようになっている。
【００１６】
さらに、ロック機構制御装置１０は、１つの扉５のみをロック解除状態にするようにプログラムされている。すなわち、ロック機構制御装置１０には前記開閉センサ８が接続されており、いずれかの扉５の開閉センサ８により、１つの扉５が開状態であることが検出されている場合には、他の扉５のロック機構９によるロック状態が維持されるようになっている。仮に、２つ以上の扉５の取っ手６に対して同時に開操作が行われた場合であっても、それらの扉５の内のいずれか一方のみをロック解除状態とするようになっている。
【００１７】
前記筐体２には、図２に示されるように、電気ヒータ１１（加温装置）が内蔵されている。電気ヒータ１１は、全ての培養室３を加温するように筐体２の壁面全域にわたって埋め込まれており、全ての培養室３内の温度を均一な温度、例えば、３７℃±０．５℃に加温するようになっている。
また、筐体２には、図３に示されるように、加湿装置１２およびＣＯ_２供給装置１３が設けられている。加湿装置１２は、圧力調整された湿度１００％の空気を発生するようになっている。ＣＯ_２供給装置１３は、圧力調整されたＣＯ_２を発生するようになっており、加湿装置１２から送られてきた加湿された空気と合流部１４において合流させられることにより、ＣＯ_２濃度５％の空気を生成するようになっている。
【００１８】
これら加湿装置１２およびＣＯ_２供給装置１３から延びる配管１５は合流された後に再度分岐させられて、培養装置１の各培養室３内に、ＣＯ_２濃度５％、湿度１００％の空気を供給するように構成されている。
また、各培養室３の壁面には、通気口１６が設けられ、該通気口１６には、空気の通過のみを許容し、内部の検体の飛沫や塵埃の通過を禁止するＨＥＰＡフィルタのようなフィルタ１７が設けられている。図中、符号１８は培養容器である。なお、各培養室３の壁面は完全に密封されていてもよい。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係る培養装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る培養装置１を用いて検体、例えば、細胞を培養するには、細胞を収容した培養容器１８を各培養室３内に収納して全ての扉５を閉じ、電気ヒータ１１、加湿装置１２およびＣＯ_２供給装置１３を作動させる。これにより、全ての培養室３が他の培養室３に対して密封された状態とされる。そして、加湿装置１およびＣＯ_２供給装置１３により供給されたＣＯ_２濃度５％、湿度１００％の空気は、培養室３内の湿度およびＣＯ_２濃度を所定の培養条件に維持した後、フィルタ１７を介して通気口１６から培養室３外に放出される。フィルタ１７は空気の通過のみを許容し、培養室３内に浮遊する粒子の通過を禁止するので、温度、温度、湿度およびＣＯ_２濃度において、全ての培養室３内が均一な培養条件に維持されながら、密封状態が維持されることになる。
【００２０】
このように設定された培養条件下において、所定時間にわたり培養が行われる。そして、培養過程において、培地の交換や、成長因子の注入等の所定の処理を行う必要があり、培養容器１８が培養室３から取り出される。
この場合において、本実施形態に係る培養装置１によれば、細胞の培養中は、ロック機構制御装置１０の作動により、全ての培養室３の扉５のロック機構９がロック状態に設定されている。そして、作業者あるいは取り出しロボットが、扉５を開くために取っ手６を操作したことを開操作検出センサ７によって検出された場合に、他の全ての扉５の開閉センサ８によって、当該他の全ての扉５が閉状態であることが検出されたことを条件として、その開操作された扉５のロック機構９のロック状態が解除される。
【００２１】
これにより、作業者等はロック機構９のロック状態が解除された扉５を開くことが可能となり、扉５の開かれた培養室３内から培養容器１８を取り出して、培地交換等の所定の処理を行うことができる。そして、所定の処理を終えた培養容器１８が再度培養室３内に戻され、扉５が閉じられることにより、ロック機構制御装置１０が当該扉５のロック機構９をロック状態に切り換える。これにより、各培養容器１８は他の培養容器１８に対して隔離された状態に維持される。
【００２２】
一方、一の扉５が開かれている状態において、作業者が他の扉５を開く操作をした場合には、ロック機構制御装置１０は、開操作検出センサ７によって開操作を検出した場合においても、当該一の扉５の開閉センサ８により扉５が開かれていることが検出されているために、当該他の扉５のロック機構９をロック状態に維持することになる。
その結果、同時に２つ以上の培養室３の扉５が開かれることが防止され、それらの培養室３内に収容されている検体を取り違えることが防止されることになる。
【００２３】
なお、上記培養装置１において、一の扉５が開かれて内部の培養容器１８が取り出された状態で、その扉５が閉じられてしまった場合に、他の扉５を開くことが可能となることを防止するために、各培養室３内に、培養容器１８が収容されていることを検出するセンサを配置することにしてもよい。このようにすることで、一の培養容器１８が培養室３の外部に取り出されている状態で、他の培養室３の扉５を開くことが防止されるので、このような場合においても、検体間の混入を防止することが可能となる。
なお、培養室が空であることを表示する表示装置（表示手段）を培養室の各扉に設けてもよい。また、反対に培養室内に培養容器が収納されている場合に表示するようにしてもよい。
【００２４】
また、ロック機構制御装置１０が、各培養室３内に収容されている検体の種類を記憶していて、検体の種類が同一である場合には、２以上の扉５のロック機構９のロック状態を解除可能とするようにしてもよい。このようにすることで、同一種類の検体を収容した複数の培養容器１８に対して同時に所定の処理を施すことができる。同一種類の検体であれば、混入を防止する必要がなく、複数の培養容器１８を取り扱うことで作業効率を向上することができる。
【００２５】
また、培養室３内を均一な温度に加温する加温手段として電気ヒータ１１を用いて説明したが、これに限定されるものではない。また、培養装置１内に設けられる培養室の数、配列等に制限はない。
【００２６】
次に、この発明の一実施形態に係る自動培養装置２０について、図３および図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置２０は、図３に示されるように、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、シャッタ２１を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを備えている。
【００２７】
第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器１８を収容する上述した培養装置１が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器１８を移動するための搬送ロボット（搬送機構）２２が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄機２３が設けられている。
４個の培養装置１は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉５を配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉５を対向させて、間隔をあけて配置されている。また、各培養装置１には、上述した電気ヒータ１１、加湿装置１２およびＣＯ_２供給装置１３（図２参照）が備えられており、内部を所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ_２濃度５％等に維持されている。
【００２８】
各培養容器１８は、図４に示されるように、容器本体１８ａと、該容器本体１８ａの上面に設けられた蓋体１８ｂとからなり、容器本体１８ａの左右の側面には、後述する第２空間Ｓ２内のハンドにより引っかけられる突起１８ｃが設けられている。
【００２９】
前記搬送ロボット２２は、４個の培養装置１の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット２２は、水平回転可能な第１アーム２２ａと、該第１アーム２２ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム２２ｂと、該第２アーム２２ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド２２ｃと、これら第１アーム２２ａ、第２アーム２２ｂおよびハンド２２ｃを昇降可能な昇降機構２２ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット２２は、４個の培養装置１内の全ての培養容器１８にアクセスするとともに、前記シャッタ２１を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア２４上に培養容器１８を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
前記コンベア２４は、無端ベルトにより構成されているが、これに限定されるものではない。
【００３０】
前記ハンド２２ｃは、培養容器１８を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養容器１８の下方に挿入可能な厚さ寸法を有している。そして、ハンド２２ｃは、培養容器１８の下方に挿入された状態から上昇させられることにより、培養容器１８を下方から押し上げて培養室３内から取り上げ、安定して保持できるようになっている。
【００３１】
前記第２空間Ｓ２には、シャッタ２１が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア２４によって搬送されてきた培養容器１８を取り扱うハンドリングロボット２５と、培養容器１８内の培地から細胞を分離する遠心分離機２６と、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット２７を備えた水平回転および昇降移動可能な２台の分注ロボット２８と、これら分注ロボット２８の電動ピペット２７先端に取り付ける使い捨て可能なチップ２９を複数収容していて分注ロボット２８の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置３０と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置３１と、培養容器１８内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡３２と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク３３と、前記コンベア２４と各ロボット２５，２８との間で培養容器１８を受け渡し可能とするように培養容器１８を移動させる水平移動機構３４と、該水平移動機構３４のスライダ３５に取り付けられ、受け取った培養容器１８を載置して振動を加えるシェーカ３６とが備えられている。
なお、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を送る空気清浄部（図示略）が設けられている。
【００３２】
前記ハンドリングロボット２５は、培養容器１８を取り扱う把持ハンド２５ａを水平移動および昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと、これら水平アーム２５ｂ〜２５ｄを昇降させる昇降機構２５ｅとを備えている。また、水平アーム２５ｂ〜２５ｄの先端には、培養容器１８を把持する把持ハンド２５ａの他に、培養容器１８内から細胞や培地を出し入れするチップ２９を着脱可能な電動ピペット（図示略）と、培養容器１８の蓋体１８ｂを引っかけて開閉する蓋体開閉ハンド（図示略）とが備えられている。
【００３３】
ハンドリングロボット２５は、コンベア２４で搬送されてきた培養容器１８の蓋体１８ｂを開閉し、培養容器１８を把持して搬送することによりシェーカ３６および顕微鏡３２に供給し、電動ピペット先端のチップ２９を交換し、培養容器１８内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機２６に投入するようになっている。したがって、ハンドリングロボット２５は、コンベア２４、シェーカ３６、顕微鏡３２、チップ供給装置３０、チップ回収装置（図示略）および遠心分離機２６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３４】
前記遠心分離機２６は、ハンドリングロボット２５から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
【００３５】
前記分注ロボット２８は、先端にチップ２９を着脱可能に取り付ける電動ピペット２８を備えた水平回転可能なアーム２８ａと、該アーム２８ａを昇降させる昇降機構２８ｂとを備えている。分注ロボット２８は、水平移動機構３４によって搬送されて来た培養容器１８内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット２８は、水平移動機構３４上のシェーカ３６、チップ供給装置３０、チップ回収装置および試薬等供給装置３１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３６】
前記チップ供給装置３０は、上方に開口した容器３０ａ内に、電動ピペット２７への取付口を上向きにして複数のチップ２９を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット２５や分注ロボット２８が、新たなチップ２９を必要とするときに、電動ピペット２７を上方から挿入するだけで、電動ピペット２７の先端にチップ２９を取り付けるように構成されている。容器３０ａは、ハンドリングロボット２５や分注ロボット２８の動作範囲と、蓋体３０ｂとの間で往復移動させられるように移動機構３０ｃに取り付けられており、チップ２９の交換が不要なときには、チップ２９への塵埃等の付着を防止するために、移動機構３０ｃを作動させて蓋体３０ｂの下方に配置されるようになっている。
【００３７】
前記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ２９を把持する把持装置を備えていて、ハンドリングロボット２５や分注ロボット２８において使用されたチップ２９が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態でハンドリングロボット２５や分注ロボット２８が電動ピペット２７を移動させることにより、電動ピペット２７先端から使用済みチップ２９を取り外し、回収容器内に回収するようになっている。
【００３８】
前記試薬等供給装置３１は、例えば、図３に示されるように、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル３１ａを収容し、該テーブル３１ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器３１ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器３１ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential Medium：最小必須培地)、ＤＭＥＭ（Dulbecco's Modified Eagle Medium）、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器１８内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００３９】
試薬等供給装置３１のケーシングの上面には、分注ロボット２８が電動ピペット２７先端のチップ２９を挿入する挿入口３１ｃが設けられている。この挿入口３１ｃは、前記分注ロボット２８の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器３１ｂは、その上面に、前記挿入口３１ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、テーブル３１ａを回転させて試薬等容器３１ｂの開口部をケーシングの挿入口３１ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット２８が、電動ピペット２７先端のチップ２９を上方から試薬等容器３１ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。試薬等供給装置３１と、分注ロボット２８とを２台ずつ設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００４０】
前記顕微鏡３２は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器１８内の細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡３２のＸＹステージや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器１８内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００４１】
前記貯留タンク３３は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＤＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝液）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置３１内の試薬等容器３１ａ内に供給するようになっている。また、貯留タンク３３には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
【００４２】
前記水平移動機構３４は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ３５を備えている。スライダ３５上には前記シェーカ３６が搭載されており、シェーカ３６に搭載された培養容器１８を、コンベア２４から分注ロボット２８の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
【００４３】
前記シェーカ３６は、コンベア２４上から移載された培養容器１８を搭載して保持する保持機構（図示略）を備えるとともに、該培養容器１８に振動を付与する加振装置（図示略）を備えている。加振装置は、例えば、培養容器１８を所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。なお、加振装置として、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
本実施形態に係る自動培養装置１の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
【００４４】
このように構成された本実施形態に係る自動培養装置２０の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置２０を用いて、細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機２６に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、ハンドリングロボット２５に行わせてもよい。これにより、遠心分離機２６の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が抽出される。
【００４５】
抽出された骨髄細胞は、ハンドリングロボット２５により、培養容器１８に投入される。このとき、コンベア２４の作動により、空の培養容器１８が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に差し出されている。ハンドリングロボット２５は、差し出された培養容器１８の内の２個の蓋体１８ｂを開けた後に、把持ハンド２５ａを作動させてこれを把持することにより、シェーカ３６上に移載する。なお、蓋体１８ｂを開けるロボットを別途設けてもよい。これにより、処理直前に蓋体１８ｂを開けることができ、容器本体１８ａ内に異物が入る確率を低減することができる。
【００４６】
チップ供給装置３０が移動機構３０ｃを作動させることにより、未使用のチップ２９をハンドリングロボット２５の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット２５は、チップ供給装置３１から未使用のチップ２９を受け取って電動ピペット２７の先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット２５を作動させて、電動ピペット２７先端のチップ２９を遠心分離機２６内に抽出された骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペットを作動させることにより、チップ２９内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞はハンドリングロボット２５を作動させることにより、シェーカ３６上に蓋体１８ｂを開けて移載されている培養容器１８内に投入される。
【００４７】
骨髄細胞を培養容器１８内に投入し終わると、ハンドリングロボット２５は、チップ回収装置までチップ２９を搬送して使用済みのチップ２９を取り外す。また、チップ供給装置３０は、移動機構３０ｃの作動により容器３０ａを蓋体３０ｂの下方に配置する。
【００４８】
次に、骨髄細胞が投入された培養容器１８は、水平移動機構３４を作動させることにより、シェーカ３６ごと水平移動させられ、各分注ロボット２８の動作範囲内に配置される。分注ロボット２８は、チップ供給装置３０から受け取った未使用のチップ２９を先端に取り付けた電動ピペット２７を作動させることにより、試薬等供給装置３１の試薬等容器３１ｂ内からＤＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器１８の上方まで搬送して培養容器１８内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置３０から未使用のチップ２９に交換して行われる。これにより、培養容器１８内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、シェーカ３６を作動させて、培養容器１８ごと加振することにしてもよい。そして、全ての処理を終えた培養容器１８は水平移動機構３４の作動により、ハンドリングロボット２５の動作範囲に戻される。ハンドリングロボット２５は、培養容器本体１８ａに蓋体１８ｂを被せる。
【００４９】
培養容器１８に対して所定の処理が行われた後に、コンベア２４を作動させることにより、培養容器１８が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。この状態で、搬送ロボット２２を作動させることにより、ハンド２２ｃによって培養容器１８を持ち上げる。そして、培養容器１８を収容すべき培養装置１の前まで搬送したところで、当該培養装置１の扉５を開き、搬送ロボット２２によって、培養室３内へ培養容器１８を挿入し、再度、扉５を閉じることにより、培養容器１８が培養室３内に密封状態に収納される。同様にして、各培養室３に対してそれぞれ培養容器１８を収納し扉５を閉じることにより、各培養容器１８が相互に隔絶された状態に保持されることになる。
【００５０】
この場合において、本実施形態の自動培養装置２０によれば、培養装置１のロック機構制御装置１０が作動させられることにより、培養室３の扉５は同時に２つ以上開かないように構成されているので、異なる培養室３内に収容された異なる培養容器１８が取り違えれられることがない。
そして、電気ヒータ１１、加湿装置１２およびＣＯ_２供給装置１３が作動させられることにより、培養装置１の全ての培養室３内の培養条件が一定に保持されて細胞の培養が行われることになる。
なお、骨髄細胞投入や、ＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００５１】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養装置１外に配置されている搬送ロボット２２の作動により、培養装置１内の培養容器１８が取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。この際においても、培養室３の扉５は他の扉５が閉じていることを条件として開かれるので、培養容器１８相互間の取り違えが防止されることになる。
【００５２】
第２空間Ｓ２では、培養容器１８内にトリプシンが注入されて、培養容器１８内の細胞が剥離させられた状態で、ハンドリングロボット２５の作動によって遠心分離機２６内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが抽出される。その他の処理工程は上記と同様である。
【００５３】
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間にわたる培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、ハンドリングロボット２５の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器１８を顕微鏡３２まで搬送することにより、測定され、判断される。なお、同一種類の細胞であれば、培養室３外に同時に取り出されても構わない。この場合、各培養室３に収容されている培養容器１８内の細胞が、同一種類の細胞なのか否かについての情報が、ロック機構制御装置１０に引き渡され、ロック状態の管理に使用されることにすればよい。
【００５４】
このようにして、本実施形態に係る自動培養装置２０により、患者から採取した骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器１８内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００５５】
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置２０によれば、培養装置１内に、培養容器１８を取り出すための機構部が存在しない。すなわち、培養容器１８を取り出すための機構部は全て培養装置１外に配置された搬送ロボット２２に集約されている。そして、搬送ロボット２２は、培養容器１８の出し入れ作業が行われた後には、培養装置１の扉５の外側に完全に退避することができるようになっている。
【００５６】
したがって、扉５が閉じられた状態では、培養室３内に機構部が存在せず、機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。また、培養室３内は、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ_２濃度５％等に維持されるが、機構部が存在しないために、このような環境下においても、腐食等の問題が生ずることがない。また、扉５が開かれた状態においても、培養装置１内に挿入されるのは搬送ロボット２２のハンド２２ｃ先端のみであり、実質的に回転機構や摺動機構が培養室３内に入ることはない。したがって、培養室３内への塵埃の侵入が抑制され、培養室３内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養装置１はＣＯ_２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
【００５７】
さらに、本実施形態に係る自動培養装置２０は、搬送ロボット２２の設置されている中央空間Ｓ１２の上部に、空気清浄部２３を備えているので、搬送ロボット２２の存在する中央空間Ｓ１２内も常に清浄度が維持されている。したがって、培養装置１の扉５が開かれときにも、培養装置１内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置２０によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
【００５８】
なお、この発明は、上記実施形態に示した構成に限定されるものではない。すなわち、培養装置１の形状や数、搬送ロボット５、ハンドリングロボット１０および分注ロボット２８の形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
【００５９】
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
【００６０】
また、細胞を生体組織補填材に付着させて培養してもよい。生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る培養装置および自動培養装置によれば、同時に培養される多数の検体の培養容器をそれぞれ収容した培養室が２つ同時に開かれることが防止されるので、培養容器間における取り違えの発生をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る培養装置を示す斜視図である。
【図２】図１の培養装置を示す横断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る自動培養装置を示す斜視図である。
【図４】図１の培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１培養装置
３培養室
５扉
９ロック機構
１０ロック機構制御装置
１１電気ヒータ（加温装置）
１２加湿装置
１３ＣＯ_２供給装置
１８培養容器
２０自動培養装置
Ｓ２第２空間（処理装置）

Claims

培養容器を収容する相互に密封状態に区画された複数の培養室を備え、
各培養室に、該培養室を開閉する扉が設けられ、
各扉に、該扉を閉鎖状態に保持するロック機構が設けられるとともに、
一の扉が開放されているときに、他の扉のロック機構を作動させるロック機構制御装置を備える培養装置。
全ての培養室内を均一な温度に加温する共通の加温装置を備える請求項１に記載の培養装置。
全ての培養室内を均一なＣＯ_２濃度に保持する共通のＣＯ_２供給装置を備える請求項１または請求項２に記載の培養装置。
全ての培養室内を均一な湿度に加湿する共通の加湿装置を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の培養装置。
培養室内に培養容器が収納されているか否かを表示する表示手段を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の培養装置と、培養容器内の検体に対して所定の処理を行う処理装置とを備える自動培養装置。