生体組織消化方法および生体組織消化装置
【課題】細胞の健全性を維持しつつ、生体組織を迅速に消化する。
【解決手段】生体組織Ａに対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織Ａと消化酵素Ｂとを含む混合液Ｃを容器２に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法を提供する。
【解決手段】生体組織Ａに対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織Ａと消化酵素Ｂとを含む混合液Ｃを容器２に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織消化方法および生体組織消化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の脂肪組織を採取して、消化酵素および生理食塩水とともに攪拌することにより脂肪組織内に含まれる脂肪由来細胞群を分離する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０５３３４６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、消化酵素による生体組織の消化では、細胞間の組織の分解に時間がかかり、細胞が消化酵素に長時間にわたって晒されるために、細胞にダメージが与えられるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞の健全性を維持しつつ、生体組織を迅速に消化することができる生体組織消化方法および生体組織消化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
本発明は、生体組織に対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法を提供する。
【０００６】
本発明によれば、超音波振動ステップにおいて生体組織に対して付与された超音波振動によって細胞どうしを結合している生体組織と細胞とが剥離されやすくなり、その後の攪拌ステップにおいて消化酵素と混合されることにより、より容易に細胞を分離することができる。
【０００７】
また、本発明は、生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌しながら、前記混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する生体組織消化方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、生体組織と消化酵素とを含む混合液を攪拌しながら超音波振動を付与することにより、超音波振動によって細胞どうしを結合している生体組織と細胞とが剥離されやすくなり、超音波振動を付与しない場合よりも短時間で細胞を分離することができる。この場合において、超音波振動が、キャビテーションを発生させない出力のものを採用に抑えられているので、細胞にダメージを与えることなく、細胞に付着している消化酵素等の不純物を簡易に除去することができる。
【０００９】
上記発明においては、超音波振動が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下であってもよい。
このようにすることで、細胞にかかるダメージを十分に抑えつつ細胞を生体組織から効果的に分離することができる。
【００１０】
また、本発明は、生体組織と消化酵素とを含む混合液を収容する容器と、該容器内に収容されている前記混合液を攪拌する攪拌装置と、前記容器内に収容され、前記攪拌装置により攪拌されている混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を発振する超音波振動子とを備える生体組織消化装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、攪拌装置の作動により容器内の生体組織と消化酵素との混合液が攪拌され、超音波振動子の作動により、攪拌中の混合液に超音波振動が発振される。細胞を結合している生体組織と細胞とが剥離され易くなり、生体組織からの細胞の分離が促進される。超音波振動はキャビテーションを発生させない出力に抑えられているので、細胞にダメージを与えることなく、生体組織から細胞を簡易に分離することができる。
上記発明においては、前記超音波振動子が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を発振することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、細胞の健全性を維持しつつ、生体組織を迅速に消化することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る生体組織消化方法および生体組織消化装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織消化方法は、以下の生体組織消化装置１を用いて生体組織、例えば、脂肪組織を消化して脂肪由来細胞を分離する方法である。
【００１４】
本実施形態に係る生体組織消化装置１は、図１に示されるように、生体組織Ａと消化酵素Ｂとを含む混合液Ｃを貯留する容器２と、該容器２内の混合液Ｃを攪拌する攪拌装置３と、容器２内に配置され超音波振動を発振する超音波振動子４とを備えている。
【００１５】
攪拌装置３は、例えば、混合液Ｃを貯留した容器２自体を振動させる装置でもよいし、図１に示されるように、容器２内に配置した攪拌羽根３ａを容器２外に配置した駆動手段３ｂからの磁力によって回転させるマグネティックスターラ等の任意の装置を採用してもよい。
超音波振動子４は、攪拌装置３によって攪拌されている混合液Ｃに対して、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を付与するようになっている。
【００１６】
周波数２０ｋＨｚ以下の超音波振動は、ノイズが大きく精度良く制御できないため使用に適さず、周波数３０ｋＨｚを越える超音波振動は、混合液Ｃ内にキャビテーションを発生させるため細胞にダメージを与えてしまう不都合がある。これに対して周波数２０〜３０ｋＨｚの超音波振動は、キャビテーションを生じさせないので、細胞に与えるダメージが小さく、細胞を健全な状態に維持することができる。
【００１７】
図２に、周波数２３．５ｋＨｚの超音波振動のエネルギと細胞生存率との関係、図３に、その超音波振動の持続時間と細胞生存率との関係をそれぞれ示す。図２の横軸は、出力１００％で５０Ｗの超音波振動子４を使用した場合の出力を％表示したものである。この図２によれば、出力３０％以下の場合には安定的に細胞生存率が高いが、出力３０％を越えると、出力が高くなればなるほど細胞生存率が低下することがわかる。この超音波振動子４の場合、出力３０％は、１５Ｗであるため、１０秒間持続することにより、１５０Ｊのエネルギを付与することになる。
【００１８】
また、図３の横軸は、超音波振動の照射時間である。この図によれば、照射時間が１０秒以下の場合には、安定的に細胞生存率が高いが、１０秒越えると、照射時間が長くなればなるほど細胞生存率が低下することがわかる。
【００１９】
図４に、上記条件の超音波振動を付与した後に混合液Ｃを攪拌した場合の、同量の脂肪組織から得られる脂肪由来細胞の収率（％）を示す。超音波振動を付与しない場合（出力なし）の細胞収率を１００％として、出力１５％１０秒、出力３０％５秒および出力３０％１０秒の条件で超音波振動を付与した場合の細胞収率を比較して示す。
【００２０】
この図４によれば、超音波振動を付与した後に攪拌した場合には、いずれの条件の場合においても超音波振動を付与しなかった場合と比較して細胞収率を向上することができることがわかる。したがって、細胞どうしを結合している生体組織を効果的に剥離させて細胞を分離させることができ、生体組織の消化に要する時間を短縮することができるという利点がある。すなわち、生体組織が高濃度の消化酵素に晒される消化時間を短縮することにより、細胞の健全性を維持することができる。
【００２１】
なお、本発明においては、生体組織と消化酵素とを含む混合液Ｃを攪拌した後に超音波振動を付与することとしたが、これに代えて、上記条件の超音波振動を付与しながら、容器２内において消化酵素を混合して攪拌することにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織消化装置を示す模式図である。
【図２】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法において、生体組織に照射する超音波振動の出力と細胞生存率との関係を表すグラフを示す図である。
【図３】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法において、生体組織に照射する超音波振動の照射時間と細胞生存率との関係を表すグラフを示す図である。
【図４】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法における超音波振動により生体組織に加えるエネルギと細胞収率との関係を表すグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｃ 混合液
１ 組織消化装置
２ 容器
３ 攪拌装置
４ 超音波振動子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織消化方法および生体組織消化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、患者の脂肪組織を採取して、消化酵素および生理食塩水とともに攪拌することにより脂肪組織内に含まれる脂肪由来細胞群を分離する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０５３３４６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、消化酵素による生体組織の消化では、細胞間の組織の分解に時間がかかり、細胞が消化酵素に長時間にわたって晒されるために、細胞にダメージが与えられるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞の健全性を維持しつつ、生体組織を迅速に消化することができる生体組織消化方法および生体組織消化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
本発明は、生体組織に対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法を提供する。
【０００６】
本発明によれば、超音波振動ステップにおいて生体組織に対して付与された超音波振動によって細胞どうしを結合している生体組織と細胞とが剥離されやすくなり、その後の攪拌ステップにおいて消化酵素と混合されることにより、より容易に細胞を分離することができる。
【０００７】
また、本発明は、生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌しながら、前記混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する生体組織消化方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、生体組織と消化酵素とを含む混合液を攪拌しながら超音波振動を付与することにより、超音波振動によって細胞どうしを結合している生体組織と細胞とが剥離されやすくなり、超音波振動を付与しない場合よりも短時間で細胞を分離することができる。この場合において、超音波振動が、キャビテーションを発生させない出力のものを採用に抑えられているので、細胞にダメージを与えることなく、細胞に付着している消化酵素等の不純物を簡易に除去することができる。
【０００９】
上記発明においては、超音波振動が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下であってもよい。
このようにすることで、細胞にかかるダメージを十分に抑えつつ細胞を生体組織から効果的に分離することができる。
【００１０】
また、本発明は、生体組織と消化酵素とを含む混合液を収容する容器と、該容器内に収容されている前記混合液を攪拌する攪拌装置と、前記容器内に収容され、前記攪拌装置により攪拌されている混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を発振する超音波振動子とを備える生体組織消化装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、攪拌装置の作動により容器内の生体組織と消化酵素との混合液が攪拌され、超音波振動子の作動により、攪拌中の混合液に超音波振動が発振される。細胞を結合している生体組織と細胞とが剥離され易くなり、生体組織からの細胞の分離が促進される。超音波振動はキャビテーションを発生させない出力に抑えられているので、細胞にダメージを与えることなく、生体組織から細胞を簡易に分離することができる。
上記発明においては、前記超音波振動子が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を発振することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、細胞の健全性を維持しつつ、生体組織を迅速に消化することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る生体組織消化方法および生体組織消化装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織消化方法は、以下の生体組織消化装置１を用いて生体組織、例えば、脂肪組織を消化して脂肪由来細胞を分離する方法である。
【００１４】
本実施形態に係る生体組織消化装置１は、図１に示されるように、生体組織Ａと消化酵素Ｂとを含む混合液Ｃを貯留する容器２と、該容器２内の混合液Ｃを攪拌する攪拌装置３と、容器２内に配置され超音波振動を発振する超音波振動子４とを備えている。
【００１５】
攪拌装置３は、例えば、混合液Ｃを貯留した容器２自体を振動させる装置でもよいし、図１に示されるように、容器２内に配置した攪拌羽根３ａを容器２外に配置した駆動手段３ｂからの磁力によって回転させるマグネティックスターラ等の任意の装置を採用してもよい。
超音波振動子４は、攪拌装置３によって攪拌されている混合液Ｃに対して、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を付与するようになっている。
【００１６】
周波数２０ｋＨｚ以下の超音波振動は、ノイズが大きく精度良く制御できないため使用に適さず、周波数３０ｋＨｚを越える超音波振動は、混合液Ｃ内にキャビテーションを発生させるため細胞にダメージを与えてしまう不都合がある。これに対して周波数２０〜３０ｋＨｚの超音波振動は、キャビテーションを生じさせないので、細胞に与えるダメージが小さく、細胞を健全な状態に維持することができる。
【００１７】
図２に、周波数２３．５ｋＨｚの超音波振動のエネルギと細胞生存率との関係、図３に、その超音波振動の持続時間と細胞生存率との関係をそれぞれ示す。図２の横軸は、出力１００％で５０Ｗの超音波振動子４を使用した場合の出力を％表示したものである。この図２によれば、出力３０％以下の場合には安定的に細胞生存率が高いが、出力３０％を越えると、出力が高くなればなるほど細胞生存率が低下することがわかる。この超音波振動子４の場合、出力３０％は、１５Ｗであるため、１０秒間持続することにより、１５０Ｊのエネルギを付与することになる。
【００１８】
また、図３の横軸は、超音波振動の照射時間である。この図によれば、照射時間が１０秒以下の場合には、安定的に細胞生存率が高いが、１０秒越えると、照射時間が長くなればなるほど細胞生存率が低下することがわかる。
【００１９】
図４に、上記条件の超音波振動を付与した後に混合液Ｃを攪拌した場合の、同量の脂肪組織から得られる脂肪由来細胞の収率（％）を示す。超音波振動を付与しない場合（出力なし）の細胞収率を１００％として、出力１５％１０秒、出力３０％５秒および出力３０％１０秒の条件で超音波振動を付与した場合の細胞収率を比較して示す。
【００２０】
この図４によれば、超音波振動を付与した後に攪拌した場合には、いずれの条件の場合においても超音波振動を付与しなかった場合と比較して細胞収率を向上することができることがわかる。したがって、細胞どうしを結合している生体組織を効果的に剥離させて細胞を分離させることができ、生体組織の消化に要する時間を短縮することができるという利点がある。すなわち、生体組織が高濃度の消化酵素に晒される消化時間を短縮することにより、細胞の健全性を維持することができる。
【００２１】
なお、本発明においては、生体組織と消化酵素とを含む混合液Ｃを攪拌した後に超音波振動を付与することとしたが、これに代えて、上記条件の超音波振動を付与しながら、容器２内において消化酵素を混合して攪拌することにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織消化装置を示す模式図である。
【図２】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法において、生体組織に照射する超音波振動の出力と細胞生存率との関係を表すグラフを示す図である。
【図３】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法において、生体組織に照射する超音波振動の照射時間と細胞生存率との関係を表すグラフを示す図である。
【図４】図１の生体組織消化装置を用いた生体組織消化方法における超音波振動により生体組織に加えるエネルギと細胞収率との関係を表すグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｃ 混合液
１ 組織消化装置
２ 容器
３ 攪拌装置
４ 超音波振動子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、
該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法。
【請求項２】
生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌しながら、前記混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する生体組織消化方法。
【請求項３】
前記超音波振動が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下である請求項１または請求項２に記載の生体組織消化方法。
【請求項４】
生体組織と消化酵素とを含む混合液を収容する容器と、
該容器内に収容されている前記混合液を攪拌する攪拌装置と、
前記容器内に収容され、前記攪拌装置により攪拌されている混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を発振する超音波振動子とを備える生体組織消化装置。
【請求項５】
前記超音波振動子が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を発振する請求項３に記載の生体組織消化装置。
【請求項１】
生体組織に対し、キャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する超音波振動ステップと、
該超音波振動ステップにおいて超音波振動が付与された生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌する攪拌ステップとを含む生体組織消化方法。
【請求項２】
生体組織と消化酵素とを含む混合液を容器に収容して攪拌しながら、前記混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を付与する生体組織消化方法。
【請求項３】
前記超音波振動が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下である請求項１または請求項２に記載の生体組織消化方法。
【請求項４】
生体組織と消化酵素とを含む混合液を収容する容器と、
該容器内に収容されている前記混合液を攪拌する攪拌装置と、
前記容器内に収容され、前記攪拌装置により攪拌されている混合液に対してキャビテーションを発生させない出力の超音波振動を発振する超音波振動子とを備える生体組織消化装置。
【請求項５】
前記超音波振動子が、周波数２０〜３０ｋＨｚ、エネルギ１５０Ｊ以下の超音波振動を発振する請求項３に記載の生体組織消化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１２４７５４（Ｐ２０１０−１２４７５４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２８２２（Ｐ２００８−３０２８２２）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]