組織片挟持装置及び培養キット
【課題】組織片や培養組織を取り扱う際の操作性を良好にする。
【解決手段】培養バッグ２０のジッパ２２を開いた状態で、オペレータがアーム４０の操作ボタン４３を一本の指で押下する。すると、板バネ５０の付勢力に抗して押さえ部４９がピン４２を中心として培養面３２から上方向に離間するようにアーム４０が揺動する力が働く。この結果、延出部５２の先端５２ａは板バネ５０の付勢に抗して所定位置まで上昇する。このとき、培養バッグ２０の下面２０ａはベース３１に押さえられ、上面２０ｂは延出部５２の先端５２ａにより上方に持ち上げられるため、培養バッグ２０の開口部２４は大きく開くことになる。また、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【解決手段】培養バッグ２０のジッパ２２を開いた状態で、オペレータがアーム４０の操作ボタン４３を一本の指で押下する。すると、板バネ５０の付勢力に抗して押さえ部４９がピン４２を中心として培養面３２から上方向に離間するようにアーム４０が揺動する力が働く。この結果、延出部５２の先端５２ａは板バネ５０の付勢に抗して所定位置まで上昇する。このとき、培養バッグ２０の下面２０ａはベース３１に押さえられ、上面２０ｂは延出部５２の先端５２ａにより上方に持ち上げられるため、培養バッグ２０の開口部２４は大きく開くことになる。また、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織片挟持装置及びその組織片挟持装置を組み込んだ培養キットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生医療に培養組織や培養細胞懸濁液が利用されつつあることから、培養組織や培養細胞懸濁液を得るのに適した培養キットの開発が進められている。例えば、特許文献１には、組織片培養において好ましい培養状態を早期かつ容易に形成できる培養キットが提案されている。この培養キットは、培養面とその培養面に密着可能なメッシュシートとの間に組織片を挟み込む組織片挟持装置を培養バッグの中に配置したものである。培養バッグは、気体透過性かつ液体不透過性であり、液密に閉鎖可能な開口部を有し、開口部の両端から中央へ向かって外力を加えると開口部が開放されると共に培養面とメッシュシートとの間が開き、その外力を解除すると開口部が自身の復元力により閉鎖されると共に培養面にメッシュシートが密着するようになっている。このため、組織片を培養するには、まず、開口部の両端から中央へ向かって外力を加えて開口部を開放すると共に培養面とメッシュシートとの間を開き、組織片を開口部から挿入して培養面に載置し、次いで、加えていた外力を解除して開口部を閉鎖すると共に培養面にメッシュシートを密着させる。これにより、組織片は培養面とメッシュシートとの間に挟持される。続いて、液体培地を培養バッグ内へ注入すると共に培養バッグ内の気体を抜く。その後、この培養バッグをインキュベータに入れて組織片の培養を行う。このとき、培養バッグはガス透過性のため、インキュベータ内の気体成分は培養バッグ内の液体培地に溶存して組織片に供給される。また、特許文献２には回転培養法で利用される固定具が開示されている。これは、ガラス板に係止されたフォーク状の帯板によってガラス板上に載置された組織片を固定する固定具であって、回転培養機に供される。
【特許文献１】特開２００５−８７０２９
【特許文献２】特開２００３−６１６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の培養キットでは、培養面とメッシュシートとの間を開くときに培養バッグの開口部の両端から中央へ向かって外力を加える必要があったため、操作性がよくないという問題があった。また、特許文献２の固定具では、フォーク状の帯板がガラス板を抱え込むようにスライド式に係止されているが、この帯板は揺動可能ではないので、フォーク状の帯板の先端部下で組織片を押さえることが困難であり、操作性に問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、組織片や培養組織を取り扱う際の操作性が良好な組織片挟持装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような組織片挟持装置を組み込んだ培養キットを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の組織片挟持装置は、
培養チャンバーの中に配置可能な組織片挟持装置であって、
組織片を載置する培養面を持つベースと、
前記ベースに揺動可能に取り付けられたアームと、
前記アームのうち前記培養面に載置される組織片を押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部材と、
を備えたものである。
【０００７】
この組織片挟持装置では、培養面に組織片を載置する際には、培養面から押さえ部材が離れるようにアームを揺動させ、その状態で培養面のうち押さえ部材と対向する位置に組織片を載置する。また、組織片が培養された後の培養組織を取り出す際にも、培養面から押さえ部材が離れるようにアームを揺動させ、その状態で培養面から培養組織を取り出す。このように、培養面と押さえ部材との間を開けるときには、アームを揺動させればよいため、従来のように培養バッグの開口部の両端から中央へ向かって外力を加える場合に比べて操作性が良好となる。
【０００８】
ここで、培養チャンバーとは、培養キャビティを具備し、当該培養キャビティに組織片挟持装置を包含可能な構成のものであればどのような形態のものでもよく、例えば、シャーレ、フラスコ、バッグ等が挙げられる。好ましくは、可撓性を有する培養バッグである。培養面としては、組織片を構成する細胞を培養することができるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等の合成樹脂から構成されたものが挙げられる。また、これらの表面を処理して親水性を付加したり、コラーゲンやフィブリンなどの細胞接着性材料を被覆したりしたものでもよい。押さえ部材としては、組織片を押さえることができれば、どのような形態及び材質でもよいが、細胞が接着しにくい表層を有していることが好ましい。このような表層としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなどが挙げられる。更に、組織片としては、生体組織から採取可能な上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織などが好ましく、具体的には、皮膚（表皮、真皮）、軟骨、角膜、網膜、骨膜、骨、神経、筋肉、粘膜、歯周組織、血管、脂肪または心臓、肝臓、すい臓、腎臓もしくは膀胱などの臓器の一部が挙げられる。また、細胞を培養して得られる細胞シートや足場（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）に細胞を播種した培養組織なども、本発明の組織片として利用することができる。このような細胞としては、例えば、ヒト、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ニワトリ、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、ウマ、イヌ、ネコ、サル等の温血動物から採取された種々の細胞が挙げられる。この温血動物の細胞としては、例えば、角化細胞、脾細胞、神経細胞、グリア細胞、膵臓β細胞、メサンギウム細胞、ランゲルハンス細胞、表皮細胞、上皮細胞、内皮細胞、線維芽細胞、繊維細胞、筋細胞、脂肪細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、骨細胞、骨膜細胞、骨芽細胞、破骨細胞、乳腺細胞、肝細胞若しくは間質細胞、又はこれら細胞の前駆細胞、幹細胞若しくは接着依存性のガン細胞が挙げられる。また、胚性肝細胞を使用することもできる。或いは、エリスロポエチン、成長ホルモン、顆粒球コロニー刺激因子、インスリン、インターフェロン、血液凝固第VIII因子等の血液凝固因子、グルカゴン、組織プラスミノーゲンアクチゲーター、ドーパミン、ガン遺伝子、ガン抑制遺伝子等をコードする外来遺伝子を前記細胞に導入し、それらの遺伝子を種々のプロモータを用いて強制的に又は特定の条件下で発現させるように構成した形質転換細胞を使用してもよい。また、細胞外マトリックスとしては、例えば、インテグリン、コラーゲン、エラスチン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、糖タンパク質等が挙げられる。
【０００９】
本発明の組織片挟持装置において、前記アームは、横幅を前記ベースの横幅より小さくしてもよい。こうすれば、培養面の上方空間をアームが占有してしまうことがなく、培養チャンバーの中での作業スペースを広く確保することができる。したがって、組織片や培養組織を取り扱う際の作業性が良好になる。
【００１０】
本発明の組織片挟持装置は、更に、前記押さえ部材を前記培養面に向かって付勢する付勢部材と、前記アームのうち該アームが揺動するときの揺動軸を挟んで前記押さえ部材とは反対側に設けられ、外力によって押下されたときに前記付勢部材に抗して前記押さえ部材を前記培養面から離すアーム操作部材と、を備えていてもよい。この場合、組織片を挟持するには、外力を加えてアーム操作部材を押下することにより押さえ部材を培養面の上方に離間させ、続いてその状態で組織片を培養面に載置し、その後アーム操作部材に加えていた外力をなくすことにより付勢部材に付勢された押さえ部材で培養面に載置された組織片を押さえる。一方、組織片を培養したあとの培養組織を取り出すときにも、外力を加えてアーム操作部材を押下することにより押さえ部材を培養面の上方に離間させ、続いてその状態で培養組織を取り出す。このように、組織片の培養時には付勢部材に付勢された押さえ部材により組織片は培養面に押さえつけられるため、組織片が培養面に接着して増殖しやすくすることができる。また、アームの動きを容易に操作することができる。殊に、培養チャンバーに可撓性の培養バッグを使用した場合には、培養バッグの外側から操作することができるので、コンタミネーションを防止することができる。この態様を採用した本発明の組織片挟持装置において、前記付勢部材は、前記アームと一体成形されていてもよい。こうすれば、付勢部材とアームとを別部材とする場合に比べて部品点数が少なくなり、組付工程が簡略化される。
【００１１】
本発明の組織片挟持装置は、該アームが揺動するときの揺動軸とは反対方向に前記アームのうち前記押さえ部材の位置から延び出した延出部材を備えていてもよい。こうすれば、作業性がより良好になる。例えば、可撓性の培養バッグ内に組織片挟持装置を配置して使用する場合には、培養バッグの中での作業スペースが、培養面から押さえ部材が離れるように揺動したアームによって培養バッグの内部を押し広げられて確保される。ここで、培養面から押さえ部材が離れるようにアームが揺動したとき、揺動軸から押さえ部材までの距離よりも揺動軸から延出部材の先端までの距離の方が長いため、アーム操作部材の押下げ量が同じであっても、延出部材があることによって、ない場合に比べて作業スペースが一層広くなり、作業性がより良好になる。この態様を採用した本発明の組織片挟持装置において、前記ベースは、前記延出部材の先端側の下面と接触可能な位置に該延出部材が前記アームの揺動軸を中心として所定範囲以上に下方に回転するのを阻止する支持部材を有していてもよい。こうすれば、不意に延出部材を上から押す力が加わったとしても、アームの押さえ部材が強く培養面を押圧するのを防止できる。すなわち、ベースが支持部材を有していない場合には、不意に延出部材を上から押す力が加わると、押さえ部材が培養面を強く押圧して組織片にダメージを与えるおそれがあるのに対して、ベースが支持部材を有している場合には、支持部材が延出部材を下方から支持するため、押さえ部材が培養面を強く押圧することがない。また、前記支持部材は、前記押さえ部材の真正面からずれた位置に設けられていることが好ましい。こうすれば、押さえ部材の真下に組織片を載置するときなどに支持部材が邪魔になることがない。さらに、延出部材又はアームから下方に伸延する支持部材を設け、当該支持部材がベースの培養面に当接することによって、それ以上の下方への回転を阻止するように構成してもよい。
【００１２】
本発明の組織片挟持装置において、前記押さえ部材は、前記培養面に載置される組織片と点接触又は線接触する形状に形成されていてもよい。こうすれば、押さえ部材が組織片と面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片を培養面に確実に固定することができ、組織片への培地の浸透性（浸達性）が良好になる。
【００１３】
本発明の組織片挟持装置において、前記ベースは、前記培養面の周囲の少なくとも一部に突起状物を有していてもよい。こうすれば、可撓性の培養バッグ内に組織片挟持装置を配置して使用する場合において、培地交換時などのように培養バッグ内から培地が抜かれて培養バッグがしぼむような場合でも、培養バッグと組織片とが接触するのを突起によって防止することができる。なお、突起は、例えば培養面の周囲のすべて囲む壁や柵としてもよいし、培養面の周囲を部分的に囲む壁や柵としてもよい。
【００１４】
本発明の組織片挟持装置において、押さえ部材は、ベースから取外し可能に取り付けられていてもよい。こうすれば、培養組織等を作成した後に押さえ部材を取り外すことによって、培養面上の作業スペースが広く確保されるので、培養組織を容易に取り扱うことができる。
【００１５】
本発明の培養キットは、
組織片を挿入可能な開口部を持つ培養チャンバーと、
前記アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように前記培養チャンバー内に配置された上述のいずれかの組織片挟持装置と
を備えたものである。
殊に、上述の培養キットにおいて、培養チャンバーは、液密に閉鎖可能な可撓性の培養バッグであることが好ましい。
【００１６】
この培養キットでは、上述したいずれかの組織片挟持装置が培養バッグ内に配置されており、アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように配置されている。このため、培養面から押さえ部材が離れるように揺動したアームが培養バッグの内部を押し広げることにより、培養面に組織片を載置したり組織片を培養した後の培養組織を取り出したりするときの作業スペースが確保されると共に開口部の開口面積を大きくすることができる。また、培養キットは上述したいずれかの組織片挟持装置を備えているため、上述したいずれかの組織片挟持装置と同様の効果が得られる。
【００１７】
本発明の培養キットにおいて、前記培養バッグは、気体透過性と液体不透過性を有することが好ましい。こうすれば、培養バッグ内の液体培地を漏出させることなく周囲の気体成分を培養バッグ内に取り込むことが可能となるため、良好に培養を行うことができる。ここで、気体透過性かつ液体不透過性の材料としては、特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂やシリコン樹脂などが挙げられ、これらは充実体であってもよいが微細孔（例えば数〜数十μｍの径の孔）が形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を用いて詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態の培養キット１０を所定方向から見たときの概略斜視図、図２は組織片挟持装置３０を所定方向から見たときの概略斜視図、図３は組織片挟持装置３０を別の方向から見たときの概略斜視図、図４は組織片挟持装置３０を前方からみたときの説明図、図５は図２のＡ−Ａ断面図、図６はベース３１の裏面の概略斜視図である。
【００１９】
本実施形態の培養キット１０は、図１に示すように、細胞や組織片の培養が可能な培養バッグ２０と、その培養バッグ２０の中に配置される組織片挟持装置３０とを備えている。なお、図１では、組織片挟持装置３０は培養バッグ２０の内部に配置されているため本来であれば隠れ線（点線）で表記すべきだが、便宜上、実線で表記した。
【００２０】
培養バッグ２０は、気体透過性かつ液体不透過性をもつ白色半透明なフッ素樹脂製の下面２０ａと上面２０ｂとを重ねた状態で周囲の３辺を熱溶着したものであり、ジッパ２２により液密に閉鎖可能な開口部２４を有している。この培養バッグ２０は、開口部２４とは反対側にシリンジ挿入部２６を有している。シリンジ挿入部２６は、培養バッグ２０の内外を連通する筒状の穴にゴム栓を液密に嵌め込んだものであり、培養バッグ２０に対して液体培地の供給や排出を行うときにシリンジ６０のニードル６２が挿入される。また、シリンジ挿入部２６に挿入されたニードル６２が抜き取られた後の穴はゴムの復元力により塞がれるため、シリンジ挿入部２６は再び液密な状態を維持する。なお、開口部２４をジッパ２２により液密に閉鎖するのに代えて又は加えて、ヒートシール等で液密に封鎖してもよい。
【００２１】
組織片挟持装置３０は、図２〜図５に示すように、数ｍｍ角の組織片Ｔ（図２参照）を載置する培養面３２を持つベース３１と、このベース３１に揺動可能に取り付けられたアーム４０とを備えている。
【００２２】
ベース３１は、半透明の合成樹脂を四角形状に成型したものであり、プラズマ処理により親水性を付加した培養面３２を備えている。このように培養面３２は親水性を具備しているので、接着依存性細胞や組織片が接着しやすくなっている。また、ベース３１は、左右両側に培養面３２を取り囲む突起としての横壁３３を備えている。この横壁３３は、培養バッグ２０の上面２０ｂを内側から支えて培養面３２上の培養組織に培養バッグ２０が接触するのを防止する役割を果たす。更に、ベース３１は、前方に前壁３４（本発明の支持部材に相当）を備えると共に後方にアーム４０の揺動軸となるピン４２を支持するステー３５を備えている。更にまた、前壁３４の下方には、アーム４０のフック５４と係止可能な線状突起３６が設けられている。一方、ベース３１の裏面には、図６に示すように、補強用リブ３７が設けられている。この補強用リブ３７は、裏面の全周に形成されているほか、ステー３５の周囲や培養面３２のうち組織片Ｔが載置される載置エリアを補強するために形成されているが、本実施形態ではこの載置エリアの中心Ｃ（図２及び図６参照）の裏側で補強用リブ３７が交差している。ここで、ベース３１は白色半透明の合成樹脂製であるため、培養面３２を上から見たときに補強用リブ３７の交差位置が透けて見える。この交差位置が載置エリアの中心Ｃ（培養面における押さえ部材の位置）を示すことになるので、組織片Ｔを載置するときの目安となる。
【００２３】
アーム４０は、図２〜図５に示すように、アーム４０の後方部分にあたる幅広の基端部４１と、この基端部４１から前方に延び出した中程度の幅を持つ中間部４８と、この中間部４８から更に前方に延び出した最も幅の狭い延出部５２とを有し、これらの部分はポリエチレン、ポリプロピレン又はポリカーボネートなどの合成樹脂により一体成形されている。このアーム４０は、いずれの部分においても左右の幅がベース３１の幅よりも小さい。なお、本明細書で「幅」とは、図２の左右方向の長さを意味する。
【００２４】
基端部４１は、左右両側に突出したピン４２と、このピン４２の後方上側に設けられた操作ボタン４３（本発明のアーム操作部材に相当）と、ピン４２の後方に延び出すように形成された一対の脚部４４とを備えている。このうち、ピン４２は培養面３２に立設されたステー３５に支持されており、これによりアーム４０はこのピン４２を軸として揺動可能となっている。操作ボタン４３は、アーム４０を操作するときにオペレータが押下するボタンであり、ピン４２を挟んで押さえ部４９とは反対側に設けられている。また、一対の脚部４４は、操作ボタン４３と切り込み４５を介して繋がっており、脚部４４を内方向に移動する（つまむ）ことによってピン４２がステー３５から外れ、アーム４０をベース３１から取り外すことができる。更に、基端部４１の略中央には、上下方向に貫通する角穴４６が設けられている。
【００２５】
中間部４８は、培養面３２に載置される組織片Ｔを押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部４９と、基端部４１の角穴４６を通過して培養面３２に当接する板バネ５０（本発明の付勢部材に相当）とを備えている。このうち、押さえ部４９は、組織片Ｔと点接触するように下方に向かって細く尖った形状に形成されている。板バネ５０は、アーム４０と一体成形されており、アーム４０のピン４２がステー３５に支持されていないフリーの状態では、図５の上段に示すように山型に湾曲した形状を呈するが、ピン４２がステー３５に支持されている状態では、図５の下段に示すように山型に湾曲した形状を上方から押し広げられているため、押さえ部４９を培養面３２に向かって付勢することになる。
【００２６】
延出部５２は、図２に示すように、中間部４８の押さえ部４９の付近から斜め前方に延びたあと真っ直ぐ前方に延び出し、その先端５２ａに屈曲片５３を有している。この屈曲片５３は、延出部５２を下方に略直角に屈曲することにより形成されている。また、屈曲片５３の先端には、ベース３１に設けた線状突起３６と係止可能なフック５４が設けられている。そして、フック５４が線状突起３６に係止されている状態では、ベース３１に設けた前壁３４の上端が延出部５２の下面と略接触するようになっている。また、組織片挟持装置３０は、図１に示すように、アーム４０のうち延出部５２の先端５２ａが培養バッグ２０の開口部２４の方向を向くように配置されている。
【００２７】
次に、本実施形態の培養キット１０の使用例について図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、それぞれ操作ボタン４３を押下したときの様子を表す縦断面図及び横断面図である。
【００２８】
まず、オペレータは、図１に示す培養キット１０を組織片挟持装置３０のベース３１がほぼ水平になるように作業台に置き、培養バッグ２０のジッパ２２が開いた状態でアーム４０の操作ボタン４３を一本の指で押下する。すると、図７及び図８に示すように、板バネ５０の付勢力に抗して押さえ部４９がピン４２を中心として培養面３２から上方向に離間するようにアーム４０が揺動する力が働き、延出部５２の先端５２ａは板バネ５０の付勢に抗して所定位置まで上昇する。この所定位置は、操作ボタン４３の下方への移動量やピン４２から延出部５２の先端５２ａまでの長さ等により決まる。このとき、培養バッグ２０の下面２０ａはベース３１に押さえられ、上面２０ｂは延出部５２の先端５２ａにより上方に持ち上げられるため、培養バッグ２０の開口部２４は大きく開くことになる。また、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【００２９】
次いで、操作ボタン４３を押下したまま、オペレータは組織片Ｔ（ここでは数ｍｍ角の骨膜組織片）を載置エリアの中心Ｃに載置する。このとき、ベース３１の補強用リブ３７の交差位置は載置エリアの中心Ｃを示しているが、この交差位置がベース３１の上から透けて見えるため、オペレータは組織片Ｔを載置エリアの中心Ｃに確実に載置することができる。また、前壁３４は組織片載置エリアの中心Ｃの正面からずれた位置に設けられているため、組織片Ｔを載置するときに前壁３４が邪魔になることもない。
【００３０】
続いて、オペレータは操作ボタン４３の押下を解除する。すると、板バネ５０の付勢力によりアーム４０の押さえ部４９が培養面３２に載置された組織片Ｔを押圧する。このとき、押さえ部４９は下方に向かって細く尖った形状をしているため、組織片Ｔと点接触することになり、面接触の場合に比べてしっかりと培養面３２に固定することができる。そして、オペレータはアーム４０のフック５４が線状突起３６と係止するように延出部５２の先端５２ａを軽く押下する（但し、板バネ５０の付勢力によってアーム４０のフック５４が線状突起３６に係止する場合には、この操作は不要となる）。こうすることにより、操作ボタン４３を押下する方向（押さえ部が上方に移動する方向）に若干の力が不意に加わったとしても、フック５４が線状突起３６に係止しているため、押さえ部４９が培養面３２から上方に離間して、組織片が剥がれるのを阻止することができる。また、延出部５２を押下する方向に若干の力が不意に加わったとしても、前壁３４が延出部５２の下方への移動を阻止するため、押さえ部４９が培養面３２を強く押圧してしまうことを防止できる。その後、オペレータは培養バッグ２０の開口部２４のジッパ２２を閉める。すると、培養バッグ２０の内部は液密な状態となる。
【００３１】
続いて、オペレータは図１に示すシリンジ６０のニードル６２をシリンジ挿入部２６に突き刺し、十分な量の液体培地を注入する。
【００３２】
続いて、オペレータはシリンジ６０のニードル６２をシリンジ挿入部２６から引き抜く。すると、シリンジ挿入部２６はゴムの復元力によりニードル６２を刺したときに生じた穴が封鎖されるため、培養バッグ２０の内部は液密な状態が維持される。その後、この培養バッグ２０を図示しない炭酸ガスインキュベータに入れ、組織片培養を開始する。炭酸ガスインキュベータ内の成分調整がなされた気体は、培養バッグ２０が気体透過性を持つことから培養バッグ２０の内部に浸透して液体培地に溶存し、組織片Ｔに供給される。また、組織片Ｔは、押さえ部４９に点接触で押圧されているため、培地の浸透が良好である。培養中、必要に応じて培地交換を行うが、その場合には前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地の排出し、新しい液体培地の注入を行う。
【００３３】
培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、ジッパ２２を開き、組織片挟持装置を培養バッグ２０から取り出す。洗浄液で洗浄した後、脚部４４をつまむことによってアーム４０をベース３１から取り外す。そして、培養組織を回収する。このようにアーム４０をベース３１から取り外すことによって、培養面に形成された培養組織に容易にアクセスすることができ、作業性が良好である。
【００３４】
なお、組織片挟持装置を培養バッグから取り出すことなく、培養バッグ２０のジッパ２２を開き、操作ボタン４３を押下して押さえ部４９を培養面３２から離間させ、培養組織を培養面３２から培養バッグ２０の外へと取り出してもよい。この場合、培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、同じくシリンジ６０を用いて洗浄液を注入する。そして、洗浄液の排出及び注入を数回繰り返したあと、洗浄液を排出した状態で培養バッグ２０のジッパ２２を開き、操作ボタン４３を押下して押さえ部４９を培養面３２から離間させる。これにより、培養バッグ２０の開口部２４が大きく開くため、組織片Ｔが培養された後の培養組織を培養面３２から培養バッグ２０の外へと取り出す。この場合、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【００３５】
また、培養細胞懸濁液として回収したい場合には、次の手順を踏めば容易に回収することができる。すなわち、培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、同じくシリンジ６０を用いて洗浄液を注入する。そして、洗浄液の排出及び注入を数回繰り返したあと、シリンジ６０を用いて細胞分散液を培養バッグ２０に注入する。所定時間経過した後、シリンジ６０を用いて細胞分散の停止剤を注入し、これらの溶液とともに分散された細胞をシリンジ６０に吸引することで培養細胞懸濁液として回収することができる。
【００３６】
以上詳述した本実施形態によれば、培養面３２と押さえ部４９との間を開くときにはアーム４０を揺動させればよいため、操作性が良好となる。また、アーム４０の横幅がベース３１の横幅より小さいため、組織片挟持装置３０に組織片Ｔを挟持したり組織片Ｔを培養したあとの培養組織を組織片挟持装置３０から取り出したりするときの作業スペースが十分広くなり、作業性が良好になる。また、組織片Ｔの培養時には板バネ５０に付勢された押さえ部４９により組織片Ｔは培養面３２に押さえつけられるため、組織片Ｔが培養面３２に接着して増殖しやすくなる。また、培養バッグ２０の外側からアーム４０の動きを容易に操作することができる。更に、板バネ５０は、アーム４０と一体成形されているため、これらを別部材とする場合に比べて部品点数が少なくなり、組付工程が簡略化される。更にまた、培養中は押さえ部４９が組織片Ｔを培養面３２に押しつけた状態になっているが、このとき不意に延出部５２を上から押す力が加わったとしても、延出部５２が下方に移動するのを前壁３４が阻止するため、押さえ部４９が組織片Ｔを培養面３２に強く押圧しすぎることがない。そしてまた、前壁３４は、押さえ部４９の真正面からずれた位置に設けられているため、押さえ部４９の真下に組織片Ｔを載置するときなどに前壁３４が邪魔になることがない。そして更に、押さえ部４９は組織片Ｔと点接触するため、組織片Ｔと面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片Ｔを培養面３２に確実に固定することができ、組織片Ｔへの培地の浸透性（侵達性）が良好になる。そして更にまた、横壁３３が培養面３２の周囲を囲んでいるため、培地交換時などのように培養バッグ２０内から培地が抜かれて培養バッグ２０がしぼむような場合でも、培養バッグ２０の上面２０ｂと組織片Ｔとが接触するのを横壁３３によって防止することができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、アーム４０に延出部５２を設けたが、この延出部５２を省略してもよい。この場合には、アーム４０のうち押さえ部４９の上方で培養バッグ２０を持ち上げることになるため、培養バッグ２０を持ち上げるリフト量は上述した実施形態に比べて小さくなるものの、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
【００３９】
上述した実施形態では、板バネ５０がアーム４０の押さえ部４９を培養面３２に向かって付勢するようにしたが、図９に示すように、アーム４０と一体成形された板バネ１５０が押さえ部４９を培養面３２から離間するように付勢してもよい。なお、図９では、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。この場合、オペレータが操作ボタン４３を操作していない状態では、図９の一点鎖線で示すように押さえ部４９が培養面３２から上方に離間しているため、上述した実施形態で操作ボタン４３を押下している状態（図７参照）と同様、培養バッグ２０の開口部２４を大きく開けることができ、組織片Ｔを押さえ部４９の直下に載置したり組織片Ｔを培養したあとの培養組織を押さえ部４９の直下から取り出したりするときの作業スペースを十分広くとることができる。一方、組織片Ｔを押さえ部４９により培養面３２に固定するには、オペレータは操作ボタン４３を押し上げるか、中央部４８及び延出部５２を押し下げることによりベース３１の線状突起３６にアーム４０のフック５４を係止させ、図９の実線で示すように押さえ部４９により組織片Ｔを培養面３２に押し付ける。この場合、線状突起３６とフック５４との係止は板バネ１５０の付勢力のみでは解除されないように設計されている。なお、再び押さえ部４９を培養面３２の上方に離間させるには、オペレータが操作ボタン４３を押下するかフック５４を線状突起３６から外す。こうした図９の構成を採用した場合でも、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
【００４０】
上述した実施形態では、本発明の係止部材として屈曲片５３にフック５４を設け、被係止部材としてベース３１に線状突起３６を設けたが、フック５４がベース３１の底面に引っかかるようにして線状突起３６を省略してもよい。あるいは、屈曲片５３にフック５４の代わりに略半球状の突部を設け、ベース３１に線状突起３６の代わりにその突部が嵌り込む穴を設けてもよい。あるいは、その逆、つまりベース３１に略半球状の突部を設け、屈曲片５３にその突部が嵌り込む穴を設けてもよい。このように係脱可能に係止される構造であれば、特にどのような構造であっても構わない。
【００４１】
上述した実施形態では、押さえ部４９を下方に向かって細く尖った形状として押さえ部４９が組織片Ｔと点接触するようにしたが、押さえ部４９が組織片Ｔと線接触するような形状にしてもよく、この場合も、組織片Ｔと面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片Ｔを培養面３２に確実に固定することができるし組織片Ｔへの培地の浸透性が良好になる。但し、本発明は押さえ部４９が組織片Ｔと面接触するような形状を排除するものではない。
【００４２】
上述した実施形態では、培養キット１０は培養バッグ２０と組織片挟持装置３０とで構成されるものとしたが、図１のシリンジ６０や培養に必要な液体培地を培養キット１０の構成に加えてもよい。
【００４３】
上述した実施形態では、培養面３２には親水性が付与されているものとして説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、細胞に磁性微粒子を取り込ませることによって非接着性の培養面においても接着依存性細胞を培養することもできる（特開２００４−２５４５１９号公報参照）ため、培養面は必ずしも親水性を具備していなくてもよい。また、培養面３２を温度感応性ポリマーで構成することによって温度制御により親水性と疎水性を切り替え、細胞の接着性を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば再生医療の分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】培養キット１０を所定方向から見たときの概略斜視図である。
【図２】組織片挟持装置３０を所定方向から見たときの概略斜視図である。
【図３】組織片挟持装置３０を別の方向から見たときの概略斜視図である。
【図４】組織片挟持装置３０を前方からみたときの説明図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】ベース３１の裏面の概略斜視図である。
【図７】培養キット１０の使用状態を表す縦断面図である。
【図８】培養キット１０の使用状態を表す横断面図である。
【図９】他の組織片挟持装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 培養キット、２０ 培養バッグ、２０ａ 下面、２０ｂ 上面、２２ ジッパ、２４ 開口部、２６ シリンジ挿入部、３０ 組織片挟持装置、３１ ベース、３２ 培養面、３３ 横壁、３４ 前壁、３５ ステー、３６ 線状突起、３７ 補強用リブ、４０ アーム、４１ 基端部、４２ ピン、４３ 操作ボタン、４４ 脚部、４５ 切り込み、４６ 角穴、４８ 中間部、４９ 押さえ部、５０ 板バネ、５２ 延出部、５２ａ 先端、５３ 屈曲片、５４ フック、６０ シリンジ、６２ ニードル、１５０ 板バネ、Ｃ 載置エリアの中心、Ｔ 組織片。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織片挟持装置及びその組織片挟持装置を組み込んだ培養キットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、再生医療に培養組織や培養細胞懸濁液が利用されつつあることから、培養組織や培養細胞懸濁液を得るのに適した培養キットの開発が進められている。例えば、特許文献１には、組織片培養において好ましい培養状態を早期かつ容易に形成できる培養キットが提案されている。この培養キットは、培養面とその培養面に密着可能なメッシュシートとの間に組織片を挟み込む組織片挟持装置を培養バッグの中に配置したものである。培養バッグは、気体透過性かつ液体不透過性であり、液密に閉鎖可能な開口部を有し、開口部の両端から中央へ向かって外力を加えると開口部が開放されると共に培養面とメッシュシートとの間が開き、その外力を解除すると開口部が自身の復元力により閉鎖されると共に培養面にメッシュシートが密着するようになっている。このため、組織片を培養するには、まず、開口部の両端から中央へ向かって外力を加えて開口部を開放すると共に培養面とメッシュシートとの間を開き、組織片を開口部から挿入して培養面に載置し、次いで、加えていた外力を解除して開口部を閉鎖すると共に培養面にメッシュシートを密着させる。これにより、組織片は培養面とメッシュシートとの間に挟持される。続いて、液体培地を培養バッグ内へ注入すると共に培養バッグ内の気体を抜く。その後、この培養バッグをインキュベータに入れて組織片の培養を行う。このとき、培養バッグはガス透過性のため、インキュベータ内の気体成分は培養バッグ内の液体培地に溶存して組織片に供給される。また、特許文献２には回転培養法で利用される固定具が開示されている。これは、ガラス板に係止されたフォーク状の帯板によってガラス板上に載置された組織片を固定する固定具であって、回転培養機に供される。
【特許文献１】特開２００５−８７０２９
【特許文献２】特開２００３−６１６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の培養キットでは、培養面とメッシュシートとの間を開くときに培養バッグの開口部の両端から中央へ向かって外力を加える必要があったため、操作性がよくないという問題があった。また、特許文献２の固定具では、フォーク状の帯板がガラス板を抱え込むようにスライド式に係止されているが、この帯板は揺動可能ではないので、フォーク状の帯板の先端部下で組織片を押さえることが困難であり、操作性に問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、組織片や培養組織を取り扱う際の操作性が良好な組織片挟持装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような組織片挟持装置を組み込んだ培養キットを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の組織片挟持装置は、
培養チャンバーの中に配置可能な組織片挟持装置であって、
組織片を載置する培養面を持つベースと、
前記ベースに揺動可能に取り付けられたアームと、
前記アームのうち前記培養面に載置される組織片を押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部材と、
を備えたものである。
【０００７】
この組織片挟持装置では、培養面に組織片を載置する際には、培養面から押さえ部材が離れるようにアームを揺動させ、その状態で培養面のうち押さえ部材と対向する位置に組織片を載置する。また、組織片が培養された後の培養組織を取り出す際にも、培養面から押さえ部材が離れるようにアームを揺動させ、その状態で培養面から培養組織を取り出す。このように、培養面と押さえ部材との間を開けるときには、アームを揺動させればよいため、従来のように培養バッグの開口部の両端から中央へ向かって外力を加える場合に比べて操作性が良好となる。
【０００８】
ここで、培養チャンバーとは、培養キャビティを具備し、当該培養キャビティに組織片挟持装置を包含可能な構成のものであればどのような形態のものでもよく、例えば、シャーレ、フラスコ、バッグ等が挙げられる。好ましくは、可撓性を有する培養バッグである。培養面としては、組織片を構成する細胞を培養することができるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリスチレン等の合成樹脂から構成されたものが挙げられる。また、これらの表面を処理して親水性を付加したり、コラーゲンやフィブリンなどの細胞接着性材料を被覆したりしたものでもよい。押さえ部材としては、組織片を押さえることができれば、どのような形態及び材質でもよいが、細胞が接着しにくい表層を有していることが好ましい。このような表層としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなどが挙げられる。更に、組織片としては、生体組織から採取可能な上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織などが好ましく、具体的には、皮膚（表皮、真皮）、軟骨、角膜、網膜、骨膜、骨、神経、筋肉、粘膜、歯周組織、血管、脂肪または心臓、肝臓、すい臓、腎臓もしくは膀胱などの臓器の一部が挙げられる。また、細胞を培養して得られる細胞シートや足場（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）に細胞を播種した培養組織なども、本発明の組織片として利用することができる。このような細胞としては、例えば、ヒト、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ニワトリ、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、ウマ、イヌ、ネコ、サル等の温血動物から採取された種々の細胞が挙げられる。この温血動物の細胞としては、例えば、角化細胞、脾細胞、神経細胞、グリア細胞、膵臓β細胞、メサンギウム細胞、ランゲルハンス細胞、表皮細胞、上皮細胞、内皮細胞、線維芽細胞、繊維細胞、筋細胞、脂肪細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、骨細胞、骨膜細胞、骨芽細胞、破骨細胞、乳腺細胞、肝細胞若しくは間質細胞、又はこれら細胞の前駆細胞、幹細胞若しくは接着依存性のガン細胞が挙げられる。また、胚性肝細胞を使用することもできる。或いは、エリスロポエチン、成長ホルモン、顆粒球コロニー刺激因子、インスリン、インターフェロン、血液凝固第VIII因子等の血液凝固因子、グルカゴン、組織プラスミノーゲンアクチゲーター、ドーパミン、ガン遺伝子、ガン抑制遺伝子等をコードする外来遺伝子を前記細胞に導入し、それらの遺伝子を種々のプロモータを用いて強制的に又は特定の条件下で発現させるように構成した形質転換細胞を使用してもよい。また、細胞外マトリックスとしては、例えば、インテグリン、コラーゲン、エラスチン、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、糖タンパク質等が挙げられる。
【０００９】
本発明の組織片挟持装置において、前記アームは、横幅を前記ベースの横幅より小さくしてもよい。こうすれば、培養面の上方空間をアームが占有してしまうことがなく、培養チャンバーの中での作業スペースを広く確保することができる。したがって、組織片や培養組織を取り扱う際の作業性が良好になる。
【００１０】
本発明の組織片挟持装置は、更に、前記押さえ部材を前記培養面に向かって付勢する付勢部材と、前記アームのうち該アームが揺動するときの揺動軸を挟んで前記押さえ部材とは反対側に設けられ、外力によって押下されたときに前記付勢部材に抗して前記押さえ部材を前記培養面から離すアーム操作部材と、を備えていてもよい。この場合、組織片を挟持するには、外力を加えてアーム操作部材を押下することにより押さえ部材を培養面の上方に離間させ、続いてその状態で組織片を培養面に載置し、その後アーム操作部材に加えていた外力をなくすことにより付勢部材に付勢された押さえ部材で培養面に載置された組織片を押さえる。一方、組織片を培養したあとの培養組織を取り出すときにも、外力を加えてアーム操作部材を押下することにより押さえ部材を培養面の上方に離間させ、続いてその状態で培養組織を取り出す。このように、組織片の培養時には付勢部材に付勢された押さえ部材により組織片は培養面に押さえつけられるため、組織片が培養面に接着して増殖しやすくすることができる。また、アームの動きを容易に操作することができる。殊に、培養チャンバーに可撓性の培養バッグを使用した場合には、培養バッグの外側から操作することができるので、コンタミネーションを防止することができる。この態様を採用した本発明の組織片挟持装置において、前記付勢部材は、前記アームと一体成形されていてもよい。こうすれば、付勢部材とアームとを別部材とする場合に比べて部品点数が少なくなり、組付工程が簡略化される。
【００１１】
本発明の組織片挟持装置は、該アームが揺動するときの揺動軸とは反対方向に前記アームのうち前記押さえ部材の位置から延び出した延出部材を備えていてもよい。こうすれば、作業性がより良好になる。例えば、可撓性の培養バッグ内に組織片挟持装置を配置して使用する場合には、培養バッグの中での作業スペースが、培養面から押さえ部材が離れるように揺動したアームによって培養バッグの内部を押し広げられて確保される。ここで、培養面から押さえ部材が離れるようにアームが揺動したとき、揺動軸から押さえ部材までの距離よりも揺動軸から延出部材の先端までの距離の方が長いため、アーム操作部材の押下げ量が同じであっても、延出部材があることによって、ない場合に比べて作業スペースが一層広くなり、作業性がより良好になる。この態様を採用した本発明の組織片挟持装置において、前記ベースは、前記延出部材の先端側の下面と接触可能な位置に該延出部材が前記アームの揺動軸を中心として所定範囲以上に下方に回転するのを阻止する支持部材を有していてもよい。こうすれば、不意に延出部材を上から押す力が加わったとしても、アームの押さえ部材が強く培養面を押圧するのを防止できる。すなわち、ベースが支持部材を有していない場合には、不意に延出部材を上から押す力が加わると、押さえ部材が培養面を強く押圧して組織片にダメージを与えるおそれがあるのに対して、ベースが支持部材を有している場合には、支持部材が延出部材を下方から支持するため、押さえ部材が培養面を強く押圧することがない。また、前記支持部材は、前記押さえ部材の真正面からずれた位置に設けられていることが好ましい。こうすれば、押さえ部材の真下に組織片を載置するときなどに支持部材が邪魔になることがない。さらに、延出部材又はアームから下方に伸延する支持部材を設け、当該支持部材がベースの培養面に当接することによって、それ以上の下方への回転を阻止するように構成してもよい。
【００１２】
本発明の組織片挟持装置において、前記押さえ部材は、前記培養面に載置される組織片と点接触又は線接触する形状に形成されていてもよい。こうすれば、押さえ部材が組織片と面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片を培養面に確実に固定することができ、組織片への培地の浸透性（浸達性）が良好になる。
【００１３】
本発明の組織片挟持装置において、前記ベースは、前記培養面の周囲の少なくとも一部に突起状物を有していてもよい。こうすれば、可撓性の培養バッグ内に組織片挟持装置を配置して使用する場合において、培地交換時などのように培養バッグ内から培地が抜かれて培養バッグがしぼむような場合でも、培養バッグと組織片とが接触するのを突起によって防止することができる。なお、突起は、例えば培養面の周囲のすべて囲む壁や柵としてもよいし、培養面の周囲を部分的に囲む壁や柵としてもよい。
【００１４】
本発明の組織片挟持装置において、押さえ部材は、ベースから取外し可能に取り付けられていてもよい。こうすれば、培養組織等を作成した後に押さえ部材を取り外すことによって、培養面上の作業スペースが広く確保されるので、培養組織を容易に取り扱うことができる。
【００１５】
本発明の培養キットは、
組織片を挿入可能な開口部を持つ培養チャンバーと、
前記アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように前記培養チャンバー内に配置された上述のいずれかの組織片挟持装置と
を備えたものである。
殊に、上述の培養キットにおいて、培養チャンバーは、液密に閉鎖可能な可撓性の培養バッグであることが好ましい。
【００１６】
この培養キットでは、上述したいずれかの組織片挟持装置が培養バッグ内に配置されており、アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように配置されている。このため、培養面から押さえ部材が離れるように揺動したアームが培養バッグの内部を押し広げることにより、培養面に組織片を載置したり組織片を培養した後の培養組織を取り出したりするときの作業スペースが確保されると共に開口部の開口面積を大きくすることができる。また、培養キットは上述したいずれかの組織片挟持装置を備えているため、上述したいずれかの組織片挟持装置と同様の効果が得られる。
【００１７】
本発明の培養キットにおいて、前記培養バッグは、気体透過性と液体不透過性を有することが好ましい。こうすれば、培養バッグ内の液体培地を漏出させることなく周囲の気体成分を培養バッグ内に取り込むことが可能となるため、良好に培養を行うことができる。ここで、気体透過性かつ液体不透過性の材料としては、特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂やシリコン樹脂などが挙げられ、これらは充実体であってもよいが微細孔（例えば数〜数十μｍの径の孔）が形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を用いて詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態の培養キット１０を所定方向から見たときの概略斜視図、図２は組織片挟持装置３０を所定方向から見たときの概略斜視図、図３は組織片挟持装置３０を別の方向から見たときの概略斜視図、図４は組織片挟持装置３０を前方からみたときの説明図、図５は図２のＡ−Ａ断面図、図６はベース３１の裏面の概略斜視図である。
【００１９】
本実施形態の培養キット１０は、図１に示すように、細胞や組織片の培養が可能な培養バッグ２０と、その培養バッグ２０の中に配置される組織片挟持装置３０とを備えている。なお、図１では、組織片挟持装置３０は培養バッグ２０の内部に配置されているため本来であれば隠れ線（点線）で表記すべきだが、便宜上、実線で表記した。
【００２０】
培養バッグ２０は、気体透過性かつ液体不透過性をもつ白色半透明なフッ素樹脂製の下面２０ａと上面２０ｂとを重ねた状態で周囲の３辺を熱溶着したものであり、ジッパ２２により液密に閉鎖可能な開口部２４を有している。この培養バッグ２０は、開口部２４とは反対側にシリンジ挿入部２６を有している。シリンジ挿入部２６は、培養バッグ２０の内外を連通する筒状の穴にゴム栓を液密に嵌め込んだものであり、培養バッグ２０に対して液体培地の供給や排出を行うときにシリンジ６０のニードル６２が挿入される。また、シリンジ挿入部２６に挿入されたニードル６２が抜き取られた後の穴はゴムの復元力により塞がれるため、シリンジ挿入部２６は再び液密な状態を維持する。なお、開口部２４をジッパ２２により液密に閉鎖するのに代えて又は加えて、ヒートシール等で液密に封鎖してもよい。
【００２１】
組織片挟持装置３０は、図２〜図５に示すように、数ｍｍ角の組織片Ｔ（図２参照）を載置する培養面３２を持つベース３１と、このベース３１に揺動可能に取り付けられたアーム４０とを備えている。
【００２２】
ベース３１は、半透明の合成樹脂を四角形状に成型したものであり、プラズマ処理により親水性を付加した培養面３２を備えている。このように培養面３２は親水性を具備しているので、接着依存性細胞や組織片が接着しやすくなっている。また、ベース３１は、左右両側に培養面３２を取り囲む突起としての横壁３３を備えている。この横壁３３は、培養バッグ２０の上面２０ｂを内側から支えて培養面３２上の培養組織に培養バッグ２０が接触するのを防止する役割を果たす。更に、ベース３１は、前方に前壁３４（本発明の支持部材に相当）を備えると共に後方にアーム４０の揺動軸となるピン４２を支持するステー３５を備えている。更にまた、前壁３４の下方には、アーム４０のフック５４と係止可能な線状突起３６が設けられている。一方、ベース３１の裏面には、図６に示すように、補強用リブ３７が設けられている。この補強用リブ３７は、裏面の全周に形成されているほか、ステー３５の周囲や培養面３２のうち組織片Ｔが載置される載置エリアを補強するために形成されているが、本実施形態ではこの載置エリアの中心Ｃ（図２及び図６参照）の裏側で補強用リブ３７が交差している。ここで、ベース３１は白色半透明の合成樹脂製であるため、培養面３２を上から見たときに補強用リブ３７の交差位置が透けて見える。この交差位置が載置エリアの中心Ｃ（培養面における押さえ部材の位置）を示すことになるので、組織片Ｔを載置するときの目安となる。
【００２３】
アーム４０は、図２〜図５に示すように、アーム４０の後方部分にあたる幅広の基端部４１と、この基端部４１から前方に延び出した中程度の幅を持つ中間部４８と、この中間部４８から更に前方に延び出した最も幅の狭い延出部５２とを有し、これらの部分はポリエチレン、ポリプロピレン又はポリカーボネートなどの合成樹脂により一体成形されている。このアーム４０は、いずれの部分においても左右の幅がベース３１の幅よりも小さい。なお、本明細書で「幅」とは、図２の左右方向の長さを意味する。
【００２４】
基端部４１は、左右両側に突出したピン４２と、このピン４２の後方上側に設けられた操作ボタン４３（本発明のアーム操作部材に相当）と、ピン４２の後方に延び出すように形成された一対の脚部４４とを備えている。このうち、ピン４２は培養面３２に立設されたステー３５に支持されており、これによりアーム４０はこのピン４２を軸として揺動可能となっている。操作ボタン４３は、アーム４０を操作するときにオペレータが押下するボタンであり、ピン４２を挟んで押さえ部４９とは反対側に設けられている。また、一対の脚部４４は、操作ボタン４３と切り込み４５を介して繋がっており、脚部４４を内方向に移動する（つまむ）ことによってピン４２がステー３５から外れ、アーム４０をベース３１から取り外すことができる。更に、基端部４１の略中央には、上下方向に貫通する角穴４６が設けられている。
【００２５】
中間部４８は、培養面３２に載置される組織片Ｔを押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部４９と、基端部４１の角穴４６を通過して培養面３２に当接する板バネ５０（本発明の付勢部材に相当）とを備えている。このうち、押さえ部４９は、組織片Ｔと点接触するように下方に向かって細く尖った形状に形成されている。板バネ５０は、アーム４０と一体成形されており、アーム４０のピン４２がステー３５に支持されていないフリーの状態では、図５の上段に示すように山型に湾曲した形状を呈するが、ピン４２がステー３５に支持されている状態では、図５の下段に示すように山型に湾曲した形状を上方から押し広げられているため、押さえ部４９を培養面３２に向かって付勢することになる。
【００２６】
延出部５２は、図２に示すように、中間部４８の押さえ部４９の付近から斜め前方に延びたあと真っ直ぐ前方に延び出し、その先端５２ａに屈曲片５３を有している。この屈曲片５３は、延出部５２を下方に略直角に屈曲することにより形成されている。また、屈曲片５３の先端には、ベース３１に設けた線状突起３６と係止可能なフック５４が設けられている。そして、フック５４が線状突起３６に係止されている状態では、ベース３１に設けた前壁３４の上端が延出部５２の下面と略接触するようになっている。また、組織片挟持装置３０は、図１に示すように、アーム４０のうち延出部５２の先端５２ａが培養バッグ２０の開口部２４の方向を向くように配置されている。
【００２７】
次に、本実施形態の培養キット１０の使用例について図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、それぞれ操作ボタン４３を押下したときの様子を表す縦断面図及び横断面図である。
【００２８】
まず、オペレータは、図１に示す培養キット１０を組織片挟持装置３０のベース３１がほぼ水平になるように作業台に置き、培養バッグ２０のジッパ２２が開いた状態でアーム４０の操作ボタン４３を一本の指で押下する。すると、図７及び図８に示すように、板バネ５０の付勢力に抗して押さえ部４９がピン４２を中心として培養面３２から上方向に離間するようにアーム４０が揺動する力が働き、延出部５２の先端５２ａは板バネ５０の付勢に抗して所定位置まで上昇する。この所定位置は、操作ボタン４３の下方への移動量やピン４２から延出部５２の先端５２ａまでの長さ等により決まる。このとき、培養バッグ２０の下面２０ａはベース３１に押さえられ、上面２０ｂは延出部５２の先端５２ａにより上方に持ち上げられるため、培養バッグ２０の開口部２４は大きく開くことになる。また、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【００２９】
次いで、操作ボタン４３を押下したまま、オペレータは組織片Ｔ（ここでは数ｍｍ角の骨膜組織片）を載置エリアの中心Ｃに載置する。このとき、ベース３１の補強用リブ３７の交差位置は載置エリアの中心Ｃを示しているが、この交差位置がベース３１の上から透けて見えるため、オペレータは組織片Ｔを載置エリアの中心Ｃに確実に載置することができる。また、前壁３４は組織片載置エリアの中心Ｃの正面からずれた位置に設けられているため、組織片Ｔを載置するときに前壁３４が邪魔になることもない。
【００３０】
続いて、オペレータは操作ボタン４３の押下を解除する。すると、板バネ５０の付勢力によりアーム４０の押さえ部４９が培養面３２に載置された組織片Ｔを押圧する。このとき、押さえ部４９は下方に向かって細く尖った形状をしているため、組織片Ｔと点接触することになり、面接触の場合に比べてしっかりと培養面３２に固定することができる。そして、オペレータはアーム４０のフック５４が線状突起３６と係止するように延出部５２の先端５２ａを軽く押下する（但し、板バネ５０の付勢力によってアーム４０のフック５４が線状突起３６に係止する場合には、この操作は不要となる）。こうすることにより、操作ボタン４３を押下する方向（押さえ部が上方に移動する方向）に若干の力が不意に加わったとしても、フック５４が線状突起３６に係止しているため、押さえ部４９が培養面３２から上方に離間して、組織片が剥がれるのを阻止することができる。また、延出部５２を押下する方向に若干の力が不意に加わったとしても、前壁３４が延出部５２の下方への移動を阻止するため、押さえ部４９が培養面３２を強く押圧してしまうことを防止できる。その後、オペレータは培養バッグ２０の開口部２４のジッパ２２を閉める。すると、培養バッグ２０の内部は液密な状態となる。
【００３１】
続いて、オペレータは図１に示すシリンジ６０のニードル６２をシリンジ挿入部２６に突き刺し、十分な量の液体培地を注入する。
【００３２】
続いて、オペレータはシリンジ６０のニードル６２をシリンジ挿入部２６から引き抜く。すると、シリンジ挿入部２６はゴムの復元力によりニードル６２を刺したときに生じた穴が封鎖されるため、培養バッグ２０の内部は液密な状態が維持される。その後、この培養バッグ２０を図示しない炭酸ガスインキュベータに入れ、組織片培養を開始する。炭酸ガスインキュベータ内の成分調整がなされた気体は、培養バッグ２０が気体透過性を持つことから培養バッグ２０の内部に浸透して液体培地に溶存し、組織片Ｔに供給される。また、組織片Ｔは、押さえ部４９に点接触で押圧されているため、培地の浸透が良好である。培養中、必要に応じて培地交換を行うが、その場合には前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地の排出し、新しい液体培地の注入を行う。
【００３３】
培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、ジッパ２２を開き、組織片挟持装置を培養バッグ２０から取り出す。洗浄液で洗浄した後、脚部４４をつまむことによってアーム４０をベース３１から取り外す。そして、培養組織を回収する。このようにアーム４０をベース３１から取り外すことによって、培養面に形成された培養組織に容易にアクセスすることができ、作業性が良好である。
【００３４】
なお、組織片挟持装置を培養バッグから取り出すことなく、培養バッグ２０のジッパ２２を開き、操作ボタン４３を押下して押さえ部４９を培養面３２から離間させ、培養組織を培養面３２から培養バッグ２０の外へと取り出してもよい。この場合、培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、同じくシリンジ６０を用いて洗浄液を注入する。そして、洗浄液の排出及び注入を数回繰り返したあと、洗浄液を排出した状態で培養バッグ２０のジッパ２２を開き、操作ボタン４３を押下して押さえ部４９を培養面３２から離間させる。これにより、培養バッグ２０の開口部２４が大きく開くため、組織片Ｔが培養された後の培養組織を培養面３２から培養バッグ２０の外へと取り出す。この場合、ベース３１の横幅よりもアーム４０の横幅が小さいため、培養面３２の上方空間をアーム４０が占有してしまうことがなく、培養バッグ２０の中での作業スペースが十分広くなる。
【００３５】
また、培養細胞懸濁液として回収したい場合には、次の手順を踏めば容易に回収することができる。すなわち、培養終了後、前出のシリンジ６０を用いて使用済みの液体培地を排出したあと、同じくシリンジ６０を用いて洗浄液を注入する。そして、洗浄液の排出及び注入を数回繰り返したあと、シリンジ６０を用いて細胞分散液を培養バッグ２０に注入する。所定時間経過した後、シリンジ６０を用いて細胞分散の停止剤を注入し、これらの溶液とともに分散された細胞をシリンジ６０に吸引することで培養細胞懸濁液として回収することができる。
【００３６】
以上詳述した本実施形態によれば、培養面３２と押さえ部４９との間を開くときにはアーム４０を揺動させればよいため、操作性が良好となる。また、アーム４０の横幅がベース３１の横幅より小さいため、組織片挟持装置３０に組織片Ｔを挟持したり組織片Ｔを培養したあとの培養組織を組織片挟持装置３０から取り出したりするときの作業スペースが十分広くなり、作業性が良好になる。また、組織片Ｔの培養時には板バネ５０に付勢された押さえ部４９により組織片Ｔは培養面３２に押さえつけられるため、組織片Ｔが培養面３２に接着して増殖しやすくなる。また、培養バッグ２０の外側からアーム４０の動きを容易に操作することができる。更に、板バネ５０は、アーム４０と一体成形されているため、これらを別部材とする場合に比べて部品点数が少なくなり、組付工程が簡略化される。更にまた、培養中は押さえ部４９が組織片Ｔを培養面３２に押しつけた状態になっているが、このとき不意に延出部５２を上から押す力が加わったとしても、延出部５２が下方に移動するのを前壁３４が阻止するため、押さえ部４９が組織片Ｔを培養面３２に強く押圧しすぎることがない。そしてまた、前壁３４は、押さえ部４９の真正面からずれた位置に設けられているため、押さえ部４９の真下に組織片Ｔを載置するときなどに前壁３４が邪魔になることがない。そして更に、押さえ部４９は組織片Ｔと点接触するため、組織片Ｔと面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片Ｔを培養面３２に確実に固定することができ、組織片Ｔへの培地の浸透性（侵達性）が良好になる。そして更にまた、横壁３３が培養面３２の周囲を囲んでいるため、培地交換時などのように培養バッグ２０内から培地が抜かれて培養バッグ２０がしぼむような場合でも、培養バッグ２０の上面２０ｂと組織片Ｔとが接触するのを横壁３３によって防止することができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、アーム４０に延出部５２を設けたが、この延出部５２を省略してもよい。この場合には、アーム４０のうち押さえ部４９の上方で培養バッグ２０を持ち上げることになるため、培養バッグ２０を持ち上げるリフト量は上述した実施形態に比べて小さくなるものの、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
【００３９】
上述した実施形態では、板バネ５０がアーム４０の押さえ部４９を培養面３２に向かって付勢するようにしたが、図９に示すように、アーム４０と一体成形された板バネ１５０が押さえ部４９を培養面３２から離間するように付勢してもよい。なお、図９では、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。この場合、オペレータが操作ボタン４３を操作していない状態では、図９の一点鎖線で示すように押さえ部４９が培養面３２から上方に離間しているため、上述した実施形態で操作ボタン４３を押下している状態（図７参照）と同様、培養バッグ２０の開口部２４を大きく開けることができ、組織片Ｔを押さえ部４９の直下に載置したり組織片Ｔを培養したあとの培養組織を押さえ部４９の直下から取り出したりするときの作業スペースを十分広くとることができる。一方、組織片Ｔを押さえ部４９により培養面３２に固定するには、オペレータは操作ボタン４３を押し上げるか、中央部４８及び延出部５２を押し下げることによりベース３１の線状突起３６にアーム４０のフック５４を係止させ、図９の実線で示すように押さえ部４９により組織片Ｔを培養面３２に押し付ける。この場合、線状突起３６とフック５４との係止は板バネ１５０の付勢力のみでは解除されないように設計されている。なお、再び押さえ部４９を培養面３２の上方に離間させるには、オペレータが操作ボタン４３を押下するかフック５４を線状突起３６から外す。こうした図９の構成を採用した場合でも、上述した実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
【００４０】
上述した実施形態では、本発明の係止部材として屈曲片５３にフック５４を設け、被係止部材としてベース３１に線状突起３６を設けたが、フック５４がベース３１の底面に引っかかるようにして線状突起３６を省略してもよい。あるいは、屈曲片５３にフック５４の代わりに略半球状の突部を設け、ベース３１に線状突起３６の代わりにその突部が嵌り込む穴を設けてもよい。あるいは、その逆、つまりベース３１に略半球状の突部を設け、屈曲片５３にその突部が嵌り込む穴を設けてもよい。このように係脱可能に係止される構造であれば、特にどのような構造であっても構わない。
【００４１】
上述した実施形態では、押さえ部４９を下方に向かって細く尖った形状として押さえ部４９が組織片Ｔと点接触するようにしたが、押さえ部４９が組織片Ｔと線接触するような形状にしてもよく、この場合も、組織片Ｔと面接触する形状に形成されている場合に比べて、組織片Ｔを培養面３２に確実に固定することができるし組織片Ｔへの培地の浸透性が良好になる。但し、本発明は押さえ部４９が組織片Ｔと面接触するような形状を排除するものではない。
【００４２】
上述した実施形態では、培養キット１０は培養バッグ２０と組織片挟持装置３０とで構成されるものとしたが、図１のシリンジ６０や培養に必要な液体培地を培養キット１０の構成に加えてもよい。
【００４３】
上述した実施形態では、培養面３２には親水性が付与されているものとして説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、細胞に磁性微粒子を取り込ませることによって非接着性の培養面においても接着依存性細胞を培養することもできる（特開２００４−２５４５１９号公報参照）ため、培養面は必ずしも親水性を具備していなくてもよい。また、培養面３２を温度感応性ポリマーで構成することによって温度制御により親水性と疎水性を切り替え、細胞の接着性を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば再生医療の分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】培養キット１０を所定方向から見たときの概略斜視図である。
【図２】組織片挟持装置３０を所定方向から見たときの概略斜視図である。
【図３】組織片挟持装置３０を別の方向から見たときの概略斜視図である。
【図４】組織片挟持装置３０を前方からみたときの説明図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】ベース３１の裏面の概略斜視図である。
【図７】培養キット１０の使用状態を表す縦断面図である。
【図８】培養キット１０の使用状態を表す横断面図である。
【図９】他の組織片挟持装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０ 培養キット、２０ 培養バッグ、２０ａ 下面、２０ｂ 上面、２２ ジッパ、２４ 開口部、２６ シリンジ挿入部、３０ 組織片挟持装置、３１ ベース、３２ 培養面、３３ 横壁、３４ 前壁、３５ ステー、３６ 線状突起、３７ 補強用リブ、４０ アーム、４１ 基端部、４２ ピン、４３ 操作ボタン、４４ 脚部、４５ 切り込み、４６ 角穴、４８ 中間部、４９ 押さえ部、５０ 板バネ、５２ 延出部、５２ａ 先端、５３ 屈曲片、５４ フック、６０ シリンジ、６２ ニードル、１５０ 板バネ、Ｃ 載置エリアの中心、Ｔ 組織片。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養チャンバーの中に配置可能な組織片挟持装置であって、
組織片を載置する培養面を持つベースと、
前記ベースに揺動可能に取り付けられたアームと、
前記アームのうち前記培養面に載置される組織片を押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部材と、
を備えた組織片挟持装置。
【請求項２】
前記アームは、横幅が前記ベースの横幅よりも小さい、
請求項１に記載の組織片挟持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組織片挟持装置であって、
前記押さえ部材を前記培養面に向かって付勢する付勢部材と、
前記アームのうち該アームが揺動するときの揺動軸を挟んで前記押さえ部材とは反対側に設けられ、外力によって押下されたときに前記付勢部材に抗して前記押さえ部材を前記培養面から離すアーム操作部材と、
を備えた組織片挟持装置。
【請求項４】
前記付勢部材は、前記アームと一体成形されている、
請求項３に記載の組織片挟持装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の組織片挟持装置であって、
更に該アームが揺動するときの揺動軸とは反対方向に前記アームのうち前記押さえ部材の位置から延び出した延出部材
を備えた組織片挟持装置。
【請求項６】
前記ベースは、前記延出部材の先端側の下面と接触可能な位置に該延出部材が前記アームの揺動軸を中心として所定範囲以上に下方に回転するのを阻止する支持部材を有する、
請求項５に記載の組織片挟持装置。
【請求項７】
前記支持部材は、前記押さえ部材の真正面からずれた位置に設けられている、
請求項６に記載の組織片挟持装置。
【請求項８】
前記押さえ部材は、前記培養面に載置される組織片と点接触又は線接触する形状に形成されている、
請求項１〜７のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項９】
前記ベースは、前記培養面の周囲の少なくとも一部に突起状物を有する、
請求項１〜８のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項１０】
前記押さえ部材は、前記ベースから取外し可能に取り付けられている請求項１〜９のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項１１】
組織片を挿入可能な開口部を持つ培養チャンバーと、
前記アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように前記培養チャンバー内に配置された請求項１〜９のいずれかに記載の組織片挟持装置と
を備えた培養キット。
【請求項１２】
前記培養チャンバーは、液密に閉鎖可能な可撓性の培養バッグである請求項１１に記載の培養キット。
【請求項１】
培養チャンバーの中に配置可能な組織片挟持装置であって、
組織片を載置する培養面を持つベースと、
前記ベースに揺動可能に取り付けられたアームと、
前記アームのうち前記培養面に載置される組織片を押さえることが可能な位置に設けられた押さえ部材と、
を備えた組織片挟持装置。
【請求項２】
前記アームは、横幅が前記ベースの横幅よりも小さい、
請求項１に記載の組織片挟持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の組織片挟持装置であって、
前記押さえ部材を前記培養面に向かって付勢する付勢部材と、
前記アームのうち該アームが揺動するときの揺動軸を挟んで前記押さえ部材とは反対側に設けられ、外力によって押下されたときに前記付勢部材に抗して前記押さえ部材を前記培養面から離すアーム操作部材と、
を備えた組織片挟持装置。
【請求項４】
前記付勢部材は、前記アームと一体成形されている、
請求項３に記載の組織片挟持装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の組織片挟持装置であって、
更に該アームが揺動するときの揺動軸とは反対方向に前記アームのうち前記押さえ部材の位置から延び出した延出部材
を備えた組織片挟持装置。
【請求項６】
前記ベースは、前記延出部材の先端側の下面と接触可能な位置に該延出部材が前記アームの揺動軸を中心として所定範囲以上に下方に回転するのを阻止する支持部材を有する、
請求項５に記載の組織片挟持装置。
【請求項７】
前記支持部材は、前記押さえ部材の真正面からずれた位置に設けられている、
請求項６に記載の組織片挟持装置。
【請求項８】
前記押さえ部材は、前記培養面に載置される組織片と点接触又は線接触する形状に形成されている、
請求項１〜７のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項９】
前記ベースは、前記培養面の周囲の少なくとも一部に突起状物を有する、
請求項１〜８のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項１０】
前記押さえ部材は、前記ベースから取外し可能に取り付けられている請求項１〜９のいずれかに記載の組織片挟持装置。
【請求項１１】
組織片を挿入可能な開口部を持つ培養チャンバーと、
前記アームのうち揺動軸とは反対側の端部が前記開口部の方向を向くように前記培養チャンバー内に配置された請求項１〜９のいずれかに記載の組織片挟持装置と
を備えた培養キット。
【請求項１２】
前記培養チャンバーは、液密に閉鎖可能な可撓性の培養バッグである請求項１１に記載の培養キット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１２５３９９（Ｐ２００８−１２５３９９Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１２１３６（Ｐ２００６−３１２１３６）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３９９０５１８５８）株式会社 ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング (21)
【出願人】（０００１３５０３６）ニプロ株式会社 (583)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３９９０５１８５８）株式会社 ジャパン・ティッシュ・エンジニアリング (21)
【出願人】（０００１３５０３６）ニプロ株式会社 (583)
【Ｆターム（参考）】
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