説明

遠心分離ユニットおよび遠心分離装置

【課題】ロータリジョイントの構造を複雑にすることなく2本の配管によって遠心容器の給排を行う。
【解決手段】外部の管路が接続され中心軸線回りに回転可能なロータリジョイント11に接続され、ロータリジョイント11により外部の管路との間で流体を流通可能な第1の配管31と、第1の配管31を一対の第2の配管35A,35Bに分岐する分岐管33と、遠心分離装置に取り付けられて中心軸線回りに回転させられる有底円筒状の遠心容器1と、一対の第2の配管35A,35B上における分岐管33と遠心容器1との間に配置され、これらの第2の配管35A,35B内を流通する流体の進行方向を互いに逆方向の一方向に規制する逆止弁37A,37Bとを備える遠心分離ユニット10を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心分離ユニットおよび遠心分離装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、生体組織を消化して得られた細胞懸濁液を収容した遠心容器を、遠心容器から離れた軸線回りに回転させることにより、細胞懸濁液内に含有されている成分を比重によって分離する細胞処理装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に記載された細胞処理装置は、ロータリジョイントにより遠心容器内の流体を外部の管路へ吸引可能にし、遠心分離された細胞懸濁液の上清を吸引する上清吸引管および最終生成物としての細胞を吸引する細胞吸引管を遠心容器内に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−136172号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の細胞処理装置のように、上清を吸引する上清吸引管と細胞を吸引する細胞吸引管とをそれぞれ別個にロータリジョイントに接続すると、ロータリジョイントの内部に、これら2つの配管と外部の管路とを独立して接続する2つの流路を設けなければならず、ロータリジョイントの構造が複雑になる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、ロータリジョイントの構造を複雑にすることなく2本の配管によって遠心容器の給排を行うことができる遠心分離ユニットおよび遠心分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、外部の管路が接続され中心軸線回りに回転可能なロータリジョイントに接続され、該ロータリジョイントにより前記外部の管路との間で流体を流通可能な第1の配管と、該第1の配管を一対の第2の配管に分岐する分岐部と、該分岐部により分岐された前記一対の第2の配管が接続され、遠心分離装置に取り付けられて前記中心軸線回りに回転させられる有底円筒状の遠心容器と、前記一対の第2の配管上における前記分岐部と前記遠心容器との間に配置され、これらの第2の配管内を流通する流体の進行方向を互いに逆方向の一方向に規制する逆止弁とを備える遠心分離ユニットを提供する。
【0007】
本発明によれば、ロータリジョイントに第1の配管を接続し、外部の管路から第1の配管に流体を送ると、逆止弁により、一方の第2の配管内を流通させて遠心容器に供給することができる。また、外部の管路から遠心容器内の流体を吸引すると、逆止弁により、他方の第2の配管内を流通させて第1の配管を介して外部へ排出することができる。
【0008】
この場合において、これらの一対の第2の配管を分岐部を介して1本の第1の配管によってロータリジョイントに接続することで、ロータリジョイントにおいて外部の管路と第1の配管とを1本の流路により接続することができる。そのため、一対の第2の配管をそれぞれ別個にロータリジョイントに直接接続する場合のように、ロータリジョイントの内部に外部の管路と一対の第2の配管とを独立して接続する2つの流路を設ける必要がない。したがって、ロータリジョイントの構造を複雑にすることなく、2本の第2の配管によって遠心容器の給排を行うことができる。
【0009】
上記発明においては、前記外部の管路および前記第1の配管を接続する前記ロータリジョイントを備えることとしてもよい。
このように構成することで、ロータリジョイントから遠心容器までを使い捨て(ディスポーザル)として使用することができる。
【0010】
また、上記発明においては、前記第1の配管が前記一対の第2の配管の長さより長い可撓性を有する材質からなり、前記分岐部が前記遠心容器の近傍に配置されていることとしてもよい。
【0011】
このように構成することで、ロータリジョイントに第1の配管を接続した状態で、遠心容器をその底部が中心軸線方向から半径方向外方を向くように姿勢を変化させる場合に、第1の配管を積極的に撓ませて第2の配管の撓みを低減することができる。これにより、2本の第2の配管を大きく撓ませる場合と比較して、遠心容器の揺動動作を容易にするとともに、第2の配管への負荷も低減することができる。
【0012】
また、上記発明においては、前記遠心容器内に挿入され、一方の前記第2の配管がそれぞれ接続される一対の挿入管を備え、該一対の挿入管が、同心の2重管状に形成されていることとしてもよい。
【0013】
このように構成することで、遠心容器内に挿入される2重管状の一対の挿入管を介して、一方の第2の配管から遠心容器内に流体を供給したり、他方の第2の配管から遠心容器内の流体を吸引したりすることができる。
【0014】
本発明は、前記中心軸線回りに回転駆動させられ、上記いずれかの前記遠心容器を着脱可能に保持する保持部と、該保持部を前記中心軸線から離間された所定の揺動軸線回りに揺動可能に支持する回転アームと、前記中心軸線回りに前記回転アームを回転させる回転駆動部とを備える遠心分離装置を提供する。
【0015】
本発明によれば、保持部により遠心容器を保持した状態で回転駆動部の作動により回転アームを回転させると、回転アームにより支持された保持部とともに遠心容器が中心軸線回りに回転させられ、遠心力により遠心容器がその底部を半径方向外方に向かうように姿勢を変化させて揺動軸線回りに揺動させられる。したがって、比重が異なる成分を含有する流体を遠心容器内に収容して回転させれば、流体内の成分を比重に応じて遠心容器の深さ方向に分離させることができる。
【0016】
この場合において、ロータリジョイントの構造を複雑にすることなく、回転前または回転中の遠心容器に外部の管路から一方の第2の配管内を流通させて流体を供給したり、回転後の遠心容器から流体の不用な成分を他方の第2の配管内を流通させて外部へ排出したりすることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、ロータリジョイントの構造を複雑にすることなく2本の配管によって遠心容器の給排を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施形態に係る遠心分離装置の概略構成図である。
【図2】図1の静止時における遠心分離ユニットを示す縦断面図である。
【図3】図2の遠心分離ユニットの回転時の縦断面図である。
【図4】本発明の一実施形態の変形例に係る静止時における遠心分離ユニットを示す縦断面図である。
【図5】図4の遠心分離ユニットの回転時の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の一実施形態に係る遠心分離ユニットおよび遠心分離装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置100は、図1に示すように、細胞懸濁液を収容する有底円筒状の2つの遠心容器1を備える遠心分離ユニット10と、遠心分離ユニット10の各遠心容器1を中心軸線A回りに回転させる遠心分離機50とを備えている。
【0020】
遠心分離ユニット10は、図2に示すように、遠心容器1の他に、中心軸線A回りに回転可能なロータリジョイント11と、ロータリジョイント11に接続される第1の配管31と、第1の配管31を分岐する分岐管(分岐部)33と、分岐管33により第1の配管31から分岐され、遠心容器1に接続される一対の第2の配管35A,35Bとを備えている。
【0021】
遠心容器1は、一端を閉塞する底部2と、他端に開口する開口部3とを備え、深さ方向の途中位置から底部2にかけて次第に先細になる略円錐形状に形成されている。また、遠心容器1は、フィルター(図示略)付きのストレーナ6を有する蓋部材5によって開口部3が閉塞され、内部が無菌的に密閉されるようになっている。
【0022】
蓋部材5には、細胞懸濁液や洗浄液を供給したり最終生成物としての細胞を吸引したりする共通管(挿入管)7Aおよび上清を吸引する吸引管(挿入管)7Bが固定されている。これらの共通管7Aと吸引管7Bは、吸引管7Bが共通管7Aの半径方向外方に同心に配置された2重管状に形成され、それぞれ蓋部材5の中央を貫通して遠心容器1の内部に挿入されている。共通管7Aは遠心容器1の底部2近傍まで延び、吸引管7Bは遠心容器1の底部2から若干離れた位置まで延びている。
【0023】
また、蓋部材5には、共通管7Aが接続されたL型ジョイント9Aと、吸引管7Bが接続されたT型ジョイント9Bが設けられている。L型ジョイント9Aには一方の第2の配管35Aが着脱可能に接続され、T型ジョイント9Bには他方の第2の配管35Bが着脱可能に接続されている。
【0024】
ロータリジョイント11は、中心軸線A上に配置される円筒形状の回転軸体13と、回転軸体13の外側に同心円に配置された円筒形状のハウジング17と、回転軸体13とハウジング17とを中心軸線A回りに相対回転可能に支持するベアリング21と、回転軸体13とハウジング17との間に配置された円環形状のシール部材23とを備えている。
【0025】
回転軸体13は、第1の配管31が接続される口金14を2つ備えている。また、回転軸体13の内部には、一端が口金14に開口する内部流路15がそれぞれ形成されている。これら2つの口金14には、同一に構成される第1の配管31、分岐管33、一対の第2の配管35A,35B、遠心容器1等がそれぞれ設けられている。上述した遠心容器1を含め、一方の構成について説明し、他方の構成については同様であるので説明を省略する。
【0026】
ハウジング17は、図示しないポンプやシリンジ等の管路25が接続される口金18を2つ備えている。回転軸体13の内部流路15の他端は、それぞれハウジング17の口金18に開口することができるようになっている。
【0027】
第1の配管31および一対の第2の配管35A,35Bは、それぞれ可撓性を有する材質により形成されている。一方の第2の配管35Aの他端がL型ジョイント9Aに接続され、他方の第2の配管35Bの他端がT型ジョイント9Bに接続されている。これらの第2の配管35A,35Bには、それぞれ管内を流通する流体の進行方向を規制する逆止弁37A,37Bが備えられている。
【0028】
逆止弁37A,37Bは、それぞれ第2の配管35A,35B上における分岐管33の近傍に配置され、第2の配管35A,35B内を流通する流体の進行方向を互いに逆方向の一方向に規制するようになっている。具体的には、一方の第2の配管35A内は、逆止弁37Aにより、流体が第1の配管31から遠心容器1へ流通し、遠心容器1から第1の配管31へは流通しないようになっている。また、他方の第2の配管35B内は、逆止弁37Bにより、流体が遠心容器1から第1の配管31へ流通し、第1の配管31から遠心容器1へは流通しないようになっている。
【0029】
遠心分離機50は、内部にモータ(回転駆動部)41を収容するベース42と、ベース42により鉛直方向に支持され、モータ41によりベース42に対して中心軸線A回りに回転駆動させられる回転軸43と、回転軸43に固定され、中心軸線Aに対して直交する方向に延びる梁状の回転アーム45と、遠心容器1を内部に収容可能なバケット(保持部)51と、回転アーム45の両端に設けられ、バケット51を揺動可能に支持する水平な2つの揺動軸(揺動軸線)47とを備えている。
【0030】
バケット51は、軸方向の一端を閉塞する底部52を有し、内壁が遠心容器1の形状に沿って筒状に成形されている。このバケット51は、回転軸43が回転することにより、回転アーム45とともに中心軸線A回りに回転させられ、遠心力の作用により底部52が半径方向外方に向かうように揺動軸47回りに揺動するようになっている。すなわち、バケット51は、静止時には中心軸線A方向下方に底部52を向けた姿勢で支持され、回転時には半径方向外方に底部52を向けるように変化した姿勢で支持されるようになっている。
【0031】
次に、このように構成された本実施形態に係る遠心分離ユニット10および遠心分離装置100の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離ユニット10および遠心分離装置100を用いて、細胞懸濁液から濃縮した細胞を回収するには、まず、生体組織を消化酵素により消化し、得られた細胞懸濁液をポンプにより管路25から遠心分離ユニット10へ送る。
【0032】
細胞懸濁液は、回転軸体13の口金14から内部流路15を介して第1の配管31に送られ、逆止弁37Aにより一方の第2の配管35A内を流通させられて共通管7Aから遠心容器1内に注入される。この段階では、図1に示すように、遠心容器1は静止している。
【0033】
次に、モータ41を作動させ、遠心容器1を中心軸線A回りに回転させることにより、遠心容器1内の細胞懸濁液を遠心分離する。
モータ41の作動により、回転軸43と共に回転アーム45が回転すると、遠心力によりバケット51が揺動軸47回りに揺動し、中心軸線A方向下方に底部52を向けた姿勢から半径方向外方に底部52を向けるように姿勢を変化させる。このとき、ハウジング17は、遠心動作とは同期せずに静止している。
【0034】
バケット51が回転しながら姿勢を変化させることにより、図3に示すように、バケット51に収容されている遠心容器1もバケット51とともに中心軸線A回りに回転し、半径方向外方に底部2を向けた姿勢に変化する。これにより、遠心容器1内の細胞懸濁液に遠心力が作用し、細胞と他の成分とが比重に応じて遠心容器1の深さ方向に積層状態に分離される。具体的には、比重の大きな細胞が遠心容器1の底部2に集められ、比重の小さな他の成分が細胞の上層に集められる。
【0035】
次に、モータ41の駆動を一旦停止し、遠心容器1を静止状態に戻す。口金18に接続されているポンプを逆回転させ、吸引管7Bにより遠心容器1内の上清を吸引する。吸引管7Bから吸引された上清は、逆止弁37Bにより他方の第2の配管35B内を流通させられて、回転軸体13の内部流路15を介して外部に排出される。このとき、一方の第2の配管35A内は、逆止弁37Aにより液密になっており、内部に残存する流体は動かない。
【0036】
上清が外部に排出されたら、細胞懸濁液の遠心分離と同様に、ポンプにより管路25から遠心容器1に洗浄液を供給し、遠心容器1を中心軸線A回りに回転させて細胞を洗浄処理する。また、洗浄処理後は、遠心容器1内の上清を外部に排出する。この場合において、洗浄液は、逆止弁37Aにより一方の第2の配管35A内を流通させられて遠心容器1に供給され、上清は逆止弁37Bにより他方の第2の配管35B内を流通させられて外部に排出される。
洗浄液は、遠心動作中に遠心容器1に供給することとしてもよい。
【0037】
洗浄処理後、一方の第2の配管35Aが接続されているL型ジョイント9Aを取り外し、例えば、ルアージョイントタイプの一般的なシリンジ等(図示略)をこの部分に接続する。シリンジにより、遠心容器1の底部2に残存する最終生成物としての細胞を共通管7Aを介して取り出す。
【0038】
以上説明したように、本実施形態に係る遠心分離ユニット10および遠心分離装置100によれば、一対の第2の配管35A,35Bを分岐管33を介して1本の第1の配管31によってロータリジョイント11に接続することで、ロータリジョイント11において1本の内部流路15により外部の管路25と第1の配管31とを接続することができる。そのため、一対の第2の配管35A,35Bをそれぞれ別個にロータリジョイント11に直接接続する場合のように、ロータリジョイント11の内部に管路25と一対の第2の配管35A,35Bとを独立して接続する2つの内部流路を設ける必要がなく、ロータリジョイント11の構造を簡略化することができる。したがって、ロータリジョイント11の構造を複雑にすることなく、一対の第2の配管35A,35Bにより、回転前または回転中の遠心容器1に細胞懸濁液や洗浄液等の流体を供給したり、回転後の遠心容器1から上清を吸引したりすることができる。
【0039】
本実施形態は、以下のように変形することができる。
例えば、本実施形態においては、分岐管33がロータリジョイント11の近傍に配置されることとしたが、変形例においては、図4に示すように、第1の配管31の長さを長くして分岐管33を回転軸体13の口金14から離れた位置に配置し、一対の第2の配管35A,35Bの長さを短くして分岐管33および逆止弁37A,37Bを各ジョイント9A,9Bの近傍に配置することとしてもよい。
【0040】
このようにすることで、図5に示すように、ロータリジョイント11に第1の配管31を接続した状態で、遠心容器1がその底部2を中心軸線A方向から半径方向外方に向けるように姿勢を変化させる場合に、すなわち、遠心動作により遠心容器1を揺動軸47回りに揺動させる場合に、第1の配管31を積極的に撓ませて第2の配管35A,35Bの撓みを低減することができる。これにより、2本の第2の配管35A,35Bを大きく撓ませるような場合と比較して、遠心容器1の揺動動作を容易にするとともに、第2の配管35A,35Bへの負荷も低減することができる。
【0041】
また、共通管7Aの先端から逆止弁37Aまでの距離および吸引管7Bの先端から逆止弁37Bまでの距離をそれぞれ短くすることで、これらの共通管7Aおよび第2の配管35A内に残存する細胞懸濁液の量や洗浄液の量や、吸引管7Bおよび第2の配管35B内に残存する排液の量を減少することができる。これにより、最終生成物としての細胞の回収効率および洗浄効率を向上することができる。
【符号の説明】
【0042】
1 遠心容器
7A 供給管(挿入管)
7B 吸引管(挿入管)
10 遠心分離ユニット
11 ロータリジョイント
15 内部流路
25 管路
31 第1の配管
33 分岐管(分岐部)
35A,35B 第2の配管
37A,37B 逆止弁
41 モータ(回転駆動部)
45 回転アーム
47 揺動軸(揺動軸線)
51 バケット(保持部)
100 遠心分離装置
A 中心軸線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部の管路が接続され中心軸線回りに回転可能なロータリジョイントに接続され、該ロータリジョイントにより前記外部の管路との間で流体を流通可能な第1の配管と、
該第1の配管を一対の第2の配管に分岐する分岐部と、
該分岐部により分岐された前記一対の第2の配管が接続され、遠心分離装置に取り付けられて前記中心軸線回りに回転させられる有底円筒状の遠心容器と、
前記一対の第2の配管上における前記分岐部と前記遠心容器との間に配置され、これらの第2の配管内を流通する流体の進行方向を互いに逆方向の一方向に規制する逆止弁とを備える遠心分離ユニット。
【請求項2】
前記外部の管路および前記第1の配管を接続する前記ロータリジョイントを備える請求項1に記載の遠心分離ユニット。
【請求項3】
前記第1の配管が前記一対の第2の配管の長さより長い可撓性を有する材質からなり、前記分岐部が前記遠心容器の近傍に配置されている請求項2に記載の遠心分離ユニット。
【請求項4】
前記遠心容器内に挿入され、一方の前記第2の配管がそれぞれ接続される一対の挿入管を備え、
該一対の挿入管が、同心の2重管状に形成されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の遠心分離ユニット。
【請求項5】
前記中心軸線回りに回転駆動させられ、請求項1から請求項4のいずれかに記載の遠心容器を着脱可能に保持する保持部と、
該保持部を前記中心軸線から離間された所定の揺動軸線回りに揺動可能に支持する回転アームと、
前記中心軸線回りに前記回転アームを回転させる回転駆動部とを備える遠心分離装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−96154(P2012−96154A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−245338(P2010−245338)
【出願日】平成22年11月1日(2010.11.1)
【出願人】(000000376)オリンパス株式会社 (11,466)
【Fターム(参考)】