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技術 トレイ状容器

出願人 株式会社フコク
発明者 吉田孝夫森村孝史酒井賢志
出願日 2006年8月23日 (14年4ヶ月経過) 出願番号 2006-227203
公開日 2008年3月6日 (12年9ヶ月経過) 公開番号 2008-048654
状態 特許登録済
技術分野 医療用材料 微生物・酵素関連装置
主要キーワード 容器壁間 物理的数値 通気性フィルター 平面状シート スチレン樹脂製 クロスコンタミ 評価目的 多層押出し成形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年3月6日)のものです。
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図面 (5)

課題

細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、容易に培養状態が観察でき、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、取扱い易い容器を提供することを課題とする。

解決手段

周縁密封された対面する第1の容器壁3及び第2の容器壁4と、第1の容器壁3と第2の容器壁4との間に形成された空間に連通するポート5とを備え、第1の容器壁3が、凹部6と、この凹部6の周縁に形成されたフランジ状部7を有し、第2の容器壁4が柔軟性を有することを特徴とする。

概要

背景

従来、実験室レベルでの培養、例えば、研究目的の培養、検査目的の培養、評価目的の培養の何れにおいても、シャーレフラスコ等(以降、シャーレ等という)が使用されてきた。さらに、近年、細胞医療発展もあって、治療目的の培養も頻繁に行われるようになってきたが、これに使用される培養用容器も、ほとんどの場合において、実験室レベルの試験と同じようにシャーレ等が、そのまま使用されているのが現状である。

これらの治療目的の培養には、例えば、患者角膜細胞の培養、皮膚細胞の培養、軟骨細胞の培養等があり、患者の細胞を培養・増殖し、膜状、または、板状に再生して患者に移植するものがある。
また、患者から採取した血球系細胞、例えば、T細胞、NK細胞樹状細胞等を培養し、すなわち、細胞を活性化、誘導、または、変異させ、さらには、増殖させてから、患者の体内に戻し、抗ウィルス治療抗がん治療等を行うものもある。

このように、培養細胞等を医療目的に使用する場合、特に、培養によって得られた細胞、蛋白質、その他の成分を体内に戻すような場合には、その工程に使用される培養用の容器は、培養性能が良く、容易に培養状態が観察でき、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、取扱い易いものでなければならない。すなわち、無菌操作性が良いものでなければならない。
ところが、一般に使用されているシャーレ等は、無菌操作性が良いものとは言えない。

例えば、細胞培養においては、培養開始時に、培地、培養細胞、添加物等を容器内に導入する操作と、終了時に、培養細胞や細胞が合成したタンパク質等の収穫物を取り出す操作が必ず必要であり、さらに、培養期間中においても、培地や添加物等を補充する操作を繰り返し行う必要がある場合が多いが、シャーレ等では、通常、この作業を、蓋を開けて開口部を大気中に開放したまま、ピペット等で繰り返し行わなければならないので、開口部から細菌が進入する機会が頻繁に生じることになる。このような操作を必要とする容器は、細菌汚染の危険性の高い容器と言わざるを得ない。

通常、この操作は、無菌室無菌ブース内で行われるので、汚染される危険性は少ないとはいうものの、無菌室や無菌ブース内といわれる空間は、管理により、空間の単位体積あたりの菌数を一定数以下に押さえているだけであって、無菌室や無菌ブース内の空間に細菌等がいないわけではなく、開口部が開放されている時間が長ければ長いほど、開放時の操作が複雑になればなるほど、汚染される危険性が増すことになる。

実際にも、培養操作中に細菌に汚染されてしまうケースも多く報告されており、特に、培養経験の少ない未熟作業者、緻密な作業が苦手な作業者等に発生する頻度が高く、作業者を選んで作業にあたらせなければならないことも多い。

さらに、シャーレ等を使用する培養システムにおいては、単に、シャーレ等の取扱いだけでなく、これらの容器を使うシステム全体の無菌操作性をも悪くしていると考えられる。
すなわち、シャーレ等を使用して培養を行う場合、培養容器の取扱いだけでなく、培養用具、例えば、ピペット等の取扱いについても、熟練が要求されることになる。

作業者に熟練が要求されることは、熟練者からみれば問題ない作業であっても、その操作が煩雑で、操作ミスが発生しやすく、その操作ミスが大きなリスクに繋がることを意味するものであり、その操作性が改善されるべきものであることは明らかである。

また、通気性無菌フィルターを備えたフラスコに、前もってチューブまたは連結用アダプターを接続しておき、これをよりサイトカイン等の追加、培地の追加、他の容器への移し変え等を行うことによって、無菌操作性を向上させようとする試みもある。

しかし、フラスコは、空の容器であっても培養時の容積と変わらないばかりか、培養時の容積も、必要とする培地の容積よりも2倍またはそれ以上大きい容積のフラスコを使用せざるを得ない場合も多い。さらに、フラスコは、前記の理由に加え、構造を維持するために容器壁に強度を持たせる必要があり、容器壁の肉厚を厚くせざるを得ないので、重量も大きくなり、特に、複数の容器を連結するような場合には、連結操作性が悪く、トータル的閉鎖システム構築することが困難であった。

ここで閉鎖システムとは無菌的な閉鎖系をいい、内容物が、無菌的に製造された複数の容器間を、汚染された外気に晒されることなく、すなわち、無菌的に移動し、必要な処理が行われることを言う。
さらに、通気性フィルターは、その表面が培地で覆われてしまった場合には、通気性が著しく低下してしまうので、培地がフィルター表面に触れないように注意して取り扱う必要があった。

また、培養容器をフラスコではなく、容器内への内容液充填・排出用として、ポート及びポートに連結するチューブを設けた袋状の容器に変えて、前記問題点を改善しようとする試みも行われている。
例えば、ガス透過性の良い容器壁を有する袋状容器の中で細胞を培養し、細胞の成育に必要な酸素の供給と、細胞の代謝産物の一つである二酸化炭素の排出を、容器壁を介して行おうとするものである。

袋状の容器は、内容液の量によって内容積が変わるので、容器内の空気を排出したり、容器内に空気を供給することなく、付属のチューブから内容液を充填・排出することができ、すなわち、排気用または給気用の無菌フィルターなしに、ポートに連結するチューブから無菌的に培地の充填、排出ができ、さらに、空容器の占める容積は、必要培地量に比べて、著しく少なくて済み、培養時の容積についても、必要培地量より若干容積が大きくなる程度で済むので、フラスコにおける前記問題点は改善される。
しかしながら、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、新たに、例えば、以下のような不具合が生じてしまう。

一般に、浮遊細胞は、培養中、重力により容器の底に落下して、そこで、刺激を受け、または、増殖することが知られている。また、細胞または細胞が自発的に集合したクラスターを容器内で均一に存在させる方が、細胞自体の新陳代謝または細胞間相互の情報交換を管理する上で好ましい。すなわち、細胞またはクラスターは、培養容器の底に均一に分散するように管理することが好ましい。

ところが、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、内容液、すなわち、培地が入って膨らむと、2次元構造であった平面状シートは3次元構造の曲面状シートに変形せざるを得なく、そのままでは、すなわち、外的な強制力を与えない状況下では、容器の底面だけを平面状に維持することが困難であり、例えば、底面は大きな曲面を形成したり、シワを生じたりする。

そのため、細胞は、細胞自体の要求とは係わり無く、曲面またはシワに沿って、低い位置に強制的に移動させられ、また、集合させられ、底面に均一に存在することができなくなる。一般に、浮遊細胞は、増殖しても、培養容器の底面との相互作用が少ないので、すなわち、底面に接着しないので、低い位置への移動および集積が時間と共に著しくなる。
さらに、低い位置は液面からの深さも深いので、沈降して堆積する細胞量も増えることになり、より低い位置へ集積が助長される。

また、細胞培養においては、通常、細胞の生育状態を観察し、その形態等を観て、次の処置、すなわち、培地の追加、サイトカイン等の添加、培養の終了等の判断を行うことが行われている。
一般的に、接着性細胞は底面に接着して生育し、浮遊細胞についても、底面に沈んで生育している場合が多いので、容器の底面を通して、倒立顕微鏡で観察するのが一般的であり、確実である。

ところが、容器の底面が曲面であったり、シワがあったりすると、観察箇所を移動しただけで、底面の位置が変り、すなわち、対物レンズからの細胞までの距離が変り、その結果、焦点がずれて細胞の像がぼやけ、その都度、焦点を調整しなければならなかった。まして、移動しながら観察をするような場合には、鮮明な視野を維持し続けることは困難であった。

また、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、シール際培養条件と容器の中央付近の培養条件が、著しく変わってしまう。例えば、シール際は中央付近より、培地の厚さが薄くなり、この部分においては、栄養分の供給を受けにくくなり、逆に、酸素の供給を受け易くなる。

一般的に、シャーレ等で代表される小容量の培養容器については、細胞培養の目的が、実験であったり、評価であったりする場合が多いので、一つの容器内で、大幅に培養条件が異なるのは好ましくない。

概要

細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、容易に培養状態が観察でき、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、取扱い易い容器を提供することを課題とする。周縁密封された対面する第1の容器壁3及び第2の容器壁4と、第1の容器壁3と第2の容器壁4との間に形成された空間に連通するポート5とを備え、第1の容器壁3が、凹部6と、この凹部6の周縁に形成されたフランジ状部7を有し、第2の容器壁4が柔軟性を有することを特徴とする。

目的

本発明が解決しようとする課題は、細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、取扱い易く、さらに望ましくは、容易に培養状態が観察できる容器を提供することにある。
すなわち、細胞の培養に使用した場合に、無菌操作が容易で、トータル的な閉鎖システムの構築が容易で、細胞またはクラスターが培養容器の底に均一に分散し易く、容器内における培養条件の差が生じ難く、さらに望ましくは、倒立顕微鏡による培養細胞等の観察が容易な容器を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

周縁密封された対面する第1の容器壁及び第2の容器壁と、前記第1の容器壁と前記第2の容器壁との間に形成された空間に連通するポートとを備え、前記第1の容器壁が、凹部と、該凹部の周縁に形成されたフランジ状部を有し、前記第2の容器壁が、柔軟性を有することを特徴とするトレイ状容器

請求項2

前記第2の容器壁が、前記第1の容器壁の前記凹部内に収納可能な凸部を有することを特徴とする請求項1に記載のトレイ状容器。

請求項3

前記凹部の底面が平面状であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトレイ状容器。

請求項4

前記凹部の底面が透明であることを特徴とする請求項3に記載のトレイ状容器。

請求項5

前記第2の容器壁の気体透過性が、前記第1の容器壁の気体透過性よりも大きいことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載のトレイ状容器。

請求項6

細胞の培養に用いられることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載のトレイ状容器。

請求項7

前記培養される細胞が人体内に注入または埋設され、あるいは、人体の損傷部に貼付されることを特徴とする請求項6に記載のトレイ状容器。

技術分野

0001

本発明は、細胞刺激分化誘導、変異、または、増殖(以降、これらを総称して培養という)するのに好適な容器に関し、さらに詳しくは、細胞を培養するために適した形態のトレイ状容器に関する。

背景技術

0002

従来、実験室レベルでの培養、例えば、研究目的の培養、検査目的の培養、評価目的の培養の何れにおいても、シャーレフラスコ等(以降、シャーレ等という)が使用されてきた。さらに、近年、細胞医療発展もあって、治療目的の培養も頻繁に行われるようになってきたが、これに使用される培養用容器も、ほとんどの場合において、実験室レベルの試験と同じようにシャーレ等が、そのまま使用されているのが現状である。

0003

これらの治療目的の培養には、例えば、患者角膜細胞の培養、皮膚細胞の培養、軟骨細胞の培養等があり、患者の細胞を培養・増殖し、膜状、または、板状に再生して患者に移植するものがある。
また、患者から採取した血球系細胞、例えば、T細胞、NK細胞樹状細胞等を培養し、すなわち、細胞を活性化、誘導、または、変異させ、さらには、増殖させてから、患者の体内に戻し、抗ウィルス治療抗がん治療等を行うものもある。

0004

このように、培養細胞等を医療目的に使用する場合、特に、培養によって得られた細胞、蛋白質、その他の成分を体内に戻すような場合には、その工程に使用される培養用の容器は、培養性能が良く、容易に培養状態が観察でき、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、取扱い易いものでなければならない。すなわち、無菌操作性が良いものでなければならない。
ところが、一般に使用されているシャーレ等は、無菌操作性が良いものとは言えない。

0005

例えば、細胞培養においては、培養開始時に、培地、培養細胞、添加物等を容器内に導入する操作と、終了時に、培養細胞や細胞が合成したタンパク質等の収穫物を取り出す操作が必ず必要であり、さらに、培養期間中においても、培地や添加物等を補充する操作を繰り返し行う必要がある場合が多いが、シャーレ等では、通常、この作業を、蓋を開けて開口部を大気中に開放したまま、ピペット等で繰り返し行わなければならないので、開口部から細菌が進入する機会が頻繁に生じることになる。このような操作を必要とする容器は、細菌汚染の危険性の高い容器と言わざるを得ない。

0006

通常、この操作は、無菌室無菌ブース内で行われるので、汚染される危険性は少ないとはいうものの、無菌室や無菌ブース内といわれる空間は、管理により、空間の単位体積あたりの菌数を一定数以下に押さえているだけであって、無菌室や無菌ブース内の空間に細菌等がいないわけではなく、開口部が開放されている時間が長ければ長いほど、開放時の操作が複雑になればなるほど、汚染される危険性が増すことになる。

0007

実際にも、培養操作中に細菌に汚染されてしまうケースも多く報告されており、特に、培養経験の少ない未熟作業者、緻密な作業が苦手な作業者等に発生する頻度が高く、作業者を選んで作業にあたらせなければならないことも多い。

0008

さらに、シャーレ等を使用する培養システムにおいては、単に、シャーレ等の取扱いだけでなく、これらの容器を使うシステム全体の無菌操作性をも悪くしていると考えられる。
すなわち、シャーレ等を使用して培養を行う場合、培養容器の取扱いだけでなく、培養用具、例えば、ピペット等の取扱いについても、熟練が要求されることになる。

0009

作業者に熟練が要求されることは、熟練者からみれば問題ない作業であっても、その操作が煩雑で、操作ミスが発生しやすく、その操作ミスが大きなリスクに繋がることを意味するものであり、その操作性が改善されるべきものであることは明らかである。

0010

また、通気性無菌フィルターを備えたフラスコに、前もってチューブまたは連結用アダプターを接続しておき、これをよりサイトカイン等の追加、培地の追加、他の容器への移し変え等を行うことによって、無菌操作性を向上させようとする試みもある。

0011

しかし、フラスコは、空の容器であっても培養時の容積と変わらないばかりか、培養時の容積も、必要とする培地の容積よりも2倍またはそれ以上大きい容積のフラスコを使用せざるを得ない場合も多い。さらに、フラスコは、前記の理由に加え、構造を維持するために容器壁に強度を持たせる必要があり、容器壁の肉厚を厚くせざるを得ないので、重量も大きくなり、特に、複数の容器を連結するような場合には、連結操作性が悪く、トータル的閉鎖システム構築することが困難であった。

0012

ここで閉鎖システムとは無菌的な閉鎖系をいい、内容物が、無菌的に製造された複数の容器間を、汚染された外気に晒されることなく、すなわち、無菌的に移動し、必要な処理が行われることを言う。
さらに、通気性フィルターは、その表面が培地で覆われてしまった場合には、通気性が著しく低下してしまうので、培地がフィルター表面に触れないように注意して取り扱う必要があった。

0013

また、培養容器をフラスコではなく、容器内への内容液充填・排出用として、ポート及びポートに連結するチューブを設けた袋状の容器に変えて、前記問題点を改善しようとする試みも行われている。
例えば、ガス透過性の良い容器壁を有する袋状容器の中で細胞を培養し、細胞の成育に必要な酸素の供給と、細胞の代謝産物の一つである二酸化炭素の排出を、容器壁を介して行おうとするものである。

0014

袋状の容器は、内容液の量によって内容積が変わるので、容器内の空気を排出したり、容器内に空気を供給することなく、付属のチューブから内容液を充填・排出することができ、すなわち、排気用または給気用の無菌フィルターなしに、ポートに連結するチューブから無菌的に培地の充填、排出ができ、さらに、空容器の占める容積は、必要培地量に比べて、著しく少なくて済み、培養時の容積についても、必要培地量より若干容積が大きくなる程度で済むので、フラスコにおける前記問題点は改善される。
しかしながら、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、新たに、例えば、以下のような不具合が生じてしまう。

0015

一般に、浮遊細胞は、培養中、重力により容器の底に落下して、そこで、刺激を受け、または、増殖することが知られている。また、細胞または細胞が自発的に集合したクラスターを容器内で均一に存在させる方が、細胞自体の新陳代謝または細胞間相互の情報交換を管理する上で好ましい。すなわち、細胞またはクラスターは、培養容器の底に均一に分散するように管理することが好ましい。

0016

ところが、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、内容液、すなわち、培地が入って膨らむと、2次元構造であった平面状シートは3次元構造の曲面状シートに変形せざるを得なく、そのままでは、すなわち、外的な強制力を与えない状況下では、容器の底面だけを平面状に維持することが困難であり、例えば、底面は大きな曲面を形成したり、シワを生じたりする。

0017

そのため、細胞は、細胞自体の要求とは係わり無く、曲面またはシワに沿って、低い位置に強制的に移動させられ、また、集合させられ、底面に均一に存在することができなくなる。一般に、浮遊細胞は、増殖しても、培養容器の底面との相互作用が少ないので、すなわち、底面に接着しないので、低い位置への移動および集積が時間と共に著しくなる。
さらに、低い位置は液面からの深さも深いので、沈降して堆積する細胞量も増えることになり、より低い位置へ集積が助長される。

0018

また、細胞培養においては、通常、細胞の生育状態を観察し、その形態等を観て、次の処置、すなわち、培地の追加、サイトカイン等の添加、培養の終了等の判断を行うことが行われている。
一般的に、接着性細胞は底面に接着して生育し、浮遊細胞についても、底面に沈んで生育している場合が多いので、容器の底面を通して、倒立顕微鏡で観察するのが一般的であり、確実である。

0019

ところが、容器の底面が曲面であったり、シワがあったりすると、観察箇所を移動しただけで、底面の位置が変り、すなわち、対物レンズからの細胞までの距離が変り、その結果、焦点がずれて細胞の像がぼやけ、その都度、焦点を調整しなければならなかった。まして、移動しながら観察をするような場合には、鮮明な視野を維持し続けることは困難であった。

0020

また、単に、平面状のシートを重ね合わせただけの袋状容器では、シール際培養条件と容器の中央付近の培養条件が、著しく変わってしまう。例えば、シール際は中央付近より、培地の厚さが薄くなり、この部分においては、栄養分の供給を受けにくくなり、逆に、酸素の供給を受け易くなる。

0021

一般的に、シャーレ等で代表される小容量の培養容器については、細胞培養の目的が、実験であったり、評価であったりする場合が多いので、一つの容器内で、大幅に培養条件が異なるのは好ましくない。

発明が解決しようとする課題

0022

本発明が解決しようとする課題は、細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、取扱い易く、さらに望ましくは、容易に培養状態が観察できる容器を提供することにある。
すなわち、細胞の培養に使用した場合に、無菌操作が容易で、トータル的な閉鎖システムの構築が容易で、細胞またはクラスターが培養容器の底に均一に分散し易く、容器内における培養条件の差が生じ難く、さらに望ましくは、倒立顕微鏡による培養細胞等の観察が容易な容器を提供することにある。

0023

さらに詳しく述べると、容器に開口部が無くても、細胞培養に必要な酸素及び二酸化炭素の外界とのガス交換が可能で、容器内からの空気を排出または容器内への空気の供給を伴なわずに、付属のチューブから内容液を充填・排出することができ、空容器の占める容積が必要培地量に比べて大幅に少なく、培養中の容器の底面が透明な平面で、培地の厚さを均一に維持でき、倒立顕微鏡下で細胞の状態を容易に観察できる容器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0024

請求項1に記載の発明は、周縁密封された対面する第1の容器壁及び第2の容器壁と、
前記第1の容器壁と前記第2の容器壁との間に形成された空間に連通するポートとを備え、前記第1の容器壁が、凹部と、該凹部の周縁に形成されたフランジ状部を有し、前記第2の容器壁が、柔軟性を有することを特徴とする。

0025

すなわち、当初より第1の容器壁を、立体構造すなわち凹型に形成しておくことによって、第1の容器壁を変形させること無く内容液を充填でき、さらに、第2の容器壁に柔軟性を有する材料を採用することによって、空気の出入り無しに、容器内への内容液の充填及び容器内からの内溶液の排出が可能なポート付きの容器を得ようとするものである。
ここで、第1の容器壁が変形しないとは、必ずしも、内容液充填直前の形状と充填後の形状が変わらない場合だけでなく、充填直前、既に当初形成した形状が変形していて、これが内容液を充填することによって当初形成した形状に戻るような場合も含む。

0026

ここで、第1の容器壁を形成する樹脂としては、硬質であっても、軟質であってもよく、一般の樹脂が使用される。例えば、スチレン樹脂ポリエステル樹脂ポリカーボネート樹脂ポリメチルメタクリル樹脂シクロオレフィン樹脂ポリエチレン樹脂エチレン酢酸ビニル共重合体ポリプロピレン樹脂、及び、これらの樹脂の混合物が使用される。
また、第1の容器壁をこれらの樹脂を複合した複合シートで形成しても良い。
なお、ここでいう複合シートとは、樹脂混合物からなるシート、ラミネートフィルム樹脂フィルムへの樹脂コーティング、樹脂フィルムへ樹脂印刷等複数の樹脂からなるシートを言う。

0027

なお、接着性細胞を培養する場合を考慮すれば、細胞と接触する面は親水性表面であることが好ましいので、親水性の樹脂または親水化処理した面が内側になるように形成することが好ましい。

0028

また、第2の容器壁を形成する樹脂、すなわち、柔軟性のある樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合樹脂ポリブタジエン樹脂スチレンブタジエン共重合樹脂及びそれらの水素添加樹脂ポリウレタン樹脂等、及び、それらの樹脂の混合物が挙げられる。

0029

低密度ポリエチレンとしては、一般の低密度ポリエチレンはもちろんのこと直鎖状低密度ポリエチレン樹脂メタロセン触媒系低密度ポリエチレン樹脂が含まれる。
また、ポリプロピレン樹脂には、ステレオブロックポリプロピレン樹脂及びポリプロピレン樹脂とステレオブロックポリプロピレン樹脂の混合物も含まれる。

0030

なお、ここで柔軟性とは、空気の出入り無しに内容液が容器内に流入または流出できる程度に変形して容積を確保する容器壁の追従性である。この追従性は、単に、容器壁を形成する材料の物理的数値によって決まるのではなく、容器形態、容器内に存在する空気量等によっても変わるので、一概に、容器壁を形成する材料の物理的数値で制限することは適切ではない。

0031

本発明の用途を考慮すれば、本発明の容器の柔軟性は、内溶液が落差程度の圧力、例えば、50cm水柱程度の圧力で、必要量の内容液が、ほぼ全て流入または流出する程度の柔軟性を有すれば良い。
さらに、具体的に言えば、例えば、5000Paで容器内を吸引した時に対面する容器壁が密着するような容器においては、5000Paの圧力をかけた時に、対面する容器壁間が、対面する周縁シール間の2分の1以上になる程度に柔軟性を有すれば良い。
なお、第1の容器壁も前記柔軟性のある樹脂により形成することにより、第1の容器壁からの第2の容器壁への追従性も加わるので、さらに、追従性の良い容器が得られる。

0032

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載する構成に加え、第2の容器壁が、第1の容器壁の凹部内に収納可能な凸部を有することを特徴とする。
第2の容器壁の凸部が第1の容器壁の凹部内に収納可能になることによって、第1の容器壁と第2の容器壁が形成する空間の体積が小さくなり、内容液排出時に、第1の容器壁と第2の容器壁が形成する隙間に残留する液量も少なくなるので、より追従性の良い容器壁を有する容器、すなわち、柔軟性のある容器が得られる。

0033

なお、通常、容器内には、充填される液量の20%程度のエアーが残留しても、取扱い上は問題がない場合が多いので、第1の容器壁と第2の容器壁の隙間が形成する空間の体積は、充填される液量、すなわち、第1の容器壁の凹部の容積の20%以下であることが好ましい。
ここで、本容器が通常使用時に充填される液量の基準値が、第1の容器壁の凹部の容積だからである。

0034

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載する構成に加え、前記凹部の底面が平面状であることを特徴とする。
すなわち、前記凹部の底面が平面状であれば、培地を一定の厚さに維持することができるので、容器内の培養環境を均一にすることができる。

0035

また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載する構成に加え、前記凹部の底面が透明であることを特徴とする。
細胞培養においては、顕微鏡下で、細胞の形、色等を観察して、培養の進み具合、細胞の状態を観察して、次の処置を施すことが一般に行われているため、本発明の容器の少なくとも顕微鏡観察側の容器壁は、平面状であって、曲面であったり、シワがあったりすることがなく、顕微鏡で細胞が観察できる程度に透明であることが好ましい。

0036

一般に、培養細胞等の顕微鏡観察は、倒立顕微鏡によって観察する場合が多いので、本発明では、顕微鏡観察側の容器壁は、前記凹部の底面がこの容器壁にあたるので、前記凹部の底面が平面状であって、曲面であったり、シワがあったりすることがなく、顕微鏡で細胞が観察できる程度に透明であること、すなわち、光線透過率が80%以上であることが好ましい。

0037

また、請求項5に記載の発明は、請求項1ないし請求項4の何れか一項に記載する構成に加え、第2の容器壁の気体透過性が、第1の容器壁の気体透過性よりも大きいことを特徴とする。
すなわち、細胞に必要な酸素の容器内への供給と二酸化炭素の容器外への排出を、容器壁を介して行うことにより、すなわち、容器内外を直接連通させないことにより、容器内部の無菌性を維持しようとするものである。

0038

例えば、スチレン樹脂製のフラスコ等、一般の培養容器ではベントと呼ばれる通気口を設けて、酸素及び二酸化炭素の外部との交換を行っているが、通気口から培養液こぼれ出たり、通気口が細菌汚染の原因になったり、フィルター付き通気口が培地で塞がったりする危険性があるので、本発明では、容器壁自体に気体透過性、特に、酸素及び二酸化炭素の透過性を持たせている。

0039

ここで気体透過性は、主に酸素および二酸化炭素の透過性であるが、酸素透過性と二酸化炭素の透過性は、各種の素材に対して類似した傾向があり、しかも、二酸化炭素の透過性が酸素透過性に比較して著しく大きいことから、一般に、細胞の培養に用いられる容器の気体透過性は酸素透過性で評価される。

0040

なお、第1の容器壁は、培地が入ったときに、培地の重量に対して形状を維持する必要があることから、通常、変形のしにくい硬めの材料を使用するのが好ましいが、硬めの材料は一般的に、気体透過性も悪いので、第2の容器壁をより気体透過性の良い材料で形成することが好ましい。

0041

本発明の容器の容器壁に必要とされる酸素透過性は、培養される細胞量と酸素が透過する容器壁の面積により変化する。すなわち、容器壁に必要とされる酸素透過性は、培養される細胞量に比例し、酸素が透過する容器壁の面積に反比例する。

0042

本発明の容器は、2つの異なる酸素透過性を有する容器壁で形成されていること、また、最も効率良く培養された場合の細胞量は培地の量に比例するとすれば、25℃における第1の容器壁の実効面積あたりの酸素透過性と第2の容器壁の実効面積あたりの酸素透過性の和を、内容液の液量で割った数値を、0.2cc/atm・day・ml以上になるように設計すれば、培養時に、細胞が酸素不足に陥ることはない培養用の容器を完成することができる。

0043

ここで、酸素透過性は、25℃において、容器壁に差圧1atmの酸素圧を24時間かけ続けたときに、容器壁を透過する酸素量を容器壁1m2あたりで表した数値である。
また、容器壁の実効面積あたりの酸素透過性は、前記容器壁の酸素透過性に容器壁の面積をかけた数値であって、容器壁が容器内に酸素を供給する能力を表し、一つの容器の持つ全ての容器壁の実効面積あたりの酸素透過性の総和は、その容器が容器内に酸素を供給する能力を表す。

0044

さらに、前記実効面積あたりの酸素透過性の総和を、内溶液量、すなわち、細胞を培養する培地の量で割ることによって、容器が、培地に1mlあたりに供給できる酸素量を表すことができる。

0045

また、請求項6に記載の発明は、請求項1ないし請求項5の何れか一項に記載する構成に加え、細胞の培養に用いられることを特徴とし、さらに、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載する構成に加え、培養される細胞が人体内に注入または埋設され、あるいは、人体の損傷部に貼付されることを特徴とする。
すなわち、本発明の容器は、閉鎖システム化が容易なので、本発明の容器で培養された細胞、タンパク質等は、一般の細菌による汚染の危険性を減少させることができるだけでなく、クロスコンタミによる他人体液からのウィルス汚染等も減少させることができる。

0046

なお、本発明の容器は、一般に、シャーレ等で行われている各種の培養に使用される。
例えば、内面疎水性の本発明の容器は、閉鎖システムのノントリエイテッドシャーレまたはフラスコとして、そのまま浮遊系細胞の培養用に使用でき、各種タンパク質をコーティングすれば、接着性細胞の培養用または浮遊系細胞刺激用としても使用できる。

0047

さらに、内面を親水化した本発明の容器は、閉鎖システムのトリエイテッドシャーレまたはフラスコとして、そのまま接着性細胞の培養用に使用でき、さらに、タンパク質をコーティングして、特殊な細胞の培養も可能である。
また、本発明の容器を、柔軟性のある樹脂、例えば、酢酸ビニル含量が20%の酢酸ビニル共重合体の容器の内側になる面にスチレン樹脂をコーティングして作製すれば、通常の培養に使用されるスチレンのシャーレまたはフラスコと同一表面を持つ閉鎖システムの培養容器ができる。

0048

また、本発明の容器の内面を親水化する方法としては、例えば、スチレンコーティングしたシートをトレイ状成形した後で、内側を185nm及び254nmの波長を含む紫外線照射して、親水化後、密封状の容器に仕上げればよい。

発明の効果

0049

以上のとおり本発明によれば、細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、容易に培養状態が観察でき、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、取扱い易い容器を提供することができる。
すなわち、無菌操作が容易で、トータル的な閉鎖システムの構築が容易で、倒立顕微鏡による培養細胞等の観察が容易で、細胞またはクラスターが培養容器の底に均一に分散し易く、一つの容器内における培養条件の差が少ない容器を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0050

本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照しながら説明する。
〔実施例1〕
図1及び図2に示すが如く、本実施例の培養容器1は、周縁が周縁シール2によりシール、密封された対面する二つの容器壁、すなわち、容器壁3(第1の容器壁)及び容器壁4(第2の容器壁)と、容器壁3と容器壁4との間に形成される空間に連通し、内容液を充填または排出するためのポート5とからなる容器であって、容器壁3が、凹部6と、この凹部6の周縁に形成されたフランジ状部7を有し、容器壁4が柔軟性を有すると共に、酸素透過性が良好な素材により形成されている。なお、凹部6の底面は、平面視矩形状で、単一の平面となっており、また、顕微鏡で細胞が観察できる程度に透明であること、すなわち、光線透過率が80%以上になるように構成されている。

0051

さらに、ポート5の開口端には、培養容器1を密封するためにキャップ8が設けられており、本実施例の培養容器1のポート5と反対側の周縁シール部には、内容液を排出する時に本実施例の培養容器1を吊るして排出するための懸垂口9が設けられている。
ここで、容器壁3には、インフレーション成形により形成したポリプロピレン樹脂の200μmのシートを用い、容器壁4には、インフレーション成形により形成したポリプロピレン樹脂の100μmのシートを用いた。

0052

なお、容器壁3には、真空成形した構造が潰れにくいように、厚さの厚いシートを、容器壁4には、内容液の出入りに対する容器壁の追従性を持たせるために、また、酸素透過性を良くするために厚さの薄いシートを用いた。
また、全体の柔軟性を上げるために、ポリプロピレン樹脂は、柔軟性と酸素透過性に優れているステレオブロック共重合体を用いた。

0053

本実施例の培養容器1は、前者のシートに真空成形で縦100mm、横60mm、深さ9mmの凹部6を形成した後に、後者のシートと重ね合わせ、熱シールにより周縁をシールし、不要な部分をトリミング後、ポート5を熱シールすることによって形成される。
本実施例の培養容器1に40mlの培地を充填し、排出したところ、培地を充填する前に若干の空気を排出したものの、その後は、空気の出入りなしに培地の充填、排出ができた。

0054

また、本実施例の培養容器1に抗CD3抗体コート後、T細胞を培養したところ、シャーレまたはフラスコと同じようにT細胞は床面に均一に分散し、しかも、床面に分散している細胞を倒立顕微鏡で容易に観察できた、例えば、観察しながら視野を移動しても、いちいち焦点を変更することなく容易に観察ができた。

0055

〔実施例2〕
図3に示すが如く、本実施例の培養容器1は、実施例1の構成に加え、容器壁4に、容器壁3の凹部6内に収納可能な凸部10が形成されている。
ここで、容器壁3には、多層押出し成形により形成したシクロオレフィン樹脂層30μm、ポリプロピレン樹脂層170μmの2層シートを用い、容器壁4には、インフレーション成形により形成した酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含量20%)の100μmの単層シートを用いた。

0056

本実施例の培養容器1は、実施例1と同様に前者のシートに凹部6を形成後、同じ方法で後者のシートにも凸部10を形成し、両シートを凹部6と凸部10が重なるように配置した後に、実施例1と同様に形成される。
本実施例の培養容器1に40mlの培地を充填し、排出したところ、空気の出入りなしに培地の充填、排出ができただけでなく、充填後のバッグ内に残留するエアーも少なく、排出時にバッグ内が陰圧になることなく排出できた。

0057

本実施例の培養容器1に抗CD3抗体をコート後、T細胞を培養したところ、実施例1と同じ性能が確認できた。
なお、上記の実施例1及び実施例2においては、本発明のトレイ状容器を培養容器として使用したものを例示したが、本発明のトレイ状容器の用途はこれらに限定さるものではなく、任意である。

0058

以上のように、本発明に係るトレイ状容器は、細胞の培養に使用した場合に、培養中の細胞が細菌に汚染される機会が少なく、容易に培養状態が観察でき、培養性能が良く、培養結果を理解し易く、また、取扱い易いといった効果を有し、細胞の培養用容器として、極めて好適である。

図面の簡単な説明

0059

本発明の一実施例に係る培養容器を示す斜視図である。
図1の培養容器をA-A’を通る垂直な面で切った時の模式断面図である。
本発明の他の実施例に係る培養容器を示す模式断面図である。
図3の培養容器に培地が入った状態の模式断面図である。

符号の説明

0060

1培養容器
2周縁シール
3容器壁(第1の容器壁)
4 容器壁(第2の容器壁)
5ポート
6 凹部
7フランジ状部
8キャップ
9懸垂口
10 凸部

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