JP2016507241A - 細胞を培養するための構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は細胞を培養するための構造体及び容器に関する。ある配置構成では、構造体（２００）は、部分的に囲まれたキャビティ（２０４）と、この部分的に囲まれたキャビティ（２０４）と流体連通するように構成された複数の区画（２０１）とを備える。それぞれの区画（２０１）は、細胞のサイズによって決まる区画（２０１）内の位置で１またはそれ以上の細胞を保持する形状とされる。この配置構成は、区画（２０１）内のその位置を観察することによって細胞のサイズの視覚的識別または表示を容易にすることができる。区画（２００）は、ペトリ皿のような容器（１００）に含まれるか、または容器と一体に形成される。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、細胞を培養するための構造体および容器に関する。特に、本発明は、１またはそれ以上の細胞をそれぞれ培養するための複数の区画を有する構造体および容器に関するものである。

技術背景

原型のペトリ皿をモデルとしたガラスまたはプラスチックの容器は、依然として細胞を培養するための基準となっている。しかしながら、このような器は、体外受精（ＩＶＦ）のような特定の用途に対しては有効性に欠けるものとなっている。例えば、ＩＶＦにおいて、ペトリ皿は、同時に複数の卵子を培養するのに最適ではないことがある。さらに、ペトリ皿上では受精卵を特定の位置に配置することも、または卵子の成長または発育を観察することも難しい。

１つのディッシュに複数の小さな凹状のウェルを配置するという、改善策が知られている。これは複数の卵を近接位置で受精させることを可能とし、それが胚の高い生存率に関連している。また、凹状のあるウェルは、様々な自動化システムにより、卵子を特定の位置に配置してそれらを観察するのを容易にすることができる。識別のために卵子を近接位置に維持するためにスポークホイール構造体を採用するという、その他の改善策も知られている。

本発明は従来技術を用いて問題を克服して、かつ／または細胞培養のための代替策を提供することを目的とする。

本明細書中のいかなる先行技術に対する引用も、当該先行技術がオーストラリアまたはその他の管轄において一般的知識の一部を形成すること、または当該先行技術が当業者により関連するものとして確認および理解され、かつそのように見なされると合理的に予期されるという、同意または任意の態様の示唆ではなく、またそのようなものとして捉えるべきではない。

本発明の第１の形態に従って、複数の細胞を培養する容器とともに使用する構造体が提供され、その構造体は、
部分的に囲まれたキャビティと、
複数の区画とを具え、各区画が、前記部分的に囲まれたキャビティに隣接する近位端と、前記部分的に囲まれたキャビティから離れた遠位端とを有し、各区画が、前記部分的に囲まれたキャビティと流体連通するように構成される。

それぞれの区画は、近位端と遠位端の間の位置で細胞を保持するように構成され、それぞれの区画の少なくとも一部は、近位端に向けて幅が増加する形状となっている。

このため、本発明の実施形態は、その区画内の細胞の位置を観察することによって細胞のサイズの視覚的識別または表示を容易にすることができる。

複数の区画の各々は、個別の区画の遠位端に向けて細胞を導くような形状をしていてもよい。複数の区画は、個別区画の遠位端に細胞を導くための傾斜した底面をそれぞれ含んでもよい。この傾斜した底面は遠位端に向けて下方に傾斜してもよい。代替的または追加的にはこの傾斜した底面は１またはそれ以上の溝を含む。

複数の区画のうちの少なくとも１つは、複数の区画のうちの別の１つと直接的に流体連通するように構成されるものであってもよい。この構造体は、隣接する区画間の直接的な流体連通を促すための１またはそれ以上の区画間チャネルを含んでもよい。

この構造体は、部分的に囲まれたキャビティと個別の１またはそれ以上の各区画との間で流体連通を促すための１またはそれ以上のアクセスチャネルまたは１またはそれ以上の開口部を含む。

この構造体は、マイクロツール（microtool）によるアクセスを容易にするための１またはそれ以上のアクセスチャネルまたは１またはそれ以上の開口部を含んでもよい。

この構造体はさらに、
部分的に囲まれたキャビティを規定する内側バリア（inner barrier）および、
内側バリアと外側バリアの間の複数の区画を規定する外側バリア(outer barrier)と、
をさらに備える。

内側バリアは、近接配置された柱を含んでもよい。近接配置された柱は、円形柱、三角形柱および多角形柱のうちの１またはそれ以上を含んでもよい。近接配置された柱は、１またはそれ以上のアクセスチャネルか、１またはそれ以上の開口部を含んでもよい。

構造体はさらに、培地を収容するための、外側バリアに連結された壁を備えてもよい。

キャビティは、複数の区画で取り囲まれた中央キャビティを含んでもよい。複数の区画は中央キャビティから等距離または実質的に等距離のところにあってもよい。

好ましくは、複数の区画それぞれが標識されている。より好適には、このラベル付けは、エッチング、彫刻、エンボス加工、および成形のうちの１つまたはそれ以上を含む。

複数の区画それぞれは、１よりも多い細胞を保持するように構成されるものであってもよい。

この細胞は、***細胞、卵細胞、卵母細胞、受精卵、割球またはその他の任意の細胞のうちの何れか１つまたはそれ以上を含んでもよい。この細胞は、例えばヒト、ウシ、ヒツジ、ブタ、またはマウスの細胞であってもよい。

本発明の第２の形態に従って、複数の細胞を培養する容器とともに使用する構造体は、
部分的に囲まれたキャビティと、
複数の区画とを具え、各区画が、
部分的に囲まれたキャビティと流体連通するように構成され、かつ
細胞の寸法に応じた位置でその区画内で細胞を保持するように構成されるとともに、
複数の区画のうちの少なくとも１つが複数の区画のうちの別の１つと直接的に流体連通するように構成された構造体である。

本発明の第３の形態に従って、規定された第１の形態または第２の形態と同様の構造体を含む容器か、または当該構造体と一体に形成された容器が提供される。

構造体は、この容器に含まれるか、この容器と一体に形成された複数の構造体のうちの１つである。

構造体は、中間細胞培養処理用の１またはそれ以上の処理ウェルを含んでもよい。

容器は、容器を持ち上げて容器の下方において空気の流れを許容するための１またはそれ以上の支持体を含んでもよい。

容器は、方向付けまたは積み重ねを促すために、その蓋の周囲に配置した突起を含んでもよい。この突起は蓋の周囲に均一に分散されてもよい。あるいは、この突起は蓋の周囲に不均一に分散されてもよい。

容器は、方向付け、積み重ね、または回転を促す底面の周囲に配置した窪みを含んでもよい。この窪みは、底面の周囲に均一に分散されてもよい。あるいはこの窪みは、底面の周囲に不均一に分散されてもよい。

窪みおよび突起の組み合わせは、方向付けを促すために対称または非対称に配置されている。

容器は、例えばマーカで名称を記載するためのスペース、またはラベルを付すためのスペースなど、顕微鏡の透過性に影響を与えずにディッシュの識別を促す特徴部を有してもよい。

容器は、ディッシュの特徴部で使用される細胞培地の内容物のコンタミネーションを防ぐのに用いられるとともに、細胞培地の蒸発を減少させるのに用いられる蓋を有してもよい。

蓋は、蒸発および潜在的なコンタミネーションをさらに減少させるために、ペトリ皿内側で構造体の縁を覆う１またはそれ以上の中央の下向き突起を含んでもよい。

蓋は、蓋を有するディッシュの積み重ねを促すために、蓋の上面に窪みまたは突起を含んでもよい。

蓋は、ディッシュ間で蓋の交換を可能にしながらも、下方のラベルを見せて識別するための透明なスペースや、ディッシュのスペースと重なり合うラベル用のスペースのような、ディッシュの識別のために容器の特徴部と適合する特徴部を含むことができる。

この容器は、蓋との接触により、滑ってディッシュを落としてしまうということがないように、手動または自動のグリッパでディッシュを持ち上げられるのを容易にするリムを含む。

容器の少なくとも一部は、容器内に細胞培地の流れによって生じる気泡の形成を低減すること、容器表面への細胞接着を促すこと、容器の透明性を向上させること、容器に培養される細胞の生細胞率を高めること、のうちの何れか１つまたはそれ以上のために、コーティングによって被覆されてもよい。このコーティング剤は、親水性または撥油性の物質を含んでもよい。

この容器はサンプルディッシュであってもよい。サンプルディッシュはペトリ皿であってもよい。

文脈がそれ以外求める場合を除いて、本明細書で使用される限り、用語“comprise”およびこの用語の変化形、例えば“comprising”、“comprise”、“comprised”は、さらなる追加物、構成要素、数値またはステップを排除することを意図しない。

本発明のさらなる形態および先行する段落において記載された形態のさらなる実施形態は、例示的および添付図の参照を用いて示される以下の記述より明らかとなる。

図１Ａおよび１Ｂは、細胞培養のための容器の一実施形態の斜視図および上面図を示す。 図２Ａおよび２Ｂは、図１Ａおよび１Ｂの容器とともに使用する構造体の第１の実施形態における上面図および斜視図を示す。 図３Ａおよび３Ｂは、図１Ａおよび１Ｂの容器とともに使用する構造体の第２の実施形態における上面図および斜視図を示す。 図４Ａおよび４Ｂは、図１Ａおよび１Ｂの容器とともに使用する構造体の第３の実施形態における斜視図および上面図を示す。 図５Ａは、区画構造体の一実施例の断面図を示す。図５Ｂは、構造体の区画の別の実施例の断面図を示す。図５Ｃは、マイクロツールによる区画内の細胞へのアクセスの一例を示す。 図６Ａおよび６Ｂは、卵母細胞を含む区画を有する構造体の部分図を示す。 図７Ａは、傾斜面を有する底面を持つ区画を有する構造体の部分図を示す。図７Ｂは傾斜面を有する底面を持つ区画を有する別の構造体の部分図を示す。 図８は、細胞を培養する容器の別の実施形態の斜視図および上面図を示す。 図９は、細胞を培養する容器の別の実施形態の斜視図および上面図を示す。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、図８および９で示される容器用の蓋の上面斜視図および底面斜視図を示す。図１０Ｃは、図１０Ａおよび図１０Ｂで示される蓋の透視図を示す。 図１１Ａは、図１０で示される蓋で覆われた、図８および９で示される容器の斜視図を示す。図１１Ｂは図１１Ａに示される蓋をした容器の透視図を示す。 図１２は、図８および９の容器において示される構造体の一実施形態の斜視図を示す。

本発明は、一般に、細胞を培養するための構造体と容器に関する。特に、本発明は、１またはそれ以上の細胞をそれぞれの培養するための複数の区画を有する構造体に関するものである。後でさらに述べるように、その構成は、対応する区画内の細胞の位置を観察することにより、細胞のサイズの視覚的識別または表示を容易にすることができる。

記載された構造体は、複数の細胞を培養する容器（例えばペトリ皿を含むガラスまたはプラスチックのサンプルディッシュ）内に配置させることができる。大きく見ると、構造体は、部分的に囲まれたキャビティおよび複数の区画を備え、区画の各々が、キャビティに隣接する近位端と、キャビティから離れた遠位端とを含み、各区画が、部分的に囲まれたキャビティとの間で流体連通するように構成され、各区画が、近位端と遠位端の間の位置で細胞を保持するように構成され、各区画の少なくとも一部が、近位端に向けて幅が増加するような形状とされている。

また、本明細書には、この構造体を含む容器または構造体と一体化された容器（例えば、ペトリ皿を含むガラスまたはプラスチックのサンプルディッシュ）も記載されている。図１Ａおよび１Ｂは、容器の一実施形態の斜視図および平面図をそれぞれ示している。容器は、ディッシュ壁１０１および構造体１０２を有するサンプルディッシュ１００であり、構造体がサンプルディッシュ１００と一体に形成されている。幾つかの実施形態では、構造体はサンプルディッシュから分離可能なものであってもよい。このサンプルディッシュは、切り込みのある縁を有する蓋を含むことができ、切り込みのある縁は、先行技術で説明されているように、積み重ねたサンプルディッシュ間の側方の動きを減少させるため、積み重ねに適している。構造体の実施例は、図２Ａ乃至４Ｂで示されており、後にさらに説明する。

記載された容器または構造体は、全体的または部分的に透明、半透明または不透明であってもよい。添付図は、構造体的な側面を示す役割を果たすもので、記載の容器または構造体の透明性または不透明性を反映することを意図したものではない。

図１Ａおよび１Ｂを参照すると、構造体１０２はサンプルディッシュ１００の中央またはその近傍に配置させることができる。図示されていないが、複数の構造体をサンプルディッシュに配置させるようにしてもよい。容器の一般的な形状は、平らな底面と、底面を取り囲む円筒形の壁とを有する標準的なペトリ皿の形状と類似するものであってもよい。この実施形態では、サンプルディッシュ１００は、当該サンプルディッシュ１００を持ち上げるために底面の外側に１またはそれ以上の支持体を含むことができる。例えば、容器１００は、サンプルディッシュ１００の下方に空気の流れを許容する支柱１０３を含み、それにより結露を防いでいる。その他の実施形態では、容器は、支持面に載る実質的に平坦な底面を有する標準的なペトリ皿の形状を採るようにしてもよい。

図２Ａおよび２Ｂは、構造体２００の一実施形態を示しており、図１Ａおよび１Ｂに示される構造体１０２の拡大図である。図２Ａは構造体２００の上面図であり、図２Ｂは構造体２００の斜視図である。構造体２００は、例えば中央キャビティ２０４のような部分的に囲まれたキャビティと中央キャビティ２０４を取り囲む複数の区画２０１とを含むことができる。複数の区画２０１は中央キャビティ２０４から等距離または実質的に等距離のところにあってもよい。各区画は幅のより広い近位端２０３（中央キャビティ２０４に隣接する）と、より狭い遠位端２０２（中央キャビティ２０４から離れた）とを含むことができる。１またはそれ以上の細胞は、区画の各々において、近位端２０３と遠位端２０２間の位置で、保持および培養されるものであってもよい。図２Ａおよび２Ｂで示されるように、各区画は、その近位端に向けて幅が増加するような形状となっている。幅の増加する割合は、一定で、真っ直ぐな区画の壁２０８をもたらすものであってもよい。代替的には、幅の増加する割合が変化して、湾曲した区画壁（図示省略）をもたらすものであってもよい。一般に、各区画の少なくとも一部は、その近位端に向けて幅が増加するような形状になっている。遠位端２０２の寸法は、培養される小さい細胞または成長している細胞（例えば、卵母細胞または受精卵）の保持に適したものとされる一方、近位端２０３の寸法は、その後の採取、移動または使用できる状態のある程度成長した細胞（例えば４細胞の割球）を受け入れ可能なものとされることが想定される。区画の寸法は、ヒト、ウシ、ヒツジ、ブタ、またはマウスの細胞のような特定の種の細胞により良好に適合するように構成されるものであってもよい。

幾つかの実施形態では、この区画の長さは、異なる区画のおよび／または異なる構造体の変わるものであってもよい。異なる長さの区画を使用することは、特定の状況において有効であることがある。例えば、より長い区画は、中央キャビティに向けて区画の幅がより緩やかに変化することを意味する。このため、同じ成長度合いであっても、より長い区画で培養された細胞は、より長い距離、中央キャビティへ向かって移動することができる。よって、より長い区画は、より明瞭な表示を与える結果となる。

幾つかの実施形態では、各区画は、それぞれの区画の遠位端に向けて細胞を導くような形状となっている。例えば、複数の区画の各々は、例えば遠位端２０２に向けて、傾斜した底面を含むことができる。細胞は、重力により、それぞれの区画の遠位端２０２に向けて導かれるものであってもよい。幾つかの実施形態では、傾斜した底面が、１またはそれ以上の溝を含むようにしてもよい。溝は、実質的に近位端と遠位端の間に伸びるものであってもよい。溝の方向付けは、例えば、細胞を、（培養される細胞の種類および数に応じて）区画の中心軸またはその近傍、または区画の外側の近傍に置くことを確実にする。また、溝は、特定の状況下で細胞成長を促進するものとしても考えられている。

各区画は、中央キャビティ２０４と流体連通するように構成されるものであってもよい。例えば、図２Ａおよび２Ｂに示される実施形態では、構造体２００が、中央キャビティ２０４とそれぞれの区画との間の流体連通を促すための１またはそれ以上のアクセスチャネル２０５を含む。幾つかの実施形態では、アクセスチャネルが、マイクロツールによるアクセスを促すように構成されるものであってもよい。アクセスチャネルを介したマイクロツールのアクセスは、マイクロツールで卵母細胞を受精させるときのような状況において有効であることがある。代替的または追加的には、マイクロツールは、移植のために割球を取り出すときのような状況において区画構造の上方から区画にアクセスするものであってもよい。別の例として、構造体は、中央キャビティ２０４と１またはそれ以上の各区画との間の流体連通を促すための１またはそれ以上の開口部を含むことができる。大きな成熟細胞を取り除くのにツールが使用される場合に、隣接する区画の成熟細胞もそれとともに引き込まれる可能性が低くなるように、各区画の最も幅の広い部分が、隣接する区画の最も幅の広い部分から十分に離れるようにしてもよい。同じことが、最も狭い部分にも当てはまる。

以下に、構造体２００の例示的な使用例を示す。卵母細胞のような細胞を、区画２０１内に配置することができる。卵母細胞は、その相対的に小さいサイズにより、遠位端２０２の比較的近くで保持または固定される。これは、アクセスチャネル２０５を介してマイクロツールを伸張させて、細胞が置かれる遠位端２０２に向けて、卵母細胞を押し出すことにより、達成されるものとなる。この操作は、体外受精（ＩＶＦ）中に有効であることがある。細胞のサイズは大きくなるため、近位端２０３に向けて区画の幅が増加することは、近位端２０３に向けて成長中の細胞が徐々に移動することを意味する。特に、細胞の中心と細胞の境界の一方または両方が、近位端２０３に向けて移動することができる。例えば、ヒトの卵母細胞は直径〜１６０μｍであり、ＩＶＦ処理で使用できる状態の割球は、３５０−３６０μｍ程の大きさである。その他の種は、異なる卵母細胞のサイズおよび割球のサイズを有することがある。例えば、マウスの卵母細胞および割球は、それぞれ約４０μｍおよび８０μｍである。一般に、細胞が大きくなるほど、近位端２０３のより近くに向けて細胞が移動するものとなる。このため、構造体２００は、区画内のその中心または境界のような細胞の位置を観察することにより、細胞のサイズ、よって細胞の成長の視覚的識別および表示を容易にする。

幾つかの実施形態では、１またはそれ以上の区画が、それぞれの遠位端に向けて幅が増加するものであってもよい。すなわち、遠位端が近位端よりも幅が広くなるようにしてもよい。それらの実施形態では、区画は、近位端から遠位端に細胞成長を案内または表示することができる。さらに、１またはそれ以上のアクセスチャネルを区画の遠位端またはその近傍または構造体の周辺に設けて、マイクロツールによるアクセスを提供するようにしてもよい。

区画の寸法が培養される種に基づいて変えられるとき、区画の最適分配を提供すること（例えば、マウス細胞を培養するために、ヒト細胞を培養するよりも多くの区画を構造体に収めることができる）と、隣接する区画間の距離を最適化すること（例えば、区画のより少ない構造体は、中央キャビティを小さくし過ぎたり、区画間チャネルを長くし過ぎたりするため、最適ではないことがある）の何れか一方のために、区画の数も変えるようにしてもよい。図２Ａおよび２Ｂは、１６区画の構造体を示しているが、構造体は、１２の区画、２４の区画、または必要に応じてその他の数の区画を有することができる。

幾つかの実施形態では、複数の区画のうちの少なくとも一つが、複数の区画のうちの別の一つと直接的に流体連通するように構成されるものであってもよい。例えば、図２Ａおよび２Ｂに示される実施形態では、構造体２００が、隣接する区画間の直接的な流体連通を促すために区画間チャネル２０６を含む。これは、ある種の細胞の成長に有益である。例えば、近接位置で受精卵を培養することが胚生存率の改善に繋がる可能性があるという報告がなされている。このため、複数の細胞の各々がそれら自身の区画に保持または閉じ込められるが、区画間チャネルは、隣接する区画間の流体連通を可能にして、別個の区画に保持または閉じ込められた細胞間の生化学反応を増大させることができる。

図２Ａおよび２Ｂにおいて、構造体２００は、中央キャビティ２０４を規定するための内側バリア２１３と、内側バリア２１３と外側バリア２１２との間に複数の区画２０１を規定するための外側バリア２１２とを含む。図２Ｂに示されるように、内側および外側バリアはそれぞれ放射状に対称である。

内側バリアは、上述したように、１またはそれ以上のアクセスチャネル２０５または１またはそれ以上の開口部を規定する近接配置された柱２０７によって形成することができる。図示された構成では、各柱２０７が６つの面を有する。第１面２２０は湾曲していて、中央キャビティ２０４の外周の一部を規定する。すべての柱２０７の面２２０が、集合的に、中央キャビティ２０４を規定する。第２面２２１および第３面２２２は、平面であり、各々が、隣接する柱の対応面を向いている。対応面の各ペアは、アクセスチャネル２０５または開口部を規定して、中央キャビティ２０４との流体連通を提供する。第４面２２３は、曲面であり、区画の境界の一部を形成する一方、第５面２２５も、曲面であり、隣接する区画の境界の一部を形成する。第４面２２３および隣接する柱の対応する曲面２２６は、外側バリア２１２の平面２３１および２３２とともに、区画の境界を規定する。柱２０７の第６面２２４は、平面であり、外側バリア２１２の対応面２３０を向いている。面２２４および対応面２３０は一緒に区画間チャネル２０６を規定する。図２Ａにおいては、近位端に向けて区画の幅の増加率が一定となるように、外側バリア２１２の面２３１および２３２が平坦に描かれている。その他の実施形態では、近位端に向けて区画の幅の増加率が変化するように、外側バリアのそれらの２つの面が湾曲している。

図２Ａおよび２Ｂに示される実施形態では、近接配置された柱２０７が多角形柱である。その他の実施形態では、近接配置された柱が異なる形状を有するものであってもよい。例えば、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、構造体３００は、円筒柱３０７である近接配置された柱を含むことができる。構造体２００の特徴に対応する構造体３００の特徴は、数“２”の代わりに数“３”が最初に付けられている以外は、同じ符号を使用して示されている。隣接する円形柱のペアは、アクセスチャネル３０５または開口部を規定して、区画３０１と中央キャビティ３０４間の流体連通を提供することができる。区画間チャネル３０６は、円形柱３０７と外側バリア３１２の面３３０との間の間隙によって規定されるようにしてもよい。

別の例として、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、構造体４００は、三角形柱４０７である近接配置された柱を含むものであってもよい。構造体２００の特徴に対応する構造体４００の特徴は、数“２”の代わりに数“４”が最初に付けられている以外は、同じ符号を使用して示されている。隣接する三角形柱のペアは、２つの頂点４５０および４６０の間に開口部４０５を規定して、区画４０１と中央キャビティ４０４との間の流体連通を提供することができる。区画間チャネル４０６は、三角形柱３０７の頂点４４０と外側バリア４１２の面４３０との間の間隙によって規定されるものであってもよい。

構造体２００は、培地を含む外側バリア２１２に連結された壁２１１を含むことができる。壁２１１は、外側バリア２１２の上面から鉛直方向に延びている。壁２１１の高さは、壁２１１内に保持できる培地の量を部分的に決定することができる。複数の区画２０１の各々には、識別目的で、例えば外側バリア２１２の上面に、ラベルを付けることができる。ラベル付けは、エッチング、彫刻、エンボス加工および成形のうちの何れか１つまたはそれ以上を含むことができる。

図５Ａおよび５Ｂはそれぞれ、上記実施形態の何れかの構造体に適した区画の断面図を示している。図５Ａでは、区画５００ａは、液体培地５０１と、（区画５０１の遠位端である）左の方にある小さい細胞５０２と、（区画５０１の近位端である）右の方にある大きい細胞５０３とを保持することができる。図５Ｂでは、区画５００ｂは、遠位端に向けて下方向に傾斜して、重力により小さい細胞５０２を遠位端へと導くことができる底面５０４を含むことができる。図５Ｂから直ちに明らかではないが、大きな細胞５０３も、重力により遠位端に向けて転がるか、または移動するように導かれるが、区画壁の変動幅に対するそのサイズによって、遠位端に向けてさらに転動または移動することが防止されている。また、底面５０４も、１またはそれ以上の傾斜面を含むことができる。傾斜面は、成長により細胞の移動する方向に（例えば、遠位端から近位端に向けて）、成長により細胞の移動する方向と反対の方向に、または成長により細胞の移動する方向と垂直の方向に、傾斜させることができる。特定の細胞の成長に有利な環境を提供するために必要に応じて、同じまたは異なる傾斜方向を有する数多くの傾斜を用いることができる。区画の開口部に対してマイクロツールが同一平面上に保持される場合に曝されるほぼ中央の部分を小さい未受精の卵母細胞が有するようにするために、傾斜面が使用されるものであってもよい。図５Ｃは、小さい細胞５０２へのアクセスがどのようにして得られるのかを示している。マイクロツール５０５は、小さい細胞５０２にアクセスできる。図５Ｃに示されるように、小さい細胞５０２は、マイクロツール５０５により押されて、遠位端の近くに保持または固定されるものであってもよい。マイクロツール５０５は、区画と中央キャビティとの間で流体連通するように構成されたアクセスチャネルを介して、小さい細胞５０２にアクセスすることができ、それは、傾斜５０４により細胞の中心がおおよその目標とされるように、当初は中央キャビティの底面に対して同一平面上に置かれ、中央キャビティの床面または底面よりも低い位置に配置される。その他の実施形態（図示省略）では、マイクロツールが、上方より区画の開放上面を介して入ることにより、小さな細胞にアクセスすることができる。

図６Ａおよび６Ｂは、符号６０３のような多数の柱により形成された内側バリアと外側バリア６０１との間に規定された符号６０２のような区画を有する構造体の部分図を示している。卵母細胞６０４は、移植またはその他の処理のためにマイクロツール６０５によりアクセスされる。

図７Ａは、溝または線７０２，７０３，７０４および７０５により規定された傾斜面を有する底面を備えた区画７００ａを有する構造体の部分図を示している。区画７００ａは、第１の窪み７０１を含み、その中に、成長中の卵母細胞が置かれる。卵母細胞は、成長するに連れて、溝または線７０２に沿って拡大することができる。溝または線７０２，７０３，７０４および７０５の各々は、卵母細胞の半径ｒとほぼ同じ大きさの垂直成分を有することができ、その結果、窪み７０１が、ｒとほぼ同じ深さを有する。柱または内側バリアは、明確にするために、図示されていない。

図７Ｂは、溝または線７０８，７０９，７１０，７１１，７１２および７１３により規定された傾斜面を有する底面を備えた区画７００ｂを有する別の構造体の部分図を示している。区画７００ｂは、第１の窪み７０６を含み、その中に、成長中の卵母細胞が置かれる。卵母細胞は、成長するに連れて、近位端に向けて幅が広くなる経路７０７に沿って拡大することができる。溝または線７０８，７０９，７１０，７１１，７１２および７１３の各々は、卵母細胞の半径ｒとほぼ同じ大きさの垂直成分を有することができ、その結果、窪み７０６が、ｒとほぼ同じ深さを有する。柱または内側バリアは、明確にするために、図示されていない。

その他の実施形態では、区画の底面は、追加的または代替的に曲面を有することができる。例えば、曲面は、一つの区画壁から区画内の別の区画壁へと緩やかに湾曲する。

図８は、容器８００の別の実施形態を示しており、この容器は、中央に配置されて符号８０１のような６つの処理ウェルに囲まれた構造体８０６を含む。これらの処理ウェルは、中間細胞培養処理用のために円筒ウェルの形態を取る。処理ウェルは、配偶子前処理のために使用され得る。例えば、処理ウェルは、顕微授精（ＩＣＳＩ）処理における***処理のために使用され得る。この例では、***細胞が処理ウェルの一つに加えられる。粘性媒質を使用して、適当な***が残りの***から選択および分離される。選択された***が取り出されて卵子に注入される前に、選択された***の尾部は切り落とされる。別の例では、卵巣からの物質が処理ウェル内で処理され得る。中間処理は、卵母細胞の露出のような、更なる処理または受精のために、生存可能な細胞または卵母細胞を特定して、放射冠の複合体および卵丘細胞のような卵巣組織および細胞物質の無関係な部分を除去することを含むことができる。

ここには示されていないその他の実施形態では、容器内に１よりも多い構造体８０６が存在することもある。容器の少なくとも一部は、当該容器内に細胞培地の流れによって生じる気泡の形成を低減すること、容器表面への細胞の付着を促すこと、当該容器の透明性を向上させること、並びに、当該容器内に培養される細胞の生細胞率を高めることのうちの何れか１つまたはそれ以上のために、コーティングにより被覆される。コーティングは、親水性または撥油性物質を含むことができる。

容器８００は、手動または自動グリッパによりディッシュを保持するのを容易にするために、容器８００の外面から突出するリム８０２を含む。リムの存在は、容器８００が滑る可能性、または蓋が用いられる場合に容器８００を持ち上げる代わりに蓋を取り外してしまう可能性を低減する。

容器８００は、識別を容易にするために、マーカによる記述または粘着ラベルの配置に適した実質的に平らな面８０４を含む。

容器８００の底面８０３は、半自動または自動コンベヤおよび回転機械との適合性のために窪み８０５を含み、それにより、容器８００の特徴内部の細胞の検査手法の実行と、例えば中央構造体の異なる区画上で自動画像化機械の使用が容易となっている。一実施例では、容器８００は、回転プラットフォーム上に配置させることができ、このプラットフォームは、対応する窪み８０５に係合するように設計された放射状に伸びる***を有する。このため、プラットフォームの回転動作は、放射状に伸びる***と窪み８０５が適切に係合したときに、容器８００を回転させることができる。カメラのような画像キャプチャデバイスは、回転プラットフォームの回転軸からオフセットした固定位置で画像を撮るように構成され、その結果、回転プラットフォームにより容器８００が回転する間に、構造体８０６（または容器８００の異なる処理ウェル）の異なる区画が連続的に画像化される。同様に、マイクロツールが備えられたロボットアームは、回転プラットフォームの回転軸からオフセットした固定位置の近傍で動作するように構成され、回転プラットフォームにより容器８００が回転する間に、異なる区画または異なる処理ウェル内の細胞を連続的に処理することができる。

図９は、容器８００の上面透視図を示している。容器８００は、処理ウェルの数字のラベル９０２を含む。ラベルは、アルファベットのものであってもよく、容器にエッチングされるか、容器の一部として成形されるか、または容器８００内に配置、取付または組み込まれるものであってもよい。図示のように、窪み８０５は、容器８００の底面８０３の外周の周りにほぼ均等に配置されるものであってもよい。

図１０Ａは、容器８００とともに使用するための蓋１００１の斜視図を示している。蓋１００１は、透明であってもよく、気密または準気密、容器８００とのシールを形成する機能を果たす。蓋１００１は、容器８００の中央構造体８０６内に含まれる液体または培地の蒸発を低減する。図１０Ｃは、図１０Ｂの透視バージョンを示している。

蓋１００１は、管状延長部１００２を含み、これは、容器８００が蓋１００１によって覆われたときに、中央構造体８０６を覆って、蒸発を更に低減する。蓋１００１は、蒸発を低減するために、容器８００内の処理ウェルを被覆するための追加的延長部を含むことができる。

蓋１００１は、切欠部１００３を含み、これは、図８に示すような平面８０４のようなラベル領域のための空間を残す。

蓋１００１は、突起１００５（窪み８０５に対応する）を有する高くなった縁部１００４を含み、それが、蓋のある容器の積み重ねを容易にして、容器が積み重ねられたときに、容器が回転、移動または滑る可能性を低減するように機能する。

図１１Ａは、蓋１００１により覆われた容器８００を示している。図１１Ｂは、図１０Ａの透視バージョンを示している。リム８０２は、蓋１００１と容器８００の間の台（abutment）として機能するか、または蓋１００１は、容器８００の上部にピッタリと嵌る。

図１２は、中央構造体８０６の詳細な図を示している。構造体８０６は、丸みを帯びた多角形柱１２０１により形成された内側バリアを含む。外側バリアは、互いに直接的に流体連通する別個の区画（例えば、符号１２０２）を規定する。

構造体および容器の実施形態を説明したため、説明した構成が以下の利点を有することが、当業者には明らかであろう。
・区画の形状は、細胞のサイズによって決定される区画内のその位置で、培養される細胞が占有することができる限られた領域または空間を提供する。細胞のサイズは、あるケースでは、その齢または成熟段階により決定され得るものである。これは、区画の形状が操作のために細胞を定位置に保持するのを補助することから、培養された細胞の状態の視覚的識別およびモニタリングを可能にし、マイクロツールによる培養された細胞へのアクセスを容易にする。
・記載された構成は、複数の細胞の培養を可能にし、それは、近接位置に配置されるヒトまたは動物の受精卵であってもよい。これは、特定の細胞培養の実行可能性を改善する
・また、区画の形状は、マイクロツールで細胞の操作を試みる場合に、区画の遠位端の定位置で小さい細胞を保持するのを容易にする。例えば、小さい卵母細胞は、マイクロツールで狭い遠位端に押し込まれた場合に区画が卵母細胞を定位置で自然に保持するため、上記のようにして非常に容易に受精させることができる。
・区画の小さい寸法は、使用する細胞培地を非常に少量とすることができ、それにより細胞培養に関連するコストを低減し、かつ／または、より上質でより高価な培地の使用を可能にする。
・区画の底面は、傾斜面を含むことができ、それにより成熟の様々な状態の細胞に、区画内のある領域を占有するのを促すことができる。これは、卵母細胞のほぼ中心が中央キャビティの床面に並ぶようにするのに有利であり、それによりマイクロツールの操作を簡素化することができる。
・追加の処理ウェルは、細胞培養プロセス全体のために、単一の培養ディッシュが使用されるのを可能にし、細胞培養処理を実行するのに必要とされる消費コストおよび実験時間を低減することができる。
・数多くのウェルは、単一の培養処理に用いられる培養ディッシュを少なくすることを可能とする。例えば、殆どのヒトの患者が必要とするのは一枚のディッシュのみである。これは、消費コストおよび実験設備コストを低減し、細胞培養インキュベータにおいて占める空間が小さくなる。
・容器の外側底面の１またはそれ以上の支持体は、ディッシュの下方における空気の流れを可能として、顕微鏡下で細胞を見るときに、結露が視覚欠損を引き起こすのを防止する。
・底面の１またはそれ以上の窪みは、半自動または自動機械による容易な回転または操作を可能とし、実験室またはクリニックにおける細胞操作処理の効率を改善する。
・蓋は、潜在的な検査過誤を低減するために、識別を容易にしながらも、偶発的な汚染を防止する。

当業者は、本明細書に記載の本発明が具体的に記載されている以外の変形または修正を受け入れる余地があることを理解することであろう。例えば、ある実施形態では、複数の区画の各々が、単一の細胞を保持するように構成されるものであってもよい。また、他の実施形態では、複数の区画の各々が、１より多い細胞を保持するように構成されるものであってもよい。細胞は、それに限定されるものではないが、***細胞、卵子細胞および卵母細胞のうちの１またはそれ以上を含む任意の細胞であってもよい。内側バリアを規定する柱の断面は、正方形、五角形、六角形またはその他の任意の形状を有するものであってもよい。そのような変形および修正のすべては、本発明の範囲内であるとみなされるべきであり、その本質は、前述の記載から決定されるべきである。

本明細書に記載および規定される本発明は文章または図面に記載のまたはそれらから明らかな個々の特徴の２またはそれ以上のすべての代替的な組合せに及ぶことが理解されることであろう。それらの様々な組合せのすべては、本発明の様々な代替的な態様を構成するものである。

Claims (31)

1. 複数の細胞を培養するための容器とともに使用する構造体であって、
   部分的に囲まれたキャビティと、
   複数の区画とを具え、各区画が、前記部分的に囲まれたキャビティに隣接する近位端と、前記部分的に囲まれたキャビティから離れた遠位端とを有し、各区画が、前記部分的に囲まれたキャビティと流体連通するように構成されており、
   各区画が、前記近位端と前記遠位端との間の位置で１またはそれ以上の細胞を保持するように構成され、各区画の少なくとも一部が、前記近位端に向けて幅が増加するような形状とされていることを特徴とする構造体。
2. 請求項１に記載の構造体において、
   前記複数の区画の各々が、それぞれの区画の遠位端へ向けて細胞を導くような形状とされていることを特徴とする構造体。
3. 請求項２に記載の構造体において、
   前記複数の区画の各々が、細胞を位置決めするための傾斜した底面を含むことを特徴とする構造体。
4. 請求項３に記載の構造体において、
   前記傾斜した底面が、前記遠位端へ向けて下方に傾斜していることを特徴とする構造体。
5. 請求項３または請求項４に記載の構造体において、
   前記傾斜した底面が、１またはそれ以上の溝を含むことを特徴とする構造体。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の構造体において、
   前記複数の区画の少なくとも１つが、前記複数の区画のうちの別の１つと直接的に流体連通するように構成されていることを特徴とする構造体。
7. 請求項６に記載の構造体において、
   隣接する区画間で直接的な流体連通を促す１またはそれ以上の区画間チャネルをさらに含むことを特徴とする構造体。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の構造体において、
   前記部分的に囲まれたキャビティと１またはそれ以上の区画との間の流体連通を促すための１またはそれ以上のアクセスチャネルまたは１またはそれ以上の開口部をさらに含むことを特徴とする構造体。
9. 請求項８に記載の構造体において、
   マイクロツールによるアクセスを容易にするための１またはそれ以上のアクセスチャネルまたは１またはそれ以上の開口部を含むことを特徴とする構造体。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の構造体において、
    前記部分的に囲まれたキャビティを規定するための内側バリアと、
    外側バリアであって、前記内側バリアと当該外側バリアとの間に複数の区画を規定するための外側バリアとをさらに備えることを特徴とする構造体。
11. 請求項１０に記載の構造体において、
    前記内側バリアが近接配置された柱を含むことを特徴とする構造体。
12. 請求項１１に記載の構造体において、
    前記近接配置された柱が、円形柱、三角形柱および多角形柱のうちの１またはそれ以上を含むことを特徴とする構造体。
13. 請求項１１または１２に記載の構造体において、
    前記近接配置された柱が、１またはそれ以上のアクセスチャネルまたは１またはそれ以上の開口部を規定することを特徴とする構造体。
14. 請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の構造体において、
    培地を収容するための、前記外側バリアに連結された壁をさらに備えることを特徴とする構造体。
15. 請求項１乃至１４の何れか一項に記載の構造体において、
    前記キャビティが、前記複数の区画に取り囲まれた中央キャビティを含むことを特徴とする構造体。
16. 請求項１５に記載の構造体において、
    前記複数の区画が、前記中央キャビティから等距離または実質的に等距離のところにあることを特徴とする構造体。
17. 請求項１乃至１６の何れか一項に記載の構造体において、
    前記複数の区画の少なくとも１つにラベルが付されていることを特徴とする構造体。
18. 請求項１７に記載の構造体において、
    前記ラベルを付すことには、エッチング、彫刻、エンボス加工、および成形のうちの１つまたはそれ以上を含むことを特徴とする構造体。
19. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の構造体において、
    前記複数の区画の少なくとも１つが、１よりも多い細胞を保持するように構成されていることを特徴とする構造体。
20. 請求項１乃至１９の何れか一項に記載の構造体において、
    前記細胞が***細胞、卵細胞、卵母細胞、受精卵および割球のうちの何れか１つまたはそれ以上を含むことを特徴とする構造体。
21. 複数の細胞を培養するための容器とともに使用する構造体であって、
    部分的に囲まれたキャビティと、
    複数の区画とを備え、各区画が、前記部分的に囲まれたキャビティと流体連通するように構成されるとともに、細胞の寸法に応じた位置でその区画内で細胞を保持するように構成され、
    前記複数の区画のうちの少なくとも１つが、前記複数の区画のうちの別の１つと直接的に流体連通するように構成され、
    各区画が、前記近位端と前記遠位端との間の位置で細胞を保持するように構成され、各区画の少なくとも一部が、前記近位端に向けて幅が増加するような形状とされていることを特徴とする構造体。
22. 容器であって、請求項１乃至２１の何れか一項に記載の構造体を含むか、または当該構造と一体に形成されていることを特徴とする容器。
23. 請求項２２に記載の容器において、
    当該容器を持ち上げて当該容器の下方において空気の流れを許容するための１またはそれ以上の支持体をさらに含むことを特徴とする容器。
24. 請求項２２または請求項２３記載の容器において、
    当該容器がサンプルディッシュであることを特徴とする容器。
25. 請求項２４に記載の容器において、
    前記サンプルディッシュがペトリ皿であることを特徴とする容器。
26. 請求項２２乃至２５の何れか一項に記載の容器において、
    方向付けまたは回転を容易にするためにその底部の周囲に配置された１またはそれ以上の窪みをさらに含むことを特徴とする容器。
27. 請求項２６に記載の容器において、
    前記１またはそれ以上の窪みに対応する１またはそれ以上の突起をさらに含み、前記突起が、方向付けまたは積み重ねを容易にするために、その蓋の周囲に配置されていることを特徴とする容器。
28. 請求項２２乃至２７の何れか一項に記載の容器において、
    当該容器内に細胞培地の流れによって生じる気泡の形成を低減すること、
    容器表面への細胞接着を促すこと、
    当該容器の透明性を向上させること、および
    当該容器内に培養される細胞の生細胞率を高めること、
    のうちの何れか１つまたはそれ以上のために、当該容器の少なくとも一部が、コーティングによって被覆されていることを特徴とする容器。
29. 請求項２８に記載の容器において、
    前記コーティングが親水性または撥油性の物質を含むことを特徴とする容器。
30. 請求項２２に記載の容器において、
    前記構造体が、請求項１乃至２１の何れか一項に記載の複数の構造体のうちの１つであることを特徴とする容器。
31. 請求項２２または３０に記載の容器において、
    細胞培養の処理に使用する１またはそれ以上の処理ウェルを含むか、または当該処理ウェルと一体に形成されていることを特徴とする容器。

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