JP3206726U

JP3206726U - 保冷容器

Info

Publication number: JP3206726U
Application number: JP2016003528U
Authority: JP
Inventors: 金村　米博; 米博金村; 美穂隅田; 佐藤　正昭; 正昭佐藤; 一男橋本; 修白石; 大倉　浩和; 浩和大倉; 篤史松澤
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd; National Hospital Organization
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd; National Hospital Organization
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2026-07-21

Abstract

【課題】低温状態を十分に維持することが可能で、かつパスボックス内での取り扱い性に優れた保冷容器を提供する。【解決手段】底面部および側面部を有する金属製の内筒容器と、天面部および側面部を有する金属製の外筒蓋体とを少なくとも有する保冷容器であって、該内筒容器の底面部内および側面部内と、該外筒蓋体の天面部内および側面部内は、真空二重壁構造により形成された真空断熱部がそれぞれ設けられ、該内筒容器に外筒蓋体を被せて一体化した際、保冷容器の側面部おいて、該内筒容器と該外筒蓋体が有する真空断熱部が重なり合う。【選択図】図１

Description

本考案は保冷容器に関する。詳しくは、凍結保存した生物の細胞又は組織などの運搬に好適な保冷容器に関する。

生物の細胞又は組織の優れた保存技術は、様々な産業分野で求められている。一般に、生体内から採取された細胞又は組織は、たとえ培養液の中であっても、次第に活性が失われていくことから、生体外での細胞又は組織の長期間の培養は好ましくない。そのため、生体活性を失わせずに長期間保存するための技術が重要である。優れた保存技術によって、採取された細胞又は組織をより正確に分析することが可能となり、より高い生体活性を保ったまま細胞又は組織を移植に用いることで、移植後の生着率の向上が望める。さらには、生体外で培養した培養皮膚、生体外で構築したいわゆる細胞シートのような移植のための人工の組織を、順次生産して保存しておき、必要なときに使用することも可能となり、研究・医療の面だけではなく、産業面においても大きなメリットが期待できる。

細胞や組織の保存方法として、例えば緩慢凍結法が知られている。この方法では、まず、例えばリン酸緩衝生理食塩水等の生理的溶液に耐凍剤を含有させることで得られた保存液に、細胞又は組織を浸漬する。該耐凍剤としては、グリセロール、エチレングリコール等の化合物が用いられる。該保存液に、細胞又は組織を浸漬後、比較的遅い冷却速度（例えば０．３〜０．５℃／ｍｉｎの速度）で、−３０〜−３５℃まで冷却することにより、細胞内外又は組織内外の溶液が十分に冷却され、粘性が高くなる。このような状態で、該保存液中の細胞又は組織をさらに液体窒素の温度（−１９６℃）まで冷却すると、細胞内又は組織内とその周囲の微少溶液がいずれも非結晶のまま固体となるガラス化が起こる。ガラス化により、細胞内外又は組織内外が固化すると、実質的に分子の動きがなくなるので、ガラス化された細胞又は組織を液体窒素中に保存することで、半永久的に保存できると考えられる。

このように凍結保存された細胞や組織はその後融解され、利用される。その際に、凍結保存された細胞や組織は、液体窒素タンクなどのそれまで凍結保存・保管されていた場所から、各種利用場所に輸送される。このような場合、輸送時における細胞や組織の不意な融解は細胞の生存性又は活性の低下につながるために、これを防ぐため、輸送に用いる保冷容器内は極低温状態に維持することが望まれる。

一方、凍結保存された細胞または組織の融解作業は、再生医療分野などの産業利用においては、閉鎖型細胞調整システム（以下、アイソレーターと記載）内で行われるのが一般的である。このアイソレーターにはパスボックスが併設され、該パスボックスではアイソレーター内に持ち込まれる試験器材に対して、過酸化水素による滅菌作業が行われる。よってアイソレーター内に凍結した細胞または組織を持ち込むには、まずパスボックス内で保冷容器の滅菌が行われる。

上記細胞の運搬に用い得る保冷容器として、例えば実用新案登録第３０７１０６４号公報（特許文献１）には、ステンレス容器本体の内外壁間を真空二重壁構造とし、蓋部に気泡性断熱材を利用した輸送容器が記載され、特開２００１−１４１３４６号公報（特許文献２）には、液体窒素サーバーを有し、真空による超断熱構造を利用した低温容器が記載されている。また特表２００７−５２３０１３号公報（特許文献３）では、特定の熱伝導率を有する超断熱材を複数層有する冷却保持用輸送容器が記載されている。しかし液体窒素サーバーを有したり、あるいは低温状態を長期間保つために多くの断熱材を使用した保冷容器はサイズが大きくなる。このためパスボックス内での取り扱い性の点で十分満足できるものではなかった。また従来から知られる保冷容器では、保冷容器自体の滅菌作業のみならず、保冷容器内から凍結保存した試料を取り出す作業や、保冷容器内に充填される保冷材の滅菌作業等も煩雑であり、改善が求められていた。さらに、作業性を重視したサイズでの保冷容器においては、低温状態を維持できる期間が短く、十分満足できるものではなかった。

実用新案登録第３０７１０６４号公報特開２００１−１４１３４６号公報特表２００７−５２３０１３号公報

本考案は、低温状態を十分に維持することが可能で、かつパスボックス内での取り扱い性に優れた保冷容器を提供することを課題とする。また保冷容器内から凍結保存した試料が容易に取り出せ、保冷材を滅菌する際の作業性にも優れた保冷容器を提供することを課題とする。

本考案者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成を有する保冷容器で解決できることを見出した。
（１）底面部および側面部を有する金属製の内筒容器と、天面部および側面部を有する金属製の外筒蓋体とを少なくとも有する保冷容器であって、該内筒容器の底面部内および側面部内と、該外筒蓋体の天面部内および側面部内には、真空二重壁構造により形成される真空断熱部がそれぞれ設けられ、該内筒容器に外筒蓋体を被せて一体化した際、保冷容器の側面部おいて、該内筒容器と該外筒蓋体が有する真空断熱部が重なり合うことを特徴とする保冷容器。
（２）保冷容器内に蓄冷剤が充填された保冷材を複数個有し、該保冷材は内筒容器内において試料室の天面側、底面側、および側面側の空間を充填するように配置され、かつ側面側の空間を充填する保冷材は筒状形状を有さず、少なくとも２つの保冷材により側面側の空間が充填されることを特徴とする、上記（１）に記載の保冷容器。

本考案により、低温状態を十分に維持することが可能で、かつパスボックス内での取り扱い性に優れた保冷容器を提供することができる。また保冷容器内から凍結保存した試料が容易に取り出せ、保冷材を滅菌する際の作業性にも優れた保冷容器を提供することができる。

本考案の保冷容器の一例を示す断面概略図試料室の天面側および底面側に配置される保冷材の一例を示した上面及び側面図試料室の側面側に配置される保冷材の一例を示した上面及び側面図保冷する際に使用する容器等を示した図

以下に本考案の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明するが、本考案は図示される実施形態に限定されるわけではない。

図１は本考案の保冷容器の一例を示す断面概略図である。図１において保冷容器２０は、底面部および側面部を有する金属製の内筒容器３と、天面部および側面部を有する金属製の外筒蓋体２を少なくとも有する。該内筒容器３の底面部内および側面部内には、真空二重壁構造により形成される真空断熱部ａが存在する。また外筒蓋体２の天面部内および側面部内にも、真空二重壁構造により形成される真空断熱部ｂが存在する。なお図１において真空断熱部ａおよび真空断熱部ｂは、説明のため黒色にて示した。本考案の保冷容器２０は内筒容器３に外筒蓋体２を被せて一体化されることで、保冷容器２０の側面部において真空断熱部ａと真空断熱部ｂが重なり合う。これにより側面部に２重の真空断熱構造が形成されることによって、低温状態を十分に維持することが可能な保冷容器を得ることができる。なお、内筒容器３と外筒蓋体２は共に金属製であり、特にステンレスが好ましく利用される。また内筒容器３の外側の面と外筒蓋体２の内側の面には、輻射防止対策として、銅のような輻射率の小さい金属によるメッキ加工や巻き付け加工が施されることが好ましい。

内筒容器３に外筒蓋体２を被せて一体化した際、真空断熱部ａと真空断熱部ｂが重なり合う部分の高さ方向の長さは、保冷容器２０の高さ（取手部４および外装体７の高さは除く）に対して５０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上であり、９５％以上であることがとりわけ好ましい。これにより優れた保冷性を有する保冷容器を得ることができる。また内筒容器３および外筒蓋体２の側面部において、真空二重壁構造により形成される真空断熱部ａと真空断熱部ｂの幅（真空部の厚み）は、内筒容器３および外筒蓋体２を形成する金属板の厚みに対して、それぞれ１０倍以上であることが好ましく、１５〜２０倍であることがより好ましい。さらに前記した真空二重構造壁の厚みは、１０〜２０ｍｍであることがより好ましい。これによって内筒容器３および外筒蓋体２の強度と、保冷容器２０の保冷性を両立させることができる。

真空断熱部ａを有する内筒容器３は、例えば真空ポート８を有する筒状の外側部材と該外側部材よりも一回り小さい筒状の内側部材とを、リング状の底面部材を介して溶接で接合した後、真空ポート８から減圧することで、作製することが出来る。また真空断熱部ｂを有する外筒蓋体２も、同様の方法で作製することが出来る。

本考案では、内筒容器３に外筒蓋体２を被せて一体化させる。内筒容器３と外筒蓋体２の重なり合う部分で隙間が生じると、パスボックス内での滅菌作業に使用する過酸化水素が保冷容器２０内に侵入し、例えば凍結状態にある細胞や組織等に悪影響を与える場合がある。この様な問題に対しては、図１に示したように、保冷容器２０の底部に外装体７を設け、該外装体７と外筒蓋体２の最下部との間にパッキン５を設けることが好ましい。また外筒蓋体２の側面にフック９を設け、外筒蓋体２と外装体７を蝶板６にて固定することが好ましい。これにより保冷容器２０の気密性がより向上する。更に外筒蓋体２は、保冷容器２０のハンドリングを向上させるため、外筒蓋体２の天面に取手部４を有することもできる。なお本考案の保冷容器２０の大きさは、その内容量が０．５〜３Ｌ（リットル）であることが好ましい。

次に、本考案の保冷容器内にて使用できる保冷材について説明する。

本考案において保冷材は、保冷容器内の温度を極低温に維持できるものであれば特に限定されないが、大凡−８０℃以下に維持できるものが好ましく、また経済的な観点から繰り返して使用できることが好ましい。この様な理由から、本考案の保冷容器内にて使用できる保冷材は、容器内に蓄冷剤が充填された保冷材であることが好ましい。また該保冷材は、内筒容器内において試料室の天面側、底面側、および側面側の各空間を充填することが好ましく、また側面側の空間を充填する保冷材は筒状形状を有さず、少なくとも２つの保冷材を用いることが好ましい。これにより、細胞や組織等の試料が配置される試料室を、上下左右の４方向から冷却できる。また側面側の空間を充填する保冷材は筒状形状を有さない事から、アイソレーター内において、凍結保存した試料を容易に取り出すことが可能である。

図２は、試料室の天面側および底面側に配置される保冷材の一例を示した上面及び側面図である。天面側に配置される保冷材１０、および底面側に配置される保冷材１２は、その側面に蓄冷剤注入口１３を有しており、ここから後述する蓄冷剤が注入される。なお図２は蓄冷剤が注入された後の様子を示すものである。また図３は試料室の側面側に配置される保冷材の一例を示した上面及び側面図である。図３に示すように、試料室の側面側に配置される保冷材１１は半円状の断面形状を有し、該保冷材１１を２つ利用することで、試料室１の側面側の空間を充填することが可能となる。また該保冷材１１は筒状形状（試料室１の側面側を該保冷材単独で取り囲む筒状形状）を有さないことから、パスボックス内での作業において、凍結された試料を容易に取り出すことができ、また保冷材１１の各面に、過酸化水素を効率よく付与することができる。

本考案の保存容器において、前述した図１の試料室１では、凍結された細胞や組織などの試料が保冷される。図４は、保冷する際に使用する容器等の一例を示した概略図である。凍結した試料が細胞または組織である場合、細胞凍結バイアル１７は好適に利用される。細胞凍結バイアル１７の容量にもよるが、例えば内筒容器３内において細胞凍結バイアル１７の天面側、底面側、および側面側の空間を、前述した保冷材１０〜１２によって充填することで、凍結された細胞または組織などを保冷することができる。また細胞凍結バイアル１７の容量が小さい場合、例えばその容量が２．０ｍＬ程である場合には、バイアル収納スリット１８を有する上部アダプター１５と下部アダプター１６から構成されるバイアル収納アダプター３０内に、細胞凍結バイアル１７を収納し、該バイアル収納アダプター３０の天面側、底面側、および側面側の空間を、前述した保冷材１０〜１２によって充填することで、凍結された細胞または組織を保冷することができる。

なお本考案において細胞とは、単一の細胞のみならず、複数の細胞からなる細胞集団を含むものである。複数の細胞からなる細胞集団とは単一の種類の細胞から構成される細胞集団でも良いし、複数の種類の細胞から構成される細胞集団でも良い。また組織とは、単一の種類の細胞から構成される組織でも良いし、複数の種類の細胞から構成される組織でも良く、細胞以外に細胞外マトリックスのような非細胞性の物質を含むものでも良い。

本考案において、保冷材内に充填される蓄冷剤としては、保冷容器内の温度を大凡−８０℃以下に維持でき、かつ細胞や組織に対する安全性を確保する観点から、凝固点降下剤としてアルカリ金属塩を含有するアルカリ金属塩水溶液であることが好ましい。かかるアルカリ金属塩としては、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、酢酸ナトリウム等が挙げられ、これらは単独で使用しても、二種類以上を混合して用いても良い。蓄冷剤中におけるアルカリ金属塩濃度は、２０質量％以上が好ましく、より好ましくは３０質量％以上である。また該アルカリ金属塩水溶液は、吸水性樹脂、過冷却防止剤、ｐＨ調整剤などを含有することも可能である。

前記した蓄冷剤を充填する容器としては、低温脆性等に優れ、成形が容易で、特に内部の蓄冷剤を外部から視認できる程度の透過性を有する合成樹脂製の容器が好適であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の汎用性のある樹脂を例示できる。特に低温脆性に優れ、耐水性及び耐薬品性等に優れるポリオレフィン系樹脂が好適に使用される。また、比較的成形が容易で、高い強度を持つ高密度ポリエチレンが、より好ましく使用される。なお容器は、前記した合成樹脂を素材にするものであれば、ブロー成形のほか、射出成形等の他の成形手段により一体的に成形することも可能である。さらに前記した図２および図３に示した様に、蓄冷剤を充填する容器の天面側、底面側、および側面側の任意の位置に筋状の突起１４を設けることで樹脂膜厚を部分的に増大させ、該蓄冷剤を充填する容器の機械的強度を高めることも可能である。

本考案の保冷容器は、凍結保存された細胞又は組織等を輸送あるいは移動させる用途に好適である。例えば、牛などの家畜や動物の胚移植や人工授精、人への人工授精などに用いられる細胞又は組織の他、ｉＰＳ細胞、ＥＳ細胞、一般に用いられている培養細胞、生体から採取した検査用又は移植用の細胞又は組織、生体外で培養した細胞又は組織などを輸送あるいは移動する際に、好適に用いることができる。

１試料室
２外筒蓋体
３内筒容器
１０、１１、１２保冷材
１３蓄冷剤注入口
２０保冷容器
ａ、ｂ真空断熱部

Claims

底面部および側面部を有する金属製の内筒容器と、天面部および側面部を有する金属製の外筒蓋体とを少なくとも有する保冷容器であって、該内筒容器の底面部内および側面部内と、該外筒蓋体の天面部内および側面部内には、真空二重壁構造により形成される真空断熱部がそれぞれ設けられ、該内筒容器に外筒蓋体を被せて一体化した際、保冷容器の側面部おいて、該内筒容器と該外筒蓋体が有する真空断熱部が重なり合うことを特徴とする保冷容器。
保冷容器内に蓄冷剤が充填された保冷材を複数個有し、該保冷材は内筒容器内において試料室の天面側、底面側、および側面側の空間を充填するように配置され、かつ側面側の空間を充填する保冷材は筒状形状を有さず、少なくとも２つの保冷材により側面側の空間が充填されることを特徴とする、請求項１に記載の保冷容器。