JP4354221B2 - 培養処理装置及び自動培養装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、培養処理装置及び自動培養装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、生体外において細胞を培養し組織を再構築することにより、培養組織等価物を治療に利用する再生医療が注目を集めている。このような細胞を培養する培養装置としては、様々なものが提供されているが、その一つとして培地の交換を自動に行う自動培養装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この自動培養装置は、複数の培養容器を収納可能なスタッカ及び該培養容器を搬送する搬送手段を備えたインキュベータと、培養容器の蓋を着脱するリッドオープンロボットと、培地注入ニードル及び培地排出ニードルを備えた培地交換ロボットと、これらを総合的に制御する管理コンピュータとを備えている。
【０００３】
この自動培養装置では、搬送ロボットにより培養容器をインキュベータから外部に取り出した後、リッドオープンロボットにより培養容器の蓋を外し、培地交換ロボットにより培養容器内の培地の排出及び注入を行う。そして、培地交換終了後、リッドオープンロボットにより培養容器の蓋を被せ、搬送ロボットにより培養容器をインキュベータ内のスタッカに収納する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６２８５６号公報（段落番号００２２−００３６、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の自動培養装置では、培養容器の蓋を外した際に、培養容器内に塵埃等が混入する恐れがあった。
また、一般的な自動培養装置は、通常上述したような塵埃等の混入を防止するため、培養容器の蓋を着脱したり、培地交換等を行う上記空間をケーシング等で覆って、外部からの塵埃等を遮断する構成を採用している。ところが、ケーシング内部の保守点検や試薬等の定期交換等のため外部からケーシング内部にアクセスした際、培養容器の蓋が開いていた場合には、外部雰囲気がケーシング内に流入し、培養容器内の細胞に塵埃等が混入する恐れがあった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、外部雰囲気の流入により容器内の細胞等に塵埃等が混入することを防止することができる培養処理装置及び自動培養装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記アクセス扉を開可能に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、細胞を収容した培養容器の蓋が閉状態であることを検出しないとアクセス扉を開状態にしないので、培養容器に収容されている細胞等の被収容物が露出している状態で、アクセス扉を開けることはできない。従って、アクセス扉からの外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開可能に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、アクセス扉が閉状態であることを検出しないと細胞を収容した培養容器の蓋を開状態にしないので、アクセス扉が開いた状態で培養容器に収容されている細胞等の被収容物を露出させることはない。従って、アクセス扉からの外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて該培養容器内に収容されている被収容物が露出している状態のときに、処理室内の保守点検や不意にアクセス扉を開けた場合には、制御部がアクセス扉の開状態を検出して培養容器の蓋を閉める。従って、処理室内に流入した外部雰囲気中に培養容器が開状態、即ち、被収容物が露出した状態で放置されないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて該培養容器内に収容されている被収容物が露出している状態のときに、処理室内の保守点検や不意にアクセス扉を開けた場合には、制御部がアクセス扉の開状態を検出してアクセス扉を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えると共に、被収容物を露出した状態で放置しないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室内の保守点検等のためアクセス扉を開けている状態のときに、細胞を収容した培養容器の蓋を開けてしまった場合には、制御部が培養容器の蓋の開状態を検出してアクセス扉を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができ、培養容器内に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１２】
請求項６にかかる発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室内の保守点検等のためアクセス扉を開けている状態のときに、細胞を収容した培養容器の蓋を開けてしまった場合には、制御部が培養容器の蓋の開状態を検出して培養容器の蓋を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えると共に、被収容物を露出した状態で放置しないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３から６のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉及び前記培養容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知する報知手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、アクセス扉が開いて処理室内に外部雰囲気が流入している状態と、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて細胞等の被収容物が露出した状態とが同時に生じた場合には、ブザーやランプ等の報知手段によりオペレータ等にその旨が報知される。この報知を受けてオペレータ等も、アクセス扉を閉めたり、培養容器の蓋を閉めたりして被収容物に塵埃等が混入しないように適切な処置を行なえるので、被収容物への塵埃等の混入を更に確実に防止することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部が、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開状態にして前記処理を行う培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、アクセス扉が閉状態であることを検出しないと細胞を収容した培養容器の蓋を開けて該培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を開始しない。即ち、制御部は、アクセス扉が確実に閉まり清浄度を有する処理室内と外部雰囲気とが遮断された状態となるまで、培養容器の蓋を開けて所定処理を始めない。従って、培養容器内に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記処理室に、前記アクセス扉を閉状態にロックする扉ロック手段が設けられ、前記制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されたときに前記扉ロック手段を作動させる扉制御手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉制御手段が、アクセス扉が閉状態となったときに扉ロック手段を作動させてアクセス扉をロックする。即ち、細胞を収容した培養容器の蓋が開状態のときは、必ずアクセス扉にロックがされた状態となっている。これにより、例えば、オペレータ等が処理室内の保守点検等を行うときに培養容器が開状態の段階でアクセス扉を開けてしまったり、不意にアクセス扉を開けてしまうことを防止できるので、培養容器内の被収容物への塵埃等の混入を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の培養処理装置において、前記扉ロック手段のロック状態を検出する扉ロック検出手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉ロック検出手段によりアクセス扉がロックされたことを検出することが可能となる。従って、アクセス扉のロックが確実になり、信頼性をより向上することができる。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記培養容器の蓋の開閉を検出する蓋開閉センサを備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、蓋開閉センサが細胞を収容した培養容器の蓋の開閉状態をより確実に検出することが可能となる。従って、培養容器の蓋の開閉状態を高精度に検出でき、信頼性をより向上することができる。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉の開閉状態を検出する扉開閉センサを備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉開閉センサによりアクセス扉の開閉状態をより確実に検出することが可能となる。従って、アクセス扉の開閉状態を高精度に検出でき、信頼性をより向上することができる。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記処理室に、前記アクセス扉を自動開閉可能な扉開閉手段が設けられ、前記制御部は、前記扉開閉手段を前記培養容器の蓋の開閉状態に基づいて作動させる培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉開閉手段が、細胞を収容した培養容器の蓋が開状態とされ、細胞等の被収容物に対して所定処理が行なわれている場合には、アクセス扉を自動的に閉状態に維持するように制御する。また、所定処理が終了して培養容器の蓋が閉状態となった場合には、アクセス扉を自動的に開状態となるよう制御する。このように、扉開閉手段は、培養容器の蓋の開閉状態に応じてアクセス扉の開閉の制御を行なっている。従って、確実に被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉が、２つ以上設けられている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室にアクセス扉が多数設けられていたとしても、例えば、全てのアクセス扉が閉状態となっていない限り、細胞を収容した培養容器が開状態とならない。従って、アクセス扉の設置数に関係なく、確実に培養容器に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の培養処理装置と、前記培養容器を出し入れ可能に収容し所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室と、を備えている自動培養装置を提供する。
この発明に係る自動培養装置においては、培養室を備えているので、例えば、外部雰囲気に培養容器をさらすことなく、培養処理装置から培養室へ移動することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動培養装置の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態の自動培養装置１は、細胞（被収容物）を収容した容器の１つである培養容器３を出し入れ可能に収容し所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する第１空間Ｓ１内に収容された培養室４と、第１空間Ｓ１外に配置された培養処理装置Ａとを備えている。該培養処理装置Ａは、培養容器３内に収容された細胞等に対して所定の処理を施すための清浄度を有する第２空間（処理室）Ｓ２と、該第２空間Ｓ２内に外部からアクセスするためのアクセス扉３０と、これら培養室４及び第２空間Ｓ２での処理を制御する制御部４０とを備えている。
【００２４】
また、上記第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２は、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、両空間Ｓ１、Ｓ２は、シャッタ２を介して相互に連絡可能とされている。
上記第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１、Ｓ１３には、上記培養室４が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器３を移動するための搬送ロボット５が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。また、４個の培養室４は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉４ａを対向させて、間隔をあけて配置されている。
【００２５】
更に、各培養室４は、図２及び図３に示されるように、一側面に開口部４ｂを有し、該開口部４ｂを開閉可能な扉４ａを備えている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、培養容器３を載置するトレイ７を上下方向に複数段収容できるようになっている。各培養室４内は、上述したように所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％及びＣＯ２濃度５％等に維持されている。なお、トレイ保持部材４ｃは、レール状に限定されず、トレイ７を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００２６】
トレイ７は、培養容器３を載置するための図示しない載置部を備えている。また、各トレイ７には、複数個、例えば、１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。
各培養容器３は、図４に示すように、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋３ｂとからなり、容器本体３ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンド５ｃにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
【００２７】
また、図１に示すように、各培養室４の下方には、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で複数収容するストッカ８が配置されている。該ストッカ８は、前記培養室４の扉とは反対側の第１空間Ｓ１の外部に向かう側面に開閉可能なドア８ａを有している。該ドア８ａは、ストッカ８の一側面全体を開放する大きさに形成されている。
【００２８】
上記搬送ロボット５は、４個の培養室４の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット５は、水平回転可能な第１アーム５ａと、該第１アーム５ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム５ｂと、該第２アーム５ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂ及びハンド５ｃを昇降可能な昇降機構５ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット５は、４個の培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記シャッタ２を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
【００２９】
上記コンベア９は、搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端ベルト９ａを備え、これら無端ベルト９ａに掛け渡してトレイ７を載置できるようになっている。また、搬送ロボット５は、培養室４内の全てのトレイ７にアクセスすると共に、前記ストッカ８内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。なお、ベルト９ａは、無端ベルトに限られるものではない。
【００３０】
上記ハンド５ｃは、トレイ７を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されているトレイ７間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド５ｃは、トレイ７間の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持できるようになっている。
【００３１】
上記第２空間Ｓ２には、アクセス扉３０の開閉状態を検出する扉開閉センサ５１及びアクセス扉３０を閉状態でロックする扉ロック機構（扉ロック手段）５２が設けられている。
また、第２空間Ｓ２には、シャッタ２が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア９によって搬送されてきたトレイ７上の培養容器３を取り扱うと共に該培養容器３の蓋３ｂを開閉するハンドリングロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機１１と、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット１２を備えた水平回転及び昇降移動可能な２台の分注ロボット１３と、これら分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容しており分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部（図示略）と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡１７と、各試薬及び培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、前記コンベア９と各ロボット１０、１３との間で培養容器３を受け渡し可能とするように培養容器３を移動させる水平移動機構１９と、該水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置して振動を加えるシェーカ２１とが備えられている。
更に、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を送る空気清浄部（図示略）が設けられており、これにより、第２空間の清浄度が保たれている。
【００３２】
上記ハンドリングロボット１０は、培養容器３を取り扱うと共に蓋３ｂを開閉する把持ハンド１０ａを水平移動及び昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、これら水平アーム１０ｂ〜１０ｄを昇降させる昇降機構１０ｅとを備えている。また、水平アーム１０ｂ〜１０ｄの先端には、培養容器３を把持する把持ハンド１０ａの他に、培養容器３内から細胞や培地を出し入れするチップ１４を着脱可能な電動ピペット（図示略）が備えられている。
【００３３】
このハンドリングロボット１０は、コンベヤ９で搬送されてきたトレイ７上の培養容器３の蓋３ｂを開閉し、培養容器３を把持して搬送することによりシェーカ２１及び顕微鏡１７に供給し、電動ピペット先端のチップ１４を交換し、培養容器３内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機１１に投入するようになっている。従って、ハンドリングロボット１０は、コンベア９、シェーカ２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収部（図示略）及び遠心分離機１１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３４】
上記遠心分離機１１は、ハンドリングロボット１０から供給された細胞入り培地を高速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
上記分注ロボット１３は、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。また、分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されてきた培養容器３内へ培地や種々の試薬を供給するようになっている。従って、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上のシェーカ２１、チップ供給装置１５、チップ回収部及び試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３５】
上記チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３の動作範囲と、蓋体１５ｂとの間で往復移動させられるように移動機構１５ｃに取り付けられており、チップ１４の交換が不要なときには、チップ１４への塵埃等の付着を防止するために、移動機構１５ｃを作動させて蓋体１５ｂの下方（初期位置）に配置されるようになっている。
【００３６】
上記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ１４を把持する把持装置を備えており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態でハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１２を移動させることにより、電動ピペット１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、回収容器内に回収されるようになっている。
【００３７】
上記試薬等供給装置１６は、円筒状のケーシング内部に、鉛直軸回りに水平回転可能なテーブル１６ａを収容し、該テーブル１６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の容器の１つである試薬等容器１６ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器１６ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential Medium：最小必須培地)、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００３８】
試薬等供給装置１６のケーシングの上面には、分注ロボット１３が電動ピペット１２先端のチップ１４を挿入する挿入口１６ｃが設けられている。この挿入口１６ｃは、前記分注ロボット１３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器１６ｂは、その上面に、前記挿入口１６ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、初期位置からテーブル１６ａを回転させて試薬等容器１６ｂの開口部をケーシングの挿入口１６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット１３が、電動ピペット１２先端のチップ１４を上方から試薬等容器１６ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。また、試薬等供給装置１６と、分注ロボット１３とを２台ずつ設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００３９】
上記顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００４０】
上記貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝液）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ａ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。上記水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記シェーカ２１が搭載されており、シェーカ２１に搭載された培養容器３を、コンベア３から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
上記シェーカ２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備えるとともに、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えている。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。なお、加振装置として、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
【００４１】
上記扉開閉センサ５１は、例えば、マイクロスイッチや近接スイッチであり、アクセス扉３０を完全に閉めた時に、該アクセス扉３０の閉状態を検出するように配設されている。また、アクセス扉３０が開いた際は、内部センサが感知しないので、開状態と判断する。この扉開閉センサ５１は、検出結果を制御部４０に送る機能を有している。
上記扉ロック機構５２は、例えば、電磁ソレノイドであり、後述する扉制御回路４１により内部のプランジャーが出没してアクセス扉３０の図示しないロック孔と係止することにより、アクセス扉３０を閉状態でロックすると共に、該ロックの解除を行っている。
【００４２】
上記制御部４０は、上述したように培養室４及び第２空間Ｓ２内に配設されている構成部の各工程の順序や動作タイミング等をプログラミング等により総合的に制御すると共に動作履歴等を記録保存している。
また、制御部４０は、扉開閉センサ５１によりアクセス扉３０が閉状態であると検出されていることを条件として、容器の蓋を開可能に制御するように設定されている。更に、容器に対して所定処理を始めるように設定されている。即ち
、培養容器３の蓋を開状態にして試薬の投入等を行ったり、チップ供給装置１５の容器１５ａを蓋体１５ｂの下方である初期位置から移動させたり、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂを初期位置から回転させ、試薬等容器１６ｂの開口部を挿入孔１６ｃの下方に位置させる等の作動を行うように設定されている。
【００４３】
また、制御部４０は、アクセス扉３０の閉状態を検出したときに、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックさせる扉制御回路４１を有している。更に、この扉制御回路４１は、培養容器３の蓋３ｂの閉状態が検出され、チップ供給装置１５及び試薬等供給装置１６が初期位置に位置したときに、アクセス扉３０のロックを解除するように設定されている。つまり、制御部４０は、容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件としてアクセス扉３０を開可能に制御している。
【００４４】
このように構成された自動培養装置１により、細胞を培養する場合について図１及び図５を参照して説明する。
まず、オペレータは、アクセス扉３０を開け、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機１１に投入し、アクセス扉３０を閉める。アクセス扉３０が閉まると、扉開閉センサ５１が閉状態を検出して制御部４０に検出結果を出力する（Ｓ１）。制御部４０に検出結果が入力されると、扉制御回路４１は、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックする（Ｓ２）。これにより、オペレータが不意にアクセス扉３０を開ける可能性がなくなる。従って、清浄度が保たれた第２空間Ｓ２内に外部雰囲気と共に塵埃等が入ることがないので、例えば、培養容器３内の細胞に塵埃等が混入することが防止される。
【００４５】
また、制御部４０は、上述したようにアクセス扉３０の閉状態が検出されたことを受けて、培養容器３等の容器の蓋を開可能に制御すると共に、各容器内の被収容物に対して所定の処理作業を開始する（Ｓ３）。即ち、まず遠心分離機１１を作動させて、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞を抽出させる。なお、上述した骨髄液が入った遠心分離容器を遠心分離機１１に投入する作業をハンドリングロボット１０に行わせてもよい。この場合には、アクセス扉３０が閉状態となって、ロックが確認された後にハンドリングロボット１０が作動する。
【００４６】
抽出された骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０により、培養容器３に投入される。このとき、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１０個の空の培養容器３が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に蓋３ｂが閉まった閉状態で差し出される。次いで、ハンドリングロボット１０は、把持ハンド１０ａにより、差し出された培養容器３の内の２個の蓋３ｂを開けて開状態にした後に、開状態となった２個の培養容器３を順に把持してシェーカ２１上に移載する。これにより、処理直前に蓋３ｂを開けることができ、容器本体３ａ内に異物が入る確率を更に低減することができる。
なお、制御部４０は、培養容器３の蓋３ｂが開いて開状態となったことをプログラミングにより検出している。
【００４７】
次いで、チップ供給装置１５が、移動機構１５ｃ作動させて、容器１５ａを初期位置である蓋体１５ｂの下方から移動させることにより、未使用のチップ１４をハンドリングロボット１０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット１０は、チップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取って電動ピペット１２の先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット１０を作動させて、電動ピペット１２先端のチップ１４を遠心分離機１１内に抽出された骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペット１２を作動させることにより、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０を作動させることにより、シェーカ２１上の培養容器３内に投入される。
骨髄細胞を培養容器３内に投入し終わると、ハンドリングロボット１０は、チップ回収部までチップ１４を搬送してチップ１４を取り外す。また、チップ供給装置１５は、移動機構１５ｃの作動により容器１５ａを蓋体１５ｂの下方である初期位置に戻す。
【００４８】
次に、骨髄細胞が投入された培養容器３は、水平移動機構１９を作動させることにより、シェーカ２１ごと水平移動させられ、各分注ロボット１３の動作範囲内に配置される。分注ロボット１３は、チップ供給装置１５から受け取った未使用のチップ１４を先端に取り付けた電動ピペット１２を作動させることにより、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂ内からＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器３の上方まで搬送して培養容器３内に注入する。なお、この際、試薬等供給装置１６は、テーブル１６ａを回転させて、試薬等容器１６ｂが初期位置から挿入孔１６ｃの鉛直下方に開口部が位置するように作動させている。
【００４９】
血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置１５から未使用のチップ１４に交換して行われる。これにより、培養容器３内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、試薬等の供給が終了すると、試薬等供給装置１６は、テーブル１６ａを回転させて、試薬等容器１６ｂを初期位置に戻す。また、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、シェーカ２１を作動させて、培養容器３ごと加振することにしてもよい。そして、全ての処理を終えた培養容器３は水平移動機構１９の作動により、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻される。
培養容器３が、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻されると、ハンドリングロボット１０は、培養容器本体３ａに蓋３ｂを被せた閉状態とした後に、培養容器３をトレイ７上に戻す。
【００５０】
この際、制御部４０は、培養容器３の蓋３ｂが被さり閉状態となったことをプログラミングにより検出している。また、同様に制御部４０は、チップ供給装置１５の容器１５ａ及び試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂが初期位置に位置していることをプログラミングにより検出している。制御部４０は、上述したように、容器の蓋が閉状態であることを検出（Ｓ４）すると、扉制御回路４１にその旨を知らせる。
これを受けて、扉制御回路４１は、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０のロックを解除する（Ｓ５）。即ち、容器の蓋が閉状態であることが検出された後、アクセス扉３０を開可能とすることができる。従って、この時点でオペレータがアクセス扉３０を開けたとしても、培養容器３等の容器の蓋は全て閉じているので、外部から流入した外部雰囲気による塵埃等が細胞等の被収容物に混入することはない。
【００５１】
トレイ７上の全ての培養容器３に対して所定の処理を行われた後に、コンベア９を作動させることにより、トレイ７に載せられた培養容器３が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。この状態で、搬送ロボット５を作動させることにより、ハンド５ｃによってトレイ７を持ち上げる。そして、トレイ７を収容する培養室４の前まで搬送したところで、当該培養室４の扉４ａを開き、搬送ロボット５によって、空いているトレイ保持部材４ｃ上にトレイ７を挿入する。そして、再度、扉４ａを閉じることにより、培養室４内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、骨髄細胞投入や、ＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００５２】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養室４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。第２空間Ｓ２では、培養容器３内にトリプシンが注入されて、培養容器３内の細胞が剥離させられた状態で、ハンドリングロボット１０の作動によって遠心分離機１１内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが抽出される。その他の処理工程は上記と同様である。
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間に渡る培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、ハンドリングロボット１０の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器３を顕微鏡１７まで搬送することにより、測定され、判断される。なお、トレイ７上には、同一検体の培養容器３が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。また、シェーカ２１上には同一検体の培養容器３が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。
【００５３】
このようにして、患者から採取した骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器３内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材及びデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な細胞付きの生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００５４】
上述したように、この自動培養装置１及び培養処理装置Ａによれば、制御部４０が、アクセス扉３０が閉状態であることを検出しないと、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂを開状態にすると共に、内部に収容されている細胞等に対して所定処理を開始しない。即ち、制御部４０は、アクセス扉３０が確実に閉まり、清浄度を有する第２空間Ｓ２内と外部とが遮断された状態となるまで、培養容器３を開状態としないので、細胞等への外部雰囲気の流入による塵埃等の混入を防止することができる。
また、アクセス扉３０が閉まった後に、上述した培養容器３と同様に、容器の１つであるチップ供給装置１５の容器１５ａや試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂを初期位置から移動させるので、試薬、血清、チップ等に塵埃等の混入や付着を防止することができる。
【００５５】
更に、制御部４０は、培養容器３等の容器の蓋が閉状態であることを検出しないと、アクセス扉３０のロックを解除して開可能に制御しない。つまり、容器内の被収容物、例えば、細胞等が露出している状態で、アクセス扉３０を開けることはできない。従って、外部雰囲気の流入によって容器内の被収容物に塵埃等が混入することを防止することができる。
更には、扉制御回路４１が、アクセス扉３０が閉状態となったときに、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックするので、容器内の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
特に、扉開閉センサ５１によりアクセス扉３０の開閉状態を高精度に検出でき、開閉の信頼性を向上することができる。
また、外部雰囲気に培養容器３をさらすことなく、培養処理装置Ａから培養室４へ移動することができる。
【００５６】
次に、本発明に係る自動培養装置の第２実施形態を図６及び図７を参照して説明する。
なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、制御部４０が、アクセス扉３０が閉状態であることが検出されていることを条件として、容器の蓋を開可能に制御していたのに対し、第２実施形態の制御部６０は、容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、アクセス扉３０が開状態であることが検出されたときに、容器の蓋を閉状態に制御するよう設定されている点である。
【００５７】
即ち、本実施形態の自動培養装置７０は、図６に示すように上記制御部６０を有する培養処理装置７１を備えている。また、制御部６０は、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知するブザー６１（報知手段）を有している。なお、本実施形態の自動培養装置７０は、扉ロック機構５２及び該扉ロック機構５２を作動させる扉制御回路４１を備えていない構成とされている。
【００５８】
このように構成された自動培養装置７０により細胞を培養する場合について図７を参照して説明する。
制御部６０が、アクセス扉３０の閉状態が検出されたことを受けて、培養容器３等の容器の蓋を開可能に制御すると共に、各容器内の被収容物に対して所定の処理作業を開始（Ｓ３）した後、例えば、オペレータが不意にアクセス扉３０を開けてしまった場合には、扉開閉センサ５１がアクセス扉３０が開いたことを検出して制御部６０に知らせる（Ｓ１０）。これを受けて制御部６０は、各容器の蓋を閉状態にするよう制御する（Ｓ１１）。即ち、培養容器３の蓋３ｂを被せたり、チップ供給装置１５の容器１５ａ及び試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ａを初期位置に戻す。この際、各容器の被収容物に対して作業が行なわれている場合には、所定工程終了後（例えば、培養容器３がシェーカ２１上に載って移動している場合には、シェーカ２１を元の位置に戻す等の工程）、容器を閉状態とする。
【００５９】
また、制御部６０は、アクセス扉３０の開状態が検出されてから各容器の蓋が閉状態となるまで、ブザー６１を作動させる（Ｓ１２）。これにより、オペレータは、容器の蓋が開いていることを容易且つ直ちに認識でき、アクセス扉３０を閉める等の適切な処置を効率良く行なうことができる。
【００６０】
この自動培養装置７０によれば、容器の蓋が開いて、該容器の内部に収容されている被収容物が露出している状態の時に、アクセス扉３０を開けたとしても、制御部６０が、アクセス扉３０の開状態を検出して容器の蓋を閉めるので、処理室内に流入した外部雰囲気中に被収容物が露出した状態で放置されることはない。従って、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
また、オペレータは、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態となったことをブザー６１により容易、確実で直ちに認識できるので、アクセス扉３０を閉める等して適切な処置を行なえる。従って、被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、制御部６０は、アクセス扉３０が開状態であると検出したときに、容器の蓋を閉状態にするよう制御したが、これに加えアクセス扉３０も閉状態となるように制御しても構わない。この場合には、電動モータ等によりアクセス扉３０を閉めるようにすれば良い。こうすることで、第２空間Ｓ２内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができるので、被収容物への塵埃等の混入をより防止することができる。また、制御部６０は、アクセス扉３０が開状態であると検出したときに、単に電動モータ等によりアクセス扉３０を閉めるようにしても良い。
【００６２】
次に、本発明に係る自動培養装置の第３実施形態を図８及び図９を参照して説明する。
なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、制御部４０が、培養容器３等の容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件として、アクセス扉３０を開可能に制御すると共に所定処理を開始していたのに対し、第３実施形態の制御部８０は、アクセス扉３０が開状態であることが検出されている場合において、容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、アクセス扉３０を閉状態に制御するよう設定されている点である。
【００６３】
即ち、本実施形態の自動培養装置９０は、図８に示すように上記制御部８０を有する培養処理装置９１を備えている。また、第２空間Ｓ２内には、制御部８０からの信号を受けてアクセス扉３０を閉める電動モータ９２が設けられている。また、制御部８０は、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知するブザー８１（報知手段）を有している。なお、本実施形態の自動培養装置９０は、扉ロック機構５２及び該扉ロック機構５２を作動させる扉制御回路４１を備えていない構成とされている。
【００６４】
このように構成された自動培養装置９０により細胞を培養する場合について図９を参照して説明する。
オペレータが、アクセス扉３０を開けて、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器に入れた状態で遠心分離機１１に投入し、アクセス扉３０を閉める前に、培養容器３等の容器の蓋を開けて（Ｓ２０）しまった場合には、制御部８０は、扉開閉センサ５１からアクセス扉３０が閉状態である旨の信号を受けていないので、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であると検出する（Ｓ２１）。これを受けて、制御部８０は、電動モータ９２を制御してアクセス扉３０を閉める（Ｓ２２）。これにより、扉開閉センサ５１がアクセス扉３０が閉状態であることを検出する。
また、制御部６０は、容器の蓋の開状態が検出されたときから、アクセス扉が閉状態となるまで、ブザー８１を作動させる（Ｓ２３）。これにより、オペレータは、容器の蓋が開いていることを容易且つ直ちに認識することができる。
【００６５】
この自動培養装置９０によれば、第２空間内の保守点検、培養準備等を行なうためにアクセス扉３０を開けている状態の時に、培養容器３等の容器の蓋を開けたとしても、制御部８０が、容器の蓋が開状態であることを検出してアクセス扉３０を閉めるので、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができ、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
また、オペレータは、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態となったことをブザー６１により容易、確実で直ちに認識できるので、被収容物への塵埃等の混入を防止するための適切な処置を効率良く行なえる。
【００６６】
なお、本実施形態において、制御部８０は、容器の蓋が開状態であると検出したときに、アクセス扉３０を閉状態にするよう制御したが、これに加え容器の蓋も閉状態となるように制御しても構わない。こうすることで、第２空間Ｓ２内に流入した外部雰囲中に被収容物を露出した状態で放置しないので、被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。また、制御部８０は、容器の蓋が開状態であると検出したときに、単に容器の蓋を閉状態としても良い。
【００６７】
次に、本発明に係る自動培養装置の第４実施形態を図１０及び図１１を参照して説明する。
なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、扉制御回路４１が、単に扉ロック機構５２にアクセス扉３０をロックするよう信号を送っていたのに対し、第４実施形態の培養処理装置１００では、扉ロックセンサ（扉ロック検手段）１０１によりアクセス扉３０のロック状態を確認する点である。
【００６８】
即ち、本実施形態の自動培養装置１１０は、図１０に示すように、上記培養処理装置１００を備えており、該培養処理装置１００は、アクセス扉３０のロック孔に、ロック機構５２のロック状態を検出する上記扉ロックセンサ１０１を有している。この扉ロックセンサ１０１は、ロック機構５２のプランジャーがロック孔に突出したことを検出して、検出結果を制御部４０に送る機能を有している。
【００６９】
このように構成された自動培養装置１００により細胞を培養する場合について図１１を参照して説明する。オペレータがアクセス扉３０を閉めた後、扉制御回路４１が扉ロック機構５２を作動させ、アクセス扉３０をロックする（Ｓ２）。この際、扉ロックセンサ１０１が、アクセス扉３０のロック状態を検出し（Ｓ３０）、ロックが確実にされた場合には、その旨を制御部４０に送る。逆に、何らかの不具合により扉ロック機構５２のプランジャーが不作動の場合には、扉ロックセンサ１０１がアクセス扉３０のロックを検出しないので、制御部４０が所定処理を始めない。これにより、例えば、アクセス扉３０のロックが確実にされない限り、容器の蓋を開状態にすると共に所定処理を始めないので、信頼性を向上することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る自動培養装置の第５実施形態を図１２及び図１３を参照して説明する。
なお、この第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第５実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂの開閉状態を制御部４０がプログラミングにより検出していたのに対し、第５実施形態の培養処理装置１２０では、蓋開閉センサ１０ｆにより培養容器１０ｆの蓋３ｂの開閉状態を検出する点である。
【００７１】
即ち、本実施形態の自動培養装置１３０は、図１２に示すように、上記培養処理装置１２０を備えており、該培養処理装置１２０は、ハンドリングロボット１０の水平アーム１０ｂ内に、把持ハンド１０ａをモニタして培養容器３の蓋３ｂの開閉を検出する上記蓋開閉センサ１０ｆを有している。この蓋開閉センサ１０ｆは、蓋３ｂの開閉結果を制御部４０に送る機能を有している。
【００７２】
このように構成された自動培養装置１３０により細胞を培養する場合について図１３を参照して説明する。被収容物である細胞等の所定処理が終了した後、制御部４０が、容器の蓋が閉状態であることを確認する（Ｓ４）。この際、蓋開閉センサ１０ｆが、培養容器３の蓋３ｂが閉まったこと検出し（Ｓ４０）、閉状態を検出した場合には、その旨を制御部４０に送る。これにより、培養容器３の蓋３ｂの検出がより高精度に行なえ、確実に蓋３ｂが閉まった状態でアクセス扉３０のロックを解除することができ、信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態では、ハンドリングロボット１０内に蓋開閉センサ１０ｆを設けたが、これに限られずハンドリングロボット１０とは別に、蓋の開閉のみを行うロボット等を設け、該ロボットに蓋開閉センサ１０ｆを設けても構わない。また、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂの開閉状態を検出する蓋開閉センサ１０ｆを採用したが、例えば、チップ供給装置１５の容器１５ａや試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂの位置を検出するためのセンサを設けても構わない。この場合には、全ての容器の蓋の開閉状態を高精度に検出することができる。
【００７３】
なお、本発明の技術範囲は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、アクセス扉の開閉を扉開閉センサにより検出したが、制御部によるプログラミングにより開閉を判断しても構わない。
また、扉ロック手段として、電磁ソレノイドを利用した扉ロック機構を採用したが、これに限られず、扉制御手段により制御してアクセス扉をロックするものであれば良い。
例えば、図１４に示す自動培養装置１４０は、第２空間Ｓ２内にアクセス扉３０を自動的に開閉可能な電動モータ（扉開閉手段）１４１を有する培養処理装置１５０を備えている。また、この電動モータ１４１は、容器の蓋の開閉状態に基づいて作動するよう設定されている。
この自動培養装置１４０においては、例えば、容器の蓋が開状態とされ、細胞等の被収容物に対して所定処理が行なわれている場合には、アクセス扉３０を自動的に閉状態に維持している。また、所定処理が終了して容器の蓋が閉状態となった場合には、例えば、第２空間Ｓ２の外周面に取り付けられている図示しないスイッチを押すとアクセス扉３０を開状態にする。従って、確実に被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００７４】
更に、上記実施形態では、アクセス扉を一つ設置した構成としたが、２つ以上設けても構わない。
即ち、図１５に示す自動培養装置１６０は、第２空間Ｓ２内に外部からアクセスするための第１アクセス扉１６１及び第２アクセス扉１６２を有する培養処理装置１７０を備えている。この自動培養装置１６０は、アクセス扉１６１、１６２の数が増えているので、オペレータが保守点検や第２空間Ｓ２内部に配設されている構成部に対して試薬等の補給を用意に行える。
この自動培養装置１６０においては、両アクセス扉１６１、１６２が開状態とされロックされない限り、培養容器３等の容器が開状態となって所定処理が開始されない。また、処理室Ｓ２内の全て容器が閉状態にならない限りアクセス扉１６１、１６２のロックが解除されない。即ち、アクセス扉１６１、１６２の設置数を増加した構成だとしても、外部雰囲気の流入によって培養容器３等の細胞に塵埃等が混入するのを防止することができる。
【００７５】
また、培養室は、ＣＯ２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
更に、本実施形態に係る自動培養装置は、搬送ロボットの設置されている中央空間の上部に、空気清浄部を備えているので、搬送ロボットの存在する中央空間内も常に清浄度が維持されている。従って、培養室の扉が開かれときにも、培養室内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
従って、本実施形態に係る自動培養装置によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減することができる。
【００７６】
加えて、培養室の形状や数、搬送ロボット、ハンドリングロボット及び分注ロボットの形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
【００７７】
また、細胞を生体組織補填材に付着させて培養しても良い。生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る培養処理装置及び自動培養装置によれば、制御部が、容器の蓋が閉状態であることを検出しないとアクセス扉を開状態に制御しないので、容器内の細胞等の被収容物が露出している状態で、アクセス扉を開けることはできない。従って、外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。更に、容器の１つである培養容器を外部雰囲気にさらすことなく、処理室から培養室に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に第１実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図２】 図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す縦断面図である。
【図３】 図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す平面図である。
【図４】 図１の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【図５】 図１の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローである。
【図６】 本発明の第２実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図７】 図６の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図９】 図８の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１０】 本発明の第４実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図１１】 図１０の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１２】 本発明の第５実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図１３】 図１２の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１４】 図１の培養処理装置及び自動培養装置の他の例を示す斜視図である。
【図１５】 図１の培養処理装置及び自動培養装置の更に他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ、７１、９１、１００、１２０、１５０、１７０ 培養処理装置
Ｓ２ 第２空間（処理室）
１、７０、９０、１３０、１４０、１６０ 自動培養装置
３ 培養容器（容器）
３ｂ 蓋
４ 培養室
１０ｆ 蓋開閉センサ）
１５ａ 容器
１６ｂ 試薬等容器（容器）
３０、１６１、１６２ アクセス扉
４１ 扉制御回路（扉制御手段）
４０、６０、８０ 制御部
５１ 扉開閉センサ
５２ 扉ロック機構（扉ロック手段）
６１、８１ ブザー（報知手段）
１０１ 扉ロックセンサ（扉ロック検出手段）
１４１ 電動モータ（扉開閉手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、培養処理装置及び自動培養装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、生体外において細胞を培養し組織を再構築することにより、培養組織等価物を治療に利用する再生医療が注目を集めている。このような細胞を培養する培養装置としては、様々なものが提供されているが、その一つとして培地の交換を自動に行う自動培養装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この自動培養装置は、複数の培養容器を収納可能なスタッカ及び該培養容器を搬送する搬送手段を備えたインキュベータと、培養容器の蓋を着脱するリッドオープンロボットと、培地注入ニードル及び培地排出ニードルを備えた培地交換ロボットと、これらを総合的に制御する管理コンピュータとを備えている。
【０００３】
この自動培養装置では、搬送ロボットにより培養容器をインキュベータから外部に取り出した後、リッドオープンロボットにより培養容器の蓋を外し、培地交換ロボットにより培養容器内の培地の排出及び注入を行う。そして、培地交換終了後、リッドオープンロボットにより培養容器の蓋を被せ、搬送ロボットにより培養容器をインキュベータ内のスタッカに収納する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６２８５６号公報（段落番号００２２−００３６、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の自動培養装置では、培養容器の蓋を外した際に、培養容器内に塵埃等が混入する恐れがあった。
また、一般的な自動培養装置は、通常上述したような塵埃等の混入を防止するため、培養容器の蓋を着脱したり、培地交換等を行う上記空間をケーシング等で覆って、外部からの塵埃等を遮断する構成を採用している。ところが、ケーシング内部の保守点検や試薬等の定期交換等のため外部からケーシング内部にアクセスした際、培養容器の蓋が開いていた場合には、外部雰囲気がケーシング内に流入し、培養容器内の細胞に塵埃等が混入する恐れがあった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、外部雰囲気の流入により容器内の細胞等に塵埃等が混入することを防止することができる培養処理装置及び自動培養装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記アクセス扉を開可能に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、細胞を収容した培養容器の蓋が閉状態であることを検出しないとアクセス扉を開状態にしないので、培養容器に収容されている細胞等の被収容物が露出している状態で、アクセス扉を開けることはできない。従って、アクセス扉からの外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開可能に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、アクセス扉が閉状態であることを検出しないと細胞を収容した培養容器の蓋を開状態にしないので、アクセス扉が開いた状態で培養容器に収容されている細胞等の被収容物を露出させることはない。従って、アクセス扉からの外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて該培養容器内に収容されている被収容物が露出している状態のときに、処理室内の保守点検や不意にアクセス扉を開けた場合には、制御部がアクセス扉の開状態を検出して培養容器の蓋を閉める。従って、処理室内に流入した外部雰囲気中に培養容器が開状態、即ち、被収容物が露出した状態で放置されないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて該培養容器内に収容されている被収容物が露出している状態のときに、処理室内の保守点検や不意にアクセス扉を開けた場合には、制御部がアクセス扉の開状態を検出してアクセス扉を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えると共に、被収容物を露出した状態で放置しないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室内の保守点検等のためアクセス扉を開けている状態のときに、細胞を収容した培養容器の蓋を開けてしまった場合には、制御部が培養容器の蓋の開状態を検出してアクセス扉を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができ、培養容器内に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１２】
請求項６にかかる発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御する培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室内の保守点検等のためアクセス扉を開けている状態のときに、細胞を収容した培養容器の蓋を開けてしまった場合には、制御部が培養容器の蓋の開状態を検出して培養容器の蓋を閉める。従って、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えると共に、被収容物を露出した状態で放置しないので、細胞等の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３から６のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉及び前記培養容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知する報知手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、アクセス扉が開いて処理室内に外部雰囲気が流入している状態と、細胞を収容した培養容器の蓋が開いて細胞等の被収容物が露出した状態とが同時に生じた場合には、ブザーやランプ等の報知手段によりオペレータ等にその旨が報知される。この報知を受けてオペレータ等も、アクセス扉を閉めたり、培養容器の蓋を閉めたりして被収容物に塵埃等が混入しないように適切な処置を行なえるので、被収容物への塵埃等の混入を更に確実に防止することができる。
【００１４】
請求項８に係る発明は、細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、該制御部が、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開状態にして前記処理を行う培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、制御部が、アクセス扉が閉状態であることを検出しないと細胞を収容した培養容器の蓋を開けて該培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を開始しない。即ち、制御部は、アクセス扉が確実に閉まり清浄度を有する処理室内と外部雰囲気とが遮断された状態となるまで、培養容器の蓋を開けて所定処理を始めない。従って、培養容器内に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記処理室に、前記アクセス扉を閉状態にロックする扉ロック手段が設けられ、前記制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されたときに前記扉ロック手段を作動させる扉制御手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉制御手段が、アクセス扉が閉状態となったときに扉ロック手段を作動させてアクセス扉をロックする。即ち、細胞を収容した培養容器の蓋が開状態のときは、必ずアクセス扉にロックがされた状態となっている。これにより、例えば、オペレータ等が処理室内の保守点検等を行うときに培養容器が開状態の段階でアクセス扉を開けてしまったり、不意にアクセス扉を開けてしまうことを防止できるので、培養容器内の被収容物への塵埃等の混入を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の培養処理装置において、前記扉ロック手段のロック状態を検出する扉ロック検出手段を備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉ロック検出手段によりアクセス扉がロックされたことを検出することが可能となる。従って、アクセス扉のロックが確実になり、信頼性をより向上することができる。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記培養容器の蓋の開閉を検出する蓋開閉センサを備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、蓋開閉センサが細胞を収容した培養容器の蓋の開閉状態をより確実に検出することが可能となる。従って、培養容器の蓋の開閉状態を高精度に検出でき、信頼性をより向上することができる。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉の開閉状態を検出する扉開閉センサを備えている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉開閉センサによりアクセス扉の開閉状態をより確実に検出することが可能となる。従って、アクセス扉の開閉状態を高精度に検出でき、信頼性をより向上することができる。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記処理室に、前記アクセス扉を自動開閉可能な扉開閉手段が設けられ、前記制御部は、前記扉開閉手段を前記培養容器の蓋の開閉状態に基づいて作動させる培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、扉開閉手段が、細胞を収容した培養容器の蓋が開状態とされ、細胞等の被収容物に対して所定処理が行なわれている場合には、アクセス扉を自動的に閉状態に維持するように制御する。また、所定処理が終了して培養容器の蓋が閉状態となった場合には、アクセス扉を自動的に開状態となるよう制御する。このように、扉開閉手段は、培養容器の蓋の開閉状態に応じてアクセス扉の開閉の制御を行なっている。従って、確実に被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の培養処理装置において、前記アクセス扉が、２つ以上設けられている培養処理装置を提供する。
この発明に係る培養処理装置においては、処理室にアクセス扉が多数設けられていたとしても、例えば、全てのアクセス扉が閉状態となっていない限り、細胞を収容した培養容器が開状態とならない。従って、アクセス扉の設置数に関係なく、確実に培養容器に収容されている細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００２２】
請求項１５に係る発明は、請求項１から１４のいずれか１項に記載の培養処理装置と、前記培養容器を出し入れ可能に収容し所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室と、を備えている自動培養装置を提供する。
この発明に係る自動培養装置においては、培養室を備えているので、例えば、外部雰囲気に培養容器をさらすことなく、培養処理装置から培養室へ移動することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動培養装置の第１実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態の自動培養装置１は、細胞（被収容物）を収容した容器の１つである培養容器３を出し入れ可能に収容し所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する第１空間Ｓ１内に収容された培養室４と、第１空間Ｓ１外に配置された培養処理装置Ａとを備えている。該培養処理装置Ａは、培養容器３内に収容された細胞等に対して所定の処理を施すための清浄度を有する第２空間（処理室）Ｓ２と、該第２空間Ｓ２内に外部からアクセスするためのアクセス扉３０と、これら培養室４及び第２空間Ｓ２での処理を制御する制御部４０とを備えている。
【００２４】
また、上記第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２は、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、両空間Ｓ１、Ｓ２は、シャッタ２を介して相互に連絡可能とされている。
上記第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１、Ｓ１３には、上記培養室４が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器３を移動するための搬送ロボット５が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。また、４個の培養室４は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉４ａを対向させて、間隔をあけて配置されている。
【００２５】
更に、各培養室４は、図２及び図３に示されるように、一側面に開口部４ｂを有し、該開口部４ｂを開閉可能な扉４ａを備えている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、培養容器３を載置するトレイ７を上下方向に複数段収容できるようになっている。各培養室４内は、上述したように所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％及びＣＯ２濃度５％等に維持されている。なお、トレイ保持部材４ｃは、レール状に限定されず、トレイ７を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００２６】
トレイ７は、培養容器３を載置するための図示しない載置部を備えている。また、各トレイ７には、複数個、例えば、１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。
各培養容器３は、図４に示すように、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋３ｂとからなり、容器本体３ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンド５ｃにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
【００２７】
また、図１に示すように、各培養室４の下方には、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で複数収容するストッカ８が配置されている。該ストッカ８は、前記培養室４の扉とは反対側の第１空間Ｓ１の外部に向かう側面に開閉可能なドア８ａを有している。該ドア８ａは、ストッカ８の一側面全体を開放する大きさに形成されている。
【００２８】
上記搬送ロボット５は、４個の培養室４の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット５は、水平回転可能な第１アーム５ａと、該第１アーム５ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム５ｂと、該第２アーム５ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂ及びハンド５ｃを昇降可能な昇降機構５ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット５は、４個の培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記シャッタ２を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
【００２９】
上記コンベア９は、搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端ベルト９ａを備え、これら無端ベルト９ａに掛け渡してトレイ７を載置できるようになっている。また、搬送ロボット５は、培養室４内の全てのトレイ７にアクセスすると共に、前記ストッカ８内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。なお、ベルト９ａは、無端ベルトに限られるものではない。
【００３０】
上記ハンド５ｃは、トレイ７を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されているトレイ７間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド５ｃは、トレイ７間の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持できるようになっている。
【００３１】
上記第２空間Ｓ２には、アクセス扉３０の開閉状態を検出する扉開閉センサ５１及びアクセス扉３０を閉状態でロックする扉ロック機構（扉ロック手段）５２が設けられている。
また、第２空間Ｓ２には、シャッタ２が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア９によって搬送されてきたトレイ７上の培養容器３を取り扱うと共に該培養容器３の蓋３ｂを開閉するハンドリングロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機１１と、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット１２を備えた水平回転及び昇降移動可能な２台の分注ロボット１３と、これら分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容しており分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部（図示略）と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡１７と、各試薬及び培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、前記コンベア９と各ロボット１０、１３との間で培養容器３を受け渡し可能とするように培養容器３を移動させる水平移動機構１９と、該水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置して振動を加えるシェーカ２１とが備えられている。
更に、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を送る空気清浄部（図示略）が設けられており、これにより、第２空間の清浄度が保たれている。
【００３２】
上記ハンドリングロボット１０は、培養容器３を取り扱うと共に蓋３ｂを開閉する把持ハンド１０ａを水平移動及び昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと、これら水平アーム１０ｂ〜１０ｄを昇降させる昇降機構１０ｅとを備えている。また、水平アーム１０ｂ〜１０ｄの先端には、培養容器３を把持する把持ハンド１０ａの他に、培養容器３内から細胞や培地を出し入れするチップ１４を着脱可能な電動ピペット（図示略）が備えられている。
【００３３】
このハンドリングロボット１０は、コンベヤ９で搬送されてきたトレイ７上の培養容器３の蓋３ｂを開閉し、培養容器３を把持して搬送することによりシェーカ２１及び顕微鏡１７に供給し、電動ピペット先端のチップ１４を交換し、培養容器３内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機１１に投入するようになっている。従って、ハンドリングロボット１０は、コンベア９、シェーカ２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収部（図示略）及び遠心分離機１１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３４】
上記遠心分離機１１は、ハンドリングロボット１０から供給された細胞入り培地を高速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
上記分注ロボット１３は、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。また、分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されてきた培養容器３内へ培地や種々の試薬を供給するようになっている。従って、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上のシェーカ２１、チップ供給装置１５、チップ回収部及び試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３５】
上記チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３の動作範囲と、蓋体１５ｂとの間で往復移動させられるように移動機構１５ｃに取り付けられており、チップ１４の交換が不要なときには、チップ１４への塵埃等の付着を防止するために、移動機構１５ｃを作動させて蓋体１５ｂの下方（初期位置）に配置されるようになっている。
【００３６】
上記チップ回収装置は、回収容器の入口に、チップ１４を把持する把持装置を備えており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態でハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１２を移動させることにより、電動ピペット１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、回収容器内に回収されるようになっている。
【００３７】
上記試薬等供給装置１６は、円筒状のケーシング内部に、鉛直軸回りに水平回転可能なテーブル１６ａを収容し、該テーブル１６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の容器の１つである試薬等容器１６ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器１６ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential Medium：最小必須培地)、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００３８】
試薬等供給装置１６のケーシングの上面には、分注ロボット１３が電動ピペット１２先端のチップ１４を挿入する挿入口１６ｃが設けられている。この挿入口１６ｃは、前記分注ロボット１３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器１６ｂは、その上面に、前記挿入口１６ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、初期位置からテーブル１６ａを回転させて試薬等容器１６ｂの開口部をケーシングの挿入口１６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット１３が、電動ピペット１２先端のチップ１４を上方から試薬等容器１６ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。また、試薬等供給装置１６と、分注ロボット１３とを２台ずつ設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００３９】
上記顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００４０】
上記貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝液）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ａ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。上記水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記シェーカ２１が搭載されており、シェーカ２１に搭載された培養容器３を、コンベア３から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
上記シェーカ２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備えるとともに、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えている。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。なお、加振装置として、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
【００４１】
上記扉開閉センサ５１は、例えば、マイクロスイッチや近接スイッチであり、アクセス扉３０を完全に閉めた時に、該アクセス扉３０の閉状態を検出するように配設されている。また、アクセス扉３０が開いた際は、内部センサが感知しないので、開状態と判断する。この扉開閉センサ５１は、検出結果を制御部４０に送る機能を有している。
上記扉ロック機構５２は、例えば、電磁ソレノイドであり、後述する扉制御回路４１により内部のプランジャーが出没してアクセス扉３０の図示しないロック孔と係止することにより、アクセス扉３０を閉状態でロックすると共に、該ロックの解除を行っている。
【００４２】
上記制御部４０は、上述したように培養室４及び第２空間Ｓ２内に配設されている構成部の各工程の順序や動作タイミング等をプログラミング等により総合的に制御すると共に動作履歴等を記録保存している。
また、制御部４０は、扉開閉センサ５１によりアクセス扉３０が閉状態であると検出されていることを条件として、容器の蓋を開可能に制御するように設定されている。更に、容器に対して所定処理を始めるように設定されている。即ち
、培養容器３の蓋を開状態にして試薬の投入等を行ったり、チップ供給装置１５の容器１５ａを蓋体１５ｂの下方である初期位置から移動させたり、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂを初期位置から回転させ、試薬等容器１６ｂの開口部を挿入孔１６ｃの下方に位置させる等の作動を行うように設定されている。
【００４３】
また、制御部４０は、アクセス扉３０の閉状態を検出したときに、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックさせる扉制御回路４１を有している。更に、この扉制御回路４１は、培養容器３の蓋３ｂの閉状態が検出され、チップ供給装置１５及び試薬等供給装置１６が初期位置に位置したときに、アクセス扉３０のロックを解除するように設定されている。つまり、制御部４０は、容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件としてアクセス扉３０を開可能に制御している。
【００４４】
このように構成された自動培養装置１により、細胞を培養する場合について図１及び図５を参照して説明する。
まず、オペレータは、アクセス扉３０を開け、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機１１に投入し、アクセス扉３０を閉める。アクセス扉３０が閉まると、扉開閉センサ５１が閉状態を検出して制御部４０に検出結果を出力する（Ｓ１）。制御部４０に検出結果が入力されると、扉制御回路４１は、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックする（Ｓ２）。これにより、オペレータが不意にアクセス扉３０を開ける可能性がなくなる。従って、清浄度が保たれた第２空間Ｓ２内に外部雰囲気と共に塵埃等が入ることがないので、例えば、培養容器３内の細胞に塵埃等が混入することが防止される。
【００４５】
また、制御部４０は、上述したようにアクセス扉３０の閉状態が検出されたことを受けて、培養容器３等の容器の蓋を開可能に制御すると共に、各容器内の被収容物に対して所定の処理作業を開始する（Ｓ３）。即ち、まず遠心分離機１１を作動させて、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞を抽出させる。なお、上述した骨髄液が入った遠心分離容器を遠心分離機１１に投入する作業をハンドリングロボット１０に行わせてもよい。この場合には、アクセス扉３０が閉状態となって、ロックが確認された後にハンドリングロボット１０が作動する。
【００４６】
抽出された骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０により、培養容器３に投入される。このとき、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１０個の空の培養容器３が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に蓋３ｂが閉まった閉状態で差し出される。次いで、ハンドリングロボット１０は、把持ハンド１０ａにより、差し出された培養容器３の内の２個の蓋３ｂを開けて開状態にした後に、開状態となった２個の培養容器３を順に把持してシェーカ２１上に移載する。これにより、処理直前に蓋３ｂを開けることができ、容器本体３ａ内に異物が入る確率を更に低減することができる。
なお、制御部４０は、培養容器３の蓋３ｂが開いて開状態となったことをプログラミングにより検出している。
【００４７】
次いで、チップ供給装置１５が、移動機構１５ｃ作動させて、容器１５ａを初期位置である蓋体１５ｂの下方から移動させることにより、未使用のチップ１４をハンドリングロボット１０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット１０は、チップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取って電動ピペット１２の先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット１０を作動させて、電動ピペット１２先端のチップ１４を遠心分離機１１内に抽出された骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペット１２を作動させることにより、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０を作動させることにより、シェーカ２１上の培養容器３内に投入される。
骨髄細胞を培養容器３内に投入し終わると、ハンドリングロボット１０は、チップ回収部までチップ１４を搬送してチップ１４を取り外す。また、チップ供給装置１５は、移動機構１５ｃの作動により容器１５ａを蓋体１５ｂの下方である初期位置に戻す。
【００４８】
次に、骨髄細胞が投入された培養容器３は、水平移動機構１９を作動させることにより、シェーカ２１ごと水平移動させられ、各分注ロボット１３の動作範囲内に配置される。分注ロボット１３は、チップ供給装置１５から受け取った未使用のチップ１４を先端に取り付けた電動ピペット１２を作動させることにより、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂ内からＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器３の上方まで搬送して培養容器３内に注入する。なお、この際、試薬等供給装置１６は、テーブル１６ａを回転させて、試薬等容器１６ｂが初期位置から挿入孔１６ｃの鉛直下方に開口部が位置するように作動させている。
【００４９】
血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置１５から未使用のチップ１４に交換して行われる。これにより、培養容器３内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、試薬等の供給が終了すると、試薬等供給装置１６は、テーブル１６ａを回転させて、試薬等容器１６ｂを初期位置に戻す。また、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、シェーカ２１を作動させて、培養容器３ごと加振することにしてもよい。そして、全ての処理を終えた培養容器３は水平移動機構１９の作動により、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻される。
培養容器３が、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻されると、ハンドリングロボット１０は、培養容器本体３ａに蓋３ｂを被せた閉状態とした後に、培養容器３をトレイ７上に戻す。
【００５０】
この際、制御部４０は、培養容器３の蓋３ｂが被さり閉状態となったことをプログラミングにより検出している。また、同様に制御部４０は、チップ供給装置１５の容器１５ａ及び試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂが初期位置に位置していることをプログラミングにより検出している。制御部４０は、上述したように、容器の蓋が閉状態であることを検出（Ｓ４）すると、扉制御回路４１にその旨を知らせる。
これを受けて、扉制御回路４１は、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０のロックを解除する（Ｓ５）。即ち、容器の蓋が閉状態であることが検出された後、アクセス扉３０を開可能とすることができる。従って、この時点でオペレータがアクセス扉３０を開けたとしても、培養容器３等の容器の蓋は全て閉じているので、外部から流入した外部雰囲気による塵埃等が細胞等の被収容物に混入することはない。
【００５１】
トレイ７上の全ての培養容器３に対して所定の処理を行われた後に、コンベア９を作動させることにより、トレイ７に載せられた培養容器３が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。この状態で、搬送ロボット５を作動させることにより、ハンド５ｃによってトレイ７を持ち上げる。そして、トレイ７を収容する培養室４の前まで搬送したところで、当該培養室４の扉４ａを開き、搬送ロボット５によって、空いているトレイ保持部材４ｃ上にトレイ７を挿入する。そして、再度、扉４ａを閉じることにより、培養室４内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、骨髄細胞投入や、ＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００５２】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養室４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。第２空間Ｓ２では、培養容器３内にトリプシンが注入されて、培養容器３内の細胞が剥離させられた状態で、ハンドリングロボット１０の作動によって遠心分離機１１内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが抽出される。その他の処理工程は上記と同様である。
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間に渡る培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、ハンドリングロボット１０の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器３を顕微鏡１７まで搬送することにより、測定され、判断される。なお、トレイ７上には、同一検体の培養容器３が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。また、シェーカ２１上には同一検体の培養容器３が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。
【００５３】
このようにして、患者から採取した骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器３内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材及びデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な細胞付きの生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００５４】
上述したように、この自動培養装置１及び培養処理装置Ａによれば、制御部４０が、アクセス扉３０が閉状態であることを検出しないと、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂを開状態にすると共に、内部に収容されている細胞等に対して所定処理を開始しない。即ち、制御部４０は、アクセス扉３０が確実に閉まり、清浄度を有する第２空間Ｓ２内と外部とが遮断された状態となるまで、培養容器３を開状態としないので、細胞等への外部雰囲気の流入による塵埃等の混入を防止することができる。
また、アクセス扉３０が閉まった後に、上述した培養容器３と同様に、容器の１つであるチップ供給装置１５の容器１５ａや試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂを初期位置から移動させるので、試薬、血清、チップ等に塵埃等の混入や付着を防止することができる。
【００５５】
更に、制御部４０は、培養容器３等の容器の蓋が閉状態であることを検出しないと、アクセス扉３０のロックを解除して開可能に制御しない。つまり、容器内の被収容物、例えば、細胞等が露出している状態で、アクセス扉３０を開けることはできない。従って、外部雰囲気の流入によって容器内の被収容物に塵埃等が混入することを防止することができる。
更には、扉制御回路４１が、アクセス扉３０が閉状態となったときに、扉ロック機構５２を作動させてアクセス扉３０をロックするので、容器内の被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
特に、扉開閉センサ５１によりアクセス扉３０の開閉状態を高精度に検出でき、開閉の信頼性を向上することができる。
また、外部雰囲気に培養容器３をさらすことなく、培養処理装置Ａから培養室４へ移動することができる。
【００５６】
次に、本発明に係る自動培養装置の第２実施形態を図６及び図７を参照して説明する。
なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、制御部４０が、アクセス扉３０が閉状態であることが検出されていることを条件として、容器の蓋を開可能に制御していたのに対し、第２実施形態の制御部６０は、容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、アクセス扉３０が開状態であることが検出されたときに、容器の蓋を閉状態に制御するよう設定されている点である。
【００５７】
即ち、本実施形態の自動培養装置７０は、図６に示すように上記制御部６０を有する培養処理装置７１を備えている。また、制御部６０は、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知するブザー６１（報知手段）を有している。なお、本実施形態の自動培養装置７０は、扉ロック機構５２及び該扉ロック機構５２を作動させる扉制御回路４１を備えていない構成とされている。
【００５８】
このように構成された自動培養装置７０により細胞を培養する場合について図７を参照して説明する。
制御部６０が、アクセス扉３０の閉状態が検出されたことを受けて、培養容器３等の容器の蓋を開可能に制御すると共に、各容器内の被収容物に対して所定の処理作業を開始（Ｓ３）した後、例えば、オペレータが不意にアクセス扉３０を開けてしまった場合には、扉開閉センサ５１がアクセス扉３０が開いたことを検出して制御部６０に知らせる（Ｓ１０）。これを受けて制御部６０は、各容器の蓋を閉状態にするよう制御する（Ｓ１１）。即ち、培養容器３の蓋３ｂを被せたり、チップ供給装置１５の容器１５ａ及び試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ａを初期位置に戻す。この際、各容器の被収容物に対して作業が行なわれている場合には、所定工程終了後（例えば、培養容器３がシェーカ２１上に載って移動している場合には、シェーカ２１を元の位置に戻す等の工程）、容器を閉状態とする。
【００５９】
また、制御部６０は、アクセス扉３０の開状態が検出されてから各容器の蓋が閉状態となるまで、ブザー６１を作動させる（Ｓ１２）。これにより、オペレータは、容器の蓋が開いていることを容易且つ直ちに認識でき、アクセス扉３０を閉める等の適切な処置を効率良く行なうことができる。
【００６０】
この自動培養装置７０によれば、容器の蓋が開いて、該容器の内部に収容されている被収容物が露出している状態の時に、アクセス扉３０を開けたとしても、制御部６０が、アクセス扉３０の開状態を検出して容器の蓋を閉めるので、処理室内に流入した外部雰囲気中に被収容物が露出した状態で放置されることはない。従って、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
また、オペレータは、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態となったことをブザー６１により容易、確実で直ちに認識できるので、アクセス扉３０を閉める等して適切な処置を行なえる。従って、被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、制御部６０は、アクセス扉３０が開状態であると検出したときに、容器の蓋を閉状態にするよう制御したが、これに加えアクセス扉３０も閉状態となるように制御しても構わない。この場合には、電動モータ等によりアクセス扉３０を閉めるようにすれば良い。こうすることで、第２空間Ｓ２内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができるので、被収容物への塵埃等の混入をより防止することができる。また、制御部６０は、アクセス扉３０が開状態であると検出したときに、単に電動モータ等によりアクセス扉３０を閉めるようにしても良い。
【００６２】
次に、本発明に係る自動培養装置の第３実施形態を図８及び図９を参照して説明する。
なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、制御部４０が、培養容器３等の容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件として、アクセス扉３０を開可能に制御すると共に所定処理を開始していたのに対し、第３実施形態の制御部８０は、アクセス扉３０が開状態であることが検出されている場合において、容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、アクセス扉３０を閉状態に制御するよう設定されている点である。
【００６３】
即ち、本実施形態の自動培養装置９０は、図８に示すように上記制御部８０を有する培養処理装置９１を備えている。また、第２空間Ｓ２内には、制御部８０からの信号を受けてアクセス扉３０を閉める電動モータ９２が設けられている。また、制御部８０は、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知するブザー８１（報知手段）を有している。なお、本実施形態の自動培養装置９０は、扉ロック機構５２及び該扉ロック機構５２を作動させる扉制御回路４１を備えていない構成とされている。
【００６４】
このように構成された自動培養装置９０により細胞を培養する場合について図９を参照して説明する。
オペレータが、アクセス扉３０を開けて、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器に入れた状態で遠心分離機１１に投入し、アクセス扉３０を閉める前に、培養容器３等の容器の蓋を開けて（Ｓ２０）しまった場合には、制御部８０は、扉開閉センサ５１からアクセス扉３０が閉状態である旨の信号を受けていないので、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態であると検出する（Ｓ２１）。これを受けて、制御部８０は、電動モータ９２を制御してアクセス扉３０を閉める（Ｓ２２）。これにより、扉開閉センサ５１がアクセス扉３０が閉状態であることを検出する。
また、制御部６０は、容器の蓋の開状態が検出されたときから、アクセス扉が閉状態となるまで、ブザー８１を作動させる（Ｓ２３）。これにより、オペレータは、容器の蓋が開いていることを容易且つ直ちに認識することができる。
【００６５】
この自動培養装置９０によれば、第２空間内の保守点検、培養準備等を行なうためにアクセス扉３０を開けている状態の時に、培養容器３等の容器の蓋を開けたとしても、制御部８０が、容器の蓋が開状態であることを検出してアクセス扉３０を閉めるので、処理室内に流入する外部雰囲気を最小限に抑えることができ、細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
また、オペレータは、アクセス扉３０及び容器の蓋が共に開状態となったことをブザー６１により容易、確実で直ちに認識できるので、被収容物への塵埃等の混入を防止するための適切な処置を効率良く行なえる。
【００６６】
なお、本実施形態において、制御部８０は、容器の蓋が開状態であると検出したときに、アクセス扉３０を閉状態にするよう制御したが、これに加え容器の蓋も閉状態となるように制御しても構わない。こうすることで、第２空間Ｓ２内に流入した外部雰囲中に被収容物を露出した状態で放置しないので、被収容物への塵埃等の混入をより確実に防止することができる。また、制御部８０は、容器の蓋が開状態であると検出したときに、単に容器の蓋を閉状態としても良い。
【００６７】
次に、本発明に係る自動培養装置の第４実施形態を図１０及び図１１を参照して説明する。
なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、扉制御回路４１が、単に扉ロック機構５２にアクセス扉３０をロックするよう信号を送っていたのに対し、第４実施形態の培養処理装置１００では、扉ロックセンサ（扉ロック検手段）１０１によりアクセス扉３０のロック状態を確認する点である。
【００６８】
即ち、本実施形態の自動培養装置１１０は、図１０に示すように、上記培養処理装置１００を備えており、該培養処理装置１００は、アクセス扉３０のロック孔に、ロック機構５２のロック状態を検出する上記扉ロックセンサ１０１を有している。この扉ロックセンサ１０１は、ロック機構５２のプランジャーがロック孔に突出したことを検出して、検出結果を制御部４０に送る機能を有している。
【００６９】
このように構成された自動培養装置１００により細胞を培養する場合について図１１を参照して説明する。オペレータがアクセス扉３０を閉めた後、扉制御回路４１が扉ロック機構５２を作動させ、アクセス扉３０をロックする（Ｓ２）。この際、扉ロックセンサ１０１が、アクセス扉３０のロック状態を検出し（Ｓ３０）、ロックが確実にされた場合には、その旨を制御部４０に送る。逆に、何らかの不具合により扉ロック機構５２のプランジャーが不作動の場合には、扉ロックセンサ１０１がアクセス扉３０のロックを検出しないので、制御部４０が所定処理を始めない。これにより、例えば、アクセス扉３０のロックが確実にされない限り、容器の蓋を開状態にすると共に所定処理を始めないので、信頼性を向上することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る自動培養装置の第５実施形態を図１２及び図１３を参照して説明する。
なお、この第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第５実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂの開閉状態を制御部４０がプログラミングにより検出していたのに対し、第５実施形態の培養処理装置１２０では、蓋開閉センサ１０ｆにより培養容器１０ｆの蓋３ｂの開閉状態を検出する点である。
【００７１】
即ち、本実施形態の自動培養装置１３０は、図１２に示すように、上記培養処理装置１２０を備えており、該培養処理装置１２０は、ハンドリングロボット１０の水平アーム１０ｂ内に、把持ハンド１０ａをモニタして培養容器３の蓋３ｂの開閉を検出する上記蓋開閉センサ１０ｆを有している。この蓋開閉センサ１０ｆは、蓋３ｂの開閉結果を制御部４０に送る機能を有している。
【００７２】
このように構成された自動培養装置１３０により細胞を培養する場合について図１３を参照して説明する。被収容物である細胞等の所定処理が終了した後、制御部４０が、容器の蓋が閉状態であることを確認する（Ｓ４）。この際、蓋開閉センサ１０ｆが、培養容器３の蓋３ｂが閉まったこと検出し（Ｓ４０）、閉状態を検出した場合には、その旨を制御部４０に送る。これにより、培養容器３の蓋３ｂの検出がより高精度に行なえ、確実に蓋３ｂが閉まった状態でアクセス扉３０のロックを解除することができ、信頼性を向上することができる。
なお、本実施形態では、ハンドリングロボット１０内に蓋開閉センサ１０ｆを設けたが、これに限られずハンドリングロボット１０とは別に、蓋の開閉のみを行うロボット等を設け、該ロボットに蓋開閉センサ１０ｆを設けても構わない。また、容器の１つである培養容器３の蓋３ｂの開閉状態を検出する蓋開閉センサ１０ｆを採用したが、例えば、チップ供給装置１５の容器１５ａや試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂの位置を検出するためのセンサを設けても構わない。この場合には、全ての容器の蓋の開閉状態を高精度に検出することができる。
【００７３】
なお、本発明の技術範囲は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、アクセス扉の開閉を扉開閉センサにより検出したが、制御部によるプログラミングにより開閉を判断しても構わない。
また、扉ロック手段として、電磁ソレノイドを利用した扉ロック機構を採用したが、これに限られず、扉制御手段により制御してアクセス扉をロックするものであれば良い。
例えば、図１４に示す自動培養装置１４０は、第２空間Ｓ２内にアクセス扉３０を自動的に開閉可能な電動モータ（扉開閉手段）１４１を有する培養処理装置１５０を備えている。また、この電動モータ１４１は、容器の蓋の開閉状態に基づいて作動するよう設定されている。
この自動培養装置１４０においては、例えば、容器の蓋が開状態とされ、細胞等の被収容物に対して所定処理が行なわれている場合には、アクセス扉３０を自動的に閉状態に維持している。また、所定処理が終了して容器の蓋が閉状態となった場合には、例えば、第２空間Ｓ２の外周面に取り付けられている図示しないスイッチを押すとアクセス扉３０を開状態にする。従って、確実に被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。
【００７４】
更に、上記実施形態では、アクセス扉を一つ設置した構成としたが、２つ以上設けても構わない。
即ち、図１５に示す自動培養装置１６０は、第２空間Ｓ２内に外部からアクセスするための第１アクセス扉１６１及び第２アクセス扉１６２を有する培養処理装置１７０を備えている。この自動培養装置１６０は、アクセス扉１６１、１６２の数が増えているので、オペレータが保守点検や第２空間Ｓ２内部に配設されている構成部に対して試薬等の補給を用意に行える。
この自動培養装置１６０においては、両アクセス扉１６１、１６２が開状態とされロックされない限り、培養容器３等の容器が開状態となって所定処理が開始されない。また、処理室Ｓ２内の全て容器が閉状態にならない限りアクセス扉１６１、１６２のロックが解除されない。即ち、アクセス扉１６１、１６２の設置数を増加した構成だとしても、外部雰囲気の流入によって培養容器３等の細胞に塵埃等が混入するのを防止することができる。
【００７５】
また、培養室は、ＣＯ２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
更に、本実施形態に係る自動培養装置は、搬送ロボットの設置されている中央空間の上部に、空気清浄部を備えているので、搬送ロボットの存在する中央空間内も常に清浄度が維持されている。従って、培養室の扉が開かれときにも、培養室内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
従って、本実施形態に係る自動培養装置によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減することができる。
【００７６】
加えて、培養室の形状や数、搬送ロボット、ハンドリングロボット及び分注ロボットの形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
【００７７】
また、細胞を生体組織補填材に付着させて培養しても良い。生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る培養処理装置及び自動培養装置によれば、制御部が、容器の蓋が閉状態であることを検出しないとアクセス扉を開状態に制御しないので、容器内の細胞等の被収容物が露出している状態で、アクセス扉を開けることはできない。従って、外部雰囲気の流入による細胞等の被収容物への塵埃等の混入を防止することができる。更に、容器の１つである培養容器を外部雰囲気にさらすことなく、処理室から培養室に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に第１実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図２】 図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す縦断面図である。
【図３】 図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す平面図である。
【図４】 図１の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【図５】 図１の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローである。
【図６】 本発明の第２実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図７】 図６の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図８】 本発明の第３実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図９】 図８の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１０】 本発明の第４実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図１１】 図１０の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１２】 本発明の第５実施形態に係る培養処理装置及び自動培養装置を示す斜視図である。
【図１３】 図１２の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養する際の、アクセス扉の制御状態を示す処理フローの一部である。
【図１４】 図１の培養処理装置及び自動培養装置の他の例を示す斜視図である。
【図１５】 図１の培養処理装置及び自動培養装置の更に他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ、７１、９１、１００、１２０、１５０、１７０ 培養処理装置
Ｓ２ 第２空間（処理室）
１、７０、９０、１３０、１４０、１６０ 自動培養装置
３ 培養容器（容器）
３ｂ 蓋
４ 培養室
１０ｆ 蓋開閉センサ）
１５ａ 容器
１６ｂ 試薬等容器（容器）
３０、１６１、１６２ アクセス扉
４１ 扉制御回路（扉制御手段）
４０、６０、８０ 制御部
５１ 扉開閉センサ
５２ 扉ロック機構（扉ロック手段）
６１、８１ ブザー（報知手段）
１０１ 扉ロックセンサ（扉ロック検出手段）
１４１ 電動モータ（扉開閉手段）
Claims (15)
- 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記培養容器の蓋が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記アクセス扉を開可能に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開可能に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されている場合において、前記アクセス扉が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記アクセス扉を閉状態に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部は、前記アクセス扉が開状態であることが検出されている場合において、前記培養容器の蓋が開状態であることが検出されたときに、前記培養容器の蓋を閉状態に制御することを特徴とする培養処理装置。 - 請求項３から６のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記アクセス扉及び前記培養容器の蓋が共に開状態であることが検出されたときに、その旨を報知する報知手段を備えていることを特徴とする培養処理装置。 - 細胞を収容した培養容器内に収容された被収容物に対して所定の処理を施すための清浄度を有する処理室と、該処理室内に外部からアクセスするためのアクセス扉と、該処理室内での前記処理を制御する制御部とを備え、
該制御部が、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されていることを条件として、前記培養容器の蓋を開状態にして前記処理を行うことを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から８のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記処理室に、前記アクセス扉を閉状態にロックする扉ロック手段が設けられ、
前記制御部は、前記アクセス扉が閉状態であることが検出されたときに前記扉ロック手段を作動させる扉制御手段を備えていることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項９に記載の培養処理装置において、
前記扉ロック手段のロック状態を検出する扉ロック検出手段を備えていることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から１０のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記培養容器の蓋の開閉を検出する蓋開閉センサを備えていることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から１１のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記アクセス扉の開閉状態を検出する扉開閉センサを備えていることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から１２のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記処理室に、前記アクセス扉を自動開閉可能な扉開閉手段が設けられ、
前記制御部は、前記扉開閉手段を前記培養容器の蓋の開閉状態に基づいて作動させることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から１３のいずれか１項に記載の培養処理装置において、
前記アクセス扉が、２つ以上設けられていることを特徴とする培養処理装置。 - 請求項１から１４のいずれか１項に記載の培養処理装置と、
前記培養容器を出し入れ可能に収容し所定の培養条件を維持しつつ細胞を培養する培養室と、を備えていることを特徴とする自動培養装置。
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