TW202242087A - 細胞培養系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種使用培養細胞或組織之單次使用之密閉系流路之自動培養裝置，其目的在於實現製造成本之削減、與裝置之高集成性。 本發明係具備自動培養裝置與資訊處理裝置之細胞培養系統，且上述自動培養裝置具備可設置及拆卸之複數種密閉系流路、與複數台培養裝置；上述資訊處理裝置具備：輸入裝置，其接收選自由患者之標識符之資料、與移植方法相關之資料、與細胞種類相關之資料、與必要細胞數相關之資料、及與治療計劃相關之資料所組成之群中之至少一個資料作為輸入；運算裝置，其基於上述輸入之資料，自細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路相關之選項中，選擇使用之上述細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路；及輸出裝置，其輸出上述使用之上述密閉系流路之序號、及上述使用之上述培養裝置之序號。

Description

細胞培養系統
本發明係關於一種細胞培養系統。
使用以細胞為材料製造之再生組織等，使臟器等之功能恢復之再生醫療作為對無先前治療法之疾病之根治療法而受到期待。對於皮膚、角膜、食道、心臟、骨頭、軟骨等各種各樣之治療對象之組織，臨床應用例劇增。於再生組織之製造步驟中，從採取自患者自身或他人之生物體試料單離幹細胞，並使單離之幹細胞增殖、或組織化。該步驟於細胞處理設施(CPF：Cell Processing Facility)中，根據滿足醫藥品等之製造管理及品質管理之基準即適當製造基準(GMP：Good Manufacturing Practice)之標準步驟說明書(SOP：Standard Operating Procedure)實施。
於該CPF之運用中需要大量成本與具有專門之培養技術之人才。此外，由於在再生組織之製造步驟中以手工操作為中心，故對於再生組織之製造量有極限。低生產性與製造成本高妨礙再生醫療之普及，於製造步驟中尤其期待需要勞力與成本之培養作業之自動化，藉此可實現再生組織之製造之省力化、成本降低、及再生組織之大量生產。
又，於已上市之製品或開發中之製品中，以自體移植為目的之再生組織較異體移植更多。由於使用患者自身之細胞之自體移植，排斥反應之可能性較低，故期待良好之治療成績，且認為自提高患者QOL(Quality of Life：生活質量)之觀點而言需求較高。由於在自體移植中對每個患者製造再生組織，故可進行少量且多種再生組織之生產。此時，若設想利用自動培養裝置進行製造，則較佳為，為避免生物學性污染風險，而於1台自動培養裝置中進行1患者量之製造。另一方面，若設想製造複數個患者之細胞，則小型且集成性高亦重要。因此，自體移植用之自動培養裝置之重要之處在於，製造成本低，且集成性高。
自動培養裝置主要有開放系自動培養裝置與密閉系自動培養裝置之2種。於開放系自動培養裝置中，手工操作之培養時一般使用之開閉蓋型之培養容器或培養板等開放系培養容器，於設置有多關節機器人等之密閉空間中自動被處理。該密閉空間內可由除污染氣體等除污染。另一方面，密閉系自動培養裝置自動處理具有密閉空間之密閉系流路。密閉系流路為密閉系培養容器藉由流路管等始終連接之狀態，且事先藉由γ線滅菌等使內部無菌化。
於比較開放系自動培養裝置與密閉系自動培養裝置之情形時，於開放系自動培養裝置中，於再生組織之製造後，自開放系自動培養裝置中取出開放系培養容器，並向下一步驟過渡，但於開放系培養容器之過渡中，有因培養基漏出等引起之生物學性污染風險。於密閉系自動培養裝置中，於再生組織製造後，自密閉系自動培養裝置中取出密閉系培養容器，並向下一步驟過渡，但由於在密閉系培養容器之過渡中不會發生培養基漏出，故生物學性污染風險較使用開放系培養容器之開放系自動培養裝置低。又，由於開放系自動培養裝置於密閉空間內設置多關節機器人等，故裝置大型化之情況較多。因此，於設想將複數台開放系自動培養裝置在積體之狀態下使用之情形時，收容其等之CPF(Cell Processing Facility：細胞處理設施)之房間需為大規模者。由於密閉系自動培養裝置僅密閉系流路之內部為無菌狀態，故可使裝置小型化。因此，於將複數台密閉系自動培養裝置在積體之狀態下使用時，較開放系自動培養裝置容易。
作為密閉系自動培養裝置之例，揭示有具有1層密閉系培養容器，且始終連結有供給或排出培養基等之流路之裝置(參照專利文獻1)。於培養基等之送液時，調節設置於密閉系流路之外部之閥，使泵運轉。密閉系流路為避免生物學性污染而設為單次使用。此外，亦可將複數台裝置在積體之狀態下使用。又，亦揭示有於密閉系培養容器內設置有複數種流路、分支等之密閉系自動培養裝置(參照專利文獻2)。於該裝置中，藉由自複數種流路或分支選擇適當者，而可實施與選擇者相應之自動培養協定。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-312668號公報 [專利文獻2]US2019/0330584
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種新穎之細胞培養系統。 [解決問題之技術手段]
本發明之一實施形態係具備自動培養裝置與資訊處理裝置之細胞培養系統，且上述自動培養系統具備可設置及拆卸之複數種密閉系流路、與複數台培養裝置；上述資訊處理裝置具備：輸入裝置，其接收選自由患者之標識符之資料、與移植方法相關之資料、與細胞種類相關之資料、與必要細胞數相關之資料、及與治療計劃相關之資料所組成之群中之至少一個資料作為輸入；運算裝置，其基於上述輸入之資料，自細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路相關之選項中，選擇使用之上述細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路；及輸出裝置，其輸出上述使用之上述密閉系流路之序號、及上述使用之上述培養裝置之序號。上述密閉系流路可具備用以進行流路管之開閉之閥、進行上述流路管內之流體或氣體之送液或送氣之泵、用以保持新鮮的培養基之培養基容器、及用以保持新鮮的培養上清液之培養上清液容器。可對複數個培養裝置，設置1個密閉系流路。上述輸出裝置可輸出與上述使用之上述密閉系流路相關之作業步驟協定。上述輸出裝置可輸出與上述選擇之上述培養裝置相關之作業步驟協定。 [發明之效果]
根據本發明之自動培養裝置，藉由對複數台培養裝置，使用通用性較高之密閉系流路並使用運用複數台之培養程式，而提高自動培養裝置之集成性，且作為結果可減少製造成本。
以下，使用隨附圖式對本發明之較佳之實施形態詳細地進行說明，但未必限定於此。另，根據本說明書之記載，熟知本技藝者明瞭本發明之目的、特徵、優點、及其想法，且只要為熟知本技藝者，即可容易地根據本說明書之記載再現本發明。以下所記載之發明之實施形態及具體之實施例等為顯示本發明之較佳之實施形態者，即為例示或說明而顯示，並非將本發明限定於其等者。對於熟知本技藝者而言明瞭可於本說明書所揭示之本發明之意圖以及範圍內，基於本說明書之記載，進行各種改變以及修飾。
本發明之細胞培養系統具備資訊處理裝置與自動培養裝置。
自動培養裝置具備可設置及拆卸之複數種密閉系流路、與複數台培養裝置。資訊處理裝置具備：輸入裝置，其將從由患者之標識符之資料、與移植方法相關之資料、與細胞種類相關之資料、與必要細胞數相關之資料、與治療計劃相關之資料組成之群中選擇之至少一個資料作為輸入而接收；運算裝置，其基於輸入之資料，自關於細胞培養方法、培養裝置、及密閉系流路之選項中，特定用於使用之細胞培養方法、培養裝置、及密閉系流路；及輸出裝置，其輸出用於使用之密閉系流路之序號、及用於使用之培養裝置之序號。
於培養時使用之密閉系流路具有密閉系培養容器、培養基容器、及培養上清液容器等。根據與培養之細胞種類、培養後之細胞種類及再生組織之形態等對應之細胞培養方法，可使用密閉系培養容器等之種類、數量等不同之密閉系流路。即，於1個自動培養裝置中，可由細胞培養方法不同之複數種密閉系流路進行培養。
資訊處理裝置具備輸入裝置、運算裝置、及輸出裝置。由於對複數台培養裝置，使用複數種密閉系流路，進行根據各密閉系流路之細胞培養方法，故於資訊處理裝置中，使用運用複數台培養裝置之程式。該程式具有可將各培養裝置及各密閉系流路與細胞培養方法關聯之電子標記。運算裝置自藉由輸入裝置接收之從由患者之標識符之資料、與移植方法相關之資料、與細胞種類相關之資料、與必要細胞數相關之資料、與治療計劃相關之資料組成之群中選擇之至少一個資料，決定使用之細胞培養方法、培養裝置、及密閉系流路。輸出裝置進行與使用之細胞培養方法相應之作業步驟說明書之輸出。
如此，藉由自複數台培養裝置及複數種密閉系流路中自動選擇於培養時使用者進行細胞之培養，而可實現細胞培養系統中之集成性提高及製造成本減少。
以下，一面參照圖，一面具體說明使用密閉系流路自動進行培養之細胞培養系統之實施形態，但本發明之細胞培養系統並非限定於以下實施形態，只要為熟知本技藝者，即可進行各種計量。
＜實施形態I＞ 於本實施形態I中，使用圖1、圖2，說明使用密閉系流路自動進行培養之細胞培養系統。
各培養裝置具備於培養溫度之37℃下培養細胞之空間即恆溫箱101與具有送液功能之流路機構部102、及冷藏部103(圖1)。流路機構部102具備泵104及電磁閥105。冷藏部103保管於內部加入培養基之培養基容器、或回收培養上清液之培養上清液容器。該等容器之形狀可例示瓶或包。
圖2顯示於圖1之培養裝置之內部設置密閉系流路之狀態。於恆溫箱101之內部設置培養細胞之密閉系培養容器201。密閉系培養容器201之個數可為1個亦可為複數個。密閉系培養容器201經由流路管203，與冷藏部103中之培養基容器202或培養上清液容器等始終連結。由於在恆溫箱101之內外設有流路管203，故將成為流路管203通過之空間之缺口部106設置於恆溫箱101。其可任意設置於恆溫箱101之門或設置於本體。缺口部106以可於設置有流路管203之狀態下使恆溫箱101之內部維持於適當之溫度、CO 2濃度、及濕度之方式，具有氣密性。例如，流路管203亦可由可塑性素材製造，以按壓之方式，填埋缺口部106之空隙。又，於流路管203通過之狀態之缺口部106中，例如，亦可以具有可塑性之夾具填埋空隙。另，於未設置流路管203時，亦可使用具有可塑性且嵌入缺口部106之空隙之夾具，填埋缺口部106之空隙。藉此，於藉由過氧化氫等除污染氣體對恆溫箱101之內部進行除污染時，即便未設置流路管203，亦可密封恆溫箱101之內部。
接著，使用圖3說明密閉系流路之實施形態。於本實施形態中，於1台自動培養裝置中，可使用4種密閉系流路，但密閉系流路之種類與數量不限於此，又可使用將構成變更一部分之密閉系流路。根據密閉系流路之種類，可實施之細胞培養方法亦不同，用於培養之培養協定亦不同。
圖3(A)顯示作為一例可對iPS(induced Pluripotent Stem：誘導性多能幹細胞)細胞或間充質幹細胞等幹細胞進行接著培養之流路。於該構成中，於培養基交換中可進行排出供培養使用之培養上清液、與供給新培養基兩者。藉由調整密閉系培養容器301內之排出側之導管之高度，亦可進行任意比例之培養基交換。於恆溫箱101設置外接濾波器密閉系培養容器301。外接濾波器密閉系培養容器301具有用以於恆溫箱101內之氣相與外接濾波器密閉系培養容器301內之氣相之間進行氣體交換之濾波器302。於冷藏部103設置加入了新鮮的培養基之培養基容器306、與培養上清液容器307。所有構成要件藉由流路管303常時連接。流路管303自外側藉由泵304賦予用以進行培養基等之送液之驅動力，並藉由電磁閥305選擇送液時之送液方向，藉此進行培養基等之送液。於培養中關閉電磁閥305。雖使用外接濾波器密閉系培養容器301，但亦可使用圖3(B)中使用之附設氣體透過膜之密閉系培養容器308。作為培養協定，亦可僅進行新培養基之供給，且不使用培養上清液容器307而進行培養。
圖3(B)係作為一例可對T細胞進行懸浮培養之流路。作為培養協定，僅進行培養基之供給。對於2個密閉系培養容器308，具有共通之培養基容器306。於恆溫箱101設置附設氣體透過膜之密閉系培養容器308。附設氣體透過膜之密閉系培養容器308具有用以於恆溫箱101內之氣相與附設氣體透過膜之密閉系培養容器308內之氣相之間進行氣體交換之氣體透過膜309。於冷藏部103設置加入了新鮮的培養基之培養基容器306。於送液時，由2個電磁閥305決定送液方向。打開對於送液對象之附設氣體透過膜之密閉系培養容器308之電磁閥305，關閉對於非送液對象之附設氣體透過膜之密閉系培養容器308之電磁閥305。於培養中關閉電磁閥305。另，於圖3(B)中，附設氣體透過膜之密閉系培養容器308於蓋與下部2處具有氣體透過膜309，但亦可為單處。雖使用附設氣體透過膜之密閉系培養容器308，但亦可使用圖3(A)中使用之外接濾波器密閉系培養容器301。
圖3(C)係作為一例可對T細胞進行懸浮接著培養之流路。作為培養協定，僅進行培養基之供給。對於2個密閉系培養容器308，各自具有加入了新鮮的培養基之培養基容器306。即，使用2個密閉系流路。另，於本圖中，附設氣體透過膜之密閉系培養容器308於蓋與下部2處具有氣體透過膜309，但亦可為單處。雖使用附設氣體透過膜之密閉系培養容器308，但亦可使用圖3(A)中使用之外接濾波器密閉系培養容器301。
圖3(D)係作為一例可對iPS細胞或間充質幹細胞等幹細胞進行接著培養、並對T細胞進行懸浮培養之流路。作為培養協定，一面保持一定的液量，一面進行供給新培養基並排出舊培養基之灌流培養。於恆溫箱101設置灌流培養用密閉系培養容器310。灌流培養用密閉系培養容器310具有用以於恆溫箱101內之氣相與灌流培養用密閉系培養容器310內之氣相之間進行氣體交換之氣體透過膜309。於冷藏部103設置加入了新鮮的培養基之培養基容器306、與培養上清液容器307。另，於本圖中，附設氣體透過膜之密閉系培養容器308於上部1處具有氣體透過膜309，但亦可設置於下部，又可設置於兩者。
接著，使用圖4、圖5、圖6，對於將培養裝置在堆疊之狀態下使用之情形進行說明。
圖4顯示堆疊2台培養裝置之狀態與堆疊3台之狀態為例。堆疊之台數只要根據目的等由使用者選擇即可。圖5係對1台培養裝置，進行利用1個密閉系流路之培養者。圖6(A)係使用2台培養裝置，進行利用1個密閉系流路之培養者。圖6(B)係使用3台培養裝置，進行利用1個密閉系流路之培養者。雖於此處未顯示，但亦可使用4台以上培養裝置，進行利用1個密閉系流路之培養。如此，於本揭示之自動培養裝置中，可將複數台培養裝置，以1個密閉系流路連結而進行培養。藉此，可實現對任意個數之培養容器之培養，且可實現細胞之大量製造。
密閉系流路具備與培養裝置之台數相應之密閉系培養容器201、培養基容器、及培養上清液容器。藉由開閉電磁閥105，而切換通往成為送液對象之培養容器之送液方向，並於其後使泵104運轉，向各培養容器送液。培養基容器可設置於各冷藏庫中，藉由開閉電磁閥105，而切換通往成為送液對象之培養容器之送液方向，並於其後使泵104運轉，自培養基容器送液。於長期培養之情形時，由於培養基有使用期限，故可使用無菌連接部設置新培養基。由於培養所需之培養基量較多，故可分開設置於各冷藏庫中。
接著，使用圖7，對將培養裝置在堆疊之狀態下使用之自動培養裝置之其他實施形態進行說明。圖7顯示於堆疊2台之狀態與堆疊3台之狀態下使用之自動培養裝置。根據密閉系流路之種類，可實施之培養協定亦不同。因此，使用者可選擇密閉系流路，且根據選擇之密閉系流路，選擇培養方法。
圖7(A)、(B)係作為一例用以進行iPS細胞或間充質幹細胞等幹細胞之自動培養裝置。圖7(A)為將2台培養裝置在堆疊之狀態下使用之自動培養裝置。圖7(B)為將3台培養裝置在堆疊之狀態下使用之自動培養裝置。作為培養協定，亦可於培養基交換中進行培養時使用之培養上清液之排出、與新培養基之供給之任一者。藉由調整密閉系培養容器301內之排出側之導管之高度，亦可進行任意比例之培養基交換。於恆溫箱101設置外接濾波器密閉系培養容器301。於冷藏部103設置培養基容器306。另，於圖7(A)中設置有2個培養基容器306、與2個培養上清液容器，亦可根據培養基之需要量，將培養基容器306之個數設為1個或3個。培養上清液容器亦同樣。使用外接濾波器密閉系培養容器301，亦可使用附設氣體透過膜之密閉系培養容器308。作為培養協定，亦可以僅進行新培養基之供給，而不使用培養上清液容器之方式培養。圖7(B)之自動培養裝置亦同樣。圖7(C)、(D)係作為一例用以對T細胞進行懸浮培養之流路。圖7(C)為將2台培養裝置在堆疊之狀態下使用之自動培養裝置。圖7(D)為將3台培養裝置在堆疊之狀態下使用之自動培養裝置。作為培養協定，僅進行培養基之供給。於恆溫箱101設置附設氣體透過膜之密閉系培養容器308。於冷藏部103設置培養基容器306。另，於圖7(C)中設置有2個培養基容器306，亦可根據培養基之需要量，將培養基容器306之個數設為1個或3個。使用附設氣體透過膜之密閉系培養容器308，亦可使用外接濾波器密閉系培養容器301。圖7(D)之自動培養裝置亦同樣。
於培養多數患者之細胞之情形時，較佳為於1房間之細胞調製室內設置積體狀態之培養裝置。於各培養裝置中，可於各個培養程式中，培養不同患者之細胞。培養程式根據培養之細胞種類而不同，且培養程式之日程根據因患者而異之移植等治療日程而不同。於使用之各密閉系流路中，根據培養之細胞種類或移植形態，培養容器之種類或個數不同。因此，需自複數個培養程式、密閉系流路、及培養裝置，適當選擇各患者要使用者。
藉由圖8對資訊處理裝置具有之培養程式處理之與培養時使用之複數個培養裝置及複數個密閉系流路相關之培養資訊進行說明。圖8之表係顯示於各步驟產生之培養資訊之產生與獲取者。又，於圖9，顯示與培養時使用之複數個培養裝置及複數個密閉系流路相關之培養資訊之流程、及處理培養資訊之培養程式與培養資訊之關係。另，資訊處理裝置相當於具備包含CPU(Central Processing Unit：中央處理部)之處理部及記憶部、顯示器裝置、及包含鍵盤之輸入輸出部等之通常之電腦，且輸入裝置及運算裝置設置於CPU，顯示裝置與顯示器裝置對應。
以患者來院為起點，隨著治療方法之決定，產生與製造之細胞相關之資訊。於輸出裝置使與使用之密閉系流路之取出、或選擇之培養裝置之特定相關之作業步驟協定輸出，並顯示於顯示裝置。於決定各項目，並輸入至輸入裝置後，根據該決定內容，運算裝置於之後之選擇中限定選項，輸出裝置將選項輸出至顯示裝置，顯示裝置顯示選項。例如，於決定製造之細胞種類，並輸入至輸入裝置後，運算裝置將可於培養時使用之培養容器之種類限定為與細胞種類相應者，輸出裝置將選項輸出至顯示裝置，顯示裝置顯示選項。又，於決定製造之細胞之種類、數量、及移植形態，並輸入至輸入裝置後，根據其條件，運算裝置限定製造方法。
於製造方法之決定中，首先，決定使用之密閉系流路之種類，輸入至輸入裝置。這根據使用之培養容器之種類、與數量決定。接著，決定使用之培養裝置，輸入至輸入裝置。又，根據製造之細胞，培養期間不同，即自動培養裝置之運轉期間亦不同。又，培養日程按各患者變化。由於提高裝置之運轉率，且盡可能製造更多患者之細胞可使製造成本降低，故可選擇以使運轉率極力提高之方式使用之培養裝置。於自倉庫搬出使用之密閉系流路時，將搬出之密閉系流路之批號顯示於顯示裝置上之作業步驟協定。於密閉系流路，預先安裝具有批號之資訊之電子標記、或2維條碼，並確認作業步驟說明書所顯示之批號、與選擇之密閉系流路之電子標記或2維條碼之資訊一致。於將使用之密閉系流路設置於培養裝置時，將使用之培養裝置之裝置序號顯示於顯示裝置上之作業步驟協定。於培養裝置，預先安裝具有裝置序號之資訊之電子標記、與2維條碼，並確認作業步驟說明書所顯示之批號、與選擇之培養裝置之電子標記或2維條碼之資訊一致。藉由以上方法，於使用之密閉系流路與培養裝置之選擇中，避免選擇錯誤。於製造後，使用品質評價結果，判斷是否進行使用製造之細胞之治療。
圖10顯示培養程式驅動之作業步驟協定之顯示畫面之一例。圖10(A)為於與治療方法相關之選項中，選擇細胞種類之畫面。於選擇細胞種類前，由於在該例中，選擇癌免疫療法作為治療方法，故於細胞種類之選擇中，設為僅顯示可用於癌免疫療法之細胞種類作為選項，並自其中選擇。不顯示不用於癌免疫療法之細胞種類，藉此避免選擇之錯誤。圖10(B)為於與治療方法相關之選項中，選擇其中之培養容器之種類之畫面。於選擇培養容器之種類前，由於選擇懸浮細胞作為培養方法，故於培養容器之種類之選擇中，僅顯示可用於懸浮細胞之培養容器之種類作為選項，並自其中選擇。圖10(C)亦為同樣之選擇表單。圖10(D)為顯示選擇之所有資訊之畫面。
圖11係說明包含培養容器1101之自動培養裝置之功能構成之方塊圖。由資訊處理裝置具有之控制裝置1102控制之各構成要件互相連接、或連接於恆溫箱1103之整體構成圖。另，於恆溫箱1103內，設置上述密閉系培養容器1101。於控制裝置1102連接有：溫度調節部1104，其用以控制恆溫箱1103之溫度；氣體濃度調節部1106，其用以控制恆溫箱1103內之氣體濃度，且具有氣體供給部1105；泵1107，其設置於用以將密閉系培養容器1101內之培養基自動送液之密閉系流路電路；及CO 2、O 2感測器1108。控制裝置1102設置於通常之電腦之CPU。控制裝置1102使記憶部所記憶之各種程式於作為處理部之CPU上動作。藉此，可通過溫度調整部1104、氣體供給部1105、泵1107、CO2、O2感測器1108、氣體濃度調整部1106、溫度感測器1110、培養基容器306、培養上清液容器1111，控制恆溫箱1103中之培養環境，進行於密閉系培養容器1101內之特定之培養步驟之實施。密閉系培養容器1101內之氣體交換藉由設置於密閉系培養容器1101之氣體透過膜，施於恆溫箱1103與密閉系培養容器1101之間。另，氣體濃度調節部1106亦可直接連接於密閉系培養容器1101。溫度調節部1104、氣體濃度調節部1106、與CO 2、O 2感測器1108可連接於密閉系培養容器1101。於該構成之情形時，將氣體直接供給至密閉系培養容器1101之容器內。
於圖12顯示使用具有以上功能之自動培養裝置，製造再生組織之一連串之步驟。
＜步驟S1：流路設置＞ 起動自動培養裝置。作為使用之複數台培養裝置之資訊，將裝置序號等記錄於作業步驟協定。較佳於培養裝置預先設置有電子標記或2維條碼，並藉由條碼讀取器等讀取電子標記或2維條碼，藉此，事先確認與記錄於作業步驟協定之裝置序號等資訊一致。作業者按壓位於控制裝置之操作部之啟動開關而起動。另，裝置內藉由預先實施消毒或除菌，而預先設為清淨之環境。
接著，於控制部之顯示器之操作畫面中確認自動培養裝置之內部環境適當。例如，確認恆溫箱之溫度為37℃。該等數值並非為限定者，例如溫度可自0℃至45℃之範圍內選擇。又，自動培養日程事先由培養程式決定，並將該資訊向自動培養裝置反映。於自動培養日程中，亦包含施以細胞播種、培養基交換、培養上清液回收、檢查用組織回收、及移植用組織回收等之時日、液量等條件。
事先將包含密閉系培養容器之密閉系流路預先設置於培養裝置。又，密閉系流路於自倉庫搬出之階段中，藉由條碼讀取器等讀取預先設置於密閉系流路之電子標記或2維條碼，藉此，事先確認與記錄於作業步驟協定之裝置序號等資訊一致。密閉系流路包含密閉系培養容器、加入新鮮的培養基之培養基容器、回收培養後之培養上清液之附設氣體透過膜之密閉系培養容器等、及將其等連接之流路管。構成為與選擇之密閉系流路之種類相應者。又，於以手工操作進行細胞之播種之情形時，事先於安全櫃內進行播種，並於裝置設置加入細胞懸濁液之狀態之密閉系培養容器。於自動培養裝置自動進行細胞之播種之情形時，事先於安全櫃內向細胞瓶加入調製為特定濃度之細胞懸濁液，並於裝置設置包含其之密閉系培養容器。於自動培養開始後，自動培養裝置進行自細胞瓶向各密閉系培養容器將細胞懸濁液送液之播種。
＜步驟S2：細胞之培養＞ 於將密閉系培養容器靜置之狀態下培養特定時間。於培養中藉由恆溫箱維持在37℃。裝置內之空氣藉由風扇始終攪動，以使溫度分佈均勻化。另，為提高製造安全性，可於裝置中安裝粒子計數器或活菌數測量裝置，監測清淨度。對於氣體交換使用具有氣體透過膜、濾波器等之密閉系培養容器之情形時，恆溫器內之氣相與密閉系培養容器內之氣相經由氣體透過膜、濾波器等進行氣體交換。使用具有送氣用流路之密閉系培養容器之情形時，藉由直接將特定氣體向密閉系培養容器內送氣而進行氣體交換。氣體交換於培養期間內，1日進行數次以上。供給之氣體作為一例使用包含CO 2濃度5%之空氣。一面藉由氣體流量計控制流量，一面自儲氣瓶送出氣體，且為使水蒸氣飽和而通過加濕瓶，供給至各密閉系培養容器。向密閉系培養容器送氣後之無用之氣體，經由濾波器向流路外排出。濾波器例如較佳為使用0.22 μm以上者。
＜步驟S3：培養基交換＞ 培養基交換於培養期間內，以數日一次之頻率實施。亦可為僅追加新鮮的培養基之培養基追加。將在冷藏庫內以4℃保管之培養基送液至預熱瓶，預熱至37℃。亦可一面以較低之送液速度送液，一面升溫至37℃。於培養基交換中，首先自密閉系培養容器排出舊培養基。排出後，迅速將新培養基向密閉系培養容器內供給。舊培養基最終向培養上清液容器排出。根據需要回收培養上清液容器內之培養上清液，藉由培養基成分分析評估細胞之生長狀態。亦可於加入了舊培養基之狀態下將新培養基推出，而交換培養基。
＜步驟S4：確認是否為預定移植日之前一日＞ 確認是否為預定移植日之前一日，若非為前一日則返回至步驟S2繼續培養。若為前一日，則進行至下一步驟。
＜步驟S5：檢查用組織之回收＞ 於同時培養複數個密閉系培養容器之情形時，可將密閉系培養容器之一部分回收為檢查用。打開培養裝置之門，藉由熱熔著等方法無菌地切斷檢查用之密閉系培養容器之流路管，取出密閉系培養容器。將拆卸之密閉系培養容器搬送至安全櫃或CPF外，迅速實施檢查。例如，評估生物體試料之細胞數、生存率、及特定蛋白質之發現等。
＜步驟S6：移植前之培養及培養基交換＞ 藉由與步驟S3相同之操作進行培養。且，於即將實施步驟S7之前，進行與步驟S4相同之操作之培養基交換。
＜步驟S7：移植用組織之回收及搬送＞ 若步驟S5之評估結果判定為適合移植之狀態時，回收生物體試料而用於再生醫療治療。與步驟S5同樣，將密閉系培養容器自密閉系流路無菌地分離且自恆溫箱取出。根據需要進行向安全櫃內之搬運處理。
於出貨室中將密閉系培養容器收納於短距離用或長距離用之輸送容器內。藉由使用蓄熱材料、氣密容器、包裝等，將溫度、壓力、衝擊等影響於輸送過程全程控制在最小限度。於該狀態下，將輸送容器向CPF外運出，根據需要藉由車輛、鐵路、飛機、人工搬運等方法輸送至手術室。於手術室之治療前，作為接受檢查，根據需要進行利用顯微鏡之細胞觀察。短距離輸送之情形因設想其狀態與輸送前幾乎不變，故可根據作業者之判斷而不實施。
＜步驟S8：移植＞ 於到達手術室後，將再生組織自密閉系培養容器取出。由於在開封時，密閉系培養容器之外側可能附著有菌等生物或粒子，故為使密閉系培養容器內維持清淨性而無菌地開封。
最後，拆卸用於培養之密閉系流路。接著，藉由適當之操作對裝置之內部，實施利用除污染氣體之除污染或利用乙醇等之清拭消毒，而設為清淨之狀態。結束自動培養裝置之各種軟件，結束自動培養裝置之運轉。
根據包含如以上般構成之密閉系培養容器之自動培養裝置之較佳之實施形態，藉由對複數台培養裝置，使用通用性較高之密閉系流路，並使用運用複數台之培養程式，而提高培養裝置之集成性，且作為結果可減少製造成本。
＜實施形態II＞ 使用圖13，說明使用與實施例1不同之構成之自動培養裝置之實施方法。
於本實施形態中，不具有實施形態I中具有之冷藏部。且，培養基容器及培養上清液容器設置於為室溫下之裝置側面。於圖13中，設置培養基容器1301。
密閉系流路可為與實施形態I同樣之設置。培養裝置可藉由堆疊等方法積體化。且，可對複數台培養裝置，使用1個密閉系流路培養細胞。藉此，可培養大量細胞。又，由於運用複數台培養裝置，故可使用實施例1所示之培養程式。
＜實施形態III＞ 使用圖14，說明使用與實施形態I不同之構成之自動培養裝置之實施方法。
於本實施例中，不具有實施形態I中具有之冷藏部。且，實施形態I中之流路機構部102與恆溫箱101一體化。培養基容器、與培養上清液容器等設置於為室溫下之裝置側面。於圖14中，設置培養基容器1401。
可進行與實施形態I同樣之密閉系流路之設置。培養裝置可藉由堆疊等方法積體化。可對複數台培養裝置，使用1個密閉系流路培養細胞。藉此，可培養大量細胞。又，由於運用複數台培養裝置，故可使用實施形態I所示之培養程式。
101:恆溫箱 102:流路機構部 103:冷藏部 104:泵 105:電磁閥 106:缺口部 107:設置台 108:加濕用托盤 201:密閉系培養容器 202:培養基容器 203:流路管 204:濾波器 301:外接濾波器密閉系培養容器 302:濾波器 303:流路管 304:泵 305:電磁閥 306:培養基容器 307:培養上清液容器 308:附設氣體透過膜之密閉系培養容器 309:氣體透過膜 310:灌流培養用密閉系培養容器 1101:密閉系培養容器 1102:控制裝置 1103:恆溫箱 1104:溫度調節部 1105:氣體供給部 1106:氣體濃度調節部 1107:泵 1108:CO2、O2感測器 1109:顯示裝置 1110:溫度感測器 1111:培養基容器、培養上清液容器 1301:培養基容器 1401:培養基容器 S1～S8:步驟
圖1係顯示本發明之一實施形態中之培養裝置之構成之圖。 圖2係顯示於本發明之一實施形態中，於培養裝置設置密閉系流路之狀態之圖。 圖3係顯示於本發明之一實施形態中，設置於培養裝置之4種密閉系流路之圖。 圖4係顯示於本發明之一實施形態中，堆疊複數台培養裝置之構成之圖。 圖5係顯示於本發明之一實施形態中，於堆疊複數台培養裝置之構成中，對各培養裝置設置密閉系流路之狀態之圖。 圖6係顯示於本發明之一實施形態中，於堆疊複數台密閉系自動培養裝置之構成中，對每2台及3台培養裝置設置1個密閉系流路之狀態之圖。 圖7-1係顯示於本發明之一實施形態中，設置於複數台培養裝置之密閉系流路之圖。 圖7-2係顯示於本發明之一實施形態中，設置於複數台培養裝置之密閉系流路之圖。 圖8係顯示本發明之一實施形態中與培養時使用之培養裝置、及密閉系流路相關之培養資訊之圖。 圖9係顯示本發明之一實施形態中與培養時使用之培養裝置及密閉系流路相關之培養資訊之流程之圖。 圖10係顯示本發明之一實施形態中之培養協定之畫面例之圖。 圖11係顯示本發明之一實施形態中之自動培養裝置之控制機構之圖。 圖12係顯示本發明之一實施形態中之密閉系自動培養裝置之運轉時之流程之圖。 圖13係顯示於本發明之其他實施形態中，無冷藏庫，而將培養基容器設置於室溫下之裝置側面之培養裝置之構成之圖。 圖14係顯示於本發明之其他實施形態中，無冷藏庫與流路機構部，而將培養基容器設置於室溫下之裝置側面之培養裝置之構成之圖。
101:恆溫箱
102:流路機構部
103:冷藏部
104:泵
105:電磁閥
106:缺口部
107:設置台
108:加濕用托盤
201:密閉系培養容器
202:培養基容器
204:濾波器

Claims (7)

  1. 一種細胞培養系統，其係具備自動培養裝置與資訊處理裝置者，且 上述自動培養裝置具備： 複數種密閉系流路，其可設置及拆卸；及 複數台培養裝置；且 上述資訊處理裝置具備： 輸入裝置，其接收選自由患者之標識符之資料、與移植方法相關之資料、與細胞種類相關之資料、與必要細胞數相關之資料、及與治療計劃相關之資料所組成之群中之至少一個資料作為輸入； 運算裝置，其基於上述輸入之資料，自細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路相關之選項中，選擇使用之上述細胞培養方法、上述培養裝置、及上述密閉系流路；及 輸出裝置，其輸出上述使用之上述密閉系流路之序號、及上述使用之上述培養裝置之序號。
  2. 如請求項1之細胞培養系統，其中 上述密閉系流路具備：閥，其用以進行流路管之開閉；泵，其進行上述流路管內之流體或氣體之送液或送氣；培養基容器，其用以保持新鮮的培養基；及培養上清液容器，其用以保持培養後之培養上清液。
  3. 如請求項1之細胞培養系統，其中對複數個自動培養裝置，設置1個密閉系流路。
  4. 如請求項2之細胞培養系統，其中對複數個自動培養裝置，設置1個密閉系流路。
  5. 如請求項1至4中任一項之細胞培養系統，其中上述輸出裝置輸出與上述使用之上述密閉系流路相關之作業步驟說明書。
  6. 如請求項1至4中任一項之細胞培養系統，其中上述輸出裝置輸出與上述選擇之上述培養裝置相關之作業步驟說明書。
  7. 如請求項5之細胞培養系統，其中上述輸出裝置輸出與上述選擇之上述培養裝置相關之作業步驟說明書。
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