WO2015107667A1 - 細胞培養装置 - Google Patents

細胞培養装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015107667A1
WO2015107667A1 PCT/JP2014/050735 JP2014050735W WO2015107667A1 WO 2015107667 A1 WO2015107667 A1 WO 2015107667A1 JP 2014050735 W JP2014050735 W JP 2014050735W WO 2015107667 A1 WO2015107667 A1 WO 2015107667A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cell
cell culture
culture
culture device
quality
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/050735
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴之 野崎
中村　拓
広斌 周
政晴 木山
鈴木　大介
由美子 五十嵐
志津 武田
菅谷　昌和
光一 寺田
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to PCT/JP2014/050735 priority Critical patent/WO2015107667A1/ja
Publication of WO2015107667A1 publication Critical patent/WO2015107667A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control

Definitions

  • the present invention relates to a culture apparatus, and relates to a technique for culturing cells or tissues by automatic operation and determining the quality of the cultured cells or tissues.
  • Regenerative medicine that uses regenerated tissue produced from cells as a raw material to restore the function of organs and the like is expected as a radical treatment method for diseases for which there has been no conventional treatment method.
  • the subjects of treatment range from skin, cornea, esophagus, heart, bone, cartilage, etc., and their clinical applications are rapidly increasing.
  • SOP Standard Procedure
  • GMP Good Manufacturing Practice
  • CPC Cell Processing Center
  • regenerated tissue is derived from cells, it is impossible to produce completely the same regenerated tissue for all indicators.
  • the distribution of cells, proteins, etc. constituting the regenerated tissue after production cannot be completely spatially uniform.
  • the distribution of stem cells in one regenerative tissue, the thickness of the regenerated tissue, and the presence or absence of irregularities differ depending on the location of the regenerative tissue.
  • Such information is obtained at different culturing periods, for example, when noninvasive observation using a microscope is used.
  • transplanting a regenerated tissue after manufacture it is possible to select and transplant a good one from a plurality of regenerated tissues manufactured at the same time, or to trim and reshape a single regenerated tissue for transplantation.
  • the distribution of cells, proteins, etc. that make up the regenerated tissue after production is not spatially uniform, and there are parts that are more suitable for transplantation and parts that are not, but the regenerated tissue is trimmed and transplanted. In doing so, it is desirable to be able to determine which part of the regenerated tissue is suitable for transplantation.
  • Patent Documents 1 and 2 an apparatus capable of determining the quality of cells or tissues with respect to a spatial position by acquiring and analyzing a microscope image or the like during culture is disclosed. Has been. It is also possible to obtain global information on the entire culture container by superimposing microscopic images as local information on the culture container.
  • information used as an index for determining the quality of the regenerated tissue can be obtained at different culture periods, particularly when non-invasive observation using a microscope is used.
  • the distribution of stem cells is information obtained in the early stage of culture, while the thickness of the regenerated tissue and the presence or absence of irregularities are obtained in the later stage of culture.
  • the place where the regenerated tissue after production is taken out is the operating room or a place close to it, while the culture or observation is performed on the CPC or a production place equivalent thereto.
  • Patent Documents 1 and 2 are apparatuses that can determine the quality of a regenerated tissue by analyzing each of a plurality of pieces of information acquired at various times in a culture process. Therefore, for the above-mentioned purpose, a function for determining pass / fail by integrating a plurality of pieces of information at various times in the culture process is necessary. In addition, when selecting a good one from multiple regenerative tissues or selecting and trimming a good part from a single regenerative structure, a function is required to present that information to the operator. It is.
  • An object of the present invention is to solve such problems, and to provide a cell culture device capable of determining the quality of a regenerated tissue based on integrated information on different culture periods and providing the information at the time of transplantation. .
  • a culture container in which cells are held a photographing unit for photographing a cell image of cells held in the culture container, and a plurality of divisions of the cell image photographed by the photographing unit
  • a cell culture apparatus having a configuration including a control unit that can evaluate the quality of regeneration based on information of cell images of different culture periods in a region.
  • the cell culture device of the present invention it is possible to select a plurality of regenerated tissues suitable for transplantation from among a plurality of regenerated tissues, or to select a part suitable for transplantation from one regenerated tissue. . Furthermore, it is possible to carry out the work in a state where the information is reflected in the regenerated tissue at the time of transplantation.
  • Example 1 is a culture container in which cells are held, a photographing unit that photographs a cell image of the cells held in the culture container, and a plurality of divided regions of the cell image photographed by the photographing unit, cells in different culture periods
  • a plurality of pieces of information on different culture periods obtained from a photographing unit such as a microscope are integrated, and an image that can be used to determine pass / fail is provided. Judgment results can be presented to workers at the time of transplantation.
  • the control unit of the automatic culture apparatus accumulates the cell images acquired using the imaging unit, and records information such as stem cell distribution, thickness, unevenness and the like along with the coordinates in the culture container. A plurality of acquired images are overlapped to create an image that can be comprehensively determined as good or bad for the regenerated tissue. Using this, the control unit determines the quality of the regenerated tissue, that is, selects a part suitable for transplantation.
  • the determination result is presented to the operator at the time of transplantation. Coordinates are described in the culture vessel main body in which the regenerated tissue is stored, and based on the coordinates, the operator can reflect the determination result in the regenerated tissue. Or the display part which can display a determination result is used, and an operator enables reflection of a determination result to a reproduction
  • the automatic culture apparatus is an incubator section 100 that is a space for culturing cells at a culture temperature of 37 ° C., and a control terminal used by an operator / user for operation control of the automatic culture apparatus.
  • 101 a gas supply unit 102 for supplying CO 2 gas or the like to the incubator unit 100, a medium bottle 114 containing a medium inside, a refrigerator 103 for storing a culture supernatant bag 115 for collecting the culture supernatant, and a power supply box included
  • a control unit 104 for controlling the automatic culture apparatus.
  • Reference numeral 116 denotes a gas supply unit 102, a tube for supplying necessary gas, medium, and the like from various bottles.
  • the control terminal 101 and the control unit 104 are collectively referred to as a control unit.
  • the incubator unit 100 includes a culture vessel unit 106 that accommodates a plurality of culture vessels 105 for culturing cells.
  • the cells in the culture vessel 105 are observed with the microscope 107.
  • the microscope 107 is provided with a camera (not shown) for capturing a cell image observed with the microscope as an image, and the microscope 107 and the camera function as a photographing unit.
  • a rotary valve mechanism 108 that switches the supply of the culture medium and the like to each culture vessel 105, an electromagnetic valve that feeds the culture medium and the like to each culture vessel 105, a tube pump, etc.
  • a flow path portion 109 having a drive system is installed.
  • an upper layer cell bottle 110, a lower layer cell bottle 111, a humidification bottle unit 112, a preheating bottle unit 113, and the like are installed and connected by a tube (not shown).
  • the automatic culturing apparatus of the present embodiment is a cell seeding by feeding a cell suspension to the culture vessel 105, a culture for maintaining the temperature at 37 ° C. while appropriately performing gas exchange, an old medium is discharged, and a new medium is supplied. Replace the medium, observe the cells with a microscope, etc.
  • the steps performed by the automatic culture apparatus are cell seeding, medium exchange, culture, and microscopic observation. However, it goes without saying that some steps can be replaced manually.
  • a microscope image is acquired by a photographing unit including a camera. Coordinates are set in advance for each culture vessel displayed on the display of the control terminal 101.
  • the coordinates can be uniquely determined for the culture vessel by an image processing program operating on the control terminal 101 or a central processing unit (CPU) in the control unit 104. That is, even if the direction of the culture vessel changes, the coordinate information is displayed on the display so as not to change. Further, the entire culture surface of the culture container can be divided based on the coordinates set for each culture container.
  • Each of the divided areas corresponds to one microscope image that can be acquired at the time of observation with a microscope. That is, when a microscopic image of each divided region is taken and all the microscopic images are superimposed, the entire culture surface of the culture vessel is reconstructed. This makes it possible to obtain global information for the entire culture vessel.
  • FIG. 3 shows an example of a cell image acquired by the imaging unit including the microscope 107 of the automatic culture apparatus of this example.
  • an index example is shown on the left side
  • a cell image example corresponding to the index is shown on the right side.
  • the presence / absence of colony formation, the arrival / non-arrival of a cell dense state, and the presence / absence of unevenness are exemplified.
  • epidermal cells such as oral mucosa cells, corneal epithelial cells, and epidermal cells
  • the cells that form colonies are often derived from somatic stem cells. By distinguishing the divided areas where colonies are formed on the culture surface from the divided areas where the colonies are not formed, it is possible to serve as an index for determining the distribution of somatic stem cells on the culture surface.
  • the cells cover the surface of the culture and become confluent.
  • the divided regions that are in the cell dense state indicate that the number of cells is large. Therefore, it can be used as an index for determining the number of cells using the arrival or non-arrival of the cell dense state at a certain time as an index.
  • As an index other than the date and time to reach the cell confluence state it is possible to calculate the cell occupancy rate in each divided region and evaluate the cell number over time based on the value before the date and time to reach the cell confluence state It is.
  • the later stage of the culture that has undergone a cell-packed state there may be a mixture of a divided region where unevenness as shown by the concave portion 302 in FIG. 3 occurs in the regenerated tissue and a smooth divided region.
  • a thick divided region and a thin divided region can be mixed.
  • the presence / absence of unevenness and the thickness can be used as an index for determining the quality.
  • the criteria for determining whether or not colonies are formed, whether cells are densely reached / not reached, and whether there are irregularities are as follows. Cell types to be cultured and organ types, autologous cells or allogeneic cells to be subjected to regenerative medical treatment It may change depending on the selection of
  • somatic stem cells for corneal epithelial stem cell exhaustion using autologous corneal epithelial cells or oral mucosal cells collected from the patient himself
  • adopt a criterion that makes the content of somatic stem cells different from that of self-derived cells. can also be considered.
  • esophageal epithelium regeneration in the case of esophageal regeneration aimed at avoiding esophageal stricture by transplanting into the esophagus after resection of esophageal cancer using autologous oral mucosal cells or epidermal cells collected from the patient himself Therefore, for the demand for unevenness and smoothness in the regenerated tissue, for example, it is conceivable to adopt a judgment criterion different from the above-mentioned corneal epithelial regeneration.
  • the criteria for the somatic stem cell content, the presence / absence of unevenness, and smoothness may employ different criteria from the aforementioned corneal epithelial regeneration.
  • the condition that the thickness of the regenerated tissue is within a certain range may be a condition, and in that case, the judgment criteria may be determined using the date and time when the cell is congested as an index. Conceivable. Note that the judgment criteria described here are merely examples, and the judgment criteria for each index may be changed in accordance with an increase in future scientific knowledge.
  • FIG. 4 a flow of integrating a plurality of pieces of information at different culture periods in the control unit of the automatic culture apparatus of the present embodiment using cell images in each divided region acquired by the microscope, and performing pass / fail judgment using the information. Indicates.
  • the culture container used in the automatic culture apparatus of the present example has a notch or the like on the outer surface thereof, so that the direction of the culture container can be visually recognized by the culture container alone.
  • the position of the culture vessel is uniquely determined by cutting or the like.
  • the orientation of the culture container is always constant, especially during cell observation in the automatic culture apparatus.
  • coordinates are provided with respect to the culture surface in the culture container, based on the notch of the culture container.
  • the relative position of each part is always constant, and as a result, the coordinates are also constant. These coordinates are also inputted in advance in the control unit.
  • Step 1 After the operator installs the flow path including the culture vessel to the automatic culture apparatus, the automatic culture apparatus is started (Step 1, hereinafter abbreviated as S1).
  • the culture container is installed in a fixed direction with respect to the culture container base of the culture container unit 106 by cutting or the like.
  • the coordinates of the culture container relative to the direction of the culture container that is, the coordinate axis and the scale of the coordinates are input in advance in the control unit such as the control terminals 104 and 401.
  • the control terminal 104 obtains the size of the cell image according to the input information, and divides the culture surface into divided regions having the same size (S2). Specifically, for example, the control terminal 104 determines the size of the divided region by selecting an objective lens of a microscope. Since each divided area has the same area as the cell image at the time of observation, the entire culture surface can be reconstructed by superimposing the cell images for all the divided areas. As another method, after reconstructing the entire culture surface using the image data of the cell image taken at an arbitrary microscope magnification, by re-dividing the reconstructed culture surface into divided areas of the size desired by the operator, A divided region having an arbitrary size may be used.
  • the operator selects and inputs an index and criteria for determining the quality of the regenerated tissue based on information such as the cell type to be cultured and the organ type to be transplanted.
  • information such as the cell type to be cultured and the organ type to be transplanted.
  • automatic culture is started (S4).
  • the criteria for pass / fail judgment are specifically information on the distribution of stem cells, reaching and non-arrival of the densely packed state, the thickness of the regenerated tissue, and unevenness information. These indicators can also be classified into the distribution of stem cells used before reaching the cell congested state, the thickness of the regenerated tissue used after reaching the cell confluent state, and unevenness information. It is good also as using the index which uses time as a boundary properly mechanically.
  • the quality determination criteria may be determined in advance from a combination of cell types to be cultured, organ types to be transplanted, and the like.
  • the operator inputs information such as the cell type to be cultured and the organ type to be transplanted, and the control unit selects an appropriate quality determination criterion based on the information.
  • the control terminals 101 and 401 recognize the colonies, the cell occupying portions, the unevenness, and the like based on the indexes set in advance for each divided region with respect to the acquired cell images of all the divided regions. Specifically, in the case of a colony, in the cell image in each divided region, the state where the cells that are colonies are dense is recognized by image analysis of the control terminals 101 and 401, and the number and size thereof are measured (S6). Also, as an image process, a color is given to the recognized colony so that the colony can be easily recognized when the operator views the image. In an operation described later, an operation for superimposing images of different culture periods is performed. At this time, different colors can be simultaneously analyzed by adding colors.
  • means such as three-dimensional display can be used instead of or together with this color display.
  • this means such as three-dimensional display it is possible to display each position on the culture surface with XY coordinates and display the evaluation result at each position as a numerical value with Z coordinates. For example, in the case of an indicator of the presence or absence of a colony, 1 may be set when there is a colony, and 0 may be set when there is no colony. As a result, it is possible to display a three-dimensional property corresponding to the position of the culture surface.
  • the cells are recognized by image analysis of the control unit, and the ratio of the total area occupied by all cells in the divided region is obtained as the cell occupation area. If it is 100%, it has reached the cell dense state, and if it is less than 100%, it has not reached the cell dense state.
  • the recognized cells are colored to make it easier to recognize the degree of cell congestion when an operator views the image.
  • the thickness of the regenerated tissue at the later stage of culture the thickness of the regenerated tissue is measured using the position where the microscope is focused in each divided region as an index.
  • a color corresponding to the height of the regenerative tissue makes it easy to recognize the height according to the location of the regenerative tissue when the operator views the image.
  • the size and shape of the concave portions are recognized by image analysis.
  • tissue is measured by making into a parameter
  • colors are given according to the unevenness of the regenerated tissue, so that the presence or absence of unevenness can be easily recognized when the operator views the image.
  • pass / fail is determined for each index in each divided area.
  • the determination criteria for pass / fail are determined based on the index and standard input by the operator before the start of culture, or the index and standard determined by the control unit based on the input cell type and target organ information.
  • the colony distribution for example, in the case of corneal regeneration for stem cell exhaustion using autologous cells, it is desirable that the colony distribution be large.
  • the number and size of colonies when the culture is good in advance and the respective values when the culture is not good are obtained, and the value therebetween (for example, the average value) is set as a threshold value for the pass / fail judgment criterion.
  • the other indicators are also determined by using the values when they are good and bad.
  • the index that can be determined depends on the time when the observation is performed, the index that is determined according to the culture time may be narrowed down.
  • the colony index is generally only in the initial stage of culture, and the presence or absence of irregularities is in the late stage of culture. Therefore, when narrowing down the index to be implemented, the index of presence / absence of unevenness is not adopted in the early stage of culture, and the colony index is not adopted in the later stage of culture.
  • By selecting an index according to the culture period it is possible to reduce the processing amount of the control unit. Or conversely, it may be determined by all indicators in any culture period. Thereby, even when the cell growth situation is different from a general result by chance, an appropriate determination can be made.
  • a table 601 in FIG. 6 shows an example of specific pass / fail determination according to the cell type and treatment target organ used in the automatic culture apparatus of the present embodiment.
  • the cell images of the divided regions after the image processing are superimposed to form an image of the entire culture vessel (S7).
  • the information obtained by photographing the cell image is presented to the worker so that the worker can grasp the growth state of the cell globally.
  • a cell image of each divided region, that is, an enlarged part of the inside of the culture container is presented to the worker so that the worker can locally grasp the cell growth state. All of these information is stored in a database in the control unit.
  • the culture continues until the culture period ends (S8).
  • the analysis results at various times are accumulated in the database, the analysis results at different times in each micro area are first integrated (S9), and the quality of the regenerated tissue is judged (S10). ).
  • S9 the quality of the regenerated tissue is judged
  • S10 the quality of the regenerated tissue is judged.
  • an image of the entire culture container evaluated for the colony distribution performed in the early stage of culture and an image evaluated for the thickness and the presence / absence of irregularities of the regenerated tissue performed in the late stage of culture are superimposed. By superimposing images, it is possible to simultaneously evaluate the colony distribution, thickness, and unevenness obtained at different culture periods in each divided region in the culture vessel.
  • the control unit selects a divided region suitable for transplantation from the classified contents and displays it on the screens of the control terminals 101 and 401.
  • index examples include colony distribution, reaching or not reaching a cell dense state, thickness of regenerated tissue, and unevenness of regenerated tissue.
  • One or more of these indexes may be selected and combined.
  • One may be evaluated alone, or all four may be evaluated simultaneously.
  • select colony-distributed, stem-celled cells that have good cell growth early in the time when the cells have reached a dense state, thick regenerative tissue, and flat areas with no irregularities. An example is to do.
  • the control unit presents a cut portion for the regenerated tissue in consideration of the overall quality information of the entire culture vessel and the ease of trimming using a scissors and scissors by hand (S13). This is because trimming is performed manually and it is difficult to process into a complicated shape. And after completion
  • FIG. 5 schematically shows an example when the control terminal 401 which is a control unit in the flow in FIG. 4 integrates information of a plurality of cell images.
  • Each of (A), (B), (C), and (D) of FIG. 5 performs image processing by the control unit based on indices such as colony distribution and cell occupancy for the cell images taken for each divided region. Then, a macro image of the entire culture vessel is obtained by superimposing the processed cell images.
  • (A) in FIG. 5 is the time when the colony 501 is formed. Generally obtained early in the culture. The portion forming the colony 501 corresponds to a place where somatic stem cells are distributed, for example.
  • (B) in FIG. 5 is the time when the cells are stratified. Generally obtained late in culture. There are thick and thin portions depending on the location, and also there are uneven portions and smooth portions depending on the location, and the concave portion 502, the thin portion 503 with a small number of cells, and the thick portion 504 with a large number of cells are shown schematically.
  • FIG. 5 (C) in FIG. 5 is a superposition of the images of FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B), which are information obtained at different culture periods.
  • FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B) are information obtained at different culture periods.
  • the distribution of colonies 501 obtained in the early stage of culture, and the thickness and unevenness of the regenerated tissue obtained in the late stage of culture such as concave parts, thin parts with few cells and thick parts with many cells, etc.
  • Information based on a plurality of indices obtained at different culture periods can be shown in an integrated manner.
  • this image consists of divided areas based on the coordinates assigned in advance to the culture surface, the quality determination of each divided area is controlled based on each index for the image superimposed in each divided area. Department will judge. Based on the result of pass / fail judgment, it is judged whether the tissue is a regenerative tissue that can be used for transplantation based on the information of the entire culture container, or the portion that can be used for transplantation is determined based on the pass / fail information for each location in the regenerative tissue. Sometimes it is used for transplantation by trimming that part.
  • the pass / fail judgment result obtained for each divided region and the trimming of the regenerated tissue using the operator's scissors and scissors Considering the ease of operation, a cutting position to be trimmed is determined, and a cutting position 507 is set, and a region 505 used for transplantation and a region 506 not used for transplantation are separated. Then, the transplanter or the operator can grasp the spatial positional relationship of the pass / fail judgment result in the regenerated tissue based on the coordinates in the culture container by browsing the superimposed images on the screen. .
  • the divided area shown in FIG. 5D is an example.
  • the pass / fail judgment information in the obtained database 402 is presented to the operator at the time of transplantation.
  • the output method of the pass / fail judgment information is, for example, a method of printing with a printer or the like from the control unit of the automatic culture apparatus, the operator transporting it together with the culture container, and referring to it in the operating room where transplantation and trimming are performed as necessary. is there.
  • an automatic culture device is connected to an external device via a line, the quality determination information is transferred to the external device via the line, and a terminal device display installed in an operating room for transplantation and trimming as necessary, etc. The worker performs the work while referring to it.
  • the support membrane used when transplanting the regenerative tissue that is, a layer that is superimposed on the regenerative tissue to maintain the shape of the regenerative tissue and can be easily lifted by overlapping with the regenerative tissue Typical pass / fail judgment information may be printed.
  • the printed support is sterilized by an autoclave or the like before use.
  • the content of the pass / fail judgment information output from the automatic culture apparatus of the present embodiment is, for example, a culture container number containing a regenerated tissue suitable for transplantation.
  • the regenerated tissue in the culture vessel that was not good is not used for transplantation.
  • data on the cutting position for trimming reflecting a portion suitable for transplantation in the regenerated tissue of each culture container is output. The operator performs trimming while referring to the cutting position, and uses a good portion for transplantation.
  • information on the orientation of the regenerated tissue that is, the orientation of the culture vessel, is essential. The direction of the culture vessel can be visually confirmed.
  • the output quality information also includes position information including a position such as a scraper, thereby avoiding erroneous recognition of the orientation of the regenerated tissue.
  • Step M1 flow path installation> After the operator installs the flow path including the culture vessel in the automatic culture apparatus, the automatic culture apparatus is started (S1 in FIG. 4; the same applies to the following).
  • the flow path includes a culture vessel, a cell bottle containing a cell suspension, a medium bottle containing a medium, a culture supernatant bag for collecting the culture supernatant, and a flow path tube connecting them.
  • the culture container is sequentially accommodated in a pre-installed heat storage unit.
  • the culture container is provided with coordinates. After installing the flow path, check the installation normality.
  • Activation> Activate the automatic culture device.
  • An operator starts the operation by pressing the start switch of the operation unit in the control device.
  • the inside of the apparatus is in a clean environment by performing disinfection or sterilization in advance.
  • the operation screen of the display of the control unit it is confirmed that the internal environment of the automatic culture apparatus is appropriate.
  • the temperature of the incubator is 37 ° C.
  • Step M3 Determination of micro area and culture schedule during evaluation> An automatic culture schedule carried out by the automatic culture apparatus and a micro area for determining the quality of the regenerated tissue are determined (S2 and S3). Conditions such as date and time for performing operations such as cell seeding, medium exchange, culture supernatant collection, gas exchange, microscopic observation, tissue collection for examination, and tissue collection for transplantation are input from the operation unit of the control unit. In addition, the operator selects the criteria for determining the quality of the regenerated tissue based on information such as the type of cell to be cultured and the type of organ to be transplanted. Based on the magnification by the microscope at the time of observation, the culture surface is divided into a plurality of divided regions using coordinates provided in the culture vessel. Each divided area has the same area as the cell image at the time of observation, and the whole culture surface can be reconstructed by superimposing the cell images for all the divided areas.
  • Step M4 Cell seeding> Cell seeding corresponding to the start of automatic culture is performed (S4). After opening and closing the appropriate solenoid valve, operate the tube pump to aspirate the cell suspension from the cell bottle. Deliver the cell suspension to the culture vessel. After the seeding of all the culture vessels is completed, an actuator attached to the culture vessel base where the culture vessels are installed is operated to tilt and shake the culture vessel base to make the cell distribution uniform.
  • Step M5 Gas exchange> Immediately after cell seeding, gas exchange is performed by feeding a predetermined amount of gas into each culture vessel. Gas exchange is also performed several times a day during the culture period.
  • gas to be supplied air containing a CO2 concentration of 5% is used as an example.
  • the gas is supplied to each culture vessel from a gas cylinder through a humidification bottle with a flow rate controlled by a gas flow meter in a state where water molecules are saturated. Unnecessary gas after being supplied to the culture vessel is discharged out of the flow path through the filter.
  • the filter adjusts the pressure in the flow path as necessary. For example, a filter having a quality that does not pass particles of 0.22 ⁇ m or more is used.
  • ⁇ Step M6 Culture> Culturing is performed for a predetermined time in a state where the culture vessel is left still horizontally. During the culture, the temperature is maintained at 37 ° C. with an incubator. The air in the apparatus is constantly stirred by a fan so that the temperature distribution is always uniform. Although not shown in this example, it is possible to improve the production safety by attaching a particle counter or a viable count device to the apparatus and monitoring the cleanliness. In addition, it also serves as the process of S8.
  • ⁇ Step M7 Observation with a microscope>
  • a cell image is acquired using a microscope installed in the automatic culture apparatus (S5).
  • the light source installed in the automatic culture apparatus is appropriately illuminated to focus on the cell and image.
  • Cell images of all the divided areas are acquired based on the preset coordinates and the divided areas.
  • the acquired cell image is stored in a database in the control unit, viewed on the control terminal of the automatic culture apparatus, and the operator confirms the state of the cell as appropriate.
  • the operator manually operates the microscope as necessary to observe and photograph the cells.
  • the control unit For the acquired cell images of all divided regions, the control unit recognizes colonies, cell occupying portions, irregularities and the like based on indexes set in advance for each divided region, and determines pass / fail based on those indexes (S6). Since the index that can be determined differs depending on the time when the observation is performed, the determination may be made using only a specific index based on the culture time. This can reduce the processing amount of the control unit. Alternatively, the determination may be made by all indicators at any culture time. Thereby, even when the cell growth situation is different from a general result by chance, an appropriate determination can be made.
  • ⁇ Step M8 Medium exchange> Medium exchange is performed once every few days during the culture period.
  • the medium stored at 4 ° C. in the refrigerator is fed to the preheating bottle and preheated.
  • the culture container is tilted by the actuator to improve the discharge efficiency.
  • a new medium is immediately supplied into the culture vessel.
  • the old medium is finally discharged into the culture supernatant bag. If necessary, the culture supernatant in the culture supernatant bag is collected, and the growth state of the cells is evaluated by medium component analysis.
  • Step M9 Collection of tissue for examination> On the day before the scheduled date of transplantation, a part of the culture container being cultured is collected for examination. The door of the automatic culture apparatus is opened, and the flow path tube of the culture container for inspection is aseptically cut and removed by means such as heat welding. The removed culture container is transported outside the safety cabinet or CPC and promptly inspected. For example, the number of cells in a biological sample, survival rate, expression of a specific protein, etc. are evaluated.
  • Step M10 Culture and medium exchange just before transplantation> Culture is performed by the same operation as in step S6. And just before implementing step S11, culture medium exchange by the same operation as step S8 is performed.
  • Step M11 Collection of transplanted tissue>
  • a biological sample is collected and used for regenerative medical treatment.
  • the quality of the entire culture container is determined using information on different culture periods (S12).
  • the cut region of the regenerated tissue is determined.
  • the culture vessel is aseptically separated from the flow path and removed from the incubator. Carry it into the safety cabinet as needed.
  • Step M12 Output of pass / fail judgment information from control unit>
  • the quality determination information is printed on paper or the like from the control unit of the automatic culture apparatus.
  • the automatic culture apparatus may be connected to an external device via a line, and pass / fail judgment information may be transferred to the external device and printed from the external device. Further, the transferred pass / fail judgment information may be displayed on a terminal prepared at the transplantation site at the transplantation stage performed at M15. In addition, when printing on paper etc., it conveys with a culture container.
  • ⁇ Step M13 Accommodation in transport container and transport>
  • the culture container is accommodated in a transport container for short distance or long distance in the shipping room.
  • the transport container is taken out of the CPC and transported to the operating room by means of vehicles, railroads, airplanes, hand-carrying etc. as necessary.
  • Step M14 Acceptance inspection after transportation> Before treatment in the operating room, cell observation with a microscope is performed as an acceptance test if necessary. In the case of short-distance transportation, it is assumed that the state is almost the same as that immediately before transportation.
  • Step M15 Transplant> After reaching the operating room, the regenerated tissue is removed from the culture vessel. At the time of opening, organisms and particles such as bacteria may be attached to the outside of the culture container, so the culture container is opened aseptically so as to maintain cleanliness.
  • the operator refers to the pass / fail judgment information displayed on the paper output from the automatic culture apparatus or the like and transported with the culture container, or the terminal installed in the operating room. Then, the regenerated tissue in the culture vessel that was good is transplanted. Or it trims, referring a cutting position, and uses a favorable part for transplant.
  • Step M16 End> After the device is cleaned, it shuts down and ends (S14).
  • Example 2 an example in which the information output method at the time of transplantation is different in the pass / fail judgment flow shown in FIG. 4 will be described.
  • Electronic identification means such as an IC tag or a two-dimensional barcode, that is, an individual identification number (ID) is attached to the culture container in advance. These are read by an electronic reader, and have an individual identification number of the culture vessel, a URL that allows access to a site where pass / fail judgment information of the control unit is placed, and the like. After completion of production by the automatic culture apparatus, the culture container is transported to the operating room. In the operating room, IC tags, two-dimensional barcodes, etc. are read to prevent misplacement.
  • ID individual identification number
  • the information storage location of the pass / fail judgment information is accessed from a URL that can be read, and the pass / fail judgment information is displayed on a terminal installed in the operating room in advance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

細胞又は組織を培養する培養装置において、再生組織の良否判定と移植時における情報の提示を可能とする。 自動培養装置は、細胞が保持される培養容器と、培養容器に保持される前記細胞の細胞画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影した細胞画像の複数の分割領域の、異なる培養時期の細胞画像の情報に基づき、再生の品質を評価可能とする制御用端末４０１等の制御部を備えることにより、異なる培養時期に得られる複数の情報を統合し、それを用い良否判定可を行い、判定結果を移植時に作業者へ提示可能とする。

Description

細胞培養装置
　本発明は培養装置に係り、細胞又は組織を自動操作により培養し、培養後の細胞又は組織の品質の良否判定を行う技術に関する。
　細胞を原料とし製造した再生組織を用い、臓器等の機能を回復させる再生医療は、従来治療法のなかった疾病に対する根治療法として期待される。治療対象は皮膚、角膜、食道、心臓、骨、軟骨等と多岐に渡り、その臨床応用例も急増している。再生組織の製造工程では患者自身又は他者から採取した生体試料を分離・精製し、増幅・組織化等の加工を行う。この工程は細胞処理施設(CPC：Cell Processing Center)において、医薬品等の製造管理及び品質管理の基準である適正製造基準(GMP：Good Manufacturing Practice)を満たした標準手順書(SOP：Standard Operating Procedure)に従い実施する。よってCPCの運用には多大なコストと専門の培養技術を有した人材を必要とする。加えて製造工程は手作業を中心とするため、製造量の増加には限界がある。低生産性と製造コスト高が再生医療の普及の妨げとなっており、製造工程の中で特に労力とコストを要する培養作業の自動化が求められている。培養作業の自動化により省力化、コストダウン、大量生産が可能となる。
　再生組織は細胞を原料とするため、全ての指標において完全に同一な再生組織を製造することは不可能である。また製造後の再生組織を構成する細胞、タンパク質等の分布は、空間的に完全に一様とは成りえない。例えば1個の再生組織における幹細胞の分布、再生組織の厚さ、凹凸有無は、再生組織の場所により異なる。それらの情報は、例えば顕微鏡を用いた非侵襲的観察を用いる場合、異なる培養時期に得られる。一方、製造後の再生組織の移植において、同時に製造した複数個の再生組織から良好なものを選択し移植したり、１個の再生組織に対しトリミングし形状を変えて移植したりすることが実施される。前述の通り、製造後の再生組織を構成する細胞、タンパク質等の分布は空間的に完全に一様ではなく、移植により適した部分とそうではない部分が存在するが、再生組織をトリミングし移植する際、再生組織のどの部分が移植に適した部分か判定可能であることが望ましい。
　これらの課題を解決する手段として、例えば特許文献１、２に示すように培養中に顕微鏡画像等を取得し解析することで、空間的な位置に対する細胞又は組織の良否を判定可能な装置が開示されている。培養容器に対し局所的な情報となる顕微鏡画像を重ね合わせ、培養容器全体の大局的な情報を得ることも可能である。
特開２０１３－１０９１１９号公報 特開２００８－０９２８８２号公報
　上述の通り、製造後の再生組織の移植において、同時に製造した複数個の再生組織から良好なものを選択し移植したり、1個の再生組織に対し良好な部分をトリミングし形状を変え移植したりすることが実施可能であることが期待されている。特許文献１、２は共に培養中の顕微鏡画像等の解析により、再生組織の空間的な位置に対する良否を判定可能である。またそれらを培養容器全体の大局的な情報として再構築することも可能である。
　しかしながら再生組織の良否を判定する指標となる情報は、特に顕微鏡を用いた非侵襲的観察を用いる場合、異なる培養時期に得られる。例えば幹細胞の分布は培養初期に得られる情報であり、一方、再生組織の厚さ、凹凸有無は培養後期に得られる。製造した複数個の再生組織から良好なものを選択し移植したり、１個の再生組織において移植に対し良好な部分を選択した後にトリミングし形状を変え移植したりする場合において、異なる培養時期に得られる複数の情報に基づき、総合的に判断する必要がある。さらに移植する段階において培養容器から製造後の再生組織を取り出す際、その作業の実施場所に、培養又は観察を実施した装置も設置することは困難である。製造後の再生組織を取り出す場所は手術室又はそれに近接した場所であり、一方、培養又は観察の実施は、CPC又はそれに準ずる製造場所となる。
　特許文献１、２は、培養工程の様々な時期に取得した複数の情報それぞれに対し解析を行うことで、再生組織の良否を判定可能とする装置である。よって前述の目的のためには、培養工程の様々な時期の複数の情報を統合することで良否を判定する機能が必要である。加えて、複数個の再生組織から良好なものを選択したり、1個の再生組織から良好な部分を選択しトリミングしたりする際において、その情報を作業者に対し提示可能とする機能が必要である。
　本発明の目的は、このような課題を解決し、統合された異なる培養時期の情報による再生組織の良否判定と、その情報を移植時に提供することが可能な細胞培養装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明においては、細胞が保持される培養容器と、培養容器に保持される細胞の細胞画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影した細胞画像の複数の分割領域の、異なる培養時期の細胞画像の情報に基づき、再生の品質を評価可能とする制御部とを備える構成の細胞培養装置を提供する。
　本発明に係る細胞培養装置によれば、製造後の再生組織において、複数個の中から移植に適したものの選択、或いは1個の再生組織の中から移植に適した部分の選択が可能となる。さらに移植時においてその情報を再生組織へ反映させた状態で作業を実施することが可能となる。
第一の実施例に係る、自動培養装置の全体構成の一例を示す図である。 第一の実施例に係る、自動培養装置の制御部の制御画面の一例を示す図である。 第一の実施例に係る、顕微鏡により取得可能な細胞画像例を示す図である。 第一の実施例に係る、自動培養装置の制御部が再生組織の良否判定を実行するフローを示す図である。 第一の実施例に係る、自動培養装置の制御部が複数の細胞画像の情報を統合した例を示す図である。 第一の実施例に係る、細胞種、治療対象臓器に対する良否判定指標例を示す図である。
　以下、図面に従い、本発明の実施例を順次説明する。なお、以下の説明においては、細胞又は組織を自動操作により培養する細胞培養装置において、細胞を培養する場合を例示して説明するが、本発明の細胞培養装置は、組織を培養する場合にも利用できることは言うまでもない。
　実施例１は、細胞が保持される培養容器と、培養容器に保持される細胞の細胞画像を撮影する撮影部と、撮影部で撮影した細胞画像の複数の分割領域の、異なる培養時期の細胞画像の情報に基づき、再生の品質を評価可能とする制御部とを備える自動培養装置の実施例である。
　本実施例の自動培養装置の好適な態様において、顕微鏡等の撮影部より得られた異なる培養時期の複数の情報を統合し、それを用い良否判定可能な画像を提供する。判定結果は移植時に作業者へ提示可能とする。自動培養装置の制御部は、撮影部を用い取得した細胞画像を蓄積し、培養容器内の座標と共に幹細胞の分布、厚さ、凹凸等の情報を記録する。取得した複数の画像を重ね合わせ、再生組織に対し良好又は不良を統合的に判定可能な画像を作成する。それを用い、制御部は再生組織の良否判定、すなわち移植に適した部分の選択を行う。更に、移植時には判定結果を作業者へ提示する。再生組織の収容された培養容器本体に座標を記載しておき、その座標に基づき、作業者が判定結果を再生組織へ反映可能とする。又は、判定結果を表示可能な表示部を用い、作業者が表示部を閲覧しつつ再生組織へ判定結果を反映可能とする。その状態で複数個の再生組織から良好なものの選択、或いは1個の再生組織から良好な部分をトリミングし、移植を行う。
　以下、図１を用い、本実施例の自動培養装置の構成要素を説明する。同図に見るように、自動培養装置は、培養温度である３７℃にて細胞を培養する空間であるインキュベータ部１００、自動培養装置の動作制御のため、操作者・ユーザが利用する制御用端末１０１、インキュベータ部１００にＣＯ２ガス等を供給する気体供給部１０２、内部に培地の入った培地ボトル１１４、及び培養上清を回収する培養上清バッグ１１５を保管する冷蔵庫１０３、電源ボックスを内包し、自動培養装置を制御する制御部１０４等から成る。１１６は、気体配給部１０２、各種ボトルから、必要なガス、培地等を供給するチューブ等を示す。なお、本明細書において、制御用端末１０１、制御部１０４を総称して制御部と呼ぶ。
　インキュベータ部１００内には、細胞を培養する複数個の培養容器１０５が収容される培養容器部１０６を有する。培養容器１０５内の細胞は、顕微鏡１０７により観察する。なお、顕微鏡１０７には、顕微鏡で観察される細胞像を画像として取り込むための、図示を省略したカメラが付属しており、顕微鏡１０７とカメラとで撮影部として機能する。
　また、インキュベータ部１００内には、図示を省略したまた各培養容器１０５への培地等の供給を切り換える回転式弁機構１０８、各培養容器１０５へ培地等を送液する電磁弁、チューブポンプ等の駆動系を有する流路部１０９が設置されている。更に、インキュベータ部１００内には、上層用細胞ボトル１１０、下層用細胞ボトル１１１、加湿ボトル部１１２、予熱ボトル部１１３等設置され、図示を省略したチューブで接続されている。
　本実施例の自動培養装置は、培養容器１０５への細胞懸濁液の送液による細胞播種、気体交換を適宜行いつつ温度を37℃に維持する培養、古い培地を排出し新しい培地を供給する培地交換、顕微鏡による細胞観察等を実施する。自動培養装置の実施する工程を本例では細胞播種、培地交換、培養、顕微鏡観察としたが、一部の工程を手作業により代替しても適用可能であることは云うまでもない。
　図２を用い、自動培養装置の制御部１０４に接続された制御用端末１０１のディスプレイに表示する画面の一例を説明する。培養期間中、顕微鏡画像をカメラを含む撮影部で取得する。制御用端末１０１のディスプレイに表示される各培養容器に対しては、あらかじめ座標が設定されている。制御用端末１０１、あるいは制御部１０４内の中央処理部（ＣＰＵ）等で動作する画像処理プログラムにより、その座標は培養容器に対し一義的に定めることが可能である。つまり培養容器の向きが変わっても、座標情報は変化しないよう、ディスプレイに表示される。また、各培養容器に設定された座標に基づき、培養容器の全培養表面も分割することが可能である。分割されたそれぞれの領域は、顕微鏡による観察時において取得可能な1枚の顕微鏡画像に対応している。すなわち、分割された各領域の顕微鏡画像を撮影し、全顕微鏡画像を重ね合わせると、培養容器の培養表面全体が再構築されることになる。これにより培養容器全体に対し大局的な情報を得ることが可能となる。
　図２のディスプレイ領域２００Ａには、あらかじめ分割した分割領域の細胞画像を一つ取得した状態の画面２０１が表示されている。個々の培養容器の培養表面を構成する全ての分割領域に対し、画像を順次取得する。撮影部で取得した顕微鏡画像は制御部１０４内の記憶部に順次蓄積する。同図のディスプレイ領域２００Ｂには、順次取得した複数の分割領域の細胞画像２０２が同時に表示されている。ディスプレイ領域２００Ｂには１０枚の細胞画像が同時に表示されている。また、ディスプレイ領域２００Ｂには操作者であるユーザが比較のために用いる、標準的な細胞画像２０３が同時に表示されている。
　１個の培養容器１０５内における複数の分割領域の細胞画像をディスプレイ領域２００Ｂに表示することで、その培養容器内の再生組織の位置に応じた情報である再生組織内の均一性を評価可能となる。また、１個の培養容器内における同一の分割領域において異なる日時に撮影した細胞画像をディスプレイ領域に表示することで、その再生組織の生育状態の経時的な評価が可能となる。さらに、複数個の培養容器各々の代表点とする分割領域の細胞画像をディスプレイ領域に提示することで、複数の培養容器で同時に培養している再生組織間の均一性を評価可能となる。
　図３は本実施例の自動培養装置の顕微鏡１０７を含む撮影部により取得する細胞画像の一例を示している。同図において、左側に指標例、右側にその指標に対応する細胞画像例を示した。指標として、同図の上段、中段、下段に示すように、コロニー形成有無、細胞密集状態の到達／未到達、凹凸有無が例示されている。培養する細胞種により異なるが、例えば口腔粘膜細胞、角膜上皮細胞、表皮細胞といった表皮系細胞の場合、培養初期において図３のコロニー３０１を形成する細胞が見られる。コロニーを形成する細胞は多くの場合が体性幹細胞由来である。培養表面においてコロニーを形成している分割領域と、形成していない分割領域を区別することで、培養表面の体性幹細胞の分布を判定する指標とすることが可能である。
　培養中期において細胞は培養表面を覆い尽くした細胞密集状態（confluent）となるが、同じ日時において培養表面の場所毎に、細胞密集状態に到達した分割領域と、到達していない分割領域が混在しうる。細胞密集状態となった分割領域は細胞数が多いことを示しており、よってある時点における細胞密集状態への到達または未到達を指標に、細胞数を判定する指標とできる。細胞密集状態に到達する日時以外の指標として、細胞密集状態に到達する日時より前の段階において、各分割領域における細胞占有率を算出し、その値により細胞数を経時的に評価することも可能である。更に、細胞密集状態を経た培養後期においては、再生組織において図３の凹部３０２に示すような凹凸が生じている分割領域と、平滑な分割領域とが混在しうる。また、厚い分割領域と薄い分割領域も混在しうる。つまり凹凸有無と厚さを良否判定の指標とできる。
　以上説明した、コロニー形成有無、細胞密集状態の到達／未到達、凹凸有無それぞれの指標における良否の判定基準は、培養する細胞種と再生医療治療の対象となる臓器種、自家細胞または他家細胞の選択等により変わりうる。
　例えば患者自身から採取した自家由来の角膜上皮細胞または口腔粘膜細胞を用いた、角膜上皮幹細胞疲弊症に対する角膜上皮再生の場合、移植する再生組織による体性幹細胞の供給と、凹凸が少なく均一な厚さを有した光学的一様性が重要であるため、これらを指標に良否を判定する。患者以外の他人から採取した他家由来の細胞を使用する場合、免疫拒絶の危険性を極力回避するため、体性幹細胞の含有率を自家由来の場合と異なるものとする判断基準を採用することも考え得る。
　別の例として患者自身から採取した自家由来の口腔粘膜細胞または表皮細胞を用いた、食道癌切除後の食道へ移植し食道狭窄を回避することを目的とした食道再生の場合、食道の上皮再生が目的であるため再生組織における凹凸有無及び平滑性への要求は、例えば前述の角膜上皮再生とは異なる判断基準の採用は考え得る。さらに別の例として、他家由来の表皮細胞を用いた、高度熱傷に対する表皮再生の場合、長期的な生着は困難であることが多く、また体表の被覆を目的とするため、再生組織の体性幹細胞の含有率、凹凸有無、平滑性への要求は、前述の角膜上皮再生と異なる判断基準を採用する可能性がある。また移植する臓器によっては再生組織の厚さがある範囲内に入っていることが条件となる場合も考えられ、その場合は細胞密集状態に到達した日時等を指標に判断基準を決定することも考えられる。尚、ここで述べた判断基準はあくまで一つの例であり、今後の科学的知見の増加に応じて各指標に対する判断基準は変更すれば良い。
　次に図４により、顕微鏡が取得した各分割領域における細胞画像を用い、本実施例の自動培養装置の制御部において異なる培養時期の複数の情報を統合し、それを用い良否判定を実施するフローを示す。
　本実施例の自動培養装置で用いる培養容器はその外表面に切りかき等を有し、それにより培養容器単体で培養容器の向きを視認可能とする。加えて、培養容器を設置する図１で示した培養容器部１０６において、切りかき等により培養容器の位置は一義的に決定される。これにより、自動培養装置における特に細胞観察時においても培養容器の向きは常に一定となる。加えて培養容器の切りかき等を基準に、培養容器内の培養表面に対し座標が設けられている。培養容器が複数の部品より構成されていても各部品の相対位置を一定とすることにより、培養容器の切りかき等に対する培養表面の相対位置も常に一定とし、結果として座標も同じく一定とする。またこの座標は制御部内においてもあらかじめ入力されたものである。
　培養容器を始めとする流路を自動培養装置へ作業者が設置後、自動培養装置をスタートする（ステップ１、以下、Ｓ１と略す）。培養容器は切りかき等により、培養容器部１０６の培養容器ベースに対し一定の向きで設置されていることになる。また、培養容器の向きに対する培養容器の座標、つまり座標軸及び座標の目盛もあらかじめ制御用端末１０４、４０１等の制御部内に入力されている。
　最初に作業者は、解析内容に応じた最も好ましい観察時の顕微鏡の倍率を指定する。これにより、制御用端末１０４は入力された情報に従い細胞画像の大きさを求め、それと等しい大きさの分割領域へ培養表面を分割する（Ｓ２）。具体的には、例えば顕微鏡の対物レンズの選択することにより分割領域の大きさを制御用端末１０４が決定する。各分割領域は観察時の細胞画像と等しい面積を有するため、全分割領域に対する細胞画像を重ね合わせることにより培養表面全体を再構成可能となる。別の方法として、任意の顕微鏡倍率により撮影した細胞画像の画像データを用い培養表面全体を再構築後、作業者が望む大きさの分割領域へ再構築後の培養表面を分割し直すことで、任意の大きさの分割領域とすることも可能である。
　続いて作業者は、培養する細胞種、移植する臓器種等の情報に基づき、再生組織の良否判定の指標及び基準を選択し入力する。また、培養スケジュールに関連する他の情報を作業者が入力後（Ｓ３）、自動培養を開始する（Ｓ４）。良否判定の基準は具体的に、幹細胞の分布、細胞密集状態への到達及び不到達、再生組織の厚さ、凹凸の情報である。これらの指標は、細胞密集状態に達する前に使用する幹細胞の分布と、細胞密集状態に達した後に使用する再生組織の厚さ、凹凸の情報とに分類することもでき、細胞密集状態に達する時期を境界として使用する指標を機械的に使い分けることとしても良い。また、培養する細胞種、移植する臓器種等の組み合わせから、あらかじめ良否判定基準を決定しておいても良い。その場合は作業者が培養する細胞種、移植する臓器種等の情報を入力し、それに基づき制御部が適切な良否判定基準を選択する。
　自動培養が開始されると細胞播種、気体交換、培地交換、顕微鏡観察等が入力済みの培養スケジュールに従い実施される。顕微鏡観察時において、制御用端末１０１、４０１により全分割領域の細胞画像を取得する（Ｓ５）。取得した画像データは、順次制御部内の記憶部等に設けられたデータベース４０２内に蓄積される。以下の各ステップで得られる画像データについても、順次データベース４０２に蓄積される。
　取得した全分割領域の細胞画像に対し制御用端末１０１、４０１は、分割領域毎にあらかじめ設定した指標に基づき、コロニー、細胞占有部分、凹凸等を認識する。具体的にはコロニーの場合、各分割領域における細胞画像において、コロニーである細胞が密集した状態を制御用端末１０１、４０１の画像解析により認識し、数、その大きさを計測する（Ｓ６）。また画像処理として、認識したコロニーに対し色をつけることで作業者がその画像を閲覧した場合にコロニーを認識しやすくする。後述する作業において異なる培養時期の画像を重ね合わせる作業を実施するが、この時点において色をつけることで重ね合わせ時に異なる情報を同時に解析可能とする。なお、この色表示に代え、或いは色表示と共に、３次元表示等の手段を利用することができる。この３次元表示等の手段とは、培養表面上の各位置をＸＹ座標で表示し、各位置における評価結果を数値としてＺ座標で表示するなどが可能である。例えばコロニー有無の指標の場合、コロニーが有る場合は１とし、無い場合は０とする等を行えばよい。これにより培養表面の位置に応じた性質を３次元表示することが可能となる。
　細胞密集状態の到達或いは未到達の指標については、制御部の画像解析により細胞を認識し、分割領域における全細胞が占有している面積の総和の割合を細胞占有面積として求める。１００％であれば細胞密集状態に到達した状態であり、１００％未満であれば細胞密集状態に未到達の状態である。また画像処理として、認識した細胞に対し色をつけることで作業者がその画像を閲覧した場合に細胞の密集の程度を認識しやすくする。培養後期の再生組織の厚さについては、各分割領域における顕微鏡の焦点が合う位置を指標に、再生組織の厚さを計測する。また画像処理として、再生組織の高さに応じ色をつけることで作業者がその画像を閲覧した場合に再生組織の場所に応じた高さを認識しやすくする。
　同じく培養後期に観察される再生組織の凹凸有無の場合は、特に凹部は画像解析により大きさ、形状を認識する。或いは、各分割領域における顕微鏡の焦点が合う位置を指標に、再生組織の凹凸有無を計測する。また画像処理として、再生組織の凹凸に応じ色をつけることで作業者がその画像を閲覧した場合に凹凸有無を認識しやすくする。
　続いて、それぞれの分割領域において各指標に対し良否を判定する。良否の判定基準は、培養開始前に作業者が入力した指標及び基準、或いは入力した細胞種、対象臓器の情報に基づき制御部が判断した指標及び基準に基づき決定する。コロニー分布については、例えば自家細胞を用いた幹細胞疲弊症に対する角膜再生の場合、多いことが望ましい。あらかじめ培養が良好であった場合のコロニーの数及び大きさと、良好ではなかった場合のそれぞれの値を求め、その間の値（例えば平均値）を良否判定基準の閾値とする。他の指標においても同じく良好であった場合と不良であった場合の値を用い決定する。
　また、観察を実施した時期に応じ判定可能な指標が異なるため、培養時期に応じ判定を実施する指標を絞り込んでも良い。例えばコロニーの指標は一般に培養初期のみであり、凹凸有無は培養後期である。よって実施する指標を絞り込む場合は、培養初期では凹凸有無の指標を採用せず、培養後期ではコロニーの指標を採用しない。培養時期に応じ指標を選択することで制御部の処理量を減らすことが可能である。或いは逆に、どの培養時期においても全指標により判定しても良い。これにより、偶然に細胞の生育状況が一般的な結果と異なる場合においても、適切な判定が可能となる。図６のテーブル６０１に、本実施例の自動培養装置で用いる細胞種、治療対象臓器に応じた具体的な良否判定の一例を示した。
　次に画像処理後の各分割領域の細胞画像を重ね合わせ、培養容器全体の像を形成する（Ｓ７）。この時点において、細胞画像を撮影した情報のみを作業者へ提示し、作業者が細胞の生育状況を大局的に把握できるようにする。また必要に応じ、各分割領域の細胞画像、つまり培養容器内の一部分を拡大したものを作業者へ提示し、作業者が細胞の生育状況を局所的に把握できるようにする。またこれらの情報は全て制御部内のデータベース内に蓄積する。そして、培養期間が終わるまで培養は継続する（Ｓ８）。
　本実施例の自動培養装置においては、様々な時期の解析結果をデータベース内に蓄積後、最初に各微小領域における異なる時期の解析結果を統合し（Ｓ９）、再生組織の良否判定を行う（Ｓ１０）。一例として、培養初期に実施したコロニー分布を評価した培養容器全体の画像と、培養後期に実施した再生組織の厚さ及び凹凸有無を評価した画像を重ね合わせる。画像を重ね合わせることにより、培養容器内の各分割領域内において、異なる培養時期に得られるコロニー分布、厚さ、凹凸を同時に評価することが可能である。例として、コロニーがあり再生組織が厚い場所、コロニーがあり再生組織が薄い場所、コロニーがなく再生組織が厚い場所、コロニーがなく再生組織が薄い場所、等に分類することが可能である。あらかじめ作業者が入力している細胞種、対象臓器、良否判定基準に基づき、分類した内容の中で移植に適した分割領域を制御部が選び出し制御用端末１０１、４０１の画面に表示する。
　また培養容器全体を示す大局的な像だけでなく、分割領域における局所的な像も必要に応じ表示する。尚、指標は例としてコロニー分布、細胞密集状態への到達または未到達、再生組織の厚さ、再生組織の凹凸が挙げられ、これら指標の中から１個以上を選択し組み合わせれば良い。１個単独で評価したり、４個全てを同時に評価したりしても良い。４個全てを同時に評価する場合、例えば、コロニーが分布し幹細胞を有し、細胞密集状態に到達した時期の早い細胞増殖の良好であり、再生組織が厚く、凹凸のない平坦な微小領域を選択することが例として考えられる。
　複数の指標を組み合わせ、微小領域毎に良否を判定した後、培養容器全体として情報を統合し（Ｓ１１）、移植に対する良否を制御部である制御用端末４０１が決定する（Ｓ１２）。まず、その培養容器内の再生組織自体を移植に使用するか判定する。培養容器全体を大局的に判断し移植に適さないと判定した場合、つまり培養容器を構成する各微小領域のいずれも良好ではない場合、その培養容器内の再生組織は移植に使用しないと表示する。培養容器全体を大局的に判断し移植に適すると判定した場合、つまり各微小領域の全てが良好である場合、その培養容器内の再生組織全体を移植に使用すると表示する。
　培養容器全体を大局的に判断し、良好な微小領域と良好ではないものが混在している場合、必要に応じトリミングを行い良好な部分のみへ加工する必要がある。または、移植する臓器の形状、大きさ、治療方法等を理由としてトリミングが必要である場合、移植により適した部分を選択しトリミングを行う必要がある。その場合、培養容器全体の大局的な良否情報と、手作業による鋏、剪刀を用いたトリミングのし易さを考慮し、制御部が再生組織に対する切断部分を提示する（Ｓ１３）。トリミングは手作業で実施するため、複雑な形状へ加工することは困難であるためである。そして、自動培養終了後、装置を清浄化した後、シャットダウンして終了する（Ｓ１４）。
　図５は、図４におけるフローの中で制御部である制御用端末４０１が複数の細胞画像の情報を統合する際の一例を模式的に示している。図５の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）それぞれは、分割領域毎に撮影された細胞画像に対しコロニー分布、細胞占有率等の指標に基づき制御部が画像処理を行い、処理後の細胞画像を重ね合わせることで培養容器全体のマクロ像を取得する。
　図５の(Ａ)はコロニー５０１が形成される時期のものである。一般的に培養初期に得られる。コロニー５０１を形成している部分は、例えば体性幹細胞が分布している場所に相当する。
　図５の(Ｂ)は細胞が重層化した状態の時期のものである。一般的に培養後期に得られる。場所により厚い部分と薄い部分があり、また同じく場所により凹凸のある部分と平滑な部分があり、凹部５０２、細胞数が少なく薄い部分５０３、細胞数が多く厚い部分５０４を模式的に示した。
　図５の(Ｃ)は、異なる培養時期に得られる情報である図５の(Ａ)と図５の(Ｂ)の像を重ね合わせたものである。時期の異なる画像を重ね合わせることにより、培養初期に得られるコロニー５０１の分布と、凹部、細胞数が少なく薄い部分、細胞数が多く厚い部分等、培養後期に得られる再生組織の厚さ及び凹凸という、異なる培養時期に得られる複数の指標に基づく情報を一元的に示すことが可能となる。
　また、この像は培養表面に対し事前に割り振られた座標に基づく分割領域から成るものであるため、各分割領域において重ね合わせた像に対し、各指標に基づき、各分割領域の良否判定を制御部が判断する。良否判定の結果に基づき、培養容器全体の情報より移植に使用可能な再生組織であるか判断するか、或いは、再生組織内の場所毎の良否情報により移植に使用可能な部分を決定し、移植時にはその部分をトリミングすることで移植に用いる。
　特に、図５の（Ｄ）に示すようにトリミング（切断）位置の決定の場合は、各分割領域に対して得られた良否判定結果と、作業者による鋏、剪刀を用いた再生組織のトリミングのしやすさを考慮し、トリミングする切断箇所を決定し、切断位置５０７とし、移植に使用する領域５０５と移植に不使用の領域５０６とを切り分ける。そして、移植また作業者は画面上の重ね合わせた像を閲覧することにより、培養容器内座標に基づき再生組織内の良否判定結果の空間的な位置関係を大局的に把握することが可能となる。尚、図５の（Ｄ）の点線で示した分割領域各々の大きさは、顕微鏡にて観察時の領域と同一とすると好適である。つまり観察時に選択する対物レンズ等により決定される倍率に応じ、分割領域の大きさが決定される。図５の（Ｄ）で示す分割領域はその一例である。
　図４で示した本実施例の自動培養装置の制御部による良否判定実施フローの後、得られたデータベース４０２中の良否判定情報を移植時に作業者へ提示する。良否判定情報の出力方法は、例として自動培養装置の制御部よりプリンター等で印刷し、それを作業者が培養容器と共に搬送し、移植と必要に応じトリミングを実施する手術室において参照する方法がある。別の例として、自動培養装置を外部機器と回線で連結し、良否判定情報を回線を介して外部機器へ転送し、移植と必要に応じトリミングを実施する手術室に設置した端末装置のディスプレイ等に表示させ、作業者はそれを参照しながら作業を実施する。或いは、再生組織を移植する際に使用する支持膜、つまり再生組織の形状を維持するために再生組織の上に重ね、再生組織と重ねることで持ち上げを容易とするもの、に対し再生組織の空間的な良否判定情報を印刷しても良い。この場合、再生組織と接触させるため、印刷後の支持体をオートクレーブ等により滅菌してから使用することとなる。
　本実施例の自動培養装置から出力される良否判定情報の内容は、例として移植に適した再生組織の入った培養容器番号である。良否判定の結果、良好ではなかった培養容器内の再生組織は移植へ使用しない。別の例として、各培養容器の再生組織における移植に適した部分を反映したトリミングのための切断位置に関するデータを出力する。作業者は切断位置を参照しながらトリミングし、良好な部分を移植に使用する。またトリミング作業を行う際には再生組織の向き、つまり培養容器の向きの情報が必須であるが、それについては前述した培養容器が外表面に有する切りかき等により、作業者は培養容器単体で培養容器の向きを視認可能とする。また出力した良否情報内においても切りかき等の位置を含んだ位置情報となっており、これにより再生組織の向きを誤認識することを回避する。以上の手順を経て、移植に適した培養容器内の再生組織を移植する、或いは、移植に適した部分のみとなるようトリミングした再生組織を移植する。
　以上詳述した本実施例の機能を有する制御部を含む自動培養装置を用い、再生組織を製造及び移植する時の一連の手順を以下に纏めて説明する。なお、図４のフローにおける各ステップＳ１～Ｓ１４と一致する場合は、括弧書きでその旨を示した。
　＜ステップＭ１：流路設置＞
  培養容器を始めとする流路を自動培養装置へ作業者が設置後、自動培養装置をスタートする（図４におけるＳ１。以下においても同様）。流路は培養容器、細胞懸濁液の入った細胞ボトル、培地の入った培地ボトル、培養上清を回収する培養上清バッグ等とそれらをつなぐ流路チューブから成る。培養容器はあらかじめ設置した蓄熱部内へ順次収容する。培養容器には座標が設けられている。流路を設置後、設置正常性を確認する。
　＜ステップＭ２：起動＞
  自動培養装置を起動させる。作業者が制御装置にある操作部のスタートスイッチを押し起動する。尚、装置内はあらかじめ消毒或いは除菌の実施により清浄な環境となっている。続いて制御部のディスプレイの操作画面にて自動培養装置の内部環境が適切であることを確認する。例えばインキュベータの温度が３７℃であることを確認する。これらの数値は限定的なものでなく、例えば温度は０℃から４５℃の範囲より選択可能である。
　＜ステップＭ３：評価時の微小領域及び培養スケジュール決定＞
  自動培養装置の実施する自動培養スケジュールと再生組織の良否を判定する際の微小領域を決定する（Ｓ２及びＳ３）。細胞播種、培地交換、培養上清回収、ガス交換、顕微鏡観察、検査用組織回収、移植用組織回収等の操作を行う日時、液量等の条件を制御部の操作部より入力する。また再生組織の良否判定の基準を、培養する細胞種、移植する臓器種等の情報に基づき、作業者が選択する。観察時の顕微鏡による倍率に基づき、培養容器に設けられた座標を使用し培養表面を複数の分割領域へ分割する。各分割領域は観察時の細胞画像と等しい面積を有し、全分割領域に対する細胞画像を重ね合わせることにより培養表面全体を再構成可能とする。
　＜ステップＭ４：細胞播種＞
  自動培養の開始に相当する細胞播種を行う（Ｓ４）。適切な電磁弁を開閉後、チューブポンプを作動させ細胞ボトルより細胞懸濁液を吸引する。細胞懸濁液を培養容器まで送液する。全ての培養容器に対し播種終了後、培養容器を設置する培養容器ベースに取り付けたアクチュエータを作動させ培養容器ベースへ傾きを与え揺動し細胞分布を一様化する。
　＜ステップＭ５：気体交換＞
  細胞播種直後、各培養容器の内部へ所定量の気体を送気する気体交換を行う。気体交換は培養期間中、１日に数回程度の頻度でも実施する。供給する気体は例としてＣＯ２濃度５％を含む空気を用いる。気体は各培養容器へガスボンベからガスフロメータにより流量を制御し加湿ボトルを通し、水分子を飽和させた状態で供給する。培養容器へ送気後の不要な気体はフィルタを介し流路外へ排出する。フィルタは必要に応じ流路内の圧力を調整する。フィルタは、例えば０．２２μｍ以上の粒子を通さない品質のものを使用する。
　＜ステップＭ６：培養＞
  培養容器を水平に静置した状態で所定時間、培養する。培養中はインキュベータにより３７℃に維持する。装置内の空気はファンにより常に攪拌し、温度分布が常に一様となるようにする。尚、本例では示していないが装置にパーティクルカウンタや生菌数計測装置を取り付け、清浄度のモニタリングにより製造安全性の向上が可能である。尚、Ｓ８の工程を兼ねている。
　＜ステップＭ７：顕微鏡による観察＞
  自動培養装置内に設置した顕微鏡を用い細胞画像を取得する（Ｓ５）。自動培養装置内に設置した光源を適宜発光させ、細胞に焦点を合わせ撮像する。あらかじめ設定した座標及び分割領域に基づき、全分割領域の細胞画像を取得する。取得した細胞画像は制御部内のデータベースに保存し、自動培養装置の制御用端末上で閲覧し細胞の状態を作業者が適宜確認する。また自動細胞撮影時以外は作業者が必要に応じ顕微鏡を手作業で操作し、細胞の観察、撮影を行う。
　取得した全分割領域の細胞画像については、制御部において分割領域毎にあらかじめ設定した指標に基づき、コロニー、細胞占有部分、凹凸等を認識させ、それらの指標に基づき良否を判定する（Ｓ６）。観察を実施した時期に応じ判定可能な指標が異なるため、培養時期を根拠に特定の指標のみで判定しても良い。これにより制御部の処理量を減らすことが可能である。或いは、どの培養時期においても全指標により判定しても良い。これにより、偶然に細胞の生育状況が一般的な結果と異なる場合においても、適切な判定が可能となる。尚、撮影した画像を重ね合わせ培養容器全体を示す像とし、制御用端末上に示すことで、培養工程の途中であっても作業者が細胞の生育状況を大局的に把握することが可能となる（Ｓ７）。異なる培養時期の細胞画像を得た後、同一の微小領域における異なる培養時期の細胞画像を重ね合わせ（Ｓ９）、かつ両者の情報を用いその微小領域の良否判定を実施する（Ｓ１０）。加えて異なる培養時期の、培養容器全体の画像を重ね合わせる（Ｓ１１）。
　＜ステップＭ８：培地交換＞
  培地交換は培養期間中、数日に一度の頻度で実施する。冷蔵庫内で４℃にて保管されている培地を予熱ボトルまで送液し予熱する。最初に培養容器から古い培地を排出する。この時、アクチュエータにより培養容器を傾け排出効率を向上させる。排出後、速やかに新しい培地を培養容器内へ供給する。古い培地は最終的に培養上清バッグへ排出する。必要に応じ培養上清バッグ内の培養上清を回収し、培地成分分析により細胞の生育状態を評価する。尚、培地交換は古い培地が入った状態で新しい培地を押し出す方式により実施しても構わない。
　＜ステップＭ９：検査用組織の回収＞
  移植予定日の前日、培養中の培養容器の一部を検査用に回収する。自動培養装置の扉を開け、検査用培養容器の流路チューブを熱溶着等の手段により無菌切断し取り出す。取り外した培養容器は安全キャビネット又はCPC外へ搬送し、速やかに検査を実施する。例えば生体試料の細胞数、生存率、特定タンパク質の発現等を評価する。
　＜ステップＭ１０：移植直前の培養及び培地交換＞
  　ステップＳ６と同じ操作による培養を行う。そしてステップＳ１１を実施する直前に、ステップＳ８と同じ操作による培地交換を行う。
　＜ステップＭ１１：移植用組織の回収＞
  ステップＭ９による評価の結果、移植に適した状態と判定した場合、生体試料を回収し再生医療治療に用いる。移植用組織の回収直前に、異なる培養時期の情報を用い培養容器全体としての良否判定を実施する（Ｓ１２）。トリミングを実施する場合は、再生組織の切断領域の決定を行う。その後、Ｍ９同様、培養容器を流路から無菌的に分離させインキュベータから取り出す。必要に応じ安全キャビネット内へ運び処理を行う。
　＜ステップＭ１２：制御部からの良否判定情報の出力＞
  良否判定情報を自動培養装置の制御部より紙等へ印刷する。自動培養装置を外部機器と回線で連結し、良否判定情報を外部機器へ転送し、外部機器から印刷しても良い。また転送した良否判定情報を、Ｍ１５にて実施する移植の段階において、移植場所に用意した端末へ表示させてもよい。尚、紙等へ印刷した場合は培養容器と共に搬送する。
　＜ステップＭ１３：輸送容器への収容及び輸送＞
  出荷室にて短距離用又は長距離用の輸送容器内へ培養容器を収容する。蓄熱材、気密容器、包装等を用いることで輸送中の全行程にわたり温度、圧力、衝撃等の影響を回避する。その状態で輸送容器をCPC外へ運び出し、手術室まで必要に応じ車両、鉄道、航空機、手運び等の手段により輸送する。
　＜ステップＭ１４：輸送後の受入検査＞
  手術室での治療前に、必要に応じ受入検査として顕微鏡による細胞観察を行う。短距離輸送の場合は輸送直前と状態はほとんど変わらないことが想定されるため、作業者の判断により実施しなくともよい。
　＜ステップＭ１５：移植＞
  手術室へ到着後、再生組織を培養容器から取り出す。開封時、培養容器の外側は菌等の生物や粒子が付着している可能性があるため、培養容器内が清浄性を維持するよう無菌的に開封する。自動培養装置等から出力し培養容器と共に輸送した紙、或いは手術室内に設置した端末において表示された良否判定情報を作業者は参照する。そして良好であった培養容器内の再生組織を移植する。または、切断位置を参照しながらトリミングし、良好な部分を移植に使用する。
　＜ステップＭ１６：終了＞
  装置を清浄化した後、シャットダウンして終了する（Ｓ１４）。
　実施例２として、図４に示した良否判定フローにおいて、移植時における情報出力方法の異なる実施例を説明する。培養容器に対し、ＩＣタグ、２次元バーコード等の電子的な認識手段、すなわち個別識別番号（ＩＤ）をあらかじめ取り付けておく。これらは電子リーダにより読み取ることで、培養容器の個別識別番号と、制御部が有する良否判定情報の置かれたサイトへアクセス可能なＵＲＬ等を有する。自動培養装置による製造終了後、培養容器を手術室へ輸送する。手術室においてＩＣタグ、２次元バーコード等を読み取り、取り違い防止を回避する。そして同じく読み取ることが可能なＵＲＬより良否判定情報の情報格納場所へアクセスし、手術室内にあらかじめ設置した端末に良否判定情報を表示させる。以上の手段により、培養容器に対する取り違い防止を実現すると共に、各培養容器が独自に有する良否判定情報を容易に取得可能となる。異なる培養容器の良否判定情報を参照することがなく、また自動培養装置等から出力した紙等を輸送する手間を省くことが可能である。
１００　インキュベータ部
１０１、４０１　制御用端末
１０２　気体供給部
１０３　冷蔵庫
１０４　制御部
１０５　培養容器
１０６　培養容器部
１０７　顕微鏡
１０８　回転式弁機構
１０９　流路部
１１０　上層用細胞ボトル
１１１　下層用細胞ボトル
１１２　加湿ボトル部
１１３　予熱ボトル部
１１４　培地ボトル
１１５　培養上清バック
１１６　チューブ
２００　ディスプレイ領域
２０１　観察中の細胞画像
２０２　取得後の細胞画像
２０３　標準的な細胞画像
３０１、５０１　コロニー
３０２、５０２　凹部
４０２　データベース
５０１　コロニー
５０３　薄い部分
５０４　厚い部分
５０５　移植に使用する領域
５０６　移植に不使用の領域
５０７　切断位置

Claims (15)

  1. 細胞が保持される培養容器と、
    前記培養容器に保持される前記細胞の細胞画像を撮影する撮影部と、
    前記撮影部で撮影した前記細胞画像の複数の分割領域の、異なる培養時期の前記細胞画像の情報に基づき、再生の品質を評価可能とする制御部と、を備える、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  2. 請求項１に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    異なる培養時期の前記細胞画像の重ね合わせを行う、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  3. 請求項１に記載の細胞培養装置であって、
    前記撮影部は顕微鏡を含み、前記分割領域の大きさは、前記顕微鏡の倍率で決定される、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  4. 請求項１に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々において、コロニー分布、細胞分布、或いは、再生組織の厚さ・凹凸の解析を行い、解析結果を前記品質として出力する、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  5. 請求項４に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    前記分割領域各々において、細胞密集状態に達する時期より前に前記コロニー分布、前記細胞分布の解析を行い、細胞密集状態に達する時期より後に前記再生組織の厚さ・凹凸の解析を行う、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  6. 請求項４に記載の細胞培養装置であって、
    表示部を更に備え、
    前記制御部は、前記分割領域内における前記解析結果を、前記表示部に色表示、或いは３次元表示する、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  7. 請求項６に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々の前記品質を前記表示部に表示させる、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  8. 請求項２に記載の細胞培養装置であって、
    表示部を更に備え、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々の異なる培養時期の前記細胞画像の重ね合わせた画像を前記表示部に表示する、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  9. 請求項８に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々において、コロニー分布、細胞分布、或いは、再生組織の厚さ・凹凸の解析を行い、解析結果を前記品質として前記表示部に表示する、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  10. 請求項９に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々の前記品質を前記表示部に表示させる、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  11. 請求項１０に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々の前記品質に基づき、
    前記培養容器の中で移植に適した部分のみを切りだすための切断位置を解析し、前記切断位置を前記表示部に表示させる、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  12. 請求項１０に記載の細胞培養装置であって、
    前記培養容器は、電子読取り可能な個別識別番号を備える、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  13. 請求項１２に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、前記品質と共に前記個別識別番号を前記表示部に表示する、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  14. 請求項１２に記載の細胞培養装置であって、
    前記制御部は、
    複数の前記分割領域各々の前記品質に基づき、前記培養容器の中で移植に適した部分のみを切りだすための切断位置を解析し、前記個別識別番号と共に前記切断位置を前記表示部に表示させる、
    こと特徴とする細胞培養装置。
  15. 請求項１２に記載の細胞培養装置であって、
    培養された前記細胞の移植時において前記個別識別番号を電子的に読み取り、取り違い防止を可能とする、
    ことを特徴とする細胞培養装置。
PCT/JP2014/050735 2014-01-17 2014-01-17 細胞培養装置 WO2015107667A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/050735 WO2015107667A1 (ja) 2014-01-17 2014-01-17 細胞培養装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/050735 WO2015107667A1 (ja) 2014-01-17 2014-01-17 細胞培養装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015107667A1 true WO2015107667A1 (ja) 2015-07-23

Family

ID=53542586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/050735 WO2015107667A1 (ja) 2014-01-17 2014-01-17 細胞培養装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015107667A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107831084A (zh) * 2017-12-08 2018-03-23 山东商业职业技术学院 一种生鲜水产品品质综合测定装置及测定方法
JPWO2019003271A1 (ja) * 2017-06-26 2020-04-23 オリンパス株式会社 細胞観察システム
US11493745B2 (en) 2017-06-26 2022-11-08 Evident Corporation Cell observation system
US11579063B2 (en) 2017-01-31 2023-02-14 Fujifilm Corporation Cell culture apparatus, imaging unit, and culture monitoring method

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008092882A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Hitachi Medical Corp 自動培養装置
JP2011193741A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Asahi Glass Co Ltd 培養容器
WO2012020458A1 (ja) * 2010-08-12 2012-02-16 株式会社日立製作所 自動培養装置
JP2012161253A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Nikon Corp 培養容器用アダプタ
WO2013002158A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 株式会社日立製作所 細胞培養装置および細胞培養方法
JP2013027368A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Nikon Corp 培養情報処理装置、培養状態評価装置、細胞培養方法およびプログラム
JP2013039113A (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 Nagoya Univ 細胞品質管理方法及び細胞の生産方法
JP2013109119A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Nikon Corp 顕微鏡制御装置およびプログラム
WO2014002271A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 株式会社日立製作所 細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008092882A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Hitachi Medical Corp 自動培養装置
JP2011193741A (ja) * 2010-03-17 2011-10-06 Asahi Glass Co Ltd 培養容器
WO2012020458A1 (ja) * 2010-08-12 2012-02-16 株式会社日立製作所 自動培養装置
JP2012161253A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Nikon Corp 培養容器用アダプタ
WO2013002158A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 株式会社日立製作所 細胞培養装置および細胞培養方法
JP2013027368A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Nikon Corp 培養情報処理装置、培養状態評価装置、細胞培養方法およびプログラム
JP2013039113A (ja) * 2011-08-19 2013-02-28 Nagoya Univ 細胞品質管理方法及び細胞の生産方法
JP2013109119A (ja) * 2011-11-21 2013-06-06 Nikon Corp 顕微鏡制御装置およびプログラム
WO2014002271A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 株式会社日立製作所 細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11579063B2 (en) 2017-01-31 2023-02-14 Fujifilm Corporation Cell culture apparatus, imaging unit, and culture monitoring method
JPWO2019003271A1 (ja) * 2017-06-26 2020-04-23 オリンパス株式会社 細胞観察システム
US11461892B2 (en) 2017-06-26 2022-10-04 Evident Corporation Cell observation system
US11493745B2 (en) 2017-06-26 2022-11-08 Evident Corporation Cell observation system
JP7296878B2 (ja) 2017-06-26 2023-06-23 株式会社エビデント 細胞観察システム
CN107831084A (zh) * 2017-12-08 2018-03-23 山东商业职业技术学院 一种生鲜水产品品质综合测定装置及测定方法
CN107831084B (zh) * 2017-12-08 2023-09-12 山东商业职业技术学院 一种生鲜水产品品质综合测定装置及测定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5866006B2 (ja) 培養容器及び自動培養装置
AU2010322460B2 (en) Bioreactors, systems, and methods for producing and/or analyzing organs
US10087410B2 (en) Cell culturing device, culturing vessel, and holding vessel
WO2015107667A1 (ja) 細胞培養装置
EP2832847B1 (en) Culture vessel and automated culture apparatus
JP5722329B2 (ja) 自動培養装置
JP6233864B2 (ja) 生体物質の発育を監視するための装置
US20160264922A1 (en) Cell management system
JP6097817B2 (ja) 細胞培養装置
JP5439096B2 (ja) 細菌分類装置および細菌検査前処理装置
WO2016042956A1 (ja) 細胞培養装置および方法
JP2022185038A (ja) 培養支援装置
JP5960256B2 (ja) 培養容器及び自動培養装置
CN109642208A (zh) 用于培养细胞的器皿
CN108136076A (zh) 经培养的细胞小叶材料
JP5886455B2 (ja) 自動培養装置
WO2016203598A1 (ja) 培養設備
CN105377317B (zh) 用于压缩水凝胶的装置以及方法
EP3203434B1 (en) Device, method and program for acquiring information on cells
KR101772151B1 (ko) 타임랩스 세포배양기
US20220340847A1 (en) Cell culture system
TWI843439B (zh) 細胞層片切斷支援系統、細胞培養系統及細胞層片切斷支援方法
WO2024121923A1 (ja) 細胞培養容器、細胞培養装置及び細胞培養方法
US20230303959A1 (en) Automated apparatus and method for in vitro fertilization

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14879061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14879061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP