细胞培养装置及细胞培养方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种细胞培养装置，其具备：连结培养容器，所述连结培养容器具有保持被接种的细胞的细胞保持部、分别具有所述细胞保持部且贮存有液体培养基并沿着第一方向并列配置的m个培养室、以及使所述m个培养室间相互连通的1个以上的连接用流路，由所述m个培养室和所述连接用流路构成单元，将n个所述单元沿着与所述第一方向不同的方向即第二方向并列配置；以及，多个气压管，所述多个气压管在所述连结培养容器中使沿着所述第二方向配置于同列的同列配置培养室之间连通，可对所述同列配置培养室间同时进行加压或同时释放至大气压，利用所述m个培养室内的压力差，可通过所述连接用流路在所述m个培养室之间输送所述液体培养基，所述m是2以上的整数，所述n是2以上的整数。

Cell culture device and cell culture method

The invention relates to a cell culture device, which has connecting the culture vessel, the link with the inoculated culture vessel keep cells maintained, respectively with said cells maintained and stored in liquid medium and are arranged along a first direction of the M training room, as well as the M training room is communicated with the connecting more than 1 flow path, by the M chamber and the connecting flow path unit, the unit will be n different from the first direction along the direction of the second directions are arranged in parallel; and a plurality of air tube, the plurality of pressure tube connecting culture along the second direction in the same column configuration with column connected to the container in the culture room in the same column for the training room at the same time allocation is pressurized and released to atmospheric pressure at the same time, using the M The pressure difference in the training room can transport the liquid medium between the M training rooms through the connection flow path, the M is more than 2 integers, and the n is more than 2 integer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞培养装置及细胞培养方法
本专利技术涉及医药品、化学制品的分析技术，涉及用于使用培养细胞分析医药品、化学制品的药效、毒性、及吸收、分布、代谢、排泄这些体内动态的细胞培养装置及细胞培养方法。本申请基于2015年4月3日向日本提出的日本特愿2015-077196号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
近年的医药品开发成本显著增加，根据Pammolli等在2011年发表的非专利文献1，指出很大的原因之一是医药品候选化合物在第二相及第三相临床试验中漏失的概率大幅上升。关于开发成功率降低的原因是什么，存在争论，但为了防止在前临床试验中有希望的候选化合物在临床试验中漏失，重要的是在前临床试验的阶段获得与临床试验的相关性好的数据。前临床试验中，在药效/药物动态/毒性的评价中大多利用使用了培养细胞的试验。在使用了培养细胞的试验中，培养环境和生物体内的环境大不相同被视为与临床试验的相关性差的原因。另外，通过一种培养细胞即使评价药效/药物动态/毒性，也难以评价生物体内涉及到多个脏器的现象，认为这是使用了培养细胞的试验与临床试验的相关性差的一个原因。动物试验中，因种类不同引起的生物功能的差异被视为与试验结果的相关性差的重要原因。Body-on-a-chip系统是通过使用培养细胞作为脏器模型，且连结多个脏器模型进行培养，从而在生物体外再构成涉及多个脏器的生物体内的现象的方法。Body-on-a-chip系统隐藏着作为能够通过invitro(体外)实施需要进行通常动物实验的药物动力学分析的动物实验替代方法的可能性，近年急速地引起了关注(参照非专利文献2、3)。特别是期待只要能够利用来自人的培养细胞通过invitro评价药物动力学分析，就能够取得与临床试验的相关性好的数据。然而，这些研究大多停留在使用2、3种脏器模型评价易进行验证的模型化合物的原理验证研究时(参照非专利文献4～6)，Body-on-a-chip系统和动物实验/临床试验的相关性的评价尚未确定。为了使该vivo/vitro(体内/体外)相关性变得明确，需要使用各种脏器模型、模型化合物验证Body-on-a-chip系统的有效性。此外，为了将Body-on-a-chip系统作为动物实验替代方法用于创药，还需要同时评价多种化合物的高通量筛选，但该点在上述原理验证研究中未解决。本专利技术人等已经在以往的研究中开发能简便处理大量的药剂溶液的“压力驱动型的灌注培养微室列阵”(参照非专利文献7、8)，然后开发具备使用简便的平台的循环培养系统，实施用于实用化的用户评价(参照非专利文献9、专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-73468号公报非专利文献非专利文献1：F.Pammolli,etal.,Nat.Rev.DrugDiscov,10,428(2011)非专利文献2：S.N.BhatiaandD.E.Ingber,Nat.Biotechnol.,32,760(2014)非专利文献3：C.Y.Chan,etal.,LabChip,13,4697(2013)非专利文献4：J.H.Sung,etal.,LabChip,10,446(2010)非专利文献5：I.Wagner,etal.,LabChip,13,3538(2013)非专利文献6：J.H.Sung,etal.,LabChip,13,1201(2013)非专利文献7：S.Sugiura,etal.,Anal.Chem.,82,8278(2010)非专利文献8：S.Sugiura,etal.,Biotechnol.Bioeng.,100,1156(2008)非专利文献9：K.Hattori,etal.,J.Biosci.Bioeng.,118,327(2014)非专利文献10：C.Zhang,etal.,LabChip,9,3185(2009)
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题为了将Body-on-a-chip系统作为动物实验替代方法用于创药，需要同时评价多种化合物的高通量筛选，但该点目前不能实现。因此，本专利技术要解决的技术问题在于，以涉及本专利技术人等已经积累的“压力驱动型灌注培养微室列阵”的见解为基础，开发了使其进一步发展而可实现同时评价多种化合物的高通量筛选的“压力驱动型Body-on-a-chip系统”，可进行使用了各种脏器连结模型和模型化合物的评价。解决问题的方法为了解决上述技术问题，本专利技术的一方式的细胞培养装置是利用微流路连结培养室，连接向各培养室分配压力的压力配管线，通过压力驱动同时输送多个培养室内的液体培养基，由此可同时评价多种化合物。本专利技术的第一方式的细胞培养装置具备：连结培养容器，上述连结培养容器具有保持被接种的细胞的细胞保持部、分别具有上述细胞保持部且贮存有液体培养基并沿着第一方向并列配置的m个培养室、以及使上述m个培养室间相互连通的1个以上的连接用流路，由上述m个培养室和上述连接用流路构成单元，将n个上述单元沿着与上述第一方向不同的方向即第二方向并列配置；以及，多个气压管，上述多个气压管在上述连结培养容器中使沿着上述第二方向配置于同列的同列配置培养室之间连通，可对上述同列配置培养室间同时进行加压或同时释放至大气压，利用上述m个培养室内的压力差，可通过上述连接用流路在上述m个培养室之间输送上述液体培养基，上述m是2以上的整数，上述n是2以上的整数。可以在上述连接用流路的末端或内部具备能够对从上述连接用流路向上述m个培养室流动的方向进行控制的防逆流机构。就上述m个培养室而言，上述m个培养室均可以具有贮存液体培养基的容器状的槽主体、和开闭自如且气密地对上述槽主体的开口进行封闭的盖部。可以进一步具备能够保持将上述盖部向上述槽主体按压的盖部按压部，上述盖部按压部具有支撑上述槽主体的基体部、和向上述基体部所支撑的上述槽主体按压上述盖部的按压部件。上述槽主体可以具有壁部、和具备连接用流路的底部板。可以进一步具备壁部按压部，上述壁部按压部向上述底部板按压上述壁部从而保持上述壁部，上述壁部按压部具有上述基体部和按压部件，上述按压部件向上述基体部所支撑的上述底部板按压上述壁部。可以具备加压装置，上述加压装置可以通过上述气压管，根据预设程序对上述各培养室依次加压或释放至大气压。可以在从上述培养室连接到上述连接用流路的部位具备能够通过表面张力防止空气流入的拉普拉斯阀。构成上述拉普拉斯阀的微流路的宽度是wL，上述微流路的深度是hL，上述表面张力是γ，上述拉普拉斯阀的拉普拉斯压力是ΔPLap时，上述拉普拉斯压力由式ΔPLap＝2γ(1/wL+1/hL)表示，可以以使上述拉普拉斯压力ΔPLap大于施加在上述连结培养容器的压力的方式构成上述微流路。可以在上述连接用流路的一部分具备阻力流路部位用以调节流量，上述阻力流路部位的流路截面积为上述连接用流路的流路截面积的1/10以下。上述防逆流机构可以是止回阀。上述防逆流机构可以是防逆流拉普拉斯阀。本专利技术的第二方式的细胞培养方法，其中，准备细胞培养装置，在m及n是2以上的整数时，上述细胞培养装置具备n单元的1单元连结培养容器，上述1单元连结培养容器中，利用1个以上的连接用流路使m个培养室相互连通，且上述m个培养室均沿着第一方向并列配置，上述n单元的上述连结培养容器沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞培养装置，其具备：连结培养容器，所述连结培养容器具有保持被接种的细胞的细胞保持部、分别具有所述细胞保持部且贮存有液体培养基并沿着第一方向并列配置的m个培养室、以及使所述m个培养室间相互连通的1个以上的连接用流路，由所述m个培养室和所述连接用流路构成单元，将n个所述单元沿着与所述第一方向不同的方向即第二方向并列配置；以及，多个气压管，所述多个气压管在所述连结培养容器中使沿着所述第二方向配置于同列的同列配置培养室之间连通，可对所述同列配置培养室间同时进行加压或同时释放至大气压，利用所述m个培养室内的压力差，可通过所述连接用流路在所述m个培养室之间输送所述液体培养基，所述m是2以上的整数，所述n是2以上的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.03 JP 2015-0771961.一种细胞培养装置，其具备：连结培养容器，所述连结培养容器具有保持被接种的细胞的细胞保持部、分别具有所述细胞保持部且贮存有液体培养基并沿着第一方向并列配置的m个培养室、以及使所述m个培养室间相互连通的1个以上的连接用流路，由所述m个培养室和所述连接用流路构成单元，将n个所述单元沿着与所述第一方向不同的方向即第二方向并列配置；以及，多个气压管，所述多个气压管在所述连结培养容器中使沿着所述第二方向配置于同列的同列配置培养室之间连通，可对所述同列配置培养室间同时进行加压或同时释放至大气压，利用所述m个培养室内的压力差，可通过所述连接用流路在所述m个培养室之间输送所述液体培养基，所述m是2以上的整数，所述n是2以上的整数。2.如权利要求1所述的细胞培养装置，其中，在所述连接用流路的末端或内部具备能够对从所述连接用流路向所述m个培养室流动的方向进行控制的防逆流机构。3.如权利要求1或2所述的细胞培养装置，其中，就所述m个培养室而言，所述m个培养室均具有贮存液体培养基的容器状的槽主体、和开闭自如且气密地对所述槽主体的开口进行封闭的盖部。4.如权利要求3所述的细胞培养装置，其中，进一步具备能够保持将所述盖部向所述槽主体按压的盖部按压部，所述盖部按压部具有支撑所述槽主体的基体部、和向所述基体部所支撑的所述槽主体按压所述盖部的按压部件。5.如权利要求4所述的细胞培养装置，其中，所述槽主体具有壁部、和具备连接用流路的底部板。6.如权利要求5所述的细胞培养装置，其进一步具备壁部按压部，所述壁部按压部向所述底部板按压所述壁部从而保持所述壁部，所述壁部按压部具有所述基体部和按压部件，所述按压部件向所述基体部所支撑的所述底部板按压所述壁部。7.如权利要求1～6中任一项所述的细胞培养装置，其具备加压装置，所述加压装置可以通过所述气压管，根据预设程序对所述各培养室依次加压或释放至大气压。8.如权利要求1～7中任一项所述的细胞培养装置，其中，在从所述培养室连接到所述连接用流路的部位具备能够通过表面张力防止空气流入的拉普拉斯阀。9.如权利要求8所述的细胞培养装置，其中，构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦慎治，佐藤琢，金森敏幸，进和美，
申请(专利权)人：国立研究开发法人产业技术总合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP