JP6829968B2 - 培養設備及び培養方法 - Google Patents

Description

本発明は、再生医療などを目的として生体由来（例えば、人由来）の細胞や組織を培養する培養設備、及び、その培養設備を用いて実施する培養方法に関する。
さらに詳しくは、培養物を培養する内部空間を所定の培養環境に保つ培養器を複数設けるとともに、内部で前記培養物に対して培養操作を施す培養操作器を設け、複数の前記培養器の夫々と前記培養操作器との間において前記培養物の受け渡しを行う培養設備、及び、その培養設備を用いて実施する培養方法に関する。

従来、この種の培養設備として、下記の特許文献１により提案された培養設備がある。

この特許文献１の提案設備では（図４参照）、培養器としての複数のインキュベート部３２ａ〜３２ｃと、操作部３３と、保管部３７と、入出庫部３５とを備えている。

各インキュベート部３２ａ〜３２ｃでは、その内部において培養物（細胞）を培養する。操作部３３では、その内部に配置した操作ロボット３６や培養操作機器３８を用いて培養物を培養操作する。

また、操作部３３は、操作ロボット３６を配置した機器設置部３１と、培養操作機器３８を配置した培養操作部３３ａとに区分されている。

保管部３７では、培養に必要な試薬類や培養機器を保管し、入出庫部３５では、新たに培養する培養物の搬入及び処理が完了した培養物の搬出を行う。

複数のインキュベート部３２ａ〜３２ｃの夫々は、保管部３７や入出庫部３５とともに、操作部３３における機器設置部３１に対し隣接させて配置し、各インキュベート部３２ａ〜３２ｃと操作部３３との間、保管部３７と操作部３３との間、入出庫部３５と操作部３３との間には、夫々、密閉扉Ｄを設けてある。

１つのインキュベート部３２ａ〜３２ｃにおいて培養する培養物（細胞）は同一人物に由来するものに限定し、インキュベート部３２ａ〜３２ｃごとに異なる人物に由来する培養物を培養する。

培養物の培養操作を行う場合は、操作部３３の機器設置部３１に配置した操作ロボット３６により、いずれか１つのインキュベート部３２ａ〜３２ｃから培養物を取り出し、取り出した培養物に対し操作部３３（特に培養操作部３３ａ）において所定の培養操作を施す。

そして、培養操作を施した培養物は、再び操作ロボット３６により機器設置部３１を通じて元のインキュベート部３２ａ〜３２ｃに戻し、その後（即ち、一人物に由来する培養物の培養操作を行った後）は、全ての密閉扉Ｄを閉じた状態で、操作部３３に対してのみオートクレーブ滅菌を施す。

また、１つのインキュベート部３２ａ〜３２ｃにおける培養物の培養（即ち、一人物に由来する培養物の培養）が完了した場合は、培養が完了した培養物を取り出した後、培養物を取り出したインキュベート部３２ａ〜３２ｃと操作部３３との間の密閉扉Ｄだけを開いた状態で、培養物を取り出した１つのインキュベート部３２ａ〜３２ｃと操作部３３とに対してのみオートクレーブ滅菌を施す。

一方、保管部３７の滅菌が必要なときには、保管部３７と操作部３３との間の密閉扉Ｄを開いた状態で、保管部３７と操作部３３とに対してオートクレーブ滅菌を施し、同様に、入出庫部３５の滅菌が必要なときには、入出庫部３５と操作部３３との間の密閉扉Ｄを開いた状態で、入出庫部３５と操作部３３とに対してオートクレーブ滅菌を施す。

つまり、この特許文献１の提案設備では、複数の密閉扉Ｄを選択的に開閉して、操作部３３を含む必要部をオートクレーブ滅菌することで、いわゆる交差汚染（即ち、異なる人物に由来する培養物どうしの間で細菌やウイルスなどの感染が生じたり、特定人物に由来する培養物に他人由来の培養物が混入したりするなどの汚染）を防止し、これにより、異なる人物に由来する培養物（細胞）を同時に培養することを可能にして、培養物の生産効率の向上を図っている。

なお、特許文献１の提案設備では、操作部３３における機器設置部３１と培養操作部３３ａとの間にも密閉シャッタＳを配置し、この密閉シャッタＳを閉じることで、操作ロボット３６を配置した機器設置部３１のみをオートクレーブ滅菌したり、培養操作機器３８を配置した培養操作部３３ａのみをオートクレーブ滅菌したりすることもできるようにしている。

特開２００８−５４６９０号公報

しかし、上記した特許文献１の提案設備（図４）では、異なる人物に由来する培養物を各別のインキュベート部３２ａ〜３２ｃに収容して培養する点では、異なる人物に由来する培養物の同時培養が可能であるものの、交差汚染を防止する上で、異なる人物に由来する培養物（即ち、各別のインキュベート部３２ａ〜３２ｃで培養される培養物）を操作部３３における培養操作部３３ａにおいて同時に培養操作することはできず、この点において培養物の生産効率がやはり低く制限されてしまう問題がある。

また、操作部３３において操作ロボット３６が配置される機器設置部３１は、各インキュベート部３２ａ〜３２ｃと操作部３３における培養操作部３３ａとを結ぶ共通路域に相当するが、特許文献１の提案設備では、一人物に由来する培養物を操作部３３における培養操作部３３ａにおいて培養操作する度に、培養操作部３３ａとともに、共通路域に相当する機器設置部３１も含む広い範囲を滅菌処理しなければならず、この点からも培養物の生産効率が低く制限される。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な設備形態を採ることで、上記問題を解消して、培養物の生産効率を効果的に向上させる点にある。

本発明の第１特徴構成は培養設備に係り、その特徴は、
培養物を培養する内部空間を所定の培養環境に保つ培養器を複数設けるとともに、内部で前記培養物に対して培養操作を施す培養操作器を、前記培養器の夫々とは離隔した位置に設け、
複数の前記培養器の夫々と前記培養操作器との間において前記培養物の受け渡しを行う培養設備であって、
前記培養操作器として、前記培養物に対して施す培養操作が互いに異なる複数種の培養操作器を含む複数の培養操作器を設け、
複数の前記培養操作器の夫々、及び、複数の前記培養器の夫々は、内部の除染が個別に可能な構成にし、
前記培養物を内部に収容する移動自在な配送容器を設け、
前記配送容器は、複数の前記培養操作器の夫々、及び、複数の前記培養器の夫々に対して接続及び接続解除が可能で、かつ、接続した前記培養操作器との間での前記培養物の受け渡し、及び、接続した前記培養器との間での前記培養物の受け渡しが可能な構成にし、
１つの前記配送容器に収容する１ロットの前記培養物ごとに設定されている処理手順に従って、前記配送容器の移動を制御することで、各ロットの前記培養物を前記処理手順の実行に必要な前記培養操作器又は前記培養器に対して自動配送する運転制御器を設け、
前記運転制御器は、実行が要求された複数の前記処理手順夫々の実行開始タイミングの相互関係を設備の運転効率が最大化される関係に自動調整した状態で、それら複数の前記処理手順に従って前記配送容器の移動を制御する構成にしてある点にある。

この構成の培養設備では、例えば、図３に示すように２つの培養器２ａ，２ｂと、３つの培養操作器３ａ〜３ｃとを設ける場合、次のような運転形態を採ることができる。

つまり、培養器２ａで培養している培養物ｘ１を、培養器２ａに接続した配送容器６に受け渡す。培養物ｘ１を収容した配送容器６は、移動の上、培養操作器３ａに接続し、配送容器６に収容していた培養物ｘ１を培養操作器３ａに受け渡す。これにより、培養操作器３ａでは、受け取った培養物ｘ１に対して所定の培養操作を施す。

続いて、培養操作器３ａでの培養操作が終了した培養物ｘ１を、培養操作器３ａに接続した配送容器６に受け渡す。培養物ｘ１を収容した配送容器６は、移動の上、培養操作器３ｃに接続し、配送容器６に収容していた培養物ｘ１を培養操作器３ｃに受け渡す。これにより、培養操作器３ｃでは、受け取った培養物ｘ１に対して、培養操作器３ａでの培養操作に続き、所定の培養操作を施す。

また、培養操作した培養物ｘ１を配送容器６に受け渡した後の培養操作器３ａでは、次の培養物の培養操作に備えて内部を除染する。

一方、この培養物ｘ１の一連の配送及び培養操作に併行する形態で、培養器２ｂで培養している培養物ｘ２を、培養器２ｂに接続した配送容器６に受け渡す。培養物ｘ２を収容した配送容器６は、移動の上、培養操作器３ｂに接続し、配送容器６に収容していた培養物ｘ２を培養操作器３ｂに受け渡す。これにより、培養操作器３ａでの培養物ｘ１の培養操作に併行する形態で、培養操作器３ｂでは、受け取った培養物ｘ２に対して所定の培養操作を施す。

続いて、培養操作器３ｂでの培養操作が終了した培養物ｘ２を、培養操作器３ｂに接続した配送容器６に受け渡す。培養物ｘ２を収容した配送容器６は、移動の上、培養物ｘ１を培養操作した後の除染済の培養操作器３ａに接続し、配送容器６に収容していた培養物ｘ２を培養操作器３ａに受け渡す。これにより、培養操作器３ｃでの培養物ｘ１の培養操作に併行する形態で、培養操作器３ａでは、受け取った培養物ｘ２に対して所定の培養操作を施す。

また、培養操作した培養物ｘ２を配送容器６に受け渡した後の培養操作器３ｂでは、次の培養物の培養操作に備えて内部を除染する。

その後、培養操作器３ｃでの培養操作が終了した培養物ｘ１は、培養操作部３ｃに接続した配送容器６に受け渡して元の培養器２ａに戻し、また、培養操作した培養物ｘ１を配送容器６に受け渡した後の培養操作部３ｃでは、次の培養物の培養操作に備えて内部を除染する。

同様に、培養操作器３ａでの培養操作が終了した培養物ｘ２も、培養操作部３ａに接続した配送容器６に受け渡して元の培養器２ｂに戻し、また、培養操作した培養物ｘ２を配送容器に受け渡した後の培養操作部３ａでは、次の培養物の培養操作に備えて内部を除染する。

即ち、この構成の培養設備であれば、異なる生体（特に異なる人物）に由来する細胞や組織の培養物ｘ１，ｘ２を、各別の培養器２ａ，２ｂで同時に併行して培養するのに加えて、それら異なる生体に由来する培養物ｘ１，ｘ２を、夫々、いずれかの培養操作器３ａ〜３ｃを用いて同時に併行して培養操作することができ、これにより、先述した特許文献１の提案設備（図４）などに比べ、培養物の生産効率を効果的に高めることができる。

また、この構成の培養設備であれば、複数の培養操作器３ａ〜３ｃの夫々、及び、複数の培養器２ａ，２ｂの夫々を、扱う培養物ごとに個別に除染するから、また、配送容器６も、扱う培養物ごとに除染することで、交差汚染も確実に防止することができる。

そして、培養操作の度に、使用した培養操作器３ａ〜３ｃ及び配送容器６を除染するにしても、それら培養操作器３ａ〜３ｃや配送容器６の個々を除染するだけで済むから、特許文献１の提案設備（図４）のように、各インキュベート部３２ａ〜３２ｃ（各培養器に相当）と操作部３３の培養操作部３３ａ（培養操作器に相当）とを結ぶ共通路域としての機器設置部３１の全体を、培養操作部３３ａとともに、培養操作の度に滅菌（除染）するのに比べて、各回の除染を軽微なもので済ませることができ、この点からも、培養物の生産効率を一層効果的に高めることができる。

さらに、この構成の培養設備であれば、複数の培養操作器３ａ〜３ｂのうちに、培養物ｘ１，ｘ２に対して施す培養操作が互いに異なる複数種の培養操作器（言わば、操作内容が互いに異なる専用の培養操作器）を含めるから、使用する培養操作器３ａ〜３ｃの組み合わせにより多様な培養操作を各培養物ｘ１，ｘ２に対して施すようにしながらも、種々の培養操作が可能な高機能の同種の培養操作器を単に複数配備するなどに比べて、設備費も効果的に低減することができる。

なお、本書において言う「同時に併行して」とは、一方の開始時点及び終了時点が他方の開始時点及び終了時点と一致する場合に限らず、一方の実施期間と他方の実施期間とに重複部分があることを意味するものであり、その重複部分は一方の実施期間中における一部期間であってもよく、また、他方の実施期間中における一部期間であってもよい。

また、上記第１特徴構成では、
１つの前記配送容器に収容する１ロットの前記培養物ごとに設定されている処理手順に従って、前記配送容器の移動を制御することで、各ロットの前記培養物を前記処理手順の実行に必要な前記培養操作器又は前記培養器に対して自動配送する運転制御器を設けてあるから、次の作用・効果も併せて得ることができる。

この構成では（図３参照）、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２を、それら各ロットの培養物ｘ１，ｘ２ごとに設定されている処理手順ｒ１，ｒ２の実行に必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂに配送して、それら配送先の培養操作器３ａ〜３ｃで培養操作する又は配送先の培養器２ａ，２ｂで培養することで、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２に対して、それら各ロットの培養物ｘ１，ｘ２ごとに設定されている処理手順ｒ１，ｒ２の夫々を実行する。

そして、この処理手順ｒ１，ｒ２の実行において、設定された処理手順ｒ１，ｒ２に従って配送容器６の移動を運転制御器により制御することで、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２を必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は必要な培養器２ａ，２ｂに対して自動配送するから、配送容器６を手作業により移動させて各ロットの培養物ｘ１，ｘ２を必要な培養操作器３ａ〜３ｃや培養器２ａ，２ｂに配送するのに比べ、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２ごとに設定されている処理手順ｒ１，ｒ２の夫々を一層容易に、また、誤配送を防止して一層確実に実行することができる。

さらに、上記第１特徴構成では、
前記運転制御器は、実行が要求された複数の前記処理手順夫々の実行開始タイミングの相互関係を設備の運転効率が最大化される関係に自動調整した状態で、それら複数の前記処理手順に従って前記配送容器の移動を制御する構成にしてあるから、次の作用・効果も併せて得ることができる。

つまり（図３参照）、２つの処理手順ｒ１，ｒ２を実行するのに、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２を同時に開始して実行するのでは、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂを２つのロットの培養物ｘ１，ｘ２の培養操作や培養に同時に重複して使用することが必要になるような場合でも、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２の実行開始タイミングに適当な時間差を与えるだけで、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂの同時の重複使用を回避した状態で、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２を併行して実行することが可能になり、そのことで、設備の運転効率を高めることが可能になることがある。

即ち、上記構成では、このような場合に、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂの同時の重複使用を回避して複数の処理手順ｒ１、ｒ２を極力併行して実行できる状態に、実行が要求された複数の処理手順ｒ１，ｒ２夫々の実行開始タイミングの相互関係を予め自動調整し、これにより、設備の運転効率を最大化する。

したがって、この構成によれば、設備の運転効率（換言すれば、培養物ｘ１，ｘ２の生産効率）を一層確実かつ効果的に高めることができる。

第１特徴構成の実施にあたり、複数の培養操作器３ａ〜３ｃの夫々は、培養物ｘ１，ｘ２に対する培養操作を担当者が手作業により行うもの、あるいは、培養物ｘ１，ｘ２に対する培養操作をコンピュータ制御などにより自動化ないし半自動化したもののいずれであってもよい。

また、培養操作器３ａ〜３ｃないし培養器２ａ，２ｂに対する配送容器６の接続・接続解除操作は、コンピュータ制御などにより自動化ないし半自動化したものであってもよい。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記配送容器を複数設けてある点にある。

この構成によれば、２つの培養器２ａ，２ｂと、３つの培養操作器３ａ〜３ｃとを設ける前掲の例（図３）の場合、培養器２ａ−培養操作器３ａ−培養操作器３ｃ−培養器２ａの順に移動させる培養物ｘ１の配送と、培養器２ｂ−培養操作器３ｂ−培養操作器３ａ−培養器２ｂの順に移動させる培養物ｘ２の配送とを、各別の配送容器６を用いて同時に併行して行うことができ、これにより、培養物ｘ１，ｘ２の同時培養及び同時培養操作に対する設備の機能性を効果的に高めることができ、この点からも培養物の生産効率を一層効果的に高めることができる。

本発明の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記配送容器の接続及び接続解除が可能で、かつ、接続した前記配送容器の内部を除染する容器用除染器を設けてある点にある。

この構成によれば（図３参照）、扱う培養物ｘ１，ｘ２ごとに配送容器６を除染するのに、収容した培養物ｘ１，ｘ２を取り出して空になった配送容器６を、移動の上、容器用除染器４に接続するだけで、その配送容器６を次の使用に備えて除染することができる。

因みに、配送容器６を除染するには、使用後の空になった配送容器６を、複数の培養操作器３ａ〜３ｃのうちの空いた培養操作器や、複数の培養器２ａ，２ｂのうちの空いた培養器に接続して、それら空いた培養操作器や空いた培養器の除染機能により配送容器６を除染することも考えられる。

しかし、この場合、配送容器６を除染している間、配送容器６の除染に使用している培養操作器３ａ〜３ｃないし培養器２ａ，２ｂが、本来の培養操作や培養に使用できない状態になることで、培養物ｘ１，ｘ２の同時培養や同時培養操作に制限が生じる可能性がある。

これに対し、容器用除染器４を設ける上記構成であれば、そのような制限が生じることを回避することができ、この点からも培養物ｘ１，ｘ２の生産効率を効果的に高めることができる。

本発明の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成のいずれかの実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記配送容器を複数設け、
前記運転制御器は、前記配送容器から前記培養操作器又は前記培養器に受け渡した前記培養物が、その培養操作器又は培養器から再び前記配送容器に受け渡されるまで、前記培養操作器又は前記培養器と前記配送容器との接続を保持する構成にしてある点にある。

この構成によれば（図３参照）、例えば、配送容器６から培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂに培養物ｘ１，ｘ２を受け渡すと、その度に、培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂと配送容器６との接続を解除して、その配送容器６を除染の上で別の培養物の配送に使用するのに比べ、配送容器６に対する除染の必要頻度を効果的に低減することができ、また、配送容器６での交差汚染の発生も一層確実に防止することができる。

培養方法に関する参考例を挙げると、
１つの前記配送容器に収容する１ロットの前記培養物ごとに設定されている処理手順に従って、手動により前記配送容器を移動させることで、各ロットの前記培養物を前記処理手順の実行に必要な前記培養操作器又は前記培養器に対して配送することが考えられる。

この参考例の培養方法では（図３参照）、先と同様、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２を、それら各ロットの培養物ｘ１，ｘ２ごとに設定されている処理手順ｒ１，ｒ２の実行に必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂに配送して、それら配送先の培養操作器３ａ〜３ｃで培養操作する又は配送先の培養器２ａ，２ｂで培養することで、各ロットの培養物ｘ１，ｘ２に対して、それら各ロットの培養物ｘ１、ｘ２ごとに設定されている処理手順ｒ１，ｒ２の夫々を実行する。

そして、この参考例の培養方法では、処理手順ｒ１，ｒ２を実行するのに、設定された処理手順ｒ１，ｒ２に従って配送容器６を手動により移動させるから、配送容器６の移動を自動化する場合に比べ、設備構成を簡略にして設備コストを低減することができる。

上記参考例の培養方法では、
前記培養物を収容した前記配送容器において、収容した前記培養物に対して設定されている前記処理手順を表示することも考えられる。

このようにすれば（図３参照）、培養物ｘ１，ｘ２を収容した配送容器６を作業者が手動により移動させて、配送容器６に収容された培養物ｘ１，ｘ２を必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂに配送するのに、作業者は、配送容器６において表示された収容培養物ｘ１，ｘ２に対する処理手順ｒ１，ｒ２を確認して配送容器６を移動させることができ、これにより、配送容器６を手動により移動させる方式を採りながらも、培養物ｘ１，ｘ２を必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は培養器２ａ，２ｂに対し、誤配送を防止した状態で確実に配送することができる。

更に、上記参考例の培養方法では、
実行が要求された複数の前記処理手順夫々の実行開始タイミングの相互関係を設備の運転効率が最大化される関係に調整した状態で、それら複数の前記処理手順に従って前記配送容器を移動させることも考えられる。

つまり、前述したように（図３参照）、２つの処理手順ｒ１，ｒ２を実行するのに、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２を同時に開始して実行するのでは、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂを２つのロットの培養物ｘ１，ｘ２の培養操作や培養に同時に重複して使用することが必要になるような場合でも、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２の実行開始タイミングに適当な時間差を与えるだけで、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂの同時の重複使用を回避した状態で、それら２つの処理手順ｒ１，ｒ２を併行して実行することが可能になり、そのことで、設備の運転効率を高めることが可能になることがある。

即ち、上記方法では、このような場合に、１つの培養操作器３ａ〜３ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂの同時の重複使用を回避して複数の処理手順ｒ１，ｒ２を極力併行して実行できる状態に、実行が要求された複数の処理手順ｒ１，ｒ２夫々の実行開始タイミングの相互関係を予め調整し、これにより、設備の運転効率を最大化する。

したがって、配送容器６を手動により移動させる方式を採りながらも、設備の運転効率（換言すれば、培養物ｘ１、ｘ２の生産効率）を一層確実かつ効果的に高めることができる。

培養設備の全体構成を示す平面図 別実施形態を示す培養設備の平面図 本発明の作用効果を説明する概略説明図 培養設備の従来例を示す概略平面図

図１は、再生医療などを目的として生体由来の細胞や組織を培養する培養設備を示し、１は培養生産室であり、この培養生産室１は、天井部に配置した高性能フィルタを通じて室内に清浄空気を供給するクリーンルームにしてある。

培養生産室１の室内には、２基の培養器２ａ，２ｂと、５基の培養操作器３ａ〜３ｅと、１基の容器用除染器４とを設置してあり、５基の培養操作器３ａ〜３ｅは、培養器２ａ，２ｂの夫々とは離隔した位置に設置してある。

培養器２ａ，２ｂは、生体由来の細胞や組織である培養物ｘ１〜ｘ３を１ロットずつ内部に収容して培養する装置（いわゆるインキュベート）であり、各培養器２ａ，２ｂは、培養物ｘ１〜ｘ３を培養する内部空間を所定の培養環境に保つ機能を個別に有する。

即ち、別ロットとなる異種の培養物ｘ１〜ｘ３（例えば、異なる人物に由来する細胞や組織）を同時に併行して培養する場合、それら異種の培養物ｘ１〜ｘ３は２基の培養器２ａ，２ｂで各別に培養する。

これら培養器２ａ，２ｂは、過酸化水素ガスなどの除染ガスにより内部を除染する機能を個別に有し、各培養器２ａ，２ｂは、１ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に対する培養に使用した後は、その都度、次ロットの培養物に対する培養に備えて内部を除染する。

５基の培養操作器３ａ〜３ｅは、夫々、内部で各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に所定の培養操作を施す装置であり、第１の培養操作器３ａでは、培養生産室１に持ち込んだ全てのロットの培養物ｘ１〜ｘ３に対して施す前処理操作を行う。

また、第５の培養操作器３ｅでは、一連の処理が終了した全てのロットの培養物ｘ１〜ｘ３に対して施す後処理操作を行う。

第２〜第４の培養操作器３ｂ〜３ｄも、夫々、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に対して互いに異なる培養操作を施すものであるが、これら第２〜第４の培養操作器３ｂ〜３ｄで施す培養操作は、いずれも、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３の種別に応じて（換言すれば、培養物ｘ１〜ｘ３の各ロット毎に）実施の要否が選択される操作である。

５基の培養操作器３ａ〜３ｅは、各培養器２ａ，２ｂと同じく、過酸化水素ガスなどの除染ガスにより内部を除染する機能を個別に有し、各培養操作器３ａ〜３ｅは、１ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に対する培養操作に使用した後は、その都度、次ロットの培養物に対する培養操作に備えて内部を除染する。

培養生産室１の室壁には、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３の出入口として、複数基（図１に示す例では３基）のパスボックス５ａ〜５ｃを装備してあり、新たに培養処理する各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３は、いずれかのパスボックス５ａ〜５ｃを通じて培養生産室１に搬入し、また、一連の処理を終了した各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３は、いずれかのパスボックス５ａ〜５ｃを通じて培養生産室１から搬出する。

また、培養生産室１の室内には、自走式の複数基（図１に示す例では３基）の配送容器６ａ〜６ｃを配備してあり、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３は、いずれかの配送容器６ａ〜６ｃの内部に収容した状態で、それら配送容器６ａ〜６ｃの自走により、いずれかの培養器２ａ，２ｂ、いずれかの培養操作器３ａ〜３ｅ、並びに、いずれかのパスボックス５ａ〜５ｃに対して配送する。

なお、培養生産室１の床には案内線７を施設してあり、各配送容器６ａ〜６ｃは、案内線７による案内下において培養生産室１の室内を個別に自走移動する。

各配送容器６ａ〜６ｃは、各パスボックス５ａ〜５ｃ、各培養器２ａ，２ｂ、並びに、各培養操作器３ａ〜３ｅに対して個別に接続及び接続解除が可能であり、１つの配送容器６ａ〜６ｃを、１つのパスボックス５ａ〜５ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂ又は１つの培養操作器３ａ〜３ｅに対して接続すると、接続した配送容器６ａ〜６ｃの内部が、周囲空間に対する気密性を保った状態で、接続相手の内部空間に連通し、この連通状態において、接続した配送容器６ａ〜６ｃと接続相手との間で培養物ｘ１〜ｘ３の受け渡しが行われる。

また、１つの配送容器６ａ〜６ｃと接続相手（１つのパスボックス５ａ〜５ｃ又は１つの培養器２ａ，２ｂ又は１つの培養操作器３ａ〜３ｅ）との接続が解除されると、上記連通が遮断されて、接続解除された配送容器６ａ〜６ｃの内部、及び、配送容器６ａ〜６ｃとの接続が解除された接続相手の内部がいずれも独立した状態の空間に戻る。

各配送容器６ａ〜６ｃは、容器用除染器４に対しても同様に接続及び接続解除が可能であり、１つの配送容器６ａ〜６ｃを容器用除染器４に接続すると、接続した配送容器６ａ〜６ｃの内部に対し容器用除染器４から過酸化水素ガスなどの除染ガスが供給され、これにより、接続した配送容器６ａ〜６ｃの内部が除染される。

即ち、一連の処理が終了した培養物ｘ１〜ｘ３をいずれかのパスボックス５ａ〜５ｃに受け渡して空になった使用済の配送容器６ａ〜６ｃは、その都度、容器用除染器４に接続することで内部を除染する。

つまり、この培養設備では、別ロットとなる異種の培養物ｘ１〜ｘ３を複数の培養器２ａ，２ｂで各別に培養して、それら培養器２ａ，２ｂの夫々は１ロットの培養物ｘ１〜ｘ３の培養毎に個別に除染するのに加え、複数の培養操作器３ａ〜３ｅを設けて、これら培養操作器３ａ〜３ｅの夫々も１ロットの培養物ｘ１〜ｘ３の培養操作毎に個別に除染し、更に、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３は各別の配送容器６ａ〜６ｃに収容した状態で配送して、それら配送容器６ａ〜６ｃの夫々も１ロットの培養物ｘ１〜ｘ３の配送毎に個別に除染する。

このことから、この培養設備では、別ロットとなる異種の培養物ｘ１〜ｘ３どうしの間での交差汚染を確実に防止しながら、それら異種の培養物ｘ１〜ｘ３を同時に併行して培養するとともに、同時に併行して培養操作することができ、これにより、培養物ｘ１〜ｘ３の生産効率を効果的に高めることができる。

なお、図１は、第１ロットの培養物ｘ１を収容した配送容器６ａを第１の培養操作器３ａに接続して、第１ロットの培養物ｘ１を第１の培養操作器３ａで培養操作（前処理操作）し、それに続いて、第１ロットの培養物ｘ１を、再び配送容器６ａに収容した上で、配送容器６ａの自走により第２の培養操作部３ｂに配送しようとする状態、
及び、これに並行して、第２ロットの培養物ｘ２を収容した配送容器６ｂを培養器２ａに接続して、第２ロットの培養物ｘ２を培養器２ａで培養し、それに続いて、第２ロットの培養物ｘ２を、再び配送容器６ｂに収容した上で、配送容器６ｂの自走により第５の培養操作器３ｅに配送しようとする状態、
並びに、これに併行して、第３ロットの培養物ｘ３を収容した配送容器６ｃを第４の培養操作器３ｄに接続して、第３ロットの培養物ｘ３を第４の培養操作器３ｄで培養操作し、それに続いて、第３ロットの培養物ｘ３を、再び配送容器６ｃに収容した上で、配送容器６ｃの自走により培養器２ｂに配送しようとする状態を示している。

８は設備の運転制御を司る運転制御器であり、各配送容器６ａ〜６ｃの移動操作は運転制御器８により自動的に行われる。

また、各配送容器６ａ〜６ｃの移動操作と連係して、各培養器２ａ，２ｂでは、接続された配送容器６ａ〜６ｃとの間での培養物ｘ１〜ｘ３の受け渡し、収容した培養物ｘ１〜ｘ３の培養、培養環境の調整、培養後の除染などが、運転制御器８により自動的に実施される。

同様に、各培養操作器３ａ〜３ｅでは、各配送容器６ａ〜６ｃの移動操作と連係して、接続された配送容器６ａ〜６ｃとの間での培養物ｘ１〜ｘ３の受け渡し、収容した培養物ｘ１〜ｘ３に対する培養操作、培養操作環境の調整、培養操作後の除染などが、運転制御器８により自動的に実施される。

パスボックス５ａ〜５ｃを通じて培養生産室１に搬入する各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３には、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３毎に、処理手順である処理レシピｒ１〜ｒ３を予め設定してあり、これら処理レシピｒ１〜ｒ３には、各培養器２ａ，２ｂ及び各培養操作器３ａ〜３ｅのうちの使用器、使用器の使用順序、各使用器での滞在時間、各使用器での具体的な処理形態などに関する情報を纏めてある。

これに対し、運転制御器８は、パスボックス５ａ〜５ｃを通じて各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を搬入する際に、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３を読み取る。

そして、読み取った処理レシピｒ１〜ｒ３に従って、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を収容した搬送容器６ａ〜６ｃの自走移動を制御することで、それら配送容器６ａ〜６ｃに収容した各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３の実行に必要な培養器２ａ，２ｂ又は必要な培養操作３ａ〜３ｅに対して、それら処理レシピｒ１〜ｒ３の実行に必要な順序及びタイミングで配送する。

また、これに連係して、各培養器２ａ，２ｂでは、配送容器６ａ〜６ｃから受け渡された各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３に従って培養し、同様に、各培養操作器３ａ〜３ｃでは、配送容器６ａ〜６ｃから受け渡された各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３に従って培養操作する。

これにより、この培養設備では、各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３を、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３の通りに培養及び培養操作して、それら各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３から、それぞれ所要の種類の生産培養物を得ることができる。

また、運転制御器８は、所定期間において生産するべき生産培養物の種類別生産量が指定されるなどして、生産するべき生産培養物の種類別生産量の比が指定されると、その比で各種類の生産培養物を生産するのに必要な複数の処理レシピｒ１〜ｒ３に関し、それら複数の処理レシピｒ１〜ｒ３夫々の実行開始タイミングの相互関係として、設備の運転効率を最大化することができる最適な相互関係Ｋｔを演算する機能を有する。

そしてまた、運転制御器８は、それら実行が要求される複数の処理レシピｒ１〜ｒ３夫々の実行開始タイミングの相互関係を、演算した最適な相互関係Ｋｔに自動調整した状態で、それら複数の処理レシピｒ１〜ｒ３に従って配送容器６ａ〜６ｃの自走移動を制御する機能も有する。

したがって、この培養設備では、運転制御器８により演算された最適な相互関係Ｋｔを実現できる範囲内の順序及び時間間隔をもって、所要の処理レシピｒ１〜ｒ３が設定された培養物ｘ１〜ｘ３をパスボックス５ａ〜５ｃに供給するだけで、設備の運転効率（換言すれば、培養物ｘ１〜ｘ３の生産効率）を自動的に最大化することができる。

図２は、本発明による培養設備の別実施形態を示し、図２に示す培養設備では、各配送容器６ａ〜６ｃを作業者が手作業により移動させるようにしている。

各配送容器６ａ〜６ｃには、それら配送容器６ａ〜６ｃに収容した各ロットの培養物ｘ１〜ｘ３に設定された処理レシピｒ１〜ｒ３を表示する表示器９を設けてあり、作業者は、この表示器９に表示された処理レシピｒ１〜ｒ３を確認しながら、その表示処理レシピｒ１〜ｒ３の実行に必要な培養操作器３ａ〜３ｃ又は必要な培養器２ａ，２ｂへ各配送容器６ａ〜６ｃを手作業により順次に移動させる。

また、この表示器９には、表示した処理レシピｒ１〜ｒ３の最適な実行開始タイミング（即ち、前述した最適相互関係Ｋｔを満足する各処理レシピｒ１〜ｒ３の実行開始タイミング）も表示するようにしてあり、これにより、作業者は、表示器９に表示された処理レシピｒ１〜ｒ３を、同じく表示器９に表示された最適な実行開始タイミングで開始させるように、各配送容器６ａ〜６ｃを移動させることができる。

〔別実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。

配送容器６ａ〜６ｃは、自走移動に代えて、コンベア装置やロボットなどにより移動させるようにしてもよい。

また、配送容器６ａ〜６ｃは、人力による移動に代えて、作業者による遠隔操作で移動させることも考えられ、その場合、作業者が、配送容器６ａ〜６ｃに収容された培養物ｘ１〜ｘ３の設定処理レシピｒ１〜ｒ３を確認しながら、配送容器６ａ〜６ｃの移動を遠隔操作できるようにしてもよい。

前述の実施形態では、配送容器６ａ〜６ｃから培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂに受け渡した培養物ｘ１〜ｘ３が、その培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂから再び配送容器６ａ〜６ｃに受け渡されるまで、培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂと配送容器６ａ〜６ｃとの接続を保持する例を示したが、これに代えて、配送容器６ａ〜６ｃから培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂに培養物ｘ１〜ｘ３を受け渡す度に、それら培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂと配送容器６ａ〜６ｃとの接続を解除して、接続解除した配送容器６ａ〜６ｃを他の培養物の配送に使用するようにしてもよい。

複数の培養操作器３ａ〜３ｅは夫々、培養物ｘ１〜ｘ３を手作業により培養操作するものであってもよく、また、作業者による遠隔操作により培養物ｘ１〜ｘ３に培養操作を施すものであってもよい。

また、その場合、培養物ｘ１〜ｘ３を手作業により培養操作する作業者や、遠隔操作により培養物ｘ１〜ｘ３に培養操作を施す作業者が、各培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３を確認できるようにしてもよい。

配送容器６ａ〜６ｃや培養操作器３ａ〜３ｅ又は培養器２ａ，２ｂ、あるいは、遠隔操作位置において、作業者が培養物ｘ１〜ｘ３に設定されている処理レシピｒ１〜ｒ３を確認できるようにする場合、表示器による処理レシピｒ１〜ｒ３の表示、処理レシピを記載した紙片やカードの掲示による処理レシピｒ１〜ｒ３の表示、あるいは、音声や信号機による処理レシピｒ１〜ｒ３の表示など、どのような表示形態を採用してもよい。

本発明は、再生医療を目的として生体由来の細胞や組織を培養する培養設備に限らず、薬品や食品の製造を目的として生体由来の細胞や組織を培養する培養設備など、どのような目的で生体由来の細胞や組織を培養する培養設備にも利用することができる。

ｘ１，ｘ２，ｘ３ 培養物
２ａ，２ｂ 培養器
３ａ〜３ｅ 培養操作器
６ａ〜６ｃ 配送容器
４ 容器用除染器
ｒ１〜ｒ３ 処理レシピ（処理手順）
８ 運転制御器
Ｋｔ 処理手順夫々の実行開始タイミングの最適な相互関係

Claims (4)

1. 培養物を培養する内部空間を所定の培養環境に保つ培養器を複数設けるとともに、内部で前記培養物に対して培養操作を施す培養操作器を設け、
   複数の前記培養器の夫々と前記培養操作器との間において前記培養物の受け渡しを行う培養設備であって、
   前記培養操作器として、前記培養物に対して施す培養操作が互いに異なる複数種の培養操作器を含む複数の培養操作器を、前記培養器の夫々とは離隔した位置に設け、
   複数の前記培養操作器の夫々、及び、複数の前記培養器の夫々は、内部の除染が個別に可能な構成にし、
   前記培養物を内部に収容する移動自在な配送容器を設け、
   前記配送容器は、複数の前記培養操作器の夫々、及び、複数の前記培養器の夫々に対して接続及び接続解除が可能で、かつ、接続した前記培養操作器との間での前記培養物の受け渡し、及び、接続した前記培養器との間での前記培養物の受け渡しが可能な構成にし、
   １つの前記配送容器に収容する１ロットの前記培養物ごとに設定されている処理手順に従って、前記配送容器の移動を制御することで、各ロットの前記培養物を前記処理手順の実行に必要な前記培養操作器又は前記培養器に対して自動配送する運転制御器を設け、
   前記運転制御器は、実行が要求された複数の前記処理手順夫々の実行開始タイミングの相互関係を設備の運転効率が最大化される関係に自動調整した状態で、それら複数の前記処理手順に従って前記配送容器の移動を制御する構成にしてある培養設備。
2. 前記配送容器を複数設けてある請求項１記載の培養設備。
3. 前記配送容器の接続及び接続解除が可能で、かつ、接続した前記配送容器の内部を除染する容器用除染器を設けてある請求項１又は２記載の培養設備。
4. 前記配送容器を複数設け、
   前記運転制御器は、前記配送容器から前記培養操作器又は前記培養器に受け渡した前記培養物が、その培養操作器又は培養器から再び前記配送容器に受け渡されるまで、前記培養操作器又は前記培養器と前記配送容器との接続を保持する構成にしてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の培養設備。

Images