JP2009189280A - 遠心分離容器および遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体から遠心分離された物質を容易にかつ確実に取り出すことができ、その際に、物質のコンタミネーションを回避し、かつ、物質の健全性を維持する。
【解決手段】分離すべき液体Ａを収容し、底部３ｂを半径方向外方に向けて回転させられる容器本体３を備え、該容器本体３の底部３ｂ近傍に、容器壁を貫通して内部の物質を取り出すための取出し口４が設けられている遠心分離容器１を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠心分離容器および遠心分離装置に関するものである。

従来、分離すべき液体を収容した遠心分離容器を、該遠心分離容器から離れた軸線回りに回転させることにより、液体内に含有されている成分を比重により分離する遠心分離装置が知られている（特許文献１参照。）。
遠心分離容器は、一端を閉塞された略円筒状に形成され、その閉塞端を半径方向外方に向けるように回転させられることにより、閉塞端に向けて比重の大きい成分が移動し、閉塞端側から比重の大きい順に並んで分離されるようになっている。

国際公開第０５／０１２４８０号パンフレット

しかしながら、遠心分離容器内に分離された後に閉塞端近くに分離された成分を遠心分離容器内から取り出すには、閉塞端とは反対側の端部開口からシリンジの針を挿入して吸引するが、針を閉塞端まで確実に挿入するのが難しく、針の尖端で遠心分離容器の底面を傷つけてしまう不都合がある。

特に、細胞懸濁液から細胞を遠心分離する場合には、細胞へのコンタミネーションを極力回避するために、操作者の手に触れるシリンダ部分を遠心分離容器内に挿入するのは好ましくない。したがって、シリンジの針を極めて長くして針のみを挿入する必要があり、その挿入作業はさらに困難である。また、分離された細胞を細長い針によって吸引する場合には、その吸引中に細胞がせん断による損傷を受ける可能性があり、細胞の健全性を低下させてしまう不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、液体から遠心分離された物質を容易にかつ確実に取り出すことができ、その際に、物質のコンタミネーションを回避し、かつ、物質の健全性を維持することができる遠心分離容器および遠心分離装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、分離すべき液体を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させられる容器本体を備え、該容器本体の前記底部近傍に、容器壁を貫通して内部の物質を取り出すための取出し口が設けられている遠心分離容器を提供する。

本発明によれば、容器本体内に分離すべき液体を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させることにより、比重の大きい物質が底部近傍から順に並んで分離される。そして、底部近傍に設けられた取出し口により、容器壁を貫通して容器本体内部の物質を簡単に取り出すことができる。底部とは反対側の端部から細長いシリンジの針等を挿入して物質を吸引する必要がなく、容器壁を貫通するだけの短い経路で取り出すことができ、物質の健全性を維持することができる。また、容器本体内部にシリンジ等を挿入する必要がないので、コンタミネーションの発生を防止することができる。

上記発明においては、前記容器本体の前記底部が先端に向かって先細になるテーパ内面状に形成され、前記取出し口が、底部の最先端部に連通して設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、遠心分離されることによりテーパ内面に沿って集められた比重の大きい物質を最先端部に貫通する取出し口から、残すことなく取り出すことができる。

また、上記発明においては、前記取出し口に、内部の物質を吸引する吸引器具が分離可能に接続されていることとしてもよい。
このようにすることで、遠心分離が終了した後には、吸引器具を作動させて内部の物質を吸引した後に、取出し口から吸引器具を取り外して、取り出された物質を必要な部位に搬送、供給することができる。

また、上記発明においては、前記容器本体と前記吸引器具とが、切断により吸引器具の吐出口を構成する切断部を挟んで一体的に成形されていることとしてもよい。
このようにすることで、一体成形により容器本体と吸引器具とを無菌的に接続した遠心分離容器を構成することができる。そして、吸引器具の作動によって容器本体内に遠心分離された物質を吸引した後に、切断部において吸引器具を容器本体から分離することにより、吸引器具に吐出口を形成し、吸引されていた物質を吐出口から吐出させることが可能となる。

また、上記発明においては、前記吸引器具が、スポイトまたはシリンジからなることとしてもよい。
このようにすることで、スポイトまたはシリンジの内部に容器本体内に分離された物質を容易に吸引し、また、吸引した物質を容易に吐出させることができる。

また、本発明は、上記いずれかの遠心分離容器を回転させて前記容器本体内の液体の成分を比重により分離させる遠心分離装置であって、前記遠心分離容器を挿脱可能に支持するカップ状の容器支持部と、該容器支持部を、その長手軸に直交する揺動軸線回りに揺動自在に支持するアーム部と、該アーム部を前記揺動軸線から離間した位置に配置される回転軸線回りに回転駆動する駆動装置とを備え、前記容器支持部に、前記容器本体を保持する本体保持部と、前記容器本体に接続された吸引器具を保持する吸引器具保持部を備える遠心分離装置を提供する。

本発明によれば、カップ状の容器支持部に遠心分離容器を挿入して支持させると、本体保持部に容器本体が保持され、吸引器具保持部に吸引器具が保持される。この状態で、駆動装置を作動させると、回転軸線回りに回転させられるアーム部に揺動軸線回りに揺動自在に支持された容器支持部が揺動させられて、容器本体の底部が半径方向外方に向けられて、底部に向かって比重の大きい物質が遠心分離されていく。この後に、駆動装置を停止して、アーム部の回転を停止し、吸引器具を作動させることにより、容器本体の底部に遠心分離された物質を容易に吸引器具内に残さず吸引することができる。

上記発明においては、前記吸引器具保持部が、前記本体保持部に対して、前記駆動装置による前記アーム部の回転方向後方側に配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、アーム部および該アーム部に支持された容器支持部および遠心分離容器が、駆動装置の作動によって高速回転させられても、容器本体に接続された吸引器具によって発生する気流の乱れを抑制し、振動の発生や風切り音の発生を低減することができる。

また、上記発明においては、前記吸引器具保持部に、吸引器具の側面を視覚可能にする観察窓が設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、吸引器具により容器本体内部の物質を吸引したときに、観察窓を介して吸引器具の側面を視認することができ、吸引器具を半透明または透明材料により構成しておけば、内部の物質の有無を容易に確認することができる。

本発明によれば、液体から遠心分離された物質を容易にかつ確実に取り出すことができ、その際に、物質のコンタミネーションを回避し、かつ、物質の健全性を維持することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器１および遠心分離装置２について、図１〜図１０を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１は、図１に示されるように、分離される液体Ａ（図５参照。）、例えば、脂肪組織を消化酵素により消化して単離された細胞と消化酵素との混合液からなる細胞懸濁液Ａを収容する容器本体３と、該容器本体３に設けられた取出し口４に接続されるシリンジ（吸引器具）５とを備えている。

容器本体３は、略円筒状に形成され、一端に上部開口３ａを有し、他端が閉塞されている。閉塞端（底部）３ｂは、先端に向かって次第に先細になるテーパ内面状に形成されており、その先端の最も細い部分に前記取出し口４が開口している。
上部開口３ａには、キャップ６が着脱可能に被せられ、細胞懸濁液Ａを供給する供給管７と、内部の液体を吸引するための吸引管８とが容器本体３内に挿入配置されるようになっている。

前記シリンジ５は、継ぎ手９を介して前記取出し口４に、その吐出口１０を着脱可能に取り付けられている。
シリンジ５は、透明または半透明の材質からなるシリンダ５ａとピストン５ｂとからなり、遠心分離作業を行う際には、ピストン５ｂがシリンダ５ａ内において最も押し込まれた位置に配置されるようになっている。また、遠心分離作業を行う際には、シリンダ５ａに対するピストン５ｂの移動を拘束する固定部材１１が取り付けられるようになっている。

本実施形態に係る遠心分離装置２は、図２〜図４に示されるように、図示しないモータのような駆動装置により回転駆動される鉛直方向に沿う回転軸１２に固定されたアーム部１３と、該アーム部１３の両端に、略水平に配置された揺動軸１４周りに回転自在に支持された容器支持部１５とを備えている。

容器支持部１５は、静止した状態で、上向きに開口するカップ状に形成され、容器本体３を上方から挿脱可能に保持する本体保持部１６と、容器本体３に接続されたシリンジ５を上方から挿脱可能に保持するシリンジ保持部（吸引器具保持部）１７とを備えている。シリンジ保持部１７は、図３に示されるように、本体保持部１６に対して回転軸１２回りのアーム部１３の回転方向後方側にねじれた位置に配置されている。

また、前記シリンジ保持部１７の途中位置には、保持されているシリンダ５ａの側面を露出させる観察窓１８が設けられている。シリンダ５ａは透明または半透明の材質からなるので、観察窓１８を介してシリンダ５ａの側面を観察すると、シリンダ５ａ内に吸引された物質の有無を容易に確認することができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る遠心分離容器１および遠心分離装置２の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１および遠心分離装置２を用いて、細胞懸濁液Ａを遠心分離して所望の細胞、例えば、幹細胞Ｂを得るには、まず、図５に示されるように、供給管７を介して細胞懸濁液Ａを容器本体３内に収容した状態の遠心分離容器１を、図３に示されるように遠心分離装置２の容器支持部１５に挿入して支持させる。

容器支持部１５には、容器本体３を保持するカップ状の本体保持部１６と、シリンジ５を保持するシリンジ保持部１７とが設けられているので、遠心分離容器１を容器支持部１５の上方から挿入するだけで、容器本体３が本体保持部１６に、シリンジ５がシリンジ保持部１７にそれぞれ安定して保持される。そして、この状態で、駆動装置を作動させ、図３に示されるように、アーム部１３を回転軸１２回りに回転させることにより、遠心力により揺動軸１４回りに容器支持部１５を揺動させ、容器本体３の底部３ｂが半径方向外方に向かうようにして、所定の回転数および時間で回転させる。

容器本体３の底部３ｂはテーパ内面状に形成されているので、細胞懸濁液Ａ内に含まれている比重の大きな幹細胞Ｂがテーパ内面に沿って底部３ｂの先端部に集められる。これにより、図６に示されるように、細胞懸濁液Ａ内に含まれる比重の大きな幹細胞Ｂが容器本体３の底部３ｂの先端部に沈み、残りの上清Ｃから分離される。

このとき、本実施形態に係る遠心分離装置２によれば、容器本体３にシリンジ５が取り付けられているので、アーム部１３を回転させると容器本体３およびシリンジ５が一体となって回転させられる。この場合に、シリンジ５が容器本体３に対して回転方向の後方に配置されているので、アーム部１３が高速回転させられても容器本体３から突出したシリンジ５により気流が乱れることが緩和され、大きな振動や風切り音が発生することが防止される。

この状態で、図７に示されるように、吸引管８を介して容器本体３内の上清Ｃを吸引して、分離された幹細胞Ｂと少量の上清Ｃとが残った状態で、供給管７からリンゲル液等の洗浄液を供給して再攪拌する。これにより、再度、図５の状態となるので、遠心分離、吸引、再攪拌を数回繰り返すことにより、幹細胞Ｂを洗浄し、細胞懸濁液Ａ内に含まれている消化酵素の濃度を十分に低減することができる。

複数回の作業の繰り返し後に、上清Ｃの吸引により図７の状態となったときに、シリンジ５から固定部材１１を取り外して、図８に示されるように、シリンダ５ａに対してピストン５ｂを往復させることにより、少量の上清Ｃと幹細胞Ｂとを懸濁した少量の細胞懸濁液Ａ′が生成される。
このとき、本実施形態に係る遠心分離装置２においては、シリンジ保持部１７に観察窓１８が設けられているので、シリンジ５内に吸引された細胞懸濁液Ａ′の状態を観察窓１８を介して容易に確認することができる。

そして、この状態で、図９に示されるように、シリンダ５ａに対してピストン５ｂを引き抜く方向に移動させることにより、容器本体３内に貯留されていた少量の細胞懸濁液Ａ′をシリンジ５内に吸引することができる。
全ての細胞懸濁液Ａ′がシリンジ５内に吸引された状態で、図１０に示されるように、継ぎ手９からシリンジ５を取り外すことにより、そのまま他の場所に搬送し、吐出させることが可能となる。

このように、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、容器本体３の先端に容器壁を貫通して取出し口４が設けられ、該取出し口４にシリンジ５が接続されているので、容器本体３内において遠心分離された幹細胞Ｂを取出し口４から短い経路でシリンジ５内に吸引することができる。すなわち、経路が短いので、細い経路内で幹細胞Ｂが受けるせん断力を低減し、幹細胞Ｂを健全な状態に維持しつつシリンジ５内に吸引できる。

また、容器本体３の先端に設けた取出し口４から遠心分離された幹細胞Ｂを取り出すので、容器本体３の上部開口３ａからシリンジ５を挿入して取り出す必要がない。すなわち、シリンジ５を上部開口３ａから挿入する場合には、その針の先端を底面の最下位位置に正確に配置しないと、遠心分離された幹細胞Ｂを残さず吸引することができないが、本実施形態によれば、そのような困難で煩わしい作業を行うことなく、全ての幹細胞を吸引して取り出すことができる。

また、容器本体３の上部開口３ａからシリンジ等の吸引器具を挿入して内部の幹細胞Ｂ等を吸引する場合には、シリンジに付着した塵埃や細菌等が容器本体３内に入る可能性が高まり、好ましくない。本実施形態によれば、上部開口３ａから吸引器具を挿入する必要がなく、コンタミネーションの発生を未然に防止することができる。

なお、本実施形態においては、容器本体３の底部３ｂに設けた取出し口４に、継ぎ手９を介してシリンジ５を着脱可能に接続することとしたが、これに代えて、図１１に示されるように、容器本体３の取出し口４とシリンジ５のシリンダ５ａとを細長い接続管（切断部）２０によって接続されたものを、例えば、樹脂成形により一体的に成形し、シリンダ５ａにピストン５ｂを挿入してもよい。

このようにすることで、容器本体３内部に遠心分離された幹細胞Ｂを含む細胞懸濁液Ａ′をシリンジ５内に吸引した後に、細長い接続管２０の途中位置を切断することにより、シリンジ５を容易に切り離すことができる。これにより、遠心分離容器１は使い捨て製品とすることができる。この場合、接続管２０の切断部分はシリンジ５内に収容された細胞懸濁液Ａ′を吐出する際の吐出口とすることができる。また、シリンジ５に代えて、スポイトとしても、同様に機能させることができる。また、分離すべき液体として細胞懸濁液Ａを例示したが、これに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器を保持した本発明の一実施形態に係る遠心分離装置の一部を示す正面図である。 図２の遠心分離装置の平面図である。 図２の遠心分離装置の斜視図である。 図１の遠心分離容器に細胞懸濁液を供給した状態を示す縦断面図である。 図５の遠心分離容器による遠心分離後の状態を示す縦断面図である。 図６の遠心分離容器内の上清を吸引した状態を示す縦断面図である。 図７の遠心分離容器内の少量の上清と幹細胞とをシリンジの往復動作により攪拌した状態を示す縦断面図である。 図８の遠心分離容器内の細胞懸濁液をシリンジ内に吸引した状態を示す縦断面図である。 図９の遠心分離容器内の細胞懸濁液を吸引したシリンジを取り外した状態を示す縦断面図である。 図１の遠心分離容器の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ，Ａ′ 細胞懸濁液（液体）
Ｂ 幹細胞（物質）
１ 遠心分離容器
２ 遠心分離装置
３ 容器本体
３ｂ 底部
４ 取出し口
５ シリンジ（吸引器具）
１０ 吐出口
１２ 回転軸線
１３ アーム部
１４ 揺動軸線
１５ 容器支持部
１６ 本体保持部
１７ シリンジ保持部（吸引器具保持部）
１８ 観察窓
２０ 接続管（切断部）

Claims (8)

1. 分離すべき液体を収容し、底部を半径方向外方に向けて回転させられる容器本体を備え、
   該容器本体の前記底部近傍に、容器壁を貫通して内部の物質を取り出すための取出し口が設けられている遠心分離容器。
2. 前記容器本体の前記底部が先端に向かって先細になるテーパ内面状に形成され、
   前記取出し口が、底部の最先端部に連通して設けられている請求項１に記載の遠心分離容器。
3. 前記取出し口に、内部の物質を吸引する吸引器具が分離可能に接続されている請求項１または請求項２に記載の遠心分離容器。
4. 前記容器本体と前記吸引器具とが、切断により吸引器具の吐出口を構成する切断部を挟んで一体的に成形されている請求項３に記載の遠心分離容器。
5. 前記吸引器具が、スポイトまたはシリンジからなる請求項３または請求項４に記載の遠心分離容器。
6. 請求項３から請求項５のいずれかに記載の遠心分離容器を回転させて前記容器本体内の液体の成分を比重により分離させる遠心分離装置であって、
   前記遠心分離容器を挿脱可能に支持するカップ状の容器支持部と、
   該容器支持部を、その長手軸に直交する揺動軸線回りに揺動自在に支持するアーム部と、
   該アーム部を前記揺動軸線から離間した位置に配置される回転軸線回りに回転駆動する駆動装置とを備え、
   前記容器支持部に、前記容器本体を保持する本体保持部と、前記容器本体に接続された吸引器具を保持する吸引器具保持部を備える遠心分離装置。
7. 前記吸引器具保持部が、前記本体保持部に対して、前記駆動装置による前記アーム部の回転方向後方側に配置されている請求項６に記載の遠心分離装置。
8. 前記吸引器具保持部に、吸引器具の側面を視覚可能にする観察窓が設けられている請求項６または請求項７に記載の遠心分離装置。

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