加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置及加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種具備收容部（培養(yǎng)腔室部（7））、壓力傳遞部（8）、和培養(yǎng)液循環(huán)路（培養(yǎng)回路（30））的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置。收容部是積存培養(yǎng)液（14）并收容被培養(yǎng)物（62）的機構(gòu)。壓力傳遞部是與上述收容部連通、使外部壓力向上述培養(yǎng)液傳遞的機構(gòu)。培養(yǎng)液循環(huán)路經(jīng)由上述壓力傳遞部連接在上述收容部上，是使上述培養(yǎng)液通過上述壓力傳遞部循環(huán)到上述收容部中的機構(gòu)。具備這樣的結(jié)構(gòu)，使外部壓力經(jīng)由上述壓力傳遞部作用在上述培養(yǎng)液上，能夠進行相對于處于上述收容部中的上述被培養(yǎng)物的加壓、和上述收容部的上述培養(yǎng)液的循環(huán)。
【專利說明】加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置及加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在生物體的細(xì)胞及組織的培養(yǎng)中使用的培養(yǎng)技術(shù)，例如涉及在細(xì)胞及組織的培養(yǎng)研究及治療用組織等的培養(yǎng)中使用、對被培養(yǎng)物循環(huán)供給的培養(yǎng)液的送液、能夠進行對使用該培養(yǎng)液的被培養(yǎng)物的加壓刺激的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置及加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物體的細(xì)胞及組織的培養(yǎng)、以及培養(yǎng)對應(yīng)于生物體的部位的細(xì)胞及組織的技術(shù)已實用化并被廣泛采用。
[0003]關(guān)于在這樣的培養(yǎng)中使用的培養(yǎng)裝置，已知使培養(yǎng)液循環(huán)、使用該培養(yǎng)液對被培養(yǎng)物進行加壓的技術(shù)(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0004]已知有將多個送液缸與培養(yǎng)柱連接而構(gòu)成多對培養(yǎng)系統(tǒng)、用I個培養(yǎng)裝置驅(qū)動多個送液缸的技術(shù)(例如，專利文獻(xiàn)2)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:特開2001 - 238663號公報，
專利文獻(xiàn)2:特開2003 — 125755號公報。
[0006]但是，在被培養(yǎng)物的培養(yǎng)中，需要培養(yǎng)液的循環(huán)供給和物理刺激。培養(yǎng)液的供給是用來相對于被培養(yǎng)物 供給新鮮的培養(yǎng)液的送液。物理刺激是通過培養(yǎng)液的加壓。這樣的送液是使培養(yǎng)液流動，加壓通過提高封入的培養(yǎng)液的壓力來實現(xiàn)。這樣的送液和加壓盡管對象是培養(yǎng)液，也必須以分別完全不同的形態(tài)來實現(xiàn)。即，以往是以分別的機構(gòu)及部位進行，有機構(gòu)變復(fù)雜的問題。
[0007]此外，被培養(yǎng)物很少是單一的，而要求將多個被培養(yǎng)物同時培養(yǎng)、比較培養(yǎng)的推移及被培養(yǎng)物的成長過程。在這樣的情況下，需要設(shè)置多個培養(yǎng)裝置、在相同條件下同時培養(yǎng)，但在并設(shè)了不同的培養(yǎng)裝置的情況下，有在相同條件的設(shè)定上費時費力的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]所以，本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的目的是使將對被培養(yǎng)物供給的培養(yǎng)液進行加壓使其及循環(huán)的機構(gòu)簡單化。
[0009]此外，本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)的目的是使多個被培養(yǎng)物的同時培養(yǎng)變得容易。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置具備收容部、壓力傳遞部、和培養(yǎng)液循環(huán)路。上述收容部是積存培養(yǎng)液、并且收容被培養(yǎng)物的機構(gòu)。上述壓力傳遞部與上述收容部連通，是使外部壓力向上述培養(yǎng)液傳遞的機構(gòu)。上述培養(yǎng)液循環(huán)路經(jīng)由上述壓力傳遞部連接在上述收容部上，是使上述培養(yǎng)液通過上述壓力傳遞部循環(huán)到上述收容部中的機構(gòu)。在該加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置中，具備這樣的結(jié)構(gòu)，使外部壓力經(jīng)由上述壓力傳遞部作用在上述培養(yǎng)液上，能夠進行相對于處于上述收容部中的上述被培養(yǎng)物的加壓、和上述收容部的上述培養(yǎng)液的循環(huán)。
[0011]此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)成具備已述的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的上述收容部、上述壓力傳遞部、和上述培養(yǎng)液循環(huán)路的多個培養(yǎng)單元，具備產(chǎn)生相對于該培養(yǎng)單元的上述壓力傳遞部施加的外部壓力的加壓驅(qū)動部。在這樣的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)中，使由上述加壓驅(qū)動部產(chǎn)生的上述外部壓力經(jīng)由上述壓力傳遞部作用在上述培養(yǎng)液上，能夠進行相對于處于各培養(yǎng)單元的上述收容部中的上述被培養(yǎng)物的加壓、和上述收容部的上述培養(yǎng)液的循環(huán)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，能夠得到以下的效果。
[0013](1)能夠用簡單化的機構(gòu)實現(xiàn)對被培養(yǎng)物供給的培養(yǎng)液的加壓和循環(huán)，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造的簡單化及使用的容易化，能夠降低裝置成本。
[0014](2)能夠作為多個收容部同時設(shè)置，能夠經(jīng)由培養(yǎng)液進行相對于多個被培養(yǎng)物的共通的加壓動作，并且培養(yǎng)液相對于被培養(yǎng)物的循環(huán)能夠按照每個收容部進行。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)，除了上述效果以外，還能夠連接多個收容部、經(jīng)由培養(yǎng)液進行相對于多個被培養(yǎng)物的共通的加壓動作，培養(yǎng)液相對于被培養(yǎng)物的循環(huán)能夠按照每個收容部進行，能夠供作被培養(yǎng)物的許多培養(yǎng)及其生產(chǎn)、以及實驗性的比較培養(yǎng)。
[0016]并且，本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點通過參照附圖及各實施方式會而更加清楚?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]圖1是表示有關(guān)第I實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例的圖；
圖2是表示有關(guān)第2實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例的圖；
圖3是表示恒溫箱的貫通部的一例的圖；
圖4是表不培養(yǎng)部的一例的圖；
圖5是表示培養(yǎng)部主體與截止閥驅(qū)動部及接頭部的分離的圖；
圖6是表示壓力發(fā)生器部的一例的圖；
圖7是表不控制部的一例的圖；
圖8是表示主程序的處理次序的流程圖；
圖9是表示壓力的O調(diào)整的處理次序的流程圖；
圖10是表示壓力的O調(diào)整動作的圖；
圖11是表示加壓運轉(zhuǎn)的處理次序的流程圖；
圖12是表示加壓運轉(zhuǎn)動作的圖；
圖13是表示加壓運轉(zhuǎn)動作的圖；
圖14是表示送液處理的處理次序的流程圖；
圖15是表示送液動作的圖；
圖16是表示送液動作的圖；
圖17是表示與加壓運轉(zhuǎn)時的活塞的往復(fù)動作對應(yīng)的壓力的圖；
圖18是表示與送液運轉(zhuǎn)時的活塞的往復(fù)動作對應(yīng)的壓力的圖；
圖19是表示有關(guān)第3實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例的圖；
圖20是表不有關(guān)第4實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)的一例的圖；
圖21是表示送液處理的處理次序的流程圖；
圖22是表示活塞的往復(fù)動作的處理次序的流程圖；圖23是表不有關(guān)第5實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)的一例的圖；
圖24是表示設(shè)置在恒溫箱的貫通部中的密封部的一例的圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:
2A、2B、2C:加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，4:培養(yǎng)部，6:培養(yǎng)部主體，7:培養(yǎng)腔室部(收容部)，8:壓力傳遞部，9:壓力發(fā)生器部，10AU0B:加壓配管，12:恒溫箱，14:培養(yǎng)液，18:截止閥驅(qū)動部，30、30A、30B、30C:培養(yǎng)回路，34:加壓介質(zhì)，72、72A、72B、72C:截止閥部，94:壓力傳遞空間部(培養(yǎng)液積存部)，108:加壓介質(zhì)空間部(外部壓力作用部)，132:加壓驅(qū)動部，200A、200B:加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0019]〔第I實施方式〕
第I實施方式是使收容被培養(yǎng)物的收容部與壓力傳遞部連通、使相對于壓力傳遞部的外部壓力傳遞給培養(yǎng)液的結(jié)構(gòu)。
[0020]關(guān)于該第I實施方式參照圖1。圖1是表示有關(guān)第I實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例的圖。
[0021]該加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置2A是本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例，作為功能部而具備培養(yǎng)部4、培養(yǎng)部主 體6、培養(yǎng)腔室部7、壓力傳遞部8、壓力發(fā)生器部9、加壓配管10A、10B、和恒溫箱12。
[0022]培養(yǎng)部4是與培養(yǎng)液14 (圖2)的供給一起、將由壓力發(fā)生器部9生成的壓力向培養(yǎng)腔室部7傳遞的培養(yǎng)機構(gòu)，具備可拆裝的培養(yǎng)部主體6，培養(yǎng)部主體6具備培養(yǎng)腔室部7、和壓力傳遞部8的培養(yǎng)液側(cè)壓力傳遞部8A。
[0023]培養(yǎng)腔室部7是收容被培養(yǎng)物的收容部的一例，作為由生物體的細(xì)胞及組織構(gòu)成的被培養(yǎng)物，例如收容細(xì)胞或由細(xì)胞和連接體構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)體等、進行細(xì)胞分化、增殖、細(xì)胞外基質(zhì)的廣生等的機構(gòu)，能夠如箭頭13表不那樣在壓力傳遞部8上拆裝。在該實施方式中，培養(yǎng)腔室部7與培養(yǎng)部4 一起設(shè)置在恒溫箱12中。
[0024]壓力傳遞部8具備已述的培養(yǎng)液側(cè)壓力傳遞部8A和加壓介質(zhì)側(cè)壓力傳遞部SB，例如將由壓力發(fā)生器部9生成的壓力通過加壓介質(zhì)側(cè)壓力傳遞部SB從培養(yǎng)液側(cè)壓力傳遞部8A傳遞給培養(yǎng)腔室部7。加壓介質(zhì)側(cè)壓力傳遞部8B與進行培養(yǎng)腔室部7的開閉的截止閥驅(qū)動部18 —起通過連結(jié)部20連結(jié)。
[0025]壓力發(fā)生器部9是產(chǎn)生相對于培養(yǎng)腔室部7的壓力、及用于培養(yǎng)液14 (圖2)的循環(huán)的壓力的壓力發(fā)生源、壓力發(fā)生機構(gòu)的一例，將其壓力向加壓配管10AU0B輸出。
[0026]加壓配管10AU0B是壓力傳遞管的一例，加壓配管10AU0B只要使用具備耐壓性、耐熱性、柔性的軟管就可以，例如由耐壓軟管構(gòu)成。將在壓力發(fā)生器部9中生成的壓力通過加壓配管10AU0B施加在壓力傳遞部8上。
[0027]恒溫箱12是培養(yǎng)庫的一例，具有與外界隔斷的密閉性。在該恒溫箱12中具備用來使加壓配管10AU0B貫通的貫通部22。貫通部22具備將恒溫箱12的內(nèi)外封閉的密封部。在該實施方式中，由兩根加壓配管10AU0B構(gòu)成，是將從壓力發(fā)生器部9通過加壓配管IOA施加在壓力傳遞部8上的壓力用加壓配管IOB送回到壓力發(fā)生器部9中的結(jié)構(gòu)，但也可以代替這樣的結(jié)構(gòu)而由單一的加壓配管10構(gòu)成。[0028]具備這樣的結(jié)構(gòu)，將由壓力發(fā)生器部9生成的壓力從加壓配管10AU0B向壓力傳遞部8施加，從該壓力傳遞部8向處于培養(yǎng)腔室部7中的被培養(yǎng)物施加。此外，培養(yǎng)液受到施加在壓力傳遞部8上的壓力，能夠循環(huán)到培養(yǎng)腔室部7中。
[0029]〔第2實施方式〕
第2實施方式公開了將有關(guān)第I實施方式的已述的功能部具體化的結(jié)構(gòu)例。
[0030]關(guān)于該第2實施方式參照圖2。圖2是表示有關(guān)第2實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置的一例的圖。在圖2中,對于與圖1相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0031]在該加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置2B中，作為由收容被培養(yǎng)物62 (圖4)的培養(yǎng)腔室部7、作為培養(yǎng)液循環(huán)路的一例的培養(yǎng)液配管24A、24B、培養(yǎng)液積存部26構(gòu)成的封閉系統(tǒng)的培養(yǎng)回路30的培養(yǎng)單元而具備培養(yǎng)部4。在此情況下，培養(yǎng)部主體6也構(gòu)成能夠拆裝的單元。培養(yǎng)回路30被培養(yǎng)液14充滿，培養(yǎng)腔室部7與壓力傳遞部8連接，設(shè)置在恒溫箱12內(nèi)。通過壓力傳遞部8與壓力發(fā)生器部9由加壓配管(例如耐壓軟管)10AU0B連接而形成加壓回路52，該加壓回路52被加壓介質(zhì)(水等)34充滿。加壓配管IOB例如經(jīng)由端口部156連接在加壓介質(zhì)側(cè)壓力傳遞部8B上。加壓水堵塞閥36設(shè)置在壓力發(fā)生器部9 一側(cè)，但也可以設(shè)置在恒溫箱12 —側(cè)、做成不使加壓介質(zhì)34向壓力發(fā)生器部9返回的結(jié)構(gòu)。
[0032]培養(yǎng)回路30、截止閥驅(qū)動部18和壓力傳遞部8設(shè)置在恒溫箱12內(nèi)，加壓配管10A、IOB和截止閥驅(qū)動用配線32貫通恒溫箱12的貫通部22。該貫通部22進行密封處理，使恒溫箱12的氮、碳酸氣體的消耗成為最小限度。
[0033]所以，在培養(yǎng) 部4上經(jīng)由培養(yǎng)液配管24A、24B連接有培養(yǎng)液積存部26，從該培養(yǎng)液積存部26經(jīng)由培養(yǎng)液配管24A注入培養(yǎng)液14。培養(yǎng)部主體6連結(jié)在培養(yǎng)液排出部28上，循環(huán)到培養(yǎng)部主體6中的培養(yǎng)液14從培養(yǎng)液排出部28經(jīng)由培養(yǎng)液配管24B回到培養(yǎng)液積存部26中。這樣，作為使培養(yǎng)液14循環(huán)而培養(yǎng)培養(yǎng)部主體6內(nèi)的被培養(yǎng)物的回路而構(gòu)成培養(yǎng)回路30。在此情況下，也可以做成使在培養(yǎng)部主體6中循環(huán)的培養(yǎng)液14不向培養(yǎng)液積存部26返回而向培養(yǎng)液積存部26以外排出的結(jié)構(gòu)。
[0034]在截止閥驅(qū)動部18上連接著截止閥驅(qū)動用配線32，該截止閥驅(qū)動用配線32經(jīng)由貫通部22被導(dǎo)出到恒溫箱12的外部，連接在壓力發(fā)生器部9 一側(cè)。截止閥驅(qū)動部18是將截止閥在加壓時向“閉”驅(qū)動、在培養(yǎng)液14的循環(huán)時向“開”驅(qū)動的驅(qū)動機構(gòu)。為了使驅(qū)動機構(gòu)的發(fā)熱成為最小限度，優(yōu)選的是設(shè)為在不通電時為“閉”的常閉。在該實施方式中，在壓力發(fā)生器部9中內(nèi)置有截止閥驅(qū)動部18的控制機構(gòu)。
[0035]恒溫箱12構(gòu)成實現(xiàn)適合于被培養(yǎng)物的培養(yǎng)的最優(yōu)環(huán)境的最優(yōu)環(huán)境室,設(shè)定為最優(yōu)的氧濃度、碳酸氣體濃度、溫度及濕度。
[0036]壓力發(fā)生器部9使用加壓水等的加壓介質(zhì)34將產(chǎn)生的壓力經(jīng)由加壓配管10AU0B作用在壓力傳遞部8上。所以，在壓力發(fā)生器部9上連接著加壓水堵塞閥36、38。這些加壓水堵塞閥36、38是配置在加壓介質(zhì)34的注入口和排出口，將注入的加壓介質(zhì)34封閉的機構(gòu)。使用作為將加壓水堵塞閥36、38打開、經(jīng)由魯爾連接器42等連接到軟管40上的吸引機構(gòu)的注射器44，將容器46內(nèi)的加壓介質(zhì)34經(jīng)由軟管48導(dǎo)入到壓力發(fā)生器部9中、再導(dǎo)入到加壓配管10AU0B中。箭頭50表示將加壓介質(zhì)34吸入時的注射器44的活塞的移動方向。所以，由壓力發(fā)生器部9、加壓配管10AU0B及壓力傳遞部8構(gòu)成加壓回路52。這部分是不需要無菌性的部分。[0037]在壓力發(fā)生器部9上，設(shè)置有將輸入信息及輸出信息在視覺上顯示的顯示部54。
[0038]貫通部22例如圖3所示，設(shè)置有將恒溫箱12的主體側(cè)與門側(cè)分隔的門襯56，在該門襯56上設(shè)有加壓配管10A、IOB的貫通部58A、58B，和使截止閥驅(qū)動用配線32貫通的貫通部58C等。貫通部58A、58B、58C只要形成在設(shè)在門襯56上的貫通部密封體上就可以。
[0039]接著，關(guān)于培養(yǎng)部4參照圖4。圖4是表不培養(yǎng)部的一例的圖。在圖4中，對于與圖1及圖2相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0040]在該培養(yǎng)部4中具備培養(yǎng)部主體6，該培養(yǎng)部主體6例如由不銹鋼等不呈現(xiàn)生物體毒性的耐腐食性材料形成。在該培養(yǎng)部主體6中具備培養(yǎng)腔室部7和壓力傳遞部8。
[0041]培養(yǎng)部主體6是能夠被傳遞壓力的耐壓容器，安裝著密封蓋88、壓力傳遞膜104、截止閥部72的閥部82， 具備作為培養(yǎng)液積存部26的培養(yǎng)液袋、由硅管等的培養(yǎng)液配管24A、24B構(gòu)成的培養(yǎng)液14的培養(yǎng)回路30，構(gòu)成密閉的封閉系統(tǒng)培養(yǎng)回路。
[0042]在培養(yǎng)腔室部7中形成有收容被培養(yǎng)物62的收容空間部64，該收容空間部64是圓筒形。在該收容空間部64中，沿直徑方向形成有通路部66、68，通路部66連通到壓力傳遞部8，并且通路部68連通在培養(yǎng)液配管24B上。培養(yǎng)腔室部7和密封蓋88通過密封件89密封。
[0043]收容空間部64作為被培養(yǎng)物62而收容細(xì)胞或由細(xì)胞和連接體構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)體等，是進行細(xì)胞分化、增殖、細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生等的部分。在培養(yǎng)時，將培養(yǎng)腔室部7設(shè)置到調(diào)節(jié)了溫度、氧濃度、碳酸氣體濃度等的環(huán)境的恒溫箱12或恒溫槽中。在培養(yǎng)變溫動物的細(xì)胞時等，也有不使用恒溫箱12的情況。
[0044]在通路部68 —側(cè)具備止回閥70及截止閥部72。止回閥70構(gòu)成將從作為收容部的培養(yǎng)腔室部7的收容空間部64排出的培養(yǎng)液14的循環(huán)封閉而阻止倒流的第2閥。止回閥70設(shè)置在培養(yǎng)腔室部7的下游側(cè)的培養(yǎng)液出口處，由球閥74和彈簧76構(gòu)成。在球閥74上作用著處于壓縮狀態(tài)的彈簧76的復(fù)原力，為了使培養(yǎng)液14流到通路部68中，需要勝過彈簧76的推壓力的液壓。該止回閥70也可以不一定設(shè)置。
[0045]截止閥部72具備通到通路部68的閥室78、突出到該閥室78中的圓錐臺狀的閥座部80、和由抵接在該閥座部80上的由彈性體構(gòu)成的閥部82。在該閥部82上安裝著截止閥驅(qū)動部18具備的柱塞84。截止閥驅(qū)動部18受到電信號而使柱塞84進退，將閥座部80和閥部82開閉。在閥室78的培養(yǎng)液排出部28上連接著培養(yǎng)液配管24B，當(dāng)截止閥部72打開時，培養(yǎng)液14能夠從閥室78向培養(yǎng)液配管24B —側(cè)流出。
[0046]在培養(yǎng)腔室部7上設(shè)置有可開閉的密封蓋88，維持培養(yǎng)回路30的密封狀態(tài)。此外，在該培養(yǎng)腔室部7的底面部形成有觀察窗90，該觀察窗90由透明部件封閉。觀察窗90是用來在加壓中或?qū)⒓訅簳簳r中斷而觀察內(nèi)部的細(xì)胞等的狀態(tài)的小窗，由石英、人工藍(lán)寶石等能夠充分承受壓力、變形較小、透明而不給顯微鏡觀察帶來不良影響的材料構(gòu)成。在該觀察窗90上例如設(shè)置有顯微鏡接眼透鏡92，能夠從外部監(jiān)視被培養(yǎng)物62的狀況。密封蓋88是將收容空間部64關(guān)閉的蓋，為了顯微鏡觀察而優(yōu)選的是由能夠向培養(yǎng)腔室部7導(dǎo)光的透明的部件構(gòu)成。
[0047]此外，在壓力傳遞部8中形成有積存培養(yǎng)液14、將壓力向培養(yǎng)液14傳遞的作為培養(yǎng)液積存部的壓力傳遞空間部94，該壓力傳遞空間部94是扁平的筒形。在該壓力傳遞空間部94中，在直徑方向上形成有已述的通路部66和通路部96。該通路部96具備止回閥98，連接著培養(yǎng)液配管24A。該止回閥98構(gòu)成將培養(yǎng)液14的循環(huán)封閉、阻止培養(yǎng)液14從壓力傳遞空間部94向培養(yǎng)液配管24A倒流的第I閥，安裝在壓力傳遞部8的上游側(cè)的培養(yǎng)液入口處，由球閥100和彈簧102構(gòu)成。在球閥100上作用著處于壓縮狀態(tài)的彈簧102的復(fù)原力，為了使培養(yǎng)液14流到通路部96中，需要勝過彈簧102的推壓力的液壓。
[0048]在該壓力傳遞部8上設(shè)置有將壓力傳遞空間部94關(guān)閉的壓力傳遞膜104，并且在該壓力傳遞膜104與接頭部106之間形成有加壓介質(zhì)空間部108。該加壓介質(zhì)空間部108是使壓力從恒溫箱12的外部經(jīng)由壓力傳遞介質(zhì)作用的外部壓力作用部的一例。壓力傳遞膜104是將外部壓力向培養(yǎng)液14傳遞的壓力傳遞膜的一例，是將培養(yǎng)腔室部7及壓力傳遞空間部94密閉、將來自壓力發(fā)生器部9的壓力向收容空間部64傳遞的功能部。該壓力傳遞膜104只要使用較薄的彈性體的膜、或塑料膜等就可以。該壓力傳遞膜104如果是柔軟到在安裝狀態(tài)下能夠忽視張力的程度的狀態(tài)，則壓力幾乎不變化地傳遞給壓力傳遞空間部94。由壓力傳遞膜104分隔的壓力傳遞空間部94的壓力向收容空間部64傳遞。即使有因壓力差而發(fā)生張力那樣的情況，也只要設(shè)定成能夠在培養(yǎng)程序中忽視就可以。
[0049]接頭部106是將由壓力發(fā)生器部9生成的壓力向培養(yǎng)腔室部7傳遞的機構(gòu)，可相對于培養(yǎng)部主體6拆裝。壓力傳遞空間部94和加壓介質(zhì)空間部108經(jīng)由壓力傳遞膜104相接。接頭部106是將加壓介質(zhì)空間部108堵塞的堵塞機構(gòu)，并且是使來自加壓配管10A、IOB的壓力作用在壓力傳遞膜104上的機構(gòu)。該接頭部106與培養(yǎng)腔室部7嵌合，將由壓力發(fā)生器部9生成的壓力向培養(yǎng)腔室部7傳遞。在此情況下，加壓配管10AU0B只要使用內(nèi)徑5 (mm)以下左右的有柔性的耐壓軟管就可以。如果使管變細(xì)，則空氣不會在中途停止，并且耐壓性提高。在接頭部106的端口部110、112上連接著加壓配管10A、10B。在該接頭部106上，形成有插入到加壓介質(zhì)空間部108中的插入部114，在該插入部114上設(shè)有用來維持與加壓介質(zhì)空間部108的氣密性的密封體116。該密封體116保持接頭部106與壓力傳遞部8的連接部的氣密性而能夠進行壓力傳遞。
[0050]加壓介質(zhì)空間部108是當(dāng)嵌合壓力傳遞部8時出現(xiàn)的空間部。該部分被加壓介質(zhì)34充滿。為了盡量減少空氣的殘留，使間隙為最小限度(4〔_〕以下)，容易將空氣趕出，使得空氣不會殘留。該部分的壓力通過壓力傳遞膜104傳遞給壓力傳遞空間部94。該部分由于內(nèi)部與培養(yǎng)液14及細(xì)胞組織相接，所以要求無菌性。
[0051]在這樣的結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)部4中，如圖5所示，可以根據(jù)需要而使培養(yǎng)部主體6與接頭部106及截止閥驅(qū)動部18分離或合體。另外，止回閥70，98由于是用來防止培養(yǎng)液14的倒流的機構(gòu)，所以既可以使用例如能夠防止倒流的電磁閥，也可以使用所謂的單向閥，也可以同時使用。在培養(yǎng)時，用培養(yǎng)液出口側(cè)的截止閥驅(qū)動部18將截止閥部72開閉。
[0052]接著，關(guān)于壓力發(fā)生器部9參照圖6。圖6是表示壓力發(fā)生器部的一例的圖。在圖6中，對于與圖1、圖2、圖4相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0053]壓力發(fā)生器部9是用來根據(jù)設(shè)定的壓力值及培養(yǎng)液的循環(huán)量進行動作的驅(qū)動源。在該壓力發(fā)生器部9中具備加壓裝置118和控制部120。在加壓裝置118中，作為壓力容器而設(shè)置有壓力缸122，該壓力缸122收容加壓介質(zhì)34，保持通過活塞128的動作發(fā)生的壓力，向壓力傳遞部8傳遞該壓力。在該壓力缸122上形成有端口部124、126，具備活塞128?；钊?28將作為壓力容器的壓力缸122的加壓介質(zhì)34壓縮，將壓力缸122加壓或減壓，在培養(yǎng)液14的循環(huán)時也起到泵的作用。加壓介質(zhì)34只要是水、油等流體就可以。在端口部124上連接著加壓配管10A，在端口部126上連接著軟管48。加壓配管IOAUOB是用來將壓力缸122內(nèi)的壓力向培養(yǎng)腔室部7傳遞的配管，是有耐壓性且柔軟的管，是用來充滿加壓介質(zhì)34的管。在活塞128上經(jīng)由彈簧130連結(jié)著加壓驅(qū)動部132。加壓驅(qū)動部132是使活塞128進退的驅(qū)動機構(gòu)，從控制部120接受控制輸出，產(chǎn)生使活塞128向壓力缸122的加壓方向移動的驅(qū)動力、和使活塞128向壓力缸122的減壓方向移動的驅(qū)動力。
[0054]彈簧130相對于加壓方向的驅(qū)動力被壓縮而產(chǎn)生抵抗力，在減壓方向的驅(qū)動力作用下壓縮被解除。即，彈簧130被壓縮時的抵抗力經(jīng)由活塞128而作為壓力傳遞給壓力缸122內(nèi)的加壓介質(zhì)。箭頭m表示彈簧130的壓縮量,箭頭η表示活塞128的移動量。加壓驅(qū)動部132具備步進馬達(dá)等驅(qū)動裝置，使彈簧130壓縮。通過具備彈簧130，馬達(dá)等的動作范圍擴大，容易控制壓力，精度也提高。也可以代替該彈簧130而使用能夠進行輸出調(diào)節(jié)的伺服馬達(dá)等進行加壓驅(qū)動部132的輸出調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)活塞128的推壓力。
[0055]關(guān)于該彈簧130，由于其壓縮量與壓縮力、即傳遞給流體的壓力成比例，所以容易控制壓力。在以血壓水平的較低的壓力進行加壓循環(huán)培養(yǎng)的情況下，將在尺寸上有互換性的最大測量壓力較低的壓力傳感器和在尺寸上有互換性的彈簧常數(shù)較小的彈簧成組更換。例如將滿刻度為I〔MPa〕的壓 力傳感器134變更為100〔kPa〕的傳感器，將彈簧變更為彈簧常數(shù)為1/10的彈簧。在此情況下，只要使顯示值的讀值設(shè)為1/10就可以(例如，0.5 (MPa)的顯示改讀為50〔kPa〕)。或者，也可以從輸入部142輸入正在使用低壓用零件的情況、通過對應(yīng)于此的運算程序顯示正確的壓力顯示。也可以使用能夠進行轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的伺服馬達(dá)，做成將彈簧省去的結(jié)構(gòu)。
[0056]在壓力缸122上設(shè)置有已述的壓力傳感器134，將其檢測壓力值傳遞給控制部120。壓力傳感器134感應(yīng)壓力缸122內(nèi)的壓力。在靜止流體中，由于在連續(xù)的地方的哪里壓力都相等，所以壓力缸122的壓力與培養(yǎng)腔室部7內(nèi)的壓力相等，通過壓力缸122的壓力計測，能夠不與培養(yǎng)液14接觸而間接地得知培養(yǎng)腔室部7內(nèi)的壓力。壓力傳感器134只要根據(jù)施加的壓力選擇就可以。
[0057]在相鄰于壓力缸122的位置處設(shè)置有加壓配管部135，在該加壓配管部135的一個端口部136連接著加壓配管10B，在另一個端口部138連接著軟管40。
[0058]控制部120從驅(qū)動電源140供電，并且從輸入部142輸入(動作)設(shè)定值，產(chǎn)生已述的加壓驅(qū)動部132的控制輸出，并且產(chǎn)生相對于截止閥驅(qū)動部18A、18B、18C的控制輸出。即，控制部120是按照設(shè)定輸入一邊感應(yīng)壓力一邊控制運轉(zhuǎn)的機構(gòu)。設(shè)想在該實施方式的壓力發(fā)生器部9中并列設(shè)置多個培養(yǎng)部4的情況，能夠產(chǎn)生相對于多個截止閥驅(qū)動部18A、18BU8C的控制輸出。該控制部120中從輸入部142施加設(shè)定輸入，此外，能夠得到相對于顯示部54的顯示輸出。從輸入部142輸入例如壓力的強度、壓力的周期、培養(yǎng)液的循環(huán)量等設(shè)定信息。在顯示部54上顯示輸入值及加壓動作中的壓力值等輸入輸出信息。
[0059]控制部120例如圖7所示，具備CPU (Central Processing Unit ) 144、輸入輸出部(I/O) 146、存儲部148、和計時器部149。CPU144通過OS (Operating System)及培養(yǎng)程序的執(zhí)行，進行用于培養(yǎng)處理的各種功能部的控制及數(shù)據(jù)的讀取及讀出。1/0146用于來自輸入部142的輸入數(shù)據(jù)的取入、及相對于顯示部54的顯示數(shù)據(jù)的輸出等。
[0060]存儲部148是程序及數(shù)據(jù)等的記錄介質(zhì)，具備程序存儲部150、數(shù)據(jù)存儲部152、和RAM (Random 一 Access Memory) 154。程序存儲部150由記錄介質(zhì)構(gòu)成,在該程序存儲部150中，除了 OS以外，還保存有培養(yǎng)程序、加壓循環(huán)培養(yǎng)控制程序等的固件及各種應(yīng)用軟件。RAM154用于程序處理。
[0061]此外，計時器部149是計時機構(gòu)的一例，在加壓動作中的經(jīng)過時間的計測、及用來計算每單位時間的加壓動作的時間計測等中使用。
[0062]接著，關(guān)于培養(yǎng)處理參照圖8。圖8是表示主程序的處理次序的流程圖。
[0063]在該培養(yǎng)處理的主程序中，如圖8所示，通過電源的接通執(zhí)行初始設(shè)定(步驟Sn).該初始設(shè)定進行控制部120的1/0146的初始化及各種初始值的設(shè)置等。
[0064]如果初始設(shè)定完成，則進行有無動作設(shè)定的判斷(步驟S12)。在該動作設(shè)定中，判斷有無由輸入部142進行動作設(shè)定的模式的選擇，在進行動作設(shè)定的情況下(步驟S12的“是”)，能夠進行各種設(shè)定的變更(步驟S13)。在能夠設(shè)定或變更的項目中，包括最高壓力(Pmax)、最高壓力持續(xù)時間(Pmax時間)、最低壓力(Pmin)、最低壓力持續(xù)時間(Pmin時間)、加壓運轉(zhuǎn)時的Pmax和Pmin的重復(fù)次數(shù)(加壓運轉(zhuǎn)內(nèi)循環(huán)數(shù))、加壓運轉(zhuǎn)和送液動作的重復(fù)次數(shù)(加壓、送液循環(huán)數(shù))、送液量的設(shè)定等。
[0065]最高壓力(Pmax)是從壓力發(fā)生器部9對培養(yǎng)腔室部7施加的最大壓力，最高壓力持續(xù)時間(Pmax時間)是其持續(xù)時間。最低壓力(Pmin)是從壓力發(fā)生器部9對培養(yǎng)腔室部7施加的最小壓力，最低壓力持續(xù)時間(Pmin時間)是其持續(xù)時間。加壓運轉(zhuǎn)時的Pmax和Pmin的重復(fù)次數(shù)(加壓運轉(zhuǎn)內(nèi)循環(huán)數(shù))表示加壓運轉(zhuǎn)時的壓力變化的次數(shù)。加壓運轉(zhuǎn)和送液動作的重復(fù)次數(shù)(加壓、送液循環(huán)數(shù))表示每單位時間的次數(shù)。此外，送液量是循環(huán)到培養(yǎng)腔室部7中的培養(yǎng)液14的每I次的送液量。
[0066]如果完成該動作設(shè)定，則回到步驟S12，再次進行動作設(shè)定的判斷(步驟S12)。如果沒有動作設(shè)定(步驟S12的“否”)，則判斷運轉(zhuǎn)開始的指示(步驟S14)。如果從輸入部142指示運轉(zhuǎn)開始(步驟S14的“是”)，則進行壓力的O調(diào)整(步驟S15)。
[0067]在O調(diào)整的完成后，轉(zhuǎn)移到加壓運轉(zhuǎn)(步驟S16)，進行送液動作(步驟S17)。交替地進行加壓運轉(zhuǎn)和送液動作，監(jiān)視加壓、送液循環(huán)是否結(jié)束(步驟S18)。此外，也可以在加壓、送液循環(huán)的中途進行壓力的O調(diào)整。在該步驟S18中，判斷加壓、送液循環(huán)數(shù)是否達(dá)到了規(guī)定數(shù)，如果使加壓運轉(zhuǎn)和送液動作持續(xù)直到達(dá)到規(guī)定數(shù)，則在加壓、送液循環(huán)數(shù)達(dá)到規(guī)定數(shù)的情況下(步驟S18的“是”)，回到步驟S12。加壓、送液循環(huán)的結(jié)束也可以代替步驟S18而由使用者進行運轉(zhuǎn)停止。
[0068]接著，關(guān)于壓力的O調(diào)整參照圖9及圖10。圖9是表不壓力的O調(diào)整的處理次序的流程圖，圖10是表不O調(diào)動作的圖。
[0069]該處理次序是主程序的步驟S15 (圖8)的處理次序。在該處理次序中，如圖10所示，在截止閥部72的開放狀態(tài)下，將施加在被培養(yǎng)物62上的壓力作為基準(zhǔn)壓力Pref，將其設(shè)為Pref =0。所以，將該截止閥部72開放(步驟S151 )，驅(qū)動加壓驅(qū)動部132而使活塞128作為規(guī)定位置而成為O調(diào)位置(步驟S152)。在該時點，也可以用注射器44將加壓配管10A、IOB中的加壓介質(zhì)34調(diào)整成壓力傳遞膜104成為水平或大致水平。進行這樣的調(diào)整，判斷壓力傳感器134的值是否穩(wěn)定(步驟S153)。如果壓力傳感器134的壓力穩(wěn)定(步驟S153的“是”)，則將此時的 壓力傳感器134的壓力值作為基準(zhǔn)壓力Pref，設(shè)為Pref =0而存儲，將截止閥部72關(guān)閉(步驟S154)，回到主程序中。
[0070]接著，關(guān)于加壓運轉(zhuǎn)參照圖11、圖12及圖13。圖11是表示加壓運轉(zhuǎn)的處理次序的流程圖，圖12是表示最高壓力的加壓動作的圖，圖13是表示最低壓力的加壓動作的圖。
[0071]該處理次序是主程序的步驟S16 (圖8)的處理次序。在該加壓運轉(zhuǎn)的處理次序中，如圖12所示，將截止閥部72關(guān)閉(步驟S161)，作為壓力傳感器134的檢測值的目標(biāo)值而設(shè)置加壓的最高壓力(Pmax)(步驟S162)。
[0072]通過加壓運轉(zhuǎn)的開始，由壓力傳感器134監(jiān)視壓力(步驟S163)。如果壓力傳感器134的檢測值比作為目標(biāo)值的最高壓力(Pmax)小(步驟S163的“是”)，則通過加壓驅(qū)動部132將活塞128向加壓方向驅(qū)動(步驟S164)。
[0073]如果壓力傳感器134的檢測值不比目標(biāo)值(Pmax)小(步驟S163的“否”)，則判斷壓力傳感器134的檢測值是否比目標(biāo)值大(步驟S165)。如果壓力傳感器134的檢測值比目標(biāo)值大(步驟S165的“是”)，則通過加壓驅(qū)動部132將活塞128向減壓方向驅(qū)動(步驟S166)。此外，如果壓力傳感器134的檢測值不比目標(biāo)值大(步驟S165的“否”)，則通過加壓驅(qū)動部132將活塞128的驅(qū)動停止(步驟S167)。
[0074]監(jiān)視最高壓力持續(xù)時間(Pmax時間)的經(jīng)過(步驟S168)，控制成壓力傳感器134的檢測值維持為最高壓力(Pmax)(步驟S169)。
[0075]如果經(jīng)過最高壓力持續(xù)時間(Pmax時間)(步驟S168的“是”)，則對壓力傳感器134的檢測值的目標(biāo)值設(shè)置加壓的最低壓力(Pmin)(步驟S169)。
[0076]在該最低壓力的設(shè)定后，通過壓力傳感器134監(jiān)視該壓力(步驟S170)。如圖13所示，如果壓力傳感器134的檢測值比作為目標(biāo)值的最低壓力(Pmin)小(步驟S170的“是”S)，則通過加壓驅(qū)動部132將活塞128向加壓方向驅(qū)動(步驟S171)。
[0077]如果壓力傳感器134的檢測值不比目標(biāo)值(Pmin)小(步驟S170的“否”)，則判斷壓力傳感器134的檢測值是否比目標(biāo)值大(步驟S172)。如果壓力傳感器134的檢測值比目標(biāo)值大(步驟S172的“是”)，通過加壓驅(qū)動部132將活塞128向減壓方向驅(qū)動(步驟S173)。此外，如果壓力傳感器134的檢測值不比目標(biāo)值大(步驟S172的“否”)，則通過加壓驅(qū)動部132將活塞128的驅(qū)動停止(步驟S174)。
[0078]監(jiān)視最低壓力持續(xù)時間(Pmin時間)的經(jīng)過(步驟S175)，控制成壓力傳感器134的檢測值維持為最低壓力(Pmin)(步驟S175)。
[0079]監(jiān)視加壓動作是否達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟S176)。即，重復(fù)加壓動作直到成為加壓運轉(zhuǎn)時的Pmax和Pmin的重復(fù)次數(shù)(加壓運轉(zhuǎn)內(nèi)循環(huán)數(shù))，在達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟S176的“是”)后，將活塞128的位置移動到進行O調(diào)的位置(步驟S177)，結(jié)束該處理。
[0080]另外，在該實施方式中，在加壓及減壓時監(jiān)視每次壓力值，但也可以連續(xù)地進行加壓和減壓、定期地進行壓力的監(jiān)視，此外，加壓方法并不限定于上述實施方式的樣式。
[0081]接著,關(guān)于送液動作參照圖14、圖15及圖16。圖14是表示送液處理的處理次序的流程圖，圖15是表示培養(yǎng)液的壓出狀態(tài)的圖，圖16是表示培養(yǎng)液的吸入狀態(tài)的圖。
[0082]該處理次序是主程序的步驟S17 (圖8)的處理次序。該送液動作相對于進行送液的培養(yǎng)回路30在將截止閥部72打開的狀態(tài)下通過由活塞128的往復(fù)動作進行的加壓及減壓來實現(xiàn)培養(yǎng)液14的送 液。即，活塞128的往復(fù)動作通過以活塞O調(diào)位置為基準(zhǔn)僅壓入規(guī)定量L、再次回到O調(diào)位置的控制來實現(xiàn)。由此，通過第I閥的開放狀態(tài)及第2閥的封閉狀態(tài)，將培養(yǎng)液14用外部壓力吸入到收容部及壓力傳遞部中。此外，通過第I閥的封閉狀態(tài)及第2閥的開放狀態(tài)，能夠用外部壓力使培養(yǎng)液14從收容部及壓力傳遞部流出。[0083]在該處理次序中，如圖14所示，將截止閥部72維持為開狀態(tài)(步驟S181)，進行活塞128的往復(fù)動作。在該往復(fù)動作中，如圖15所示,通過將活塞128僅移動規(guī)定量L(步驟S182)，將加壓介質(zhì)34壓出，由此，截止閥部72打開的培養(yǎng)回路30的壓力傳遞膜104如虛線所示那樣向壓力傳遞空間部94 一側(cè)膨脹突出。培養(yǎng)液14僅從截止閥部72壓出該突出量的容積。培養(yǎng)液14由于有作為第I閥的止回閥98，所以不會倒流。
[0084]此外，如圖16所示，如果使活塞128回到O調(diào)位置(步驟S183)，則隆出到壓力傳遞空間部94中的壓力傳遞膜104如虛線所示那樣回到原來的位置，培養(yǎng)液14僅從止回閥98一側(cè)進入到壓力傳遞空間部94中該返回的容積。在此情況下，作為第2閥的止回閥70阻止培養(yǎng)液14的流出，但在沒有設(shè)置止回閥70的情況下，只要將截止閥部72關(guān)閉就可以。
[0085]重復(fù)活塞128的往復(fù)運動直到規(guī)定的送液結(jié)束，判斷規(guī)定量的送液是否完成(步驟S184)，當(dāng)規(guī)定量的送液完成時，結(jié)束該處理，回到主程序(圖8)。
[0086]另外，培養(yǎng)液14的送液量只要由輸入部142任意地設(shè)定就可以，此外，也可以根據(jù)培養(yǎng)回路30而變化。
[0087]接著，關(guān)于加壓運轉(zhuǎn)及送液運轉(zhuǎn)參照圖17及圖18。圖17是表示加壓運轉(zhuǎn)時的彈簧的伸縮及壓力的圖，圖18是表示送液運轉(zhuǎn)時的活塞的進退及壓力的圖。
[0088]在加壓運轉(zhuǎn)時，如圖17的A所示，活塞128重復(fù)從O調(diào)位置前進到最高壓力位置并僅維持規(guī)定時間、通過其時間經(jīng)過而從最高壓力位置后退到最低壓力位置并僅維持規(guī)定時間、通過其時間經(jīng)過而從最低壓力位置朝向最高壓力位置前進的進退移動。通過該活塞128的進退，如圖17的B所示，通過加壓介質(zhì)34對培養(yǎng)液14從O調(diào)位置或最低壓力(Pmin)轉(zhuǎn)移到最高壓力(Pmax)而 維持最高壓力(Pmax)后,從最高壓力(Pmax)下降到最低壓力(Pmin),將最低壓力(Pmin)僅維持規(guī)定時間，這樣的最高壓力和最低壓力交替地作用。該壓力變動通過培養(yǎng)液14相對于被培養(yǎng)物62作用。此時，液量發(fā)生對應(yīng)于活塞128的移動量的變動。另外，在圖17中，TPmax是自從最低壓力或O調(diào)位置向最高壓力上升的時點起至持續(xù)最高壓力的時間、從最高壓力向最低壓力切換的時點為止的時間，TPmin是自從最高壓力向最低壓力下降的時點起至持續(xù)最低壓力的時間、從最低壓力向最高壓力上升的時點為止的時間。
[0089]此外，在送液運轉(zhuǎn)時，如圖18的A所示，使活塞128在規(guī)定量L的位置和O調(diào)位置之間交替重復(fù)地進退移動，相對于該活塞128的進退，由于截止閥部72是打開的，所以如圖18的B所不,培養(yǎng)液14的壓力基本上為O。相對于壓力傳遞膜104相對于該活塞128的進退移動的前后運動，容積的變動產(chǎn)生培養(yǎng)液14的壓出和吸入，在培養(yǎng)腔室部7中發(fā)生培養(yǎng)液14的送液。
[0090]〔第3實施方式〕
第3實施方式公開了與上述實施方式不同的加壓配管的結(jié)構(gòu)。在第I及第2實施方式中，由多個加壓配管10AU0B構(gòu)成，但也可以由單一的加壓配管IOA構(gòu)成。
[0091]該加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置2C如圖19所示，做成了用單一的加壓配管IOA連結(jié)培養(yǎng)部4與壓力發(fā)生器部9、在連接著加壓配管IOB的端口部156上經(jīng)由已述的軟管40連接注射器44、在軟管40的中途部具備加壓水堵塞閥36的結(jié)構(gòu)。
[0092]通過這樣的結(jié)構(gòu)，也能夠與上述實施方式同樣進行加壓動作及送液動作。在圖19中，對于與圖2相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。
[0093]〔第4實施方式〕第4實施方式同時設(shè)置多個加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，構(gòu)成能夠進行多培養(yǎng)的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)。
[0094]關(guān)于該第4實施方式參照圖20。圖20是表示有關(guān)第4實施方式的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)的一例的圖。在圖20中,對于與圖2相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0095]在該加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)200A中，作為加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，通過3組培養(yǎng)部4A、4B、4C構(gòu)成培養(yǎng)回路30A、30B、30C、并且相對于這些培養(yǎng)回路30A~30C用單一的壓力發(fā)生器部9進行加壓、送液。
[0096]所以，做成使用配管160、162將培養(yǎng)部4A~4C串聯(lián)、并且在串聯(lián)的培養(yǎng)部4A —側(cè)連接加壓配管10A、在培養(yǎng)部4C 一側(cè)連接加壓配管10B、用單一的壓力發(fā)生器部9進行加壓及送液的結(jié)構(gòu)。
[0097]在此情況下，相對于壓力發(fā)生器部9的I臺能夠?qū)⒍嘟M培養(yǎng)腔室部7與壓力傳遞部8連接。具有多組培養(yǎng)部的加壓回路52由連接到壓力發(fā)生器部9的供水部上的軟管48、加壓水堵塞閥38、壓力缸122、加壓配管10A、串聯(lián)連接的3個培養(yǎng)部4A~4C、加壓配管10B、壓力發(fā)生器部9的排水部的加壓水堵塞閥36、軟管40形成。并且，各培養(yǎng)腔室部7形成分別獨立的培養(yǎng)回路30A、30B、30C。各截止閥驅(qū)動用配線32連接到與壓力發(fā)生器部9的3個各自的輸出端子16 4相對應(yīng)的截止閥驅(qū)動部18A、18B、18C (圖6)上，只要分別進行截止閥部72A、72B、72C的開閉就可以。各培養(yǎng)回路30A~30C是獨立的回路，所以能夠按照培養(yǎng)回路30A~30C對細(xì)胞、培養(yǎng)液、連接體、成長因子等賦予差異而同時培養(yǎng)。此外，壓力的強度及樣式在3個回路中都能夠施加相同的壓力。
[0098]在培養(yǎng)液14的循環(huán)動作中，為了避免在流到培養(yǎng)回路30A、30B、30C中的培養(yǎng)液量中發(fā)生不均勻，只要I個個回路流過就可以。也可以由控制部120進行各培養(yǎng)回路30A、30B、30C的培養(yǎng)液14的流量設(shè)定，通過與其對應(yīng)的控制，能夠分別流過各培養(yǎng)回路30A、30B、30C
的流量。
[0099]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，同時設(shè)置多個培養(yǎng)腔室部7、分別收容不同的被培養(yǎng)物62，既可以同時在多個條件下培養(yǎng)，也可以在在相同條件下培養(yǎng)，處理的主程序(圖8)是已述那樣的。
[0100]接著，關(guān)于該加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)200A的送液處理參照圖21。圖21是表示送液處理的處理次序的流程圖。
[0101]該處理次序如已述那樣，是具備培養(yǎng)回路30A、30B、30C的情況下的處理次序。在多個培養(yǎng)回路30A、30B、30C的送液中，相對于各培養(yǎng)回路30A、30B、30C設(shè)定順序而進行送液動作。作為送液的對象的培養(yǎng)回路30A、30B、30C的某I個在將作為其對象的截止閥部72A、72B、72C的某個打開的狀態(tài)下進行活塞128的往復(fù)動作，進行培養(yǎng)液14的送液。在此情況下，活塞128的往復(fù)動作通過以活塞128的O調(diào)位置為基準(zhǔn)僅壓入規(guī)定量L、再回到O調(diào)位置的控制來實現(xiàn)。
[0102]所以，在該處理次序中，如果設(shè)為以培養(yǎng)回路30A、30B、30C的順序進行送液動作，則將截止閥部72A打開、將其他截止閥部72B、72C關(guān)閉(步驟S201 )，進行活塞128的往復(fù)動作(步驟S202)，接著，將截止閥部72B打開、將其他截止閥部72C、72A關(guān)閉(步驟S203)，進行活塞128的往復(fù)動作(步驟S204)，接著，將截止閥部72C打開、將其他截止閥部72A、72B關(guān)閉(步驟S205)，進行活塞128的往復(fù)動作(步驟S206)，回到主程序(圖8)。[0103]在該處理次序中，在活塞128的往復(fù)動作中，如圖22所示，如果將活塞128僅移動規(guī)定量L (步驟S211)，則將加壓介質(zhì)34壓出，截止閥部72A打開的培養(yǎng)回路30A的壓力傳遞膜104相應(yīng)地隆出到壓力傳遞空間部94中。由此，將培養(yǎng)液14從截止閥部72A壓出。止回閥98阻止培養(yǎng)液14的倒流。如果使活塞128回到O調(diào)位置(步驟S212)，則隆出到壓力傳遞空間部94 一側(cè)的壓力傳遞膜104向原來的位置返回，培養(yǎng)液14相應(yīng)地從止回閥98 —側(cè)向壓力傳遞空間部94進入。由于在截止閥部72A—側(cè)有止回閥70，所以不會流出。重復(fù)該往復(fù)運動直到規(guī)定的送液結(jié)束(步驟S213)，將規(guī)定量的培養(yǎng)液14送液。
[0104]針對截止閥部72A說明了該活塞128的往復(fù)動作產(chǎn)生的送液，但針對截止閥部72B一側(cè)的培養(yǎng)回路30B、截止閥部72C —側(cè)的培養(yǎng)回路30C也是同樣的。
[0105]〔第5實施方式〕
第5實施方式公開了不同的加壓配管的結(jié)構(gòu)。在第4實施方式中，由多個加壓配管10A、IOB構(gòu)成，但也可以由單一的加壓配管IOA構(gòu)成。
[0106]在該加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)200B中，如圖23所示，與第3實施方式(圖19)同樣，也可以做成用單一的加壓配管IOA連結(jié)培養(yǎng)部4與壓力發(fā)生器部9、在連接著加壓配管IOB的端口部156上經(jīng)由已述的管40連接注射器44、在管40的中途部具備加壓水堵塞閥36的結(jié)構(gòu)。
[0107]通過這樣的結(jié)構(gòu)也能夠與上述實施方式同樣進行加壓動作及送液動作。在圖23中，對于與圖2相同的部分賦予相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。
[0108]〔上述實施方式的特征事項及其他實施方式〕
(O能夠在保持培養(yǎng)部4的密閉性的同時、將培養(yǎng)部4與壓力發(fā)生器部9分離。
[0109](2)通過截止閥部72 (72A、72B、72C)的開閉和壓力發(fā)生器部9的加壓動作，能夠進行培養(yǎng)液14的相對于被培養(yǎng)物62的加壓、和培養(yǎng)液14的送液。
[0110](3)培養(yǎng)部4及壓力發(fā)生器部9的驅(qū)動控制能夠在I處進行。
[0111](4)與以往的裝置相比使構(gòu)造簡單化，所以容易處理，能夠降低裝置自身的成本。
[0112](5)能夠進行多個培養(yǎng)部的連接，此外能夠相對于各培養(yǎng)部進行相同的加壓動作。
[0113](6)能夠利用已有的恒溫箱、進行溫度、氣體濃度等的環(huán)境設(shè)定。
[0114](7)在處理細(xì)胞等的實驗中，即使使用相同的細(xì)胞，如果實驗開始時間等不同，則有不能取得再現(xiàn)性的情況，在此情況下，也能夠臨時設(shè)定各種的條件而進行培養(yǎng)實驗，也能夠得到可靠性較高的結(jié)果。因而，能夠減少實驗次數(shù)，實現(xiàn)培養(yǎng)成本的降低。即，能夠通過I個培養(yǎng)系統(tǒng)同時進行比較實驗及多個種類的細(xì)胞培養(yǎng)實驗的比較等。
[0115](8)能夠同時培養(yǎng)多個培養(yǎng)系統(tǒng),在同時進行多個培養(yǎng)的情況下,必須維持無菌的部分僅是培養(yǎng)回路30就可以，能夠與不需要無菌的加壓回路52分離，并且是簡單的構(gòu)造。
[0116](9)壓力傳遞空間部94與被培養(yǎng)物62的收容空間部64相鄰，用有柔性的膜狀的壓力傳遞膜104分隔，在壓力傳遞膜104的外側(cè)連接著壓力傳遞部，構(gòu)成少量的加壓介質(zhì)空間部108，將它們設(shè)置在培養(yǎng)部主體6上，實現(xiàn)了構(gòu)造的簡單化。
[0117](10)形成封閉系統(tǒng)的密閉回路，安全性較高，培養(yǎng)時的周圍環(huán)境不要求高度的清潔度。能夠?qū)崿F(xiàn)簡單而高精度的培養(yǎng)。
[0118](11)也可以將培養(yǎng)部主體6取出到恒溫箱12外而進行顯微鏡觀察，也可以在恒溫箱12內(nèi)放入顯微鏡而遠(yuǎn)程觀察。由于培養(yǎng)系統(tǒng)是封閉系統(tǒng)，所以培養(yǎng)液14的蒸發(fā)較少，如果不持續(xù)長期，即使不加濕也沒有問題，所以不會給顯微鏡帶來不良影響。
[0119](12)培養(yǎng)部主體6分別形成單獨的培養(yǎng)回路30，與壓力傳遞部8連結(jié)。壓力傳遞膜104用有柔性的膜將加壓介質(zhì)34與培養(yǎng)液14隔絕，但由于壓力幾乎沒有阻力地傳遞，所以壓力的傳遞效率較好，壓力損失較少。
[0120](13)能夠由I臺的壓力發(fā)生器部9 (母機)進行多個培養(yǎng)部主體6 (子機)內(nèi)的培養(yǎng)。能夠通過截止閥部72的開閉切換加壓及培養(yǎng)液循環(huán)，能夠用I個裝置兼具備加壓和循環(huán)的兩個功能。
[0121](14)通過將配管和配線穿通到恒溫箱12的主體和門的接縫中，所以容易將培養(yǎng)部4設(shè)置到恒溫箱12中。并且，在培養(yǎng)部4向恒溫箱12設(shè)置時，由于貫通部22被密封，所以能夠保持恒溫箱12的氣密性。
[0122](15)通過使用的彈簧130和壓力傳感器134能夠選擇壓力的范圍，能夠容易地進行高、低的壓力的切換。
[0123](16)通過將截止閥部72打開而將內(nèi)部的壓力向大氣壓開放，能夠以該壓力為基準(zhǔn)而將壓力傳感器134校準(zhǔn)。在此情況下，將壓力傳感器134的相對壓力校準(zhǔn)為“O” (大氣壓)。即使培養(yǎng)液積存部26的高度上下變動，即使壓力傳遞膜104受到張力，也能夠?qū)⒆鳛榇髿鈮旱呐囵B(yǎng)腔室部7內(nèi)控制為壓力“O”。
[0124](17)只要做成每一定時間檢查壓力、在不能調(diào)節(jié)的情況下發(fā)出警報的結(jié)構(gòu)就可以。 [0125](18)在使用多個培養(yǎng)回路30的情況下，送液只要按照每個回路依次進行就可以，但也可以一次依次進行多個回路，也可以根據(jù)送液的次序而I個個回路進行送液。
[0126](19)在送液后，有培養(yǎng)液14的更換，所以只要在該時點也進行壓力的校準(zhǔn)，就能夠始終以正確的壓力進行加壓實驗。
[0127](20)培養(yǎng)腔室部7及培養(yǎng)回路30由于保持封閉系統(tǒng)而是安全的，只要僅在將被培養(yǎng)物62取出時為清潔環(huán)境就可以。
[0128](21)在上述實施方式中，在圖3中對貫通部22進行了例示，但為了將門襯56的密封進一步強化，如圖24所示，也可以做成設(shè)置密封部202、使加壓配管10A、10B、截止閥驅(qū)動用配線32貫通到該密封部202中的結(jié)構(gòu)。
[0129]如以上所說明的那樣，對本發(fā)明的最優(yōu)選的實施方式等進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述記載，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)然可以基于權(quán)利要求書中記載、或說明書中公開的發(fā)明的主旨而進行各種變形及變更，這樣的變形及變更當(dāng)然包含在本發(fā)明的范圍中。
[0130]本發(fā)明的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置及加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)能夠簡單化的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)相對于被培養(yǎng)物的加壓刺激和培養(yǎng)液的送液用，并且能夠廣泛地用在精度較高的培養(yǎng)實驗及組織培養(yǎng)中，具有實用性。
【權(quán)利要求】
1.一種加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，其特征在于， 具備:培養(yǎng)主體部,該培養(yǎng)主體部具備:收容部,收容被培養(yǎng)物；和壓力傳遞部，向循環(huán)到該收容部中的培養(yǎng)液傳遞外部壓力； 培養(yǎng)部，能夠拆裝地設(shè)置有上述培養(yǎng)主體部， 上述培養(yǎng)液從上述培養(yǎng)部通過上述壓力傳遞部循環(huán)到上述收容部中，并將上述外部壓力從上述壓力傳遞部傳遞到上述收容部。
2.如權(quán)利要求1所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，其特征在于， 上述培養(yǎng)主體部還具備:培養(yǎng)液循環(huán)路，使上述培養(yǎng)液通過上述壓力傳遞部循環(huán)到上述收容部中；和截止閥部，將上述培養(yǎng)液在該培養(yǎng)液循環(huán)路中的循環(huán)封閉， 在上述截止閥部和上述壓力傳遞部中，上述培養(yǎng)主體部能夠與上述培養(yǎng)部分離。
3.如權(quán)利要求1或2所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，其特征在于， 上述壓力傳遞部具備積存上述培養(yǎng)液的培養(yǎng)液積存部、和使外部壓力經(jīng)由壓力傳遞膜作用于上述培養(yǎng)液積存部的外部壓力作用部，上述外部壓力作用部能夠與上述壓力傳遞部分離。
4.如權(quán)利要求1所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，其特征在于， 還具備生成上述外部壓力的加壓生成器部。
5.如權(quán)利要求2所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)裝置，其特征在于， 具備:第I閥，設(shè)置在比上述壓力傳遞部靠上游側(cè)的位置，根據(jù)上述培養(yǎng)液的壓力而處于封閉狀態(tài)或開放狀態(tài)；和 第2閥，設(shè)置在比上述收容部靠下游側(cè)的位置，在上述第I閥處于封閉狀態(tài)的情況下該第2閥成為開放狀態(tài)，或者在上述第I閥處于開放狀態(tài)的情況下該第2閥成為封閉狀態(tài)， 在上述第I閥的開放狀態(tài)和上述第2閥的封閉狀態(tài)下，上述培養(yǎng)液通過上述外部壓力從上述培養(yǎng)液循環(huán)路的上游側(cè)被吸入上述收容部及上述壓力傳遞部， 在上述第I閥的封閉狀態(tài)和上述第2閥的開放狀態(tài)下，上述培養(yǎng)液通過上述外部壓力從上述收容部及上述壓力傳遞部向上述培養(yǎng)液循環(huán)路的下游側(cè)流出。
6.一種加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 構(gòu)成多個培養(yǎng)單元，所述培養(yǎng)單元包括:培養(yǎng)主體部，培養(yǎng)被培養(yǎng)物；收容部，設(shè)置于該培養(yǎng)主體部并收容上述被培養(yǎng)物；壓力傳遞部，設(shè)置于上述培養(yǎng)主體部并向循環(huán)到上述收容部中的培養(yǎng)液傳遞外部壓力；和培養(yǎng)部，能夠拆裝地設(shè)置有上述培養(yǎng)主體部， 并且所述加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)包括加壓生成器部，該加壓生成器部生成上述外部壓力，并將上述外部壓力傳遞至上述多個培養(yǎng)單元的上述壓力傳遞部。
7.如權(quán)利要求6所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 上述培養(yǎng)單元還具備:培養(yǎng)液循環(huán)路，使上述培養(yǎng)液通過上述壓力傳遞部循環(huán)到上述收容部中；和截止閥部，將上述培養(yǎng)液在該培養(yǎng)液循環(huán)路中的循環(huán)封閉， 在上述截止閥部和上述壓力傳遞部中，上述培養(yǎng)主體部能夠與上述培養(yǎng)部分離。
8.如權(quán)利要求6或7所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 上述壓力傳遞部具備積存上述培養(yǎng)液的培養(yǎng)液積存部、和使上述外部壓力經(jīng)由壓力傳遞膜作用于上述培養(yǎng)液積存部的外部壓力作用部，上述外部壓力作用部能夠與上述壓力傳遞部分離。
9.如權(quán)利要求7所述的加壓循環(huán)培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 上述培養(yǎng)單元還具備:第I閥，設(shè)置在比上述壓力傳遞部靠上游側(cè)的位置，處于封閉狀態(tài)或開放狀態(tài)；和 第2閥，設(shè)置在比上述收容部靠下游側(cè)的位置，在上述第I閥處于封閉狀態(tài)的情況下該第2閥成為開放狀態(tài)，或者在上述第I閥處于開放狀態(tài)的情況下該第2閥成為封閉狀態(tài)， 在上述第I閥的開放狀態(tài)和上述第2閥的封閉狀態(tài)下，上述培養(yǎng)液通過上述外部壓力從上述培養(yǎng)液循環(huán)路的上游側(cè)被吸入上述收容部及上述壓力傳遞部， 在上述第I閥的封閉狀態(tài)和上述第2閥的開放狀態(tài)下，上述培養(yǎng)液通過上述外部壓力從上述收容部及上述壓力傳遞部向上述培養(yǎng)液循環(huán)路的下游側(cè)流出。
【文檔編號】C12M3/00GK103992946SQ201410107310
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2009年10月9日
【發(fā)明者】渡邊節(jié)雄, 村田利己, 佐藤光治, 木之內(nèi)伊吹, 高井秀忠 申請人:目的株式會社