JP6522346B2 - Clinostat - Google Patents
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Description
本発明は、細胞の培養に用いられるクリノスタットに関する。 The present invention relates to a clinostat used to culture cells.
再生医学においては、細胞を未分化のまま培養して増殖させ、適切な分化誘導をして生体への移植を行う。
多能性幹細胞は、無重力の状態において培養することで、分化を抑えた状態で増殖可能であることが知られている(未分化維持培養)。また、骨や軟骨などに分化させる場合、地球の重力加速度よりも大きい過重力において適当な培地と共に培養すると分化が促進されることも知られている(分化促進培養)。地上において、このような培養を行うために、無重力状態で多能性幹細胞を培養する重力分散型培養装置や、過重力状態で多能性幹細胞を培養する過重遠心培養装置が用いられる。
In regenerative medicine, cells are cultured and proliferated in an undifferentiated state, and differentiation induction is carried out for transplantation into a living body.
Pluripotent stem cells are known to be able to proliferate in a state of reduced differentiation by culturing in a state of weightlessness (nondifferentiated maintenance culture). In addition, it is also known that differentiation is promoted by culturing with an appropriate medium in supergravity greater than the gravitational acceleration of the earth when differentiating into bones and cartilage, etc. (differentiation promoting culture). In order to perform such culture on the ground, a gravity dispersion-type culture device for culturing pluripotent stem cells in a weightless state or a heavy centrifugal culture device for culturing pluripotent stem cells in a hypergravity state are used.
例えば、特許文献1には、本体に取り付けられたモータにより外側フレームを回転し、外側フレームに取り付けられたモータによりさらに内側フレームを回転させて、内側フレームに同体に接続された培養容器を回転させる技術が開示されている。多能性幹細胞の分化を押さえて培養する場合には2軸回転させ、一方、分化を誘導する場合には、内側フレームの回転を止めた状態で外側フレームを回転させる1軸回転を行う。これにより、未分化維持培養と分化促進培養とを1つの装置により実現している。
また、特許文献2には、回転枠にモータを取り付けることによるモータ故障を回避するために、モータの固定枠に取り付けられたモータにより、2軸回転を実現して未分化維持培養を行うクリノスタットが開示されている。
For example, in Patent Document 1, the outer frame is rotated by a motor attached to the main body, and the inner frame is further rotated by a motor attached to the outer frame to rotate a culture vessel connected to the same body to the inner frame. Technology is disclosed. In the case of suppressing differentiation and culturing pluripotent stem cells, biaxial rotation is performed. On the other hand, in the case of inducing differentiation, uniaxial rotation is performed in which the outer frame is rotated while rotation of the inner frame is stopped. Thereby, undifferentiated maintenance culture and differentiation promotion culture are realized by one device.
In addition, in Patent Document 2, in order to avoid motor failure due to attaching a motor to a rotating frame, a motor attached to a fixed frame of the motor achieves two-axis rotation and a clinostat that performs undifferentiated maintenance culture Is disclosed.
特許文献1の技術においては、外側フレーム、内側フレームそれぞれにモータを配置し、さらに内側フレームを回転させるモータは、外側フレームに取り付けられているため、外側フレームの回転半径が大きく、外形の寸法も大きくなる。通常、細胞培養は温度、湿度、二酸化炭素濃度を適切な条件に維持したインキュベータの中で行われる。各研究機関で使用されているインキュベータのサイズは、160〜170Lクラスが一般的である。特許文献1の装置を160〜170Lクラスのインキュベータに入れると、インキュベータ内の空間をほぼ占有してしまい、空いたスペースでディッシュなどを用いて細胞培養をすることができにくかった。 In the technique of Patent Document 1, the motor is disposed on each of the outer frame and the inner frame, and the motor for rotating the inner frame is attached to the outer frame. growing. Usually, cell culture is performed in an incubator maintained at appropriate conditions of temperature, humidity and carbon dioxide concentration. The size of the incubator used in each research institute is generally 160-170 L class. When the apparatus of Patent Document 1 was placed in an incubator of class 160 to 170 L, it almost occupied a space in the incubator, and it was difficult to culture cells using a dish or the like in the vacant space.
特許文献2の技術は、2軸回転の装置であるため、重力分散型培養専用であり、1軸回転をさせることができない。従って、過重遠心培養ができない。また、露出状態にある円板の弾性体を介して回転力を内側の回転体に伝達させるため、長期間使用すると摩耗し回転不良を引き起こす。
尚、本出願人は、特願2014−121939号により、小型化を図ったクリノスタットを提案した。これに開示されたクリノスタットは、y回転軸を回転させるモータの回転方向の変更、若しくは回転速度の増加により、モータの回転力がx回転軸へ伝達したり切断されたりするクラッチを設けて未分化維持培養と分化促進培養を1台のクリノスタットで行うことができる。
The technique of Patent Document 2 is an apparatus for two-axis rotation, and therefore, is dedicated to gravity dispersion-type culture, and can not be uniaxially rotated. Therefore, heavy centrifugal culture can not be performed. In addition, since the rotational force is transmitted to the inner rotating body through the elastic body of the disk in the exposed state, it wears and causes rotation failure when used for a long time.
In addition, the present applicant proposed the krinostat which achieved size reduction by Japanese Patent Application No. 2014-121939. The clinostat disclosed in the above has not been provided with a clutch for transmitting or disconnecting the rotational force of the motor to the x-rotation axis by changing the rotational direction of the motor for rotating the y-rotation axis or increasing the rotational speed. The differentiation maintenance culture and the differentiation promotion culture can be performed with one crinostat.
本発明はクリノスタットをさらに小型化して、クリノスタットが設置されるべきインキュベータ内を有効に利用できるようにし、かつ、未分化維持培養と分化促進培養を1台のクリノスタットで行うことを目的とする。 The object of the present invention is to further miniaturize the crinostat so that the inside of the incubator in which the crinostat is to be installed can be effectively utilized, and to perform undifferentiated maintenance culture and differentiation promotion culture with one crinostat. Do.
本発明は、筐体内に配置された回転駆動装置と、前記回転駆動装置の回転力が伝達されるx回転軸と、前記x回転軸の一端に取り付けられたx回転体と、前記x回転体に取り付けられ、x方向と直交するy方向の軸心を有するy回転軸と、前記y回転軸に取り付けられ、培養容器を収容するy回転体と、前記x回転軸の内部の中空に同心に、かつ独立して回転可能に収容された中心軸と、前記中心軸の回転を前記y回転軸に伝達する回転力伝達機構と、前記x回転軸の他端側に前記x回転軸及び中心軸と同心に配置され、前記x回転軸と前記中心軸との間で回転力を伝達する状態と、前記中心軸を前記筐体に対して固定する状態とを切り替えるクラッチとを有し、前記クラッチの状態を制御することにより、未分化維持培養の運転モード若しくは分化促進培養の運転モードを切り替えることを特徴とする。
According to the present invention, there are provided a rotary drive disposed in a housing, an x rotary shaft to which a rotational force of the rotary drive is transmitted, an x rotary body attached to one end of the x rotary shaft, and the x rotary body Concentrically in the hollow inside the x axis of rotation, the y axis of rotation having the axis of y direction orthogonal to the x direction, and the y axis of rotation attached to the y axis of rotation and housing the culture vessel And a rotational force transmission mechanism for transmitting the rotation of the central axis to the y rotational axis, and the x rotational axis and the central axis on the other end side of the x rotational axis. And a clutch disposed concentrically to switch between a state transmitting torque between the x rotation axis and the central axis and a state fixing the central axis to the housing, Operation mode of the undifferentiated maintenance culture by controlling the It is characterized by switching the operation mode of differentiation promoting culture.
本発明によれば、クラッチの状態により、1台の回転駆動装置で、未分化維持培養(x回転体とy回転体をそれぞれx回転軸、y回転軸を中心に回転させる)と分化促進培養(x回転体とy回転体をx回転軸を中心に回転させる)ができ、かつ、回転駆動装置が1台となるため、クリノスタットの小型化が可能となり、クリノスタットがインキュベータ内を占有する容積が小さくなる。そのため、空いた空間で他の培養が可能となるという効果がある。 According to the present invention, depending on the state of the clutch, undifferentiated maintenance culture (rotating the x rotating body and the y rotating body around the x rotation axis and y rotation axis respectively) and differentiation promoting culture with one rotation drive device (The x rotor and the y rotor can be rotated around the x rotation axis), and the number of rotary drive units is one, so the crinostat can be miniaturized and the crinostat occupies the incubator Volume decreases. Therefore, there is an effect that another culture can be performed in the vacant space.
図1において、本実施例によるクリノスタット100は、筐体23、x回転体1、及び培養容器30を収容するy回転体3を有している。培養容器30には、細胞と培地とが封入される。クリノスタット100は、温度、湿度、二酸化炭素濃度を適切な条件に維持可能なインキュベータ200の内部に設置される。 In FIG. 1, the crinostat 100 according to the present embodiment includes a housing 23, an x-rotating body 1, and a y-rotating body 3 accommodating the culture vessel 30. The culture vessel 30 contains cells and a medium. The clinostat 100 is installed inside an incubator 200 capable of maintaining temperature, humidity and carbon dioxide concentration under appropriate conditions.
x回転体1は図中x方向の軸心を有するx回転軸2により回転可能であり、y回転体3はx回転体1内においてx方向とは異なる方向のy方向の軸心を有するy回転軸16により回転可能である。y回転体3がx回転軸2及びy回転軸16により回転するので、クリノスタット100は2軸回転を実現可能となっている。尚、31は、培養容器30をy回転体3に収容したときに、培養容器30の脱落を防止するストッパである。 The x-rotating body 1 is rotatable by an x-rotational axis 2 having an axis in the x-direction in the drawing, and the y-rotating body 3 has an y-axis in a direction different from the x-direction It can be rotated by the rotating shaft 16. Since the y-rotating body 3 is rotated by the x rotation axis 2 and the y rotation axis 16, the crinostat 100 can realize two-axis rotation. Reference numeral 31 denotes a stopper for preventing the culture container 30 from falling off when the culture container 30 is accommodated in the y rotating body 3.
図2は、クリノスタット100の側面断面(図2A)とx1−x1断面(図2B)を示している。図2Aにおいて、筐体23内には、回転駆動装置22とハウジング6が固定されている。回転駆動装置22はステッピングモータであり、ハウジング6は、x回転軸2、および後述するクラッチレバー15、クラッチ7等の動力伝達系を収容する中空状の部材である。ハウジング6の内周側には、ドーナッツ状の円板6aが突出している。ハウジング6は、回転駆動装置22の出力軸22a方向に平行に、かつ回転駆動装置22の長さ範囲にほぼ重なり合うように筐体23内に配置されている。回転駆動装置22の出力軸22aにはプーリ19が取り付けられ、タイミングベルト24を介して、出力軸22aの回転力をハウジング6内のx回転軸2に伝達する。 FIG. 2 shows the side cross section (FIG. 2A) and the x1-x1 cross section (FIG. 2B) of the clinostat 100. FIG. In FIG. 2A, the rotary drive 22 and the housing 6 are fixed in the housing 23. The rotation drive device 22 is a stepping motor, and the housing 6 is a hollow member that accommodates the x rotation shaft 2 and a power transmission system such as a clutch lever 15 and a clutch 7 described later. At the inner peripheral side of the housing 6, a donut-shaped disc 6a protrudes. The housing 6 is disposed in the housing 23 parallel to the direction of the output shaft 22 a of the rotary drive 22 and substantially overlapping the length range of the rotary drive 22. A pulley 19 is attached to the output shaft 22 a of the rotational drive device 22, and transmits the rotational force of the output shaft 22 a to the x rotation shaft 2 in the housing 6 via the timing belt 24.
ハウジング6内の動力伝達系の主な構成部品として、x回転軸2、クラッチ7、クラッチレバー15及び中心軸10が設けられている。x回転軸2は、x回転軸支持軸受13を介してハウジング6に対して回転可能に取り付けられている。x回転軸2の中央に位置するプーリ部2bには、タイミングベルト24が掛け回されている。x回転軸2の一端側(図中右側)にはx回転体1が固定され、これを回転させる。x回転軸2の他端側(図中左側)は、フランジ状に半径方向に拡幅されたホイール部2aが設けられている。また、x回転軸2は中空であり、同心に中央軸10が軸受21により支持されている。中央軸10は、x回転軸2とは独立して回転できるようになっている。 As main components of the power transmission system in the housing 6, an x rotation shaft 2, a clutch 7, a clutch lever 15 and a central shaft 10 are provided. The x rotation shaft 2 is rotatably attached to the housing 6 via the x rotation shaft support bearing 13. A timing belt 24 is wound around a pulley portion 2 b located at the center of the x rotation shaft 2. An x-rotating body 1 is fixed to one end side (right side in the drawing) of the x-rotational shaft 2 and is rotated. On the other end side (left side in the drawing) of the x rotating shaft 2, a wheel portion 2a which is radially expanded in a flange shape is provided. In addition, the x rotation shaft 2 is hollow, and the central shaft 10 is concentrically supported by the bearing 21. The central shaft 10 can be rotated independently of the x rotation shaft 2.
クラッチ7は、x回転軸2の他端側であって、x回転軸2及び中央軸10と同心に設けられ、図面において左側にフランジ状に半径方向に拡幅されたホイール部7aと、右側にディスク部7bを有している。右側のディスク7bは、中心に6角形状の透孔7cを有している。クラッチレバー15は、側面視においてC字状であり、対向状に内側に設けられた爪部15a、15bを有している。爪部15a、15bは、ホイール部7aに当接する。クラッチレバー15は、カム5が回転することにより押されて、図面において左右に移動可能である。また、クラッチレバー15には、外側に向けて爪部15c、15dが設けられている。爪部15c、15dには、スプリング6bの一端が当接して、クラッチレバー15は、図面右方向に付勢された状態になっている。スプリング6bの他端は、係止片6cにより、ハウジング6に止められている。 The clutch 7 is provided on the other end side of the x rotation shaft 2 and is concentric with the x rotation shaft 2 and the central shaft 10, and has a wheel portion 7a radially expanded in a flange shape on the left side in the drawing It has a disk unit 7b. The right disc 7b has a hexagonal through hole 7c at the center. The clutch lever 15 is C-shaped in a side view, and has claws 15a and 15b provided on the inside in an opposing manner. The claws 15a and 15b abut on the wheel 7a. The clutch lever 15 is pushed by the rotation of the cam 5 and can move left and right in the drawing. Further, the clutch lever 15 is provided with claws 15 c and 15 d toward the outside. One end of a spring 6b is in contact with the claws 15c and 15d, and the clutch lever 15 is biased in the right direction in the drawing. The other end of the spring 6b is fixed to the housing 6 by a locking piece 6c.
中心軸10は、図面の右側にプーリ4が固定され、左側には断面6角形状の軸部10aが、透孔7cを貫通している。また、貫通した反対側においては、ストップリング10bとディスク部7bとの間にスプリング8が配置されている。スプリング8は、クラッチ7を図中右方向に付勢するように作用する。
図2Bにおいて、クラッチレバー15は、ハウジング6に設けられた案内溝6d内を摺動する。カム5は、筐体23の外側に設けられたノブ14を回すことによりシャフト9を介して回転される。
In the central shaft 10, the pulley 4 is fixed on the right side of the drawing, and on the left side, a shaft portion 10a having a hexagonal cross section passes through the through hole 7c. In addition, on the opposite side which penetrated, a spring 8 is disposed between the stop ring 10b and the disc portion 7b. The spring 8 acts to bias the clutch 7 in the right direction in the drawing.
In FIG. 2B, the clutch lever 15 slides in a guide groove 6 d provided in the housing 6. The cam 5 is rotated through the shaft 9 by turning a knob 14 provided outside the housing 23.
図3は、図2で示したハウジング6内の動力伝達系を構成するx回転軸2、クラッチ7、クラッチレバー15、カム5及び中心軸10の斜視図である。クラッチ7は、ドーナッツ形状のホイール部7aと円板形状のディスク部7bとを有し、ディスク部7bの外周側の対向面にそれぞれ、ドーナッツ状の摩擦材7e、7gが設けられている。ホイール部7aとディスク部7bとの間の胴部7fは円筒形状である。ディスク部7bの6角形状の透孔7cに、中心軸10の6角形状の軸部10aが挿入されることにより、クラッチ7の回転が中心軸10へ伝達され、かつクラッチ7は軸部10aを摺動する。中心軸10の図面左右方向の位置は、ハウジング6に対して一定なので、クラッチ7が左右に移動する。 FIG. 3 is a perspective view of the x rotation shaft 2, the clutch 7, the clutch lever 15, the cam 5 and the central shaft 10 which constitute the power transmission system in the housing 6 shown in FIG. The clutch 7 has a donut-shaped wheel portion 7a and a disc-shaped disc portion 7b, and donut-shaped friction members 7e and 7g are provided on the opposing surfaces on the outer peripheral side of the disc portion 7b. The body 7f between the wheel 7a and the disk 7b has a cylindrical shape. By inserting the hexagonal shaft portion 10a of the central shaft 10 into the hexagonal through hole 7c of the disk portion 7b, the rotation of the clutch 7 is transmitted to the central shaft 10, and the clutch 7 is the shaft portion 10a. Slide. The position of the central shaft 10 in the left-right direction in the drawing is constant with respect to the housing 6, so the clutch 7 moves to the left and right.
ディスク部7bの一方の面に設けられた摩擦材7eは、ホイール部2aに当接されることにより、クラッチ7にx回転軸2の回転が伝達される。ディスク部7bの他方の対向面に設けられた摩擦材7gは、ハウジング6の内周側に突出したドーナッツ状の円板6aに当接して、クラッチ7をハウジング6に対して固定させた状態にする。 The friction material 7e provided on one surface of the disk portion 7b abuts against the wheel portion 2a, whereby the rotation of the x rotation shaft 2 is transmitted to the clutch 7. The friction material 7g provided on the other opposite surface of the disk portion 7b abuts on the donut-shaped disk 6a protruding to the inner peripheral side of the housing 6 so that the clutch 7 is fixed to the housing 6 Do.
図2に戻り、y回転体3はy回転軸16に取り付けられており、y回転軸16は、y回転軸支持軸受20を介してx回転体1に取り付けられている。本実施例では、x回転軸2とy回転軸16は直交している。 Returning to FIG. 2, the y rotating body 3 is attached to the y rotating shaft 16, and the y rotating shaft 16 is attached to the x rotating body 1 via the y rotating shaft support bearing 20. In the present embodiment, the x rotation axis 2 and the y rotation axis 16 are orthogonal to each other.
中心軸10からy回転軸16までの回転力の伝達は、プーリ4、タイミングベルト25、プーリ17、伝達軸18a、傘歯車11a、11b、からなるx回転体1内に配置された回転力伝達機構40によりなされる。y回転軸16から上流に向けて説明すると、y回転軸16へは傘歯車11a、11bを介して回転力が伝達されている。傘歯車11bは、軸受18bに支持された伝達軸18aに取り付けられている。伝達軸18aはプーリ17が取り付けられている。プーリ17とプーリ4の間には、タイミングベルト25がかけ回されている。プーリ4は、中心軸10に取り付けられている。 Transmission of rotational force from the central axis 10 to the y rotation axis 16 is performed by transmitting rotational force disposed in the x rotating body 1 including the pulley 4, the timing belt 25, the pulley 17, the transmission shaft 18 a and bevel gears 11 a and 11 b. It is done by mechanism 40. To explain from the y rotation shaft 16 to the upstream side, the rotational force is transmitted to the y rotation shaft 16 via the bevel gears 11 a and 11 b. The bevel gear 11b is attached to a transmission shaft 18a supported by a bearing 18b. A pulley 17 is attached to the transmission shaft 18a. A timing belt 25 is wound around the pulley 17 and the pulley 4. The pulley 4 is attached to the central shaft 10.
次に、クリノスタット100の動作について説明する。
クリノスタット100を未分化維持培養の運転モードを行う場合は、ノブ14を回転させ、図2Aに示すようにカム5が、クラッチレバー15を最も左側に移動させた状態にする。そして、x回転軸2が水平になるように筐体23を、インキュベータ200内に設置する。この状態においては、クラッチ7が爪部15a、15bにより左側に移動し、クラッチ7のディスク7bに設けられた摩擦材7gが、円板6aに押しつけられた状態になっている。一方、ディスク部7bに設けられた摩擦材7eはホイール部2aから離れた状態になり、x回転軸2からクラッチ7への回転力の伝達は途絶えた状態になっている。この状態で、回転駆動装置22を起動すると、回転駆動装置22の回転は、プーリ19、タイミングベルト24、x回転軸2のプーリ部2bに伝えられて、x回転軸2はx回転体1を回転させる。一方、クラッチ7は、ハウジング6及び筐体23に対して固定された状態になっている。この状態で、x回転体1が回転すると、プーリ17がプーリ4の回りを回転することになり、x回転体1に対して相対的にプーリ17が回転する。この回転力は、伝達軸18a、傘歯車11a、11bによってy回転軸16およびy回転体3に伝えられる。
Next, the operation of the clinostat 100 will be described.
When the clinostat 100 is operated in the undifferentiated maintenance culture operation mode, the knob 14 is rotated to move the clutch lever 15 to the leftmost position as shown in FIG. 2A. Then, the housing 23 is installed in the incubator 200 so that the x rotation axis 2 is horizontal. In this state, the clutch 7 is moved to the left by the claws 15a and 15b, and the friction material 7g provided on the disc 7b of the clutch 7 is pressed against the disc 6a. On the other hand, the friction material 7e provided on the disk 7b is separated from the wheel 2a, and the transmission of the rotational force from the x rotation shaft 2 to the clutch 7 is interrupted. In this state, when the rotary drive 22 is activated, the rotation of the rotary drive 22 is transmitted to the pulley 19, the timing belt 24, and the pulley portion 2b of the x rotation shaft 2, and the x rotation shaft 2 Rotate. On the other hand, the clutch 7 is fixed to the housing 6 and the housing 23. In this state, when the x rotating body 1 rotates, the pulley 17 rotates around the pulley 4, and the pulley 17 rotates relative to the x rotating body 1. The rotational force is transmitted to the y rotation shaft 16 and the y rotating body 3 by the transmission shaft 18a and the bevel gears 11a and 11b.
培養容器30は、任意の姿勢で回転され、培養容器30に作用する重力加速度は、培養容器30の全方向に作用する。一定の時間が経過すると、培養容器30に作用している重力加速度は、培養容器30の全方向に均一に作用することになり、重力加速度の時間平均値は、培養容器30の全方向に対して0となる。よって、未分化維持培養では、宇宙環境に近い模擬微小重力環境を得ることができる。このような模擬微小重力環境下で細胞培養を行うと、細胞は未分化を維持したまま培養することができる。 The culture container 30 is rotated in an arbitrary posture, and the gravitational acceleration acting on the culture container 30 acts in all directions of the culture container 30. After a certain time has passed, the gravitational acceleration acting on the culture vessel 30 acts uniformly in all directions of the culture vessel 30, and the time average value of the gravitational acceleration is in the entire direction of the culture vessel 30. It becomes 0. Therefore, in the undifferentiated maintenance culture, it is possible to obtain a simulated microgravity environment close to the space environment. When cell culture is performed under such a simulated microgravity environment, cells can be cultured while maintaining undifferentiated state.
クリノスタット100を分化促進培養の運転モードを行う場合は、未分化維持培養の運転モードの角度位置からノブ14を90度回転させ、図4Aにおいてカム5が、クラッチレバー15を最も図面上側に移動させた状態にする。そして、図4Aに示すようにx回転軸2が垂直になるように筐体23を、インキュベータ200内に設置する。この状態で、回転駆動装置22を起動すると、回転駆動装置22の回転は、プーリ19、タイミングベルト24、x回転軸2に伝えられて、x回転軸2はx回転体1を回転させる。一方、クラッチ7がスプリング8により、ホイール部2aに押しつけられて、x回転軸2と同体状に回転する状態になっている。一方、摩擦材7gは、円板6aから離れている。また、図4Aにおいてスプリング6bは爪部15c、15dを上方向に押し上げて、爪部15a、15bがクラッチ7のホイール部7aに接触しないようにしている。この状態で、x回転体1が回転すると、プーリ17がプーリ4の回りを回転するが、プーリ4自体も回転しているため、x回転体1に対して相対的にプーリ17は停止している状態になる。従って、y回転軸16は回転せず、また、x回転軸2が垂直であるため、x回転軸2を中心に回転し、回転半径と、角速度の2乗に比例した遠心力が回転半径方向に作用する。培養容器には、この遠心力と重力加速度の合力が作用することになる。地球の重力加速度の3倍程度の合力を発生させるためには、y回転体3をおよそ100〜200回転/分程度で高速回転させる。 When the clinostat 100 is operated in the differentiation promoting culture operation mode, the knob 14 is rotated 90 degrees from the angular position of the undifferentiated maintenance culture operation mode, and the cam 5 moves the clutch lever 15 most upward in FIG. 4A. Let it be in a state of being Then, as shown in FIG. 4A, the housing 23 is installed in the incubator 200 so that the x rotation axis 2 is vertical. In this state, when the rotary drive unit 22 is activated, the rotation of the rotary drive unit 22 is transmitted to the pulley 19, the timing belt 24, and the x rotary shaft 2, and the x rotary shaft 2 rotates the x rotary body 1. On the other hand, the clutch 7 is pressed against the wheel portion 2 a by the spring 8 so as to rotate in the same manner as the x rotation shaft 2. On the other hand, the friction material 7g is separated from the disc 6a. Further, in FIG. 4A, the spring 6b pushes the claws 15c and 15d upward, so that the claws 15a and 15b do not come in contact with the wheel 7a of the clutch 7. In this state, when the x-rotating body 1 rotates, the pulley 17 rotates around the pulley 4, but since the pulley 4 itself is also rotating, the pulley 17 is stopped relative to the x-rotating body 1 Be in a state of Therefore, the y rotation axis 16 does not rotate, and since the x rotation axis 2 is vertical, it rotates around the x rotation axis 2, and the rotation radius and the centrifugal force proportional to the square of the angular velocity are in the rotation radius direction Act on. The combined force of the centrifugal force and the gravitational acceleration acts on the culture vessel. In order to generate a resultant force about three times the gravitational acceleration of the earth, the y-rotating body 3 is rotated at a high speed of about 100 to 200 revolutions / minute.
ノブ14には、未分化維持培養の運転モードにおける角度位置と、分化促進培養の運転モードにおける角度位置との間に、ノッチが設けられており、この位置でノブ14の回転角度が一時的にホールドされるようになっている。図4Bは、ノブ14が回転し、カム5が45度に傾いた状態になっていることを示している。この状態においては、ディスク部7bの摩擦材7eとホイール部2aとの接触が離れ、一方、ディスク部7bの摩擦材7gは円板6aも離れている状態(アイドル状態)である。このアイドル状態においては、クラッチ7はハウジング6(又は筐体23)に固定された状態ではなく、操作者が手動にてy回転体3に力を加えると、y回転体3をx回転体1とは独立して回転させることができる状態となっている。
y回転体3をx回転体1とは独立して手動にて回転させる状態のノブ14の角度位置を、アイドル位置と称する。アイドル位置においては、手動にてy回転体3の角度を自由に変更出来るため、培養容器30をy回転体3に対して搭載させやすい角度に向けて、搭載させることができる。
The knob 14 is provided with a notch between the angular position in the operation mode of undifferentiated maintenance culture and the angular position in the operation mode of differentiation promoting culture, and the rotation angle of the knob 14 is temporarily set at this position. It is supposed to be held. FIG. 4B shows that the knob 14 has been rotated and the cam 5 has been tilted 45 degrees. In this state, the contact between the friction member 7e of the disk portion 7b and the wheel portion 2a is released, and the friction member 7g of the disk portion 7b is also separated (idle state). In this idle state, the clutch 7 is not fixed to the housing 6 (or the housing 23), and when the operator manually applies a force to the y rotating body 3, the y rotating body 3 becomes the x rotating body 1 And can be rotated independently.
The angular position of the knob 14 in the state in which the y rotor 3 is manually rotated independently of the x rotor 1 is referred to as an idle position. At the idle position, since the angle of the y-rotating body 3 can be freely changed manually, the culture vessel 30 can be mounted at an angle that makes it easy to mount the y-rotating body 3.
本実施例によれば、クラッチ7により、クリノスタット100を未分化維持培養用の装置にしたり、分化促進培養用の装置にしたりすることができるという効果がある。 According to the present embodiment, the clutch 7 has an effect that the crinostat 100 can be used as an apparatus for undifferentiated maintenance culture or as an apparatus for differentiation promotion culture.
本実施例によれば、クラッチレバー15、クラッチ7およびx回転軸2の長さ範囲の内に回転駆動装置22が収まるように、平行に筐体23内に配置されているため、回転駆動装置22の長さが、クリノスタット100全体を大きくしない According to the present embodiment, the rotary drive 22 is disposed in parallel in the housing 23 so that the rotary drive 22 is accommodated within the length range of the clutch lever 15, the clutch 7 and the x rotary shaft 2. 22 lengths do not increase the entire clinostat 100
また、x回転体1とy回転体3の回転に対して、1つの回転駆動装置22で回転力を与えることができるので、クリノスタットの小型化が可能となり、クリノスタットがインキュベータ内を占有する容積を小さくできる。そのため、空いた空間で他の培養が可能となる。 In addition, since the rotational force can be applied to the rotation of the x rotating body 1 and the y rotating body 3 with one rotation drive device 22, miniaturization of the crinostat becomes possible, and the crinostat occupies the inside of the incubator. Volume can be reduced. Therefore, other cultures can be performed in the vacant space.
上記実施例においては、中心軸10の回転をy回転軸16に伝達するために、傘歯車11a、11b、プーリ4,17、伝達軸18a、タイミングベルト25等による回転力伝達機構40を用いているが、これ以外の周知の伝達要素を組み合わせた回転力伝達機構を用いても良い。例えば、タイミングベルト25の代わりに歯車を用いて中心軸10のy回転軸16へ伝達しても良く、また、傘歯車11a、11bの代わりに冠歯車やねじ歯車を用いても良い。または、中心軸10とy回転軸16の間をフレキシブルシャフトでつないでも良い。 In the above embodiment, in order to transmit the rotation of the central shaft 10 to the y rotation shaft 16, the rotational force transmission mechanism 40 including the bevel gears 11a and 11b, the pulleys 4 and 17, the transmission shaft 18a and the timing belt 25 is used. However, it is also possible to use a rotational force transmission mechanism that combines other known transmission elements. For example, a gear may be used instead of the timing belt 25 to transmit to the y rotation shaft 16 of the central shaft 10, and a crown gear or a screw gear may be used instead of the bevel gears 11a and 11b. Alternatively, the central shaft 10 and the y rotation shaft 16 may be connected by a flexible shaft.
また、実施例においては、ディスク部7bの6角形状の透孔7c内を、6角形状の軸部10aが摺動させるようにしたが、中心軸10に対して回転力を伝達させた上でクラッチ7を摺動させるためには、透孔7c及び軸部10aの形状は6角形状に拘わらず他の多角形状や楕円形でも良い。 In the embodiment, the hexagonal shaft portion 10a is caused to slide in the hexagonal through hole 7c of the disk portion 7b, but the rotational force is transmitted to the central shaft 10 In order to make the clutch 7 slide, the shapes of the through hole 7c and the shaft portion 10a may be another polygonal shape or an elliptical shape regardless of the hexagonal shape.
1 x回転体
2 x回転軸
3 y回転体
4、17、19 プーリ
5 カム
6 ハウジング
7 クラッチ
8 スプリング
10 中心軸
14 ノブ
15 クラッチレバー
16 y回転軸
23 筐体
30 培養容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 x rotating body 2 x rotating shaft 3 y rotating body 4, 17, 19 pulley 5 cam 6 housing 7 clutch 8 spring 10 central shaft 14 knob 15 clutch lever 16 y rotating shaft 23 housing 30 culture container
Claims (3)
前記回転駆動装置の回転力が伝達されるx回転軸と、
前記x回転軸の一端に取り付けられたx回転体と、
前記x回転体に取り付けられ、x方向と直交するy方向の軸心を有するy回転軸と、
前記y回転軸に取り付けられ、培養容器を収容するy回転体と、
前記x回転軸の内部の中空に同心に、かつ独立して回転可能に収容された中心軸と、
前記中心軸の回転を前記y回転軸に伝達する回転力伝達機構と、
前記x回転軸の他端側に前記x回転軸及び中心軸と同心に配置され、前記x回転軸と前記中心軸との間で回転力を伝達する状態と、前記中心軸を前記筐体に対して固定する状態とを切り替えるクラッチとを有し、
前記クラッチの状態を制御することにより、未分化維持培養の運転モード若しくは分化促進培養の運転モードを切り替えることを特徴とするクリノスタット。
A rotary drive disposed within the housing;
An x rotation axis to which the rotational force of the rotational drive is transmitted;
An x-rotating body attached to one end of the x-rotation axis;
A y rotation axis attached to the x rotor and having an axis in the y direction orthogonal to the x direction;
A y-rotating body attached to the y-rotating shaft and containing a culture vessel;
A central axis coaxially and independently rotatably accommodated in the hollow inside the x-axis of rotation;
A rotational force transmission mechanism for transmitting the rotation of the central axis to the y rotation axis;
A state of being concentrically arranged with the x rotation axis and the central axis on the other end side of the x rotation axis, and transmitting a rotational force between the x rotation axis and the central axis, and the central axis as the housing And a clutch that switches between the fixed state and the fixed state,
A crinostat characterized by switching an operation mode of undifferentiated maintenance culture or an operation mode of differentiation promotion culture by controlling the state of the clutch.
The crinostat according to claim 1, wherein the clutch does not transmit the rotation of the x rotation axis and does not fix the central axis to the housing.
前記回転駆動装置の出力軸方向に前記回転駆動装置の長さが重なるように、前記x回転軸及び前記クラッチが前記筐体内に配置されていることを特徴とするクリノスタット。
In the clinostat according to claim 1,
The x-axis of rotation and the clutch are disposed in the housing such that the length of the rotary drive overlaps the direction of the output shaft of the rotary drive.
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