生物体组织制备信息生成装置、生物体组织制备系统、医疗费计算系统的制作方法

文档序号:14645315发布日期:2018-06-08 20:54阅读:221来源:国知局
生物体组织制备信息生成装置、生物体组织制备系统、医疗费计算系统的制作方法

本发明涉及生成制备模仿了患者生物体组织结构的生物体组织所使用的生物体组织制备信息的生物体组织制备信息生成装置、基于生物体组织制备信息制备生物体组织的生物体组织制备系统、用于计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费的医疗费计算系统。



背景技术:

近年来,作为对现有治疗方法无法治愈的疾病、受伤的新治疗方法,通过细胞进行治疗的再生医疗受到关注,要求开发该医疗的发展所涉及的技术。其中,通过组合细胞和支撑体(支架(scaffold))来制备具有立体结构的组织的组织工程(Tissue Engineering)所涉及的技术在再生医疗的发展中变得非常重要。

以往,在具有立体结构的生物体组织的制备中,进行将细胞随后接种于聚乳酸、聚乙醇酸等支撑体的方法。但是,由于无法控制组织内的细胞的配置,因此难以制备实际的生物体组织那样的多种细胞高度秩序地配置而成的复杂组织。另一方面,作为解决该课题的新技术,最近开发了通过将多种细胞精密且立体地配置于希望的位置来制备组织的技术。例如,在专利文献1中公开了利用静电喷墨现象使细胞和细胞外基质形成图案的装置,在专利文献2中公开了将细胞团刺入针状体的装置。

另外,由于实际的生物体组织由很多细胞种类(细胞的种类)构成,因此,在制备与生物体组织具有相同细胞种类构成的生物体组织时,确保各种细胞也是重要的课题。一直以来,通过对以间充质干细胞(MSC)为代表的体干细胞、诱导性多能干细胞(iPS细胞)及胚胎干细胞(ES细胞)这样的多能干细胞进行分化诱导来调制目标细胞的方法是主流。这些方法的技术进步明显,解决了确保组织制备所需要的细胞的相关课题。

此外,在再生医疗的发展中,不仅需要开发制备具有立体结构的组织的技术,还需要开发根据患者的疾病、受伤的状态来制备、提供适于患者的组织的系统。例如,在专利文献3中公开了一种医疗物质信息提供方法,该方法能够发送患者的身体的疾病部位、缺损部位的图像,并基于该图像向医疗机构提供治疗所需要的培养皮肤组织的数量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:WO2010/008002A1

专利文献2:日本特开2013-5751号公报

专利文献3:日本特开2003-281270号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,专利文献3所公开的方法专用于皮肤、角膜这样的结构简单且不需要考虑每个患者的组织结构差别的组织。因此,难以将该方法应用于由多种细胞构成、且这些细胞高度秩序地配置而成的复杂生物体组织的再生治疗。因此,要求开发能够制备需要考虑每个患者的组织结构差别的组织的装置、系统。另一方面,专利文献1、专利文献2所公开的装置基于预先输入装置的信息来制备组织,因此难以制备模仿了每个患者的生物体组织的组织。

鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种生成制备模仿了患者生物体组织结构的生物体组织所使用的生物体组织制备信息的生物体组织制备信息生成装置、基于生物体组织制备信息制备生物体组织的生物体组织制备系统、计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费的医疗费计算系统。

解决课题的方法

本发明的一个方面的生物体组织制备信息生成装置生成生物体组织制备信息,该信息用于从细胞制备患者的生物体组织,

所述生物体组织制备信息生成装置具备:

结构信息存储部,其存储表示所述患者的生物体组织的立体结构的组织结构信息;以及

生物体组织制备信息生成部,其基于细胞种类信息和所述组织结构信息以将该组织结构信息所表示的生物体组织内的各位置与应配置于所述各位置的细胞种类相对应的信息的形式生成所述生物体组织制备信息,其中,所述细胞种类信息用于判定所述组织结构信息所表示的生物体组织各位置的细胞种类。

根据该方案,通过生物体组织制备信息生成装置生成生物体组织制备信息,可以得到用于制备立体结构的生物体组织所需要的信息。

另外,根据该方案,生物体组织制备信息是将基于患者生物体组织的立体结构信息的生物体组织内各位置与应配置于所述各位置的细胞种类相对应的信息,因此,本发明的一个方面的生物体组织制备信息生成装置能够生成可以精密制备由多种细胞构成、且这些细胞高度秩序地配置而成的患者生物体组织结构的信息。

另外,上述细胞种类信息是表示上述生物体组织内的各位置与细胞种类的对应关系的信息,

所述生物体组织制备信息生成装置还具备细胞种类信息存储部,其预先存储上述细胞种类信息。

根据该方案,细胞种类信息存储部预先按照各生物体组织的种类存储了与生物体组织内各位置对应的细胞种类,因此能够确定构成各位置的细胞种类。

另外,上述组织结构信息包含能够识别上述生物体组织内各位置的细胞种类的信息,

所述生物体组织制备信息生成装置还具备细胞种类信息生成部,其由上述组织结构信息生成上述细胞种类信息。

根据该方案,由于能够根据通过检查而得到的组织结构信息识别患者生物体组织内各位置的细胞种类,因此能够生成正确地反映了患者生物体组织的各细胞种类及其位置的生物体组织制备信息。

另外,上述细胞有多个种类,

所述生物体组织制备信息生成装置还具备代替细胞存储部,其预先存储将上述多个种类的细胞中的至少一部分种类的细胞与能够代替该细胞的代替细胞的种类相对应的代替细胞种类信息,

在上述生物体组织制备信息中,上述生物体组织制备信息生成部基于上述代替细胞种类信息将上述代替细胞的种类作为应配置于所述各位置的细胞种类进行对应。

根据该方案,代替细胞存储部存储了与能够代替原本应配置的细胞的细胞种类相对应的代替细胞种类信息,因此能够生成可以使用其它种类的细胞来制备目标生物体组织的生物体组织制备信息。

另外,所述的生物体组织制备信息生成装置还具备:

支撑体信息存储部,其预先存储将上述生物体组织的种类与适于制备该生物体组织的支撑体的种类相对应的支撑体信息;以及

支撑体选择部,其基于上述生物体组织的种类选择支撑体,

上述生物体组织制备信息生成部生成上述生物体组织制备信息,以便使用通过上述支撑体选择部选择的支撑体来制备上述生物体组织。

根据该方案,支撑体信息存储部预先存储了将生物体组织的种类与适于制备该生物体组织的支撑体的种类相对应的支撑体信息,因此支撑体选择部能够基于该信息选择适于想要制备的生物体组织的支撑体。

另外,所述生物体组织制备信息生成装置还具备结构差异计算部,所述结构差异计算部基于上述患者的上述组织结构信息、和该患者的比该组织结构信息更早以前的上述组织结构信息而求出上述组织结构信息所表示的结构与上述更早以前的组织结构信息所表示的结构的差异,

上述生物体组织制备信息生成部可以基于通过上述结构差异计算部求出的差异生成上述生物体组织制备信息。

根据该方案,结构差异计算部基于患者的组织结构信息、和该患者的比该组织结构信息更早以前的上述组织结构信息而求出上述组织结构信息所表示的结构与上述以前的组织结构信息所表示的结构的差异,因此能够生成可以制备结构存在差异的部位的生物体组织的生物体组织制备信息。

另外,所述生物体组织制备信息生成装置还具备细胞数量计算部,所述细胞数量计算部基于通过上述生物体组织制备信息生成部生成的生物体组织制备信息而计算用于制备上述生物体组织所需要的细胞数量。

根据该方案,细胞数量计算部基于生物体组织制备信息计算用于制备目标生物体组织所需要的细胞数量,因此能够得到生物体组织的制备所需要的细胞数量。

另外,所述生物体组织制备信息生成装置还具备:

细胞调制费用信息存储部,其存储使细胞数量与调制该细胞数量的细胞所花费的费用信息相对应的细胞调制费用信息;以及

制备费用计算部,其基于由上述细胞数量计算部计算出的用于制备生物体组织所需要的细胞数量和上述细胞调制费用信息而计算用于制备上述生物体组织的生物体组织制备费用信息。

根据该方案,细胞调制费用信息存储部存储使细胞数量与调制该细胞数量的细胞所花费的费用信息相对应的细胞调制费用信息,制备费用计算部根据用于制备生物体组织所需要的细胞数量和该细胞调制费用信息而计算用于制备生物体组织的生物体组织制备费用信息,因此能够获得生物体组织的制备所需要的费用。

此外,本发明的一个方面的生物体组织制备系统具有:

所述生物体组织制备信息生成装置;以及

具备细胞立体配置部的细胞立体配置制备装置,所述细胞立体配置部基于通过所述生物体组织制备信息生成装置生成的生物体组织制备信息来立体配置细胞,从而制备生物体组织。

根据该方案,生物体组织制备信息生成装置生成将生物体组织内的各位置与应配置于所述各位置的细胞种类相对应的生物体组织制备信息,细胞立体配置制备装置基于该生物体组织制备信息而立体配置细胞,从而制备生物体组织,因此,本发明的一个方面的生物体组织制备系统能够精密地制备模仿了患者的实际生物体组织结构的生物体组织,所述患者的实际生物体组织结构由多种细胞构成、且这些细胞高度秩序地配置。

另外,本发明的一个方面的生物体组织制备系统还具有具备培养条件确定部的培养装置,所述培养条件确定部基于上述生物体组织制备信息而确定为了使各细胞种类达到用于制备生物体组织所需要的细胞数量的培养条件。

根据该方案,培养条件确定部基于上述生物体组织制备信息而确定为了使各细胞种类达到用于制备生物体组织所需要的细胞数量的培养条件,因此培养装置能够在最优的培养条件下调制细胞。

本发明的一个方面的医疗费计算系统用于计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费,

所述医疗费计算系统具有上述生物体组织制备信息生成装置、和治疗费计算装置,

所述治疗费计算装置具备计算该生物体组织移植所需治疗费的治疗费计算部,

所述医疗费计算系统基于通过该生物体组织制备信息生成装置生成的生物体组织制备费用信息、和通过该治疗费计算装置生成的治疗费信息而计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费。

根据该方案,可以基于生物体组织制备信息生成装置生成的生物体组织制备费用信息、和治疗费计算装置生成的治疗费信息来计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费。

发明的效果

以上所述的本发明的一个方面的生物体组织制备信息生成装置能够生成制备模仿了患者生物体组织结构的生物体组织所使用的生物体组织制备信息,本发明的一个方面的生物体组织制备系统能够基于生物体组织制备信息制备生物体组织,本发明的一个方面的医疗费计算系统能够计算接受生物体组织移植医疗的患者的医疗费。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的生物体组织制备信息生成装置、生物体组织制备系统、及医疗费计算系统的说明图。

图2是本发明的一个实施方式的生物体组织制备信息生成装置、生物体组织制备系统、及医疗费计算系统的说明图。

图3是示出图1及图2所示的生物体组织制备信息生成装置、及生物体组织制备系统的构成的一例的框图。

图4是关于生物体组织制备信息的说明图。

图5(a)是因肾癌而部分切除了肾脏的目前的组织结构信息所表示的肾脏的三维图像,图5(b)是部分切除肾脏之前健康时最近的组织结构信息所表示的肾脏的三维图像,图5(c)是结构差异信息所表示的肾脏的三维图像。

图6是示出图1所示的生物体组织制备信息生成装置、及医疗费计算系统的构成的一例的框图。

图7是示出图2所示的生物体组织制备信息生成装置、及医疗费计算系统的构成的一例的框图,是与图6不同的例子。

图8是关于生物体组织制备信息生成装置、及生物体组织制备系统的流程图的一例。

图9是关于生物体组织制备信息生成装置、及医疗费计算系统的流程图的一例。

图10是示出代替细胞种类信息的一例的说明图。

符号说明

1A 生物体组织制备系统

1B 生物体组织制备系统

2 生物体组织制备信息生成装置

3 细胞立体配置制备装置

4 培养装置

5A 医疗费计算系统

5B 医疗费计算系统

6A 治疗费计算装置

6B 治疗费计算装置

7 医疗费计算装置

8 结算装置

10 结构信息存储部

11 生物体组织制备信息生成部

12 细胞种类信息存储部

13 细胞种类识别信息存储部

14 细胞种类信息生成部

15 代替细胞存储部

16 支撑体信息存储部

17 支撑体选择部

18 结构差异计算部

19 细胞数量计算部

20 细胞调制费用信息存储部

21 制备费用计算部

22 输出部

30 细胞立体配置部

40 培养条件确定部

60 治疗费信息存储部

61 治疗费计算部

62A 医疗费计算部

62B 医疗费计算部

63A 输出部

63B 输出部

64 输出部

65 结算部

D1 组织结构信息

D3 生物体组织制备信息

D4 细胞种类信息

D5 细胞种类识别信息

D6 代替细胞种类信息

D8 支撑体信息

D9 选择支撑体信息

D10 结构差异信息

D11 细胞数量信息

D12 细胞调制费用信息

D13 生物体组织制备费用信息

D14 移植治疗费信息

D15 治疗费信息

D16 医疗费信息

DC 数据中心

H 医院

K 肾脏

P 位置

Pt 患者

T 生物体组织

具体实施方式

如图1、图2及图3所示,本发明的一个实施方式的生物体组织制备系统1A由生物体组织制备信息生成装置2和细胞立体配置制备装置3构成。需要说明的是,在各图中,赋予了相同的符号的结构表示相同的结构,省略其说明。

如图1及图2所示,生物体组织制备信息生成装置2基于组织结构信息D1,生成用于从细胞制备模仿了该患者Pt的生物体组织结构的组织的生物体组织制备信息D3,所述组织结构信息D1包含患者Pt在医院H等检查机构接受检查而得到的表示该患者Pt的生物体组织立体结构的信息。然后,基于通过生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备信息D3,细胞立体配置制备装置3制备生物体组织T。

上述生物体组织T可以用于例如对患者Pt的移植、对患者Pt移植前的移植练习、筛选适于患者Pt的药剂等。

首先,对生物体组织制备信息生成装置2进行说明。生物体组织制备信息生成装置2例如由电脑构成。生物体组织制备信息生成装置2能够执行预先存储在HDD(硬盘驱动器、Hard Disk Drive)、SSD(固态硬盘、Solid State Drive)等存储装置、云系统等中的给定的程序。生物体组织制备信息生成装置2例如如图3所示,通过执行该程序而作为结构信息存储部10、生物体组织制备信息生成部11、细胞种类信息存储部12、细胞种类识别信息存储部13、细胞种类信息生成部14、代替细胞存储部15、支撑体信息存储部16、支撑体选择部17、结构差异计算部18、细胞数量计算部19、细胞调制费用信息存储部20、制备费用计算部21、输出部22进行工作。

结构信息存储部10存储组织结构信息D1,所述组织结构信息D1包含患者Pt在医院H等检查机构接受检查而得到的表示生物体组织立体结构的立体结构信息。具体而言,结构信息存储部10是存储卡、CD-ROM、HDD、SSD等存储介质。

立体结构信息是患者Pt接受X射线CT(Computerized Tomography)检查、MRI(Magnetic Resonance Imaging)检查、PET(Positron Emission Tomography)检查、超声波检查等检查而得到的信息、通过三维扫描仪等拍摄的患者Pt的外观形状等的信息。另外,组织结构信息D1可以包含不含有立体结构信息的HLA(人白血球抗原)类型、变态反应、二维图像等患者的信息。例如,从细胞调制成本等的观点考虑,在需要用其它的人的细胞制备上述生物体组织T时,可以基于上述患者的HLA类型的信息来选择具有能够降低免疫排斥风险的HLA类型的供体的细胞。

另外,该组织结构信息D1可以仅是患病时患者Pt的信息,也可以通过健康检查等预先定期获得并记录在医院H的记录装置中,如图1及图2所示,可以记录于数据中心DC等记录装置。另外,可以由患者Pt自身将组织结构信息D1记录于记录介质。也可以将这些通过过去的检查而得到的组织结构信息D1存储于结构信息存储部10。

生物体组织制备信息生成部11基于组织结构信息D1,以将生物体组织T内的各位置与应配置于所述各位置的细胞种类相对应的信息的形式生成生物体组织制备信息D3。

更具体而言,生物体组织制备信息生成部11根据组织结构信息D1分析立体结构,显示出如图4所示的生物体组织的三维图像A。然后,生成使坐标点(x,y,z)与应配置于该坐标点的细胞种类相对应的生物体组织制备信息D3,所述坐标点(x,y,z)表示由该组织结构信息D1得到的立体结构的三维坐标位置。

例如,在生物体组织T为心脏时,如图4所示,生成将心肌细胞配置于心脏的三维图像A的位置P1(x1,y1,z1)、将血管内皮细胞配置于位置P2(x2,y2,z2)的信息。

作为生物体组织制备信息生成部11确定生物体组织T内的各位置和应配置于所述各位置的细胞种类的方法,可以用图像显示组织结构信息D1,医生等医务人员等专家基于该图像来确定各位置的细胞种类。

另外,可以通过生物体组织制备信息生成部11根据组织结构信息D1所包含的立体结构信息检测生物体组织结构上的特点,从而确定细胞种类。例如,在检测出位于心脏表面的筒状隆起的结构的情况下,判定该部位为血管,可以确定该部位的细胞由血管内皮细胞构成。

此外,生物体组织制备信息生成部11可以根据通过X射线CT检查、MRI检查、超声波检查、组织学检查、流式细胞术、DNA微阵列等检查而得到的信息中1种或多种来确定细胞种类。例如,可以根据由各检查数据得到的检测水平值的大小、由各检查数据得到的检测水平值的组合、或者细胞标记物、基因表达信息等来确定细胞种类。

细胞种类信息存储部12预先存储细胞种类信息D4,所述细胞种类信息D4表示以各种生物体组织作为基准预先确定的基准组织内各位置所对应的细胞种类。作为上述基准组织内的各位置和所述各位置所对应的细胞种类相关信息的一例,可以列举按照各年龄、性别、身高、体重将各生物体组织内各位置所对应的细胞种类平均化并使其相互关联的信息。

生物体组织是指例如心脏、肝脏、肾脏、眼、胃、肠、皮肤、骨等这样的生物体组织。基准组织是指将标准的生物体组织结构虚拟模型化的组织。基准组织针对各种生物体组织而设定。例如,如心脏的基准组织、胃的基准组织、肠的基准组织这样,针对各种生物体组织设定了将该生物体组织的标准结构模型化的基准组织。然后,将使基准组织数据化表示的基准组织信息预先存储于例如细胞种类信息存储部12。

对于基准组织而言,例如,与年龄、性别、身高、体重这样的表征人体的多个特征条件的组合相对应,设定了与这些特征条件的组合相对应的基准组织。例如,与30岁、男、身高170cm、体重60Kg这样的特征条件的组合相对应,设定了心脏的基准组织、胃的基准组织、肠的基准组织等各基准组织。各基准组织通过将例如符合对应的特征条件的组合的各人的生物体组织的大小、形状、生物体组织内各位置的细胞种类等相关的信息进行平均化而得到。

特征条件可以适当设定,其条件的种类不限于年龄、性别、身高、体重,其种类的数量可以为3个以下、5个以上、或1个。对于各条件,例如年龄,可以以幼儿(0~5岁)、少儿(6~15岁)、青年(16~30岁)、壮年(31~44岁)、中年(45~64岁)、老年(65岁以上)这样的分类进行表示,同样地对于身高、体重,也可以通过分类进行表示。另外,基准组织并不限定于与多个特征条件的组合对应而设定的例子,也可以与一个特征条件对应而设定。

对于细胞种类信息D4,在想要制备的生物体组织T为心脏时,按照每个特征条件的组合,以细胞种类信息D4的形式预先存储构成心脏组织内各位置的细胞种类的信息。例如,在制备心脏作为生物体组织T时,以细胞种类信息D4的形式预先存储构成心脏的左心室壁内各位置的细胞种类为“心肌细胞”、“成纤维细胞”、“血管内皮细胞”及“血管壁细胞”这样的信息、和该心肌细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞及血管壁细胞中的细胞标记物、基因表达信息等。因此,生物体组织制备信息生成部11从存储于细胞种类信息存储部12的细胞种类信息D4当中选择与生物体组织T相同种类的基准组织的相关细胞种类信息D4,并在此基础上进一步选择与患者Pt的年龄、性别、身高、体重等信息中的至少1项一致的细胞种类信息D4。然后,生物体组织制备信息生成部11基于该选择的细胞种类信息D4将生物体组织T内的各位置与应配置于所述各位置的细胞种类相对应。

细胞种类识别信息存储部13预先存储细胞种类识别信息D5,所述细胞种类识别信息D5用于从由生物体组织得到的组织结构信息D1中识别细胞种类。更具体地对细胞种类识别信息D5进行说明,是将通过X射线CT检查、MRI检查、超声波检查、组织学检查、流式细胞术、DNA微阵列等检查得到的检测水平值的大小、通过各检查得到的检测水平值的组合、或者细胞标记物、基因表达信息与细胞种类相对应的信息。

细胞种类信息生成部14根据预先存储于细胞种类识别信息存储部13的细胞种类识别信息D5、以及包含能够识别患者Pt的生物体组织内各位置的细胞种类的信息的组织结构信息D1生成细胞种类信息D4。

更具体而言,细胞种类信息生成部14基于存储于细胞种类识别信息存储部13的细胞种类识别信息D5和存储于结构信息存储部10的组织结构信息D1来选择与组织结构信息D1所包含的生物体组织相同种类的生物体组织的细胞种类识别信息D5。进而,细胞种类信息生成部14通过将其选择的细胞种类识别信息D5与组织结构信息D1进行比较,识别组织结构信息D1所表示的患者Pt的生物体组织各位置的细胞种类,生成细胞种类信息D4。例如,细胞种类信息生成部14对由组织结构信息D1得到的任意位置的X射线CT检查、MRI检查的检测水平值与细胞种类识别信息D5进行比较,识别该位置的细胞种类,生成细胞种类信息D4。

代替细胞存储部15预先存储代替细胞种类信息D6,所述代替细胞种类信息D6将各种类细胞中的至少一部分种类的细胞与能够代替该细胞的代替细胞的种类相对应。需要说明的是,代替细胞是指与原本应配置于想要制备的生物体组织T的细胞种类具有同样功能的细胞、能够分化为原本应配置的细胞种类的细胞。即,代替细胞存储部15存储了将原本应配置于想要制备的生物体组织T的细胞种类与能够代替该细胞种类的细胞种类相对应的信息。

作为能够代替原本应配置的细胞种类的细胞种类,可以列举:PS细胞(诱导性多能干细胞)、ES细胞(胚胎干细胞)、Muse(Multi-lineage differentiating Stress Enduring)细胞所谓的多能干细胞、通过将多能干细胞分化诱导而得到的内胚层、中胚层、外胚层的干细胞/祖细胞(例如系膜胚细胞等)、间充质干细胞这样的成体干细胞、导入了促进分化为原本应配置的细胞的基因的干细胞等。例如,在生物体组织T中应配置成骨细胞的情况下,除了配置成骨细胞以外,也可以配置间充质干细胞。

图10中列举了代替细胞种类信息D6的一例。在图10所示的代替细胞种类信息D6中,原本应配置的细胞种类与能够代替的细胞种类进行了对应。例如,应配置的细胞种类为“成骨细胞”时,作为能够代替的细胞种类,与“iPS细胞、ES细胞、间充质干细胞”相对应。同样地,在应配置的细胞种类为“神经细胞”时,作为能够代替的细胞种类,与“iPS细胞、ES细胞、神经干细胞”相对应。

然后,生物体组织制备信息生成部11基于代替细胞种类信息D6,在生物体组织制备信息D3中,将能够代替的细胞种类与应配置于各位置的细胞种类相对应。在能够代替的细胞种类有多种时,可以以各代替细胞种类的调制难易度等作为参考,根据医生等医务人员等专家的判断来选择代替细胞种类。

支撑体信息存储部16预先存储支撑体信息D8,所述支撑体信息D8将生物体组织T的种类与适于制备该生物体组织T的支撑体的种类相对应。将该生物体组织T与适于制备其的支撑体的种类相对应是例如将该生物体组织T与能够用于其制备的支撑体相关联。另外,支撑体选择部17基于生物体组织制备信息D3、生物体组织制备费用信息D13、和/或支撑体的费用、医生等医务人员等专家关于支撑体的生物适应性等的意见,优先从支撑体信息D8中选择生物适应性良好的支撑体及费用便宜的支撑体作为用于该生物体组织T的制备的支撑体。然后,支撑体选择部17生成表示选择的支撑体的信息的选择支撑体信息D9。

支撑体是指用于在生物体组织内保持细胞,并且保持生物体组织的形状、强度,进而诱导细胞功能提高的物质。作为支撑体的一例,可以列举:胶原蛋白(I型、II型、III型、V型、XI型)、明胶、弹性蛋白、壳聚糖、纤连蛋白、玻连蛋白、层粘连蛋白、生腱蛋白(TN-C、TN-R、TN-W、TN-X、TN-Y)、海藻酸、透明质酸、重组的蛋白质、肽等物质。另外,支撑体的构成成分可以为1种,也可以为2种类以上。另外,可以改变用于生物体组织内各区域的支撑体。

更具体而言,在制备心肌组织作为生物体组织T时,作为支撑体信息D8,存储了作为上述支撑体的胶原蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白、人造基质等的信息。支撑体选择部17从这些支撑体中选择待使用的支撑体。生物体组织制备信息生成部11生成生物体组织制备信息D3,以便使用通过支撑体选择部17选择的支撑体来制备生物体组织T。

结构差异计算部18基于患者Pt的组织结构信息D1、和该患者Pt的比该组织结构信息D1更早以前的组织结构信息D1,求出组织结构信息D1所表示的结构与以前的组织结构信息D1所表示的结构的差异。具体而言,患者Pt每年或每隔几年预先进行检查,并在每次检查时将检查中得到的组织结构信息D1累积存储于数据中心DC等。在患者Pt因疾病、受伤等处于制备生物体组织T的情况下,结构差异计算部18将该患者Pt现在的组织结构信息D1所包含的立体结构信息与健康时最近的组织结构信息D1所包含的立体结构信息进行比较,检测出结构上的差异。然后,结构差异计算部18以结构差异信息D10的形式生成检测出了结构上差异的部分的最近(即以前)的组织结构信息D1。然后,生物体组织制备信息生成部11基于结构差异信息D10生成表示生物体组织T的结构的生物体组织制备信息D3。

图5(a)是示出因肾癌而部分切除了肾脏的患者Pt目前的组织结构信息D1所表示的肾脏K1的三维图像的说明图,图5(b)是示出部分切除肾脏之前健康时最近的组织结构信息D1所表示的肾脏K2的三维图像的说明图,图5(c)是示出结构差异信息D10所表示的三维结构部分的肾脏K3的三维图像的说明图。接着,使用图5举例对结构差异计算部18进行说明。例如,如图5(a)所示,目前,在肾脏一部分发生了缺损的情况下,结构差异计算部18获得图5(b)所示的健康时最近的组织结构信息D1和图5(a)所示的目前的组织结构信息D1。然后,结构差异计算部18检测目前的组织结构信息D1与最近(即以前)的组织结构信息D1在结构上的差异,如图5(c)所示,对检测出了结构差异的区域提取其最近的组织结构信息D1,生成结构差异信息D10。然后,生物体组织制备信息生成部11以表示应制备的生物体组织T的结构的生物体组织制备信息D3的形式生成表示结构差异信息D10所示的部分缺损前的三维组织结构的信息。

由此,可以对患者Pt过去接受检查而得到的生物体组织的信息与现状的该生物体组织的信息进行比较,求出结构上的差异,制备相当于具有差异的部分、即相当于图5(c)所示的部分的生物体组织T。在上述的例子中,作为生物体组织T,列举肾脏作为一例,也可以是肾脏以外的生物体组织。另外,也可以用于以美容整形领域为代表的、组织的外观形状在审美上很重要的生物体组织的制备。例如,在因乳腺癌而全部切除乳房的情况下,根据用三维扫描仪等拍摄前的健康时的乳房而得到的图像数据、X射线CT检查等检查数据的组织结构信息D1,生成与切除了的乳房结构相同的乳房组织的生物体组织制备信息D3。

细胞数量计算部19基于通过生物体组织制备信息生成部11生成的生物体组织制备信息D3而计算用于制备生物体组织T所需要的细胞数量。然后,表示通过计算求出的细胞数量的细胞数量信息D11被用于后述的制备费用计算部21、培养装置4。

具体而言,预先存储生物体组织的种类和各生物体组织内每个区域的平均细胞密度的信息。由此,可以根据生物体组织制备信息D3求出想要制备的生物体组织T的每个区域的体积,基于该每个区域的体积和上述各生物体组织内每个区域的平均细胞密度的信息计算出制备生物体组织T所需要的细胞数量。细胞数量的计算可以仅计算用于制备生物体组织T所需要的全部细胞的总数,更优选按照各细胞种类计算细胞数量。

细胞调制费用信息存储部20预先存储使细胞数量与调制该细胞数量的细胞所花费的费用信息相对应的细胞调制费用信息D12。细胞调制费用信息D12可以按照细胞数量与费用信息相对应而不管细胞种类如何,优选根据各细胞种类与按照细胞数量调制细胞所花费的费用信息相对应,可以更准确地计算费用。另外,细胞调制费用信息D12可以包含用于制备生物体组织T的细胞、支撑体的采购费、制备的生物体组织T的运输费等相关的信息。

制备费用计算部21基于由细胞数量计算部19计算出的细胞数量和存储于细胞调制费用信息存储部20的细胞调制费用信息D12来计算用于制备生物体组织T的生物体组织制备费用信息D13。在将各细胞种类的细胞调制费用信息D12存储于细胞调制费用信息存储部20的情况下,更优选制备费用计算部21基于按照细胞种类计算出的细胞调制费用来计算生物体组织T的组织制备费用。

输出部22将来自生物体组织制备信息生成部11、细胞数量计算部19、制备费用计算部21的信息输出至后述的细胞立体配置制备装置3、培养装置4、及其它的电脑等设备。例如,输出部22将生物体组织制备信息生成部11生成的生物体组织制备信息D3输出至细胞立体配置制备装置3,并将生物体组织制备信息D3和细胞数量计算部19生成的细胞数量信息D11输出至培养装置4。另外,在医疗费计算系统5A及医疗费计算系统5B中,输出部22将生物体组织制备信息生成部11生成的生物体组织制备信息D3和/或制备费用计算部21生成的生物体组织制备费用信息D13输出至后述的治疗费计算装置6A、治疗费计算装置6B、医疗费计算装置7。

细胞立体配置制备装置3具备细胞立体配置部30,所述细胞立体配置部30基于通过生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备信息D3来立体地配置另行调制的细胞,由此制备生物体组织T。使用细胞立体配置部30立体地配置细胞的方法没有特别限定,可以一个细胞一个细胞地配置细胞,也可以用预先调制的细胞凝聚团块、后述的培养装置4等调制的细胞来配置。

作为立体地配置上述细胞的方法的例子,可以列举:分配法、喷墨法、利用激光进行的细胞转印法等。上述分配法是将油墨材料注入注射器内,通过空气压力、机械驱动从喷嘴部分连续挤出而进行造型的方法,可以喷出含有高粘度的溶液、细胞凝集团块的溶液。上述喷墨法是通过压电方式、热方式、电场方式等压出方式将单个细胞压出而进行造型的方法,可以进行基于高分辨率描绘和多喷嘴的压出。上述利用激光进行的细胞转印法是将细胞涂布在具有光吸收层的玻璃基板上,从背面对光吸收层照射聚焦于1点的脉冲激光束,由此将涂布在玻璃基板上的细胞压出进行造型的方法,可以喷出高粘度的溶液而没有堵塞喷嘴的隐患。

另外,细胞立体配置制备装置3可以具有在将细胞立体配置后进行培养的功能。特别是在使用ES细胞或iPS细胞作为对于原本应配置于生物体组织T的细胞种类的代替细胞种类的情况下,将这些细胞以未分化的状态进行移植时,存在形成畸形的隐患,需要在配置后对ES细胞或iPS细胞进行用于分化诱导的培养。另外,在使用成体干细胞、祖细胞作为代替细胞种类的情况下,优选在配置这些细胞后进行用于分化诱导为原本应配置的细胞种类的培养。作为细胞立体配置制备装置3,可以使用例如Cyfuse公司制造的3D生物打印机Regenova。

如图1、图2及图3所示,本发明的一个实施方式的生物体组织制备系统1B由生物体组织制备信息生成装置2、细胞立体配置制备装置3和培养装置4构成。

对培养装置4进行说明。培养装置4是用于调制细胞的装置,可以根据细胞种类确定适于培养的培养条件。另外,还可以具有能够促进细胞的增殖、分化的功能。另外,为了在将外部空气导入培养空间时不使杂菌等混入,可以具备用于净化空气的HEPA过滤器(High Efficiency Particulate Air Filter)等过滤器。作为培养装置4,可以使用例如株式会社钟化制造的封闭型自动细胞培养装置P4CS。

培养装置4具备培养条件确定部40,所述培养条件确定部40基于生物体组织制备信息D3确定用于制备生物体组织所需要的各种细胞的培养条件。培养条件确定部40基于由生物体组织制备信息D3得到的细胞种类的信息、和本领域技术人员判断制备生物体组织T所需要的细胞数量、或通过细胞数量计算部19计算出的生物体组织T的制备所需要的细胞数量信息D11,确定为了使各种细胞达到用于制备生物体组织T所需要的细胞数量的培养条件。

培养条件确定部40中预先存储了适于各细胞种类的温度、培养基、更换培养基的频率、培养时间等培养条件信息。另外,还可以存储适于各细胞种类的氧浓度、pH条件、二氧化碳浓度、加入培养基的添加剂等培养条件信息。培养条件确定部40确定与细胞种类及细胞数量对应的培养条件。例如,预先存储了使待培养的细胞种类及细胞数量与培养条件相对应的查找表,通过参考该查找表来确定培养条件。

如图6所示,本发明的一个实施方式的医疗费计算系统5A包含生物体组织制备信息生成装置2、具有治疗费计算部61和医疗费计算部62A的治疗费计算装置6A、以及结算装置8。需要说明的是,医疗费计算系统5A可以不包含结算装置8。

由于已经对生物体组织制备信息生成装置2进行了说明,因此省略其说明。

治疗费计算装置6A例如由电脑等构成。治疗费计算装置6A能够执行预先存储在HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等存储装置、云系统等中的给定的程序。治疗费计算装置6A通过执行该程序而作为图6所示的治疗费信息存储部60、治疗费计算部61、医疗费计算部62A、以及输出部63A而发挥作用。

治疗费信息存储部60预先存储与生物体组织的移植的治疗费相关的治疗费信息D14。治疗费信息D14是使待移植的生物体组织T的各个种类与诊断、手术、住院所花费的费用相对应的信息。另外,不仅是待移植的生物体组织T的种类,还可以使费用与生物体组织T按照大小、部位等详细地进行对应。

治疗费计算部61计算接受生物体组织T的移植的患者的治疗费。具体而言,治疗费计算部61基于生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备信息D3和存储于治疗费信息存储部60的治疗费信息D14来计算治疗费信息D15。需要说明的是,治疗费计算部61不一定需要基于生物体组织制备信息D3来进行计算,也可以基于由医生等医务人员手动输入至治疗费计算装置6A的生物体组织T的种类、大小、部位等信息和治疗费信息D14来计算治疗费信息D15。

医疗费计算部62A基于治疗费计算部61计算出的治疗费信息D15和生物体组织制备信息生成装置2的制备费用计算部21计算出的生物体组织制备费用信息D13来计算接受生物体组织T的移植治疗的患者的医疗费信息D16。

本实施方式的治疗费计算装置6A的输出部63A将医疗费计算部62A计算出的医疗费信息D16输出至结算装置8。

结算装置8是用于管理患者的医疗费的装置。具体而言,结算装置8的结算部65接收医疗费信息D16并管理医疗费。结算装置8例如可以设置于医疗机构的事务部门等,从而使医务人员能够确认医疗费。由此,医务人员可以向接受生物体组织T的移植治疗的患者显示医疗费。

如图7所示,本发明的一个实施方式的医疗费计算系统5B由生物体组织制备信息生成装置2、具有治疗费计算部61的治疗费计算装置6B、以及具有医疗费计算部62B的医疗费计算装置7构成。

由于已经对生物体组织制备信息生成装置2进行了说明,因此省略其说明。

治疗费计算装置6B例如由电脑等构成。治疗费计算装置6B能够执行预先存储在HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等存储装置、云系统等中的给定的程序。因此,治疗费计算装置6B可作为图7所示的治疗费信息存储部60、治疗费计算部61、以及输出部63B而发挥作用。

治疗费计算部61计算接受生物体组织T的移植的患者的治疗费。具体而言,治疗费计算部61基于生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备信息D3和存储于治疗费信息存储部60的治疗费信息D14来计算治疗费信息D15。需要说明的是,治疗费计算部61不一定需要基于生物体组织制备信息D3来进行计算,也可以基于由医生等手动输入至治疗费计算装置6B的生物体组织T的种类、大小、部位等信息和治疗费信息D14来计算治疗费信息D15。

输出部63B将治疗费计算部61计算出的治疗费信息D15输出至医疗费计算装置7。

医疗费计算装置7的医疗费计算部62B基于治疗费计算装置6B计算出的治疗费信息D15和生物体组织制备信息生成装置2的制备费用计算部21计算出的生物体组织制备费用信息D13来计算接受生物体组织T的移植治疗的患者的医疗费信息D16。

输出部64将医疗费计算部62B生成的医疗费信息D16输出至结算装置8。

由于已经对结算装置8进行了说明,因此省略其说明。

另外,本发明的一个实施方式的医疗费计算系统具备图7所示的生物体组织制备信息生成装置2和具有治疗费计算部61的治疗费计算装置6B,而不具备医疗费计算装置7。即,医务人员等可以基于生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备费用信息D13和治疗费计算装置6B生成的治疗费信息D15而手动计算医疗费。

图8是关于生物体组织制备信息生成装置2、生物体组织制备系统1A及生物体组织制备系统1B的流程图的一例。基于图1、图2、图3、图8对生物体组织制备信息生成装置2、生物体组织制备系统1A及生物体组织制备系统1B进行说明。

患者Pt可以通过在医院H等检查机构接受X射线CT检查等检查而获得组织结构信息D1(步骤S1)。使该组织结构信息D1存储于结构信息存储部10(步骤S2)。在医院H、数据中心DC等存储有该患者Pt过去的组织结构信息D1的情况下,也可以将过去的组织结构信息D1也存储于结构信息存储部10。

接着,生物体组织制备信息生成部11根据组织结构信息D1对生物体组织的立体结构进行分析(步骤S3)。在存在该患者过去的组织结构信息D1的情况下,结构差异计算部18可以检测出现在与过去的生物体组织结构的差异。

接着,生物体组织制备信息生成部11基于组织结构信息D1确定应配置于生物体组织T内各位置的细胞种类(步骤S4)。另外,生物体组织制备信息生成部11可以基于预先存储于代替细胞存储部15的代替细胞种类信息D6来选择能够代替原本应配置于生物体组织T的细胞种类的细胞种类。此外,支撑体选择部17可以基于生物体组织制备信息D3、生物体组织制备费用信息D13、和/或支撑体的费用、医生等医务人员等专家对支撑体的生物适应性等的见解,根据支撑体信息D8选择该生物体组织T的制备所使用的支撑体。

生物体组织制备信息生成部11以组织结构信息D1所示的应配置于生物体组织T内各位置的细胞种类的形式生成生物体组织制备信息D3(步骤S5)。另外,细胞数量计算部19可以基于生物体组织制备信息D3计算生物体组织T的制作所需要的细胞数量。另外,制备费用计算部21可以基于细胞数量计算部19计算出的细胞数量和预先存储于细胞调制费用信息存储部20的细胞调制费用信息D12来计算生物体组织T的制备费用。

生物体组织制备信息生成装置2将生物体组织制备信息D3输出至细胞立体配置制备装置3(步骤S6)。另外,也可以将生物体组织制备信息D3输出至培养装置4。此外,在由细胞数量计算部19计算了制备生物体组织T所需要的细胞数量的情况下,可以将与需要细胞数量相关的信息的细胞数量信息D11和生物体组织制备信息D3一起输出至培养装置4。在输出至培养装置4的情况下,培养条件确定部40基于该信息确定制备生物体组织T所需要的各种细胞的培养条件,培养装置4进行各种细胞的调制。

细胞立体配置制备装置3的细胞立体配置部30基于生物体组织制备信息D3立体配置细胞(步骤S7),从而制备生物体组织T。

如上所述构成的生物体组织制备信息生成装置2基于由患者得到的生物体组织的立体结构信息,生成想要制备的生物体组织T内的各位置与应配置于该各位置的细胞种类相对应的信息,因此,生物体组织制备系统1A及生物体组织制备系统1B能够基于该信息精密地制备由多种细胞构成、且这些细胞高度秩序地配置而成的、模仿了患者的生物体组织结构的生物体组织。

在上述实施例中,生物体组织制备信息生成装置2、生物体组织制备系统1A及生物体组织制备系统1B的目的在于制备待移植于患者Pt的生物体组织T,但也可以应用于以移植练习为目的的与移植用组织相同的生物体组织T的制备、疾病等状态恶化的生物体组织T的制备。通过能够进行移植练习,可以提高高难度手术的成功率。而且,生物体组织T也可以应用于患者Pt的药剂筛选,可以筛选适于患者的药剂。

图9是关于生物体组织制备信息生成装置2、医疗费计算系统5A及医疗费计算系统5B的流程图的一例。基于图1、图2、图6、图7、图9对生物体组织制备信息生成装置2、医疗费计算系统5A及医疗费计算系统5B进行说明。

图9所示的步骤S1至步骤S5与图8所示的步骤S1至步骤S5相同,已经进行了说明,因此省略其说明。

生物体组织制备信息生成装置2的细胞数量计算部19基于生物体组织制备信息D3计算生物体组织T的制备所需要的细胞数量,生成细胞数量信息D11(步骤S16)。因此,生物体组织制备信息生成装置2的制备费用计算部21基于细胞数量信息D11和预先存储于细胞调制费用信息存储部20的细胞调制费用信息D12计算生物体组织T的制备费用(步骤S17)。

接着,治疗费计算装置6A的治疗费计算部61或治疗费计算装置6B基于生物体组织制备信息生成装置2生成的生物体组织制备信息D3和存储于治疗费信息存储部60的治疗费信息D14计算治疗费(步骤S18)。需要说明的是,治疗费计算装置6A的治疗费计算部61或治疗费计算装置6B不一定需要基于生物体组织制备信息D3进行计算,也可以基于由医生等医务人员输入至治疗费计算装置6A或治疗费计算装置6B的生物体组织T的种类、大小、部位等信息和治疗费信息D14来计算治疗费。

治疗费计算装置6A的医疗费计算部62A或医疗费计算装置7基于生物体组织制备信息生成装置2的细胞数量计算部19计算出的生物体组织制备费用信息D13和治疗费计算装置6A的治疗费计算部61或治疗费计算装置6B计算出的治疗费信息D15,计算接受生物体组织T的移植的患者的医疗费(步骤S19)。

如上所述构成的医疗费计算系统5A及医疗费计算系统5B的生物体组织制备信息生成装置2计算生物体组织T的制备费用,治疗费计算装置6A或治疗费计算装置6B计算接受生物体组织T的移植治疗的患者Pt的治疗费。因此,可以基于生物体组织T的制备费用和患者Pt的治疗费,根据治疗费计算装置6A或医疗费计算装置7来计算患者Pt的医疗费。

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