CN118176290A - 培养容器和培养方法 - Google Patents

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CN118176290A
CN118176290A CN202280073411.6A CN202280073411A CN118176290A CN 118176290 A CN118176290 A CN 118176290A CN 202280073411 A CN202280073411 A CN 202280073411A CN 118176290 A CN118176290 A CN 118176290A
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barrier layer
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江刺家胜弘
宫回宽
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Abstract

本发明的一个实施方式涉及培养容器或培养方法,该培养容器是培养细胞、组织或器官的培养容器,所述培养容器具有底面构件和侧壁构件,通过所述底面构件和所述侧壁构件接合而形成至少一个培养空间,所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I‑b)和气体阻挡层(II‑b),所述气体阻挡层(II‑b)以能从所述氧透过层(I‑b)拆装的方式重叠在所述氧透过层(I‑b)之下,所述气体阻挡层(II‑b)满足下述要件(5),所述氧透过层(I‑b)满足下述要件(6)。(5)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II‑b)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下。(6)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I‑b)为所述P(II‑b)的6.0倍以上。

Description

培养容器和培养方法
技术领域
本发明的一个实施方式涉及培养容器或培养方法。
背景技术
细胞、组织或器官(以下也称为细胞等)如果不在适于生长的条件下,则不能培养,因此需要与包含适当的营养的培养基一起放入培养皿、板、烧瓶等培养容器中,进而,培养容器需要静置于能够将温度、湿度、气体浓度保持于预定水平的培养箱内。进而,为了有效率地实现上述培养,必须进行充分且适当的氧供给。
一般来说,在低氧状态下的细胞等的培养会诱导细胞死亡等,因此被认为是不优选的。于是,为了促进向细胞等的氧供给,一直在开发使用氧透过度高的树脂材料的培养容器。例如,非专利文献1中报告了如果将聚二甲基硅氧烷(PDMS)用于培养容器底面来进行耗氧速度快的肝细胞的培养,则在市售的聚苯乙烯制板中出现的缺氧状态得以消除,观察到了肝细胞的高度的自组织化现象。另外,专利文献1公开了包含4-甲基-戊烯聚合物的、氧供给性优异的细胞、组织或器官的培养材料。
但是,意外地明确了:在氧透过性膜上培养肝细胞的肝细胞培养方法中,通过在低氧浓度的环境下进行培养,从而能够高效地形成药物递送功能,进而能够简便地制作能长期维持该药物递送功能的肝组织等(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2020/256079号公报
专利文献2:日本特开2014-223061号公报
非专利文献
非专利文献1:酒井康行,“肝培养中的氧供给的改善”,[online],肝细胞研究会,[令和3年(2021年)8月26日检索],互联网<http://hepato.umin.jp/kouryu/kouryu28.html>
发明内容
发明所要解决的课题
本发明人等认为,如果在细胞等的培养初期减少氧供给,则细胞粘附性或许会变得更好。而且认为,通过在培养中途充分地进行氧供给,能够使细胞的功能维持正常。因而,本发明的一个实施方式是提供细胞等容易粘附于培养容器、能够使细胞等的功能维持正常的培养容器或培养方法。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究。其结果发现通过具有以下的构成,能够解决上述课题,由此完成了本发明。
本发明的实施方式涉及例如以下的〔1〕~〔7〕。
〔1〕一种培养容器,是在培养基中培养细胞、组织或器官的培养容器,所述培养容器的培养面的至少一部分具有满足下述要件(1)和(2)的氧透过层(I-a)和满足下述要件(3)和(4)的气体阻挡层(II-a)的层叠区域,所述气体阻挡层(II-a)设置在所述氧透过层(I-a)的下表面,在培养过程中所述气体阻挡层(II-a)能从所述氧透过层(I-a)拆装,
(1)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-a)为20000~60000cm3/(m2×24h×atm),
(2)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上,
(3)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-a)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(4)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
〔2〕根据〔1〕所述的培养容器,
所述氧透过层(I-a)的水接触角为30~120°。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的培养容器,
所述氧透过层(I-a)包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)。
〔4〕根据〔3〕所述的培养容器,
所述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)是选自4-甲基-1-戊烯均聚物(x1)、以及4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物(x2)中的至少1种聚合物。
〔5〕根据〔1〕~〔4〕的任一项所述的培养容器,
在培养面上涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。
〔6〕根据〔1〕~〔5〕的任一项所述的培养容器,
所述气体阻挡层(II-a)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
〔7〕一种培养方法,是细胞、组织或器官的培养方法,包括:
使用〔1〕~〔6〕的任一项所述的培养容器来培养细胞、组织或器官的工序(A-a);
从所述氧透过层(I-a)拆卸所述气体阻挡层(II-a)的工序(B-a);以及
使用所述工序(B-a)中获得的培养容器进一步培养细胞、组织或器官的工序(C-a)。
本发明的实施方式也涉及例如以下的〔i〕~〔xiii〕。
〔i〕一种培养容器,是培养细胞、组织或器官的培养容器,所述培养容器具有底面构件和侧壁构件,通过所述底面构件和所述侧壁构件接合而形成至少一个培养空间,所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b),所述气体阻挡层(II-b)以能从所述氧透过层(I-b)拆装的方式重叠在所述氧透过层(I-b)之下,所述气体阻挡层(II-b)满足下述要件(5),所述氧透过层(I-b)满足下述要件(6),
(5)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-b)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(6)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-b)为所述P(II-b)的6.0倍以上。
〔ii〕根据〔i〕所述的培养容器,
所述气体阻挡层(II-b)包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种,并且满足下述要件(7)或(8),
(7)包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种与粘着剂的混合物,
(8)具有包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层和包含粘着剂的层。
〔iii〕根据〔i〕或〔ii〕所述的培养容器,
通过下述方法测定的、所述气体阻挡层(II-b)相对于所述氧透过层(I-b)的剥离强度为0.01~0.20N/25mm,
方法:将宽25mm的气体阻挡层(II-b)粘贴在氧透过层(I-b)后,使用剥离试验机,进行以剥离角度180°并以10mm/分钟的速度将气体阻挡层(II-b)从氧透过层(I-b)剥离的试验。
〔iv〕根据〔i〕~〔iii〕的任一项所述的培养容器,
所述氧透过层(I-b)包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)。
〔v〕根据〔iv〕所述的培养容器,
所述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)是选自4-甲基-1-戊烯均聚物(x1)、以及4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物(x2)中的至少1种聚合物。
〔vi〕根据〔i〕~〔v〕的任一项所述的培养容器,
所述P(I-b)为20000~60000cm3/(m2×24h×atm)。
〔vii〕根据〔i〕~〔vi〕的任一项所述的培养容器,
所述底面构件的、具有所述氧透过层(I-b)和所述气体阻挡层(II-b)的区域的依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
〔viii〕根据〔i〕~〔vii〕的任一项所述的培养容器,
所述氧透过层(I-b)的依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
〔ix〕根据〔i〕~〔viii〕的任一项所述的培养容器,
所述气体阻挡层(II-b)的依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
〔x〕根据〔i〕~〔ix〕的任一项所述的培养容器,
所述氧透过层(I-b)的水接触角为30~120°。
〔xi〕根据〔i〕~〔x〕的任一项所述的培养容器,
在所述底面构件的培养面上涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。
〔xii〕一种培养方法,是细胞、组织或器官的培养方法,包括:
使用〔i〕~〔xi〕的任一项所述的培养容器来培养细胞、组织或器官的工序(A-b);
从所述氧透过层(I-b)拆卸所述气体阻挡层(II-b)的工序(B-b);以及
使用所述工序(B-b)中获得的培养容器而进一步培养细胞、组织或器官的工序(C-b)。
〔xiii〕一种培养容器的制造方法,是〔i〕~〔xii〕的任一项所述的培养容器的制造方法,所述方法包括:将所述底面构件粘贴在所述侧壁构件的工序。
发明效果
根据本发明的一个实施方式,能够提供细胞等容易粘附于培养容器、能够使细胞等的功能维持正常的培养容器以及培养方法。
附图说明
图1是培养容器的截面的示意图。图1左是培养面具有气体阻挡层(II)的状态的示意图,图1右是将气体阻挡层(II)从氧透过层(I)拆卸后的状态的示意图。
图2是观察实施例1中的人冷冻肝细胞的培养24小时后的形态的照片。
图3是观察比较例2中的人冷冻肝细胞的培养24小时后的形态的照片。
具体实施方式
接下来,对本发明进行具体说明。
需要说明的是,如无特别限定,则关于数值范围的“A~B”的记载表示A以上B以下。例如,“1~5%”的记载是指1%以上5%以下。
本发明的一个实施方式是培养容器,是在培养基中培养细胞、组织或器官的培养容器,
所述培养容器的培养面的至少一部分具有满足下述要件(1)和(2)的氧透过层(I-a)和满足下述要件(3)和(4)的气体阻挡层(II-a)的层叠区域,
所述气体阻挡层(II-a)设置在所述氧透过层(I-a)的下表面,
在培养过程中所述气体阻挡层(II-a)能够从所述氧透过层(I-a)拆装。将该培养容器称为培养容器(α)。
(1)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-a)为20000~60000cm3/(m2×24h×atm),
(2)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上,
(3)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-a)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(4)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
另外,本发明的另一实施方式是培养细胞、组织或器官的培养容器,所述培养容器具有底面构件和侧壁构件,
通过所述底面构件和所述侧壁构件接合而形成至少一个培养空间,
所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b),
所述气体阻挡层(II-b)以能从所述氧透过层(I-b)拆装的方式重叠在所述氧透过层(I-b)之下,
所述气体阻挡层(II-b)满足下述要件(5),
所述氧透过层(I-b)满足下述要件(6)。将该培养容器称为培养容器(β)。
(5)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-b)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(6)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-b)为所述P(II-b)的6.0倍以上。
<细胞、组织或器官>
本说明书中,细胞、组织或器官也简称为“细胞等”。细胞等的来源没有特别限定,可以是动物、植物、昆虫、真菌、原生生物、细菌等一切生物,优选为动物或植物,进一步优选为动物,特别优选为哺乳动物。作为本发明的一个实施方式的培养容器的细胞等的粘附性优异,因此细胞等优选是粘附性的。从适于在培养容器的培养面上的培养的方面出发,细胞等优选为细胞。本发明的一个实施方式中,细胞等优选是好氧性的,更优选不含厌氧性的细胞等。
本发明的一个实施方式中的组织的意思是执行相同功能的相似细胞的集合。上述组织没有特别限定,可以列举例如上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织等。从需氧性高的方面出发,上述组织优选为肝小叶、心肌组织、神经组织或骨骼肌组织,更优选为肝小叶。
本发明的一个实施方式中的器官的意思是为了一个目的而协同工作的上述组织的集合。上述器官没有特别限定,例如为肺、心脏、肝脏、肾脏、脾脏、胰脏、胆囊、食道、胃、皮肤、脑等。从需氧性高的方面出发,上述器官优选为皮肤、肾脏、肝脏、心脏、脑,进一步优选为肝脏。
本发明的一个实施方式中的细胞没有特别限定,优选为动物细胞。
细胞可以是悬浮性细胞,也可以是粘附性细胞,优选是粘附性细胞。
细胞可以是二维培养的细胞,也可以是三维培养的细胞,包括培养细胞而获得的球状体。细胞可以是原代培养细胞或株化传代的细胞中的任一者,优选为原代培养细胞。细胞可以使用冷冻或再冷冻后的细胞。
作为动物细胞,能够使用正常细胞、癌细胞和杂交瘤等融合细胞等,也可以是进行了基因导入等人工处理的细胞。作为动物细胞,例如能够使用未分化的多能干细胞、处于分化过程中的多能干细胞、来源于多能干细胞的分化细胞、多能干细胞、以及成体干细胞和来源于动物组织的分化细胞。
所述动物细胞的来源可以是任何动物,优选为哺乳动物,特别优选为人、牛、狗、猫、猪、小型猪、兔子、仓鼠、大鼠或小鼠的细胞,更优选为人、大鼠、小鼠或牛的细胞。
皮肤、肾脏、肝脏、脑、神经组织、心肌组织、骨骼肌组织、癌干细胞、癌细胞等的需氧性高,构成它们的细胞也是需氧性高的细胞,因此本发明的一个实施方式的细胞优选为构成皮肤、肾脏、肝脏、脑、神经组织、心肌组织或骨骼肌组织的细胞或者癌细胞,更优选为肝细胞、肾细胞、心肌细胞、神经细胞,进一步优选为肝细胞。
上述细胞可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,细胞可以包含干细胞或前驱细胞也可以不含。细胞可以不包含上皮系干细胞或前驱细胞也可以包含。
本发明的一个实施方式中的肝细胞以肝实质细胞(Hepatocyte)为代表,只要是肝脏中的细胞,则可以是任何细胞,具体而言,包括血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、脂肪细胞、血球细胞、肝单核细胞、肝巨噬细胞(包含库普弗细胞)、肝星状细胞、肝内胆管上皮细胞等。上述肝细胞为含有例如20%以上、30%以上、40%以上或50%以上的肝实质细胞的细胞群。
上述肝细胞可以为原代培养细胞,也可以为株化传代细胞,作为肝细胞,优选使用原代培养细胞。株化传代细胞的种类没有特别限制,可以举出例如,SSP-25、RBE、HepG2、TGBC50TKB、HuH-6、HuH-7、ETK-1、Het-1A、PLC/PRF/5、Hep3B、SK-HEP-1、C3A、THLE-2、THLE-3、HepG2/2.2.1、SNU-398、SNU-449、SNU-182、SNU-475、SNU-387、SNU-423、FL62891、DMS153等。
上述肝细胞也可以是包含肝细胞以外的其它细胞种类的细胞群,例如是包含20%以上、30%以上、40%以上或50%以上的肝细胞的细胞群。
所谓细胞等的功能,包括细胞的增殖、修复、代谢、细胞间的信息交换等基本功能,此外还包括与各细胞等的种类相应的功能。所谓与各细胞等的种类相应的功能,例如,如果是肝细胞,则是指糖质的调整、脂肪合成、蛋白质代谢、醇代谢、氨代谢、胆固醇的代谢、药物代谢、胆汁分泌等。这些功能能够通过公知的方法测定,其测定值能够用作表示细胞等的功能的值。肝细胞的功能优选使用代谢活性值来评价,更优选使用通过CYP1A2的代谢活性值来评价。
相对于接种细胞等24小时后的测定值,接种细胞等48小时后的表示细胞等的功能的值优选为55%以上,更优选为60%以上,进一步优选为65%以上时,能够使细胞等的功能维持正常。
<培养>
本发明的一个实施方式中,所谓培养,不仅以使细胞等增殖、维持的含义来使用,而且还以细胞等的接种、传代、分化诱导、自组织化诱导等工艺也包含在内的宽泛的含义来使用。培养所使用的培养基等不受限制,只要选择与细胞等的特性相应的培养基即可。
细胞等的培养可以是二维(包括细胞自发地重叠化的情况)培养,也可以是三维培养。本发明的一个实施方式的培养容器能够在培养过程中使氧供给量变化,根据细胞等的状态而在合适的氧环境下进行培养,因此不仅在二维培养中,而且在细胞立体地堆积的三维培养中,细胞也能够进行增殖、分化,进而,细胞的高度的自组织化现象也容易发生。
所谓三维培养,是指有意地将细胞立体地培养,可以是在支架材料中培养细胞的Scaffold型、以及作为块(球状体)以悬浮状态培养细胞的Scaffold-free型的任一者,优选为Scaffold型。在Scaffold型的情况下,从能够高效地培养细胞的方面出发,作为支架材料,优选为MatrigelTM、胶原蛋白凝胶、层粘连蛋白、藻酸盐水凝胶(alginate hydrogel)、玻璃质凝胶(vitrigel)。
培养所使用的培养基等不受限制,但为了有效地培养细胞,细胞优选在血清(例如,胎牛血清)的存在下进行培养。
作为使用本发明的一个实施方式的培养容器进行培养时的细胞接种密度,只要细胞能够增殖和分化则没有特别限制,优选为0.1×105细胞/cm2~10.0×105细胞/cm2,更优选为0.3×105细胞/cm2~5.0×105细胞/cm2,进一步优选为0.5×105细胞/cm2~3.0×105细胞/cm2
如果细胞接种密度为上述范围,则与细胞接种密度为上述范围外的情况相比,细胞良好地粘附于容器,容易维持细胞的正常功能。
<培养容器>
在培养容器(α)中,所谓培养容器,是指为了在培养基中培养细胞、组织或器官而使用的所有容器。所谓在培养基中培养,是指将细胞等的至少一部分浸渍在培养基中培养,可以不是细胞等的整体浸渍在培养基中。
在培养容器(β)中,所谓培养容器,是指为了培养细胞、组织或器官而使用的所有容器。该培养也可以在培养基中进行。
作为培养容器,能够使用公知的各种培养容器,形状、大小没有特别限制。作为培养容器,可以举出例如,培养皿、烧瓶、板、培养瓶、培养袋、培养管等。上述培养容器通常在培养箱、大量培养装置或灌流培养装置等装置内使用。
培养容器优选为培养皿、烧瓶或板,更优选为具有至少1个孔的板。
培养容器优选为具有至少1个孔的培养容器,进一步优选为具有至少1个孔的板,进一步优选为具有6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔、1536孔等多个孔的板。一般而言,底面具有孔那样的凹陷形状的培养容器为了使底面的复杂的形状稳定,需要使底面变厚,难以充分地进行向细胞等的氧供给。如果如培养容器(α)那样底面具有氧透过层(I-a)和气体阻挡层(II-a)的层叠区域,则即使是具有1孔、6孔、12孔、24孔、48孔、96孔、384孔、1536孔等多个孔的板,形状也稳定,容易调节向细胞等的氧供给量。在如培养容器(β)那样,底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b),且所述气体阻挡层(II-b)重叠在所述氧透过层(I-b)之下的情况下,同样地,即使是具有多个孔的板,形状也稳定,容易调节向细胞等的氧供给量。
培养容器(β)具有底面构件和侧壁构件,通过所述底面构件和所述侧壁构件接合而形成至少一个培养空间。该情况下,底面构件通过与所述侧壁构件接合,构成培养容器的底面。需要说明的是,所谓培养空间,是为了培养细胞等而被限制的空间,换言之,是在该空间内培养的细胞等能够自如移动的空间。
底面构件和侧壁构件以培养空间内的细胞等或培养基不漏出的方式接合。接合可以是机械性接合、材料性接合、粘接接合的任一种,从由所希望的材料形成的底面构件和侧壁构件容易组合的方面出发,优选为粘接接合。
培养容器(β)为具有至少1个孔的培养容器的情况下,培养容器例如也可以具有底面构件和孔侧壁构件,通过所述底面构件与所述孔侧壁构件接合而形成至少一个孔。该情况下,底面构件通过与所述孔侧壁构件接合,从而构成孔的底面。
培养容器为了保持或储留培养基,优选为底面包含培养面的培养容器。
这里,所谓培养面,是指在构成培养容器的部分中,在培养细胞等时,与培养基和/或细胞等接触的部分、或者将会与培养基和/或细胞等接触的预定部分。例如,在培养容器为培养皿、烧瓶或板的情况下,通常,底面部分包含培养面,培养基和/或细胞等将会与该培养面的上侧即培养容器的内侧接触。
上述培养容器的底面的形状没有特别限制,可列举平底(F底)、球形底(U底)、圆锥底(V底)、平底+弧形边等。在加工成球形底(U底)、平底(F底)、圆锥底(V底)、平底+弧形边等的情况下,可以通过一般的注射成型、压制成型进行一次性加工,也可以先制作膜或片,再通过真空成型、压空成型等进行二次加工来制作。底面的形状可根据培养目的来选择,将细胞等进行二维培养时,通常希望是平底(F底),在进行三维培养时,通常希望是球形底(U底)或圆锥底(V底)。
培养容器中,至少在其培养面、优选在其培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧可以涂敷天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。涂敷能够通过公知的方法进行。
就涂敷后的培养容器而言,细胞等的粘附性、增殖性更优异。可以认为这是由于涂敷于培养面的天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料成为细胞等的支架。因此,使细胞等粘附而进行培养时,培养容器优选在培养面涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料,更优选在培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。
所述天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料没有特别限制,作为天然高分子材料,可以举出胶原蛋白、明胶、藻酸、透明质酸、硫酸软骨素等糖胺聚糖、纤连蛋白、层粘连蛋白、血纤蛋白原、骨桥蛋白、肌腱蛋白、玻连蛋白、凝血栓蛋白、琼脂糖、弹性蛋白、角蛋白、壳聚糖、纤维蛋白、丝心蛋白、糖类;作为合成高分子材料,可以举出聚葡萄糖酸、聚乳酸、聚乙二醇、聚己内酯、合成肽类、合成蛋白质类、聚甲基丙烯酸羟基乙酯、聚乙烯亚胺;作为无机材料,可举出β-磷酸三钙、碳酸钙等。
此外,作为所述天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料,也可以举出将以往的细胞外基质成分等水凝胶进行玻璃化之后再水合而获得的玻璃质凝胶等。例如,也可以举出由作为细胞外基质成分之一的胶原蛋白制作的高密度胶原蛋白纤维网所构成的胶原蛋白玻璃质凝胶。
从提高细胞等的粘附性或增殖性,使细胞等的功能更长期地维持等观点出发,优选为利用胶原蛋白、明胶、层粘连蛋白、聚赖氨酸等蛋白质或肽进行的涂敷,更优选为利用层粘连蛋白、胶原蛋白或聚赖氨酸进行的涂敷处理,进一步优选利用胶原蛋白进行的涂敷处理。这些涂敷可以单独进行1种,也可以组合进行2种以上。
培养容器为了形成球状体、提高细胞等的支架功能,可以对培养面、优选对培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧进行微细加工。作为实施微细加工的方法,能够从切削加工、光刻法、电子射线直接描绘法、粒子束线束加工法、扫描探针加工法等、微粒的自组织化、或基于通过这些方法形成的母版(master)的纳米压印法、流延法、注射成型法所代表的成型加工法、镀覆法等中适当选择。微细加工的形状没有特别限定,优选从槽部分至峰部分的高度为20nm~500μm。此外,与对表面没有进行微细加工的情况相比,能够使培养容器的最薄部的厚度减薄至20μm。
进行了微细加工的培养容器也可以作为微流路器件(也称为微流路芯片)来使用。微流路器件是对培养容器的培养面实施微细加工而制作微小流路、反应容器,并应用于生物研究、化学工程的器件的统称。可以举出例如,被称为microTAS(micro Total AnalysisSystems,微型全分析系统)、芯片实验室(Lab on a Chip)等的装置,正在被用作下一代培养装置。
培养容器优选至少对其培养面、优选对培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧进行表面改性处理。
表面改性处理所使用的方法没有特别限定,可以举出例如电晕处理、等离子体处理、臭氧处理、紫外线处理等亲水化处理,酯化、甲硅烷化、氟化等疏水化处理,表面接枝聚合、化学蒸镀、蚀刻,或羟基、氨基、砜基、硫醇基、羧基等特定的官能团的加成、硅烷偶联、钛偶联、锆偶联等利用特定官能团的处理,利用氧化剂等的表面粗糙化、擦拭、喷砂等物理处理等。这些表面改性处理可以单独进行,也可以组合进行两种以上。
培养容器优选至少对其培养面、优选对其培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧进行亲水化处理,更优选进行电晕处理或等离子体处理。通过对培养容器的表面进行亲水化处理,从而所述培养容器的表面的润湿性提高,培养容器与细胞等的密合性变好,细胞等能够在培养容器的表面均匀地增殖。另外,通过对培养容器的表面进行亲水化处理,从而容易将天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料涂敷在培养容器的培养面上。特别是,容易使天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料均匀地堆置并密合于培养容器的培养面上,另外,在堆置处理后,在利用生理盐水进行的洗涤、细胞培养的环境中,天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料也不会剥离,且能够保持稳定的初始状态而用于细胞培养。
在进行等离子体处理的情况下,作为伴随的气体,使用氮气、氢气、氦气、氧气、氩气等,优选选择选自氮气、氦气、氩气中的至少一种气体。
培养容器为了防止污染,可以实施消毒或灭菌处理。作为消毒或灭菌处理的方法,没有特别限制,可以举出流通蒸气法、煮沸法、间歇法、紫外线法等物理消毒法,使用臭氧等气体、乙醇等消毒剂的化学消毒法;高压蒸气法、干热法等加热灭菌法;γ射线法、电子射线法、高频法等照射灭菌法;氧化乙烯气体法、过氧化氢气体等离子体法等气体灭菌法等。其中,从操作简便,能够充分地进行灭菌的方面出发,优选为乙醇消毒法、高压蒸气灭菌法、γ射线灭菌法、电子射线灭菌法或氧化乙烯气体灭菌法。这些消毒或灭菌处理可以单独进行1种,也可以组合进行2种以上。
<氧透过层(I)>
将以下说明的、氧透过层(I-a)和氧透过层(I-b)统称为氧透过层(I)。
<氧透过层(I-a)>
氧透过层(I-a)是满足下述要件(1)和(2)的层。
(1)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-a)为20000~60000cm3/(m2×24h×atm),
(2)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
[要件(1)]
氧透过度P(I-a)具体能够通过以下的方法测定。
由氧透过层(I-a)制作测定样品,通过压差式气体透过率测定法,测定在温度23℃、湿度0%时的氧透过系数[cm3×mm/(m2×24h×atm)]。测定所使用的仪器只要是使用了压差式气体透过率测定法的仪器,则没有特别限制,例如,可以举出株式会社东洋精机制作所制造的压差式气体透过率测定装置MT-C3。测定样品是从氧透过层(I-a)切出厚50μm的90×90mm的试验片而制作的,测定部直径优选设为70mm(透过面积为38.46cm2)。由于氧透过度大,因此更优选预先对样品施加铝掩模,使实际透过面积为5.0cm2。测定样品可以是进行了微细加工、表面改性处理的样品,也可以是没有进行微细加工、表面改性处理的样品,但优选是没有进行任何处理的样品。将氧透过系数[cm3×mm/(m2×24h×atm)]除以膜的厚度(μm)后得到的值作为氧透过度[cm3/(m2×24h×atm)]。
氧透过层(I-a)的氧透过度P(I-a)优选为20000~50000cm3/(m2×24h×atm),更优选为25000~45000cm3/(m2×24h×atm),进一步优选为30000~40000cm3/(m2×24h×atm)。氧透过度P(I-a)处于上述范围时,可以说氧透过层(I-a)的氧透过度优异。
如果氧透过层(I-a)的氧透过度P(I-a)低于上述下限,则培养基中的氧浓度变低,细胞等不会充分增殖和分化。另一方面,如果氧透过度P(I-a)高于上述上限,则培养基中的氧浓度变得过高,细胞功能因氧应激而降低。在氧透过度P(I-a)为上述上下限的范围的情况下,细胞等能够根据培养期间而高效地增殖和分化,能够维持细胞功能。
氧透过层(I-a)的氧透过度P(I-a)能够通过例如调整氧透过层(I-a)的厚度或构成氧透过层(I-a)的材料等来进行调整。
[要件(2)]
全光线透射率具体地能够通过以下的方法测定。
使用由氧透过层(I-a)制作的试验片,依据JIS K7361-1,使用(株)村上色彩技术研究所制造的雾度透过率计HM-150(D65光源),测定全透过光量,通过下述式求出全光线透射率。
全光线透射率(%)=100×(全透过光量)/(入射光量)
氧透过层(I-a)的全光线透射率优选为90.0%以上,更优选为92.0%以上。全光线透射率的上限没有特别限制,但通常为99.9%。当全光线透射率在上述范围内时,可以说氧透过层(I-a)的透明性优异。
当氧透过层(I-a)的全光线透射率小于上述范围时,氧透过层(I-a)的透明性低,难以观察培养容器中的细胞等。在全光线透射率为上述上下限的范围的情况下,由于氧透过层(I-a)的透明性优异,因此无论是肉眼还是显微镜下都容易观察细胞等。
氧透过层(I-a)的全光线透射率例如能够通过调整氧透过层(I-a)的厚度或构成氧透过层(I-a)的材料等来进行调整。
<氧透过层(I-b)>
氧透过层(I-b)是满足下述要件(6)的层。
[要件(6)]
在温度23℃、湿度0%时氧透过度P(I-b)为后述P(II-b)的6.0倍以上。
[氧透过度P(I-b)]
氧透过度P(I-b)能够以与氧透过度P(I-a)相同的方法和适当的方式进行测定。
氧透过层(I-b)的氧透过度P(I-b)优选为20000~60000cm3/(m2×24h×atm),更优选为20000~50000cm3/(m2×24h×atm),进一步优选为25000~45000cm3/(m2×24h×atm),特别优选为30000~40000cm3/(m2×24h×atm)。当氧透过度P(I-b)在上述范围内时,可以说氧透过层(I-b)的氧透过性优异。
当氧透过层(I-b)的氧透过度P(I-b)小于后述的气体阻挡层(II-b)的氧透过度P(II-b)的6.0倍时,培养基中的氧浓度变低,细胞等不会充分增殖和分化。另一方面,如果氧透过度P(I-b)为60000cm3/(m2×24h×atm)以下,则能够防止培养基中的氧浓度变得过高,容易抑制因氧应激引起的细胞功能降低。在氧透过度P(I-b)在上述上下限的范围内的情况下,细胞等根据培养期间高效地增殖和分化,能够维持细胞功能。
氧透过层(I-b)的氧透过度P(I-b)例如能够通过调整氧透过层(I-b)的厚度或构成氧透过层(I-b)的材料等来调整。
[氧透过层(I-b)的全光线透射率]
氧透过层(I-b)的全光线透射率能够以与氧透过层(I-a)同样的方法测定。
氧透过层(I-b)的全光线透射率优选为70%以上,更优选为90.0%以上,进一步优选为92.0%以上。全光线透射率的上限没有特别限制,但通常为99.9%。当全光线透射率在上述范围内时,可以说氧透过层(I-b)的透明性优异。
如果氧透过层(I-b)的全光线透射率小于上述范围,则氧透过层(I-b)的透明性低,难以观察培养容器中的细胞等。在全光线透射率为上述上下限的范围的情况下,由于氧透过层(I-b)的透明性优异,因此无论是肉眼还是显微镜下都容易观察细胞等。
氧透过层(I-b)的全光线透射率例如能够通过调整氧透过层(I-b)的厚度或构成氧透过层(I-b)的材料等来进行调整。
通常,培养基和/或细胞等与氧透过层(I)的上表面接触。
氧透过层(I)的水接触角优选为30°以上,更优选为35°以上,进一步优选为40°以上,特别优选为45°以上,优选为120°以下,更优选为110°以下,进一步优选为100°以下,特别优选为84°以下,最优选为70°以下。
通过将氧透过层(I)的水接触角调整到上述范围,从而例如细胞等容易粘附于氧透过层(I),且细胞等容易在氧透过层(I)上均匀地增殖。另外,容易在氧透过层(I)上均匀地涂敷天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料,并使其密合,另外,在涂敷后,在利用生理盐水进行的洗涤、细胞培养的环境中,天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料也不会剥离,且能够保持稳定的初始状态而用于细胞培养。
水接触角的测定方法没有特别限制,可以使用公知的方法,优选静滴法。水接触角例如能够通过以下方法测定:依据日本工业标准JIS-R3257(基板玻璃表面的润湿性试验方法),在25±5℃、50±10%的恒温恒湿条件下,将水滴形状可视为球形的4μL以下的容量的水滴滴加到测定样品的表面,通过静滴法,测量水滴与测定样品表面刚接触后1分钟以内的测定样品与水滴的接触界面的角度。
氧透过层(I)的水接触角例如能够通过调整构成氧透过层(I)的材料、氧透过层(I)的表面改性处理条件等来进行调整。
构成氧透过层(I-a)的材料只要能够形成满足要件(1)和(2)的氧透过层(I-a)就没有特别限制。
构成氧透过层(I-b)的材料只要能够形成满足要件(6)的氧透过层(I-b)就没有特别限制。
构成氧透过层(I)的材料可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
构成氧透过层(I)的材料,能够从成型加工性、透明性、形状稳定性、轻量性、药剂低吸附性、自身荧光、耐放射线性等观点出发而选择适当的材料。从这样的观点出发,通过选择聚烯烃系树脂或氟系树脂、更优选通过选择聚烯烃系树脂,本发明的一个实施方式的培养容器能够高效地培养细胞等,容易观察细胞等的形态,并且易于在制药筛选用途、诊断用途中使用。
作为氟系树脂,例如可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、二氯二氟乙烯、聚氯三氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、全氟烷基乙烯基醚聚合物、全氟烷基乙烯基酯聚合物、乙烯四氟乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。
作为能用作氧透过层(I)的聚烯烃系树脂,例如可以举出乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-烯烃的均聚物或共聚物;高压法低密度聚乙烯;直链低密度聚乙烯(LLDPE);高密度聚乙烯;聚丙烯(丙烯均聚物);丙烯与碳原子数为2以上10以下的α-烯烃的共聚物;乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA);离聚物树脂;含氟环状烯烃聚合物等。
从成型加工性、透明性、形状稳定性、轻量性、药剂低吸附性、自身荧光等的平衡优异的观点出发,优选为聚烯烃系树脂,其中,优选后述的4-甲基-1-戊烯聚合物(X)。即,氧透过层(I)优选包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)。
[4-甲基-1-戊烯聚合物(X)]
本发明的一个实施方式中,将含4-甲基-1-戊烯的均聚物以及4-甲基-1-戊烯与其它单体的共聚物统称为“4-甲基-1-戊烯聚合物(X)”。
作为4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的一例的、4-甲基-1-戊烯与其它单体的共聚物,可以为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物的任一者。作为4-甲基-1-戊烯与其它单体的共聚物,4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物的强度高,即使用作氧透过层(I)也不易破裂,不易开裂,弯曲也少,因此优选。
作为4-甲基-1-戊烯聚合物(X),优选为从4-甲基-1-戊烯均聚物、以及4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物中选择的至少1种聚合物,更优选为4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物。
作为上述烯烃,可以举出例如,乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯。上述烯烃能够根据氧透过层(I)所需要的物性来适当选择。例如,作为上述烯烃,从适度的氧透过性和优异的刚性的观点出发,优选为碳原子数8~18的α-烯烃,更优选为选自1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯和1-十八碳烯中的至少1种。如果烯烃的碳原子数在上述范围内,则聚合物的加工性变得更良好,存在不易发生由龟裂、端部的开裂导致的氧透过层(I)的外观不良的倾向。因此,氧透过层(I)的不良品产生率降低。
上述烯烃能够使用1种或2种以上。从材料的强度的观点出发,碳原子数优选为2以上,更优选为碳原子数10以上。在组合不同的2种以上的α-烯烃的情况下,特别优选将选自1-十四碳烯和1-十六碳烯中的至少1种与选自1-十七碳烯和1-十八碳烯中的至少1种进行组合。
上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)中由4-甲基-1-戊烯衍生的构成单元的含量优选为60~100摩尔%,更优选为80~99.5摩尔%,进一步优选为85~98摩尔%。
此外,在4-甲基-1-戊烯聚合物(X)为4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃的共聚物的情况下,该共聚物中由选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)中的至少1种烯烃衍生的构成单元的含量优选为0~40摩尔%,更优选为0.5~20摩尔%,进一步优选为2~15摩尔%。另外,就这些构成单元的含量而言,将4-甲基-1-戊烯聚合物(X)中的全部重复构成单元量设为100摩尔%。如果构成单元的含量在上述范围内,则能够获得加工性优异且均质的培养面,而且膜的韧性与强度的平衡良好,因此弯曲也变少。
在不损害本发明的效果的范围内,上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)也可以具有由4-甲基-1-戊烯衍生的构成单元和由上述乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃衍生的构成单元以外的构成单元(以下也称为“其它构成单元”)。其它构成单元的含量为例如0~10.0摩尔%。在上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)具有其它构成单元的情况下,其它构成单元可以为1种也可以为2种以上。
作为衍生出其它构成单元的单体,可以举出例如,环状烯烃、芳香族乙烯基化合物、共轭二烯、非共轭多烯、官能乙烯基化合物、含有羟基的烯烃、卤代烯烃。作为环状烯烃、芳香族乙烯基化合物、共轭二烯、非共轭多烯、官能乙烯基化合物、含有羟基的烯烃和卤代烯烃,能够使用例如日本特开2013-169685号公报的第[0035]~[0041]段记载的化合物。
上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为4-甲基-1-戊烯聚合物(X),也可以使用市售品。具体而言,可以举出三井化学(株)制造的TPX MX001、MX002、MX004、MX0020、MX021、MX321、RT18、RT31或DX845(均为商标)等。另外,即便是其它厂商制造,只要是满足上述要件的4-甲基-1-戊烯聚合物(X),就能够优选使用。这些市售品可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
4-甲基-1-戊烯聚合物(X)通常熔点为200℃~240℃,耐热性高。此外,由于不发生水解,耐水性、耐沸水性、耐蒸汽性优异,因此包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过层(I)能够进行高压蒸气灭菌处理。4-甲基-1-戊烯聚合物(X)还具有可见光线透射率高(通常为90%以上)、不发出自身荧光的特征,因此由包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过层(I)形成的培养容器易于进行培养细胞的观察。进一步,由于对于大部分的药品显示优异的耐药品性,不易吸附药剂,因此不妨碍用于维持细胞等的药剂的效果,另外也适合用于制药筛选用途、诊断用途。4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的强度高,因此由包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过层(I)形成的培养容器不易开裂,弯曲也少。4-甲基-1-戊烯聚合物(X)能够热封,不仅容易进行自身材料彼此的热熔合,而且还容易进行与其它材料的热粘接。此外,由于能够进行热成型,因此容易成型为任意形状的培养容器,例如也容易进行使用了压印法、嵌件法的成型。
4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的、通过以标准聚苯乙烯为基准物质的凝胶渗透色谱(GPC)测定得到的重均分子量(Mw)优选为10000~2000000,更优选为20000~1000000,进一步优选为30000~500000。这里,GPC测定时的试样浓度能够设为例如1.0~5.0mg/ml。此外,4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.0~30,更优选为1.1~25,进一步优选为1.1~20。GPC所使用的溶剂优选为邻二氯苯。此外,作为测定条件的一例,可以举出后述实施例所示的条件,但并不限定于该测定条件。
通过使重均分子量(Mw)为上述上限以下,从而在后述的4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的成型法中,由熔融成型制作得到的膜容易抑制凝胶等不良状况的发生,容易实现表面均匀的制膜。此外,利用溶液流延法制作时,使得在溶剂中的溶解性更好,容易抑制膜的凝胶等不良状况,容易实现表面均匀的制膜。
此外,通过使重均分子量(Mw)为上述下限以上,从而存在培养容器的强度变充分的倾向。进一步,通过使分子量分布为上述范围内,从而容易抑制所制作的培养容器表面发粘,存在培养容器的韧性也变充分的倾向,容易抑制成型时的弯曲、裁切时的龟裂的发生等。
关于上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn),在使用了2种以上的聚合物作为4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的情况下,只要各聚合物的Mw和Mw/Mn处于上述范围内即可。
4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过系数优选为1000~3000cm3×mm/(m2×24h×atm),更优选为1000~2500cm3×mm/(m2×24h×atm)。如果氧透过系数在上述范围内,则氧透过性优异,因此细胞等容易保持良好的形态,根据培养期间容易高效地增殖。
由于4-甲基-1-戊烯聚合物(X)具有以上那样的优异特性,因此至少培养面具有包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过层(I)的培养容器不会对培养产生恶劣影响,而且形状稳定性、透明性、成型加工性、氧透过性良好,能够进行灭菌处理,作为用于培养细胞等的培养容器是非常优异的。
<4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的制造方法>
制造上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的方法只要能够使4-甲基-1-戊烯、烯烃、其它单体进行聚合,则可以是任何方法。此外,为了控制分子量、分子量分布,也可以使链转移剂,例如氢共存。制造所使用的设备也不受限制。聚合法可以是公知的方法,可以是气相法、浆料法、溶液法、本体法。优选为浆料法、溶液法。另外,聚合法可以为单步聚合法或二步等多步聚合法,也可以为将分子量不同的多个聚合物掺混于聚合体系中的方法。单步、多步聚合法的任一种中,在使用氢作为链转移剂的情况下,可以一并投入,也可以分开投入,例如在聚合初期、中期、末期投入。聚合可以在常温下进行,也可以根据需要进行加温,从聚合效率的观点出发,优选在20℃~80℃进行,更优选在40℃~60℃进行。制造所使用的催化剂也不受限制,但从聚合效率的观点出发,优选使用在国际公开公报2006/054613中记载的固态钛催化剂成分(I)、含有国际公开公报2014/050817中记载的过渡金属化合物(A)的烯烃聚合用催化剂(茂金属催化剂)。
另外,包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的氧透过层(I)由包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)的组合物形成的情况下,在组合物100质量%中,4-甲基-1-戊烯聚合物(X)优选为90质量%以上且小于100质量%,更优选为95质量%以上且小于100质量%,特别优选为99质量%以上且小于100质量%。如果包含大量的4-甲基-1-戊烯聚合物(X)以外的成分,则不仅导致氧透过性降低,而且导致透明性降低、强度降低。
作为4-甲基-1-戊烯聚合物(X)以外的成分,可以举出耐热稳定剂、耐光稳定剂、加工助剂、增塑剂、抗氧化剂、润滑剂、消泡剂、抗粘连剂、着色剂、改性剂、抗菌剂、抗霉剂、防雾剂等添加剂。
氧透过层(I)可以是仅包含1层的层的单层结构,也可以是包含2层以上的层的多层结构。
另外,在氧透过层(I)为多层结构的情况下,各层的构成材料和厚度可以相同,也可以不同。
关于氧透过层(I-a)的厚度,只要在温度23℃、湿度0%时的氧透过度为20000~60000cm3/(m2×24h×atm),则不受特别限制,优选为20~500μm,更优选为25~500μm,进一步优选为30~200μm。
关于氧透过层(I-b)的厚度,只要满足要件(6),则不受特别限制,优选为20~500μm,更优选为25~500μm,进一步优选为30~200μm。
另外,所谓厚度,在氧透过层(I)为多层结构的情况下,是指各层的厚度的合计。
如果氧透过层(I)的厚度在上述范围内,则强度优异。特别是,即使在培养容器所具有的孔数少、孔径大的情况下也不易发生弯曲。另外,在实施电晕处理等时不易破裂。
<气体阻挡层(II)>
将以下说明的、气体阻挡层(II-a)和气体阻挡层(II-b)统称为气体阻挡层(II)。
<气体阻挡层(II-a)>
气体阻挡层(II-a)是满足下述要件(3)和(4)的层。
(3)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-a)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(4)依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
[要件(3)]
氧透过度P(II-a)能够以与氧透过层(I-a)相同的方法进行测定。
气体阻挡层(II-a)的氧透过度P(II-a)优选大于1cm3/(m2×24h×atm)且为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,更优选大于1cm3/(m2×24h×atm)且为1000cm3/(m2×24h×atm)以下,进一步优选大于1cm3/(m2×24h×atm)且为500cm3/(m2×24h×atm)以下,特别优选大于1cm3/(m2×24h×atm)且为300cm3/(m2×24h×atm)以下。
当氧透过度P(II-a)在上述范围内时,可以说气体阻挡层(II-a)的氧透过性优异。
如果气体阻挡层(II-a)的氧透过度P(II-a)过高,则刚接种细胞等后的培养基中的氧浓度变得过高,细胞等的粘附性变差。在气体阻挡层(II-a)的氧透过度P(II-a)过低的情况下,细胞等的粘附性也变差,存在在之后的培养中无法维持细胞功能的倾向。在氧透过度P(II-a)在上述上下限的范围内的情况下,细胞等良好地粘附于培养容器。
气体阻挡层(II-a)的氧透过度P(II-a)例如能够通过调整气体阻挡层(II-a)的厚度或构成气体阻挡层(II-a)的材料等来进行调整。
[要件(4)]
全光线透射率能够以与氧透过层(I-a)相同的方法进行测定。
气体阻挡层(II-a)的全光线透射率优选为85.0%以上,更优选为90.0%以上。全光线透射率的上限没有特别限制,但通常为99.9%。当全光线透射率在上述范围内时,可以说气体阻挡层(II-a)的透明性优异。
如果全光线透射率过低,则气体阻挡层(II-a)的透明性低,难以观察培养容器中的细胞等。在全光线透射率为上述上下限的范围的情况下,由于气体阻挡层(II)的透明性优异,因此无论是肉眼还是显微镜下都容易观察细胞等。
气体阻挡层(II-a)的全光线透射率例如能够通过调整气体阻挡层(II-a)的厚度或构成气体阻挡层(II-a)的材料等来进行调整。
<气体阻挡层(II-b)>
气体阻挡层(II-b)是满足下述要件(5)的层。
[要件(5)]
在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-b)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下。
[氧透过度P(II-b)]
氧透过度P(II-b)能够以与氧透过度P(I-a)相同的方法和适当方式来进行测定。
气体阻挡层(II-b)的氧透过度P(II-b)的合适范围和调整方法与气体阻挡层(II-a)相同。
[气体阻挡层(II-b)的全光线透射率]
气体阻挡层(II-b)的全光线透射率能够以与氧透过层(I-a)相同的方法进行测定。
气体阻挡层(II-b)的全光线透射率优选为70%以上,更优选为85.0%以上,进一步优选为90.0%以上。全光线透射率的上限没有特别限制,但通常为99.9%。当全光线透射率在上述范围内时,可以说气体阻挡层(II-b)的透明性优异。
如果全光线透射率过低,则气体阻挡层(II-b)的透明性低,难以观察培养容器中的细胞等。在全光线透射率为上述上下限的范围的情况下,由于气体阻挡层(II-b)的透明性优异,因此无论是肉眼还是显微镜下都容易观察细胞等。
气体阻挡层(II-b)的全光线透射率例如能够通过调整气体阻挡层(II-b)的厚度或构成气体阻挡层(II-b)的材料等来进行调整。
构成气体阻挡层(II-a)的材料只要是能够形成满足要件(3)和(4)的气体阻挡层(II-a)的材料,则不受特别限制。
构成气体阻挡层(II-a)的材料,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙醇酸、芳香族聚酰胺、聚偏二氯乙烯(PVDC),从它们中,可以从成型加工性、透明性、形状稳定性、轻量性、药剂低吸附性、自身荧光、耐放射线性等观点考虑选择适当的材料。从这样的观点出发,通过选择聚对苯二甲酸乙二醇酯,从而本发明的一个实施方式的培养容器能够高效地培养细胞等,容易观察细胞等的形态,并且易于在制药筛选用途、诊断用途中使用。即,气体阻挡层(II-a)优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
构成气体阻挡层(II-a)的材料可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
构成气体阻挡层(II-b)的材料只要是能够形成满足要件(5)的气体阻挡层(II-b)的材料,就没有特别限制。
构成气体阻挡层(II-b)的材料,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙醇酸、芳香族聚酰胺、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚烯烃,从它们中,可以从成型加工性、透明性、形状稳定性、轻量性、药剂低吸附性、自身荧光、耐放射线性等观点考虑选择适当的材料。从这样的观点出发,通过选择聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚烯烃,从而本发明的一个实施方式的培养容器能够高效地培养细胞等,容易观察细胞等的形态,并且易于在制药筛选用途、诊断用途中使用。即,气体阻挡层(II-b)优选包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种,更优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
构成气体阻挡层(II-b)的材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
气体阻挡层(II-a)可以是无拉伸膜,也可以是单轴拉伸膜或双轴拉伸膜等拉伸膜。作为这样的膜,更具体而言,可以举出双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双轴拉伸尼龙膜等单层或多层的拉伸膜,由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙醇酸、芳香族聚酰胺、聚偏氯乙烯(PVDC)等形成的膜,各种聚偏氯乙烯涂膜等。
气体阻挡层(II-b)可以是无拉伸膜,也可以是单轴拉伸膜或双轴拉伸膜等拉伸膜。作为这样的膜,更具体而言,可以举出双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双轴拉伸尼龙膜等单层或多层的拉伸膜,由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚乙醇酸、芳香族聚酰胺、聚偏氯乙烯(PVDC)等形成的膜,各种聚偏氯乙烯涂膜,包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等的聚烯烃膜等。
[聚对苯二甲酸乙二醇酯]
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是通过将选自对苯二甲酸及其酯形成性衍生物中的至少一种与选自乙二醇及其酯形成性衍生物中的至少一种进行缩聚而得到的聚合物。作为对苯二甲酸的酯形成性衍生物,例如可以举出对苯二甲酸二甲酯等对苯二甲酸的烷基酯等。作为乙二醇的酯形成性衍生物,例如可以举出乙二醇脂肪酸酯等脂肪酸酯等。
只要不阻碍本发明所得到的效果,则聚对苯二甲酸乙二醇酯也可以是将选自对苯二甲酸及其酯形成性衍生物中的至少一种与选自其它二羧酸及其酯形成性衍生物中的至少一种一起共聚而得到的物质,还可以是将选自乙二醇及其酯形成性衍生物中的至少一种与选自其它二醇及其酯形成性衍生物中的至少一种一起共聚而得到的物质。作为用作共聚成分的二羧酸及其酯形成性衍生物,例如可以举出间苯二甲酸、己二酸、草酸、癸二酸、癸烷二甲酸、萘二甲酸、它们的烷基酯等。另外,作为用作共聚成分的二醇及其酯形成性衍生物,例如可以举出乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、十亚甲基二醇、环己烷二甲醇、环己烷二醇、分子量400~6000的聚乙二醇或聚1,3-丙二醇、聚四亚甲基二醇等长链二醇、它们的脂肪酸酯等。这些共聚成分可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。这些共聚成分优选为形成聚对苯二甲酸乙二醇酯的原料的20质量%以下。
关于聚对苯二甲酸乙二醇酯的种类,只要不阻碍本发明得到的效果,就没有特别限制,但从机械强度、成型性的观点出发,优选为结晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(C-PET)。
聚对苯二甲酸乙二醇酯的制造方法没有特别限制,可以使用公知的方法。
[聚烯烃]
作为能够用作构成气体阻挡层(II-b)的材料的聚烯烃,例如可以举出乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-烯烃的均聚物或共聚物;高压法低密度聚乙烯;直链状低密度聚乙烯(LLDPE);高密度聚乙烯;聚丙烯(丙烯均聚物);丙烯与碳原子数为2以上10以下的α-烯烃的共聚物;乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA);离聚物树脂;含氟环状烯烃聚合物等。其中,优选为丙烯的均聚物或共聚物。即,气体阻挡层(II-b)优选包含丙烯的均聚物或共聚物,更优选包含聚丙烯(丙烯的均聚物)。
对于所述丙烯的共聚物中的来源于丙烯的构成单元以外的构成单元,没有特别限制,可以是选自乙烯和碳原子数4~20的α-烯烃中的至少一种烯烃。作为上述烯烃,例如可以举出乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯。上述烯烃可以根据气体阻挡层(II-b)所需的物性而适当选择。
将膜状的聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚烯烃用作气体阻挡层(II)时,膜状的聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚烯烃可以拉伸也可以不拉伸。膜状的聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚烯烃在拉伸时进行结晶取向,因此从机械特性的观点出发是优选的。拉伸方法优选为双轴拉伸。
另外,在包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚烯烃的气体阻挡层(II)由包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚烯烃的组合物形成的情况下,在组合物100质量%中,聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃优选为90质量%以上且小于100质量%,更优选为95质量%以上且小于100质量%,特别优选为99质量%以上且小于100质量%。如果大量包含聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃以外的成分,不仅会导致氧透过性提高,而且还会导致透明性降低、强度降低。
作为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃以外的成分,可以举出耐热稳定剂、耐光稳定剂、加工助剂、增塑剂、抗氧化剂、润滑剂、消泡剂、抗粘连剂、着色剂、改性剂、抗菌剂、抗霉剂、防雾剂、粘接剂等添加剂。
气体阻挡层(II)可以是仅包含1层的层的单层结构,也可以是包含2层以上的层的多层结构。
另外,在气体阻挡层(II)为多层结构的情况下,各层的构成材料和厚度可以相同,也可以不同。
在气体阻挡层(II)为多层的情况下,其中一层可以是由无机氧化物构成的蒸镀膜层。由此,能够进一步提高气体阻挡层(II)的气体阻挡性。作为无机氧化物,例如可以举出氧化铝(alumina)、氧化硅(二氧化硅)、氧化镁、氧化钙、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化铪、氧化钡、氧化碳化硅(含碳氧化硅)等。
关于气体阻挡层(II)的厚度,只要在温度23℃、湿度0%时的氧透过度为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,就没有特别限制,优选为20~500μm,更优选为25~500μm,进一步优选为30~200μm。另外,所谓厚度,在气体阻挡层(II)为多层结构的情况下,是指各层的厚度的合计。
如果气体阻挡层(II)的厚度在上述范围内,则强度优异。特别是,即使在培养容器所具有的孔数少、孔径大的情况下也不易发生弯曲。另外,在从氧透过层(I)拆装气体阻挡层(II)时,操作性良好,不易破裂。
气体阻挡层(II-b)优选包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种,并且满足下述要件(7)或(8)。
(7)包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种与粘着剂的混合物
(8)具有包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层和包含粘着剂的层
[要件(7)]
所谓包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种与粘着剂的混合物,是指一层气体阻挡层(II-b)由选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种以及粘着剂的组合物构成。
该组合物中的选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的含量没有特别限制。
该组合物中的粘着剂的含量没有特别限制。
选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种与粘着剂的质量比没有特别限制。
关于粘着剂,将在后文叙述。
[要件(8)]
所谓具有包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层和包含粘着剂的层,是指气体阻挡层(II-b)具有包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层和包含粘着剂的层这至少两层。
包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层的厚度没有特别限制,优选为10~500μm,更优选为50~100μm。
包含粘着剂的层的厚度没有特别限制,优选为1~100μm,更优选为5~20μm。
包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃组成的组中的至少一种的层与包含粘着剂的层的厚度之比没有特别限制,优选为500:1~10:100,更优选为100:5~50:20。
关于粘着剂,将在后文叙述。
<氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域>
培养容器(α)中,培养容器的培养面的至少一部分具有满足要件(1)和(2)的氧透过层(I-a)与满足要件(3)和(4)的气体阻挡层(II-a)的层叠区域。
培养容器(α)由于具有气体阻挡层(II-a),因此可抑制氧向容器内部透过。如果通过将气体阻挡层(II-a)从氧透过层(I-a)拆卸而使氧透过层(I-a)露出,则培养容器(α)变为氧气充分地向容器内部透过的容器。
将本发明的一个实施方式的培养容器截面的示意图示于图1。图1左表示培养面上具有气体阻挡层(II)的状态,图1右表示从氧透过层(I)拆卸了气体阻挡层(II)的状态。
培养容器(α)中的“培养面的至少一部分具有氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域”,是指培养面的至少一部分区域是氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域,可以是培养面的全部区域为氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域,也可以是仅培养面的一部分区域为氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域。
在仅培养面的一部分区域为氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域的情况下,培养面的上述层叠区域以外的区域优选具有由氧透过层(I-a)构成的区域,更优选培养面的上述层叠区域以外的全部区域是由氧透过层(I-a)构成的区域。
在培养容器(α)为例如培养皿、烧瓶或板的情况下,通常,由于底面包含培养面,因此它们的底面、侧面、顶面中,至少底面的一部分或全部具有氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域。如果至少底面的一部分或全部具有氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域,则容易调节经由所述层叠区域向培养基中供给的氧。
培养容器(α)优选整个培养面具有氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域。即,在培养容器(α)为例如培养皿、烧瓶或板的情况下,由于底面包含培养面,因此它们的底面、侧面、顶面中,优选整个底面具有氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域。
氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域相对于培养面区域的比例没有特别限制,优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为95%以上。如果氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域相对于培养面区域的比例在上述范围内,则更容易调节向细胞等的氧供给量。
培养容器(α)中,气体阻挡层(II-a)设置在氧透过层(I-a)的下表面。即,氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域是从培养容器(α)的内部侧起,按照氧透过层(I-a)、气体阻挡层(II-a)的顺序层叠。
氧透过层(I-a)的区域与气体阻挡层(II-a)的区域的大小可以相同,也可以是某一方更大,但从容易调节氧供给量且容易拆装气体阻挡层(II-a)的方面出发,优选气体阻挡层(II-a)的区域大于或等于氧透过层(I-a)的区域。
从容易调节氧供给量且容易拆装气体阻挡层(II-a)的方面出发,气体阻挡层(II-a)的区域优选大于培养面的面积,更优选将气体阻挡层(II-a)设置在培养容器的整个底面。例如,在培养容器为具有孔的板的情况下,气体阻挡层(II-a)的区域优选大于各孔的底面积的合计,优选在板的整个底面设置气体阻挡层(II-a)。
构成培养容器(α)的培养面以外的构件的材料没有特别限制,可以使用公知的材料。作为该材料,例如可以举出聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热固性树脂、环状烯烃聚合物、环状烯烃共聚物、玻璃等。
培养容器(α)的培养面的构成氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域以外的构件的材料也没有特别限制,可以使用公知的材料。作为该材料,例如可以举出聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热固性树脂、环状烯烃聚合物、环状烯烃共聚物、玻璃等。培养容器(α)的培养面的构成氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域以外的构件的材料优选与构成氧透过层(I-a)的材料相同。
氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)的层叠区域根据需要也可以具有其它层。作为其它层,例如可以举出在氧透过层(I-a)与气体阻挡层(II-a)之间形成的粘接层。
<氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)>
培养容器(β)中,所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b),所述气体阻挡层(II-b)设置在所述氧透过层(I-b)之下。
培养容器(β)由于具有气体阻挡层(II-b),因此可抑制氧向容器内部透过。如果通过将气体阻挡层(II-b)从氧透过层(I-b)拆卸而使氧透过层(I-b)露出,则培养容器(β)变为氧气充分地向容器内部透过的容器。
培养容器(β)中的“所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)”,是指底面构件的至少一部分区域是具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)这两个层的区域,可以是底面构件的全部区域为具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域,也可以是仅底面构件的一部分区域为具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域。
仅底面构件的一部分区域为具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域的情况下,底面构件中的具有这两个层的区域以外的区域优选为由氧透过层(b)构成的区域,底面构件中的具有这两个层的区域以外的全部区域更优选为由氧透过层(I-b)构成的区域。
在培养容器(β)为例如培养皿、烧瓶或板的情况下,通常,由于底面包含培养面,因此培养面的至少一部分是具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域。如果培养面的至少一部分是具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域,则容易调节经由该区域向培养基中供给的氧。
培养容器(β)优选整个培养面为具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域。
具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域相对于培养面区域的比例没有特别限制,优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为95%以上。如果具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域相对于培养面区域的比例在上述范围内,则更容易调节向细胞等的氧供给量。
培养容器(β)中,气体阻挡层(II-b)重叠在氧透过层(I-b)之下。即,氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)从培养容器(β)的内部侧起,按照氧透过层(I-b)、气体阻挡层(II-b)的顺序重叠。
气体阻挡层(II-b)可以直接重叠在氧透过层(I-b)之下,也可以在氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)之间包含其它层(例如金属蒸镀层、上述粘接层等)。关于该其它层,也可以从培养容器(β)的内部侧起,按照氧透过层(I-b)、气体阻挡层(II-b)、其它层的顺序重叠。
氧透过层(I-b)的区域与气体阻挡层(II-b)的区域的大小可以相同,也可以是某一方更大,但从容易调节氧供给量且容易拆装气体阻挡层(II-b)的方面出发,优选气体阻挡层(II-b)的区域大于或等于氧透过层(I-b)的区域。
从容易调节氧供给量且容易拆装气体阻挡层(II-b)的方面出发,气体阻挡层(II-b)的区域优选大于培养面的面积,更优选将气体阻挡层(II-b)设置在培养容器的整个底面。例如,在培养容器为具有孔的板的情况下,气体阻挡层(II-b)的区域优选大于各孔的底面积的合计,优选在板的整个底面上设置气体阻挡层(II-b)。
构成培养容器(β)的底面构件以外的构件(例如侧壁构件)的材料没有特别限制,可以使用公知的材料。作为该材料,例如可以举出聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热固性树脂、环状烯烃聚合物、环状烯烃共聚物、玻璃等。
培养容器(β)的底面构件的构成具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域以外的区域的材料也没有特别限制,可以使用公知的材料。作为该材料,例如可以举出聚苯乙烯(PS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热固性树脂、环状烯烃聚合物、环状烯烃共聚物、玻璃等。培养容器(β)的底面构件的、构成具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域以外的区域的材料优选与构成氧透过层(I-b)的材料相同。
培养容器(β)的底面构件的具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域的全光线透射率优选为70.0%以上,更优选为90.0%以上,进一步优选为92.0%以上。全光线透射率的上限没有特别限制,但通常为99.9%。当全光线透射率在上述范围内时,可以说底面构件的透明性优异。
当培养容器(β)的底面构件的、氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域的全光线透射率在上述上下限的范围内时,底面构件的透明性优异,因此无论是肉眼还是显微镜下都容易观察细胞等。
培养容器(β)的底面构件的具有氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的区域的全光线透射率例如可以通过调整氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的厚度或者构成氧透过层(I-b)和气体阻挡层(II-b)的材料等来进行调整。
<粘接层>
构成所述粘接层的粘接材料只要是能够形成具有所希望的粘接性的粘接层的材料即可,没有特别限制,可以使用一般用于形成在细胞培养、医疗用途等中使用的器具的粘接层的粘接材料。
上述粘接材料例如可以使用粘着剂。作为所述粘着剂,例如可以举出丙烯酸系粘着剂、环氧系粘着剂和硅酮系粘着剂等。
另外,上述粘接材料例如可以使用以往已知的密封剂树脂。上述密封剂树脂例如可以举出低密度聚乙烯(LDPE)、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)等聚乙烯、酸改性聚乙烯、聚丙烯(PP)、酸改性聚丙烯、丙烯的共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和作为它们的金属交联物的离聚物等聚烯烃系树脂、聚氯乙烯系树脂、硅树脂等,其中,从低温密封性的观点出发,优选聚烯烃系树脂,由于廉价,因此特别优选聚乙烯。
上述粘接材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
所述粘接层的厚度只要具有所希望的粘接性即可,可以根据构成材料等适当设定。
所述粘接层的厚度可以设为0.1μm~200μm范围内,优选为5μm~100μm,更优选为10μm~60μm,特别优选为15μm~40μm的范围内。如果在该范围内,则能够使粘接层的加工性、热密封性优异。
<培养容器的制造方法>
培养容器(α)或培养容器(β)的制造方法没有特别限制,制造所使用的设备也没有限制。
在培养容器(α)的全部构件由构成氧透过层(I-a)的材料形成的情况下,例如,形成包含构成氧透过层(I-a)的材料的膜或片,根据需要将该膜或片成型为所希望的形状后,层叠气体阻挡层(II-a),能够制作培养容器(α)。另外,培养容器(α)也能够通过利用挤出成型、溶液流延成型、注射成型、吹塑成型等方法将构成氧透过层(I-a)的材料直接成型后,层叠气体阻挡层(II-a)来获得。
另外,在培养容器(α)或培养容器(β)的一部分构件由构成氧透过层(I)的材料形成的情况下,例如,使包含构成氧透过层(I)的材料的膜或片与其他构件适当接合而得到接合构件后,在该接合构件上层叠或粘贴气体阻挡层(II),能够得到培养容器(α)或培养容器(β)。作为接合的方法,没有特别限制,可以使包含构成氧透过层(I)的材料的构件与其他构件熔接,也可以通过粘接剂、粘着剂使其密接。
另外,在形成包含构成氧透过层(I)的材料的膜或片以及包含构成气体阻挡层(II)的材料的膜或片后,形成层叠有该两个膜或片的膜或片,将该层叠膜或片与其他构件适当接合,能够得到培养容器(α)或培养容器(β)。
培养容器(β)中,在底面构件和侧壁构件包含构成氧透过层(I-b)的材料的情况下,例如,形成包含构成氧透过层(I-b)的材料的膜或片,根据需要将该膜或片成型为所希望的形状后,粘贴气体阻挡层(II-b),能够制作培养容器(β)。另外,培养容器(β)也可以通过使用构成氧透过层(I-b)的材料,利用挤出成型、溶液流延成型、注射成型、吹塑成型等方法,直接成型为所希望的形状后,粘贴气体阻挡层(II-b)而来获得。
培养容器(β)的制造方法也可以包括在侧壁构件上粘贴底面构件的工序。例如,培养容器(β)能够如下制造:在侧壁构件上粘贴包含构成氧透过层(I-b)的材料的膜或片,从而将底面构件与侧壁构件接合后,在该膜或片之下进一步粘贴包含构成气体阻挡层(II-b)的材料的膜或片。另外,培养容器(β)也能够如下制造:在包含构成氧透过层(I-b)的材料的膜或片之下,预先粘贴包含构成气体阻挡层(II-b)的材料的膜或片,通过将该粘贴后的两个膜或片粘贴在侧壁构件上,从而将底面构件与侧壁构件接合。
作为形成上述膜或片的方法,具体而言,例如可采用通常的吹胀法、T-模挤出法等。制造通常是加温进行的。采用T-模挤出法时,挤出温度优选为100℃~400℃,特别优选为200℃~300℃。另外,辊温度优选为45℃~75℃,特别优选为55℃~65℃。
另外,所述膜或片也可以通过将材料溶解在溶剂中,使其在树脂、金属上流动,一边进行流平一边慢慢地晾干,进行膜化(片化)的溶液流延法来制造。使用的溶剂没有特别限制,也可以使用环己烷、己烷、癸烷、甲苯等烃溶剂。另外,考虑到材料的溶解性、干燥效率,溶剂可以混合2种以上。可以通过用台式涂布(table coat)、旋涂、浸涂、模涂、喷涂、棒涂、辊涂、帘式流涂等方法涂布聚合物溶液,进行干燥、剥离而加工成膜或片。
<培养过程中可拆装>
培养过程中是指培养细胞等的期间中的任意时刻。
可拆装是指以培养容器的使用者的通常的力量就能够进行安装和拆卸的意思。
将气体阻挡层(II-a)可拆装地层叠在氧透过层(I-a)上的方法或者将气体阻挡层(II-b)以从所述氧透过层(I-b)可拆装的方式重叠在所述氧透过层(I-b)之下的方法没有特别限制,可以使用公知的方法。例如,可以举出利用磁力的固定、利用粘接的固定、机械卡合、利用具有弹性的弹簧构件的夹持、或者利用螺钉构件的紧固等方法。其中,从气体阻挡层(II)稳定地层叠或重叠于氧透过层(I),且容易安装及拆卸的方面出发,优选为利用粘接的固定。
关于气体阻挡层(II),优选能够从氧透过层(I)拆卸层叠或重叠于氧透过层(I)的区域的90%以上、更优选95%以上、进一步优选98%以上。如果能够拆卸的气体阻挡层(II)的区域相对于层叠或重叠于氧透过层(I)的气体阻挡层(II)的区域的比例在上述范围内,则更容易调节向细胞等供给的氧的量。另外,气体阻挡层(II)从氧透过层(I)的拆卸可以一次性进行,也可以分为多次来进行,相对于层叠或重叠于氧透过层(I)的气体阻挡层(II)的区域,能够拆卸的气体阻挡层(II)的区域是多次拆卸的累计数值。
关于将气体阻挡层(II)从氧透过层(I)拆卸的时刻,只要根据细胞等的种类、培养条件来决定适当的时刻即可,没有特别限制,但通常是在接种细胞等后,用显微镜确认到细胞等粘附在培养容器上后、或者预计细胞等粘附到培养容器上的时刻。
气体阻挡层(II)也可以在从氧透过层(I)拆卸后,再次安装在氧透过层(I)的下表面。
关于气体阻挡层(II-b),可以将其全部区域从氧透过层(I-b)拆卸,也可以仅将气体阻挡层(II-b)的一部分区域从氧透过层(I-b)拆卸。即,气体阻挡层(II-b)的区域的一部分或全部可以是能够从氧透过层(I-b)拆装的。
作为能够仅将气体阻挡层(II-b)的一部分区域从氧透过层(I-b)拆卸的方式,例如可以举出如下方式:在培养容器为具有至少一个孔的板的情况下,预先在气体阻挡层(II-b)中切出与各孔对应的格子状的缝隙,仅将与不向细胞提供足够氧气的孔对应的气体阻挡层(II-b)拆卸。另外,也可以举出以下的方式:在培养容器为具有至少一个孔的板的情况下,仅将气体阻挡层(II-b)的一部分(例如1/4、1/3、1/2)区域、即与板所具有的孔中的一部分(例如1/4、1/3、1/2)数量的孔对应的区域拆卸,在该一部分数量的孔处使氧透过层(I-b)露出的方式;仅将气体阻挡层(II-b)的与各孔对应的一部分(例如1/4、1/3、1/2)区域拆卸,使该各孔的氧透过层(I-b)的一部分(例如1/4、1/3、1/2)区域露出的方式。
[剥离强度]
气体阻挡层(II-b)对于氧透过层(I-b)的剥离强度优选为0.01~0.20N/25mm,更优选为0.02~0.15N/25mm。如果剥离强度为上述下限值以上,则能够防止非意图的剥离,例如能够防止气体阻挡层(II-b)因自重而从氧透过层(I-b)剥离。另一方面,如果剥离强度在上述上限值以下,则能够防止因剥离时的冲击而对细胞等产生损伤,例如,能够防止因剥离声引起的振动或拿着培养容器的手的振动而对细胞等产生损伤。
剥离强度具体可以通过以下的方法测定。
使由气体阻挡层(II-b)制作的宽度25mm的试验片的要测定剥离强度的面朝下,粘贴在氧透过层(I-b)的上表面,使2kg的辊往返1次。将其在23℃、RH50%的环境下保持30分钟后,使用剥离试验机,依据JIS Z 0237,在23℃、RH50%的环境下,在剥离角度180°、拉伸速度10mm/分钟的条件下,测定剥离强度[N/25mm]。作为剥离试验机,例如能够使用株式会社东洋精机制作所制造的STROGRAPH E-S。进行3次试验,计算其平均值。
<细胞、组织或器官的培养方法>
作为本发明的一个实施方式的细胞、组织或器官的培养方法包括:
使用培养容器(α)来培养细胞、组织或器官的工序(A-a);
将所述气体阻挡层(II-a)从所述氧透过层(I-a)拆卸的工序(B-a);以及
使用在所述工序(B-a)中获得的培养容器,进一步培养细胞、组织或器官的工序(C-a)。
作为本发明的另一个实施方式的细胞、组织或器官的培养方法包括:
使用培养容器(β)来培养细胞、组织或器官的工序(A-b);
从所述氧透过层(I-b)拆卸所述气体阻挡层(II-b)的工序(B-b);以及
使用在所述工序(B-b)中获得的培养容器,进一步培养细胞、组织或器官的工序(C-b)。
工序(A-a)或工序(A-b)是使用培养容器(α)或培养容器(β)来培养细胞、组织或器官的工序。
培养容器(α)或培养容器(β)中,优选上述氧透过层(I)的水接触角为30~120°。
培养容器(α)或培养容器(β)中,优选上述氧透过层(I)包含4-甲基-1-戊烯聚合物(X)。
培养容器(α)或培养容器(β)优选为:上述4-甲基-1-戊烯聚合物(X)是选自4-甲基-1-戊烯均聚物(x1)、以及4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃(不包括4-甲基-1-戊烯)的至少一种烯烃的共聚物(x2)中的至少一种聚合物。
培养容器(α)或培养容器(β)中,优选在培养面上,优选在培养面的与培养基和/或细胞等接触的一侧上涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。
培养容器(α)或培养容器(β)中,优选上述气体阻挡层(II)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
在培养基中培养细胞等的方法没有特别限制,可以按照公知的规程进行,也可以使用市售的培养基、培养试剂盒。
培养所使用的培养基只要是细胞等能够增殖的培养基就没有特别限制,根据使用的细胞种类适当选择即可。
培养所使用的培养基的量和培养基更换的频率没有特别限制。培养温度没有特别限制,通常在25~40℃左右进行。
工序(A-a)或工序(A-b)中的培养期间没有特别限制,只要培养到细胞等充分粘附于培养容器即可。培养期间优选为12~48小时,更优选为18~36小时,进一步优选为20~30小时。
在工序(A-a)或工序(A-b)中,由于在氧供给少的状态下进行初期的培养,因此粘附性容易变得更好。
工序(B-a)或工序(B-b)是将上述气体阻挡层(II)从上述氧透过层(I)拆卸的工序。
培养容器(α)由于具有气体阻挡层(II),因此抑制了向容器内部的氧透过,但通过将气体阻挡层(II)从氧透过层(I)拆卸,使得氧透过层露出,因此培养容器(α)或培养容器(β)成为氧充分地向容器内部透过的容器。
从氧透过层(I)拆卸上述气体阻挡层(II)的方法没有特别限制,只要与将气体阻挡层(II)固定于氧透过层(I)的方法相应地使用适当的方法即可。
进行工序(B-a)或工序(B-b)的时刻没有特别限制,但优选在细胞等充分粘附于培养容器后进行。工序(B-a)或工序(B-b)优选在接种细胞等后,优选在12~48小时后,更优选在18~36小时后,进一步优选在20~30小时后进行。
工序(C-a)或工序(C-b)是使用在上述工序(B-a)或工序(B-b)中获得的培养容器进一步培养细胞、组织或器官的工序。
在培养基中培养细胞等的方法没有特别限制,可以按照工序(A-a)或工序(A-b)进行。培养所使用的培养基、培养所使用的培养基的量以及培养基的更换频率可以与工序(A-a)或工序(A-b)相同,也可以不同。
工序(C-a)或工序(C-b)中的培养期间没有特别限制,只要培养到细胞等增殖而达到所希望的细胞数即可。培养期间优选为12~48小时,更优选为18~36小时,进一步优选为20~30小时。
在工序(C-a)或工序(C-b)中,由于在充分供给氧的状态下培养细胞等,因此容易使细胞等的功能维持正常。
实施例
以下,显示实施例来进一步具体地说明本发明,但本发明不限定于这些实施例。
(方法)
[材料]
TPX膜:4-甲基-1-戊烯聚合物膜(厚度50μm,三井化学东赛璐株式会社制造,商品名:Opulent X-88B)
PET膜1:包含PET与粘着剂的混合物的市售PET膜(厚度80μm,BM仪器株式会社制造,商品名:qPCR Plate seal(ABI、压接型))
PET膜2:包含基材层(PET层,厚度75μm)和粘着剂层(厚度10μm)的市售PET膜(日荣新化株式会社,商品名:PET75-H270(10))
PP膜:包含基材层(PET层,厚度60μm)和粘着剂层(厚度10μm)的市售PP膜(日荣新化株式会社,商品名:PP60-H270(10))
PDMS容器:底面由厚度350μm的PDMS(二甲基聚硅氧烷)膜构成的市售的96孔培养容器(产品名G-plate,VECELL公司制造的型号V96WGPB-10)
PS容器:PS(聚苯乙烯)制的底面厚度为1000μm的市售的24孔PS培养容器(康宁公司制造)
[材料的物性测定]
将上述TPX膜、PET膜1~2、PP膜、PDMS容器和PS容器作为测定样品,通过以下详述的方法,测定氧透过度及全光线透射率。结果如表1所示。
[氧透过度的测定]
关于测定样品,使用株式会社东洋精机制作所制造的差压式气体透过率测定装置MT-C3,在温度23℃、湿度0%的环境下测定氧透过系数。测定部直径为70mm(透过面积为38.46cm2)。由于预测到氧透过系数大,因此预先对样品实施铝掩模,将实际透过面积设为5.0cm2
测定的氧透过系数[cm3×mm/(m2×24h×atm)]的值除以膜(或培养容器底面)的厚度(μm),算出氧透过度[cm2/(m2×24h×atm)]。
[全光线透射率的测定]
关于测定样品,使用雾度计(NDH2000,日本电色工业公司制造),依据JIS K 7361-1测定全光线透射率。
[水接触角的测定]
水接触角的测定依据日本工业标准JIS-R3257(基板玻璃表面的润湿性试验方法)进行。在25±5℃、50±10%的恒温恒湿条件下,将水滴形状可视为球形的4μL以下的容量的水滴滴加到测定样品的表面,通过静滴法,测定水滴与测定样品表面刚接触后1分钟以内的测定样品与水滴的接触界面的角度。
[胶原蛋白涂敷溶液的制备]
将0.1M的盐酸溶液(容量分析用,富士胶片和光纯药株式会社制造)用注射用水(日本药典,大冢制药株式会社制造)稀释100倍,制备0.001M的盐酸溶液,进行过滤灭菌。将3mg/mL的胶原蛋白溶液(细胞基质TypeI-P,来源于猪腱,新田明胶株式会社制造)用0.001M的盐酸溶液稀释6倍,制备0.5mg/mL的胶原蛋白溶液。
[大鼠原代冷冻肝细胞的培养]
在加入有包含大鼠原代冷冻肝细胞(Hepatocyte)的细胞悬液的离心管(50mL)中,添加培养基(A)。培养基(A)如下制备:使用胎牛血清(Fetal Bovine Serum,FBS,富士胶片和光纯药株式会社制造)1.5mL、用注射用水(扶桑药品工业株式会社制造)稀释至3.0g/mL的L-脯氨酸(培养用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液0.15mL、用乙醇(分子生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)稀释至1×10-3M的地塞米松(生物化学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液1.5μL、用乙醇稀释至36mM的氢化可的松(培养用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液21μL、用注射用水稀释至1.0mg/mL的BSA溶液,并进一步添加稀释成20μg/mL的上皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF,细胞生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液15μL、胰岛素溶液(10mg/mL in HEPESS,Sigma-Aldrich日本有限责任公司制造)8.7μL、青霉素-链霉素溶液(含有5000单位/mL青霉素、5000μg/mL链霉素,培养用,富士胶片和光纯药株式会社制造)0.3mL、D-MEM培养基(含有4500mg/mL D-葡萄糖、584mg/mL L-谷氨酰胺、15mg/mL酚红、110mg/mL丙酮酸钠、3700mg/mL碳酸氢钠,培养用,富士胶片和光纯药株式会社制造)13mL,进行制备。细胞密度的调整通过调整包含大鼠原代冷冻肝细胞的细胞悬液的细胞数的方法来实施,以1.0×105细胞/cm2的细胞密度培养。
[培养基中的氧浓度的测定]
在细胞接种的24小时后,除去培养容器的培养基后,重新添加0.5mL培养基(A),使用荧光式氧传感器(FireSting氧监测器,株式会社BAS公司制造)测定培养基中的氧分压(hPa)。测定在加湿培养箱中实施,用起重器将传感器设置在距离培养容器底面80μm的高度,测定1小时。计算将测定开始1小时后的培养基中的氧分压(hPa)除以1013hPa(1个大气压)乘以100的值(%),作为培养基中的氧浓度。用代表性的3孔进行测定,计算平均值。
[代谢活性值的测定]
将细胞接种24小时后或48小时后的培养容器中的培养基除去后,加入用培养基稀释了的Luciferin-CEE,再培养3小时。将培养后的细胞与含有Luciferin-CEE的培养基一起转移到96孔板后,添加荧光素检测试剂(Luciferin Detection Reagent)和重组缓冲液(Reconstitution Buffer)的混合液,在室温下遮光反应1小时。1小时后,用光度计测定发光量(Relative Light Unit,RLU)。
关于蛋白量,在除去用培养基稀释了的Luciferin-CEE溶液后,将200μL PBS(-)添加到培养基后,使用细胞刮取器将细胞回收到艾本德(Eppendorf)管中并离心(4℃,22000×g,10分钟)。然后,除去上清液,添加0.1M氢氧化钠溶液100μL后,使用PierceTMBCAProtein Assay Kit(Thermo Fisher Scientific公司制造)测定蛋白量。用板读取器(SPECTRA max PLUS384,Molecular Devices公司制造)测定波长450nm的吸光度。
使用P450-GloTM CYP1A1 Assay kit(Promega公司制造)测定由光度计得到的Luciferin-CEE溶液的代谢活性量(pmol/L),将其除以由吸光度得到的蛋白量和Luciferin-CEE溶液的反应时间,由此计算出代谢活性值(pmol/min/mg protein)。用代表性的3孔进行测定,计算平均值。
代谢活性维持率通过下式算出。
代谢活性维持率(%)=接种48小时后的代谢活性值/接种24小时后的代谢活性值×100
[人原代冷冻肝细胞的培养]
在加入有包含人原代冷冻肝细胞(Hepatocyte)的细胞悬液的离心管(50mL)中,添加培养基(B)。培养基(B)如下制备:使用胎牛血清(Fetal Bovine Serum,FBS,富士胶片和光纯药株式会社制造)2.5mL、抗细菌-抗真菌剂(Antibiotic-Antimycotic,含有10000单位/mL青霉素、10000μg/mL链霉素、25μg/mL两性霉素B,GibcoTM)2.5mL、用乙醇(分子生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)稀释为1×10-3M的地塞米松(生物化学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液0.05mL、胰岛素溶液(10mg/mL in HEPESS,Sigma-Aldrich日本有限责任公司制造)0.02mL、GlutaMAX溶液(GibcoTM)0.5mL、HEPES缓冲溶液(生物化学用缓冲剂,同仁化学株式会社制造)0.75mL、用注射用水调整为100mM的L-抗坏血酸2-磷酸酯三钠盐(富士胶片和光纯药株式会社制造)0.05mL、用注射用水稀释至1.0mg/mL的BSA溶液,并进一步添加稀释成20μg/mL的上皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF,细胞生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液0.5mL、William’s E培养基(含有2000mg/mL D-葡萄糖、10mg/mL酚红、25mg/mL丙酮酸钠、2200mg/mL碳酸氢钠,培养用,Giboco)43.13mL,进行制备。细胞密度的调整与调整包含大鼠原代冷冻肝细胞的细胞悬液的细胞数的方法同样地实施,以1.0×105cells/cm2的细胞密度培养。
细胞接种5小时后,更换为培养基(C),培养19小时。培养基(C)如下制备:使用胎牛血清(Fetal Bovine Serum,FBS,富士胶片和光纯药株式会社制造)2.5mL、抗细菌-抗真菌剂(Antibiotic-Antimycotic,含有10000单位/mL青霉素、10000μg/mL链霉素、25μg/mL两性霉素B,GibcoTM)1.25mL、用乙醇(分子生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)稀释为1×10-3M的地塞米松(生物化学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)溶液0.005mL、GlutaMAX溶液(GibcoTM)0.5mL、HEPES缓冲溶液(生物化学用缓冲剂,同仁化学株式会社制造)0.75mL、ITS premix(康宁公司制造)0.5mL、用注射用水调整为100mM的L-抗坏血酸2-磷酸酯三钠盐(富士胶片和光纯药株式会社制造)0.05mL、用注射用水稀释为1.0mg/mL的BSA溶液,进一步添加稀释成20μg/mL的上皮生长因子(Epidermal growth factor,EGF,细胞生物学用,富士胶片和光纯药株式会社制造)0.5mL、HepExtended Supplement(GibcoTM)1.0mL、William’sE培养基(含有2000mg/mL D-葡萄糖、10mg/mL酚红、25mg/mL丙酮酸钠、2200mg/mL碳酸氢钠,培养用,GibcoTM)42.945mL,进行制备。
[细胞粘附性的评价]
向培养容器中添加0.5mL人原代冷冻肝细胞的细胞悬液,以使细胞密度成为1×105cells/cm2的方式接种,在37℃、5%CO2下培育,在显微镜下观察24小时培养后的状态,按照以下基准进行评价。另外,在显微镜下进行了照片拍摄。
AA:观察到肝细胞粘附在培养面上并伸展的状态。
BB:观察到肝细胞粘附在培养面上但蜷曲而未伸展、或部分剥离的状态。
[剥离性的评价]
将粘附在构成培养容器底面的膜上的膜(PET膜1、2、PP膜中的任一者)从膜边缘部剥离。确认构成培养容器底面的膜和剥离了的膜(PET膜1、2、PP膜中的任一者)有无破损等,按照以下基准进行评价。
AA:构成培养容器底面的膜和剥离了的膜(PET膜1、2、PP膜中的任一者)没有破损,也没有确认到构成培养容器底面的膜的弯曲,剥离性良好。
BB:构成培养容器底面的膜和/或剥离了的膜(PET膜1、2、PP膜中的任一者)有破损,或构成培养容器底面的膜弯曲,剥离性不良。
[剥离强度的评价]
将切成25mm×150mm的膜(PET膜1、2、PP膜中的任一者)的剥离纸剥离,将剥离后的面粘贴于切成50mm×150mm的TPX膜或PDMS膜的上表面,使2kg的辊往返1次。将其在23℃、RH50%的环境下保持30分钟后,使用剥离试验机(株式会社东洋精机制作所制造,STROGRAPH E-S),依据JIS Z 0237,在23℃、RH50%的环境下、剥离角度180°、拉伸速度10mm/分钟的条件下,测定剥离强度[N/25mm]。试验进行3次,算出其平均值。
[实施例1]
对于TPX膜,使用常压等离子体表面处理装置(积水化学工业制造),使腔室内充满氮气气流,进行等离子体处理(处理速度2m/min,输出功率4.5kW,2个往返)。
将进行了上述等离子体处理后的TPX膜剪裁成8cm×12cm的尺寸,通过医疗用粘着剂(3M制造)使其与无孔底PS制24孔容器框密接,制作培养板的底面由TPX膜构成的24孔培养板。
对于上述培养板底面的TPX膜,在与容器框相反的一侧,使压接橡胶辊(辊宽:45mm,辊质量2kg)往返2次,以一定压力压接PET膜1,制作培养板的底面由TPX膜和PET膜1的层叠体构成的24孔培养板。即,将PET膜1的剥离纸剥离后的面粘接在构成培养板底面的TPX膜的下表面。
然后,将上述24孔培养板包装在耐γ射线袋中,照射10kGy的γ射线进行灭菌。
向上述制作的24孔培养板的各孔中添加0.5mg/mL的胶原蛋白溶液0.5mL后,除去多余的胶原蛋白溶液。在室温下静置30~60分钟后,用杜氏PBS(-)清洗,在室温下干燥一夜。准备5个该胶原蛋白涂敷后的粘贴有PET膜1的24孔培养板(也称为培养容器(1))。将其分别设为培养容器(1)A、B、C、D、E。然后,测定培养容器(1)的水接触角。将结果示于表1。
在上述制作的A~E的培养容器(1)中,在A~D中,用微量移液管添加含有大鼠原代冷冻肝细胞的培养基(0.5mL),以1.0×105cells/cm2的细胞密度接种,在37℃、5%CO2下开始培养。
自细胞接种24小时后,从培养箱中取出培养容器A~D。
对于培养容器(1)A、B,在将底面的PET膜剥离后,放回培养箱中,进一步进行24小时培养。
对于培养容器(1)C,测定培养基中的溶解氧浓度。
对于培养容器(1)D,作为肝细胞的正常功能的指标,测定代谢活性值。
自细胞接种48小时后,从培养箱中取出剥离了PET膜1的培养容器(1)A,进行溶解氧浓度的测定。
自细胞接种48小时后,从培养箱中取出剥离了PET膜1的培养容器(1)B,进行代谢活性值的测定。
将结果示于表1。
在上述制作的培养容器(1)E中,用微移液管添加含有人原代冷冻肝细胞的培养基(0.5mL),以1.0×105cells/cm2的细胞密度接种,在37℃、5%CO2下开始培养。
在接种24小时后,从培养箱中取出培养容器(1)E,剥离底面的PET膜1,进行剥离性的评价和细胞粘附性的评价。将结果示于表1和图2。
[实施例2]
除了将培养容器(1)底面的PET膜1变更为PP膜以及将对TPX膜的表面处理变更为使用了台式电晕处理装置(春日电机制造)的电晕处理(处理速度3m/min、输出功率0.5kW、往返2次)以外,与实施例1同样地操作,实施了大鼠冷冻肝细胞和人冷冻肝细胞的培养和评价,作为实施例2。将结果示于表1。
[实施例3]
除了将培养容器(1)底面的PET膜1变更为PET膜2以外,与实施例1同样地操作,实施了大鼠冷冻肝细胞和人冷冻肝细胞的培养和评价,作为实施例3。将结果示于表1。
[实施例4]
对于构成PDMS容器底面的PDMS膜,使压接橡胶辊(辊宽:45mm,辊质量2kg)往返2次,以一定压力压接PET膜2,制作培养板的底面由PDMS膜和PET膜2的层叠体构成的96孔培养板,在各孔中添加0.5mg/mL的胶原蛋白溶液0.1mL后,除去多余的胶原蛋白溶液。在室温下静置30~60分钟后,用杜氏PBS(-)清洗,在室温下干燥一夜。与实施例1同样地操作,进行大鼠冷冻肝细胞和人冷冻肝细胞的培养和评价,作为实施例4。将结果示于表1。
[参考例1]
除了没有剥离培养容器(1)底面的PET膜1以外,与实施例1同样地操作,实施大鼠冷冻肝细胞的培养和评价,作为参考例1。将结果示于表2。没有进行人冷冻肝细胞的培养和评价。
[比较例1]
在比较例1中,除了使用市售的24孔PS培养容器(PS)代替培养板的底面由TPX膜和PET膜1的层叠体构成的24孔培养板以外,与实施例1同样地操作,实施大鼠冷冻肝细胞的培养和评价。将结果示于表2。没有进行人冷冻肝细胞的培养和评价。
[比较例2]
在比较例2中,除了使用培养板的底面由TPX膜构成的24孔培养板而未粘贴PET膜1以外,与实施例1同样地操作,实施大鼠冷冻肝细胞和人冷冻肝细胞的培养和评价。将结果示于表2和图3。
[表1]
[表2]
(结果)
实施例1~4中,接种24小时后的细胞粘附性均良好。另外,代谢活性维持率也良好,能够抑制从接种24小时后到接种48小时后的期间发生的细胞代谢活性的降低。可以确定:实施例1~4的培养容器能够使肝细胞良好地粘附,维持肝细胞的正常功能。
参考例1中,代谢活性维持率低,从接种24小时后到接种48小时后的期间,细胞的代谢活性降低。可认为这是因为:氧透过度低的PET膜在培养过程中不剥离而维持粘贴的状态,从接种24小时后到接种48小时后的期间,向细胞的氧供给不充分。
比较例1中,代谢活性维持率低,从接种24小时后到接种48小时后的期间,细胞的代谢活性降低。可认为这是因为:培养容器的底面由氧透过度低的PS构成,从接种24小时后到接种48小时后期间,向细胞的氧供给不充分。
比较例2中,代谢活性维持率良好,抑制了从接种24小时后到接种48小时后的期间发生的细胞代谢活性的降低。但是,在接种24小时后,细胞没有粘附到培养容器上而发生剥离。可认为这是因为:培养容器的底面仅由氧透过度高的TPX膜构成,从刚刚接种后到接种24小时后的期间,向细胞的氧供给过剩。
<通过参照而援引>
该申请要求以2021年11月9日向日本特许厅申请的特愿2021-182633号为基础的优先权,将其公开的全部内容并入于此。

Claims (13)

1.一种培养容器,是培养细胞、组织或器官的培养容器,
所述培养容器具有底面构件和侧壁构件,
通过所述底面构件和所述侧壁构件接合而形成至少一个培养空间,
所述底面构件的至少一部分至少具有氧透过层I-b和气体阻挡层II-b,
所述气体阻挡层II-b以能够从所述氧透过层I-b拆装的方式重叠在所述氧透过层I-b之下,
所述气体阻挡层II-b满足下述要件(5),
所述氧透过层I-b满足下述要件(6),
(5)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(II-b)为3000cm3/(m2×24h×atm)以下,
(6)在温度23℃、湿度0%时的氧透过度P(I-b)为所述P(II-b)的6.0倍以上。
2.根据权利要求1所述的培养容器,
所述气体阻挡层II-b包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET和聚烯烃组成的组中的至少一种,并且满足下述要件(7)或(8),
(7)包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET和聚烯烃组成的组中的至少一种与粘着剂的混合物,
(8)具有包含选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET和聚烯烃组成的组中的至少一种的层和包含粘着剂的层。
3.根据权利要求1或2所述的培养容器,
通过下述方法测定的、所述气体阻挡层II-b相对于所述氧透过层I-b的剥离强度为0.01~0.20N/25mm,
方法:将宽25mm的气体阻挡层II-b粘贴在氧透过层I-b后,使用剥离试验机,进行以剥离角度180°并以10mm/分钟的速度将气体阻挡层II-b从氧透过层I-b剥离的试验。
4.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述氧透过层I-b包含4-甲基-1-戊烯聚合物X。
5.根据权利要求4所述的培养容器,
所述4-甲基-1-戊烯聚合物X是选自4-甲基-1-戊烯均聚物x1、以及4-甲基-1-戊烯与选自乙烯和碳原子数3~20的α-烯烃中的至少1种烯烃的共聚物x2中的至少1种聚合物,其中,所述碳原子数3~20的α-烯烃不包括4-甲基-1-戊烯。
6.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述P(I-b)为20000~60000cm3/(m2×24h×atm)。
7.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述底面构件的具有所述氧透过层I-b和所述气体阻挡层II-b的区域的、依据JIS K7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
8.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述氧透过层I-b的依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
9.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述气体阻挡层II-b的依据JIS K 7361-1测定的全光线透射率为70%以上。
10.根据权利要求1或2所述的培养容器,
所述氧透过层I-b的水接触角为30~120°。
11.根据权利要求1或2所述的培养容器,
在所述底面构件的培养面上涂敷有天然高分子材料、合成高分子材料或无机材料。
12.一种培养方法,是细胞、组织或器官的培养方法,包括:
使用权利要求1或2所述的培养容器来培养细胞、组织或器官的工序A-b,
从所述氧透过层I-b拆卸所述气体阻挡层II-b的工序B-b,以及
使用所述工序B-b中获得的培养容器而进一步培养细胞、组织或器官的工序C-b。
13.一种培养容器的制造方法,是权利要求1或2所述的培养容器的制造方法,所述方法包括:将所述底面构件粘贴在所述侧壁构件的工序。
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EP1816146B1 (en) 2004-11-17 2011-04-06 Mitsui Chemicals, Inc. Solid titanium catalyst component, catalyst for olefin polymerization, and process for producing olefin polymer
CN102574883B (zh) 2009-11-02 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 有机金属配合物、发光元件、显示器件、电子器件和照明器件
JP5965664B2 (ja) 2012-02-20 2016-08-10 三井化学株式会社 表面保護フィルム、これを用いた半導体装置の製造方法
SG11201502288TA (en) 2012-09-25 2015-05-28 Mitsui Chemicals Inc Process for producing olefin polymer and olefin polymer
JP2014223061A (ja) 2013-04-24 2014-12-04 株式会社Lsiメディエンス 肝細胞培養方法
JP7155513B2 (ja) * 2017-12-14 2022-10-19 東洋製罐グループホールディングス株式会社 培養容器基材、及び培養容器
JP6826244B1 (ja) * 2019-06-21 2021-02-03 三井化学株式会社 培養材およびその用途
GB2621762B (en) * 2019-06-27 2024-06-05 Emulate Inc Compound distribution in microfluidic devices

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