JP2004236940A - 細胞の播種方法、装置および生体組織補填材 - Google Patents

Abstract

【課題】細胞の健全性を害することなく、ブロック状の生体組織補填材に細胞を効率的に播種する。
【解決手段】多面体状の生体組織補填材１を、その複数の表面５，６，７が上向きとなるように配置して、その上方から細胞４を滴下する、細胞の播種方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、骨等の生体組織の欠損部を再生する際に使用する生体組織補填材と該生体組織補填材への細胞の播種方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨の欠損部に、骨補填材を補填することにより、骨を再生させて欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）やリン酸三カルシウム（ＴＣＰ）が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−ＴＣＰのようなリン酸カルシウム多孔体からなる足場材が使用される。β−ＴＣＰを骨欠損部の骨細胞に接触させておくと、破骨細胞がβ−ＴＣＰを食べ、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる。
【０００３】
一方、術後の骨欠損部の修復速度を高めるために、患者から採取した骨髄間葉系細胞を骨補填材とともに培養することにより製造される培養骨を使用することが提案されている。培養されることにより骨補填材を足場にして増殖した多くの骨髄間葉系細胞を含む培養骨を骨欠損部に補填するので、手術後に体内で細胞を増殖させる方法と比較すると、自家骨に置換されるまでの日数を大幅に短縮することができる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
このような培養骨は、一般に、患者から採取した骨髄細胞をフラスコ内で一次培養して必要細胞数まで増加させた後に、トリプシンのような蛋白質分解酵素を用いて細胞をフラスコから剥離する。そして、これを骨補填材に付着させて骨形成培地内に留置して二次培養を行うことにより製造される（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
植村他２名，「生分解性β−ＴＣＰ多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン−」，メディカル朝日，朝日新聞社，２００１年１０月１日，第３０巻，第１０号，ｐ．４６−４９
【０００６】
【非特許文献２】
吉川，「骨髄間葉系細胞による培養真皮、培養骨−骨髄間葉系細胞による再生医療−」，バイオインダストリー，株式会社シーエムシー出版，２００１年，第１８巻，第７号，ｐ．４６−５３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、骨補填材のような生体組織補填材は、一般に、立方体のブロック状に形成されているので、水平な培養皿上に配置された骨補填材の全ての表面に細胞を付着させる作業、すなわち細胞の播種作業は、骨補填材の天地面を培養皿上で変更しながら一面ずつ行わなければならず、煩わしいものであった。また、細胞が播種された骨補填材をピンセット等の取り扱い器具によって何度も把持する必要があり、細胞の健全性が害される不都合が考えられる。
【０００８】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞の健全性を害することなく、ブロック状の生体組織補填材に細胞を効率的に播種することができる細胞の播種方法および生体組織補填材を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、多面体状の生体組織補填材を、その複数の表面が上向きとなるように配置して、その上方から細胞を滴下する細胞の播種方法を提供する。
この発明によれば、上方から見て複数の表面が見えるように生体組織補填材が配置された状態で、上方から細胞が滴下されるので、滴下された細胞は生体組織補填材の姿勢を変えることなく複数の面に付着させられる。したがって、生体組織補填材の全表面に細胞を付着させるために、生体組織補填材を回転させる回数を減らすことが可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の細胞の播種方法において、前記複数面の境界により構成される生体組織補填材の頂部を最上位に配置して、その上方から細胞を滴下する播種方法を提供する。
この発明によれば、最上位に配置した頂部の上方から細胞を滴下することにより、頂部によって細胞が複数の表面に分岐される。これにより、手間を省いて、多数面に細胞を付着させることが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の細胞の播種方法において、細胞の滴下位置を前記頂部の周囲において移動させる播種方法を提供する。
この発明によれば、最上位に配置された頂部近傍においては、その滴下位置を微妙にずらすだけで、細胞が流れる表面を変更することが可能となる。したがって、簡易な操作で効率よく細胞を付着させることが可能となる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、多面体状の第１の生体組織補填材を部分的に収容する相補的な形状の凹部を有する第２の生体組織補填材を用意し、該第２の生体組織補填材の凹部内に細胞を滴下した後に、該凹部内に前記第１の生体組織補填材を嵌め込み、さらに、該第１の生体組織補填材の複数の表面が上向きとなるように配置してその上方から細胞を滴下する細胞の播種方法を提供する。
【００１３】
この発明によれば、第２の生体組織補填材の凹部内に細胞を滴下することにより、該凹部内面に細胞が付着した状態に保持される。そのようにして細胞が付着した凹部内に第１の生体組織補填材を嵌め込むことにより、当該第１の生体組織補填材と第２の生体組織補填材との間に細胞が挟まれた状態に配される。この状態で、第１の生体組織補填材の外部に露出している表面を上向きにして細胞を滴下することにより、簡易な操作で第１の生体組織補填材の全表面に細胞を付着させることが可能となる。大きな生体組織欠損部を補填するために生体組織補填材が大きくなる場合に、細胞を生体組織補填材内部まで浸透させることができるので有効である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、錐状または錐台状に形成されている生体組織補填材を提供する。
この発明によれば、水平面上に底面を下向きにして生体組織補填材を載置することにより、生体組織補填材の底面を除く全ての表面が上向きに配置される。したがって、生体組織補填材を簡易に安定して保持した状態で、多くの表面に効率的に細胞を付着させることが可能となる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、隣接する表面どうしを連通するように穿孔された貫通孔を有する多面体状の生体組織補填材を提供する。
この発明によれば、生体組織補填材の一表面に細胞を滴下すると、貫通孔を通じて細胞が隣接する表面へ流動する。したがって、一表面の上方から滴下させるだけで、多数表面に細胞を付着させることが可能となる。
【００１６】
請求項７に係る発明は、多面体状の生体組織補填材をその複数の表面が上向きになるように載置する載置台と、該載置台の上方に配置され、生体組織補填材の上向きに配された複数の表面に細胞を滴下する細胞滴下手段とを備える細胞播種装置を提供する。
この発明によれば、細胞滴下手段により滴下された細胞が、生体組織補填材の姿勢を変えることなく複数の面に付着させられることになる。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の細胞播種装置において、前記載置台を傾斜させる傾斜手段を備える細胞播種装置を提供する。
この発明によれば、揺動装置の作動により載置台を傾斜させることにより、生体組織補填材の姿勢を変更して上向きに配される表面を簡易に変更することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係る細胞の播種方法、装置および生体組織補填材について説明する前に、この発明が適用される細胞の自動培養装置の一例を図１３を参照して説明する。
この自動培養装置１００は、図１３に示されるように、外部から観察可能な透明な壁材により密閉された空間Ｓの内部に、複数の培養容器１０１を１つずつ収容可能な複数の培養室１０２を備えた細胞培養部１０３と、前記空間Ｓ内を走行可能な走行台車１０４と、培養容器１０１内の細胞を遠心分離するための遠心分離機１０５と、培地交換等を行うための２台のマニピュレータ１０６，１０７（培地交換手段）と、培地、トリプシンのような蛋白質分解酵素や成長因子を貯留する容器１０８を、例えば、４℃の低温状態に保持する保冷室１０９と、一次培養された細胞を生体組織補填材に付着させる播種装置とを備えている。
【００１９】
図中符号１１０は、空間Ｓ内部に清浄な下降空気流を送る空気清浄部、符号１１１は、タッチパネル式のモニタを有する制御装置、符号１１２はマニピュレータ１０６，１０７の先端に着脱され、培養容器１０１毎に交換されるピペット１１３を収容するピペット収容部、符号１１４は、培地交換時に培養容器１０１を載置する作業台を示している。
【００２０】
培養容器１０１は、例えば、上方に開口する円形シャーレ状の容器であって、内部に培地および細胞を収容できるようになっている。また、培養容器１０１は、細胞の培養過程に応じて最適な環境を細胞に与えるため、培養工程が進行するにつれて底面積の広いものに移し替えられるように、種々の大きさのものが用意されている。
【００２１】
前記細胞培養部１０３の各培養室１０２は、走行台車１０４側の開閉扉および区画壁によって密閉されることにより、他の培養室１０２等から隔離されるようになっている。また、各培養室１０２内は、所定の温度（例えば、３７±０．５℃）、湿度（例えば、１００％）およびＣＯ_２濃度（例えば、５％）等の培養条件が維持されるようになっている。また、これらの培養室１０２内の実際の温度、湿度およびＣＯ_２濃度等の培養室内情報を検出するセンサ（図示略）がそれぞれ備えられている。
【００２２】
前記走行台車１０４には、培養容器を搭載する載置台１１６と、該載置台１１６を昇降させる昇降機構１１７と、載置台１１６に搭載された図示しない移載機構とが設けられている。移載機構は、載置台１１６が培養室１０２に位置決めされたときに、培養室１０２に対して培養容器１０１を出し入れするように構成されている。
【００２３】
前記培地を貯留する容器１０８には、培地の溶存酸素濃度や糖度等の培地情報を検出する培地情報検出手段（図示略）が備えられている。また、培地、トリプシン、成長因子等を貯留する容器１０８は、マニピュレータ１０７に接続され、図示しないバルブの開閉によって、マニピュレータ１０７において培養容器１０１内に培地等が投入されるようになっている。
【００２４】
前記制御装置１１１は、各細胞に対する培養のメニューを記憶しているとともに、各メニュー項目に対応して、走行台車１０４、マニピュレータ１０６，１０７、バルブ等の動作を制御するようになっている。また、制御装置１１１には、各種情報を記憶するデータベース（図示略）が備えられている。また、制御装置１１１には、カレンダー機能が搭載されていて、メニュー項目に対応して細胞に対して行われた培地交換等の作業の日付をデータベースに記憶することができるようになっている。また、培地交換の際には、交換された培地、供給された成長因子、ビタミン等の量や種類等を含む培地交換情報が、メニュー項目から抽出されて、記憶されるようになっている。
前記播種装置は、例えば、後述する図４の傾斜装置１３と該傾斜装置１３の上方に配置される細胞滴下手段（ピペット）とから構成されている。
【００２５】
このように構成された本実施形態に係る細胞培養装置１００の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞培養装置１００に、患者から採取された骨髄液が投入されると、骨髄液は所定の培養容器１０１あるいは遠心分離容器（図示略）に収容された状態で、走行台車１０４によって遠心分離機まで搬送され、そこで旋回されることにより、比重の重い骨髄細胞を抽出される。
【００２６】
抽出された骨髄細胞は、予め調製されている培地とともに適当な培養容器１０１内に投入され混合される。培地の一部は取り出されて感染検査に送られる。そして、骨髄細胞および培地を投入した培養容器１０１は走行台車１０４の載置台１１６に搭載されて、空いている培養室１０２まで搬送される。
この状態で、培養室１０２内においては骨髄液および培地が所定の温度、湿度およびＣＯ_２濃度等の培養条件に維持される。
【００２７】
そして、これにより、所定時間にわたって一定培養条件下で細胞が一次培養される。細胞の培養途中の所定の交換時期には、培養室１０２から培養容器１０１が移載機構の作動により取り出される。
【００２８】
培養室１０２から取り出された培養容器１０１は、走行台車１０４によって搬送されて、作業台１１４上に載置される。そこで、ピペット収容部１１２から新たなピペット１１３を装着したマニピュレータ１０６が、該ピペット１１３を培養容器１０１まで搬送して、ピペット１１３の先端を培養容器１０１内の培地に接触させ吸引する。ピペット１１３を充分な内容量のものとしておくことにより、吸引した培地をピペット１１３内のみに収容してピペット１１３ごと廃棄することができる。これにより、マニピュレータ１０６に培地を付着させることが防止できる。なお、吸引した廃棄培地を廃棄することなく感染検査に送ることにしてもよい。
【００２９】
そして、この状態において、同じ培養容器１０１内でさらに培養することが必要な場合には、マニピュレータ１０７およびバルブの作動により培養容器１０１内に新たな培地等が供給される。培地等が供給されたときには、その量および種類、培地情報検出手段により検出された培地内の溶存酸素濃度や糖度等の培地情報がデータベースに記憶される。そして、新たな培地が供給された培養容器１０１は、再度、走行台車１０４によって空いている培養室１０２まで運ばれる。
【００３０】
上記状態において、培養容器１０１を変えることが必要となった場合には、マニピュレータ１０７とバルブの作動により、トリプシンの容器１０８からトリプシンを供給される。これにより、培養容器１０１の底面に付着していた細胞が剥離される。この状態で、培養容器１０１は、再度、走行台車１０４の作動により、遠心分離機１０５に移動され、そこで、細胞とトリプシン入りの培地とが分離される。分離された培地は、マニピュレータ１０６の作動により吸引されて廃棄される。分離された細胞は、ピペット１１３を持ち替えたマニピュレータ１０６の作動により、ピペット１１３内に吸引され、作業台１１４上に用意された新たな培養容器１０１内に投入される。また、この培養容器１０１内には、マニピュレータ１０７とバルブの作動により新たな培地が供給される。
細胞を収容した新たな培養容器１０１は、走行台車１０４の作動により空いている培養室１０２まで搬送されて収容される。
【００３１】
所定の培養期間が終了すると、上記と同様にして、培養容器１０１内から培地が廃棄された後に、培養容器１０１内にトリプシンが投入・混合される。これにより、培養容器１０１の底面に付着して成長していた間葉系幹細胞が、培養容器１０１の底面から剥離される。そして、このように剥離された間葉系幹細胞は、遠心分離機１０５にかけられることにより抽出される。
【００３２】
抽出された間葉系幹細胞は、細胞数調整が行われた後に、播種装置において後述する播種方法により骨補填材に播種される。
このようにして、間葉系幹細胞が付着させられた骨補填材は、培地内に浸漬された状態で、走行台車１０４によって空いている培養室１０２まで搬送され、所定の温度、湿度およびＣＯ_２濃度等の培養条件に維持することにより、所定時間にわたって一定培養条件下で細胞が二次培養される。
【００３３】
二次培養工程においても、一次培養工程と同様にして、定期的に培地の交換が行われ、投入される培地の一部および廃棄される培地の一部がそれぞれ、感染検査に送られる。そして、所定の培養期間が経過したところで、出荷用の品質検査と感染検査のための検体抽出が行われ、製造された培養骨は所定の密封容器（図示略）に密封されて製品として提供される。
このように、この細胞培養装置１００によれば、多数の検体である細胞が同時に培養され、各細胞から製品としての培養骨が自動的に製造されることになる。
【００３４】
次に、この発明の一実施形態に係る細胞の播種方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞の播種方法は、図１に示されるように、直方体ブロック状の生体組織補填材１、例えば、β−ＴＣＰの多孔質体からなる生体組織補填材１に、間葉系幹細胞のような細胞を播種する方法である。
【００３５】
まず第１に、生体組織補填材１を、図１（ａ）に示されるように、一頂部２が最上位に配されるように配置する。例えば、生体組織補填材１をこのような姿勢に安定して保持することができる治具（図示略）を利用する。
第２に、図１（ｂ）に示されるように、先端にチップ３を取り付けた電動ピペット（図示略）によって細胞を収容したチップ３先端を、前記生体組織補填材１の頂部２の上方に配置する。
第３に、図２（ａ）に示されるように、電動ピペットを作動させて、チップ３内の細胞４を生体組織補填材１の頂部２近傍に滴下させる。
【００３６】
このとき、図２（ｂ）に示されるように、細胞４の滴下位置を頂部２から若干ずらした位置にすることにより、細胞４を付着させる表面５，６，７を選択することができる。そして、生体組織補填材１の上方に配置したチップ３先端を、図２（ｂ）に矢印Ａにより示されるように、頂部２の周囲で回転させることにより、細胞４を滴下させる表面５，６，７を順次変えて行くことができる。
【００３７】
図１および図２に示す例では、直方体状の生体組織補填材１の３つの面５，６，７が上向きに配されているので、単一の操作で３つの表面５，６，７に細胞４を付着させることができる。そして、３つの表面５，６，７に細胞４が十分に付着した状態で、作業者が生体組織補填材１を把持してその天地を一回反転させるだけで、残りの３つの表面８，９，１０を上向きに配置することができるので、上記と同様にしてこれらの表面８，９，１０にも細胞４を簡易に付着させることができる。
【００３８】
このように、本実施形態に係る細胞４の播種方法によれば、簡易な操作によって複数面に細胞４を付着させることができる。したがって、作業者が、細胞４を付着させる面が上向きになるように生体組織補填材１の天地面を逐一入れ替える作業をする煩わしさから解消され、作業を簡易なものとすることができる。また、生体組織補填材１を把持して反転させる作業が１回で済むので、把持されることにより細胞４の健全性が害される可能性を低くすることができる。
【００３９】
なお、上記実施形態に係る細胞４の播種方法では、生体組織補填材１として、直方体状の生体組織補填材１を例に挙げて説明したが、これに代えて、例えば、４面体、８面体等、他の任意の多面体状の生体組織補填材１にも適用することができる。
【００４０】
次に、この発明の第２の実施形態に係る細胞の播種方法について、図３および図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る播種方法は、第１の実施形態に係る播種方法と同様に、頂部２を最上位にして複数の表面５，６，７を上向きに配した直方体状で内部に多数の連通孔を有する多孔体である生体組織補填材１の上方から細胞４を滴下させる方法である。
【００４１】
図３に示されるように、複数の生体組織補填材１をディッシュ１１の底面１２上に間隔をあけて配置する。ディッシュ１１は、そのまま培養容器として利用できるものとしてもよい。図４（ａ）に示されるように、ディッシュ１１は、傾斜装置（播種装置）１３に取り付けられる。傾斜装置１３は、少なくとも一軸１４回りにディッシュ取付面１５を傾斜させるように構成されている。傾斜角度は任意でよいが、傾斜させた状態で、生体組織補填材１がディッシュ１１内を移動しない程度の傾斜角度とする。
【００４２】
本実施形態に係る細胞４の播種方法は、まず、前記傾斜装置１３を作動させることにより、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へ、ディッシュ取付面１５を一方向に傾斜させ、該ディッシュ取付面１５に取り付けられているディッシュ１１を傾斜させる。これにより、ディッシュ１１内に配列されている全ての生体組織補填材１が、１つの頂部２を最上位にして複数面５，６，７を上向きに配置される。
【００４３】
この状態で、図４（ｂ）に示されるように、先端にチップ３を取り付けた電動ピペットによりリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ）を収容したチップ３を生体組織補填材１の上方に近接させ、リン酸緩衝溶液を滴下しながら、電動ピペットを矢印Ｂのように移動させる。これにより、生体組織補填材１の上向きに配されている３つの表面５，６，７にリン酸緩衝溶液が散布される。
【００４４】
次いで、図４（ｃ）に示されるように、傾斜装置１３を作動させて、ディッシュ１１を反対方向に傾ける。これにより、生体組織補填材１の上向きに配されている表面を変更する。そして、同様にして電動ピペットを矢印Ｃのように移動させてリン酸緩衝溶液を散布することにより、生体組織補填材１の５つの表面５〜９が湿潤されることになる。
【００４５】
その後、ディッシュ１の傾斜状態を、図４（ｃ）に示されるように保持したまま、チップ内に細胞を収容した電動ピペットを矢印Ｃのように移動させて、上向きの３つの表面６，８，９に細胞４を滴下させる。そして、再度、傾斜装置１３を作動させて、ディッシュ１１の傾斜を図４（ｂ）に戻し、この状態で、電動ピペットを矢印Ｂのように移動させて、他の２表面５，６にも細胞４を滴下させる。これにより生体組織補填材１の５つの表面５〜９および内部に細胞４が付着させられる。
【００４６】
この場合に、本実施形態に係る細胞４の播種方法によれば、ディッシュ１１を傾斜させることによって、細胞４の付着した生体組織補填材１を直接把持することなく底面１０を除く全ての表面５〜９に細胞４を効率的に付着させることができる。
なお、この実施形態において、細胞４の播種に先立ってリン酸緩衝溶液により生体組織補填材１を湿潤させることとしたのは、細胞４の生体組織補填材１の多孔中への流入性を高めるためである。リン酸緩衝溶液に代えて生理食塩水や培養液を用いることにしてもよい。
【００４７】
次に、この発明の第３の実施形態に係る細胞の播種方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞４の播種方法は、比較的大きな生体組織欠損部に補填するための大きな生体組織補填材１に播種する場合の方法である。
【００４８】
本実施形態に係る細胞４の播種方法は、図５に示されるように、直方体状の第１の生体組織補填材１Ａと、該第１の生体組織補填材１Ａよりも大きな直方体状の第２の生体組織補填材１Ｂとを用意する。第２の生体組織補填材１Ｂには、第１の生体組織補填材１Ａの１つの頂部２ａを形成する３つの表面８，９，１０を覆うような相補的な形状を有する凹部２０を備えている。凹部２０は、直方体状の第２の生体組織補填材１Ｂの１つの頂部を切り欠いて設けられている。
【００４９】
まず第１に、図６に示されるように、第２の生体組織補填材１Ｂを凹部２０を上向きにして配置し、該凹部２０内に細胞４を滴下する。細胞４の滴下方法は、上記第１および第２の実施形態に係る播種方法と同様である。
これにより、凹部２０を構成する３つの表面２１，２２，２３に細胞が付着させられる（斜線は細胞が付着された面を表している。）。
【００５０】
次に、図７に示されるように、第１の生体組織補填材１Ａを第２の生体組織補填材１Ｂの凹部２０内に収容する。これにより、凹部２０内に配されることとなる第１の生体組織補填材１Ａの３つの表面８，９，１０には細胞４が付着させられる。
そして、図８に示されるように、凹部２０に収容された状態の第１の生体組織補填材１Ａおよび第２の生体組織補填材１Ｂの上方から細胞４を滴下する。これにより、第１の生体組織補填材１Ａについては全ての表面５〜１０、第２の生体組織補填材１Ａについては凹部２０が形成されている３つの表面２４，２５，２６上に細胞４が付着させられる。
【００５１】
このように、本実施形態に係る細胞４の播種方法によれば、細胞４が内部まで浸透し難い大きなサイズの生体組織補填材１に対して、簡易に内部に細胞４を到達させることができるという利点がある。
【００５２】
次に、この発明の一実施形態に係る生体組織補填材について、図９を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材３０は、４角錐形状に構成されている。このような生体組織補填材３０は、例えば、水平面上に、その底面３１を下にして配置されることにより、底面３１以外の他の面３２〜３５は全て、上向きに配される。したがって、最上位に配される頂部３６近傍に細胞を滴下することにより、底面３１を除く全ての表面３２〜３５に、極めて簡易かつ効率的に細胞を付着させることが可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態に係る生体組織補填材３０は、４角錐形状を例に挙げて説明したが、これに代えて、３角錐、５角錐等任意の多角錐形状としてもよい。また、図１０に示されるように、頂部に平坦面３７を有する角錐台形状に構成してもよい。さらに、角錐に限られるものではなく、円錐および円錐台としても同様の効果を奏することができる。
【００５４】
次に、この発明の他の実施形態に係る生体組織補填材４０について、図１１および図１２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材４０は、直方体状に形成されているとともに、その一表面４１から隣接する他の複数の表面４２〜４５に向けて穿孔された貫通孔４７〜５０を備えている。
貫通孔４７〜５０の径は、滴下された細胞４が容易に流通し得る大きさで、好ましくは、血管の進入が容易なように、直行もしくは緩やかなカーブを描く径０．５〜２ｍｍ程度の貫通孔が望ましい。また、その断面形状は、円形に限られない。
【００５５】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填材４０によれば、図１２に示されるように、一表面４１を上向きに配置して上方から細胞４を滴下することにより、当該表面４１に細胞４が付着させられる。また、当該表面４１（上面）には他の隣接表面４２〜４５につながる貫通孔４７〜５０が形成されているので、滴下された細胞４が当該貫通孔４７〜５０を通じて隣接表面４２〜４５にまで達し、当該表面４２〜４５にも付着させられることになる。したがって、水平面上に載置した生体組織補填材４０の上方から細胞４を滴下させるだけで、底面４６を除く多数の表面４１〜４５に細胞４を付着させることができるという効果がある。
【００５６】
また、貫通孔４７〜５０の内壁にも細胞４が付着するので、生体組織補填材４０の内部まで細胞４を浸透させる効果もある。さらに、このようにして細胞４を付着させられた本実施形態に係る生体組織補填材４０を生体組織欠損部に補填すると、該欠損部内において成長してきた血管が貫通穴４７〜５０内に進入し易く、生体組織補填材４０に付着している細胞４の近くに血流を生じさせて、細胞４の成長を促進することができるという利点もある。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、一表面４１から隣接表面４２〜４５のみに穿孔された貫通孔４７〜５０を例示したが、これに代えて、または、これとともに、対向表面、例えば、上記実施形態における上面４１から底面４６まで貫通する貫通孔を設けてもよい。さらに、貫通孔４７等の数や、角度等にも制限はなく、また、その形成方法も、機械による穿孔に限られない。
【００５８】
また、上記各実施形態において、生体組織補填材１，３０，４０として、β−ＴＣＰの多孔質体からなるブロックを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態においては、生体組織補填材１，３０，４０に滴下する細胞４としては、ＥＳ細胞、体性幹細胞、間葉系幹細胞、骨細胞や軟骨細胞等の体細胞でよい。また、自家細胞でも、他家細胞でもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る細胞の播種方法および生体組織補填材によれば、簡易な操作によって、多数の表面に細胞を効率的に付着させることができる。その結果、播種作業に要する工数を削減し、作業者の負担を軽減できる。また、播種作業に際して、細胞の付着した生体組織補填材の天地面を変更する回数を少なくすることができ、細胞の健全性を維持することができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る細胞の播種方法における生体組織補填材の配置を説明する斜視図である。
【図２】図１のように配置した生体組織補填材に対する細胞の滴下の様子を示す斜視図である。
【図３】この発明の第２の実施形態に係る細胞の播種方法であって、ディッシュ内における生体組織補填材の配列を示す斜視図である。
【図４】図３のディッシュを取り付けた傾斜装置の動作を説明する一部を破断した側面図である。
【図５】この発明の第３の実施形態に係る細胞の播種方法における生体組織補填材を説明する斜視図である。
【図６】図５の第２の生体組織補填材への細胞の滴下の様子を示す斜視図である。
【図７】図５の第１の生体組織補填材と第２の生体組織補填材とを組み合わせる様子を示す斜視図である。
【図８】図５の２つの生体組織補填材を組み合わせた後における細胞の滴下の様子を示す斜視図である。
【図９】この発明の一実施形態に係る角錐状の生体組織補填材を示す斜視図である。
【図１０】図９の変形例に係る角錐台状の生体組織補填材を示す斜視図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係る生体組織補填材を示す斜視図である。
【図１２】図１１の生体組織補填材への細胞の滴下の様子を示す縦断面図である。
【図１３】この発明の細胞の播種方法が適用される自動培養装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，３０，４０ 生体組織補填材
５〜１０ 表面
４ 細胞
２ 頂部
２０ 凹部
１Ｂ 第２の生体組織補填材
１Ａ 第１の生体組織補填材
４７〜５０ 貫通孔

Claims (8)

1. 多面体状の生体組織補填材を、その複数の表面が上向きとなるように配置して、その上方から細胞を滴下する細胞の播種方法。
2. 前記複数面の境界により構成される生体組織補填材の頂部を最上位に配置して、その上方から細胞を滴下する請求項１に記載の細胞の播種方法。
3. 細胞の滴下位置を前記頂部の周囲において移動させる請求項２に記載の細胞の播種方法。
4. 多面体状の第１の生体組織補填材を部分的に収容する相補的な形状の凹部を有する第２の生体組織補填材を用意し、該第２の生体組織補填材の凹部内に細胞を滴下した後に、該凹部内に前記第１の生体組織補填材を嵌め込み、さらに、該第１の生体組織補填材の複数の表面が上向きとなるように配置してその上方から細胞を滴下する細胞の播種方法。
5. 錐状または錐台状に形成されている生体組織補填材。
6. 隣接する表面どうしを連通するように穿孔された貫通孔を有する多面体状の生体組織補填材。
7. 多面体状の生体組織補填材をその複数の表面が上向きになるように載置する載置台と、該載置台の上方に配置され、生体組織補填材の上向きに配された複数の表面に細胞を滴下する細胞滴下手段とを備える細胞播種装置。
8. 前記載置台を傾斜させる傾斜手段を備える請求項７に記載の細胞播種装置。

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