JP2014518105A5

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Publication number: JP2014518105A5
Application number: JP2014516061A
Authority: JP
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2032-06-15

Description

一部の態様では、人工腎臓に播種される腎細胞は、近位尿細管細胞、腎近位尿細管上皮細胞、マディン-ダービーイヌ腎細胞、初代髄質内集合管細胞、初代近位尿細管細胞、胚幹細胞、成体幹細胞、誘導多能性幹細胞、および内皮細胞からなる群より選択される1つ以上の種類の細胞を含む。
[本発明1001]
少なくとも1つのトポグラフィー表面を含む微小流体の流路と、
流体が該流路へ流れるのを可能にするための、該流路と流体接続した入口と、
該トポグラフィー表面上に播種される腎細胞と
を備えるバイオ人工腎臓であって、
該少なくとも1つの表面のトポグラフィーによって少なくとも部分的に決定される配列、挙動または形態を実現するよう、該腎細胞に、該表面の上に配置される細胞層を形成させるように、該流路の表面のトポグラフィーが選択される、バイオ人工腎臓。
[本発明1002]
前記表面のトポグラフィーが、前記少なくとも1つの表面に対する、細胞層における細胞の付着の増大を促進するように選択される、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1003]
前記入口を介して前記流路に流体を流すための流体源をさらに含み、該流体が前記細胞層に対するせん断応力を誘発する、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1004]
前記流路が、ヘンレのループ、集合管、および遠位尿細管からなる群より選択される1つ以上の構造の部分として形成される、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1005]
前記流体源が、バイオ人工腎臓の少なくとも1つの領域において、前記細胞層に対して約10.0ダイン/cm ² 以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1006]
前記流体源が、バイオ人工腎臓の少なくとも1つの領域において、前記細胞層に対して約1.0ダイン/cm ² 以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1007]
前記流体源が、バイオ人工腎臓の少なくとも1つの領域において、前記細胞層に対して約0.1ダイン/cm ² 以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1008]
前記流体源が、バイオ人工腎臓の少なくとも1つの領域において、前記細胞層に対して約0.02ダイン/cm ² のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1009]
前記流路が、バイオ人工腎臓の第一の領域においては第一の流速で、およびバイオ人工腎臓の第二の領域においては第二の流速で流体が流れるように構成されている、本発明1003のバイオ人工腎臓。
[本発明1010]
前記第一の流速が第一の領域にある細胞層に対して第一のせん断応力レベルを生じ、かつ前記第二の流速が第二の領域にある細胞層に対して第二のせん断応力レベルを生じ、かつ該第一および第二のせん断応力レベルが異なる、本発明1009のバイオ人工腎臓。
[本発明1011]
上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の領域が該ヘンレのループの上行脚であり、かつ前記第二の領域が該ヘンレのループの下行脚である、本発明1009のバイオ人工腎臓。
[本発明1012]
集合管、遠位尿細管、ならびに上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の領域がヘンレのループにあり、前記第二の領域が集合管および遠位尿細管の1つまたはそれ以上にある、本発明1009のバイオ人工腎臓。
[本発明1013]
第一および第二の表面を備え、流路の該第一の表面が第一のトポグラフィーを有し、流路の該第二の表面が第二のトポグラフィーを有する、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1014]
上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の表面がヘンレのループの上行脚にあり、かつ前記第二の表面がヘンレのループの下行脚にある、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1015]
集合管、遠位尿細管、ならびに上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の表面がヘンレのループにあり、かつ前記第二の表面が集合管および遠位尿細管の1つまたはそれ以上にある、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1016]
前記第一および第二の表面の間に遷移トポグラフィー表面を備える、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1017]
前記第一の表面のトポグラフィーが第一のピッチで隆起部を含み、前記第二の表面のトポグラフィーが第二のピッチで隆起部を含む、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1018]
前記第一の表面のトポグラフィーが流体の流れに対して第一の方向にある隆起部を含み、かつ前記第二の表面のトポグラフィーが流体の流れに対して第二の方向にある隆起部を含む、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1019]
前記第一のトポグラフィーが隆起部を含み、かつ前記第二のトポグラフィーがくぼみおよび柱の群から作られた1つ以上のトポグラフィーを含む、本発明1013のバイオ人工腎臓。
[本発明1020]
前記表面のトポグラフィーが、約5μm以下の幅の隆起部を含む、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1021]
基板の一部分において細胞層を成長させるために、該基板の一部分に配置された細胞親和性物質を備え、該基板の一部分が流路の表面を形成する、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1022]
前記細胞親和性物質がコラーゲンタンパク質を含む、本発明1021のバイオ人工腎臓。
[本発明1023]
前記表面トポグラフィーが、前記細胞層の配列、挙動または形態に、腎臓における細胞の配列、挙動または形態を再現させる、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1024]
トポグラフィーが形成された第二の流路の少なくとも1つの表面を有する少なくとも第二の流路をさらに備える、本発明1001のバイオ人工腎臓。
[本発明1025]
前記第一の流路が、膜によって前記第二の流路と分離されている、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1026]
前記第一の流路に腎臓上皮細胞を播種する、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1027]
前記第二の流路に血管上皮細胞を播種する、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1028]
前記第一の流路が血流層を含み、かつ前記第二の流路が濾液層を含む、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1029]
前記第一の流路の少なくとも1つの表面が、前記第二の流路の対応する表面とは異なる表面トポグラフィーを含む、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1030]
前記第一の流路における表面トポグラフィーが、前記第二の流路における表面トポグラフィーとは異なるピッチまたは形状を含む、本発明1029のバイオ人工腎臓。
[本発明1031]
前記第一の流路および前記第二の流路に流体を流すための第一の流体源をさらに備え、該流体が該第一の流路における細胞層に対して第一のせん断応力を誘発し、かつ該第二の流路における細胞層に対して第二のせん断応力を誘発する、本発明1024のバイオ人工腎臓。
[本発明1032]
前記第一のせん断応力が前記第二のせん断応力と異なる、本発明1031のバイオ人工腎臓。
[本発明1033]
前記腎細胞が、近位尿細管細胞、腎近位尿細管上皮細胞、マディン-ダービーイヌ腎細胞、初代髄質内集合管細胞、初代近位尿細管細胞、胚幹細胞、成体幹細胞、誘導多能性幹細胞、および内皮細胞からなる群より選択される1つ以上の種類の細胞を含む、本発明1001のバイオ人工腎臓。

Claims

微小流体流路の表面の第一の領域にトポグラフィーパターンを含む微小流体流路と、
流体が該微小流体流路へ流れるのを可能にするための、該微小流体流路と流体接続した入口と、
該トポグラフィー表面上に播種される腎細胞と
を備えるバイオ人工腎臓であって、
該微小流体流路の表面の該トポグラフィーパターンが微小流体流路の長さに平行な隆起部を含みかつ該隆起部が5μm未満の幅を有し、該トポグラフィーパターンが、該表面のトポグラフィーパターンによって少なくとも部分的に決定される配列、挙動または形態を実現するよう、該腎細胞に、該表面の上に配置される細胞層を形成させるように選択される、バイオ人工腎臓。
前記表面のトポグラフィーパターンが、前記少なくとも1つの表面に対する、細胞層における細胞の付着の増大を促進するように選択される、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
前記入口を介して前記微小流体流路に流体を流すための流体源をさらに含み、該流体が前記細胞層に対するせん断応力を誘発する、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路が、ヘンレのループ、集合管、および遠位尿細管からなる群より選択される1つ以上の構造の部分として形成される、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記流体源が、前記第一の領域において、前記細胞層に対して約10.0ダイン/cm²以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記流体源が、前記第一の領域において、前記細胞層に対して約1.0ダイン/cm²以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記流体源が、前記第一の領域において、前記細胞層に対して約0.1ダイン/cm²以下のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記流体源が、前記第一の領域において、前記細胞層に対して約0.02ダイン/cm²のせん断応力レベルを生じる流速にて流体を流すように構成されている、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路が、微小流体流路の第一の領域においては第一の流速で、および微小流体流路の第二の領域においては第二の流速で流体が流れるように構成されている、請求項3記載のバイオ人工腎臓。
前記第一の流速が第一の領域にある細胞層に対して第一のせん断応力レベルを生じ、かつ前記第二の流速が第二の領域にある細胞層に対して第二のせん断応力レベルを生じ、かつ該第一および第二のせん断応力レベルが異なる、請求項9記載のバイオ人工腎臓。
上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の領域が該ヘンレのループの上行脚であり、かつ前記第二の領域が該ヘンレのループの下行脚である、請求項9記載のバイオ人工腎臓。
集合管、遠位尿細管、ならびに上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記第一の領域がヘンレのループにあり、前記第二の領域が集合管および遠位尿細管の1つまたはそれ以上にある、請求項9記載のバイオ人工腎臓。
第二の表面を備え、微小流体流路の該第二の表面が第二の領域に第二のトポグラフィーパターンを有する、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記表面がヘンレのループの上行脚にあり、かつ前記第二の表面がヘンレのループの下行脚にある、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
集合管、遠位尿細管、ならびに上行脚および下行脚を含むヘンレのループを備えるバイオ人工腎臓であって、前記表面がヘンレのループにあり、かつ前記第二の表面が集合管および遠位尿細管の1つまたはそれ以上にある、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
前記表面および第二の表面の間に遷移トポグラフィーパターンを備える、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
前記第一の領域でのトポグラフィーパターンが第一のピッチで隆起部を含み、かつ前記第二の領域でのトポグラフィーパターンが第二のピッチで隆起部を含む、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
前記第一の領域でのトポグラフィーパターンが流体の流れに対して第一の方向にある隆起部を含み、かつ前記第二の領域でのトポグラフィーパターンが流体の流れに対して第二の方向にある隆起部を含む、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
前記第二のトポグラフィーパターンがくぼみおよび柱の群から作られた1つ以上のトポグラフィーを含む、請求項13記載のバイオ人工腎臓。
基板の一部分において細胞層を成長させるために、該基板の一部分に配置された細胞親和性物質を備え、該基板の一部分が流路の前記表面を形成する、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
前記細胞親和性物質がコラーゲンタンパク質を含む、請求項20記載のバイオ人工腎臓。
前記トポグラフィーパターンが、前記細胞層の配列、挙動または形態に、腎臓における細胞の配列、挙動または形態を再現させる、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
第二のトポグラフィーパターンが形成された少なくとも1つの表面を有する少なくとも第二の微小流体流路をさらに備える、請求項1記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路が、膜によって前記第二の微小流体流路と分離されている、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路に腎臓上皮細胞が播種される、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記第二の微小流体流路に血管上皮細胞が播種される、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路が血流層を含み、かつ前記第二の流路が濾液層を含む、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路の第一の領域でのトポグラフィーパターンが、前記第二の微小流体流路の第二のトポグラフィーパターンとは異なる、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路の第一の領域でのトポグラフィーパターンが、前記第二の微小流体流路の第二のトポグラフィーパターンとは異なるピッチまたは形状を含む、請求項28記載のバイオ人工腎臓。
前記微小流体流路および前記第二の微小流体流路に流体を流すための第一の流体源をさらに備え、該流体が該微小流体流路における細胞層に対して第一のせん断応力を誘発し、かつ該第二の微小流体流路における細胞層に対して第二のせん断応力を誘発する、請求項23記載のバイオ人工腎臓。
前記第一のせん断応力が前記第二のせん断応力と異なる、請求項30記載のバイオ人工腎臓。
前記腎細胞が、近位尿細管細胞、腎近位尿細管上皮細胞、マディン-ダービーイヌ腎細胞、初代髄質内集合管細胞、初代近位尿細管細胞、胚幹細胞、成体幹細胞、誘導多能性幹細胞、および内皮細胞からなる群より選択される1つ以上の種類の細胞を含む、請求項1記載のバイオ人工腎臓。