JP2015223108A - Cell culture chamber and production method thereof, and method and kit for cell culture using cell culture chamber - Google Patents

Cell culture chamber and production method thereof, and method and kit for cell culture using cell culture chamber Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell culture chamber capable of suppressing sag of a vitrigel membrane and uniformly dispersing and culturing cells on the vitrigel membrane, in a cell culture chamber comprising the vitrigel membrane of dried material.SOLUTION: A cell culture chamber 1 comprises a cylindrical chamber body 2, a vitrigel membrane 3 of dried material, and a substrate 4. In the chamber body 2, open end faces 2a and 2b are formed at both opposite ends. The open end face 2b is fixed in a state that one surface side of the vitrigel membrane 3 of dried material is in contact, and the substrate 4 is arranged on the other surface side of the vitrigel membrane 3 of dried material.

Description

本発明は、細胞培養チャンバーとその製造方法、細胞培養チャンバーを利用した細胞培養方法および細胞培養キットに関する。   The present invention relates to a cell culture chamber and a method for producing the same, a cell culture method using the cell culture chamber, and a cell culture kit.

創薬および動物実験代替法の研究には、様々な機能細胞を用いて生体を反映した3次元組織モデルを簡便に構築できる培養システムの開発が長く求められてきた。特にコラーゲンゲルを細胞の培養担体に用いる3次元培養技術は、血管新生モデル、癌浸潤モデル、上皮間充織モデルなどを再構築するのに有用であるが、幅広く普及するには至っていなかった。   Research on drug discovery and alternative methods for animal experiments has long required the development of a culture system that can easily construct a three-dimensional tissue model that reflects the living body using various functional cells. In particular, the three-dimensional culture technique using collagen gel as a cell culture carrier is useful for reconstructing angiogenesis models, cancer invasion models, epithelial mesenchymal models, etc., but has not been widely used. .

その理由としては、従来のコラーゲンゲルは、低密度の線維で構成されるため柔らかく取り扱いが困難であること、また、不透明であるため培養細胞の位相差顕微鏡観察は必ずしも容易でないこと等が考えられてきた。   The reason for this is that conventional collagen gels are soft and difficult to handle because they are composed of low-density fibers, and because they are opaque, phase-contrast microscopy of cultured cells is not always easy. I came.

このような問題を解決するため、本発明者は、低温でゲル化(gelation)に至適な塩濃度と水素イオン濃度(pH)を付与したコラーゲンのゾルを培養シャーレ内に注入して、さらに至適な温度に保温することでコラーゲンのゾルをゲル化した後、低温で十分に乾燥させることで自由水のみならず結合水も徐々に除去してガラス化(vitrification)し、さらに再水和(rehydration)することで、コラーゲンゲルの物性を、強度と透明性に優れた薄膜に再現性良く変換する技術を確立している(特許文献1)。   In order to solve such a problem, the present inventor injected a collagen sol imparted with a salt concentration and a hydrogen ion concentration (pH) optimal for gelation at low temperature into a culture dish, After the collagen sol is gelled by keeping it at the optimum temperature, it is vitrified by gradually removing free water as well as bound water by sufficiently drying at low temperature, and then rehydrated (Rehydration) has established a technique for converting the physical properties of collagen gel into a thin film excellent in strength and transparency with good reproducibility (Patent Document 1).

そして、ハイドロゲルであればコラーゲン以外の成分のゲルでも、ガラス化した後に再水和することで、ゲルを安定した新しい物性状態に変換することができるので、このガラス化工程を経て作製された新しい物性状態のゲルをビトリゲル(vitrigel)と命名している(非特許文献1)。   And if it is a hydrogel, gel of components other than collagen can be converted into a new stable physical state by virtue of rehydration after vitrification. A gel having a new physical property state is named vitrigel (Non-patent Document 1).

特に、これまでに開発してきたコラーゲンビトリゲル薄膜は、生体内の結合組織に匹敵する高密度のコラーゲン線維が互いに絡み合った厚さ数十マイクロメートルの透明な薄い膜であり、優れたタンパク質透過性及び強度を有しているという特徴がある。また、作製工程のコラーゲンゾルには様々な物質を添加できるので、添加した物質の特性をコラーゲンビトリゲル薄膜に反映することができる。さらに、例えば、環状ナイロン膜支持体を包埋したコラーゲンビトリゲル薄膜は、ピンセットで容易に取り扱うことができる。   In particular, the collagen vitrigel thin film that has been developed so far is a transparent thin membrane with a thickness of several tens of micrometers in which high-density collagen fibers comparable to connective tissues in the living body are intertwined with each other, and has excellent protein permeability. And has a characteristic of having strength. In addition, since various substances can be added to the collagen sol in the production process, the characteristics of the added substance can be reflected in the collagen vitrigel thin film. Furthermore, for example, a collagen vitrigel thin film in which a cyclic nylon membrane support is embedded can be easily handled with tweezers.

そして、本発明者らは、このコラーゲンビトリゲル薄膜に関する技術をさらに発展させ、コラーゲンビトリゲル薄膜の透明性、作製再現性を向上させるための技術(特許文献2)や、コラーゲンビトリゲルを膜形状ではなく糸状あるいは管状の形状に作製する技術(特許文献3)や、磁気を利用してコラーゲンビトリゲルを固定あるいは移動する技術(特許文献4)なども提案している。   The present inventors further develop the technology relating to the collagen vitrigel thin film, a technique for improving the transparency and production reproducibility of the collagen vitrigel thin film (Patent Document 2), and the collagen vitrigel thin film. In addition, a technique (Patent Document 3) for producing a filamentous or tubular shape, a technique for fixing or moving a collagen vitrigel using magnetism (Patent Document 4), and the like are also proposed.

また、本発明者は、所望の形状に成形可能であり、取り扱い性に優れたビトリゲル膜乾燥体を迅速かつ大量生産するための方法を創案している(特許文献5)。この方法によれば、ビトリゲル膜乾燥体を培養シャーレに付着させることなく膜状態で取得することができるため、その取り扱い性、加工性を利用して、従来困難であったビトリゲル膜乾燥体の新たな用途を確立することができる。   Further, the present inventor has devised a method for rapidly and mass producing a dried vitrigel membrane that can be molded into a desired shape and has excellent handleability (Patent Document 5). According to this method, the dried vitrigel membrane can be obtained in a membrane state without adhering to the culture petri dish. Can be established.

そして、本発明者は、特許文献5の方法を応用して、ビトリゲル膜乾燥体を利用した細胞培養チャンバーを創案している。さらに、この細胞培養チャンバーを利用して、化学物質のADMET(吸収・分布・代謝・排泄・毒性)の評価等が可能な3次元組織モデルの構築にも成功している(特許文献6)。   And this inventor is applying the method of patent document 5, and has created the cell culture chamber using a vitrigel membrane dry body. Furthermore, using this cell culture chamber, a three-dimensional tissue model capable of evaluating ADMET (absorption / distribution / metabolism / excretion / toxicity) of a chemical substance has been successfully constructed (Patent Document 6).

さらに、この細胞培養チャンバーで作製した3次元組織モデルを使用して、腹膜透過解析や眼刺激性試験への適用が試みられており、その有用性が明らかになっている(非特許文献3、4)。また、この他にも肝代謝試験、肝毒性試験、角膜透過性試験、皮膚感作性試験等の様々な試験法の開発が、この細胞培養チャンバーを利用して精力的に行われている。   Furthermore, using a three-dimensional tissue model produced in this cell culture chamber, attempts have been made to apply it to peritoneal permeation analysis and eye irritation tests, and its usefulness has been clarified (Non-Patent Document 3, 4). In addition, various test methods such as liver metabolism test, hepatotoxicity test, corneal permeability test, skin sensitization test and the like have been vigorously developed using this cell culture chamber.

特開平8−228768号公報JP-A-8-228768 WO2005/014774WO2005 / 014774 特開2007−204881号公報JP 2007-204881 A 特開2007−185107号公報JP 2007-185107 A WO2012/026531WO2012 / 026531 特開2012−115262号公報JP 2012-115262 A

Takezawa T, et al., Cell Transplant. 13: 463-473, 2004Takezawa T, et al., Cell Transplant. 13: 463-473, 2004 Takezawa T, et al., J. Biotechnol. 131: 76-83, 2007Takezawa T, et al., J. Biotechnol. 131: 76-83, 2007 Aoki T, et al., Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 306: F116-122, 2013Aoki T, et al., Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 306: F116-122, 2013 Yamaguchi H, et al., Toxicol. Sci. 135: 347-355, 2013Yamaguchi H, et al., Toxicol. Sci. 135: 347-355, 2013

しかしながら、特許文献6の細胞培養チャンバーによって細胞を培養する際、チャンバー内部に培養液などの液体を注入すると、水和したビトリゲル膜が下方に弛んでしまう場合があり、これによって、チャンバー内に供給された細胞がビトリゲル膜の中央に集まってしまうことが確認された。この場合、細胞同士の凝集性が低く、取扱いが比較的容易な細胞(例えば、マウス胚性線維芽細胞(NIH3T3)、ヒト結腸癌由来細胞(Caco-2)、ヒト角膜上皮細胞(HCE-T)など)を用いた組織モデルの構築では大きな問題にはならないが、例えば、ヒト肝癌由来細胞(HepG2)などの凝集しやすい細胞の場合には中央に凝集塊が形成され、ビトリゲル膜上で均一な細胞層を構築することが難しいことが改善すべき点として見出された。   However, when cells are cultured in the cell culture chamber of Patent Document 6, if a liquid such as a culture solution is injected into the chamber, the hydrated vitrigel membrane may be slackened downward, thereby supplying the liquid into the chamber. It was confirmed that the collected cells gathered in the center of the vitrigel membrane. In this case, cells that have a low aggregation property between cells and are relatively easy to handle (for example, mouse embryonic fibroblasts (NIH3T3), human colon cancer-derived cells (Caco-2), human corneal epithelial cells (HCE-T) ) Etc.) is not a big problem in the construction of tissue models, but for example, in the case of cells that tend to aggregate, such as human hepatoma-derived cells (HepG2), an aggregate is formed in the center and uniform on the Vitrigel membrane. It was found that it was difficult to construct a simple cell layer as a point to be improved.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、ビトリゲル膜乾燥体を備えた細胞培養チャンバーにおいて、ビトリゲル膜の弛みを抑制し、ビトリゲル膜上で細胞を均一に分散させて培養することができる細胞培養チャンバーを提供することを課題としている。また、この細胞培養チャンバーの製造方法、細胞培養チャンバーを利用した細胞培養方法および細胞培養キットを提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a cell culture chamber equipped with a dried vitrigel membrane, the slack of the vitrigel membrane is suppressed and the cells are uniformly dispersed on the vitrigel membrane. It is an object of the present invention to provide a cell culture chamber that can be used. Another object of the present invention is to provide a method for producing the cell culture chamber, a cell culture method using the cell culture chamber, and a cell culture kit.

本発明は、上記の課題を解決するため、以下の細胞培養チャンバー、細胞培養チャンバーの製造方法、細胞培養方法、細胞培養キットを提供する。
<1>筒状のチャンバー本体と、ビトリゲル膜乾燥体と、支持体とを備えた細胞培養チャンバーであって、前記チャンバー本体には、対向する両端に開放端面が形成されており、このうちの一方の開放端面には、前記ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側が当接した状態で固定されており、かつ、このビトリゲル膜乾燥体の他方の面側には前記支持体が配設されていることを特徴とする細胞培養チャンバー。
<2>前記支持体は、プラスチック製の薄膜であることを特徴とする前記<1>の細胞培養チャンバー。
<3>前記支持体は、シリコン処理PET薄膜であることを特徴とする前記<1>の細胞培養チャンバー。
<4>以下の工程:
対向する開放端面が両端に形成されている筒状のチャンバー本体の一方の開放端面に、ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側を当接させて固定し、前記開放端面を被覆する工程;および
前記ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に支持体を配設する工程
を含むことを特徴とする細胞培養チャンバーの製造方法。
<5>以下の工程:
請求項1から3のいずれかの細胞培養チャンバーの前記チャンバー本体内側に1種また2種以上の細胞を供給する工程;
前記ビトリゲル膜乾燥体が再水和されたビトリゲル膜が前記支持体に支持された状態において、前記ビトリゲル膜上で細胞を培養する工程;および
前記ビトリゲル膜から前記支持体を取り外す工程
を含むことを特徴とする細胞培養方法。
<6>筒状のチャンバー本体と、ビトリゲル膜乾燥体と、支持体とを含む細胞培養キットであって、前記チャンバー本体は、対向する両端面が開放された開放端面を有し、この開放端面のうちの一方には、前記ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側が当接した状態で固定されており、前記支持体は、前記ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に配設されるものであることを特徴とする細胞培養キット。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following cell culture chamber, method for producing the cell culture chamber, cell culture method, and cell culture kit.
<1> A cell culture chamber comprising a cylindrical chamber body, a dried vitrigel membrane, and a support, wherein the chamber body has open end faces at opposite ends, of which One open end surface is fixed in a state where one surface side of the dried vitrigel membrane is in contact with the other, and the support is disposed on the other surface side of the dried vitrigel membrane. A cell culture chamber characterized by the above.
<2> The cell culture chamber according to <1>, wherein the support is a plastic thin film.
<3> The cell culture chamber according to <1>, wherein the support is a silicon-treated PET thin film.
<4> The following steps:
A step of abutting and fixing one surface side of the dried vitrigel membrane to one open end surface of a cylindrical chamber body having opposite open end surfaces formed at both ends; and covering the open end surface; and A method for producing a cell culture chamber, comprising a step of disposing a support on the other surface side of the dried vitrigel membrane.
<5> The following steps:
Supplying one or more types of cells into the inside of the chamber body of the cell culture chamber of any one of claims 1 to 3;
Culturing cells on the vitrigel membrane in a state where the vitrigel membrane obtained by rehydrating the dried vitrigel membrane is supported on the support; and removing the support from the vitrigel membrane. A cell culture method characterized.
<6> A cell culture kit including a cylindrical chamber body, a dried vitrigel membrane, and a support, wherein the chamber body has an open end surface with opposite end surfaces open, and the open end surface One of the two is fixed in a state where one surface side of the dried vitrigel membrane is in contact, and the support is disposed on the other surface side of the dried vitrigel membrane. A cell culture kit characterized by the above.

本発明の細胞培養チャンバーは、ビトリゲル膜の弛みを抑制し、ビトリゲル膜上で細胞を均一に分布させて培養することができる。これによって、ビトリゲルの特性(高分子透過性、タンパク質等の生理活性物質の徐放性、透明性、生体に近い線維密度、安定性等)を利用して、生体内の組織、器官ユニットを反映した様々な組織モデルなどをより確実に構築することができる。   The cell culture chamber of the present invention suppresses slackening of the vitrigel membrane, and can cultivate the cells evenly distributed on the vitrigel membrane. This reflects the tissue and organ units in the living body using the characteristics of Vitrigel (polymer permeability, sustained release of physiologically active substances such as proteins, transparency, fiber density close to the living body, stability, etc.) Various organizational models can be constructed more reliably.

本発明の細胞培養チャンバーの一実施形態を例示した断面概要図である。It is the cross-sectional schematic diagram which illustrated one Embodiment of the cell culture chamber of this invention. 本発明の細胞培養チャンバーの写真である。It is a photograph of the cell culture chamber of the present invention. 本発明の細胞培養チャンバーのビトリゲル膜の経時変化を示した写真である。It is the photograph which showed the time-dependent change of the vitrigel membrane of the cell culture chamber of this invention. 本発明の細胞培養チャンバーのビトリゲル膜の経時変化を示した写真である。It is the photograph which showed the time-dependent change of the vitrigel membrane of the cell culture chamber of this invention. 本発明の細胞培養チャンバーに微粒子を添加した場合の分散状態を示す写真である。It is a photograph which shows the dispersion | distribution state at the time of adding microparticles | fine-particles to the cell culture chamber of this invention. 本発明の細胞培養チャンバーによって培養した、培養2日目のHepG2細胞の様子を示す写真である。It is a photograph which shows the mode of the HepG2 cell of the culture | cultivation 2nd day cultured by the cell culture chamber of this invention.

図1は、本発明の細胞培養チャンバーの一実施形態を例示した断面概要図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an embodiment of the cell culture chamber of the present invention.

細胞培養チャンバー1は、筒状のチャンバー本体2と、ビトリゲル膜乾燥体3と、支持体4とを備えている。   The cell culture chamber 1 includes a cylindrical chamber body 2, a dried vitrigel membrane 3, and a support 4.

この実施形態では、チャンバー本体2は、内部に細胞を保持するための空間を有する略円筒状であり、対向する両端(上面および底面)がそれぞれ開放された開放端面2a、2bを有している。   In this embodiment, the chamber body 2 has a substantially cylindrical shape having a space for holding cells therein, and has open end surfaces 2a and 2b that are open at opposite ends (upper surface and bottom surface). .

この開放端面2b(図1における底面)には、ビトリゲル膜乾燥体3の一方の面側(図1において上側)が当接して固定されており、チャンバー本体2の開放端面2b(底面)が被覆されている。チャンバー本体1の材料は、細胞培養に適した材料を適宜選択することができ、例えば、アクリル製やポリスチレン製の円筒チューブを好ましく例示することができる。   One surface side (upper side in FIG. 1) of the dried vitrigel membrane 3 is in contact with and fixed to the open end surface 2b (bottom surface in FIG. 1), and the open end surface 2b (bottom surface) of the chamber body 2 is covered. Has been. As the material of the chamber body 1, a material suitable for cell culture can be appropriately selected. For example, an acrylic or polystyrene cylindrical tube can be preferably exemplified.

また、チャンバー本体2の開放端面2a(図1における上面)の外周縁部には、外側へ突出する係止部5が設けられている。係止部5は、例えば、プラスチック材料等によって棒状、フランジ状などの形態とすることができる。   Further, a locking portion 5 that protrudes outward is provided on the outer peripheral edge of the open end surface 2a (upper surface in FIG. 1) of the chamber body 2. The locking portion 5 can be formed into a rod shape, a flange shape, or the like, for example, with a plastic material or the like.

さらに、このビトリゲル膜乾燥体3の他方の面側(図1における下側)には支持体4が配設されている。支持体4は、チャンバー本体2の内径と略同程度、または内径よりも大きく、ビトリゲル膜乾燥体3の下側の面を覆っている。したがって、ビトリゲル膜乾燥体3を培養液などで再水和させ、チャンバー本体2内部に細胞を供給して培養しても、ビトリゲル膜が支持体4によって支持され、弛みが抑制され、ビトリゲル膜上で細胞を均一に分布させて培養することができる。したがって、ビトリゲル膜上で細胞の凝集塊などが形成されるのが抑制され、ビトリゲルの特性(高分子透過性、タンパク質等の生理活性物質の徐放性、透明性、生体に近い線維密度、安定性等)を利用して、均一な細胞層を有する組織モデルなどをより確実に構築することができる。   Further, a support 4 is disposed on the other surface side (lower side in FIG. 1) of the dried vitrigel membrane 3. The support 4 is approximately the same as or larger than the inner diameter of the chamber body 2 and covers the lower surface of the dried vitrigel membrane 3. Therefore, even if the dried vitrigel membrane 3 is rehydrated with a culture solution or the like, and the cells are supplied to the inside of the chamber body 2 and cultured, the vitrigel membrane is supported by the support 4 and the slack is suppressed. The cells can be uniformly distributed and cultured. Therefore, the formation of cell aggregates on the vitrigel membrane is suppressed, and the characteristics of vitrigel (polymer permeability, sustained release of physiologically active substances such as proteins, transparency, fiber density close to the living body, stable A tissue model having a uniform cell layer can be more reliably constructed.

この支持体4は、再水和されたビトリゲル膜上で細胞を培養する際、培養開始後、所定の時間が経過して細胞がビトリゲル膜上に接着した後に、剥離させて取り外すことができる。これによって、ビトリゲル膜を通じて栄養成分や酸素を透過させて細胞に供給することができる。したがって、支持体4は、ビトリゲル膜乾燥体3(再水和後のビトリゲル膜)に対して適度な接着性と剥離性を併せ持っていることが望ましい。例えば、ビトリゲル膜から支持体4が剥離し難い場合、支持体4の取り外す際に、ビトリゲル膜が破けたり、伸びてしまったりする恐れがある。   When the cells are cultured on the rehydrated Vitrigel membrane, the support 4 can be detached and removed after a predetermined time has elapsed after the start of the culture and the cells adhere to the Vitrigel membrane. Thus, nutrient components and oxygen can be permeated through the vitrigel membrane and supplied to the cells. Therefore, it is desirable that the support 4 has both moderate adhesiveness and releasability with respect to the dried vitrigel membrane 3 (re-hydrated vitrigel membrane). For example, when the support 4 is difficult to peel from the vitrigel membrane, the vitrigel membrane may be broken or stretched when the support 4 is removed.

支持体4の材料は、プラスチック、ゴム、ガラス、金属やこれらの複合材を好ましく例示することができる。具体的には、シリコン処理PET(ポリエチレンテレフタレート)、PET、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリプロピレン、アクリル、塩化ビニル、シリコン処理ガラス、ガラス、シリコン処理ステンレス、フッ素樹脂処理ステンレス、ステンレスなどを例示することができる。適度な接着性と剥離性が望まれるという観点から、なかでもシリコン処理PET、PET、ポリエチレン、PTFE、シリコン樹脂が好ましく、なかでも特にシリコン処理PETが好ましい。シリコン処理PETは、撥水性に優れ、ビトリゲル膜乾燥体(再水和後のビトリゲル膜)に対しての適度な接着性と剥離性が実現される。なお、「シリコン処理PET」とは、PETフィルムの片面または両面がシリコンで被覆されているものをいう。図1に例示した支持体4はPETフィルム41の片面がシリコン42で被覆されている形態であり、シリコン42側の面をビトリゲル膜乾燥体3と当接させて接着している。   Preferred examples of the material of the support 4 include plastic, rubber, glass, metal, and composite materials thereof. Specifically, siliconized PET (polyethylene terephthalate), PET, polyethylene, polycarbonate, polystyrene, PTFE (polytetrafluoroethylene), fluororesin, urethane resin, silicon resin, polypropylene, acrylic, vinyl chloride, siliconized glass, glass Examples thereof include silicon-treated stainless steel, fluororesin-treated stainless steel, and stainless steel. Of these, silicon-treated PET, PET, polyethylene, PTFE, and silicon resin are preferable, and silicon-treated PET is particularly preferable. Silicon-treated PET is excellent in water repellency and realizes appropriate adhesion and peelability to the dried vitrigel film (the vitrigel film after rehydration). “Silicon-treated PET” means one or both sides of a PET film covered with silicon. The support 4 illustrated in FIG. 1 has a form in which one surface of a PET film 41 is covered with silicon 42, and the surface on the silicon 42 side is brought into contact with and adhered to the dried vitrigel film 3.

支持体4の形態は、ビトリゲル膜乾燥体と当接する面が平滑であればよく、特に限定されない。具体的には、支持体4は、例えば、膜状(薄膜状)や、チャンバー本体2の端部に嵌合するキャップ状などの形態を例示することができる。   The form of the support 4 is not particularly limited as long as the surface in contact with the dried vitrigel membrane is smooth. Specifically, the support 4 can be exemplified by a film shape (thin film shape) or a cap shape fitted to the end of the chamber body 2.

例えば支持体4が薄膜状である場合には、その厚さは特に限定されないが、その種類などに応じて、例えば10μm〜20000μm程度の範囲で適宜設計することができる。また、支持体4は、撥水性を有していることが好ましく、具体的には、接触角が70°以上であることが特に好ましい。支持体4の接触角が70°以上であると、ビトリゲル膜乾燥体(再水和後のビトリゲル膜)に対して適度な接着性と剥離性が実現される。   For example, when the support 4 is in the form of a thin film, the thickness is not particularly limited, but can be appropriately designed in the range of, for example, about 10 μm to 20000 μm depending on the type. Further, the support 4 preferably has water repellency, and specifically, the contact angle is particularly preferably 70 ° or more. When the contact angle of the support 4 is 70 ° or more, moderate adhesiveness and peelability are realized with respect to the dried vitrigel membrane (the vitrigel membrane after rehydration).

また、ビトリゲル膜乾燥体3に支持体4を配設する方法としては、例えば、チャンバー本体内に水溶液を供給してビトリゲル膜乾燥体を再水和させてビトリゲル膜に変換し、このビトリゲル膜と支持体とを当接させた後、乾燥させることで、ビトリゲル膜乾燥体に支持体を接着させる方法を例示することができる。   Moreover, as a method of disposing the support 4 on the dried vitrigel membrane 3, for example, an aqueous solution is supplied into the chamber body to rehydrate the dried vitrigel membrane and convert it into a vitrigel membrane. A method of adhering the support to the dried vitrigel membrane can be exemplified by bringing the support into contact with the support and then drying it.

さらに、本発明の細胞培養チャンバーにおけるビトリゲル膜乾燥体の乾燥、再水和などの処理は、WO2005/014774公報に記載の方法と同様の方法を適宜採用することができる。   Furthermore, for the treatment such as drying and rehydration of the dried vitrigel membrane in the cell culture chamber of the present invention, a method similar to the method described in WO2005 / 014774 can be appropriately employed.

また、本発明の細胞培養チャンバーの別の実施形態としては、例えば、特許文献6に記載の2室型細胞培養チャンバーのビトリゲル膜乾燥体の一方の面(1室側または2室側の面)に、支持体が配設されている形態を例示することができる。   Further, as another embodiment of the cell culture chamber of the present invention, for example, one side (one chamber side or two chamber side surface) of the dried vitrigel membrane of the two-chamber cell culture chamber described in Patent Document 6 In addition, a form in which the support is disposed can be exemplified.

次に、本発明の細胞培養方法について説明する。   Next, the cell culture method of the present invention will be described.

本発明の細胞培養方法は、以下の工程を含む。   The cell culture method of the present invention includes the following steps.

細胞培養チャンバーのチャンバー本体内側に1種また2種以上の細胞を供給する工程。   Supplying one or more types of cells inside the chamber body of the cell culture chamber;

ビトリゲル膜乾燥体が再水和されたビトリゲル膜が前記支持体に支持された状態において、ビトリゲル膜上で細胞を培養する工程。   A step of culturing cells on the vitrigel membrane in a state where the vitrigel membrane obtained by rehydrating the dried vitrigel membrane is supported by the support.

前記ビトリゲル膜から前記支持体を取り外す工程。   Removing the support from the vitrigel membrane.

本発明の細胞培養方法では、細胞培養チャンバー内のビトリゲル膜乾燥体上に、1種また2種以上の所望の細胞を供給する。細胞を含む懸濁液や培養液の添加によって、細胞培養チャンバーのビトリゲル膜乾燥体は再水和されてビトリゲル膜へと変換される。図1に例示したように、ビトリゲル膜乾燥体から変換されたビトリゲル膜が支持体に支持された状態において、ビトリゲル膜上で細胞を培養する。培養開始後、所定の時間が経過して細胞がビトリゲル膜上に安定的に接着した後に、支持体を剥離させて取り外して培養を続けることができる。この場合、ビトリゲル膜の特性を利用して、液相-液相界面培養または、液相-気相界面培養などを行って、組織モデルなどを構築することができる。   In the cell culture method of the present invention, one type or two or more types of desired cells are supplied onto the dried vitrigel membrane in the cell culture chamber. By adding a cell-containing suspension or culture solution, the dried vitrigel membrane in the cell culture chamber is rehydrated and converted into a vitrigel membrane. As illustrated in FIG. 1, cells are cultured on the vitrigel membrane in a state where the vitrigel membrane converted from the dried vitrigel membrane is supported by the support. After a predetermined time has elapsed after the start of the culture, the cells can stably adhere to the vitrigel membrane, and then the support can be detached and removed to continue the culture. In this case, a tissue model or the like can be constructed by performing liquid phase-liquid phase interface culture or liquid phase-gas phase interface culture using the characteristics of the vitrigel membrane.

細胞培養チャンバーは、支持体を備えているため、ビトリゲル膜の弛みが抑制され、ビトリゲル膜上で細胞を均一に分散させて培養することができる。このため、例えば、凝集しやすい細胞であっても凝集塊が形成されるのが抑制され、ビトリゲル膜上で均一な細胞層が形成された組織モデルなどを確実に構築することができる。   Since the cell culture chamber includes a support, slackness of the vitrigel membrane is suppressed, and cells can be uniformly dispersed and cultured on the vitrigel membrane. For this reason, even if it is a cell which is easy to aggregate, formation of the aggregate is suppressed and the tissue model etc. in which the uniform cell layer was formed on the vitrigel membrane can be constructed reliably.

ここで、「組織モデル」とは、生体内の細胞状態、組織、器官を模したものをいい、例えば、組織(細胞)に対する化学物質や生理活性物質(各種医薬品等の薬剤、栄養成分、増殖因子など)等による影響を検定することができる。組織モデルは、例えば、各種の哺乳動物由来の細胞等を播種、培養することで構築することができるが、好ましくは、ヒト由来の細胞である。ヒト由来の細胞による組織モデルによれば、ヒトに対する化学物質のADMET(吸収・分布・代謝・排泄・毒性)を検討するに際し、種差の問題のない評価系を確立することができる。   Here, the “tissue model” refers to a model of a cell state, tissue, or organ in a living body. For example, a chemical substance or a physiologically active substance (drugs such as various pharmaceuticals, nutritional components, proliferation, etc.) The effects of factors, etc.) can be tested. The tissue model can be constructed by, for example, seeding and culturing cells derived from various mammals, and is preferably a human-derived cell. According to the tissue model of human-derived cells, it is possible to establish an evaluation system free from the problem of species differences when examining ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity) of chemical substances for humans.

組織モデルの形態は限定されないが、例えば、被蓋上皮細胞や腺上皮細胞などを培養して構築できる上皮組織モデル、線維芽細胞や脂肪細胞などを培養して構築できる結合組織モデル、筋芽細胞や心筋細胞や平滑筋細胞などを培養して構築できる筋組織モデル、および神経細胞やグリア細胞などを培養して構築できる神経組織モデル、さらに、その他、2種類以上の組織に由来する細胞を組み合わせて構築できる器官様モデルなどが挙げられる。ここで、用いる細胞は正常な成熟分化細胞に限定されるものではなく、胚性幹(ES;Embryonic Stem)細胞や体性幹(Somatic Stem)細胞や人工多能性幹(iPS;Induced pluripotent Stem)細胞などの未分化細胞、癌細胞などの病巣由来細胞、あるいは外来性遺伝子を導入したような形質転換細胞であってもよい。このように適宜、用いる細胞を選択することで、正常の組織モデルのみならず、発生あるいは再生過程にある組織モデル、癌をはじめとする病巣の組織モデル、あるいは人工的に形質を転換した細胞から構成される組織モデルなどの形態を創出することができる。特に、医薬品、生理活性物質、化粧品あるいは洗剤等の化学物質の生体に対する作用を外挿できる組織モデルの形態としては、生体に暴露あるいは投与された化学物質の移行経路の反映できる組織モデルの構築が重要となる。この視点からは、化学物質が最初に暴露される上皮細胞あるいは内皮細胞のみで構成される「組織シート(1種類細胞)」モデル、上皮細胞あるいは内皮細胞の次に化学物質に暴露される間充織細胞まで含めた上皮細胞と間充織細胞あるいは内皮細胞と間充織細胞の2種類の細胞で構成される「器官様プレート(2種類細胞)」モデル、さらに化学物質の移行に伴い暴露が進行する上皮細胞と間充織細胞と内皮細胞の3種類の細胞で構成される「器官様プレート(3種類細胞)」モデル等を例示することができる。このような組織モデルには、具体的には、化学物質の経皮吸収モデル、角膜透過性モデル、腸管等の消化管吸収モデル、肺等の気道吸収モデル、血管透過性モデル、肝代謝モデル、腎糸球体濾過排泄モデルをはじめ、化学物質の毒性評価に有用な皮膚、角膜、口腔粘膜、神経、肝臓、腎臓など各器官の成熟組織モデルおよび化学物質の発生毒性の評価に有用な胚組織モデル、あるいは薬剤開発に有用な血管新生モデルや癌浸潤モデルなどが含まれる。   Although the form of the tissue model is not limited, for example, an epithelial tissue model that can be constructed by culturing capped epithelial cells or glandular epithelial cells, a connective tissue model that can be constructed by culturing fibroblasts, adipocytes, etc., myoblasts Tissue model that can be constructed by culturing cells, cardiomyocytes, smooth muscle cells, etc., nerve tissue model that can be constructed by culturing nerve cells or glial cells, and other cells derived from two or more types of tissues Organ-like models that can be constructed by Here, the cells used are not limited to normal mature differentiated cells. Embryonic stem (ES) cells, somatic stem cells, induced pluripotent stems (iPS) ) Undifferentiated cells such as cells, lesion-derived cells such as cancer cells, or transformed cells into which a foreign gene has been introduced. In this way, by selecting cells to be used as appropriate, not only normal tissue models but also tissue models that are in the process of development or regeneration, tissue models of lesions such as cancer, or artificially transformed cells Forms such as structured organizational models can be created. In particular, as a tissue model that can extrapolate the action of chemical substances such as pharmaceuticals, physiologically active substances, cosmetics or detergents on the living body, it is possible to construct a tissue model that can reflect the migration path of chemical substances exposed to or administered to the living body. It becomes important. From this point of view, the “tissue sheet (one type of cell)” model composed of only epithelial cells or endothelial cells to which chemical substances are first exposed, and the interval between epithelial cells or endothelial cells that are exposed to chemical substances. An “organ-like plate (two types of cells)” model composed of two types of cells, epithelial cells including mesenchymal cells and mesenchymal cells or endothelial cells and mesenchymal cells. An “organ-like plate (three types of cells)” model composed of three types of cells, ie, epithelial cells, mesenchymal cells, and endothelial cells, can be exemplified. Specifically, such tissue models include chemical transdermal absorption models, corneal permeability models, intestinal and other gastrointestinal absorption models, lung and other airway absorption models, vascular permeability models, liver metabolism models, Including renal glomerular filtration and excretion model, mature tissue model of various organs such as skin, cornea, oral mucosa, nerve, liver, kidney, etc. useful for chemical toxicity evaluation and embryonic tissue model useful for chemical development toxicity evaluation Or an angiogenesis model or a cancer invasion model useful for drug development.

組織モデルの検定方法は具体的に限定されないが、例えば、チャンバー内に化学物質を直接添加する方法や、ビトリゲル膜の透過性を利用して化学物質を細胞に作用させる方法などを例示することができる。   The tissue model test method is not specifically limited. For example, a method of directly adding a chemical substance into the chamber or a method of causing a chemical substance to act on cells using the permeability of a vitrigel membrane may be exemplified. it can.

次に、本発明の細胞培養キットについて説明する。   Next, the cell culture kit of the present invention will be described.

本発明の細胞培養キットは、筒状のチャンバー本体と、ビトリゲル膜乾燥体と、支持体とを含む。筒状のチャンバー本体、ビトリゲル膜乾燥体および支持体については、図1に例示した形態と同様であるため説明は省略する。   The cell culture kit of the present invention includes a cylindrical chamber body, a dried vitrigel membrane, and a support. The cylindrical chamber body, the dried vitrigel membrane and the support are the same as those illustrated in FIG.

図1に例示したように、チャンバー本体は、対向する両端面が開放された開放端面を有し、この開放端面のうちの一方には、ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側が当接した状態で固定されている。一方、支持体は、ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に配設されるものであるが、ビトリゲル膜乾燥体とは別体とされている。   As illustrated in FIG. 1, the chamber body has an open end face where both opposite end faces are open, and one of the open end faces is in contact with one face side of the dried vitrigel membrane. It is fixed. On the other hand, the support is disposed on the other side of the dried vitrigel membrane, but is separate from the dried vitrigel membrane.

本発明の細胞培養キットによれば、例えば、実験者が細胞培養チャンバーによって細胞を培養する際に、ビトリゲル膜乾燥体をビトリゲル膜に変換し、このビトリゲル膜に適宜支持体を取り付けた後、ビトリゲル膜上で細胞を培養することができる。   According to the cell culture kit of the present invention, for example, when an experimenter cultures cells in a cell culture chamber, the dried vitrigel membrane is converted into a vitrigel membrane, and a support is appropriately attached to the vitrigel membrane. Cells can be cultured on the membrane.

次に、本発明の細胞培養チャンバーに使用されるビトリゲル膜乾燥体の作製方法およびビトリゲル膜乾燥体をチャンバー本体に配設する方法について説明する。   Next, a method for producing a dried vitrigel membrane used in the cell culture chamber of the present invention and a method for disposing the dried vitrigel membrane in the chamber body will be described.

ビトリゲル膜乾燥体は、特許文献5に記載の方法に準じて作製することができる。また、ビトリゲル膜乾燥体をチャンバー本体に配設する方法については、特許文献6に記載の方法に準じて行うことができる。   The dried vitrigel membrane can be produced according to the method described in Patent Document 5. Moreover, about the method of arrange | positioning a vitrigel membrane dry body in a chamber main body, it can carry out according to the method of patent document 6. FIG.

以下、本発明の細胞培養チャンバーに使用されるビトリゲル膜乾燥体およびビトリゲル膜乾燥体の固定方法などの一実施形態について詳しく説明する。   Hereinafter, one embodiment of the dried vitrigel membrane used in the cell culture chamber of the present invention and the method for fixing the dried vitrigel membrane will be described in detail.

本発明の細胞培養チャンバーに使用されるビトリゲル膜乾燥体は、例えば、以下の工程(1)〜(5)を経ることによって作製することができる。
(1)基板上にビトリゲル膜乾燥体が剥離可能なフィルムを敷き、このフィルム上に配置した壁面鋳型内部にハイドロゲルを形成し、ハイドロゲル内の自由水の一部を基板と壁面鋳型の間隙から流出させる工程、
(2)壁面鋳型を基板上から除去する工程、
(3)ハイドロゲルを乾燥させて残留する自由水を除去し、ガラス化したハイドロゲル乾燥体を作製する工程、
(4)ハイドロゲル乾燥体を再水和してビトリゲル膜を作製する工程、
(5)ビトリゲル膜を再乾燥させて自由水を除去し、ガラス化したビトリゲル膜乾燥体を作製する工程、
ここで、「ハイドロゲル」とは、高分子が化学結合によって網目状構造をとり、その網目に多量の水を保有した物質を指し、より具体的には、天然物由来の高分子や合成高分子の人工素材に架橋を導入してゲル化させたものをいう。
The dried vitrigel membrane used in the cell culture chamber of the present invention can be produced, for example, by going through the following steps (1) to (5).
(1) A film on which a dried vitrigel membrane can be peeled is laid on a substrate, a hydrogel is formed inside a wall mold placed on the film, and a part of free water in the hydrogel is removed between the substrate and the wall mold. Draining from the process,
(2) removing the wall surface mold from the substrate;
(3) Drying the hydrogel to remove residual free water and producing a vitrified hydrogel dried body,
(4) A step of rehydrating the dried hydrogel to produce a vitrigel membrane,
(5) A step of re-drying the vitrigel membrane to remove free water and producing a vitrified dried vitrigel membrane,
Here, “hydrogel” refers to a substance in which a polymer has a network structure formed by chemical bonds, and a large amount of water is retained in the network. This refers to a gel made by introducing cross-links into a molecular artificial material.

また、「ハイドロゲル乾燥体」とは、ハイドロゲルから自由水を除去してガラス化させたものをいう。さらに、「ビトリゲル膜」とは、このハイドロゲル乾燥体を再水和させたものをいう。なお、上記の通り、「ガラス化(vitrification)の工程を経て作製できる新しい安定状態のゲル」は、本発明者によって「ビトリゲル(vitrigel)」と命名されている。そして、「ビトリゲル膜乾燥体」とは、このビトリゲルを再びガラス化したものをいう。ビトリゲル膜乾燥体は、必要なときに再水和することで、ビトリゲル膜に変換することができる。   Further, the “hydrogel dried product” refers to a product obtained by removing free water from a hydrogel and vitrifying it. Furthermore, the “vitrigel membrane” refers to a rehydrated body of this hydrogel. As described above, the “new stable gel that can be produced through the vitrification process” is named “vitrigel” by the present inventor. The “dried vitrigel membrane” refers to a vitrigel obtained by vitrification again. The dried vitrigel membrane can be converted to a vitrigel membrane by rehydration when necessary.

以下、各工程について説明する。   Hereinafter, each step will be described.

工程(1):基板上にビトリゲル膜乾燥体が剥離可能なフィルムを敷き、このフィルム上に壁面鋳型を配置する。そして、この壁面鋳型内部にゾルを注入してゲル化した後、ハイドロゲル内の自由水の一部を基板と壁面鋳型の間隙から流出させる。   Step (1): A film on which a dried vitrigel membrane can be peeled is laid on a substrate, and a wall surface mold is placed on the film. And after inject | pouring sol into this wall surface mold and gelatinizing, a part of free water in hydrogel flows out from the space | interval of a board | substrate and a wall surface mold.

基板と壁面鋳型は、70%エタノールあるいはオートクレーブ等による滅菌に耐えられる材料を適宜使用することができる。具体的には、ポリスチレンやアクリル等のプラスチック、ガラス、あるいはステンレス等を例示することができる。   For the substrate and the wall surface mold, a material that can withstand sterilization by 70% ethanol or autoclave can be used as appropriate. Specific examples include plastics such as polystyrene and acrylic, glass, stainless steel, and the like.

ビトリゲル膜乾燥体が剥離可能なフィルムとしては、パラフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)、シリコン、サランラップ(登録商標)、ビニール等の非吸水性フィルムを例示することができ、特にパラフィルムが好ましい。パラフィルムは、パラフィンを原料とした熱可塑性フィルムであり、伸縮性・粘着性をもち、気密性、防水性にも優れているという特徴がある。以下、単に「フィルム」と記載する。   Non-water-absorbing films such as parafilm, polyethylene, polypropylene, Teflon (registered trademark), silicon, saran wrap (registered trademark), vinyl, etc. can be exemplified as the film from which the dried vitrigel membrane can be peeled. Is preferred. Parafilm is a thermoplastic film that uses paraffin as a raw material, and has the characteristics that it has stretchability and adhesiveness, and is excellent in airtightness and waterproofness. Hereinafter, it is simply referred to as “film”.

壁面鋳型は、例えば、上面、底面を有していない筒状の枠体とすることができ、壁面鋳型の形状は、所望のビトリゲル膜の形状と同形状に設計することができる。具体的には、例えば、円形のビトリゲル膜を作製する場合には、壁面(枠)が環状のもの(円筒状)を使用することができる。また、矩形のビトリゲル膜を作製する場合には、壁面(枠)が矩形状のもの(角筒状)とすることができる。   The wall surface mold can be, for example, a cylindrical frame that does not have an upper surface and a bottom surface, and the shape of the wall surface mold can be designed to be the same as the shape of the desired vitrigel film. Specifically, for example, when a circular vitrigel film is produced, a wall surface (frame) having an annular shape (cylindrical shape) can be used. Moreover, when producing a rectangular vitrigel film | membrane, a wall surface (frame) can be made into a rectangular shape (square cylinder shape).

そして、基板上に敷かれたフィルム上に壁面鋳型を配置する。このとき、フィルムが敷かれている領域は壁面鋳型の断面より大きく、フィルムと壁面鋳型の底面とが当接状態となるが、物理的には、フィルムと壁面鋳型の表面の凹凸により自由水を流出させることができる程度のわずかな間隙が形成されることになる。なお、所望の数のビトリゲル膜に応じて、フィルム上に壁面鋳型を複数配置することができる。   Then, a wall surface mold is placed on the film laid on the substrate. At this time, the area where the film is laid is larger than the cross section of the wall mold, and the film and the bottom surface of the wall mold are in contact with each other. A slight gap is formed so that it can flow out. Depending on the desired number of vitrigel films, a plurality of wall surface molds can be arranged on the film.

ハイドロゲルの作製に用いられる原料としての天然物由来高分子は、例えば、コラーゲン(I型、II型、III型、V型、XI型など)、マウスEHS腫瘍抽出物(IV型コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカンなどを含む)より再構成された基底膜成分(商品名:マトリゲル)、ゼラチン、寒天、アガロース、フィブリン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、プロテオグリカンなどを例示することができる。それぞれのゲル化に至適な塩等の成分、その濃度、pHなどを選択しハイドロゲルを作製することが可能である。原料を組み合わせることで、様々な生体内組織を模倣したビトリゲル膜を得ることができる。   Examples of the natural product-derived polymer used as a raw material for producing hydrogel include collagen (type I, type II, type III, type V, type XI, etc.), mouse EHS tumor extract (type IV collagen, laminin, Examples include basement membrane components (trade name: Matrigel) reconstituted from heparan sulfate proteoglycans, etc., gelatin, agar, agarose, fibrin, glycosaminoglycan, hyaluronic acid, proteoglycan and the like. It is possible to prepare a hydrogel by selecting components such as salt, concentration, pH and the like that are optimal for each gelation. By combining the raw materials, it is possible to obtain a vitrigel membrane that imitates various in vivo tissues.

また、ハイドロゲルの作製に用いられる合成高分子としては、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレンオキシド、poly(II-hydroxyethylmethacrylate)/polycaprolactoneなどが挙げられる。また、これらの高分子を2種以上用いてハイドロゲルを作製することも可能である。ハイドロゲルの量は、作製するビトリゲル膜の厚さを考慮して調節することができる。   In addition, examples of the synthetic polymer used for producing the hydrogel include polyacrylamide, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, polyethylene oxide, poly (II-hydroxyethylmethacrylate) / polycaprolactone, and the like. It is also possible to produce a hydrogel using two or more of these polymers. The amount of hydrogel can be adjusted in consideration of the thickness of the vitrigel film to be produced.

なかでも、ハイドロゲルの原料はコラーゲンが好ましく、コラーゲンゲルを用いる場合には、コラーゲンゾルを、基板上に配置された壁面鋳型に注入し、インキュベーターでゲル化させたものを使用することができる。   Among these, collagen is preferable as the raw material for the hydrogel. When collagen gel is used, collagen sol can be injected into a wall surface mold placed on a substrate and gelled by an incubator.

コラーゲンゾルを使用する場合を例に説明すると、コラーゲンゾルは、至適な塩濃度を有するものとして、生理食塩水、PBS(Phosphate Buffered Saline)、HBSS(Hank's Balanced Salt Solution)、基礎培養液、無血清培養液あるいは血清含有培養液などで調製することができる。また、コラーゲンのゲル化の際の溶液のpHは、6から8程度が好ましい。   The case where collagen sol is used will be described as an example. Collagen sol is considered to have an optimal salt concentration, including physiological saline, PBS (Phosphate Buffered Saline), HBSS (Hank's Balanced Salt Solution), basic culture solution, It can be prepared with a serum culture solution or a serum-containing culture solution. In addition, the pH of the solution during collagen gelation is preferably about 6 to 8.

ここで、コラーゲンゾルの調製は4℃で行うのが望ましい。その後、ゲル化する際の保温は、用いるコラーゲンの動物種に依存したコラーゲンの変性温度より低い温度でなければならないが、一般的には37℃以下の温度で数分から数十分でゲル化できる温度に保温して行うことができる。   Here, it is desirable to prepare the collagen sol at 4 ° C. Thereafter, the heat retention during gelation should be lower than the collagen denaturation temperature depending on the animal species of the collagen to be used, but generally it can be gelled at a temperature of 37 ° C. or less for several minutes to several tens of minutes. It can be carried out while keeping the temperature.

また、コラーゲンゾルはコラーゲンの濃度が0.2%以下になると希薄すぎてゲル化が弱く、0.3%以上になると濃厚すぎて均一化が困難になる。したがって、コラーゲンゾルのコラーゲンの濃度は0.2〜0.3%が好ましく、より好ましくは0.25%程度である。   Collagen sol is too dilute when the collagen concentration is 0.2% or less and weakly gelled, and when it is 0.3% or more, it is too thick and difficult to homogenize. Therefore, the collagen concentration in the collagen sol is preferably 0.2 to 0.3%, more preferably about 0.25%.

このように調整されたコラーゲンゾルを壁面鋳型内部に注入する。前記濃度のコラーゲンゾルは粘性を有しているため、コラーゲンゾルを壁面鋳型内部に注入して迅速に保温すれば、コラーゲンゾルは基板と壁面鋳型との間隙から流出することなく数分以内にゲル化することができる。   The collagen sol thus adjusted is injected into the wall surface mold. Since the collagen sol having the above-mentioned concentration has viscosity, if the collagen sol is injected into the wall mold and kept warm quickly, the collagen sol does not flow out of the gap between the substrate and the wall mold within a few minutes. Can be

そして、形成されたコラーゲンゲルは基板と壁面鋳型に密着するが、所定の時間放置することで、時間の経過とともに、コラーゲンゲル内の自由水の一部が基板と壁面鋳型の間隙から壁面鋳型の外側へ流出する。ここで、壁面鋳型を上下等に僅かに動かすことで、ゲルと壁面鋳型間の接着が解除されて僅かな間隙が生じるので、自由水の流出を促進することができる。   The formed collagen gel adheres closely to the substrate and the wall mold, but by leaving it for a predetermined time, as time passes, a part of the free water in the collagen gel passes through the gap between the substrate and the wall mold. It flows out to the outside. Here, by slightly moving the wall surface mold up and down or the like, the adhesion between the gel and the wall surface mold is released and a slight gap is generated, so that the free water can be promoted.

工程(2):壁面鋳型を基板上から除去する。   Step (2): The wall surface mold is removed from the substrate.

基板に敷いたフィルム上にハイドロゲルを残して、壁面鋳型を取り除く。ハイドロゲルは、自由水が流出しているため、フィルム上で変形等することなく、壁面鋳型に保持された形状を維持することができる。   The wall mold is removed leaving the hydrogel on the film laid on the substrate. In the hydrogel, since the free water flows out, the shape held by the wall surface mold can be maintained without being deformed on the film.

工程(3):ハイドロゲルを乾燥させて残留する自由水を除去し、ガラス化したハイドロゲル乾燥体を作製する。   Step (3): The hydrogel is dried to remove residual free water, and a vitrified hydrogel dried body is produced.

乾燥により、完全にハイドロゲル内の自由水を除去しガラス化する。このガラス化工程の期間を長くするほど、再水和した際には透明度、強度に優れたビトリゲル膜を得ることができる。なお、必要に応じて短期間のガラス化後に再水和して得たビトリゲル膜をPBS等で洗浄し、再度ガラス化することもできる。   By drying, the free water in the hydrogel is completely removed and vitrified. The longer the period of this vitrification step is, the more vitrigel film excellent in transparency and strength can be obtained when rehydrated. If necessary, the vitrigel film obtained by rehydration after vitrification for a short period of time can be washed with PBS or the like and then vitrified again.

乾燥方法としては、例えば、風乾、密閉容器内で乾燥(容器内の空気を循環させ、常に乾燥空気を供給する)、シリカゲルを置いた環境下で乾燥する等、種々の方法を用いることができる。例えば、風乾の方法としては、10℃40%湿度で無菌に保たれたインキュベーターで2日間乾燥させる、もしくは無菌状態のクリーンベンチ内で一昼夜、室温で乾燥する等の方法を例示することができる。   As a drying method, for example, various methods such as air drying, drying in a sealed container (circulating air in the container and always supplying dry air), drying in an environment where silica gel is placed, and the like can be used. . For example, examples of the air drying method include a method of drying in an incubator kept sterile at 10 ° C. and 40% humidity for 2 days, or a method of drying at room temperature all day and night in a sterile clean bench.

工程(4):ハイドロゲル乾燥体を再水和してビトリゲル膜を作製する。   Step (4): A dried hydrogel is rehydrated to produce a vitrigel membrane.

ハイドロゲル乾燥体をPBSや使用する培養液などで再水和することでビトリゲル膜を作製することができる。ここで、再水和する液体には、生理活性物質などの各種の成分が含まれていてもよく、例えば、生理活性物質としては、抗生物質をはじめとする各種医薬品、細胞増殖因子、分化誘導因子、細胞接着因子、抗体、酵素、サイトカイン、ホルモン、レクチン、またはゲル化しない細胞外マトリックス成分としてファイブロネクチン、ビトロネクチン、エンタクチン、オステオポエチン等が挙げられる。また、これらを複数種含有させることも可能である。   A vitrigel membrane can be prepared by rehydrating the dried hydrogel with PBS or a culture medium to be used. Here, the liquid to be rehydrated may contain various components such as a physiologically active substance. Examples of the physiologically active substance include various pharmaceuticals including antibiotics, cell growth factors, and differentiation induction. Examples of factors such as factors, cell adhesion factors, antibodies, enzymes, cytokines, hormones, lectins, or extracellular matrix components that do not gel include fibronectin, vitronectin, entactin, and osteopoietin. It is also possible to contain a plurality of these.

工程(5):ビトリゲル膜を再乾燥させて自由水を除去し、ガラス化したビトリゲル膜乾燥体を作製する。   Step (5): The vitrigel membrane is re-dried to remove free water to produce a vitrified dried vitrigel membrane.

乾燥方法は、工程(3)と同様に、風乾、密閉容器内で乾燥(容器内の空気を循環させ、常に乾燥空気を供給する)、シリカゲルを置いた環境下で乾燥する等、種々の方法を用いることができる。   As in the step (3), there are various drying methods such as air drying, drying in a sealed container (circulating air in the container and always supplying dry air), drying in an environment where silica gel is placed, and the like. Can be used.

ビトリゲル膜を再乾燥させることで、ガラス化したビトリゲル膜乾燥体を作製することができる。このビトリゲル膜乾燥体は、必要な時に再水和することで、再度ビトリゲル膜に変換することができる。   By re-drying the vitrigel membrane, a vitrified dried vitrigel membrane can be produced. This dried vitrigel membrane can be converted again to a vitrigel membrane by rehydration when necessary.

このビトリゲル膜乾燥体は、剥離可能なフィルムと重層化しているため、ビトリゲル膜乾燥体はフィルムとともに自由に取り扱うことができるとともに、ガラス化したビトリゲル膜乾燥体を任意の形に切断加工することが可能である。   Since this dried vitrigel membrane is layered with a peelable film, the dried vitrigel membrane can be handled freely with the film, and the vitrified dried vitrigel membrane can be cut into any shape. Is possible.

なお、「ハイドロゲル乾燥体」と「ビトリゲル膜乾燥体」に含まれる成分は必ずしも同じではない。「ハイドロゲル乾燥体」は、ハイドロゲルの成分を含んでいるが、「ビトリゲル膜乾燥体」は、ハイドロゲル乾燥体を再水和した際の水溶液で平衡化されたビトリゲル膜に残存する成分を含んでいる。   The components contained in the “hydrogel dried product” and the “vitrigel membrane dried product” are not necessarily the same. “Hydrogel dried product” contains components of hydrogel, but “Vitrigel membrane dried product” contains components remaining in the vitrigel membrane equilibrated with an aqueous solution when the hydrogel dried product is rehydrated. Contains.

また、工程(5)のビトリゲル膜乾燥体を再水和することで得られるビトリゲル膜は、工程(4)で得られるビトリゲル膜と比較して、ガラス化の期間が長いため、強度および透明性に優れている。   Moreover, since the vitrigel membrane obtained by rehydrating the dried vitrigel membrane in the step (5) has a longer vitrification period than the vitrigel membrane obtained in the step (4), the strength and transparency. Is excellent.

さらに、ガラス化の期間は「ハイドロゲル乾燥体」の状態で長くすることも可能であるが、「ハイドロゲル乾燥体」はハイドロゲル作製時の成分が全て共存している状態であり、ハイドロゲル乾燥体を維持し続ける際あるいはビトリゲル膜を利用する際には不必要となる成分も混在している。一方、「ハイドロゲル乾燥体」を再水和して不必要な混在成分を除去した後のビトリゲル膜については、その乾燥体においても不必要な成分は除去されている。したがって、ガラス化の期間を長く維持する必要がある時は、このビトリゲル膜乾燥体の状態で維持し続けることが好ましく、ビトリゲル膜乾燥体を再水和して得られるビトリゲル膜には不必要な成分が混在しない点で優れている。   Furthermore, the period of vitrification can be prolonged in the state of “hydrogel dry body”, but “hydrogel dry body” is a state in which all components at the time of hydrogel preparation coexist. When maintaining a dry body or when using a vitrigel membrane, unnecessary components are also mixed. On the other hand, with respect to the vitrigel membrane after the “hydrogel dried product” is rehydrated to remove unnecessary mixed components, unnecessary components are also removed from the dried product. Therefore, when it is necessary to maintain the vitrification period for a long time, it is preferable to keep the dried vitrigel membrane in this state, which is unnecessary for the vitrigel membrane obtained by rehydrating the dried vitrigel membrane. It is excellent in that no components are mixed.

さらに、ビトリゲル膜乾燥体は、例えば、ゲル化する前のゾル溶液に、含有させたい生理活性物質を混合し、その後、ゲル化・ガラス化等のビトリゲル膜の作製工程を経て作製することもできる。生理活性物質を含有するビトリゲル膜乾燥体は、細胞の接着・増殖・分化などに必要な因子をビトリゲル膜側から供給することができるので、より良い培養環境を実現することができる。また、含有させた生理活性物質の細胞に対する影響を調べる試験を行うのに非常に有用である。また、生理活性物質を含んだビトリゲル膜は、体内へ移植することで薬物送達システムとしても機能し得る(非特許文献2)。さらに、ビトリゲル膜は、分子量の大きな生理活性物質を透過することが可能であり、それにより、このビトリゲル膜の異なる2つの面に播種された各々の細胞の間での生理活性物質を介した相互作用の試験・研究に大きく貢献できる(非特許文献2)。   Furthermore, the dried vitrigel membrane can be prepared, for example, by mixing a physiologically active substance to be contained in a sol solution before gelation and then producing a vitrigel membrane such as gelation or vitrification. . Since the dried vitrigel membrane containing a physiologically active substance can supply factors necessary for cell adhesion, proliferation, differentiation and the like from the vitrigel membrane side, a better culture environment can be realized. Moreover, it is very useful for conducting a test for examining the effect of the contained physiologically active substance on cells. A vitrigel membrane containing a physiologically active substance can also function as a drug delivery system by being implanted into the body (Non-patent Document 2). Furthermore, the vitrigel membrane can permeate a bioactive substance having a large molecular weight, thereby allowing mutual interaction between each cell seeded on two different surfaces of the vitrigel membrane via the bioactive substance. Can greatly contribute to testing and research of action (Non-patent Document 2).

以上の方法によれば、ビトリゲル膜乾燥体を培養シャーレに付着させることなく膜状態で取得することができる。また、このビトリゲル膜乾燥体は切断加工が容易であるため、本発明の細胞培養チャンバーに利用することが可能である。   According to the above method, the dried vitrigel membrane can be obtained in a membrane state without adhering to the culture dish. Moreover, since this dried vitrigel membrane is easy to cut, it can be used in the cell culture chamber of the present invention.

次に、本発明の細胞培養チャンバーの製造方法の一実施形態について説明する。   Next, an embodiment of the method for producing a cell culture chamber of the present invention will be described.

本発明の細胞培養チャンバーの製造方法は、以下の工程を含む。   The manufacturing method of the cell culture chamber of the present invention includes the following steps.

対向する開放端面が形成されている筒状のチャンバー本体の一方の開放端面に、ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側を当接させて固定し、前記開放端面を被覆する工程。   A step of covering and covering the open end surface by fixing one surface side of the dried vitrigel membrane to one open end surface of a cylindrical chamber main body on which the open end surfaces facing each other are formed.

前記ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に支持体を配設する工程。   A step of disposing a support on the other surface side of the dried vitrigel membrane;

具体的には、この細胞培養チャンバーの製造方法では、例えば、チャンバー本体の一方の開放端面に接着剤を塗布し、ビトリゲル膜乾燥体の一方の面を当接させ接着固定する。フィルムと重層化しているビトリゲル膜乾燥体を使用する場合には、ビトリゲル膜乾燥体側をチャンバー本体と接着した後、フィルムを剥がして取り除くことができる。接着剤は、接着性、細胞毒性を考慮して適宜選択することができ、具体的には、ウレタン系接着剤を好ましく例示することができる。例えば、ゴム系、シアンアクリレート系、アクリル系は、細胞毒性を示す場合があり、ホットメルト系は、ビトリゲル膜乾燥体を熱変性させる場合があるため好ましくない。また、その他、ビトリゲル膜乾燥体とチャンバー本体とを接着固定する方法としては、ビトリゲル膜乾燥体とチャンバー本体との間に両面テープを介在させて接着固定する方法や、ヒートシーラーや熱板、超音波、レーザーなどを用いてビトリゲル膜乾燥体とチャンバー本体とを熱溶着する方法などを例示することができる。   Specifically, in this method for manufacturing a cell culture chamber, for example, an adhesive is applied to one open end surface of the chamber body, and one surface of the dried vitrigel membrane is brought into contact and fixed. When using the dried vitrigel membrane layered with the film, the vitrigel membrane dried body side can be adhered to the chamber body, and then the film can be peeled off. The adhesive can be appropriately selected in consideration of adhesiveness and cytotoxicity. Specifically, a urethane adhesive can be preferably exemplified. For example, rubber-based, cyan acrylate-based, and acrylic-based materials may show cytotoxicity, and a hot-melt system is not preferable because the dried vitrigel membrane may be thermally denatured. In addition, as a method of bonding and fixing the dried vitrigel membrane and the chamber body, a method of bonding and fixing a double-sided tape between the dried vitrigel membrane and the chamber body, a heat sealer, a hot plate, Examples thereof include a method of thermally welding the dried vitrigel membrane and the chamber body using sound waves, lasers, and the like.

さらに、チャンバー本体の一方の端面に接着固定されたビトリゲル膜乾燥体は、チャンバー本体の端面と略同形状に切断加工することができる。フィルムと重層化しているビトリゲル膜乾燥体は、切断加工が容易であるため、チャンバー本体の開放端面からはみ出した余分な部分を切断することができる。この場合も、ビトリゲル膜乾燥体の切断加工後には、フィルムを剥がして取り除くことができる。これによって、チャンバー本体の開放端面にビトリゲル膜乾燥体を配設することができる。   Furthermore, the dried vitrigel membrane bonded and fixed to one end surface of the chamber body can be cut into substantially the same shape as the end surface of the chamber body. Since the dried vitrigel membrane layered with the film is easy to cut, an excess portion protruding from the open end surface of the chamber body can be cut. Also in this case, after cutting the dried vitrigel membrane, the film can be peeled off and removed. As a result, the dried vitrigel membrane can be disposed on the open end surface of the chamber body.

そして、ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側(図1における下面側)に支持体を配設する。   And a support body is arrange | positioned in the other surface side (lower surface side in FIG. 1) of the dried vitrigel membrane.

ビトリゲル膜乾燥体に支持体を配設する場合、例えば、チャンバー本体内に水溶液を供給してビトリゲル膜乾燥体を再水和させてビトリゲル膜とし、このビトリゲル膜と支持体とを当接させた後、乾燥させることで、ビトリゲル膜乾燥体に支持体を接着させることができる。また、これとは別に細胞培養チャンバーの製造方法として、先に支持体をビトリゲル膜乾燥体に接着させ、その後、チャンバー本体の一方の開放端面に接着剤を塗布し、支持体の接着したビトリゲル膜乾燥体の一方の面を当接させ接着固定することもできる。   When the support is disposed on the dried vitrigel membrane, for example, an aqueous solution is supplied into the chamber body to rehydrate the vitrigel membrane to form a vitrigel membrane, and the vitrigel membrane and the support are brought into contact with each other. Thereafter, by drying, the support can be bonded to the dried vitrigel membrane. In addition to this, as a method for producing a cell culture chamber, a support is first bonded to a dried vitrigel membrane, and then an adhesive is applied to one open end surface of the chamber body, and the support is bonded to the vitrigel membrane. One surface of the dry body can be brought into contact with and fixed by adhesion.

本発明の細胞培養チャンバーの形態や作製方法などは、上記の形態に限定されることはなく、例えば、特許文献5、6などの記載を考慮して適宜設計することができる。   The form and production method of the cell culture chamber of the present invention are not limited to the above forms, and can be appropriately designed in consideration of, for example, Patent Documents 5 and 6.

以下、本発明の細胞培養チャンバーおよび細胞培養チャンバーの製造方法、細胞培養方法について実施例とともにより詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the cell culture chamber, the method for producing the cell culture chamber, and the cell culture method of the present invention will be described in more detail together with examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>シリコン処理PET薄膜(Si-PET)の検討
(1)特許文献6に記載の方法に準じて、筒状のチャンバー本体の開放端面にビトリゲル膜乾燥体が配設され細胞培養チャンバーを作製した。
<Example 1> Examination of silicon-treated PET thin film (Si-PET) (1) According to the method described in Patent Document 6, a vitrigel membrane dry body is disposed on the open end surface of a cylindrical chamber body, and a cell culture chamber Was made.

さらに、同様の方法で作製された細胞培養チャンバーのチャンバー本体にPBSを供給して、10分間ビトリゲル膜乾燥体を再水和してビトリゲル膜に変換し、再水和に使用したPBSを除去した。シャーレの上に、シリコン(Si)処理面を上側に露出させたシリコン処理PET薄膜(Si-PET)を載置し、その上に、空気が入らないように細胞培養チャンバーを乗せてビトリゲル膜と当接させた。その後、クリーンベンチ内で一晩乾燥させてビトリゲル膜を乾燥させ、ビトリゲル膜乾燥体に、薄膜状の支持体(以下、支持薄膜と記載する)であるSi-PETが配設された、本発明の細胞培養チャンバーを作製した(図2)。
(2)次に、Si-PETを配設したことによる効果について検討した。具体的には、Si-PET(厚さ:25μm、50μm、75μm、100μm)を配設した細胞培養チャンバーのチャンバー本体内にPBS1.0mLを加え、12ウェルプレートに吊るした状態で経時的に弛みを検査した。また、比較として、支持薄膜を配設していない従来の細胞培養チャンバーの弛みも同様の条件で検査した。
Furthermore, PBS was supplied to the chamber body of the cell culture chamber prepared by the same method, and the dried vitrigel membrane was rehydrated for 10 minutes to convert it to a vitrigel membrane, and the PBS used for rehydration was removed. . A silicon-treated PET thin film (Si-PET) with the silicon (Si) treated surface exposed on the petri dish is placed on the petri dish, and a cell culture chamber is placed on top of it to prevent air from entering the vitrigel membrane. Abutted. Thereafter, the Vitrigel membrane is dried in a clean bench overnight to dry the Vitrigel membrane, and Si-PET, which is a thin support (hereinafter referred to as a support thin film), is disposed on the dried Vitrigel membrane. A cell culture chamber was prepared (FIG. 2).
(2) Next, the effect of arranging Si-PET was examined. Specifically, PBS 1.0mL was added to the chamber body of a cell culture chamber with Si-PET (thickness: 25μm, 50μm, 75μm, 100μm), and slacked over time while suspended in a 12-well plate. Inspected. As a comparison, the slackness of a conventional cell culture chamber in which no supporting thin film was disposed was also examined under the same conditions.

結果を図3に示す。   The results are shown in FIG.

図3に示したように、支持薄膜を配設していない従来の細胞培養チャンバーの場合、時間の経過とともに、ビトリゲル膜が下方にやや弛んでいることが確認された(0.8mm(0日目)→1.0mm(7日目))。一方、Si-PETを配設した細胞培養チャンバーは、いずれの場合も弛みは観察されなかった。細胞培養チャンバーのビトリゲル膜を下方から支持する支持薄膜を配設することで、ビトリゲル膜の弛みが抑制されることが確認された。   As shown in FIG. 3, in the case of a conventional cell culture chamber without a supporting thin film, it was confirmed that the Vitrigel membrane was slightly loosened with time (0.8 mm (day 0). ) → 1.0mm (7th day)). On the other hand, in the cell culture chamber provided with Si-PET, no slack was observed in any case. It was confirmed that the loosening of the vitrigel membrane was suppressed by disposing a support thin film that supports the vitrigel membrane of the cell culture chamber from below.

<実施例2>その他の支持薄膜の検討
実施例1と同様の方法で、PET(厚さ75μm)、ポリエチレン(厚さ80μm)、ポリカーボネート(厚さ1000μm)、ポリスチレン(厚さ400μm)、PTFE(厚さ100μm、300μm、1000μm)、シリコンゴム(厚さ100μm、500μm、1000μm)を支持薄膜とした細胞培養チャンバーについて、ビトリゲル膜の弛みなどについて検討した。
<Example 2> Examination of other supporting thin films In the same manner as in Example 1, PET (thickness 75 μm), polyethylene (thickness 80 μm), polycarbonate (thickness 1000 μm), polystyrene (thickness 400 μm), PTFE ( Regarding cell culture chambers using 100 μm, 300 μm, and 1000 μm in thickness and silicon rubber (thickness of 100 μm, 500 μm, and 1000 μm) as supporting thin films, the loosening of the vitrigel membrane was examined.

結果を図4に示す。   The results are shown in FIG.

図4に示したように、PET(厚さ75μm)、ポリエチレン(厚さ80μm)、ポリカーボネート(厚さ1000μm)、ポリスチレン(厚さ400μm)、シリコンゴム(厚さ100μm、500μm、1000μm)については、ビトリゲル膜の弛みは観察されなかった。一方、PTFE(厚さ100μm、300μm、1000μm)については、時間の経過とともに、PTFEが剥がれてしまう場合があった。   As shown in FIG. 4, PET (thickness 75 μm), polyethylene (thickness 80 μm), polycarbonate (thickness 1000 μm), polystyrene (thickness 400 μm), silicon rubber (thickness 100 μm, 500 μm, 1000 μm) No loosening of the vitrigel membrane was observed. On the other hand, with respect to PTFE (thickness 100 μm, 300 μm, 1000 μm), the PTFE sometimes peeled off as time passed.

<実施例3>微粒子の分散についての検討
実施例1、2で作製した細胞培養チャンバーについて、12ウェルプレートに吊るした状態で、チャンバー本体内に、粒径が44〜105μmの球状セルロース微粒子(関東化学株式会社製:セルロファイン KANTO GH-25)を添加し、その分散の様子を観察した。
<Example 3> Study on dispersion of fine particles The cell culture chambers produced in Examples 1 and 2 are suspended in a 12-well plate, and spherical cellulose fine particles having a particle size of 44 to 105 μm (Kanto) Chemical Co., Ltd .: Cellulofine KANTO GH-25) was added, and the state of dispersion was observed.

結果を図5に示す。   The results are shown in FIG.

図5に示したように、支持薄膜を配設していない従来の細胞培養チャンバーの場合、下方に弛んだビトリゲル膜によって、球状セルロース微粒子がチャンバーの中央に集まってしまうことが確認された。したがって、細胞を培養する場合には中央に凝集塊が形成されてしまう恐れがあり、均一な細胞層を形成できない場合があることが分かる。   As shown in FIG. 5, in the case of a conventional cell culture chamber without a supporting thin film, it was confirmed that spherical cellulose fine particles gather at the center of the chamber due to the vitrigel membrane slackened downward. Therefore, it can be seen that when cells are cultured, an agglomerate may be formed at the center, and a uniform cell layer may not be formed.

一方、Si-PET(厚さ:25μm、50μm、75μm、100μm)、PET(厚さ75μm)、ポリエチレン(厚さ80μm)、ポリカーボネート(厚さ1000μm)、ポリスチレン(厚さ400μm)、PTFE(厚さ100μm、300μm、1000μm)、シリコンゴム(厚さ100μm、500μm、1000μm)については、ビトリゲル膜の弛みが抑制されているため、球状セルロース微粒子は、ビトリゲル膜上で均一に分散していることが確認された。   On the other hand, Si-PET (thickness: 25 μm, 50 μm, 75 μm, 100 μm), PET (thickness 75 μm), polyethylene (thickness 80 μm), polycarbonate (thickness 1000 μm), polystyrene (thickness 400 μm), PTFE (thickness) 100μm, 300μm, 1000μm) and silicon rubber (thickness 100μm, 500μm, 1000μm) are confirmed to be uniformly dispersed on the vitrigel membrane because the loosening of the vitrigel membrane is suppressed. It was done.

<実施例4>接触角の測定
細胞培養チャンバーの支持薄膜について接触角を測定した。具体的には、各支持薄膜を直径18mmに切り取り、その上にMQ水を50μL滴下し、横からその液滴を撮影して、接触角を測定した。
<Example 4> Measurement of contact angle The contact angle of the support thin film in the cell culture chamber was measured. Specifically, each supporting thin film was cut to a diameter of 18 mm, 50 μL of MQ water was dropped thereon, the droplet was photographed from the side, and the contact angle was measured.

その結果、Si-PET(厚さ25μm)は97°、Si-PET(厚さ50μm)は100°、Si-PET(厚さ75μm)は100°、Si-PET(厚さ100μm)は98°であった。   As a result, Si-PET (thickness 25 μm) is 97 °, Si-PET (thickness 50 μm) is 100 °, Si-PET (thickness 75 μm) is 100 °, and Si-PET (thickness 100 μm) is 98 °. Met.

さらに、PET(厚さ75μm)は78°、ポリエチレン(厚さ80μm)は91°、ポリカーボネート(厚さ1000μm)は78°、ポリスチレン(厚さ400μm)は80°、PTFE(厚さ100μm)は105°、PTFE(厚さ300μm)は98°、PTFE(厚さ1000μm)は110°、シリコンゴム(厚さ100μm)は99°、シリコンゴム(厚さ500μm)は102°、シリコンゴム(厚さ1000μm)は、100°であった。   Furthermore, PET (thickness 75 μm) is 78 °, polyethylene (thickness 80 μm) is 91 °, polycarbonate (thickness 1000 μm) is 78 °, polystyrene (thickness 400 μm) is 80 °, PTFE (thickness 100 μm) is 105 °, PTFE (thickness 300μm) 98 °, PTFE (thickness 1000μm) 110 °, silicone rubber (thickness 100μm) 99 °, silicone rubber (thickness 500μm) 102 °, silicone rubber (thickness 1000μm) ) Was 100 °.

<実施例5>引張り強度の測定
実施例1、2で作製した、本発明の細胞培養チャンバーについて、チャンバー本体をクリップで挟んだ状態で市販の引張り強度測定器(日本電産シンポ株式会社製:デジタルフォースゲージ FGPX-0.2)のフックに引っ掛け、支持薄膜を剥がすときの強度を測定した。細胞培養チャンバーについては、ビトリゲル膜乾燥体をPBSで再水和してビトリゲル膜に変換したもの(水和(+))、及び、再水和していないもの(水和(−))の両方を使用した。
<Example 5> Measurement of tensile strength About the cell culture chamber of the present invention prepared in Examples 1 and 2, a commercially available tensile strength measuring instrument (manufactured by Nidec Sympo Co., Ltd .: with the chamber body sandwiched between clips). The strength when peeling the supporting thin film was measured by hooking it on the hook of the digital force gauge FGPX-0.2). For cell culture chambers, both dried Vitrigel membranes were rehydrated with PBS and converted to Vitrigel membranes (hydrated (+)) and those that were not rehydrated (hydrated (-)) It was used.

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

表1に示したように、ポリカーボネート(厚さ1000μm)とポリスチレン(厚さ400μm)は引張り強度が高く、ビトリゲル膜と強く接着していることが確認された。支持薄膜は、細胞が接着した後に剥離させて取り外すため、ポリカーボネート(厚さ1000μm)とポリスチレン(厚さ400μm)については、支持薄膜を取り外す際に、ビトリゲル膜の損傷や伸びが生じないように留意する必要があると考えられる。   As shown in Table 1, it was confirmed that polycarbonate (thickness 1000 μm) and polystyrene (thickness 400 μm) had high tensile strength and were strongly adhered to the vitrigel film. Since the support thin film is peeled off after the cells adhere, the polycarbonate (thickness 1000 μm) and polystyrene (thickness 400 μm) are careful not to damage or stretch the vitrigel membrane when removing the support thin film. It is thought that it is necessary to do.

一方、それ以外の支持薄膜(Si-PET(厚さ:25μm、50μm、75μm、100μm)、PET(厚さ75μm)、ポリエチレン(厚さ80μm)、PTFE(厚さ100μm、300μm、1000μm)シリコンゴム(厚さ100μm、500μm、1000μm))については、引張り強度が高くなく、薄膜を容易に取り外すことができることが確認された。   On the other hand, other supporting thin films (Si-PET (thickness: 25 μm, 50 μm, 75 μm, 100 μm), PET (thickness 75 μm), polyethylene (thickness 80 μm), PTFE (thickness 100 μm, 300 μm, 1000 μm) silicon rubber (Thickness 100 μm, 500 μm, 1000 μm)), it was confirmed that the tensile strength was not high and the thin film could be easily removed.

<実施例6>細胞培養チャンバーを利用した細胞培養
実施例1で作製した、ビトリゲル膜乾燥体に支持薄膜としてのSi-PET(厚さ75μm)が配設された細胞培養チャンバーを、10cm dish内に置き、チャンバー本体内に培養液200μLを加え、細胞の播種直前までそのままの状態を維持した。
<Example 6> Cell culture using cell culture chamber The cell culture chamber in which Si-PET (thickness: 75 μm) as a support thin film prepared in Example 1 was placed in a 10 cm dish. And 200 μL of the culture solution was added to the chamber body, and the state was maintained until just before seeding of the cells.

そして、細胞の播種直前にチャンバー本体内の培養液を除去し、HepG2細胞を細胞密度5.0×104 cell/cm2で播種した(培養0日目)。これをCO2インキュベーター(37℃、5% CO2 / 95% 空気)内で静置培養した。 Then, immediately before the seeding of the cells, the culture medium in the chamber body was removed, and HepG2 cells were seeded at a cell density of 5.0 × 10 4 cells / cm 2 (culture day 0). This was cultured statically in a CO 2 incubator (37 ° C., 5% CO 2 /95% air).

次に、液相-液相界面培養または、液相-気相界面培養を開始するため、培養2日目に培養液またはPBSをチャンバー本体内またはSi-PET上に注ぎ、Si-PETを軽く動かしてSi-PETの除去を試みたところ、容易にSi-PETを剥離させることができた。   Next, in order to start liquid phase-liquid phase interface culture or liquid phase-gas phase interface culture, the culture solution or PBS is poured into the chamber body or on Si-PET on the second day of culture, and Si-PET is lightly added. When we tried to remove the Si-PET by moving it, the Si-PET could be peeled off easily.

培養2日目のHepG2細胞の様子を図6に示す。   The state of HepG2 cells on the second day of culture is shown in FIG.

顕微鏡観察したところ図6に示したように、HepG2細胞は凝集塊を形成することなく、ビトリゲル膜上で均一に分散して培養されていることが確認された。   Microscopic observation confirmed that HepG2 cells were uniformly dispersed and cultured on the Vitrigel membrane without forming aggregates, as shown in FIG.

1 細胞培養チャンバー
2 チャンバー本体
3 ビトリゲル膜乾燥体
4 支持体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell culture chamber 2 Chamber main body 3 Vitrigel membrane dry body 4 Support body

Claims (6)

筒状のチャンバー本体と、ビトリゲル膜乾燥体と、支持体とを備えた細胞培養チャンバーであって、
前記チャンバー本体には、対向する両端に開放端面が形成されており、このうちの一方の開放端面には、前記ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側が当接した状態で固定されており、かつ、このビトリゲル膜乾燥体の他方の面側には前記支持体が配設されていることを特徴とする細胞培養チャンバー。
A cell culture chamber comprising a cylindrical chamber body, a dried vitrigel membrane, and a support,
The chamber body has open end faces at opposite ends, and one of the open end faces is fixed in a state in which one surface side of the dried vitrigel membrane is in contact, and A cell culture chamber, wherein the support is disposed on the other surface side of the dried vitrigel membrane.
前記支持体は、プラスチック製の薄膜であることを特徴とする請求項1の細胞培養チャンバー。   The cell culture chamber according to claim 1, wherein the support is a plastic thin film. 前記支持体は、シリコン処理PET薄膜であることを特徴とする請求項1の細胞培養チャンバー。   The cell culture chamber according to claim 1, wherein the support is a silicon-treated PET thin film. 以下の工程:
対向する開放端面が両端に形成されている筒状のチャンバー本体の一方の開放端面に、ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側を当接させて固定し、前記開放端面を被覆する工程;および
前記ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に支持体を配設する工程
を含むことを特徴とする細胞培養チャンバーの製造方法。
The following steps:
A step of abutting and fixing one surface side of the dried vitrigel membrane to one open end surface of a cylindrical chamber body having opposite open end surfaces formed at both ends; and covering the open end surface; and A method for producing a cell culture chamber, comprising a step of disposing a support on the other surface side of the dried vitrigel membrane.
以下の工程:
請求項1から3のいずれかの細胞培養チャンバーの前記チャンバー本体内側に1種また2種以上の細胞を供給する工程;
前記ビトリゲル膜乾燥体が再水和されたビトリゲル膜が前記支持体に支持された状態において、前記ビトリゲル膜上で細胞を培養する工程;および
前記ビトリゲル膜から前記支持体を取り外す工程
を含むことを特徴とする細胞培養方法。
The following steps:
Supplying one or more types of cells into the inside of the chamber body of the cell culture chamber of any one of claims 1 to 3;
Culturing cells on the vitrigel membrane in a state where the vitrigel membrane obtained by rehydrating the dried vitrigel membrane is supported on the support; and removing the support from the vitrigel membrane. A cell culture method characterized.
筒状のチャンバー本体と、ビトリゲル膜乾燥体と、支持体とを含む細胞培養キットであって、
前記チャンバー本体は、対向する両端面が開放された開放端面を有し、この開放端面のうちの一方には、前記ビトリゲル膜乾燥体の一方の面側が当接した状態で固定されており、前記支持体は、前記ビトリゲル膜乾燥体の他方の面側に配設されるものであることを特徴とする細胞培養キット。
A cell culture kit comprising a cylindrical chamber body, a dried vitrigel membrane, and a support,
The chamber body has an open end face where both opposite end faces are open, and one of the open end faces is fixed in a state where one face side of the dried vitrigel membrane is in contact with the end face, A cell culture kit, wherein the support is disposed on the other surface side of the dried vitrigel membrane.
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