JP2017189164A - 細胞及び／又は細胞外マトリックス成分を含む組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】低濃度で、インクジェット等による吐出可能な低粘度を有し、吐出後には増粘して形状を保持することが可能であり、細胞への悪影響を極力抑えて、インクジェット等により細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を容易かつ効率的に形成することができる組成物を提供する。【解決手段】細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件１を満たす化合物（Ａ）を含む、組成物。条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。【選択図】なし
Description
本発明は、インクジェット、ディスペンサー等により細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を形成するために好適に用いられる組成物と、この組成物を用いた細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体に関する。
創薬支援、再生医療等の観点から、細胞を二次元又は三次元に積層して細胞含有構造体を形成する技術が必要とされている。
従来、細胞含有構造体を形成するための手法として、細胞含有ゲルをディスペンスする方法、細胞含有液をインクジェットで積層する方法などが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
従来、細胞含有構造体を形成するための手法として、細胞含有ゲルをディスペンスする方法、細胞含有液をインクジェットで積層する方法などが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
このようにして細胞含有構造体を形成するために用いられる細胞含有液や細胞含有ゲルには、
（１） 細胞の均一分散性
（２） 細胞非毒性
といった一般的な性能に加えて、
（３） インクジェットやディスペンサーで吐出可能な低粘性
（４） 吐出後は速やかに増粘又はゲル化する造形性
（５） 細胞接着性
といったインクジェットやディスペンサーによる吐出及び造形に特有の性能が求められる。
（１） 細胞の均一分散性
（２） 細胞非毒性
といった一般的な性能に加えて、
（３） インクジェットやディスペンサーで吐出可能な低粘性
（４） 吐出後は速やかに増粘又はゲル化する造形性
（５） 細胞接着性
といったインクジェットやディスペンサーによる吐出及び造形に特有の性能が求められる。
従来、インクジェット用の細胞含有液としては、細胞と、細胞接着性、造形性付与のための、イオン架橋等によりゾル−ゲル変化を起こすアルギン酸を含む溶液が用いられている。
しかし、従来提案されている細胞含有液では、造形性を得るためには、比較的高濃度で添加しないとゲル化が生じないため、細胞に対する様々な悪影響が出やすいといった課題があった。特に、アルギン酸と多価イオンによるイオン架橋を用いた場合には、細胞との接着性が十分でないため、細胞が増殖しにくくなったり、細胞死が起こるといった欠点が知られている。
また、一般的に知られるポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーも、液中のポリマー濃度を高くすることで、細胞含有液の粘性を高め、吐出後の造形性をある程度高めることはできる。しかし、ポリマー自体が細胞に対して親和性のないものであり、細胞含有液中に細胞以外の成分を高濃度で含有することは細胞への悪影響（細胞被毒、細胞増殖の抑制等）の問題があり好ましくない。しかも、ポリマー濃度を高めても、十分に満足し得る造形性は得られていない。
本発明は、細胞への悪影響を極力抑えて、インクジェット等により細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を容易かつ効率的に形成することができる組成物を提供することを課題とする。また、この組成物を用いた細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を提供することを課題とする。
本発明者は上記課題を鑑み鋭意検討を重ねた結果、インクジェット、ディスペンサー等による吐出時は吐出可能な低粘度を有し、吐出後には増粘して形状を保持することが可能な組成物を見出した。さらに本発明で見出された組成物は、極めて希薄な条件で上記の性能を達成できることから、細胞へ与える悪影響（細胞被毒、細胞増殖の抑制等）を抑えることが可能である。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
［１］ 細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件１を満たす化合物（Ａ）を含む、組成物。
条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。
条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。
［２］ 前記化合物（Ａ）が、細胞毒性を示さないものである、［１］に記載の組成物。
［３］ 前記粘度（β）が、２００ｍＰａ・ｓ以下である、［１］又は［２］に記載の組成物。
［４］ 前記粘度（β）が、１ｍＰａ・ｓ以上である、［１］〜［３］の何れかに記載の組成物。
［５］ 前記水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となる、［１］〜［４］の何れかに記載の組成物。
［６］ 前記化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上、３質量％以下である、［１］〜［５］の何れかに記載の組成物。
［７］ 前記化合物（Ａ）が、多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物である、［１］〜［６］の何れかに記載の組成物。
［８］ 前記化合物（Ａ）が、セルロース及び／又はセルロースを化学修飾することにより得られる化合物である、［７］に記載の組成物。
［９］ 細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件２を満たす化合物（Ａ）を含む、組成物。
条件２：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、化合物（Ａ）が、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。
条件２：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、化合物（Ａ）が、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。
［１０］ 前記化合物（Ａ）が、細胞毒性を示さないものである、［９］に記載の組成物。
［１１］ 前記水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となる、［９］又は［１０］に記載の組成物。
［１２］ 前記化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上、３質量％以下である、［９］〜［１１］の何れかに記載の組成物。
［１３］ 前記化合物（Ａ）が、多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物である、［９］〜［１２］の何れかに記載の組成物。
［１４］ 前記化合物（Ａ）が、セルロース及び／又はセルロースを化学修飾することにより得られる化合物である、［１３］に記載の組成物。
［１５］［１］〜［１４］の何れかに記載の組成物の、二次元又は三次元成型体である、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体。
本発明の組成物で用いる化合物（Ａ）は、０．２質量％という極めて希薄な水溶液又は水分散液（Ｂ）において、せん断応力がかかっていないときには高粘度であり、せん断応力がかかったときには低粘度となるチキソ性を有するものである。
このため、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分と共に、このような化合物（Ａ）を含有する本発明の組成物は、インクジェットやディスペンサー等による吐出の際にはせん断応力がかかることによって低粘度化するため問題無く吐出が可能であり、吐出後にはせん断応力が取り除かれることにより増粘又はゲル化するため、細胞を目的の位置に容易に固定することができる。
このため、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分と共に、このような化合物（Ａ）を含有する本発明の組成物は、インクジェットやディスペンサー等による吐出の際にはせん断応力がかかることによって低粘度化するため問題無く吐出が可能であり、吐出後にはせん断応力が取り除かれることにより増粘又はゲル化するため、細胞を目的の位置に容易に固定することができる。
しかも、上記のチキソ性を、化合物（Ａ）濃度０．０１〜３質量％というような、通常の細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有液の高分子濃度の１／５〜１／１０程度の希薄濃度で発揮することができるため、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体中の化合物（Ａ）濃度を下げ、細胞に対する悪影響を押えることができる。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本明細書において、化合物（Ａ）の水溶液又は水分散液の粘度、化合物（Ａ）の細胞毒性、数平均アスペクト比は、以下の方法により測定、評価された値である。
＜粘度の測定方法＞
ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製コーンプレート粘度計ＤＶ３Ｔを用い、スピンドルＣＰ−４０を装着して２５℃にて粘度測定を実施する。回転数を０．３、０．６、１．５、６．０（ｒｐｍ）の順に上げていき、各回転数において測定開始３分後の粘度の値を読み取る。スピンドルＣＰ−４０を用いた場合、上記回転数はそれぞれせん断速度２．２５、４．５、１１．２５、４５（１／ｓ）に相当する。
ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製コーンプレート粘度計ＤＶ３Ｔを用い、スピンドルＣＰ−４０を装着して２５℃にて粘度測定を実施する。回転数を０．３、０．６、１．５、６．０（ｒｐｍ）の順に上げていき、各回転数において測定開始３分後の粘度の値を読み取る。スピンドルＣＰ−４０を用いた場合、上記回転数はそれぞれせん断速度２．２５、４．５、１１．２５、４５（１／ｓ）に相当する。
＜細胞毒性の評価方法＞
培地として、１０％ウシ胎児血清（以下、ＦＢＳ）（Moregate Exports Pty Ltd.製）を含むＤＭＥＭ培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ'ｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ’ｓ ｍｅｄｉｕｍ）（サーモフィッシャーサイエンティフィック（株）製）を使用する。
滅菌チューブ等に、表１に示す各被験物質添加液中の化合物（Ａ）の目的濃度となるように、１．１０質量％の化合物（Ａ）を含む水溶液、５倍濃度のＤＭＥＭ（ＤＭＥＭ×５）、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５質量％炭酸水素ナトリウム水溶液より調製し、フタを閉めて２０回程度振ることで混ぜ合わせた後に、１０秒×３回ボルテックスミキサーで混合を行い、各被験物質添加液Ｎｏ．１〜４を得る。なお、超純水は滅菌済みのものを使用する。
上記各被験物質添加液Ｎｏ．１〜４を１０ｍＬ調製する際の、１．１０質量％の化合物（Ａ）含有水溶液、ＤＭＥＭ×５、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５質量％炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液の添加量は表１の通りとした。
培地として、１０％ウシ胎児血清（以下、ＦＢＳ）（Moregate Exports Pty Ltd.製）を含むＤＭＥＭ培地（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ'ｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅａｇｌｅ’ｓ ｍｅｄｉｕｍ）（サーモフィッシャーサイエンティフィック（株）製）を使用する。
滅菌チューブ等に、表１に示す各被験物質添加液中の化合物（Ａ）の目的濃度となるように、１．１０質量％の化合物（Ａ）を含む水溶液、５倍濃度のＤＭＥＭ（ＤＭＥＭ×５）、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５質量％炭酸水素ナトリウム水溶液より調製し、フタを閉めて２０回程度振ることで混ぜ合わせた後に、１０秒×３回ボルテックスミキサーで混合を行い、各被験物質添加液Ｎｏ．１〜４を得る。なお、超純水は滅菌済みのものを使用する。
上記各被験物質添加液Ｎｏ．１〜４を１０ｍＬ調製する際の、１．１０質量％の化合物（Ａ）含有水溶液、ＤＭＥＭ×５、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５質量％炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液の添加量は表１の通りとした。
陽性対照として、ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、和光純薬社製）の被験物質添加液中の濃度が１．０質量％となるように、ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)、５倍濃度のＤＭＥＭ（ＤＭＥＭ×５）、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５質量％炭酸水素ナトリウム水溶液より調製し、ピペッティングにより混合を行い、被験物質添加液Ｎｏ．５を得る。
上記被験物質添加液Ｎｏ．５を１０ｍＬ調製する際のポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)、ＤＭＥＭ×５、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５％炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液の添加量は表２の通りとし、混和後、０．２２μｍフィルター濾過により滅菌を行う。
上記被験物質添加液Ｎｏ．５を１０ｍＬ調製する際のポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)、ＤＭＥＭ×５、ＦＢＳ、超純水、２００ｍＭ Ｌ−グルタミン及び７．５％炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）水溶液の添加量は表２の通りとし、混和後、０．２２μｍフィルター濾過により滅菌を行う。
６ウェルプレートの各ウェルにＤＭＥＭ培地を２．０ｍＬずつ添加する。細胞としては、マウス由来繊維芽細胞Ｌ−９２９細胞を使用して、各ウェルに４×１０４ｃｅｌｌｓ／ウェルずつ細胞を播種する。
炭酸ガスインキュベーター（設定温度：３７℃，設定ＣＯ２濃度：５％）内で静置し、翌日、各ウェルの培地を除去し、各被験物質添加液Ｎｏ．１〜５を十分に混和後、各ウェルに２．０ｍＬずつ添加する。同様の炭酸ガスインキュベーター内で３日間静置培養する。培養期間終了後に各被験物質添加液を除去し、ＤＭＥＭ培地を２．０ｍＬずつ添加する。この時、細胞を添加しないウェルを１ウェル設け、ＤＭＥＭ培地２．０ｍＬ添加する（ブランクウェル）。
Ｃｅｌｌ Ｔｉｔｅｒ ９６（登録商標） ＡＱｕｅｏｕｓ Ｏｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ Ａｓｓay（ＭＴＳ）を全ウェルに添加し、プレートミキサーで撹拌する。炭酸ガスインキュベーター内で１〜４時間反応させ、各ウェルの吸光度（４９０ｎｍ）をマイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ Ａｕｓｔｒｉａ ＧｍｂＨ製）にて測定する。
炭酸ガスインキュベーター（設定温度：３７℃，設定ＣＯ２濃度：５％）内で静置し、翌日、各ウェルの培地を除去し、各被験物質添加液Ｎｏ．１〜５を十分に混和後、各ウェルに２．０ｍＬずつ添加する。同様の炭酸ガスインキュベーター内で３日間静置培養する。培養期間終了後に各被験物質添加液を除去し、ＤＭＥＭ培地を２．０ｍＬずつ添加する。この時、細胞を添加しないウェルを１ウェル設け、ＤＭＥＭ培地２．０ｍＬ添加する（ブランクウェル）。
Ｃｅｌｌ Ｔｉｔｅｒ ９６（登録商標） ＡＱｕｅｏｕｓ Ｏｎｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｃｅｌｌ Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ Ａｓｓay（ＭＴＳ）を全ウェルに添加し、プレートミキサーで撹拌する。炭酸ガスインキュベーター内で１〜４時間反応させ、各ウェルの吸光度（４９０ｎｍ）をマイクロプレートリーダー（ＴＥＣＡＮ Ａｕｓｔｒｉａ ＧｍｂＨ製）にて測定する。
各ウェルの吸光度からブランクウェルの吸光度（細胞を添加していないウェル）を引いた値を各ウェルの測定値とする。培地のみで３日間上記の方法で細胞を静置培養したものを陰性対照とした。陰性対照の測定値の平均値を細胞生存率１００%とし、ウェルごとに次式に従って細胞生存率を算出し、被験物質群の細胞生存率の平均値±標準偏差を算出する。
なお、試験はｎ＝５で行い、平均を取る。
細胞生存率が２０％以上である場合、細胞毒性がない材料と判断する。細胞毒性がない細胞生存率の範囲は、２０％以上、好ましくは２５％以上、更に好ましくは２８％以上である。
細胞生存率(％)＝(各ウェルの測定値)÷(コントロール群の測定値の平均値)×１００
なお、試験はｎ＝５で行い、平均を取る。
細胞生存率が２０％以上である場合、細胞毒性がない材料と判断する。細胞毒性がない細胞生存率の範囲は、２０％以上、好ましくは２５％以上、更に好ましくは２８％以上である。
細胞生存率(％)＝(各ウェルの測定値)÷(コントロール群の測定値の平均値)×１００
＜数平均アスペクト比の算出方法＞
化合物（Ａ）の最も短い短軸方向の長さ（Ｌａ）と、最も長い長軸方向の長さ（Ｌｂ）を少なくとも５０個以上測定し、アスペクト比（Ｌｂ／Ｌａ）を算出する。その後、得られたアスペクト比の数平均を取ることで、数平均アスペクト比を求めることができる。Ｌａ及びＬｂの値は、原子間力顕微鏡、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等による画像から求めることができる。
繊維状の化合物（Ａ）の具体的なＬａ及びＬｂの測定方法は以下の通りである。
化合物（Ａ）の最も短い短軸方向の長さ（Ｌａ）と、最も長い長軸方向の長さ（Ｌｂ）を少なくとも５０個以上測定し、アスペクト比（Ｌｂ／Ｌａ）を算出する。その後、得られたアスペクト比の数平均を取ることで、数平均アスペクト比を求めることができる。Ｌａ及びＬｂの値は、原子間力顕微鏡、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等による画像から求めることができる。
繊維状の化合物（Ａ）の具体的なＬａ及びＬｂの測定方法は以下の通りである。
＜Ｌａ（繊維径）及びＬｂ（繊維長）の測定方法＞
手法：原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）法（タッピングモード）
探針：未修飾のＳｉ製カンチレバー（ＮＣＨ）
環境：室温・大気中（湿度５０％程度）
装置：ブルカー社製Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩデ−タサンプリング数：５１２×５１２ポイント
ＡＦＭ像の種別：高さ像、位相像（繊維一つひとつを認識するため）
画像解析法：ＡＦＭ観察像から繊維をトレースして、繊維を一本ずつ抽出し、繊維一本の高さの最高値を繊維の太さとして計測した。この計測値を平均して数平均繊維径とした。
また、観察像から繊維長を計測し、この計測値を平均して数平均繊維長とした。
手法：原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）法（タッピングモード）
探針：未修飾のＳｉ製カンチレバー（ＮＣＨ）
環境：室温・大気中（湿度５０％程度）
装置：ブルカー社製Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩデ−タサンプリング数：５１２×５１２ポイント
ＡＦＭ像の種別：高さ像、位相像（繊維一つひとつを認識するため）
画像解析法：ＡＦＭ観察像から繊維をトレースして、繊維を一本ずつ抽出し、繊維一本の高さの最高値を繊維の太さとして計測した。この計測値を平均して数平均繊維径とした。
また、観察像から繊維長を計測し、この計測値を平均して数平均繊維長とした。
〔組成物〕
本発明の組成物は、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件１又は条件２を満たす化合物（Ａ）を含むことを特徴とする。
条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。
条件２：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、化合物（Ａ）が、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。
本発明の組成物は、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件１又は条件２を満たす化合物（Ａ）を含むことを特徴とする。
条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。
条件２：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、化合物（Ａ）が、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。
本発明の組成物は、チキソ性を有していることが特に好ましい。本発明の組成物におけるチキソ性とは、せん断等の応力がかかった際に粘度が低下する現象のことを指す。
［化合物（Ａ）］
まず、本発明の組成物に含まれる化合物（Ａ）について説明する。
まず、本発明の組成物に含まれる化合物（Ａ）について説明する。
＜条件１＞
化合物（Ａ）は、その含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であると、吐出時の高せん断応力下では低粘性で吐出安定性に優れる一方で、吐出後の非せん断応力下では増粘又はゲル化して造形性に優れたものとなる。この粘度比（α／β）は３．０以上であることが好ましく、４．０以上であることがより好ましい。粘度比（α／β）は大きい程好ましく、その上限には特に制限はないが、通常１００以下である。
化合物（Ａ）は、その含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であると、吐出時の高せん断応力下では低粘性で吐出安定性に優れる一方で、吐出後の非せん断応力下では増粘又はゲル化して造形性に優れたものとなる。この粘度比（α／β）は３．０以上であることが好ましく、４．０以上であることがより好ましい。粘度比（α／β）は大きい程好ましく、その上限には特に制限はないが、通常１００以下である。
化合物（Ａ）は非せん断応力下における造形性をより良好なものとする観点から、上記粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、２０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、３０ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、６０ｍＰａ・ｓ以上であることが更に好ましい。粘度（α）が上記下限以上であると、本発明の組成物を吐出した際に速やかに流動性を失い、細胞を所望の位置に容易に固定化し得る、優れた造形性を得ることができる。
化合物（Ａ）は、特に、その含有量が０．１５質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、上記の粘度比（α／β）と粘度（α）、更には以下の粘度（β）の好適条件を満たすことが好ましく、含有量が０．１０質量％である水溶液または水分散液（Ｂ）において上記の粘度比（α／β）と粘度（α）、更には以下の粘度（β）の好適条件を満たすことがさらに好ましい。
化合物（Ａ）は高せん断応力下における吐出安定性をより良好なものとする観点から、上記粘度（β）が２００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、５０ｍＰａ・ｓ以下であることが特に好ましい。高せん断応力下における吐出安定性の観点から、粘度（β）は小さい程好ましいが、吐出前後のインクの液だれの観点から、粘度（β）は１ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、２ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、５ｍＰａ・ｓ以上であることが特に好ましい。
＜条件２＞
化合物（Ａ）は、その含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、また、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものであると、吐出時の高せん断応力下では低粘性で吐出安定性に優れる一方で、吐出後の非せん断応力下では増粘又はゲル化して造形性に優れたものとなる。
化合物（Ａ）は、その含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、また、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものであると、吐出時の高せん断応力下では低粘性で吐出安定性に優れる一方で、吐出後の非せん断応力下では増粘又はゲル化して造形性に優れたものとなる。
化合物（Ａ）は非せん断応力下における造形性をより良好なものとする観点から、上記粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、２０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、３０ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、６０ｍＰａ・ｓ以上であることが更に好ましい。粘度（α）が上記下限以上であると、本発明の組成物を吐出した際に速やかに流動性を失い、細胞を所望の位置に容易に固定化し得る、優れた造形性を得ることができる。
条件１と同様、化合物（Ａ）は、特に、その含有量が０．１５質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、上記の粘度（α）の好適条件を満たすことが好ましく、その含有量が０．１０量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、上記の粘度（α）の好適条件を満たすことがさらに好ましい。
条件１と同様、化合物（Ａ）は、特に、その含有量が０．１５質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、上記の粘度（α）の好適条件を満たすことが好ましく、その含有量が０．１０量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、上記の粘度（α）の好適条件を満たすことがさらに好ましい。
また、条件２において、化合物（Ａ）は、数平均アスペクト比５．０以上、好ましくは１０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。数平均アスペクト比は大きい程好ましく、その上限には特に制限はない。化合物（Ａ）の数平均アスペクト比が上記下限以上であると、高せん断応力下及び非せん断応力下における粘度を好適範囲とすることが容易となり、本発明に好ましい粘度特性を得ることができる。
即ち、例えば、化合物（Ａ）が水分散性高分子の場合、引力相互作用は主に分子又は粒子の表面同士で作用することから、分子又は粒子が分散媒中で有する体積に対する表面積の大きい物質の方が有利である。言い換えれば、分子又は粒子の分散媒中でのアスペクト比が大きいものほど、少量で大きなチキソ性を示すことから、化合物（Ａ）の数平均アスペクト比は上記下限以上であることが好ましい。
なお、化合物（Ａ）がロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである場合、その数平均繊維径は、高せん断応力下における吐出安定性と非せん断応力下における造形性の両立の面から５０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、５００ｎｍ以下であることが特に好ましく、さらに好ましくは５０ｎｍ以下である。化合物（Ａ）の数平均繊維径の下限は、通常１ｎｍである。
また、化合物（Ａ）は高せん断応力下における吐出安定性をより良好なものとする観点から、上記粘度（β）が２００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、５０ｍＰａ・ｓ以下であることが特に好ましい。高せん断応力下における吐出安定性の観点から、粘度（β）は小さい程好ましいが、吐出前後のインクの液だれの観点から、粘度（β）は１ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、２ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましく、５ｍＰａ・ｓ以上であることが特に好ましい。
＜好適条件＞
化合物（Ａ）は、上記の条件１及び条件２の一方のみを満たすものであってもよいが、条件１と条件２とを共に満たすことが好ましい。
また、非せん断応力下での造形性の観点から、化合物（Ａ）はその０．２質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、ゲル状になることが好ましい。本明細書において、「ゲル状」とは、重力が及ぼされる環境で、５〜４５℃で２４時間、形状を保持できる状態を指す。このような形状を保持できる化合物（Ａ）であれば、いかなる形状および物質でも構わない。ゲル状であるかの確認は、例えば次の方法で確認することができる。
まず、ガラス基板上に１ｍＬの化合物（Ａ）の０．２質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を滴下して水滴を作製し、水が揮発しない条件（密閉容器中、高湿度下等）において所定の温度で所定の時間静置する。これを水平方向に４５°傾けた際に、液垂れが起こる場合にはゲル状ではく、液垂れが起こらない場合にはゲル状であると判断できる。５〜４５℃において、２４時間以内にゲル状となるものであることが好ましく、１時間以内にゲル状となるものであることがより好ましく、１分以内にゲル状となるものであることが更に好ましく、１０秒以内にゲル状となるものが特に好ましく、最も好ましくは、非せん断応力下で直ちに流動性を失いゲル状となることが好ましい。特に、化合物（Ａ）はその０．１５質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃で、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となるものであることが好ましく、１時間以内にゲル状となるものであることがより好ましく、１分以内にゲル状となるものであることが更に好ましく、１０秒以内にゲル状となるものが特に好ましく、最も好ましくは、非せん断応力下で直ちに流動性を失いゲル状となることが好ましい。また、化合物（Ａ）の含有量が０．１０質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）が上記のようにゲル状になることが更に好ましい。
化合物（Ａ）は、上記の条件１及び条件２の一方のみを満たすものであってもよいが、条件１と条件２とを共に満たすことが好ましい。
また、非せん断応力下での造形性の観点から、化合物（Ａ）はその０．２質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、ゲル状になることが好ましい。本明細書において、「ゲル状」とは、重力が及ぼされる環境で、５〜４５℃で２４時間、形状を保持できる状態を指す。このような形状を保持できる化合物（Ａ）であれば、いかなる形状および物質でも構わない。ゲル状であるかの確認は、例えば次の方法で確認することができる。
まず、ガラス基板上に１ｍＬの化合物（Ａ）の０．２質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を滴下して水滴を作製し、水が揮発しない条件（密閉容器中、高湿度下等）において所定の温度で所定の時間静置する。これを水平方向に４５°傾けた際に、液垂れが起こる場合にはゲル状ではく、液垂れが起こらない場合にはゲル状であると判断できる。５〜４５℃において、２４時間以内にゲル状となるものであることが好ましく、１時間以内にゲル状となるものであることがより好ましく、１分以内にゲル状となるものであることが更に好ましく、１０秒以内にゲル状となるものが特に好ましく、最も好ましくは、非せん断応力下で直ちに流動性を失いゲル状となることが好ましい。特に、化合物（Ａ）はその０．１５質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃で、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となるものであることが好ましく、１時間以内にゲル状となるものであることがより好ましく、１分以内にゲル状となるものであることが更に好ましく、１０秒以内にゲル状となるものが特に好ましく、最も好ましくは、非せん断応力下で直ちに流動性を失いゲル状となることが好ましい。また、化合物（Ａ）の含有量が０．１０質量％濃度の水溶液又は水分散液（Ｂ）が上記のようにゲル状になることが更に好ましい。
また、化合物（Ａ）は、前述の細胞毒性の評価において、細胞毒性を示さないものであることが好ましい。
＜化合物（Ａ）の種類＞
化合物（Ａ）は、上記の条件１及び／又は条件２を満たすものであれば特に限定されない。
化合物（Ａ）は、上記の条件１及び／又は条件２を満たすものであれば特に限定されない。
化合物（Ａ）は、その水溶液又は水分散液が、加えるせん断力が小さい場合には高粘度を示し、加えるせん断力が大きい場合には低粘度を示すものである。このような性質は一般にチキソ性、又は構造粘性などと呼ばれる。チキソ性の発現原理は必ずしも学術的に解明されているわけではないが、一般には溶質間、および分散質間に生じる引力相互作用により形成された弱いネットワーク構造によるものとされている。すなわち、形成されたネットワーク構造により高い粘性を示す液体にせん断力を加えると、ネットワーク構造が破壊され流動性を示すようになるが、せん断力を取り除くと再びネットワーク構造が形成され粘性が増大することによってチキソ性が発現すると考えられている。また、せん断力を加えない場合、ネットワーク構造の形成によりゲル化し、流動性を失う場合もある。
ネットワーク構造の発現にかかる引力相互作用としては、例えばπ−πスタッキング、水素結合、イオン結合、静電相互作用、疎水性相互作用、分子間力、ファンデルワールス力などが挙げられ、化合物（Ａ）は、これらの相互作用を強く示す官能基、例えば芳香族基、アルキル基、水酸基、アミド基、イオン性基などを有することが多い。
化合物（Ａ）としては、水溶性・水分散性高分子、高分子電解質、硬直巨大分子、巨大分子の集合体などが挙げられ、これらの中から条件１及び／又は条件２を満たすものを適宜選択して用いることができる。以下に、化合物（Ａ）を例示するが、水溶性・水分散性高分子であって、高分子電解質である化合物（Ａ）も存在し、これらは必ずしも明確に分類されるものではない。
<水溶性・水分散性高分子>
水溶性・水分散性高分子としては、親水性天然高分子や多糖類、合成高分子などが挙げられ、例えば、澱粉、変性澱粉、コーンスターチ、アルギン酸ナトリウム等のアルギン酸類、アラビアゴム、ゼラチン、カゼイン、デキストリン、ペクチン、キタンサンガム、カラギーナン、トラガントゴム、カチオン化グアガム、グアガム、ジェランガム、ポリイタコン酸、コラーゲン、ヒアルロナート、フィブリン、アガロース、キトサン、キチン、セルロース誘導体（メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルローススルフェート、シアノエチルセルロースなど）、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン系重合体（エチレン−無水マレイン酸共重合体など）、酢酸ビニル系共重合体（酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体など）、ポリアルキレンオキサイド（ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体など）、カルボキシル基又はスルホン酸基を有する重合体又はその塩又はそのエステル（ポリ（メタ）アクリル酸又はその塩（アンモニウム塩、ナトリウムなどのアルカリ金属塩）又はそのエステル、メタクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸−ポリビニルアルコール共重合体、（メタ）アクリル酸−無水マレイン酸共重合体など）、ビニルエーテル系重合体（ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテルなどのポリビニルエーテルアルキルエーテル、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体など）、スチレン系重合体（スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンブタジエンラテックスなど）、窒素原子含有重合体（ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどの４級アンモニウム塩、ポリジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート塩酸塩などのカチオン性重合体又はその塩、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン、ポリ（メタ）アクリルアミド類、ポリビニルピロリドンなど）、ポリウレタン系重合体、ポリエステル系重合体、（メタ）アクリルアミド−（メタ）アクリル酸−塩化ジメチルジアリルアンモニウム共重合体、ヒドロキシプロピルデンプンリン酸、ポリエチレングリコール、ポリグルタミン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンワックス、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレンブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、及び、これらを化学修飾することにより得られる誘導体などが挙げられる。
水溶性・水分散性高分子としては、親水性天然高分子や多糖類、合成高分子などが挙げられ、例えば、澱粉、変性澱粉、コーンスターチ、アルギン酸ナトリウム等のアルギン酸類、アラビアゴム、ゼラチン、カゼイン、デキストリン、ペクチン、キタンサンガム、カラギーナン、トラガントゴム、カチオン化グアガム、グアガム、ジェランガム、ポリイタコン酸、コラーゲン、ヒアルロナート、フィブリン、アガロース、キトサン、キチン、セルロース誘導体（メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルローススルフェート、シアノエチルセルロースなど）、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン系重合体（エチレン−無水マレイン酸共重合体など）、酢酸ビニル系共重合体（酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体など）、ポリアルキレンオキサイド（ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体など）、カルボキシル基又はスルホン酸基を有する重合体又はその塩又はそのエステル（ポリ（メタ）アクリル酸又はその塩（アンモニウム塩、ナトリウムなどのアルカリ金属塩）又はそのエステル、メタクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸−ポリビニルアルコール共重合体、（メタ）アクリル酸−無水マレイン酸共重合体など）、ビニルエーテル系重合体（ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテルなどのポリビニルエーテルアルキルエーテル、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体など）、スチレン系重合体（スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンブタジエンラテックスなど）、窒素原子含有重合体（ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライドなどの４級アンモニウム塩、ポリジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート塩酸塩などのカチオン性重合体又はその塩、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン、ポリ（メタ）アクリルアミド類、ポリビニルピロリドンなど）、ポリウレタン系重合体、ポリエステル系重合体、（メタ）アクリルアミド−（メタ）アクリル酸−塩化ジメチルジアリルアンモニウム共重合体、ヒドロキシプロピルデンプンリン酸、ポリエチレングリコール、ポリグルタミン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンワックス、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレンブタジエンラテックス、アクリルエマルジョン、及び、これらを化学修飾することにより得られる誘導体などが挙げられる。
<高分子電解質>
高分子電解質としては、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アルギン酸、ポリイタコン酸、（メタ）アクリル酸・無水マレイン酸共重合体、カルボキシル基含有ポリオレフィンワックス、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体などのカルボキシル基を有する高分子の塩、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリルアミド共重合体、カルボキシメチルデキストランナトリウムなどが挙げられる。
高分子電解質としては、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アルギン酸、ポリイタコン酸、（メタ）アクリル酸・無水マレイン酸共重合体、カルボキシル基含有ポリオレフィンワックス、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体などのカルボキシル基を有する高分子の塩、塩化ジメチルジアリルアンモニウム・アクリルアミド共重合体、カルボキシメチルデキストランナトリウムなどが挙げられる。
<硬直巨大分子・巨大分子の集合体>
硬直巨大分子としては、アルブミン、グロブリンなどのタンパク質、ＤＮＡポリペプチド、ナノファイバーセルロースなどが挙げられる。また、巨大分子の集合体としては、シリカ、アルミナ、でんぷんなどが挙げられる。
硬直巨大分子としては、アルブミン、グロブリンなどのタンパク質、ＤＮＡポリペプチド、ナノファイバーセルロースなどが挙げられる。また、巨大分子の集合体としては、シリカ、アルミナ、でんぷんなどが挙げられる。
これらの化合物（Ａ）は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
また、化合物（Ａ）の水溶液又は水分散液として、予め調製されたヒドロゲルを希釈することによって水溶液又は水分散液を作製して用いてもよい。例えば、コラーゲン、ヒアルロナート、フィブリン、アルギナート、アガロース、キトサン、ポリアクリル酸およびその誘導体、ポリ酸化エチレンおよびそのコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリホスファゼン、アガロース、アルギナート、ゼラチン、ヒアルロナン、ポロクサマー、ペプチドヒドロゲル、ポリ（イソプロピルｎ−ポリアクリルアミド）、ポリエチレングリコール・ジアクリラート（ＰＥＧ−ＤＡ）、ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、ポリアクリルアミド、ポリ（乳酸）、シリコーン、シルクなどが含水させることによって得られるヒドロゲルや、Ｍａｔｒｉｇｅｌ（商標）、ＮｏｖｏＧｅｌ（商標）などの市販のヒドロゲルを水で希釈して用いてもよい。
化合物（Ａ）としては好ましくは、水溶性・水分散性高分子であり、水溶性又は水分散性が良好で、細胞毒性が低いことから、多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物が更に好ましい。
＜多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物＞
以下に、化合物（Ａ）として好適な多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物について説明する。
以下に、化合物（Ａ）として好適な多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物について説明する。
多糖類としては、デンプン、アミロース、アミロペクチン、グリコーゲン、セルロース、キチン、キトサン、アルギン酸、アガロース、カラギーナン、ヘパリン、ヒアルロン酸、ペクチン、キシログルカン等が挙げられる。また、多糖類を化学修飾することにより得られる化合物としては、これらの多糖類を各々化学修飾することに得られる化合物等が挙げられる。好ましくは、低せん断時における水溶液又は水分散液の粘度が高いことから、セルロース、キトサン、アルギン酸、及びこれらを各々化学修飾することに得られる化合物である。
<セルロース及び／又はセルロースを化学修飾することにより得られる化合物>
セルロースの種類としては特に制限されず、植物由来原料から精製を経て不純物を除去されたものなどが好適に使用される。上記植物由来原料としては、例えば、針葉樹、広葉樹などの木質；コットンリンター、コットンリントなどのコットン；さとうきび、砂糖大根などの絞りかす；亜麻、ラミー、ジュート、ケナフなどの靭皮繊維；サイザル、パイナップルなどの葉脈繊維；アバカ、バナナなどの葉柄繊維；ココナツヤシなどの果実繊維；竹などの茎幹繊維；バクテリアが産生するバクテリアセルロース：バロニア、シオグサなどの海草；ホヤの被嚢などが挙げられる。
セルロースの種類としては特に制限されず、植物由来原料から精製を経て不純物を除去されたものなどが好適に使用される。上記植物由来原料としては、例えば、針葉樹、広葉樹などの木質；コットンリンター、コットンリントなどのコットン；さとうきび、砂糖大根などの絞りかす；亜麻、ラミー、ジュート、ケナフなどの靭皮繊維；サイザル、パイナップルなどの葉脈繊維；アバカ、バナナなどの葉柄繊維；ココナツヤシなどの果実繊維；竹などの茎幹繊維；バクテリアが産生するバクテリアセルロース：バロニア、シオグサなどの海草；ホヤの被嚢などが挙げられる。
セルロースの精製方法は特に制限されないが、例えば、原料をベンゼン−エタノールで脱脂した後、ワイズ法で脱リグニン処理を行い、アルカリで脱ヘミセルロース処理をする方法が挙げられる。又は、一般的な化学パルプの製造方法、例えば、クラフトパルプ、サリファイドパルプおよびアルカリパルプ等の製造方法が挙げられる。また、原料を蒸解釜で加熱処理して脱リグニン等の処理を行い、更に漂白処理等を行う方法であってもよい。
精製処理に用いる分散媒としては、一般的に水が用いられるが、酸又は塩基、その他の処理剤の水溶液であってもよく、この場合には、最終的に水で洗浄処理してもよい。
また、原料を木材チップ又は木粉などの状態に破砕してもよく、該破砕は上述の如く、精製処理前、処理の途中、処理後、いずれのタイミングで行ってもかまわない。
セルロース繊維の精製処理に使用する酸又は塩基、その他の処理剤は、特に制限されない。例えば、酸としては、酢酸、シュウ酸などが挙げられる。塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。その他の処理剤としては、硫化ナトリウム、硫化マグネシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸トリウム、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、塩素、過塩素酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン、ハイドロサルファイト、アントラキノン、ジヒドロジヒドロキシアントラセン、テトラヒドロアントラキノン、アントラヒドロキノン、また、エタノール、メタノール、２−プロパノールなどのアルコール類並びにアセトンなどの水溶性有機溶媒などが挙げられる。これらの処理剤は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
また、必要に応じて、塩素、オゾン、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素又は二酸化塩素などで漂白処理を行ってもよい。
２種以上の処理剤を用いて、２以上の精製処理を行うこともできる。その場合、異なる処理剤を用いた精製処理間に、水で洗浄処理することが好ましい。
精製処理時の温度、圧力は特に制限はなく、温度は通常０℃以上１００℃以下の範囲で選択さる。１気圧を超える加圧下での処理の場合、温度は通常１００℃以上２００℃以下とすることが好ましい。
必要に応じて、化学的、又は機械的な処理により繊維長や繊維径を調整してもよい。例えば、塩酸などの酸で化学処理することにより、１，４−グリコシド結合を切断し繊維長を短くすることができる。また、高圧ホモジナイザー処理、高速回転ホモジナイザー処理、ビーズミル処理、超音波処理などの機械的処理により解繊することで繊維径を小さくすることができる。また、これらの処理は２種類以上併用してもよい。
本発明において用いるセルロースは、化学修飾によって誘導化されたものであってもよい。化学修飾とは、セルロース中の水酸基に化学修飾剤を反応させることである。
セルロースの化学修飾は、上述したリグニン又はヘミセルロース等を除去する精製処理の前に行っても、後に行ってもよいが、化学修飾剤の効率的な反応の観点で、精製処理後のセルロースに対して化学修飾を行うことが好ましい。なお、該化学修飾は、前述の解繊工程によってセルロースをセルロース繊維に解繊した後に行ってもよいし、解繊工程の前に行ってもよい。
化学修飾によってセルロースの水酸基に導入する置換基（水酸基中の水素原子と置換して導入される基）は特に制限されず、例えば、アセチル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロピオニル基、プロピオロイル基、ブチリル基、２−ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイ基、ピバロイル基、ベンゾイル基、ナフトイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、フロイル基、シンナモイル基等のアシル基、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアノイル基等のイソシアネート基、メチル基、エチル基、プロピル基、２−プロピル基、ブチル基、２−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等のアルキル基、オキシラン基、オキセタン基、チイラン基およびチエタン基等が挙げられる。これらの中では特にアセチル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ベンゾイル基およびナフトイル基等の炭素数２〜１２のアシル基が好ましい。また、上記に加えイオン性基を導入してもよく、カチオン性基としてはアンモニウム基、ホスホニウム基、スルホニウム基、およびこれらを含む基などが挙げられる。また、アニオン性基としてはカルボン酸基、スルホン酸基、オキソリン酸基、およびこれらの水素原子を一部又は全部別の陽イオンで置換したものなどが挙げられる。
＜化合物（Ａ）の含有量＞
本発明の組成物における化合物（Ａ）の含有量は、特に限定されないが、０．０１質量％以上、３質量％以下であることが好ましい。
化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上であると、非せん断応力下における造形性が良好となる傾向がある。一方、化合物（Ａ）の含有量が３質量％以下であると高せん断応力下における吐出安定性が良好となる傾向がある。また、細胞に対する影響の観点から、組成物中の化合物（Ａ）の含有量は少ない方が好ましい。本発明の組成物における化合物（Ａ）の含有量は、より好ましくは０．０２質量％以上、２質量％以下であり、更に好ましくは０．０５質量％以上、１．５質量％以下である。
組成物中の化合物（Ａ）の含有量が上記範囲内であると、細胞に与える影響を抑えて細胞増殖性を高めた上で、良好な吐出安定性と造形性を得ることができる。
本発明の組成物における化合物（Ａ）の含有量は、特に限定されないが、０．０１質量％以上、３質量％以下であることが好ましい。
化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上であると、非せん断応力下における造形性が良好となる傾向がある。一方、化合物（Ａ）の含有量が３質量％以下であると高せん断応力下における吐出安定性が良好となる傾向がある。また、細胞に対する影響の観点から、組成物中の化合物（Ａ）の含有量は少ない方が好ましい。本発明の組成物における化合物（Ａ）の含有量は、より好ましくは０．０２質量％以上、２質量％以下であり、更に好ましくは０．０５質量％以上、１．５質量％以下である。
組成物中の化合物（Ａ）の含有量が上記範囲内であると、細胞に与える影響を抑えて細胞増殖性を高めた上で、良好な吐出安定性と造形性を得ることができる。
［細胞及び／又は細胞外マトリックス成分］
（細胞）
＜種類＞
本発明における「細胞」としては、典型的には付着性の株化された哺乳動物細胞、癌細胞、又は、神経、内皮、皮膚、肺、筋肉、腎臓、肝臓、腸など由来の初代培養細胞などが用いられるが、哺乳類の細胞以外も用いることができ、その生物種は問わない。例えば、昆虫細胞、植物細胞などであってもよく、細菌、酵母などの微生物細胞であってもよい。また、遺伝子導入した組み換え体細胞なども使用することができる。例えば、外胚葉、中胚葉又は内胚葉に由来する分化細胞や幹細胞を用いることもできる。
また、これらの細胞は、「細胞塊」として本発明の組成物中に含まれていてもよい。
（細胞）
＜種類＞
本発明における「細胞」としては、典型的には付着性の株化された哺乳動物細胞、癌細胞、又は、神経、内皮、皮膚、肺、筋肉、腎臓、肝臓、腸など由来の初代培養細胞などが用いられるが、哺乳類の細胞以外も用いることができ、その生物種は問わない。例えば、昆虫細胞、植物細胞などであってもよく、細菌、酵母などの微生物細胞であってもよい。また、遺伝子導入した組み換え体細胞なども使用することができる。例えば、外胚葉、中胚葉又は内胚葉に由来する分化細胞や幹細胞を用いることもできる。
また、これらの細胞は、「細胞塊」として本発明の組成物中に含まれていてもよい。
本発明における細胞としては、具体的には、血管内皮細胞、表皮細胞、平滑筋細胞、骨細胞、軟骨細胞、骨格筋芽細胞、膵実質細胞、膵管細胞、肝細胞、血液細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、神経細胞、色素細胞、脂肪細胞等を用いることができる。また、幹細胞としては表皮幹細胞、毛嚢幹細胞、膵（共通）幹細胞、肝幹細胞、神経幹細胞、網膜幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞などの組織幹細胞、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）、ｉＰＳ細胞（induced pluripotent stem cell）、Ｍｕｓｅ細胞（Multi−lineage differentiating Stress Enduring cell）等の幹細胞を用いることができる。
本発明の組成物は、上記の細胞及び／又は細胞塊の１種のみを含むものであってもよく、２種以上を含むものであってもよい。
＜大きさ＞
本発明の組成物中の細胞の大きさは特に限定されない。細胞の大きさは、好ましくは１．０μｍ以上であり、更に好ましくは１．５μｍ以上である。また、好ましくは２５０μｍ以下であり、更に好ましくは２３０μｍ以下である。
本発明の組成物中の細胞の大きさは特に限定されない。細胞の大きさは、好ましくは１．０μｍ以上であり、更に好ましくは１．５μｍ以上である。また、好ましくは２５０μｍ以下であり、更に好ましくは２３０μｍ以下である。
本発明の組成物中の細胞塊の大きさも特に限定されない。細胞塊の大きさは好ましくは２．０μｍ以上であり、更に好ましくは３．０μｍ以上である。また、好ましくは５００μｍ以下であり、更に好ましくは４５０μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下である。
細胞、細胞塊の大きさが上記範囲であることで、酸素不足等による細胞死を抑制することができ、かつ適切な造形精度が得られる傾向にある。
＜密度＞
本発明の組成物中の細胞及び／又は細胞塊の密度（含有量）は限定されない。本発明の組成物中の細胞及び／又は細胞塊の密度は、好ましくは１０４個／ｍＬ以上であり、１０１３個／ｍＬ以下である。細胞及び／又は細胞塊の密度が上記範囲であることにより、吐出安定性及び造形性に共に優れたものとすることができる。
本発明の組成物中の細胞及び／又は細胞塊の密度（含有量）は限定されない。本発明の組成物中の細胞及び／又は細胞塊の密度は、好ましくは１０４個／ｍＬ以上であり、１０１３個／ｍＬ以下である。細胞及び／又は細胞塊の密度が上記範囲であることにより、吐出安定性及び造形性に共に優れたものとすることができる。
（細胞外マトリックス成分）
＜種類＞
本発明における「細胞外マトリックス成分」とは、哺乳動物由来、または、哺乳類以外の組織由来などの細胞外マトリックスに含まれる少なくとも１種である。また、「細胞外マトリックス成分」は、哺乳動物由来、または、哺乳類以外の組織由来であっても用いることができ、その生物種は問わない。例えば、昆虫細胞、植物細胞などであってもよく、細菌、酵母などの微生物由来であってもよい。また、遺伝子導入した組み換え体細胞組織由来なども使用することができる。
＜種類＞
本発明における「細胞外マトリックス成分」とは、哺乳動物由来、または、哺乳類以外の組織由来などの細胞外マトリックスに含まれる少なくとも１種である。また、「細胞外マトリックス成分」は、哺乳動物由来、または、哺乳類以外の組織由来であっても用いることができ、その生物種は問わない。例えば、昆虫細胞、植物細胞などであってもよく、細菌、酵母などの微生物由来であってもよい。また、遺伝子導入した組み換え体細胞組織由来なども使用することができる。
本発明における細胞外マトリックス成分としては、具体的にはコラーゲン、プロテオグリカン（コンドロイチン硫酸プロテオグリカン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン、ケラタン硫酸プロテオグリカン、デルマタン硫酸プロテオグリカン）、ヒアルロン酸、フィブロネクチン、ラミニン、テネイシン、エンタクチン、エラスチン、フィブリリン等が挙げられる。また、細胞外マトリックス成分は上記以外にも増殖因子等も含んでいても良い。細胞増殖因子としては、特に限定されないが、上皮増殖因子（Epidermal growth factor：EGF）、インスリン様増殖因子（Insulin−likeg rowth factor：IGF）、トランスフォーミング増殖因子（Transforming growth factor：TGF）、神経増殖因子（Nerve growth factor：NGF）、脳由来神経栄養因子（Brain−derived neurotrophic factor：BDNF）、血管内皮細胞増殖因子（Vesicular endothelial growth factor：VEGF）、顆粒球コロニー刺激因子（Granulocyte−colony stimulating factor：G−CSF）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（Granulocyte−macrophage−colony stimulating factor：GM−CSF）、血小板由来増殖因子（Platelet−derived growth factor：PDGF）、エリスロポエチン（Erythropoietin：EPO）、トロンボポエチン（Thrombopoietin：TPO）、塩基性線維芽細胞増殖因子（basic fibroblast growth factor：bFGFまたはFGF２）、肝細胞増殖因子（Hepatocyte growth factor：HGF）が挙げられる。
本発明では、細胞増殖因子を含めて「細胞外マトリックス成分」と称す。
本発明における細胞増殖因子は、細胞の増殖を促進又は制御する物質をいい、用いる細胞に対応したものを用いればよい。細胞増殖因子としては、例えば、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、インシュリン等が挙げられる。
本発明における細胞増殖因子は、細胞の増殖を促進又は制御する物質をいい、用いる細胞に対応したものを用いればよい。細胞増殖因子としては、例えば、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、上皮増殖因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、インシュリン等が挙げられる。
本発明の組成物は、上記の細胞外マトリックス成分の１種のみを含むものであってもよく、２種以上を含むものであってもよい。
＜濃度＞
本発明の細胞含有組成物中の細胞外マトリックス成分の濃度（含有量）は限定されない。本発明の組成物中の細胞外マトリックス成分の濃度は、好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは５質量％以上、特に好ましくは１０質量％以上であり、好ましくは９０質量％以下、さらに好ましく８０質量％以下であり、特に好ましくは７０質量％以下である。細胞外マトリックス成分の濃度が上記範囲であることにより、吐出安定性及び造形性に共に優れたものとすることができる。
本発明の細胞含有組成物中の細胞外マトリックス成分の濃度（含有量）は限定されない。本発明の組成物中の細胞外マトリックス成分の濃度は、好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは５質量％以上、特に好ましくは１０質量％以上であり、好ましくは９０質量％以下、さらに好ましく８０質量％以下であり、特に好ましくは７０質量％以下である。細胞外マトリックス成分の濃度が上記範囲であることにより、吐出安定性及び造形性に共に優れたものとすることができる。
本発明の組成物は、化合物（Ａ）に加え細胞（細胞塊であってもよい）又は細胞外マトリックス成分を含んでいればよく、細胞（細胞塊であってもよい）及び細胞外マトリックス成分を含んでいてもよい。これらの組み合わせ等は用途に応じて適宜調整することができる。
［その他の成分］
本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、化合物（Ａ）、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに細胞外マトリックス成分以外の他の成分を含んでいてもよい。本発明の組成物が含有していてもよい他の成分としては、例えば、細胞死を阻害する薬剤、抗アポトーシス性薬剤、サイトカイン、細胞培養液、抗酸化剤等の１種又は２種以上が挙げられる。
本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、化合物（Ａ）、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに細胞外マトリックス成分以外の他の成分を含んでいてもよい。本発明の組成物が含有していてもよい他の成分としては、例えば、細胞死を阻害する薬剤、抗アポトーシス性薬剤、サイトカイン、細胞培養液、抗酸化剤等の１種又は２種以上が挙げられる。
＜細胞死を阻害する薬剤＞
細胞死を阻害する薬剤は、細胞の、壊死、アポトーシス、又は自己貪食を阻害するものである。細胞死を阻害する薬剤は、限定されないが、小分子、抗体、ペプチド、ペプチ体（ｐｅｐｔｉｂｏｄｉｅｓ）、又はそれらの組み合わせを含む。具体的には、抗ＴＮＦ薬剤、インターロイキンの活性を阻害する薬剤、インターフェロンの活性を阻害する薬剤、ＧＣＳＦ（顆粒球コロニー刺激因子）の活性を阻害する薬剤、マクロファージ炎症蛋白の活性を阻害する薬剤、ＴＧＦ−Ｂ（形質転換増殖因子Ｂ）の活性を阻害する薬剤、ＭＭＰ（マトリックスメタロプロテアーゼ）の活性を阻害する薬剤、カスパーゼの活性を阻害する薬剤、ＭＡＰＫ／ＪＮＫシグナル伝達カスケードの活性を阻害する薬剤、Ｓｒｃキナーゼの活性を阻害する薬剤、ＪＡＫ（ヤヌス・キナーゼ）の活性を阻害する薬剤、又はそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。
細胞死を阻害する薬剤は、細胞の、壊死、アポトーシス、又は自己貪食を阻害するものである。細胞死を阻害する薬剤は、限定されないが、小分子、抗体、ペプチド、ペプチ体（ｐｅｐｔｉｂｏｄｉｅｓ）、又はそれらの組み合わせを含む。具体的には、抗ＴＮＦ薬剤、インターロイキンの活性を阻害する薬剤、インターフェロンの活性を阻害する薬剤、ＧＣＳＦ（顆粒球コロニー刺激因子）の活性を阻害する薬剤、マクロファージ炎症蛋白の活性を阻害する薬剤、ＴＧＦ−Ｂ（形質転換増殖因子Ｂ）の活性を阻害する薬剤、ＭＭＰ（マトリックスメタロプロテアーゼ）の活性を阻害する薬剤、カスパーゼの活性を阻害する薬剤、ＭＡＰＫ／ＪＮＫシグナル伝達カスケードの活性を阻害する薬剤、Ｓｒｃキナーゼの活性を阻害する薬剤、ＪＡＫ（ヤヌス・キナーゼ）の活性を阻害する薬剤、又はそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。
＜サイトカイン＞
サイトカインは、細胞から産生され同種の又は異種の細胞に作用する生理活性物質をいう。サイトカインとしては、具体的には、インターロイキン類、ケモカイン類、コロニー刺激因子などの造血因子、腫瘍壊死因子、インターフェロン類等が挙げられる。また、その他の生理活性物質は、例えば、アスコルビン酸、ビオチン、パントテン酸カルシウム、ビタミンＤ等のビタミン類、トランスフェリン、血清アルブミン等の蛋白質、脂質、リノール酸、コレステロール、ピルビン酸、レチノイン酸、抗生物質等のその他の生理活性物質を用いてもよい。
サイトカインは、細胞から産生され同種の又は異種の細胞に作用する生理活性物質をいう。サイトカインとしては、具体的には、インターロイキン類、ケモカイン類、コロニー刺激因子などの造血因子、腫瘍壊死因子、インターフェロン類等が挙げられる。また、その他の生理活性物質は、例えば、アスコルビン酸、ビオチン、パントテン酸カルシウム、ビタミンＤ等のビタミン類、トランスフェリン、血清アルブミン等の蛋白質、脂質、リノール酸、コレステロール、ピルビン酸、レチノイン酸、抗生物質等のその他の生理活性物質を用いてもよい。
〔細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体〕
上述の本発明の組成物を用いて本発明の細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を成型する方法は特に限定されないが、例えば、本発明の組成物をインクジェット又はディスペンサーで細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を形成する基材に対して吐出して二次元又は三次元に積層成型することにより、良好な吐出安定性及び造形性のもとに容易かつ効率的に本発明の細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を成型することができる。
上述の本発明の組成物を用いて本発明の細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を成型する方法は特に限定されないが、例えば、本発明の組成物をインクジェット又はディスペンサーで細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を形成する基材に対して吐出して二次元又は三次元に積層成型することにより、良好な吐出安定性及び造形性のもとに容易かつ効率的に本発明の細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を成型することができる。
なお、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を成型するに当たり、組成物を吐出する際に組成物に付与されるせん断応力は、吐出に用いる装置や操作条件により異なるが、通常、せん断速度で５〜５００（１／ｓ）程度である。
本発明の組成物を吐出して細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を形成する基材としては、特に限定されるものではない。本発明の組成物は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリ２−エトキシメチルアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリスルホベタイン、ポリカルボキシベタイン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、ポリエチレングリコール、シリコーン、コラーゲン、フィグロネクチン、プロテオグリカン、ポリペプチド、多糖類、ハイドロキシアパタイト、及び、それら誘導体を含んだ、平板、粒子、繊維、ハイドロゲルの表面及び、又は内部に吐出することができる。
以下に実験例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
［製造例１］
以下の方法で、リン酸化ナノファイバーセルロース（リン酸化ＮＦＣｅ）を製造した。
リン酸二水素ナトリウム二水和物６．７５ｇ、リン酸水素二ナトリウム４．８３ｇを１９．６２ｇの水に溶解させ、リン酸化試薬水溶液を得た。このリン酸化試薬水溶液のｐＨは２５℃で６．０であった。
セルロース繊維原料として、針葉樹晒クラフトパルプ（王子製紙社製、水分５０％、ＪＩＳ Ｐ８１２１に準じて測定されるカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）７００ｍＬ）を濃度４質量％になるように水を加えて、ダブルディスクリファイナーで変則ＣＳＦ（平織り８０メッシュ、パルプ採取量を０．３ｇとした以外はＪＩＳ Ｐ８１２１に準ずる）が２５０ｍＬ、平均繊維長が０．６８ｍｍになるまで叩解してパルプスラリーを得た。得られたパルプスラリーを０．３質量％に希釈した後、抄紙法により含水率９０％のパルプシート（絶乾質量として３ｇ、厚み２００μｍ）を得た。このパルプシートを前記リン酸化試薬水溶液３１．２g（乾燥パルプ１００重量部に対してするリン元素量として８０．２重量部）に浸漬させた後、１０５℃の送風乾燥機（ヤマト化学株式会社製、ＤＫＭ４００）にて１時間乾燥処理し、さらに１５０℃の送風乾燥機（ＤＫＭ４００、前出）で１時間加熱処理して、セルロースにリン酸基を導入したパルプシートを得た。
以下の方法で、リン酸化ナノファイバーセルロース（リン酸化ＮＦＣｅ）を製造した。
リン酸二水素ナトリウム二水和物６．７５ｇ、リン酸水素二ナトリウム４．８３ｇを１９．６２ｇの水に溶解させ、リン酸化試薬水溶液を得た。このリン酸化試薬水溶液のｐＨは２５℃で６．０であった。
セルロース繊維原料として、針葉樹晒クラフトパルプ（王子製紙社製、水分５０％、ＪＩＳ Ｐ８１２１に準じて測定されるカナダ標準濾水度（ＣＳＦ）７００ｍＬ）を濃度４質量％になるように水を加えて、ダブルディスクリファイナーで変則ＣＳＦ（平織り８０メッシュ、パルプ採取量を０．３ｇとした以外はＪＩＳ Ｐ８１２１に準ずる）が２５０ｍＬ、平均繊維長が０．６８ｍｍになるまで叩解してパルプスラリーを得た。得られたパルプスラリーを０．３質量％に希釈した後、抄紙法により含水率９０％のパルプシート（絶乾質量として３ｇ、厚み２００μｍ）を得た。このパルプシートを前記リン酸化試薬水溶液３１．２g（乾燥パルプ１００重量部に対してするリン元素量として８０．２重量部）に浸漬させた後、１０５℃の送風乾燥機（ヤマト化学株式会社製、ＤＫＭ４００）にて１時間乾燥処理し、さらに１５０℃の送風乾燥機（ＤＫＭ４００、前出）で１時間加熱処理して、セルロースにリン酸基を導入したパルプシートを得た。
次いで、リン酸基を導入したパルプシートに５００ｍＬのイオン交換水を加え、攪拌洗浄後、濾過脱水して脱水パルプを得た。得られた脱水パルプを３００ｍＬのイオン交換水で希釈し、攪拌しながら、１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液５ｍＬを少しずつ添加し、ｐＨが１２〜１３のパルプスラリーを得た。その後、このパルプスラリーを濾過脱水し、５００ｍＬのイオン交換水による洗浄および濾過脱水を計３回繰り返して、最終的にリン酸セルロースを得た。
Ｘ線回折により、このセルロースはセルロースＩ型結晶を維持しており、さらにＦＴ−ＩＲによる赤外線吸収スペクトルの測定により、１２３０〜１２９０ｃｍ−１にリン酸基に基づく吸収が認められ、セルロースに対するリン酸基の付加が確認された。
尚、リン酸基の導入量は、０．７３ｍｍｏｌ／ｇであった。リン酸基の導入量は、マイルストーンゼネラル社製マイクロ波試料前処理装置ＥＴＨＯＳ１を用いて加圧密閉分解を実施した後、分解溶液を定容し希釈した溶液を、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製ｉＣＡＰ７６００Ｄｕｏを用いて誘導結合プラズマ発光分析を実施することにより定量した。
尚、リン酸基の導入量は、０．７３ｍｍｏｌ／ｇであった。リン酸基の導入量は、マイルストーンゼネラル社製マイクロ波試料前処理装置ＥＴＨＯＳ１を用いて加圧密閉分解を実施した後、分解溶液を定容し希釈した溶液を、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製ｉＣＡＰ７６００Ｄｕｏを用いて誘導結合プラズマ発光分析を実施することにより定量した。
得られたリン酸基導入セルロース繊維を固形分濃度が０．５質量％となるように水で希釈し、回転式高速ホモジナイザー（エム・テクニック社製クレアミックス０．８Ｓ）にて２００００ｒｐｍで６０分処理し、セルロース繊維の解繊を行いナノ繊維化されたリン酸化ＮＦＣｅの水分散液を得た。
得られたリン酸化ＮＦＣｅの数平均繊維径は２．６ｎｍ、数平均繊維長は６６５ｎｍで数平均アスペクト比は２５６であった。
得られたリン酸化ＮＦＣｅの数平均繊維径は２．６ｎｍ、数平均繊維長は６６５ｎｍで数平均アスペクト比は２５６であった。
［実験例１］
製造例１に従って作製した０．５０質量％リン酸化ＮＦＣｅ水分散液に、リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、水分散液１を得た。得られた水分散液１に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
製造例１に従って作製した０．５０質量％リン酸化ＮＦＣｅ水分散液に、リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、水分散液１を得た。得られた水分散液１に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
［実験例２］
リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．１５質量％となるように脱イオン水を加える以外は、実験例１と同様の手法で水分散液２を作製し、各せん断速度における粘度を測定した。
リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．１５質量％となるように脱イオン水を加える以外は、実験例１と同様の手法で水分散液２を作製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［実験例３］
リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．１０質量％となるように脱イオン水を加える以外は、実験例１と同様の手法で水分散液３を作製し、各せん断速度における粘度を測定した。
リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．１０質量％となるように脱イオン水を加える以外は、実験例１と同様の手法で水分散液３を作製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［比較実験例１］
冷却還流装置を取り付けたセパラブルフラスコにポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）１．５ｇ（和光株式会社製、重合度２０００、完全けん化品）に超純水９８．５ｇを量り取り、スリーワンモーターを用いて１００ｒｐｍで撹拌しながら９５℃まで昇温し、そのまま９５℃で６０分間攪拌を継続した。６０分間撹拌後、２５℃まで放冷し、１．５０質量％ＰＶＯＨ水溶液を得た。得られたＰＶＯＨ水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
冷却還流装置を取り付けたセパラブルフラスコにポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）１．５ｇ（和光株式会社製、重合度２０００、完全けん化品）に超純水９８．５ｇを量り取り、スリーワンモーターを用いて１００ｒｐｍで撹拌しながら９５℃まで昇温し、そのまま９５℃で６０分間攪拌を継続した。６０分間撹拌後、２５℃まで放冷し、１．５０質量％ＰＶＯＨ水溶液を得た。得られたＰＶＯＨ水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
［比較実験例２］
比較実験例１で得られた１．５質量％ＰＶＯＨ水溶液に対して、ＰＶＯＨ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた後、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、０．２質量％ＰＶＯＨ水溶液を得た。得られたＰＶＯＨ水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
比較実験例１で得られた１．５質量％ＰＶＯＨ水溶液に対して、ＰＶＯＨ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた後、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、０．２質量％ＰＶＯＨ水溶液を得た。得られたＰＶＯＨ水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
［比較実験例３］
ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）の濃度が１質量％となるように脱イオン水を加えた後、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分撹拌することで、１質量％ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)水溶液を得た。得られたポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）の濃度が１質量％となるように脱イオン水を加えた後、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分撹拌することで、１質量％ポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)水溶液を得た。得られたポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル(Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００)水溶液について各せん断速度における粘度を測定した。
上記実験例１〜３及び比較実験例１〜３の結果を表３に示す。
表３より明らかなように、実験例１の水分散液１の粘度（α）は１７７ｍＰａ・ｓ、粘度（β）は３９ｍＰａ・ｓであり、粘度比（α／β）は５で、リン酸化ＮＦＣｅは条件１を満たす。また、リン酸化ＮＦＣｅは数平均アスペクト比２５６のフィブリル状ないし繊維状であり、条件２も満たす。
このリン酸化ＮＦＣｅを用いた実験例２及び実験例３も、０．１５質量％又は０．１０質量％という低濃度においても、高いチキソ性を有していることが分かる。即ち、吐出時の高せん断応力下では低粘度を示し流動性に優れることから、インクジェット又はディスペンサー吐出性に優れ、一方、吐出後のせん断応力ゼロの条件下では、粘度は著しく増加してゲル化すること、即ち、良好な造形性を示すことが分かる。
一方で、ＰＶＯＨやポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテルは、１．５０質量％又は１．００質量％といった高濃度であっても、粘度（α）が低く、吐出後に流動してしまう。
なお、ＰＶＯＨを更に３．０質量％よりも高濃度の水溶液とした場合は、粘度（α）が大きくなるが、このように高濃度で細胞以外の高分子を含むものは、細胞に対する悪影響が懸念され、好ましくない。
なお、ＰＶＯＨを更に３．０質量％よりも高濃度の水溶液とした場合は、粘度（α）が大きくなるが、このように高濃度で細胞以外の高分子を含むものは、細胞に対する悪影響が懸念され、好ましくない。
さらに、化合物（Ａ）であるリン酸化ＮＦＣｅ及び比較例としてポリオキシエチレン（１０）オクチルフェニルエーテル（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）について、前述の細胞毒性の評価方法に従って細胞毒性の評価を行った。細胞毒性がない（細胞生存率≧２０％）と判断したものを○、細胞毒性がある（細胞生存率＜２０％）と判断したものを×とし、結果を表４に示した。表４に示す通り、化合物（Ａ）であるリン酸化ＮＦＣｅは細胞毒性を示さないことが確認された。
＜細胞外マトリックス成分及び化合物（Ａ）を含む組成物＞
［実施例１］
製造例１に従って作製した０．５０質量％リン酸化ＮＦＣｅ水分散液に、リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた。さらに、細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを１質量％となるように加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、水分散液４を得た。得られた水分散液４に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
［実施例１］
製造例１に従って作製した０．５０質量％リン酸化ＮＦＣｅ水分散液に、リン酸化ＮＦＣｅ濃度が０．２０質量％となるように脱イオン水を加えた。さらに、細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを１質量％となるように加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、水分散液４を得た。得られた水分散液４に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
［実施例２］
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを１０質量％となるように加えた以外は、実施例１と同様の手法で水分散液５を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを１０質量％となるように加えた以外は、実施例１と同様の手法で水分散液５を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［実施例３］
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを３０質量％になるように加えた以外は、実施例１と同様の手法で水分散液６を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを３０質量％になるように加えた以外は、実施例１と同様の手法で水分散液６を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［実施例４］
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンをコンドロイチン硫酸Ｎａ１０質量％に変更した以外は、実施例１と同様の手法で水分散液７を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンをコンドロイチン硫酸Ｎａ１０質量％に変更した以外は、実施例１と同様の手法で水分散液７を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［比較例１］
細胞外マトリックス成分としてのコラーゲンが１０質量％となるように脱イオン水を加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、１０質量％コラーゲン水溶液を得た。得られた１０質量％コラーゲン水溶液に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてのコラーゲンが１０質量％となるように脱イオン水を加えた。続いて、マグネチックスターラーを用いて、２５℃で１００ｒｐｍで３０分間攪拌することで、１０質量％コラーゲン水溶液を得た。得られた１０質量％コラーゲン水溶液に対して、前述の粘度の測定方法に従って、各せん断速度における粘度を測定した。
［比較例２］
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを３０質量％となるように加えた以外は、比較例１と同様の手法で３０質量％コラーゲン水溶液を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンを３０質量％となるように加えた以外は、比較例１と同様の手法で３０質量％コラーゲン水溶液を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
［比較例３］
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンをコンドロイチン硫酸Ｎａ１０質量％に変更した以外は、比較例１と同様の手法で１０質量％コンドロイチン硫酸Ｎａ水溶液を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
細胞外マトリックス成分としてコラーゲンをコンドロイチン硫酸Ｎａ１０質量％に変更した以外は、比較例１と同様の手法で１０質量％コンドロイチン硫酸Ｎａ水溶液を調製し、各せん断速度における粘度を測定した。
実施例１〜４及び比較例１〜３の結果を表５に示す。
表５に示されるように、実施例１〜４の水分散液４〜７はいずれも、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が大きく、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）が小さく、粘度比（α／β）が大きいもの、即ち、せん断応力がかかっていないときには高粘度であり、せん断応力がかかったときには低粘度となるチキソ性を有するものである。
これらの結果から、組成物に条件１，２を満たす化合物（Ａ）を用いることで、インクジェット等により容易かつ効率的に細細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を製造することができることが分かる。
これらの結果から、組成物に条件１，２を満たす化合物（Ａ）を用いることで、インクジェット等により容易かつ効率的に細細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体を製造することができることが分かる。
Claims (15)
- 細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件１を満たす化合物（Ａ）を含む、組成物。
条件１：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）と、２５℃におけるせん断速度４５．０（１／ｓ）の時の粘度（β）の比（α／β）が２．０以上であり、粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上である。 - 前記化合物（Ａ）が、細胞毒性を示さないものである、請求項１に記載の組成物。
- 前記粘度（β）が、２００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１又は２に記載の組成物。
- 前記粘度（β）が、１ｍＰａ・ｓ以上である、請求項１〜３の何れか１項に記載の組成物。
- 前記水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となる、請求項１〜４の何れか１項に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上、３質量％以下である、請求項１〜５の何れか１項に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）が、多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物である、請求項１〜６の何れか１項に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）が、セルロース及び／又はセルロースを化学修飾することにより得られる化合物である、請求項７に記載の組成物。
- 細胞及び／又は細胞外マトリックス成分、並びに、下記条件２を満たす化合物（Ａ）を含む、組成物。
条件２：化合物（Ａ）の含有量が０．２質量％である水溶液又は水分散液（Ｂ）において、２５℃におけるせん断速度２．２５（１／ｓ）の時の粘度（α）が１０ｍＰａ・ｓ以上であり、化合物（Ａ）が、数平均アスペクト比５．０以上の、ロッド状、フィブリル状及び繊維状からなる群より選ばれる少なくとも１つの形態を含むものである。 - 前記化合物（Ａ）が、細胞毒性を示さないものである、請求項９に記載の組成物。
- 前記水溶液又は水分散液（Ｂ）を、５〜４５℃、且つ、せん断速度がゼロの状態で静置した時に、２４時間以内にゲル状となる、請求項９又は１０に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）の含有量が０．０１質量％以上、３質量％以下である、請求項９〜１１の何れか1項に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）が、多糖類及び／又は多糖類を化学修飾することにより得られる化合物である、請求項９〜１２の何れか1項に記載の組成物。
- 前記化合物（Ａ）が、セルロース及び／又はセルロースを化学修飾することにより得られる化合物である、請求項１３に記載の組成物。
- 請求項１〜１４の何れか１項に記載の組成物の、二次元又は三次元成型体である、細胞及び／又は細胞外マトリックス成分含有構造体。
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-
2017
- 2017-04-07 JP JP2017076869A patent/JP2017189164A/ja active Pending
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 石油技術協会誌, vol. 第80巻、第2号, JPN6020032555, 2015, pages 125 - 128, ISSN: 0004460440 * |
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