JP2017196150A - Transplant device and artificial bio-organ - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for an artificial bio-organ, in which cells in the artificial bio-organ is separated from immune system and time dependent reduction in substance permeability between inside and outside of the artificial bio-organ arranged in a living body is suppressed.SOLUTION: An embodiment of the present invention is a transplant device and an artificial bio-organ comprising cells. The transplant device comprises a semipermeable membrane for separating the cells from outer environment and gel for separating the cells from liquid immunity, which may maintain the cells in the gel in a distributed state. The transplant device is consisting of a semipermeable membrane containing resin and a cell fixing substrate enclosed in the semipermeable membrane. Albumin adhesion volume is 10 μG/CMor less under a condition where semipermeable membrane of 1 square centimeter is immersed in 0.1% albumin solution for 90 minutes. The cell fixing substrate is hydrogel.SELECTED DRAWING: Figure 2A

Description

本発明は移植用デバイス及びバイオ人工臓器に関する。   The present invention relates to a transplant device and a bioartificial organ.

近年、人工材料と細胞とを組み合わせて作られるバイオ人工臓器が研究されている。バイオ人工臓器は患者の疾病を予防又は治療することを目的とする装置である。バイオ人工臓器は、それ自身の中に細胞や生体組織を含有することで、患者の臓器あるいは組織の機能の一部あるいは全てを一時的あるいは半永久的に提供する。近年のバイオ人工臓器の研究は、人工材料及び細胞のお互いの長所を活かすことを目的としている。   In recent years, bioartificial organs made by combining artificial materials and cells have been studied. A bioartificial organ is a device intended to prevent or treat a patient's disease. A bioartificial organ contains cells and biological tissues within itself, thereby providing part or all of the functions of a patient's organ or tissue temporarily or semi-permanently. Recent research on bioartificial organs aims to take advantage of each other's strengths of artificial materials and cells.

バイオ人工臓器では、治療すべき疾患の種類に合わせて、バイオ人工臓器を構成する細胞の種類を選択できる。バイオ人工臓器の例としてばバイオ人工膵島がある。バイオ人工膵島は、インスリン分泌細胞、例えば膵島内の細胞で構成される。バイオ人工膵島では、膵島内の細胞から分泌されるインスリンホルモンを血糖値の異常な患者に供給する。このため患者の血糖値の是正が図られる。   In the bioartificial organ, the types of cells constituting the bioartificial organ can be selected according to the type of disease to be treated. An example of a bioartificial organ is a bioartificial islet. Bioartificial islets are composed of insulin-secreting cells, such as cells within the islets. In bioartificial islets, insulin hormone secreted from cells in the islets is supplied to patients with abnormal blood glucose levels. For this reason, correction of a patient's blood glucose level is achieved.

また別のバイオ人工臓器は血液凝固因子を生産する。かかるバイオ人工臓器は、その内部に血液凝固因子を生産する肝細胞を有している。血液凝固因子としては、VIII因子やIX因子がある。かかるバイオ人工臓器は、これらの血液凝固因子の不足により血液の凝固障害を呈する血友病の患者の治療に用いられている。   Another bioartificial organ produces blood clotting factors. Such a bioartificial organ has hepatocytes that produce blood coagulation factors. As blood coagulation factors, there are factor VIII and factor IX. Such bioartificial organs are used for the treatment of hemophilia patients who exhibit blood coagulation disorders due to the lack of these blood coagulation factors.

別のバイオ人工臓器は成長ホルモンを生産する。かかるバイオ人工臓器は、ヒト成長ホルモン(hGH)の分泌細胞を有している。かかるバイオ人工臓器は、例えば成長ホルモンの分泌不足が原因で起こる下垂体小人症の治療に用いられている。   Another bioartificial organ produces growth hormone. Such bioartificial organs have human growth hormone (hGH) secreting cells. Such bioartificial organs are used for the treatment of pituitary dwarfism caused by, for example, insufficient secretion of growth hormone.

別のバイオ人工臓器は副甲状腺ホルモンを分泌する細胞を含有している。かかるバイオ人工臓器は、上皮小体機能低下症の治療に用いることができる。別のバイオ人工臓器はエリスロポエチンを分泌する細胞を含有している。かかるバイオ人工臓器は、貧血の治療に用いることができる。   Another bioartificial organ contains cells that secrete parathyroid hormone. Such bioartificial organs can be used for the treatment of hypoparathyroidism. Another bioartificial organ contains cells that secrete erythropoietin. Such bioartificial organs can be used to treat anemia.

別のバイオ人工臓器は肝細胞を含有する。かかるバイオ人工臓器は、先天性酵素欠損症、先天性代謝疾患等の治療に用いることができる。肝細胞には尿素サイクルが存在し、腸管内などで産生された有毒なアンモニアを無毒な尿素に変換する。尿素サイクルの酵素欠損症の一つであるオルニチントランスカルバミラーゼ欠損症の場合には、移植したかかるバイオ人工臓器にて尿素サイクルが働き、無毒な尿素を合成して高アンモニア血症を治療することが期待される。   Another bioartificial organ contains hepatocytes. Such bioartificial organs can be used for the treatment of congenital enzyme deficiency, inborn metabolic diseases, and the like. A hepatic cell has a urea cycle, which converts toxic ammonia produced in the intestinal tract into non-toxic urea. In the case of ornithine transcarbamylase deficiency, which is one of the enzyme deficiencies in the urea cycle, the urea cycle works in such transplanted bioartificial organs and synthesizes non-toxic urea to treat hyperammonemia. There is expected.

バイオ人工臓器は患者の体内に移植される装置である。バイオ人工臓器の移植は、生体臓器移植に比べて優れた点を有する。生体臓器移植は、長期的な効能維持に適していない場合がある。これは生体臓器移植では、移植した細胞が生体の防御機構によって患者の体から拒絶されることによる。生体の防御機構としては主に移植後半年くらいまでに起こる急性拒絶反応と、それ以後の数年間の間に進行する慢性拒絶反応とが挙げられる。かかる問題は同種移植でも生じる。   A bioartificial organ is a device that is implanted in the body of a patient. The transplantation of a bioartificial organ has an advantage over the living organ transplantation. Living organ transplantation may not be suitable for long-term efficacy maintenance. This is because, in living organ transplantation, the transplanted cells are rejected from the patient's body by the defense mechanism of the living body. As a defense mechanism of a living body, acute rejection that occurs mainly by the latter half of the transplantation and chronic rejection that progresses in the following years. Such problems also occur in allogeneic transplants.

生体臓器移植では、生体の防御機構から移植した細胞を隔離することが困難である。生体の防御機構は、液性免疫に関与する抗体タンパク質及び補体、あるいはマクロファージなどの食細胞およびヘルパーT細胞などの細胞性免疫によって機能する。同種移植における急性拒絶反応は細胞性免疫によるところが大きく、細胞性免疫から移植細胞を隔離することが重要と考えられている。これに対してバイオ人工臓器は、人工材料として免疫隔離膜を有する。免疫隔離膜はバイオ人工臓器を構成する細胞をこれらの免疫から保護できる。   In living organ transplantation, it is difficult to isolate the transplanted cells from the defense mechanism of the living body. The defense mechanism of a living body functions by cellular immunity such as antibody proteins and complements involved in humoral immunity, or phagocytes such as macrophages and helper T cells. Acute rejection in allogeneic transplantation is largely due to cellular immunity, and it is considered important to isolate transplanted cells from cellular immunity. In contrast, bioartificial organs have an immune isolation membrane as an artificial material. Immunoisolation membranes can protect the cells that make up bioartificial organs from these immunities.

バイオ人工臓器の研究では、液性免疫に関与する高分子に対して、透過選択性を有する免疫隔離膜の探索がなされてきた。免疫隔離膜は、透過選択性により、バイオ人工臓器を構成する細胞を液性免疫から隔離できる。   In the research of bioartificial organs, an immune isolation membrane having permselectivity has been searched for macromolecules involved in humoral immunity. The immunoisolation membrane can sequester cells constituting the bioartificial organ from humoral immunity due to permselectivity.

バイオ人工臓器においても長期的な効能を維持することが難しくなる問題がある。これは免疫隔離膜における透過部位の詰まり、あるいは線維性被膜による膜表面の被覆が生じることによる。透過部位の詰まりは、物理的にタンパク質が透過部位に詰まることによる。あるいは材料の生体適合性が良好でないために、材料表面にタンパク質が吸着、細胞が接着することで線維性被膜によって被覆される。上記のような現象が起こると膜内外の透過物質の移動が抑制され、効能が維持できなくなる。   Even in a bioartificial organ, there is a problem that it is difficult to maintain long-term efficacy. This is due to the clogging of permeation sites in the immune isolation membrane or the membrane surface covering with a fibrous coating. Clogging of the permeation site is due to physical clogging of the protein into the permeation site. Alternatively, because the biocompatibility of the material is not good, the protein is adsorbed on the surface of the material, and the cells adhere to the surface so that the material is covered with a fibrous coating. When the above phenomenon occurs, the movement of the permeating substance inside and outside the membrane is suppressed, and the efficacy cannot be maintained.

バイオ人工臓器において細胞を隔離する方法として、(1)細胞を高分子ゲル内に封じ込める方法(包括固定化法あるいはカプセル化と呼ばれる場合もある)が試みられている。また、(2)細胞を高分子半透膜で隔離する方法も試みられている。さらに(3)細胞を高分子ゲル内に封じ込め、さらにその高分子ゲルを高分子半透膜で隔離する方法が試みられている。方法(3)は、すなわち(1)と(2)を組み合わせた方法と言える。このように、バイオ人工臓器内の細胞は体液から隔離された状態にある。このため、体内の血液と、バイオ人工臓器内の細胞と、は高分子半透膜等を介して互いに分離されている。ただし血液を含む体液のうち、高分子ゲルや半透膜を透過する成分はバイオ人工臓器内の細胞と接触する場合がある。以下、このような技術的特徴を単に隔離又は分離と言う。   As a method of isolating cells in a bioartificial organ, (1) a method of encapsulating cells in a polymer gel (sometimes referred to as entrapping immobilization method or encapsulation) has been attempted. Also, (2) a method of isolating cells with a polymer semipermeable membrane has been attempted. Further, (3) a method in which cells are sealed in a polymer gel and the polymer gel is isolated with a polymer semipermeable membrane has been attempted. Method (3) can be said to be a method in which (1) and (2) are combined. Thus, the cells in the bioartificial organ are isolated from the body fluid. For this reason, the blood in the body and the cells in the bioartificial organ are separated from each other through a polymer semipermeable membrane or the like. However, among body fluids containing blood, components that permeate a polymer gel or semipermeable membrane may come into contact with cells in a bioartificial organ. Hereinafter, such technical features are simply referred to as isolation or separation.

以下に、バイオ人工臓器の一例としてバイオ人工膵臓の例を挙げる。バイオ人工膵臓ではインスリン分泌細胞が封じ込め又は封入により体液から隔離されている。(1)特許文献1にはインスリン分泌細胞を高分子ゲル内に封じ込める方法が記載されている。かかる方法では、高分子ゲルとして、アルギン酸のアルカリ金属塩やゼラチンなどを用いる。また特許文献2及び非特許文献1には、アガロース分解物から得られるカプセルにインスリン分泌細胞を封入する方法が提案されている。また特許文献3には、ポリビニルアルコールのゲルにインスリン分泌細胞を封じ込める方法が提案されている。   The following is an example of a bioartificial pancreas as an example of a bioartificial organ. In the bioartificial pancreas, insulin-secreting cells are isolated from the body fluid by containment or encapsulation. (1) Patent Document 1 describes a method of encapsulating insulin-secreting cells in a polymer gel. In such a method, an alkali metal salt of alginic acid or gelatin is used as the polymer gel. Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 propose a method of encapsulating insulin-secreting cells in a capsule obtained from an agarose degradation product. Patent Document 3 proposes a method for encapsulating insulin-secreting cells in a gel of polyvinyl alcohol.

特許文献4並びに非特許文献2及び3には、(2)インスリン分泌細胞を高分子半透膜で隔離する方法が記載されている。かかる方法では体外装着型あるいは体内移植型のバイオ人工膵臓用のモジュールを用いる。かかるモジュールはエチレン−ビニルアルコール系共重合体からなる高分子半透膜を備える。特許文献5には、ポリグリコール酸(PGA)及びポリカプロラクトン(PCL)からなる高分子半透膜を備えるモジュールが記載されている。   Patent Document 4 and Non-Patent Documents 2 and 3 describe (2) a method of isolating insulin-secreting cells with a polymer semipermeable membrane. In such a method, a module for bioartificial pancreas that is externally mounted or transplanted into the body is used. Such a module includes a polymer semipermeable membrane made of an ethylene-vinyl alcohol copolymer. Patent Document 5 describes a module including a polymer semipermeable membrane made of polyglycolic acid (PGA) and polycaprolactone (PCL).

特許文献6には(3)膵島に含まれるインスリン分泌細胞を高分子ゲル内に封じ込め、さらにその高分子ゲルを高分子半透膜で隔離する方法が記載されている。かかる方法では生きている膵島であるランゲルハンス島を寒天ゲルでカプセル化する。さらに、かかるカプセル化された細胞を半透性膜の中に含ませる。特許文献7ではカプセル化は行わない例が示されている。特許文献7ではカプセル化の代わりに、コラーゲンスポンジとゼラチンマイクロスフェアとをPETメッシュバッグ内に封入し、その後に膵島をバッグ内に移植している。   Patent Document 6 describes (3) a method of encapsulating insulin-secreting cells contained in pancreatic islets in a polymer gel and further isolating the polymer gel with a polymer semipermeable membrane. In such a method, the islets of living islets are encapsulated with agar gel. In addition, such encapsulated cells are included in a semipermeable membrane. Patent Document 7 shows an example in which encapsulation is not performed. In Patent Document 7, instead of encapsulation, collagen sponge and gelatin microspheres are enclosed in a PET mesh bag, and then islets are transplanted into the bag.

特開昭55−157502号公報JP-A-55-157502 特開昭62−215530号公報JP-A-62-215530 特開2004−331643号公報JP 2004-331643 A 特開2004−275718号公報JP 2004-275718 A 特開2004−307505号公報JP 2004-307505 A 特表平11−508477号公報Japanese National Patent Publication No. 11-508477 特開2001−299908号公報JP 2001-299908 A

岩田博夫、他、人工臓器、16巻、1263〜1266ページ、1987年Hiroo Iwata, et al., Artificial organs, 16, 1263-1266, 1987 小林直哉、外1名,“体内埋め込み式バイオ人工膵臓”,[online],平成23年12月19日,国立研究開発法人 科学技術振興機構,[平成28 年1月15日検索],インターネット<URL:http://www.jst.go.jp/chiiki/ikusei/seika/h22/h22_hiroshima01.pdf>Naoya Kobayashi, 1 other person, “Built-in biomedical pancreas”, [online], December 19, 2011, Japan Science and Technology Agency, [searched January 15, 2016], Internet < URL: http://www.jst.go.jp/chiiki/ikusei/seika/h22/h22_hiroshima01.pdf> 中路修平、外8名,“埋め込み式バイオ人工膵臓による新規糖尿病治療の開発”,[online],岡山理科大学 学外連携推進室,[平成28 年1月15日検索],インターネット<URL:http://www.ous.ac.jp/renkei/wp-content/uploads/2012/01/C-5.pdf>Shuhei Nakaji, 8 others, “Development of novel diabetes treatment using implantable bioartificial pancreas”, [online], Okayama University of Science External Collaboration Promotion Office, [searched on January 15, 2016], Internet <URL: http: //www.ous.ac.jp/renkei/wp-content/uploads/2012/01/C-5.pdf>

上記バイオ人工膵臓は、一定の代謝機能を提供することができる。しかしながら、上記バイオ人工膵臓では、血糖値変化に応じたインスリンの安定供給を行うことが困難である。同様の問題は人工膵臓以外の臓器でも見られる。すなわち既存のバイオ人工臓器では、代謝機能を生体の変化に応じて提供することが困難である。   The bioartificial pancreas can provide a certain metabolic function. However, in the bioartificial pancreas, it is difficult to stably supply insulin according to changes in blood glucose level. Similar problems are seen in organs other than artificial pancreas. That is, with existing bioartificial organs, it is difficult to provide metabolic functions according to changes in the living body.

本発明の発明者らは、上記の問題が、バイオ人工臓器の移植される生体の免疫系、及びバイオ人工臓器の物質透過性に起因することを見出した。本発明は、バイオ人工臓器技術において、免疫系からバイオ人工臓器内の細胞を隔離することを課題とする。本発明はまた、生体内に配置されたバイオ人工臓器の内と外との間の物質透過性の経時的な低下を抑制することを課題とする。   The inventors of the present invention have found that the above problem is caused by the immune system of a living body into which a bioartificial organ is transplanted and the substance permeability of the bioartificial organ. An object of the present invention is to isolate cells in a bioartificial organ from the immune system in bioartificial organ technology. Another object of the present invention is to suppress a decrease in material permeability over time between the inside and outside of a bioartificial organ placed in a living body.

[1] 樹脂を含有する半透膜及び前記半透膜に包まれた細胞固定基材からなり、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下である、移植用デバイス。
[2] 前記細胞固定基材は、ハイドロゲルである、[1]の移植用デバイス。
[3] 前記半透膜において、30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、[1]又は[2]の移植用デバイス。
[4] 前記移植用デバイスにおいて、30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、[1]〜[3]のいずれかの移植用デバイス。
[5] 前記半透膜が、前記半透膜を通して負圧約3±0.2kPaで水を吸引したとき、水の透過量が1,000L/(m・時)以上で表される、[1]〜[4]のいずれかの移植用デバイス。
[6] 前記半透膜と血清とを接触させたとき、前記半透膜による、血清中の補体価(CH50)の減少率が25%以下である、[1]〜[5]のいずれかの移植用デバイス。
[7] 前記半透膜と血清とを接触させたとき、前記半透膜による、血清中の補体タンパク質の活性の増加率が30%以下であり、
前記活性の増加は、C1、C2、C3,C4、C5、C6、C7、C8及びC9の内、一以上の補体の量、前記補体が分解されて生じたタンパク質の量、並びに前記補体の複合体の内、一以上のものの測定の量に基づき、算出されたものである、[1]〜[6]のいずれかの移植用デバイス。
[8] 前記半透膜の厚さが50μm以上、200μm以下である、[1]〜[7]のいずれかの移植用デバイス。
[9] 前記移植用デバイスの表面にある半透膜を測定した際の平均表面孔径が0.1μm以上、3μm以下である、[1]〜[8]のいずれかの移植用デバイス。
[10] 前記半透膜が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体を50質量%以上含有する、[1]〜[9]のいずれかの移植用デバイス。
[11] 細胞を細胞固定基材で固定し、前記細胞を前記移植用デバイスごと生体に移植することで、前記細胞を前記移植用デバイスの外部の生体環境から隔離するための、[1]〜[10]のいずれかの移植用デバイス。
[12] コラーゲン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、トロンビン、ビニルアルコール系重合体、ジェランガムからなる群から選ばれる、少なくとも一つの高分子からなる細胞固定基材を、樹脂を含有する半透膜からなるバッグで包むことで、移植用デバイスを製造する方法であって、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下であり、前記半透膜において30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、移植用デバイスの製造方法。
[13] コラーゲン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、トロンビン、ビニルアルコール系重合体、ジェランガムからなる群から選ばれる、少なくとも一つの高分子及び細胞が分散している分散液を、樹脂を含有する半透膜からなるバッグで包み、樹脂を含有する半透膜からなるバッグ内で前記高分子をゲル化することで、前記細胞をゲル内に固定する、バイオ人工臓器を製造する方法であって、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下であり、前記半透膜において30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、バイオ人工臓器の製造方法。
[14] 前記細胞が膵島である、[13]のバイオ人工臓器の製造方法。
[1] A semipermeable membrane containing a resin and a cell-fixing base material wrapped in the semipermeable membrane,
A device for transplantation in which the amount of adsorbed albumin is 10 μg / cm 2 or less when the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes.
[2] The device for transplantation according to [1], wherein the cell fixing substrate is a hydrogel.
[3] The transplantation device according to [1] or [2], wherein in the semipermeable membrane, the albumin permeability in 30 minutes is 30% or more.
[4] The transplant device according to any one of [1] to [3], wherein in the transplant device, the albumin permeability in 30 minutes is 30% or more.
[5] When the semipermeable membrane sucks water through the semipermeable membrane at a negative pressure of about 3 ± 0.2 kPa, the amount of water permeation is represented by 1,000 L / (m 2 · hr) or more. The device for transplantation in any one of 1]-[4].
[6] Any of [1] to [5], wherein when the semipermeable membrane is brought into contact with serum, a reduction rate of complement value (CH50) in the serum by the semipermeable membrane is 25% or less. A transplant device.
[7] When the semipermeable membrane is contacted with serum, the increase rate of complement protein activity in the serum by the semipermeable membrane is 30% or less,
The increase in activity is due to the amount of one or more complements of C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 and C9, the amount of protein produced by degradation of the complement, and the complement. The implantable device according to any one of [1] to [6], which is calculated based on an amount of measurement of one or more of the body complexes.
[8] The transplant device according to any one of [1] to [7], wherein the thickness of the semipermeable membrane is 50 μm or more and 200 μm or less.
[9] The transplant device according to any one of [1] to [8], wherein an average surface pore diameter is 0.1 μm or more and 3 μm or less when the semipermeable membrane on the surface of the transplant device is measured.
[10] The implantable device according to any one of [1] to [9], wherein the semipermeable membrane contains 50% by mass or more of an ethylene-vinyl alcohol copolymer.
[11] For isolating the cells from the living environment outside the transplant device by fixing the cells with a cell fixing substrate and transplanting the cells together with the transplant device into a living body. [10] The transplant device according to any one of [10].
[12] Cell-fixing substrate made of at least one polymer selected from the group consisting of collagen, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, agar, thrombin, vinyl alcohol polymer, gellan gum, and resin A method of manufacturing a transplant device by wrapping in a bag made of a semipermeable membrane,
When the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes, the amount of albumin adsorbed is 10 μg / cm 2 or less, and the permeability of albumin in 30 minutes in the semipermeable membrane is 30% or more. A method for manufacturing an implantable device.
[13] A dispersion in which at least one polymer and cells are dispersed, selected from the group consisting of collagen, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, agar, thrombin, vinyl alcohol polymer, gellan gum, A bioartificial organ is produced, which is wrapped in a bag made of a semipermeable membrane containing a resin and gels the polymer in a bag made of a semipermeable membrane containing a resin, thereby fixing the cells in the gel. A method,
When the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes, the amount of albumin adsorbed is 10 μg / cm 2 or less, and the permeability of albumin in 30 minutes in the semipermeable membrane is 30% or more. A method for producing a bioartificial organ.
[14] The method for producing a bioartificial organ according to [13], wherein the cell is an islet.

本発明は、バイオ人工臓器技術において、免疫系からバイオ人工臓器内の細胞を隔離することができる。本発明はまた、生体内に配置されたバイオ人工臓器の内と外との間の物質透過性の経時的な低下を抑制することができる。   The present invention can isolate cells in a bioartificial organ from the immune system in bioartificial organ technology. The present invention can also suppress a temporal decrease in substance permeability between inside and outside of a bioartificial organ placed in a living body.

半透膜からなるバイオ人工臓器の模式図である。It is a schematic diagram of the bioartificial organ which consists of a semipermeable membrane. 実施例1におけるバイオ人工臓器の表面の観察写真Observation photograph of the surface of the bioartificial organ in Example 1 比較例1におけるバイオ人工臓器の表面の観察写真Observation photograph of the surface of the bioartificial organ in Comparative Example 1

本発明の一態様は、細胞を外部環境から隔離するための半透膜と、液性免疫から細胞を隔離するゲルであって、細胞を該ゲル内に分散した状態で保持できるゲルとを備える移植用デバイスである。また本発明の一態様は移植用デバイス及び細胞を備えるバイオ人工臓器である。   One aspect of the present invention includes a semipermeable membrane for isolating cells from the external environment, and a gel for isolating cells from humoral immunity, the gel being capable of holding cells dispersed in the gel It is a device for transplantation. Another embodiment of the present invention is a bioartificial organ including a transplant device and cells.

本明細書において、バイオ人工臓器とは、半透膜と、当該半透膜に包まれた細胞固定基材と、当該細胞固定基材で固定された細胞とを備える人工臓器である。   In this specification, a bioartificial organ is an artificial organ comprising a semipermeable membrane, a cell fixing substrate wrapped in the semipermeable membrane, and cells fixed by the cell fixing substrate.

バイオ人工臓器の一例はバイオ人工膵臓である。バイオ人工膵臓の備える細胞はインスリン分泌細胞が含まれる。インスリン分泌細胞はヒトあるいはブタなどから採取された膵島、あるいはES細胞またはiPS細胞から分化した膵島、膵臓様細胞、膵前駆細胞のいずれかでもよい。本明細書ではバイオ人工膵臓のことをバイオ人工膵島という場合がある。   An example of a bioartificial organ is a bioartificial pancreas. Cells provided in the bioartificial pancreas include insulin-secreting cells. Insulin-secreting cells may be pancreatic islets collected from humans or pigs, or pancreatic islets differentiated from ES cells or iPS cells, pancreatic cells, or pancreatic progenitor cells. In this specification, the bioartificial pancreas may be referred to as a bioartificial islet.

本明細書において、移植用デバイスとは、生体内に移植すべき細胞を、生体内に移植するためのデバイスである。移植用デバイスは半透膜と、当該半透膜に包まれた細胞固定基材とを備えるデバイスである。移植用デバイスは、細胞固定基材で固定された細胞を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。移植用デバイスは、バイオ人工臓器作製用のキットとして提供することもできる。   In this specification, the device for transplantation is a device for transplanting cells to be transplanted in a living body into the living body. The device for transplantation is a device comprising a semipermeable membrane and a cell fixing substrate wrapped in the semipermeable membrane. The transplant device may or may not include cells fixed with a cell fixing substrate. The transplant device can also be provided as a kit for producing a bioartificial organ.

<細胞>
本明細書に係る用語「細胞」には、付着性細胞及び浮遊細胞が含まれるが、これらに限らない。付着性細胞とは、細胞培養にあたり、担体に付着することで増殖する細胞をいう。浮遊性細胞とは細胞増殖において基本的に担体への付着を必要としない細胞をいう。浮遊性細胞には、担体に弱く付着することが可能な細胞を含む。
<Cell>
The term “cell” as used herein includes, but is not limited to, adherent cells and suspension cells. Adherent cells refer to cells that proliferate by attaching to a carrier during cell culture. Suspension cells are cells that basically do not require attachment to a carrier for cell growth. Suspended cells include cells that can weakly adhere to a carrier.

付着性細胞としては、例えば、骨芽細胞、軟骨細胞、造血細胞、上皮細胞(乳腺上皮細胞など)、内皮細胞(血管内皮細胞など)、表皮細胞、繊維芽細胞、間葉由来細胞、心筋細胞、筋原細胞、平滑筋細胞、生体由来骨格筋細胞、ヒト腫瘍細胞、繊維細胞、EBウイルス変異細胞、肝細胞、腎細胞、骨髄細胞、マクロファージ、肝実質細胞、小腸細胞、乳腺細胞、唾液腺細胞、甲状腺細胞、及び皮膚細胞が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of adherent cells include osteoblasts, chondrocytes, hematopoietic cells, epithelial cells (such as mammary epithelial cells), endothelial cells (such as vascular endothelial cells), epidermal cells, fibroblasts, mesenchymal cells, and cardiomyocytes. , Myogenic cells, smooth muscle cells, living skeletal muscle cells, human tumor cells, fiber cells, EB virus mutant cells, hepatocytes, kidney cells, bone marrow cells, macrophages, liver parenchymal cells, small intestinal cells, mammary cells, salivary gland cells , Thyroid cells, and skin cells, but are not limited to these.

浮遊性細胞としては、例えば、T細胞、B細胞、キラー細胞、リンパ球、及びリンパ芽細胞が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of suspension cells include, but are not limited to, T cells, B cells, killer cells, lymphocytes, and lymphoblasts.

上記細胞は互いに凝集していてもよく、分化していてもよい。凝集した細胞は器官としての機能を有していてもよい。細胞は生体から採取された直後のものでもよく、培養したものでもよい。生体から採取した細胞は組織、あるいは器官を形作っていてもよい。組織としては、膵島のような内分泌組織、あるいは外分泌組織が挙げられる。移植される細胞は単一種類の細胞でもよく、また複数種類の細胞でもよい。複数種類の細胞が細胞固定基材内で共存していてもよい。単一種類の細胞は細胞固定基材内で偏りなく分散していてもよい。複数種類の細胞はそれぞれ細胞固定基材内で偏りなく分散していてもよい。複数種類の細胞の数は相互に等しくてもよく、相互に異なっていてもよい。複数種類の細胞は2、3又は4種類以上の種類の細胞でもよい。   The cells may aggregate with each other or may be differentiated. Aggregated cells may have an organ function. The cell may be a cell immediately after being collected from a living body or a cultured cell. Cells collected from a living body may form a tissue or an organ. Examples of the tissue include endocrine tissues such as islets or exocrine tissues. The cell to be transplanted may be a single type of cell or multiple types of cells. Multiple types of cells may coexist in the cell fixing substrate. A single type of cell may be uniformly distributed in the cell fixing substrate. A plurality of types of cells may be dispersed without deviation in the cell fixing substrate. The number of the plurality of types of cells may be equal to each other or different from each other. The plurality of types of cells may be 2, 3 or 4 or more types of cells.

<半透膜>
[樹脂]
本発明に用いる半透膜は樹脂を含有する物である。半透膜は、例えば、少なくとも一種類以上の樹脂を溶媒に溶解させ、溶解した樹脂を凝固させることで作製することができる。かかる樹脂は特に限定されるものではない。かかる樹脂として、例えば、エチレン−ビニルアルコール系共重合体、ポリスルホン系重合体、ポリアクリロニトリル系重合体、酢酸セルロースなどのセルロース系重合体、ポリアミド系重合体、ポリカーボネート系重合体などの樹脂を用いることが出来る。これらの樹脂の重量平均分子量は1万以上であることが好ましい。
<Semi-permeable membrane>
[resin]
The semipermeable membrane used in the present invention is a material containing a resin. The semipermeable membrane can be produced, for example, by dissolving at least one kind of resin in a solvent and solidifying the dissolved resin. Such resin is not particularly limited. Examples of such resins include resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymers, polysulfone polymers, polyacrylonitrile polymers, cellulose polymers such as cellulose acetate, polyamide polymers, and polycarbonate polymers. I can do it. The weight average molecular weight of these resins is preferably 10,000 or more.

本発明に用いる半透膜における樹脂の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。半透膜には樹脂以外に、製膜に用いる添加剤や溶媒が残存していても良いが、その含有量は20%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。   The content of the resin in the semipermeable membrane used in the present invention is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more. In addition to the resin, additives and solvents used for film formation may remain in the semipermeable membrane, but the content thereof is preferably 20% or less, and more preferably 10% by mass or less.

本発明に用いる半透膜が含有する樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール系共重合体又はポリスルホン系重合体を用いることが好ましい。これらの樹脂は補体を活性化しにくく、また生体適合性及び化学安定性に優れているため、医療用途に好適である。また、これらの樹脂は、生体内で生分解しにくく、また溶出物の発生量が少ない。   As the resin contained in the semipermeable membrane used in the present invention, it is preferable to use an ethylene-vinyl alcohol copolymer or a polysulfone polymer. These resins are suitable for medical use because they are difficult to activate complement and are excellent in biocompatibility and chemical stability. In addition, these resins are difficult to biodegrade in vivo, and the amount of eluate generated is small.

半透膜が含有することのできるエチレン−ビニルアルコール系共重合体は、ランダム重合体、ブロック重合体及びグラフト重合体のいずれであってもよい。エチレン−ビニルアルコール系共重合体における、エチレン構造単位の含有率は、10モル%以上90モル%以下であることが好ましい。エチレン構造単位の含有率を10モル%以上とすることで、半透膜が補体を活性化してしまうことを抑制することができる。補体活性化をさらに抑制するため、エチレン構造単位の含有率は、30モル%以上であることがより好ましい。エチレン構造単位の含有率を90モル%以下とすることで、半透膜の柔軟性の低下を抑制することができる。柔軟性の低下をさらに抑制するため、エチレン構造単位の含有率は、60モル%以下であることがより好ましい。またエチレン−ビニルアルコール系共重合体のけん化度は95モル%以上であることが好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol copolymer that can be contained in the semipermeable membrane may be any of a random polymer, a block polymer, and a graft polymer. The ethylene structural unit content in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less. By making the content rate of an ethylene structural unit 10 mol% or more, it can suppress that a semipermeable membrane will activate a complement. In order to further suppress complement activation, the ethylene structural unit content is more preferably 30 mol% or more. By making the content rate of an ethylene structural unit 90 mol% or less, the fall of the softness | flexibility of a semipermeable membrane can be suppressed. In order to further suppress the decrease in flexibility, the content of the ethylene structural unit is more preferably 60 mol% or less. The saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably 95 mol% or more.

エチレン−ビニルアルコール系共重合体は、主としてエチレン系単量体とビニルアルコール系単量体とを構造単位として構成される。エチレン−ビニルアルコール系共重合体には構造単位として他の単量体が含まれてもよい。またエチレン−ビニルアルコール系共重合体には他の単量体が含まれていなくてもよい。他の単量体として例えば、メタクリル酸、ビニルクロライド、メチルメタクリレート、アクリロニトリルが挙げられる。エチレン−ビニルアルコール系共重合体における、他の単量体の配合率は本発明の主旨を損なわない範囲で適宜調整できる。かかる配合率は15モル%以下の範囲であることが好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol copolymer is mainly composed of an ethylene monomer and a vinyl alcohol monomer as structural units. The ethylene-vinyl alcohol copolymer may contain other monomers as structural units. Further, the ethylene-vinyl alcohol copolymer may not contain other monomers. Examples of other monomers include methacrylic acid, vinyl chloride, methyl methacrylate, and acrylonitrile. The blending ratio of other monomers in the ethylene-vinyl alcohol copolymer can be appropriately adjusted within a range not impairing the gist of the present invention. Such a blending ratio is preferably in the range of 15 mol% or less.

[膜厚]
本発明に用いる半透膜の厚さは50μm以上、200μm以下であることが好ましい。厚さが50μm以上であることで、半透膜の強度を高めることができる。厚さが200μm以下であることで、アルブミンなどのタンパク質の透過率や、水の透過量を所望の範囲に調整しやすい半透膜を提供することができる。
[Film thickness]
The thickness of the semipermeable membrane used in the present invention is preferably 50 μm or more and 200 μm or less. When the thickness is 50 μm or more, the strength of the semipermeable membrane can be increased. When the thickness is 200 μm or less, it is possible to provide a semipermeable membrane that easily adjusts the permeability of proteins such as albumin and the amount of water permeation to a desired range.

[孔径]
本発明に用いる半透膜は、微小な孔が複数設けられている多孔膜である。かかる孔の平均孔径は0.1μm以上、3μm以下であることが好ましく、0.3μm以上、3μm以下であることがさらに好ましく、0.5μm以上、2μm以下であることがより好ましい。平均孔径がかかる下限を有することで、タンパク質の透過率や、水の透過量を高めることができる。また平均孔径がかかる上限を有することで、外部細胞等の透過及び内部細胞の流出を抑制することができる。また、半透膜において、各孔の孔径は所定の分布を有する。このとき、外部細胞等の透過を防止するために、半透膜表面に孔径が20μm以上の孔が無いことが好ましい。
[Pore diameter]
The semipermeable membrane used in the present invention is a porous membrane provided with a plurality of minute holes. The average pore diameter of such holes is preferably 0.1 μm or more and 3 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 3 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less. By having the lower limit for the average pore diameter, protein permeability and water permeation can be increased. Moreover, permeation | transmission of an external cell etc. and the outflow of an internal cell can be suppressed by having the upper limit which an average pore diameter requires. In the semipermeable membrane, the hole diameter of each hole has a predetermined distribution. At this time, in order to prevent permeation of external cells and the like, it is preferable that the semipermeable membrane surface has no pores having a pore diameter of 20 μm or more.

[製膜]
本発明に用いる半透膜の製膜方法に特に制限は無い。例えば、公知の方法で無孔膜を作製するとともに、かかる無孔膜に対してドリル加工により孔を開けることで半透膜を得ることができる。また、例えば以下の方法で半透膜を製造することもできる。
[Film formation]
There is no restriction | limiting in particular in the film-forming method of the semipermeable membrane used for this invention. For example, a semi-permeable membrane can be obtained by making a non-porous membrane by a known method and making a hole in the non-porous membrane by drilling. For example, a semipermeable membrane can be produced by the following method.

まず樹脂と、溶媒と、添加剤とを混合して50℃〜120℃の範囲で加温溶解し、各成分が互いに混ざり合ったものを製膜原液とする。製膜原液は20℃〜95℃、より好ましくは、50〜90℃の温度に保持することが好ましい。次いで、20℃〜80℃の温度で製膜原液を凝固させることで膜を形成する。   First, a resin, a solvent, and an additive are mixed and dissolved by heating in a range of 50 ° C. to 120 ° C., and a mixture of the components is used as a film forming stock solution. The film-forming stock solution is preferably kept at a temperature of 20 ° C. to 95 ° C., more preferably 50 to 90 ° C. Next, a film is formed by coagulating the film-forming stock solution at a temperature of 20 ° C. to 80 ° C.

一例として、樹脂と、添加剤と、溶媒とを混合して50℃〜120℃、より好ましくは50℃〜80℃で加温溶解して製膜原液とする。さらに20℃〜95℃、より好ましくは20℃〜80℃に加温した製膜原液を、板状の成形器具に塗布する。20℃〜80℃、より好ましくは20℃〜60℃の凝固浴中にて成形器具上の製膜原液を凝固させ、添加剤及び溶媒が凝固浴中に拡散することで、主として樹脂からなる半透膜を得る。その後、適宜、精製工程、乾燥工程を設けることができる。   As an example, a resin, an additive, and a solvent are mixed and dissolved by heating at 50 ° C. to 120 ° C., more preferably 50 ° C. to 80 ° C. to obtain a film forming stock solution. Furthermore, a film-forming stock solution heated to 20 ° C. to 95 ° C., more preferably 20 ° C. to 80 ° C., is applied to a plate-shaped molding tool. The film-forming stock solution on the molding tool is coagulated in a coagulation bath of 20 ° C. to 80 ° C., more preferably 20 ° C. to 60 ° C., and the additive and the solvent diffuse into the coagulation bath, so A permeable membrane is obtained. Thereafter, a purification step and a drying step can be appropriately provided.

製膜原液中の質量比は、樹脂の比率が7.5質量%〜25質量%であることが好ましく、10質量%〜20質量%であることが好ましい。溶媒の比率が55質量%〜87.5質量%であることが好ましく、60質量%〜80質量%であることが好ましい。添加剤の比率が5質量%〜20質量%であることが好ましい。膜の形成を促進するために、添加剤の比率は樹脂の比率よりも少ないことが好ましい。   As for the mass ratio in the film-forming stock solution, the resin ratio is preferably 7.5% by mass to 25% by mass, and preferably 10% by mass to 20% by mass. It is preferable that the ratio of a solvent is 55 mass%-87.5 mass%, and it is preferable that it is 60 mass%-80 mass%. It is preferable that the ratio of an additive is 5 mass%-20 mass%. In order to promote the formation of the film, the additive ratio is preferably smaller than the resin ratio.

本発明に用いる半透膜の製膜に関しては、特許文献3の日本国特許出願公開2001−314736号公報の開示の全てをここに取り込む。   Regarding the film formation of the semipermeable membrane used in the present invention, the entire disclosure of Japanese Patent Application Publication No. 2001-314736 of Patent Document 3 is incorporated herein.

[製膜原液]
30℃における製膜原液の粘度は1,000mPa・s以上20,000mPa・s以下であることが好ましく、1,000mPa・s以上10,000mPa・s以下であることがより好ましい。
[Membrane stock solution]
The viscosity of the film-forming stock solution at 30 ° C. is preferably 1,000 mPa · s or more and 20,000 mPa · s or less, and more preferably 1,000 mPa · s or more and 10,000 mPa · s or less.

製膜原液の粘度が1,000mPa・s未満の場合、または20,000mPa・sよりも高い場合、製膜原液の凝固時間の調整がし難く、製膜が困難なことがある。また製膜原液が凝固した後に膜が破損しやすい場合がある。   When the viscosity of the film-forming stock solution is less than 1,000 mPa · s or higher than 20,000 mPa · s, it is difficult to adjust the coagulation time of the film-forming stock solution, and film formation may be difficult. In addition, the membrane may be easily damaged after the stock solution is solidified.

[製膜原液の粘度測定]
製膜原液の30℃における粘度は、BL型粘度計又はBH型粘度計を用いて、ロータ回転数6rpm、温度30℃の条件で測定できる。
[Measurement of viscosity of film forming stock solution]
The viscosity of the film-forming stock solution at 30 ° C. can be measured using a BL-type viscometer or a BH-type viscometer under conditions of a rotor rotational speed of 6 rpm and a temperature of 30 ° C.

[製膜用の溶媒]
製膜原液を構成する溶媒は、製膜に用いる樹脂の良溶媒であれば、特に限定されない。例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)等、あるいはこれらを成分とする混合溶媒を挙げることができる。製膜性や毒性が低いという観点から、なかでもジメチルスルホキシド(DMSO)が好ましい。
[Solvent for film formation]
The solvent constituting the film forming stock solution is not particularly limited as long as it is a good solvent for the resin used for film formation. Examples thereof include dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc) and the like, or a mixed solvent containing these as components. Among them, dimethyl sulfoxide (DMSO) is preferable from the viewpoint of film forming property and low toxicity.

[製膜用の添加剤]
製膜原液を構成する添加剤は、水溶性高分子であることが好ましい。例えば、一般的に界面活性剤と呼ばれるものを添加剤として使用できる。界面活性剤は高分子界面活性剤であることが好ましい。添加剤の種類や量を調整することで、半透膜の孔の平均孔径を調節することができる。また、製膜原液の粘度を調整することができる。また、製膜原液の相分離温度(LST、Land Surface Temperature)を調整することができる。
[Additives for film formation]
The additive constituting the film-forming stock solution is preferably a water-soluble polymer. For example, what is generally called a surfactant can be used as an additive. The surfactant is preferably a polymer surfactant. The average pore diameter of the semipermeable membrane can be adjusted by adjusting the type and amount of the additive. Moreover, the viscosity of the film-forming stock solution can be adjusted. Moreover, the phase separation temperature (LST, Land Surface Temperature) of the film-forming stock solution can be adjusted.

高分子界面活性剤とは、分子量が1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000及び9000のいずれか以上である界面活性剤を指す。界面活性機能はノニオン性、アニオン性、及びカチオン性のいずれによるものであってもよい。なかでも、ノニオン性高分子界面活性剤が好ましい。   The high molecular surfactant refers to a surfactant having a molecular weight of any one of 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, and 9000. The surface active function may be nonionic, anionic, or cationic. Of these, nonionic polymer surfactants are preferred.

ノニオン性高分子界面活性剤としては、例えば以下のものが挙げられる:ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレングリコール、及びポリプロピレンオキサイドに代表される重合体;ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリブチレングリコール、及びポリエチレングリコール−ポリペンチレングリコールに代表されるジブロック共重合体又はランダム共重合体;ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリテトラメチレングリコール−ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリブチレングリコール−ポリエチレングリコール、及びポリエチレングリコール−ポリペンチレンレングリコール−ポリエチレングリコールに代表されるトリブロック共重合体;ポリプロピレングリコール−硫酸エステルナトリウム塩、ポリテトラメチレングリコール−硫酸エステルナトリウム塩、ポリブチレングリコール−硫酸エステルナトリウム塩、及びポリペンチレングリコール−硫酸エステルナトリウム塩;並びにポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−アルキルエーテルが挙げられる。   Nonionic polymer surfactants include, for example, the following: polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol, and polymers typified by polypropylene oxide; polyethylene glycol-polypropylene glycol, polyethylene glycol-polytetramethylene glycol , Polyethylene glycol-polybutylene glycol, and diblock copolymers represented by polyethylene glycol-polypentylene glycol or random copolymers; polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol, polyethylene glycol-polytetramethylene glycol-polyethylene glycol , Polyethylene glycol-polybutylene glycol-polyethylene glycol And a triblock copolymer represented by polyethylene glycol-polypentylene glycol-polyethylene glycol; polypropylene glycol-sulfate sodium salt, polytetramethylene glycol-sulfate sodium salt, polybutylene glycol-sulfate sodium salt, and poly Pentylene glycol-sulfate sodium salt; and polyethylene glycol-polypropylene glycol-alkyl ether.

上記した一般的に界面活性剤と呼ばれるもの以外にも、添加剤として使用できる水溶性高分子が挙げられる。例えば、公知の各種ビニルアルコール系重合体、澱粉、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、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、及びデキストランに代表される多糖類が挙げられる。   In addition to what is generally referred to as a surfactant, water-soluble polymers that can be used as additives are listed. Examples thereof include polysaccharides represented by various known vinyl alcohol polymers, starch, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and dextran.

[補体の活性化]
本発明に用いる半透膜の表面は血清中の補体を活性化しにくいことが好ましい。半透膜の表面が補体を活性化しにくいことは以下の評価方法に基づき表される。
[Complement activation]
It is preferable that the surface of the semipermeable membrane used in the present invention hardly activates complement in serum. The fact that the surface of the semipermeable membrane hardly activates complement is expressed based on the following evaluation method.

<方法A:血清補体価(CH50)測定に基づく評価>
半透膜と新鮮ヒト血清とを接触させる。この時、血清補体価(CH50)の減少率が25%以下であれば、半透膜の表面は補体を活性化しにくいと評価される。血清補体価は、活性化を受けることなく残存している補体C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8及びC9の総量に比例する。血清補体価に基づき補体の活性化の度合いを評価することができる。
<Method A: Evaluation Based on Serum Complement Value (CH50) Measurement>
Contact the semipermeable membrane with fresh human serum. At this time, if the rate of decrease in serum complement value (CH50) is 25% or less, the surface of the semipermeable membrane is evaluated to be difficult to activate complement. Serum complement titers are proportional to the total amount of complement C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 and C9 remaining without being activated. The degree of complement activation can be evaluated based on the serum complement value.

<方法B:個別の補体の活性の測定に基づく評価>
血液中の補体は通常、不活性な酵素前駆体として存在する。酵素前駆体は体内に侵入した異物により刺激を受けることで活性化する。酵素前駆体は活性化により部分的に分解され、分解物となる。この分解物は、一部は複合体を形成し、一部は遊離する。したがって、半透膜が異物として振る舞う場合には、半透膜の表面にて補体を活性化され、上記のような分解物が生成する。以下の評価方法により評価できる。
<Method B: Evaluation Based on Measurement of Individual Complement Activity>
Complements in the blood usually exist as inactive enzyme precursors. The enzyme precursor is activated by being stimulated by a foreign substance that has entered the body. The enzyme precursor is partially decomposed by activation and becomes a decomposition product. This degradation product forms a complex partly and partly liberates. Therefore, when the semipermeable membrane behaves as a foreign substance, the complement is activated on the surface of the semipermeable membrane, and the decomposition product as described above is generated. It can be evaluated by the following evaluation method.

半透膜と新鮮ヒト血清とを接触させる。この時、半透膜による、血清中の補体の活性化率が30%以下であれば、半透膜の表面は補体を活性化しにくいと評価される。   Contact the semipermeable membrane with fresh human serum. At this time, if the activation rate of the complement in serum by the semipermeable membrane is 30% or less, it is evaluated that the surface of the semipermeable membrane hardly activates the complement.

一態様において、活性化タンパク質の増加は、当該膜と接触させた新鮮ヒト血清中の各補体量の測定に基づき算出される。測定対象とする補体はC1、C2、C3,C4、C5、C6、C7、C8及びC9の内、一以上の補体であることが好ましく、C3及びC4の内、一以上の補体であることがさらに好ましい。   In one embodiment, the increase in activated protein is calculated based on a measurement of the amount of each complement in fresh human serum contacted with the membrane. The complement to be measured is preferably one or more complements of C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 and C9, and one or more complements of C3 and C4. More preferably it is.

一態様において、活性の増加は、上記補体が分解されて生じたタンパク質量の測定に基づき算出される。測定対象とする補体が分解されて生じたタンパク質は、補体が活性化することで補体から脱離するタンパク質であることが好ましい。   In one embodiment, the increase in activity is calculated based on the measurement of the amount of protein produced by degradation of the complement. The protein produced by decomposing the complement to be measured is preferably a protein that is released from the complement when the complement is activated.

測定対象とする補体から脱離するタンパク質はC1r、C1q、C2b、C3a、C4a及びC5aの内一以上のタンパク質であることが好ましく、補体から脱離するタンパク質はC3a及びC5aの内一以上のタンパク質であることがさらに好ましい。C3a及びC5aは炎症性白血球を呼び寄せる作用を有する。特にC3aは補体系の活性化の開始の指標として有効に利用できる。   The protein released from the complement to be measured is preferably one or more of C1r, C1q, C2b, C3a, C4a and C5a, and the protein released from the complement is one or more of C3a and C5a. More preferably, it is a protein. C3a and C5a have an action of attracting inflammatory leukocytes. In particular, C3a can be effectively used as an indicator of initiation of complement system activation.

一態様において、活性の増加は、上記補体の複合体の量の測定に基づき算出される。測定対象とする複合体は補体が活性化することで補体が互いに結合して形成されることが好ましい。複合体はSC5b−9であることが好ましい。SC5b−9は、補体系活性化反応の最終生成物である。   In one embodiment, the increase in activity is calculated based on a measurement of the amount of the complement complex. The complex to be measured is preferably formed by binding of complements to each other when the complements are activated. The complex is preferably SC5b-9. SC5b-9 is the final product of the complement system activation reaction.

補体の活性の増加を定量するための手法の一例を以下に示す。所定の大きさの半透膜を所定量の新鮮ヒト血清に浸漬する。半透膜の表面積1cm当たり血清の体積を1mLとする。ここで孔により生じた膜内部の表面積は無視してもよい。以下同様である。半透膜と血清とを撹拌しながら37℃で90分間インキュベートする。インキュベート用の容器の内面は予めアルブミンでブロッキングしておくことが好ましい。リファレンスとして半透膜を浸漬させない新鮮ヒト血清も用意する。また半透膜に換えて所定量のザイモザンを添加した新鮮ヒト血清も用意する。これらを撹拌しながら37℃で90分間インキュベートする。 An example of a technique for quantifying the increase in complement activity is shown below. A semipermeable membrane of a predetermined size is immersed in a predetermined amount of fresh human serum. The volume of serum is 1 mL per cm 2 surface area of the semipermeable membrane. Here, the surface area inside the membrane caused by the holes may be ignored. The same applies hereinafter. Incubate the semipermeable membrane and serum for 90 minutes at 37 ° C. with agitation. The inner surface of the incubation container is preferably previously blocked with albumin. As a reference, prepare fresh human serum without soaking the semipermeable membrane. In addition, fresh human serum to which a predetermined amount of zymosan is added instead of a semipermeable membrane is also prepared. These are incubated for 90 minutes at 37 ° C. with agitation.

インキュベート後、それぞれの新鮮ヒト血清に活性化反応停止剤としてエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)を10mMとなるよう添加する。反応停止後、血清中の補体量を測定する。測定はELIZA法で行うことができる。半透膜を浸漬した血清の補体量をXとする。半透膜を浸漬させなかった血清の補体量をXminとする。ザイモザンを添加した血清の補体量をXmaxとする。活性化率を下記式に従い算出する。   After the incubation, disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA) is added to each fresh human serum to 10 mM as an activation reaction terminator. After stopping the reaction, the amount of complement in serum is measured. The measurement can be performed by the ELIZA method. Let X be the amount of complement of serum immersed in a semipermeable membrane. Xmin is the amount of complement of serum that was not immersed in the semipermeable membrane. The amount of complement of serum to which zymozan has been added is defined as Xmax. The activation rate is calculated according to the following formula.

活性化率(%)={(X−Xmin)/(Xmax−Xmin)}×100   Activation rate (%) = {(X−Xmin) / (Xmax−Xmin)} × 100

[タンパク質(アルブミン)の吸着性]
本発明に用いる半透膜の表面はタンパク質を吸着しにくいことが好ましい。半透膜の表面がタンパク質を吸着しにくいことは、以下のアルブミンを用いた評価方法に基づき評価することができる。
[Adsorbability of protein (albumin)]
It is preferable that the surface of the semipermeable membrane used in the present invention hardly adsorbs protein. The fact that the surface of the semipermeable membrane hardly adsorbs proteins can be evaluated based on the following evaluation method using albumin.

アルブミンを用いた評価方法においては、まず1cm角の半透膜を0.1%ヒトアルブミン溶液に90分間浸漬する。この時、半透膜へのアルブミン吸着量が10μg/cm以下であれば、半透膜の表面がタンパク質を吸着しにくいと評価する。さらに当該アルブミン吸着量が9、8、7、6、5、4、3、2及び1μg/cmのいずれかの値以下であれば、より好ましい。当該アルブミン吸着量は半透膜を作製するために用いる樹脂の選択により、調整することができる。半透膜の表面がタンパク質を吸着しにくい場合、半透膜の物質透過性の経時的な低下を抑制でき、生体適合性が高いと評価できる。 In the evaluation method using albumin, a 1 cm square semipermeable membrane is first immersed in a 0.1% human albumin solution for 90 minutes. At this time, if the amount of albumin adsorbed to the semipermeable membrane is 10 μg / cm 2 or less, it is evaluated that the surface of the semipermeable membrane is difficult to adsorb proteins. Furthermore, it is more preferable that the albumin adsorption amount is not more than any one of 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 , and 1 μg / cm 2 . The albumin adsorption amount can be adjusted by selecting a resin used for producing the semipermeable membrane. When the surface of the semipermeable membrane is difficult to adsorb proteins, it can be evaluated that the material permeability of the semipermeable membrane can be prevented from decreasing with time and the biocompatibility is high.

[透水性]
本発明に用いる半透膜の透水性は高いことが好ましい。半透膜の透水性は、半透膜を通して負圧3±0.2kPaで25℃の蒸留水を吸引したときの、半透膜の単位面積当たり及び単位時間当たりの水の透過量{L/(m・時)}により評価する。かかる水の透過量が1,000{L/(m・時)}以上であれば半透膜の透水性が高いと評価する。
[Water permeability]
The water permeability of the semipermeable membrane used in the present invention is preferably high. The water permeability of the semipermeable membrane is determined by the amount of water per unit area and per unit time of the semipermeable membrane when distilled water at 25 ° C. is sucked through the semipermeable membrane at a negative pressure of 3 ± 0.2 kPa {L / (M 2 · h)}. If the water permeation amount is 1,000 {L / (m 2 · hr)} or more, it is evaluated that the water permeability of the semipermeable membrane is high.

[物質(アルブミン)の透過性]
本発明に用いる半透膜のアルブミンの透過率は30%以上である。本実施形態ではアルブミンの透過率を半透膜の物質透過性の指標として用いる。これにより、アルブミン以外の各種タンパク質の透過性も間接的に評価できる。またグルタミン等の各種アミノ酸、グルコース、ホルモン、ビタミン等の透過性も間接的に評価できる。これらの物質は、本発明の半透膜を透過することが望ましい。アルブミンの透過率は次の方法で測定できる。
[Permeability of substance (albumin)]
The permeability of albumin of the semipermeable membrane used in the present invention is 30% or more. In this embodiment, the albumin permeability is used as an indicator of the substance permeability of the semipermeable membrane. Thereby, the permeability | transmittance of various proteins other than albumin can also be evaluated indirectly. In addition, permeability of various amino acids such as glutamine, glucose, hormones, vitamins and the like can be indirectly evaluated. These substances desirably penetrate the semipermeable membrane of the present invention. The permeability of albumin can be measured by the following method.

所定の大きさの半透膜を半分に折り曲げてその2辺を溶融接着することで1辺が未接着の袋状の部材を作製する。かかる袋状の部材の内部に所定量のヒトアルブミン溶液を注入した上で、袋状の部材の未接着の1辺を溶融接着して封を閉じることで、袋状の部材からバッグを形成する。かかるヒトアルブミン溶液入りのバッグを、所定容積、例えば15mLのチューブ内に存在する所定量、例えば10mLのハンクス緩衝液に浸漬する。チューブを37℃で30分間振とうする。30分後、バッグ外側のハンクス緩衝液を採取する。採取したハンクス緩衝液内のアルブミン濃度をELISA法により測定する。ELISA法による測定はHuman Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.)を用いて実施すればよい。透過率を以下の式により算出することができる。バッグ内からハンクス緩衝液に移行したアルブミンの透過量をXnとする。バッグに注入した量と同量のアルミブミン量をXmaxとする。   A semipermeable membrane having a predetermined size is folded in half, and the two sides are melt-bonded to produce a bag-like member with one side not bonded. A bag is formed from the bag-shaped member by injecting a predetermined amount of human albumin solution into the bag-shaped member and then melting and bonding one unbonded side of the bag-shaped member to close the seal. . The bag containing the human albumin solution is immersed in a predetermined volume, for example, 10 mL of Hanks buffer solution present in a predetermined volume, for example, a 15 mL tube. Shake the tube at 37 ° C. for 30 minutes. After 30 minutes, collect the Hanks buffer on the outside of the bag. The albumin concentration in the collected Hanks buffer is measured by the ELISA method. The measurement by ELISA method may be carried out using Human Albumin ELISA Quantitation Set (Bethyl Laboratories, Inc.). The transmittance can be calculated by the following equation. Let Xn be the permeation amount of albumin transferred from the bag to the Hanks buffer. Let Xmax be the same amount of aluminum bumine as the amount injected into the bag.

透過率(%)=Xn/Xmax×100   Transmittance (%) = Xn / Xmax × 100

<細胞固定基材>
本発明に用いる細胞固定基材は、細胞が細胞固定基材の外部へ脱離しないように固定するものである。
<Cell fixation substrate>
The cell fixing substrate used in the present invention is to fix cells so as not to be detached from the cell fixing substrate.

細胞固定基材は、例えば、シート状、不織布などの繊維状、ゲル状などが挙げられる。細胞固定基材としては、ハイドロゲルが好ましい。本明細書においてハイドロゲルとは、水に不溶な三次元の網目構造をもつ高分子及びその水による膨潤体を指すものとする。以下、ハイドロゲルのことを単に、ゲルという場合がある。   Examples of the cell fixing substrate include a sheet form, a fibrous form such as a nonwoven fabric, and a gel form. As the cell fixing substrate, hydrogel is preferable. In the present specification, the hydrogel refers to a polymer having a three-dimensional network structure insoluble in water and a swollen body of the polymer. Hereinafter, the hydrogel may be simply referred to as a gel.

本実施形態の一態様では、ゲル内に細胞を封入あるいは包埋することにより、細胞をゲルによりカプセル化する。カプセル化により細胞同士の凝集を抑制するとともに、細胞をゲル内に均一に分散させる。また、ゲルの物質透過特性により補体タンパク質、抗体タンパク質の透過が抑制されることで、液性免疫からゲル内の細胞が隔離される。   In one aspect of this embodiment, the cells are encapsulated in the gel by encapsulating or embedding the cells in the gel. Encapsulation suppresses aggregation between cells and uniformly disperses cells in the gel. Further, the permeation of complement proteins and antibody proteins is suppressed by the substance permeation characteristics of the gel, so that cells in the gel are isolated from humoral immunity.

上記ゲルは、以下のような高分子からなることが好ましい。例えば、コラーゲン、ヒアルロナン、ゼラチン、フィブロネクチン、エラスチン、テナシン、ラミニン、ビトロネクチン、ポリペプチド、ヘパラン硫酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸、ケラタン、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸、カラギーナン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、セルロース、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、グリコーゲン及びこれらの誘導体、加えて、フィブリン、フィブリノゲン、トロンビン、及びポリグルタミン酸、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、ビニルアルコール系重合体、ジェランガム、キサンタンガム、ガラクトマンナン、グアガム、ローカストビーンガム及びタラガム等が挙げられる。   The gel is preferably composed of the following polymers. For example, collagen, hyaluronan, gelatin, fibronectin, elastin, tenascin, laminin, vitronectin, polypeptide, heparan sulfate, chondroitin, chondroitin sulfate, keratan, keratan sulfate, dermatan sulfate, carrageenan, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, Agar, cellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, glycogen and derivatives thereof, in addition to fibrin, fibrinogen, thrombin, and polyglutamic acid, polylactic acid, polyglycolic acid, lactic acid-glycolic acid copolymer, vinyl alcohol polymer, gellan gum , Xanthan gum, galactomannan, guar gum, locust bean gum and tara gum.

中でも、水と親和性があり、細胞毒性が低いという観点から、コラーゲン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、トロンビン、ビニルアルコール系重合体、ジェランガムが好ましい。   Among these, collagen, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, agar, thrombin, vinyl alcohol polymer, and gellan gum are preferable from the viewpoint of affinity with water and low cytotoxicity.

ゲルを作る時に使用する、高分子の濃度を変化させることにより、このゲルの網目元構造を通過できる分子の分子量を大きく自由に変化させることができる。すなわち、ゲルの網目構造は高分子の濃度の濃い場合にはメッシュが小さく、高分子の濃度が薄い場合にはメッシュが大きくなることが考えられる。網目構造のメッシュが大き過ぎると、抗体等が網目構造内に侵入する。この場合、ゲル内の生きた細胞に対して拒絶反応が起こりやすくなる。拒絶反応はインシュリン等の必要物質の産生を阻害する。   By changing the concentration of the polymer used when making the gel, the molecular weight of the molecules that can pass through the network structure of the gel can be changed greatly and freely. That is, it is conceivable that the gel network structure has a small mesh when the polymer concentration is high, and a large mesh when the polymer concentration is low. If the mesh of the network structure is too large, antibodies and the like enter the network structure. In this case, rejection of the living cells in the gel is likely to occur. Rejection inhibits the production of necessary substances such as insulin.

本発明において、細胞固定基材であるゲルは、上述の半透膜で包まれている。ゲルの一部のみでも半透膜により包まれていれば良い。好ましくはゲルの表面積の50%以上、より好ましくは80%以上、さらにより好ましくは90%以上が半透膜により覆われている状態が好ましい。ゲルの全体が半透膜で覆われていても良い。   In the present invention, the gel, which is a cell fixing substrate, is wrapped with the above-mentioned semipermeable membrane. It is sufficient that only a part of the gel is wrapped with the semipermeable membrane. Preferably, 50% or more of the surface area of the gel, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more is covered with a semipermeable membrane. The entire gel may be covered with a semipermeable membrane.

[移植用デバイス]
本発明に係る移植用デバイスは細胞を外部環境から隔離するために用いることができる。図1は本発明に係る移植用デバイスの使用の一態様であるバイオ人工臓器20を示す。半透膜10からなるバッグ中に、細胞固定用の基材11及び所望の細胞12が入れられている。細胞12はバッグによって密閉されている。ここで、バッグとは、半透膜10により閉じられた領域が設けられた部材である。バッグは、例えば、[物質(アルブミン)の透過性]の欄で述べた方法で作製できる。また、複数枚の半透膜を用いてバッグを作製しても良く、半透膜10の透過性を抑制しない範囲で、他素材の膜と重ね合せてバッグを作製しても良い。また、細胞をバッグ内に注入するためのチューブがバッグに接続されていてもよい。また移植用デバイスを生体内に配置した後に、細胞を移植用デバイス内に注入することでバイオ人工臓器を完成してもよい。また移植用デバイス内に細胞を配置することで予めバイオ人工臓器を完成した後に、当該バイオ人工臓器を生体内に移植してもよい。
[Porting device]
The transplant device according to the present invention can be used to isolate cells from the external environment. FIG. 1 shows a bioartificial organ 20 which is an embodiment of the use of the transplant device according to the present invention. In a bag made of a semipermeable membrane 10, a cell fixing substrate 11 and desired cells 12 are placed. The cells 12 are sealed with a bag. Here, the bag is a member provided with a region closed by the semipermeable membrane 10. The bag can be produced, for example, by the method described in the column of [Substance permeability of substance (albumin)]. Moreover, a bag may be produced using a plurality of semipermeable membranes, or a bag may be produced by overlapping with a film made of another material as long as the permeability of the semipermeable membrane 10 is not suppressed. Moreover, the tube for inject | pouring a cell in a bag may be connected to the bag. Alternatively, after placing the transplant device in the living body, the bioartificial organ may be completed by injecting the cells into the transplant device. Further, after the bioartificial organ is completed in advance by arranging cells in the transplantation device, the bioartificial organ may be transplanted into the living body.

半透膜10は細胞12の活動に必要な栄養分15を透過する。栄養分は例えばアミノ酸や、アルブミンに吸着された物質などである。栄養分15は外部環境からバッグ内部に向かって移動する。半透膜10は細胞12から出た分泌物質16を透過する。分泌物質16はバッグ内部から外部環境に向かって移動する。基材11は細胞同士の凝集を抑制するとともに、細胞をバッグ内に均一に分散させる。また、基材11により液性免疫が抑制される。また、本実施形態の効果を損ねない範囲でバッグと他の素材とを組み合わせてもよい。例えば、各種メッシュ素材などで移植用デバイス内部あるいは外部を補強してもよい。   The semipermeable membrane 10 permeates nutrients 15 necessary for the activity of the cells 12. The nutrient is, for example, an amino acid or a substance adsorbed on albumin. The nutrient 15 moves from the external environment toward the inside of the bag. The semipermeable membrane 10 permeates the secretory substance 16 that has exited from the cells 12. The secretory substance 16 moves from the inside of the bag toward the external environment. The base material 11 suppresses aggregation of cells and uniformly disperses the cells in the bag. Moreover, the humoral immunity is suppressed by the base material 11. Moreover, you may combine a bag and another raw material in the range which does not impair the effect of this embodiment. For example, the inside or outside of the implantation device may be reinforced with various mesh materials.

本発明に係る移植用デバイスにおいて、移植用デバイス内部から移植用デバイス外部への、30分間でのアルブミンの透過率は30%以上であることが好ましい、移植用デバイスにおける当該[アルブミンの透過率]は、例えば、半透膜で形成したバッグ(評価用デバイス)内から、バッグ外へのアルブミンの透過量に基づき測定できる。半透膜の場合と同様に、アルブミンの透過率が高ければ、物質透過性が高く、移植用デバイスとして良好であると言える。   In the transplant device according to the present invention, the albumin permeability in 30 minutes from the inside of the transplant device to the outside of the transplant device is preferably 30% or more. Can be measured based on the amount of albumin permeated from the inside of the bag (device for evaluation) formed of a semipermeable membrane to the outside of the bag. As in the case of the semipermeable membrane, if the albumin permeability is high, the substance permeability is high, and it can be said that it is favorable as a transplant device.

[効果]
発明者らは従来の体内埋め込み式のバイオ人工臓器に以下の課題があることを見出した。すなわち細胞を封入したバッグ及びバッグに封入された細胞をバイオ人工臓器として生体内に移植するとバッグ表面に生体中のタンパク質が付着する。また、そのタンパク質を足場として細胞が接着し、バッグ表面に細胞の層が形成される。このためバッグの物質透過性が低下する。物質透過性の低下によりバッグ内の細胞が分泌する物質の放出が抑制されるだけでなく、バッグ内の細胞が外部環境から十分な栄養分を受けられなくなる。このためバイオ人工臓器の機能を長期間維持することは難しい。
[effect]
The inventors have found that conventional implantable bioartificial organs have the following problems. That is, when cells encapsulated in cells and cells encapsulated in a bag are transplanted into a living body as a bioartificial organ, proteins in the living body adhere to the bag surface. Moreover, cells adhere using the protein as a scaffold, and a cell layer is formed on the bag surface. For this reason, the substance permeability of a bag falls. The decrease in substance permeability not only suppresses the release of substances secreted by the cells in the bag, but also prevents the cells in the bag from receiving sufficient nutrients from the external environment. For this reason, it is difficult to maintain the function of the bioartificial organ for a long time.

図1に示すようにバッグを構成する半透膜10は、栄養分15及び分泌物質16を透過するのに十分な大きさの孔を有する一方で、貪食細胞を含む白血球18を初めとする外部細胞を透過しない。このため、バッグ内への白血球18の侵入を防止しつつ栄養分15及び分泌物質16の拡散を促進する。   As shown in FIG. 1, the semipermeable membrane 10 constituting the bag has pores large enough to pass through the nutrients 15 and the secretory material 16, while external cells including leukocytes 18 containing phagocytic cells. Does not pass through. For this reason, spreading | diffusion of the nutrient 15 and the secretory substance 16 is accelerated | stimulated, preventing the penetration | invasion of the white blood cell 18 in a bag.

また、バッグの表面は補体を活性化しにくいため白血球18を初めとする外部細胞は半透膜10に付着しにくい。また、バッグの表面はタンパク質を吸着しにくい。したがって、バッグ表面に細胞の層が形成されにくい。このため、生体内におけるバッグの物質透過性の経時的な低下を抑制できる。このため半透膜10はバイオ人工臓器の機能を長期間維持することに資する。図1に示すように細胞固定用の基材11は細胞の周囲を取り巻いている。このため基材11は補体タンパク質あるいは抗体タンパク質の細胞12への接近を防ぐことができる。あるいは基材11は、細胞12自身が分解して生じた物がバッグ外に流出することを防ぐ。そのため、基材11は液性免疫による拒絶反応を抑制する。半透膜10と基材11を組み合わせて用いることで、物質透過性の経時的な低下を抑制し、液性免疫による拒絶反応を抑制しつつ、栄養分及び分泌物質の拡散を実現できる。   Further, since the surface of the bag hardly activates complement, external cells such as leukocytes 18 are difficult to adhere to the semipermeable membrane 10. Also, the bag surface is difficult to adsorb proteins. Therefore, a cell layer is hardly formed on the bag surface. For this reason, the time-dependent fall of the substance permeability of the bag in the living body can be suppressed. For this reason, the semipermeable membrane 10 contributes to maintaining the function of the bioartificial organ for a long period of time. As shown in FIG. 1, the cell fixing substrate 11 surrounds the periphery of the cell. For this reason, the base material 11 can prevent the approach of the complement protein or the antibody protein to the cell 12. Or the base material 11 prevents that the thing produced when the cell 12 itself decompose | disassembled flows out of a bag. Therefore, the base material 11 suppresses rejection due to humoral immunity. By using the semipermeable membrane 10 and the base material 11 in combination, it is possible to realize diffusion of nutrients and secretory substances while suppressing a decrease in substance permeability with time and suppressing a rejection reaction due to humoral immunity.

本実施形態の移植用デバイスは、上記の態様の他に、チューブ状、中空糸状など様々な態様で用いることができる。本実施形態の移植用デバイスは、バイオ人工臓器の作製を含む医療用途や、創薬研究用途等に幅広く利用することができる。また、本発明の移植用デバイスはデバイス表面に生体適合性の良好な半透膜を使用していることを特徴とする。また、本発明の移植用デバイスは、栄養分等の物質がデバイス内外に移動する際の透過性が良好であることを特徴とする。これらの特徴を生かして、移植用デバイスを、バイオ人工臓器の移植前の処理用デバイスとしても使用することが出来る。また特許文献7で提案されているように、デバイス内部にbFGF等の血管誘導因子を封入しておいてもよい。これにより、移植部位に血管が新生するとともに、細胞の移植に適した領域を予め生体内に作製することが出来る。あるいは表面に血管誘導因子を含むコラーゲンシート等を貼り付けた移植用デバイスを皮下に移植してもよい。   The transplant device of the present embodiment can be used in various modes such as a tube shape and a hollow fiber shape in addition to the above modes. The transplant device of the present embodiment can be widely used for medical applications including the production of bioartificial organs, drug discovery research applications, and the like. The transplant device of the present invention is characterized in that a semi-permeable membrane having good biocompatibility is used on the device surface. The transplant device of the present invention is characterized by good permeability when substances such as nutrients move in and out of the device. Taking advantage of these characteristics, the transplantation device can be used as a treatment device before transplantation of a bioartificial organ. Further, as proposed in Patent Document 7, a blood vessel inducing factor such as bFGF may be encapsulated inside the device. Thereby, a blood vessel is born at the transplantation site, and a region suitable for cell transplantation can be prepared in advance in the living body. Alternatively, a transplantation device having a collagen sheet or the like containing a blood vessel inducing factor on its surface may be implanted subcutaneously.

[実施形態の変形]
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
[Modification of Embodiment]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において、特に断りがない場合、部及び%はそれぞれ質量部及び質量%を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this Example. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, parts and% represent parts by mass and% by mass, respectively.

[半透膜の作製]
各実施例及び比較例に使用する半透膜を、以下に示す製造例1の方法を基本として作製する。製膜原液の組成及び凝固液の組成を変えることで 、孔径及び内部構造の異なる半透膜(多孔膜)を得ることができる。各製造例において、製造例1から変更する点は後述する。
[Production of semipermeable membrane]
The semipermeable membrane used in each Example and Comparative Example is produced based on the method of Production Example 1 shown below. By changing the composition of the membrane-forming stock solution and the composition of the coagulating solution, semipermeable membranes (porous membranes) having different pore diameters and internal structures can be obtained. In each production example, the points changed from production example 1 will be described later.

1.製膜原液を調製ために耐圧試験管に下記の材料を全て入れた。材料は全体で12gであった。材料は、樹脂としてエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、クラレエバール(登録商標)G110B、エチレン構造単位の含有率47モル%、けん化度98モル%、本明細書においてEVOH−1)、溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO)及び添加剤としてポリエチレンオキサイド(PEO、分子量約60,000)からなり、これらの質量比は15:75:10であった。耐圧試験管に栓をして、材料を密封した。100℃の熱風を供給する熱風乾燥機で試験管を加熱することで、試験管内の温度を90℃にした。試験管を振とうしながら三日間試験管内の温度を90℃に維持し、製膜原液を得た。
2.熱風乾燥機を調整することで、製膜原液の温度を80℃に調整した。
3.成形器具としてガラス板を用いた。ホットプレート上にガラス板を設置し、ガラス板の表面が30℃になるようにホットプレートの温度を調節した。製膜時の厚み調整のため、ガラス板の一方端と他方端にテープを貼った。
4.ガラス板の一方端に80℃の製膜原液を垂らした。ガラス板上の製膜原液をガラス棒で均一に引き伸ばした。
5.大気中、室温(25℃)環境下で1分間放置した。
6.製膜原液が塗布されたガラス板を30℃の温水が入った凝固浴に浸漬した。
7.製膜原液のうち添加剤及び溶媒が凝固浴中に拡散し、さらに樹脂成分が凝固することで半透膜が生じた。浸漬開始から10分後、水中にてガラス板から半透膜を剥がした。
8.水中にて半透膜を二枚の四角形の金枠で挟み、さらに、それぞれの辺で二箇所ずつ固定することで、半透膜の四辺を固定した。
9.浸漬開始から15分後、半透膜を30℃の温水に移し、一晩水に浸漬した。
10.半透膜を水から取り出した。半透膜をアセトン及び水の混合液に移した。アセトン及び水の体積比は8/2で、温度は25℃であった。半透膜を15分間、当該混合液に浸漬した。
11.半透膜を混合液から取り出した。半透膜をアセトンに移し、15分間25℃のアセトンに浸漬した。
12.半透膜をアセトンから取り出し、大気中、室温(25℃)環境下で1時間静置した。
13.半透膜を40℃に設定した乾燥機中で一時間乾燥することで、長辺150mm×短辺120mm×厚み100μmの半透膜E−1を得た。
1. In order to prepare a film-forming stock solution, all the following materials were put in a pressure-resistant test tube. The total material was 12 g. As the material, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (manufactured by Kuraray Co., Ltd., Kuraray Eval (registered trademark) G110B, a content ratio of ethylene structural units of 47 mol%, a saponification degree of 98 mol%, EVOH-1 in this specification) is used. ), Dimethyl sulfoxide (DMSO) as a solvent and polyethylene oxide (PEO, molecular weight of about 60,000) as an additive, and the mass ratio thereof was 15:75:10. The pressure test tube was capped and the material was sealed. The temperature in the test tube was set to 90 ° C. by heating the test tube with a hot air dryer supplying hot air at 100 ° C. While shaking the test tube, the temperature in the test tube was maintained at 90 ° C. for 3 days to obtain a film forming stock solution.
2. The temperature of the film-forming stock solution was adjusted to 80 ° C. by adjusting the hot air dryer.
3. A glass plate was used as a molding tool. A glass plate was placed on the hot plate, and the temperature of the hot plate was adjusted so that the surface of the glass plate was 30 ° C. A tape was affixed to one end and the other end of the glass plate to adjust the thickness during film formation.
4). A film forming stock solution at 80 ° C. was hung on one end of the glass plate. The stock solution on the glass plate was uniformly stretched with a glass rod.
5. The sample was left in the atmosphere at room temperature (25 ° C.) for 1 minute.
6). The glass plate coated with the stock solution was immersed in a coagulation bath containing warm water at 30 ° C.
7). A semipermeable membrane was formed by the addition of the additive and solvent in the membrane-forming stock solution into the coagulation bath and the resin component coagulating. Ten minutes after the start of immersion, the semipermeable membrane was peeled off from the glass plate in water.
8). The four sides of the semipermeable membrane were fixed by sandwiching the semipermeable membrane between two rectangular metal frames in water and fixing two portions on each side.
9. 15 minutes after the start of immersion, the semipermeable membrane was transferred to 30 ° C. warm water and immersed in water overnight.
10. The semipermeable membrane was removed from the water. The semipermeable membrane was transferred to a mixture of acetone and water. The volume ratio of acetone and water was 8/2 and the temperature was 25 ° C. The semipermeable membrane was immersed in the mixed solution for 15 minutes.
11. The semipermeable membrane was removed from the mixed solution. The semipermeable membrane was transferred to acetone and immersed in acetone at 25 ° C. for 15 minutes.
12 The semipermeable membrane was taken out from acetone and allowed to stand in the atmosphere at room temperature (25 ° C.) for 1 hour.
13. The semipermeable membrane E-1 having a long side of 150 mm, a short side of 120 mm, and a thickness of 100 μm was obtained by drying the semipermeable membrane in a dryer set at 40 ° C. for 1 hour.

製造例2においては、上記1.に示す添加剤をポリエチレングリコール(PEG、分子量約20,000)に変更した。
製造例3においては、上記1.に示すEVOH−1をエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、クラレエバール(登録商標)F101B、エチレン構造単位の含有率32モル%、けん化度98モル%、本明細書においてEVOH−2)に変更した。また、各組成を表1のように変更した。
製造例4においては、上記1.に示すEVOH−1をポリスルホン系重合体(PS)(アモコ社製、UDEL P−1700)に変更し、溶媒をジメチルアセトアミド(DMAc)に変更した。また、各組成を表1のように変更した。
製造例5においては、上記1.に示すEVOH−1、DMSO及びPEOの質量の比を15:85:0に変更した。
製造例6においては、特開2001−314736号公報の実施例3に準拠して半透膜を作製した。すなわち、上記1.に示す添加剤を水及び塩化リチウムに変更した。また、各組成を表1のように変更した。
In Production Example 2, the above 1. Was changed to polyethylene glycol (PEG, molecular weight of about 20,000).
In Production Example 3, the above 1. EVOH-1 represented by formula (1) is an ethylene-vinyl alcohol copolymer (manufactured by Kuraray Co., Ltd., Kuraray Eval (registered trademark) F101B, ethylene structural unit content 32 mol%, saponification degree 98 mol%, in this specification EVOH- Changed to 2). Each composition was changed as shown in Table 1.
In Production Example 4, the above 1. EVOH-1 shown in the following was changed to a polysulfone polymer (PS) (ADEL CO., UDEL P-1700), and the solvent was changed to dimethylacetamide (DMAc). Each composition was changed as shown in Table 1.
In Production Example 5, the above 1. The mass ratio of EVOH-1, DMSO, and PEO shown in Fig. 5 was changed to 15: 85: 0.
In Production Example 6, a semipermeable membrane was produced according to Example 3 of JP-A No. 2001-314736. That is, the above 1. The additives shown in Table 1 were changed to water and lithium chloride. Each composition was changed as shown in Table 1.

上記半透膜を用いて血清補体価、個別の補体の活性、アルブミンの吸着性を測定した。測定方法を以下に示す。   Serum complement values, individual complement activities, and albumin adsorbability were measured using the semipermeable membrane. The measuring method is shown below.

[方法A:血清補体価(CH50)の測定]
血清補体価(CH50)の測定は市販の測定試薬を用いて行うことができる。測定試薬としては例えば、和光純薬株式会社の補体価−HAテストワコー及び日本ビーシージー製造株式会社の免疫比濁テストCH50オート(KW)がある。
[Method A: Measurement of serum complement value (CH50)]
Serum complement value (CH50) can be measured using a commercially available measuring reagent. Examples of the measuring reagent include Complement Value-HA Test Wako manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and Immunoturbidimetric Test CH50 Auto (KW) manufactured by Nippon BCG Co., Ltd.

製造例1〜6に係る半透膜による、新鮮ヒト血清の血清補体価(CH50)の減少率(補体価減少率)が25%以下であった。このため当該半透膜の表面は補体を活性化しにくいと評価された。   The reduction rate (complement value reduction rate) of serum complement value (CH50) of fresh human serum by the semipermeable membrane according to Production Examples 1 to 6 was 25% or less. For this reason, it was evaluated that the surface of the semipermeable membrane hardly activates complement.

[方法B:個別の補体の活性の測定]
個別の補体の活性の測定は、BD Biosciences社のHuman OPtEIA ELISA Set C3a(Cat.No 550499)を用いて行った。かかる測定では、測定対象となるのは、補体から脱離するタンパク質C3aとなる。C3aは補体系の活性化の開始の指標として有効に利用できる。
[Method B: Measurement of individual complement activity]
The measurement of the activity of individual complements was performed using a Human OPtEIA ELISA Set C3a (Cat. No 550499) from BD Biosciences. In such measurement, the measurement target is protein C3a desorbed from complement. C3a can be used effectively as an indicator of initiation of complement system activation.

1.各製造例に係る半透膜を切断して、厚さはそのままで、10mm×10mmの大きさに個片化した。
2.個片化した半透膜を25℃のエタノールに30分以上浸漬し、半透膜の孔内の気泡を追い出した。次いでPBS(−)で洗浄した。PBS(−)の用語はマグネシウム及びカルシウムの含まれていないPBS(リン酸緩衝生理食塩水)を表す。
3.試験管に個片化した半透膜と、新鮮ヒト血清を2.0mL入れた。半透膜と血清との比は1(cm/mL)とした(厚み部分の面積は微小のため無視している)。なお、試験管の内面はあらかじめアルブミンでブロッキングして使用した。
4.陰性コントロール用に、個片化した半透膜を入れていない新鮮ヒト血清を同様に試験管に入れた。陽性コントロール用に、個片化した半透膜を入れていないが20mgのザイモザン(SIGMA製 Z4350-1G)を添加した新鮮ヒト血清を試験管に入れた。これらの試験管を撹拌しながら加温して90分間37℃でインキュベートした。
5.試験管から個片化した半透膜を引き上げた。各血清中の補体の活性を測定した。測定はBD Bioscience社の品番550499のELISAキットを使用して行った。同キットに付属のプロトコルに従い測定を行った。
6.活性化率を以下の式により求めた。製造例に係る個片化した半透膜を入れた新鮮ヒト血清中の補体の活性の値をXnとした。陰性コントロールの活性の値をXminとした。陽性コントロールの活性の値をXmaxとした。活性化率は以下の式で算出できる。
1. The semipermeable membrane according to each production example was cut and separated into pieces of 10 mm × 10 mm without changing the thickness.
2. The separated semipermeable membrane was immersed in ethanol at 25 ° C. for 30 minutes or more to expel bubbles in the holes of the semipermeable membrane. Subsequently, it was washed with PBS (−). The term PBS (-) represents PBS (phosphate buffered saline) free of magnesium and calcium.
3. A semipermeable membrane separated into a test tube and 2.0 mL of fresh human serum were added. The ratio of the semipermeable membrane to the serum was 1 (cm 2 / mL) (the area of the thickness portion is negligible because it is minute). The inner surface of the test tube was previously blocked with albumin before use.
4). For negative control, fresh human serum without an individualized semipermeable membrane was similarly placed in a test tube. For positive control, fresh human serum without singulated semipermeable membrane but containing 20 mg of zymosan (Z4350-1G manufactured by SIGMA) was placed in a test tube. These tubes were warmed with agitation and incubated at 37 ° C. for 90 minutes.
5. The separated semipermeable membrane was pulled up from the test tube. The activity of complement in each serum was measured. The measurement was performed using an ELISA kit of BD Bioscience, product number 550499. Measurement was performed according to the protocol attached to the kit.
6). The activation rate was determined by the following formula. The value of complement activity in fresh human serum containing the singulated semipermeable membrane according to the production example was defined as Xn. The value of the negative control activity was defined as Xmin. The value of the positive control activity was defined as Xmax. The activation rate can be calculated by the following formula.

活性化率(%)={(Xn−Xmin)/(Xmax−Xmin)}×100   Activation rate (%) = {(Xn−Xmin) / (Xmax−Xmin)} × 100

製造例1〜6に係る半透膜による、血清中の個別の補体、すなわちC3aの活性化率(補体活性化率)が30%以下であった。このため当該半透膜の表面は補体を活性化しにくいと評価された。   The activation rate (complement activation rate) of individual complements in serum, that is, C3a, by the semipermeable membranes according to Production Examples 1 to 6 was 30% or less. For this reason, it was evaluated that the surface of the semipermeable membrane hardly activates complement.

[アルブミンの吸着性の測定]
1.各製造例に係る半透膜を切断して、厚みはそのままで10mm×10mmの大きさに個片化した。個片化した半透膜を25℃のエタノールに30分以上浸漬した。次いでPBS(−)で洗浄した。
2.個片化した膜をヒトアルブミン(SIGMA製 A1653-10G)溶液に浸漬した。アルブミン溶液の濃度は0.1%(1mg/mL)で、温度は30℃で、溶液の体積は2.4mLとした。浸漬は90分間行った。
3.浸漬後、溶液中から個片化した半透膜を取り出した。
4.残された溶液中のアルブミンの濃度を測定することで、個片化した半透膜へのアルブミン吸着量を算出した。測定はELISA法で行った。ELISA法による測定はHuman Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.)を用いて実施した。
製造例1〜6に係る半透膜へのアルブミン吸着量は10μg/cm以下であった。このため当該半透膜の表面はタンパク質を吸着しにくいと評価された。
[Measurement of albumin adsorption]
1. The semipermeable membrane according to each production example was cut and separated into pieces of 10 mm × 10 mm with the thickness unchanged. The separated semipermeable membrane was immersed in ethanol at 25 ° C. for 30 minutes or more. Subsequently, it was washed with PBS (−).
2. The separated film was immersed in a human albumin (A1653-10G manufactured by SIGMA) solution. The concentration of the albumin solution was 0.1% (1 mg / mL), the temperature was 30 ° C., and the volume of the solution was 2.4 mL. Immersion was performed for 90 minutes.
3. After immersion, the semipermeable membrane separated into pieces from the solution was taken out.
4). By measuring the concentration of albumin in the remaining solution, the amount of albumin adsorbed on the semipermeable membrane separated into pieces was calculated. The measurement was performed by the ELISA method. Measurement by ELISA was performed using a Human Albumin ELISA Quantitation Set (Bethyl Laboratories, Inc.).
The amount of albumin adsorbed to the semipermeable membranes according to Production Examples 1 to 6 was 10 μg / cm 2 or less. For this reason, it was evaluated that the surface of the semipermeable membrane hardly adsorbs proteins.

[透水性の測定]
1.各製造例に係る半透膜を切断することで、厚みはそのままで3cm×3cmの大きさに個片化した。
2.個片化した膜を25℃のエタノールに30分以上浸漬した。
3.その後、個片化した膜を30℃の蒸留水に30分以上浸漬した。
4.上記膜を目盛付きフィルターホルダー(FILTER HOLDER:ADVANTEC製25 mm、フィルター面積3.14cm)に装着した。フィルターホルダーは下部部品、スペーサー、上部部品及びクリップからなる。上部部品は外枠及び半透膜の支えとして機能する部品である。下部部品の上にスペーサーを置き、スペーサーの上に半透膜、半透膜の上に上部部品を置いた。上部部品と下部部品とをクリップで挟み固定した。下部部品は、吸引瓶に接続した。
5.目盛付きフィルターホルダーの上部部品内に11mLの蒸留水を入れた。
6.目盛付きフィルターホルダーにアスピレーターを接続した後、アスピレーターを稼働し、半透膜が蒸留水と接していない下部部品側を減圧した。このときの水温は25℃、負圧の大きさは3±0.2kPaとした。
7.上部部品内の蒸留水の体積が10mLから5mLになった時間を記録した。当該時間が10分以上であった場合は、減圧開始後10分間での水の濾過量を記録した。
8.半透膜の透水性を上記負圧における、フィルターホルダーに装着された膜の実効単位面積当たり及び単位時間当たりの水の透過量{L/(m・時)}で表す。各製造例において、4枚の半透膜を用意し、測定を4回行った。その平均値を代表値として水の透水性とした。
[Measurement of water permeability]
1. By cutting the semipermeable membrane according to each of the production examples, the semi-permeable membrane was separated into pieces having a thickness of 3 cm × 3 cm.
2. The separated film was immersed in ethanol at 25 ° C. for 30 minutes or more.
3. Thereafter, the separated film was immersed in distilled water at 30 ° C. for 30 minutes or more.
4). The membrane was mounted on a calibrated filter holder (FILTER HOLDER: ADVANTEC 25 mm, filter area 3.14 cm 2 ). The filter holder consists of a lower part, a spacer, an upper part and a clip. The upper part is a part that functions as a support for the outer frame and the semipermeable membrane. A spacer was placed on the lower part, a semipermeable membrane was placed on the spacer, and an upper part was placed on the semipermeable membrane. The upper part and the lower part were clamped and fixed. The lower part was connected to a suction bottle.
5. 11 mL of distilled water was placed in the upper part of the calibrated filter holder.
6). After connecting the aspirator to the calibrated filter holder, the aspirator was operated, and the lower part side where the semipermeable membrane was not in contact with distilled water was decompressed. The water temperature at this time was 25 ° C., and the negative pressure was 3 ± 0.2 kPa.
7). The time when the volume of distilled water in the upper part was changed from 10 mL to 5 mL was recorded. When the said time was 10 minutes or more, the amount of water filtration in 10 minutes after the start of pressure reduction was recorded.
8). The water permeability of the semipermeable membrane is represented by the permeation amount of water {L / (m 2 · hr)} per effective unit area and unit time of the membrane attached to the filter holder at the above negative pressure. In each production example, four semipermeable membranes were prepared, and the measurement was performed four times. The average value was used as a representative value to determine water permeability.

製造例1にかかる膜においては、蒸留水の体積が10mLから5mLになった時間の4回の測定の平均が22.9秒であったので、水の透過量は5mL/(3.14cm・22.9sec)、すなわち、一桁目を四捨五入して2500L/(m・時)であった。 In the membrane according to Production Example 1, since the average of 4 measurements in the time when the volume of distilled water was changed from 10 mL to 5 mL was 22.9 seconds, the permeation amount of water was 5 mL / (3.14 cm 2. 22.9 sec), that is, the first digit was rounded off to 2500 L / (m 2 · hr).

各製造例の半透膜の透水性は表1に示す通りであり、製造例1〜4に係る半透膜の透水性は1000L/(m・時)以上であった。このため当該半透膜は透水性が高いと評価された。 The water permeability of the semipermeable membrane of each production example is as shown in Table 1, and the water permeability of the semipermeable membrane according to Production Examples 1 to 4 was 1000 L / (m 2 · hr) or more. For this reason, the semipermeable membrane was evaluated as having high water permeability.

[アルブミンの透過率の測定]
1.各製造例に係る半透膜を切断することで、厚みはそのままで、短辺25mm×長辺40mmの大きさに個片化した。個片化した半透膜を25℃のエタノールに30分以上浸漬し、次いでPBS(−)で洗浄した。
2.長辺部を折り曲げ、ヒートシーラーで、元の長辺部の2辺を各々溶融接着した。これにより、元の短辺部が解放されている袋状の部材を作製した。
3.当該部材内部に20mg/Lのヒトアルブミン溶液を200μL注入した後、元の短辺部をヒートシーラーで封じてバッグを作製した。
4.前記アルブミン溶液入りのバッグを15mLチューブ内のハンクス緩衝液10mLに浸漬し、37℃で30分間振とうした。
5.一時間後、バッグ外側のハンクス緩衝液を採取した。
6.採取したハンクス緩衝液内のアルブミン濃度をELISA法により測定した。ELISA法による測定はHuman Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.)を用いて実施した。
7.透過率を以下の式により求めた。バッグからハンクス緩衝液に移行したアルブミン透過量をXnとした。バッグに注入したアルミブミン量をXmaxとした。Xmaxはすなわち、20mg/L×200μLで、4000ngである。
[Measurement of albumin permeability]
1. By cutting the semipermeable membrane according to each of the production examples, the semi-permeable membrane was separated into pieces having a short side of 25 mm and a long side of 40 mm without changing the thickness. The separated semipermeable membrane was immersed in ethanol at 25 ° C. for 30 minutes or more, and then washed with PBS (−).
2. The long side portion was bent and two sides of the original long side portion were melted and bonded with a heat sealer. Thereby, the bag-shaped member by which the original short side part was open | released was produced.
3. After injecting 200 μL of a 20 mg / L human albumin solution into the member, the original short side was sealed with a heat sealer to prepare a bag.
4). The bag containing the albumin solution was immersed in 10 mL of Hanks buffer in a 15 mL tube and shaken at 37 ° C. for 30 minutes.
5. One hour later, Hanks buffer solution outside the bag was collected.
6). The albumin concentration in the collected Hanks buffer was measured by ELISA. Measurement by ELISA was performed using a Human Albumin ELISA Quantitation Set (Bethyl Laboratories, Inc.).
7). The transmittance was determined by the following formula. The albumin permeation amount transferred from the bag to the Hanks buffer was defined as Xn. The amount of aluminum bumine injected into the bag was taken as Xmax. That is, Xmax is 4000 ng at 20 mg / L × 200 μL.

透過率(%)=Xn/Xmax×100   Transmittance (%) = Xn / Xmax × 100

製造例1〜4に係る半透膜のアルブミンの透過率は30%以上であった。このため当該半透膜はタンパク質等の物質透過性が高いと評価された。   The transmittance of albumin of the semipermeable membrane according to Production Examples 1 to 4 was 30% or more. For this reason, the semipermeable membrane was evaluated as having high permeability to substances such as proteins.

[膜厚の測定]
膜厚を膜厚計で測定し、製膜された半透膜の四隅における測定値の平均をその半透膜の膜厚とした。各製造例の膜の膜厚を表1に示す。
[Measurement of film thickness]
The film thickness was measured with a film thickness meter, and the average of the measured values at the four corners of the formed semipermeable membrane was taken as the film thickness of the semipermeable membrane. Table 1 shows the film thickness of each of the production examples.

[平均孔径の測定]
半透膜の孔の孔径は半透膜の表面を観察することで測定した。半透膜の一方の表面を走査型電子顕微鏡にて倍率2,000倍で写真撮影し、撮影後、無作為に30個の孔、すなわち空隙を選択し、各空隙の直径を測定した。測定値の平均を半透膜の孔の平均孔径とした。
[Measurement of average pore size]
The pore diameter of the semipermeable membrane was measured by observing the surface of the semipermeable membrane. One surface of the semipermeable membrane was photographed with a scanning electron microscope at a magnification of 2,000, and after photographing, 30 holes, that is, voids were randomly selected, and the diameter of each void was measured. The average of the measured values was taken as the average pore diameter of the semipermeable membrane.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率の測定]
1.後述する各実施例及び比較例の[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]で記載したとおりに、アルブミン透過率の評価用デバイスを得た。なお本評価法の実施にあたってはゲルの洗浄、浸漬処理は全て省略した。これは以下に述べるとおり評価用デバイスを液に浸漬した際に透過するデバイス内部のアルブミンを測定することが本評価法の実施の目的だからである。
2.前記アルブミン溶液入りのバッグを15mLチューブ内のハンクス緩衝液10mLに浸漬し、37℃で30分間振とうした。
3.一時間後、バッグ外側のハンクス緩衝液を採取した。
4.採取したハンクス緩衝液内のアルブミン濃度をELISA法により測定した。ELISA法による測定はHuman Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.製)を用いて実施した。
5.透過率を以下の式により求めた。バッグからハンクス緩衝液に移行したアルブミン透過量をXnとした。バッグに注入したアルミブミン量をXmaxとした。Xmaxはすなわち、200mg/L×5μL又は20mg/L×50μLで、1000ngである。
[Measurement of albumin permeability in implantable devices]
1. As described in [Evaluation of albumin permeability in transplantation device] in Examples and Comparative Examples described later, an albumin permeability evaluation device was obtained. In this evaluation method, gel washing and dipping treatment were all omitted. This is because, as described below, the purpose of carrying out this evaluation method is to measure the albumin inside the device that is permeated when the evaluation device is immersed in the liquid.
2. The bag containing the albumin solution was immersed in 10 mL of Hanks buffer in a 15 mL tube and shaken at 37 ° C. for 30 minutes.
3. One hour later, Hanks buffer solution outside the bag was collected.
4). The albumin concentration in the collected Hanks buffer was measured by ELISA. Measurement by ELISA was performed using a Human Albumin ELISA Quantitation Set (Bethyl Laboratories, Inc.).
5. The transmittance was determined by the following formula. The albumin permeation amount transferred from the bag to the Hanks buffer was defined as Xn. The amount of aluminum bumine injected into the bag was taken as Xmax. That is, Xmax is 1000 ng at 200 mg / L × 5 μL or 20 mg / L × 50 μL.

透過率(%)=Xn/Xmax×100   Transmittance (%) = Xn / Xmax × 100

各実施例に対応する評価用デバイスのアルブミンの透過率は30%以上であった。このため各実施例に係る移植用デバイスはタンパク質等の物質透過性が高いと評価された。   The transmittance of albumin of the evaluation device corresponding to each example was 30% or more. For this reason, the transplantation device according to each example was evaluated as having high permeability to substances such as proteins.

[バイオ人工臓器の評価]
<膵島の調製>
10〜14週齢、体重約300gのWisterラット(Shimizu animal Co. Ltd. Kyoto, Japan)から、下記コラゲナーゼ消化法により膵島を分離した。
1.開腹したラットの胆管より、XI型コラゲナーゼ(Sigma aldrich製、C7657-100MG)1000U/mlを含有するコラゲナーゼ/ハンクス液を一匹あたり12mL注入した後、膵臓を切除し、50mLのコニカルチューブに移した。
2.上記チューブを37℃の恒温槽に移し 、20分間の酵素処理を施した。
3.4℃のハンクス液35mLを添加し、酵素反応を停止した。ピペットを用いて膵臓組織を分散し、遠心により組織ペレットとして回収した。その後、さらに二回、ハンクス液40mLを添加し、ピペッティングにより組織ペレットを再度分散し遠心、洗浄した。なお、遠心は400G、1分間とした。
4.ハンクス液10mLを加え、ピペッティングにより分散し、組織懸濁液を得た。
5.組織懸濁液を800μmサイズのメッシュを有するふるいを用いてろ過した。ろ過液を50mLコニカルチューブに回収し、該チューブを遠心(400G、3分間)して膵島含有ペレットを得た。
6.前記ペレットを、デキストラン(Sigma aldrich製, MW 70,000, 31390-500G)を溶解した4℃のハンクス液(密度1.094 g/cm)10mLに懸濁した。その後、密度1.094g/mlデキストラン溶液(A)、その上層に密度1.081g/mlデキストラン溶液(B)及び密度1.041g/mlデキストラン溶液(C)を静かに添加し、3層とした。不連続密度勾配遠心処理を実施した。不連続密度勾配遠心は、40Gで4分間、更に800Gで16分間行った。
7.遠心後、最上2層の(B)、(C)間の界面より膵島含有画分をパスツールピぺットを用いて採取した。
8.得られた膵島を4℃のハンクス液を用いて3回洗浄した。
9.37℃のCMRL−1066培地(Life technologies/Gibco製、製品番号11530037)に懸濁し、37℃、5%CO下で一晩インキュベートした。ラット一匹あたり約500個の膵島を得た。
[Evaluation of bioartificial organs]
<Preparation of islets>
Islets were isolated from Wister rats (Shimizu animal Co. Ltd. Kyoto, Japan), 10-14 weeks old, weighing approximately 300 g, by the following collagenase digestion method.
1. 12 mL of collagenase / Hanks solution containing 1000 U / ml of type XI collagenase (Sigma aldrich, C7657-100MG) was injected from the open bile duct of the rat, then the pancreas was excised and transferred to a 50 mL conical tube. .
2. The said tube was moved to the 37 degreeC thermostat, and the enzyme process for 20 minutes was performed.
The enzyme reaction was stopped by adding 35 mL of Hank's solution at 3.4 ° C. The pancreatic tissue was dispersed using a pipette and collected as a tissue pellet by centrifugation. Thereafter, 40 mL of Hanks' solution was further added twice, and the tissue pellet was dispersed again by pipetting, centrifuged and washed. Centrifugation was performed at 400 G for 1 minute.
4). 10 mL of Hank's solution was added and dispersed by pipetting to obtain a tissue suspension.
5. The tissue suspension was filtered using a sieve having a 800 μm size mesh. The filtrate was collected in a 50 mL conical tube, and the tube was centrifuged (400 G, 3 minutes) to obtain an islet-containing pellet.
6). The pellet was suspended in 10 mL of Hank's solution (density 1.094 g / cm 3 ) at 4 ° C. in which dextran (manufactured by Sigma aldrich, MW 70,000, 31390-500G) was dissolved. Thereafter, a density of 1.094 g / ml dextran solution (A) and a density of 1.081 g / ml dextran solution (B) and a density of 1.041 g / ml dextran solution (C) were gently added to form a three-layer structure. . A discontinuous density gradient centrifugation was performed. Discontinuous density gradient centrifugation was performed at 40 G for 4 minutes and further at 800 G for 16 minutes.
7). After centrifugation, the islet-containing fraction was collected from the interface between the uppermost two layers (B) and (C) using a Pasteur pipette.
8). The obtained islets were washed 3 times with Hank's solution at 4 ° C.
9. Suspended in 37 ° C. CMRL-1066 medium (Life technologies / Gibco, product number 11530037) and incubated overnight at 37 ° C., 5% CO 2 . Approximately 500 islets were obtained per rat.

実施例及び比較例に係るバイオ人工臓器を、以下に示す実施例1の方法に準じて作製する。なお実施例2〜7及び比較例1〜4において、実施例1から変更する点は後述する。   Bioartificial organs according to Examples and Comparative Examples are prepared according to the method of Example 1 shown below. In addition, in Examples 2-7 and Comparative Examples 1-4, the point changed from Example 1 is mentioned later.

実施例1.
<バッグ作製>
1.製造例1で作製した半透膜E−1を20mm×30mmの大きさに切断し、長辺を二つに折り曲げ、二辺をヒートシーラーで溶着した。
2.70%エタノールに3分浸漬した後、滅菌した蒸留水に一晩浸漬した。
Example 1.
<Bag making>
1. The semipermeable membrane E-1 produced in Production Example 1 was cut into a size of 20 mm × 30 mm, the long side was bent in two, and the two sides were welded with a heat sealer.
2. It was immersed in 70% ethanol for 3 minutes and then immersed in sterilized distilled water overnight.

<PVA含有細胞固定液の調製>
1.PVA0.48g(重合度18,000、けん化度98.5モル%)を9.52mLの蒸留水に溶解させた後、オートクレーブ(121℃、15分)による加熱溶解滅菌処理を2回施した。
2.得られた無菌PVA溶液を15mLコニカルチューブに6.3mL採り、5倍濃度ET−Kyoto電解質液(以降、ETK液と略す)2mL、DMSO(SIGMA aldrich製、D4540-100ML)0.5mL、FBS(Biological industries製、Cat.04−121−1A)1mL及び1Mニコチンアミド(SIGMA aldrich製、N0636-100G)水溶液0.1mL、Antibiotics−Antimycotic(Thermo Fisher Scientific製、製品番号15240-062)0.1mLを無菌的に滴下、混合することで、滅菌3%PVA−ETK液10mLを得た。
<Preparation of PVA-containing cell fixative>
1. 0.48 g of PVA (polymerization degree 18,000, saponification degree 98.5 mol%) was dissolved in 9.52 mL of distilled water, and then subjected to heat dissolution sterilization treatment by autoclave (121 ° C., 15 minutes) twice.
2. 6.3 mL of the obtained sterile PVA solution was taken in a 15 mL conical tube, 2 mL of 5 times concentration ET-Kyoto electrolyte solution (hereinafter abbreviated as ETK solution), DMSO (manufactured by SIGMA aldrich, D4540-100ML) 0.5 mL, FBS ( 1 mL of biological industries, Cat.04-121-1A) and 0.1 mL of 1M nicotinamide (manufactured by SIGMA aldrich, N0636-100G), 0.1 mL of Antibiotics-Antilytic (product of Thermo Fisher Scientific, product number 15240-062) 0.1 mL By aseptically dropping and mixing, 10 mL of a sterile 3% PVA-ETK solution was obtained.

<膵島分散系の調製(実施例1)>
1.上記で得られた膵島を800個集め、37℃のCMRL−1066培地に懸濁した。その懸濁液を15mLコニカルチューブ内に入れ、800Gで1分間遠心、培地を除去した。
2.得られた膵島の沈殿物にセルバンカー(CELLBANKER 1、日本全薬工業株式会社製)100μLを添加し、膵島を懸濁した後、氷冷した状態で5分間静置した。
3.再度遠心して、セルバンカーを除去したのち、膵島をペレットとして1.5mLチューブ内に回収した。
4.上記ペレットと上記の滅菌3%PVA−ETK液100μLとを混合することで、回収した膵島を、PVA−ETK液中に懸濁した。これによりPVA−ETK膵島懸濁液を得た。
<Preparation of islet dispersion system (Example 1)>
1. 800 pancreatic islets obtained above were collected and suspended in 37 ° C. CMRL-1066 medium. The suspension was placed in a 15 mL conical tube and centrifuged at 800 G for 1 minute to remove the medium.
2. 100 μL of cell banker (CELLBANKER 1, manufactured by Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.) was added to the obtained islet deposit, and the islet was suspended and then allowed to stand for 5 minutes in an ice-cooled state.
3. After centrifugation again to remove the cell bunker, the islets were collected as pellets in a 1.5 mL tube.
4). The collected islets were suspended in the PVA-ETK solution by mixing the pellet and 100 μL of the sterilized 3% PVA-ETK solution. As a result, a PVA-ETK islet suspension was obtained.

<バイオ人工膵島の作製>
1.上記で得られたPVA−ETK膵島懸濁液を上記バッグ内に全量注入し、ヒートシーラーにて、残る1辺を溶着することで、PVA−ETK膵島懸濁液を密封した。
2.上記密閉したバッグを専用容器内で−80℃、24時間保存した。これによりバッグ内のPVA−ETK液において、PVAの膨潤を進め、膵島分散系をゲル化した。
3.24時間後、37℃のCMRL−1066培地中で速やかに解凍して、バイオ人工膵島を得た。
4.解凍されたバイオ人工膵島を、5mLの4℃のETK液中に5分間浸漬した。5分後、ETK液を除去し、新たに5mLのETK液を加え、バイオ人工膵島を浸漬した。この浸漬と除去の操作を累計で3回繰り返し、該バイオ人工膵島に含有されるDMSOを除去した。
5.4℃のETK液にバイオ人工膵島を浸漬し、4℃で24時間保管した。
6.24時間後、CMRL−1066培地に移し、24時間(37℃、5%CO)培養した。得られたバイオ人工膵島を、以降の試験に用いた。
<Production of bioartificial islets>
1. The whole amount of the PVA-ETK islet suspension obtained above was injected into the bag, and the remaining one side was welded with a heat sealer to seal the PVA-ETK islet suspension.
2. The sealed bag was stored in a special container at −80 ° C. for 24 hours. Thereby, in the PVA-ETK solution in the bag, the swelling of PVA was advanced, and the islet dispersion system was gelled.
3. After 24 hours, thawed rapidly in 37 ° C. CMRL-1066 medium to obtain bioartificial islets.
4). The thawed bioartificial islet was immersed in 5 mL of 4 ° C. ETK solution for 5 minutes. After 5 minutes, the ETK solution was removed, 5 mL of ETK solution was newly added, and the bioartificial islets were immersed. This immersion and removal operation was repeated three times in total to remove DMSO contained in the bioartificial islet.
The bioartificial islet was immersed in an ETK solution at 5.4 ° C. and stored at 4 ° C. for 24 hours.
6. After 24 hours, the cells were transferred to CMRL-1066 medium and cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ). The obtained bioartificial islets were used in subsequent tests.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、移植用デバイス調製時、上記操作における<膵島分散系の調製>中1、2、3を行わず、4のペレットの代わりに200mg/Lのヒトアルブミン溶液5μLを用い、3%PVA−ETK溶液150μLと混合し、PVA−ETK膵島懸濁液の代わりとして調製した。その後、<バイオ人工膵島の作製>中の1、2の操作によりアルブミン透過率評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
For the evaluation of albumin permeability, do not perform steps 1, 2, and 3 in <Preparation of islet dispersion system> in the above operation when preparing a transplant device, but use 5 μL of a 200 mg / L human albumin solution instead of 4 pellets. It was mixed with 150 μL of 3% PVA-ETK solution and prepared as a substitute for PVA-ETK islet suspension. Thereafter, a device for evaluating albumin permeability was prepared by the operations 1 and 2 in <Preparation of bioartificial islets>.

実施例2.
実施例2においては、実施例1の<膵島分散系の調製>の手順を下記のとおり変更した。
Example 2
In Example 2, the procedure of <Preparation of islet dispersion system> in Example 1 was changed as follows.

<膵島分散系の調製(実施例2)>
1.0.5gのキトサン(417963, Sigma, USA)を0.1Mに調整した酢酸(017-00256, Wako, Japan)溶液20mLに溶解してオートクレーブで滅菌し、キトサン溶液を得た。
2.12gのβ−グリセロりん酸二ナトリウム水和物(G6251, Sigma, USA)を純水15mLに溶解し、0.22μmのフィルター(Millex-HA, Millipore, USA)で濾過滅菌し、溶液を得た。これをGP溶液とする。
3.クリーン・ベンチ内で上記キトサン溶液を撹拌しつつ、上記GP溶液を滴下してpHを7.4に調整した後、4℃で保存した。これをゲル調製液とする。
4.上記で得られた膵島を800個集め、37℃のCMRL−1066培地に懸濁した。その懸濁液を15mLコニカルチューブ内に入れ、800Gで1分間遠心、培地を除去し、ペレットを得た。
5.ゲル調製液200μLに上記ペレットを懸濁し、膵島懸濁液を得た。
<バイオ人工膵島の作製>
1.上記膵島懸濁液をバッグ内に封入後、37℃のインキュベータ内に10分間静置してゲル化させ、バイオ人工膵島を得た。
2.これをCMRL−1066培地に浸漬し、24時間(37℃、5%CO)培養し、以降の実験に用いた。
<Preparation of islet dispersion system (Example 2)>
1. 0.5 g of chitosan (417963, Sigma, USA) was dissolved in 20 mL of acetic acid (017-00256, Wako, Japan) solution adjusted to 0.1 M and sterilized by autoclave to obtain a chitosan solution.
2. Dissolve 12 g of β-glycerophosphate disodium hydrate (G6251, Sigma, USA) in 15 mL of pure water, filter sterilize with a 0.22 μm filter (Millex-HA, Millipore, USA), Obtained. This is a GP solution.
3. While stirring the chitosan solution in a clean bench, the GP solution was added dropwise to adjust the pH to 7.4, and the solution was stored at 4 ° C. This is a gel preparation solution.
4). 800 pancreatic islets obtained above were collected and suspended in 37 ° C. CMRL-1066 medium. The suspension was placed in a 15 mL conical tube, centrifuged at 800 G for 1 minute, and the medium was removed to obtain a pellet.
5. The pellet was suspended in 200 μL of gel preparation solution to obtain an islet suspension.
<Production of bioartificial islets>
1. After the islet suspension was sealed in a bag, it was allowed to gel in an incubator at 37 ° C. for 10 minutes to obtain a bioartificial islet.
2. This was immersed in a CMRL-1066 medium, cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ), and used for the subsequent experiments.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、移植用デバイス調製時、上記操作における<膵島分散系の調製>中、1,2、3を実施し、4は実施せず、5のペレットの代わりに200mg/Lヒトアルブミン溶液5μLを用い、ゲル調製液150μLと混合し、膵島懸濁液の代わりとして調製した。その後、<バイオ人工膵島の作製>中の1の操作によりアルブミン透過率評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
In the case of evaluation of albumin permeability, during preparation of the transplantation device, 1, 2, and 3 were performed in <Preparation of islet dispersion system> in the above operation, 4 was not performed, 200 mg / L instead of 5 pellets Using 5 μL of human albumin solution, it was mixed with 150 μL of gel preparation solution to prepare instead of islet suspension. Thereafter, an albumin permeability evaluation device was prepared by the operation 1 in <Preparation of bioartificial islets>.

実施例3.
実施例3においては、上記に示す<膵島分散系の調製>及び<バイオ人工膵島の作製>を下記に変更した。
Example 3 FIG.
In Example 3, <Preparation of islet dispersion system> and <Preparation of bioartificial islet> shown above were changed as follows.

<膵島分散系の調製(実施例3)>
1.乾燥したオートクレーブ耐性ボトルに入れたアガロース粉末(ナカライテスク製、アガロースLGT)に、滅菌CMRL−1066培地を加え、12%の懸濁液とした後、オートクレーブにかけて滅菌した(121℃、20分間)。
2.40℃で保温したアガロース溶液0.1mLに、膵島800個を分散した滅菌CMRL−1066培地0.1mLを添加し、緩やかに混合し、膵島懸濁液を得た。
<Preparation of islet dispersion system (Example 3)>
1. Sterile CMRL-1066 medium was added to agarose powder (manufactured by Nacalai Tesque, Agarose LGT) in a dry autoclave-resistant bottle to make a 12% suspension, and then sterilized by autoclaving (121 ° C., 20 minutes).
2. 0.1 mL of a sterile CMRL-1066 medium in which 800 islets were dispersed was added to 0.1 mL of an agarose solution kept at 40 ° C. and gently mixed to obtain an islet suspension.

<バイオ人工膵島の作製>
1.上記膵島懸濁液を作製したバッグ内に0.2mL全量注入し、ヒートシーラーにて溶着し密封した。
2.滅菌した20mm×15mm×10mmの型内に上記バッグを置いた。
3.型及びバッグを4℃の冷蔵庫内で10分保管し、アガロースをゲル化させ、バイオ人工膵島を得た。
4.これを37℃のCMRL−1066培地に浸漬し、24時間(37℃、5%CO)培養し、以降の実験に用いた。
<Production of bioartificial islets>
1. The whole amount of 0.2 mL was injected into the bag in which the above islet suspension was prepared, and was welded and sealed with a heat sealer.
2. The bag was placed in a sterile 20 mm × 15 mm × 10 mm mold.
3. The mold and bag were stored in a refrigerator at 4 ° C. for 10 minutes to gel the agarose to obtain a bioartificial islet.
4). This was immersed in a 37 ° C. CMRL-1066 medium, cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ), and used for the subsequent experiments.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、移植用デバイス調製時、上記操作における<膵島分散系の調製>中、1を実施し、2の膵島の代わりに20mg/Lヒトアルブミン溶液50μLを用い、アガロース溶液50μLと混合し、膵島懸濁液の代わりとして調製した。その後、<バイオ人工膵島の作製>中の1、2,3の操作によりアルブミン透過率評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
In the case of evaluation of albumin permeability, during preparation of the transplant device, 1 was performed in <Preparation of islet dispersion system> in the above operation, and 50 μL of 20 mg / L human albumin solution was used instead of 2 islets, and 50 μL of agarose solution And prepared as an alternative to islet suspension. Thereafter, a device for evaluating albumin permeability was prepared by the operations of 1, 2 and 3 in <Preparation of bioartificial islets>.

実施例4.
実施例4においては、上記に示す<膵島分散系の調製>及び<バイオ人工膵島の作製>を下記に変更した。
Example 4
In Example 4, <Preparation of islet dispersion system> and <Preparation of bioartificial islet> shown above were changed as follows.

<膵島分散系の調製(実施例4)>
1.アルギン酸ナトリウム(和光純薬製)を生理食塩水(大塚製薬工場製)に溶解し、2.0%アルギン酸ナトリウム溶液を得た。
2.上記で得た膵島800個を滅菌CMRL−1066培地0.1mLに分散し、上記2.0%アルギン酸ナトリウム溶液0.1mLと混合し、膵島懸濁液を得た。
<Preparation of islet dispersion system (Example 4)>
1. Sodium alginate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was dissolved in physiological saline (manufactured by Otsuka Pharmaceutical Factory) to obtain a 2.0% sodium alginate solution.
2. The 800 islets obtained above were dispersed in 0.1 mL of sterile CMRL-1066 medium and mixed with 0.1 mL of the above 2.0% sodium alginate solution to obtain an islet suspension.

<バイオ人工膵島の作製>
1.上記膵島懸濁液を作製したバッグ内に0.2mL全量注入し、ヒートシーラーにて溶着し密封した。
2.滅菌した20mm×15mm×10mmの型内に上記バッグを置いた。
3.1.5%塩化カルシウム(和光純薬製)水溶液20mLを注ぎ、膵島含有アルギン酸カルシウムをゲル化させ、バイオ人工膵島を得た。
4.5分後、上澄み液をアスピレーションにより除去した。
5.1.0%塩化カルシウム溶液10mLに浸漬し、5分静置した。
6.塩化カルシウム溶液をアスピレーションにより除去し、ハンクス液20mLに1分浸漬した。
7.ハンクス液をアスピレーションにより除去し、再度ハンクス液20mLに1分浸漬した。
8.バイオ人工膵島を型から取り出し、CMRL−1066培地に浸漬し、24時間(37℃、5%CO)培養し、これを以降の実験に用いた。
<Production of bioartificial islets>
1. The whole amount of 0.2 mL was injected into the bag in which the above islet suspension was prepared, and was welded and sealed with a heat sealer.
2. The bag was placed in a sterile 20 mm × 15 mm × 10 mm mold.
3. 20 mL of a 1.5% calcium chloride (Wako Pure Chemical Industries) aqueous solution was poured to gel the islet-containing calcium alginate to obtain a bioartificial islet.
After 4.5 minutes, the supernatant was removed by aspiration.
5. It was immersed in 10 mL of 1.0% calcium chloride solution and allowed to stand for 5 minutes.
6). The calcium chloride solution was removed by aspiration and immersed in 20 mL of Hank's solution for 1 minute.
7). The Hanks solution was removed by aspiration and again immersed in 20 mL of Hanks solution for 1 minute.
8). The bioartificial islets were removed from the mold, immersed in CMRL-1066 medium, cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ), and used for the subsequent experiments.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、移植用デバイス調製時、上記操作における<膵島分散系の調製>中、1を実施し、2の膵島の代わりに20mg/Lヒトアルブミン溶液50μLを用い、アガロース溶液50μLと混合し、膵島懸濁液の代わりとして調製した。その後、<バイオ人工膵島の作製>中の1、2,3、4,5の操作によりアルブミン透過率評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
In the case of evaluation of albumin permeability, during preparation of the transplant device, 1 was performed in <Preparation of islet dispersion system> in the above operation, and 50 μL of 20 mg / L human albumin solution was used instead of 2 islets, and 50 μL of agarose solution And prepared as an alternative to islet suspension. Thereafter, an albumin permeability evaluation device was prepared by the operations 1, 2, 3, 4 and 5 in <Preparation of bioartificial islets>.

実施例5〜7.
実施例5においては、上記に示す<バッグ作製>における半透膜をE−1からE−2に変更した。
実施例6においては、上記に示す<バッグ作製>における半透膜をE−1からE−3に変更した。
実施例7においては、上記に示す<バッグ作製>における半透膜をE−1からP−1に変更した。
Examples 5-7.
In Example 5, the semipermeable membrane in <Bag Production> shown above was changed from E-1 to E-2.
In Example 6, the semipermeable membrane in <Bag Production> shown above was changed from E-1 to E-3.
In Example 7, the semipermeable membrane in <Bag Production> shown above was changed from E-1 to P-1.

比較例1.
比較例1においては、上記に示す<バッグ作製>を実施せず、下記の方法でバイオ人工膵島(ただし、半透膜は有さない)を作製した。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, the above-described <Bag Production> was not performed, and a bioartificial pancreatic islet (but no semipermeable membrane) was produced by the following method.

<PVAゲルの成形(比較例1)>
1.滅菌した、15mm×20mmのPET製メッシュシート(株式会社サンプランテック製:TN70, 115)2枚を、予め滅菌3%PVA−ETK液に浸漬し、この内の一枚を滅菌したガラスプレート上に置いた。
2.実施例1に係る操作で得られたPVA−ETK膵島懸濁液をメッシュシート上に均一に塗布し、もう一枚のメッシュシートを上から被せ、(PETメッシュシート)/(PVA−ETK膵島懸濁液)/(PETメッシュシート)の3層構成とした。更に上から別の滅菌したガラスプレートを被せ、約1mm厚の3層構成シートとなるよう調整し、これを2枚のガラスプレートで挟んだ状態のまま−80℃の冷凍庫内で、24時間保存して液内のPVAをゲル化し、バイオ人工膵島を得た。
3.24時間後、37℃のCMRL−1066培地中で速やかに解凍した。
4.解凍したバイオ人工膵島を、5mLの4℃のETK液中に5分間浸漬した。5分後、ETK液を除去し、新たに5mLのETK液を加え、バイオ人工膵島を浸漬した。この浸漬と除去の操作を累計3回繰り返し、該バイオ人工膵島に含有されるDMSOを除去した。
5.4℃のETK液にバイオ人工膵島を浸漬し、4℃で24時間保管した。
6.24時間後CMRL−1066培地に移し、24時間(37℃、5%CO)培養し、これを以降の実験に用いた。
<Molding of PVA gel (Comparative Example 1)>
1. Two sterilized 15 mm x 20 mm PET mesh sheets (manufactured by Sunplantech: TN70, 115) were immersed in a sterilized 3% PVA-ETK solution in advance, one of which was sterilized on a glass plate Put it on.
2. The PVA-ETK pancreatic islet suspension obtained by the operation according to Example 1 was uniformly applied on a mesh sheet, and another mesh sheet was covered from above, (PET mesh sheet) / (PVA-ETK pancreatic islet suspension) A three-layer structure of (turbid liquid) / (PET mesh sheet) was adopted. Furthermore, another sterilized glass plate is placed on the top, adjusted to a three-layered sheet with a thickness of about 1 mm, and stored for 24 hours in a freezer at −80 ° C. while sandwiched between the two glass plates. Then, the PVA in the liquid was gelled to obtain a bioartificial islet.
3. After 24 hours, thawed quickly in 37 ° C. CMRL-1066 medium.
4). The thawed bioartificial islet was immersed in 5 mL of 4 ° C. ETK solution for 5 minutes. After 5 minutes, the ETK solution was removed, 5 mL of ETK solution was newly added, and the bioartificial islets were immersed. This operation of immersion and removal was repeated a total of 3 times to remove DMSO contained in the bioartificial islet.
The bioartificial islet was immersed in an ETK solution at 5.4 ° C. and stored at 4 ° C. for 24 hours.
6. After 24 hours, the cells were transferred to CMRL-1066 medium and cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ), which was used in the subsequent experiments.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、実施例1の方法に準じてPVA−ETK液とヒトアルブミン溶液との混合液を作製し、上記方法に準じてPET製メッシュシートを用いて、半透膜を用いずに、評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
In the case of albumin permeability evaluation, a mixed solution of a PVA-ETK solution and a human albumin solution is prepared according to the method of Example 1, and a semi-permeable membrane is used using a PET mesh sheet according to the above method. The device for evaluation was produced.

比較例2.
比較例2においては、上記に示す<バッグ作製>を実施せず、下記の方法でバイオ人工膵島(ただし、半透膜は有さない)を作製した。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, the above-described <Bag Production> was not performed, and a bioartificial islet (however, no semipermeable membrane) was produced by the following method.

<膵島分散系の調製>
1.乾燥したオートクレーブ耐性ボトルに入れたアガロース粉末(ナカライテスク製、アガロースLGT)に、滅菌CMRL−1066培地を加え、12%の懸濁液とした後、オートクレーブ(121℃、20分間)にかけて滅菌し、アガロース溶液を得た。
2.40℃で保温したアガロース溶液0.1mLに、膵島800個を分散した滅菌CMRL−1066培地0.1mLを添加し、緩やかに混合し、懸濁液を得た。
<Preparation of islet dispersion system>
1. To agarose powder (manufactured by Nacalai Tesque, Agarose LGT) in a dry autoclave resistant bottle, a sterilized CMRL-1066 medium is added to make a 12% suspension, and then sterilized by autoclaving (121 ° C., 20 minutes), An agarose solution was obtained.
2. 0.1 mL of sterile CMRL-1066 medium in which 800 islets were dispersed was added to 0.1 mL of an agarose solution kept at 40 ° C. and gently mixed to obtain a suspension.

<バイオ人工膵島の作製>
1.上記懸濁液を滅菌した20mm×15mm×10mmの型内に置いた。
2.型を4℃の冷蔵庫内で10分保管し、アガロースをゲル化させ、バイオ人工膵島を得た。
3.バイオ人工膵島を37℃のCMRL−1066培地に浸漬し、24時間(37℃、5%CO)培養し、これを以降の実験に用いた。
<Production of bioartificial islets>
1. The suspension was placed in a sterilized 20 mm × 15 mm × 10 mm mold.
2. The mold was stored in a refrigerator at 4 ° C. for 10 minutes to gel the agarose to obtain a bioartificial islet.
3. The bioartificial islets were immersed in a 37 ° C. CMRL-1066 medium and cultured for 24 hours (37 ° C., 5% CO 2 ), and this was used in the subsequent experiments.

[移植用デバイスにおけるアルブミン透過率評価]
アルブミン透過率評価の場合は、実施例4の方法に準じてアガロース溶液とヒトアルブミン溶液との混合液を作製し、半透膜を用いずに評価用デバイスを作製した。
[Evaluation of albumin permeability in implantable devices]
In the case of evaluation of albumin permeability, a mixed solution of an agarose solution and a human albumin solution was prepared according to the method of Example 4, and an evaluation device was prepared without using a semipermeable membrane.

比較例3〜4.
比較例3においては、上記にしめす<バッグ作製>における半透膜E−1をE−4に変更した。
比較例4においては、上記にしめす<バッグ作製>における半透膜E−1をE−5に変更した。
Comparative Examples 3-4.
In Comparative Example 3, the semipermeable membrane E-1 in the above <Making bag> was changed to E-4.
In Comparative Example 4, the semipermeable membrane E-1 in the above-described <Bag Production> was changed to E-5.

[バイオ人工臓器の移植評価]
バイオ人工膵島内の膵島に対する免疫隔離がなされているかどうかを確認した。さらに体液由来の線維性皮膜によってなされるバイオ人工臓器に対する被覆を抑制することができるかどうかを確認した。
[Transplantation evaluation of bioartificial organs]
It was confirmed whether or not immune isolation was performed on the islets in the bioartificial islets. Furthermore, it was confirmed whether or not the coating on the bioartificial organ made by the fibrous coating derived from body fluid can be suppressed.

<移植試験:in vivo評価>
糖尿病モデルマウスの作製:
1.C57BL/6マウス(7週齢、オス)に、クエン酸緩衝液(pH4.5)に溶解したストレプトゾトシン(Sigma aldrich製、S0130-50MG)をマウスの体重あたり200mg/kgを腹腔内投与した。
2.投与後1週間の時点で血糖を3回測定し、2回以上血糖600mg/dL以上になったマウスを糖尿病が成立したものと判断し、実験に使用した。なお、ストレプトゾトシン投与を行わないマウスを正常マウス群Pとし、ストレプトゾトシン投与後にバイオ人工膵島の移植を行わないマウスを糖尿病マウス群Nとした。
<Transplantation test: in vivo evaluation>
Preparation of diabetes model mice:
1. Streptozotocin (manufactured by Sigma aldrich, S0130-50MG) dissolved in citrate buffer (pH 4.5) was intraperitoneally administered to C57BL / 6 mice (7 weeks old, male) at 200 mg / kg per mouse body weight.
2. One week after the administration, blood glucose was measured three times, and a mouse having a blood glucose of 600 mg / dL or more twice was judged to be diabetic and used in the experiment. In addition, the mouse | mouth which does not perform streptozotocin administration was made into the normal mouse group P, and the mouse | mouth which does not transplant a bioartificial islet after administration of streptozotocin was made into the diabetic mouse group N.

移植:
1.エーテル麻酔下、糖尿病モデルマウス(糖尿病成立したもの)にペントバルビタールをマウスの体重あたり40mg/kg腹腔投与した。
2.正中切開にて約2cm開腹し、実施例1で得たバイオ人工膵島を腹腔内に留置した後、腹壁を2層に閉鎖した。このマウスを移植マウス群PE1とした。
Transplant:
1. Under ether anesthesia, pentobarbital was intraperitoneally administered to a diabetic model mouse (those with diabetes) per mouse body weight.
2. The abdominal wall was closed into two layers after placing the bioartificial islet obtained in Example 1 in the abdominal cavity after a midline incision. This mouse was designated as transplanted mouse group PE1.

同様に、実施例2〜7で得たバイオ人工膵島を移植したマウスを、それぞれ移植マウス群PE2〜PE7とした。比較例1〜4で得たバイオ人工膵島を移植したマウスを移植マウス群CE1〜CE4とした。   Similarly, mice transplanted with the bioartificial islets obtained in Examples 2 to 7 were designated as transplanted mouse groups PE2 to PE7, respectively. Mice transplanted with the bioartificial islets obtained in Comparative Examples 1 to 4 were designated as transplanted mouse groups CE1 to CE4.

<移植後の評価>
血糖値の測定は以下の通り行った。移植一週間後、及び四週間後にマウス尾部より血液を採取し、富士フイルム製DRI−CHEMNX500を用いて、血糖値を測定した。各群とも三匹のマウスから得られた値の平均を、下記の基準により判定した。
<Evaluation after transplantation>
The blood glucose level was measured as follows. Blood was collected from the tail of the mouse one week and four weeks after transplantation, and the blood glucose level was measured using DRI-CHEMNX500 manufactured by Fuji Film. The average of the values obtained from three mice in each group was determined according to the following criteria.

A:血糖値が200mg/dL未満
B:血糖値が200mg/dL以上300mg/dL未満
C:血糖値が300mg/dL以上400mg/dL未満
D:血糖値が400mg/dL以上
A: Blood glucose level is less than 200 mg / dL B: Blood glucose level is 200 mg / dL or more and less than 300 mg / dL C: Blood glucose level is 300 mg / dL or more and less than 400 mg / dL D: Blood glucose level is 400 mg / dL or more

体重の測定は以下の通り行った。移植一週間後、及び四週間後にマウスの体重測定を実施した。体重の増減率は、以下の式により算出した。各群とも三匹のマウスから得られた増減率の値の平均を、下記基準により判定した。
式:〔増減率(%)〕=(〔移植後の体重〕−〔移植前の体重〕)/〔移植前の体重〕
<基準>
A:+5%以上
B:+0%以上+5%未満
C:−10%以上0%未満
D:−10%未満
The body weight was measured as follows. The mice were weighed one week and four weeks after transplantation. The increase / decrease rate of the body weight was calculated by the following formula. In each group, the average of the increase / decrease rate values obtained from three mice was determined according to the following criteria.
Formula: [Change rate (%)] = ([weight after transplantation]-[weight before transplantation]) / [weight before transplantation]
<Standard>
A: + 5% or more B: + 0% or more and less than + 5% C: −10% or more and less than 0% D: Less than −10%

組織反応性の評価は以下の通り行った。八週間後あるいは死亡後にマウス体内よりバイオ人工膵島を摘出した。摘出方法は以下のとおり行った。
1.左側腹腔にペントバルビタールをマウスの体重あたり25mg/kgを注射した。
2.麻酔による意識混濁を確認後、剃毛し、仰向けに四足を固定した。
3.正中線に沿って、約4cm皮膚を切開した。
4.埋植したバイオ人工膵島の表面及び周辺組織の目視観察を実施した。
5.周辺組織を傷つけることなく、バイオ人工膵島をピンセットで剥離できるか試みた。
代表的な観察例を図2A,Bに示す。図2Aは実施例1にかかるものであり、図2Bは比較例1にかかるものである。図2A,B中、バイオ人工臓器20,21に向けられている定規の目盛は0.5mm刻みである。観察結果に対して下記の基準により判定した。
<基準>
バイオ人工臓器の表面の評価の基準は以下の通りである。
A:バイオ人工臓器の表面に薄い線維性被膜形成はあるが、バイオ人工臓器の表面から線維性被膜を剥離可能である。
B:バイオ人工臓器の表面に厚い線維性被膜形成があり、バイオ人工臓器の表面から線維性被膜を剥離不可能である。
Tissue reactivity was evaluated as follows. Eight weeks later or after death, bioartificial islets were removed from the mouse body. The extraction method was as follows.
1. Pentobarbital was injected into the left abdominal cavity at 25 mg / kg of mouse body weight.
2. After confirming opacity due to anesthesia, the hair was shaved and the four legs were fixed on their back.
3. An incision was made about 4 cm along the midline.
4). Visual observation of the surface and surrounding tissue of the implanted bioartificial islets was performed.
5. We tried to detach bioartificial islets with tweezers without damaging surrounding tissues.
A typical observation example is shown in FIGS. FIG. 2A relates to Example 1, and FIG. 2B relates to Comparative Example 1. 2A and 2B, the scale of the ruler directed to the bioartificial organs 20 and 21 is in 0.5 mm increments. The observation results were determined according to the following criteria.
<Standard>
The criteria for evaluating the surface of a bioartificial organ are as follows.
A: Although a thin fibrous coating is formed on the surface of the bioartificial organ, the fibrous coating can be peeled off from the surface of the bioartificial organ.
B: A thick fibrous coating is formed on the surface of the bioartificial organ, and the fibrous coating cannot be peeled off from the surface of the bioartificial organ.

移植部位周辺の炎症の評価の基準は以下の通りである。
A:軽微であり、バイオ人工臓器自体の周辺組織からの剥離が可能である。
B:重度の炎症が見られ、バイオ人工臓器自体の周辺組織からの剥離が不可能である。
The criteria for evaluating the inflammation around the transplant site are as follows.
A: Minor and can be detached from the surrounding tissue of the bioartificial organ itself.
B: Severe inflammation is seen, and peeling from the surrounding tissue of the bioartificial organ itself is impossible.

実施例1〜7、比較例1〜4の主な構成と評価結果を表2に示す。また、正常マウス群P及び糖尿病マウス群Nについて移植を行わなかったもの(参考例1及び2)の評価結果を表2に示す。
Table 2 shows main configurations and evaluation results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4. Table 2 shows the evaluation results of normal mouse group P and diabetic mouse group N that were not transplanted (Reference Examples 1 and 2).

[評価]
上述の通り、実施例1に係る半透膜の表面はアルブミン、すなわちタンパク質を吸着しにくかった。したがって実施例1に係る半透膜は生体適合性が良好であることが示唆された。また実施例1にかかる半透膜の表面は補体を活性化しにくかった。したがって実施例1に係る膜は生体内における半透膜の物質透過性の経時的な低下を抑制することが示唆された。実施例2〜7において同様である。また、マウスを用いたバイオ人工膵島移植試験の評価結果から、上記半透膜を用いた実施例1〜7のバイオ人工臓器は、分泌物質を長期的に透過することが分かった。
比較例1、2では半透膜を有さないため、組織反応性評価に劣った。比較例3,4においては、アルブミンの透過率が低いバイオ人工膵島であったため、血糖値や体重測定において、マウスの良好な経過が得られなかった。したがって実施例1〜7のバイオ人工臓器は、バイオ人工臓器内の細胞をレシピエントの免疫系から隔離可能であるという特徴を有することが分かった。
[Evaluation]
As described above, the surface of the semipermeable membrane according to Example 1 was difficult to adsorb albumin, that is, protein. Therefore, it was suggested that the semipermeable membrane according to Example 1 has good biocompatibility. The surface of the semipermeable membrane according to Example 1 was difficult to activate complement. Therefore, it was suggested that the membrane according to Example 1 suppresses the temporal decrease in the material permeability of the semipermeable membrane in vivo. The same applies to Examples 2 to 7. Moreover, from the evaluation result of the bioartificial islet transplantation test using mice, it was found that the bioartificial organs of Examples 1 to 7 using the semipermeable membrane permeate secretory substances for a long time.
Since Comparative Examples 1 and 2 did not have a semipermeable membrane, the tissue reactivity evaluation was inferior. In Comparative Examples 3 and 4, since the bioartificial pancreatic islet had a low albumin permeability, a favorable course of the mouse was not obtained in the blood glucose level and body weight measurement. Therefore, it was found that the bioartificial organs of Examples 1 to 7 have characteristics that cells in the bioartificial organ can be isolated from the immune system of the recipient.

以上の結果より、本発明のバイオ人工臓器は、生体内における物質透過性の経時的な低下に対して耐性を有することが分かった。このため、本発明のバイオ人工臓器は、移植した細胞による代謝機能を長期間にわたって維持することができることが分かった。   From the above results, it was found that the bioartificial organ of the present invention is resistant to a decrease in substance permeability over time in vivo. For this reason, it was found that the bioartificial organ of the present invention can maintain the metabolic function of the transplanted cells over a long period of time.

10 半透膜、11 基材、12 細胞、15 栄養分、16 分泌物質、18 白血球、20,21 バイオ人工臓器 10 semipermeable membrane, 11 substrate, 12 cells, 15 nutrients, 16 secretory substance, 18 leukocytes, 20, 21 bioartificial organ

Claims (14)

樹脂を含有する半透膜及び前記半透膜に包まれた細胞固定基材からなり、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下である、移植用デバイス。
Comprising a semipermeable membrane containing a resin and a cell-fixing base material wrapped in the semipermeable membrane,
A device for transplantation in which the amount of adsorbed albumin is 10 μg / cm 2 or less when the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes.
前記細胞固定基材は、ハイドロゲルである、請求項1に記載の移植用デバイス。   The device for transplantation according to claim 1, wherein the cell fixing substrate is a hydrogel. 前記半透膜において、30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、請求項1又は2に記載の移植用デバイス。   The implantable device according to claim 1 or 2, wherein the semipermeable membrane has an albumin permeability of 30% or more in 30 minutes. 前記移植用デバイスにおいて、30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の移植用デバイス。   The transplant device according to any one of claims 1 to 3, wherein in the transplant device, the albumin permeability in 30 minutes is 30% or more. 前記半透膜が、前記半透膜を通して負圧約3±0.2kPaで水を吸引したとき、水の透過量が1,000L/(m・時)以上で表される、請求項1〜4のいずれかに記載の移植用デバイス。 When the semipermeable membrane sucks water through the semipermeable membrane at a negative pressure of about 3 ± 0.2 kPa, the water permeation amount is represented by 1,000 L / (m 2 · hr) or more. 5. The implantable device according to any one of 4 above. 前記半透膜と血清とを接触させたとき、前記半透膜による、血清中の補体価(CH50)の減少率が25%以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の移植用デバイス。   The transplant according to any one of claims 1 to 5, wherein when the semipermeable membrane is contacted with serum, a reduction rate of complement value (CH50) in the serum by the semipermeable membrane is 25% or less. Device. 前記半透膜と血清とを接触させたとき、前記半透膜による、血清中の補体タンパク質の活性の増加率が30%以下であり、
前記活性の増加は、C1、C2、C3,C4、C5、C6、C7、C8及びC9の内、一以上の補体の量、前記補体が分解されて生じたタンパク質の量、並びに前記補体の複合体の内、一以上のものの測定の量に基づき、算出されたものである、請求項1〜6のいずれかに記載の移植用デバイス。
When the semipermeable membrane is brought into contact with serum, the rate of increase in the activity of complement protein in the serum by the semipermeable membrane is 30% or less,
The increase in activity is due to the amount of one or more complements of C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 and C9, the amount of protein produced by degradation of the complement, and the complement. The implantable device according to any one of claims 1 to 6, which is calculated based on a measurement amount of one or more body complexes.
前記半透膜の厚さが50μm以上、200μm以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の移植用デバイス。   The transplant device according to any one of claims 1 to 7, wherein the semipermeable membrane has a thickness of 50 µm or more and 200 µm or less. 前記移植用デバイスの表面にある半透膜を測定した際の平均表面孔径が0.1μm以上、3μm以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の移植用デバイス。   The transplant device according to any one of claims 1 to 8, wherein an average surface pore diameter when measuring a semipermeable membrane on the surface of the transplant device is 0.1 µm or more and 3 µm or less. 前記半透膜が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体を50質量%以上含有する、請求項1〜9のいずれかに記載の移植用デバイス。   The implantable device according to any one of claims 1 to 9, wherein the semipermeable membrane contains 50% by mass or more of an ethylene-vinyl alcohol copolymer. 細胞を細胞固定基材で固定し、前記細胞を前記移植用デバイスごと生体に移植することで、前記細胞を前記移植用デバイスの外部の生体環境から隔離するための、請求項1〜10のいずれかに記載の移植用デバイス。   The cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the cell is isolated from a living environment outside the transplant device by fixing the cell with a cell fixing substrate and transplanting the cell into the living body together with the transplant device. An implantable device according to any one of the above. コラーゲン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、トロンビン、ビニルアルコール系重合体、ジェランガムからなる群から選ばれる、少なくとも一つの高分子からなる細胞固定基材を、樹脂を含有する半透膜からなるバッグで包むことで、移植用デバイスを製造する方法であって、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下であり、前記半透膜において30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、移植用デバイスの製造方法。
A cell-fixing substrate made of at least one polymer selected from the group consisting of collagen, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, agar, thrombin, vinyl alcohol polymer and gellan gum A method for producing an implantable device by wrapping a membrane bag,
When the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes, the amount of albumin adsorbed is 10 μg / cm 2 or less, and the permeability of albumin in 30 minutes in the semipermeable membrane is 30% or more. A method for manufacturing an implantable device.
コラーゲン、ヘパリン、キチン、キトサン、アルギン酸塩、アガロース、寒天、トロンビン、ビニルアルコール系重合体、ジェランガムからなる群から選ばれる、少なくとも一つの高分子及び細胞が分散している分散液を、樹脂を含有する半透膜からなるバッグで包み、樹脂を含有する半透膜からなるバッグ内で前記高分子をゲル化することで、前記細胞をゲル内に固定する、バイオ人工臓器を製造する方法であって、
1cm角の前記半透膜を0.1%アルブミン溶液に90分浸漬した時のアルブミン吸着量が10μg/cm以下であり、前記半透膜において30分間でのアルブミンの透過率が30%以上である、バイオ人工臓器の製造方法。
A resin containing a dispersion in which at least one polymer and cells are dispersed, selected from the group consisting of collagen, heparin, chitin, chitosan, alginate, agarose, agar, thrombin, vinyl alcohol polymer, gellan gum The bioartificial organ is produced by wrapping in a bag made of a semipermeable membrane and fixing the cells in the gel by gelling the polymer in a bag made of a semipermeable membrane containing a resin. And
When the 1-cm square semipermeable membrane is immersed in a 0.1% albumin solution for 90 minutes, the amount of albumin adsorbed is 10 μg / cm 2 or less, and the permeability of albumin in 30 minutes in the semipermeable membrane is 30% or more. A method for producing a bioartificial organ.
前記細胞が膵島である、請求項13に記載のバイオ人工臓器の製造方法。   The method for producing a bioartificial organ according to claim 13, wherein the cell is an islet.
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