JP2019068761A - Cell culture support and cell culture plate - Google Patents

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Abstract

To provide a cell culture support having a surface excellent in gas permeability and cell adhesiveness as well as being excellent for prolonged culture.SOLUTION: The present invention relates to a cell culture support having a silicone membrane which is surface-modified by a polymer layer comprising an amphipathic polymer and a cytophilic substance, the amphipathic polymer having a hydrophobic part and a hydrophilic part. The hydrophobic part has one or more structural units selected from a group consisting of a polyurethane-derived structural unit, a polyethylene-derived structural unit, a nylon-derived structural unit, and a silicone-derived structural unit. The hydrophilic part is a copolymer having one or more structural units selected from a group consisting of a polyamino acid-derived structural unit, a water soluble collagen-derived structural unit, gelatin-derived structural unit, cellulose-derived structural unit, a starch-derived structural unit, a polysulfonic acid-derived structural unit, and a polyethyleneglycol-derived structural unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、細胞親和性物質が表面修飾された細胞培養用の支持体及び細胞培養プレートに関する。   The present invention relates to a cell culture support and cell culture plate in which a cytophilic substance is surface-modified.

生体に近い環境での細胞を培養するため、酸素の供給や二酸化炭素の排出の可能なガス透過性を有する基材を用いる培養系がある。このような培養系で用いられる基材として、シリコーン膜を用いた培養系が知られている。   In order to culture cells in an environment close to a living body, there is a culture system using a base material having gas permeability capable of supplying oxygen and discharging carbon dioxide. A culture system using a silicone membrane is known as a substrate used in such a culture system.

例えば、特許文献1には、細胞への酸素の輸送と供給が可能な細胞培養装置として、ペルフルオロ炭化水素とシリコーンの混合物などのガス透過性・液不透過性膜障壁を備えた細胞培養装置が開示されている。   For example, as a cell culture device capable of transporting and supplying oxygen to cells, Patent Document 1 discloses a cell culture device provided with a gas-permeable, liquid-impermeable membrane barrier such as a mixture of perfluorohydrocarbon and silicone. It is disclosed.

一方で、シリコーン膜は細胞との接着性が悪いという問題がある。そこで、シリコーン膜にコラーゲンをコートして細胞を接着させ培養する方法が知られている。
例えば、特許文献2には、ガス透過膜上に細胞外マトリクスで包埋された肝細胞を配置し、ガス透過性膜側から酸素を供給しつつ肝細胞を培養する肝細胞培養方法が開示されている。具体的には、表面がコラーゲンコーティングされたガス透過性膜を用いて、酸素を供給しつつ培養する方法が開示されている。そして、ガス透過性膜にコラーゲンをコーティングする方法として、酸素プラズマ処理をしてコラーゲンをガス透過性膜に吸着させる方法や化学的に反応する官能基を使用して共有結合させる方法が記載されている。
On the other hand, silicone membranes have the problem of poor adhesion to cells. Therefore, a method is known in which collagen is coated on a silicone membrane to adhere and culture cells.
For example, Patent Document 2 discloses a hepatocyte culture method in which hepatocytes embedded in extracellular matrix are disposed on a gas permeable membrane, and the hepatocytes are cultured while supplying oxygen from the gas permeable membrane side. ing. Specifically, a method of culturing while supplying oxygen is disclosed using a gas permeable membrane whose surface is coated with collagen. Then, as a method of coating collagen on a gas permeable membrane, a method of adsorbing collagen to the gas permeable membrane by oxygen plasma treatment and a method of covalently bonding using a chemically reactive functional group are described There is.

特表2009−542230号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-542230 国際公開第2011/024592号International Publication No. 2011/024592

上述のように、シリコーン膜は細胞との接着性が悪いため、シリコーン膜を表面修飾し、改質することで細胞接着性を向上させる必要がある。
しかしながら、特許文献2で開示されるような、酸素プラズマ処理をしてコラーゲンをコーティングする方法では、プロセスが複雑であり、また、シリコーン膜の表面を均一にプラズマ処理することが困難であり、接着性の低い部分が存在するなどの問題があった。
また、化学的に結合させる方法は、化学的に反応する官能基をシリコーン膜に導入する等の非常に煩雑な合成が必要とされ、また不純物等が混入しやすいという問題があった。
As described above, since the silicone film has poor adhesion to cells, it is necessary to improve cell adhesion by surface-modifying and modifying the silicone film.
However, in the method of coating collagen by oxygen plasma treatment as disclosed in Patent Document 2, the process is complicated, and it is difficult to plasma treat the surface of the silicone film uniformly, and adhesion There were problems such as the existence of low sex parts.
Further, the method of chemically bonding requires a very complicated synthesis such as introducing a chemically reactive functional group into the silicone film, and there is a problem that impurities and the like are easily mixed.

かかる状況下、シリコーン膜の表面に、コラーゲン等などを固定させ、安定した機能性表面(接着性を有する表面等)を実現したシリコーン膜を有する細胞培養系が望まれている。
本発明の目的は、ガス透過性及び細胞接着性に優れた表面を有し、長期的な培養にも優れた細胞培養用の支持体を提供することである。
Under such circumstances, there is desired a cell culture system having a silicone membrane in which a collagen or the like is immobilized on the surface of the silicone membrane to realize a stable functional surface (a surface having adhesiveness).
An object of the present invention is to provide a support for cell culture which has a surface excellent in gas permeability and cell adhesion and is also excellent in long-term culture.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の両親媒性ポリマーを用いることで、コラーゲン等の細胞親和性物質がシリコーン膜に安定して接着することを見出した。そして、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that, by using a specific amphiphilic polymer, a cytophilic substance such as collagen stably adheres to a silicone membrane. Then, it was found that the following invention met the above object, and the present invention was made.

すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> 両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜を有し、前記両親媒性ポリマーは、疎水部と親水部を有し、前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位、ポリエチレン由来の構造単位、ナイロン由来の構造単位及びシリコーン由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有し、前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、水溶性コラーゲン由来の構造単位、ゼラチン由来の構造単位、セルロース由来の構造単位、デンプン由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有する共重合体である細胞培養用の支持体。
<2> 前記両親媒性ポリマーにおいて、前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位からなり、前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位からなる共重合体である<1>記載の細胞培養用の支持体。
<3> 前記ポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜からなる<1>又は<2>に記載の細胞培養用の支持体。
<4> 前記細胞親和性物質がポリマー層全体に分布している<1>から<3>のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。
<5> 前記細胞親和性物質が、コラーゲン類、成長因子及びムコ多糖からなる群から選択される1種以上である<1>から<4>のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。
<6> 前記支持体が、長期培養に用いられるための支持体である<1>から<5>のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。
<7> <1>から<6>のいずれかに記載の細胞培養用の支持体を、プレートの底部に、前記ポリマー層が培養面となるように配置した細胞培養プレート。
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> A silicone film surface-modified with a polymer layer containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, the amphiphilic polymer having a hydrophobic part and a hydrophilic part, and the hydrophobic part being a polyurethane And at least one structural unit selected from the group consisting of a structural unit derived from polyethylene, a structural unit derived from polyethylene, a structural unit derived from nylon, and a structural unit derived from silicone, and the hydrophilic portion is a structural unit derived from polyamino acid At least one selected from the group consisting of a water-soluble collagen-derived structural unit, a gelatin-derived structural unit, a cellulose-derived structural unit, a starch-derived structural unit, a polysulfonic acid-derived structural unit and a polyethylene glycol-derived structural unit A support for cell culture which is a copolymer having a structural unit of
<2> In the amphiphilic polymer, the hydrophobic part is composed of a structural unit derived from polyurethane, and the hydrophilic part is composed of a structural unit derived from polyamino acid, a structural unit derived from polysulfonic acid, and a structural unit derived from polyethylene glycol The support for cell culture as described in <1> which is a copolymer which consists of one or more types of structural units selected from a group.
<3> The support for cell culture as described in <1> or <2> which consists of a silicone membrane surface-modified by the said polymer layer.
<4> The support for cell culture according to any one of <1> to <3>, wherein the cytophilic substance is distributed throughout the polymer layer.
<5> The support for cell culture according to any one of <1> to <4>, wherein the cytophilic substance is one or more selected from the group consisting of collagens, growth factors and mucopolysaccharides.
<6> The support for cell culture according to any one of <1> to <5>, wherein the support is a support to be used for long-term culture.
<7> A cell culture plate in which the support for cell culture according to any one of <1> to <6> is disposed on the bottom of a plate such that the polymer layer is a culture surface.

本発明によれば、ガス透過性及び細胞接着性に優れた表面を有し、長期的な培養にも優れた細胞培養用の支持体が提供される。   According to the present invention, there is provided a support for cell culture which has a surface excellent in gas permeability and cell adhesion and is also excellent in long-term culture.

実施例1−1、1−2及び比較例1−1の細胞培養プレートを用いてHepG2を培養したときの増殖曲線である。It is a growth curve when HepG2 is cultured using the cell culture plate of Example 1-1, 1-2, and Comparative Example 1-1. 実施例1−3、1−4及び比較例1−2の細胞培養プレートを用いてHepG2を培養したときの増殖曲線である。It is a growth curve when HepG2 is cultured using the cell culture plate of Example 1-3, 1-4, and Comparative Example 1-2.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。   The embodiment of the present invention will be described in detail below, but the explanation of the constituent requirements described below is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following unless its gist is changed. It is not limited to the content of. In addition, when using the expression "-" in this specification, it uses as an expression including the numerical value before and behind that.

[細胞培養用の支持体]
本発明は、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜を有し、前記両親媒性ポリマーが、疎水部と親水部を有し、前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位、ポリエチレン由来の構造単位、ナイロン由来の構造単位及びシリコーン由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有し、前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、水溶性コラーゲン由来の構造単位、ゼラチン由来の構造単位、セルロース由来の構造単位、デンプン由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有する共重合体である細胞培養用の支持体(以下、「本発明の支持体」と記載する場合がある。)に関する。
[Support for cell culture]
The present invention comprises a silicone film surface-modified with a polymer layer containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, wherein the amphiphilic polymer has a hydrophobic portion and a hydrophilic portion, and the hydrophobic portion comprises It has one or more structural units selected from the group consisting of structural units derived from polyurethane, structural units derived from polyethylene, structural units derived from nylon and structural units derived from silicone, and the hydrophilic part is a structure derived from polyamino acid Unit, structural unit derived from water-soluble collagen, structural unit derived from gelatin, structural unit derived from cellulose, structural unit derived from starch, structural unit derived from polysulfonic acid, and structural unit derived from polyethylene glycol The support for cell culture which is a copolymer having the above structural units (hereinafter, sometimes referred to as "support of the present invention"). To.

上述のように、シリコーン膜は、表面に細胞親和性物質を接着させることが困難な性質を有する。一方、本発明のような構造を有する両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含むポリマー層によりシリコーン膜の表面を被覆することによって、細胞接着性の優れた表面を有する支持体とすることができる。また、本発明の支持体を用いて細胞を培養すると、培養される細胞が支持体から剥離しにくく、安定して培養することができる。
なお、両親媒性ポリマーとしてポリ乳酸とPEGからなる共重合体を用いて、細胞親和性物質とともにシリコーン膜の表面を被覆しても接着性に優れた表面を有する支持体を得ることができず、本発明のような構造の両親媒性ポリマーと細胞親和性物質を用いることで、接着性に優れた表面とすることができる。
As mentioned above, silicone membranes have the property that it is difficult to adhere a cytophilic substance to the surface. On the other hand, by covering the surface of a silicone membrane with a polymer layer containing an amphiphilic polymer having a structure as in the present invention and a cytophilic substance, a support having a surface with excellent cell adhesion is provided. it can. In addition, when cells are cultured using the support of the present invention, the cultured cells are less likely to be detached from the support and can be cultured stably.
In addition, even if it coats the surface of a silicone membrane with a cytophilic substance using the copolymer which consists of polylactic acid and PEG as an amphiphilic polymer, the support body which has the surface excellent in adhesiveness can not be obtained. By using an amphiphilic polymer having a structure as in the present invention and a cytophilic substance, a surface with excellent adhesion can be obtained.

また、本発明の支持体は、シリコーン膜を介して、細胞への酸素の供給及び二酸化炭素の排出が可能であり、本発明の支持体を用いた場合、ガスを透過しないプラスチックプレートと比較して2倍以上程度の培養期間も可能となる。そのため、本発明の支持体は、長期培養に用いられるための支持体として好適である。   In addition, the support of the present invention can supply oxygen to cells and discharge carbon dioxide through the silicone membrane, and when using the support of the present invention, it can be compared to a plastic plate that is not permeable to gas. A culture period of about 2 times or more is also possible. Therefore, the support of the present invention is suitable as a support for use in long-term culture.

また、本発明の支持体は、通常、スフェロイド(細胞凝集塊)が形成しやすい表面となる。例えば、ガン細胞等はスフェロイドを形成するように細胞培養することで、生体内の状態により近い機能を維持する状態となるが、スフェロイドは、酸素が供給されないと内側から壊死しやすく、長期的に培養できない欠点がある。一方、本発明の支持体を用いて細胞を培養すると、酸素を供給しながら培養することができるため、スフェロイド(細胞凝集塊)が形成する場合でも、長期的に培養が可能である。   In addition, the support of the present invention is usually a surface on which spheroids (cell aggregates) are easily formed. For example, by culturing cells to form spheroids, cancer cells and the like maintain a function closer to the state in the living body, but spheroids are prone to necrosis from the inside when oxygen is not supplied, and in the long run There is a drawback that can not be cultured. On the other hand, when cells are cultured using the support of the present invention, the cells can be cultured while supplying oxygen, so that even when spheroids (cell aggregates) are formed, culture can be performed over a long period of time.

また、本発明の支持体を構成するシリコーン膜は透明性が高く、本発明の支持体においても、透明が維持されることが好ましい。この場合、倒立顕微鏡などで経時的に細胞の観察が行いやすいという利点もある。本発明の支持体は、400〜800nmの可視光線で、85%以上の透過率を有することがより好ましく、90%以上の透過率を有することがさらに好ましい。   Moreover, it is preferable that the silicone film which comprises the support body of this invention has high transparency, and transparency is maintained also in the support body of this invention. In this case, there is also an advantage that it is easy to observe cells temporally with an inverted microscope or the like. The support of the present invention more preferably has a transmittance of 85% or more, more preferably 90% or more, at visible light of 400 to 800 nm.

本発明の支持体は、ガス透過性や細胞接着性等を損なわない範囲において、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜以外の層を含んでもよいが、好適な態様は、前記両親媒性ポリマーと前記細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜からなる支持体である。前記両親媒性ポリマーと前記細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾(被覆)されたシリコーン膜からなる支持体は、層間での剥離が起こりにくく、ガス透過性や細胞接着性に優れ、さらに、高い透明性を有する支持体とすることができる。   The support of the present invention may include a layer other than the silicone membrane surface-modified with a polymer layer containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, as long as the gas permeability, cell adhesion and the like are not impaired. A preferred embodiment is a support comprising a silicone membrane surface-modified with a polymer layer comprising the amphiphilic polymer and the cytophilic substance. A support composed of a silicone film surface-modified (coated) with a polymer layer containing the amphiphilic polymer and the cytophilic substance is unlikely to be peeled off between layers, and has excellent gas permeability and cell adhesion, Furthermore, it can be set as a support which has high transparency.

以下、本発明の支持体を構成するシリコーン膜及びポリマー層について説明する。   Hereinafter, the silicone membrane and the polymer layer which comprise the support body of this invention are demonstrated.

[シリコーン膜]
本発明の支持体は、シリコーン膜を有する。
本発明の支持体を構成するシリコーン膜は、ガス透過性を有し、液非透過性であるシート状やフィルム状の膜である。すなわち、シリコーン膜とは、酸素や二酸化酸素のようなガスは透過できるが液体は透過できないシート状やフィルム状の膜である。
[Silicone film]
The support of the present invention has a silicone membrane.
The silicone membrane constituting the support of the present invention is a sheet-like or film-like membrane which is gas permeable and liquid impermeable. That is, the silicone membrane is a sheet-like or film-like membrane that can permeate gas such as oxygen and carbon dioxide but can not permeate liquid.

このようなシリコーン膜として、酸素透過係数が、1.000〜10.000cm3・cm/(m2・day・atm)のシリコーン膜を用いることができる。
このようなシリコーン膜を用いることで、酸素を供給及び二酸化炭素の排出をしながら細胞を培養できるため、生体内により近い環境で細胞の培養ができる。また、長期的な培養にも好適に用いられる。
また、シリコーン膜は、細胞培養プレートの一部(特に底面)としての貼り付けや形状調整等の利用しやすさや、生体に対する毒性が低く生体適合性も優れている点でも適している。
As such a silicone membrane, a silicone membrane having an oxygen permeability coefficient of 1.000 to 10000.000 cm 3 · cm / (m 2 · day · atm) can be used.
By using such a silicone membrane, cells can be cultured while supplying oxygen and discharging carbon dioxide, so that cells can be cultured in an environment closer to the inside of a living body. Moreover, it is suitably used also for long-term culture.
In addition, the silicone membrane is also suitable in terms of ease of use such as attachment as a part of the cell culture plate (in particular, the bottom surface) or shape adjustment, and also of low toxicity to the living body and excellent biocompatibility.

シリコーン膜としては、例えば、以下に説明する方法にて製造されたシリコーンゴムを用いることができる。
まず、生ゴム状の高重合度ジメチルポリシロキサンと補強材として微粉末シリカとを基本成分として、各種添加剤を配合してシリコーンゴムコンパウンドが得られる。そして、このコンパウンドに有機過酸化物や触媒などの加硫剤を使用時に添加して加熱硬化して得られるシリコーンゴムを膜状に成形する。
このシリコーンゴムの成形工程では、原料等に由来して加硫工程等を行った後も低分子シロキサンが含有される場合がある。この低分子シロキサンは、生体細胞に毒性を示す場合があるため、本発明の細胞培養プレートには、このような低分子シロキサンが可能な限り低減されたものを用いることが好ましい。低分子シロキサンの除去には、加熱による揮発等が一般的に行われる。さらに、本発明においては、シリコーンゴムに含まれる低分子シロキサンをより低減するために、減圧下での処理も行うことが好ましく、この減圧下の環境は1000〜0.01Pa程度の真空相当、より好ましくは100〜0.1Pa程度の真空相当であることが好ましい。この処理は、併用して、減圧下(真空状態、1000〜0.01Pa程度)で加熱処理(例えば80〜200℃程度)することが好ましく、その処理時間は、1時間以上、好ましくは10時間以上、より好ましくは1日以上とすることが特に好ましい。その処理時間は、長くするほど低分子シロキサンを低減できるため上限を定めないでもよいが、その効果は一定以上の時間で飽和する場合がある。よって、その上限は10日以下や、7日程度としてもよい。
As the silicone film, for example, silicone rubber manufactured by the method described below can be used.
First, various additives are blended with a raw rubber-like high polymerization degree dimethylpolysiloxane and fine powder silica as a reinforcing material as basic components to obtain a silicone rubber compound. Then, a vulcanizing agent such as an organic peroxide and a catalyst is added to this compound at the time of use, and the silicone rubber obtained by heat curing is formed into a film.
In the molding process of the silicone rubber, low molecular weight siloxane may be contained even after the vulcanization process and the like derived from the raw materials and the like. Since this low molecular weight siloxane may exhibit toxicity to living cells, it is preferable to use a cell culture plate of the present invention in which such low molecular weight siloxane is reduced as much as possible. Volatilization and the like by heating are generally performed to remove low molecular weight siloxanes. Furthermore, in the present invention, in order to further reduce low molecular weight siloxane contained in silicone rubber, it is preferable to carry out treatment under reduced pressure, and the environment under this reduced pressure is equivalent to a vacuum of about 1000 to 0.01 Pa, Preferably, the vacuum equivalent is about 100 to 0.1 Pa or so. This treatment is preferably used in combination and heat treatment (eg, about 80 to 200 ° C.) under reduced pressure (vacuum condition, about 1000 to 0.01 Pa), and the treatment time is 1 hour or more, preferably 10 hours It is particularly preferable to set the above to more preferably 1 day or more. The upper limit of the treatment time may be set because the low molecular weight siloxane can be reduced as the treatment time becomes longer, but the effect may be saturated for a certain time or more. Therefore, the upper limit may be 10 days or less, or about 7 days.

具体的には、シリコーン膜としては、株式会社エス・アイ・アール社製のC6シリーズ等を用いることができる。   Specifically, as the silicone film, C6 series manufactured by S.I.R. Inc. or the like can be used.

本発明の支持体を構成するシリコーン膜は、細胞培養プレート全体の形状や、具体的な培養対象、シリコーン膜の詳細な構造等によって、適宜、その厚み等が設計される。このシリコーン膜は、その厚みの上限は、1mm以下であることが好ましい。より好ましくは、0.5mm(500μm)以下であり、さらに好ましくは、0.3mm(300μm)以下である。シリコーン膜の厚みが1mmを超えて厚くなりすぎると、ガス透過性が低下して細胞培養に適さない場合がある。また、厚みが厚いほど相対的な剛性が高くなりすぎて、細胞培養プレートとしての成形性が低下する場合がある。一方、シリコーン膜の厚みの下限は、50μm以上であることが好ましく、より好ましくは100μm以上である。シリコーン膜層が薄すぎると、細胞培養プレートの一部としての靭性等の機械特性が不足する場合がある。   The thickness and the like of the silicone membrane constituting the support of the present invention are appropriately designed depending on the shape of the whole cell culture plate, the specific culture object, the detailed structure of the silicone membrane and the like. The upper limit of the thickness of the silicone film is preferably 1 mm or less. More preferably, it is 0.5 mm (500 micrometers) or less, More preferably, it is 0.3 mm (300 micrometers) or less. If the thickness of the silicone membrane is more than 1 mm, the gas permeability may be reduced and it may not be suitable for cell culture. In addition, as the thickness is larger, the relative rigidity is too high, and the formability as a cell culture plate may be reduced. On the other hand, the lower limit of the thickness of the silicone film is preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more. If the silicone membrane layer is too thin, mechanical properties such as toughness as part of the cell culture plate may be insufficient.

[ポリマー層]
本発明において、ポリマー層は、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含む層である。ポリマー層は、その表面に細胞親和性物質を含む構成であり、これにより細胞の接着性が向上する。
[Polymer layer]
In the present invention, the polymer layer is a layer containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance. The polymer layer is configured to include a cytophilic substance on the surface thereof, thereby improving cell adhesion.

ポリマー層の厚さは、具体的な培養対象、ポリマー層の組成等によって、適宜、その厚み等が設計される。ポリマー層の厚みの上限は、5μm以下であることが好ましい。より好ましくは、1μm以下である。一方、ポリマー層の厚みの下限は、0.05μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.1μm以上である。ポリマー層の厚みが厚くなりすぎると、細胞への酸素の供給が効率よく行われない場合がある。ポリマー層が薄すぎると、本発明の支持体の細胞接着性が不十分になる場合がある。
なお、ポリマー層の厚みは、ポリマー層積層前後の、シリコーン膜との厚みの差から求めてもよいし、支持体の断面を顕微鏡等で観察した厚みから求めてもよい。また、ポリマー層を形成するときの塗布液に含まれる両親媒性ポリマーと細胞親和性物質の濃度と塗布量より算出して算出することもできる。
The thickness and the like of the polymer layer are appropriately designed depending on the specific culture object, the composition of the polymer layer, and the like. The upper limit of the thickness of the polymer layer is preferably 5 μm or less. More preferably, it is 1 μm or less. On the other hand, the lower limit of the thickness of the polymer layer is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. If the thickness of the polymer layer is too thick, supply of oxygen to cells may not be efficiently performed. When the polymer layer is too thin, the cell adhesion of the support of the present invention may be insufficient.
The thickness of the polymer layer may be determined from the difference between the thickness of the polymer layer and that of the silicone film before and after laminating the polymer layer, or may be determined from the thickness obtained by observing the cross section of the support with a microscope or the like. It can also be calculated from the concentration of the amphiphilic polymer and the cytophilic substance contained in the coating solution when forming the polymer layer and the amount applied.

ポリマー層の態様の一つとしては、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質の混合物を含むポリマー層が挙げられる。このとき、ポリマー層の表面に細胞親和性物質が含まれる構成であれば、ポリマー層内の細胞親和性物質の分布は均一であっても不均一であってもよい。
好適には、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質を含む塗布液をシリコーン膜上に塗布、乾燥して形成されたポリマー層であり、この場合、細胞親和性物質がポリマー層全体に分布している構成となるため、細胞親和性物質がはがれにくく、細胞接着性に優れた表面を長期的に維持できる。細胞親和性物質がポリマー層全体に分布した構成の場合、より優れた剥離強度(例えば、ポリマー層がシリコーン膜からDMEM培地等の通常培地中で1カ月以上剥離しない剥離強度)を有する支持体となり、長期培養により好適である。
One embodiment of the polymer layer is a polymer layer containing a mixture of amphiphilic polymer and cytophilic material. At this time, as long as the cytophilic substance is contained in the surface of the polymer layer, the distribution of the cytophilic substance in the polymer layer may be uniform or non-uniform.
Preferably, it is a polymer layer formed by applying and drying a coating solution containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance on a silicone film, in which case the cytophilic substance is distributed throughout the polymer layer As a result, the cytophilic substance is difficult to peel off, and the surface with excellent cell adhesion can be maintained for a long time. In the case of a configuration in which the cytophilic substance is distributed throughout the polymer layer, the support has a more excellent peel strength (for example, a peel strength such that the polymer layer does not peel from the silicone membrane in normal medium such as DMEM medium for 1 month or more). , Long-term culture is more suitable

両親媒性ポリマーと細胞親和性物質の混合物を含むポリマー層において、ポリマー層における両親媒性ポリマーと細胞親和性物質との割合は、具体的な培養対象やポリマー層の組成等に応じて適宜調整されるものである。ポリマー層は、両親媒性ポリマー100質量部に対して、細胞親和性物質が5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。両親媒性ポリマーに対して、細胞親和性物質が少なすぎる場合、支持体の細胞接着性が不十分となりやすい。一方、ポリマー層は、両親媒性ポリマー100質量部に対して、細胞親和性物質が100質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましい。両親媒性ポリマーに対して、細胞親和性物質が多すぎる場合、細胞親和性物質とシリコーン膜の接着性が低下し、シリコーン膜から細胞親和性物質が剥がれやすい。   In the polymer layer containing a mixture of an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, the ratio of the amphiphilic polymer to the cytophilic substance in the polymer layer is appropriately adjusted according to the specific culture object, the composition of the polymer layer, etc. It is The amount of the cytophilic substance is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the amphiphilic polymer. If the amount of the cytophilic substance is too small relative to the amphiphilic polymer, the cell adhesion of the support tends to be insufficient. On the other hand, the polymer layer is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and preferably 30 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the amphiphilic polymer. Is more preferred. When the amount of the cytophilic substance is too large relative to the amphiphilic polymer, the adhesion between the cytophilic substance and the silicone membrane is reduced, and the cytophilic substance is easily peeled off from the silicone membrane.

また、ポリマー層の表面に細胞親和性物質が含まれる構成であれば、ポリマー層は、単層構成であっても、異なる組成の層を複数有する積層構造であってもよい。
例えば、ポリマー層は、両親媒性ポリマーからなる層の上に細胞親和性物質からなる層が積層した積層構造としてもよい。
The polymer layer may have a single-layer structure or a laminated structure having a plurality of layers having different compositions, as long as a cytophilic substance is contained on the surface of the polymer layer.
For example, the polymer layer may have a laminated structure in which a layer made of a cytophilic substance is laminated on a layer made of an amphiphilic polymer.

(両親媒性ポリマー)
両親媒性ポリマー(Amphiphilic Polymer)とは、ポリマーが、疎水部と、親水部とを有することで、疎水性と、親水性との両方の特徴を有するポリマーである。
本発明においては、両親媒性ポリマーの中でも、前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位、ポリエチレン由来の構造単位、ナイロン由来の構造単位及びシリコーン由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有し、前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、水溶性コラーゲン由来の構造単位、ゼラチン由来の構造単位、セルロース由来の構造単位、デンプン由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有する共重合体が用いられる。
なお、ポリマー層を構成する両親媒性ポリマーは、1種であっても、2種以上の両親媒性ポリマーを組み合わせて用いてもよい。
(Amphiphilic polymer)
An amphiphilic polymer (Amphiphilic Polymer) is a polymer which has characteristics of both hydrophobicity and hydrophilicity, as a polymer has a hydrophobic part and a hydrophilic part.
In the present invention, among the amphiphilic polymers, at least one selected from the group consisting of a structural unit derived from polyurethane, a structural unit derived from polyethylene, a structural unit derived from nylon, and a structural unit derived from silicone among the amphiphilic polymers Structural units derived from polyamino acids, structural units derived from water-soluble collagen, structural units derived from gelatin, structural units derived from cellulose, structural units derived from starch, structural units derived from polysulfonic acid A copolymer having at least one structural unit selected from the group consisting of units and structural units derived from polyethylene glycol is used.
The amphiphilic polymers constituting the polymer layer may be used alone or in combination of two or more amphiphilic polymers.

また、両親媒性ポリマーは、その重合形態は特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体等の形態をとることができるが、ブロック共重合体であることが好ましい。   Also, the polymer form of the amphiphilic polymer is not particularly limited, and may be in the form of block copolymer, random copolymer, graft copolymer, etc., but block copolymer is preferable. .

中でも、両親媒性ポリマーの疎水部は、ポリウレタン由来の構造単位からなることが好ましい。   Among them, the hydrophobic portion of the amphiphilic polymer preferably comprises a structural unit derived from polyurethane.

ポリウレタンは、一般的に、ポリオールと多価イソシアネート化合物との縮重合反応により得ることができ、ポリウレタン由来の構造単位は、ポリオールと多価イソシアネートとがウレタン結合により結合した構造からなる。
ポリオールとしては、ポリエチレングリコールやポリテトラメチレングリコールや、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン等を挙げることができる。
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、イソホロジイソシアネート等を挙げることができる。
The polyurethane can be generally obtained by the condensation polymerization reaction of a polyol and a polyvalent isocyanate compound, and the structural unit derived from polyurethane is composed of a structure in which a polyol and a polyvalent isocyanate are linked by a urethane bond.
Examples of the polyol include polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, trimethylolpropane and trimethylolethane.
As an isocyanate compound, tolylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, isophorone diisocyanate etc. can be mentioned.

また、両親媒性ポリマーの親水部は、ポリアミノ酸由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位からなることが好ましい。   The hydrophilic part of the amphiphilic polymer preferably comprises one or more structural units selected from the group consisting of structural units derived from polyamino acids, structural units derived from polysulfonic acids and structural units derived from polyethylene glycol.

ポリアミノ酸は、一般的に、アミノ酸を縮重合して得ることができ、ポリアミノ酸由来の構造単位は、アミノ酸がアミド結合により結合した構造からなる。ポリアミノ酸は、α−アミノ酸−N−カルボン酸無水物等のモノマーを縮重合させることにより得ることができる。ポリアミノ酸を構成するアミノ酸としては、例えば、グルタミン酸、アスパラギン酸、リシン等が挙げられる。   Polyamino acids can generally be obtained by condensation polymerization of amino acids, and structural units derived from polyamino acids consist of a structure in which amino acids are linked by an amide bond. Polyamino acids can be obtained by condensation polymerization of monomers such as α-amino acid-N-carboxylic acid anhydride. Examples of amino acids that constitute the polyamino acid include glutamic acid, aspartic acid, lysine and the like.

ポリスルホン酸は、スルホン酸基を有するポリマーであり、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸等が挙げられる。   The polysulfonic acid is a polymer having a sulfonic acid group, and examples thereof include polystyrene sulfonic acid and polyvinyl sulfonic acid.

特に、疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位からなり、親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位からなる共重合体であることが好ましい。
好適な両親媒性ポリマーの例として、ポリウレタン・ポリアミノ酸のブロック共重合体やポリウレタン・ポリスルホン酸・ポリエチレングリコールのブロック共重合体等が挙げられる。
このような共重合体は、シリコーン膜の接着性に優れ、また、細胞親和性物質との相溶性に優れるため、シリコーン膜から剥離しにくく、培養する細胞が接着しやすいポリマー層を形成しやすい。
In particular, the hydrophobic part is composed of a structural unit derived from polyurethane, and the hydrophilic part is at least one structure selected from the group consisting of a structural unit derived from polyamino acid, a structural unit derived from polysulfonic acid and a structural unit derived from polyethylene glycol It is preferable that it is a copolymer which consists of units.
Examples of suitable amphiphilic polymers include block copolymers of polyurethane and polyamino acid and block copolymers of polyurethane, polysulfonic acid and polyethylene glycol.
Such a copolymer is excellent in the adhesiveness of the silicone membrane and is also excellent in the compatibility with the cell-friendly substance, so it is difficult to peel off from the silicone membrane, and a polymer layer to which cells to be cultured easily adhere is easily formed. .

両親媒性ポリマーの分子量(重量平均分子量Mw)は、適宜決定すればよく、1万〜5万であることが好ましい。   The molecular weight (weight average molecular weight Mw) of the amphiphilic polymer may be appropriately determined, and is preferably 10,000 to 50,000.

(細胞親和性物質)
細胞親和性物質は、細胞接着性を有する物質であればよく、天然物質であっても合成物質であってもよい。また、細胞親和性物質は、1種であっても、2種以上の細胞親和性物質を組み合わせて用いてもよい。細胞親和性物質として、具体的には、コラーゲン類、成長因子、ムコ多糖、フィブロネクチンやラミニン、フィブリン等のタンパク質、オリゴ糖、ゼラチン等が挙げられる。この中でも、コラーゲン類、ムコ多糖及び成長因子からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
(Cell-friendly substance)
The cytophilic substance may be any substance having cell adhesiveness and may be a natural substance or a synthetic substance. The cytophilic substance may be used alone or in combination of two or more kinds of cytophilic substances. Specific examples of the cytophilic substance include collagens, growth factors, mucopolysaccharides, fibronectin, laminin, proteins such as fibrin, oligosaccharides, gelatin and the like. Among these, one or more selected from the group consisting of collagens, mucopolysaccharides and growth factors is preferable.

コラーゲン類は、その由来等は特に限定されないが、例えば、動物、魚由来のコラーゲンを用いることができる。コラーゲン類としては、コラーゲン加水分解物やコラーゲンの側鎖を修飾したコラーゲン誘導体等を挙げることができる。   Although the origin of collagens is not particularly limited, for example, collagen derived from animals and fish can be used. Examples of collagens include collagen hydrolysates and collagen derivatives in which the side chain of collagen is modified.

ムコ多糖としては、特に限定されないが、例えば、デキストラン硫酸、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン誘導体あるいはこれらの金属塩等が挙げられる。
好適なムコ多糖の一つとして、ヘパリン誘導体が挙げられ、ヘパリン誘導体としは、ヘパリン、ヘパリンナトリウム、ヘパリンカリウム、ヘパリンリチウム、ヘパリンカルシウム、ヘパリン亜鉛塩、ヘパリンアンモニウム塩等が挙げられる。
Mucopolysaccharides are not particularly limited, and include, for example, dextran sulfate, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, keratan sulfate, heparan sulfate, heparin derivatives or metal salts thereof.
Examples of suitable mucopolysaccharides include heparin derivatives, and examples of heparin derivatives include heparin, sodium heparin, potassium heparin, lithium lithium heparin, calcium heparin, zinc zinc salt, heparin ammonium salt and the like.

成長因子としては、特に限定されないが、例えば、上皮成長因子(Epidermal growth factor:EGF)、血管内皮細胞増殖因子(Vesicular endothelial growth factor:VEGF)、肝細胞増殖因子(Hepatocyte growth factor:HGF)、骨形成タンパク質(BMP)等が挙げられる。   The growth factor is not particularly limited, and for example, epidermal growth factor (EGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF), bone The formation protein (BMP) etc. are mentioned.

また、成長因子は、結合性成長因子であってもよい。すなわち、成長因子と、コラーゲン結合性の融合蛋白質とを結合させた結合型成長因子を用いてもよい。結合型成長因子は、従来公知の方法により合成できる。   The growth factor may also be a binding growth factor. That is, a bound growth factor in which a growth factor and a collagen-binding fusion protein are bound may be used. Bound growth factors can be synthesized by methods known in the art.

細胞親和性物質として用いることのできる合成物質としては、細胞接着性を有する官能基を有するモノマーの重合体又は共重合体等が挙げられる。細胞接着性を有する官能基としては、例えば、カルボン酸基及びその塩、無水物、スルホン酸基及びその塩、スルホン酸エステル、スルホン酸アミド、リン酸基及びその塩、アミノ基、水酸基、長鎖アルキル基、メルカプト基、エーテル基、チオエーテル基、ポリエーテル基、ケトン基、アルデヒド基、アシル基、シアノ基、ニトロ基、アシルアミノ基、ハロゲン基、グリシジル基、アリル基等が挙げられる。
また、細胞接着性を有する物質であれば、両親媒性ポリマーを細胞親和性物質として用いてもよい。
Examples of synthetic substances that can be used as the cytophilic substance include polymers or copolymers of monomers having a functional group having cell adhesiveness. As a functional group having cell adhesion, for example, carboxylic acid group and its salt, anhydride, sulfonic acid group and its salt, sulfonic acid ester, sulfonic acid amide, phosphoric acid group and its salt, amino group, hydroxyl group, length Examples thereof include chain alkyl group, mercapto group, ether group, thioether group, polyether group, ketone group, aldehyde group, acyl group, acyl group, cyano group, nitro group, acylamino group, halogen group, glycidyl group, allyl group and the like.
In addition, as long as it is a substance having cell adhesion, an amphiphilic polymer may be used as a cytophilic substance.

本発明の支持体は、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、以下の方法で得ることができる。
(i)シリコーン膜に、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質を含む溶液を塗布する工程(a)を含む製造方法。
(ii)シリコーン膜に、両親媒性ポリマーの溶液を塗布する工程(b1)と、前記工程(b1)の後に、細胞親和性物質の溶液を塗布する工程(b2)とを含む製造方法。
Although the manufacturing method of the support of the present invention is not particularly limited, it can be obtained, for example, by the following method.
(I) A manufacturing method including a step (a) of applying a solution containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance to a silicone membrane.
(Ii) A manufacturing method comprising: applying a solution of an amphiphilic polymer to a silicone membrane (b1); and applying a solution of a cytophilic substance (b2) after the step (b1).

前記(i)の方法によれば、シリコーン膜の表面が、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質の混合物により被覆された支持体を得ることができる。   According to the method (i), it is possible to obtain a support in which the surface of the silicone membrane is coated with a mixture of an amphiphilic polymer and a cytophilic substance.

前記(ii)の方法によれば、シリコーン膜の表面が両親媒性ポリマーにより被覆され、さらに両親媒性ポリマーの層の表面が細胞親和性物質により被覆された構成の支持体を得ることができる。すなわち、シリコーン膜を被覆するポリマー層は、両親媒性ポリマーからなる層と細胞親和性物質からなる層との積層構造である支持体を得ることができる。   According to the method (ii) above, it is possible to obtain a support having a configuration in which the surface of the silicone membrane is coated with the amphiphilic polymer, and the surface of the amphiphilic polymer layer is further coated with the cytophilic material. . That is, the polymer layer which covers a silicone membrane can obtain the support which is a laminated structure of the layer which consists of amphiphilic polymer, and the layer which consists of cytophilic substances.

このような(i)や(ii)のような製造方法とすることにより、従来のプラズマによる方法等に比べて、簡単に安定な接着性を有する支持体を製造することができる。   By employing such a production method as in (i) or (ii), it is possible to easily produce a support having stable adhesion as compared with the conventional method using plasma or the like.

塗布液(両親媒性ポリマーと細胞親和性物質を含む溶液や両親媒性ポリマーの溶液、細胞親和性物質の溶液)をシリコーン膜へ塗布する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ダイコート法等が挙げられる。
また、前記(ii)の方法のように、複数回塗布を行う場合は、それぞれの塗布方法は同一であってもよいし、異なる方法であってもよい。
The method for applying the coating solution (a solution containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, a solution of an amphiphilic polymer, a solution of a cytophilic substance) to the silicone film is not particularly limited, and a known method may be used. it can. For example, a spin coat method, a bar coat method, a dip coat method, a spray coat method, a roll coat method, a die coat method and the like can be mentioned.
Moreover, as in the method (ii), when the application is performed a plurality of times, each application method may be the same or different.

塗布液を調製する溶媒としては、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、メチルエチルケトン(MEK)、テトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。   Examples of the solvent for preparing the coating solution include dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), methyl ethyl ketone (MEK), tetrahydrofuran (THF) and the like.

また、塗布液は、塗布液の組成や溶剤、塗布方法等によりその濃度を適宜調整すればよいが、固形分濃度が1.0〜15質量%となるように調整することが好ましい。   The concentration of the coating solution may be appropriately adjusted depending on the composition of the coating solution, the solvent, the coating method, and the like, but the solid content concentration is preferably adjusted to 1.0 to 15% by mass.

また、両親媒性ポリマーと細胞親和性物質を含む溶液を調製する場合、両親媒性ポリマーの濃度が、1.0〜10質量%、細胞親和性物質の濃度が0.1〜2.0質量%、両親媒性ポリマー100質量部に対して細胞親和性物質が5〜100質量部(より好ましくは、10〜50質量部)となるように調整することが好ましい。   When preparing a solution containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance, the concentration of the amphiphilic polymer is 1.0 to 10% by mass, and the concentration of the cytophilic substance is 0.1 to 2.0 mass. %, Preferably adjusted to 5 to 100 parts by mass (more preferably 10 to 50 parts by mass) of the cytophilic substance with respect to 100 parts by mass of the amphiphilic polymer.

また、前記(i)の方法は、工程(a)以外の工程を含んでもよく、乾燥工程や洗浄工程を含んでもよい。
前記(ii)の方法についても同様に、工程(b1)及び工程(b2)以外の工程を含んでもよく、乾燥工程や洗浄工程を含んでもよい。
The method (i) may include steps other than the step (a), and may include a drying step and a washing step.
Likewise, the method (ii) may include steps other than the step (b1) and the step (b2), and may include a drying step and a washing step.

[細胞培養プレート]
本発明の支持体は、プレートの底部に、前記ポリマー層が培養面(上向き)となるように配置した細胞培養プレート(以後、「本発明の細胞培養プレート」と記載する場合がある。)とすることができる。
本発明の細胞培養プレートの具体的な形状としては、ディッシュやウェル形状とすることができる。
ウェル形状とする場合、細胞培養面となる部分にのみポリマー層が設けられたシリコーン膜をウェルの底部の開口部に張り付けたものであっても、表面全体にポリマー層が設けられたシリコーン膜をウェルの底部の開口部に貼り付けたものであってもよい。
また、この細胞培養プレートは、EOG(エチレンオキサイド)滅菌等を行うことができ、適宜、滅菌処理等の処理を行って利用される。
[Cell culture plate]
The support of the present invention is a cell culture plate (hereinafter sometimes referred to as "the cell culture plate of the present invention") disposed at the bottom of the plate so that the polymer layer is the culture surface (upward). can do.
The specific shape of the cell culture plate of the present invention can be a dish or well shape.
In the case of a well shape, even if a silicone membrane provided with a polymer layer only on the portion to be a cell culture surface is attached to the opening at the bottom of the well, a silicone membrane provided with a polymer layer on the entire surface is used. It may be attached to the opening at the bottom of the well.
In addition, this cell culture plate can be subjected to EOG (ethylene oxide) sterilization or the like, and is appropriately used after being subjected to a treatment such as sterilization.

本発明の細胞培養プレートを用いて細胞を培養する場合、培養条件等は、具体的な培養対象に応じて、従来公知の方法を使用することができる。   When culturing cells using the cell culture plate of the present invention, culture conditions and the like can be selected from conventionally known methods depending on the specific culture object.

また、本発明の支持体は、支持体の両面から培養細胞への酸素の供給及び二酸化炭素の排出が可能であるので、酸素要求性の細胞(例えば、肝臓細部、膵細胞、神経細胞、皮膚細胞、肺細胞など)の培養に好適である。本発明の支持体は、通常市販されるプラスチックプレートと比較して、2倍以上程度の培養期間の培養が可能である。
そのため、本発明の細胞培養プレートは、細胞の長期培養用として好適に用いることができる。酸素の供給や二酸化炭素の排出が行われるため、例えば、10日以上の培養期間であっても、安定して細胞が培養される。
In addition, since the support of the present invention is capable of supplying oxygen to the cultured cells and discharging carbon dioxide from both sides of the support, cells requiring oxygen (eg, liver cells, pancreatic cells, neurons, skin) Cells, lung cells etc.). The support of the present invention is capable of culturing a culture period of about 2 times or more, as compared to a generally commercially available plastic plate.
Therefore, the cell culture plate of the present invention can be suitably used for long-term culture of cells. Since supply of oxygen and discharge of carbon dioxide are performed, cells are stably cultured, for example, even in a culture period of 10 days or more.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not changed.

[実施例1]
<材料>
(A)シリコーン膜(1)
・株式会社エス・アイ・アール製「C6−530(PDMS系シリコーン膜、厚み300μm)」
(B)両親媒性ポリマー
・APP(1):ポリウレタン・ポリスルホン酸・ポリエチレングリコールの共重合体(疎水性ブロック:ポリウレタン、親水性ブロック:ポリスルホン酸・ポリエチレングリコール、疎水性ブロックMw約2万、親水性ブロックMw約2万、総分子量Mw:約4万
(C)細胞親和性物質
・天然型因子:EGF(Epedermal Growth Factor−上皮細胞成長因子)、WAKO社製ヒト組換体、059−07873
・FNBCD−EGF:コラーゲン結合性増殖因子(EGF−コラーゲン結合ペプチド融合体) なお、使用したFNBCD−EGFは、「高分子論文集 Vol.69(2012)、No.1、P1−10、結合性細胞増殖因子の創成と応用、北嶋 隆、多田誠一、伊藤嘉浩」に記載の方法により、フィブロネクチンのコラーゲン結合部位とEGFの融合タンパクを昆虫細胞発現組換体により合成した。
・コラーゲン:ブタ由来アテロコラーゲン、株式会社高研製、APN−221
なお、コラーゲンは、凍結乾燥し、安定防腐剤のフェノキシエタノールを除去して使用した。
Example 1
<Material>
(A) Silicone membrane (1)
・ "C6-530 (PDMS-based silicone film, thickness 300 μm)" manufactured by S.I.R.
(B) Amphiphilic polymer · APP (1): polyurethane · polysulfonic acid · polyethylene glycol copolymer (hydrophobic block: polyurethane, hydrophilic block: polysulfonic acid · polyethylene glycol, hydrophobic block Mw about 20,000, hydrophilic Block Mw about 20,000, total molecular weight Mw: about 40,000 (C) cell-friendly substance, natural factor: EGF (Epedermal Growth Factor-epithelial cell growth factor), WAKO human recombinant, 059-07873
FNBCD-EGF: Collagen-binding growth factor (EGF-collagen-binding peptide fusion) The FNBCD-EGF used is described in Polymer Journal Vol. 69 (2012), No. 1, P1-10, binding property The fusion protein of the collagen binding site of fibronectin and EGF was synthesized by the recombinant expression of insect cells according to the method described in "Generation and application of cell growth factor, Takashi Kitajima, Seiichi Tada, Yoshihiro Ito".
Collagen: porcine-derived atelocollagen, manufactured by KOKEN CO., LTD., APN-221
The collagen was freeze-dried and used after removing the stabilizing preservative phenoxyethanol.

[実施例1−1]
(1)支持体の製造
ジメチルスルホキサイドに、APP(1)とFNBCD−EGFとが10:2(w/w)の割合になるように溶解し、溶質濃度5質量%の溶液(溶液(1))を得た。
溶液(1)に、シリコーン膜を25℃で1時間浸漬させて、溶液から取り出して、純水2,000mLに室温で2時間浸漬させた。その後、さらに、70℃、2時間で熱風乾燥し、シリコーン膜の表面にAPP(1)とFNBCD−EGFとをコーティングした支持体(1)を得た。
Example 1-1
(1) Preparation of Support A solution of solute concentration 5% by mass was prepared by dissolving APP (1) and FNBCD-EGF in dimethyl sulfoxide in a ratio of 10: 2 (w / w). I got 1)).
The silicone membrane was immersed in solution (1) at 25 ° C. for 1 hour, removed from the solution, and immersed in 2,000 mL of pure water at room temperature for 2 hours. Thereafter, it was further dried with hot air at 70 ° C. for 2 hours to obtain a support (1) in which APP (1) and FNBCD-EGF were coated on the surface of the silicone film.

(2)細胞培養プレートの製造
96個のウェルの底に穴が開いている96ウェルプレートの底の部分に、支持体(1)をAPP(1)とコラーゲンとをコーティングした面が上向きになるように取り付けて、細胞培養プレート(1)を得た。
(2) Production of cell culture plate On the bottom of a 96-well plate having holes in the bottom of 96 wells, the surface coated with APP (1) and collagen on the support (1) is facing up As attached, cell culture plate (1) was obtained.

[実施例1−2]
ジメチルスルホキサイドに、APP(1):FNBCD−EGF:コラーゲンが10:1:2の(w/w)割合になるように溶解した、濃度5質量%の溶液(溶液(2))を得た。
溶液(1)の代わりに溶液(2)を使用した以外は実施例1−1と同様にして、細胞培養プレート(2)を得た。
[Example 1-2]
A solution (solution (2)) with a concentration of 5% by mass was prepared by dissolving APP (1): FNBCD-EGF: collagen in dimethyl sulfoxide at a ratio of 10: 1: 2 (w / w) The
A cell culture plate (2) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the solution (2) was used instead of the solution (1).

[実施例1−3]
ジメチルスルホキサイドに、APP(1):コラーゲンが10:2(w/w)の割合になるように溶解した、濃度2質量%の溶液(溶液(3))を得た。
溶液(1)の代わりに溶液(3)を使用した以外は実施例1−1と同様にして、細胞培養プレート(3)を得た。
[Example 1-3]
A solution (solution (3)) with a concentration of 2% by mass was obtained by dissolving APP (1): collagen at a ratio of 10: 2 (w / w) in dimethyl sulfoxide.
A cell culture plate (3) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the solution (3) was used instead of the solution (1).

[実施例1−4]
ジメチルスルホキサイドに、APP(1)を溶解し、濃度2質量%の溶液(溶液(4))を得た。
溶液(1)の代わりに溶液(4)を使用した以外は実施例1−1と同様にして、細胞培養プレート(4)を得た。
Example 1-4
APP (1) was dissolved in dimethyl sulfoxide to obtain a 2% by mass solution (solution (4)).
A cell culture plate (4) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the solution (4) was used instead of the solution (1).

[比較例1−1]
(1)支持体の製造
ジメチルスルホキサイドに、EGFを溶解し、濃度5質量%の溶液(EGF溶液)を得た。
溶液(1)の代わりにEGF溶液を使用した以外は実施例1−1と同様にして、細胞培養プレート(1’)を得た。
Comparative Example 1-1
(1) Preparation of Support EGF was dissolved in dimethyl sulfoxide to obtain a solution with a concentration of 5% by mass (EGF solution).
A cell culture plate (1 ′) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that an EGF solution was used instead of the solution (1).

[比較例1−2]
EGFの代わりにコラーゲンを使用した以外は比較例1−1と同様にして、細胞培養プレート(2’)を得た。
Comparative Example 1-2
A cell culture plate (2 ′) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1-1 except that collagen was used instead of EGF.

以下に製造した細胞培養プレートのポリマー層の構成を示す。   The composition of the polymer layer of the cell culture plate manufactured below is shown.

<評価>
実施例1−1〜1−4、比較例1−1、1−2で作製した細胞培養プレートを用いて、HepG2細胞を、培養表面に4×10^4cells/well(96well)で播種し、培養液(WE培地)で培養した。また、培養日数1日目と5日目で培地交換を行った。培養の日数に対する細胞増殖活性を評価した。なお、細胞増殖活性は、細胞内ATPをベースにした細胞増殖検証方法により求めた。細胞増殖はPromega社のCellTiTerGlo Assayを用いて、GloMax装置により測定した。
<Evaluation>
HepG2 cells are seeded on the culture surface at 4 × 10 4 cells / well (96 wells) using the cell culture plates prepared in Examples 1-1 to 1-4 and Comparative examples 1-1 and 1-2. The cells were cultured in a culture solution (WE medium). Moreover, culture medium exchange was performed on the first and fifth culture days. Cell growth activity was assessed relative to the number of days of culture. The cell proliferation activity was determined by the cell proliferation verification method based on intracellular ATP. Cell proliferation was measured with the GloMax instrument using CellTiTerGlo Assay from Promega.

図1に、実施例1−1、1−2、比較例1−1の細胞培養プレートを用いた場合の結果を示す。図1に示すように、比較例1−1(EGFのみでコーティングした細胞培養プレート)では、培養日数に対する大きな細胞増殖の向上は見られない。これは、EGFを単に添加したのみでは、シリコーン膜への接着が弱く、時間の経過とともにEGFが剥離したためと考えられる。
一方、実施例1−1(APP(1)とFNBCD−EGFとをコーティングした細胞培養プレート)は、比較例1−1に比較してEGFによる細胞増殖が促進された。APP(1)とシリコーン膜が強固に接着し、さらに、APP(1)とFNBCD−EGFがある程度結合したからではないかと考えられる。
また、実施例1−2(APP(1)とFNBCD−EGFとCollagenとをコーティングした細胞培養プレート)は、APP(1)によりFNBCDやコラーゲンがシリコーン膜に接着することに加え、さらに、FNBCD−EGFがコラーゲンにより、固定され、そのため、EGFによる細胞増殖が促進されたと考えられる。
The result at the time of using the cell culture plate of Example 1-1, 1-2, comparative example 1-1 in FIG. 1 is shown. As shown in FIG. 1, in Comparative Example 1-1 (a cell culture plate coated only with EGF), a large improvement in cell growth with respect to the number of culture days is not observed. It is considered that this is because adhesion to the silicone membrane is weak and EGF is exfoliated over time by simply adding EGF.
On the other hand, in Example 1-1 (a cell culture plate coated with APP (1) and FNBCD-EGF), cell proliferation by EGF was promoted as compared with Comparative Example 1-1. It is considered that this is probably because APP (1) firmly adheres to the silicone membrane, and furthermore, APP (1) and FNBCD-EGF are bound to some extent.
In addition to the adhesion of FNBCD and collagen to the silicone membrane by APP (1), Example 1-2 (a cell culture plate coated with APP (1), FNBCD-EGF, and Collagen) further exhibited FNBCD- It is thought that EGF was fixed by collagen, so that cell proliferation by EGF was promoted.

また、図2に、実施例1−3、1−4、比較例1−2の細胞培養プレートを用いた場合の結果を示す。図2に示すように、コラーゲンだけを加えた比較例1−2の細胞培養プレートは、培養日数の経過とともに、細胞増殖の向上は見られなくなる。これは、コラーゲンを加えただけでは、コラーゲンが安定してシリコーン膜の表面に固定化されておらず、細胞培養プレートに用いた支持体の接着性が培養日数の経過に伴い低下しているためと考えられる。
実施例1−3では、培養日数の経過に対する細胞増殖が向上しており、APP(1)を介しコラーゲンがシリコーン膜に強固に接着していることがわかる。また、実施例1−4も実施例1−3と同等の細胞増殖を示しており、APP(1)が細胞接着性を有すること、また、細胞増殖性もあることを示している。
Moreover, the result at the time of using the cell culture plate of Example 1-3, 1-4, and Comparative Example 1-2 in FIG. 2 is shown. As shown in FIG. 2, in the cell culture plate of Comparative Example 1-2 to which only collagen was added, improvement of cell proliferation was not seen with the passage of culture days. This is because collagen is not stably immobilized on the surface of the silicone membrane only by addition of collagen, and the adhesiveness of the support used for the cell culture plate decreases with the passage of culture days. it is conceivable that.
In Example 1-3, cell growth with respect to progress of culture | cultivation days is improving, and it turns out that collagen adheres firmly to the silicone membrane through APP (1). Moreover, Example 1-4 also shows cell growth equivalent to Example 1-3, and shows that APP (1) has cell adhesiveness and also has cell proliferation.

[実施例2]
両親媒性ポリマーとして、ポリウレタン・ポリアミノ酸共重合体(PAU)を使用した。
なお、PAUは、特開2001−136960号公報の実施例に記載の方法と同様にして、ウレタンプレポリマー(末端:イソシアネート基、ポリテトラメチレンエーテルグリコールとトリレジンイソシアネートとの共重合体)とγ-メチル-L-グルタメート-Nカルボキシ無水物とを1:1(w/w)で反応させて合成した。
APP(1)の代わりにPAUを使用した以外は実施例1−3と同様にして、細胞培養プレート(5)を得た。
細胞培養プレート(5)を用いて、実施例1と同様の方法にて細胞増殖活性を評価したところ、比較例1−2(シリコーン膜にコラーゲンのみを添加したもの)に比べて細胞活性の向上が確認された。
Example 2
Polyurethane-polyamino acid copolymer (PAU) was used as an amphiphilic polymer.
In the same manner as in the method described in Examples of JP-A-2001-136960, PAU is urethane prepolymer (terminal: isocyanate group, copolymer of polytetramethylene ether glycol and triresin isocyanate) and γ -Methyl-L-glutamate-N carboxy anhydride was reacted at 1: 1 (w / w) for synthesis.
A cell culture plate (5) was obtained in the same manner as in Example 1-3 except that PAU was used instead of APP (1).
The cell proliferation activity was evaluated by the same method as in Example 1 using the cell culture plate (5), and the cell activity was improved as compared to Comparative Example 1-2 (in which only collagen was added to the silicone membrane). Was confirmed.

本発明の支持体はガス透過性や細胞接着性に優れるため、本発明の支持体を用いて細胞を培養することで、より生体内に近い環境で細胞を安定に培養することができ、産業上有用である。   Since the support of the present invention is excellent in gas permeability and cell adhesion, culturing the cells using the support of the present invention makes it possible to stably culture the cells in an environment closer to in vivo, It is useful.

Claims (7)

両親媒性ポリマーと細胞親和性物質とを含むポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜を有し、
前記両親媒性ポリマーは、疎水部と親水部を有し、
前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位、ポリエチレン由来の構造単位、ナイロン由来の構造単位及びシリコーン由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有し、
前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、水溶性コラーゲン由来の構造単位、ゼラチン由来の構造単位、セルロース由来の構造単位、デンプン由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位を有する共重合体である細胞培養用の支持体。
It has a silicone membrane surface-modified by a polymer layer containing an amphiphilic polymer and a cytophilic substance,
The amphiphilic polymer has a hydrophobic portion and a hydrophilic portion,
The hydrophobic portion has one or more structural units selected from the group consisting of structural units derived from polyurethane, structural units derived from polyethylene, structural units derived from nylon, and structural units derived from silicone,
The said hydrophilic part is a structural unit derived from polyamino acid, a structural unit derived from water-soluble collagen, a structural unit derived from gelatin, a structural unit derived from cellulose, a structural unit derived from starch, a structural unit derived from polysulfonic acid and a structural unit derived from polyethylene glycol A support for cell culture which is a copolymer having one or more structural units selected from the group consisting of units.
前記両親媒性ポリマーにおいて、
前記疎水部が、ポリウレタン由来の構造単位からなり、
前記親水部が、ポリアミノ酸由来の構造単位、ポリスルホン酸由来の構造単位及びポリエチレングリコール由来の構造単位からなる群から選択される1種以上の構造単位からなる共重合体である請求項1記載の細胞培養用の支持体。
In the amphiphilic polymer,
The hydrophobic portion is composed of a structural unit derived from polyurethane,
The copolymer according to claim 1, wherein the hydrophilic portion is a copolymer comprising one or more structural units selected from the group consisting of structural units derived from polyamino acids, structural units derived from polysulfonic acids and structural units derived from polyethylene glycol. Support for cell culture.
前記ポリマー層により表面修飾されたシリコーン膜からなる請求項1又は2に記載の細胞培養用の支持体。   The support for cell culture according to claim 1 or 2, which comprises a silicone membrane surface-modified with the polymer layer. 前記細胞親和性物質がポリマー層全体に分布している請求項1から3のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。   The support for cell culture according to any one of claims 1 to 3, wherein the cytophilic substance is distributed throughout the polymer layer. 前記細胞親和性物質が、コラーゲン類、成長因子及びムコ多糖からなる群から選択される1種以上である請求項1から4のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。   The support for cell culture according to any one of claims 1 to 4, wherein the cytophilic substance is one or more selected from the group consisting of collagens, growth factors and mucopolysaccharides. 前記支持体が、長期培養に用いられるための支持体である請求項1から5のいずれかに記載の細胞培養用の支持体。   The support for cell culture according to any one of claims 1 to 5, wherein the support is a support for use in long-term culture. 請求項1から6のいずれかに記載の細胞培養用の支持体を、プレートの底部に、前記ポリマー層が培養面となるように配置した細胞培養プレート。   A cell culture plate in which the support for cell culture according to any one of claims 1 to 6 is disposed at the bottom of the plate such that the polymer layer is a culture surface.
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