JP2019162097A - Cell tissue producing method, producing apparatus, and producing program - Google Patents

Cell tissue producing method, producing apparatus, and producing program Download PDF

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Abstract

To provide a cell tissue producing method with a high survival rate of cells located thereon.SOLUTION: Provided is a cell tissue producing method including: a cell adhesive portion forming step of forming a cell adhesive portion formed of a cell adhesive material and having a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface; and a cell locating step of discharging a cell suspension containing at least cells and a cell drying inhibitor onto the cell adhesive portion in the form of a liquid droplet to locate the cells.SELECTED DRAWING: Figure 4F

Description

本発明は、細胞組織体の製造方法、製造装置、及び製造プログラムに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a cell tissue body, a manufacturing apparatus, and a manufacturing program.

近年、幹細胞技術の進展に伴い、細胞からなる組織体を人工的に形成する技術の開発が行われている。
組織体を人工的に形成する上で細胞を任意に配置する技術は必要不可欠となるため、様々な取り組みがなされており、細胞シート法やスフェロイド積層法、ゲル押し出し法、インクジェット法等が知られている。
一方、細胞を配置するために基板そのものを工夫する取り組みもなされている。
例えば、基体上に、生体親和性粒子及び細胞支持材料前駆体を含む細胞支持材料前駆体水溶液の層を形成する。次に、細胞支持材料前駆体水溶液の層上に、細胞支持材料前駆体水溶液と接触すると細胞支持材料前駆体をゲル化させる細胞支持材料前駆体ゲル化水溶液を付与する。そして、細胞支持材料の層の上に、細胞を含む細胞層形成材料を付与することにより、細胞を細胞支持材料上に接着させる三次元培養構造物の製造方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。そして、この提案の中で、細胞支持材料として、ゲル状多糖類を含んでもよいことが記載されている。
In recent years, with the advancement of stem cell technology, development of technology for artificially forming tissue bodies composed of cells has been performed.
Since the technology to arrange cells arbitrarily is indispensable for artificial formation of tissues, various efforts have been made, and cell sheet method, spheroid lamination method, gel extrusion method, ink jet method, etc. are known. ing.
On the other hand, efforts are being made to devise the substrate itself in order to place cells.
For example, a layer of an aqueous cell support material precursor solution containing biocompatible particles and a cell support material precursor is formed on a substrate. Next, on the layer of the cell support material precursor aqueous solution, a cell support material precursor gelled aqueous solution that gels the cell support material precursor when contacted with the cell support material precursor aqueous solution is applied. Then, a method for producing a three-dimensional culture structure has been proposed in which a cell layer-forming material containing cells is provided on a layer of cell support material, thereby allowing cells to adhere to the cell support material (for example, patents). Reference 1). And in this proposal, it is described that a gel-like polysaccharide may be included as a cell support material.

本発明は、配置した細胞の生存率が高い細胞組織体の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing a cellular tissue body in which the survival rate of the arranged cells is high.

前記課題を解決するための手段としての本発明の細胞組織体の製造方法は、細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程と、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置工程と、を含む。   The method for producing a cell tissue body of the present invention as a means for solving the above-described problem is that a cell adhesion portion made of a cell adhesive material is formed in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface. Forming a cell adhesion portion to be formed, and disposing a cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets to the cell adhesion portion to arrange the cells. .

本発明によると、配置した細胞の生存率が高い細胞組織体の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a cell tissue body with the high survival rate of the arrange | positioned cell can be provided.

図1は、液滴を吐出するための用いるインクジェットヘッドの一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an ink jet head used for discharging droplets. 図2Aは、インクジェットヘッドへの入力波形の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating an example of an input waveform to the inkjet head. 図2Bは、インクジェットヘッドへの入力波形の一例を示す概略図である。FIG. 2B is a schematic diagram illustrating an example of an input waveform to the inkjet head. 図3Aは、細胞組織体を製造する製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an example of a manufacturing apparatus for manufacturing a cellular tissue body. 図3Bは、細胞組織体を製造する製造装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 3B is a schematic diagram illustrating another example of a manufacturing apparatus for manufacturing a cellular tissue body. 図3Cは、細胞組織体を製造する製造装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 3C is a schematic diagram illustrating another example of a manufacturing apparatus for manufacturing a cellular tissue body. 図3Dは、細胞組織体を製造する製造装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 3D is a schematic diagram illustrating another example of a manufacturing apparatus for manufacturing a cellular tissue body. 図4Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method for producing a cell tissue body. 図4Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4B is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図4Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4C is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図4Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4D is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図4Eは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4E is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図4Fは、細胞組織体の製造方法を説明するための一例を示す概略図である。FIG. 4F is a schematic diagram illustrating an example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図5Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である。FIG. 5A is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body. 図5Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である。FIG. 5B is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method of manufacturing a cell tissue body. 図5Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である。FIG. 5C is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body. 図5Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である。FIG. 5D is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body. 図6Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6A is a schematic view illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図6Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6B is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図6Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6C is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図6Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6D is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図6Eは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6E is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図6Fは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(コンタクトプリント方式)。FIG. 6F is a schematic view illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (contact printing method). 図7Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7A is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図7Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7B is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図7Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7C is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図7Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7D is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図7Eは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7E is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図7Fは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(マスク))。FIG. 7F is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (mask)). 図8Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(IJ))。FIG. 8A is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (IJ)). 図8Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(IJ))。FIG. 8B is a schematic diagram showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (IJ)). 図8Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(IJ))。FIG. 8C is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (IJ)). 図8Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(IJ))。FIG. 8D is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (IJ)). 図9Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9A is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図9Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9B is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図9Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9C is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図9Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9D is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図9Eは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9E is a schematic view showing another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図9Fは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(ネガ印刷方式(コンタクト))。FIG. 9F is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (negative printing method (contact)). 図10Aは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(潜像+ネガ印刷方式(IJ+IJ))。FIG. 10A is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (latent image + negative printing method (IJ + IJ)). 図10Bは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(潜像+ネガ印刷方式(IJ+IJ))。FIG. 10B is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (latent image + negative printing method (IJ + IJ)). 図10Cは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(潜像+ネガ印刷方式(IJ+IJ))。FIG. 10C is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (latent image + negative printing method (IJ + IJ)). 図10Dは、細胞組織体の製造方法を説明するための他の一例を示す概略図である(潜像+ネガ印刷方式(IJ+IJ))。FIG. 10D is a schematic diagram illustrating another example for explaining a method for producing a cell tissue body (latent image + negative printing method (IJ + IJ)). 図11Aは、基板上の所定の位置に1〜2の細胞が配置された細胞パターンが形成された一例を示す写真である。FIG. 11A is a photograph showing an example in which a cell pattern in which 1-2 cells are arranged at a predetermined position on a substrate is formed. 図11Bは、基板上の所定の位置に3〜4の細胞が配置された細胞パターンが形成された一例を示す写真である。FIG. 11B is a photograph showing an example in which a cell pattern in which 3 to 4 cells are arranged at predetermined positions on the substrate is formed. 図11Cは、基板上の所定の位置に約10の細胞が配置された細胞パターンが形成された一例を示す写真である。FIG. 11C is a photograph showing an example in which a cell pattern in which about 10 cells are arranged at a predetermined position on the substrate is formed. 図12Aは、基板上の所定の位置に2種類の細胞が配置された細胞パターンが形成された一例を示す写真である。FIG. 12A is a photograph showing an example in which a cell pattern in which two types of cells are arranged at predetermined positions on a substrate is formed. 図12Bは、図12Aにおける2種類の細胞による細胞パターンについて説明するための写真である。FIG. 12B is a photograph for explaining a cell pattern by two types of cells in FIG. 12A. 図13は、細胞組織体の製造装置における、細胞組織体の製造プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a cell tissue manufacturing program in the cell tissue manufacturing apparatus.

インクジェット法により基板上に細胞を配置する技術は、細胞を液体に懸濁したまま配置できるため細胞へのダメージが小さく、吐出する細胞数も制御しやすいため、細胞組織体を人工的に形成するうえでは、有効な技術である。
しかし、細胞を懸濁させた細胞懸濁液(以下、「細胞インク」ともいう)をインクジェット法で安定して吐出するには、多くの課題がある。例えば、インクジェット法の画像形成で通常使用されているようなインクの材料は、細胞へのダメージが大きいため、細胞インクでは使用できないことが多い。また、従来画像形成で用いられてきたインク中の顔料などより希薄な分散濃度で細胞インクを吐出する必要がある。更に、基板上へ細胞を着弾させた後、細胞インクの液滴の乾燥により細胞死が引き起こされてしまうため、速乾させるような従来の画像形成で用いられているインクの配合手法をそのまま転用することはできない。また、液滴同士が合一しない範囲で細胞インクを配置しなくてはいけないことから、基板上での細胞の配置密度が上げられない。
また、上記特許文献1では、生体親和性粒子の位置決め(パターン配置)の点は記載されていない。
本発明者らは、検討を重ねた結果、基板上の所定の位置に所望の数の細胞が配置された細胞パターンを有する細胞組織体を製造することができる細胞組織体の製造方法として、以下の構成の細胞組織体の製造方法が有効であることを見出した。
本発明の細胞組織体の製造方法によれば、細胞パターンを短時間で形成でき、パターン形状の形状精度を高くでき、所望の数の細胞を配置する精度を高くでき、かつ配置した細胞の生存率を高くできる。
更に、本発明の細胞組織体の製造方法によれば、複数の細胞を用いて、細胞パターンを形成することができ、複数細胞からなる細胞組織体を人工的に形成することができる。
The technique of placing cells on a substrate by the inkjet method allows cells to be placed while suspended in a liquid, so the damage to the cells is small and the number of cells to be ejected is easy to control. Above, it is an effective technology.
However, there are many problems in stably discharging a cell suspension in which cells are suspended (hereinafter also referred to as “cell ink”) by an inkjet method. For example, an ink material that is usually used in image formation by an ink jet method often cannot be used with a cell ink because of its great damage to cells. Further, it is necessary to discharge the cell ink at a thinner dispersion concentration than the pigment in the ink conventionally used for image formation. In addition, after the cells have landed on the substrate, cell death is caused by drying of the cell ink droplets, so the ink blending method used in conventional image formation that is quickly dried can be used as it is. I can't do it. In addition, since the cell ink must be arranged within a range where the droplets do not coalesce, the arrangement density of the cells on the substrate cannot be increased.
Moreover, in the said patent document 1, the point of positioning (pattern arrangement | positioning) of biocompatible particle | grains is not described.
As a result of repeated studies, the following methods for producing a cellular tissue body that can produce a cellular tissue body having a cell pattern in which a desired number of cells are arranged at predetermined positions on a substrate are as follows. It has been found that the method for producing a cell tissue construct of the following constitution is effective.
According to the method for producing a cellular tissue body of the present invention, a cell pattern can be formed in a short time, the shape accuracy of the pattern shape can be increased, the accuracy of arranging a desired number of cells can be increased, and the survival of the arranged cells The rate can be increased.
Furthermore, according to the method for producing a cell tissue body of the present invention, a cell pattern can be formed using a plurality of cells, and a cell tissue body composed of a plurality of cells can be artificially formed.

(細胞組織体の製造方法、製造装置、及び製造プログラム)
本発明の細胞組織体の製造方法は、細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程を含む。
本発明の細胞組織体の製造方法は、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、細胞接着部へ吐出して細胞を配置する細胞の配置工程を含む。
また、本発明の細胞組織体の製造方法は、必要に応じてその他の工程を含んでもよい。
(Cell tissue body manufacturing method, manufacturing apparatus, and manufacturing program)
The method for producing a cell tissue body according to the present invention includes a step of forming a cell adhesion portion that forms a cell adhesion portion made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface. .
The method for producing a cell tissue body of the present invention includes a cell placement step in which a cell suspension containing at least a cell and a cell desiccation inhibitor is discharged as a droplet to a cell adhesion portion to place the cell.
Moreover, the manufacturing method of the cell tissue body of this invention may also include another process as needed.

本発明の細胞組織体の製造装置は、細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成手段を有する。
本発明の細胞組織体の製造装置は、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、細胞接着部へ吐出して細胞を配置する細胞の配置手段を有する。
また、本発明の細胞組織体の製造装置は、必要に応じてその他の手段を有していてもよい。
The apparatus for producing a cell tissue body of the present invention has a cell adhesion part forming means for forming a cell adhesion part made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface. .
The apparatus for producing a cell tissue body of the present invention has a cell placement means for placing cells by discharging a cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor into droplets as a cell suspension.
Moreover, the manufacturing apparatus of the cell tissue body of this invention may have another means as needed.

本発明の細胞組織体の製造プログラムは、細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部を形成する処理をコンピュータに実行させる。
本発明の細胞組織体の製造プログラムは、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、細胞接着部へ吐出して細胞を配置する処理をコンピュータに実行させる。
The manufacturing program for a cell tissue body according to the present invention includes a process for forming a cell adhesion portion formed of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface. Let the computer run.
The manufacturing program for a cell tissue body of the present invention causes a computer to execute a process of disposing a cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets to a cell adhesion part and arranging the cells.

本発明の細胞組織体の製造装置は、本発明の細胞組織体の製造方法を実施することと同義であるので、本発明の製造方法の説明を通じて本発明の製造装置の詳細について、あるいは本発明の製造装置の説明を通じて本発明の製造方法の詳細について明らかにする。また、本発明の細胞組織体の製造プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の細胞組織体の製造方法を実現させることから、本発明の製造方法の説明を通じて本発明の製造プログラムの詳細についても明らかにする。   The apparatus for producing a cellular tissue body of the present invention is synonymous with the implementation of the method for producing a cellular tissue body of the present invention, so the details of the production apparatus of the present invention will be described through the description of the production method of the present invention, or the present invention. The details of the manufacturing method of the present invention will be clarified through the description of the manufacturing apparatus. Moreover, since the manufacturing program of the cell tissue of the present invention realizes the method of manufacturing the cell tissue of the present invention by using a computer or the like as a hardware resource, the present invention is explained through the description of the manufacturing method of the present invention. The details of the manufacturing program are also clarified.

<細胞接着部の形成工程、形成手段>
細胞接着部の形成工程とは、細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する工程である。
細胞接着部の形成工程において、細胞接着部は基板上の所定の位置に所定の形状で形成される。本発明では、このように所定の位置に所定の形状の細胞接着部を形成することを、細胞接着部をパターン状に形成するともいう。なお、この細胞接着部の位置や形状の条件は、作業者あるいはユーザーが任意に設定することができる。作業者あるいはユーザーが設定した細胞接着部の大きさや間隔にしたがって細胞接着部は基板上に形成される。
細胞非接着性面を有する基板上へ、パターン状の細胞接着部を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、以下に記載の方法が挙げられる。
<Cell adhesion part forming step, forming means>
The cell adhesion portion forming step is a step of forming a cell adhesion portion made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface.
In the step of forming the cell adhesion portion, the cell adhesion portion is formed in a predetermined shape at a predetermined position on the substrate. In the present invention, the formation of a cell adhesive portion having a predetermined shape at a predetermined position in this way is also referred to as forming the cell adhesive portion in a pattern. Note that the position of the cell adhesion portion and the conditions of the shape can be arbitrarily set by the operator or the user. The cell adhesion part is formed on the substrate according to the size and interval of the cell adhesion part set by the operator or the user.
There is no restriction | limiting in particular as a method of forming a pattern-form cell adhesion part on the board | substrate which has a cell non-adhesive surface, According to the objective, it can select suitably, For example, the method as described below is mentioned.

一つの方法としては、細胞非接着性面をパターン状に形成したマスクで覆い、細胞非接着性面が表面に出ている領域とマスクで隠されている領域とを形成する。次にそれらの領域全体に細胞接着性材料を塗布し細胞接着性材料の層を形成する。そして、マスク部分を取り除く。すると、マスクで覆われていない領域に存在する細胞接着材料からなる層が残り、これにより、パターン状の細胞接着部が形成される(以下、この方法をマスクパターンによる形成方法ともいう)。
他の方法としては、細胞非接着性面を有する基板上へ、インクジェットヘッドを用いて細胞接着性材料の液滴を吐出することにより、細胞接着性材料からなる層を形成する。その際、液滴の吐出するタイミングや液滴の吐出量を調整することにより、パターン状の細胞接着部を形成する(以下、この方法をインクジェットによる形成方法ともいう)。
細胞接着性材料の液滴を吐出する際に使用するインクジェットヘッドは、以下で説明する細胞懸濁液(細胞インク)の液滴を吐出する際に使用するインクジェットヘッドと同様のものを使用することができる。そこで、インクジェットヘッドについては、下記<<液滴吐出用のインクジェットヘッド>>の欄で詳しく説明する。
また、パターン状細胞接着部の形成工程についての具体的な実施態様は、以下で詳しく説明する。
As one method, the cell non-adhesive surface is covered with a mask formed in a pattern, and a region where the cell non-adhesive surface is exposed on the surface and a region hidden by the mask are formed. Next, a cell adhesive material is applied to the entire region to form a layer of the cell adhesive material. Then, the mask portion is removed. As a result, a layer made of the cell adhesion material existing in a region not covered with the mask remains, thereby forming a patterned cell adhesion portion (hereinafter, this method is also referred to as a mask pattern formation method).
As another method, a layer made of a cell adhesive material is formed by discharging droplets of the cell adhesive material onto a substrate having a cell non-adhesive surface using an inkjet head. At that time, a pattern-like cell adhesion portion is formed by adjusting the timing of ejecting the droplet and the ejection amount of the droplet (hereinafter, this method is also referred to as an inkjet forming method).
The inkjet head used when discharging the cell adhesive material droplets should be the same as the inkjet head used when discharging the cell suspension (cell ink) droplets described below. Can do. Therefore, the ink jet head will be described in detail in the following section <<< inkjet head for discharging droplets >>>.
Moreover, the specific embodiment about the formation process of a pattern-like cell adhesion part is demonstrated in detail below.

<<細胞非接着性面を有する基板>>
基板は、細胞非接着性面を表面に有していれば特に制限はなく、細胞接着性材料が吸着しやすければ更に好ましい。
細胞非接着性とは、少なくとも、使用する細胞接着性材料よりも目的の細胞に対し、接着性が低いことをいう。
<< Substrate having cell non-adhesive surface >>
The substrate is not particularly limited as long as it has a non-cell-adhesive surface on the surface, and it is more preferable if the cell-adhesive material is easily adsorbed.
Cell non-adhesive means that the adhesiveness with respect to the target cell is lower than the cell adhesive material to be used at least.

基板の材質としては、例えば、下記に記載の有機材料や無機材料が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
有機材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、TAC(トリアセチルセルロース)、ポリイミド(PI)、ナイロン(Ny)、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ウレタンアクリレート等のアクリル系材料、セルロース、ポリジメチルシロキサン(PDMS)等のシリコーン系材料、ポリビニルアルコール(PVA)、アルギン酸カルシウム等のアルギン酸金属塩、ポリアクリルアミド、メチルセルロース、アガロース等のゲル状材料などが挙げられる。
無機材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。
Examples of the material of the substrate include organic materials and inorganic materials described below. These may be used alone or in combination of two or more.
There is no restriction | limiting in particular as an organic material, According to the objective, it can select suitably, For example, a polyethylene terephthalate (PET), a polystyrene (PS), a polycarbonate (PC), TAC (triacetylcellulose), a polyimide (PI) , Nylon (Ny), low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE), vinyl chloride, vinylidene chloride, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polyethylene naphthalate, polypropylene, urethane acrylate and other acrylic materials, cellulose, Silicone materials such as polydimethylsiloxane (PDMS), polyvinyl alcohol (PVA), metal alginate such as calcium alginate, gel materials such as polyacrylamide, methylcellulose, and agarose Etc., and the like.
There is no restriction | limiting in particular as an inorganic material, According to the objective, it can select suitably, For example, glass, ceramics, etc. are mentioned.

また、細胞非接着性面を有する基板は、細胞非接着性を示す材料を任意の基板に塗布することによっても得ることができる。
例えば、細胞非接着性面を有する基板の好ましい実施態様として、ポリジメチルシロキサン(PDMS)層や、アルギン酸金属塩(アルギン酸カルシウム等)のゲル層、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート(pHEMA)層、ポリエチレングリコール(PEG)層などを表面に配した基板などが挙げられる。
Moreover, the board | substrate which has a cell non-adhesive surface can be obtained also by apply | coating the material which shows cell non-adhesiveness to arbitrary board | substrates.
For example, as a preferred embodiment of a substrate having a cell non-adhesive surface, a polydimethylsiloxane (PDMS) layer, a gel layer of a metal alginate (such as calcium alginate), a polyhydroxyethyl methacrylate (pHEMA) layer, polyethylene glycol ( And a substrate having a PEG) layer on the surface.

<<細胞接着性材料>>
細胞接着性材料としては、例えば、細胞外基質から選ばれるタンパク質などが挙げられる。
細胞外基質から選ばれるタンパク質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、エラスチン、フィブリン、マトリゲルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<< Cell adhesive material >>
Examples of the cell adhesive material include a protein selected from an extracellular matrix.
The protein selected from the extracellular matrix is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include collagen, laminin, fibronectin, elastin, fibrin, and matrigel. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

また、細胞接着性材料として、例えば、以下に記載する細胞接着性を有する粒子を使用することもできる。
細胞接着性を有する粒子は、細胞等の生体と親和性を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゼラチン粒子、コラーゲン粒子などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
粒子状であるゼラチン粒子は、基材への細胞の接着性を向上することができ、非粒子状であるゼラチンと比較すると、長期間、細胞に分解されることなく細胞組織体中に存在することができる。そのため、粒子状のゼラチン粒子には、細胞の接着性を向上させ、更に、長期にわたって、細胞の栄養源として利用されるという利点がある。
細胞接着性を有する粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜、形状等を選択することができる。
細胞接着性を有する粒子の形状としては、例えば、球状、線状、網目状、不定形状などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
細胞接着性を有する粒子のキュムラント径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1μm以上1.0μm以下が好ましく、0.30μm以上0.70μm以下がより好ましい。なお、キュムラント径は、濃厚系粒径アナライザー(商品名:FPAR−1000、大塚電子株式会社製)を用いて、下記のサンプル液の調製例により得られたサンプル液を用いて、以下の測定条件により測定することができる。
Moreover, as the cell adhesive material, for example, particles having cell adhesiveness described below can be used.
The particle having cell adhesiveness is not particularly limited as long as it has an affinity with a living body such as a cell, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include gelatin particles and collagen particles. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Gelatin particles that are particulate can improve the adhesion of cells to the substrate and are present in cellular tissues for a long time without being broken down into cells when compared to gelatin that is non-particulate. be able to. For this reason, particulate gelatin particles have the advantage of improving cell adhesion and being used as a nutrient source for cells over a long period of time.
There is no restriction | limiting in particular as particle | grains which have cell adhesiveness, A shape etc. can be selected suitably according to the objective.
Examples of the shape of the particle having cell adhesiveness include a spherical shape, a linear shape, a mesh shape, and an indefinite shape. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The cumulant diameter of the particles having cell adhesiveness is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 μm or more and 1.0 μm or less, more preferably 0.30 μm or more and 0.70 μm or less. preferable. The cumulant diameter was measured using the sample liquid obtained by the following sample liquid preparation example using a concentrated particle size analyzer (trade name: FPAR-1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Can be measured.

細胞接着性面を有する基板としては、細胞が接着すれば特に制限はなく、細胞培養などで一般的に用いられる培養皿やマイクロプレート底面などでもよいし、上記細胞接着性材料における接着性材料をコーティングした基板などでもよい。   The substrate having a cell adhesive surface is not particularly limited as long as cells adhere to it, and may be a culture dish or a bottom of a microplate generally used in cell culture or the like. A coated substrate may also be used.

−サンプル液の調製例−
純水製造装置(商品名:GSH−2000、ADVANTEC社製)を用いて得られた純水に、細胞接着性を有する粒子を濃度0.5質量%で分散させる。測定用の液量は5mL、分散は20mm回転子をスターラーを用いて200rpm、約1日撹拌することでサンプル液を調製することができる。
-Sample solution preparation-
In a pure water obtained using a pure water production apparatus (trade name: GSH-2000, manufactured by ADVANTEC), particles having cell adhesiveness are dispersed at a concentration of 0.5% by mass. The liquid volume for measurement is 5 mL, and the dispersion can be prepared by stirring a 20 mm rotor with a stirrer at 200 rpm for about 1 day.

−測定条件−
・溶媒:水(屈折率:1.3314、25℃における粘度:0.884mPa・s(cP)、NDフィルターにより最適光量調整は適宜設定)
・測定プローブ:濃厚用プローブ
・測定ルーチン:測定:25℃で180秒間→測定:25℃で600秒間(本体側を35℃に変更すると次第に液温が25℃から35℃になる。その間の粒子径変化をモニタ)→測定:35℃で180秒間
-Measurement conditions-
Solvent: water (refractive index: 1.3314, viscosity at 25 ° C .: 0.884 mPa · s (cP), optimal light amount adjustment is appropriately set by ND filter)
Measurement probe: Concentration probe Measurement routine: Measurement: 180 ° C. at 25 ° C. → Measurement: 600 ° C. at 25 ° C. (The liquid temperature gradually changes from 25 ° C. to 35 ° C. when the body side is changed to 35 ° C. Diameter change is monitored) → Measurement: 35 ° C for 180 seconds

細胞接着性を有する粒子がゼラチン粒子である場合、ゼラチン粒子の原料であるゼラチンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、商品名:APH−250(新田ゼラチン株式会社製)などが挙げられる。
細胞接着性を有する粒子としては、その構造中において架橋剤により架橋されていることが好ましい。架橋剤により架橋されることにより、細胞接着性を有する粒子のキュムラント径を小さくすることができ、細胞接着性を有する粒子を含む細胞組織体上において、細胞の増殖を促進することができる。
When the particles having cell adhesiveness are gelatin particles, the gelatin as a raw material for gelatin particles is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, trade name: APH-250 (Nitta) Gelatin Corporation).
The particles having cell adhesiveness are preferably crosslinked with a crosslinking agent in the structure. By crosslinking with a cross-linking agent, the cumulant diameter of the particles having cell adhesiveness can be reduced, and the proliferation of cells can be promoted on the cell tissue containing the particles having cell adhesiveness.

架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グルタルアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド;エチレンプロピレンジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル;ヘキサメチレンジイソシアネート、α−トリジンイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタン−4,4,4−トリイソシアネート等のイソシアネート;グルコン酸カルシウム、(1S,2R,6S)−2−ヒドロキシ−9−(ヒドロキシメチル)−3−オキサビシクロ[4.3.0]ノナ−4,8−ジエン−5−カルボン酸メチル(ゲニピン)、ポリフェノールと西洋ワサビペルオキシダーゼ等の酸化剤との組合せ、スクシンイミド基を有する化合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルデヒドが好ましく、グルタルアルデヒドがより好ましい。   The crosslinking agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include aldehydes such as glutaraldehyde and formaldehyde; ethylene propylene diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, sorbitol poly Glycidyl ethers such as glycidyl ether and ethylene glycol diglycidyl ether; hexamethylene diisocyanate, α-tolidine isocyanate, tolylene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, 4,4-diphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane-4,4,4 -Isocyanates such as triisocyanate; calcium gluconate, (1S, 2R, 6S) -2-hydroxy-9- (hydroxymethyl) -3- Kisabishikuro [4.3.0] non-4,8-diene-5-carboxylate (genipin), a combination of a polyphenol and an oxidizing agent such as horseradish peroxidase, and the like compounds having a succinimide group. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, aldehyde is preferable and glutaraldehyde is more preferable.

架橋剤の含有量としては、細胞接着性を有する粒子の原料全量に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、2質量%以上10質量%以下がより好ましい。含有量が、1質量%以上20質量%以下であると、細胞接着性を有する粒子のキュムラント径を小さくすることができ、細胞接着性を有する粒子を含む細胞組織体上において、細胞の増殖を促進することができる。   As content of a crosslinking agent, 1 mass% or more and 20 mass% or less are preferable with respect to the raw material whole quantity of the particle | grains which have cell adhesiveness, and 2 mass% or more and 10 mass% or less are more preferable. When the content is 1% by mass or more and 20% by mass or less, the cumulant diameter of the cell-adhesive particles can be reduced, and cell proliferation can be achieved on the cell tissue including the particles having cell-adhesive properties. Can be promoted.

細胞接着性を有する粒子の含有量としては、細胞接着性を有する粒子を含有する材料の溶液全量に対して、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上5質量%以下がより好ましい。含有量が、0.5質量%以上10質量%以下であると、三次元の細胞集合体である細胞組織体に十分細胞を接着し、細胞の増殖を促進することができる。   As content of the particle | grains which have cell adhesiveness, 0.5 mass% or more and 10 mass% or less are preferable with respect to the solution whole quantity of the material containing the particle | grains which have cell adhesiveness, 1 mass% or more and 5 mass% or less. Is more preferable. When the content is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, it is possible to sufficiently adhere cells to a cell tissue body that is a three-dimensional cell aggregate and promote cell proliferation.

−細胞接着性を有する粒子の作製方法−
細胞接着性を有する粒子としては、原料としてゼラチンを用いた例を挙げ、以下のようにして作製することができる。
細胞接着性を有する粒子としてゼラチンを2質量%となるように水と混ぜて60℃の湯浴中にて溶解して2質量%ゼラチン水溶液を得る。次に、40℃に加温した2質量%ゼラチン水溶液40mLを200mLビーカーに入れて撹拌する。その後、アセトン60gを一気に添加して白濁液を得る(コアセルベーション)。
白濁液に、架橋剤として24質量%以上26質量%以下のグルタルアルデヒド水溶液を、例えば、160μL(ゼラチン全量に対するグルタルアルデヒドの含有量:5質量%)添加して、60℃の湯浴中で300rpm程度にて撹拌させながら30分間保持する。次第に白濁液がクリーム色に変化し、ゼラチン粒子を形成することができる。
次に、室温(25℃)に戻して、アセトン100gを添加し、ゼラチン粒子を凝集沈殿させて沈殿物を得る。
上澄み液の除去とアセトン洗浄とを数回繰り返し、得られた沈殿物から水分と未反応架橋剤とを除去し、必要に応じてろ過を行う。その後、60℃ホットプレート上で沈殿物を乾燥して、50℃ホットプレート上で1時間減圧乾燥してゼラチン粒子(細胞接着性を有する粒子)の粉末を得ることができる。
-Method for producing particles having cell adhesion-
Examples of the particles having cell adhesiveness can be prepared as follows, using gelatin as an example.
As a particle having cell adhesion, gelatin is mixed with water so as to be 2% by mass and dissolved in a 60 ° C. hot water bath to obtain a 2% by mass gelatin aqueous solution. Next, 40 mL of a 2% by weight gelatin aqueous solution heated to 40 ° C. is placed in a 200 mL beaker and stirred. Thereafter, 60 g of acetone is added all at once to obtain a cloudy liquid (coacervation).
For example, 160 μL of glutaraldehyde aqueous solution of 24% by mass or more and 26% by mass or less as a cross-linking agent is added to the white turbid solution, and the content of glutaraldehyde is 5% by mass with respect to the total amount of gelatin. Hold for 30 minutes while stirring at about. Gradually the cloudy liquid turns creamy and can form gelatin particles.
Next, the temperature is returned to room temperature (25 ° C.), 100 g of acetone is added, and gelatin particles are aggregated and precipitated to obtain a precipitate.
The removal of the supernatant and the acetone washing are repeated several times, moisture and unreacted crosslinking agent are removed from the resulting precipitate, and filtration is performed as necessary. Thereafter, the precipitate is dried on a 60 ° C. hot plate and dried under reduced pressure on a 50 ° C. hot plate for 1 hour to obtain a powder of gelatin particles (particles having cell adhesiveness).

<細胞の配置工程、配置手段>
細胞の配置工程とは、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、細胞接着部へ吐出して細胞を配置する工程である。
細胞の配置工程において、細胞懸濁液の液滴をパターン状の細胞接着部へ吐出することにより、パターン状の細胞接着部上へ細胞を播種することができ、細胞パターンを形成することができる。
以下、細胞の配置工程を、細胞懸濁液を液滴として吐出する液滴吐出工程と、液滴を細胞接着部へ吐出し細胞接着部上に細胞を配置する工程とに分けて説明する。
<Cell placement process, placement means>
The cell arranging step is a step of arranging cells by discharging a cell suspension containing at least cells and a cell drying inhibitor as droplets to a cell adhesion part.
In the cell placement step, by discharging a droplet of the cell suspension to the patterned cell adhesion part, the cells can be seeded on the pattern cell adhesion part, and a cell pattern can be formed. .
Hereinafter, the cell placement step will be described by dividing it into a droplet discharge step for discharging the cell suspension as a droplet and a step for discharging the droplet to the cell adhesion portion and arranging the cell on the cell adhesion portion.

<<液滴吐出工程、液滴吐出手段>>
液滴吐出工程とは、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液(細胞インク)を液滴として吐出する工程をいう。
細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液(細胞インク)の液滴を基板上へ飛翔させる手段としては、インクジェット方式による液滴吐出手段が好ましい。
インクジェット方式による液滴吐出手段としては、例えば、細胞懸濁液(細胞インク)を加圧する圧力発生手段として圧電素子を用いて細胞懸濁液の容積を変化させて液滴を吐出させる、いわゆるピエゾ方式(例えば、特公平2−51734号公報参照)、発熱抵抗体を用いて細胞懸濁液を加熱して気泡を発生させる、いわゆるサーマル方式(例えば、特公昭61−59911号公報参照)、振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、細胞懸濁液の容積を変化させて液滴を吐出させる静電方式(例えば、特開平6−71882号公報参照)などが挙げられる。
細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液(細胞インク)を液滴として吐出するために使用するインクジェットヘッドの具体的態様について、以下説明する。
<< Droplet ejection process, droplet ejection means >>
The droplet discharge step refers to a step of discharging a cell suspension (cell ink) containing at least cells and a cell drying inhibitor as droplets.
As means for causing droplets of a cell suspension (cell ink) containing cells and a cell desiccation inhibitor to fly onto the substrate, ink jet type droplet discharge means is preferable.
As the droplet discharge means by the ink jet method, for example, a so-called piezo that discharges droplets by changing the volume of the cell suspension using a piezoelectric element as pressure generating means for pressurizing the cell suspension (cell ink). Method (for example, refer to Japanese Patent Publication No. 2-51734), so-called thermal method (for example, refer to Japanese Patent Publication No. 61-59911), vibration in which a cell suspension is heated using a heating resistor to generate bubbles. An electrostatic method (for example, discharging a droplet by changing the volume of a cell suspension by deforming the diaphragm by an electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode by disposing the plate and the electrode oppositely) And JP-A-6-71882).
A specific embodiment of an inkjet head used for discharging a cell suspension (cell ink) containing cells and a cell drying inhibitor as droplets will be described below.

<<<液滴吐出用のインクジェットヘッド>>>
図1は、液滴を吐出するための用いるインクジェットヘッドの一例を示す概略図である。
図1では、圧力発生手段として圧電素子を用いている。
図2A、及び図2Bは、インクジェットヘッドへの入力波形の一例を示す概略図である。
液滴吐出ヘッド10は、細胞懸濁液11を保持する液室12と、ノズル15と、膜状部材のメンブレン13と、メンブレン13に振動を与える加振部16と、加振部16を振動させるため、加振部16に特定の駆動信号として電圧を与える駆動部14とを有する。
液室12には、液室内を大気に開放するための大気開放部17が設けられている。
液滴吐出ヘッド10は、細胞懸濁液に振動を与えることで、ノズルから細胞懸濁液の液滴が吐出される。
駆動部14は、駆動信号として吐出波形Pjを加振部16に加えることができるようになっており、メンブレン13の振動状態を制御することによって液室12に保持された細胞懸濁液11を液滴状に吐出させることが可能となっている。吐出波形Pjは、メンブレン13を共振させて、細胞懸濁液11をより少ない電圧で吐出させるために、メンブレン13の固有振動周期Toを含む駆動信号に設定するとよい。吐出波形Pjは、三角波、正弦波のみでなく、ローパスフィルタにかけてエッジを緩やかにした三角波も用いることができる。更に駆動部14は、駆動信号として液滴吐出後のメンブレン残留振動を抑制する免振波形Psを加振部16に加えることができるようになっている。これによって、液滴形成後のメンブレン残留振動が早く抑制されることにより、より高周波な連続吐出が可能となる。更にサテライトやミストが減少することにより、液滴のより微小な量の制御が可能になる。免振波形Psは、三角波、正弦波のみでなく、ローパスフィルタにかけてエッジを緩やかにした三角波も用いることができる。
<<< Inkjet Head for Droplet Discharge >>>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an ink jet head used for discharging droplets.
In FIG. 1, a piezoelectric element is used as the pressure generating means.
2A and 2B are schematic diagrams illustrating an example of an input waveform to the inkjet head.
The droplet discharge head 10 vibrates the liquid chamber 12 that holds the cell suspension 11, the nozzle 15, the membrane 13 that is a membrane member, the vibration unit 16 that vibrates the membrane 13, and the vibration unit 16. In order to achieve this, a drive unit 14 is provided that applies a voltage to the excitation unit 16 as a specific drive signal.
The liquid chamber 12 is provided with an atmosphere opening portion 17 for opening the liquid chamber to the atmosphere.
The droplet ejection head 10 ejects droplets of the cell suspension from the nozzle by applying vibration to the cell suspension.
The drive unit 14 can apply the ejection waveform Pj as a drive signal to the excitation unit 16, and the cell suspension 11 held in the liquid chamber 12 can be controlled by controlling the vibration state of the membrane 13. It can be ejected in the form of droplets. The discharge waveform Pj may be set to a drive signal including the natural vibration period To of the membrane 13 in order to resonate the membrane 13 and discharge the cell suspension 11 with a smaller voltage. As the ejection waveform Pj, not only a triangular wave and a sine wave but also a triangular wave with a gentle edge by applying a low-pass filter can be used. Further, the drive unit 14 can apply a vibration isolation waveform Ps that suppresses the membrane residual vibration after droplet discharge as a drive signal to the vibration unit 16. As a result, the membrane residual vibration after droplet formation is quickly suppressed, thereby enabling higher frequency continuous ejection. Further, by reducing satellites and mist, it becomes possible to control a smaller amount of droplets. As the vibration isolation waveform Ps, not only a triangular wave and a sine wave but also a triangular wave with a gentle edge by applying a low-pass filter can be used.

液室12に保持される細胞懸濁液11の量としては特に制限されないが、例えば、1μLから1mL程度の液を保持することが可能である。特に、細胞を分散させた細胞懸濁液のように高価な液を使用する際には、少量の液量で液滴形成ができるようになっていることが好ましく、1μLから50μL程度の液量を保持することができる構成であるとよい。
メンブレン13の形状としては、円形であっても、楕円状や四角形であってもよい。
メンブレン13の材質としては、特に制限はなく、柔らかすぎるとメンブレンが簡単に振動してしまい、液滴が吐出しないときに直ちに振動を抑えることが困難となるため、ある程度の硬さがある材質であるとよい。メンブレン13の材質としては、例えば、金属材料、セラミック材料、ある程度の硬さのある高分子材料などを用いることができる。
ノズル15は、メンブレン13の中心に実質的に真円状の貫通孔として形成されていることが好ましい。
The amount of the cell suspension 11 held in the liquid chamber 12 is not particularly limited. For example, a liquid of about 1 μL to 1 mL can be held. In particular, when an expensive liquid such as a cell suspension in which cells are dispersed is used, it is preferable that droplets can be formed with a small amount of liquid, and the liquid volume is about 1 μL to 50 μL. It is good that the structure can be held.
The shape of the membrane 13 may be circular, oval or quadrangular.
The material of the membrane 13 is not particularly limited, and if it is too soft, the membrane will vibrate easily, making it difficult to suppress vibration immediately when no droplets are ejected. There should be. As a material of the membrane 13, for example, a metal material, a ceramic material, a polymer material having a certain degree of hardness, or the like can be used.
The nozzle 15 is preferably formed as a substantially circular through hole in the center of the membrane 13.

加振部16としては、例えば、圧電素子が挙げられる。電圧を印加することによって紙面横方向に圧縮応力が加わりメンブレン13を変形させることができる。圧電素子の材料としては、例えば、一般的に使用されているジルコン酸チタン酸鉛を用いることができる。この他にも、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、あるいはこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたものなど、様々な圧電材料を用いることができる。
メンブレン13を変形させるためのメンブレン13に振動を与える手段としては、圧電素子に限られず、例えば、メンブレン13上にメンブレンとは異なる線膨張係数が異なる材料が貼り付けられており、加熱することによって線膨張係数の差を利用してメンブレン13を変形させることも可能である。このとき、例えば、線膨張係数の異なる材料にはヒーターが形成されており、通電によってヒーターが加熱し、メンブレン13が変形できるようになっている。
As the vibration part 16, a piezoelectric element is mentioned, for example. By applying a voltage, the membrane 13 can be deformed by applying a compressive stress in the lateral direction of the drawing. As a material of the piezoelectric element, for example, commonly used lead zirconate titanate can be used. In addition, various piezoelectric materials such as bismuth iron oxide, metal niobate, barium titanate, or a material obtained by adding a metal or a different oxide to these materials can be used.
The means for applying vibration to the membrane 13 for deforming the membrane 13 is not limited to the piezoelectric element. For example, a material having a different linear expansion coefficient from that of the membrane is stuck on the membrane 13 and is heated. It is also possible to deform the membrane 13 using the difference in linear expansion coefficient. At this time, for example, heaters are formed on materials having different linear expansion coefficients, and the heaters are heated by energization so that the membrane 13 can be deformed.

次に、細胞懸濁液(細胞インク)について説明する。
細胞懸濁液(細胞インク)は、少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する。更に、細胞懸濁液(細胞インク)は、細胞を分散させる分散培を含有し、必要に応じて、分散剤、pH調整剤などのその他の添加材料を含有してもよい。
Next, the cell suspension (cell ink) will be described.
The cell suspension (cell ink) contains at least cells and a cell desiccation inhibitor. Furthermore, the cell suspension (cell ink) contains a dispersion medium that disperses the cells, and may contain other additive materials such as a dispersant and a pH adjuster as necessary.

<<<細胞>>>
細胞は、その種類等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、分類学的に、例えば、真核細胞、原核細胞、多細胞生物細胞、単細胞生物細胞を問わず、すべての細胞について使用することができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
真核細胞としては、例えば、動物細胞、昆虫細胞、植物細胞、真菌などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、動物細胞が好ましく、細胞が細胞集合体を形成する場合は、細胞と細胞とが互いに接着し、物理化学的な処理を行わなければ単離しない程度の細胞接着性を有する接着性細胞がより好ましい。
<<< Cells >>>
The cell is not particularly limited as to its type and can be appropriately selected according to the purpose, and taxonomically, for example, eukaryotic cells, prokaryotic cells, multicellular biological cells, unicellular biological cells, Can be used for all cells. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of eukaryotic cells include animal cells, insect cells, plant cells, fungi and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, animal cells are preferable, and when the cells form a cell aggregate, the cells adhere to each other, and have adhesion properties that are not isolated unless physicochemical treatment is performed. Cells are more preferred.

接着性細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、分化した細胞、未分化の細胞などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
分化した細胞としては、例えば、肝臓の実質細胞である肝細胞;星細胞;クッパー細胞;血管内皮細胞;類道内皮細胞、角膜内皮細胞等の内皮細胞;繊維芽細胞;骨芽細胞;砕骨細胞;歯根膜由来細胞;表皮角化細胞等の表皮細胞;気管上皮細胞;消化管上皮細胞;子宮頸部上皮細胞;角膜上皮細胞等の上皮細胞;乳腺細胞;ペリサイト;平滑筋細胞、心筋細胞等の筋細胞;腎細胞;膵ランゲルハンス島細胞;末梢神経細胞、視神経細胞等の神経細胞;軟骨細胞;骨細胞などが挙げられる。接着性細胞は、組織や器官から直接採取した初代細胞でもよく、又はそれらを何代か継代させたものでもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
未分化の細胞としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、未分化細胞である胚性幹細胞、多分化能を有する間葉系幹細胞等の多能性幹細胞;単分化能を有する血管内皮前駆細胞等の単能性幹細胞;iPS細胞などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
原核細胞としては、例えば、真正細菌、古細菌などが挙げられる。
Adhesive cells are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include differentiated cells and undifferentiated cells. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of differentiated cells include hepatocytes that are liver parenchymal cells; stellate cells; Kupffer cells; vascular endothelial cells; endothelial cells such as epithelial endothelial cells and corneal endothelial cells; fibroblasts; osteoblasts; Periodontal ligament-derived cells; epidermal cells such as epidermal keratinocytes; tracheal epithelial cells; gastrointestinal epithelial cells; cervical epithelial cells; epithelial cells such as corneal epithelial cells; mammary cells; Examples include muscle cells such as cells; kidney cells; pancreatic islets of Langerhans; nerve cells such as peripheral nerve cells and optic nerve cells; chondrocytes; Adherent cells may be primary cells collected directly from tissues or organs, or may be passaged from them for several generations. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The undifferentiated cells are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, pluripotent stem cells such as embryonic stem cells which are undifferentiated cells, mesenchymal stem cells having multipotency; Examples include unipotent stem cells such as vascular endothelial progenitor cells having unipotency; iPS cells and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of prokaryotic cells include eubacteria and archaea.

<<<細胞乾燥抑制剤>>>
細胞乾燥抑制剤としては、細胞の表面を覆い、細胞の乾燥を抑制する働きを有するものであり、例えば、多価アルコール類、ゲル状多糖類、及び細胞外基質から選ばれる蛋白質などが挙げられる。
<<< Cell drying inhibitor >>>
The cell drying inhibitor has a function of covering the cell surface and suppressing cell drying, and examples thereof include proteins selected from polyhydric alcohols, gelled polysaccharides, and extracellular substrates. .

−多価アルコール−
多価アルコールとしては、細胞へダメージを与えなければ特に制限はなく、例えば、グリセリン、ジグリセリン、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、グリセリンが好ましい。細胞への毒性が低く、低添加量であっても乾燥を抑制する効果が期待できる。
-Polyhydric alcohol-
The polyhydric alcohol is not particularly limited as long as it does not damage the cells. For example, glycerin, diglycerin, diethylene glycol, 1,3-butanediol, 1,2,3-butanetriol, 1,2,4-butane. Examples include triol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, and polyethylene glycol. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, glycerin is preferable. The toxicity to cells is low, and the effect of inhibiting drying can be expected even with a low addition amount.

−ゲル状多糖類−
ゲル状多糖類とは、ゲル状態となっている多糖類をいう。
ゲル状多糖類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルギン酸カルシウム、ジェランガム、アガロース、グァーガム、キサンタンガム、カラギーナン、ペクチン、ローカストビーンガム、タマリンドガム、ダイユータンガム、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、アルギン酸カルシウムが好ましい。アルギン酸カルシウムは、アルギン酸のカルボキシル基にカルシウムイオンが結合した塩であり、カルシウムイオンは2価であるため、2つのカルボキシル基にまたがるかたちで結合(イオン架橋)して増粘することにより、細胞インクの乾燥を抑制することができる。このときカルシウムイオンは分散培中に含まれており、乾燥による濃縮で過剰になったカルシウムイオンと結合すると考えられ、浸透圧を調整する役割も期待できる。
-Gelled polysaccharide-
A gel-like polysaccharide refers to a polysaccharide in a gel state.
The gel polysaccharide is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. And carboxymethyl cellulose. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, calcium alginate is preferable. Calcium alginate is a salt in which calcium ions are bonded to the carboxyl group of alginate, and since calcium ions are divalent, the cell ink is bonded to two carboxyl groups (ionic cross-linking) and thickened to increase viscosity. Can be prevented from drying. At this time, calcium ions are contained in the dispersion medium and are considered to be combined with calcium ions that have become excessive due to concentration by drying, and a role of adjusting the osmotic pressure can also be expected.

−細胞外基質から選ばれるタンパク質−
細胞外基質から選ばれるタンパク質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、エラスチン、フィブリンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、コラーゲンが好ましい。コラーゲンは多様な種類が存在するが、濃度や温度によって増粘することが知られており、細胞インク中に含ませることで、濃度が上昇した際に増粘させるというトリガーをもたせることができる。
-Proteins selected from extracellular matrix-
There is no restriction | limiting in particular as protein selected from an extracellular matrix, According to the objective, it can select suitably, For example, collagen, laminin, fibronectin, elastin, fibrin etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, collagen is preferable. There are various types of collagen, but it is known that the viscosity increases depending on the concentration and temperature. By including it in the cell ink, a trigger to increase the viscosity when the concentration is increased can be provided.

<<<分散培>>>
分散培としては、細胞培養用の培地や緩衝液が好ましい。
培地は、細胞組織体の形成と維持に必要な成分を含み、乾燥を防ぎ浸透圧などの外部環境を整える溶液であり、培地として知られているものであれば適宜選択して使用することができる。細胞を常時培地液内に浸しておく必要がない場合には、細胞懸濁液から培地は適宜除去することができる。
緩衝液は、細胞や目的に合わせpHを調整するためのものであり、公知のものを適宜選択して使用することができる。
<<< Distributed culture >>>
As the dispersion culture, a culture medium or buffer for cell culture is preferable.
The medium is a solution that contains components necessary for the formation and maintenance of the cell tissue, prevents the drying and adjusts the external environment such as osmotic pressure, and can be appropriately selected and used as long as it is known as a medium. it can. When it is not necessary to always immerse the cells in the medium solution, the medium can be appropriately removed from the cell suspension.
The buffer is for adjusting the pH according to the cell and purpose, and a known one can be appropriately selected and used.

<<細胞を配置する工程、配置する手段>>
細胞を配置する工程とは、液滴を細胞接着部へ吐出し、細胞を細胞接着部上に配置する工程である。
より具体的な態様としては、液滴をパターン状細胞接着部へ吐出し、細胞をパターン状細胞接着部へ播種することにより、パターン状細胞接着部上に細胞が接着された細胞パターンを形成することができる。
本発明では、基板上の所定の位置に所望の数の細胞を配置することを細胞パターンを形成するともいう。
細胞を配置する工程では、細胞インクの液滴をパターン状細胞接着部上もしくはその近傍に吐出する。すると、細胞接着部の近傍に着弾した液滴中の細胞は細胞接着部上へと遊走し、細胞接着部上で接着される。
細胞パターンにおける細胞の位置や配置される細胞の数の条件は、作業者あるいはユーザーが任意に設定することができる。
例えば、パターン状細胞接着部の位置に応じ、液滴を吐出するタイミングを調整することにより、細胞接着部に接着される細胞の位置を調整することができる。また、その際の細胞インクの吐出量(液滴数や液滴量)や細胞濃度を調整することにより、細胞接着部に接着される細胞の数を調整することができる。このようにして、細胞をパターン状細胞接着部上に配置することにより、基板上の所定の位置に所定数の細胞が規則的に配置された細胞パターンを基板上に形成することができる。
<< Step of arranging cells, means for arranging >>
The step of arranging the cells is a step of discharging the droplets to the cell adhesion part and arranging the cells on the cell adhesion part.
As a more specific aspect, a cell pattern in which cells are adhered on the patterned cell adhesion part is formed by discharging droplets to the pattern cell adhesion part and seeding the cells on the pattern cell adhesion part. be able to.
In the present invention, arranging a desired number of cells at a predetermined position on the substrate is also referred to as forming a cell pattern.
In the step of arranging the cells, a droplet of cell ink is ejected onto or near the patterned cell adhesion portion. Then, the cells in the droplet landed in the vicinity of the cell adhesion part migrate to the cell adhesion part and are adhered on the cell adhesion part.
The operator or the user can arbitrarily set the conditions of the cell position and the number of cells arranged in the cell pattern.
For example, the position of the cell adhered to the cell adhesion part can be adjusted by adjusting the timing of discharging the droplets according to the position of the pattern cell adhesion part. Further, the number of cells adhered to the cell adhesion portion can be adjusted by adjusting the discharge amount (number of droplets or droplet amount) of the cell ink and the cell concentration at that time. In this way, by arranging the cells on the patterned cell adhesion part, a cell pattern in which a predetermined number of cells are regularly arranged at predetermined positions on the substrate can be formed on the substrate.

本発明の細胞組織体の製造方法の好ましい実施態様としては、パターン状の細胞接着部を形成し、細胞乾燥抑制剤を含有させた細胞インクの液滴をパターン状の細胞接着部へ吐出し、細胞パターンを形成することである。これらの各工程が相まって、以下に記載の効果を示す。
細胞インクの液滴が基板上に着弾し、着弾時に発生した液滴内の流れや細胞の遊走などにより細胞が細胞接着部上に接着する。細胞インクの液滴が手技に比べて非常に小さいため、細胞が細胞接着部上に接着するまでの時間が非常に短時間である。よって、本発明の細胞組織体の製造方法は、細胞パターンを短時間で形成できる。また、本発明の細胞組織体の製造方法は、細胞を所定の位置に配置する、細胞パターンの形状精度が高い。また、本発明の細胞組織体の製造方法は、所定の細胞接着部へ所定数の細胞を配置できる確率、あるいは配置した細胞数が所望の数となっている確率が高く、所望の数の細胞を配置する精度が高い。また、本発明の細胞組織体の製造方法は、配置された細胞の所定時間経過後における生存率も高い。
更に、本発明の細胞組織体の製造方法は、細胞パターンの形状精度が高いため、複数の細胞を用いて、複数の細胞からなる細胞パターンも精度よく形成することができる。
As a preferred embodiment of the method for producing a cell tissue body of the present invention, a patterned cell adhesion part is formed, and a cell ink droplet containing a cell drying inhibitor is discharged to the pattern cell adhesion part. Forming a cell pattern. Together, these steps show the effects described below.
The droplets of the cell ink land on the substrate, and the cells adhere to the cell adhesion portion due to the flow in the droplet generated at the time of landing and the migration of the cells. Since the droplets of cell ink are very small compared to the procedure, it takes a very short time until the cells adhere to the cell adhesion part. Therefore, the method for producing a cellular tissue body of the present invention can form a cell pattern in a short time. Moreover, the method for producing a cellular tissue body of the present invention has high cell pattern shape accuracy in which cells are arranged at predetermined positions. In addition, the method for producing a cellular tissue body according to the present invention has a high probability that a predetermined number of cells can be arranged in a predetermined cell adhesion portion, or the probability that the number of arranged cells is a desired number. The accuracy of placing is high. In addition, the method for producing a cellular tissue body of the present invention has a high survival rate after a predetermined time elapses of the arranged cells.
Furthermore, since the method for producing a cellular tissue body of the present invention has high cell pattern shape accuracy, a cell pattern composed of a plurality of cells can be accurately formed using a plurality of cells.

<細胞組織体の製造方法、及び製造装置の実施態様>
以下、本発明の細胞組織体の製造方法、及び該製造方法を実施する製造装置の具体的態様について説明する。しかし、本発明は、これらの実施態様に何ら限定されるものではない。
細胞組織体の製造装置は、ステージ部と、細胞懸濁液の液滴を吐出する液滴吐出手段である液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)を有する。
ステージ部は、基板を保持する。
液滴吐出ヘッドの構成は、上記<<液滴吐出用のインクジェットヘッド>>で記載したとおりである。
<Embodiment of manufacturing method and manufacturing apparatus of cell tissue>
Hereinafter, specific embodiments of the method for producing a cellular tissue body of the present invention and a production apparatus for carrying out the production method will be described. However, the present invention is not limited to these embodiments.
An apparatus for manufacturing a cell tissue body includes a stage unit and a droplet discharge head (inkjet head) that is a droplet discharge unit that discharges a droplet of a cell suspension.
The stage unit holds the substrate.
The configuration of the droplet discharge head is as described above in <<< inkjet head for droplet discharge >>>.

図3Aから図3Dに、上記液滴吐出用のインクジェットヘッドを搭載した細胞組織体を製造する製造装置の一例を示す。
図3Aの細胞組織体の製造装置は、ステージ部31と、細胞懸濁液の液滴を吐出する液滴吐出手段である液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21とを有する。
液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21は、上述したように、液室部25、加振部27、駆動部26、及びメンブレン28を有する。また、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21には、大気開放部24が形成されている。
細胞組織体の製造装置は、パターン状の細胞接着部の形成を、細胞接着性材料を含む溶液の液滴を吐出することにより行うこともできる。その場合は、図3Bで示すように、細胞懸濁液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21の他に、細胞接着性材料を含む溶液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)23を有する。液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)23の基本構成は、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21と同様である。図3Bにおいて、符号29は駆動部を、符号30は接着性材料の溶液を保持する液室を示す。液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)23には、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21と同様、図面では記載を省略しているが、加振部やメンブレンが形成されている。
本発明の細胞組織体の製造装置では、2種類以上の細胞からなる細胞パターンを形成することもできる。その場合は、図3Cで示すように、細胞懸濁液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21を複数設けることができる。図3Cでは、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21、及びインクジェットヘッド21と同じ構成のインクジェットヘッド22を2つ設けた例を示す。
また、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)21及び22を2つ設けたのに加え、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)23も設けた細胞組織体の製造装置の例を図3Dに示す。
本発明の細胞組織体の製造装置には、上記手段以外のその他の手段として、インクジェットヘッドを保持する保持部や、ステージとインクジェットヘッドの相対位置を制御する機構部等を設けてもよい。
FIG. 3A to FIG. 3D show an example of a manufacturing apparatus for manufacturing a cell tissue equipped with the above-described inkjet head for discharging droplets.
3A includes a stage unit 31 and a droplet discharge head (inkjet head) 21 that is a droplet discharge unit that discharges a droplet of a cell suspension.
As described above, the droplet discharge head (inkjet head) 21 includes the liquid chamber 25, the vibration unit 27, the drive unit 26, and the membrane 28. The droplet discharge head (inkjet head) 21 is formed with an atmosphere opening portion 24.
The apparatus for manufacturing a cell tissue body can also form a patterned cell adhesion part by discharging a droplet of a solution containing a cell adhesive material. In that case, as shown in FIG. 3B, in addition to the droplet discharge head (inkjet head) 21 that discharges the cell suspension droplet, the droplet discharge that discharges the droplet of the solution containing the cell adhesive material. A head (inkjet head) 23 is provided. The basic configuration of the droplet discharge head (inkjet head) 23 is the same as that of the droplet discharge head (inkjet head) 21. In FIG. 3B, reference numeral 29 denotes a drive unit, and reference numeral 30 denotes a liquid chamber that holds a solution of an adhesive material. Like the droplet discharge head (inkjet head) 21, the droplet discharge head (inkjet head) 23 is not shown in the drawing, but is provided with a vibrating portion and a membrane.
In the apparatus for producing a cellular tissue body of the present invention, a cell pattern composed of two or more types of cells can also be formed. In that case, as shown in FIG. 3C, a plurality of droplet discharge heads (inkjet heads) 21 that discharge droplets of the cell suspension can be provided. FIG. 3C shows an example in which two droplet discharge heads (inkjet heads) 21 and two inkjet heads 22 having the same configuration as the inkjet head 21 are provided.
FIG. 3D shows an example of an apparatus for manufacturing a cellular tissue body in which two droplet discharge heads (inkjet heads) 21 and 22 are provided and a droplet discharge head (inkjet head) 23 is also provided.
The cell tissue body manufacturing apparatus of the present invention may be provided with a holding unit for holding the ink jet head, a mechanism unit for controlling the relative position of the stage and the ink jet head, and the like as means other than the above means.

次に図3Aから図3Dで示すような細胞組織体の製造装置を用いて、細胞組織体を製造する方法について、具体的に説明する。
図4Aから図4F、又は図5Aから図5Dを用いて、細胞組織体の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing a cell tissue body using a cell tissue body manufacturing apparatus as shown in FIGS. 3A to 3D will be specifically described.
A method for producing a cell tissue body will be described with reference to FIGS. 4A to 4F or FIGS. 5A to 5D.

[パターン状細胞接着部の形成工程1(マスクパターンによる形成方法)]
細胞非接着性面42を有する基板41上へ、レーザー加工機などにより、フィルムや弱粘着テープなどへパターンを描きマスクフィルム43を形成する。該マスクフィルムを細胞非接着性面へ貼り付ける(図4A)。
次に、細胞接着性材料44を塗布する(図4B)。必要に応じ、細胞接着性材料からなる層は乾燥させてもよい(図4C)。
その後、該マスクフィルムを剥がすことで、細胞非接着性面を有する基板に対し、細胞接着性材料からなる層のパターン45を形成することができる(図4D)。
このとき、細胞接着性材料は、純水などに溶解して塗布することが好ましい。細胞接着性材料溶液に対する細胞接着性材料の含有量は、特に制限はないが、質量比で0.001質量%以上10質量%以下が好ましく、0.01質量%以上5質量%以下がより好ましい。この含有量の範囲であると、塗布時のムラを有効に防止することができる。
パターン状細胞接着部をマスクパターンで形成すると、細胞接着部の形成工程が簡便で済む他、形成される細胞接着部はベタの平坦な膜となり、細胞との接着性に優れるため、好ましい。
[Formation Step 1 of Patterned Cell Adhesion Part (Formation Method Using Mask Pattern)]
A mask film 43 is formed on a substrate 41 having a cell non-adhesive surface 42 by drawing a pattern on a film, a weak adhesive tape, or the like with a laser processing machine or the like. The mask film is attached to the non-cell-adhesive surface (FIG. 4A).
Next, the cell adhesive material 44 is applied (FIG. 4B). If necessary, the layer of cell adhesive material may be dried (FIG. 4C).
Thereafter, by peeling off the mask film, a layer pattern 45 made of a cell adhesive material can be formed on a substrate having a cell non-adhesive surface (FIG. 4D).
At this time, the cell adhesive material is preferably applied after being dissolved in pure water or the like. The content of the cell adhesive material with respect to the cell adhesive material solution is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 5% by mass. . When the content is within this range, unevenness during coating can be effectively prevented.
It is preferable to form the patterned cell adhesion part with a mask pattern because the cell adhesion part forming process is simple and the formed cell adhesion part is a solid flat film and has excellent adhesion to cells.

[パターン状細胞接着部の形成工程2(インクジェットによる形成方法)]
−細胞接着性材料インクの調製−
細胞接着性材料を純水などへ溶解させ、細胞接着性材料インクを調液する。このとき、細胞接着性材料溶液に対する細胞接着性材料の含有量は、特に制限はないが、質量比で0.001質量%以上5質量%以下が好ましく、0.005質量%以上1質量%以下がより好ましい。この含有量の範囲であると、細胞接着機能を充分発現でき、インクジェット法において良好に液滴を吐出することができる。
必要に応じて、細胞接着性材料インクは、湿潤剤、分散剤、pH調整剤などその他の添加材料を含んでいてもよい。
[Formation Step 2 of Patterned Cell Adhesion Part (Formation Method Using Inkjet)]
-Preparation of cell adhesive material ink-
Cell adhesive material is dissolved in pure water or the like, and cell adhesive material ink is prepared. At this time, the content of the cell adhesive material with respect to the cell adhesive material solution is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass to 5% by mass, and preferably 0.005% by mass to 1% by mass. Is more preferable. When the content is within this range, the cell adhesion function can be sufficiently expressed, and droplets can be discharged well in the ink jet method.
If necessary, the cell adhesive material ink may contain other additive materials such as a wetting agent, a dispersing agent, and a pH adjusting agent.

−インクジェットによる細胞接着部のパターン形成工程−
製造装置としては、図3Bに示す細胞接着性材料吐出ヘッド23を有する装置を用いることができる。
図5Aから図5Bで示すように、細胞非接着性面52を有する基板51上へ、細胞接着性材料からなる細胞接着部のパターン55を形成する。細胞接着性材料吐出ヘッド61の液室へ細胞接着性材料インクを充填し、細胞非接着性面52を有する基板51上へ、細胞接着性材料インクの液滴53を吐出する(図5A)。液滴53を吐出する際、吐出するタイミングや吐出する液滴の量等を調整することにより、所望のパターン形状を有する細胞接着部を形成する。これにより、細胞非接着性面を有する基板上に、パターン状の細胞接着部55が形成できる(図5B)。
-Pattern formation process of cell adhesion part by inkjet-
As a manufacturing apparatus, an apparatus having the cell adhesive material discharge head 23 shown in FIG. 3B can be used.
As shown in FIG. 5A to FIG. 5B, a cell adhesion part pattern 55 made of a cell adhesive material is formed on a substrate 51 having a cell non-adhesive surface 52. The cell adhesive material ink is filled in the liquid chamber of the cell adhesive material discharge head 61, and the droplets 53 of the cell adhesive material ink are discharged onto the substrate 51 having the cell non-adhesive surface 52 (FIG. 5A). When the droplet 53 is discharged, the cell adhesion portion having a desired pattern shape is formed by adjusting the discharge timing, the amount of the discharged droplet, and the like. Thereby, the pattern-shaped cell adhesion part 55 can be formed on the board | substrate which has a cell non-adhesion surface (FIG. 5B).

また、図6Aから図6Fに示すように、版転写による細胞接着部のパターン形成も可能である。
図6Bに示すように、細胞接着性材料63を版型61へ塗布し、この細胞接着性材料63を、細胞非接着性面64を有する基板65へ転写し、細胞接着性材料パターン63aを形成する以外は、上記インクジェットによる細胞接着部のパターン形成工程と同様である。
図6Aから図6F中、66aは飛翔液滴、66bは着弾液滴、67は細胞、68は細胞懸濁液、69は細胞吐出ヘッドをそれぞれ表す。
版型に用いる材料としては、細胞接着性材料を保持することができれば特に制限はないが、一般に基材よりも柔らかい方が転写時の追従性が良くなり好ましい。また、転写時の圧力も版型のパターンを壊さなければ特に制限はない。
Further, as shown in FIGS. 6A to 6F, it is possible to form a pattern of the cell adhesion portion by plate transfer.
As shown in FIG. 6B, the cell adhesive material 63 is applied to the plate 61, and the cell adhesive material 63 is transferred to the substrate 65 having the cell non-adhesive surface 64 to form the cell adhesive material pattern 63a. Except for this, it is the same as the pattern forming process of the cell adhesion part by the ink jet.
6A to 6F, 66a represents a flying droplet, 66b represents a landing droplet, 67 represents a cell, 68 represents a cell suspension, and 69 represents a cell ejection head.
The material used for the plate is not particularly limited as long as the cell adhesive material can be held, but generally softer than the base material is preferable because the followability during transfer is improved. Further, the pressure at the time of transfer is not particularly limited as long as it does not break the plate pattern.

[細胞パターンの形成工程]
−細胞懸濁液(細胞インク)の調製−
細胞乾燥抑制剤を分散培へ溶解させ、細胞インク用分散培を調液する。このとき、細胞乾燥抑制剤の含有量は、特に制限はないが、細胞懸濁液における細胞乾燥抑制剤の質量比で0.001質量%以上20質量%以下が好ましく、0.01質量%以上10質量%以下がより好ましい。この含有量の範囲内であれば、細胞の種類にも依存するが、乾燥抑制効果を発揮でき、細胞へのダメージも少ない。次に、細胞インク用分散培へ、細胞を分散させ、ピペッティングでやさしく撹拌することで、細胞インクを得る。このとき、細胞懸濁液における細胞の含有量は、5×10cell/mL〜1×10cell/mLが好ましく、1×10cell/mL〜5×10cell/mLがより好ましい。この含有量の範囲内であれば、細胞密度が低くなったり、インクジェット法にて吐出が困難ということはない。
細胞インクの調液工程での環境温度は、4℃〜40℃が好ましく、15℃〜37℃がより好ましい。37℃を超えても直ちに細胞が死ぬわけではないが、37℃を大きく超えたり、長時間曝されると細胞へのダメージが懸念される。また、環境温度が4℃を下回ると、細胞の生死への影響は小さいが、細胞の活性が下がり、本プロセスでの細胞接着に時間を要する傾向がみられる。
[Cell pattern formation process]
-Preparation of cell suspension (cell ink)-
Dissolve the cell drying inhibitor in the dispersion medium and prepare the dispersion medium for cell ink. At this time, the content of the cell drying inhibitor is not particularly limited, but is preferably 0.001% by mass or more and 20% by mass or less, and 0.01% by mass or more by mass ratio of the cell drying inhibitor in the cell suspension. 10 mass% or less is more preferable. Within this range of content, although depending on the type of cells, the effect of inhibiting drying can be exhibited and the damage to the cells is small. Next, the cell ink is obtained by dispersing the cells in a cell culture dispersion medium and gently stirring by pipetting. At this time, the cell content in the cell suspension is preferably 5 × 10 5 cells / mL to 1 × 10 8 cells / mL, more preferably 1 × 10 6 cells / mL to 5 × 10 7 cells / mL. . If it is in the range of this content, the cell density will not be low, and it will not be difficult to eject by the ink jet method.
The ambient temperature in the cell ink preparation step is preferably 4 ° C to 40 ° C, more preferably 15 ° C to 37 ° C. Even if the temperature exceeds 37 ° C., the cells do not die immediately. However, if the temperature exceeds 37 ° C. or if the cells are exposed for a long time, the cells may be damaged. When the environmental temperature is lower than 4 ° C., the effect on the life and death of the cells is small, but the activity of the cells decreases, and there is a tendency that it takes time for cell adhesion in this process.

−細胞パターンの形成−
図4Eで示すように、パターン状細胞接着部を形成した基板上へ細胞インクを吐出し、配置していく。細胞インク46を細胞吐出ヘッド47の液室へ充填し、基板上に形成されたパターン状細胞接着部に沿って吐出させていく。このとき、細胞インクがノズルから吐出すれば、駆動信号に特に制限はない。細胞はインク液滴内では分散されているため、着弾後の位置を制御することは難しい。しかし、細胞接着部はパターン形状を有しているため、細胞接着部近傍に着弾した細胞は、細胞接着部へ遊走し、細胞接着部上へ接着することができる。図4E中、符号48は飛翔液滴を、符号49は着弾した液滴を、符号50は細胞を示す。これにより、細胞が、基板上の所定の位置に規則正しく配置された、細胞パターンを形成することができる(図4F)。
また、図5Cも同様に、細胞パターンを形成することができる。
図5Cで示すように、パターン状細胞接着部を形成した基板上へ細胞インクを吐出し、配置していく。細胞インク56を細胞吐出ヘッド57の液室へ充填し、基板上に形成されたパターン状細胞接着部に沿って吐出させていく。細胞接着部近傍に着弾した細胞は、細胞接着部へ遊走し、細胞接着部上へ接着する。図5C中、符号58は飛翔液滴を、符号59は着弾した液滴を、符号60は細胞を示す。これにより、細胞が、基板上の所定の位置に規則正しく配置された、細胞パターンを形成することができる(図5D)。
図4Eや図5Cにおいて、液滴の吐出数を変える、又は細胞インク中の細胞分散濃度を変えることで、細胞パターンにおける単位面積当たりの配置されている細胞数を制御することができる。単位面積当たりの細胞数を制御することにより、細胞間での接着やタンパク質のやりとりなどの相互作用を任意に設計できるようになる。このため、単なる細胞評価だけでなく細胞組織体としての機能評価の可能性を提示することができる。また、インクジェットを用いて微小液滴で着弾させるので、液滴の着弾後の細胞が基板上に着弾し→細胞接着部上まで遊走し→細胞接着部上に接着するまでの時間を非常に短時間で行うことができる。また、本発明によれば安定して、細胞インクの液滴を吐出することが可能であるが、仮に吐出が不安定になったとしても、インクジェットヘッドのノズル近傍を含めた液室内の撹拌を実施すれば、再度安定して吐出することができるようになる。
-Formation of cell pattern-
As shown in FIG. 4E, the cell ink is ejected and arranged on the substrate on which the patterned cell adhesion portion is formed. The cell ink 46 is filled into the liquid chamber of the cell ejection head 47 and ejected along the patterned cell adhesion portion formed on the substrate. At this time, if the cell ink is ejected from the nozzle, the drive signal is not particularly limited. Since the cells are dispersed in the ink droplet, it is difficult to control the position after landing. However, since the cell adhesion part has a pattern shape, the cells that have landed in the vicinity of the cell adhesion part migrate to the cell adhesion part and can adhere to the cell adhesion part. In FIG. 4E, reference numeral 48 indicates a flying droplet, reference numeral 49 indicates a landed droplet, and reference numeral 50 indicates a cell. Thereby, a cell pattern in which cells are regularly arranged at predetermined positions on the substrate can be formed (FIG. 4F).
Similarly, FIG. 5C can form a cell pattern.
As shown in FIG. 5C, the cell ink is discharged and arranged on the substrate on which the patterned cell adhesion portion is formed. The cell ink 56 is filled into the liquid chamber of the cell ejection head 57 and is ejected along the patterned cell adhesion portion formed on the substrate. The cells that land near the cell adhesion part migrate to the cell adhesion part and adhere to the cell adhesion part. In FIG. 5C, reference numeral 58 denotes a flying droplet, reference numeral 59 denotes a landed droplet, and reference numeral 60 denotes a cell. Thereby, the cell pattern in which the cells are regularly arranged at predetermined positions on the substrate can be formed (FIG. 5D).
In FIG. 4E and FIG. 5C, the number of cells arranged per unit area in the cell pattern can be controlled by changing the number of ejected droplets or changing the cell dispersion concentration in the cell ink. By controlling the number of cells per unit area, interactions such as adhesion between cells and exchange of proteins can be arbitrarily designed. For this reason, the possibility of not only mere cell evaluation but functional evaluation as a cell tissue body can be presented. In addition, since ink droplets are landed using ink jets, the time after the droplets land on the substrate, migrate to the cell adhesion area, and adhere to the cell adhesion area is extremely short. Can be done in time. In addition, according to the present invention, it is possible to stably discharge droplets of cellular ink. However, even if the discharge becomes unstable, stirring in the liquid chamber including the vicinity of the nozzles of the inkjet head is performed. If implemented, it becomes possible to discharge stably again.

<細胞パターンが形成された細胞組織体の具体例>
本発明の細胞組織体の製造方法により、形成された細胞組織体の具体例を示す。
基板上に直径(φ)150μmの細胞接着部のドットを形成した。1つのドットに細胞数が1個配置されるよう、細胞インクの液滴を各ドットに向けて吐出した。
細胞は、NIH/3T3を用いた。各ドットへ細胞を1個狙って配置した結果の写真を図11Aに示す。
同じようにして、各ドットへ細胞を3個狙って配置した結果の写真を図11Bに示す。
また、同じようにして、各ドットへ細胞を10個狙って配置した結果の写真を図11Cに示す。
図12Aには2種類の細胞を用いて、それぞれの細胞を規則正しく配置したときの結果(2種類の細胞からなる細胞パターンを示す)の写真を示す。
細胞は、NIH/3T3とNHDFを用いた。
なお、図12Aの写真は、元はカラー写真であり、黒地に緑色と青色で色分けされていた。そのため、それぞれの細胞が配置されている様子は容易に視認できた。しかし、下記図12Aでは、白黒表示にしたため、補足説明として図12Bを添付する。図12Bにおいて、符号a及びbが、それぞれ異なる2種類の細胞を示している。
<Specific Example of Cell Tissue with Cell Pattern>
A specific example of a cell tissue formed by the method for producing a cell tissue of the present invention is shown.
A dot of a cell adhesion part having a diameter (φ) of 150 μm was formed on the substrate. A cell ink droplet was ejected toward each dot so that one cell was arranged in one dot.
The cells used NIH / 3T3. A photograph of the result of placing one cell at each dot is shown in FIG. 11A.
In the same manner, FIG. 11B shows a photograph of the result of placing three cells aiming at each dot.
Similarly, FIG. 11C shows a photograph of the result of arranging 10 cells to each dot.
FIG. 12A shows a photograph of the results (showing a cell pattern composed of two types of cells) when two types of cells are used and the cells are regularly arranged.
The cells used NIH / 3T3 and NHDF.
Note that the photograph in FIG. 12A was originally a color photograph and was color-coded on a black background in green and blue. Therefore, it was possible to easily visually recognize the state in which each cell is arranged. However, in FIG. 12A below, since the display is black and white, FIG. 12B is attached as a supplementary explanation. In FIG. 12B, the symbols a and b indicate two different types of cells.

<細胞組織体の製造プログラム>
細胞組織体の製造プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明の細胞組織体の製造装置において、細胞組織体の製造方法を実行させるものである。
細胞組織体の製造プログラムによる処理は、上述した細胞組織体の製造装置(図3Aから図3Dなどの製造装置)を構成する制御部を有するコンピュータを用いて実行することができる。
<Manufacturing program of cell tissue>
The cell tissue manufacturing program causes a cell tissue manufacturing method to be executed in the cell tissue manufacturing apparatus of the present invention by using a computer or the like as a hardware resource.
The processing by the cell tissue body manufacturing program can be executed using a computer having a control unit that constitutes the above-described cell tissue body manufacturing apparatus (manufacturing apparatuses such as FIGS. 3A to 3D).

本発明の細胞組織体の製造プログラムの処理手順の一例を示す。図13は、細胞組織体の製造装置における、細胞組織体の製造プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。   An example of the processing procedure of the manufacturing program of the cell tissue body of this invention is shown. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a cell tissue manufacturing program in the cell tissue manufacturing apparatus.

前述の細胞接着性材料をパターンしたのと同様にして、細胞非接着性材料をパターンすることによっても細胞を任意に配置することができる。
例えば、図7Aから図7F、図8Aから図8D、及び図9Aから図9Fに示すように、細胞接着性材料のパターンを、細胞接着性面(72、81a、94)を有する基材(71、81、95)へ形成することで、細胞非接着性材料パターン部(74、83c、93a)以外の箇所に細胞を配置することができる。
また、図10Aから図10Dに示すように、細胞接着性材料パターン103cと、細胞非接着性材料パターン102とをインクジェット(IJ)装置などで配置することで、基材101の特性によらず細胞を配置することも可能となる。
The cells can be arbitrarily arranged by patterning the non-cell-adhesive material in the same manner as the above-mentioned cell-adhesive material is patterned.
For example, as shown in FIG. 7A to FIG. 7F, FIG. 8A to FIG. 8D, and FIG. 9A to FIG. 9F, a cell adhesive material pattern is formed on a substrate (71) having a cell adhesive surface (72, 81a, 94). 81, 95), it is possible to place cells in locations other than the cell non-adhesive material pattern portions (74, 83c, 93a).
Further, as shown in FIGS. 10A to 10D, by arranging the cell adhesive material pattern 103c and the cell non-adhesive material pattern 102 by an inkjet (IJ) apparatus or the like, the cells can be obtained regardless of the characteristics of the substrate 101. Can also be arranged.

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
<パターン状細胞接着部の形成>
スライドガラス上へ細胞非接着性表面を形成するため、次のものを用意した。アルギン酸ナトリウム(SKAT ONE、株式会社キミカ製)を質量比2%となるように蒸留水へ溶解させたアルギン酸ナトリウム溶液を用意した。また、塩化カルシウム二水和物(和光純薬工業株式会社製)を100mmol/Lとなるように蒸留水へ溶解させた塩化カルシウム溶液を用意した。このアルギン酸ナトリウム溶液と塩化カルシウム溶液とを質量比1:1となるように、前記スライドガラス上へ混合塗布することで、細胞非接着性の表面層として、アルギン酸カルシウムゲル層を形成した。
次に、レーザー加工機(H10−106QW J80−8ss42Hippo、Spectra−Physics社製)を用いて、厚さ50μmのポリイミドフィルム(3−1966−03、アズワン株式会社製)へ、直径(φ)100μmの孔を300μmピッチであけ、マスクフィルムを形成した。該細胞非接着性表面を有する基板を、形成したマスクフィルムで覆った。蒸留水へ、細胞接着性材料としてフィブロネクチン(F−2006,Fibronectin from human plasma、SIGMA−ALDRICH社製)を質量比で0.10質量%となるように細胞接着性材料の溶液を調製した。マスクフィルムを貼り合わせた細胞非接着性表面を有する基板上へ、細胞接着性材料の溶液を塗布し、乾燥させた。その後、マスクフィルムを剥がすことで、細胞非接着性面を有する基板へ、細胞接着性材料のパターン層(パターン状の細胞接着部)を形成した。
(Example 1)
<Formation of patterned cell adhesion part>
In order to form a non-cell-adhesive surface on a slide glass, the following were prepared. A sodium alginate solution in which sodium alginate (SKAT ONE, manufactured by Kimika Co., Ltd.) was dissolved in distilled water to a mass ratio of 2% was prepared. In addition, a calcium chloride solution in which calcium chloride dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in distilled water so as to be 100 mmol / L was prepared. The sodium alginate solution and the calcium chloride solution were mixed and applied on the slide glass so as to have a mass ratio of 1: 1, thereby forming a calcium alginate gel layer as a non-cell-adhesive surface layer.
Next, using a laser processing machine (H10-106QW J80-8ss42Hippo, manufactured by Spectra-Physics), a polyimide film (3-1966-03, manufactured by ASONE Corporation) having a diameter (φ) of 100 μm is used. Holes were drilled at a pitch of 300 μm to form a mask film. The substrate having the cell non-adhesive surface was covered with the formed mask film. A cell adhesive material solution was prepared in distilled water so that the mass ratio of fibronectin (F-2006, Fibronectin from human plasma, manufactured by SIGMA-ALDRICH) as a cell adhesive material was 0.10% by mass. A cell adhesive material solution was applied onto a substrate having a cell non-adhesive surface to which a mask film was bonded, and dried. Then, the pattern layer (patterned cell adhesion part) of cell adhesive material was formed in the board | substrate which has a cell non-adhesive surface by peeling a mask film.

<細胞インクの調製>
形成した細胞パターンを評価するために細胞を染色した。緑色蛍光染料(商品名:Cell Tracker Green、Life Technologies社製)を10mmol/L(mM)の濃度でジメチルスルホキシド(以下、「DMSO」と称す)へ溶解させ、無血清ダルベッコ変法イーグル培地(Life Technologies社製)と混合し、濃度10μmol/L(μM)の緑色蛍光染料含有無血清培地を調製した。次に、培養したNIH/3T3細胞(Clone 5611、JCRB Cell Bank)のディッシュに緑色蛍光染料含有無血清培地を5mL添加し、インキュベーター(KM−CC17RU2、パナソニック株式会社製、37℃、5体積%CO環境))内で30分間培養した。その後、アスピレータを用いて、上澄みを除去した。ディッシュにリン酸緩衝生理食塩水(Life Technologies社製、以下、PBS(−)とも称する)を5mL加え、アスピレータでPBS(−)を吸引除去し、表面を洗浄した。PBS(−)による洗浄作業を2回繰り返した後、0.05質量%トリプシン−0.05質量%EDTA溶液(life technologies社製)をディッシュ1枚あたり2mL加えた。
次に、インキュベーター内にて5分間加温し、ディッシュから細胞を剥離した後、10質量%ウシ胎児血清(以下、「FBS」とも称す)及び1質量%抗生物質(Antibiotic−Antimycotic Mixed Stock Solution(100x)、ナカライテスク株式会社製)を含むD−MEMを4mL加えた。次に、トリプシンを失活させた細胞懸濁液を50mL遠沈管1本に移し、遠心分離(商品名:H−19FM、KOKUSAN社製、1,200rpm、5分間、5℃)を行い、アスピレータを用いて上清を除去した。除去後、遠沈管に10質量%FBS及び1質量%抗生物質を含むD−MEMを2mL添加し、穏やかにピペッティングを行い、細胞を分散させ細胞懸濁液を得た。該細胞懸濁液から10μLをエッペンドルフチューブに取り出し、培地を70μL添加後、10μLを別のエッペンドルフチューブに取り出し、0.4質量%トリパンブルー染色液10μLを加えてピペッティングを行った。染色した細胞懸濁液から10μL取り出してPMMA製プラスチックスライドに載せた。商品名:Countess Automated Cell Counter(インビトロジェン社製)を用いて細胞数を計測して細胞数を求めることで、細胞数を計測した細胞懸濁液を得た。分散培としてPBS(−)を用いた。PBS(−)へ、細胞乾燥抑制剤としてグリセリン(分子生物学用グレード、和光純薬工業株式会社製)を質量比0.5質量%となるように溶解させ、NIH/3T3細胞懸濁液を6×10cell/mLとなるように分散培へ分散させて、細胞インクを得た。
<Preparation of cell ink>
Cells were stained to evaluate the cell pattern formed. A green fluorescent dye (trade name: Cell Tracker Green, manufactured by Life Technologies) was dissolved in dimethyl sulfoxide (hereinafter referred to as “DMSO”) at a concentration of 10 mmol / L (mM), and serum-free Dulbecco's modified Eagle medium (Life) And a serum-free medium containing a green fluorescent dye having a concentration of 10 μmol / L (μM). Next, 5 mL of a serum-free medium containing a green fluorescent dye was added to a dish of cultured NIH / 3T3 cells (Clone 5611, JCRB Cell Bank), and an incubator (KM-CC17RU2, manufactured by Panasonic Corporation, 37 ° C., 5% by volume CO 2). Incubated for 30 minutes in 2 environments)). Thereafter, the supernatant was removed using an aspirator. 5 mL of phosphate buffered saline (manufactured by Life Technologies, hereinafter also referred to as PBS (−)) was added to the dish, and PBS (−) was removed by suction with an aspirator, and the surface was washed. After washing with PBS (−) twice, 2 mL of 0.05 mass% trypsin-0.05 mass% EDTA solution (manufactured by life technologies) was added per dish.
Next, after heating in an incubator for 5 minutes and detaching the cells from the dish, 10% by weight fetal bovine serum (hereinafter also referred to as “FBS”) and 1% by weight antibiotic (antibiotic-antimixic mixed stock solution) 100 x), 4 mL of D-MEM containing Nacalai Tesque Corporation) was added. Next, the cell suspension in which trypsin is inactivated is transferred to one 50 mL centrifuge tube, and centrifuged (trade name: H-19FM, manufactured by KOKUSAN, 1,200 rpm, 5 minutes, 5 ° C.). Was used to remove the supernatant. After removal, 2 mL of D-MEM containing 10% by mass FBS and 1% by mass antibiotics was added to the centrifuge tube, and pipetting was performed gently to disperse the cells and obtain a cell suspension. 10 μL was taken out from the cell suspension into an Eppendorf tube, 70 μL of medium was added, 10 μL was taken out into another Eppendorf tube, and 10 μL of 0.4 mass% trypan blue staining solution was added and pipetting was performed. 10 μL was taken out from the stained cell suspension and placed on a PMMA plastic slide. Product name: A cell suspension was obtained by measuring the number of cells using a Countess Automated Cell Counter (manufactured by Invitrogen) to determine the number of cells. PBS (-) was used as a dispersion medium. Glycerin (molecular biology grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a cell drying inhibitor is dissolved in PBS (−) so that the mass ratio becomes 0.5 mass%, and the NIH / 3T3 cell suspension is dissolved. Cell ink was obtained by dispersing in a dispersion medium to 6 × 10 6 cells / mL.

<細胞パターンの形成>
図3Aの細胞組織体の製造装置の細胞吐出ヘッドの液室へ細胞インクを充填した。次に、上記で作製したパターン状細胞接着部のドット(直径(φ)100μm)毎に、細胞インクの液滴を3滴ずつ(細胞数6個狙い)、20ドットに滴下した。また、細胞インクの液滴を5滴ずつ(細胞数10個狙い)、20ドットに滴下した。
最後の細胞インクの液滴を着弾し終えてから10分間静置した後、10質量%FBS及び1質量%抗生物質を含むD−MEMを静かに加えた。
このようにして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。
<Formation of cell pattern>
Cell ink was filled into the liquid chamber of the cell discharge head of the apparatus for manufacturing the cell tissue body of FIG. 3A. Next, for each dot (diameter (φ) 100 μm) of the pattern-shaped cell adhesion portion prepared above, 3 droplets of cell ink (targeting 6 cells) were dropped onto 20 dots. In addition, 5 droplets of cell ink (targeting 10 cells) were dropped onto 20 dots.
After leaving the last droplet of cell ink to land for 10 minutes, D-MEM containing 10% by mass FBS and 1% by mass antibiotic was gently added.
In this manner, a cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced.

<細胞パターンの評価>
得られた細胞組織体の細胞パターンについて、以下の評価を実施した。評価した結果を表1に示す。
<Evaluation of cell pattern>
The following evaluation was performed on the cell pattern of the obtained cell tissue. The evaluation results are shown in Table 1.

[細胞の初期接着時間]
10分間の静置で細胞がパターン状細胞接着部の上に接着しているか否かを、蛍光顕微鏡(CKX41、オリンパス株式会社製)を用いて、以下の基準により評価した。
○: パターン状細胞接着部の上へ細胞が接着できていることを確認できた
×: パターン状細胞接着部の上へ細胞が接着できていることを確認できなかった
[Initial adhesion time of cells]
Whether or not the cells adhered to the patterned cell adhesion portion after standing for 10 minutes was evaluated using a fluorescence microscope (CKX41, manufactured by Olympus Corporation) according to the following criteria.
○: It was confirmed that the cells were able to adhere onto the pattern-like cell adhesion part. ×: It was not possible to confirm that the cells were able to adhere onto the pattern-like cell adhesion part.

[細胞パターンの形状精度(パターンの解像度の評価)]
細胞パターンの形状の精度を、蛍光顕微鏡(CKX41、オリンパス株式会社製)を用いて以下の基準により評価した。
○: 細胞パターンが300μmのピッチで形成できていた
×: 細胞パターンが300μmより大きいピッチとなっていた
[Cell pattern shape accuracy (evaluation of pattern resolution)]
The accuracy of the shape of the cell pattern was evaluated according to the following criteria using a fluorescence microscope (CKX41, manufactured by Olympus Corporation).
○: The cell pattern was formed with a pitch of 300 μm ×: The cell pattern was a pitch larger than 300 μm

[所定の細胞接着部へ所定数の細胞を配置できる確率(細胞数の制御の評価)]
直径(φ)100μmの各細胞接着部のドットに配置されている細胞の数を、蛍光画像をもとに算出し、以下の基準により評価した。
評価に使用したドットは、6個、10個を狙って滴下した20ずつ、計40のドット全てを対象にした。
○: ドットあたりの細胞数が狙いの数に対して±20%以下となるドットが80%以上
×: ドットあたりの細胞数が狙いの数に対して±20%以下となるドットが80%未満
[Probability that a predetermined number of cells can be placed in a predetermined cell adhesion part (evaluation of cell number control)]
The number of cells arranged in each cell adhesion portion dot having a diameter (φ) of 100 μm was calculated based on the fluorescence image, and evaluated according to the following criteria.
The dots used for the evaluation were targeted for all 40 dots in total, each of which was dropped 6 aiming at 6 or 10 pieces.
○: 80% or more of dots where the number of cells per dot is ± 20% or less of the target number ×: Less than 80% of dots where the number of cells per dot is ± 20% or less of the target number

[配置した細胞数が所望の数となっている確率(細胞密度の評価)]
直径(φ)100μmの各細胞接着部のドットに配置されている細胞の数を、蛍光画像をもとに算出し、以下の基準により評価した。
評価に使用したドットは、細胞数10個を狙って滴下した20のドットを対象にした。
○: ドットあたりの細胞数8個以上が80%以上
×: ドットあたりの細胞数8個以上が80%未満
[Probability that the number of arranged cells is the desired number (evaluation of cell density)]
The number of cells arranged in each cell adhesion portion dot having a diameter (φ) of 100 μm was calculated based on the fluorescence image, and evaluated according to the following criteria.
The dots used for the evaluation were 20 dots dropped to aim at 10 cells.
○: 8 or more cells per dot is 80% or more ×: 8 or more cells per dot is less than 80%

[配置された細胞の所定時間経過後における生存率(細胞の生存率の評価)]
10分間静置した細胞パターンに対し、死細胞の核染色剤としてプロピジウムイオダイド(Cellstain−PI、同仁化学研究所製)を蒸留水へ1mg/mLで溶解させたストック溶液を、5mLに10μLとなるように添加した。その後、インキュベーターで10分間培養した後、蛍光顕微鏡を用いて各ドットに存在する死細胞の割合を算出し、以下の基準により評価した。
評価に使用したドットは、細胞数10個を狙って滴下した20のドットを対象にした。
○: ドットあたりの細胞の生存率の平均が75%以上
×: ドットあたりの細胞の生存率の平均が75%未満
[Viability of arranged cells after a predetermined time (evaluation of cell viability)]
A stock solution in which propidium iodide (Cellstein-PI, manufactured by Dojindo Laboratories) was dissolved in distilled water at 1 mg / mL as a nuclear staining agent for dead cells against a cell pattern that was allowed to stand for 10 minutes was 10 μL in 5 mL. It added so that it might become. Then, after culturing for 10 minutes in an incubator, the ratio of dead cells present in each dot was calculated using a fluorescence microscope and evaluated according to the following criteria.
The dots used for the evaluation were 20 dots dropped to aim at 10 cells.
○: The average cell survival rate per dot is 75% or more ×: The average cell survival rate per dot is less than 75%

(実施例2)
細胞乾燥抑制剤をアルギン酸ナトリウム0.1質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例2の評価結果を表1に示す。
(Example 2)
A cell tissue in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 1 except that the cell drying inhibitor was changed to 0.1% by mass of sodium alginate, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results of Example 2 are shown in Table 1.

(実施例3)
細胞乾燥抑制剤と非接着性表面を有する基板とを下記に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例3の評価結果を表1に示す。
細胞乾燥抑制剤は、質量比0.05質量%コラーゲン(Cellmatrix Type1−A,新田ゼラチン株式会社製)に、非接着性表面を有する基板はジメチルポリシロキサン(SYLGARD184、東レ・ダウコーニング社製、以下、PDMSと称す)に変更した。
PDMSは、ベース材と硬化剤を質量比10:1で混合した後、脱泡処理し、70℃2時間加熱処理をして得たものである。
(Example 3)
A cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 1, except that the cell drying inhibitor and the substrate having a non-adhesive surface were changed to those shown below. Was evaluated. The evaluation results of Example 3 are shown in Table 1.
The cell drying inhibitor is 0.05% by mass collagen (Cellmatrix Type1-A, Nitta Gelatin Co., Ltd.), and the substrate having a non-adhesive surface is dimethylpolysiloxane (SYLGARD 184, manufactured by Toray Dow Corning, (Hereinafter referred to as PDMS).
PDMS is obtained by mixing a base material and a curing agent at a mass ratio of 10: 1, defoaming, and heating at 70 ° C. for 2 hours.

(実施例4)
細胞接着性材料をコラーゲンに変更した以外は、実施例3と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。実施例1と同様の評価を行った。実施例4の評価結果を表1に示す。
Example 4
A cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 3 except that the cell adhesive material was changed to collagen. Evaluation similar to Example 1 was performed. The evaluation results of Example 4 are shown in Table 1.

(実施例5)
細胞接着性材料をフィブリンに変更した以外は、実施例3と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。実施例1と同様の評価を行った。実施例5の評価結果を表1に示す。
使用したフィブリンは、フィブリノーゲン(Fibrinogen from bovine plasma F8630,SIGMA−ALDRICH社製)質量比0.2質量%と、トロンビン(Thrombin from bovine plasma T4648,SIGMA−ALDRICH社製)質量比0.2質量%とを混合させた後、室温で一晩静置して得たものである。
(Example 5)
A cell tissue in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 3 except that the cell adhesive material was changed to fibrin. Evaluation similar to Example 1 was performed. The evaluation results of Example 5 are shown in Table 1.
Fibrin used was fibrinogen (Fibrinogen from bovine plasma F8630, manufactured by SIGMA-ALDRICH) mass ratio 0.2 mass% and thrombin (Thrombin from bovine plasma T4648, manufactured by SIGMA-ALCH mass ratio 0.2% by mass). Were mixed and then allowed to stand at room temperature overnight.

(実施例6)
細胞接着性材料をRGDペプチド(生化学用、和光純薬工業株式会社製)0.1質量%に変更した以外は、実施例3と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。実施例1と同様の評価を行った。実施例6の評価結果を表1に示す。
(Example 6)
A cell tissue body in which a cell pattern is formed is produced in the same manner as in Example 3 except that the cell adhesive material is changed to 0.1% by mass of RGD peptide (for biochemistry, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). did. Evaluation similar to Example 1 was performed. The evaluation results of Example 6 are shown in Table 1.

(実施例7)
細胞接着性材料を質量比2質量%のゼラチン微粒子に変更した以外は、実施例3と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。実施例1と同様の評価を行った。実施例7の評価結果を表1に示す。
なお、ゼラチン微粒子は、ゼラチン(APH−250、新田ゼラチン株式会社製)を用いて、上述した−細胞接着性を有する粒子の作製方法−の欄で記載した方法により作製した。
(Example 7)
A cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 3 except that the cell adhesive material was changed to gelatin fine particles having a mass ratio of 2% by mass. Evaluation similar to Example 1 was performed. The evaluation results of Example 7 are shown in Table 1.
The gelatin microparticles were prepared by using gelatin (APH-250, manufactured by Nitta Gelatin Co., Ltd.) according to the method described in the above-mentioned section “Method for producing particles having cell adhesion”.

(実施例8)
NIH/3T3を分散させた細胞インク1と、Normal human dermal fibroblast(CC−2509、Lonza社製、以下NHDFと称す)を分散させた細胞インク2とを用意した。パターン形状の細胞接着部へ、これら細胞インクを交互に配置した。
細胞インク2は、細胞をNHDFへ、染料を赤色蛍光染料(Cell Tracker RED、Life Technologies社製)へ変更した以外は、細胞インク1と同様にして、調製した。
実施例1と同様の評価に加え、下記に示す複数細胞の評価も行った。実施例8の評価結果を表2に示す。
(Example 8)
Cell ink 1 in which NIH / 3T3 was dispersed and cell ink 2 in which normal human derma fibroblast (CC-2509, manufactured by Lonza, hereinafter referred to as NHDF) was prepared. These cell inks were alternately arranged on the cell-adhesion portions having a pattern shape.
Cell ink 2 was prepared in the same manner as cell ink 1 except that the cells were changed to NHDF and the dye was changed to a red fluorescent dye (Cell Tracker RED, Life Technologies).
In addition to the same evaluation as in Example 1, the following evaluation of multiple cells was also performed. The evaluation results of Example 8 are shown in Table 2.

[複数細胞の配置]
細胞パターンの形状の精度を、蛍光顕微鏡(CKX41、オリンパス株式会社製)を用いて以下の基準により評価した。
○: NIH/3T3とNHDFが交互に配置された細胞パターンが300μm以下のピッチで形成できていた
×: NIH/3T3とNHDFが交互に配置された細胞パターンが300μmより大きいピッチとなっていた
[Arrangement of multiple cells]
The accuracy of the shape of the cell pattern was evaluated according to the following criteria using a fluorescence microscope (CKX41, manufactured by Olympus Corporation).
○: A cell pattern in which NIH / 3T3 and NHDF were alternately arranged was formed at a pitch of 300 μm or less. ×: A cell pattern in which NIH / 3T3 and NHDF were alternately arranged was a pitch larger than 300 μm.

(実施例9)
パターン状細胞接着部の形成方法にインクジェット法を用いた以外は、実施例8と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造した。実施例8と同様の評価を行った。実施例9の評価結果を表2に示す。
Example 9
A cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced in the same manner as in Example 8, except that the inkjet method was used as the method for forming the patterned cell adhesion part. Evaluation similar to Example 8 was performed. The evaluation results of Example 9 are shown in Table 2.

<パターン状細胞接着部の形成>
−細胞接着性材料インクの調製−
細胞接着性材料としてフィブロネクチンを蒸留水へ質量比0.05質量%となるように溶解させ、細胞接着性材料インクを調製した。
−インクジェットによるパターン状細胞接着部の形成工程−
細胞接着性材料インクを図3Dの製造装置の細胞接着性材料吐出ヘッドの液室へ充填した。PDMS基材上へ直径(φ)100μmのドットとなるように300μmピッチで吐出した後、乾燥させることで、細胞非接着性面を有する基板にパターン状の細胞接着部を形成した。
<Formation of patterned cell adhesion part>
-Preparation of cell adhesive material ink-
As a cell adhesive material, fibronectin was dissolved in distilled water so as to have a mass ratio of 0.05% by mass to prepare a cell adhesive material ink.
-Formation process of patterned cell adhesion by inkjet-
The cell adhesive material ink was filled into the liquid chamber of the cell adhesive material discharge head of the manufacturing apparatus of FIG. 3D. After discharging onto a PDMS substrate at a pitch of 300 μm so as to form dots with a diameter (φ) of 100 μm, drying was performed to form a patterned cell adhesion portion on a substrate having a cell non-adhesive surface.

(実施例10)
−コンタクトプリント方式−
パターン状細胞接着部の形成方法として、図6Aから図6Fに示したコンタクトプリント方式を用い、細胞接着性材料にマトリゲル(Matrigel GFR REF 354230、CORNING社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例10の評価結果を表3に示した。
(Example 10)
−Contact printing method−
As a method for forming a patterned cell adhesion part, Example 1 and Example 1 were used except that the contact printing method shown in FIGS. 6A to 6F was used and Matrigel (Matrigel GFR REF 354230, manufactured by CORNING) was used as the cell adhesion material. Similarly, a cell tissue body in which a cell pattern was formed was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results of Example 10 are shown in Table 3.

<パターン状細胞接着部の形成>
−細胞接着性材料インクの調製−
細胞接着性材料としてマトリゲルを蒸留水へ質量比0.05質量%となるように溶解させ、細胞接着性材料インクを調製した。
−コンタクトプリントによるパターン状細胞接着部の形成工程−
直径(φ)100μm、高さ50μmの柱を形成したPDMS版材の上に細胞接着性インクを塗布し、細胞非接着性面を有する基板(PDMS)上に転写させ、細胞接着部を形成した。
<Formation of patterned cell adhesion part>
-Preparation of cell adhesive material ink-
As a cell adhesive material, Matrigel was dissolved in distilled water to a mass ratio of 0.05% by mass to prepare a cell adhesive material ink.
-Process for forming patterned cell adhesion by contact printing-
A cell adhesive ink was applied on a PDMS plate having a column having a diameter (φ) of 100 μm and a height of 50 μm, and transferred onto a substrate (PDMS) having a cell non-adhesive surface to form a cell adhesion portion. .

(実施例11)
−Poly−HEMAでの細胞非接着パターン形成(ネガティブ印刷、マスク工程)−
パターン上細胞非接着部の形成方法として、図7Aから図7Fに示した方式を用い、細胞非接着性材料としてpoly−HEMA(Poly(2−hydroxyethyl methacrylate)、SIGMA−ALDRICH社製)と、細胞接着性基板として60mm dish(IWAKI Tissue Calture Dish code 3010−060、AGCテクノグラス株式会社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、細胞非接着性パターンを形成し、細胞接着性基板上へ細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例11の評価結果を表3に示した。
(Example 11)
-Cell non-adhesion pattern formation with Poly-HEMA (negative printing, mask process)-
As a method for forming a cell non-adhesive portion on the pattern, the method shown in FIGS. 7A to 7F is used. As a cell non-adhesive material, poly-HEMA (Poly (2-hydroxyethyl methacrylate), manufactured by SIGMA-ALDRICH) and cells are used. A cell non-adhesive pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that 60 mm dish (IWAKI Tissue Culture Disc code 3010-060, manufactured by AGC Techno Glass Co., Ltd.) was used as the adhesive substrate. A cell tissue having a cell pattern formed thereon was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results of Example 11 are shown in Table 3.

<パターン状細胞接着部の形成>
−細胞非接着性材料インクの調製−
細胞非接着性材料としてpoly−HEMA50μLをエタノール(Ethanol (99.5)、和光純薬工業株式会社製)1mLに溶解させ、細胞非接着性材料インクを調製した。
<Formation of patterned cell adhesion part>
-Preparation of non-cell adhesive material ink-
As a cell non-adhesive material, 50 μL of poly-HEMA was dissolved in 1 mL of ethanol (Ethanol (99.5), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to prepare a cell non-adhesive material ink.

(実施例12)
−アルギン酸での細胞非接着パターン形成(ネガティブ印刷、IJ工程)−
パターン上細胞非接着部の形成方法として、図8Aから図8Dに示した方式を用い、細胞非接着性材料に前述と同様のアルギン酸カルシウムゲルを用いた以外は、実施例11と同様にして、細胞非接着性パターンを形成し、細胞接着性基板上へ細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例12の評価結果を表3に示した。
Example 12
-Cell non-adhesion pattern formation with alginic acid (negative printing, IJ process)-
As a method for forming a cell non-adhesive portion on the pattern, the method shown in FIGS. 8A to 8D was used, and a calcium alginate gel similar to the above was used as the cell non-adhesive material in the same manner as in Example 11, A cell non-adhesive pattern was formed, and a cell tissue body in which the cell pattern was formed on the cell adhesive substrate was produced. The same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results of Example 12 are shown in Table 3.

<パターン状細胞接着部の形成>
−細胞非接着性材料インクの調製−
細胞非接着性材料としてアルギン酸ナトリウム(SKAT ONE、株式会社キミカ製)を質量比2質量%となるように蒸留水へ溶解させたアルギン酸ナトリウム溶液と、塩化カルシウム二水和物(和光純薬工業株式会社製)を100mmol/Lとなるように蒸留水へ溶解させた塩化カルシウム溶液とを用意した。
<Formation of patterned cell adhesion part>
-Preparation of non-cell adhesive material ink-
Sodium alginate solution in which sodium alginate (SKAT ONE, manufactured by Kimika Co., Ltd.) as a cell non-adhesive material is dissolved in distilled water to a mass ratio of 2% by mass, and calcium chloride dihydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) A calcium chloride solution prepared by dissolving in a distilled water so as to be 100 mmol / L was prepared.

−インクジェットによるパターン状細胞非接着部の形成工程−
前記アルギン酸ナトリウム溶液と塩化カルシウム溶液を細胞接着性基板上へインクジェットによってそれぞれ吐出し、基板上で混合ゲル化させることで細胞非接着性パターンを細胞接着性基板上へ形成した。
-Formation process of non-adhered cell pattern by inkjet-
The sodium alginate solution and the calcium chloride solution were each ejected onto a cell adhesive substrate by inkjet, and mixed and gelled on the substrate to form a cell non-adhesive pattern on the cell adhesive substrate.

(実施例13)
−Poly−HEMAでの細胞非接着パターン形成(ネガティブ印刷、コンタクトプリント)−
パターン状細胞非接着性部の形成方法として、図9Aから図9Fに示したコンタクトプリント方式を用いた以外は、実施例11と同様にして、細胞非接着性パターンを形成し、細胞接着性基板上へ細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例13の評価結果を表3に示した。
(Example 13)
-Cell non-adhesion pattern formation with Poly-HEMA (negative printing, contact printing)-
A cell non-adhesive pattern was formed in the same manner as in Example 11 except that the contact print method shown in FIGS. 9A to 9F was used as a method for forming the patterned cell non-adhesive part. A cell tissue having a cell pattern formed thereon was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results of Example 13 are shown in Table 3.

(実施例14)
−コラーゲン+PDMSでの細胞非接着パターン形成(ネガティブ印刷、IJ工程)−
基板上の細胞接着性パターン及び細胞非接着性パターン形成方法として、図10Aから図10Dに示した方法を用い、スライドガラス(S1111、松浪硝子工業株式会社製)、細胞接着性材料にマトリゲルを用い、細胞非接着性材料としてPDMSを用いた以外は、実施例1及び実施例11と同様にして、細胞接着性パターンを形成し、細胞接着性基板上へ細胞パターンが形成された細胞組織体を製造し、実施例1と同様の評価を行った。実施例14の評価結果を表3に示した。
(Example 14)
-Cell non-adhesion pattern formation with collagen + PDMS (negative printing, IJ process)-
As a method for forming a cell adhesive pattern and a cell non-adhesive pattern on a substrate, the method shown in FIGS. 10A to 10D is used, a slide glass (S1111 manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd.), and Matrigel is used as a cell adhesive material. In the same manner as in Example 1 and Example 11 except that PDMS was used as the non-cell-adhesive material, a cell-adhesive pattern was formed, and a cell tissue body in which the cell pattern was formed on the cell-adhesive substrate was obtained. The same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results of Example 14 are shown in Table 3.

<パターン状細胞接着部の形成>
実施例1で用いたマスクフィルム上へ塗布した後、マスクフィルムを剥がすことで細胞非接着性パターンを形成した。
前記非接着性パターンがない箇所へ、実施例9と同様にして、インクジェットによりコラーゲンを吐出し細胞接着性パターンを形成した。
<Formation of patterned cell adhesion part>
After coating on the mask film used in Example 1, the cell film was peeled off to form a cell non-adhesive pattern.
In the same manner as in Example 9, collagen was ejected to a portion having no non-adhesive pattern by ink jetting to form a cell adhesive pattern.

(比較例1)
細胞接着性材料としてフィブロネクチンを用い、該細胞接着性材料をマスクパターンを介さずに塗布した(パターン状の細胞接着部ではない)以外は、実施例8と同様にして、細胞組織体を製造した。実施例8と同様の評価を行った。比較例1の評価結果を表2に示した。
(Comparative Example 1)
A cell tissue body was produced in the same manner as in Example 8 except that fibronectin was used as the cell adhesive material, and the cell adhesive material was applied without a mask pattern (not a cell adhesive portion having a pattern). . Evaluation similar to Example 8 was performed. The evaluation results of Comparative Example 1 are shown in Table 2.

(比較例2)
細胞インクに細胞乾燥抑制剤を含有させなかった以外は、実施例8と同様にして、細胞組織体を製造した。実施例8と同様の評価を行った。比較例2の評価結果を表2に示した。
(Comparative Example 2)
A cell tissue body was produced in the same manner as in Example 8, except that the cell ink did not contain a cell drying inhibitor. Evaluation similar to Example 8 was performed. The evaluation results of Comparative Example 2 are shown in Table 2.

(比較例3)
細胞をインクジェット法にて配置する代わりに、細胞乾燥抑制剤を含まない細胞懸濁液をNIH/3T3とNHDFをそれぞれ用意した。手作業により、それぞれの細胞懸濁液を5×10cell/mLずつ、合計1×10cell/mLとなるように播種した以外は、実施例9と同様にして、細胞組織体を製造した。実施例8と同様の評価を行った。比較例3の評価結果を表2に示した。
(Comparative Example 3)
Instead of arranging the cells by the inkjet method, NIH / 3T3 and NHDF were prepared as cell suspensions containing no cell desiccation inhibitor. Cell tissue bodies were produced in the same manner as in Example 9, except that each cell suspension was seeded by hand so that 5 × 10 4 cells / mL totaled 1 × 10 5 cells / mL. did. Evaluation similar to Example 8 was performed. The evaluation results of Comparative Example 3 are shown in Table 2.

比較例1の結果は、パターン状の細胞接着部が形成されていないため、着弾した際の細胞が接着する場所を制御することができなかった。したがって、狙いのピッチで細胞パターンを形成できなかっただけでなく、設定した直径(φ)100μm領域での細胞の密度が低くなっていた。
比較例2の結果は、細胞インク中へ細胞乾燥抑制剤を含有させていないため、細胞の生存率は低かった。死んでしまった細胞は基板上に接着もしていなかった。
比較例3の結果は、インクジェット法による液滴吐出により、細胞を配置していないため、基板全体に細胞が接着しており、細胞パターンのパターン形状精度は悪いものであった。無血清D−MEMをやさしく流すウォッシングを実施することで細胞接着性の弱い領域の細胞は剥がれ、パターン形状の細胞接着部に沿って細胞が接着していたが、NIH/3T3とNHDFがそれぞれランダムに接着してしまっており、2種類の細胞を任意に配置することはできなかった。また、ウォッシングにより、パターン形状の細胞接着部も剥がれている箇所があった。
As a result of Comparative Example 1, since the pattern-like cell adhesion portion was not formed, it was impossible to control the location where the cells adhered when landed. Therefore, not only the cell pattern could not be formed at the target pitch, but also the cell density in the set diameter (φ) 100 μm region was low.
As a result of Comparative Example 2, since the cell drying inhibitor was not contained in the cell ink, the cell survival rate was low. The dead cells were not attached to the substrate.
As a result of Comparative Example 3, since the cells were not arranged by ejecting droplets by the ink jet method, the cells adhered to the entire substrate, and the pattern shape accuracy of the cell pattern was poor. By washing with gentle flow of serum-free D-MEM, cells in areas with weak cell adhesion were peeled off, and cells adhered along the cell adhesion part of the pattern shape, but NIH / 3T3 and NHDF were random The two types of cells could not be arbitrarily arranged. In addition, the pattern-shaped cell adhesion part was also peeled off by washing.

本発明によれば、細胞パターンを形成するうえで重要な要素である、細胞の生存率、細胞パターンの解像度、細胞密度、及び細胞数の制御、すべてに対し良好な結果を示す、細胞組織体の製造方法を提供することができる。更に、本発明によれば、2種類以上の細胞を任意に配置した細胞パターンも形成することが可能となる。   According to the present invention, a cell tissue body showing good results for cell viability, cell pattern resolution, cell density, and control of the number of cells, which are important elements in forming a cell pattern. The manufacturing method of can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to form a cell pattern in which two or more types of cells are arbitrarily arranged.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置工程と、
を含むことを特徴とする細胞組織体の製造方法である。
<2> 前記細胞接着部の形成工程が、前記細胞接着性材料を含む溶液を液滴として吐出し、前記液滴を前記細胞非接着性面を有する前記基板上へ配置することにより行う前記<1>に記載の細胞組織体の製造方法である。
<3> 前記細胞乾燥抑制剤が、多価アルコール類、ゲル状多糖類、及び細胞外基質から選ばれる蛋白質の少なくともいずれかを含む前記<1>から<2>のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法である。
<4> 前記細胞接着性材料が、細胞外基質からなる蛋白質を含む前記<1>から<3>のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法である。
<5> 細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成手段と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置手段と、
を有することを特徴とする細胞組織体の製造装置である。
<6> 細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成し、細胞接着部を形成し、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする細胞組織体の製造プログラムである。
<7> 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置工程と、
を含むことを特徴とする細胞組織体の製造方法である。
<8> 前記細胞接着部の形成工程が、前記細胞非接着性材料を含む溶液を液滴として吐出し、前記液滴を、前記細胞接着性面を有する前記基板上へ配置することにより行う前記<7>に記載の細胞組織体の製造方法である。
<9> 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を形成した基板に対し、請求項2に記載の方法で、前記細胞非接着部のない基板上へ細胞接着性材料からなる細胞接着部を形成することにより、前記細胞接着部の形成工程を行う前記<7>から<8>のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法である。
<10> 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成する細胞接着部の形成手段と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置手段と、
を有することを特徴とする細胞組織体の製造装置である。
<11> 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成し、細胞接着部を形成し、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする細胞組織体の製造プログラムである。
Aspects of the present invention are as follows, for example.
<1> a step of forming a cell adhesive portion made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface;
A cell disposing step of disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and disposing the cells;
It is a manufacturing method of the cell structure | tissue characterized by including.
<2> The step of forming the cell adhesion part is performed by discharging the solution containing the cell adhesion material as droplets and placing the droplets on the substrate having the cell non-adhesive surface. 1>. The method for producing a cellular tissue body according to 1>.
<3> The cell tissue according to any one of <1> to <2>, wherein the cell drying inhibitor includes at least one of a protein selected from polyhydric alcohols, gelled polysaccharides, and extracellular matrix. It is a manufacturing method of a body.
<4> The method for producing a cellular tissue body according to any one of <1> to <3>, wherein the cell adhesive material contains a protein composed of an extracellular matrix.
<5> a cell adhesive portion forming means for forming a cell adhesive portion made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface;
A cell disposing means for disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, and discharging the cells to the cell adhesion part to dispose the cells;
It is a manufacturing apparatus of the cell tissue body characterized by having.
<6> A cell adhesion portion made of a cell adhesive material is formed in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface, and a cell adhesion portion is formed.
Disposing the cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and arranging the cells,
A program for manufacturing a cellular tissue body, which causes a computer to execute processing.
<7> a cell adhesion part forming step of forming a cell non-adhesion part made of a cell non-adhesive material on a substrate having a cell adhesion surface in a predetermined shape;
A cell disposing step of disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and disposing the cells;
It is a manufacturing method of the cell structure | tissue characterized by including.
<8> The step of forming the cell adhesion portion is performed by discharging a solution containing the cell non-adhesive material as droplets, and disposing the droplets on the substrate having the cell adhesion surface. <7> The method for producing a cellular tissue body according to <7>.
<9> With respect to the substrate on which the cell non-adhesive portion made of the cell non-adhesive material is formed, the cell adhesive portion made of the cell adhesive material is applied to the substrate without the cell non-adhesive portion by the method according to claim 2. The method for producing a cell tissue body according to any one of <7> to <8>, wherein the step of forming the cell adhesion portion is performed by forming.
<10> a cell adhesion part forming means for forming a cell nonadhesion part made of a cell nonadhesive material on a substrate having a cell adhesion surface in a predetermined shape;
A cell disposing means for disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, and discharging the cells to the cell adhesion part to dispose the cells;
It is a manufacturing apparatus of the cell tissue body characterized by having.
<11> A cell non-adhesive portion made of a cell non-adhesive material is formed in a predetermined shape on a substrate having a cell adhesive surface, and a cell adhesive portion is formed.
Disposing the cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and arranging the cells,
A program for manufacturing a cellular tissue body, which causes a computer to execute processing.

前記<1>から<4>及び<7>から<9>のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法、前記<5>及び<10>のいずれかに記載の細胞組織体の製造装置、並びに前記<6>及び<11>のいずれかに記載の細胞組織体の製造プログラムによれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。   <1> to <4> and <7> to <9> the method for producing a cell tissue body according to any one of the above, <5> and <10> the cell tissue body production apparatus according to any one of the above, In addition, according to the program for producing a cell tissue body according to any one of <6> and <11>, the conventional problems can be solved and the object of the present invention can be achieved.

特開2017−169560号公報JP 2017-169560 A

10 液滴吐出ヘッド
11 細胞懸濁液
12 液室
13 メンブレン
14 駆動部
15 ノズル
16 加振部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Droplet discharge head 11 Cell suspension 12 Liquid chamber 13 Membrane 14 Drive part 15 Nozzle 16 Excitation part

Claims (11)

細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置工程と、
を含むことを特徴とする細胞組織体の製造方法。
Forming a cell adhesion portion made of a cell adhesion material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface; and
A cell disposing step of disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and disposing the cells;
A method for producing a cellular tissue body, comprising:
前記細胞接着部の形成工程が、前記細胞接着性材料を含む溶液を液滴として吐出し、前記液滴を前記細胞非接着性面を有する前記基板上へ配置することにより行う請求項1に記載の細胞組織体の製造方法。   The said cell adhesion part formation process discharges the solution containing the said cell adhesive material as a droplet, and arrange | positions the said droplet on the said board | substrate which has the said cell non-adhesive surface. A method for producing a cell tissue body. 前記細胞乾燥抑制剤が、多価アルコール類、ゲル状多糖類、及び細胞外基質から選ばれる蛋白質の少なくともいずれかを含む請求項1から2のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法。   The method for producing a cellular tissue body according to any one of claims 1 to 2, wherein the cell drying inhibitor contains at least one of a protein selected from polyhydric alcohols, gelled polysaccharides, and extracellular matrix. 前記細胞接着性材料が、細胞外基質からなる蛋白質を含む請求項1から3のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法。   The method for producing a cellular tissue body according to any one of claims 1 to 3, wherein the cell adhesive material contains a protein comprising an extracellular matrix. 細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成する細胞接着部の形成手段と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置手段と、
を有することを特徴とする細胞組織体の製造装置。
A cell adhesion part forming means for forming a cell adhesion part made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface;
A cell disposing means for disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, and discharging the cells to the cell adhesion part to dispose the cells;
An apparatus for producing a cellular tissue body, comprising:
細胞接着性材料からなる細胞接着部を、細胞非接着性面を有する基板上における所定の位置に所定の形状で形成し、細胞接着部を形成し、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする細胞組織体の製造プログラム。
Forming a cell adhesive portion made of a cell adhesive material in a predetermined shape at a predetermined position on a substrate having a cell non-adhesive surface, and forming a cell adhesive portion;
Disposing the cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and arranging the cells,
A program for manufacturing a cellular tissue, which causes a computer to execute processing.
細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成する細胞接着部の形成工程と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置工程と、
を含むことを特徴とする細胞組織体の製造方法。
A step of forming a cell adhesion part that forms a cell non-adhesion part made of a cell non-adhesive material in a predetermined shape on a substrate having a cell adhesion surface;
A cell disposing step of disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and disposing the cells;
A method for producing a cellular tissue body, comprising:
前記細胞接着部の形成工程が、前記細胞非接着性材料を含む溶液を液滴として吐出し、前記液滴を、前記細胞接着性面を有する前記基板上へ配置することにより行う請求項7に記載の細胞組織体の製造方法。   The forming step of the cell adhesion part is performed by discharging the solution containing the cell non-adhesive material as droplets and placing the droplets on the substrate having the cell adhesion surface. A method for producing the cell tissue described above. 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を形成した基板に対し、請求項2に記載の方法で、前記細胞非接着部のない基板上へ細胞接着性材料からなる細胞接着部を形成することにより、前記細胞接着部の形成工程を行う請求項7から8のいずれかに記載の細胞組織体の製造方法。   3. Forming a cell adhesion portion made of a cell adhesive material on a substrate without the cell non-adhesion portion by the method according to claim 2 for a substrate on which a cell non-adhesion portion made of a cell non-adhesion material is formed. The manufacturing method of the cell tissue body in any one of Claim 7 to 8 which performs the formation process of the said cell adhesion part. 細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成する細胞接着部の形成手段と、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する細胞の配置手段と、
を有することを特徴とする細胞組織体の製造装置。
A cell adhesion part forming means for forming a cell nonadhesion part made of a cell nonadhesive material on a substrate having a cell adhesion surface in a predetermined shape;
A cell disposing means for disposing at least the cells and a cell suspension containing the cell drying inhibitor as droplets, and discharging the cells to the cell adhesion part to dispose the cells;
An apparatus for producing a cellular tissue body, comprising:
細胞非接着性材料からなる細胞非接着部を、細胞接着性面を有する基板上に所定の形状で形成し、細胞接着部を形成し、
少なくとも細胞及び細胞乾燥抑制剤を含有する細胞懸濁液を液滴として、前記細胞接着部へ吐出して前記細胞を配置する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする細胞組織体の製造プログラム。

A cell non-adhesive portion made of a cell non-adhesive material is formed in a predetermined shape on a substrate having a cell adhesive surface, and a cell adhesive portion is formed,
Disposing the cell suspension containing at least cells and a cell desiccation inhibitor as droplets, discharging the cells to the cell adhesion part, and arranging the cells,
A program for manufacturing a cellular tissue, which causes a computer to execute processing.

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