JP2023043525A - Cell culture vessel, cell culture kit, and cell culture method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞培養器、細胞培養キット、および細胞培養方法に関する。 The present invention relates to cell incubators, cell culture kits, and cell culture methods.
細胞や菌を培養する際には、一般的に、シャーレやマイクロプレートと呼ばれる、ガラス製、あるいはプラスチック製の専用の容器(以下、「細胞培養器」とも称する)が用いられる。これらの細胞培養器において、培養に使用される部分の形状は、平らな底面を有する単純な円筒形であることがほとんどである。 When culturing cells or fungi, a special container made of glass or plastic called petri dish or microplate (hereinafter also referred to as a “cell culture vessel”) is generally used. In most of these cell culture vessels, the shape of the portion used for culture is a simple cylindrical shape with a flat bottom surface.
ここで、細胞培養方法として、細胞培養器内に寒天ゲルの培地を載置する、固体培養が広く知られている。当該固体培養では、蒸留水に粉末寒天と液体培地とを加えて加熱溶解させ、当該溶液を冷めないうちに細胞培養器に注ぐ。そして、当該溶液を冷却・ゲル化させることで、培地が得られる。また、寒天に限らず、固体培養に用いるゲル化剤はサイズ変化がほとんどなく、細胞培養器との間に隙間が生じ難かった。 Here, as a cell culture method, solid culture is widely known in which an agar gel medium is placed in a cell culture vessel. In the solid culture, powdered agar and a liquid medium are added to distilled water, dissolved by heating, and the solution is poured into a cell culture vessel before cooling. Then, the medium is obtained by cooling and gelling the solution. In addition, gelling agents used for solid culture, not limited to agar, hardly change in size, and a gap between them and the cell culture vessel is less likely to occur.
ここで、本発明者らは、特定の合成高分子ゲルを足場としてガン細胞を培養すると、一部が幹細胞に転化し増殖する現象を見出し、高濃度のガン幹細胞を得る方法として提案している(例えば特許文献1、および非特許文献1、2等)。これまでもガン幹細胞を増やす方法はあったが、どれも高額な装置や試薬を必要とし、しかも少量のガン幹細胞を得るために2~3週間もの期間を要していた。これに対し、上記方法によれば、少量のガン細胞を合成高分子ゲル上で数日間培養するだけで、従来法と同程度の量のガン幹細胞を得ることが可能となる。 Here, the present inventors found a phenomenon that when cancer cells are cultured using a specific synthetic polymer gel as a scaffold, some of them are converted into stem cells and proliferate, and have proposed a method for obtaining cancer stem cells at a high concentration. (For example, Patent Document 1, Non-Patent Documents 1 and 2, etc.). There have been methods to increase cancer stem cells, but they all required expensive equipment and reagents, and it took two to three weeks to obtain a small amount of cancer stem cells. On the other hand, according to the above method, it is possible to obtain the same amount of cancer stem cells as in the conventional method, just by culturing a small amount of cancer cells on a synthetic polymer gel for several days.
ただし、上記現象を引き起こす合成高分子ゲルは、培養に用いる液体培地の液性によってサイズが変わりやすいという課題があった。また、上記合成高分子ゲル以外のゲル等でも、温度変化や液体培地の液性等によってサイズが変わりやすいゲルは多く存在する。 However, the synthetic polymer gel that causes the above phenomenon has a problem that the size is easily changed depending on the liquid properties of the liquid medium used for culture. In addition, there are many gels other than the above synthetic polymer gels whose size is likely to change due to changes in temperature, liquid properties of the liquid medium, and the like.
ここで、細胞培養器に、液体培地の液性等によってサイズが変わりやすい含水性ゲル(本明細書では、これらを総称して「ハイドロゲル」とも称する)を収容すると、当該ハイドロゲルが膨潤した場合には、皺が発生したり、割れが発生したりする。また、ハイドロゲルが収縮した場合には、細胞培養器とハイドロゲルとの間に細胞が落ちてしまったり、細胞培養器内でハイドロゲルが浮いてしまい、細胞がハイドロゲルの裏側に回り込んでしまうなどし、顕微鏡による培養細胞の状態観察や細胞数の計数等に支障が生じる結果につながる。 Here, when a hydrogel whose size is likely to change depending on the liquid properties of the liquid medium or the like (herein, these are collectively referred to as "hydrogel") is placed in a cell culture vessel, the hydrogel swells. In some cases, wrinkles or cracks may occur. In addition, when the hydrogel shrinks, the cells fall between the cell culture vessel and the hydrogel, or the hydrogel floats in the cell culture vessel, causing the cells to wrap around the back side of the hydrogel. This leads to problems in observing the state of cultured cells with a microscope and counting the number of cells.
そのため、細胞培養に膨潤収縮性ハイドロゲルを使用する場合には、当該ハイドロゲルをサイズ変化がなくなるまで液体培地に浸漬(本明細書では「平衡膨潤」とも称する)してから細胞培養器の形状に合わせて切断し、1枚ずつ細胞培養器のウェル内に入れていた。 Therefore, when a swelling-contracting hydrogel is used for cell culture, the hydrogel is immersed in a liquid medium until there is no change in size (herein also referred to as "equilibrium swelling"), and then the shape of the cell culture vessel is changed. and placed in the wells of the cell culture vessel one by one.
ここで、貴重な細胞および薬剤を用いて、何種類もの薬剤を一度にスクリーニングしたい場合、小容量の96穴マイクロプレート等を選択すべきである。しかしながら、上述のように、ハイドロゲルをウェルの形状に合わせて切断し、さらに96ヵ所の穴(ウェル)1つ1つに入れていく作業はとても現実的とは言えない。 Here, if you want to screen many kinds of drugs at once using valuable cells and drugs, you should select a small-capacity 96-well microplate or the like. However, as described above, it cannot be said that the work of cutting the hydrogel according to the shape of the well and inserting it into each of the 96 holes (wells) one by one is very unrealistic.
本発明は、簡便な方法でハイドロゲルシートを細胞培養器のウェルの形状に合わせて切断し、かつウェル内に容易に切断後のハイドロゲルを収容可能な細胞培養器、細胞培養キット、および当該細胞培養器を用いた細胞培養方法の提供を目的とする。 The present invention provides a cell culture vessel, a cell culture kit, and the cell in which a hydrogel sheet can be cut according to the shape of a well of a cell culture vessel by a simple method, and the hydrogel after cutting can be easily accommodated in the well. An object of the present invention is to provide a cell culture method using an incubator.
本発明は、ハイドロゲル上で細胞を培養するためのウェルを有する細胞培養器であって、表裏方向に延在する貫通孔を有する本体部と、前記本体部の裏側に配置される弾性部と、を有し、前記本体部は、前記貫通孔の一部であって前記本体部の表側に開口する第1貫通孔を含み、前記ウェルの側壁の一部を構成する、環状の側壁部と、前記貫通孔の一部であって前記本体部の裏側に開口する第2貫通孔を含み、前記ウェルの側壁の一部を構成する、環状の打抜き刃と、を有し、前記ウェルは、前記打抜き刃と前記弾性部とを当接させたときに、前記貫通孔の内周面、および前記弾性部に囲まれる領域である、細胞培養器を提供する。 The present invention is a cell culture vessel having wells for culturing cells on a hydrogel, comprising a body portion having through holes extending in the front and back directions, and an elastic portion arranged on the back side of the body portion. , wherein the main body includes a first through hole that is a part of the through hole and opens to the front side of the main body, and an annular side wall that constitutes a part of the side wall of the well; and an annular punching blade that is a part of the through hole and includes a second through hole that opens to the back side of the main body and that constitutes a part of the side wall of the well, wherein the well is A cell culture vessel is provided, which is a region surrounded by the inner peripheral surface of the through-hole and the elastic portion when the punching blade and the elastic portion are brought into contact with each other.
本発明は、上記細胞培養器と、ハイドロゲルシートと、を含む細胞培養キットも提供する。 The present invention also provides a cell culture kit including the above cell culture vessel and hydrogel sheet.
本発明は、上記細胞培養器を用いた細胞の培養方法であり、目的に応じた液体培地により平衡膨潤させたハイドロゲルシートを、前記打抜き刃と前記弾性部との間に挟む工程と、前記打抜き刃を前記弾性部側に押し込み、前記ハイドロゲルシートを打抜くことで、打抜き後のハイドロゲルを前記ウェル内に収容する工程と、前記ハイドロゲル上で細胞を培養する工程と、を含む、細胞培養方法も提供する。 The present invention is a method for culturing cells using the above-described cell culture vessel, comprising a step of sandwiching a hydrogel sheet equilibrium-swollen with a liquid medium according to the purpose between the punching blade and the elastic portion; A cell culture comprising: a step of punching out the hydrogel sheet by pressing a blade toward the elastic portion, and housing the punched hydrogel in the well; and a step of culturing cells on the hydrogel. We also provide a method.
本発明によれば、簡便な方法でウェル内にハイドロゲルを収容可能であり、例えばウェルが複数ある場合にも、ハイドロゲルシートを細胞培養器のウェルの形状に合わせて一度に切断し、かつすべてのウェル内に容易に切断後のハイドロゲルを収容可能な細胞培養器、これを含む細胞培養キット、さらには当該細胞培養器を用いた細胞培養方法が提供される。 According to the present invention, a hydrogel can be accommodated in a well by a simple method. Provided are a cell culture vessel that can easily accommodate the hydrogel after cutting in the well of the cell, a cell culture kit containing the same, and a cell culture method using the cell culture vessel.
本発明の細胞培養器は、細胞を培養するためのウェルを有し、当該ウェルにハイドロゲルを収容し、当該ハイドロゲル上で細胞を培養するための容器である。なお、本明細書において、ウェルとは、細胞を培養するための凹状の構造をいい、井筒形状とも称される構造である。上述のように、従来の細胞培養器では、ハイドロゲルシートをウェルの形状に合わせて裁断し、裁断後のハイドロゲルこれを一つずつウェル内に入れる作業が必要であった。これに対し、本発明の細胞培養器では、ハイドロゲルシートをウェルの形状に合わせて打抜き可能であり、さらに打抜き後のハイドロゲルをそのままウェル内に収容できる。したがって、ウェルの数が多い場合にも、簡便な作業でウェル内にハイドロゲルを収容できる。 The cell culture vessel of the present invention is a container having wells for culturing cells, housing hydrogels in the wells, and culturing cells on the hydrogels. In this specification, a well refers to a concave structure for culturing cells, and is also referred to as a well-shaped structure. As described above, in the conventional cell culture vessel, it was necessary to cut the hydrogel sheet according to the shape of the well and put the cut hydrogel into the well one by one. On the other hand, in the cell culture vessel of the present invention, the hydrogel sheet can be punched according to the shape of the well, and the punched hydrogel can be accommodated in the well as it is. Therefore, even when the number of wells is large, the hydrogel can be accommodated in the wells with a simple operation.
(細胞培養器の構成)
以下、本発明の細胞培養器の一実施形態について、図1および図2を参照して詳細に説明する。ただし、本発明の細胞培養器は、当該構成に限定されない。図1Aは、当該細胞培養器1およびハイドロゲルシート100を含む細胞培養キット110の分解斜視図であり、図1Bは、当該細胞培養キット110が完成した状態の斜視図である。また、図2Aは、ハイドロゲルシート100を打抜く前の本体部10および弾性部20の概略断面図であり、図2Bは、ハイドロゲルシート100を打抜いた後の本体部10および弾性部20の概略断面図であり、図2Cは、打ち抜かれたハイドロゲルシート100と第1貫通孔11aで構成されるウェル50に液体培地60を添加した後の状態を示す概略断面図である。なお、図2A~図2Cでは便宜上、外形線を一部省略する。
(Configuration of cell incubator)
One embodiment of the cell incubator of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. However, the cell culture vessel of the present invention is not limited to this configuration. FIG. 1A is an exploded perspective view of a
細胞培養器1は、表裏方向に延在する貫通孔11を有する本体部10と、当該本体部10の裏側に配置される弾性部20と、を有する。本実施形態の細胞培養器1は、本体部10および弾性部20を収容するための筐体30、および内部の汚染を防ぐためのカバー(図示せず)をさらに有する。ただし、細胞培養器1は、必ずしも筐体30およびカバーを有していなくてもよい。
The cell culture vessel 1 has a
本実施形態の細胞培養器1では、上記本体部10が有する打抜き刃13と、弾性部20とを当接させたときに、貫通孔11の内周面、および弾性部20に囲まれる領域が、ウェル50となる。本実施形態では、本体部10が、複数の貫通孔11およびこれに対応する打抜き刃13を有するが、貫通孔11および打抜き刃13の数は特に制限されず、例えば1つであってもよい。ただし、貫通孔11および打抜き刃13の数(ウェル50の数)が多い場合に、本実施形態の効果が特に得られやすい。そこで、貫通孔11および打抜き刃13の数は、2つ以上が好ましい。なお、複数の貫通孔11は、本体部10にランダムに配置されていてもよいが、規則的に配置されていることが、細胞培養時の操作性の観点等から好ましい。またこのとき、隣り合う貫通孔11どうしの距離は、細胞培養器1の用途に応じて適宜選択される。
In the cell culture vessel 1 of the present embodiment, when the
細胞培養器1の本体部10は、図2Aに示すように、裏表方向に延在する貫通孔11を有する。当該貫通孔11は、本体部10の表側に開口し、環状の側壁部12によって囲まれた第1貫通孔11aと、本体部10の裏側に開口し、環状の打抜き刃13によって囲まれた第2貫通孔11bとを有する。
As shown in FIG. 2A, the
本実施形態の細胞培養器では、第2貫通孔11bが、打抜き後のハイドロゲル100aを収容する領域となる、第1貫通孔11aが、ハイドロゲル100a上で細胞を培養する領域となる。
In the cell culture vessel of the present embodiment, the second through-
ここで、本体部10の第1貫通孔11aの形状は特に制限されないが、本実施形態では、第1貫通孔11aと第2貫通孔11bとの境界において、第1貫通孔11aの水平方向の断面積が、第2貫通孔11bの水平方向の断面積より小さくなるように設定されることが好ましい。当該境界領域において、第1貫通孔11aの水平方向の断面積が、第2貫通孔11bの水平方向の断面積より小さいと、打抜き後のハイドロゲル100aが第1貫通孔11a内に入り込み難くなる効果が期待される。なお、本実施形態では、第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの間に段差面11cが生じるよう、第1貫通孔11a全体の開口面積が、第2貫通孔11bの開口面積より小さく設定されている。第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの間に段差面11cが存在すると、100aがウェル50内で浮き上がることを抑制しやすくなる。
Here, the shape of the first through
ここで、第1貫通孔11aの水平方向の断面積は、本体部10の表側の開口から上記段差面11cにかけて、本実施形態では一定であるが、連続的または断続的に変化していてもよい。例えば、第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの境界において、第1貫通孔11aの水平方向の断面積が、第2貫通孔11bの水平方向の断面積より小さくなるように、上記第1貫通孔11aを囲む側壁部12に、第1貫通孔11a内に張り出す、複数の凸条部や、複数の突起等が配置されていてもよい。この場合、凸条部や突起は、第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの境界近傍の側壁部12に少なくとも配置されていればよい。また、第1貫通孔11aの水平方向の断面形状は特に制限されず、本実施形態では円形状であるが、多角形状や楕円状であってもよい。
In this embodiment, the horizontal cross-sectional area of the first through-
一方、側壁部12の第1貫通孔11aを囲む環状の面の外側の形状も特に制限されず、本実施形態では、図1Aに示すように、複数の筒状の側壁部12が連結部14によって、一体化された形状を有するが、当該形状に限定されない。例えば、直方体状の部材に、複数の第1貫通孔11aが形成されたような構造であってもよい。
On the other hand, the shape of the outer side of the annular surface surrounding the first through
また、第2貫通孔11bの水平方向の断面積は、所望のハイドロゲル100aの大きさに応じて適宜選択される。なお、打抜き後のハイドロゲル100aに表面に皺が寄ったり、凹凸が生じたりすることを抑制し、さらにハイドロゲル100aと打抜き刃13との間に隙間が生じないようにするため、第2貫通孔11bの水平方向の断面積は、本体部10の裏側の開口から、上記段差面11cにかけて一定であることが好ましい。なお、第2貫通孔11bの水平方向の断面形状は特に制限されず、本実施形態では円形状であるが、多角形状や楕円状であってもよい。
Moreover, the horizontal cross-sectional area of the second through-
一方、上記第2貫通孔11bを囲む打抜き刃13は、ハイドロゲルシート100を所望の形状に打抜くことが可能な環状の刃であればよく、その水平方向の厚み等はハイドロゲルシート100の種類等によって適宜選択される。打抜き刃13の内側の面は、ハイドロゲルシート100に対して略垂直に当接することが好ましく、片刃状の刃であることが好ましい。つまり、打抜き刃13の外側が傾斜した片刃状の刃であることが好ましい。
On the other hand, the
また、打抜き刃13(第2貫通孔11b)の高さは、ハイドロゲルシート100の厚さより若干高いことが好ましい。打抜き後のハイドロゲル100aは、第2貫通孔11b内に収容される。そのため、打抜き刃13の高さが低すぎると、本実施形態の本体部10では、ハイドロゲルシート100を完全に打抜く前に、ハイドロゲルシート100と、上記段差面11cとが当接していまい、ハイドロゲルシート100の打抜きが不完全になりやすい。また、打抜き刃13の刃先と弾性部20との間に隙間が生じる。その結果、ハイドロゲル100a上で細胞を培養する際に、隣接するウェル50間で液体培地60が移動しやすく、コンタミネーションが生じやすい。一方、打抜き刃13の高さが高すぎると、ウェル50内でハイドロゲル100aが浮きやすくなる。これに対し、打抜き刃13の高さが、ハイドロゲルシート100の厚さより若干高い状態であると、ハイドロゲルシート100を完全に打抜くことが可能であり、さらに打抜き刃13の刃先が、弾性部20と十分に密着できる。なお、打ち抜き刃13は、液体培地60の止水性を確実にするために、打抜き刃13の刃先が弾性部20に食い込んだ状態を保持できる高さを有することが好ましい。本実施形態の本体部10の構造によれば、ハイドロゲル100aの浮き上がりも抑制できる。
Moreover, it is preferable that the height of the punching blade 13 (second through
なお、本体部10は、本実施形態の目的および効果を損なわない範囲において、上記以外の構造を有していてもよい。例えば、本体部10が、筐体30と係合するための係合部(図示せず)等を有していてもよい。本体部10が、筐体30と係合するための係合部を有すると、本体部10(打抜き刃13)と弾性部20とを当接させた後、本体部10が弾性部20の反発力によって押し返されて打抜き刃13と弾性部20との間に隙間が生じることを抑制できる。つまり、本体部10と弾性部20とを密着させた状態で、保持可能となる。このような係合部の構造は特に制限されず、公知の構造とすることができる。
Note that the
また、本体部10の平面視形状は特に制限されず、本実施形態では矩形状であるが、例えば円形状や楕円形状、多角形状等、いずれであってもよい。
Further, the shape of the
ここで、本体部10を構成する材料は、細胞培養に使用する液体培地によって膨潤したり、侵食されたりしない材料であればよい。例えば樹脂であってもよく、金属であってもよく、セラミックスであってもよく、これらを組み合わせたものであってもよい。樹脂の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート等のエステル系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリスチレン;ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ウレタン樹脂;シリコーン樹脂;アクリル樹脂;、塩化ビニル;等が含まれる。金属の例には、ステンレス鋼や、フッ素樹脂処理ステンレス鋼等が含まれる。セラミックスの例には、ガラス等が含まれる。これらの中でも、コストや成形性等の観点で、樹脂が好ましく、耐久性や硬度等の観点から一般的な細胞培養器でも広く使われているポリスチレン、ポリプロピレンが好ましい。なお、打ち抜き刃13のみ、異なる樹脂や金属、セラミックス等によって形成されていてもよい。特に、打抜き刃13は、ハイドロゲルシート100および後述の弾性部20より硬度が固く、撓み難い材料で構成されていることが好ましい。
Here, the material constituting the
本体部10の製造方法は特に制限されず、例えば射出成形等により、全ての構造を一体に形成してもよく、打抜き刃13以外の部分と、打ち抜き刃13とを別々に作製し、これらを組み合わせてもよい。
The manufacturing method of the
一方、弾性部20は、ハイドロゲルシート100を打抜き後、本体部10の第2貫通孔11bの開口(本体部10の裏側の開口)を隙間なく覆うことが可能であり、さらに打抜き刃13の刃先と密着可能な部材であればよい。本実施形態では、弾性部20が1枚のシートで構成されているが、複数の打ち抜き刃13の開口を、それぞれ異なる弾性部20で覆うように、弾性部20が複数に分割されていてもよい。
On the other hand, after the
また、本実施形態では、当該弾性部20が筐体30から取り外し可能に構成されているが、弾性部20は、筐体30に固定されていてもよい。また筐体30が弾性を有する材料で構成されている場合には、当該筐体30を弾性部として使用してもよい。
Further, in this embodiment, the
弾性部20の硬さ(ショア硬さA)は10°~80°が好ましく、20°~40°がより好ましい。弾性部20の硬さが80°超であると、打抜き刃13が当接した際に刃が変形・破損したりすることがある。また、弾性部20の弾性変形が十分起こらず、密着し難くなる結果、打抜き刃13と弾性部20との隙間から、液体培地60が漏れる可能性が高くなる。一方、弾性部20の硬さが10°未満であると、打抜き刃13がハイドロゲルシート100を打ち抜くために必要な力が、弾性部20の過度な変形によって吸収されたり、打抜き刃13との当接によって弾性部20が割けたり崩れたりする可能性が高くなる。ショア硬さは、デュロメーターと呼ばれる専用機器を用い、新JIS規格(JIS K 6253)に準じた方法で測定される値である。
The hardness (Shore hardness A) of the
弾性部20の厚みは、弾性部20が打抜き刃13と隙間なく密着可能であり、かつ打抜き刃13によって打抜かれない厚みであれば特に制限されず、選択される弾性部20の素材、物性に応じて適宜決定される。
The thickness of the
また、弾性部20を構成する材料は、細胞培養に使用する液体によって膨潤したり侵食されたりせず、さらに上記弾性を有していればよい。その例には、シリコーンエラストマー、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン等が含まれる。これらの中でもシリコーンエラストマーが、耐熱性や各種液体に対する安定性等の観点で好ましい。
Moreover, the material constituting the
また、本実施形態の筐体30は、略直方体状の凹部を有し、当該凹部内に上記弾性部20および本体部10を収容することが可能であればよい。本実施形態では、筐体30が直方体状であるが、当該構造に限定されない。
In addition, the
また、当該筐体30は、本体部10を所定の位置で固定するための係合部(図示せず)や、カバーを固定するための係合部(図示せず)をさらに有していてもよい。係合部の形状は公知の構造とすることができる。
The
筐体30の材料は、細胞培養に使用する液体によって膨潤したり侵食されたりせず、弾性部20や本体部10を支持可能であれば、特に制限されない。筐体30の材料は、樹脂であってもよく、金属であってもよく、セラミックスであってもよく、ガラスであってもよい。これらは、上述の本体部10に使用可能な材料と同様である。
The material of the
また、本実施形態のカバーは、上記本体部10の第1貫通孔11aを覆い、不純物がウェル50内に入り込むことを抑制できればその構造に限定されない。なお、本実施形態では、カバーが筐体30から取り外し可能に構成されているが、カバーは、筐体30の一部に、回動可能に取り付けられていてもよい。また、カバーは、本体部10から必要に応じて剥離可能なフィルム等であってもよい。
Moreover, the cover of the present embodiment is not limited to the structure as long as it can cover the first through
カバーの材料は、細胞培養に使用する液体によって膨潤したり侵食されたりしない材料であればよく、樹脂であってもよく、金属であってもよく、セラミックスであってもよく、ガラスであってもよい。これらは、上述の本体部10に使用可能な材料と同様である。
The material of the cover may be any material that does not swell or erode with the liquid used for cell culture, and may be resin, metal, ceramics, or glass. good too. These are similar to the materials available for the
ここで、細胞培養器1は、上記本体部10、弾性部20、筐体30を含む状態で流通されてもよく、カバーを含む状態で流通されてもよい。また、例えば上記本体部10および弾性部20のみを含む状態で流通されてもよい。さらに、図1Aおよび図1Bに示すように、上記細胞培養器1とハイドロゲルシート100とを含む細胞培養キットとして流通されてもよい。
Here, the cell culture vessel 1 may be distributed in a state including the
(他の実施形態)
上記説明では、第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの水平方向の断面形状が、それぞれ円形状であり、第1貫通孔11aおよび第2貫通孔11bの境界に、底面視形状が円環状である段差面11cが形成されていた。ただし、段差面11cの底面視形状は、必ずしも、円環状である必要はなく、任意の形状とすることができる。
(Other embodiments)
In the above description, the horizontal cross-sectional shapes of the first through-
また、上記ではウェル50の底面、すなわち弾性部20の本体部10側の表面が平面状であったが、当該弾性部20の表面は、必ずしも平面である必要はない。例えば、半球状に窪んでいてもよく、角錐状や円錐状に窪んでいてもよい。
In the above description, the bottom surface of the well 50, that is, the surface of the
また、第1貫通孔11aの水平方向の断面積と、第2貫通孔11bの水平方向の断面積とが同一である場合、ハイドロゲルシート100の打抜き後、ハイドロゲル100aの浮き上がりを抑制するために、環状の部材等を、第1貫通孔11a内に挿入してもよい。
Further, when the horizontal cross-sectional area of the first through-
(細胞培養器の使用方法)
上述の細胞培養器1の使用方法、すなわち細胞培養方法を図2A、図2B、および図2Cを用いて説明する。当該細胞培養方法では、ハイドロゲルシート100を、打抜き刃13と弾性部20との間に挟む(以下、「挟み込み工程」とも称する)。そして、上記打抜き刃13を弾性部20側に押し込み、ハイドロゲルシート100を打抜くことで、打抜き後のハイドロゲル100aをウェル50(第2貫通孔11b)内に収容する(以下、「収容工程」とも称する)。その後、ハイドロゲル100a上(第1貫通孔11a内部)で細胞を培養する(以下、「細胞培養工程」とも称する)。本実施形態の細胞培養方法は、本実施形態の目的および効果を損なわない範囲において、これら以外の工程を有していてもよい。
(How to use the cell incubator)
A method of using the cell incubator 1 described above, that is, a cell culture method will be described with reference to FIGS. 2A, 2B, and 2C. In the cell culture method, the
上記挟み込み工程では、ハイドロゲルシート100を準備するが、当該ハイドロゲルシート100は、培養の対象となる細胞や組織、菌等に合わせ、また培養目的に応じた液体培地によって、サイズの変化がなくなるまで平衡膨潤させたものであることが好ましい。当該ハイドロゲルシートの種類は特に制限されず、上述の特許文献1(国際公開第2018/151309号)に記載されている合成高分子ゲルであってもよい。また、コラーゲン(I型、II型、III型、V型、XI型等)、マウスEHS腫瘍抽出物(IV型コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等を含む)より再構成された基底膜成分(商品名:マトリゲル)、ゼラチン、寒天、アガロース、フィブリン、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、プロテオグリカン等を用いて作製した天然高分子由来のゲルシートであってもよい。また、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリエチレンオキシド、ポリ(II-ヒドロキシエチルメタクリレート)/ポリカプロラクトン由来のハイドロゲルシートであってもよく、これらの天然由来高分子、および合成高分子の中から複数を選択し、これらを組み合わせたハイドロゲルシートであってもよい。
In the sandwiching step, the
また、上記ハイドロゲルシート100を平衡膨潤させる方法は、公知の方法と同様とすることができ、例えば上記ハイドロゲルシート100を液体培地にサイズ変化が生じなくなるまで浸漬する方法が挙げられる。また、ハイドロゲルシート100を必要に応じて加熱したり冷却したりしてもよい。また、使用するハイドロゲルシート100の大きさは特に制限されないが、例えば筐体30の大きさに合わせて、切断してもよい。
Moreover, the method for equilibrium swelling of the
そして、図2Aに示すように、平衡膨潤させたハイドロゲルシート100を打抜き刃13と弾性部20との間に挟み込む。具体的には、筐体30内に弾性部20、ハイドロゲルシート100、および本体部10をこの順に配置する。なお、筐体30と弾性部20が一体化している場合や、筐体30内に弾性部20が予め配置されている場合等には、当該弾性部20上にハイドロゲルシート100および本体部10を配置すればよい。ここで、本体部10は、打抜き刃13がハイドロゲルシート100と接するように配置する。
Then, as shown in FIG. 2A, the equilibrium-
続いて、図2Bに示すように、上記収容工程で、本体部10(打抜き刃13)を弾性部20側に、打抜き刃13と弾性部20とが当接するまで押し込む。このとき、必要に応じて押し込み補助工具を使用してもよい。当該押し込みにより、打抜き刃13によってハイドロゲルシート100が所望の形状に打抜かれ、ウェル50(第2貫通孔11b)内に打抜き後のハイドロゲル100aが収容される。その後、上述のように、本体部10および筐体30が、係合可能な構造を有する場合には、当該構造によって、本体部10の位置を固定してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, in the accommodation step, the body portion 10 (punching blade 13) is pushed toward the
また、本工程で本体部10を弾性部20側に押し込む際、本体部10上にカバーを配置してから、押し込んでもよく、カバーを外した状態で、本体部10を押し込んでもよい。
Further, when pushing the
そして、図2Cに示すように、上記ウェル50内に細胞や必要に応じて液体培地60等を入れ、上記ハイドロゲル100a上で細胞を培養する(細胞培養工程)。本実施形態で培養可能な種類は特に制限されず、各種細胞を培養することができる。 Then, as shown in FIG. 2C, cells and, if necessary, a liquid medium 60 or the like are put into the well 50, and the cells are cultured on the hydrogel 100a (cell culture step). The types of cells that can be cultured in this embodiment are not particularly limited, and various types of cells can be cultured.
(効果)
上述のように、本発明の細胞培養器によれば、ハイドロゲルシートを準備し、これを本体部と弾性部との間に挟み込み、打抜くだけで、ウェルの内部に所望の形状のハイドロゲルを収容できる。また、当該細胞培養器が複数のウェルを有していたとしても、本体部(打抜き刃)と弾性部とが密着することで、複数のウェル間で液体が移動することを抑制でき、コンタミネーションが生じ難い。
(effect)
As described above, according to the cell culture vessel of the present invention, a hydrogel sheet of a desired shape can be formed inside the wells simply by preparing a hydrogel sheet, sandwiching it between the main body portion and the elastic portion, and punching the sheet. can accommodate. In addition, even if the cell culture vessel has a plurality of wells, the body (punching blade) and the elastic portion are in close contact with each other, thereby suppressing the movement of the liquid between the plurality of wells and preventing contamination. is difficult to occur.
また、本発明の細胞培養器によれば、どのようなハイドロゲルシートも利用できる。特に平衡膨潤済みのハイドロゲルシートを打ち抜き刃で打ち抜いた場合には、ウェル内でハイドロゲルのサイズが変化し難い。したがって、ウェル内で割れたり表面に皺が寄ったりし難くなる。さらに、細胞培養器との間に隙間が生じたりすることも少ないという利点がある。 Any hydrogel sheet can be used according to the cell culture vessel of the present invention. In particular, when the equilibrium-swollen hydrogel sheet is punched out with a punching blade, the size of the hydrogel is less likely to change in the well. Therefore, cracks in the well and wrinkles on the surface are less likely to occur. Furthermore, there is an advantage that there is little gap between the cell culture vessel and the like.
さらに、本発明の細胞培養器では、液体培地を入れた際にハイドロゲルが浮き上がらないような構造とすることができる。したがって、培養期間中、ハイドロゲルのサイズ変化に伴うゲルの破損や空隙の発生を抑制でき、これまで培地として使用できなかったハイドロゲルを細胞培養に活用できるようになる。 Furthermore, the cell culture vessel of the present invention can have a structure in which the hydrogel does not float when the liquid medium is added. Therefore, it is possible to suppress the breakage of the gel and the generation of voids due to the change in size of the hydrogel during the culture period, and the hydrogel, which could not be used as a medium until now, can be used for cell culture.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples.
[実施例1]
図1に示す構造の本体部10、弾性部20、筐体30、およびカバー(図示せず)を有する樹脂製の細胞培養器1を準備した。当該細胞培養器1の弾性部20は、厚み0.8mmのシリコーンエラストマー(信越化学工業社製、KE-109E、ショア硬さA約25°)とした。そして、本体部10の打抜き刃13と、弾性部20との間に、厚さ1.5mmのシングルネットワークゲル(ポリスチレンスルホン酸ナトリウムゲル)を配置し、荷重をかけながら本体部10を弾性部20側に20mm/分で押し込んだ。このとき、万能材料試験機(A&D社製 RTC-1310A)の圧縮試験モードにて、上記高強度ハイドロゲルの切断に必要な荷重を測定した。
[Example 1]
A resin-made cell culture vessel 1 having the structure shown in FIG. 1, the
[結果]
上記高強度ゲルの切断に必要な荷重は約5kg重であった。上記のように、本発明の細胞培養器を使用すれば、非常に小さい力でシングルネットワークハイドロゲルを切断可能であり、クリーンベンチ内で、非常に弱い力でも十分に使用可能であることが実証された。
[result]
The load required to cut the high-strength gel was about 5 kg. As described above, if the cell culture vessel of the present invention is used, it is possible to cut a single network hydrogel with a very small force, and it is demonstrated that even a very weak force can be used sufficiently in a clean bench. was done.
[実施例2]
図1に示す構造の本体部10、弾性部20、筐体30、およびカバー(図示せず)を有する樹脂製の細胞培養器1を準備した。当該細胞培養器1の弾性部20は、厚み0.8mmのシリコーンエラストマー(信越化学工業社製、KE-109E、ショア硬さA約25°)とした。そして、本体部10の打抜き刃13と、弾性部20との間に、厚さ1.5mmの高強度ハイドロゲル(ポリ-2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸とポリジメチルアクリルアミドから成るダブルネットワークゲル)を配置し、荷重をかけながら本体部10を弾性部20側に20mm/分で押し込んだ。このとき、万能材料試験機(A&D社製 RTC-1310A)の圧縮試験モードにて、上記高強度ハイドロゲルの切断に必要な荷重を測定した。
[Example 2]
A resin-made cell culture vessel 1 having the structure shown in FIG. 1, the
[結果]
上記高強度ゲルの切断に必要な荷重は約25kg重であった。本発明の細胞培養器を使用すれば、比較的小さい力で高強度ハイドロゲルを切断可能であった。上述のように、ハイドロゲルの種類によっては、打ち抜き刃で打ち抜く際に、押し込み補助工具を使用してもよい。
[result]
The load required to cut the high-strength gel was about 25 kg weight. By using the cell culture vessel of the present invention, it was possible to cut the high-strength hydrogel with a relatively small force. As described above, depending on the type of hydrogel, a pressing aid may be used when punching with a punching blade.
[実施例3]
図1に示す構造の本体部10、弾性部20、筐体30、およびカバー(図示せず)を有する樹脂製の細胞培養器1を準備した。当該細胞培養器1の弾性部20は、厚み0.8mmのシリコーンエラストマー(信越化学工業社製、KE-109E、ショア硬さA約25°)とした。そして、本体部10の打抜き刃13と、弾性部20とが密着するように固定した後、各ウェル50に、人工着色料で着色した水を入れた。そして、打抜き刃13および弾性部20による止水性を長時間(最長2週間)に亘って確認した。結果を図3Aに示す。
[Example 3]
A resin-made cell culture vessel 1 having the structure shown in FIG. 1, the
[比較例1]
上記弾性部20を、厚さ0.5mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに変更した以外は、実施例2と同様に細胞培養器を準備した。打抜き刃およびPETフィルムによる止水性を観察し、着色水を入れて3分後の結果を図3Bに示す。
[Comparative Example 1]
A cell culture vessel was prepared in the same manner as in Example 2, except that the
[比較例2]
上記弾性部20を用いず、細胞培養器1の打抜き刃13とポリスチレン製の筐体30の底面とを接触させた以外は、実施例2と同様に細胞培養器を準備した。そして、打抜き刃と筐体による止水性を観察し、着色水を入れて3分後の結果を図3Cに示す。
[Comparative Example 2]
A cell culture vessel was prepared in the same manner as in Example 2 except that the
[結果]
図3Aに示すように、弾性部としてシリコーンエラストマーを用いた場合には、2週間経過しても、水の漏れは確認されなかった(図3A)。一方、弾性部の代わりにPETフィルムを用いた場合や、直接ポリスチレン製の筐体と接触させた場合には、短時間で全てのウェル外に水が漏れたことを確認した(図3Bおよび図3C)。
[result]
As shown in FIG. 3A, when a silicone elastomer was used as the elastic portion, no water leakage was observed even after two weeks (FIG. 3A). On the other hand, it was confirmed that water leaked out of all the wells in a short time when a PET film was used instead of the elastic part or when the polystyrene housing was directly contacted (Fig. 3B and Fig. 3B). 3C).
本発明の細胞培養器によれば、簡便な方法でハイドロゲルシートを細胞培養器のウェルの形状に合わせて切断し、かつウェル内に容易に切断後のハイドロゲルを収容可能である。したがって、ハイドロゲルを用いた各種細胞の培養に非常に有用である。 According to the cell culture vessel of the present invention, the hydrogel sheet can be cut by a simple method to match the shape of the well of the cell culture vessel, and the hydrogel after cutting can be easily accommodated in the well. Therefore, it is very useful for culturing various cells using hydrogel.
1 細胞培養器
10 本体部
11 貫通孔
11a 第1貫通孔
11b 第2貫通孔
11c 段差面
12 側壁部
13 打抜き刃
14 連結部
20 弾性部
30 筐体
50 ウェル
60 液体培地
100ハイドロゲルシート
100a 打抜き後のハイドロゲル
110 細胞培養キット
1
Claims (8)
表裏方向に延在する貫通孔を有する本体部と、
前記本体部の裏側に配置される弾性部と、
を有し、
前記本体部は、
前記貫通孔の一部であって前記本体部の表側に開口する第1貫通孔を含み、前記ウェルの側壁の一部を構成する、環状の側壁部と、
前記貫通孔の一部であって前記本体部の裏側に開口する第2貫通孔を含み、前記ウェルの側壁の一部を構成する、環状の打抜き刃と、
を有し、
前記ウェルは、前記打抜き刃と前記弾性部とを当接させたときに、前記貫通孔の内周面、および前記弾性部に囲まれる領域である、
細胞培養器。 A cell culture vessel having wells for culturing cells on a hydrogel,
a body portion having through holes extending in the front and back directions;
an elastic portion arranged on the back side of the main body;
has
The main body is
an annular side wall portion that includes a first through hole that is a part of the through hole and opens to the front side of the body portion and that constitutes a part of the side wall of the well;
an annular punching blade that includes a second through hole that is a part of the through hole and opens to the back side of the main body and that constitutes a part of the side wall of the well;
has
The well is a region surrounded by the inner peripheral surface of the through-hole and the elastic portion when the punching blade and the elastic portion are brought into contact with each other.
cell incubator.
請求項1に記載の細胞培養器。 The hydrogel is accommodated in the well by punching out the equilibrium-swollen hydrogel sheet with the punching blade and bringing the punching blade into close contact with the elastic portion.
The cell incubator according to claim 1.
請求項1または2に記載の細胞培養器。 At the boundary between the first through-hole and the second through-hole, the horizontal cross-sectional area of the first through-hole is smaller than the horizontal cross-sectional area of the second through-hole,
The cell incubator according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれか一項に記載の細胞培養器。 The body portion has a plurality of the side wall portions and a plurality of the punching blades respectively corresponding to the plurality of side wall portions,
The cell culture vessel according to any one of claims 1-3.
請求項1~4のいずれか一項に記載の細胞培養器。 wherein the elastic portion comprises a silicone elastomer;
The cell culture vessel according to any one of claims 1-4.
請求項1~5のいずれか一項に記載の細胞培養器。 wherein the main body contains a resin,
The cell culture vessel according to any one of claims 1-5.
ハイドロゲルシートと、
を含む細胞培養キット。 A cell culture vessel according to any one of claims 1 to 6,
a hydrogel sheet;
A cell culture kit containing
目的に応じた液体培地により平衡膨潤させたハイドロゲルシートを、前記打抜き刃と前記弾性部との間に挟む工程と、
前記打抜き刃を前記弾性部側に押し込み、前記ハイドロゲルシートを打抜くことで、打抜き後のハイドロゲルを前記ウェル内に収容する工程と、
前記ハイドロゲル上で細胞を培養する工程と、
を含む、細胞培養方法。
A method for culturing cells using the cell incubator according to any one of claims 1 to 6,
A step of sandwiching a hydrogel sheet equilibrium-swollen with a liquid medium according to the purpose between the punching blade and the elastic portion;
A step of pressing the punching blade toward the elastic portion to punch out the hydrogel sheet, thereby accommodating the punched hydrogel in the well;
culturing cells on the hydrogel;
A cell culture method, comprising:
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---|---|---|---|
JP2021151208A JP2023043525A (en) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | Cell culture vessel, cell culture kit, and cell culture method |
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2022
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