JP2023539242A - 生物学的な組織を支持するゲル液滴の精製の為の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

生物学的な組織（例えば細胞）を包含するゲル液滴を形成する為の方法及び装置、特に、解離した細胞を含むゲル液滴（マイクロオルガノスフェアを包含する）からオイルを除去する為の方法及び装置が、本願に記載される。此れ等のゲル液滴、特にマイクロオルガノスフェアの形成にオイルを用いる事は有益であるが、オイルはゲル液滴内の細胞の成長及び生残を阻害し得る。本願に記載される方法及び装置はオイルの除去を可能にし得、齎されるゲル液滴の生残及び品質を向上させ得る。

Description

関連出願の相互参照
本願は「生物学的な組織を支持するゲル液滴の精製の為の方法及び装置（METHODS AND APPARATUSES FOR PURIFICIAION OF GEL DROPLETS SUPPORTING BIOLOGICAL TISSUE）」と題する２０２０年８月２６日出願の米国特許仮出願第６３／０７０，３３４号及び「生物学的な組織を支持するゲル液滴の精製の為の方法及び装置（METHODS AND APPARATUSES FOR PURIFICATION OF GEL DROPLETS SUPPORTING BIOLOGICAL TISSUE）」と題する２０２１年４月１９日出願の米国特許出願第１７／２３３，９５０号の優先権を主張する；此れ等の内容は其れ等の全体が参照に依って本願に組み込まれる。

参照に依る組み込み
本明細書に於いて言及される全ての公開物及び特許出願は、各個々の公開物又は特許出願が具体的に且つ個々に参照に依って組み込まれる事を意図される場合と同じ程度に、其れ等の全体が参照に依って本願に組み込まれる。

分野
本願に記載される方法及び装置は、生物学的な組織を包含するゲル液滴（例えば、オルガノスフェア、例えば、マイクロオルガノスフェア、オルガノイド、マイクロオルガノイド等）を形成する為の方法及び装置に関する。具体的には、然もなければゲル液滴内の細胞を阻害又は損害し得るオイルを除去する事を包含する此れ等のゲル液滴を形成する為の方法及び装置が、本願に記載される。

モデル細胞及び組織のシステムは生物学的及び医学的研究に有用である。最も普通の実施は、組織から不死化細胞株を誘導し、其れ等を二次元（２Ｄ）条件で（例えば、ペトリ皿又はウェルプレートで）培養する事である。然し乍ら、基礎研究に甚だ有用だが、２Ｄ細胞株は、治療に対する個々の患者の応答とは良く相関しない。特に、三次元細胞培養モデルは、発生生物学、疾患病理学、再生医療、薬物毒性、及び有効性試験、並びに個別化医療に於いて特に役立つと判明しつつある。例えば、スフェロイド及びオルガノイドは研究されている三次元細胞凝集体である。

多細胞腫瘍スフェロイドは７０年代初期に最初に記載され、非接着条件下に於ける癌細胞株の培養に依って得られた。スフェロイドは、典型的には、超低接着プレート上で自由浮遊細胞凝集体として癌細胞株から形成される。スフェロイドは２Ｄ細胞培養よりも多くの幹細胞関連特性を維持するという事が示されている。

オルガノイドは、主要な細胞系列の細胞に分化し得る幹細胞の集団を包含するインビトロ由来細胞凝集体である。オルガノイドは、典型的には１ｍｍ直径よりも多くの直径を有し、継代に依って培養される。典型的には、オルガノイド培養物を成長及び拡大させる事は２Ｄ細胞培養物よりも低速である。

最近、マイクロオルガノイドが開発された。此れ等は、迅速な且つ信頼性あるスクリーニングに、特に個別化医療、例えば薬物応答のエクスビボ試験を実施する事に用いられ得る。マイクロオルガノイドは、より小さく、形状及び細胞数がより均一であり得、従来のオルガノイド又は腫瘍スフェロイドよりも少数の細胞を包含し得る。

然し乍ら、本願に於いては便宜上「オルガノスフェア」と言われ得るオルガノイドの此れ等の型の全て（従来のオルガノイド、スフェロイド、及びマイクロオルガノスフェア）は、全てが典型的にはオイルを用いて形成される。例えば、オルガノイドは、未ポリマー化マトリックス材料（例えば、基質の基底膜マトリックス、例えばマトリゲル）を解離した組織、例えば腫瘍組織と混合する事と、其れから、オイル等の非相容性担体流体の流れ又は溜まりの中に於いて此の混合物を球体へとポリマー化する事とに依って形成され得る。オイルは球体を形成する事に役立つが、オイルはオルガノスフェア内の細胞の成長を阻害し得る。オイルは繰り返しの濯ぎに依って洗浄され得る。然し乍ら、斯かる濯ぎはオイルの全てを除去する事に於いて余り有効では無く、より長い期間をも又要求し得、此れの間に細胞はオイルに暴露された儘に留まる。

ペルフルオロオクタノール（ＰＦＯ）等の乳化不安定化剤がオルガノスフェアからオイルを除去する為に用いられている。ＰＦＯはオルガノスフェア内の細胞の成長及び生存性をも又遮断し得る。必要とされる物は、特にマイクロオルガノスフェアを包含するオルガノスフェアからのオイルの除去の為の方法及び装置である。本願に記載される方法及び装置は此の必要に対処し得る。

この発明は、上記従来の技術における課題を解決するためになされたものである。

生物学的な組織を含有するゲル液滴を形成する方法及び装置が本願に記載される。特に、其れ等が形成して間も無く又は直ちに後に、ゲル液滴からオイルを除去する為の方法及び装置が本願に記載される。本願に記載される方法及び装置は、例えば疎水性膜を用いてゲル液滴からオイルを除去する膜に基づく解乳化を用い得る。此れ等の方法及び装置はオイル（例えば、ゲル液滴上又は周囲のオイルの９９％超）を非常に迅速に且つ有効に除去し得る。此れ等の方法及び装置は、化学的な解乳化剤（例えばペルフルオロオクタノール、ＰＦＯ）の使用無しに実施され得、因って、ゲル液滴内の細胞に対する実質的により低い毒性を有し得る。此れ等の方法及び装置は、生存可能な生物学的な組織を有するゲル液滴を提供する事が示されており、例外的に高い回収率（ゲル液滴の５％未満の損失に依る）を有し、自動化され得る。齎されるゲル液滴は培養され得、及び／又は直ちに若しくは培養後にスクリーニング、薬物毒性等のアッセイを包含する１つ以上のアッセイを実施する事に用いられ得る。

一般的に、本願に記載される方法及び装置は、生物学的な組織を包含するゲル液滴の形成を包含し得る。此れ等のゲル液滴は本願に於いてはオルガノスフェアとも又言われ得、オイルに依って又は其の中で形成され得る何れかのゲル液滴、例えば特にマイクロオルガノスフェア、マイクロオルガノイド、マイクロスフェロイド、並びに幾つかのケースではオルガノイド及び／又はスフェロイドを包含し得る（が此れ等に限定されない）。本願に記載される生物学的な組織（例えば、解離した細胞）を支持するゲル液滴の何れかは、患者及び／又は組織培養物を起源とする細胞を含有し得る。例えば、細胞は、小さい患者生検から（例えば、治療をガイドする為の素早い診断法の為に）、切除された原発腫瘍若しくは機能不全臓器の一部を包含する切除された患者組織から（例えば、高スループットスクリーニングの為に）、及び／又は患者由来ゼノグラフト（ＰＤＸ）を包含する既に樹立されたＰＤＭＣから抽出され得る。此れ等のゲル液滴は、正常である初代細胞（例えば、正常な臓器組織）から又は腫瘍組織から形成され得る。例えば、幾つかの変形に於いて、此れ等の方法及び装置は、癌性腫瘍生検組織からのゲル液滴を形成し、調べられる特定の腫瘍組織を用いて選択され得るテーラーメイド処置を可能化し得る。

ゲル液滴はマイクロオルガノスフェアであり得るが、此れに限定されない。例えば、患者生検からの解離した初代細胞が、流体マトリックス材料、例えば基質の基底膜マトリックス（例えば、マトリゲル）と組み合わせられて、ゲル液滴、例えばマイクロオルガノスフェアを形成し得る。マイクロオルガノスフェアは、予め定められた範囲のサイズ（例えば、例えば１０μｍ及び７００μｍの間の直径、並びに其の中の何れかの部分範囲）及び初期の初代細胞数（例えば、１及び１０００の間、特に、より低い数の細胞、例えば１～２００の間）を有し得る。細胞数及び／又は直径は例えば＋／－５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％以内等にコントロールされ得る。特に其れ等はオイル及び／又は解乳化剤（例えばＰＦＯ）を不含であり得るので、此れ等のマイクロオルガノスフェアは、本願に記載される通り形成される時には、形成された後の数分、数時間、又は数日以内を包含する非常に短い期間内の使用及び試験については安定であり得る。此れは迅速な試験を許し得る。本願に記載されるゲル液滴は、複製する３Ｄ細胞構造をよりロバストに形成し得、其れ等が取られた組織環境、例えば三次元（３Ｄ）腫瘍微小環境に対応し得る。

特に、生物学的な組織（例えば細胞）を包含するゲル液滴を処理する方法、例えばオルガノスフェア又はマイクロオルガノスフェアを処理する方法が、本願に記載される。此れ等の方法の何れかは：オイル中の複数のゲル液滴を形成し、ゲル液滴が、マトリックス材料のポリマー化した球体内に分配された解離した組織サンプルからの細胞を含み、ゲル液滴が、其の中に分配された細胞を有する事と；オイルがゲル液滴から疎水性膜を通して又は其の中に除去される様にして、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事とを包含し得る。

ゲル液滴は、５０～５００μｍの直径を有するマイクロオルガノスフェアを含み得る。此れ等の方法の何れかは、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる時に、ゲル液滴からオイルの少なくとも９９％を除去する事を包含し得る。

例えば、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事は、少なくとも部分的に疎水性膜に依って形成されたチャンバー（例えば、チューブ、チャネル等）を介してゲル液滴を通過させる事を包含し得る。チャンバーは、疎水性膜に依って形成されたトンネル又はチューブを含み得る。此れ等の方法の何れかに於いては、陰圧（例えば、真空が任意に膜の片側に適用され得、及び／又はゲル液滴を包含する溶液は膜に対して駆動され得る。代替的には、此れ等の変形の何れかに於いて、陰圧を適用する事に依る事を包含する力の適用を要求する事無しに、ゲル液滴は単純に疎水性膜に接触させられ得る。

例えば、幾つかの変形に於いて、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事は、疎水性膜に依って形成された漏斗中にゲル液滴を溶出する事を含む。疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事は、疎水性膜に対してゲル液滴を濾過する事を含み得る。一般的に、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事は、疎水性膜上にわたりゲル液滴を包含する溶液を通過させる事を含み得る。

疎水性「膜」を包含するが此れに限定されない何れかの適当な多孔質疎水性表面が用いられ得る。例えば、疎水性表面（例えば、膜）は、０．１及び５μｍの間（例えば、約０．１及び２μｍの間、約０．２及び４μｍの間、約０．１及び１μｍの間、約０．３及び３μｍの間等）である細孔径を有し得る。多孔質疎水性表面の表面テクスチャは滑らかよりも寧ろ粗くあり得る。

一般的に、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事は、水性媒体中にゲル液滴を保持する事を含み得る。例えば、オイルは多孔質疎水性表面を通して又は其の中に吸い上げられるか又は除去され乍ら、ゲル液滴は水性の緩衝液／媒体に依って多孔質疎水性表面の片側に保持され得る。

上で言及された通り、本願に記載されるゲル液滴を形成及び／又は処理する為の方法及び装置の何れかは、オルガノイド、スフェロイド、又はマイクロオルガノスフェアに用いられ得る。例えば、幾つかの変形に於いて、ゲル液滴は、夫々が、其の中に分配された１から２００の間の細胞を含み得る。

此れ等の方法の何れかは、水性媒体に依って疎水性膜上のゲル液滴を洗浄する事を包含し得る。ゲル液滴（例えば、マイクロオルガノスフェア）は、水溶液（例えば緩衝液、例えばＰＢＳ、培養培地等）を膜上に追加する事、又は追加の水溶液を液滴に追加及び其れ等を疎水性膜に再暴露する事に依って、洗浄され得る。幾つかの例では、液滴は、疎水性膜に対して液滴を接触させる前に濯ぐ為の水溶液と組み合わせられ、其れから、追加の水溶液に依って疎水性膜上に在る間に濯ぎ得る。代替的に又は加えて、水溶液が液滴に追加され得、其れ等は再び疎水性膜（又は新たな疎水性膜、若しくは同じ疎水性膜の新たな領域）に暴露され得る。幾つかの例では、複数の濯ぎ／洗浄及び１つ以上の疎水性膜との接触が実施され得る。斯かるケースでは、異なる特性を有する疎水性膜が用いられ得る。方法は、培養培地に依ってオーガナイザーを培養する事を包含し得る。

例えば、ゲル液滴を処理する方法は：オイル中の複数のゲル液滴を形成し、ゲル液滴が、マトリックス材料の球体内に分配された解離した組織サンプルからの細胞を含み、ゲル液滴が、５０及び５００μｍの間の直径を有し、１及び２００の間の細胞が其の中に分配される事；並びにオイルの少なくとも９８％がゲル液滴から疎水性膜上で又は其の中に除去される様にして、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事；水性媒体に依って疎水性膜上のゲル液滴を洗浄する事；並びにオーガナイザーを培養培地に依って培養する事を包含し得る。

本願に記載される方法の何れかは、解離した初代組織細胞（癌／異常な組織、正常な組織等を包含するが、此れ等に限定されない）を液体マトリックス材料と組み合わせて未ポリマー化材料を形成する事と、其れから、未ポリマー化材料をポリマー化してオイル又はオイルエマルション中のゲル液滴（例えば、マイクロオルガノスフェア）を形成する事とを包含し得る；此れ等の方法は、其れから、疎水性表面又は膜を用いてゲル液滴からオイルを除去し得る。

此れ等の方法の何れかを実施する様に構成された装置も又本願に記載される。例えば、ゲル液滴を形成する為の装置が本願に記載され、装置は：解離した細胞を含む解離した組織サンプル及び未ポリマー化マトリックス材料を受け取る様に構成された第１のチャネルと、オイルを受け取る様に、且つ第１のチャネルと交差してオイル中に懸濁されたポリマー化したゲル液滴を形成する様に構成された第２のチャネルと、を包含する複数のチャネルを含む流体プロセッサ；ゲル液滴からオイルを除去する様に構成された、且つ流体プロセッサと流体連通した疎水性膜を含む解乳化部分；並びに水溶液を用いて解乳化部分からゲル液滴を溶出する様に構成された溶出チャネルを含む。

ゲル液滴がマイクロオルガノスフェアである時に、解離した初代組織細胞が分配されるマイクロオルガノスフェアは、直径が典型的には約１０００μｍ未満（例えば、約９００μｍ未満、約８００μｍ未満、約７００μｍ未満、約６００μｍ未満、特に約５００μｍ未満）である直径を有し得る。此れ等のゲル液滴の何れかでは、解離した細胞の数は、上で言及された所定の範囲内であり得る（例えば、約１及び約５００細胞の間、約１～２００細胞の間、約１～１５０細胞の間、約１００細胞の間、約１～７５細胞の間、約１～５０細胞の間、約１～３０細胞の間、約１～２０細胞の間、約１～１０細胞の間、約５～１５細胞の間、約２０～３０細胞の間、約３０～５０細胞の間、約４０～６０細胞の間、約５０～７０細胞の間、約６０～８０細胞の間、約７０～９０細胞の間、約８０～１００細胞の間、約９０～１１０細胞の間等。約１細胞、約１０細胞、約２０細胞、約３０細胞、約４０細胞、約５０細胞、約６０細胞、約７０細胞等を包含する）。此れ等の方法の何れかは、（例えば、サイズの狭い分布を有する）再現可能なサイズのゲル液滴を生ずる様に、本願に記載される通り構成され得る。

解離した細胞は新しく生検され得、機械的及び／又は化学的解離（例えば、１つ以上の酵素、例えばコラゲナーゼ、トリプシン等を用いる事に依る酵素的脱凝集）を包含する何れかの適当な様式で解離させられ得る。解離した細胞は任意に処置、選択、及び／又は改変され得る。例えば、細胞は、１つ以上の性質（例えば、サイズ、形態学等）を有する細胞を同定及び／又は単離する為にソーティング又は選択され得る。細胞は（例えば、１つ以上のマーカーに依って）マーキングされ得、此れは選択を補助する為に用いられ得る。幾つかの変形に於いて、細胞は、マイクロ流体細胞ソーティング、蛍光活性化セルソーティング、磁気活性化セルソーティング等を包含するが此れ等に限定されない公知の細胞ソーティングテクノロジーに依ってソーティングされ得る。代替的には、細胞はソーティング無しで用いられ得る。

幾つかの変形に於いて、解離した細胞は１つ以上の薬剤に依る処置に依って改変され得る。例えば、細胞は遺伝子改変され得る。幾つかの変形に於いて、細胞はＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９又は他の遺伝子編集技術を用いて改変され得る。幾つかの変形に於いて、細胞は、プラスミド、ＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ等に依るトランスフェクションを包含する何れかの適当な方法（例えば、エレクトロポレーション、セルスクイージング、ナノ粒子インジェクション、マグネトフェクション、化学的トランスフェクション、ウイルストランスフェクション等）に依ってトランスフェクションされ得る。代替的には、細胞は改変無しで用いられ得る。

未ポリマー化混合物を形成する為に、１つ以上の追加の材料が、解離した細胞及び流体（例えば液体）マトリックス材料と組み合わせられ得る。例えば、未ポリマー化混合物は、支持細胞を包含する追加の細胞又は組織型を包含し得る。追加の細胞又は組織は、異なる生検（例えば、異なる解離した組織からの初代細胞）及び／又は培養細胞を起源とし得る。追加の細胞は例えば免疫細胞、間質細胞、内皮細胞等であり得る。追加の材料は培地（例えば、成長培地、凍結培地等）、成長因子、支持体ネットワーク分子（例えば、コラーゲン、糖蛋白質、細胞外マトリックス等）、又は同類を包含し得る。幾つかの変形に於いて、追加の材料は薬物組成物を包含し得る。幾つかの変形に於いて、未ポリマー化混合物は、解離した組織サンプル（例えば初代細胞）及び流体マトリックス材料のみを包含する。

例えば、幾つかの変形に於いて、此れ等の方法は、未ポリマー化材料とは非相容性であるオイル（例えば液体材料）と未ポリマー化マトリックス混合物を組み合わせる事に依って実施され得る。方法及び装置は、ゲル液滴のサイズ及び／又は細胞密度を少なくとも部分的にコントロールし、未ポリマー化マトリックス混合物（例えば、解離した組織及び流体マトリックス）及び未ポリマー化混合物を有するオイルの１つ以上のフローをコントロールし得る。典型的にはオイル中に於いて、ポリマー化後に、ゲル液滴はオイルの幾らかを除去する為に（例えば、水性媒体、例えば緩衝生理食塩水（例えば、リン酸緩衝生理食塩水）に依って、及び／又は細胞培養培地に依って）洗浄され得、及び／又はゲル液滴は多孔質疎水性表面、例えば特に疎水性膜の表面に暴露され得る。オイルは、ゲル液滴から多孔質疎水性表面を通して又は其の中に（例えば、疎水性膜を通して又は其の中に）除去され得る。ゲル液滴は、緩衝溶液及び／又は媒体に依る濯ぎ、洗浄、フラッシング等に依って疎水性表面から分離又は除去され得る。

幾つかの変形に於いて、此れ等の方法はマイクロ流体装置を用いて実施され得る。幾つかの変形に於いては、複数のゲル液滴（例えば、マイクロオルガノスフェア）が、フローチャネルを包含する１つ以上のマイクロ流体チャンバー及び／又はチャネルを用いてオイル中に形成され得る。チャンバー、チャネル、又は他の部分は、ゲル液滴からオイルを除去する様に構成され得る。例えば、オイル除去部分は、多孔質疎水性表面（例えば膜）を包含するチャネル又はチャンバーを包含し得、此れの上に、疎水性表面に対して流れる事に依る事を包含してゲル液滴が接触をさせられ得る。ゲル液滴は、疎水性表面に対して駆動され（例えば流され）得、及び／又は幾らかの期間（例えばｘ秒又は分、例えば１秒、２秒、３秒、５秒、１０秒、３０秒、６０秒、１２０秒、３分、４分、５分等）に渡って疎水性表面に対して凭れ掛かる事を許され得る。同じ装置は、オイルを除去する為の平行のチャネルを包含する複数の平行のチャネルを包含し得る。

一旦オイルがゲル液滴から除去されると、ゲル液滴は直ちに用いられ得、及び／又は保存（例えば凍結）され得、及び／又は例えば培養に依って成長する事を許され得る。ゲル液滴は培養前若しくは後の何方かにアッセイされ得、及び／又は培養前若しくは後の何方かに凍結保存され得る。ゲル液滴は何れかの適当な長さの時間に渡って培養され得るが、特に、１日及び１０日の間（例えば、１日及び９日の間、１日及び８日の間、１日及び７日の間、１日及び６日の間、３日及び９日の間、３日及び８日の間、３日及び７日の間等）に渡って培養され得る。齎されるゲル液滴は本質的にオイルを不含であり、及び／又はＰＦＯ等の解乳化剤を不含であり得る。

マトリックス材料は合成の又は非合成の未ポリマー化基底膜材料であり得る。幾つかの変形に於いて、未ポリマー化基底材料はポリマー系ハイドロゲルを含み得る。幾つかの変形に於いて、流体マトリックス材料はマトリゲルを含み得る。其れ故に、解離した組織サンプル及び流体マトリックス材料を組み合わせる事は、解離した組織サンプルを基底膜マトリックスと組み合わせる事を含み得る。組織サンプルは、患者から組織サンプルを除去してから６時間以内に又はもっと早く（例えば、約５時間以内、約４時間以内、約３時間以内、約２時間以内、約１時間以内等）流体マトリックス材料と組み合わせられ得る。

本願に記載される方法及び装置の何れかに於いては、疎水性膜よりも寧ろ又は其れに加えて、疎水性材料（ビーズ、表面等）がオイルを除去する為に用いられ得る。例えば、液滴（例えば、マイクロオルガノスフェア）は、オイルを除去する為の疎水性材料に依ってコーティングされた表面及び／又は疎水性材料から形成されたビーズを包含するキャンバーに依って接触され得る。

本発明の新規の特徴は、後続する請求項に於いて特定して提出される。本発明の特徴及び利点のより良好な理解は、本発明の原理が利用される例解的な実施形態を提出する次の詳細な記載、及び附属の図面の参照に依って得られるであろう。

図１は、オイルを含有するチャネル内の懸濁されたポリマー化後間も無くの複数のゲル液滴（此の例では、患者由来マイクロオルガノスフェア）を示す画像の１つの例を示す。 図２は、ゲル液滴、特にマイクロオルガノスフェアを形成する為の装置の為のプロトタイプマイクロ流体アセンブリの或る部分の画像であり、マイクロオルガノスフェアの形成を例解する。 図３は、オイル中に懸濁されたポリマー化後間も無くの本願に記載される複数のゲル液滴を例解する。 図４Ａは、ゲル液滴の形成後間も無くのオイル中の複数のゲル液滴の例を示す。図４Ｂは、他のオイル除去（例えば解乳化）技術との比較の為に、静電気除去ガンを用いてオイルが除去されたゲル液滴を示す。幾つかのゲル液滴だが、追加のオイル及び付随するデブリを示している。星印は解離した細胞を含むゲル液滴を指示する。図４Ｃは、先に記載された通り１０％ＰＦＯを用いるオイルの除去後のゲル液滴を示す。星印は解離した細胞を含むゲル液滴を指示する。図４Ｄは、本願に記載される通り多孔質疎水性表面（例えば膜）を用いるオイルの除去後のゲル液滴を示す。星印は解離した細胞を含むゲル液滴を指示する。 図５は、ゲル液滴を処理する為の方法の１つの例を概略的に例解し、本願に記載される通り多孔質疎水性表面を用いてゲル液滴からオイルを除去する事を包含する。 図６は、ゲル液滴を形成する様に構成された装置の１つの例を図式的に例解し、本願に記載される通りゲル液滴からのオイルの除去を包含する。図６では、多孔質疎水性表面を用いる為の２つの別々の技術及び構造が例解されている（例えば、漏斗及びチューブ）。 図７は、本願に記載される通りゲル液滴からオイルを除去する為に疎水性表面を人手で用いる１つの方法を例解する。 図８Ａ～８Ｄは、ゲル液滴を解乳化する為の疎水性膜の使用後に回収された新しく形成されたゲル液滴（例えば、此の例ではマイクロオルガノスフェア）の例を例解する。図８Ａは低倍率（４×）対物での複数の１細胞／液滴ゲル液滴の概観を示す。図８Ｂは、低倍率（４×）対物での複数の２０細胞／液滴ゲル液滴の概観を示す。図８Ｃは、疎水性膜を用いてオイルが除去された１細胞／液滴を有するゲル液滴のより高い（例えば１０×）倍率の概観を示す。図８Ｄは、本願に記載されるオイルの除去後の２０細胞／液滴を有するゲル液滴のより高い（例えば、１０×）倍率の概観を示す。 図９Ａ及び９Ｂは、本願に記載される疎水性膜を用いるオイルの除去の２日後の、図８Ａ～８Ｂに示されている物に類似の１細胞／液滴（図９Ａ）又は２０細胞／液滴（図９Ｂ）を有するゲル液滴の例を示す。 図１０Ａ及び１０Ｂは、本願に記載される疎水性膜を用いるオイルの除去の２日後の、図８Ｃ～８Ｄに示されている物に類似の１細胞／液滴（図１０Ａ）又は２０細胞／液滴（図１０Ｂ）を有するゲル液滴の例を示す。 図１１Ａ及び１１Ｂは、本願に記載される疎水性膜を用いるオイルの除去の３日後の、図８Ｃ～８Ｄに示されている物に類似の１細胞／液滴（図１１Ａ）又は２０細胞／液滴（図１１Ｂ）を有するゲル液滴の例を示す。 図１２Ａ～１２Ｂは、夫々４×（図１４Ａ）又は１０×（図１４Ｂ）倍率での２０細胞／液滴を有するＶＥＲＯ細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１３Ａ～１３Ｂは、夫々４×（図１３Ａ）又は１０×（図１３Ｂ）倍率での２０細胞／液滴を有する２９３Ｔ細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１４Ａ～１４Ｂは、夫々４×（図１４Ａ）又は１０×（図１４Ｂ）倍率での２０細胞／液滴を有する２９３ＡＣＥ２細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１５Ａ～１５Ｂは、夫々４×又は１０×（図１５Ｂ）倍率での１細胞／液滴（図１５Ａ）を有するＣＲＣ１９－１０６細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１６Ａ～１６Ｂは、夫々４×（図１６Ａ）又は１０×（図１６Ｂ）倍率での２０細胞／液滴を有するＣＲＣ－１９１６細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１７Ａ～１７Ｂは、夫々１細胞／液滴（図１７Ａ）又は１０×（図１７Ｂ）倍率を有するＣＲＣ１９８１７細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１８Ａ～１８Ｂは、夫々４×（図１８Ａ）又は１０×（図１８Ｂ）倍率での２０細胞／液滴を有するＣＲＣ１９１８７細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図１９Ａ～１９Ｂは、夫々４×又は１０×（図１９Ｂ）倍率での２０細胞／液滴（図１９Ａ）を有するＣＲＣ１９２４５細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図２０Ａ～２０Ｂは、夫々４×又は１０×倍率での１細胞／液滴（図２０Ａ）又は２０細胞／液滴（図２０Ｂ）を有するＶＥＲＯ細胞から形成されたゲル液滴の例を示す。 図２１Ａ～２１Ｂは、夫々４×又は１０×倍率での２０細胞／液滴（図２１Ａ）又は２０細胞／液滴（図２１Ｂ）を有するマウス腸オルガノイドから形成されたゲル液滴の例を示す。 図２２Ａ～２２Ｃは、本願に記載される方法を用いて人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）から本願に記載される通り形成されたマイクロオルガノスフェアの例を例解する。図２２Ａは、本願に記載されるオイルの除去後の、形成後間も無くの液滴（マイクロオルガノスフェア）を示す。図２２Ｂは形成の３日後のマイクロオルガノスフェアを示す。図２２Ｃは７日に於けるｉＰＳＣマイクロオルガノスフェアを示す。 図２３Ａ～２３Ｆは、種々の遺体（剖検）組織から本願に記載される通り首尾良く形成されたマイクロオルガノスフェア（「ゲル液滴」）を例解する。図２３Ａは、マイクロオルガノスフェアを形成する為に本願に記載される通り用いられ得る組織のサンプルを示す；図２３Ａでは、組織は嗅覚組織である。図２３Ｂは、図２３Ａに示されている組織から形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｃは、遠位肺組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｄは、気管組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｅは、近位肺組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｆは、鼻腔・副鼻腔粘膜を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｈは、食道組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｉは、腸組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｊ及び２３Ｊは、肝臓組織を用いて形成されたマイクロオルガノスフェアの例を示す。図２３Ｂ～２３Ｋに示されるマイクロオルガノスフェアは、本願に記載される通り、形成及びオイルの除去後に７～２０日の間に渡って培養された。

一般的に、例えばマイクロオルガノスフェアを包含するゲル液滴を作る為の方法及び装置が本願に記載され、此れは、多孔質表面を用いる事に依ってゲル液滴からオイルを除去する様に構成されたステップ及び／又は構造を含む。

本願に記載されるゲル液滴は、典型的には、基材材料中の分配された解離した初代細胞から形成された球体であり得る。此れ等のゲル液滴は、例えば約５０μｍ及び約５００μｍの間（例えば、約５０μｍ及び約４００μｍ、約５０μｍ及び約３００μｍ、約５０μｍ及び約２５０μｍの間等）の直径を有するマイクロオルガノスフェアとして構成され得、基材材料中の分配された約１及び１０００の間の解離した初代細胞（例えば、約１及び７５０の間、約１及び５００の間、約１及び４００の間、約１及び３００の間、約１及び２００の間、約１及び１５０の間、約１及び１００の間、約１及び７５の間、約１及び５０の間、約１及び４０の間、約１及び３０の間、約１及び２０の間等）を含有し得る。

疎水性膜を包含するが此れに限定されない疎水性表面を用いるオイルの除去は、直ちに用いられ得るか又は非常に短い期間（例えば、１４日以下、１０日以下、７日以下、５日以下等）に渡って培養され得るゲル液滴を提供し得、ゲル液滴内の細胞が、其れ等が抽出された腫瘍組織を包含する組織の性質の全てでは無くとも可成りを維持し乍ら、生残する事を許し得る。ゲル液滴からオイルを除去する為に多孔質疎水性表面（例えば膜）を用いる時には、ゲル液滴内の細胞の生残率は著しく高く、ゲル液滴は複数の継代に依って数日（又は数週）に渡って培養され得る。此れの間には、細胞が分裂し、クラスター化し、親の組織に類似の構造を形成するであろう。

本願に記載されるゲル液滴（例えば、液滴の形態のマイクロオルガノスフェア）は、例えば解離されて基底マトリックス（例えばマトリゲル）中に懸濁された患者由来腫瘍サンプルから形成され得る。ゲル液滴はマイクロ流体マイクロウェルアレイ上にパターニングされて、インキュベーションされ及び薬物化合物を投与され得る。此の小型化されたアッセイは腫瘍サンプルの使用を最大化し、より多くの薬物化合物がサンプル当たり可成り低いコストでコア生検からスクリーニングされる事を可能化する。

本開示の主題の１つ以上の実施形態の詳細は本書類に於いて提出される。本書類に記載される実施形態の改変及び他の実施形態は、本書類に於いて提供される情報の研究後に当業者には明白であろう。本書類に於いて提供される情報、特に記載される例示的な実施形態の具体的な詳細は、主として理解の明瞭さの為に提供され、不必要な限定が其れ等から理解されるべきではない。矛盾のケースでは、定義を包含する本書類の明細が優先されるであろう。

本願に於いて用いられる用語は当業者に依って良く理解されると思われるが、本開示の主題の説明を容易化する為の定義が本願に於いて提出される。

別様に定められない限り、本願に於いて用いられる全ての技術及び科学用語は、本開示の主題が属する分野の業者に依って普通に理解される同じ意味を有する。本願に記載される物と同等の又は類似の何れかの方法、デバイス、及び材料が本開示の主題の実施又は試験に用いられ得るが、代表的な方法、デバイス、及び材料が以降に記載される。

用語「未ポリマー化混合物」は、本願に於いては、解離した組織サンプル及び第１の流体マトリックス材料を包含する生物学的に妥当な材料を含む組成物を言う為に用いられる。流体マトリックス材料は、典型的には、其れの中に分散した解離した組織（細胞）の為の支持体又は支持体ネットワークを形成する様にポリマー化され得る材料である。一旦ポリマー化されると、ポリマー化した材料はハイドロゲルを形成し得、細胞に加えて生体適合性媒体を形成する蛋白質を包含し得、及び／又は其れから形成され得る。本開示の主題に従う使用の為の好適な生体適合性媒体は、典型的には、室温（例えば２５℃）でゲル、半固体、又は液体、例えば低粘度液体である何れかの生体適合性材料から形成され得、目当ての細胞、組織、蛋白質、及び他の生物学的な材料の為の三次元基質として用いられ得る。本開示の主題に従って生体適合性媒体を形成する為に用いられ得る例示的な材料は、ポリマー及びハイドロゲルを包含するが、此れ等に限定されず、コラーゲン、フィブリン、キトサン、マトリゲル（商標）（ＢＤバイオサイエンス（BD Biosciences）、サンノゼ、Ｃａｌｉｆ．）、ポリエチレングリコール、化学架橋可能な又は光架橋可能なデキストランを包含するデキストラン、及び同類、並びにエレクトロスピニングされる生物学的な、合成的な、又は生物学的・合成的なブレンドを含む。幾つかの実施形態に於いて、生体適合性媒体はハイドロゲルから構成される。

用語「ハイドロゲル」は、本願に於いては、ポリマー鎖の三次元ネットワークを含む２又はマルチコンポーネントゲルを言う為に用いられ、此処では水が分散媒体として作用し、ポリマー鎖間の空間を埋める。本開示の主題に従って用いられるハイドロゲルは、一般的には、構造の意図される使用に基づいて特定の適用の為に選ばれ、ゲル液滴を形成する為に用いられるべきパラメータと、構造中に置かれるべき生物学的な懸濁液に組み込まれた生物学的な材料（例えば細胞）の挙動及び活性に対して選択されたハイドロゲルが有するであろう効果とを考慮に入れる。本開示の主題の例示的なハイドロゲルはポリマー系材料から構成され得る：アルギン酸、コラーゲン（コラーゲンＩ及びＶＩ型を包含する）、エラスチン、ケラチン、フィブロネクチン、プロテオグリカン、糖蛋白質、ポリラクチド、ポリエチレングリコール、ポリカプロラクトン、ポリコライド（polycolide）、ポリジオキサノン、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリスルホン、ペプチド配列、蛋白質及び誘導体、オリゴペプチド、ゼラチン、エラスチン、フィブリン、ラミニン、ポリメタクリレート、ポリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ無水物、ポリアミノ酸炭水化物、多糖及び加工多糖、並びに其れ等の誘導体及びコポリマー、並びに無機材料、例えばガラス、例えば生体活性ガラス、セラミック、シリカ、アルミナ、カルサイト、ヒドロキシアパタイト、リン酸カルシウム、骨、及び前述の全ての組み合わせを包含するが、此れ等に限定されない。

更に、本願に記載されるマイクロオルガノスフェアを生ずる為に用いられるハイドロゲルに関して、幾つかの実施形態に於いて、ハイドロゲルは、アガロース、アルギン酸、コラーゲンＩ型、ポリオキシエチレン－ポリオキシプロピレンブロックコポリマー（例えば、プルロニック（登録商標）Ｆ１２７（ＢＡＳＦコーポレーション（BASF Corporation）、マウントオリーブ、Ｎ．Ｊ．））、シリコーン、多糖、ポリエチレングリコール、及びポリウレタンから成る群から選択される材料から構成される。幾つかの実施形態に於いて、ハイドロゲルはアルギン酸から構成される。

本願に記載されるゲル液滴は生物学的に妥当な材料をも又包含し得る。言い回し「生物学的に妥当な材料」は、本願に於いて定められる生体適合性媒体に包含される事並びに爾後に生物学的なシステムと相互作用及び／又は其れに影響する事が出来る材料を記述し得る。例えば、幾つかの実装では、生物学的に妥当な材料は磁気ビーズであり（即ち、其れ等自体が磁性であるか、又は磁場に応答する材料、例えば鉄粒子を含有するビーズ）、此れ等が未ポリマー化材料の一部と組み合わせられてゲル液滴を生じ得、此れが方法及び組成物に（例えば、ゲル液滴の分離及び精製の為に）用いられ得る。別の例として、他の実装では、生物学的に妥当な材料は、解離した組織サンプル（例えば生検）材料に加えて追加の細胞を包含し得る。未ポリマー化混合物では、解離した組織サンプル及び追加の生物学的に妥当な材料は、一様な混合物であるか又は分配された混合物（例えば、ゲル液滴の片側半分又は他の部分だけに。形成されたゲル液滴のコアだけに又は外側領域だけにを包含する）である。幾つかの変形に於いては、未ポリマー化材料中の追加の生物学的に妥当な材料が、例えばゲル液滴を形成する液滴のポリマー化に先行して、懸濁液中の解離した組織サンプルと懸濁され得る。

幾つかの変形に於いて、解離した組織サンプル（例えば生検）材料と包含され得る生物学的に妥当な材料は、幾つもの細胞型を含有し得る。脂肪前駆細胞、間葉系幹細胞（ＭＳＣ）、内皮前駆細胞、Ｔ細胞、Ｂ細胞、マスト細胞、及び脂肪組織マクロファージ、並びに間質血管細胞群に見出される小血管又は微小血管片を包含する。

一般的に、本願に記載されるゲル液滴に包含される解離した組織サンプル、例えば生検材料に関しては、此れ等の組織は、典型的には生検に依って取られた患者からの何れかの適当な組織であり得る。非生検組織が用いられ得るが、一般的には、此れ等の組織（及び齎される解離した細胞）は、例えば針生検に依って上で記載された通り患者生検から取られた初代細胞であり得る。組織は健常組織生検から又は癌性（例えば腫瘍）細胞生検からであり得る。解離した細胞は、其のゲル液滴の意図される使用に基づいて、本開示の主題のゲル液滴に組み込まれ得る。例えば、妥当な組織（例えば、解離した生検組織）は、典型的には、其の組織又は臓器（又は腫瘍等）に普通に見出される細胞を包含し得る。其の点で、本開示の主題のゲル液滴に組み込まれ得る例示的な妥当な細胞は、ニューロン、心筋細胞、筋細胞、軟骨細胞、膵腺房細胞、ランゲルハンス島、骨細胞、肝細胞、クッパー細胞、線維芽細胞、筋芽細胞、サテライト細胞、内皮細胞、脂肪細胞、脂肪前駆細胞、胆管上皮細胞、及び同類を包含する。組織の此れ等の型は当分野に於いて公知の従来の技術に依って解離させられ得る。好適な生検組織は：骨髄、皮膚、軟骨、腱、骨、筋肉（心筋を包含する）、血管、角膜、ニューロン、脳、胃腸、腎臓、肝臓、膵臓（膵島細胞を包含する）、肺、脳下垂体、甲状腺、副腎、リンパ、唾液腺、卵巣、精巣、子宮頸管、膀胱、子宮内膜、前立腺、外陰、及び食道組織に由来し得る。正常又は疾患（例えば、癌性）組織が用いられ得る。幾つかの変形に於いて、組織は、此れ等の正常な組織の何れかを起源とする腫瘍を包含する腫瘍組織から生起し得る。

一旦形成されると、ゲル液滴は凍結保存及び／又は培養され得る。培養されたゲル液滴は静的（例えば、ウェル、バイアル等の中の）又は動的（例えば、回転しているか若しくは攪拌される）何方かの懸濁液として維持され得る。ゲル液滴は公知の培養技術を用いて培養され得る。例示的な技術は、他の場所の中でも；フレシュニー（Freshney）著，「動物細胞の培養，基礎技術のマニュアル（Culture of Animal Cells, A Manual of Basic Techniques）」，第４版，ワイリー・リス（Wiley Liss），ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（John Wiley & Sons），２０００年；「基礎細胞培養：実践アプローチ（Basic Cell Culture: A Practical Approach）」，デイビス（Davis）編，オックスフォード大学出版局（Oxford University Press），２００２年；「動物細胞培養：実践アプローチ（Animal Cell Culture: A Practical Approach）」，マスターズ（Masters）編，２０００年；並びに米国特許第５，５１６，６８１及び５，５５９，０２２号に見出され得る。

幾つかの変形に於いて、ゲル液滴は、オイル中の解離した組織サンプル及び流体マトリックス材料の未ポリマー化混合物（例えば、幾つかの変形に於いては冷やされた混合物）の液滴を形成する事に依って形成される。例えば、ゲル液滴は、未ポリマー化材料の流れをオイルの１つ以上の流れと組み合わせて液滴を形成する事に依って形成され得る。液滴に存在する細胞の密度は、未ポリマー化材料中の解離した材料（例えば細胞）の希釈に依って決定され得る。ゲル液滴のサイズは形成される液滴のサイズと相関し得る。一般的に、ゲル液滴は安定な幾何学を有する球体状の構造である。

本開示の主題の実施は、別様に指示されない限り、細胞生物学、細胞培養、分子生物学、トランスジェニック生物学、微生物学、組み換えＤＮＡ、及び免疫学の従来の技術を使用し得る。此れ等は当業者の技術水準の内である。斯かる技術は文献に詳しく説明されている。例えば、「分子クローニング・ラボラトリーマニュアル（Molecular Cloning A Laboratory Manual）」（１９８９年），第２版，サムブルック（Sambrook），フリッチュ（Fritsch），及びマニアティス（Maniatis）編，コールドスプリングハーバー研究所出版（Cold Spring Harbor Laboratory Press），１６及び１７章；米国特許第４，６８３，１９５号；「ＤＮＡクローニング（DNA Cloning）」，Ｉ及びＩＩ巻，グローバー（Glover）編，１９８５年；「オリゴヌクレオチド合成（Oligonucleotide Synthesis）」，Ｍ．Ｊ．ゲイト（Gait）編，１９８４年；「核酸ハイブリダイゼーション（Nucleic Acid Hybridization）」，Ｄ．ヘイムス（Hames）＆Ｓ．Ｊ．ヒギンズ（Higgins）編，１９８４年；「転写及び翻訳（Transcription and Translation）」，Ｂ．Ｄ．ヘイムス（Hames）＆Ｓ．Ｊ．ヒギンズ（Higgins）編，１９８４年；「動物細胞の培養（Culture Of Animal Cells）」，Ｒ．Ｉ．フレシュニー（Freshney）著，アランＲ．リス・インク（Alan R. Liss, Inc.），１９８７年；「固定化された細胞及び酵素（Immobilized Cells And Enzymes）」，ＩＲＬプレス（IRL Press），１９８６年；パーバル（Perbal）著（１９８４年），「分子クローニングの実務ガイド（A Practical Guide To Molecular Cloning）」；「酵素学の方法（Methods In Enzymology）」（アカデミックプレス・インク（Academic Press, Inc.），Ｎ．Ｙ．）を見よ；「哺乳類細胞の為の遺伝子移入ベクター（Gene Transfer Vectors For Mammalian Cells）」，Ｊ．Ｈ．ミラー（Miller）及びＭ．Ｐ．カロス（Calos）編，コールドスプリングハーバー研究所（Cold Spring Harbor Laboratory），１９８７年；「酵素学の方法（Methods In Enzymology）」，Ｖｏｌ．１５４及び１５５，ウー（Wu）等編，アカデミックプレス・インク（Academic Press, Inc.），Ｎ．Ｙ．；「細胞及び分子生物学の免疫化学的方法（Immunochemical Methods In Cell And Molecular Biology）」（メイヤー（Mayer）及びウォーカー（Walker）編，アカデミック・プレス（Academic Press），ロンドン，１９８７年；「実験免疫学ハンドブック（Handbook Of Experimental Immunology）」，Ｉ－ＩＶ巻，Ｄ．Ｍ．ウィアー（Weir）及びＣ．Ｃ．ブラックウェル（Blackwell）編，１９８６年を見よ。

本願に於いて用いられる薬物組成物は、何れかの薬物、薬物希釈物、薬物製剤、複数の薬物（例えば、複数の活性成分）を包含する組成物、薬物製剤、薬物形態、薬物濃縮物、組み合わせ治療、及び同類を包含し得る。幾つかの変形に於いて、薬物製剤は、薬物及び１つ以上の不活性成分の混合物を含む製剤を言う。

培養の間に、ゲル液滴中の解離した生検組織からの細胞はゲル液滴内で凝集、クラスター化、又はアセンブリし得る。細胞の凝集体は高度に組織化され得、定められた形態学を形成し得るか、又は一緒にクラスター化若しくは接着した細胞の塊であり得る。組織化は起源の組織を反映し得る。幾つかの変形に於いて、ゲル液滴は単一の細胞型を含有し得るが（同型）、より典型的には、此れ等のゲル液滴は１つよりも多くの細胞型を含有し得る（異型）。

言及された通り、ゲル液滴を形成する為に用いられる（例えば生検）組織（例えば、解離した組織）は、正常な若しくは健常な生物学的な組織に、又は疾患若しくは病気に冒された生物学的な組織、例えば腫瘍に由来する組織若しくは流体に由来し得る。ゲル液滴に用いられる組織は、免疫系の細胞、例えばＴリンパ球、Ｂリンパ球、多形核白血球、マクロファージ、及び樹状細胞を包含し得る。細胞は幹細胞、前駆細胞、又は体細胞であり得る。組織は、哺乳類細胞、例えばヒト細胞、又はマウス、ラット、ウサギ、及び同類等の動物からの細胞であり得る。

一般的には、ゲル液滴を形成する前に、細胞は最初に互いから解離又は分離させられる。細胞の解離は当分野に於いて公知の何れかの従来の手段に依って達成され得る。好ましくは、細胞は機械的に及び／又は化学的に、例えば酵素に依る処置に依って処置される。「機械的に」に依って、我々は、例えばメス若しくは鋏を用いて、又はホモジナイザー等の機械を用いる事に依って、結び付いた細胞間の接続を遮断するという意味を包含する。「酵素的に」に依って、我々は、例えばコラゲナーゼ、ディスパーゼ、ＤＮＡｓｅ、及び／又はヒアルロニダーゼの何れかを包含する結び付いた細胞間の接続を遮断する１つ以上の酵素に依って細胞を処置するという意味を包含する。１つ以上の酵素が、水浴上での３７℃に於ける又は室温に於けるインキュベーション等の異なる反応条件下に於いて用いられ得る。

解離した組織は、死んだ及び／若しくは死んで行く細胞並びに／又は細胞デブリを除去する様に処置され得る。斯かる死んだ及び／又は死んで行く細胞の除去は、当業者に公知の何れかの従来の手段に依って、例えばビーズ及び／又は抗体法を用いて達成され得る。例えば、ホスファチジルセリンはアポトーシス又は死細胞では原形質膜内葉から外葉へと再分配されるという事が公知である。アネキシンＶ－ビオチン結合、次にストレプトアビジン磁気ビーズに対するビオチンの結合の使用は、生細胞からのアポトーシス細胞の分離を可能化する。類似に、細胞デブリの除去は例えば濾過を包含する当分野の何れかの好適な技術に依って達成され得る。

解離した細胞は流体マトリックス材料との組み合わせに先行して担体材料中に懸濁され得、及び／又は流体マトリックス材料は担体材料と言われ得る。幾つかの変形に於いて、担体材料は、ゲル液滴のポリマー化及び形成に先行して細胞懸濁液中の細胞の沈殿を遅延させる粘度レベルを有する材料であり得る。担体材料は、解離した生検組織細胞がポリマー化迄懸濁液中に懸濁された儘に留まる事を許す為に十分な粘度を有し得る。此れを達成する為に要求される粘度は、種々の粘度に於いて沈殿速度をモニタリングする事と、ゲル液滴を形成する装置に細胞懸濁液をロードし、細胞を包含する未ポリマー化材料の液滴をポリマー化する事に依ってゲル液滴を形成する事の間の予想される時間遅延の為の適当な沈殿速度を与える粘度を選択する事とに依って、当業者に依って最適化され得る。幾つかの変形に於いては、未ポリマー化材料は、細胞を所望に応じて懸濁液中に及び／又は分配された儘に保つ為に、より低粘度の材料が用いられる所であっても、装置に依って流され得るか又は攪拌され得る。

上で言及された通り、幾つかの変形に於いて、解離した組織サンプル及び流体マトリックス材料を包含する未ポリマー化混合物は、１つ以上のコンポーネント、例えば生物学的に妥当な材料を包含し得る。例えば、包含され得る生物学的に妥当な材料は：細胞外マトリックス蛋白質（例えばフィブロネクチン）、薬物（例えば低分子）、ペプチド、若しくは抗体（例えば、細胞の生残、増殖、若しくは分化の何れかを調節する為の）；及び／又は特定の細胞機能の阻害剤の何れかを包含し得る。斯かる生物学的に妥当な材料は、例えば、細胞死及び／若しくは細胞成長／複製の活性化を縮減する事に依って細胞生存性を増大させる為に、又は別様にインビボ環境を模倣する為に用いられ得る。生物学的に妥当な材料は、次のコンポーネントの１つ以上を包含し得るか、又は模倣し得る：血清、インターロイキン、ケモカイン、成長因子、グルコース、生理的塩類、アミノ酸、及びホルモン。例えば、生物学的に妥当な材料は、流体マトリックス材料中の１つ以上の薬剤を補い得る。幾つかの変形に於いて、流体マトリックス材料は合成ゲル（ハイドロゲル）であり、１つ以上の生物学的に妥当な材料に依って補われ得る。幾つかの変形に於いて、流体マトリックスは天然ゲルである。其れ故に、ゲルは、１つ以上の細胞外マトリックスコンポーネント、例えばコラーゲン、フィブリノーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ヒアルロン酸、フィブリン、アルギン酸、アガロース、及びキトサンの何れかから構成され得る。例えば、マトリゲルは、細胞の生存性、増殖、発生、及び遊走に重要である生体活性ポリマーを含む。例えば、マトリックス材料は、ラットの尾から得られたコラーゲン１型等のコラーゲン１型を含むゲルであり得る。ゲルは純粋なコラーゲン１型ゲルであり得るか、又は他の細胞外マトリックス蛋白質等の他のコンポーネントに加えてコラーゲン１型を含有する物であり得る。合成ゲルは、天然には存在しないゲルを言い得る。合成ゲルの例は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）の何れかに由来するゲルを包含する。

ゲル液滴を形成する
図１は、複数のゲル液滴の１つの例を例解する。此れ等は、示されている通り、マトリックス材料が球体状のゲル液滴１０３へとポリマー化する事を許す様にオイル担体中のマトリックス材料と解離した組織細胞とを組み合わせる事に依って形成された。例えば、図１は、チャネル領域１３９の１つの例を例解する。此れは透明であり、夫々が所定の数の細胞１０５を含有する複数のゲル液滴１０３を含有する。細胞は例えば図２に示される物等のマイクロ流体デバイス上で形成され得る。図２では、未ポリマー化混合物を運ぶチャネル２１１が、未ポリマー化混合物とは非相容性であるオイルを運ぶ１つ以上の（例えば２つの）チャネル２０９と交差する様にして、マイクロ流体デバイスはジャンクション領域２３７を包含する。未ポリマー化混合物が加圧されて第１のチャネル２１１から第１の速度で流れ出ると、交差するチャネル２０９、２０９’の流れるオイルは、予め定められた量の未ポリマー化混合物が通過する事を可能にした後に、其れを縊り切って液滴２０３を形成し、此れが出口チャネル２３９へと通過させられる。其れ故に、幾つかの変形に於いては、例えば恐らく直径が＜１ｍｍの組織の細断された（例えば解離した）臨床（例えば生検又は切除）サンプルが、温度感受性ゲル（即ちマトリゲル、４度Ｃ）と混合されて未ポリマー化混合物を形成する。此の未ポリマー化混合物がマイクロ流体デバイスに投入され得、此れが、体積及び材料組成が一様である液滴（例えば油中水型液滴）を生成し得る。同時に、解離した腫瘍細胞は此れ等の液滴中へと分割され得る。未ポリマー化材料のゲルは加熱に依って（例えば３７度Ｃで）固化し得、齎されるゲル液滴が形成され得る。此れ等のゲル液滴（此処ではマイクロオルガノスフェアとして示されている）は従来の３Ｄ細胞培養技術と適合性である。図３は、オイル３０８中に懸濁された上で記載された通り形成された複数のゲル液滴３０５を例解する。

上で例解された例示的なマイクロ流体チップでは、ジャンクションはＴ又はＸジャンクションとして示され、此れに於いて、マイクロ流体のフローフォーカシングがコントロール可能なサイズのゲル液滴を形成する。幾つかの変形に於いては、マイクロ流体チップよりも寧ろ、液滴は例えば非相容性流体中への及び／又は固体若しくはゲル基質上へのロボット式マイクロピペッティングに依って形成され得る。代替的には、幾つかの変形に於いて、未ポリマー化材料の液滴はマイクロキャピラリー生成に依って要求される寸法及び再現性で形成され得る。未ポリマー化材料から規定されたサイズ範囲及び再現性でゲル液滴を形成する事に代替的に用いられ得る技術の他の例は、例えば音響学、磁気学、慣性、エレクトロウェッティング、又は重力等の外力に依るコロイド操作を包含し得る。

図４Ａは、上で記載された通り形成されたオイル中のゲル液滴の例を示す。ゲル液滴は直ちにアッセイに用いられ得、培養され得、及び／又は保存され得る（例えば凍結保存に依る）。然し乍ら、特に培養に於ける生存性はゲル液滴にオイルを包含する事に依って悪影響されるという事が見出されている。更に、オイルの存在は、ゲル液滴を正確にアッセイ及び／又は操作する事を困難又は不可能にし得る。例えば、オイル中の（又は幾らかを包含する）ゲル液滴は一緒に固まるか又はクラスター化し、個々のゲル液滴の単離及び操作を妨害し得る。其れ故に、オイルを除去する事が望ましい。

図４Ｂ及び４Ｃは、ゲル液滴からオイルを除去する為に用いられ得る方法の例を例解する；此れ等の技術は、多孔質疎水性表面を用いる本願に記載される方法よりも徹底的且つ有効ではなく、事実としてより複雑であり得る。例えば、図４Ｂは、オイルを除去する為に静電気除去ガンが用いられたゲル液滴を例解する。此の例では、図４Ｂに見られ得る通り、オイルは完全には除去されず、更に、齎されるゲル液滴（此処では星印に依って示される）には、オイル及び解乳化ステップの間の幾つかのゲル液滴の破壊から齎され得るデブリが残る。代替的には、図４Ｃは、ゲル液滴からオイルを除去する為に用いられる化学的解乳化剤、此のケースではＰＦＯ（１０％ＰＦＯ）の使用を例解する。此のケースでは、解乳化剤（例えばＰＦＯ）がオイルを除去し得る。然し乍ら、解乳化剤は付随する毒性をも又ゲル液滴に対して有し得る。更に、付随する洗浄／濯ぎステップは追加の時間及びコストを精製及び処理のステップに追加し得る。図４Ｃでは、ゲル液滴は油相から回収され、例えばＰＦＯ（ペルフルオロオクタノール）及び遠心からＰＢＳ中に再懸濁される。此れはゲル液滴から非相容性流体を分離し得る。其れ故に、腫瘍に基づくオルガノスフェアを包含する此れ等のゲル液滴は首尾良く成長させられ得る。

図４Ｄは、本願に記載される通り多孔質疎水性表面（例えば膜）を用いてオイルを除去する様に処理されたゲル液滴を例解する。図４Ｄに示され得る通り、齎されるゲル液滴（又、星印に依って指示される）は一般的に「よりクリーン」に見え、より少ないデブリを有し、残留オイルを有さないか又は殆ど有さない。

図５は、多孔質疎水性表面を用いてゲル液滴を形成及び／又は処理する（オイルを除去する事を包含する）一般的な方法の１つの例を例解する。図５では、方法は任意に初代組織サンプル（又はゲル液滴に包含されるべき他の細胞源）から始まり得る；組織サンプルは解離及び／又は懸濁され得る５０１。上で言及された通り、幾つかの変形に於いて、細胞は改変され得る５０３。其れから、解離した細胞は未ポリマー化マトリックス材料と組み合わせられ５０５、オイル中に流入させられて、オイル中のゲル液滴を形成し得る；其れから、組み合わせられた解離した細胞（及び何れかの追加のコンポーネント）を有するマトリックス材料は、例えば温度を増大させる事に依って上で記載された通りポリマー化され得る。此れ等のステップは、一般的に、ゲル液滴を形成する為のステップ又は複数のステップ５０７の一部であり得、此れ等のステップの全て又は幾つかは例えば装置に依って自動化され得る。

図５に示される通り、其れから、オイルは多孔質疎水性表面（例えば膜）を用いて除去され得る５０２。幾つかのケースでは、オイルの大半を除去する為の粗い方法として、多孔質疎水性表面に対する暴露前に最初にゲル液滴から過剰なオイルを除去する事が好ましくあり得る。例えば、ゲル液滴は、スピン、次にピペッティングに依るオイル層（例えば下層）の除去に依って、オイルの幾らかから分離され得る。代替的には、オイル及び其の中に懸濁されたゲル液滴は、直接的に多孔質疎水性表面との接触をさせられ得る。何れにせよ、ゲル液滴は下でより詳細に記載される通り多孔質疎水性膜を用いて解乳化され得る。此のステップはオイルの全て又は実質的に全て（例えば、９９％よりも多大）を除去し得、実施する事が素早く且つ容易であり得る。

一旦オイルが除去されると、ゲル液滴は、例えば容器への緩衝液及び／又は細胞培養培地を用いる洗浄及び／又は溶出５１１に依って、多孔質疎水性表面（例えば膜）から分離され得る。幾つかのケースでは、ゲル液滴は直ちに用いられ得る；代替的には、ゲル液滴の全て又は幾つかが培養５１３及び／又は凍結保存され得る。

此れ等の方法の何れかを実施し得る装置も又本願に記載される。例えば、図６は、此れ等のステップの全て又は幾つかを自動化する為のコンポーネントを包含し得る装置の１つの例を例解する。例えば、図６では、装置はマイクロ流体コンポーネント６０１を包含し得る。此れは複数のチャネル（例えば、マイクロ流体チップの一部として）を包含し得、更に、上の図２を参照して示される及び記載される通り、其れ等が組み合わせられ得る様にして、未ポリマー化マトリックス、解離した細胞、及び／又はオイルを受け取る為の１つ以上のポートを包含し得る。其れ故に、装置は、解離した細胞を含む解離した組織サンプル及び未ポリマー化マトリックス材料を受け取る様に構成された第１のチャネルと、オイルを受け取る様に、且つ第１のチャネルと交差してオイル中に懸濁されたポリマー化したゲル液滴を形成する様に構成された第２のチャネルとを包含する複数のチャネルを含む流体（例えば、マイクロ流体）プロセッサを包含し得る。プロセッサは、１つ以上のマイクロプロセッサを有するコントローラをも又包含し得、此れが装置の作動をコントロールし、及びゲル液滴の形成及び処理を制御し得る。加えて、装置は、ゲル液滴からオイルを除去する様に構成された、且つ流体プロセッサと流体連通した多孔質疎水性表面（例えば膜）６０９、６０７を包含し得る解乳化部分６０３、６０５を包含し得る。最後に、装置は、１つ以上の容器、例えばマルチウェルプレート６１５にゲル液滴を溶出する様に構成される溶出チャネルを包含し得る。

一般的に、解乳化部分は、何れかの適当な多孔質疎水性表面、例えば疎水性膜、特に、０．１μｍから５００μｍの間（例えば、０．１μｍ及び４００μｍの間、０．１μｍ及び３００μｍの間、０．１μｍ及び２５０μｍの間、０．１μｍ及び２００μｍの間、０．０１μｍ及び１５０μｍの間、０．０１μｍ及び１００μｍの間等）の細孔を有する膜を包含し得る。図６では、解乳化部分は漏斗に形成された多孔質疎水性膜６０９を上段に示す。此れが、膜を通しての又は其の中への吸収に依ってオイルを除去する為に、ゲル液滴の溶液（例えば、オイル含有溶液）を適用する為に用いられ得る。図６は、チャネル６０５を包含する解乳化部分の代替的実施形態をも又示す。此れの中に、多孔質疎水性膜６０７の或る領域が配置される。オイルを包含するゲル液滴の溶液はチャネルの第１の末端に於いて適用され得、ゲル液滴を包含する溶液はチャネル（例えばカラム等）を通して流され得る。此れは、流体がオイルの除去の間にチャネル／カラムを下って駆動され得る様にして、水平に対して相対的に僅かに（１度及び３０度の間）傾き得る。幾つかの変形に於いて、疎水性表面（図６の下段ではトンネル６０５に形成された）の角度は変更され得る。

例えば、図７は、複数のゲル液滴からのオイルの除去の１つの例を例解する。図７では、０．４５μｍの細孔径を有するＰＶＤＦトランスファー膜等の疎水性膜のシート、及び複数のゲル液滴（「マトリゲル液滴」）が形成された５００μＬのオイルが、（例えばテーブルの）表面に置かれている。オイル中のゲル液滴が膜の表面に適用され、オイルが膜の中に且つ其れを通して吸収される事を許し乍ら、ゲル液滴は上に留まる。実際には、其れから、ゲル液滴は、膜上のゲル液滴上に直接的に緩衝液又は媒体を適用する事に依って１回以上（例えば３×）任意に洗浄され得る。幾つかの変形に於いて、ゲル液滴は、疎水性膜に依るオイルの更なる除去を許す為に洗浄に依って膜の別の部分へと移動させられ得る。其れから、ゲル液滴は、此の例ではマルチウェルプレート７１５として示される容器に濯がれ得る。此の方法の分析は、オイルの実質的に全て（例えば、９９％よりも多大）が此の様式で除去されるという事を示した。更に、此の型の取り扱いはゲル液滴に悪影響しない。

実に、化学的解乳化剤の使用無しにゲル液滴からオイルを除去する為の疎水性膜に依る処理後間も無くの新しいゲル液滴の分析は、処理されたゲル液滴内の細胞の総体的な生存性が、オイルを除去する為の他の技術（例えば図４Ｂ～４Ｃに示されている）に依って処理されたゲル液滴の物よりも多大であるという事を示す。一般的に、より多くの残留オイルがゲル液滴上に残ると、ゲル液滴中の細胞のより少ない成長が見出された。更に、本願に記載される方法は一般的に有意に敏速であり、洗浄／濯ぎステップのより少ない洗浄及び繰り返しを要求した。更に、齎されるゲル液滴はより澄明に見える傾向にあり、より少ないゲル液滴／細胞デブリを有した。

例えば、図８Ａ～８Ｄは、本願に記載される処理する方法に依って形成されるゲル液滴の１つの例を例解し、低（４×、図８Ａ、８Ｂ）及びより高（１０×、図８Ｃ及び８Ｄ）の間の比較を許す。図８Ａ及び８Ｃでは、各ゲル液滴は１つの細胞を包含し、ゲル液滴は示されている通りオイルの全てを除去する様にクリーニングされている。類似に、図８Ｂ及び８Ｄは各２０細胞を有するゲル液滴を示す。

上で言及された通り、本願に記載される通り形成されたゲル液滴は、解乳化技術又は非解乳化と比較して培養に於いて経時的に有意に増大した生存性を有する事が見られた。此れ等の方法は、図９Ａ～１１Ｂにも又示される通り、培養に於いて経時的に特に有効であり得る。例えば、図９Ａ～９Ｂは、ゲル液滴からオイルを除去する為の本願に記載される疎水性膜（多孔質疎水性膜）の使用を包含する方法の例を例解する。図９Ａ～９Ｃでは、形成の２日後の１（図９Ａ）又は２０（図９Ｂ）細胞を（平均で）有するゲル液滴が低倍率（例えば、４×）で示されている。見られ得る通り、齎されるゲル液滴は周りの媒体を包含して非常に「クリーン」である。図１０Ａ～１０Ｂは、２日の培養後の類似のゲル液滴の僅かに大きくなった概観を示す。

最後に、図１１Ａ～１１Ｂは、ゲル液滴内に於ける広範囲の且つロバストな成長を示す３日の培養後の類似のゲル液滴を例解する。図１１Ａ～１１Ｂに示されるゲル液滴は１０×倍率でも又示されている。言及された通り、ゲル液滴はオイルを除去する為に疎水性膜上で洗浄されている。此のオイルは、マイクロオルガノスフェア内の細胞の損害を防止する為に微小ゲル液滴を形成した後には比較的素早く除去され得る。

本願に記載される方法及び装置は、一般的に、ゲル液滴が形成され得る実質的に何れかの細胞型で働き得る。例えば、図１２Ａ～１２Ｂ、１３Ａ～１３Ｂ、１４Ａ～１４Ｂ、１５Ａ～１５Ｂ、１６Ａ～１６Ｂ、１７Ａ～１７Ｂ、１８Ａ～１８Ｂ、１９Ａ～１９Ｂ、２０Ａ～２０Ｂ、及び２１Ａ～２１Ｂは、全て、ゲル液滴を形成する為に用いられる異なる細胞又は組織型を示す。此れ等については、ゲル液滴からオイルを除去する為の本願に記載される方法が踏襲され得る。例えば、図１２Ａ～１２ＢはＶＥＲＯ細胞を例解し（２０細胞／ゲル液滴）、図１３Ａ～１３Ｂは２９３Ｔ細胞を例解し、図１４Ａ～１４Ｂは２９３ＡＣＥ２細胞を包含するゲル液滴を例解する。低い大きさ（４×、左）及び高い大きさ（１０×、右）両方を示す。図１５Ａ～１５Ｂは１細胞／ゲル液滴でＣＲＣ１９－１０６細胞を包含するゲル液滴を例解し、図１６Ａ～１６Ｂも又、ＣＲＣ１９－１０６細胞を但し２０細胞／ゲル液滴で示し、図１７Ａ～１７Ｂは１細胞／ゲル液滴を有するＣＲＣ１９８１７細胞を示し、図１８Ａ～１８Ｂは２０細胞／ゲル液滴を有するＣＲＣ１９１７８細胞を包含するゲル液滴を例解する。全て、本願に記載される通り疎水性膜を用いてオイルを除去されている。図１９Ａ～１９ＢはＣＲＣ１９２４５細胞を１細胞／ゲル液滴で示し、図２０Ａ～２０ＢはＣＲＣ１９２４５細胞を２０細胞／ゲル液滴で示す。最後に、図２１Ａ～２１Ｂは、夫々、２０細胞／ゲル液滴を包含するマウス腸オルガノイドの低及び高倍率を示す。

本願に記載される例の何れかに於いて、方法は、組織から（例えば解離に依って）単離又は培養された細胞からオルガノスフェア（例えば、マイクロオルガノスフェア）を形成する方法であり得る。サンプルは処理の為に受け取られ得、自動又は半自動システムを用いる事を包含する非常に穏やかな遣り方で処理され得る。例えば、サンプルは受け取られ、冷やされた温度制御された様式で、例えばサンプル（細胞が内包される何れかの媒体を包含する）及び液体基底膜材料の温度を細胞処理温度又は温度範囲に冷却する事に依って処理され得る（例えば、２５未満、２０度Ｃ未満、１９度Ｃ未満、１８度Ｃ未満、１７度Ｃ未満、１６度Ｃ未満、１５度Ｃ未満、１４度Ｃ未満、１３度Ｃ未満、１２度Ｃ未満、１１度Ｃ未満、１０度Ｃ未満、９度Ｃ未満、８度Ｃ未満、７度Ｃ未満、約５～２５度Ｃの間、約５～２０度Ｃの間等に冷却される）。其れ故に、細胞は細胞処理温度（又は温度範囲）に維持された水溶液中に懸濁され得る。液体基底膜材料も又、同じ細胞処理温度範囲内に維持され得る。其れから、細胞は液体基底膜マトリックス（例えばマトリゲルだが、此れに限定されない）と組み合わせられ得る。液体基底膜材料は組み合わせに依って所定の濃度に希釈され得る。

其れから、液体基底膜材料中の細胞は其れ等をオイル中に押し出す事に依って液滴に形成され得る。液滴は、所定の量の（及び／又は所定の流量での）組み合わせられた細胞及び液体基底膜材料をオイル中に流す事に依って形成され得る。オイルはプール又は流れであり得る。液滴は、各液滴が所定の量の細胞（例えば、１～５００細胞の間、１～４００細胞の間、１～３００細胞の間、１～２００細胞の間、１～１００細胞の間等）を包含する様にして液体基底膜マトリックス中の細胞から形成され得る。其れから、オイル中の形成された液滴は、温度を増大させる事に依ってポリマー化され得る。例えば、温度はポリマー化迄（例えば、３０度Ｃ又はより多大、３２度Ｃ又はより多大、３５度Ｃ又はより多大、３０～３８度Ｃの間、３２～３７度の間等迄）増大させられて、ゲル液滴をポリマー化し得る。温度はオイルの温度を増大させる事に依って増大させられ得る。幾つかの例では、同じ初期温度であるオイル中の細胞及び液体基底膜材料の液滴を組み合わせ、液滴の形成後に周りのオイルの温度を増大させる事が有益であり得る。幾つかの例では、細胞を包含する基底膜材料の液滴は、細胞処理温度（又は細胞処理温度範囲）よりも高い温度であるオイル中に追加され得る。例えば、オイルはポリマー化温度に維持され得る。組み合わせられた細胞及び液体基底膜マトリックスの液滴を温める事が、オイル中の液体基底膜マトリックス材料をポリマー化し得る。其の後に、オイルが本願に記載される通り除去され得、細胞はオルガノスフェア（例えば、マイクロオルガノスフェア）を形成する為に培養され得る。例えば、上で記載された通り、水性の（例えば培養）培地を追加する前に、水性の培養培地に依る濯ぎの後に、又は水性の培養培地を追加する間に何方かで、オイルがゲル液滴から疎水性膜を通して又は其の中に除去される様にして、液滴は疎水性膜との接触をさせられ得る。

此のプロセスは、齎されるオルガノスフェア（例えば、マイクロオルガノスフェア）内の細胞の生存性を増大させる事に於いて極めて有効である事が判明した。例えば、オイルを除去する他の方法と比較して、最も繊細な細胞型の生存性であっても、２０～５０％よりも多大に増大した。

例えば、図２２Ａ～２２Ｃは、人工多能性幹細胞から上に記載された通り形成されたオルガノスフェア（例えば、マイクロオルガノスフェア）の例を例解する。人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）は極めて脆弱であり得る。図２２Ａでは、マイクロオルガノスフェアがオイル中で上で記載された通りｉＰＳＣから形成され、オイルは、マイクロオルガノスフェアを疎水性膜、此の例では表面（例えば、チャネル、漏斗等）に形成された疎水性のポリ二フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のシートと接触させる事に依って除去された。此れを通して、水性の（例えば培地）溶液の追加前又は後何方かに（又は間に）マイクロオルガノスフェアが流され得る。第３日迄に（図２２Ｂに示されている）、齎されたマイクロオルガノスフェアの大多数は生存可能であり、マイクロオルガノスフェア内のｉＰＳＣはサイズ及び数が増大した。図２２Ｃは第７日の同じマイクロオルガノスフェアを示す。此れ等のマイクロオルガノスフェアは「ミニ脳」構造を形成する能力があった。

本願に記載される方法は、一般的に、培養及び単離された（例えば解離した）細胞を包含する種々の異なる細胞について首尾良かった。例えば、図２３Ａ～２３Ｊは、ヒト剖検組織から単離された種々の異なる細胞型についての本願に記載される方法の結果を例解する。図２３Ａは、剖検の一部として除去された組織（嗅覚組織）のサンプルの例を示す。此の組織は本願に記載される通り処理されて嗅覚細胞を解離させ、１つ以上の嗅覚細胞型からマイクロオルガノスフェアを形成した。例えば、図２３Ｂは、本願に記載される通り単離された嗅覚細胞から形成されたマイクロオルガノスフェアの１つの例を示す。本願に記載される通りマイクロオルガノスフェアを形成する為に類似に単離及び処理された他の細胞型は、遠位肺細胞（図２３Ｃ）、気管細胞（図２３Ｄ）、近位肺細胞（図２３Ｅ）、鼻腔・副鼻腔細胞（図２３Ｆ）、食道細胞（図２３Ｇ）、腸細胞（図２３Ｈ）、及び肝臓細胞（図２３Ｉ～２３Ｊ）を包含する。

本願に記載される方法及び装置は、腫瘍細胞を包含する解離した細胞等の生物学的な組織を包含する（且つ支持する）ゲル液滴の文脈に於いて記載されているが、此れ等の方法及び装置は液滴内の生物学的な組織有り又は無しの何れかのゲル液滴に用いられ得るという事は理解されるべきである。特に、此れ等の方法、装置は、小さい（例えば、約２ｍｍ以下（例えば、１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．９ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下等、５０～５００μｍ、約５０～６００μｍ、約５０～７５０μｍ、約５０～９００μｍ、約５０μｍから１ｍｍの間等）の直径を有する）ゲル液滴を包含するが此れ等に限定されない液滴内の生物学的な組織有り又は無しのゲル液滴上又は周囲からオイルを除去する事に有用であり得る。

本願に記載される方法の何れか（ユーザーインターフェースを包含する）は、ソフトウェア、ハードウェア、又はファームウェアとして実装され得、プロセッサ（例えば、コンピュータ、タブレット、スマートフォン等）に依って実行される事が出来る命令のセットを保存する非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として記述され得る。此れは、プロセッサに依って実行される時に、プロセッサがステップの何れかをコントロール・実施する事を引き起こす：表示する事、ユーザーとコミュニケーションする事、分析する事、パラメータ（タイミング、頻度、強度等を包含する）を改変する事、決定する事、アラートする事、又は同類を包含するが、此れ等に限定されない。

或る特徴又は要素が本願に於いて別の特徴又は要素「の上に在る」と言われる時には、其れは直接的に別の特徴若しくは要素の上に在り得るか、又は介在する特徴及び／若しくは要素も又存在し得る。対照的に、或る特徴又は要素が別の特徴又は要素「の直接的に上に在る」と言われる時には、介在する特徴又は要素は存在しない。或る特徴又は要素が別の特徴又は要素に「接続される」、「取り付けられる」、又は「カップリングされる」と言われる時には、其れは別の特徴若しくは要素に直接的に接続され得るか、取り付けられ得るか、若しくはカップリングされ得るか、又は介在する特徴若しくは要素が存在し得るという事も又理解されるであろう。対照的に、或る特徴又は要素が別の特徴又は要素に「直接的に接続される」、「直接的に取り付けられる」、又は「直接的にカップリングされる」と言われる時には、介在する特徴又は要素は存在しない。１つの実施形態について記載されるか又は示されているが、其の様に記載されるか又は示されている特徴及び要素は、他の実施形態に適用され得る。別の特徴に「隣接して」配される或る構造又は特徴を言う事は、隣接する特徴の上に重なるか又は下に重なる部分を有し得るという事も又当業者には了解されるであろう。

本願に於いて用いられる術語は、特定の実施形態を記載する目的の為のみであり、発明を限定する事は意図されない。例えば、文脈が明瞭に別様に指示しない限り、本願に於いて用いられる単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、複数形も包含する事が意図される。用語「含む（comprises）」及び／又は「含む（comprising）」は、本明細書に於いて用いられる時には、申し立てられた特徴、ステップ、作動、要素、及び／又はコンポーネントの存在を規定するが、1つ以上の他の特徴、ステップ、作動、要素、コンポーネント、及び／又は其れ等の群の存在又は追加を妨げないという事が更に理解されるであろう。本願に於いて用いられる用語「及び／又は」は、結び付いた列記されている項目の1つ以上の何れかの及び全ての組み合わせを包含し、「／」と略され得る。

空間的に相対的な用語、例えば「の下に」、「よりも下に」、「下部」、「の上に」、「上側」、及び同類は、本願に於いては、図に例解される別の要素（単数若しくは複数）又は特徴（単数若しくは複数）に対する1つの要素又は特徴の関係性を記述する為の記載の容易さの為に用いられ得る。空間的に相対的な用語は、図に図示されている定位に加えて、使用又は作動中のデバイスの異なる定位を包摂する事が意図されるという事は理解されるであろう。例えば、図のデバイスが倒置される場合には、他の要素又は特徴「の下」又は「の下側」と記載される要素は、他の要素又は特徴「の上に」定位するであろう。其れ故に、例示的な用語「下」は上及び下両方の定位を包摂し得る。デバイスは別様に（９０度回転されて又は他の定位で）定位し得、本願に於いて用いられる空間的に相対的な記述語は然るべく解釈され得る。類似に、用語「上の方に」、「下の方に」、「垂直な」、「水平な」、及び同類は、具体的に別様に指示されない限り、本願に於いては説明の目的でのみ用いられる。

用語「第１」及び「第２」は本願に於いては種々の特徴／要素（ステップを包含する）を記述する為に用いられ得るが、此れ等の特徴／要素は、文脈が別様に指示しない限り、此れ等の用語に依って限定されるべきではない。此れ等の用語は１つの特徴／要素を別の特徴／要素から区別する為に用いられ得る。其れ故に、本発明の教示から逸脱する事無しに、下で論じられる第１の特徴／要素は第２の特徴／要素と呼称され得、類似に、下で論じられる第２の特徴／要素は第１の特徴／要素と呼称され得る。

本明細書及び後続する請求項に於いては、文脈が別様に要求しない限り、単語「含む（comprise）」、並びに「含む（comprises）」及び「含む（comprising）」等の変形は、種々のコンポーネントが合同して方法及び成形品（例えば、デバイス及び方法を包含する組成物及び装置）に使用され得るという事を意味する。例えば、用語「含む」は、何れかの他の要素又はステップの排除では無く、何れかの申し立てられた要素又はステップの包含を含意すると理解されるであろう。

一般的に、本願に記載される装置及び方法の何れかは包含的であると理解されるべきであるが、コンポーネント及び／又はステップの全て又はサブセットは、代替的には排他的であり得、種々のコンポーネント、ステップ、サブコンポーネント、又はサブステップ「から成る」又は代替的には「から本質的に成る」と表現され得る。

別様に明白に規定されない限り、本願に於いては、例に於いて用いられる物を包含する明細書及び請求項に於いて用いられる全ての数は、用語が明白に現れない場合であっても、単語「約」又は「凡そ」に依って前置きされている場合の様に読まれ得る。言い回し「約」又は「凡そ」は、大きさ及び／又は位置を記述する時に、記載された値及び／又は位置が値及び／又は位置の適切な予想される範囲内であるという事を指示する為に用いられ得る。例えば、数値は、申し立てられた値（又は値の範囲）の＋／－０．１％、申し立てられた値（又は値の範囲）の＋／－１％、申し立てられた値（又は値の範囲）の＋／－２％、申し立てられた値（又は値の範囲）の＋／－５％、申し立てられた値（又は値の範囲）の＋／－１０％等である値を有し得る。本願に於いて与えられる何れかの数値は、文脈が別様に指示しない限り、約又は凡そ其の値をも又包含すると理解されるべきである。例えば、値「１０」が開示される場合には、「約１０」も又開示される。本願に記載される何れかの数的範囲は、其の中に含められる全ての部分範囲を包含する事が意図される。或る値が開示される時には、当業者に依って適当に理解される様に、値「に等しいか又は未満の」、「値に等しいか又はより多大な」物、及び値の間の可能な範囲も又開示されるという事も又理解される。。例えば、値「Ｘ」が開示される場合には、「Ｘに等しいか又は未満の」及び「Ｘに等しいか又はより多大な」物（例えば、此処でＸは数値である）も又開示される。本願に於いては、データは幾つもの異なるフォーマットで提供されるという事と、此のデータは終点及び始点、並びにデータ点の何れかの組み合わせの範囲を表すという事とも又理解される。例えば、特定のデータ点「１０」及び特定のデータ点「１５」が開示される場合には、１０及び１５よりも多大、其れに等しいか又はより多大、其れ未満、其れに等しいか又は未満、及び其れに等しい、並びに１０及び１５の間が、開示されたと考えられるという事が理解される。２つの特定の単位の間の各単位も又開示されるという事も又理解される。例えば、１０及び１５が開示される場合には、１１、１２、１３、及び１４も又開示される。

種々の例解的な実施形態が上で記載されているが、幾つもの変更の何れかは、請求項に依って記載される通りの本発明の範囲から逸脱する事無しに、種々の実施形態に成され得る。例えば、種々の記載される方法ステップが実施される順序は、代替的な実施形態に於いては多くの場合に変更され得、他の代替的な実施形態に於いては、１つ以上の方法ステップが全くスキップされ得る。種々のデバイス及びシステムの実施形態の任意の特徴が、幾つかの実施形態には包含され得、他ではされずにあり得る。因って、前述の記載は主として例示的な目的で提供され、其れが請求項に於いて提出される通りの本発明の範囲を限定すると解釈されるべきでは無い。

本願に包含される例及び例解は、限定では無く例解として、主題が実施され得る具体的な実施形態を示す。言及された通り、本開示の範囲から逸脱する事無しに、構造的及び論理的な代用及び変更が成され得る様にして、他の実施形態が利用され得、其れから派生し得る。本発明の主題の斯かる実施形態は、本願に於いては、単に便宜上、且つ１つよりも多くが事実開示される場合には本願の範囲を自発的に何れかの単一の発明又は発明の概念に限定する事を意図する事無しに、個別に又は集合的に用語「発明」に依って言われ得る。其れ故に、具体的な実施形態が本願に於いて例解及び記載されたが、同じ目的を達成する様に計算された何れかのアレンジメントが、示されている具体的な実施形態に代用され得る。本開示は種々の実施形態の何れかの及び全ての適応又は変形をカバーする事が意図される。上の実施形態の組み合わせ及び具体的には本願に記載されない他の実施形態は、上の記載を精査する事に依って当業者には明らかであろう。

１０３ ゲル液滴
１０５ 細胞
１３９ チャネル領域
２０３ 液滴
２０９ オイルを運ぶチャネル
２０９’ オイルを運ぶチャネル
２１１ 未ポリマー化混合物を運ぶチャネル
２３７ ジャンクション領域
２３９ 流出チャネル
３０５ ゲル液滴
３０８ オイル
６０１ マイクロ流体コンポーネント
６０３ 解乳化部分
６０５ 解乳化部分
６０７ 多孔質疎水性表面
６０９ 多孔質疎水性表面
６１５ マルチウェルプレート

Claims (25)

1. 方法が：
   オイル中の複数のゲル液滴を形成し、ゲル液滴が、マトリックス材料のポリマー化した球体内に分配された解離した組織サンプルからの細胞を含み、ゲル液滴が、其の中に分配された細胞を有する事と；
   オイルがゲル液滴から疎水性膜を通して又は其の中に除去される様にして、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事と、
   を含む、
   細胞を含有するゲル液滴を処理する方法。
2. ゲル液滴が、５０～５００μｍの間の直径を有するマイクロオルガノスフェアを含む、請求項１に記載の方法。
3. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、ゲル液滴からオイルの少なくとも９９％を除去する事を含む、請求項１に記載の方法。
4. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、少なくとも部分的に疎水性膜に依って形成されたチャンバーを介してオルガノイドを通過させる事を含む、請求項１に記載の方法。
5. チャンバーが、疎水性膜に依って形成されたトンネル又はチューブを含む、請求項４に記載の方法。
6. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜に依って形成された漏斗中にゲル液滴を溶出する事を含む、請求項１に記載の方法。
7. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜に対してゲル液滴を濾過する事を含む、請求項１に記載の方法。
8. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜上をゲル液滴を包含する溶液を通過させる事を含む、請求項１に記載の方法。
9. 疎水性膜が０．１及び５μｍの間である細孔径を有する、請求項１に記載の方法。
10. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、水性媒体中にゲル液滴を保持する事を含む、請求項１に記載の方法。
11. 更に、ゲル液滴が、夫々が、其の中に分配された１及び２００の間の細胞を含む、請求項１に記載の方法。
12. 更に、水性媒体に依って疎水性膜上のゲル液滴を洗浄する事を含む、請求項１に記載の方法。
13. 更に、ゲル液滴を培養培地に依って培養する事を含む、請求項１に記載の方法。
14. 方法が：
    オイル中の複数のゲル液滴を形成し、ゲル液滴が、マトリックス材料の球体内に分配された解離した組織サンプルからの細胞を含み、ゲル液滴が５０及び５００μｍの間の直径を有し、１及び２００の間の細胞が其の中に分配される事；並びに
    オイルの少なくとも９８％がゲル液滴から疎水性膜上で又は其の中に除去される様にして、疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事；
    水性媒体に依って疎水性膜上のゲル液滴を洗浄する事；並びに
    ゲル液滴を培養培地に依って培養する事、
    を含む、
    ゲル液滴を処理する方法。
15. ゲル液滴が、５０～５００μｍの間の直径を有するマイクロオルガノスフェアを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、ゲル液滴からオイルの少なくとも９９％を除去する事を含む、請求項１４に記載の方法。
17. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、少なくとも部分的に疎水性膜に依って形成されたチャンバーを介してオルガノイドを通過させる事を含む、請求項１４に記載の方法。
18. チャンバーが、疎水性膜に依って形成されたトンネル又はチューブを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜に依って形成された漏斗中にゲル液滴を溶出する事を含む、請求項１４に記載の方法。
20. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜に対してゲル液滴を濾過する事を含む、請求項１４に記載の方法。
21. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、疎水性膜上にわたりゲル液滴を包含する溶液を通過させる事を含む、請求項１４に記載の方法。
22. 疎水性膜が０．１及び５μｍの間である細孔径を有する、請求項１４に記載の方法。
23. 疎水性膜に対してゲル液滴を接触させる事が、水性媒体中にゲル液滴を保持する事を含む、請求項１４に記載の方法。
24. 更に、水性媒体に依って疎水性膜上のゲル液滴を洗浄する事を含む、請求項１４に記載の方法。
25. 装置が：
    解離した細胞を含む解離した組織サンプル及び未ポリマー化マトリックス材料を受け取る様に構成された第１のチャネルと、
    オイルを受け取る様に、且つ第１のチャネルと交差してオイル中に懸濁されたポリマー化したゲル液滴を形成する様に構成された第２のチャネルと、
    を包含する複数のチャネルを含む流体プロセッサ；
    ゲル液滴からオイルを除去する様に構成された、且つ流体プロセッサと流体連通した疎水性膜を含む解乳化部分；並びに
    水溶液を用いて解乳化部分からゲル液滴を溶出する様に構成された溶出チャネル、
    を含む、
    ゲル液滴を形成する為の装置。

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