JP2500472B2 - 細胞配列培養装置およびその方法 - Google Patents
細胞配列培養装置およびその方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/10—Rotating vessel
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、細胞を配列して形成さ
せるための細胞配列培養装置およびその方法に関する。
せるための細胞配列培養装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、いろいろな動物や植物の細胞培養
が行われており、また、新たな細胞の培養法が開発され
ている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質
の解明、有用な物質の生産等の目的で利用されている。
さらに、培養細胞を用いて、人工的に合成された薬剤の
生理活性や毒性を調べる試みがなされている。
が行われており、また、新たな細胞の培養法が開発され
ている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質
の解明、有用な物質の生産等の目的で利用されている。
さらに、培養細胞を用いて、人工的に合成された薬剤の
生理活性や毒性を調べる試みがなされている。
【０００３】一部の細胞、特に多くの動物細胞は、何か
に接着して生育する接着依存性を有しており、生体外の
浮遊状態では長期間生存することができない。このよう
な接着依存性を有した細胞の培養には、細胞が接着する
ための担体が必要であり、一般的には、コラーゲンやフ
ィブロネクチンなどの細胞接着性タンパク質を均一に塗
布したプラスティック製の培養皿が用いられている。こ
れらの細胞接着性タンパク質は、培養細胞に作用し、細
胞の接着を容易にしたり、細胞の形態に影響を与えるこ
とが知られている。
に接着して生育する接着依存性を有しており、生体外の
浮遊状態では長期間生存することができない。このよう
な接着依存性を有した細胞の培養には、細胞が接着する
ための担体が必要であり、一般的には、コラーゲンやフ
ィブロネクチンなどの細胞接着性タンパク質を均一に塗
布したプラスティック製の培養皿が用いられている。こ
れらの細胞接着性タンパク質は、培養細胞に作用し、細
胞の接着を容易にしたり、細胞の形態に影響を与えるこ
とが知られている。
【０００４】一方、培養細胞を基板上の微小な部分にの
み接着させ、配列させる技術が報告されている。このよ
うな技術により、培養細胞を人工臓器やバイオセンサ、
バイオリアクターなどに応用することが可能になる。培
養細胞を配列させる方法としては、細胞に対して接着の
容易さが異なるような複数の表面がパターンを成してい
るような基板を用い、この上で細胞を培養し、細胞が接
着するように加工した表面だけに細胞を接着させること
によって細胞を配列させる方法がとられている。
み接着させ、配列させる技術が報告されている。このよ
うな技術により、培養細胞を人工臓器やバイオセンサ、
バイオリアクターなどに応用することが可能になる。培
養細胞を配列させる方法としては、細胞に対して接着の
容易さが異なるような複数の表面がパターンを成してい
るような基板を用い、この上で細胞を培養し、細胞が接
着するように加工した表面だけに細胞を接着させること
によって細胞を配列させる方法がとられている。
【０００５】例えば、特開平２−２４５１８１号公報に
は、回路状に神経細胞を増殖させるなどの目的で、静電
荷パターンを形成させた電荷保持媒体を細胞培養に応用
している。また、特開平３−７５７６号公報では、細胞
非接着性あるいは細胞接着性の光感受性親水性高分子を
フォトリソグラフィー法によりパターニングした表面上
への培養細胞の配列を試みている。また、細胞非接着性
表面を有した細胞培養材料に紫外線や放射線を照射して
細胞接着性の官能基を導入したり、細胞培養材料に紫外
線や放射線を照射することによって重合開始種を誘導
し、この上に細胞接着性あるいは細胞非接着性モノマー
を重合させるなどして表面をパターニングし、これによ
って細胞の配列を制御した特開平３−７５７７号公報の
例がある。
は、回路状に神経細胞を増殖させるなどの目的で、静電
荷パターンを形成させた電荷保持媒体を細胞培養に応用
している。また、特開平３−７５７６号公報では、細胞
非接着性あるいは細胞接着性の光感受性親水性高分子を
フォトリソグラフィー法によりパターニングした表面上
への培養細胞の配列を試みている。また、細胞非接着性
表面を有した細胞培養材料に紫外線や放射線を照射して
細胞接着性の官能基を導入したり、細胞培養材料に紫外
線や放射線を照射することによって重合開始種を誘導
し、この上に細胞接着性あるいは細胞非接着性モノマー
を重合させるなどして表面をパターニングし、これによ
って細胞の配列を制御した特開平３−７５７７号公報の
例がある。
【０００６】さらに、特開平３−３５７９１０号明細書
では、細胞の接着率や形態に影響をあたえるコラーゲン
などの物質がパターニングされた細胞培養用基板と、こ
の基板をフォトリソグラフィー法によって作製する方法
について開示している。このような基板の上で細胞を培
養することによって、コラーゲンなどがパターニングさ
れた表面に多くに細胞を接着させ、細胞のパターニング
を実現している。
では、細胞の接着率や形態に影響をあたえるコラーゲン
などの物質がパターニングされた細胞培養用基板と、こ
の基板をフォトリソグラフィー法によって作製する方法
について開示している。このような基板の上で細胞を培
養することによって、コラーゲンなどがパターニングさ
れた表面に多くに細胞を接着させ、細胞のパターニング
を実現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の培養細胞を配列
させる方法は、通常の細胞培養方法と同様に、細胞培養
の際に細胞や培地を収納した培養容器を静置して培養を
おこなっている。しかし、培養容器を静置した状態で培
養を行った場合、細胞が接着しないように加工した表面
であってもそこに細胞がとどまると、細胞は細胞外マト
リクスを分泌し、その位置で接着する。その結果、細胞
の接着を望まない表面にも細胞の接着が生じ、細胞配列
の解像度が低下するという問題点がある。
させる方法は、通常の細胞培養方法と同様に、細胞培養
の際に細胞や培地を収納した培養容器を静置して培養を
おこなっている。しかし、培養容器を静置した状態で培
養を行った場合、細胞が接着しないように加工した表面
であってもそこに細胞がとどまると、細胞は細胞外マト
リクスを分泌し、その位置で接着する。その結果、細胞
の接着を望まない表面にも細胞の接着が生じ、細胞配列
の解像度が低下するという問題点がある。
【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
なくし、解像度の高い細胞配列を実現する細胞配列培養
装置およびその方法を提供することにある。
なくし、解像度の高い細胞配列を実現する細胞配列培養
装置およびその方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による細胞配列培養装置は、接着性細胞に対
して接着の容易さが異なるような複雑の表面がパターン
を成している基板と、この基板と細胞とこの細胞の生育
のための液体培地を収容した培養容器と、この培養容器
に回転あるいは振動を加える攪拌器とから構成される。
め、本発明による細胞配列培養装置は、接着性細胞に対
して接着の容易さが異なるような複雑の表面がパターン
を成している基板と、この基板と細胞とこの細胞の生育
のための液体培地を収容した培養容器と、この培養容器
に回転あるいは振動を加える攪拌器とから構成される。
【００１０】あるいは、接着性細胞に対して接着の容易
さが異なるような複雑の表面がパターンを成している基
板と、この基板と細胞とこの細胞の生育のための液体培
地を収納した培養容器と、この培養容器内の液体培地を
循環させるポンプとから構成される細胞配列培養装置で
ある。
さが異なるような複雑の表面がパターンを成している基
板と、この基板と細胞とこの細胞の生育のための液体培
地を収納した培養容器と、この培養容器内の液体培地を
循環させるポンプとから構成される細胞配列培養装置で
ある。
【００１１】また、本発明による細胞配列培養方法は、
接着性細胞に対して接着の容易さが異なる複数の表面が
パターンを成している基板を用いて細胞を培養し、細胞
を培養する全期間あるいは一部の期間に液体培地を攪拌
あるいは循環することを特徴とする。
接着性細胞に対して接着の容易さが異なる複数の表面が
パターンを成している基板を用いて細胞を培養し、細胞
を培養する全期間あるいは一部の期間に液体培地を攪拌
あるいは循環することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明においては、接着性細胞に対して接着の
容易さが異なる複数の表面がパターンを成している基板
を用いて、細胞の配列を形成するために、培養を行って
いる間ずっと、あるいは培養中のある時間培地を攪拌す
るので、基板上の細胞が接着しづらく加工した表面に細
胞が接着しようとしても、培地の流れによってこの表面
部分への細胞の接着を防ぐことができる。一方、攪拌の
強さが強すぎなければ，培地の流れは基板上の細胞が接
着しやすく加工した表面への細胞の接着にはほとんど影
響を及ぼさない。その結果、細胞が接着しやすく加工し
た、細胞の接着を望む部分への細胞の接着は実現しなが
ら、細胞が接着しづらく加工した、細胞の接着を望まな
い表面への細胞の接着を制御することができ、解像度の
高い細胞配列を得ることができる。
容易さが異なる複数の表面がパターンを成している基板
を用いて、細胞の配列を形成するために、培養を行って
いる間ずっと、あるいは培養中のある時間培地を攪拌す
るので、基板上の細胞が接着しづらく加工した表面に細
胞が接着しようとしても、培地の流れによってこの表面
部分への細胞の接着を防ぐことができる。一方、攪拌の
強さが強すぎなければ，培地の流れは基板上の細胞が接
着しやすく加工した表面への細胞の接着にはほとんど影
響を及ぼさない。その結果、細胞が接着しやすく加工し
た、細胞の接着を望む部分への細胞の接着は実現しなが
ら、細胞が接着しづらく加工した、細胞の接着を望まな
い表面への細胞の接着を制御することができ、解像度の
高い細胞配列を得ることができる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１４】（実施例１）図１は、第一の発明の細胞配
列培養装置の一実施例を示した図で、図１（ａ）は、装
置の横断面図、図１（ｂ）は装置の縦断面図である。本
装置は、攪拌器１の振とう台２の上に培養容器３が粘着
テープ４によって固定されている。この培養容器３の中
には、基板５上で細胞が配列するようにその表面が接着
細胞配に対しての接着の容易さが異なるパターンを有す
るように加工された基板５と、細胞６と、液体培地７が
収納されている。攪拌器１は、振とう台２お水平から１
０度まで傾けた状態で保持し、振とう台２を毎分２０回
転から１２０回転の速度で回転させることができる。培
養容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞培養皿
を使用した。攪拌器１を駆動すると、振とう台２は傾い
た状態で回転するので、液体培地７に対して攪拌が加え
られる。この攪拌によって、解像度の高い細胞配列を得
ることができる。
列培養装置の一実施例を示した図で、図１（ａ）は、装
置の横断面図、図１（ｂ）は装置の縦断面図である。本
装置は、攪拌器１の振とう台２の上に培養容器３が粘着
テープ４によって固定されている。この培養容器３の中
には、基板５上で細胞が配列するようにその表面が接着
細胞配に対しての接着の容易さが異なるパターンを有す
るように加工された基板５と、細胞６と、液体培地７が
収納されている。攪拌器１は、振とう台２お水平から１
０度まで傾けた状態で保持し、振とう台２を毎分２０回
転から１２０回転の速度で回転させることができる。培
養容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞培養皿
を使用した。攪拌器１を駆動すると、振とう台２は傾い
た状態で回転するので、液体培地７に対して攪拌が加え
られる。この攪拌によって、解像度の高い細胞配列を得
ることができる。
【００１５】本装置を用いれば、振とう台２の傾きや回
転速度を調節することによって、細胞配列の形成に最適
な攪拌の強さにすることを容易に行なうことができる。
転速度を調節することによって、細胞配列の形成に最適
な攪拌の強さにすることを容易に行なうことができる。
【００１６】粘着テープ４の接着強度は、攪拌によって
培養容器３が振とう台２の上を移動したり、振とう台２
から離れたりしなければよい。また、培養操作での利便
を考慮して、培養容器３は振とう台２から容易に取り外
せることが望ましい。このような条件を満たせば、振と
う台２への培養容器３の固定手段は粘着テープに限らな
い。例えば、粘着テープ４の代わりに、ばねによって培
養容器３を挟んで固定できるような治具を振とう台２に
設けることもできる。
培養容器３が振とう台２の上を移動したり、振とう台２
から離れたりしなければよい。また、培養操作での利便
を考慮して、培養容器３は振とう台２から容易に取り外
せることが望ましい。このような条件を満たせば、振と
う台２への培養容器３の固定手段は粘着テープに限らな
い。例えば、粘着テープ４の代わりに、ばねによって培
養容器３を挟んで固定できるような治具を振とう台２に
設けることもできる。
【００１７】（実施例２）図２は、第一の発明の細胞配
列培養装置の別の一実施例を示した図であり、図２
（ａ）はこの装置の横断面図、図２（ｂ）は装置の縦断
面図である。本装置は、台８の上にスペーサ９を介して
振動体１０が固定されている。振動体１０には３本の腕
１１が設けられており、培養容器３はこの腕１１によっ
て振動体１０の上に保持されている。培養容器３の中に
は、細胞が配列するように表面を加工した基板５と、細
胞６と、液体培地７が収納されている。振動体１０は、
株式会社シコー技研のマイクロ振動モータＳＥ−７ＡＬ
を、培養容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞
培養皿を使用した。振動体１０を駆動することによって
生じた振動は、腕１１を通じて培養容器３に伝えられ、
培養容器３の中の液体培地７に対して攪拌が加えられ
る。これによって、解像度の高い細胞配列を得ることが
できる。
列培養装置の別の一実施例を示した図であり、図２
（ａ）はこの装置の横断面図、図２（ｂ）は装置の縦断
面図である。本装置は、台８の上にスペーサ９を介して
振動体１０が固定されている。振動体１０には３本の腕
１１が設けられており、培養容器３はこの腕１１によっ
て振動体１０の上に保持されている。培養容器３の中に
は、細胞が配列するように表面を加工した基板５と、細
胞６と、液体培地７が収納されている。振動体１０は、
株式会社シコー技研のマイクロ振動モータＳＥ−７ＡＬ
を、培養容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞
培養皿を使用した。振動体１０を駆動することによって
生じた振動は、腕１１を通じて培養容器３に伝えられ、
培養容器３の中の液体培地７に対して攪拌が加えられ
る。これによって、解像度の高い細胞配列を得ることが
できる。
【００１８】本装置は、振動体１０に印加する電圧を変
えたり、腕１１と培養容器３の間にあそびを設けること
によって攪拌の強さを制御することができる。本装置は
実施例１の装置に比べて厳密な攪拌の制御は難しいもの
の、装置の小型化が容易な長所がある。
えたり、腕１１と培養容器３の間にあそびを設けること
によって攪拌の強さを制御することができる。本装置は
実施例１の装置に比べて厳密な攪拌の制御は難しいもの
の、装置の小型化が容易な長所がある。
【００１９】培養容器３の中の液体培地７を十分に攪拌
できる強さの振動を生じるものであれば、振動体１０は
振動モータに限らず、例えば、圧電アクチュエータなど
を用いることもできる。
できる強さの振動を生じるものであれば、振動体１０は
振動モータに限らず、例えば、圧電アクチュエータなど
を用いることもできる。
【００２０】攪拌によって培養容器３が振動体１０を移
動したり、振動体１０から離れたりしなければ、振動体
１０への培養容器３の固定手段は腕１１に限らないが、
培養操作での利便を考慮して、培養容器３は振動体１０
から容易に取り外せることが望ましい。
動したり、振動体１０から離れたりしなければ、振動体
１０への培養容器３の固定手段は腕１１に限らないが、
培養操作での利便を考慮して、培養容器３は振動体１０
から容易に取り外せることが望ましい。
【００２１】振動体１０の振動が台８に伝わると、装置
全体が振動し、装置を安定に設置することができなくな
る。そのため、振動体１０の振動が台８に伝わらないよ
うに、スペーサ９の材質はゴムなど振動を吸収する材質
が適している。
全体が振動し、装置を安定に設置することができなくな
る。そのため、振動体１０の振動が台８に伝わらないよ
うに、スペーサ９の材質はゴムなど振動を吸収する材質
が適している。
【００２２】（実施例３）図３は、第二の発明の細胞配
列培養装置の一実施例を示し、図３（ａ）はこの装置の
横断面図、図３（ｂ）は装置の縦断面図である。培養容
器３の上部には、導出口１２と導入口１３が設けられて
おり、導出口１２は導出管１４、導入口は導入管１５を
介してポンプ１６と接続されている。培養容器３の中に
は、実施例１、２で用いた基板と同様な細胞接着性の異
なるパターンを表面に有する基板５と、細胞６と、液体
培地７が収納されている。ポンプ１６には、東京理化器
械株式会社のマイクロチューブポンプＭＰ−３を、培養
容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞培養皿を
使用した。ポンプ１６により、培養容器３の中の液体培
地７は導出口１２から導出管１４、導入管１５を通っ
て、導入口１３から再び培養容器３に導入される。この
ように液体培地７が流れた状態で培養を行なうことがで
きるので、解像度の高い細胞配列を得ることができる。
列培養装置の一実施例を示し、図３（ａ）はこの装置の
横断面図、図３（ｂ）は装置の縦断面図である。培養容
器３の上部には、導出口１２と導入口１３が設けられて
おり、導出口１２は導出管１４、導入口は導入管１５を
介してポンプ１６と接続されている。培養容器３の中に
は、実施例１、２で用いた基板と同様な細胞接着性の異
なるパターンを表面に有する基板５と、細胞６と、液体
培地７が収納されている。ポンプ１６には、東京理化器
械株式会社のマイクロチューブポンプＭＰ−３を、培養
容器３には直径４１ｍｍのポリスチレン製細胞培養皿を
使用した。ポンプ１６により、培養容器３の中の液体培
地７は導出口１２から導出管１４、導入管１５を通っ
て、導入口１３から再び培養容器３に導入される。この
ように液体培地７が流れた状態で培養を行なうことがで
きるので、解像度の高い細胞配列を得ることができる。
【００２３】本装置は、ポンプ１６の吐出流量を変化さ
せることによって、培地の流速を非常に厳密に制御する
ことができるので、実施例１の装置よりさらに解像度の
高い細胞配列を得ることが可能である。
せることによって、培地の流速を非常に厳密に制御する
ことができるので、実施例１の装置よりさらに解像度の
高い細胞配列を得ることが可能である。
【００２４】本装置の導出口１２の取り付け位置は、培
養容器３内の液体培地７を取り出すことができる位置で
あれば、本実施例のような液体培地７の液面だけでなく
培養容器３側面などの位置に設けても良い。ただし、導
出口１２を培養容器３に収納されている基板５に近い位
置に設けることは適当でない。本実施例の場合、基板５
は培養容器３の底面にあるので、導出口１２を培養容器
３の底面に近い位置に設けることは適用でない。それ
は、液体培地７の流れは導出口１２付近で局所的に速く
なるので、導出口１２が基板５の近くにあると、導出口
１２に近い基板５の表面部分への細胞６の接着が阻害さ
れるからである。そのため、導出口１２は培養容器３に
収容されている基板５から遠い位置、つまり液体培地７
の液面に近い位置に設けるのが望ましい。
養容器３内の液体培地７を取り出すことができる位置で
あれば、本実施例のような液体培地７の液面だけでなく
培養容器３側面などの位置に設けても良い。ただし、導
出口１２を培養容器３に収納されている基板５に近い位
置に設けることは適当でない。本実施例の場合、基板５
は培養容器３の底面にあるので、導出口１２を培養容器
３の底面に近い位置に設けることは適用でない。それ
は、液体培地７の流れは導出口１２付近で局所的に速く
なるので、導出口１２が基板５の近くにあると、導出口
１２に近い基板５の表面部分への細胞６の接着が阻害さ
れるからである。そのため、導出口１２は培養容器３に
収容されている基板５から遠い位置、つまり液体培地７
の液面に近い位置に設けるのが望ましい。
【００２５】本装置の導入口１３の取り付け位置は、培
養容器３内の上部だけでなく側面などの位置に設けても
良い。ただし、導入口１３を培養容器３内の液体培地７
の液面よりはなれた高い位置に設けると、導入口１３か
らの液体培地７の流れ込みの衝撃により、液体培地７に
乱流が生じるので適当でない。また、導入口１３を培養
容器３に収容されている基板５に近い位置、つまり導入
口１３を培養容器３の底面に近い位置に設けることも適
当でない。それは、液体培地７の流れは導入口１３付近
で局所的に速くなるので、基板５が導入口１３の近くに
あると、基板５の表面の導入口１３に近い部分への細胞
６の接着が阻害されるからである。そのため、導入口１
３は培養容器３に収容されている基板５から遠い位置で
かつ液体培地７の液面からあまり高くない位置、つまり
液体培地７の液面に近い位置に設けるのが望ましい。
養容器３内の上部だけでなく側面などの位置に設けても
良い。ただし、導入口１３を培養容器３内の液体培地７
の液面よりはなれた高い位置に設けると、導入口１３か
らの液体培地７の流れ込みの衝撃により、液体培地７に
乱流が生じるので適当でない。また、導入口１３を培養
容器３に収容されている基板５に近い位置、つまり導入
口１３を培養容器３の底面に近い位置に設けることも適
当でない。それは、液体培地７の流れは導入口１３付近
で局所的に速くなるので、基板５が導入口１３の近くに
あると、基板５の表面の導入口１３に近い部分への細胞
６の接着が阻害されるからである。そのため、導入口１
３は培養容器３に収容されている基板５から遠い位置で
かつ液体培地７の液面からあまり高くない位置、つまり
液体培地７の液面に近い位置に設けるのが望ましい。
【００２６】本装置の導出管１４あるいは導入管１５の
間に、外部から新たな液体培地７を添加させる経路と、
使用済みの液体培地７を外部に排出する経路を設けても
よい。この場合、培養の際の培地交換の手間が省けるた
め好適である。
間に、外部から新たな液体培地７を添加させる経路と、
使用済みの液体培地７を外部に排出する経路を設けても
よい。この場合、培養の際の培地交換の手間が省けるた
め好適である。
【００２７】（実施例４）次に、第三の発明の細胞配列
培養方法の例について説明する。装置は実施例１と同じ
装置を用いた。基板は厚さ０．５ｍｍの石英板であり、
基板の表面に部分的に細胞接着性物質であるコラーゲン
が吸着し、その他の部分は細胞接着性を示さない石英が
露出している。一つのコラーゲン吸着面は直径１００μ
ｍの円形であり、多数のコラーゲンの円が間隔１００μ
ｍで配列している。細胞は、大日本製薬株式会社から購
入したヒト由来の臍帯血管内皮細胞ＨＵＶ−ＥＣ−４
を、液体培地は１０％の牛脂児血清と１０ｎｇ／ｍｌの
繊維芽細胞成長因子を加えた、クロレラ工業株式会社の
ヒト毛細血管内皮細胞用培地ＣＨＬ−ＭＣＤＢ１３１を
使用した。
培養方法の例について説明する。装置は実施例１と同じ
装置を用いた。基板は厚さ０．５ｍｍの石英板であり、
基板の表面に部分的に細胞接着性物質であるコラーゲン
が吸着し、その他の部分は細胞接着性を示さない石英が
露出している。一つのコラーゲン吸着面は直径１００μ
ｍの円形であり、多数のコラーゲンの円が間隔１００μ
ｍで配列している。細胞は、大日本製薬株式会社から購
入したヒト由来の臍帯血管内皮細胞ＨＵＶ−ＥＣ−４
を、液体培地は１０％の牛脂児血清と１０ｎｇ／ｍｌの
繊維芽細胞成長因子を加えた、クロレラ工業株式会社の
ヒト毛細血管内皮細胞用培地ＣＨＬ−ＭＣＤＢ１３１を
使用した。
【００２８】攪拌器の振とう台の傾きを５度、回転速度
を毎分３０回転に設定し、この振とう台の中央に、底部
に上記の基板を置き細胞と液体培地とを収納した培養容
器を粘着テープによって固定した。この細胞配列培養装
置を３７℃、５％二酸化炭素、飽和水蒸気の条件に設定
したインキュベーターの庫内に設置し、培養開始５分後
から１０分おきに振とう台の回転、停止を繰り返しなが
ら２４時間培養を行った。その結果、基板表面の石英が
露出した部分に比べ、コラーゲンが吸着した円形の部分
により多くの血管内皮細胞が接着し、細胞配列が形成さ
れた。
を毎分３０回転に設定し、この振とう台の中央に、底部
に上記の基板を置き細胞と液体培地とを収納した培養容
器を粘着テープによって固定した。この細胞配列培養装
置を３７℃、５％二酸化炭素、飽和水蒸気の条件に設定
したインキュベーターの庫内に設置し、培養開始５分後
から１０分おきに振とう台の回転、停止を繰り返しなが
ら２４時間培養を行った。その結果、基板表面の石英が
露出した部分に比べ、コラーゲンが吸着した円形の部分
により多くの血管内皮細胞が接着し、細胞配列が形成さ
れた。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の細胞配列
培養装置およびその方法は、液体培地を攪拌しながら細
胞を培養するので、細胞接着の容易性の異なるパターン
を有する基板上において細胞が接着しにくい表面への細
胞の接着を抑制し、細胞が接着しやすく加工した表面に
多くの細胞を接着させることができ、その結果解像度の
高い細胞配列を得ることができる。本発明を利用するこ
とにより、培養細胞の人工臓器やバイオセンサへの応用
が容易になる。
培養装置およびその方法は、液体培地を攪拌しながら細
胞を培養するので、細胞接着の容易性の異なるパターン
を有する基板上において細胞が接着しにくい表面への細
胞の接着を抑制し、細胞が接着しやすく加工した表面に
多くの細胞を接着させることができ、その結果解像度の
高い細胞配列を得ることができる。本発明を利用するこ
とにより、培養細胞の人工臓器やバイオセンサへの応用
が容易になる。
【図１】本発明の細胞配列培養装置の一実施例を示した
図である。
図である。
【図２】本発明の細胞配列培養装置の別の一実施例を示
した図である。
した図である。
【図３】本発明の細胞配列培養装置のさらに別の一実施
例を示した図である。
例を示した図である。
１ 攪拌器 ２ 振とう台 ３ 培養容器 ４ 粘着テープ ５ 基板 ６ 細胞 ７ 液体培地 ８ 台 ９ スペーサ １０ 振動体 １１ 腕 １２ 導出口 １３ 導入口 １４ 導出管 １５ 導入管 １６ ポンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 接着性細胞に対して接着の容易さが異な
るパターンを基板表面に有する基板と、前記基板と細胞
と前記細胞の生育のための液体培地を収容した培養容器
と、前記培養容器に回転あるいは振動を加える攪拌器と
から構成される細胞配列培養装置。 - 【請求項２】 接着性細胞に対して接着の容易さが異な
るパターンを基板表面に有する基板と、前記基板と細胞
と前記細胞の生育のための液体培地を収容した培養容器
と、前記培養容器内の液体培地を循環させるポンプとか
ら構成される細胞配列培養装置。 - 【請求項３】 接着性細胞に対して接着の容易さが異な
るパターンを基板表面に有する基板を用いて細胞を培養
する細胞配列培養方法であって、細胞を培養する全部あ
るいは一部の期間に液体培地を攪拌あるいは循環させる
ことを特徴とする細胞配列培養方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250250A JP2500472B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 細胞配列培養装置およびその方法 |
| US08/318,086 US5591627A (en) | 1993-10-06 | 1994-10-05 | Apparatus for arranging cells in culture medium |
| US08/435,788 US5573942A (en) | 1993-10-06 | 1995-05-05 | Method for arranging cells in a culture medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5250250A JP2500472B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 細胞配列培養装置およびその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799962A JPH0799962A (ja) | 1995-04-18 |
| JP2500472B2 true JP2500472B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=17205087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5250250A Expired - Fee Related JP2500472B2 (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 細胞配列培養装置およびその方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5591627A (ja) |
| JP (1) | JP2500472B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100932863B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2009-12-21 | 코아스템(주) | 세포배양을 위한 회전 구동 장치 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133030A (en) * | 1997-05-14 | 2000-10-17 | The General Hospital Corporation | Co-cultivation of cells in a micropatterned configuration |
| WO1998053297A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Morphometrix Technologies Inc. | Method for preparing specimens from cellular suspension |
| JP3077628B2 (ja) * | 1997-05-27 | 2000-08-14 | 日本電気株式会社 | 細胞毒性試験方法 |
| WO1998059032A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Nittetsu Mining Co., Ltd. | Culture medium dispenser and dispensing method |
| US7033821B2 (en) * | 2000-11-08 | 2006-04-25 | Surface Logix, Inc. | Device for monitoring cell motility in real-time |
| US7374906B2 (en) | 2000-11-08 | 2008-05-20 | Surface Logix, Inc. | Biological assays using gradients formed in microfluidic systems |
| US6844184B2 (en) * | 2000-11-08 | 2005-01-18 | Surface Logix, Inc. | Device for arraying biomolecules and for monitoring cell motility in real-time |
| US6864065B2 (en) * | 2000-11-08 | 2005-03-08 | Surface Logix, Inc. | Assays for monitoring cell motility in real-time |
| US7033819B2 (en) | 2000-11-08 | 2006-04-25 | Surface Logix, Inc. | System for monitoring cell motility in real-time |
| US6699665B1 (en) * | 2000-11-08 | 2004-03-02 | Surface Logix, Inc. | Multiple array system for integrating bioarrays |
| US7326563B2 (en) | 2000-11-08 | 2008-02-05 | Surface Logix, Inc. | Device and method for monitoring leukocyte migration |
| US6893851B2 (en) | 2000-11-08 | 2005-05-17 | Surface Logix, Inc. | Method for arraying biomolecules and for monitoring cell motility in real-time |
| US20060270032A1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-30 | The Regents Of The University Of California | Microscale micropatterened engineered in vitro tissue |
| US7169578B2 (en) * | 2001-07-27 | 2007-01-30 | Surface Logix, Inc. | Cell isolation and screening device and method of using same |
| US7169577B2 (en) * | 2001-07-27 | 2007-01-30 | Surface Logix, Inc. | Cell isolation and screening device and method of using same |
| US7285412B2 (en) * | 2001-07-27 | 2007-10-23 | Surface Logix Inc. | Device for magnetic immobilization of cells |
| JP4666335B2 (ja) * | 2002-09-04 | 2011-04-06 | 晶夫 岸田 | 機械的振動による生物機能の制御方法とその装置 |
| JP2005218413A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Mitsutech Kk | 細胞培養装置 |
| US7919305B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-04-05 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method for manufacturing cell culture substrate |
| US20080124795A1 (en) * | 2004-03-10 | 2008-05-29 | Hideyuki Miyake | Vascular Cell Culture Patterning Substrate |
| JP4456393B2 (ja) | 2004-03-26 | 2010-04-28 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養基板の製造方法および細胞培養基板製造装置 |
| JP5459817B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2014-04-02 | 川崎重工業株式会社 | 多関節型ロボットを備えた自動細胞培養装置 |
| JP4753348B2 (ja) * | 2005-01-04 | 2011-08-24 | セイコーインスツル株式会社 | 観測用容器及び観測用ユニット |
| US9249386B2 (en) | 2005-06-06 | 2016-02-02 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Substrate for cell transfer |
| KR100838104B1 (ko) * | 2007-07-26 | 2008-06-16 | 대한민국 | 세포 발달 촉진 기기 |
| KR101821919B1 (ko) * | 2009-05-20 | 2018-01-25 | 질레코 인코포레이티드 | 바이오매스의 가공처리방법 |
| JP5712924B2 (ja) * | 2009-09-03 | 2015-05-07 | 株式会社ニコン | 攪拌方法、細胞培養方法、攪拌装置及び細胞培養装置 |
| WO2018044699A1 (en) | 2016-08-27 | 2018-03-08 | 3D Biotek, Llc | Bioreactor |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2758414A1 (de) * | 1977-12-28 | 1979-07-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Kieselsaeureheteropolykondensate, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung bei der zuechtung lebender zellen |
| JPS5564795A (en) * | 1978-11-10 | 1980-05-15 | Olympus Optical Co Ltd | Method and apparatus for culturing living tissue or cell |
| EP0258795B1 (en) * | 1986-08-27 | 1993-11-03 | Kawasumi Laboratories, Inc. | A method for cultivating cells and an instrument therefor |
| JPH03503923A (ja) * | 1988-12-22 | 1991-08-29 | ムーグ インコーポレーテツド | 振動を絶縁する機械取付台 |
| JPH02245281A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-01 | Mitsubishi Kasei Corp | パレット清掃装置 |
| EP0402718B1 (en) * | 1989-06-03 | 1994-11-02 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Control of cell arrangement |
| JPH037577A (ja) * | 1989-06-03 | 1991-01-14 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 細胞の配列制御用具、その製法および細胞の配列制御法 |
| JPH0751061B2 (ja) * | 1989-06-03 | 1995-06-05 | 鐘淵化学工業株式会社 | 細胞の配列制御用具の製法 |
| US5278063A (en) * | 1989-09-28 | 1994-01-11 | Board Of Regents The University Of Texas System | Chemical modification of promote animal cell adhesion on surfaces |
| US5330911A (en) * | 1989-09-28 | 1994-07-19 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Surfaces having desirable cell adhesive effects |
| US5369012A (en) * | 1992-03-26 | 1994-11-29 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of making a membrane having hydrophilic and hydrophobic surfaces for adhering cells or antibodies by using atomic oxygen or hydroxyl radicals |
| EP0513803A2 (en) * | 1991-05-17 | 1992-11-19 | Japan Vilene Company, Ltd. | Carrier for immobilization of animal cells, process for manufacture thereof, and methods for cultivation |
| FR2679250B1 (fr) * | 1991-07-19 | 1995-07-13 | Inoteb | Utilisation de carbonate de calcium poreux comme materiau support de culture in vitro de cellules eucaryotes. |
| JPH05176753A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-20 | Nec Corp | 細胞培養用基板とその作製方法 |
| US5348877A (en) * | 1993-03-12 | 1994-09-20 | Boyce Thompson Institute For Plant Research, Inc. | Method of adapting anchorage-dependent cell lines to suspension conditions |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP5250250A patent/JP2500472B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-05 US US08/318,086 patent/US5591627A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-05 US US08/435,788 patent/US5573942A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100932863B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2009-12-21 | 코아스템(주) | 세포배양을 위한 회전 구동 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH0799962A (ja) | 1995-04-18 |
| US5591627A (en) | 1997-01-07 |
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