JP2511834B2 - Bilayer gelatin sheet and method for producing the same - Google Patents

Bilayer gelatin sheet and method for producing the same

Info

Publication number
JP2511834B2
JP2511834B2 JP2260082A JP26008290A JP2511834B2 JP 2511834 B2 JP2511834 B2 JP 2511834B2 JP 2260082 A JP2260082 A JP 2260082A JP 26008290 A JP26008290 A JP 26008290A JP 2511834 B2 JP2511834 B2 JP 2511834B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
gelatin
bilayer
thin film
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2260082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04135483A (en
Inventor
悦雄 ▲吉▼川
梅司 村上
勝利 ▲吉▼里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanebo Ltd filed Critical Kanebo Ltd
Priority to JP2260082A priority Critical patent/JP2511834B2/en
Publication of JPH04135483A publication Critical patent/JPH04135483A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2511834B2 publication Critical patent/JP2511834B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は二層性ゼラチンシート及びその製造方法に係
り、特に動物細胞に親和性を有し、培養基材やバイオマ
テリアルとして好適な二層性ゼラチンシート及びその製
造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bilayer gelatin sheet and a method for producing the same, and particularly to a bilayer having affinity for animal cells and suitable as a culture substrate or biomaterial. -Related gelatin sheet and its manufacturing method.

(従来の技術) 動物細胞の培養は発生生物研究,生理活性物質と細胞
の応答研究といった基礎研究からインターフェロン,TPA
など生理活性物質の工業的生産、ハイブリッド型人工臓
器の開発といった応用研究まで近年開発に研究が行なわ
れている。
(Prior art) From the basic research such as developmental organism research, physiologically active substance and cell response research to animal cell culture, interferon, TPA
In recent years, research has been conducted on the development of industrial production of physiologically active substances and applied research such as the development of hybrid artificial organs.

動物細胞は多くが接着依存性であるため培養にあたっ
ては細胞に親和性が高く、かつ培養細胞が増殖分化機能
を維持できる基材が必要である。
Since most animal cells are adhesion-dependent, a substrate that has a high affinity for the cells and is capable of maintaining the proliferation and differentiation functions of the cultured cells is required in the culture.

従来、動物細胞を培養する膜状の基材としてセルロー
ス系ないしポリカーボネート系の多孔性メンブランフィ
ルターやこれら多孔性メンブランフィルターにコラーゲ
ンをコーティングしたもの又はコラーゲンフィルムが用
いられてきた。
Heretofore, as a membrane-shaped substrate for culturing animal cells, a cellulose-based or polycarbonate-based porous membrane filter, a collagen membrane coated on these porous membrane filters, or a collagen film has been used.

しかし、メンブランフィルターを用いたものは不透明
であるため細胞の顕微鏡観察が不可能であったり、ハイ
ブリッド型人工臓器への応用において、例えば基材上で
皮膚細胞を培養し人工皮膚として生体に移植しようとす
る場合、生体適合性や生体内分解性の点から使用できな
いという欠点を有している。
However, the one using a membrane filter is opaque, so it is not possible to observe the cells under a microscope, and in the application to a hybrid artificial organ, for example, culturing skin cells on a substrate and transplanting it into a living body as artificial skin. In that case, it has a drawback that it cannot be used in terms of biocompatibility and biodegradability.

一方、コラーゲン膜においては前記の欠点をある程度
解消するものを製造することが可能であり、例えば特開
昭62−266064号公報において製造方法が提案されてい
る。しかしながら、まだ満足すべき性能とはいい難い。
他にコラーゲン系では、近年ハイブリッド型人工皮膚用
基材としてコラーゲンとコンドロイチン−6−硫酸より
なる薄膜と多孔層を有する材料(Steven T.Boyce,Debor
ah J.Christianson,and John F.Hansbrough,J.Biomed.M
ater.Res.,Vol.22,939−957(1988))やコラーゲンよ
りなる同様の構造を有する材料(黒柳能光他、第18回医
用高分子シンポジウム要旨集P.31,特開平2−71749)が
研究ないしは提案されている。これらは、比較的良好な
性能を有するもののいずれも製造工程が複雑であり、架
橋剤としてグルタールアルデヒドの様な毒性の強い薬品
が用いられているものもある。さらに、コラーゲンは変
成し易いため取り扱いがむずかしく、また、非常に高価
である。
On the other hand, it is possible to manufacture a collagen film which can solve the above-mentioned drawbacks to some extent, and for example, a manufacturing method has been proposed in JP-A-62-266064. However, the performance is still not satisfactory.
In addition, in the collagen system, a material having a thin film of collagen and chondroitin-6-sulfate and a porous layer has recently been used as a hybrid artificial skin substrate (Steven T. Boyce, Debor.
ah J. Christianson, and John F. Hansbrough, J.Biomed.M
ater.Res., Vol.22, 939-957 (1988)) and collagen with a similar structure (Kuroyanagi Nomitsu et al., 18th Symposium on Medical Polymers, P.31, JP-A-2-71749). Researched or proposed. All of these have relatively good performance, but the manufacturing process is complicated, and some have a highly toxic chemical such as glutaraldehyde as a cross-linking agent. Moreover, collagen is difficult to handle because it is easily denatured, and is very expensive.

(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、接着した細胞の形態,増殖性,コラゲ
ナーゼの発現の抑制度の点でコラーゲンよりすぐれた特
性を有しかつ安価なゼラチンに着目し鋭意研究した結
果、ゼラチン本来の細胞親和性を損なわずに細胞培養基
材として適切な構造体となし得ることを見い出し本発明
を完成したものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present inventors have made diligent research by focusing on gelatin, which has characteristics superior to collagen in terms of morphology of adherent cells, proliferative property, and degree of suppression of collagenase expression, and which is inexpensive. As a result, they have found that a structure suitable as a cell culture substrate can be formed without impairing the original cell affinity of gelatin, and completed the present invention.

本発明の目的は、細胞親和性及び生体適合性にすぐ
れ、特に動物細胞の培養基材やバイオマテリアルとして
すぐれた基材を安価に提供するにある。
An object of the present invention is to provide at low cost a substrate having excellent cell affinity and biocompatibility, particularly a substrate for culturing animal cells or a biomaterial.

(課題を解決するための手段) 上述の目的は、架橋されたゼラチンよりなる二層性シ
ートであって、一方の面が緻密な薄膜により形成され、
他の面が開放孔を有する壁面により形成されていること
を特徴とする二層性ゼラチンシート並びに、架橋剤を含
むゼラチン水溶液のシート状冷却ゲル化物の一方の面を
凍結温度以下、他の面を凍結温度以上に保持し、一方の
面から他の面に向って漸次増大するよう温度勾配を設け
ながら該シート状冷却ゲル化物を凍結せしめた後、引き
続いて凍結乾燥することを特徴とする二層性ゼラチンシ
ートの製造方法により達成される。
(Means for Solving the Problems) The above-mentioned object is a bilayer sheet made of cross-linked gelatin, one surface of which is formed of a dense thin film,
A bilayer gelatin sheet characterized in that the other surface is formed by a wall surface having open holes, and one surface of a sheet-like cooled gelled product of a gelatin aqueous solution containing a cross-linking agent is below the freezing temperature and the other surface. Is maintained at a freezing temperature or higher, and the sheet-like cooled gelled product is frozen while a temperature gradient is provided so as to gradually increase from one surface to the other surface, and subsequently freeze-dried. This is achieved by the method for producing a layered gelatin sheet.

本発明の二層性ゼラチンシートを図面に基づいて説明
する。第1図は本発明の二層性ゼラチンシートの断面構
造を示す説明図、第2図は本発明の二層性ゼラチンシー
トの開放孔を有する面から見た平面の説明図である。同
図において(1)は緻密な薄膜、(2)は開放孔面、
(3)は壁面、(4)は開放孔を表わす。
The bilayer gelatin sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of a bilayer gelatin sheet of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the bilayer gelatin sheet of the present invention as seen from a surface having open holes. In the figure, (1) is a dense thin film, (2) is an open hole surface,
(3) represents a wall surface, and (4) represents an open hole.

本発明の二層性ゼラチンシートは第1図及び第2図に
示すように一方の面が緻密な薄膜(1)、他の面が開放
孔(4)を有する開放孔面(2)により構成されてい
る。そして、これら緻密な薄膜(1)及び壁面(3)は
後述するように架橋されたゼラチンにより形成されてい
る。緻密な薄膜(1)は実質的に気孔を含まないか気孔
の数又は大きさが多孔部分に比べて圧倒的に小さい膜状
体であり、本発明のゼラチンシートの両面に別々の細胞
を培養するような場合を考えると、緻密な薄膜は無孔性
であるか、1μm以下の気孔であることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bilayer gelatin sheet of the present invention comprises a dense thin film (1) on one surface and an open hole surface (2) having open holes (4) on the other surface. Has been done. The dense thin film (1) and wall surface (3) are made of cross-linked gelatin as described later. The dense thin film (1) is a membranous body that does not substantially contain pores or the number or size of pores is overwhelmingly smaller than that of the porous portion, and separate cells are cultured on both sides of the gelatin sheet of the present invention. Considering such a case, it is preferable that the dense thin film is non-porous or has pores of 1 μm or less.

緻密な薄膜の厚みはシートの取り扱い性の点からは厚
い方が好ましいが、物質の透過性の点からは薄い方が好
ましい。通常200μm以下であることが好ましく、より
好ましくは0.1〜50μmである。
The dense thin film is preferably thick from the viewpoint of handleability of the sheet, but is preferably thin from the viewpoint of material permeability. Usually, it is preferably 200 μm or less, more preferably 0.1 to 50 μm.

本発明の二層性ゼラチンシートの一面、緻密な薄膜
(1)と一体化し他の面を構成する壁面(3)は開放孔
(4)を形成する。開放孔とは二層性ゼラチンシートを
形成する壁面(3)の端面が開口したものである。この
開放孔は細胞培養のためには大きい方が好ましく平均50
μm以上であることが好ましい。ここで、開放孔の大き
さは、開放口を有する面を走査型電子顕微鏡(SEM)に
て写真撮影し、得られた写真から次の様にして求めた。
即ち、写真の縦方向と横方向について一定の長さの直線
上にある開孔口の数を求め、この値で直線の長さを割っ
たものを平均孔径とした。本発明においては、どちらの
方向についても50μm以上であることが好ましい。
The wall surface (3) which is integrated with the dense thin film (1) and constitutes the other surface of the bilayer gelatin sheet of the present invention forms an open hole (4). An open hole is a wall surface (3) forming a double-layered gelatin sheet having an open end surface. It is preferable that the open pores are large for cell culture, and average 50 pores.
It is preferably at least μm. Here, the size of the open hole was determined by taking a photograph of the surface having the open hole with a scanning electron microscope (SEM) and from the obtained photograph as follows.
That is, the number of aperture openings on a straight line having a constant length in the vertical and horizontal directions of the photograph was determined, and the length of the straight line was divided by this value to obtain the average pore diameter. In the present invention, it is preferably 50 μm or more in both directions.

なお、本発明の二層性ゼラチンシートは、上述の開気
孔の他閉気孔を含んでいてもよい。
The bilayer gelatin sheet of the present invention may contain closed pores in addition to the open pores described above.

この閉気孔の数は特に規定されるものではないが、細
胞侵入やメディウムの透過を考慮すると少ない方が好ま
しい。また、気孔形状としては壁面(3)が垂直方向に
立っているものが好ましく、理想的には薄膜(1)まで
1つの気孔が連続している即ち、閉気孔を含まないこと
が好ましい。
The number of closed pores is not particularly limited, but it is preferably as small as possible in consideration of cell invasion and medium permeation. The pore shape is preferably such that the wall surface (3) stands in the vertical direction, and ideally one pore is continuous up to the thin film (1), that is, it is preferable that the closed pore is not included.

本発明において二層性シートを構成するゼラチンは主
として牛骨,牛皮または豚皮よりアルカリ法又は酸性法
によって工業的に得られるもので良いが、これらのゼラ
チンをさらに精製し、例えば日本薬局方のゼラチンまた
は精製ゼラチンの規格を満たすようにしたものが好まし
い。また、市販のコラーゲンを熱変成させてゼラチンと
したものも使用可能である。
The gelatin constituting the bilayer sheet in the present invention may be industrially obtained mainly from cow bone, cowhide or pig skin by an alkali method or an acid method, but these gelatins are further purified, for example, according to the Japanese Pharmacopoeia. Those that meet the specifications of gelatin or purified gelatin are preferable. Further, gelatin obtained by thermally denaturing commercially available collagen can also be used.

本発明の二層性ゼラチンシートは水不溶性とするため
ゼラチンが架橋剤によって架橋されている必要がある。
この架橋に用いる架橋剤としては例えばグリセロールポ
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,ポリ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,エチレングリコ
ールジグリシジルエーテル,ポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル,プロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル,ポリプロピレングリコールジグリシジルエ
ーテルなどの水溶性エポキシ化合物,グルタルアルデヒ
ド,ホルムアルデヒド,グルオキザール等のアルデヒド
類、P,P′−ジフェニルメタンジイソシアネート,ヘキ
サメチレンジイソシアネートなどのジイソシアネート、
1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カ
ルボジイミド塩酸塩等のカルボジイミドが挙げられる。
これらのうちでは水溶性架橋剤,水溶性エポキシ化合
物,アルデヒド類,カルボジイミドが好適であり、就
中、水溶性エポキシ化合物が取り扱い易く低毒性である
ため好ましく、特にグリセロールポリグリシジルエーテ
ルで架橋されているものが最も好ましい。
Since the bilayer gelatin sheet of the present invention is water-insoluble, gelatin needs to be crosslinked with a crosslinking agent.
Examples of the crosslinking agent used for this crosslinking include glycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene. Water-soluble epoxy compounds such as glycol diglycidyl ether, aldehydes such as glutaraldehyde, formaldehyde and gluoxal, diisocyanates such as P, P'-diphenylmethane diisocyanate and hexamethylene diisocyanate,
Carbodiimides such as 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride are included.
Of these, water-soluble cross-linking agents, water-soluble epoxy compounds, aldehydes, and carbodiimides are preferable, and above all, water-soluble epoxy compounds are preferable because they are easy to handle and have low toxicity, and particularly cross-linked with glycerol polyglycidyl ether. The most preferable one is.

次に、本発明の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the present invention will be described.

本発明の方法においては先ず架橋剤を含むゼラチン水
溶液のシート状冷却ゲル化物を製造する。この場合、ゼ
ラチンと架橋剤との混合水溶液はいかなる方法によって
製造しても良い。例えば先ずゼラチンを水溶液とし、こ
れに所定量の架橋剤又はその水溶液を添加混合溶解する
方法が挙げられる。ゼラチンの濃度は適用するゼラチン
の種類,シートの用途等によって異なり一概に規定をで
きないが、通常10%以下が好ましい。
In the method of the present invention, first, a sheet-like cooled gel product of an aqueous gelatin solution containing a crosslinking agent is produced. In this case, the mixed aqueous solution of gelatin and the crosslinking agent may be produced by any method. For example, there may be mentioned a method in which gelatin is first made into an aqueous solution, and a predetermined amount of a crosslinking agent or an aqueous solution thereof is added, mixed and dissolved. The concentration of gelatin varies depending on the type of gelatin to be applied, the purpose of the sheet, etc., and cannot be specified unconditionally, but usually 10% or less is preferable.

架橋剤の添加量も用いる架橋剤によって異なり一概に
言えないが、前記水溶液エポキシ化合物の場合、ゼラチ
ンに対し、1〜20重量%が好ましく、さらに好ましくは
3〜10重量%である。
The addition amount of the cross-linking agent also differs depending on the cross-linking agent used and cannot be generally stated, but in the case of the aqueous epoxy compound, it is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 3 to 10% by weight, based on gelatin.

本発明においては、前記の様にして調製したゼラチン
と架橋剤の混合水溶液を例えば型枠に流延する等の方法
によりシート状に冷却ゲル化させる。この際型枠法によ
る場合には片面が開放されている板状のものが好まし
い。この様な型枠の例としては適当な板状体に粘着テー
プ等で所定の厚さとなるように縁どりをしたものが挙げ
られる。使用する板状体の材質は乾燥後にゼラチンと架
橋剤混合物が接着しないものであることが必要である。
この様な板状体の例としては接液面がポリ−4−フッ化
エチレンを始めとするフッ素樹脂,ポリエチレン,ポリ
プロピレン,アクリル樹脂,ポリ塩化ビニル,ポリスチ
レンである板状体が挙げられる。しかし、これらに限定
されるものではなく前記条件を満たすものであれば、こ
れ以外の材料も使用できる。
In the present invention, the gel aqueous solution prepared by mixing the gelatin and the cross-linking agent prepared as described above is cooled and gelated into a sheet by a method such as casting in a mold. In this case, in the case of using the form method, a plate-like one having one side open is preferable. An example of such a mold is an appropriate plate-shaped body which is framed with an adhesive tape or the like so as to have a predetermined thickness. It is necessary that the plate-like material used is one that does not adhere to the gelatin and the cross-linking agent mixture after drying.
Examples of such a plate-like body include a plate-like body whose liquid contact surface is a fluororesin such as poly-4-fluoroethylene, polyethylene, polypropylene, an acrylic resin, polyvinyl chloride, or polystyrene. However, the material is not limited to these, and other materials can be used as long as they satisfy the above conditions.

シート状冷却ゲル化物は厚さが均一であることが好ま
しい。
It is preferable that the sheet-like cooled gelated product has a uniform thickness.

冷却する方法としては種々の方法が採用され得るが、
厚さの均一なシートを得るにはゼラチンと架橋剤を含む
混合水溶液を水平に保った状態でゲル化させる必要があ
る。ゲル化温度は0〜20℃の範囲であることが好まし
い。ゲル化時間は適宜設定できるが、長時間ゲル化状態
を保つと開放孔の形成が低下するので通常2時間以下が
好ましい。
Although various methods can be adopted as the cooling method,
In order to obtain a sheet having a uniform thickness, it is necessary to gel a mixed aqueous solution containing gelatin and a cross-linking agent while keeping it horizontal. The gelling temperature is preferably in the range of 0 to 20 ° C. Although the gelling time can be set as appropriate, it is usually preferably 2 hours or less because the formation of open pores decreases if the gelling state is maintained for a long time.

本発明の方法においては、前記の如くシート状冷却ゲ
ル化物の一方の面を凍結温度以下、他の面を凍結温度以
上に保持し、一方の面から他の面に向って漸次増大する
よう温度勾配を設けながら該シート状冷却ゲル化物を凍
結させる。この様にして凍結させる方法の一例としては
例えばゼラチンと架橋剤の混合水溶液を型枠に流延し型
枠中でシート状冷却ゲル化物にした後、型枠を凍結温度
以下の台上に乗せ周囲を凍結温度以上に保持しながら冷
却する。冷却能力を有する台とは、例えば内部に冷媒を
循環させたプレートやドライアイス又は他の寒剤を利用
した冷却プレートが挙げられる。
In the method of the present invention, as described above, one surface of the sheet-like cooled gelated product is kept at a freezing temperature or lower and the other surface is kept at a freezing temperature or higher, and the temperature is gradually increased from one surface to the other surface. The sheet-like cooled gel product is frozen while a gradient is provided. As an example of a method of freezing in this way, for example, a mixed aqueous solution of gelatin and a cross-linking agent is cast into a mold to form a sheet-like cooled gelled product, and then the mold is placed on a table below the freezing temperature. Cool while keeping the surroundings above the freezing temperature. Examples of the table having a cooling capacity include a plate in which a refrigerant is circulated and a cooling plate using dry ice or another cryogen.

冷蔵庫のような周囲より冷却される環境中に置いて凍
結させるとシート状冷却ゲル化物の両面が略等温に冷却
されるため開気孔の形成量が低下する。冷却温度はシー
ト状冷却ゲル化物の一方の面を凍結する温度であること
が必要である。この冷却温度と冷却速度が気孔の寸法を
支配する重要な因子である。冷却温度が低い程また冷却
速度が速い程小さな気孔が生成する。逆に言えば、冷却
温度と速度を適宜選択することにより気孔の寸法を調節
できる。
When placed in an environment such as a refrigerator that is cooled from the surroundings and frozen, both surfaces of the sheet-like cooled gelated product are cooled to substantially the same temperature, so that the amount of open pores formed is reduced. The cooling temperature needs to be a temperature at which one surface of the sheet-like cooled gelled product is frozen. This cooling temperature and cooling rate are important factors that control the pore size. The smaller the cooling temperature and the faster the cooling rate, the smaller the pores. Conversely, the pore size can be adjusted by appropriately selecting the cooling temperature and the cooling rate.

次に凍結後のゲルを真空凍結乾燥する。真空凍結乾燥
は一般的方法及び条件が適用できるが、本発明の方法に
おいては乾燥中の架橋剤の損失を防ぐためできるだけ低
温に保つ必要がある。乾燥期間中30℃以下であることが
好ましい。
Next, the frozen gel is freeze-dried under vacuum. Although general methods and conditions can be applied to the vacuum freeze-drying, in the method of the present invention, it is necessary to keep the temperature as low as possible in order to prevent loss of the crosslinking agent during drying. The temperature is preferably 30 ° C. or lower during the drying period.

本発明の方法においては凍結乾燥後、熱処理により架
橋反応を促進することができる。熱処理温度は高い方が
反応は促進されるが、余り高温になると空気中で熱処理
した場合シートが着色する。空気中処理の場合は150℃
以下が好ましい。
In the method of the present invention, the crosslinking reaction can be promoted by heat treatment after freeze-drying. The reaction is promoted when the heat treatment temperature is higher, but if the heat treatment temperature is too high, the sheet is colored when heat treated in air. 150 ° C for air treatment
The following are preferred.

熱処理時間は処理温度との関係で決まり温度が高い程
短時間で架橋が進み水に不溶となるが低温の場合は長時
間を要する。架橋剤としてグリセロールポリグリシジル
エーテルを用いた場合、処理温度80〜150℃で10時間以
内の処理で十分である。
The heat treatment time is determined by the relationship with the treatment temperature, and the higher the temperature, the shorter the crosslinking progresses and the insoluble in water, but the lower temperature requires a longer time. When glycerol polyglycidyl ether is used as the cross-linking agent, a treatment at a treatment temperature of 80 to 150 ° C for 10 hours or less is sufficient.

以上の様にして製造したゼラチン多孔体シートは必要
に応じて、水,水/アルコール混合物その他適当な溶剤
を用いて未架橋のゼラチンや残存する架橋剤を洗浄除去
することができる。
The gelatin porous sheet produced as described above can be washed with water, a water / alcohol mixture or other suitable solvent to remove uncrosslinked gelatin and the remaining crosslinking agent, if necessary.

(発明の効果) 本発明の二層性ゼラチンシートは、ゼラチンを基材と
しているため細胞親和性及び生体適合性にすぐれてい
る。またシートの片面が緻密な薄膜を形成しているた
め、薄膜が非常に薄いものであっても取り扱い易く、か
つ他面が開放孔を有するためメディウムの浸透の阻害が
少なく透明度が高い。従って、細胞培養後は細胞の付着
したシートを染色することにより容易に細胞を顕微鏡観
察することができる。
(Effect of the Invention) The bilayer gelatin sheet of the present invention is excellent in cell affinity and biocompatibility because it is based on gelatin. Further, since one side of the sheet forms a dense thin film, it is easy to handle even if the thin film is very thin, and since the other side has open pores, the penetration of medium is not hindered and transparency is high. Therefore, after the cell culture, the cells can be easily observed under a microscope by staining the sheet to which the cells are attached.

また、薄膜上、開放孔面いずれにおいても細胞培養が
可能であることは言うまでもなく、多孔体の内部におい
ても細胞培養が可能である。また、2種の細胞を両面に
分けて培養し、細胞間の相互作用を研究することができ
る。
Needless to say, cell culture is possible on both the thin film and the open pore surface, and cell culture is also possible inside the porous body. It is also possible to study the interaction between the cells by culturing the two types of cells separately on both sides.

本発明の二層性ゼラチンシートは細胞培養材料として
のみならず、人工皮膚や人工血管の基材として利用でき
る、また創傷被覆材としての応用も可能であり、極めて
有用である。
The bilayer gelatin sheet of the present invention is extremely useful because it can be used not only as a cell culture material but also as a base material for artificial skin and artificial blood vessels, and can be applied as a wound dressing material.

本発明の製造方法は薄膜と多孔体の2段階に分けるこ
となく一つのプロセスで片面が薄膜を形成し、他面は開
放孔を有する二層性ゼラチンシートを製造できる非常に
すぐれた方法である。また、ゼラチンと架橋剤を一定の
比率で予め混合しておくため余分な架橋剤を使用する必
要がない。従って、未反応架橋剤の残留がないか、あっ
ても極めて少量であるので容易に精製除去できる。この
ため、残留架橋剤による毒性という問題がない極めてす
ぐれた製造方法である。
The production method of the present invention is a very excellent method for producing a bilayer gelatin sheet having a thin film on one side and open holes on the other side in one process without dividing into two steps of a thin film and a porous body. . Further, since gelatin and the cross-linking agent are premixed in a fixed ratio, it is not necessary to use an extra cross-linking agent. Therefore, the unreacted cross-linking agent does not remain, or even if it is present, the amount is extremely small, so that it can be easily purified and removed. Therefore, it is an extremely excellent manufacturing method without the problem of toxicity due to the residual crosslinking agent.

次に、実施例により本発明を更に、詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例1 市販のゼラチン〔粘度28mp,ゼリー強度96(6.66
%),(株)ニッピ製〕の5%水溶液に架橋剤としてグ
リセロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業
(株)製)を10%添加し溶解させた。
Example 1 Commercially available gelatin [viscosity 28 mp, jelly strength 96 (6.66
%), Manufactured by Nippi Co., Ltd.], and 10% of glycerol polyglycidyl ether (manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd.) as a crosslinking agent was added and dissolved.

この混合液をポリ−4−フッ化エチレンでコーティン
グした厚さ2mm及び5mmのステンレス板に2g/64cm2の量で
キャストした後5〜10℃に保った水平台上で20分間冷却
ゲル化させた。この後、ドライアイスを用いて−70℃に
保持した板上に乗せ下面より冷却した凍結させた後25℃
以下で凍結乾燥した。乾燥終了後形成されたシートを11
0℃で3時間処理した。処理後のシートを50℃の水に5
時間浸漬洗浄した後、再び凍結乾燥した。このシートを
SEM観察したところ、全体として多孔体のシートであっ
て、片面がほとんど無孔性の薄膜、他面は多数の開放孔
を有する構造であった。薄膜の厚さはいずれも1μm前
後であった。SEM写真より測定した開放孔の平均孔径は
ステンレス板の厚さ2mmの場合72μm×69μm、厚さ5mm
の場合89μm×84μmであった。気孔壁は主としてシー
ト面に垂直に配向していた。
This mixed solution was cast on a stainless steel plate with a thickness of 2 mm and 5 mm coated with poly-4-fluoroethylene in an amount of 2 g / 64 cm 2 and then cooled and gelled for 20 minutes on a horizontal table kept at 5 to 10 ° C. It was After this, put it on a plate kept at -70 ° C with dry ice, cool it from the bottom and freeze it at 25 ° C.
Lyophilized below. 11 sheets formed after drying
It was treated at 0 ° C. for 3 hours. Treated sheet in water at 50 ℃ 5
After soaking and washing for a period of time, it was freeze-dried again. This sheet
As a result of SEM observation, it was a porous sheet as a whole, and it was a structure in which one surface had a substantially non-porous thin film and the other surface had many open pores. The thickness of each thin film was around 1 μm. The average hole diameter of the open holes measured from the SEM photograph is 72μm × 69μm, 5mm thickness when the thickness of the stainless plate is 2mm.
In the case of, it was 89 μm × 84 μm. The pore walls were mainly oriented perpendicular to the sheet surface.

実施例2 型枠として厚さ2mmのポリメチルメタクリレート板(P
MMA),ポリ塩化ビニル板(PVC),ポリエチレン板(P
E)を用いる以外は実施例1と同様の方法でゼラチンシ
ートを作成した。
Example 2 A polymethylmethacrylate plate having a thickness of 2 mm (P
MMA), polyvinyl chloride plate (PVC), polyethylene plate (P
A gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that E) was used.

SEM観察の結果、これらはいずれも全体として多孔体
のシートであって、片面がほとんど無孔性の薄膜、他面
は多数の開放孔を有する構造であった。薄膜の厚さはい
ずれも1μm程度であった。また、気孔壁はシート面に
垂直に配向していた。SEM写真より測定した開口の平均
孔径はPMMA53μm×51μm,PVC67μm×65μm,PE74μm
×66μmであった。
As a result of SEM observation, all of these were porous sheets as a whole and had a structure in which one surface was a substantially non-porous thin film and the other surface had a large number of open pores. The thickness of each thin film was about 1 μm. The pore walls were oriented perpendicular to the sheet surface. The average pore diameter measured from the SEM photograph is PMMA 53μm × 51μm, PVC 67μm × 65μm, PE 74μm
It was × 66 μm.

実施例3 型枠として厚さ5mm及び10mmのポリ4フッ化エチレン
板を用いて実施例1と同様の方法でゼラチンシートを作
成した。SEM観察により実施例1,2と類似の構造であるこ
とを確認した。開放孔の平均孔径は厚さ5mmの場合、105
×103μm,10mmの場合173×153μmであった。気孔壁は
主としてシート面に垂直に配向していた。
Example 3 A gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1, using polytetrafluoroethylene plates having a thickness of 5 mm and 10 mm as a mold. It was confirmed by SEM observation that the structure was similar to those in Examples 1 and 2. The average hole diameter of open holes is 105 when the thickness is 5 mm.
In the case of × 103 μm and 10 mm, it was 173 × 153 μm. The pore walls were mainly oriented perpendicular to the sheet surface.

実施例4 厚さ2mmと5mmのPMMA板を用い、凍結温度を−70℃又は
−39℃とした以外は実施例1と同様の方法でゼラチンシ
ートを作成した。いずれも片面が薄膜、他面が開放孔を
有する構造で、平均孔径は次表の如くであった。
Example 4 A gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that PMMA plates having thicknesses of 2 mm and 5 mm were used and the freezing temperature was -70 ° C or -39 ° C. Each had a thin film on one surface and open pores on the other surface, and the average pore diameter was as shown in the following table.

比較例1 凍結を−20℃の冷凍庫中で実施した以外は実施例1と
同様の方法でゼラチンシートを作成した。SEM観察の結
果、全体としては多孔体であるが両面共に開放孔が少な
い連続膜が形成されていた。
Comparative Example 1 A gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that freezing was performed in a freezer at -20 ° C. As a result of SEM observation, a continuous film, which was a porous body as a whole but had few open pores on both surfaces, was formed.

実施例5 実施例1と同様の方法でゼラチンシートを作成した。
但し、ゲル化時間を20分,2時間,5時間,24時間と変化さ
せた。2時間以上の場合は乾燥を防ぐためポリエチレン
製の袋に入れて封をして保存した。SEM観察によるとい
ずれも全体としては多孔体であるが、ゲル化時間の延長
と共に両面が薄膜化し、5時間以上では完全に両面が連
続膜となった。
Example 5 A gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1.
However, the gelation time was changed to 20 minutes, 2 hours, 5 hours, and 24 hours. When it was more than 2 hours, it was put in a polyethylene bag, sealed and stored to prevent it from drying. According to SEM observation, all were porous bodies, but both surfaces became thin with extension of gelation time, and after 5 hours or more, both surfaces became completely continuous films.

実施例6 厚さ2mmのPMMA板を用いて実施例1と同様にして、二
層性のゼラチンシートを作成した。このシートの平均孔
径は112μm×101μmであった。このシートを直径30mm
の円形に切り抜き、高さ5mmの足のついた円筒型カップ
の下面に接着し培養カップとした。培養カップは、多孔
体シートの薄膜面が上になるものと開放孔面が上になる
ものの二種を作成した。このカップを用いてヒト線維芽
細胞の培養を行った。カップを直径35mmのディッシュに
入れ、4×105個のヒト線維芽細胞を1mlの培養液に懸濁
したものをカップに注入した。さらに2mlの培養液を足
し、37℃で1,4,8日間培養した。所定期間後、メタノー
ル固定し、ギムザ染色を施し、風乾後、光学顕微鏡にて
細胞の形態を観察した。培養液はダルベッコズモディフ
ァイドイーグルズメディウムを用いた。
Example 6 A bilayer gelatin sheet was prepared in the same manner as in Example 1 using a PMMA plate having a thickness of 2 mm. The average pore size of this sheet was 112 μm × 101 μm. This sheet has a diameter of 30 mm
It was cut out into a circular shape and adhered to the lower surface of a cylindrical cup with a foot of 5 mm in height to give a culture cup. Two types of culture cups were prepared, one with the thin film surface of the porous sheet facing up and one with the open pore surface facing up. Human fibroblasts were cultured using this cup. The cup was placed in a dish having a diameter of 35 mm, and 4 × 10 5 human fibroblasts suspended in 1 ml of a culture solution were poured into the cup. After further adding 2 ml of the culture solution, the cells were cultured at 37 ° C for 1, 4 and 8 days. After a predetermined period of time, the cells were fixed with methanol, stained with Giemsa, air-dried, and then observed for cell morphology with an optical microscope. The culture medium used was Dulbecco's Modified Eagles Medium.

薄膜面でも開放孔面でも多数の細胞が接着・伸展し最
長8日間に渡って良好な状態を維持した。開放孔面で培
養したものは壁面にも細胞が接着し三次元的に培養され
た。
A large number of cells adhered and spread on both the thin film surface and the open pore surface and maintained a good condition for up to 8 days. The cells cultivated on the open pore surface were three-dimensionally cultivated with cells attached to the wall surface.

実施例7 実施例6と同様にして作った培養カップを用いてヒト
表皮細胞(Epipack,クロネテックス社製)を培養して観
察した。1.5×105個の細胞を1mlの培養液(ダルベッコ
ズモディファイドイーグルズメディウム)に懸濁し、カ
ップに注入し、さらに3mlの培養液を足し、37℃で6日
間培養した。メタノール固定,ギムザ染色後、光学顕微
鏡観察を行った。薄膜面でも開放孔面でも多数の細胞が
接着・進展し、さらにコロニー形成を示すことがわかっ
た。また、連続膜面には単層として、開放孔を含む壁面
には三次元的に培養されていた。
Example 7 Human epidermal cells (Epipack, manufactured by Clonetex) were cultured and observed using the culture cup prepared in the same manner as in Example 6. 1.5 × 10 5 cells were suspended in 1 ml of culture medium (Dulbecco's modified Eagle's medium), poured into a cup, 3 ml of culture medium was added, and the cells were cultured at 37 ° C. for 6 days. After fixation with methanol and staining with Giemsa, observation with an optical microscope was performed. It was found that a large number of cells adhered and spread on both the thin film surface and the open pore surface, and showed colony formation. In addition, the continuous membrane surface was cultured as a single layer, and the wall surface including the open pores was three-dimensionally cultured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の二層性ゼラチンシートの断面構造を示
す説明図、第2図は本発明の二層性ゼラチンシートの開
放孔を有する面から見た平面の説明図である。 1……緻密な薄膜、2……開放孔面、 3……壁面、4……開放孔。
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross-sectional structure of a bilayer gelatin sheet of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the bilayer gelatin sheet of the present invention as seen from a surface having open holes. 1 ... Dense thin film, 2 ... Open hole surface, 3 ... Wall surface, 4 ... Open hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C08L 89:00 C08L 89:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location // C08L 89:00 C08L 89:00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】架橋されたゼラチンよりなる二層性シート
であって、一方の面が緻密な薄膜により形成され、他の
面が開放孔を有する壁面により形成されていることを特
徴とする二層性ゼラチンシート。
1. A two-layer sheet made of cross-linked gelatin, wherein one surface is formed of a dense thin film and the other surface is formed of a wall surface having open holes. Layered gelatin sheet.
【請求項2】架橋剤を含むゼラチン水溶液のシート状冷
却ゲル化物の一方の面を凍結温度以下、他の面を凍結温
度以上に保持し、一方の面から他の面に向って漸次増大
するよう温度勾配を設けながら該シート状冷却ゲル化物
を凍結せしめた後、引き続いて凍結乾燥することを特徴
とする二層性ゼラチンシートの製造方法。
2. A sheet-like cooled gelled product of a gelatin aqueous solution containing a cross-linking agent, wherein one surface is kept at a freezing temperature or lower and the other surface is kept at a freezing temperature or higher, and gradually increases from one surface to the other surface. A method for producing a bilayer gelatin sheet, which comprises freezing the sheet-like cooled gelated product while providing a temperature gradient as described above, and subsequently freeze-drying.
JP2260082A 1990-09-27 1990-09-27 Bilayer gelatin sheet and method for producing the same Expired - Lifetime JP2511834B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2260082A JP2511834B2 (en) 1990-09-27 1990-09-27 Bilayer gelatin sheet and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2260082A JP2511834B2 (en) 1990-09-27 1990-09-27 Bilayer gelatin sheet and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04135483A JPH04135483A (en) 1992-05-08
JP2511834B2 true JP2511834B2 (en) 1996-07-03

Family

ID=17343053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2260082A Expired - Lifetime JP2511834B2 (en) 1990-09-27 1990-09-27 Bilayer gelatin sheet and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2511834B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004024635A1 (en) * 2004-05-12 2005-12-08 Deutsche Gelatine-Fabriken Stoess Ag Process for the preparation of moldings based on crosslinked gelatin
DE102005054937A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-24 Gelita Ag Angiogenesis promoting substrate
JP2012095731A (en) * 2010-10-29 2012-05-24 Gunze Ltd Bioabsorbable medical material
JP6774495B2 (en) * 2016-09-30 2020-10-21 株式会社ジーシー Method for manufacturing bioabsorbable membrane

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0634699B2 (en) * 1986-12-27 1994-05-11 千代田化工建設株式会社 Animal cell culture method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04135483A (en) 1992-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Fabrication of biodegradable polymer foams for cell transplantation and tissue engineering
Kwon et al. Accelerated cell sheet recovery by co-grafting of PEG with PIPAAm onto porous cell culture membranes
US20040258729A1 (en) Tissue engineering scaffolds
JP2002528567A (en) Porous silicone rubber woven
CA2558351A1 (en) Method for producing shaped bodies made from crosslinked gelatine
Parke-Houben et al. Interpenetrating polymer network hydrogel scaffolds for artificial cornea periphery
JP2008255298A (en) Fibroin sponge substance and its preparation
JP6818042B2 (en) Immune isolation membranes, transplant chambers, and transplant devices
WO2001057121A1 (en) Spongy molding comprising water-soluble polymeric material and method of controlling pores thereof
JP2007215519A (en) Carrier for cell culture
JP2022031447A (en) Tissue container system
JP2017147951A (en) Cell culture method and cultured tissue
JP2004501700A (en) Biocompatible polymer having three-dimensional structure using communicating cells, method for preparing the same, and application in medicine and surgery
JP2511834B2 (en) Bilayer gelatin sheet and method for producing the same
JP3170693B2 (en) Collagen carrier for cell culture and method for producing the same
JP2008079598A (en) Sheet for cell culture, method for producing the same and dish for three-dimensional culture and culture plate produced by using the sheet
JP4187167B2 (en) Modified cross-section hollow fiber membrane cell-containing device
JPH0654899A (en) Production of two-layer type protein sheet
JPS63196281A (en) Substrate for cell culture
JPH05176983A (en) Two-layer type protein sheet and its production
JP5374496B2 (en) Medical composition
Yoshizato et al. Development of bilayered gelatin substrate for bioskin: a new structural framework of the skin composed of porous dermal matrix and thin basement membrane
US20020028232A1 (en) Wound dressing
JP2003284767A (en) Scaffolding material for system engineering and artificial blood vessel
KR100615485B1 (en) Fabrication method of porous scaffold for tissue engineering using over-run process