JP3139004B2 - 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 - Google Patents
細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法Info
- Publication number
- JP3139004B2 JP3139004B2 JP02105878A JP10587890A JP3139004B2 JP 3139004 B2 JP3139004 B2 JP 3139004B2 JP 02105878 A JP02105878 A JP 02105878A JP 10587890 A JP10587890 A JP 10587890A JP 3139004 B2 JP3139004 B2 JP 3139004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cells
- cell culture
- contact angle
- degrees
- substrate
- 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
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
新規細胞培養基材および細胞培養法を提示する。また、
本発明により得られる細胞は、ハイブリッド型人工臓
器、例えば人工皮膚、人工肝臓、人工血管などを作成す
る際に用いることができる。
技術は、研究室レベルから各種の生理活性物質の生産な
どの工業的なレベルまでその利用が活発になってきた。
株化していない、いわゆる正常細胞は、普通その生育に
は基材への接着を必要とする。このため細胞の生育に適
当な各種の高分子材料の開発が行なわれてきた。一例を
挙げると、組織培養フラスコやマイクロビーズなどが挙
げられる。
維芽細胞などに限られ、肝細胞などの高次の機能を有す
る細胞を機能の低下をきたすことなく長期間維持した
り、細胞を増やすことは困難であった。また、細胞を基
材上で単層に生育させるものがほとんどであった。一例
を挙げると、ガラス、表面をグロー放電処理したポリス
チレン、あるいは適度の正電荷を有する多糖ビーズなど
である。これらの基材上では細胞は単層に生育し、基材
の表面全体を被覆した後、コンフレントとなって生育を
停止することが知られていた。
官を形成させるなど、より生体内に近い状態で培養する
手法はあまり知られていなかった。こうした試みの中の
1つに、コラーゲンゲル内培養法があり、本法では細胞
は三次元的に集合することで、より生体内に近い状態で
培養が可能であることが知られている。
かかり、また高価であるため、その使用は実験室レベル
に限られていた。
を長期間維持することが困難であった。また、コラーゲ
ンゲル内培養などの特殊な培養法を用いなければ、細胞
を材料表面で単層に培養できるだけで、生体内のように
多数の細胞が三次元的に集合し独自の機能を果たす、い
わゆる組織や器官の形成までいたらしめることはできな
かった。
せ得る、より生体内に近い状態で培養することである。
フィブロネクチン、ビトロネクチン、あるいはラミニン
をイオン結合あるいは共有結合にて固定化したもの以外
のものからなりかつ水との前進接触角が20度以上50度未
満である部位(A)と、水との前進接触角が50度以上10
0度未満の部位(B)からなる細胞培養基材により達成
される。
滑筋細胞、肝実質細胞、脾上皮細胞、線維芽細胞、ある
いはHeLa細胞、L細胞などの株細胞などである。
群、例えば肝実質細胞、脾上皮細胞などはこの手法によ
り細胞を多数集合させると次第に機能分化を示し、単層
で培養するよりも形態的、あるいは機能的に生体内に近
い状態で培養することが可能であるので好ましい。
接する場所で、液面と固体面とのなす角(液の内部にあ
る角をとる)をいい、前進接触角とは、ぬれていない新
しい表面での接触角である。
50度未満である必要があり、好ましくは20度以上40度以
下である。
次の各手法によって得られる。
リオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリカーボネイト、ポリアクリロニトリルな
ど、フィルムにした際、表面での水滴の接触角が60度以
上90度未満である材料が挙げられる。
する方法として、 A)親水性ポリマーで上述の細胞付着性材料の表面を、
グラフト反応、カップリング反応などによって修飾する
方法 B)低分子化合物による修飾反応によって、水酸基など
の親水性の官能基を導入する方法 などがある。
マーとしては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル
酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポ
リアクリルアミド、ポリヒドロキシメチルメタクリレー
ト、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロー
ス)、アミロース、アルギン酸など、あるいはこれらの
共重合体および誘導体がある。また、アルブミンなどの
親水性の生体内物質を固定化してもよい。
用い、親水性ポリマーとしてポリエチレンオキシドを用
いるのが好ましい。
基、カルボキシル基、スルホン酸基がある。本手法をと
る際は、使用する材料によって反応を選ぶ必要があり、
例えばポリエステルなどでは水酸化ナトリウムにより表
面を加水分解によって導入する方法がある。
触角よりも、低い接触角を有する材料としては、表面で
の水の接触角が低い材料、例えばセルロースおよびその
誘導体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリエ
チレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリ
ヒドロキシメチルメタリレートなどと、その共重合体お
よび誘導体などがある。
胞付着性を賦与する手法として、表面に疎水性の低分子
化合物やポリマーを表面カップリング反応あるいはグラ
フト反応によって導入したり、化学架橋剤によって表面
を修飾するなどの方法がある。
イソシアネート、アルキルグリシジルエーテルなどが挙
げられ、架橋剤としては、ポリエチレングリコールジグ
リシジルエーテル、ヘキサメチレンジイソシアネート、
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、両末端に活性エステル基を有
するポリエチレンオキシド、グルタルアルデヒドなどが
ある。
塩化ビニル、アクリロニトリルなどの疎水性モノマーと
親水性モノマー、例えばポリエチレンオキシドを含むビ
ニル系モノマー、アクリル酸、ビニルアルコール、ビニ
ルピロリドン、アクリルアミド、ヒドロキシメチルメタ
クリレート、アルギン酸の共重合体などが挙げられる。
トリルとポリビニルピロリドンの共重合体では、ポリビ
ニルピロリドンの割合が5〜30%が好ましい。
ましい。ここでいうヒドロゲルとは、コロイド溶液がジ
ェリー状に固化したものであるゲルのうち、多量の水を
含むものであり、含水率30〜98%のものが好ましく用い
られる。このヒドロゲルとしては、例えばセルロースお
よびその誘導体、ポリアクリルアミド、ポリエチレング
リコール、ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリビニ
ルピロリドンを30〜98%含むポリ塩化ビニル、ポリアク
リロニドリルまたはポリスチレンなどの重合体、あるい
はデンプン、アガロース、メチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロースの架橋体などが挙げられる。
れるコラーゲンフィブロネクチン、ビトロネクチン、あ
るいはラミニンをイオン結合あるいは共有結合にて固定
化したもの、あるいは3級または4級アミノ基などの強
い正電荷を持つ基材は、基材への細胞接着性が向上する
ため、細胞が基材表面の全面を単層に被覆し、三次元集
合体を形成しないため、好ましいものではない。
度以上50度未満の部位(A)と、水との前進接触角50度
以上100度未満の部位(B)からなり、部位(B)は好
ましくは水との前進接触角60度以上90度未満が好まし
い。
満であれば特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステ
ル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニト
リル、ポリカーボネートが好ましく用いられる。
20度以上50度未満である部位(A)と、水との前進接触
角が50度以上の部位(B)を作る方法には、例えば、 A)第2図に示すように、適度の細胞接着性を有する材
料と、細胞付着性の高い材料を重層し周りを抑える方法 B)両者を接着剤を用いて付着させる方法 C)材料表面の部分的な化学修飾反応によって両部位を
得る方法 などがあるが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
法が簡便で好ましい。
である部位(A)と、水との前進接触角が50度以上100
度未満の部位(B)の割合やその形状は特に制約されな
いが、通常は、部位(A)と部位(B)の面積比率が2:
1〜20:1のものが用いられ、その形状としては、長方形
あるいは丸型のものが用いられる。
より適宜工夫して用いるのが好ましい。
の場合には、第2図に示すような長方形が好ましく用い
られる。部位(A)と部位(B)の間隔としては、細胞
がB間をはしわたしできるように、Bの開口部は幅1mm
〜5cmが好ましく、さらに1mm〜1cmが好ましい。
細胞の増殖が悪い傾向が認められる。このため基材上に
播種する細胞数は多い方がよく、基材1cm2あたり1〜10
4から1〜106程度が好ましい。
れるが、例えば、日本組織培養学会編、組織培養の技術
第二版(朝倉書店)に記載された手法を細胞の種類に応
じて用いればよい。
養細胞が集合し、毛細血管、肝、脾といった組織および
器官が形成されることを見い出した。
考えられる。
より、細胞が三次元的な集合体を形成したときに、細胞
集合体全体が基材から浮遊しにくくなり、本基材上では
ある程度基材と接触したままでとどまれること。
上50度未満の基材上で培養された細胞は互いに集合し、
細胞集合体全体に収縮力を生じる。本基材では、この収
縮力を細胞接着性の部位間で受け止めることができるた
め、なんらかの遺伝子発現の変化を生じ毛細血管がより
形成しやすくなる。
を10%プロピルイソシアネートDMSO溶液に浸漬し、撹拌
しつつ40℃で1時間反応させた。反応の進行は、反応時
間の経過に伴ない、材料表面の窒素原子が増加すること
をESCAによって観察するとともに、接触角が増加するこ
とによって確認した。
セルロース膜(接触角35度)をスライドグラス上にお
き、上部から長さ10mm、幅1mmの穴のあいたポリエステ
ルフィルム(接触角70度)を重層した後、チャンバーに
セットした。
た血管内皮細胞を、上述のフィルム1cm2あたり5×104
個まき炭酸ガスインキュベーター内で培養した。
的丸い形であった。3日目では細胞同士が集合して、基
材から離れた細胞を含めて細胞集合体を形成した。7日
目には凝集した細胞は部位(B)のポリエステルフィル
ムの開口部をつなぐ形で細長い高次集合体を形成した。
集合体の断面の走査型および透過型電子顕微鏡で観察し
たところ、細胞同士の境界が曖昧で細胞同士が非常に強
固に結合していること、断面に管腔構造が観察されたこ
とより、本構造体が毛細血管であることが確認された。
本毛細血管はチャンバー10個中8個で観察された。
の前進接触角15度)を、比較例2として10%プロピルイ
ソシアネートDMSO溶液と24時間反応させたセルロース膜
(水との前進接触角65度)を、比較例3として市販のポ
リエステルフィルム(接触角70度)を用いて実施例1と
同様に検討した。
きには、細胞は基材にほとんど付着せず、従って毛細血
管は形成されなかった。また、反応時間24時間のもの
(比較例2)およびポリエステルフィルム(比較例3)
では、培養1日目では細胞は実施例1と比較し、より伸
展した形状を示し、3日目では増殖するものの基材に強
固に付着しており、実施例のように細胞が基材から離れ
る例は観察されなかった。7日目には細胞は、いわゆる
コンフレントの状態になって増殖は停止し、実施例1の
ような毛細血管の形成は認められなかった。
なえるため、細胞を三次元的に集合させることができ、
組織、器官の形成が可能となる。従って、本発明により
毛細血管、肝、脾などを得ることができる。
る。 第2図は、内皮細胞を用いる際の細胞培養基材の平面図
である。 1……化学修飾されたセルロースフィルム部位(A) 2……ポリエステルフィルム部位(B) 3……スライドガラス 4……押さえ 5……シリコーン・ゴム A……水との前進接触角20度以上50度未満の部位(A) B……水との前進接触角50度以上100度未満の部位
(B)
Claims (4)
- 【請求項1】少なくともその表面が、コラーゲンフィブ
ロネクチン、ビトロネクチン、あるいはラミニンをイオ
ン結合あるいは共有結合にて固定化したもの以外のもの
からなりかつ水との前進接触角が20度以上50度未満であ
る部位(A)と、水との前進接触角が50度以上100度未
満の部位(B)からなる細胞培養基材。 - 【請求項2】部位(A)がヒドロゲルからなる請求項1
記載の細胞培養基材。 - 【請求項3】部位(B)がポリオレフィンまたはポリエ
ステルからなる請求項1または2記載の細胞培養基材。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の細胞培養
基材を用いることを特徴とする細胞培養方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02105878A JP3139004B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02105878A JP3139004B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH044869A JPH044869A (ja) | 1992-01-09 |
JP3139004B2 true JP3139004B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=14419193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02105878A Expired - Lifetime JP3139004B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3139004B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4567936B2 (ja) | 2000-03-16 | 2010-10-27 | 株式会社セルシード | 細胞培養用支持体材料、細胞の共培養方法およびそれより得られる共培養細胞シート |
JP3277251B1 (ja) | 2001-03-30 | 2002-04-22 | オリエンタル酵母工業株式会社 | 新規な乳酸菌及びそれを含む発酵風味液 |
US20070122901A1 (en) * | 2003-10-17 | 2007-05-31 | Ikuo Morita | Method of constructing artificial cell tissue and base material therefor |
US7919305B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-04-05 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method for manufacturing cell culture 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 |
US9249386B2 (en) | 2005-06-06 | 2016-02-02 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Substrate for cell transfer |
US8216855B2 (en) | 2006-02-13 | 2012-07-10 | Agency For Science, Technology And Research | Method of processing a biological and/or chemical sample |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP02105878A patent/JP3139004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH044869A (ja) | 1992-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5840387A (en) | Sulfonated multiblock copolymer and uses therefor | |
CN201193228Y (zh) | 三维细胞培养插入件、其制造设备及成套用具 | |
JP4667486B2 (ja) | 水溶性エラスチンの架橋剤 | |
EP0243151B1 (en) | Modified microbially-produced cellulose gel and complex thereof with animal cell | |
Yang et al. | Cell-sheet engineering using intelligent surfaces | |
US20040063206A1 (en) | Programmable scaffold and method for making and using the same | |
AU614747B2 (en) | Cell culture of anchorage dependent cells, materials and products | |
Ishihara et al. | Spontaneously and reversibly forming phospholipid polymer hydrogels as a matrix for cell engineering | |
JPS6133593B2 (ja) | ||
CA2012309A1 (en) | Cell culture substrate, cell sheet, cell cluster and preparations thereof | |
KR101508772B1 (ko) | 전안부 관련 세포 시트, 3 차원 구조체, 및 그들의 제조법 | |
JP3139004B2 (ja) | 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 | |
JP4486359B2 (ja) | 培養細胞移動治具及びその利用方法 | |
WO2005084429A1 (ja) | 癌細胞移植動物の製造方法 | |
Parke-Houben et al. | Interpenetrating polymer network hydrogel scaffolds for artificial cornea periphery | |
JP2004501700A (ja) | 連通セルを用いた三次元構造を有する生体適合性ポリマー、その調製方法、および医薬ならびに手術における適用 | |
JPH0622744A (ja) | 細胞培養用コラ−ゲン担体及びその製造方法 | |
US7695958B2 (en) | Cell-filled hollow fiber membranes having modified cross-section | |
JP2008079598A (ja) | 細胞培養用シートとその製造法並びにそれを用いた3次元培養用ディッシュと培養プレート | |
JPS63196281A (ja) | 細胞培養用基材 | |
JP3311074B2 (ja) | 細胞培養基材 | |
EP2574664B1 (en) | Method for preparation a thermosensitive coating substrate, the substrate with a thermosensitive coating and its application | |
JPH044868A (ja) | 細胞培養基材およびそれを用いる細胞培養方法 | |
JPH06277050A (ja) | 動物細胞の固定化物および培養方法 | |
JP2511834B2 (ja) | 二層性ゼラチンシ―ト及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071215 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 10 |