JP4849278B2 - 細胞処理デバイス、細胞処理カートリッジおよび体液処理システム - Google Patents
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- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
Description
本発明にかかる細胞処理デバイスの一態様は、
がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するデバイスであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される。
適用例1において、
前記第1面および前記第2面は、互いに平行である、細胞処理デバイス。
適用例1において、
前記第1面および前記第2面は、一軸を中心軸とする円筒面である、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例において、
前記貫通孔は、さらに、狭窄部を有し、
前記狭窄部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記狭窄部の前記幅は、前記テーパー部の前記第2面側の端における前記幅以下である、細胞処理デバイス。
適用例4において、
前記細胞分散液は、さらに免疫細胞を含み、
前記狭窄部は、前記第1面側の第1領域と、前記第2面側の第2領域とを有し、
前記第2領域の幅は、前記免疫細胞の平均直径よりも小さい、細胞処理デバイス。
適用例5において、
前記第2領域を形成している前記スリット部材の表面に、前記免疫細胞に特異的に作用する免疫細胞活性化因子が固定されている、細胞処理デバイス。
適用例4ないし適用例6のいずれか一例において、
前記狭窄部を形成する前記スリット部材の表面に、前記がん細胞に作用するサイトカイン類が固定されている、細胞処理デバイス。
適用例7において、
前記サイトカイン類は、アポトーシス因子である、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例8のいずれか一例において、
前記貫通孔は、さらに、逆テーパー部を有し、
前記逆テーパー部は、前記テーパー部または前記狭窄部の前記第2面側の端に連続し、
前記逆テーパー部の前記幅は、前記第1面側から前記第2面に向かって増大している、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例9のいずれか一例において、
前記テーパー部を形成する前記スリット部材の表面に、前記がん細胞に特異的に作用する抗体が固定されている、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例10のいずれか一例において、
前記テーパー部を形成している前記スリット部材の表面は、溝を有する、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例11のいずれか一例において、
前記スリット部材の表面に、親水性、撥水性、およびブロッキング性から選択される少なくとも一種の機能を有するコーティングが施された、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例12のいずれか一例において、
前記スリット部材には、互いに平行な複数の前記貫通孔が形成された、細胞処理デバイス。
適用例1ないし適用例13のいずれか一例において、
2つの前記スリット部材を有し、
2つの前記スリット部材は、互いに前記第1面が対向するように配置されている、細胞処理デバイス。
本発明にかかる細胞処理カートリッジの一態様は、
がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するカートリッジであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される。
本発明にかかる体液処理システムの一態様は、
がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するシステムであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジ、を用いる。
本実施形態にかかる細胞処理デバイスは、がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与する。
本実施形態の細胞処理デバイスは、細胞分散液を通過させる。細胞分散液としては、たとえば、人間等の動物の体液、すなわち、血液、リンパ液、組織液、体腔液などを挙げることができる。また、本実施形態にかかる細胞分散液としては、生体由来のものに限定されず、試験、研究等のために人工的に細胞を分散させて調製された細胞の分散体であってもよい。
本実施形態の細胞処理デバイスは、少なくともがん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を及ぼす。
本実施形態にかかる細胞処理デバイスは、貫通孔10が形成されたスリット部材を含む。
スリット部材は、本実施形態の細胞処理デバイスの要部を形成する部材である。スリット部材は、後述する貫通孔10が形成されることができる限り限定されない。以下に例示するスリット部材100およびスリット部材200は、それぞれ、平板状および円筒状の外形形状を有するが、いずれも本実施形態の細胞処理デバイスの要部として好適に機能することができる。なお、スリット部材の外形形状は、平板状および円筒状には限定されない。
貫通孔10は、スリット部材の第1面101から第2面102に貫通し、一方向に沿って延びるスリット形状を有する。貫通孔10は、スリット部材を厚みtの方向に貫通する。貫通孔10は、スリット部材の第1面101から第2面102に貫通することによって、第1面101および第2面102を接続している。
貫通孔10は、狭窄部14を有することができる。図6および図7は、貫通孔10が狭窄部14を有する場合のスリット部材の断面の模式図である。
本実施形態の細胞処理デバイスは、貫通孔10のテーパー部12の第2面102側の端の幅が、細胞分散液中のがん細胞の平均直径よりも小さく形成されている。そのため、当該がん細胞は、細胞分散液が細胞処理デバイスを通過する際、テーパー部12の第2面102側の端を形成するスリット部材の表面に接触する。したがって、少なくともテーパー部12の第2面102側の端を形成するスリット部材の表面に、がん細胞に作用する化学物質および生理活性物質の少なくとも一方を固定しておくことによって、細胞分散液中のがん細胞に対して、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一方を極めて効率的に付与することができる。
スリット部材の表面には、サイトカイン類を固定することができる。サイトカイン類は、細胞間の情報伝達を担う物質である。サイトカイン類が伝達する情報としては、たとえば、細胞に、壊死、成長、増殖、活性化、タンパク質合成促進、成長抑制などの生理活性作用を起こさせる情報が挙げられる。サイトカイン類の分類としては、サイトカイン類が伝達する情報を受けた細胞に生じる機能的な変化に基づくものがある。たとえば、アポトーシス因子は、がん細胞をアポトーシス(アポトーシス誘導活性)させ、免疫細胞活性化因子は、免疫細胞を活性化する情報を有するサイトカイン類である。本明細書では、サイトカイン類を、単にアポトーシス因子、免疫細胞活性化因子などということがある。また、サイトカイン類には、特定の細胞に特異的に作用するものと細胞の種類に依らずに非特異的に作用するものとがある。
スリット部材の表面には、抗体を固定することができる。抗体の機能としては、抗原と結合することが挙げられる。抗体としては、細胞分散液中のがん細胞のがん抗原(糖鎖、ペプチドなど)に特異的に結合する抗体を用いることができる。
スリット部材の表面には、リガンドを固定することができる。リガンドの機能としては、がん細胞が有するレセプターと結合することが挙げられる。リガンドとしては、細胞分散液中のがん細胞が有するレセプターに特異的に結合するものを用いることができる。
スリット部材の表面には、さらに、ペプチド、糖鎖、アプタマーなどを固定することができる。これらの化合物の機能の一つとしては、たとえば、スリット部材の表面にこれらの化合物が固定されることにより、スリット部材表面にがん細胞を留まらせることが挙げられる。したがって、少なくともがん細胞が細胞処理デバイス内を通過する速度を低下させるという物理的作用を与えることができる。これらの分子が塗布される位置についても、上述の例と同様に目的に応じて適宜選択することができる。
本実施形態の細胞処理デバイスは、上述のスリット部材を有するが、スリット部材の第1面101側から第2面102側に細胞分散液を通過させるための流路が形成されている。このような流路の形状、および流路を形成するための構成などは、何ら限定されない。以下には、流路形成部材を用いて流路を形成する例を、細胞処理デバイスが平板状のスリット部材100を含む場合、および円筒状のスリット部材200を含む場合について述べる。
本実施形態にかかる細胞処理カートリッジは、上述した細胞処理デバイスを用い、これを複数組み合わせて1つのカートリッジとしたものである。細胞処理デバイスの組み合わせは任意である。また、複数の細胞処理デバイスは、細胞処理カートリッジ内で直列、並列、または直列と並列を組み合わせた配列を有することができる。
本実施形態にかかる体液処理システム10000は、上述の細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジを備えたものである。図22は、本実施形態にかかる体液処理システム10000を模式的に示す概念図である。本実施形態にかかる体液処理システム10000は、生体から体液を採取した後、上記の細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジを通過させることにより、がん細胞や免疫細胞に物理的作用、化学的作用、および生理活性作用の少なくとも一種を付与し、生体に戻す体外循環系システムである。なお、細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジによる細胞分散液の処理においては、特殊な薬剤や化合物を細胞分散液に添加することがない。そのため、これらを通過した体液の毒性は十分に小さくすることができ、生体に戻す場合の安全性を確保することができる。
14b…第2領域、16…逆テーパー部、100,200…スリット部材、
101…第1面、102…第2面、112…テーパー面、114…狭窄面、
116…逆テーパー面、300,350,370…流路形成部材、320…注入口、
322…一次側流路、340…排出口、342…二次側流路、
1000,2000…細胞処理デバイス、3000…圧力モニター、4000…ポンプ、
5000…抗凝固剤、6000…がん細胞モニター、10000…体液処理システム
Claims (17)
- がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するデバイスであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、狭窄部を有し、
前記狭窄部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記狭窄部の前記幅は、前記テーパー部の前記第2面側の端における前記幅以下であり、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理デバイス。 - 請求項1において、
前記第1面および前記第2面は、互いに平行である、細胞処理デバイス。 - 請求項1において、
前記第1面および前記第2面は、一軸を中心軸とする円筒面である、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記細胞分散液は、さらに免疫細胞を含み、
前記狭窄部は、前記第1面側の第1領域と、前記第2面側の第2領域とを有し、
前記第2領域の幅は、前記免疫細胞の平均直径よりも小さい、細胞処理デバイス。 - 請求項4において、
前記第2領域を形成している前記スリット部材の表面に、前記免疫細胞に特異的に作用する免疫細胞活性化因子が固定されている、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項において、
前記狭窄部を形成する前記スリット部材の表面に、前記がん細胞に作用するサイトカイン類が固定されている、細胞処理デバイス。 - 請求項6において、
前記サイトカイン類は、アポトーシス誘導活性化因子である、細胞処理デバイス。 - がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するデバイスであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、逆テーパー部を有し、
前記逆テーパー部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記逆テーパー部の前記幅は、前記第1面側から前記第2面に向かって増大しており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項8のいずれか一項において、
前記テーパー部を形成する前記スリット部材の表面に、前記がん細胞に特異的に作用する抗体が固定されている、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか一項において、
前記テーパー部を形成している前記スリット部材の表面は、溝を有する、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項10のいずれか一項において、
前記スリット部材の表面に、親水性、撥水性、およびブロッキング性から選択される少なくとも一種の機能を有するコーティングが施された、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項11のいずれか一項において、
前記スリット部材には、互いに平行な複数の前記貫通孔が形成された、細胞処理デバイス。 - 請求項1ないし請求項12のいずれか一項において、
2つの前記スリット部材を有し、
2つの前記スリット部材は、互いに前記第1面が対向するように配置されている、細胞処理デバイス。 - がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するカートリッジであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、狭窄部を有し、
前記狭窄部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記狭窄部の前記幅は、前記テーパー部の前記第2面側の端における前記幅以下であり、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理カートリッジ。 - がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するカートリッジであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、逆テーパー部を有し、
前記逆テーパー部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記逆テーパー部の前記幅は、前記第1面側から前記第2面に向かって増大しており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理カートリッジ。 - がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するシステムであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、狭窄部を有し、
前記狭窄部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記狭窄部の前記幅は、前記テーパー部の前記第2面側の端における前記幅以下であり、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジ、を用いた、体液処理システム。 - がん細胞を含む細胞分散液を通過させて、少なくとも前記がん細胞に、物理的作用、化学的作用および生理活性作用の少なくとも一種を付与するシステムであって、
第1面および第2面を有し、前記第1面から前記第2面に貫通し一方向に沿って延びるスリット形状を有する貫通孔が形成された、スリット部材を含み、
前記貫通孔は、テーパー部を有し、
前記テーパー部の前記一方向に直交する断面における幅は、前記第1面から前記第2面側に向かって減少し、前記第2面側の端において前記がん細胞の平均直径よりも小さくなっており、
前記貫通孔は、さらに、逆テーパー部を有し、
前記逆テーパー部は、前記テーパー部の前記第2面側の端に連続し、
前記逆テーパー部の前記幅は、前記第1面側から前記第2面に向かって増大しており、
前記細胞分散液は、前記第1面側から前記貫通孔を通って前記第2面側に通過される、細胞処理デバイスまたは細胞処理カートリッジ、を用いた、体液処理システム。
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