JP5106921B2 - 細胞培養表面化学 - Google Patents
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Description
一実施態様において、装置には、基材への生物学的物質の付着性を高めるために、その上に曝露される親水性部分を有する基材が含まれる。各親水性部分は、基材内に固定又は埋め込まれている疎水性領域も有する分子の一部であり、親水性部分が基材上に曝露されるように配置されている。より詳細には、装置は、ポリマープラスチック樹脂と両親媒性分子との混合物から調製される基材を有する。基材は、非繊維性であってよく、あるいはまた繊維状ポリマーで調製されてもよい。当業者に公知のとおり、両親媒性分子には、親水性領域と疎水性領域とが含まれる。親水性部分の官能基には、例えば、ヒドロキシル(OH)基、カルボキシル(COOH)基、及び/又はアミン(NH2又はNH)基が含まれてよい。疎水性領域は、ポリマープラスチック基材内に埋め込まれ、親水性部分が、ポリマープラスチック基材上に曝露される。さらなる実施態様において、基材は、別のプロセス、例えば、コロナ若しくはプラズマ放電、又はポリ−D−リジン若しくはコラーゲンなどの物質を用いたコーティングなどで任意選択で処理されてよい。
付着性表現型を有する生物学的物質の付着を容易にする基材を含む、生物学的物質の培養装置。基材は、細胞の付着性を高めるために、その上に曝露される親水性部分を有する。各親水性部分は、基材内に固定又は埋め込まれている疎水性領域も有する分子(すなわち、両親媒性分子)の一部である。前記分子は、親水性分子が基材上に曝露されるように配置される。
[実施例1:コーティングされる樹脂の調製]
20リットルのカーボイにポリスチレンペレットを充填し、重量を量った。ついで、カーボイ自体の重量を結果から差し引き、ペレットの重量を得た。ついで、1.0%の混合物を作製するための量に、Atmer 163(液体)を検量し、一度に約3分の1、ペレットに添加した。0.1%の混合物を作製するために、第2のバッチを調製した。Atmer−163のパーセンテージは、(Atmer−163の重量/ペレットの重量)×100として算出した。従って、1.0%の混合物については、10 gのAtmer−163を1 kgのポリスチレンペレットに添加した。0.1%の混合物については、1 gのAtmer−163を1 kgのポリスチレンペレットに添加した。Atmer−163をそれぞれ3分の1ずつ添加した後、全てのペレットが視覚的に均一にコーティングされるまで、カーボイ中でペレットを回転させるか、又はパワードリル及びオーガー(auger)を用いて混合した。
ポリマーは押出し機中で溶融されるので、混成される樹脂をインラインで混合した。それらが溶融される押出し機のバレルへと、適切な重量のペレット及び添加物を計量して供給した。実施例1と同様に、1.0%と0.1%の混合物を調製した。従って、1.0%の混合物については、10 gのAtmer−163を1 kgのポリスチレンペレットに添加した。0.1%の混合物については、1 gのAtmer−163を1 kgのポリスチレンペレットに添加した。押出し機のバレルはスクリューを有しており、これが、溶融物質(ポリスチレン及びAtmer−163)を一端へと押し進め、同時に物質を混合した。押出し機の遠端の小さな穴(bore)から出てくる際に、ポリマー混合物は固められており、これをペレットへとカットした。
細胞収率に対する効果が観察され得るかどうかを測定するために、Atmer 163とポリスチレン(コーティングされた樹脂)の滅菌混合物を試験した。上記実施例1で述べたとおり、ポリスチレン中にAtmer 163を手動で混合することにより、最終的な割合が1%(w/w)及び0.1%(w/w)の2つの混合物を調製した。これらの混合物では、樹脂をAtmer 163でコーティングした。混合樹脂をペトリ皿に成形し、ついで滅菌した。滅菌後、1%及び0%(v/v)の血清でHEK 293細胞を培養することにより、ディッシュを評価し、標準的なコロナ表面処理を有するディッシュ、又はCorningのCellBIND(登録商標)装置と結果を比較した。細胞収率(1 cm2当たりの回収細胞の生数値)又は相対細胞収率(CellBIND(登録商標)に対する細胞収率)を用いて比較を実施した。コロナ処理を有するディッシュを評価する場合には、ベルトから23 mm離れて700ワットの回転電極で、10 cm/秒で移動する移動式ベルトコンベアー上にコロナ放電を適用した。
細胞収率に対する効果が観察され得るかどうかを測定するために、Atmer 163とポリスチレン(混成された樹脂)の滅菌混合物を試験した。Polyvel Inc.(Hammonton, NJ)により、最終濃度が10%のAtmerとなるように、Atmer−163とポリスチレン樹脂を混成した。ついで、最終濃度が5%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、及び0.01%のAtmer−163となるように、通常のポリスチレンペレット(w/w)へと混成ペレットを計量して供給した。ついで、これらの樹脂混合物から60 mmのペトリ皿を成形し、非滅菌部分上で、血清不含媒体(GIBCO CD−293A)における、HEK−293細胞の増殖を観察した。上記実施例3のとおりに、HEK−293細胞の増殖が達成された。非処理混合物及びコロナ混合物の両方を用いてペトリ皿を調製した。クリスタルバイオレット染色抽出(extraction)及び顕微鏡検査を用いることにより、細胞の付着を概算(estimate)した。より詳細には、クリスタルバイオレット染色を5分間細胞に適用し、ついで、水道水ですすいだ。残った染色を、dH2O中1%Triton X−100の溶液で抽出した。分光光度法を用いて、562 nmで染色強度を測定した。図3に示す結果では、残った染色が多いほど、付着性細胞の数が多い。図に示すとおり、コロナ処理Atmer混合物の多くが、HEK−293細胞の増殖におけるCellBIND(登録商標)などの現行製品よりも優れていた。
Claims (16)
- ポリマープラスチック樹脂と、アルキルアミンエトキシレート、ポリエチレンイミン、オクチルデカミン、又はこれらの混合物から選択される両親媒性分子(10)との混合物から調製される、生物学的物質を付着させるための非繊維状基材を含む生物学的物質の培養装置であって、前記両親媒性分子が親水性部分(14)と疎水性領域(16)とを含み、前記疎水性領域(16)が前記基材内に埋め込まれており、かつ前記親水性部分(14)が前記基材表面上に曝露されていることを特徴とする、生物学的物質の培養装置。
- 前記混合物の樹脂が、前記両親媒性分子(10)でコーティングされている、請求項1記載の装置。
- 前記混合物の樹脂が、前記両親媒性分子(10)と混成されている、請求項1記載の装置。
- 前記プラスチックポリマーが、ポリスチレン、ポリプロピレン、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、又はこれらの混合物から選択される、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記両親媒性分子(10)が、1%w/wの割合で前記ポリマープラスチック樹脂と混合される、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記両親媒性分子(10)が、0.1%w/wの割合で前記ポリマープラスチック樹脂と混合される、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記表面が、コロナ放電又はプラズマ放電でさらに処理される、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記表面が、ポリ−D−リジン又はコラーゲンでさらにコーティングされる、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記疎水性領域(16)が、10〜30個の炭素原子長を有する炭素結合原子の鎖である、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記生物学的物質が、付着性表現型を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記生物学的物質が、細胞、細胞小器官、ウイルス、バクテリア、生体分子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項10記載の装置。
- − 付着性表現型の生物学的物質との会合を促進する親水性官能基のタイプを決定する工程;
− 前記親水性官能基を含む親水性領域(14)と疎水性領域(16)とを含む、アルキルアミンエトキシレート、ポリエチレンイミン、オクチルデカミン、又はこれらの混合物から選択される両親媒性分子(10)を選択する工程;
− 前記両親媒性分子(10)とポリマープラスチック樹脂とを混合して、混合樹脂を形成する工程;及び
− 前記混合樹脂から形成された基材を含む前記混合樹脂から、前記生物学的物質の培養装置を調製する工程、
を含み、前記疎水性領域(16)が前記基材内に埋め込まれており、かつ前記親水性部分(14)が前記基材表面上に曝露されていることを特徴とする、生物学物質の培養装置の製造方法。 - 前記生物学的物質との会合を促進する前記親水性官能基(14)の濃度を測定する工程をさらに含む、請求項12記載の方法。
- 前記両親媒性分子(10)と前記ポリマープラスチック樹脂とを混合する工程が、前記ポリマープラスチック樹脂を前記両親媒性分子(10)でコーティングする工程をさらに含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記両親媒性分子(10)と前記ポリマープラスチック樹脂とを混合する工程が、前記ポリマープラスチック樹脂を前記両親媒性分子(10)と混成する工程をさらに含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記細胞培養装置の表面をコロナ放電又はプラズマ放電で処理する工程をさらに含む、請求項12から15のいずれか一項に記載の方法。
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