JP5879942B2 - Cell culture substrate manufacturing method, cell culture substrate, and cell sheet manufacturing method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有する細胞培養基材を容易に形成可能な細胞培養基材の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a cell culture substrate capable of easily forming a cell culture substrate having a pattern of a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region.

細胞をパターン状に培養するための細胞培養基材として、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有するものが開示されている。このような細胞培養基材としては、例えば、基材と、基材上に形成され、パターン状に形成された細胞接着性または細胞接着阻害性を有する材料からなる層とを有するものが開示されている(特許文献1)。
しかしながら、細胞接着性または細胞接着阻害性を有する材料からなる層をパターン状に形成するためには、通常、これらの材料からなる層を基材上の全面に形成し、リソグラフィー法等を用いてパターニングする方法が用いられる。
このため、容易かつ大量に製造することが困難であるといった問題や、基材が凹凸構造を有するものである場合等には、上述のパターンを安定的に形成すること等が困難であるといった問題があった。
As a cell culture substrate for culturing cells in a pattern, those having a pattern of a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region are disclosed. As such a cell culture substrate, for example, a substrate having a substrate and a layer formed on the substrate and formed of a pattern having a cell adhesion property or a cell adhesion inhibitory material is disclosed. (Patent Document 1).
However, in order to form a layer made of a material having cell adhesion or cell adhesion inhibition in a pattern, usually, a layer made of these materials is formed on the entire surface of the substrate, and a lithography method or the like is used. A patterning method is used.
For this reason, the problem that it is difficult to manufacture easily and in large quantities, and the problem that it is difficult to stably form the above-described pattern when the substrate has an uneven structure, etc. was there.

特開2011−50303号公報JP 2011-50303 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有する細胞培養基材を容易かつ大量に形成可能な細胞培養基材の製造方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for producing a cell culture substrate that can easily and in large numbers form a cell culture substrate having a pattern of cell adhesion regions and cell adhesion inhibition regions. The main purpose.

上記目的を達成するために、本発明は、細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する細胞接着領域形成工程を有することを特徴とする細胞培養基材の製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention performs energy irradiation on the surface of a polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface, and modifies at least a part of the surface of the polymer substrate. There is provided a method for producing a cell culture substrate, comprising a cell adhesion region forming step of forming a cell adhesion region having cell adhesion.

本発明によれば、高分子基材の表面を改質する方法を用いることにより、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有する細胞培養基材を容易かつ大量に形成することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cell culture substrate which has a pattern of a cell adhesion area | region and a cell adhesion inhibition area | region can be formed easily and in large quantities by using the method which modifies the surface of a polymer base material.

本発明においては、上記細胞接着領域形成工程後に、上記高分子基材表面に刺激応答性層を形成する刺激応答性層形成工程を有することが好ましい。刺激応答性層をパターニングすることなく、容易に、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有し、かつ、刺激応答性を有するものとすることができるからである。   In the present invention, it is preferable to have a stimulus-responsive layer forming step of forming a stimulus-responsive layer on the surface of the polymer substrate after the cell adhesion region forming step. This is because, without patterning the stimulus-responsive layer, it is possible to easily have a pattern of a cell adhesion region and a cell adhesion-inhibiting region and have stimulus response.

本発明においては、上記高分子基材の表面に微細凹凸形状を賦型する微細凹凸形状賦型工程を有することが好ましい。微細凹凸形状が賦型されていることにより、例えば、細胞培養基材上で培養する細胞の配向制御等を容易に行うことができるからである。   In this invention, it is preferable to have a fine uneven | corrugated shape shaping process which shapes the fine uneven | corrugated shape on the surface of the said polymer base material. It is because, for example, the orientation of the cells cultured on the cell culture substrate can be easily controlled by forming the fine uneven shape.

本発明においては、上記高分子基材が長尺状であり、上記高分子基材を搬送しながらエネルギー照射を行うことが好ましい。上記細胞培養基材を容易かつ大量に形成することができるからである。   In the present invention, it is preferable that the polymer base material is long and energy irradiation is performed while the polymer base material is conveyed. This is because the cell culture substrate can be formed easily and in large quantities.

本発明は、細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害領域および細胞接着性を有する細胞接着領域が連続した表面に形成された高分子基材を含むことを特徴とする細胞培養基材を提供する。   The present invention provides a cell culture substrate comprising a cell adhesion inhibiting region having cell adhesion inhibiting property and a polymer substrate having a cell adhesion region having cell adhesion property formed on a continuous surface.

本発明によれば、高分子基材そのものの表面に細胞接着領域および細胞接着阻害領域を有していることにより、容易かつ大量に形成可能なものとすることができる。   According to the present invention, by having a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region on the surface of the polymer base material itself, it can be formed easily and in large quantities.

本発明は、上述の細胞培養基材の製造方法を用いて細胞培養基材を製造し、上記細胞培養基材の細胞接着領域上に細胞を接着させ培養する細胞培養工程と、上記細胞接着領域に隣接する上記細胞接着阻害領域の少なくとも一部に対してエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面を改質することで拡張細胞接着領域を形成する拡張細胞接着領域形成工程と、を有することを特徴とするパターン細胞シートの製造方法を提供する。   The present invention provides a cell culture step of producing a cell culture substrate using the above-described method for producing a cell culture substrate, adhering and culturing cells on the cell adhesion region of the cell culture substrate, and the cell adhesion region. And an extended cell adhesion region forming step of forming an extended cell adhesion region by irradiating at least a part of the cell adhesion inhibition region adjacent to the surface and modifying the surface of the polymer substrate. A method for producing a patterned cell sheet is provided.

本発明によれば、拡張細胞接着領域形成工程を有することにより、細胞が遊走する様子や配向性が変化する様子を観察することができる。   According to the present invention, it is possible to observe the state in which cells migrate and the orientation changes by having the expanded cell adhesion region forming step.

本発明は、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有する細胞培養基材を容易かつ大量に形成可能な細胞培養基材の製造方法を提供できるといった効果を奏する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that it can provide a method for producing a cell culture substrate that can easily and in large numbers form a cell culture substrate having a pattern of cell adhesion regions and cell adhesion inhibition regions.

本発明の細胞培養基材の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the cell culture substratum of this invention. 本発明における保護層を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the protective layer in this invention. 本発明における細胞接着領域形成工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the cell adhesion area | region formation process in this invention. 本発明における細胞接着領域形成工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the cell adhesion area | region formation process in this invention. 本発明における刺激応答性層形成工程の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the stimulus responsive layer formation process in this invention. 本発明における刺激応答性層形成工程の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the stimulus responsive layer formation process in this invention. 本発明における刺激応答性層形成工程の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the stimulus responsive layer formation process in this invention. 本発明における微細凹凸形状の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the fine uneven | corrugated shape in this invention. 図8のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本発明における微細凹凸形状形成工程の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the fine uneven | corrugated shape formation process in this invention. 本発明のパターン細胞シートの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the pattern cell sheet | seat of this invention. 実施例1−1の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 1-1. 実施例1−2の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 1-2. 実施例2−1の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 2-1. 実施例2−2の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 2-2. 実施例3−1の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 3-1. 実施例3−2の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 3-2. 実施例4の結果を示す顕微鏡写真である。6 is a photomicrograph showing the results of Example 4. 実施例5〜実施例7の結果を示す顕微鏡写真である。It is a microscope picture which shows the result of Example 5-Example 7.

本発明は、細胞培養基材の製造方法、細胞培養基材、およびそれを用いた細胞シートの製造方法に関するものである。
以下、本発明の細胞培養基材の製造方法、細胞培養基材および細胞シートの製造方法について詳細に説明する。
The present invention relates to a method for producing a cell culture substrate, a cell culture substrate, and a method for producing a cell sheet using the same.
Hereinafter, the method for producing a cell culture substrate, the method for producing a cell culture substrate and a cell sheet of the present invention will be described in detail.

A.細胞培養基材の製造方法
まず、本発明の細胞培養基材の製造方法について説明する。
本発明の細胞培養基材の製造方法は、細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する細胞接着領域形成工程を有することを特徴とするものである。
A. First, a method for producing a cell culture substrate of the present invention will be described.
In the method for producing a cell culture substrate of the present invention, the surface of a polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface is irradiated with energy, and at least a part of the surface of the polymer substrate is modified, It has a cell adhesion region forming step of forming a cell adhesion region having cell adhesion.

このような本発明の細胞培養基材の製造方法について図を参照して説明する。図1は、本発明の細胞培養基材の製造方法の一例を示す工程図である。図1に例示するように、本発明の細胞培養基材の製造方法は、細胞接着阻害性の表面を有するポリスチレンを含む高分子基材1を準備し、高分子基材1の表面に対して細胞接着領域を形成する箇所に開口部を有し、かつ、エネルギーを遮蔽可能な保護層3を積層し(図1(a))、次いで、上記保護層3上から、露出した高分子基材1に対してエネルギー照射を行うことにより表面を選択的に改質することで(図1(b))、細胞接着性を有する細胞接着領域2aをパターン状に形成し、表面改質されなかった領域に細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害領域2bを形成する(図1(c))。次いで、図1(d)に示すように、保護層3を剥離することで、細胞接着領域2aおよび細胞接着阻害領域2bを表面に有する高分子基材1を含む細胞培養基材10を得るものである(図1(e))。
ここで、図1(b)〜(c)が細胞接着領域形成工程である。また、図1(a)は保護層形成工程である。
Such a method for producing a cell culture substrate of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing an example of a method for producing a cell culture substrate of the present invention. As illustrated in FIG. 1, in the method for producing a cell culture substrate of the present invention, a polymer substrate 1 containing polystyrene having a cell adhesion-inhibiting surface is prepared. A protective layer 3 having an opening at a location where a cell adhesion region is formed and capable of shielding energy is laminated (FIG. 1 (a)), and then the exposed polymer base material from above the protective layer 3 By selectively modifying the surface by irradiating energy to 1 (FIG. 1 (b)), the cell adhesion region 2a having cell adhesion was formed in a pattern, and the surface was not modified. A cell adhesion inhibiting region 2b having cell adhesion inhibiting property is formed in the region (FIG. 1 (c)). Next, as shown in FIG. 1 (d), by removing the protective layer 3, a cell culture substrate 10 including a polymer substrate 1 having a cell adhesion region 2a and a cell adhesion inhibition region 2b on the surface is obtained. (FIG. 1 (e)).
Here, FIGS. 1B to 1C show the cell adhesion region forming step. FIG. 1A shows a protective layer forming step.

本発明によれば、高分子基材の表面を改質する方法を用いることにより、細胞接着領域および細胞接着阻害領域を有する細胞培養基材を容易に形成することができる。
また、従来の、基材上に細胞接着材料、細胞接着阻害材料、開始剤等の化学物質を塗布等により形成したものと比較し、これらの材料を用いないことから、高い安全性を有するものとすることができる。例えば、開始剤等の残渣の影響のないものや、リソグラフィー法等によるパターニングを不要とすることができることから、通常、細胞の培養に悪影響を与える現像液等の影響のないものとすることができる。したがって、細胞培養基材を細胞を安定的に培養可能なものとすることができる。
さらに、これらの材料や別途工程が不要であることにより、ロール状の高分子基材からロールトゥロール、ロールトゥシートなどの連続プロセスで細胞培養基材を容易に形成できる。
さらにまた、本発明の製造方法により製造された細胞培養基材は、高分子基材自身の表面に細胞接着領域(改質された領域)および細胞接着阻害領域(改質されていない領域)が形成されるものであることから、例えば、微細凹凸形状を付与することによる細胞の配向制御等や、刺激応答性層を積層することによる刺激応答性の付与等を容易に行うことができる。
According to the present invention, a cell culture substrate having a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region can be easily formed by using a method for modifying the surface of a polymer substrate.
Compared to conventional materials such as cell adhesion materials, cell adhesion inhibition materials, initiators, etc. formed on the base material by coating, etc., these materials are not used, so they have high safety. It can be. For example, since there is no influence of residues such as an initiator, and since patterning by a lithography method or the like can be made unnecessary, it can usually be free from the influence of a developer or the like that adversely affects cell culture. . Therefore, the cell culture substrate can be made capable of stably culturing cells.
Furthermore, since these materials and a separate process are unnecessary, a cell culture substrate can be easily formed from a roll-shaped polymer substrate by a continuous process such as roll-to-roll, roll-to-sheet.
Furthermore, the cell culture substrate produced by the production method of the present invention has a cell adhesion region (modified region) and a cell adhesion inhibition region (unmodified region) on the surface of the polymer substrate itself. Since it is formed, for example, it is possible to easily control the orientation of cells by providing a fine uneven shape, or to provide stimulus responsiveness by laminating a stimulus responsive layer.

本発明の細胞培養基材の製造方法は細胞接着領域形成工程を少なくとも有するものである。
以下、本発明の細胞培養基材の製造方法の各工程について詳細に説明する。
The method for producing a cell culture substrate of the present invention comprises at least a cell adhesion region forming step.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of the cell culture substratum of this invention is demonstrated in detail.

1.細胞接着領域形成工程
本発明における細胞接着領域形成工程は、細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する工程である。
1. Cell adhesion region forming step In the cell adhesion region forming step in the present invention, the surface of the polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface is irradiated with energy to modify at least a part of the surface of the polymer substrate. This is a step of forming a cell adhesion region having cell adhesion.

(1)高分子基材
本工程における高分子基材は、細胞接着阻害性の表面を有するものであり、かつ、エネルギー照射を行うことにより表面が改質され、細胞接着領域を形成できるものであれば特に限定されるものではない。
(1) Polymer substrate The polymer substrate in this step has a cell adhesion-inhibiting surface, and the surface is modified by energy irradiation to form a cell adhesion region. There is no particular limitation as long as it is present.

本工程において細胞接着阻害性を示すとは、細胞が接着、伸展しにくく、細胞接着伸展率が低い状態であることをいうものである。本工程において、このような細胞接着伸展率が低い状態としては、具体的には、上記細胞接着伸展率が5%以下である状態とすることができる。本工程においては、なかでも2%以下であることが好ましい。安定的に細胞の接着を防ぐことができるからである。   In this step, exhibiting cell adhesion inhibition means that cells are difficult to adhere and spread and have a low cell adhesion extension rate. In this step, specifically, such a state where the cell adhesion extension rate is low can be a state where the cell adhesion extension rate is 5% or less. In this step, the content is preferably 2% or less. This is because cell adhesion can be prevented stably.

本工程における細胞接着伸展率は、所定の密度で培養する細胞を播種し、上記細胞の培養に適当な条件で14.5時間培養した時点で接着伸展している細胞の割合({(接着している細胞数)/(播種した細胞数)}×100(%))を表すものである。
具体的には、培養する細胞がウシ血管内皮細胞である場合には、播種密度4000cells/cm以上30000cells/cm未満の範囲内となるように播種し、37℃インキュベーター内(CO濃度5%)に保管し、14.5時間培養した時点で接着伸展している細胞の割合を評価することができる。また、ウシ血管内皮細胞である場合の細胞の播種は、10%FBS(血清)入りDMEM培地に懸濁させて播種し、その後、上記細胞ができるだけ均一に分布するよう、上記細胞が播種された基材をゆっくりと振とうすることにより行うものである。
さらに、細胞接着伸展率の測定は、測定直前に培地交換を行って接着していない細胞を除去した後に行う。また、細胞接着伸展率の測定個所としては、細胞の存在密度が特異的になりやすい箇所(例えば、存在密度が高くなりやすい所定領域の中央、存在密度が低くなりやすい所定領域の周縁)を除いて測定を行うものである。
The cell adhesion extension rate in this step is the ratio of the cells that have adhered and spread when seeded with cells to be cultured at a predetermined density and cultured for 14.5 hours under conditions suitable for the above-mentioned cell culture ({(adhesion Number of cells) / (number of cells seeded)} × 100 (%)).
Specifically, when the cells to be cultured are bovine vascular endothelial cells, the cells are seeded so that the seeding density is in the range of 4000 cells / cm 2 or more and less than 30000 cells / cm 2 , and in a 37 ° C. incubator (CO 2 concentration 5 %), And the percentage of cells that have adhered and extended when cultured for 14.5 hours can be evaluated. In the case of bovine vascular endothelial cells, the cells were seeded by suspending in a DMEM medium containing 10% FBS (serum), and then seeding the cells so that the cells were distributed as uniformly as possible. This is done by shaking the substrate slowly.
Furthermore, the measurement of the cell adhesion extension rate is performed after exchanging the medium immediately before the measurement to remove the non-adhered cells. In addition, the cell adhesion extension rate is measured at a location where the cell density is likely to be specific (for example, the center of a predetermined area where the density is likely to be high and the periphery of the predetermined area where the density is likely to be low). To measure.

また、細胞接着性を有しているとは細胞が接着、伸展しやすく、細胞接着伸展率が高い状態であることをいうものである。本工程において、このような細胞接着伸展率が高い状態としては、具体的には、細胞接着伸展率が60%以上である状態とすることができる。
本工程においては、なかでも、80%以上であることが好ましい。細胞接着領域として、細胞を安定的に接着させることができるからである。
Moreover, having cell adhesiveness means that the cells are easy to adhere and spread and have a high cell adhesion extension rate. In this step, specifically, such a state where the cell adhesion extension rate is high can be a state where the cell adhesion extension rate is 60% or more.
In this step, it is preferably 80% or more. This is because cells can be stably adhered as the cell adhesion region.

本工程に用いられる高分子基材は細胞接着阻害性の表面を有するものであるが、このような細胞接着阻害性の程度は高分子基材を構成する高分子材料により一義的に決定されるものではなく、細胞毎に異なるものである。また、上記高分子材料として同一の材料を用いた場合であっても、表面の粗度や不純物等の影響により細胞接着阻害性を示さない可能性もある。
このため、本工程において用いられる高分子基材については、細胞毎に上述の細胞接着伸展率を用いる評価方法を行い、所望の細胞接着阻害性の表面を有することおよびエネルギー照射により所望の細胞接着性を有する細胞接着領域を形成できるものであることを確認した上で選択されたものであることが好ましい。
The polymer substrate used in this step has a cell adhesion-inhibiting surface, and the degree of such cell adhesion inhibition is uniquely determined by the polymer material constituting the polymer substrate. It is not a thing, but is different for each cell. Further, even when the same material is used as the polymer material, there is a possibility that the cell adhesion inhibitory property is not exhibited due to the influence of surface roughness, impurities, and the like.
For this reason, the polymer substrate used in this step is subjected to the evaluation method using the above-mentioned cell adhesion extension rate for each cell, and has a desired cell adhesion inhibitory surface and the desired cell adhesion by energy irradiation. It is preferably selected after confirming that a cell adhesion region having a property can be formed.

本工程に用いられる高分子基材を構成する高分子材料としては、エネルギー照射を行うことにより表面改質され、細胞接着領域を形成可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、エネルギー照射を行うことにより水接触角が低下する性質を有するものを挙げることができる。このような高分子材料としては、具体的には、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができ、なかでも、ポリスチレン樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂であることが好ましい。このような高分子材料を用いて高分子基材を形成した場合には、細胞接着阻害性の表面を有するものとすることが容易だからである。また、ポリスチレンは、細胞毒性が低い材料であるからである。また、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、低コストで入手可能であり量産作製に適した材料であるからである。
また、本工程においては、特に、ポリスチレンを好ましく用いることができる。上記高分子材料を用いることにより、細胞接着阻害性の表面を容易に形成することができ、また細胞毒性が低いものであるからである。さらに、ガラス転移点が低いため熱インプリントが容易であり、後述するような微細凹凸形状の賦型が容易だからである。
なお、本工程における水接触角が低下する性質とは、エネルギー照射の結果として水接触角が変化するものを示すものであり、水接触角が変化する性質(親水・疎水性の変化)のみならず、結果として水接触角が低下する性質、例えば、エネルギー照射により酸素等を含む官能基が導入される性質も含むものである。
したがって、水接触角が低下する性質を有する材料を用いて細胞接着領域を形成した場合には、細胞接着領域は、水接触角が低下して形成されたもの、上記官能基が導入される等の結果として水接触角が低下して形成されたもの、および、これらが混合して形成されたものを含むものである。
また、本工程における高分子材料は、細胞培養に支障を来たさない程度に、ロール状で取り扱いがしやすいようにゴムなどの成分を含む共重合体であってもよい。また、その他必要な添加剤を含むものであっても良い。
The polymer material constituting the polymer substrate used in this step is not particularly limited as long as it is surface-modified by performing energy irradiation and can form a cell adhesion region. And those having the property that the water contact angle is lowered by energy irradiation. Specific examples of such a polymer material include polyester, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, and the like. Among these, polystyrene resin or polyethylene terephthalate resin is preferable. This is because, when a polymer substrate is formed using such a polymer material, it is easy to have a cell adhesion-inhibiting surface. Further, polystyrene is a material having low cytotoxicity. In addition, polyethylene terephthalate resin is available at a low cost and is a material suitable for mass production.
In this step, polystyrene can be particularly preferably used. This is because by using the above-described polymer material, a cell adhesion-inhibiting surface can be easily formed, and the cytotoxicity is low. Furthermore, since the glass transition point is low, thermal imprinting is easy, and it is easy to mold fine irregularities as described later.
The property that the water contact angle decreases in this step indicates that the water contact angle changes as a result of energy irradiation, and only the property that the water contact angle changes (change in hydrophilicity / hydrophobicity). As a result, it also includes the property that the water contact angle decreases, for example, the property that a functional group containing oxygen or the like is introduced by energy irradiation.
Therefore, when the cell adhesion region is formed using a material having a property of reducing the water contact angle, the cell adhesion region is formed with a reduced water contact angle, the above functional group is introduced, etc. As a result, the water contact angle is reduced, and those formed by mixing them are included.
In addition, the polymer material in this step may be a copolymer containing a component such as rubber so as to be easily handled in a roll form so as not to hinder cell culture. Further, other necessary additives may be included.

本工程におけるエネルギー照射前の高分子基材の表面の水接触角としては、エネルギー照射前の状態で所望の細胞接着阻害性を示すものであれば特に限定されるものではないが、80°以上であることが好ましい。上記水接触角が上述の範囲内であることにより、安定的に細胞接着阻害性を有するものとすることができるからである。また、エネルギー照射により容易に細胞接着領域を形成することができるからである。
なお、水接触角は、温度25℃、湿度30%、大気圧下で、マイクロシリンジから水を滴下して30秒後に接触角測定器を用いて測定した値を用いることができきる。また、接触角測定器としては例えば、協和界面科学(株)製CA−Z型を用いることができる。
The water contact angle on the surface of the polymer substrate before energy irradiation in this step is not particularly limited as long as it shows a desired cell adhesion inhibitory state before energy irradiation, but is 80 ° or more. It is preferable that This is because, when the water contact angle is within the above range, the cell adhesion inhibitory property can be stably obtained. Moreover, it is because a cell adhesion area | region can be easily formed by energy irradiation.
In addition, the water contact angle can use the value measured using the contact angle measuring device 30 seconds after dripping water from a micro syringe under the temperature of 25 degreeC, 30% of humidity, and atmospheric pressure. Moreover, as a contact angle measuring device, Kyowa Interface Science Co., Ltd. CA-Z type can be used, for example.

本工程に用いられる高分子基材のエネルギー照射された際、すなわち、本工程が行われ、細胞接着領域が形成された際の水接触角としては、所望の細胞接着性を示すものであれば特に限定されるものではないが、60°以下となることが好ましい。エネルギー照射された際の水接触角を上述の範囲内とするものであることにより、安定的に細胞接着性を有するものとすることができるからである。また、本工程により形成される細胞接着阻害領域、すなわち、エネルギー照射されない領域との間の細胞との接着性の差を大きいものとすることができるからである。   When the polymer substrate used in this step is irradiated with energy, that is, when this step is performed and the cell adhesion region is formed, the water contact angle is not particularly limited as long as it exhibits a desired cell adhesion. Although not particularly limited, it is preferably 60 ° or less. This is because, when the water contact angle upon energy irradiation is within the above range, cell adhesion can be stably achieved. Moreover, it is because the adhesion difference with the cell between the cell adhesion inhibition area | region formed by this process, ie, the area | region which is not irradiated with energy, can be enlarged.

本工程に用いられる高分子基材については、未延伸であっても良く、一軸延伸、遂次二軸延伸、同時二軸延伸してなるものを用いることができる。   About the polymeric base material used for this process, it may be unstretched and what is formed by uniaxial stretching, successive biaxial stretching, and simultaneous biaxial stretching can be used.

本工程に用いられる高分子基材の形状としては、所望の細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを形成し、細胞培養を安定的にできるものであれば特に限定されるものではなく、平坦状であっても良く、容器等の段差を有する形状であっても良い。   The shape of the polymer substrate used in this step is not particularly limited as long as it can form a pattern of a desired cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region and can stabilize cell culture. It may be a shape or a shape having a step such as a container.

本工程における高分子基材の形状が平坦状である場合の厚みについては、本工程により形成される細胞接着領域および細胞接着阻害領域がそれぞれ細胞接着性および細胞接着阻害性を安定的に発揮することができるものであれば特に限定されるものではなく、板状とするものであっても良いが、ロール状に曲げることが可能なシート状とするものであることが好ましい。本工程をロールトゥロールプロセスにて行うこと、すなわち、大量生産可能なものとすることができるからである。
このようなシート状とする厚みとしては、具体的には、用いる高分子材料に応じて適宜設定されるものであるが、1μm〜500μmの範囲内であることが好ましく、なかでも50μm〜200μmの範囲内であることが好ましい。ロール状にすることが容易だからである。
Regarding the thickness when the shape of the polymer substrate in this step is flat, the cell adhesion region and the cell adhesion inhibition region formed by this step stably exhibit cell adhesion and cell adhesion inhibition, respectively. It is not particularly limited as long as it can be used, and may be a plate shape, but a sheet shape that can be bent into a roll shape is preferable. This is because this step can be performed by a roll-to-roll process, that is, mass production is possible.
Specifically, such a sheet-like thickness is appropriately set according to the polymer material to be used, but is preferably in the range of 1 μm to 500 μm, and more preferably 50 μm to 200 μm. It is preferable to be within the range. This is because it is easy to form a roll.

また、本工程における高分子基材がシート状である場合の態様としては、所望の細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを形成し、細胞培養を安定的にできるものであれば特に限定されるものではなく、枚葉状であっても良いが、長尺状であることが好ましい。
長尺状であることにより、ロール状にして保管することや、ロール状で保管した状態から巻き出しながら本工程を行う等、細胞培養基材の製造プロセスの自由度を高いものとすることができるからである。
また、後述するような刺激応答性層を形成したものや凹凸形状の賦型したものを形成する場合であっても、これらをロールトゥロールで形成することができ、容易かつ大量に形成可能なものとすることができるからである。
さらに、最終的に得られる細胞培養基材を長尺状のままロール状にして保存することや、ロール状で保存した状態から、細胞培養の用途等に合わせてサイズを決定し、所望のサイズの細胞培養基材を切り出して用いることができる等、細胞培養基材の製造プロセスや使用方法の自由度を高いものとすることができるからである。
ここで、長尺状であるとは、ロール状に巻き取ることができる程度の長さのものであることをいうものであり、製造装置に設置できる重量等に応じて任意に決定すればよいが、具体的には、長さが10m以上とすることが好ましく、なかでも、50m〜5000mの範囲内とすることが好ましく、特に、100m〜1000mの範囲内とすることが好ましい。
また、長さは幅に対して10倍以上であることが好ましい。取扱い性等に優れたものとすることができるからである。
In addition, the mode in which the polymer substrate in this step is a sheet is particularly limited as long as a desired cell adhesion region and cell adhesion inhibition region pattern can be formed and cell culture can be stabilized. It may be a single wafer shape, but is preferably a long shape.
Due to the long shape, it is possible to increase the degree of freedom in the manufacturing process of the cell culture substrate, such as storing in a roll shape, or performing this step while unwinding from the state stored in the roll shape. Because it can.
Moreover, even when forming a stimulus-responsive layer as described later or a concavo-convex shaped one, these can be formed by roll-to-roll and can be formed easily and in large quantities. Because it can be.
Furthermore, the final cell culture substrate can be stored in a roll shape as it is long, or the size can be determined according to the purpose of cell culture, etc. This is because the cell culture substrate can be cut out and used, and the degree of freedom in the process and method of using the cell culture substrate can be increased.
Here, the long shape means that the length is long enough to be wound up in a roll shape, and may be arbitrarily determined according to the weight that can be installed in the manufacturing apparatus. However, specifically, the length is preferably 10 m or more, particularly preferably in the range of 50 m to 5000 m, and particularly preferably in the range of 100 m to 1000 m.
Moreover, it is preferable that length is 10 times or more with respect to a width | variety. It is because it can be made excellent in handleability and the like.

本工程における高分子基材の形状が段差を有する形状における段差としては、凹状の細胞培養領域や、マイクロ流路等を挙げることができる。本工程においては、エネルギー照射のみで細胞接着領域を形成できるため、このような段差を有するものであっても、細胞接着領域を精度良く形成することができる。
本工程において、凹状の細胞培養領域が形成された高分子基材としては、例えば、マイクロウェルプレート等の容器を挙げることができる。
Examples of the step in the shape of the polymer substrate having a step in this step include a concave cell culture region, a microchannel, and the like. In this step, since the cell adhesion region can be formed only by energy irradiation, the cell adhesion region can be formed with high accuracy even if it has such a step.
In this step, examples of the polymer substrate on which the concave cell culture region is formed include a container such as a microwell plate.

本工程における高分子基材は、多孔質状であってもよい。また、多孔質状である場合の高分子基材の厚み、ポアサイズ、孔密度等は培地の通過時間に影響するため、目的とするセルカルチャーインサート等に適した範囲から適宜設定される。
例えば、多孔質を備えた高分子基材を細胞シート作製、2種類の細胞の共培養、薬物透過アッセイなどに使用する場合には、ポアサイズは細胞が遊走又は浸潤しない程度のφ20μm以下であることが好ましい。
The polymer base material in this step may be porous. In addition, the thickness, pore size, pore density, and the like of the polymer base material in the case of a porous shape affect the passage time of the medium, and thus are appropriately set from a range suitable for the intended cell culture insert.
For example, when a porous polymer substrate is used for preparation of cell sheets, co-culture of two types of cells, drug permeation assay, etc., the pore size should be φ20 μm or less to the extent that cells do not migrate or infiltrate. Is preferred.

本工程に用いられる高分子基材は、エネルギー照射により改質される表面とは反対側の表面に粘着剤層を有するものであっても良い。
このような粘着剤層を有することにより、上記高分子基材を別途用意した支持基板に貼り付け、貼り付けた状態で本工程を行うことや、本発明の製造方法により製造される細胞培養基材を上記支持基板に貼り付けることを容易なものとすることができるからである。
本工程に用いられる粘着剤層としては、所望の接着性を発揮することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の粘着剤を塗布してなるものを用いることができるが、具体的には、ポリエステル、アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、シランカップリング剤、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)等の粘着剤を含むものを挙げることができ、なかでもポリエステル、アクリル酸エステル、ポリウレタン等の粘着剤を含むものであることが好ましい。上記高分子基材および支持基板を十分な強度で接着させることができるからである。
The polymer substrate used in this step may have a pressure-sensitive adhesive layer on the surface opposite to the surface modified by energy irradiation.
By having such a pressure-sensitive adhesive layer, the above-mentioned polymer base material is attached to a separately prepared support substrate, and this step is performed in the attached state, or the cell culture medium produced by the production method of the present invention. This is because the material can be easily attached to the support substrate.
The pressure-sensitive adhesive layer used in this step is not particularly limited as long as the desired adhesiveness can be exhibited, and a layer formed by applying a known pressure-sensitive adhesive can be used. Specific examples include those containing an adhesive such as polyester, acrylic ester, polyurethane, polyethyleneimine, silane coupling agent, perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), and polyester, acrylic ester, polyurethane, among others. It is preferable that it contains adhesives, such as. This is because the polymer base material and the support substrate can be bonded with sufficient strength.

また、本工程に用いられる支持基板としては、上記高分子基材を支持できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、細胞培養に一般的に用いられる容器等を挙げることができる。具体的には、マルチウェルプレート等のプレート、ディッシュ、シャーレ、フラスコ、ボトル等の培地を貯蔵することができ、細胞を培養することができる容器を挙げることができる。   Further, the support substrate used in this step is not particularly limited as long as it can support the polymer base material, and examples thereof include a container generally used for cell culture. Specifically, a plate such as a multiwell plate, a culture medium such as a dish, a petri dish, a flask, or a bottle can be stored, and a container in which cells can be cultured can be given.

(2)細胞接着領域形成工程
本工程は、細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する工程である。
(2) Cell adhesion region forming step This step involves irradiating the surface of the polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface with energy, and modifying at least a part of the surface of the polymer substrate, This is a step of forming a cell adhesion region having cell adhesion.

本工程により形成される細胞接着領域の形状としては、用途等に応じて適宜設定できるものであるが、例えば、矩形状、円形状、多角形状、ライン状、枝状、網目(メッシュ)状などの種々の形状とすることができる。
本工程においては、細胞の増殖の用途に用いる場合には、矩形状、円形状、多角形状であることが好ましく、なかでも、細胞を配向させる等の用途に用いる場合にはライン状であることが好ましい。
The shape of the cell adhesion region formed by this step can be appropriately set according to the application, etc., for example, rectangular shape, circular shape, polygonal shape, line shape, branch shape, mesh shape, etc. Various shapes can be used.
In this step, when it is used for cell proliferation, it is preferably rectangular, circular, or polygonal, and in particular, when it is used for applications such as orienting cells, it should be linear. Is preferred.

本工程において照射されるエネルギーとしては、高分子基材の細胞接着阻害性の表面に対して行うことにより、細胞接着領域を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、紫外線(UV)、VUV光、プラズマ等を挙げることができる。   The energy irradiated in this step is not particularly limited as long as the cell adhesion region can be formed by performing it on the cell adhesion-inhibiting surface of the polymer substrate. Can include ultraviolet (UV) light, VUV light, plasma, and the like.

本工程において、高分子基材の細胞接着領域を形成する領域にエネルギー照射を行う方法、すなわち、細胞接着領域を形成する領域にのみエネルギー照射を行う方法としては、細胞接着領域を形成する領域に開口部を有するマスクを介してエネルギー照射を行う方法(マスク法)、高分子基材上に、細胞接着領域を形成する領域に開口部を有する保護層を積層し、保護層を介してエネルギー照射を行う方法(保護層法)を用いることができ、なかでも、保護層法を好ましく用いることができる。保護層を高分子基材上に積層することにより、細胞を播種する直前にエネルギー照射を行い、細胞接着領域を形成することが容易となるからである。また、その結果、予め細胞接着領域を形成した場合と比較し、経時的にパターンが変化する等の不具合を防止することができ、細胞をよりパターン精度良く培養することが可能となるからである。
なお、本工程が、上記高分子基材が支持基板等に貼り付けられた状態で行われる場合には、上記保護層を支持基板等に貼り付けて用いることもできる。具体的には図2に例示するように支持基板31が蓋34つきの容器30の場合、蓋34に遮光部として保護層3を貼り付け、パターン形成用細胞培養容器30を形成した状態で本工程を行うこともできる。また、図2の例示に限らず、蓋34の内側に遮光部として保護層3を貼り付けて本工程を行うものであっても良い。
In this step, as a method of irradiating energy to a region that forms a cell adhesion region of a polymer substrate, that is, a method of irradiating energy only to a region that forms a cell adhesion region, A method of performing energy irradiation through a mask having an opening (mask method), a protective layer having an opening in a region where a cell adhesion region is formed on a polymer substrate, and energy irradiation through the protective layer (Protective layer method) can be used, and among these, the protective layer method can be preferably used. This is because by laminating the protective layer on the polymer base material, it becomes easy to irradiate energy immediately before seeding cells to form a cell adhesion region. In addition, as a result, it is possible to prevent problems such as changes in the pattern over time as compared to the case where the cell adhesion region is formed in advance, and it becomes possible to culture the cells with higher pattern accuracy. .
In addition, when this process is performed in the state in which the said polymer base material was affixed on the support substrate etc., the said protective layer can also be affixed on a support substrate etc. and can be used. Specifically, as illustrated in FIG. 2, when the support substrate 31 is a container 30 with a lid 34, this step is performed in a state where the protective layer 3 is attached to the lid 34 as a light shielding portion and the cell culture container 30 for pattern formation is formed. Can also be done. Further, the present step is not limited to the example shown in FIG. 2, and the present step may be performed by attaching the protective layer 3 as a light shielding portion inside the lid 34.

本工程に用いられるマスクとしては、エネルギー照射から上記高分子基材表面の改質を防止することができるものであれば特に限定されるものではなく、SUS等の金属基板をエッチング加工、レーザー加工、または電鋳加工によりパターンニングしたもの等や、ソーダライムガラスや石英からなる基板上に、エマルジョン(銀塩)や、クロムからなる遮光膜を有するものとすることができる。   The mask used in this step is not particularly limited as long as it can prevent the modification of the surface of the polymer base material from energy irradiation, and etching or laser processing of a metal substrate such as SUS. Alternatively, a light-shielding film made of an emulsion (silver salt) or chromium may be provided on a substrate patterned by electroforming, or on a substrate made of soda lime glass or quartz.

本工程に用いられる保護層としては、エネルギー照射から上記高分子基材表面の改質を防止することができ、上記高分子基材表面等に積層できるものであれば特に限定されるものではなく、遮光性材料からなるもの等を挙げることができる。
このような遮光性材料としては、上記細胞接着領域形成工程の実施終了時まで高分子基材表面に密着性を有し、かつ、細胞培養時には容易に剥離できるものであることが好ましい。上記高分子基材等との積層の際に粘着剤等の使用を回避できるからである。
本工程においては、このような遮光性材料としては、高分子基材を構成する高分子材料等に応じて適宜選択されるものであるが、例えば、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散させたものや、クロム、酸化クロム等の金属薄膜、PDMS(ポリジメチルシロキサン)等のシリコーン樹脂等を挙げることができる。
本工程においては、なかでも、エネルギー照射がUV照射またはVUV照射等である場合には、黒色着色剤をバインダ樹脂中に分散させたもの、金属薄膜等を好ましく用いることができ、エネルギー照射がプラズマ照射である場合には、PDMS等のシリコーン系樹脂を好ましく用いることができる。
The protective layer used in this step is not particularly limited as long as it can prevent modification of the surface of the polymer substrate from energy irradiation and can be laminated on the surface of the polymer substrate. And those made of a light-shielding material.
As such a light-shielding material, it is preferable that the surface of the polymer substrate has adhesiveness until the end of the cell adhesion region forming step and can be easily peeled off during cell culture. This is because the use of a pressure-sensitive adhesive or the like can be avoided during lamination with the polymer base material or the like.
In this step, such a light-shielding material is appropriately selected according to the polymer material constituting the polymer base material. For example, a black colorant is dispersed in the binder resin. And metal thin films such as chromium and chromium oxide, and silicone resins such as PDMS (polydimethylsiloxane).
In this step, in particular, when the energy irradiation is UV irradiation or VUV irradiation, a black colorant dispersed in a binder resin, a metal thin film, or the like can be preferably used. In the case of irradiation, a silicone resin such as PDMS can be preferably used.

本工程に用いられる黒色着色剤としては、エネルギーを遮蔽できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、カーボン微粒子、金属酸化物等を挙げることができる。   The black colorant used in this step is not particularly limited as long as it can shield energy, and examples thereof include carbon fine particles and metal oxides.

本工程に用いられるバインダ樹脂としては、上記黒色着色剤を安定的に分散・保持することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有するネガ型感光性樹脂や、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。   The binder resin used in this step is not particularly limited as long as it can stably disperse and retain the black colorant. For example, acrylate-based, methacrylate-based, polyvinyl cinnamate Negative photosensitive resin having a reactive vinyl group such as a cyclized rubber system, polymethyl methacrylate resin, polyacrylate resin, polycarbonate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl pyrrolidone resin, hydroxyethyl cellulose resin, carboxymethyl cellulose resin, Examples thereof include a polyvinyl chloride resin, a melamine resin, a phenol resin, an alkyd resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a maleic acid resin, and a polyamide resin.

本工程におけるマスクまたは保護層に形成される開口部については、細胞接着領域が形成される領域に形成され、精度良く細胞接着領域を形成できるものであれば特に限定されるものではないが、エネルギー照射がUV照射またはVUV照射等である場合には、貫通孔であることが好ましく、エネルギー照射がプラズマ照射である場合には、図3に例示するように、高分子基材の細胞接着領域を形成する部位に空間を有するような非貫通孔であっても良い。   The opening formed in the mask or protective layer in this step is not particularly limited as long as it is formed in the region where the cell adhesion region is formed and can form the cell adhesion region with high accuracy. When the irradiation is UV irradiation or VUV irradiation, it is preferably a through hole. When the energy irradiation is plasma irradiation, as shown in FIG. It may be a non-through hole that has a space at a site to be formed.

また、本工程において、上記高分子基材にエネルギー照射を行う方法としては、高分子基材に安定的にエネルギー照射を行うことができ、精度良く細胞接着領域を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、上記高分子基材が長尺状である場合には、ロール状に巻かれた状態から所定のサイズに裁断した後にエネルギー照射を行う方法であっても良いが、図4に例示するように、ロール状に巻かれた状態から高分子基材を巻き出し搬送しながらエネルギー照射を行う方法であることが好ましい。また、エネルギー照射後の高分子基材を再度ロール状に巻き取ってもよいし、枚葉状に裁断してもよい。
また、高分子基材単体にエネルギー照射を行うものであっても良く、高分子基材を別途準備した支持基板に貼り合わせた後にエネルギー照射を行うものであっても良い。
なお、図4中の符号については、図1のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
In this step, the method for irradiating the polymer substrate with energy is particularly limited as long as the polymer substrate can be stably irradiated with energy and can form a cell adhesion region with high accuracy. However, when the polymer base material is long, energy irradiation may be performed after cutting into a predetermined size from the state wound in a roll shape. It is preferable that the energy irradiation is performed while the polymer base material is unwound and conveyed from the state wound in a roll shape. Moreover, the polymer base material after energy irradiation may be wound up again in a roll shape, or may be cut into a single sheet.
Moreover, energy irradiation may be performed on the polymer base material alone, or energy irradiation may be performed after the polymer base material is bonded to a separately prepared support substrate.
In addition, about the code | symbol in FIG. 4, since it shows the same member as the thing of FIG. 1, description here is abbreviate | omitted.

2.細胞培養基材の製造方法
本発明の細胞培養基材の製造方法としては、上記細胞接着領域形成工程を少なくとも有するものであれば特に限定されるものではないが、必要に応じて他の工程を有するものであっても良い。
このような他の工程としては、上記細胞接着領域形成工程後に、上記高分子基材表面に刺激応答性層を形成する刺激応答性層形成工程や、上記高分子基材の表面に微細凹凸形状を賦型する微細凹凸形状賦型工程等を挙げることができる。また、高分子材料からなる基材に対して細胞接着阻害性等の評価を行い、所望の細胞接着阻害性および細胞接着領域の形成性を有することを確認し、選択する高分子基材選択工程や、上記細胞接着領域形成工程前の高分子基材上に、細胞接着領域を形成する領域に開口を有する保護層を形成する保護層形成工程、高分子基材のエネルギー照射により改質される表面とは反対側の表面に粘着剤層を形成する粘着剤層形成工程等を有するものであっても良い。
2. Method for Producing Cell Culture Substrate The method for producing the cell culture substrate of the present invention is not particularly limited as long as it has at least the cell adhesion region forming step, but other steps may be performed as necessary. You may have.
Examples of such other processes include a stimuli-responsive layer forming process for forming a stimulus-responsive layer on the surface of the polymer substrate after the cell adhesion region forming process, and a fine uneven shape on the surface of the polymer substrate. And the like. In addition, evaluation of cell adhesion inhibition and the like is performed on a substrate made of a polymer material, and it is confirmed that the cell has a desired cell adhesion inhibition property and formability of a cell adhesion region. Or a protective layer forming step of forming a protective layer having an opening in a region where the cell adhesion region is formed on the polymer substrate before the cell adhesion region forming step, and the polymer substrate is modified by energy irradiation. It may have a pressure-sensitive adhesive layer forming step for forming a pressure-sensitive adhesive layer on the surface opposite to the surface.

(1)刺激応答性層形成工程
本発明における刺激応答性層形成工程は、上記細胞接着領域形成工程後に、上記高分子基材表面に刺激応答性層を形成する工程である。
本工程を有することにより、刺激応答性層をパターニングすることなく、容易に、細胞接着領域および細胞接着阻害領域のパターンを有し、かつ、刺激応答性を有するものとすることができる。
(1) Stimulus responsive layer forming step The stimulus responsive layer forming step in the present invention is a step of forming a stimulus responsive layer on the surface of the polymer substrate after the cell adhesion region forming step.
By having this step, it is possible to easily have a pattern of a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region without patterning the stimulus responsive layer and have stimulus responsiveness.

本工程により形成される刺激応答性層は、上記細胞接着領域および細胞接着阻害領域が形成された高分子基材上に形成され、刺激を付与することにより、細胞接着領域上の刺激応答性層が細胞接着阻害性を発揮することができるものである。このような刺激応答性層としては、具体的には、刺激膨潤性および細胞非接着性を有する刺激応答性材料を含むものを挙げることができる。   The stimulus-responsive layer formed by this step is formed on the polymer substrate on which the cell adhesion region and the cell adhesion-inhibiting region are formed, and the stimulus-responsive layer on the cell adhesion region is provided by applying a stimulus. Is capable of exhibiting cell adhesion inhibitory properties. Specific examples of such a stimulus responsive layer include those containing a stimulus responsive material having stimulus swellability and cell non-adhesiveness.

このような刺激応答性材料を含むものであることにより、細胞培養時の刺激付与前では、収縮状態を示し、収縮した刺激応答性材料から露出した高分子基材表面の細胞接着領域の影響により細胞が接着され、刺激付与後には、膨潤状態を示し、高分子基材から細胞を引きはがすことおよび/または高分子基材の表面を被覆することにより、高分子基材表面の細胞接着領域の影響を低減させ、細胞を剥離させることができる。
このため、このような刺激を付与した後の細胞に対して、コラーゲン等の細胞接着材料でコーティングされた基板を接触させた場合には、容易に細胞の回収を行うことができる。
By including such a stimulus-responsive material, the cell shows a contracted state before the stimulus is applied during cell culture, and cells are affected by the cell adhesion region on the surface of the polymer substrate exposed from the contracted stimulus-responsive material. After adhesion and stimulation, it shows a swollen state and peels cells from the polymer substrate and / or covers the surface of the polymer substrate, thereby affecting the influence of the cell adhesion region on the polymer substrate surface. Can be reduced and cells can be detached.
For this reason, when a substrate coated with a cell adhesive material such as collagen is brought into contact with the cells after applying such stimulation, the cells can be easily collected.

本工程において刺激膨潤性を有するとは、刺激の付与後に水を吸収し膨潤する性質が変化する性質を有することをいう。具体的には、刺激前後の膨潤時の体積変化(刺激後/刺激前)が、1より大きくなるものをいうものである。
なお、刺激による刺激前後の体積変化は、37℃、細胞培養溶液中に24時間静置した後の刺激応答性層の体積を刺激前の体積とし、その後、それぞれの刺激応答性材料に適した刺激を24時間連続して付与した後の刺激応答性層の体積を刺激後の体積として、刺激後の体積体/刺激前の体積の比により求めることができる。
In this step, having the stimulus swelling property means having the property of changing the property of absorbing and swelling water after the application of the stimulus. Specifically, the volume change (after stimulation / before stimulation) during swelling before and after stimulation is greater than 1.
In addition, the volume change before and after stimulation by stimulation is the volume before stimulation of the volume of the stimulation-responsive layer after being left in a cell culture solution at 37 ° C. for 24 hours, and then suitable for each stimulation-responsive material. The volume of the stimulus-responsive layer after the stimulus is continuously applied for 24 hours can be determined as the volume after stimulation by the ratio of the volume after stimulation / the volume before stimulation.

本工程に用いられる刺激応答性材料としては、細胞接着阻害性および刺激膨潤性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、温度変化により膨潤する温度応答性材料、光照射により膨潤する光応答性高分子、磁力により膨潤する磁力応答性高分子、電位変化により電位応答性高分子等を挙げることができる。   The stimulus-responsive material used in this step is not particularly limited as long as it has cell adhesion inhibition and stimulus-swelling properties. For example, a temperature-responsive material that swells due to a temperature change, or by light irradiation. Examples include a photoresponsive polymer that swells, a magnetically responsive polymer that swells due to magnetic force, and a potential responsive polymer that changes in potential.

本工程に用いられる温度応答性材料としては、具体的には、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド(PIPAAm)、ポリ−N−n−プロピルアクリルアミド、ポリ−N−n−プロピルメタクリルアミド、ポリ−N−エトキシエチルアクリルアミド、ポリ−N−テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、ポリ−N−テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、及び、ポリ−N,N−ジエチルアクリルアミド等を挙げることができ、なかでもPIPAAm、ポリ−N−n−プロピルメタクリルアミド、ポリ−N,N−ジエチルアクリルアミドを好ましく用いることができ、特に、PIPAAmを好ましく用いることができる。細胞の培養に適した温度において凝集状態を示し細胞接着性を発揮させ、細胞へのダメージの少ない温度範囲内で膨潤状態となり細胞剥離性を示すことができるからである。このため、細胞への悪影響なく細胞シートの形成およびその剥離を可能なものとすることができるからである。
本工程においては、上記温度応答性材料が1種類の化合物のみからなるものであっても良く、2種類以上含むものであっても良い。
Specific examples of the temperature-responsive material used in this step include poly-N-isopropylacrylamide (PIPAAm), poly-Nn-propylacrylamide, poly-Nn-propylmethacrylamide, poly-N- Examples thereof include ethoxyethyl acrylamide, poly-N-tetrahydrofurfuryl acrylamide, poly-N-tetrahydrofurfuryl methacrylamide, and poly-N, N-diethyl acrylamide. Among them, PIPAAm, poly-Nn- Propylmethacrylamide and poly-N, N-diethylacrylamide can be preferably used, and PIPAAm can be particularly preferably used. This is because it exhibits an aggregated state at a temperature suitable for culturing cells, exhibits cell adhesion, and swells within a temperature range with little damage to the cells and exhibits cell detachability. For this reason, the cell sheet can be formed and peeled off without adversely affecting the cells.
In this step, the temperature-responsive material may be composed of only one kind of compound or may contain two or more kinds.

本工程に用いられる光応答性材料としては、光照射の有無により、膨潤するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、特開2005−210936号公報に開示されるような、アゾベンゼン、ジアリールエテン、スピロピラン、スピロオキサジン、フルギドおよびロイコ色素等の光応答成分を含むもの等を用いることができる。   The photoresponsive material used in this step is not particularly limited as long as it swells with or without light irradiation. For example, azobenzene as disclosed in JP-A-2005-210936, Those containing photoresponsive components such as diarylethene, spiropyran, spirooxazine, fulgide and leuco dyes can be used.

本工程に用いられる電位応答性材料としては、電位の印加により、膨潤するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、特開2008−295382号公報に開示されるような、電極と、RGD配列を含むペプチド等の細胞接着性部分を有し、上記電極表面にチオレートを介して結合するアルカンチオール、システイン、アルカンジスルフィド等のスペーサ物質とを有するものを挙げることができる。   The potential responsive material used in this step is not particularly limited as long as it swells by application of a potential. For example, as disclosed in JP 2008-295382 A, There may be mentioned those having a cell-adhesive moiety such as a peptide containing an RGD sequence and a spacer substance such as alkanethiol, cysteine, and alkanedisulfide that binds to the electrode surface via thiolate.

本工程に用いられる磁力応答性材料としては、磁力の付与・除去により、膨潤するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、特開2005−312386号公報に開示されるような、フェライト等の磁性粒子を正電荷リポソームに封入した磁性粒子封入正電荷リポソームを挙げることができる。   The magnetic force responsive material used in this step is not particularly limited as long as it swells by applying and removing magnetic force. For example, a ferrite as disclosed in JP-A-2005-312386 For example, positively charged liposomes encapsulating magnetic particles in which positively charged liposomes are encapsulated.

本工程においては、このような刺激応答性材料のなかでも、温度応答性材料であることが好ましく、特に、イソプロピルアクリルアミド(IPAAm)の重合体であるポリイソプロピルアクリルアミド(PIPAAm)であることが好ましい。刺激応答性層が温度応答性材料を含む温度応答性層である場合には、刺激の付与が容易だからである。また、PIPAAmは、下限臨界温度が32℃であり、細胞接着度合いを低下させて細胞を剥離する温度下における細胞への影響が少ないからである。   In this step, among such stimulus-responsive materials, a temperature-responsive material is preferable, and polyisopropylacrylamide (PIPAAm), which is a polymer of isopropylacrylamide (IPAAm), is particularly preferable. This is because when the stimulus-responsive layer is a temperature-responsive layer containing a temperature-responsive material, it is easy to apply a stimulus. In addition, PIPAAm has a lower critical temperature of 32 ° C., and has less influence on the cells at a temperature at which the degree of cell adhesion is lowered to detach the cells.

なお、温度応答性層としてのPIPAAm膜は、以下のような振る舞いをするものと考えられる。
すなわち、下限臨界温度より高い温度では膜中の高分子が脱水されて高分子が収縮した状態であり、一方で下限臨界温度以下の温度では膜中の高分子が周囲の水に対する親和性をもつことで水和し、高分子が膨潤した状態となるものと考えられる。このとき下限臨界温度より高い温度では、収縮した高分子から露出した高分子基材表面の細胞接着領域の影響により細胞が接着され、下限臨界温度より低い温度では高分子が膨潤して高分子基材の細胞接着領域の影響をほとんど受けることなくPIPAAm膜から細胞が剥離される。細胞接着性に関しては、高分子基材表面の状態が影響を及ぼすものと考えられる。本発明のように細胞接着領域と細胞接着阻害領域がパターン状に形成された高分子基材上にPIPAAm膜を形成することで、細胞接着領域では下限臨界温度より高い温度で細胞接着性をもたせることができ、細胞接着阻害領域では下限臨界温度によらず細胞接着阻害性をもたせることができる。したがって、個数や形状を制御して培養した細胞を、低侵襲で回収することができる。さらに、実質的に平坦な高分子基材表面にPIPAAm膜を形成しているため、当該PIPAAm膜上で培養された細胞シートにコラーゲンが表面に形成された基板を接触させることで容易に細胞の回収を行うことができるのである。
The PIPAAm film as the temperature-responsive layer is considered to behave as follows.
That is, at a temperature higher than the lower critical temperature, the polymer in the membrane is dehydrated and the polymer contracts, while at a temperature lower than the lower critical temperature, the polymer in the membrane has an affinity for the surrounding water. It is considered that the polymer hydrates and the polymer swells. At this time, when the temperature is higher than the lower critical temperature, the cells adhere due to the influence of the cell adhesion region on the surface of the polymer substrate exposed from the contracted polymer. Cells are detached from the PIPAAm membrane with little influence from the cell adhesion area of the material. Regarding cell adhesiveness, the state of the surface of the polymer substrate is considered to have an effect. By forming a PIPAAm film on a polymer substrate on which a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region are formed in a pattern as in the present invention, the cell adhesion region has cell adhesion at a temperature higher than the lower critical temperature. In the cell adhesion inhibition region, cell adhesion inhibition can be imparted regardless of the lower critical temperature. Therefore, cells cultured by controlling the number and shape can be collected with minimal invasiveness. Furthermore, since the PIPAAm film is formed on the surface of the substantially flat polymer base material, the cell sheet cultured on the PIPAAm film can be easily contacted with the substrate on which collagen is formed on the surface. Recovery can be performed.

本工程において上記高分子基材表面に刺激応答性層を形成する方法としては、上記高分子基材表面に、刺激応答性層を安定的に形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、別途形成した刺激応答性層を上記高分子基材表面に貼り付ける方法(積層方法)や、上記高分子基材表面に、刺激応答性材料を含む刺激応答性層用塗工液を塗布し乾燥・硬化させる方法(塗布方法)や、上記高分子基材表面に、刺激応答性材料を形成可能なモノマー成分を含む刺激応答性層用組成物を塗布し、上記高分子基材表面を重合開始点としてモノマー成分を重合させる方法(重合方法)等を挙げることができる。本工程においては、なかでも、重合方法または塗布方法であることが好ましい。上記刺激応答性層と高分子基材との接着に接着剤等の使用を回避できるからである。また、本工程においては、特に、重合方法であることが好ましい。上記刺激応答性層を厚み精度良く形成することができ、刺激に対する膨潤性の制御、すなわち、刺激により発現する細胞接着阻害性の制御性に優れたものとすることができるからである。
また、本工程において、ロールトゥロールなどの連続プロセス中で重合方法により刺激応答性層を形成する場合には、刺激応答性層用組成物として、モノマー成分のオリゴマーまたはプレポリマーを含むことが好ましい。このようなある程度重合が進行したオリゴマーやプレポリマーを含むことにより、より少ない放射線の照射回数でグラフト重合を行うことができ、生産効率を向上させることができる。
また、重合方法により刺激応答性層を形成する場合において、刺激応答性層用組成物として重合開始剤やシランカップリング剤などのアンカー剤を含むものとしても良い。本工程においては、なかでも、紫外線照射により重合を開始する場合には、重合開始剤やアンカー剤を組合せることが好ましい。
本工程において、刺激応答性層を重合方法により形成する具体例としては、例えば、上記刺激応答性層が温度応答性材料からなるものであり、温度応答性材料としてPIPAAmを用いる場合には、モノマー成分(刺激応答性モノマー)として、n−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)を用いることができる。
In this step, the method for forming the stimulus responsive layer on the surface of the polymer substrate is not particularly limited as long as the method can stably form the stimulus responsive layer on the surface of the polymer substrate. However, for example, a method of laminating a separately formed stimulus-responsive layer on the surface of the polymer substrate (lamination method) or a coating solution for a stimulus-responsive layer containing a stimulus-responsive material on the surface of the polymer substrate A method for applying, drying and curing (coating method), or applying a composition for a stimulus-responsive layer containing a monomer component capable of forming a stimulus-responsive material to the surface of the polymer substrate. Examples thereof include a method (polymerization method) of polymerizing monomer components using the surface as a polymerization initiation point. In this step, among these, a polymerization method or a coating method is preferable. This is because the use of an adhesive or the like can be avoided for adhesion between the stimulus-responsive layer and the polymer substrate. In this step, a polymerization method is particularly preferable. This is because the stimulus-responsive layer can be formed with high thickness accuracy, and can be made excellent in control of swelling property to stimuli, that is, controllability of cell adhesion inhibition expressed by the stimulus.
In this step, when the stimulus responsive layer is formed by a polymerization method in a continuous process such as roll-to-roll, the composition for the stimulus responsive layer preferably contains an oligomer or prepolymer of a monomer component. . By including such an oligomer or prepolymer that has been polymerized to some extent, graft polymerization can be performed with a smaller number of radiation irradiations, and production efficiency can be improved.
Further, when the stimulus responsive layer is formed by a polymerization method, the stimulus responsive layer composition may include an anchor agent such as a polymerization initiator or a silane coupling agent. In this step, in particular, when polymerization is initiated by ultraviolet irradiation, it is preferable to combine a polymerization initiator and an anchor agent.
In this step, as a specific example of forming the stimulus responsive layer by a polymerization method, for example, when the stimulus responsive layer is made of a temperature responsive material and PIPAAm is used as the temperature responsive material, a monomer N-isopropylacrylamide (NIPAAm) can be used as a component (stimulus responsive monomer).

図5は、積層方法により刺激応答性層を形成する方法の一例を示す説明図である。図5は、別途形成した刺激応答性層4を上記高分子基材1表面に積層する方法を示すものである。また、図6は、塗布方法により刺激応答性層を形成する方法の一例を示す説明図である。図6では、上記高分子基材1表面に、刺激応答性層用塗工液を塗布し(図6(a))、その塗膜4´を乾燥させ硬化させ(図6(b))、刺激応答性層4を形成するものである(図6(c))。図7は、重合方法により刺激応答性層を形成する方法の一例を示す説明図である。図7では、上記高分子基材1表面に、刺激応答性材料を形成可能なモノマー成分を含む刺激応答性層用組成物を塗布し(図7(a))、その塗膜4´´に対して紫外線や電子線などの放射線を照射することにより(図7(b))、上記高分子基材1表面を重合開始点としてモノマー成分を重合させることにより刺激応答性層4を形成する方法を示すものである(図7(c))。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a method for forming a stimulus-responsive layer by a lamination method. FIG. 5 shows a method of laminating a separately formed stimulus-responsive layer 4 on the surface of the polymer substrate 1. Moreover, FIG. 6 is explanatory drawing which shows an example of the method of forming a stimulus responsive layer by the apply | coating method. In FIG. 6, the stimulus-responsive layer coating solution is applied to the surface of the polymer substrate 1 (FIG. 6A), and the coating film 4 ′ is dried and cured (FIG. 6B). The stimulus responsive layer 4 is formed (FIG. 6C). FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a method for forming a stimulus-responsive layer by a polymerization method. In FIG. 7, a composition for a stimulus-responsive layer containing a monomer component capable of forming a stimulus-responsive material is applied to the surface of the polymer substrate 1 (FIG. 7A), and applied to the coating film 4 ″. On the other hand, by irradiating radiation such as ultraviolet rays or electron beams (FIG. 7B), a method of forming the stimulus-responsive layer 4 by polymerizing the monomer component using the surface of the polymer substrate 1 as a polymerization start point. (FIG. 7C).

本工程に用いられる刺激応答性層用組成物は、上記モノマー成分を含むものであるが、通常、光重合開始剤および溶剤を含むものである。   The composition for a stimulus-responsive layer used in this step contains the monomer component, but usually contains a photopolymerization initiator and a solvent.

本工程に用いられる刺激応答性層用組成物に含まれる光重合開始剤としては、光照射により上記刺激応答性モノマーを重合し刺激応答性材料を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものを用いることができるが、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、4,4´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4´−ジメチルアミノベンゾフェノン、2−エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2−(o−クロロフェニル)−4,5−フェニルイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール2量体、2,4,5−トリアリールイミダゾール2量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(m−メチルフェニル)イミダゾール2量体、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン、2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−シアノスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(p−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール等のハロメチルチアゾール化合物、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチリル−S−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(1−p−ジメチルアミノフェニル−1,3−ブタジエニル)−S−トリアジン、2−トリクロロメチル−4−アミノ−6−p−メトキシスチリル−S−トリアジン、2−(ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン、2−(4−エトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン、2−(4−ブトキシ−ナフト−1−イル)−4,6−ビス−トリクロロメチル−S−トリアジン等のハロメチル−S−トリアジン系化合物、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパノン、1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1,1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4´−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、P−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2−n−ブチキシエチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−クロロチオキサントン、2,4ジエチルチオキサントン、2,4ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(o−アセチルオキシム)、4−ベンゾイル−メチルジフェニルサルファイド、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルフォリニル)−1−プロパノン、1,2−オクタジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−,2−(o−ベンゾイルオキシム)]等が挙げられる。本工程では、これらの光重合開始剤を単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。   The photopolymerization initiator contained in the composition for the stimulus-responsive layer used in this step is particularly limited as long as it can polymerize the stimulus-responsive monomer by light irradiation to form a stimulus-responsive material. However, it is possible to use, for example, 2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bisdiethylaminobenzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylamino Aromatic ketones such as benzophenone, 2-ethylanthraquinone and phenanthrene, benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin phenyl ether, benzoin such as methyl benzoin and ethyl benzoin, 2- (o-chlorophenyl) -4, 5-Phenylimidazole dimer 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) imidazole dimer, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2- (o-methoxy) Phenyl) -4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methylphenyl) imidazole dimer, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p- Halomethylthiayl such as cyanostyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole Compound, 2,4-bis (trichloromethyl) -6-p-methoxystyryl-S-triazine, 2,4-bis (trichloromethyl) -6- (1-p-dimethylaminophenyl-1,3- Butadienyl) -S-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyryl-S-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (4-Ethoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2- (4-butoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis-trichloromethyl- Halomethyl-S-triazine compounds such as S-triazine, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl 2-morpholinopropanone, 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-ketone, benzyl, benzoylbenzoic acid, benzoylbenzoic acid Methyl, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzylmethyl ketal, dimethylaminobenzoate, isoamyl P-dimethylaminobenzoate, 2-n-butoxyethyl-4-dimethylaminobenzoate, 2-chlorothioxanthone, 2,4 diethyl Thioxanthone, 2,4 dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] -1- (o-acetyloxime), 4-benzoyl Methyldiphenyl sulfide, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2- (dimethylamino) -2- [(4-Methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine Oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2- (4-morpholinyl) -1-propanone, 1,2-octadione, 1- [4- (phenylthio) phenyl]-, 2- ( o-benzoyloxime)] and the like. In this step, these photopolymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more.

本工程に用いられる溶媒としては、上記各成分を均一に分散または溶解できるものであれば特に限定されるものではないが、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノエーテル類(いわゆるセロソルブ類);メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類;塩化メチレン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、1−クロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等のアミド類;N−メチルピロリドンなどのピロリドン類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、その他の有機極性溶媒類等が挙げられ、更には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び、その他の有機非極性溶媒類等も挙げられる。これらの溶媒は単独若しくは組み合わせて用いられる。   The solvent used in this step is not particularly limited as long as it can uniformly disperse or dissolve the above components. For example, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene Ethers such as glycol dimethyl ether and propylene glycol diethyl ether; glycol monoethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether (so-called Cellosolves); methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone Ketones such as ethyl, cyclopentanone, cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetate esters of the above glycol monoethers (for example, methyl Cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate), esters such as methoxypropyl acetate, ethoxypropyl acetate, dimethyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate; alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin Methylene chloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o- Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and m-dichlorobenzene; Amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N, N-diethylacetamide; N-methylpyrrolidone Pyrrolidones such as lactones; lactones such as γ-butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; other organic polar solvents; and further, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and others And organic nonpolar solvents. These solvents are used alone or in combination.

本工程に用いられるシランカップリング剤としてはメタクリロキシシラン、ビニルシラン、アミノシラン、エポキシシラン等を挙げることができ、なかでも、メタクリロキシシランを好ましく用いることができる。   Examples of the silane coupling agent used in this step include methacryloxy silane, vinyl silane, amino silane, and epoxy silane. Among them, methacryloxy silane can be preferably used.

本工程に用いられるモノマー成分および光重合開始剤の刺激応答性層用組成物層中の含有量としては、所望の重合度の刺激応答性材料を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、重合条件等に応じて適宜設定されるものである。   The content of the monomer component and photopolymerization initiator used in this step in the composition layer for the stimulus-responsive layer is particularly limited as long as it can form a stimulus-responsive material having a desired degree of polymerization. Instead, it is appropriately set according to the polymerization conditions and the like.

本工程における刺激応答性層用組成物層の厚みとしては、刺激応答性モノマーが所望の重合度で重合した刺激応答性材料を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、刺激応答性層用組成物の組成や培養する細胞等に応じて適宜設定されるものである。   The thickness of the composition layer for the stimulus-responsive layer in this step is not particularly limited as long as the stimulus-responsive monomer can form a stimulus-responsive material polymerized at a desired degree of polymerization. It is appropriately set according to the composition of the composition for the sex layer and the cells to be cultured.

本工程における刺激応答性層用組成物の塗布方法としては、上記組成物を塗布して所望の厚みの塗膜を形成できるものであれば特に限定されるものではなく、スピンコート法やダイコート法等の公知の塗布方法を用いることができる。また、大面積の高分子基材に対して塗布する場合には、ブレードコーティング、グラビアコーティング、オフセットグラビアコーティング等の塗布方法を用いることが好ましい。   The method for applying the composition for stimuli-responsive layer in this step is not particularly limited as long as it can form a coating film having a desired thickness by applying the above composition. Spin coating or die coating A known coating method such as, for example, can be used. Moreover, when apply | coating with respect to a polymeric substrate of a large area, it is preferable to use application methods, such as blade coating, gravure coating, and offset gravure coating.

本工程におけるモノマー成分の重合方法としては、上記刺激応答性材料を安定的に形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、上記刺激応答性層用組成物の塗膜に対して、電子線または紫外線を照射する方法を用いることができる。
本工程においては、モノマー成分の重合後に、未反応のモノマー成分等を洗浄により除去する除去処理を行うものであっても良い。
The polymerization method of the monomer component in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of stably forming the stimulus-responsive material. For example, for the coating film of the stimulus-responsive layer composition, Thus, a method of irradiating with an electron beam or ultraviolet rays can be used.
In this step, after the polymerization of the monomer components, a removal treatment for removing unreacted monomer components and the like by washing may be performed.

本工程により形成される刺激応答性層の形状としては、通常、上記高分子基材の全表面を被覆するものが用いられるが、上記高分子基材上にパターン状に形成されるものであっても良い。   As the shape of the stimulus-responsive layer formed by this step, one that covers the entire surface of the polymer substrate is usually used, but it is formed in a pattern on the polymer substrate. May be.

本工程により形成される刺激応答性層の膜厚としては、刺激応答性を発揮することができるものであれば特に限定されるものではなく、具体的には、0.5nm〜300nmの範囲内であることが好ましく、なかでも1nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。   The film thickness of the stimulus responsive layer formed by this step is not particularly limited as long as it can exhibit stimulus responsiveness, and specifically, within a range of 0.5 nm to 300 nm. It is preferable that it is in the range of 1 nm-100 nm especially.

(2)微細凹凸形状賦型工程
本発明における微細凹凸形状賦型工程は、上記高分子基材の表面に微細凹凸形状を賦型する工程である。
本工程を有することにより、例えば、細胞培養基材上で培養する細胞の配向制御等を容易に行うことができる。
(2) Fine uneven shape shaping step The fine uneven shape shaping step in the present invention is a step of shaping the fine uneven shape on the surface of the polymer substrate.
By having this step, for example, orientation control of cells cultured on the cell culture substrate can be easily performed.

本工程により高分子基材の表面に形成される微細凹凸形状としては、細胞が認識し、細胞の機能に影響を与えるものであれば特に限定されるものではない。
このような微細凹凸形状としては、具体的には、細胞の配向制御を行うもの(配向制御用微細凹凸形状)、分化制御を行うもの(分化制御用微細凹凸形状)、機能維持制御等を行うもの(機能維持制御用微細凹凸形状)、さらには、形態・増殖制御を行うもの(形態・増殖制御用微細凹凸形状)等を挙げることができる。
The fine uneven shape formed on the surface of the polymer substrate by this step is not particularly limited as long as it is recognized by cells and affects the function of the cells.
Specific examples of such fine concavo-convex shapes include those that control cell orientation (fine concavo-convex shape for orientation control), those that control differentiation (fine concavo-convex shape for differentiation control), and function maintenance control. Examples thereof include those having fine concavo-convex shape for function maintenance control, and those performing form / proliferation control (fine concavo-convex shape for form / proliferation control).

本工程における配向制御用微細凹凸形状としては、細胞を所望の方向に配向させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、認識できる幅の凹部がライン状に配された凹凸構造を挙げることができる。
このような所定の幅の凹部がライン状に配された凹凸構造が形成された細胞培養基材に細胞を播種すると、細胞が凹凸構造を認識するため多くの細胞を配向させることができる。
The fine uneven shape for orientation control in this step is not particularly limited as long as the cells can be oriented in a desired direction. For example, a recognizable concave portion is arranged in a line shape. An uneven structure can be mentioned.
When cells are seeded on a cell culture substrate on which a concavo-convex structure in which concave portions having a predetermined width are arranged in a line is formed, many cells can be oriented because the cells recognize the concavo-convex structure.

図8は、本工程における配向制御用微細凹凸形状が形成された細胞培養基材上で細胞培養した場合の一例を示す概略平面図である。また、図9は図8のA−A線断面図を示すものである。図8〜図9に示すように、上記配向制御用微細凹凸形状として、1つの細胞が侵入できるような幅の凹凸構造を形成した場合には、上記微細凹凸形状の凹部内に沿って細胞の長軸方向を配向させることができる。   FIG. 8 is a schematic plan view showing an example when cell culture is performed on a cell culture substrate on which fine irregularities for orientation control are formed in this step. FIG. 9 is a sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 8 to FIG. 9, when an uneven structure having a width that allows one cell to enter is formed as the fine uneven shape for orientation control, the cells are aligned along the concave portion of the fine uneven shape. The major axis direction can be oriented.

本工程における配向制御用微細凹凸形状しては、具体的には、培養する細胞の種類に応じて適宜設定されるものであるが、播種する細胞が心筋細胞である場合、このような凹部の形状としては、拍動により動いても溝を認識し配向を維持できる形状であることが好ましい。
具体的には、このような拍動により動いても溝を認識し配向を維持できる凹凸形状における凹部の幅としては、5μm〜50μmの範囲内であることが好ましく、なかでも、5μm〜30μmの範囲内であることが好ましい。また、凹部の深さとしては、0.2μm〜10μmの範囲内であることが好ましく、なかでも1μm〜7μmの範囲内であることが好ましい。
Specifically, the fine uneven shape for orientation control in this step is appropriately set according to the type of cells to be cultured, but when the cells to be seeded are cardiomyocytes, The shape is preferably a shape capable of recognizing the groove and maintaining the orientation even when moved by pulsation.
Specifically, the width of the concave portion in the concavo-convex shape capable of recognizing the groove and maintaining the orientation even when moved by such pulsation is preferably within a range of 5 μm to 50 μm, and in particular, 5 μm to 30 μm. It is preferable to be within the range. Further, the depth of the recess is preferably in the range of 0.2 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 7 μm.

本工程における分化制御用微細凹凸形状としては、細胞の分化に影響を与えることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、少なくとも1つの細胞の分化制御に寄与するメカニカルストレスを与えるような凹凸構造を挙げることができる。
このような凹凸構造としては、具体的には、細胞の種類や制御したい分化状態に応じて適宜設定されるものである。例えば、文献(Control of stem cell fate by physical interactions with the extracelluar matrix.Cell Stem Cell.,2009,5,17−26)では、アイランド状に形成したフィブロネクチンの足場にヒト間葉系幹細胞を播種し、細胞が足場に接着して伸展すると骨芽細胞へ、一方細胞が足場に接着するが伸展しないと脂肪細胞へ分化誘導されることが報告されている。すなわち、ヒト間葉系幹細胞が接着できる表面を小さくしていくと、骨芽細胞へ分化する割合が減少し、逆に脂肪細胞へ分化する割合が増加する。
本工程においては、例えば、ヒト間葉系幹細胞を骨芽細胞へ分化するのを誘導するには、上記分化制御用微細凹凸形状として、細胞が接着して伸展できる形状および/または大きさ、具体的には、細胞の大きさの3倍以上の面積とするとよく、さらに具体的な数値を挙げると100μm×100μmの正方形等とするとよい。
一方、ヒト間葉系幹細胞を脂肪細胞へ分化するのを誘導する場合には、細胞の一部が接着するが、伸展できない形状および/または大きさ、具体的には、細胞の大きさの1倍以下の面積とするとよく、さらに具体的な数値を挙げると10μm×10μmの正方形等とするとよい。
なお、上記は例示であり微細凹凸形状の平面視形状は、細胞の種類や特性に応じて適宜設定すればよい。
The fine concavo-convex shape for differentiation control in this step is not particularly limited as long as it can affect cell differentiation. For example, mechanical stress that contributes to at least one cell differentiation control is applied. An example of such an uneven structure is given.
Specifically, such a concavo-convex structure is appropriately set according to the type of cell and the differentiation state to be controlled. For example, in the literature (Control of stem cell fates by physical interactions with the extracellular matrix. Cell Stem Cell., 2009, 5, 17-26), a human mesenchymal stem cell seeded on an island-like fibronectin scaffold, It has been reported that differentiation is induced to osteoblasts when cells adhere to and spread on the scaffold, and adipocytes when cells adhere to the scaffold but do not spread. That is, as the surface to which human mesenchymal stem cells can adhere is reduced, the rate of differentiation into osteoblasts decreases, and conversely, the rate of differentiation into adipocytes increases.
In this step, for example, in order to induce differentiation of human mesenchymal stem cells into osteoblasts, the shape and / or size that allows cells to adhere and extend as the above-described fine uneven shape for differentiation control, Specifically, the area is three or more times the cell size, and more specifically, a square of 100 μm × 100 μm or the like is preferable.
On the other hand, when inducing the differentiation of human mesenchymal stem cells into adipocytes, a part of the cells adhere, but the shape and / or size that cannot be extended, specifically, the cell size 1 The area is preferably less than double, and more specifically, a square of 10 μm × 10 μm is preferable.
Note that the above is an example, and the planar shape of the fine unevenness may be appropriately set according to the type and characteristics of the cells.

本工程における微細凹凸形状を賦型する方法としては、所望の微細凹凸形状を形成できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、高分子基材を加熱した状態で、微細凹凸形状の反転形状の微細凹凸形状を備えた型を高分子基材に押し付けて賦型する熱インプリント法を好ましく用いることができる。
本工程における加熱の程度としては、上記型を押し付けることにより微細凹凸形状を転写できるものであれば特に限定されるものではないが、通常、高分子基材を構成する高分子材料のガラス転移点以上とすることができる。
また、本工程における加熱の方法としては、所望の微細凹凸形状を賦型できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、加熱した型を用いる方法や、オーブン等の加熱装置を用いる方法を挙げることができる。
The method for shaping the fine uneven shape in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a desired fine uneven shape. For example, in the heated state of the polymer substrate, the fine uneven shape A thermal imprinting method in which a mold having a fine irregular shape of the inverted shape is pressed against a polymer base material can be preferably used.
The degree of heating in this step is not particularly limited as long as the fine uneven shape can be transferred by pressing the mold, but usually the glass transition point of the polymer material constituting the polymer substrate. This can be done.
In addition, the heating method in this step is not particularly limited as long as a desired fine uneven shape can be shaped. For example, a method using a heated mold or a heating apparatus such as an oven is used. A method can be mentioned.

図10は、熱インプリント法により微細凹凸形状を形成する方法の一例を説明する説明図である。図10に示すように、細胞接着領域形成工程前の高分子基材1に対して、加熱した型21を押し当て(図10(a))、賦型するものである(図10(b)〜(c))。
なお、この例では、型としてロール状の型を用い、連続的に賦型する方法を示すものである。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining an example of a method for forming a fine uneven shape by a thermal imprint method. As shown in FIG. 10, the heated mold 21 is pressed against the polymer base material 1 before the cell adhesion region forming step (FIG. 10 (a)) and molded (FIG. 10 (b)). To (c)).
In this example, a roll-shaped mold is used as the mold, and a method of continuously shaping is shown.

本工程に用いられる型の形状としては、上記高分子基材表面に所望の微細凹凸形状を賦型できるものであれば特に限定されるものではなく、板状であっても良く、ロール状であっても良い。
本工程においては、上記高分子基材が長尺状である場合には、ロール状であることが好ましい。高分子基材表面に連続的に微細凹凸形状を賦型することができ、本工程を短時間で実施可能なものとすることができるからである。
The shape of the mold used in this step is not particularly limited as long as a desired fine uneven shape can be formed on the surface of the polymer substrate, and may be plate-shaped or roll-shaped. There may be.
In this step, when the polymer base material is long, it is preferably a roll. This is because a fine irregular shape can be continuously formed on the surface of the polymer substrate, and this step can be performed in a short time.

本工程の実施タイミングとしては、上記細胞接着領域形成工程の前または後、上記刺激応答性層形成工程の前または後であっても良いが、上記細胞接着領域形成工程の前であることが好ましい。上記微細凹凸形状を有する細胞接着領域を安定的に形成することができるからである。   The timing of performing this step may be before or after the cell adhesion region forming step, before or after the stimulus responsive layer forming step, but preferably before the cell adhesion region forming step. . This is because the cell adhesion region having the fine uneven shape can be stably formed.

(3)高分子基材選択工程
本発明における高分子基材選択工程としては、高分子材料からなる高分子基材に対して細胞接着阻害性等の評価を行い、所望の細胞接着性および細胞接着領域の形成性を有することを確認し、選択する工程である。
本工程を有することにより、細胞に適した細胞接着領域および細胞接着阻害領域を安定的に形成する可能なものとすることができる。
なお、本工程における細胞接着阻害性等の評価方法としては、上記「1.細胞接着領域形成工程」の項に記載の接着伸展率を用いる評価方法と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(3) Polymer substrate selection step As the polymer substrate selection step in the present invention, cell adhesion inhibition and the like are evaluated on a polymer substrate made of a polymer material, and desired cell adhesion and cell This is a step of confirming and selecting the adhesive region forming ability.
By having this step, it is possible to stably form a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region suitable for cells.
The evaluation method for cell adhesion inhibition and the like in this step can be the same as the evaluation method using the adhesion extension rate described in the above section “1. Cell adhesion region forming step”. Description is omitted.

(4)保護層形成工程
本発明における保護層形成工程は、上記細胞接着領域形成工程前に、上記高分子基材上に、細胞接着領域を形成する領域に開口部を有する保護層を形成する工程である。
本工程を有することにより、上記細胞接着領域形成工程の実施タイミングを細胞の播種直前に容易に行うことができる。また、上記細胞接着領域形成工程後も上記保護層を積層した状態を維持することにより、エネルギー照射を受けていない領域(細胞接着阻害領域)が、露光されることから防ぐことができる。したがって、細胞接着領域形成工程から細胞の播種の間に経時的に細胞接着領域のパターンが変化することを防ぎ、細胞を所望のパターンで培養可能なものとすることができる。
(4) Protective layer formation process The protective layer formation process in this invention forms the protective layer which has an opening part in the area | region which forms a cell adhesion area | region on the said polymer base material before the said cell adhesion area | region formation process. It is a process.
By having this step, the execution timing of the cell adhesion region forming step can be easily performed immediately before cell seeding. Moreover, the area | region (cell adhesion inhibition area | region) which has not received energy irradiation can be prevented from being exposed by maintaining the state which laminated | stacked the said protective layer after the said cell adhesion area | region formation process. Therefore, it is possible to prevent the pattern of the cell adhesion region from changing over time from the cell adhesion region formation step to the seeding of the cells, and to cultivate the cells in a desired pattern.

本工程における保護層を形成する方法としては、所望の厚みの保護層を安定的に積層できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、上記保護層が遮光性材料からなるものである場合には、上記遮光性材料を含む保護層形成用塗工液を塗布し保護層形成用層を形成または別途形成した保護層形成用層を高分子基材上に積層し、パターニングにより開口部を形成する方法や、予め開口部が形成されたメッシュシート状の保護層を準備し、高分子基材上に積層する方法等を挙げることができる。
なお、パターニング方法としては、フォトリソグラフィー法等の公知の方法を用いることができる。
本工程においては、なかでも、上記高分子基材が長尺状である場合には、上記保護層形成用層を積層し、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法を用いる方法を好ましく用いることができる。ロールトゥロールで保護層を形成することができ、大量生産が容易なものとすることができるからである。なお、フォトリソグラフィー法によりパターニングする場合には、上記保護層形成用層がネガ型またはポジ型の感光性を有するものであることが好ましい。別途レジスト等の積層が不要であり、パターニングされた保護層を容易に形成できるからである。
The method for forming the protective layer in this step is not particularly limited as long as it can stably laminate a protective layer having a desired thickness. For example, the protective layer is made of a light shielding material. In some cases, a protective layer-forming coating solution containing the light-shielding material is applied to form a protective layer-forming layer, or a protective layer-forming layer that is separately formed is laminated on the polymer substrate, and then opened by patterning. And a method of preparing a mesh sheet-like protective layer in which an opening is formed in advance and laminating on a polymer substrate.
As the patterning method, a known method such as a photolithography method can be used.
In this step, in particular, when the polymer base material is long, a method of laminating the protective layer forming layer and using a photolithography method using a photomask can be preferably used. . This is because the protective layer can be formed by roll-to-roll, and mass production can be facilitated. In the case of patterning by a photolithography method, the protective layer forming layer preferably has a negative or positive photosensitivity. This is because a separate layer of a resist or the like is not required and a patterned protective layer can be easily formed.

(5)粘着剤層形成工程
本発明における粘着剤層形成工程は、高分子基材のエネルギー照射により改質される表面とは反対側の表面に粘着剤層を形成する工程である。
本工程により形成される粘着剤層としては、上記「1.高分子基材」の項に記載の内容と同様とすることができる。
本工程において粘着剤層を形成する方法としては、粘着剤層に含まれる粘着剤を含有する粘着剤層形成用塗工液を塗布する方法や、別途形成した粘着剤層を高分子基材上に積層する方法を用いることができる。
なお、塗布方法については、均一な厚みの粘着剤層を形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、公知の塗布方法を用いることができる。具体的には、上記「(1)刺激応答性層形成工程」の項に記載の方法を用いることができる。
(5) Pressure-sensitive adhesive layer forming step The pressure-sensitive adhesive layer forming step in the present invention is a step of forming a pressure-sensitive adhesive layer on the surface opposite to the surface modified by energy irradiation of the polymer substrate.
The pressure-sensitive adhesive layer formed by this step can be the same as that described in the above section “1. Polymer substrate”.
In this step, the pressure-sensitive adhesive layer can be formed by applying a pressure-sensitive adhesive layer-forming coating solution containing the pressure-sensitive adhesive contained in the pressure-sensitive adhesive layer or by separately forming a pressure-sensitive adhesive layer on the polymer substrate. It is possible to use a method of laminating.
The coating method is not particularly limited as long as it can form a pressure-sensitive adhesive layer having a uniform thickness, and a known coating method can be used. Specifically, the method described in the section “(1) Stimulus responsive layer forming step” can be used.

(6)その他
本発明の細胞培養基材の製造方法は、上記細胞接着領域形成工程等を含むものであるが、高分子基材が長尺状である場合には、これらの各工程が独立して行われるもの、すなわち、工程毎に長尺状の高分子基材をロール状に巻き取られた状態から巻き出し、所定の処理を行った後に巻き取るものであっても良いが、全工程が連続して行われること、すなわち、最終製造物である細胞培養基材までロールトゥロールにて行われることが好ましい。大量生産可能なものとすることができるからである。
(6) Others The method for producing a cell culture substrate of the present invention includes the cell adhesion region forming step and the like. When the polymer substrate is elongated, these steps are independently performed. What is performed, i.e., the long polymer base material may be unwound from a state wound in a roll shape for each step, and may be wound after performing a predetermined treatment. It is preferable to carry out continuously, that is, to carry out by roll-to-roll until the cell culture substrate which is the final product. This is because mass production is possible.

B.細胞培養基材
次に、本発明の細胞培養基材について説明する。
本発明の細胞培養基材は、細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害領域および細胞接着性を有する細胞接着領域が連続した表面に形成された高分子基材を含むことを特徴とするものである。
B. Cell culture substrate Next, the cell culture substrate of the present invention will be described.
The cell culture substrate of the present invention includes a cell adhesion inhibiting region having cell adhesion inhibiting property and a polymer substrate having a cell adhesion region having cell adhesion property formed on a continuous surface. .

このような本発明の細胞培養基材としては、既に説明した図1(d)に示すものを挙げることができる。   Examples of the cell culture substrate of the present invention include those already shown in FIG. 1 (d).

本発明によれば、細胞接着阻害領域および細胞接着領域が連続した表面に形成された高分子基材であること、すなわち、高分子基材そのものの表面に細胞接着領域および細胞接着阻害領域を有していることにより、容易かつ大量に形成可能なものとすることができる。   According to the present invention, it is a polymer substrate in which the cell adhesion inhibiting region and the cell adhesion region are formed on a continuous surface, that is, the cell adhesion inhibiting region and the cell adhesion inhibiting region are provided on the surface of the polymer substrate itself. By doing so, it can be formed easily and in large quantities.

本発明の細胞培養基材は、上記高分子基材を少なくとも含むものである。
以下、本発明の細胞培養基材の各構成について説明する。
The cell culture substrate of the present invention includes at least the polymer substrate.
Hereinafter, each configuration of the cell culture substrate of the present invention will be described.

1.高分子基材
本発明に用いられる高分子基材は、細胞接着阻害領域および細胞接着領域が連続した表面に形成されたもの、すなわち、高分子基材自身の表面の改質されていない領域を細胞接着領域として含み、改質された領域を細胞接着領域として含むものである。
このような高分子基材、細胞接着領域および細胞接着阻害領域については、上記「A.細胞培養基材の製造方法」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
1. Polymer substrate The polymer substrate used in the present invention comprises a cell adhesion-inhibiting region and a cell adhesion region formed on a continuous surface, that is, an unmodified region of the surface of the polymer substrate itself. The cell adhesion region is included, and the modified region is included as the cell adhesion region.
Such a polymer substrate, a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region can be the same as the contents described in the above section “A. Method for producing cell culture substrate”. Is omitted.

また、本発明に用いられる高分子基材は、表面に微細凹凸形状を有するものであっても良い。このような微細凹凸形状については、上記「A.細胞培養基材の製造方法」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。   Moreover, the polymer base material used for this invention may have a fine uneven | corrugated shape on the surface. Such a fine concavo-convex shape can be the same as the content described in the above-mentioned section “A. Method for producing cell culture substrate”, and thus description thereof is omitted here.

2.細胞培養基材
本発明の細胞培養基材は、上記高分子基材を少なくとも含むものであるが、必要に応じて、上記高分子基材上に刺激応答性層、保護層および粘着剤層等を有するものであっても良い。このような刺激応答性層、保護層および粘着剤層については、上記「A.細胞培養基材の製造方法」の項に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
2. Cell culture substrate The cell culture substrate of the present invention includes at least the polymer substrate, and if necessary, has a stimulus-responsive layer, a protective layer, an adhesive layer, and the like on the polymer substrate. It may be a thing. Such a stimuli-responsive layer, protective layer, and adhesive layer can be the same as those described in the above section “A. Method for producing cell culture substrate”, and thus the description thereof is omitted here. To do.

C.パターン細胞シートの製造方法
次に、本発明のパターン細胞シートの製造方法について説明する。
本発明のパターン細胞シートの製造方法は、上述の細胞培養基材の製造方法を用いて細胞培養基材を製造し、上記細胞培養基材の細胞接着領域上に細胞を接着させ培養する細胞培養工程と、上記細胞接着領域に隣接する上記細胞接着阻害領域の少なくとも一部に対してエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面を改質することで拡張細胞接着領域を形成する拡張細胞接着領域形成工程と、を有することを特徴とするものである。
C. Pattern Cell Sheet Manufacturing Method Next, the pattern cell sheet manufacturing method of the present invention will be described.
The method for producing a patterned cell sheet of the present invention is a cell culture in which a cell culture substrate is produced using the above-described method for producing a cell culture substrate, and cells are adhered and cultured on the cell adhesion region of the cell culture substrate. Extended cell adhesion that forms an expanded cell adhesion region by irradiating energy to at least a part of the cell adhesion inhibition region adjacent to the cell adhesion region and modifying the surface of the polymer substrate And a region forming step.

このような本発明のパターン細胞シートの製造方法について図を参照して説明する。図11は、本発明のパターン細胞シートの製造方法の一例を示す工程図である。図11に例示するように、本発明のパターン細胞シートの製造方法は、まず、細胞培養基材の製造方法を用いて細胞培養基材10を製造し、上記細胞培養基材10の細胞接着領域2a上に細胞を接着させ培養し(図11(a))、上記細胞接着領域2aに隣接する細胞接着阻害領域2bに対してエネルギー照射を行い(図11(b))、上記高分子基材1の表面を改質することで拡張細胞接着領域12aを形成するものである(図11(c))。また、このような拡張細胞接着領域が形成された細胞培養基材10上で培養を継続することにより、図11(d)に示すように、拡張細胞接着領域12a上まで細胞を増殖・配向させることができる。
なお、図11(a)が細胞培養工程であり、図11(b)〜(c)が拡張細胞接着領域形成工程である。
Such a method for producing a patterned cell sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a process diagram showing an example of the method for producing a patterned cell sheet of the present invention. As illustrated in FIG. 11, in the method for producing a patterned cell sheet of the present invention, first, the cell culture substrate 10 is produced using the method for producing a cell culture substrate, and the cell adhesion region of the cell culture substrate 10 is produced. Cells are adhered to and cultured on 2a (FIG. 11 (a)), and energy irradiation is performed on the cell adhesion-inhibiting region 2b adjacent to the cell adhesion region 2a (FIG. 11 (b)). The expanded cell adhesion region 12a is formed by modifying the surface of 1 (FIG. 11 (c)). Further, by continuing the culture on the cell culture substrate 10 on which such an extended cell adhesion region is formed, as shown in FIG. 11D, the cells are grown and oriented up to the extended cell adhesion region 12a. be able to.
In addition, Fig.11 (a) is a cell culture process, FIG.11 (b)-(c) is an extended cell adhesion area | region formation process.

本発明によれば、拡張細胞接着領域形成工程を有することにより、細胞の形態や配向状態を精度良く制御された細胞シートを容易に形成することができる。
なお、細胞シートとは、細胞間結合で細胞同士が少なくとも単層で連結されたシート状の細胞集合体である。
According to the present invention, by having the expanded cell adhesion region forming step, it is possible to easily form a cell sheet in which the morphology and orientation state of the cells are accurately controlled.
The cell sheet is a sheet-like cell aggregate in which cells are connected to each other in at least a single layer by intercellular bonding.

本発明のパターン細胞シートの製造方法は、上記細胞培養工程および拡張細胞接着領域形成工程を有するものである。
以下、本発明のパターン細胞シートの製造方法の各工程について詳細に説明する。
The manufacturing method of the pattern cell sheet of this invention has the said cell culture process and an extended cell adhesion area | region formation process.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of the pattern cell sheet of this invention is demonstrated in detail.

1.細胞培養工程
本発明における細胞培養工程は、上述の細胞培養基材の製造方法により製造された細胞培養基材の細胞接着領域上に細胞を接着させ培養する工程である。
本工程に用いられる細胞培養基材および細胞培養基材の製造方法については、上記「A.細胞培養基材の製造方法」の項に記載の内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
1. Cell culture step The cell culture step in the present invention is a step of culturing with cells adhered on the cell adhesion region of the cell culture substrate produced by the above-described method for producing a cell culture substrate.
The cell culture substrate used in this step and the method for producing the cell culture substrate are the same as those described in the above section “A. Method for producing cell culture substrate”, and thus description thereof is omitted here. To do.

本工程における細胞接着領域上に細胞を接着させる方法としては、細胞を所望の密度となるように播種できる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な播種方法を用いることができる。例えば、細胞の種類に応じて選択された培地に細胞を懸濁した懸濁液を塗布する方法を挙げることができる。
また、細胞接着領域上に接着させた細胞を培養する方法についても、一般的な培養方法を用いることができる。
The method for adhering cells on the cell adhesion region in this step is not particularly limited as long as cells can be seeded so as to have a desired density, and a general seeding method can be used. For example, the method of apply | coating the suspension which suspended the cell in the culture medium selected according to the kind of cell can be mentioned.
Moreover, a general culture method can be used also about the method of culture | cultivating the cell adhere | attached on the cell adhesion area | region.

本工程に用いられる細胞としては、足場依存性のものであれば、種々の細胞、例えば生体内の各組織、臓器を構成する上皮細胞や内皮細胞、収縮性を示す骨格筋細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、神経系を構成するニューロン、グリア細胞、線維芽細胞、生体の代謝に関係する肝実質細胞、非肝実質細胞や脂肪細胞、分化能を有する細胞として、種々組織に存在する幹細胞、さらには骨髄細胞、ES細胞、iPS細胞、幹細胞、ES細胞やiPS細胞から分化誘導した種々の細胞等を用いることができる。   As cells used in this step, various cells can be used as long as they are anchorage-dependent, for example, epithelial cells and endothelial cells constituting each tissue and organ in a living body, skeletal muscle cells and smooth muscle cells exhibiting contractility. Cardiomyocytes, neurons constituting the nervous system, glial cells, fibroblasts, liver parenchymal cells involved in biological metabolism, non-hepatic parenchymal cells and adipocytes, stem cells present in various tissues as cells having differentiation ability, Furthermore, bone marrow cells, ES cells, iPS cells, stem cells, various cells induced by differentiation from ES cells or iPS cells, and the like can be used.

2.拡張細胞接着領域形成工程
本発明における拡張細胞接着領域形成工程は、上記細胞接着領域に隣接する上記細胞接着阻害領域の少なくとも一部に対してエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面を改質することで拡張細胞接着領域を形成する工程である。
2. Extended cell adhesion region forming step In the expanded cell adhesion region forming step in the present invention, at least a part of the cell adhesion inhibition region adjacent to the cell adhesion region is irradiated with energy to modify the surface of the polymer substrate. This is a step of forming an expanded cell adhesion region by polishing.

本工程において、上記細胞接着領域に隣接する上記細胞接着阻害領域の少なくとも一部に対してエネルギー照射を行い、上記高分子基材の表面を改質することで拡張細胞接着領域を形成する方法、すなわち、拡張細胞接着領域を形成する領域にのみエネルギー照射を行う方法、照射されるエネルギーおよび拡張細胞接着領域の形状については、上記「A.細胞培養基材の製造方法」の項に記載の内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In this step, a method for forming an extended cell adhesion region by irradiating energy to at least a part of the cell adhesion inhibition region adjacent to the cell adhesion region and modifying the surface of the polymer substrate; That is, for the method of irradiating energy only to the region forming the expanded cell adhesion region, the energy to be irradiated and the shape of the expanded cell adhesion region, the contents described in the above section “A. Method for producing cell culture substrate” The description here is omitted.

本工程における拡張細胞接着領域が形成される箇所としては、本工程の実施前に細胞接着阻害領域であった箇所であり、上記細胞接着領域に隣接する箇所であれば特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定されるものである。例えば、複数の細胞接着領域間を接続するように拡張細胞接着領域を形成し、細胞接着領域間を移動する細胞を観察することで細胞遊走の様子を把握することができる。また、例えば、細胞が配向状態あるいは無配向状態で培養可能な細胞接着領域に対して、細胞の配向性が向上あるいは低下するような拡張細胞接着領域を細胞接着領域に隣接して形成し、細胞を観察することで細胞の配向性が変化する様子を把握することができる。
ここで、細胞接着領域に隣接するとは、平面視上、他の部材により隔てられていないものであれば特に限定されるものではなく、細胞接着領域と接するように形成されるものであっても良く、細胞接着領域と接しないように形成されるものであっても良い。また、細胞接着領域と接しないように形成される場合には、細胞が細胞接着領域から拡張細胞接着領域に向かって移動可能な程度の間隔が設けられるものであっても良い。なお、細胞が移動可能な程度の間隔とは、通常、細胞1〜2個分の間隔をいうものであり、例えば、10μm〜60μmの範囲内とすることができる。
The location where the expanded cell adhesion region is formed in this step is a location that was a cell adhesion inhibition region before the implementation of this step, and is not particularly limited as long as it is a location adjacent to the cell adhesion region. Are appropriately set according to the purpose. For example, an extended cell adhesion region is formed so as to connect a plurality of cell adhesion regions, and the state of cell migration can be grasped by observing cells that move between the cell adhesion regions. In addition, for example, an extended cell adhesion region that improves or decreases cell orientation is formed adjacent to the cell adhesion region with respect to a cell adhesion region in which cells can be cultured in an oriented state or a non-oriented state. It is possible to grasp how the orientation of cells changes by observing.
Here, adjoining the cell adhesion region is not particularly limited as long as it is not separated by other members in plan view, and may be formed so as to be in contact with the cell adhesion region. It may be formed so as not to contact the cell adhesion region. Moreover, when formed so that it may not contact | connect a cell adhesion area | region, the space | interval of the grade which can move a cell toward a cell extension area | region from a cell adhesion area | region may be provided. In addition, the space | interval which can move a cell usually means the space | interval for 1-2 cells, for example, can be in the range of 10 micrometers-60 micrometers.

本工程において、上記細胞接着阻害領域に対してエネルギー照射を行う状態としては、高分子基材が培地中に浸漬した状態であっても良いが、大気中、すなわち、一旦培地を回収した後、大気に曝した状態であることが好ましい。継代培養の手間を省くことができる等の利点があるからである。   In this step, the state of irradiating energy to the cell adhesion-inhibiting region may be a state in which the polymer substrate is immersed in the medium, but in the atmosphere, that is, after collecting the medium once, It is preferably in a state exposed to the atmosphere. This is because there is an advantage that the labor of subculture can be saved.

本工程を行う回数としては、1回であっても良く、複数回であっても良い。
ここで、複数回行う態様としては、例えば、細胞接着領域と接するように形成される拡張細胞接着領域を順次拡張するものを挙げることができる。
The number of times this step is performed may be one time or a plurality of times.
Here, as an aspect performed a plurality of times, for example, an extended cell adhesion region formed so as to be in contact with the cell adhesion region can be sequentially expanded.

3.パターン細胞シートの製造方法
本発明のパターン細胞シートの製造方法は、上記細胞培養工程および拡張細胞接着領域形成工程を有するものであるが、必要に応じて適宜他の工程を有するものであっても良い。
例えば、上記拡張細胞接着領域形成工程後に、上記細胞培養工程で接着させた細胞とは異なる種類の細胞を拡張細胞接着領域に接着させる複数細胞培養工程や、上記拡張細胞接着領域形成工程後に、細胞接着領域および拡張細胞接着領域に接着している細胞または細胞シートを剥離する剥離工程を挙げることができる。
3. Method for Producing Pattern Cell Sheet The method for producing a pattern cell sheet of the present invention includes the cell culture step and the extended cell adhesion region forming step, but may have other steps as appropriate. good.
For example, after the extended cell adhesion region forming step, a cell culture step for adhering cells of a different type from the cells adhered in the cell culture step to the expanded cell adhesion region, or after the extended cell adhesion region formation step, The peeling process which peels the cell or cell sheet which has adhere | attached on the adhesion | attachment area | region and an extended cell adhesion | attachment area | region can be mentioned.

本発明における剥離工程における細胞または細胞シートを剥離する方法としては、細胞シート等を安定的に剥離することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリプシン等の酵素を用いて細胞シート等を剥離する方法等を用いることができる。
また、上記細胞培養基材として、刺激応答性層が高分子基材上に形成されたものを用いる場合には、刺激応答性層の性質に合わせた刺激を付与して剥離する方法を用いることができる。
具体的には、上記刺激応答性層が、温度応答性材料であるポリ−N−イソプロピルアクリルアミド(PIPAAm)を含む温度応答性層である場合には、37℃近傍で細胞を培養することで細胞シート等を形成し、32℃以下に温度を低下させることにより、細胞シート等を剥離する方法を用いることができる。
The method for detaching cells or cell sheets in the detaching step in the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of stably detaching cell sheets and the like. For example, an enzyme such as trypsin is used. A method of peeling a cell sheet or the like can be used.
In addition, when using a cell culture substrate having a stimulus-responsive layer formed on a polymer substrate, use a method in which a stimulus is applied in accordance with the nature of the stimulus-responsive layer and then peeled off. Can do.
Specifically, when the stimulus-responsive layer is a temperature-responsive layer containing poly-N-isopropylacrylamide (PIPAAm), which is a temperature-responsive material, the cells are cultured by culturing the cells at around 37 ° C. A method of peeling a cell sheet or the like by forming a sheet or the like and lowering the temperature to 32 ° C. or lower can be used.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.

[実施例1−1]
SUNDIC社製OPSシート(高分子基材)に、100μm角の開口部を有するフォトマスクを介して254nmのUV光を26J/cm照射し、細胞接着領域を形成した。ウシ血管内皮細胞を3×10cells/cmで播種したところ、フォトマスク開口部に相当する領域に細胞が接着し、細胞パターンが得られた。細胞パターンは、少なくとも3週間維持した。なお、3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図12に示す。
[Example 1-1]
An OPS sheet (polymer base material) manufactured by SUNDIC was irradiated with 26 J / cm 2 of 254 nm UV light through a photomask having an opening of 100 μm square to form a cell adhesion region. When bovine vascular endothelial cells were seeded at 3 × 10 4 cells / cm 2 , the cells adhered to the region corresponding to the photomask opening, and a cell pattern was obtained. The cell pattern was maintained for at least 3 weeks. In addition, the microscope picture which image | photographed the cell of the cell culture substrate surface after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例1−2]
開口部の形状を300μm角とした以外は、実施例1−1と同様にして細胞接着領域を形成し、細胞を播種した。その結果、実施例1−1と同様に、フォトマスク開口部に相当する領域に細胞が接着し、細胞パターンが得られた。細胞パターンは、少なくとも3週間維持した。なお、3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図13に示す。
[Example 1-2]
A cell adhesion region was formed and cells were seeded in the same manner as in Example 1-1 except that the shape of the opening was changed to 300 μm square. As a result, as in Example 1-1, cells adhered to the region corresponding to the photomask opening, and a cell pattern was obtained. The cell pattern was maintained for at least 3 weeks. In addition, the microscope picture which image | photographed the cell of the cell culture substrate surface after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例2−1]
SUNDIC社製OPSシート(高分子基材)に、10μmのライン状凹部が10μm間隔で形成された矩形ラインパターンの凹凸付きPDMSを密着させ、プラズマ(400W、3分)を照射して細胞接着領域を形成した。ウシ血管内皮細胞を3×10cells/cmで播種したところ、PDMSの凹部相当領域に細胞が接着し、細胞パターンが得られた。なお、3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図14に示す。
[Example 2-1]
A cell line-bonded region is formed by closely contacting a rectangular line pattern PDMS with 10 μm line-shaped concave portions formed at intervals of 10 μm on an OPS sheet (polymer substrate) manufactured by SUNDIC, and irradiating with plasma (400 W, 3 minutes). Formed. When bovine vascular endothelial cells were seeded at 3 × 10 4 cells / cm 2 , the cells adhered to the depression-corresponding region of PDMS, and a cell pattern was obtained. In addition, the microscope picture which image | photographed the cell of the cell culture substrate surface after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例2−2]
ライン状凹部の幅を70μm、間隔70μmのPDMSを用いた以外は、実施例2−1と同様にして細胞接着領域を形成し、細胞を播種した。その結果、実施例2−1と同様にPDMSの凹部相当領域に細胞が接着し、細胞パターンが得られた。なお、3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図15に示す。
[Example 2-2]
A cell adhesion region was formed and cells were seeded in the same manner as in Example 2-1, except that PDMS having a line-shaped recess width of 70 μm and an interval of 70 μm was used. As a result, as in Example 2-1, cells adhered to the region corresponding to the concave portion of PDMS, and a cell pattern was obtained. In addition, the microscope picture which image | photographed the cell of the cell culture substrate surface after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例3−1]
SUNDIC社製OPSシート(高分子基材)に、熱インプリントにて幅10μm、深さ5μm、周期20μmの微細凹凸形状を付与した。微細凹凸付きOPSシートに実施例1−1と同形状のフォトマスクを介して254nmのUV光を26J/cm照射し、細胞接着領域を形成した。ウシ血管内皮細胞を3×10cells/cmで播種したところ、フォトマスク開口部に相当する領域に細胞が接着し、細胞パターンが得られた。なお、3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図16に示す。
[Example 3-1]
A fine uneven shape having a width of 10 μm, a depth of 5 μm, and a period of 20 μm was applied to an OPS sheet (polymer base material) manufactured by SUNDIC by thermal imprinting. The OPS sheet with fine irregularities was irradiated with 26 J / cm 2 of 254 nm UV light through a photomask having the same shape as in Example 1-1 to form a cell adhesion region. When bovine vascular endothelial cells were seeded at 3 × 10 4 cells / cm 2 , the cells adhered to the region corresponding to the photomask opening, and a cell pattern was obtained. In addition, the microscope picture which image | photographed the cell on the cell culture substrate surface after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例3−2]
実施例1−2と同形状のフォトマスクを用いた以外は、実施例3−1と同様にして細胞培養基材を形成し、細胞を播種した。3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図17に示す。
[Example 3-2]
A cell culture substrate was formed and cells were seeded in the same manner as in Example 3-1, except that a photomask having the same shape as in Example 1-2 was used. A photomicrograph of the cells on the surface of the cell culture substrate after 3 weeks is shown in FIG.

[実施例4]
SUNDIC社製OPSシート(高分子基材)に、開口部300μm幅、遮光部60μm幅のフォトマスクを介して172nmのUV光を144mJ/cm照射し、細胞接着領域を形成した。続いてN−イソプロピルアクリルアミド10w/w%IPA溶液を塗布し、50kGy(150kV)の電子線を照射し、刺激応答性層を有する細胞培養基材を形成した。水洗後にウシ血管内皮細胞を3×10cells/cmで播種したところ、細胞がパターン状に接着した。1週間培養後、細胞培養基材を37℃の恒温槽から取出し、室温(23℃)に静置する低温処理を行うと細胞がパターンから剥離した。その際の様子を撮影した顕微鏡写真を図18に示す。なお、図18中の(a)が23℃の室温に静置した直後の写真であり、(b)が23℃の室温に静置後20分経過後の写真であり、(c)が23℃の室温に静置後40分経過後の写真である。
[Example 4]
An OPS sheet (polymer base material) manufactured by SUNDIC was irradiated with 144 mJ / cm 2 of UV light of 172 nm through a photomask having an opening of 300 μm width and a light shielding portion of 60 μm width to form a cell adhesion region. Subsequently, an N-isopropylacrylamide 10 w / w% IPA solution was applied and irradiated with an electron beam of 50 kGy (150 kV) to form a cell culture substrate having a stimulus-responsive layer. After washing with water, bovine vascular endothelial cells were seeded at 3 × 10 4 cells / cm 2 , and the cells adhered in a pattern. After culturing for one week, the cell culture substrate was taken out of the thermostatic chamber at 37 ° C., and subjected to a low temperature treatment that was allowed to stand at room temperature (23 ° C.), the cells were detached from the pattern. A photomicrograph of the situation is shown in FIG. In FIG. 18, (a) is a photograph immediately after standing at a room temperature of 23 ° C., (b) is a photograph 20 minutes after standing at room temperature of 23 ° C., and (c) is 23 It is the photograph after 40-minute progress after leaving still at room temperature of ° C.

[実施例5〜7]
高分子基材として、(1)三菱樹脂社製サントクリア(逐次二軸延伸)、(2)昭和パックス社製エスクレア(無延伸インフレ)、(3)大石産業スチロファン(インフレ縦一軸延伸)を準備し、それぞれ実施例1−2と同形状のフォトマスクを介して254nmの光を26J/cm照射し細胞培養基材を形成した。
その後、ウシ血管内皮細胞を3×10cells/cmで播種したところ、細胞がパターン状に接着した。3週間後の細胞培養基材表面の細胞を撮影した顕微鏡写真を図19に示す。なお、図19中の(a)〜(c)は、それぞれ高分子基材として、(a)三菱樹脂社製サントクリア(実施例5)、(b)昭和パックス社製エスクレア(実施例6)、(c)大石産業スチロファン(実施例7)を用いたものである。
実施例5〜7より、本手法により、様々な製法で製造された高分子基材へのパターニングが可能であると分かった。
[Examples 5 to 7]
As polymer base materials, (1) Mitsubishi Plastics Santo Clear (sequential biaxial stretching), (2) Showa Pax Esclea (unstretched inflation), (3) Oishi Sangyo Styrophane (inflation longitudinal uniaxial stretching) Then, 254 nm light was irradiated at 26 J / cm 2 through a photomask having the same shape as in Example 1-2 to form a cell culture substrate.
Thereafter, bovine vascular endothelial cells were seeded at 3 × 10 4 cells / cm 2 , and the cells adhered in a pattern. A photomicrograph of the cells on the surface of the cell culture substrate after 3 weeks is shown in FIG. In addition, (a)-(c) in FIG. 19 is a polymer base material, respectively (a) Santo clear (Example 5) by Mitsubishi Plastics, (b) Esclare by Showa Pax (Example 6) (C) Oishi Industry Styrophane (Example 7) is used.
From Examples 5-7, it turned out that the patterning to the polymer base material manufactured with various manufacturing methods by this method is possible.

1 … 高分子基材
2a … 細胞接着領域
2b … 細胞接着阻害領域
3 … 保護層
4 … 刺激応答性層
10 … 細胞培養基材
30 … パターン形成用細胞培養容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polymer base material 2a ... Cell adhesion area | region 2b ... Cell adhesion inhibition area | region 3 ... Protective layer 4 ... Stimulation responsive layer 10 ... Cell culture substrate 30 ... Cell culture container for pattern formation

Claims (8)

細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、前記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する細胞接着領域形成工程を有し、
前記細胞接着領域形成工程後に、前記高分子基材表面に刺激応答性層を形成する刺激応答性層形成工程を有し、
前記刺激応答性層形成工程は、前記高分子基材の細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害領域および前記細胞接着領域の両者を覆うように前記刺激応答性層を形成するものであることを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
A cell that forms a cell adhesion region having cell adhesion by irradiating energy on the surface of a polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface and modifying at least part of the surface of the polymer substrate a bonding region formation step possess,
After the cell adhesion region forming step, having a stimulus responsive layer forming step of forming a stimulus responsive layer on the polymer substrate surface,
The stimuli-responsive layer forming step is to form the stimulus-responsive layer so as to cover both the cell adhesion-inhibiting region having cell adhesion-inhibiting property of the polymer substrate and the cell adhesion region. A method for producing a cell culture substrate.
前記高分子基材の表面に微細凹凸形状を賦型する微細凹凸形状賦型工程を有することを特徴とする請求項1に記載の細胞培養基材の製造方法。 The method for producing a cell culture substrate according to claim 1 , further comprising a step of forming a fine uneven shape on the surface of the polymer substrate. 前記高分子基材が長尺状であり、前記高分子基材を搬送しながらエネルギー照射を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の細胞培養基材の製造方法。 The method for producing a cell culture substrate according to claim 1 or 2, wherein the polymer substrate is elongated and energy irradiation is performed while the polymer substrate is conveyed . 前記刺激応答性層に含まれる刺激応答性材料が光応答性材料、電位応答性材料または磁力応答性材料であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の細胞培養基材の製造方法。  The stimuli-responsive material contained in the stimulus-responsive layer is a photo-responsive material, a potential-responsive material, or a magnetic-responsive material, according to any one of claims 1 to 3. A method for producing a cell culture substrate. 前記刺激応答性層形成工程の前記刺激応答性層を形成する方法が、前記刺激応答性層を前記高分子基材表面に貼り付ける方法または前記高分子基材表面に、刺激応答性材料を含む刺激応答性層用塗工液を塗布し乾燥および硬化させる方法であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の細胞培養基材の製造方法。  The method of forming the stimulus responsive layer in the stimulus responsive layer forming step includes a method of attaching the stimulus responsive layer to the surface of the polymer substrate or a stimulus responsive material on the surface of the polymer substrate. The method for producing a cell culture substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is a method of applying a stimulus-responsive layer coating solution, followed by drying and curing. 前記高分子基材を構成する高分子材料がポリスチレンであることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載の細胞培養基材の製造方法。  The method for producing a cell culture substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer material constituting the polymer substrate is polystyrene. 細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害領域および細胞接着性を有する細胞接着領域が連続した表面に形成された高分子基材を含み、
前記高分子基材の前記細胞接着阻害領域および前記細胞接着領域の両者を覆うように形成された刺激応答性層を有することを特徴とする細胞培養基材。
A cell adhesion inhibitory region having cell adhesion inhibitory property and a polymer substrate having a cell adhesion region having cell adhesion property formed on a continuous surface;
A cell culture substrate comprising a stimulus-responsive layer formed to cover both the cell adhesion-inhibiting region and the cell adhesion region of the polymer substrate.
細胞接着阻害性の表面を有する高分子基材の表面にエネルギー照射を行い、前記高分子基材の表面の少なくとも一部を改質することで、細胞接着性を有する細胞接着領域を形成する細胞接着領域形成工程を有する細胞培養基材の製造方法を用いて細胞培養基材を製造し、前記細胞培養基材の前記細胞接着領域上に細胞を接着させ培養する細胞培養工程と、
前記細胞接着領域に隣接する前記細胞接着阻害領域の少なくとも一部に対してエネルギー照射を行い、前記高分子基材の表面を改質することで拡張細胞接着領域を形成する拡張細胞接着領域形成工程と、
を有することを特徴とするパターン細胞シートの製造方法。
A cell that forms a cell adhesion region having cell adhesion by irradiating energy on the surface of a polymer substrate having a cell adhesion-inhibiting surface and modifying at least part of the surface of the polymer substrate method for producing a cell culture substrate having a bonding region forming step to produce a cell culture substrate using a cell culture step of culturing to adhere the cells to the cell adhesive region of the cell culture substrate,
An extended cell adhesion region forming step of forming an extended cell adhesion region by irradiating energy to at least a part of the cell adhesion inhibition region adjacent to the cell adhesion region and modifying the surface of the polymer substrate When,
A method for producing a patterned cell sheet, comprising:
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