JP6236522B2 - 細胞培養用デバイス、細胞培養用システム及び細胞培養方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、生体内では薬物が直接肝臓に取り込まれるとは限らず、経口投与の場合には腸で成分が吸収される影響を考慮することが好ましい。
PDMSブロック11は貫通孔11a、凹部11b、凸部11c、貫通孔11dを備えている。
凹部11bと凸部11cが形成されたPDMSブロック11が準備される。凹部11bは直径が12mm程度の円形部分と円形部分から突出した突起部分を備えている。その突起部分と重なる位置に直径が1.5mmの貫通孔11dが開けられる。
蓋部分5は、シリコーンゴムシート13、フィルター15(第1の多孔質膜)、フィルター17(第2の多孔質膜)、シリコーンゴムシート19、PDMSブロック21、シリコーンゴムシート23、PDMSブロック25及びPDMSブロック27を備えている。
シリコーンゴムシート13,19,23は例えばシリウス 極薄シリコーンゴムシート(株式会社扶桑ゴム産業の製品)である。
PDMSブロック21,25,27は例えばSILPOT184(東レダウコーニング社製)で形成されている。
長穴13aの幅寸法は例えば2.0mmである。長穴13aの一端は貫通孔13bとつながっている。
長穴13cの幅寸法は例えば2.0mmである。長穴13cの一端は長穴13aとは異なる位置で貫通孔13bとつながっている。長穴13cの他端はPDMSブロック11の貫通孔11dと重なる位置に形成されている。
貫通孔13eは本体部分3の肝組織培養室29と重なる位置に形成されている。貫通孔13eの直径は例えば5.0mmである。
貫通孔19aはシリコーンゴムシート13の長穴13aの端部と重なる位置に形成されている。貫通孔19aの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔19cはシリコーンゴムシート13の長穴13cの端部と重なる位置に形成されている。貫通孔19cの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔19eはシリコーンゴムシート13の貫通孔13eと重なる位置に形成されている。貫通孔19eの直径は例えば5.0mmである。
貫通孔21bはシリコーンゴムシート19の貫通孔19bと重なる位置に形成されている。貫通孔21bの直径は例えば4.5mmである。
貫通孔21dはシリコーンゴムシート19の貫通孔19dと重なる位置に形成されている。貫通孔21dの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔23aはPDMSブロック21の貫通孔21aと重なる位置に形成されている。貫通孔23aの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔23cはPDMSブロック21の貫通孔21cと重なる位置に形成されている。貫通孔23cの直径は例えば1.5mmである。
長穴23eの幅寸法は例えば2.0mmである。長穴23eの一端は貫通孔23bとつながっている。
貫通孔23fはPDMSブロック21の貫通孔21fと重なる位置に形成されている。貫通孔23fの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔25bはシリコーンゴムシート23の貫通孔23bと重なる位置に形成されている。貫通孔25bの直径は例えば4.5mmである。
貫通孔25dはシリコーンゴムシート23の貫通孔23dと重なる位置に形成されている。貫通孔25dの直径は例えば1.5mmである。
貫通孔25fはシリコーンゴムシート23の貫通孔23fと重なる位置に形成されている。貫通孔25fの直径は例えば1.5mmである。
凹部溝25gの一端は貫通溝25cと重なる位置に形成されている。凹部溝25gの他端は貫通溝25dと重なる位置に形成されている。
貫通孔27a,27b,27c,27dの直径は例えば1.5mmである。
凹部溝25g,25hが形成されたPDMSブロック25が準備される。また、長穴23eが形成されたシリコーンゴムシート23が準備される。凹部溝25g,25hが形成された面とは反対側のPDMSブロック25の面にシリコーンゴムシート23が貼り付けられる。この際、貼り合わせ前に、PDMSブロック25のシリコーンゴムシート23が貼り付けられる面に酸素プラズマ処理が施されることが好ましい。
蓋部分5の貫通孔27d,25e及び長穴23eは試薬排出路39(第2の排出流路)を構成している。貫通孔27dの端部は試薬排出口39aとなる。
蓋部分5の腸管上皮細胞培養室31に、試薬導入口39aから腸由来の細胞、例えば腸管上皮細胞(ここではCaco2)が培地と共に導入される。腸管上皮細胞はフィルター15上でタイトジャンクションが形成されるような条件で培養される。例えば、本体部分3と蓋部分5が分離された状態で、蓋部分5のみで腸管上皮細胞が培養される。
なお、細胞培養用システム65は、培地に替えて透析液を細胞培養用デバイス1に供給するようにしてもよい。
培地供給路33は、貫通孔27a,25a,23a,21a,19a、長穴13a、貫通孔13b、長穴13c、貫通孔11d及び凹部11bによって形成されている。
3 本体部分
5 蓋部分
15 フィルター(第1の多孔質膜)
17 フィルター(第2の多孔質膜)
29 肝組織培養室(第1の培養室)
31 腸管上皮細胞培養室(第2の培養室)
33 培地供給路(第1の導入流路)
35 培地排出路(第1の排出流路)
37 試薬導入路(第2の導入流路)
39 試薬排出路(第2の排出流路)
41 液体採取部
53 送液ポンプ
61 透析部
Claims (15)
- 本体部分と、
前記本体部分に着脱可能に取り付けられる蓋部分と、
前記本体部分に形成され、かつ前記本体部分の前記蓋部分との接触面に開口を有する第1の培養室と、
前記第1の培養室に接続された第1の導入流路及び第1の排出流路と、
前記蓋部分に形成され、前記第1の導入流路の途中に第1の多孔質膜を介して接続された第2の培養室と、
前記第2の培養室に接続された第2の導入流路及び第2の排出流路と、を備えている細胞培養用デバイス。 - 前記第1の排出流路は第2の多孔質膜を介して前記第1の培養室に接続されている、請求項1に記載の細胞培養用デバイス。
- 前記第1の導入流路は、前記第1の培養室と前記第2の培養室との間に液体採取部を備え、
前記液体採取部は、その壁面の少なくとも一部分が、尖端の鋭利な吸引器具により貫通でき、かつ貫通後に前記吸引器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる弾性部材によって形成されている、請求項1又は2に記載の細胞培養用デバイス。 - 前記本体部分及び前記蓋部分の接触面の材料がPDMS又はシリコーン系ゴムである、請求項1から3のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。
- 前記本体部分及び前記蓋部分の接触面のうち少なくともいずれか一方の面は凸形状に形成されており、
前記本体部分と前記蓋部分の接触面の平面サイズは該デバイスの平面サイズよりも小さい、請求項1から4のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。 - 前記第1の培養室内に少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系が共培養されており、
前記第2の培養室内に腸由来の細胞が培養されている、請求項1から5のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。 - 前記第1の培養室の中に細胞の足場材となるゲルが収容されており、
前記ゲル上で管状構造をもつ前記共培養系がネットワーク構造で形成している、請求項6に記載の細胞培養用デバイス。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイスと、
前記細胞培養デバイスにポンプを接続することにより、前記第1の培養室内に培地を供給する培地供給部を備えている、細胞培養用システム。 - 前記培地供給部は、前記第1の培養室内に培地を循環させて供給するものであり、その培地循環ラインの途中に透析部をさらに備えている、請求項8に記載の細胞培養用システム。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイスを用い、
前記第1の培養室内と前記第2の培養室内でそれぞれ細胞を培養するステップと、
前記第2の培養室内の液体を前記第1の多孔質膜と前記第1の導入流路を介して前記第1の培養室に導入するステップと、をその順に含む細胞培養方法。 - 前記本体部分と前記蓋部分を互いに分離した状態で、前記第1の培養室の前記本体部分と、前記蓋部分に形成されている前記第2の培養室とで、それぞれ細胞を培養した後、前記本体部分と前記蓋部分とを接合する、請求項10に記載の細胞培養方法。
- 前記第1の培養室内で少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系を共培養し、
前記第2の培養室内で腸由来の細胞を培養する、請求項10又は11に記載の細胞培養方法。 - 前記第1の培養室の中に細胞の足場材となるゲルを収容し、前記ゲル上で管状構造をもつ前記共培養系のネットワーク構造を形成させる、請求項12に記載の細胞培養方法。
- 前記腸由来の細胞が培養されている前記第2の培養室に前記第2の導入流路から試薬を導入し、それによって得られる前記腸由来の細胞の代謝物を前記第1の多孔質膜と前記第1の導入流路を介して前記第1の培養室に導入する、請求項12又は13に記載の細胞培養方法。
- 前記第1の培養室から排出された培地を透析して前記第1の培養室内に循環供給する、請求項12から14のいずれか一項に記載の細胞培養方法。
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