JP7054523B2 - 細胞封入用デバイス及びその使用 - Google Patents
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Description
本願は、2016年6月28日に、日本に出願された特願2016-127823号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、再生医療の分野では、細胞移植による治療技術が急速に発展しているが、幹細胞等、貴重な限られた数の細胞を移植部位に生着させるための技術開発が喫緊の課題となっている。
また、「医療用細胞移植デバイス」に関連した技術としては、例えば、ハイドロゲル膜付着型細胞シート移植技術(例えば、特許文献3参照。)、マイクロカプセル封入技術(例えば、特許文献4参照。)、及びアテロコラーゲンゲル包埋技術(例えば、特許文献5参照。)等が挙げられる。
また、特許文献3、4及び5に記載の「医療用細胞移植デバイス」に関連した従来技術において、ハイドロゲル膜付着型細胞シート移植技術は細胞シートが露出された状態であるため細胞保護性能が必ずしも良くなかった。一方、細胞保護性能に優れたマイクロカプセル封入技術、及びアテロコラーゲンゲル包埋技術には以下の課題があった。つまり、マイクロカプセル封入技術は、操作が煩雑であり膵島等、限られた細胞にしか使用できなかった。また、アテロコラーゲンゲル包埋技術は、移植部位での細胞生着が必ずしも良くなかった。
また、上述の「組織型培養モデル」及び「医療用細胞移植デバイス」に関連した従来技術では、細胞を長期的に培養下で維持することが難しく、培養モデル又は移植用の再生組織を構築後、即座に使用しなければならず、時間的制約があった。
本発明の第1態様に係る細胞封入用デバイスは、細胞を培養してなる多細胞構造体を構築するための細胞封入用デバイスであって、多孔質膜を少なくとも一部に備える。
前記多孔質膜が気相中で液密性を有し、液相中で半透性を有する半透膜であってもよい。
上記態様の細胞封入用デバイスにおいて、培養液に懸濁した多細胞を注入でき、内部容積が10mL以下であってもよい。
上記態様の細胞封入用デバイスにおいて、全体が前記半透膜からなってもよい。
前記半透膜が生体適合性を有する材料からなってもよい。
前記生体適合性を有する材料がゲル化する細胞外マトリックス由来成分であってもよい。
前記ゲル化する細胞外マトリックス由来成分がネイティブコラーゲン、又はアテロコラーゲンであってもよい。
前記細胞の密度が、2.0×103細胞/mL以上1.0×109細胞/mL以下であってもよい。
前記細胞の密度が、2.0×103細胞/mL以上1.0×109細胞/mL以下であってもよい。
本実施形態の細胞封入用デバイスは、細胞を培養してなる多細胞構造体を構築するための細胞封入用デバイスであって、多孔質膜を少なくとも一部に備える。
本実施形態の細胞封入用デバイスにおいて、例えば、細胞が封入された本実施形態の細胞封入用デバイスを、培養液を含む容器内に入れた場合に、細胞を細胞封入用デバイスの外部に透過させない。一方、培養液に溶解している栄養分を細胞封入用デバイスの内部に透過させるとともに、培養液に溶解した老廃物を含む細胞生産物を細胞封入用デバイスの外部に透過させることができる。このため、本実施形態の細胞封入用デバイスは、細胞の長期間培養に用いることができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る細胞封入用デバイスを模式的に示す斜視図である。
ここに示す細胞封入用デバイス10は、多孔質膜1を天面及び底面に備え、部材2により側面を封止された円柱の形状をしている。図1において、多孔質膜を天面及び底面に備えるものを例示したが、天面、底面又は側面等の一部に備えるものでもよい。又は、天面、底面及び側面等の全体が多孔質膜のうち、後述に示す半透膜からなるものでもよい。中でも、本実施形態の細胞封入用デバイスは、培養モデルとして用いる場合には、多孔質膜を天面及び底面に備えるものが好ましい。また、医療用細胞移植デバイスとして用いる場合には、全体が半透膜からなるものであることが好ましい。
また、細胞封入用デバイスの外径は、3mm以上68mm以下であることが好ましく、5mm以上43mm以下であることがより好ましく、7mm以上32mm以下であることがさらに好ましい。
また、細胞封入用デバイスの厚み(円柱の高さ)は、5μm以上であって、50μm以上15mm以下であることが好ましく、100μm以上10mm以下であることがより好ましく、200μm以上2.5mm以下であることがさらに好ましい。
なお、本明細書において、「細胞封入用デバイスの厚み(円柱の高さ)」は、細胞封入用デバイスの天面の外側の縁部から、底面の外側の縁部までの距離を意味する。
なお、図2以降の図において、既に説明済みの図に示すものと同じ構成要素には、その説明済みの図の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ここに示す細胞封入用デバイス20は、支持体3を備えている以外は、図1に示す細胞封入用デバイス10と同じものである。すなわち、細胞封入用デバイス20は、多孔質膜1を天面及び底面に備え、部材2により側面を封止された円柱の形状をしており、外側面に支持体3を備える。
また、支持体3は、細胞封入用デバイス20に固定されていてもよく、取り外し可能であってもよい。
ここに示す細胞封入用デバイス30は、チューブ4を備えている以外は、図1に示す細胞封入用デバイス10と同じものである。すなわち、細胞封入用デバイス30は、多孔質膜1を天面及び底面に備え、部材2により側面を封止された円柱の形状をしている。さらに、細胞封入用デバイス30の外側面において向かい合うようにチューブ4を備え、チューブ4は細胞封入用デバイス30の内部に挿入されており、2つのチューブ4及び細胞封入用デバイス30は連通している。
また、チューブ4の細胞封入用デバイス30が挿入されている側と反対側の先端には、栓や弁等の開閉可能な装置(図示せず)を備えることが好ましい。
例えば、図1、2に示す細胞培養用デバイスにおいて、部材は注入孔を備えていてもよい。注入孔を備える場合、該注入孔を閉じるための栓を備えることが好ましい。
注入孔の形状は、特別な限定はなく、例えば、円形、多角形(正多角形等も含む)、楕円形等が挙げられる。
注入孔の半径は、細胞培養用デバイスの厚み(すなわち、部材の高さ)に応じて適宜調整すればよく、例えば10μm以上1000μm以下であればよい。
また、本実施形態の細胞封入用デバイスにおいては、各構成(多孔質膜、部材等)の大きさや形状は、目的に応じて任意に調節できる。
[多孔質膜]
本実施形態の細胞封入用デバイスに用いられる多孔質膜としては、内部に封入された細胞が外部に透過しない程度の孔を有する膜であればよく、特別な限定はない。多孔質膜としては、例えば、濾紙、半透膜(例えば、限外濾過膜等)、不織布、ガーゼ様メッシュ、各種メンブレンフィルター等が挙げられ、これらに限定されない。
また、本実施形態の細胞封入用デバイスに用いられる半透膜は、液相中で半透性を有するため、例えば、細胞が封入された本実施形態の細胞封入用デバイスを、培養液を含む容器内に入れた場合に、細胞封入用デバイス内の細胞はデバイスの外部に透過させず、一方、培養液に溶解している栄養分を細胞封入用デバイスの内部に透過させるとともに、培養液に溶解した老廃物を含む細胞生産物を細胞封入用デバイスの外部に透過させることができる。このため、本実施形態の細胞封入用デバイスは、細胞の長期間培養に用いることができる。
より具体的には、本実施形態の細胞封入用デバイスに用いられる半透膜は、例えば、分子量約1,000,000以下の高分子化合物を透過することができるものであればよく、例えば、分子量約200,000以下の分子化合物を透過することができるものであればよい。
また、本明細書において、「半透性」とは、一定の分子量以下の分子又はイオンのみを透過可能な性質を意味し、「半透膜」とは、当該性質を有する膜である。
なお、本明細書において、「生体適合性」とは、生体組織と材料との適合性を示す評価基準を意味する。また、「生体適合性を有する」とは、材料それ自体が毒性を有さず、内毒素等の微生物由来の成分を有さず、生体組織を物理的に刺激することなく、生体組織を構成するタンパク質や細胞等と相互作用しても拒絶されない状態を意味する。また、本明細書において、「生体吸収性」とは、生体内に一定期間、材料がその形状又は物性を保持し、その後分解及び吸収されることで生体内への導入部分から消失しうる性質を意味する。
前記セルロースには、合成により改質されたものも含み、例えば、セルロース誘導体(例えば、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、キトサン等)等が挙げられる。より具体的なセルロース誘導体としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、カルボキシメチルセルロース、セルローストリアセテート、セルローススルフェートナトリウム塩等が挙げられる。
ゲル化する細胞外マトリックス由来成分としては、例えば、コラーゲン(I型、II型、III型、V型、XI型等)、マウスEHS腫瘍抽出物(IV型コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等を含む)より再構成された基底膜成分(商品名:マトリゲル)、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、プロテオグリカン、ゼラチン等が挙げられ、これらに限定されない。それぞれのゲル化に至適な塩等の成分、その濃度、pH等を選択し多孔質膜(特に、半透膜)を作製することが可能である。また、原料を組み合わせることで、様々な生体内組織を模倣した多孔質膜(特に、半透膜)を得ることができる。
前記ポリアクリレート(アクリル樹脂)としてより具体的には、例えば、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(メタクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸イソブチル)、ポリ(メタクリル酸ヘキシル)、ポリ(メタクリル酸イソデシル)、ポリ(メタクリル酸ラウリル)、ポリ(メタクリル酸フェニル)、ポリ(アクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸イソプロピル)、ポリ(アクリル酸イソブチル)、ポリ(アクリル酸オクタデシル)等が挙げられる。
多孔質膜(特に、半透膜)における細胞外マトリックス由来成分(特に、アテロコラーゲン)の含有量が上記範囲であることにより、細胞を細胞封入用デバイス内に注入し、培養することが可能な強度とすることができる。
なお、「該膜の単位面積1cm2あたりの重量」とは、膜の厚さを任意として、該材料片1cm2あたりに含有される成分の重量を指す。
1.合成高分子化合物を用いた多孔質膜の製造方法
例えば、多孔質膜の構成材料が前記合成高分子化合物である場合は、公知の方法(例えば、特開2001-149763号公報等参照。)を用いて製造することができる。
前記合成高分子化合物を用いた多孔質膜の製造方法としてより具体的には、まず、合成高分子化合物を有機溶剤中に溶解した製膜原液を調製する。
有機溶剤としては、合成高分子化合物に対する良溶剤であればよく、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等が挙げられ、これらに限定されない。
合成高分子化合物と有機溶剤との混合割合は、使用する合成高分子化合物及び有機溶剤の種類に応じて適宜調整すればよく、例えば、合成高分子化合物15重量%、有機溶剤85重量%であればよい。
また、溶解時における有機溶剤の温度は、通常30℃以上100℃以下であればよく、好ましくは50℃以上80℃以下である。
凝固液としては、有機溶剤と水との混合液を用いることが好ましい。凝固液に用いる有機溶剤としては、合成高分子化合物の溶解に用いた有機溶剤として例示されたものと同様のものを用いることができる。なお、凝固液に用いる有機溶剤は、合成高分子化合物の溶解に用いた有機溶剤とは同じ種類であってもよく、異なる種類であってもよい。
また、凝固液中における水の割合は、例えば、30重量%以上80重量%以下であればよい。
さらに、凝固速度を調整する目的で、凝固液中に、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、グリセリン等のアルコール類やエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類を添加してもよい。
また、例えば、多孔質膜の構成材料がハイドロゲルである場合は、公知の方法(例えば、国際公開第2012/026531号、特開2012-115262号公報、及び特開2015-35978号公報等参照。)を用いて製造することができる。
なお、本明細書において、「ハイドロゲル」とは、高分子化合物が化学結合によって網目構造をとり、その網目に多量の水を保有した物質を示す。ハイドロゲルとしてより具体的には、天然物高分子化合物や合成高分子化合物の人工素材に架橋を導入してゲル化させたものを意味する。
ハイドロゲルには、例えば、上述のゲル化する細胞外マトリックス由来成分、フィブリン、寒天、アガロース、セルロース等の天然高分子化合物、及びポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、poly(II-hydroxyethylmethacrylate)/polycaprolactone等の合成高分子化合物が含まれる。
ゾルがコラーゲンゾルである場合、コラーゲンゾルは至適な塩濃度を有するものとして、生理食塩水、PBS(Phosphate Buffered Saline)、ハンクス平衡塩類溶液(Hank’s Balanced Salt Solution:HBSS)、基礎培養液、無血清培養液、血清含有培養液等を用いて、調製したものを用いればよい。また、コラーゲンゲル化の際の溶液のpHは、例えば6以上8以下であればよい。
特に無血清培養液を用いる場合、他動物血清成分中に含まれる移植に適さない物質(例えば、抗原、病原因子等)が多孔質膜に含まれることを回避できるため、医療用細胞移植デバイスに用いる場合に好適な多孔質膜(特に、半透膜)を得ることができる。
このガラス化工程(ハイドロゲル内の自由水を完全に除去した後に、結合水の部分除去を進行させる工程)の期間を長くするほど、再水和した際には透明度、強度に優れたビトリゲル(登録商標)を得ることができる。なお、必要に応じて短期間のガラス化後に再水和して得たビトリゲル(登録商標)をPBS等で洗浄し、再度ガラス化することもできる。
また、本明細書においては、ハイドロゲルからなる多孔質膜の製造工程を詳細に説明するにあたり、当該ガラス化工程の直後であり再水和の工程を経ていないハイドロゲルの乾燥体に対しては、単に「ハイドロゲル乾燥体」とした。そして、当該ガラス化工程の後に再水和の工程を経て得られたゲルを「ビトリゲル(登録商標)」として区別して表した。また、そのビトリゲル(登録商標)をガラス化させて得られた乾燥体を「ビトリゲル(登録商標)乾燥体」とした。また、ビトリゲル(登録商標)乾燥体に紫外線照射する工程を施して得られるものを「紫外線照射処理を施したビトリゲル(登録商標)乾燥体」とした。また、「紫外線照射処理を施したビトリゲル(登録商標)乾燥体」に再水和する工程を施して得られるゲルを「ビトリゲル(登録商標)材料」とした。また、ビトリゲル(登録商標)材料をガラス化させて得られた乾燥体を「ビトリゲル(登録商標)材料の乾燥体」とした。従って、「ビトリゲル(登録商標)」及び「ビトリゲル(登録商標)材料」は水和体である。
乾燥方法としては、上述に例示した方法と同様の方法が挙げられる。
紫外線の照射には、公知の紫外線照射装置を使用することができる。
ビトリゲル(登録商標)乾燥体への紫外線の照射エネルギーは、単位面積あたりの総照射量が、0.1mJ/cm2以上6000mJ/cm2以下であることが好ましく、10mJ/cm2以上4000mJ/cm2以下であることがより好ましく、100mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下であることがさらに好ましい。総照射量が上記の範囲であることにより、続く再水和工程において得られるビトリゲル(登録商標)材料の透明度及び強度を特に好ましいものとすることができる。
単位面積あたりの紫外線総照射量が同一であるとき、ビトリゲル(登録商標)乾燥体への紫外線の照射を、複数回に分割して繰り返して行うことで、続く再水和工程において得られるビトリゲル(登録商標)材料の透明度及び強度をより高めることができる。また分割の回数は多いほど好ましい。例えば、ビトリゲル(登録商標)乾燥体への紫外線の照射の単位面積あたりの総照射量が、1000mJ/cm2以上4000mJ/cm2以下の範囲であるとき、該範囲内での照射回数が2回以上10回以下であることが好ましく、2回以上6回以下であることがより好ましい。
また、ビトリゲル(登録商標)乾燥体への紫外線の照射を繰り返す場合、紫外線の照射部位を、ビトリゲル(登録商標)乾燥体の一方の面と他方の面(上面と下面)とに分けて照射して、その総照射量を、ビトリゲル(登録商標)乾燥体への単位面積あたりの紫外線総照射量としてもよい。
乾燥方法としては、上述に例示した方法と同様の方法が挙げられる。
本実施形態の細胞封入用デバイスにおいて、多孔質膜以外の部分を構成する部材は、液密性を有するものであればよい。また、本実施形態の細胞封入用デバイスにおいて、多孔質膜以外の部分を構成する部材は、通気性を有するものであってもよく、通気性を有さないものであってもよい。
前記部材が、通気性を有するものである場合、酸素透過係数が、例えば100cm3/m2・24hr・atm以上5000cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば1000cm3/m2・24hr・atm以上3000cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば1200cm3/m2・24hr・atm以上2500cm3/m2・24hr・atm以下であればよい。さらに、二酸化炭素透過係数が、例えば1000cm3/m2・24hr・atm以上20000cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば3000cm3/m2・24hr・atm以上15000cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば5000cm3/m2・24hr・atm以上10000cm3/m2・24hr・atm以下であればよい。
また、前記部材が通気性を有さないものである場合、酸素透過係数が例えば100cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば50cm3/m2・24hr・atm以下であればよい。さらに、二酸化炭素透過係数が、例えば1000cm3/m2・24hr・atm以下であればよく、例えば500cm3/m2・24hr・atm以下であればよい。
また、部材には、個々の細胞封入用デバイスを識別するための工夫(例えば、着色、印字等)が施されていてもよい。
本実施形態における部材は、用いる材料に応じて、公知の方法を用いて製造することができる。
例えば、部材の材料としてエラストマー材料又はプラスチックを用いる場合の製造方法としては、圧縮成形法、射出成形法、押出成形法等が挙げられ、これらに限定されない。
また、例えば、部材の材料としてガラス材料を用いる場合の製造方法としては、例えば、液滴成形法、ダンナー法、オーバーフロー法、フロート法、ブロー成形法、プレス成型法等が挙げられ、これらに限定されない。
本実施形態の細胞封入用デバイスに用いられる支持体の材料としては、例えば、ポリアミド(例えば、ナイロン等)、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド系樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料;セラミックス、ガラス等の無機材料等が挙げられ、特別な限定はない。
また、支持体には、個々の細胞封入用デバイスを識別するための工夫(例えば、着色、印字等)が施されていてもよい。
本実施形態における支持体は、用いる材料に応じて、公知の方法を用いて製造することができる。
例えば、支持体の材料として有機材料を用いる場合の製造方法としては、例えば、圧縮成形法、カレンダー成形法、射出成形法、押出成形法、インフレーション成形等が挙げられ、これらに限定されない。
また、例えば、支持体の材料としてガラスを用いる場合の製造方法としては、例えば、上述の(部材の製造方法)に例示された方法と同様のものが挙げられる。
また、例えば、支持体の材料としてセラミックスを用いる場合の製造方法としては、例えば、乾式成形法(例えば、金型成形法、冷間静水圧成形法、ホットプレス法、熱間静水成形法等)、塑性成形法(例えば、ろくろ成形法、押出成形法、射出成型法)、鋳込み成形法(例えば、泥漿鋳込み法、加圧鋳込み法、回転鋳込み法等)、テープ成形法等が挙げられ、これらに限定されない。
本実施形態の細胞封入用デバイスに用いられるチューブの材料としては、特別な限定はなく、例えば、細胞封入用デバイスを医療用細胞移植デバイスとして活用する場合には、前記チューブの材料としては、生体適合性を有する材料であることが好ましい。前記生体適合性を有する材料としては、上述の「多孔質膜」において例示された天然高分子化合物及び合成高分子化合物が挙げられる。
また、チューブとして好適に用いられるものとしてより具体的には、例えば、医療用カテーテル、留置針等が挙げられる。
本実施形態におけるチューブは、用いる材料に応じて、公知の方法を用いて製造することができる。
具体的な製造方法としては、上述の「多孔質膜の製造方法」及び「部材の製造方法」において例示された方法と同様の方法を用いて、チューブ状となるように成形すればよい。
本実施形態の細胞封入用デバイスは、所望の形状となるように、多孔質膜のみ、又は多孔質膜と部材とを組み立てることにより製造することができる。また、必要に応じて、支持体及びチューブを備え付ければよい。
多孔質膜、部材、支持体及びチューブそれぞれの製造方法は、先に説明したとおりである。
まず、部材2の天面及び底面と同じ大きさ、又は部材2の天面及び底面よりも一回り大きい多孔質膜1を2枚準備する。次いで、準備した多孔質膜1をそれぞれ部材2の天面及び底面となるように、接合させる。
また、前記両面テープとしては、細胞毒性がないものであればよく、医療用途にて用いられているもの等が好適に用いられる。具体的には、例えば、支持体の両面に粘着剤層が積層された構造を有し、前記粘着剤層がゴム系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、ビニルエーテル系の公知の粘着剤からなるもの等が挙げられる。より具体的には、例えば、3Mジャパン社製の皮膚貼付用両面テープ(製品番号:1510、1504XL、1524等)、日東電工社製の皮膚用両面粘着テープ(製品番号:ST502、ST534等)、ニチバンメディカル社製の医療用両面テープ(製品番号:#1088、#1022、#1010、#809SP、#414125、#1010R、#1088R、#8810R、#2110R等)、DIC社製の薄型発泡体基材両面接着テープ(製品番号:#84010、#84015、#84020等)等が挙げられる。
なお、白や黒等の着色された色の異なる両面接着テープ(例えば、DIC社製の#84010WHITE及び#84010BLACK等)を、それぞれ部材2の天面及び底面に用いることで、多孔質膜1が透明又は半透明である場合には、天面側及び底面側を目視で容易に区別することができる。
本実施形態の細胞封入用デバイスは後述に示すとおり、例えば、細胞の培養、細胞の運搬、組織型チップ、器官型チップ、器官型チップシステム等に使用することができる。
また、本明細書において、「器官」とは、2種類以上の組織から構成され、全体として一つの機能を担う。よって、本実施形態の器官型チップは、細胞系譜の異なる少なくとも2種類の細胞を含み多細胞構造体を構築することにより、例えば、胃、腸、肝臓、腎臓等を再現することができる。
さらに、本明細書において、「器官系」とは、同じような機能をもった2つ以上の器官や、全体として一連の機能を担う2つ以上の器官のまとまりを示す。よって、本実施形態の器官型チップシステムは、組織型チップ、又は器官型チップを複数組み合わせることにより、例えば、消化器系、循環器系、呼吸器系、泌尿器系、生殖器系、内分泌系、感覚器系、神経系、運動器系、神経系等の器官系を再現することができる。なお、生体はこれらの器官系の相互作用によりホメオスタシスを維持している。本実施形態の器官型チップシステムでは、器官系の異なる器官型チップを複数組み合わせることができるため、器官系の異なる器官の相互作用を解析することも可能となる。例えば、小腸型チップ、肝臓型チップ、神経型チップの順に連結した器官型チップシステムにおいて、小腸型チップに薬剤を添加した場合、小腸型チップで吸収された薬剤が肝臓型チップで代謝され、肝臓型チップで排出された薬剤の肝代謝物が神経型チップに及ぼす毒性等を解析することが可能となる。
本実施形態の細胞の培養方法は、上述の細胞封入用デバイスを用いる方法である。
まず、細胞を懸濁した培養液を準備する。次いで、注射針(翼状針、留置針等含む)等を使用して、上述の細胞封入用デバイス内に懸濁液を注入する。
注射針は、多孔質膜に刺して注入してもよく、部材に刺して注入してもよい。注射針を多孔質膜に刺す場合においては、上述の「多孔質膜」に例示された材料、含有量、及び厚さとなるような多孔質膜を有する細胞封入用デバイスを用いることで、破れることなく使用することができる。
また、細胞を懸濁した培養液の注入後、注入した部位(多孔質膜又は部材)の材質が、硬度が高く弾性が低いものである場合は、硬度が低く弾性が高い材質のもので注入孔を塞ぐことが好ましい。一方、注入した部位(多孔質膜又は部材)の材質が、硬度が低く弾性が高いものである場合は、硬度が高く弾性が低い材質のもので、注入孔を塞ぐことが好ましい。
より具体的には、例えば、注入した部位がシリコーンからなる部材である場合は、ステンレスの針金等を用いて注入孔を塞げばよく、また、例えば、注入した部位がポリアクリレートからなる部材である場合は、シリコーンからなる糸、又は、ステンレスからなる針金等で注入孔を塞げばよい。
なお、本明細書において「生分解性材料」とは、土壌中又は水中の微生物等によって無機物に分解される性質を有する材料を意味する。
また、本明細書において、「癌」とは、診断名を表す際に用いられ、「がん」とは、悪性新生物の総称を表す際に用いられる。
また、細菌、酵母、植物細胞、及びそれらの単一細胞又は複数の細胞から構成される小さな生命個体の培養液は、各々の生育に適した組成の培養液を調製すればよい。
前記細胞マトリックス由来成分としては、上述の「多孔質膜」において例示されたものと同様のものが挙げられる。
また、前記生理活性物質としては、例えば、細胞増殖因子、分化誘導因子、細胞接着因子等が挙げられ、これらに限定されない。例えば、分化誘導因子を含むことにより、注入する細胞が幹細胞、又は前駆細胞等である場合、該幹細胞、又は前駆細胞を分化誘導し、所望の組織を再現した多細胞構造体を構築させることができる。
培養温度としては、例えば25℃以上40℃以下であってもよく、例えば30℃以上39℃以下であってもよく、例えば35℃以上39℃以下であってもよい。
また、培養環境は、例えば約5%のCO2条件下であってもよい。
培養時間としては、細胞の種類、細胞数等により適宜選択することができ、例えば3日以上30日以下であってもよく、例えば5日以上20日以下であってもよく、例えば7日以上15日以下であってもよい。
また、細菌、酵母、植物細胞、及びそれらの単一細胞又は複数の細胞から構成される小さな生命個体の培養条件は、各々の生育に適した環境や時間を設定すればよい。
本実施形態の細胞の運搬方法は、上述の細胞封入用デバイスを用いる方法である。
本実施形態の運搬方法について、以下に詳細に説明する。
本実施形態の運搬方法において用いられる細胞又は小さな生命個体としては、上述の「細胞の培養方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。また、本実施形態の運搬方法において用いられる培養液としては、上述の「細胞の培養方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。
前記細胞マトリックス由来成分としては、上述の「多孔質膜」において例示されたものと同様のものが挙げられる。
また、前記生理活性物質としては、上述の「細胞の培養方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。
運搬時の温度としては、例えば4℃以上40℃以下であってもよく、例えば10℃以上39℃以下であってもよく、例えば18℃以上37℃以下であってもよい。
また、運搬時の環境は、細胞が動物細胞である場合、前記細胞が封入された細胞封入用デバイスが、培養液が容量一杯まで満たされた密封容器に封入された状態であってもよい。又は、前記細胞が封入された細胞封入用デバイスが、培養液が容量の一部に満たされた密封容器に封入された状態であって、前記密封容器内の気体部分において、例えば約5%CO2を含有する空気の条件下であってもよい。
運搬時間としては、細胞の種類、細胞数等により適宜選択することができ、例えば1時間以上30日以下であってもよく、例えば1日以上20日以下であってもよく、例えば2日以上7日以下であってもよい。
本実施形態の組織型チップは、1種類の細胞(特に、動物細胞)が封入された上述の細胞封入用デバイスを備える。
さらに、従来の培養モデル又は移植用の再生組織は構築後、即座に使用しなければならず、時間的制約があったのに対し、本実施形態の組織型チップは、長期間培養が可能である。
また、本実施形態の組織型チップにおいて、細胞封入用デバイスが生体適合性を有する材料からなる場合、医療用細胞移植デバイスとして再生医療への活用が期待できる。
また、本実施形態の組織型チップに封入された細胞は、多細胞構造体が構築される途中の段階であってもよく、多細胞構造体が構築された後であってもよい。本実施形態の組織型チップは、封入された細胞が多細胞構造体を構築した後であっても、3~21日程度の長期間培養が可能である。
細胞密度が上記範囲内であることにより、生体組織により近い細胞密度の組織型チップを得ることができる。
本実施形態の器官型チップは、少なくとも2種類の細胞(特に、動物細胞)が封入された上述の細胞封入用デバイスを備える。
さらに、従来の培養モデル又は移植用の再生組織は構築後、即座に使用しなければならず、時間的制約があったのに対し、本実施形態の器官型チップは、長期間培養が可能である。
また、本実施形態の器官型チップにおいて、細胞封入用デバイスが生体適合性を有する材料からなる場合、医療用細胞移植デバイスとして再生医療への活用が期待できる。
また、本実施形態の器官型チップに封入された細胞は、多細胞構造体が構築される途中の段階であってもよく、多細胞構造体が構築された後であってもよい。本実施形態の器官型チップは、封入された細胞が多細胞構造体を構築した後であっても、3~21日程度の長期間培養が可能である。
また、例えば、本実施形態の器官型チップにおいて、前記細胞封入用デバイスの内側の天面に上皮系細胞(例えば、表皮角化細胞等)からなる多細胞構造体(すなわち、上皮組織)を構築し、内側の底面に間充織細胞(例えば、真皮線維芽細胞等)からなる多細胞構造体(すなわち、間充織組織)を構築することで、細胞封入用デバイス内で組織間での物質の授受を容易に再現することができる。
細胞密度が上記範囲内であることにより、生体内の器官により近い細胞密度の器官型チップを得ることができる。
本実施形態のキットは、多細胞構造体を提供するためのキットであって、上述の組織型チップ又は上述の器官型チップと培養液とを含む開閉可能な密封容器を備える。
さらに、従来の培養モデル又は移植用の再生組織は構築後、即座に使用しなければならず、時間的制約があったのに対し、本実施形態のキットは、長期間培養が可能である。
また、本実施形態のキットにおいて、培養液は、密封容器の容量一杯に含まれることが好ましい。これは、密封容器に培養液を容量一杯まで注ぎ、密封することで、組織型チップ又は器官型チップの乾燥を防ぎ、組織型チップ又は器官型チップを安全に持ち運ぶことができる。
本実施形態の器官型チップシステムは、上述の組織型チップ又は上述の器官型チップを少なくとも2つ備え、前記組織型チップ又は前記器官型チップが細胞封入性を保ちながら連結されている。
ここに示す器官型チップシステム1Aは、3つの組織型チップ100がそれぞれチューブ101を介して連結した構造である。
例えば、培養液を左側の矢印の方向から右側の矢印の方向へ流すことにより、3つの組織型チップ100を連結されたままの状態で培養することができる。また、例えば、各種疾患に対する候補薬剤を左側の矢印の方向から右側の矢印の方向へ流すことにより、疾患に対する薬効、薬剤及びその代謝物の代謝経路や細胞毒性等を検証することができる。
また、図4の(A)に示すチューブ101は、図3のチューブ4と同様であり、その構成は上述の「チューブ」に記載のものと同様のものである。
ここに示す器官型チップシステム1Bは、同じ大きさの3つの組織型チップ200が積み重ねられた構造である。このとき、それぞれの組織型チップ200の少なくとも天面及び底面は多孔質膜である。
例えば、培養液を上側の矢印の方向から下側の矢印の方向へ流すことにより、3つの組織型チップ200を積み重ねたままの状態で培養することができる。また、例えば、各種疾患に対する候補薬剤を上側の矢印の方向から下側の矢印の方向へ流すことにより、疾患に対する薬効、薬剤及びその代謝物の代謝経路や細胞毒性等を検証することができる。
ここに示す器官型チップシステム1Cは、大きさの異なる4つの組織型チップ300を有し、一番大きな組織型チップ300の中に、小さな組織型チップ300が封入された構造である。このとき、一番大きな組織型チップ300の少なくとも天面及び底面は多孔質膜であり、一番大きな組織型チップ300に封入された組織型チップ300は全面多孔質膜である。
例えば、培養液を含むシャーレ等の容器に器官型チップシステム1Cを入れることで培養することができる。また、例えば、各種疾患に対する候補薬剤を含むシャーレ等の容器に器官型チップシステム1Cを入れることにより、疾患に対する薬効、薬剤及びその代謝物の代謝経路や細胞毒性等を検証することができる。
ここに示す器官型チップシステム1Dは、大きさの異なる4つの組織型チップ400が大きい順に下から積み重ねられた構造である。このとき、それぞれの組織型チップ400の少なくとも天面及び底面は多孔質膜である。
例えば、培養液を上側の矢印の方向から下側の矢印の方向へ流すことにより、4つの組織型チップ400を積み重ねたままの状態で培養することができる。また、例えば、各種疾患に対する候補薬剤を上側の矢印の方向から下側の矢印の方向流すことにより、疾患に対する薬効、薬剤及びその代謝物の代謝経路や細胞毒性等を検証することができる。
例えば、図4の(A)に示す器官型チップシステムは、各チューブが栓や弁等の開閉可能な装置を備えていてもよい。
また、図4の(B)及び図4の(D)に示す器官型チップシステムは、それぞれの組織型チップが支持体を有していてもよく、さらに、それぞれの組織型チップを固定するために、天面及び底面の外周を接着剤等で固定していてもよい。
また、本実施形態の器官型チップシステムにおいては、各構成(組織型チップ、チューブ等)の大きさや形状は、目的に応じて任意に調節できる。
(1)まず、環状ナイロン膜支持体付きネイティブコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜(ネイティブコラーゲンの単位面積あたりの含有量:0.5mg/cm2)(以下、単に「コラーゲンビトリゲル(登録商標)膜」と称する場合がある。)を公知の方法(参考文献:特開2015-35978号公報)に準じて調製した。
公知の方法(参考文献:特開2015-203018号公報)に準じて、接着剤として使用した0.25%コラーゲンゾル溶液は、細胞培養用コラーゲン酸性溶液I-AC(高研社製)と、培養液として10%ウシ胎児血清(Fetal bovine serum;FBS)、20mM HEPES、100units/mL ペニシリン、100μg/mL ストレプトマイシン含有DMEM(以下、単に「培養液」と称する場合がある。)と、を等量混合し調製した。
作製した細胞封入用デバイスに、1mLツベルクリン針付きシリンジを用いて、培養液を注入したが、針を取り外した後もデバイス内部から培養液が漏れることなく保持できることが確認された。
(1)予め培養したHepG2細胞(理化学研究所バイオリソースセンターより購入、RCB1648)を回収し、2.0×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、HepG2細胞の懸濁液を調製した。
(1)モデル薬剤としてのFluorescein diacetate(FD)を250μg/mLの濃度で含有する培養液を調製して、シャーレ(直径60mm)内に5mL注入した。
FDは、そのままでは蛍光を発しないが、細胞内のエステラーゼ活性によりエステル結合が切れることで、Fluoresceinの緑色蛍光(励起波長:490nm、蛍光波長:514nm)が観察される。
(1)厚さ3mmのシリコーン膜を環状(内径:11mm、外径:20mm)に切り出した後(図9の(A)参照。)、シリコーン膜の厚みのほぼ中央部分で環状の内部と外部を貫通するようにステンレス管(内径:0.9mm、外径:1.26mm)を通すことで、側面の2カ所に穴を開けた(図9の(B)参照。)。
なお、シリコーン膜は様々な厚さのものが市販されており、それらを所望の形状で切り出すことで側面の部材を作製した後、その側面の部材の天面及び底面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体を貼り付けることで、任意の形状の細胞封入用デバイスが作製できる。
また、2つの細胞封入用デバイスをゲルローディングチップの先端部分のチューブで連結することで、一方の細胞封入用デバイスから他方の細胞封入用デバイスへと培養液を通液できることを確認した(図9の(G)参照。)。
なお、本実施例では栓として木製の爪楊枝を用いたが、培養用にはアクリル等のプラスチック製又はステンレス製の栓が好ましい。
(1)製造例1で用いたシリコンリングより一回り小さいシリコンリング(内径7.8mm、厚さ1.9mm)を用いて、製造例1と同様の方法を用いて、細胞封入用デバイスを作製した。次いで、環状ナイロン膜を除去し、外周部にはみ出たコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体をシリコンリング周囲にコラーゲンゾルと共に折り込んで乾燥した。
得られた支持体なしの細胞封入用デバイスについて、留置針を使用してHepG2細胞の懸濁液を安全に封入できることを確認した(図10A及び図10B)参照)。
(1)予め培養したHepG2細胞(理化学研究所バイオリソースセンターより購入、RCB1648)を回収し、2.4×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、HepG2細胞の懸濁液を調製した。
また、図11Bから、培養32日目では、コントロールの細胞は巨大な凝集塊を形成し、凝集塊内部に多くの死んだ細胞が分散していた。一方、肝組織型チップの細胞は規則的な緻密構造を形成し、ほぼ生存していることが明らかとなった。
(1)モデル薬剤としてのFluorescein diacetate(FD)を25μg/mLの濃度で含有するHBSSを調製して、シャーレ(直径60mm)内に5mL注入した。
(1)肝組織特異的機能を評価するために、実施例3においてHepG2細胞を用いて作製した肝組織型チップについて、アルブミン合成(培養4、16及び32日目を評価)、尿素合成(培養4、16及び32日目を評価)及びCYP3A4活性(培養3、14及び28日目を使用)を経時的に解析した。具体的には、アルブミン合成は、Human Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.製)を測定キットとして用いて測定した。尿素合成はQuantiChrom Urea Assay Kit(BioAssay Systems製)を測定キットとして用いて測定した。CYP3A4活性は、P450-Glo(登録商標) CYP3A4 assay with Luciferin-IPA(Promega製)を測定キットとして用いて測定した。なお、比活性は播種細胞数より算出した。また、実施例3のコントロールについても同様に、アルブミン合成(培養4、16及び32日目を評価)、尿素合成(培養4、16及び32日目を評価)及びCYP3A4活性(培養3、14及び28日目を使用)を経時的に解析した。結果を図13A(アルブミン合成)、図13B(尿素合成)及び図13C(CYP3A4活性)に示す。
なお、CYP3A4活性については、ヒト初代凍結肝細胞の平均的な活性に匹敵すると考えられている分化型HepaRG細胞も同時に比較解析したところ、分化型HepaRG細胞のCYP3A4活性は、207,655±31,111(RLU/106cells)であった。したがって、肝組織型チップのCYP3A4活性は、分化型HepaRG細胞の約1/3以上のレベルに達していることが分かった。
(1)壁面孔路付きのプラスチック製の大リング及び小リングを準備した。大リングは、厚さ2.0mmの壁面孔路(径0.70mm)付きで、内側空間体積1.0mL、内径25.24mm、内側底面積5.00cm2であった。一方、小リングは、厚さ2.0mmの壁面孔路(径0.70mm)付きで、内側空間体積0.1mL、内径7.98mm、内側底面積0.50cm2であった。大リング及び小リングともに、壁面孔路は直径800μmのステンレス球で栓ができた。
これらプラスチック製の大リング及び小リングの両面に、ポリウレタン系接着剤を用いて、製造例1の(1)と同様の方法を用いて調製したコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜の乾燥体を直接接着して、細胞封入用デバイスを作製した。
(1)予め培養したヒト真皮由来線維芽細胞を回収し、1.0×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、ヒト真皮由来線維芽細胞の懸濁液を調製した。
(1)実施例6において作製した培養15日目の真皮組織型チップを0.5mg/mLコラゲナーゼで処理して、真皮組織型チップからヒト真皮由来線維芽細胞を回収できるか検討した。その結果、37℃で20分間処理することで、コラーゲンビトリゲル(登録商標)膜が消化され、ヒト真皮由来線維芽細胞をデバイスより分離できることが明らかとなった。
(1)実施例6において作製した培養21日目の真皮組織型チップを眼科用ハサミでプラスチック製リングの内縁に沿ってコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜を切り出した。次いで、培養液を注いだプラスチック製培養皿へ移し入れて、細切することで多数の小さい切断片とした。次いで、この切断片を培養することで、ヒト真皮由来線維芽細胞を分離できるか検討するために、位相差顕微鏡により経時的に観察した。培養開始から30分後及び培養1日目のヒト真皮由来線維芽細胞の位相差顕微鏡像を図18A(培養開始から30分後)及び図18B(培養1日目)に示す。
(1)予め培養したHepG2細胞(理化学研究所バイオリソースセンターより購入、RCB1648)を回収し、2.5×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、HepG2細胞の懸濁液を調製した。
(1)モデル薬剤としてのFluorescein diacetate(FD)を25μg/mLの濃度で含有するHBSSを調製して、シャーレ(直径60mm)内に5mL注入した。
(1)肝組織特異的機能を評価するために、実施例9においてHepG2細胞を用いて作製した肝組織型チップについて、アルブミン合成、尿素合成及びCYP3A4活性を経時的に解析した(培養3、7、14、21及び28日目を評価)。具体的には、アルブミン合成は、Human Albumin ELISA Quantitation Set(Bethyl Laboratories,Inc.製)を測定キットとして用いて測定した。尿素合成はQuantiChrom Urea Assay Kit(BioAssay Systems製)を測定キットとして用いて測定した。CYP3A4活性は、P450-Glo(登録商標) CYP3A4 assay with Luciferin-IPA(Promega製)を測定キットとして用いて測定した。なお、比活性は播種細胞数より算出した。また、実施例9のコントロールについても同様に、アルブミン合成、尿素合成及びCYP3A4活性を経時的に解析した(培養3、7、14、21及び28日目を評価)。結果を図21A(アルブミン合成)、図21B(尿素合成)及び図21C(CYP3A4活性)に示す。
なお、CYP3A4活性については、ヒト初代凍結肝細胞の平均的な活性に匹敵すると考えられている分化型HepaRG細胞も同時に比較解析したところ、分化型HepaRG細胞のCYP3A4活性は、179,447±15,287(RLU/106cells)であった。したがって、7日間以上培養した肝組織型チップのCYP3A4活性は、分化型HepaRG細胞の約1/2以上のレベルに達していることが分かった。
(1)壁面孔路付きのプラスチック製小リングを準備した。小リングの大きさは、内径7.98mm、外径13.0mm、厚さ2.0mm(内側空間体積0.1mL、内側底面積0.50cm2)であった。このプラスチック製小リングの片面に、ポリウレタン系接着剤を用いて、製造例1の(1)と同様の方法を用いて調製したコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜の乾燥体を直接接着した。
(1)壁面孔路付きのプラスチック製小リングを準備した。小リングの大きさは、内径7.98mm、外径13.0mm、厚さ2.0mm(内側空間体積0.1mL、内側底面積0.50cm2)であった。このプラスチック製小リングの片面に、ポリウレタン系接着剤を用いて、製造例1の(1)と同様の方法を用いて調製したコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜の乾燥体を直接接着した。
(1)製造例4で壁面孔路付きのプラスチック製小リングを用いて作製した両面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体が貼付された細胞封入用デバイス(以下、「細胞封入用デバイス4」と称する場合がある)、及び、製造例5で壁面孔路付きのプラスチック製小リングを用いて作製した片面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体が貼付され、もう一方の面に透析膜が貼付された細胞封入用デバイス(以下、「細胞封入用デバイス5」と称する場合がある)を準備した。
(1)製造例4で壁面孔路付きのプラスチック製小リングを用いて作製した両面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体が貼付された細胞封入用デバイス(以下、「細胞封入用デバイス4」と称する場合がある)、並びに、製造例6で壁面孔路付きのプラスチック製小リングを用いて作製した片面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体が貼付され、もう一方の面にPTFEメンブレンフィルター(孔径:0.2μm)が貼付された細胞封入用デバイス(以下、「細胞封入用デバイス6-1」と称する場合がある)、及び、製造例6で壁面孔路付きのプラスチック製小リングを用いて作製した片面にコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体が貼付され、もう一方の面にPTFEメンブレンフィルター(孔径:0.45μm)が貼付された細胞封入用デバイス(以下、「細胞封入用デバイス6-2」と称する場合がある)を準備した。
(1)予め培養したHepG2細胞(理化学研究所バイオリソースセンターより購入、RCB1648)を回収し、2.5×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、HepG2細胞の懸濁液を調製した。
(1)予め培養したHepG2細胞(理化学研究所バイオリソースセンターより購入、RCB1648)を回収し、2.5×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、HepG2細胞の懸濁液を調製した。
(1)アテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体は、内径34mmの壁面鋳型内に10.0mLの0.5%アテロコラーゲンゾルを注ぎ、アテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体(コラーゲン量:5.5mg/cm2)を公知の方法(参考文献:国際公開第2012/026531号)に準じて作製した。
なお、0.5%アテロコラーゲンゾルは、氷上で無血清培養液6mLを50mLコニカルチューブに分注した後、ブタ由来アテロコラーゲン溶液(関東化学社製、コラーゲン濃度1.0質量%)6mLを添加し、3回ピペッティングを行うことで調製した。
また、使用した無血清培養液は、以下に示す組成であった。
無血清培養液:ダルベッコ改変イーグル培地(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium;DMEM)(GIBCO社製、Cat.No.11885-084)
+20mM HEPES(GIBCO社製、Cat.No.15630-080)
+100units/mLペニシリン+100μg/mLストレプトマイシン(GIBCO社製、Cat.No.15140-148)
なお、0.5%アテロコラーゲンゾルは、公知の方法(参考文献:特開2015-203018号公報)に準じて、接着剤として使用した。
(1)予め培養したヒト真皮由来線維芽細胞を回収し、5.2×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、ヒト真皮由来線維芽細胞の懸濁液を調製した。
(1)製造例7の(1)と同様の方法を用いて、アテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体4枚を作製した。4枚のアテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体について、各膜厚をデジマチックマイクロメーター(ミツトヨ社製)で計測した結果、74±11μmであった。
なお、0.5%アテロコラーゲンゾルは、公知の方法(参考文献:特開2015-203018号公報)に準じて、接着剤として使用した。残りの2枚のアテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜についも、同様に上述の操作を繰り返して行うことで、アテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜乾燥体2枚の二重層体を2組作製した。
一方、(10)で作製したリング状のアテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜八重層接着乾燥体(内径8mm、外径13mm)についてもPBSで再水和して、リング状のアテロコラーゲンビトリゲル(登録商標)膜八重層接着体(内径8mm、外径13mm)を調製した。
(1)予め培養したヒト真皮由来線維芽細胞を回収し、5.2×105細胞/mLとなるように培養液と混合し、ヒト真皮由来線維芽細胞の懸濁液を調製した。
さらに、本実施形態の細胞封入用デバイスを用いて、組織型チップ、器官型チップ、又は器官型チップシステムを構築することにより、従来の培養モデル、又は動物実験の代替として、疾患に対する薬効、薬剤及びその代謝物の代謝経路や細胞毒性の確認試験等への活用が期待できる。
また、本実施形態の細胞封入用デバイスが生体適合性を有する材料からなる場合、医療用細胞移植デバイスとして再生医療への活用が期待できる。
また、本実施形態の細胞封入用デバイスを用いて、細胞を安全かつ確実に運搬することができ、長期間の運搬にも対応することができる。
また、本実施形態の細胞封入用デバイスは、動物細胞以外の細胞又は小さな生命個体を封入し、生育又は成育することができる。
Claims (12)
- 細胞を培養してなる多細胞構造体を構築するための細胞封入用デバイスであって、1種類の細胞が封入されており、多孔質膜を少なくとも天面及び/又は底面に備え、開閉可能な運搬用密封容器に封入可能な大きさであり、
前記多孔質膜は、ネイティブコラーゲン、及び/又はアテロコラーゲン、或いは、ネイティブコラーゲン、又はアテロコラーゲン、及び、細胞毒性の無い、天然高分子化合物若しくは合成高分子化合物からなる膜であることを特徴とする細胞封入用デバイス。 - 前記多孔質膜が気相中で液密性を有し、液相中で半透性を有する半透膜である請求項1に記載の細胞封入用デバイス。
- 外側面に支持体を備える請求項1又は2に記載の細胞封入用デバイス。
- 培養液に懸濁した細胞を注入でき、内部容積が10mL以下である請求項1~3のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイス。
- 全体が前記半透膜からなる請求項2~4のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイス。
- 前記半透膜が生体適合性を有する材料からなる請求項2~5のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイス。
- 互いにチューブで連結された請求項1~6のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイスを備えることを特徴とする組織型チップ。
- 前記細胞の密度が、2.0×103細胞/mL以上1.0×109細胞/mL以下である請求項7に記載の組織型チップ。
- 多細胞構造体を提供するためのキットであって、
請求項7若しくは8に記載の組織型チップと培養液とを含む開閉可能な密封容器を備えることを特徴とするキット。 - 請求項7若しくは8に記載の組織型チップを少なくとも2つ備え、前記組織型チップ、が細胞封入性を保ちながら連結されていることを特徴とする器官型チップシステム。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイスを用いることを特徴とする細胞の培養方法。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の細胞封入用デバイスを用いることを特徴とする細胞の運搬方法。
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