JPH01141588A

JPH01141588A - 生体細胞成長用基板

Info

Publication number: JPH01141588A
Application number: JP29835187A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Torimitsu; 慶一鳥光; Akio Kawana; 川名　明夫
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1989-06-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、所望の細胞どうしの結合（例えばシナプス結
合等）の制御等、化学的に安定で加工が容易であり、か
つ細胞の成長方向の制御が可能な細胞成長用基板に関す
る。

（従来の技術及びその問題点）近年、培養技術及び培養器具の進展により、動物だけで
な（人工環境化でさまざまな細胞を成長させることが可
能となってきた。ここで、培養器具、特に基板に対して
は細胞に対する密着性に優れていること、化学的に安定
であること、等が要求されるが、両者の要求条件を満足
する基板は開発されていない。さらに、細胞の成長方向
の制御が可能な基板もこれまでには開発されていない。

細胞の成長方向を制御する技術としては、ラミニン、コ
ラーゲン、ＮＧＦ　（神経成長因子）のような有機化学
物質を用いて細胞を誘引する方法が知られている。しか
し、これらの有機化学物質は変性しやすく安定性に問題
があるだけでなく、ミクロンオーダでの極微細レベルで
の成長方向制御は不可能である。また、電流が流れ込む
方向に細胞成長が誘引されることを利用した成長方向制
御法も知られているが、この方法では電流によって細胞
自身が変化してしまう危険がある。さらに、基板に微細
溝加工を施すことにより成長方向を制御する方法も知ら
れているが、形状制御のためには幅に対して極めて深い
溝深さが必要であり、複雑なパターンが形成できないと
いう問題があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記現状に鑑みてなされたものであり、その目
的は化学的に安定でかつ細胞成長用基板ｊ１１が容易な
、しかも簡便な方法で製造できる細胞成長用基板を提供
することだある。

本発明は基板材料及びその形状と細胞成長方向に関する
詳細な検討に基づいてなされたものであり、その特徴は
基板表面の全部あるいは分岐を有する回路状の一部を比
較的加工のしやすい金属酸化物あるいは金属弗化物の薄
膜で被覆することにより、化学的に安定でかつ方向制御
性に優れた細胞成長が可能なことである。

発明者らの検討によれば、化学的に安定な化合物である
インジウム、アルミニウム、チタンおよびスズの酸化物
あるいはマグネシウムまたはカルシウムの弗化物が生体
細胞の付着性に優れ、生体細胞はこれらの酸化物あるい
は弗化物の膜の上で極めて安定に成長することが分かっ
た。さらに、これらの酸化物あるいは弗化物は極めて薄
い（０，０１〜０．２μｍ）膜でも細胞成長に及ぼす下
地の影響を完全に防止できることが分かった。

従って、下地基板としてはいかなる材質であってもよく
、細胞の選択成長にはむしろ細胞との付着性の低いもの
が好ましい。本発明における下地基板としては従来の材
質はもらろん、有機化合物。

金属、無機化合物のいずれも使用可能である。また、下
地基板上に従来のプリント基板作成技術等を用いて上記
金属酸化物あるいは金属弗化物の回路を形成した場合、
生体細胞はこの回路上に成長する。この被覆基板を使用
すれば細胞どうしの結合を制御することも可能である。

さらに、本発明におけるインジウム酸化物は導電性を持
たせることも可能であり、単に細胞成長方向だけでなく
、電気的な制御あるいは測定も可能である。

（実施例）以下本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は
これら実施例によってなんら制限されるものではない。

実施例（１）６週令のマウス（ＮＣＲ、オス）のＤＲＧ　（を髄後根
神経節）を採取し７、酸素によって細胞を単離した後、
第１図に示したように石英またはソーダガラス上にチタ
ンの酸化物を膜厚５０ｎｒｎで線幅ＩＯμｍの直線状に
パターン化した基板上で培養した。培養は、ｆｌａｗｓ
　Ｆ−１２とＤＭＥＭ　　を混合してインシュリン等の
ホルモンを適宜加えた培養液中で、３７°Ｃ１５％ｃｏ
、の条件下において４８時間行った。その結果、細胞は
そのパターンに沿って成長した。

実施例（２）実施例（１）と同様に６週令のマウス（Ｎ　ＣＲ、オス
）のＤＲＣ；　（を髄後根神経節）を採取し、酸素によ
って細胞を単離した後、第２図に示すように石英または
ソーダガラス上にアルミニウムの酸化物を１０　ｔｔ　
ｍの線幅で１辺１００μｍの六角形状にパターン化した
基板上で培養した。培養条件は、実施例（１）と同様で
ある。培養の結果、細胞は六角形のパターン状に成長し
任意の方向に成長させることが可能であることがわかっ
た（第３図）。

実施例（３）受精後１６日１コのニワトリ胚のＤＲＧ　（を髄後根神
経節）を採取し、酸素によって細胞を単離した後、石英
またはソーダガラス表面をインジウムの酸化物で覆った
基板上に培養した。培養条件は、実施例（１）と同様で
ある。インジウムの酸化物に０．１ｍＡの電流を流した
ところ、神経細胞は印加した電流の方向に沿って成長し
た。また、インジウムの酸化物を１μｍの線幅で直線状
にパターン化し、同様に電流を流して培養したところ、
神経細胞は電流の方向に沿って成長した。

実施例（４）マウス胎児よりを髄後根神経節およびを話中の運動神経
を取り出し、酸素で単離した後、石英上に幅１０μｍの
インジウムの酸化物を塗布した基板上に培養したところ
、それぞれの神経はインジウムの酸化物に沿って成長し
、高い効率でシナプス結合を形成した。インジウムの酸
化物を通してシナプス結合に特有な闇値特性が得られた
。

実施例（５）受精後１６日口のニワトリ胚のＤＲＧを採取し、酸素に
よって細胞を単離した後、第４図に示すように底面全体
をカルシウムのフッ化物で覆った培養用容器で培養した
ところフン化物で覆われていない培養用容器に比べ、お
よそ２０％程度細胞生存率が増加し成長が促進された。

（発明の効果）以上説明したように、本発明は、細胞を成長させる基板
に金属酸化物及び、金属フッ化物を塗布することにより
、有機化学物質を用いた場合に生じうる欠点がなく、細
胞を成長させることができるだけでなく、金属酸化物、
金属フッ化物を所望の形にパターン化することにより、
容易にしかも確実にその成長方向を制御することが可能
であるという利点がある。また、生体細胞の金属酸化物
及び、金属フッ化物に対する付着性が非常に高いため、
生体細胞が今まで付着しにくかった材質の物でも金属酸
化物を塗布するだけで成長させることができる。したが
って、従来の医用材料や培養用材料をほとんど変化させ
ることなく利用可能であるばかりでなく、さらに、本発
明の方法が生体に対する毒性が低い限り基板の材質を選
ばないため、従来考えられなかった様な材質の物にまで
適用可能であり、新しい医用材料や培養用材料を生みだ
しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は石英基板に金属酸化物または、金属フッ化物を
直線状にパターン化して覆った細胞成長用基板、第２図
は石英基板に金属酸化物または、金属フッ化物を六角形
状にパターン化して覆った細胞成長用基板、第３図は第
２図の基板に神経細胞を培養した場合の成長の様子、第
４図は金属酸化物または、金属フン化物を容器の底全面
に覆った細胞成長用容器である。Ａ・・・金属酸化物または、フン化物、Ｂ・・・基板、
Ｎ・・・神経細胞。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面を全面あるいは分岐を含む回路状に厚さ０．
０１〜０．２μｍの範囲で金属酸化物あるいは金属弗化
物を被覆したことを特徴とする生体細胞成長用基板。
（２）該金属酸化物がインジウム、アルミニウム、チタ
ンあるいはスズの酸化物であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の生体細胞成長用基板。
（３）該金属弗化物がマグネシウムあるいはカルシウム
の弗化物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の生体細胞成長用基板。