JPH03175981A - 親水性及び細胞成長促進表面を有する多孔質膜及び方法 - Google Patents
親水性及び細胞成長促進表面を有する多孔質膜及び方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/02—Membranes; Filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
- C12N5/0068—General culture methods using substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N2533/00—Supports or coatings for cell culture, characterised by material
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
l策上坐旦亘透1
本発明は細胞の結合及び成長を促進することができる多
孔質膜及びその製造方法に関する。より詳細には、本発
明は多孔質膜支持体であって、それの基本特性を本発明
に従って処理した後に変えさせたものから形成した細胞
成長促進支持体を収容する微孔質或は限外濾過膜及びこ
のような膜の形成方法に関する。
孔質膜及びその製造方法に関する。より詳細には、本発
明は多孔質膜支持体であって、それの基本特性を本発明
に従って処理した後に変えさせたものから形成した細胞
成長促進支持体を収容する微孔質或は限外濾過膜及びこ
のような膜の形成方法に関する。
史来坐韮浦
本明細書中で用いる通りの「透過性
(transparent)なる用語は顕微鏡的にすけ
ていることを意味する。すなわち、膜は標準の大きさの
細胞、例えば5〜30ミクロンのものを顕微鏡により5
0〜600倍の倍率で膜構造を通して見ることができる
程度に透過性である。透過度は光学濃度を可視光線によ
り、例えば分光光度計を用いて測定することによって具
体的に量であられすことができる。
ていることを意味する。すなわち、膜は標準の大きさの
細胞、例えば5〜30ミクロンのものを顕微鏡により5
0〜600倍の倍率で膜構造を通して見ることができる
程度に透過性である。透過度は光学濃度を可視光線によ
り、例えば分光光度計を用いて測定することによって具
体的に量であられすことができる。
膜技術の多くの用途において、機械的に強く、熱的に安
定であり、相対的に化学的に不活性でありかつほとんど
の有機溶媒に不溶性の生物適合性膜フィルターを用いる
ことが望ましい。膜が上述したバルク特性と根本的に異
なり、時には適合しない表面特性を有することが望まし
い場合がしばしばある。非特異性タンパク質結合が低く
かつ細胞形態学を単に膜上の生細胞を顕微鏡により調べ
るだけで容易にモニターすることができるために細胞の
結合及び成長を支持することができる多孔質膜を形成す
ることが望ましい場合がいくつかある。例えば、細胞成
長技法では、二次元細胞成長よりもむしろ三次元細胞成
長を行い得るように、平坦な表面上でよりもむしろ膜の
細孔上及び内で細胞成長を行うことが望ましい。これは
、特に、明確な極性を示す上皮細胞、例えば、肺、腎臓
或は腸に由来するものを成長させる際に当てはまる。
定であり、相対的に化学的に不活性でありかつほとんど
の有機溶媒に不溶性の生物適合性膜フィルターを用いる
ことが望ましい。膜が上述したバルク特性と根本的に異
なり、時には適合しない表面特性を有することが望まし
い場合がしばしばある。非特異性タンパク質結合が低く
かつ細胞形態学を単に膜上の生細胞を顕微鏡により調べ
るだけで容易にモニターすることができるために細胞の
結合及び成長を支持することができる多孔質膜を形成す
ることが望ましい場合がいくつかある。例えば、細胞成
長技法では、二次元細胞成長よりもむしろ三次元細胞成
長を行い得るように、平坦な表面上でよりもむしろ膜の
細孔上及び内で細胞成長を行うことが望ましい。これは
、特に、明確な極性を示す上皮細胞、例えば、肺、腎臓
或は腸に由来するものを成長させる際に当てはまる。
完全な生物では、成長細胞は多孔質環境において細胞外
マトリックスによって囲まれる。微孔質膜支持体上での
細胞培養は細胞が解剖学的及び機能的の両方の分化を成
すことを可能にする。過去数十年にわたり最も広く用い
られている細胞支持体は不透過性組織培養プラスチック
品であり、これは分化された性質の表現を制限する。不
透過性プラスチックは栄養、廃棄生成物及びホルモンを
基底外側細胞表面から及び該表面へ拡散及び移送される
のを妨げる。細胞外マトリックス(ECM)M分を標準
のプラスチック品に加えることは培養された細胞が増大
したレベルの分化を受けることを可能にするが、プラス
チックの不透過性及び両方の細胞領域への接近がひどく
限られることは遂行することができる実験調査のタイプ
を依然制限する。しかし、ECM成分コーティングと微
孔質膜支持体との組合せは、インビトロ細胞構造及び機
能をインビボ細胞環境に極めてよく似た条件下で調べる
ための強力な新規な調査道具になる。
マトリックスによって囲まれる。微孔質膜支持体上での
細胞培養は細胞が解剖学的及び機能的の両方の分化を成
すことを可能にする。過去数十年にわたり最も広く用い
られている細胞支持体は不透過性組織培養プラスチック
品であり、これは分化された性質の表現を制限する。不
透過性プラスチックは栄養、廃棄生成物及びホルモンを
基底外側細胞表面から及び該表面へ拡散及び移送される
のを妨げる。細胞外マトリックス(ECM)M分を標準
のプラスチック品に加えることは培養された細胞が増大
したレベルの分化を受けることを可能にするが、プラス
チックの不透過性及び両方の細胞領域への接近がひどく
限られることは遂行することができる実験調査のタイプ
を依然制限する。しかし、ECM成分コーティングと微
孔質膜支持体との組合せは、インビトロ細胞構造及び機
能をインビボ細胞環境に極めてよく似た条件下で調べる
ための強力な新規な調査道具になる。
本発明より以前では、使用者は多孔質膜を細胞成長用に
使用しかつ細胞外マトリックス(ECM)を個々に膜に
適用した。加えて、非架橋コラーゲンで被覆された非恒
久性ポリテトラフルオロエチレン膜はCo5tar C
orporationから商品名Transwell
−COLで入手し得る。コラーゲンは架橋されていない
ので、コラーゲンコーティングは恒久的でなく、徐々に
ポリマー表面から浸出する。加えて、この簡単なコーテ
ィングはPTFE膜を一時的に親水性にしかつまた膜の
多孔度及び透過度を大きく低下させる。生物学的に活性
であり、膜に恒久的に結合され、恒久的に親水性であり
、個々の使用者がECMを膜に適用することを必要とし
ない点で、使用する準備のできた膜の形の支持体を提供
することが望ましい。
使用しかつ細胞外マトリックス(ECM)を個々に膜に
適用した。加えて、非架橋コラーゲンで被覆された非恒
久性ポリテトラフルオロエチレン膜はCo5tar C
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−COLで入手し得る。コラーゲンは架橋されていない
ので、コラーゲンコーティングは恒久的でなく、徐々に
ポリマー表面から浸出する。加えて、この簡単なコーテ
ィングはPTFE膜を一時的に親水性にしかつまた膜の
多孔度及び透過度を大きく低下させる。生物学的に活性
であり、膜に恒久的に結合され、恒久的に親水性であり
、個々の使用者がECMを膜に適用することを必要とし
ない点で、使用する準備のできた膜の形の支持体を提供
することが望ましい。
よって、例えば、バルク特性と異なる所望の表面特性を
有しながら、望ましいバルク物理的強さ及び耐薬品性の
両方を有する複合膜を提供することは極めて望ましい。
有しながら、望ましいバルク物理的強さ及び耐薬品性の
両方を有する複合膜を提供することは極めて望ましい。
その上、非特異的タンパク質吸着が極めて低く、自己蛍
光(autof Iuoresence)が低いか或は
無くかつ生育可能な結合及び細胞成長を促進するこのよ
うな膜を提供することは望ましい。
光(autof Iuoresence)が低いか或は
無くかつ生育可能な結合及び細胞成長を促進するこのよ
うな膜を提供することは望ましい。
楚艶立逍滅
本発明は内線孔壁を含む多孔質膜全体について恒久的コ
ーティングをグラフト及び/又は付着させた多孔質支持
体を含み、該コーティングは多孔質膜のバルク特性と異
なる物理的性質を有し、かつ細胞結合及び/又は成長促
進組成物を含有する親水性複合多孔質膜を提供する。多
孔質支持体は、疎水性或は親水性ポリマー膜、例えばポ
リテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリプロピレン或はポリアミド(ナイ
ロン)にすることができる。従来技術の複合多孔質生成
物と異なり、コーティングポリマーを中間結合用化学成
分を利用しないで直接多孔質支持体に被覆する。多孔質
複合材料の表面は親水性であり、非特異的タンパク質結
合が低いか或はない、また、複合材料が有する自己蛍光
は低いか或はない。細胞結合及び成長促進組成物がコ−
ティングに連行され(entrained)かつ複合材
料に接触する細胞に利用し得る。このような生成物は細
胞培養について微孔質膜の好都合な性質を達成するばか
りでなく、生物学的部分をポリマー表面に加入させるこ
との利点を加える。微孔質膜と加入したECMとの組合
せは解剖学的及び機能的の両方のマーカーによって立証
される通りに観測インビトロ細胞分化に対して強い作用
を有する。このような装置が更に処理しないで使用者に
直ちに利用し得ることは望ましい。驚くべきことに、架
橋プロセスは細胞成長或は結合組成物の生物学的活性を
阻害しない、コーティングは、実際、生細胞と共に用い
るために細胞成長或は結合された組成物を固定する。
ーティングをグラフト及び/又は付着させた多孔質支持
体を含み、該コーティングは多孔質膜のバルク特性と異
なる物理的性質を有し、かつ細胞結合及び/又は成長促
進組成物を含有する親水性複合多孔質膜を提供する。多
孔質支持体は、疎水性或は親水性ポリマー膜、例えばポ
リテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリプロピレン或はポリアミド(ナイ
ロン)にすることができる。従来技術の複合多孔質生成
物と異なり、コーティングポリマーを中間結合用化学成
分を利用しないで直接多孔質支持体に被覆する。多孔質
複合材料の表面は親水性であり、非特異的タンパク質結
合が低いか或はない、また、複合材料が有する自己蛍光
は低いか或はない。細胞結合及び成長促進組成物がコ−
ティングに連行され(entrained)かつ複合材
料に接触する細胞に利用し得る。このような生成物は細
胞培養について微孔質膜の好都合な性質を達成するばか
りでなく、生物学的部分をポリマー表面に加入させるこ
との利点を加える。微孔質膜と加入したECMとの組合
せは解剖学的及び機能的の両方のマーカーによって立証
される通りに観測インビトロ細胞分化に対して強い作用
を有する。このような装置が更に処理しないで使用者に
直ちに利用し得ることは望ましい。驚くべきことに、架
橋プロセスは細胞成長或は結合組成物の生物学的活性を
阻害しない、コーティングは、実際、生細胞と共に用い
るために細胞成長或は結合された組成物を固定する。
の 、鰍、の1B
本発明に従えば、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜
のような多孔質膜の表面全体にわたって、所望の表面特
性を有しかつコーティングに細胞結合及び成長促進組成
物を連行させた親水性重合架橋モノマーを直接被覆する
。モノマーはグラフト重合により及び/又は架橋モノマ
ーを付着させることによって多孔質膜の表面に付着させ
る。
のような多孔質膜の表面全体にわたって、所望の表面特
性を有しかつコーティングに細胞結合及び成長促進組成
物を連行させた親水性重合架橋モノマーを直接被覆する
。モノマーはグラフト重合により及び/又は架橋モノマ
ーを付着させることによって多孔質膜の表面に付着させ
る。
通常、多孔質膜は平均細孔寸法的0.001〜15ミク
ロン、−層普通には約0.1〜5.0ミクロンを有する
。代表的な適した多孔質膜は親水性膜、例えばポリアミ
ド(ナイロン)、等或は疎水性膜、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、等を含む
。ポリテトラフルオロエチレン複合膜は本発明に従って
処理した後に透過性であることの追加の望ましい性質を
有する。すなわち、湿潤ポリテトラフルオロエチレンに
関する光学濃度は分光光度計により410ナノメートル
可視光で測定した場合に光学濃度0−0.5、好ましく
は0〜0.3を有する。本発明に従って処理した膜は、
全て、タンパク質結合性が小さい或はない、自己蛍光が
低い或はないの望ましい性質を有しかつ細胞結合及び成
長を促進する。
ロン、−層普通には約0.1〜5.0ミクロンを有する
。代表的な適した多孔質膜は親水性膜、例えばポリアミ
ド(ナイロン)、等或は疎水性膜、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、等を含む
。ポリテトラフルオロエチレン複合膜は本発明に従って
処理した後に透過性であることの追加の望ましい性質を
有する。すなわち、湿潤ポリテトラフルオロエチレンに
関する光学濃度は分光光度計により410ナノメートル
可視光で測定した場合に光学濃度0−0.5、好ましく
は0〜0.3を有する。本発明に従って処理した膜は、
全て、タンパク質結合性が小さい或はない、自己蛍光が
低い或はないの望ましい性質を有しかつ細胞結合及び成
長を促進する。
重合性モノマーの重合及びグラフト及び/又は付着によ
る多孔質膜への架橋は、細孔の内表面を含む多孔質膜の
表面全体を架橋/グラフトポリマーで完全に被覆するよ
うに行わなければならない。一方法実施態様では、多孔
質膜を第一段階において多孔質支持体を膨潤或は溶解せ
ずかつ細孔の表面を湿潤させる溶媒で洗浄する。この目
的に適した溶媒は、例えばメタノール、エタノール、2
−プロパツール、アセトン、テトラヒドロフラン、等を
含む。この湿潤段階の目的は、次いで多孔質膜に接触さ
せるモノマー組成物が多孔質膜の表面全体を湿潤させる
ことを確実にすることである。膜を次いで水で洗う。こ
の前湿潤段階は、第二方法実施態様において、下記の溶
媒組成物がそれ自体膜の表面全体を湿潤させるように機
能する場合、省くことができる。これは試薬浴が有機溶
媒を高い濃度、通常約80〜95重量%で収容する場合
に、行うことができる。第一か或は第二のいずれかの方
法実施態様において、必要とすることは、細胞結合及び
成長促進組成物及び重合性モノマーの混合物が多孔質膜
の表面全体を湿潤させるように多孔質膜表面全体を湿潤
させることである。
る多孔質膜への架橋は、細孔の内表面を含む多孔質膜の
表面全体を架橋/グラフトポリマーで完全に被覆するよ
うに行わなければならない。一方法実施態様では、多孔
質膜を第一段階において多孔質支持体を膨潤或は溶解せ
ずかつ細孔の表面を湿潤させる溶媒で洗浄する。この目
的に適した溶媒は、例えばメタノール、エタノール、2
−プロパツール、アセトン、テトラヒドロフラン、等を
含む。この湿潤段階の目的は、次いで多孔質膜に接触さ
せるモノマー組成物が多孔質膜の表面全体を湿潤させる
ことを確実にすることである。膜を次いで水で洗う。こ
の前湿潤段階は、第二方法実施態様において、下記の溶
媒組成物がそれ自体膜の表面全体を湿潤させるように機
能する場合、省くことができる。これは試薬浴が有機溶
媒を高い濃度、通常約80〜95重量%で収容する場合
に、行うことができる。第一か或は第二のいずれかの方
法実施態様において、必要とすることは、細胞結合及び
成長促進組成物及び重合性モノマーの混合物が多孔質膜
の表面全体を湿潤させるように多孔質膜表面全体を湿潤
させることである。
多孔質膜を湿潤させた後に、細胞付着及び成長促進組成
物、遊離ラジカル重合性モノマー、重合開始剤及び架橋
剤を水或は水及びこれらの成分用の水混和性、極性有機
溶媒を含む溶媒中に含む試薬浴を多孔質膜にモノマーの
遊離ラジカル重合及び架橋ポリマーによる多孔質膜への
被覆を行う条件下で接触させる。多官能価架橋剤を使用
する場合、架橋剤は架橋ポリマーに形成することができ
るので、遊離ラジカル重合性モノマーを使用する必要は
ない、モノマーが二官能価である或はそれより高い官能
価を有する場合、追加の架橋剤を使用する必要はない、
顕微鏡的に透過性のポリテトラフルオロエチレン複合材
料を形成する場合、有機溶媒は溶液の重量を基準にして
約10〜75重量%、好ましくは約20〜60重量%を
構成する。溶媒が完全に水或は完全に有機溶媒である場
合に、顕微鏡的透過性効果は観察されない。
物、遊離ラジカル重合性モノマー、重合開始剤及び架橋
剤を水或は水及びこれらの成分用の水混和性、極性有機
溶媒を含む溶媒中に含む試薬浴を多孔質膜にモノマーの
遊離ラジカル重合及び架橋ポリマーによる多孔質膜への
被覆を行う条件下で接触させる。多官能価架橋剤を使用
する場合、架橋剤は架橋ポリマーに形成することができ
るので、遊離ラジカル重合性モノマーを使用する必要は
ない、モノマーが二官能価である或はそれより高い官能
価を有する場合、追加の架橋剤を使用する必要はない、
顕微鏡的に透過性のポリテトラフルオロエチレン複合材
料を形成する場合、有機溶媒は溶液の重量を基準にして
約10〜75重量%、好ましくは約20〜60重量%を
構成する。溶媒が完全に水或は完全に有機溶媒である場
合に、顕微鏡的透過性効果は観察されない。
膜を被覆するモノマーは遊離ラジカル重合によって重合
させることができ、架橋させることができ、使用する細
胞結合及び/又は成長促進支持体の生物学的官能性を破
壊しない限り、本発明において任意のモノマーを用いる
ことができる。適した代表的な重合性モノマーは下記を
含むヒドロキシアルキルアクリレート或はメタクリレー
トを含む:1−ヒドロキシプロパー2−イルアクリレー
ト、2−ヒドロキシプロパー1−イルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート、2゜3−ジヒドロキ
シプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート、等或はこれらの
混合物。本発明において用いることができるその他の重
合性モノマーは下記を含むニアクリル酸、2−N、N−
ジメチルアミノエチルメタクリレート、スルホエチルメ
タクリレート或は同様のもの、アクリルアミド、メタク
リルアミド、エタクリルアミド、等、これらのモノマー
は本発明において有用な極性置換された或は官能的に置
換されたモノマーの例である。
させることができ、架橋させることができ、使用する細
胞結合及び/又は成長促進支持体の生物学的官能性を破
壊しない限り、本発明において任意のモノマーを用いる
ことができる。適した代表的な重合性モノマーは下記を
含むヒドロキシアルキルアクリレート或はメタクリレー
トを含む:1−ヒドロキシプロパー2−イルアクリレー
ト、2−ヒドロキシプロパー1−イルアクリレート、ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート、2゜3−ジヒドロキ
シプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート、等或はこれらの
混合物。本発明において用いることができるその他の重
合性モノマーは下記を含むニアクリル酸、2−N、N−
ジメチルアミノエチルメタクリレート、スルホエチルメ
タクリレート或は同様のもの、アクリルアミド、メタク
リルアミド、エタクリルアミド、等、これらのモノマー
は本発明において有用な極性置換された或は官能的に置
換されたモノマーの例である。
上述したモノマー用の適した開始剤及び架橋剤は当分野
においてよく知られている。例えば、アクリレートを重
合性モノマーとして使用する場合、適した化学的重合開
始剤は下記を含む:アンモニウムペルスルフェート、カ
リウムベルスルフェート、4.4−アゾビス−(4−シ
アノバレリアン酸)、2.2−7ゾビス(2−アミノプ
ロパン)ヒドロクロリド、カリウム水素ベルスルフェー
ト、等。化学的開始に加えて、紫外線、電子ビーム或は
コバルト−60照射を用いて重合を開始させることがで
きる。アクリレート或はメタクリレート或はメタクリル
アミドを重合性モノマーとして用いる場合、適した架橋
剤は下記を含む:二官能価アクリレート、メタクリレー
ト或はアクリルアミド、例えばテトラエチレングリコー
ルジアクリレート、グリシジルアクリレート或はメチレ
ンビスアクリルアミド、等。本発明の一実施態様では、
二官能価或はそれ以上の官能価を有する架橋剤、例えば
テトラエチレングリコールジアクリレートを、本発明の
コーティングにおいて追加のモノマーを用いないで、使
用することができる。モノマー、重合開始剤及び架橋剤
を溶媒中の混合物として多孔質膜に接触させる。溶媒は
3つの反応体及び多孔質膜と相容性であり、それで抽出
のおそい (slowly extractable)
副生物を有意の量で生成せずかつ着色生成物を生成しな
いで、所望の遊離ラジカル重合及び架橋を達成するもの
である。抽出の容易な副生物を生成する場合、コーティ
ング段階の次に、洗浄段階を適した溶媒で行ってこれら
を取り去ることができる。
においてよく知られている。例えば、アクリレートを重
合性モノマーとして使用する場合、適した化学的重合開
始剤は下記を含む:アンモニウムペルスルフェート、カ
リウムベルスルフェート、4.4−アゾビス−(4−シ
アノバレリアン酸)、2.2−7ゾビス(2−アミノプ
ロパン)ヒドロクロリド、カリウム水素ベルスルフェー
ト、等。化学的開始に加えて、紫外線、電子ビーム或は
コバルト−60照射を用いて重合を開始させることがで
きる。アクリレート或はメタクリレート或はメタクリル
アミドを重合性モノマーとして用いる場合、適した架橋
剤は下記を含む:二官能価アクリレート、メタクリレー
ト或はアクリルアミド、例えばテトラエチレングリコー
ルジアクリレート、グリシジルアクリレート或はメチレ
ンビスアクリルアミド、等。本発明の一実施態様では、
二官能価或はそれ以上の官能価を有する架橋剤、例えば
テトラエチレングリコールジアクリレートを、本発明の
コーティングにおいて追加のモノマーを用いないで、使
用することができる。モノマー、重合開始剤及び架橋剤
を溶媒中の混合物として多孔質膜に接触させる。溶媒は
3つの反応体及び多孔質膜と相容性であり、それで抽出
のおそい (slowly extractable)
副生物を有意の量で生成せずかつ着色生成物を生成しな
いで、所望の遊離ラジカル重合及び架橋を達成するもの
である。抽出の容易な副生物を生成する場合、コーティ
ング段階の次に、洗浄段階を適した溶媒で行ってこれら
を取り去ることができる。
適した細胞成長促進組成物は下記を含む:コラーゲン、
例えばタイプIラット尾コラーゲン、タイプ1牛皮膚コ
ラーゲン、タイプ■コラーゲン、ラミニン、フィブロネ
クチン、成長因子、例えば神経発育因子、表皮成長因子
、プロトグリカン、例えばグリコサミノグリカン、クロ
ンドネクチン、コンドロイチンスルフェート或はこれら
の混合物、例えばEHS (Enge 1breth−
Ho 1m−3warm−Tumor)のエキストラク
ト、等。リンホカイン或は免疫調整剤、例えばインター
ロイキン、インターフェロンもまた使用することができ
る。重合性モノマー、重合開始剤及び架橋剤について用
いる特定の溶媒組成物は用いる特定の反応体に依存する
。必要なことは、反応体が溶媒系において遊離ラジカル
開始によって反応させることができること及び溶媒が多
孔質ポリマー膜支持体を侵食しない或は細胞成長促進活
性を劣化しないことである。通常、透過性、親水性多孔
質支持体を製造するのに、水混和性、極性、非プロトン
性溶媒が最も有効である。代表的な適した溶媒組成物は
下記を含む:水或は(a)水及び(b)水混和性有機溶
媒、例えばN−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシ
ド、2−プロパツール、テトラヒドロフラン、プロピレ
ンカルボネート、ガンマ−ブチロラクトン、テトラヒド
ロチオフェン−1,1−ジオキシド、N−シクロヘキシ
ル−2−ピロリドン、テトラメチル尿素、等。
例えばタイプIラット尾コラーゲン、タイプ1牛皮膚コ
ラーゲン、タイプ■コラーゲン、ラミニン、フィブロネ
クチン、成長因子、例えば神経発育因子、表皮成長因子
、プロトグリカン、例えばグリコサミノグリカン、クロ
ンドネクチン、コンドロイチンスルフェート或はこれら
の混合物、例えばEHS (Enge 1breth−
Ho 1m−3warm−Tumor)のエキストラク
ト、等。リンホカイン或は免疫調整剤、例えばインター
ロイキン、インターフェロンもまた使用することができ
る。重合性モノマー、重合開始剤及び架橋剤について用
いる特定の溶媒組成物は用いる特定の反応体に依存する
。必要なことは、反応体が溶媒系において遊離ラジカル
開始によって反応させることができること及び溶媒が多
孔質ポリマー膜支持体を侵食しない或は細胞成長促進活
性を劣化しないことである。通常、透過性、親水性多孔
質支持体を製造するのに、水混和性、極性、非プロトン
性溶媒が最も有効である。代表的な適した溶媒組成物は
下記を含む:水或は(a)水及び(b)水混和性有機溶
媒、例えばN−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシ
ド、2−プロパツール、テトラヒドロフラン、プロピレ
ンカルボネート、ガンマ−ブチロラクトン、テトラヒド
ロチオフェン−1,1−ジオキシド、N−シクロヘキシ
ル−2−ピロリドン、テトラメチル尿素、等。
重合性モノマーは、用いる場合、反応体溶液の重量を基
準にして、約1〜約20%、好ましくは約3〜約9%の
濃度で反応体溶液に存在させるのが普通である。細胞成
長促進組成物は反応体溶液の重量を基準にして約0.0
001〜0.3%、好ましくは約0.005〜0.2%
の濃度で存在させる。重合開始剤は重合性モノマーの重
量を基準にして約1〜約35重量%の量で存在させる。
準にして、約1〜約20%、好ましくは約3〜約9%の
濃度で反応体溶液に存在させるのが普通である。細胞成
長促進組成物は反応体溶液の重量を基準にして約0.0
001〜0.3%、好ましくは約0.005〜0.2%
の濃度で存在させる。重合開始剤は重合性モノマーの重
量を基準にして約1〜約35重量%の量で存在させる。
遊離ラジカル重合を開始させるのに任意の慣用のエネル
ギー源、例えば加熱、紫外線、ガンマ線、電子ビーム線
、等を用いることができる。例えば、遊離ラジカル重合
を加熱によって開始させる場合、反応体溶液及び多孔質
膜を加熱して温度中なくとも約60℃、望ましくないバ
ルク重合が溶液中で起きる或は溶媒が沸騰し始める温度
までにする。例えば、水性溶媒系を用いる場合の通常速
した温度は約80”〜約95℃、好ましくは約88°〜
約92℃である。重合反応は、多孔質膜の露出表面全体
を、膜内の細孔を閉塞しないで、被覆するのを確実にす
る時間行うべきである。適した反応時間は約0.1〜約
30分、好ましくは約1〜約4分であるのが普通である
。反応は、多孔質膜を溶液に浸漬しながら行うことがで
きるが、これは溶液全体にわたるモノマーの重合に至る
。多孔質膜に反応体溶液を飽和させ、反応を溶液の外で
行なわせ、それでモノマーをむだにしないようにするの
が好ましい。このようにして、反応をバッチ式で或は連
続して行うことができる。
ギー源、例えば加熱、紫外線、ガンマ線、電子ビーム線
、等を用いることができる。例えば、遊離ラジカル重合
を加熱によって開始させる場合、反応体溶液及び多孔質
膜を加熱して温度中なくとも約60℃、望ましくないバ
ルク重合が溶液中で起きる或は溶媒が沸騰し始める温度
までにする。例えば、水性溶媒系を用いる場合の通常速
した温度は約80”〜約95℃、好ましくは約88°〜
約92℃である。重合反応は、多孔質膜の露出表面全体
を、膜内の細孔を閉塞しないで、被覆するのを確実にす
る時間行うべきである。適した反応時間は約0.1〜約
30分、好ましくは約1〜約4分であるのが普通である
。反応は、多孔質膜を溶液に浸漬しながら行うことがで
きるが、これは溶液全体にわたるモノマーの重合に至る
。多孔質膜に反応体溶液を飽和させ、反応を溶液の外で
行なわせ、それでモノマーをむだにしないようにするの
が好ましい。このようにして、反応をバッチ式で或は連
続して行うことができる。
連続プロセスとして操作する場合、多孔質膜のシートに
反応体溶液を飽和させて反応域に移し、そこで、エネル
ギーに暴露させて重合反応を行う。
反応体溶液を飽和させて反応域に移し、そこで、エネル
ギーに暴露させて重合反応を行う。
杜上ニュユ
本例では、平均細孔直径0.45マイクロメーターを有
する微孔質ポリテトラフルオロエチレンを処理した。各
々がN−メチルピロリドン25重量%を含有する21の
水溶液を表1に描記する組成物で作った。
する微孔質ポリテトラフルオロエチレンを処理した。各
々がN−メチルピロリドン25重量%を含有する21の
水溶液を表1に描記する組成物で作った。
微孔質ポリ(テトラフルオロエチレン)の8“x12”
(20cmX30cm)のシートを2−プロパツー
ルに湿潤させ、交換して25重量%の水性N−メチルピ
ロリドンにした。次いで、シートを表1に記載する処理
溶液に浸漬しておいた。
(20cmX30cm)のシートを2−プロパツー
ルに湿潤させ、交換して25重量%の水性N−メチルピ
ロリドンにした。次いで、シートを表1に記載する処理
溶液に浸漬しておいた。
次いで、シートをポリエステル或はポリエチレンのシー
トの間にサンドイッチし、紫外線或は90℃の熱に2分
間暴露した。シートを水、メタノール中ですすぎ、次い
で乾燥した。シートは水再湿潤性及び410ナノメート
ルにおける吸光を特徴とした。
トの間にサンドイッチし、紫外線或は90℃の熱に2分
間暴露した。シートを水、メタノール中ですすぎ、次い
で乾燥した。シートは水再湿潤性及び410ナノメート
ルにおける吸光を特徴とした。
例1〜11の膜を中空チューブラ細胞培養装置にシール
することによって組入れ、次いでこれを標準の70%エ
タノール手順によって滅菌した。
することによって組入れ、次いでこれを標準の70%エ
タノール手順によって滅菌した。
Madin Darby Can1ne Kidney
(MDCK ATCCNo、34)細胞を、牛胎児血
清(FBS) 10%、L−グルタミン1%、非必須
アミノ酸1%、ペニシリン100μg/ml、ストレプ
トマイシン100μg/ml及びHEPES 10μM
を含有するダルベツコの改質イーグル培地 (DMEM
)において培養した。ラット尾からのタイプIコラーゲ
ン(Sigma Chemical Co、)或は牛皮
膚からのタイプIコラーゲン(Vitrogen”Co
lCo11a Corp、)を水性酸中およそ3mg/
mlの溶液として用いた。
(MDCK ATCCNo、34)細胞を、牛胎児血
清(FBS) 10%、L−グルタミン1%、非必須
アミノ酸1%、ペニシリン100μg/ml、ストレプ
トマイシン100μg/ml及びHEPES 10μM
を含有するダルベツコの改質イーグル培地 (DMEM
)において培養した。ラット尾からのタイプIコラーゲ
ン(Sigma Chemical Co、)或は牛皮
膚からのタイプIコラーゲン(Vitrogen”Co
lCo11a Corp、)を水性酸中およそ3mg/
mlの溶液として用いた。
MDCK細胞は用いるコラーゲンに応じて付着及び成長
特性の差異を示すので、Millicell−CM(M
illipore Corporation)上の同じ
コラーゲン源を100%対照値として用いた。細胞(5
,104細胞/cm”)を親水性にした(hydrop
hNized)ポリテトラフルオロエチレンである被覆
Mi11icell−CM支持体 (Millipor
eCorporat 1on)を含むコラーゲン被覆細
胞培養装置に接種し、対照として用いた。接種した装置
をCD□7%、空気93%の雰囲気中37℃でインキュ
ベートした。
特性の差異を示すので、Millicell−CM(M
illipore Corporation)上の同じ
コラーゲン源を100%対照値として用いた。細胞(5
,104細胞/cm”)を親水性にした(hydrop
hNized)ポリテトラフルオロエチレンである被覆
Mi11icell−CM支持体 (Millipor
eCorporat 1on)を含むコラーゲン被覆細
胞培養装置に接種し、対照として用いた。接種した装置
をCD□7%、空気93%の雰囲気中37℃でインキュ
ベートした。
細胞成長結果を下記の通りにして調製したECMコーテ
ィングと比較して評価した:ラット尾コラーゲン(タイ
プ■)のストック溶液(3,0mg/ml )をO,O
N HCIで作った。
ィングと比較して評価した:ラット尾コラーゲン(タイ
プ■)のストック溶液(3,0mg/ml )をO,O
N HCIで作った。
牛コラーゲン(タイプI 、 Vitrogen Co
llCo11aのストック溶液(3、0mg/ml)を
ColCo11a Carp(カリフォルニア、バロア
ルト在)から得た。各々60%エタノールのl:4希釈
液50μlを乾燥12mm培養プレートインサートの内
部に無菌で適用した。ECMコーティングを接種する前
に層流フード中で室温において乾燥させた。
llCo11aのストック溶液(3、0mg/ml)を
ColCo11a Carp(カリフォルニア、バロア
ルト在)から得た。各々60%エタノールのl:4希釈
液50μlを乾燥12mm培養プレートインサートの内
部に無菌で適用した。ECMコーティングを接種する前
に層流フード中で室温において乾燥させた。
表1の例を、表2に示す接種後の日数における適当な対
照サンプルのMDCK細胞成長と比較した。
照サンプルのMDCK細胞成長と比較した。
老ニー2
1 50 50 902
60 75 1003
25 75 1004 5
0 90 1005 50
60 1006 50
50 1007 75 100
1008 0 0
09 ND” 50
7510 ND” 50
7511 ND” 100
100*=検出されない MDCK細胞成長を、0日に5×104細胞/cm2接
種して評価しかっECMコーティングとしてMilli
cel l−CM上に被覆した同じコラーゲン源を標準
法=100%としてこれに対して比較した。ND=検出
されない。
60 75 1003
25 75 1004 5
0 90 1005 50
60 1006 50
50 1007 75 100
1008 0 0
09 ND” 50
7510 ND” 50
7511 ND” 100
100*=検出されない MDCK細胞成長を、0日に5×104細胞/cm2接
種して評価しかっECMコーティングとしてMilli
cel l−CM上に被覆した同じコラーゲン源を標準
法=100%としてこれに対して比較した。ND=検出
されない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、表面全体が細胞結合成は細胞成長促進組成物で直接
被覆された平均細孔寸法0.001〜15ミクロンを有
する多孔質ポリマー支持体膜及び遊離ラジカル開始剤に
より現場重合されたモノマーから形成されかつ該支持体
の上で現場架橋された架橋第二ポリマーを含み、該多孔
質膜支持体と本質的に同じ多孔質構造を有する複合多孔
質熱可塑性膜。 2、前記ポリマー支持体がポリテトラフルオロエチレン
である特許請求の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 3、ポリマー支持体がポリカーボネートである特許請求
の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 4、ポリマー支持体がポリアミドである特許請求の範囲
第1項記載の複合多孔質膜。 5、ポリマー支持体がポリフッ化ビニリデンである特許
請求の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 6、ポリマー支持体がポリプロピレンである特許請求の
範囲第1項記載の複合多孔質膜。 7、細胞成長促進組成物がコラーゲンである特許請求の
範囲第1項記載の複合多孔質膜。 8、細胞成長促進組成物がタイプ I ラット尾コラーゲ
ンである特許請求の範囲第7項記載の複合多孔質膜。 9、細胞成長促進組成物がタイプ I 牛皮膚コラーゲン
である特許請求の範囲第7項記載の複合多孔質膜。 10、支持体がポリテトラフルオロエチレンでありかつ
組成物が顕微鏡によりすけてみえる特許請求の範囲第1
項記載の複合多孔質膜。 11、細胞成長促進組成物がプロトグリカンである特許
請求の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 12、細胞成長促進組成物がラミニンである特許請求の
範囲第1項記載の複合多孔質膜。 13、細胞成長促進組成物がフィブロネクチンである特
許請求の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 14、細胞成長促進組成物がリンホカインである特許請
求の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 15、細胞成長促進組成物が免疫調整剤である特許請求
の範囲第1項記載の複合多孔質膜。 16、表面全体にわたって細胞成長促進組成物で直接被
覆された多孔質ポリマー支持体及び架橋された第二ポリ
マーから形成され、該多孔質膜支持体と本質的に同じ多
孔質構造を有する複合多孔質膜の形成方法であって、 該多孔質膜に細胞成長促進組成物、第二ポリマーの多官
能性モノマー及び遊離ラジカル重合開始剤の溶液を該モ
ノマーを重合させかつ該第二ポリマーを該多孔質ポリマ
ー支持体の表面全体にわたって該細孔の閉塞を避ける条
件下で架橋させる条件下で接触させることを含む方法。 17、前記ポリマー支持体がポリテトラフルオロエチレ
ンである特許請求の範囲第16項記載の方法。 18、前記ポリマー支持体がポリカーボネートである特
許請求の範囲第16項記載の方法。 19、前記ポリマー支持体がポリアミドである特許請求
の範囲第16項記載の方法。 20、前記ポリマー支持体がポリフッ化ビニリデンであ
る特許請求の範囲第16項記載の方法。 21、前記細胞成長促進組成物がコラーゲンである特許
請求の範囲第16項記載の方法。 22、前記コラーゲン組成物がタイプ I ラット尾コラ
ーゲンである特許請求の範囲第21項記載の方法。 23、前記コラーゲンがタイプ I 牛皮膚コラーゲンで
ある特許請求の範囲第22項記載の方法。 24、前記細胞成長促進組成物がプロトグリカンである
特許請求の範囲第16項記載の方法。 25、前記細胞成長促進組成物がラミニンである特許請
求の範囲第16項記載の方法。 26、前記細胞成長促進組成物がフィブロネクチンであ
る特許請求の範囲第16項記載の方法。 27、前記細胞成長促進組成物がリンホカインである特
許請求の範囲第16項記載の方法。 28、前記細胞成長促進組成物が免疫調整剤である特許
請求の範囲第16項記載の方法。 29、表面全体にわたって架橋された第二ポリマーで直
接被覆された多孔質ポリテトラフルオロエチレン支持体
から形成され、該多孔質膜支持体と本質的に同じ多孔質
構造を有する複合親水性多孔質膜の形成方法であって、 (a)多孔質膜支持体を洗浄して多孔質膜における細孔
の表面を湿潤させ、 (b)多孔質膜に細胞成長促進組成物、第二ポリマーの
モノマー及びモノマー用架橋剤の溶液を該モノマーを重
合させかつ該第二ポリマーを該多孔質ポリテトラフルオ
ロエチレン支持体の表面全体にわたって該細孔の閉塞を
避ける条件下で架橋させる条件下で接触させ、該溶液は
水10〜90重量%及び水混和性有機溶媒80〜10重
量%を含む方法。 30、細胞成長促進組成物がコラーゲンである特許請求
の範囲第29項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/404,810 US5037656A (en) | 1986-12-04 | 1989-09-08 | Porous membrane having hydrophilic and cell growth promotions surface and process |
US404810 | 1989-09-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03175981A true JPH03175981A (ja) | 1991-07-31 |
JP3032257B2 JP3032257B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=23601144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2233455A Expired - Lifetime JP3032257B2 (ja) | 1989-09-08 | 1990-09-05 | 親水性及び細胞成長促進表面を有する多孔質膜及び方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5037656A (ja) |
EP (1) | EP0416586B1 (ja) |
JP (1) | JP3032257B2 (ja) |
DE (1) | DE69015284T2 (ja) |
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