JPH0387172A

JPH0387172A - 細胞封入カプセル体及びその製造法

Info

Publication number: JPH0387172A
Application number: JP1224215A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mano; 真野　隆; Shinjiro Mitsuda; 満田　伸二郎; Eitaro Kumazawa; 熊沢　栄太郎; Shinji Iijima; 信司飯島; Takeshi Kobayashi; 猛小林
Original assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-11

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】産業圭也剋推分立本発明は、細胞を封入したカプセル体およびその製造方
法に関する。

本発明よるカプセル体は、細胞や微生物の培養に利用す
ることができる。

丈米産丑血細胞や微生物を培養する際に、細胞や微生物を多孔質カ
プセル中に封入し、固定化して培養する、いわゆるエン
カプセル法とよばれている方法が最近注目されている。

この方法によって目的とする物質を生産する細胞や微生
物をカプセル中に封入固定化すると、カプセル中で増殖
し、高密度となり目的物質の生産効率を向上させること
が知られている。又カプセル内に細胞や微生物を封入す
ることで目的物質のみがカプセル外に出てゆくような条
件を設定することにより、分離、濃縮が容易にできるた
め、動物細胞の培養による物質生産に多用されている。

カプセルの材料としては、塩化カルシウム水溶液にアル
ギン酸含有細胞懸濁液を滴下してカプセルを形成させる
方法が広く普及している。例えば特開昭５７−２０２２
８９号公報にはアルギン酸ナトリウムを用いたカプセル
や、ポリリジンを用いたカプセルによる細胞培養方法が
開示されている。又、−１ｍに、多糖類のゲルとイオン
とにより、膜を形成させ細胞封入カプセルとすることが
広く知られている。しかしこれらのカプセルは、主にゲ
ル形成に必要なイオンが長期間培養を継続することによ
り脱イオン化され、カプセルが脆弱化し、破損するなど
の欠点が指摘されている。

このようなカプセルをさらにホスファゼン系ポリマーで
作成したカプセルで封入する方法（特開昭６３−８４４
８９号公報）やポリエチレンイミンによりコティングす
る方法（特開昭６４−１３９８６号公報）、ポリウレタ
ンポリマーでコーティングする方法（特開昭６３−２４
８３９１号公報）などが提案されている。

しかし、細胞封入カプセルをさらにこれらの合成樹脂体
で被覆すると耐久性は向上するものの細胞の増殖や物質
の生産性などの面では必ずしも満足のゆく結果が得られ
ていなかった。

が　　しよ゛と　る本発明は、このような細胞封入カプセル体について鋭意
検討を進めた結果、細胞の封入に適しており、かつ、物
質生産に向いた長期培養可能な培養用カプセルを見出し
本発明を完成するに至った。

したがって、本発明は耐久性を有しかつ細胞培養による
物質生産に適したカプセル体、およびその製造方法を提
供することを課題とする。

禅　を”′　るための　叉すなわち、本発明は、細胞をゲル化剤で固定化したゲル
をウレタンプレポリマーでコーティングした細胞封入カ
プセル体であって、ウレタンポリマーコーティング層内
に多数の空胞構造を有することを特徴とする細胞封入カ
プセル体および細胞をゲル化剤で固定したゲルを、含水
性微粉末を混入させたウレタンプレポリマーと反応させ
、ゲルの周囲をウレタンポリマー層で被覆するとともに
ウレタンポリマー層内に多数の空胞構造を形成させるこ
とを特徴とする細胞封入カプセル体の製造法に関する。

本発明において細胞は、植物細胞、動物細胞のいずれで
も用いられ、また細胞には、特に限定がない限り微生物
をも包含するものである。

また、ゲル化剤には通常多糖類が用いられるが、それ以
外にもゼラチンなどの蛋白質性ゲル化剤やボリアクリル
アごド、ポリリジンなどの合成高分子ゲル化剤も使用可
能である。

多＄７！Ｉには、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム等
の水溶性金属塩、グアガム、カラギーナン、ペクチンな
どの水溶性多糖類が用いられる。

これらのゲル中に細胞を固定化するには、特開昭５７−
２０２２８９号公報に開示されているようにハーヘスト
した細胞を懸濁した多Ｉｆや合成高分子等のゲル化剤の
溶液をノズルから多価金属イオンの水溶液、例えば塩化
カルシウム水溶液中に滴下させ、球形もしくは長球状の
ゲル化カプセルを形成させ、細胞を固定化する方法が一
般的に行われる。

次いで、このようにして得られたカプセルの表面を含水
性の微粉末、例えば、ゼラチン、澱粉などを０．０１〜
１％含有するウレタンプレポリマーと反応させてゲル表
面を被覆する。ウレタンプレポリマーは、ゲル表面の水
分、ゼラチンなどの含水性微粉末中の水分と反応し、重
合しプレポリマからポリマーへと架橋化され、耐久性の
ある被覆を形成する。また、反応の過程で発生ずるＣ○
２ガスがウレタン被覆層中に、多数の貫通孔や空胞を形
成する。含水性微粉末を混入させないウレタンプレポリ
マーによるゲルの被覆は特開昭６３−２４８３９１号公
報に開示されている。この場合には、ウレタンプレポリ
マーの重合反応は、ゲル表面の水分とのみによってすす
むため、ゲルの状態によっては高い反応熱が発生し、ゲ
ル内に固定化された細胞の生育に悪影響をおよぼすこと
が観察されている。

しかし、ウレタンプレポリマー中に含水性の微粉末を含
有させることにより、反応を細胞に悪影響をおよぼさな
いように、被覆層内から開始させることができ、かつ、
被覆層内に多数の空胞を形成させ反応熱の散逸をはかる
ことができる。

ウレタンプレポリマーとしては公知のものを使用でき、
例えば上述の特開昭６３−２４８３９１号公報に開示さ
れているポリオール化合物とイソシアネト化合物を反応
させて得られるようなものであればいずれでも使用可能
である。本発明において特に好ましいものは、１−ルエ
ンジイソシアネートとポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレンボリオルとから得られた親水性のＮＣ○末端プ
レポリマーであるＰＵ−６（東洋ゴム株式会社製）であ
る。

ウレタンプレポリマーをゲル表面で反応させ、被覆層を
形成するためには、細胞封入ゲルをウレタンプレポリマ
ーに浸漬する方法、あるいは、表面に塗布する方法、二
重管の内管中をゲルを流下させ、外管よりウレタンプレ
ポリマーを流下させ、表面に被覆する方法など一般的な
方法が採用し得る。

以下に実施例を示し、さらに本発明の詳細な説明する。

実施例１（細胞封入カプセルの製造）抗ヒトエリスロボエチン抗体を生産するハイプリドーマ
細胞ｅｐｏ２Ｃ細胞を１０％牛脂児血清を含むダルベツ
コ改変イーグル培地とＦ１２培地の等量混合培地で培養
した。培養後、細胞をハーヘストした後、４　Ｘｌ０６
ｃｅｌｌｓ／成の濃度になるようにｌＯ％牛脂児血清を
含むダルベツコ改変イーグル培地とＦ１２培地の等量混
合培地に懸濁した。等量の２％アルギン酸Ｎａ水溶液と
混合し、次いで、０．１Ｍ　ＣａＣ］ｚ水溶液中に細管
より滴下し、細胞封入ゲルを作成した。そして、このゲ
ルを第１図に示す二重管ノズルの内管（２）より流下さ
せ、外管（１）より、０．１％粉末ゼラチン懸濁ウつタ
ンプレポリマーＰＵ−６を流下させ、ゲル表面を被覆し
、フルオロカーボン中で重合反応を行わせ、ウレタンコ
〜ティング層内に多数の空胞構造を有する細胞封入カプ
セル体を得た。

実施例２　（細胞封入カプセルの培養）実施例１で得た
細胞封入カプセルを２４ｃｍ１の容量を持つリアクター
中に１００個充填し、リアクタ下部より２５ｍＲ／ｍｉ
ｎで通気し、５％牛脂児血清含有ダルベツコ改変培地を
４８　ｍｆｌ　７日の流量で循環させた。６日間培養を
継続し、グルコース消費量、抗体産生量を測定した。第
２図に示すように、本発明に係るカプセル法で作成した
細胞封入カプセル体は高い抗体産生を示した。また、６
日目に″カプセル体をとり出し、細胞の生育状態を観察
した。

第３図に示すように、ウレタン被覆層に多数の空胞が生
し、空胞中にも細胞が生育し、良好な結果であった。

そして、このカプセル体中で長期間培養が可能となった発里少媚来本発明による細胞封入カプセル体は、多数の空胞構造を
有するウレタンポリマーコーティング層が形成されてい
るので、このカプセル体を用いて細胞を培養すると、細
胞の死滅が少く、長期間耐久的に培養することができる
。また、細胞の生育も良く、目的とする物質の生産を向
上することができる。

また、ウレタンポリマー形成反応がウレタンポリマーに
混入させたゼラチンに含まれる水分により開始するため
、反応により発生する熱がゲル内部まで伝わらないため
、ゲルに封入固定化した細胞の死滅が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例１で使用するウレタンプレポリ
マーコーティング用二重管の構造を示す。（１）は内管、（２）は外管を示す。第２図は、本発明実施例２により培養を行って生産され
た抗体の生産量と糖の消費量との関係を示す。図中、Ｏ
はウレタンプレポリマー、テフロン膜を用いた場合（対
照）、・はウレタンプレポ０リマー＋ゼラチン、テフロン膜を用いた場合についての
上記関係をそれぞれ示す。第３図は、本発明実施例２により細胞培養後６日を経過
したカプセル体の縦断面図を示す。（１）は細胞、（２）はアルギン酸カルシウム、（３）
はアルギン酸カルシウム脱水層、（４）はウレタンポリ
マをそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）細胞をゲル化剤で固定化したゲルをウレタンポリ
マーでコーティングした細胞封入カプセル体であって、
ウレタンポリマーコーティング層内に多数の空胞構造を
有することを特徴とする細胞封入カプセル体。
（２）細胞をゲル化剤で固定化したゲルをウレタンプレ
ポリマーと反応させてゲルの周囲をウレタンポリマー層
でコーティングした細胞封入カプセル体を製造する方法
において、ウレタンプレポリマー中に含水性微粉末を混
入させてウレタンポリマーコーティング層内に多数の空
胞構造を形成させることを特徴とする細胞封入カプセル
体の製造方法。
（３）含水性微粉末がゼラチン粉末であることを特徴と
する請求項（２）に記載の細胞封入カプセル体の製造方
法。