JPH05260959A - 細胞培養用基材 - Google Patents

細胞培養用基材

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JPH05260959A
JPH05260959A JP4062749A JP6274992A JPH05260959A JP H05260959 A JPH05260959 A JP H05260959A JP 4062749 A JP4062749 A JP 4062749A JP 6274992 A JP6274992 A JP 6274992A JP H05260959 A JPH05260959 A JP H05260959A
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JP
Japan
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porous membrane
substrate
cells
cell
cell culture
Prior art date
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Pending
Application number
JP4062749A
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English (en)
Inventor
Mikio Koide
幹夫 小出
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】細胞との親和性、増殖性が高く、増殖した細胞
を容易に取り出せる細胞培養用基材を提供する。 【構成】親水性を付与した多孔質膜と、変性コラーゲン
および水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の少な
くとも2層からなることを特徴とする細胞培養用基材で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は細胞培養用基材に関する
もので、細胞の増殖の促進を図れる細胞培養用基材に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、医学、生物学の分野において、体
細胞を生体内的(in vivo)に、あるいは試験管
内的(in vitro)に培養することに関心が持た
れている。例えば熱傷、採皮創および皮膚剥削創、外傷
性皮膚欠損創等の疾患ないし創傷により皮膚組織の損
失、特に広範な皮膚損失を被った場合、患部における感
染および体液の過度の損失により直ちに生命の危険にさ
らされる虞れが生じるゆえ、迅速な組織の修復が望まれ
るところである。このような患部に対する処置としては
本人に正常な部位の皮膚を取り、自家移植することが現
在最善の策とされているが、自家移植が常に適用可能で
あるとは限らず、例えば欠損部が広範にわたる場合など
は非常に困難なものとなり、適用可能である場合も一度
にすべての欠損部に移植することは不可能であり、長期
間にわたり幾度となく移植を繰り返す必要があった。
【0003】また、近年培養移植法あるいは培養皮膚と
も言える皮膚に近い材料の移植法が行われてきている。
これは重度の患者を対象として、患者の残された正常部
位の皮膚を採取して、単離した細胞を試験管内で培養を
行いもとの細胞の数十倍から数百倍に増殖したのち、被
覆膜とともに患者の創傷部位に移植し、表皮化を形成さ
せ治癒を図るものである。この方法を臨床に応用した例
としてガリコ(G.G.Gallico et al)
の研究(ニュー イングランド ジャーナルオブ メデ
ィシン(New Eng.J.Med.),第311
巻,第7号,448〜451ページ(1984年))が
ある。
【0004】さらに、皮膚は唯一直接外界に接している
臓器であり、最下層に分裂能を有する基底細胞層、その
上層にある基底細胞が徐々に分化してできた有棘層・顆
粒層そして最外層の角質層から成り立っている。基底細
胞は分化するのつれ、細胞が偏平化し細胞質中のケラチ
ンを蓄積し、最終的には完全にケラチンとなり外界に排
出される。このように皮膚のような上皮系の基底細胞に
は真皮側から栄養を補給し角質層に向けて排泄するとい
う細胞内分極が存在する。このような特性から表皮基底
細胞はプラスチックシャーレ上で培養すると基材との接
触面より栄養補給ができず、培養をつづけていくと徐々
に基材から剥離し死んでしまう。従って、この細胞内分
極という表皮基底細胞の特性を生かすためには、細胞が
接着している部分から栄養を摂取できなければならな
い。このため、物質透過性を持つ細胞培養用基材が望ま
れる。コラーゲンからなる膜では物質透過性のないコラ
ーゲン基材(プラスチックシャーレにコラーゲンをコー
トしたもの)に比べ、表皮基底細胞の長期保持が可能で
あったという報告がある(K.Yoshizato,e
t al,ジャーナル オブ セル サイエンス(J.
Cell Sci).,91、491〜499(198
8))。しかしコラーゲン膜は栄養を補給できるだけの
物質透過性もなく、また物理的に不安定であり、さらに
表皮基底細胞が産生するコラーゲナーゼにより分解する
可能性がある。それに対して人工材料による細胞培養用
基材はコラーゲン膜の欠点を補うものとして市販されて
いるが、表皮基底細胞の接着性が低く、人工材料におい
て物質透過性膜の利点を補うものではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の如き
問題点である基材の物質の透過性を改善し細胞の生着性
が高く、増殖性の高い細胞培養用基材を提供することを
課題としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は親水性多孔質
膜と、変性コラーゲンおよび水溶性多糖類からなるコア
セルベート液滴の少なくとも2層からなる細胞培養用基
材によって解決される。
【0007】本発明の親水性多孔質膜と、変性コラーゲ
ンおよび水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の少
なくとも2層からなることを特徴とする細胞培養用基材
は、細胞生着面に変性コラーゲンおよび水溶性多糖類か
らなるコアセルベート液滴が存在するために細胞との親
和性が高く、多孔質膜を基体として用いるために膜を介
しての物質交換が容易に行え、細胞増殖性が高まる。さ
らに表皮基底細胞を培養して培養表皮シートを得るため
には、ディスパーゼ等の酵素を使用して簡単に基材から
剥離することができる。
【0008】本発明では親水性多孔質膜と、変性コラー
ゲンおよび水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の
少なくとも2層とるものであるが、この2層という意味
にはコアセルベート液滴が親水性多孔質膜上に層状をな
している状態の他に、液滴として分散している状態も含
むものである。
【0009】また、本発明は親水性多孔質膜として、疎
水性多孔質膜の表面に親水性ポリマーを化学的修飾して
親水化したものを用いることが望ましく、機械的強度が
高く取り扱いが容易になる。
【0010】さらに、本発明は疎水性多孔質膜の平均孔
径は0.01〜1.0μmであると、物質透過性が維持
され、また、必要以上の物質の流出を防ぐことができる
のでデ好ましい。そのような多孔質膜に基材としてポリ
オレフィン、ハロゲン化ポリオレフィンなどのオレフィ
ン系樹脂あるいは、ナイロン、ポリサルフォン、ニトロ
セルロースなどを用いることができる。
【0011】また、疎水性多孔質膜に親水性を付与する
ための化学的修飾方法としてプラズマ開始表面グラフト
重合法などが可能である。
【0012】本発明における変性コラーゲンは牛真皮由
来のコラーゲンをプロクターゼまたはペプシン等の酵素
で消化処理して抗原基テロペプチドを除去してアテロコ
ラーゲンとし、さらにこれを37〜90℃の温度に加熱
して変性させたものが望ましく。この変性条件は多糖類
とのコアセルベート液滴形成に非常に影響を与える。変
性温度と変性処理時間の程度により、コラーゲン分子の
螺旋繊維(ヘリックス)の巻き戻しの程度、pH変化に
対する反応性等が異なる。そのために変性の程度を適度
に調整して、水溶性多糖類希薄水溶液と混合したときに
のみコアセルベート液滴を形成することができる。さら
に前記水溶性多糖類としてはムコ多糖類、特に酸性ムコ
多糖類であるコンドロイチン硫酸、ヘパラン硫酸、デル
マタン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリン、アルギン酸など
が挙げられる。これらの多糖類は水によく溶けるために
コアセルベート液滴作成に適している。
【0013】本発明で用いる疎水性多孔質膜としてポリ
プロピレンを用いた親水性疎水性多孔質膜は次のように
して製造される。まず、ポリプロピレン粉末に所定量の
流動パラフィン及び結晶核形成剤を加えて溶融混練し、
ペレット化する。このペレットを150〜200℃で溶
融し、Tダイ付きの押出機により押し出し、冷却固定化
液中に導き冷却固化してフィルムにし、該フィルム中の
流動パラフィンの抽出を行い、135℃程度の空気中で
約2分間熱処理を施し、ポリプロピレン製多孔質膜を得
る。この多孔質膜にメトキシエチルアクリレートをプラ
ズマ開始表面グラフト重合し、親水化されたポリプロピ
レン製多孔質膜を得ることができる。得られた親水化さ
れたポリプロピレン製多孔質膜は培地に浸すと半透明に
なり、光学顕微鏡を用いて細胞の形態を観察することが
できるようになる。
【0014】また、本発明で用いるコアセルベート液滴
は次のようにして製造される。変性コラーゲン水溶液と
水溶性多糖類水溶液を変性コラーゲン1重量部に対して
水溶性多糖類0.05〜1重量部の割合で混合し、塩酸
等を用いてpHを酸性に調節し、白濁したコアセルベー
ト液滴を得ることができる。混合時の変性コラーゲン水
溶液と水溶性多糖類の総量は5〜50(W/W)%が好
ましく、より好ましくは10〜30(W/W)%であ
る。この範囲に総量があるとき、コアセルベート液滴の
収量が増大する。
【0015】そして、本発明の細胞培養用基材を作製す
るには前述した親水化した多孔質膜にコアセルベート液
滴をコーティングしてクリーンベンチ内で風乾すること
によって得られる。多孔質膜にコアセルベート液滴をコ
ーティングしても、コーティングの厚さに関係なく、グ
ルコース(分子量180)、ビタミンB12(分子量1,
355)、イヌリン(分子量5,200)のような溶質
を透過することができる。
【0016】また、疎水性多孔質膜を親水化したものを
用いる変わりに、親水性の多孔質膜を用いてもよい。素
材としてはポリウレタンなどがあげられる。
【0017】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに具体的に
説明する。
【0018】
【実施例1】 コアセルベートの作成 アテロコラーゲンを0.3(W/V)%となるように蒸
留水で膨潤させてアテロコラーゲン溶液とし、この水溶
液を室温になじませた後、60℃に保ったオーブン内に
て約2時間加熱操作を行ない変性コラーゲンを得る。こ
の変性コラーゲンは変性温度(37℃)以上に保ってお
く。なお、この処理温度時間で得られた変性コラーゲン
は冷却後にヘリックス構造の一定の割合で再生できる範
囲内のものである。このようにして得られた変性コラー
ゲンのヘリックス含量は約40%であった。一方、コン
ドロイチン−6−硫酸を1(W/V)%となるように蒸
留水に溶かし、コンドロイチン−6−硫酸として得られ
ているものは水に溶解後陽イオン交換樹脂でNa部分を
水素イオンで置換しておく。混合した時の物質総量の割
合は変性コラーゲン:コンドロイチン−6−硫酸は9:
1であった。混合後1規定の塩酸を用いてpHを調整を
行い、pHを下げていくに従い白濁を生じ、コアセルベ
ート液滴が形成された。
【0019】親水化ポリプロピレン多孔質膜の作成 メルトフローインデックスが30及び0.3のポリプロ
ピレン混合物(混合重量比100:40)100重量部
当たり、400重量部の流動パラフィン(平均分子量3
24)及び0.3重量部の結晶核形成剤としての1,
3,2,4−ビス(P−エチルベンジリデン)ソルビト
ールを二軸型押出機により溶融混練し、ペレット化し
た。このペレットを上記二軸型押出機を用いて150〜
200℃で溶融し、スリット0.6mmのTダイより空
気中に押し出しフィルム状にし、このフィルム状物をT
ダイ直下に置かれたガイドローラーによって冷却固定化
した後巻取る。この巻取ったフィルム状物を一定寸法に
切断し、縦横両方向に固定し、1,1,2−トリクロロ
ー1,2,2−トリフルオロエタン中に10分間計4貝
浸漬して、フィルム状物中で2分間熱処理を行って平均
孔径0.45μm、膜厚130μmのポリプロピレン製
多孔質膜を得た。この膜にメトキシエチルアクリレート
をプラズマ開始表面グラフト重合し、親水化されたポリ
プロピレン製多孔質膜を得た。
【0020】細胞培養用基材の作成 上記で作成した得られた親水化されたポリプロピレン
膜に上記で作成したコアセルベート液滴をコーティン
グした後、クリーンベンチ内で風乾した。さらに真空下
で1時間真空に晒し、その後温度を下げ、親水化された
ポリプロピレン膜にコアセルベート液滴がコートされた
細胞培養用基材を作成した。
【0021】
【実施例2】 親水性ニトロセルロースの作成 市販のニトロセルロース(東洋濾紙製)にメトキシエチ
ルアクリレートをプラズマ開始表面グラフト重合して親
水化し、親水化されたニトロセルロースを得た。
【0022】細胞培養用基材の作成 上記で得られた親水化されたニトロセルロースに実施
例1ので調整したコアセルベート液滴をコーティング
した後、クリーンベンチ内で風乾した。さらに真空下で
1時間真空に晒し、さらに温度を140℃に上げ、24
時間真空状態に保ち、その後、温度を下げ、親水化され
たニトロセルロースにコアセルベート液滴がコートされ
た細胞培養用基材を作成した。
【0023】(表皮細胞の培養試験)実施例1で得られ
たコアセルベート液滴をコートした親水化ポリプロピレ
ン製多孔質膜と、実施例2で得られたコアセルベート液
滴をコートした親水化ニトロセルロース膜と、比較例と
して実施例1ので作成した親水化ポリプロピレン製多
孔質膜及び、実施例2ので作成した親水化ニトロセル
ロース膜のそれぞれの膜を23mmφに打ち抜き、70
%エタノールで消毒後、12穴プレートにOリングで固
定した。ラット由来のニュー ボーン ラット ケラチ
ノサイト(New born Rat Skin Ke
ratinocyte(クラボウ株式会社製)(凍結
品)を解凍し1200r.p.mで5分間遠心分離し
た。10%FBS(株式会社大日本製薬)を含むDME
培地にサスペンジョンした後、1×105cells/
cm2で12穴プレート上に播種した。一定期間(6日
間)培養した後、細胞数をカウントした。結果を図1に
示した。
【0024】図1から親水性を付与された疎水性多孔質
膜と比べて、本発明の親水性多孔質膜と、変性コラーゲ
ンおよび水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の少
なくとも2層からなる細胞培養用基材では細胞の増殖率
が高くの細胞培養に優れることがわかる。
【0025】
【発明の効果】本発明の親水性多孔質膜と、変性コラー
ゲンおよび水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の
少なくとも2層からなる細胞培養用基材は、細胞生着面
に変性コラーゲンおよび水溶性多糖類からなるコアセル
ベート液滴が存在するために細胞との親和性が高く、多
孔質膜を基体として用いるために膜を介しての物質交換
が容易に行え、細胞増殖性が高まる。さらに表皮基底細
胞を培養して培養表皮シートを得るためには、ディスパ
ーゼ等の酵素を使用して簡単に基材から剥離することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基材とその基材上で培養された表皮基底細胞の
数との関係を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A61K 37/12 8314−4C (C12N 5/08 C12R 1:91)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 親水性多孔質膜と、変性コラーゲンおよ
    び水溶性多糖類からなるコアセルベート液滴の少なくと
    も2層からなることを特徴とする細胞培養用基材。
JP4062749A 1992-03-19 1992-03-19 細胞培養用基材 Pending JPH05260959A (ja)

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JP4062749A JPH05260959A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 細胞培養用基材

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JP4062749A JPH05260959A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 細胞培養用基材

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JPH05260959A true JPH05260959A (ja) 1993-10-12

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ID=13209366

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JP4062749A Pending JPH05260959A (ja) 1992-03-19 1992-03-19 細胞培養用基材

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6821107B1 (en) 1999-10-29 2004-11-23 Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of forming a structure having multiple cell layers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6821107B1 (en) 1999-10-29 2004-11-23 Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of forming a structure having multiple cell layers

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