JPH0638734A - 内側隆起部を有する細胞培養容器およびその容器中で細胞を培養するための方法 - Google Patents

内側隆起部を有する細胞培養容器およびその容器中で細胞を培養するための方法

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JPH0638734A
JPH0638734A JP4338562A JP33856292A JPH0638734A JP H0638734 A JPH0638734 A JP H0638734A JP 4338562 A JP4338562 A JP 4338562A JP 33856292 A JP33856292 A JP 33856292A JP H0638734 A JPH0638734 A JP H0638734A
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wall
ridge
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JP4338562A
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Dennis M O'connell
マルコム オコーネル デニス
Martin S Paris
スティーヴン パリス マーティン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 細胞の成長およびできる限り細胞の副生成物
収量を改善した細胞培養器を提供する。 【構成】 容器１は、上壁２、底壁４、対向する側壁６
および８、対向する端壁１４および１６を備えている。
フラスコ１は、それぞれ側壁６および８から伸び、収束
し、高くなった端壁１６を接続する側壁１０および１２
を含む。傾斜表面１８は底壁４に対して傾斜し、側壁１
０および１２の間を横に、端壁１６に向かって上方に伸
びている。端壁１６は、ピペットや掻き取り器具を始め
とする各種の道具により細胞や成長媒体を導入し、フラ
スコ１の内部から取り出すための、その端壁から伸びた
末端が開いた口を有する。フラスコ１の内側を密閉する
取り外し可能な栓２２が末端の開いた口２０に取り外し
可能に取り付けられている。フラスコ１の底壁４の内側
表面は、複数の連続的で平行な隆起部２４を備え、その
間に幾つかの溝または谷を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には実験器具に関
し、より詳しくはフラスコや皿のような容器およびその
中で生物の細胞を培養するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生物細胞組織の培養に容器を使用する方
法は、ガラス器具内で細胞を成長および繁殖させる分野
では良く知られている。そのような容器中で培養される
細胞および細胞の副生成物は、薬理学、遺伝子研究およ
び遺伝子工学、および一般的な医学用途を始めとする広
範囲な生物技術関連の実験に使用されている。
【０００３】先行技術の容器は一般的に容器内に主成長
表面を有し、その表面はほとんどの場合、培養中に細胞
が付着する平らな表面である。先行技術には、回転びん
と呼ばれる組織細胞容器も含まれるが、この容器は特
に、びんの縦軸を中心にしてゆっくり回転させ、その内
側表面上に固定された細胞の周囲に培地を循環させるよ
うに設計されている。そのような先行技術の回転びん
は、設計上の特徴として、びんの外側全体の寸法を増加
させずに、組織細胞が付着し、成長する内部の平らな表
面積を増加させるために、波形になった、またはひだを
つけた側壁を含むことがある。
【０００４】それらの先行技術にもかかわらず、この分
野では、細胞の成長、および培養している培養菌の目的
に応じて、細胞の副生成物の収量を改善する細胞培養容
器が必要とされている。さらに、この分野で広く使用さ
れている既存の培養装置に容易に収容するために、特定
容量の容器の実質的に標準化された外側の全体寸法を維
持する必要もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、細胞
の成長およびできる限り細胞の副生成物収量を改善した
細胞培養容器を提供することにある。
【０００６】本発明の別の目的は、標準化はされていな
くても、本発明の分野で広く受け入れられている外側の
幾何学的形状および寸法を有する、改良された細胞培養
容器を提供することにある。
【０００７】本発明のさらに別の目的は、中で培養すべ
き細胞系統に、より生体内に近い成長環境を与える、改
良された細胞培養容器および方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これらの、および他の目
的は、ここに記載する本発明の実施形態により達成され
る。
【０００９】少なくとも一つの側壁および底壁を有する
細胞培養容器も開示する。この容器の一つの壁の内側表
面の少なくとも一部に、生物細胞が橋かけできる構造お
よび寸法を有する複数の溝または谷を備えている。好ま
しい実施形態では、これらの溝または谷は、互いに平行
に、あるいは互いに同心円状に配置された隆起部の間に
ある。各隆起部は、好ましくは０．１０〜０．５０ミリ
メートルの範囲内のピーク半径、好ましくは隣接する隆
起部のピークから０．２〜２．５ミリメートルの範囲の
ピーク間隔、および好ましくは０．２〜２．０ミリメー
トルのピーク高さを有する。
【００１０】細胞培養フラスコは、上壁および対向する
底壁、少なくとも２つの対向する側壁および少なくとも
２つの端壁を含む外側および内側表面を備えた複数の壁
を有する。端壁の一方は外側にのびる末端が開いた口を
有する。壁の少なくとも一つの内側表面は、生物細胞が
橋かけできる複数の溝または谷を備えている。好ましい
実施形態では、フラスコの一つの壁の内側表面の少なく
とも一部は、平行な隆起部の間に位置する複数の溝また
は谷を有する。各隆起部は好ましくは０．１〜０．５ミ
リメートルの範囲内のピーク半径、好ましくは隣接する
隆起部のピークから０．２〜２．５ミリメートルの範囲
のピーク間隔、および好ましくは０．２〜２．０ミリメ
ートルの範囲のピーク高さを有する。
【００１１】ガラス器具内で、生体内に近い環境で生物
細胞を繁殖させる方法を開示する。この方法では、内側
表面の少なくとも一部に、生物細胞が橋かけできる複数
の溝または谷を備えている容器を使用する。好ましく
は、これらの溝または谷は、互いに平行に、あるいは互
いに同心円状に配置された隆起部の間にある。各隆起部
は、好ましくは隣接する隆起部のピークから０．２〜
２．５ミリメートルの範囲のピーク間隔、好ましくは
０．１〜０．５ミリメートルの範囲のピーク半径、およ
び好ましくは０．２〜２．０ミリメートルの範囲のピー
ク高さを有する。本方法は、さらにこの容器に細胞およ
び成長媒体を導入し、特定の細胞系統が隆起部から隆起
部を橋かけし、それによって生体内に近い環境を与え
る。
【００１２】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
【００１３】ここで図１および２に関して、内側および
外側表面を備えた複数の壁を有する細胞培養フラスコ１
を全体図で示す。容器１は、上壁２、底壁４、対向する
側壁６および８、対向する端壁１４および１６を備えて
いる。フラスコ１は、それぞれ側壁６および８から伸
び、収束し、高くなった端壁１６を接続する側壁１０お
よび１２を含む。傾斜表面１８は底壁４に対して傾斜
し、側壁１０および１２の間を横に、端壁１６に向かっ
て上方に伸びている。端壁１６は、ピペットや掻き取り
器具を始めとする各種の道具により細胞や成長媒体を導
入し、フラスコ１の内部から取り出すための、その端壁
から伸びた末端が開いた口を有する。フラスコ１の内側
を密閉するために、取り外し可能な栓２２を末端の開い
た口２０に取り外しできるように取り付けることができ
る。
【００１４】フラスコ１の底壁４の内側表面は、複数の
連続的で平行な隆起部２４を備え、その間に幾つかの溝
または谷を与える。フラスコ１の底壁４上の連続的で平
行な隆起部２４の配置をより明確に示す上面図を図２に
示す。これらの隆起部は、培養すべき細胞に、一つの隆
起部から隣接する隆起部に橋かけする機会を最も多く与
えるために、底壁４にある内側表面の実質的に全部を覆
っている。隆起部間に伸びる細胞は、その大部分が、容
器の内側に直接付着しているのではなく、互いに付着し
ているのである。したがって、隣接する隆起部間に位置
する谷または溝を横切って伸びる細胞は、これらの細胞
と容器の内側表面との間で成長媒体の循環および副生成
物の排出が可能になり、細胞はより生体内に近い条件下
に存在することになる。そのような橋かけにより、細胞
が平らな、または湾曲した内側表面に直接付着する従来
の成長容器と比較して、特に線維芽細胞状の細胞に対し
て、より生体内に近い細胞成長が可能になり、そのため
に細胞の副生成物収量を増加させることができる。
【００１５】線維芽細胞状の細胞とは、人間の肺細胞Ｍ
ＲＣ５のような、通常互いに重なり合って成長する、細
長い繊維状構造を有する細胞である。線維芽細胞状細胞
の系統は、通常単層で成長する、極性の立方形細胞構造
により確認できる上皮状細胞と区別できる。上皮状細胞
系統の例としては、犬の腎臓細胞ＭＤＣＫがある。
【００１６】好ましい隆起部２４の末端断面図を図３
（ａ）および３（ｂ）に示す。隆起部は、好ましくは実
質的に三角形の断面を有し、ピーク２６が隆起部の最も
高い部分であり、溝または谷２８が隣接する隆起部間の
最も低い部分である。
【００１７】細胞の橋かけの可能性を高めるためには、
底壁４の内側表面を隆起部で実質的に覆うのが有利であ
るが、細胞をその場で平らな表面上で顕微鏡観察し易く
するためには、表面の少なくとも一部を隆起部で、つま
り溝または谷で覆わないのが好ましい場合がある。そこ
で、フラスコ内で培養している細胞を顕微鏡観察するた
めに、図１〜３（ａ）に示すフラスコ１は平面区域２５
を有し、図３（ｂ）は高くなった平面観察区域２７を示
す。平面区域２５は、図３（ａ）に示すように、隆起部
２４のピーク２６よりも低い位置にある。高くなった平
面区域２７は、図３（ｂ）に示すように、一般的に口２
０を通して挿入し、細胞が成長している表面に接触させ
る細胞掻き取り器具を使用して細胞を高くなった平面区
域２７から除去し易くするために、隆起部２４のピーク
２６と実質的に同じ高さに位置する。このように、任意
の幅の細胞掻き取り器具は、隆起部のピーク、つまり内
側表面の最も高い部分に接触するだけではなく、実験室
技師の特別な努力を必要とせずに、平らな区域にも接触
することができる。
【００１８】また、図１および２に示すように、外側に
伸びる口２０と一般的に並列する、容器の主軸に沿って
隆起部２４が縦方向に伸びるのが好ましい。隆起部を縦
方向に配置することにより、口２０を通して挿入された
細胞掻き取り器具を使用する場合、培養した細胞を隆起
部の面から迅速に除去することができる。そのような配
置により、器具を隆起部を横断するように横に動かす必
要がなく、隆起部に沿って簡単に掻き取ることができ
る。
【００１９】底壁４上に配置された隆起部２４をより精
確に示す拡大分離断面図を図４に示す。隆起部のピーク
２６は、好ましくは１．０〜２．５ミリメートルである
寸法Ｘにより互いに間隔を置いて配置されている。ピー
ク２６の、底壁４の内側表面からの高さを寸法Ｙとして
示す。寸法Ｙは、好ましくは０．２〜２．０ミリメート
ルである。寸法Ｒとして示す、ピーク２６の半径は好ま
しくは０．１〜０．５ミリメートルである。角度αは、
１個の隆起部２４を形成する傾斜面３０間の角度であ
る。角度αは好ましい隆起部輪郭では約４０°である。
表１は、３つの隆起部輪郭の例の、図４に示す寸法Ｘ、
Ｙ、Ｒおよびαに関する寸法データを示す。
【００２０】 表１ 寸法（ミリメートル） Ｘ Ｙ Ｒ α 実施例 隆起部輪郭１ 2.08 1.52 0.36 39°50'23" 実施例 隆起部輪郭２ 1.17 0.66 0.13 39°50'29" 実施例 隆起部輪郭３ 0.76 0.66 0.13 39°50'37" これらの３つの実施例の中で、実施例 隆起部輪郭３
は、最も少ない量の食塩溶液で媒体の細胞の内側成長表
面をすすぐことができた。また、実施例 隆起部輪郭３
は、最少量の酵素で成長表面から細胞を引き離すことが
できた。
【００２１】好ましい隆起部輪郭を有する細胞培養容器
の上面図を図５に示す。皿３２は輪状側壁３４および底
壁３６を有する。底壁３６の内側表面は、複数の平行な
隆起部３８により実質的に覆われている。図６は、隆起
部３８をより明確に示すための、図５の線６−６に沿っ
て見た拡大分離断面図である。
【００２２】所望により、底壁３６の一部は、その場で
細胞を顕微鏡観察するための平面区域または窓を与える
ために、溝または谷を無くすことができる。そのような
窓４０を、図７に示す容器の上面図に示す。窓４０は、
その窓４０の目的が代表的な培養細胞を容易に顕微鏡観
察できる水平区域を与えることなので、特別な幾何学的
形状を有する必要はない。この観察区域は、細胞掻き取
り器具、その他の器具で観察区域から細胞を掻き取り易
くするために、隆起部のピークと同じ高さに配置するこ
ともできる。
【００２３】本発明の別の実施形態における細胞培養皿
の上面図を図８に示す。細胞培養皿４２は輪状の側壁４
４および底壁４６を有する。底壁４６の内側表面は、複
数の同心円状の隆起部４８を有し、その半径は底壁４６
の中心からの距離と共に減少する。図９は、図８の線９
−９に沿って見た皿４２の拡大分離断面図である。半径
が好ましくは０．１〜０．５ミリメートルであるピーク
５０は溝または谷５２により分離され、隣接するピーク
５０は寸法Ｘ' として示される間隔を置いて互いに分離
されている。寸法Ｘ' は好ましくは０．２〜２．０ミリ
メートルである。皿４２内で培養できる広範囲な細胞系
統に対して、Ｘ' には約１．２ミリメートルが好適であ
ることが分かっている。底壁４６の内側表面からのピー
ク５０の高さは寸法Ｙ' として表す。寸法Ｙ' は好まし
くは０．２〜２．０ミリメートルで、開示する容器内で
培養できる広範囲な細胞系統に対して、約０．９ミリメ
ートルが最適であることが分かっている。角度α' は、
一つの隆起部５０を形成する傾斜面５４間の角度であ
る。角度α' は一般に約４０°で、３９°５０' ２９”
が広範囲な細胞系統に特に好適である。
【００２４】別の好ましい同心円状隆起部を有し、さら
に排液路および観察区域を有する代表的な細胞培養皿を
図１０に示す。細胞培養皿５６は、同心円状の隆起部５
８が平らな、または窓区域６０を中心に配置されている
以外は上記の細胞培養皿４２と良く似ている。培養皿５
６も外側に伸びる複数の非隆起区域６２を有する。窓６
０および区域６２は、過剰の成長媒体を収容するための
排液路区域を与えるために、隆起部のピークより低い高
さに配置することができる、あるいは、細胞をより容易
に顕微鏡観察できる、および／または細胞掻き取り器具
で除去できる、高くなった観察区域を与えるために、窓
６０および区域６２は、内側表面に対して隆起部のピー
ク少なくとも同じ高さに配置することができる。図１０
に示す窓／通路構造は、様々な組合わせ、形状および間
隔が可能なので、代表例に過ぎない。
【００２５】ここに記載する形状の隆起部を使用するの
が好ましいが、無論、一般的に三角形の隆起部以外の形
状を使用し、特定の細胞系統が橋かけできる谷または溝
を与えると同時に、細胞が密着できる表面区域を与える
こともできる。長方形、または円形の溝または谷も、好
ましい三角形の溝または隆起部輪郭の代わりに使用でき
る様々な形状の例である。しかし、代わりの形状を有す
る溝または谷も、細胞が橋かけできる公称幅を有し、そ
れによって細胞の成長目的に、より生体内に近い環境を
与えるのが好ましい。
【００２６】本発明の容器は、表面処理および殺菌可能
な様々な生物相容性のプラスチックを始めとする、この
分野で公知の、細胞培養実験器具に好適な、どのような
材料で形成することもできる。射出成形可能なスチレン
系プラスチックは、そのような容器を形成するのに特に
好適であることが分かった。
【００２７】本発明の好ましい実施形態を説明したが、
当業者には、請求項に記載する本発明の精神および範囲
から逸れることなく、本発明の特徴を修正することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体的に示す細胞培養フラスコの全体
図
【図２】図１に示す培養フラスコ底壁の内側表面の上面
図
【図３】（ａ）図１に示す細胞培養フラスコの末端断面
図、（ｂ）図１に示す細胞培養フラスコの、所望により
平面区域を高くした末端断面図
【図４】図１に示す細胞培養フラスコの拡大、分離した
末端断面図
【図５】本発明を具体的に示す細胞培養皿の上面図
【図６】図５に示す細胞培養皿の側方断面図
【図７】平面区域または観察区域を備えた細胞培養皿の
上面図
【図８】本発明の別の実施形態における細胞培養皿の上
面図
【図９】図８に示す細胞培養皿の拡大、分離した末端断
面図
【図１０】本発明の別の実施形態における細胞培養皿の
上面図
【符号の説明】
１ 細胞培養フラスコ ２ 上壁 ４、３６、４６ 底壁 ６、８、１０、１２、３４、４４ 側壁 １４、１６ 端壁 １８ 傾斜面 ２０ 口 ２２ 栓 ２４、３８ 隆起部 ２５ 平面区域 ２６、５０ ピーク ２７ 観察区域 ２８、５２ 溝 ４０、６０ 窓 ４２ 皿
フロントページの続き (72)発明者 マーティン スティーヴン パリス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14812 ビッグ フラッツ ヒッバード ロード 3295

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上壁および対向する底壁、少なくとも２
    個の対向する側壁、および少なくとも２個の対向する端
    壁を含む、内側および外側表面を有する複数の壁を有
    し、前記端壁の一方が、外側に伸びた、末端の開いた口
    を有する細胞培養フラスコであって、一つの壁の内側表
    面の少なくとも一部が、生物細胞が橋かけできる構造お
    よび寸法を有する複数の溝または谷を備えていることを
    特徴とする細胞培養フラスコ。
  2. 【請求項２】 前記溝または谷が前記底壁の内側表面の
    実質的な部分を覆っていることを特徴とする請求項１記
    載の細胞培養フラスコ。
  3. 【請求項３】 前記フラスコが主軸および副軸を有し、
    前記溝または谷が主軸に対して平行に伸びる平行な隆起
    部同士の間に位置し、該各隆起部が０．１〜０．５ミリ
    メートルの半径を有するピークを有し、該各ピークが隣
    接する隆起部上のピークから０．２〜２．５ミリメート
    ルの範囲内の間隔を置いて配置され、前記各隆起部が
    ０．２〜２．０ミリメートルの範囲のピーク高さを有す
    ることを特徴とする請求項１記載の細胞培養フラスコ。
  4. 【請求項４】 前記底壁の一部が傾斜して前記端壁に隣
    接する傾斜部を形成し、その端壁が、そこから伸びた取
    り外し可能な栓を受け入れられるように形成された末端
    の開いた口を有することを特徴とする請求項１記載の細
    胞培養フラスコ。
  5. 【請求項５】 前記底壁の内側表面が平らな窓区域を有
    することを特徴とする請求項１記載の細胞培養フラス
    コ。
  6. 【請求項６】 前記底壁が、該底壁の内側の最も高く伸
    びた部分と少なくとも同じ高さに位置する、高くなった
    平面区域を含むことを特徴とする請求項１記載の細胞培
    養フラスコ。
  7. 【請求項７】 主軸および副軸を有し、内側および外側
    表面を有する複数の容器壁を有し、それらの容器壁が、
    上壁および対向する、一部が傾斜部を形成する底壁、少
    なくとも２個の対向する側壁、および少なくとも２個の
    端壁を含み、該端壁の一方が、傾斜部に隣接し、さらに
    外側に伸びる取り外し可能な栓を受け入れられる末端の
    開いた口を有する改良された細胞培養フラスコであっ
    て、前記底壁の内側表面の実質的な部分が複数の連続し
    た平行な隆起部を有し、それらの隆起部が容器の主軸に
    対して平行に伸び、該各隆起部が０．１〜０．５ミリメ
    ートルの半径を有するピークを有し、各隆起部が隣接す
    る隆起部上のピークから０．２〜２．５ミリメートルの
    範囲内の間隔を置いて配置され、各隆起部が０．２〜
    ２．０ミリメートルの範囲のピーク高さを有することを
    特徴とする細胞培養フラスコ。
  8. 【請求項８】 少なくとも１個の側壁および底壁を有
    し、該各壁が内側および外側表面を有する改良された細
    胞培養容器であって、一つの壁の内側表面の少なくとも
    一部が、組織培養細胞が橋かけできる構造および寸法を
    有する複数の溝または谷を備えていることを特徴とする
    細胞培養容器。
  9. 【請求項９】 前記側壁が輪状であり、それによって円
    形の皿を形成し、前記溝または谷が前記底壁の内側表面
    上に位置することを特徴とする請求項８記載の細胞培養
    容器。
  10. 【請求項１０】 前記溝または谷が互いに平行であるこ
    とを特徴とする請求項８記載の細胞培養容器。
  11. 【請求項１１】 前記溝または谷が互いに同心円状であ
    ることを特徴とする請求項８記載の細胞培養容器。
  12. 【請求項１２】 前記溝または谷が平行な隆起部同士の
    間に位置し、該各隆起部が０．１〜０．５ミリメートル
    の半径を有するピークを有し、該各ピークが隣接する前
    記隆起部上のピークから０．２〜２．５ミリメートルの
    間隔を置いて配置され、該各隆起部が０．２〜２．０ミ
    リメートルのピーク高さを有することを特徴とする請求
    項８記載の細胞培養容器。
  13. 【請求項１３】 前記底壁の内側表面が少なくとも一つ
    の平らな窓区域を有することを特徴とする請求項８記載
    の細胞培養容器。
  14. 【請求項１４】 前記底壁が、該底壁の内側の最も高く
    伸びた部分と少なくとも同じ高さに位置する、高くなっ
    た平面区域を含むことを特徴とする請求項８記載の細胞
    培養容器。
  15. 【請求項１５】 生物細胞を生体内に近い環境中で成長
    させる方法であって、ａ）少なくとも１個の側壁および
    底壁を有し、該各壁が内側表面を有し、該内側表面の少
    なくとも一つが、選択された生物細胞が橋かけできる構
    造および寸法を有する複数の溝または谷を備えている容
    器を用意すること、 ｂ）その容器に成長媒体を導入すること、および ｃ）少なくとも一つの選択された細胞系統をその容器に
    導入し、それらの細胞の一部が最終的に溝または谷を横
    切って橋かけすることを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 前記溝または谷が隆起部同士の間に位
    置し、該各隆起部が０．１〜０．５ミリメートルの半径
    を有するピークを有し、該各ピークが隣接する隆起部上
    のピークから０．２〜２．５ミリメートルの間隔を置い
    て配置され、該各隆起部が０．２〜２．０ミリメートル
    のピーク高さを有することを特徴とする請求項１５記載
    の方法。
  17. 【請求項１７】 前記導入された生物細胞系統が線維芽
    細胞状の細胞系統であることを特徴とする請求項１５記
    載の方法。
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