JPH08154663A - 生体組織維持容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 生体組織の活性を保って維持する容器を提供
する。 【構成】 生体組織を収納する容器であり、当該容器が
培地の入口及び出口を有し、さらに生体組織を通過させ
て前記培地の一部を強制的に抜き取るための培地出口を
有する。望ましくは容器中に生体組織をのせる多孔質架
台を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体組織を生存させ、
維持させる容器に係り、生体組織のｉｎ ｖｉｔｒｏで
の研究、ｉｎ ｖｉｔｒｏで臓器供給、器官や臓器によ
る物質生産等の分野で利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来生体組織を生体外にとり出して維持
する方法としては組織をスライス状に切り出し、そのま
ま培養する切片培養や切り出した組織中の細胞を分散し
てから培養する細胞培養または分散培養があった。しか
し例えば脳を生体外にとり出して維持する場合ごく幼若
な脳では従来法でも可能ではあるが、同じ方法を成熟脳
に適用すると脳は一日以内に死んでしまう。そこで、我
々は成熟脳を種々の厚さにスライスしたところ、１５０
ミクロン以下にすると一部の神経細胞は一週間以上生存
することがわかった。これは成熟脳では幼若な脳と比較
して組織中における酸素や栄養液の浸透拡散が悪いが、
脳組織を１５０ミクロン以下に薄く切ることによって、
その生存に必要な酸素や栄養液の浸透拡散が得られるこ
とによると思われる。しかし、脳は複雑に絡み合った神
経の３次元的なネットワークであり、脳をあまりに薄く
切ることはそのネットワーク機能を失っていくことにな
り好ましくない。これは脳に限定されたことではなく、
他の器官や組織においても同様である。

【０００３】動物細胞分野では付着性細胞を担体に付着
させて増殖させ、その細胞塊に強制的に培地を供給する
装置が実用化されているが、動物細胞では細胞培養装置
上で細胞を１０倍以上に増殖させる過程が必要で、培養
後でも生体組織より細胞濃度がはるかに希薄で、かつ生
体組織とは機能が異なり、代用はできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の欠点を解決し、組織又は器官を三次元構造を保ったブ
ロックの状態で長期間生存維持させようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】我々は組織や器官のブロ
ック内には縦横に血管網が張り巡らされていることに特
に注目した。この血管網を有効に活用することによって
組織の隅々まで酸素と栄養を供給することができれば最
も生体内に近い状態で組織を維持できる。本発明は生体
組織を収納して維持させる容器であり、組織近傍に新鮮
な培地を送る機構と送られた培地を強制的に組織内部に
送り込む機構を備える。

【０００６】具体的には本発明は生体組織を収納する容
器であり、当該容器が培地の入口及び出口を有し、さら
に生体組織を通過させて前記培地の一部を強制的に抜き
とるための培地出口を有することを特徴とする生体組織
維持容器である。望ましくは該生体組織維持容器には生
体組織をのせる多孔質の架台を有し、該生体組織及び多
孔質架台を通過させて前記培地の一部を強制的に抜き取
るための培地出口を有するとよい。さらに本発明は生体
組織を容器におき、その容器に培地を循環して流し、生
体組織中を通過させて前記培地の一部を強制的に抜きと
ることを特徴とする生体組織を維持する方法を提供す
る。

【０００７】

【作用】本発明の作用を以下に説明する。生体組織を収
納した容器中の培地はポンプによって連続または間欠に
交換される。第二のポンプによって組織を通過させて培
地の一部を抜きとることによって組織中に酸素と栄養が
供給される。培地は組織中の血管を通ってまたは／及び
組織中を拡散して供給される。本発明に係る容器内に圧
力をかけることによって前記第二のポンプを使用せずに
培地の一部を組織を通過させて抜き取ってもよい。本発
明によって組織を三次元構造を保ったブロックの状態で
長期間生存させうる。

【０００８】生体組織維持容器中に生体組織をのせる多
孔質架台を有し、該生体組織及び多孔質架台を通過して
培地を抜きとることによってより大きな組織も物理的損
傷を与えずに長期間生存させうる。すなわち、多孔質架
台によって生体組織を支えることによって、生体組織を
培地が通過する時の圧力による生体組織のたわみをなく
すことができる。さらに生体組織を多孔質架台なしで培
地を通過させると、生体組織中の圧力損失の小さい部分
のみを通過してしまい、全体に均一には流れない。しか
し均一で密な素材でできた多孔質架台を用いると、多孔
質架台の圧力損失が均一で大きいので、その上にのった
生体組織との圧力損失の和も均一に近くなるので、生体
組織全域にわたって培地を通過させることができる。

【０００９】

【実施例】本発明を実施例に従って詳細に説明する。図
１は本発明の一実施例の断面図を示す。生体組織維持容
器は容器部１と蓋部２から構成されており、両者はねじ
でかん合されている。蓋部には培地入口３及び出口４が
密閉固定されている。容器部１にも培地出口５が一体で
形成されている。培地出口５の上流には多孔質架台６が
配置され、該多孔質架台中央部に生体組織７をのせてあ
る。多孔質架台周辺部には多孔質架台おさえ８がのって
いる。容器部１と蓋部２のネジをしめると多孔質架台お
さえ８で多孔質架台は容器部１の底部に押しつけられて
密着固定されると同時にＯリング９がつぶれて容器は密
閉される。

【００１０】生体組織を入れる前に殺菌操作が必要なた
めこれらの素材はオートクレーブ殺菌が可能で生体組織
に害を与えない素材が望ましく、さらに望ましくは内部
が見えるとよいので一部または全部をポリカーボネート
等の透明な素材で形成するとよい。多孔質架台６はステ
ンレスメッシュ、多孔性セラミック、焼結ガラス、プラ
スチック多孔膜、各種透析膜等親水性素材が各種利用で
きる。

【００１１】

【利用の形態】図２は本発明に係る容器を利用する場合
の流路例を示す。生体組織維持容器１０は培地調整槽１
１からポンプ１２によって、培地を供給され再び培地調
整槽へ戻す循環系が組まれている。培地調整槽１１中の
培地は温度、ＰＨ、溶存酸素等が制御されている。その
制御手法は動物細胞培養装置と同じでよい。当該培地の
一部はポンプ１３によって引き抜かれ、また他の一部は
ポンプ１４によって生体組織を通過したのち引き抜かれ
る。減少量に相当する培地は冷凍保存してある新鮮培地
１５からポンプ１６によって補給される。生体組織維持
容器内には培地を供給するポンプ１２から吐出圧をかけ
出口４の吐出量を絞ることによって（図示せず）、加圧
することができる。加圧によって密で圧力損失の大きい
多孔質架台を使用しても培地出口５から培地の一部を抜
き出すことが容易になり、生体組織全域に亘って均一に
培地を供給しうる。

【００１２】

【本発明の効果】本発明により生体組織を長期間活性を
保って維持できる。例えばラットの成熟脳で従来法では
１５０μｍ以上の厚さでは神経細胞の生存維持は不可能
だったが、本発明によりｍｍ単位で生存維持可能となっ
た。そのため生物の器官を解明する上で従来にない全く
新しい研究手段を提供できる。また生体内で生産される
様々な生理活性物質を、ｉｎｖｉｖｏで生産できる。本
容器を例えば膵臓に応用すれば、消化酵素やインシュリ
ン等のホルモンの産生を行わせることができる。さらに
一歩進んで、取り出した臓器同志を栄養液の循環を通し
て結び合わせることにより必要な前駆物質をある臓器か
ら別の臓器に提供したり、またそれらのネットワークに
より生体器官を利用したいわばマイクロプラントの構成
も可能となる。

【００１３】更にまた今日供与者不足により深刻な社会
問題を巻き起こしている臓器移植の問題に際しても、取
り出した臓器を生かした状態で長期間保存することによ
って、これまで救えなかったケースでも移植可能とな
る。このように本発明は広い応用範囲を持つとともに医
療にも重要な装置を提供することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の断面図を示す。

【図２】図２は本発明を利用する場合の流路図を示す。

【符号の説明】

１：生体組織維持容器容器部 ２：生体組織維持容器蓋部 ３：培地入口 ４：培地出口 ５：培地出口 ６：多孔質架台 ７：生体組織 ８：多孔質架台おさえ ９：Ｏリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体組織を収納する容器であり、当該容器
   が培地の出口及び入口を有し、さらに生体組織を通過さ
   せて前記培地の一部を強制的に抜きとるための培地出口
   を有することを特徴とする生体組織維持容器。
2. 【請求項２】容器内に生体組織をのせる多孔質の架台を
   有し、該生体組織及び多孔質架台を通過させて前記培地
   の一部を強制的に抜きとるための培地出口を有すること
   を特徴とする第一項記載の生体組織維持容器。
3. 【請求項３】生体組織を容器におき、その容器に培地を
   循環して流し、生体組織中を通過させて前記培地の一部
   を強制的に抜きとることを特徴とする生体組織を維持す
   る方法。