JPS63196273A

JPS63196273A - 細胞培養用基材

Info

Publication number: JPS63196273A
Application number: JP2900387A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Asako; 茂浅古; Yohei Hirai; 洋平平井; Koichi Okita; 晃一沖田; Hironaga Matsubara; 松原　宏長; Shinichiro Niwa; 真一郎丹羽; Makoto Takashina; 誠高階
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1988-08-15

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】〈産業上の利用分野〉この発明は、細胞培養用基材に関する。さらに詳細には
、動物細胞を培養するために使用される細胞培養用基材
に関するものである。

〈従来の技術および発明が解決しようとする問題点〉近年、生物の細胞を培養し、その細胞の代謝活動により
有用な生理活性物質、例えば、ワクチン、ホルモン、イ
ンターフェロン等を生産する研究が活発に行われている
。

二のような方法において、従来・接着性動物細胞の培養
は、ガラス、プラスチック製のシャーレ、試験管、培養
ビンなどを用いて行なわれてきた。

また、最近、マイクロキャリアや中空糸を培養用基材と
して用い、より高密度の培養や、長期の培養を行なう試
みがなされつつある。接着性動物細胞を培養用基材上に
接着させ、増殖させるには、該基材表面と細胞の接着性
が良好であることと共に接着した細胞の形態、配列が、
細胞の伸展、増殖に有効な形態になっていることが必要
である。

しかしながら、従来から細胞培養用基材として用いられ
ている高分子材料は賦形性、耐久性に優れるものの、上
記接着性等の点に関して不適当であり、高密度かつ長期
間の細胞培養を行なうことができず、いずれも十分な成
果を上げるに至っていない。

この点を改善するため、生体高分子であるコラーゲンや
その変性物であるゼラチンを高分子材料上に塗布したも
の（特開昭５８−７１８８４号公報参照）や、高分子材
料上に可溶性フィブロインの架橋体を形成した細胞培養
床（特開昭８１−５２２８０号公報参照）が提案されて
いる。

しかしながら、上記の高分子材料に天然高分子を復合化
した細胞培養用基材にあっては、細胞の接着性並びに接
着した細胞の伸展性、増殖性および活性維持が未だ十分
でないという問題がある。

く目　的〉この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、細
胞との接着性並びに細胞の伸展、増殖および活性維持に
優れ、高密度、長期間の培養を可能ならしめる細胞培養
用基材を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段および作用〉上記目的を
達成するためになされた、この発明の細胞培養用基材は
、高分子材料からなる基材の表面上にコンドロネクチン
が担持されていることを特徴とするものである。

なお、上記高分子材料は、化学的、物理的に表面処理さ
れているものや、多孔質材料であるのが好ましい。また
、上記基材が中空糸であるものが好ましい。さらには、
基材上にコンドロネクチンが部分的に担持されているの
が好ましく、特に、格子模様、縞模様、水玉模様等に担
持されているものが好ましい。

上記の構成において、コンドロネクチンとは、血清中や
組織中の軟骨、眼球のガラス体等に存在するジスルフィ
ド結合を有する分子量約１８０にＤａの糖蛋白質であり
、細胞との親和性に優れるという特性を有する。すなわ
ち、細胞表面の細胞膜の構造は、脂質二重層の中に、膜
内粒子と呼ばれる各種の糖蛋白質、糖脂質等が分布をも
って埋めこまれており、これらが、上記脂質二重層の中
を自由に移動でき細胞の接着に関与している。上記コン
ドロネクチンは、膜内粒子とイオン結合、疎水結合等に
より結合可能な部位を存するので、細胞との親和性が高
いと共に細胞を安定した形態、配置で保持することがで
きる。従って、コンドロネクチンが担持された本発明の
細胞培養用基材は、コンドロネクチンが細胞と基材とを
結ぶ役割を果たしており細胞の接着性に優れると共に細
胞がその高次構造を損なうことなく安定した形態、配置
で接着することができるので、細胞の伸展、増殖が害さ
れることがない。特に、コンドロネクチンは、コラーゲ
ン（タイプ■）と軟骨細胞の接着に機能する。

なお、上記高分子材料が、化学的、物理的に表面処理さ
れているものは、濡れ性が向上するのでコンドロネクチ
ンと基材との接着性に優れている。

また、上記高分子材料が、多孔質材料であるときは、多
孔質材料の孔を通じて物質代謝が容易となり長期に亘り
細胞培養することができる。特に、前記高分子材料から
なる基材が中空糸であるものは、中空部内や中空糸の外
側に培養液等を潅流することにより、中空糸上に細胞を
高密度に育成、増殖させることができる。

また、基材上にコンドロネクチンが部分的に担持されて
いるもの、特に、格子模様、縞模様、水玉模様等にコン
ドロネクチンが担持されているものは、接着する細胞の
位置を調整でき、細胞が所定の間隔をもって接着するの
で、細胞との接着がさらに安定化し、細胞の伸展、増殖
をより一層増大させることができる。

以下、この発明の詳細な説明する〇この発明の細胞培養用基材は、高分子材料からなる基材
と、この基材に担持されるコンドロネクチンとからなる
。

上記高分子材料としては、賦形性、機械的強度を有する
ものであればいかなるものでも使用でき、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、アイ
オノマー等のオレフィン系重合体、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポ
リスチレン等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレ
ート等のアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリアクリロニト
リル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカー
ボネート、ボリアリレート、ポリフェニレンオキサイド
、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート等のポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリスルホン、セルロース系樹脂、シ
リコーン樹脂、ポリウレタンなどの種々の重合体もしく
は共重合体またはそれらのブレンド物が例示できる。

上記高分子材料からなる基材は、種々の形態に形成でき
、例えば、シャーレ、フラスコ等の成形品の他、フィル
ム、チューブ、中空糸、繊維、微粒子等の形態が例示で
きる。これらの形態のうち、長期に亘り細胞培養を行な
うには、物質代謝を容易にする孔を有する多孔質高分子
材料が好ましく、また、高密度培養を行なうには、チュ
ーブ、中空糸の形状が好適である。特に、物質代謝が容
易で、高密度培養を長期に亘り行なえる多孔質高分子材
料からなる中空糸が好ましい。この中空糸を用いるとき
、培養液を、中空糸の中空部または外側に。

潅流させ、必要に応じて炭酸ガスや空気等を上記中空糸
の中空部等に送ることにより、細胞を中空糸上で育成し
、増殖させることができる。なお、前記中空糸としては
、種々の大きさのものが使用でき、例えば、内径５０〜
１０００　ａｍ程度のものが用いられる。

また、この発明の細胞培養用基材をマイクロキャリアー
法のビーズ担体として使用する場合には、前記高分子材
料は１００〜３００−程度の粒径のものが用いられる。

上記高分子材料からなる基材は、未処理のものであって
もよいが、コンドロネクチンとの接着性をよくするため
、物理的または化学的に処理されていてもよい。上記処
理としては、プラズマ処理、紫外線（レーザも含む）、
電子線、α線、β線、γ線等の照射による放射線処理、
イオンスパッタリングによるイオン処理、オゾン雰囲気
下でのオゾン処理、あるいは過酸化水素、過硫酸カリウ
ム、クロム酸塩等による酸化、ニトロ化し還元するアミ
ノ基の導入、クロロスルホン酸によるスルホン化などの
化学処理が挙げられ、コンドロネクチンと基材との濡れ
性が改善され、接着性が向上する。

また、上記の表面処理の内、レーザによる処理は、基材
を化学的に改質できる他、基材表面を微細な凹凸状に加
工する物理的改質もできるので、細胞の物質代謝をも促
進できるという利点がある。

この発明の細胞培養用基材は、高分子材料からなる基材
にコンドロネクチンを担持することにより得られ、例え
ば、必要に応じて、物理的または化学的に前処理された
高分子材料を、コンドロネクチンを含有する溶液に浸漬
したり、該溶液を基材上に塗布した後、乾燥することに
より得られる。

この際、コンドロネクチンが変性しにくい条件で乾燥す
るのが好ましい。

上記コンドロネクチンの担持は、単分子層、多分子層の
いずれでもよく、また基材表面の全面に担持してもよい
が、基材表面に部分的に、特にパターン化して担持した
ものが好ましく、このようにパターン化して担持するこ
とにより、基材上に接着する細胞の配置を制御でき、ひ
いては細胞の接着性が安定化し、細胞の伸展、増殖およ
び機能発現を有利にすることができる。さらに、コンド
ロネクチンを上記のように部分的に担持する場合、特に
、格子状、縞模様、水玉模様等の微細模様に担持するこ
とにより、上記効果をさらに増進できる有用な表面を形
成することができる。基材上にコンドロネクチンをパタ
ーン化して担持するには、例えば、スクリーン印刷等の
技術を応用して行なうことができる。

この発明の細胞培養用基材は、種々の細胞の培養に使用
することができ、細胞の種類は特に限定されないが、軟
骨細胞が特に例示される。

また、この発明の細胞培養用基材を用いて動物細胞を培
養する場合、培養する細胞の種類に応じて種々の培養液
が用いられ、細胞の増殖に適した至適温度、ｐＨ等の条
件で培養が行なわれる。

〈実施例〉以下に、実施例に基づいて、この発明をより詳細に説明
する。

実施例ポリプロピレンフィルム（厚さ１００μｍ）を窒素雰囲
気中で１３．５８　Ｍ　Ｈｚの高周波電源を用いてプラ
ズマ処理した。この時の放電出力は７０Ｗ１圧力は０．
３Ｔｏｒｒ　ｓ処理時間は１５分間であった。処理した
フィルムを４５　ｍｍφガラスシャーレにセットし、高
圧蒸気滅菌した後、コンドロネクチン（ベセスダ・リサ
ーチ社製）のリン酸緩衝溶液（濃度　１μｇ　／　１１
　）を加え、１０分後退剰の溶液を除き、２５℃で乾燥
することで、表面にコンドロネクチンを固定した。以上
の操作は全て無菌ボックス内で行なった。

次にＢｅｎｙａの方法をもとに、妊娠１８日口の酸マウ
スの胚から行端軟骨を取り出し、ＨａｍＦ−１２培地を
用いた軟骨細胞の懸濁液を調整した。この懸濁液を、上
記ガラスシャーレに１．３×１０５個の細胞数となるよ
うにまき、５％炭酸ガス、９５％空気雰囲気、３７℃で
インキュベートした。

培養液の交換を一日おきに行い、５日間培養を続けたと
ころ、細胞はフィルム上を一面におおい、細胞のノズル
形成も位相差顕微鏡で観察することができた。

〈発明の効果〉以上のように、この発明の細胞培養用基材によれば、高
分子基材の表面上に、糖蛋白質であるコンドロネクチン
が担持されており、コンドロネクチンは細胞との親和性
に優れ、接着性を高めることができると共に細胞を伸展
、増殖に適した形態、配列で接着させることができるの
で、高密度かつ長期間の細胞培養が可能となる。さらに
、部分的に、特にパターン化してコンドロネクチンが担
持された基材にあっては、細胞の接着位置を制御できる
ので、接着した細胞の伸展、増殖を一層高めることがで
きるという特有の効果を奏する。

特許出願人　　住友電気工業株式会社代　　理　　人　　　弁理士　　亀　　井　　弘　　勝
（ほか３名）

Claims

【特許請求の範囲】１、高分子材料からなる基材の表面上に、コンドロネク
チンが担持されていることを特徴とする細胞培養用基材
。２、高分子材料が、化学的または物理的に表面処理され
ている上記特許請求の範囲第１項記載の細胞培養用基材
。３、高分子材料が、多孔質材料である上記特許請求の範
囲第１項または第２項記載の細胞培養用基材。４、基材が、中空糸である上記特許請求の範囲第１項な
いし第３項のいずれかに記載の細胞培養用基材。５、基材の表面上に、コンドロネクチンが部分的に担持
されている上記特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
ずれかに記載の細胞培養用基材。６、コンドロネクチンが、格子模様に担持されている上
記特許請求の範囲第５項記載の細胞培養用基材。７、コンドロネクチンが、縞模様に担持されている上記
特許請求の範囲第５項記載の細胞培養用基材。８、コンドロネクチンが、水玉模様に担持されている上
記特許請求の範囲第５項記載の細胞培養用基材。