KR101327297B1

KR101327297B1 - 유기무기 복합체 분산액 및 그것을 사용하여 제조되는 세포 배양 기재, 및 그들의 제조 방법

Info

Publication number: KR101327297B1
Application number: KR1020107019212A
Authority: KR
Inventors: 데츠오 다카다; 가즈토시 하라구치
Original assignee: 잇판자이단호진 가와무라 리카가쿠 겐큐쇼; 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2013-11-11
Also published as: US8530564B2; CN102056983B; EP2292691A4; US20110097802A1; WO2009150931A1; EP2292691A1; EP2292691B1; CN102056983A; KR20100115785A

Abstract

본 발명은, 피막 형성성 및 기재(基材)와의 접착성을 개량하는 것을 과제로 한, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머를 함유하는 모노머의 중합체와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료가 삼차원 망목(網目)을 형성하여 이루어지는 복합체의 입자가, 수매체 중에 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액, 그것을 사용하여 제조되는 방담성(防曇性) 재료, 및 배양한 세포의 박리성을 개량하는 것을 과제로 한 그 유기무기 복합체 분산액에 의해 제조되는 세포 배양 기재, 및 그들의 제조 방법을 제공하는 것이다(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼2의 알킬기이며, n은 1∼9이다).

Description

유기무기 복합체 분산액 및 그것을 사용하여 제조되는 세포 배양 기재, 및 그들의 제조 방법{ORGANIC-INORGANIC COMPLEX DISPERSION, CELL CULTURE SUBSTRATUM MANUFACTURED BY USING THE DISPERSION, AND MANUFACTURING METHODS FOR SAME}

본 발명은, 수매체 중에 (메타)아크릴산에스테르계 모노머의 중합체와, 수팽윤성 점토 광물을 함유하는 복합체의 입자가 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액, 및 그것을 사용하여 제조되는 세포 배양 기재(基材), 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리우레탄 등의 유기 고분자를 점토와 복합시킴으로써 나노 컴포지트라고 불리는 고분자 복합체가 제조되어 있다. 얻어진 고분자 복합체는 어스펙트비가 큰 점토층을 미세하게 분산시켜 있으므로, 탄성률, 열변형 온도, 가스 투과성, 및 연소 속도 등이 효과적으로 개량되는 것이 보고되어 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).

고분자 복합체 중에 함유되는 점토 광물량으로서는, 성능 강화의 관점에서는 높은 점토 광물 함유량이 바람직하지만, 보다 낮은 점토 광물량으로 효과적인 성능 강화가 달성되는 것도 중요하다. 이제까지의 연구에서는 통상 0.2∼5질량%가 사용되고, 0.1질량% 이하의 저농도로 무기 화합물을 함유하는 고분자 복합체나 10질량%를 초과하는 고농도로 무기 화합물을 함유하는 고분자 복합체는 사용되고 있지 않다. 이것은 무기 화합물의 함유율이 낮아지면 성능 향상의 효과가 무시될 정도로 작아지고, 한편, 무기 화합물의 함유율이 높아지면 제조시의 점도 증가가 커, 얻어지는 복합체 중에서의, 점토 광물의 나노 스케일에서의 미세하고 균일한 분산이 달성할 수 없었거나, 혹은 복합체가 부서지기 쉬워져 역학 물성(강도나 신율)이 크게 저하하거나 하기 때문이다.

이와 같은 문제에 대해, 뛰어난 역학 물성을 나타내는 나노 컴포지트 재료로서, 넓은 범위의 점토 광물 함유율에 있어서 점토 광물이 유기 고분자 중에 균일하게 분산한 유기무기 복합 히드로겔이 개시되어 있고, 그 유기무기 복합 히드로겔은 수매체 중에서 수팽윤성 점토 광물과 중합 개시제의 존재 하에 아크릴아미드나 메타크릴아미드의 유도체, (메타)아크릴산에스테르 등을 중합시킴으로써, 역학 물성이 좋은 고분자 복합체를 제조할 수 있는 것이 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).

또한, 건조 상태에서 뛰어난 역학 물성을 나타내는 나노 컴포지트 재료로서, 수용성 (메타)아크릴산에스테르로부터 얻어지는 중합체와 수팽윤성 점토 광물이 삼차원 망목(網目)을 형성하는 고분자 복합체가 개시되어 있고, 그 복합체는, 수팽윤성 점토 광물과 수용성 (메타)아크릴산에스테르와 중합 개시제, 또한 필요에 따라 촉매 또는/및 유기 가교제를, 물 또는 물과 유기 용매와의 혼합 용매 중에 용해 또는 균일하게 분산시킨 후, 수용성 (메타)아크릴산에스테르를 중합시키고, 이어서 건조시켜 용매를 제거함으로써, 고분자 복합체를 제조할 수 있는 것이 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조).

또한, 산소의 영향을 받기 어렵고, 단시간으로 유기무기 복합 히드로겔을 제조할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 즉, 비수용성의 중합 개시제를 수매체 중에 분산시킨 반응액 중에서, 수팽윤성 점토 광물의 공존하에 있어서, 수용성의 아크릴계 모노머를 에너지선의 조사에 의해 반응시킴으로써, 역학 물성이 뛰어난 유기무기 복합 히드로겔을 제조할 수 있는 방법이다(예를 들면 특허문헌 4 참조).

상기에 나타내는 유기무기 복합 히드로겔 및 고분자 복합체는, 모두 벌크체이며, 제조 과정에 있어서도, 반응계 전체가 겔화하는 공정을 거쳐 제조되어 있다.

한편, 생화학이나 의료 분야 및 자동차 등의 공업 분야에 있어서는, 피막 형성능이 뛰어나고, 또한 기재와의 접착성도 뛰어난 피막을 형성할 수 있는 유기무기 복합체의 분산액(도료), 또는, 세포 배양성이나 방담성(防曇性) 등의 기능성을 부여할 수 있는 유기무기 복합체의 분산액이 요구되고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 등에 있어서는, 이와 같은 특성을 만족하는 유기무기 복합체의 입자가 수매체 중에 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액 및 그 제조 방법에 관한 기술은 개시되어 있지 않다.

한편, 동물 조직 등의 세포 배양 기재로서는, 주로 플라스틱(예를 들면 폴리스티렌)제 용기가 사용되어 왔다. 이들 용기는, 세포 배양을 유효하게 행하기 위해서, 그 표면에 플라스마 처리나, 실리콘이나 세포 접착 인자 등의 코팅 등의 표면 처리가 실시되어 있다. 이들 세포 배양 용기를 배양 기재로서 사용한 경우에는, 배양(증식)한 세포가 용기 표면에 접착하여 있어, 세포를 단리·회수하기 위해서는, 트립신 등의 단백질 가수 분해 효소나 화학 약품을 사용하여, 용기 표면으로부터 박리할 필요가 있었다. 이와 같은 효소나 화학 약품에 의해 세포를 박리하는 조작은 공정이 번잡한 이외에, 잡균이나 DNA 혹은 RNA 등의 불순물이 혼입할 우려가 있었다. 또한, 세포와 기재의 결합 부분이 절단될 뿐만 아니라, 세포끼리의 결합도 절단되기 때문에, 세포를 증식하여 있는 형상(예를 들면 시트상)인 채로 취출할 수 없었거나, 세포의 성질이 변화해버리는 문제가 있었다.

근래, 세포 배양 용기의 표면에 폴리N-이소프로필아크릴아미드와 같은 하한 임계 용해 온도를 갖는 폴리머를 극히 얇게 피복한 기재를 사용하여, 세포 배양 온도에서는 폴리머가 소수성을 나타내기 때문에 세포가 폴리머에 접착하고, 배양 후에 폴리머를 저온 처리하여 친수성으로 함으로써, 세포와 폴리머와의 접착성을 저하시켜, 세포를 가수 분해 효소나 화학 약품을 사용하지 않고 기재로부터 세포를 시트상으로 박리하는 기술이 보고되어 있다(예를 들면 특허문헌 5 및 6, 비특허문헌 2 참조).

그러나, 폴리N-이소프로필아크릴아미드와 같은 폴리머는 폴리스티렌과 같은 플라스틱 표면과의 사이에 접착성이 낮아, 물에 닿으면, 도포된 폴리머층이 용이하게 박리해버린다. 이와 같은 폴리머층을 물에 닿아도 플라스틱 표면으로부터 박리시키지 않기 위해서는, 폴리머를 플라스틱 표면에 어떠한 수단으로 고정할 필요가 있다. 그 방법의 하나로서, N-이소프로필아크릴아미드(모노머)의 용액을 세포 배양 기재 표면에 도포하고 전자선 조사에 의한 그래프트 중합을 행하는 방법이 있다(예를 들면, 특허문헌 7 참조).

전자선 조사에 의한 그래프트 중합은, 중합과 동시에, 폴리머 간의 가교 반응도 반드시 일어나고, 폴리머의 온도 응답 속도가 가교 정도의 진행에 따라 크게 저하해버려, 폴리머를 친수성으로 하기 위해서 저온을 유지하는 시간을 길게 요하는 문제가 있고, 또한, 그 사이, 세포도 저온 상태로 장시간 노출되어, 데미지를 받는 문제가 있었다. 또한, 이 방법으로 제조된 세포 배양 기재는, 방사선(예를 들면 γ선) 멸균 처리를 행하면, 폴리머의 온도 응답성이 크게 저하해버려, 본래의 세포의 박리 용이성이 없어지는 문제가 있었다.

한편, 물에 균일하게 분산한 수팽윤성 점토 광물의 존재 하에서, 수용성 유기 모노머를 방사선의 조사에 의해 중합시켜 이루어지는 고분자 히드로겔로 이루어지고, 수용성 유기 모노머의 중합체(폴리N-이소프로필아크릴아미드와 같은 하한 임계 용해 온도를 갖는 폴리머)와 수팽윤성 점토 광물로 구성되는 삼차원 망목 구조를 갖는 세포 배양 기재가 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌 8 참조).

생화학 분야에서는, 세포 배양 조작 등의 점에 있어서, 세포 배양 기재가 플라스틱제 배양 디쉬와 같은 용기와 일체화하는 것이 요구되고 있었다. 그러나, 상기 종래 문헌에 있어서는, 이와 같은 일체화한 세포 배양 용기의 구체적 수단은 개시되어 있지 않다.

또한, 물에 균일하게 분산한 수팽윤성 점토 광물의 존재 하에서, 메톡시에틸아크릴레이트와 N-이소프로필아크릴아미드를 공중합시킨 고분자 히드로겔을 사용한 세포 배양 기재에 관한 기술이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 9 참조).

그러나, 이 종래 기술에 기재된 고분자 히드로겔은 벌크체이며, 피막 형성능이 뛰어난 유기무기 복합체의 입자가 수매체 중에 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액에 관한 것은 아니다. 또한, 세포 배양 기재로서 사용한 경우, 배양한 세포를 핀셋으로 박리하는 것은 가능하지만, 온도 변화 등에 의해 자연 박리시켜 배양한 세포의 전부를 회수할 수는 없었다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1 : 일본 특개2002-53762

특허문헌 2 : 일본 특개2004-143212

특허문헌 3 : 일본 특개2005-232402

특허문헌 4 : 일본 특개2006-169314

특허문헌 5 : 일본 특개평2-211865

특허문헌 6 : 일본 특개평5-192138

특허문헌 7 : 일본 특개평5-192130

특허문헌 8 : 일본 특개2006-288251

특허문헌 9 : 일본 특개2008-237088

[비특허문헌]

비특허문헌 1 : 피나바이아 및 베알편(T. J. Pinnavaia and G. W. Beall Eds.)「폴리머클레이 나노 컴포지트」(Polymer-Clay Nano Composites), 윌리사(wiley), 2000년 출판

비특허문헌 2 : 야마토 마사유키, 오카노 테루오「나노 바이오 테크놀로지의 최전선」제6장, P.340-P.347, 씨엠씨 출판(2003년 출판)

[발명의 개요]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 점토 광물과 고분자 중합체로 형성된 삼차원 망목 구조를 갖는 유기무기 복합체 입자가 수중에서 안정하게 분산한 수분산액을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 상기 수분산액으로서, 피막 형성능이 뛰어나고, 또한 기재와의 접착성도 뛰어난 피막을 형성할 수 있는 유기무기 복합체 입자의 수분산액을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 상기 과제를 해결하고, 또한, 환경 온도에 대한 소수성과 친수성의 변화가 민속(敏速)하고, 배양한 세포를 분리 회수할 때에 트립신 등의 단백질 가수 분해 효소 등을 사용하지 않아, 세포에의 데미지가 없고, 신속하게 배양한 세포를 배양 기재 표면으로부터 용이하게 박리, 회수할 수 있는 세포 배양 기재를 제공하는 것에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

특허문헌 1-4는, 제조 과정에 있어서 반응계 전체가 겔화하는 공정을 거쳐 유기무기 복합 히드로겔이나 고분자 복합체를 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명자들은, 이들의 기술을 기초로, 점토 광물의 농도나 점토 광물과 유기 고분자의 질량비를 조정하면서, 입자상의 유기무기 복합체를 수중에서 제조하는 방법을 여러가지 검토했다. 그 결과, 도 1에 나타내는 바와 같이 반응계 전체가 겔화하는 영역 이외에, 반응계의 모노머 및 점토 광물의 농도가 특정한 범위(도 1 중의 식(2) 및 식(3)으로 나타내는 경계보다도 하측의 영역)로 되면 반응계가 전혀 겔화하지 않고, 유기무기 복합 입자의 수분산액을 제조할 수 있는 영역이 존재하는 것을 알아냈다. 또한, 본 발명자들은, 유기무기 복합 입자의 수분산액을 제조할 수 있는 영역 중에서, 유기 고분자 중에 점토 광물이 균일하게 분산한 복합체 입자와, 점토 광물의 비율이 많은 쉘과 유기 고분자의 비율이 많은 코어 부분을 갖는 코어-쉘 구조의 유기무기 복합체 입자가 제조되는 각각 다른 영역이 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

또한, 본 발명자들은, 세포 배양 기재에 관한 상기 과제를 해결하고자 예의 연구한 결과, (메타)아크릴산에스테르계 모노머(a)의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재가 각종 세포에 대한 양호한 배양성, 및 배양된 세포를, 환경 온도를 저하시킴으로써 용이하게 박리할 수 있는 특성, 또한, 세포 종류에 따라, 그 배양성과 박리성을 용이하게 조정할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)의 입자가, 수매체(W) 중에 분산하여 있는 것을 특징으로 하는 유기무기 복합체 분산액을 제공하는 것이다.

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼2의 알킬기이며, n은 1∼9이다)

또한, 본 발명은, 상기 유기무기 복합체 분산액의 제조 방법으로서,

상기 모노머(a), 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C) 및 중합 개시제(D)를 상기 수매체(W) 중에 용해 또는 균일하게 분산시킨 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 상기 복합체(X)의 입자를 형성하는 공정을 포함하고,

상기 수매체(W) 중의 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)의 농도(질량%)가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것을 특징으로 하는 유기무기 복합체 분산액의 제조 방법을 제공하는 것이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

(식 중, 무기 재료(C)의 농도(질량%)는, 무기 재료(C)의 질량을 수매체(W)와 무기 재료(C)의 합계 질량으로 나누고 100을 곱한 수치, Ra는 무기 재료(C)와 중합체(A)와의 질량비((C)/(A))이다)

또한, 본 발명은, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재를 제공하는 것이다.

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼2의 알킬기를 나타내고, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)

또한, 본 발명은, 상기 세포 배양 기재의 제조 방법으로서,

수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,

상기 분산액(L)을 지지체에 도포하고, 그 후 건조함으로써 상기 복합체(X)의 박층을 형성하는 제2 공정,

비수용성의 중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액을 상기 복합체(X)의 박층의 표면(S)에 도포하고, 상기 용매(E)를 휘발시키는 제3 공정,

상기 표면(S)에 중합 후에 상기 중합체(B)로 되는 모노머(b)의 수용액을 도포한 후, 자외선의 조사에 의해 상기 모노머(b)를 중합시키는 제4 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

또한, 본 발명은, 상기 세포 배양 기재의 제조 방법으로서,

상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 혼합한 수매체(W)를 지지체에 도포하고,

상기 모노머(a)를 중합시킴으로써, 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 박층을 형성하는 제1 공정,

비수용성의 중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액을 상기 복합체(X)의 박층의 표면(S)에 도포하고, 용매(E)를 휘발시키는 제2 공정,

중합 후에 상기 중합체(B)로 되는 모노머(b)의 수용액을 상기 표면(S)에 도포한 후, 자외선의 조사에 의해 상기 모노머(b)를 중합시키는 제3 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 세포 배양 기재의 제조 방법으로서,

상기 수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써, 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,

상기 분산액(L)에, 상기 중합체(B)를 첨가하고, 혼합하여, 지지체에 도포한 후, 건조시키는 제2 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

본 발명의 세포 배양 기재의 최대의 특징은, 상기 중합체(A)와 무기 재료(C)의 구성 부분이 세포의 증식을 담당하고, LCST를 갖는 중합체(B)는 온도 변화에 의한 세포의 박리를 담당하고, 이 두 부분을 세포의 종류에 따라 각각 단독으로 제어할 수 있는 것에 있다. 예를 들면, 배양시, 배양 온도(37℃)가 폴리-N-이소프로필아크릴아미드의 LCST(32℃)보다 높기 때문에, 폴리-N-이소프로필아크릴아미드가 수불용(소수성) 상태로 되어, 세포가 기재의 표면에서 증식하지만, 온도를 32℃ 이하로 내리면(예를 들면 20℃), 폴리-N-이소프로필아크릴아미드가 수용성이 되어 기재 표면으로부터 수용액으로 신전(伸展)하고, 그것에 수반하여 세포가 기재 표면으로부터 탈리하면서 박리해간다.

중합체(A) 및 중합체(B)는 주로 이온 결합이나 수소 결합 등에 의해 무기 재료(C)와 상호 작용하여 결합하여 있다. 이 결합력은 강하여, 용이하게 폴리머와 무기 재료(C)를 떼어놓을 수는 없다. 예를 들면, 폴리-N-이소프로필아크릴아미드와 점토 광물로 이루어지는 삼차원 망목 구조를 갖는 히드로겔(함수율 90%)은 95kPa의 인장 파단 강도를 나타내고 있다((특허문헌 8)일본 특개2006-288251 공보 참조).

본 발명의 세포 배양 기재는, 무기 재료(C)와 중합체(A)가 거의 균일한 층상 구조로 되어 있는 복합체(X)의 박층과, 그 박층 중으로부터 표면을 향해 뻗어나가 있는 중합체(B)로 구성되어 있다.

중합체(B)의 길이(분자량)와 밀도(함유량)를 적절히 조정함으로써, 복합체(X)의 박층 표면이 중합체(B)에 완전하게 덮이지 않고 적절히 노출함으로써, 양호한 세포 증식성과 세포 박리성을 유지할 수 있다.

또, 본 명세서에 있어서의 「세포 배양 기재」란 세포 배양 용도에 사용하는 본 발명의 유기무기 복합체 분산액의 건조 피막을 의미하며, 그 건조 피막이 지지체와 일체로 되어 있는 형태의 세포 배양 기재는, 「적층 구조를 갖는 세포 배양 기재」 또는 단순히 「적층체」로 기재한다.

[발명의 효과]

본 발명의 복합체(X)의 입자는, 수팽윤성 점토 광물을 나노미터 레벨로 미세하고 균일하게, 게다가 넓은 농도 범위로 함유할 수 있어, 양호한 안정성과 피막 형성능을 갖는다.

그리고, 복합체(X)가 입자상으로 분산한 분산액으로부터 얻어진 피막은, 높은 투명성과, 양호한 탄성률과 유연성, 굴곡성을 갖고, 대기 중에서 안정적으로 사용될 뿐만 아니라, 수중에서도 팽윤하지 않고 뛰어난 역학 물성을 나타내는 특징을 갖는다. 특히 세포 배양성이나 방담성이 뛰어나기 때문에 치료나 세포 배양용 재료나 방담성 재료, 투명성, 신축성이 뛰어나기 때문에 각종 공업 재료, 의료용구 등의 표면 개질제로서 유용하다.

또한, 복합체(X) 중에 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 혼합, 혹은 복합화시킨 세포 배양 기재는, 환경 온도에 대한 소수성과 친수성의 변화 속도가 빨라, 배양한 세포를, 약제(트립신 등)를 사용하지 않고, 신속하게 기재 표면으로부터 박리, 회수할 수 있다.

본 발명의 세포 배양 기재는, 기재에 대한 접착성이 뛰어나기 때문에 전자선 방사와 같은 방법을 사용할 필요가 없다. 따라서, 방사선 조사를 행하는 것에 의한 악영향, 예를 들면, 상기와 같이 기재 중에 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유시켰다고 해도, 그 중합체가 가교되지 않고, 보다 민속한 온도 응답성을 유지할 수 있어 배양한 세포의 박리, 회수 성능을 소실하는 경우가 없다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 배양하는 세포의 종류(접착성)에 따라, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)의 길이나 밀도를 용이하게 조절할 수 있다. 본 발명의 세포 배양 기재는, 재생의료 분야에서, 콜로니(colony)상 세포군이나 2차원의 시트상 세포, 3차원의 입체 세포 증식물의 제조에 이용할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

도 1은 일반식(2)과 (3)을 만족하는 유기무기 복합체 분산액의 형성 가능한 영역, 및 실시예1∼7, 비교예1을 나타낸 도면.

도 2의 (a)는 실시예1의 유기무기 복합체 입자의 TEM 사진이며, (b)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 규소(Si)의 EDS 맵핑 사진이며, (c)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 마그네슘(Mg)의 EDS 맵핑 사진.

도 3의 (a)는 실시예2의 유기무기 복합체 입자의 TEM 사진이며, (b)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 규소(Si)의 EDS 맵핑 사진이며, (c)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 마그네슘(Mg)의 EDS 맵핑 사진.

도 4는 유기무기 복합체 분산액(13)을 선형의 패턴상으로 도포한 세포 배양 기재14(실시예14)의 광학 현미경으로 촬영한 사진.

도 5는 세포 배양 기재14 위에서, 세포를 22시간 배양했을 때의 광학 현미경 사진.

도 6은 세포 배양 기재14 위에서, 세포를 46시간 배양했을 때의 광학 현미경 사진.

도 7은 분산액(L2)을 원형의 패턴상으로 도포한 세포 배양 기재(실시예23)의 광학 현미경으로 촬영한 사진.

[발명을 실시하기 위한 형태]

본 발명에서는, 유기 고분자(중합체(A)) 중에 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 균일하게 분산한 복합체(X)의 입자와, 무기 재료(C)의 비율이 많은 쉘과 유기 고분자의 비율이 많은 코어 부분을 갖는 코어-쉘 구조의 유기무기 복합체(X)의 입자를 각각 제조할 수 있다.

또한, 복합체(X)의 입자는, 아크릴아미드계 모노머를 주성분으로 하여 제조하는 종래의 히드로겔과는 달리, 큰 수팽윤성은 갖지 않지만, 입자 중에 물을 함유한 히드로겔의 미립자로서 수매체 중에 분산하여 있다. 입자 중에 함유되는 물의 양은, 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)의 사용량에 따라 변화한다.

유기 고분자와 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하고 또한 균일하게 복합화한 구조를 갖는 입자는, 도 2(무기 재료(C)로서 수팽윤성 점토 광물을 사용)에 나타내는 바와 같이, 입자 중의 점토 광물의 분산 상태가, TEM 및 (점토 광물의 주성분인 규소, 마그네슘인) 원소 맵핑 분석에 의해 확인할 수 있다. 이와 같은 균일 분산 구조를 갖는 입자는, 수중에 단독으로 존재하는 점토 광물에 비해, 입자간의 상호 작용이 약하여, 응집이 일어나기 어려워, 분산액의 안정성이 좋다. 또한, 도포, 건조에 의해, 입자 표면의 유기 고분자가 서로 얽혀, 투명하고 강인한 피막이 형성할 수 있고, 또한, 본 발명의 유기 고분자가 유리나 플라스틱, 금속 등의 기재와의 사이에서 양호한 접착성을 갖기 때문에, 피막과 기재와의 접착성이 강하다.

한편, 유기 고분자가 주성분으로서 구성된 코어 부분과 점토 광물이 주성분으로서 구성된 쉘 부분으로 이루어지는 코어-쉘 구조를 갖는 입자는, 도 3에 나타내는 바와 같이 표면에 점토 광물의 농도가 비교적 높기 때문에, 형성된 피막은 이온성 화합물이나 단백질, 세포 등에 대한 흡착성이 강하여, 피막 표면의 기능화가 용이하다.

본 발명에서 사용하는 유기 고분자(중합체(A))는, 모노머의 중합 반응이 진행함과 함께, 수중에서의 용해성이 저하하여, 어느 중합체의 농도가 일정값 이상이 되면, 구상으로 응집하는 경향이 있다. 따라서, 어느 특정한 무기 재료(C)와 유기 고분자의 질량비와, 무기 재료(C)의 농도 범위 내에서는, 우선 모노머의 중합이 진행하고, 그 후, 구상으로 응집한 유기 고분자의 표면에 무기 재료(C)가 상호 작용하여 응집·퇴적하여, 코어-쉘 구조를 형성한다고 추측된다. 한편, 상기 범위 이외, 즉 유기 고분자의 농도가 낮고, 및/또는 무기 재료(C)의 농도가 너무 낮을 경우에는, 유기 고분자가 응집하기 어렵고, 설령 응집해도 유기 고분자의 주위를 에워싸기 위한 충분한 양의 무기 재료(C)가 없기 때문에, 쉘이 형성되지 않고, 또한 무기 재료(C)의 농도가 너무 높을 경우는, 유기 고분자를 주성분으로 하는 응집체가 형성할 때에 응집체 내부로 무기 재료(C)가 거두어들여지기 때문에 코어 부분과 쉘 부분의 무기 재료(C)의 농도차가 명확하게 되지 않기 때문에, 유기 고분자 중에 무기 재료(C)가 균일하게 분산한 입자가 형성된다고 추측된다.

이상과 같은 메커니즘으로 형성된다고 추측되는 본 발명의 복합체(X)의 입자는, 구형, 또는 대략 구형의 형상이 된다.

본 발명에서 사용하는 모노머(a)는, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머를 필수 성분으로 한다.

일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)의 사용에 의해, 얻어지는 복합체 입자의 입경 제어나, 무기 재료(C)와 중합체의 복합 구조의 제어가 용이하게 된다. 또한, 분산액의 안정성이나 피막의 형성능, 및 기재와의 접착성이 좋고, 피막 두께의 제어폭이 넓어, 보다 평활한 피막을 형성 가능한 유기무기 복합체의 제조가 가능하게 된다. 상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)는, 요구되는 역학 물성이나 표면 성질 등에 따라, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 그 중에서도, n이 1∼3인 화합물이 바람직하고, 아크릴산2메톡시에틸, 아크릴산2에톡시에틸, 메틸카르비톨아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트가 보다 바람직하고, 아크릴산2메톡시에틸, 아크릴산2에톡시에틸이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용하는 중합체(A)를 제조하기 위한 모노머로서는, 상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머의 외에, 유기무기 복합체의 친수성과 소수성의 밸런스나 관능기를 부여하기 위해서, 필요에 따라 그 밖의 공중합 모노머를 병용할 수 있다. 예를 들면, 설폰기나 카르복시기와 같은 음이온기를 갖는 아크릴계 모노머, 4급 암모늄기와 같은 양이온기를 갖는 아크릴계 모노머, 4급 암모늄기와 인산기를 갖는 양성 이온기를 갖는 아크릴계 모노머, 카르복시기와 아미노기를 갖는 아미노산 잔기를 갖는 아크릴계 모노머, 당 잔기를 갖는 아크릴계 모노머, 또한, 수산기를 갖는 아크릴계 모노머, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜쇄를 갖는 아크릴계 모노머, 또한 폴리에틸렌글리콜과 같은 친수성쇄와 노닐페닐기와 같은 소수기를 아울러 갖는 양친매성(兩親媒性) 아크릴계 모노머, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, N-치환(메타)아크릴아미드 유도체, N,N-디치환(메타)아크릴아미드 유도체, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드 등을 병용할 수 있다.

본 발명에 사용하는 무기 재료(C)는, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료이다. 수팽윤성 점토 광물로서는, 층상으로 박리 가능한 팽윤성 점토 광물을 들 수 있고, 바람직하게는 물 또는 물과 유기 용제와의 혼합 용액 중에서 팽윤하여 균일하게 분산 가능한 점토 광물, 특히 바람직하게는 수중에서 분자상(단일층) 또는 그것에 가까운 레벨로 균일 분산 가능한 무기 점토 광물이 사용된다. 구체적으로는 나트륨을 층간 이온으로서 함유하는 수팽윤성 헥토라이트, 수팽윤성 몬모릴로나이트, 수팽윤성 사포나이트, 수팽윤성 합성 운모 등을 들 수 있다. 이들 점토 광물을 혼합하여 사용해도 좋다.

본 발명에 사용하는 실리카(SiO₂)로서는, 콜로이달 실리카를 들 수 있고, 바람직하게는 수용액 중에서 균일하게 분산 가능하고, 입경이 10nm∼500nm의 콜로이달 실리카, 특히 바람직하게는 입경이 10∼50nm의 콜로이달 실리카가 사용된다.

본 발명의 복합체(X)의 입자는, 중합체(A)와 수팽윤성 점토 광물(C)이 삼차원 망목을 형성하고 또한 균일하게 복합화한 구조를 갖고, 이 구조를 가짐으로써, 분산액의 안정성이 좋고, 보다 강인한 피막이 형성할 수 있고, 또한 피막과 기재와의 접착성이 강하여, 양호한 세포 배양성이 얻어져, 바람직하다.

또한, 본 발명의 복합체(X)의 입자는, 중합체(A)가 주성분으로서 구성한 코어 부분과 무기 재료(C)가 주성분으로서 구성한 쉘 부분으로 이루어지는 코어-쉘 구조를 가질 수도 있고, 이 구조를 가짐으로써, 표면에 무기 재료(C)의 농도가 비교적 높은 피막을 형성할 수 있어, 이온성 화합물이나 단백질, 펩티드, 헤파린, 항생 물질, 세포 등에 대한 흡착성이 강하고, 피막의 표면 기능화가 용이하여, 바람직하다.

상기 복합체(X)의 입자의 두 구조는, 제조시 반응액 중의 모노머(a)와 무기 재료(C)의 농도를 적절히 조정함으로써, 비교적 용이하게 구분 제조할 수 있다.

본 발명의 복합체(X)의 입자의 입경이, 50nm∼5㎛이면, 분산액의 안정성이 좋고, 보다 강인하고 또한 평활성이 높은 피막이 형성할 수 있고, 막두께의 제어도 용이하여, 바람직하다.

본 발명의 복합체(X)의 입자에 있어서, 중합체(A)와 무기 재료(C)와의 질량비((C)/(A))가, 0.01∼10인 것이 바람직하고, 0.03∼5가 보다 바람직하고, 0.05∼3이 특히 바람직하다. 질량비((C)/(A))가 이 범위이면, 얻어지는 분산액의 안정성이 좋고, 평활하고 기재와 강한 접착성을 갖고, 또한 양호한 세포 배양성을 갖는 피막이 얻어져, 바람직하다.

본 발명의 유기무기 복합체 분산액을 건조함으로써, 투명하고 양호한 유연성과 역학 물성을 갖는 건조 피막을 얻을 수 있다. 이 피막은 기재에 첩부(貼付)한 상태(도막)이어도 좋고, 기재가 없는 독립의 필름상이어도 좋다. 피막의 두께는 용도에 따라 임의로 조정할 수 있고, 필름으로서의 피막의 두께는, 0.01mm∼2mm인 것이 취급하기 쉬워 바람직하다. 이 범위이면 피막의 강도가 충분하며, 취급하기 쉽고, 또한, 표면 평활성이 높은 피막의 제조가 용이하게 된다. 또한, 기재에 첩부한 상태의 피막의 두께는, 0.0001mm(0.1㎛) 이상이면 호적(好適)하게 취급할 수 있어, 바람직하다.

본 발명의 유기무기 복합체 분산액을 기재(예를 들면 폴리스티렌제 용기)에 도포한 후, 건조하여, 필요에 따라 세정을 행한 후, 기재에 첩부한 상태에서 건조시킴으로써, 세포의 접착성이나 증식성이 양호한 세포 배양 기재로서 사용할 수 있다. 피막은 지지체와의 접착성이 양호하고, 열수(熱水)나 37℃의 세포 배양액 중에서도 도막의 박리는 일어나지 않는다.

또한, 본 발명의 유기무기 복합체 분산액에, 그 밖의 친수성 폴리머(예를 들면 폴리N,N-디메틸아크릴아미드)를 첨가하여, 기재에 도포하고, 건조함으로써, 물방울의 형성을 방지하는 방담성 재료를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 유기무기 복합체 분산액을 기재(예를 들면 인공 혈관의 내표면이나 체내에 묻어넣는 의료기구의 표면)에 도포한 후, 건조하여, 필요에 따라 세정을 행한 후, 기재에 첩부한 상태에서 건조시킴으로써, 그 기재에 세포 증식능을 부여하여, 생체와의 친화성을 높일 수 있다.

이어서, 본 발명의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 유기무기 복합체 분산액은, 하기의 방법으로 제조할 수 있다.

즉, 상기 모노머(a), 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C) 및 중합 개시제(D)를 상기 수매체(W) 중에 용해 또는 균일하게 분산시킨 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 상기 복합체(X)의 입자를 형성하는 공정을 포함하고, 상기 수매체(W) 중의 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)의 농도(질량%)가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것을 특징으로 하는 유기무기 복합체 분산액의 제조 방법이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

이 제조 방법에 사용되는 모노머(a)와 무기 재료(C)는, 상기 유기무기 복합체 분산액의 설명에서 기술한 것과 동일한 것을 사용할 수 있으므로, 생략한다.

본 발명의 제조 방법에 사용하는 수매체(W)는, 모노머(a)나 무기 재료(C) 등을 함유할 수 있고, 물성이 좋은 유기무기 복합체 분산액이 얻어지면 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 물, 또는 물과 혼화성을 갖는 용제 및/또는 그 밖의 화합물을 함유하는 수용액이어도 좋고, 그 중에는 또한, 방부제나 항균제, 착색료, 향료, 효소, 단백질, 당류, 아미노산류, 세포, DNA류, 염류, 수용성 유기 용제류, 계면활성제, 고분자 화합물, 레벨링제 등을 함유할 수 있다.

본 발명에 사용되는 중합 개시제(D)로서는, 공지의 라디칼중합 개시제를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 수분산성을 갖고, 계 전체에 균일하게 함유되는 것이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 중합 개시제로서, 수용성의 과산화물, 예를 들면 퍼옥소2황산칼륨이나 퍼옥소2황산암모늄, 수용성의 아조 화합물, 예를 들면 VA-044, V-50, V-501(어느 것도 와코준야쿠고교가부시키가이샤제) 이외에, Fe² ⁺와 과산화수소와의 혼합물 등이 예시된다.

촉매로서는, 3급 아민 화합물인 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 등은 바람직하게 사용된다. 단, 촉매는 반드시 사용하지 않아도 좋다. 중합 온도는, 중합 촉매나 개시제의 종류에 맞추어 예를 들면 0℃∼100℃가 사용된다. 중합 시간도 수십초∼수십시간 사이에서 행할 수 있다.

한편, 광중합 개시제는, 산소 저해의 영향을 받기 어렵고, 중합 속도가 빠르기 때문에, 호적하게 사용된다. 구체적으로는, p-tert-부틸트리클로로아세토페논 등의 아세토페논류, 4,4'-비스디메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류, 2-메틸티오크산톤 등의 케톤류, 벤조인메틸에테르 등의 벤조인에테르류, 히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-히드록시케톤류, 메틸벤조일포르메이트 등의 페닐글리옥실레이트류, 메탈로센류 등을 들 수 있다.

상기 광중합 개시제는 비수용성의 것이다. 여기서 말하는 비수용성이란, 중합 개시제의 물에 대한 용해량이 0.5질량% 이하인 것을 의미한다. 비수용성의 중합 개시제를 사용함으로써, 개시제가 보다 무기 재료(C)의 근방에 존재하기 쉽고, 무기 재료(C) 근방으로부터의 개시 반응점이 많아져, 얻어지는 유기무기 복합체의 입경 분포가 좁고, 분산액의 안정성이 높아, 바람직하다.

상기 광중합 개시제를 수매체(W)와 상용(相溶)하는 용매(E)에 용해시킨 용액을 상기 수매체(W) 중에 첨가하는 것이 바람직하다. 이 방법에 의해 광중합 개시제가 보다 균일하게 분산할 수 있어, 보다 입경이 고른 복합체(X)의 입자가 얻어진다.

본 발명에서 사용하는 용매(E)로서는, 광중합 개시제(D) 또는 비수용성 중합 개시제(D)를 용해할 수 있는 수용성의 용제, 또는 광중합 개시제(D)와 비수용성 중합 개시제(D)를 용해하고 또한 HLB(친수-소수 밸런스)값이 8 이상의 상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)나 그 밖의 아크릴계 모노머(a')를 사용할 수 있다. 여기의 HLB값은 데이비스식(「계면활성제-물성·응용·화학 생태학」, 키타하라 아야오 등 편, 고오단샤, 1979, p24-27)에 따라 구해진 값이다. 예를 들면, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트와 같은 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트류, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트류, 펜타프로필렌글리콜아크릴레이트와 같은 폴리프로필렌글리콜아크릴레이트류, 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트류, 메톡시에틸아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트와 같은 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트류, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트류, 디메틸아크릴아미드와 같은 N치환 아크릴아미드류, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트 등을 들 수 있다. 용매(E)로서의 아크릴계 모노머의 HLB값이 8 이상이면, 수매체(W)에의 용해성 또는 분산성이 뛰어나기 때문에 바람직하다. 이들 아크릴계 모노머는, 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

여기서 말하는 수용성을 갖는 용제란, 물 100g에 대해 50g 이상 용해할 수 있는 용제인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 비수용성의 광중합 개시제(D)의 수매체(W)에의 분산성이 양호하며, 얻어지는 복합체(X)의 입자의 입경이 고르게 하기 쉬워, 분산액의 안정성이 양호하다.

비수용성 광중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액 중에 있어서의 광중합 개시제(D)와 용매(E)의 질량비(D)/(E)는, 0.001∼0.1인 것이 바람직하고, 0.01∼0.05가 더욱 바람직하다. 0.001 이상이면, 에너지선의 조사에 의한 라디칼의 발생량이 충분하게 얻어지기 때문에 호적하게 중합 반응을 진행시킬 수 있고, 0.1 이하이면, 개시제에 의한 발색이나, 냄새를 실질적으로 발생시키지 않고, 또한 비용의 저감이 가능하다.

이상의 아크릴계 모노머(a') 및 수용성을 갖는 용제의 어느 경우에 있어서도, 광중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 첨가량이, 모노머(a), 무기 재료(C), 수매체(W), 중합 개시제(D) 및 용매(E)의 총질량에 대해, 0.1질량%∼5질량%인 것이 바람직하고, 0.2질량%∼2질량%인 것이 더욱 바람직하다. 그 분산량이 0.1질량% 이상이면, 중합이 충분하게 개시되고, 5질량% 미만이면, 복합체(X)의 입자 중의 중합 개시제의 증가에 의한 냄새의 발생, 또한 일단 분산된 광중합 개시제가 다시 응집하는 등의 문제를 저감할 수 있어, 균일한 유기무기 복합체 분산액을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.

무기 재료(C)의 수매체에 대한 농도(질량%)는 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것이 본 발명의 유기무기 복합체 분산액 제조의 최대의 특징이다. 무기 재료(C)의 수매체에 대한 농도(질량%)가 상기 범위 이상이 되면, 중합에 의해 반응계 전체의 겔화가 일어나거나, 분산액(L)이 불균일하게 되거나 하기 때문에, 양호한 유기무기 복합체 분산액의 제조가 불가능하다.

중합체(A)와 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하고 또한 균일하게 복합화한 구조를 갖는 복합체(X)의 입자와, 중합체(A)를 주성분으로 하여 구성한 코어 부분과 무기 재료(C)를 주성분으로 하여 구성한 쉘 부분으로 이루어지는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체(X)의 입자의 제조에 있어서는, 수매체(W) 중의 무기 재료(C)와 모노머(a)의 농도를 적절히 조정함으로써, 비교적 용이하게 구분 제조할 수 있다. 예를 들면, 수매체(W) 중의 무기 재료(C)의 농도가 1.2(질량%)를 초과하거나, 또는 모노머(a)의 농도가 6.0(질량%) 미만이면, 균일 복합 구조를 갖는 복합체(X)의 입자가 얻어지지만, 수매체(W) 중의 무기 재료(C)의 농도가 1.2(질량%) 이하이고, 또한 모노머(a)의 농도가 6.0(질량%) 이상이면, 코어-쉘 복합 구조를 갖는 복합체(X)의 입자가 얻어진다.

본 발명의 제조 방법으로 제조되는 유기무기 복합체 분산액은, 그대로 도료로서 사용해도 좋고, 수세 등에 의한 정제 공정을 거치고나서 사용해도 좋다. 또한 도포성이나 건조 피막의 표면 평활성, 세포 배양성/박리성이나 방담성 등의 기능성을 부여하는 목적으로, 그 유기무기 복합체 분산액에 레벨링제나 계면활성제, 고분자 화합물, 펩티드, 단백질, 콜라겐 등을 더 첨가하여 사용해도 좋다.

또한, 본 발명의 유기무기 복합체 분산액을 지지체 위에 도포하고 건조 피막으로 함으로써 적층체를 제조할 수 있다. 지지체 위에 도포할 때에는, 특정한 형상의 패턴상으로 도포하는 것이, 양호한 세포 배양성과 뛰어난 세포 박리 회수성을 갖기 때문에 바람직하다. 유기무기 복합체 분산액을 지지체에 패턴상으로 도포하는 방법으로서는, 모양이 있는 판에 분산액을 묻히고나서 지지체에 전사하는 인쇄 방법, 또는 지지체에 도포하지 않는 부분을 미리 차폐하여 도포 후 차폐 부분을 제거하는 패턴상 도포나, 잉크젯 프린터 방식에 의한 분산액의 도포 방법 등을 들 수 있다.

도포하는 패턴의 형상은, 주기 10^-3∼10¹mm의 반복 형상이면, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 10^-3∼10¹mm의 주기를 갖는 선형이나 격자상, 도트상 패턴 및 소용돌이상이나 동심원상 혹은 프랙탈(fractal) 패턴이 바람직하게 사용된다.

세포가 접착이나 증식하지 않는 지지체(예를 들면 코로나 방전 처리를 하여 있지 않은 폴리스티렌) 표면에 적용한 경우, 예를 들면 양호한 세포 배양성과, 효소 처리없이 혹은 저(低)효소 처리에서의 세포 또는 세포 박막의 박리 회수나, 스페로이드(spheroid)의 형성 및 회수가 뛰어난 효과를 나타내는 예로서는, 예를 들면, Balb3T3 세포(주화(株化) 마우스 선유아세포(線維芽細胞))나 정상 인간 진피 선유아세포를 사용한 경우, 유기무기 복합체 분산액을, 일정 주기를 갖는 패턴상으로 도포함으로써, 도포 부분간의 간격이 충분히 좁은 경우, 세포가 미(未)도포 부분을 넘어 증식하여, 최종적으로 지지체 표면 전체에 걸쳐 세포를 배양할 수 있고, 또한, 배양한 세포층이 지지체와의 사이의 접착점이 적어, 박리가 보다 용이하게 일어나는 세포 배양 기재가 얻어져, 바람직하다. 분산액의 도포 부분간의 간격(미도포 부분의 폭)이 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 200㎛ 이하는 더욱 바람직하고, 100㎛ 이하는 가장 바람직하다. 300㎛ 이하이면, 세포가 이 미도포폭을 충분히 넘어, 증식할 수 있어, 양호한 세포층을 배양할 수 있다.

상기 광중합 개시제를 사용한 경우의 중합 방법으로서는, 에너지선 조사를 들 수 있고, 예를 들면, 전자선, γ선, X선, 자외선, 가시광 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 장치나 취급의 간편성에서 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는 10∼500mW/cm²이 바람직하고, 조사 시간은 일반적으로 0.1초∼200초 정도이다. 통상의 가열에 의한 라디칼중합에 있어서는, 산소가 중합의 저해 인자로서 작용하지만, 본 발명에서는, 반드시 산소를 차단한 분위기에서 용액의 제조 및 에너지선 조사에 의한 중합을 행할 필요가 없고, 공기 분위기에서 이들을 행하는 것이 가능하다. 단, 자외선 조사를 불활성 가스 분위기 하에서 행함으로써, 중합 속도를 더욱 가속하는 것이 가능하여, 바람직한 경우가 있다.

본 발명의 모노머(a), 무기 재료(C) 및 비수용성의 중합 개시제(D), 및 수매체(W)를 함유하는 분산액(L)의 에너지선 조사에 의한 중합 방법은 임의이다. 예를 들면, 용기 중에서 분산액(L)을 교반 및/또는 초음파 진동을 부여하면서, 에너지선을 조사하여 중합시키는 비연속의 제조 방법이나, 분산액(L)을 투명한 관(마이크로 유로를 포함한다) 안을 흐르게 하면서 에너지선을 조사하여 중합시키는 연속의 제조 방법을 들 수 있다.

<하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재>

이하에, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재, 및 그 제조 방법에 대해 설명한다.

중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재를 제조할 때에 사용하는 모노머(a)는, 상기 일반식(1)의 모노머를 필수 성분으로 한다. 상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머의 사용에 의해, 세포의 초기 접착성을 용이하게 조절할 수 있어, 세포 증식성과 박리성이 양호한 세포 배양 기재가 얻어진다. 또한, 이 세포 배양 기재를 폴리스티렌 등의 플라스틱제 기재 등의 지지체의 표면에 적층시키는 경우는, 양자 간의 접착성이 강하여, 제조를 간편하게 할 수 있다.

상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머는, 요구되는 역학 물성이나 표면의 성질 등에 따라, 1종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 또한, 세포 배양 기재의 배양성이나 물성에 영향을 미치지 않을 정도로, 필요에 따라 그 밖의 공중합 모노머로서, 상기 복합체(X)의 입자를 제조할 때에 사용하는 모노머를 사용할 수 있다.

본 발명의 세포 배양 기재를 제조할 때에 사용하는 무기 재료(C)는, 상기 복합체(X)의 입자를 제조할 때에 사용하는 화합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 세포 배양 기재에 있어서, 중합체(A)와 무기 재료(C)와의 질량비((C)/(A))가, 0.01∼10인 것이 바람직하고, 0.03∼5가 보다 바람직하고, 0.05∼3이 특히 바람직하다. 질량비((C)/(A))가 이 범위이면, 점토 광물 또는 실리카와 중합체(A)와의 복합 구조(예를 들면 점토 광물이 주성분으로서 구성한 쉘(껍질) 부분과 중합체(A)가 주성분으로서 구성한 코어(내부) 부분으로 이루어지는 코어-쉘 구조, 점토 광물과 중합체(A)가 균일하게 복합한 균일 구조 등)의 설계가 용이하며, 얻어지는 도막의 표면 특성(예를 들면 친소수성 정도나 세포 배양성)이나 도막 물성이 양호하며, 균일한 도막이 얻어져, 지지체와의 접착성이 양호하고, 취성(脆性)도 없어 바람직하다.

또한, 본 발명의 세포 배양 기재에 있어서, 기재 전체에 대한 중합체(B)의 함유율이 0.0001질량%∼40질량%인 것이 바람직하고, 0.01∼30질량%인 것이 보다 바람직하고, 1∼20질량%인 것이 특히 바람직하다.

중합체(B)의 함유율이 0.0001질량%∼40질량%이면, 배양 기재의 세포 접착성과 증식성 및 온도 저하시의 박리성이 양호하며, 배양 기재의 표면 평활성도 좋고, 또한, 플라스틱제 기재의 표면에 적층할 때의 도포성이나 기재 표면과의 접착성이 좋아, 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 하한 임계 용해 온도(Lower Critical Solution Temperature : 이하 LCST로 약기한다)를 갖는 중합체(B)는, 분자 내에 LCST를 나타내는 부분을 갖는 것이면, 호적하게 사용할 수 있지만, 그 중에서도 N-치환(메타)아크릴아미드 유도체 및 N,N-디치환(메타)아크릴아미드 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 모노머(b)의 중합체인 것이 바람직하다. 이와 같은 모노머(b)의 예로서는, N-이소프로필(메타)아크릴아미드, N-n-프로필(메타)아크릴아미드, N-시클로프로필(메타)아크릴아미드, N-에톡시에틸(메타)아크릴아미드, N-테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴아미드, N-에틸(메타)아크릴아미드, N-에틸-N-메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N-메틸-N-n-프로필(메타)아크릴아미드, N-메틸-N-이소프로필(메타)아크릴아미드, N-(메타)아크릴로일피페리딘, N-(메타)아크릴로일피롤리딘을 들 수 있다.

상기 모노머는 단독으로 사용해도 좋고, 필요에 따라 복수의 모노머를 혼합하여 사용해도 좋다. 또한, 상기 모노머(b)와 그 이외의 수용성 유기 모노머 또는 유기 용매 가용성 유기 모노머와의 공중합체도, 얻어진 중합체가 친수성 및 소수성의 양방을 나타내는 것이면 사용할 수 있다.

상기 하한 임계 용해 온도(LCST)란, 이 온도 이상이 되면, 그 폴리머가 수중에서 불용이 되고(소수성을 나타낸다), 이 온도 이하가 되면, 수용성이 되는(친수성을 나타낸다) 온도이다. 예를 들면, 폴리-N-이소프로필아크릴아미드의 LCST는 32℃이다.

이어서, 본 발명의 세포 배양 기재의 제조 방법에 대해 설명한다.

하기 세 방법으로 제조할 수 있다.

즉, 제1 제조 방법으로서는, 상기 수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,

상기 분산액(L)을 기재에 도포하고, 그 후 건조함으로써 상기 복합체(X)의 박층을 형성하는 제2 공정,

상기 표면(S)에 상기 모노머(b)의 수용액을 도포한 후, 자외선의 조사에 의해 상기 모노머(b)를 중합시키는 제4 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

이 제조 방법에 사용되는 모노머(a)와 무기 재료(C) 및 모노머(b)는, 상기 세포 배양 기재의 설명에서 기술한 것과 동일한 것을 사용할 수 있으므로, 생략한다.

본 발명의 제조 방법에 사용하는 수매체(W)는, 모노머(a)나 무기 재료(C) 등을 함유할 수 있고, 중합에 의해, 물성이 좋은 유기무기 복합체 분산액이 얻어지면 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 물, 또는 물과 혼화성을 갖는 용제 및/또는 그 밖의 화합물을 함유하는 수용액이어도 좋고, 그 중에는 또한, 방부제나 항균제, 착색료, 향료, 효소, 단백질, 콜라겐, 당류, 아미노산류, 세포, DNA류, 염류, 수용성 유기 용제류, 계면활성제, 고분자 화합물, 레벨링제 등을 함유할 수 있다.

본 발명에 사용되는 중합 개시제(D)로서는, 상기 공지의 라디칼중합 개시제를 적의 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 광중합 개시제는, 산소 저해의 영향을 받기 어렵고, 중합 속도가 빠르기 때문에, 중합 개시제(D)로서 호적하게 사용된다. 구체적으로는, 상기 광중합 개시제를 사용할 수 있다.

광중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액 중에 있어서의 광중합 개시제(D)와 용매(E)의 질량비(D)/(E)는, 0.001∼0.1인 것이 바람직하고, 0.01∼0.05가 더욱 바람직하다. 0.001 이상이면, 자외선의 조사에 의한 라디칼의 발생량이 충분하게 얻어지기 때문에 호적하게 중합 반응을 진행시킬 수 있고, 0.1 이하이면, 개시제에 의한 발색이나, 냄새를 실질적으로 발생시키지 않고, 또한 비용의 저감이 가능하다.

광중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 첨가량이, 모노머(a), 무기 재료(C), 수매체(W), 중합 개시제(D) 및 용매(E)의 총질량에 대해, 0.1질량%∼5질량%인 것이 바람직하고, 0.2질량%∼2질량%인 것이 더욱 바람직하다. 그 분산량이 0.1질량% 이상이면, 중합이 충분하게 개시되고, 5질량% 미만이면, 복합체(X) 중의 중합 개시제의 증가에 의한 냄새의 발생, 또한 일단 분산된 광중합 개시제가 다시 응집하는 등의 문제를 저감할 수 있어, 균일한 복합체(X)의 분산액(L)을 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.

비수용성의 중합 개시제(D)를 사용함으로써, 제4 공정에서는, 모노머(b)의 수용액을 도포했을 때에, 개시제의 용출이 없고, 점토 광물 또는 실리카 근방으로부터의 개시 반응점이 많아져, 얻어지는 중합체(B)와 무기 재료(C)간의 상호 작용이 보다 강해져, 바람직하다.

무기 재료(C)의 수매체에 대한 농도(질량%)는 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것이 본 발명의 세포 배양 기재 제조의 최대의 특징이다. 무기 재료(C)의 수매체에 대한 농도(질량%)가 상기 범위 내이면, 양호한 복합체(X)의 분산액(L)이 얻어져, 지지체에의 도포가 용이하고, 평활하고 균일한 얇은 도막이 얻어져, 바람직하다.

본 발명의 제조 방법으로 제조되는 분산액(L)은, 그대로 사용해도 좋고, 수세 등에 의한 정제 공정을 거치고나서 사용해도 좋다. 또한 그 분산액(L)에 레벨링제나 계면활성제, 펩티드, 단백질, 콜라겐, 아미노산류, 고분자 화합물 등을 더 첨가하여 사용해도 좋다.

본 제조 방법의 제2 공정에 있어서의, 상기 분산액(L)의 지지체에의 도포 방법은, 공지 관용의 방법이어도 좋다. 예를 들면, 분산액을 지지체에 유연(流延)시키는 방법이나, 바 코터나 스핀 코터에 의한 코터법, 또는 분무 등의 스프레이법, 모양이 있는 고무판에 분산액을 묻히고나서 지지체에 전사하는 방법, 또한 지지체에 도포하지 않는 부분을 미리 차폐하여 도포 후 차폐 부분을 제거하는 패턴상 도포나, 잉크젯 프린터 방식에 의한 분산액의 도포 방법을 들 수 있다.

세포가 접착이나 증식하지 않는 지지체(예를 들면 코로나 방전 처리를 하여 있지 않은 폴리스티렌) 표면에, 분산액(L)을 패턴상으로 도포함으로써, 도포 부분간의 간격이 충분히 좁은 경우, 세포가 미도포 부분을 넘어 증식하여, 최종적으로 지지체 표면 전체에 걸쳐 세포를 배양할 수 있고, 또한, 배양한 세포층이 지지체와의 사이의 접착점이 적어, 박리가 보다 용이하게 일어나, 바람직하다. 도포 부분 경계와 경계간의 간격(미도포 부분의 폭)이 300㎛ 이하인 것이 바람직하고, 200㎛ 이하는 더욱 바람직하고, 100㎛ 이하는 가장 바람직하다. 300㎛ 이하이면, 세포가 이 미도포폭을 충분히 넘어, 증식할 수 있어, 양호한 세포층을 배양할 수 있다.

건조 방법도, 분산액(L) 중의 휘발 성분이 휘발하여, 복합체(X)의 박층이 가능하면, 임의의 방법이어도 좋다. 예를 들면, 실온 자연 건조, 실온의 바람이나 가열 또는 열풍에 의한 건조, 원적외선 건조 등을 들 수 있다. 혹은 분산액을 스핀 코터로 회전하면서 열풍을 쪼이거나 가열하거나 하는 방법도 들 수 있다.

본 제조 방법의 제3 공정에 있어서의, 비수용성의 중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 상기 복합체(X)의 박층의 표면(S)에의 도포나 용매(E)의 휘발 방법은, 제2 공정에 준하여 공지 관용의 방법을 사용해도 좋다.

상기 표면(S)에 도포된 상기 용액(D+E)이 복합체(X)의 박층 중으로 침투하고, 용매(E)의 휘발에 의해, 개시제가 복합체(X)의 박층 전체에 균일하게 존재하는 상태가 된다. 비수용성의 중합 개시제(D)로서는, 상기 광중합 개시제에 준한 것을 사용할 수 있다. 비수용성의 중합 개시제(D)를 사용함으로써, 제4 공정에서의, 모노머(b)의 수용액 도포시에, 개시제의 용출이 적어, 점토 광물 또는 실리카 근방으로부터의 개시 반응점이 많아져, 얻어지는 중합체(B)와 무기 재료(C)간의 상호 작용이 보다 강해져, 바람직하다.

비수용성 중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액 중에 있어서의 중합 개시제(D)와 용매(E)의 질량비(D)/(E)는, 0.001∼0.1인 것이 바람직하고, 0.01∼0.05가 더욱 바람직하다. 0.001 이상이면, 자외선의 조사에 의한 라디칼의 발생량이 충분하게 얻어지기 때문에 호적하게 중합 반응을 진행시킬 수 있고, 0.1 이하이면, 개시제에 의한 발색이나, 냄새를 실질적으로 발생시키지 않고, 또한 비용의 저감이 가능하다.

본 발명에서 사용하는 용매(E)로서는, 상기 용매(E)를 사용할 수 있는데, 용매(E)로서의 아크릴계 모노머의 HLB값이 8 이상이면, 수매체(W)에의 용해성 또는 분산성이 뛰어나기 때문에 바람직하다.

본 제조 방법의 제4 공정에 있어서의, 상기 표면(S)에의 상기 모노머(b)의 수용액의 도포도 제2 공정에 준하여 공지 관용의 방법을 사용해도 좋다.

모노머(b)의 수용액에 있어서의 모노머(b)의 농도는, 1∼20질량%가 바람직하고, 5∼18질량%인 것이 더욱 바람직하다. 1질량% 이상이면, 길이가 충분한 중합체(B)가 얻어져, 세포 박리성을 유지할 수 있고, 또한, 20질량% 이하이면, 충분한 세포 증식성을 유지할 수 있어, 성능이 좋은 세포 배양 기재를 제조할 수 있다.

상기 표면(S)에 도포된 모노머(b)가 복합체(X)의 박층 중으로 침투하여, 자외선의 조사에 의해 중합된다. 이 제조 방법으로 얻은 세포 배양 기재의 표면은, 모노머(b)의 중합체(중합체(B))가 층을 형성하여 세포 배양 기재의 표면을 완전하게 덮고 있는 것이 아니라, 중합체(B)가 복합체(X)의 박층 중으로부터 뻗어나가, 그 박층의 표면도 적절히 노출하여 있는 구조로 되어 있다. 중합체(B)는, 복합체(X)의 박층 중으로부터 표면까지 이온 결합이나 수소 결합 등에 의해 점토 광물에 결합하여 있어, 물리적인 힘이나 수중에서도 그 결합이 끊이지 않고, 안정한 구조로 되어 있다. 또한, 배양되는 세포의 종류에 따라, 그 중합체(B)의 길이(분자량)나 밀도(복합체(X)의 박층 중에서의 함유량)를, 모노머(b)의 수용액 농도나 도포량으로 적절히 조정할 수 있다.

본 공정에 사용되는 광으로서는, 전자선, γ선, X선, 자외선, 가시광 등을 사용할 수 있지만, 그 중에서도 장치나 취급의 간편성이나 모노머(b)의 중합과 동시에 가교를 일으키지 않는 관점에서 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사하는 자외선의 강도는 10∼500mW/cm²이 바람직하고, 조사 시간은 일반적으로 0.1초∼200초 정도이다. 통상의 가열에 의한 라디칼중합에 있어서는, 산소가 중합의 저해 인자로서 작용하지만, 본 발명에서는, 반드시 산소를 차단한 분위기에서 용액의 제조 및 자외선 조사에 의한 중합을 행할 필요가 없고, 공기 분위기에서 이들을 행하는 것이 가능하다. 단, 자외선 조사를 불활성 가스 분위기 하에서 행함으로써, 중합 속도를 더욱 가속하는 것이 가능하여, 바람직한 경우가 있다.

상기 제1 제조 방법은, 모노머(a)와 무기 재료(C)의 비율을 조정함으로써, 세포의 증식 속도를 폭넓게 조정할 수 있고, 또한, 모노머(b)의 종류나 농도, 도포량을 조정함으로써, 온도 변화에 의한 세포의 박리 속도를 제어할 수 있다는 특징을 갖는다.

본 발명의 제2 제조 방법으로서는, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 혼합한 수매체(W)를 지지체에 도포하고, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써, 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 박층을 형성하는 제1 공정,

상기 모노머(b)의 수용액을 상기 표면(S)에 도포한 후, 자외선의 조사에 의해 상기 모노머(b)를 중합시키는 제3 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법이다.

본 제조 방법의 도포 방법, 자외선, 중합 개시제(D) 및 모노머(b)의 농도는, 모두 제1 제조 방법에 준한다. 이 제조 방법의 제1 공정은, 반응액으로부터 직접 복합체(X)의 박층을 제조하기 때문에, 수매체(W) 중의 무기 재료(C)의 농도가 식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 될 필요는 없다. 이 제조 방법으로 얻은 세포 배양 기재의 표면 구조는, 제1 제조 방법으로 얻은 것과 거의 동일하다.

본 발명의 제3 제조 방법으로서는, 수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 모노머(a)를 중합시킴으로써, 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,

상기 분산액(L)에, 상기 중합체(B)를 첨가하고, 균일하게 혼합하여, 지지체에 도포한 후, 건조시키는 제2 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법이다.

식(2) Ra<0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05

식(3) Ra≥0.19일 때

무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17

본 제조 방법에 있어서의 중합체(B)는, 그 10질량% 수용액의 점도가 20∼2000mPa·s(야마이치덴키가부시키가이샤제 DIGITAL VISCOMATE MODEL VM-100A 점도계 사용)의 것인 것이 바람직하고, 100∼1000mPa·s인 편이 더욱 바람직하고, 200∼800mPa·s의 폴리머인 편이 가장 바람직하다. 20mPa·s 이상이면, 충분한 세포 박리성을 유지할 수 있고, 또한, 1000mPa·s 이하이면, 충분한 세포 증식성을 유지할 수 있어, 성능이 좋은 세포 배양 기재를 제조할 수 있다.

또한, 본 제조 방법에 있어서의 중합체(B)는, 그 중량평균 분자량 Mw가 1×10⁴∼2×10⁷인 것이 바람직하고, 1×10⁵∼5×10⁶인 것이 더욱 바람직하다. 1×10⁴ 이상이면, 충분한 세포 박리성을 유지할 수 있고, 또한, 2×10⁷ 이하이면, 충분한 세포 증식성을 유지할 수 있어, 성능이 좋은 세포 배양 기재를 제조할 수 있다.

이 제조 방법으로 얻은 세포 배양 기재의 표면은, 중합체(B)가 층을 형성하여 세포 배양 기재의 표면을 덮고 있는 것이 아니라, 복합체(X)의 박층 중으로부터 중합체(B)가 뻗어나가, 그 박층의 표면도 적절히 노출하여 있는 구조로 되어 있다. 중합체(B)는, 복합체(X)의 박층 중으로부터 표면까지 이온 결합이나 수소 결합 등에 의해 점토 광물 또는 실리카에 결합하여 있고, 물리적인 힘이나 수중에서도 그 결합이 끊이지 않고, 안정한 구조로 되어 있다. 또한, 배양되는 세포의 종류에 따라, 중합체(B)의 길이(분자량)나 함유량을 적절히 조정할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예1)

[광중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액(G)의 조정]

용매(E)로서, 에탄올 9.8g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤「이르가큐어184」(치바가이기사제) 0.2g을, 균일하게 혼합하여 용액(G1)을 제조했다.

[모노머(a), 수팽윤성 점토 광물(C), 비수용성의 광중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 반응액(F)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.3g, 점토 광물(C)로서 라포나이트(Laponite) XLG(Rockwood Additives Ltd.사제 : 수팽윤성의 합성 헥토라이트) 0.04g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F1)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F1)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC0.5M1)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.5M1)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 180nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.5M1)을 순수로 10배 희석한 후, 동량의 0.5질량% RuO₄ 수용액과 혼합하여, 복합체 입자의 염색을 행했다. 이어서, 이 수용액을 지지막 부착 구리제 망에 적하하고, 건조하여, 투과형 전자 현미경(JEM-2200FS형, 니뽄덴시가부시키가이샤제, 가속 전압 : 200KV)을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한(복합체(X) 미립자 중의 점토 광물의 분포를 분석한) 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다. 복합체 미립자의 TEM 사진 및 EDS 맵핑 사진을 도 2에 나타낸다. 도 2의 (a)는 유기무기 복합체 입자의 TEM 사진이며, (b)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 규소(Si)의 EDS 맵핑 사진이며, (c)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 마그네슘(Mg)의 EDS 맵핑 사진이다. (b) 및 (c)는, (a)와 동일 시야, 동일 배율의 사진이다. 또, 촬영 샘플 작성 공정의 사정상, 수매체 중에 유리하여 있는 점토 광물도 건조에 의해 백그라운드에 잔류하기 때문에, 입자 이외의 부분에도 Si와 Mg의 존재가 인정된다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.5M1)을 유리제의 스크류관에 넣고 밀폐한 상태에서 실온(약 23℃) 3개월 정치하여, 침전이나 입경 분포의 변화는 없었다.

이 반응계의 Ra=0.03, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.40(%)<12.4Ra+0.05=0.42

(실시예2)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.64g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.12g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F2)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F2)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC1.5M0.5)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC1.5M0.5)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 70nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC1.5M0.5)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자의 표면부에 국재한 코어-쉘 구조가 관측되었다. 복합체 미립자의 TEM 사진 및 EDS 맵핑 사진을 도 3에 나타낸다. 도 3의 (a)는 유기무기 복합체 입자의 TEM 사진이며, (b)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 규소(Si)의 EDS 맵핑 사진이며, (c)는, (a)의 TEM 사진 중의 입자의 마그네슘(Mg)의 EDS 맵핑 사진이다.

이 반응계의 Ra=0.19, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=1.19(%)<0.87Ra+2.17=2.34

(실시예3)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.0g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.2g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F3)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F3)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC2.5M0.8)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC2.5M0.8)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 70nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC2.5M0.8)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.20, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=1.96(%)<0.87Ra+2.17=2.34

(실시예4)

[모노머(a), 수팽윤성 점토 광물(C), 수용성의 중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 반응액(F)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.32g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.08g, 수용성의 중합 개시제(D)로서 퍼옥소2황산칼륨의 2질량% 수용액을 50μl, 촉매로서 N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민 8μl, 수매체(W)로서 미리 질소로 버블링하여 산소를 제거한 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F4)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F4)을 실온에서 15시간 교반하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC1M0.25)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC1M0.25)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 60nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC1M0.25)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.25, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.79(%)<0.87Ra+2.17=2.39

(실시예5)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.32g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.16g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 계면활성제로서 20질량%의 도데실벤젠설폰산나트륨(와코준야쿠고교가부시키가이샤제) 50μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F5)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F5)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC2M0.25)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC2M0.25)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 80nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC2M0.25)을 건조하여, 투과형 전자 현미경(JEM-2200FS형, 니뽄덴시가부시키가이샤제)을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한(복합체(X) 미립자 중의 점토 광물의 분포를 분석한) 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.5, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=1.57(%)<0.87Ra+2.17=2.61

[유기무기 복합체 분산액의 건조 피막을 표면에 갖는 세포 배양 기재의 제조]

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC2M0.25)을 두께 약 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제 필름의 표면에 두께 약 100㎛가 되도록 도포하고, 50℃, 1시간 건조시켜, 50℃의 멸균수로 세정하고 50℃, 2시간 건조시켜 세포 배양 기재1을 제조했다. 건조 후의 복합체(X)의 건조 피막은 투명하며, 두께는 약 6㎛이었다.

상기 건조 피막에 커터 나이프를 사용하여, 1×1mm사방의 바둑판 눈금의 칼집을 낸 후, 바둑판 눈금을 낸 곳에 셀로판 테이프를 강하게 압착시켜, 테이프의 끝을 45°의 각도로 급속하게 벗겨내고, 바둑판 눈금의 상태를 관찰한 바, 도막은 전혀 박리하지 않고, 기재와의 접착성이 양호함이 확인되었다.

[세포 배양 시험]

상기 세포 배양 기재1을 직경 5cm의 폴리스티렌제 샤알레(Tissue Culture Dish, AGC테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 배지로서 MEA 배지(셀시스템즈사제)에 FBS를 10% 첨가한 것을 사용하여, Balb3T3 세포(주화 마우스 선유아세포)의 배양을 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 행했다. 4일째에 세포 배양 기재1의 표면을 관찰한 바, 세포가 충분히 증식하여 있는 것이 관찰되었다.

한편, 세정을 마친 PET 필름만을 사용하여, 상기와 같은 배양 시험을 행한 바, 4일째에 PET 필름의 표면을 관찰한 바, 세포가 보이지 않고, 세포가 전혀 증식하여 있지 않았다.

이 실시예로부터, 세포가 증식할 수 없는 기재 위에 본 발명의 복합체(X)의 건조 피막을 첩부함으로써, 세포 배양 기능이 부여됨을 알 수 있다. 또한, 온수 세정이나 37℃에서의 배양에 있어서는 복합체 피막이 PET 필름으로부터 벗겨지지 않고, 충분한 접착성을 가짐을 이해할 수 있다.

(실시예6)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.18g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.32g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F6)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F6)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC4M0.14)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC4M0.14)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 80nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC4M0.14)을 건조하여, 투과형 전자 현미경(JEM-2200FS형, 니뽄덴시가부시키가이샤제)을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한(복합체(X) 미립자 중의 점토 광물의 분포를 분석한) 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=1.8, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=3.10(%)<0.87Ra+2.17=3.74

(실시예7)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.9g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.06g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F7)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F7)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC0.75M0.7)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.75M0.7)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 80nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.75M0.7)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자의 표면부에 국재한 코어-쉘 구조가 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.067, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.60(%)<12.4Ra+0.05=0.88

(실시예8)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.048g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.48g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F8)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F8)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC6M0.04)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC6M0.04)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 80nm와 2.5㎛이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC6M0.04)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=10, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=4.58(%)<0.87Ra+2.17=10.87

(실시예9)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.026g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.02g, 수용성의 중합 개시제(D)로서 퍼옥소2황산칼륨의 2질량% 수용액을 50μl, 촉매로서 N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민 8μl, 수매체(W)로서 미리 질소로 버블링하여 산소를 제거한 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F9)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F9)을 실온에서 15시간 교반하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(MNC0.25M0.02)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.25M0.02)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 160nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(MNC0.25M0.02)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.77, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.20(%)<0.87Ra+2.17=2.84

(실시예10)

이 실시예는 식(1)의 모노머와 그 밖의 모노머와의 공중합체(A)와, 점토 광물(C)로 이루어지는 복합체(X)의 입자의 분산액을 제조한 것이다.

[모노머(a), 그 밖의 모노머, 수팽윤성 점토 광물(C), 비수용성의 광중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 반응액(F)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.2944g, 그 밖의 모노머로서 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트「상품명 : NK에스테르AM-90G」(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤제) 0.0964g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.02g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F10)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F10)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(M/AM90G8NC0.25M0.25)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(M/AM90G8NC0.25M0.25)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 70nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(M/AM90G8NC0.25M0.25)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.05, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.20(%)<12.4Ra+0.05=0.67

(실시예11)

[복합체(X)의 건조 피막의 제조]

실시예5에서 제조한 유기무기 복합체 분산액(MNC2M0.25)을 액의 두께가 2mm가 되도록 폴리프로필렌성 용기에 넣고, 50℃, 5시간 건조시켜, 두께 약 80㎛, 무색 투명하고 유연성이 있는 필름을 얻었다.

이 필름을, 인장 시험기(AGS-H형, 시마즈세이사쿠쇼제)를 사용하여, 측정한 바, 파단점 응력은 15MPa이고, 파단점 변형은 36%이었다.

(실시예12)

[방담성(防曇性)을 갖는 복합체(X)의 도막의 제조]

상기 실시예1에서 제조한 유기무기 복합체 분산액(MNC0.5M1)에 폴리-N-이소프로필아크릴아미드(평균 분자량 약 250000, 소와가가쿠가부시키가이샤제)를 1.5질량%가 되도록 첨가하고 균일하게 혼합한 후, 유리판에 두께 약 50㎛가 되도록 도포하고, 80℃, 60분 건조시켜, 방담성 도막1을 제조했다. 건조 후의 복합체(X)의 건조 피막의 두께는 약 5㎛이었다.

이 도막에 커터 나이프를 사용하여, 1×1mm사방의 바둑판 눈금의 칼집을 낸 후, 바둑판 눈금을 낸 곳에 셀로판 테이프를 강하게 압착시켜, 테이프의 끝을 45°의 각도로 급속하게 벗겨내고, 바둑판 눈금의 상태를 관찰한 바, 도막은 전혀 박리하지 않고, 기재와의 접착성이 양호함이 확인되었다.

또한, 이 도막을 50℃의 물에서 발생한 수증기에 약 1분간 폭로한 바(도막과 수면간의 거리가 약 5cm), 도막은 전혀 흐리지 않았다.

또한, 이 도막을 50℃의 물에 24시간 침지한 후, 실온에서 건조시켜, 다시 상기 수증기에 약 1분간 폭로시킨 바, 도막은 전혀 흐리지 않았다.

이 실시예로부터, 친수성 고분자(폴리아크릴산)를 함유하는 복합체(X)의 도막이, 기재와의 접착성이 양호하고, 방담성을 갖고, 열수 세정해도, 그 방담성이 유지되어 있음을 알 수 있다.

(실시예13)

[모노머(a), 실리카(C), 비수용성의 광중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 반응액(F)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.32g, 실리카(C)로서 스노텍스20(20중량%의 콜로이달 실리카 수용액, 닛산가가쿠고교가부시키가이샤제) 0.1g(고형분 0.02g), 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F13)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F13)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 엷은 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액13을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액13에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 50nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액13을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 실리카가 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다.

이 반응계의 Ra=0.0625, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.20(%)<12.4Ra+0.05=0.83

(실시예14)

[패턴상 건조 피막 및 배양 기재의 제작]

실시예13의 분산액(13)을, 단노즐 펄스인젝터(클러스터테크놀로지(주)제)를 사용하여, 두께 1mm의 폴리스티렌판에, 굵기 100㎛, 간격이 약 200㎛가 되도록, 선상으로 도포하고, 자연 건조시켜, 복합체(X)의 패턴상 건조 피막14를 얻었다.

이어서, 이 건조 피막을, 멸균수에 의해 세정한 후, 멸균대(滅菌袋) 중에서 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재14를 얻었다. 이 세포 배양 기재14를 광학 현미경으로 관찰한 바, 폴리스티렌판 위에 굵기가 약 100㎛의 선이 형성되어 있는 패턴이 관찰되었다. 선과 선의 간격은 약 192㎛이었다(도 4 참조).

또한, 비교를 위해서, 적량의 분산액(13)을, 폴리스티렌판 위에 놓고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 폴리스티렌판의 표면에 얇게 도포하고, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 폴리스티렌판을 세정한 후, 멸균대 중에서 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재14′를 얻었다.

[Balb3T3 세포(마우스 종양 선유아세포)의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재14를 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, Doulbecco's modified Eagle's Medium(DMEM) 배지(FBS를 10% 첨가)(닛스이세이야쿠가부시키가이샤제)를 적량 넣고, Balb3T3 세포를 파종하고(파종 농도는 1.0×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 22시간 증식시킨 세포를 현미경으로 확인한 바, 세포가 선상으로 증식한 것이 관찰되었다(도 5). 또한, 46시간 증식시킨 세포를 현미경으로 확인한 바, 도포 부분 및 미도포 부분이 거의 전면에 세포로 덮여 있는 것이 관찰되었다(도 6). 이어서 4℃의 배지를 사용하여 배지 교환하여, 스포이드로 가볍게 배지를 흡입하거나 배출하거나 하는 조작(피펫팅 조작이라 한다)을 수회 반복한 바, 세포가 세포 배양 기재14로부터 박막상으로 박리한 것이 관찰되었다. 박리한 세포 부분의 면적은 박리 전의 증식한 세포의 총면적의 약 95%이었다.

한편, 상기 세포 배양 기재14′를 사용하여, 마찬가지로 Balb3T3 세포를 46시간 배양한 바, 도포부가 전면에 세포로 덮여 있는 것이 관찰되었다. 이어서 4℃의 배지를 사용하여 배지 교환하여, 스포이드로 가볍게 피펫팅 조작을 수회 반복한 바, 세포는 거의 박리하지 않았다.

또한, 상기 폴리스티렌판(미도포의 것)을 사용하여, 마찬가지로 Balb3T3 세포를 배양한 바, 세포는 거의 증식하지 않았다. 이 결과로부터, 이 폴리스티렌판은 파종한 세포를 배양할 수 없는 기재임을 알 수 있다.

상기 실시예14로부터, 분산액(13)을 선의 패턴상으로 도포함으로써, 분산액(13)을 전면에 도포한 세포 배양 기재14′와 동일하게, 세포가 비도포면을 넘어, 도포면 및 비도포면 전체에 걸쳐 증식할 수 있고, 또한, 증식한 세포층이 지지체의 도포 부분과밖에 접착점이 없어, 외부의 자극(냉각, 피펫팅)에 의해, 세포가 용이하게 박리할 수 있었음을 이해할 수 있다.

(실시예15)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.27g, 그 밖의 모노머로서 메톡시폴리에틸렌글리콜아크릴레이트「상품명 : NK에스테르AM-90G」(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤제 : 일반식(1)의 화합물이며, R₁이 수소 원자H, R₂가 에틸렌기, R₃이 메틸기이며, n이 9이다) 0.18g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.02g, 비수용성의 광중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F15)을 제조했다.

[유기무기 복합체 분산액의 제작]

상기 반응액(F15)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 약간 유백색을 띠는 유기무기 복합체 분산액(15)을 제작했다.

상기 유기무기 복합체 분산액(15)에 대해, 입도 분포 측정 장치(Microtrac UPA150형, 닛키소가부시키가이샤제)를 사용하여 입도 분포를 측정한 바, 평균 입경은 70nm이었다.

상기 유기무기 복합체 분산액(15)을 실시예1과 같이 하여 전처리, 건조하여, 투과형 전자 현미경을 사용하여 TEM-EDS 맵핑 측정을 행한 바, 점토 광물이 미립자 중에 균일하게 분산하여 있는 것이 관측되었다. 이 반응계의 Ra=0.074, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.20(%)<12.4Ra+0.05=0.97

[세포 배양 기재의 제작]

분산액(15)을, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포하고, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켜 건조 피막을 얻었다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재15를 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재15에, CS-C 컴플릿 미디엄(complete medium)(Cell Systems사제 배지)을 적량 넣고, 정상 인간 진피 선유아세포를 파종하고(파종 농도는 1.2×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 5일간 증식시킨 세포를 현미경으로 확인한 바, 샤알레 한 면에 세포로 덮여 있는 것이 관찰되었다. 이어서, 샤알레 내의 배지를 흡취(吸取)하고, 4℃의 배지를 넣고, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포의 자연 박리를 행했다. 그 결과, 세포가 서서히 박리하여, 약 20분으로 거의 모든 세포가 박막상으로 박리했다.

상기 실시예15로부터, 분산액(15)으로 도포한 표면이, 37℃에서는 세포에 대한 접착성을 나타내고, 세포가 증식할 수 있지만, 온도를 내림으로써, 세포가 도막 표면으로부터 자연히 박리함을 이해할 수 있다.

(비교예1)

[모노머(a), 수팽윤성 점토 광물(C), 수용성의 중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 분산액(L)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.8g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.018g, 수용성의 중합 개시제(D)로서 퍼옥소2황산칼륨의 2질량% 수용액을 50μl, 촉매로서 N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민 8μl, 수매체(W)로서 미리 질소로 버블링하여 산소를 제거한 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F1C)을 제조했다.

상기 반응액(F1C)을 실온에서 15시간 교반한 바, 부분적으로 큰 겔상 덩어리가 형성한 불균일한 분산액이 되었다. 이 불균일한 분산액을 그대로 장시간 교반해도 큰 겔상 덩어리의 용해나 분산은 하지 않았다.

이 반응계의 Ra=0.01, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.18>12.4Ra+0.05=0.17

(비교예2)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.7g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.05g, 수용성의 중합 개시제(D)로서 퍼옥소2황산칼륨의 2질량% 수용액을 50μl, 촉매로서 N,N,N′,N′-테트라메틸에틸렌디아민 8μl, 수매체(W)로서 미리 질소로 버블링하여 산소를 제거한 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F2C)을 제조했다.

상기 반응액(F2C)을 실온에서 15시간 교반한 바, 부분적으로 큰 겔상 덩어리가 형성한 불균일한 분산액이 되었다. 이 불균일한 분산액을 그대로 장시간 교반해도 큰 겔상 덩어리의 용해나 분산은 하지 않았다.

이 반응계의 Ra=0.03, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.50>12.4Ra+0.05=0.42

(비교예3)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.28g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.08g 이외는, 상기 비교예2와 같이 하여 반응액(F3C)을 제조했다.

상기 반응액(F3C)을 실온에서 15시간 교반한 바, 거의 전체가 겔화했다. 이 겔을 대량의 물에 넣어도 용해나 분산하지 않고 겔 그대로이었다.

이 반응계의 Ra=0.06, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=0.79=12.4Ra+0.05=0.79

(비교예4)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.28g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.16g 이외는, 상기 비교예2와 같이 하여 반응액(F4C)을 제조했다.

상기 반응액(F4C)을 실온에서 15시간 교반한 바, 거의 전체가 겔화했다. 이 겔을 대량의 물에 넣어도 용해나 분산하지 않고 겔 그대로이었다.

이 반응계의 Ra=0.125, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=1.60=12.4Ra+0.05=1.60

(비교예5)

[모노머(a), 수팽윤성 점토 광물(C), 비수용성의 광중합 개시제(D), 수매체(W)를 함유하는 분산액(L)의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.28g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.24g, 비수용성의 중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F5C)을 제조했다.

상기 반응액(F5C)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사한 바, 반응액(F5C) 전체가 겔화했다. 이 겔을 대량의 물에 넣어도 용해나 분산하지 않고 겔 그대로이었다.

이 반응계의 Ra=0.19, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=2.34%=0.87Ra+2.17=2.34

(비교예6)

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.22g, 점토 광물(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.40g, 비수용성의 중합 개시제(D)로서 용액(G1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F6C)을 제조했다.

상기 반응액(F6C)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사한 바, 반응액(F6C) 전체가 겔화했다. 이 겔을 대량의 물에 넣어도 용해나 분산하지 않고 겔 그대로이었다.

이 반응계의 Ra=1.82, 점토 광물(C)의 농도(질량%)=3.85%>0.87Ra+2.17=3.75

상기 실시예 및 비교예로부터, 본 발명의 유기무기 복합체 분산액은, 입경 제어가 용이하고, 분산액의 안정성이 좋고, PET나 유리 등 기재와의 접착성이 양호하다. 또한, 이 복합체 분산액을 건조시켜 얻은 건조 피막은, 높은 강도와 유연성 및 높은 투명성을 갖고, 뛰어난 세포 배양 기능이나 생태 적합성, 방담성을 갖고 있다. 또한, 제조 방법에 의하면 산소를 제거하지 않고 극단시간으로, 넓은 범위의 점토 광물 함유율에 있어서, 점토 광물과 유기 고분자가 다른 구조로 복합할 수 있으며, 뛰어난 분산 안정성이나 피막 형성능을 나타내는 유기무기 복합체 분산액을 제조할 수 있음이 명백하였다.

<하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재의 실시예와 비교예>

이하의 실시예 및 비교예는, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재의 실시예, 및 그것에 대한 비교예이다.

(실시예16)

제1 제조 방법으로 세포 배양 기재를 제조하는 예이다.

[모노머(a), 무기 재료(C), 수매체(W)를 함유하는 반응액의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.6g, 무기 재료(C)로서 수팽윤성 점토 광물 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.3g, 수매체(W)로서 물 20g을 균일하게 혼합하여 반응액(F17)을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 제조]

용매(E)로서, 2-프로판올 9.8g, 중합 개시제(D)로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤「이르가큐어184」(치바가이기사제) 0.2g을, 균일하게 혼합하여 용액(S1)을 제조했다.

[복합체(X)의 분산액(L)의 제조(제1 공정)]

상기 반응액(F17) 전량에, 용액(S1)을 50μl 넣고, 균일하게 분산시킨 후, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여 유백색의 복합체(X)의 분산액(L1)을 제작했다.

이 반응계의 Ra=0.5, 무기 재료(C)의 농도(질량%)=1.48(%)<0.87Ra+2.17=2.61

[복합체(X)의 박층의 제조(제2 공정)]

직경 50mm의 폴리스티렌제 샤알레(아드반테크-도요가부시키가이샤제, PD-50K)에, 상기 복합체(X)의 분산액(L1)을 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 그 분산액을 샤알레의 표면에 얇게 도포한 후, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켜, 복합체(X)의 박층을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 도포(제3 공정)]

상기 용액(S1)을 샤알레에 넣고, 스핀 코터에 의해 2000회전으로 얇게 도포하고, 실온에서 5분간 정치하여 에탄올을 휘발시켜, 중합 개시제(D)를 복합체(X)의 박층 표면에 도포했다.

[세포 배양 기재의 제작(제4 공정)]

10질량%의 N-이소프로필아크릴아미드(모노머(b), 가부시키가이샤코진제) 수용액 2ml를 샤알레에 넣고, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 60초 조사하여, N-이소프로필아크릴아미드를 중합시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 40℃, 5시간 건조시켜, 세포 배양 기재16을 얻었다.

건조 후의 건조 피막에 커터 나이프를 사용하여, 1×1mm사방의 바둑판 눈금의 칼집을 낸 후, 바둑판 눈금을 낸 곳에 셀로판 테이프를 강하게 압착시켜, 테이프의 끝을 45°의 각도로 급속하게 벗겨내고, 바둑판 눈금의 상태를 관찰한 바, 도막은 전혀 박리하지 않고, 기재와의 접착성이 양호함이 확인되었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재16에, CS-C 컴플릿 미디엄(complete medium)(Cell Systems사제 배지)을 적량 넣고, 정상 인간 진피 선유아세포를 파종하고(파종 농도는 1.2×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 흡취하고, 4℃의 배지를 넣고, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다. 또한 이 박리에 걸린 시간을 기록했다(표 1, 세포의 박리 회수율=93%, 소요 시간은 18분이었다).

(실시예17)

이 실시예는 제1 제조 방법으로 세포 배양 기재를 제조하는 예이다.

제4 공정의 모노머(b)로서, N-이소프로필아크릴아미드의 17질량%의 수용액을 사용한 것 이외는, 실시예16과 같이 하여 세포 배양 기재17을 제작했다.

실시예16과 같이 건조 후의 건조 피막의 접착성을 확인한 바, 도막은 전혀 박리하지 않고, 기재와의 접착성이 양호함이 확인되었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다. 또한 이 박리에 걸린 시간을 기록했다(표 1, 세포의 박리 회수율=98%, 소요 시간은 10분이었다).

상기 실시예16, 17로부터, 모노머(b)의 농도를 증가시킴으로써, 세포 박리성의 증가가 보여졌다.

(실시예18)

이 실시예는 제2 제조 방법으로 세포 배양 기재를 제조하는 예이다.

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.28g, 무기 재료(C)로서 수팽윤성 점토 광물 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.24g, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F18)을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 제조]

실시예16과 같은 용액(S1)을 사용했다.

[복합체(X)의 박층 제조(제1 공정)]

상기 반응액(F18) 전량에, 용액(S1)을 50μl 넣고, 균일하게 분산시킨 후, 직경 50mm의 폴리스티렌제 샤알레(아드반테크-도요가부시키가이샤제, PD-50K)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포한 후, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 복합체(X)의 박층을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 도포(제2 공정)]

상기 용액(S1)을 샤알레에 넣고, 스핀 코터에 의해 2000회전으로 얇게 도포하고, 실온에서 5분간 정치하여 에탄올을 휘발시켜, 중합 개시제(D)를 도포했다.

[세포 배양 기재의 제작(제3 공정)]

15질량%의 N-이소프로필아크릴아미드(모노머(b), 가부시키가이샤코진제) 수용액 2ml를 샤알레에 넣고, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 60초 조사하여, N-이소프로필아크릴아미드를 중합시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재18을 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재18에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=100%, 소요 시간은 12분이었다).

(실시예19)

제3 공정의 모노머(b)로서, N-이소프로필아크릴아미드의 3질량%의 수용액을 사용한 것 이외는, 실시예18과 같이 하여 세포 배양 기재19를 제작했다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재19에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=78%, 소요 시간은 30분이었다).

상기 실시예18, 19로부터, 모노머(b)의 농도를 변화시킴으로써, 세포 박리성의 변화가 보여졌다.

(실시예20)

이 실시예는 제3 제조 방법으로 세포 배양 기재를 제조하는 예이다.

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 0.32g, 무기 재료(C)로서 수팽윤성 점토 광물 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.08g, 계면활성제로서 20중량%의 도데실벤젠설폰산나트륨(와코준야쿠고교가부시키가이샤제) 수용액 100μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F20)을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 제조]

실시예16과 같은 용액(S1)을 사용했다.

[복합체(X)의 분산액(L)의 제조(제1 공정)]

상기 반응액(F20) 전량에, 용액(S1)을 30μl 넣고, 균일하게 분산시킨 후, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여 유백색의 복합체(X)의 분산액(L2)을 제작했다.

이 반응계의 Ra=0.25, 무기 재료(C)의 농도(질량%)=0.79(%)<0.87Ra+2.17=2.39

[중합체(B) 수용액의 제조]

모노머(b)로서 N-이소프로필아크릴아미드(가부시키가이샤코진제) 1.7g, 물 10g, 용액(S1) 140μl를 혼합한 후, 그 용액을 넣은 유리 용기의 주위를 냉각하면서(약 10℃), 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 수용액을 제조했다. 이 용액에 물을 5g 더 첨가하고, 균일하게 혼합한 후, DIGITAL VISCOMATE 점도계(MODEL VM-100A, 야마이치덴키가부시키가이샤제)를 사용하여 이 용액의 점도를 측정하여, 점도는 368mPa·s이었다. 측정시의 용액 온도는 24.2℃이었다.

또한, Shodex GPC System-21 장치(쇼와덴코가부시키가이샤제)로 측정한 결과, 이 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 중량평균 분자량 Mw는 3.40×10⁶이었다. 측정시의 용매로서 10mmol/L의 LiBr를 함유하는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 용액을 사용했다. 분자량의 계산에 사용한 폴리스티렌 표준 물질로서는, STANDARD SH-75와 SM-105 키트(쇼와덴코가부시키가이샤제)를 사용했다.

[세포 배양 기재의 제작(제2 공정)]

분산액(L2) 전량에, 상기 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 수용액을 1.0g(고형분 0.1g) 넣고, 균일하게 혼합한 후, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포하고, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재20을 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재20에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=100%, 소요 시간=7분이었다).

(실시예21)

제2 공정의 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 수용액을 0.7g 사용한 것 이외는, 실시예20과 같이 하여 세포 배양 기재21을 제작했다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재21에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=100%, 소요 시간=15분이었다).

상기 실시예20, 21로부터, 폴리N-이소프로필아크릴아미드 수용액의 첨가량을 변화시킴으로써, 세포 박리성(박리 시간)의 변화가 보여졌다.

(실시예22)

[중합체(B) 수용액의 제조]

모노머(b)로서 N-이소프로필아크릴아미드(가부시키가이샤코진제) 0.57g, 물 100g을 혼합하여, 진공 탈기에 의해 수용액 중의 산소를 충분히 제거한 후, 개시제로서 0.1g의 K₂S₂O₈(퍼옥소2황산칼륨, 와코준야쿠고교가부시키가이샤제), 촉매로서 80μl의 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민(카오가부시키가이샤제)을 첨가하여, 20℃, 20시간 정치하여, 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 수용액(6)을 얻었다. 이 수용액을 50℃로 가열하여, 폴리N-이소프로필아크릴아미드를 침전시키고, 또한 50℃의 초순수로 세정한 후, 80℃, 6시간 건조시켜, 고체상의 폴리N-이소프로필아크릴아미드를 제작했다.

Shodex GPC System-21 장치(쇼와덴코가부시키가이샤제)를 사용하여, 이 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 분자량을 측정한 결과, 중량평균 분자량 Mw는 6.0×10⁴이었다. 측정시의 용매로서 10mmol/L의 LiBr를 함유하는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 용액을 사용했다. 분자량의 계산에 사용한 폴리스티렌 표준 물질로서는, STANDARD SH-75와 SM-105 키트(쇼와덴코가부시키가이샤제)를 사용했다.

[세포 배양 기재의 제작(제2 공정)]

실시예20의 분산액(L2) 전량에, 상기 고체상의 폴리N-이소프로필아크릴아미드를 0.1g 넣고, 균일하게 혼합한 후, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포하고, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재22를 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재22에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=79%, 소요 시간=29분이었다).

상기 실시예20, 22로부터, 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 첨가량(0.1g)이 동일하고, 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 분자량을 변화시킴으로써, 세포 박리성(박리 시간)의 변화가 보여졌다.

(실시예23)

이 실시예는 제3 제조 방법으로 패턴상의 세포 배양 기재를 제조하는 예이다.

실시예20의 분산액(L2) 전량에, 실시예20의 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 수용액을 0.1g 넣고, 균일하게 혼합한 후, 단노즐 펄스인젝터(클러스터테크놀로지(주)제)를 사용하여, 두께 1mm의 폴리스티렌판에, 직경 30㎛, 간격이 약 20㎛가 되도록, 원형(점)상으로 도포했다. 이어서, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 가열 처리시키고, 멸균수에 의해 이 폴리스티렌판을 세정한 후, 멸균대 중에서 폴리스티렌판을 40℃, 5시간 건조하여, 세포 배양 기재23을 얻었다.

이 기재를 광학 현미경으로 관찰한 바, 폴리스티렌판 위에 직경이 약 36㎛의 점이 한 면에 형성되어 있는 패턴이 관찰되었다. 점과 점의 간격은 약 21㎛이었다(도 7 참조).

[Balb3T3 세포(마우스 종양 선유아세포)의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재23을 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, Doulbecco's modified Eagle's Medium(DMEM) 배지(FBS를 10% 첨가)(닛스이세이야쿠가부시키가이샤제)를 적량 넣고, Balb3T3 세포를 파종하고(파종 농도는 1.0×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 46시간 증식시킨 세포를 현미경으로 확인한 바, 도포 부분이 거의 전면에 세포로 덮여 있는 것이 관찰되었다. 이어서 37℃의 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 수분 정치한 바, 세포가 세포 배양 기재23으로부터 박리한 것이 관찰되었다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다. 또한 이 박리에 걸린 시간을 기록했다(표 1, 세포의 박리 회수율=98%, 소요 시간은 9분이었다).

한편, 상기 폴리스티렌판을 사용하여, 마찬가지로 Balb3T3 세포를 배양한 바, 세포는 거의 증식하지 않았다. 이 결과로부터, 이 폴리스티렌판은 파종한 세포를 배양할 수 없는 기재임을 알 수 있다.

상기 실시예23으로부터, 소량의 폴리N-이소프로필아크릴아미드를 첨가한 분산액(L2)을 점의 패턴상으로 도포함으로써, 전면에 도포한 세포 배양 기재20과 동일하게 도포면 및 미도포면 전체에 걸쳐 세포를 배양할 수 있고, 또한, 폴리N-이소프로필아크릴아미드의 첨가량이 소량이라도, 뛰어난 세포 박리성을 나타내었음을 이해할 수 있다.

(실시예24)

모노머(a)로서 폴리옥시프로필렌모노아크릴레이트「부렌마AP-400」(니뽄유시가부시키가이샤제) 0.91g, 실리카로서 스노텍스20(20중량%의 콜로이달 실리카 수용액, 닛산가가쿠고교가부시키가이샤제) 0.4g(고형분 0.08g), 계면활성제로서 20중량%의 도데실벤젠설폰산나트륨(와코준야쿠고교가부시키가이샤제) 100μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F24)을 제조했다.

[중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 제조]

실시예16과 같은 용액(S1)을 사용했다.

[복합체(X)의 분산액(L)의 제조(제1 공정)]

상기 반응액(F24) 전량에, 용액(S1)을 30μl 넣고, 균일하게 분산시킨 후, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여 엷은 유백색의 복합체(X)의 분산액(L3)을 제작했다.

이 반응계의 Ra=0.09, 무기 재료(C)의 농도(질량%)=0.79(%)<12.4Ra+0.05=1.17

[세포 배양 기재의 제작(제2 공정)]

분산액(L3) 전량에, 실시예20의 폴리N-이소프로필아크릴아미드 수용액(5)을 0.7g 넣고, 균일하게 혼합한 후, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포하고, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 건조하여, 세포 배양 기재24를 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재24에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 증식한 세포를 자연 박리시키고, 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=95%, 소요 시간=10분이었다).

(실시예25)

방사선 멸균 처리한 세포 배양 기재의 성능을 나타내는 예이다.

[세포 배양 기재의 방사선 멸균 처리]

실시예21의 세포 배양 기재21에, 흡수선량이 10kGy가 되도록, γ선을 조사했다(조사 처리는 니뽄쇼샤서비스가부시키가이샤에서 행했다).

비교로서, 시판하는 세포 시트 회수용 온도 응답성 세포 배양 기재 업셀(UpCell)(6cm 디쉬, 가부시키가이샤셀시드제)을 사용하여, 마찬가지로 하여 γ선 조사를 실시했다.

[정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포의 배양]

상기 γ선 처리를 실시한 세포 배양 기재21에, 10% FBS를 함유하는 Hu-media-EB2 배지(Cell Systems사제)를 적량 넣고, 정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포를 파종하고(파종 농도는 1.2×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 흡취하고, 4℃의 배지를 넣고, 일정 시간 정치시켜, 증식한 세포를 자연 박리시켰다. 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다. 또한 이 박리에 걸린 시간을 기록했다(표 1, 세포의 박리 회수율=96%, 소요 시간은 13분이었다).

한편, 실시예21의 세포 배양 기재21을 그대로 사용하고(방사선 처리하지 않고), 마찬가지로 하여 정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포를 배양하여, 자연 박리를 행한 바, 세포의 박리 회수율은 95%, 소요 시간은 14분이었다. 또한, 상기 γ선 처리를 실시한 시판하는 업셀(UpCell)을 사용하여, 마찬가지로 하여 정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포를 배양하여, 자연 박리를 행한 바, 세포의 박리 회수율은 30%, 소요 시간은 40분이었다.

한편, 방사선 미처리의 업셀(UpCell)을 사용하여, 마찬가지로 하여 정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포를 배양하여, 자연 박리를 행한 바, 세포의 박리 회수율은 100%, 소요 시간은 15분이었다.

상기 실시예25로부터, 세포 배양 기재21에 방사선 멸균 처리를 실시해도, 세포의 배양·박리성에 영향을 미치지 않음을 알 수 있다. 한편, 시판하는 업셀(UpCell)의 경우, 방사선 멸균 처리를 실시함으로써, 세포의 박리성이 크게 저하함을 이해할 수 있다.

(실시예26)

중합체(B)를 함유하지 않는 세포 배양 기재

[세포 배양 기재의 제작]

실시예16의 분산액(L1)을, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포한 후, 80℃의 열풍 건조기 중에서 10분간 건조시켰다. 이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 후, 멸균대 중에서 샤알레를 건조하여, 세포 배양 기재26을 얻었다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 얻어진 세포 배양 기재26에, 실시예16과 같이 하여, 정상 인간 진피 선유아세포를 배양한 후, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 증식한 세포를 자연 박리시키고, 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다(표 1, 세포의 박리 회수율=10%, 소요 시간은 30분이었다). 그 세포 배양 기재의 세포 증식성은, 세포 배양 기재1과 거의 동일하였다.

(비교예7)

무기 재료(C)의 농도가 식(3)의 범위를 초과한 예이다.

[모노머(a), 수팽윤성 무기 재료(C), 수매체(W)를 함유하는 반응액의 제조]

모노머(a)로서 아크릴산2메톡시에틸(도아고세이가부시키가이샤제) 1.32g, 무기 재료(C)로서 수팽윤성 점토 광물 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.25g, 비수용성의 중합 개시제(d1)로서 용액(S1) 25μl, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F7C)을 제조했다.

상기 반응액(F7C)을 마그네틱 스터러로 교반하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사한 바, 반응액(F7C) 전체가 겔화했다. 이 겔을 대량의 물에 넣어도 용해나 분산하지 않고 겔 그대로이었다.

이 반응계의 Ra=0.19, 무기 재료(C)의 농도(질량%)=2.42%>0.87Ra+2.17=2.34

이 비교예로부터, 무기 재료(C)의 농도(질량%)가 식(3)의 범위를 초과하면, 반응액 전체가 겔화해버려, 복합체(X)의 분산액(L)이 얻어지지 않고, (제1, 제3 제조 방법의) 샤알레에의 코팅에 의한 세포 배양 기재의 제조가 불가능함을 이해할 수 있다.

(비교예8)

폴리N-이소프로필아크릴아미드와 무기 재료(C)로 구성한 삼차원 망목 구조를 갖는 히드로겔로 이루어지는 세포 배양 기재의 제조예이다.

[모노머, 무기 재료(C), 수매체(W)를 함유하는 반응액의 제조]

모노머로서 N-이소프로필아크릴아미드(가부시키가이샤코진제) 1.13g, 무기 재료(C)로서 라포나이트 XLG(Rockwood Additives Ltd.사제) 0.4g, 수매체(W)로서 물 10g을 균일하게 혼합하여 반응액(F8C)을 제조했다.

[중합 개시제(d₁)를 용매(E)에 용해시킨 용액의 제조]

용매(E)로서, 폴리옥시프로필렌모노아크릴레이트「부렌마AP-400」(니뽄유시가부시키가이샤제) 98g, 중합 개시제(d₁)로서 1-히드록시시클로헥실페닐케톤「이르가큐어184」(치바가이기사제) 2g을, 균일하게 혼합하여 용액(S2)을 제조했다.

[히드로겔로 이루어지는 세포 배양 기재의 제조]

상기 반응액(F8C) 전량에, 용액(S2)을 50μl 넣고, 초음파 분산기로 균일하게 분산시킨 후, 60mm 폴리스티렌제 샤알레(60mm/Non-Treated Dish, 아사히테크노글래스가부시키가이샤제)에 넣고, 스핀 코터를 사용하여 2000회전으로 샤알레의 표면에 얇게 도포하고, 샤알레의 주위를 얼음으로 냉각하면서, 365nm에서의 자외선 강도가 40mW/cm²인 자외선을 180초 조사하여, N-이소프로필아크릴아미드를 중합시켜, 히드로겔의 박층을 제작했다.

이어서, 멸균수에 의해 샤알레를 세정한 바, 그 히드로겔의 박층이 샤알레로부터 박리해버려, 샤알레에 히드로겔의 박층이 적층한 세포 배양 기재가 얻어지지 않았다.

상기 세정 중에서 박리한 히드로겔의 박층을 그대로 샤알레 중에서 건조하여, 세포 배양에 제공했다.

[정상 인간 진피 선유아세포의 배양]

상기 건조한 히드로겔의 박층을 샤알레에 넣고, CS-C 컴플릿 미디엄(complete medium)(Cell Systems사제 배지)을 적량 넣고, 정상 인간 진피 선유아세포를 파종하고(파종 농도는 1.2×10⁴개/cm²), 5% 이산화탄소 중, 37℃에서 배양을 행했다. 세포가 충분히 증식함을 확인하고, 그(37℃의) 배지를 4℃의 배지로 교환하여, 증식한 세포를 자연 박리시키고, 박리한 세포 부분의 면적과 박리 전에 증식한 세포의 총면적과의 비를 구했다. 또한 이 박리에 걸린 시간을 기록했다(표 1, 세포의 박리 회수율=70%, 소요 시간은 30분이었다).

이 비교예로부터, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)와 점토 광물과의 삼차원 망목 구조를 갖는 히드로겔로 이루어지는 세포 배양 기재는, 플라스틱 등의 지지체와의 접착성이 약하여, 지지체와 일체화한 세포 배양 기재의 제작은 불가능했었음을 이해할 수 있다.

[표 1]

(주)(1)세포F : 정상 인간 진피 선유아세포

(2)세포T : 마우스 종양 선유아세포(Balb3T3)

(3)세포H : 정상 인간 제대 정맥 혈관 내피 세포

상기 실시예 및 비교예로부터, 본 발명의 세포 배양 기재는, 다른 재질의 지지체와 사이에, 양호한 접착성을 갖고, 뛰어난 세포 배양과 박리 기능을 갖고 있다.

또한, 이 세포 배양 기재는, 산소를 제거하지 않고 극단시간으로, 용이하게 제조할 수 있음이 명백하였다.

Claims

하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목(網目)을 형성하여 이루어지는 복합체(X)의 입자가, 수매체(W) 중에 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액이며,

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기이며, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)
상기 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 질량비((C)/(A))가, 0.01∼10의 범위에 있으며,
상기 수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도(질량%)가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것을 특징으로 하는 유기무기 복합체 분산액.
식(2) Ra<0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05
식(3) Ra≥0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17
(식 중, 무기 재료(C)의 농도(질량%)는, 무기 재료(C)의 질량을 수매체(W)와 무기 재료(C)의 합계 질량으로 나누고 100을 곱한 수치, Ra는 무기 재료(C)와 중합체(A)와의 질량비((C)/(A))이다)
제1항에 있어서,
상기 복합체(X)의 입자가, 상기 중합체(A) 중에 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 균일하게 분산한 구조를 갖는 입자인 유기무기 복합체 분산액.
제1항에 있어서,
상기 복합체(X)의 입자가, 상기 중합체(A) 중에 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 분산한 코어 부분과, 그 코어 부분보다도 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)의 분산 밀도가 높은 쉘 부분으로 이루어지는 코어-쉘 구조를 갖는 입자인 유기무기 복합체 분산액.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 유기무기 복합체 분산액을 건조하여 얻어지는 상기 복합체(X)의 건조 피막.
지지체와, 그 지지체 위에 형성된 제4항에 기재된 건조 피막과의 적층 구조를 갖는 적층체.
제5항에 기재된 적층 구조를 갖는 세포 배양 기재(基材).
제5항에 기재된 적층 구조를 갖는 방담(防曇) 재료.
하기 일반식(1)

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기이며, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)의 입자가, 수매체(W) 중에 분산하여 있는 유기무기 복합체 분산액의 제조 방법으로서,
상기 모노머(a), 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C) 및 중합 개시제(D)를 상기 수매체(W) 중에 용해 또는 균일하게 분산시킨 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 상기 복합체(X)의 입자를 형성하는 공정을 포함하고,
상기 수매체(W) 중의 상기 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)의 농도(질량%)가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위인 것을 특징으로 하는 유기무기 복합체 분산액의 제조 방법.
식(2)Ra<0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05
식(3)Ra≥0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17
(식 중, 무기 재료(C)의 농도(질량%)는, 무기 재료(C)의 질량을 수매체(W)와 무기 재료(C)의 합계 질량으로 나누고 100을 곱한 수치, Ra는 무기 재료(C)와 중합체(A)와의 질량비((C)/(A))이다)
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하기 일반식(1)

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기를 나타내고, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재의 제조 방법으로서,
수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,
상기 분산액(L)을 지지체에 도포하고, 그 후 건조함으로써 상기 복합체(X)의 박층을 형성하는 제2 공정,
비수용성의 중합 개시제(D)를 용매(E)에 용해시킨 용액을 상기 복합체(X)의 박층의 표면(S)에 도포하고, 상기 용매(E)를 휘발시키는 제3 공정,
상기 표면(S)에 중합 후에 상기 중합체(B)가 되는 모노머(b)의 수용액을 도포한 후, 자외선의 조사에 의해 상기 모노머(b)를 중합시키는 제4 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법.
식(2) Ra<0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05
식(3) Ra≥0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17
(식 중, 무기 재료(C)의 농도(질량%)는, 무기 재료(C)의 질량을 수매체(W)와 무기 재료(C)의 합계 질량으로 나누고 100을 곱한 수치, Ra는 무기 재료(C)와 중합체(A)와의 질량비((C)/(A))이다)
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하기 일반식(1)

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기를 나타내고, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하는 세포 배양 기재의 제조 방법으로서,
수매체(W) 중의 상기 무기 재료(C)의 농도가 하기식(2) 또는 식(3)으로 표시되는 범위로 되도록, 상기 모노머(a)와 상기 무기 재료(C)와 중합 개시제(D)를 수매체(W)에 혼합한 후, 상기 모노머(a)를 중합시킴으로써, 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 복합체(X)의 분산액(L)을 제조하는 제1 공정,
상기 분산액(L)에, 상기 중합체(B)를 첨가하고, 혼합하여, 지지체에 도포한 후, 건조시키는 제2 공정을 순차 행하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 기재의 제조 방법.
식(2) Ra<0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<12.4Ra+0.05
식(3) Ra≥0.19일 때
무기 재료(C)의 농도(질량%)<0.87Ra+2.17
(식 중, 무기 재료(C)의 농도(질량%)는, 무기 재료(C)의 질량을 수매체(W)와 무기 재료(C)의 합계 질량으로 나누고 100을 곱한 수치, Ra는 무기 재료(C)와 중합체(A)와의 질량비((C)/(A))이다)
제13항에 기재된 제조방법에 의해 제조된, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하고, 상기 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 질량비((C)/(A))가, 0.01∼10의 범위에 있고, 세포 배양 기재 전체에 대한 상기 중합체(B)의 함유율이 0.0001질량%∼40질량%인 세포 배양 기재.

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기를 나타내고, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)
제15항에 기재된 제조방법에 의해 제조된, 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머(a)를 함유하는 모노머의 중합체(A)와, 수팽윤성 점토 광물 및 실리카에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료(C)가 삼차원 망목을 형성하여 이루어지는 복합체(X)와, 하한 임계 용해 온도를 갖는 중합체(B)를 함유하고, 상기 중합체(A)와 상기 무기 재료(C)와의 질량비((C)/(A))가, 0.01∼10의 범위에 있고, 세포 배양 기재 전체에 대한 상기 중합체(B)의 함유율이 0.0001질량%∼40질량%인 세포 배양 기재.

(식 중, R₁은 수소 원자 또는 메틸기, R₂는 탄소 원자수 2∼3의 알킬렌기, R₃은 탄소 원자수 1∼2의 알킬기를 나타내고, n은 1∼9의 정수를 나타낸다)
제16항 또는 제17항에 있어서,
세포 배양 기재의 세포 배양면에 상기 중합체(B)가 노출하여 있는 세포 배양 기재.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 중합체(B)가, N-치환(메타)아크릴아미드 유도체 및 N,N-디치환(메타)아크릴아미드 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 모노머(b)의 중합체인 세포 배양 기재.
제19항에 있어서,
상기 모노머(b)가, N-이소프로필(메타)아크릴아미드, N-n-프로필(메타)아크릴아미드, N-시클로프로필(메타)아크릴아미드, N-에톡시에틸(메타)아크릴아미드, N-테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N-에틸-N-메틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-메틸-N-n-프로필아크릴아미드, N-메틸-N-이소프로필아크릴아미드, N-아크릴로일피페리딘 및 N-아크릴로일피롤리딘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 세포 배양 기재.