WO2015129837A1 - 細胞培養用担体およびそれを用いる細胞培養方法 - Google Patents

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WO2015129837A1
WO2015129837A1 PCT/JP2015/055732 JP2015055732W WO2015129837A1 WO 2015129837 A1 WO2015129837 A1 WO 2015129837A1 JP 2015055732 W JP2015055732 W JP 2015055732W WO 2015129837 A1 WO2015129837 A1 WO 2015129837A1
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cell culture
fiber
wet heat
cells
heat adhesive
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PCT/JP2015/055732
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English (en)
French (fr)
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千恵子 岡田
誉訓 白井
康宏 武田
純人 清岡
Original Assignee
株式会社クラレ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/02Membranes; Filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2539/00Supports and/or coatings for cell culture characterised by properties
    • C12N2539/10Coating allowing for selective detachment of cells, e.g. thermoreactive coating

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture carrier and a cell culture method using the cell culture carrier. More particularly, the present invention relates to a cell culture carrier and a cell culture method suitable for performing three-dimensional culture of adherent cells.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 various cell culture carriers composed of polystyrene surface-treated by plasma treatment or corona treatment, or polystyrene coated with cell-adhesive proteins such as collagen, fibronectin, and polylysine are widely used.
  • Patent Document 1 a cell adhesive material whose surface is modified by ion bombardment
  • Patent Document 2 a cell array control tool having an array pattern formed by using a photomask
  • the present invention relates to the following cell culture carrier and method: [1] A cell culture carrier comprising a molded body containing wet heat adhesive fibers and having a non-woven fiber structure, and having an apparent density of 0.02 to 0.7 g / cm 3 . [2] The cell culture carrier according to [1], wherein the apparent density is 0.025 to 0.3 g / cm 3 . [3] The cell culture carrier according to [1], wherein the apparent density is 0.03 to 0.1 g / cm 3 .
  • the wet heat adhesive fiber is a fiber containing at least one selected from the group consisting of a vinyl alcohol polymer, a polylactic acid resin, and a (meth) acrylic copolymer containing a (meth) acrylamide unit.
  • the cell culture carrier according to any one of [1] to [3].
  • the cell culture carrier according to [7], wherein the non-wet heat adhesive resin is an aromatic polyester resin.
  • the cell culture carrier according to [7], wherein the non-wet heat adhesive resin is a polyethylene terephthalate resin.
  • the wet-heat adhesive fiber is a core-sheath type composite fiber formed of a sheath part made of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a core part made of a polyester resin
  • the cell culture carrier according to any one of [3] to [3].
  • the cell culture carrier according to [16], wherein the polyester resin is a polyethylene terephthalate resin.
  • the cell culture carrier according to [16], wherein the polyester resin is polyethylene terephthalate.
  • [51] A method for culturing cells using the cell culture carrier according to any one of [1] to [50]. [52] The method described in [51] above, wherein the cell is an adherent cell. [53] The method according to [51], wherein the adherent cells are cultured in a state of being attached to a cell culture support.
  • the carrier for cell culture of the present invention is excellent in shape stability and easy to handle.
  • the cell culture carrier of the present invention since the cell culture carrier of the present invention has a non-woven fiber structure, it has a sufficiently wide cell adhesion surface that serves as a scaffold for cells. Therefore, cell culture (particularly, three-dimensional culture of adherent cells) can be performed efficiently by using the cell culture carrier of the present invention.
  • the cell culture carrier of the present invention is not stained by tissue staining such as Giemsa staining, it is possible to easily evaluate the proliferation by staining only cultured cells.
  • the carrier for cell culture of the present invention comprises a molded body containing wet heat adhesive fibers and having a nonwoven fiber structure, and has an apparent density of 0.02 to 0.7 g / cm 3 .
  • the non-woven fiber structure means a board-like structure formed by bonding fibers without weaving.
  • the apparent density of the cell culture carrier of the present invention is a value obtained by dividing the mass of the cell culture carrier (molded body) having a non-woven fiber structure including voids by the volume.
  • the apparent density can also be obtained by measuring the basis weight (ie, mass per unit area) and thickness of the cell culture carrier and dividing the basis weight by the thickness.
  • the carrier for cell culture of the present invention is formed from wet heat adhesive fibers, it has excellent shape stability and handling properties in cell culture. Further, since the carrier for cell culture of the present invention has a non-woven fiber structure with an apparent density of 0.02 to 0.7 g / cm 3 , it can permeate a medium for maintaining cells, oxygen and the like. This apparent density is preferably 0.025 to 0.3 g / cm 3 , more preferably 0.03 to 0.1 g / cm 3 .
  • the cell culture carrier of the present invention can always maintain voids necessary for cell adhesion and proliferation during the culture period, it has a high ability to retain the cell morphology in cell culture. Therefore, according to the carrier for cell culture of the present invention, it is possible to fix cells, in particular, adherent cells, three-dimensional culture of adherent cells, and the like.
  • the cell culture carrier of the present invention (that is, a molded article having a nonwoven fiber structure) is substantially composed of wet heat adhesive fibers without being impregnated with a resin. Further, the nonwoven fiber structure is formed by adhesion of wet heat adhesive fibers.
  • the molded body has, for example, a sufficiently wide cell adhesion surface when performing three-dimensional culture of adherent animal cells, and is excellent in shape stability. Therefore, by using the cell culture support of the present invention for a bioreactor or the like, efficient cell growth can be achieved.
  • the shape of the cell culture carrier of the present invention is not particularly limited. Examples of the shape include a spherical shape, a plate shape, a rod shape, a square shape, an elliptical shape, a disc shape, a cylindrical shape, and a columnar shape. Among these shapes, a spherical shape and a disk shape are preferable.
  • carrier when using the cell culture support
  • carrier is preferable. Specifically, when used in a fluid bioreactor, the fluidity of a spherical carrier is superior to those of other shapes. When used in a fixed bed type bioreactor, a spherical carrier is easy to fill and easy to handle because the contacts between the carriers are small and aggregation is unlikely to occur.
  • the size thereof is not particularly limited, and can be appropriately selected from the viewpoint of handling properties, for example, with reference to the size of a culture plate that is normally distributed.
  • the average particle size is preferably 1 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 3 mm, from the viewpoint of facilitating separation and recovery of the support. From the viewpoint of increasing the cell culture surface area per unit volume, it is preferably 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, and even more preferably 6 mm or less.
  • the average particle diameter can be obtained by measuring the maximum diameter of 10 randomly selected cell culture carriers using a caliper and averaging them.
  • the molded body constituting the carrier for cell culture of the present invention has a non-woven fiber structure in which wet-heat adhesive fibers are appropriately bonded, and thus has a high bending stress even at a light weight and low density.
  • This molded body has air permeability and heat insulation properties, high hardness, and excellent folding resistance and toughness. In other words, this molded body is formed into a plate shape and hardly undergoes local deformation even when a load is applied to the surface. By bending and deforming against the applied stress, the molded body absorbs the stress. It is highly impactable and will not easily break or break even if a strong impact is applied. Furthermore, since this molded body can be composed essentially of fibers and does not require the addition of chemical binders or special chemicals, without using components that generate harmful components (such as volatile organic compounds such as formaldehyde) Inactive for cells.
  • the wet heat adhesive fiber means a fiber containing a wet heat adhesive resin and capable of exhibiting an adhesive function by high-temperature steam or hot water, and the wet heat adhesive resin is softened by high-temperature steam or hot water and has an adhesive function.
  • the wet heat adhesive resin is a thermoplastic resin that can be softened with hot water (for example, about 80 to 120 ° C., particularly about 95 to 100 ° C.) and can be self-adhered or bonded to other fibers, particularly hydrophilic resin, water-soluble Resin.
  • examples thereof include cellulose resins (C 1-3 alkyl cellulose ethers such as methyl cellulose, hydroxy C 1-3 alkyl cellulose ethers such as hydroxymethyl cellulose, carboxy C 1-3 alkyl cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose, or salts thereof).
  • Polyalkylene glycol resins poly C 2-4 alkylene oxides such as polyethylene oxide and polypropylene oxide
  • polyvinyl resins polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ether, vinyl alcohol polymers ( ⁇ -C 2-10 such as ethylene and propylene)
  • acrylic copolymers and salts thereof ((Meth) acrylic acid and salts thereof, and copolymers containing units composed of acrylic monomers such as (meth) acrylamide (particularly, (meth) acrylic copolymers containing (meth) acrylamide units) Etc.), modified vinyl copolymers (such as copolymers or salts of vinyl monomers such as isobutylene, styrene, ethylene, vinyl ether and unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride or anhydrides thereof), Polymers having hydrophilic substituents
  • resins such as polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, thermoplastic elastomers or rubbers (such as styrene elastomers)
  • resins that can be softened with hot water or high-temperature steam to develop an adhesive function. It can be used as a wet heat adhesive resin.
  • the wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the wet heat adhesive resin is preferably a vinyl alcohol polymer such as an ethylene-vinyl alcohol copolymer, a polylactic acid resin such as polylactic acid, or a (meth) acrylic copolymer containing a (meth) acrylamide unit. More preferred are vinyl alcohol polymers containing ⁇ -C 2-10 olefin units such as propylene and propylene, and even more preferred are ethylene-vinyl alcohol copolymers.
  • the ethylene unit content (copolymerization ratio) in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is, for example, about 10 to 60 mol%, preferably about 20 to 55 mol%, and more preferably about 30 to 50 mol%.
  • the ethylene unit is in this range, a unique property of having wet heat adhesiveness but not hot water solubility is obtained.
  • the proportion of ethylene units is too small, the ethylene-vinyl alcohol copolymer easily swells or gels with low-temperature water vapor (water), and its shape is easily changed only once wetted with water.
  • the ratio of the ethylene unit is in the range of 30 to 50 mol% in particular, the wet heat adhesive resin of the wet heat adhesive fiber is softened, and the adhesion point between the fibers is easily formed, so that the sheet of the molded body Or the workability to a plate-like structure is particularly excellent.
  • the saponification degree of the vinyl alcohol unit in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is, for example, about 90 to 99.99 mol%, preferably 95 to 99.98 mol%, more preferably 96 to 99.97 mol. %.
  • the degree of saponification of a vinyl alcohol unit refers to the degree to which an alkoxycarbonyl group (also known as an ester group, RO-CO-) in a vinyl alcohol unit is hydrolyzed and replaced with a hydroxyl group.
  • the percentage of hydroxyl groups with respect to the total number of is represented by the degree of saponification.
  • the degree of saponification is measured by sodium hydroxide titration.
  • the viscosity average degree of polymerization of the ethylene-vinyl alcohol copolymer can be selected as necessary, but is, for example, about 200 to 2500, preferably 300 to 2000, and more preferably about 400 to 1500. When the degree of polymerization is within this range, the balance between spinnability and wet heat adhesion of the resulting wet heat fiber is excellent.
  • the melt index (MI) of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is important. MI indicates the magnitude of fluidity of a molten thermoplastic resin and is a typical index for quality control of thermoplastic resins. MI is measured according to JIS K7210. The MI of the ethylene-vinyl alcohol copolymer can be selected as necessary. From the viewpoint of the balance between spinnability and wet heat adhesiveness of the resulting wet heat fiber, the MI of the ethylene-vinyl alcohol copolymer measured under conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2160 g is preferably 1.0 to 10 g. / 10 minutes, more preferably 1.3 to 7.0 g / 10 minutes, still more preferably 1.5 to 6.6 g / 10 minutes.
  • the cross-sectional shape (cross-sectional shape perpendicular to the length direction of the fiber) of the wet heat-adhesive fiber is a general solid cross-sectional shape such as a round cross-section or an irregular cross-section [flat, elliptical, polygonal, 3-14 Leaf shape, T shape, H shape, V shape, dog bone shape (I shape), etc.] or a hollow cross-sectional shape.
  • the wet heat adhesive fiber may be a composite fiber composed of a plurality of resins including a wet heat adhesive resin.
  • the composite fiber may have a wet heat adhesive resin on at least a part of the fiber surface, but from the viewpoint of adhesiveness, it is preferable that the wet heat adhesive resin continuously occupies at least a part of the surface in the length direction. .
  • Examples of the cross-sectional structure of the composite fiber in which the wet heat adhesive fiber occupies the surface include structures such as a core-sheath type, a sea-island type, a side-by-side type, a multi-layer bonding type, a radial bonding type, and a random composite type.
  • a core-sheath structure is preferred.
  • wet heat adhesive resins may be combined with each other, or a wet heat adhesive resin and a non-wet heat adhesive resin may be combined.
  • the non-wet heat adhesive resin refers to a resin that does not exhibit an adhesive function with either high-temperature steam or hot water.
  • Non-humid heat adhesive resins include, for example, water-insoluble or hydrophobic resins, specifically polyolefin resins, (meth) acrylic resins, vinyl chloride resins, styrene resins, polyester resins, polyamide resins. , Polycarbonate resin, polyurethane resin, thermoplastic elastomer and the like. These non-wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more.
  • non-wet heat adhesive resins from the viewpoint of heat resistance and dimensional stability, resins whose melting points are higher than those of wet heat adhesive resins (for example, ethylene-vinyl alcohol copolymers) (for example, polypropylene resins) Resin, polyester resin, and polyamide resin) are preferable, and polyester resin and polyamide resin are more preferable from the viewpoint of excellent balance between heat resistance and fiber forming property.
  • wet heat adhesive resins for example, ethylene-vinyl alcohol copolymers
  • polypropylene resins for example, polypropylene resins
  • polyester resin and polyamide resin are more preferable from the viewpoint of excellent balance between heat resistance and fiber forming property.
  • Polyester resins include aromatic polyester resins such as poly C 2-4 alkylene arylate resins (polyethylene terephthalate resins such as polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate).
  • polyethylene terephthalate resin is more preferable.
  • the polyethylene terephthalate resin is not limited to other dicarboxylic acids (for example, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, phthalic acid, 4,4′-diphenylcarboxylic acid, bis (carboxyphenyl) ethane.
  • diols eg, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, Units composed of polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, etc.
  • diols eg, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, Units composed of polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, etc.
  • Units composed of polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, etc. may be included at a ratio of about 20 mol% or less.
  • Polyamide resins include polyamides 6, polyamides 66, polyamides 610, polyamides 10, polyamides 12, polyamides 6-12, and other aliphatic polyamides and copolymers thereof, half-synthesized from aromatic dicarboxylic acids and aliphatic diamines.
  • Aromatic polyamide is preferred.
  • These polyamide-based resins may also contain units other than amide units.
  • the ratio (mass ratio) of the two is appropriately selected according to the structure (for example, core-sheath structure) it can.
  • the mass ratio of wet heat adhesive resin / non-wet heat adhesive resin is, for example, about 90/10 to 10/90, preferably about 80/20 to 15/85, and more preferably about 60/40 to 20/80. If the proportion of wet heat adhesive resin is too large, it will be difficult to ensure the strength of the fiber, and if the proportion of wet heat adhesive resin is too small, it will be difficult to have the wet heat adhesive resin continuously in the length direction of the fiber surface. Thus, the wet heat adhesiveness is lowered. This tendency is the same when the wet heat adhesive resin is coated on the surface of the non-wet heat adhesive fiber.
  • the wet heat adhesive fiber that is a composite fiber is preferably a composite fiber formed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a non-wet heat adhesive resin, and is formed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a polyester resin. More preferred is a composite fiber formed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a polyamide resin, and more preferably a composite fiber formed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a polyester resin. .
  • the wet-heat adhesive fiber which is a core-sheath type composite fiber
  • a core-sheath type composite fiber formed of a sheath part made of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a core part made of a non-wet heat adhesive resin is used.
  • it is composed of a core-sheath type composite fiber formed of a sheath part composed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a core part composed of a polyester resin, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer.
  • a core-sheath type composite fiber formed of a sheath part and a core part made of a polyamide resin, and a sheath part made of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a core part made of a polyester resin.
  • the core-sheath type composite fiber formed of
  • the average fineness of the wet heat adhesive fiber is, for example, about 0.01 to 100 dtex, preferably 0.1 to 50 dtex, more preferably 0.5 to 30 dtex, and particularly preferably about 1 to 10 dtex. When the average fineness is in this range, the balance between the strength of the fiber and the expression of wet heat adhesion is excellent.
  • the average fineness is measured by the method of JIS L 1015.
  • the average fiber length of the wet heat adhesive fiber is, for example, about 10 to 100 mm, preferably 20 to 80 mm, more preferably 25 to 75 mm, and particularly preferably about 35 to 55 mm. When the average fiber length is within this range, the fibers are sufficiently entangled, so that the mechanical strength of the molded body is improved.
  • the average fiber length is measured by the method of JIS L 1015.
  • the crimp rate of the wet heat adhesive fiber is, for example, about 1 to 50%, preferably 3 to 40%, more preferably 5 to 30%, and particularly preferably about 10 to 20%.
  • the number of crimps is, for example, about 1 to 100 pieces / inch, preferably about 5 to 50 pieces / inch, and more preferably about 10 to 30 pieces / inch.
  • the crimp rate and the number of crimps are measured by the method of JIS L 1015.
  • the molded body constituting the cell culture carrier of the present invention may further contain non-wet heat adhesive fibers.
  • the non-wet heat adhesive fiber refers to a fiber that cannot exhibit an adhesive function with either high-temperature steam or hot water.
  • Non-wet heat adhesive fibers include polyester fibers (polyethylene terephthalate fibers, polytrimethylene terephthalate fibers, polybutylene terephthalate fibers, aromatic polyester fibers such as polyethylene naphthalate fibers), polyamide fibers (polyamide 6, polyamide 66, Aliphatic polyamide fibers such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, semi-aromatic polyamide fibers, aromatic polyamide fibers such as polyphenylene isophthalamide, polyhexamethylene terephthalamide, poly p-phenylene terephthalamide, etc.
  • polyester fibers polyethylene terephthalate fibers, polytrimethylene terephthalate fibers, polybutylene terephthalate fibers, aromatic polyester fibers such as polyethylene naphthalate fibers
  • polyamide fibers polyamide 6, polyamide 66, Aliphatic polyamide fibers such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, semi-aromatic poly
  • Polyolefin fibers poly C 2-4 olefin fibers such as polyethylene and polypropylene
  • acrylic fibers acrylonitrile-vinyl chloride copolymer, etc.
  • Acrylonitrile fiber having acrylonitrile unit polyvinyl fiber (polyvinyl acetal fiber, etc.), polyvinyl chloride fiber (polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer fiber, etc.)
  • Polyvinylidene chloride fibers (vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer fibers, vinylidene chloride-vinyl acetate copolymer fibers, etc.), polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, polyphenylene sulfide fibers, cellulosic fibers (for example, rayon fibers) And acetate fibers).
  • These non-wet heat adhesive fibers can be used alone or
  • the average fineness and average fiber length of the non-wet heat adhesive fiber are the same as those of the wet heat adhesive fiber.
  • the ratio of wet heat adhesive fiber to non-wet heat bond fiber is, for example, 20/80 to 100/0, preferably 30/70 to 100/0. .
  • the ratio of wet heat adhesive fibers is large, and the mass ratio of wet heat adhesive fibers / non-wet heat adhesive fibers is more preferably 80/20 to 100/0.
  • the ratio is preferably 90/10 to 100/0, particularly preferably about 95/5 to 100/0.
  • the mass ratio of wet heat adhesive fibers / non-wet heat adhesive fibers is more preferably 20/80 to 99/1, and still more preferably 30 / It is about 70 to 90/10, particularly preferably about 40/60 to 80/20.
  • the fiber adhesion rate of the molded body constituting the cell culture carrier of the present invention is preferably about 10 to 85%, more preferably 10 to 70%, still more preferably 10 to 60%, and particularly preferably about 10 to 35%. is there.
  • the number of fibers bonded in two or more in (the number of all fibers in the cross section of the molded body). Therefore, a low fiber adhesion rate means that the proportion of the plurality of fibers adhering to each other (the proportion of the fibers that are converged and adhered) is small.
  • the fibers constituting the non-woven fiber structure are bonded at the contact points of the respective fibers.
  • this bonding point has a thickness. It is preferable to distribute uniformly along the direction from the surface of the molded body to the inside (center) and the back surface. When the adhesion points are concentrated on the surface or inside, it is not only difficult to secure a sufficient bending stress, but also the shape stability in a portion with few adhesion points is lowered.
  • a method for producing a molded body constituting the cell culture carrier of the present invention will be described.
  • fibers containing wet heat adhesive fibers are formed into a web.
  • a conventional method such as a direct method such as a spun bond method or a melt blow method, a card method using staple fibers or the like, or a dry method such as an air array method can be used.
  • a card method using staple fibers is particularly used.
  • the web obtained using staple fibers include a random web, a semi-random web, a parallel web, and a cross-wrap web. Of these webs, a semi-random web and a parallel web are preferred when the proportion of bundled fused fibers is increased.
  • the obtained fiber web is sent to the next process by a belt conveyor, and then exposed to a superheated steam or high-temperature steam (high-pressure steam) stream to obtain a formed body having a nonwoven fiber structure. That is, when the fiber web transported by the belt conveyor passes through the high-temperature steam flow ejected from the nozzle of the steam spraying device, the fibers are three-dimensionally bonded to each other by the sprayed high-temperature steam.
  • the belt conveyor to be used is not particularly limited as long as the high temperature steam treatment can be performed while compressing the fiber web used for processing to a target density, and an endless conveyor is preferably used.
  • it may be a general single belt conveyor, or may be transported by combining two belt conveyors as necessary and sandwiching the web between both belts.
  • the water vapor jet device for supplying water vapor to the web is installed in one conveyor and supplies water vapor to the web through the conveyor net.
  • a suction box may be attached to the opposite conveyor. Excess water vapor that has passed through the web can be sucked and discharged by the suction box.
  • a suction box is further installed in the downstream part of the conveyor on the side where the steam spraying device is installed, and the conveyor on the opposite side on which this suction box is installed
  • a steam spraying device may be installed inside. In the case where there is no downstream steam injection device and suction box, the front and back of the fiber web that has been treated once are reversed and passed through the treatment device again, whereby the front and back of the fiber web can be steam treated.
  • the endless belt used for the conveyor is not particularly limited as long as it does not interfere with web transport or high-temperature steam treatment.
  • the surface shape of the belt may be transferred to the surface of the fiber web depending on the conditions.
  • a net with a fine mesh may be used. Note that the upper limit is about 90 mesh, and a fine net having a mesh larger than this has low air permeability and makes it difficult for water vapor to pass through.
  • the mesh belt is made of metal, heat-treated polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyarylate resin (fully aromatic polyester resin), aromatic polyamide resin, etc. from the viewpoint of heat resistance against water vapor treatment. A heat resistant resin or the like is preferable.
  • the high-temperature steam sprayed from the steam spraying apparatus is an air stream, unlike the hydroentanglement process or the needle punch process, the high-temperature steam enters the inside of the web without largely moving the fibers in the web to be treated. It is considered that the invasion action and the wet heat action of the water vapor flow into the web efficiently cover the surface of each fiber existing in the web in a wet heat state, thereby enabling uniform heat bonding. In addition, since this treatment is performed in a very short time under a high-speed air flow, the heat conduction of the water vapor to the fiber surface is sufficient, but the treatment is completed before the heat conduction to the inside of the fiber is sufficiently achieved.
  • the entire fiber web to be processed is not easily crushed or deformed so as to lose its thickness due to the pressure or heat of high-temperature steam.
  • the wet heat bonding is completed so that the degree of bonding in the surface and the thickness direction is substantially uniform without causing a large deformation in the fiber web.
  • the web to be processed is compressed between the conveyor belt or rollers to the desired apparent density. It is important to expose to high-temperature steam in a heated state. In particular, when trying to obtain a relatively high-density molded body, it is necessary to compress the fiber web with sufficient pressure when processing with high-temperature steam. Furthermore, it is also possible to adjust to a target thickness and density by securing an appropriate clearance between rollers or between conveyors. In the case of a conveyor, since it is difficult to compress the web at once, it is preferable to set the belt tension as high as possible and gradually narrow the clearance from the upstream of the steam treatment point. Furthermore, it is processed into a molded body having desired bending hardness, surface hardness, lightness, and air permeability by adjusting the water vapor pressure and the processing speed.
  • the back side of the endless belt on the opposite side of the nozzle across the web is made of a stainless steel plate, etc. Since it reflects here, the wet heat adhesive fiber is firmly bonded by the heat retaining effect of water vapor. Conversely, when light adhesion is required, a suction box may be provided to discharge excess water vapor to the outside.
  • the nozzle for injecting the high-temperature steam may be a plate or die in which predetermined orifices are continuously arranged in the width direction, and may be arranged so that the orifices are arranged in the width direction of the web to be supplied. There may be one or more orifice rows, and a plurality of rows may be arranged in parallel. A plurality of nozzle dies having a single orifice array may be installed in parallel.
  • the thickness of the plate may be about 0.5 to 1 mm.
  • the orifice diameter and pitch are not particularly limited as long as the target fiber fixation is possible, but the orifice diameter is usually 0.05 to 2 mm, preferably 0.1 to 1 mm, and more preferably 0. .About 2 to 0.5 mm.
  • the pitch of the orifices is usually about 0.5 to 3 mm, preferably about 1 to 2.5 mm, and more preferably about 1 to 1.5 mm. If the diameter of the orifice is too small, the processing accuracy of the nozzle becomes low and the processing is difficult, and the operational problem that clogging is likely to occur is likely to occur.
  • the high temperature steam is not particularly limited as long as the target fiber can be fixed, and may be set according to the material and form of the fiber used.
  • the pressure is, for example, 0.05 to 2 MPa, preferably 0.05 to 1. It is about 5 MPa, more preferably about 0.1 to 1 MPa. If the water vapor pressure is too high, the fibers forming the web may move and cause turbulence, or the fibers may melt too much to partially retain the fiber shape. Also, if the pressure is too low, it may not be possible to give the web the amount of heat necessary for fiber fusion, or water vapor may not penetrate the web, resulting in fiber fusion spots in the thickness direction. It may be difficult to control the uniform jet of water vapor.
  • the temperature of the high temperature steam is, for example, about 70 to 150 ° C., preferably about 80 to 120 ° C., and more preferably about 90 to 110 ° C.
  • the processing speed of the web with high-temperature steam is, for example, 200 m / min or less, preferably 0.1 to 100 m / min, and more preferably about 1 to 50 m / min.
  • a concavo-convex shape or the like may be laminated with other materials to form a laminated body, or may be processed into a desired form (various shapes such as a columnar shape, a quadrangular prism shape, a spherical shape, an ellipsoidal shape) by molding.
  • the fibers of the fiber web are partially wet-heat bonded in this way, moisture may remain in the resulting molded body, and the web may be dried as necessary.
  • a conventional method can be used as long as the fiber form can be maintained.
  • a large dryer such as a cylinder dryer or tenter used for drying nonwoven fabrics may be used, but the remaining moisture is very small and can be dried by a relatively light drying means. Therefore, a non-contact method such as far-infrared irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or a method using hot air is preferable.
  • the molded body constituting the cell culture carrier of the present invention can be obtained by adhering wet heat-adhesive fibers with high-temperature steam as described above, but in part, other conventional methods such as hot pressure You may adhere
  • other conventional methods may be used for bonding between molded bodies obtained by wet heat bonding.
  • the wet heat adhesive fibers can also be bonded by immersing the fiber web in hot water.
  • the reason for this is that the wet heat adhesiveness differs depending on the position due to the air contained in the fiber web, the influence on the structure caused by this air being pushed out of the fiber web, the wet heat bonded fiber web It can be presumed that the deformation of the fine structure inside the fiber by the take-off roller when taking out from hot water or the difference in the deformation of the fine structure in the vertical direction due to the weight of hot water contained in the taken-out fiber web.
  • the molded body obtained as described above can be further processed by a known method (for example, pressing, cutting) to produce the cell culture carrier of the present invention.
  • the present invention also provides a method for culturing cells using the aforementioned cell culture carrier.
  • cells particularly adherent cells, can be efficiently proliferated.
  • three-dimensional culture can be performed efficiently.
  • adherent cells may be cultured or suspension cells may be cultured.
  • adherent cells refer to cells that proliferate by attaching to a carrier during cell culture. Suspended cells can adhere weakly to a carrier, but basically to the carrier in cell growth. A cell that does not require attachment.
  • the adherent cells are preferably cultured, and more preferably cultured in a state where the adherent cells are attached to the cell culture carrier.
  • suspension cells examples include T cells, B cells, killer cells, lymphocytes, and lymphoblasts.
  • adherent cells include osteoblasts, chondrocytes, hematopoietic cells, epithelial cells (such as mammary epithelial cells), endothelial cells (such as vascular endothelial cells), epidermal cells, fibroblasts, mesenchymal cells, and cardiomyocytes.
  • Myogenic cells smooth muscle cells, living skeletal muscle cells, human tumor cells, fiber cells, EB virus mutant cells, hepatocytes, kidney cells, bone marrow cells, macrophages, liver parenchymal cells, pancreatic ⁇ cells, small intestinal cells, mammary glands Examples include cells, salivary gland cells, thyroid cells, and skin cells.
  • the cells are contained in a solvent such as water or a culture solution, preferably at a concentration of about 10 3 to 10 8 cells / ml, more preferably about 10 3 to 10 6 cells / ml.
  • a culture solution suitable for the cells to be cultured may be used and cultured under conditions suitable for cell culture. Examples of the conditions include conditions described in “Cultured Cell Handbook: Basics of Cell Culture and Analytical Methods”, Toshio Kuroki, edited by Hiroshi Konan, Yodosha, July 2004, and the like.
  • Examples of the culture solution include a conventional culture solution corresponding to the cells.
  • Examples of the culture solution for culturing animal cells include media containing various components such as various essential amino acids, various vitamins, and sugars such as glucose (for example, Dulbecco's modified Eagle medium).
  • the content of the component in the culture solution may be an amount suitable for cell culture.
  • Examples of the medium include fetal calf serum medium, serum-free medium, human serum medium, and the like.
  • the cell culture method of the present invention it is possible to efficiently perform three-dimensional culture of adherent cells. Therefore, the cell culture method of the present invention is useful for the construction of cells (for example, nerve cells), tissues or organs (blood vessels, etc.) that are differentiated in an anchorage-dependent manner.
  • cells for example, nerve cells
  • tissues or organs blood vessels, etc.
  • the core component is polyethylene terephthalate
  • the sheath component is ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%, MI (temperature 190 ° C. and load 2160 g) 5.5 g)
  • the number of crimps was 21 / inch, and the crimp rate was 13.5%.
  • a card web having a basis weight of about 100 g / m 2 was prepared by a card method, and three webs were stacked to obtain a card web having a total basis weight of 300 g / m 2 .
  • the card web was transferred to a belt conveyor equipped with a 50 mesh, 500 mm wide stainless steel endless net.
  • This belt conveyor is composed of a pair of conveyors, a lower conveyor and an upper conveyor, and water vapor spray nozzles are installed on the back sides of both conveyor belts, respectively, and high temperature steam can be sprayed to the passing web through the belt. is there.
  • a metal roll for adjusting the web thickness (hereinafter sometimes abbreviated as “web thickness adjusting roll”) is provided upstream of the nozzle.
  • the lower conveyor has a flat upper surface (that is, the surface through which the web passes), and one upper conveyor has a shape in which the lower surface is bent along the web thickness adjusting roll, and the web thickness of the upper conveyor is adjusted.
  • the rolls are arranged so as to make a pair with the web thickness adjusting rolls of the lower conveyor.
  • the upper conveyor can be moved up and down, so that the web thickness adjusting rolls of the upper conveyor and the lower conveyor can be adjusted to a predetermined interval.
  • the upstream side of the upper conveyor is inclined at an angle of 30 degrees (relative to the lower surface on the downstream side of the upper conveyor) with respect to the downstream portion with respect to the web thickness adjusting roll, and the downstream portion is parallel to the lower conveyor. It is bent so that it may be arranged.
  • These belt conveyors rotate in the same direction at the same speed, and have a structure in which both conveyor belts and web thickness adjusting rolls can be pressurized while maintaining a predetermined clearance.
  • This is to adjust the web thickness before the steam treatment by operating like a so-called calendar process. That is, the card web fed from the upstream side travels on the lower conveyor, but the interval with the upper conveyor is gradually narrowed before reaching the web thickness adjusting roll. And when this space
  • the roll for adjusting the web thickness was adjusted to have a linear pressure of 50 kg / cm.
  • the steam web is introduced into the steam jetting device provided in the lower conveyor, and 0.4 MPa high-temperature steam is jetted (perpendicularly) from the device so as to pass in the thickness direction of the card web.
  • the molded body which gave the process and has a nonwoven fiber structure was obtained.
  • a nozzle is installed in the lower conveyor so as to spray high-temperature steam toward the web via a conveyor net, and a suction device is installed in the upper conveyor.
  • another jetting device which is a combination of the arrangement of the nozzle and the suction device reversed, is installed on the downstream side in the web traveling direction of the jetting device, and steam treatment is performed on both the front and back sides of the web. did.
  • the hole diameter of the steam spray nozzle was 0.3 mm, and a steam spray device in which the nozzles were arranged in a line at a pitch of 1 mm along the width direction of the conveyor was used.
  • the processing speed was 3 m / min, and the interval (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side was 10 mm.
  • the nozzles were arranged on the back side of the conveyor belt so as to be almost in contact with the belt.
  • the molded body thus obtained had a board-like form, was extremely hard compared to a general nonwoven fabric, and was excellent in shape stability. Moreover, the fiber adhesion rate of the obtained molded object was 14.4%.
  • the molded body thus obtained was processed into a plate shape having a thickness of 2 mm, and was further rolled into a disk shape having a diameter of 6 mm to obtain a cell culture support.
  • the apparent density of the obtained cell culture carrier is shown in Table 1.
  • the core component is polyethylene terephthalate
  • the sheath component is ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%, MI (temperature 190 ° C. and load 2160 g) 5.5 g)
  • the number of crimps is 16.2 pieces / inch, and the crimp rate is 13.5%.
  • Ten card webs with a basis weight of about 100 g / m 2 are stacked to form a card web with a total basis weight of 1000 g / m 2 between the upper and lower conveyor belts.
  • a molded body was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the distance (distance) was 20 mm (fiber adhesion rate 23.1%).
  • This molded body also had a board-like form in substantially the same manner as the molded body obtained in Production Example 1, was extremely hard compared to a general nonwoven fabric, and was excellent in shape stability.
  • the molded body thus obtained was processed into a plate shape having a thickness of 2 mm, and was further rolled into a disk shape having a diameter of 6 mm to obtain a cell culture support.
  • the apparent density of the obtained cell culture carrier is shown in Table 1.
  • the core component is polyethylene terephthalate
  • the sheath component is ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%, MI (temperature 190 ° C. and load 2160 g) 5.5 g)
  • the number of crimps is 21 / inch, and the crimp rate is 13.5%.
  • a molded body was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the (distance) was 2 mm (fiber adhesion rate 33.6%). This molded body also had a board-like form in substantially the same manner as the molded body obtained in Production Example 1, was extremely hard compared to a general nonwoven fabric, and was excellent in shape stability.
  • the molded body thus obtained was used in the form of a plate having a thickness of 2 mm, and was further rolled into a disk shape having a diameter of 6 mm to obtain a cell culture carrier.
  • the apparent density of the obtained cell culture carrier is shown in Table 1.
  • the core component is polyethylene terephthalate
  • the sheath component is ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%, MI (temperature 190 ° C. and load 2160 g) 5.5 g)
  • the number of crimps is 22.9 pieces / inch, and the crimping rate is 12.2%).
  • a molded body was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the distance (distance) was 7 mm (fiber adhesion rate 26.7%).
  • This molded body also had a board-like form in substantially the same manner as the molded body obtained in Production Example 1, was extremely hard compared to a general nonwoven fabric, and was excellent in shape stability.
  • the molded body thus obtained was processed into a plate shape having a thickness of 2 mm, and was further rolled into a disk shape having a diameter of 6 mm to obtain a cell culture support.
  • the apparent density of the obtained cell culture carrier is shown in Table 1.
  • Test Example 1 (cell culture)
  • the cell culture support of Production Example 1 was washed twice with an 80 wt% aqueous ethanol solution. Thereafter, the cell culture support was washed three times with distilled water for injection and then dried. Next, MC3T3-E1 mouse osteoblast-like cells (adherent cells) were adjusted so that the final cell concentration was 5 ⁇ 10 5 cells / ml, 5 ⁇ 10 6 cells / ml, and 5 ⁇ 10 7 cells / ml.
  • a cell suspension was prepared by suspending in Eagle's minimum essential medium (containing ⁇ -MEM, 10 wt% fetal calf serum, manufactured by GIBCO).
  • 0.05 ml of the cell suspension was dropped onto the cell culture support and allowed to stand for 2 hours. Thereafter, 1 ml of the Eagle's minimum essential medium was gently added to the cell culture carrier, and the cell culture carrier was transferred to a 37 ° C. carbon dioxide incubator (5% by volume carbon dioxide) and incubated for 7 days. The cell culture carrier was taken out 1 day, 4 days and 7 days after the start of the incubation. Thereafter, 1 ml of a 10% by weight neutral buffered formalin aqueous solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a fixing solution was gently added to the cell culture carrier, and the cultured cells were fixed overnight at 4 ° C.
  • a 10% by weight neutral buffered formalin aqueous solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a fixing solution was gently added to the cell culture carrier, and the cultured cells were fixed overnight at 4 ° C.
  • FIG. 1 shows that by using the cell culture support of Production Example 1, cells can be efficiently propagated. This is considered to be because the cell culture carrier of Production Example 1 sufficiently permeates medium components, oxygen, and the like for cell culture. Furthermore, with Giemsa staining, cell culture carriers are not stained, but only cultured cells are stained, so that cell growth can be easily evaluated.
  • cell culture was performed in the same manner as described above using a commercially available carrier for cell culture (“Honeycomb Disc 96” manufactured by Koken Co., Ltd., collagen, disk shape with a thickness of 2 mm and a diameter of 6 mm). Specifically, Eagle's minimum essential for MC3T3-E1 mouse osteoblast-like cells so that the final cell concentration is 5 ⁇ 10 5 cells / ml, 5 ⁇ 10 6 cells / ml, 5 ⁇ 10 7 cells / ml. A cell suspension was prepared by suspending in a medium (containing ⁇ -MEM, 10% by weight fetal calf serum, manufactured by GIBCO).
  • a medium containing ⁇ -MEM, 10% by weight fetal calf serum, manufactured by GIBCO.
  • FIG. 1 As can be seen from FIG. 2, when a commercially available collagen cell culture carrier was used, Giemsa staining stained not only cells but also a cell culture carrier, making it difficult to evaluate cell proliferation. .
  • a commercially available carrier for cell culture (“GC research scaffold (Block HAP +)", a lactic acid polymer (PLGA) and a hydroxyapatite (HAP) hybrid material, 2 mm in thickness and 5 mm in diameter.
  • Cell culture was carried out in the same manner as described above using a disc-like material. Specifically, Eagle's minimum essential for MC3T3-E1 mouse osteoblast-like cells so that the final cell concentration is 5 ⁇ 10 5 cells / ml, 5 ⁇ 10 6 cells / ml, 5 ⁇ 10 7 cells / ml.
  • a cell suspension was prepared by suspending in a medium (containing ⁇ -MEM, 10% by weight fetal calf serum, manufactured by GIBCO).
  • Test Example 2 (Shape stability) Use a digital micrometer to measure the cell culture carriers of Production Examples 1 to 4 and commercially available cell culture carriers (“Honeycom Disc 96” manufactured by Koken Co., Ltd., collagen, disk shape with a thickness of 2 mm and a diameter of 6 mm). Measured. Thereafter, the cell culture support was washed twice with an 80 wt% aqueous ethanol solution, washed three times with distilled water for injection, and then dried. Next, 1 ml of Eagle's minimum essential medium ( ⁇ -MEM, containing 10% by weight fetal calf serum, manufactured by GIBCO) is gently added to the cell culture carrier, and the cell culture carrier is added to a 37 ° C.
  • ⁇ -MEM Eagle's minimum essential medium
  • the cell culture carriers of Production Examples 1 to 4 have little dimensional change when taken out from the incubator after 10 days of incubation, and are excellent in shape stability. From these results, it can be seen that the cell culture carriers of Production Examples 1 to 4 are excellent in handleability. On the other hand, the commercially available collagen cell culture carrier used had poor shape stability and poor handleability.
  • the carrier for cell culture of the present invention has a sufficiently large cell adhesion surface that serves as a scaffold for cells and is excellent in shape stability. Therefore, cell culture (particularly, three-dimensional culture of adherent cells) can be performed efficiently by using the cell culture carrier of the present invention. Further, the cell culture carrier of the present invention can be used as a cell culture carrier for a bioreactor for producing a product by cells. In addition, according to the cell culture method of the present invention using the carrier, cell culture (particularly, three-dimensional culture of adherent cells) can be performed efficiently, and functional tissue production and the like are possible.

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Abstract

 本発明は、湿熱接着性繊維を含み、且つ不織繊維構造を有する成形体からなり、0.02~0.7g/cm3の見掛け密度を有する細胞培養用担体、およびそれを用いる細胞培養方法を提供する。

Description

細胞培養用担体およびそれを用いる細胞培養方法
 本発明は、細胞培養用担体および該細胞培養用担体を用いる細胞培養方法に関する。本発明は、詳しくは、付着性細胞の三次元培養を行なうのに適した細胞培養用担体および細胞培養方法に関する。
 細胞培養技術は、1)細胞産生物の生産、2)生体病変部や欠損部への補綴材、3)薬剤の毒性および薬理活性評価用のシミュレーター等の分野で、研究および応用されている。
 従来、細胞培養は、ガラスの表面上または種々の処理を施したポリスチレン等の表面上で行なわれている(例えば、非特許文献1および2)。例えば、プラズマ処理またはコロナ処理等により表面処理されたポリスチレン;或いはコラーゲン、フィブロネクチン、ポリリジン等の細胞接着性タンパク質をコートしたポリスチレン等から構成される種々の細胞培養用担体が普及している。
 また、細胞培養用担体として、表面がイオン衝撃により改質された細胞接着性材料(特許文献1)や、フォトマスクを使用することによって形成される配列パターンを有する細胞の配列制御用具(特許文献2)などが提案されている。しかし、イオン衝撃による表面改質やフォトマスクを使用した配列パターンの形成は、非常に高度な技術が必要であり、高コストになる等の欠点がある。
特開平5-49689号公報 特開平7-308186号公報
Freshney, R.I, "Culture of animal cells ; a manual of basic technique", 第2版, Wiley-Liss, London, p. 83 (1987) Kuhn, k., "Structure and function;The classical collagens types I, II and III", R. Mayne and R.E. Burgeson 編, Academic Press, NY, p. 1 (1987)
 本発明は、細胞培養(特に付着性細胞の三次元培養)において細胞の足場となる充分な広さの細胞接着面を有し、且つ形状安定性に優れた細胞培養用担体を提供することを目的とする。
 即ち、本発明は、下記の細胞培養用担体および方法に関する:
 [1] 湿熱接着性繊維を含み、且つ不織繊維構造を有する成形体からなり、0.02~0.7g/cm3の見掛け密度を有する細胞培養用担体。
 [2] 見掛け密度が、0.025~0.3g/cmである前記[1]に記載の細胞培養用担体。
 [3] 見掛け密度が、0.03~0.1g/cmである前記[1]に記載の細胞培養用担体。
 [4] 湿熱接着性繊維が、ビニルアルコール系重合体、ポリ乳酸系樹脂、および(メタ)アクリルアミド単位を含む(メタ)アクリル系共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む繊維である前記[1]~[3]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [5] 湿熱接着性繊維が、α-C2-10オレフィン単位を含むビニルアルコール系重合体を含む繊維である前記[1]~[3]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [6] 湿熱接着性繊維が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体を含む繊維である前記[1]~[3]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [7] 湿熱接着性繊維が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体と非湿熱接着性樹脂とで形成された複合繊維である前記[1]~[3]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [8] 非湿熱接着性樹脂が、ポリエステル系樹脂および/またはポリアミド系樹脂である前記[7]に記載の細胞培養用担体。
 [9] 非湿熱接着性樹脂が、ポリエステル系樹脂である前記[7]に記載の細胞培養用担体。
 [10] 非湿熱接着性樹脂が、芳香族ポリエステル系樹脂である前記[7]に記載の細胞培養用担体。
 [11] 非湿熱接着性樹脂が、ポリエチレンテレフタレート系樹脂である前記[7]に記載の細胞培養用担体。
 [12] 非湿熱接着性樹脂が、ポリエチレンテレフタレートである前記[7]に記載の細胞培養用担体。
 [13] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/非湿熱接着性樹脂の質量比が、90/10~10/90である前記[7]~[12]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [14] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/非湿熱接着性樹脂の質量比が、80/20~15/85である前記[7]~[12]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [15] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/非湿熱接着性樹脂の質量比が、60/40~20/80である前記[7]~[12]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [16] 湿熱接着性繊維が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部と、ポリエステル系樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維である前記[1]~[3]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [17] ポリエステル系樹脂が、芳香族ポリエステル系樹脂である前記[16]に記載の細胞培養用担体。
 [18] ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレート系樹脂である前記[16]に記載の細胞培養用担体。
 [19] ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレートである前記[16]に記載の細胞培養用担体。
 [20] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/ポリエステル系樹脂の質量比が、90/10~10/90である前記[16]~[19]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [21] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/ポリエステル系樹脂の質量比が、80/20~15/85である前記[16]~[19]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [22] エチレン-ビニルアルコール系共重合体/ポリエステル系樹脂の質量比が、60/40~20/80である前記[16]~[19]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [23] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のエチレン単位の含有量が、10~60モル%である前記[6]~[22]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [24] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のエチレン単位の含有量が、20~55モル%である前記[6]~[22]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [25] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のエチレン単位の含有量が、30~50モル%である前記[6]~[22]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [26] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のビニルアルコール単位の鹸化度が、90~99.99モル%である前記[6]~[25]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [27] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のビニルアルコール単位の鹸化度が、95~99.98モル%である前記[6]~[25]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [28] エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のビニルアルコール単位の鹸化度が、96~99.97モル%である前記[6]~[25]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [29] 温度190℃および荷重2160gの条件下で測定したエチレン-ビニルアルコール系共重合体のメルトインデックスが、1.0~10g/10分である前記[6]~[28]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [30] 温度190℃および荷重2160gの条件下で測定したエチレン-ビニルアルコール系共重合体のメルトインデックスが、1.3~7.0g/10分である前記[6]~[28]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [31] 温度190℃および荷重2160gの条件下で測定したエチレン-ビニルアルコール系共重合体のメルトインデックスが、1.5~6.6g/10分である前記[6]~[28]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [32] 湿熱接着性繊維の平均繊度が、0.01~100dtexである前記[1]~[31]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [33] 湿熱接着性繊維の平均繊度が、0.1~50dtexである前記[1]~[31]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [34] 湿熱接着性繊維の平均繊度が、0.5~30dtexである前記[1]~[31]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [35] 湿熱接着性繊維の平均繊度が、1~10dtexである前記[1]~[31]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [36] 湿熱接着性繊維の平均繊維長が、10~100mmである前記[1]~[35]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [37] 湿熱接着性繊維の平均繊維長が、20~80mmである前記[1]~[35]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [38] 湿熱接着性繊維の平均繊維長が、25~75mmである前記[1]~[35]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [39] 湿熱接着性繊維の平均繊維長が、35~55mmである前記[1]~[35]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [40] 湿熱接着性繊維の捲縮率が、1~50%である前記[1]~[39]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [41] 湿熱接着性繊維の捲縮率が、3~40%である前記[1]~[39]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [42] 湿熱接着性繊維の捲縮率が、5~30%である前記[1]~[39]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [43] 湿熱接着性繊維の捲縮率が、10~20%である前記[1]~[39]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [44] 湿熱接着性繊維の捲縮数が、1~100個/インチである前記[1]~[43]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [45] 湿熱接着性繊維の捲縮数が、5~50個/インチである前記[1]~[43]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [46] 湿熱接着性繊維の捲縮数が、10~30個/インチである前記[1]~[43]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [47] 成形体の繊維接着率が、10~85%である前記[1]~[46]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [48] 成形体の繊維接着率が、10~70%である前記[1]~[46]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [49] 成形体の繊維接着率が、10~60%である前記[1]~[46]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [50] 成形体の繊維接着率が、10~35%である前記[1]~[46]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体。
 [51] 前記[1]~[50]のいずれか一つに記載の細胞培養用担体を用いて細胞を培養する方法。
 [52] 細胞が付着性細胞である前記[51]に記載の方法。
 [53] 付着性細胞を細胞培養用担体に付着させた状態で培養する前記[51]に記載の方法。
 本発明の細胞培養用担体は、形状安定性に優れ、取り扱いが容易である。また、本発明の細胞培養担体は、不織繊維構造を有するので、細胞の足場となる充分な広さの細胞接着面を有する。従って、本発明の細胞培養用担体を用いれば、細胞培養(特に、付着性細胞の三次元培養)を効率よく行うことができる。また、本発明の細胞培養用担体は、ギムザ染色等の組織染色により染色されないため、培養細胞のみを染色して、その増殖の評価を容易に行うことができる。
試験例1で製造例1の細胞培養担体を用いて細胞培養した後(細胞播種濃度:5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、培養日数:1日、4日、7日)に、ギムザ染色により染色した培養細胞および担体の写真である。 試験例1で市販のコラーゲン製細胞培養用担体を用いて細胞培養した後(細胞播種濃度:5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、培養日数:1日、4日、7日)に、ギムザ染色により染色した培養細胞および担体の写真である。
 本発明の細胞培養用担体は、湿熱接着性繊維を含み、且つ不織繊維構造を有する成形体からなり、0.02~0.7g/cmの見掛け密度を有する。ここで不織繊維構造とは、繊維を織らずに接着させて形成したボード状の構造をいう。また、本発明の細胞培養担体の見掛け密度とは、空隙を含む不織繊維構造を有する細胞培養担体(成形体)の体積で、該担体の質量を割って得られる値である。なお、この見掛け密度は、細胞培養用担体の目付(即ち、単位面積あたりの質量)および厚さを測定し、目付を厚さで割ることによっても求めることができる。
 本発明の細胞培養用担体は、湿熱接着性繊維から形成されているため、形状安定性に優れ、細胞培養での取扱性に優れている。また、本発明の細胞培養用担体は、見掛け密度が0.02~0.7g/cmである不織繊維構造を有するので、細胞維持のための培地、酸素等を透過させることができる。この見掛け密度は、好ましくは0.025~0.3g/cm、より好ましくは0.03~0.1g/cmである。
 本発明の細胞培養担体は、細胞の接着および増殖に必要な空隙を培養期間中、常に維持することができるため、細胞培養において、細胞の形態を保持する能力が高い。そのため、本発明の細胞培養用担体によれば、細胞、特に、付着性細胞の固定化、付着性細胞の三次元培養等が可能になる。
 本発明の細胞培養用担体(即ち、不織繊維構造を有する成形体)は、樹脂含浸することなく、実質的に湿熱接着性繊維で構成されている。さらに、その不織繊維構造は、湿熱接着性繊維の接着により形成されている。前記成形体は、例えば、付着性動物細胞の三次元培養を行なうに際して、充分な広さの細胞接着面を有しており、且つ形状安定性に優れる。従って、本発明の細胞培養用担体をバイオリアクター等に用いることにより、効率の良い細胞の増殖が可能になる。
 本発明の細胞培養用担体の形状は、特に限定されるものではない。この形状としては、例えば、球状、板状、棒状、角型状、楕円状、円盤状、円筒状、円柱状等が挙げられる。これらの形状のなかでも、球状、円盤状が好ましい。なお、本発明の細胞培養用担体をバイオリアクターに用いる場合では、球状の担体が好ましい。詳しくは、流動性型バイオリアクターに用いる場合では、球状の担体の流動性が、他の形状のものに比べて優れている。固定床型バイオリアクターに用いる場合では、球状の担体は、充填しやすく、且つ担体同士の接点が小さく、凝集が起こりにいため、取り扱いやすい。
 本発明の細胞培養用担体が円盤状である場合、その大きさは特に限定されず、取扱性の観点から、例えば、通常流通している培養プレートのサイズを参考にして、適宜選択できる。一方、本発明の細胞培養用担体が球状である場合、その平均粒径は、担体の分離および回収を容易にする観点から、好ましくは1mm以上、より好ましくは2mm以上であり、さらに好ましくは3mm以上であり、単位体積あたりの細胞培養表面積を大きくする観点から、好ましくは20mm以下、より好ましくは10mm以下、さらに好ましくは6mm以下である。なお、前記平均粒径は、無作為に選択した10個の細胞培養用担体の最大径を、ノギスを用いて測定し、それらを平均することによって得られる。
 本発明の細胞培養用担体を構成する成形体では、湿熱接着性繊維が適度に接着されている不織繊維構造を有するので、軽量且つ低密度であっても高い曲げ応力を有する。この成形体は、通気性および断熱性を有するとともに、高い硬度を有し、且つ耐折性や靱性にも優れている。即ち、この成形体は、板状に成形されて表面に荷重をかけても局所的な変形が生じ難く、加えられた応力に対して湾曲・変形することにより、その応力を吸収するため、耐衝撃性が高く、たとえ強い衝撃を加えられても簡単に破損、破断しない。さらに、この成形体は、実質的に繊維のみで構成でき、ケミカルバインダーや特殊薬剤を添加する必要がないため、有害成分(ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物など)を発生させる成分を用いることなく、細胞に対して不活性である。
 ここで湿熱接着性繊維とは、湿熱接着性樹脂を含み、高温水蒸気または熱水によって接着機能を発揮できる繊維をいい、湿熱接着性樹脂とは、高温水蒸気または熱水によって軟化して、接着機能を発揮できる樹脂をいう。
 湿熱接着性樹脂としては、熱水(例えば、80~120℃、特に95~100℃程度)で軟化して、自己接着または他の繊維に接着可能な熱可塑性樹脂、特に親水性樹脂、水溶性樹脂が挙げられる。その例としては、セルロース系樹脂(メチルセルロースなどのC1-3アルキルセルロースエーテル、ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシC1-3アルキルセルロースエーテル、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシC1-3アルキルセルロースエーテルまたはその塩など)、ポリアルキレングリコール樹脂(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリC2-4アルキレンオキサイドなど)、ポリビニル系樹脂(ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ビニルアルコール系重合体(エチレンやプロピレンなどのα-C2-10オレフィン単位を含むビニルアルコール系重合体、特にエチレン-ビニルアルコール系共重合体)、ポリビニルアセタールなど)、アクリル系共重合体およびその塩((メタ)アクリル酸およびその塩、(メタ)アクリルアミドなどのアクリル系単量体で構成された単位を含む共重合体(特に、(メタ)アクリルアミド単位を含む(メタ)アクリル系共重合体)など)、変性ビニル系共重合体(イソブチレン、スチレン、エチレン、ビニルエーテルなどのビニル系単量体と、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸またはその無水物との共重合体またはその塩など)、親水性の置換基を導入したポリマー(スルホ基やカルボキシ基、ヒドロキシ基などを導入したポリエステル、ポリアミド、ポリスチレンまたはその塩など)、脂肪族ポリエステル系樹脂(ポリ乳酸系樹脂(例えばポリ乳酸)など)などが挙げられる。さらに、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマーまたはゴム(スチレン系エラストマーなど)などのうち、熱水または高温水蒸気で軟化して接着機能を発現可能な樹脂も、湿熱接着性樹脂として使用できる。
 湿熱接着性樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。湿熱接着性樹脂としては、エチレン-ビニルアルコール共重合体などのビニルアルコール系重合体、ポリ乳酸などのポリ乳酸系樹脂、(メタ)アクリルアミド単位を含む(メタ)アクリル系共重合体が好ましく、エチレンやプロピレンなどのα-C2-10オレフィン単位を含むビニルアルコール系重合体がより好ましく、エチレン-ビニルアルコール系共重合体がさらに好ましい。
 エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のエチレン単位の含有量(共重合割合)は、例えば10~60モル%、好ましくは20~55モル%、さらに好ましくは30~50モル%程度である。エチレン単位がこの範囲にあることにより、湿熱接着性を有するが、熱水溶解性はないという特異な性質が得られる。エチレン単位の割合が少なすぎると、エチレン-ビニルアルコール系共重合体が、低温の水蒸気(水)で容易に膨潤またはゲル化し、水に一度濡れただけで形態が変化し易くなる。一方、エチレン単位の割合が多すぎると、吸湿性が低下し、湿熱による繊維接着が発現し難くなるため、実用性のある強度を有する成形体の製造が困難となる。エチレン単位の割合が、特に30~50モル%の範囲にあると、湿熱接着性繊維の湿熱接着性樹脂が軟化し、繊維間での接着点が容易に形成されることにより、成形体のシートまたは板状構造体への加工性が特に優れる。
 エチレン-ビニルアルコール系共重合体中のビニルアルコール単位の鹸化度は、例えば、90~99.99モル%程度であり、好ましくは95~99.98モル%、さらに好ましくは96~99.97モル%程度である。鹸化度が小さすぎると、熱安定性が低下し、熱分解やゲル化によって安定性が低下する。一方、鹸化度が大きすぎると、繊維自体の製造が困難となる。ここでビニルアルコール単位の鹸化度とは、ビニルアルコール単位中にあるアルコキシカルボニル基(別名:エステル基、RO-CO-)が加水分解されて、水酸基に置き換わっている程度をいい、カルボキシ基と水酸基の合計数に対する水酸基の百分率を鹸化度で表す。鹸化度は、水酸化ナトリウム滴定することによって測定される。
 エチレン-ビニルアルコール系共重合体の粘度平均重合度は、必要に応じて選択できるが、例えば200~2500、好ましくは300~2000、さらに好ましくは400~1500程度である。重合度がこの範囲にあると、得られる湿熱性繊維の紡糸性と湿熱接着性とのバランスに優れる。この粘度平均重合度(P)は、エチレン-ビニルアルコール系共重合体の粘度(η)から次式を用いて算出される。
 logP=1.613log{{η}×10)/7.15}
 紡糸の観点から、エチレン-ビニルアルコール系共重合体のメルトインデックス(MI)が重要である。MIは、溶融した熱可塑性樹脂の流動性の大きさを示し、熱可塑性樹脂の品質管理用の典型的なインデックスである。MIの測定はJIS K7210に準じて行なわれる。エチレン-ビニルアルコール系共重合体のMIは必要に応じて選択できる。得られる湿熱性繊維の紡糸性と湿熱接着性とのバランスの観点から、温度190℃および荷重2160gの条件下で測定したエチレン-ビニルアルコール系共重合体のMIは、好ましくは1.0~10g/10分、より好ましくは1.3~7.0g/10分、さらに好ましくは1.5~6.6g/10分である。
 湿熱接着性繊維の横断面形状(繊維の長さ方向に垂直な断面形状)は、一般的な中実断面形状である丸型断面や異型断面[偏平状、楕円状、多角形状、3~14葉状、T字状、H字状、V字状、ドッグボーン状(I字状)など]でもよく、中空断面状でもよい。湿熱接着性繊維は、湿熱接着性樹脂を含む複数の樹脂で構成された複合繊維であってもよい。複合繊維は、湿熱接着性樹脂を繊維表面の少なくとも一部分に有していればよいが、接着性の点から、湿熱接着性樹脂が表面の少なくとも一部分を長さ方向に連続して占めるのが好ましい。
 湿熱接着性繊維が表面を占める複合繊維の横断面構造としては、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型または多層貼合型、放射状貼合型、ランダム複合型などの構造が挙げられる。これらの横断面構造のうち、接着性が高い点から、湿熱接着性樹脂が全表面を長さ方向に連続して占める構造である芯鞘型構造(即ち、鞘部が湿熱接着性樹脂で構成された芯鞘型構造)が好ましい。
 複合繊維の場合、湿熱接着性樹脂同士を組み合わせてもよいが、湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂とを組み合わせてもよい。ここで非湿熱接着性樹脂とは、高温水蒸気および熱水のいずれによっても接着機能を発揮しない樹脂をいう。
 非湿熱接着性樹脂としては、例えば、非水溶性または疎水性樹脂、具体的には、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの非湿熱接着性樹脂は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。これらの非湿熱接着性樹脂のうち、耐熱性および寸法安定性の点から、その融点が湿熱接着性樹脂(例えば、エチレン-ビニルアルコール系共重合体)の融点よりも高い樹脂(例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂)が好ましく、耐熱性や繊維形成性などのバランスに優れる点から、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂がより好ましい。
 ポリエステル系樹脂としては、ポリC2-4アルキレンアリレート系樹脂などの芳香族ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど)が好ましく、ポリエチレンテレフタレート系樹脂がより好ましい。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、エチレンテレフタレート単位の他に、他のジカルボン酸(例えば、イソフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、フタル酸、4,4’-ジフェニルカルボン酸、ビス(カルボキシフェニル)エタン、5-ナトリウムスルホイソフタル酸など)やジオール(例えば、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど)で構成された単位を20モル%以下程度の割合で含んでいてもよい。
 ポリアミド系樹脂としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド10、ポリアミド12、ポリアミド6-12などの脂肪族ポリアミドおよびその共重合体、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとから合成された半芳香族ポリアミドなどが好ましい。これらのポリアミド系樹脂にも、アミド単位以外の単位が含まれていてもよい。
 湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂(繊維形成性重合体)とで構成された複合繊維の場合、両者の割合(質量比)は、構造(例えば、芯鞘型構造)に応じて適宜選択できる。湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂の質量比は、例えば90/10~10/90、好ましくは80/20~15/85、さらに好ましく60/40~20/80程度である。湿熱接着性樹脂の割合が多すぎると、繊維の強度を確保し難く、湿熱接着性樹脂の割合が少なすぎると、繊維表面の長さ方向に連続して湿熱接着性樹脂を存在させるのが困難となり、湿熱接着性が低下する。この傾向は、湿熱接着性樹脂を非湿熱接着性繊維の表面にコートする場合においても同様である。
 複合繊維である湿熱接着性繊維としては、エチレン-ビニルアルコール系共重合体と非湿熱接着性樹脂とで形成された複合繊維が好ましく、エチレン-ビニルアルコール系共重合体とポリエステル系樹脂とで形成された複合繊維およびエチレン-ビニルアルコール系共重合体とポリアミド系樹脂とで形成された複合繊維がより好ましく、エチレン-ビニルアルコール系共重合体とポリエステル系樹脂とで形成された複合繊維がさらに好ましい。
 芯鞘型複合繊維である湿熱接着性繊維としては、エチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部と非湿熱接着性樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維が好ましく、エチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部とポリエステル系樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維およびエチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部とポリアミド系樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維がより好ましく、エチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部とポリエステル系樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維がさらに好ましい。
 湿熱接着性繊維の平均繊度は、例えば、0.01~100dtex、好ましくは0.1~50dtex、さらに好ましくは0.5~30dtex、特に好ましくは1~10dtex程度である。平均繊度がこの範囲にあると、繊維の強度と湿熱接着性の発現とのバランスに優れる。平均繊度は、JIS L 1015の方法で測定する。
 湿熱接着性繊維の平均繊維長は、例えば10~100mm、好ましくは20~80mm、さらに好ましくは25~75mm、特に好ましくは35~55mm程度である。平均繊維長がこの範囲にあると、繊維が充分に絡み合うため、成形体の機械的強度が向上する。平均繊維長は、JIS L 1015の方法で測定する。
 湿熱接着性繊維の捲縮率は、例えば、1~50%、好ましくは3~40%、さらに好ましくは5~30%、特に好ましくは10~20%程度である。また、捲縮数は、例えば、1~100個/インチ、好ましくは5~50個/インチ、さらに好ましくは10~30個/インチ程度である。捲縮率および捲縮数は、JIS L 1015の方法で測定する。
 本発明の細胞培養用担体を構成する成形体は、さらに非湿熱接着性繊維を含んでいてもよい。ここで非湿熱接着性繊維とは、高温水蒸気および熱水のいずれによっても接着機能を発揮できない繊維をいう。
 非湿熱接着性繊維としては、ポリエステル系繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの芳香族ポリエステル繊維など)、ポリアミド系繊維(ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612などの脂肪族ポリアミド系繊維、半芳香族ポリアミド系繊維、ポリフェニレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリp-フェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド系繊維など)、ポリオレフィン系繊維(ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリC2-4オレフィン繊維など)、アクリル系繊維(アクリロニトリル-塩化ビニル共重合体などのアクリロニトリル単位を有するアクリロニトリル系繊維など)、ポリビニル系繊維(ポリビニルアセタール系繊維など)、ポリ塩化ビニル系繊維(ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-アクリロニトリル共重合体の繊維など)、ポリ塩化ビニリデン系繊維(塩化ビニリデン-塩化ビニル共重合体繊維、塩化ビニリデン-酢酸ビニル共重合体繊維など)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、セルロース系繊維(例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維など)などが挙げられる。これらの非湿熱接着性繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用できる。
 非湿熱接着性繊維の平均繊度および平均繊維長は、湿熱接着性繊維と同様である。
 湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維との割合(湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維の質量比)は、例えば20/80~100/0、好ましくは30/70~100/0である。硬質な成形体を製造する場合には、湿熱接着性繊維の割合が多い方が好ましく、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維の質量比は、より好ましくは80/20~100/0、さらに好ましくは90/10~100/0、特に好ましくは95/5~100/0程度である。湿熱接着性繊維の割合がこの範囲にあると、高い表面硬さと曲げ挙動を確保できる成形体が得られる。非湿熱接着性繊維の特性を利用した成形体を製造する場合には、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維の質量比は、より好ましくは20/80~99/1、さらに好ましくは30/70~90/10、特に好ましくは40/60~80/20程度である。
 本発明の細胞培養用担体を構成する成形体の繊維接着率は、好ましくは10~85%、より好ましくは10~70%、さらに好ましくは10~60%、特に好ましくは10~35%程度である。ここで繊維接着率とは、不織繊維構造を有する成形体断面における全繊維の数に対して、2本以上接着した繊維の数の割合をいう(即ち、繊維接着率=100×成形体断面における2本以上接着した繊維の数/成形体断面における全繊維の数)。従って、繊維接着率が低いことは、複数の繊維同士が接着する割合(集束して接着した繊維の割合)が少ないことを意味する。
 本発明では、さらに、不織繊維構造を構成する繊維は、各々の繊維の接点で接着しているが、できるだけ少ない接点数で大きな曲げ応力を発現するためには、この接着点が、厚さ方向に沿って、成形体表面から内部(中央)、そして裏面に至るまで、均一に分布しているのが好ましい。接着点が表面または内部などに集中すると、充分な曲げ応力を確保するのが困難となるだけでなく、接着点の少ない部分における形状安定性が低下する。
 本発明の細胞培養用担体を構成する成形体の製造方法を説明する。まず、湿熱接着性繊維を含む繊維をウェブ化する。ウェブの形成方法としては、慣用の方法、例えば、スパンボンド法、メルトブロー法などの直接法、ステープル繊維などを用いたカード法、エアレイ法などの乾式法などを利用できる。これらの方法のうち、特にステープル繊維を用いたカード法が汎用される。ステープル繊維を用いて得られたウェブとしては、例えば、ランダムウェブ、セミランダムウェブ、パラレルウェブ、クロスラップウェブなどが挙げられる。これらのウェブのうち、束状融着繊維の割合を多くする場合には、セミランダムウェブ、パラレルウェブが好ましい。次に、得られた繊維ウェブは、ベルトコンベアにより次工程へ送られ、次いで過熱水蒸気または高温水蒸気(高圧スチーム)流に晒されることにより、不織繊維構造を有する成形体が得られる。即ち、ベルトコンベアで運搬された繊維ウェブは、前記水蒸気噴射装置のノズルから噴出される高温水蒸気流の中を通過する際、吹き付けられた高温水蒸気により繊維同士が三次元的に接着される。
 使用するベルトコンベアは、基本的には加工に用いる繊維ウェブを目的の密度に圧縮しつつ高温水蒸気処理することができれば、特に限定されるものではなく、エンドレスコンベアが好適に用いられる。尚、一般的な単独のベルトコンベアであってもよく、必要に応じて2台のベルトコンベアを組み合わせて、両ベルト間にウェブを挟むようにして運搬してもよい。このように運搬することにより、ウェブを処理する際に、処理に用いる水、高温水蒸気、コンベアの振動などの外力により運搬してきたウェブの形態が変形するのが抑制できる。また、処理後の不織繊維構造を有する成形体の密度や厚さを、このベルトの間隔を調整することにより制御することも可能となる。
 ウェブに水蒸気を供給するための水蒸気噴射装置は、2台のベルトコンベアを組み合わせた場合、一方のコンベア内に装着され、コンベアネットを通してウェブに水蒸気を供給する。反対側のコンベアには、サクションボックスを装着してもよい。サクションボックスによって、ウェブを通過した過剰の水蒸気を吸引排出できる。また、ウェブの表および裏の両側を一度に水蒸気処理するために、さらに水蒸気噴射装置が装着された側のコンベアの下流部にサクションボックスを装着し、このサクションボックスが装着された反対側のコンベア内に水蒸気噴射装置を設置してもよい。下流部の水蒸気噴射装置およびサクションボックスがない場合、一度処理した繊維ウェブの表裏を反転させて再度処理装置内を通過させることで、繊維ウェブの表と裏を水蒸気処理することができる。
 コンベアに用いるエンドレスベルトは、ウェブの運搬や高温水蒸気処理の妨げにならなければ、特に限定されるものではない。ただし、高温水蒸気処理をした場合、その条件により繊維ウェブの表面にベルトの表面形状が転写される場合があるので、用途に応じて適宜選択するのが好ましい。特に、表面の平坦な成形体を得たい場合には、メッシュの細かいネットを使用すればよい。なお、90メッシュ程度が上限であり、これ以上のメッシュの細かなネットは、通気性が低く、水蒸気が通過し難くなる。メッシュベルトの材質は、水蒸気処理に対する耐熱性などの観点より、金属、耐熱処理したポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリアリレート系樹脂(全芳香族ポリエステル系樹脂)、芳香族ポリアミド系樹脂などの耐熱性樹脂などが好ましい。
 水蒸気噴射装置から噴射される高温水蒸気は、気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、被処理体であるウェブ中の繊維を大きく移動させることなくウェブ内部へ進入する。このウェブ中への水蒸気流の進入作用および湿熱作用によって、水蒸気流がウェブ内に存在する各繊維の表面を湿熱状態で効率的に覆い、均一な熱接着が可能になると考えられる。また、この処理は高速気流下で極めて短時間に行われるため、水蒸気の繊維表面への熱伝導は充分であるが、繊維内部への熱伝導が充分になされる前に処理が終了してしまい、そのため高温水蒸気の圧力や熱により、処理される繊維ウェブ全体がつぶれたり、その厚さが損なわれるような変形も起こりにくい。その結果、繊維ウェブに大きな変形が生じることなく、表面および厚さ方向における接着の程度が概ね均一になるように湿熱接着が完了する。
 さらに、表面硬さや曲げ強度の高い成形体を得る場合には、ウェブに高温水蒸気を供給して処理する際に、処理されるウェブを、コンベアベルトまたはローラーの間で、目的の見掛け密度に圧縮した状態で高温水蒸気に晒すのが重要である。特に、相対的に高密度の成形体を得ようとする場合には、高温水蒸気で処理する際に、充分な圧力で繊維ウェブを圧縮する必要がある。さらに、ローラー間またはコンベア間に適度なクリアランスを確保することで、目的の厚さや密度に調整することも可能である。コンベアの場合には、一気にウェブを圧縮することが困難なので、ベルトの張力をできるだけ高く設定し、水蒸気処理地点の上流から徐々にクリアランスを狭めていくのが好ましい。さらに、水蒸気圧力、処理速度を調整することにより所望の曲げ硬さ、表面硬度、軽量性、通気度を有する成形体に加工する。
 このとき、硬度を上げたい場合には、ウェブを挟んでノズルと反対側のエンドレスベルトの裏側をステンレス板などにし、水蒸気が通過できない構造とすれば、被処理体であるウェブを通過した水蒸気がここで反射するので、水蒸気の保温効果によって湿熱接着性繊維が強固に接着される。逆に、軽度の接着が必要な場合には、サクションボックスを配置し、余分な水蒸気を室外へ排出してもよい。
 高温水蒸気を噴射するためのノズルは、所定のオリフィスが幅方向に連続的に並んだプレートやダイスを用い、これを供給されるウェブの幅方向にオリフィスが並ぶように配置すればよい。オリフィス列は一列以上あればよく、複数列が並行した配列であってもよい。また、一列のオリフィス列を有するノズルダイを複数台並列に設置してもよい。
 プレートにオリフィスを開けたタイプのノズルを使用する場合、プレートの厚さは、0.5~1mm程度であってもよい。オリフィスの径やピッチに関しては、目的とする繊維固定が可能な条件であれば特に制限はないが、オリフィスの直径は、通常0.05~2mm、好ましくは0.1~1mm、さらに好ましくは0.2~0.5mm程度である。オリフィスのピッチは、通常0.5~3mm、好ましくは1~2.5mm、さらに好ましくは1~1.5mm程度である。オリフィスの直径が小さすぎると、ノズルの加工精度が低くなり、加工が困難になるという設備的な問題点と、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。逆に、オリフィスの直径が大きすぎると、水蒸気噴射力が低下する。一方、ピッチが小さすぎると、ノズル孔が密になりすぎるため、ノズル自体の強度が低下する。一方、ピッチが大きすぎると、高温水蒸気がウェブの全面に充分に当たらないケースが生じるため、ウェブ中の繊維間の接着が不均一となり、成形体の強度が低下する。
 高温水蒸気についても、目的とする繊維の固定が実現できれば特に限定はなく、使用する繊維の材質や形態により設定すればよいが、圧力は、例えば0.05~2MPa、好ましくは0.05~1.5MPa、さらに好ましくは0.1~1MPa程度である。水蒸気の圧力が高すぎる場合には、ウェブを形成する繊維が動いて地合の乱れを生じたり、繊維が溶融しすぎて部分的に繊維形状を保持できなくなる可能性がある。また、圧力が低すぎると、繊維の融着に必要な熱量をウェブに与えることができなくなったり、水蒸気がウェブを貫通できず、厚さ方向に繊維融着斑を生ずる場合があり、ノズルからの水蒸気の均一噴出の制御が困難になる場合がある。
 高温水蒸気の温度は、例えば70~150℃、好ましくは80~120℃、さらに好ましくは90~110℃程度である。高温水蒸気によるウェブの処理速度は、例えば200m/分以下、好ましくは0.1~100m/分、さらに好ましくは1~50m/分程度である。
 必要であれば、コンベアベルトに所定の凹凸形状などを付与しておき、これらを転写させることで得られるボード製品に凹凸形状等を付与することも可能である。また、他の資材と積層して積層体を形成してもよく、成形加工により所望の形態(円柱状、四角柱状、球状、楕円体状などの各種形状)に加工してもよい。
 このようにして繊維ウェブの繊維を部分的に湿熱接着した後、得られる成形体に水分が残留する場合があるので、必要に応じてウェブを乾燥してもよい。乾燥に関しては、乾燥用加熱体に接触した成形体の表面が、乾燥後に繊維の溶融などにより繊維形態が消失しないことが必要であり、繊維形態が維持できる限り、慣用の方法を利用できる。例えば、不織布の乾燥に使用されるシリンダー乾燥機やテンターのような大型の乾燥設備を使用してもよいが、残留している水分は微量であり、比較的軽度な乾燥手段により乾燥可能なレベルである場合が多いため、遠赤外線照射、マイクロ波照射、電子線照射などの非接触法や熱風を用いる方法などが好ましい。
 さらに、本発明の細胞培養用担体を構成する成形体は、上述のように、湿熱接着性繊維を高温水蒸気により接着させて得られるが、部分的に、他の慣用の方法、例えば、熱圧融着(熱エンボス加工など)、機械的圧縮(ニードルパンチなど)などの処理方法により接着されていてもよい。例えば、湿熱接着により得られた成形体同士の接着などに、他の慣用の方法を用いてもよい。
 なお、湿熱接着性繊維は、繊維ウェブを熱水に浸漬することでも接着する。しかし、熱水への浸漬を用いる方法では繊維接着率の制御が困難であり、また繊維接着率の均一性が高い成形体を得るのが困難である。その原因は、繊維ウェブ中に必然的に含まれる空気の影響で位置によって湿熱接着性が異なること、この空気が繊維ウェブの外に押し出されることによる構造への影響、湿熱接着させた繊維ウェブを熱水中から取り出すときの引き取りローラーによる繊維内部の微細構造の変形や取り出した繊維ウェブ中に含まれる熱水の重さによる上下方向の微細構造の変形の違いなどであると推定できる。
 上述のようにして得られた成形体を、公知の方法(例えば、プレス、切削)によってさらに加工することにより、本発明の細胞培養用担体を製造することができる。
 本発明は、上述の細胞培養用担体を用いて細胞を培養する方法も提供する。上述の細胞培養用担体を用いる本発明の細胞培養方法によれば、細胞、特に付着性細胞を効率よく増殖させることができる。また、本発明の細胞培養方法によれば、三次元培養を効率よく行なうことができる。
 本発明の方法では付着性細胞を培養してもよく、浮遊性細胞を培養してもよい。ここで付着性細胞とは、細胞培養にあたり、担体に付着することで増殖する細胞をいい、浮遊性細胞とは、担体に弱く付着することは可能であるが、細胞増殖において基本的に担体への付着を必要としない細胞をいう。本発明の方法では、付着性細胞を培養することが好ましく、付着性細胞を細胞培養用担体に付着させた状態で培養することがより好ましい。
 浮遊性細胞としては、例えば、T細胞、B細胞、キラー細胞、リンパ球、リンパ芽細胞等が挙げられる。付着性細胞としては、例えば、骨芽細胞、軟骨細胞、造血細胞、上皮細胞(乳腺上皮細胞など)、内皮細胞(血管内皮細胞など)、表皮細胞、繊維芽細胞、間葉由来細胞、心筋細胞、筋原細胞、平滑筋細胞、生体由来骨格筋細胞、ヒト腫瘍細胞、繊維細胞、EBウイルス変異細胞、肝細胞、腎細胞、骨髄細胞、マクロファージ、肝実質細胞、膵β細胞、小腸細胞、乳腺細胞、唾液腺細胞、甲状腺細胞、皮膚細胞等が挙げられる。
 本発明の細胞培養方法においては、例えば、細胞を、水、培養液等の溶媒中に、好ましくは10~10細胞/ml、より好ましくは10~10細胞/ml程度の濃度となるように懸濁させ、得られた細胞懸濁液を、本発明の細胞培養用担体に付着させればよい。次いで培養対象の細胞に適した培養液を用いて、細胞培養に適した条件下に培養すればよい。前記条件としては、例えば、「培養細胞ハンドブック 細胞培養の基本と解析法の全て」、黒木登志夫、許南浩編、羊土社、2004年7月発行等に記載の条件等が挙げられる。
 培養液としては、細胞に応じた慣用の培養液が挙げられる。動物細胞を培養する場合の培養液としては、例えば各種の必須アミノ酸、各種ビタミン類、グルコース等の糖類等の各種成分を含有する培地(例えば、ダルベッコ改変イーグル培地等)が挙げられる。培養液中における前記成分の含有量は、細胞の培養に適した量であればよい。また、前記培地としては、例えば、ウシ胎仔血清培地、無血清培地、ヒト血清培地等が挙げられる。
 本発明の細胞培養方法によれば、付着性細胞の三次元培養を効率よく行なうことができる。従って、本発明の細胞培養方法は、足場依存的に分化して生じる細胞(例えば、神経細胞等)、組織または器官(血管等)の構築に有用である。
 以下、本発明を以下の製造例および試験例に基づき詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
[製造例1(細胞培養用担体の製造)]
 湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン-ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、鹸化度98.4モル%、MI(温度190℃および荷重2160g)5.5g/10分)である芯鞘型複合ステープル繊維(株式会社クラレ製「ソフィスタ」、平均繊度3.3dtex、平均繊維長51mm、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂の質量比=50/50、捲縮数21個/インチ、捲縮率13.5%)を準備した。この芯鞘型複合ステープル繊維を用いて、カード法により目付約100g/mのカードウェブを作製し、このウェブを3枚重ねて合計目付300g/mのカードウェブとした。このカードウェブを、50メッシュ、幅500mmのステンレス製エンドレスネットを装備したベルトコンベアに移送した。
 なお、このベルトコンベアは、下側コンベアと上側コンベアの一対のコンベアからなり、両方のコンベアのベルト裏側にそれぞれ水蒸気噴射ノズルが設置されており、ベルトを通して、通過するウェブに高温水蒸気を噴射可能である。さらに、このノズルより上流側にウェブ厚調整用の金属ロール(以下、「ウェブ厚調整用ロール」と略記する場合がある)がそれぞれ備えつけられている。下側コンベアは、上面(即ち、ウェブの通過する面)がフラットな形状であり、一方の上側コンベアは、下面がウェブ厚調整用ロールに沿って屈曲した形状をなし、上側コンベアのウェブ厚調整用ロールが下側コンベアのウェブ厚調整用ロールと対をなすように配置されている。
 また、上側コンベアは、上下に移動可能であり、これにより上側コンベアと下側コンベアのウェブ厚調整用ロール間を所定の間隔に調整できるようになっている。さらに、上側コンベアの上流側は、下流部に対してウェブ厚調整用ロールを基点に(上側コンベアの下流側の下面に対し)30度の角度で傾斜させ、下流部は下側コンベアと平行になるよう配置するように屈曲されている。なお、上側コンベアが上下する場合には、この平行関係を保ちながら移動する。
 これらのベルトコンベアは、それぞれが同速度で同方向に回転し、これら両コンベアベルト同士およびウェブ厚さ調整用ロール同士が所定のクリアランスを保ちながら加圧可能な構造となっている。これは、いわゆるカレンダー工程のように作動して水蒸気処理前のウェブ厚さを調整するためのものである。即ち、上流側より送り込まれてきたカードウェブは、下側コンベア上を走行するが、ウェブ厚調整用ロールに到達するまでの間に上側コンベアとの間隔が徐々に狭くなる。そして、この間隔がウェブ厚さよりも狭くなったときに、ウェブは上下コンベアベルトの問に挟まれ、徐々に圧縮されながら走行する。このウェブは、ウェブ厚調整用ロールに設けられたクリアランスとほぼ同等の厚さになるまで圧縮され、その厚さの状態で水蒸気処理がなされ、その後もコンベア下流部において厚さを維持しながら走行する仕組みになっている。ここでは、ウェブ厚さ調整用のロールが線圧50kg/cmとなるように調整した。
 次いで、下側コンベアに備えられた水蒸気噴射装置ヘカードウェブを導入し、この装置から0.4MPaの高温水蒸気をカードウェブの厚さ方向に向けて通過するように(垂直に)噴出して水蒸気処理を施し、不織繊維構造を有する成形体を得た。この水蒸気噴射装置は、下側のコンベア内に、コンベアネットを介して高温水蒸気をウェブに向かって吹き付けるようにノズルが設置され、上側のコンベアにサクション装置が設置されていた。また、この噴射装置のウェブ進行方向における下流側には、ノズルとサクション装置との配置が逆転した組合せである噴射装置がもう一台設置されており、ウェブの表裏両面に対して水蒸気処理を施した。
 なお、水蒸気噴射ノズルの孔径は0.3mmであり、ノズルがコンベアの幅方向に沿って1mmピッチで1列に並べられた水蒸気噴射装置を使用した。加工速度は3m/分であり、ノズル側とサクション側の上下コンベアベルト間の間隔(距離)は10mmとした。ノズルはコンベアベルトの裏側にベルトとほぼ接するように配置した。
 このようにして得られた成形体は、ボード状の形態を有し、一般的な不織布に比べ非常に硬く、形状安定性に優れていた。また、得られた成形体の繊維接着率は14.4%であった。このようにして得られた成形体を厚さ2mmの板状に加工し、さらに直径6mmの円盤状に刳り貫き細胞培養用担体とした。得られた細胞培養用担体の見掛け密度を表1に示す。
[製造例2(細胞培養用担体の製造)]
 湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン-ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、鹸化度98.4モル%、MI(温度190℃および荷重2160g)5.5g/10分)である芯鞘型複合ステープル繊維(株式会社クラレ製「ソフィスタ」、平均繊度5.0dtex、平均繊維長51mm、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂の質量比=50/50、捲縮数16.2個/インチ、捲縮率13.5%)を用い、目付約100g/mのカードウェブを10枚重ねて合計目付1000g/mのカードウェブとして、上下コンベアベルト間の間隔(距離)を20mmとしたこと以外は製造例1と同様にして、成形体を得た(繊維接着率23.1%)。この成形体も製造例1で得られた成形体と概ね同様にボード状の形態を有し、一般的な不織布に比べ非常に硬く、形状安定性に優れていた。このようにして得られた成形体を厚さ2mmの板状に加工し、さらに直径6mmの円盤状に刳り貫き細胞培養用担体とした。得られた細胞培養用担体の見掛け密度を表1に示す。
[製造例3(細胞培養用担体の製造)]
 湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン-ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、鹸化度98.4モル%、MI(温度190℃および荷重2160g)5.5g/10分)である芯鞘型複合ステープル繊維(株式会社クラレ製「ソフィスタ」、平均繊度3.3dtex、平均繊維長51mm、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂の質量比=50/50、捲縮数21個/インチ、捲縮率13.5%)を用い、目付約75g/mのカードウェブを2枚重ねて合計目付150g/mのカードウェブとして、上下コンベアベルト間の間隔(距離)を2mmとしたこと以外は製造例1と同様にして、成形体を得た(繊維接着率33.6%)。この成形体も製造例1で得られた成形体と概ね同様にボード状の形態を有し、一般的な不織布に比べ非常に硬く、形状安定性に優れていた。このようにして得られた成形体を厚さ2mmの板状のまま使用し、さらに直径6mmの円盤状に刳り貫き細胞培養用担体とした。得られた細胞培養用担体の見掛け密度を表1に示す。
[製造例4(細胞培養用担体の製造)]
 湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン-ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、鹸化度98.4モル%、MI(温度190℃および荷重2160g)5.5g/10分)である芯鞘型複合ステープル繊維(株式会社クラレ製「ソフィスタ」、平均繊度1.7dtex、平均繊維長51mm、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂の質量比=50/50、捲縮数22.9個/インチ、捲縮率12.2%)を用い、目付約100g/mのカードウェブを7枚重ねて合計目付700g/mのカードウェブとして、上下コンベアベルト間の間隔(距離)を7mmとしたこと以外は製造例1と同様にして、成形体を得た(繊維接着率26.7%)。この成形体も製造例1で得られた成形体と概ね同様にボード状の形態を有し、一般的な不織布に比べ非常に硬く、形状安定性に優れていた。このようにして得られた成形体を厚さ2mmの板状に加工し、さらに直径6mmの円盤状に刳り貫き細胞培養用担体とした。得られた細胞培養用担体の見掛け密度を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
[試験例1(細胞培養)]
 製造例1の細胞培養用担体を、80重量%のエタノール水溶液で2回洗浄した。その後、前記細胞培養用担体を、注射用蒸留水で3回洗浄した後、乾燥した。次に、最終細胞濃度が5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、5×10細胞/mlになるように、MC3T3-E1マウス骨芽細胞様細胞(付着性細胞)をイーグル最小必須培地(α-MEM、10重量%ウシ胎仔血清含有、GIBCO社製)に懸濁させて、細胞懸濁液を作製した。前記細胞懸濁液0.05mlを前記細胞培養用担体に滴下し、2時間静置した。その後、前記細胞培養担体に、さらに前記イーグル最小必須培地1mlを静かに加え、前記細胞培養用担体を37℃の炭酸ガスインキュベーター(5容積%炭酸ガス)に移し、7日間インキュベーションした。インキュベーションを開始して1日後、4日後および7日後に、前記細胞培養用担体を取り出した。その後、前記細胞培養用担体に、固定液として10重量%の中性緩衝ホルマリン水溶液(和光純薬)1mlを静かに加え、4℃で一晩、培養細胞を固定した。固定液を除去した後、前記細胞培養担体にギムザ染色液(和光純薬:原液)1mlを加え、室温にて1時間、培養細胞を染色した。染色液を除去した後、余剰の染色液を上清の青みがなくなるまでイソプロパノールを用いて、前記細胞培養担体を5~10回洗浄した。洗浄後の前記細胞培養用担体の写真を図1に示す。
 図1から、製造例1の細胞培養用担体を用いることにより、細胞の増殖を効率よく行なうことが可能であることが分かる。これは、製造例1の細胞培養用担体が、細胞培養のため培地成分や酸素等を充分に透過するためであると考えられる。さらに、ギムザ染色では、細胞培養用担体は染色されず、培養細胞のみが染色されるため、細胞増殖の評価が容易である。
 比較のために、市販の細胞培養用担体(株式会社高研製「ハニカム ディスク 96」、コラーゲン製、厚さ2mm、直径6mmの円盤状)を用いて、上記と同様にして細胞培養を行った。具体的には、最終細胞濃度が5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、5×10細胞/mlになるように、MC3T3-E1マウス骨芽細胞様細胞をイーグル最小必須培地(α-MEM、10重量%ウシ胎仔血清含有、GIBCO社製)に懸濁させて、細胞懸濁液を作製した。前記細胞懸濁液0.05mlを、市販のコラーゲン製細胞培養用担体に滴下し2時間静置した。その後、上述した方法にて観察を行った。その結果を図2に示す。図2から明らかなように、市販のコラーゲン製細胞培養用担体を用いた場合には、ギムザ染色で、細胞のみならず細胞培養用担体も染色されてしまい、細胞増殖の評価が困難であった。
 また、比較のために、市販の細胞培養用担体(GC社製「GC研究用scaffold(ブロック HAP+)」乳酸系ポリマー(PLGA)とハイドロキシアパタイト(HAP)のハイブリッドマテリアル、厚さ2mm、直径5mmの円盤状)を用いて、上記と同様にして細胞培養を行った。具体的には、最終細胞濃度が5×10細胞/ml、5×10細胞/ml、5×10細胞/mlになるように、MC3T3-E1マウス骨芽細胞様細胞をイーグル最小必須培地(α-MEM、10重量%ウシ胎仔血清含有、GIBCO社製)に懸濁させて、細胞懸濁液を作製した。前記細胞懸濁液0.05mlを、市販の細胞培養用担体に滴下し2時間静置した。その後、上述した方法にて観察を行った。この市販の細胞培養用担体は、撥水性が高く、製造例1の細胞培養用担体を用いた上述の方法では、細胞培養担体中に細胞を導入して培養することができなかった。
[試験例2(形状安定性)]
 製造例1~4の細胞培養用担体、および市販の細胞培養用担体(株式会社高研製「ハニカム ディスク 96」、コラーゲン製、厚さ2mm、直径6mmの円盤状)の寸法をデジタルマイクロメーターを用いて測定した。その後、前記細胞培養用担体を、80重量%のエタノール水溶液で2回洗浄し、注射用蒸留水で3回洗浄した後、乾燥した。次に、前記細胞培養担体に、イーグル最小必須培地(α-MEM、10重量%ウシ胎仔血清含有、GIBCO社製)1mlを静かに加え、前記細胞培養用担体を37℃の炭酸ガスインキュベーター(炭酸ガス濃度:5容積%)に移し、10日間インキュベーションした。インキュベーションを開始して10日後に、前記細胞培養用担体を取り出した。その後、細胞培養用担体の寸法をデジタルマイクロメーターを用いて測定した。測定した結果から、底面積保持率(%)(=100×インキュベーション後の底面積/インキュベーション前の底面積)、高さ保持率(%)(=100×インキュベーション後の高さ/インキュベーション前の高さ)、体積保持率(%)(=100×インキュベーション後の体積/インキュベーション前の体積)を計算した。これらの結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 製造例1~4の細胞培養担体は、10日間のインキュベーション後にインキュベーターから取り出した際の寸法変化が少なく、形状安定性に優れている。これらの結果から、製造例1~4の細胞培養担体は、取扱性に優れていることが分かる。一方、用いた市販のコラーゲン製細胞培養担体は、形状安定性が悪く、取扱性に劣るものであった。
 本発明の細胞培養用担体は、細胞の足場となる充分な広さの細胞接着面を有しており、且つ形状安定性に優れている。そのため、本発明の細胞培養用担体を用いれば、細胞培養(特に、付着性細胞の三次元培養)を効率よく行なうことができる。また、本発明の細胞培養用担体は、細胞による産物の生産のためのバイオリアクター用の細胞培養用担体として利用できる。また、前記担体を用いる本発明の細胞培養方法によれば、細胞培養(特に、付着性細胞の三次元培養)を効率よく行なうことができ、機能的な組織の生産等が可能になる。
 本願は、日本に出願された特願2014-039047号を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含される。

Claims (6)

  1.  湿熱接着性繊維を含み、且つ不織繊維構造を有する成形体からなり、0.02~0.7g/cm3の見掛け密度を有する細胞培養用担体。
  2.  湿熱接着性繊維が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体と非湿熱接着性樹脂とで形成された複合繊維である請求項1に記載の細胞培養用担体。
  3.  湿熱接着性繊維が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体で構成された鞘部と、ポリエステル系樹脂で構成された芯部とで形成された芯鞘型複合繊維である請求項1に記載の細胞培養用担体。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の細胞培養用担体を用いて細胞を培養する方法。
  5.  細胞が付着性細胞である請求項4に記載の方法。
  6.  付着性細胞を細胞培養用担体に付着させた状態で培養する請求項4に記載の方法。
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