WO2018164168A1 - 細胞培養用袋状容器及びその製造方法 - Google Patents

細胞培養用袋状容器及びその製造方法 Download PDF

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WO2018164168A1
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bag
group
container
copolymer
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越美 伊藤
啓輔 倉内
直人 荻原
大輔 草間
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東洋インキScホールディングス株式会社
トーヨーカラー株式会社
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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
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • 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
    • C12M3/00Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture bag-like container and a method for producing the same.
  • Regenerative medicine techniques include organ tissue culture, cell culture utilization, and self-tissue induction research.
  • a method of culturing human organs in the body of a genetically engineered pig or the like is also considered.
  • self-organization induction it is considered that tissue regeneration is possible by skillfully combining cells, differentiation or induction factors (signal molecules), and scaffolds.
  • Functional recovery with conventional materials artificial organs based on engineering technology
  • organ transplantation has difficulties such as transplantation compatibility. It has been.
  • a glass or synthetic resin flask or petri dish is generally used as a cell culture container used for such regenerative medicine research, but these are not suitable for mass production.
  • Patent Document 1 discloses a cell culture bag made of a polymer alloy containing a poly (ethylene butylene) polystyrene block copolymer.
  • Patent Document 2 discloses a polyethylene container in which a part of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting a polymer is substituted with fluorine by fluorine gas.
  • this technique requires the use of highly toxic fluorine gas.
  • Patent Document 3 discloses a cell culture device having a surface layer containing a fluorine-containing compound, preferably a fluorine-containing polymer, on a support.
  • a surface layer is formed on a well plate by a casting method or the like using a solution containing a fluorine-containing compound such as a fluorine-containing polymer.
  • a fluorine-containing compound such as a fluorine-containing polymer.
  • the residual organic solvent in forming the surface layer adversely affects the survival of the cells.
  • the obtained cell culture equipment has insufficient properties required for cell culture bag-like containers such as oxygen gas permeability, refrigerated storage, transparency, and heat sealability.
  • the present invention can suppress the adsorption of antibody proteins even during long-term cell culture, has a surface property with low cell adhesion that does not inhibit cell growth, refrigerated storage, transparency, heat sealability, and light shielding properties
  • An object of the present invention is to provide a cell culture bag-like container excellent in the above.
  • One embodiment according to the present invention is a cell culture bag-like container for enclosing a cell culture solution as a content, wherein the inner surface of the bag-like vessel in contact with the cell culture solution is a water repellent and a thermoplastic resin.
  • the water repellent is polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, fluorine-containing acrylic copolymer, polyorganosiloxane group-containing acrylic copolymer, silicone oil, and It is preferably at least one selected from the group consisting of silicone-olefin copolymers.
  • the water repellent agent is at least one selected from the group consisting of a fluorine-containing acrylic copolymer, a polyorganosiloxane group-containing acrylic copolymer, silicone oil, and a silicone-olefin copolymer. preferable.
  • thermoplastic resin is preferably at least one selected from the group consisting of polyolefin, polycycloolefin, and ethylene-vinyl acetate copolymer.
  • the cell culture bag-like container is preferably composed of a laminated sheet of two or more layers including a base material layer and a surface layer made of the water-repellent material and disposed on the inner surface side of the bag-like container. .
  • the base material layer preferably contains at least one selected from the group consisting of polyolefin, polycycloolefin, and ethylene-vinyl acetate copolymer.
  • Another embodiment according to the present invention is a method for producing a bag-like container for cell culture according to the above embodiment, wherein the single-layer sheet is made of the water-repellent material, or the surface is made of a base layer and the water-repellent material A laminated sheet containing a layer and forming a bag-like container using the obtained single-layer sheet or laminated sheet.
  • Another embodiment of the present invention is a water-repellent material for forming a cell culture bag-like container enclosing a cell culture solution as a content, and the inner surface of the bag-like container in contact with the cell culture solution is repellent.
  • the adsorption of antibody protein can be suppressed, and it has a surface property with low cell adhesion that does not inhibit cell growth, refrigerated storage, transparency, heat sealability, and A cell culture bag-like container excellent in light-shielding properties can be provided.
  • bag-shaped container for cell culture may be simply abbreviated as “bag-shaped container” or “bag”.
  • (Meth) acryl” means acrylic and / or methacrylic.
  • the present invention relates to a cell culture bag-like container for enclosing a cell culture solution as a content.
  • the inner surface of the bag-like container in contact with the cell culture solution is made of a water-repellent material containing a water-repellent agent and a thermoplastic resin, and the mass ratio of the water-repellent agent and the thermoplastic resin
  • the ratio of water repellent: thermoplastic resin 1: 5 to 1: 1000.
  • the bag-like container for cell culture of the present invention is composed of a single layer sheet made of the water repellent material or a laminated sheet of two or more layers including a base layer and a surface layer made of the water repellent material. From the viewpoint of oxygen gas permeability and strength, a laminated sheet of two or more layers including a base material layer and a surface layer made of the water-repellent material is preferable.
  • the water repellent is not particularly limited as long as it can solve the problems of the present invention, and a fluororesin and / or a silicone resin that easily exhibits the water repellency of the surface layer is preferable.
  • a fluororesin and / or a silicone resin that easily exhibits the water repellency of the surface layer is preferable.
  • polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride (PVF), fluorine-containing acrylic copolymer, polyorganosiloxane group-containing acrylic copolymer, Silicone oils and silicone-olefin copolymers are more preferred, and fluorine-containing acrylic copolymers, polyorganosiloxane group-containing acrylic copolymers, silicone oils, and silicone-olefin copolymers are particularly preferred.
  • the fluorine-containing acrylic copolymer refers to a copolymer having a fluorine-containing monomer unit and an acrylic monomer unit, and a block copolymer having a fluorine-containing segment and an acrylic segment is preferable.
  • the fluorine-containing segment is a segment (partial structure) containing a fluorine-containing monomer unit.
  • a monomer having a perfluoroalkyl group is preferable, and a monomer having a C 4-8 perfluoroalkyl group is more preferable.
  • An acrylic segment is a segment (partial structure) containing an acrylic monomer unit.
  • An acrylic monomer is a term including an acrylic monomer and a methacrylic monomer.
  • acrylic monomers examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid alkyl esters such as (meth) acrylic acid hexadecyl, (meth) acrylic acid octadecyl, and (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl; (meth) acrylic acid cycloalkyl esters such as (meth) acrylic acid cyclohexyl; Examples include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate; glycidyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate; (meth) acrylamide and the like.
  • the polyorganosiloxane group-containing acrylic copolymer refers to a copolymer having a polyorganosiloxane group-containing monomer unit and an acrylic monomer unit, and a block having a polyorganosiloxane group-containing segment and an acrylic segment.
  • a copolymer is preferred.
  • the polyorganosiloxane group-containing segment is a segment (partial structure) containing a polyorganosiloxane group monomer unit.
  • the polyorganosiloxane group monomer is preferably a polymethylsiloxane group monomer or a modified product in which a part of the methyl groups are substituted with hydrogen atoms.
  • An acrylic segment is synonymous with the acrylic segment in the said fluorine-containing acrylic copolymer.
  • fluorine-containing acrylic copolymers include NOF Corporation Modiper FS series (FS700, FS710, FS720, FS730, FS770, etc.).
  • Silicone oil refers to polyorganosiloxane that is liquid at 25 ° C.
  • Polyorganosiloxanes include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, alkyl-modified silicone, amino-modified silicone, epoxy-modified silicone, carboxyl-modified silicone, mercapto-modified silicone, chloroalkyl-modified silicone, and alkyl higher alcohol-modified. Examples include silicone, alcohol-modified silicone, and polyether-modified silicone. Examples of commercially available silicone oils include KF-99 (methyl hydrogen silicone oil) and KF-96 (dimethyl silicone oil), which are silicone oils manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the silicone-olefin copolymer is a copolymer containing silicone (a polymer compound containing a siloxane bond) and an olefin (or polyolefin).
  • the silicone-olefin copolymer may be a commercially available product or may be manufactured and used.
  • the silicone-olefin copolymer is preferably at least one selected from the group consisting of a graft copolymer (graft type) and a block copolymer (block type), and more preferably a block copolymer. Graft type and block type silicone-olefin copolymers can be produced with reference to the descriptions in International Publication No. 2011/083043 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-037555.
  • Graft-type silicone-olefin copolymers include, for example, a polyolefin resin and a silicon compound in which at least one aliphatic unsaturated organic group and at least one hydrolyzable group are bonded to a Si atom in the presence of a free radical initiator. It can manufacture by heat-mixing (the silane coupling agent containing an unsaturated group).
  • pellets obtained by mixing a polyolefin resin and the above silicon compound into a master batch for example, “X-22-2101” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), “X-22-2125H” (Shin-Etsu Chemical) Kogyo Co., Ltd.), “BY27-001S” (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), or pellets obtained by partial graft polymerization of the above silicon compound to polyolefin resin (for example, “BY27-202H” (Toray Industries, Inc.) You may use Dow Corning Co., Ltd.)).
  • a master batch for example, “X-22-2101” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), “X-22-2125H” (Shin-Etsu Chemical) Kogyo Co., Ltd.), “BY27-001S” (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), or pellets obtained
  • the block type silicone-olefin copolymer can be produced, for example, by adding a silane compound with high selectivity to a polyolefin having a terminal double bond in the presence of a transition metal catalyst.
  • a pellet obtained by masterbatching a transition metal catalyst, the above polyolefin, and a silane compound may be used.
  • the halogenated transition metal is a halide of a transition metal belonging to Groups 3 to 12 of the periodic table. From the viewpoint of easy availability and economy, preferably a halide of a transition metal of Group 8 to Group 10 of the periodic table, more preferably a group consisting of platinum, rhodium, iridium, ruthenium, osmium, nickel, and palladium. A transition metal halide selected from the group consisting of platinum halides. Two or more transition metal halides may be used. Examples of the halogen contained in the halogenated transition metal include fluorine, chlorine, bromine, and iodine, and chlorine is preferable from the viewpoint of easy handling.
  • the polyolefin having a terminal double bond is a polyolefin containing a terminal double bond containing one or more vinyl groups.
  • the terminal double bond-containing polyolefin containing one or more vinyl groups is not particularly limited, and known ones can be used.
  • the portion other than the vinyl group of the terminal double bond-containing polyolefin is preferably an ethylene homopolymer chain, a propylene homopolymer chain, or a copolymer chain of two or more olefins selected from olefins having 2 to 50 carbon atoms. .
  • Non-limiting examples of block type silicone-olefin copolymers are shown in the following general formulas (10) to (14).
  • n represents the number of repeating ethylene units
  • m represents an integer of 0 to 3.
  • the water repellent preferably has a number average molecular weight of 2000 to 10 million.
  • a water repellent may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
  • thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyolefin, polycycloolefin, and ethylene-vinyl acetate copolymer. Polyolefin, polycycloolefin, and ethylene-vinyl acetate. A copolymer or the like is preferred. Specific examples of polyolefin include polyethylene such as low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE); polypropylene (PP); poly (4-methylpentene) and the like. Among polyolefins, linear low density polyethylene produced by a high pressure polymerization method is preferable.
  • Examples of the commercially available polyethylene include Nipolon-Z grade, TZ250B manufactured by Tosoh Corporation; UF420, UF421 manufactured by Nippon Polyethylene Corporation, and the like.
  • Examples of the ethylene-vinyl acetate copolymer include an ethylene-vinyl acetate copolymer and a saponified product thereof.
  • the number average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 2000 to 10 million.
  • a thermoplastic resin may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
  • the method for producing the water repellent material is not particularly limited. For example, a water repellent and a thermoplastic resin are mixed using a Henschel mixer, a tumbler, a disper, etc.
  • a water-repellent material having a body shape, a granule shape, or a bead shape can be obtained.
  • the water repellent material thus obtained is also called a master batch or a compound.
  • a method for producing a water-repellent material by melt kneading using a twin screw extruder is preferable.
  • the surface layer in contact with the cell culture solution is a layer made of a water-repellent material containing the water-repellent agent and the thermoplastic resin.
  • the thickness of the surface layer is not particularly limited and is preferably about 20 to 200 ⁇ m.
  • the surface layer is preferably in the form of a sheet.
  • the base material layer is not particularly limited as long as it is suitable as a base material for a cell culture bag-like container, and the same material as the thermoplastic resin used in the above-described water-repellent material for the surface layer should be used. Can do.
  • polyolefins, polycycloolefins, and ethylene-vinyl acetate copolymers are preferably used because of their excellent oxygen permeability.
  • the thickness of the base material layer is not particularly limited and is preferably about 20 to 200 ⁇ m.
  • the base material layer is preferably in the form of a sheet.
  • the cell culture bag-like container of the present invention is composed of a single-layer sheet made of the water-repellent material or a laminated sheet including a base layer and a surface layer made of the water-repellent material. It is preferable that the laminated sheet includes a layer and a surface layer made of the water-repellent material.
  • the cell culture bag-like container of the present invention is composed of a laminated sheet including a base material layer and a surface layer made of the water repellent material, the base material layer and the surface layer are formed into a sheet shape and laminated simultaneously. Alternatively, the base material layer and the surface layer may be individually formed into a sheet shape, and then bonded and laminated. Examples of the method for forming a single-layer or laminated sheet include a calendar molding method, an inflation molding method, a T-die extrusion molding method, a blow molding method, and a laminating method.
  • the cell culture bag-like container of the present invention is obtained by processing a single-layer sheet made of the water-repellent material or a laminated sheet of two or more layers including a base layer and a surface layer made of the water-repellent material into a bag shape.
  • Container It is preferable in terms of handling that the container is provided with an inflow port for introducing the cell fluid into the bag and an outflow port for extracting the cell fluid in the bag.
  • the thickness of the entire sheet is preferably 10 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of each layer is not particularly limited, and can be appropriately changed according to the application.
  • One or two sheets can be processed into a bag shape to produce a container. In this case, it is preferable to heat-seal one or two sheets by a heat sealing method.
  • Cell culture using the bag-like container for cell culture of the present invention can be carried out according to a conventional method.
  • Examples of cells that can be cultured include umbilical cord blood cells, hematopoietic stem cells, lymphocyte cells, and floating cells such as hybridomas; anchorage-independent cells that form organs such as hepatocytes.
  • a known basal medium can be used, and examples include Eagle MEM medium, DMEM medium, RPMI 1640, HamF10 medium, and HamF12 medium.
  • Example 1 Water repellent A1 part and thermoplastic resin A1000 part were put into a super mixer (manufactured by Kawata) and stirred at 25 ° C. for 3 minutes to obtain a mixture. Next, this mixture was put into a twin screw extruder (manufactured by Nippon Placon Co., Ltd.), melted and kneaded at 160 ° C., extruded, and cut with a pelletizer to obtain a compound water-repellent material.
  • a super mixer manufactured by Kawata
  • thermoplastic resin A1000 part were put into a super mixer (manufactured by Kawata) and stirred at 25 ° C. for 3 minutes to obtain a mixture. Next, this mixture was put into a twin screw extruder (manufactured by Nippon Placon Co., Ltd.), melted and kneaded at 160 ° C., extruded, and cut with a pelletizer to obtain a compound water-repellent material.
  • the surface layer and the base layer The cylindrical laminated sheet which consists of was manufactured. In that case, it shape
  • the laminated sheet was cut to obtain two 10 cm square laminated sheets. Next, the two laminated sheets are overlapped so that the surface layer is on the inner surface side of the bag-like container in an arrangement in which an inflow port and an outflow port for the cell suspension are provided, and the edges of the two laminated sheets are joined together.
  • a cell culture bag-like container was prepared by closely adhering by a heat seal method.
  • Examples 2 to 75, Comparative Examples 1 to 3 In each example, the types and blends of the constituent materials of the surface layer and the base material layer, and the thicknesses of the surface layer and the base material layer were changed as shown in Table 2-1 to Table 2-3. Similarly, a cell culture bag-like container was produced. In Examples 4, 9, 13, 18, 22, 27, 31, 36, 40, 45, 49, 54, 58, 63, 69 and Comparative Example 1, only a compound-like water repellent material is used. A single-layer sheet consisting only of a surface layer having no base material layer was obtained, and a cell culture bag-like container was produced using this.
  • the cell culture bag-like container obtained in each example was evaluated according to the following evaluation method. The evaluation results are shown in Tables 2-4 to 2-6, Tables 3-1 to 3-3, and Tables 4-1 to 4-3.
  • Evaluation item 1 ⁇ Contact angle with water> The contact angle with water in the surface layer of the sheet obtained in each example was measured based on JIS K 6788 (ISO8296).
  • Evaluation item 2 The 10 cm square sheet obtained in each example was used as a measurement sample.
  • Gas chromatograph GC-8A (manufactured by Shimadzu Corporation, using FID detector, carrier gas: nitrogen, column packing material (manufactured by GL Sciences): PEG-HT (5%)-UNIPORT HP (60/80 mesh), column size : Diameter 3 mm ⁇ 3 m, sample charging temperature (injection temperature): 150 ° C., column temperature: 60 ° C., internal standard substance: n-butanol) .
  • X The residual amount of the organic solvent is 1 ppm or more. Bad.
  • Evaluation item 3 ⁇ Oxygen gas permeability> The sheet obtained in each example was measured for oxygen permeability (cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm) at 23 ° C. based on JIS K 716-2 (differential pressure method). The higher the oxygen permeability, the better. Evaluation was made according to the following criteria. Evaluation criteria: A: Oxygen permeability is 20 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm or more. Very good. ⁇ : The oxygen permeability is 10 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm or more and less than 20 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm. Good.
  • the oxygen permeability is 1 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm or more and less than 10 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm. Available.
  • X Oxygen permeability is less than 1 cc / m 2 ⁇ 24 hr ⁇ atm. Bad.
  • Evaluation item 4 ⁇ Transparency> About the sheet
  • Evaluation item 5 ⁇ Antibody protein adsorptivity> (Test conditions) Plate: 96 well plate, Enzyme, antibody: HPR-IgG (HORSERADIH PEROXIDASE IMMUNOGLLOBULING), Staining solution: TMBZ (3,3 ′, 5,5′-tetramethylbenzidine), Stop Solution: TAKARA BIO INC. WASH and Stop Solution For ELISA With Solution for ELISA without Sulfur Acid, Measuring instrument: MITHRAS2 LD943-M2M microplate reader. (procedure) 1.
  • the cell culture bag sample was cut into an 11 mm square and immersed in 1 ml of HPR-IgG solution diluted 10,000 times with phosphate buffered saline (PBS). 2. Incubated for 1 hour at room temperature. 3. Each well was washed 4 times with PBS-T (0.1% Tween 20). 4). 1 ml of the TMBZ solution was dispensed into each well and incubated at room temperature for 10 minutes. 5). After 1 ml of Stop Solution was dispensed into each well, the absorbance A ⁇ at 450 nm (subwavelength 650 nm) was measured. The smaller the absorbance A ⁇ , the better. Evaluation was made according to the following criteria. Evaluation criteria: A: Absorbance A ⁇ ⁇ 0.2. Very good. ⁇ : 0.2 ⁇ A ⁇ ⁇ 0.6. Good. ⁇ : 0.6 ⁇ A ⁇ ⁇ 0.8. Available. X: 0.8 ⁇ A ⁇ . Bad.
  • Evaluation item 6 ⁇ Cell proliferation ratio>
  • RPMI1640 medium containing 10% fetal bovine serum suspended in MOLT-4 cells of human leukemia cell line seeding concentration of MOLT-4 cell line: 1.0
  • MOLT-4 cell line seeding concentration of MOLT-4 cell line: 1.0
  • RH relative humidity
  • Evaluation criteria A: Cell growth rate> 30 times. Very good. ⁇ : 26 times ⁇ cell proliferation magnification ⁇ 30 times. Good. ⁇ : 21 times ⁇ cell proliferation magnification ⁇ 26 times. Available. X: Cell proliferation magnification ⁇ 21 times. Bad.
  • Evaluation item 7 ⁇ Refrigerator shelf life> The cell culture bag-like container obtained in each case was stored for one year in a refrigerator at 5 ° C. The state of the surface layer of the cell culture bag-like container was visually determined according to the criteria shown below. The smaller the crack size and the smaller the number of cracks, the better. Evaluation was made according to the following criteria. Evaluation criteria: A: There is no crack. Very good. A: Four or less small cracks having a length of less than 1 mm are observed. Good. ⁇ : Small cracks with a length of less than 1 mm are observed at 5 or more and 10 or less. Available. X: 11 or more small cracks less than 1 mm in length are recognized. Alternatively, a large crack having a length of 1 mm or more is observed. Bad.
  • Evaluation item 8 ⁇ Heat seal strength> In a state where the surface layers of the two sheets obtained in each example were in contact with each other, heat sealing was performed between the end portions under the conditions of 140 ° C., 0.4 MPa, and 1 second to prepare a test piece. Using this test piece, a 180 ° peel test was performed based on JIS K6854-2 using “Instron 3345” (manufactured by Instron) at 300 mm / min. The measured peeling force was defined as heat seal strength. The higher the heat seal strength, the better. Evaluation was made according to the following criteria. Evaluation criteria: A: Heat seal strength> 70 N / 25 mm. Very good.
  • Evaluation item 9 was performed by the same method and standard as the above cell growth magnification under irradiation of a D65 standard light source.
  • the cell culture bags obtained in the examples of Examples 1 to 75 All have a large water contact angle on the surface layer (high water repellency), no organic solvent content, oxygen gas permeability, transparency, antibody protein adsorption, cell growth rate, refrigerator storage, heat sealability In addition, it was excellent in light shielding properties.
  • these evaluation results were extremely excellent. .
  • the cell culture bag obtained in Comparative Example 1 did not contain a water repellent, the antibody protein adsorption property, the cell growth rate, and the light shielding property were remarkably poor. Moreover, since the cell culture bag obtained in Comparative Example 2 could not form a sufficiently hydrophobic surface, the antibody protein adsorptivity, the cell viability, and the light shielding property were extremely poor. The cell culture bag obtained in Comparative Example 3 was poor in transparency, antibody protein adsorption, cell growth rate, heat sealability, and light shielding properties.

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Abstract

本発明は、長期間の細胞培養でも、抗体タンパクの吸着が抑制でき、細胞の増殖を阻害しない細胞接着性の低い表面性状を有し、冷蔵保存性、透明性、ヒートシール性、及び遮光性に優れた細胞培養用袋状容器を提供する。本発明の細胞培養用袋状容器は、内容物として細胞培養液を封入するための細胞培養用袋状容器であって、袋状容器の細胞培養液と接する内表面が、撥水剤及び熱可塑性樹脂を含む撥水性材料からなり、撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比が、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の範囲内のものである。

Description

細胞培養用袋状容器及びその製造方法
 本発明は、細胞培養用袋状容器及びその製造方法に関する。
 再生医学を行う手法として、臓器組織の培養、細胞培養の利用、及び自己組織誘導の研究等がある。将来的には遺伝子操作をした豚等の体内で人間の臓器を養殖するという手法も考えられている。自己組織誘導については、細胞と、分化あるいは誘導因子(シグナル分子)と、足場の3つを巧みに組み合わせることによって、組織再生が可能になると見られている。従来の材料による機能の回復(工学技術にもとづく人工臓器)には困難が多く限界があること、臓器移植医療が移植適合性等の困難を抱えていることから、再生医学には大きな期待が寄せられている。従来、このような再生医療研究等に使用される細胞培養用容器としてはガラス製又は合成樹脂製のフラスコ又はシャーレが一般的であるが、これらは大量生産には不向きである。そこで、大量生産、輸送、及び廃棄の容易さから、袋状容器(バッグ)の開発が進められている。例えば、特許文献1には、ポリ(エチレンブチレン)ポリスチレンブロック共重合体を含むポリマーアロイからなる細胞培養用バッグが開示されている。
 細胞培養用容器には優れた細胞増殖能が求められる。例えば、特許文献2には、フッ素ガスによってポリマーを構成する炭素原子に結合する水素原子の一部がフッ素置換されたポリエチレン製容器が開示されている。しかしながら、この技術では、毒性の高いフッ素ガスを使用しなければならない。また、短期間での細胞接着の抑制効果は認められるものの、フッ素ガス処理後のポリマーシートの表面が経時的に徐々に親水化するため、細胞接着の抑制効果を長期間維持することは難しい。
 特許文献3には、支持体上に含フッ素化合物、好ましくは含フッ素ポリマーを含む表面層を有する細胞培養器材が開示されている。この技術では、含フッ素ポリマー等の含フッ素化合物を含む溶液を用いて、キャスト法等によってウェルプレート上に表面層を形成している。この方法では、表面層を形成する際の残留有機溶剤が細胞の生存に悪影響を及ぼす懸念がある。また、得られる細胞培養器材は、酸素ガス透過性、冷蔵保存性、透明性、及びヒートシール性等の、細胞培養袋状容器に必要とされる特性が不充分である。
特開平3-65177号公報 特開2005-218444号公報 国際公開第2016/121994号
 本発明は、長期間の細胞培養でも、抗体タンパクの吸着が抑制でき、細胞の増殖を阻害しない細胞接着性の低い表面性状を有し、冷蔵保存性、透明性、ヒートシール性、及び遮光性に優れた細胞培養用袋状容器を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。
 本発明に係る一実施態様は、内容物として細胞培養液を封入するための細胞培養用袋状容器であって、袋状容器の細胞培養液と接する内表面が、撥水剤及び熱可塑性樹脂を含んでなる撥水性材料からなり、撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比が、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の範囲内である細胞培養用袋状容器である(ただし、熱可塑性樹脂は撥水剤を除く。)。
 上記実施態様において、撥水剤が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 上記実施態様において、撥水剤が、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 上記実施態様において、熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 上記実施態様において、細胞培養用袋状容器が、基材層と、袋状容器の内面側に配置され、上記撥水性材料からなる表面層とを含む二層以上の積層シートからなることが好ましい。
 上記実施態様において、基材層が、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 本発明に係る他の実施態様は、上記実施態様の細胞培養用袋状容器の製造方法であって、上記撥水性材料からなる単層シート、又は、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む積層シートを成形し、得られた単層シート又は積層シートを用いて袋状容器を形成する細胞培養用袋状容器の製造方法である。
 本発明に係る他の実施態様は、内容物として細胞培養液を封入する細胞培養用袋状容器を形成するため撥水性材料であって、袋状容器の細胞培養液と接する内表面が、撥水剤及び熱可塑性樹脂を含む撥水性材料からなり、撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比が、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の範囲内である撥水性材料である(ただし、熱可塑性樹脂は撥水剤を除く。)。
 本発明によれば、長期間の細胞培養でも、抗体タンパクの吸着が抑制でき、細胞の増殖を阻害しない細胞接着性の低い表面性状を有し、冷蔵保存性、透明性、ヒートシール性、及び遮光性に優れた細胞培養用袋状容器を提供することができる。
 以下、本発明について説明する。尚、本明細書では、「細胞培養用袋状容器」を単に「袋状容器」又は「袋」と略記することがある。また、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
 本発明は、内容物として細胞培養液を封入するための細胞培養用袋状容器に関する。本発明の細胞培養用袋状容器において、袋状容器の細胞培養液と接する内表面が、撥水剤及び熱可塑性樹脂を含む撥水性材料からなり、撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比が、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の範囲内である。
 本発明の細胞培養用袋状容器は、上記撥水性材料からなる単層シート、又は、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む二層以上の積層シートからなる。酸素ガス透過性及び強度の観点から、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む二層以上の積層シートが好ましい。
(撥水剤)
 撥水剤としては本発明の課題を解決できるものであれば特に制限されず、表面層の撥水性を発現し易いフッ素樹脂及び/又はシリコーン樹脂が好ましい。中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体がより好ましく、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体が特に好ましい。
 フッ素含有アクリル共重合体とは、フッ素含有単量体単位とアクリル単量体単位とを有する共重合体を指し、含フッ素セグメントとアクリルセグメントとを有するブロック共重合体が好ましい。
 含フッ素セグメントとは、含フッ素単量体単位を含むセグメント(部分構造)である。含フッ素単量体としては、パーフルオロアルキル基を有する単量体が好ましく、炭素数4~8のパーフルオロアルキル基を有する単量体がより好ましい。
 アクリルセグメントとは、アクリル系単量体単位を含むセグメント(部分構造)である。アクリル系単量体とは、アクリル単量体及びメタクリル単量体を包含する用語である。そのようなアクリル系単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル及び(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル酸グリシジル;(メタ)アクリル酸ベンジル;(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。フッ素含有アクリル共重合体の市販品としては、日油社製モディパーFシリーズ(F606、F206、F246、F906、F3636、及びF226等)等が挙げられる。
 ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体とは、ポリオルガノシロキサン基含有単量体単位とアクリル単量体単位とを有する共重合体を指し、含ポリオルガノシロキサン基セグメントグメントとアクリルセグメントとを有するブロック共重合体が好ましい。
 含ポリオルガノシロキサン基セグメントとは、含ポリオルガノシロキサン基単量体単位を含むセグメント(部分構造)である。含ポリオルガノシロキサン基単量体としては、含ポリメチルシロキサン基単量体又はその一部のメチル基が水素原子で置換された変性体が好ましい。
 アクリルセグメントとは、上記フッ素含有アクリル共重合体におけるアクリルセグメントと同義である。フッ素含有アクリル共重合体の市販品としては、日油社製モディパーFSシリーズ(FS700、FS710、FS720、FS730、及びFS770等)等が挙げられる。
 シリコーンオイルとは、25℃で液体であるポリオルガノシロキサンを指す。ポリオルガノシロキサンとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、アルキル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、クロロアルキル変性シリコーン、アルキル高級アルコール変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、及びポリエーテル変性シリコーン等が挙げられる。シリコーンオイルの市販品としては、信越化学工業社製シリコーンオイルである、KF-99(メチルハイドロジェンシリコーンオイル)及びKF-96(ジメチルシリコーンオイル)等が挙げられる。
 シリコーン-オレフィン共重合体は、シリコーン(シロキサン結合を含む高分子化合物)とオレフィン(又はポリオレフィン)とを含む共重合体である。シリコーン-オレフィン共重合体は、市販品を用いても、製造して用いてもよい。
 シリコーン-オレフィン共重合体としては、グラフト共重合体(グラフトタイプ)及びブロック共重合体(ブロックタイプ)からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ブロック共重合体がより好ましい。グラフトタイプ及びブロックタイプのシリコーン-オレフィン共重合体は、国際公開第2011/083043号及び特開2010-037555号公報等の記載を参考にして製造することができる。
 グラフトタイプのシリコーン-オレフィン共重合体は例えば、フリーラジカル開始剤の存在下で、ポリオレフィン樹脂と、Si原子に少なくとも1つの脂肪族不飽和有機基と少なくとも1つの加水分解性基が結合したシリコン化合物(不飽和基を含有するシランカップリング剤)とを熱混合することにより製造することができる。この方法においては、ポリオレフィン樹脂と上記のシリコン化合物とを混合しマスターバッチ化したペレット(例えば、「X-22-2101」(信越化学工業株式会社製)、「X-22-2125H」(信越化学工業株式会社製)、「BY27-001S」(東レ・ダウコーニング株式会社製))、あるいは、ポリオレフィン樹脂に対して上記のシリコン化合物を部分グラフト重合したペレット(例えば、「BY27-202H」(東レ・ダウコーニング株式会社製))を用いてもよい。
 ブロックタイプのシリコーン-オレフィン共重合体は例えば、遷移金属触媒の存在下で、末端二重結合を有するポリオレフィンに対して高選択的にシラン化合物を付加することにより製造することができる。この方法においては、遷移金属触媒と上記ポリオレフィンとシラン化合物とマスターバッチ化したペレットを用いてもよい。
 遷移金属触媒材料として、ヒドロシランとハロゲン化遷移金属との混合懸濁溶液を濾過し、得られた濾液を用いることができる。ハロゲン化遷移金属は元素周期表第3族~第12族の遷移金属のハロゲン化物である。入手の容易さ及び経済性の点から、好ましくは元素周期表第8族~第10族の遷移金属のハロゲン化物、より好ましくは白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、ニッケル、及びパラジウムからなる群から選択される遷移金属のハロゲン化物、特に好ましくは白金のハロゲン化物である。二種以上のハロゲン化遷移金属を用いてもよい。ハロゲン化遷移金属に含まれるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素が挙げられ、取扱いの容易さの点で塩素が好ましい。
 末端二重結合を有するポリオレフィンは、ビニル基を1つ以上含む末端二重結合含有ポリオレフィンである。ビニル基を1つ以上含む末端二重結合含有ポリオレフィンとしては特に制限されず、公知のものを用いることができる。末端二重結合含有ポリオレフィンのビニル基以外の部分は、エチレン単独重合鎖、プロピレン単独重合鎖、又は炭素数2~50のオレフィンから選択される2種以上のオレフィンの共重合鎖であることが好ましい。
 下記一般式(10)~(14)に、ブロックタイプのシリコーン-オレフィン共重合体の非限定的な例を示す。なお、以下の式中、nはエチレン単位の繰り返し数を表し、mは0~3の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、及びポリフッ化ビニル(PVF)の市販品としては、ダイキン工業社製のルブロンシリーズ(PTFE)、ダイキン工業社製のネオフロンPCTFEシリーズ(PCTFE)、ダイキン工業社製のネオフロンPVDFシリーズ(PVDF)、デュポン社製のTedlar(登録商標)PVF(PVF)等が挙げられる。
 撥水剤は、数平均分子量が2000~1000000万であることが好ましい。撥水剤は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(熱可塑性樹脂)
 熱可塑性樹脂としては特に制限されず、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフレート、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられ、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体等が好ましい。ポリオレフィンの具体例としては、低密度ポリエチレン(LDPE)及び高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン;ポリプロピレン(PP);ポリ(4-メチルペンテン)等が挙げられる。ポリオレフィンの中でも、高圧重合法で製造される直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。ポリエチレンの市販品としては、東ソ―社製のニポロン―Zグレード、TZ250B;日本ポリエチレン社製のUF420、UF421等が挙げられる。エチレン-酢酸ビニル共重合体としては、エチレン-酢酸ビニル共重合体及びそのケン化物が挙げられる。
 熱可塑性樹脂は、数平均分子量が2000~1000000万であることが好ましい。熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(撥水性材料)
 本発明で用いられる撥水性材料は撥水剤及び熱可塑性樹脂を含み、撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比は、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の範囲内である。撥水性材料中の撥水剤と熱可塑性樹脂との質量比は、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:100であることが好ましく、1:10~1:100であることがより好ましい。撥水性材料の製造方法は特に限定されるものではない。例えば、撥水剤と熱可塑性化樹脂とを、ヘンシェルミキサー、タンブラー、及びディスパー等を用いて混合し、次いで、ニーダー、ロールミル、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギミキサー、バーティカルグラニュレーター、ハイスピードミキサー、ファーマトリックス、ボールミル、スチールミル、サンドミル、振動ミル、アトライター、及びバンバリーミキサー等の回分式混練機、二軸押出機、又は単軸押出機を用いて混合又は溶融混練して、ペレット状、粉体状、顆粒状、あるいはビーズ状等の形状の撥水性材料を得ることができる。このようにして得られる撥水性材料は、マスターバッチ又はコンパウンドとも呼ばれる。中でも、二軸押出機を用いた溶融混錬により撥水性材料を製造する方法が好ましい。
(表面層)
 本発明の細胞培養用袋状容器において、細胞培養液と接する表面層は、上記の撥水剤と熱可塑性樹脂とを含む撥水性材料からなる層である。表面層の厚みは特に制限されず、概ね20~200μmが好ましい。表面層は、シート状であることが好ましい。
(基材層)
 基材層は、細胞培養用袋状容器の基材として好適なものであれば特に制限はなく、上述した表面層用の撥水性材料で使用される熱可塑性樹脂と同様のものを使用することができる。特に、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体は、酸素透過性が優れているため、好ましく使用することができる。基材層の厚みは特に制限されず、概ね20~200μmが好ましい。基材層は、シート状であることが好ましい。
(シートの成形法)
 上記したように、本発明の細胞培養用袋状容器は、上記撥水性材料からなる単層シート、又は、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む積層シートからなり、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む積層シートからなることが好ましい。
 本発明の細胞培養用袋状容器が、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む積層シートからなる場合、基材層及び表面層のシート状の成形とこれらの積層を同時に実施してもよいし、基材層と表面層とをそれぞれ個別にシート状に成形した後、これらを貼り合わせて積層してもよい。単層又は積層のシートの成形法としては、カレンダー成形法、インフレーション成形法、Tダイ押出成形法、ブロー成形法、及びラミネート法等が挙げられる。
(細胞培養用袋状容器)
 本発明の細胞培養用袋状容器は、上記撥水性材料からなる単層シート、又は、基材層と上記撥水性材料からなる表面層とを含む二層以上の積層シートを袋状に加工した容器である。容器には、細胞液を袋内に導入する流入ポートと袋内の細胞液を導出する流出ポートとを設けることが、取り扱いの上で好ましい。シート全体の厚みは10~500μmであることが好ましい。各層の厚みは特に制限されるものではなく、用途に応じて適宜変更することができる。1枚又は2枚のシートを袋状に加工して容器を作製することができる。この場合、ヒートシール法により1枚又は2枚のシートを熱融着することが好ましい。
(細胞培養)
<細胞>
 本発明の細胞培養用袋状容器を用いた細胞培養は、常法に従って実施できる。培養できる細胞としては、臍帯血細胞、造血幹細胞、リンパ球細胞、及びハイブリドーマ等の浮遊細胞;肝細胞等の臓器を形成する足場非依存性細胞等が挙げられる。
<培地>
 培地としては公知の基礎培地を用いることができ、イーグルMEM培地、DMEM培地、RPMI1640、HamF10培地、及びHamF12培地等が挙げられる。
 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を何ら制限するものではない。なお、[実施例]の項において、特に明記しない限り、「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。表1に、使用した材料を示す。
[シリコーン-オレフィン共重合体の製造]
(白金触媒組成物(Cat1)の調製)
 マグネットスターラーチップを入れた50mlサンプル管内で、塩化白金(II)0.5gをトリエトキシシラン(10ml)中に懸濁し、窒素気流下、室温で攪拌した。160時間攪拌した後、シリンジにて反応液を約0.4ml採取し、開口径0.45μmのPTFEフィルターを用いて濾過し、サンプル管中に濾液を10ml採取した。マイクロピペットを用いて濾液を10μl秤取って10mlサンプル管中に分取した後、トリエトキシシラン1.99mlを加えて200倍希釈し、白金触媒組成物(Cat1)を得た。
(白金触媒組成物(Cat2)の調製)
 マグネットスターラーチップを入れた50mlサンプル管内で、塩化白金(II)30mgを下記式で表されるシラン化合物HS(A)(600μl)中に懸濁し、窒素気流下、室温で攪拌した。100時間攪拌した後、シリンジにて反応液を約100μl採取し、開口径0.45μmのPTFEフィルターを用いて濾過し、サンプル管中に濾液を10ml採取した。マイクロピペットを用いて濾液を10μl秤取って10mlサンプル管中に分取した後、シラン化合物HS(A)1.99mlを加えて200倍希釈し、白金触媒組成物(Cat2)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(片末端にビニル基を有するポリエチレン(PE1)の合成)
 特開2003-73412号公報の実施例1に記載の方法に準じて、片末端にビニル基を有するポリエチレン(PE1)(Mn=730、Mw/Mn=1.9)を合成した。
(シリコーン-オレフィン共重合体(S1)の調製)
 50mlの2ツ口フラスコ内に、上述の片末端にビニル基を有するポリエチレン(PE1)1.0g(1.4mmol)を装入し、窒素雰囲気下、トリエトキシシラン254μlと上述の白金触媒組成物(Cat1)15μlとを装入した。予め液温を130℃に昇温しておいた油浴中に上記反応器をセットし、内容液を攪拌した。約3分後にポリマーは融解した。6時間後に反応器を冷却し、メタノールを約30ml投入した。内容物を取り出して100mlビーカー内に入れ、2時間攪拌した後、濾過した。濾紙上に残った固体をメタノールで洗浄し、60℃、2hPa以下の減圧下で乾燥させて、白色固体のシリコーン-オレフィン共重合体(S1)(ブロックタイプ)を得た。
(シリコーン-オレフィン共重合体(S2)の調製)
 50mlの2ツ口フラスコ内に、上述の片末端にビニル基を有するポリエチレン(PE1)1.0g(1.4mmol)を装入し、窒素雰囲気下、上述のHS(A)186μlと上述の白金触媒組成物(Cat2)15μlを装入した。予め液温を130℃に昇温しておいた油浴中に、上記反応器をセットし、内容液を攪拌した。約3分後にポリマーは融解した。6時間後に反応器を冷却し、メタノール約30mlを投入した。内容物を取り出して100mlビーカー内に入れ、2時間攪拌した後、濾過した。濾紙上に残った固体をメタノールで洗浄し、60℃、2hPa以下の減圧下で乾燥させて、シリコーン-オレフィン共重合体(S2)(ブロックタイプ)を得た。
[実施例1]
 撥水剤A1部と熱可塑性樹脂A1000部とをスーパーミキサー(カワタ社製)に投入し、25℃にて3分間撹拌して混合物を得た。次いで、この混合物を二軸押出機(日本プラコン社製)に投入し、160℃で溶融混練して押し出し、ペレタイザーでカットすることで、コンパウンド状の撥水性材料を得た。次に、表面層用材料として上記コンパウンド状の撥水性材料、基材層用材料として熱可塑性樹脂Bを用い、160℃で水冷式共押出インフレーション成形機を用いて、表面層と基材層とからなる筒状の積層シートを製造した。その際、表面層の厚さが50μm、基材層の厚さが50μmとなる条件で成形した。この積層シートを切断して、2枚の10cm角の積層シートを得た。次いで、細胞懸濁液の流入ポート及び流出ポートを設ける配置で、表面層が袋状容器の内面側となるように上記2枚の積層シートを重ね合わせ、2枚の積層シートの縁部同士をヒートシール法により密着させて細胞培養袋状容器を作製した。
[実施例2~75、比較例1~3]
 各例においては、表面層及び基材層の構成材料の種類と配合、ならびに表面層及び基材層の厚みを表2-1~表2-3に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、細胞培養袋状容器を作製した。尚、実施例4、9、13、18、22、27、31、36、40、45、49、54、58、63、69及び比較例1では、コンパウンド状の撥水性材料のみを使用して基材層を有さない表面層のみからなる単層シートを得、これを用いて細胞培養袋状容器を作製した。
(評価)
 各例で得られた細胞培養用袋状容器について、以下に示す評価方法に従い評価を行った。評価結果を表2-4~表2-6、表3-1~表3-3、表4-1~表4-3に示す。
評価項目1.<水との接触角>
 各例において得られたシートの表面層における水との接触角を、JIS K 6788(ISO8296)に基づいて測定した。
評価項目2.<有機溶剤残存量>
 各例において得られた10cm角のシートを測定用試料として用いた。ガスクロマトグラフGC-8A(島津製作所社製、FID検出器使用、キャリアーガス:窒素、カラム充填物質(ジーエルサイエンス社製):PEG-HT(5%)-UNIPORT HP(60/80メッシュ)、カラムサイズ:直径3mm×3m、試料投入温度(インジェクション温度):150℃、カラム温度:60℃、内部標準物質:n‐ブタノール)を用い、シートの有機溶剤の残存量を求め、以下の基準で評価した。
評価基準:
○:有機溶剤の残存量が1ppm以下である。良好。
×:有機溶剤の残存量が1ppm以上である。不良。
評価項目3.<酸素ガス透過性>
 各例において得られたシートについて、JIS K 7126-2(差圧法)に基づいて、23℃での酸素透過度(cc/m・24hr・atm)を測定した。酸素透過度が大きいものほど良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:酸素透過度が20cc/m・24hr・atm以上である。極めて良好。
○:酸素透過度が10cc/m・24hr・atm以上、20cc/m・24hr・atm未満である。良好。
△:酸素透過度が1cc/m・24hr・atm以上、10cc/m・24hr・atm未満である。使用可能。
×:酸素透過度が1cc/m・24hr・atm未満である。不良。
評価項目4.<透明性>
 各例において得られたシートについて、紫外分光光度計を用いて、450nmにおける光透過率を測定した。光透過率が高いほど透明性が良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:光透過率が95%以上である。極めて良好。
○:光透過率が90%以上、95%未満である。良好。
△:光透過率が85%以上、90%未満である。使用可能。
×:光透過率が85%以下。不良。
評価項目5.<抗体タンパク吸着性>
(試験条件)
プレート:96ウェルプレート、
酵素、抗体:HPR-IgG(HORSERADIH PEROXIDASE IMMUNOGLOBULING)、
染色液:TMBZ(3,3',5,5'-テトラメチルベンジジン)、
反応停止液(Stop Solution):タカラバイオ社製 WASH and Stop Solution For ELISA With Solution for ELISA without Sulfuric Acid、
測定機器:MITHRAS2 LD943-M2Mマイクロプレートリーダー。
(手順)
1.細胞培養用袋試料を11mm角にカットし、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で10000倍希釈したHPR-IgG溶液1ml中に浸漬させた。
2.室温で1時間インキュベートした。
3.PBS-T(0.1% Tween20)を用いて各ウェルを4回洗浄した。
4.TMBZ溶液を各ウェルに1mlずつ分注し、室温で10分間インキュベートした。
5.Stop Solutionを各ウェルに1mlずつ分注後、450nm(副波長650nm)の吸光度Aλを測定した。吸光度Aλが小さいほど良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:吸光度Aλ≦0.2。極めて良好。
○:0.2<Aλ≦0.6。良好。
△:0.6<Aλ≦0.8。使用可能。
×:0.8<Aλ。不良。
評価項目6.<細胞増殖倍率>
 各例において得られた細胞培養袋状容器内に、ヒト白血病細胞株のMOLT-4細胞を懸濁した10%牛胎児血清を含んだRPMI1640培地(MOLT-4細胞株の播種濃度:1.0×10cells/ml)5mlを入れ、37℃/5%二酸化炭素/99%RH(相対湿度)の条件で14日間培養を行った。この培養後に袋状容器から培養液の一部をサンプリングし、ヘモサイトメーターを用いて袋内の細胞濃度と細胞増殖倍率を算出した。評価結果を表3-1~表3-3に示す。細胞増殖倍率が大きいほど、良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:細胞増殖倍率>30倍。極めて良好。
○:26倍<細胞増殖倍率≦30倍。良好。
△:21倍<細胞増殖倍率≦26倍。使用可能。
×:細胞増殖倍率≦21倍。不良。
評価項目7.<冷蔵庫保存性>
 各例において得られた細胞培養袋状容器を5℃の冷蔵庫内で、一年間保管した。下記に示す基準で細胞培養袋状容器の表面層の状態を目視判定した。ひび割れの大きさが小さく、ひび割れの数が少ないものほど、良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:ひび割れがない。極めて良好。
○:長さ1mm未満の小さなひび割れが4箇所以下認められる。良好。
△:長さ1mm未満の小さなひび割れが5箇所以上10箇所以下認められる。使用可能。
×:長さ1mm未満の小さなひび割れが11箇所以上認められる。又は長さ1mm以上の大きなひび割れが認められる。不良。
評価項目8.<ヒートシール強度>
 各例において得られた2枚のシートの表面層同士を接触させた状態で、140℃、0.4MPa、及び1秒間の条件で端部同士のヒートシールを行い、試験片を作製した。この試験片を用いて「インストロン3345」(インストロン社製)を用い、300mm/分の条件にて、JIS K6854‐2に基づいて180°剥離試験を行った。測定された剥離力をヒートシール強度とした。ヒートシール強度が大きいものほど、良好である。以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:ヒートシール強度>70N/25mm。極めて良好。
○:40N/25mm<ヒートシール強度≦70N/25mm。良好。
△:25N/25mm<ヒートシール強度≦40N/25mm。使用可能。
×:ヒートシール強度≦25N/25mm。不良。
評価項目9.<遮光性>
 D65標準光源の照射下で上記の細胞増殖倍率と同じ方法及び基準で評価を行った。
 表2-4~表2-6、表3-1~表3-3、表4-1~表4-3に示すように、実施例1~75の各例で得られた細胞培養用袋はいずれも、表面層の水接触角が大きく(撥水性が高く)、有機溶剤含有量がなく、酸素ガス透過性、透明性、抗体タンパク吸着性、細胞増殖倍率、冷蔵庫保存性、ヒートシール性、及び遮光性に優れたものであった。特に、撥水剤として、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、又はシリコーン-オレフィン共重合体を使用した実施例では、これらの評価結果が極めて優れていた。
 これに対して、比較例1で得られた細胞培養用袋は、表面層が撥水剤を含まないため、抗体タンパク吸着性、細胞増殖倍率、及び遮光性が著しく不良であった。また、比較例2で得られた細胞培養用袋は、充分な疎水性表面を形成することができなかったため、抗体タンパク吸着性、細胞生存率、及び遮光性が著しく不良であった。比較例3で得られた細胞培養用袋は、透明性、抗体タンパク吸着性、細胞増殖倍率、ヒートシール性、及び遮光性が不良であった。
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 この出願は、2017年3月7日に出願された日本出願特願2017-042382号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (7)

  1.  内部に細胞培養液を封入するために用いられ、基材層及び表面層を含む二層以上の積層シートからなり、前記表面層が、前記細胞培養液と接する内面側に配置された細胞培養用袋状容器であって、
     下記(1)~(4)の条件の全てを満たす、細胞培養用袋状容器。
    (1) 前記表面層は、撥水剤及び熱可塑性樹脂を、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の質量比の範囲で含む撥水性材料からなる。
    (2) 前記撥水剤は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
    (3) 前記表面層に含まれる前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
    (4) 前記基材層は、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
  2.  前記撥水剤は、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の細胞培養用袋状容器。
  3.  前記シリコーン-オレフィン共重合体が、グラフト共重合体及びブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の細胞培養用袋状容器。
  4.  内部に細胞培養液を封入するために用いられ、基材層及び表面層を含む二層以上の積層シートからなり、前記表面層が、前記細胞培養液と接する内面側に配置された細胞培養用袋状容器の製造方法であって、
     下記(11)~(15)の条件の全てを満たす、細胞培養用袋状容器の製造方法。
    (11) 撥水剤及び熱可塑性樹脂を、撥水剤:熱可塑性樹脂=1:5~1:1000の質量比の範囲で含む、前記表面層用の撥水性材料を用意する。
    (12) 前記撥水性材料からなる前記表面層と熱可塑性樹脂からなる前記基材層とを含む前記積層シートを成形し、得られた当該積層シートを用いて袋状容器を形成する。
    (13) 前記撥水剤は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
    (14) 前記撥水性材料に含まれる前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
    (15) 前記基材層用の前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、及びエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
  5.  前記撥水剤は、フッ素含有アクリル共重合体、ポリオルガノシロキサン基含有アクリル共重合体、シリコーンオイル、及びシリコーン-オレフィン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項4に記載の細胞培養用袋状容器の製造方法。
  6.  前記シリコーン-オレフィン共重合体が、グラフト共重合体及びブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項4又は5に記載の細胞培養用袋状容器の製造方法。
  7.  前記積層シートの成形法が、インフレーション成形法、Tダイ押出成形法、及びブロー成形法からなる群より選ばれる少なくとも1種の成形法である、請求項4~6いずれか1項に記載の細胞培養用袋状容器の製造方法。
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