WO2020137302A1 - 管状ビトリゲル及びその使用 - Google Patents

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WO2020137302A1
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vitrigel
hydrogel
sol
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俊明 竹澤
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国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
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Definitions

  • the present invention relates to tubular Vitrigel® and its use. More specifically, the present invention relates to a tubular vitrigel (registered trademark), a tubular vitrigel (registered trademark) manufacturing apparatus, a tubular vitrigel (registered trademark) manufacturing method, an artificial tubular tissue, a cell encapsulating device, and a cell inclusion body. .. In this specification, when the term "vitrigel” is used, the term “(registered trademark)” may be omitted.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-243681 filed in Japan on December 26, 2018, and the content thereof is incorporated herein.
  • Vitrigel registered trademark
  • Patent Document 1 also discloses that a hydrogel having a desired shape other than a thin film shape is dehydrated, dried, and vitrified by standing the hydrogel shape with its major axis oriented at an angle to the horizontal. A method for producing a desired shape of vitrigel is described.
  • an object of the present invention is to provide a new technique for producing a tubular vitrigel by using a plate-shaped vitrigel produced in advance.
  • the present invention includes the following aspects.
  • the tubular vitrigel according to [1] in which irregularities on the outer surface of the tube are larger than irregularities on the inner surface of the tube.
  • the functional material contains a support, a magnetic substance, a fluorescent substance, a contrast agent, an immunosuppressant, an anti-inflammatory agent, and a differentiation inducer.
  • a method for manufacturing a tubular vitrigel wherein the columnar structure of the manufacturing apparatus according to any one of [8] to [10] comprises: (i) a surface of a plurality of plate-shaped vitrigels each having a through hole.
  • the method may further include a step of winding a sheet-like hydrogel whose surface is coated with sol on the laminated body, or after the step (b).
  • step (c) further comprising the step of winding a tubular hydrogel around the tubular hydrogel with a sheet-shaped hydrogel whose surface is coated with sol and gelling the sol to obtain a tubular hydrogel
  • a sheet-like hydrogel whose surface is coated with a sol is wound around the dried body of the tubular hydrogel, and the sol is gelated to obtain a tubular hydrogel.
  • the manufacturing method according to [11] or [12] further including a step of drying the tubular hydrogel to obtain a dried body of the tubular hydrogel.
  • a device for cell encapsulation which comprises the tubular vitrigel according to any one of [1] to [7].
  • (A)-(c) is a schematic diagram explaining the structure of an example of a tubular vitrigel.
  • (A)-(c) is a schematic diagram explaining the structure of an example of a tubular vitrigel.
  • (A) And (b) is a perspective view which shows an example of a manufacturing apparatus of a tubular vitrigel, respectively.
  • (C) is a sectional view taken along the line cc' in (b).
  • (D) is a cross-sectional view showing a state where a plurality of plate-like hydrogels are penetrated and laminated on the columnar structure of the manufacturing apparatus. It is a cross-sectional schematic diagram which shows a mode that the liquid was hold
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a structure of a manufacturing apparatus used in Manufacturing Example 1.
  • FIG. (A) to (h) are photographs showing the process of Experimental Example 1.
  • (A) to (n) are photographs showing the process of Experimental Example 2.
  • (A) to (p) are photographs of tubular vitrogels of Experimental Examples 1 to 4.
  • (A) to (e) are photographs showing the process of Experimental Example 5.
  • (A)-(c) are photographs showing the process of Experimental Example 6.
  • (A) to (c) are photographs showing the process of Experimental Example 7.
  • (A)-(c) are photographs showing the process of Experimental Example 8.
  • (A) is a photograph showing a state in which the cell inclusion body was floated in the culture medium in Experimental Example 9.
  • (B) is an enlarged photograph of (a).
  • (C) is a photograph showing the state after 5 minutes of floating the cell inclusion bodies in the culture medium in Experimental Example 9.
  • (D) is an enlarged photograph of (c).
  • (A) to (d) are photomicrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 15 minutes of culturing with a phase contrast microscope in Experimental Example 9.
  • 10 is a micrograph showing a result of observing a cell inclusion body after 15 minutes of culture with a phase contrast microscope in Experimental Example 9.
  • (A) and (b) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 1 hour of culture with a phase contrast microscope in Experimental Example 9.
  • (A) to (d) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 3 days of culture with a phase contrast microscope in Experimental Example 9.
  • the present invention provides a tubular vitrigel, which comprises a laminated body in which a plurality of plate-shaped vitrigels each having a through hole are laminated in the thickness direction so that the through holes are continuous.
  • FIGS. 1A to 1C are schematic views illustrating the structure of an example of the tubular vitrigel of the present embodiment.
  • 1(a) is a perspective view of the tubular vitrigel of the present embodiment
  • FIG. 1(b) is a sectional view taken along the line bb' of FIG. 1(a)
  • FIG. [FIG. 2] is a sectional view taken along line cc′ of FIG.
  • a tubular vitrigel 100 is a laminate in which a plurality of plate-shaped vitrigels 110a or 110b each having a through hole are laminated in the thickness direction so that the through holes are continuous. Consists of.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can be manufactured, for example, by the manufacturing method described below.
  • the plate-like vitrigel 110b may be one in which the sol used for adhering the plate-like vitrigels 110a to each other in the production method described later is gelated and finally becomes a vitrigel.
  • the plate-shaped vitrigel 110 a is exposed on the side surface of the tubular vitrigel 100.
  • the plate-shaped vitrigel 110b may cover the side surface of the tubular vitrigel 100 and the plate-shaped vitrigel 110a may not be exposed on the side surface of the tubular vitrigel 100.
  • the inner diameter of the tubular vitrigel refers to the diameter of the circle, assuming a circle having the same area as the narrowest cross-sectional area among the cross-sectional areas of the lumen in the plane perpendicular to the axial direction of the tubular vitrigel.
  • the tubular vitrigel may be a dried body or a hydrated body.
  • the outer diameter of the tubular vitrigel the cross-sectional area of the outer edge in the plane perpendicular to the axial direction of the tubular vitrigel, assuming a circle having the same area as the widest cross-sectional area, the diameter of the circle.
  • the tubular vitrigel may be a dried body or a hydrated body.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can have a smaller inner diameter ID than the conventional tubular vitrigel.
  • the inner diameter ID of the tubular vitrigel can be set to about 5 ⁇ m.
  • the inner diameter may be, for example, 10 m, 1 m (100 cm), or 10 cm. Further, it is easy to set the inner diameter to less than 4 mm, which has been difficult to manufacture conventionally.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can be used for, for example, a small diameter artificial blood vessel, a hollow fiber, or the like. As described below, a small number of cells can be retained in the hollow fiber lumen.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can also be applied to thicker artificial blood vessels, artificial ureters, artificial trachea, artificial esophagus, artificial intestinal tract, and the like. It can also be used as an outer cylinder for fusion of cut fingers, arms, and feet.
  • the size of the outer diameter OD of the tubular vitrigel is not particularly limited and may be, for example, 10 m, 1 m (100 cm), 10 cm, but from the viewpoint of handleability, for example, 0. It may be about 1 mm to 10 cm.
  • the length of the tubular vitrigel of the present embodiment in the axial direction is not particularly limited, and can be appropriately set within the range of 3 mm to 10 m, for example.
  • the cross-sectional shape of the lumen in the plane perpendicular to the axial direction of the tubular vitrigel is a circle, but the cross-sectional shape is not limited to this, and for example, a triangle, a quadrangle ( It may be a polygon such as a square, a rectangle, a trapezoid), a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon; a substantially circular shape, an elliptical shape, a substantially elliptical shape, a semicircular shape, a fan shape, and the like.
  • the cross-sectional shape of the lumen in the plane perpendicular to the axial direction may be constant or may change in the middle.
  • the cross-sectional shape of the outer edge of the surface of the tubular vitrigel perpendicular to the axial direction is a circle, but the cross-sectional shape of the outer edge is not limited to this, and may be, for example, a triangle or a square. It may be a polygonal shape (including a square, a rectangle, a trapezoid), a pentagon, a hexagon, a heptagon, an octagon, etc.; a substantially circular shape, an elliptical shape, a substantially elliptical shape, a semicircular shape, a fan shape, etc.
  • the cross-sectional shape of the outer edge in the plane perpendicular to the axial direction may be constant or may change midway.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can be made of a hydrogel having a high strength such as native collagen or a hydrogel having a strength lower than that of a native collagen such as atelocollagen.
  • sol means that colloidal particles of dispersoid having a liquid as a dispersion medium (particle diameter of about 1 to several hundreds nm) are composed of a polymer compound in particular. More specific sols include aqueous solutions of natural polymer compounds and synthetic polymer compounds. Therefore, when these polymer compounds have a network structure due to a chemical bond, they are transferred to "hydrogel” which is a semi-solid substance having a large amount of water in the network. That is, the “hydrogel” means a gel of sol. More specifically, examples of the hydrogel include gels obtained by introducing crosslinks into an artificial material of a natural product polymer compound or a synthetic polymer compound.
  • the plate-like vitrigel can be called a film-like vitrigel, a sheet-like vitrigel, or the like.
  • the thickness of the plate-shaped vitrigel of the present embodiment can be appropriately set as necessary, and may be, for example, 0.1 ⁇ m to 5 mm, for example, 2 ⁇ m to 1 mm, for example, 20 ⁇ m to 400 ⁇ m. It may be.
  • sol which is the material of the tubular vitrigel of the present embodiment
  • a gelling extracellular matrix-derived component a natural polymer compound such as fibrin, agar, agarose, cellulose, and polyacrylamide, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide
  • examples thereof include synthetic polymer compounds such as poly(II-hydroxymethylmethacrylate)/polycaprolactone.
  • extracellular matrix-derived component examples include collagen (type I, type II, type III, type V, type XI, etc.), mouse EHS tumor extract (type IV collagen, laminin, heparan sulfate proteoglycan, etc.)
  • the basement membrane component (commercial name “matrigel”) reconstituted from (including) and glycosaminoglycan, hyaluronic acid, proteoglycan, gelatin, and the like are included, but are not limited thereto.
  • a desired hydrogel can be produced by selecting the most suitable component such as salt, its concentration, pH, etc. for gelation.
  • the sol is preferably a gel-derived extracellular matrix-derived component, and collagen is more preferable. Further, among collagen, native collagen or atelocollagen is more preferable.
  • vitrigel refers to a gel in a stable state obtained by rehydrating a vitrification product obtained by drying a conventional hydrogel, and the inventor It is named "vitrigel(R)".
  • the vitrigel obtained by rehydration after a short period of drying may be washed with phosphate buffered saline (PBS) or the like and re-vitrified.
  • PBS phosphate buffered saline
  • drying method various methods such as air drying, drying in a closed container (circulating the air in the container to constantly supply dry air), and drying in an environment in which silica gel is placed may be used. it can.
  • air-drying method it is dried in a thermo-hygrostat kept sterile at 10°C and 40% relative humidity for about 2 days, and in a sterile clean bench for about 24 hours at room temperature. Etc.
  • the dried body of hydrogel that has not been rehydrated after being dried may be simply referred to as “dried body of hydrogel”.
  • the gel obtained by hydrating the hydrogel and then hydrating it will be referred to as "vitrigel”.
  • a dried product obtained by drying vitrigel (vitrigel dried product) and a rehydrated product of the dried vitrigel obtained by further rehydrating the dried vitrigel are also referred to as vitrigel.
  • a hydrogel may be referred to as a hydrogel without distinguishing it from a vitrigel.
  • the irregularities on the outer surface of the tube may be larger than the irregularities on the surface (inner surface) of the lumen of the tubular vitrigel.
  • the unevenness of the outer surface along the axial direction of the tubular vitrigel may be larger than the unevenness of the inner surface along the axial direction of the tubular vitrigel.
  • the irregularities on the outer surface may become large due to variations in the outer diameters of the individual plate-shaped vitrigels 110a and 110b in FIGS. 1A to 1C, for example.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment is manufactured by the manufacturing method described later, the unevenness of the inner surface along the axial direction of the tubular vitrigel becomes small.
  • the present invention provides a tubular vitrigel in which a sheet-shaped vitrigel is further wound around the above-mentioned tubular vitrigel.
  • FIGS. 2A to 2C are schematic views illustrating the structure of an example of the tubular vitrigel of the present embodiment.
  • 2(a) is a perspective view of the tubular vitrigel of the present embodiment
  • FIG. 2(b) is a cross-sectional view taken along the line bb' of FIG. 2(a)
  • FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the line cc′ of FIG.
  • the tubular vitrigel 200 has a structure in which a sheet-shaped vitrigel 210 is further wound around the outer periphery of the tubular vitrigel 100 described above.
  • the inner diameter of the tubular vitrigel 200 is the same as that of the tubular vitrigel 100 described above.
  • the outer diameter of the tubular vitrigel 200 is larger than that of the tubular vitrigel 100 described above because the sheet-shaped vitrigel 210 is further wound.
  • the thickness of the sheet-shaped vitrigel can be appropriately set as necessary and may be, for example, 0.1 ⁇ m to 5 mm, 2 ⁇ m to 1 mm, or 20 ⁇ m to 400 ⁇ m, for example. ..
  • the tubular vitrigel 200 has improved strength because the sheet-shaped vitrigel 210 is further wound. Therefore, it can be used as, for example, an artificial blood vessel applied to an artery, an artificial trachea, an artificial esophagus, or the like.
  • the sheet-shaped vitrigel 210 may have a plurality of through holes penetrating one surface and the other surface. Since the sheet-shaped vitrigel having the through holes tends to have good adhesion to the uneven surface, when it is wrapped around the tubular vitrigel 100, it can be more closely adhered. Further, even when the tubular vitrigel 200 comes into contact with a living body at the portion of the sheet-shaped vitrigel 210, the tubular vitrigel 200 can be more closely adhered.
  • the present invention provides a tubular vitrigel, which comprises a functional material in at least a part of the above-mentioned tubular vitrigel.
  • the tubular vitrigel may have a sheet-shaped vitrigel further wound around the outer periphery.
  • part or all of the plate-shaped vitrigel 110a contains a functional material.
  • part or all of the plate-shaped vitrigel 110b may contain a functional material
  • part or all of the sheet-shaped vitrigel 210 may contain a functional material.
  • Examples of the functional material include a support, a magnetic substance, a fluorescent substance, a contrast agent, an immunosuppressant, an anti-inflammatory agent, a differentiation inducing factor, and the like.
  • the support may be, for example, a mesh structure.
  • the mesh-like structure can exert the functions of reinforcing the strength of the trachea, digestive tract, and the like and maintaining the shape.
  • Examples of the material of the support include biocompatible organic compounds and biocompatible inorganic compounds, and more specifically, plastics, metals, ceramics and the like.
  • Examples of magnetic materials include magnetic beads.
  • the tubular vitrigel When the tubular vitrigel partially contains a magnetic substance, it can be moved, for example, by transplanting it into a living body and then applying a magnetic field from the outside of the living body.
  • tubular vitrigel partially contains a fluorescent substance, a contrast agent, etc.
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • CT Computed Tomography
  • tubular vitrigel partially contains an immunosuppressive agent, an anti-inflammatory agent, etc., it is possible to suppress an inflammatory reaction or the like when it is transplanted into a living body.
  • tubular vitrigel partially contains a differentiation inducing factor or the like
  • the tubular vitrigel of the present embodiment can be used for cell differentiation. Details will be described later.
  • a method of incorporating the functional material into at least a part of the tubular vitrigel for example, a method of incorporating the functional material into a plate-like hydrogel used as a material in the manufacturing process of the tubular vitrigel can be mentioned.
  • the plate-like hydrogel containing the functional material can be obtained by gelling the sol, which is the material of the plate-like hydrogel, in the state of containing the functional material.
  • the functional material may be incorporated into the vitrigel forming the tubular vitrigel by immersing the tubular vitrigel in a liquid containing the functional material.
  • the present invention provides the above-mentioned tubular vitrigel manufacturing apparatus having a base and a columnar structure that can be fixed to the base.
  • the columnar structure may be fixed to the base.
  • the outer diameter of the columnar structure corresponds to the inner diameter of the tubular vitrigel. Therefore, the inner diameter of the tubular vitrigel can be 5 ⁇ m or more.
  • the outer diameter of the columnar structure is small, for example, 1 mm or less, for example, several hundred ⁇ m or less, for example, several tens of ⁇ m or less, it can be said that the columnar structure is a single fiber structure.
  • the columnar or single fibrous structure may be a linear structure, or may be a structure having at least a part bent.
  • FIG. 3A is a perspective view showing an example of the manufacturing apparatus of this embodiment.
  • the manufacturing apparatus 300 a has a base 310 and a columnar or single fiber structure 320 that can be fixed to the base 310.
  • the material of the base 310 is not particularly limited, and may be a resin such as a silicone resin.
  • the material of the columnar or single fibrous structure 320 is also not particularly limited, and examples thereof include metals, resins, glasses, and substances derived from living organisms. Examples of the metal include stainless steel. That is, as the columnar or single-fiber structure 320, a rod, a tube, a single fiber, or the like formed of the above-mentioned material can be used.
  • tubular vitrigel described above can be manufactured by penetrating the columnar or single fibrous structure 320 of the manufacturing apparatus 300a of the present embodiment with the plate-like hydrogel having the through holes penetrating and laminating. ..
  • the outer diameter of the columnar or single fibrous structure 320 corresponds to the inner diameter of the tubular vitrigel.
  • the inner diameter of the tubular vitrigel can be 5 ⁇ m or more. Therefore, the outer diameter of the columnar or single fibrous structure 320 may be 5 ⁇ m or more. Examples of the upper limit value include 10 m, 1 m (100 cm), and 10 cm.
  • the outer diameter of the base portion of the columnar or single fibrous structure 320 (the portion close to the base 310) is larger than that of the columnar or single fibrous structure 320. It may further have a large pedestal.
  • FIG. 3B is a perspective view showing a manufacturing apparatus 300b further having a pedestal 330.
  • the material of the pedestal 330 is not particularly limited, and may be resin, glass, metal, or the like.
  • the outer diameter of the end portion 331 of the pedestal 330 opposite to the base 310 is preferably smaller than the outer diameter OD of the tubular hydrogel to be manufactured.
  • the outer diameter of the end portion 331 of the pedestal 330 is assumed to be a circle having the same area as the cross-sectional area of the end portion 331 of the pedestal 330 in a plane perpendicular to the columnar or single fibrous structure 320. Refers to the diameter.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line cc′ in FIG. 3B, in which the plate-like hydrogel 110a having the through-holes is passed through the columnar or single fiber structure 320 of the manufacturing apparatus 300b. , In contact with the pedestal 330.
  • the plate-shaped hydrogel is formed.
  • the outer edge of the gel 110a slightly approaches the base 310 side due to gravity.
  • the outer edge portions of the plate-like hydrogels 110a are laminated in a state of being close to the base 310 side. ..
  • the inventor has found that the tubular hydrogel manufactured by the manufacturing apparatus 300b is superior to the tubular hydrogel manufactured by the manufacturing apparatus 300a in the adhesion strength between the plate-shaped hydrogels 110a.
  • FIG. 3D is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of plate-like hydrogels 110a are pierced and laminated on the columnar or single fiber structure 320 of the manufacturing apparatus 300b.
  • FIG.3(d) the state which applied sol 110b' to plate-shaped hydrogel 110a is shown. The sol 110b' will be described later.
  • the shape of the end of the pedestal 330 opposite to the end 331 is not particularly limited.
  • the manufacturing apparatus 300b may be self-supporting only with the pedestal 330. In this case, it can be said that the pedestal 330 also serves as the base 310.
  • the present invention is a method for producing a tubular vitrigel, comprising: (i) a sol on the surface of a plurality of plate-like vitrigels each having a through hole, in the columnar or single fibrous structure of the above-described production apparatus.
  • the through-holes are pierced and laminated, or (ii) a plurality of plate-shaped vitrigels each having through-holes are pierced through the through-holes and laminated, and then a sol is applied to the surface, A step (a) of obtaining a laminated body of plate-like vitrigel coated with sol, and a step (b) of gelating the sol to obtain a tubular hydrogel in which the plate-like vitrigels constituting the laminated body are connected to each other.
  • each step will be described.
  • step (a) In the step (a), (i) after applying the sol to the surfaces of a plurality of plate-shaped vitrigels each having a through hole, the columnar or single fiber-like structure of the manufacturing apparatus is allowed to penetrate the plate-shaped vitrigel through holes. Lamination is performed to obtain a laminated body of plate-shaped vitrigel, or (ii) a plurality of plate-shaped vitrigels each having a through hole are passed through the through-holes of the plate-shaped vitrigel through a columnar or single fiber structure of a manufacturing apparatus. Then, after laminating, the sol is applied to the surface to obtain a plate-shaped vitrigel laminate having the sol applied to the surface.
  • FIG. 3D is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of plate-like hydrogels 110a are pierced and laminated on the columnar or single fiber structure 320 of the manufacturing apparatus 300b.
  • FIG. 3D shows a state in which the sol 110b' is applied to the plate-like hydrogel 110a.
  • the plate-like hydrogel 110a may be a plate-like vitrogel that has undergone a vitrification step.
  • the collagen sol has an optimum salt concentration, and is, for example, physiological saline, phosphate buffered saline (PBS), HBSS (Hank's Balanced Salt Solution), basic What was prepared using a culture solution, a serum-free culture solution, a serum-containing culture solution, or the like can be used. Further, the pH of the solution at the time of gelatinizing the collagen can be set to 6 to 8, for example.
  • the collagen sol may be prepared, for example, at about 4°C.
  • the hydrogel obtained using the serum-free culture solution is suitable for medical use.
  • the concentration of the collagen sol for producing the hydrogel is preferably 0.1 to 1.0% by mass, more preferably 0.2 to 0.6% by mass.
  • concentration of the collagen sol is equal to or higher than the lower limit, gelation is not too weak, and when the concentration of the collagen sol is equal to or lower than the upper limit, a uniform hydrogel composed of collagen gel can be obtained. ..
  • At least a part of the plate-like hydrogel 110a or the sol 110b' may contain the above-mentioned functional material. Thereby, a tubular vitrigel containing a functional material at least in part can be manufactured.
  • the sol 110b' is gelated to obtain a tubular hydrogel in which the plate-like vitrigels constituting the laminate are connected.
  • the temperature at which the sol 110b' is kept warm can be appropriately adjusted according to the type of sol used. For example, when the sol is a collagen sol, the heat retention during gelation can be lower than the denaturation temperature of collagen depending on the animal species of collagen used, and generally 20°C or higher and 37°C or lower. By keeping the temperature at the temperature, gelation can be performed within a few minutes to a few hours.
  • the tubular hydrogel obtained in the step (b) is dried to obtain a dried tubular hydrogel.
  • the drying method is the same as that described above, and various methods such as air drying, drying in a closed container, and drying in an environment in which silica gel is placed can be used.
  • the dried body of the tubular hydrogel obtained in this step may be irradiated with ultraviolet rays.
  • a known ultraviolet irradiation device can be used for ultraviolet irradiation.
  • UV irradiation energy to dry matter of the tubular hydrogel total dose per unit area is preferably from 0.1mJ / cm 2 ⁇ 6000mJ / cm 2, at 10mJ / cm 2 ⁇ 4000mJ / cm 2 more preferably in, more preferably 100mJ / cm 2 ⁇ 3000mJ / cm 2.
  • the total irradiation amount is within the above range, the transparency and strength of the tubular vitrigel obtained by the subsequent rehydration can be made particularly preferable.
  • Irradiation of the dried body of the tubular hydrogel with ultraviolet rays may be repeated a plurality of times.
  • the steps of rehydration and revitrification of the dried body of the tubular hydrogel subjected to the ultraviolet irradiation treatment are performed.
  • the dried product of the tubular vitrigel after the second and subsequent revitrification may be irradiated with ultraviolet rays.
  • the irradiation of ultraviolet rays to the dried body of the tubular hydrogel is repeatedly performed by dividing it into a plurality of times to obtain a tubular vitrigel obtained in the subsequent rehydration step.
  • the transparency and strength can be further increased.
  • the irradiation number in the range is 2 to 10 times. Or 2 to 6 times.
  • the total amount may be the total irradiation amount of ultraviolet rays to the dried body of the tubular hydrogel.
  • the strength and transparency of the tubular vitrigel obtained in the subsequent rehydration step are increased because the polymer compounds in the tubular vitrigel are crosslinked by the ultraviolet rays. It is thought to be because of this. That is, by the operation, high transparency and strength can be imparted to the tubular vitrigel.
  • the dried product of the obtained tubular hydrogel subjected to the ultraviolet irradiation treatment may be rehydrated with PBS, a culture solution or the like to form a tubular vitrigel. Further, the obtained tubular vitrigel may be dried to be revitrified to obtain a dried tubular vitrigel.
  • the dried body of the tubular hydrogel obtained in the step (c) is rehydrated and removed from the columnar or monofilament-like structure of the production apparatus to obtain a tubular vitrigel.
  • the obtained tubular vitrigel may be further subjected to the drying step and the hydration step once or plural times.
  • the sheet-shaped vitrigel may be further wrapped around the outer periphery of the tubular vitrigel.
  • a step of winding a sheet-like hydrogel whose surface is coated with a sol on the laminated body of the plate-like vitrigel may be further included.
  • a step in which a tubular hydrogel is wrapped with a sheet-like hydrogel whose surface is coated with a sol, and the sol is gelated to obtain a tubular hydrogel. May be further included.
  • a sheet-shaped hydrogel whose surface is coated with a sol is wound around the dried body of the tubular hydrogel, and the sol is gelated to form a tubular hydrogel. And the step of drying the tubular hydrogel to obtain a dried tubular hydrogel.
  • the sheet-shaped hydrogel may be wound to obtain the dried body of the tubular hydrogel after the step (c) and before the above-mentioned ultraviolet irradiation, or after the above-mentioned ultraviolet irradiation and the above-mentioned ultraviolet irradiation. It may be before the step (d).
  • the present invention provides a tubular vitrigel, which comprises a rolled sheet vitrigel.
  • the tubular vitrigel of the present embodiment for example, a step of applying a sol to one surface of a sheet-shaped vitrigel, a step of contacting the columnar structure with the one surface side of the sheet-shaped vitrigel and winding the sol, Gelling, a step of obtaining a tubular hydrogel, a step of drying the tubular hydrogel to obtain a dried body of the tubular hydrogel, and rehydrated the dried body of the tubular hydrogel to remove from the columnar structure, It can be manufactured by a manufacturing method including a step of obtaining a tubular vitrigel.
  • the manufacturing method of the present embodiment it is possible to manufacture a tubular vitrigel having an inner diameter of less than 4 mm. Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a tubular vitrigel having an inner diameter of 4 mm or more.
  • a sheet-shaped vitrigel such as atelocollagen having lower strength than native collagen is used. It is also possible to produce tubular vitrigels.
  • the columnar structure for example, a rod or tube formed of stainless steel, glass, resin or the like can be used.
  • the outer diameter of the columnar structure will correspond to the inner diameter of the tubular vitrigel. Therefore, for example, when the inner diameter of the tubular vitrigel is 1 to 4 mm, the outer diameter of the columnar structure can be 1 to 4 mm.
  • the present invention provides an artificial tubular tissue comprising the tubular vitrigel described above.
  • the artificial tubular tissue include an artificial blood vessel, an artificial ureter, an artificial trachea, and an artificial digestive tract.
  • the above-mentioned tubular vitrigel can also be used as an outer cylinder for fusion of cut fingers, arms, and feet. In the present specification, such an outer cylinder is also included in the artificial tubular tissue.
  • the artificial tubular tissue of this embodiment can have an inner diameter of 5 ⁇ m to several cm or more.
  • the upper limit value include 10 m, 1 m (100 cm), and 10 cm. Therefore, it can be applied not only to small-diameter artificial blood vessels, but also to thicker artificial blood vessels, artificial ureters, artificial trachea, artificial esophagus, artificial intestinal tract, and the like.
  • the strength of the artificial blood vessel of the present embodiment can be improved by, for example, further winding a sheet-shaped vitrigel around the tubular vitrigel. Therefore, it can be applied to arteries.
  • the artificial blood vessel of the present embodiment can include, for example, a support, a magnetic substance, a fluorescent substance, a contrast agent, an immunosuppressive agent, an anti-inflammatory agent, a differentiation inducing factor and the like.
  • the present invention provides a cell encapsulation device comprising the tubular vitrigel described above.
  • the inventor has found that when the inner diameter of the tubular vitrigel is 1.5 mm or less, the liquid tends to be retained inside the tubular vitrigel.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a cell inclusion body 400 in which a liquid (cell suspension 410) is held inside a tubular vitrigel 100.
  • the tubular vitrigel is held so that the long axis direction is the vertical direction. Air is present above and below the cell suspension 410.
  • the cell suspension can be stably retained and cells can be encapsulated in the state shown in FIG.
  • the cell suspension 410 can be retained in the cell encapsulation device as follows, for example. First, the cell encapsulation device is held so that the long axis direction is the vertical direction. Then, the cell suspension 410 is sucked up from the upper end of the device for cell encapsulation. Then, the air 420 is further sucked up from the upper end of the cell encapsulation device. As a result, it is possible to obtain a cell inclusion body in which a liquid containing cells is held in the central portion of the cell encapsulation device in the long axis direction and air is present at both end portions in the long axis direction.
  • the cell encapsulation device in the long axis direction can be obtained. It is possible to obtain a cell inclusion body in which a liquid containing cells is retained in the central portion of the cell and air is present at both ends in the long axis direction.
  • the air 420 functions as a plug that encapsulates cells. Further, as described later in Examples, a stronger plug can be formed by injecting sol into both ends of the cell inclusion body and gelling.
  • the therapeutic cell can be encapsulated in the cell inclusion body of the present embodiment and transplanted into a living body.
  • the therapeutic cell is not particularly limited, but examples thereof include pancreatic islet cells and dopamine-producing cells.
  • the cell inclusion body of the present embodiment contains, for example, a functional material such as a support, a magnetic substance, a fluorescent substance, a contrast agent, an immunosuppressant, an anti-inflammatory agent, and a differentiation inducing factor. be able to.
  • the functional material is the same as that described above. Therefore, it has functions such as applying a magnetic field to the cell inclusion body from the outside of the living body, observing the cell inclusion body from the outside of the living body, and suppressing the inflammatory reaction etc. when the cell inclusion body is transplanted into the living body. It can be done.
  • a functional material can be included in the cell inclusion device side. Therefore, for example, toxicity to cells can be reduced as compared with the case of introducing a functional material such as a magnetic material into cells.
  • pluripotent stem cells such as embryonic stem cells (ES cells) and induced pluripotent stem cells (iPS cells) are encapsulated in the cell inclusion body of the present embodiment, and a desired cell is produced by acting a differentiation inducing factor. Can be differentiated into.
  • ES cells embryonic stem cells
  • iPS cells induced pluripotent stem cells
  • the differentiation-inducing factor may be contained in the tubular vitrigel in advance, and may be slowly released from the tubular vitrigel to act on the cells. Alternatively, by immersing the cell inclusion body of the present embodiment in a culture medium containing a differentiation inducing factor, the differentiation inducing factor in the culture medium may penetrate the tubular vitrigel and act on the cells.
  • a plurality of types of differentiation inducing factors may be contained in the tubular vitrigel in advance, and a predetermined differentiation inducing factor may be sequentially supplied at a predetermined timing.
  • a plurality of culture solutions containing different differentiation inducing factors may be prepared and the cell inclusion body of the present embodiment may be sequentially immersed in the culture solution containing a predetermined differentiation inducing factor at a predetermined timing.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the manufacturing apparatus used in this manufacturing example.
  • the manufacturing apparatus 500 had a container portion 530 having a bottom surface portion 510 and a side surface portion 520, and a plurality of columnar jigs 540 that could be arranged in contact with the bottom surface portion 510.
  • a cylindrical stainless shaft having a diameter of 1 mm was used.
  • the manufacturing equipment was sterilized with 70% ethanol and dried in a clean bench. Subsequently, 16 mL of serum-free culture solution was dispensed into a 50 mL conical tube on ice. Subsequently, 16 mL of porcine atelocollagen (Kanto Chemical Co., Inc., collagen concentration 1% by mass) was added to prepare a uniform collagen sol.
  • the free water in the hydrogel is dehydrated from the gap between the bottom surface and the side surface of the container and dried from the upper surface, and when the height of the hydrogel reaches 6 mm, the porous hydrogel is taken out from the manufacturing apparatus. It was dried and vitrified with a thermo-hygrostat kept sterile at 10°C and 40% relative humidity.
  • thermo-hygrostat After vitrification, it was taken out from the thermo-hygrostat and rehydrated in PBS. Furthermore, the washing step by rehydration with fresh PBS was repeated, and after washing a total of 3 times, it was re-vitrified by drying with a thermo-hygrostat kept sterile at 10°C and 40% relative humidity, and a production example No. 1 "Plate-shaped vitrigel dried body having a through hole with a diameter of 1 mm" was obtained.
  • Example 1 In this experimental example, first, an apparatus for producing a tubular vitrigel was produced, and subsequently, a tubular vitrigel was produced. 6A to 6H are photographs showing the process of this experimental example.
  • FIG. 6A (Production of tubular vitrigel manufacturing device) As shown in FIG. 6A, a 5 mm thick silicon sheet, a stainless rod having a diameter of 1 mm and a length of 5 cm, and a tip of a 1000 ⁇ L micropipette tip were prepared. Then, the silicon sheet was cut into 3 ⁇ 3 cm to form a base, and a hole having a diameter of 1 mm was opened in the center.
  • a stainless rod (columnar structure) was erected in the hole formed in the silicon sheet, and a pedestal made with the tip of the micropipette tip of 1000 ⁇ L was placed at the base of the stainless rod. ..
  • FIG. 6(c) is a photograph of a plate-shaped vitrigel having a through hole with a diameter of 1 mm.
  • FIG. 6D the periphery of the through holes of the plate-like hydrogel was cut out using a trepan with a diameter of 2.5 mm, and a large number of plate-like vitrigel having through holes were produced.
  • FIG. 6( e) is a photograph showing a state in which plate-shaped vitrigels are laminated.
  • the sol around the plate-shaped vitrigel laminate was slightly removed and gelled in a clean bench at room temperature to obtain a tubular hydrogel.
  • the tubular hydrogel is dried together with the manufacturing apparatus by a constant temperature and humidity chamber kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity to vitrify, and the tubular hydrogel is dried.
  • the dried tubular hydrogel was irradiated with ultraviolet rays.
  • the irradiation amount of ultraviolet rays was 800 mJ/cm 2 per direction, and the irradiation was performed from 4 directions by rotating 90°.
  • the dried tubular hydrogel was rehydrated in PBS and removed from the stainless rod to obtain a hydrated tubular vitrigel.
  • the obtained hydrated tubular vitrigel was dried again in a thermo-hygrostat kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity to be re-vitrified to obtain the tubular vitrigel. A dried product was obtained.
  • Example 2 In this experimental example, a tubular vitrigel was produced by winding a plate-shaped vitrigel around a stainless tube having an outer diameter of 4.57 mm. 7(a) to 7(n) are photographs showing the process of this experimental example.
  • FIG. 7( a) is a photograph of the plate-shaped vitrigel.
  • FIG. 7B the rehydrated plate-shaped vitrigel was cut into a rectangular shape (20 mm ⁇ 32 mm).
  • FIG. 7(c) the plate-shaped vitrigel cut into a rectangular shape was again dried and re-vitrified, and ultraviolet rays were irradiated at 200 mJ/cm 2 on only one surface.
  • FIG. 7(d) the plate-like vitrigel irradiated with ultraviolet rays was rehydrated in PBS.
  • a polyethylene terephthalate (PET) film with silicon on one side was attached with double-sided tape on the outer surface of a stainless steel tube with an outer diameter of 4.57 mm. At this time, the outside was a siliconized surface. Subsequently, as shown in FIGS. 7(g) to (i), a plate-shaped vitrigel was wound around a stainless steel tube.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the tubular hydrogel together with the stainless steel tube was dried and vitrified by a constant temperature and humidity chamber kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity to obtain a dried body of the tubular hydrogel.
  • the dried tubular hydrogel was irradiated with ultraviolet rays.
  • the irradiation amount of ultraviolet rays was 200 mJ/cm 2 per direction, and the irradiation was performed from 4 directions by rotating 90°.
  • the dried tubular hydrogel was rehydrated in PBS.
  • the product was removed from the stainless tube to obtain a hydrated tubular vitrigel.
  • the obtained hydrated tubular vitrigel was dried again with a thermo-hygrostat kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity to be re-vitrified to obtain a tubular vitrigel. A dried product was obtained.
  • a tubular vitrigel of Experimental Example 3 was produced in the same manner as in Experimental Example 2 except that a stainless steel tube having an outer diameter of 2.41 mm was used. Further, a tubular vitrigel of Experimental Example 4 was produced in the same manner as in Experimental Example 2 except that a stainless tube having an outer diameter of 1.26 mm was used. In the tubular vitrigel of Experimental Example 4, it was difficult to wind the plate-shaped vitrigel around the stainless steel tube.
  • 8(a) to (p) are photographs of the tubular vitrigels of Experimental Examples 1 to 4.
  • 8(a) and 8(b) are photographs of the dried tubular vitrigel of Experimental Example 1.
  • 8(c) and 8(d) are photographs of the hydrated tubular vitrigel of Experimental Example 1.
  • 8(e) and 8(f) are photographs of the dried tubular vitrigel of Experimental Example 2.
  • 8(g) and 8(h) are photographs of the hydrated tubular vitrigel of Experimental Example 2.
  • tubular vitrigel of Experimental Example 1 could be easily sandwiched with tweezers and was easy to handle, whether in a dried state or a hydrated state. ..
  • the tubular vitrigels of Experimental Examples 2 to 4 tended to be slippery when sandwiched with tweezers, whether in a dried state or a hydrated state.
  • the pipe tends to be easily crushed.
  • tubular vitrigel of Experimental Example 1 has a smaller inner diameter than the tubular vitrigels of Experimental Examples 2 to 4 and tends to have excellent handleability. ..
  • the indwelling needle catheter product number “NIC*26 ⁇ 3/4”, catheter (gauge 26G), inner needle (gauge 27G) was added to the tubular vitrigel of Experimental Example 1. Nipro) was inserted.
  • FIG. 10( a) is a photograph of the dried tubular vitrigel of Experimental Example 1. As shown in FIG. 10B, an indwelling needle catheter was inserted into the tubular vitrigel of Experimental Example 1, and PBS was injected into the central portion of the tubular vitrigel.
  • FIG. 10(c) is a photograph of tubular vitrigel after injection of PBS. As a result, it was confirmed that a PBS inclusion body was obtained in which PBS was held at the central portion in the long axis direction and air was present at both end portions in the long axis direction.
  • FIG. 11( a) is a photograph of the dried tubular vitrigel of Experimental Example 1.
  • an indwelling needle catheter was inserted into the tubular vitrigel of Experimental Example 1, and a serum-free culture solution was injected into the central portion of the tubular vitrigel.
  • an inclusion body of the serum-free culture liquid was obtained, in which the serum-free culture liquid was retained in the central portion in the long-axis direction and air was present at both end portions in the long-axis direction.
  • FIG. 11(c) is a photograph showing a state in which the tubular vitrigel after injection of the serum-free culture solution is vertically held by being sandwiched by tweezers. As a result, it was confirmed that the encapsulated serum-free culture solution did not leak even when loaded in the vertical direction.
  • a suspension of human dermal-derived fibroblasts was placed in the central portion of the tubular vitrigel of Experimental Example 1 using a gel loading chip (product number "2-4493-06", As One Co.). 7 ⁇ L (1 ⁇ 10 4 ) was injected.
  • atelocollagen sol gelled and a cell inclusion body was obtained.
  • FIG. 13( a) is a photograph showing a state in which the cell inclusion body is floated in the culture solution.
  • FIG. 13B is an enlarged photograph of FIG. 13A.
  • FIG. 13(c) is a photograph showing the state after 5 minutes after floating the cell inclusion body in the culture solution.
  • FIG. 13D is an enlarged photograph of FIG. 13C.
  • FIG. 14(a) to (d) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 15 minutes of culture with a phase contrast microscope.
  • FIG. 15 is a photograph showing the results of observing the entire cell inclusion body after 15 minutes of culture with a phase contrast microscope.
  • 16(a) and 16(b) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 1 hour of culture with a phase contrast microscope.
  • 17(a) to 17(d) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 3 days of culture with a phase contrast microscope.
  • 18(a) to 18(d) are micrographs showing the results of observing the cell inclusion bodies after 7 days of culture with a phase contrast microscope.
  • Example 10 In this experimental example, first, an apparatus for producing a tubular vitrigel was produced, and subsequently, a tubular vitrigel in which a sheet-shaped vitrigel was further wound around the outer periphery of the tubular vitrigel was produced. 19(a) to (n) and FIGS. 20(a) to (i) are photographs showing the process of this experimental example.
  • FIG. 19A Production of tubular vitrigel manufacturing device
  • a 1 mL pipette (outer diameter: 4.6 mm) was cut at a tip of 5 cm to form a columnar structure.
  • a lower end 1 cm of a 15 mL conical tube was cut and a hole was opened at the center to form a pedestal which doubled as a base.
  • FIG. 19B the columnar structure and the pedestal were sterilized with 70% ethanol, and both were combined to produce a manufacturing apparatus.
  • FIG. 19( c) is a photograph of the rehydrated atelocollagen vitrigel membrane (collagen amount 5 mg/cm 2 ).
  • the atelocollagen vitrigel membrane was cut out using a trepan with a diameter of 5 mm.
  • a plate-shaped vitrigel having a diameter of 5 mm was obtained.
  • the central portion of the plate-shaped vitrigel having a diameter of 5 mm was cut out using a trepan having a diameter of 3.5 mm to obtain a plate-shaped vitrigel having a through hole.
  • a total of 32 plate-shaped vitrigels having through holes were prepared.
  • FIG. 19( g ) is a photograph showing a state in which plate-shaped vitrigels are laminated.
  • the sol around the plate-shaped vitrigel laminate was slightly removed and gelled in a clean bench at room temperature to obtain a tubular hydrogel.
  • the tubular hydrogel is dried and vitrified with a thermostatic chamber kept aseptic at 10° C. and 40% relative humidity for each manufacturing apparatus to dry the tubular hydrogel as shown in FIG. 19(i).
  • the dried tubular hydrogel was irradiated with ultraviolet rays.
  • the irradiation amount of ultraviolet rays was 800 mJ/cm 2 per direction, and the irradiation was performed from 4 directions by rotating 90°.
  • the dried body of the tubular hydrogel was rehydrated in PBS to remove the pedestal.
  • FIG. 19(k) is a photograph showing a state in which a sheet-shaped vitrigel having a plurality of through holes penetrating one surface and the other surface (collagen amount 5 mg/cm 2 ) was rehydrated. Subsequently, as shown in FIG. 19(l), the sheet-shaped vitrigel was cut into a rectangular shape (5 cm ⁇ 2 cm). Subsequently, as shown in FIG. 19(m), 300 ⁇ L of collagen sol was applied onto one surface of a sheet-shaped vitrigel cut into a rectangular shape.
  • the tubular hydrogel wound around the columnar structure was wound in contact with the collagen sol-coated surface of the sheet-shaped vitrigel.
  • FIG. 20(a) to 20(e) are photographs showing a process of winding a sheet-shaped vitrigel around the outer periphery of a tubular hydrogel. Then, with the end of winding down, the tubular hydrogel together with the columnar structure was dried and vitrified with a thermo-hygrostat kept sterile at 10°C and 40% relative humidity to give a tubular hydrogel.
  • a dried product of FIG. 20( f) is a photograph showing a dried body of tubular hydrogel.
  • the dried tubular hydrogel was irradiated with ultraviolet rays.
  • the irradiation amount of ultraviolet rays was 800 mJ/cm 2 per direction, and the irradiation was performed from 4 directions by rotating 90°.
  • the dried body of the tubular hydrogel was rehydrated in PBS to remove the columnar structure, and the sheet-shaped vitrigel was further wrapped around the outer periphery of the tubular vitrigel.
  • FIG. 20(h) is a photograph of the obtained tubular vitrigel.
  • FIG. 20(i) is a photograph of the dried tubular vitrigel obtained by drying the tubular vitrigel with a thermo-hygrostat kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity and vitrifying it.
  • 21(a) to (i) are photographs of the produced tubular vitrigel. As shown in FIG. 21( a ), the folds at the end of winding of the tubular vitrigel were cut and removed by rehydration.
  • FIGS. 21(b) to (e) are photographs of dried tubular vitrigels obtained by drying tubular vitrigel from which the folds have been removed and vitrifying it with a thermo-hygrostat kept sterile at 10° C. and 40% relative humidity.
  • .. 21(f) to (i) are photographs of tubular vitrigels of hydrates.
  • tubular vitrigel of Experimental Example 9 could be easily sandwiched with tweezers and was easy to handle, whether in a dried state or a hydrated state. ..

Abstract

それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルが、前記貫通孔を連続させるように厚さ方向に積層した積層体からなる、管状ビトリゲル。

Description

管状ビトリゲル及びその使用
　本発明は、管状ビトリゲル（登録商標）及びその使用に関する。より具体的には、本発明は、管状ビトリゲル（登録商標）、管状ビトリゲル（登録商標）の製造装置、管状ビトリゲル（登録商標）の製造方法、人工管状組織、細胞封入用デバイス及び細胞封入体に関する。なお、本明細書において、用語「ビトリゲル」を用いる際には、用語「（登録商標）」を省略して用いる場合がある。
本願は、２０１８年１２月２６日に、日本に出願された特願２０１８－２４３６８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　容器内にコラーゲンのゾルを注入して至適な塩濃度とｐＨと温度を与えてゲル化した後、十分に乾燥してガラス化し、さらに再水和することで、コラーゲンゲルを、強度と透明性に優れた薄膜に再現性良く変換する技術が確立されている。ハイドロゲルであれば、コラーゲン以外の成分のゲルでも、ガラス化した後に再水和することで、ゲルを安定した新しい物性状態に変換することができる。ガラス化工程を経て作製された新しい物性状態のゲルのことをビトリゲル（登録商標）という（例えば、特許文献１を参照。）。
　特許文献１にはまた、薄膜形状以外の所望の形状のハイドロゲルを、ハイドロゲルの形状の長軸方向を水平に対して角度をつけて立てることにより、脱水・乾燥してガラス化することを特徴とする、所望の形状のビトリゲルの製造方法が記載されている。
特許第４６７７５５９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、ゾルから形成させたハイドロゲルより水分を除去してガラス化し、その後再水和してビトリゲルを作製する。このため、管状ビトリゲルの場合、管の厚みが厚くなればなるほどハイドロゲルより多量の水を除去しなければならず作製が困難になる。また、内径４ｍｍ未満の管状ビトリゲルの製造は内腔からの水分除去が極めて困難であるという欠点があった。また、特許文献１に記載の製造方法では、ハイドロゲルの形状の長軸方向を水平に対して角度をつけて立てる必要があるため、ネイティブコラーゲンよりも強度が劣るアテロコラーゲン等のハイドロゲルを用いて管状ビトリゲルを製造することはできない。そこで、本発明は、予め作製した板状ビトリゲルを利用して管状ビトリゲルを製造する新たな技術を提供することを目的とする。
　本発明は以下の態様を含む。
［１］それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルが、前記貫通孔を連続させるように厚さ方向に積層した積層体からなる、管状ビトリゲル。
［２］前記管の内表面の凹凸と比較して、前記管の外表面の凹凸が大きい、［１］に記載の管状ビトリゲル。
［３］前記管の内径が５μｍ以上である、［１］又は［２］に記載の管状ビトリゲル。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載の管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられた、管状ビトリゲル。
［５］ネイティブコラーゲン又はアテロコラーゲンを含む、［１］～［４］のいずれかに記載の管状ビトリゲル。
［６］少なくとも一部に機能性材料を含む、［１］～［５］のいずれかに記載の管状ビトリゲル。
［７］前記機能性材料が、支持体、磁性体、蛍光物質、造影剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、分化誘導因子を含む、［６］に記載の管状ビトリゲル。
［８］基台と、前記基台に固定可能な柱状構造体とを有する、［１］～［７］のいずれかに記載の管状ビトリゲルの製造装置。
［９］前記柱状構造体の外径が５μｍ以上である、［８］に記載の製造装置。
［１０］前記柱状構造体の基部に、前記柱状構造体よりも外径が大きい台座を更に有する、［８］又は［９］に記載の製造装置。
［１１］管状ビトリゲルの製造方法であって、［８］～［１０］のいずれかに記載の製造装置の前記柱状構造体に、（ｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルの表面にゾルを塗布した後、前記貫通孔を貫通させて積層するか、又は、（ｉｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルを、前記貫通孔を貫通させて積層した後に表面にゾルを塗布し、表面にゾルが塗布された、板状ビトリゲルの積層体を得る工程（ａ）と、前記ゾルをゲル化し、前記積層体を構成する各板状ビトリゲルが連結した管状ハイドロゲルを得る工程（ｂ）と、前記管状ハイドロゲルを乾燥させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程（ｃ）と、前記管状ハイドロゲルの乾燥体を再水和して前記柱状構造体から外し、管状ビトリゲルを得る工程（ｄ）と、を含む、製造方法。
［１２］前記工程（ｃ）の後、前記工程（ｄ）の前に、前記管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射する工程を更に備える、［１１］に記載の製造方法。
［１３］前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、前記積層体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付ける工程を更に含むか、前記工程（ｂ）の後、前記工程（ｃ）の前に、前記管状ハイドロゲルに、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得る工程を更に含むか、又は、前記工程（ｃ）の後、前記工程（ｄ）の前に、前記管状ハイドロゲルの乾燥体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得て、当該管状ハイドロゲルを乾燥させて、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程を更に含む、［１１］又は［１２］に記載の製造方法。
［１４］［１］～［７］のいずれかに記載の管状ビトリゲルからなる人工管状組織。
［１５］［１］～［７］のいずれかに記載の管状ビトリゲルからなる細胞封入用デバイス。
［１６］［１５］に記載の細胞封入用デバイスの長軸方向の中央部分に細胞を含む液体を保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、細胞封入体。
　本発明によれば、管状ビトリゲルを製造する新たな技術を提供することができる。
（ａ）～（ｃ）は、管状ビトリゲルの一例の構造を説明する模式図である。 （ａ）～（ｃ）は、管状ビトリゲルの一例の構造を説明する模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ管状ビトリゲルの製造装置の一例を示す斜視図である。（ｃ）は、（ｂ）におけるｃ－ｃ’線における断面図である。（ｄ）は、製造装置の柱状構造体に、板状ハイドロゲルを複数貫通させて積層した状態を示す断面図である。 管状ビトリゲルの内部に液体を保持した様子を示す断面模式図である。 製造例１で使用した製造装置の構造を示す模式図である。 （ａ）～（ｈ）は、実験例１の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｎ）は、実験例２の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｐ）は、実験例１～４の管状ビトロゲルの写真である。 （ａ）～（ｅ）は、実験例５の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｃ）は、実験例６の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｃ）は、実験例７の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｃ）は、実験例８の過程を示す写真である。 （ａ）は、実験例９において、細胞封入体を培養液中に浮かべた状態を示す写真である。（ｂ）は、（ａ）を拡大した写真である。（ｃ）は、実験例９において、細胞封入体を培養液中に浮かべて５分後の状態を示す写真である。（ｄ）は、（ｃ）を拡大した写真である。 （ａ）～（ｄ）は、実験例９において、培養１５分後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。 実験例９において、培養１５分後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。 （ａ）及び（ｂ）は、実験例９において、培養１時間後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。 （ａ）～（ｄ）は、実験例９において、培養３日後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。 （ａ）～（ｄ）は、実験例９において、培養７日後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。 （ａ）～（ｎ）は、実験例１０の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｉ）は、実験例１０の過程を示す写真である。 （ａ）～（ｉ）は、実験例１０で作製した管状ビトリゲルの写真である。
　以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図における寸法比は、説明のため誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
［管状ビトリゲル］
　１実施形態において、本発明は、それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルが、前記貫通孔を連続させるように厚さ方向に積層した積層体からなる、管状ビトリゲルを提供する。
　図１（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の管状ビトリゲルの一例の構造を説明する模式図である。図１（ａ）は、本実施形態の管状ビトリゲルの斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ－ｂ’線における矢視断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のｃ－ｃ’線における矢視断面図である。図１（ａ）～（ｃ）に示すように、管状ビトリゲル１００は、それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲル１１０ａ又は１１０ｂが、前記貫通孔を連続させるように厚さ方向に積層した積層体からなる。
　本実施形態の管状ビトリゲルは、例えば、後述する製造方法により製造することができる。板状ビトリゲル１１０ｂは、後述する製造方法において、板状ビトリゲル１１０ａ同士を接着させるために用いるゾルがゲル化し、最終的にビトリゲルになったものであってもよい。なお、図１（ａ）～（ｃ）の例では、板状ビトリゲル１１０ａが管状ビトリゲル１００の側面に露出している。しかしながら、板状ビトリゲル１１０ｂが管状ビトリゲル１００の側面を覆い、板状ビトリゲル１１０ａが管状ビトリゲル１００の側面に露出しない構成としてもよい。
　本明細書において、管状ビトリゲルの内径とは、管状ビトリゲルの軸線方向に垂直な面における内腔の断面積のうち、最も狭い断面積と同じ面積の円を想定し、当該円の直径をいうものとする。ここで、管状ビトリゲルは、乾燥体であってもよいし、水和体であってもよい。
　また、本明細書において、管状ビトリゲルの外径とは、管状ビトリゲルの軸線方向に垂直な面における外縁の断面積のうち、最も広い断面積と同じ面積の円を想定し、当該円の直径をいうものとする。ここで、管状ビトリゲルは、乾燥体であってもよいし、水和体であってもよい。
　本実施形態の管状ビトリゲルは、従来の管状ビトリゲルよりも内径ＩＤを小さくすることができる。例えば、管状ビトリゲルの内径ＩＤを５μｍ程度にすることができる。管状ビトリゲルの内径には上限はなく、例えば、１０ｍ、１ｍ（１００ｃｍ）、１０ｃｍ程度にすることもできる。また、従来製造することが困難であった４ｍｍ未満の内径とすることも容易である。
　このため、本実施形態の管状ビトリゲルを、例えば、小口径の人工血管、中空糸等に利用することもできる。後述するように、少数の細胞を中空糸の内腔に保持することもできる。また、本実施形態の管状ビトリゲルを、より太い人工血管、人工尿管、人工気管、人工食道、人工腸管等に適用することもできる。また、切断された指、腕、足の融合のための外筒としても利用することができる。
　本実施形態の管状ビトリゲルにおいて、管状ビトリゲルの外径ＯＤの大きさには特に制限はなく、例えば、１０ｍ、１ｍ（１００ｃｍ）、１０ｃｍ程度にすることができるが、取り扱い性の観点から、例えば０．１ｍｍ～１０ｃｍ程度であってよい。また、本実施形態の管状ビトリゲルの軸線方向の長さは、特に限定されず、例えば３ｍｍ～１０ｍの範囲で適宜設定することができる。
　また、図１（ａ）～（ｃ）の例では管状ビトリゲルの軸線方向に垂直な面における内腔の断面形状は円であるが、断面形状はこれに限定されず、例えば、三角形、四角形（正方形、長方形、台形含む）、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形；略円形、楕円形、略楕円形、半円形、扇形等であってもよい。また、１つの管状ビトリゲルにおいて、軸線方向に垂直な面における内腔の断面形状は一定であってもよく、途中で変化してもよい。
　また、図１（ａ）～（ｃ）の例では管状ビトリゲルの軸線方向に垂直な面における外縁の断面形状は円であるが、外縁の断面形状はこれに限定されず、例えば、三角形、四角形（正方形、長方形、台形含む）、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形；略円形、楕円形、略楕円形、半円形、扇形等であってもよい。また、１つの管状ビトリゲルにおいて、軸線方向に垂直な面における外縁の断面形状は一定であってもよく、途中で変化してもよい。
　本実施形態の管状ビトリゲルは、ネイティブコラーゲン等の強度の高いハイドロゲルを材料とすることもできるし、ネイティブコラーゲンよりも強度が劣るアテロコラーゲン等のハイドロゲルを材料とすることもできる。
　本明細書において、「ゾル」とは、液体を分散媒とする分散質のコロイド粒子（粒径約１～数百ｎｍ程度）が、特に高分子化合物で構成されるものを意味する。より具体的なゾルとしては、天然物高分子化合物や合成高分子化合物の水溶液が挙げられる。そのため、これらの高分子化合物が化学結合によって網目構造をとった場合は、その網目に多量の水を保有した半固形状態の物質である、「ハイドロゲル」に転移する。すなわち、「ハイドロゲル」とは、ゾルをゲル化させたものを意味する。ハイドロゲルとして、より具体的には、天然物高分子化合物や合成高分子化合物の人工素材に架橋を導入してゲル化させたものが挙げられる。
　また、本明細書において、板状ビトリゲルは、膜状ビトリゲル、シート状ビトリゲル等といいかえることもできる。本実施形態の板状ビトリゲルの厚さは、必要に応じて適宜設定することができ、例えば０．１μｍ～５ｍｍであってもよく、例えば２μｍ～１ｍｍであってもよく、例えば２０μｍ～４００μｍであってもよい。
　本実施形態の管状ビトリゲルの材料であるゾルとしては、例えば、ゲル化する細胞外マトリックス由来成分、フィブリン、寒天、アガロース、セルロース等の天然高分子化合物、及び、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ｐｏｌｙ（ＩＩ－ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）／ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ等の合成高分子化合物が挙げられる。
　上記のゲル化する細胞外マトリックス由来成分としては、例えば、コラーゲン（Ｉ型、ＩＩ型、ＩＩＩ型、Ｖ型、ＸＩ型等）、マウスＥＨＳ腫瘍抽出物（ＩＶ型コラーゲン、ラミニン、ヘパラン硫酸プロテオグリカン等を含む）より再構成された基底膜成分（商品名「マトリゲル」）、グリコサミノグリカン、ヒアルロン酸、プロテオグリカン、ゼラチン等が挙げられ、これらに限定されない。それぞれのゲル化に至適な塩等の成分、その濃度、ｐＨ等を選択し所望のハイドロゲルを製造することができる。中でも、ゾルとしては、ゲル化する細胞外マトリックス由来成分が好ましく、コラーゲンがより好ましい。また、コラーゲンの中でも、ネイティブコラーゲン又はアテロコラーゲンが更に好ましい。
　上述したように、「ビトリゲル」とは、従来のハイドロゲルを乾燥させることによりガラス化（ｖｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）したものを再水和して得られる安定した状態にあるゲルのことを指し、発明者によって、「ビトリゲル（ｖｉｔｒｉｇｅｌ）（登録商標）」と命名されている。
　ガラス化工程、すなわち、ハイドロゲル内の自由水を完全に除去した後に結合水の部分除去を進行させる工程の期間を長くすればするほど、再水和した場合に、透明度及び強度が優れたビトリゲルを得ることができる。なお、必要に応じて短期間の乾燥後に再水和して得たビトリゲルをリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）等で洗浄し、再度ガラス化することもできる。
　乾燥方法としては、例えば、風乾、密閉容器内で乾燥（容器内の空気を循環させ、常に乾燥空気を供給する。）、シリカゲルを置いた環境下で乾燥する等、種々の方法を用いることができる。例えば、風乾の方法としては、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器内で２日間程度乾燥させること、無菌状態のクリーンベンチ内で、２４時間程度、室温で乾燥させること等が挙げられる。
　また、本明細書において、乾燥後、再水和していないハイドロゲルの乾燥体を、単に「ハイドロゲルの乾燥体」という場合がある。そして、ハイドロゲルの乾燥後に水和させて得られたゲルを「ビトリゲル」として区別して表す。本明細書では、ビトリゲルを乾燥させて得られた乾燥体（ビトリゲル乾燥体）、ビトリゲル乾燥体を更に再水和して得られたビトリゲル乾燥体の再水和物もビトリゲルという。また、場合により、ハイドロゲルとビトリゲルを区別せずにハイドロゲルという場合がある。
　本実施形態の管状ビトリゲルは、管状ビトリゲルの内腔の表面（内表面）の凹凸と比較して、前記管の外表面の凹凸が大きくてもよい。
　より詳細には、管状ビトリゲルの軸線方向に沿った内表面の凹凸と比較して、管状ビトリゲルの軸線方向に沿った外表面の凹凸が大きくてもよい。ここで、外表面の凹凸は、例えば、図１（ａ）～（ｃ）における、個々の板状ビトリゲル１１０ａ、１１０ｂの外径がばらつくこと等により大きくなる場合がある。これに対し、本実施形態の管状ビトリゲルを後述する製造方法により製造した場合には、管状ビトリゲルの軸線方向に沿った内表面の凹凸は小さいものとなる。
［変形例］
（第１実施形態）
　１実施形態において、本発明は、上述した管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられた、管状ビトリゲルを提供する。
　図２（ａ）～（ｃ）は、本実施形態の管状ビトリゲルの一例の構造を説明する模式図である。図２（ａ）は、本実施形態の管状ビトリゲルの斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ－ｂ’線における矢視断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のｃ－ｃ’線における矢視断面図である。図２（ａ）～（ｃ）に示すように、管状ビトリゲル２００は、上述した管状ビトリゲル１００の外周にシート状ビトリゲル２１０が更に巻き付けられた構造を有している。
　管状ビトリゲル２００の内径は上述した管状ビトリゲル１００と同様である。管状ビトリゲル２００の外径は、上述した管状ビトリゲル１００と比較して、シート状ビトリゲル２１０が更に巻き付けられている分大きくなっている。
　シート状ビトリゲルの厚さは、必要に応じて適宜設定することができ、例えば０．１μｍ～５ｍｍであってもよく、例えば２μｍ～１ｍｍであってもよく、例えば２０μｍ～４００μｍであってもよい。
　管状ビトリゲル２００は、シート状ビトリゲル２１０が更に巻き付けられていることにより、強度が向上している。このため、例えば動脈に適用する人工血管、人工気管、人工食道等として利用することができる。
　シート状ビトリゲル２１０は、一方面と他方面とを貫通した複数の貫通孔を有していてもよい。貫通孔を有するシート状ビトリゲルは、凹凸面への密着が良好である傾向にあるため、管状ビトリゲル１００の周囲に巻き付けた場合に、より良好に密着することができる。また、管状ビトリゲル２００が、シート状ビトリゲル２１０の部分で生体に接触する場合においても、より良好に密着することができる。
（第２実施形態）
　１実施形態において、本発明は、上述した管状ビトリゲルの少なくとも一部に機能性材料を含む、管状ビトリゲルを提供する。管状ビトリゲルは、外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられたものであってもよい。
　例えば、図１（ａ）～（ｃ）に示した管状ビトリゲル１００又は図２（ａ）～（ｃ）に示した管状ビトリゲル２００において、板状ビトリゲル１１０ａの一部又は全部が機能性材料を含んでいてもよいし、板状ビトリゲル１１０ｂの一部又は全部が機能性材料を含んでいてもよいし、シート状ビトリゲル２１０の一部又は全部が機能性材料を含んでいてもよい。
　機能性材料としては、例えば、支持体、磁性体、蛍光物質、造影剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、分化誘導因子等が挙げられる。
　支持体としては、例えばメッシュ状構造体が挙げられる。メッシュ状構造体により、気管や消化管等の強度補強と形状保持の機能を奏することができる。支持体の材質としては、生体適合性有機化合物、生体適合性無機化合物等が挙げられ、より具体的には、プラスチック、金属、セラミック等が挙げられる。
　磁性体としては、例えば磁気ビーズが挙げられる。管状ビトリゲルが一部に磁性体を含む場合、例えば生体内に移植した後に、生体の外部から磁場を与えることにより、移動させること等が可能になる。
　また、管状ビトリゲルが一部に蛍光物質、造影剤等を含む場合、例えば生体内に移植した後に、近赤外蛍光イメージング、Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｓｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ（ＭＲＩ）、Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＣＴ）等により、生体の外部から管状ビトリゲルを観察することが可能になる。
　また、管状ビトリゲルが一部に免疫抑制剤、抗炎症剤等を含む場合、例えば生体に移植した場合の炎症反応等を抑制することができる。
　また、管状ビトリゲルが一部に分化誘導因子等を含む場合、本実施形態の管状ビトリゲルを細胞の分化に用いることができる。詳細は後述する。
　管状ビトリゲルの少なくとも一部に機能性材料を含有させる方法としては、例えば、管状ビトリゲルの製造工程において材料に用いる板状ハイドロゲルに機能性材料を含有させる方法が挙げられる。板状ハイドロゲルの材料となるゾルに機能性材料を含有させた状態でゲル化することにより、機能性材料を含有した板状ハイドロゲルを得ることができる。
　あるいは、管状ビトリゲルを、機能性材料を含有した液体に浸漬することにより、管状ビトリゲルを構成するビトリゲルの内部に機能性材料を取り込ませてもよい。
［管状ビトリゲルの製造装置］
　１実施形態において、本発明は、基台と、前記基台に固定可能な柱状構造体とを有する、上述した管状ビトリゲルの製造装置を提供する。本実施形態の製造装置において、柱状構造体は基台に固定されていてもよい。
　後述するように、柱状構造体の外径は、管状ビトリゲルの内径に対応することになる。
このため、管状ビトリゲルの内径は５μｍ以上であることができる。柱状構造体の外径が小さい場合、例えば１ｍｍ以下、例えば数百μｍ以下、例えば数十μｍ以下である場合、柱状構造体は単繊維状構造体であるということができる。柱状又は単繊維状構造体は、直線状の構造体であってもよいし、少なくとも一部が曲がった形状の構造体であってもよい。
　図３（ａ）は、本実施形態の製造装置の一例を示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、製造装置３００ａは、基台３１０と、基台３１０に固定可能な柱状又は単繊維状構造体３２０とを有する。
　基台３１０の材質は特に限定されず、シリコン樹脂等の樹脂が挙げられる。柱状又は単繊維状構造体３２０の材質も特に限定されず、金属、樹脂、ガラス、生体由来物質等が挙げられる。金属としては、例えばステンレスが挙げられる。すなわち、柱状又は単繊維状構造体３２０としては、上記の材質の材料で形成された、棒、管、単繊維等を用いることができる。
　後述するように、本実施形態の製造装置３００ａの柱状又は単繊維状構造体３２０に、貫通孔を有する板状ハイドロゲルを貫通させて積層することにより、上述した管状ビトリゲルを製造することができる。
　このため、柱状又は単繊維状構造体３２０の外径は、管状ビトリゲルの内径に対応することになる。上述したように、管状ビトリゲルの内径は５μｍ以上であることができる。
したがって、柱状又は単繊維状構造体３２０の外径は、５μｍ以上であってよい。上限値としては、１０ｍ、１ｍ（１００ｃｍ）、１０ｃｍ等が挙げられる。
　実施例において後述するように、本実施形態の製造装置は、柱状又は単繊維状構造体３２０の基部（基台３１０に近接した部分）に、柱状又は単繊維状構造体３２０よりも外径が大きい台座を更に有していてもよい。
　図３（ｂ）は、台座３３０を更に有する製造装置３００ｂを示す斜視図である。製造装置３００ｂにおいて、台座３３０の材質は特に限定されず、樹脂、ガラス、金属等が挙げられる。
　台座３３０の基台３１０と反対側の端部３３１の外径は、製造する管状ハイドロゲルの外径ＯＤよりも小さいことが好ましい。ここで、台座３３０の端部３３１の外径とは、台座３３０の端部３３１の、柱状又は単繊維状構造体３２０に垂直な面における断面積と同じ面積の円を想定し、当該円の直径をいうものとする。
　図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるｃ－ｃ’線における断面図であり、製造装置３００ｂの柱状又は単繊維状構造体３２０に、貫通孔を有する板状ハイドロゲル１１０ａを貫通させ、台座３３０に接した状態を示す。
　図３（ｃ）に示すように、台座３３０の端部３３１の外径が、製造する管状ハイドロゲルの外径ＯＤ（板状ハイドロゲル１１０ａの外径ＯＤ）よりも小さいことにより、板状ハイドロゲル１１０ａの外縁部は重力によりわずかに基台３１０側に近接する。そして、柱状又は単繊維状構造体３２０に板状ハイドロゲル１１０ａを更に貫通させて積層すると、それぞれの板状ハイドロゲル１１０ａの外縁部が基台３１０側に近接した状態で積層されることになる。発明者は、製造装置３００ｂで製造した管状ハイドロゲルは、製造装置３００ａで製造した管状ハイドロゲルよりも、板状ハイドロゲル１１０ａ同士の密着強度に優れることを見出した。
　図３（ｄ）は、製造装置３００ｂの柱状又は単繊維状構造体３２０に、板状ハイドロゲル１１０ａを複数貫通させて積層した状態を示す断面図である。なお、図３（ｄ）では、板状ハイドロゲル１１０ａにゾル１１０ｂ’を塗布した状態を示す。ゾル１１０ｂ’については後述する。
（変形例）
　台座３３０の端部３３１と反対側の端部の形状は特に限定されない。例えば、台座３３０のみで製造装置３００ｂを自立させてもよい。この場合、台座３３０は基台３１０を兼ねているということができる。
［管状ビトリゲルの製造方法］
　１実施形態において、本発明は、管状ビトリゲルの製造方法であって、上述した製造装置の柱状又は単繊維状構造体に、（ｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルの表面にゾルを塗布した後、前記貫通孔を貫通させて積層するか、又は、（ｉｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルを、前記貫通孔を貫通させて積層した後に表面にゾルを塗布し、表面にゾルが塗布された、板状ビトリゲルの積層体を得る工程（ａ）と、前記ゾルをゲル化し、前記積層体を構成する各板状ビトリゲルが連結した管状ハイドロゲルを得る工程（ｂ）と、前記管状ハイドロゲルを乾燥させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程（ｃ）と、前記管状ハイドロゲルの乾燥体を再水和して前記柱状又は単繊維状構造体から外し、管状ビトリゲルを得る工程（ｄ）と、を含む、製造方法を提供する。以下、各工程について説明する。
（工程（ａ））
　工程（ａ）では、（ｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルの表面にゾルを塗布した後、製造装置の柱状又は単繊維状構造体に、板状ビトリゲルの貫通孔を貫通させて積層し、板状ビトリゲルの積層体を得るか、又は、（ｉｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルを、製造装置の柱状又は単繊維状構造体に、板状ビトリゲルの貫通孔を貫通させて積層した後に表面にゾルを塗布し、表面にゾルが塗布された、板状ビトリゲルの積層体を得る。
　図３（ｄ）は、製造装置３００ｂの柱状又は単繊維状構造体３２０に、板状ハイドロゲル１１０ａを複数貫通させて積層した状態を示す断面図である。図３（ｄ）では、板状ハイドロゲル１１０ａにゾル１１０ｂ’を塗布した状態を示す。ここで、板状ハイドロゲル１１０ａは、ガラス化工程を経た板状ビトロゲルであってもよい。
　ゾル１１０ｂ’がコラーゲンゾルである場合、コラーゲンゾルは至適な塩濃度を有するものとして、例えば、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、ＨＢＳＳ（Ｈａｎｋ’ｓ　Ｂａｌａｎｃｅｄ　Ｓａｌｔ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、基礎培養液、無血清培養液、血清含有培養液等を用いて、調製したものを用いることができる。また、コラーゲンのゲル化の際の溶液のｐＨは、例えば６～８とすることができる。また、コラーゲンゾルの調製は例えば４℃程度で行えばよい。
　特に無血清培養液を用いる場合、他動物血清成分中に含まれる、生体への適用に適さない物質（例えば、抗原、病原因子等）がハイドロゲルに含まれることを回避できる。このため、無血清培養液を用いて得られたハイドロゲルは、医療用に好適に用いられる。
　また、ハイドロゲルを製造するためのコラーゲンゾルの濃度は、０．１～１．０質量％であることが好ましく、０．２～０．６質量％であることがより好ましい。コラーゲンゾルの濃度が上記下限値以上であることにより、ゲル化が弱すぎず、また、コラーゲンゾルの濃度が上記上限値以下であることにより、均一なコラーゲンゲルからなるハイドロゲルを得ることができる。
　板状ハイドロゲル１１０ａの少なくとも一部又はゾル１１０ｂ’に上述した機能性材料を含有させてもよい。これにより、少なくとも一部に機能性材料を含む管状ビトリゲルを製造することができる。
（工程（ｂ））
　工程（ｂ）では、ゾル１１０ｂ’をゲル化し、前記積層体を構成する各板状ビトリゲルが連結した管状ハイドロゲルを得る。ゾル１１０ｂ’を保温する温度は、用いるゾルの種類に応じて適宜調整することができる。例えば、ゾルがコラーゲンゾルである場合、ゲル化する際の保温は、用いるコラーゲンの動物種に依存したコラーゲンの変性温度より低い温度とすることができ、一般的には２０℃以上３７℃以下の温度で保温することで数分から数時間でゲル化を行うことができる。
（工程（ｃ））
　工程（ｃ）では、工程（ｂ）で得られた管状ハイドロゲルを乾燥させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る。乾燥方法としては、上述したものと同様であり、例えば、風乾、密閉容器内で乾燥、シリカゲルを置いた環境下で乾燥する等、種々の方法を用いることができる。
　１実施形態において、本工程で得られた管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射してもよい。紫外線の照射には、公知の紫外線照射装置を使用することができる。管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射エネルギーは、単位面積あたりの総照射量が、０．１ｍＪ／ｃｍ２～６０００ｍＪ／ｃｍ２であることが好ましく、１０ｍＪ／ｃｍ２～４０００ｍＪ／ｃｍ２であることがより好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２～３０００ｍＪ／ｃｍ２であることが更に好ましい。総照射量が上記の範囲であることにより、続く再水和により得られる管状ビトリゲルの透明度及び強度を特に好ましいものとすることができる。
　また、管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射は、複数回繰り返し行ってもよい。
管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射を繰り返す場合、１度目の紫外線の照射を行った後に、紫外線照射処理を施した管状ハイドロゲルの乾燥体の再水和及び再ガラス化の工程を行い、その後２度目以降の再ガラス化後の管状ビトリゲルの乾燥体への紫外線の照射を行ってもよい。
　単位面積あたりの紫外線総照射量が同一であるとき、管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射を、複数回に分割して繰り返して行うことで、続く再水和工程において得られる管状ビトリゲルの透明度及び強度をより高めることができる。また分割の回数は多いほど好ましい。例えば、管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射の単位面積あたりの総照射量が、１０００ｍＪ／ｃｍ２～４０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲であるとき、該範囲内での照射回数が２～１０回であってもよく、２～６回であってもよい。
　また、管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線の照射を繰り返す場合、例えば、管状ハイドロゲルの乾燥体を回転させ、紫外線の照射面を変えながら照射して、全ての照射面の単位面積あたりの照射量の合計を、管状ハイドロゲルの乾燥体への紫外線総照射量としてもよい。
　紫外線の照射を、管状ハイドロゲルの乾燥体に行うことで、続く再水和工程において得られる管状ビトリゲルの強度と透明度が高まるのは、管状ビトリゲル内の高分子化合物同士が、紫外線によって架橋されるためであると考えられる。つまり、当該操作により、高い透明度及び強度を管状ビトリゲルに付与することができる。
　さらに、得られた紫外線照射処理を施した管状ハイドロゲルの乾燥体をＰＢＳや培養液等で再水和することで、管状ビトリゲルとしてもよい。さらに、得られた管状ビトリゲルを乾燥することで、再ガラス化させて、管状ビトリゲルの乾燥体としてもよい。
（工程（ｄ））
　工程（ｄ）では、工程（ｃ）で得られた管状ハイドロゲルの乾燥体を再水和して、製造装置の柱状又は単繊維状構造体から外し、管状ビトリゲルを得る。得られた管状ビトリゲルは、乾燥工程と水和工程を１回又は複数回更に繰り返してもよい。
［変形例］
（第１実施形態）
　上述したように、管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルを更に巻き付けてもよい。この場合、上記工程（ａ）の後、上記工程（ｂ）の前に、板状ビトリゲルの積層体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付ける工程を更に含んでもよい。
　あるいは、上記工程（ｂ）の後、上記工程（ｃ）の前に、管状ハイドロゲルに、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得る工程を更に含んでもよい。
　あるいは、上記工程（ｃ）の後、上記工程（ｄ）の前に、管状ハイドロゲルの乾燥体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得て、当該管状ハイドロゲルを乾燥させて、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程を更に含んでいてもよい。
　この場合、シート状ハイドロゲルを巻き付け、管状ハイドロゲルの乾燥体を得るのは、上記工程（ｃ）の後、上述した紫外線照射の前であってもよいし、上述した紫外線照射の後、上記工程（ｄ）の前であってもよい。
（第２実施形態）
　１実施形態において、本発明は、巻いたシート状ビトリゲルからなる管状ビトリゲルを提供する。
　本実施形態の管状ビトリゲルは、例えば、シート状ビトリゲルの一方面にゾルを塗布する工程と、柱状構造体に、前記シート状ビトリゲルの前記一方面側を接触させて巻きつける工程と、前記ゾルをゲル化し、管状ハイドロゲルを得る工程と、前記管状ハイドロゲルを乾燥させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程と、前記管状ハイドロゲルの乾燥体を再水和して前記柱状構造体から外し、管状ビトリゲルを得る工程とを含む製造方法により製造することができる。
　上述したように、特許文献１に記載の製造方法では、内径４ｍｍ未満の管状ビトリゲルの製造は困難である。また、特許文献１に記載の製造方法では、ネイティブコラーゲンよりも強度が劣るアテロコラーゲン等のハイドロゲルを用いて管状ビトリゲルを製造することはできない。
　これに対し、実施例において後述するように、本実施形態の製造方法によれば、内径４ｍｍ未満の管状ビトリゲルを製造することもできる。また、本実施形態の製造方法によれば、内径４ｍｍ以上の管状ビトリゲルを製造することもできる。
　また、本実施形態の製造方法によれば、ハイドロゲルの形状の長軸方向を水平に対して角度をつけて立てる必要がないため、ネイティブコラーゲンよりも強度が劣るアテロコラーゲン等のシート状ビトリゲルを用いて管状ビトリゲルを製造することもできる。
　柱状構造体としては、例えば、ステンレス、ガラス、樹脂等で形成された棒や管等を用いることができる。柱状構造体の外径は、管状ビトリゲルの内径に対応することになる。
したがって、例えば、管状ビトリゲルの内径が１～４ｍｍである場合、柱状構造体の外径は、１～４ｍｍとすることができる。
［人工管状組織］
　１実施形態において、本発明は、上述した管状ビトリゲルからなる人工管状組織を提供する。人工管状組織としては、人工血管、人工尿管、人工気管、人工消化管等が挙げられる。また、上述した管状ビトリゲルを、切断された指、腕、足の融合のための外筒としても利用することができる。本明細書では、このような外筒も人工管状組織に含めるものとする。
　上述したように、本実施形態の人工管状組織は、内径を５μｍ～数ｃｍ以上にすることができる。上限値としては、１０ｍ、１ｍ（１００ｃｍ）、１０ｃｍ等が挙げられる。このため、小口径の人工血管のみならず、より太い人工血管、人工尿管、人工気管、人工食道、人工腸管等に適用することもできる。
　また、本実施形態の人工血管は、例えば、管状ビトリゲルの周囲にシート状ビトリゲルを更に巻き付ける等の方法により強度を向上させることができる。このため、動脈に適用することもできる。
　また、上述したように、本実施形態の人工血管には、例えば、支持体、磁性体、蛍光物質、造影剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、分化誘導因子等を含ませることができる。
［細胞封入用デバイス及び細胞封入体］
　１実施形態において、本発明は、上述した管状ビトリゲルからなる細胞封入用デバイスを提供する。
　発明者は、管状ビトリゲルの内径が、特に１．５ｍｍ以下であると、管状ビトリゲルの内部に液体を保持することができる傾向にあることを見出した。
　図４は、管状ビトリゲル１００の内部に液体（細胞懸濁液４１０）を保持した細胞封入体４００の構造を示す断面模式図である。図４において、管状ビトリゲルは長軸方向が鉛直方向となるように保持されている。細胞懸濁液４１０の上部及び下部には空気が存在する。本実施形態の細胞封入用デバイスによれば、図４に示す状態で安定に細胞懸濁液を保持し、細胞を封入することができる。
　細胞懸濁液４１０は、例えば次のようにして細胞封入用デバイスに保持することができる。まず、細胞封入用デバイスを長軸方向が鉛直方向となるように保持する。続いて、細胞封入用デバイスの上端から吸引し、細胞懸濁液４１０を吸い上げる。続いて、細胞封入用デバイスの上端から更に吸引し、空気４２０を吸い上げる。この結果、細胞封入用デバイスの長軸方向の中央部分に細胞を含む液体を保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、細胞封入体を得ることができる。
　あるいは、実施例において後述するように、ニードル付きシリンジ等を用いて、細胞封入用デバイスの長軸方向の中央部分に細胞懸濁液４１０を注入することによっても、細胞封入用デバイスの長軸方向の中央部分に細胞を含む液体を保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、細胞封入体を得ることができる。
　細胞封入体において、空気４２０は、細胞を封入する栓として機能する。また、実施例において後述するように、細胞封入体の両端にゾルを注入してゲル化することにより、より強固な栓を形成することもできる。
　本実施形態の細胞封入体に、例えば治療用細胞を封入して、生体に移植することができる。治療用細胞としては特に制限されないが、例えば、膵島細胞、ドーパミン産生細胞等が挙げられる。
　また、上述したように、本実施形態の細胞封入体には、例えば、支持体、磁性体、蛍光物質、造影剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、分化誘導因子等の機能性材料を含ませることができる。機能性材料については上述したものと同様である。このため、生体の外部から細胞封入体に磁場を与えて移動させる、生体の外部から細胞封入体を観察する、細胞封入体を生体に移植した場合の炎症反応等を抑制する等の機能を持たせることができる。
　本実施形態の細胞封入体によれば、細胞封入用デバイス側に機能性材料を含ませることができる。このため、例えば、細胞内に磁性体等の機能性材料を導入する場合と比較して、細胞に対する毒性を低減することができる。
　また、本実施形態の細胞封入体に、例えば、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）等の多能性幹細胞を封入し、分化誘導因子を作用させて所望の細胞に分化させることができる。
　分化誘導因子は、予め管状ビトリゲルに含有させておき、管状ビトリゲルから徐放性に供給して細胞に作用させてもよい。あるいは、分化誘導因子を含む培養液中に、本実施形態の細胞封入体を浸漬することにより、培養液中の分化誘導因子が管状ビトリゲルを透過して細胞に作用する構成としてもよい。
　ここで、複数種類の分化誘導因子が、予め管状ビトリゲルに含有されており、所定のタイミングで所定の分化誘導因子が順次供給される構成としてもよい。あるいは、それぞれ異なる分化誘導因子を含む複数の培養液を用意しておき、本実施形態の細胞封入体を所定のタイミングで所定の分化誘導因子を含む培養液に順次浸漬する構成としてもよい。これにより、多能性幹細胞を所望の細胞に分化させることができる。
　次に実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［製造例１］
　図５に示す製造装置を用いて、貫通孔を有する板状ビトリゲルを製造した。図５は、本製造例で使用した製造装置の構造を示す模式図である。図５に示すように、製造装置５００は、底面部５１０と側面部５２０とを有する容器部５３０と、底面部５１０に接して配置可能な複数の柱状治具５４０とを有していた。柱状治具５４０として、直径１ｍｍの円柱状のステンレス製シャフトを使用した。
　まず、製造装置を７０％エタノールで殺菌し、クリーンベンチ内で乾燥させた。続いて、氷上で無血清培養液１６ｍＬを５０ｍＬコニカルチューブに分注した。続いて、ブタアテロコラーゲン（関東化学社製、コラーゲン濃度１質量％）１６ｍＬを添加し、均一なコラーゲンゾルを調製した。無血清培養液としては、ＤＭＥＭ培地（カタログ番号「１１８８５－０８４」、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）に、２０ｍＭ　ＨＥＰＥＳ（カタログ番号「１５６３０－０８０」、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）及び１００ユニット／ｍＬ　ペニシリン、１００μｇ／ｍＬ　ストレプトマイシン（カタログ番号「１５１４０－１４８」、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を含有させたものを使用した。
　続いて、製造装置５００の容器部にゾル２６．７ｍＬを注入した。続いて、製造装置を３７℃、５％ＣＯ２に設定したインキュベーター内に２時間静置してゲル化させ、ハイドロゲルを得た。
　続いて、ハイドロゲル内の自由水を容器の底面部と側面部の間隙より脱水させるとともに上面から乾燥させ、ハイドロゲルの高さが６ｍｍになった時点で製造装置から多孔質のハイドロゲルを取り出し、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させた。
　続いて、ガラス化後、恒温恒湿器から取り出し、ＰＢＳ中で再水和させた。更に、新鮮なＰＢＳで再水和による洗浄工程を繰り返し、合計３回洗浄した後、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させることで再ガラス化させ、製造例１の「直径１ｍｍの貫通孔を有する板状ビトリゲル乾燥体」を得た。
［実験例１］
　本実験例では、まず、管状ビトリゲルの製造装置を作製し、続いて、管状ビトリゲルを作製した。図６（ａ）～（ｈ）は本実験例の過程を示す写真である。
（管状ビトリゲルの製造装置の作製）
　図６（ａ）に示すように、５ｍｍ厚のシリコンシート、直径１ｍｍ×長さ５ｃｍのステンレス棒、１０００μＬのマイクロピペット用チップの先端を用意した。続いて、シリコンシートを３×３ｃｍに切断して基台とし、中央に直径１ｍｍの穴を開けた。
　続いて、図６（ｂ）に示すように、シリコンシートに開けた穴にステンレス棒（柱状構造体）を立て、ステンレス棒の基部に１０００μＬのマイクロピペット用チップの先端で作製した台座を配置した。
（管状ビトリゲルの作製）
　まず、製造例１で製造した「直径１ｍｍの貫通孔を有する板状ビトリゲル乾燥体」をＰＢＳ中で再水和させた。図６（ｃ）は、直径１ｍｍの貫通孔を有する板状ビトリゲルの写真である。続いて、図６（ｄ）に示すように、直径２．５ｍｍのトレパンを用いて板状ハイドロゲルの貫通孔の周囲を切り出し、貫通孔を有する板状ビトリゲルを多数作製した。
　続いて、氷上で製造例１と同様の無血清培地２ｍＬとブタアテロコラーゲン２ｍＬを混合し、均一なコラーゲンゾルを調製した。続いて、上述した貫通孔を有する板状ビトリゲルを上述したコラーゲンゾルに浸し、図６（ｂ）に示す製造装置のステンレス棒に板状ビトリゲルの貫通孔を貫通させた。この操作を繰り返し、合計２４枚の板状ビトリゲルを積層した積層体を得た。図６（ｅ）は、板状ビトリゲルを積層した状態を示す写真である。
　続いて、板状ビトリゲルの積層体の周囲のゾルを少し除き、室温のクリーンベンチ内でゲル化させ、管状ハイドロゲルを得た。続いて、図６（ｆ）に示すように、製造装置ごと、管状ハイドロゲルを、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得た。続いて、管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射した。紫外線の照射量は、１方向あたり８００ｍＪ／ｃｍ２とし、９０°ずつ回転させて４方向から照射した。
　続いて、図６（ｇ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体をＰＢＳ中で再水和してステンレス棒から外し、水和体の管状ビトリゲルを得た。続いて、図６（ｈ）に示すように、得られた水和体の管状ビトリゲルを１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で再度乾燥させ再ガラス化し、管状ビトリゲルの乾燥体を得た。
［実験例２］
　本実験例では、外径４．５７ｍｍのステンレス管に板状ビトリゲルを巻き付けて管状ビトリゲルを作製した。図７（ａ）～（ｎ）は本実験例の過程を示す写真である。
　予め作製しておいたアテロコラーゲンビトリゲル膜（コラーゲン量：５ｍｇ／ｃｍ２）乾燥体をＰＢＳ中で再水和することで板状ビトリゲルを調製した。図７（ａ）は、板状ビトリゲルの写真である。続いて、図７（ｂ）に示すように、再水和した板状ビトリゲルを矩形状（２０ｍｍ×３２ｍｍ）に切断した。続いて、図７（ｃ）に示すように、矩形状に切断した板状ビトリゲルを再度乾燥させ再ガラス化し、片面のみに紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ２照射した。続いて、図７（ｄ）に示すように、紫外線を照射した板状ビトリゲルをＰＢＳ中で再水和した。
　続いて、氷上で製造例１と同様の無血清培地２．５ｍＬとブタアテロコラーゲン２．５ｍＬを混合し、均一なコラーゲンゾルを調製した。続いて、図７（ｅ）に示すように、上述した板状ビトリゲル上にコラーゲンゾル２００μＬを載せた。続いて、図７（ｆ）に示すように、コラーゲンゾルを板状ビトリゲルの表面全体に広げた。
　続いて、外径４．５７ｍｍのステンレス管の外表面上に、片面をシリコン処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜を両面テープで貼り付けた。この時外側をシリコン処理面とした。続いて、図７（ｇ）～（ｉ）に示すように、ステンレス管に板状ビトリゲルを巻き付けた。
　続いて、図７（ｊ）に示すように、室温のクリーンベンチ内でゲル化させ、管状ハイドロゲルを得た。続いて、ステンレス管ごと、管状ハイドロゲルを、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得た。続いて、図７（ｋ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射した。紫外線の照射量は、１方向あたり２００ｍＪ／ｃｍ２とし、９０°ずつ回転させて４方向から照射した。
　続いて、図７（ｌ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体をＰＢＳ中で再水和した。続いて、図７（ｍ）に示すように、ステンレス管から外し、水和体の管状ビトリゲルを得た。続いて、図７（ｎ）に示すように、得られた水和体の管状ビトリゲルを１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で再度乾燥させ再ガラス化し、管状ビトリゲルの乾燥体を得た。
［実験例３、４］
　外径２．４１ｍｍのステンレス管を用いた点以外は、実験例２と同様にして、実験例３の管状ビトリゲルを作製した。また、外径１．２６ｍｍのステンレス管を用いた点以外は、実験例２と同様にして、実験例４の管状ビトリゲルを作製した。実験例４の管状ビトリゲルは、ステンレス管に板状ビトリゲルを巻き付けるのが困難であった。
　図８（ａ）～（ｐ）は、実験例１～４の管状ビトリゲルの写真である。図８（ａ）、（ｂ）は、実験例１の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図８（ｃ）、（ｄ）は、実験例１の水和体の管状ビトリゲルの写真である。
　図８（ｅ）、（ｆ）は、実験例２の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図８（ｇ）、（ｈ）は、実験例２の水和体の管状ビトリゲルの写真である。
　図８（ｉ）、（ｊ）は、実験例３の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図８（ｋ）、（ｌ）は、実験例３の水和体の管状ビトリゲルの写真である。
　図８（ｍ）、（ｎ）は、実験例４の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図８（ｏ）、（ｐ）は、実験例４の水和体の管状ビトリゲルの写真である。
　その結果、実験例１の管状ビトリゲルは、乾燥体の状態であっても水和体の状態であっても、ピンセットで容易に挟むことができ、取り扱い性が良好であることが明らかとなった。一方、実験例２～４の管状ビトリゲルは、乾燥体の状態であっても水和体の状態であっても、ピンセットで挟むと滑りやすい傾向にあった。また、管の軸方向に対して垂直な方向からピンセットで挟むと、管を容易に潰してしまう傾向にあった。
　以上の結果から、実験例１の管状ビトリゲルは、実験例２～４の管状ビトリゲルよりも内径を小さくすることが容易であり、また取り扱い性にも優れている傾向があることが明らかとなった。
［実験例５］
（管状ビトリゲルへの通液）
　実験例１の管状ビトリゲルに滅菌水を通液できることを確認した。図９（ａ）～（ｅ）は本実験例の過程を示す写真である。
　まず、図９（ａ）に示すように、実験例１の管状ビトリゲルに、留置針カテーテル（品番「ＮＩＣ＊２６×３／４」、カテーテル（ゲージ２６Ｇ）、内針（ゲージ２７Ｇ）、いずれもニプロ社）を挿入した。
　続いて、図９（ｂ）に示すように、留置針カテーテルの挿入部をパラフィルムで固定した。続いて、図９（ｃ）に示すように、１ｍＬシリンジを装着した。続いて、図９（ｄ）に示すように、シリンジで滅菌水を吸い上げた。続いて、シリンジで滅菌水を押し出した。その結果、図９（ｅ）に示すように、実験例１の管状ビトリゲルに滅菌水を通液できることが確認された。
［実験例６］
（管状ビトリゲルへのＰＢＳの注入）
　実験例１の管状ビトリゲルの内部に液体を保持できることを確認した。図１０（ａ）～（ｃ）は本実験例の過程を示す写真である。
　図１０（ａ）は、実験例１の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図１０（ｂ）に示すように、実験例１の管状ビトリゲルに、留置針カテーテルを挿入し、管状ビトリゲルの中央部分にＰＢＳを注入した。
　図１０（ｃ）は、ＰＢＳを注入後の管状ビトリゲルの写真である。その結果、長軸方向の中央部分にＰＢＳを保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、ＰＢＳの封入体が得られたことが確認された。
［実験例７］
（管状ビトリゲルへの無血清培養液の注入）
　実験例１の管状ビトリゲルの内部に液体を保持できることを確認した。図１１（ａ）～（ｃ）は本実験例の過程を示す写真である。
　図１１（ａ）は、実験例１の管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図１１（ｂ）に示すように、実験例１の管状ビトリゲルに、留置針カテーテルを挿入し、管状ビトリゲルの中央部分に無血清培養液を注入した。その結果、長軸方向の中央部分に無血清培養液を保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、無血清培養液の封入体が得られたことが確認された。
　図１１（ｃ）は、無血清培養液を注入後の管状ビトリゲルをピンセットで挟んで鉛直方向に担持した状態を示す写真である。その結果、鉛直方向に担持しても、封入した無血清培養液が漏れ出ないことが確認された。
　この結果は、医療現場等において、細胞懸濁液を管状ビトリゲルに封入した状態で、容易にピンセット等で取り扱えることを示す。したがって、管状ビトリゲルは培養液等に懸濁した細胞の移植に利用できることが期待された。
［実験例８］
（管状ビトリゲルへの細胞の注入）
　実験例１の管状ビトリゲルの内部に細胞を封入した。図１２（ａ）～（ｃ）は本実験例の過程を示す写真である。
　図１２（ａ）に示すように、ゲルローディングチップ（品番「２－４４９３－０６」、アズワン社）を用いて、実験例１の管状ビトリゲルの中央部分にヒト真皮由来線維芽細胞の懸濁液７μＬ（１×１０４個）を注入した。
　続いて、図１２（ｂ）に示すように、管状ビトリゲルの両端に０．５％アテロコラーゲンゾルを３～４μＬずつ注入した。続いて、図１２（ｃ）に示すように、３７℃の細胞培養用５％炭酸ガスインキュベーター内で５分間静置した。その結果、アテロコラーゲンゾルがゲル化し、細胞封入体が得られた。
［実験例９］
（細胞封入体を用いた細胞の培養）
　実験例８で作製した細胞封入体中の細胞を培養した。まず、細胞封入体を培養液中に浮かべた。図１３（ａ）は、細胞封入体を培養液中に浮かべた状態を示す写真である。また、図１３（ｂ）は図１３（ａ）を拡大した写真である。また、図１３（ｃ）は、細胞封入体を培養液中に浮かべて５分後の状態を示す写真である。また、図１３（ｄ）は図１３（ｃ）を拡大した写真である。
　図１４（ａ）～（ｄ）は、培養１５分後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。図１５は、培養１５分後の細胞封入体の全体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す写真である。図１６（ａ）及び（ｂ）は、培養１時間後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。図１７（ａ）～（ｄ）は、培養３日後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。図１８（ａ）～（ｄ）は、培養７日後の細胞封入体を位相差顕微鏡で観察した結果を示す顕微鏡写真である。
　以上の結果から、管状ビトリゲルに封入した細胞は、培養することで良好に増殖できることが明らかとなった。
［実験例１０］
　本実験例では、まず、管状ビトリゲルの製造装置を作製し、続いて、管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられた、管状ビトリゲルを作製した。図１９（ａ）～（ｎ）及び図２０（ａ）～（ｉ）は本実験例の過程を示す写真である。
（管状ビトリゲルの製造装置の作製）
　図１９（ａ）に示すように、１ｍＬピペット（外径４．６ｍｍ）の先端５ｃｍを切断し柱状構造体とした。また、１５ｍＬコニカルチューブの下端１ｃｍを切断して中心に穴を開け、基台を兼ねた台座とした。続いて、図１９（ｂ）に示すように、柱状構造体と台座を７０％エタノールで殺菌し、両者を組み合わせて製造装置を作製した。
（管状ビトリゲルの作製）
　図１９（ｃ）は、再水和したアテロコラーゲンビトリゲル膜（コラーゲン量５ｍｇ／ｃｍ２）の写真である。図１９（ｄ）に示すように、直径５ｍｍのトレパンを用いてアテロコラーゲンビトリゲル膜を切り抜いた。この結果、直径５ｍｍの板状ビトリゲルが得られた。続いて、図１９（ｅ）に示すように、直径５ｍｍの板状ビトリゲルの中心部分を直径３．５ｍｍのトレパンを用いて切り抜き、貫通孔を有する板状ビトリゲルを得た。同様にして、貫通孔を有する板状ビトリゲルを合計３２枚作製した。
　続いて、氷上で製造例１と同様の無血清培地２ｍＬとブタアテロコラーゲン２ｍＬを混合し、均一なコラーゲンゾルを調製した。続いて、図１９（ｆ）に示すように、上述した貫通孔を有する板状ビトリゲルを上述したコラーゲンゾルに浸した。
　続いて、図１９（ｇ）に示すように、製造装置の柱状構造体に板状ビトリゲルの貫通孔を貫通させた。この操作を繰り返し、合計３２枚の板状ビトリゲルを積層した積層体を得た。図１９（ｈ）は、板状ビトリゲルを積層した状態を示す写真である。
　続いて、板状ビトリゲルの積層体の周囲のゾルを少し除き、室温のクリーンベンチ内でゲル化させ、管状ハイドロゲルを得た。続いて、製造装置ごと、管状ハイドロゲルを、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させ、図１９（ｉ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体を得た。続いて、管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射した。紫外線の照射量は、１方向あたり８００ｍＪ／ｃｍ２とし、９０°ずつ回転させて４方向から照射した。
　続いて、図１９（ｊ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体をＰＢＳ中で再水和して台座を外した。
　図１９（ｋ）は、一方面と他方面とを貫通した複数の貫通孔を有するシート状ビトリゲル（コラーゲン量５ｍｇ／ｃｍ２）を再水和した状態を示す写真である。続いて、図１９（ｌ）に示すように、シート状ビトリゲルを矩形状（５ｃｍ×２ｃｍ）に切断した。続いて、図１９（ｍ）に示すように、矩形状に切断したシート状ビトリゲルの一方面上にコラーゲンゾル３００μＬを塗布した。
　続いて、図１９（ｎ）に示すように、上述した、柱状構造体に巻き付いた状態の管状ハイドロゲルを、シート状ビトリゲルのコラーゲンゾルを塗布した面に接触させて巻きつけた。
　図２０（ａ）～（ｅ）は、管状ハイドロゲルの外周にシート状ビトリゲルを巻きつけていく過程を示す写真である。続いて、巻き終わりの部分を下にした状態で、柱状構造体ごと、管状ハイドロゲルを、１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得た。図２０（ｆ）は管状ハイドロゲルの乾燥体を示す写真である。
　続いて、管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射した。紫外線の照射量は、１方向あたり８００ｍＪ／ｃｍ２とし、９０°ずつ回転させて４方向から照射した。
　続いて、図２０（ｇ）に示すように、管状ハイドロゲルの乾燥体をＰＢＳ中で再水和して柱状構造体を外し、管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられた、管状ビトリゲルを得た。
　図２０（ｈ）は、得られた管状ビトリゲルの写真である。図２０（ｉ）は、管状ビトリゲルを１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させた管状ビトリゲル乾燥体の写真である。図２１（ａ）～（ｉ）は作製した管状ビトリゲルの写真である。図２１（ａ）に示すように、再水和して管状ビトリゲルの巻き終わりのひだ部分を切断して除去した。図２１（ｂ）～（ｅ）は、ひだ部分を除去した管状ビトリゲルを１０℃４０％相対湿度で無菌に保たれた恒温恒湿器で乾燥させガラス化させた管状ビトリゲル乾燥体の写真である。また、図２１（ｆ）～（ｉ）は水和体の管状ビトリゲルの写真である。
　その結果、実験例９の管状ビトリゲルは、乾燥体の状態であっても水和体の状態であっても、ピンセットで容易に挟むことができ、取り扱い性が良好であることが明らかとなった。
　本発明によれば、管状ビトリゲルを製造する新たな技術を提供することができる。
　１００，２００…管状ビトリゲル、１１０ａ，１１０ｂ…板状ビトリゲル、１１０ｂ’…ゾル、２１０…シート状ビトリゲル、３００ａ，３００ｂ，５００…製造装置、３１０…基台、３２０…柱状構造体、３３０…台座、３３１…端部、４００…細胞封入体、４１０…細胞懸濁液、４１１…細胞、４２０…空気、５１０…底面部、５２０…側面部、５３０…容器部、５４０…柱状治具、ＩＤ…内径、ＯＤ…外径。

Claims (16)

  1. 　それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルが、前記貫通孔を連続させるように厚さ方向に積層した積層体からなる、管状ビトリゲル。
  2. 　前記管の内表面の凹凸と比較して、前記管の外表面の凹凸が大きい、請求項１に記載の管状ビトリゲル。
  3. 　前記管の内径が５μｍ以上である、請求項１又は２に記載の管状ビトリゲル。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の管状ビトリゲルの外周にシート状ビトリゲルが更に巻き付けられた、管状ビトリゲル。
  5. 　ネイティブコラーゲン又はアテロコラーゲンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の管状ビトリゲル。
  6. 　少なくとも一部に機能性材料を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の管状ビトリゲル。
  7. 　前記機能性材料が、支持体、磁性体、蛍光物質、造影剤、免疫抑制剤、抗炎症剤、分化誘導因子を含む、請求項６に記載の管状ビトリゲル。
  8. 　基台と、前記基台に固定可能な柱状構造体とを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の管状ビトリゲルの製造装置。
  9. 　前記柱状構造体の外径が５μｍ以上である、請求項８に記載の製造装置。
  10. 　前記柱状構造体の基部に、前記柱状構造体よりも外径が大きい台座を更に有する、請求項８又は９に記載の製造装置。
  11. 　管状ビトリゲルの製造方法であって、
    　請求項８～１０のいずれか一項に記載の製造装置の前記柱状構造体に、（ｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルの表面にゾルを塗布した後、前記貫通孔を貫通させて積層するか、又は、（ｉｉ）それぞれ貫通孔を有する複数の板状ビトリゲルを、前記貫通孔を貫通させて積層した後に表面にゾルを塗布し、表面にゾルが塗布された、板状ビトリゲルの積層体を得る工程（ａ）と、
    　前記ゾルをゲル化し、前記積層体を構成する各板状ビトリゲルが連結した管状ハイドロゲルを得る工程（ｂ）と、
    　前記管状ハイドロゲルを乾燥させ、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程（ｃ）と、
    　前記管状ハイドロゲルの乾燥体を再水和して前記柱状構造体から外し、管状ビトリゲルを得る工程（ｄ）と、を含む、製造方法。
  12. 　前記工程（ｃ）の後、前記工程（ｄ）の前に、前記管状ハイドロゲルの乾燥体に紫外線を照射する工程を更に備える、請求項１１に記載の製造方法。
  13. 　前記工程（ａ）の後、前記工程（ｂ）の前に、前記積層体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付ける工程を更に含むか、
    　前記工程（ｂ）の後、前記工程（ｃ）の前に、前記管状ハイドロゲルに、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得る工程を更に含むか、又は、
    　前記工程（ｃ）の後、前記工程（ｄ）の前に、前記管状ハイドロゲルの乾燥体に、表面にゾルを塗布したシート状ハイドロゲルを巻き付け、当該ゾルをゲル化して、管状ハイドロゲルを得て、当該管状ハイドロゲルを乾燥させて、管状ハイドロゲルの乾燥体を得る工程を更に含む、請求項１１又は１２に記載の製造方法。
  14. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の管状ビトリゲルからなる人工管状組織。
  15. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の管状ビトリゲルからなる細胞封入用デバイス。
  16. 　請求項１５に記載の細胞封入用デバイスの長軸方向の中央部分に細胞を含む液体を保持し、長軸方向の両端部分には空気が存在している、細胞封入体。
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