JPH0284174A - 細胞培養基板およびその製法 - Google Patents
細胞培養基板およびその製法Info
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- JPH0284174A JPH0284174A JP1015058A JP1505889A JPH0284174A JP H0284174 A JPH0284174 A JP H0284174A JP 1015058 A JP1015058 A JP 1015058A JP 1505889 A JP1505889 A JP 1505889A JP H0284174 A JPH0284174 A JP H0284174A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、細胞を培養するための細胞培養基板およびそ
の製法に関するものである。
の製法に関するものである。
近年、動植物の細胞を種々の条件下において培養する研
究、あるいは特定の培養細胞の代謝活動による産生物の
研究が活発に行なわれており、特に人工的には合成が不
可能であったり、あるいは、合成が極めて困難な物質を
、特定の細胞活動を利用して製造することが多方面にお
いて検討されている。
究、あるいは特定の培養細胞の代謝活動による産生物の
研究が活発に行なわれており、特に人工的には合成が不
可能であったり、あるいは、合成が極めて困難な物質を
、特定の細胞活動を利用して製造することが多方面にお
いて検討されている。
このような細胞の培養は、通常、細胞を多I!類、タン
白質、ポリスチレンなどの高分子物質(特開昭58−8
9179.特開昭59−164015.特開昭60−2
57745゜特開昭6l−52281)あるいはそれら
を表面処理した基体などの培養床に植込みあるいは接種
したものを、例えば培地中に置き、当該細胞株に適応し
た環境条件下でインキユベーシゴンすることによって行
なわれている。
白質、ポリスチレンなどの高分子物質(特開昭58−8
9179.特開昭59−164015.特開昭60−2
57745゜特開昭6l−52281)あるいはそれら
を表面処理した基体などの培養床に植込みあるいは接種
したものを、例えば培地中に置き、当該細胞株に適応し
た環境条件下でインキユベーシゴンすることによって行
なわれている。
上述したように、細胞の培養は、通常、培養床に細胞を
播種したものを培地中に存在させ、当該細胞をその培養
に適した環境下におくことによって行なわれているが、
このような細胞の培養においては、培養床の特性が大き
な影響を及ぼし、例えば正常2倍体細胞などの接着依存
性細胞は培養床に接着し単層で増殖するものであるので
、培養効率は培養床の特性、特にその接着性、増殖性の
良否に大きく左右される。
播種したものを培地中に存在させ、当該細胞をその培養
に適した環境下におくことによって行なわれているが、
このような細胞の培養においては、培養床の特性が大き
な影響を及ぼし、例えば正常2倍体細胞などの接着依存
性細胞は培養床に接着し単層で増殖するものであるので
、培養効率は培養床の特性、特にその接着性、増殖性の
良否に大きく左右される。
この様な細胞培養床としては、酸素プラズマあるいは空
気プラズマ中で表面を酸化し、親水化処理したポリスチ
レンが最も一般的に用いられているが、プラズマ処理に
よって表面を親水化しても、親水性が不安定で、表面の
均一性が悪く、かつ経時変化を起こし時間とともに親水
性が劣化するなどの欠点があり、このような細胞培養床
による培養においては、培養効率が必ずしも十分とはい
えず、新規で有用な細胞培養床の出現が強く望まれてい
る。
気プラズマ中で表面を酸化し、親水化処理したポリスチ
レンが最も一般的に用いられているが、プラズマ処理に
よって表面を親水化しても、親水性が不安定で、表面の
均一性が悪く、かつ経時変化を起こし時間とともに親水
性が劣化するなどの欠点があり、このような細胞培養床
による培養においては、培養効率が必ずしも十分とはい
えず、新規で有用な細胞培養床の出現が強く望まれてい
る。
更に、親水化処理した培養床上では播種した細胞は自由
に増殖するため所望の形態に沿った細胞培養床あるいは
細胞の培養範囲を制御できる細胞培養床の出現が強く望
まれていた。細胞の培養床への接着は、細胞表面の膜流
動・溶存タンパク質・基体表面構造に大きく関与してい
ることを科学的に解析している片開−則、岡野光夫、桜
井端久らが、材料表面のミクロ相分離構造が細胞の粘着
性と形態変化を左右する重要な因子であることを、明ら
かにしたことから〔例えば、′バイオメディカルポリマ
ー (化学増刊82)化学同人、 1980)いくらか
の研究者がソフトセグメントとハードセグメントあるい
は親水性と疎水性のセグメントを有するブロックあるい
はグラフト共重合体を合成し、種々のミクロ相分離構造
を有する材料を培養床へ応用しようとしている。
に増殖するため所望の形態に沿った細胞培養床あるいは
細胞の培養範囲を制御できる細胞培養床の出現が強く望
まれていた。細胞の培養床への接着は、細胞表面の膜流
動・溶存タンパク質・基体表面構造に大きく関与してい
ることを科学的に解析している片開−則、岡野光夫、桜
井端久らが、材料表面のミクロ相分離構造が細胞の粘着
性と形態変化を左右する重要な因子であることを、明ら
かにしたことから〔例えば、′バイオメディカルポリマ
ー (化学増刊82)化学同人、 1980)いくらか
の研究者がソフトセグメントとハードセグメントあるい
は親水性と疎水性のセグメントを有するブロックあるい
はグラフト共重合体を合成し、種々のミクロ相分離構造
を有する材料を培養床へ応用しようとしている。
ところが、これらの共重合体は合成した重合体の塊の断
面を観れば、ミクロ相分離構造を形成している部分はあ
るものの、細胞の粘着機構にとって最も重要であるミク
ロドメインの均一性が悪く、また制御が極めて困難であ
るとの問題がある。
面を観れば、ミクロ相分離構造を形成している部分はあ
るものの、細胞の粘着機構にとって最も重要であるミク
ロドメインの均一性が悪く、また制御が極めて困難であ
るとの問題がある。
また、細胞培養用の容器等を成形あるいは、従来容器に
コーティング等をする場合、実際の細胞が接する表面は
共重合体の一方のポリマーが表面を覆って安定化するた
め、ミクロ相分離構造が形成されないという致命的な問
題がある。
コーティング等をする場合、実際の細胞が接する表面は
共重合体の一方のポリマーが表面を覆って安定化するた
め、ミクロ相分離構造が形成されないという致命的な問
題がある。
本発明は、以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、細胞の接着性及び増殖性に優れていて細胞を有利
に培養することができる細胞培養床或いは細胞の培養範
囲を任意に制御できる細胞培養床を提供するものである
。
って、細胞の接着性及び増殖性に優れていて細胞を有利
に培養することができる細胞培養床或いは細胞の培養範
囲を任意に制御できる細胞培養床を提供するものである
。
本発明者らは、上記の如き従来の合成樹脂等を用いた細
胞培養床の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、
基板表面に規則性を有する微細なパターンを形成するこ
とによって基板表面に細胞を安定的に粘着し、長期にわ
たって細胞の生育・増殖に関して安定したデータが得ら
れるという事実を見い出し、また、基板表面に規則性を
有する微細なパターンの集合体からなる所望のパターン
を形成することで該パターンに所望の細胞を該パターン
の形状に沿って選択的に吸着し、培養し得るという事実
を見出し本発明に到達したものである。
胞培養床の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、
基板表面に規則性を有する微細なパターンを形成するこ
とによって基板表面に細胞を安定的に粘着し、長期にわ
たって細胞の生育・増殖に関して安定したデータが得ら
れるという事実を見い出し、また、基板表面に規則性を
有する微細なパターンの集合体からなる所望のパターン
を形成することで該パターンに所望の細胞を該パターン
の形状に沿って選択的に吸着し、培養し得るという事実
を見出し本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の要旨は、基板表面に規則性を有する
微細なパターンを形成することによって基板表面に細胞
を安定的に粘着し、培養し得るようにした細胞培養基板
であり、前記パターンは凹凸状のパターン、あるいは、
細胞の粘着性を付与する各種官能基を有するパターン、
あるいは、細胞の粘着性を付与する所定の電荷を有する
パターンであることを特徴とする細胞培養基板または、
基板表面に所望のパターンを形成し、該パターン上に所
望の細胞を該パターンの形状に沿って選択的に吸着し、
培養し得るようにした選択的細胞培養基板、前記パター
ンが凹凸状の微細パターン、前記パターンが微細なパタ
ーンの集合体、前記パターンか十文字パターンから成る
もの、あるいは、細胞の吸着性を付与する各種官能基を
有する微細パターン、あるいは細胞の吸着性を付与する
所定の電荷を有する微細パターンの集合体であることを
特徴とする細胞培養基板およびそれらの製法である。
微細なパターンを形成することによって基板表面に細胞
を安定的に粘着し、培養し得るようにした細胞培養基板
であり、前記パターンは凹凸状のパターン、あるいは、
細胞の粘着性を付与する各種官能基を有するパターン、
あるいは、細胞の粘着性を付与する所定の電荷を有する
パターンであることを特徴とする細胞培養基板または、
基板表面に所望のパターンを形成し、該パターン上に所
望の細胞を該パターンの形状に沿って選択的に吸着し、
培養し得るようにした選択的細胞培養基板、前記パター
ンが凹凸状の微細パターン、前記パターンが微細なパタ
ーンの集合体、前記パターンか十文字パターンから成る
もの、あるいは、細胞の吸着性を付与する各種官能基を
有する微細パターン、あるいは細胞の吸着性を付与する
所定の電荷を有する微細パターンの集合体であることを
特徴とする細胞培養基板およびそれらの製法である。
なお、基板表面に形成される微細なパターンとしては培
養する細胞及び培地の種類にもよるが、規則性を有する
パターンなら何でも可能であり、特にラインとスペース
から成るパターン・水玉模様状のパターン・格子パター
ンなどが好ましく、またパターンのサイズは50人〜5
(10μm位が特に好ましく用いられ得る。パターンの
凹凸としては、これも培養する細胞及び培地の種類にも
よるが、その深さは一般に0.01〜11(10a位が
適している。
養する細胞及び培地の種類にもよるが、規則性を有する
パターンなら何でも可能であり、特にラインとスペース
から成るパターン・水玉模様状のパターン・格子パター
ンなどが好ましく、またパターンのサイズは50人〜5
(10μm位が特に好ましく用いられ得る。パターンの
凹凸としては、これも培養する細胞及び培地の種類にも
よるが、その深さは一般に0.01〜11(10a位が
適している。
また、細胞の粘着性を付与する官能基としては、細胞に
もよるが、カルボニル基、カルボキシル基。
もよるが、カルボニル基、カルボキシル基。
エポキシ基、アミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基
、スルホン基、水酸基、ハロゲン基などが用いられ得る
。
、スルホン基、水酸基、ハロゲン基などが用いられ得る
。
さらに、細胞の粘着性を付与する電荷は、細胞にもよる
が、カルボキシル基あるいはその塩・アンモニウム塩・
スルホン酸基あるいはその塩などとして官能基として電
荷を有する場合と基板自体を導電性材料として外部から
直接電荷を持たせる場合のいずれでも良い。
が、カルボキシル基あるいはその塩・アンモニウム塩・
スルホン酸基あるいはその塩などとして官能基として電
荷を有する場合と基板自体を導電性材料として外部から
直接電荷を持たせる場合のいずれでも良い。
以上のような規則性を有するパターンを形成する基板と
しては、ガラス、セラミックス、各種金属板はもちろん
透明性のため、細胞の観察を容易にする点では、ポリア
セタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレ
ンテレフタレート。
しては、ガラス、セラミックス、各種金属板はもちろん
透明性のため、細胞の観察を容易にする点では、ポリア
セタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレ
ンテレフタレート。
ポリエチレンテレフタレートPR−AS樹脂、 FR−
ABS樹脂、 AS樹脂、 ABS樹脂、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ボリアリレート、ポリオキシベンゼン、フッ素
系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドビ
スマレイミド、ポリエーテルイミド、シリコーン樹脂、
BT樹脂、 GL樹脂、ポリメチルペンテン、超高分
子量ポリエチレン、 FR−ポリプロピレン、ポリス
チレン及びこれらの誘導体等の高分子材料が特に好まし
く用いられ得る。
ABS樹脂、 AS樹脂、 ABS樹脂、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ボリアリレート、ポリオキシベンゼン、フッ素
系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドビ
スマレイミド、ポリエーテルイミド、シリコーン樹脂、
BT樹脂、 GL樹脂、ポリメチルペンテン、超高分
子量ポリエチレン、 FR−ポリプロピレン、ポリス
チレン及びこれらの誘導体等の高分子材料が特に好まし
く用いられ得る。
次に基板表面に規則性の微細パターンを形成させる細胞
培養基板の製法について説明する。
培養基板の製法について説明する。
1、例えばポリアセクール、ポリアミド、ポリスチレン
、ポリメチルメタクリレートなどの高分子から成る基板
に紫外光・レーザー・電離放射線・電子ビーム・イオン
ビーム・レーザービーム等で所望のパターンを描画する
。そうするとビームの照射部分の基材が若干変質し、未
照射部分との間で表面エネルギーの異なる規則的なパタ
ーンが形成される(第1図)。
、ポリメチルメタクリレートなどの高分子から成る基板
に紫外光・レーザー・電離放射線・電子ビーム・イオン
ビーム・レーザービーム等で所望のパターンを描画する
。そうするとビームの照射部分の基材が若干変質し、未
照射部分との間で表面エネルギーの異なる規則的なパタ
ーンが形成される(第1図)。
2.1と同様な基板に、高融点金属の微細パターンから
成るマスクを介して、X線、γ線、シンクロトロン放射
光を照射する、あるいは遮光材の微細パターンから成る
マスクを介してレーザ、紫外光等を照射する。そうする
と1と同じ様にビームの照射部分の基材が変質し、表面
エネルギーの異なる規則的なパターンを有する基板が形
成される(第2図)。
成るマスクを介して、X線、γ線、シンクロトロン放射
光を照射する、あるいは遮光材の微細パターンから成る
マスクを介してレーザ、紫外光等を照射する。そうする
と1と同じ様にビームの照射部分の基材が変質し、表面
エネルギーの異なる規則的なパターンを有する基板が形
成される(第2図)。
381および2の光照射の際及び光照射後基板表面が活
性化しているうちに、基板周辺をハロゲン系ガス雰囲気
、シリコン系ガス雰囲気、アミン系ガス雲囲気などにす
ることでパターンに各種官能基を容易に導入することが
できる(第3図)。
性化しているうちに、基板周辺をハロゲン系ガス雰囲気
、シリコン系ガス雰囲気、アミン系ガス雲囲気などにす
ることでパターンに各種官能基を容易に導入することが
できる(第3図)。
4、ガラス、セラミックス、金属、高分子などの基板上
に電子ビーム、X線など電離放射線または、紫外光に反
応して溶媒への溶解性の差の生じるいわゆるレジスト性
のポリマーをスピンコーティング等により所望の厚さに
塗布する。これに当該ビームで微細パターンを描画し、
現像して、ガラス、セラミックス、金属、高分子などの
基板上に所望の厚さ及び大きさを有するパターンが形成
できる。
に電子ビーム、X線など電離放射線または、紫外光に反
応して溶媒への溶解性の差の生じるいわゆるレジスト性
のポリマーをスピンコーティング等により所望の厚さに
塗布する。これに当該ビームで微細パターンを描画し、
現像して、ガラス、セラミックス、金属、高分子などの
基板上に所望の厚さ及び大きさを有するパターンが形成
できる。
このようなパターンを形成可能なレジスト性のポリマー
としては、はとんどのポリマーが可能であるが、二重結
合エポキシ基、・スルホン基。
としては、はとんどのポリマーが可能であるが、二重結
合エポキシ基、・スルホン基。
アミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基、フェニル基
等を含有しているポリマーが特に好ましい。
等を含有しているポリマーが特に好ましい。
以上から分るように、レジスト性ポリマーとして官能基
あるいは電荷を有する官能基を有するポリマーを用いる
ことにより、容易に官能基や電荷のパターンを有する基
板が形成できる(第4図)。
あるいは電荷を有する官能基を有するポリマーを用いる
ことにより、容易に官能基や電荷のパターンを有する基
板が形成できる(第4図)。
5、細胞の粘着性が特に培養床の電荷に依存する細胞の
場合は、上記基板に導電性の金属、 ITO1高分子
等を用いてその上に規則性のパターンを形成することに
より、スイッチのON −OFFにて容易に粘着細胞の
粘着−剥離を行うことができるという利点を有している
。
場合は、上記基板に導電性の金属、 ITO1高分子
等を用いてその上に規則性のパターンを形成することに
より、スイッチのON −OFFにて容易に粘着細胞の
粘着−剥離を行うことができるという利点を有している
。
以上1〜5を組み合わせることにより、より複雑なパタ
ーンを有する基板が形成できる。
ーンを有する基板が形成できる。
本発明は、表面性状を高精度に制御した基板を形成する
ものである。
ものである。
本発明の適用においては、培養されるべき接着依存性細
胞は、何ら制限されるべきものではなく、例えばヒト胎
児繊維芽細胞、ヒト血管内皮細胞。
胞は、何ら制限されるべきものではなく、例えばヒト胎
児繊維芽細胞、ヒト血管内皮細胞。
ヒト子宮ガン細胞、チャイニーズ−ハムスター肺細胞、
サル腎繊維芽細胞、ヒト包皮細胞、ヒナ繊維芽細胞、ウ
サギ胎児の腎細胞、サル肺細胞、ブタ血管内皮細胞、ヒ
ト膵臓B細胞、ヒト膵臓T細胞などを挙げることができ
、更に従来の培養床では全く培養できなかった細胞をも
培養することが可能である。
サル腎繊維芽細胞、ヒト包皮細胞、ヒナ繊維芽細胞、ウ
サギ胎児の腎細胞、サル肺細胞、ブタ血管内皮細胞、ヒ
ト膵臓B細胞、ヒト膵臓T細胞などを挙げることができ
、更に従来の培養床では全く培養できなかった細胞をも
培養することが可能である。
また、この基板によれば、任意の形態の細胞増殖体(組
$6)の培養が可能であるので、例えば神経細胞を細長
い状態に培養したり、皮膚細胞を損傷形態に合わせて任
意の形に培養したりすることが可能となる。
$6)の培養が可能であるので、例えば神経細胞を細長
い状態に培養したり、皮膚細胞を損傷形態に合わせて任
意の形に培養したりすることが可能となる。
また、この方法を利用して単位面積当りの培養細胞の定
性分析や定量分析に有効に利用できる。
性分析や定量分析に有効に利用できる。
本発明は、基板表面に性状の異なる規則的な微細パター
ンを形成することによって種々の細胞を効率的に培養し
ようとするものであるり、更に、基板表面に性状の異な
る規則的な微細パターンの集合体を任意の形態に形成す
ることによって種々の細胞を任意の形態に培養しようと
するものである。
ンを形成することによって種々の細胞を効率的に培養し
ようとするものであるり、更に、基板表面に性状の異な
る規則的な微細パターンの集合体を任意の形態に形成す
ることによって種々の細胞を任意の形態に培養しようと
するものである。
本発明の規則的な微細パターンの上で細胞が増殖しやす
いという機構の詳細は不明であるが、発明者らは次の如
く考えている。
いという機構の詳細は不明であるが、発明者らは次の如
く考えている。
細胞の粘着機構は細胞の表面の粘着因子(レセプター)
及びその膜流動と粘着に関与する培地中のタンパク質と
、培養基板の表面高次構造に深い関係があると考えられ
る。従って制御された表面構造を示す基板に、まず粘着
に関与するタンパク質が選択的に吸着する。この際、吸
着タンパク質も基板の表面高次構造の影響を受けて吸着
パターンに制御性が生じている。このタンパク層の上に
当該細胞が、膜表面のレセプターを介して粘着する。こ
の時、基板表面がタンパク質や細胞の大きさ、レセプタ
ーの種類9間隔、厚さなどに最適な条件になっているた
めに、細胞が安定的に生育するものと考えている。
及びその膜流動と粘着に関与する培地中のタンパク質と
、培養基板の表面高次構造に深い関係があると考えられ
る。従って制御された表面構造を示す基板に、まず粘着
に関与するタンパク質が選択的に吸着する。この際、吸
着タンパク質も基板の表面高次構造の影響を受けて吸着
パターンに制御性が生じている。このタンパク層の上に
当該細胞が、膜表面のレセプターを介して粘着する。こ
の時、基板表面がタンパク質や細胞の大きさ、レセプタ
ーの種類9間隔、厚さなどに最適な条件になっているた
めに、細胞が安定的に生育するものと考えている。
以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明する。
実施例1
(基板の作成)
ポリスチレン(分子量ioo、ooo、分散度1.01
以下)の3%キシレン溶液を0.2μmのメンブランフ
ィルタ−で濾過したものを滅菌・洗浄したガラス基板上
にスピンコーティング法により塗布し、110°Cにて
30分間、加熱処理して厚さ0.1μmの均一なポリス
チレン膜を得た。次にこの基板に加速電圧10にνの電
子線描画装置にて50μC/ ciの照射量で露光して
幅0.2μmのラインとスペースからなる繰り返しパタ
ーンの描画を行った。露光後、この基板を酢酸イソアミ
ルを主成分とする溶剤中に60秒間浸漬して現像し、続
いてエチルアルコールで120秒間すすいで0.2μm
のラインとスペースから成るポリスチレンのパターンを
有するガラス基板を得た。
以下)の3%キシレン溶液を0.2μmのメンブランフ
ィルタ−で濾過したものを滅菌・洗浄したガラス基板上
にスピンコーティング法により塗布し、110°Cにて
30分間、加熱処理して厚さ0.1μmの均一なポリス
チレン膜を得た。次にこの基板に加速電圧10にνの電
子線描画装置にて50μC/ ciの照射量で露光して
幅0.2μmのラインとスペースからなる繰り返しパタ
ーンの描画を行った。露光後、この基板を酢酸イソアミ
ルを主成分とする溶剤中に60秒間浸漬して現像し、続
いてエチルアルコールで120秒間すすいで0.2μm
のラインとスペースから成るポリスチレンのパターンを
有するガラス基板を得た。
(細胞の培養)
細胞:ヒト血管内皮細胞
培地:ダルベツコ変法イーグル培地(GIBCO製)9
0dに牛胎児血清10d、内皮細胞増殖因子2.0■、
ペパリン9.0■を混合し、全量1(10+JIを濾過
滅菌したもの。
0dに牛胎児血清10d、内皮細胞増殖因子2.0■、
ペパリン9.0■を混合し、全量1(10+JIを濾過
滅菌したもの。
内径60mmのガラス製フラットシャレー内で、前記培
養基板上に、上記液体培地を満たし、これに2、3 X
IO’個の上記細胞を播種し、インキュベーター中で炭
酸ガス下温度37°Cの環境下で培養を行った。48時
間経過後において、細胞培養床の表面層に接着していた
細胞数は7.2 XIO’個であり、72時間後の細胞
数は9.7 XIO’個であり、良好な増殖能を示した
。
養基板上に、上記液体培地を満たし、これに2、3 X
IO’個の上記細胞を播種し、インキュベーター中で炭
酸ガス下温度37°Cの環境下で培養を行った。48時
間経過後において、細胞培養床の表面層に接着していた
細胞数は7.2 XIO’個であり、72時間後の細胞
数は9.7 XIO’個であり、良好な増殖能を示した
。
実施例2
(基板の作成)
表面に厚さ4(10人のシリコン窒化膜を設けた石英ガ
ラス基板にポリアミノスチレンの4%キシレン溶液をス
ピンコーティング法により塗布し、1(10°Cにて3
0分間加熱処理して厚さ0.2μmの均一な膜を得た。
ラス基板にポリアミノスチレンの4%キシレン溶液をス
ピンコーティング法により塗布し、1(10°Cにて3
0分間加熱処理して厚さ0.2μmの均一な膜を得た。
次にこの基板に長さ1μm、幅0.1μmのタンタルか
ら成る繰り返しパターンを有するX線マスクを用いて3
0mJ/c+flのエネルギーにてX線−括露光を行っ
た。
ら成る繰り返しパターンを有するX線マスクを用いて3
0mJ/c+flのエネルギーにてX線−括露光を行っ
た。
続いて、この基板をメチルエチルケトンを主成分とする
溶剤中で60秒間現像し、つづいてエチルアルコールで
120秒間すすいで、X線マスクと同一ノハターンを有
する基板を得た。この基板のパターンは表面にアミノ基
を有するものであった。
溶剤中で60秒間現像し、つづいてエチルアルコールで
120秒間すすいで、X線マスクと同一ノハターンを有
する基板を得た。この基板のパターンは表面にアミノ基
を有するものであった。
尚、この方法は、他の実施例に比較して量産性が極めて
高い方法であった。
高い方法であった。
(細胞の培養)
細胞: WKAラット胎児肺由来のRFL細胞培地:
RPMI 1640(Gibco社製)の培養液に牛胎
児血清(Gibco社製)を10%加えたもの。
RPMI 1640(Gibco社製)の培養液に牛胎
児血清(Gibco社製)を10%加えたもの。
前記基板上に上記液体培地中にて、上記細胞を播種し、
5%炭炭酸ガスゼインキュベーター内37°Cで培養し
た。
5%炭炭酸ガスゼインキュベーター内37°Cで培養し
た。
細胞播種後、96時間後の細胞増殖率は、同じ大きさの
ポリスチレンシャレーで培養したのに比べて2.1倍で
あった。
ポリスチレンシャレーで培養したのに比べて2.1倍で
あった。
実施例3
(基板の作成)
内径60鵬のガラス製フラットシャレーの容器内面にポ
リメチルメタクリレートのエチルセロソルブアセテート
溶液を塗布した後、乾燥及び2(10°C30分間の加
熱処理を施して厚さ約3μmのポリメチルメタクリレー
ト層を有してなるシャレーを得た0次に、これに加速電
圧20KVの電子線描画装置にて1(10μC/ctf
lの照射量で露光して幅0.IIImの繰り返しパター
ンの描画を行った。この電子線描画によってポリメチル
メタクリレート層の表面は露光部と未露光部とで表面エ
ネルギーの異なる規則的なパターンを有する表面が形成
できた。
リメチルメタクリレートのエチルセロソルブアセテート
溶液を塗布した後、乾燥及び2(10°C30分間の加
熱処理を施して厚さ約3μmのポリメチルメタクリレー
ト層を有してなるシャレーを得た0次に、これに加速電
圧20KVの電子線描画装置にて1(10μC/ctf
lの照射量で露光して幅0.IIImの繰り返しパター
ンの描画を行った。この電子線描画によってポリメチル
メタクリレート層の表面は露光部と未露光部とで表面エ
ネルギーの異なる規則的なパターンを有する表面が形成
できた。
(細胞の培養)
細胞:He1a(ヒト子宮頚部癌)
培地2イ一グルME?1培地Iovlに牛血清2ml、
?、5%NaHCOs 2 tlを加えたもの。
?、5%NaHCOs 2 tlを加えたもの。
作成したシャレー内に上記液体培地を満たし、これに1
×10s個の上記細胞を播種し、37゛Cの保温下、5
%炭酸ガス気流中でインキュベーターンした。48時間
後、0.25%トリプシン溶液にてシャーレ−壁面に生
育した細胞を離脱させ、この細胞浮遊液中の細胞数を測
定した。その結果、培地中の細胞数は5.2〜l0XI
O’個であり、良好な増殖能を示した。
×10s個の上記細胞を播種し、37゛Cの保温下、5
%炭酸ガス気流中でインキュベーターンした。48時間
後、0.25%トリプシン溶液にてシャーレ−壁面に生
育した細胞を離脱させ、この細胞浮遊液中の細胞数を測
定した。その結果、培地中の細胞数は5.2〜l0XI
O’個であり、良好な増殖能を示した。
実施例4
(基板の作成)
内径60mmのポリスチレン製のフラットシャレーの容
器内面にポリ (セパシルピペラジン)の5%メタノー
ル溶液を塗布した後、乾燥及び80“C,30分の加熱
処理を施して厚さ0.1μmのポリ (セパシルピペラ
ジン)層を有して成るシャレーを得た。
器内面にポリ (セパシルピペラジン)の5%メタノー
ル溶液を塗布した後、乾燥及び80“C,30分の加熱
処理を施して厚さ0.1μmのポリ (セパシルピペラ
ジン)層を有して成るシャレーを得た。
次にこれに加速電圧10KVの電子線描画装置にて10
μC/dの照射量で露光して0.3μmφのドツトパタ
ーンの描画を行った。露光後、このシャレーをメタノー
ルに60秒間浸漬して現像し、水で120秒間すすいで
0.3μmφのドツトパターンを有するシャレーを得た
。
μC/dの照射量で露光して0.3μmφのドツトパタ
ーンの描画を行った。露光後、このシャレーをメタノー
ルに60秒間浸漬して現像し、水で120秒間すすいで
0.3μmφのドツトパターンを有するシャレーを得た
。
(細胞の培養)
細胞:ヒト血管内皮細胞
培地:ダルベツコ変法イーグル培地(G i bco社
製)90ciaに牛胎児血清10cd、内皮細胞増殖因
子2.0■、ヘパリン9.0■を混合し、全量1(10
cdを濾過滅菌したもの。
製)90ciaに牛胎児血清10cd、内皮細胞増殖因
子2.0■、ヘパリン9.0■を混合し、全量1(10
cdを濾過滅菌したもの。
作成したシャレー内に前記液体培地を満たし、上記細胞
を播種し、5%炭酸ガス中、インキュベーター内にて3
7℃で培養した。
を播種し、5%炭酸ガス中、インキュベーター内にて3
7℃で培養した。
細胞播種後、3時間後にはほとんどの細胞が付着し、9
6時間後の細胞増殖率は、同じ大きさのポリスチレン製
シャレーで培養したものに比べて2〜5倍であった。
6時間後の細胞増殖率は、同じ大きさのポリスチレン製
シャレーで培養したものに比べて2〜5倍であった。
実施例5
(基板の作成)
ポリ (スチンスルホン酸アンモニウム)の0.5%水
溶液を0.2μmのメンブランフィルタ−で濾過したも
のを滅菌・洗浄したポリスチレン製のシャレーに注ぎ、
加熱真空乾燥して、シャレー内にポリ(スチレンスルホ
ン酸アンモニウム)から成る厚さ約2(10人の腫を得
た。
溶液を0.2μmのメンブランフィルタ−で濾過したも
のを滅菌・洗浄したポリスチレン製のシャレーに注ぎ、
加熱真空乾燥して、シャレー内にポリ(スチレンスルホ
ン酸アンモニウム)から成る厚さ約2(10人の腫を得
た。
次に、この基板に加速電圧50kVの電子線描画装置に
て430uC/cT1の照射量で露光して幅約250人
ラインの繰り返しパターンから成る幅ICIIの十文字
パターンの描画を行った。露光後、このシャレーを水に
て現像して幅250人ラインの繰り返し微細パターンの
集合体から成る十文字パターンを有するシャレーを得た
。
て430uC/cT1の照射量で露光して幅約250人
ラインの繰り返しパターンから成る幅ICIIの十文字
パターンの描画を行った。露光後、このシャレーを水に
て現像して幅250人ラインの繰り返し微細パターンの
集合体から成る十文字パターンを有するシャレーを得た
。
(細胞の培養)
細胞:ヒト血管内皮細胞
培地:ダルベツコ変法イーグル培地に牛胎児血清、内皮
細胞増殖因子、ヘパリンを加え濾過滅菌したもの。
細胞増殖因子、ヘパリンを加え濾過滅菌したもの。
前記培養シャレーに、上記液体培地を満たし、これにヒ
ト胎児請帯より離脱した血管内皮細胞を播種し、炭酸ガ
ス下、37°Cにてインキュベートした。72時間経過
後において観察したところ十文字のパターンの範囲に血
管内皮細胞が効率良く増殖しており、培養細胞の形態を
制御することができた。
ト胎児請帯より離脱した血管内皮細胞を播種し、炭酸ガ
ス下、37°Cにてインキュベートした。72時間経過
後において観察したところ十文字のパターンの範囲に血
管内皮細胞が効率良く増殖しており、培養細胞の形態を
制御することができた。
実施例6
(基板の作成)
ポリ(セパシル−3−アミノ−ペルハイドロアセヒレ)
の0.5%水溶液を0.2μmのメンブランフィルタ−
で濾過したものを滅菌・洗浄したガラス製のシャレーに
注ぎ、加熱真空乾燥したシャレー内にポリ(セパシル−
3−アミノーペルハイドロアゼピレ)から成る厚さ約3
(10人の膜を得た。
の0.5%水溶液を0.2μmのメンブランフィルタ−
で濾過したものを滅菌・洗浄したガラス製のシャレーに
注ぎ、加熱真空乾燥したシャレー内にポリ(セパシル−
3−アミノーペルハイドロアゼピレ)から成る厚さ約3
(10人の膜を得た。
次に、この基板に長さ0.1μm、幅0.(15μmの
タンタルの繰り返しパターンの集合体から成る直径1c
11の水玉模様パターンを有するX線マスクを用いて5
(10■/c4のエネルギーにてX線−括露光を行った
。
タンタルの繰り返しパターンの集合体から成る直径1c
11の水玉模様パターンを有するX線マスクを用いて5
(10■/c4のエネルギーにてX線−括露光を行った
。
続いて、このシャレーをエタノールと水との混合液にて
60秒間現像し、X線マスクと同一のパターンを有する
基板を得た。
60秒間現像し、X線マスクと同一のパターンを有する
基板を得た。
(細胞の培養)
細胞:ミニブタ大動脈血管内皮細胞
培地:F−10培地+10%ウシ胎児血清前記培養シャ
レーに、上記液体培地を満たし、これにミニブタ大動脈
よりトリプシンやコラゲナーゼなどの酵素を用いて採取
した血管内皮細胞を播種し、炭酸ガス下、37°Cにて
インキュベートした。48時間経過後において、培養シ
ャレーを観察したところ、細胞は水玉模様状に増殖して
いた。
レーに、上記液体培地を満たし、これにミニブタ大動脈
よりトリプシンやコラゲナーゼなどの酵素を用いて採取
した血管内皮細胞を播種し、炭酸ガス下、37°Cにて
インキュベートした。48時間経過後において、培養シ
ャレーを観察したところ、細胞は水玉模様状に増殖して
いた。
本発明は、基板表面に規則性を有する凹凸パターン、細
胞の粘着を制御する官能基のパターン、荷電分布の異な
るパターン、表面エネルギーの異なるパターン等を高精
度に形成することにより、基板表面に細胞を安定的に粘
着し、長期にわたって細胞を増殖できるものである。本
発明によれば、肝細胞や肝細胞のような今まで培養が不
可能、あるいは培養が極めて難しいとされていた細胞も
培養することが可能である。更に、本発明は培養細胞の
形態を任意に制御することが可能であり細胞工学に寄与
するばかりでなく生化学的に極めて有用である。
胞の粘着を制御する官能基のパターン、荷電分布の異な
るパターン、表面エネルギーの異なるパターン等を高精
度に形成することにより、基板表面に細胞を安定的に粘
着し、長期にわたって細胞を増殖できるものである。本
発明によれば、肝細胞や肝細胞のような今まで培養が不
可能、あるいは培養が極めて難しいとされていた細胞も
培養することが可能である。更に、本発明は培養細胞の
形態を任意に制御することが可能であり細胞工学に寄与
するばかりでなく生化学的に極めて有用である。
第1図は基板表面に紫外光、レーザー、電離放射線等で
所望のパターンを描画する方法を示す図、第2図はX線
マスクを通して、放射光を照射する方法を示す図、第3
図は紫外光、レーザー、電離放射線の照射をガス雰囲気
中で行う方法を示す図、第4図は基板表面にレジスト性
ポリマーを塗布した後に紫外光、レーザー光、電離放射
線を照射する方法をそれぞれ示す図、第5図は十文字パ
ターンの斜視図である。
所望のパターンを描画する方法を示す図、第2図はX線
マスクを通して、放射光を照射する方法を示す図、第3
図は紫外光、レーザー、電離放射線の照射をガス雰囲気
中で行う方法を示す図、第4図は基板表面にレジスト性
ポリマーを塗布した後に紫外光、レーザー光、電離放射
線を照射する方法をそれぞれ示す図、第5図は十文字パ
ターンの斜視図である。
Claims (15)
- (1)基板表面に規則性を有する微細なパターンを形成
することによって基板表面に細胞を安定的に吸着し、培
養し得るようにした細胞培養基板。 - (2)前記パターンが、凹凸状のパターンであることを
特徴とする請求項1記載の細胞培養基板。 - (3)前記パターンを形成する素材が、細胞の吸着性を
付与する各種官能基を有することを特徴とする請求項1
又は2記載の細胞培養基板。 - (4)前記パターンを形成する素材が、細胞の吸着性を
付与する所定の電荷を有することを特徴とする請求項1
乃至3項のいずれかの項記載の細胞培養基板。 - (5)基板表面に所望のパターンを形成し、該パターン
上に所望の細胞を該パターンの形状に沿って選択的に吸
着し、培養し得るようにした選択的細胞培養基板。 - (6)前記パターンが、凹凸状のパターンであることを
特徴とする請求項1記載の選択的細胞培養基板。 - (7)前記パターンが微細なパターンの集合体から成る
ものであることを特徴とする請求項5又は6記載の選択
的な細胞培養基板。 - (8)前記パターンか十文字パターンからなることを特
徴とする請求項5乃至7のいずれかの項記載の選択的細
胞培養基板。 - (9)前記パターンを形成する素材が、細胞の吸着性を
付与する各種官能基を有することを特徴とする請求項5
又は8記載の選択的細胞培養基板。 - (10)前記パターンを形成する素材が、細胞の吸着性
を付与する所定の電荷を有することを特徴とする請求項
5乃至8のいずれかの項記載の選択的細胞培養基板。 - (11)基板表面に電子ビーム、イオンビーム、レーザ
ービーム等を照射して、規則性を有する微細なパターン
を形成することを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
かの項記載の細胞培養基板の製法。 - (12)基板表面に高融点金属の微細パターンから成る
マスクを介してX線、γ線、或いはシンクロトロン放射
光を照射し、又は遮光材の微細パターンから成るマスク
を介してレーザー、紫外光等を照射することを特徴とす
る請求項1乃至10のいずれかの項記載の細胞培養基板
の製法。 - (13)照射をハロゲン系ガス雰囲気、シリコン系ガス
雰囲気、アミン系ガス雰囲気のもとで行うことを特徴と
する請求項11又は12記載の製法。 - (14)基板表面にレジスト性ポリマーを塗布し、次い
で電子ビーム、X線などを照射することを特徴とする請
求項1乃至10のいずれかの項記載の細胞培養基板の製
法。 - (15)基板表面に導電性の金属、ITO、高分子等で
規則性を有する微細なパターンを形成することを特徴と
する請求項1乃至10のいずれかの項記載の細胞培養基
板の製法。(16)請求項11、請求項12、請求項1
3、請求項14及び請求項15記載の製法のうちの少な
くとも2つ以上の製法を組み合わせることを特徴とする
細胞培養基板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015058A JP2777392B2 (ja) | 1988-06-22 | 1989-01-26 | 細胞培養基板およびその製法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15237488 | 1988-06-22 | ||
| JP63-152374 | 1988-06-22 | ||
| JP1015058A JP2777392B2 (ja) | 1988-06-22 | 1989-01-26 | 細胞培養基板およびその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284174A true JPH0284174A (ja) | 1990-03-26 |
| JP2777392B2 JP2777392B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=26351126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015058A Expired - Lifetime JP2777392B2 (ja) | 1988-06-22 | 1989-01-26 | 細胞培養基板およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777392B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202227A (en) * | 1989-06-03 | 1993-04-13 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Control of cell arrangement |
| US5328843A (en) * | 1990-02-27 | 1994-07-12 | Hitachi, Ltd. | Method for allocating cells and cell allocation device |
| WO2005118013A1 (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | 人工血管およびその製造方法 |
| WO2006028274A1 (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-16 | National University Corporation Nagoya University | 細胞培養物の生産と該生産に用いる材料 |
| JP2011527888A (ja) * | 2008-07-12 | 2011-11-10 | ユーライブ エンタープライゼズ リミテッド | 細胞増殖のための材料および方法 |
| WO2012029731A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 大阪有機化学工業株式会社 | 細胞培養基材の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US8592139B2 (en) | 2006-11-10 | 2013-11-26 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Test method using cells and test kit therefor |
| JP5261920B2 (ja) | 2006-11-10 | 2013-08-14 | 大日本印刷株式会社 | 細胞を用いた試験法および試験用キット |
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| JPS5645189A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-24 | Sekisui Chem Co Ltd | Formed product for tissue culture |
| JPS63119754A (ja) * | 1986-11-10 | 1988-05-24 | 東京大学長 | 細胞成長特異性を有する人工素子 |
| JPS63196279A (ja) * | 1987-02-10 | 1988-08-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 細胞培養用基材 |
| JPS63198976A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 細胞培養用基材 |
| JPH01141588A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 生体細胞成長用基板 |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1015058A patent/JP2777392B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US9359594B2 (en) | 2004-06-01 | 2016-06-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Artificial blood vessel and method of manufacturing thereof |
| WO2006028274A1 (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-16 | National University Corporation Nagoya University | 細胞培養物の生産と該生産に用いる材料 |
| US7883865B2 (en) | 2004-09-08 | 2011-02-08 | National University Corporation Nagoya University | Production of cell culture product and material for use in said production |
| JP2011527888A (ja) * | 2008-07-12 | 2011-11-10 | ユーライブ エンタープライゼズ リミテッド | 細胞増殖のための材料および方法 |
| WO2012029731A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 大阪有機化学工業株式会社 | 細胞培養基材の製造方法 |
| JP5887272B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2016-03-16 | 大阪有機化学工業株式会社 | 細胞培養基材の製造方法 |
| US9434927B2 (en) | 2010-08-31 | 2016-09-06 | Osaka Organic Chemical Industry Ltd. | Method for manufacturing cell culture substrate |
Also Published As
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|---|---|
| JP2777392B2 (ja) | 1998-07-16 |
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