JPH0654899A - 二層性蛋白質シ−トの製造方法 - Google Patents
二層性蛋白質シ−トの製造方法Info
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- JPH0654899A JPH0654899A JP3130427A JP13042791A JPH0654899A JP H0654899 A JPH0654899 A JP H0654899A JP 3130427 A JP3130427 A JP 3130427A JP 13042791 A JP13042791 A JP 13042791A JP H0654899 A JPH0654899 A JP H0654899A
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Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 蛋白質のシート状ゲル化物の片面に、少なく
とも一方の面が開放孔を有する壁面により形成された蛋
白質の多孔体シートを、開放孔を有する面が残存するよ
うに重ね、このゲル化物をゾル状または溶液状にするこ
となく乾燥し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせ
たこの多孔体シートと接合一体化させる。 【効果】 細胞親和性及び生体適合性に優れ、特に、動
物細胞の培養基材やバイオマテリアルとして優れた薄膜
と多孔層とを有する二層性蛋白質シートを工業的かつ安
価に得ることができる。
とも一方の面が開放孔を有する壁面により形成された蛋
白質の多孔体シートを、開放孔を有する面が残存するよ
うに重ね、このゲル化物をゾル状または溶液状にするこ
となく乾燥し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせ
たこの多孔体シートと接合一体化させる。 【効果】 細胞親和性及び生体適合性に優れ、特に、動
物細胞の培養基材やバイオマテリアルとして優れた薄膜
と多孔層とを有する二層性蛋白質シートを工業的かつ安
価に得ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二層性蛋白質シートの
製造方法に係り、特に、動物細胞に親和性を有し、培養
基材やバイオマテリアルとして好適な二層性蛋白質シー
トの製造方法に関する。
製造方法に係り、特に、動物細胞に親和性を有し、培養
基材やバイオマテリアルとして好適な二層性蛋白質シー
トの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】動物細胞の培養は、発生生物研究,生理
活性物質と細胞の応答研究といった基礎から、インター
フェロン,TPAなど生理活性物質の工業的生産、ハイ
ブリッド型人工臓器の開発といった応用まで、近年活発
に研究が行なわれている。動物細胞は、多くが接着依存
性であるため、培養にあたっては細胞に親和性が高く、
かつ培養細胞が増殖分化機能を維持できる基材が必要で
ある。
活性物質と細胞の応答研究といった基礎から、インター
フェロン,TPAなど生理活性物質の工業的生産、ハイ
ブリッド型人工臓器の開発といった応用まで、近年活発
に研究が行なわれている。動物細胞は、多くが接着依存
性であるため、培養にあたっては細胞に親和性が高く、
かつ培養細胞が増殖分化機能を維持できる基材が必要で
ある。
【0003】従来、動物細胞を培養する膜状の基材とし
て、セルロース系ないしポリカーボネート系等の多孔性
メンブランフィルターやこれら多孔性メンブランフィル
ターにコラーゲンをコーティングしたもの又はコラーゲ
ンフィルムが用いられてきた。しかし、メンブランフィ
ルターを用いたものは不透明であるため細胞の顕微鏡観
察が不可能であったり、ハイブリッド型人工臓器への応
用において、例えば、基材上で皮膚細胞を培養し人工皮
膚として生体に移植しようとする場合、生体適合性や生
体内分解性が不足のため使用できないという欠点を有し
ている。
て、セルロース系ないしポリカーボネート系等の多孔性
メンブランフィルターやこれら多孔性メンブランフィル
ターにコラーゲンをコーティングしたもの又はコラーゲ
ンフィルムが用いられてきた。しかし、メンブランフィ
ルターを用いたものは不透明であるため細胞の顕微鏡観
察が不可能であったり、ハイブリッド型人工臓器への応
用において、例えば、基材上で皮膚細胞を培養し人工皮
膚として生体に移植しようとする場合、生体適合性や生
体内分解性が不足のため使用できないという欠点を有し
ている。
【0004】これに対し、生体由来の蛋白質であるコラ
ーゲン膜においては、前記の欠点をある程度解消するも
のを製造することが可能であり、例えば、特開昭62−
266064号公報において、その製造方法が提案され
ている。しかしながら、まだ満足すべき性能とはいい難
い。
ーゲン膜においては、前記の欠点をある程度解消するも
のを製造することが可能であり、例えば、特開昭62−
266064号公報において、その製造方法が提案され
ている。しかしながら、まだ満足すべき性能とはいい難
い。
【0005】コラーゲン系では、近年、ハイブリッド型
人工皮膚用基材としてコラーゲンとコンドロイチン−6
−硫酸よりなる薄膜と多孔層を有する材料(Steve
nT.Boyce,Deborah J.Christ
ianson,and John F.Hansbro
ugh,J.Biomed.Mater.Res.,V
ol.22,939−957(1988))やコラーゲ
ンよりなる同様の構造を有する材料(黒柳能光他、第1
8回医用高分子シンポジウム要旨集P.31,特開平2
−71749号公報)が研究ないしは提案されており、
優れた性能を有すると報告されている。
人工皮膚用基材としてコラーゲンとコンドロイチン−6
−硫酸よりなる薄膜と多孔層を有する材料(Steve
nT.Boyce,Deborah J.Christ
ianson,and John F.Hansbro
ugh,J.Biomed.Mater.Res.,V
ol.22,939−957(1988))やコラーゲ
ンよりなる同様の構造を有する材料(黒柳能光他、第1
8回医用高分子シンポジウム要旨集P.31,特開平2
−71749号公報)が研究ないしは提案されており、
優れた性能を有すると報告されている。
【0006】これら、薄膜と多孔層を有する材料の製法
は、次の様なものである。Boyceらの材料において
は、コラーゲンとコンドロイチン−6−硫酸の共沈物の
ジメチルスルホキシドを含む懸濁液を平滑で粘着性のな
い面上に吹き付け、この上に同じ材料を用いて作製した
脱水後のスポンジ体を重ねた後、凍結乾燥する。この方
法は、吹き付け量を変化させることによって薄膜の厚さ
を変化させることができる。しかしながら、吹き付けに
よるものであるので、膜厚の均一性を得るのは難しい。
特に、膜厚が小さい場合や大面積のものを作る場合に、
均一性を得ることは難しい。
は、次の様なものである。Boyceらの材料において
は、コラーゲンとコンドロイチン−6−硫酸の共沈物の
ジメチルスルホキシドを含む懸濁液を平滑で粘着性のな
い面上に吹き付け、この上に同じ材料を用いて作製した
脱水後のスポンジ体を重ねた後、凍結乾燥する。この方
法は、吹き付け量を変化させることによって薄膜の厚さ
を変化させることができる。しかしながら、吹き付けに
よるものであるので、膜厚の均一性を得るのは難しい。
特に、膜厚が小さい場合や大面積のものを作る場合に、
均一性を得ることは難しい。
【0007】黒柳らの材料においては、アテロコラーゲ
ンをホモジナイザーで処理してクリーム状とし、アンモ
ニア雰囲気下で中和ゲル化させ、水洗した後、−80℃
に急冷して真空凍結乾燥する。この後、グルタールアル
デヒド水溶液で架橋し、水洗、凍結乾燥する。この方法
は、薄膜の厚みの調整については記載されていないが、
この方法での調整は、難しいものと思われる。
ンをホモジナイザーで処理してクリーム状とし、アンモ
ニア雰囲気下で中和ゲル化させ、水洗した後、−80℃
に急冷して真空凍結乾燥する。この後、グルタールアル
デヒド水溶液で架橋し、水洗、凍結乾燥する。この方法
は、薄膜の厚みの調整については記載されていないが、
この方法での調整は、難しいものと思われる。
【0008】特開平2−71749号公報記載の方法
は、先にコラーゲンフィルムを作成し、この上に線維化
コラーゲン・変性コラーゲンの混合溶液を流し込み、−
30℃で凍結させ、凍結乾燥する。この方法は、薄膜の
厚み調整は可能であるが、薄膜を別に調製するため、薄
膜の厚みが薄くなると取り扱いが困難になるという欠点
を有する。
は、先にコラーゲンフィルムを作成し、この上に線維化
コラーゲン・変性コラーゲンの混合溶液を流し込み、−
30℃で凍結させ、凍結乾燥する。この方法は、薄膜の
厚み調整は可能であるが、薄膜を別に調製するため、薄
膜の厚みが薄くなると取り扱いが困難になるという欠点
を有する。
【0009】上述した如く、コラーゲン系の薄膜と多孔
層とを有する材料は、細胞培養基材やバイオマテリアル
として、優れた特性を有するものの、その製法において
は、種々の問題点が存在し、工業的かつ安価に、高性能
のこの種の材料を製造するのは困難であった。
層とを有する材料は、細胞培養基材やバイオマテリアル
として、優れた特性を有するものの、その製法において
は、種々の問題点が存在し、工業的かつ安価に、高性能
のこの種の材料を製造するのは困難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、細胞親和性及び生体適合性に優れ、特に、動物細胞
の培養基材やバイオマテリアルとして優れた薄膜と多孔
層とを有する二層性蛋白質シートを工業的かつ安価に製
造する方法を提供することにある。
情に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、細胞親和性及び生体適合性に優れ、特に、動物細胞
の培養基材やバイオマテリアルとして優れた薄膜と多孔
層とを有する二層性蛋白質シートを工業的かつ安価に製
造する方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、蛋白質の
シート状ゲル化物の片面に、少なくとも一方の面が開放
孔を有する壁面により形成された蛋白質の多孔体シート
を、開放孔を有する面が残存するように重ね、該ゲル化
物を乾燥し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせた
該多孔体シートと接合一体化させることを特徴とする薄
膜と多孔層とよりなる二層性蛋白質シートの製造方法に
より達成される。
シート状ゲル化物の片面に、少なくとも一方の面が開放
孔を有する壁面により形成された蛋白質の多孔体シート
を、開放孔を有する面が残存するように重ね、該ゲル化
物を乾燥し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせた
該多孔体シートと接合一体化させることを特徴とする薄
膜と多孔層とよりなる二層性蛋白質シートの製造方法に
より達成される。
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて使用する蛋白質のシート状ゲル化物とは、蛋白質
液を適当な基材、例えば、板状の型枠に流延し、シート
状にゲル化させたものをいう。使用する蛋白質は細胞親
和性及び生体適合性に優れるものであればよく、ゲル化
が容易であるという点で、ゼラチン、コラーゲン、フィ
ブロインが好ましく、これらのうちでもゼラチン、コラ
ーゲンが特に好ましい。
おいて使用する蛋白質のシート状ゲル化物とは、蛋白質
液を適当な基材、例えば、板状の型枠に流延し、シート
状にゲル化させたものをいう。使用する蛋白質は細胞親
和性及び生体適合性に優れるものであればよく、ゲル化
が容易であるという点で、ゼラチン、コラーゲン、フィ
ブロインが好ましく、これらのうちでもゼラチン、コラ
ーゲンが特に好ましい。
【0013】ゼラチンは、主として牛骨,牛皮または豚
皮よりアルカリ法又は酸性法によって工業的に得られる
もので良いが、これらのゼラチンをさらに精製し、例え
ば、日本薬局方のゼラチンまたは精製ゼラチンの規格を
満たすようにしたものが好ましい。また、市販のコラー
ゲンを熱変成させてゼラチンとしたものも使用可能であ
る。
皮よりアルカリ法又は酸性法によって工業的に得られる
もので良いが、これらのゼラチンをさらに精製し、例え
ば、日本薬局方のゼラチンまたは精製ゼラチンの規格を
満たすようにしたものが好ましい。また、市販のコラー
ゲンを熱変成させてゼラチンとしたものも使用可能であ
る。
【0014】コラーゲンには種々のタイプのものが市販
されており、これらは、適当な方法でゲルを形成させれ
ば、本発明の製造方法に用いることができる。中でも、
生体適合性という点では、牛皮又は豚皮由来のコラーゲ
ンを酸又はアルカリ処理した後、プロテアーゼ又はペプ
シンで処理し、分子末端のテロペプチドを消化除去し
た、いわゆるアテロコラーゲンを用いることが好まし
い。
されており、これらは、適当な方法でゲルを形成させれ
ば、本発明の製造方法に用いることができる。中でも、
生体適合性という点では、牛皮又は豚皮由来のコラーゲ
ンを酸又はアルカリ処理した後、プロテアーゼ又はペプ
シンで処理し、分子末端のテロペプチドを消化除去し
た、いわゆるアテロコラーゲンを用いることが好まし
い。
【0015】これらの蛋白質は型枠に流延するに際し、
それぞれに適した方法で溶液または分散液とする。蛋白
質の濃度は、ゼラチンの場合は、好ましくは10重量%
以下であり、コラーゲンの場合は、好ましくは5%重量
以下、より好ましくは1%以下である。
それぞれに適した方法で溶液または分散液とする。蛋白
質の濃度は、ゼラチンの場合は、好ましくは10重量%
以下であり、コラーゲンの場合は、好ましくは5%重量
以下、より好ましくは1%以下である。
【0016】調製法は、例えば、ゼラチンの場合は、そ
のまま水に溶解して水溶液としても、また緩衝液に溶解
しても良い。コラーゲンの場合、特に、アテロコラーゲ
ンは、酸溶液として用いるのが一般的であるが、流延直
前に、例えば、燐酸緩衝液のような平衡塩溶液と混合し
て用いても良い。ただし、平衡塩溶液と混合し、PHを
中性付近とした場合、温度が高くなるとゲル化するの
で、溶液を低温(4℃付近)に保つ必要がある。
のまま水に溶解して水溶液としても、また緩衝液に溶解
しても良い。コラーゲンの場合、特に、アテロコラーゲ
ンは、酸溶液として用いるのが一般的であるが、流延直
前に、例えば、燐酸緩衝液のような平衡塩溶液と混合し
て用いても良い。ただし、平衡塩溶液と混合し、PHを
中性付近とした場合、温度が高くなるとゲル化するの
で、溶液を低温(4℃付近)に保つ必要がある。
【0017】上記蛋白質液には、耐水性を与え生体内で
の安定性を増すための架橋を目的として、架橋剤を添加
すると良い。架橋剤としては、水溶性架橋剤、例えば、
水溶性のエポキシ化合物やアルデヒド類が好適である。
添加量は、適宜選定することができるが通常、蛋白質に
対して1〜20重量%が好ましい。
の安定性を増すための架橋を目的として、架橋剤を添加
すると良い。架橋剤としては、水溶性架橋剤、例えば、
水溶性のエポキシ化合物やアルデヒド類が好適である。
添加量は、適宜選定することができるが通常、蛋白質に
対して1〜20重量%が好ましい。
【0018】また、蛋白質液を流延する型枠は、適当な
板状体であって、蛋白質を保持できるようにくぼみを有
するか、粘着テープ等で縁どりをしたものを使用する。
板状体の材質は、乾燥後に、蛋白質が接着しないもので
あることが必要である。
板状体であって、蛋白質を保持できるようにくぼみを有
するか、粘着テープ等で縁どりをしたものを使用する。
板状体の材質は、乾燥後に、蛋白質が接着しないもので
あることが必要である。
【0019】この様な板状体の例としては、接液面が、
ポリ−4−フッ化エチレンを始めとするフッ素樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン等である板状体が挙げられる。し
かし、これらに限定されるものではなく、前記条件を満
たすものであれば、これ以外の材料でも使用できる。
ポリ−4−フッ化エチレンを始めとするフッ素樹脂、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン等である板状体が挙げられる。し
かし、これらに限定されるものではなく、前記条件を満
たすものであれば、これ以外の材料でも使用できる。
【0020】薄膜が均一な厚さの二層性蛋白質シートを
得るためには、シート状ゲル化物の厚さが均一であるこ
とが必要である。このためには、型枠が水平に保たれて
いなければならない。型枠を水平に保つ方法としては、
例えば、高さを調節できる足のついた定盤に型枠を乗せ
水平を保つ方法が挙げられるが、これ以外の方法も使用
可能である。
得るためには、シート状ゲル化物の厚さが均一であるこ
とが必要である。このためには、型枠が水平に保たれて
いなければならない。型枠を水平に保つ方法としては、
例えば、高さを調節できる足のついた定盤に型枠を乗せ
水平を保つ方法が挙げられるが、これ以外の方法も使用
可能である。
【0021】上記の様にして、水平を保った型枠に流延
する蛋白質液の量は、乾燥後形成される薄膜の厚さが後
述する好ましい範囲になるように適宜調節する。
する蛋白質液の量は、乾燥後形成される薄膜の厚さが後
述する好ましい範囲になるように適宜調節する。
【0022】ゲル化の方法は、それぞれの蛋白質に適し
た方法を用いる。ゼラチンの場合は、例えば、冷却する
ことによりゲル化することができる。冷却温度は、使用
するゼラチンのゲル化温度以下でゼラチン液が凍結する
温度以上であれば良い。
た方法を用いる。ゼラチンの場合は、例えば、冷却する
ことによりゲル化することができる。冷却温度は、使用
するゼラチンのゲル化温度以下でゼラチン液が凍結する
温度以上であれば良い。
【0023】コラーゲンの場合は、例えば、酸性溶液を
流延後、25〜37℃の範囲でアンモニアガスと接触さ
せることによりゲル形成できる。また、流延前に平衡塩
溶液等と混合しPHを中性付近とした低温のコラーゲン
液は、流延後、25℃〜37℃に保持することによりゲ
ル化させることができる。
流延後、25〜37℃の範囲でアンモニアガスと接触さ
せることによりゲル形成できる。また、流延前に平衡塩
溶液等と混合しPHを中性付近とした低温のコラーゲン
液は、流延後、25℃〜37℃に保持することによりゲ
ル化させることができる。
【0024】次に、少なくとも一方の面が開放孔を有す
る壁面により形成された蛋白質の多孔体シートを構成す
る蛋白質は、細胞親和性及び生体適合性に優れるもので
あればよく、特に、ゼラチン、コラーゲンが好ましい。
ゼラチンやコラーゲンは、前記シート状ゲル化物を調製
するのに使用したものと同じものが好適に使用できる。
る壁面により形成された蛋白質の多孔体シートを構成す
る蛋白質は、細胞親和性及び生体適合性に優れるもので
あればよく、特に、ゼラチン、コラーゲンが好ましい。
ゼラチンやコラーゲンは、前記シート状ゲル化物を調製
するのに使用したものと同じものが好適に使用できる。
【0025】本発明に使用するのに適した多孔体シート
は、例えば、次の様にして製造することができる。すな
わち、先ず、架橋剤を含む蛋白質液を調製する。蛋白質
液及び架橋剤は前記シート状ゲル化物を調製するのに使
用するものと同じものが好適に使用できる。次に、蛋白
質と架橋剤との混合液を、例えば、板状の型枠に流延す
る。この際使用する型枠も前述したものが好適である。
そして、蛋白質架橋剤混合液を流延した型枠を蛋白質液
の凍結温度以下に保持した台上に乗せ冷却する。
は、例えば、次の様にして製造することができる。すな
わち、先ず、架橋剤を含む蛋白質液を調製する。蛋白質
液及び架橋剤は前記シート状ゲル化物を調製するのに使
用するものと同じものが好適に使用できる。次に、蛋白
質と架橋剤との混合液を、例えば、板状の型枠に流延す
る。この際使用する型枠も前述したものが好適である。
そして、蛋白質架橋剤混合液を流延した型枠を蛋白質液
の凍結温度以下に保持した台上に乗せ冷却する。
【0026】この様な台としては、例えば、内部に冷媒
を循環させたプレートやドライアイス又は他の寒剤を利
用した冷却プレート等が挙げられる。多孔体シートが均
一な厚みを持つ様に、台は、水平に保たれていることが
好ましい。冷凍庫のような周囲より冷却される環境中に
置いて凍結させると空気面に形成する開気孔の形成量が
低下する。
を循環させたプレートやドライアイス又は他の寒剤を利
用した冷却プレート等が挙げられる。多孔体シートが均
一な厚みを持つ様に、台は、水平に保たれていることが
好ましい。冷凍庫のような周囲より冷却される環境中に
置いて凍結させると空気面に形成する開気孔の形成量が
低下する。
【0027】冷却温度は、蛋白質液が凍結する温度であ
ることが必要である。この冷却温度と冷却速度が気孔の
寸法を支配する重要な因子である。冷却温度が低い程ま
た冷却速度が速い程小さな気孔が生成する。逆に言え
ば、冷却温度と速度を適宜選択することにより気孔の寸
法を調節できる。
ることが必要である。この冷却温度と冷却速度が気孔の
寸法を支配する重要な因子である。冷却温度が低い程ま
た冷却速度が速い程小さな気孔が生成する。逆に言え
ば、冷却温度と速度を適宜選択することにより気孔の寸
法を調節できる。
【0028】この多孔体シートの製造において、型枠に
流延した蛋白質液を冷却凍結に先立って、ゲル化させて
も良い。このゲル化の方法は、先述のシート状ゲル化物
の調製に用いた方法が利用できる。
流延した蛋白質液を冷却凍結に先立って、ゲル化させて
も良い。このゲル化の方法は、先述のシート状ゲル化物
の調製に用いた方法が利用できる。
【0029】次に、凍結物は真空凍結乾燥により乾燥す
る。真空凍結乾燥は一般的方法及び条件が適用できる
が、本発明の方法においては乾燥中の架橋剤の損失を防
ぐためできるだけ低温に保つ必要がある。乾燥期間中3
0℃以下であることが好ましい。
る。真空凍結乾燥は一般的方法及び条件が適用できる
が、本発明の方法においては乾燥中の架橋剤の損失を防
ぐためできるだけ低温に保つ必要がある。乾燥期間中3
0℃以下であることが好ましい。
【0030】凍結乾燥後、熱処理により架橋反応を促進
するため、熱処理するとよい。熱処理温度は、高い方が
反応は促進されるが、余り高温になると空気中で熱処理
した場合シートが着色する。空気中処理の場合は150
℃以下が好ましい。熱処理時間は、処理温度との関係で
決まり、温度が高い程短時間で架橋が進み水に不溶とな
るが、低温の場合は長時間を要する。
するため、熱処理するとよい。熱処理温度は、高い方が
反応は促進されるが、余り高温になると空気中で熱処理
した場合シートが着色する。空気中処理の場合は150
℃以下が好ましい。熱処理時間は、処理温度との関係で
決まり、温度が高い程短時間で架橋が進み水に不溶とな
るが、低温の場合は長時間を要する。
【0031】多孔体の製造は、架橋剤を含まない蛋白質
液を用いても同様の方法に依ることが可能である。しか
し、この場合は最後に適当な方法で架橋し耐水性を与え
ることが好ましい。この様にして製造した多孔体シート
は、空気側に開放孔を有し、気孔壁が垂直方向に立った
ものとなる。一方、型枠側は、無孔性ないしは多孔性の
厚さ2μm以下の薄膜となる。
液を用いても同様の方法に依ることが可能である。しか
し、この場合は最後に適当な方法で架橋し耐水性を与え
ることが好ましい。この様にして製造した多孔体シート
は、空気側に開放孔を有し、気孔壁が垂直方向に立った
ものとなる。一方、型枠側は、無孔性ないしは多孔性の
厚さ2μm以下の薄膜となる。
【0032】上記蛋白質のシート状ゲル化物と少なくと
も一方の面が開放孔を有する壁面により形成された蛋白
質の多孔体シートとを用いて、本発明の製造方法は、例
えば、次のようにして行う。すなわち、まず、蛋白質の
シート状ゲル化物の片面に、少なくとも一方の面が開放
孔を有する壁面により形成された蛋白質の多孔体シート
を開放孔を有する面が残存するように重ねる。次に、こ
のゲル化物を、ゾル状または溶液状にすることなく乾燥
し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせた多孔体シ
ートと接合一体化させる。
も一方の面が開放孔を有する壁面により形成された蛋白
質の多孔体シートとを用いて、本発明の製造方法は、例
えば、次のようにして行う。すなわち、まず、蛋白質の
シート状ゲル化物の片面に、少なくとも一方の面が開放
孔を有する壁面により形成された蛋白質の多孔体シート
を開放孔を有する面が残存するように重ねる。次に、こ
のゲル化物を、ゾル状または溶液状にすることなく乾燥
し、薄膜を形成させるとともに、重ね合わせた多孔体シ
ートと接合一体化させる。
【0033】ここで、シート状ゲル化物をゾル状または
溶液状にすることなく乾燥することが重要である。ゾル
状または溶液状とした場合は、このゾルまたは溶液が、
多孔体シートに吸収され、目的とする薄膜と多孔層とを
有する二層性蛋白質シートを安定して得ることができな
い。
溶液状にすることなく乾燥することが重要である。ゾル
状または溶液状とした場合は、このゾルまたは溶液が、
多孔体シートに吸収され、目的とする薄膜と多孔層とを
有する二層性蛋白質シートを安定して得ることができな
い。
【0034】シート状ゲル化物をゾル状または溶液状に
することなく乾燥するためには、ゼラチンの場合は、ゲ
ル化物を融点以下の温度に保って乾燥する。融点は、ゼ
ラチンの種類及び濃度に依存して変化する。本発明の場
合は、25℃以下の凍結しない温度に保って乾燥するこ
とが好ましく、20℃以下であることがより好ましい。
コラーゲンの場合は、変質を防ぐためには37℃以下の
凍結しない温度で乾燥させるとよい。
することなく乾燥するためには、ゼラチンの場合は、ゲ
ル化物を融点以下の温度に保って乾燥する。融点は、ゼ
ラチンの種類及び濃度に依存して変化する。本発明の場
合は、25℃以下の凍結しない温度に保って乾燥するこ
とが好ましく、20℃以下であることがより好ましい。
コラーゲンの場合は、変質を防ぐためには37℃以下の
凍結しない温度で乾燥させるとよい。
【0035】これにより、蛋白質のシート状ゲル化物は
薄膜として、重ね合わせた蛋白質多孔体に接合一体化
し、二層性蛋白質シートを形成する。本発明の方法にお
いて、蛋白質のシート状ゲル化物が架橋剤を含有する場
合、乾燥後熱処理により架橋反応を促進するとよい。熱
処理の条件は、多孔体の調製と同じ条件で行えばよい。
薄膜として、重ね合わせた蛋白質多孔体に接合一体化
し、二層性蛋白質シートを形成する。本発明の方法にお
いて、蛋白質のシート状ゲル化物が架橋剤を含有する場
合、乾燥後熱処理により架橋反応を促進するとよい。熱
処理の条件は、多孔体の調製と同じ条件で行えばよい。
【0036】また、本発明の方法において、シート状ゲ
ル化物が架橋剤を含有しない場合、二層性蛋白質シート
を形成後、適当な方法を用いて架橋を施しても良い。以
上の様にして製造した二層性蛋白質シートは、必要に応
じて、水、アルコール、水/アルコール混合物、その他
適当な溶剤を用いて洗浄するとよい。
ル化物が架橋剤を含有しない場合、二層性蛋白質シート
を形成後、適当な方法を用いて架橋を施しても良い。以
上の様にして製造した二層性蛋白質シートは、必要に応
じて、水、アルコール、水/アルコール混合物、その他
適当な溶剤を用いて洗浄するとよい。
【0037】本発明の製造方法によって得られた二層性
蛋白質シートは、図1及び図2に示すような構造であ
る。図1は、本発明の二層性蛋白質シートの断面構造を
示す説明図、図2は本発明の製造方法による二層性蛋白
質シートの開放孔を有する面から見た平面の説明図であ
る。同図において、(1)は緻密な薄膜、(2)は開放
孔面、(3)は壁面、(4)は開放孔を表わす。
蛋白質シートは、図1及び図2に示すような構造であ
る。図1は、本発明の二層性蛋白質シートの断面構造を
示す説明図、図2は本発明の製造方法による二層性蛋白
質シートの開放孔を有する面から見た平面の説明図であ
る。同図において、(1)は緻密な薄膜、(2)は開放
孔面、(3)は壁面、(4)は開放孔を表わす。
【0038】本発明の製造方法による二層性蛋白質シー
トは、図1及び図2に示すように一方の面が緻密な薄膜
(1)、他の面が開放孔(4)を有する開放孔面(2)
(多孔層)により構成されている。そして、これら緻密
な薄膜(1)及び壁面(3)は、蛋白質により形成され
ている。緻密な薄膜(1)は実質的に気孔を含まないか
気孔の数又は大きさが多孔部分に比べて圧倒的に小さい
膜状体であり、本発明の製造方法による蛋白質シートの
両面に別々の細胞を培養するような場合を考えると、緻
密な薄膜は無孔性であるか、1μm以下の気孔であるこ
とが好ましい。
トは、図1及び図2に示すように一方の面が緻密な薄膜
(1)、他の面が開放孔(4)を有する開放孔面(2)
(多孔層)により構成されている。そして、これら緻密
な薄膜(1)及び壁面(3)は、蛋白質により形成され
ている。緻密な薄膜(1)は実質的に気孔を含まないか
気孔の数又は大きさが多孔部分に比べて圧倒的に小さい
膜状体であり、本発明の製造方法による蛋白質シートの
両面に別々の細胞を培養するような場合を考えると、緻
密な薄膜は無孔性であるか、1μm以下の気孔であるこ
とが好ましい。
【0039】緻密な薄膜の厚みは、シートの取り扱い性
の点からは厚い方が好ましいが、物質の透過性の点から
は薄い方が好ましい。通常200μm以下であることが
好ましく、より好ましくは50μm以下である。
の点からは厚い方が好ましいが、物質の透過性の点から
は薄い方が好ましい。通常200μm以下であることが
好ましく、より好ましくは50μm以下である。
【0040】本発明の製造方法による二層性蛋白質シー
トの一面、緻密な薄膜(1)と一体化し他の面を構成す
る壁面(3)は、開放孔(4)を形成してなる。開放孔
とは、二層性蛋白質シートを形成する壁面(3)の端面
が開口したものである。この開放孔は細胞培養のために
は大きい方が好ましく平均50μm以上であることが好
ましい。
トの一面、緻密な薄膜(1)と一体化し他の面を構成す
る壁面(3)は、開放孔(4)を形成してなる。開放孔
とは、二層性蛋白質シートを形成する壁面(3)の端面
が開口したものである。この開放孔は細胞培養のために
は大きい方が好ましく平均50μm以上であることが好
ましい。
【0041】ここで、開放孔の大きさは、開放口を有す
る面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて写真撮影し、得
られた写真から次の様にして求めた。即ち、写真の縦方
向と横方向について一定の長さの長線上にある開孔口の
数を求め、この値で直線の長さを割ったものを平均孔径
とした。本発明においては、どちらの方向についても5
0μm以上であることが好ましい。
る面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて写真撮影し、得
られた写真から次の様にして求めた。即ち、写真の縦方
向と横方向について一定の長さの長線上にある開孔口の
数を求め、この値で直線の長さを割ったものを平均孔径
とした。本発明においては、どちらの方向についても5
0μm以上であることが好ましい。
【0042】なお、本発明の製造方法による二層性蛋白
質シートは、上述の開気孔の他閉気孔を含んでいてもよ
い。この閉気孔の数は、特に規定されるものではない
が、細胞侵入やメディウムの透過を考慮すると少ない方
が好ましい。また、気孔形状としては、壁面(3)が垂
直方向に立っているものが好ましく、理想的には薄膜
(1)まで1つの気孔が連続している、即ち、閉気孔を
含まないことが好ましい。また、重ね合せるシート状ゲ
ル化物と少なくとも一方の面が開放孔を有する壁面によ
り形成された多孔体シートに用いる蛋白質の種類は、同
じでも異なっていてもよい。
質シートは、上述の開気孔の他閉気孔を含んでいてもよ
い。この閉気孔の数は、特に規定されるものではない
が、細胞侵入やメディウムの透過を考慮すると少ない方
が好ましい。また、気孔形状としては、壁面(3)が垂
直方向に立っているものが好ましく、理想的には薄膜
(1)まで1つの気孔が連続している、即ち、閉気孔を
含まないことが好ましい。また、重ね合せるシート状ゲ
ル化物と少なくとも一方の面が開放孔を有する壁面によ
り形成された多孔体シートに用いる蛋白質の種類は、同
じでも異なっていてもよい。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明の二層性蛋白質シ
ートの製造方法によれば、予め均一な厚さに調製した蛋
白質のシート状ゲル化物をゾル状または溶液状にするこ
となく乾燥し、薄膜を形成させるので、均一な厚さの薄
膜を有する二層性蛋白質シートが得られる。また、シー
ト状ゲル化物は適当な基材に蛋白質液を流延後ゲル化さ
せて作成するため、大面積化が容易である。
ートの製造方法によれば、予め均一な厚さに調製した蛋
白質のシート状ゲル化物をゾル状または溶液状にするこ
となく乾燥し、薄膜を形成させるので、均一な厚さの薄
膜を有する二層性蛋白質シートが得られる。また、シー
ト状ゲル化物は適当な基材に蛋白質液を流延後ゲル化さ
せて作成するため、大面積化が容易である。
【0044】また、シート状ゲル化物の厚さ又はこれを
構成する蛋白質の濃度を変化させることによって、容易
に薄膜の厚さを変えることができる。本発明の製造方法
によれば、多孔層のほとんどが開放孔であり、かつ孔を
構成する壁面が薄膜に垂直方向に立っている二層性蛋白
質シートが製造できる。
構成する蛋白質の濃度を変化させることによって、容易
に薄膜の厚さを変えることができる。本発明の製造方法
によれば、多孔層のほとんどが開放孔であり、かつ孔を
構成する壁面が薄膜に垂直方向に立っている二層性蛋白
質シートが製造できる。
【0045】この二層性蛋白質シートは、細胞培養に当
たって細胞の侵入やメディウムの浸透に優れている。ま
た、薄膜上、多孔層いずれにおいても細胞培養が可能で
ある。更に、2種の細胞を両面に分けて培養し、細胞間
の相互作用を研究する目的にも使用できる。
たって細胞の侵入やメディウムの浸透に優れている。ま
た、薄膜上、多孔層いずれにおいても細胞培養が可能で
ある。更に、2種の細胞を両面に分けて培養し、細胞間
の相互作用を研究する目的にも使用できる。
【0046】本発明の製造方法によれば、薄膜と多孔層
が一体化された形で製膜できるので、薄膜を極限まで薄
くしても取り扱い可能であるという利点を有する。更
に、本発明の製造方法によれば、薄膜と多孔層で異なっ
た蛋白質を用いることが可能で、薄膜と多孔層の特性が
違う膜を製造することができる。
が一体化された形で製膜できるので、薄膜を極限まで薄
くしても取り扱い可能であるという利点を有する。更
に、本発明の製造方法によれば、薄膜と多孔層で異なっ
た蛋白質を用いることが可能で、薄膜と多孔層の特性が
違う膜を製造することができる。
【0047】次に、実施例により本発明を具体的に説明
する。
する。
【実施例1,2】
【0048】〔多孔体シートの調製〕市販のゼラチン
〔粘度28mp、ゼリー強度96g(6.66%)、
(株)ニッピ製〕の5%が水溶液に架橋剤としてグリセ
ロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)
製)をゼラチンの10重量%添加し溶解させた。この混
合液を粘着テープで縁どりをした厚さ2mmのポリメチ
ルメタクリレート板に2g/64cm2 の量でキャスト
した後、5〜10℃に保った水平台上で20分間冷却ゲ
ル化させた。この後、ドライアイスを用いて−70℃に
保持した板上に乗せ下面より冷却して凍結させた後、2
5℃以下で凍結乾燥した。乾燥終了後110℃で3時間
熱処理した。
〔粘度28mp、ゼリー強度96g(6.66%)、
(株)ニッピ製〕の5%が水溶液に架橋剤としてグリセ
ロールポリグリシジルエーテル(ナガセ化成工業(株)
製)をゼラチンの10重量%添加し溶解させた。この混
合液を粘着テープで縁どりをした厚さ2mmのポリメチ
ルメタクリレート板に2g/64cm2 の量でキャスト
した後、5〜10℃に保った水平台上で20分間冷却ゲ
ル化させた。この後、ドライアイスを用いて−70℃に
保持した板上に乗せ下面より冷却して凍結させた後、2
5℃以下で凍結乾燥した。乾燥終了後110℃で3時間
熱処理した。
【0049】〔二層性シートの製造〕多孔体シートの製
造に用いたゼラチンと架橋剤の混合液を多孔体シートの
製造に用いたのと同じポリメチルメタクリレート板に1
g/64cm2 又は2g/64cm2 の量で流延し、5
〜10℃に保った水平台上で25分間冷却ゲル化させ
た。
造に用いたゼラチンと架橋剤の混合液を多孔体シートの
製造に用いたのと同じポリメチルメタクリレート板に1
g/64cm2 又は2g/64cm2 の量で流延し、5
〜10℃に保った水平台上で25分間冷却ゲル化させ
た。
【0050】次に、このゲル化物の上に上記方法にて調
製した多孔体シートをポリメチルメタクリレート板に接
していた面がゲル化物に接触するように乗せ、10分間
放置した。そして、110℃×65%RHにて1夜風乾
後、110℃で3時間熱処理した。更に、50℃の水に
5時間浸漬洗浄した後、再び凍結乾燥した。
製した多孔体シートをポリメチルメタクリレート板に接
していた面がゲル化物に接触するように乗せ、10分間
放置した。そして、110℃×65%RHにて1夜風乾
後、110℃で3時間熱処理した。更に、50℃の水に
5時間浸漬洗浄した後、再び凍結乾燥した。
【0051】このシートをSEM観察したところ、全体
として多孔体のシートであって、片面に無孔性の薄膜、
他面は多数の開放孔を有する二層性構造であった。SE
M写真より測定した開放孔の平均孔径は96μm×91
μmであった。一方、薄膜の厚さは1g/64cm2 で
造膜したものは5.8μmであり、2g/64cm2 で
造膜したものは8.8μmであった。
として多孔体のシートであって、片面に無孔性の薄膜、
他面は多数の開放孔を有する二層性構造であった。SE
M写真より測定した開放孔の平均孔径は96μm×91
μmであった。一方、薄膜の厚さは1g/64cm2 で
造膜したものは5.8μmであり、2g/64cm2 で
造膜したものは8.8μmであった。
【0052】(細胞培養実験)このシートを直径30m
mの円形に切り抜き、高さ5mmの足のついた円筒型カ
ップの下面に接着し培養カップとした。培養カップは、
多孔体シートの薄膜面が上になるものと開放孔面が上に
なるものの二種を作成した。
mの円形に切り抜き、高さ5mmの足のついた円筒型カ
ップの下面に接着し培養カップとした。培養カップは、
多孔体シートの薄膜面が上になるものと開放孔面が上に
なるものの二種を作成した。
【0053】このカップを用いてヒト線維芽細胞の培養
を行った。カップを直径35mmのディッシュに入れ、
4×105 個のヒト線維芽細胞を1mlの培養液に懸濁
したものをカップに注入した。さらに2mlの培養液を
足し、37℃で1,4,8日間培養した。所定期間後、
メタノール固定し、ギムザ染色を施し、風乾後、光学顕
微鏡にて細胞の形態を観察した。培養液はダルベッコズ
モディファイドイーグルズメディウムを用いた。
を行った。カップを直径35mmのディッシュに入れ、
4×105 個のヒト線維芽細胞を1mlの培養液に懸濁
したものをカップに注入した。さらに2mlの培養液を
足し、37℃で1,4,8日間培養した。所定期間後、
メタノール固定し、ギムザ染色を施し、風乾後、光学顕
微鏡にて細胞の形態を観察した。培養液はダルベッコズ
モディファイドイーグルズメディウムを用いた。
【0054】いずれの膜においても、良好な結果が得ら
れた。即ち、薄膜面でも開放孔面でも多数の細胞が接着
・進展し最長8日間に渡って良好な状態を維持した。開
放孔面で培養したものは壁面にも細胞が接着し三次元的
に培養された。
れた。即ち、薄膜面でも開放孔面でも多数の細胞が接着
・進展し最長8日間に渡って良好な状態を維持した。開
放孔面で培養したものは壁面にも細胞が接着し三次元的
に培養された。
【0055】
【実施例3〜5】市販のゼラチン〔粘度52mp、ゼリ
ー強度220g(6.66%)、(株)ニッピ製〕の
2.5%水溶液に架橋剤としてグリセロールポリグリシ
ジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製〕をゼラチンの
10%添加し溶解させた。この混合液を粘着テープで縁
どりをした厚さ2mmのポリメチルメタクリレート板に
2g/64cm2 、1g/64cm2 又は0.5g/6
4cm2 の量で流延し、5〜10℃に保った水平台上で
25分間冷却させた。
ー強度220g(6.66%)、(株)ニッピ製〕の
2.5%水溶液に架橋剤としてグリセロールポリグリシ
ジルエーテル(ナガセ化成工業(株)製〕をゼラチンの
10%添加し溶解させた。この混合液を粘着テープで縁
どりをした厚さ2mmのポリメチルメタクリレート板に
2g/64cm2 、1g/64cm2 又は0.5g/6
4cm2 の量で流延し、5〜10℃に保った水平台上で
25分間冷却させた。
【0056】このゲル化物の上に、実施例1で作成した
多孔体シートをポリメチルメタクリレート板に接してい
た面がゲル化物に接触するように乗せ10分間放置し
た。この後、実施例1と同様にして二層性シートを製造
した。
多孔体シートをポリメチルメタクリレート板に接してい
た面がゲル化物に接触するように乗せ10分間放置し
た。この後、実施例1と同様にして二層性シートを製造
した。
【0057】このシートをSEM観察したところ、全体
として多孔体のシートであって、片面に無孔性の薄膜、
他面は多数の開放孔を有する二層性構造であった。SE
M写真より測定した開放孔の平均孔径は98μm×93
μmであった。一方、薄膜の厚さは2g/64cm2 で
造膜したものは5.8μm,1g/64cm2 で造膜し
たものは4.0μm,0.5g/64cm2 で造膜した
ものは2.4μmであった。これらのシートを用いて実
施例1と同様に細胞培養実験を行った。いずれの膜も実
施例1と同様の好結果を得た。
として多孔体のシートであって、片面に無孔性の薄膜、
他面は多数の開放孔を有する二層性構造であった。SE
M写真より測定した開放孔の平均孔径は98μm×93
μmであった。一方、薄膜の厚さは2g/64cm2 で
造膜したものは5.8μm,1g/64cm2 で造膜し
たものは4.0μm,0.5g/64cm2 で造膜した
ものは2.4μmであった。これらのシートを用いて実
施例1と同様に細胞培養実験を行った。いずれの膜も実
施例1と同様の好結果を得た。
【図1】本発明の二層性蛋白質シートの断面構造を示す
説明図。
説明図。
【図2】本発明の二層性蛋白質シートの開放孔を有する
面から見た平面の説明図。
面から見た平面の説明図。
1 緻密な薄膜 2 開放孔面 3 壁面 4 開放孔
Claims (1)
- 【請求項1】 蛋白質のシート状ゲル化物の片面に、少
なくとも一方の面が開放孔を有する壁面により形成され
た蛋白質の多孔体シートを、開放孔を有する面が残存す
るように重ね、該ゲル化物を乾燥し、薄膜を形成させる
とともに、重ね合わせた該多孔体シートと接合一体化さ
せることを特徴とする薄膜と多孔層とよりなる二層性蛋
白質シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130427A JPH0654899A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 二層性蛋白質シ−トの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130427A JPH0654899A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 二層性蛋白質シ−トの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0654899A true JPH0654899A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=15033987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3130427A Pending JPH0654899A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | 二層性蛋白質シ−トの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654899A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002526207A (ja) * | 1998-09-18 | 2002-08-20 | イムデ ビオマテリオー | 二重複合コラーゲン性材料、その取得方法及び療法的適用 |
| JP2003024056A (ja) * | 2001-06-06 | 2003-01-28 | Becton Dickinson & Co | すぐに使用できる均一に分散した細胞外マトリックスを基質に提供する方法 |
| JP2004507472A (ja) * | 2000-08-30 | 2004-03-11 | デピュイ・アクロメッド・インコーポレイテッド | コラーゲン/多糖類二層性マトリックス |
| WO2004076610A1 (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | Japan Science And Technology Agency | 細胞培養用マイクロチャンバー加工装置及び方法 |
| JP2007537314A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | ゲリタ アクチェンゲゼルシャフト | 架橋したゼラチンを基にした造形体の製造法 |
| JP2015164526A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-09-17 | 瀚醫生技股▲分▼有限公司 | 二層複合材料を形成する方法、その方法で形成された二層複合材料、二層複合材料を含む生物医学機器 |
| JP2017533739A (ja) * | 2014-09-26 | 2017-11-16 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドSewon Cellontech Co.,Ltd. | 軟部組織修復用マトリックスおよびその製造方法 |
| JP2020130541A (ja) * | 2019-02-18 | 2020-08-31 | 青葉化成株式会社 | 医療材料およびその製造方法 |
| CN117445491A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-26 | 江西丝科生物科技有限公司 | 一种蛋白膜的复合方法及复合蛋白膜 |
-
1991
- 1991-05-02 JP JP3130427A patent/JPH0654899A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002526207A (ja) * | 1998-09-18 | 2002-08-20 | イムデ ビオマテリオー | 二重複合コラーゲン性材料、その取得方法及び療法的適用 |
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| US7541187B2 (en) | 2001-06-06 | 2009-06-02 | Becton, Dickinson And Company | Method of providing a substrate with a ready-to-use, uniformly distributed extracellular matrix |
| WO2004076610A1 (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | Japan Science And Technology Agency | 細胞培養用マイクロチャンバー加工装置及び方法 |
| US8008069B2 (en) | 2003-02-26 | 2011-08-30 | Japan Science And Technology Agency | Apparatus and method for machining microchamber for cell culture |
| US8247222B2 (en) | 2003-02-26 | 2012-08-21 | Japan Science And Technology Agency | Micro-chamber processing apparatus for cell culture and method |
| JP2007537314A (ja) * | 2004-05-12 | 2007-12-20 | ゲリタ アクチェンゲゼルシャフト | 架橋したゼラチンを基にした造形体の製造法 |
| JP2015164526A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-09-17 | 瀚醫生技股▲分▼有限公司 | 二層複合材料を形成する方法、その方法で形成された二層複合材料、二層複合材料を含む生物医学機器 |
| JP2017533739A (ja) * | 2014-09-26 | 2017-11-16 | セウォン セロンテック カンパニー リミテッドSewon Cellontech Co.,Ltd. | 軟部組織修復用マトリックスおよびその製造方法 |
| JP2020130541A (ja) * | 2019-02-18 | 2020-08-31 | 青葉化成株式会社 | 医療材料およびその製造方法 |
| CN117445491A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-26 | 江西丝科生物科技有限公司 | 一种蛋白膜的复合方法及复合蛋白膜 |
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