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二層バイオリアクター

国内特許コード P08A013745
掲載日 2008年9月26日
出願番号 特願2005-246853
公開番号 特開2007-054026
登録番号 特許第4771123号
出願日 平成17年8月26日(2005.8.26)
公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
登録日 平成23年7月1日(2011.7.1)
発明者
  • 陳 国平
  • 立石 哲也
  • 田中 順三
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 二層バイオリアクター
発明の概要

【課題】 隣接する組織をそれぞれの組織の再生に最適な組織を分けて提供し、隣接する組織を同時に培養することが可能であるので、隣接する二つの組織が繋がっている形で効率よく再生することが可能である。
【解決手段】 異なる種類の組織が接触配置されている組織接触部とこの組織接触部を介して分画された培地流通部を有する培養チャンバーと、培地流通部に培地を流通循環させる循環機構部とを有し、循環機構部の作動によって培養チャンバーの各々の培地流通部に各々異なる種類の培地を循環させながら、組織接触部において、階層構造を有する組織を培養する二層バイオリアクターを提供する。
【選択図】 なし

従来技術、競合技術の概要


事故や病気などの原因で損傷を受けたり、失われたりした軟骨や皮膚、血管などの組織、臓器を修復、治療するために、人工臓器や臓器移植による治療は従来の治療法である。しかしながら、人工臓器の機能は十分ではない、金属や高分子ポリマーを材料とする人工関節部分の感染・磨耗・緩み・破損などの問題点がある。また、組織移植の場合では、ドナーの不足という問題に加え、ドナーが他人の場合、免疫応答に基づく拒絶反応という問題もある。これらの種々の問題点を解決するために、生体細胞を用いて、生体細胞や組織の足場とする多孔質基盤材料に播種し、生体外で栄養物質を提供しながら培養し、生体組織が形成した後、生体内に移植する再生医療の研究が盛んに行われている。



従来、再生する組織を同一培地中での培養を行っている。しかしながら、本来、隣接する異なる二つの組織を培養するための培地の成分や培地の流速などは同じではなく、それぞれの組織に必要な培養条件で培養しなければならない。このことから、隣接する異なる二つの組織に、それぞれの組織再生に最適した培養が行われることが望ましいが、従来ではこのような培養のための方策は実現されていない。

産業上の利用分野


本発明は、二層バイオリアクターに関するものである。さらに詳しくは、難治性変形性関節炎や事故による軟骨創傷などの骨・軟骨疾患や血管疾患、皮膚疾患などを修復するために用いられる骨・軟骨組織、内皮・平滑筋、上皮・真皮などの隣接する二つの組織の同時再生等のための培養に有用な二層バイオリアクターに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
生体において隣接する組織であって、異なる種類の組織が接触配置されている組織接触部とこの組織接触部を介して分画された培地流通部を有する培養チャンバーと、培地流通部に培地を流通循環させる循環機構部とを有し、循環機構部の作動によって培養チャンバーの各々の培地流通部に各々異なる培地を循環させながら、組織接触部において階層構造を有する組織を培養することを特徴とする二層バイオリアクター。

【請求項2】
各々が異なる培地は、培地の組成流通、および流れの型のうちの1以上が異なることを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項3】
培地の循環機構部には、培地の容器と、これと培養チャンバーとを連通するチューブとが配設されていることを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項4】
培地の循環機構部には、培地を流通循環させるためのポンプ装置が配設されていることを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項5】
培養インキュベーター中に配置されていることを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項6】
培地の温度とpHは培養インキュベータでガス交換及び熱交換により調整されることを特徴とする請求項5の二層バイオリアクター。

【請求項7】
培養チャンバーの組織接触部の形は平面状、球面状、チューブ状、不定形状などの各種の形状を有することを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項8】
培養チャンバーの組織接触部は網状構造、或いは多孔質構造を有する固形支持体を備え、培養組織を維持することを特徴とする請求項1の二層バイオリアクター。

【請求項9】
固形支持体は生体吸収性高分子、生体非吸収性高分子、或いは金属又は合金で構成することを特徴とする請求項8の二層バイオリアクター。

【請求項10】
バイオリアクターの容器及び培地が流れるチューブは生体非吸収性高分子、或いは金属又は合金で構成することを特徴とする請求項3の二層バイオリアクター。

【請求項11】
培地の容器は熱伝導性を有する生体非吸収性高分子のバッグ又は容器、或いはガラスの容器であることを特徴とする請求項3の二層バイオリアクター。

【請求項12】
生体非吸収性高分子のバッグ又は容器は、二酸化炭素、酸素などのガスの透過性を有することを特徴とする請求項11の二層バイオリアクター。

【請求項13】
培地の容器である生体非吸収性高分子或いはガラスの容器は二酸化炭素、酸素などのガスが自由に通るフィルターを付けていることを特徴とする請求項11の二層バイオリアクター。
産業区分
  • 微生物工業
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
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