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細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 新技術説明会

国内特許コード P180015512
整理番号 4376
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2013-263585
公開番号 特開2015-116174
登録番号 特許第6433119号
出願日 平成25年12月20日(2013.12.20)
公開日 平成27年6月25日(2015.6.25)
登録日 平成30年11月16日(2018.11.16)
発明者
  • 亀井 謙一郎
  • 眞下 泰正
  • 劉 莉
  • 陳 勇
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】効率的にナノファイバーの評価が可能なマイクロ流体デバイスを提供する。
【解決手段】ナノファイバーからなる複数の人工細胞外マトリクス部を基板上に所定の間隔で配置してなる細胞培養足場基材。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要

細胞は生体・組織内において、(i)成長因子や低分子などの可溶性因子、(ii) 細胞外マトリックスなどの不溶性因子、(iii)細胞間相互作用、などで構成される「細胞外微小環境」中にあり、その運命が制御されている。したがって、再生医療・細胞移植治療・薬剤開発・等に有望視されているヒト多能性幹細胞(ES/iPS細胞)の機能・運命制御にも、目的に応じた細胞外微小環境を整える必要がある。

しかし、現在使用されている生体外細胞実験系では、この様に複雑な微小環境の人工的な作製は非常に困難である。これを克服する手段が、微小空間制御できるマイクロ流体デバイス(μFD)を用いた細胞培養・実験系である。

ナノファイバーは細胞培養足場基材の人工細胞外マトリクスとして有望視されてきたが、目的に応じたナノファイバーを得るためには様々なパラメータを考慮した条件検討を行う必要がある。そのためには、ナノファイバーをスクリーニングする必要があるが、これまではそのようなスクリーニングを行うデバイスが無かった。さらに、細胞の運命決定制御をナノファイバーのみで行う試みは数多く行われてきたが、同様に運命決定制御に関係する微小環境とナノファイバーによる細胞への相互作用の解析及び解析手法については、ほとんど報告がされていない。

また、従来法によるナノファイバーのパターニング法では、多種類のナノファイバーを単一基板上に作製することは非常に困難であった(非特許文献1)。

さらに、従来のマイクロ流体デバイスの作製にはフォトリソグラフィー法が使用されるが、この方法は、鋳型準備に時間がかかることが問題点であった。また、単一基板上に複数の高さ、またはなだらかな勾配を持つ鋳型を作製するためには、複数のマスク、リソグラフィープロセスを繰り返す必要があった。

マイクロ流体デバイス(μFD)は細胞生物学において、(i) nm~μmスケールでの微小「 3次元」空間制御、(ii)単一空間内に二~多液層・濃度勾配の作製、(iii)実験の自動化・High-Throughput(HT)化(非特許文献2)など様々な利点がある。

産業上の利用分野

本発明は、細胞培養足場基材、マイクロ流体デバイス及びそれを用いたハイスループットナノファイバースクリーニング方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
白金コートしたポリスチレンプレートをプラスチックマスクで覆った後、エレクトロスピニングを行うことによって、プラスチックマスクのデザインパターンから露出した白金コート部分にナノファイバーを蓄積させ、プラスチックマスクを取り除くことによって、単一の基板上に多種類のナノファイバーをアレイ状にパターニングし、10~400個のアレイ状にパターニングしたナノファイバーから構成される人工細胞外マトリクス部を基板上に所定の間隔で配置することを特徴とする、細胞培養足場基材の製造方法。

【請求項2】
白金コートしたポリスチレンプレートの単一の基板上に10~400個のアレイ状にパターニングした多種類のナノファイバーから構成される人工細胞外マトリクス部を基板上に所定の間隔で配置してなる細胞培養足場基材。

【請求項3】
請求項2に記載の細胞培養足場基材の各人工細胞外マトリクス部の対応する位置にマイクロ流体チャネルを形成するようにマイクロ流路構造体と前記細胞培養足場基材を密着させ、前記マイクロ流体チャネルで細胞培養と培養液交換を可能にしてなるマイクロ流体デバイス。

【請求項4】
マイクロ流体デバイスの前記各マイクロ流体チャネル内に種類の異なるナノファイバー配置されていることを特徴とする、請求項3に記載のマイクロ流体デバイス。

【請求項5】
請求項3又は4に記載のマイクロ流体デバイスのマイクロ流体チャネルで細胞を培養し、培養細胞の状態を細胞接着性に基づき評価することで、当該培養細胞に好適なナノファイバーを決定することを特徴とする、ナノファイバーのハイスループットスクリーニング方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013263585thum.jpg
出願権利状態 登録
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