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(In Japanese)細胞培養用流体チップ、培養容器及び培養方法 meetings

Patent code P200016554
File No. (S2017-0042-N0)
Posted date Jan 15, 2020
Application number P2018-567333
Date of filing Jan 18, 2018
International application number JP2018001402
International publication number WO2018147032
Date of international filing Jan 18, 2018
Date of international publication Aug 16, 2018
Priority data
  • P2017-022223 (Feb 9, 2017) JP
  • P2017-159658 (Aug 22, 2017) JP
Inventor
  • (In Japanese)萩原 将也
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人大阪
Title (In Japanese)細胞培養用流体チップ、培養容器及び培養方法 meetings
Abstract (In Japanese)本発明は、準備段階で培養細胞の活性が低下することを抑制することができ、かつ、培養した細胞組織を流体チップから取り外して観察することを可能とする細胞培養用流体チップを提供する。本発明の細胞培養用流体チップは、基材と、蓋部材とを備え、前記基材及び前記蓋部材は、前記基材と前記蓋部材とを接着することにより前記基材と前記蓋部材との間に第1流路と、第1培養容器を着脱可能に収容するための第1収容部が形成されるように設けられ、第1培養容器は、細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなり、前記基材及び前記蓋部材は、第1流路に流す培養液の少なくとも一部が第1収容部に供給されるように設けられたことを特徴とする。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

培養ゲル中で細胞組織を立体培養することにより皮膚の三次元培養組織などを形成する研究が行われている(例えば特許文献1参照)。この研究では、培養ゾルに皮膚線維芽細胞を加えた細胞懸濁ゾルを培養皿に入れ、炭酸ガスインキュベータ内に2時間静置して細胞懸濁ゾルをゲル化している。また、この培養皿に接続されたシリコンチューブで培養皿に培養液を供給しまた他のシリコンチューブで培養液を排出することにより細胞組織を灌流培養している。このように細胞組織を灌流培養することにより、培養ゲル中の細胞組織に酸素や栄養素などを連続的に供給することができ、生体内に近い培養環境で細胞組織を培養することができる。
また、流体チップで細胞培養する研究が行われている(例えば、特許文献2参照)。流体チップを用いて細胞を培養することにより、流路設計が可能となり、精密・定量的な細胞培養環境の制御が可能になる。
また、マイクロ流体デバイスを活用して、生体内における細胞の微小環境や血流などの動的環境を模倣する研究が行われている(例えば、特許文献3)。このようなマイクロ流体デバイスは、生体機能チップ(Organ-on-a-chip又はBody-on-a-chip)と呼ばれ、組織間又は臓器間の相互作用を直接的に評価するデバイスとして、創薬などにおける前臨床試験での活用が期待されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、細胞培養用流体チップ、培養容器及び培養方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
基材と、蓋部材とを備え、
前記基材及び前記蓋部材は、前記基材と前記蓋部材とを接着することにより前記基材と前記蓋部材との間に第1流路と、第1培養容器を着脱可能に収容するための第1収容部とが形成されるように設けられ、
第1培養容器は、細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなり、
前記基材及び前記蓋部材は、第1流路に流す培養液の少なくとも一部が第1収容部に供給されるように設けられたことを特徴とする細胞培養用流体チップ。

【請求項2】
 
前記基材又は前記蓋部材は、第1注入口と第1排出口とを有し、
第1流路は、第1注入口から注入された培養液が第1流路を流れ第1排出口から流出するように設けられた請求項1に記載の流体チップ。

【請求項3】
 
第1収容部は、第1培養容器を嵌め込むことができるように設けられた受け口を有する請求項1又は2に記載の流体チップ。

【請求項4】
 
前記基材及び前記蓋部材は、前記基材と前記蓋部材とを接着することにより前記基材と前記蓋部材との間に第2流路が形成されるように設けられ、
前記基材又は前記蓋部材は、第2注入口と、第2排出口とを有し、
第2流路は、第2注入口から注入された培養液又は生理食塩水が第2流路を流れ第2排出口から流出するように設けられ、
前記基材及び前記蓋部材は、第1流路に流す培養液の少なくとも一部と、第2流路に流す培養液又は生理食塩水の少なくとも一部との両方が第1収容部に供給されるように設けられた請求項1~3のいずれか1つに記載の流体チップ。

【請求項5】
 
第1収容部に収容された第1培養容器をさらに備え、
前記蓋部材は、前記蓋部材の一部が第1流路の流路壁又は前記収容部の内壁となるように設けられた請求項1~4のいずれか1つに記載の流体チップ。

【請求項6】
 
第1培養容器は、ハイドロゲル又は多孔質体からなる透光性の窓部を有し、
前記ハイドロゲルは、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル、アルギン酸ナトリウム、コラーゲンゲルのうち少なくとも1つを含み、
前記多孔質体は、多孔質材料シート、メッシュ、エッチングシート、不織布、織布のうち少なくとも1つを含む請求項1~5のいずれか1つに記載の流体チップ。

【請求項7】
 
前記基材及び前記蓋部材は、前記基材と前記蓋部材とを接着することにより前記基材と前記蓋部材との間に第2培養容器を着脱可能に収容するための第2収容部が形成されるように設けられ、
第2培養容器は、細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなり、
前記基材及び前記蓋部材は、第1流路に流す培養液が第1収容部に収容した第1培養容器の内部に浸透し供給されるように設けられ、かつ、第1培養容器の内部を浸透流として流れた後の培養液が第2収容部に収容した第2培養容器の内部に浸透し供給されるように設けられた請求項1又は2に記載の流体チップ。

【請求項8】
 
第1収容部は、第1培養容器が第1収容部に嵌合するように設けられ、
第2収容部は、第2培養容器が第2収容部に嵌合するように設けられた請求項7に記載の流体チップ。

【請求項9】
 
第1収容部に収容された第1培養容器をさらに備え、
第1培養容器は、各面に開口を有する多面体形状の第1枠部と、複数の開口のうち少なくとも1つの開口に設けられた第1窓部と、第1枠部及び第1窓部の内部に配置された培養ゲルとを有し、
第1窓部は、透光性のハイドロゲル又は多孔質体からなり、
第1収容部は、培養液が流入する第1流入口と、培養液が流入する第1流出口とを有し、
第1枠部の複数の開口は、第1窓部が設けられていない第1及び第2開口を含み、
第1収容部及び第1培養容器は、第1枠部の第1開口と第1流入口とが隣接するように設けられ、かつ、第1枠部の第2開口と第1流出口とが隣接するように設けられた請求項7又は8に記載の流体チップ。

【請求項10】
 
第2収容部に収容された第2培養容器をさらに備え、
第2培養容器は、各面に開口を有する多面体形状の第2枠部と、複数の開口のうち少なくとも1つの開口に設けられた第2窓部と、第2枠部及び第2窓部の内部に配置された培養ゲルとを有し、
第2窓部は、透光性のハイドロゲル又は多孔質体からなり、
第2収容部は、培養液が流入する第2流入口と、培養液が流入する第2流出口とを有し、
第2枠部の複数の開口は、第2窓部が設けられていない第3及び第4開口を含み、
第2収容部及び第2培養容器は、第2枠部の第3開口と第2流入口とが隣接するように設けられ、かつ、第2枠部の第4開口と第2流出口とが隣接するように設けられた請求項7~9のいずれか1つに記載の流体チップ。

【請求項11】
 
前記基材及び前記蓋部材は、前記基材と前記蓋部材とを接着することにより前記基材と前記蓋部材との間に第3培養容器を着脱可能に収容するための第3収容部が形成されるように設けられ、
第3培養容器は、細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなり、
前記基材及び前記蓋部材は、第1流路に流す培養液が第1収容部に収容した第1培養容器の内部に浸透し供給されるように設けられ、かつ、第1培養容器の内部を浸透流として流れた後の培養液が第2収容部に収容した第2培養容器の内部及び第3収容部に収容した第3培養容器の内部に浸透し供給されるように設けられた請求項7~10のいずれか1つに記載の流体チップ。

【請求項12】
 
基材を備え、
前記基材は、第1流路と、第1培養容器を着脱可能に収容するための第1収容部とを有し、
第1培養容器は、細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなり、
前記基材は、第1流路に流す培養液の少なくとも一部が第1収容部に供給されるように設けられたことを特徴とする細胞培養用流体チップ。

【請求項13】
 
各面に開口を有する多面体の枠部と、各開口にそれぞれ設けられた窓部とを有し、
前記枠部及び前記窓部は、前記枠部及び前記窓部の内部に培養ゲルを内包できるように設けられ、
前記窓部は、透光性のハイドロゲル又は多孔質体からなり、
少なくとも1つの前記窓部は、前記枠部の外側に突出した凸部を有することを特徴とする培養容器。

【請求項14】
 
細胞又は細胞組織を包埋する培養ゲルを内包し、かつ、少なくとも一部がハイドロゲル又は多孔質体からなる第1培養容器内において前記細胞又は細胞組織を準備培養するステップと、
準備培養した細胞又は細胞組織を内包した第1培養容器を細胞培養用流体チップの第1収容部に収容するステップと、
第1収容部に収容した第1培養容器に内包した細胞又は細胞組織に第1流路を介して培養液を供給するステップとを含む培養方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018567333thum.jpg
State of application right Published
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