(57)【要約】【課題】製造が比較的簡易な移植用細胞収容装置を提供する。【解決手段】移植用細胞収容装置１は、筒状の筐体１１と、筐体１１における両側の開口１１ａは免疫隔離膜１２で覆われることによって、筐体１１内に細胞２２を収容する細胞室１３が形成され、筐体１１と免疫隔離膜１２とは筐体１１の粘着性によって接合されていて、生体内に移植される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の筐体と、
前記筐体における両側の開口のうち、一方は免疫隔離膜で覆われ、他方は免疫隔離膜又は酸素透過膜で覆われていることによって、前記筐体内に細胞を収容する細胞室が形成され、
前記筐体と前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜とは粘着性によって接合されていて、
生体内に移植されることを特徴とする移植用細胞収容装置。
【請求項２】
前記筐体並びに前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜の少なくとも一部は、粘着性を有する材料で形成されていることによって、前記筐体と前記免疫隔離膜又は酸素透過膜とは粘着性によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項３】
前記粘着性を有する材料の表面のうち前記筐体と前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜との接合に関わっていない部分には覆い部材が当該粘着性によって接合されていることを特徴とする請求項２に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項４】
前記筐体並びに前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜の表面の少なくとも一部に粘着性の材料が形成されていることによって、前記筐体と前記免疫隔離膜及び、又は酸素透過膜とは粘着性によって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項５】
前記筐体並びに前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜のうちの少なくとも一部は可撓性の材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの一項に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項６】
前記筐体と前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜との間の剥離を防止する治具が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの一項に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項７】
前記筐体並びに前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜のうちの少なくとも一部は疎水性材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかの一項に記載の移植用細胞収容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移植用細胞収容装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００３−１９０２５９号公報（特許文献１）がある。この公報には、「シリコーンゴムリングの両開口端面にポリカーボネイト製の免疫隔離膜を接着してなる容器の中に失われた本来の膵臓の代替となりうる膵細胞とその機能を維持する細胞培養床を封入してなる人工臓器用チャンバーにおいて、前記容器の中に、前記膵細胞の担体としてスポンジ状キチンを充填したことを特徴とする人工臓器用チャンバー。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９０２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１には、筐体となるシリコーンゴムリングの両開口端面に免疫隔離膜を接着している点が記載されている。しかし、筐体と免疫隔離膜とを接着により接合する場合は、製造工程中で接着剤を硬化させる工程が必要となり、製造工程を簡易化することができないという不具合がある。
そこで、本発明は、製造が比較的簡易な移植用細胞収容装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一形態である移植用細胞収容装置は、筒状の筐体と、前記筐体における両側の開口のうち、一方は免疫隔離膜で覆われ、他方は免疫隔離膜又は酸素透過膜で覆われていることによって、前記筐体内に細胞を収容する細胞室が形成され、前記筐体と前記免疫隔離膜及び、又は前記酸素透過膜とは粘着性によって接合されていて、生体内に移植されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、製造が比較的簡易な移植用細胞収容装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係る移植用細胞収容装置の分解縦断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る移植用細胞収容装置の筐体の平面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る移植用細胞収容装置の免疫隔離膜の平面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る移植用細胞収容装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る移植用細胞収容装置の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係る移植用細胞収容装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
移植用細胞収容装置は、内部に所定の細胞を収容した状態で人間や動物の生体内に移植して、当該細胞が分泌する分泌物によって医療効果を発揮するようにした装置である。
【００１０】
典型的な例を説明すると、移植用細胞収容装置内に脳死状態の人体から摘出して得られた、あるいは、ｉＰＳ細胞（induced Pluripotent Stem cells）由来である膵島の細胞を収容して人体に埋め込んで用いる例が挙げられる。これにより、当該膵島が分泌するインスリンによって１型糖尿病を治療することができる。
移植用細胞収容装置に導入する細胞は限定されないが、例えばインスリン産生細胞、単離された膵島、間葉系幹細胞などである。
【００１１】
このような移植用細胞収容装置に関連する技術としては、前記特許文献１に開示のものが知られている。すなわち、特許文献１には、筐体となるシリコーンゴムリングの両開口端面に免疫隔離膜を接着している点が記載されている。
しかし、筐体と免疫隔離膜とを接着により接合する場合は、製造工程中に接着剤を硬化させる工程が必要となり、製造工程を簡易化することができないという不具合がある。
そこで、以下では、従来に比べて製造が比較的簡易な移植用細胞収容装置の実施例について複数例説明する。
【００１２】
図１は、実施例１に係る移植用細胞収容装置１の分解縦断面図である。この移植用細胞収容装置１は、筒状の筐体１１と、２枚の免疫隔離膜１２とを備えている。
図２は、筐体１１の平面図であり、図３は、免疫隔離膜１２の平面図である。筐体１１は例えば比較的薄い円筒形状をなしていて、免疫隔離膜１２は筐体１１を上面視した外形の円形形状に合った円形をしている膜である。なお、筐体１１の形状は上面視で長方形状等様々な形状にすることができる。また、免疫隔離膜１２の形状も、筐体１１の形状に応じて様々な形状にすることができる。
【００１３】
筐体１１の両側の開口１１ａはそれぞれ免疫隔離膜１２によって覆われている。そして、各免疫隔離膜１２の一方の面における周縁部分１２ａは、筐体１１の上下の面１１ｂに接合されている。
図４は、実施例１に係る移植用細胞収容装置１の縦断面図である。筐体１１の両側の開口１１ａはそれぞれ免疫隔離膜１２によって覆われていることによって、筐体１１と免疫隔離膜１２とによって覆われている空間は、細胞室１３を構成する。細胞室１３は、所定の細胞２２を収納する空間である。
【００１４】
本実施例１では、筐体１１が粘着性の材料で形成されていて、これにより各免疫隔離膜１２の一方の面における周縁部分１２ａは、筐体１１の上下の面１１ｂに押しつけられて粘着性によって接合されている。筐体１１及び２枚の免疫隔離膜１２の少なくとも一部は可撓性を有している。
粘着性及び可撓性を有する筐体１１の材料としては、一般的な粘着材や粘着材を含む複合材を用いることができる。粘着性を有する筐体１１は、生体適合性が高い材料であることが望ましい。生体適合性が高い粘着材の例としては、シリコーンやポリイソブチレンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
免疫隔離膜１２は、細胞は通過させないが、体液等の水分は通過させる性質を有する膜である。これにより、細胞室１３内の細胞２２は生体の免疫細胞によって攻撃されることが防止され、また、細胞室１３内の細胞２２が移植用細胞収容装置１の外に漏れ出ることも防止される。免疫隔離膜１２は、生体の体液中の栄養分等が透過して細胞室１３内の細胞２２に供給可能で、かつ、当該細胞２２の代謝物や有用分泌物が透過して生体の組織に物質移動可能な環境を作るための膜でもある。そのため、免疫隔離膜１２は広い表面積を有することが望ましい。
免疫隔離膜１２の材料としては、これらの機能を発揮できる材料であれば様々な材料を用いることができる。免疫隔離膜１２の材料としては、例えば、多孔質ポリカーボネイトなどを挙げることができる。
【００１６】
粘着性を有する筐体１１の内周面１１ｃ及び外周面１１ｄも粘着性を有している。これらの部分は他の部材との接合はなされないので、例えば可撓性のシート状である覆い部材１４が当該部分に粘着性によって接合されている。覆い部材１４は、粘着性等を有さず、生体適合性の高い材料であれば、様々な材料を適用することができる。
【００１７】
また、図４に示すように、移植用細胞収容装置１の周縁部の全体を覆うように断面が“］”字形をした治具１５が移植用細胞収容装置１に嵌め込まれている。この治具１５は、筐体１１と免疫隔離膜１２との粘着による接合が剥がれないように、筐体１１と免疫隔離膜１２とを挟持している。治具１５も可撓性を有していることが望ましい。
筐体１１、免疫隔離膜１２、治具１５など、移植用細胞収容装置１を構成する材料の少なくとも一部は疎水性を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００１８】
次に、移植用細胞収容装置１の作用効果について説明する。
移植用細胞収容装置１の細胞室１３内には、例えば所定の担体２１に担持された所定の細胞２２が収容される。この細胞２２が収容された移植用細胞収容装置１は人体等の生体内に移植されて使用される。生体内では、細胞２２は、免疫隔離膜１２によって生体の免疫細胞から保護される。細胞２２は、免疫隔離膜１２を介して栄養分を生体側から補給する。
【００１９】
筐体１１と免疫隔離膜１２とは筐体１１の粘着性によって接合している。この粘着性の材料を筐体１１として用いる手段は、重合等の化学反応によって流動性が大きく変化する過程（硬化過程）の中で筐体１１と免疫隔離膜１２とを固定することとなる接着剤を用いる場合とは異なり、硬化過程を経ずに対象物を固定することができる。そして、粘着性の材料は、一般に粘度が高い液状〜半固体状である。硬化過程を待たなくてはならない接着剤を用いる従来の手段とは異なり、本実施例１では、筐体１１と免疫隔離膜１２とを圧着するのみの簡単な工程で移植用細胞収容装置１を製造することができる。
【００２０】
また、従来技術では、移植用細胞収容装置を製造した後に細胞を細胞懸濁液の状態で導入する手法が主流であった。
しかし、本実施例１では、筐体１１を構成する粘着性の材料の特徴（短時間で固定可能、溶剤なし、副生物なし）を活かすことで、移植用細胞収容装置１内に細胞２２が入った状態で各部材を粘着性によって固定して組み立てることもできる。これにより、細胞２２が接着された担体２１を空の移植用細胞収容装置１（図１に示す筐体１１と下側の免疫隔離膜１２とが接合した状態）に入れた後に他の各部材を組み立てるなどが可能となる。
細胞懸濁液を移植用細胞収容装置内に入れる場合には細胞の移植用細胞収容装置内での分布制御が困難であるが、本実施例１では、既に細胞２２の分布が制御された担体２１を用いることで細胞分布の制御された移植用細胞収容装置１を実現できる。
【００２１】
さらに、粘着性の材料を用いた固定は、固定する対象物が多孔質材料である場合に、特に強力である。これは、流動性を備える粘着材が多孔質材料の孔内にしみこむことで対象物と一体化するためである。接着剤でも同様の効果は得られるが、多孔質内に入り込んだ接着剤は硬化に特に時間を要する、硬化の過程で体積変化がある場合には高い強度を得るのが困難であるなどの不利な点がある。
この点で、本実施例１のように免疫隔離膜１２は微細な穴が形成されているため、筐体１１と免疫隔離膜１２とを粘着性で接合することは好適である。
【００２２】
筐体１１、免疫隔離膜１２など、移植用細胞収容装置１を構成する材料は疎水性を有する材料で形成されていることが好ましい。これは、移植用細胞収容装置１が体液の存在する生体内で用いられるためである。移植用細胞収容装置１の粘着材や各部材が親水性である場合、粘着材と各部材との間に体液が入り込むことで、粘着性を用いた各部材の固定が弱くなり、各部材が剥離する恐れがある。これに対して各部材が疎水性を有している場合には長期的な信頼性という点において有利である。
【００２３】
従来の移植用細胞収容装置では、筐体、免疫隔離膜等の部材の組立は接着剤や超音波溶着等の手法を用いていた。このような手法では、各部材は硬質な層を介して接着される。一般に接着層のような部位は応力が集中しやすいので強度が求められるが、硬質な層では応力を逃がすことができない。そのため、移植用細胞収容装置の信頼性を担保するために強力な接着を行うことや応力を防ぐための保護部などが必要となり、移植用細胞収容装置の機械的強度と小型化との両立が困難である。
一方、本実施例１のように、各部材の接合部や各部材が可撓性を有する素材からなる場合、応力を変形によって逃がすことができるため、移植用細胞収容装置１の信頼性を高めることができ、移植用細胞収容装置１の機械的強度と小型化とを両立させることができる。
【００２４】
筐体１１の内周面１１ｃ及び外周面１１ｄは他の部材との接合とは関係ないため、可撓性のシート状である覆い部材１４が、当該部分の粘着性によって接合されている。筐体１１は、全体的に粘着性を有しているが、他の部材との接合に関わらない部分の面が粘着性を有していると生体内で生体と接合し、あるいは担体２１と接合する恐れがある。本実施例１の移植用細胞収容装置１は覆い部材１４を用いることで、係る不具合を防止することができる。
治具１５は、筐体１１と免疫隔離膜１２との粘着による接合が剥がれないように、筐体１１と免疫隔離膜１２とを挟持している。そのため、筐体１１と免疫隔離膜１２とが生体内で剥離してしまうことを防止することができる。
なお、粘着性を有するのは筐体１１ではなく、免疫隔離膜１２であってもよい。
【００２５】
［実験結果］
シリコーン粘着材７−９９００のエラストマーを厚さ５００μｍのセルロース不織布に含浸した状態で硬化し、粘着材のシート状複合材を得た（保護フィルムとしてＰＥＴを使用）。得られたシート状複合材をリング状に打ち抜いて筐体１１とした。保護フィルムを除いた後に複合材に免疫隔離膜１２となるｅＰＴＦＥ膜を乗せ、軽く圧着することで免疫隔離膜１２と筐体１１を接合した。次に、反対側の面の保護フィルムを除いた後に筐体１１中央の空洞（細胞室１３）に担体２１に接着した細胞２２を導入し、その上にもう一枚の免疫隔離膜１２を圧着して、細胞２２が導入された移植用細胞収容装置１とした。
得られた移植用細胞収容装置１内の細胞２２を７日間培養して、その生存が確認された。また、粘着材によって接合された部位の剥離は観察されなかった。
【００２６】
当該実験結果に対する比較例として、瞬間接着剤を用いて移植用細胞収容装置１と同種の装置を組み立てる手法を検討した。生体適合性樹脂を成型して得たリング状の筐体１１におけるそれぞれの面に瞬間接着剤を用いて免疫隔離膜１２を貼り付けることで空の移植用細胞収容装置とした。得られた移植用細胞収容装置に、生体内に移植後の生体内での動きを模擬した圧力を印加したところ、硬化した瞬間接着剤部分が破損し、移植用細胞収容装置の封止が破れたことが確認された。
【実施例２】
【００２７】
以下の各実施例において、実施例１と共通の部材等については実施例１と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図５は、本実施例２に係る移植用細胞収容装置１の縦断面図である。本実施例２が実施例１と異なるのは、まず、筐体１１等の全体が粘着性を有しているわけではない点である。その代わりに、本実施例２では、各免疫隔離膜１２の一方の面における周縁部分１２ａ又は筐体１１の上下の面１１ｂに粘着性の材料で形成された粘着層４１を備えている。これによって、各免疫隔離膜１２の一方の面における周縁部分１２ａと筐体１１の上下の面１１ｂとは粘着層４１を挟んで粘着力によって接合されている。
【００２９】
本実施形態２に係る移植用細胞収容装置１によれば、筐体１１と免疫隔離膜１２との接合に必要な部分だけが粘着性を有している。そのため、粘着材料が生体内等の不必要な部分と接合することを防止できる。また、実施例１のような覆い部材１４も必要としないので、移植用細胞収容装置１の製造コストを低減することができる。
その他、実施例１と共通の部材によって奏することができる作用効果を本実施例２においても奏することができる。
【実施例３】
【００３０】
図６は、本実施例３に係る移植用細胞収容装置１の縦断面図である。本実施例３が実施例１と異なるのは、２枚存在する免疫隔離膜１２における一方の代わりに酸素透過膜３１が設けられていることである。そして、酸素透過膜３１の一方の面における周縁部分３１ａ部分が筐体１１の粘着性により筐体１１の上側の面１１ｂに接合されている。
【００３１】
酸素透過膜３１は、細胞や体液等の水分は通過させないが酸素は透過させる性質を有する膜である。これにより、酸素透過膜３１を介して酸素が細胞室１３に供給され、細胞室１３で発生した二酸化炭素は酸素透過膜３１を介して細胞室１３外に排出される。このような目的により、酸素透過膜は広い表面積を有することが望ましい。
【００３２】
酸素透過膜３１としては、酸素の透過係数がある程度大きな材料であれば様々な材料を使用できるが、例えば物理的に微細な孔が空いている膜を用いることができる。例えば、薄いシリコーン系材料の膜を用いることができる。また、W.L.Gore&Associates,Incが開発したｅＰＴＦＥ（expanded polytetrafluoroethylene）膜や、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）不織布などは、疎水性が高いため水分が沁み込みにくく、水分と接した状態でも酸素透過膜３１として機能する。
【００３３】
本実施形態３の移植用細胞収容装置１によれば、酸素透過膜３１側から所定の酸素供給装置で酸素を供給するようにすれば、酸素透過膜３１を介して細胞室１３内の細胞２２に酸素を供給することが可能となる。
その他、実施例１と共通の部材によって奏することができる作用効果を本実施例３においても奏することができる。
【００３４】
なお、実施例３の変形例として、実施例２と同様に、筐体１１と、免疫隔離膜１２及び酸素透過膜３１との接合を、粘着層４１（図５）を介して行うようにしてもよい。
この変形例の場合は、実施例２と同様に、粘着材料が生体内等の不必要な部分と接合することを防止できる。そのために、この変形例によれば、実施例１のような覆い部材１４も必要としないので、移植用細胞収容装置１の製造コストを低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１      移植用細胞収容装置
１１    筐体
１１ａ  開口
１２    免疫隔離膜
１３    細胞室
１４    覆い部材
１５    治具
３１    酸素透過膜
４１    粘着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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