(57)【要約】【課題】細胞室を覆う酸素透過膜や免疫隔離膜が生体内で撓むのを抑制することができる移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムを提供する。【解決手段】筐体１１と、筐体１１の内部に形成された空洞部１３と、空洞部１３に接続され外部から空洞部１３内に酸素を導入する導入流路１４と、空洞部１３に接続され空洞部１３内の気体を排出する排出流路１５と、筐体１１の内部に形成され細胞が収容される細胞室１７と、空洞部１３と細胞室１７とを仕切るように筐体１１に設けられている酸素透過膜１６と、細胞室１７の外部側を閉じるように筐体１１に設けられている免疫隔離膜１８と、酸素透過膜１６及び免疫隔離膜１８のうち細胞室１７の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材１９とを備え、生体内に移植される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に形成された空洞部と、
前記空洞部に接続され外部から当該空洞部内に酸素を導入する導入流路と、
前記空洞部に接続され当該空洞部内の気体を排出する排出流路と、
筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、
前記空洞部と前記細胞室とを仕切るように前記筐体に設けられている酸素透過膜と、
前記細胞室の外部側を閉じるように前記筐体に設けられている免疫隔離膜と、
前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、
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】
前記撓み抑制部材は、前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となりうる膜内に埋め込まれ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】
前記撓み抑制部材は、前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となる膜を下側から支持する支持膜であって、前記筐体の内周面に端部が支持され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４】
前記撓み抑制部材は、前記空洞部内の内壁面における前記導入流路の出口と前記排出流路の入口との間から延出していて、その先端は前記酸素透過膜と接することにより当該酸素透過膜を支持す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】
前記撓み抑制部材は、その先端が前記酸素透過膜に向かって先細り形状をなすことを特徴とする請求項４に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項６】
前記撓み抑制部材は、多孔質材料で形成されることを特徴とする請求項４に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項７】
前記撓み抑制部材は、前記出口と前記入口とを直近で結ぶ位置の近傍に比べて、それ以外の部分は、前記出口と前記入口とを結ぶ方向の幅が短く形成されることを特徴とする請求項４に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項８】
前記撓み抑制部材は、前記出口と前記入口とを直近で結ぶ位置の近傍に比べて、それ以外の部分は、前記出口と前記入口とを結ぶ方向の幅が長く形成されることを特徴とする請求項４に記載の移植用細胞収容装置。
【請求項９】
筐体と、
筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、
前記細胞室の両側の開口をそれぞれ覆う免疫隔離膜と、
前記両免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、
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１０】
請求項１乃至請求項８の何れかの一項に記載の移植用細胞収容装置と、
前記移植用細胞収容装置の前記導入流路と配管で接続され当該導入流路を介して前記空洞部に酸素を供給する酸素供給装置とを備える移植用細胞収容システム。
【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及び移植用細胞収容システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特表平１１−５０６６９６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「バルク基板を有する多孔質膜を実現させて粒子フィルターを形成するのに表面微小加工及びバルク微小加工を採用する。フィルターは取り扱いを容易にするに十分に研究されている。フィルターは高圧下で拡散バリヤーとして使用することができる。開示したエッチング製作方法は簡単であり、信頼でき、集積回路に適合し、かくして、大量生産に従順である。流体特性、カプセル形成、又はフィルターの表面の自動清浄若しくはチャージングのようないくつかの目的で、所望に応じて、フィルターの表面に電子回路を集積してもよい。」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】特表平１１−５０６６９６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、シリコン製の板である微小加工多孔質膜について記載されている。このシリコン製の板は、移植用細胞収容装置の細胞を収容する細胞室を覆う膜として使用することが考えられる。しかし、シリコン製の板は硬質で重いので、極力生体内には入れたくない。
そこで、移植用細胞収容装置の筐体や免疫隔離膜、酸素透過膜等は、ある程度可撓性（柔軟性）を有していて軽量の素材を用いて形成したい。
【０００５】
しかしながら、細胞を収納する細胞室を覆う免疫隔離膜や酸素透過膜を可撓性の材料で形成すると、生体内に移植したときに生体内で撓んで細胞室内の細胞が細胞室内の一部分に偏ってしまい、細胞の機能や生存性が低下するという不具合がある。
そこで、本発明は、細胞室を覆う酸素透過膜や免疫隔離膜が生体内で撓むのを抑制することができる移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システム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】
【０００６】
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、筐体と、前記筐体の内部に形成された空洞部と、前記空洞部に接続され外部から当該空洞部内に酸素を導入する導入流路と、前記空洞部に接続され当該空洞部内の気体を排出する排出流路と、筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、前記空洞部と前記細胞室とを仕切るように前記筐体に設けられている酸素透過膜と、前記細胞室の外部側を閉じるように前記筐体に設けられている免疫隔離膜と、前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、生体内に移植されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、細胞室を覆う酸素透過膜や免疫隔離膜が生体内で撓むのを抑制することができる移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システム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】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る移植用細胞収容装置の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る移植用細胞収容装置の酸素透過膜又は免疫隔離膜に、撓み抑制部材を埋め込んだ例を示す酸素透過膜又は免疫隔離膜の拡大縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る移植用細胞収容装置の酸素透過膜又は免疫隔離膜に、下側から膜状の撓み抑制部材を形成した場合の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る移植用細胞収容装置を含む移植用細胞収容システムの概略構成を示すブロック図である。
【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２に係る移植用細胞収容装置の空洞部の平面図である。
【図７】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。
【図８】本発明の実施例４に係る移植用細胞収容装置の縦断面図である。
【図９】本発明の実施例５に係る移植用細胞収容装置の空洞部の平面図である。
【図１０】本発明の実施例６に係る移植用細胞収容装置の空洞部の平面図である。
【図１１】本発明の実施例７に係る移植用細胞収容装置の分解斜視図である。
【図１２】図６の比較例である撓み抑制部材が設けられていない場合の空洞部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、シリコン製の板である微小加工多孔質膜について記載されている。このシリコン製の板は、移植用細胞収容装置の細胞を収容する細胞室を覆う膜として使用することが考えられる。しかし、シリコン製の板は硬質で重いので、極力生体内には入れたくない。
そこで、移植用細胞収容装置の筐体や免疫隔離膜、酸素透過膜等は、ある程度可撓性（柔軟性）を有していて軽量の素材を用いて形成したい。
【００１３】
しかしながら、細胞を収納する細胞室を覆う免疫隔離膜や酸素透過膜を可撓性の材料で形成すると、生体内に移植したときに生体内で撓んで細胞室内の細胞が細胞室内の一部分に偏ってしまい、細胞に酸素や栄養分が十分に行き渡らない可能性がある。そのため、細胞の機能や生存性が低下する恐れがあるという不具合がある。
そこで、以下では、係る不具合を解決した移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムについて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態１に係る移植用細胞収容装置１の縦断面図である。移植用細胞収容装置１は、筐体１１を備えている。この筐体１１は、上面視した外形が略長方形であってもよいし、略円形であってもよいし、様々な形状とすることができる。図１に示す例では、筐体１１の縦断面外形形状は矩形状であって、筐体１１の下部中央部には、筐体１１と段差をなす段差部１２が設けられている。筐体１１及び段差部１２の素材は、長期間生体内に留置しても患者等の健康面や生活面等に大きな問題を生じない材料であれば様々な材料を用いることができる。しかし、生体内に長期間留置することを考えると、あまり硬質な材料、重量のある材料は患者等にとって負担となることも考えられるので、ある程度は、可撓性、柔軟性を有し、しかも軽量な材料であることが望ましい。このような材料としては例えば樹脂等を挙げることができる。また、筐体１１は、強度的に十分である限りにおいて、体積は極力小さい方が患者等の負担という点で好ましい。この点で、筐体１１は、扁平な形状をしていることが望ましい。図１に示す筐体１１（以下に説明する他の実施例における筐体１１の縦断面図においても同様）は、便宜上、図の上下方向にある程度の厚みを持たせて作図しているが、実際の製品は、これより図の上下に扁平で薄い形態とすることが望ましい。
【００１５】
筐体１１の内部には空洞部１３が形成されている。筐体１１には段差部１２の下端部から空洞部１３まで貫通することで空洞部１３に接続された流路であり、外部から酸素を空洞部１３内に導入する導入流路１４が設けられている。また、同じく筐体１１には段差部１２の下端部から空洞部１３まで貫通することで空洞部１３に接続された流路であり、空洞部１３内の二酸化炭素等の気体を筐体１１外に排出する排出流路１５も設けられている。
筐体１１内には、酸素透過膜１６を挟んで空洞部１３と隣接する空間である細胞室１７が設けられている。細胞室１７は、前記した膵島の細胞等、所定の細胞組織が収容される空間である。
【００１６】
酸素透過膜１６は、空洞部１３と細胞室１７とを仕切るように筐体１１に設けられている。酸素透過膜１６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１６を介して酸素が細胞室１７に供給され、細胞室１７で発生した二酸化炭素は酸素透過膜１６を介して細胞室１７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。
【００１７】
酸素透過膜１６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１６として機能する。
【００１８】
細胞室１７の空洞部１３とは反対側、図１において筐体１１の上側は外部側に開口していて、その開口部を閉じるように、筐体１１には免疫隔離膜１８が設けられている。免疫隔離膜１８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１７内の細胞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１７内の細胞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。また、免疫隔離膜１８は、生体の体液中の栄養分等が透過して細胞室１７内の細胞に供給可能で、かつ、当該細胞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１８も広い表面積を有することが望ましい。
免疫隔離膜１８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１８の材料としては、例えば、多孔質ポリカーボネートなどを挙げることができる。
【００１９】
前記のとおり、筐体１１は、扁平な形状であることが望ましい。このような扁平な筐体１１の細胞室１７内に細胞を導入する際には、細胞を含む細胞懸濁液を細胞室１７に収容することで実現することができる。この細胞懸濁液は、酸素透過膜１６のような薄い膜に力が加わる、すなわち酸素透過膜１６が変形する状態で注ぎ込まれる。これは、前記のように、図１の下側が主に鉛直下方側となる場合である。一方、図１の上側が主に鉛直下方側となる場合は、免疫隔離膜１８のような薄い膜に力が加わる、すなわち免疫隔離膜１８が変形する状態で注ぎ込まれることとなる。
【００２０】
その結果、細胞懸濁液の細胞分布に偏りが生じ、酸素や栄養分の不足によって、細胞の機能や生存性が低下する。例えば、細胞室１７に導入する細胞が接着細胞であった場合、変形の結果生じる酸素透過膜１６や免疫隔離膜１８の凹部に細胞が重力で集まった状態で細胞が当該膜に定着し、当該膜の中央部に細胞が多く分布して、周辺部には細胞が少ない状態となる。また、細胞を懸濁液の状態で細胞室１７に導入した後にゲル化させて閉じ込めるような場合（例えばポリ乳酸系のインジェクタブルゲル）を考えても、酸素透過膜１６や免疫隔離膜１８の凹部に細胞が重力で集まった状態でゲル化すると、当該膜の中央部に細胞が多く、周辺部には細胞が少ない状態となる。
【００２１】
そこで、酸素透過膜１６及び免疫隔離膜１８のうち少なくとも細胞室１７の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材１９（図２、図３参照）を、移植用細胞収容装置１に設けるようにする。ここで、移植用細胞収容装置１を移植された人間や動物は、活動するため、図１における「下側」を鉛直下方側として移植用細胞収容装置１を移植したとしても、常に酸素透過膜１６が細胞室１７の鉛直下方側になるわけではないが、移植用細胞収容装置１を移植された患者等がおおむね立った又は座った状態で酸素透過膜１６が細胞室１７の鉛直下方側に位置するのであれば、少なくとも酸素透過膜１６に撓み抑制部材１９を設ける。同様に、おおむね立った又は座った状態で免疫隔離膜１８が細胞室１７の鉛直下方側に位置するのであれば、少なくとも免疫隔離膜１８に撓み抑制部材１９を設ける。
【００２２】
まず、図２は、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８に、撓み抑制部材１９を埋め込んだ例を示す酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の拡大縦断面図である。撓み抑制部材１９は、図２に示すように、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８中に分散させて設けて、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の機能を阻害しないようにしてもよい。あるいは、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の機能を阻害しないように多孔質材料等で撓み抑制部材１９を形成してもよい。後者の場合は、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８内の膜の幅方向全体に撓み抑制部材１９を形成するようにしてもよい。
【００２３】
図３は、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８に、下側から膜状の撓み抑制部材１９を形成した場合の拡大縦断面図である。すなわち、図３に示すように、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８に、下側から支持する支持膜である撓み抑制部材１９を形成して、筐体１１の内周面１３ａにその端部が支持されるようにしてもよい。また、この場合も、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の機能を阻害しないようにする。具体的には、支持膜である撓み抑制部材１９は酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の部分々を覆うようにしてもよい。あるいは、支持膜である撓み抑制部材１９を多孔質材料によって形成してもよい。
【００２４】
より具体的には、酸素透過膜１６としてシリコン系材料を用いる場合、不織布などの多孔質性のフィルムに含浸させた状態でエラストマーを硬化させることで、支持膜である撓み抑制部材１９とすることができる。また、免疫隔離膜１８についても、多孔質性のフィルムを支持膜である撓み抑制部材１９として免疫隔離膜１８にラミネートしたものを用いることができる。
【００２５】
図４は、移植用細胞収容装置１を含む移植用細胞収容システム２１の概略構成を示すブロック図である。移植用細胞収容システム２１は、移植用細胞収容装置１と酸素供給装置２２とを備えている。酸素供給装置２２は、配管２３を介して外気を取り込んで送給するポンプ２４と、このポンプ２４の吐出側と移植用細胞収容装置１の導入流路１４とを接続する配管２５とを備えている。ポンプ２４は、制御部２６の制御に基づいて駆動する。また、図示はされていないが、ポンプ２４及び制御部２６は、酸素供給装置２２に内蔵されている１次電池又は２次電池等を電源として駆動する。
【００２６】
移植用細胞収容装置１は、生体の移植先組織１００内に移植されていて、配管２３が移植先組織１００から生体外部に延びている。また、排出流路１５に接続された配管２７も移植先組織１００から生体外部に延びている。酸素供給装置２２は、純粋な酸素を移植用細胞収容装置１に供給するのではなく、ポンプ２４によって配管２３から空気を取り込んで、配管２５を介して移植用細胞収容装置１に供給する。よって、空洞部１３に供給する気体には酸素以外にも窒素等、空気中の気体成分が含まれる。なお、配管２３，２７には、空気中の塵埃等の異物が、極力、空洞部１３に入り込まないようにフィルタを設けることが望ましい。
【００２７】
次に、移植用細胞収容装置１及び移植用細胞収容システム２１の作用効果について説明する。
ここでは、移植用細胞収容装置１に膵島の細胞を収容し、１型糖尿病を治療する例で説明する。移植用細胞収容システム２１においては、移植用細胞収容装置１の細胞室１７内に膵島の細胞を収容して、移植用細胞収容装置１を生体の移植先組織１００内に移植する。この状態で、配管２５，２７は一端側が移植用細胞収容装置１に接続されていて他端側が生体外に延びている。
【００２８】
酸素供給装置２２は比較的ポータブルな装置であり、移植用細胞収容システム２１を使用する患者は、当該酸素供給装置２２を自身の腰部等に装着して移植用細胞収容システム２１を自らの体に装着した状態で移動可能である。この酸素供給装置２２には、配管２５が接続されている。そして、制御部２６の制御により、ポンプ２４が駆動して、配管２３から酸素を含む空気を取り込み、これを移植用細胞収容装置１の空洞部１３に送り込む。この送り込まれた空気中の酸素は、酸素透過膜１６を透過して膵島の細胞に供給される。
一方、酸素透過膜１６が空洞部１３と細胞室１７とを仕切っているため、導入流路１４から空気と一緒に入り込んだ細かな塵埃等の異物は酸素透過膜１６によりシャットダウンされて、細胞室１７内には入り込めない。
【００２９】
細胞室１７内の膵島が排出した二酸化炭素（酸素透過膜１６を介して細胞室１７に流入する）や、膵島で消費されず残存した酸素、空洞部１３に導入された空気中における酸素以外の窒素等の気体は体外に排出される。すなわち、導入流路１４から新たな気体が空洞部１３に導入されることで、これらの気体は負圧によって排出流路１５を介して空洞部１３から生体外に排出される。なお、細胞室１７内における膵島の細胞の代謝物は免疫隔離膜１８を透過する。また、細胞室１７内の膵島の細胞は、免疫隔離膜１８を介して生体の体液等から栄養成分を吸収する。細胞室１７内の膵島は、インスリンを分泌し、このインスリンは免疫隔離膜１８を透過して患者の体内に吸収されるので、１型糖尿病を患っている患者に対して治療効果を発揮することができる。
【００３０】
移植用細胞収容装置１及び移植用細胞収容システム２１によれば、酸素透過膜１６及び免疫隔離膜１８のうち下側となる膜は、撓み抑制部材１９によって支持される。そのため、酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８が細胞室１７内における膵島の細胞等の重みによって撓んでしまうことがない。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６又は免疫隔離膜１８の上に均等に細胞が配置される。よって、細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００３１】
［実験例１］
実験例として、セルロース不織布にシリコーン粘着材7-9900を含浸させた状態で硬化させて撓み抑制部材１９を埋め込まれた酸素透過膜１６を形成した。これを、３Ｄプリンタを用いて造形した筐体１１に接着し、酸素透過膜１６の上に細胞懸濁液を導入した。そして、目視したところ、酸素透過膜の変形は観察されなかった。
【００３２】
［実験例２］
免疫隔離膜１８が不織布状の撓み抑制部材１９を備える例を検討した。アレンタウン社製のポリエステル不織布Reemay（登録商標である）をラミネートした多孔質ＰＴＦＥ膜（免疫隔離膜１８）を筐体１１に接着し、細胞室１７の免疫隔離膜１８の上に細胞懸濁液を導入した。この場合、目視によっても免疫隔離膜１８の変形は観察されなかった。
【実施例２】
【００３３】
以下の実施例２〜６は、実施例１と撓み抑制部材１９の構成が異なるのみである。そのため、実施例１と共通の部材等には実施例１と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。実施例２〜６は、何れも細胞室１７の下側の膜となる酸素透過膜１６を支持する撓み抑制部材１９に関する実施例である。
【００３４】
図５は、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。空洞部１３内には、空洞部１３内の内壁面１３ｂにおける導入流路１４の出口と排出流路１５の入口との間から延出していて、その先端１９ａが酸素透過膜１６と接することにより当該酸素透過膜１６を支持する撓み抑制部材１９が設けられている。なお、実施例２〜６の例において、撓み抑制部材１９は１本だけで酸素透過膜１６を支持しているが、複数本の撓み抑制部材１９を設けて、複数本の撓み抑制部材１９で酸素透過膜１６を支持するようにしてもよい。
図５の例では、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６の撓みを抑制する。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６の上に均等に細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００３５】
図６は、空洞部１３の平面図である。撓み抑制部材１９は上面視で長方形状をしていて、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを結ぶ方向が当該長方形状の短辺方向となっている。そして、矢印２９で示すように、導入流路１４の入口から空洞部１３に導入された酸素は、多くは撓み抑制部材１９を迂回して空洞部１３中を流れ、排出流路１５の出口にたどりつく。
【００３６】
ここで、図１２は図６の比較例である撓み抑制部材１９が設けられていない場合の空洞部１３の平面図である。この場合は、撓み抑制部材１９のような障害物が存在しないため、導入流路１４の入口から空洞部１３内に導入された酸素は、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直線距離で結んだ矢印１１１で示すルートを通過して排出流路１５から排出され易くなる。そのため、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直線距離で結んだルートの近傍における酸素透過膜１６の直下に位置する細胞室１７内の膵島の細胞には十分な酸素が供給される。しかし、当該ルートから遠い空洞部１３の内周面１３ａ近傍の酸素透過膜１６直下における細胞室１７内の膵島の細胞には十分な酸素が供給されない恐れがある。
【００３７】
このような比較例の場合に比べて、図５、図６の例では、導入流路１４の入口から導入された酸素は撓み抑制部材１９によって矢印２９で示すように迂回して流れる。そのため、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直線距離で結んだルートの近傍から遠い空洞部１３の内周面１３ａ近傍の酸素透過膜１６直下における細胞室１７内の膵島の細胞にも、充分な酸素を供給することができる。
【００３８】
［実験例］
３Ｄプリンタを用いて、撓み抑制部材１９を備える筐体１１を造形した後に、接着剤を用いて酸素透過膜１６を接着し、酸素透過膜１６の上に細胞懸濁液を導入した。この場合、目視によっても酸素透過膜１６の変形は観察されなかった。
【実施例３】
【００３９】
図７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２と異なるのは、撓み抑制部材１９は、先端１９ａに向かって先細り形状をなしている点である。
図７の例でも、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６の撓みを抑制する。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００４０】
また、前記実施例２では、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６と接している。そのため、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口との直近のルートを通過する酸素は皆無である。導入流路１４から空洞部１３内に流入した全ての酸素は、図６で矢印２９に示すような迂回ルートを通過し、空洞部１３の酸素は効率良く細胞室１７の膵島の細胞全体にまんべんなく供給し易くなる。
但し、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６と接していることで、当該先端１９ａが接している酸素透過膜１６の部分の直下に存在している膵島の細胞には酸素がいきわたりにくくなる可能性が生じる。
【００４１】
しかし、本実施例２では、撓み抑制部材１９は、先端１９ａに向かって先細り形状をなしているため、当該先端１９ａが接している酸素透過膜１６の部分の面積を小さくすることができる。そのため、当該先端１９ａが接している酸素透過膜１６部分直下の細胞室１７の面積を小さくすることができるので、当該部分に存在する膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
【実施例４】
【００４２】
図８は、本実施例４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４が実施例２と異なるのは、撓み抑制部材１９は、多孔質材料で形成されている点である。
図８の例でも、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６の撓みを抑制する。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００４３】
また、実施例２と同様に、本実施例４では、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６と接している。そのため、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口との直近のルートを通過する酸素は皆無である。導入流路１４から空洞部１３内に流入した全ての酸素は、図６で矢印２９に示すような大きな迂回ルートを通過し、空洞部１３の酸素は効率良く細胞室１７の膵島の細胞全体にまんべんなく供給し易くなる。
但し、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６と接していることで、当該先端１９ａが接している酸素透過膜１６の部分の直下に存在している膵島の細胞には酸素がいきわたりにくくなる可能性が生じる。
【００４４】
しかし、本実施例４では、撓み抑制部材１９は多孔質材料で形成されている。そのため、空洞部１３内の酸素は多孔質材料に形成された孔を通過し、撓み抑制部材１９の先端１９ａが接している酸素透過膜１６の部分を介して、当該部分直下の細胞室１７における膵島の細胞に充分に酸素が供給される。よって、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６に接していても当該部分の膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
【実施例５】
【００４５】
図９は、本実施例５に係る移植用細胞収容装置１の空洞部１３の平面図である。本実施例５が実施例２と異なるのは、次の点である。すなわち、撓み抑制部材１９が、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直近で結ぶ位置の近傍１９ｄに比べて、それ以外の部分は、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを結ぶ方向（図１２における矢印１１１の方向）の幅が短く形成されている。すなわち、図９に示されている撓み抑制部材１９を平面視した形状は、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直近で結ぶ位置の近傍１９ｄでは、図６の左右方向の幅が長い。これに対して、当該直近で結ぶ位置から遠ざかるに従って、図９の左右方向の幅が漸次短くなっている。図９に示された例では撓み抑制部材１９は平面視した形状が菱形をしている。しかし、本実施例４は、係る形状を菱形に限定するものではない。
図９の例でも、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６の撓みを抑制する。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００４６】
本実施例５では、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを結ぶ方向と直交する方向の両端部１９ｃ側で撓み抑制部材１９の先端１９ａ（図５参照）の面積が狭くなることになる。これにより、図６と図９とを比較して明らかなように、本実施例５では撓み抑制部材１９の先端１９ａの面積を全体として狭くできる。よって、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６に接していても、当該酸素透過膜１６の接触部分直下における細胞室１７の面積を限定でき、当該直下に存在する膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
【実施例６】
【００４７】
図１０は、本実施例６に係る移植用細胞収容装置１の空洞部１３の平面図である。本実施例６が実施例２と異なるのは、次の点である。すなわち、撓み抑制部材１９が、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直近で結ぶ位置の近傍１９ｄに比べて、それ以外の部分は、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを結ぶ方向（図１２における矢印１１１の方向）の幅が長く形成されている。すなわち、図１０に示されている撓み抑制部材１９を平面視した形状は、導入流路１４の入口と排出流路１５の出口とを直近で結ぶ位置の近傍１９ｄでは、図１０の左右方向の幅が短い。これに対して、当該直近で結ぶ位置から最も遠い両端部１９ｂでは、図１０の左右方向の幅が長くなっている。図１０に示された例では撓み抑制部材１９は平面視した形状がＨ字形状をしている。しかし、本実施例５は、係る形状をＨ字形状に限定するものではない。
図１０の例でも、撓み抑制部材１９の先端１９ａが酸素透過膜１６の撓みを抑制する。そのため、細胞室１７内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の酸素透過膜１６の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
【００４８】
この場合の導入流路１４の入口から排出流路１５の出口にかけての酸素の流れを矢印３１で図１０中に示している。撓み抑制部材１９が前記の形状であるため、酸素の流れを示す矢印３１も内周面１３ａに沿うように大きく迂回している。実施例２における図６の矢印２９と比較すれば、その点は明らかである。よって、本実施例６によれば、細胞室１７の広い範囲に分布している膵島の細胞に対してまんべんなく酸素を供給することが可能となる。
【００４９】
しかしながら、本実施例６では、図１０を図６及び図９と比較して明らかなように、撓み抑制部材１９の先端１９ａ（図５参照）を酸素透過膜１６に接触させると、その接触部分の直下における細胞室１７の面積が広くなりやすい。従って、その点では細胞室１７の膵島に対して充分に酸素が供給できない可能性がある。そこで、撓み抑制部材１９の先端１９ａ（図５参照）を酸素透過膜１６に接触させる際には、本実施例６の撓み抑制部材１９は実施例３のように先端１９ａを先細り形状にし、あるいは、実施例４のように撓み抑制部材１９を多孔質材料で形成することが望ましい。
【実施例７】
【００５０】
図１１は、実施例７に係る移植用細胞収容装置１の分解斜視図である。本実施例７において、実施例１と共通の部材等には実施例１と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施例７の移植用細胞収容装置１は、扁平で幅広な円筒である筐体１１と、筐体１１の上下両側の開口をそれぞれ覆う免疫隔離膜１８，１８とを備えている。本実施例の移植用細胞収容装置１が実施例１〜６と異なるのは、酸素透過膜１６や空洞部１３等を備えていないことである。これは、酸素の供給を必要としない細胞も存在するからである。筐体１１の内部が細胞室１７となる。
【００５２】
そして、２枚の免疫隔離膜１８，１８のうち、少なくとも細胞室１７の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材１９を備えている。図１１の例では、同図で下側となる免疫隔離膜１８に対して実施例１における図２又は図３の手法によって、撓み抑制部材１９が設けられている。もちろん、図１１で上側となる免疫隔離膜１８に対して実施例１における図２又は図３の手法によって、撓み抑制部材１９が設けてもよい。
【００５３】
本実施例によれば、免疫隔離膜１８が撓み抑制部材１９によって支持される。そのため、免疫隔離膜１８が細胞室１７内の細胞等の重みによって撓んでしまうことがない。そのため、細胞室１７内の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室１７の免疫隔離膜１８の上に均等に細胞が配置される。よって、細胞にまんべんなく栄養分を供給することができる。
【００５４】
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】
【００５５】
１      移植用細胞収容装置
１１    筐体
１３    空洞部
１３ｂ  内壁面
１４    導入流路
１５    排出流路
１７    細胞室
１６    酸素透過膜
１８    免疫隔離膜
１９    撓み抑制部材
１９ａ  先端
２１    移植用細胞収容システム
２２    酸素供給装置
【図１】
2020010620.tif 000003
【図２】
2020010620.tif 000004
【図３】
2020010620.tif 000005
【図４】
2020010620.tif 000006
【図５】
2020010620.tif 000007
【図６】
2020010620.tif 000008
【図７】
2020010620.tif 000009
【図８】
2020010620.tif 000010
【図９】
2020010620.tif 000011
【図１０】
2020010620.tif 000012
【図１１】
2020010620.tif 000013
【図１２】
2020010620.tif 000014