(57)【要約】【課題】細胞凝集体を高い数密度となるように保持することが可能であり、細胞凝集体による高い治療効果と低い侵襲性とを両立させることができる細胞デバイス、細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法を提供する。【解決手段】細胞移植に用いられる細胞デバイス１であって、細胞凝集体１０を担持するための担体２０と、担体２０を覆う筐体３０とを備え、担体２０は、多孔質である基材２１と、基材２１の表面に設けられた細胞接着性分子によって構成される細胞接着層２２とを有する。細胞デバイスの製造方法は、担体２０を筐体３０に収容する工程と、担体２０の細孔に細胞凝集体１０を強制的な力をかけて導入する工程とを含む。細胞デバイスの移植方法は、細胞凝集体１０が導入された細胞デバイス１を、ヒトを除く生体の体内に埋植する工程を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞移植に用いられる細胞デバイスであって、
細胞凝集体を担持するための担体と、
前記担体を覆う筐体と、を備え、
前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に設けられた細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有する細胞デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記基材は、空隙率が５０％以上９９％以下である細胞デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記基材は、不織布状、スポンジ状、又は、脱膜発泡体状である細胞デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記基材は、不織布状のキチン、スポンジ状のシリコーン、又は、脱膜発泡体状のポリウレタンである細胞デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記細胞接着性分子は、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン、又は、ＲＤＧモチーフを有するペプチドである細胞デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記担体は、細胞凝集体を担持しており、
前記細胞凝集体の平均直径は、４０μｍ以上４００μｍ以下であり、
前記細胞凝集体の数密度は、前記担体あたり、１×１０４個／ｃｍ３以上１×１０６個／ｃｍ３以下である細胞デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記担体は、細胞凝集体を担持しており、
前記細胞凝集体は、膵α細胞、膵β細胞、膵島、これらの初代細胞、及び、これらの株化細胞のうちの一種以上を含む細胞デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記筺体の少なくとも一部は、メッシュ状の膜、多孔質状の膜、又は、半透膜である細胞デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記筺体は、前記細胞凝集体に酸素を供給するための供給管を備える細胞デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記筺体は、前記細胞凝集体に酸素を供給するための酸素源を収納している細胞デバイス。
【請求項１１】
請求項１に記載の細胞デバイスであって、
前記筐体は、前記筐体内を細胞室と空洞部に仕切る酸素透過膜を備える細胞デバイス。
【請求項１２】
細胞移植に用いられる細胞デバイスの製造方法であって、
前記細胞デバイスは、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、
前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に付着した細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有し、
前記製造方法は、
前記担体を前記筐体に収容する工程と、
前記筐体に収容された前記担体の細孔に前記細胞凝集体を強制的な力をかけて導入する工程と、を含む細胞デバイスの製造方法。
【請求項１３】
細胞移植に用いられる細胞デバイスの製造方法であって、
前記細胞デバイスは、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、
前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に付着した細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有し、
前記製造方法は、
前記担体の細孔に前記細胞凝集体を強制的な力をかけて導入する工程と、
前記細胞凝集体が導入された前記担体を前記筐体に収容する工程と、を含む細胞デバイスの製造方法。
【請求項１４】
細胞デバイスの移植方法であって、
前記細胞デバイスは、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、
前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に付着した細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有し、
前記移植方法は、
細胞凝集体が導入された前記細胞デバイスを、ヒトを除く生体の体内に埋植する工程を含む細胞デバイスの移植方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞移植に用いられる細胞デバイス、細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生医療の分野では、内分泌系細胞やパラクライン効果を示す細胞を利用した細胞移植療法が実施されている。この種の療法では、ドナーが提供した細胞を患者に移植し、健常な細胞による内分泌を利用して治療を行っている。細胞移植療法の難易度は、治療効果を得るために必要な細胞数や、移植した細胞の酸素要求量等によって大きく左右される。
【０００３】
従来、Ｉ型糖尿病の治療のために、膵島移植が行われている。膵島は、血糖値を上げるグルカゴンを産生するα細胞、血糖値を下げるインスリンを産生するβ細胞をはじめ、数種類の細胞が血管と共に組織化した塊状の細胞群であり、膵臓の組織中に島状に分布している。膵島移植は、膵臓移植と比較すると、ドナーや患者への負担が小さいため、将来的に移植件数が増加していくと予想される。
【０００４】
患者に移植された膵島は、免疫反応や酸素・栄養の供給不足が原因で少なからず死滅し、機能不全に陥ることが知られている。そのため、現行の膵島移植では、必要な治療効果を得るために、膵島を複数回にわたって患者に移植しており、移植する膵島を複数人のドナーから集めている。ドナーが提供した膵島は、局所麻酔された患者の肝門脈に点滴で移植されている。
【０００５】
膵島移植のように、治療効果を得るために必要な細胞数が多く、移植した細胞の酸素要求量も多くなるケースでは、十分な治療効果を持続的に得ることが容易ではない。そのため、膵島移植のような細胞移植療法に関して、移植した細胞の生着率の改善や、治療効果の持続性の向上が求められている。現行の膵島移植のように肝門脈への穿刺を行う治療法では、患者への負担やリスクが大きいため、より侵襲性が低い代替法が望まれている。
【０００６】
従来、代替法として、膵島を皮下組織に移植する治療法が検討されている。また、膵島をアルギン酸ゲル等でカプセル化し、高分子ゲルのマイクロカプセルを血管近傍に移植する治療法が検討されている。また、細胞を保持した細胞デバイスを患者の体内に埋植する治療法が検討されている。例えば、特許文献１には、免疫隔離膜を接着した容器の中に、細胞の担体となるキチンが充填された人工臓器用チャンバが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
膵島移植のような細胞移植療法において、高い治療効果と低い侵襲性とを両立させるためには、治療に用いる細胞を生体内の小さい体積中に高い数密度で保持することが必要である。膵島等の細胞は、細胞同士が三次元的に凝集した細胞凝集体（スフェロイド）を形成する性質があり、細胞凝集体の状態で有効な治療効果を発揮するため、細胞凝集体の内部を含めた全体に酸素等を十分に供給しなければならない。
【０００９】
従来検討されている膵島を皮下組織に移植する治療法によると、侵襲性が比較的低いため、患者の負担は軽減されると考えられる。しかし、治療効果を得るために必要な細胞数が多い場合、細胞を高い数密度となるように移植する必要があり、酸素の供給が不足する可能性が高い。一方、細胞を低密度に分散させて移植すれば、酸素分圧が低くても細胞の生着率が改善する可能性があるが、組織への侵襲が拡大することが問題になる。
【００１０】
また、従来検討されている高分子ゲルのマイクロカプセルを血管近傍に移植する治療法では、ゲル中の酸素の拡散速度が速いとはいえず、酸素の供給が不足する可能性がある。また、マイクロカプセルは、総体積が比較的大きくなるため、組織への侵襲が拡大することも問題になる。また、マイクロカプセルは、組織に分散されるため、回収が困難になる欠点がある。
【００１１】
また、特許文献１に記載された人工臓器チャンバは、細胞の担体としてキチンを用いており、キチンに膵臓細胞や基質を含浸させたものであるが、治療に利用する細胞を高い数密度で保持することができるか不明である。細胞による高い治療効果を持続的に得るためには、高密度に保持した細胞凝集体に対し、酸素・栄養の供給を十分に確保することも必要である。
【００１２】
そこで、本発明は、細胞凝集体を高い数密度となるように保持することが可能であり、細胞凝集体による高い治療効果と低い侵襲性とを両立させることができる細胞デバイス、細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために本発明に係る細胞デバイスは、細胞移植に用いられる細胞デバイスであって、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に設けられた細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有する。
【００１４】
また、本発明に係る細胞デバイスの製造方法は、細胞移植に用いられる細胞デバイスの製造方法であって、前記細胞デバイスは、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に付着した細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有し、前記製造方法は、前記担体を前記筐体に収容する工程と、前記筐体に収容された前記担体の細孔に前記細胞凝集体を強制的な力をかけて導入する工程と、を含む。または、前記製造方法は、前記担体の細孔に前記細胞凝集体を強制的な力をかけて導入する工程と、前記細胞凝集体が導入された前記担体を前記筐体に収容する工程と、を含む。
【００１５】
また、本発明に係る細胞デバイスの移植方法は、細胞デバイスの移植方法であって、前記細胞デバイスは、細胞凝集体を担持するための担体と、前記担体を覆う筐体と、を備え、前記担体は、多孔質である基材と、前記基材の表面に付着した細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有し、前記移植方法は、細胞凝集体が導入された前記細胞デバイスを、ヒトを除く生体の体内に埋植する工程を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、細胞凝集体を高い数密度となるように保持することが可能であり、細胞凝集体による高い治療効果と低い侵襲性とを両立させることができる細胞デバイス、細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る細胞デバイスを示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る細胞デバイスの担持構造を示す概念図である。
【図３】本発明の変形例に係る細胞デバイスを示す概念図である。
【図４】本発明の変形例に係る細胞デバイスを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る細胞デバイス、細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法について説明する。なお、以下の各図において共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
＜細胞デバイス＞
図１は、本発明の実施形態に係る細胞デバイスを示す概念図である。
図１に示すように、本実施形態に係る細胞デバイス１は、細胞凝集体１０を担持するための担体２０と、担体２０を覆う筐体３０と、を備えている。なお、図１には、担体２０に細胞凝集体１０が担持された状態の細胞デバイス１を模式的に示しているが、細胞凝集体１０は、細胞デバイス１を移植する直前等に、担体２０に担持させることができる。
【００２０】
細胞デバイス１は、生体内に細胞を移植する細胞移植に用いられる。細胞デバイス１には、細胞同士が細胞接着によって三次元的に凝集した細胞凝集体（スフェロイド）１０が担持される。細胞凝集体１０を担持した細胞デバイス１を生体内に埋植することにより、細胞凝集体１０が発現するin vivoと同様の正常な細胞機能を、移植先の生体内で利用することができる。
【００２１】
細胞凝集体１０は、細胞塊を構成する細胞の種類が、特に限定されるものではない。細胞凝集体１０としては、例えば、各種の疾患の治療に有効なホルモン、サイトカイン等の生理活性物質を分泌する細胞や、各種の生理活性物質、薬剤、栄養素等に対する代謝能を有する細胞や、各種の正常細胞の機能を代替するその他の細胞等で構成される細胞塊を用いることができる。
【００２２】
細胞凝集体１０は、単一種類の細胞で構成されてもよいし、複数種類の細胞で構成されてもよい。また、細胞デバイス１の担体２０に対して、単一種類の細胞凝集体１０が担持されてもよいし、複数種類の細胞凝集体１０が担持されてもよい。また、細胞凝集体１０は、細胞以外の構成要素を含む細胞塊であってもよい。細胞以外の構成要素としては、例えば、細胞凝集体１０を凝集させるための担体、免疫寛容化のための表面コーティング等が挙げられる。
【００２３】
細胞凝集体１０を構成する細胞の具体例としては、膵島、膵α細胞、膵β細胞、株化α細胞、株化β細胞等の膵臓細胞や、肝細胞、株化肝細胞等が挙げられる。例えば、膵α細胞、膵β細胞、及び、膵島のうちの一種以上を含む細胞凝集体１０を用いると、細胞デバイス１を糖尿病の治療を目的とした細胞移植療法に用いることができる。なお、細胞凝集体１０を構成する細胞は、由来によらず使用できる。細胞凝集体１０を構成する細胞は、組織等から直接採取した初代細胞の他、増殖性を付加した株化細胞、幹細胞を分化させた細胞のいずれでもよい。
【００２４】
細胞凝集体１０は、有用物質を産生する細胞や、所定物質を代謝する細胞の他に、これらの細胞の機能を補助・増強する細胞や、血管様構造を形成する細胞や、レポーター遺伝子が導入されている細胞等を含んでいてもよい。例えば、レポーター遺伝子が導入されている細胞は、細胞デバイス１の環境を非侵襲的に検知する用途に用いることができる。
【００２５】
細胞凝集体１０の平均直径は、特に限定されるものではないが、４０μｍ以上であることが好ましく、７０μｍ以上であることがより好ましい。また、４００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。細胞凝集体１０の直径が４００μｍ程度を超えると、移植先の組織の酸素分圧が十分に高い場合であっても、細胞凝集体１０の内部が酸素不足に陥り易く、内部の細胞が容易に壊死してしまう。これに対し、細胞凝集体１０の直径が４０μｍ４００μｍ以下であれば、細胞が三次元的に組織化されており、且つ、酸素が十分に供給される状態であるため、高い治療効果を持続的に得ることができる。但し、細胞凝集体１０の内部に血管様構造が形成される場合は、細胞凝集体１０の平均直径が４００μｍを超えてもよい。
【００２６】
細胞凝集体１０の数密度は、担体２０あたり、１×１０４個／ｃｍ３以上１×１０６個／ｃｍ３以下であることが好ましい。例えば、細胞凝集体１０として膵臓細胞を使用し、且つ、細胞デバイス１の担体２０以外の構成要素を最小化した場合、このような高い数密度であると、生体内の十分に小さい体積中で必要な治療効果を得ることができる。また、細胞凝集体１０の数密度が１×１０６個／ｃｍ３以下であれば、多孔質である担体２０に無理なく担持させることができる。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る細胞デバイスの担持構造を示す概念図である。
図２に示すように、細胞デバイス１の担体２０は、多孔質である基材２１と、基材２１の表面に設けられた細胞接着性分子によって構成される細胞接着層２２と、を有している。図２には、担体２０の表面に細胞凝集体１０が担持されたときの担体２０の構造を模式的に示しているが、細胞凝集体１０は、細胞デバイス２を移植する直前等に、担体２０に担持させることができる。
【００２８】
一般に、細胞が三次元的に凝集した細胞凝集体は、担体の表面に一旦吸着したとしても、重力、振動、液流等によって剥離し易いため、担体の表面に強固に担持させることが望ましい。細胞凝集体は、単離された細胞と比較して比表面積が小さく、それ自体の吸着性は乏しいため、担体の表面に強固に担持させるには、担体と細胞凝集体との接触時間が必要である。
【００２９】
また、細胞凝集体を高い数密度となるように保持し、細胞凝集体による高い治療効果を持続的に得るためには、酸素・栄養の供給が細胞凝集体の全体に対して行われるようにする必要がある。細胞凝集体は、離散的に担持させることが望ましいが、細胞凝集体は単離された細胞と比較して直径が大きいため、直径が大きい細胞凝集体を離散的に保持できるだけの空間を持つ細孔や、細胞凝集体がその空間に到達するまでの経路となる細孔が必要である。
【００３０】
しかし、細胞デバイス１の担体２０の細孔径を極端に大きくすると、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際に、細胞凝集体１０が細孔を通過し易くなるため、担体２０と細胞凝集体１０との接触時間が短くなる。接触時間が短くなると、細胞凝集体１０が、担体２０の表面に担持され難くなり、細胞凝集体１０の数密度を十分に高くすることが困難である。また、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際には、細孔を通過して外に脱落する細胞凝集体１０が増えることになる。細孔径が大きいと、細胞凝集体１０が担体２０の深部に到達し易くなるが、生体への移植後には、細胞凝集体１０を剥離させる液流が当たり易くなる関係がある。
【００３１】
一方、細胞デバイス１の担体２０の細孔径を極端に小さくすると、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際に、直径が大きい細胞凝集体１０が細孔に侵入し難くなる。担体２０に担持される細胞凝集体１０の数密度を高くするには、細胞凝集体１０を担体２０の深部に到達させて、担体２０中に離散的に担持させることが望まれるため、細胞凝集体１０を狭い細孔に侵入させる強制的な力、例えば、圧力差、遠心力等が必要になる。しかし、強制的な力を利用する場合も、担体２０と細胞凝集体１０との接触時間が短くなることが問題になる。
【００３２】
よって、細胞凝集体１０を生体内の小さい体積中に高い数密度となるように保持し、細胞凝集体１０による高い治療効果を持続的に得るためには、担体２０の細孔径を、中程度の適切な大きさにすることが望ましいといえる。具体的には、細胞凝集体１０の直径に対して数倍程度が適切な細孔径であることが、本発明者らにより確認されている。一般には、担体２０と細胞凝集体１０との接触時間は、一つの接触箇所で長い方が有利である。
【００３３】
このような担体の条件に関し、本実施形態に係る細胞デバイス１では、多孔質である基材２１の表面に、細胞接着性分子によって構成される細胞接着層２２を設けた担体２０を用いるため、細胞接着性分子の作用を利用して、細胞凝集体１０を強固に担持させることができる。担体２０と細胞凝集体１０との接触時間が短くとも、細胞接着性分子の作用で吸着性を補えるため、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際に、細胞凝集体１０に強制的な力をかけて細孔に侵入させることも可能になり、細胞凝集体１０を細孔内に担持させる容易性と、細胞凝集体１０の担持後の保持性と、を両立させることができる。
【００３４】
基材２１は、細胞凝集体１０を担持可能な細孔を有する多孔質の材料で形成することができる。基材２１の材料としては、細胞凝集体１０及び移植先の生体に対する短期毒性並びに移植後の長期毒性を現さない材料であれば、特に制限されるものではない。基材２１の材料としては、移植後の生体への影響を避ける観点から、一般に安全性が確認されている生体適合性材料を用いることが好ましい。
【００３５】
生体適合性材料の具体例としては、キチン、キトサン、グリコサミノグリカン、コラーゲン、ゼラチン、セルロース、酢酸セルロース等の天然高分子材料や、シリコーン、ポリウレタン、ポリスチレン等の合成高分子材料や、ステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ合金、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金等の金属材料や、ヒドロキシアパタイト、アルミナ、ジルコニア、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−ＣａＦ２−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス、Ａｌ２Ｏ３やＢ２Ｏ３を含むＮａ２Ｏ−ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５−ＳｉＯ２系ガラス等の無機材料が挙げられる。
【００３６】
基材２１の材料としては、可撓性や成形性を有し、多孔質の担体２０を容易に作製することができる点で、高分子材料を用いることが特に好ましい。例えば、キチン、ポリウレタン、シリコーンは、生体適合性の高分子材料であり、多孔質の担体２０の作製に適しているため、基材２１の材料として好ましく用いられる。
【００３７】
基材２１は、複数の細孔が互いに連通しており、細孔が基材２１自体を貫通している構造を有することが好ましい。このような構造であると、担体２０の通気性や通液性が良好になるため、担体２０に担持される細胞凝集体１０に対して、十分な酸素・栄養を確実に供給することができる。また、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際には、細胞凝集体１０を担体２０の深部に到達させることができるため、細胞凝集体１０を離散的に担持させることができる。なお、基材２１は、規則的に配列した細孔、及び、不規則的に配列した細孔のいずれを有していてもよい。
【００３８】
基材２１は、複数の細孔が非直線的な形状で互いに連通している構造を有することが好ましい。担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際には、細胞凝集体１０を担体２０の深部に到達させるために、細胞凝集体１０に強制的な力をかけて細孔に侵入させることが望まれる。また、細胞凝集体１０が細孔を通過して外に脱落しないように、細孔に侵入させた細胞凝集体１０を担体２０に強固に接着させることが望まれる。細孔が非直線的な形状であれば、細孔に侵入した細胞凝集体１０がトラップされ易くなるため、細胞凝集体１０を担体２０の表面に強固に担持させて、担体２０に担持される細胞凝集体１０の数密度も高くすることができる。
【００３９】
基材２１は、例えば、不織布状、織布状、網目状、スポンジ状、発泡体状、脱膜発泡体状等の形態とすることができるが、不織布状、スポンジ状、又は、脱膜発泡体状とすることが好ましい。これらの形態は、細孔同士が互いに連通している構造であり、且つ、複数の細孔が非直線的な形状で互いに連通している構造であるため、細胞凝集体１０を離散的に高い数密度で担持させることができるし、担体２０の通気性や通液性が良好になる。また、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際に、細孔に侵入した細胞凝集体１０がトラップされ易くなるし、一旦吸着した細胞凝集体１０が強い液流に晒され難くなるため、細胞凝集体１０の剥離を避けることができる。
【００４０】
一方、基材２１は、複数の細孔が直線的な形状で互いに連通している構造、例えば、ハニカム状等の構造を有することは好ましくない。細孔が直線的な形状であると、細孔に侵入した細胞凝集体１０がトラップされ難いし、一旦吸着した細胞凝集体１０が強い液流に晒され易いため、細胞凝集体１０の数密度を高くすることが困難になる。また、細孔同士が互いに連通していない構造、例えば、断熱材のような発泡体状は、細胞凝集体１０を担体２０の深部に到達させることができないし、担体２０の通気性や通液性が悪いため好ましくない。
【００４１】
細胞接着層２２は、細胞凝集体１０と接着可能な細胞接着性分子によって形成することができる。細胞接着性分子としては、細胞凝集体１０の種類に応じて、細胞に対する接着性を示す適宜の分子を用いることができるが、所定の細胞・細胞外分子に対して特異的な細胞接着活性を示す天然型の細胞接着分子や、合成型の細胞接着分子が特に好ましく用いられる。
【００４２】
細胞接着性分子としては、例えば、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、コラーゲン等のタンパク性分子や、ＲＤＧモチーフを有するペプチド等の非タンパク性分子を用いることができる。細胞接着性分子としては、ヒト由来の細胞接着分子がより好ましく、膵臓細胞等に対する強い接着性を示す点で、ラミニン、又は、フィブロネクチンが特に好ましい。
【００４３】
細胞接着層２２は、基材２１の表面に、細胞接着性分子を物理吸着させて形成してもよいし、細胞接着性分子を化学吸着（化学結合）させて形成してもよい。細胞接着層２２を形成する方法としては、ディップコート等の単純なコーティング法を利用できる点で、物理吸着させる方法がより好ましい。
【００４４】
細胞接着層２２は、細胞接着性分子の他に、安定化剤等の他の成分を含んでいてもよい。安定化剤としては、例えば、ショ糖等の糖類、グリセロール等のポリオール類、グリシン等のアミノ酸類等を用いることができる。例えば、安定化剤として糖類をタンパク性の細胞接着性分子に添加すると、タンパク性の細胞接着性分子の高次構造が安定化するため、担体２０を乾燥状態で保管する場合に、高い細胞接着活性を維持することができる。
【００４５】
担体２０は、空隙率が５０％以上９９％以下であることが好ましい。担体２０の空隙率が高いほど、担体２０の体積当たり、細胞凝集体１０の担持量が多くなるため、高い治療効果が得られ易くなる。また、担体２０に担持される細胞凝集体１０の数密度が向上し、必要な治療効果を得るにあたり、担体２０の占有体積を縮小することができるため、移植先に対する侵襲性を低くすることができる。担体２０の空隙率が高い場合、担体２０の機械的強度が不足する虞があるが、細胞凝集体１０が形成する細胞外マトリックス（Extracellular Matrix：ＥＣＭ）によって補強できる場合がある。なお、空隙率は、担体２０の見かけ上の全体積に占める細孔の体積の割合として定義される。
【００４６】
担体２０は、細孔の開口率が５０％以上であることが好ましい。細孔の開口率が高いほど、担体２０に細胞凝集体１０を担持させる際に、直径が大きい多数の細胞凝集体１０を担体２０の細孔に侵入させることができる。そのため、細胞凝集体１０を離散的に担持させて、担体２０に担持される細胞凝集体１０の数密度を高くすることができる。なお、細孔の開口率は、担体２０の見かけ上の表面積に占める開口の面積の割合として定義される。
【００４７】
筐体３０は、担体２０を収容し、細胞凝集体１０の細胞機能を利用し得る限り、適宜の形状・材料で形成することができる。筐体３０は、例えば、剛性を有する容器で形成してもよいし、可撓性を有するフィルム・膜で形成してもよいし、これらを組み合わせて形成してもよい。例えば、筐体３０は、全面をフィルム・膜で形成し、細胞凝集体１０が分泌する生理活性物質や細胞凝集体１０が代謝する移植先の成分等が、筐体３０の全面を通過できる構造としてもよい。また、筐体３０は、容器とフィルム・膜とを組み合わせて形成し、生理活性物質や移植先の成分等が、筐体３０の一部の面のみを通過できる構造としてもよい。
【００４８】
筐体３０は、少なくとも一部を、メッシュ状の膜、多孔質状の膜、又は、半透膜で形成することが好ましい。このような透過性を有するフィルム・膜を用いると、大きな異物が細胞デバイス１の内部に侵入するのを防ぎつつ、細胞凝集体１０が分泌する生理活性物質や、細胞凝集体１０が代謝する移植先の成分等を、比較的速い拡散速度で内外に透過させることができる。
【００４９】
筐体３０は、少なくとも一部を、免疫細胞の通過を遮断する免疫隔離膜で形成することがより好ましい。半透膜等の免疫隔離膜で筐体３０の少なくとも一部を形成すると、細胞デバイス１の移植時に、細胞凝集体１０を異物として免疫反応が生じるのを避けることができるため、細胞凝集体１０による治療効果をより持続的に得ることができる。
【００５０】
筐体３０の材料としては、細胞凝集体１０及び移植先の生体に対する短期毒性並びに移植後の長期毒性を現さない材料であれば、特に制限されるものではない。筐体３０の材料としては、移植後の生体への影響を避ける観点から、一般に安全性が確認されている生体適合性材料を用いることが好ましく、全成分が生体適合性を有するメディカルグレードの高分子材料がより好ましい。筐体３０の材料は、生体吸収性を示す材料であってもよい。
【００５１】
筐体３０の材料の具体例としては、ポロテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン、セルロース、酢酸セルロース、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリカプロラクタム等が挙げられる。
【００５２】
＜細胞デバイスの製造方法＞
次に、本発明の一実施形態に係る細胞デバイスの製造方法について説明する。
【００５３】
本実施形態に係る細胞デバイスの製造方法は、担体と筐体を備える前記の細胞デバイスを作製する工程と、作製した細胞デバイスに細胞凝集体を担持させる工程と、を含む。細胞凝集体１０は、細胞デバイス１を生体内に移植する直前等に、予め滅菌されている細胞デバイス１に導入して、担体２０の表面に担持させることができる。
【００５４】
（細胞デバイスを作製する工程）
細胞デバイスを作製する工程は、更に、多孔質である基材を作製する基材作製工程と、多孔質である基材の表面に細胞接着性分子を吸着させて細胞接着層を形成する吸着工程と、を含む。
【００５５】
基材作製工程は、多孔質である基材２１の材料や形態に応じて適宜の作製方法を利用して行うことができる。基材２１の作製は、細孔径が、担持させる細胞凝集体１０の平均直径の数倍程度となり、このような細孔径の細孔同士が、非直線的な形状で互いに連通し、且つ、基材２１自体を貫通するように行う。
【００５６】
例えば、不織布状の形態の場合、適切な線径の繊維からなるウェブを作製し、複数のウェブを積層して密度を調整し、積層したウェブ同士を結合させる方法を用いることができる。ウェブを作製する方法としては、湿式積層法、乾式積層法等を用いることができる。ウェブ同士を結合させる方法としては、物理的接着、及び、化学的接着のいずれであってもよい。不織布状の形態の材料としては、キチン、コラーゲン、ゼラチン、セルロース、酢酸セルロース等を好ましく用いることができる。
【００５７】
また、スポンジ状の形態の場合、モノマやマクロモノマに、細孔を形成するための犠牲テンプレート材（ポロジェン）を分散し、分散させた犠牲テンプレート材同士の接触状態・分散密度を調整し、重合によって成形体を形成した後、成形体から犠牲テンプレート材を取り除く方法や、モノマやマクロモノマに、溶融後の冷却や溶媒の蒸発によって相分離を生じさせる方法を用いることができる。スポンジ状の形態の材料としては、シリコーン、ポリスチレン等を好ましく用いることができる。犠牲テンプレート材としては、基材２１の材料に応じて、塩化ナトリウム、糖類等の溶解性材料を用いることができる。
【００５８】
また、脱膜発泡体の形態の場合、重合時に気体を発生するモノマを発泡重合させる方法、気体を混合しながらモノマを重合させる方法等を用いて、適切な細孔径を有する発泡体を形成し、発泡体中で気泡セル同士を繋いているセル膜を脱膜処理する方法を用いることができる。脱膜処理の方法としては、例えば、溶剤処理、熱処理、爆破処理等を用いることができる。脱膜発泡体の形態の材料としては、ポリウレタン、ポリスチレン等を好ましく用いることができる。
【００５９】
吸着工程は、基材２１の表面に細胞接着性分子を塗布して所定の時間保持し、細胞接着性分子を物理吸着又は化学吸着（化学結合）させることによって行うことができる。細胞接着性分子は、水溶液に分散させて塗布液とし、塗布コーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法等を利用して塗布することができる。
【００６０】
細胞接着性分子は、予め表面処理を施した基材２１に塗布してもよい。表面処理の方法としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、紫外線照射／オゾン処理、化学修飾処理、コーティング処理等が挙げられる。例えば、物理吸着を利用する場合、表面処理によって疎水性の基材２１を親水化しておくと、細孔の濡れ性が向上するため、細胞接着性分子の塗布液や、細胞凝集体１０を懸濁した水溶液を、細孔の奥まで浸透させることができる。また、化学吸着を利用する場合、共有結合を形成するための官能基を導入することができる。
【００６１】
（細胞デバイスに細胞凝集体を担持させる工程）
細胞デバイスに細胞凝集体を担持させる工程は、更に、担体を筐体に収容する収容工程と、細胞凝集体を担体の細孔に導入する細胞凝集体導入工程と、を含む。なお、収容工程と細胞凝集体導入工程とは、先後が限定されるものではない。収容工程を先に行い、筐体３０に収容された担体２０に細胞凝集体１０を導入してもよいし、細胞凝集体導入工程を先に行い、細胞凝集体１０を導入した担体２０を筐体３０に収容してもよい。
【００６２】
収容工程は、無菌的な条件下で行う。担体２０を収容する筐体３０の内面は、非特異的な吸着を防止するためのブロッキング処理が、予め施されていることが好ましい。また、担体２０や筐体３０は、ガンマ線滅菌、紫外線滅菌等の適宜の滅菌方法によって、予め滅菌しておくことが好ましい。
【００６３】
細胞凝集体導入工程は、細胞凝集体１０を所定の数密度に調整した懸濁液を用いて行うことができる。細胞凝集体１０の細孔への導入は、細胞凝集体１０を懸濁した懸濁液に担体２０を浸漬する方法や、静置させた担体２０に細胞凝集体１０を懸濁した懸濁液を流し込む方法等によって行うことができる。例えば、物理吸着を利用する場合、細胞凝集体１０を担体２０の細孔に導入して所定の時間保持することにより、細胞凝集体１０を細孔内の細胞接着性分子に接着させることができる。
【００６４】
細胞凝集体１０の細孔への導入は、細胞凝集体１０に強制的な力をかけて行うことが好ましい。細胞凝集体１０を細孔へ導入するための強制的な力としては、例えば、圧力差、遠心力等を利用することができる。強制的な力を利用すると、担体２０の細孔が、細胞凝集体１０が通過して脱落しない程度の大きさを有し、且つ、細胞凝集体１０がトラップされ易い程度の小さい細孔径であっても、細胞凝集体１０を担体２０の深部に確実に到達させることができる。そのため、細胞凝集体１０を酸素・栄養が供給され易い離散的な状態、且つ、高い数密度となるように担体２０に担持させることができる。
【００６５】
細胞凝集体１０を導入する具体的な方法としては、例えば、細胞凝集体１０を懸濁した懸濁液を加圧して圧力差を生じさせ、加圧された懸濁液を圧力差で担体２０の細孔内に圧入する方法や、担体２０の一面側を減圧して圧力差を生じさせ、細胞凝集体１０を懸濁した懸濁液を担体２０の他面側から圧力差で細孔内に吸引する方法や、担体２０を遠心分離機に供して遠心力を生じさせ、細胞凝集体１０を懸濁した懸濁液を回転中心側から遠心力で細孔内に吸引する方法等を用いることができる。
【００６６】
＜細胞デバイスの使用方法＞
次に、前記の細胞デバイス１の具体的な使用方法について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る細胞デバイス１は、細胞凝集体１０の機能を生体内で利用する細胞移植療法に用いることができる。細胞デバイス１は、ヒトや、ヒトを除く動物の生体内に埋植して、担持させた細胞凝集体１０の細胞機能を利用する治療に用いることができる。細胞デバイス１を埋植する部位は、例えば、皮下組織、臓器周囲腔、腹腔、大網、臓器欠損部、組織欠損部等、治療の目的に応じた適宜の部位であってよい。移植した細胞デバイス１は、治療終了時や、細胞凝集体１０の機能不全時には、必要に応じて生体外に回収することができる。
【００６８】
また、本実施形態に係る細胞デバイス１は、生体への移植前に、in vitroでの用途に用いることができる。例えば、細胞デバイス１は、細胞凝集体１０の機能を維持するための維持培養や、細胞凝集体１０を増殖させるための拡大培養や、細胞凝集体１０を構成する細胞を分化・誘導させるための誘導培養等の用途に用いることができる。このような培養を移植前に行うことにより、細胞凝集体１０によるin vivoと同様の正常な細胞機能を、移植先の生体内で得ることができる。
【００６９】
また、本実施形態に係る細胞デバイス１は、生体の治療以外の目的でin vivoでの用途に用いることができる。例えば、細胞デバイス１は、生体内の環境の検査、臓器・組織の機能の検査・診断、薬物や生理活性物質等の作用操作・作用検証等の用途に用いることができる。細胞凝集体１０を構成する細胞として、各種の生理活性物質、薬剤、栄養素等に対する代謝能を有する細胞や、レポーター遺伝子が導入されている細胞等を用いることにより、治療以外の利用が可能である。
【００７０】
＜変形例＞
次に、前記の実施形態に係る細胞デバイスの構成を変えた変形例について説明する。
【００７１】
図３は、本発明の変形例に係る細胞デバイスを示す概念図である。
図３に示すように、担体と筐体とを備える前記の細胞デバイスは、生体への移植後に、デバイス外の酸素源から細胞凝集体１０に酸素を供給する方式の細胞デバイス（変形例に係る細胞デバイス）２としてもよい。なお、図３には、担体２０に細胞凝集体１０が担持された状態の細胞デバイス２を模式的に示しているが、細胞凝集体１０は、細胞デバイス２を移植する直前等に、担体２０に担持させることができる。
【００７２】
図３に示す細胞デバイス２は、担体２０と、筐体３０Ａと、筐体３０Ａ内を細胞室と空洞部とに仕切る酸素透過膜４０と、を備えている。酸素透過膜４０は、酸素分子を透過するが、細胞凝集体１０が分泌する生理活性物質、外部の異物をはじめ、より大きい分子を透過しない膜によって形成される。筐体３０Ａは、前記の細胞デバイス１の筐体３０と同様の材料によって形成することができる。
【００７３】
細胞デバイス２において、酸素透過膜４０によって隔てられた筐体３０Ａ内の一方の空間は、細胞室となり、担体２０や細胞凝集体１０が保持される空間となる。また、筐体３０Ａ内の他方の空間は、担体２０や細胞凝集体１０が保持されない空洞部となる。筐体３０Ａのうち、細胞室を覆う部分は、前記の細胞デバイス１の筐体３０と同様のフィルム・膜で形成することができる。一方、空洞部を覆う部分は、酸素分子を透過し難い材料で形成される。
【００７４】
図３に示す細胞デバイス２において、筺体３０Ａは、細胞デバイス２の外部から筐体３０Ａ内の細胞凝集体１０に酸素を供給するための供給管３１を備えている。また、筺体３０Ａは、筐体３０Ａ内に供給した気体や液体を細胞デバイス２の外部に排出するための排出管３２を備えている。細胞デバイス２は、供給管３１及び排出管３２が生体外に露出するように生体に埋植される。細胞デバイス２のその他の構成や、使用方法は、前記の細胞デバイス１と同様である。
【００７５】
図３に示す細胞デバイス２によると、移植後に、生体外に露出している供給管３１に外部酸素源を接続することにより、筐体３０Ａ内の空洞部に、酸素を含むガスや、溶存酸素を含む液体を供給することができる。空洞部に導入された酸素は、酸素透過膜４０を透過して細胞凝集体１０に供給されるため、細胞凝集体１０に対する酸素の供給を無菌的に行うことができる。その後、空洞部の排ガスや液体は、排出管３２を通じて回収され、酸素の供給のために循環的に利用される。
【００７６】
図４は、本発明の変形例に係る細胞デバイスを示す概念図である。
図４に示すように、担体と筐体とを備える前記の細胞デバイスは、生体への移植後に、デバイス内の酸素源から細胞凝集体１０に酸素を供給する方式の細胞デバイス（変形例に係る細胞デバイス）３としてもよい。なお、図４には、担体２０に細胞凝集体１０が担持された状態の細胞デバイス３を模式的に示しているが、細胞凝集体１０は、細胞デバイス３を移植する直前等に、担体２０に担持させることができる。
【００７７】
図４に示す細胞デバイス３は、担体２０と、筐体３０Ｂと、筐体３０Ｂ内を細胞室と空洞部とに仕切る酸素透過膜４０と、を備えている。酸素透過膜４０は、前記の細胞デバイス２と同様に、酸素分子を透過するが、細胞凝集体１０が分泌する生理活性物質、外部の異物をはじめ、より大きい分子を透過しない膜によって形成される。筐体３０Ｂは、前記の細胞デバイス１の筐体３０と同様の材料によって形成することができる。
【００７８】
細胞デバイス３においては、前記の細胞デバイス２と同様に、酸素透過膜４０によって隔てられた筐体３０Ｂ内の一方の空間は、細胞室となり、担体２０や細胞凝集体１０が保持される空間となる。また、筐体３０Ｂ内の他方の空間は、担体２０や細胞凝集体１０が保持されない空洞部となる。筐体３０Ｂのうち、細胞室を覆う部分は、前記の細胞デバイス１の筐体３０と同様のフィルム・膜で形成することができる。一方、空洞部を覆う部分は、酸素分子を透過し難い材料で形成される。
【００７９】
図４に示す細胞デバイス３において、筺体３０Ｂは、筐体３０Ｂ内の細胞凝集体１０に酸素を供給するための酸素徐放剤（酸素源）５０を収納している。酸素徐放剤５０としては、酸素ガスを長時間にわたって放出し続ける物質、例えば、人工血液、過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム等を用いることができる。細胞デバイス３は、筐体３０Ｂに、酸素徐放剤５０を収納してから生体に埋植される。細胞デバイス３のその他の構成や、使用方法は、前記の細胞デバイス１と同様である。
【００８０】
図４に示す細胞デバイス３によると、移植後に、酸素徐放剤５０が筐体３０Ｂ内の空洞部に酸素を放出し続けるため、デバイス外から酸素を供給しなくとも、細胞凝集体１０に対する酸素の供給を継続することができる。移植後に外部酸素源との接続を必要としないため、移植先が皮下組織のような体表に近い場所に限定されることがなく、酸素要求量が多い細胞凝集体１０を用いる場合であっても、治療効果の持続性を向上させることができる。
【００８１】
なお、図３や図４に示した前記の細胞デバイスは、細胞凝集体１０に酸素を供給する酸素源の他に、移植先の生体内の環境条件を検知する環境検知機能、移植先の臓器・組織の機能を測定する検査・診断機能等、その他の機能や、機能させるための機器を備えてもよい。例えば、酸素分圧を検知する酸素センサ、グルコース濃度を測定するグルコースセンサ、細胞デバイスに加わる荷重を測定する圧力センサ等を備えることができる。
【００８２】
以上の細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法によると、細胞凝集体を担持するための担体が、多孔質の基材を有するため、単離された細胞と比較して大きい細胞凝集体を、多孔質の担体に離散的且つ高い数密度で保持することができる。細胞凝集体が、高い治療効果が得られる高い数密度で担持される場合であっても、細胞凝集体が離散的に保持されるため、酸素・栄養を細胞凝集体の内部に確実に供給することが可能であり、細胞凝集体の生着率を大きく向上させることができる。また、細胞凝集体を担持するための担体が、細胞接着性分子によって構成される細胞接着層を有するため、このような離散的且つ高い数密度の担持状態を、適切な細孔径の基材の使用下において、細胞接着性分子の作用を利用して確実・容易に実現することができる。
【００８３】
また、多孔質である基材と、細胞接着性分子によって構成される細胞接着層と、を有する担体によると、担体の空隙率や開口率を適切に大きくした設計が可能であり、例えば、１．５ｍｍ程度に薄くした担体であっても、細胞凝集体を離散的且つ高い数密度で担持させることができる。このような担体によると、有効な治療効果が得られるとされている３×１０８個のインスリン産生細胞スフェロイドを、生体内の小さい体積中で長期間にわたって維持することも可能である。よって、以上の細胞デバイスの製造方法及び細胞デバイスの移植方法によると、細胞凝集体を高い数密度となるように保持することが可能であり、細胞凝集体による高い治療効果と低い侵襲性とを両立させることができる。
【００８４】
以上、本発明について説明したが、本発明は、前記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態や変形例が備える全ての構成を備えるものに限定されない。或る実施形態や変形例の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態や変形例の構成の一部を他の形態に追加したり、或る実施形態や変形例の構成の一部を省略したりすることができる。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００８６】
［実施例１］
担体の基材としてスポンジ状のシリコーンを用いて細胞デバイスの担体を作製した。
【００８７】
＜担体の作製＞
シリコーンエラストマと、ポロジェン（ポリスチレン、塩化ナトリウム、糖類）との混合物を、ディスク状に圧縮してポロジェン同士の接触状態・分散密度を調整し、加熱により重合させて、ディスク状の成形体を固化させた。その後、ポロジェンを溶解させて取り除き（ポリスチレン：トルエン、塩化ナトリウム・糖類：水）、スポンジ状のシリコーンである基材を得た。得られた基材に、洗浄と、プラズマ処理による親水化を施した。その後、基材の表面にラミニンの溶液を塗布して物理吸着させることにより、ラミニンからなる細胞接着層を有するスポンジ状のシリコーンの担体を得た。
【００８８】
＜細胞凝集体の充填＞
作製した担体を、低接着の表面となるように表面処理されている低接着ウェルプレート内に設置した。そして、その担体上に、膵β細胞由来のＭＩＮ６細胞株の懸濁液を、細胞凝集体の数密度が、３×１０６個−スフェロイド／ｃｍ２となるように加えた。このウェルプレートを、５０ｒｐｍで３０分間旋回させて遠心力をかけた。その後、担体を別のウェルプレートに移し、元のウェルプレートに残存している細胞凝集体を計数した。その結果、播種した細胞凝集体の９０％以上が担体に接着した状態で残留していることが確認された。
【００８９】
＜細胞凝集体の維持培養＞
ＭＩＮ６細胞株が担持されている担体を低接着ウェルプレート内に浸漬して担持されているＭＩＮ６細胞株を維持培養した。培地交換は２日毎に実施し、培地交換毎に培地に含まれるインスリンの濃度を測定した。その結果、インスリンの分泌量は、培養開始後に徐々に増大し、６日後に略定常に達した。６日後のインスリン濃度と１４日後のインスリン濃度とは略同等であり、酸素要求量が多い細胞凝集体を高密度に担持し、その機能を高く保てることが確認された。
【００９０】
［実施例２］
担体の基材として不織布状のキチンを用いて細胞デバイスの担体を作製した。
【００９１】
＜担体の作製＞
キチン製の不織布である基材「創傷被覆・保護材  べスキチン」（ニプロ社製）に、洗浄と、プラズマ処理による親水化を施した。その後、基材の表面にラミニンの溶液を塗布して物理吸着させることにより、ラミニンからなる細胞接着層を有する不織布状のキチンの担体を得た。
【００９２】
＜細胞凝集体の充填＞
作製した担体を、低接着の表面となるように表面処理されている低接着ウェルプレート内に設置した。そして、その担体上に、膵β細胞由来のＭＩＮ６細胞株の懸濁液を、細胞凝集体の数密度が、３×１０６個−スフェロイド／ｃｍ２となるように加えた。このウェルプレートを３０分間静置した。その後、担体を別のウェルプレートに移し、元のウェルプレートに残存している細胞凝集体を計数した。その結果、播種した細胞凝集体の９０％以上が担体に接着した状態で残留していることが確認された。
【００９３】
＜細胞凝集体の維持培養＞
ＭＩＮ６細胞株が担持されている担体を低接着ウェルプレート内に浸漬して担持されているＭＩＮ６細胞株を維持培養した。培地交換は２日毎に実施し、培地交換毎に培地に含まれるインスリンの濃度を測定した。その結果、インスリンの分泌量は、培養開始後に徐々に増大し、６日後に略定常に達した。６日後のインスリン濃度と１４日後のインスリン濃度とは略同等であり、酸素要求量が多い細胞凝集体を高密度に担持し、その機能を高く保てることが確認された。
【００９４】
［実施例３］
担体の基材として脱膜発泡体状のポリウレタンを用いて細胞デバイスの担体を作製した。
【００９５】
＜担体の作製＞
ポリウレタン製の脱膜発泡体である基材「エステル系軟質ウレタンフォーム  モルトプレンＳＣ」（イノアック社製、密度：３１ｋｇ／ｍ３）に、洗浄と、プラズマ処理による親水化を施した。その後、基材の表面にラミニンの溶液を塗布して物理吸着させることにより、ラミニンからなる細胞接着層を有する脱膜発泡体状のポリウレタンの担体を得た。
【００９６】
＜細胞凝集体の充填＞
作製した担体を、低接着の表面となるように表面処理されている低接着ウェルプレート内に設置した。そして、その担体上に、膵β細胞由来のＭＩＮ６細胞株の懸濁液を、細胞凝集体の数密度が、３×１０６個−スフェロイド／ｃｍ２となるように加えた。このウェルプレートを、５０ｒｐｍで３０分間旋回させて遠心力をかけた。その後、担体を別のウェルプレートに移し、元のウェルプレートに残存している細胞凝集体を計数した。その結果、播種した細胞凝集体の９０％以上が担体に接着した状態で残留していることが確認された。
【００９７】
＜細胞凝集体の維持培養＞
ＭＩＮ６細胞株が担持されている担体を低接着ウェルプレート内に浸漬して担持されているＭＩＮ６細胞株を維持培養した。培地交換は２日毎に実施し、培地交換毎に培地に含まれるインスリンの濃度を測定した。その結果、インスリンの分泌量は、培養開始後に徐々に増大し、６日後に略定常に達した。６日後のインスリン濃度と１４日後のインスリン濃度とは略同等であり、酸素要求量が多い細胞凝集体を高密度に担持し、その機能を高く保てることが確認された。
【００９８】
［実施例４］
担体の基材として不織布状のキチンを用いて、担体を筐体に収納した細胞デバイスを作製した。
【００９９】
＜細胞デバイスの作製＞
実施例２で作製したＭＩＮ６細胞株が担持されている担体を、医療用グレードの生体適合性樹脂であるＭＥＤ６１０で造形した筐体に収納し、親水化処理されたＰＴＦＥ製のメッシュ膜で筐体を封止して、不織布状のキチンを基材とする細胞デバイスを得た。
【０１００】
＜細胞デバイスによる維持培養＞
作製した細胞デバイスを培地に浸漬させて、細胞デバイスに担持されているＭＩＮ６細胞株を維持培養した。その結果、１４日後の細胞の生存率は、８０％と高いことが確認された。
【０１０１】
［比較例１］
担体の基材として、脱膜発泡体状のポリウレタンを用いて、細胞接着性分子によって構成される細胞接着層を形成することなく、担体を作製した。
【０１０２】
＜担体の作製＞
ポリウレタン製の脱膜発泡体である基材「エステル系軟質ウレタンフォーム  モルトプレンＳＣ」（イノアック社製、密度：３１ｋｇ／ｍ３）に、洗浄と、プラズマ処理による親水化を施し、細胞接着層を有しない脱膜発泡体状のポリウレタンの担体を得た。
【０１０３】
＜細胞凝集体の充填＞
作製した担体を、低接着の表面となるように表面処理されている低接着ウェルプレート内に設置した。そして、その担体上に、膵β細胞由来のＭＩＮ６細胞株の懸濁液を、細胞凝集体の数密度が、３×１０６個−スフェロイド／ｃｍ２となるように加えた。このウェルプレートを３０分間静置して、細胞凝集体を基材の表面に物理吸着させた。その後、担体を別のウェルプレートに移し、元のウェルプレートに残存している細胞凝集体を計数した。その結果、播種した細胞凝集体の大半が担体に接着していないことが確認された。
【０１０４】
［比較例２］
細胞凝集体を担持するための担体を用いることなく、細胞凝集体のみを筐体に収納した細胞デバイスを作製した。
【０１０５】
＜細胞デバイスの作製＞
実施例４と同様に医療用グレードの生体適合性樹脂であるＭＥＤ６１０で造形した筐体に膵β細胞由来のＭＩＮ６細胞株の懸濁液を注ぎ、親水化処理されたＰＴＦＥ製のメッシュ膜で筐体を封止して、担体を備えない細胞デバイスを得た。
【０１０６】
＜細胞デバイスによる維持培養＞
作製した細胞デバイスを培地に浸漬させて、細胞デバイスに封入されているＭＩＮ６細胞株を維持培養した。その結果、担体に固定されていない細胞凝集体は、筐体内で分布が偏り、粗大な細胞塊を形成した。１４日後の細胞の生存率は、１０％と低いことが確認された。
【符号の説明】
【０１０７】
１      細胞デバイス
２      細胞デバイス
３      細胞デバイス
１０    細胞凝集体
２０    担体
２１    基材
２２    細胞接着層
３０    筐体
３０Ａ  筐体
３０Ｂ  筐体
３１    供給管
３２    排出管
４０    酸素透過膜
５０    酸素徐放剤（酸素源）
【図１】
2020081316.tif 000003
【図２】
2020081316.tif 000004
【図３】
2020081316.tif 000005
【図４】
2020081316.tif 000006