【手続補正書】
【提出日】平成17年4月25日(2005.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞物質を含むためのチャンバを備える培養デバイスであって、該チャンバは、０．１μｍと５００μｍとの間の少なくとも１つの内部断面寸法を有し、該チャンバは、インビトロで少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する条件下で、該細胞物質を維持し、該チャンバは、流体の流れのための入り口および出口を備える、培養デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の培養デバイスであって、該デバイスは、細胞物質を含む少なくとも１つの第２のチャンバをさらに備え、該第２チャンバは、０．１μｍと５００μｍとの間の少なくとも１つの内部断面寸法を有し、インビトロで少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する条件下で、細胞物質を維持し、ここで、該第２のチャンバは、流体の流れのための、入口および出口を備える、培養デバイス。
【請求項３】
前記チャンバに接続する少なくとも１つの微小流体チャネルをさらに含む、請求項１に記載の培養デバイス。
【請求項４】
前記第１のチャンバおよび第２のチャンバを相互接続する少なくとも１つの微小流体チャネルをさらに含む、請求項２に記載の培養デバイス。
【請求項５】
前記チャンバの接続の幾何学は、少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する、請求項２に記載の培養デバイス。
【請求項６】
前記チャンバは、チャネルまたはチューブである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項７】
少なくとも１つのチャンバまたは前記１つ以上のチャンバを相互接続するチャネルを通る前記流体の流れは、前記少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する、請求項２に記載の培養デバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つのチャンバもしくはチャネルの幾何学または該チャンバと１つ以上のチャンバを相互接続するチャネルの相互作用の幾何学は、数学モデルに基づく、請求項２に記載の培養デバイス。
【請求項９】
前記流体流れの特徴は、数学モデルに基づく、請求項１〜８のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１０】
インビトロデスクなくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する条件下で、細胞物質の同じ型または１つ以上のさらなる型を含む１つ以上のさらなるチャンバをさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１１】
前記流体または前記細胞物質からのシグナルを得るための少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の培養デバイスであって、前記少なくとも１つのセンサは、バイオセンサである、培養デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのセンサが、酸素、二酸化炭素、および流体のｐＨからなる群のうちの少なくとも１つをモニターするか、または細胞死、細胞増殖、分化、免疫応答、またえは代謝もしくはシグナル伝達系路における混乱を測定する、請求項１１に記載の培養デバイス。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのセンサはデバイスと一体化され、前記細胞物質の生理学的状態のリアルタイム読み取りを提供する、請求項１１または１２のいずれかに記載の培養デバイス。
【請求項１４】
前記流体をさらに含み、該流体は、前記少なくとも１つのチャンバを通って流れるか、または何度も再循環される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの薬物動態学的パラメーターは、相対的な組織の大きさの比、組織  対  血液の体積比、薬物滞留時間、細胞間の相互作用の測定値、液体滞留時間、液体  対細胞の比、細胞による代謝、剪断応力、流速、幾何学、および培養デバイス中の細胞数からなる群のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１６】
前記デバイスに一体化されたポンプおよび該デバイスの外部にあるポンプからなる群の少なくとも１つから選択されるポンプ機構をさらに備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１７】
前記細胞物質は、健康組織、病変組織、組織生検の一部、組織の一部、動脈の一部、静脈の一部、胃腸管の一部、食道の一部、結腸の一部、器官の一部、心臓の一部、脳の一部、腎臓の一部、肺の一部、筋肉の一部、真核生物細胞、植物細胞、動物細胞、哺乳動物細胞、原核生物細胞、初代細胞、腫瘍細胞、幹細胞、遺伝学的に改変された細胞、形質転換された細胞、不死化された細胞からなる群のうちの少なくとも１つから選択される、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１８】
前記チャンバのうちの少なくとも１つは、該少なくとも１つのチャンバを循環しているかまたは該少なくとも１つのチャンバの一部に接着しているかのいずれかである細胞物質を含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項１９】
前記チャンバは、ポリマー、ガラスおよびシリコンの群のうちの１つからなる物質から選択される、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項２０】
コントローラをさらに備え、該コントローラは流体流を制御して、少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記培養デバイスと電気的に連結されているかまたは一体化されている、請求項２０に記載の培養デバイス。
【請求項２２】
請求項１〜２２のいずれか１項に記載の培養デバイスであって、該デバイスは、以下：
ポンプ；
肝臓の機能と関連する、インビトロで少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する条件下で細胞物質を維持する肝臓チャンバ、ゆっくりと灌流されるチャンバ、急速に灌流されるチャンバ、および脂肪の機能と関連する、インビトロで少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供するチャンバからなる群より選択される少なくとも２つのチャンバ；ならびに
ポンプ、および連続してまたは平行に該少なくとも２つのチャンバと連結する、複数の微小流体チャネル、
を備える、培養デバイス。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１項に記載の培養デバイスであって、培養デバイスのアレイをさらに備え、該デバイスは、互いから離れて作動するかまたは互いに並行して作動するかのいずれかであるか、あるいは流体的に連結された連続様式で作動し、第１のデバイスからの流体出口は、１以上の第２のデバイスに対して、少なくとも１つの流体入り口に直接的にまたは間接的に接続される、培養デバイス。
【請求項２４】
前記デバイスは、生物学的関門を模倣する連結され、該生物学的関門は、胃腸関門、血液胆嚢関門または血液脳関門である、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記培養デバイスは、電子回路をさらに備えるチップ上に形成される、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項２６】
前記コントローラは、前記培養デバイス中の流体の循環を制御するポンプ、該培養デバイスの温度もしくは該培養デバイス中を循環する流体を制御する加熱要素、光源、該培養デバイス内の細胞物質からの蛍光発光を検出する光検出器、およびコンピューターからなる群のうちの少なくとも１つをさらに含み、該コンピューターは、メモリ、１以上のセンサを有する該培養デバイスに対するインターフェースを含む入力／出力インターフェース、およびセンサからのデータを記録および分析するコンピューターソフトウェアをさらに含む、請求項２０に記載の培養デバイス。
【請求項２７】
前記流体は、培養培地、生物学的流体、血液、血清および血漿からなる群のうちの少なくとも１つより選択される、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の培養デバイス。
【請求項２８】
前記コンピューターは、前記データに応じて、前記培養デバイスの１以上の薬物動態学的パラメーター値を変更する、請求項２６に記載の培養デバイス。
【請求項２９】
培養デバイスを形成する方法であって、該方法は、細胞物質を含むための少なくとも１つのチャンバを形成する工程を包含し、ここで該チャンバは、０．１μｍと５００μｍとの間の少なくとも１つの内部断面寸法を有し、該チャンバは、インビトロで少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する条件下で、該細胞物質を維持し、該チャンバは、流体の流れのための入り口および出口を備える、方法。
【請求項３０】
１つ以上のチャンバに接続する少なくとも１つの微小流体チャネルを形成する工程をさらに包含し、ここで該微小流体チャネルは、０．１μｍと５００μｍとの間の少なくとも１つの内部断面寸法を有する、請求項２９に記載の培養デバイスを形成する方法。
【請求項３１】
前記チャンバのうちの少なくとも１つの幾何学または該チャンバと前記チャネルの相互接続の幾何学は、前記少なくとも１つの薬物動態学的パラメーター値を提供する様に形成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記チャンバのうちの少なくとも１つの幾何学または該チャンバのうちの少なくとも１つと前記チャネルのうちの少なくとも１つとの相互接続の幾何学は、数学モデルに基づいて形成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのチャンバまたは該チャンバを相互接続する前記少なくとも１つのチャネルを通る流体の流れは、数学モデルに基づく、請求項２９〜３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記チャンバは、微細加工、微細加工されたマスターからの微細加工、エンボス加工、射出成形、重合またはスタンピングによって形成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
請求項２９に記載の方法であって、該方法はさらに以下の工程：
前記細胞物質と入力変数とを接触させる工程；および
少なくとも１つの出力パラメーターをモニターする工程、
を包含する、方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの出力パラメーターをモニターする工程は、前記デバイスにおける少なくとも１つのセンサからの情報を得る工程を包含する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
請求項３５または３６のいずれか１項に記載の方法であって、前記入力変数は、有機化合物、無機化合物、生物学的製品、複合体サンプル、製薬、環境性サンプル、栄養性サンプル、消費者製品、ウイルス、リポソーム、ナノ粒子、生分解性ポリマー、放射性標識粒子または放射性標識毒素、生体分子、毒素結合体化粒子および安定化剤からなる群のうちの少なくとも１つから選択される、方法。
【請求項３８】
前記培養デバイスを動力学的に制御するためのコンピューター化方法をさらに包含する請求項２９に記載の方法であって、該コンピューター化方法は、さらに以下：
１つ以上のセンサからのデータを分析して、該培養デバイスの１つ以上のチャンバまたはチャネル内の生理学的事象を測定する工程；
該培養デバイスのチャンバ内の流体の流体流速を調節する工程；
該流体の温度を検出および調節する工程；
該培養デバイスのチャンバ内の生物学的反応物または毒物学的反応物を検出する工程；および
該培養デバイスの１つ以上の薬物動態学的パラメーターを変化させる工程、
を包含する、方法。
【請求項３９】
コンピューター実行可能な指示を有して、方法を実行するコンピューター読み取り可能な媒体をさらに含む、請求項２９に記載の方法であって、該方法は、以下：
複数のセンサからのデータを分析して、前記培養デバイスの複数のチャンバ内の生理学的事象を測定する工程；
該培養デバイスのチャンバ内の流体の流体流速を調節する工程；
該流体の温度を検出および調節する工程；
該培養デバイスのチャンバ内の生物学的反応物または毒物学的反応物を検出する工程；および
該培養デバイスの１つ以上の薬物動態学的パラメーターを変化させる工程、
を包含する、方法。
【請求項４０】
前記方法は、前記培養デバイス内のチャンバ幾何学を最適化する工程をさらに包含し、ここで該最適化する工程は、チャンバの数を選択する工程、適切な組織サイズ比もしくは器官サイズ比を提供するチャンバ幾何学を選択する工程、適切な液体滞在時間を提供する最適な流体流速を選択する工程、および該培養デバイス内の剪断応力を計算する工程からなる群のうちの少なくとも１つを包含する、請求項３８または３９のいずれか１項に記載の方法。