(57)【要約】【課題】任意の形状の細胞立体構造体を作製することのできる針整列用ベース及び細胞構造体製造装置を得る。【解決手段】針整列用ベース１００は、第１の層１１０と、第２の層１２０と、第３の層１３０と、第４の層１４０と、第５の層１５０とを順に積層して成る直方体である。第１の層１１０、第２の層１２０、第３の層１３０、第４の層１４０、及び第５の層１５０は、厚さを有するシリコーンの薄膜シートである。第１の層１１０、第３の層１３０、及び第５の層１５０の硬度はＨｓ４０°である。第１の層１１０の硬度は第１の硬度、第２の層１２０の硬度は第２の硬度、第３の層１３０の硬度は第３の硬度、第４の層１４０の硬度は第４の硬度、第５の層１５０の硬度は第５の硬度という。第１の硬度、第３の硬度、及び第５の硬度は、第２の硬度及び第４の硬度よりも高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の硬度を有する第１の層と、
前記第１の硬度よりも低い第２の硬度を有し、前記第１の層に密着して設けられる第２の層と、
前記第２の硬度よりも高い第３の硬度を有する第３の層とを備え、
前記第３の層は、前記第１の層との間に前記第２の層を挟むように、前記第２の層に密着して設けられる針整列用ベース。
【請求項２】
前記第１の層、前記第２の層、及び前記第３の層が積層される方向において、前記第２の層の厚さは、前記第１の層及び前記第３の層の厚さよりも厚い請求項１に記載の針整列用ベース。
【請求項３】
前記第１の層、前記第２の層、及び前記第３の層が積層される方向から見たとき、前記第１の層、前記第２の層、及び前記第３の層の外縁から突き出る突出部を有する台座をさらに備える請求項１又は２に記載の針整列用ベース
【請求項４】
前記第１の硬度及び前記第３の硬度よりも低い第４の硬度を有する第４の層とを備え、
前記第４の層は、前記第２の層との間に前記第３の層を挟むように、前記第３の層に密着して設けられる請求項１から３のいずれかに記載の針整列用ベース。
【請求項５】
前記第２の硬度及び前記第４の硬度よりも高い第５の硬度を有する第５の層とを備え、
前記第５の層は、前記第３の層との間に前記第４の層を挟むように、前記第４の層に密着して設けられる請求項１から４のいずれかに記載の針整列用ベース。
【請求項６】
前記第１の層、前記第３の層、及び前記第５の層はシリコーンの薄膜から成る請求項１から５のいずれかに記載の針整列用ベース。
【請求項７】
前記第２の層及び前記第４の層はシリコーンゲルから成る請求項１から６のいずれかに記載の針整列用ベース。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の針整列用ベースと、
開口部を有する枠体と前記開口部を塞ぐように前記枠体に取り付けられた多孔質部材とを備える抜去トレイとを備える細胞構造体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の立体構造体を製造するために用いられる針整列用ベース及び細胞構造体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の細胞塊を立体的に積層して立体構造体を作製する手法が知られている。この手法では、培養プレート上に並べられた細胞塊を取り出して、支持体から伸びる２５本の針状体の各々に複数の細胞塊を突き刺して密着させ、細胞塊が互いに融合した後に針状体から細胞塊を引き抜くことによって、細胞の立体構造体を得る。針状体は、縦横５本ずつの正方行列を成すように、予め板状部材に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５７５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、細胞の立体構造体の形状によっては、２５本の針状体全てを使用しない場合がある。この場合、細胞塊を融合させるために培地を細胞塊に向けて流すと、使用していない針状体に培地が遮られて、全ての細胞塊に十分に培地が行き渡らない虞が生じる。また、例えば円筒形の立体構造体を作るとき、正方行列を成すように並べられた針状体を用いると、十分に曲面を表現できず、作製された立体構造体の外周面に凹凸が生じる虞が生じる。他方、十分に曲面を表現しようとすると、針状体が円形に並べられた支持体を特別に用意する必要が生じる。
【０００５】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、任意の形状の細胞立体構造体を作製することのできる針整列用ベース及び細胞構造体製造装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１の発明による針整列用ベースは、第１の硬度を有する第１の層と、第１の硬度よりも低い第２の硬度を有し、第１の層に密着して設けられる第２の層と、第２の硬度よりも高い第３の硬度を有する第３の層とを備え、第３の層は、第１の層との間に第２の層を挟むように、第２の層に密着して設けられることを特徴とする。第１の層、第２の層、及び第３の層が積層される方向において、第２の層の厚さは、第１の層及び第３の層の厚さよりも厚いことが好ましい。また、第１の層、第２の層、及び第３の層が積層される方向から見たとき、第１の層、第２の層、及び第３の層の外縁から突き出る突出部を有する台座をさらに備えることが好ましい。
【０００７】
第１の硬度及び第３の硬度よりも低い第４の硬度を有する第４の層とを備え、第４の層は、第２の層との間に第３の層を挟むように、第３の層に密着して設けられることが好ましい。第２の硬度及び第４の硬度よりも高い第５の硬度を有する第５の層とを備え、第５の層は、第３の層との間に第４の層を挟むように、第４の層に密着して設けられることが好ましい。第１の層、第３の層、及び第５の層はシリコーンの薄膜から成ることが好ましく、第２の層及び第４の層はシリコーンゲルから成ることが好ましい。
【０００８】
本願第２の発明による細胞構造体製造装置は、前記針整列用ベースと、開口部を有する枠体と開口部を塞ぐように枠体に取り付けられた多孔質部材とを備える抜去トレイとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、任意の形状の細胞立体構造体を作製することのできる針整列用ベース及び細胞構造体製造装置を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】針整列用ベースを概略的に示した斜視図である。
【図２】細胞構造体製造装置を概略的に示した断面図である。
【図３】針整列用ベースから細胞構造体を抜き去る工程を示した図である。
【符号の説明】
【００１１】
１００  針整列用ベース
１１０  第１の層
１２０  第２の層
１３０  第３の層
１４０  第４の層
１５０  第５の層
１７０  台座
１７３  突出部
２００  抜去トレイ
２１０  枠体
２２０  多孔質部材
３００  針
３１０  細胞塊
３２０  細胞立体構造体
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明の一実施形態による針整列用ベース１００について図１及び２を用いて説明する。以下、図２において左右方向を幅方向といい、上下方向を厚さ方向といい、左右方向及び上下方向と直交する方向を奥行き方向という。
【００１３】
針整列用ベース１００は、第１の層１１０と、第２の層１２０と、第３の層１３０と、第４の層１４０と、第５の層１５０とを順に積層して成る直方体である。第１の層１１０、第３の層１３０、及び第５の層１５０は、厚さを有する薄膜であって、硬度Ｈｓ４０°のシリコーンの薄膜シートから成る。第２の層１２０及び第４の層１４０は、厚さを有する膜であって、いわゆる標準シリコーンゲルから成る。硬度ＨｓはＪＩＳ  Ｚ  ２２４６：２０００によって規定される。第１の層１１０の硬度は第１の硬度、第２の層１２０の硬度は第２の硬度、第３の層１３０の硬度は第３の硬度、第４の層１４０の硬度は第４の硬度、第５の層１５０の硬度は第５の硬度という。第１の硬度、第３の硬度、及び第５の硬度は、第２の硬度及び第４の硬度よりも高い。第２の層１２０及び第４の層１４０の厚さは、第１の層１１０、第３の層１３０、及び第５の層１５０の厚さよりも厚い。例えば、第１の層１１０及び第５の層１５０の大きさは、幅及び奥行き２０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍであり、第３の層１３０の大きさは、幅及び奥行き２０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍであり、第２の層１２０及び第４の層１４０の大きさは、幅及び奥行き２０ｍｍ、厚さ２．０ｍｍである。針整列用ベース１００の形状は、要求される立体構造体の形状に応じて適宜選択される。第１の層１１０及び第３の層１３０の厚さ及び硬度は、後述する針３００が各々を貫通したときに、各層が厚さ方向並びに幅及び奥行き方向に大きく変形しないような値が選択される。例えば、標準ゲルより高い硬度かつ薄い厚さが選択される。仮に第１の層１１０及び第３の層１３０の厚さ及び硬度を低硬度で柔らかい値とし、これに針３００を貫通させた場合、貫通された部分の周辺が歪んでしまい、隣接する他の針が傾くおそれが生じる。本実施形態では、第１の層１１０及び第３の層１３０の硬度は、貫通された部分の周辺が歪まないような値に設定される。また、仮に第１の層１１０及び第３の層１３０の厚さが厚いと、針３００が各層を貫通するときに座屈するおそれが生じる。本実施形態では、第１の層１１０及び第３の層１３０の厚さは、針３００が各層を貫通するときに座屈することなく貫通できるような厚さに設定される。
【００１４】
第１の層１１０と第２の層１２０は、厚さ方向に重ねられて接着される。第１の層１１０と第２の層１２０との接着面は、気泡が入らないように密着される。第３の層１３０は、第２の層１２０と厚さ方向に重ねられ、第２の層１２０において第１の層１１０と接着される面の裏面に接着される。すなわち、第３の層１３０は、第１の層１１０との間に第２の層１２０を挟むように、第２の層１２０に密着して設けられる。第２の層１２０と第３の層１３０との接着面は、気泡が入らないように密着される。第４の層１４０は、第３の層１３０と厚さ方向に重ねられ、第３の層１３０において第２の層１２０と接着される面の裏面に接着される。すなわち、第４の層１４０は、第２の層１２０との間に第３の層１３０を挟むように、第３の層１３０に密着して設けられる。第３の層１３０と第４の層１４０との接着面は、気泡が入らないように密着される。第５の層１５０は、第４の層１４０と厚さ方向に重ねられ、第４の層１４０において第３の層１３０と接着される面の裏面に接着される。すなわち、第５の層１５０は、第３の層１３０との間に第４の層１４０を挟むように、第４の層１４０に密着して設けられる。第４の層１４０と第５の層１５０との接着面は密着される。接着面に気泡が入らないことにより、針整列用ベース１００を使用するときのコンタミネーションが防止される。第５の層１５０を針整列用ベース１００の底面に設けずに、より低い硬度を有する第４の層１４０を底面に設けると、第１から第４の層から成る直方体の形状が安定せず、針整列用ベース１００の製造が困難になるおそれがある。しかしながら、第４の硬度よりも高い第５の硬度を有する第５の層１５０を針整列用ベース１００の底面に設けることにより、針整列用ベース１００の形状が安定して、容易に製造可能となる。
【００１５】
台座１７０は、鉛直断面において凸形状を有する凸柱であって、鉛直上方に突出する頂部１７１と、頂部１７１の鉛直下方に設けられる底部１７２とを有する。頂部１７１及び底部１７２は、所定の硬度、例えば硬度Ｈｓ４０°のシリコーンから成る直方体形状を有する。台座１７０の硬度、すなわち頂部１７１及び底部１７２の硬度は、針整列用ベース１００を支持可能な程度の硬度で足りる。頂部１７１の幅及び奥行きは針整列用ベース１００と同じであり、例えば２０ｍｍ、厚さは３ｍｍである。底部１７２の大きさは、幅３０ｍｍ、奥行き２０ｍｍ、厚さ３ｍｍである。頂部１７１は、底部１７２の幅方向中央に取り付けられ、底部１７２の幅方向両端は、頂部１７１から例えば５ｍｍずつ突出する。５ｍｍずつ突出する部位は突出部１７３を成す。
【００１６】
第１の層１１０から第５の層１５０を順に積層して針整列用ベース１００を作製した後、頂部１７１の頂面に、針整列用ベース１００の第５の層１５０が接着剤１６０で接着される。第５の層１５０は、頂部１７１の頂面と第４の層１４０との間に挟まれるように、頂部１７１の頂面に密着して設けられる。この状態において、第１から第５の層１１０−１５０が積層される方向から見たとき、突出部１７３は、第１から第５の層１１０−１５０の外縁から突き出る。なお、図２では、説明のため、接着剤１６０の厚さは誇張されて示される。
【００１７】
抜去トレイ２００は、例えばポリカーボネート樹脂から成る枠体２１０と、不織布から成る多孔質部材２２０とを主に備える。枠体２１０は、針整列用ベース１００の頂面１０１と概略同じ又は小さい幅及び奥行きを有する開口を備える枠である。開口の形状は、要求される立体構造体の形状に応じて適宜選択される。この開口を塞ぐように、多孔質部材２２０が取り付けられる。細胞立体構造体を作製するために用いられる針３００が多孔質部材２２０を貫通したときに、針３００に機械的ストレスを与えない程度の特性、例えば密度を多孔質部材２２０が有する。抜去トレイ２００は、多孔質部材２２０が頂面１０１の全面を覆うように、針整列用ベース１００の頂面１０１に載せられる。
【００１８】
次に、図２及び３を用いて、針整列用ベース１００、抜去トレイ２００、及び台座１７０を用いて細胞立体構造体３２０を作製する手段について説明する。以下、細胞塊３１０が針３００に既に突き刺され保持されているものとして説明する。なお、図２及び３では、説明のため、接着剤１６０の厚さは誇張されて示される。
【００１９】
図２を参照すると、細胞塊３１０を保持する針３００は、所望の配置となるように、抜去トレイ２００及び針整列用ベース１００に突き刺される。不織布は、独立した繊維が織られず重ねられ、又は絡み合わされたものであるため、複数の繊維を束ねて織られた布に比べ、一般に繊維密度は低い。このため、抜去トレイ２００、すなわち多孔質部材２２０を針３００が貫通するとき、多孔質部材２２０の多孔質に起因するソリッドでない部分、つまり詰まっていない部分が有効に働いて、針３００がストレスなく、つまり多孔質部材２２０から大きな反力を受けず、折れたり曲がったりせずに、多孔質部材２２０に進入できる。多孔質部材２２０を貫通した針３００は、第１の層１１０、第２の層１２０、及び第３の層１３０を経て、第４の層１４０の中程まで突き刺される。第１の層１１０及び第３の層１３０は、前述の厚さ及び硬度を備えることにより、厚さ方向及び幅及び奥行き方向に大きく変形せずに、針３００を貫通させる。言い換えると、第１の層１１０及び第３の層１３０は、針３００を軸方向において２点で支持するため、針整列用ベース１００及び抜去トレイ２００内において針３００は容易に直進できる。第２の層１２０及び第４の層１４０は、適度な粘度を有することにより、針３００を容易に貫通させる。針３００が第１の層１１０から第４の層１４０まで突き刺された状態において、第１の層１１０及び第３の層１３０は、前述の厚さ及び硬度を備えることにより、幅及び奥行き方向に対する針３００の移動を制限し、第２の層１２０及び第４の層１４０は、適度な粘度を有することによって針３００に密着するため、針３００の表面との間に所定の摩擦を生じ、これにより厚さ方向に対する針３００の移動を制限する。細胞塊３１０を融合させて細胞立体構造体３２０にするには、培養時に細胞塊３１０どうしを所定の圧力で密着させておかなければならない。このとき、密着させる圧力を生じさせるためには、針３００が適切な力で所定の位置に保持されていなければならない。本実施形態による針整列用ベース１００は、第１の層１１０及び第３の層１３０が幅及び奥行き方向に対する針３００の移動を制限するため、針３００が所定の位置に保持されて、細胞塊３１０を密着させる圧力を適切に生じさせることができる。細胞塊３１０を保持する針３００が突き刺された抜去トレイ２００及び針整列用ベース１００は、その後、培養槽に入れられ、緩衝液又は培養液を所定期間灌流させることによって、細胞塊３１０を融合させ、細胞立体構造体３２０を作製する。
【００２０】
次に、細胞塊３１０が融合した後に、針３００から細胞立体構造体３２０を取り外す手段について説明する。突出部１７３をピンセット等で押さえながら抜去トレイ２００を図２及び３において上方に移動させると、多孔質部材２２０が細胞立体構造体３２０を上方に押して（図３（ａ）参照）、針３００から抜き去る（図３（ｂ）参照）。細胞立体構造体３２０を針３００から抜き去るには、細胞立体構造体３２０と針３００との摩擦力及び細胞接着性に基づく固着力よりも、針整列用ベース１００と針３００との摩擦力の方が大きくなければ、抜去トレイ２００を上方に移動させたときに、細胞立体構造体３２０と共に針３００が針整列用ベース１００から抜けてしまうおそれがある。しかし、本実施形態による針整列用ベース１００によれば、第２の層１２０及び第４の層１４０が針３００に密着して厚さ方向に対する針３００の移動を制限するため、針３００が針整列用ベース１００に保持されて抜けず、細胞立体構造体３２０を針３００から適切に抜き去ることができる。さらに、細胞立体構造体３２０を針３００から抜き去るとき、突出部１７３をピンセット等で押さえれば、抜き去る力に対して針整列用ベース１００及び台座２００を押さえて反力を確保できるため、細胞立体構造体３２０を針３００から容易に抜き去ることができる。
【００２１】
本願発明によれば、任意の形状の細胞立体構造体を作製することのできる針整列用ベース１００及び細胞構造体製造装置を得ることができる。また、針整列用ベース１００は、針３００を所定の位置に保持して、細胞塊３１０を密着させる圧力を適切に生じさせ、これにより所望の形状の細胞立体構造体を得ることができる。
【００２２】
第１の層１１０及び／又は第５の層１５０の厚さは０．２ｍｍであっても良い。また、針整列用ベース１００は、第４の層１４０及び／又は第５の層１５０を備えなくても良い。このとき、針整列用ベース１００は、第２の硬度よりも高い硬度を有する少なくとも２つの層を第２の層の両面に備えればよい。これにより、針３００は針整列用ベース１００へ直線的に進入でき、かつ進入後は針整列用ベース１００に保持される。
【００２３】
多孔質部材２２０の材料は不織布に限定されず、針３００が貫通したときに針３００に機械的ストレスを加えない材料であればよい。
【００２４】
針整列用ベース１００は、少なくとも第１の層１１０から第３の層１３０を備えれば良い。この場合、第３の層１３０と頂部１７１との間に空間が設けられるように、例えば針整列用ベース１００から台座１７０まで厚さ方向に延びる脚などを用いて、針整列用ベース１００が台座１７０に取り付けられる。あるいは、針整列用ベース１００は、第１の層１１０、第２の層１２０、第３の層１３０、及び第４の層１４０を前述の順で重ねて成る積層体を厚さ方向に複数重ねて成るものであってもよい。つまり、第１の層１１０、第２の層１２０、第３の層、及び第４の層１４０が、前述の順で繰り返し重ねられる。各層を増やすことにより、針整列用ベース１００に針３００を確実に保持できる。
【００２５】
第４の層１４０と第５の層１５０との間、頂部１７１の頂面と第５の層１５０との間、には、気泡が入ってもよい。また、クリーンルーム（清浄度ＩＳＯ１４６４４−１：２０１５クラス５／米国連邦規格Ｆｅｄｅｒａｌ．ＳＴＤ−２０９Ｅクラス１００相当）内で、第１の層１１０と第２の層１２０、第２の層１２０と第３の層１３０、第３の層１３０と第４の層１４０とが接着される場合、各層の間に気泡が入って接着されてもよい。
【００２６】
枠体２１０は、針整列用ベース１００の頂面１０１より大きい幅及び奥行きを有する開口を備えてもよい。多孔質部材２２０は頂面１０１の全体を覆わなくてもよく、頂面１０１の一部を覆うものであってもよい。
【００２７】
本明細書および図中に示した各部材の大きさ及び硬度等の値並びに形状は例示であって、これらの大きさ及び硬度等の値並びに形状に限定されない。また、各部材の素材は例示であって、これらの素材に限定されない。
【００２８】
ここに付随する図面を参照して本発明の複数の実施形態が説明されたが、記載された発明の範囲と精神から逸脱することなく、変形が各部の構造と関係に施されることは、当業者にとって自明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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