(57)【要約】【課題】低動力で長期稼働が可能であり、コンタミネーションリスクの低い閉鎖系酸素供給機構を提供することを課題とする。【解決手段】酸素供給部位と、メディエータ流体保持容器と、酸素供給部位とメディエータ流体保持容器とを接続する流路とを備え、酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器が酸素透過膜を備えることを特徴とする酸素供給機構に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞に酸素を供給するための酸素供給機構であって、
酸素供給機構が、外気から隔離されたメディエータ流体を含む閉鎖系の流体循環機構であり、
酸素供給機構が、１つ以上の酸素供給部位と、１つ以上のメディエータ流体保持容器と、酸素供給部位とメディエータ流体保持容器とを接続する１つ以上の流路とを備え、
酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器が、酸素透過膜を備えることを特徴とする酸素供給機構。
【請求項２】
メディエータ流体保持容器が、１つであり、酸素供給部位の体積が、可変であることを特徴とする、請求項１に記載の酸素供給機構。
【請求項３】
１つの酸素供給部位と、第１のメディエータ流体保持容器及び第２のメディエータ流体保持容器と、第１のメディエータ流体保持容器と酸素供給部位とを接続する第１の流路及び第２のメディエータ流体保持容器と酸素供給部位とを接続する第２の流路とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の酸素供給機構。
【請求項４】
第１のメディエータ流体保持容器と第２のメディエータ流体保持容器とを接続する第３の流路をさらに備え、
第１の流路、第２の流路、及び第３の流路のうち少なくとも１つ以上が、逆止弁を備えることを特徴とする、請求項３に記載の酸素供給機構。
【請求項５】
メディエータ流体保持容器を圧縮する機構を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素供給機構。
【請求項６】
メディエータ流体保持容器を圧縮する機構の動力が、電力、空気圧、手動、装着者の動きに伴う慣性力、及び装着者の動きに伴う力学的な作用からなる群から選択される少なくとも１つ以上であることを特徴とする、請求項５に記載の酸素供給機構。
【請求項７】
酸素透過膜が、ポリジメチルシロキサン又はフッ素系ポリマーを含み、
酸素透過膜の膜厚が、１０μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素供給機構。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素供給機構を用いて細胞に酸素を供給する方法であって、ヒトの治療方法を含まない方法。
【請求項９】
細胞が、移植細胞、移植向けに培養される細胞、有用物質産生向けに培養される細胞又は研究向けに培養される細胞であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞への酸素供給を可能にする機構（デバイス）に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生医療等における細胞・組織移植では、移植された細胞・組織への酸素供給が不足することによる細胞死が課題となっている。移植細胞・組織への酸素供給手段としては、例えば、移植部位周辺におけるプレ血管新生法（ｐｒｅｖａｓｃｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）（非特許文献１）、例えば過酸化カルシウム等の酸素徐放材の併用（特許文献１）、ｉｎ  ｖｉｖｏでの酸素発生（特許文献２）、気体透過膜を介した気体状酸素の供給（特許文献３）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１１４７２９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／００８７４２７号明細書
【特許文献３】米国特許第８７８４３８９号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ａｄｖａｎｃｅｓ，２０１６，３４，１１２頁〜１２１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの中でも、気体透過膜を介した気体状酸素の供給は、他手法と比較して簡便である。
【０００６】
しかしながら、気体透過膜を介した気体状酸素の供給では、定期的な流体の再充填が必要であり、さらには、外部との接触によるデバイス内部のコンタミネーションリスクもある。
【０００７】
上記従来の状況に鑑み、本発明は、低動力で長期稼働が可能であり、コンタミネーションリスクの低い閉鎖系酸素供給機構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】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、酸素透過膜を介して外気から酸素をメディエータ流体中に取り込み、酸素を取り込んだメディエータ流体を循環させることで細胞に連続して酸素を供給する閉鎖系の流体循環機構によって、上記課題を解決できることを見出し、発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る酸素供給機構は、酸素供給部位と、メディエータ流体保持容器と、酸素供給部位とメディエータ流体保持容器とを接続する流路とを備え、酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器が酸素透過膜を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、細胞に対して低動力で長期間にわたって酸素供給が可能になる。また、閉鎖系のためコンタミネーションリスクが低い。さらに、単純な構造であるため、メンテナンス性が高い。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】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態としての、１つの酸素供給部位と１つのメディエータ流体保持容器と１つの流路とを備える酸素供給機構及びその動作パターンの模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての、１つの酸素供給部位と２つのメディエータ流体保持容器と２つの流路とを備える酸素供給機構及ぶその動作パターンの模式図である。
【図３】本発明の一実施形態としての、１つの酸素供給部位と２つのメディエータ流体保持容器と２つの流路とを備える酸素供給機構及びその動作パターンの模式図である。
【図４】本発明の一実施形態としての、１つの酸素供給部位と２つのメディエータ流体保持容器と３つの流路（２つの逆止弁付き流路を含む）とを備える酸素供給機構及びその動作パターンの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面等を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更及び修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１３】
本発明で提供する酸素供給機構は、酸素透過膜を介して細胞に酸素を供給する１つ以上の酸素供給部位、酸素透過膜を介して外気から酸素を取り込む１つ以上のメディエータ流体保持容器、及び酸素供給部位とメディエータ流体保持容器とを接続する１つ以上の流路を備え、閉鎖系の流体循環機構の状態で稼働できることを特徴とする。
【００１４】
本発明における「閉鎖系」とは、酸素透過膜を介する以外に、外部への物質の移動及び外部からの物質の移動が行われない系を指す。
【００１５】
本発明で提供する酸素供給機構において、酸素供給部位、メディエータ流体保持容器、流路等の形状及び素材は、閉鎖系の流体循環機構において、酸素透過膜を介して外気から取り込んだ酸素を、酸素供給部位まで運び、酸素透過膜を介して細胞に供給することが可能であれば、限定されない。本発明で提供する酸素供給機構において、各部品の素材としては、生体適合性の高い素材、例えばＰＴＦＥ、シリコーン、ポリウレタン、ＰＥ、ＰＰ等であることが望ましい。
【００１６】
本発明で提供する酸素供給機構において、酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器は、酸素透過膜を備える。酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器は、酸素透過膜のみから形成されていてもよい。酸素供給部位及びメディエータ流体保持容器の一部が酸素透過膜により形成される場合、酸素透過膜部分は、一箇所以上でよく、酸素透過膜全体の大きさは、限定されないが、例えば酸素供給部位であれば、酸素供給部位全体の表面積の通常３０％〜９９％、好ましくは６０％〜９５％であり、例えばメディエータ流体保持容器であれば、メディエータ流体保持容器全体の表面積の通常２０％〜９９％、好ましくは４０％〜９５％である。
【００１７】
本発明で提供する酸素供給機構において、酸素透過膜の素材は限定されない。酸素透過膜としては、酸素透過性が高い素材が望ましい。このような素材は、例えばポリジメチルシロキサン、フッ素系ポリマー等である。酸素透過膜の酸素透過性は、表面積が大きく、厚みが小さいほど有利である。
【００１８】
本発明で提供する酸素供給機構において、酸素透過膜の厚みは限定されない。素材としてポリジメチルシロキサンを用いる場合、酸素透過膜の厚みは、酸素透過性と強度信頼性の両立の観点から通常１０μｍ〜１ｍｍ程度、好ましくは２０μｍ〜０．２ｍｍの範囲が望ましい。
【００１９】
本発明で提供する酸素供給機構において、酸素透過膜は、酸素透過膜の補強のためにサポート材と貼り合わせて使用することもできる。サポート材としては、例えばＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ナイロン、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ＰＥ、ＰＰ、セルロース、セルロース誘導体（酢酸セルロース、ニトロセルロース等）、セルロース混合エステル等が挙げられる。また、酸素透過膜として多孔質膜を用いることで、酸素透過膜の酸素透過性を大きく下げることなく、強度を向上することができる。さらに、酸素透過膜の構造を、多孔質材の細孔内に酸素透過性の素材を導入した構造にすることで、強度の高い酸素透過膜を実現することもできる。
【００２０】
本発明が提供する酸素供給機構において、メディエータ流体は、閉鎖系の流体循環機構において、酸素透過膜を介して外気から取り込んだ酸素を、酸素供給部位まで運び、酸素透過膜を介して細胞に供給することができる物質であれば、限定されない。メディエータ流体は、気体でも液体でもよい。メディエータ流体としては、気体であれば、例えば空気等、液体であれば、例えば人工赤血球を含む液体等が挙げられる。メディエータ流体は、体積あたりの酸素含有可能量の観点から、気体であることが好ましい。
【００２１】
本発明が提供する酸素供給機構において、酸素供給部位は、１つでも２つ以上でもよい。
【００２２】
本発明が提供する酸素供給機構において、メディエータ流体保持容器は、１つでも２つ以上でもよい。
【００２３】
本発明が提供する酸素供給機構において、酸素供給部位とメディエータ流体保持容器とを接続する流路及びメディエータ流体保持容器同士を接続する流路は、１つでも２つ以上でもよい。
【００２４】
本発明が提供する酸素供給機構は、バルブ、逆止弁、センサ、吸着材、フィルタ等の酸素の供給及び／又は取り込みに直接関係しない部位を含んでいてもよい。
【００２５】
例えば本発明が提供する酸素供給機構がバルブを備える場合、メディエータ流体保持容器内のメディエータ流体の量が低下した場合に、メディエータ流体を外部から補充することができる。また、例えば本発明が提供する酸素供給機構が流路内に逆止弁を備える場合、流体の流れの制御が容易となり、低酸素濃度の流体と高酸素濃度の流体との不要な混合を容易に防ぐことができる。さらに、例えば本発明が提供する酸素供給機構がセンサを備える場合、例えば酸素供給量の不足を検知し、酸素供給量を上昇させるようなフィードバック制御を行うことができる。また、例えば本発明が提供する酸素供給機構が吸着材として吸湿剤を備える場合、メディエータ流体中に混入した水蒸気を吸着し、水蒸気の結露による流路の閉塞を予防することができる。
【００２６】
本発明が提供する酸素供給機構において、メディエータ流体保持容器から酸素供給部位に酸素を送るための動力・機構は限定されない。動力・機構は、使用時の利便性の観点から、軽量・高信頼性・長期使用可能・防水容易・小音であるものが望ましい。例えば、本発明で提供する酸素供給機構をヒト（装着者）に使用する場合、機構として、装着者の動きを動力に変える機構を用いてもよいし、装着者や介助者が手動で動作可能である機構を用いてもよい。動力・機構は、電力、空気圧、手動（ゼンマイバネ等の使用も含む）、装着者の動きに伴う慣性力、及び装着者の動きに伴う力学的な作用からなる群から選択される少なくとも１つ以上であることが好ましい。上記動力・機構により、本発明の酸素供給機構を容易に稼働させることができる。
【００２７】
本発明で提供する酸素供給機構を用いて酸素を供給する細胞の由来、種類、フェノタイプ、遺伝子改変の有無、継代数等は限定されない。さらに、浮遊細胞、接着細胞、シングル、シート、オルガノイドの性質・形態も限定されない。また、酸素供給先の細胞の用途も限定されない。細胞は、移植細胞、移植向けに培養される細胞、有用物質産生向けに培養される細胞、及び研究向けに培養される細胞が好ましい。上記細胞を使用することにより、酸素供給量の増大による細胞の増殖性や機能の向上の効果が特に顕著に得られる。
【００２８】
本発明が提供する酸素供給機構の用途は限定されず、例えば移植、細胞培養、細胞保存、細胞輸送、微生物培養、植物育成等に使用することができる。本発明が提供する酸素供給機構の大きさは限定されず、用途に応じて変更することができる。
【００２９】
本発明が提供する酸素供給機構では、酸素供給部位における細胞の酸素消費により低下した酸素濃度を有するメディエータ流体に、メディエータ流体保持容器におけるそれより高い酸素濃度を有するメディエータ流体が吹き込まれることで、酸素が供給される。メディエータ流体保持容器中のメディエータ流体の酸素濃度は、酸素供給部位近傍のメディエータ流体と混合されることで一時的に低下するが、酸素透過膜を介して外気から酸素を補充することにより回復する。このような酸素の流れが、酸素透過膜を介することで閉鎖系の中で完結する。すなわち、外気と直接接触しない隔離されたメディエータ流体が、メディエータ流体保持容器の酸素透過膜を介して外気から酸素を取り込み、酸素供給部位まで運ばれて、酸素供給部位の酸素透過膜を介して細胞に酸素を供給する。このことにより、コンタミネーションリスクとなる外気を細胞の近傍まで導入しなくても細胞に酸素を供給することができる。さらに、細胞に供給する酸素の供給源は、限定されないが、大気中の酸素にすることもできるため、ガスボンベやガスシリンジ、ガス発生装置のような機構を使用しなくてもよく、酸素供給機構全体を簡便にすることができる。これらの特徴により、本発明は、移植のような安全性と簡便性が重視される用途において特に効果的である。
【００３０】
本発明が提供する酸素供給機構の一例を、図１を使用して説明する。
図１では、酸素供給機構は、酸素透過膜Ｂ１を有する１つの酸素供給部位Ｇと、酸素透過膜Ｂ２を有する１つのメディエータ流体保持容器Ｈと、酸素供給部位Ｇとメディエータ流体保持容器Ｈとを接続する１つの流路Ｃとを備える。
【００３１】
図１の場合では、例えば、メディエータ流体保持容器Ｈを圧縮することで高酸素流体Ｅ（酸素濃度が高いメディエータ流体）が流路Ｃを通って、酸素供給部位Ｇに供給される。酸素供給部位Ｇは、高酸素流体Ｅを受け取るために、膨張可能な部位、例えば伸縮可能な膜、折りたたみ機構、蛇腹状機構、スライド式機構等を含むことが好ましい。酸素供給部位Ｇに供給された高酸素流体Ｅは、メディエータ流体保持容器Ｈの圧縮を解除することで再度メディエータ流体保持容器Ｈの内部に戻る。このとき、高酸素流体Ｅは、酸素供給部位Ｇ近傍の低酸素流体Ｄ（酸素透過膜Ｂ１を介して細胞Ａに酸素を供給したことにより酸素濃度が低くなったメディエータ流体）と混合することで酸素濃度が低下し、中酸素流体Ｆ（高酸素流体と低酸素流体の間の酸素濃度を有するメディエータ流体）になっている。この中酸素流体Ｆは、メディエータ流体保持容器Ｈ内において酸素透過膜Ｂ２を介した外気からの酸素供給によって再度高酸素流体Ｅになる。これを繰り返すことで、酸素を細胞Ａに供給し続けることができる。
【００３２】
酸素供給部位Ｇは細胞Ａの近傍に位置するため、酸素供給部位Ｇの膨張は細胞Ａ近傍の液体を撹拌し得る。これは、細胞Ａに対してストレスになり得る一方で、液体の撹拌による高効率な液交換という効果が得られる可能性もある。せん断応力に強い細胞Ａを用いている場合や、足場材（三次元構造体）の形状等によって細胞Ａがせん断応力を受けにくい状態にある場合等の、細胞Ａに対するストレスが十分に小さい条件では、酸素供給部位Ｇの膨張は、高効率な液交換によるメリットのみを受けられる可能性があり、酸素供給だけでなく栄養供給や代謝物除去の観点からも好ましい。
【００３３】
次に、本発明が提供する酸素供給機構の別の一例を、図２を使用して説明する。
図２では、酸素供給機構は、酸素透過膜Ｂ１を有する１つの酸素供給部位Ｇと、酸素透過膜Ｂ２を有する２つのメディエータ流体保持容器、すなわち、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１及び第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２と、２つの流路、すなわち、酸素供給部位と第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１とを接続する第１の流路Ｃ１及び酸素供給部位と第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２とを接続する第２の流路Ｃ２とを備える。
【００３４】
図２の場合、例えば、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１を圧縮することにより、高酸素流体Ｅは、第１の流路Ｃ１を通って、酸素供給部位Ｇに移動し、酸素供給部位Ｇの低酸素流体Ｄは、高酸素流体Ｅと混合して中酸素流体Ｆになり、第２の流路Ｃ２を通って、第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２に移動する。第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２は、高酸素流体Ｅを受け取るために、膨張可能な部位を含むことが好ましい。酸素供給部位Ｇには膨張可能な部位が必ずしも必要ではないが、上記のような液交換によるメリットを受けるために備えさせることもできる。次いで、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１の圧縮を解除することで、第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２中の中酸素流体Ｆの一部は、第２の流路Ｃ２、酸素供給部位Ｇ及び第１の流路Ｃ１を通って、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１に戻る。このとき、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１、酸素供給部位Ｇ及び第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２の酸素濃度は比較的平均化され、メディエータ流体は全体を通して中酸素流体Ｆになる。その後、２つのメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２では、酸素透過膜Ｂ２を介して外気から酸素が供給され、中酸素流体Ｆは高酸素流体Ｅになる。
【００３５】
本発明が提供する酸素供給機構のさらに別の一例を、図３を使用して説明する。
図３では、動作のサイクルを、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１の圧縮と第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２の圧縮の繰り返しとしている。メディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２内の酸素濃度が十分に高くなるのを待つことが出来る場合は、このような動作のサイクルとすることで酸素供給部位Ｇに対して高酸素流体Ｅを送り続けることができる。
【００３６】
本発明が提供する酸素供給機構のさらにまた別の一例を、図４を使用して説明する。
図４では、酸素供給機構は、酸素透過膜Ｂ１を有する１つの酸素供給部位Ｇと、酸素透過膜Ｂ２を有する２つのメディエータ流体保持容器、すなわち、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１及び第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２と、３つの流路、すなわち、酸素供給部位Ｇと第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１とを接続する第１の流路Ｃ１、酸素供給部位Ｇと第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２とを接続する第２の流路Ｃ２（逆止弁を備える）及び第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１と第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２とを接続する第３の流路Ｃ３（逆止弁を備える）とを備えることもできる。
【００３７】
図４の場合、第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１を圧縮することで、第２のメディエータ流体保持容器Ｈ２に入った中酸素流体Ｆが、第２の流路Ｃ２及び第３の流路Ｃ３の逆止弁により、酸素供給部位Ｇに戻ることなく第１のメディエータ流体保持容器Ｈ１に戻る。このような動作のサイクルとすることで酸素供給部位Ｇに対して高酸素流体Ｅを送り続けることができる。
【実施例】
【００３８】
＜実施例１＞
実施例１では、１つの酸素供給部位Ｇと１つのメディエータ流体保持容器Ｈとそれらを接続する１つの流路Ｃとを備える酸素供給機構を検討した（図１参照）。
厚み０．０３ｍｍのＰＤＭＳフィルム（酸素透過膜）を成形し、表面積７０ｃｍ２で５ｃｍ３〜１０ｃｍ３の範囲内で体積変化可能な酸素供給部位Ｇと、表面積７０ｃｍ２で４５ｃｍ３〜５０ｃｍ３の範囲内で体積変化可能なメディエータ流体保持容器Ｈと、流路Ｃとを備える酸素供給機構１を作製した。
【００３９】
＜実施例２＞
実施例２では、１つの酸素供給部位Ｇと２つのメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２と酸素供給部位Ｇとメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２とを接続する２つの流路Ｃ１及びＣ２とを備える酸素供給機構を検討した（図２及び３参照）。
厚み０．０３ｍｍのＰＤＭＳフィルム（酸素透過膜）を成形し、表面積７０ｃｍ２で体積７ｃｍ３の酸素供給部位Ｇと、表面積７０ｃｍ２で１５ｃｍ３〜３０ｃｍ３の範囲内で体積変化可能なメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２と、流路Ｃ１及びＣ２とを備える酸素供給機構２を作製した。
【００４０】
＜実施例３＞
実施例３では、１つの酸素供給部位Ｇと２つのメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２と酸素供給部位Ｇとメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２とを接続する２つの流路Ｃ１及びＣ２と２つのメディエータ流体保持容器Ｈ１とＨ２同士を接続する流路Ｃ３とを備え、流路Ｃ２及びＣ３内にそれぞれ１つずつの逆止弁を備える酸素供給機構を検討した（図４参照）。
厚み０．０３ｍｍのＰＤＭＳフィルム（酸素透過膜）を成形し、表面積７０ｃｍ２で体積７ｃｍ３の酸素供給部位Ｇと、表面積７０ｃｍ２で１５ｃｍ３〜３０ｃｍ３の範囲内で体積変化可能なメディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２と、流路Ｃ１及び逆止弁付き流路Ｃ２及びＣ３とを備える酸素供給機構３を作製した。
【００４１】
＜実施例４＞
実施例４では、酸素供給機構１、２及び３を用いて、脱酸素水への酸素供給速度を検討した。
酸素供給機構１に関しては、メディエータ流体保持容器Ｈを、流路Ｃ内を通るメディエータ流体の流速が６．０ｍＬ／ｍｉｎとなるように圧縮した後に、酸素供給部位Ｇからメディエータ流体保持容器Ｈに流速３０ｍＬ／ｍｉｎでメディエータ流体が戻るように圧縮を解除するサイクルを繰り返した。
【００４２】
酸素供給機構２に関しては、メディエータ流体保持容器Ｈ１及びＨ２を、流路Ｃ１及びＣ２内を通るメディエータ流体の流速が３．０ｍＬ／ｍｉｎとなるように交互に圧縮することで流体を循環させた（図３の動作方法）。
【００４３】
酸素供給機構３に関しては、メディエータ流体保持容器Ｈ１を、流路Ｃ１及びＣ２内を通るメディエータ流体の流速が６．０ｍＬ／ｍｉｎとなるように圧縮した後に、流路Ｃ３内を通るメディエータ流体の流速が３０ｍＬ／ｍｉｎとなるように、メディエータ流体保持容器Ｈ２からメディエータ流体保持容器Ｈ１にメディエータ流体が戻るように圧縮を解除するサイクルを繰り返した。
【００４４】
その結果、平均酸素供給速度は、酸素供給機構１に関して１．９μｍｏｌ／ｍｉｎ、酸素供給機構２に関して２．４μｍｏｌ／ｍｉｎ、酸素供給機構３に関して２．４μｍｏｌ／ｍｉｎとなった。これらは、細胞の種類にもよるが、最大で１０９〜１０１０程度の細胞数を生存させ続けるのに十分な酸素供給速度である。
【００４５】
＜実施例５＞
実施例５では、酸素供給機構２を用いてｉｎ  ｖｉｔｒｏでの細胞培養の検討を行った。細胞としてはＨｅｐＧ２細胞を用い、細胞の近傍に酸素供給機構２を設置し動作させた状態で細胞の増殖性を評価した。その結果、細胞数１０７まで細胞死が見られなかった。これは、酸素供給機構２による酸素供給に由来する効果と考えられる。
【００４６】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例５と同様にした状態で、酸素供給機構２による酸素供給を行わずにｉｎ  ｖｉｔｒｏでの細胞培養の検討を行った。その結果、細胞数１０６程度から酸素不足に起因すると考えられる細胞の増殖停止が見られた。
【００４７】
＜実施例６＞
実施例６では、酸素供給機構２の防水性（水のコンタミネーションリスク）について検討した。
酸素供給機構２を水中に入れて２４時間負荷を加えた後に、酸素供給機構２の内部に浸入した水を定量した。
その結果、酸素供給機構２の内部に浸入した水の量は、検出限界以下であった。
【００４８】
＜比較例２＞
比較例２では、閉鎖系でない酸素供給機構の防水性について検討した。
酸素供給機構１と同様の構成で、メディエータ流体保持容器の代わりにフィルタを取り付けた比較供給機構１を作成し、水中に入れて２４時間負荷を加えた後に、比較供給機構１の内部に浸入した水を定量した。
その結果、負荷の印加による内圧の変動に伴って、約０．２ｇの水が比較供給機構１の内部に入り込んでいた。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施形態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、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ：細胞（酸素を消費）、Ｂ１及びＢ２：酸素透過膜、Ｃ及びＣ１〜Ｃ３：流路、Ｄ：低酸素流体、Ｅ：高酸素流体、Ｆ：中酸素流体、Ｇ：酸素供給部位、Ｈ並びにＨ１及びＨ２：メディエータ流体保持容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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