(57)【要約】【課題】一方向に配列し、かつ、配列方向への伸縮性に優れる繊維を備える培養用足場を提供する。【解決手段】基板と、第１の面と、その反対側の第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に貫通する複数の貫通孔と、を備えるとともに、前記第１の面が対向するように前記基板に搭載される枠体と、第１方向に配列した複数の繊維を含み、前記基板と前記第１の面との間に介在する複数の繊維集合体と、を備え、複数の前記貫通孔によって前記第１の面に形成される複数の第１開口は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、複数の前記繊維集合体は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、前記第１方向において隣接する２つの前記第１開口から、前記第１方向において隣接する２つの前記繊維集合体の少なくとも一部がそれぞれ露出している、培養用足場。【選択図】図１
2019024341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１の面と、その反対側の第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に貫通する複数の貫通孔と、を備えるとともに、前記第１の面が対向するように前記基板に搭載される枠体と、
第１方向に配列した複数の繊維を含み、前記基板と前記第１の面との間に介在する複数の繊維集合体と、を備え、
複数の前記貫通孔によって前記第１の面に形成される複数の第１開口は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、
複数の前記繊維集合体は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、
前記第１方向において隣接する２つの前記第１開口から、前記第１方向において隣接する２つの前記繊維集合体の少なくとも一部がそれぞれ露出している、培養用足場。
【請求項２】
感圧接着剤を含み、前記基板と前記繊維集合体と前記枠体とを接着する接着部をさらに備える、請求項１に記載の培養用足場。
【請求項３】
前記接着部は、前記第１方向において隣接する前記第１開口の間に、前記第１方向と交わる第２方向にライン状に配置されている、請求項２に記載の培養用足場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養用足場に関し、特に、一方向に配列した繊維を備える培養用足場に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生物組織や微生物を培養するための培養用足場として、繊維基材が注目されている（特許文献１参照）。繊維基材は、例えば、織物、編物あるいは不織布であり、三次元の構造を備える。そのため、in vitroで生理的環境に近い状態で、生物組織や微生物を培養することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５１７５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
生物組織や微生物の成長に方向性が見られる場合、繊維基材を構成する繊維は、ある一方向に配列し、かつ、伸縮できることが望ましい。生物組織や微生物が成長し易くなるためである。しかし、通常、繊維基材は、繊維同士の交絡によって形状が保持されており、上記のような配列性および伸縮性を有さない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面は、基板と、第１の面と、その反対側の第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に貫通する複数の貫通孔と、を備えるとともに、前記第１の面が対向するように前記基板に搭載される枠体と、第１方向に配列した複数の繊維を含み、前記基板と前記第１の面との間に介在する複数の繊維集合体と、を備え、複数の前記貫通孔によって前記第１の面に形成される複数の第１開口は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、複数の前記繊維集合体は、少なくとも前記第１方向に沿って並んで配置されており、前記第１方向において隣接する２つの前記第１開口から、前記第１方向において隣接する２つの前記繊維集合体の少なくとも一部がそれぞれ露出している、培養用足場に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る培養用足場によれば、一方向に配列し、かつ、配列方向への伸縮性に優れる繊維を備えるため、生物組織や微生物の成長が促進される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る培養用足場を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明に係る培養用足場を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る培養用足場を、基板側から基板を透過して見たときの平面図である。
【図４】発明に係る培養用足場を製造する各工程における巻取回転体、枠体および基板等を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明に係る巻取回転体の一例を示す斜視図である。
【図６】繊維の配列を説明するための繊維集合体の一部の領域の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［培養用足場］
本実施形態に係る培養用足場は、例えば、生物組織や微生物を保持した状態で、これらの電位を測定するための電位測定装置に好適に利用される。
培養用足場の一例を図１に示す。図１は、培養用足場１００を模式的に示す斜視図である。
【０００９】
培養用足場１００は、基板１１０と、基板１１０に搭載される枠体１２０と、基板１１０と枠体１２０との間に介在する複数の繊維集合体１３０（１３０Ａ、１３０Ｂ）と、を備える。ただし、各繊維集合体１３０は、基板１１０の枠体１２０が搭載されている搭載面１１０Ｘの全面ではなく、枠体１２０の一方の主面（第１の面１２０Ｘ）に対向する範囲内に配置されている。培養用足場１００は、必要に応じてホルダーなどに収容されて、電位測定装置等に配置されてもよい。
以下、最初に各構成要素について説明する。
【００１０】
（繊維集合体）
繊維集合体１３０は、複数の繊維１３１の集合体である。繊維集合体１３０において、複数の繊維１３１は一方向（第１方向）に配列している。複数の繊維１３１が一方向に配列しているとは、繊維集合体１３０において、繊維１３１同士が交差していないか、繊維１３１同士が交わる平均的な角度が、０°を超え６０°以下であることをいう。このように、複数の繊維１３１が配列した状態である場合、第１方向ＤＦに沿って繊維１３１が伸び易いため、生物組織や微生物へのストレスが低減される。よって、第１方向ＤＦに沿って生物組織や微生物が成長し易くなる。
【００１１】
ここで、繊維１３１同士が交わる平均的な角度は、繊維１３１の平均的な長さ方向の交わりから決定できる。繊維１３１の平均的な長さ方向は、例えば、繊維集合体１３０をその法線方向から見たときのＳＥＭ写真に基づいて決定することができる。図６は、繊維の配列を説明するための繊維集合体の概略上面図である。図６では、繊維集合体１３０を法線方向から撮影したＳＥＭ写真における繊維集合体１３０の状態を模している。複数の繊維１３１で構成される繊維集合体１３０を法線方向から見て、所定のサイズ（例えば、１００μｍ×１００μｍ）の正方形の領域Ｒを設定する。このとき、領域Ｒは、領域Ｒ内に１２本以上の繊維１３１が入り、かつ領域Ｒ内に位置する繊維１３１の５０％以上が領域Ｒの対向する２辺と交差するように決定する。この領域Ｒにおいて、ある繊維１３１が、上記の対向する２辺と交差する２点間を結んだ直線（図６では点線）の方向を、その繊維１３１の平均的な長さ方向とする。
【００１２】
繊維１３１同士が交わる平均的な角度は、例えば、上記領域Ｒにおいて、任意に選択した複数（例えば、２０本）の繊維１３１から、さらに任意に２本の繊維１３１を選択し、各繊維１３１の平均的な長さ方向が交わる角度（例えば、図６のθ１）を求める。別の２本の繊維１３１を選択し、各繊維１３１の平均的な長さ方向が交わる角度（例えば、図６のθ２）を求める。このような作業を、選択した残りの繊維１３１（例えば、１６本）について行う。そして、それぞれの角度の平均を算出し、繊維１３１同士が交わる平均的な角度とする。
【００１３】
繊維集合体１３０の単位面積に占める繊維１３１の面積の割合は１０〜９０％から選択できる。例えば、心筋細胞の培養や電位測定装置に利用する場合には、繊維集合体１３０はごく薄く、単位面積当たりに占める繊維１３１の割合は２０〜５０％であり、３０〜４０％で均一に分散して堆積していることが好ましい。なお、繊維１３１の面積の割合は、繊維集合体１３０の一方の主面（例えば、上面）において、繊維集合体１３０における所定の面積（例えば、短軸３ｍｍ×長軸６ｍｍの楕円形）の領域について、光学顕微鏡等で取得した画像を２値化処理して、繊維１３１が占める面積を算出し、単位面積当たりの面積比率（％）に換算することにより求めることができる。
【００１４】
繊維１３１の材質は、生物組織や微生物の培養用足場として用いることができる限り特に限定されない。なかでも、生物組織や微生物に対する親和性が高く、培養する際、生物組織や微生物にストレスを与え難い点で、繊維１３１は、ポリスチレンブロックおよびポリブタジエンブロックを含むブロックポリマーと、当該ブロックポリマーとは異なるスチレン樹脂と、を含むことが好ましい。繊維１３１は、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
【００１５】
ブロックポリマーは、例えば、ポリブタジエン（ＰＢ）ブロックとポリスチレン（ＰＳ）ブロックとが連結したジブロック体であってもよいが、ＰＢブロックとＰＳブロックとが交互に連結したトリブロック体以上のポリブロック体が好ましい。ブロックポリマーは、スチレン樹脂との親和性を確保する観点から、少なくとも末端にＰＳブロックを含むことが好ましい。ＰＢブロックは、得られる繊維１３１の柔軟性や伸度を高める。
【００１６】
ブロックポリマー中のＰＢブロックの含有量は、例えば、１０〜３０質量％であり、１５〜３０質量％であることが好ましく、２０〜３０質量％または２０〜２５質量％であることがさらに好ましい。ＰＢブロックの含有量がこのような範囲である場合、スチレン樹脂との親和性が高くなって、均質な繊維１３１が生成され易くなる。また、得られる繊維１３１は高い柔軟性および伸度を備える。さらに、繊維１３１を電界紡糸法により生成させる場合、高い曳糸性が確保される。
【００１７】
スチレン樹脂としては、上記のブロックポリマーとは異なるポリマーが使用される。スチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン（スチレンホモポリマー）、スチレンと他の共重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン樹脂は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせてもよい。
【００１８】
繊維１３１の柔軟性と形成し易さとを両立させる観点から、ブロックポリマーとスチレン樹脂との質量比（＝ブロックポリマー：スチレン樹脂）は、例えば、２：１〜１：５であり、好ましくは１：１〜１：４である。特に、溶液を用いる電界紡糸法により繊維集合体１３０を形成する場合には、質量比がこのような範囲であると、ブロックポリマーおよびスチレン樹脂を溶媒に溶解し易く、高い紡糸性を確保することもできる。
繊維１３１の平均繊維径は、例えば、０．５〜１０μｍが好ましく、１〜５μｍがより好ましく、１．５〜４μｍが特に好ましい。
【００１９】
なお、平均繊維径とは、繊維１３１の直径の平均値である。繊維１３１の直径とは、繊維１３１の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、繊維集合体１３０の１つの主面の法線方向から見たときの、繊維１３１の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、繊維の直径と見なしてもよい。平均繊維径は、例えば、繊維集合体１３０に含まれる任意の１０本の繊維の任意の箇所の直径の平均値である。
【００２０】
（枠体）
枠体１２０は、第１の面１２０Ｘと、その反対側の第２の面１２０Ｙと、第１の面１２０Ｘから第２の面１２０Ｙに貫通する２つ以上の貫通孔１２１（１２１Ａ、１２１Ｂ）と、を備える。第1の面１２０Ｘの表面には、貫通孔１２１の少なくとも一部を覆うように、繊維集合体１３０が配置される。すなわち、貫通孔１２１の第１の面１２０Ｘ側の開口（第１開口１２１ａ。図２参照。）からは、繊維集合体１３０（繊維１３１）が露出する。
【００２１】
枠体１２０が基板１１０に搭載されると、貫通孔１２１の第１開口１２１ａが繊維集合体１３０を介して基板１１０によって塞がれて、基板１１０の搭載面１１０Ｘには少なくとも１つの窪みが形成される。この窪みに、貫通孔１２１の第２の面１２０Ｙ側の開口（第２開口）から生物組織または微生物を含む培養液が注入される。注液された生物組織または微生物は、繊維集合体１３０を足場として成長する。
【００２２】
枠体１２０の材質は特に制限されず、ガラス製や樹脂製（エラストマー製も含む）であってもよい。枠体１２０のサイズは、第１の面１２０Ｘの全面が基板１１０に対向でき、かつ、基板１１０に配置される電極（後述参照）の配線の妨げにならない限り、特に限定されない。
【００２３】
貫通孔１２１の数は、２以上である限り特に限定されず、枠体１２０のサイズや用途に応じて適宜設定すればよい。ただし、複数の貫通孔１２１（第１開口１２１ａ）が、少なくとも第１方向ＤＦに沿う方向に並んで配置される。これは、例えば、隣接する２つの第１開口１２１ａの中心を結んでできる直線と第１方向ＤＦとのなす角度（ただし、≦９０°）が、０°以上、３０°以下であることをいう。枠体１２０には、このような関係を満たす少なくとも２つの第１開口１２１ａがあればよい。第１開口１２１ａは、さらに図示例のように、第１方向ＤＦと交わる方向に複数、配置されてもよい。言い換えれば、隣接する２つの第１開口１２１ａの中心を結んでできる直線と第１方向ＤＦとのなす角度（ただし、≦９０°）が、６０°以上、９０°以下である第１開口１２１ａがあってもよい。
【００２４】
第１開口１２１ａおよび第２開口の形状および大きさも特に限定されず、用途等に応じて適宜設定すればよい。第１開口１２１ａおよび第２開口の形状および大きさは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。貫通孔１２１によって形成される上記窪みの形状も特に限定されない。例えば、第１開口１２１ａおよび第２開口がともに円形である場合、窪みの形状は、円柱状であってもよいし、すり鉢状であってもよい。なかでも、培養液が注入し易い点で、上記窪みは、第２開口が大きいすり鉢状であることが好ましい。
【００２５】
（基板）
基板１１０は絶縁性であって、例えば、図示しない複数の電極（第１電極）と、第１電極と電気的に接続する複数のマイクロ電極（第２電極）とを備えている。複数の第１電極は、互いに絶縁されている。複数の第２電極２０３は、行列方式にて所定の間隔で形成されており、互いに絶縁されている。
【００２６】
複数の第１電極は、繊維集合体１３０に接触しないように配置されている一方、複数の第２電極は、繊維集合体１３０の少なくとも一部に接触するように配置されている。第１電極と第２電極との間の電圧を測定することにより、繊維集合体１３０（すなわち、生物組織または微生物）の電位が測定できる。このように、繊維集合体１３０の電位の経時的な変化や条件を変更した際の変化を計測することにより、この電位変化に基づく、生物組織または微生物の状態や機能などを評価することができる。このとき、生物組織または微生物はストレスの少ない状態でいるため、精度の高い評価が可能となる。さらには、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより、生物組織または微生物に刺激（電気信号）を与えて、これらの成長を促すことができる。
【００２７】
基板１１０は、絶縁性である限り特に制限されず、用途に応じて適宜選択すればよい。基板１１０としては、例えば、ガラス板、石英板、アクリル板などが例示される。第１電極も特に制限されず、用途に応じて適宜選択すればよい。第１電極としては、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）電極や白金電極などが例示される。
【００２８】
第２電極としては、生物組織や微生物の電位を測定可能であればよく、用途に応じて適宜選択できる。第２電極のサイズ、隣接する第２電極間の距離、第２電極の個数は、生物組織や微生物の種類やサンプルのサイズなどに応じて適宜選択できる。第２電極の一辺の長さ（円盤状の場合には直径）は、例えば、１０〜１００μｍであり、１５〜６０μｍであってもよい。隣接する第２電極間距離（第２電極の中心間距離）は、例えば、５０〜１０００μｍであり、５０〜５００μｍであってもよい。
【００２９】
（接着部）
基板１１０と枠体１２０と繊維集合体１３０とは、接着部１４０を介して接着されることが好ましい。繊維集合体１３０は一方向に配列する繊維１３１の集合体であるため、例えば、枠体１２０に接着剤を付与すると、繊維１３１の間に入り込んで基板１１０側にまで浸透し、枠体１２０と基板１１０とを接着する接着部１４０を形成する。同様に、基板１１０に接着剤を付与すると、枠体１２０側にまで浸透し、枠体１２０と基板１１０とを接着する接着部１４０を形成する。いずれの場合も、繊維集合体１３０の一部は、接着部１４０に埋め込まれるように保持される。
【００３０】
なお、図示例では、便宜上、接着部１４０を、繊維集合体１３０を挟んで、枠体１２０側の接着部（第１の接着部１４０Ａ）と、基板１１０側の接着部（第２の接着部１４０Ｂ）とにわけて示している。第１の接着部１４０Ａと第２の接着部１４０Ｂとは、全面が対向していてもよいし、部分的に対向していてもよい。
【００３１】
接着部１４０の材料（接着剤）は特に限定されず、例えば、感圧接着剤、ホットメルト型接着剤または硬化性接着剤等が挙げられる。なかでも、感圧接着剤が好ましい。感圧接着剤は、外的負荷によって容易に変形あるいは移動できるためである。感圧接着剤を含む接着部１４０は、繊維１３１の伸縮に追随するように変形（伸縮）あるいは移動する。
【００３２】
感圧接着剤は、枠体１２０あるいは基板１１０に塗布され、その粘着性により、枠体１２０と繊維集合体１３０と基板１１０とを接着する。感圧接着剤の材質は特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。シリコーン樹脂としては、例えば、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等が挙げられる。
【００３３】
接着部１４０（１４０Ａ、１４０Ｂ）の単位面積当たりの質量は、特に限定されない。なかでも、繊維集合体１３０と枠体１２０との接着性、さらには基板１１０と枠体１２０との接着性を確保しながら、生物組織や微生物の培養を妨げないようにする観点から、上記質量は、それぞれ０．５〜１００ｍｇ／ｃｍ２であることが好ましい。
【００３４】
以下、本実施形態にかかる培養用足場１００の構成例を、図面を参照しながら説明する。ただし、培養用足場１００の構成は、これに限定されるものではない。図３は、培養用足場１００を、基板１１０側から基板１１０を透過して見たときの平面図である。なお、図３では、便宜的に接着部１４０にハッチングを付している。
【００３５】
生物組織または微生物は、繊維の配列方向に伸縮しながら成長する。このとき、繊維の配列方向への伸縮性が十分でないと、生物組織または微生物の成長が妨げられたり、さらには、生物組織または微生物の伸縮に耐え切れず、繊維が断糸したりする場合がある。特に、１つの繊維集合体が、繊維の配列方向に並んだ複数の第１開口を、一括して覆っている場合、生物組織または微生物の成長が妨げられ易い。
【００３６】
１つの枠体には、複数の第１開口が形成される。しかし、複数の第１開口は、それぞれ独立して、生物組織または微生物のための足場を形成する。そのため、生物組織または微生物が成長する際、複数の第１開口から露出する繊維（露出繊維）は、それぞれ独立して伸縮しようとする。一方、繊維の配列方向に並んだ複数の第１開口を一括して覆う繊維集合体を構成する繊維は、複数の第１開口間で連続している。そのため、露出繊維の独立した伸縮が妨げられ易い。
【００３７】
そこで、複数の繊維集合体（図示例では、第１の繊維集合体１３０Ａおよび第２の繊維集合体１３０Ｂ）を、少なくとも第１方向ＤＦに並んだ複数の第１開口１２１Ａａおよび１２１Ｂａにそれぞれ対応するように配置する。これにより、各第１開口１２１ａにおいて、露出繊維は独立して第１方向ＤＦに伸縮することが可能となり、生物組織または微生物の成長が促進される。
【００３８】
第１の繊維集合体１３０Ａおよび第２の繊維集合体１３０Ｂは、各繊維集合体１３０を形成する繊維１３１が同じ方向に配列するように、かつ、第１方向ＤＦに沿って並んで配置される。つまり、第１の繊維集合体１３０Ａの第１方向ＤＦと交わる方向の一方の端部と第２の繊維集合体１３０Ｂの第１方向ＤＦと交わる方向の一方の端部とは、第１方向ＤＦに隣接する第１開口（１２１Ａａと１２１Ｂａ）同士の間で相対（あいたい）している。
【００３９】
複数の繊維集合体１３０が、第１方向ＤＦに沿って並んで配置されるとは、例えば、上記相対しているそれぞれの端部と、第１方向ＤＦとのなす角度（ただし、≦９０°）が、６０°以上、９０°以下であることをいう。なお、各繊維集合体１３０は、図示例のように、第１方向ＤＦと交わる方向に並んだ複数の第１開口１２１ａを一括して覆っていてもよい。
【００４０】
このような第１の繊維集合体１３０Ａおよび第２の繊維集合体１３０Ｂは、例えば、複数の繊維集合体１３０に相当する繊維１３１の集合体を含む母材（以下、単に母材Ｍ１３０と称す）を、巻取回転体１０の周面に形成し、その後、枠体１２０に転写する前あるいは転写した後、所定の位置で切断することにより作製される。あるいは、当初から別体として形成した複数の繊維集合体１３０を、基板１１０あるいは枠体１２０の所定の位置に配置してもよい。
【００４１】
接着部１４０は、第１方向ＤＦに隣接する第１開口１２１Ａａと１２１Ｂａとの間に、第１方向ＤＦと交わる方向（第２方向）にライン状に配置されていることが好ましい。さらに、接着部１４０は、図示例のように、繊維集合体１３０Ａおよび１３０Ｂの端部の近傍に、それぞれライン状に配置されていることが好ましい。これにより、繊維１３１の各第１開口１２１ａから露出する露出繊維の伸縮性を損なうことなく、基板１１０と繊維集合体１３０と枠体１２０とを接着することができる。第２方向とは、例えば、第１方向ＤＦとのなす角度（ただし、≦９０°）が、６０°以上、９０°以下となる方向である。ライン状の接着部１４０の配置方向は、接着部１４０の長手方向の中心線の方向である。中心線が曲線を含む場合、ライン状の接着部１４０の配置方向は、枠体１２０の主面の法線方向から見たときの上記中心線の近似直線をとって、求めてもよい。
【００４２】
［培養用足場の製造方法］
以下、本実施形態の培養用足場を製造する方法を、図面を参照しながら説明する。ここでは、母材Ｍ１３０を巻取回転体１０の周面に形成した後、枠体１２０に転写する前あるいは転写した後、所定の位置で切断する方法により培養用足場を製造する場合を例に挙げる。ただし、培養用足場の製造方法はこれに限定されない。図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の培養用足場を製造する各工程における巻取回転体１０、枠体１２０および基板１１０等を模式的に示す側面図である。
【００４３】
本実施形態に係る培養用足場は、例えば、第１の面１２０Ｘと、その反対側の第２の面１２０Ｙと、第１の面１２０Ｘから第２の面１２０Ｙに貫通する１つ以上の貫通孔１２１と、を備え、第１の面１２０Ｘに第１の接着部１４０Ａを有する枠体１２０を準備する準備工程と、繊維１３１の原料液をノズル５１から吐出して、繊維１３１を生成させるとともに、繊維１３１を巻取回転体１０の周面に周回するように堆積させて、母材Ｍ１３０を形成する堆積工程と、巻取回転体１０を回転させながら、母材Ｍ１３０を枠体１２０の第１の面１２０Ｘに、第１の接着部１４０Ａを介して転写する転写工程と、転写された母材Ｍ１３０を、貫通孔１２１により形成される第１開口１２１ａに対向しない領域において、巻取回転体１０の回転軸Ａに沿う方向に切断して、複数の繊維集合体１３０を形成する繊維集合体形成工程と、複数の繊維集合体１３０を備える枠体１２０を、第１の面１２０Ｘが対向するように、基板１１０に搭載する搭載工程と、を具備する第１の方法により製造される。
【００４４】
あるいは、本実施形態に係る培養用足場は、例えば、第１の面１２０Ｘと、その反対側の第２の面１２０Ｙと、第１の面１２０Ｘから第２の面１２０Ｙに貫通する１つ以上の貫通孔１２１と、を備え、第１の面１２０Ｘに第１の接着部１４０Ａを有する枠体１２０を準備する準備工程と、繊維１３１の原料液をノズル５１から吐出して、繊維１３１を生成させるとともに、繊維１３１を巻取回転体１０の周面に周回するように堆積させて、母材Ｍ１３０を形成する堆積工程と、巻取回転体１０の周面に堆積する母材Ｍ１３０を、所定の位置で巻取回転体１０の回転軸Ａに沿う方向に切断して、複数の繊維集合体１３０を形成する工程と、巻取回転体１０を回転させながら、複数の繊維集合体１３０を順次、枠体１２０の第１の面１２０Ｘに、第１の接着部１４０Ａを介して転写する転写工程と、複数の繊維集合体１３０を備える枠体１２０を、第１の面１２０Ｘが対向するように、基板１１０に搭載する搭載工程と、を具備する第２の方法により製造される。
【００４５】
（１）準備工程
第１の面１２０Ｘと、その反対側の第２の面１２０Ｙと、第１の面１２０Ｘから第２の面１２０Ｙに貫通する１つ以上の貫通孔１２１と、を備える枠体１２０、および、枠体１２０を搭載するための基板１１０を準備する。
【００４６】
第１の面１２０Ｘには第１の接着部１４０Ａが形成されている。第１の接着部１４０Ａは、例えば、印刷、ディスペンサー等により、第１の面１２０Ｘの第１開口１２１ａ以外の所定の位置に形成される。
【００４７】
第１の接着部１４０Ａは、例えば、枠体１２０の第１方向ＤＦにおいて隣接する第１開口１２１ａの間（例えば、第１開口１２１Ａａと第１開口１２１Ｂａとの間）に、第１方向ＤＦと交わる方向にライン状に形成される。第１の接着部１４０Ａは、第１方向ＤＦに隣接する第１開口１２１ａの間に２本、回転軸Ａに沿う方向にライン状に形成されてもよい。この態様は、転写工程の後、母材Ｍ１３０を切断する第１の方法により培養用足場１００を製造する場合に、特に適している。母材Ｍ１３０を、ライン状に形成された２本の第１の接着部１４０Ａの間に対応する部分で切断することができるため、切断作業が容易となる。
【００４８】
（２）堆積工程（図４（ａ））
原料液１３２から繊維１３１を生成させるとともに、繊維１３１を巻取回転体１０の周面を１周以上、周回させながら堆積させる。これにより、巻取回転体１０の周面には、繊維１３１が一方向に配向した母材Ｍ１３０が形成される。
【００４９】
原料液１３２から繊維１３１を生成する方法（紡糸法）は特に限定されず、生成させる繊維１３１の種類等に応じて適宜選択すればよい。紡糸法としては、例えば、溶液紡糸法、溶融紡糸法および電界紡糸法等が挙げられる。
【００５０】
溶液紡糸法は、繊維１３１の原料を溶媒に溶解して得られた溶液を、原料液１３２として用いる方法である。溶媒を用いる溶液紡糸法には、いわゆる湿式紡糸法および乾式紡糸法がある。湿式紡糸法では、原料液１３２を凝固液中に吐出して、繊維１３１の原料と凝固液との化学反応により、あるいは、溶媒と凝固液との置換により、繊維１３１が形成される。乾式紡糸法では、原料液１３２を空気中に吐出した後、加熱等により溶媒を除去することにより、繊維１３１が形成される。なかでも、繊維１３１を一方向に配列させた状態で堆積させ易い点で、乾式紡糸法が好ましい。
【００５１】
溶融紡糸法は、繊維１３１の原料を加熱して溶融させた溶融液を、原料液１３２として用いる方法である。得られた原料液１３２は、空気中に吐出された後、冷却されることにより、繊維状に固化する。この場合、通常、繊維１３１の原料を溶解するための溶媒は使用しない。よって、溶融紡糸法は、溶媒の除去作業が省略できる点で好ましい。
【００５２】
電界紡糸法は、繊維１３１の原料を溶媒に溶解して得られた溶液を原料液１３２として用いる点で、溶液紡糸法と共通する。しかし、電界紡糸法では、原料液１３２に高電圧を印加しながら空気中に吐出する。原料液１３２に含まれる溶媒は、巻取回転体１０の周面に到達するまでの過程において揮発する。
【００５３】
電界紡糸法では、原料液１３２に高電圧を印加するため、原料液１３２をプラスあるいはマイナスに帯電させる。このとき、巻取回転体１０をグランドさせるか、あるいは、原料液１３２とは逆の極性に帯電させることにより、空気中に吐出された原料液１３２の吐出端は巻取回転体１０に引き寄せられて、その周面に付着する。そして、原料液１３２を吐出しながら巻取回転体１０を回転させることにより、溶液紡糸法および溶融紡糸法と同様に、繊維１３１は、巻取回転体１０の周面に周回しながら堆積し、巻取回転体１０の周面の少なくとも一部を覆い、一方向に配列する繊維１３１を備える母材Ｍ１３０が形成される。
【００５４】
（原料液）
溶液紡糸法や電界紡糸法で利用する原料液１３２は、繊維１３１の原料と溶媒とを含む。溶融紡糸法で利用する原料液１３２は、溶融した繊維１３１の原料を含む。
【００５５】
溶媒としては、繊維１３１の原料を溶解し、揮発などにより除去可能なものであれば特に制限されず、原料の種類や製造条件に応じて、水および有機溶媒から適宜選択して使用できる。溶媒としては、非プロトン性の極性有機溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド（鎖状または環状アミドなど）；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
原料液１３２の固形分濃度は、溶媒の種類などに応じて調節できるが、例えば、５〜５０質量％であり、１０〜３０質量％であってもよい。原料液１３２は、必要に応じてさらに添加剤を含んでもよい。
【００５７】
（巻取回転体）
巻取回転体１０の一例を図５に示す。図５は、巻取回転体１０の斜視図である。
巻取回転体１０の構成は、回転可能である限り特に限定されず、ドラム状であってもよいし、複数のロールで張架されたベルトであってもよい。後者の場合、少なくとも１本のロールを回転駆動させて、ベルトを回転させる。巻取回転体１０の材質としては、例えば、金属材料、各種樹脂、各種ゴム、セラミックスおよびこれらの組み合わせが挙げられる。巻取回転体１０がベルトである場合、ベルトは、金属ベルトであってもよいし、樹脂ベルトであってもよい。電界紡糸法により繊維１３１が紡糸される場合、樹脂ベルトは導電性を備えることが好ましい。巻取回転体１０の外形は、例えば、円柱または角柱であってもよい。
【００５８】
繊維１３１は、巻取回転体１０の周面を周回する方向（第１方向ＤＦ）に配列しながら、巻取回転体１０の周面に堆積される。第１方向ＤＦは、例えば、巻取回転体１０の回転方向（すなわち、巻取回転体１０の回転軸に垂直な方向）に沿う方向である。第１方向ＤＦと回転軸とのなす角度θＦ（ただし、θＦ≦９０°）は、例えば、６０°以上、９０°以下でもよい。なお、第１方向ＤＦは、繊維１３１を巻取回転体１０の周面の法線方向から見たときの、繊維１３１の長手方向である。繊維１３１の長手方向は、巻取回転体１０の周面の法線方向から見たときの繊維１３１の近似直線をとって、求めてもよい。角度θＦは、複数の繊維１３１の第１方向ＤＦと回転軸とのなす角度の平均値である。巻取回転体１０に堆積する複数の繊維１３１の第１方向ＤＦは、上記範囲内で互いに異なっていてもよい。
【００５９】
巻取回転体１０の周面に、巻取回転体１０の回転軸に沿う方向に延伸する複数の帯状の凸部１０Ｐを配置してもよい。これにより、巻取回転体１０の周面に周回するように配列した繊維１３１の集合体（母材Ｍ１３０）は、巻取回転体１０から剥離され易くなる。その結果、繊維１３１を、配列を維持したまま、枠体１２０に容易に転写することができる。複数の凸部１０Ｐの端部は、回転軸と交差する方向に延伸するリブ１０Ｒにより連結されていてもよい。
【００６０】
凸部１０Ｐの形状は、帯状である限り特に限定されない。帯状とは、凸部１０Ｐの延伸方向の長さが、延伸方向に垂直な方向の長さよりも長い形状である。凸部１０Ｐを巻取回転体１０の周面の法線方向から見たときの形状としては、例えば、矩形、台形等が挙げられる。
【００６１】
凸部１０Ｐの数は特に限定されず、２本以上であればよい。なかでも、母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）の剥離性の観点から、巻取回転体１０の周面に３本以上配置されることが好ましく、１０本以上配置されることが好ましい。また、同様の観点から、凸部１０Ｐは等間隔に配置されることが好ましい。
【００６２】
凸部１０Ｐの短手方向の長さ（幅）は特に限定されない。なかでも、母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）の剥離性の観点から、すべての凸部１０Ｐの巻取回転体１０の周面に当接する総面積が、巻取回転体１０の周面の表面積の１０％以上、８０％以下、特に３０％以上、７０％以下になるように、各凸部１０Ｐの幅を決定することが好ましい。凸部１０Ｐの延伸方向の長さも特に限定されない。なかでも、巻取回転体１０の周面のうち、少なくとも繊維１３１が堆積し得る領域にわたって、凸部１０Ｐが延伸していることが好ましい。
【００６３】
凸部１０Ｐの高さは特に限定されない。なかでも、繊維１３１の弛みを抑制し、一方向への配列を維持し易い点で、凸部１０Ｐの高さは過度に高くないことが好ましい。母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）の剥離性および繊維１３１の弛み抑制の観点から、凸部１０Ｐの高さは１００〜５０００μｍであることが好ましい。凸部１０Ｐの高さは、巻取回転体１０の周面の法線方向における平均値である。
【００６４】
凸部１０Ｐの材質は特に限定されず、各種樹脂材料が挙げられる。なかでも、凸部１０Ｐは、少なくとも繊維１３１との接触部にシリコーンゴム層を備えることが好ましい。母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）の剥離性がさらに向上するためである。一方で、シリコーンゴムは適度な粘着性を備えるため、転写工程の前に母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）が巻取回転体１０の周面から剥離することが抑制される。
【００６５】
シリコーンゴムとは、主鎖がケイ素−酸素結合（シロキサン結合）により形成される、熱硬化性の化合物である。シリコーンゴムとしては、例えば、メチルシリコーンゴム、ビニル−メチルシリコーンゴム、フェニル−メチルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が挙げられる。凸部１０Ｐの全体がシリコーンゴムにより形成されていてもよい。なお、繊維１３１が電界紡糸法により生成される場合、凸部１０Ｐは導電性を備えることが好ましい。
【００６６】
堆積工程の後、転写工程の前に、繊維１３１および枠体１２０の少なくとも一方を加熱する加熱工程を備えていてもよい。これにより、母材Ｍ１３０（繊維集合体１３０）と枠体１２０との密着性が向上する。加熱温度は、繊維１３１の軟化点あるいは融点等を考慮して、適宜設定すればよい。加熱温度は、例えば、繊維１３１が８０〜１４０℃になるように調整する。
【００６７】
（３）繊維集合体形成工程
母材Ｍ１３０を、巻取回転体１０の回転軸Ａに沿う方向に切断して、複数の繊維集合体１３０を形成する。
繊維集合体形成工程は、転写工程の後、搭載工程の前に行われてもよい。この場合、母材Ｍ１３０は、枠体１２０に転写された状態で切断予定箇所Ｃにおいて切断される。あるいは、繊維集合体形成工程は、堆積工程の後、転写工程の前に行われてもよい。この場合、母材Ｍ１３０は、巻取回転体１０に捲回された状態で切断予定箇所Ｃにおいて切断される。いずれの場合も、切断予定箇所Ｃは、第１方向ＤＦにおける第１開口１２１ａの長さに応じて設定される。
【００６８】
これらの方法により、第１方向ＤＦに並んだ複数の繊維集合体１３０を、１つの枠体１２０に配置されるとともに第１方向ＤＦに並んだ複数の第１開口１２１ａをそれぞれ覆うように、一工程で配置することができる。
【００６９】
（４）転写工程（図４（ｂ））
巻取回転体１０を回転させながら、母材Ｍ１３０あるいは複数の繊維集合体１３０を枠体１２０に転写する。これにより、巻取回転体に巻き取られたときの高い配列性を保持したまま、複数の繊維１３１が枠体１２０に転写される。
【００７０】
基板１１０の搭載面１１０Ｘは、電気配線の都合上、枠体１２０よりも十分に大きい面積を備える。一方、繊維１３１は、第１開口１２１ａから露出するように配置されていればよい。そのため、母材Ｍ１３０あるいは複数の繊維集合体１３０を、基板１１０ではなく枠体１２０に転写することにより、精密な位置合わせ等を行うことなく、必要な部分にのみ繊維１３１を配置することができて、生産性が向上する。
【００７１】
枠体１２０は、例えばＸＺステージ５２に支持されたステージ５３に載置されて、搬送される。ＸＺステージ５２は、ステージ５３、つまりステージ５３に載置される枠体１２０を、巻取回転体１０の回転軸Ａに垂直な方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）に搬送することができる。
【００７２】
生産性がさらに向上する点で、転写工程は、複数の枠体１２０に対し一括してあるいは連続的に実施されることが好ましい。この場合、複数の枠体１２０は、ステージ５３上にＹ軸方向（巻取回転体１０の回転軸Ａに沿う方向）に沿って配置されてもよいし、Ｘ軸方向に沿って配置されてもよい。また、一体的に形成された複数の枠体１２０の集合体に対して、転写工程が行われてもよい。この場合、転写工程の後、搭載工程の前に、上記枠体１２０の集合体を個々の枠体１２０に分離する。この方法によれば、複数の枠体１２０に対し、一括して母材Ｍ１３０あるいは複数の繊維集合体１３０が転写できるとともに、巻取回転体１０に堆積した繊維１３１の大部分が枠体１２０の転写に利用されるため、生産性がさらに向上する。
【００７３】
（５）搭載工程（図４（ｃ））
繊維集合体１３０が配置された枠体１２０を、第１の面１２０Ｘが対向するように、基板１１０に搭載する。このとき、枠体１２０と基板１１０との間には、第１の接着部１４０Ａおよび繊維集合体１３０が介在しており、さらに第２の接着部１４０Ｂが介在していてもよい。転写工程が、複数の枠体１２０に対し、一括してあるいは連続的に実施された場合にも、１つの基板１１０には１つの枠体１２０が搭載される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の培養用足場は、一方向に配列し、かつ、配列方向への伸縮性に優れる繊維を備えるため、特に、成長に方向性がある生物組織または微生物を培養するための培養用足場として有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１０：巻取回転体
１０Ｐ：凸部
１０Ｒ：リブ
５１：ノズル
５２：ＸＺステージ
５３：ステージ
１００：培養用足場
１１０：基板
１１０Ｘ：搭載面
１２０：枠体
１２０Ｘ：第１の面
１２０Ｙ：第２の面
１２１、１２１Ａ、１２１Ｂ：貫通孔
１２１ａ、１２１Ａａ、１２１Ｂａ：第１開口
１３０：繊維集合体
１３０Ａ：第１の繊維集合体
１３０Ｂ：第２の繊維集合体
Ｍ１３０：母材
１３１：繊維
１３２：原料液
１４０：接着部
１４０Ａ：第１の接着部
１４０Ｂ：第２の接着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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