(57)【要約】培養および潅流のための生物組織システムの装置および使用方法。装置は、生物組織に液剤を注入するための針を備える。
2008515457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物組織を包蔵するチャンバー、
チャンバーと結合した液剤流出口、
チャンバーと結合した液剤流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、前記末口は前記流入口の周囲に位置決めされ、生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項２】
前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が前記生物組織を通して液剤の連続流れを設けるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記連続流れが生体内の血流動態流量と実質的に等価である流量を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記連続流れが前記生体内の血流動態圧力と実質的に等価である圧力を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記連続流れが所定の設定値に調節可能である、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記チャンバーを区画するハウジングを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ハウジングはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ハウジングは生分解性ポリマーを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
一個以上の前記微細針が流体的に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
トップカバー、
前記一個以上の前記微細針を備える微細針部分、および
ベースを更に備え、
前記微細針部分は前記トップカバーと前記ベースとの間に結合され、前記チャンバーが、前記トップカバー、微細針部分、および前記ベース部の結合により形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記生物組織を支持するよう構成される膜部分をさらに備え、前記膜部分が微細針部分と前記ベース部分との間に配置される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記膜部分がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）および生分解性ポリマーの少なくとも１つを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
一個以上の前記微細針がシリコンを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
一個以上の前記微細針が生分解性ポリマーを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記液剤が肝臓類洞の中に注入される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記生物組織が副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、子宮組織からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
一個以上の生物組織を包蔵するための少なくとも一個のチャンバー、
少なくとも一個のチャンバーと結合した一個以上の液剤流出口、
少なくとも一個のチャンバーと結合した一個以上の液剤流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、前記末口が一個以上の前記流入口の周囲に位置決めされ、一個以上の前記生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項２０】
一個以上の前記流入口、少なくとも一個の前記チャンバー、および一個以上の前記流出口が、前記生物組織を通して前記液剤の連続流れを設けるように構成されている、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態流量と等価である流量を有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態圧力と等価である圧力を有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記連続流量が所定の設定に調節可能である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
少なくとも一個のチャンバーを区画するハウジングを更に備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ハウジングがポリヂメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ハウジングが生分解性ポリマーを備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
二個以上の前記微細針が流体的に結合される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２９】
二個以上の前記流入口が流体的に結合される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３０】
二個以上の前記流出口が流体的に結合される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３１】
一個以上の前記流出口の少なくとも一個が、一個以上の前記流入口の少なくとも一個と流体的に結合された結果、二個以上の生物組織が流体的に結合される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３２】
トップカバー、
一個以上の微細針を備える微細針部分、および
ベースを更に備えるシステムであって、その中で前記微細針部分は前記トップカバーと前記ベースとの間で結合され、少なくとも一個の前記チャンバーが、前記トップカバー、前記微細針部分および前記ベースの結合によって形成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３３】
一個以上の前記生物組織を支持するよう構成され、前記微細針部分と前記ベース部分との間に位置する少なくとも一個の膜部分を更に備える、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記膜部分が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および生分解性ポリマーの中の少なくとも１つを備える、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
一個以上の前記微細針がシリコンを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３６】
一個以上の前記微細針が生分解性ポリマーを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３７】
一個以上の前記生物組織が肝臓組織である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３８】
前記液剤が肝臓類洞の中に注入される、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
一個以上の前記生物組織の各々が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から独立して選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４０】
一個以上の生物組織を包蔵するための少なくとも一個のチャンバー、
少なくとも一個の前記チャンバーと流体的に結合する一個以上の流出口、
少なくとも一個の前記チャンバーと流体的に結合する一個以上の流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、前記末口が一個以上の前記流入口の周囲に位置設定して一個以上の前記生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成され、一個以上の前記流入口、少なくとも一個の前記チャンバー、および一個以上の前記流出口が一個以上の前記生物組織を通して連続流れを設けるように構成されている微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項４１】
生物組織を包蔵するためのチャンバー、
前記チャンバーと流体的に結合する流出口、
前記チャンバーと流体的に結合する流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、前記末口が前記流入口の周囲に位置設定して前記生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成され、前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が前記生物組織を通して連続流れを設けるように構成されている微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項４２】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態流量と等価である流量を有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態圧力と等価である圧力を有する、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４４】
前記連続流量が所定の設定に調節可能である、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４５】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４６】
前記チャンバーを区画するハウジングを更に備える、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４７】
前記ハウジングがポリヂメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ハウジングが生分解性ポリマーを備える、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４９】
一個以上の前記微細針が流体的に結合される、請求項４６に記載のシステム。
【請求項５０】
トップカバー、
一個以上の微細針を備える微細針部分、および
ベースを更に備えるシステムであって、
前記微細針部分は前記トップカバーと前記ベースとの間で結合され、前記チャンバーが前記トップカバー、前記微細針部分および前記ベースの結合によって形成される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５１】
前記生物組織を支持するよう構成され、前記微細針部分と前記ベース部分との間に位置する膜部分を更に備える、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記膜部分が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および生分解性ポリマーの中の少なくとも１つを備える、請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記微細針がシリコンを備える、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５４】
前記微細針が生分解性ポリマーを備える、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５５】
前記生物組織が肝臓組織である、請求個４１に記載のシステム。
【請求項５６】
前記液剤が肝臓類洞の中に注入される、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項４１に記載のシステム。
【請求項５８】
複数のチャンバーを区画するハウジングであって、各々の前記チャンバーが生物組織を包蔵するように構成されるとともに前記チャンバーに各々が流体的に結合される流出口および流入口を備えるハウジング、および
各々の流入口およびチャンバーに関連する一個以上の微細針であって、末口およびベース端を備え、前記末口が関連する前記流入口の周囲に位置決めされ、関連する生物組織の一部分の中に液剤を注入するよう構成されている前記微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項５９】
各々の前記流出口が流体的に結合される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
各々の前記流入口が流体的に結合される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６１】
前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が、前記生物組織を通して液剤の連続流れを設けるように構成されている、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６２】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態流量と等価である流量を有する、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態圧力と等価である圧力を有する、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６４】
前記連続流量が所定の設定に調節可能である、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６５】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項６１に記載のシステム。
【請求項６６】
第一の微細針が第二の微細針に流体的に結合される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６７】
複数の前記チャンバーの中の一個以上が前記流出口と流体的に結合される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６８】
前記ハウジングがポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６９】
前記ハウジングが生分解性ポリマーを備える、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７０】
トップカバー、
一個以上の微細針を備える微細針部分、および
ベースを更に備えるシステムであって、
前記微細針部分は前記トップカバーと前記ベースとの間で結合され、前記チャンバーが前記トップカバー、前記微細針部分および前記ベースの結合によって形成される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７１】
前記生物組織を支持するよう構成され、前記微細針部分と前記ベース部分との間に位置する膜部分を更に備える、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記膜部分が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および生分解性ポリマーの中の少なくとも１つを備える、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７３】
一個以上の前記微細針がシリコンを備える、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７４】
一個以上の前記微細針が生分解性ポリマーを備える、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７５】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７６】
前記液剤が肝臓類洞の中に注入される、請求項７５に記載のシステム。
【請求項７７】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項５８に記載のシステム。
【請求項７８】
複数のチャンバーを区画するハウジングであって、各々のチャンバーが生物組織を包蔵するとともに、前記チャンバーに流体的に結合される各々の流出口および流入口を備え、前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が前記生物組織を通して液剤の連続流れで設けるように構成されているハウジング、および
各々の流入口およびチャンバーと関連する一個以上の前記微細針であって、末口およびベース端を備え、前記末口が関連する前記流入口の周囲に位置決めされ、関連する生物組織の一部分の中に液剤を注入するよう構成されている前記微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項７９】
複数の前記チャンバーを区画するハウジングであって、各々のチャンバーが一個以上の生物組織を包蔵するとともに、複数の前記チャンバーに流体的に結合される一個以上の流出口および一個以上の流入口を備えるハウジング、および
各々の流入口およびチャンバーと関連する一個以上の前記微細針であって、末口およびベース端を備え、前記末口が関連する前記流入口の周囲に位置決めされ、一個以上の生物組織の一部分の中に液剤を注入するよう構成されている前記微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項８０】
トップカバー、
ベース、
末口およびベース端を有する一個以上の微細針を備える微細針部分であって、前記トップカバーと前記ベースとの間で結合される前記微細針部分、
前記トップカバー、前記微細針部分、および前記ベースにより区画され、生物組織を包蔵するチャンバー、
前記チャンバーと結合される液剤流出口、および
前記チャンバーと結合される液剤流入口、
を備える生物組織システムであって、一個以上の前記微細針の前記末口が前記流入口の周囲に位置決めされ、前記チャンバーにより包蔵される生物組織の一部分に液剤を注入するように構成される生物組織システム。
【請求項８１】
前記生物組織を支持するように構成され、膜部分が前記微細針部分と前記ベース部分の間に位置決めされた、前記膜部分を更らに備える、請求項８０のシステム。
【請求項８２】
前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が、前記生物組織を通して液剤の連続流れを設けるように構成される、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態流量と等価である流量を有する、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８４】
前記連続流れが実質的に生体内の血流動態圧力と等価である圧力を有する、請求項８３に記載のシステム。
【請求項８５】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８６】
前記チャンバーを区画するハウジングを更に備える、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８７】
前記膜部分が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および生分解性ポリマーの中の少なくとも１つを備える、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８８】
一個以上の前記微細針がシリコンを備える、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８９】
一個以上の前記微細針が生分解性ポリマーを備える、請求項８０に記載のシステム。
【請求項９０】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項８０に記載のシステム。
【請求項９１】
前記液剤が肝臓類洞の中に注入される、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項８０に記載のシステム。
【請求項９３】
トップカバー、
ベース、
末口およびベース端を有する一個以上の微細針を備える微細針部分であって、前記トップカバーと前記ベースとの間で結合される微細針部分、
前記トップカバー、前記微細針部分、および前記ベースにより区画され、一個以上の生物組織を包蔵する少なくとも一個のチャンバー、
前記チャンバーと結合される液剤流出口、および
前記チャンバーと結合される液剤流入口、
を備える生物組織システムであって、一個以上の前記微細針の前記末口が一個以上の前記流入口の周囲に位置決めされ、少なくとも一個の前記チャンバーにより包蔵される一個以上の生物組織の一部分に液剤を注入するように構成されている生物組織システム。
【請求項９４】
チャンバーにより包蔵される生物組織を培養する方法であって、前記生物組織の一部分の中に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項９５】
前記生物組織を通して液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項９４に記載の方法。
【請求項９８】
前記液剤が類洞の中に注入される、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項９４に記載の方法。
【請求項１００】
前記液剤が酸素化液剤である、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０１】
前記液剤が栄養素を含有する液剤である、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０２】
前記液剤が、成長因子、分化因子、代謝物、ホルモンからなる群から選択される因子を所定量含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０３】
前記液剤が微細針を通して注入される、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０４】
前記液剤が複数の微細針を通して注入される、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０５】
二個以上の前記複数微細針が流体的に結合される、請求項１０４に記載の方法。
【請求項１０６】
前記注入工程は、前記チャンバーと流体的に結合して流入口の周囲に位置する末口を備える微細針で生物組織の一部分に接触する工程を含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０７】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜と部材との間に埋め込む工程を更に含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０８】
前記部材がカバースリップである、請求項９４に記載の方法。
【請求項１０９】
前記生物組織を膜の中に封じ込める工程を更に含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項１１０】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜の中に部分的に埋め込む工程を更に含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項１１２】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
前記チャンバーが膜を備える、請求項９４に記載の方法。
【請求項１１４】
前記膜が生分解性材料を備える、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１６】
前記再循環工程は、前記チャンバーと流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１７】
前記生物組織が予め保存された生物組織である、請求項９４に記載の方法。
【請求項１１８】
予め保存された前記生物組織が凍結保存された生物組織である、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
チャンバーに包蔵された生物組織を培養する方法であって、
生物組織の一部分の中に液剤を注入する工程と、
前記生物組織を通して連続的に前記液剤を流す工程と、
液剤の再循環を行う工程であって、チャンバーに流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む工程と、
を含む方法。
【請求項１２０】
少なくとも一個のチャンバーにより包蔵された複数個の生物組織を培養する方法であって、前記複数個の生物組織のそれぞれの一部分に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項１２１】
前記複数個の生物組織の中の二つ以上が流体的に結合されている、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
チャンバーにより包蔵された生物組織に物質を投与する方法であって、前記生物組織の一部分の中に前記物質を含む液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項１２３】
一個以上のチャンバーにより包蔵された一個以上の生物組織を培養する方法であって、一個以上の生物組織の一個以上の部分の中に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項１２４】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
前記液剤を再循環する工程をさらに含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項１２６】
一個以上のチャンバーにより包蔵された一個以上の生物組織を培養するように構成された配列であって、一個以上の前記生物組織の一個以上の部分の中に液剤を注入することを含む配列。
【請求項１２７】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流すことを更に含む、請求項１２６に記載の配列。
【請求項１２８】
チャンバーにより包蔵される生物組織を潅流する方法であって、前記生物組織の一部分の中に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項１２９】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３０】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項１３１】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項９４に記載の方法。
【請求項１３２】
前記液剤が類洞の中に注入される、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３４】
前記液剤が酸素化液剤である、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３５】
前記液剤が栄養素を含有する液剤である、請求項１２８記載の方法。
【請求項１３６】
前記液剤が、成長因子、分化因子、代謝物、ホルモンからなるグループから選択される因子を所定量含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３７】
前記液剤が微細針を通して注入される、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３８】
前記液剤が複数の微細針を通して注入される、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３９】
二個以上の前記複数微細針が流体的に結合される、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
前記注入工程は、前記チャンバーと流体的に結合して流入口の周囲に位置する末口を備える微細針で生物組織の一部分に接触する工程を含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４１】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜と部材との間に埋め込む工程を更に含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４２】
前記部材がカバースリップである、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４３】
前記生物組織を膜の中に封じ込める工程を更に含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４４】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を御備える、請求項１４３に記載の方法。
【請求項１４５】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜の中に部分的に埋め込む工程を更に含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４６】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１４５に記載の方法。
【請求項１４７】
前記チャンバーが膜を備える、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１４８】
前記膜が生分解性材料を備える、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１４７に記載の方法。
【請求項１５０】
前記再循環工程は、前記チャンバーと流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項１３０に記載の方法。
【請求項１５１】
前記生物組織が予め保存された生物組織である、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１５２】
予め保存された前記生物組織が凍結保存された生物組織である、請求項１５１に記載の方法。
【請求項１５３】
チャンバーにより包蔵された生物組織を潅流する方法であって、
前記生物組織の一部分の中に液剤を注入する工程、および
前記生物組織を通して連続的に前記液剤を流す工程
を含む方法。
【請求項１５４】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５５】
前記再循環工程は、チャンバーに流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５６】
少なくとも一個のチャンバーにより包蔵された複数の生物組織を潅流する方法であって、前記複数の生物組織のそれぞれの少なくとも一個の部分の中に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項１５７】
前記複数の生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１５６に記載の方法。
【請求項１５８】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
前記再循環工程は、チャンバーに流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項１５８に記載の方法。
【請求項１６０】
前記複数の生物組織の中の二個以上が流体的に結合される、請求項１５６に記載の方法。
【請求項１６１】
液剤で生物組織を潅流する方法であって、
チャンバーと流体的に結合した流出口、前記チャンバーに流体的に結合した流入口、および前記流入口の周囲に位置する少なくとも一個の微細針を備えるチャンバーの中に前記生物組織を包蔵する工程、および
前記生物組織の少なくとも一部分の中に前記液剤を注入する工程であって、少なくとも一個の微細針を前記生物組織に接触する工程を含む工程、
を含む方法。
【請求項１６２】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６３】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１６２に記載の方法。
【請求項１６４】
前記生物組織を膜の中に封じ込める工程を更に含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６５】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜である、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６６】
前記膜が生分解性ポリマーを備える、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６７】
前記生物組織を膜の中に部分的に埋め込む工程を更に含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６８】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１６７に記載の方法。
【請求項１６９】
前記膜が生分解性ポリマーを備える、請求項１６７に記載の方法。
【請求項１７０】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１７１】
前記液剤が類洞野中に注入される、請求項１７０に記載の方法。
【請求項１７２】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７３】
液剤で二個以上の生物組織を潅流する方法であって、
少なくとも一個のチャンバーと流体的に結合した一個以上の流出口、少なくとも一個の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の前記流入口を備える少なくとも一個の前記チャンバー、および一個以上の前記流入口の各々のの周囲に位置設定した少なくとも一個の微細針を備える少なくとも一個の前記チャンバーの中に二個以上の前記生物細胞を包蔵する工程、ならびに
少なくとも一個の微細針を二個以上の前記生物組織の各々に接触する工程を含む、二個以上の前記生物組織の中の各々の少なくとも一部分の中に前記液剤を注入する工程、
を含む方法。
【請求項１７４】
二個以上の生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７５】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１７４に記載の方法。
【請求項１７６】
二個以上の前記生物組織の中のそれぞれが肝臓組織である、請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７７】
二個以上の流入口が流体的に結合される、請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７８】
二個以上の流出口が流体的に結合される、請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７９】
前記流れには、二個以上の前記生物組織の中の少なくとも二個が流体的結合されることにより、前記液剤を一個以上の前記流出口の中の少なくとも一個から、一個以上の前記流入口の中の少なくとも一個へ流す工程を含む、請求項１７４に記載の方法。
【請求項１８０】
少なくとも一個の前記部分が類洞である、請求項１７６に記載の方法。
【請求項１８１】
複数の前記生物組織のそれぞれが、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から独立して選択される、請求項１７４に記載の方法。
【請求項１８２】
チャンバーにより包蔵される生物組織に対する影響を分析する方法であって、
生物組織の中に因子を含む液剤を注入する工程、および
前記因子の影響を測定するための分析評価する工程
を含む方法。
【請求項１８３】
前記注入工程は、一個以上の前記チャンバーに流体的に結合した流出口を備えた一個以上の前記チャンバーにおいて、一個以上の前記微細針を前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口の周囲に位置決めされ、前記生物組織の一個以上の部分各々が末口を備える一個以上の微細針に接触する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１８４】
前記生物組織を通して前記液剤の連続流れを設ける工程を更に含む、請求項１８３に記載の方法。
【請求項１８５】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１８４に記載の方法。
【請求項１８６】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１８７】
前記チャンバーが膜を備える、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１８８】
前記膜が生分解性材料を備える、請求項１８７に記載の方法。
【請求項１８９】
前記因子が、化合物、酸素分圧、温度、およびせん断流れからなる群から選択される、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９０】
前記分析評価には生物組織の顕微鏡分析を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９１】
前記顕微鏡分析が、細胞ストレス、毒性係数、細胞生存能力、細胞死からなるグループから選択される信号の存在を確定することを含む、請求項１９０に記載の方法。
【請求項１９２】
前記分析評価は、前記生物組織を組織化学的に染色する工程を含む、請求項１９０に記載の方法。
【請求項１９３】
前記分析評価は、生体分子の分泌または代謝を測定する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９４】
前記分析評価は、タンパク質の発現または活性化を測定する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９５】
前記分析評価は、酸素分圧、温度、またはせん断流れを測定する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９６】
前記分析評価は、遺伝子の発現を測定する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９７】
前記分析評価は、代謝物の細胞内水準を測定する工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項１９８】
前記生物組織が肝臓組織である、請求項１９３に記載の方法。
【請求項１９９】
前記分子が尿素またはアンモニアである、請求項１９８に記載の方法。
【請求項２００】
一個以上の部分が類洞を含む、請求項１８３に記載の方法。
【請求項２０１】
前記タンパク質が肝臓アルブミン、βガラクトシダーゼ、サイトクロームＰ４５０からなる群から選択される、請求項１９８に記載の方法。
【請求項２０２】
前記生物組織に一個以上の核酸を導入する工程を更に含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２０３】
前記生物組織に一個以上の病原菌を感染させる工程を更に含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２０４】
一個以上の前記病原菌が、バクテリア、ウイルス、および酵母菌からなる群から各々独立して選択される、請求項２０３に記載の方法。
【請求項２０５】
一個以上の核酸の各々が、アルブミン、βガラクトシダーゼ、サイトクロームＰ４５０、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、Ｎ−アセチルトランスフェラーゼからなる群から独立して選択される核酸である、請求項２０２に記載の方法。
【請求項２０６】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の吸収である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２０７】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞の中における因子または分析物質の分布である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２０８】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の代謝である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２０９】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞の中の細胞膜に対する因子または分析物質の通過性である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２１０】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の排泄または分泌である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２１１】
前記因子の影響が前記生物組織の少なくとも一個の細胞に対する因子または分析物質の毒性である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２１２】
前記分析評価はバイオイメージング工程を含む、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２１３】
前記バイオイメージング工程は、共焦点顕微鏡検査を実行する工程を含む、請求項２１２記載の方法。
【請求項２１４】
前記バイオイメージング工程は、多光子顕微鏡検査を実行する工程を含む、請求項２１２記載の方法。
【請求項２１５】
前記因子が蛍光標識である、請求項１８２に記載の方法。
【請求項２１６】
一個以上のチャンバーにより包蔵される一個以上の生物組織の一個以上の因子の影響を分析評価する方法であって、
一個以上の前記生物組織の中に一個以上の前記因子を含む一個以上の液剤を注入する工程、および
一個以上の因子の影響を測定して分析評価する工程、
を含む方法。
【請求項２１７】
前記注入工程は、一個以上の前記チャンバーに流体的に結合した流出口を備えた一個以上の前記チャンバーにおいて、一個以上の前記微細針を前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口の周囲に位置決めされ、各々に末口を備える一個以上の微細針によって前記生物組織の一個以上の部分に接触する工程を含む、請求項２１６に記載の方法。
【請求項２１８】
前記生物組織を通して一個以上の前記液剤の連続流れを設けるように一個以上の前記液剤を流す工程を更に含む、請求項２１７に記載の方法。
【請求項２１９】
一個以上の前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項２１８に記載の方法。
【請求項２２０】
チャンバーにより包蔵された生物組織を成育する方法であって、生物組織の中に液剤を注入する工程を含む方法。
【請求項２２１】
前記注入工程は、一個以上の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流出口を備えた前記チャンバーにおいて、一個以上の前記微細針を前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口の周囲に位置決めされ、各々に末口を備える一個以上の微細針によって前記生物組織の一個以上の部分に接触することを含む、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２２２】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項２２１に記載の方法。
【請求項２２３】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項２２２に記載の方法。
【請求項２２４】
前記生物組織を幹細胞または前駆細胞と共に共培養する工程を更に含む、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２２５】
幹細胞または前駆細胞の細胞分化を促進するように分化信号を供給する工程を更に含む、請求項２２４に記載の方法。
【請求項２２６】
前記生物組織が予め保存された生物組織である、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２２７】
予め保存された前記生物組織が凍結保存された生物組織である、請求項２２６に記載の方法。
【請求項２２８】
前記供給工程が前記液剤に分化信号を追加する工程を含む、請求項２２５の方法。
【請求項２２９】
前記液剤が酸素化液剤である、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２３０】
前記液剤が栄養剤含有の液剤である、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２３１】
前記液剤が培養液である、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２３２】
前記液剤が成長因子の有効量を含む、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２３３】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜と部材の間に埋め込む工程を更に含む、請求項２２０に記載の方法。
【請求項２３４】
前記部材がカバースリップである、請求項２３３に記載の方法。
【請求項２３５】
一個以上のチャンバーにより包蔵された一個以上の生物組織を成育するように構成された配列であって、前記生物組織の中に液剤を注入することを含む配列。
【請求項２３６】
前記注入することは、一個以上の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流出口を備えた一個以上の前記チャンバーにおいて、一個以上の前記微細針を前記一個以上のチャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口の周囲に位置決めされ、前記生物組織の一個以上の部分各々に末口を備える一個以上の微細針に接触することを含む、請求項２３５に記載の方法。
【請求項２３７】
前記生物組織を通して前記液剤を連続的に流すことを更に含む、請求項２３６に記載の方法。
【請求項２３８】
一個以上の生物組織を包蔵するために少なくとも一個のチャンバー、
少なくとも一個の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流出口、
少なくとも一個の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口、
および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、一個以上の流入口の周囲に末口が位置決めされ、一個以上の生物組織の一個以上の部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備えた生物組織システムにおける使用のために構成された一個以上の前記生物組織を備えるキット。
【請求項２３９】
一個以上のチャンバーに流体的に結合した一個以上の流出口、
一個以上のチャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口、
および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、一個以上の流入口の周囲に末口が位置決めされ、一個以上の生物組織の一個以上の部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備えた生物組織システムにおける使用のために構成された一個以上のチャンバーにより包蔵された一個以上の前記生物組織を備えるキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して生物組織システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
オットー・ワーバーグ（Ｏｔｔｏ  Ｗａｒｂｕｒｇ）は、肝臓薄片を使用して生体内でのオルガノイドスライスの培養について最初の試みを行った（ワーバーグ、オー．（Ｗａｒｂｕｒｇ，Ｏ．）、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｚｅｕｓｃｈｒｉｆｔ  第１４２巻、３１７〜３３３ページ（１９２３年））。追加研究では、その分野にあった、例えば生物組織厚さの再現性が無いことおよび生物組織を機械的に傷めることのような幾つかの問題をクラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）スライサーを使用して解決した（クラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）ら、Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  第１０４巻、１１８〜１２３ページ（１９８０年））。しかし、細胞の単離技術の確立進展に伴い、現代の研究では実験的調査のプラットフォームとして、例えば肝培養細胞のような細胞培養物に依存している。しかし、細胞単離方法は形質膜のような細胞を傷めるだけではなく、固有の細胞外マトリックスにより備えられている固着点の破壊の結果として細胞極性および細胞動態の分裂が避けられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明者は新規な生物組織培養および潅流もしくはその一方の技術を考案することに成功した。それは、固有の細胞マトリックスおよび細胞切片の脈管構造を利用し、同時に、例えば生存可能な機能細胞を長期間養うことが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この技術は細胞薄片にある微細血管とインターフェイスで接続するための潅流プラットフォームとして微細加工した針を利用する。例えば、肝臓薄片および微細針が、細胞薄片内に適当な圧力をかけるためにＰＤＭＳ膜とガラスのカバースリップの間に埋め込まれる。細胞薄片の利用により、例えば、無損傷の細胞マトリックスの中にある細胞の異質性および相互作用といった利点が与えられる。微細針の組み込みは、例えば、この先で、細胞に栄養剤を追加する、より大きな脈管構造の代用物として用立てることができる。また、例えば流入液剤および栄養剤の流量および圧力もしくはその一方は、固有の通路を経由して細胞サンプルに液剤および栄養剤を均一に配給することができるように制御または調節可能である。そのような制御は、例えば細胞の固有な血行動態環境を回復するために用立てることもできる。例えば、肝細胞の場合に、流入液剤および栄養剤の流量および圧力を制御することにより、本発明のシステムは固有の類洞経路を経由して全ての構成要素に栄養剤を均一に配給することができるだけでなく、肝臓に固有の血行動態環境の回復することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
従って、特定の態様において、本発明は、長年にわたり組織スライス工学の分野を苦しませた物質移動限界の難問に対する回答を提供する。幾つかの態様で、本発明は、例えば肝臓のような組織にある固有な細胞外マトリックスおよび微細血管を利用することにより高レベルのバイオミミクリを提供する。幾つかの態様で、本発明は、様々な成長因子、骨格設計、および共培養を有した高度な機能性を維持していくために、細胞単離および細胞刺激の必要性を取り除く。微細針潅流により、潅流媒体の均一配給性が高められ、続いて長期の培養期間に渡って生物組織の生存能力および機能性が改善される（実施例１および２）。微細加工技術により、様々なサイズの微細針、配列距離および形状の変更幅の設計および開発が可能になり、それにより実験設計の多様性を持たせることができる。微細針の利用は、肝臓の別々の領域に異なった医薬の導入を容易にし、そして導入医薬に関して異なる領域からの細胞相互作用を研究することができる可能性を秘めている。
【０００６】
本発明により、コンパクトで、高処理能力プラットフォームおよび、例えば少なくとも以下の応用例のある生物組織バイオチップの発足がマークされる。
ＡＤＭＥ／毒性調査に対するプラットフォーム研究および高処理能力の選別（ＨＴＳ）
ＡＤＭＥ／毒性は、例えば医薬の様々な要素がどのように吸収され、分配され、代謝され、および排出されるのかもしくはその一方が行われるのかについて、および要素のあらゆる有害または毒性の性質および代謝物について取り扱う。例えば、ＡＤＭＥ／毒性研究において肝臓薄片の適用が１つの実験器具になる。しかし、長期間に渡る肝臓薄片の培養は物資移動限界の結果としての生物組織薄片の中央領域の壊死組織により実行不能である。本発明により、この問題を解決することができ、よって、ＡＤＭＥ／毒性の実験設計に新しい範例を作り出す。
【０００７】
歴史的には、生物組織薄片の短い寿命のために、医薬毒性試験は非生理学的な高投与量で行われていた。そのような試験では実際の医薬代謝について非常に表面的な理解が得られるのみである。長期的な生物組織バイオチップの導入により、より現実に即した生理学的な投与量を利用する実験設計が可能であり、従って、より多くの綿密な研究が実行されることが可能になる。
【０００８】
微細針システムは、生物組織の異なった部分の中に別々の製薬生体分子を注入するために使用でき、同じ生物組織薄片の中で濃度および医薬のタイプを変更させることもできる。この技術により、異なった種類の化学物資の間の相互作用の理解、および薄片の別々の部分に異なった量で配分されることによりこれらの化学物質が生物組織にどのように作用するかの理解が促進される。
【０００９】
微細加工技術により、その場でその時に使用できるように統合され、それによりホルモン、酸素レベル、配位体および化学剤を検出できるセンサーの可能性も提供される。
チップベースのシステムは、容易に複製および多重化ができ、可能性のある医薬製品のスクリーニングのためのＨＴＳの統合が容易になる。そのようなシステムにより、特定の医薬の薬物動態の評価における試験速度、柔軟性、および精度に関する利点が提供される。
【００１０】
バイオイメージングおよび生物学的研究向けの生物組織チップ
透明なＰＤＭＳ膜とカバースリップの間に埋め込まれた厚い生物組織の利用により、バイオイメージングツールとして共焦点顕微鏡および多重光子顕微鏡の取り込みが可能である。本発明のチップベースの生物組織と共にこれらの実験技術を統合すると、少なくとも以下の応用が可能である。例えば、
（ｉ）肝臓薄片にある脈管構造をインターフェイスで接続するために微細針を使用すると、インビボ環境で医薬の代謝を単細胞解像度の度合いまで観察できる。単一のまたは多重の蛍光標識生体分子の全体的生体内変化および輸送通路が追跡でき、オンラインおよびリアルタイムで画像表示することができる。
【００１１】
（ｉｉ）生物組織薄片は、複合組織マトリックスおよび細胞異質性を保持するので、異なった細胞間での相互作用が観察される。加えて、例えば医薬や転移癌細胞のような外来性物質の導入での相互作用およびインビボの動的細胞変化が観察される。
【００１２】
（ｉｉｉ）微細針により多数の医薬の異なった導入という利点が提供されるので、このチップベースの装置は特定領域での医薬の作用のみならず、細胞と医薬の間および界面領域での別々の細胞の間の相互作用を観察するために使用することができる。
【００１３】
生物組織のマイクロアレイ
このチップベース装置は、生物組織マイクロアレイ（ＴＭＡ）を形成するために多重化することができる。ＴＭＡは通常、高処理能力の組織学的研究に使用されるが、しかし現有のＴＭＡでは固定生物細胞の薄い部分が利用される。本発明の装置も、またより薄い生物組織および生存可能な機能性生物組織という利点を有した類似の用途に使用可能である。この利点により、例えば、以下のような多くの応用例が与えられる。
【００１４】
（ｉ）生存可能な生物組織の部分は、凍結保存可能であり、商業的に売り出される。この方式で保存された生存可能な機能性生物組織により、実験用生物組織小片の保管品による入手が可能であり、細胞または生物組織の単離の必要性を回避できる。これにより、組織学的研究のみならず、機能性研究も可能になる。
【００１５】
（ｉｉ）全体の生物組織を均一に染色することができないため、薄い部分が伝統的に好まれていた。微細針潅流を使用する本発明では、この問題は解消される。
細胞培養類縁体
試料源として肝臓を使用する以外に、本発明の技術は肺臓および腎臓のような身体の別器官に対して拡張できる。過去において、身体の細胞培養類縁体（ＣＣＡ）は、異なる身体の重要部分から得た実質細胞を含有する細胞培養フラスコを使用して生体外で作成されていた。最近、チップベースのＣＣＡも生理学的に代表的な流速およびせん断力という利点を有して導入された（シン（Ｓｉｎ）ら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ、第２０巻、３３８〜３４５ページ（２００４年））。同様なＣＣＡは本発明の技術、即ち、例えば肝臓、肺臓および腎臓のような身体の重要部分から代表的な生物組織薄片を単離し、これらの生物組織薄片を微細針経由のインターフェイスで接続する本技術を使用して作成できる。以前の設計と比較して、この生物組織ベースのＣＣＡの利点は、実質細胞および非実質細胞で構成される、高度にバイオミミクリ細胞の構築体の利用にある。
【００１６】
大きな生物組織構築体のエンジニアリング
微細針の密度および長さを調節して、本発明者は、生物組織薄片を培養でき、現状で可能なものより、はるかに大きい寸法（より厚い、およびよい大きい）の生物組織の構築を設計した。本発明の培養形態（静的または動的のどちらか）において、１ｍｍより大きな生物組織または生物組織の構築体は、生物組織構築体のこれらの断片を通しての物質移動が制限されるために急速に崩壊するのが代表的である。微細針を介する潅流は、寸法が１ｍｍより大きい生物組織または生物組織構築体の細胞の機能を有効にし、生物組織の構造的完全さを保持するために正確に制御して栄養剤を供給し代謝廃棄物を除去できる。
【００１７】
シリコンの微細加工微細針およびＰＤＭＳチャンバーは、生分解性ポリマーで置き換えられる。多孔性の生分解性材料の利用により、生物組織の生細胞が多孔性構造体の中で成長しそこを占有することが可能になり、これにより、小さい生物組織の薄片を大きな生物組織の厚板形状に成長することが可能になる。生分解性材料は、生物組織薄片をカプセルに入れる前に幹細胞または祖先細胞で種蒔きされることができる。この構成において、幹細胞または祖先細胞は細胞源を増殖のために供給でき、そして肝臓薄片は細胞に対して分化のための信号を出す。より大きな生物組織の厚板に成長するために上記方法を使用して、その方法は、損傷した器官部品を代替するためのバイオ人口肝臓またはその他の生物組織の設計応用に使用することができる。
【００１８】
ここで使用した見出し（例えば、「発明の背景」および「発明の要約」のようなもの）は、発明の開示の中の題材を一般的な構成にすることだけを目的とし、本発明の開示または発明の態様の制限を目的とする物ではない。特に、「発明の背景」に開示された題材は、発明の対象範囲内の技術の態様を挙げるかもしれないが、従来技術の復唱を構成するのではない。「発明の要約」に開示された題材は、本発明の完全な適用範囲またはそのあらゆる実施形態の徹底的なまたは完全な開示では無い。
【００１９】
ここでの参照の引用は、これらの参照が従来技術であること、またはここで開示した本発明の特許性の全てに関連することの承認を構成するのではない。本明細書に引用した全ての参照は、それらの全体を参照により本願に取り込む。
【００２０】
本発明の実施形態に示している記述および特定の実施例は、例証だけの目的を意図し、本発明の適用範囲の制限を意図しない。さらに、特徴を述べている多数の実施形態の復唱は、追加的な特徴があるその他の実施形態、または言及された特徴の異なった組み合わせを取り込んだその他の実施形態、を除外することを目的としない。特定の実施例は、組成物の作り方、使用法、および活用法および本発明の方法の例示を目的として提供される。そして、他に明確な言及がなければ、本発明にある実施態様が持つまたは持たない、作成したまたは試験をしたという陳述であるとは意図しない。
【実施例】
【００２１】
以下の実施例は、本発明の例証を目的とし、発明の有効範囲を制限する目的ではない。
（第１実施形態）
トリパンブルーを使用した潅流の研究
厚い生物組織薄片の長期間の生物組織培養は、常に生物組織薄片の組織エンジニアリングにおける至高の目標である。厚い生物組織薄片は、良好な組織形態と機能性を有すると示されている（シゲマツ（Ｓｈｉｅｇｅｍａｔｓｕ）ら、Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ａｎｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ、第６９巻、１１９〜１４３ページ（２０００年））、しかし培養存続期間は物資移動限界により限定される。動的培養の利用により、物質移動は高められるが、生物組織は機械的侵食や損傷を受ける。生物組織薄片をアガロースに埋め込むことで生物組織を保護すると示され、これにより生存能力および機能性が生物組織の生存期間延長まで改善される（ノナカ（Ｎｏｎａｋａ）ら、Ｃｅｌｌ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  第１２巻、４９４〜４９８ページ（２００３年））。本実施例により、単動ミクロ化針が静的および埋めこみ条件下で厚い肝臓薄片を潅流するためにどのように使用されるかが例証される。
【００２２】
３７℃の４％ホルマリンで潅流された肝臓に、フェノバルビトン・ナトリウムを使用して麻酔をかけ、０．５ｍＬのヘパリンを注射したオスのウィスターラットから開削した。肝臓サンプルから生物組織の筒体を、モータ駆動の生物組織穴あけ装置の８ｍｍ直径の穴あけ用具を使用して調製した。生物組織薄片を、ビブラトーム（ＤＴＫ−１０００、ペルコ国際、レディング市、米国）を使用して２ｍｍに精密カットした。１０％トリパンブルー染色液を、２ｍｍ厚さの生物組織の中に図１に示した構成を使用して潅流した。
【００２３】
図２に、トリパンブルーで５分潅流された２ｍｍ厚さの生物組織を示す。図２（ｃ）に見られるように、染料は特に針の穿孔点で生物組織の全断面に浸透した。同様な構成を使用して、潅流が１時間行われた場合、生物組織の全体がトリパンブルーで染色された（図３）。単動針使用により物質移動効率の増進が示めされるので、微細針配列の利用により高効率が達成され、未潅間流領域をなくすことができる。
【００２４】
（第２実施形態）
潅流により、Ｒｈｏ  ６Ｇを使用して肝臓薄片の生存能力との相互関係を研究した。栄養剤および廃棄物の除去の物質移動の増進は、しばしば生細胞よび生物組織の生存能力および機能性の向上と相互関連がある。実施例１には、どのようにして、単動微細針が存在する微細血管とのインターフェイスによる接続に使用され、そしてそれにより類洞経路を通して潅流するかが例証される。本実施例は、肝臓薄片の生存能力に対する改善した潅流と物質移動の間の相互関係を例証することを目的とする。
【００２５】
４℃のＵＷ溶液で潅流された肝臓に、フェノバルビトン・ナトリウムを使用して麻酔をかけ、０．５ｍＬのヘパリンを注射したオスウイスターラット（体重約２５０ｇ）から開削した。肝臓サンプルから生物組織の筒体を、モータ駆動の生物組織穴あけ装置の８ｍｍ直径の穴あけ用具を使用して調製した。生物組織薄片を、クラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）スライサー（アラバマ研究開発（Ａｌａｂａｍａ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、ドイツ）を使用して３００μｍに精密カットした。薄片を、図４に図示したように静的条件および揺動条件（リーマン（Ｌｅｅｍａｎ）ら、Ｔｏｘｉｃｉｔｙ  ｉｎ  Ｖｉｔｒｏ、第９巻、２９１〜２９８ページ（１９９５年））下で培養した；１００Ｕ／ｍＬペニシリンで栄養補助したＨｅｐａｔｏｚｙｍ−ＳＦＭ（Ｇｉｂｃｏラボラトリーズ）、１００ｕｇ／ｍＬストレプトマイシン、０．１ｕＭデキサメタゾン、２０ｎｇ／ｍＬ  ＥＧＦ  および１００ｕＭインスリン。両システムを、３７℃、９５％Ｏ２，  ５％ＣＯ２で保温培養した。生物組織を、−１時間（予備培養前）、０時間（予備培養後）、３時間、６時間および２４時間の間隔で保温培養から取り出し、ＭＴＴを使用して分析試験した。固定化肝臓サンプルを、実施例に記述されたのと同様な方法を使用して得た。生物組織薄片を、クラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）スライサー（アラバマ研究開発（Ａｌａｂａｍａ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、ドイツ）を使用して３００μｍ、またはビブラトーム（ＤＴＫ−１０００、ペルコ国際、レディング市、米国）を使用して２ｍｍ、に精密カットした。２ｍＬの１００μＭ  Ｒｈｏ６Ｇ染料を、図１に示されたような装置を使用して２ｍｍ厚さの生物組織の中に潅流した。拡散性研究を、静的および揺動条件下で３００μｍおよび２ｍｍの薄片を３ｍＬの１００μＭ  ６Ｇの中の保温培養で行った。染色された薄片を、共焦点顕微鏡（ツアイス（Ｚｅｉｓｓ）ＬＳＭ５１０）の下で、１０倍対物レンズを使用し、励起波長および発光波長をそれぞれ５４３ｎｍおよび５６５ｎｍにして像作成した。各々の生物組織薄片に対して、７６光学セクションのスタックを２μｍ増分毎に捕獲した（各スタックの全体厚さは１５０μｍ）。
【００２６】
図５の中で、揺動条件下の保温培養が生物組織の生存、特に２４時間培養で生存を改善することが観察される。改善された生存能力は、図６に例示したようにＲｈｏ６Ｇを使用した類似の拡散性調査により生物組織中への栄養剤の拡散と関連付けることができる。この図には、静的および揺動的の両条件に対して保温培養１時間後で染料の生物組織中への浸透があることが示される。静的条件では、染料は、生物組織の表面から短い距離で集積しているように見え、従って薄くて高い蛍光放射層が与えられる。比較の揺動システムでは、染料の浸透は多く拡散していて、低い強度だが厚い蛍光放射層という結果になる。
【００２７】
この相互関係を使用して、２ｍｍ厚さの肝臓薄片の針潅流における同様な拡散性研究を（図７に例示したように）行った。微細針の使用により、染料が少なくとも揺動システムに匹敵する深さに浸透可能な結果が示される。これは生物組織の上面および底面の両方で厚い広がった蛍光放射層で例証される。針潅流は、揺動システムと比較して厚い生物組織の部分を潅流できるという顕著な利点も有する。図７（ｃ）および（ｄ）に示されるように、針潅流された生物組織の上面層は均一に染色されるが、揺動培養された生物組織は非常に薄く染色される。
【００２８】
上記研究により、単動ミクロサイズの針は、生物組織薄片に存在する微細血管とのインターフェイスによる接続に使用可能であり、従って栄養剤配送および廃棄物除去のために効率よく潅流することができる。効率は、微細針の配列統合により更に増進することができる。さらに、微細針の潅流により、厚い生物組織に対する物質移動限界を無くしたプラットフォームが提供され、その結果、厚い生物組織部分の生存が長期間の培養に渡って改善される。
【００２９】
オプションとしてＰＤＭＳチャンバー中に生物組織を埋め込むことにより、例えば、生物組織の表面を機械的磨耗および損傷から保護し、崩壊生物組織に終わる事がありうる表面からのアポトーシス信号を減少することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
微細針チャンバーを使用した潅流
実施例１および実施例２には、単動微細針を使用する肝臓薄片の潅流が示めされる。本実施例では、組み立てられた微細針チャンバーを使用する肝臓薄片の潅流が例示される。
【００３１】
方法論
微細針チャンバーの組み立て。微細針チャンバーは４部品で構成される（図８）。
部品１―  ベース：この部品は２２ｍ×２２ｍｍのカバースリップおよびＰＤＭＳ膜を支持するよう設計される。
【００３２】
部品２―  ＰＤＭＳ膜：この膜は８ｍｍの生物組織薄片を支持するよう設計される。
部品３―  微細針プラットフォーム：４針で構成される微細針配列がこのプラットフォームの中にＣＮＣ製作される。
【００３３】
部品４―  トップカバー：トップカバーはチャンバーを封じ込め、そして潅流循環路に結合できるよう設計される。
微細針チャンバーおよびその組み立ての概略表示は図９に示したようである。チャンバーはＭ４ネジを使用して一緒に固定され、そして図１０に示したように潅流循環路に結合される。液剤は、ぜん動ポンプ（Ｐ−１、アマーシャム（Ａｍｅｒｓｈａｍ））により液溜から揚水され、中央部の入り口を経由してチャンバーに入り、その脇の出口経由で排出され、そして液溜に戻る。
【００３４】
拡散性研究
肝臓薄片を、ウイスターラット（２５０―３００ｇ）からＵＷ溶液潅流した肝臓を開削して調製し、クラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）スライサー（アラバマ研究開発（Ａｌａｂａｍａ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、ドイツ）を使用して９００μｍにスライスする。３ｍＬの１００μＭローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）６Ｇ染料または１０％トルパンブルーを、９００μｍ厚さの生物組織薄片の中に、上記セットアップを使用して１時間潅流した。静的試験の対照物を、９００μｍの生物組織薄片を３ｍＬのローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）６Ｇの中で保温培養して準備した。ローダミン６Ｇ染色した薄片を、共焦点顕微鏡（ツアイス（Ｚｅｉｓｓ）ＬＳＭ５１０）の下で、１０倍対物レンズを使用し、励起波長および発光波長をそれぞれ５４３ｎｍおよび５６５ｎｍにして画像作成した。各々の生物組織薄片に対して、７６光学セクションのスタックを２μｍ増分毎に捕獲した（各スタックの全体厚さは１５０μｍ）。
【００３５】
図１１は、９００μｍの肝臓薄片に微細針チャンバーを使用して１０％トリパンブルーを潅流した拡散性試験結果を示す。図１１ａで示されるように生物組織の上面は完全に潅流され、一方生物組織の底面（図１１ｂ）は部分的に潅流される。この生物組織の断面（図１１ｃおよび１１ｄに示されるように）により、染料は生物組織のより深い層に侵入していることが示される（注：図中の小矢印で指示したように幾つかの領域はまだ潅流されていない）。
【００３６】
潅流システムのローダミン（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ）６Ｇの拡散性研究および静的培養の結果は図１２に示される。微細針の潅流システムを使用する生物組織中への拡散により、染料は肝臓薄片中に侵入していることが示される。静的培養と比較して、微細針のシステムにおける染料の侵入は、より多く拡散し静的培養よりもより深く侵入していると観察される。
【００３７】
本実施例により、微細針配列を微細針チャンバーに組み立て製作し、厚い生物組織薄片を潅流するために利用する可能性が示される。拡散性研究により、染料の侵入が静的培養と比較して改善され、従って物質移動における向上を例証することが示される。
【００３８】
本願に引用した全ての参照は、そっくり参照により本明細書に取り込む。本明細書中の参照についての議論は、それらの著者によりなされた主張を単に要約することを目的とし、どの参照も特許性に関連する従来技術を制定しないことが承認される。出願人は、引用した参照の正確さおよび適切さを問う権利を保有する。
【００３９】
熟練した本技術分野の技術者は、以下に記述する図面が例証目的だけであることを理解する。図面が、どんな形であれ本教示内容の範囲を制限することを目的としない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１に使用される、本発明の例示システムである。
【図２】単動の３０Ｇ針を使用して１０％トリパンブルーで５分間潅流した、２ｍｍ厚さの生物組織薄片の図である。（ａ）生物組織の上面、（ｂ）生物組織の下面、（ｃ）針穿孔点での生物組織の横断平面。
【図３】単動の３０Ｇ針を使用して１０％トリパンブルーで５分間潅流した、２ｍｍ厚さの生物組織薄片の図である。（ａ）生物組織の底面（完全潅流した）、（ｂ）生物組織の上面、（ｃ）断面概略図、（ｄ）Ａ（Ｌ）の断面、（ｅ）Ａ（Ｍ）の断面、（ｆ）Ｂ（Ｍ）の断面、および（ｇ−ｈ）Ｂ（Ｒ）の断面。
【図４】保温培養システムの図であり、（ａ）静止システム、（ｂ）揺動運動の器官培養。
【図５】ＭＴＴアッセイを用いる、異なった保温培養システムの影響（静止システムおよび揺動システム）の図である。薄片を、ＵＷ溶液で潅流され、クラムディーク（Ｋｒｕｍｄｉｅｃｋ）スライサーを使用して３００μｍに精密カットし、１時間予備培養した。
【図６】共焦顕微鏡を用いて（励起：５４３ｎｍおよび発光：５６０ｎｍ）捕獲した、１００ｕＭロー６Ｇで染色した厚さ３００μｍの生物組織の図である。各スタックは２μｍ毎に捕獲された１５０μｍの光切片である。（ａ）および（ｃ）は揺動条件下で染色され、そして（ｂ）および（ｄ）は静止拡散条件下で染色された。（ａ−ｂ）の画像は生物組織の底面層から、そして（ｃ−ｄ）は生物組織の上面層から得た。
【図７】共焦顕微鏡を用いて（励起：５４３ｎｍおよび発光：５６０ｎｍ）捕獲した、１００ｕＭロー６Ｇで染色した厚さ２ｍｍの生物組織の図である。各スタックは２μｍ毎に捕獲された１５０μｍの光切片である。（ａ）および（ｃ）は単動針潅流を使用して染色され、そして（ｂ）および（ｄ）は揺動条件下で染色された。（ａ−ｂ）の画像は生物組織の底面層から、そして（ｃ−ｄ）は生物組織の上面層から得た。（ａ−ｂ）の画像は生物組織の底面層から、そして（ｃ−ｄ）の画像は生物組織の上面層から得た。
【図８】ａ）微細針のチャンバーの構成要素、ｂ）パート１-ベース、ｃ）パート２―ＰＤＭＳ膜、ｄ）パート３―微細針のプラットフォーム、ｅ）パート４―トップカバーの図である。
【図９】微細針装置の概略図および組立図である。
【図１０】セットアップした微細針装置である。
【図１１】１０％トリパンブルーで潅流した９００μｍの肝臓薄片の図であり、（ａ）肝臓薄片の上面、（ｂ）肝臓薄片の底面であり、断面のカッテイング線を示してある、（ｃ）肝臓薄片の左側（Ｌ）、（ｄ）肝臓薄片の右側（Ｒ）。小矢印は潅流で取り残した領域を示す。
【図１２】１０％トリパンブルーで潅流した９００μｍの肝臓薄片の図であり、（ａ）肝臓薄片の上面、（ｂ）肝臓薄片の底面であり、断面のカッテイング線を示してある、（ｃ）肝臓薄片の左側（Ｌ）、（ｄ）肝臓薄片の右側（Ｒ）。小矢印は潅流で取り残した領域を示す。
【図１】
2008515457.tif 000003
【図２】
2008515457.tif 000004
【図３】
2008515457.tif 000005
【図４】
2008515457.tif 000006
【図５】
2008515457.tif 000007
【図６】
2008515457.tif 000008
【図７】
2008515457.tif 000009
【図８】
2008515457.tif 000010
【図９】
2008515457.tif 000011
【図１０】
2008515457.tif 000012
【図１１】
2008515457.tif 000013
【図１２】
2008515457.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月7日(2006.8.7)
【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】
生物組織を包蔵するチャンバー、
チャンバーと結合した液剤流出口、
チャンバーと結合した液剤流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、前記末口は前記流入口の周囲に位置決めされ、生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備える生物組織システム。
【請求項２】
前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が前記生物組織を通して液剤の連続流れを設けるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記連続流れが生体内の血流動態流量と実質的に等価である流量を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記連続流れが前記生体内の血流動態圧力と実質的に等価である圧力を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記連続流れが所定の設定値に調節可能である、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記連続流れの再循環流れを設けるように構成されている再循環システムを更に備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記チャンバーを区画するハウジングを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ハウジングはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜および／または生分解性ポリマーを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
一個以上の前記微細針が流体的に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
トップカバー、
前記一個以上の前記微細針を備える微細針部分、および
ベースを更に備え、
前記微細針部分は前記トップカバーと前記ベースとの間に結合され、前記チャンバーが、前記トップカバー、微細針部分、および前記ベース部の結合により形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記生物組織を支持するよう構成される膜部分をさらに備え、前記膜部分が微細針部分と前記ベース部分との間に配置される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
一個以上の前記微細針がシリコンおよび／または生分解性ポリマーを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記生物組織が副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、子宮組織からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記流入口、前記チャンバー、および前記流出口が、前記生物組織を通して液剤の連続流れを設けるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
複数のチャンバーにより前記ハウジングが区画され、前記チャンバーの各々が一個以上の生物組織を包蔵するように構成され、前記チャンバーの各々が複数の前記チャンバーと流体的に結合した一個以上の流入口および一個以上の流出口を含むハウジングであって、
一個以上の微細針が各々の前記流入口および前記チャンバーと関連し、前記微細針の各々がそれぞれ末口およびベースエンドを備え、前記末口は連合した前記流入口の周囲に位置決めされ、一個以上の前記生物組織の一部分の中に液剤を注入するように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１６】
ベースエンドを更に含む一個以上の前記ミクロニードルであって、前記チャンバーが前記トップカバー、前記ミクロニードル部分および前記ベースによって区画される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
チャンバーにより包蔵される生物組織を灌流する方法であって、該方法は、前記生物組織の一部分の中に液剤を注入する工程を含み、前記液剤は微細針を通って注入される、方法。
【請求項１８】
前記生物組織を通して液剤を連続的に流す工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記液剤を再循環する工程を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記生物組織が肝臓組織であり、前記液剤が類洞の中に注入される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記生物組織が、副腎、膀胱、脳、結腸、眼、心臓、腎臓、肝臓、肺臓、卵巣、膵臓、前立腺、皮膚、小腸、脾臓、胃腸、精巣、胸腺、腫瘍、および子宮組織からなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記液剤が酸素化液剤である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記液剤が栄養素を含有する液剤である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記液剤が、成長因子、分化因子、代謝物、ホルモンからなる群から選択される因子を所定量含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記液剤が複数の微細針を通して注入されるる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
二個以上の前記複数微細針が流体的に結合される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記注入工程は、前記チャンバーと流体的に結合して流入口の周囲に位置する末口を備える微細針で生物組織の一部分に接触する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＭＤＳ）膜と部材との間に埋め込む工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記部材がカバースリップである、請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
前記生物組織を膜の中に封じ込める工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項３１】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記生物組織をポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜の中に部分的に埋め込む工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項３３】
前記方法は生物組織を培養する方法であり、前記再循環工程は、前記チャンバーと流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３４】
前記チャンバーが膜を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項３５】
前記膜が生分解性材料を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記膜がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）膜を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記再循環工程は、前記チャンバーと流体的に結合した流出口の周囲の生物組織の出口液剤を受け取る工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３８】
前記生物組織が予め保存された生物組織である、請求項１７に記載の方法。
【請求項３９】
予め保存された前記生物組織が凍結保存された生物組織である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記方法は、チャンバーにより包蔵される前記生物組織に及ぼす因子の影響を分析する方法であり、生物組織の一部分の中に注入される液剤が前記因子を備え、前記方法は、前記因子の影響を測定するための分析評価工程を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項４１】
前記因子が、化合物、酸素分圧、温度、およびせん断流れからなる群から選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記分析評価工程が生物組織を顕微鏡分析する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記顕微鏡分析工程は、細胞ストレス、因子毒性、細胞生存能力、および細胞死亡からなる群から選択されるサインの存在を確定する工程を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記分析評価工程は、前記生物組織を組織化学的に染色する工程を含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記分析評価工程は、生体分子の分泌または代謝を測定する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記分析評価工程は、タンパク質の発現または活性化を測定する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
前記分析評価工程は、酸素分圧、温度、またはせん断流れを測定する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
前記分析評価工程は、代謝物の細胞内水準を測定する工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記分子が尿素またはアンモニアである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記部分が類洞を備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項５１】
前記タンパク質が、肝臓アルブミン、βガラクトシダーゼ、サイトクロームＰ４５０からなる群から選択される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記生物組織に一個以上の核酸を導入する工程を更に含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
前記生物組織に一個以上の病原菌を感染させる工程を更に含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】
一個以上の前記病原菌が、バクテリア、ウイルス、および酵母菌からなる群から各々独立して選択される、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
一個以上の前記核酸の各々が、アルブミン、βガラクトシダーゼ、サイトクロームＰ４５０、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、Ｎ−アセチルトランスフェラーゼからなる群から独立して選択される核酸である、請求個５２に記載の方法。
【請求項５８】
前記因子の前記効果が、
（ａ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の吸収；
（ｂ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞における因子または分析物質の分布；
（ｃ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の代謝；
（ｄ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞の細胞膜に対する因子または分析物質の通過性；
（ｅ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞による因子または分析物質の排泄または分泌；および
（ｆ）前記生物組織の少なくとも一個の細胞に対する因子または分析物質の毒性；
からなる群から選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項５９】
前記分析評価工程はバイオイメージング工程を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項６０】
前記バイオイメージング工程は共焦点顕微鏡検査を実行する工程を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記バイオイメージング工程は多光子顕微鏡検査を実行する工程を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
前記因子が蛍光標識である、請求項４０に記載の方法。
【請求項６３】
前記方法が前記チャンバーにより包蔵された前記生物組織を成育する方法である、請求項１７に記載の方法。
【請求項６４】
前記生物組織を幹細胞または前駆細胞とともに共培養する工程を更に含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記幹細胞または前駆細胞の細胞分化を促進するように分化信号を供給する工程を更に含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記生物組織が予め保存された生物組織である、請求項６３に記載の方法。
【請求項６７】
予め保存された前記生物組織が凍結保存された生物組織である、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記供給工程が前記液剤に前記分化信号を追加する工程を含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６９】
前記液剤が培養液である、請求項６３に記載の方法。
【請求項７０】
前記液剤は成長因子の有効量を含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項７１】
一個以上の生物組織を包蔵するために少なくとも一個のチャンバー、
少なくとも一個の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流出口、
少なくとも一個の前記チャンバーに流体的に結合した一個以上の流入口、および
各々が末口を備える一個以上の微細針であって、一個以上の流入口の周囲に末口が位置決めされ、一個以上の生物組織の一個以上の部分の中に液剤を注入するように構成されている微細針、
を備えた生物組織システムにおける使用のために構成された一個以上の前記生物組織を備えるキット。
【請求項７２】
一個以上の前記生物組織が、前記生物組織システムにおける使用のために構成された一個以上の前記チャンバーにより包蔵される、請求項７１に記載のキット。
【国際調査報告】
2008515457.tif 000015
2008515457.tif 000016
2008515457.tif 000017