(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養膜と、該細胞培養膜に固着する基材と、を備える細胞培養器具であって、
前記細胞培養膜は、熱硬化性樹脂であるポリウレタンによって形成されると共に、前記基材に接する側の面を含む少なくとも一方の面において開口する複数の細孔を有する多孔質膜であり、
前記基材は、熱可塑性樹脂によって形成されており、
前記細胞培養膜と前記基材との接触部において、該接触部で開口する前記細胞培養膜の前記細孔の内部に、前記基材の一部が延出した膨出部を備え、
前記細胞培養膜の厚さは、０．１〜１００μｍである
細胞培養器具。
【請求項２】
細胞培養膜と、該細胞培養膜に固着する基材と、を備える細胞培養器具であって、
前記細胞培養膜は、熱硬化性樹脂であるポリウレタンによって形成されると共に、前記基材に接する側の面を含む少なくとも一方の面において開口する複数の細孔を有する多孔質膜であり、
前記基材は、熱可塑性樹脂によって形成されると共に、厚さが０．０５〜０．５ｍｍであって、環状の枠体部を有する環状シートであり、
前記細胞培養膜と前記基材との接触部において、該接触部で開口する前記細胞培養膜の前記細孔の内部に、前記基材の一部が延出した膨出部を備え、
前記細胞培養膜は、前記環状シートである前記基材の中央部に形成される開口部を塞ぐように、前記枠体部において前記基材と固着している
細胞培養器具。
【請求項３】
請求項１または２に記載の細胞培養器具であって、
前記基材を構成する前記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、 ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、 ポリスルフォン、ポリクロロトリフルオロエチレン 、およびポリ乳酸から選択される樹脂である
細胞培養器具。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の細胞培養器具であって、
前記細胞培養膜は、前記基材に接する側の面における平均細孔径が０．１〜１００μｍである
細胞培養器具。
【請求項５】
請求項２に記載の細胞培養器具であって、さらに、
前記基材を保持する基台を備え、
前記基材と前記基台とは、係合により組み合わされている
細胞培養器具。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の細胞培養器具であって、
前記細胞培養膜が有する前記複数の細孔の少なくとも一部は、前記細胞培養膜を膜厚方向に貫通する貫通孔であり、
前記基材は、前記熱可塑性樹脂によって形成されて、前記細胞培養膜の両面の各々に配置される第１および第２の基材部を備え、
前記第１の基材部と前記細胞培養膜との接触部、および、前記第２の基材部と前記細胞培養膜との接触部の双方において、該接触部で開口する前記細胞培養膜の前記細孔の内部に、各々の前記基材部の一部が延出した膨出部を備える
細胞培養器具。
【請求項７】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の細胞培養器具であって、
前記細胞培養膜が有する前記複数の細孔の少なくとも一部は、前記細胞培養膜を膜厚方向に貫通する貫通孔であり、
前記基材は、前記熱可塑性樹脂によって形成されて、前記細胞培養膜の両面の各々に配置される第１および第２の基材部を備え、
前記第１および第２の基材部は、前記細胞培養膜における前記第１および第２の基材部との前記接触部で開口する前記貫通孔を介して、前記第１および第２の基材部のうちの少なくともいずれか一方から延出する前記膨出部によって互いに接続されている
細胞培養器具。
【請求項８】
細胞培養膜と、該細胞培養膜に固着する基材と、を備える細胞培養器具の製造方法であって、
前記細胞培養膜として、熱硬化性樹脂であるポリウレタンによって形成されると共に、少なくとも一方の面において開口する複数の細孔を有する多孔質膜を用意する第１の工程と、
前記基材として、熱可塑性樹脂によって形成される基材を用意する第２の工程と、
前記基材において、前記細胞培養膜と固着すべき領域を含む領域の表面部分を昇温させて、前記基材を構成する熱可塑性樹脂を溶融あるいは軟化させる第３の工程と、
前記第３の工程と同時、あるいは、前記第３の工程の後に、前記細胞培養膜における前記複数の細孔が開口する面と、前記基材における溶融あるいは軟化した部分とが接するように、前記細胞培養膜と前記基材とを重ねて押圧し、前記基材を構成する溶融あるいは軟化した前記熱可塑性樹脂によって、前記基材から前記細胞培養膜の前記細孔内に延出する膨出部を形成する第４の工程と、
を備える細胞培養器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養器具およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
細胞培養技術は、創薬、再生医療などの種々の分野で有用な技術として近年注目されている。足場依存性の細胞を培養する際には、一般に、細胞の足場となる基材である細胞培養膜が用いられる。このような細胞培養膜を用いて細胞培養を行なう際には、例えば細胞培養膜を補強して細胞培養膜の取扱いを容易化する等の目的のために、従来、細胞培養膜を基材に固定した細胞培養器具が用いられてきた。
【０００３】
細胞培養膜を基材に固定する方法としては、例えば、粘着テープや接着剤を用いる方法が考えられる。しかしながら、これらの方法においては、粘着テープや接着剤に含まれる添加剤が培養液中に溶け出し、培養に影響を与える可能性がある。このような培養に影響を与える添加剤の培養液中への混入を抑制しつつ、細胞培養膜を基材に固定する方法としては、細胞培養膜と基材の両者を熱可塑性樹脂で形成すると共に、熱や超音波振動を利用して両者を溶着させる方法が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２０５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、細胞培養膜と基材とを溶着により固定する場合には、溶着時の加熱によって基材と共に細胞培養膜が膨潤する。そして、その後に降温して溶着が完了する際には、基材と共に細胞培養膜が収縮することにより、溶着部の近傍で細胞培養膜の変形（突っ張りや皺の発生等）が生じ、細胞培養膜の培養面における平坦性が損なわれる可能性がある。細胞培養膜において、培養面の平坦性の低下は、培養細胞に影響する可能性があり、細胞培養時に培養条件のノイズとなり得る。このような場合には、培養条件を十分に一定にすることができないことにより、解析結果のばらつき等の不都合を引き起こす可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、細胞培養膜と、該細胞培養膜に固着する基材と、を備える細胞培養器具が提供される。この細胞培養器具において、前記細胞培養膜は、熱硬化性樹脂によって形成されると共に、前記基材に接する側の面を含む少なくとも一方の面において開口する複数の細孔を有する多孔質膜であり；前記基材は、熱可塑性樹脂によって形成されており；前記細胞培養膜と前記基材との接触部において、該接触部で開口する前記細胞培養膜の前記細孔の内部に、前記基材の一部が延出した膨出部を備えている。
この形態の細胞培養器具によれば、細胞培養膜と基材との固着の強度を高めることができると共に、細胞培養器具を用いて細胞培養を行なった時に、培養細胞に影響を与える可能性のある物質の培養液中への溶出を抑えることができる。また、細胞培養膜と基材の双方を熱可塑性樹脂によって形成して両者を溶着させる場合とは異なり、細胞培養膜の形状が維持されているため、基材との固着の動作に起因する細胞培養膜の強度低下を抑えることができる。さらに、細胞培養膜を熱硬化性樹脂によって形成することで、基材との固着時における細胞培養膜の変形が抑えられるので、細胞培養膜の膜精度（膜の平坦性）を維持することができ、膜精度の低下に起因する細胞培養条件のばらつきを低減することができる。
【０００８】
（２）上記形態の細胞培養器具において、前記細胞培養膜を構成する前記熱硬化性樹脂は、ポリウレタンであることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、柔軟で細胞培養に適した多孔質膜である細胞培養膜を、より容易に得ることができる。
【０００９】
（３）上記形態の細胞培養器具において、前記基材を構成する前記熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、 ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、 ポリスルフォン、ポリクロロトリフルオロエチレン 、およびポリ乳酸から選択される樹脂であることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、細胞培養の際に、培養細胞に影響を与える物質の培養液中への溶出を抑えることができる。
【００１０】
（４）上記形態の細胞培養器具において、前記細胞培養膜の厚さは、０．１〜１００μｍとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、柔軟で細胞培養に適した多孔質膜によって細胞培養膜を構成することができる。
【００１１】
（５）上記形態の細胞培養器具において、前記細胞培養膜は、前記基材に接する側の面における平均細孔径が０．１〜１００μｍであることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、柔軟で細胞培養に適した多孔質膜によって細胞培養膜を構成することができる。
【００１２】
（６）上記形態の細胞培養器具において、前記基材は、厚さが０．０５〜０．５ｍｍであって、環状の枠体部を有する環状シートであり；前記細胞培養膜は、前記環状シートである前記基材の中央部に形成される開口部を塞ぐように、前記枠体部において前記基材と固着していることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、基材による細胞培養膜の補強が容易になると共に、細胞培養器具を用いて細胞培養を行なった後に、細胞培養膜から基材を取り外すことなく、細胞培養膜上の培養細胞を観察することが可能になる。
【００１３】
（７）上記形態の細胞培養器具において、さらに、前記基材を保持する基台を備え、前記基材と前記基台とは、係合により組み合わされていることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、細胞培養器具を用いて細胞培養を行なった後に、基材と基台との間を容易に分離することができ、細胞培養膜上の培養細胞を観察する動作を簡素化することができる。
【００１４】
（８）上記形態の細胞培養器具において、前記細胞培養膜が有する前記複数の細孔の少なくとも一部は、前記細胞培養膜を膜厚方向に貫通する貫通孔であり；前記基材は、前記熱可塑性樹脂によって形成されて、前記細胞培養膜の両面の各々に配置される第１および第２の基材部を備え；前記第１の基材部と前記細胞培養膜との接触部、および、前記第２の基材部と前記細胞培養膜との接触部の双方において、該接触部で開口する前記細胞培養膜の前記細孔の内部に、各々の前記基材部の一部が延出した膨出部を備えることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、細孔として貫通孔を有する細胞培養膜を、一対の基材部によって補強することができると共に、細胞培養膜と一対の基材部との間の固着の強度を確保することができる。
【００１５】
（９）上記形態の細胞培養器具において、前記細胞培養膜が有する前記複数の細孔の少なくとも一部は、前記細胞培養膜を膜厚方向に貫通する貫通孔であり；前記基材は、前記熱可塑性樹脂によって形成されて、前記細胞培養膜の両面の各々に配置される第１および第２の基材部を備え；前記第１および第２の基材部は、前記細胞培養膜における前記第１および第２の基材部との前記接触部で開口する前記貫通孔を介して、前記第１および第２の基材部のうちの少なくともいずれか一方から延出する前記膨出部によって互いに接続されていることとしてもよい。この形態の細胞培養器具によれば、細孔として貫通孔を有する細胞培養膜を、一対の基材部によって補強することができると共に、細胞培養膜と一対の基材部との間の固着の強度を確保することができる。
【００１６】
（１０）本発明の他の形態によれば、細胞培養膜と、該細胞培養膜に固着する基材と、を備える細胞培養器具の製造方法が提供される。細胞培養器具の製造方法は、前記細胞培養膜として、熱硬化性樹脂によって形成されると共に、少なくとも一方の面において開口する複数の細孔を有する多孔質膜を用意する第１の工程と；前記基材として、熱可塑性樹脂によって形成される基材を用意する第２の工程と；前記基材において、前記細胞培養膜と固着すべき領域を含む領域の表面部分を昇温させて、前記基材を構成する熱可塑性樹脂を溶融あるいは軟化させる第３の工程と；前記第３の工程と同時、あるいは、前記第３の工程の後に、前記細胞培養膜における前記複数の細孔が開口する面と、前記基材における溶融あるいは軟化した部分とが接するように、前記細胞培養膜と前記基材とを重ねて押圧し、前記基材を構成する溶融あるいは軟化した前記熱可塑性樹脂によって、前記基材から前記細胞培養膜の前記細孔内に延出する膨出部を形成する第４の工程と；を備える。
この形態の細胞培養器具の製造方法によれば、細胞培養膜と基材との固着の強度を高めることができると共に、製造した細胞培養器具を用いて細胞培養を行なった時に、培養細胞に影響を与える可能性のある物質の培養液中への溶出を抑えることができる。また、細胞培養膜と基材の双方を熱可塑性樹脂によって形成して両者を溶着させる場合とは異なり、細胞培養膜の形状が維持されているため、基材との固着の動作に起因する細胞培養膜の強度低下を抑えることができる。さらに、細胞培養膜を熱硬化性樹脂によって形成することで、基材との固着時における細胞培養膜の変形が抑えられるので、細胞培養膜の膜精度（膜の平坦性）を維持することができ、膜精度の低下に起因する細胞培養条件のばらつきを低減することができる。
【００１７】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、細胞培養膜の保持方法、あるいは細胞培養器具を用いた細胞培養方法等の形態で実現することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の細胞培養器具によれば、細胞培養膜と基材との固着の強度を高めることができると共に、細胞培養器具を用いて細胞培養を行なった時に、培養細胞に影響を与える可能性のある物質の培養液中への溶出を抑えることができる。また、細胞培養膜と基材の双方を熱可塑性樹脂によって形成して両者を溶着させる場合とは異なり、細胞培養膜の形状が維持されているため、基材との固着の動作に起因する細胞培養膜の強度低下を抑えることができる。さらに、細胞培養膜を熱硬化性樹脂によって形成することで、基材との固着時における細胞培養膜の変形が抑えられるので、細胞培養膜の膜精度（膜の平坦性）を維持することができ、膜精度の低下に起因する細胞培養条件のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】細胞培養器具の構成を模式的に表わす斜視図である。
【図２】細胞培養器具の組み立ての様子を説明するための分解斜視図である。
【図３】細胞培養膜の概略構成を示す断面模式図である。
【図４】細胞培養器具の製造方法を表わす工程図である。
【図５】細孔内に形成される膨出部に関する説明図である。
【図６】細胞培養器具を表わす分解斜視図である。
【図７】細孔内に形成される膨出部に関する説明図である。
【図８】細胞培養器具の構成を表わす分解斜視図である。
【図９】細胞培養器具を用いて両面培養する様子を表わす断面模式図である。
【図１０】細胞培養器具の概略構成を表わす断面模式図である。
【図１１】細胞培養器具の概略構成を表わす分解斜視図である。
【図１２】細胞培養器具の使用態様を示す断面模式図である。
【図１３】細胞培養器具の外観の概略を示す斜視図である。
【図１４】固着に係る試験を行なった結果を示す説明図である。
【図１５】ポリウレタン多孔質膜と基材とを固着させる様子を模式的に示す説明図である。
【図１６】ポリウレタン多孔質膜と基材の積層体の断面を観察した結果を示す説明図である。
【図１７】ポリウレタン多孔質膜と基材の積層体の断面を観察した結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１の実施形態：
Ａ−１．細胞培養器具の全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態である細胞培養器具１０の構成を模式的に表わす斜視図であり、図２は、細胞培養器具１０の組み立ての様子を説明するための分解斜視図である。細胞培養器具１０は、細胞培養膜１５と基材２０とを備える。
【００２１】
細胞培養膜１５は、略円形の多孔質膜である。また、図２に示すように、基材２０は、中央部に円形の穴部２６を有する環状のシートとして形成されている。基材２０の穴部２６の外周の直径は、細胞培養膜１５の外周の直径よりも小さく形成されており、基材２０の外周の直径は、細胞培養膜１５の外周の直径とほぼ同じ長さとなっている。本実施形態の細胞培養器具１０では、穴部２６が細胞培養膜１５によって塞がれるように基材２０上に細胞培養膜１５を配置して、両者を固着している。なお、ここで「基材２０と細胞培養膜１５とが固着している」とは、細胞培養器具１０を用いて細胞培養を行なう一連の動作において、基材２０と細胞培養膜１５との間の相対的な位置が変化することなく一体性を保持するように、互いに結合していることをいう。本実施形態は、基材２０と細胞培養膜１５との間の固着の態様に特徴がある。
【００２２】
Ａ−２．細胞培養膜の構成：
細胞培養膜１５は、細胞培養を行なう際に培養細胞の足場となる膜であり、本実施形態では、熱硬化性樹脂によって形成されている。細胞培養膜１５を構成する熱硬化性樹脂は、例えば、ポリウレタン、ポリウレア、シリコーン樹脂 、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、およびポリイミドから選択される樹脂とすることができる。
【００２３】
図３は、細胞培養膜１５の概略構成を示す断面模式図である。細胞培養膜１５は、少なくとも一方の面において開口する複数の細孔３０を有する多孔質膜である。すなわち、細胞培養膜１５は、少なくとも一方の面において複数の凹凸が形成されている。細胞培養膜１５は、第１の面である表面２２と、第２の面である裏面２４とを有し、上記した複数の細孔３０は、いずれも少なくとも表面２２において開口している。表面２２における細孔３０の平均細孔径は、例えば、０．１〜１００μｍとすればよい。ここで、細胞培養膜１５の細孔３０の平均細孔径とは、細胞培養膜１５の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して求めた値である。具体的には、細胞培養膜１５の表面を１０００倍に拡大したＳＥＭ像の特定の視野において、観察される全ての細孔の最大長を測定し、測定した値の平均値を求めればよい。なお、上記最大長とは、孔に外接する四角形の辺の長さの最大値をいう。平均細孔径の値を上記範囲とすることで、細胞培養膜１５における柔軟性および強度を両立することが容易になる。ただし、細胞培養膜１５の表面２２における平均細孔径は、０．１μｍ未満とすることも可能であり、１００μｍを超えることも可能である。
【００２４】
また、細胞培養膜１５の膜厚は、例えば、０．１〜１００μｍとすればよい。ここで、細胞培養膜１５の膜厚とは、細胞培養膜１５の表面２２に形成された凹凸における凸部の最も高い位置と裏面２４との距離を指す。このような膜厚とすることで、細胞培養膜１５における柔軟性および強度を両立することが容易になる。ただし、細胞培養膜１５の膜厚は、０．１μｍ未満とすることも可能であり、１００μｍを超えることも可能である。
【００２５】
複数の細孔３０は、表面２２のみで開口していてもよく、また、少なくとも一部は裏面２４でも開口する貫通孔であってもよい。図３（Ａ）に示す細胞培養膜１５ａは、全ての細孔３０が、表面２２のみで開口している。図３（Ｂ）に示す細胞培養膜１５ｂおよび図３（Ｃ）に示す細胞培養膜１５ｃは、一部の細孔３０が、裏面２４でも開口する貫通孔である。本実施形態の細胞培養膜１５は、細孔３０が開口する表面２２において、基材２０と固着している。
【００２６】
また、細胞培養膜１５としては、例えば、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、膜厚方向には単一の細孔３０が存在する膜を用いることができる。このような細孔３０の内壁は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、全体として略曲面状に形成してもよい。あるいは、細孔３０は、図３（Ｃ）に示すように不定形状であってもよい。細胞培養膜１５としては、種々の形状の細孔３０が形成された膜を用いることが可能であるが、膜厚方向に単一の細孔３０が存在する多孔質膜は、細胞培養膜として優れている。
【００２７】
細胞培養膜１５として、膜の厚さ方向に貫通する多数の細孔を有する多孔質膜を用いる場合には、後述するように両面で異なる種類の細胞を培養して、異種細胞間の相互作用を解析することが可能になる。そのため、膜を厚さ方向に貫通する貫通孔（例えば単一の細孔によって膜を厚さ方向に貫通する貫通孔）の形成が容易であること、弾性および強度が優れていること、その結果、柔軟で細胞培養に適した多孔質膜が得やすいこと、等の観点から、細胞培養膜１５は、特にポリウレタンによって形成することが望ましい。
【００２８】
細胞培養膜１５として用いる多孔質ポリウレタン膜は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、ポリエーテルポリオール等のポリオールと、芳香族イソシアネート等のイソシアネートと、希釈溶剤とを含む未硬化ポリウレタン原料を用意する。その後、成膜用基板上に、用意した未硬化ポリウレタン原料の層を形成する。そして、未硬化ポリウレタン原料の層に対して水蒸気を供給しながらポリウレタン原料の層を硬化させることにより、ポリウレタン多孔質膜が得られる。
【００２９】
具体的には、未硬化ポリウレタン原料の層の露出面側から水蒸気が供給されると、ポリウレタン原料中のイソシアネートと水蒸気とが反応して二酸化炭素が生じることにより、硬化途中のポリウレタンが発泡して（孔が形成されて）多孔質化する。ここでは、水蒸気がポリウレタンの発泡剤として機能している。なお、発泡剤である水蒸気が露出面側から供給されることにより、露出面側から孔形成が進行するため、通常は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ポリウレタン多孔質膜では露出面側（表面２２側）で開口する孔が形成される。
【００３０】
未硬化ポリウレタン原料の層に対して水蒸気を供給する具体的な方法としては、例えば、水を入れた密閉容器内において、成膜用基板上の未硬化ポリウレタン原料の層の露出面が水に対向するように、未硬化ポリウレタン原料の層を配置する。そして、密閉容器内を所定の温度に維持して飽和蒸気圧にする。これにより、未硬化ポリウレタン原料の層の表面から水蒸気が供給されて、ポリウレタン原料中のイソシアネートと水蒸気とが反応して二酸化炭素を生じる。また、ポリオールとイソシアネートとによって硬化反応が進行する。
【００３１】
なお、上記した水蒸気の供給を伴う硬化反応における反応温度、反応時間、硬化時に供給する水蒸気の量、およびポリウレタン原料の組成から選択される条件を調節することにより、ポリウレタン多孔質膜の形状を制御することが可能になる。上記条件を調節することにより、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示したように、表面２２よりも裏面２４に近い側の内壁面である底面において、細胞培養膜１５の膜厚方向に垂直な横断面における中央部に近づくにしたがって裏面２４との距離が次第に小さくなる細孔３０を形成することができる。図３（Ａ）では、細胞培養膜１５ａの膜厚方向に垂直な横断面における細孔３０の中心軸を中心軸Ｏとして表わし、この中心軸Ｏに近づくほど、細孔３０の底面と裏面２４との距離が小さくなる様子を矢印で示している。
【００３２】
また、細胞培養膜１５として用いる熱硬化性樹脂から成る多孔質膜は、使用に先立って、細胞に対する親和性を高めるための処理（例えば基材表面を親水化する処理等）を適宜行なってもよい。ただし、ポリウレタン多孔質膜は、一般に、このような表面処理を行なうことなく培養細胞の足場として用いることが可能である。
【００３３】
Ａ−３．基材の構成：
基材２０は、細胞培養膜１５に固着されて細胞培養膜１５を補強するための部材であり、中央部に円形の穴部２６を有する環状のシートとして形成されている。図２に示すように、基材２０は、環状の枠体部２８と、枠体部２８の外周の特定部位から径方向外側に向かって突出する突起部２７とを備えている。突起部２７は、ピンセット等で基材２０を把持するための構造であり、これにより、細胞培養膜１５および培養細胞に触れることなく細胞培養器具を取り扱うことが容易になる。なお、基材２０は、上記突起部２７を有しないこととしてもよい。
【００３４】
基材２０の厚さは、例えば、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。このようにすれば、基材２０による細胞培養膜１５の補強が容易になると共に、細胞培養器具１０を用いて細胞培養膜１５上で細胞培養を行なった後に、基材２０から細胞培養膜１５を取り外すことなく、細胞培養膜１５上の培養細胞を観察することが可能になる。すなわち、基材２０が顕微鏡観察等の妨げになることがなく、観察の際に細胞培養膜１５の取扱いが容易になる。ただし、基材２０の厚さは、０．０５ｍｍ未満とすることも可能であり、０．５ｍｍを超えることも可能である。
【００３５】
本実施形態では、基材２０は、熱可塑性樹脂によって形成されている。基材２０は、通常は、細胞培養膜１５を用いて細胞培養を行なう際には、細胞培養膜１５と共に培養液中に浸漬して用いる。そのため、基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、細胞培養の際に、培養細胞に影響を与える物質が培養液中に溶出する量が、許容できる程度に充分に少ない樹脂であればよい。また、基材２０は、細胞培養のために細胞培養器具１０を培養液中に浸漬させたときに、細胞培養器具１０を培養液中で浮遊させない比重を有する材料により形成すればよい。これらの観点から、基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、 ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、 ポリスルフォン、ポリクロロトリフルオロエチレン 、およびポリ乳酸から選択される樹脂とすることができる。
【００３６】
本実施形態では、後述するように、基材２０を細胞培養膜１５に固着する際には、基材２０の表面を昇温させることにより溶融あるいは軟化させて、基材２０と細胞培養膜１５とを重ねて押圧し、基材２０を構成する溶融あるいは軟化した熱可塑性樹脂を、細胞培養膜１５の細孔３０内に延出させる。そのため、基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、細胞培養膜１５を構成する熱硬化性樹脂の分解温度よりも低く、細胞培養膜１５の分解・劣化が抑えられる温度範囲において、溶融あるいは軟化することにより、押圧時に細孔３０内に延出することができればよい。
【００３７】
このような観点から、基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７２１０の定義に従い、ガラス転移温度＋５０℃の温度条件にて測定したメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）、または融点＋５０℃の温度条件にて測定したＭＦＲが、２．１６Ｋｇ荷重にて０．０１ｇ／１０分以上である樹脂とすることができる。ＭＦＲの値が上記範囲よりも小さい場合には、熱可塑性樹脂の分子量が大きく昇温時の流動性が低いことにより、基材２０を構成する熱可塑性樹脂を細孔３０内に延出させることが困難になる可能性がある。なお、上記した熱可塑性樹脂のガラス転移温度、あるいは融点とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１の「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の定義に基づき求められる温度である。
【００３８】
また、基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、軟化点温度が２５０℃以下の樹脂とすることができる。軟化点温度が上記温度範囲よりも高い場合には、熱可塑性樹脂において細孔３０内に延出可能となる流動性を実現するためには、基材２０を昇温させるべき温度が高くなりすぎて、細胞培養膜１５を構成する熱硬化性樹脂が劣化する可能性があるからである。なお、上記軟化点温度とは、ＪＩＳ  Ｋ７２０６に記載のビカット軟化点温度の定義に基づき求められる温度である。
【００３９】
また、基材２０を構成する熱可塑性樹脂が、例えばポリプロピレン（ＰＰ）である場合には、平均分子量を１０，０００〜５００，０００とすることが望ましい。上記範囲よりも平均分子量が大きい場合には、樹脂を溶融あるいは軟化させた時の流動性が不十分となって、細孔３０内に延出させることが困難になる可能性があり、上記範囲よりも平均分子量が小さい場合には、基材２０を成形した後の形状保持が困難化する可能性があるためである。
【００４０】
Ａ−４．細胞培養器具の製造方法：
図４は、細胞培養器具１０の製造方法を表わす工程図である。細胞培養器具１０を製造する際には、まず、既述した細胞培養膜１５および基材２０を用意する（ステップ１００）。その後、基材２０上に細胞培養膜１５を配置する（ステップＳ１１０）。ここで、細胞培養膜１５の細孔３０が、一方の面のみで開口する場合には、細孔３０が開口する面と基材２０とを接触させる。また、細胞培養膜１５の細孔３０の少なくとも一部が貫通孔である場合にも、表面における細孔の開口部の割合がより大きい側の面と、基材２０とを接触させることが望ましい。
【００４１】
その後、基材２０が溶融あるいは軟化する温度にまで基材２０を昇温させつつ、基材２０と細胞培養膜１５とを積層方向に押圧して、両者を固着させ、細胞培養器具１０を完成する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０では、基材２０における細胞培養膜１５との接触面の表面部分が溶融あるいは軟化する温度にまで基材２０を昇温させることで、溶融あるいは軟化した熱可塑性樹脂が押圧によって基材２０の細孔３０内に延出する。その結果、基材２０が降温した後には、延出した熱可塑性樹脂から成る膨出部が細孔３０内に形成されて、基材２０と細胞培養膜１５とが固着される。
【００４２】
図５は、細孔３０内に形成される膨出部２５に関する説明図である。図５（Ａ）は、細胞培養膜１５の断面を模式的に表わす図であり、図５（Ｂ）は、細胞培養膜１５に基材２０を固着した後の様子を表わす断面模式図である。図５に示す細胞培養膜１５は、一部の細孔３０が貫通孔となっている多孔質膜である。図５（Ａ）では、４つの細孔３０ａ〜３０ｄが示されている。また、図５（Ａ）では、各細孔３０ａ〜３０ｄの深さを、各々、ｈ１〜ｈ４として示している。なお、細孔３０の深さとは、成膜用基板と接する細胞培養膜１５の裏面２４に平行な面であって、表面２２に形成された凹凸における凸部の最も高い位置を通る面を仮想表面としたときに、この仮想表面から、各細孔３０の最も深い位置（細孔壁面のうちで最も仮想表面から離間する位置）までの距離をいう。細孔３０ａ，３０ｃのような貫通孔では、細孔の深さは細胞培養膜１５の膜厚に等しくなる。
【００４３】
図５（Ｂ）は、上記各細孔３０ａ〜３０ｄ内に基材２０の一部が延出して、各細孔内に膨出部２５が形成される様子を表わす。図５（Ｂ）では、各膨出部２５の浸入深さをｌ１〜ｌ４として示している。なお、膨出部２５の浸入深さとは、既述した仮想表面から、各膨出部２５の最も突出した位置（膨出部表面のうちで最も仮想表面から離間する位置）までの距離をいう。図５（Ｂ）の細孔３０ａに形成された膨出部２５では、浸入深さが膜厚ｍと等しくなっている。
【００４４】
本実施形態の細胞培養器具１０において、「細胞培養膜１５の細孔３０内に膨出部２５が形成されている」とは、以下の状態を指す。すなわち、細胞培養膜１５と基材２０との接続部位の断面を１０００倍に拡大して走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、任意に選択した視野内において、各細孔３０の深さを測定し、最も深い細孔３０の深さ（最高深さ）を特定する。細胞培養膜１５が貫通孔を有していれば、最高深さは膜厚ｍとなる。また、各々の細孔３０内に形成された膨出部２５の浸入深さを測定する。このとき、浸入深さが上記最高深さの３０％以上である膨出部２５が形成された細孔３０の割合が、視野内の細孔３０の総数の３０％以上であれば、「細胞培養膜１５の細孔３０内に膨出部２５が形成されている」ものとする。
【００４５】
また、浸入深さが上記最高深さの３０％以上である膨出部２５が形成された細孔３０の割合が、視野内の細孔３０の総数の５０％以上であることが望ましく、視野内の細孔３０の総数の８０％以上であることが、さらに望ましい。また、浸入深さが上記最高深さの５０％以上である膨出部２５が形成された細孔３０の割合が、視野内の細孔３０の総数の３０％以上であることが望ましく、５０％以上であることがより望ましく、８０％以上であることがさらに望ましい。また、浸入深さが上記最高深さの８０％以上である膨出部２５が形成された細孔３０の割合が、視野内の細孔３０の総数の３０％以上であることが望ましく、５０％以上であることがより望ましく、８０％以上であることがさらに望ましい。これにより、細胞培養膜１５と基材２０との間の固着強度を高めることができる。
【００４６】
ステップＳ１２０において基材２０を昇温させる動作は、膨出部２５が形成され得る程度に、基材２０における細胞培養膜１５と固着すべき領域を含む領域の表面部分を、溶融あるいは軟化させることができればよい。このような昇温の動作は、ヒータ、熱板、赤外線等を用いた加熱により行なってもよく、あるいは、超音波を利用した加熱により行なってもよい。ステップＳ１２０における昇温時の温度、および加圧時に印加する圧力は、基材２０を構成する熱可塑性樹脂の流動性が昇温により増加する程度や、細胞培養膜１５を構成する熱硬化性樹脂の耐熱温度等を考慮して、既述したように細孔３０内に膨出部２５が形成されるように、適宜設定すればよい。なお、加圧時に印加する圧力は、加圧により、細胞培養膜１５における細孔３０を含む構造が実質的に損傷しない圧力とすればよい。
【００４７】
なお、図４において、ステップＳ１００が、「課題を解決するための手段」に記載した「第１の工程」および「第２の工程」に相当する。また、ステップＳ１２０は、「課題を解決するための手段」に記載した「第３の工程」および「第４の工程」を含む。
【００４８】
このようにして製造した細胞培養器具１０は、例えば、細胞培養用のプレートのウエル内に配置して、ウエル内を培養液で満たすと共に、細胞培養膜１５の面上に、所望の細胞を播種して用いればよい。このとき、細胞を播種する面は、細孔３０が開口する側の面（表面２２）とすればよい。細胞培養器具１０を取り扱うときには、基材２０における枠体部２８または突起部２７を把持すればよい。また、細胞培養の後には、細胞培養膜１５を基材２０から取り外すことなく、そのまま顕微鏡観察（例えば共焦点マイクロレーザスコープによる観察）に供することができる。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態の細胞培養器具１０、および細胞培養器具の製造方法によれば、細胞培養膜１５と基材２０との接触部において、接触部で開口する細胞培養膜１５の細孔３０の内部に、基材２０の一部が延出した膨出部２５を形成するため、細胞培養膜１５と基材２０との固着の強度を高めることができる。このとき、固着のために接着剤等を用いる必要がないため、細胞培養器具１０を用いて細胞培養を行なった時に、培養細胞に影響を与える可能性のある物質の培養液中への溶出を抑えることができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、溶着等により細胞培養膜と基材とを固着する場合と異なり、細胞培養膜１５の強度低下を抑え、膜精度（膜の平坦性）を維持することができる。すなわち、細胞培養膜と基材とを固着させる方法としては、本実施形態のように、細胞培養膜を熱硬化性樹脂により形成し、基材を熱可塑性樹脂により形成して、細孔内に膨出部を設ける方法の他、細胞培養膜と基材の双方を熱可塑性樹脂により形成して、両者を熱溶着させる方法も考えられる。しかしながら、細胞培養膜と基材の双方を熱可塑性樹脂により形成して両者を熱溶着させる場合には、基材に加えて細胞培養膜も、溶着時に溶融する。このように、基材と細胞培養膜の双方が溶融する状態で押圧力を加えると、溶着部位において細胞培養膜が平坦化して薄くなり、膜強度が低下して、細胞培養器具全体の耐久性低下などの不都合を生じる。また、溶着に伴う昇温と降温によって細胞培養膜が膨張および収縮することにより、溶着部の近傍で細胞培養膜の変形（突っ張りや皺の発生等）が生じ、細胞培養膜の培養面における平坦性が損なわれる可能性がある。細胞培養膜において、培養面の平坦性の低下は、培養細胞に影響して培養条件のノイズとなり、解析結果のばらつき等の不都合を引き起こす可能性がある。これに対して、本実施形態の細胞培養器具１０のように、細胞培養膜１５を熱硬化性樹脂で形成して、熱可塑性樹脂から成る基材２０のみを溶融あるいは軟化させて固着させる場合には、固着部位においても細胞培養膜１５の形状が維持されるため、膜強度の低下を抑制できる。また、固着時における細胞培養膜の膨張・収縮を抑制できるため、細胞培養膜１５における望ましくない変形を抑えて膜精度（膜の平坦性）を維持することができる。
【００５１】
なお、既述したように、細胞培養膜１５をポリウレタンによって構成する場合には、成膜の際に硬化および多孔質化を行なう際の条件を調節することによって、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図５に示すように、細孔３０の内壁を全体として略曲面状に形成することができる。このような構成とすれば、基材２０を構成する熱可塑性樹脂が細孔３０内に延出しやすくなり、膨出部２５の形成がより容易になる。また、このような場合には、上記条件を調節することにより、細孔３０において表面２２に平行な断面における径を比較したときに、開口部の直径が、細孔３０のより深い位置における径よりも小さくなるように、細孔３０を形成することができる。このように、開口部がすぼまった形状の細孔３０を有する細胞培養膜１５を用いる場合には、細孔３０内に膨出部２５を形成したときに、いわゆるアンカー効果によって、細胞培養膜１５に対する基材２０の固着力を高めることができる。
【００５２】
Ｂ．第２の実施形態：
図６は、第２の実施形態としての細胞培養器具１０を表わす分解斜視図である。第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。第２の実施形態の細胞培養器具１０は、図１に示す第１の実施形態の細胞培養器具１０と同様の外観を有しているが、基材として、基材部２０ａ，２０ｂを備える点が異なっている。すなわち、第２の実施形態では、図１および２に示す細胞培養器具１０における基材２０と同様の基材部２０ａに加えて、さらに、熱可塑性樹脂によって形成されて枠体部２８から成る基材部２０ｂを備え、これら一対の基材によって細胞培養膜１５を挟持している。細胞培養膜１５が有する細孔３０の少なくとも一部が貫通孔の場合には、一対の基材部で細胞培養膜１５を挟持することにより、基材部２０ａと細胞培養膜１５との接触部、および、基材部２０ｂと細胞培養膜１５との接触部の双方において、接触部で開口する細胞培養膜１５の細孔３０の内部に各々の基材部の一部が延出した膨出部２５を形成することができる。あるいは、基材部２０ａ，２０ｂを、細孔３０（貫通孔）を介して、基材部２０ａ，２０ｂのうちの少なくともいずれか一方から延出する膨出部２５によって互いに接続させることができる。このような構成としても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５３】
なお、「基材部２０ａと細胞培養膜１５との接触部、および、基材部２０ｂと細胞培養膜１５との接触部の双方において、接触部で開口する細胞培養膜１５の細孔３０の内部に各々の基材部の一部が延出した膨出部２５が形成されている」（以下、条件Ａと呼ぶ）とは、以下を意味する。すなわち、基材部２０ａと細胞培養膜１５との接触部、および、基材部２０ｂと細胞培養膜１５との接触部の双方のそれぞれにおいて、第１の実施形態で説明した「細胞培養膜１５の細孔３０内に膨出部２５が形成されている」ことに係る規定を満たすことをいう。
【００５４】
また、「基材部２０ａ，２０ｂが、細孔３０（貫通孔）を介して、基材部２０ａ，２０ｂのうちの少なくともいずれか一方から延出する膨出部２５によって互いに接続されている」（以下、条件Ｂと呼ぶ）とは、以下を意味する。すなわち、細胞培養膜１５と基材部２０ａ，２０ｂの各々との接続部位の断面を１０００倍に拡大して走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、任意に選択した視野内の全ての細孔３０において、少なくともいずれか一方の基材部から延出する膨出部２５によって基材部２０ａと基材部２０ｂとが接続されているか否かを判断する。そして、膨出部２５によって基材部２０ａと基材部２０ｂとが接続されている細孔３０の割合が、視野内の細孔３０の総数の３０％以上であれば、「基材部２０ａ，２０ｂが、細孔３０（貫通孔）を介して、基材部２０ａ，２０ｂのうちの少なくともいずれか一方から延出する膨出部２５によって互いに接続されている」ものとする。視野内の細孔３０の総数の５０％以上の細孔３０において、基材部２０ａ，２０ｂ間が膨出部２５によって接続されていることが望ましく、視野内の細孔３０の総数の８０％以上の細孔３０において、基材部２０ａ，２０ｂ間が膨出部２５によって接続されていることがさらに望ましい。
【００５５】
図７は、第２の実施形態の細胞培養器具１０において、細孔３０内に形成される膨出部２５の様子を図５と同様に示す説明図である。図７において、貫通孔である細孔３０ａでは、基材部２０ａから延出する膨出部２５ａが、基材部２０ｂに接している。すなわち、膨出部２５ａの浸入深さｌ１が、膜厚と等しくなっている。このような状態は、既述した条件Ｂに対応する状態である。また、図７において、貫通孔である細孔３０ｃでは、基材部２０ａから延出する膨出部２５ａと、基材部２０ｂから延出する膨出部２５ｂとが接している。すなわち、膨出部２５ａの浸入深さｌ３と、膨出部２５ｂの浸入深さｌ３’の合計が、膜厚と等しくなっている。このような状態は、既述した条件Ａに対応する状態である。
【００５６】
基材部２０ａ，２０ｂを構成する熱可塑性樹脂の種類や、細胞培養膜１５が有する貫通孔の径を含む形状、あるいは、ステップＳ１２０における昇温温度等の条件によって、貫通孔内で形成される膨出部２５の形状は変化する。既述した条件Ａおよび条件Ｂのいずれかが成立することにより、細胞培養膜１５と、基材部２０ａ，２０ｂとの間の固着の強度を確保することができる。
【００５７】
第２の実施形態の細胞培養器具１０を製造する際には、各々の基材部と細胞培養膜１５との間の、昇温および加圧を伴う固着の動作は、同時に行なってもよく、連続して順次行なってもよい。すなわち、各々の基材部に係るステップＳ１１０およびステップＳ１２０の動作を、同時に行なってもよく、基材部ごとに、ステップＳ１１０およびステップＳ１２０の動作を行なってもよい。
【００５８】
なお、第２の実施形態において、基材部２０ａ，２０ｂの厚さの合計は、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。このようにすれば、基材部２０ａ，２０ｂによる細胞培養膜１５の補強が容易になると共に、細胞培養器具１０を用いて細胞培養膜１５上で細胞培養を行なった後に、基材部２０ａ，２０ｂから細胞培養膜１５を取り外すことなく、細胞培養膜１５上の培養細胞を観察することが可能になる。ただし、基材部２０ａ，２０ｂの厚さの合計は、０．０５ｍｍ未満とすることも可能であり、０．５ｍｍを超えることも可能である。
【００５９】
Ｃ．第３の実施形態：
図８は、第３の実施形態の細胞培養器具１１０の構成を表わす分解斜視図である。第３の実施形態の細胞培養器具１１０は、第１の実施形態または第２の実施形態における細胞培養器具１０を備えている。第３の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。ただし、本実施形態では、第１の実施形態または第２の実施形態における細胞培養器具１０については、細胞培養膜構造体１０と呼ぶ。
【００６０】
第３の実施形態の細胞培養膜構造体１０が備える細胞培養膜１５において、細孔３０の少なくとも一部は貫通孔である。第３の実施形態の細胞培養器具１１０は、細胞培養膜１５の各々の面に細胞を播種して両面培養するための器具である。細胞培養器具１１０は、細胞培養膜構造体１０の他に、外筒１１と、第１の内筒１２と、第２の内筒１３とを備える。
【００６１】
外筒１１は、筒状の部材であって、軸線方向(高さ方向)に延びるスリット１１ａが形成されている。外筒１１は、例えば、樹脂材料やゴムにより形成することができる。外筒１１は、高さ方向にスリット１１ａを設けることにより、径方向に弾性変形可能となる材料により形成すればよい。外筒１１の内壁において、高さ方向の中央部付近には、軸方向に垂直な横断面の径が急激に変化する段差部１１ｂが設けられている。
【００６２】
第１の内筒１２は、筒状の部材であって、外筒１１よりも高さが低く形成されている。また、外筒１１における軸線方向に垂直な横断面の径は、細胞培養膜構造体１０の枠体部２８の外周の径とほぼ同じとなっている。第１の内筒１２の一方の端部には、この一方の端部の開口を跨ぐように、開口の外周の異なる位置間を連結した第１の把持部１２ｈが設けられている。具体的には、第１の把持部１２ｈは、第１の内筒１２の軸線上で交わる２本の線分状、すなわち、上面視が十字形状となるように形成されている。第１の内筒１２は、例えば、樹脂材料やガラスにより形成することができる。第１の内筒１２は、後述するように、外筒１１内に嵌め込まれて外筒１１の内壁面から径方向内側に向かう力が加えられたときに、実質的に変形しない剛性を有する部材とすることができる。
【００６３】
第２の内筒１３は、第１の内筒１２よりも一回り小さい外径を有する筒状の部材であって、外筒１１よりも高さが低く形成されている。第２の内筒１３は、第１の内筒１２と同様の材料により形成することができる。第２の内筒１３の一方の端部には、第１の内筒１２に設けた第１の把持部１２ｈと同様の第２の把持部１３ｈが設けられている。
【００６４】
なお、細胞培養器具１１０は、細胞培養を行なう際には培養液中に浸漬して用いるため、外筒１１、第１の内筒１２、および第２の内筒１３は、培養細胞に影響し得る物質（例えば、金属イオン等の成分）が培養液中に実質的に溶出しない材料により形成すればよい。また、外筒１１、第１の内筒１２、および第２の内筒１３は、細胞培養器具１１０を培養液中で浮遊させない比重を有する材料により形成することが望ましい。外筒１１、第１の内筒１２、および第２の内筒１３を樹脂により形成する場合には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から選択される樹脂を用いることができる。
【００６５】
外筒１１、第１の内筒１２、第２の内筒１３、および細胞培養膜構造体１０を用いた細胞培養器具１１０の組み立て方法は、図８に示すとおりである。すなわち、細胞培養器具１１０を組み立てる際には、まず、第１の内筒１２の他方の端部（第１の把持部１２ｈを有しない側の端部）上に、細胞培養膜構造体１０を載置する。
【００６６】
その後、第１の内筒１２を、細胞培養膜構造体１０を載置した側から、細胞培養膜構造体１０と一体で、外筒１１における径が大きい側の開口を経由して外筒１１内に挿入する。このとき、細胞培養器具１１０の突起部２７は、外筒１１のスリット１１ａから径方向外側に突出させればよい。第１の内筒１２は、第１の内筒１２上に載置した細胞培養膜構造体１０の枠体部２８が、外筒１１の内壁に設けた段差部１１ｂに当接するまで、外筒１１の内部に向かって嵌め込まれる。これにより、第１の内筒１２全体が、外筒１１内に収納される。ここで、第１の内筒１２の外径は、上記嵌め込みを行なう前の外筒１１の内径よりも大きく形成されているため、第１の内筒１２を外筒１１内に嵌め込む際には、スリット１１ａが広げられ、外筒１１は、径方向外側に弾性変形する。これにより、外筒１１から第１の内筒１２側へと、径方向内側に向かう把持力が生じると共に、外筒１１と第１の内筒１２とが隙間無く接する。このように外筒１１内で第１の内筒１２が保持されることで、細胞培養膜構造体１０は、外筒１１の内壁の段差部１１ｂと、第１の内筒１２の端部との間で保持される。上記のように第１の内筒１２の外側に嵌め込まれた外筒１１は、細胞培養器具１０を上下反転させる際にも外筒１１内における第１の内筒１２の相対的な位置が変化しない程度の把持力で、第１の内筒１２を把持する。
【００６７】
その後さらに、第２の内筒１３を、第２の把持部１３ｈを有しない側から、外筒１１における径が小さい側の開口を経由して外筒１１内に挿入する。第２の内筒１３は、第２の内筒１３の挿入方向の先端が、先に外筒１１内に配置した細胞培養膜構造体１０に当接するまで、外筒１１の内部に向かって嵌め込む。このように第２の内筒１３を嵌め込むと、第２の内筒１３における第２の把持部１３ｈが設けられた側の端部は、第２の内筒１３を挿入した側の外筒１１の開口から離間した状態となる（後述する図９の（Ａ）を参照）。ここで、第２の内筒１３の外径は、上記嵌め込みを行なう前の外筒１１の内径よりも大きく形成されており、段差部１１ｂにおける段差の大きさは、第１の内筒１２の外径と第２の内筒１３の外径の差と同等となるように設定されている。そのため、第２の内筒１３を外筒１１内に嵌め込むことにより、第２の内筒１３は、第１の内筒１２と同様に、外筒１１から径方向内側に向かう把持力によって保持される。
【００６８】
組み立てた細胞培養器具１１０を細胞培養に用いる際には、細胞培養器具１１０を、さらに細胞培養用のプレートのウエル内に入れて、ウエル内を培養液で満たせばよい。
【００６９】
図９は、細胞培養器具１１０を用いて両面培養する様子を表わす断面模式図である。図９（Ａ）は、細胞培養膜１５の一方の面（第１の内筒１２の外部に露出する面）上に細胞αを播種した様子を模式的に表わす。なお、図９では、培養液および細胞培養用プレートのウエルについては記載を省略している。細胞培養膜１５の一方の面上に細胞αを播種するには、この一方の面が鉛直方向上方を向くように細胞培養器具１１０を培養液中に浸漬した状態で、細胞培養膜１５の上記一方の面上に形成された第２の内筒１３内の空間に対して、所定量の細胞αを供給すればよい。
【００７０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の状態から、第２の内筒１３が細胞培養膜構造体１０から離間するように高さ方向（鉛直方向上方）に第２の内筒１３を引き上げた様子を表わす。このような第２の内筒１３の引き上げは、第２の把持部１３ｈを把持することで、容易に行なうことができる。図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）の状態から細胞培養器具１１０を上下反転させて、細胞αの培養面の裏面に、さらに細胞βを播種した様子を表わす。細胞培養器具１１０を上下反転させる動作も、第１の把持部１２ｈを把持して細胞培養器具１１０を吊り下げつつ引き上げることにより、容易に行なうことができる。
【００７１】
本実施形態では、第２の内筒１３は、外筒１１を押さえつつ第２の内筒１３に対して高さ方向上方の力を加えることにより、外筒１１内で第２の内筒１３を高さ方向にスライドさせて、スライドさせた位置にて保持可能となっている。このような構成は、段差部１１ｂにおける段差の大きさの他、外筒１１の内壁面と第２の内筒１３の外側面の表面粗さ、および第２の内筒１３の重量等を調節することにより、実現可能である。
【００７２】
なお、外筒１１に形成されるスリット１１ａは、細胞培養器具１１０が配置される位置を通過して軸線方向に延びている。したがって、図９（Ｂ）のように第２の内筒１３が細胞培養膜構造体１０から離間するように引き上げられると、細胞培養膜１５における細胞αの培養面上の空間は、細胞αの培養面の近傍において、スリット１１ａを介して外筒１１の外部と連通する。そのため、細胞培養器具１１０を反転させた時に、細胞αの培養面から、スリット１１ａを介して、容易にエアを抜くことができる。図９（Ｃ）では、エアが抜かれる様子を矢印で示している。これにより、最初に播種される細胞αの培養面上にエアが残留することに起因する不都合（例えば、細胞αが培養液と接触しないこと）を抑えることができる。
【００７３】
本実施形態によれば、細胞培養器具１１０を用いることで、細胞培養膜１５として厚さ方向に貫通する多数の貫通孔を有する多孔質な膜を利用して、細胞培養膜の両面において異なる種類の細胞を培養して、異種細胞間の相互作用を解析することが可能になる。このような場合には、細胞培養器具１１０を反転させるという簡便な操作により、細胞培養膜１５の各々の面に細胞を播種する動作を容易に行なうことが可能になる。
【００７４】
また、細胞培養器具１１０を構成する各部材を、係合により組み合わせて一体化しているため、嵌め込みという簡便な動作により組み立てることができる。さらに、各部材の組み付けのために接着剤を用いた接着や、溶着による固着等を行なっていないため、係合を解除することにより各部材を容易に分解することができる。そのため、培養後の細胞を観察するために細胞培養膜構造体１０を取り外す動作を容易に行なうことができる。また、細胞培養器具１１０の分解時に各部材が損傷しないため、細胞培養の後に細胞培養器具１１０を分解して得た第１の内筒１２、第２の内筒１３、および外筒１１を、容易に再利用することができる。
【００７５】
なお、「係合」とは、上記したように、接着剤のような他の物質を介在させて部材間を固着させたり、溶着のように部材間の接触部において各部材の構成材料が混合されることなく、細胞培養を行なう際に各部材の位置を固定できる状態をいう。具体的には、第３の実施形態で示したように、段差部１１ｂのような凹凸形状を利用した組み付けや、スリット１１ａを設けた外筒１１で生じる弾性力を利用した組付けの態様を挙げることができる。ただし、細胞培養器具において、細胞培養膜構造体１０を含む各部材を、「係合」以外の方法、例えば接着剤を用いる等の方法により一体化することも可能である。
【００７６】
本実施形態では、第１の内筒１２、第２の内筒１３、および外筒１１が、「課題を解決するための手段」に記載した「基台」に相当する。
【００７７】
図１０は、第３の実施形態の変形例としての、両面培養に適した細胞培養器具２１０および３１０の概略構成を表わす断面模式図である。図１０（Ａ）に示す細胞培養器具２１０は、第２の内筒１３を有しておらず、外筒１１に、第２の把持部１３ｈと同様の第３の把持部１１ｈが設けられている点が、細胞培養器具１１０とは異なっている。このような構成としても、第１の内筒１２と外筒１１の段差部１１ｂとの間で係合により細胞培養膜構造体１０を保持することで、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７８】
また、図１０（Ｂ）に示す細胞培養器具３１０は、外筒１１を有することなく、第１の内筒１２および第２の内筒１３を重ね合わせ、それらの間に細胞培養膜構造体１０を挟んで保持する点が、細胞培養器具１１０とは異なっている。また、細胞培養器具３１０では、第１の内筒１２および第２の内筒１３の横断面の径と、細胞培養膜構造体１０における枠体部２８の外周の径とが、ほぼ同じとなっている。第１の内筒１２および第２の内筒１３を、例えばガラス製部材とするなど、内筒の重量を充分に確保することで、各内筒と細胞培養膜構造体１０における枠体部２８との間の密閉性を、充分に確保することができる。このような構成としても、第１の内筒１２と第２の内筒１３との間に挟んで細胞培養膜構造体１０を保持することで、第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
Ｄ．第４の実施形態：
図１１は、第４の実施形態の細胞培養器具４１０の概略構成を表わす分解斜視図である。第４の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。細胞培養器具４１０は、細胞培養膜１５と、基材４２０を備えている。
【００８０】
基材４２０は、筒状の部材であって、第１の実施形態の基材２０と同様の熱可塑性樹脂によって形成されている。基材４２０は、軸線方向に垂直な横断面が円環状であり、この横断面の外周の径は、細胞培養膜１５の外周の径とほぼ同じとなっている。細胞培養器具４１０を製造する際には、基材４２０の一方の端部の開口を塞ぐように、基材４２０上に細胞培養膜１５を配置する。そして、第１の実施形態と同様に、基材４２０の表面部分を昇温させて、溶融あるいは軟化させると共に、重ね合わせた基材４２０と細胞培養膜１５とを押圧して、細胞培養膜１５に基材４２０を固着させる。このとき、細胞培養膜１５は、細孔３０として貫通孔を有する必要はないが、細孔３０が開口する面が基材４２０と接するように、両者を配置する。これにより、細胞培養膜１５の細孔３０の内部に、基材４２０の一部が延出した膨出部２５を形成することができる。このような細胞培養器具４１０は、例えば、基材４２０における細胞培養膜１５が固着された側を下にして、細胞培養用のプレートのウエル内に配置して用いることができる。このとき、細胞培養膜１５における細孔３０が開口する面は、基材４２０内で上向きとなる。そして、基材４２０内の細胞培養膜１５上の空間を培養液で満たすと共に、細胞培養膜１５の面上に、所望の細胞を播種して用いればよい。これにより、細胞培養器具４１０を用いて片面培養を行なうことができる。このような構成としても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８１】
図１２は、第４の実施形態の変形例としての細胞培養器具５１０の使用態様を図９と同様にして示す断面模式図である。この第４の実施形態の変形例において、第１の実施形態および第３の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。
【００８２】
細胞培養器具５１０は、第４の実施形態における細胞培養器具４１０を備えている。ただし、変形例では、第４の実施形態における細胞培養器具４１０については、細胞培養膜構造体４１０と呼ぶ。
【００８３】
細胞培養器具５１０は、両面培養用の器具であって、第３の実施形態の細胞培養器具１１０と類似する構成を有しており、細胞培養膜構造体１０および第１の内筒１２に代えて、細胞培養膜構造体４１０を有する。また、細胞培養器具５１０が備える外筒１１は、その横断面の内径の大きさがほぼ一定であり、段差部１１ｂは形成されていない。
【００８４】
細胞培養器具５１０は、図１２に示すように、図９における第１の内筒１２および細胞培養膜構造体１０を細胞培養膜構造体４１０に変更して、図９と同様の動作により両面培養に用いることができる。このような構成としても、第１および第３の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
なお、第３の実施形態における細胞培養膜構造体１０および第１の内筒１２に代えて、細胞培養膜構造体４１０を用いる構成を、第３の実施形態の変形例である図１０（Ａ）あるいは図１０（Ｂ）の構成に適用してもよい。すなわち、第２の内筒１３を有することなく、外筒１１内に細胞培養膜構造体４１０のみを配置することとしてもよい。あるいは、外筒１１を用いることなく、細胞培養膜構造体４１０と第２の内筒１３とを重ね合わせて、両面培養用の細胞培養器具を形成してもよい。
【００８６】
細胞培養膜構造体４１０を用いた上記構成によれば、細胞培養膜構造体１０および第１の内筒１２を用いる第３の実施形態に比べて、細胞培養器具を構成する部材の部品点数を削減することができる。ただし、第３の実施形態では、基材２０として第１の内筒１２とは別部材の円環状部材を用いているため、溶融あるいは軟化の温度を考慮することなく第１の内筒１２の材料の選択の自由度を高めることができるとともに、細胞培養膜１５を筒状の部材から分離して観察に供することが容易になる。
【００８７】
Ｅ．第５の実施形態：
図１３は、第５の実施形態の細胞培養器具６１０の外観の概略を示す斜視図である。第５の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。図１３（Ａ）に示すように、細胞培養器具６１０は、複数の細胞培養膜１５と、基材６２０とを備える。
【００８８】
基材６２０は、板状の部材であって、第１の実施形態の基材２０と同様の熱可塑性樹脂によって形成されている。基材６２０は、厚さ方向に貫通して円形に形成された複数の穴部２６を有している。各穴部２６の外周の径は、細胞培養膜１５の外周の径よりも一回り小さく形成されている。細胞培養器具６１０を製造する際には、基材６２０における各穴部２６を塞ぐように、各々の穴部２６上に細胞培養膜１５を配置する。そして、第１の実施形態と同様に、基材６２０における細胞培養膜１５との接触部分を昇温させて、溶融あるいは軟化させると共に、重ね合わせた基材６２０と細胞培養膜１５とを押圧して、細胞培養膜１５に基材４２０を固着させる。このとき、細胞培養膜１５は、細孔３０として貫通孔を有する必要はないが、細孔３０が開口する面が基材６２０と接するように、両者を配置する。これにより、細胞培養膜１５の細孔３０の内部に、基材６２０の一部が延出した膨出部２５を形成することができる。なお、図１３（Ａ）では、基材６２０において６つの穴部２６が設けられており、そのうちの４つの穴部２６を塞ぐように細胞培養膜１５が固着された製造途中の様子を表わしている。
【００８９】
図１３（Ｂ）は、細胞培養のために細胞培養器具６１０を用いる態様の一例を表わす。細胞培養器具６１０を用いる際には、例えば、細胞培養膜１５において細孔３０が開口する面が上向きとなるように、細胞培養器具６１０を細胞培養用のプレート内に配置する。そして、細胞培養器具６１０上において、各々の細胞培養膜１５を囲むように、筒部材６１２を配置する。筒部材６１２は、穴部２６の外周とほぼ同じ内周を有する円柱状部材であり、培養細胞に影響を与える可能性のある物質が培養液中に実質的に溶出せず、筒部材６１２の重量によって各筒部材６１２と基材６２０との間の密閉性を確保できればよい。筒部材６１２は、例えばガラス製部材とすることができる。そして、基材６２０内の細胞培養膜１５上の空間を培養液で満たすと共に、細胞培養膜１５の面上に、所望の細胞を播種して用いればよい。これにより、細胞培養器具６１０を用いて片面培養を行なうことができる。このような構成としても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９０】
このとき、筒部材６１２と基材６２０との間の密閉性が充分であれば、各筒部材６１２内で露出する細胞培養膜１５毎に、異なる培地を用いて細胞培養を行なうことができる。また、筒部材６１２と基材６２０とは、筒部材６１２の載置以外の態様により一体化してもよい。載置以外の方法で両者を固着させることも可能であるが、筒部材６１２を載置する場合には、培養した細胞を観察する際に、細胞培養器具６１０の取り外しが容易となり望ましい。基材６２０の厚さは、例えば０．０５〜０．５μｍとすることができ、このようにすれば、基材６２０による細胞培養膜１５の補強が容易になると共に、基材６２０から細胞培養膜１５を取り外すことなく、細胞培養膜１５上の培養細胞を観察することができる。ただし、基材６２０の厚さは、０．０５ｍｍ未満とすることも可能であり、０．５ｍｍを超えることも可能である。
【００９１】
なお、各穴部２６上に配置する複数の筒部材６１２は、各穴部２６の位置関係に対応する位置関係となるように、予め一体化していてもよい。また、各穴部２６ごとに別個の細胞培養膜１５を設けるのではなく、複数の穴部２６を単一の細胞培養膜でまとめて覆うこととしてもよい。
【００９２】
Ｆ．変形例：
・変形例１（製造方法の変形）：
上記各実施形態では、図４のステップＳ１２０において細胞培養膜１５に基材を固着する際に、基材を昇温させる動作と、重ね合わせた基材と細胞培養膜１５とを押圧する動作とを同時に行なったが、異なる構成としてもよい。例えば、基材における固着部位の表面を含む領域を、予め昇温させて溶融あるいは軟化させた後に、基材と細胞培養膜１５とを接触させて、両者を押圧してもよい。押圧時に、基材の表面が溶融あるいは軟化していれば、細孔３０内に膨出部２５を形成することが可能になる。
【００９３】
・変形例２（細胞培養膜の形状の変形）：
上記各実施形態では、細胞培養膜１５は円形の膜としたが、異なる構成としてもよい。この場合には、細胞培養膜１５の形状に応じて、基材の形状を適宜設定すればよい。
【００９４】
・変形例３（シート状基材の変形）：
第２の実施形態では、環状シートである基材部２０ａ，２０ｂによって基材を構成した。シート状の基材を用いる場合には、一般に、細胞培養器具において形状から表裏を区別することが困難である。そのため、第２の実施形態のように、一対のシート状の基材部を用いる場合には、各々の基材部の色を異ならせて、細胞培養器具において視認による表裏の識別を容易化してもよい。各々の基材部の色を異ならせるには、例えば、少なくとも一方の基材部を着色すればよい。基材部の着色は、例えば、基材部中に混合したときに、培養細胞に影響を与える可能性のある物質が基材部から培養液中に実質的に溶出しない顔料を用いて行なえばよい。用いる顔料としては、例えばカーボンを挙げることができる。
【００９５】
なお、基材を一対の基材部で構成する場合だけでなく、第１の実施形態のように単一のシートである基材２０によって基材を構成する場合であっても、基材２０を着色することによって細胞培養器具の表裏の視認性が高まるため、望ましい。例えば、淡色の熱可塑性樹脂を用いて基材２０を構成する場合には、基材２０の一方の面上に細胞培養膜１５を固着させても、基材２０の部分の色によって細胞培養器具の表裏を識別することは一般に困難である。これに対して、基材２０を着色して濃色化すると、細胞培養膜１５を固着させた面が淡色化するため、表裏の識別が容易となる。
【００９６】
なお、視認により細胞培養器具の表裏を識別可能であれば、基材の着色以外の方法を採用してもよい。例えば、細胞培養器具の一方の面において、視認可能な態様で特定の凹凸加工を基材表面に施してもよい。あるいは、基材において、非対称となる（表裏を識別可能となる）位置に複数の視認可能な大きさの貫通孔を設けたり、基材の外周において、非対称な凹凸形状を設けてもよい。
【００９７】
・変形例４（基材部の形状の変形）：
第２の実施形態では、環状シートである基材部２０ａ，２０ｂによって基材を構成したが、異なる形状の基材部を組み合わせて、基材を構成してもよい。例えば、第２の実施形態で用いた環状のシートである基材部と、第４の実施形態で用いた筒状の基材４２０とを組み合わせてもよい。この場合には、貫通孔を有する細胞培養膜１５を、上記した環状シートおよび筒状の基材４２０によって挟持して、加熱および加圧を行なうことによって、細胞培養膜１５の細孔３０内に、各々の基材から延出する膨出部２５を形成すればよい。また、２つの基材部によって細胞培養膜を挟持して細胞培養器具を構成する場合には、各々の基材部を構成する熱可塑性樹脂は、同種の樹脂であってもよく、異種の樹脂であってもよい。
【００９８】
単一の基材を用いる場合、および、一対の基材部によって基材を構成する場合に限らず、基材は、細胞培養膜１５を補強することができれば、枠状のシートや筒状体に限らず、いかなる形状であってもよい。基材を熱可塑性樹脂で形成し、細胞培養膜１５の細孔３０内に膨出部２５を設けるならば、既述した各実施形態と同様の効果が得られる。
【実施例】
【００９９】
図１４は、細胞培養膜に対応する熱硬化性樹脂膜と、基材に対応する熱可塑性樹脂製の部材とを用いて、固着に係る試験を行なった結果を示す説明図である。ここでは、細胞培養膜に対応する膜として、熱硬化性樹脂であるポリウレタン（ＰＵ）によって形成される膜を用いた。サンプル１〜サンプル８までの８種類の態様で、上記固着の試験を行なった結果を以下に説明する。
【０１００】
＜ポリウレタン多孔質膜＞
ポリウレタン多孔質膜は、以下のようにして作製した。すなわち、ポリウレタン多孔質膜を作製する際には、ポリオールとして、ポリエーテルポリオール（数平均分子量が約４０００、水酸基価が３７のポリプロピレンエチレンポリオール（ＰＰＧ））を用いた。また、イソシアネートとしては、２８．０質量％のイソシアネート基（ＮＣＯ）を分子末端に含有するジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）のポリオール変成体を用いた。架橋剤としては、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）を用いた。また、希釈溶剤としてはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いた。さらに、改質剤として水、具体的には超純水（ミリＱ水）を用いた。
【０１０１】
これらの原料から成る未硬化ポリウレタン原料の層を、スピンコート法によって、成膜用基板であるポリプロピレン（ＰＰ）フィルム上に形成した。その後、上記未硬化ポリウレタン原料の層に対して水蒸気を供給しながらポリウレタン原料の層を硬化させることにより、ポリウレタン多孔質膜を作製した。
【０１０２】
未硬化ポリウレタン原料の層に対する水蒸気の供給は、以下のようにして行なった。すなわち、密閉容器内に水を入れ、硬化温度（例えば６０℃）に設定した恒温槽に配置して、密閉容器内の水の温度が硬化温度に達するまで加温した。そして、密閉容器の蓋体の裏側に、未硬化ポリウレタンの層を成膜用基板ごと固定して、未硬化ポリウレタン層が密閉容器内の水に対向するように配置した。その後、密閉容器を恒温槽に戻して、硬化温度における飽和水蒸気に晒された状態で、未硬化ポリウレタン原料の層の硬化反応を行なった。
【０１０３】
このようにしてポリウレタン多孔質膜を作製する際の硬化反応における反応温度、反応時間、およびポリウレタン原料の組成から選択される条件を調節することにより、ポリウレタン多孔質膜の形状を制御することが可能になる。具体的には、上記条件を変更することにより、ポリウレタン膜に形成される細孔の径、細孔の深さ（細孔の少なくとも一部が貫通孔であるか否か）、あるいは細孔の形状等が変化する。ここでは、上記条件を種々に変化させてポリウレタン多孔質膜を作製し、得られたポリウレタン多孔質膜の膜厚および平均細孔径を測定すると共に、細孔の形状、および貫通孔の有無について確認した。そして、膜厚が２０〜３０μｍ、平均細孔径が５〜１５μｍのポリウレタン多孔質膜を選択して、各サンプルのポリウレタン多孔質膜として用いた。
【０１０４】
以下では、貫通孔である細孔が形成されているポリウレタン多孔質膜を両面膜とも呼ぶ。また、貫通孔である細孔が形成されていないポリウレタン多孔質膜を、片面膜とも呼ぶ。具体的には、ポリウレタン多孔質膜の断面を１０００倍に拡大して走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、任意に選択した視野内において、細孔の総数の１０％以上が貫通孔である膜を、両面膜とした。また、上記視野内において、貫通孔が、細孔の総数の１０％未満である膜を、片面膜とした。サンプル１〜４および６では、片面膜を用いた。また、サンプル７，８では、両面膜を用いた。なお、サンプル５については、未硬化ポリウレタン層の硬化時に水蒸気を供給することなく、細孔が形成されていない膜（平坦膜）を用いた。
【０１０５】
［サンプル１］
サンプル１では、既述したようにポリウレタン多孔質膜として片面膜を用いており、ポリウレタン多孔質膜の作製後、ポリウレタン多孔質膜から成膜用基板を剥離して用いた。基材に対応する部材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製部材を用いており、片面膜における細孔が開口する側の面と基材とを重ね合わせて、両者を固着するための動作を行なった。ポリウレタン膜と基材とを固着させるための動作を、以下、「固着処理」とも呼ぶ。また、固着処理の後の、ポリウレタン膜と基材との積層構造を、以下、「積層体」とも呼ぶ。
【０１０６】
図１５は、ポリウレタン多孔質膜（細胞培養膜１５）と基材（基材２０）とを固着させる様子を模式的に示す説明図である。固着処理は、超音波溶着機を用いて行ない、基材２０側からホーン７００（φ＝５ｍｍ）を押し当てて押圧した。これにより、ホーン７００を押し当てた基材２０側から加熱を行なった。図１５では、荷重を印加した方向を白抜き矢印にて示している。固着処理の条件は、ホーン７００によって加える荷重を３００ｇ、電流を３ｍＡ、時間を１０秒とした。
【０１０７】
固着状態の評価は、剥離試験と断面観察により行なった。剥離試験は、固着処理後の積層体において、ポリウレタン多孔質膜側から剥離を行ない、ポリウレタン多孔質膜を破損することなく剥離できれば、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着していないとして、評価を「×」とした。ポリウレタン多孔質膜を破損することなく剥離できなければ、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着しているとして、評価を「○」とした。
【０１０８】
また、断面観察は、ポリウレタン多孔質膜と基材との接続部位の断面を１０００倍に拡大して走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより行なっており、既述した「細胞培養膜１５の細孔３０内に膨出部２５が形成されている」ことについての基準を満たすか否かを判断した。上記基準を満たす場合には、細孔３０内に膨出部２５が形成されて、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着しているとして、評価を「○」とした。上記基準を満たさない場合には、細孔３０内に膨出部２５が形成されておらず、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着していないとして、評価を「×」とした。
【０１０９】
サンプル１では、剥離試験と断面観察の双方の評価結果が「○」であり、良好に固着が行なわれたことが確認できた。
【０１１０】
図１６は、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着する様子を表わす一例として、サンプル１の積層体の断面を観察した結果を示す説明図である。すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製作所製のＳ−８００）を用い、加速電圧は１５ｋＶとして、１０００倍にて観察した結果を示す。図１６では、積層体の断面を、斜め上方から観察した様子を示しており、積層体の断面と共に、画像の上方において、成膜用基板を剥離した後のポリウレタン多孔質膜の表面が観察される。図１６に示すように、ポリウレタン多孔質膜（細胞培養膜１５）の細孔内に、基材２０が延出した膨出部２５が形成される様子が観察された。
【０１１１】
［サンプル２］
サンプル２は、固着処理の条件において、ホーン７００によって加える荷重を５００ｇ、時間を５秒としたこと以外は、サンプル１と同様の条件で固着処理を行なった。サンプル１と同様にして剥離試験および断面観察を行なったところ、剥離試験および断面観察のいずれにおいても、評価結果は「○」であった。
【０１１２】
［サンプル３］
サンプル３は、固着処理の条件において、ホーン７００によって加える荷重を９００ｇ、電流を２ｍＡ、時間を５秒としたこと以外は、サンプル１と同様の条件で固着処理を行なった。サンプル１と同様にして剥離試験および断面観察を行なったところ、剥離試験および断面観察のいずれにおいても、評価結果は「○」であった。
【０１１３】
［サンプル４］
サンプル４は、固着処理の条件において、ホーン７００によって加える荷重を４５０ｇ、電流を２ｍＡ、時間を５秒としたこと以外は、サンプル１と同様の条件で固着処理を行なった。サンプル１と同様にして剥離試験および断面観察を行なったところ、剥離試験および断面観察のいずれにおいても、評価結果は「×」であった。
【０１１４】
［サンプル５］
サンプル５は、既述したように、サンプル１から４とは異なり、ポリウレタン膜として平坦膜を用いている。また、サンプル５は、固着処理の条件において、ホーン７００によって加える荷重を５００ｇとしたこと以外は、サンプル１と同様の条件で固着処理を行なった。サンプル１と同様にして剥離試験を行なったところ、評価結果は「×」であった。なお、サンプル５のポリウレタン膜は細孔を有しない平坦膜であるため、断面観察は行なわなかった。
【０１１５】
［サンプル６］
サンプル６は、基材に対応する部材として、ポリプロピレン（ＰＰ）製部材を用いた点、および、固着処理の条件において、ホーン７００によって加える荷重を２００ｇ、電流を２ｍＡ、時間を３秒としたこと以外は、サンプル１と同様の条件で固着処理を行なった。サンプル１と同様にして剥離試験および断面観察を行なったところ、剥離試験および断面観察のいずれにおいても、評価結果は「○」であった。
【０１１６】
［サンプル７］
サンプル７では、既述したようにポリウレタン多孔質膜として両面膜を用いた。サンプル７では、ポリウレタン多孔質膜の作製後、ポリウレタン多孔質膜から成膜用基板を剥離することなく、ポリウレタン多孔質膜における成膜用基板が接する面とは異なる面上に、基材に対応する部材を重ね合わせて固着処理に供した。基材に対応する部材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）製部材を用いた。固着処理の後の、成膜用基板とポリウレタン膜と基材との積層構造を、以下、「積層体」とも呼ぶ。
【０１１７】
サンプル７における固着処理は、サンプル１〜６と同様に超音波溶着と同様の手法により行なったが、超音波溶着機を用いることなく手動で行なったため、固着条件のうちの荷重は不明である。その他の条件は、電流３ｍＡ、時間１０秒とした。サンプル１と同様にして断面観察を行なった。また、剥離試験は、固着処理後の積層体において、基材の剥離を試み、ポリウレタン多孔質膜を破損することなく剥離できれば、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着していないとして、評価を「×」とした。剥離時に引っかかりが生じ、ポリウレタン多孔質膜を破損することなく剥離できない場合には、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着しているとして、評価を「○」とした。その結果、剥離試験および断面観察のいずれにおいても、評価結果は「○」であった。
【０１１８】
図１７は、ポリウレタン多孔質膜と基材とが固着する様子を表わす一例として、サンプル７の積層体の断面を観察した結果を示す説明図である。すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製作所製のＳ−８００）を用い、加速電圧は１５ｋＶとして、１０００倍にて観察した結果を示す。図１７に示すように、ポリウレタン多孔質膜（細胞培養膜１５）の細孔内に、基材が延出した膨出部２５が形成される様子が観察された。なお、図１７では、基材として固着処理時にポリウレタン多孔質膜上に配置した部材を基材部２０ａとして示しており、成膜用基板を基材部２０ｂとして示している。図１７に示すように、サンプル７の積層体では、基材部２０ａから延出する膨出部２５が、細孔内を貫通して基材部２０ｂの表面まで達して、基材部２０ａおよび基材部２０ｂが互いに接続する様子が観察された。
【０１１９】
［サンプル８］
サンプル８では、既述したようにポリウレタン多孔質膜として両面膜を用いた。サンプル８では、ポリウレタン多孔質膜の作製後、ポリウレタン多孔質膜から成膜用基板を剥離することなく、ポリウレタン多孔質膜における成膜用基板が接する面とは異なる面上に、基材に対応する部材を重ね合わせて固着処理に供した。基材に対応する部材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）製部材を用いた。
【０１２０】
サンプル８における固着処理は、上記基材に対応する部材を、ポリプロピレンの融点よりも高い２３５℃に加熱して予め溶融させて、溶融状態の基材をポリウレタン多孔質膜上に載置し、積層体全体を押圧しながら冷却することにより行なった。サンプル６と同様にして剥離試験を行なったところ、評価結果は「○」であった。なお、サンプル８においては断面観察の評価は行なっていないが、これまでに行なった評価結果から、剥離試験と断面観察の結果は極めてよく一致するため、サンプル８においても細孔内に基材から延出する膨出部が形成されたと考えられる。
【０１２１】
図１４に示すように、基材の表面が溶融あるいは軟化した状態で、熱硬化性樹脂膜から成る多孔質膜と重ね合わせて押圧し、基材から多孔質膜の細孔内に延出する膨出部を形成することにより、多孔質膜と基材とを強固に固着可能であることが確認できた。なお、サンプル４においては、断面観察によって膨出部が形成されたと評価されず、剥離試験においても充分に固着していないことが確認された。これは、荷重、電流、および時間によって規定される固着条件によって、基材表面の昇温状態が不十分であると、基材表面を構成する熱可塑性樹脂が充分に溶融あるいは軟化した状態とならず、多孔質膜の細孔内に延出できないためと考えられる。また、サンプル６の固着条件は、サンプル４の固着条件に比べて、荷重が小さく時間が短かったが、評価結果は、サンプル４とは異なり、剥離試験と断面観察の双方が「○」であった。これは、基材を構成する熱可塑性樹脂の融点が、サンプル６の方がサンプル４よりも低いため、基材表面が昇温する温度が低くても、細孔内に延出する膨出部が形成されたためと考えられる。すなわち、基材を構成する熱可塑性樹脂として、融点が低い樹脂を選択することによって、固着時における基材表面の昇温温度がより低くても、多孔質膜の細孔内における膨出部の形成による固着が可能になることが示された。
【０１２２】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０…細胞培養器具（細胞培養膜構造体）
１１…外筒
１１ａ…スリット
１１ｂ…段差部
１１ｈ…第３の把持部
１２…第１の内筒
１２ｈ…第１の把持部
１３…第２の内筒
１３ｈ…第２の把持部
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…細胞培養膜
２０，４２０，６２０…基材
２０ａ…基材部
２０ｂ…基材部
２２…表面
２４…裏面
２５，２５ａ，２５ｂ…膨出部
２６…穴部
２７…突起部
２８…枠体部
３０，３０ａ，３０ｃ…細孔
１１０，２１０，３１０，５１０，６１０…細胞培養器具
４１０…細胞培養器具（細胞培養膜構造体）
６１２…筒部材
７００…ホーン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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