(57)【要約】【課題】in-vitro系細胞培養によって細胞塊を三次元構築するとともに、in-vitro系細胞培養によって得られた細胞塊を比較実験可能な条件で生体内三次元環境に移植する。【解決手段】細胞培養装置(1) のハウジング(2)は、細胞を播種した三次元培養基質又は細胞培養マトリックスを収容可能な細胞培養チャンバ(3)を形成する。ハウジングは、細胞培養チャンバ内の領域を外部領域に開放する開口部(10)を備え、メンブレン(11)が開口部に張設される。メンブレンは、外部領域の液及び液性因子を細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給するとともに、細胞培養チャンバ内の細胞がチャンバ外領域に通過するのを阻止する。【選択図】図２
2008301758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養チャンバを備えた細胞培養装置において、
細胞を播種した三次元培養基質又は細胞培養マトリックスを収容するための前記細胞培養チャンバを形成するとともに、該細胞培養チャンバ内の領域を外部領域に開放する開口部を備えた生体移植可能なハウジングと、
前記開口部に張設され、外部領域の液及び液性因子を前記細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給するとともに、前記細胞培養チャンバ内の細胞が外部領域に通過するのを阻止するメンブレンとを有することを特徴とする細胞培養装置。
【請求項２】
細胞培養チャンバ内の細胞に作用する薬物を収容可能なドラッグチャンバと、該ドラッグチャンバを前記細胞培養チャンバと連通させる連通部とが前記ハウジング内に更に形成され、該連通部の開口には、前記薬物を前記細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給するとともに、前記細胞培養チャンバ内の細胞が前記ドラッグチャンバに通過するのを阻止するメンブレンが張設されることを特徴とする請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
非接触型インターフェースと情報交換可能なRFID手段が前記ハウジングに固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、生体適合性を有する樹脂、ゴム又はエラストマの一体成形品からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
前記開口部は、細胞培養装置のハウジングに対をなして配設されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、細胞培養容器の底面に載置可能又は着座可能な概ね平坦な側面を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の細胞培養装置。
【請求項７】
前記ハウジングは、細胞を前記細胞培養チャンバ内に導入するための細胞導入手段と、薬物を前記ドラッグチャンバ内に導入するための薬物導入手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の細胞培養装置。
【請求項８】
前記細胞導入手段は、前記ハウジングの外面に開口する閉塞可能な細胞導入口と、該細胞導入口から延び、前記細胞培養チャンバに開口する細胞導入路とから構成され、前記薬物導入手段は、前記ハウジングの外面に開口する閉塞可能な薬物導入口と、該薬物導入口から延び、前記ドラッグチャンバに開口する薬物導入路とから構成されることを特徴とする請求項７に記載の細胞培養装置。
【請求項９】
前記ハウジング又は前記メンブレンの全部又は一部が、細胞又は薬物を前記細胞培養チャンバ又はドラッグチャンバに導入するための注入管を抜挿可能な自己封止性又は自己修復性材料で形成され、該自己封止性又は自己修復性材料は、前記細胞導入手段又は薬物導入手段を構成することを特徴とする請求項７に記載の細胞培養装置。
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養装置に関するものであり、より詳細には、in-vitro系細胞培養によって細胞塊を三次元構築するとともに、in-vitro系細胞培養によって得られた細胞塊を比較実験可能な状態で生体内三次元環境に移植することができる細胞培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
再生医学の分野における再生医療実験においては、in-vitro系細胞培養によって分化誘導した細胞や幹細胞を実験動物に移植し、臓器再生能や血管新生誘導等の活性をin-vivo環境において試験し又は探究する方法が一般に採用されている。一方、癌細胞に対する特定薬物の効果判定には、癌細胞を移植した担癌マウス等の担癌実験動物に特定薬物を経口投与又は局所塗布する実験形態が、多くの研究過程において採用されてきた。
【０００３】
多くのin-vitro系細胞培養は、ペトリ皿、シャーレ、試験管等の培養容器の内面に細胞を付着させるとともに、栄養成分や酸素を含んだ培養液を容器内に灌流させることにより実施されている。このような細胞培養法によれば、培養液の灌流により、培養細胞に対する栄養成分及び酸素の供給と、培養細胞からの老廃物の除去とが同時になされる。
【０００４】
細胞培養装置として、細胞培養チャンバ及び培養液灌流手段をユニット化した構造のものが、特開２００４−１４７５５５号公報、特開２００６−２４６７２０号公報及び特開平６−１８１７４９号公報に開示されている。この形式の細胞培養装置は、例えば、酸素透過性材料の容器内に細胞培養チャンバを形成するとともに、培養液を細胞培養チャンバ内に灌流させる培養液給排流路を細胞培養チャンバに接続した構造を有し、栄養成分及び酸素は、培養液及び容器壁を介して細胞培養チャンバに供給され、細胞の代謝により生じた老廃物は、培養液によって細胞培養チャンバから除去される。
【特許文献１】特開２００４−１４７５５５号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６７２０号公報
【特許文献３】特開平６−１８１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のin-vitro系細胞培養装置によって培養した細胞塊を実験動物の皮下に移植した場合、移植後の細胞が生体内で拡散し、in-vivoアッセイにおける細胞の定量性を確保し難い。他方、移植細胞をゲル状物質内に収容し、ゲル状物質とともに実験動物の皮下に移植する方法も採用されているが、このような方法によっても、移植された細胞の拡散を確実に防止することはできない。しかも、培養皿等でin-vitro細胞培養される二次元環境の細胞から得られる諸データと、生体内に移植された三次元環境の細胞から得られる試験データとの間には、研究過程の解析において、プラットフォームの相違によるギャップが生じることを否定し難く、このため、in-vitro系細胞培養を三次元環境で実施するとともに、三次元環境のin-vitro系細胞培養によって得られた細胞塊を比較実験可能な条件で生体内三次元環境に移植し得る細胞培養装置の開発が望まれる。
【０００６】
また、生体内に移植した細胞に対する特定薬物の作用を経口投与又は局所塗布によって判定する従来の薬物効果判定方法では、薬物が生体内に拡散してしまうので、局所的な薬物の生体内反応を判定し難く、多くの場合、特定薬物の全身投与等によって大量の薬物が実験動物に投与される結果、副作用等による過大な負荷が実験動物に課せられる傾向がある。このため、生体内に移植した細胞に与えられる薬効判定用の薬物が生体内に拡散するのを防止し、薬物の局所的且つ持続的効果の定量的判定をin-vitro系及びin-vivo系の双方の環境で実施可能にする細胞培養装置の開発が望まれる。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、in-vitro系細胞培養によって細胞塊を三次元構築するとともに、in-vitro系細胞培養によって得られた細胞塊を比較実験可能な条件で生体内三次元環境に移植することができる細胞培養装置を提供することにある。
【０００８】
本発明は又、生体内に移植した細胞に与えられる薬効判定用の薬物が生体内に拡散するのを防止し、薬物の局所的且つ持続的効果の定量的判定をin-vitro系及びin-vivo系の双方の環境で実施可能にする細胞培養装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成すべく、
細胞培養チャンバを備えた細胞培養装置において、
細胞を播種した三次元培養基質又は細胞培養マトリックスを収容するための前記細胞培養チャンバを形成するとともに、該細胞培養チャンバ内の領域を外部領域に開放する開口部を備えた生体移植可能なハウジングと、
前記開口部に張設され、外部領域の液及び液性因子を前記細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給するとともに、前記細胞培養チャンバ内の細胞が外部領域に通過するのを阻止するメンブレンとを有することを特徴とする細胞培養装置を提供する。
【００１０】
本発明の細胞培養装置によれば、所定数の細胞が細胞培養チャンバ内の三次元培養基質又は細胞培養マトリックスに播種され、培養液及び液性因子が細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給され、細胞塊がin-vitro系細胞培養によって細胞培養チャンバ内に三次元構築される。細胞培養装置は、細胞塊を細胞培養チャンバ内に収容した状態で実験動物の皮下、腹腔等に生体移植される。細胞培養チャンバ内の細胞塊は、生体内に拡散せず、従って、in-vitro系細胞培養環境における定量的解析と比較実験可能な態様で三次元構造の細胞塊を生体内三次元環境に移植し、生体内三次元環境における定量的解析を行うことができる。
【００１１】
本発明は又、上記構成の細胞培養装置において、細胞培養チャンバ内の細胞に作用する薬物を収容可能なドラッグチャンバと、該ドラッグチャンバを前記細胞培養チャンバと連通させる連通部とが前記ハウジング内に更に形成され、該連通部の開口には、前記薬物を前記細胞培養チャンバ内の細胞に浸透供給するとともに、前記細胞培養チャンバ内の細胞が前記ドラッグチャンバに通過するのを阻止するメンブレンが張設されることを特徴とする細胞培養装置を提供する。
【００１２】
本発明の上記構成によれば、ドラッグチャンバ内に収容された薬物は、メンブレンを介して細胞培養チャンバ内に浸透供給される。細胞に対する薬物の作用は、in-vitro系細胞培養環境及びin-vivo三次元環境の双方において持続し、生体内に移植した細胞に与えられる薬効判定用の薬物が生体内に拡散するのを防止し、薬物の細胞に対する局所的且つ持続的な効果を定量的に判定することが可能となる。全身大量投与に比べて実験動物への負荷も減少する。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の細胞培養チャンバ及び開口部メンブレンを備えた本発明の細胞培養装置によれば、in-vitro系細胞培養によって細胞塊を三次元構築するとともに、in-vitro系細胞培養によって得られた細胞塊を比較実験可能な条件で生体内三次元環境に移植することができる。
【００１４】
また、上記構成のドラッグチャンバ及び連通部メンブレンを備えた本発明の細胞培養装置によれば、生体内に移植した細胞に与えられる薬効判定用の薬物が生体内に拡散するのを防止し、薬物の局所的且つ持続的効果の定量的判定をin-vitro系及びin-vivo系の双方の環境で実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、識別情報を記録したRFID（Radio Frequency IDentification）手段が上記ハウジングに固定される。好ましくは、RFID手段は、電磁界又は電波による近距離無線通信によってＩＣタグリーダ・ライタ等の非接触型インターフェースと情報交換可能な無線ＩＣタグからなり、無線ＩＣタグの記録は、情報処理装置を含む実験情報管理システムによって管理される。殊に、RFID手段は、実験動物等の生体内に移植したin-vivoアッセイの過程においても非接触型インターフェースと情報交換し得るので、このようなRFID手段の採用より、全実験過程に亘る実験情報の正確且つ一元的なデータ管理を行うことが可能となる。
【００１６】
好ましくは、細胞培養装置のハウジングは、生体適合性を有する樹脂、ゴム又はエラストマの一体成形品からなり、光造形法等の微小構造体成形技術によって概ね長卵形又は紡錘形に造形又は成形される。更に好ましくは、細胞培養チャンバ及びドラッグチャンバは、長軸方向に整列配置される。好適には、細胞培養装置は、細胞を細胞培養チャンバに導入するための細胞導入手段を備えるとともに、薬物をドラッグチャンバに導入するための薬物導入手段を備える。細胞導入手段及び薬物導入手段を構成する細胞導入口及び薬物導入口がハウジングの各端部に夫々形成される。細胞導入手段及び薬物導入手段は、細胞導入口及び薬物導入口から長軸方向に延びる細胞導入路及び薬物導入路を含み、細胞導入路及び薬物導入路の各内端部は、細胞培養チャンバ及びドラッグチャンバの内壁面に開口する。細胞導入口は、所定数の細胞の播種が完了した後に封止され、薬物導入口は、ドラッグチャンバへの試薬又は試薬担体の装填が完了した後に封止される。他の手段として、自己封止性又は自己修復性を発揮可能な物性のシリコンゴム等によって細胞培養装置のハウジングの全部又は一部を形成し、ハウジングの壁体を貫通する注射針、中空ニードル等の注入管によって細胞及び薬物を細胞培養チャンバ及びドラッグチャンバに導入しても良い。注入管をハウジングから引き抜いた後にハウジングの壁体に残留する孔又は開口は、壁体の自己封止作用又は自己修復作用により液密且つ気密に自然に閉塞する。更に他の手段として、自己封止性又は自己修復性を発揮可能な物性の膜材によってハウジングの一部を形成しても良い。
【００１７】
好ましくは、細胞培養チャンバの開口部及びメンブレンは、細胞培養装置のハウジングに対をなして配設され、光学顕微鏡又は電子顕微鏡によるチャンバ内細胞の目視観察又は画像観察を可能にする透光可能な観察窓を構成する。さらに好ましくは、この開口部10は断面図で見るとメンブレン11に対してやや広く扇形に開いており、光学顕微鏡による細胞培養チャンバ３内細胞の目視観察又は画像観察が容易であるようにする。また実験終了後の細胞回収や組織学的観察の操作性にも、この開口形状が有効となる。
【００１８】
更に好ましくは、細胞培養装置は、シャーレ等の従来の細胞培養容器の底面に載置可能又は着座可能な概ね平坦な側面を有し、細胞培養容器内において細胞培養液に浸漬した細胞培養装置の姿勢は、容器底面上において安定する。
【実施例１】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る細胞培養装置の実施例を示す正面図、背面図、平面図、底面図及び側面図であり、図２は、図１に示す細胞培養装置のＩ−Ｉ線断面図、II−II線断面図及びIII−III線断面図である。
【００２０】
細胞培養装置１は、樹脂、ゴム又はエラストマを一体成形してなる長卵形又は紡錘形の中空ハウジング２を有する。軸線Ｘ−Ｘを長軸とした楕円形又は長円形断面のハウジング２内には、大小２つの空所が軸線Ｘ−Ｘに沿って同心状に整列配置される。各空所は、細胞培養チャンバ３及びドラッグチャンバ４を夫々構成する。本例において、ハウジング２の各寸法は、全長Ｌ＝１０〜１５ｍｍ、幅Ｄ＝４〜５ｍｍ、高さＨ＝４〜５ｍｍに設定される。
【００２１】
ハウジング２は、例えば、生体適合性を有するＰＤＭＳ (ポリジメチルシロキサン)成形品等のシリコンゴム成形品からなる。光造形用ＰＤＭＳ等を素材として使用し、光造形法によってハウジング２を成形することができる。光造形用ＰＤＭＳ等の光重合性樹脂（光硬化性樹脂）にレーザー光を照射して三次元構造の微小構造体を造形する光造形法の加工分解能は、一般に約０．１〜１０μｍ程度であるので、レーザー光の集光点及び２光子吸収を正確に制御することにより、比較的複雑な三次元構造のハウジング２を高精度に成形することができる。
【００２２】
ハウジング２の第１端部には、細胞導入口６が形成される。細胞導入路７が、細胞導入口６から軸線Ｘ−Ｘに沿ってハウジング内方に延びる。細胞導入路７の内端部は、細胞培養チャンバ３の内壁面に開口する。ハウジング２の第２端部には、薬物導入口８が形成される。薬物導入路９が、薬物導入口８から軸線Ｘ−Ｘに沿って内方に延びる。薬物導入路９の内端部は、ドラッグチャンバ４の内壁面に開口する。
【００２３】
図１（Ｅ）及び図２（Ｃ）に示す如く、ハウジング２の外周面は、概ね平坦な側面２ｂ、２ｄと、湾曲した側面２ａ、２ｃとから構成される。側面２ｂ、２ｄには、角部が湾曲した長方形輪郭の開口部１０が形成される。細胞培養チャンバ３内の領域を外部領域から区画するメンブレン１１が、各開口部１０に張設される。メンブレン１１は、液又は液性因子を透過させる一方、細胞の通過を阻止する膜材からなり、細胞培養チャンバ３内の細胞は、チャンバ内領域に保持される。本例において、メンブレン１１は、ポアサイズ０．１〜１２μｍの多数の細孔を有するポリカーボネートメンブレンからなる。
【００２４】
細胞培養チャンバ３とドラッグチャンバ４とは連通開口１３によって連通し、メンブレン１１と同様のメンブレン１２が、連通開口１３に張設される。メンブレン１２は、液又は液性因子を透過させる一方、細胞の通過を阻止する膜材からなり、細胞培養チャンバ３内の細胞は、チャンバ内領域に保持される。本例において、メンブレン１２は、ポアサイズ０．１〜１２μｍの多数の細孔を有するポリカーボネートメンブレンからなる。
【００２５】
本例において、メンブレン１１は、細胞培養液中の成分（栄養成分や酸素）等を細胞培養チャンバ３内の細胞に浸透供給し且つ培養細胞の老廃物、分泌物等をチャンバ外に排出するのに適した孔径の細孔を有し、メンブレン１２は、ドラッグチャンバ４の薬物を細胞培養チャンバ３内の細胞に浸透供給するのに適した孔径の細孔を有する。メンブレン１１、１２として使用可能な他の有孔膜材として、例えば、培養細胞に対して適合性を有することを条件として、ポリエチレン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン等の素材の有孔膜材が挙げられる。
【００２６】
電磁界又は電波による近距離無線通信によってＩＣタグリーダ・ライタ等の非接触型インターフェースと情報交換可能な無線ＩＣタグ５が、適当な接着手段又は固着手段によって側面２ａの中央部に一体的に取付けられる。無線ＩＣタグ５は、非接触型インターフェースを介して実験情報管理システムとの間で情報を送受信するRFID（Radio Frequency IDentification）手段を構成する。
【００２７】
図３は、上記構成の細胞培養装置１を使用した再生医療実験およびがん治療薬開発研究の実験形態を例示する概念図及び部分拡大断面図である。
【００２８】
個体識別情報、試験履歴、実験内容等の実験管理データが、ＩＣタグリーダ・ライタ２０によって無線ＩＣタグ５に書き込まれ、或いは、無線ＩＣタグ５の記録は、ＩＣタグリーダ・ライタ２０によって更新される。ＩＣタグリーダ・ライタ２０は、ＣＰＵ及び記憶部を備えたＰＣ等の情報処理装置３０に接続される。情報処理装置３０は、情報処理ソフトウェアによって無線ＩＣタグ５の記録を管理する実験情報管理システムを構成する。
【００２９】
使用において、三次元細胞培養基質又は細胞培養マトリックスとしてのコラーゲンゲル、高分子ゲル等が、細胞導入口６及び細胞導入路７を介して細胞培養チャンバ３内に装填されるとともに、所定数の細胞が、細胞培養チャンバ３内のコラーゲンゲル、高分子ゲル等に播種される。細胞導入口６は、細胞播種後に閉塞手段（図示せず）によって封止される。
【００３０】
特定の試薬を含浸したアガロースビーズ等の試薬担体が、薬物導入口８及び薬物導入路９を介してドラッグチャンバ４内に装填される。薬物導入口８は、試薬担体の装填後に閉塞手段（図示せず）によって封止される。
【００３１】
細胞の播種と試薬担体の装填とを完了した複数の細胞培養装置１を細胞培養用シャーレ４０内に配置した状態が図３に示されている。図３の部分拡大断面図に示す如く、各細胞培養装置１は、細胞培養液４２に浸漬される。ハウジング２の平坦な側面２ｂ、２ｄの一方が、シャーレ４０の底面４１に着座するので、細胞培養装置１の姿勢は、安定する。側面２ｂ、２ｄに夫々配置された上下のメンブレン１１は、上下方向に透光可能な観察窓として機能し、光学顕微鏡又は電子顕微鏡による細胞培養チャンバ３内細胞の目視観察又は画像観察を可能にする。
【００３２】
細胞培養液４２は、メンブレン１１の細孔を通して細胞培養チャンバ３内に浸透し、チャンバ内細胞の老廃物等は、メンブレン１１の細孔を通して細胞培養装置１の外部環境に流出する。ドラッグチャンバ４内の試薬は、メンブレン１２を介して細胞培養チャンバ３内に浸透する。シャーレ４０は、炭酸ガスインキュベーター（図示せず）の内部に所定時間格納される。細胞培養チャンバ３内の細胞は、炭酸ガスインキュベーター内に設定された所定条件の環境下に三次元培養される。ドラッグチャンバ４内の試薬は、メンブレン１２を介して細胞培養チャンバ３内の細胞、或いは、細胞培養チャンバ３内に三次元構築された細胞塊に作用する。
【００３３】
三次元構築された細胞塊を細胞培養チャンバ３内に収容した細胞培養装置１は、マウス、ラット等の実験動物の皮下、腹腔等に生体移植される。所望により、無線ＩＣタグ５の記録は、ＩＣタグリーダ・ライタ２０によって生体移植前に更新される。細胞培養チャンバ３内のコラーゲンゲルに一定数播種した細胞は、メンブレン１１、１２を通過できずに細胞培養チャンバ３内に保持されるので、培養下及び生体内の双方で細胞の定量的解析を行うことができる。例えば、一定数播種した細胞を用いてin-vitro幹細胞分化能判定及びin-vivo幹細胞分化能判定を行い、或いは、一定数播種した細胞の薬剤効果判定等をin-vitro 及びin-vivoの双方の環境で行うことが可能となる。
【００３４】
実験動物の皮下に移植された細胞培養装置１の無線ＩＣタグ５は、体外のＩＣタグリーダ・ライタ２０と近距離無線通信することができるので、無線ＩＣタグ５の実験管理データを体外のＩＣタグリーダ・ライタ２０によって読み取り、書き込み又は更新することができる。
【００３５】
細胞培養装置１は、定量的薬剤効果判定等のin-vivoアッセイの完了後、細胞培養チャンバ３内に細胞塊を収容した状態で実験動物の体内から摘出される。細胞培養チャンバ３内における細胞の反応について判定する際には、例えば、細胞培養チャンバ３から細胞を回収し、酵素処理を行った後に細胞数を計数すれば良い。また、細胞培養チャンバ３内の細胞を組織学的に観察する場合には、例えば、実験終了後に各細胞培養装置１ごとに細胞固定を行い、メンブレン１１の部分でくり抜き且つ包埋して切片を作成すれば良い。
【００３６】
かくして、細胞培養装置１は、コラーゲンゲル、高分子ゲル等を三次元細胞培養基質又は細胞培養マトリックスとして使用した細胞培養液中（vitro)の三次元細胞培養手段として使用し得るのみならず、細胞培養チャンバ３内に収容した細胞を実験動物の皮下 (vivo) に移植する細胞移植手段として使用することができる。例えば、細胞培養装置１は、細胞培養液中のin-vitro幹細胞分化能判定等のin-vitroアッセイと、実験動物の個体皮下に移植して実施されるin-vivo幹細胞分化能判定等のin-vivoアッセイとの双方に使用することができる。
【００３７】
細胞培養装置１は又、細胞培養液中（vitro)で三次元構築された細胞培養チャンバ３内に細胞塊を細胞培養チャンバ３内に収容した状態で実験動物の皮下 (vivo) に移植し、in-vivoアッセイ完了後に実験動物から摘出することができるので、in-vitroアッセイ及びin-vivoアッセイを通じて細胞培養チャンバ３内に収容された細胞の定量性は損なわれず、従って、定量的薬剤効果判定等をin-vitro 及びin-vivoの双方の環境で細胞培養装置１によって実施することができる。
【００３８】
また、細胞培養装置１は、細胞及び試薬を収容した状態でin-vitro系及びin-vivo系の間を移動し又は往復し得るので、in-vitro系及びin-vivo系の比較データ解析を比較的容易に行うことができる。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において種々の変更又は変形が可能であり、かかる変更又は変形例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、上記実施例においては、細胞培養チャンバ３内に細胞塊を三次元構築した後に細胞培養装置１を実験動物に移植しているが、実験動物の生体内で細胞塊を細胞培養チャンバ３内に三次元構築することも可能である。例えば、上記実施例においては細胞培養チャンバ3内に三次元構築された細胞塊を生体内環境に移植してin-vivoアッセイすることができるとしているが、逆にメンブレン11を利用して、チャンバ3内に培養した有用物質産生細胞塊から分泌される液性因子の生体への影響をアッセイすることも可能である。
【００４１】
また、上記実施例においては、光造形法を用いて細胞培養装置１のハウジング２を成形しているが、他の樹脂成形技術や、エッチング技術等を用いてハウジング２を成形しても良い。
また、ドラックチャンバ４の断面は、角形断面又は矩形断面を図示しているが、これらに限定されるものではなく、ドラックチャンバを真円形断面、楕円形断面又は長円形断面等に設計しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の細胞培養装置は、再生医療における幹細胞分化能の判定等に関し、培養下のin-vitro系アッセイ及び生体内のin-vivo系アッセイにおける同一条件（同一プラットフォーム）の比較研究を可能にする。本発明の細胞培養装置は又、ドラッグチャンバを使用したin-vitro系及びin-vivo系薬効判定試験等に好適に使用することができ、ガン治療薬開発等における培養下及び生体内の薬効データ収集に有効利用し得る。また、本発明の細胞培養装置は、微小構造の移植可能なユニットであるので、細胞数を変更し、或いは、平均値を求める定量的解析等のために複数の細胞培養装置を同一の実験動物に移植することができる。更に、本発明の細胞培養装置によれば、メンブレンのポアサイズを適当に設定変更することにより、血管新生における細胞接着及び液性誘導因子の役割の研究や、生体内における細胞と血管の接着相互作用及び液性因子による反応を分離して解析する研究等に応用することができる。
【００４３】
本発明の細胞培養装置は、例えば、再生医療における幹細胞分化能の判定、癌治療薬開発における定量的データ収集、血管新生における細胞接着／液性因子の役割研究、vitro/vivoを往復した比較データ解析、一定細胞数の細胞塊の定量的薬剤効果判定などに好適に使用し得る。
【００４４】
本発明の細胞培養装置は、細胞を三次元培養した細胞培養チャンバの使用により、平面培養下の薬物効果と、生体内移植下の薬物効果との橋渡し的研究を可能にするなど、再生医療や、癌治療研究における基礎研究とトランスレーショナルリサーチとのギャップを埋める上で極めて有効なシャトル型三次元細胞培養デバイスであり、その実用的価値は、顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る細胞培養装置の実施例を示す正面図、背面図、平面図、底面図及び側面図である。
【図２】図１に示す細胞培養装置のＩ−Ｉ線断面図、II−II線断面図及びIII−III線断面図である。
【図３】図１及び図２に示す細胞培養装置を使用した再生医療実験の実験形態を例示する概念図及び部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  細胞培養装置
２  中空ハウジング
３  細胞培養チャンバ
４  ドラッグチャンバ
５  無線ＩＣタグ
６  細胞導入口
７  細胞導入路
８  薬物導入口
９  薬物導入路
１０  開口部
１１、１２  メンブレン
１３  連通開口
２０  ＩＣタグリーダ・ライタ
３０  情報処理装置
４０  細胞培養用シャーレ
４１  シャーレの底面
４２  細胞培養液
【図１】
2008301758.tif 000003
【図２】
2008301758.tif 000004
【図３】
2008301758.tif 000005