【手続補正書】
【提出日】平成25年10月3日(2013.10.3)
【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】
マイクロ流体バイオリアクタ装置であって、
内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、
前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、
を具備し、
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、装置。
【請求項２】
前記第１マイクロ流路が前記第３マイクロ流路を介して前記第２マイクロ流路と連通する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのポリマー層が、前記膜によって分離される２つのポリマー層を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのポリマー層が、バイオポリマーを含むかまたは本質的にバイオポリマー層からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記マイクロ流路間の前記連通が、流体連通または機械的連通の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記第１マイクロ流路と前記第２マイクロ流路との間の距離である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路のうちの１つの深さである、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路のうちの１つの幅である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記膜の少なくとも一部が半透過性である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記膜の前記半透過性部分が、多孔性またはバルク半透過性のうちの少なくとも一方である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記膜が、フリース、エレクトロスピニング材料、微細成形ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルスルホンまたはトラック−エッチ膜のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに細胞をさらに具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記細胞が腎臓細胞を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記マイクロ流路が、まとめて腎臓細胞を模倣するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記細胞のうちの少なくとも一部が前記膜に付着する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記細胞のうちの少なくとも一部が、前記マイクロ流路の壁に付着する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記細胞のうちの少なくとも一部が、前記マイクロ流路に収容される流体内に懸濁している、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記細胞が複数の細胞の型を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記細胞の型が、前記マイクロ流路の長さに沿って変化する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記マイクロ流路内に流体をさらに具備する、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記流体が、細胞培養液、緩衝液、血液成分、全血、尿、透析物、水または濾液のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記流体が、体液を模倣する溶液を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における流体力学的パラメータの値が、前記第３マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記流体力学的パラメータが、圧力、流量、せん断速度または粘度のうちの１つである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１マイクロ流路における流体力学的パラメータの値が、前記第２マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
前記膜の前記第３マイクロ流路と同じ側に第４マイクロ流路をさらに具備し、前記第４マイクロ流路における流体力学的パラメータの値が、前記第３マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における前記流体の成分の濃度が、前記第３マイクロ流体における前記流体の前記成分の濃度と実質的に異なる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における前記流体の成分の濃度勾配が、前記第３マイクロ流路における前記流体の前記成分の濃度勾配と実質的に異なる、請求項２０に記載の装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路の長さに沿って徐々に変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における所定の流体力学的プロファイルに基づいて変化する、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
前記流体力学的プロファイルが、対流輸送プロファイル、拡散輸送プロファイルまたはせん断応力プロファイルのうちの少なくとも１つを含む、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記マイクロ流路のうちの１つの前記長さに沿った前記少なくとも１つの幾何学的パラメータの前記変動が、そのマイクロ流路の前記長さに沿った化学的刺激または機械的刺激のうちの少なくとも１つの変化を容易にする、請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
細胞を培養する方法であって、
（ａ）（ｉ）内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、（ｉｉ）前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、を備え、前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、バイオリアクタを提供するステップと、
（ｂ）前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに細胞を導入するステップと、
（ｃ）前記細胞を培養するステップと、
を含む方法。
【請求項３４】
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに流体を導入するステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
ステップ（ｃ）が、機械的刺激、化学的刺激または生物学的刺激のうちの少なくとも１つに前記細胞を晒すことをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記刺激に対する前記細胞の応答を測定するステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記応答が、細胞機能の変化を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内の選択された位置において細胞を播種することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
ステップ（ｃ）が、前記選択された位置のうちの第１位置において播種された細胞を第１の刺激に晒すことと、前記選択された位置のうちの第２位置において播種された細胞を第２の刺激に晒すこととを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内に種々の型の細胞を導入することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
ステップ（ｂ）が、種々のマイクロ流路に種々の型の細胞を導入することを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内の種々の選択された位置において種々の型の細胞を播種することを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
腎臓模倣物を製造する方法であって、
（ａ）（ｉ）内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、（ｉｉ）前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、を備え、前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、腎臓構造を模倣するように、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、バイオリアクタを提供するステップと、
（ｂ）前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに腎臓細胞を導入するステップと、
（ｃ）前記腎臓細胞を培養するステップと、
を含む方法。
【請求項４４】
前記バイオリアクタが患者内に埋め込まれることを特徴とする、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
腎臓治療において前記バイオリアクタが体外で使用されることを特徴とする、請求項４３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらに別の態様では、本発明は、腎臓を模倣する方法を提供する。本方法は、上述した特徴を有するバイオリアクタを提供することを含み、そこでは、パラメータが腎臓構造を模倣するように変化する。本方法は、マイクロ流体のうちの少なくとも１つに腎臓細胞を導入することと、細胞を培養することとをさらに含む。その後、バイオリアクタを、たとえば腎臓治療において体外で用いることができる。いくつかの実施形態では、バイオリアクタを患者に埋め込むことができる。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
マイクロ流体バイオリアクタ装置であって、
内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、
前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、
を具備し、
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、装置。
（項目２）
前記第１マイクロ流路が前記第３マイクロ流路を介して前記第２マイクロ流路と連通する、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記少なくとも１つのポリマー層が、前記膜によって分離される２つのポリマー層を備える、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記少なくとも１つのポリマー層が、バイオポリマーを含むかまたは本質的にバイオポリマー層からなる、項目１に記載の装置。
（項目５）
前記マイクロ流路間の前記連通が、流体連通または機械的連通の少なくとも一方を含む、項目１に記載の装置。
（項目６）
少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記第１マイクロ流路と前記第２マイクロ流路との間の距離である、項目１に記載の装置。
（項目７）
少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路のうちの１つの深さである、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路のうちの１つの幅である、項目１に記載の装置。
（項目９）
前記膜の少なくとも一部が半透過性である、項目１に記載の装置。
（項目１０）
前記膜の前記半透過性部分が、多孔性またはバルク半透過性のうちの少なくとも一方である、項目９に記載の装置。
（項目１１）
前記膜が、フリース、エレクトロスピニング材料、微細成形ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルスルホンまたはトラック−エッチ膜のうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の装置。
（項目１２）
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに細胞をさらに具備する、項目１に記載の装置。
（項目１３）
前記細胞が腎臓細胞を含む、項目１２に記載の装置。
（項目１４）
前記マイクロ流路が、まとめて腎臓細胞を模倣するように構成される、項目１３に記載の装置。
（項目１５）
前記細胞のうちの少なくとも一部が前記膜に付着する、項目１２に記載の装置。
（項目１６）
前記細胞のうちの少なくとも一部が、前記マイクロ流路の壁に付着する、項目１２に記載の装置。
（項目１７）
前記細胞のうちの少なくとも一部が、前記マイクロ流路に収容される流体内に懸濁している、項目１２に記載の装置。
（項目１８）
前記細胞が複数の細胞の型を含む、項目１２に記載の装置。
（項目１９）
前記細胞の型が、前記マイクロ流路の長さに沿って変化する、項目１８に記載の装置。
（項目２０）
前記マイクロ流路内に流体をさらに具備する、項目１に記載の装置。
（項目２１）
前記流体が、細胞培養液、緩衝液、血液成分、全血、尿、透析物、水または濾液のうちの少なくとも１つを含む、項目２０に記載の装置。
（項目２２）
前記流体が、体液を模倣する溶液を含む、項目２０に記載の装置。
（項目２３）
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における流体力学的パラメータの値が、前記第３マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、項目２０に記載の装置。
（項目２４）
前記流体力学的パラメータが、圧力、流量、せん断速度または粘度のうちの１つである、項目２３に記載の装置。
（項目２５）
前記第１マイクロ流路における流体力学的パラメータの値が、前記第２マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、項目２０に記載の装置。
（項目２６）
前記膜の前記第３マイクロ流路と同じ側に第４マイクロ流路をさらに具備し、前記第４マイクロ流路における流体力学的パラメータの値が、前記第３マイクロ流路における前記流体力学的パラメータの値とは実質的に異なる、項目２０に記載の装置。
（項目２７）
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における前記流体の成分の濃度が、前記第３マイクロ流体における前記流体の前記成分の濃度と実質的に異なる、項目２０に記載の装置。
（項目２８）
前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における前記流体の成分の濃度勾配が、前記第３マイクロ流路における前記流体の前記成分の濃度勾配と実質的に異なる、項目２０に記載の装置。
（項目２９）
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記マイクロ流路の長さに沿って徐々に変化する、項目１に記載の装置。
（項目３０）
前記少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記第１マイクロ流路および前記第２マイクロ流路のうちの少なくとも一方における所定の流体力学的プロファイルに基づいて変化する、項目１に記載の装置。
（項目３１）
前記流体力学的プロファイルが、対流輸送プロファイル、拡散輸送プロファイルまたはせん断応力プロファイルのうちの少なくとも１つを含む、項目３０に記載の装置。
（項目３２）
前記マイクロ流路のうちの１つの前記長さに沿った前記少なくとも１つの幾何学的パラメータの前記変動が、そのマイクロ流路の前記長さに沿った化学的刺激または機械的刺激のうちの少なくとも１つの変化を容易にする、項目１に記載の装置。
（項目３３）
細胞を培養する方法であって、
（ａ）（ｉ）内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、（ｉｉ）前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、を備え、前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、バイオリアクタを提供するステップと、
（ｂ）前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに細胞を導入するステップと、
（ｃ）前記細胞を培養するステップと、
を含む方法。
（項目３４）
前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに流体を導入するステップをさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
ステップ（ｃ）が、機械的刺激、化学的刺激または生物学的刺激のうちの少なくとも１つに前記細胞を晒すことをさらに含む、項目３３に記載の方法。
（項目３６）
前記刺激に対する前記細胞の応答を測定するステップをさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記応答が、細胞機能の変化を含む、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内の選択された位置において細胞を播種することを含む、項目３３に記載の方法。
（項目３９）
ステップ（ｃ）が、前記選択された位置のうちの第１位置において播種された細胞を第１の刺激に晒すことと、前記選択された位置のうちの第２位置において播種された細胞を第２の刺激に晒すこととを含む、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内に種々の型の細胞を導入することを含む、項目３３に記載の方法。
（項目４１）
ステップ（ｂ）が、種々のマイクロ流路に種々の型の細胞を導入することを含む、項目４０に記載の方法。
（項目４２）
ステップ（ｂ）が、前記少なくとも１つのマイクロ流路内の種々の選択された位置において種々の型の細胞を播種することを含む、項目４０に記載の方法。
（項目４３）
腎臓を模倣する方法であって、
（ａ）（ｉ）内部に第１マイクロ流路、第２マイクロ流路および第３マイクロ流路を画定する少なくとも１つのポリマー層と、（ｉｉ）前記第１流路および前記第２流路を前記第３流路から、それらの間の幾何学的にオーバラップする部分において分離する膜であって、前記マイクロ流路の前記オーバラップする部分の間の連通を可能にする膜と、を備え、前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの幾何学的パラメータが、腎臓構造を模倣するように、前記オーラバップする部分においてその長さに沿って変化する、バイオリアクタを提供するステップと、
（ｂ）前記マイクロ流路のうちの少なくとも１つに腎臓細胞を導入するステップと、
（ｃ）前記腎臓細胞を培養するステップと、
を含む方法。
（項目４４）
前記バイオリアクタを患者内に埋め込むステップをさらに含む、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
腎臓治療において前記バイオリアクタを体外で使用するステップをさらに含む、項目４３に記載の方法。