(57)【要約】【課題】高分子材料の表面のみならず内部まで生細胞が付着・増殖し、しかも生体に接触させ、或いは生体内に設置することのできる生細胞培養基材を提供するための、製造方法及び医療現場等で容易に操作できる低温プラズマによるエッチング処理装置を提供せんとするものである。【解決手段】ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、多孔体の成形品或いは多孔体の成形品を加熱処理した成形品を大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなり、そのエッチング処理は、大気圧が維持される筐体内に、成形品を保持する保持台と、保持台に保持された成形品に対して低温プラズマ流を照射するプラズマ発生装置を設け、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパンのいずれか１種または２種以上のプラズマ作動ガスを供給するガス供給手段を設け、成形品に対して大気圧下で低温プラズマ処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなることを特徴とする生細胞培養基材。
【請求項２】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなることを特徴とする生細胞培養基材。
【請求項３】
前記エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の生細胞培養基材。
【請求項４】
前記ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生細胞培養基材。
【請求項５】
組織再生足場材料として用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生細胞培養基材。
【請求項６】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を、凍結粉砕し、得られた粉末を多孔体成形品とし、当該多孔体成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材の製造方法。
【請求項７】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を、凍結粉砕し、得られた粉末を多孔体成形品とし、当該多孔体成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材の製造方法。
【請求項８】
前記多孔体成形品とする方法が、前記ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を凍結粉砕し、得られた粉末を焼結して多孔体とする方法であることを特徴とする請求項６または７に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項９】
前記大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することが２乃至４回であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項１０】
前記加熱処理が８０℃乃至１４０℃であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項１２】
前記エッチング処理において、前記多孔体成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む空間を減圧し、これにより低温プラズマ流を当該多孔体成形品の内部に吸引してなることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項１３】
前記ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法。
【請求項１４】
請求項６乃至１３のいずれか１項に記載の生細胞培養基材の製造方法に用いる装置であって、大気圧が維持される筐体内に、前記多孔体成形品を保持する保持台と、前記保持台に保持された多孔体成形品に対して低温プラズマ流を照射するプラズマ発生装置とを設けるとともに、前記プラズマ発生装置に、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上のプラズマ作動ガスを供給するためのガス供給手段を設け、前記保持台に保持された多孔体成形品に対して、大気圧下で前記低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材のエッチング処理装置。
【請求項１５】
前記筐体を密閉構造とし、当該筐体内に前記プラズマ作動ガスと同一のガスを充填するためのガス供給手段を設けてなる請求項１４に記載の生細胞培養基材のエッチング処理装置。
【請求項１６】
前記保持台と前記プラズマ発生装置を相対移動させるための移動手段を設けてなる請求項１４または１５に記載の生細胞培養基材のエッチング処理装置。
【請求項１７】
前記保持台に、保持される成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む位置に開口する内部空間を形成するとともに、当該内部空間のガスを筐体外部に排出するガス排出手段を設け、当該ガスの排出により前記内部空間を減圧して低温プラズマ流を前記多孔体成形品の内部に吸引する請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の生細胞培養基材のエッチング処理装置。
【請求項１８】
前記筐体内に、前記プラズマ発生装置の低温プラズマ流近傍の温度を検知するための温度センサーを設けた請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の生細胞培養基材のエッチング処理装置。
【請求項１９】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材に対して、生細胞を播種して培養することを特徴とする生細胞の培養方法。
【請求項２０】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材に対して、生細胞を播種して培養することを特徴とする生細胞の培養方法。
【請求項２１】
前記エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の生細胞の培養方法。
【請求項２２】
前記ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の生細胞の培養方法。
【請求項２３】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材を組織再生足場材料として、生細胞に接触させることによって、当該生細胞を培養することを特徴とする生細胞の培養方法。
【請求項２４】
ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材を組織再生足場材料として、生細胞に接触させることによって、当該生細胞を培養することを特徴とする生細胞の培養方法。
【請求項２５】
前記エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項２３または２４に記載の生細胞の培養方法。
【請求項２６】
前記ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることを特徴とする請求項２３乃至２５のいずれか１項に記載の生細胞の培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体からなる多孔体の成形品を低温プラズマによりエッチング処理した生細胞培養基材、該生細胞培養基材の製造方法および該製造方法に用いるエッチング処理装置並びに該生細胞培養基材による生細胞の培養方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動物生細胞の培養材料として、高分子材料の表面を改質し、その接着性を向上させるために、高分子材料の表面をコーティングする方法、薬品処理する方法、エッチング処理する方法、イオン照射処理する方法などが提案されている。なかでも、高分子材料の表面にカーボンを蒸着させ、蒸着されたカーボン上に細胞を培養させる方法が有用であるといわれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、これらの方法は高分子材料そのものが分解性に乏しく、そのため生体内に設置することができず、且つ単なる表面処理であるため、生細胞は高分子材料の内部で増殖することができないなどの欠点を有する。
また、真空チャンバー内で酸素やヘリウムガスを希釈して安定したガス雰囲気中でプラズマ流を照射して表面改質する方法が知られているが、このような設備は高価であり設置場所も限定され操作も難しく、準備にも手間が掛かりコスト高の要因になるといった問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高分子材料の表面のみならず内部まで生細胞が付着・増殖し、しかも生体に接触させ、あるいは生体内に設置することのできる生細胞培養基材を開発するとともに、その製造方法およびエッチング処理装置、特に大掛かりな装置構成とならず医療現場等で容易に操作できる低温プラズマによるエッチング処理装置の開発を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を行った結果、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体を高分子材料として利用することにより本発明の目的を達成するに至った。
すなわち、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなることを特徴とする生細胞培養基材であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが好ましく、生細胞培養基材を組織再生足場材料として用いるのが特に好ましい。
【０００７】
本発明の第二は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなることを特徴とする生細胞培養基材であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが好ましく、生細胞培養基材を組織再生足場材料として用いるのが特に好ましい。
【０００８】
本発明の第三は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を、凍結粉砕し、得られた粉末を多孔体成形品とし、当該多孔体成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材の製造方法であって、多孔体成形品とする方法が、凍結粉砕し、得られた粉末を焼結して多孔体とする方法が好ましく、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することが２乃至４回であることが好ましく、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、エッチング処理において、多孔体成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む空間を減圧し、これにより低温プラズマ流を多孔体成形品の内部に吸引してなることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが特に好ましい。
【０００９】
本発明の第四は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を、凍結粉砕し、得られた粉末を多孔体成形品とし、当該多孔体成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材の製造方法であって、多孔体成形品とする方法が、凍結粉砕し、得られた粉末を焼結して多孔体成形品とする方法であることが好ましく、多孔体成形品を加熱処理することによって結晶化することが好ましく、加熱処理が８０℃乃至１４０℃であることが特に好ましい。また、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理することが２乃至４回であることが好ましく、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、エッチング処理において、多孔体成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む空間を減圧し、これにより低温プラズマ流を多孔体成形品の内部に吸引してなることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが好ましい。
【００１０】
本発明の第五は、生細胞培養基材の製造方法に用いる装置であって、大気圧が維持される筐体内に、前記多孔体成形品を保持する保持台と、前記保持台に保持された多孔体成形品に対して低温プラズマ流を照射するプラズマ発生装置とを設けるとともに、前記プラズマ発生装置に、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上のプラズマ作動ガスを供給するためのガス供給手段を設け、前記保持台に保持された多孔体成形品に対して、大気圧下で前記低温プラズマによりエッチング処理することを特徴とする生細胞培養基材のエッチング処理装置であって、筐体を密閉構造とし、当該筐体内に前記プラズマ作動ガスと同一のガスを充填するためのガス供給手段を設けてなることが好ましく、前記保持台と前記プラズマ発生装置を相対移動させるための移動手段を設けてなることが好ましく、前記保持台に、保持される多孔体成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む位置に開口する内部空間を形成するとともに、該内部空間のガスを筐体外部に排出するガス排出手段を設け、当該ガス排出により前記内部空間を減圧して低温プラズマ流を前記多孔体成形品の内部に吸引することが好ましく、前記筐体内に、前記プラズマ発生装置の低温プラズマ流近傍の温度を検知するための温度センサーを設けることが特に好ましい。
【００１１】
本発明の第六は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材に対して、生細胞を播種して培養することを特徴とする生細胞の培養方法であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明の第七は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材に対して、生細胞を播種して培養することを特徴とする生細胞の培養方法であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが特に好ましい。
【００１３】
本発明の第八は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材を組織再生足場材料として、生細胞に接触させることによって、当該生細胞を培養することを特徴とする生細胞の培養方法であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であることが特に好ましい。
【００１４】
本発明の第九は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を加熱処理することによって結晶化した後、大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなる生細胞培養基材を組織再生足場材料として、生細胞に接触させることによって、当該生細胞を培養することを特徴とする生細胞の培養方法であって、エッチング処理に用いるプラズマ作動ガスが、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素および８フッ化プロパン（Ｃ3Ｆ8）のいずれか１種または２種以上であることが好ましく、ポリ乳酸共重合体が、ポリ乳酸−グリコール酸共重合体およびポリ乳酸−カプロラクトン共重合体のいずれか１種または２種であること特にが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の生細胞培養基材は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体からなる多孔体の成形品であり、成形品内部の多孔体の表面がエッチング処理されているため、成形品内部においても生細胞が増殖することができる。しかも、該成形品を生体内に設置した場合においても成形品は体内で分解されるので、体内移植に適した生細胞培養基材である。特に、骨芽細胞を増殖させた場合には、体内において、成形品と骨細胞が置換されるので、副作用のない組織再生足場材料として適している。また、多孔体成形品を加熱処理により結晶化した場合には、表面が平滑となり、且つ耐久性が付与されるので、骨損傷の程度に対応した治療法を提供することができる。
【００１６】
本発明の生細胞培養基材の製造方法は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体を多孔体とし、この多孔体を成形品にした後、低温プラズマによりエッチング処理することにより、多孔体の表面をエッチング処理することができた。特に、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体は凍結粉砕することにより粉末とすることができ、得られた粉末を加工して前記多孔体を得ることができ、このことにより、本発明の特徴ある生細胞培養基材を製造することが可能となった。また、多孔体成形品を加熱処理により結晶化した場合には、表面が平滑となり、且つ耐久性が付与されるので、任意の性質をもつ生細胞培養基材を製造することが可能となった。
【００１７】
本発明の生細胞培養基材のエッチング処理装置は、コストも廉価で大掛かりな装置構成とならず、準備に手間も掛からず容易に操作でき、医療現場等で手軽に処理できる装置であり、当該装置により上記成形品に対して所定のガスを選択してエッチング処理することで、濡れ性を増加させ、結果的に生細胞培養基材の細胞接着能および細胞増殖能を向上させることができる。また、筺体を密閉構造とし、該筺体内に前記プラズマ作動ガスと同一のガスを充填するためのガス補給手段を設けたので、筺体外部からの気体の流入を阻止して内部のガス分布の乱れを防止し、プラズマ照射を効率よく行うことができる。更に、保持台に、保持される成形品のプラズマ照射面と反対側の面が臨む位置に開口する内部空間を形成するとともに、該内部空間のガスを筺体外部に排出するガス排出手段を設け、当該ガスの排出により前記内部空間を減圧して低温プラズマ流を前記成形品の内部に吸引して内部まで確実にエッチング処理を行うことができる。
【００１８】
本発明の生細胞の培養方法は、本発明の前記生細胞培養基材を用いて、HeLa細胞などの腫瘍細胞は勿論、マウス骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）、ヒト骨芽細胞（HOB細胞）など、通常は培養が困難といわれている生細胞を培養することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００２０】
本発明の生細胞培養基材は、ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体のいずれか１種または２種を多孔体とし、当該多孔体の成形品を大気圧下で低温プラズマによりエッチング処理してなることを要旨としている。
【００２１】
本発明に用いる前記ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体は、生分解性を有する合成樹脂であって、主に脂肪族ポリエステルであるポリラクチド類、ポリラクトン類、グリコール・ジカルボン酸重縮合系化合物などを挙げることができる。ポリラクチド類としては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸およびそれらの共重合体を例示することができ、ポリラクトン類としては、ポリε−カプロラクトンを例示することができ、グリコール・ジカルボン酸重縮合系化合物としては、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどを例示することができる。
【００２２】
前記ポリ乳酸およびポリ乳酸共重合体合成樹脂のいずれか１種または２種の多孔体を得る方法としては、発泡剤を分解させ、窒素ガスや二酸化炭素ガスを発生させる発泡剤分解法や、蒸発型溶剤をマトリックスに添加する溶剤気散法、ガス状の発泡剤を機械的にマトリックスと混合する気体混入法、樹脂の重合過程で発生するガスを利用する化学反応法、可溶性の物質を予め混合し、成形後水や溶剤などで溶解する溶出法、粉末を溶融温度以下の焼結作用で互いに結合させる焼結法などを用いることができ、特に焼結法は、連通性に優れており、強度が大きく、発泡剤や溶剤を使用しないので、生体内に設置したり、生体に接触させる場合には安全性の上から好ましい。
【００２３】
上記焼結法を採用する場合には、合成樹脂を粉末化する必要があるが、本発明に用いる合成樹脂は、通常の粉砕方法では粉末化が不可能であるので、凍結粉砕法を採用するのが好ましい。合成樹脂は粒径４ｍｍ以下の不定形粒子であるペッレットを使用し、これを液体窒素で冷却し、粉砕する。粉末は不定形であるが、その粒径は１００〜５００μｍが好ましく、粉砕後篩別して、必要な粒度の粉末を採取する。
【００２４】
本発明の成形品は、用途に応じて任意の形状に成形することができるが、低温プラズマによるエッチング処理を考慮するので、金型により板状に加工した上で前記エッチング処理を行うことが好ましい。
【００２５】
図１および図２は、前記成形品をエッチング処理するためのエッチング処理装置の概略構成を示す正面図および側面図であり、図１〜４は代表的実施形態を示し、符号１はエッチング処理装置、２は保持台、３はプラズマ発生装置をそれぞれ示している。
【００２６】
本発明に係る生細胞培養基材のエッチング処理装置１は、大気圧が維持される筐体１０内に、前記成形品を保持する保持台２と、前記保持台２に保持された成形品に対して低温プラズマ流を照射するプラズマ発生装置３とを設けるとともに、前記プラズマ発生装置３に、空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素およびＣ3Ｆ8のいずれか１種または２種以上のプラズマ作動ガスを供給するためのガス供給手段４を設け、前記保持台２に保持された成形品に対して、大気圧下で前記低温プラズマによりエッチング処理するものである。
【００２７】
前記プラズマ発生装置１は、相対する一対の電極に電圧を印加してアーク放電を行い、前記電極間にプラズマ作動ガスを供給することにより低温のプラズマ炎を生成させる従来と同様のアークプラズマ装置を用いることができ、本実施形態では、シンクエンジニアリング株式会社製３Ｄプラズマ照射装置ＰＳ−６０１Ｃが用いられている。
【００２８】
前記筐体１０は前記低温プラズマ流に対する安全が図れるとともに成形品の周囲を静圧に保つことができる構造であれば必ずしも密閉構造にする必要はないが、本実施形態では密閉構造が採用され、該筐体１０内に上記のプラズマ作動ガスと同一のガスを充填するためのガス供給手段４が設けられている。具体的には、図２に示すように、筐体壁面１１を貫通して前記プラズマ発生装置３に接続されるプラズマ作動ガス用の配管４０とは別に、同じく筐体壁面から内部に突出して当該内部空間に前記プラズマ作動ガスと同一のガスを放出する充填ガス供給口４１ａを有する第二の配管４１が設けられている。尚、プラズマ作動ガスが複数の混合ガスである場合、ガス供給手段４が供給するガスは、当該作動ガスに含まれる一部のガスであってもよい。
【００２９】
プラズマ発生装置３は、基台５上に垂直に立設した軸体５０外周のネジ溝に螺合するブラケット３１を介して該軸体５０に対して前方に片持ち状に支持されており、該軸体５０のネジ溝に沿って上下に昇降可能に構成されている。
【００３０】
また、前記保持台２は、前記基台５上における前記プラズマ発生装置３に対応する真下の位置に設けられ、本例では、該基台５上の当該位置を含む左右の方向に沿って２本の案内レール５１、５１が平行に延設されるとともに、保持台２下面の対応する溝部２０、２０をそれぞれ前記案内レール５１、５１に嵌合しており、図示しない駆動機構を介してモータ５２により左右方向に移動できるように構成されている。
【００３１】
尚、前記案内レールは２本に限らず１本または３本以上であってもよく、また、図５および図６に示すように、基台５上に設けた案内レール５３、５３に溝部６０、６０を嵌合して該レール方向に移動可能に設けられる中間基台６を設けるとともに、該中間基台６上に前記案内レール５３に直交する方向に案内レール５４、５４を設け、保持台２下面の溝部２０、２０を当該案内レール５３、５３に嵌合してなる構造も好ましい変形例であり、駆動機構をそれぞれ設けることにより、保持台２は、中間基台６とともに前記基台５に対して案内レール５３に沿った奥行き方向に移動可能となり、且つ中間基台６の案内レール５４に沿って左右の方向にも移動可能となる。
【００３２】
以上のように、保持台５とプラズマ発生装置３は、前記軸体５０に沿った高さ方向に相対移動可能に構成され、また、前記保持台２を前記基台５に対して移動させることで水平方向に相対移動可能に構成されている。
【００３３】
前記保持台２には、上面に開口した中空の内部空間２１が形成されており、本例では円柱形状の当該内部空間２１の上面開口部２１ａを覆うように円板状の取付冶具７が取付けられている。前記取付冶具７には、図３および図４に示すように、円板状に成形された上述の成形品Ｐを上面が面一となるように載支する縮径した段部７１を有する貫通孔７０が複数形成されており、各成形品Ｐはこれら貫通孔７０に保持された状態で当該取付冶具７を介して前記保持台２の上面開口部２１ａに装着される。
【００３４】
前記内部空間２１の側壁には、外部に連通する連通孔２２が穿設されており、該連通孔２２に装着された排出管８０を通じて、ポンプ８１により内部空間２１内のガスを筐体外部に排出し、これにより前記内部空間２１を減圧して成形品に照射される低温プラズマ流を当該成形品の内部まで吸引するガス排出手段８が構成されている。
尚、このようなガス排出手段による吸引構造は必ずしも必要ではなく、図５乃至図８に示すように、内部空間を有しない保持台２に、貫通しない凹部７２に成形品Ｐを保持した円板状の取付冶具７を装着してなるものであってもよい。
【００３５】
また、本実施例では、前記筐体１０内における前記プラズマ発生装置３の低温プラズマ射出口の付近に、前記プラズマ発生装置の低温プラズマ流近傍の温度を検知するための温度センサー９が設けられているが、このような温度センサは他の位置に設けてもよい。
【００３６】
本発明に係る生細胞の培養方法は、上述のようにエッチング処理された前記生細胞培養基材を用いて、HeLa細胞などの腫瘍細胞は勿論、マウス骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）、ヒト骨芽細胞（HOB細胞）など通常培養が困難といわれている生細胞を培養することができる。すなわち、本発明の生細胞培養基材は、濡れ性がよいので、生細胞が浮遊している液体培地に該生細胞培養基材を投入することにより、該当する生細胞が培養基材の表面に付着し、増殖を開始する。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
粒径が凡そ４ｍｍであるポリ乳酸のペレット（島津製作所製、ラクティ5000）を液体窒素で冷却後粉砕し、篩別することにより平均粒径３５０μｍ、２５０μｍおよび１２５μｍの粉末を得た。得られた粉末を小型加熱プレス機（井元製作所製）により、無圧下で１８０〜１９０℃、２０〜３０分間加熱し、多孔体を得た。次に直径１２ｍｍ、厚さ３〜１０ｍｍの円板および６×６０×３ｍｍの平板を作製した。得られた円板および平板を上記エッチング処理装置１で低温プラズマによるエッチング処理を行う。エッチング処理は、プラズマ発生装置３の電極と成形品表面との距離を２０ｍｍに保ち、ＡＣ１０ｋＶ、６０ｍＡで電極間にアーク放電を起し、それぞれ選択されたプラズマ作動ガスを供給して発生したプラズマ流を照射しながら、保持台２を５ｍｍ／秒の移動速度で左右に一往復させて処理したものである。
【００３８】
実施例１において製造した円板について、低温プラズマによるエッチング処理を行わなかった円板を「未処理」、空気中で低温プラズマによるエッチング処理した円板を「Ａｉｒ」、二酸化炭素ガス中で前記エッチング処理した円板を「ＣＯ2」、窒素ガス中で前記エッチング処理した円板を「Ｎ2」、アルゴン中で前記エッチング処理した円板を「Ａｒ」、８フッ化プロパン中で前記エッチング処理した円板を「Ｃ3Ｆ8」とし、それぞれの円板について、水との接触角、表面自由エネルギーおよびゼータ電位を測定した。
【００３９】
未処理の円板を含めて、各円板の水との接触角および表面自由エネルギーを表１に示した。水との接触角は、表１から判るように、低温プラズマによりエッチング処理した円板は未処理の円板に比較していずれも大きく、濡れ性に優れていることが判った。また、表面自由エネルギーは、表１から判るように、８フッ化プロパン中での前記エッチング処理をした円板を除いて、前記エッチング処理した円板は未処理の円板に比較していずれも大きい値を示した。ゼータ電位は図９に示したように、前記エッチング処理した円板は未処理の円板に比較していずれも大きい値を示した。
【００４０】
【表１】
2005110676.tif 000003
【００４１】
（実施例２）
マウス骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）、ヒト骨芽細胞（HOB細胞）およびHeLa細胞を用いて、細胞培養用ウェルである46穴マルチウェルに滅菌した多孔体および滅菌後低温プラズマによりエッチング処理した多孔体をウェルに入れた。１ウェルに対し、１×１０4個／ｍｌの細胞の入った培地を１ｍｌ加え、細胞の播種を行った。培養は３７℃のインキュベータ中で、１〜７日間行った。MC3T3-E1細胞およびHeLa細胞を用いて、細胞接着能を吸光度により測定し、表２に示した。また、細胞増殖能を吸光度により測定し、表３に示した。表２および表３から判るように、低温プラズマによるエッチング処理した円板は未処理の円板に比較していずれも細胞接着能および細胞増殖能が大きく、細胞培養を行う上で優れていることが判った。
【００４２】
【表２】
2005110676.tif 000004
【００４３】
【表３】
2005110676.tif 000005
【００４４】
培養した細胞の観察は、細胞を固定し、乾燥した後、金蒸着し、走査電子顕微鏡において観察した。また、多孔体への細胞接着評価は、マウス骨芽細胞様細胞（MC3T3-E1細胞）およびヒト骨芽細胞（HOB細胞）ともに前記エッチング処理した多孔体でのみ接着・増殖・伸展が認められた。
【００４５】
（実施例３）
ポリ乳酸ペレット（島津製作所製、ラクティ5000）を２１５℃で３０分間加熱融解させ、射出成型機（スルホーンジェット３０００、ハイデンタル・ジャパン）を用い４℃の金型内に１５ＭＰａで射出後、４ＭＰａで３０秒間保圧してφ１６×２ｍｍの円板試料を成型した。プラズマ処理は大気中で本発明のプラズマ照射装置を用いて、電極と試料との間隙を２０ｍｍとし、試料を５ｍｍ／ｓｅｃの速度で、未処理、１、２、４往復させた。未処理試料の走査プローブ顕微鏡像を図１０に、１往復処理試料の走査プローブ顕微鏡像を図１１に示した。図１０からわかるように、射出成形したポリ乳酸試料は非晶性で金型面が転写された不規則な条痕が観察され、走査プローブ顕微鏡像から求めた表面粗さ（Ｒａ）は７．５±２．１ｎｍであった。図１１からわかるように、プラズマ処理を１往復した試料の表面は金型面の痕跡は消滅し、均一な形状の凹凸が試料全体に分布しており、走査プローブ顕微鏡像から求めた表面粗さ（Ｒａ）は１０．１±２．５ｎｍであった。プラズマ処理回数が増加すると、凸部の高さが減少した。
【００４６】
（実施例４）
実施例３の方法でポリ乳酸のφ１６×２ｍｍの円板試料を成型した。成型した試料をホットプレス中にて８０℃、１００℃及び１４０℃で１時間処理し、その結晶化度（Ｘｃ）を熱分析装置を使用して式１から求めた。その結果は、それぞれ２１．７％、４１．７％及び６２．９％であった。試料の結晶化度が増加するとプラズマ処理による試料表面の凹凸は減少し、プラズマ処理のエッチング作用は試料表面の非晶部に影響するものと考えられる。
【００４７】
Ｘｃ＝１００・（ΔＨｍ＋ΔＨｃ）／９３            （式１）
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明による生細胞培養基材により、所望の生細胞を接着・増殖・伸展させた多孔体を生体内の所要の箇所に設置することにより、所望の生細胞は増殖するが、多孔体は分解され消滅する。例えば、多孔体に骨芽細胞を培養したものを、骨の欠損箇所に設置することにより、骨芽細胞は増殖し、骨を形成するが、多孔体は分解され体外に排出される。また、多孔体に歯肉細胞を培養したものを、歯周ポケットに入れることにより、歯肉細胞が増殖し、歯周ポケットが歯肉により埋まり、歯周ポケットが消滅するなどの治療効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るエッチング処理装置の代表的実施形態を示す正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】取付冶具に成形品を装着する様子を示す斜視図。
【図４】成形品を保持した取付冶具を示す断面図。
【図５】本発明に係るエッチング処理装置の他の例を示す正面図。
【図６】同じく側面図。
【図７】変形例に係る取付冶具に成形品を装着する様子を示す斜視図。
【図８】成形品を保持した変形例に係る取付冶具を示す断面図。
【図９】各円板のゼータ電位を示すグラフ。
【図１０】プラズマ未処理の円板試料の走査プローブ顕微鏡像。
【図１１】プラズマ１往復処理の円板試料の走査プローブ顕微鏡像。
【符号の説明】
【００５０】
１  エッチング処理装置
２  保持台
３  プラズマ発生装置
４  ガス供給手段
５  基台
６  中間基台
７  取付冶具
８  ガス排出手段
９  温度センサー
１０  筐体
１１  壁面
２０  溝部
２１  内部空間
２１ａ  開口部
２２  連通孔
３１  ブラケット
４０  配管
４１ａ  供給口
４１  配管
５０  軸体
５１  案内レール
５２  モータ
５３  案内レール
５４  案内レール
６０  溝部
７０  貫通孔
７１  段部
７２  凹部
８０  排出管
８１  ポンプ
Ｐ    多孔体成形品
【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】
2005110676.tif 000014
【図１０】
2005110676.tif 000015
【図１１】
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