(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性で、表面に存在する微小孔は移植細胞よりも小さいことを特徴とする細胞移植用細胞担体。
【請求項２】
前記微小孔は、当該微小孔のほぼ中央部における径が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の細胞移植用細胞担体。
【請求項３】
移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性で、表面に存在する微小孔は移植細胞よりも大きいと共に、当該微小孔に入った移植細胞の表面が微小孔以外の担体表面とほぼ面一になる深さか若しくはその深さよりも浅い深さを有することを特徴とする細胞移植用細胞担体。
【請求項４】
前記微小孔は、その深さが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の細胞移植用細胞担体。
【請求項５】
移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性の基体と、この基体上に少なくとも部分的に移植細胞よりも小さい間隙を置いて設けられた多数条の凸部とからなることを特徴とする細胞移植用細胞担体。
【請求項６】
前記間隙は、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載の細胞移植用細胞担体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞移植用細胞担体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の細胞移植は、ドナーから採取した細胞をレシピエントに移植する場合、その移植部位がレシピエントの臓器（肝臓、腎臓、血管、脳等）内部である場合が多い。又、細胞を臓器表面に移植する場合は、移植細胞を臓器表面にそのまま静置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の細胞移植では、臓器内部に細胞を移植する場合、正常に機能する臓器（肝臓、腎臓、血管、脳等）に対して侵襲的であり、危険を伴う。例えば、現在臨床で行われている膵臓のランゲルハンス島（膵島）移植は門脈内移植が主流であるが、門脈内移植では肝表面より肝臓内の血管である門脈を穿刺し、且つ膵島を血管内に注入する点で侵襲的である。又、膵島を注入する過程で細菌感染が生じ、肝膿瘍といった合併症が発生する危険性がある。
【０００４】
一方、臓器表面に細胞を移植する場合、移植細胞が臓器表面からずれ易いために生着が困難であり、また目的部位に細胞を正確に移植し難い。
従って、本発明は、そのような問題点に着目してなされたもので、移植操作による合併症を併発することなく安全で確実な細胞移植を実現できる手段を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的は本発明の請求項１、請求項３又は請求項５記載の細胞移植用細胞担体により達成される。即ち、請求項１記載の細胞移植用細胞担体は、移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性で、表面に存在する微小孔が移植細胞よりも小さいことを特徴とする。
【０００６】
又、請求項３記載の細胞移植用細胞担体は、移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性で、表面に存在する微小孔は移植細胞よりも大きいと共に、当該微小孔に入った移植細胞の表面が微小孔以外の担体表面とほぼ面一になる深さか若しくはその深さよりも浅い深さを有することを特徴とする。
【０００７】
更に、請求項５記載の細胞移植用細胞担体は、移植細胞を臓器表面に生着させるのに使用する細胞担体であって、親水性の基体と、この基体上に少なくとも部分的に移植細胞よりも小さい間隙を置いて設けられた多数条の凸部とからなることを特徴とする。
これらの細胞担体は、比較的安全な新しい細胞移植技術に係るものであり、移植細胞を含有する培養液を含浸させ、移植細胞が付着した担体表面側をレシピエントの臓器表面に載置することにより、移植細胞を臓器表面に移植するものである。
【０００８】
請求項１記載の細胞担体では、表面の微小孔が移植細胞よりも小さいので、移植細胞を含有する培養液を含浸させると、培養液は微小孔を通じて担体内部に吸収されるが、移植細胞は担体表面に残る。従って、移植細胞が付着した担体表面側をレシピエントの臓器表面に接触させて載置すれば、移植細胞は担体内部の培養液で培養されつつ臓器表面に生着し、細胞の移植が行われる。このため、移植細胞が臓器表面の目的部位からずれたりすることがなく、安全且つ確実に細胞移植を行うことができる。しかも、移植操作は侵襲的ではなく、合併症を併発することもない。
【０００９】
請求項３記載の細胞担体では、微小孔は移植細胞よりも大きいが、その微小孔の深さは微小孔に入った移植細胞の表面が微小孔以外の担体表面とほぼ面一になる深さか若しくはその深さよりも浅い深さであるため、移植細胞を含有する培養液を含浸させると、培養液は微小孔を通じて担体内部に吸収される。移植細胞は微小孔内に入るが、細胞表面は微小孔以外の担体表面とほぼ面一になるか、若しくは担体表面よりも突出した状態になる。従って、移植細胞が付着した担体表面側をレシピエントの臓器表面に接触させて載置すれば、上記と同様に細胞を臓器表面に移植することができる。
【００１０】
請求項５記載の細胞担体では、親水性の基体上に設けられた多数条の凸部が少なくとも部分的に移植細胞よりも小さい間隙を置いているので、移植細胞を含有する培養液を含浸させると、培養液は基体内部に吸収されるが、移植細胞は凸部に当たり、担体表面に残る。従って、同様に移植細胞が付着した担体表面側をレシピエントの臓器表面に接触させて載置すれば、細胞を移植できる。
【００１１】
請求項１記載の発明において、担体表面に存在する微小孔は移植細胞よりも小さく、担体に培養液を含浸させる際に移植細胞が担体内部に進入しなければ十分である。具体的に微小孔の大きさは、最大移植細胞に属する膵島の大きさの多くが１００μｍ以上であることから、微小孔のほぼ中央部における径が１００μｍ以下である。因みに径が１００μｍよりも大きいと、生体細胞はその平均的な大きさから微小孔を通じて担体内部に入り込んでしまい、担体表面に残らない。
【００１２】
請求項３記載の発明において、担体表面に存在する微小孔は、微小孔に入った移植細胞の表面が微小孔以外の担体表面とほぼ面一になる深さか、若しくはその深さよりも浅い深さであればよい。具体的に微小孔の深さは、最大移植細胞に属する膵島の大きさの多くが１００μｍ以上であることから、１００μｍ以下である。因みに深さが１００μｍよりも深いと、細胞表面が微小孔以外の担体表面よりも引っ込んだ状態になるので、担体を臓器表面に載置したときに移植細胞が臓器表面に生着し難くなる。
【００１３】
請求項５記載の発明において、凸部間の間隙は少なくとも部分的に移植細胞よりも小さければよい。具体的に間隙は、前記したように生体細胞の平均的大きさからすると１００μｍ以下である。因みに間隙が１００μｍよりも大きいと、基体に存在する微小孔が移植細胞よりも大きければ、移植細胞は間隙及び微小孔を通じて基体内部に入り込んでしまう。この場合、間隙が１００μｍ以下であれば、基体の微小孔の大きさを問わずに移植細胞を担体表面に残すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
一実施形態に係る細胞移植用細胞担体の斜視図を図１に示す。この細胞担体１は、生体に安全なものであれば、通常の担体に使用されている材料で構成されるが、担体１自体がレシピエントの体内で移植細胞を残して吸収される生体吸収性の場合には、コラーゲン、ゼラチン、デンプン、フィブリン、血清アルブミン、アルギン酸、キチン、キトサン、ヒアルロン酸、酸化セルロース等の材料が使用できる。但し、細胞担体１は必ずしも吸収性である必要はなく、体内で吸収されずに細胞移植後に取り除かれるものであってもよい。その場合の生体非吸収性材料としては、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸等が使用できる。
【００１５】
このような材料からなる細胞担体１は、親水性で、表面には無数の微小孔（隙間）２が存在するものである。図２に微小孔２を模式的に示すように、微小孔２を円形と見なすと、微小孔２は移植細胞よりも小さく、具体的には微小孔２の孔径ｒは１００μｍ以下に設定されている。因みに、孔径ｒが１００μｍよりも大きいと、前記したように移植細胞が担体内部に進入し易くなり、好ましくない。
【００１６】
なお、図１に示す細胞担体１は四角形状であり、寸法はａ×ｂ×ｔ＝５０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍであるが、この形状やサイズは一例であり、適宜変更すればよい。
細胞移植の際には、上記のような細胞担体１に移植細胞を播種するために、移植細胞を含有する培養液を細胞担体１に含浸させる。すると、図３の部分拡大断面図に示すように、細胞担体１は親水性であるから、培養液は微小孔２を通じて担体１内部に吸収されるが、微小孔２は移植細胞１０より小さいから、移植細胞１０は担体１表面に付着した状態になる。そして、図４に示すように、移植細胞１０が付着した担体１表面側をレシピエントの臓器表面に接触させて載置することにより、移植細胞１０を臓器２０の表面に移植する。
【００１７】
上記実施形態では、微小孔２は円形とみなしたが、円形以外にも、図５に示すような形状であってもよい。図５の（ａ）には楕円形の微小孔２ａを、図５の（ｂ）にはほぼ瓢箪形の微小孔２ｂを、図５の（ｃ）にはほぼ三角形の微小孔２ｃを、図５の（ｄ）にはほぼ四角形の微小孔２ｄを示してある。いずれの微小孔２（ａ〜ｄ）も、そのほぼ中央部における径ｄ（１〜４）が１００μｍ以下であり、移植細胞は微小孔２（ａ〜ｄ）内に入り込まない。
【００１８】
別実施形態に係る細胞移植用細胞担体の部分拡大断面図を図６に示す。図６の（ａ）の細胞担体１では、微小孔２ｅは円形や図５に示すような形状であり、移植細胞１０よりも大きいと共に、微小孔２ｅに入った移植細胞１０の表面が微小孔２ｅ以外の担体１表面とほぼ面一になる深さか若しくはその深さよりも浅い深さを有する。微小孔２ｅの具体的な大きさとしては、微小孔２ｅのほぼ中央部における径ｄ５は１００μｍよりも大きく、微小孔２ｅの深さｈは１００μｍ以下である。
【００１９】
この細胞担体１に移植細胞を含有する培養液を含浸させると、培養液は担体１内部に吸収され、移植細胞１０は微小孔２ｅに入る。しかし、移植細胞１０の表面は微小孔２ｅ以外の担体１表面とほぼ面一になるか、若しくは担体１表面よりも突出した状態になる。従って、前記と同様に、移植細胞１０が付着した担体１表面側を臓器表面に接触させて載置することにより、移植細胞１０を臓器２０の表面に移植することができる。
【００２０】
又、図６の（ｂ）では、微小孔２ｆの底面が波状になっている場合で、図６の（ｃ）では、１つの微小孔２ｇに複数（ここでは２つ）の移植細胞１０が入っている場合である。いずれも、前記と同等の作用効果が得られる。
更に別実施形態に係る細胞移植用細胞担体の斜視図を図７の（ａ）に、その部分拡大断面図を図７の（ｂ）に示す。この細胞担体１は、親水性の基体５と、この基体５上に少なくとも部分的に移植細胞１０よりも小さい間隙７を置いて設けられた多数条の凸部６とからなる。間隙７は、具体的には１００μｍ以下である。但し、間隙７は、全ての部分において１００μｍ以下である必要はなく、部分的に１００μｍ以下であればよい。又、凸部６は、例えば糸であり、また親水性である必要はなく、疎水性材料からなってもよい。
【００２１】
この細胞担体１に移植細胞を含有する培養液を含浸させると、培養液は基体５内部に吸収されるが、移植細胞１０は凸部６に当たり、間隙７に入り込まない。従って、移植細胞１０が付着した担体１表面側を臓器表面に接触させて載置すれば、移植細胞１０を臓器２０の表面に移植できる。又、この場合、移植細胞１０が凸部６に当たり、基体５内部に進入しないので、基体５の表面に存在する微小孔（図示せず）は移植細胞１０より大きくてもよく、微小孔の大きさを問題とせずに細胞移植を行うことができる。
【００２２】
なお、凸部６は直線状である必要はなく、図８の（ａ）のような屈曲線状の凸部６ａや、図８の（ｂ）のような湾曲線状の凸部６ｂでも構わず、いずれも前記と同等の作用効果が得られる。
上記各実施形態に示す細胞担体１では、いずれも細胞担体１に培養液を含浸させて直ぐに細胞移植を行う必要はなく、細胞担体１に移植細胞を播種し、数日培養した後に細胞移植を行うことも可能である。
＜実験例＞
次に、上記のような細胞担体１を用いた細胞移植の実験例について説明する。
（使用動物と方法）
ドナーには雄性ＡＣＩラット（体重２００〜２２０ｇ）を用い、レシピエントにはストレプトゾトシン６０ｍｇ／ｋｇの静脈内注射による投与により糖尿病を作製した雄性同系ＡＣＩラット（体重１９０〜２５０ｇ）を用いた。
【００２３】
まず、ドナーより膵臓を摘出して、コラゲナーゼ消化法及びデキストラン不連続濃度勾配法によりランゲルハンス島（膵島）を分離・精製した。この膵島２０００個を細胞担体１に播種し、細胞担体１の膵島付着面をレシピエントの肝臓表面に接触させて載置することにより、膵島を移植した。
移植後、レシピエント（６匹）の非空腹時の血糖値と体重をそれぞれ６日目、１６日目、２４日目、５０日目、９０日目に測定し、移植後１４０日目にレシピエントを犠死させ、移植膵島の組織学的検討を行った。
（結果）
図９の表に示すように、血糖値は移植前値５０７±６２ｍｇ／ｄｌから徐々に低下し、３週間以内に全て２００ｍｇ／ｄｌ以下の低値（正常値）となり、有意の低値を持続した。体重は移植前は減少していたが、移植後増加した。又、合併症は認められなかった。組織学的検討では、Ｈ．Ｅ．染色、インスリン染色により移植膵島の生存を確認した。但し、図９の表において、ｐ＜０．０５は移植前値より統計学的に有意に差があることを表す。
（結論）
細胞担体１を用いた肝臓表面への新しい膵島の移植により、移植膵島は良好な機能を示し、移植操作による合併症を併発せず、安全な細胞移植技術であることが分かる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１，３，５記載の細胞移植用細胞担体によれば、移植操作による合併症を併発することなく安全で確実な細胞移植を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る細胞移植用細胞担体の斜視図である。
【図２】図１の細胞担体における表面の微小孔を模式的に示す平面図である。
【図３】図１の細胞担体に移植細胞を含有する培養液を含浸させたときの部分拡大断面図である。
【図４】培養液を含浸させた細胞担体を臓器表面に接触させて載置した状態を示す断面図である。
【図５】図１の細胞担体における微小孔の各種形状変更例を示す図である。
【図６】別実施形態に係る細胞移植用細胞担体の部分拡大断面図（ａ）、同細胞担体における微小孔の形状変更例を示す部分拡大断面図（ｂ）、及び同細胞担体における微小孔の別の形状変更例を示す部分拡大断面図（ｃ）である。
【図７】更に別実施形態に係る細胞移植用細胞担体の斜視図（ａ）、及び同細胞担体の部分拡大断面図（ｂ）である。
【図８】図７の細胞担体における凸部の形状変更例を示す平面図（ａ）、及び同細胞担体における凸部の別の形状変更例を示す平面図（ｂ）である。
【図９】実験例の結果（移植後日数・非空腹時血糖値）を示す表である。
【符号の説明】
１              細胞担体
２（ａ〜ｇ）    微小孔
５              基体
６（ａ，ｂ）    凸部
７              間隙
１０            移植細胞
２０            臓器
【図１】
0004437201.tif 000002
【図２】
0004437201.tif 000003
【図３】
0004437201.tif 000004
【図４】
0004437201.tif 000005
【図５】
0004437201.tif 000006
【図６】
0004437201.tif 000007
【図７】
0004437201.tif 000008
【図８】
0004437201.tif 000009
【図９】
0004437201.tif 000010