(57)【要約】【課題】本発明は、培養用基体、該培養用基体を応用した移植体及び移植体の製造方法に関する。【解決手段】本発明の培養用基体は、生物組織を培養することに用いる。該培養用基体は、カーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化され、極性化表面に形成され、該極性化表面が、培養しようとする生物組織とは異なる電荷極性を有する。また、本発明の移植体は、培養用基体及び生物組織を含み、前記生物組織は、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に接着される。本発明の移植体の製造方法は、培養用基体を提供して、該培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理され、極性化表面を形成するステップと、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の細胞を播種するステップと、生物組織が形成されるまで、複数の前記細胞を培養するステップと、を含む。【選択図】図１
2013013708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養用基体を提供して、該培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理され、極性化表面を形成するステップと、
前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の細胞を播種するステップと、
生物組織が形成するまで、複数の前記細胞を培養するステップと、
を含むことを特徴とする移植体の製造方法。
【請求項２】
前記培養用基体を提供するステップが、
カーボンナノチューブ構造体を提供するサブステップと、
前記カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理を行うサブステップと、  を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移植体の製造方法。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理を行うサブステップが、
前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行うステップと、
殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液で処理するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の移植体の製造方法。
【請求項４】
前記殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液で処理するステップが、
前記カーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液の中に浸漬した後、前記ポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液を除去するために、無菌の脱イオン水で前記カーボンナノチューブ構造体を洗浄するステップを含むことを特徴とする、請求項３に記載の移植体の製造方法。
【請求項５】
培養用基体及び生物組織を含む移植体において、
前記培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化されて極性化表面に形成されており、
前記生物組織が前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に接着されていることを特徴とする移植体。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブからなることを特徴とする、請求項５に記載の移植体。
【請求項７】
生物組織を培養することに用いられる培養用基体であって、前記培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化されて極性化表面に形成されており、該極性化表面が、培養しようとする生物組織とは異なる電荷極性を有することを特徴とする培養用基体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養用基体、該培養用基体を応用した移植体及び移植体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日々の生活の中で起こる様々な事故や災害によって、皮膚又は神経系が損傷することがある。その場合、広範囲にわたる皮膚の損傷に対しては、皮膚移植の方法を採用する。皮膚移植は、自分の体の目立たない場所から皮膚を移植する方法と、他人の体から皮膚を移植する方法があるが、皮膚のソースは少なく、しかもその方法はとても複雑である。
【０００３】
現在、神経系が損傷した場合、神経移植体を移植して、神経系を修復する。これは、神経外科の手術において、損傷を修復するための重要な方法である。従来技術の神経移植体とは、神経系において、損傷した部分の両端を繋ぎ合わせた神経管である。該神経管は、生物分解が可能な物質からなる管状構造体である。神経系について損傷した部分の一端に位置する神経細胞は、前記神経管の内壁に沿って神経突起を成長させ、該神経突起は、前記神経系において損傷した部分のもう一つの端に位置する神経細胞に到達する。
【０００４】
従って、前記神経管は、神経細胞の基体であり、神経系において損傷された部分の神経細胞の神経突起が損傷すると、神経細胞が前記神経管の支持によって神経突起を成長させて、損傷した神経系の修復を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２３９７１２Ｂ号明細書
【特許文献２】特開２００８−２９７１９５公報
【特許文献３】中国特許出願公開第１０１２８４６６２Ａ号明細書
【特許文献４】特許第３８６８９１４号明細書
【特許文献５】特許第４４８６０６０号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｋａｉｌｉ  Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ  Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ  Ｆａｎ、“Ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ  ｙａｒｎｓ”、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、損傷部分の神経細胞が死亡した場合、該神経細胞の損傷部分に、神経管を移植しても、損傷した神経系を修復することはできない。
【０００８】
従って、本発明は、培養用基体、該培養用基体を応用した移植体及び移植体の製造方法、を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
移植体の製造方法は、培養用基体を提供して、該培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理され、極性化表面を形成するステップと、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の細胞を播種するステップと、生物組織が形成されるまで、複数の前記細胞を培養するステップと、を含む。
【００１０】
前記培養用基体を提供するステップは、カーボンナノチューブ構造体を提供するサブステップと、前記カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理を行うサブステップと、を含む。
【００１１】
前記カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理を行うサブステップは、前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行うステップと、殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液で処理するステップと、を含む。
【００１２】
前記殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液で処理するステップは、前記カーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液の中に浸漬した後、前記ポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液を除去するために、無菌の脱イオン水で前記カーボンナノチューブ構造体を洗浄するステップを含む。
【００１３】
移植体は、培養用基体及び生物組織を含む。前記培養用基体は、カーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化され、極性化表面に形成される。前記生物組織は、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に接着されている。
【００１４】
前記カーボンナノチューブ構造体は、複数のカーボンナノチューブからなる。
【００１５】
培養用基体は、生物組織を培養することに用いられ、カーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化され、極性化表面に形成され、該極性化表面が、培養しようとする生物組織とは異なる電荷極性を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明における移植体の製造方法は、カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理のみを行うだけで良い。従って、蒸着、スパッタリング又は化学修飾処理を行う必要がなく、細胞を直接培養することができるので、前記移植体の製造方法は簡単で、実施しやすい。
【００１７】
本発明の培養用基体におけるカーボンナノチューブ構造体は、極性化処理され、極性化表面に形成される。該極性化表面が、播種しようとする細胞の電荷極性と異なる電荷極性を有し、細胞を接着することができるので、前記培養用基体は、細胞を培養することができる。前記培養用基体におけるカーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブからなる自立構造体であるので、軽く、弾性及び延展性に優れている。従って、前記培養用基体を応用した移植体は、破壊された組織の損傷部分の形状及び大きさによって、裁断し、引き伸ばすことができる。その後、前記損傷部分に移植される。前記カーボンナノチューブ構造体は、極性化表面が形成され、生物組織が前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に直接接着されるので、移植体の構造が簡単である。前記移植体が前記損傷部分に移植される時、該移植体が生物組織を含み、該生物組織における細胞と、損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞との距離は近いので、該移植体における細胞と、損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞とは、再び繋がることができ、損傷部分の修復が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る移植体の断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る移植体における、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図３】ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブセグメントの構造を示す図である。
【図４】積層された複数のカーボンナノチューブフィルムが形成された層状構造体を示すＳＥＭ写真である。
【図５】本発明の実施例１に係る移植体における、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが等方的に配列されたカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図６】本発明の実施例１に係る移植体における、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されたカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図７】本発明の実施例１に係る移植体における、綿毛構造のカーボンナノチューブフィルムのＳＥＭ写真である。
【図８】本発明の実施例１に係る移植体における、非ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤのＳＥＭ写真である。
【図９】本発明の実施例１に係る移植体における、ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤのＳＥＭ写真である。
【図１０】本発明の実施形態に係る移植体の製造方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例１に係る移植体の断面図である。
【図１２】本発明の実施例１に係る移植体が染色された光学顕微鏡写真である。
【図１３】本発明の実施例２に係る移植体が染色された光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１を参照すると、本発明の実施形態は、移植体１０を提供する。該移植体１０は、培養用基体１２及び該培養用基体１２の表面に分布する生物組織１４を含む。前記培養用基体１２は、カーボンナノチューブ構造体であり、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理され、極性化表面に形成される。該極性化表面には、前記生物組織１４の電荷極性と異なる電荷極性を有するので、前記生物組織１４が前記培養用基体１２の表面に緊密に接着される。具体的には、前記カーボンナノチューブ構造体は、複数の純粋なカーボンナノチューブからなる。該純粋なカーボンナノチューブは、化学的又は物理的処理が行われていないカーボンナノチューブであり、即ち、機能化されていないカーボンナノチューブであり、炭素のみからなるものである。前記カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理されるので、該カーボンナノチューブ構造体の表面に位置するカーボンナノチューブも極性化され、極性化表面が形成される。前記カーボンナノチューブ構造体の形状及び大きさは、生物体の損傷した部分の形状及び大きさに応じて決められる。
【００２１】
前記カーボンナノチューブ構造体における複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接続され、自立構造を形成する。ここで、自立構造とは、支持体を利用せず、前記カーボンナノチューブ構造体を独立的に利用するというものである。前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルム又は少なくとも一本のカーボンナノチューブ線状構造体からなるフィルム状構造体である。前記カーボンナノチューブ構造体が複数のカーボンナノチューブフィルムを含む場合、該複数のカーボンナノチューブフィルムは、積層して設置されている。隣接するカーボンナノチューブフィルムは、分子間力で接続される。前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一本のカーボンナノチューブ線状構造体を含む場合、該少なくとも一本のカーボンナノチューブ線状構造体は、折られ、交差し、編まれ、又は織られ、カーボンナノチューブフィルム状構造体に形成される。前記カーボンナノチューブ線状構造体は、少なくとも一つの非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ、少なくとも一つのねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又は非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ及びねじれ状カーボンナノチューブワイヤの組み合わせである。該カーボンナノチューブ構造体の厚さは、実際の応用に応じて決定される。
【００２２】
前記カーボンナノチューブ構造体は、複数のカーボンナノチューブからなり、該複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接続されるので、軽く、弾性及び延展性に優れている。従って、前記カーボンナノチューブ構造体は、容易に切る又は引き伸ばすことができる。
【００２３】
前記カーボンナノチューブ構造体は、前記複数のカーボンナノチューブが配向し又は配向せずに配置されている。前記複数のカーボンナノチューブの配列方式により、前記カーボンナノチューブ構造体は、非配向型のカーボンナノチューブ構造体及び配向型のカーボンナノチューブ構造体の二種に分類される。
【００２４】
前記非配向型のカーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブが異なる方向に沿って配置され、又は絡み合っている。前記配向型のカーボンナノチューブ構造体は、前記複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列している。又は、配向型のカーボンナノチューブ構造体において、配向型のカーボンナノチューブ構造体が二つ以上の領域に分割される場合、各々の領域における複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って配列されている。この場合、異なる領域におけるカーボンナノチューブの配列方向は異なる。前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの中の一種又はこれらの組み合わせである。前記カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである場合、直径は０．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが二層カーボンナノチューブである場合、直径は１ｎｍ〜５０ｎｍに設定され、前記カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブである場合、直径は１．５ｎｍ〜５０ｎｍに設定される。
【００２５】
具体的には、前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルム又は少なくとも一本のカーボンナノチューブ線状構造体を含む。
【００２６】
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のドローン構造カーボンナノチューブフィルムを含む。図２を参照すると、単一の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、超配列カーボンナノチューブアレイ（Ｓｕｐｅｒａｌｉｇｎｅｄ  ａｒｒａｙ  ｏｆ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，非特許文献１を参照）から引き出して得られ、自立構造を有したものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおいて、前記複数のカーボンナノチューブの大部分は、前記カーボンナノチューブフィルムの表面に平行に、カーボンナノチューブフィルムを引き出す方向に沿って、且つ、同じ方向に沿って配列されている。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で端と端が接続されている。
【００２７】
微視的には、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおいて、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブ以外に、同じ方向に沿っておらずランダムな方向を向いたカーボンナノチューブも存在している。該ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブの割合は、前記同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブに比べて小さい。
【００２８】
図３を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、複数のカーボンナノチューブセグメント１４３ｂを含む。前記複数のカーボンナノチューブセグメント１４３ｂは、長さ方向に沿って分子間力で端と端が接続されている。それぞれのカーボンナノチューブセグメント１４３ｂは、相互に平行に、分子間力で結合された複数のカーボンナノチューブ１４５を含む。単一の前記カーボンナノチューブセグメント１４３ｂにおいて、前記複数のカーボンナノチューブ１４５の長さは実質的に同じである。前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを有機溶剤に浸漬させることにより、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの靭性及び機械強度を高めることができる。また前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの透光率も７５％以上程度まで達することができる。
【００２９】
前記カーボンナノチューブ構造体が複数の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを含む場合、該複数の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａは積層して、層状構造体を形成するが、該層状構造体の厚さは制限されない。図４を参照すると、隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、分子間力で結合されている。隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブ１４５は、それぞれ０°〜９０°の角度で交差している。隣接する前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブ１４５が０°以上の角度で交差する場合、前記複数の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブは、互いに交差して、網状構造体を形成し、前記カーボンナノチューブ構造体の機械性能を高める。例えば、前記カーボンナノチューブ構造体は、積層された複数の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを含み、隣接するカーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブは、９０°の角度で交差している。即ち、隣接するカーボンナノチューブフィルム１４３ａにおけるカーボンナノチューブの延長方向は、垂直している。前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの構造及び製造方法については、特許文献１を参照。前記カーボンナノチューブ構造体を含む前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａが少ない場合、例えば、十枚より少ない前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを含む際、特に、一枚の前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａを含む際、前記カーボンナノチューブ構造体は、優れた透光率を有する。
【００３０】
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚のプレシッド構造カーボンナノチューブフィルム（ｐｒｅｓｓｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ  ｆｉｌｍ）を含む。図５又は図６を参照すると、前記カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。前記カーボンナノチューブフィルムは、押し器具を利用することにより、所定の圧力をかけて前記カーボンナノチューブアレイを押し、該カーボンナノチューブアレイを圧力で倒すことにより形成された、シート状の自立構造を有するものである。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、前記押し器具の形状及び前記カーボンナノチューブアレイを押す方向により決められている。
【００３１】
図５を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが配向せずに配置されている。該カーボンナノチューブフィルムは、等方的に配列されている複数のカーボンナノチューブを含み、隣接するカーボンナノチューブが分子間力で相互に引き合い、接続する。また該カーボンナノチューブ構造体は、平面等方性を有する。該カーボンナノチューブフィルムは、平面を有する押し器具を利用して、カーボンナノチューブアレイが成長する基板に垂直な方向に沿って、前記カーボンナノチューブアレイを押すことにより形成される。
【００３２】
図６を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが配向して配列されている。該カーボンナノチューブフィルムは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブを含む。ローラー形状を有する押し器具を利用して、同じ方向に沿って前記カーボンナノチューブアレイを同時に押すと、基本的に同じ方向に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムが形成される。また、ローラー形状を有する押し器具を利用して、異なる方向に沿って、前記カーボンナノチューブアレイを同時に押す場合、前記異なる方向に沿って、選択的な方向に配列されたカーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブフィルムが形成される。
【００３３】
前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの傾斜の程度は、前記カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブと該カーボンナノチューブフィルムの表面は、角度αを成し、該角度αは０°以上１５°以下である。好ましくは、前記カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブは、該カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。前記圧力が大きくなるほど、前記傾斜の程度も大きくなる。前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは、前記カーボンナノチューブアレイの高さ及び該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係し、０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。即ち、前記カーボンナノチューブアレイの高さが高くなるほど、また、該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力が小さくなるほど、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは大きくなる。これとは逆に、カーボンナノチューブアレイの高さが低くなるほど、また、該カーボンナノチューブアレイにかけた圧力が大きくなるほど、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さは小さくなる。前記プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムの構造及び製造方法については、特許文献２を参照。
【００３４】
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一枚の綿毛構造カーボンナノチューブフィルム（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｅｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｎａｎｏｔｕｂｅ  ｆｉｌｍ）を含む。図７を参照すると、単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、相互に絡み合い、等方的に配列されている。複数のカーボンナノチューブは配向せずに配置されている。単一の前記カーボンナノチューブの長さは、１０マイクロメートル以上であり、２００マイクロメートル〜９００マイクロメートルであること好ましい。前記カーボンナノチューブ構造体は、自立構造の薄膜の形状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは、分子間力で接近して、相互に絡み合い、カーボンナノチューブネット状に形成されている。前記複数のカーボンナノチューブは、配向せずに配置されて、複数の微小な穴が形成されている。ここで、単一の前記微小な穴の直径は、１ナノメートル〜５００ナノメートルである。前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、相互に絡み合って配置されるので、該カーボンナノチューブ構造体は柔軟性に優れ、任意の形状に湾曲して形成させることができる。前記綿毛構造カーボンナノチューブフィルムの構造及び製造方法については、特許文献３を参照。
【００３５】
前記カーボンナノチューブ構造体は、少なくとも一本のカーボンナノチューブ線状構造体を含むことができる。前記カーボンナノチューブ線状構造体は、少なくとも一つの非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ、少なくとも一つのねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又は非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ及びねじれ状カーボンナノチューブワイヤの組み合わせである。
【００３６】
図８を参照すると、前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、該カーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている複数のカーボンナノチューブを含む。前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを、有機溶剤で処理して形成したものである。前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、分子間力で端と端が接続された複数のカーボンナノチューブセグメントを含む。各々の前記カーボンナノチューブセグメントは、平行に配列され、分子間力で緊密に結合された複数のカーボンナノチューブを含む。前記カーボンナノチューブワイヤの長さは制限されず、その直径は０．５ナノメートル〜１ミリメートルである。
【００３７】
前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、図２に示すようなカーボンナノチューブフィルム１４３ａを、有機溶剤で処理することにより、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａをカーボンナノチューブワイヤに形成させる。
【００３８】
具体的には、有機溶剤を前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａの表面に滴下し、該有機溶剤を前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａに浸漬させる。前記有機溶剤は、例えば、エタノール、メタノール、アセトン、ジクロロエタン、クロロホルムなどの揮発性有機溶剤である。本実施例において、前記有機溶剤は、エタノールである。従って、前記有機溶剤の表面張力によって、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａにおける複数のカーボンナノチューブを縮ませて、該カーボンナノチューブワイヤが形成される。該カーボンナノチューブワイヤは、前記カーボンナノチューブフィルム１４３ａより、比表面積が小さくなり、接着性が低くなる。
【００３９】
図９を参照すると、前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、該カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列された複数のカーボンナノチューブを含む。前記ねじれ状カーボンナノチューブワイヤは、機械外力で図２に示すような前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａを処理して形成されたものである。具体的には、前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａの両端を異なる方向に沿って絞る。該ドローン構造カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、接着性を有するので、該カーボンナノチューブフィルム１４３ａは、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤに形成することができる。更に、前記ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤを揮発性有機溶剤で処理してもよい。前記揮発性有機溶剤の表面力の作用で、前記ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤにおける隣接するカーボンナノチューブが分子間力で緊密に接続されるので、該ねじれ状のカーボンナノチューブワイヤは、直径及び比表面積が小さくなり、大きな密度、優れた機械強度及び優れた靭性を有する。
【００４０】
前記カーボンナノチューブワイヤの構造及び製造方法については、特許文献４及び特許文献５を参照。
【００４１】
前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面にある電荷の作用で、前記生物組織１４は、前記カーボンナノチューブ構造体の表面に直接接着される。前記生物組織１４は、複数の細胞を含む。各々の前記細胞は、前記カーボンナノチューブ構造体の表面に接着され、互いに接続して網状構造体を形成する。前記細胞は、神経細胞、筋肉細胞又は皮膚細胞等である。前記神経細胞は、例えば、海馬神経細胞等の哺乳動物の神経細胞である。従って、前記生物組織１４は、神経ネットワーク、筋肉組織又は皮膚組織等の大きな面積を有する組織である。
【００４２】
前記カーボンナノチューブ構造体は、軽く、弾性及び延展性に優れているので、生物体内に直接移植可能である。従って、破壊された神経系の損傷部分の形状及び大きさによって、前記移植体を裁断し又は引き伸ばして、前記損傷部分に移植することができる。前記移植体の細胞と、前記損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞との距離は近いので、該移植体の細胞と、前記損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞とは、再び繋がることができる。従って、損傷部分の修復が実現でき、修復時間を短くさせることができる。
【００４３】
前記培養用基体１２は、さらに生物基体（図示せず）を含むことができる。この場合、前記カーボンナノチューブ構造体は、前記生物基体の表面に設置される。また、前記生物基体は、前記カーボンナノチューブ構造体を支持することにも用いられる。前記移植体１０における生物組織１４は、前記カーボンナノチューブ構造体の前記生物基体とは反対側の表面に設置される。即ち、前記カーボンナノチューブ構造体は、前記生物基体と前記生物組織１４との間に設置される。前記生物基体の材料は、生物分解が可能でありかつ生物毒性がない材料、又は生物毒性がない材料である。前記生物分解が可能でありかつ生物毒性がない材料は、例えば、熱可塑性の澱粉プラスチック、脂肪族のポリエステル、ポリ乳酸又は澱粉／ポリビニルアルコールである。前記生物毒性がない材料は、例えば、シリカゲルである。前記生物基体の材料は、生物分解が可能でありかつ生物毒性がない材料、又は生物毒性がない材料であるので、該培養用基体１２を生物体内に直接移植することができる。 
【００４４】
前記生物基体の形状及び厚さは、前記カーボンナノチューブ構造体の形状及び厚さに応じて決定され、前記カーボンナノチューブ構造体の形状は、前記生物基体の損傷部分の形状に応じて決定される。例えば、前記生物基体の面積及び形状は、前記カーボンナノチューブ構造体の面積及び形状と基本的に同じである。前記カーボンナノチューブ構造体の厚さが薄い場合、該カーボンナノチューブ構造体は、小さな機械強度及び大きな比表面積を有する。従って、前記カーボンナノチューブ構造体は、外力作用によって破損しやすく、また他の物体に接着しやすい。そこで前記カーボンナノチューブ構造体を前記生物基体の表面に設置することによって、前記カーボンナノチューブ構造体が外力作用によって破損されないようにし、移動し易く且つ他の物体に接着することが防止される。また、前記培養用基体１２を生物体内に移植した後、前記生物基体を除去する必要もない。 
【００４５】
図１０を参照すると、本発明の実施形態は、移植体の製造方法を提供する。該製造方法は、以下のステップを含む。
ステップ１０：培養用基体を提供して、該培養用基体がカーボンナノチューブ構造体を含み、該カーボンナノチューブ構造体の表面が極性化処理され、極性化表面を形成する。
ステップ２０：前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の細胞を播種する。
ステップ３０：生物組織が形成されるまで、複数の前記細胞を培養する。
【００４６】
前記ステップ１０は、以下のサブステップを含む。
サブステップ１１：カーボンナノチューブ構造体を提供する。
サブステップ１２：前記カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理を行う。
【００４７】
前記サブステップ１２により、該カーボンナノチューブ構造体の表面に位置するカーボンナノチューブの電荷極性を変更して、極性化されたカーボンナノチューブ構造体の表面に培養しようとする生物組織を接着させ、生物組織の細胞の成長を有利にする。
【００４８】
具体的には、前記サブステップ１２は、前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行うステップ１２１と、殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン（Ｐｏｌｙ-Ｄ-Ｌｙｓｉｎｅ  ＰＤＬ）溶液又はポリエーテルイミド（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）溶液によって処理するステップ１２２と、を含む。  
【００４９】
前記ステップ１２１では、前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行う方法は制限されず、該カーボンナノチューブ構造体にいる細菌を殺菌することが可能であれば、どの殺菌処理方法でもよい。例えば、高温殺菌又は紫外線殺菌の方法を利用して、前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行うことができる。一般的に、前記カーボンナノチューブ構造体に対しては、紫外線殺菌をすることが好ましい。
【００５０】
前記ステップ１２２では、まず、前記カーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液の中に浸漬する。その後、前記ポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液が前記細胞の培養に影響を与えないように、無菌の脱イオン水で前記カーボンナノチューブ構造体を洗浄する。これによって、前記カーボンナノチューブ構造体がポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液によって極性化処理され、該カーボンナノチューブ構造体の表面に位置するカーボンナノチューブの電荷極性が変わり、該カーボンナノチューブ構造体の表面に播種する細胞の電荷極性と異なる電荷極性を持たせ、前記細胞への接着性を増加させ、該細胞を播種するための条件を提供する。また、前記カーボンナノチューブ構造体の表面に位置するカーボンナノチューブの電荷極性を変更するために、該カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、蒸着、スパッタリング又は化学修飾処理を行う必要はない。従って、前記培養用基体の構造及びその製造方法が簡単である。
【００５１】
前記カーボンナノチューブ構造体の強度を高めるために、前記培養用基体は、さらに基体を含むことができる。前記カーボンナノチューブ構造体は、該カーボンナノチューブ構造体の極性化表面が前記基体と離れるように、前記基体の表面に設置される。前記基体の形状、材料及び厚さは、実際の応用に応じて決まる。例えば、前記移植体の面積が３ｃｍ２であれば、前記基体の面積は、少なくとも３ｃｍ２である。前記基体は、平面構造体であっても、曲面構造体であってもよい。
【００５２】
前記基体は、生物基体であっても、非生物基体であってもよい。該非生物基体の材料は、例えば、ポリスチレンなどのプラスチックである。前記基体は、プラスチックの時計皿、プラスチックの培養器皿又は四角形のプラスチック板である。前記基体が、プラスチックの時計皿又はプラスチックの培養器皿である場合、細胞を直接培養することができるため、カーボンナノチューブ構造体を他の器皿に置く必要ない。
【００５３】
この場合、前記ステップ１０は、以下のサブステップを含む。
サブステップ１１１：基体及びカーボンナノチューブ構造体を提供する。
サブステップ１１２：前記カーボンナノチューブ構造体を前記基体の表面に設置する。
サブステップ１１３：前記カーボンナノチューブ構造体に対して、殺菌処理を行う。
サブステップ１１４：殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体をポリ-Ｄ-リシン溶液又はポリエーテルイミド溶液で処理する。
【００５４】
前記ステップ１１２では、前記カーボンナノチューブ構造体を前記基体の表面に緊密に接着させるために、有機溶剤で該カーボンナノチューブ構造体を処理する。具体的には、前記基体に設置されたカーボンナノチューブ構造体に、揮発性有機溶剤を滴下して、該カーボンナノチューブ構造体を被覆する。その後、前記揮発性有機溶剤を揮発させることで、前記カーボンナノチューブ構造体の比表面積を減少させることができ、前記カーボンナノチューブ構造体と前記基体との接着力を増加させることができる。
【００５５】
前記基体が面状構造体である時、前記培養用基体は、さらに容器を含み、前記カーボンナノチューブ構造体が設置された基体は、前記容器の中に設置される。前記容器は、例えば、プラスチックの時計皿又はプラスチックの培養器皿等の細胞を直接培養することができる器皿である。前記基体は、前記容器と前記カーボンナノチューブ構造体との間に設置される。この時、前記ステップ１１２と前記ステップ１１３との間に、前記カーボンナノチューブ構造体が設置された基体を前記容器に置くステップを含む。
【００５６】
前記ステップ２０では、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の細胞を播種する方法は制限されず、該カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に、細胞用培養液を噴射或いは塗布してもよい。また、前記カーボンナノチューブ構造体及び該カーボンナノチューブ構造体を支持する基体を前記細胞用培養液の中に浸漬してもよく、該細胞用培養液で前記カーボンナノチューブ構造体を被覆することが可能であれば、何れの播種する方法でもよい。前記細胞用培養液とは、細胞を含み、細胞を播種することができる溶液である。
【００５７】
例えば、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に複数の神経細胞を播種する場合、該カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に神経細胞用培養液を滴下して、該カーボンナノチューブ構造体の極性化表面を被覆する。これによって、前記神経細胞用培養液における神経細胞は、前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に播種される。 
【００５８】
前記細胞の培養環境は、できるだけ細胞が生物体の中で生存できる環境と同じであることが好ましい。細胞の具体的な培養環境は、該細胞の種類に応じて決められる。例えば、できるだけ神経細胞が生物体の中で生存できる環境と同じである培養環境下で、該神経細胞を培養する。一般には、炭酸ガスの含有量が５％であり、温度が３７℃である培養環境で、前記神経細胞を培養する。本発明の移植体の製造方法は、該カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、蒸着、スパッタリング又は化学修飾処理を行わず、移植体を直接製造することができるので、前記移植体の製造方法が簡単である。
【００５９】
次に、具体的な実施例で移植体及び該移植体の製造方法を詳しく説明する。
（実施例１）
【００６０】
図１１を参照すると、本発明の実施例１は、移植体２０を提供し、該移植体２０は、神経移植体である。該神経移植体は、培養用基体２２及び神経ネットワーク２４からなる。該培養用基体２２は、カーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６からなる。具体的には、前記カーボンナノチューブ構造体２８は、積層された十枚の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体であり、該カーボンナノチューブ構造体における隣接するドローン構造カーボンナノチューブフィルムのカーボンナノチューブは、９０°の角度で交差している。該カーボンナノチューブ構造体２８は、前記プラスチック板の基体２６の表面に設置される。該カーボンナノチューブ構造体２８の表面に位置するカーボンナノチューブが極性化され、該カーボンナノチューブ構造体２８の表面に極性化表面を形成し、該極性化表面の電荷極性は、神経ネットワーク２４の電荷極性と異なる。従って、前記神経ネットワーク２４は、前記カーボンナノチューブ構造体２８の極性化表面に接着され、前記カーボンナノチューブ構造体２８の前記神経ネットワーク２４とは反対側の表面は、分子間力で前記プラスチック板の基体２６の表面に接着される。
【００６１】
前記移植体２０の製造方法は、次の通りである。
プラスチック板の基体２６及びカーボンナノチューブ構造体２８を提供し、該カーボンナノチューブ構造体２８を前記プラスチック板の基体２６の表面に設置する。前記カーボンナノチューブ構造体２８は、積層された十枚の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなるカーボンナノチューブ構造体であり、該カーボンナノチューブ構造体における隣接するドローン構造カーボンナノチューブフィルムのカーボンナノチューブは、９０°の角度で交差している。前記カーボンナノチューブ構造体２８の表面にエタノールを滴下した後、エタノールを揮発させ、該カーボンナノチューブ構造体２８を前記プラスチック板の基体２６の表面に緊密に接着させる。
【００６２】
前記カーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６を減菌箱に配置し、前記カーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６を紫外線で３０分間照射する。その後、殺菌処理されたカーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６を濃度が２０μｇ／ｍｌであるポリ‐Ｄ‐リシン溶液に浸漬して、２０時間放置する。その後、カーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６を前記ポリ‐Ｄ‐リシン溶液から取り出す。前記カーボンナノチューブ構造体２８に付着しているポリ‐Ｄ‐リシン溶液を除去して、該カーボンナノチューブ構造体２８の表面を極性化表面に形成させるために、無菌の脱イオン水で前記カーボンナノチューブ構造体２８を洗浄する。
【００６３】
前記極性化表面が形成されたカーボンナノチューブ構造体２８及びプラスチック板の基体２６を培養器皿に置き、該プラスチック板の基体２６を前記培養器皿の内表面に接触させ、前記カーボンナノチューブ構造体２８の極性化表面に海馬神経細胞用培養液を滴下して、該カーボンナノチューブ構造体２８を被覆し、該海馬神経細胞用培養液における海馬神経細胞を前記カーボンナノチューブ構造体２８の極性化表面に播種する。前記海馬神経細胞用培養液は、分化していない海馬神経細胞を培養液に分散して形成されたものである。
【００６４】
前記海馬神経細胞が培養された培養器皿を炭酸ガスインキュベーターの中に配置し、培養し、時間によって培養液を入れ替える。前記炭酸ガスインキュベーターにおける炭酸ガスの含有量は５％であり、その温度は３７℃である。前記炭酸ガスインキュベーターでは、培養液によって、前記海馬神経細胞を７日間培養して、神経移植体を形成することができる。図１２は、染色された神経移植体の光学顕微鏡写真である。図１２が示すように、前記神経移植体における複数の海馬神経細胞から、複数の神経突起が分化して、該複数の神経細胞が、前記複数の神経突起を介して互いに接続され、神経ネットワークを形成し、該複数の神経細胞が繋がっている。また、一部の神経細胞から複数の神経突起が分化するが、該一部の神経細胞は、複数の前記神経突起を介して、他の神経細胞には繋がらない。しかし、神経移植体の全体的な生物活性には、影響しない。
【００６５】
（実施例２）
本発明の実施例２では、移植体を提供し、該移植体は神経移植体である。該神経移植体は、培養用基体及び神経ネットワークからなり、該培養用基体は、カーボンナノチューブ構造体及び基体からなる。本実施例の移植体は、前記実施例１における移植体と基本的に同じであるが、異なる部分は、本実施例のカーボンナノチューブ構造体が一枚の前記ドローン構造カーボンナノチューブフィルムからなり、前記基体がシリカゲル基体であることである。本実施例の移植体の染色された光学顕微鏡写真は、図１３を参照する。
【００６６】
本実施例の移植体の製造方法は、前記実施例１における移植体２０の製造方法と基本的に同じである。
【００６７】
勿論、前記実施例１及び実施例２における生物組織は、神経ネットワークに制限されず、筋肉細胞又は皮膚細胞であってもよい。
【００６８】
本発明の実施例に係る移植体の製造方法は、カーボンナノチューブ構造体の表面に対して、極性化処理のみを行うだけでよい。従って、蒸着、スパッタリング又は化学修飾処理を行わず細胞を直接培養することができるため、前記移植体の製造方法が簡単で、実施しやすい。
【００６９】
本発明の実施例に係る培養用基体におけるカーボンナノチューブ構造体は、極性化処理され、極性化表面に形成される。該極性化表面が、播種しようとする細胞の電荷極性と異なる電荷極性を有して、細胞を接着することができるので、前記培養用基体は、細胞を培養することができる。前記培養用基体におけるカーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブからなる自立構造体であるので、軽く、弾性及び延展性に優れている。従って、前記培養用基体を応用した移植体は、破壊された組織の損傷部分の形状及び大きさによって、裁断し、引き伸ばすことができる。その後、前記損傷部分に移植される。
【００７０】
前記カーボンナノチューブ構造体は、極性化表面が形成され、生物組織が前記カーボンナノチューブ構造体の極性化表面に直接接着されるので、移植体の構造が簡単である。前記移植体が前記損傷部分に移植される時、該移植体が生物組織を含み、該生物組織における細胞と、損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞との距離は近いので、該移植体における細胞と、損傷部分の両端又は縁部に位置する細胞とは、再び繋がることができ、損傷部分の修復が実現できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０、２０  移植体
１２、２２  培養用基体
１４  生物組織
２４  神経ネットワーク
２６  プラスチック板の基体
２８  カーボンナノチューブ構造体
１４３ａ  ドローン構造カーボンナノチューブフィルム
１４３ｂ  カーボンナノチューブセグメント
１４５  カーボンナノチューブ
【図１】
2013013708.tif 000003
【図３】
2013013708.tif 000004
【図１０】
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【図１１】
2013013708.tif 000006
【図２】
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【図４】
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【図５】
2013013708.tif 000009
【図６】
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【図７】
2013013708.tif 000011
【図８】
2013013708.tif 000012
【図９】
2013013708.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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