(57)【要約】【課題】  細胞へ均一に応力をかけられる培養器を提案する。【解決手段】  変形可能な材料で形成されている矩形箱状の培養器であって、底膜及び該底膜の全周縁から立設する側壁を備え、対向する一対の側壁には底膜の周縁の延長線上に係合部が形成されている。  細胞の培養膜へ係止部を設け、当該係止部へ細胞を係止させることにより培養膜を伸展したときに培養膜と細胞とのすべりを防止する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能な材料で形成される矩形箱状の培養器であって、
底膜及び該底膜の全周縁から立設する側壁を備え、
対向する側壁には前記底膜の周縁の延長線上に係合部が形成されている培養器。
【請求項２】
係合部の外縁と前記底膜の周縁とが実質的に同一線上に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の培養器。
【請求項３】
前記底膜から試料細胞に係止する係止部が形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の培養器。
【請求項４】
前記底膜と前記側壁とは一体成型され、前記底膜は透光性である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の培養器。
【請求項５】
変形可能な材料で形成される矩形箱状の培養器であって、
底膜及び該底膜の周縁から立設する側壁を備え、
前記底膜から試料細胞に係止する係止部が形成されている培養器。
【請求項６】
前記係止部は突起である、ことを特徴とする請求項５に記載の培養器。
【請求項７】
前記突起はポーラスである、ことを特徴とする請求項６に記載の培養器。
【請求項８】
変形可能な試料細胞培養膜を有し、該試料細胞培養膜から試料細胞に係止する係止部が形成されている、培養器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料細胞へ応力を発生させつつこれを培養する培養器に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料細胞に応力を発生させつつこれを培養すると、この応力が刺激となって培養される細胞に特定の変化が生じることが知られている。
従来から、培養試料細胞へ応力をかけるための方法が提案されている。
例えば試料細胞を乗せた容器の底膜を吸引することによりこれを変形させ、もって試料細胞へ応力を発生させる技術が特許文献１〜３に開示されている。【０００３】
本発明者らは培養器底膜を吸引装置により変形させる方式では試料細胞へ均等に応力をかけることが困難であると考え、培養器の底膜と平行な方向の引っ張り力を当該培養器へ加える方式に着目してその検討を進めてきた（非特許文献１参照）。
この培養器１において、図１に示すように、例えばフィブロネクチンを塗布した厚さ２００μｍの透光性かつ変形可能な培養膜３に試料細胞を乗せ、培養膜３の対向する一対の辺には（厚さ：４００μｍ）側壁５、５が設けられる（非特許文献１参照）。厚い側壁５を用いるのは試料細胞を乗せた培養膜３を均一に伸展させるためである。【０００４】
図１において側壁５には係合孔７が形成されている。
この係合孔７へ伸展装置１０のピン（図示せず）が挿入される。
伸展装置１０は、図２に示すように、固定プレート１１、可動プレート１３、ステップモータ１５及び制御装置１７を備えてなる。
固定プレート１１及び可動プレート１３には所定の位置にピンが形成されており、各ピンへ培養器１の係合孔７が嵌合される。可動プレート１３はステップモータ１５の回転に応じて固定プレート１１との距離が変化する。これにより培養器１の培養膜３が伸展し、もって試料細胞に応力がかけられることとなる。ステップモータ１５の回転は制御装置１７により制御されている。【０００５】
本件発明に関連するものとして、特許文献１〜６も参照されたい。【０００６】
【特許文献１】米国特許第４７８９６０１号公報
【特許文献２】米国特許第４８２２７４１号公報
【特許文献３】米国特許第４８３９２８０号公報
【特許文献４】特開２００３−６１６４２号公報
【特許文献５】米国特許第６１０７０８１号公報
【特許文献６】国際公開ＷＯ０２/４６３６５号公報
【非特許文献１】Involvement of SA channels in orienting response of cultured endothelial cells to cyclic stretch, the American Physiological Society, 1998, H1532-1538, KEIJI NARUSE et al.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記図１に示した培養器を用いても細胞に所望の応力を加えることが可能であった。
しかしながら、昨今の細胞培養の分野においてはより精緻に制御された条件下での研究開発が求められている。そこで本発明者らは、細胞へより均一に応力をかけるべく培養器の検討を進めてきた。
従って、この発明の第１の目的は細胞へ極めて均一な応力をかけられる培養器を提案することにある。
この発明の他の目的は細胞の再生などに適した広い面積の培養器において細胞へ均一に応力をかけられる培養器を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は上記課題の少なくとも一つを解決すべくなされた。即ち、
変形可能な材料で形成されている矩形箱状の培養器であって、
底膜及び該底膜の全周縁から立設する側壁を備え、
対向する一対の前記側壁には前記底膜の周縁の延長線上に係合部が形成されている培養器。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された培養器によれば、試料細胞をのせる底膜の全周から側壁が立設されているので、底膜が無秩序に変形し試料細胞に予定外の応力がかかることを防止できる。また、伸展装置の力がかかる係合部は剛性の高い側壁において底膜の伸び方向の周縁の延長線上にあるので、底膜を均一に伸張させることができる。すなわち、底膜を伸張させるとき、伸び方向の周縁はその中央がくぼむように変形しがちであるが、係合部を介して当該周縁へ直接的に力を付加することにより、当該変形を防止することができる。これにより、底膜上の試料細胞へ均一な応力をかけられることとなる。【００１０】
この発明の他の局面によれば、底膜から係止部を設けてこの係止部に試料細胞が係止するようにした。底膜と試料細胞との間にすべりが生じると底膜が均一に伸張しても試料細胞へ均一に応力がかからないおそれがある。
ここに、底膜に係止部を設けてこれを試料細胞へ係止させれば底膜と試料細胞とのすべりを未然に防止することができる。よって、均一に伸張された底膜により試料細胞へ均一に応力をかけられることとなる。かかる係合部を複数設けることにより底膜（培養膜）の面積が広くなってもその全範囲において底膜−試料細胞間のすべりを防止できる。かかる広い面積の培養膜は細胞の再生用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は従来例の培養器とその伸展装置を示す。
【図２】図２はこの発明の実施例の培養器の斜視図である。
【図３】図３は同じく実施例の培養器を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図である。
【図４】図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は実施例の培養器の使用態様を示す断面図である。
【図６】図６はこの発明の他の実施例の培養器の斜視図である。
【図７】図７は同じく実施例の培養器を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図である。
【図８】図８は図７におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図９は底膜に形成される係止部の変形態様を示す。
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、この発明の各要素について詳細に説明する。
この発明の一つの局面では培養器として矩形箱型のものを用いた。培養器を矩形箱型とすることにより消耗品である培養器の運搬及び保管が容易になる。
かかる培養器は変形可能な材料で形成されている。これは、培養器を伸展することにより間接的に試料細胞へ応力をかけるためである。
培養器の形成材料としてシリコーンエラストマーなどの試料細胞へ化学的に干渉しないものが用いられる。
【００１３】
底膜は平面視矩形として、均一に伸展するように全体が同じ膜厚に形成されることが好ましい。光学顕微鏡で試料細胞を観察可能なように底膜は光透過製材料で形成されることが好ましい。
底膜の全周から側壁を立設させることが好ましい。側壁を厚膜としてこれに機械的な剛性を付与する。これにより、底膜が無秩序に変形することを防止できる。
底膜と側壁とは一体であることが部品点数削減、ひいては製造コスト削減の見地から好ましいが、底膜と側壁とを別体にすることを制限するものではない。
【００１４】
矩形底膜の対向する一対の縁に設けられた側壁には係合部が設けられている。この係合部が伸展装置の固定プレート、及び移動プレートと係合すればよい。これにより、相対位置を制御可能な当該２つの部材の位置変化が培養器を変形させることとなる。
したがって、側壁から突起を設けてこれをプレートに係合させることもできる。２つのプレートを共に変動させることも可能である。
【００１５】
底膜が伸張されたとき当該伸張方向の周縁はその中央部が窪むように変形する。このような変形が生じると変形部分上の試料細胞にかかる応力の方向が他の部分のものと異なってしまう。
そこでこの発明の係合部は、矩形底膜の伸張方向の周縁の延長線上に形成される。これにより、係合部に加えられた力が当該底膜の伸長方向の周縁へ加わり、これが確実に引っ張られる。よって、当該周縁の変形が防止され、もって底膜上の全試料細胞へ均一な応力をかけられることとなる。
この発明の培養器に使用される試料細胞の種類及び入手方法は特に限定されるものではない。例えば、血管内皮細胞（ヒト・サル・ブタ・ウシ・ラット・マウス・ウサギなど）、平滑筋細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、線維芽細胞、骨芽細胞、軟骨細胞、破骨細胞、神経細胞などを使用することができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、この発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。
図２はこの実施例の培養器２１を示し、図２はその斜視図、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は正面図、図３（Ｃ）は底面図、図３（Ｄ）は右側面図である。なお、左側面図は図３（Ｄ）と同じであるため省略した。図４は図３（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図５は使用態様図である。
実施例の培養器２１は透明なシリコーンエラストマーで型成形された箱型であり、薄い底膜２３と底膜２３の周縁から一体的に立設した側壁２５、２６からなる。底膜２３は約１００μｍ若しくは約２００μｍの膜厚であり、側壁２５は約１ｃｍ、側壁２６は約２ｍｍの厚さである。側壁２５には係合孔２７が形成されている。
底膜２３の表面には細胞を着床させるためにフィブロネクチンやコラーゲンなどが塗布される。【００１７】
図５には、実施例の伸展装置３０を示す。この伸展装置３０において固定プレート３１はレール板３６に固定され、可動プレート３３はレール板３６上に摺動自在に載置される。固定プレート３１、可動プレート３３からはそれぞれピン３２、３４が突設され、培養器２１の係合孔２７へ挿入される。
可動プレート３３はロッドを介してステップモータ３５の回転に伴い図示矢印方向へ移動する。符号３７はステップモータ３５の回転を制御する制御装置であり、実施例ではコンピュータ装置を用いた。
ステップモータ３５を回転させて可動プレート３３を固定プレート３１から離隔する方向に移動させると、ピン３４を介してその力が培養器２１の側壁２５へ伝達される。これにより、底膜２３が周縁２４の延長線方向へ伸張される。【００１８】
このとき係合孔２７は、図３（Ａ）に示すように、底膜２３の周縁２４、２４の延長線上に位置する。より好ましくは、図示のように、当該延長線が係合孔２７の外縁部と一致するようにする。これにより、ピン３２−ピン３４による力が底膜２３の周縁２４へより直接的にかかることになる。よって、当該周縁２４の窪みが防止され底膜２３が均一に伸展される。よって、底膜２３の上の試料細胞２９にかかる応力が均一となる。
【実施例２】
【００１９】
図６〜図８に他の実施例の培養器４１を示す。前の実施例と同一の要素には同一の符号を付してその説明を部分的に省略する。
この実施例の培養器４１においては、底膜２３から突起４３が形成されている。この突起４３は試料細胞２９へ干渉してこれと底膜２３とのすべりを防止する。よって、試料細胞２９に対する均一な応力の付加が可能になる。
この突起４３をポーラスにすることにより突起と試料細胞との係止力が向上する。【００２０】
突起４３は試料細胞２９へ係止し、これと底膜２３とのすべりを防止するものである。
かかる作用は、図９（Ａ）に示すような凹部４５、図９（Ｂ）に示すような小さな突起４７、図９（Ｃ）に示すような溝４９でも達成できる。これらの凹部４５、突起４７、溝４９は底膜２３の周縁２４に対して交差する方向（好ましくは直交する方向）に連続していても、また非連続であってもよい。【００２１】
この実施例では矩形箱型の培養器における培養膜である底膜へ係止部を設けたが、培養器の形状構造は特に限定されるものではない。例えば、吸引により変形されるタイプの培養膜へ当該係止部を設けることもできる。【００２２】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【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】
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【国際調査報告】
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