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公開番号2024089902
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022205426
出願日2022-12-22
発明の名称三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物、三次元バイオプリンティングのサポーティングバス、及び三次元組織の製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C12N 5/07 20100101AFI20240627BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】三次元バイオプリンティングのサポーティングバスに利用可能な、調製の容易さ及び保存性の良さが改善された三次元培養用細胞足場材の提供。
【解決手段】架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲル又はその凍結乾燥物を含んでなる、三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲル又はその凍結乾燥物を含んでなる、三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルの凍結乾燥物を含んでなる、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
凍結乾燥前の粒子ハイドロゲルの平均粒子径と、凍結乾燥後に溶媒で再膨潤された粒子ハイドロゲルの平均粒子径との差が±５０％以内である、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記イオン性ポリビニルアルコールが、アニオン性又はカチオン性ポリビニルアルコールである、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記イオン性ポリビニルアルコールが、カチオン性ポリビニルアルコールである、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記三次元培養用細胞足場材が、三次元バイオプリンティングのサポーティングバスを構成する、請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルが充填された、三次元バイオプリンティングのサポーティングバス。
【請求項８】
架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルが充填されたサポーティングバス中に三次元バイオプリンティングにより細胞を三次元に配置する工程を含む、三次元組織の製造方法。
【請求項９】
前記粒子ハイドロゲルの凍結乾燥物を溶媒で再膨潤し、前記サポーティングバス中に充填する工程をさらに含む、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
三次元組織を培養する工程をさらに含む、請求項９に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物、三次元バイオプリンティングのサポーティングバス、及び三次元組織の製造方法に関する。より詳しくは、架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲル又はその凍結乾燥物を含んでなる、三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物等に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
三次元細胞培養は、二次元細胞培養に比べてin vivoに近い環境で細胞を培養できることから、創薬や医療、食品（培養肉）などの様々な分野で注目されている。三次元細胞培養あるいはこれによる三次元組織製造に、三次元（３Ｄ）バイオプリンティング（ｂｉｏ－ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法が用いられている。特許文献１には、三次元バイオプリンティング法において、粒子で構成されたチキソトロピー性（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）を有するゲルをサポーティングバスとして用いる技術が提案されている。サポーティングバスを用いる三次元バイオプリンティング法は、従来の空気中で行われる三次元バイオプリンティング法と比較して、サポーティングバスの内部に細胞を配置することによって、細胞及び組織の生存や三次元構造の形成を促進することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１７／０４９０６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粒子ゲルを充填したサポーティングバスは、調製後時間が経過すると粒子ゲルの分散性が低下してしまうために、用事調製が必要であり、調製の容易さや保存性に課題があった。本開示は、三次元バイオプリンティングのサポーティングバスに利用可能な、調製の容易さ及び保存性の良さが改善された三次元培養用細胞足場材を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題解決のため、本開示は、以下の［１］－［２１］を提供する。
［１］架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲル又はその凍結乾燥物を含んでなる、三次元培養用細胞足場材を調製するための組成物。
［２］架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルの凍結乾燥物を含んでなる、［１］の組成物。
［３］凍結乾燥前の粒子ハイドロゲルの平均粒子径と、凍結乾燥後に溶媒で再膨潤された粒子ハイドロゲルの平均粒子径との差が±８０％以内、好ましくは±５０％以内、より好ましくは±４０％以内である、［１］又は［２］の組成物。
［４］粒子ハイドロゲルの平均粒子径が、凍結乾燥前において、５－１００μｍ、好ましくは１０－４０μｍであり、凍結乾燥後に溶媒で再膨潤された場合において、４－１８０μｍ、好ましくは５－６０μｍである、［３］の組成物。
［５］前記イオン性ポリビニルアルコールが、アニオン性又はカチオン性ポリビニルアルコールである、［１］－［４］のいずれかの組成物。
［６］前記イオン性ポリビニルアルコールが、カチオン性ポリビニルアルコールである、［５］の組成物。
［７］前記三次元培養用細胞足場材が、三次元バイオプリンティングのサポーティングバスを構成する、［１］－［６］のいずれかの組成物。
【０００６】
［８］架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルが充填された、三次元バイオプリンティングのサポーティングバス。
［９］前記イオン性ポリビニルアルコールが、アニオン性ポリビニルアルコールである、［８］のサポーティングバス。
［１０］Ｚｅｔａ電位が、‐１０－‐４０ｍＶ、好ましくは‐１５－‐３０ｍＶである
、［９］のサポーティングバス。
［１１］前記イオン性ポリビニルアルコールが、カチオン性ポリビニルアルコールである、［８］のサポーティングバス。
［１２］Ｚｅｔａ電位が、１０－４０ｍＶ、好ましくは１５－３０ｍＶである、［１１
］のサポーティングバス。
【０００７】
［１３］架橋されたイオン性ポリビニルアルコールの粒子ハイドロゲルが充填されたサポーティングバス中に三次元バイオプリンティングにより細胞を三次元に配置する工程を含む、三次元組織の製造方法。
［１４］前記粒子ハイドロゲルの凍結乾燥物を溶媒で再膨潤し、前記サポーティングバス中に充填する工程をさらに含む、［１３］の製造方法。
［１５］凍結乾燥前の粒子ハイドロゲルの平均粒子径と、凍結乾燥後に溶媒で再膨潤された粒子ハイドロゲルの平均粒子径との差が±８０％以内、好ましくは±５０％以内、より好ましくは±４０％以内である、［１３］又は［１４］の製造方法。
［１６］粒子ハイドロゲルの平均粒子径が、凍結乾燥前において、５－１００μｍ、好ましくは１０－４０μｍであり、凍結乾燥後に溶媒で再膨潤された場合において、４－１８０μｍ、好ましくは５－６０μｍである、［１５］の製造方法。
［１７］前記イオン性ポリビニルアルコールが、アニオン性ポリビニルアルコールである、［１３］－［１６］のいずれかの製造方法。
［１８］前記サポーティングバスのＺｅｔａ電位が、‐１０－‐４０ｍＶ、好ましくは
‐１５－‐３０ｍＶである、［１７］の製造方法。
［１９］前記イオン性ポリビニルアルコールが、カチオン性ポリビニルアルコールである、［１３］－［１６］のいずれかの製造方法。
［２０］前記サポーティングバスのＺｅｔａ電位が、１０－４０ｍＶ、好ましくは１５
－３０ｍＶである、［１９］の製造方法。
［２１］三次元組織を培養する工程をさらに含む、［１３］－［２０］のいずれかの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本開示により、三次元バイオプリンティングのサポーティングバスに利用可能な、調製の容易さ及び保存性の良さが改善された三次元培養用細胞足場材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ポリビニルアルコール（未変性、アニオン性、又はカチオン性）とグルタルアルデヒドとの縮合反応を示す（実施例１）。Ｒ′は－ＯＣＯＣＨ
3
、－ＣＯＯ
-
Ｎａ
+
又はＮＲ
3
+
Ｃｌ
-
のいずれかの基を示し、Ｒはアルキル基を示す。
凍結乾燥前のサポーティングバス及び凍結乾燥後に再膨潤したサポーティングバスの粒子ゲルの粒子径を測定した結果を示す（実施例２）。
ポリビニルアルコールサポーティングバスのＺｅｔａ電位の測定を示す（実施例２）。
ジェランガムサポーティングバス及びゼラチンサポーティングバスのＺｅｔａ電位の測定を示す（実施例２）。
凍結乾燥前のサポーティングバスの三次元プリンティング結果を示す（実施例３）。
再膨潤後のサポーティングバスの三次元プリンティング結果を示す（実施例３）。
実施例４の三次元プリントの概要を示す模式図である。
細胞生存率の測定結果を示す（実施例４）。
細胞のアスペクト比の測定結果を示す（実施例４）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本開示の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本開示の範囲が狭く解釈されることはない。
（【００１１】以降は省略されています）

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