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公開番号2025006255
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106928
出願日2023-06-29
発明の名称酸素供給部材
出願人TOPPANホールディングス株式会社,国立大学法人大阪大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C12N 5/071 20100101AFI20250109BHJP(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】立体組織構造体を製造するのに適した酸素供給部材を提供すること。
【解決手段】担体と、改質過酸化カルシウムと、過酸化水素除去剤とを含み、改質過酸化カルシウムは、表面が被膜で覆われた過酸化カルシウムであり、改質過酸化カルシウム及び過酸化水素除去剤が、担体に担持されている、酸素供給部材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
担体と、改質過酸化カルシウムと、過酸化水素除去剤とを含み、
前記改質過酸化カルシウムは、表面が被膜で被覆された過酸化カルシウムであり、
前記改質過酸化カルシウム及び前記過酸化水素除去剤が、前記担体に担持されている、酸素供給部材。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記被膜が、ヒドロキシアパタイトを含有する、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項３】
前記被膜が、非晶質炭酸カルシウムを含有する、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項４】
前記担体が、ハイドロゲルである、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項５】
前記改質過酸化カルシウム及び前記過酸化水素除去剤が、前記ハイドロゲルに包埋されている、請求項４に記載の酸素供給部材。
【請求項６】
前記ハイドロゲルが、架橋されたゼラチンを含有する、請求項４に記載の酸素供給部材。
【請求項７】
前記過酸化水素除去剤が、カタラーゼを含有する、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項８】
細胞培養用である、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項９】
立体組織構造体製造用である、請求項１に記載の酸素供給部材。
【請求項１０】
請求項１～９のいずれか一項に記載の酸素供給部材と培地が接触した状態で、少なくとも１種の細胞を前記培地中で培養することを含む、立体組織構造体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素供給部材に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
立体組織構造体は、三次元的に細胞が配置された構造を有しており、生体組織モデル等として用いられている。立体組織構造体の製造にあたり、組織内部への酸素の供給が不充分となり酸素不足により細胞死が起こるという問題が生じることがある。
【０００３】
過酸化カルシウム（ＣａＯ
２
）は、水と反応することで酸素を発生する。この性質を利用して、上述した酸素不足の問題を解決しようとする試みがなされている。例えば、非特許文献１には、生分解性ポリマーであるポリカプロラクトンと過酸化カルシウムを混合して熱溶解積層法により作製した担体、及び当該担体を使用してマウス膵β細胞を培養したことが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
日本機械学会，第３０回バイオエンジニアリング講演会講演論文集，２０１７年，２Ｇ１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
過酸化カルシウムは水と反応した際、短時間で酸素を放出（初期バースト放出）してしまうため、数日間～数週間に亘る細胞培養の間、酸素を供給し続けることが困難であった。これに対して、本発明者らは、過酸化カルシウムの表面をヒドロキシアパタイトで被覆することで、この初期バースト放出を抑制できることを見出している。
【０００６】
本発明は、上述した状況に鑑み、立体組織構造体を製造するのに適した酸素供給部材を提供することを目的とする。本発明はまた、当該酸素供給部材を使用した立体組織構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例えば以下の各発明を包含する。
［１］
担体と、改質過酸化カルシウムと、過酸化水素除去剤とを含み、
前記改質過酸化カルシウムは、表面が被膜で被覆された過酸化カルシウムであり、
前記改質過酸化カルシウム及び前記過酸化水素除去剤が、前記担体に担持されている、酸素供給部材。
［２］
前記被膜が、ヒドロキシアパタイトを含有する、［１］に記載の酸素供給部材。
［３］
前記被膜が、非晶質炭酸カルシウムを含有する、［１］に記載の酸素供給部材。
［４］
前記担体が、ハイドロゲルである、［１］～［３］のいずれかに記載の酸素供給部材。
［５］
前記改質過酸化カルシウム及び前記過酸化水素除去剤が、前記ハイドロゲルに包埋されている、［４］に記載の酸素供給部材。
［６］
前記ハイドロゲルが、架橋されたゼラチンを含有する、［４］又は［５］に記載の酸素供給部材。
［７］
前記過酸化水素除去剤が、カタラーゼを含有する、［１］～［６］のいずれかに記載の酸素供給部材。
［８］
細胞培養用である、［１］～［７］のいずれかに記載の酸素供給部材。
［９］
立体組織構造体製造用である、［１］～［８］のいずれかに記載の酸素供給部材。
［１０］
［１］～［９］のいずれかに記載の酸素供給部材と培地が接触した状態で、少なくとも１種の細胞を前記培地中で培養することを含む、立体組織構造体の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、立体組織構造体を製造するのに適した酸素供給部材を提供することができる。本発明によればまた、当該酸素供給部材を使用した立体組織構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
試験例１－１で酸素供給部材（ハイドロゲル）を製造した結果を示す図である。図１（ａ）は、ハイドロゲルの形成を確認した際の写真である。図１（ｂ）は、ハイドロゲルの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す写真である。
試験例１－２で酸素供給部材（ハイドロゲル）を評価した結果を示す図である。図２（ａ）は、過酸化水素濃度の評価結果を示す図である。図２（ｂ）及び図２（ｄ）は、酸素放出挙動の評価結果を示す図である。図２（ｃ）及び図２（ｅ）は、それぞれ図２（ｂ）及び図２（ｄ）の一部を拡大した図である。
試験例２－１で低酸素条件下での細胞増殖を評価した結果を示す図である。図３（ａ）は、本試験例での細胞培養の様子を模式的に示す図である。図３（ｂ）は、ＮＨＤＦのミトコンドリア活性を評価した結果を示すグラフである。図３（ｃ）は、ＭＳＣのミトコンドリア活性を評価した結果を示すグラフである。図３（ｄ）は、ＡＤＳＣのミトコンドリア活性を評価した結果を示すグラフである。図３（ｅ）は、ＨｅｐＧ２のミトコンドリア活性を評価した結果を示すグラフである。図３（ｆ）は、７日間の細胞培養後の細胞を撮影した結果を示す写真である。
試験例２－２で低酸素条件下での細胞増殖を評価した結果を示す図である。図４（ａ）は、改質過酸化カルシウム含有量の評価試験例での細胞培養の様子を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、ＮＨＤＦのミトコンドリア活性を評価した結果を示すグラフである。図４（ｃ）は、７日間の細胞培養後の細胞を撮影した結果を示す写真である。図４（ｄ）は、長期培養時の評価試験例での細胞培養の様子を模式的に示す図である。図４（ｅ）は、生細胞数の測定結果を示すグラフである。図４（ｆ）は、１４日間培養した後の細胞を撮影した結果を示す写真である。
試験例３で立体組織構造体の製造及び評価を行った結果を示す図である。図５（ａ）は、本試験例での細胞培養の様子を模式的に示す図である。図５（ｂ）は、対照（ハイドロゲルを含まないサンプル）のヘマトキシリン－エオシン（ＨＥ）染色像である。図５（ｃ）は、ＨＡｐ－ＣａＯ
２
を含むハイドロゲルを使用したサンプルのＨＥ染色像である。図５（ｄ）は、細胞密度の測定結果を示すグラフである。図５（ｅ）は、ＤＡＰＩとファロイジンで染色した立体組織構造体の共焦点レーザー走査顕微鏡（ＣＳＬＭ）像を示す写真である。
試験例４－１で各種溶液にＣａＯ
２
を浸漬したときの溶液中の溶存酸素濃度の経時変化を測定した結果を示すグラフである。
試験例４－１での改質過酸化カルシウム（ＮａＨ
２
ＰＯ
４
０．１ｍｇ／ｍＬ）及び対照過酸化カルシウム（ＮａＨ
２
ＰＯ
４
０ｍｇ／ｍＬ）の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像、及びＸ線回折法（ＸＲＤ）により得られたスペクトルを示す図である。
試験例４－２で溶存酸素濃度の経時変化を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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