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公開番号2025090145
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2023205190
出願日2023-12-05
発明の名称細胞培養デバイス
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人京都大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類C12M 3/00 20060101AFI20250610BHJP(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】細胞に対するVOCsの影響を容易に確認可能であり、生体内におけるVOCsの濃度勾配を模すことが可能な細胞培養デバイスを提供する。
【解決手段】化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、流路形成部と、流路形成部の上方に積層された拡散層と、拡散層の上方に積層された培地層と、流路形成部、拡散層及び培地層を収容する容器と、を備え、拡散層と培地層との界面には細胞が培養され、流路形成部は、基材と、ハイドロゲルを形成材料とし基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、基材とゲル層との界面には、基材とゲル層とが接着する接着領域と、基材とゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、非接着領域において、基材からゲル層が離間し、ゲル層と基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイス。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、
流路形成部と、
前記流路形成部の上方に積層された拡散層と、
前記拡散層の上方に積層された培地層と、
前記流路形成部、前記拡散層及び前記培地層を収容する容器と、を備え、
前記拡散層と前記培地層との界面には前記細胞が培養され、
前記流路形成部は、基材と、
ハイドロゲルを形成材料とし前記基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、
前記基材と前記ゲル層との界面には、前記基材と前記ゲル層とが接着する接着領域と、
前記基材と前記ゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、
前記非接着領域において、前記基材から前記ゲル層が離間し、前記ゲル層と前記基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイス。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記流路は、経路内で分岐している請求項１に記載の細胞培養デバイス。
【請求項３】
前記流路は、経路内に環状路を有する請求項２に記載の細胞培養デバイス。
【請求項４】
複数の前記流路を有する請求項１又は２に記載の細胞培養デバイス。
【請求項５】
前記細胞は、前記界面の全面に配置されている請求項１又は２に記載の細胞培養デバイス。
【請求項６】
前記界面において、前記細胞は複数のコロニーを形成し、
前記複数のコロニーは、第１のコロニーと、
前記第１のコロニーとは前記流路との距離が異なる第２のコロニーと、を含む請求項１又は２に記載の細胞培養デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養デバイスに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds，ＶＯＣｓ）は、疫学的な観点から肺機能の低下や認知症、発がんなど様々な疾患との関連が知られている。例えば、ＶＯＣｓの一つであるアセトアルデヒドは食道がんなどの発がんに強く関連しているということが報告されている。そのため、ＶＯＣｓが人体に与える影響について生物学的な検証が進められている。
【０００３】
しかし、これまでは、ＶＯＣｓが細胞に与える影響を検証するための基礎的な実験系が構築されておらず、詳細な検証ができていなかった。
【０００４】
例えば、プラスチックプレートで培養した細胞に対しＶＯＣｓを曝露し影響を検証しようとした場合、ＶＯＣｓが有する揮発性のため、細胞に対するＶＯＣｓの曝露量の制御が困難となる。そこで、細胞にホルムアルデヒドを規定の濃度で含む加湿雰囲気を曝露し、細胞への影響を確認する装置が提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
JM Gostner, et al., Science Reports,2016,6,37842.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に記載の装置は大規模であり、容易に実験が可能とは言えない。また、ＶＯＣｓは、血液を介して体内に広がり、血管から生体内に暴露される。そのため、生体内におけるＶＯＣｓの濃度は、血管からの距離に応じて勾配が生じる。しかし、既知の手法では、このようなＶＯＣｓの濃度勾配を形成することはできない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、細胞に対するＶＯＣｓの影響を容易に確認可能であり、生体内におけるＶＯＣｓの濃度勾配を模すことが可能な細胞培養デバイス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】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、化学物質に曝露させながら細胞を培養可能な細胞培養デバイスであって、流路形成部と、前記流路形成部の上方に積層された拡散層と、前記拡散層の上方に積層された培地層と、前記流路形成部、前記拡散層及び前記培地層を収容する容器と、を備え、前記拡散層と前記培地層との界面には前記細胞が培養され、前記流路形成部は、基材と、ハイドロゲルを形成材料とし前記基材の上面に設けられたゲル層と、を有し、前記基材と前記ゲル層との界面には、前記基材と前記ゲル層とが接着する接着領域と、前記基材と前記ゲル層とが接着しない非接着領域と、が形成され、前記非接着領域において、前記基材から前記ゲル層が離間し、前記ゲル層と前記基材とで囲まれた流路を形成している細胞培養デバイスを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、細胞に対するＶＯＣｓの影響を容易に確認可能であり、生体内におけるＶＯＣｓの濃度勾配を模すことが可能な細胞培養デバイスを提供することができる。このような細胞培養デバイスにおいては、ＶＯＣｓの濃度勾配の影響が確認可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の細胞培養デバイス１の分解斜視図である。
図１の線分ＩＩ－ＩＩにおける矢視断面図である。
流路形成部１０の概略斜視図である。
図３の線分ＩＶ－ＩＶにおける矢視断面図である。
流路１０ｘを形成する前の流路形成部１０Ａの概略斜視図である。
図５の線分ＶＩ－ＶＩの矢視断面図である。
細胞に対するＶＯＣｓの影響の確認方法を説明する説明図である。
細胞に対するＶＯＣｓの影響の確認方法を説明する説明図である。
変形例に係る細胞培養デバイス２を示す模式平面図である。
図１０は、第２実施形態の細胞培養デバイス３の説明図である。
図１１は、図１０の線分α－αにおける矢視断面図である。
図１２は、ゲル層６２及びゲル層６２近傍の平面図である。
図１３は、膨潤後のゲル層６５を有する流路形成部６０及び基台７０の斜視図である。
図１４は、図１３の線分β－βにおける矢視断面図である。
図１５は、図１３の線分γ－γにおける矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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