特許 6236522 細胞培養用デバイス、細胞培養用システム及び細胞培養方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6236522

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】細胞培養用デバイス、細胞培養用システム及び細胞培養方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 3/00 20060101AFI20171113BHJP

   C12M 3/08 20060101ALI20171113BHJP

   C12N 5/071 20100101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   C12M3/00 A

   C12M3/08

   C12N5/071

【請求項の数】15

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-513504(P2016-513504)

(86)(22)【出願日】2014年4月14日

(86)【国際出願番号】JP2014060572

(87)【国際公開番号】WO2015159333

(87)【国際公開日】20151022

【審査請求日】2016年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】304021417

【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】100205981

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100085464

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 繁雄

(72)【発明者】

【氏名】藤山 陽一

(72)【発明者】

【氏名】田川 陽一

【審査官】 戸来 幸男

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０７５８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０６８６８（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 国際公開第２０１２／０３２６４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 Tissue Eng. Part A，２００９年，vol.15, no.11，pp.3635-3644

【文献】 Tissue Eng. Part A，２００９年，vol.15, no.6，pp.1291-1299

【文献】 Biotechnol. Bioeng.，２０１０年，vol.106, no.1，pp.127-137

【文献】 島津評論，２０１０年，vol.67, no.1-2，pp.53-59

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ ３／００−３／１０

Ｃ１２Ｎ ５／００−５／２８

ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ／

ＷＰＩＤＳ（ＳＴＮ）

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＰｕｂＭｅｄ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部分と、
前記本体部分に着脱可能に取り付けられる蓋部分と、
前記本体部分に形成され、かつ前記本体部分の前記蓋部分との接触面に開口を有する第１の培養室と、
前記第１の培養室に接続された第１の導入流路及び第１の排出流路と、
前記蓋部分に形成され、前記第１の導入流路の途中に第１の多孔質膜を介して接続された第２の培養室と、
前記第２の培養室に接続された第２の導入流路及び第２の排出流路と、を備えている細胞培養用デバイス。

【請求項2】

前記第１の排出流路は第２の多孔質膜を介して前記第１の培養室に接続されている、請求項１に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項3】

前記第１の導入流路は、前記第１の培養室と前記第２の培養室との間に液体採取部を備え、
前記液体採取部は、その壁面の少なくとも一部分が、尖端の鋭利な吸引器具により貫通でき、かつ貫通後に前記吸引器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる弾性部材によって形成されている、請求項１又は２に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項4】

前記本体部分及び前記蓋部分の接触面の材料がＰＤＭＳ又はシリコーン系ゴムである、請求項１から３のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項5】

前記本体部分及び前記蓋部分の接触面のうち少なくともいずれか一方の面は凸形状に形成されており、
前記本体部分と前記蓋部分の接触面の平面サイズは該デバイスの平面サイズよりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項6】

前記第１の培養室内に少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系が共培養されており、
前記第２の培養室内に腸由来の細胞が培養されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項7】

前記第１の培養室の中に細胞の足場材となるゲルが収容されており、
前記ゲル上で管状構造をもつ前記共培養系がネットワーク構造で形成している、請求項６に記載の細胞培養用デバイス。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイスと、
前記細胞培養デバイスにポンプを接続することにより、前記第１の培養室内に培地を供給する培地供給部を備えている、細胞培養用システム。

【請求項9】

前記培地供給部は、前記第１の培養室内に培地を循環させて供給するものであり、その培地循環ラインの途中に透析部をさらに備えている、請求項８に記載の細胞培養用システム。

【請求項10】

請求項１から５のいずれか一項に記載の細胞培養用デバイスを用い、
前記第１の培養室内と前記第２の培養室内でそれぞれ細胞を培養するステップと、
前記第２の培養室内の液体を前記第１の多孔質膜と前記第１の導入流路を介して前記第１の培養室に導入するステップと、をその順に含む細胞培養方法。

【請求項11】

前記本体部分と前記蓋部分を互いに分離した状態で、前記第１の培養室の前記本体部分と、前記蓋部分に形成されている前記第２の培養室とで、それぞれ細胞を培養した後、前記本体部分と前記蓋部分とを接合する、請求項１０に記載の細胞培養方法。

【請求項12】

前記第１の培養室内で少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系を共培養し、
前記第２の培養室内で腸由来の細胞を培養する、請求項１０又は１１に記載の細胞培養方法。

【請求項13】

前記第１の培養室の中に細胞の足場材となるゲルを収容し、前記ゲル上で管状構造をもつ前記共培養系のネットワーク構造を形成させる、請求項１２に記載の細胞培養方法。

【請求項14】

前記腸由来の細胞が培養されている前記第２の培養室に前記第２の導入流路から試薬を導入し、それによって得られる前記腸由来の細胞の代謝物を前記第１の多孔質膜と前記第１の導入流路を介して前記第１の培養室に導入する、請求項１２又は１３に記載の細胞培養方法。

【請求項15】

前記第１の培養室から排出された培地を透析して前記第１の培養室内に循環供給する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の細胞培養方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞培養用デバイス、細胞培養用システム及び細胞培養方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

人工肝臓に関する研究など多く成されている。しかし、肝実細胞のみの長期培養は実現できていない。本願の発明者らは、足場材の選択により、ネットワーク構造を形成する内皮細胞と肝実細胞との共培養系で短期的には高い肝機能を発現することを報告している（非特許文献１を参照。）。この系に適したデバイス構造は例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２４４７１３号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】藤山陽一、田川陽一、他５名、「管化内皮肝細胞培養用システムを用いた肝実質細胞との共培養における肝機能の解析」、第３０回日本分子生物学会年会予稿集、２００７年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

薬物動態評価において、肝組織での評価を用いるために様々な手法が研究されている。また、共培養系を用いた細胞培養用デバイス及びシステムの開発も行われている。
しかしながら、生体内では薬物が直接肝臓に取り込まれるとは限らず、経口投与の場合には腸で成分が吸収される影響を考慮することが好ましい。

【0006】

本発明は、２種類の細胞を培養でき、一方の細胞の代謝物を他方の細胞に導入することができる細胞培養用デバイス、並びにそれを用いた細胞培養用システム及び細胞培養方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかる細胞培養用デバイスは、第１の培養室と、上記第１の培養室に接続された第１の導入流路及び第１の排出流路と、上記第１の導入流路の途中に第１の多孔質膜を介して接続された第２の培養室と、上記第２の培養室に接続された第２の導入流路及び第２の排出流路と、を備えているものである。

【0008】

本発明にかかる細胞培養用システムは、本発明の細胞培養用デバイスと、上記細胞培養デバイスにポンプを接続することにより、上記第１の培養室内に培地を供給する培地供給部を備えているものである。

【0009】

本発明にかかる細胞培養方法は、本発明の細胞培養用デバイスを用い、上記第１の培養室内と上記第２の培養室内でそれぞれ細胞を培養し、上記第２の培養室内の液体を上記第１の多孔質膜と上記第１の導入流路を介して上記第１の培養室に導入する細胞培養方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の細胞培養用デバイス、細胞培養用システム及び細胞培養方法は、２種類の細胞を培養でき、一方の細胞の代謝物を他方の細胞に導入することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】細胞培養用デバイスの一実施例を説明するための概略的な平面図及び断面図である。

【図2】同実施例の細胞培養用デバイスを分解して示した平面図である。

【図3】細胞培養用システムの一実施例を説明するための概略図である。

【図4】細胞培養用システムの他の実施例を説明するための概略図である。

【図5】細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。

【図6】細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。

【図7】細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。

【図8】細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。

【図9】細胞培養用デバイスの他の実施例を説明するための概略的な平面図及び断面図である。

【図10】図９に示された細胞培養用デバイスを分解して示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第１の排出流路は第２の多孔質膜を介して上記第１の培養室に接続されている例を挙げることができる。これにより、例えば細胞や足場材（ゲル）などの第１の培養室内の物質が第１の排出流路に流入することに起因する第１の排出流路の目詰まりを防止できる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第２の多孔質膜は配置されていなくてもよい。

【0013】

本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第１の導入流路は、上記第１の培養室と上記第２の培養室との間に液体採取部を備え、上記液体採取部は、その壁面の少なくとも一部分が、尖端の鋭利な吸引器具により貫通でき、かつ貫通後に上記吸引器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる弾性部材によって形成されている例を挙げることができる。これにより、第２の培養室を通過した液体、例えば第２の培養室内で培養されている細胞の代謝物を含む液体を、その液体が第１の培養室に導入される前に採取できる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第１の導入流路は上記液体採取部を備えていなくてもよい。

【0014】

本発明の細胞培養用デバイスにおいて、本体部分と、上記本体部分に着脱可能に取り付けられる蓋部分とを有し、上記第１の培養室は、上記本体部分に形成され、かつ上記本体部分の上記蓋部分との接触面に開口を有している例を挙げることができる。これにより、本体部分と蓋部分を分離させた状態で、例えば細胞や足場材、培地などの物質を第１の培養室に第１の導入流路及び第１の排出流路を介さずに配置することができる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスは、着脱可能な本体部分と蓋部分を備えていない構造であってもよい。

【0015】

さらに、上記本体部分及び上記蓋部分の接触面の材料がＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）又はシリコーン系ゴムである例を挙げることができる。これにより、例えばネジや粘着剤などの特別な固定手段を用いることなく、自己吸着性によって蓋部分を本体部分に安定して固定することができる。さらに、必要に応じて容易に本体部分と蓋部分を着脱することができる。ただし、上記本体部分及び上記蓋部分の接触面の材料はＰＤＭＳ及びシリコーン系ゴムに限定されず、他の材料であってもよい。

【0016】

また、上記本体部分及び上記蓋部分の接触面のうち少なくともいずれか一方の面が凸形状に形成されており、上記本体部分と上記蓋部分の接触面の平面サイズは該デバイスの平面サイズよりも小さい例を挙げることができる。本体部分と蓋部分の接触面を小さくすることにより、不要な部分への力の分散を抑制することができ、本体部分と蓋部分の密着性を向上させることができる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記本体部分及び上記蓋部分の接触面はともに平坦面であってもよい。

【0017】

また、上記第２の培養室は上記蓋部分に形成されている例を挙げることができる。これにより、第１の培養室が形成された本体部分と、第２の培養室が形成された蓋部分とを分離して、第１の培養室内と第２の培養室内で互いに異なる条件及び環境でそれぞれ細胞を培養できる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、第２の培養室は上記本体部分に形成されていてもよいし、上記本体部分と上記蓋部分にまたがって形成されていてもよい。

【0018】

本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第１の培養室内に少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系が共培養されており、上記第２の培養室内に腸由来の細胞が培養されている例を挙げることができる。これにより、腸由来の細胞の代謝物を内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系に供給することができ、より生体内に近い環境を実現できる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、第１の培養室内及び第２の培養室内で培養される細胞はこれらの細胞に限定されない。

【0019】

さらに、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、上記第１の培養室の中に細胞の足場材となるゲルが収容されており、上記ゲル上で管状構造をもつ上記共培養系がネットワーク構造で形成している例を挙げることができる。

【0020】

本発明の細胞培養用システムにおいて、上記培地供給部は、上記第１の培養室内に培地を循環させて供給するものであり、上記培地供給部の培地循環ラインの途中に透析部をさらに備えている例を挙げることができる。これにより、透析部によって不要な物質を除去しながら第１の培養室内に循環式で培地を供給できる。この構成は、上記第１の培養室内に少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系が共培養されており、上記第２の培養室内に腸由来の細胞が培養されている場合に特に有用である。ただし、本発明の細胞培養用システムは透析部を備えていなくてもよい。

【0021】

本発明の細胞培養方法において、第２の培養室が蓋部分に形成されている本発明の細胞培養用デバイスを用い、上記本体部分と上記蓋部分を互いに分離した状態で、上記第１の培養室の上記本体部分と、上記蓋部分に形成されている上記第２の培養室とで、それぞれ細胞を培養した後、上記本体部分と上記蓋部分とを接合する例を挙げることができる。これにより、第１の培養室内と第２の培養室内で互いに異なる条件及び環境でそれぞれ細胞を培養できる。ただし、本発明の細胞培養方法は、細胞培養用デバイスの上記本体部分と上記蓋部分が接合された状態で第１の培養室内及び第２の培養室内でそれぞれ細胞を培養してもよい。

【0022】

本発明の細胞培養方法において、上記第１の培養室内で少なくとも内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系を共培養し、上記第２の培養室内で腸由来の細胞を培養する例を挙げることができる。これにより、腸由来の細胞の代謝物を内皮細胞と肝実細胞を含む共培養系に供給することができ、より生体内に近い環境を実現できる。ただし、本発明の細胞培養方法において、第１の培養室内及び第２の培養室内で培養される細胞はこれらの細胞に限定されない。

【0023】

さらに、本発明の細胞培養方法において、上記第１の培養室の中に細胞の足場材となるゲルを収容し、上記ゲル上で管状構造をもつ上記共培養系のネットワーク構造を形成させる例を挙げることができる。

【0024】

さらに、本発明の細胞培養方法において、上記腸由来の細胞が培養されている上記第２の培養室に上記第２の導入流路から試薬を導入し、それによって得られる上記腸由来の細胞の代謝物を上記第１の多孔質膜と上記第１の導入流路を介して上記第１の培養室に導入する例を挙げることができる。

【0025】

さらに、本発明の細胞培養方法において、上記第１の培養室から排出された培地を透析して上記第１の培養室内に循環供給する例を挙げることができる。これにより、より生体内に近い環境を実現できる。

【0026】

本発明は、細胞培養のための技術であり、例えば人工肝臓など人工臓器や薬物代謝試験などに用いて有用な技術である。

【0027】

本発明の細胞培養デバイスは、例えば、肝組織が培養されている第１の培養室に導入される培養液の流路（第１の導入流路）の途中に、第１の多孔質膜を介して接続された第２の培養室を備えている。第２の培養室で例えば腸由来の細胞が培養され、その培地の中に試験したい薬剤が投与される。

【0028】

図１は、細胞培養用デバイスの一実施例を説明するための概略的な平面図及び断面図である。図２は、この実施例の細胞培養用デバイスを分解して示した平面図である。

【0029】

この実施例の細胞培養用デバイス１は、大きく分けて本体部分３と蓋部分５で形成されている。本体部分３は例えば肝組織を培養するための部分である。蓋部分５は例えば腸管上皮細胞を培養するための部分である。蓋部分５は本体部分３に脱着可能になっている。

【0030】

本体部分３は、ベースプレート７、ＰＤＭＳブロック９及びＰＤＭＳブロック１１を備えている。

【0031】

本体部分３のベースプレート７は例えば合成石英で形成されている。なお、ベースプレート７は平板形状のものに限定されない。ベースプレート７はＰＤＭＳブロック９が吸着可能なものであればよい。例えばベースプレート７は培養用のディッシュであってもよい。

【0032】

ＰＤＭＳブロック９及びＰＤＭＳブロック１１は例えばＳＩＬＰＯＴ１８４（東レダウコーニング社製）で形成されている。ＰＤＭＳブロック９，１１の平面サイズは例えば２５ｍｍ×２５ｍｍ（ミリメートル）である。ＰＤＭＳブロック９の厚みは例えば２.０ｍｍである。ＰＤＭＳブロック１１の厚みは例えば１.０ｍｍである。

【0033】

ＰＤＭＳブロック９は例えば直径１０ｍｍの貫通孔９ａを備えている。
ＰＤＭＳブロック１１は貫通孔１１ａ、凹部１１ｂ、凸部１１ｃ、貫通孔１１ｄを備えている。

【0034】

貫通孔１１ａはＰＤＭＳブロック９とＰＤＭＳブロック１１が貼り合わせられたときに貫通孔９ａに重なる位置に形成されている。貫通孔１１ａは例えば直径が１０ｍｍである。

【0035】

凹部１１ｂはＰＤＭＳブロック９との接触面に形成されている。凹部１１ｂの深さは例えば０.２ｍｍ程度である。凹部１１ｂは貫通孔１１ａの周囲部分とその周囲部分から突出した突起部分を備えている。貫通孔１１ａの周囲部分における凹部１１ｂの幅は例えば１.０ｍｍ程度である。凹部１１ｂの突起部分の寸法は例えば幅が２.０ｍｍ程度、長さが２.０ｍｍ程度である。

【0036】

凸部１１ｃはＰＤＭＳブロック９との接触面とは反対側の面に、その面から出っ張った凸形状に形成されている。凸部１１ｃの高さは例えば０.５ｍｍ程度である。凸部１１ｃの上面は蓋部分５との接触面を構成する。凸部１１ｃは貫通孔１１ａの形成位置を含む位置に形成されている。なお、ＰＤＭＳブロック１１の厚みは凸部１１ｃを含んだ厚みである。

【0037】

貫通孔１１ｄは凹部１１ｂの突起部分と重なる位置に形成されている。貫通孔１１ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0038】

本体部分３の形成工程を簡単に説明する。
凹部１１ｂと凸部１１ｃが形成されたＰＤＭＳブロック１１が準備される。凹部１１ｂは直径が１２ｍｍ程度の円形部分と円形部分から突出した突起部分を備えている。その突起部分と重なる位置に直径が１.５ｍｍの貫通孔１１ｄが開けられる。

【0039】

貫通孔１１ａが形成されていないＰＤＭＳブロック１１と貫通孔９ａが形成されていないＰＤＭＳブロック９が貼り合わされる。この際、貼り合わせ前に、ＰＤＭＳブロック９とＰＤＭＳブロック１１の接触面に酸素プラズマ処理が施されることが好ましい。ＰＤＭＳブロック１１のＰＤＭＳブロック９との接触面は凹部１１ｂが形成されている面である。

【0040】

貼り合わされたＰＤＭＳブロック９，１１に、凹部１１ｂの円形部分の中央と重なるようにして直径が１０ｍｍの貫通孔が形成される。これにより、ＰＤＭＳブロック９に貫通孔９ａが形成され、ＰＤＭＳブロック１１に貫通孔１１ａが形成される。

【0041】

ＰＤＭＳブロック９のＰＤＭＳブロック１１とは反対側の面がベースプレート７に貼り合わされて本体部分３が完成される。この際、ＰＤＭＳブロック９のベースプレート７との接触面に酸素プラズマ処理が施されることが好ましい。なお、酸素プラズマ処理が施されなくても、ＰＤＭＳブロック９の自己吸着性を利用して、ＰＤＭＳブロック９をベースプレート７や細胞培養用のディッシュに貼り付けることも可能である。

【0042】

次に蓋部分５について説明する。
蓋部分５は、シリコーンゴムシート１３、フィルター１５（第１の多孔質膜）、フィルター１７（第２の多孔質膜）、シリコーンゴムシート１９、ＰＤＭＳブロック２１、シリコーンゴムシート２３、ＰＤＭＳブロック２５及びＰＤＭＳブロック２７を備えている。

【0043】

シリコーンゴムシート１３，１９，２３及びＰＤＭＳブロック２１，２５，２７の平面サイズは例えば２５ｍｍ×２５ｍｍである。
シリコーンゴムシート１３，１９，２３は例えばシリウス 極薄シリコーンゴムシート（株式会社扶桑ゴム産業の製品）である。
ＰＤＭＳブロック２１，２５，２７は例えばＳＩＬＰＯＴ１８４（東レダウコーニング社製）で形成されている。

【0044】

シリコーンゴムシート１３とシリコーンゴムシート１９はフィルター１５，１７を挟み込んで保持するためのものである。シリコーンゴムシート１３，１９の厚みは、それぞれ例えば０.１ｍｍである。

【0045】

シリコーンゴムシート１３は、例えば打ち抜き等の方法によって形成された長穴１３ａ、貫通孔１３ｂ、長穴１３ｃ、貫通孔１３ｄ及び貫通孔１３ｅを備えている。
長穴１３ａの幅寸法は例えば２.０ｍｍである。長穴１３ａの一端は貫通孔１３ｂとつながっている。

【0046】

貫通孔１３ｂは直径が例えば４.０ｍｍである。
長穴１３ｃの幅寸法は例えば２.０ｍｍである。長穴１３ｃの一端は長穴１３ａとは異なる位置で貫通孔１３ｂとつながっている。長穴１３ｃの他端はＰＤＭＳブロック１１の貫通孔１１ｄと重なる位置に形成されている。

【0047】

貫通孔１３ｄは本体部分３の貫通孔１１ｄと重なる位置に形成されている。貫通孔１３ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔１３ｅは本体部分３の肝組織培養室２９と重なる位置に形成されている。貫通孔１３ｅの直径は例えば５.０ｍｍである。

【0048】

シリコーンゴムシート１９は、例えば打ち抜き等の方法によって形成された貫通孔１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを備えている。
貫通孔１９ａはシリコーンゴムシート１３の長穴１３ａの端部と重なる位置に形成されている。貫通孔１９ａの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0049】

貫通孔１９ｂはシリコーンゴムシート１３の貫通孔１３ｂと重なる位置に形成されている。貫通孔１９ｂの直径は例えば４.０ｍｍである。
貫通孔１９ｃはシリコーンゴムシート１３の長穴１３ｃの端部と重なる位置に形成されている。貫通孔１９ｃの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0050】

貫通孔１９ｄはシリコーンゴムシート１３の貫通孔１３ｄと重なる位置に形成されている。貫通孔１９ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔１９ｅはシリコーンゴムシート１３の貫通孔１３ｅと重なる位置に形成されている。貫通孔１９ｅの直径は例えば５.０ｍｍである。

【0051】

フィルター１５は、例えばトラックエッチドメンブレン ＰＥＴ ポアサイズ１μｍ（ｉｔ４ｉｐ社の製品）である。フィルター１５の直径は例えば５ｍｍである。フィルター１５は、貫通孔１３ｂ及び貫通孔１９ｂに重なるようにしてシリコーンゴムシート１３，１９の間に配置される。

【0052】

フィルター１７は、例えばトラックエッチドメンブレン ＰＣ ポアサイズ５μｍ（ｉｔ４ｉｐ社の製品）である。フィルター１７の直径は例えば６ｍｍである。フィルター１７は、貫通孔１３ｅ，１９ｅに重なるようにしてシリコーンゴムシート１３，１９の間に配置される。

【0053】

例えば、シリコーンゴムシート１３，１９の互いに貼り合わされる表面に対して酸素プラズマ処理が施された後、２つのフィルター１５，１７を挟んだ状態でシリコーンゴムシート１３，１９が貼り合わされる。フィルター１５は例えば腸管上皮細胞の培養面を構成する。フィルター１７は肝組織培養室２９の培地排出部フィルターを構成する。

【0054】

ＰＤＭＳブロック２１の厚みは例えば１.０ｍｍである。ＰＤＭＳブロック２１は、貫通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、凹部溝２１ｅ及び貫通孔２１ｆを備えている。例えば、凹部溝２１ｅはＰＤＭＳブロック２１のモールディング時に形成されたものである。貫通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｆはＰＤＭＳブロック２１のモールディング後に形成されたものである。

【0055】

貫通孔２１ａはシリコーンゴムシート１９の貫通孔１９ａと重なる位置に形成されている。貫通孔２１ａの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔２１ｂはシリコーンゴムシート１９の貫通孔１９ｂと重なる位置に形成されている。貫通孔２１ｂの直径は例えば４.５ｍｍである。

【0056】

貫通孔２１ｃはシリコーンゴムシート１９の貫通孔１９ｃと重なる位置に形成されている。貫通孔２１ｃの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔２１ｄはシリコーンゴムシート１９の貫通孔１９ｄと重なる位置に形成されている。貫通孔２１ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0057】

凹部溝２１ｅはシリコーンゴムシート１９と貼り合わされる面に形成されている。凹部溝２１ｅの深さは例えば０.２ｍｍである。凹部溝２１ｅは肝組織培養室２９及びシリコーンゴムシート１９の貫通孔１９ｅと重なる位置から肝組織培養室２９とは重ならない位置にまたがって形成されている。凹部溝２１ｅの深さは例えば０.２ｍｍである。貫通孔１９ｅと重なる位置の凹部溝２１ｅに複数の突起が形成されている。これらの突起はフィルター１７が凹部溝２１ｅの底面に貼り付くことを防止するためのものである。

【0058】

貫通孔２１ｆは肝組織培養室２９とは重ならない位置で凹部溝２１ｅと重なる位置に形成されている。貫通孔２１ｆの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0059】

シリコーンゴムシート２３の厚みは例えば０.２ｍｍである。シリコーンゴムシート２３は貫通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、長穴２３ｅ及び貫通孔２３ｆを備えている。
貫通孔２３ａはＰＤＭＳブロック２１の貫通孔２１ａと重なる位置に形成されている。貫通孔２３ａの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0060】

貫通孔２３ｂはＰＤＭＳブロック２１の貫通孔２１ｂと重なる位置に形成されている。貫通孔２３ｂの直径は例えば４.５ｍｍである。
貫通孔２３ｃはＰＤＭＳブロック２１の貫通孔２１ｃと重なる位置に形成されている。貫通孔２３ｃの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0061】

貫通孔２３ｄはＰＤＭＳブロック２１の貫通孔２１ｄと重なる位置に形成されている。貫通孔２３ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。
長穴２３ｅの幅寸法は例えば２.０ｍｍである。長穴２３ｅの一端は貫通孔２３ｂとつながっている。
貫通孔２３ｆはＰＤＭＳブロック２１の貫通孔２１ｆと重なる位置に形成されている。貫通孔２３ｆの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0062】

ＰＤＭＳブロック２５の厚みは例えば１.０ｍｍである。ＰＤＭＳブロック２５は、貫通孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ及び凹部溝２５ｇ，２５ｈを備えている。例えば、凹部溝２５ｇ，２５ｈはＰＤＭＳブロック２５のモールディング時に形成されたものである。貫通孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆはＰＤＭＳブロック２５のモールディング後に形成されたものである。

【0063】

貫通孔２５ａはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ａと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ａの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔２５ｂはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ｂと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ｂの直径は例えば４.５ｍｍである。

【0064】

貫通孔２５ｃはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ｃと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ｃの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔２５ｄはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ｄと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0065】

貫通孔２５ｅはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ｅと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ｅの直径は例えば１.５ｍｍである。
貫通孔２５ｆはシリコーンゴムシート２３の貫通孔２３ｆと重なる位置に形成されている。貫通孔２５ｆの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0066】

凹部溝２５ｇ，２５ｈはシリコーンゴムシート２３が貼り合わされる面とは反対側の面（ＰＤＭＳブロック２７が貼り合わされる面）に形成されている。凹部溝２５ｇの深さは例えば０.６ｍｍである。凹部溝２５ｇの幅寸法は例えば２.０ｍｍである。凹部溝２５ｈの深さは例えば０.２ｍｍである。凹部溝２５ｈの幅寸法は例えば１.７ｍｍである。

【0067】

凹部溝２５ｇの一端は貫通孔２５ｂとつながっている。
凹部溝２５ｇの一端は貫通溝２５ｃと重なる位置に形成されている。凹部溝２５ｇの他端は貫通溝２５ｄと重なる位置に形成されている。

【0068】

ＰＤＭＳブロック２７の厚みは例えば１.０ｍｍである。ＰＤＭＳブロック２７は、貫通孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを備えている。例えば、貫通孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄはＰＤＭＳブロック２７のモールディング後に形成されたものである。

【0069】

貫通孔２７ａはＰＤＭＳブロック２５の貫通孔２５ａと重なる位置に形成されている。貫通孔２７ｂはＰＤＭＳブロック２５の貫通孔２５ｆと重なる位置に形成されている。貫通孔２７ｃはＰＤＭＳブロック２５の凹部溝２５ｇの先端部分と重なる位置に形成されている。貫通孔２７ｄはＰＤＭＳブロック２５の貫通孔２５ｅと重なる位置に形成されている。
貫通孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの直径は例えば１.５ｍｍである。

【0070】

蓋部分５の形成工程を簡単に説明する。
凹部溝２５ｇ，２５ｈが形成されたＰＤＭＳブロック２５が準備される。また、長穴２３ｅが形成されたシリコーンゴムシート２３が準備される。凹部溝２５ｇ，２５ｈが形成された面とは反対側のＰＤＭＳブロック２５の面にシリコーンゴムシート２３が貼り付けられる。この際、貼り合わせ前に、ＰＤＭＳブロック２５のシリコーンゴムシート２３が貼り付けられる面に酸素プラズマ処理が施されることが好ましい。

【0071】

貼り合わせ後のＰＤＭＳブロック２５及びシリコーンゴムシート２３に対して直径が１.５ｍｍの貫通孔２５ｅが形成される。

【0072】

凹部溝２１ｅが形成されたＰＤＭＳブロック２１が準備される。凹部溝２１ｅが形成された面とは反対側のＰＤＭＳブロック２１の面と、シリコーンゴムシート２３のＰＤＭＳブロック２５とは反対側の面が貼り合わされる。この際、貼り合わせ前に、ＰＤＭＳブロック２１のシリコーンゴムシート２３が貼り付けられる面に酸素プラズマ処理が施されることが好ましい。

【0073】

貼り合わせ後のＰＤＭＳブロック２１、シリコーンゴムシート２３及びＰＤＭＳブロック２５に対して、貫通孔２１ａ，２３ａ，２５ａ、貫通孔２１ｂ，２３ｂ，２５ｂ、貫通孔２１ｃ，２３ｃ，２５ｃ、貫通孔２１ｄ，２３ｄ，２５ｄ及び貫通孔２１ｆ，２３ｆ，２５ｆが形成される。この際に貫通孔２１ｂ，２３ｂ，２５ｂの直径は５ｍｍに拡げられる。貫通孔２１ａ，２３ａ，２５ａ、貫通孔２１ｃ，２３ｃ，２５ｃ、貫通孔２１ｄ，２３ｄ，２５ｄ及び貫通孔２１ｆ，２３ｆ，２５ｆの直径は１.５ｍｍである。

【0074】

２つのフィルター１５，１７が挟み込まれたシリコーンゴムシート１３，１９が準備される。貼り合わせ後のＰＤＭＳブロック２１、シリコーンゴムシート２３及びＰＤＭＳブロック２５に対して、ＰＤＭＳブロック２１の凹部溝２１ｅが形成された面にシリコーンゴムシート１９が貼り合わされる。

【0075】

貫通孔２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが形成されたＰＤＭＳブロック２７が準備される。貼り合わせ後のシリコーンゴムシート１３，１９、ＰＤＭＳブロック２１、シリコーンゴムシート２３及びＰＤＭＳブロック２５に対して、シリコーンゴムシート１３にＰＤＭＳブロック２７が貼り合わされる。これにより、蓋部分５が完成される。

【0076】

細胞培養用デバイス１において、本体部分３と蓋部分５は、例えばＰＤＭＳブロック１１とシリコーンゴムシート１３の自己吸着性によって接合される。これにより、本体部分３と蓋部分５は、例えばネジや粘着剤などの特別な固定手段を用いることなく、安定して固定される。さらに、必要に応じて本体部分３と蓋部分５を容易に着脱することができる。

【0077】

細胞培養用デバイス１において、本体部分３の貫通孔９ａ，１１ａは肝組織培養室２９（第１の培養室）を構成している。また、蓋部分５のシリコーンゴムシート１３の貫通孔１３ｅは肝組織培養室２９の一部分を構成している。肝組織培養室２９の底面はベースプレート７で構成されている。肝組織培養室２９の上面はフィルター１７で構成されている。

【0078】

蓋部分５の貫通孔１９ｂ，２１ｂ，２３ｂ，２５ｂは腸管上皮細胞培養室３１（第２の培養室）を構成している。腸管上皮細胞培養室３１の下面はフィルター１５で構成されている。腸管上皮細胞培養室３１の上面はＰＤＭＳブロック２７で構成されている。

【0079】

蓋部分５の貫通孔２７ａ，２５ａ，２３ａ，２１ａ、長穴１３ａ、貫通孔１３ｂ、長穴１３ｃ、貫通孔１９ｃ，２１ｃ，２３ｃ，２５ｃ、凹部溝２５ｈ、貫通孔２５ｄ，２３ｄ，２１ｄ，１９ｄ，１３ｄは培地供給路３３（第１の導入流路）を構成している。また、本体部分３の貫通孔１１ｄ及び凹部１１ｂも培地供給路３３の一部分を構成している。貫通孔２７ａの端部は培地導入口３３ａとなる。

【0080】

蓋部分５の貫通孔１９ｅ、凹部溝２１ｂ及び貫通孔２１ｆ，２５ｆ，２７ｂは培地排出路３５（第１の排出流路）を構成している。貫通孔２７ｂの端部は培地排出口３５ａとなる。

【0081】

蓋部分５の貫通孔２７ｃ，２５ｉ及び凹部溝２５ｇは試薬導入路３７（第２の導入流路）を構成している。貫通孔２７ｃの端部は試薬導入口３７ａとなる。
蓋部分５の貫通孔２７ｄ，２５ｅ及び長穴２３ｅは試薬排出路３９（第２の排出流路）を構成している。貫通孔２７ｄの端部は試薬排出口３９ａとなる。

【0082】

試薬導入路３７を構成する凹部溝２５ｇの深さは例えば０.６ｍｍである。また、試薬排出路３９を構成する長穴２３ｅの深さであるシリコーンゴムシート２３の厚みは例えば０.２ｍｍである。試薬導入路３７の流路の高さが試薬排出路３９の流路の高さよりも大きくなっている理由は、腸管上皮細胞培養室３１への細胞導入を容易にするためである。

【0083】

また、培地供給路３３において、例えば長穴１３ｃ及び貫通孔１９ｃ，２１ｃ，２３ｃ，２５ｃの部分と、貫通孔２５ｄ，２３ｄ，２１ｄ，１９ｄ，１３ｄの部分は、それぞれ液体採取部４１を構成している。液体採取部４１は培地供給路３３において肝組織培養室２９と腸管上皮細胞培養室３１との間に設けられている。

【0084】

液体採取部４１の上壁面を構成するＰＤＭＳブロック２７は、尖端の鋭利な吸引器具により貫通でき、かつ貫通後に吸引器具を引き抜くとその貫通孔を弾性によって閉じることができる弾性部材である。液体採取部４１から必要に応じて液体、例えば培地が採取される。

【0085】

なお、この実施例では２箇所の液体採取部４１が設けられているが、液体採取部４１は１箇所であってもよい。また、凹部溝２５ｈの部分が液体採取部として使用されることも可能である。

【0086】

細胞培養用デバイス１において、肝組織が培養される本体部分３と、腸管上皮細胞が培養される蓋部分５は着脱可能である。
蓋部分５の腸管上皮細胞培養室３１に、試薬導入口３９ａから腸由来の細胞、例えば腸管上皮細胞（ここではＣａｃｏ２）が培地と共に導入される。腸管上皮細胞はフィルター１５上でタイトジャンクションが形成されるような条件で培養される。例えば、本体部分３と蓋部分５が分離された状態で、蓋部分５のみで腸管上皮細胞が培養される。

【0087】

肝組織の培養方法の例について説明する。例えば本体部分３が冷却された状態で、肝組織培養室２９にゲルが足場として導入される。このゲルは例えばＥＨＳ−ｇｅｌである。ＥＨＳ−ｇｅｌは、ＥＨＳマウス肉腫細胞から単離した基底膜調製物であり、ラミニン、IV型コラーゲン及びプロテオグリカンを豊富に含んでいる。ＥＨＳ−ｇｅｌは低温で液状化し、常温で固体状となる。したがって、細胞培養用デバイス１を冷却した状態でＥＨＳ−ｇｅｌを肝組織培養室２９に流し込み、例えば３７℃のインキュベーター内又は室温で静置することにより肝組織培養室２９の底面にＥＨＳ−ｇｅｌを固定させることができる。

【0088】

ゲル上に内皮細胞（例えばＧＨ７）が播種される。ゲル上で内皮細胞のネットワークが形成される。内皮細胞のネットワークに肝実細胞が播種される。肝組織培養室２９内において、ゲル上で内皮細胞系の細胞と肝細胞系の細胞を含む共培養系が管状の構造をもつように共培養される。内皮細胞系の細胞は、例えば、類胴内皮細胞やヒト臍帯静脈（動脈）内皮細胞、ＴＤ２、ＧＨ７などである。肝細胞系の細胞は、例えば、肝実質細胞やＨｅｐａＲＧ、Ｈｕｈ−７、Ｈｅｐ Ｇ２、ＴＬＲ２、Ｈｅｐａ１−６、肝前駆細胞などである。なお、内皮細胞系の細胞と肝細胞系の細胞を含む共培養系において、内皮細胞系の細胞及び肝細胞系の細胞とは異なる細胞が含まれていてもよい。

【0089】

蓋部分５の腸管上皮細胞培養室３１で腸管上皮細胞が十分増殖し、タイトジャンクションを形成していることを確認する。肝組織培養室２９で肝組織が培養されている本体部分３と、腸管上皮細胞培養室３１で腸管上皮細胞が培養されている蓋部分５とが貼り合わされる。本体部分３と蓋部分５の接合面はともにシリコーンゴム系の素材である。したがって、本体部分３と蓋部分５が貼り合わされた状態で適切な圧力を保持できるような簡単なジグが用いられることによって、本体部分３と蓋部分５の間の液密が維持される。

【0090】

また、本体部分３のＰＤＭＳブロック１１の蓋部分５との接触面に凸形状の凸部１１ｃが形成されている。凸部１１ｃの上面が蓋部分５のシリコーンゴムシート１３と接合される。本体部分３と蓋部分５の接触面の平面サイズは細胞培養用デバイス１の平面サイズよりも小さくなる。この構造は、送液や培養に無関係な細胞培養用デバイス１の外周部での本体部分３と蓋部分５の接触を無くし、不要な部分への力の分散を抑制でき、液漏れを防止する効果を奏する。

【0091】

培地導入口３３ａに例えばシリンジポンプ等で培地が送り込まれる。送り込まれた培地は、腸管上皮細胞が培養されている腸管上皮細胞培養室３１のフィルター１５の下を通る培地供給路３３を経て、肝組織培養室２９へと流れ込む。この培地は、フィルター１７と培地排出路３５を経て、培地排出口３５ａから排出される。

【0092】

腸管上皮細胞培養室３１には、試薬導入口３７ａから試薬導入路３７を経て培地又は試薬を供給することができる。この培地や試薬は、腸管上皮細胞培養室３１を通って試薬排出路３９を経て試薬排出口３９ａから排出される。腸管上皮細胞培養室３１に試薬が供給された際には、試薬が腸管上皮細胞に吸収された後に、代謝物が培養面のフィルター１５を通過して肝組織培養室２９に繋がる培地供給路３３に供給される。したがって、フィルター１５上に腸管上皮細胞がタイトジャンクションを形成して密に培養されていることが重要である。

【0093】

培地供給路３３に供給された薬物の代謝物は、培地供給路３３及び液体採取部４１を介して、肝組織培養室２９内で培養されている肝組織へ到達する。この構造は、腸壁から取り込まれた薬物が肝臓に届く仕組みを模擬的に形成でき、生体内に近い薬物動態評価が可能になる。

【0094】

このように、細胞培養用デバイス１は、２種類の細胞を培養でき、一方の細胞の代謝物を他方の細胞に導入することができる。

【0095】

また、細胞培養用デバイス１は、肝組織培養室２９が形成されている本体部材３と腸管上皮細胞培養室３１が形成されている蓋部材５が着脱可能である。そして、本体部材３と蓋部材５を分離した状態で、それぞれ適切な条件で肝組織の培養と腸管上皮細胞の培養を進めておいて、良いタイミングで本体部材３と蓋部材５を組み合わせることができる。したがって、細胞培養用デバイス１は効率的な計測が可能である。

【0096】

図３は、本実施例に係る細胞培養用デバイス１を用いた細胞培養用システムの一実施例を説明するための概略図である。

【0097】

細胞培養用システム４３は、細胞培養用デバイス１と、細胞培養用デバイス１に培地を供給する培地供給部を組み合わせたものである。その培地供給部は、培地収容部４５、培地供給管４７、培地排出管４９、廃液収容部５１、送液ポンプ５３及び制御部５５を備えている。

【0098】

培地供給管４７の一端は培地収容部４５に挿入されている。培地供給管４７の他端は細胞培養用デバイス１の培地導入口３３ａに接続されている。培地排出管４９の一端は細胞培養用デバイス１の培地排出口３５ａに接続されている。培地排出管４９の他端は廃液収容部５１に挿入されている。送液ポンプ５３は培地供給管４７に接続されている。制御部５５は送液ポンプ５３の動作を制御する。

【0099】

培地収容部４５に収容された培地は、送液ポンプ５３によって吸引され、培地供給管４７を通って培地導入口３３ａから細胞培養用デバイス１に送られる。培地導入口３３ａから細胞培養用デバイス１に供給された培地は、培地供給路３３を通過して肝組織培養室２９の周面から肝組織培養室２９内に導入される（図１を参照。）。

【0100】

肝組織培養室２９への培地の導入に伴い、肝組織培養室２９内の培地の一部は、肝組織培養室２９からフィルター１７及び培地排出路３５を介して培地排出口３５ａから外部へ排出される。培地排出口３５ａから排出された培地は培地排出管４９を介して廃液収容部５１に排出される。

【0101】

細胞培養用デバイス１は、肝組織培養室２９内の培地を培地排出路３５から排出する際にフィルター１７を通過させるので、剥離したゲル等によって培地排出路３５が詰まる確率を低減することができる。

【0102】

細胞培養用システム４３は、培地を生体内と同様に少しずつ供給することにより、細胞や組織の周辺の環境を安定させることが可能である。したがって、安定した細胞の培養を実現できる。このように、細胞培養用デバイス１及び細胞培養用システム４３は細胞の長期培養に有利である。

【0103】

また、腸管上皮細胞培養室３１に試薬が供給された際には、試薬が腸管上皮細胞に吸収された後に、代謝物が培養面のフィルター１５を通過して肝組織培養室２９に繋がる培地供給路３３に供給される。培地供給路３３に供給された代謝物は培地とともに肝組織培養室２９に供給される。このように、細胞培養用デバイス１及び細胞培養用システム４３は、生体内に近い環境で試薬の試験を行うことができる。

【0104】

また、細胞培養用デバイス１は、腸管上皮細胞培養室３１から培地供給路３３に供給された代謝物を培地とともに液体採取部４１で採取することが可能である（図１を参照。）。この代謝物の採取は、例えば、尖端の鋭利な吸引器具を液体採取部４１の上壁面を構成するＰＤＭＳブロック２７を貫通させて液体採取部４１内に挿入し、代謝物及び培地を吸引することによって行われる。吸引器具がＰＤＭＳブロック２７から引き抜かれると、吸引器具の貫通によって形成された貫通孔は、ＰＤＭＳブロック２７の弾性力によって閉じられる。したがって、液体採取部４１で代謝物等が採取された後においても、肝組織培養室２９に培地等の供給を続けることができる。

【0105】

図３に示された細胞培養用システム４３は、送液ポンプ５３を培地供給管４７に備え、肝組織培養室２９内に培地を連続送液する機能を備えているが、本発明の細胞培養用システムはこれに限定されない。

【0106】

例えば、図４に示されるように、本発明の実施例である細胞培養用システム５７は、培地排出管４９に送液ポンプ５３を備え、肝組織培養室２９内から培地を連続吸引する機能を備えているようにしてもよい。なお、本発明の細胞培養用システムは、図３又は図４に示された構成に限定されない。

【0107】

本発明は、培地を生体内と同様に少しずつ供給することにより、細胞や組織の周辺の環境を安定させることが可能である。したがって、本発明は安定した細胞の培養を実現できる。

【0108】

ところで、生体内において、体液は腎臓により透析されながら循環している。そういった意味では、上述した細胞培養用システム４３，５７は微量な発現物質の蓄積のような効果を評価することができない。

【0109】

そこで、本発明の細胞培養用システムは、培地を循環するような系とし、その途中に透析の機能が追加されることにより、実際の生体により近い評価系を実現することができる。

【0110】

本発明によれば、例えば薬物動態試験を行う際に、腸での吸収の影響を加味した肝機能評価が可能であり、生体に近い試験が実現できる。また、本発明の細胞培養システムは流体制御技術を用いたシステムであり、例えば腎臓での透析の効果を加えること、さらには他の臓器の影響も加味するような統合的なシステム構築への展開も可能である。

【0111】

図５は、本実施例に係る細胞培養用デバイス１を用いた細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。図５において、図３及び図４と同様の機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0112】

細胞培養用システム５９の培地供給部は、細胞培養用デバイス１の肝組織培養室２９内に培地を循環させて供給するものである。その培地供給部は、培地収容部４５、培地供給管４７、培地排出管４９、送液ポンプ５３、制御部５５及び透析部６１を備えている。

【0113】

培地排出管４９の一端は細胞培養用デバイス１の培地排出口３５ａに接続されている。培地排出管４９の他端は培地収容部４５に接続されている。培地排出管４９の途中に透析部６１が設けられている。透析部６１は例えば小型の透析器である。透析部６１は、循環される培地に対して不要な物質の濾過を行う機能を備えている。

【0114】

細胞培養用システム５９は、培地が収容された培地収容部４５から例えばシリンジポンプ等の送液ポンプ５３によって培地を吸い上げ、細胞培養用デバイス１に供給した後、透析部６１を経て元の培地収容部４５に戻す。これにより、細胞培養用システム５９は、実際の生体により近い環境で試薬の評価等をすることができる。

【0115】

図６は、本実施例に係る細胞培養用デバイス１を用いた細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。図６において、図５と同様の機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0116】

本発明の実施例である細胞培養用システム６３は、図５に示された細胞培養用システム５９と比較して、送液ポンプ５３の接続位置が異なっている。細胞培養用システム６３において、送液ポンプ５３は細胞培養用デバイス１と透析部６１の間で培地排出管４９に接続されている。なお、送液ポンプ５３は、透析部６１と培地収容部４５の間で培地排出管４９に接続されていてもよい。

【0117】

図７は、本実施例に係る細胞培養用デバイス１を用いた細胞培養用システムのさらに他の実施例を説明するための概略図である。図７において、図３と同様の機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0118】

本発明の実施例である細胞培養用システム６５は、図３に示された細胞培養用システム４３と比較して、透析部６７をさらに備えている。透析部６７は、培地供給管４７と培地排出管４９の２本の流路の間に設けられた透析膜によって構成されている。この透析膜は、例えばＳｐｅｃｔｒａシリーズ（ＳＰＥＣＴＲＵＭ社の製品）である。

【0119】

本発明の実施例である細胞培養用デバイス１は、例えば流速４０μＬ／ｈ（マイクロリットル／時）程度の培地の供給によって肝組織培養室２９内で細胞を培養することができるので、必要な培地の量が少ない。したがって、本発明の実施例である細胞培養用システム６５は、透析部６７として透析膜を用いることも可能である。
なお、細胞培養用システム６５は、培地に替えて透析液を細胞培養用デバイス１に供給するようにしてもよい。

【0120】

また、送液ポンプ５３は、図８に示された本発明の実施例である細胞培養用システム６９にように、細胞培養用デバイス１と透析部６１の間で培地排出管４９に接続されていてもよい。また、送液ポンプ５３は、透析部６１と廃液収容部５１の間で培地排出管４９に接続されていてもよい。また、送液ポンプ５３は、培地収容部４５と透析部６１の間で培地供給管４７に接続されていてもよい。

【0121】

ところで、上記で説明した細胞培養用デバイス１は液体採取部４１を備えている。これに対して、本発明の細胞培養用デバイスは液体採取部を備えていなくてもよい。

【0122】

図９は、細胞培養用デバイスの他の実施例を説明するための概略的な平面図及び断面図である。図１０は、この実施例の細胞培養用デバイスを分解して示した平面図である。図９及び図１０において、図１及び図２と同じ部分には同じ符号が付されている。

【0123】

この実施例の細胞培養用デバイス７１は、図１及び図２を参照して説明された細胞培養用デバイス１と比較して、液体採取部４１を備えていない。つまり、細胞培養用デバイス７１は、貫通孔１９ｃ，２１ｃ，２３ｃ，２５ｃと貫通孔１３ｄ，１９ｄ，２１ｄ，２３ｄ，２５ｄ（図１及び図２を参照。）を備えていない。また、細胞培養用デバイス７１は凹部溝２５ｈ（図１及び図２を参照。）を備えていない。

【0124】

細胞培養用デバイス７１のシリコーンゴムシート１３において、貫通孔１３ｂとは反対側の長穴１３ｃの端部の先端はＰＤＭＳブロック１１の貫通孔１１ｄと重なる位置に形成されている。
培地供給路３３は、貫通孔２７ａ，２５ａ，２３ａ，２１ａ，１９ａ、長穴１３ａ、貫通孔１３ｂ、長穴１３ｃ、貫通孔１１ｄ及び凹部１１ｂによって形成されている。

【0125】

細胞培養用デバイス７１は、液体採取部４１（図１及び図２を参照。）の効果を除いて、図１及び図２を参照して説明された細胞培養用デバイス１と同様の作用及び効果を奏することができる。

【0126】

また、例えば図３から図８を参照して説明された細胞培養システムは、細胞培養用デバイス１に替えて細胞培養用デバイス７１を用いることが可能である。

【0127】

以上、本発明の実施例を説明したが、実施例における構成、配置、数値等は一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0128】

例えば、本発明の細胞培養用デバイスの上記実施例において、第１の培養室は肝組織培養室２９であり、第２の培養室は腸管上皮細胞培養室３１であるが、本発明の細胞培養用デバイスにおいて第１の培養室及び第２の培養室はこれらに限定されない。第１の培養室及び第２の培養室において培養される細胞はどのような細胞であってもよい。

【0129】

また、細胞培養用デバイスの上記実施例において、培地排出路３５（第１の排出流路）はフィルター１７（第２の多孔質膜）を介して肝組織培養室２９（第１の培養室）に接続されている。これにより、例えば細胞や足場材（ゲル）などの肝組織培養室２９内の物質が培地排出路３５に流入することに起因する培地排出路３５の目詰まりが防止される。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、フィルター１７（第２の多孔質膜）は配置されていなくてもよい。

【0130】

また、上記実施例の細胞培養用デバイス１，７１は、本体部分３と、本体部分３に着脱可能に取り付けられる蓋部分５とを有している。さらに、肝組織培養室２９（第１の培養室）は、本体部分３に形成され、かつ本体部分３の蓋部分５との接触面に開口を有している。これにより、本体部分３と蓋部分５を分離させた状態で、例えば細胞や足場材、培地などの物質を肝組織培養室２９に培地供給路３３（第１の導入流路）及び培地排出路３５（第１の排出流路）を介さずに配置することができる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスは、着脱可能な本体部分と蓋部分を備えていない構造であってもよい。

【0131】

さらに、上記実施例の細胞培養用デバイス１，７１において、本体部分３及び蓋部分５の接触面の材料はＰＤＭＳ又はシリコーンゴムで形成されている。これにより、例えばネジや粘着剤などの特別な固定手段を用いることなく、自己吸着性によって蓋部分５を本体部分３に安定して固定することができる。さらに、必要に応じて容易に本体部分３と蓋部分５を着脱することができる。ただし、本体部分３及び蓋部分５の接触面の材料はＰＤＭＳ及びシリコーン系ゴムに限定されず、他の材料であってもよい。

【0132】

また、上記実施例の細胞培養用デバイス１，７１は、本体部分３の蓋部分５との接触面が凸形状に形成された凸部１１ｃを備えている。これにより、本体部分３と蓋部分５の接触面の平面サイズは細胞培養用デバイス１，７１の平面サイズよりも小さくなっている。本体部分３と蓋部分５の接触面を小さくすることにより、不要な部分への力の分散が抑制される。これにより、本体部分３と蓋部分５の密着性が向上される。なお、蓋部分５の本体部分３との接触面のみに凸形状が形成されていてもよいし、本体部分３の蓋部分５の両方の接触面に凸形状が形成されていてもよい。また、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、本体部分３及び蓋部分５の接触面はともに平坦面であってもよい。

【0133】

また、上記実施例の細胞培養用デバイス１，７１において、腸管上皮細胞培養室３１（第２の培養室）は蓋部分５に形成されている。これにより、第１の培養室が形成された本体部分と、第２の培養室が形成された蓋部分とを分離して、第１の培養室内と第２の培養室内で互いに異なる条件及び環境でそれぞれ細胞を培養できる。ただし、本発明の細胞培養用デバイスにおいて、腸管上皮細胞培養室３１（第２の培養室）は、本体部分３に形成されていてもよいし、本体部分３と蓋部分５にまたがって形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0134】

１ 細胞培養用デバイス
３ 本体部分
５ 蓋部分
１５ フィルター（第１の多孔質膜）
１７ フィルター（第２の多孔質膜）
２９ 肝組織培養室（第１の培養室）
３１ 腸管上皮細胞培養室（第２の培養室）
３３ 培地供給路（第１の導入流路）
３５ 培地排出路（第１の排出流路）
３７ 試薬導入路（第２の導入流路）
３９ 試薬排出路（第２の排出流路）
４１ 液体採取部
５３ 送液ポンプ
６１ 透析部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】