特許 7197557 多孔性支持体を有する細胞培養槽

(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】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】多孔性支持体を有する細胞培養槽

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/24 20060101AFI20221220BHJP

   C12M 3/00 20060101ALI20221220BHJP

   C12N 1/00 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

C12M1/24

C12M3/00 Z

C12N1/00 C

【請求項の数】 28

(21)【出願番号】P 2020501480

(86)(22)【出願日】2018-07-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-08-31

(86)【国際出願番号】 US2018042161

(87)【国際公開番号】W WO2019014636

(87)【国際公開日】2019-01-17

【審査請求日】2021-07-08

(31)【優先権主張番号】62/532,671

(32)【優先日】2017-07-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100123652

【弁理士】

【氏名又は名称】坂野 博行

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】マーティン，グレゴリー ロジャー

(72)【発明者】

【氏名】パルド，アナ マリア デル ピラール

(72)【発明者】

【氏名】シェーファー，マイケル カート

(72)【発明者】

【氏名】タナー，アリソン ジーン

【審査官】福間 信子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０８７３６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０６９８９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０２０９９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－０８０６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２９５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１５７３２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００４－５３５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５０４７３４７（ＵＳ，Ａ）

【文献】英国特許出願公開第０２１４７１００（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された非多孔性材料の基材であって、複数の微細空洞部を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記各微細空洞部の前記凹状表面の底部には、１５マイクロメートル以下の径寸法を有し、前記基材の上面から、前記基材の底面に延伸して該ウエルから前記第２の領域への経路を画定する少なくとも１つの開口を含むものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記第１の開口を前記第２の領域に接続し、前記第１の開口を介して前記槽の外側から前記第２の領域へと流体連通する流路と、
を含む細胞培養槽。

【請求項2】

前記壁部は、気体透過性材料を有して前記第２の領域と前記槽の外部との間を流体連通するポートを含むものである、請求項１に記載の細胞培養槽。

【請求項3】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された非多孔性材料の基材であって、複数の微細空洞部を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記各微細空洞部の前記凹状表面の底部には、１５マイクロメートル以下の径寸法を有し、前記基材の上面から、前記基材の底面に延伸して該ウエルから前記第２の領域への経路を画定する少なくとも１つの開口を含むものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と流体連通する第２の開口と、
前記第２の開口を前記第２の領域に接続し、前記第２の開口を介して前記槽の外側から前記第２の領域へと流体連通する流路と、
を含む、細胞培養槽。

【請求項4】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された非多孔性材料の基材であって、複数の微細空洞部を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記各微細空洞部の前記凹状表面の底部には、１５マイクロメートル以下の径寸法を有し、前記基材の上面から、前記基材の底面に延伸して該ウエルから前記第２の領域への経路を画定する少なくとも１つの開口を含むものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記第１の領域と前記第２の領域との間を流体連通する流路と、
を含み、
前記第１の領域から前記第２の領域に進行する前記流路の端部は、該第１の領域で、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記開口部から離間して位置する、
細胞培養槽

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部の前記凹状表面の前記少なくとも１つの開口を通り抜けるようにする工程と、
前記少なくとも１つの微細空洞部で細胞を培養する工程と
を含む方法。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と、
を含む方法。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通って、前記槽の外側から前記第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、該少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項8】

請求項２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記ポートの気体透過性フィルタに通す工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項9】

請求項１に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項10】

請求項３に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項11】

請求項３に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項12】

請求項４に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記第１の領域を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項13】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された基材であって、複数の微細空洞部および多孔性材料層を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記多孔性材料層の第１の面は、該複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の少なくとも一部を画定し、該多孔性材料層の第２の面は、前記第２の領域に向いたものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記第１の開口を前記第２の領域に接続し、前記第１の開口を介して前記槽の外側から前記第２の領域へと流体連通する流路と、
を含む細胞培養槽。

【請求項14】

前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の全体を画定するものである、請求項１３に記載の細胞培養槽。

【請求項15】

前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、前記開口部から前記凹状表面に延伸する側壁部表面を含むものであり、
前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記側壁部表面の少なくとも一部を画定するものである、請求項１３または１４に記載の細胞培養槽。

【請求項16】

前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記側壁部表面の全体を画定するものである、請求項１５に記載の細胞培養槽。

【請求項17】

前記多孔性材料層は、前記基材全体を画定するものである、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の細胞培養槽。

【請求項18】

気体透過性フィルタを含み、前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と前記槽の外部との間を流体連通するポート、
を含む、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の細胞培養槽。

【請求項19】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された基材であって、複数の微細空洞部および多孔性材料層を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記多孔性材料層の第１の面は、該複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の少なくとも一部を画定し、該多孔性材料層の第２の面は、前記第２の領域に向いたものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と流体連通する第２の開口と、
前記第２の開口を前記第２の領域に接続し、前記第２の開口を介して前記槽の外側から前記第２の領域へと流体連通する流路と、
を含む、細胞培養槽。

【請求項20】

細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された基材であって、複数の微細空洞部および多孔性材料層を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記多孔性材料層の第１の面は、該複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の少なくとも一部を画定し、該多孔性材料層の第２の面は、前記第２の領域に向いたものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と、
前記第１の領域と前記第２の領域との間を流体連通する流路と、
を含み、
前記第１の領域から前記第２の領域に進行する前記流路の端部は、該第１の領域で、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記開口部から離間して位置する、
細胞培養槽。

【請求項21】

請求項１３から２０のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部の前記多孔性材料層の前記第１の面によって画定された前記凹状表面の一部へ通す工程と、
細胞を、前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項22】

請求項１３から２０のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項23】

請求項１３から２０のいずれか１項に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通って、前記槽の外側から前記第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、該少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項24】

請求項１８に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記ポートの前記気体透過性フィルタに通す工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項25】

請求項１９に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項26】

請求項２０に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項27】

請求項２１に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【請求項28】

請求項２０に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記第１の領域を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と、
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本願は、「Ｃｅｌｌ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｃｕｌｔｕｒｉｎｇ Ｃｅｌｌｓ」という名称で２０１７年７月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／５３２、６７１号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、概して、細胞培養槽および細胞培養方法に関し、特に、３次元の細胞を培養するための多孔性支持体を有する細胞培養槽、および、３次元の細胞をその細胞培養槽で培養する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

細胞培養槽に３次元の細胞を入れることが知られている。３次元の細胞を、細胞培養槽で培養することも知られている。

【発明の概要】

【0004】

以下、詳細な記載で示すいくつかの例示的な実施形態の基本的理解のために、本開示の概要を、簡単に示す。

【0005】

実施形態において、本開示は、首状開口部、細胞培養室、最上部、底部、側壁部、首状開口部の反対側の端壁部、および、微細空洞部アレイを有する細胞培養面を有する細胞培養槽を提供する。実施形態において、微細空洞部アレイを有する細胞培養面は、部分的または全体的に、多孔性材料から形成される。実施形態において、細胞を培養するための基材は、１つの面に微細空洞部アレイを有し、第２の面に多孔性材料を有し、微細空洞部の壁部の一部は、多孔性材料によって提供される。実施形態において、微細空洞部は、開口部を有し、気体が、微細空洞部の壁部を通り抜けるのを可能にする。

【0006】

更なる実施形態において、細胞培養槽は、微細空洞部アレイの微細空洞部に留まる細胞の上に位置する培地を乱すことなく、多孔性材料の下方で、または、多孔性材料を通って、培地を導入し、取り除くための構造物を有する。更なる実施形態において、本開示は、細胞培養槽での細胞培養方法、並びに、細胞および培地を槽に導入、および、そこから取り除く方法を提供する。

【0007】

上記実施形態は例示的なものであり、単独で、または、本明細書に記載の任意の１つ以上の実施形態と任意の組合せで、本開示の範囲を逸脱することなく提供されうる。更に、ここまでの概略的記載と次の詳細な記載の両方が、本開示の実施形態を示し、請求項に記載し、請求したような実施形態の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図すると理解すべきである。添付の図面は、実施形態の更なる理解のために含められ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施形態を示し、その記載と共に、原理および動作を説明する役割を果たす。

【0008】

これら及び他の本開示の特徴、実施形態および利点は、添付の図面と読むことで、更に理解されうるものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態による第１の例示的な細胞培養槽を概略的に示す側面図である。

【図2】本開示の実施形態による第１の例示的な細胞培養槽の図１の２‐２線に沿った平面図である。

【図3】本開示の実施形態による第１の領域および第２の領域を有する細胞培養室を含む細胞培養槽の例示的な断面図を示している。

【図4】本開示の実施形態による細胞培養槽の微細空洞部アレイの例示的な実施形態の拡大概略図を示しており、少なくとも１つの開口を含む複数の微細空洞部を有する基材を含んでいる。

【図5】本開示の実施形態による細胞培養槽の図３の部分５を見た例示的な実施形態の拡大概略図を示しており、少なくとも１つの開口を含む複数の微細空洞部を有する基材を含んでいる。

【図6】本開示の実施形態による細胞培養槽の図３の部分５を見た代わりの実施形態を示しており、複数の微細空洞部および多孔性材料層を有する基材を含んでいる。

【図7】本開示の実施形態による細胞培養槽の一部の基材の少なくとも１つの開口を含む複数の微細空洞部のうち少なくとも１つの微細空洞部での細胞培養方法を示している。

【図8】本開示の実施形態による細胞培養槽の図３の部分５を見た代わりの実施形態を示しており、複数の微細空洞部および多孔性材料層を有する基材を含んでいる。

【図9】本開示の実施形態による細胞培養槽の一部の代わりの実施形態を示しており、複数の微細空洞部および多孔性材料層を有する基材を含んでいる。

【図10】本開示の実施形態による細胞培養槽の一部の代わりの実施形態を示しており、複数の微細空洞部および多孔性材料層を有する基材を含んでいる。

【図11】本開示の実施形態による複数の微細空洞部および多孔性材料層を有する基材の一部の複数の微細空洞部のうち少なくとも１つの微細空洞部での細胞培養方法を示している。

【図12】本開示の実施形態によるポートおよび気体透過性フィルタを含む細胞培養槽の代わりの実施形態の断面図を示している。

【図13】本開示の実施形態による第１の開口を第２の領域に接続する流路を含む細胞培養槽の代わりの実施形態の断面図を示している。

【図14】本開示の実施形態による第２の開口および第２の開口を第２の領域に接続する流路を含む細胞培養槽の代わりの実施形態の断面図を示している。

【図15】本開示の実施形態による第１の領域を第２の領域に接続する流路を含む細胞培養槽の代わりの実施形態の断面図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ここで、本開示の例示的な実施形態を示した添付の図面を参照して、本発明の特徴をより完全に記載する。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り同じ符号を用いている。しかしながら、本開示は多くの異なる形態で実施しうるものであり、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。

【0011】

細胞培養槽（例えば、フラスコ）は、無菌細胞培養室を提供しうる。いくつかの実施形態において、細胞培養は、疾病および毒物学の研究、投薬および治療の有効性、腫瘍の特徴、生物、遺伝的特徴、並びに、細胞または細胞に関する他の科学的、生物学的、および、化学的原理に関する情報を提供しうる。いくつかの実施形態において、３次元の細胞培養は、２次元の細胞培養と比べて、多細胞構造を生成しうるもので、２次元の細胞培養と比べて、生理学的に正確で、実際の利用例で細胞が存在し成長しうる環境をより現実的に表す。例えば、３次元の細胞培養は、「生体内」（つまり、生体の中、実際の条件での）細胞成長をシミュレーションする現実に近い環境を提供することが分かり、一方、２次元の細胞培養は、実験室の外で生じる実際の環境を余り表さない「体外」（つまり、検査管内、実験室の条件での）細胞成長をシミュレーションする環境を提供することが分かった。３次元の細胞培養の特性および振舞いと相互作用し、それらを観察することで、例えば、疾病および毒物学の研究、投薬および治療の有効性、腫瘍の特徴、生物、遺伝的特徴、並びに、細胞または細胞に関する他の科学的、生物学的、および、化学的原理について、細胞の理解を高めうる。

【0012】

実施形態において、細胞培養槽１００は、底部１０８、最上部１０１、並びに、端壁部１０７、および、側壁部１０６を含み、各々、液体培地および培養中の細胞に接触する内面を有しうる。これらの内面は、細胞培養室１０３を画定する。これらの表面の少なくとも１つは、細胞成長に特に適合されうる。例えば、細胞培養表面を被膜処理して、細胞の表面への付着を強めたり、弱めたりしうる。または、スフェロイド細胞の培養を支持するために、細胞成長面は、例えば、アレイ状に配列された複数の微細空洞部またはコンパートメント（例えば、マイクロメートルサイズのウエル、ミリメートル以下のサイズのウエル）を含みうる。細胞成長面は、フラスコに一体であるか、または、細胞成長室に配置されるか、または、取り付けられた微細空洞部アレイを有する別体の表面でありうる。最上面、底面、１つ以上の側面、または、これらの組合せは、アレイ状の微細空洞部を含みうる。

【0013】

例えば、いくつかの実施形態において、単一のスフェロイドが、複数の微細空洞部の各微細空洞部に形成されうる。槽内に導入された液体培地内の細胞は、重力によって、微細空洞部内に定着する。液体培地内で浮遊する１つ以上の細胞は、液体を通って降下し、各微細空洞部内に定着する。微細空洞部の形状（例えば、ウエルを画定する凹状表面）、および、細胞が表面に付着するのを防ぐ微細空洞部の表面被膜も、細胞が３次元形状に成長して、各微細空洞部内でスフェロイドを形成するのを容易にしうる。

【0014】

微細空洞部は、例えば、波状または正弦波状に形成されて、丸まった最上部および丸まった底部を有する微細空洞部またはマイクロウエルを形成しうる。これらの丸まった縁部は、液体培地が槽を満たす時に、気泡の形成を防ぎうる。いくつかの実施形態において、フラスコは、３次元の細胞培養物（例えば、細胞塊、オルガノイド、または、スフェロイド）の成長を容易にする材料（例えば、培地、固体、液体、気体）で満たされうる。例えば、液体に浮遊する細胞を含む培地を、細胞培養室または槽に追加しうる。浮遊する細胞は、重力によって、複数の微細空洞部に集まって、細胞の群またはクラスタを形成（例えば、成長）しうる。群またはクラスタ化した細胞は、３次元に成長して、３次元の細胞を形成し、それは、スフェロイドまたはオルガノイドとしても知られる。単一の細胞クラスタまたはスフェロイドは、単一の微細空洞部で形成される。したがって、微細空洞部アレイを含む細胞培養表面を有する槽または細胞培養室を用いて、各々が個々の微細空洞部に位置するアレイ状のスフェロイドを培養しうる。

【0015】

培養中に、スフェロイドは、培地（例えば、栄養物、栄養素）を消費して、代謝産物（例えば、廃棄物）を副産物として生成しうる。したがって、いくつかの実施形態において、培養中に、栄養物を培地の形態で細胞培養室に追加して、培養中に、廃棄物培地を細胞培養室から取り除きうる。このように培地を交換して、細胞に養分を供給し、更に、廃棄物を取り除くことが可能なことは、細胞の長期培養に重要である。しかしながら、培地の追加および除去は、乱流を生じて、微細空洞部内に留まっているスフェロイドを破壊または移動させうる。これは、微細空洞部を低結合力の被膜で被覆して、細胞が微細空洞部表面に付着するのを防いでいる場合に特に当てはまる。スフェロイドは、固定されておらず（表面に取り付けられておらず）、微細空洞部内で留まっている位置から外れて、解放されて浮遊しうる。培養中に成長しているスフェロイドが外れることは、多くの理由から好ましくない。消耗した培地を取り除くことで、スフェロイドが培養処理から除去されうる。外れたスフェロイドは、既に使われている微細空洞部内に定着して、他のスフェロイドと合体して、不均一な３次元細胞構造を形成しうる。つまり、培地交換後に、いくつかのスフェロイドは、培養中の他のスフェロイドより大きいことがありうる。これにより、細胞培養の均一性が低下し、３次元の細胞について行われるアッセイまたは他の検査結果に影響しうる。本開示において、乱流を削減し、スフェロイドが微細空洞部から移動する可能性を削減し、したがって、スフェロイドの長期培養を促進する構造物を開示する。

【0016】

図１～１５を参照して、細胞培養槽１００、２００、および、細胞培養槽１００、２００における細胞培養方法の実施形態を記載する。

【0017】

図１は、例示的な細胞培養槽１００を概略的に示す側面図である。図１に示すような細胞培養槽１００の実施形態を示す。細胞培養槽１００は、ポートまたは開口１０５（図１では、キャップ１０４で覆われて示している）と、ポートまたは開口１０５を細胞培養室１０３に接続する首状部１１２を有する。実施形態において、開口は、解除自在に封止されうる。例えば、実施形態において、首状部１１２の開口１０５部分は、（内側または外側のいずれかに）ねじ山を有して、開口１０５が、相補的ねじ山を有するキャップ１０４によって解除自在に封止されるようにしうる。または、首状開口部１０５は、槽を閉じるために従来から知られた任意の他の機構によって、解除自在に封止されうる。首状部１１２と組み合わせた開口１０５が、首状開口部１０９である（図３を参照）。首状開口部１０９は、細胞培養室１０３の壁部を通って延伸し、細胞培養室１０３と流体連通している。首状開口部１１３は、液体が、槽の細胞培養室（内部）に導入、および、そこから取り除かれるのを可能にする。

【0018】

実施形態において、槽１００の細胞培養表面１２００は、槽１００が細胞成長を行うための向きに配置された時の槽１００の底部１０８の内面２０８である。実施形態において、槽１００は、槽１００の底部１０８が面の上に平らに配置された時に、細胞成長を行うように向けられる。槽１００は、側壁部１０６、首状開口部１０９に対向する端壁部１０７、最上部１０１、および、底部１０８も有しうる。実施形態において、最上部１０１は、槽１００の細胞培養表面１２００に対向する。実施形態において、首状開口部１０９は、槽１００の端壁部１０７に対向する。実施形態において、細胞培養表面１２００は、微細空洞部アレイ１１５を有する。これらの槽１００の各構造物（首状開口部１０９、最上部１０１、底部１０８、側壁部１０６、および、端壁部１０７）は、槽１００の内側を向いた内面を有する。つまり、最上部１０１は、内面２０１を有する。端壁部１０７は、内面２０７を有する。側壁部１０６は、内面２０６を有する。首状部１１２は、内面２１２を有する。槽の内部は、細胞培養室１０３、つまり、槽１００の内部空間であり、それは、最上部１０１、底部１０８、側壁部１０６、および、端壁部１０７によって画定され、細胞は槽１００の内部に位置する。例えば、いくつかの実施形態において、細胞培養室１０３は、槽１００の内部空間容積部を含みうる。

【0019】

図２は、槽１００の図１の２‐２線に沿った平面図である。いくつかの実施形態において、細胞培養槽１００は、限定するものではないが、ポリマー、ポリカーボネート、ガラス、および、プラスチックを含む材料から製造されうる。実施形態において、槽１００を、クリアな（例えば、透明な）材料から製造されたものとして示しているが、いくつかの実施形態において、その代わりに、槽１００は、本開示の範囲を逸脱することなく、半透明、半不透明、または、不透明な材料から製造されうる。

【0020】

図１および図２、いくつかの実施形態において、槽１００は、開口１０５を覆うように向いたキャップ１０４を含み、開口１０５を封止すること、および、塞ぐことの少なくとも１つを行い、それによって、槽１００の外側から細胞培養室１０３への開口１０５を通る経路を塞ぎうる。明瞭に示すために、キャップ１０４は外されて、したがって、他の図面には示されていないが、本開示の範囲を逸脱することなく、いくつかの実施形態において、キャップ１０４は提供されて、選択的に槽１００の開口１０５に加えられるか、または、取り除きうると理解すべきである。いくつかの実施形態において、キャップ１０４は、槽１００の細胞培養室１０３内へ、および／または、そこからの気体の移動を可能にするフィルタを含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、キャップ１０４は、細胞培養室１０３内の気体の圧力を規制するように向いた気体透過性フィルタを含み、それによって、細胞培養室１０３内の気体の加圧（例えば、過圧）を、槽１００の外の環境（例えば、雰囲気）の圧力と相対的に防ぎうる。

【0021】

図２の３‐３線に沿った断面図である図３に示すように、いくつかの実施形態において、基材２１５は、細胞培養室１０３の長さ「Ｌ」に亘って延伸する。したがって、図３を参照すると、いくつかの実施形態において、細胞培養槽１００は、最上部１０１、側壁部（この図には不図示）、端壁部１０７、底部１０８、ポートまたは開口１０５、首状部１１２、並びに、首状開口部１０９を含みうる。これらの各要素は、内面を有する。つまり、最上部１０１は内面２０１を有し、側壁部（不図示）は内面（不図示）を有し、端壁部１０７は内面２０７を有し、底部１０８は内面２０８を有し、ポートまたは開口１０５は内面２０５を有し、更に、首状部１１２は内面２１２を有する。更に、細胞培養室１０３を示している。更に、実施形態において、槽１００は、多孔性材料の基材２１５を含み、それは、細胞培養室１０３内で、細胞培養室１０３の第１の領域１０３ａと細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂの間に位置しうる。つまり、基材２１５が、細胞培養室１０３を、多孔性材料より上の領域１０３ａと、多孔性材料より下の領域１０３ｂに分けている。槽１００は、第１の領域１０３ａと流体連通する第１の開口１０５を含みうる。いくつかの実施形態において、基材２１５は、複数の微細空洞部２２０を含みうる（図４～９を参照）。いくつかの実施形態において、基材２１５は、槽１００の細胞培養室１０３内に完全に配置され、したがって、細胞培養室１０３内へ、および、そこからのアクセスが、例えば、第１の開口１０５によって制限された状態で、細胞培養室１０３の無菌環境内に完全に隔離されうる。

【0022】

図４は、図３の基材２１５の一部を概略的に示す拡大図であり、微細空洞部アレイ１１５を有している。更に、図５は、図３において５として示した表面の部分の断面図を示し、微細空洞部アレイ１１５を有している。図４および５に示したように、いくつかの実施形態において、基材２１５の上面の微細空洞部アレイ１１５の各微細空洞部１２０（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃとして示す）は、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、各微細空洞部１２０の最上部に有する。更に、微細空洞部アレイ１１５の各微細空洞部１２０は、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを画定する凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを含みうる。更に、各微細空洞部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを含みうる。これらの構造物は、微細空洞部アレイが槽１００の底部１０８に一体であるかどうか、または、微細空洞部アレイが、微細空洞部アレイ３１５を有する挿入物２１５によって提供されるかどうかに関わらず存在する。

【0023】

いくつかの実施形態において、基材２１５は、限定するものではないが、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリスチレンコポリマー、フルオロポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレンブタジエンコポリマー、完全水素化スチレンポリマー、ポリカーボネートＰＤＭＳコポリマー、並びに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレンコポリマー、および、環状オレフィンコポリマーなどのポリオレフィンを含むポリマー材料でありうる。更に、いくつかの実施形態において、凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃによって画定されたウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの少なくとも一部は、超低結合力の材料で被膜されて、それによって、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの少なくとも一部を、細胞に付着しないようにさせうる。例えば、いくつかの実施形態において、ペルフッ素化ポリマー、オレフィン、アガロース、ポリアクリルアミドなどの非イオン性ヒドロゲル、ポリエチレン酸化物などのポリエーテル、ポリビニルアルコールなどのポリオール、および、それらの混合物の１つ以上を、凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃによって画定されたウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの少なくとも一部に塗布しうる。

【0024】

更に、いくつかの実施形態において、複数の微細空洞部１２０の各微細空洞部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な特徴物、および、特徴物の変形例を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、複数の微細空洞部１２０は、アレイ状に配列されて、それは、（図示したような）線形アレイ、対角線状アレイ、矩形アレイ、円形アレイ、放射状アレイ、六方最密充填配列などを含みうる。更に、いくつかの実施形態において、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、様々な形状を含みうる。いくつかの実施形態において、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、円、楕円、矩形、四角形、六角形、および、他の多角形の形状の１つ以上を含みうる。更に、いくつかの実施形態において、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、約１００マイクロメートル（μｍ）から約５０００μｍの寸法（例えば、直径、幅、正方形または矩形の対角線など）を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、７５０μｍ、８００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ、２０００μｍ、２５００μｍ、３０００μｍ、３５００μｍ、４０００μｍ、４５００μｍ、５０００μｍ、並びに、約１００μｍから約５０００μｍの範囲に包含される任意の寸法または寸法範囲の寸法を含みうる。

【0025】

いくつかの実施形態において、凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃによって画定されたウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、任意の形状でありうる。いくつかの実施形態において、凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃによって画定されたウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、円形、楕円形、放物線状、双曲線状、山形、傾斜、または、他の断面輪郭形状の１つ以上を含みうる。更に、いくつかの実施形態において、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの深さ（例えば、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃによって画定された平面から、凹状表面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃまでの深さ）は、約１００マイクロメートル（μｍ）から約５０００μｍの寸法を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの深さは、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、７５０μｍ、８００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ、２０００μｍ、２５００μｍ、３０００μｍ、３５００μｍ、４０００μｍ、４５００μｍ、５０００μｍ、並びに、約１００μｍから約５０００μｍの範囲に包含される任意の寸法または寸法範囲の寸法を含みうる。

【0026】

図５は、いくつかの実施形態において、複数の微細空洞部１２０の少なくとも１つの微細空洞部１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃで培養しうる３次元の細胞１５０（例えば、スフェロイド、オルガノイド１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ）が、約５０μｍから約５０００μｍの寸法（例えば、直径）を有しうることを示しており、約５０μｍから約５０００μｍの範囲に包含される任意の寸法または寸法範囲の寸法を含みうる。いくつかの実施形態において、本開示で明示した寸法より大きいか、または、それより小さい寸法を提供しうるものであり、したがって、別段の記載がない限りは、本開示で明示した寸法より大きいか、または、それより小さい寸法も、本開示の範囲であると考えられる。例えば、いくつかの実施形態において、本開示の範囲を逸脱することなく、開口部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃの寸法、ウエル１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの深さ、および、３次元の細胞１５０（例えば、スフェロイド１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ）の寸法の１つ以上が、本開示で明示した寸法より大きいか、または、それより小さい寸法でありうる。

【0027】

図６は、槽２００内の微細空洞部アレイ２２０の他の例示的な実施形態を概略的に示す拡大図であり、いくつかの実施形態において、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、ウエル２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃを画定する凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ、および、（図３に示したような）第１の領域１０３ａからウエル２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃへの経路を画定する開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃを含みうる。つまり、液体培地および細胞は、微細空洞部に、各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの最上部の開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃを通って入りうる。いくつかの実施形態において、各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃは、約１５マイクロメートル以下の寸法ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃを有する少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを含みうる。少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃは、基材２１５の上面２２５から、基材２１５を通って、基材２１５の底面２２６に延伸し、ウエル２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃから第２の領域１０３ｂへの経路を画定しうる。例えば、いくつかの実施形態において、約１５マイクロメートル以下（例えば、５～１５マイクロメートル、５～１０マイクロメートル、１０～１５マイクロメートル、５マイクロメートル、並びに、それらの全範囲および部分範囲）の寸法ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃは、気体は、そこを通り抜けうるが、液体および細胞は、そこを通り抜けることができない１つ以上の開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを提供しうる。いくつかの実施形態において、各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、複数の開口（不図示）を含みうる。更に、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃは、円、楕円、矩形、または、他の四角形の１つ以上を含む輪郭を有しうる。同様に、いくつかの実施形態において、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃは、約１５マイクロメートル以下の寸法ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃ（例えば、直径、正方形または矩形の対角線）を含みうる。

【0028】

いくつかの実施形態において、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃは、基材２１５の微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを提供する動作、例えば、レーザ穴あけ、または、レーザアブレーション、機械加工、製造、形成、または、他の技術によって形成されうる。したがって、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを有する微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを提供することで、溶液培地（例えば、細胞を含む液体）が微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ内に堆積する時に、気体が微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ内に閉じ込められるのを防ぎうる。更に、寸法ｄ２ａ、ｄ２ｂ、ｄ２ｃは、約１５マイクロメートル以下なので、気体は開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けうるが、一方、液体および細胞は、（いくつかの実施形態において、液体の表面張力を考慮して）約１５マイクロメートル以上の寸法を有すると考えられるので、液体、および、液体に浮遊する細胞は、力を加えられない限りは、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けない。更に、細胞がウエルの底部に形成された穴を通って降下し、ウエルの断面より下で表面張力によって垂れて、垂れた液滴内でウエルから離れて降下する傾向がある滴下型または懸滴細胞培養と比べて、本開示の特徴は、気体が開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けるのを可能にするが、細胞もスフェロイドも開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けることができないようにしながら、細胞をウエル２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ内に入れて、そこで培養するのを可能にすることであると理解すべきである。

【0029】

例えば、図７に示したように、いくつかの実施形態において、細胞培養槽２００内での細胞培養方法は、液体を導入する工程と、細胞を微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに入れる工程とを含みうる。微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが液体で満たされる時に、気体は、複数の微細空洞部２２０の少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂａ、２２１ｃの少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを下方に通り抜ける。比較的高い表面張力を培地に与える蛋白質および他の成分を含むことによる培地の表面張力、および、微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃのサイズが小さいことにより、気泡の形成は、懸念される問題である。気泡は、細胞培養を妨げる。実施形態において、液体が微細空洞部に入る時に、気体が微細空洞部から出ることができるようにすることで、微細空洞部で、気泡が形成されない。図７に示した方法は、細胞またはスフェロイド２５０（例えば、３次元の細胞２５０ａ、３次元の細胞２５０ｂ、３次元の細胞２５０ｃ）を少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養する工程も含む。例えば、矢印２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃが示すように、気体は、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通って、細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂへと通り抜けうる。その代わりに、矢印２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃが示すように、気体は、細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂから、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの少なくとも１つの開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通って、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０へと通り抜けうる。

【0030】

いくつかの実施形態において、気体が開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けることができるようにしながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを含む液体２７０を微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに入れて培養しうる。少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに液体２７０を入れて、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、気体が開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けることができるようにすることで、（例えば、最初に少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが液体２７０で満たされる間に）気体が閉じ込められるのを防ぐだけではなく、培養中に、気体が、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの中へ、または、そこから外に通り抜けるのを可能する。例えば、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃによって細胞培養の副産物として生成された気体が、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けるようにすることによって、微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから除去されうる。同様に、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃの細胞培養を補助する気体が、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを通り抜けるようにすることによって、気体が微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに追加されうる。

【0031】

その代わりに、図８～１１に示したように、いくつかの実施形態において、基材２１５は、多孔性材料層２１６を含みうる。いくつかの実施形態において、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃから凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃに延伸する微細空洞部側壁部表面２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃを含みうる。図８に示したように、いくつかの実施形態において、多孔性材料層２１６の第１の面２１６ａは、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの少なくとも一部を画定し、多孔性材料層２１６の第２の面２１６ｂは、第２の領域１０３ｂに対向しうる。いくつかの実施形態において、多孔性材料層２１６の第１の面２１６ａは、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの全体を画定しうる。

【0032】

図９に示したように、いくつかの実施形態において、多孔性材料層２１６の第１の面２１６ａは、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの側壁部表面２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ少なくとも一部を画定しうる。いくつかの実施形態において、多孔性材料層２１６の第１の面２１６ａは、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの側壁部表面２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃの全体を画定しうる。図１０に示したように、多孔性材料層２１６は、基材２１５の全体を画定しうるものであり、多孔性材料層の第１の面２１６ａが基材２１５の第１の面２２５を画定し、多孔性材料層の第２の面２１６ｂが基材２１５の第２の面２２６を画定する。

【0033】

図１１に示したように、いくつかの実施形態において、細胞培養槽１００での細胞培養方法２５０は、気体を、複数の微細空洞部２２０の少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの多孔性材料層２１６の第１の面２１６ａによって画定された凹状表面２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃの少なくとも一部へ通す工程を含みうる。例えば、矢印２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃが示すように、気体は、少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから多孔性材料層２１６へと通り、次に、気体は、多孔性材料層２１６から、細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂへと通る。その代わりに、気体は、細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂから多孔性材料層２１６へと通り、次に、矢印２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃが示すように、気体は、多孔性材料層２１６から少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃへと通りうる。

【0034】

いくつかの実施形態において、気体が多孔性材料層２１６を通り抜ける間に、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを含む液体２７０を、微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに入れて培養しうる。少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに液体２７０を入れて、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、気体が多孔性材料層２１６を通り抜けることができるようにすることで、（例えば、最初に少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが液体２７０で満たされる間に）気体が閉じ込められるのを防ぐだけではなく、培養中に、気体が多孔性材料層２１６の中へ、または、そこから外に通るのを可能にする。例えば、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃによって細胞培養の副産物として生成された気体が、多孔性材料層２１６を通り抜けるようにすることによって、微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃから除去されうる。同様に、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃの細胞培養を補助する気体が、多孔性材料層２１６を通り抜けるようにすることによって、気体が微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃに追加されうる。

【0035】

更に、更なる例示的な実施形態の槽２００の断面図である図１２～１５に示したように、細胞培養槽２００での細胞培養方法２５０は、液体２７０が第１の開口２０５を通り抜けるようにする工程と、複数の微細空洞部２２０の少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養する工程とを含みうる（図５および図７を参照）。別段の記載がない限りは、図１２～１５の特徴物を参照して記載する基材２１５は、開口２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを含む図６および図７に示した基材２１５の１つ以上の特徴物、更に、図８～１１に示した基材２１５の１つ以上の特徴物も含む。いくつかの実施形態において、矢印２６０が示すように、方法は、液体２７０が、槽２００の外側から第１の領域１０３ａへ、第１の開口２０５を通り抜けるようにする工程を含みうる。

【0036】

図１２に示したように、いくつかの実施形態において、槽２００は、壁部１０１を通って延伸し、第２の領域１０３ｂと流体連通するポート２３０を含みうる。実施形態において、ポート２３０は、気体透過性材料２３１を含みうる。いくつかの実施形態において、方法は、気体２７１が、ポート２３０の気体透過性材料２３１を通り抜けるようにする工程と、細胞を複数の微細空洞部２２０で培養する工程とを含みうる。実施形態において、気体透過性材料２３１は、気体透過性フィルタでありうる。例えば、矢印２６２ａが示すように、気体２７１は、第２の領域１０３ｂからポート２３０の気体透過性材料２３１へと通り、次に、例えば、気体は、気体透過性材料２３１から槽２００の外側に通りうる。同様に、矢印２６２ｂが示すように、気体は、槽２００の外側から、ポート２３０の気体透過性材料２３１を通り抜け、次に、例えば、気体は、気体透過性フィルタ２３１から第２の領域１０３ｂへと通りうる。第２の領域１０３ｂに、気体透過性フィルタ２３１を含むポート２３０を設けることによって、例えば、第２の領域１０３ｂと槽２００の外の環境との間でガス交換を可能にし、それにより、槽２００の細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂでの気体２７１の加圧（例えば、過圧）を防ぎうる。更に、いくつかの実施形態において、細胞を培養しながら、細胞によって細胞培養の副産物として生成された気体を、ポート２３０を通り抜けるようにすることによって、細胞培養室１０３（例えば、第２の領域１０３ｂ）から除去しうる。同様に、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞の細胞培養を補助する気体が、ポート２３０を通り抜けるようにすることによって、気体が細胞培養室１０３（例えば、第２の領域１０３ｂ）に追加されうる。

【0037】

図１３に示したように、いくつかの実施形態において、槽２００は、第１の開口２０５を第２の領域１０３ｂに接続する流路２３２を含みうる。例えば、いくつかの実施形態において、流路２３２は、細胞培養室１０３に位置する管を含み、管は、第１の開口２０５および第２の領域１０３ｂと流体連通する経路２７３を画定しうる。いくつかの実施形態において、流路２３２は、（例えば、第１の開口２０５を介して）槽２００の外側と第２の領域１０３ｂの間の経路２７３に沿った流体連通を提供しうる。いくつかの実施形態において、方法は、液体２７２が、第１の開口２０５を第２の領域１０３ｂに接続する流路２３２を通り抜けるようにする工程と、細胞を複数の微細空洞部２２０で培養する工程とを含みうる。例えば、矢印２６３ａが示すように、液体２７２は、槽２００の外側から流路２３２の中へ、経路２７３に沿って通り、次に、矢印２６３ｂが示すように、液体２７２は、流路２３２から第２の領域１０３ｂへと通りうる。更に、または、その代わりに、矢印２６４ａが示すように、液体２７２は、第２の領域１０３ｂから流路２３２へ、経路２７３に沿って通り、次に、矢印２６４ｂが示すように、液体２７２は、流路２３２から槽２００の外側に通りうる。更に、液体は、矢印２６０が示すように、第１の領域１０３ａに第１の開口２０５を通して導入され、矢印２６１が示すように、第１の領域１０３ａから取り除かれうる。

【0038】

図１４に示したように、いくつかの実施形態において、槽２００は、壁部１０１を通って延伸し、第２の領域１０３ｂと流体連通する第２の開口２３３を含みうる。更に、いくつかの実施形態において、槽２００は、第２の開口２３３を第２の領域１０３ｂに接続する流路２３４を含みうる。例えば、第２の開口２３３および流路２３４の少なくとも１つが、第２の開口２３３および第２の領域１０３ｂと流体連通する経路２７４を画定しうる。いくつかの実施形態において、流路２３４は、（例えば、第２の開口２３３を介して）槽２００の外側と第２の領域１０３ｂの間の経路２７４に沿った流体連通を提供しうる。更に、いくつかの実施形態において、第２の開口２３３は、第２の開口２３３を覆い、第２の開口２３３を封止するか塞ぐように向いたキャップ（不図示、図１および図２を参照）を含み、それにより、槽２００の外側から細胞培養室１０３への第２の開口２３３を通る経路を塞ぎうる。いくつかの実施形態において、第２の開口２３３のキャップ（不図示）は、細胞培養槽２００について記載したような開口１０５のキャップ１０４と同様または同じでありうる。いくつかの実施形態において、方法は、液体２７２が、第２の開口２３３を通って、更に、流路２３４を通って、通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部２２０の少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養する工程とを含みうる。例えば、矢印２６５ａが示すように、液体２７２は、槽２００の外側から第２の開口２３３および流路２３４へ、経路２７４に沿って通り、次に、矢印２６５ｂが示すように、液体２７２は、流路２３４から第２の領域１０３ｂに通りうる。更に、または、その代わりに、矢印２６６ａが示すように、液体２７２は、第２の領域１０３ｂから流路２３４に、経路２７４に沿って通り、次に、矢印２６６ｂが示すように、液体２７２は、第２の開口２３３から槽２００の外側に通りうる。更に、液体は、矢印２６０が示すように、第１の領域１０３ａに第１の開口２０５を通して導入され、矢印２６１が示すように、第１の領域１０３ａから取り除かれうる。

【0039】

図１３に戻り、流路２３２を提供することで、細胞培養室１０３の第１の領域１０３ａを乱すことなく、液体２７２を、第２の領域１０３ｂに追加、または、そこから取り除くことが可能になり、したがって、基材２１５の複数の微細空洞部２２０の微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養されている複数の細胞２５０のうち１つ以上の細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを乱す（例えば、外れる、移動する、破損する）ことがない。同様に、図１４を参照すると、第２の開口２３３および流路２３４を提供することで、細胞培養室１０３の第１の領域１０３ａを乱すことなく、液体２７２を、第２の領域１０３ｂに追加、または、そこから取り除くことが可能になり、したがって、基材２１５の複数の微細空洞部２２０の微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養されている複数の細胞２５０のうち１つ以上の細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを乱す（例えば、外れる、移動する、破損する）ことがない。更に、第２の領域１０３ｂに液体２７２を提供することで、栄養素および廃棄物が、基材２１５を通って、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃに拡散、および、そこから拡散するのを可能にし、微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養されている１つ以上の細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが乱される可能性を、更に削減するか、なくしうる。更に、いくつかの実施形態において、液体２７２を第２の領域１０３ｂに提供することで、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃへの、または、そこからのガス交換速度を、例えば第１の領域１０３ａの液体２７０の高さ（例えば、ヘッド高さ）に少なくとも基づいて選択して制御しうる。例えば、いくつかの実施形態において、液体２７０の液体２７０を通した気体拡散に対する抵抗は、基材２１５の１つ以上の特徴物に対する液体２７０の高さに基づきうる。したがって、いくつかの実施形態において、液体２７２を第２の領域１０３ｂに提供し、第１の領域１０３ａの液体２７０の特定の高さを選択することによって、液体２７０を通した気体拡散速度を制御して、細胞培養処理全体に亘って、改良した制御を実現しうる。

【0040】

更に、微細空洞部アレイ２２０が図６および７に示した特徴物（開口部を有するウエル）および図８～１１に示した特徴物（多孔性材料）を有する場合、気体および液体は、第２の領域１０３ｂから微細空洞部２２０へ、ウエル開口部または多孔性材料２１６のいずれかを通り抜けうる。

【0041】

図１５に示したように、いくつかの実施形態において、槽２００は、第１の領域１０３ａを第２の領域１０３ｂに接続する流路２３５を含みうる。例えば、流路２３５は、第１の領域１０３ａおよび第２の領域１０３ｂと流体連通する経路２７５を画定しうる。いくつかの実施形態において、流路２３５は、第１の領域１０３ａと第２の領域１０３ｂの間の経路２７５に沿って流体連通を提供しうる。更に、いくつかの実施形態において、第１の領域１０３ａから第２の領域１０３ｂに進行する流路２３７の端部２３６は、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃから、（例えば、距離「ｄ３」で）離間して、第１の領域１０３ａに位置しうる。いくつかの実施形態において、方法は、気体２７１が、第１の領域１０３ａを第２の領域１０３ｂに接続する流路２３５を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部２２０の少なくとも１つの微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃで培養する工程とを含みうる。例えば、矢印２６７ａが示すように、気体２７１は、第１の領域１０３ａから流路２３５へ、経路２７５に沿って通り、次に、矢印２６７ｂが示すように、気体２７１は、流路２３５から第２の領域１０３ｂへ通りうる。更に、または、その代わりに、矢印２６８ａが示すように、気体２７１は、第２の領域１０３ｂから流路２３５へ、経路２７５に沿って通り、次に、矢印２６８ｂが示すように、気体２７１は、流路２３５から第１の領域１０３ａへ通りうる。更に、液体は、矢印２６０が示すように、第１の領域１０３ａに第１の開口２０５を通って導入され、矢印２６１が示すように、第１の領域１０３ａから取り除かれうる。

【0042】

槽２００に流路２３５を設けることで、例えば、第１の領域１０３ａと第２の領域１０３ｂの間でのガス交換を可能にし、それにより、槽２００の細胞培養室１０３の第２の領域１０３ｂで、気体２７１の加圧（例えば、過圧）を防ぎうる。更に、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃによって細胞培養の副産物として生成された気体が、第１の領域１０３ａに流路２３５を通って通り抜けるようにすることによって、第２の領域１０３ｂから除去されうる。同様に、いくつかの実施形態において、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを培養しながら、細胞２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃの細胞培養を補助する気体が、第１の領域１０３ａから流路２３５を通って第２の領域１０３ｂへ通り抜けるようにすることによって、気体が第２の領域１０３ｂに追加されうる。更に、第１の領域１０３ａから第２の領域１０３ｂへ進行する流路２３５の端部２３６を、距離「ｄ３」で、複数の微細空洞部２２０の各微細空洞部２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの開口部２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃから離間させることによって、液体２７０が、流れたり、はねたり、流路２３５の端部２３６に入り、気体２７１を含む第２の領域１０３ｂに流れ込むことなく、液体２７０を第１の領域１０３ａに入れうる。

【0043】

本開示を通して、「材料」、「液体」、および、「気体」という用語を用いて、細胞培養槽で細胞を培養する時に採用される材料の物性を記載しうる。別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「材料」は、流体材料（例えば、液体または気体）を含みうる。更に、材料は、培養液、または、液体に浮遊した固体粒子（例えば、細胞）を含む液体を含む培地を含みうる。別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「液体」は、洗浄または濯ぎ液、水溶液、若しくは、例えば、細胞培養室の洗浄、基材および槽の１つ以上の特徴物の殺菌、細胞成長用基材の用意、更に、液体の他の利用のために槽に追加、または、そこから除去されうる他の液体を含みうる。更に、液体は、培養液、または、液体に浮遊した固体粒子（例えば、細胞）を含む液体を含む培地を含みうる。別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「気体」は、空気、フィルタまたは処理済みの空気、若しくは、他の気体を含みうる。

【0044】

本開示を通して、「非透過性」、「気体透過性」、および、「透過性」という用語を用いて、基材の１つ以上の特徴物の物性（例えば、材料の物性、特徴、パラメータ）を記載しうる。

【0045】

別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「非透過性」基材（例えば、非透過性基材の材料）は、通常条件下（例えば、限定するものではないが、圧力、力などの外部からの影響がない状態）で、固体、液体、および、気体に対して不透過性であると考えられるものであり、したがって、固体、液体、または、気体が、通常条件下で、非透過性基材の中へ移動、そこを通って移動、または、そこから外に移動するのを可能にしない。いくつかの実施形態において、非透過性基材は、槽の壁部の一部を形成しうる。更に、非透過性基材が槽の壁部の一部を形成する場合、例えば細菌は非透過性基材を通り抜けることができないので、槽の細胞培養室は、無菌状態であると考えられる。しかしながら、基材の複数の微細空洞部を材料で満たす時に、気体は、液体の表面張力により、非透過性基材の微細空洞部内に閉じ込められ、それによって、いくつかの実施形態において、材料が微細空洞部を満たすことを妨げ、スフェロイドの成長を妨げうる。

【0046】

別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「気体透過性」基材（例えば、気体透過性基材の材料）は、標準条件下で、固体および液体に対して不透過性であるが、気体に対しては透過性であると考えられるものである。したがって、気体透過性基材は、固体および液体が、気体透過性基材の中へ移動、そこを通って移動、または、そこから外に移動するのを可能にしないが、気体が、気体透過性基材の中へ移動、そこを通って移動、または、そこから外に移動するのを可能にする。いくつかの実施形態において、気体透過性基材は、槽の壁部の一部を形成しうる。更に、気体透過性基材が槽の壁部の一部を形成する場合、例えば細菌は、合理的に考えると、気体透過性基材を通り抜けることができないので、槽の細胞培養室は、無菌状態であると考えられる。しかしながら、基材が気体透過性であっても、微細空洞部を材料で満たす間に、気体は微細空洞部に閉じ込められうるもので、それは、気体透過性基材を通る気体透過速度は、通常動作条件下で気体を空洞部から移動させるのに要する速度より遅く、したがって、基材を透過するのに、容認できないような長い時間が掛かるからである。したがって、いくつかの実施形態において、微細空洞部をゆっくりと満たすことで、液の先端が各微細空洞部に斜めに入いり、それにより、液体が微細空洞部を満たす時に気体を移動させる。いくつかの実施形態において、空洞部を液体で満たした後に、気体は、気体透過性基材を（ゆっくりと）透過しうる。

【0047】

別段の記載がない限りは、本発明を開示する目的では、「多孔性」基材（例えば、多孔性基材の材料）は、標準条件下で、固体に対して不透過性であるが、液体および気体に対して透過性であると考えられるものである。したがって、多孔性基材は、固体が、多孔性基材の中へ移動、そこを通って移動、または、そこから外に移動するのを可能にしないが、液体および気体が、多孔性基材の中へ移動、そこを通って移動、または、そこから外に移動するのを可能にする。細菌は多孔性基材を通り抜け、したがって、細胞培養室で無菌についての問題を生じうるので、多孔性基材は、槽の一部を形成することができない。したがって、多孔性基材を用いる場合には、基材を、槽の無菌細胞培養室に閉じ込め（完全に閉じ込め）なくてはならない。しかしながら、微細空洞部を材料で満たす間に、気体は多孔性基材を通って漏れうる（例えば、通り抜けうる）。したがって、気体を微細空洞部に閉じ込める心配なく、微細空洞部を急速に満たしうる。いくつかの実施形態において、液体は、圧力または物理的接触が加えられ、基材が乱れた場合だけ、多孔性基材を通り抜けうる。したがって、いくつかの実施形態において、基材が、加えられた圧力または物理的接触に曝されて乱れない限りは、液体を含む材料を、基材の微細空洞部に入れておけうる。例えば、いくつかの実施形態において、多孔性基材を細胞培養室内で支持して、満たす間、および、培養中に、気体が基材を通り抜けるようにし、更に、基材が、加えられた圧力および物理的接触、並びに、（例えば、細胞培養室の外側の）外力からの乱れから隔離されるようにしうる。

【0048】

本明細書において、細胞培養槽および細胞培養方法の多くの態様を開示した。以下、いくつかの態様を選択して、概略をまとめる。

【0049】

第１の態様において、細胞培養槽を提供し、それは、槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、細胞培養室内で細胞培養室の第１の領域と細胞培養室の第２の領域の間に配置された非多孔性材料の基材であって、複数の微細空洞部を含み、複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および第１の領域からウエルへの経路を画定する開口部を含み、各微細空洞部の凹状表面は、約１５マイクロメートル以下の寸法を有してウエルから第２の領域への経路を画定する少なくとも１つの開口を含むものである基材と、壁部を通って延伸し、第１の領域と流体連通する第１の開口とを含む。

【0050】

第２の態様において、本開示は、態様１の特徴を提供し、更に、ポートを提供し、それは、気体透過性材料を含み、壁部を通って延伸して第２の領域と流体連通する。

【0051】

第３の態様において、本開示は、態様１の特徴を提供し、更に、第１の開口を第２の領域に接続する流路を提供する。

【0052】

第４の態様において、本開示は、態様１の特徴を提供し、更に、壁部を通って延伸し、第２の領域と流体連通する第２の開口を提供する。

【0053】

第５の態様において、本開示は、態様４の特徴を提供し、更に、第２の開口を第２の領域に接続する流路を提供する。

【0054】

第６の態様において、本開示は、態様１または２の特徴を提供し、更に、第１の領域を第２の領域に接続する流路を提供する。

【0055】

第７の態様において、本開示は、態様６の特徴を提供し、更に、第１の領域から第２の領域に進行する流路の端部は、第１の領域で、複数の微細空洞部の各微細空洞部の開口部から離間して位置するように提供する。

【0056】

第８の態様において、本開示は、態様１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、更に、気体が、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部の凹状表面の少なくとも１つの開口を通り抜けるようにする工程と、少なくとも１つの微細空洞部で細胞を培養する工程を提供する。

【0057】

第９の態様において、本開示は、態様１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0058】

第１０の態様において、本開示は、態様１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を通って、槽の外側から第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、液体の少なくとも一部を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、液体の少なくとも一部を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0059】

第１１の態様において、本開示は、態様２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、気体を、ポートの気体透過性フィルタに通す工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0060】

第１２の態様において、本開示は、態様２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0061】

第１３の態様において、本開示は、態様４に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第２の開口を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0062】

第１４の態様において、本開示は、態様５に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第２の開口を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0063】

第１５の態様において、本開示は、態様６に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、気体が、第１の領域を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0064】

第１６の態様において、本開示は、細胞培養槽を提供し、それは、槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、細胞培養室内で細胞培養室の第１の領域と細胞培養室の第２の領域の間に配置された基材であって、複数の微細空洞部および多孔性材料層を含み、複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および第１の領域からウエルへの経路を画定する開口部を含み、多孔性材料層の第１の面は、複数の微細空洞部の各微細空洞部の凹状表面の少なくとも一部を画定し、多孔性材料層の第２の面は、第２の領域に向いたものである基材と、壁部を通って延伸し、第１の領域と流体連通する第１の開口とを含む。

【0065】

第１７の態様において、本開示は、態様１６に記載の細胞培養槽を提供し、多孔性材料層の第１の面は、複数の微細空洞部の各微細空洞部の凹状表面の全体を画定するものである。

【0066】

第１８の態様において、本開示は、態様１６または１７に記載の細胞培養槽を提供し、複数の微細空洞部の各微細空洞部は、開口部から凹状表面に延伸する側壁部表面を含むものであり、多孔性材料層の第１の面は、複数の微細空洞部の各微細空洞部の側壁部表面の少なくとも一部を画定するものである。

【0067】

第１９の態様において、本開示は、態様１８に記載の細胞培養槽を提供し、多孔性材料層の第１の面は、複数の微細空洞部の各微細空洞部の側壁部表面の全体を画定するものである。

【0068】

第２０の態様において、本開示は、態様１６から１９のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、多孔性材料層は、基材全体を画定するものである。

【0069】

第２１の態様において、本開示は、態様１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、気体透過性フィルタを含み、壁部を通って延伸し、第２の領域と流体連通するポートを含む。

【0070】

第２２の態様において、本開示は、態様１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、第１の開口を第２の領域に接続する流路を含む。

【0071】

第２３の態様において、本開示は、態様１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、壁部を通って延伸し、第２の領域と流体連通する第２の開口を、
含む。

【0072】

第２４の態様において、本開示は、態様２３に記載の細胞培養槽を提供し、第２の開口を第２の領域に接続する流路を含む。

【0073】

第２５の態様において、本開示は、態様１６から２１のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、第１の領域を第２の領域に接続する流路を含む。

【0074】

第２６の態様において、本開示は、態様２５に記載の細胞培養槽を提供し、第１の領域から第２の領域に進行する流路の端部は、第１の領域で、複数の微細空洞部の各微細空洞部の開口部から離間して位置するものである。

【0075】

第２７の態様において、本開示は、態様１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽を提供し、気体を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部の多孔性材料層の第１の面によって画定された凹状表面の一部へ通す工程と、細胞を、少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0076】

第２８の態様において、本開示は、態様１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0077】

第２９の態様において、本開示は、態様１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を通って、槽の外側から第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、液体の少なくとも一部を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、液体の少なくとも一部を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0078】

第３０の態様において、本開示は、態様２１に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、気体を、ポートの気体透過性フィルタに通す工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0079】

第３１の態様において、本開示は、態様２２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第１の開口を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0080】

第３２の態様において、本開示は、態様２３に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第２の開口を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0081】

第３３の態様において、本開示は、態様２４に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、液体が、第２の開口を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程とを含む。

【0082】

第３４の態様において、本開示は、態様２５または２６に記載の細胞培養槽での細胞培養方法を提供し、気体が、第１の領域を第２の領域に接続する流路を通り抜けるようにする工程と、細胞を、複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と、
を含む。

【0083】

実施形態において、本開示は、複数の微細空洞部を含む基材と、その内面と基材とで槽の細胞培養室を画定する壁部と、壁部を通って延伸し細胞培養室と連通する開口と、槽の軸に沿って、開口の反対側に位置する内面の第１の部分であって、槽の軸に沿って、基材が細胞培養室の長さに亘って延伸するものである第１の部分と、開口から基材へ延伸する内面の第２の部分と、第１の部分から基材へ延伸する内面の第３の部分とを含む細胞培養槽を提供する。

【0084】

様々な開示した実施形態は、その特定の実施形態に関連して記載した特定の特徴、要素、または、工程を含みうることが分かるだろう。特定の特徴、要素、または、工程を、１つの特定の実施形態との関係で記載しているが、様々な示していない組合せまたは順序で、代わりの実施形態と交換または組み合わせうることも分かるだろう。

【0085】

本明細書で用いるように、原文の英語の定冠詞、不定冠詞は、「少なくとも１つ」を意味し、そうでないと明示しない限りは、「１つだけ」の意味に限定されるべきではないと理解すべきである。したがって、例えば、不定冠詞を付けた「構成要素」に言及した場合には、文脈から、そうでないことが明らかでない限りは、そのような構成要素を２つ以上有する実施形態を含む。

【0086】

本明細書において、範囲を、「約」１つの特定の値から、および／または、「約」他の特定の値までと表しうる。範囲を、そのように表した場合には、実施形態は、その１つの特定の値から、および／または、他方の特定の値までを含む。同様に、値の前に「約」を付けて概数で表した場合には、その特定の値が他の態様を形成することが理解されよう。更に、各範囲の端点は、他方の端点との関係でと、他方の端点とは独立に両方で重要であることも分かるだろう。

【0087】

そうでないと明示されない限りは、本明細書に示したいずれの方法も、工程が特定の順序で行われることを要すると解釈されることを全く意図しない。したがって、方法の請求項が、工程が行われる順序を実際に記載しないか、請求項または明細書の記載で、そうではなく、工程は特定の順序に限定されると具体的に記載しない限りは、いずれの特定の順序も推測されることを意図しない。

【0088】

特定の実施形態の様々な特徴、要素、または、工程を、「含む」という移行句を用いて記載しうるが、「からなる」または「から実質的になる」という移行句を用いて記載しうる実施形態を含む代わりの実施形態を含意すると理解すべきである。したがって、例えば、Ａ＋Ｂ＋Ｃを含む装置が含意する代わりの実施形態は、Ａ＋Ｂ＋Ｃからなる装置の実施形態、および、Ａ＋Ｂ＋Ｃから実質的になる装置の実施形態を含む。

【0089】

当業者であれば、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本開示に様々な変更および変形が可能なことが明らかだろう。したがって、本開示は、添付の請求項、および、その等価物の範囲内である限りは、本開示の変更例および変形例を網羅することを意図する。

【0090】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0091】

実施形態１
細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された非多孔性材料の基材であって、複数の微細空洞部を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記各微細空洞部の前記凹状表面は、約１５マイクロメートル以下の寸法を有して該ウエルから前記第２の領域への経路を画定する少なくとも１つの開口を含むものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と
を含む細胞培養槽。

【0092】

実施形態２
前記壁部は、気体透過性材料を有して前記第２の領域と流体連通するポートを含むものである、実施形態１に記載の細胞培養槽。

【0093】

実施形態３
前記第１の開口を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態１に記載の細胞培養槽。

【0094】

実施形態４
前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と流体連通する第２の開口、
を含む、実施形態１に記載の細胞培養槽。

【0095】

実施形態５
前記第２の開口を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態４に記載の細胞培養槽。

【0096】

実施形態６
前記第１の領域を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態１または２に記載の細胞培養槽。

【0097】

実施形態７
前記第１の領域から前記第２の領域に進行する前記流路の端部は、該第１の領域で、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記開口部から離間して位置するものである、実施形態６に記載の細胞培養槽。

【0098】

実施形態８
実施形態１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部の前記凹状表面の前記少なくとも１つの開口を通り抜けるようにする工程と、
前記少なくとも１つの微細空洞部で細胞を培養する工程と
を含む方法。

【0099】

実施形態９
実施形態１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と、
を含む方法。

【0100】

実施形態１０
実施形態１から７のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通って、前記槽の外側から前記第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、該少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0101】

実施形態１１
実施形態２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記ポートの気体透過性フィルタに通す工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0102】

実施形態１２
実施形態３に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0103】

実施形態１３
実施形態４に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0104】

実施形態１４
実施形態５に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0105】

実施形態１５
実施形態６または７に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記第１の領域を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0106】

実施形態１６
細胞培養槽において、
前記槽の細胞培養室を画定する内面を含む壁部と、
前記細胞培養室内で該細胞培養室の第１の領域と該細胞培養室の第２の領域の間に配置された基材であって、複数の微細空洞部および多孔性材料層を含み、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、ウエルを画定する凹状表面および前記第１の領域から前記ウエルへの経路を画定する開口部を含み、前記多孔性材料層の第１の面は、該複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の少なくとも一部を画定し、該多孔性材料層の第２の面は、前記第２の領域に向いたものである基材と、
前記壁部を通って延伸し、前記第１の領域と流体連通する第１の開口と
を含む細胞培養槽。

【0107】

実施形態１７
前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記凹状表面の全体を画定するものである、実施形態１６に記載の細胞培養槽。

【0108】

実施形態１８
前記複数の微細空洞部の各微細空洞部は、前記開口部から前記凹状表面に延伸する側壁部表面を含むものであり、
前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記側壁部表面の少なくとも一部を画定するものである、実施形態１６または１７に記載の細胞培養槽。

【0109】

実施形態１９
前記多孔性材料層の前記第１の面は、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記側壁部表面の全体を画定するものである、実施形態１８に記載の細胞培養槽。

【0110】

実施形態２０
前記多孔性材料層は、前記基材全体を画定するものである、実施形態１６から１９のいずれか１つに記載の細胞培養槽。

【0111】

実施形態２１
気体透過性フィルタを含み、前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と流体連通するポート、
を含む、実施形態１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽。

【0112】

実施形態２２
前記第１の開口を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽。

【0113】

実施形態２３
前記壁部を通って延伸し、前記第２の領域と流体連通する第２の開口、
を含む、実施形態１６から２０のいずれか１つに記載の細胞培養槽。

【0114】

実施形態２４
前記第２の開口を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態２３に記載の細胞培養槽。

【0115】

実施形態２５
前記第１の領域を前記第２の領域に接続する流路、
を含む、実施形態１６から２１のいずれか１つに記載の細胞培養槽。

【0116】

実施形態２６
前記第１の領域から前記第２の領域に進行する前記流路の端部は、該第１の領域で、前記複数の微細空洞部の各微細空洞部の前記開口部から離間して位置するものである、実施形態２５に記載の細胞培養槽。

【0117】

実施形態２７
実施形態１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部の前記多孔性材料層の前記第１の面によって画定された前記凹状表面の一部へ通す工程と、
細胞を、前記少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0118】

実施形態２８
実施形態１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0119】

実施形態２９
実施形態１６から２６のいずれか１つに記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を通って、前記槽の外側から前記第１の領域へ通り抜けるようにする工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部に堆積させる工程と、
前記液体の少なくとも一部を、前記複数の微細空洞部の前記少なくとも１つの微細空洞部に堆積させた後に、細胞を、該少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0120】

実施形態３０
実施形態２１に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体を、前記ポートの前記気体透過性フィルタに通す工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0121】

実施形態３１
実施形態２２に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第１の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0122】

実施形態３２
実施形態２３に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0123】

実施形態３３
実施形態２４に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
液体が、前記第２の開口を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と
を含む方法。

【0124】

実施形態３４
実施形態２５または２６に記載の細胞培養槽での細胞培養方法において、
気体が、前記第１の領域を前記第２の領域に接続する前記流路を通り抜けるようにする工程と、
細胞を、前記複数の微細空洞部の少なくとも１つの微細空洞部で培養する工程と、
を含む方法。

【符号の説明】

【0125】

１００、２００ 細胞培養槽
１０３ 細胞培養室
１０４ キャップ
１０５ 開口
１０６ 側壁部
１０９ 首状開口部
１１２ 首状部
１２０、２２０ 微細空洞部
２１５ 基材
２３０ ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】