特許 7588316 繊維メッシュシートとその製造方法、及び繊維メッシュシートを用いた細胞培養チップ

(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】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】繊維メッシュシートとその製造方法、及び繊維メッシュシートを用いた細胞培養チップ

(51)【国際特許分類】

   B32B 5/12 20060101AFI20241115BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20241115BHJP

   D04H 3/04 20120101ALI20241115BHJP

   D04H 3/14 20120101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B32B5/12

C12M1/00 C

D04H3/04

D04H3/14

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021023538

(22)【出願日】2021-02-17

(65)【公開番号】P2021146733

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2020045525

(32)【優先日】2020-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】中村 太一

(72)【発明者】

【氏名】塚原 法人

(72)【発明者】

【氏名】池田 浩二

(72)【発明者】

【氏名】辻 清孝

【審査官】山中 隆幸

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１１４０７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２８１９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００４５１０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０２４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１４９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００１５７００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１７２９１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ１／００－４３／００

Ｃ１２Ｍ１／００－３／１０

Ｃ１２Ｎ１／００－７／０８

Ｄ０４Ｈ１／００－１８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高分子材料からなる複数の繊維が面内で前記繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群を２層以上積層させたメッシュ構造であって、
隣接する２層の配列繊維群は、それぞれの配列繊維群の前記繊維のそれぞれの長手方向が、面に垂直な方向から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角で交差しており、
最下層の配列繊維群の繊維の断面の隣接する配列繊維群のある側の上部が略円形状で、隣接する配列繊維群のない側の下部が略平坦状であり、
最下層以外の配列繊維群の繊維の断面は略円形状であって、
前記配列繊維群の前記繊維の平均径は、１μｍ以上５０μｍ以下である、
繊維メッシュシート。

【請求項2】

最下層以外の前記配列繊維群の前記繊維の前記略円形状の水との接触角は、９０°以上１５０°以下である、請求項１に記載の繊維メッシュシート。

【請求項3】

高分子材料からなる複数の繊維が面内で前記繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群を、面に垂直な方向から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角で隣接する２層の配列繊維群の前記繊維のそれぞれの長手方向が交差するように、２層以上積層させる工程と、
前記繊維の前記高分子材料の融点以上前記繊維が溶融切断する温度（融点＋１００℃）以下の温度で加熱処理する工程と、
を含み、
前記加熱処理する工程により隣接する２層の前記配列繊維群の相接部分の過半数部を交絡させると共に、
前記繊維の前記高分子材料の融点以上前記繊維が溶融切断する温度（融点＋１００℃）以下の温度で加熱処理する工程により、最下層の前記配列繊維群の前記繊維の断面の隣接する前記配列繊維群のない側の下部を略平坦状とする、繊維メッシュシートの製造方法。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の繊維メッシュシートを含む、細胞培養チップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、繊維メッシュシートとその製造方法及び繊維メッシュシートを用いた細胞培養チップに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、細胞培養に用いるチップとして、生体機能チップ（Organ On a Chip:OoC）の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。ＯｏＣとは、ガラス、樹脂等を組み合わせた人工の微小空間において、細胞を培養することで、生体内の組織機能をマイクロスケールで再現した、細胞培養チップである。

【0003】

このような細胞培養チップを用いて培養した細胞に対して、薬剤を投与することで、薬剤の薬効、毒性試験や吸収、代謝、排泄等、従来マウスを用いた動物試験によって評価していた試験を生体外の人工チップにおいて、生体内により近い機能を持つ細胞での評価が実施可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１８０３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

生体内により近い機能を持つ肝細胞または腸管細胞を含む細胞シートを提供するために、例えば、特許文献１に記載されている従来の細胞培養チップでは細胞を培養するための足場にマイクロメッシュシートが用いられている。

【0006】

しかしながら、２種類の細胞を上下別々の細胞シートとして培養により形成して、上下別々に異なる流体を灌流させて細胞シートに対する薬物透過の評価を行う場合がある。これには、上下の細胞を分離したまま培養するためにメッシュ開口部を細胞１個の通過を抑制する大きさにする必要があり、それによってメッシュ開口部に被験物質が詰まりやすく、薬物透過性が阻害されるといった課題があった。

【0007】

特に、近年、新薬の候補化合物として高分子量化が進んでいることからこの課題はより顕在化している。

【0008】

そこで、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、メッシュ開口部に対する被験物の詰まりを抑制し得る適度な大きさのメッシュ開口部を有した状態であっても、２種類の細胞を上下で分離しながら培養できる細胞培養チップに用いる繊維メッシュシート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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明に係る繊維メッシュシートは、高分子材料からなる複数の繊維が面内で前記繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群を２層以上積層させたメッシュ構造であって、
隣接する２層の配列繊維群は、それぞれの配列繊維群の前記繊維のそれぞれの長手方向が、面に垂直な方向から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角で交差しており、
最下層の配列繊維群の繊維の断面の隣接する配列繊維群のある側の上部が略円形状で、隣接する配列繊維群のない側の下部が略平坦状であり、
最下層以外の配列繊維群の繊維の断面は略円形状である。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明に係る繊維メッシュシートによれば、最下層の配列繊維群の繊維の略平坦状の下部において１細胞サイズの物質を分離して捕捉、回収することが可能となる。
また、その繊維メッシュシートを細胞を培養するための足場として用い、細胞培養チップを構成することで、メッシュ開口部に対する被験物の詰まりを抑制し得る適度な大きさのメッシュ開口部を有した状態でも２種類の細胞を上下で分離しながら培養可能となる。これにより、高分子量化が進む近年の新薬の候補化合物の評価にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】実施の形態１に係る繊維メッシュシートの構成を示す概略斜視図である。

【図1B】図１Ａの繊維メッシュシートの第１層及び第２層を構成する繊維の構造及び寸法を示す概略斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る繊維メッシュシートの製造方法のフローチャートである。

【図3】実施の形態１に係る細胞培養チップの構成を示す分解斜視図である。

【図4】比較例と実施例とのそれぞれの条件及び細胞培養チップに用いた場合の培養結果を示す表１である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

第１の態様に係る繊維メッシュシートは、高分子材料からなる複数の繊維が面内で前記繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群を２層以上積層させたメッシュ構造であって、
隣接する２層の配列繊維群は、それぞれの配列繊維群の前記繊維のそれぞれの長手方向が、面に垂直な方向から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角で交差しており、
最下層の配列繊維群の繊維の断面の隣接する配列繊維群のある側の上部が略円形状で、隣接する配列繊維群のない側の下部が略平坦状であり、
最下層以外の配列繊維群の繊維の断面は略円形状である。

【0013】

第２の態様に係る繊維メッシュシートは、上記第１の態様において、最下層以外の前記配列繊維群の前記繊維の前記略円形状の水との接触角は、９０°以上１５０°以下であってもよい。

【0014】

第３の態様に係る繊維メッシュシートは、上記第１又は第２の態様において、前記配列繊維群の前記繊維の平均径は、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。

【0015】

第４の態様に係る繊維メッシュシートの製造方法は、高分子材料からなる複数の繊維が面内で前記繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群を、面に垂直な方向から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角で隣接する２層の配列繊維群の前記繊維のそれぞれの長手方向が交差するように、２層以上積層させる工程と、
前記繊維の前記高分子材料の融点以上前記繊維が溶融切断する温度（融点＋１００℃）以下の温度で加熱処理する工程と、を含み、
前記加熱処理する工程により隣接する２層の前記配列繊維群の相接部分の過半数部を交絡させる。

【0016】

第５の態様に係る繊維メッシュシートの製造方法は、上記第４の態様において、前記繊維の前記高分子材料の融点以上前記繊維が溶融切断する温度（融点＋１００℃）以下の温度で加熱処理する工程により、最下層の前記配列繊維群の前記繊維の断面の隣接する前記配列繊維群のない側の下部を略平坦状としてもよい。

【0017】

第６の態様に係る細胞培養チップは、上記第１から第３のいずれかの態様に係る繊維メッシュシートを含む。

【0018】

以下、実施の形態に係る繊維メッシュシート及びその製造方法、細胞培養チップについて添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

【0019】

（実施の形態１）＜繊維メッシュシート＞
図１Ａは、実施の形態１に係る繊維メッシュシート１０１の構成を示す概略斜視図である。図１Ｂは、図１Ａの繊維メッシュシートの第１層及び第２層を構成する繊維の構造及び寸法を示す概略斜視図である。なお、図面において、便宜上、第１層の配列繊維群１０２及び第２層の配列繊維群１０３の面内をＸＹ平面とし、積層方向をＺ方向として示している。
繊維メッシュシート１０１は、高分子材料からなる複数の繊維１、２が面内（ＸＹ平面）で繊維の長手方向を一方向に沿って配列した平面状の配列繊維群１０２、１０３を２層以上積層したメッシュ構造を有する。隣接する２層の配列繊維群１０２、１０３は、それぞれの配列繊維群１０２、１０３の繊維１、２のそれぞれの長手方向が、面に垂直な方向（Ｚ方向）から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角θで交差している。第１層の配列繊維群１０２は、複数の繊維１の長手方向を同一方向に等間隔に細線状で整列した高分子材料からなる繊維群であり、各繊維１の断面形状は、上部が略円形状であり、下部が略平坦状である。なお、上部とは、隣接する配列繊維群のある側、つまりＺ方向の正方向であり、下部とは、隣接する配列繊維群のない側、つまりＺ方向の負方向である。第２層の配列繊維群１０３は、複数の繊維２の長手方向を同一方向に等間隔に細線状で整列した高分子材料からなる繊維群であり、第２層の配列繊維群１０３を構成する繊維２の断面形状は略円形状である。第２層の配列繊維群１０３の繊維２の下部の過半数部分は、第１層の配列繊維群１０２の繊維１の上部に交絡し、接合されている。なお、「交絡」とは、繊維１と繊維２とが交差し、互いに接する箇所でそれぞれの一部が接合されていることを意味する。

【0020】

この繊維メッシュシートによれば、隣接する２層の配列繊維群１０２、１０３は、それぞれの繊維１、２の長手方向が、面に垂直な方向（Ｚ方向）から見た平面視で３０°以上１５０°以下の交差角θで交差している。これによって、細胞の通過と被験物の詰まりの両方の抑制が可能である。

【0021】

また、最下層ではない第２層の配列繊維群１０３の繊維２の略円形状の水との接触角は、９０°以上１５０°以下であってもよい。これによって、繊維２の略円形状の側面方向に対して濡れることでメッシュの開口部を介して、細胞種と接することで生体内により近い機能を持つ細胞シートを得ることが更に期待できる。

【0022】

さらに、第１層及び第２層の配列繊維群１０２、１０３の繊維１、２の平均径は、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
なお、平均径とは、繊維１、２の直径の平均値である。繊維１、２の直径とは繊維の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、第１層及び第２層の配列繊維群１０２、１０３の１つの主面の法線方向からみたときの、繊維の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、繊維の直径と見なしてもよい。平均繊維径は、例えば、第１層及び第２層の配列繊維群１０２、１０３に含まれる任意の１０本の繊維の任意の箇所の直径の平均値を画像処理計測にて求めた平均値である。
なお、第２層の配列繊維群１０３のさらに上方、つまりＺ方向の正方向に第３層以上の配列繊維群が設けられていてもよい。

【0023】

＜繊維メッシュシートの製造方法＞
図２は、実施の形態１に係る繊維メッシュシート１０１の製造方法のフローチャートである。（１）Ｓ０１は、フィルムを準備する工程である。フィルム表面は、フッ素処理等で適度な剥離性を有する物が望ましい。これは、後述するＳ０２、Ｓ０４の各工程でフィルム上に繊維を紡糸する際は繊維に対する粘着機能が必要であると共に、繊維メッシュシートを後で細胞培養チップに組み込む際にはフィルムからの繊維メッシュシートの剥離機能が必要となるからである。（２）Ｓ０２は、第１層の配列繊維群１０２を紡糸する工程である。繊維メッシュシート１０１として用いる高分子材料を加熱による溶融もしくは、有機溶媒により膨潤させた溶液をＳ０１の工程で準備したフィルム上に同一方向に等間隔に細線状で塗布する。
ここで、溶融もしくは、溶液状態で供給された高分子材料は自然冷却もしくは、自然乾燥されることによって固形状態のみの繊維が形成される。
実施の形態１では、高分子材料として細胞毒性の低いポリスチレンを採用し、またペレット状のポリスチレンを有機溶媒であるＤＭＦ（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド）に３０重量％膨潤させた溶液を用いて、５μｍ相当径の繊維を同一方向に３０μｍ相当間隔で塗布した。なお、繊維の平均径は、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。

【0024】

（３）Ｓ０３は、Ｓ０２の工程で第１層の配列繊維群１０２を紡糸したフィルムを面内で９０°回転する工程である。（４）Ｓ０４は、Ｓ０３の工程において、面内で９０°回転したフィルム上に第２層の配列繊維群１０３を紡糸する工程である。繊維メッシュシート１０１として用いる高分子材料を加熱による溶融もしくは、有機溶媒により膨潤させた溶液をＳ０３の工程で準備したフィルム上に細線状態で同一方向に等間隔に細線状で塗布する。
実施の形態１では、Ｓ０２の工程と同様に高分子材料として細胞毒性の低いポリスチレンを採用し、またペレット状のポリスチレンを有機溶媒であるＤＭＦ（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド）に３０重量％膨潤させた溶液を用いて、５μｍ相当径の繊維を同一方向に３０μｍ相当間隔で塗布した。（５）Ｓ０５は、Ｓ０４の工程までで作成したフィルム上の繊維メッシュシートを加熱する工程である。具体的には高分子材料（実施の形態１ではポリスチレン）の融点以上前記繊維が溶融切断する温度（融点＋１００℃）以下の温度で一定時間加熱することで第１層の配列繊維群１０２の上部と第２層の配列繊維群１０３の下部の接点における過半数部を交絡させると共に、第１層の配列繊維群１０２の下部を略平坦状とする。なお、第１層の配列繊維群１０２の上部と第２層の配列繊維群１０３の下部との接点の交絡は、例えば、交差する繊維の溶融による接合であってもよい。
以上によって、繊維メッシュシートが得られる。

【0025】

＜細胞培養チップ＞
以下では、さらに、実施の形態１に係る繊維メッシュシート１０１を用いた細胞培養チップ３００について説明する。
図３は、実施の形態１に係る細胞培養チップ３００の構成を示す分解斜視図である。なお、図面において、便宜上、第１基板１１等の面内をＸＹ平面とし、これに垂直な方向をＺ方向として示している。
実施の形態１に係る細胞培養チップ３００は、本体部と、繊維メッシュシートの製造方法で作製した繊維メッシュシート１０１とを備える。本体部は、各々がＸＹ平面に平行な主面を有し、第１基板１１と、第１隔壁層１２と、第２隔壁層１４と、第２基板１５とが所定方向（図中のＺ軸方向）に沿ってこの順に積層された積層構造を有する。また、繊維メッシュシート１０１は、本体部の第１隔壁層１２及び第２隔壁層１４によって挟持されている。

【0026】

以下に、この細胞培養チップ３００を構成する部材について説明する。

【0027】

＜第１基板＞
第１基板１１は、ガラス等の材料を用いて形成された板状の部材である。なお、第１基板１１の材料は、ガラスに限られず、樹脂、セラミックス等の任意の材料を用いてもよい。また、第１基板１１は、細胞を培養する際に当該細胞と接触するため、細胞毒性を有さない材料で形成される。
第１基板１１は、実施の形態１においては、矩形の主面を有する板状である。また、第１基板１１には、積層される第１隔壁層１２に通じるように、所定方向に沿って第１基板１１を貫通する孔３１が設けられる。

【0028】

＜第１隔壁層＞
第１隔壁層１２の一部が第１基板１１と重ならずに露出している場合等、第１基板１１の孔３１を介さずに、直接に第１隔壁層１２に通じる構成であってもよい。第１隔壁層１２は、シリコーン樹脂によって形成された板状の部材である。
第１隔壁層１２は、少なくとも一部が第１基板１１に第１隔壁層１２を厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通する第１貫通孔を有する。詳細は後述するが、第１貫通孔は、第１流路３３に対応している。
第１貫通孔の両端は、第１基板１１に形成された孔３１のうちの２つに対応している。また、第１隔壁層１２には、孔３１のうち、第１貫通孔に対応する２つを除く、残り２つの孔３１に対応し、積層される第２隔壁層１４に通じるように、第１隔壁層１２を厚み方向に貫通する孔３２が設けられる。

【0029】

＜繊維メッシュシート＞
繊維メッシュシート１０１は、第１隔壁層１２側の第１主面１０１ａ及び第２隔壁層側の第２主面１０１ｂを有する。第１主面１０１ａは、図１Ａの第２層の配列繊維群の繊維の断面形状が略円状であり、第２主面１０１ｂは、図１Ａの第１層の配列繊維群の繊維の断面形状が平坦状となる。また、互いに背向する第１主面１０１ａと第２主面１０１ｂとを貫通する所定の開口が形成されている。なお、「背向」とは、第１主面１０１ａと第２主面１０１ｂとが背中合わせにあるという意味である。
ここで、所定の開口とは、細胞培養チップ３００を用いて培養される細胞の細胞径よりも小さく設定される。したがって、繊維メッシュシート１０１は、所定の開口よりも大きい細胞が第１主面１０１ａから第２主面１０１ｂ、又は第２主面１０１ｂから第１主面１０１ａへと通過することを抑制し、所定の開口よりも小さい溶液成分（例えば、被験物や培地成分）を通過させる半通過性の機能を持つ。

【0030】

また、繊維メッシュシート１０１は、細胞培養チップ３００において培養される細胞の足場としての機能を有する。したがって、繊維メッシュシート１０１は、培養される細胞に対する毒性が低く接着可能な材料が選定されて用いられればよい。

【0031】

繊維メッシュシート１０１は、第１貫通孔及び後述する第２貫通孔に対応する箇所に配置され、積層方向（Ｚ方向）から見た平面視における第１貫通孔及び第２貫通孔の外側で第１隔壁層１２と第２隔壁層１４との間に挟持される。
このようにすることで、第１貫通孔と第２貫通孔とが重なる箇所において、繊維メッシュシート１０１によって第１貫通孔及び第２貫通孔がそれぞれ区画される。このようにして、第１基板１１の主面、第１貫通孔、ならびに第１主面１０１ａによって画定される第１主流路３６を有する第１流路３３が形成される。言い換えると、第１基板１１と繊維メッシュシート１０１との間に第１貫通孔によって第１主流路３６が形成される。

【0032】

第１主流路３６は、第１貫通孔によって形成される第１流路３３の一部である。このように画定される第１流路３３の、特に、第１主流路３６に接しており、第１主流路３６内を第１主流路３６に沿って延びる。
また、第１流路３３には、孔３１に対応する一端に第１流入口３４、他端に第１流出口３８が形成され、それぞれ孔３１を介して細胞培養チップ３００の外部に連通している。
また、第１流路３３は、第１流入口３４から第１主流路３６につながる第１入流路３５、及び、第１流出口３８から第１主流路３６につながる第１出流路３７を有する。第１入流路３５及び第１出流路３７は、第１主流路３６に対して、繊維メッシュシート１０１に代えて第２隔壁層１４によって画定される。

【0033】

＜第２隔壁層＞
第２隔壁層１４は、シリコーン樹脂によって形成された板状の部材である。詳細は後述するが、第２貫通孔は、第２流路４１に対応している。第２貫通孔の両端は、第１基板１１に形成された孔３１、及び、第１隔壁層１２に形成された孔３２に対応している。

【0034】

＜第２基板＞
第２基板１５は、ガラス等の材料を用いて形成された板状の部材である。なお、第２基板１５の材料は、ガラスに限られず、樹脂、セラミックス等の任意の材料を用いてもよい。第２基板１５は、実施の形態１においては、矩形の主面を有する板状である。

【0035】

このようにして、第２基板１５の主面、第２貫通孔、ならびに第２主面１０１ｂによって画定される第２主流路４４を有する第２流路４１が形成される。
言い換えると、第２基板１５と繊維メッシュシート１０１との間に第２貫通孔によって第２主流路４４が形成される。第２主流路４４は、第２貫通孔によって形成される第２流路４１の一部である。

【0036】

繊維メッシュシート１０１は、第１流路３３のうちの第１主流路３６が第１主面１０１ａ上に位置し、かつ、第２流路４１のうちの第２主流路４４が第２主面１０１ｂ上に位置するように、第１流路３３及び第２流路４１の間に配置されている。
したがって、繊維メッシュシート１０１を介して、第１主流路３６と第２主流路４４とは、それぞれの流路を通流する被験物や培地成分等の、所定の孔径よりも小さい成分を交換可能である。

【0037】

また、第２流路４１には、孔３１及び孔３２に対応する一端に第２流入口４２、他端に第２流出口４６が形成され、それぞれ孔３１及び孔３２を介して細胞培養チップ３００の外部に連通している。
また、第２流路４１は、第２流入口４２から第２主流路４４につながる第２入流路４３、及び、第２流出口４６から第２主流路４４につながる第２出流路４５を有する。第２入流路４３及び第２出流路４５は、第２主流路４４に対して、繊維メッシュシート１０１に代えて第１隔壁層１２によって画定される。

【0038】

つまり、積層方向（Ｚ方向）から見た平面視において、第１入流路３５と第２入流路４３とは重ならず、かつ、第１出流路３７と第２出流路４５とは重ならない。これにより、第１入流路３５及び第１出流路３７では、第２隔壁層１４の第２貫通孔が形成されていない主面によって第１流路３３の一部を形成している。
また、第２入流路４３及び第２出流路４５では、第１隔壁層１２の第１貫通孔が形成されていない主面によって第２流路４１の一部を形成している。

【0039】

＜実施例と比較例の対比＞
以下、実施の形態１における比較例と実施例とを図４の表１を用いて説明する。
比較例・実施例共に繊維メッシュシートとして本実施の形態１に記載の繊維メッシュシートの製造方法により作製し、本実施の形態１に記載の細胞培養チップに対して、第１層を第２主流路側に、第２層を第１主流路に向けて搭載する。
但し、比較例は、本実施の形態に記載の繊維メッシュシートの製造方法のＳ０５の加熱温度／時間を制御することで第１層・第２層間の交絡は形成するものの、第１層・第２層共に断面形状が略円状としたものを用いる。
また、細胞培養チップに対して播種する細胞として、第１主流路側に播種する細胞種Ｘとして浸潤性の低い細胞と、高い細胞と、を用い、第２主流路側に播種する細胞種Ｙとして浸潤性の低い細胞と、高い細胞と、を用い、また第１主流路側、第２主流路側に播種する順番を変えることで培養の評価を行う。

【0040】

ここで、実施の形態においては細胞種Ｘ、細胞種Ｙ共に、１つの細胞サイズが２０μｍ相当の細胞を用い、また被験物質として高分子化合物溶液１μＭ（分子量７５万相当）を用いる。

【0041】

本実施の形態に記載の繊維メッシュシートの製造方法で作製した繊維メッシュシートは、５μｍ相当径、３０μｍ相当間隔で２５μｍ相当四方の開口となり、１つの細胞サイズである２０μｍ相当より大きく、被験物質として用いた高分子化合物溶液１μＭ（分子量７５万相当）は詰まりにくい。

【0042】

一方、培養評価結果は、細胞種Ｘと細胞種Ｙとが混合せずに各々シート状に形成される状態を示し、ＡからＥは、それぞれ、Ａ：細胞種Ｘと細胞種Ｙが混合せずに各々がシート状に形成される割合が１００％Ｂ：細胞種Ｘと細胞種Ｙが混合せずに各々がシート状に形成される割合が１００％未満８０％以上Ｃ：細胞種Ｘと細胞種Ｙが混合せずに各々がシート状に形成される割合が８０％未満６０％以上Ｄ：細胞種Ｘと細胞種Ｙが混合せずに各々がシート状に形成される割合が６０％未満４０％以上Ｅ：細胞種Ｘと細胞種Ｙが混合せずに各々がシート状に形成される割合が４０％未満であることを示す。

【0043】

表１の比較例１、比較例２では第１主流路側に播種する細胞種Ｘと、第２主流路側に播種する細胞種Ｙとについて、共に浸潤性の低い細胞を用いた場合、細胞を播種する順番に関わらず、培養結果はＣである。

【0044】

これは、播種する１つの細胞サイズよりも繊維メッシュシートの開口サイズが大きいことにより、一部の細胞が播種された主流路側から対向する主流路側へとすり抜けたためと推察される。

【0045】

これに対して比較例３、比較例４では、第２主流路側に播種する細胞種Ｙを浸潤性の高い細胞を用いた場合、細胞を播種する順番が第１主流路側→第２主流路側では培養結果がＤと悪化し、第２主流路側→第１主流路側では培養結果が更に悪化してＥとなる。
これは、比較例３では第１主流路側に播種した浸潤性の低い細胞の大部分が先にシート状に形成されたものの、次に第２主流路側に播種した浸潤性の高い細胞の多くが第１主流路側にすり抜けて混合したためと推察される。

【0046】

また、比較例４では第２主流路側に播種した浸潤性の高い細胞がほぼ全数第１主流路側に繊維メッシュシートをすり抜けてしまうことで、次に第１主流路側に播種した細胞種Ｘがシート状に形成されなくなったものと推察される。

【0047】

同様に、比較例５、比較例６では第１主流路側に播種する細胞種Ｘを浸潤性の高い細胞を用い、第２主流路側に播種する細胞種Ｙを浸潤性の低い細胞を用いた場合、上記比較例３、比較例４同様に、浸潤性の高い細胞を先に播種する比較例５がＥ、浸潤性の高い細胞を次に播種する比較例６がＤとなる。

【0048】

一方、比較例７、比較例８では第１主流路側に播種する細胞種Ｘと、第２主流路側に播種する細胞種Ｙとについて、共に浸潤性の高い細胞を用いた場合、細胞を播種する順番に関わらず、培養結果はＥである。これについても同様に、先に播種される培養が次に細胞が播種される主流路側へと繊維メッシュシートをすり抜けてしまうことで、次に播種される細胞種がシート状に形成される部分が極少化したものと推察される。

【0049】

一方、比較例に対応する実施例は全て培養結果が良化し、特にその傾向は第２主流路側から先に浸潤性の高い細胞種を播種する実施例において顕著となる（実施例４・６・８）。
つまり、実施の形態における繊維メッシュシート１０１を用い、浸潤性の高い細胞種Ｙを播種する第２主流路側から先に播種することで、繊維メッシュシート１０１をすり抜けることなく第２主流路側で細胞種Ｙがシート状に培養され、次に、第１主流路側に播種する細胞種Ｘの浸潤性の高／低問わずシート状に培養されることから、第１主流路側、第２主流路側両方の細胞種Ｘ・Ｙの細胞が共にシート状で積層することができるものと推察される。

【0050】

これは、浸潤性の高い細胞種は略円形状側からはすり抜けやすいが、略平坦側からはすり抜けにくい効果を発現していることを意味する。
つまり、浸潤性の高い細胞種は略円形状の表面よりも側面方向に対して濡れることでメッシュの隙間に填まりやすく、そのまま開口をすり抜けやすくなるのに対し、略平坦状側では略円形状側に比べて表面方向に対して濡れやすくなることでメッシュの隙間への填まり現象を抑制するものと推察される。

【0051】

加えて、浸潤性の高い細胞種Ｘを第１主流路側に播種する場合、略円形状の側面方向に対して濡れることでメッシュの開口部を介して、第２主流路側に予め播種された細胞種Ｙと接することで生体内により近い機能を持つ細胞シートを得ることが更に期待できる。
このような効果を得るために、実施の形態においては略円形状として最も望ましい水との接触角を９０°としたが、接触角は９０°以上１５０°以下であれば同様の効果の発現が期待できる。

【0052】

また、実施の形態においては１つの細胞サイズが３０μｍ相当の細胞種Ｘ、細胞種Ｙを用い、また被験物質として１μＭ（分子量７５万相当）を用い、繊維メッシュシート１０１の間隔として被験物の詰まりを抑制し得る３０μｍとするが、適宜設定可能である。
具体的には、下限としては用いる被験物の分子量や濃度によってその被験物が詰まるサイズよりも大きくしておく必要があるが、上限としては播種する細胞の通過を抑制できる間隔とすればよい。
また、実施の形態においては５μｍ径のポリスチレン繊維を用いたが、適宜設定可能である。

【0053】

具体的には、培養する細胞の足場として機能が期待される１μｍ以上５０μｍ以下であればよい。材質もポリスチレンに限らず、細胞毒性の低いポリ乳酸系やシリコーン系であってもよいが、細胞の足場としての機能としては柔軟性があることが求められることから高分子材料であることが望ましい。
加えて、本実施の形態に記載の繊維メッシュシートの製造方法のＳ０３の工程における面内での回転角度９０°もこの限りではなく、３０°以上１５０°以下であれば細胞の通過と被験物の詰まりの両方の抑制が可能である。

【0054】

また、用いる細胞培養チップによって繊維メッシュシートの厚みを増やす必要がある場合は、本実施の形態に記載の繊維メッシュシートの製造方法のＳ０４の工程以降に、フィルムの回転と紡糸を同様に繰り返せばよい。この場合、回転する角度と繊維の間隔とは統一することが被験物の詰まりを抑制するにあたって望ましい。

【0055】

＜１細胞レベルでの捕捉・回収＞
実施の形態における繊維メッシュシートの細胞培養チップで示した効果は、細胞の捕捉・回収においても奏功する。
具体的には、例えば、繊維メッシュシートを試料（例えば、血液）から１細胞サイズの物質（例えば、８μｍ相当径の赤血球）を捕捉・回収する分離隔膜として用いる場合、断面形状が略円状の繊維のみで構成された比較例では、略円形状の表面よりも側面方向に対して濡れることでメッシュの隙間に１細胞サイズの物質が填まりやすく、捕捉は可能であるものの回収し難い。
一方、断面形状が略平坦状の繊維を有する実施例では、略円形状側に比べて表面方向に対して濡れやすくなることでメッシュの隙間への填まり現象を抑制し、１細胞サイズの物質の捕捉と回収との両立が可能となる。

【0056】

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本開示に係る繊維メッシュシートによれば、当該繊維メッシュシートを用いて、例えば、細胞培養チップを用いて培養された細胞による試験系の構築等、医薬品開発等における新たな展開に寄与する。

【符号の説明】

【0058】

１、２ 繊維
１０１ 繊維メッシュシート
１０２ 第１層の配列繊維群
１０３ 第２層の配列繊維群
Ｓ０１ フィルム準備
Ｓ０２ 第１層紡糸
Ｓ０３ ９０°回転
Ｓ０４ 第２層紡糸
３００ 細胞培養チップ
１１ 第１基板
１２ 第１隔壁層
１４ 第２隔壁層
１５ 第２基板
３１ 孔
３２ 孔
３３ 第１流路
３４ 第１流入口
３５ 第１入流路
３６ 第１主流路
３７ 第１出流路
３８ 第１流出口
４１ 第２流路
４２ 第２流入口
４３ 第２入流路
４４ 第２主流路
４５ 第２出流路
４６ 第２流出口

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】