特表 2022-523724 培養肉製造のための電界紡糸によるポリマー繊維

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-26

(54)【発明の名称】培養肉製造のための電界紡糸によるポリマー繊維

(51)【国際特許分類】

   A23J 3/00 20060101AFI20220419BHJP

   D04H 1/728 20120101ALI20220419BHJP

   A23J 3/22 20060101ALI20220419BHJP

   A23L 13/00 20160101ALI20220419BHJP

【ＦＩ】

A23J3/00 503

D04H1/728

A23J3/22

A23L13/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021544479

(86)(22)【出願日】2020-02-03

(85)【翻訳文提出日】2021-09-18

(86)【国際出願番号】 US2020016368

(87)【国際公開番号】W WO2020160533

(87)【国際公開日】2020-08-06

(31)【優先権主張番号】62/800,051

(32)【優先日】2019-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517377411

【氏名又は名称】ナノファイバー ソリューションズ、エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100104411

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 太郎

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、ジェド ケイ．

(72)【発明者】

【氏名】オースト、デヴァン

【テーマコード（参考）】

4B042

4L047

【Ｆターム（参考）】

4B042AC09

4B042AD36

4B042AH01

4B042AP30

4B042AT05

4L047AA16

4L047AA21

4L047AB08

4L047CC15

4L047EA22

(57)【要約】

【要約】
【解決手段】 培養肉製品は、電界紡糸ポリマー繊維を含むスキャフォールドと、細胞集団とを含んでいても良い。培養肉製品は、約１００μｍ～約５００ｍｍの厚さを有していても良い。このような培養肉製品を製造する方法は、スキャフォールドを準備する工程と、スキャフォールドをバイオリアクターに入れる工程と、細胞の集団をバイオリアクターに加える工程と、スキャフォールドを含むバイオリアクター内で細胞集団を一定期間培養し、それによって培養肉製品を形成する工程と、バイオリアクターから培養肉製品を取り出す工程とを含んでも良い。培養肉製品は、伝統的な屠殺肉の味、質感、サイズ、形状、および／または地形を模倣するように構成されていても良い。
【選択図】 図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

培養肉製品であって、
電界紡糸ポリマー繊維を含むスキャフォールドと、および
細胞集団と、を含み、
前記培養肉製品は、約１００μｍ～約５００ｍｍの厚さを有する、培養肉製品。

【請求項2】

請求項１記載の培養肉製品において、前記電界紡糸ポリマー繊維が、ナイロン、ナイロン６，６、ポリカプロラクトン、ポリエチレンオキシドテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシドテレフタレート－コ－ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン、ポリカーボネート、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリラクチド－コ－グリコリド、ポリ（ラクチド－コ－カプロラクトン）、ポリグリセロールセバケート、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリ－４－ヒドロキシブチレート、トリメチレンカーボネート、ポリジオール、ポリエステル、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、フィブロネクチン、アルブミン、ヒアルロン酸、エラスチン、キトサン、アルギン酸、シルク、ゼイン、大豆タンパク、植物タンパク、炭水化物、それらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、培養肉製品。

【請求項3】

請求項１記載の培養肉製品において、前記電界紡糸ポリマー繊維が、分解して副生成物を生成するように構成されるポリマーを含む、培養肉製品。

【請求項4】

請求項３記載の培養肉製品において、前記副生成物が、乳酸、グリコール酸、カプロン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、培養肉製品。

【請求項5】

請求項１記載の培養肉製品において、前記電界紡糸ポリマー繊維が、唾液にさらされると分解するように構成されるポリマーを含む、培養肉製品。

【請求項6】

請求項１記載の培養肉製品において、前記スキャフォールドが、互いに実質的に平行に配列された複数の電界紡糸ポリマー繊維を含む、培養肉製品。

【請求項7】

請求項１記載の培養肉製品において、前記培養肉製品の厚さが約５ｍｍ～約７５ｍｍである、培養肉製品。

【請求項8】

請求項１記載の培養肉製品において、前記培養肉製品は、伝統的な屠殺肉の特性を模倣するように構成される、培養肉製品。

【請求項9】

請求項８記載の培養肉製品において、前記特性が、味、食感、サイズ、形状、トポグラフィー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、培養肉製品。

【請求項10】

請求項１記載の培養肉製品において、前記細胞集団が、間葉系幹細胞、筋細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、培養肉製品。

【請求項11】

請求項１記載の培養肉製品において、前記スキャフォールドが、最大長さが約１０ｍｍの複数の電界紡糸ポリマー繊維片をさらに含む、培養食肉製品。

【請求項12】

培養肉製品を製造する方法であって、
電界紡糸ポリマー繊維を含むスキャフォールドを準備する工程と、
前記スキャフォールドをバイオリアクターに入れる工程と、
前記細胞集団を前記バイオリアクターに加える工程と、
前記スキャフォールドを含む前記バイオリアクター内で前記細胞集団を一定期間培養し、それによって約１００μｍ～約５００ｍｍの厚さを有する培養肉製品を形成する工程と、および
前記培養肉製品を前記バイオリアクターから取り出す工程と、
を含む方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法において、前記期間が約１日～約６週間である、方法。

【請求項14】

請求項１２に記載の方法において、前記期間が約３週間である、方法。

【請求項15】

請求項１２記載の方法において、前記電界紡糸ポリマー繊維が、ナイロン、ナイロン６，６、ポリカプロラクトン、ポリエチレンオキシドテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシドテレフタレート－コ－ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン、ポリカーボネート、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリラクチド－コ－グリコリド、ポリ（ラクチド－コ－カプロラクトン）、ポリグリセロールセバケート、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリ－４－ヒドロキシブチレート、トリメチレンカーボネート、ポリジオール、ポリエステル、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、フィブロネクチン、アルブミン、ヒアルロン酸、エラスチン、キトサン、アルギン酸、シルク、ゼイン、大豆タンパク、植物タンパク、炭水化物、それらのコポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む、方法。

【請求項16】

請求項１２記載の方法において、前記電界紡糸ポリマー繊維が、分解して副生成物を生成するように構成されるポリマーを含む、方法。

【請求項17】

請求項１６記載の方法において、前記副生成物が、乳酸、グリコール酸、カプロン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。

【請求項18】

請求項１２記載の方法であって、前記電界紡糸ポリマー繊維を唾液にさらす工程をさらに含み、前記電界紡糸ポリマー繊維は、唾液にさらすと分解するように構成されるポリマーを含む、方法。

【請求項19】

請求項１２記載の方法において、前記スキャフォールドが、互いに実質的に平行に配列された複数の電界紡糸ポリマー繊維を含む、方法。

【請求項20】

請求項１２記載の方法において、前記培養肉製品の厚さが約５ｍｍ～約７５ｍｍである、方法。

【請求項21】

請求項１２記載の方法であって、前記培養食肉製品が、伝統的な屠殺肉の特性を模倣するように構成される、方法。

【請求項22】

請求項２１に記載の方法において、前記特性が、味、食感、サイズ、形状、トポグラフィー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。

【請求項23】

請求項１２記載の方法において、前記細胞集団が、間葉系幹細胞、筋細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、方法。

【請求項24】

請求項１２記載の方法において、前記スキャフォールドが、最大長さが約１０ｍｍの複数の電界紡糸ポリマー繊維片をさらに含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０１９年２月１日に出願された「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｂｅｒｓ ｆｏｒ Ｃｕｌｔｕｒｅｄ Ｍｅａｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」という名称の米国仮出願番号６２／８００，０５１の優先権および利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

実験室で育てた肉という概念は、もともと宇宙旅行の研究から生まれたものである。肉を体外で成長させることができれば、宇宙飛行士がより長い宇宙旅行を維持するための食料を育てることができると考えられた。間葉系幹細胞を筋肉、脂肪、結合組織に培養して、食肉に代わるものを作るというシンプルな発想である。このコンセプトが検討されて以来、いくつかの団体が培養肉、つまり「クリーン」な肉を商品化するための研究開発を始めている。この研究の背景には、持続可能性、動物福祉、二酸化炭素排出量、および消費者の健康などのアイディアが含まれる。

【0003】

いくつかの企業が、筋肉、脂肪、および／または結合組織を含む製品を育てるための細胞生物学的手法の開発に成功するが、これらの製品はすべて、ペトリ皿や試験管といった伝統的な収量に制限される。例えば、ほとんどの細胞を皿の中で培養すると、単層しか形成されず、皿の大きさや細胞の数によって層の表面積が制限される。そのため、従来の培養方法では、細胞の体積や厚みの増加を期待することはできなかった。これは、培養肉製品の品質や可能性に大きな影響を与える。また、これらの培養細胞は、一般的に食肉のような味や食感がない。したがって、味と食感が改善された、より厚みのある実験室培養の「クリーン」な食肉製品を製造する必要性が存在する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

一実施形態では、培養肉製品は、電界紡糸ポリマー繊維を含むスキャフォールドと、細胞集団とを含んでいても良い。培養肉製品は、いくつかの実施形態において、約１００μｍ～約５００ｍｍの厚さを有しても良い。一実施形態では、そのような培養肉製品を製造する方法は、スキャフォールドを準備する工程と、スキャフォールドをバイオリアクターに入れる工程と、細胞集団をバイオリアクターに加える工程と、スキャフォールドを含むバイオリアクター内で細胞集団を一定期間培養し、それによって培養肉製品を形成する工程と、培養肉製品をバイオリアクターから取り出す工程とを含んでも良い。いくつかの実施形態では、培養肉製品は、伝統的な屠殺肉の味、質感、サイズ、形状、および／または地形を模倣するように構成されていても良い。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1A】図１Ａは、本明細書に記載のスキャフォールドの一実施形態のＳＥＭ画像（８９００倍）であり、このスキャフォールドは、１００ｋＭｗのＰＥＯ＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸される。

【図1B】図１Ｂは、図１ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（１７００倍）である。

【図2A】図２Ａは、本明細書に記載のスキャフォールドの一実施形態のＳＥＭ画像（１５００倍）であり、このスキャフォールドは、１Ｍ ＭｗのＰＥＯ＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸(エレクトロスパンＥｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ）される。

【図2B】図２Ｂは、図２ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（２００倍）である。

【図3A】図３Ａは、本明細書に記載のスキャフォールドの一実施形態のＳＥＭ画像（５０００倍）であり、スキャフォールドは、ＰＤＬＧＡ ５０１０＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸される。

【図3B】図３Ｂは、図３ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（１６５０倍）である。

【図4A】図４Ａは、本明細書に記載されるスキャフォールドの一実施形態のＳＥＭ画像（２１５０倍）であり、スキャフォールドは、ＰＣＬ＋大豆タンパク質単離物溶液を用いて電界紡糸される。

【図4B】図４Ｂは、図４ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（２１５倍）である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本開示は、記載された特定のシステム、デバイス、および方法に限定されるものではなく、これらは異なっていても良い。説明で使用される用語は、特定のバージョンまたは実施形態を説明するためだけのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。

【0007】

以下の用語は、本願の目的のために、以下に示すそれぞれの意味を有するものとする。特に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、当業者が一般的に理解されているものと同じ意味を有する。本開示のいかなる内容も、本開示に記載される実施形態が、先行発明により当該開示よりも前に権利を有するものではないことを認めるものではない。

【0008】

本明細書では、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに他を指示しない限り、複数の参照を含む。したがって、例えば、「繊維」への言及は、当業者に知られている１またはそれ以上の繊維およびその等価物への言及である。

【0009】

本明細書では、「約」という用語は、使用される数値のプラスマイナス１０％を意味する。したがって、約５０ｍｍとは、４５ｍｍ～５５ｍｍの範囲内を意味する。

【0010】

本明細書では、「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」または「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、デバイスまたは方法が、特定の請求された実施形態または請求項に具体的に記載された要素、工程、または成分のみを含むことを意味する。

【0011】

また、移行句として「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が用いられる実施形態または請求項では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」または「～から実質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語に置き換えることで、そのような実施形態を想定することができる。

【0012】

本明細書では、「伝統的な食肉」とは、かつて生きていた動物から消費目的で得られた１またはそれ以上の種類以上の食肉を意味する。このような肉は、一般的ではないが、主に食料生産のために飼育または屠殺された家畜、魚、またはその他の動物から得られる。伝統的な屠殺肉の非限定的な例としては、鶏肉、七面鳥、豚肉、ステーキ、魚などが挙げられる。伝統的な食肉は、一般的に１またはそれ以上の哺乳類による消費に適する。

【0013】

本明細書では、「培養肉製品」という用語は、生きた動物の自然な構成要素として成長したのではなく、人間や機械の介入によって生産された肉製品を意味する。したがって、培養肉製品は、生きた動物の屠殺から直接得られるものではない。培養肉製品は、伝統的な食肉と同様に、１種またはそれ以上の種の哺乳類による消費に適する。

【0014】

実験室で育てた肉という概念は、もともと宇宙旅行の研究から生まれたものである。肉を体外で成長させることができれば、宇宙飛行士がより長い宇宙旅行を維持するための食料を育てることができると考えられた。間葉系幹細胞を筋肉、脂肪、結合組織に培養して、食肉に代わるものを作るというシンプルな発想である。このコンセプトが検討されて以来、いくつかの団体が培養肉、つまり「クリーン」な肉を商品化するための研究開発を始めている。この研究の背景には、持続可能性、動物福祉、二酸化炭素排出量、消費者の健康などのアイディアが含まれる。

【0015】

いくつかの企業が、筋肉、脂肪、および／または結合組織を含む製品を育てるための細胞生物学的手法の開発に成功するが、これらの製品はすべて、ペトリ皿や試験管といった従来の収量に制限される。例えば、ほとんどの細胞を皿の中で培養すると、単層しか形成されず、その皿の大きさや細胞の数によって層の表面積が制限される。これは、細胞が表面に付着したがるため、皿やフラスコのプラスチック製の底面に付着するために起こる現象である。細胞はより多くの表面積を求めて移動し、ある時点でこれらの細胞は単層として最大コンフルエンスに達する。しかし、これらの培養細胞には、細胞同士を適切に重ねるために必要な栄養環境が整っていない。ただし、適切なシグナル伝達因子が存在すれば、１～２層に重ねることができる細胞株もある。それでも、伝統的な細胞培養技術から顕著な体積や厚みの増加を期待するのは無理があり、この無理が培養肉製品の品質と可能性に大きな影響を与える。現在、クリーンな食肉製品を開発する企業は、同様の技術的課題に直面する。

【0016】

また、これらの培養細胞は、一般的に屠殺された肉のような味や食感を持たない。これは、上述した細胞培養の限界によるものである。伝統的な食肉は、繊維の配列や血管など、味の決め手となる要素が自然に備わる。培養された単層は、たとえ圧縮されていても、伝統的な肉の質感を模倣することはできない。そのため、伝統的な食肉と培養肉の味や食感の違いにより、現代の商品は大きく制限される可能性があり、培養肉の試みは企業にとって不利になる可能性がある。したがって、味と食感が改善された、より厚みのある実験室培養の「クリーン」な食肉製品の製造が必要とされる。

【0017】

エレクトロスピニングファイバー
エレクトロスピニングは、ポリマー溶液を繊維に加工するために使用される方法である。得られる繊維の直径がナノメートルスケールである場合、その繊維はナノファイバーと呼ばれることがある。繊維は、マンドレルやコレクターなどの様々な受け入れ面を使用して、様々な形状に形成することができる。いくつかの実施形態では、シートまたはシート状の繊維型、繊維スキャフォールドおよび／またはチューブ、または管状格子などの平らな形状を、実質的に円形または円筒形のマンドレルを使用して形成しても良い。特定の実施形態では、電界紡糸繊維を繊維型としてマンドレルから切断および／または繰り出して、シートを形成しても良い。得られた繊維型または形状は、フィルターなどを含む多くの用途に使用することができる。

【0018】

エレクトロスピニング法は、ポリマー注入システムとマンドレルとの間に高い直流電圧電位を印加することにより、ポリマー溶液から繊維をスピンする工程を含むことができる。いくつかの実施形態では、１またはそれ以上の電荷が、エレクトロスピニングシステムの１またはそれ以上の構成要素に適用されても良い。いくつかの実施形態では、電荷は、マンドレル、ポリマー注入システム、またはそれらの組み合わせもしくは部分に適用されても良い。理論に拘束されることを望むものではないが、ポリマー溶液がポリマー注入システムから排出されると、電荷にさらされることにより不安定化すると考えられる。不安定化した溶液は、電荷を帯びたマンドレルに引き寄せられる可能性がある。不安定化した溶液がポリマー注入システムからマンドレルに移動すると、その溶媒が蒸発し、ポリマーが伸びて、マンドレルに堆積する細長い繊維が残ることがある。ポリマー溶液は、ポリマー注入システムから放出されて電荷にさらされると、テイラーコーンを形成することがある。

【0019】

特定の実施形態では、第１ポリマーを含む第１ポリマー溶液および第２ポリマーを含む第２ポリマー溶液をそれぞれ別個のポリマー射出システムで実質的に同時に使用して、第２ポリマーを含む１またはそれ以上の電界紡糸繊維が介在した第１ポリマーを含む１またはそれ以上の電界紡糸繊維を製造しても良い。このようなプロセスは、「共スピニング（ｃｏ－ｓｐｉｎｎｉｎｇ）」または「共エレクトロスピニング（ｃｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ）」と呼ばれることがあり、このようなプロセスによって製造されたスキャフォールドは、共スピニングまたは共エレクトロスピニングスキャフォールドと記載されることがある。

【0020】

ポリマー注入システム
ポリマー注入システムは、ある程度の量のポリマー溶液を大気中に放出して、注入システムからマンドレルへのポリマー溶液の流れを可能にするように構成された任意のシステムを含むことができる。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、繊維に形成されるべきポリマー溶液の制御された体積流量を有する連続的または直線的な流れを供給しても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、繊維に形成されるべきポリマー溶液の可変ストリームを供給しても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、複数の繊維に形成されるべきポリマー溶液の断続的な流れを送出するように構成されても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、手動または自動制御下のシリンジを含んでも良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、個別のまたは組み合わせた手動または自動制御下にある複数のシリンジおよび複数の針または針状部品を含んでも良い。いくつかの実施形態では、マルチシリンジポリマー注入システムは、複数のシリンジおよび複数の針または針状の構成要素を含んでも良く、各シリンジは同じポリマー溶液を含む。いくつかの実施形態では、マルチシリンジポリマー注入システムは、複数のシリンジおよび複数の針または針状の構成要素を含み、各シリンジは異なるポリマー溶液を含むことができる。いくつかの実施形態では、電荷は、ポリマー注入システム、またはその一部に適用されても良い。いくつかの実施形態では、電荷は、ポリマー注入システムの針または針のような構成要素に適用されても良い。

【0021】

いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、針１本あたり約５ｍＬ／ｈより小さいまたはそれと同等の流量でポリマー注入システムから排出されても良い。他の実施形態では、ポリマー溶液は、約０．０１ｍＬ／ｈ～約５０ｍＬ／ｈまでの範囲の針あたりの流量でポリマー注入システムから排出されても良い。ポリマー溶液が針ごとにポリマー注入システムから排出される流量は、いくつかの非限定的な例では、約０．０１ｍＬ／ｈ、約０．０５ｍＬ／ｈ、約０．１ｍＬ／ｈ、約０．５ｍＬ／ｈ、約１ｍＬ／ｈ、約２ｍＬ／ｈ、約３ｍＬ／ｈ、約４ｍＬ／ｈ、約５ｍＬ／ｈ、約６ｍＬ／ｈ、約７ｍＬ／ｈ、約８ｍＬ／ｈ、約９ｍＬ／ｈ、約１０ｍＬ／ｈ、約１１ｍＬ／ｈ、約１２ｍＬ／ｈ、約１３ｍＬ／ｈ、約１４ｍＬ／ｈ、約１５ｍＬ／ｈ、約１６ｍＬ／ｈ、約１７ｍＬ／ｈ、約１８ｍＬ／ｈ、約１９ｍＬ／ｈ、約２０ｍＬ／ｈ、約２１ｍＬ／ｈ、約２２ｍＬ／ｈ、約２３ｍＬ／ｈ、約２４ｍＬ／ｈ、約２５ｍＬ／ｈ、約２６ｍＬ／ｈ、約２７ｍＬ／ｈ、約２８ｍＬ／ｈ、約２９ｍＬ／ｈ、約３０ｍＬ／ｈ、約３１ｍＬ／ｈ、約３２ｍＬ／ｈ、約３３ｍＬ／ｈ、約３４ｍＬ／ｈ、約３５ｍＬ／ｈ、約３６ｍＬ／ｈ、約３７ｍＬ／ｈ、約３８ｍＬ／ｈ、約３９ｍＬ／ｈ、約４０ｍＬ／ｈ、約４１ｍＬ／ｈ、約４２ｍＬ／ｈ、約４３ｍＬ／ｈ、約４４ｍＬ／ｈ、約４５ｍＬ／ｈ、約４６ｍＬ／ｈ、約４７ｍＬ／ｈ、約４８ｍＬ／ｈ、約４９ｍＬ／ｈ、約５０ｍＬ／ｈ、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含む。

【0022】

ポリマー溶液がポリマー注入システムからマンドレルに向かって移動すると、得られる繊維の直径は約１００ｎｍ～約１５００ｎｍの範囲になる。電界紡糸繊維の直径の非限定的な例としては、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約３５０ｎｍ、約４００ｎｍ、約４５０ｎｍ、約５００ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６００ｎｍ、約６５０ｎｍ、約７００ｎｍ、約７５０ｎｍ、約８００ｎｍ。約８５０ｎｍ、約９００ｎｍ、約９５０ｎｍ、約１，０００ｎｍ、約１，０５０ｎｍ、約１，１００ｎｍ、約１，１５０ｎｍ、約１，２００ｎｍ、約１，２５０ｎｍ、約１，３００ｎｍ、約１，３５０ｎｍ、約１，４００ｎｍ、約１，４５０ｎｍ、約１，５００ｎｍ、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含む。いくつかの実施形態では、電界紡糸繊維の直径は、約３００ｎｍ～約１３００ｎｍであっても良い。

【0023】

ポリマー溶液
いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、ポリマー溶液で満たされても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、１またはそれ以上のポリマーを含んでいても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、熱の適用によってポリマー液体に形成された流体であっても良い。ポリマー溶液は、例えば、非吸収性ポリマー、再吸収性ポリマー、天然ポリマー、またはそれらの組み合わせを含んでも良い。

【0024】

いくつかの実施形態では、ポリマーは、例えば、ナイロン、ナイロン６，６、ポリカプロラクトン、ポリエチレンオキシドテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシドテレフタレート－コ－ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン、ポリカーボネート、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリラクチド－コ－グリコリド、ポリ（ラクチド－コ－カプロラクトン）、ポリグリセロールセバケート、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリ－４－ヒドロキシブチレート、トリメチレンカーボネート、ポリジオール、ポリエステル、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、フィブロネクチン、アルブミン、ヒアルロン酸、エラスチン、キトサン、アルギン酸、シルク、ゼイン、大豆タンパク、植物タンパク、炭水化物、それらのコポリマー、およびそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、得られる電界紡糸ポリマー繊維は、植物タンパク質、炭水化物、および合成ポリマーのうちの１またはそれ以上の組み合わせを含んでも良い。

【0025】

ポリマー溶液はまた、非吸収性ポリマー、再吸収性ポリマー、および天然由来のポリマーのうちの１またはそれ以上の組み合わせを、任意の組み合わせまたは組成比で含んでも良いことが理解されよう。代替的な実施形態では、ポリマー溶液は、２またはそれ以上の非吸収性ポリマー、２またはそれ以上の吸収性ポリマー、または２またはそれ以上の天然由来のポリマーの組み合わせを含んでも良い。いくつかの非限定的な例では、ポリマー溶液は、例えば、約５％～約９０％の重量パーセント比を含んでいても良い。そのような重量パーセント比の非限定的な例としては、約５％、約１０％、約１５％、約２０％、約２５％、約３０％、約３３％、約３５％、約４０％、約４５％、約５０％、約５５％、約６０％、約６６％、約７０％、約７５％、約８０％、約８５％、約９０％、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含む。

【0026】

いくつかの実施形態では、ポリマー溶液は、１またはそれ以上の溶媒を含んでも良い。いくつかの実施形態では、溶媒は、例えば、ポリビニルピロリドン、ヘキサフルオロ－２－プロパノール（ＨＦＩＰ）、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、ナセトニトリル、ヘキサン、エーテル、ジオキサン、酢酸エチル、ピリジン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、トリフルオロ酢酸、ヘキサフルオロイソプロパノール、酢酸、ジメチルアセトアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、水、アルコール類、イオン性化合物、またはこれらの組み合わせ。溶剤または溶媒中のポリマーまたはポリマーの濃度範囲は、限定されるものではないが、約１ｗｔ％から約５０ｗｔ％であっても良い。溶液中のポリマー濃度のいくつかの非限定的な例としては、約１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％、約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、約４０ｗｔ％、約４５ｗｔ％、約５０ｗｔ％、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含む。

【0027】

いくつかの実施形態では、ポリマー溶液はさらに追加の材料を含んでも良い。そのような追加材料の非限定的な例としては、蛍光材料、発光材料、抗生物質、成長因子、ビタミン、サイトカイン、ステロイド、抗炎症薬、小分子、糖、塩、ペプチド、タンパク質、細胞因子、ＤＮＡ、ＲＮＡ、脂肪、タンパク質、炭水化物、ミネラル、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。いくつかの実施形態では、追加材料は栄養価を有していても良い。

【0028】

いくつかの実施形態では、追加の材料は、ポリマー質量の約１ｗｔ％～約１５００ｗｔ％の量で、ポリマー溶液または得られる電界紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ）ポリマー繊維中に存在しても良い。いくつかの非限定的な例では、追加の材料は、ポリマー溶液または得られる電界紡糸ポリマー繊維中に、約１ｗｔ％、約５ｗｔ％、約１０ｗｔ％、約１５ｗｔ％、約２０ｗｔ％、約２５ｗｔ％、約３０ｗｔ％、約３５ｗｔ％、約４０ｗｔ％、約４５ｗｔ％、約５０ｗｔ％、約５５ｗｔ％、約６０ｗｔ％、約６５ｗｔ％、約７０ｗｔ％、約７５ｗｔ％、約８０ｗｔ％、約８５ｗｔ％、約９０ｗｔ％、約９５ｗｔ％、約１００ｗｔ％、約１２５ｗｔ％、約１５０ｗｔ％、約１７５ｗｔ％、約２００ｗｔ％、約２２５ｗｔ％、約２５０ｗｔ％、約２７５ｗｔ％、約２５０ｗｔ％、約２７５ｗｔ％、約３００ｗｔ％、約３２５ｗｔ％、約３５０ｗｔ％、約３７５ｗｔ％、約４００ｗｔ％、約４２５ｗｔ％、約４５０ｗｔ％、約４７５ｗｔ％、約５００ｗｔ％、約５２５ｗｔ％、約５５０ｗｔ％、約５７５ｗｔ％、約６００ｗｔ％、約６２５ｗｔ％、約６５０ｗｔ％、約６７５ｗｔ％、約７００ｗｔ％、約７２５ｗｔ％、約７５０ｗｔ％、約７７５ｗｔ％、約８００ｗｔ％、約８２５ｗｔ％、約８５０ｗｔ％、約８７５ｗｔ％、約９００ｗｔ％、約９２５ｗｔ％、約９５０ｗｔ％、約９７５ｗｔ％、約１０００ｗｔ％、約１０２５ｗｔ％、約１０５０ｗｔ％、約１０７５ｗｔ％、約１１００重量％、約１１２５重量％、約１１５０重量％、約１１７５重量％、約１２００重量％、約１２２５重量％、約１２５０重量％、約１２７５重量％、約１３００重量％、約１３２５重量％、約１３５０重量％、約１３７５重量％、約１４００重量％、約１４２５重量％、約１４５０重量％、約１４７５重量％、約１５００重量％、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含む量で存在しても良い。

【0029】

エレクトロスピニング構成要素への電荷の付与
電界紡糸システムでは、１またはそれ以上の電荷が、例えばマンドレルやポリマー注入システムなどの１またはそれ以上の構成要素、または構成要素の一部に印加されても良い。いくつかの実施形態では、正の電荷が、ポリマー注入システム、またはその一部に印加されても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムまたはその一部に負の電荷を印加しても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システム、またはその一部は、接地されても良い。いくつかの実施形態では、正の電荷をマンドレルまたはその一部に印加しても良い。いくつかの実施形態では、マンドレル、またはその一部に負の電荷を印加しても良い。いくつかの実施形態では、マンドレルまたはその一部を接地しても良い。いくつかの実施形態では、１またはそれ以上の構成要素またはその一部が、同じ電荷を受けても良い。いくつかの実施形態では、１またはそれ以上の構成要素またはその一部が、１またはそれ以上の異なる電荷を受けても良い。

【0030】

電界紡糸システムの任意の構成要素またはその一部に印加される電荷は、エンドポイントを含めて、約－１５ｋＶ～約３０ｋＶであっても良い。いくつかの非限定的な例では、電界紡糸システムの任意の構成要素またはその一部に印加される電荷は、約－１５ｋＶ、約－１０ｋＶ、約－５ｋＶ、約－４ｋＶ、約－３ｋＶ、約－１ｋＶ、約－０．０１ｋＶ、約０．０１ｋＶ、約１ｋＶ、約５ｋＶ、約１０ｋＶ、約１１ｋＶ、約１１．１ｋＶ、約１２ｋＶ、約１５ｋＶ、約２０ｋＶ、約２５ｋＶ、約３０ｋＶ、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）であっても良い。いくつかの実施形態では、エレクトロスピニングシステムの任意の構成要素、またはその一部が接地される。

【0031】

エレクトロスピニング中のマンドレルの動き
エレクトロスピニング中、いくつかの実施形態では、マンドレルは、ポリマー注入システムに対して移動しても良い。いくつかの実施形態では、ポリマー注入システムは、マンドレルに対して移動しても良い。別のエレクトロスピニング構成要素に対する１つのエレクトロスピニング構成要素の移動は、例えば、実質的に回転、実質的に並進、またはそれらの任意の組み合わせであっても良い。いくつかの実施形態では、エレクトロスピニングシステムの１またはそれ以上の構成要素は、手動制御の下で動いても良い。いくつかの実施形態では、エレクトロスピニングシステムの１またはそれ以上の構成要素は、自動制御の下で動いても良い。いくつかの実施形態では、マンドレルは、１またはそれ以上のモーターまたは動作制御システムを使用して移動することができる支持構造体と接触するか、またはその上に取り付けられていても良い。マンドレル上に堆積した電界紡糸繊維のパターンは、ポリマー注入システムに対するマンドレルの１またはそれ以上の運動に依存しても良い。いくつかの実施形態では、マンドレルの表面は、その長軸を中心に回転するように構成されていても良い。非限定的な一例では、直線軸に沿った移動速度よりも速い長軸の回転速度を有するマンドレルは、マンドレルに巻線を形成して電界紡糸繊維をほぼらせん状に堆積させることができる。別の例では、直線軸に沿った並進速度が回転軸に沿った回転速度よりも速いマンドレルは、マンドレルのライナー範囲に沿って電界紡糸繊維をほぼ直線的に堆積させることができる。

【0032】

培養肉製造用の電界紡糸ポリマー繊維
様々なサイズと厚さのスキャフォールドは、培養肉製品が現在直面している工学的問題の解決に役立つ可能性がある。一般的に、細胞とそのようなスキャフォールドを含む細胞工学プロセスを使用することで、スキャフォールドの全体にわたって細胞を移動させることができる可能性がある。しかし、既存のスキャフォールドの多くは、細胞外マトリックスを正しい再現を提供できていない。

【0033】

電界紡糸ポリマー繊維は、これらの課題に対する解決策を提供することができる。電解紡糸ポリマー繊維は、様々なサイズと厚さのスキャフォールドを作るために使用される。他の材料から作られたスキャフォールドとは対照的に、電界紡糸ポリマー繊維は、ディスク、チューブ、シートなどを含む様々な形状に形成される可能性があり、既存の細胞培養装置に容易に適合させることができる。電界紡糸ポリマー繊維のスキャフォールドを使用することで、既存の装置を使ってより大量の培養肉を作ることができる可能性がある。さらに、電界紡糸繊維スキャフォールドを使用して、最終製品の特定の体積および細胞環境をターゲットとした、特定の構造を有する製品（例えば、ステーキや刺身のような肉を含む）を開発することができる。電界紡糸ポリマー繊維は、例えば、高度に整列した繊維を有するスキャフォールドを作成するために使用することができる。このような整列した繊維は、培養中の細胞に必要な地形的および電気的な手がかりを与え、人工的な筋骨格系組織の開発に適切な刺激を与えることができる。

【0034】

さらに、理論に縛られるつもりはないが、伝統的な屠殺肉の味の一部は、乳酸のせいではないかと考えられる。乳酸は、強いストレスを受けたときと、嫌気性呼吸のときの２つの場合に発生する。研究によると、死後、筋肉細胞は短時間、嫌気呼吸を続けるという。その際に発生する乳酸により、肉のｐＨは５．５程度にまで低下すると考えられるが、肉によってはさらに幅広いｐＨ値が存在する。電界紡糸ポリマー繊維は、一定期間で劣化または溶解して、乳酸、グリコール酸、カプロン酸などの生体内に存在する化学物質に変化するように設計することができる。この期間は、予定されている最終製品に応じて、約１日～約６週間とすることができる。電界紡糸ポリマー繊維がこれらの化学副生成物に溶解することで、より酸性の環境が形成され、改良された培養肉製品につながる可能性がある。また、細胞環境のｐＨのわずかな低下は、健康的で組織的な組織の成長を促す可能性がある。したがって、培養中にｐＨが低下すると、組織の成長が改善され（それによって食感が改善され）、培養肉製品の味も改善される可能性がある。

【0035】

さらに、電界紡糸ポリマー繊維は、上述したように様々な異なるポリマーから作られても良く、これらの異なるポリマーは、筋肉、脂肪、結合組織における筋細胞、脂肪細胞、軟骨細胞など、培養肉の異なる構成要素に対して、それぞれ異なる細胞分化および／または増殖特性を促進するために使用されても良い。これらの異なる組織タイプは、異なる環境や化学的シグナルに基づいて、それぞれ独自の方法で幹細胞を分化させる。電界紡糸ポリマー繊維を使用して、異なる特性を有する異なるセクションを有するスキャフォールドを作成することができ、各セクションは、所望の組織タイプを生成し、支持するように設計される。電界紡糸ポリマー繊維は、異なる弾性率、直径、表面性状、表面化学的相互作用、または空間的に制御された薬物送達システムで製造することができる。つまり、電界紡糸ポリマー繊維を使って、伝統的な食肉のような外観、感触、味を持つ培養肉製品を作ることができるのである。

【0036】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載の培養肉製品は、スキャフォールドおよび細胞集団を含んでも良い。細胞集団は、いくつかの非限定的な例では、間葉系幹細胞、筋細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、またはそれらの任意の組み合わせを含んでも良い。電界紡糸ポリマー繊維上での筋細胞、脂肪細胞、軟骨細胞、骨芽細胞の培養を実証した出版物には以下のものがある。（１）Ｋｈａｎ ｅｔ ａｌ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ（ＨｉＰＳＣ－ＣＭｓ）Ｃｕｌｔｕｒｅｄ ｏｎ ａｎ Ａｌｉｇｎｅｄ－Ｎａｎｏｆｉｂｅｒ Ｃａｒｄｉａｃ Ｐａｔｃｈ．ＰＬＯＳ Ｏｎｅ．２０１５；１０（５）：ｅ０１２６３３８．ｄｏｉ：１０．１３７１／ｊｏｕｒｎａｌ／ｐｏｎｅ．０１２６３３８は、参照により本明細書に組み込まれる。および、（２）Ｐａｎｄｅｙ ｅｔ ａｌ．Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎａｎｏｆｉｂｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｕｐｐｏｒｔｓ Ｃｅｌｌ Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｉｎｃｒｅａｓｅｓ Ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ ｉｎ Ｃａｎｉｎｅ Ａｄｉｐｏｓｅ－Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌｓ Ｉｎ Ｖｉｔｒｏ．Ｊ Ｂｉｏｍｅｄ Ｍａｔｅｒ Ｒｅｓ Ｐａｒｔ Ａ ２０１８，１０６Ａ：１７８０－１７８８は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0037】

スキャフォールドは、本明細書に記載されるような電界紡糸ポリマー繊維を含んでいても良い。いくつかの実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維は、ナイロン、ナイロン６，６、ポリカプロラクトン、ポリエチレンオキシドテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシドテレフタレート－コ－ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、シリコーン、ポリカーボネート、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリラクチド－コ－グリコリド、ポリ（ラクチド－コ－カプロラクトン）、ポリグリセロールセバケート、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリ－４－ヒドロキシブチレート、トリメチレンカーボネート、ポリジオール、ポリエステル、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、フィブロネクチン、アルブミン、ヒアルロン酸、エラスチン、キトサン、アルギン酸、シルク、ゼイン、大豆タンパク、植物タンパク、炭水化物、それらのコポリマー、およびそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含んでも良い。いくつかの実施形態では、得られる電界紡糸ポリマー繊維は、植物タンパク質、炭水化物、および合成ポリマーのうちの１またはそれ以上の組み合わせを含んでも良い。

【0038】

特定の実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維は、本明細書に記載されるように、互いに実質的に平行に配列した複数の電界紡糸ポリマー繊維から構成されても良い。他の実施形態では、電界紡糸繊維は、本明細書に記載されるように、ランダムに配向したもの、実質的に平行なもの、およびそれらの組み合わせを含む、互いに異なる配向を有する複数の電界紡糸ポリマー繊維から構成されていても良い。複数の電界紡糸ポリマー繊維を有する実施形態では、複数の電界紡糸ポリマー繊維は、本明細書に記載されているように、複数の配向および／または複数の繊維径を有しても良く、本明細書に記載されるように、１またはそれ以上のポリマーを含んでも良い。特定の実施形態では、スキャフォールドは、本明細書に記載されるように、複数の共スパン電界紡糸ポリマー繊維を含んでいても良い。

【0039】

いくつかの実施形態では、スキャフォールドは、１またはそれ以上の電界紡糸ポリマー繊維断片をさらに含んでも良い。電界紡糸ポリマー繊維片は、例えば、スキャフォールド全体に分散していても良いし、スキャフォールドの特定の部分に分散していても良い。理論に拘束されることを望むものではないが、電界紡糸ポリマー繊維片は、スキャフォールド内での細胞の培養および拡張を補助または支援することができる。いくつかの実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維片は、約１００μｍ～約１０ｍｍの長さを有していても良い。特定の実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維片は、約１ｍｍの最大長さを有しても良い。

【0040】

特定の実施形態では、スキャフォールドは、１またはそれ以上の電界紡糸ポリマー繊維タイプを含んでいても良く、１またはそれ以上の電界紡糸ポリマー繊維タイプは、共スパンされていても良い。一実施形態では、各電界紡糸繊維タイプは、１またはそれ以上以上の細胞の異なる生体組織への分化を支援するのに適していても良い。例えば、スキャフォールドは、筋肉への細胞の分化を支援するのに適した第１の電界紡糸ポリマー繊維タイプ、骨への細胞の分化を支援するのに適した第２の電界紡糸ポリマー繊維タイプ、軟骨への細胞の分化を支援するのに適した第３の電界紡糸ポリマー繊維タイプ、結合組織への細胞の分化を支援するのに適した第４の電界紡糸ポリマー繊維タイプ、血管への細胞の分化を支援するのに適した第５の電界紡糸ポリマー繊維タイプ、またはこれらの電界紡糸ポリマー繊維タイプの任意の組み合わせを含んでいても良い。

【0041】

スキャフォールドは、非限定的な一例として、ポリマーからなり、第１の種類の細胞の増殖をサポートする直径および／または配向を有する第１の複数の電界紡糸ポリマー繊維と、第２の種類の細胞の増殖をサポートする直径および／または配向を有する第２の複数の電界紡糸ポリマー繊維とポリマーと、第３のタイプの細胞の増殖をサポートする直径および／または配向を有する第３の複数の電界紡糸ポリマー繊維と、第４のタイプの細胞の増殖をサポートする直径および／または配向を有する第４の複数の電界紡糸ポリマー繊維とを含むが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、そのような実施形態における第１、第２、第３、および第４のタイプの細胞は、筋肉細胞、血管細胞、脂肪細胞、結合組織細胞、神経細胞、またはそれらの組み合わせなど、任意の哺乳類の細胞を含んでも良い。

【0042】

いくつかの実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維は、分解して副生成物を生成するように構成されたポリマーを含んでいても良い。特定の実施形態では、副生成物は、例えば、乳酸、グリコール酸、カプロン酸、およびそれらの組み合わせを含んでも良い。いくつかの実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維は、物質にさらされると分解するように構成されていても良く、非限定的な一例では、物質は唾液を含んでいても良い。

【0043】

特定の実施形態では、電界紡糸ポリマー繊維は、本明細書に記載されているような追加材料を含んでいても良く、機械的な力の印加により追加材料の少なくとも一部を放出するように構成されていても良い。一実施形態では、機械的な力は、噛む、切る、壊す、またはそれらの組み合わせなどの動作によって生成されても良い。いくつかの実施形態では、培養肉製品は、無傷の電界紡糸ポリマー繊維を含んでも良いが、他の実施形態では、スキャフォールドの電界紡糸ポリマー繊維は、最終的な培養肉製品において完全にまたはほぼ完全に再吸収されても良い。一実施形態では、無傷の電界紡糸ポリマー繊維は、伝統的な屠殺肉の質感および／または他の特性を模倣するように構成されても良い。

【0044】

特定の実施形態では、培養肉製品は、約１００μｍ～約５００ｍｍの厚さを有していても良い。厚さは、例えば、約１００μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、約５００μｍ、約６００μｍ、約７００μｍ、約８００μｍ、約９００μｍ、約１ｍｍ、約５ｍｍ、約１０ｍｍ、約２５ｍｍ、約５０ｍｍ、約７５ｍｍ、約１００ｍｍ、約１２５ｍｍ、約１５０ｍｍ、約１７５ｍｍ、約２００ｍｍ、約２２５ｍｍ、約２５０ｍｍ、約２７５ｍｍ、約３００ｍｍ、約３２５ｍｍ、約３５０ｍｍ、約３７５ｍｍ、約４００ｍｍ、約４２５ｍｍ、約４５０ｍｍ、約４７５ｍｍ、約５００ｍｍ、またはこれらの値のいずれか２つの間の任意の範囲（エンドポイントを含む）を含んでも良い。いくつかの実施形態では、培養肉製品は、約５ｍｍ～約７５ｍｍの厚さを有しても良い。一実施形態では、厚さは約２５ｍｍであっても良い。

【0045】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載されている培養肉製品は、伝統的な屠殺肉の特性を模倣または密接に類似するように構成されていても良い。特性は、例えば、味、食感、サイズ、形状、トポグラフィー、またはそれらの任意の組み合わせを含んでも良い。

【0046】

いくつかの実施形態では、培養肉製品を製造する方法は、本明細書に記載のスキャフォールドを準備する工程と、スキャフォールドをバイオリアクターに入れる工程と、細胞集団をバイオリアクターに加える工程と、スキャフォールドを含むバイオリアクター内で細胞集団を一定期間培養し、それによって培養肉製品を形成する工程と、培養肉製品をバイオリアクターから取り出す工程とを含んでも良い。実施形態では、培養肉製品は、本明細書に記載された培養肉製品の特性および特徴を有することができる。いくつかの実施形態では、スキャフォールドおよび細胞集団は、それぞれ、本明細書に記載のスキャフォールドおよび細胞集団の特性および特徴を有しても良い。

【0047】

いくつかの実施形態では、バイオリアクター内で細胞の集団を培養する工程は、一定期間実施することができる。期間は、例えば、約１日、約２日、約３日、約４日、約５日、約６日、約１週間、約１．５週間、約２週間、約２．５週間、約３週間、約３．５週間、約４週間、約４．５週間、約５週間、約５．５週間、約６週間、またはエンドポイントを含むこれらの値のうちの任意の２つの間の任意の範囲であっても良い。一実施形態では、期間は約３週間であっても良い。

【実施例1】

【0048】

実施例１：培養肉製品のためのゼイン含有スキャフォールド
スキャフォールドの植物性タンパク質成分としての電界紡糸（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ）ゼインは、ここに記載されるように、培養肉製品に含めるために検討された。蒸留水に９０％エタノールを加えた溶液は、ゼインの粉末を素早く溶解した。この９０％ａｑＥｔＯＨ溶液は、エレクトロスピニングでゼイン繊維を製造することができたが、エレクトロスピニングプロセスは、ゼインのみの繊維には十分に安定していなかった。

【0049】

ゼインを用いたエレクトロスピニングプロセスの安定性を向上させるために、溶液中のゼインと組み合わせる追加のポリマー成分を検討した。ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ：１Ｍ Ｍｗおよび１００ｋ ＭｗのＰＥＯポリマー樹脂を試験）と、ＤＬ－ラクチド／グリコリドの５０／５０コポリマー（ＰＤＬＧＡ５０１０）である。これらのポリマーは、いずれも摂取しても安全であり、生体内に速やかに吸収され、かなりの弾性を有する。

【0050】

ＰＥＯ＋ゼインＰＥＯ＋ゼイン溶液は、いずれもエレクトロスピニングプロセスに大きな改善をもたらした。どちらの分子量（Ｍｗ）のＰＥＯも、質量の大部分がゼインである繊維を形成した。１００ｋＭｗのＰＥＯ＋ゼインでは、より円筒状の繊維が得られ、１ＭＭｗのＰＥＯ＋ゼインでは、繊維束やリボン状の繊維が得られた。両方のスキャフォールドは、スキャフォールド中に分散したいくつかのゼイン凝集体を有するかなり多孔質であるように見えた。図１Ａは、上述のように、１００ｋＭｗのＰＥＯ＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸したスキャフォールドのＳＥＭ画像（８９００倍）を示し、図１Ｂは、図１ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（１７００倍）を示す。図１Ａおよび図１Ｂはいずれも、上述のように比較的円筒形の繊維を示す。図２Ａは、上述したように、１Ｍ ＭｗのＰＥＯ＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸したスキャフォールドのＳＥＭ画像（１５００倍）を示し、図２Ｂは、図２ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（２００倍）を示す。図２Ａと図２Ｂは、いずれも上述のようにリボン状の繊維を示す。

【0051】

ＰＤＬＧＡ ５０１０＋ゼインＰＤＬＧＡ ５０１０をＨＦＩＰ中のゼイン粉末に添加し、ゼイン含有スキャフォールドの製造を助けた。この溶液を電界紡糸してスキャフォールドを形成した。図３Ａは、上述のようにＰＤＬＧＡ ５０１０＋ゼイン溶液を用いて電界紡糸したスキャフォールドのＳＥＭ画像（５０００倍）を示す。図３Ｂは、図３ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（１６５０倍）を示す。図３Ａと図３Ｂは、ともにリボン状の繊維を示す。

【0052】

全体として、理論に縛られることなく、上述のように電界紡糸ポリマー繊維にゼインを添加することで、そのような繊維からなるスキャフォールドを用いて食肉製品のために細胞を培養する際に、細胞の成長速度を加速させることができる。また、培養された細胞がスキャフォールド内のゼインを完全に消費しない場合、ゼインは植物由来のタンパク質であり、消費しても安全である。

【実施例2】

【0053】

実施例２：培養肉製品のための大豆タンパク質単離物含有スキャフォールド
大豆タンパク単離物をポリカプロラクトン（ＰＣＬ）溶液にＰＣＬの５０％の質量で添加し、大豆タンパク単離物が最終乾燥質量の約３３％、ＰＣＬが最終乾燥質量の約６７％の電界紡糸ポリマー繊維を作製した。この組み合わせにより、実質的な機械的整合性を有するシート状の材料が得られた。結果として得られた平均繊維径は約６．５μｍで、大豆タンパク単離物は繊維の大部分を占めた。大豆タンパク質単離物の大きな凝集体が現れたものの、それらは繊維または繊維状構造に組み込まれるように見えた。また、得られた繊維は、かなりの程度の多孔性を維持しているように見えた。図４Ａは、上述したＰＣＬ＋大豆タンパク質単離物溶液を用いて電界紡糸したスキャフォールドのＳＥＭ画像（２１５０倍）である。図４Ｂは、図４ＡのスキャフォールドのＳＥＭ画像（２１５倍）である。

【0054】

本開示は、その例示的な実施形態の記載によって説明したが、また、実施形態は特定的に詳細に記載したが、添付の請求項の範囲をそのような詳細まで限定したり、いかなる方法でも限定したりすることは、本出願人の意図するところではない。追加の利点および修正は、当業者に容易に理解されるだろう。したがって、より広い局面での本開示は、示され、説明された特定の詳細、代表的な装置および方法、および／または例示的な実施例のいずれにも限定されない。したがって、本出願人の一般的な発明概念の精神または範囲から逸脱することなく、そのような詳細から逸脱し得る。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【国際調査報告】