JP7636869B2 - Resin membrane and cell culture vessel - Google Patents
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Description
本発明は、細胞培養用足場材料からなる樹脂膜に関する。また、本発明は、上記樹脂膜を用いた細胞培養用容器にも関する。 The present invention relates to a resin film made of a scaffold material for cell culture. The present invention also relates to a cell culture vessel using the resin film.
近年、細胞医薬や幹細胞を用いた次世代医療が注目を集めている。なかでも、ヒト胚性幹細胞(hESC)やヒト人工多能性幹細胞(hiPSC)等のヒト多能性幹細胞(hPSC)は、創薬や再生医療への応用が期待されている。このような応用を果たすには、多能性幹細胞を安全に、かつ再現性良く培養し、増殖させることが必須である。特に、再生医療の産業上利用に際しては、幹細胞を未分化状態で多量に扱う必要がある。そのため、天然高分子及び合成高分子やフィーダー細胞を用いて多能性幹細胞の増殖を支持すると同時に、多分化能を維持する技術について広範な研究が行われている。 In recent years, cell medicine and next-generation medical treatments using stem cells have been attracting attention. In particular, human pluripotent stem cells (hPSCs), such as human embryonic stem cells (hESCs) and human induced pluripotent stem cells (hiPSCs), are expected to be applied to drug discovery and regenerative medicine. To achieve such applications, it is essential to safely and reproducibly culture and grow pluripotent stem cells. In particular, when using regenerative medicine industrially, it is necessary to handle large quantities of stem cells in an undifferentiated state. For this reason, extensive research is being conducted on technologies that support the growth of pluripotent stem cells using natural and synthetic polymers and feeder cells while maintaining their pluripotency.
例えば、下記の非特許文献1では、iPS細胞やES細胞の増殖用足場材料として、フィブロネクチンを縮合反応させたポリ(ビニルアルコール-ビニルアセタール-イタコン酸)共重合体が提案されている。この足場材料は、親水性及び耐水性に優れているとされている。 For example, the following non-patent document 1 proposes a poly(vinyl alcohol-vinyl acetal-itaconic acid) copolymer obtained by a condensation reaction of fibronectin as a scaffold material for the proliferation of iPS cells and ES cells. This scaffold material is said to have excellent hydrophilicity and water resistance.
下記の特許文献1には、カチオンとして、DMAEMA、アニオンとしてアクリル酸、核酸、又はヘパリンを使用した、足場材料が開示されている。 The following Patent Document 1 discloses a scaffolding material that uses DMAEMA as a cation and acrylic acid, nucleic acid, or heparin as an anion.
また、下記の特許文献2には、ES細胞やiPS細胞の培養に用いられる足場材料として、親水性かつ柔軟なポリロタキサンゲルで被覆された表面を有する培養容器が開示されている。
In addition, the following
幹細胞の未分化性や分化特性が、増殖性に関与していることが知られており、これを制御する技術が求められている。従来、天然高分子としてのラミニンやヴィトロネクチン等の接着たんぱく質や、マウス肉腫由来のマトリゲルを用いると、播種後の細胞形態が非常に良好であることが知られている。 It is known that the undifferentiated and differentiated characteristics of stem cells are involved in their proliferation, and there is a demand for technology to control this. It has been known that the use of adhesive proteins such as laminin and vitronectin, which are natural polymers, or matrigel derived from mouse sarcoma, results in very good cell morphology after seeding.
もっとも、天然高分子やマウス肉腫由来のマトリゲル等を用いる方法では、操作が煩雑であり、コストが高くつきがちであった。また、安全性の面でも問題があった。そこで、前述した非特許文献1、特許文献1及び特許文献2に記載のような合成高分子を用いた足場材料が種々提案されている。
However, methods using natural polymers or mouse sarcoma-derived Matrigel tend to require complicated operations and are expensive. There are also safety issues. Therefore, various scaffold materials using synthetic polymers such as those described in the above-mentioned Non-Patent Document 1, Patent Document 1, and
しかしながら、非特許文献1に記載の細胞足場材料では、フィブロネクチンを含まない場合、すなわち、合成高分子だけの場合には、細胞が伸展せずに収縮し、浮遊するという問題があった。 However, the cell scaffold material described in Non-Patent Document 1 had the problem that when it did not contain fibronectin, i.e., when it contained only synthetic polymers, the cells contracted and floated without spreading.
また、特許文献1に記載の細胞足場材料では、イオン性による親水性が高く、細胞塊の収縮や細胞の凝集を引き起こすという問題があった。 In addition, the cell scaffold material described in Patent Document 1 has a problem in that it is highly hydrophilic due to its ionic nature, which causes shrinkage of cell clusters and cell aggregation.
さらに、特許文献2に記載の細胞足場材料では、親水性が高いため、膨潤しやすかった。そのため、播種した細胞が培地交換や長期培養に際し足場材料から剥がれ易く、細胞の定着性が低いという問題があった。
Furthermore, the cell scaffold material described in
本発明の目的は、細胞の播種後の定着性に優れる、樹脂膜及び細胞培養用容器を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a resin membrane and a cell culture vessel that have excellent adhesion properties after cell seeding.
本発明に係る樹脂膜は、合成樹脂を含む、細胞培養用足場材料からなる樹脂膜であって、前記合成樹脂のカチオン変性度が、0.2モル%以上、50モル%以下であり、前記樹脂膜の等電点が、2.8以上、6.0以下である。 The resin membrane of the present invention is a resin membrane made of a scaffold material for cell culture containing a synthetic resin, the degree of cationic modification of the synthetic resin being 0.2 mol% or more and 50 mol% or less, and the isoelectric point of the resin membrane being 2.8 or more and 6.0 or less.
本発明に係る樹脂膜のある特定の局面では、表面自由エネルギーの分散項成分が24.5mJ/m2以上、45.0mJ/m2以下、かつ、極性項成分が1.0mJ/m2以上、20.0mJ/m2以下である。 In a specific aspect of the resin film according to the present invention, the dispersion term component of the surface free energy is 24.5 mJ/ m2 or more and 45.0 mJ/ m2 or less, and the polar term component is 1.0 mJ/ m2 or more and 20.0 mJ/ m2 or less.
本発明に係る樹脂膜の他の特定の局面では、水膨潤倍率が50%以下である。 In another specific aspect of the resin film of the present invention, the water swelling ratio is 50% or less.
本発明に係る樹脂膜のさらに他の特定の局面では、100℃における貯蔵弾性率が、1.0×104Pa以上、1.0×108Pa以下であり、25℃における貯蔵弾性率と100℃における貯蔵弾性率との比((25℃における貯蔵弾性率)/(100℃における貯蔵弾性率))が、1.0×101以上、1.0×105以下である。 In still another specific aspect of the resin film according to the present invention, the storage modulus at 100°C is 1.0 x 104 Pa or more and 1.0 x 108 Pa or less, and the ratio of the storage modulus at 25°C to the storage modulus at 100°C ((storage modulus at 25°C)/(storage modulus at 100°C)) is 1.0 x 101 or more and 1.0 x 105 or less.
本発明に係る樹脂膜のさらに他の特定の局面では、前記細胞培養用足場材料が、動物由来の原料を実質的に含まない。 In yet another specific aspect of the resin film of the present invention, the scaffold material for cell culture is substantially free of animal-derived raw materials.
本発明に係る樹脂膜のさらに他の特定の局面では、前記合成樹脂がビニル重合体を含む。 In yet another specific aspect of the resin film according to the present invention, the synthetic resin includes a vinyl polymer.
本発明に係る樹脂膜のさらに他の特定の局面では、前記合成樹脂が、少なくともポリビニルアルコール誘導体又はポリ(メタ)アクリル酸エステルを含む。 In yet another specific aspect of the resin film according to the present invention, the synthetic resin contains at least a polyvinyl alcohol derivative or a poly(meth)acrylic acid ester.
本発明に係る細胞培養用容器は、容器本体と、本発明に従って構成される樹脂膜とを備え、前記容器本体の表面上に、前記樹脂膜が配置されている。 The cell culture vessel according to the present invention comprises a vessel body and a resin film configured according to the present invention, and the resin film is disposed on the surface of the vessel body.
本発明によれば、細胞の播種後の定着性に優れる、樹脂膜及び細胞培養用容器を提供することができる。 The present invention provides a resin membrane and a cell culture vessel that exhibit excellent adhesion after cell seeding.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 The present invention will be clarified below by explaining specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
本発明に係る樹脂膜は、細胞を培養するために用いられる。本発明の樹脂膜は、合成樹脂を含む細胞培養用足場材料からなる樹脂膜である。上記合成樹脂のカチオン変性度は、0.2モル%以上、50モル%以下である。また、本発明において、樹脂膜の等電点は、2.8以上、6.0以下である。 The resin membrane of the present invention is used for culturing cells. The resin membrane of the present invention is a resin membrane made of a scaffold material for cell culture containing a synthetic resin. The degree of cationic modification of the synthetic resin is 0.2 mol% or more and 50 mol% or less. In addition, in the present invention, the isoelectric point of the resin membrane is 2.8 or more and 6.0 or less.
等電点とは、アニオン性官能基とカチオン性官能基の双方を有する合成樹脂の電離後の電荷平均が0となるpHのことをいう。従って、等電点は、樹脂膜のゼータ電位が0となるpHである。 The isoelectric point is the pH at which the average charge after ionization of a synthetic resin that has both anionic and cationic functional groups is 0. Therefore, the isoelectric point is the pH at which the zeta potential of the resin film is 0.
樹脂膜のゼータ電位は、樹脂膜を溶液中に配置した場合、界面である樹脂膜の表面と、樹脂膜の表面から十分に離れた溶液中のバルク部分との電位差である。本明細書におけるゼータ電位は、測定対象物の形状に応じて、流動電位法、電気泳動法、電気浸透法等の方法を適宜選択し求めることができる。 The zeta potential of a resin film is the potential difference between the surface of the resin film, which is the interface when the resin film is placed in a solution, and the bulk part in the solution that is sufficiently distant from the surface of the resin film. The zeta potential in this specification can be determined by appropriately selecting a method such as streaming potential method, electrophoresis method, or electroosmosis method depending on the shape of the object to be measured.
例えば、測定対象物が膜である場合は、流動電位法により測定することができる。また、測定対象物が繊維や粒子である場合は、電気浸透法により測定することができる。 For example, if the object to be measured is a membrane, it can be measured using the streaming potential method. If the object to be measured is a fiber or particle, it can be measured using the electroosmosis method.
従って、樹脂膜のゼータ電位は、流動電位法により測定されたゼータ電位であることが好ましい。流動電位法は、例えば、アントンパール社製、ゼータ電位測定機器により測定することができる。具体的には、KCl希薄溶液中にて、後述の実施例に記載された方法により測定することができる。電気泳動法としては、例えば、ゼータ電位・粒径・分子量測定システム(大塚電子社製)を用いて、水中で光散乱することにより、測定する方法が挙げられる。 Therefore, the zeta potential of the resin film is preferably a zeta potential measured by a streaming potential method. The streaming potential method can be performed, for example, using a zeta potential measuring device manufactured by Anton Paar. Specifically, it can be measured in a dilute KCl solution by the method described in the Examples below. An example of the electrophoretic method is a method in which the zeta potential is measured by light scattering in water using a zeta potential/particle size/molecular weight measuring system (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
本発明の樹脂膜は、上記の構成を備えるので、細胞の播種後の定着性に優れている。 The resin film of the present invention has the above-mentioned configuration, and therefore has excellent adhesion properties after cell seeding.
従来の天然高分子材料を用いた細胞培養用足場材料は、播種後の細胞の定着性を高めることができるものの、高価であったり、天然由来物質であるためロット間のばらつきが大きかったり、動物由来の成分による安全上の懸念があったりする。一方で、合成高分子材料を用いた足場材料は、天然高分子材料を用いた足場材料と比べて、操作性がよく、安価であり、ロット間のばらつきが小さく、かつ安全性に優れている。しかしながら、合成樹脂材料を用いた足場材料は、天然高分子材料を用いた足場材料と比べて、接着性が低いという問題がある。本発明者らは、イオン性の電離・変化により、培地交換や長期培養による足場材料からの細胞の剥がれが生じることを見出した。 Conventional scaffold materials for cell culture using natural polymer materials can increase the fixation of cells after seeding, but they are expensive, have large lot-to-lot variations due to being naturally derived substances, and have safety concerns due to animal-derived components. On the other hand, scaffold materials using synthetic polymer materials are easier to handle, less expensive, have smaller lot-to-lot variations, and are safer than scaffold materials using natural polymer materials. However, scaffold materials using synthetic resin materials have the problem of lower adhesiveness compared to scaffold materials using natural polymer materials. The inventors have found that ionic dissociation and changes cause cells to peel off from the scaffold material due to medium replacement or long-term culture.
従って、本発明者らは、合成樹脂のカチオン変性度及び足場材料からなる樹脂膜の等電点に着目し、この合成樹脂のカチオン変性度と樹脂膜の等電点をそれぞれ特定の範囲とすることにより、イオン性の電離・変化を制御することができ、それによって播種後の細胞との接着性を高め得ることを見出した。 Therefore, the inventors focused on the cationic modification degree of the synthetic resin and the isoelectric point of the resin film made of the scaffold material, and discovered that by setting the cationic modification degree of the synthetic resin and the isoelectric point of the resin film within a specific range, respectively, it is possible to control the ionic dissociation and change, thereby improving the adhesion to cells after seeding.
従って、本発明によれば、播種後の細胞との接着性を高めることができ、培地交換や長期培養による樹脂膜からの細胞の剥がれを抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the adhesion of cells after seeding, and to suppress the detachment of cells from the resin film due to medium replacement or long-term culture.
また、本発明の樹脂膜は、合成樹脂を含むので、天然高分子材料を用いた足場材料と比べて、操作性がよく、安価であり、ロット間のばらつきが小さく、かつ安全性に優れている。 In addition, since the resin film of the present invention contains a synthetic resin, it is easier to handle, less expensive, has less variation between lots, and is safer than scaffolding materials that use natural polymer materials.
本発明において、樹脂膜の等電点は、2.8以上、より好ましくは3.0以上、6.0以下、より好ましくは5.0以下である。この場合、細胞の播種後の定着率をより一層高めることができる。 In the present invention, the isoelectric point of the resin film is 2.8 or more, more preferably 3.0 or more and 6.0 or less, more preferably 5.0 or less. In this case, the fixation rate after cell seeding can be further increased.
なお、等電点は、例えば、上記合成樹脂においてアミノ基等のカチオン性官能基の含有量を増やすことにより、高くすることができる。また、上記等電点は、例えば、上記合成樹脂においてカルボキシル基等のアニオン性官能基の含有量を増やすことにより、低くすることができる。 The isoelectric point can be increased, for example, by increasing the content of cationic functional groups, such as amino groups, in the synthetic resin. The isoelectric point can be decreased, for example, by increasing the content of anionic functional groups, such as carboxyl groups, in the synthetic resin.
本発明において、樹脂膜における表面自由エネルギーの分散項成分は、好ましくは24.5mJ/m2以上、45.0mJ/m2以下である。それによって、播種後の細胞との接着性をより一層高めることができる。上記分散項成分は、より好ましくは30.0mJ/m2以上、さらに好ましくは33.0mJ/m2以上、より好ましくは40.0mJ/m2以下、さらに好ましくは38.0mJ/m2以下である。 In the present invention, the dispersion term component of the surface free energy in the resin film is preferably 24.5 mJ/m 2 or more and 45.0 mJ/m 2 or less. This can further increase the adhesion to cells after seeding. The dispersion term component is more preferably 30.0 mJ/m 2 or more, even more preferably 33.0 mJ/m 2 or more, more preferably 40.0 mJ/m 2 or less, and even more preferably 38.0 mJ/m 2 or less.
また、表面自由エネルギーの極性項成分は、好ましくは1.0mJ/m2以上、20.0mJ/m2以下である。この場合においても、播種後の細胞との接着性をより一層高めることができる。上記極性項成分は、より好ましくは1.5mJ/m2以上、さらに好ましくは2.0mJ/m2以上、より好ましくは10.0mJ/m2以下、さらに好ましくは7.5mJ/m2以下である。 In addition, the polar term component of the surface free energy is preferably 1.0 mJ/m 2 or more and 20.0 mJ/m 2 or less. In this case, the adhesiveness with cells after seeding can be further improved. The polar term component is more preferably 1.5 mJ/m 2 or more, even more preferably 2.0 mJ/m 2 or more, more preferably 10.0 mJ/m 2 or less, and even more preferably 7.5 mJ/m 2 or less.
なお、表面自由エネルギーの分散項成分γd及び極性項成分である双極子成分γpは、Kaelble-Uyの理論式を用いて算出される。Kaelble-Uyの理論式は、下記式(1)で示されるように、トータル表面自由エネルギーγが、分散項成分γdと双極子成分γpとの和になるとの仮定に基づく理論式である。 The dispersion term component γd and the dipole component γp , which is the polar term component, of the surface free energy are calculated using the Kaelble-Uy theoretical formula. The Kaelble-Uy theoretical formula is based on the assumption that the total surface free energy γ is the sum of the dispersion term component γd and the dipole component γp , as shown in the following formula (1).
また、Kaelble-Uyの理論式では、液体の表面自由エネルギーをγl(mJ/m2)とし、固体の表面自由エネルギーをγs(mJ/m2)とし、接触角をθ(°)とすると、下記式(2)が成立する。 In addition, in the Kaelble-Uy theoretical formula, if the surface free energy of the liquid is γ l (mJ/m 2 ), the surface free energy of the solid is γ s (mJ/m 2 ), and the contact angle is θ (°), the following formula (2) holds.
従って、液体の表面自由エネルギーγlが既知である液体を2種類用いて、樹脂膜に対するそれぞれの接触角θを測定し、γs d及びγs pの連立方程式を解くことにより、樹脂膜の表面自由エネルギーの分散項成分γd及び双極子成分γpを求めることができる。 Therefore, by using two types of liquids whose surface free energies γl are known, measuring the contact angles θ of each with respect to the resin film, and solving the simultaneous equations for γsd and γsp , the dispersion term component γd and dipole component γp of the surface free energy of the resin film can be obtained.
なお、本明細書においては、上記表面自由エネルギーγlが既知である2種類の上記液体として、純水及びジヨードメタンが用いられている。 In this specification, pure water and diiodomethane are used as the two types of liquids whose surface free energy γ 1 is known.
接触角θは、接触角計(例えば、協和界面化学社製「DMo-701」)を用いて、以下のようにして測定される。 The contact angle θ is measured using a contact angle meter (for example, "DMo-701" manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) as follows:
樹脂膜の表面に、純水又はジヨードメタンを1μL滴下する。滴下してから30秒後の純水と、樹脂膜とのなす角度を、純水に対する接触角θとする。また、同様に、滴下してから30秒後のジヨードメタンと、樹脂膜とのなす角度を、ジヨードメタンに対する接触角θとする。 1 μL of pure water or diiodomethane is dropped onto the surface of the resin film. The angle between the pure water and the resin film 30 seconds after the drop is taken as the contact angle θ with respect to the pure water. Similarly, the angle between the diiodomethane and the resin film 30 seconds after the drop is taken as the contact angle θ with respect to the diiodomethane.
合成樹脂における疎水性官能基の含有率を高くしたり、環状構造を有する官能基の含有率を高くしたり、ブチル基の含有率を少なくしたりすることにより、上記表面自由エネルギーの分散項成分γdを小さくすることができる。また、合成樹脂における親水性官能基の含有率を高くしたり、ブチル基の含有率を高くしたりすることにより、上記表面自由エネルギーの双極子成分γpを小さくすることができる。 The dispersion term component γd of the surface free energy can be reduced by increasing the content of hydrophobic functional groups, the content of functional groups having a cyclic structure, or the content of butyl groups in the synthetic resin, while the dipole component γp of the surface free energy can be reduced by increasing the content of hydrophilic functional groups, or the content of butyl groups in the synthetic resin.
上記樹脂膜の100℃における貯蔵弾性率が、好ましくは0.6×104Pa以上、より好ましくは0.8×104Pa以上、さらに好ましくは1.0×104Pa以上、好ましくは1.0×108Pa以下、より好ましくは0.8×108Pa以下、さらに好ましくは1.0×107Pa以下である。 The storage modulus of the resin film at 100° C. is preferably 0.6×10 4 Pa or more, more preferably 0.8×10 4 Pa or more, even more preferably 1.0×10 4 Pa or more, and preferably 1.0×10 8 Pa or less, more preferably 0.8×10 8 Pa or less, even more preferably 1.0×10 7 Pa or less.
特に、上記樹脂膜の25℃における貯蔵弾性率と100℃における貯蔵弾性率との比((25℃における貯蔵弾性率)/(100℃における貯蔵弾性率))が、好ましくは1.0×101以上、より好ましくは5.0×101以上、さらに好ましくは8.0×102以上、好ましくは1.0×105以下、より好ましくは0.75×105以下、さらに好ましくは0.5×105以下である。上記比を上記範囲内とすることにより、播種後の細胞の定着性をより一層高めることができる。 In particular, the ratio of the storage modulus of the resin film at 25° C. to the storage modulus at 100° C. ((storage modulus at 25° C.)/(storage modulus at 100° C.)) is preferably 1.0×10 1 or more, more preferably 5.0×10 1 or more, even more preferably 8.0×10 2 or more, preferably 1.0×10 5 or less, more preferably 0.75×10 5 or less, and even more preferably 0.5×10 5 or less. By setting the ratio within the above range, the fixation of cells after seeding can be further improved.
25℃及び100℃における貯蔵弾性率は、例えば、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御社製、DVA-200)を用いて、引張条件下、周波数10Hz、ひずみ0.1%、温度範囲-150℃~150℃、及び昇温速度5℃/分の測定条件で測定することにより求めることができる。得られた引張貯蔵弾性率のグラフから25℃及び100℃における貯蔵弾性率を求め、また、比(25℃における貯蔵弾性率/100℃における貯蔵弾性率)を算出する。なお、測定サンプルは、長さ50mm、幅5mm~20mm、厚み0.1mm~1.0mmの測定サンプルのサイズとする。 The storage modulus at 25°C and 100°C can be determined, for example, by using a dynamic viscoelasticity measuring device (DVA-200, manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd.) under tensile conditions, with a frequency of 10 Hz, a strain of 0.1%, a temperature range of -150°C to 150°C, and a heating rate of 5°C/min. The storage modulus at 25°C and 100°C is determined from the resulting tensile storage modulus graph, and the ratio (storage modulus at 25°C/storage modulus at 100°C) is calculated. The measurement sample has a length of 50 mm, a width of 5 mm to 20 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1.0 mm.
上記25℃及び100℃における貯蔵弾性率は、例えば、上記合成樹脂における架橋度を高めること、上記合成樹脂を延伸すること等により、高めることができる。また、上記25℃及び100℃における貯蔵弾性率は、上記合成樹脂において数平均分子量を下げること、ガラス転移温度を下げること等により、低くすることができる。 The storage modulus at 25°C and 100°C can be increased, for example, by increasing the degree of crosslinking in the synthetic resin, stretching the synthetic resin, etc. The storage modulus at 25°C and 100°C can be decreased, for example, by decreasing the number average molecular weight of the synthetic resin, decreasing the glass transition temperature, etc.
上記樹脂膜の水膨潤倍率は、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下である。この場合、播種後の細胞の定着性をより一層高めることができる。なお、水膨潤倍率の下限値は特に限定されないが、例えば、0.5%とすることができる。 The water swelling ratio of the resin film is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, even more preferably 30% or less, and particularly preferably 20% or less. In this case, the fixation of cells after seeding can be further improved. The lower limit of the water swelling ratio is not particularly limited, but can be, for example, 0.5%.
水膨潤倍率は、以下のようにして測定することができる。例えば、長さ50mm、幅10mm、厚み0.05mm~0.15mmの細胞培養用足場材料からなる樹脂膜(測定サンプル)を、25℃の水に24時間浸漬する。浸漬前と後のサンプルの重さを測定し、水膨潤倍率=(浸漬後のサンプル重量-浸漬前のサンプル重量)/(浸漬前のサンプル重量)×100(%)を算出する。 The water swelling ratio can be measured as follows. For example, a resin film (measurement sample) made of a scaffold material for cell culture, 50 mm long, 10 mm wide, and 0.05 mm to 0.15 mm thick, is immersed in water at 25°C for 24 hours. The weight of the sample before and after immersion is measured, and the water swelling ratio is calculated as follows: Water swelling ratio = (sample weight after immersion - sample weight before immersion) / (sample weight before immersion) x 100 (%).
上記水膨潤倍率は、例えば、上記合成樹脂の疎水性官能基を増やすこと、数平均分子量を下げること等により、小さくできる。 The water swelling ratio can be reduced, for example, by increasing the hydrophobic functional groups of the synthetic resin or by decreasing the number average molecular weight.
[合成樹脂]
本発明に用いる細胞培養用足場材料は、合成樹脂(以下、合成樹脂Xと記載することがある)を含む。なお、本明細書において、「構造単位」とは、合成樹脂を構成するモノマーの繰り返し単位をいう。なお、合成樹脂がグラフト鎖を有する場合は、そのグラフト鎖を構成するモノマーの繰り返し単位を含む。
[Synthetic resin]
The cell culture scaffold material used in the present invention contains a synthetic resin (hereinafter, may be referred to as synthetic resin X). In this specification, the term "structural unit" refers to a repeating unit of a monomer that constitutes the synthetic resin. In addition, when the synthetic resin has a graft chain, it includes a repeating unit of a monomer that constitutes the graft chain.
合成樹脂Xの主鎖は、炭素鎖であることが好ましい。また、合成樹脂Xは、カチオン性官能基及びアニオン性官能基を含むことが好ましい。 The main chain of the synthetic resin X is preferably a carbon chain. In addition, the synthetic resin X preferably contains a cationic functional group and an anionic functional group.
合成樹脂Xに含まれるカチオン性官能基としては、アミノ基、イミノ基、アミド基などの構造を有する置換基挙げられる。カチオン性官能基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシアミノ基、ウレア基、グアニジン、ビグアニド等の共役アミン系官能基、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ヘキサメチレンテトラアミン、モルホリン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピロール、アザトロピリデン、ピリドン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ピラゾール、オキサゾール、イミダゾリン、トリアゾール、チアゾール、チアジン、テトラゾール、インドール、イソインドール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、アクリジン、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、ウラシル、メラミン等のヘテロ環アミノ系官能基、ポルフィリン、クロリン、コリン等の環状ピロール系官能基およびそれらの誘導体等が挙げられる。これらのカチオン性官能基は、1種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。 Examples of the cationic functional groups contained in synthetic resin X include substituents having structures such as an amino group, an imino group, and an amide group. The cationic functional group is not particularly limited, but examples thereof include conjugated amine functional groups such as hydroxyamino group, urea group, guanidine, and biguanide; heterocyclic amino functional groups such as piperazine, piperidine, pyrrolidine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, hexamethylenetetraamine, morpholine, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, pyrrole, azatropyridene, pyridone, imidazole, benzimidazole, benzotriazole, pyrazole, oxazole, imidazoline, triazole, thiazole, thiazine, tetrazole, indole, isoindole, purine, quinoline, isoquinoline, quinazoline, quinoxaline, cinnoline, pteridine, carbazole, acridine, adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, and melamine; cyclic pyrrole functional groups such as porphyrin, chlorine, and choline, and derivatives thereof. These cationic functional groups may be used alone or in combination.
合成樹脂Xの構造単位中に含まれるカチオン性官能基の含有量、すなわちカチオン変性度は、0.2モル%以上、好ましくは2モル%以上、より好ましくは3モル%以上、50モル%以下、好ましくは10モル%以下、より好ましくは7モル%以下である。このような範囲内でカチオン性官能基を含有する合成樹脂Xを用いることにより、播種後の細胞の定着性をより一層高めることができる。 The content of cationic functional groups contained in the structural units of synthetic resin X, i.e., the degree of cationic modification, is 0.2 mol% or more, preferably 2 mol% or more, more preferably 3 mol% or more, and 50 mol% or less, preferably 10 mol% or less, more preferably 7 mol% or less. By using synthetic resin X containing cationic functional groups within such a range, the fixation of cells after seeding can be further improved.
また、合成樹脂Xに含まれるアニオン性官能基としては、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基(水酸基)、カルボキシル基、スルホン酸基、マレイン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、及びこれらの誘導体等が挙げられる。ブレンステッド酸性基は、カルボキシル基が挙げられる。これらのアニオン性官能基は、1種を単独で用いてもよく、複数種を併用してもよい。 The anionic functional groups contained in the synthetic resin X are not particularly limited, but examples thereof include hydroxyl groups, carboxyl groups, sulfonic acid groups, maleic acid groups, sulfinic acid groups, sulfenic acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups, and derivatives thereof. Examples of Bronsted acid groups include carboxyl groups. These anionic functional groups may be used alone or in combination.
合成樹脂Xの構造単位中に含まれるアニオン性官能基の含有量、すなわちアニオン変性度は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。このような範囲内でアニオン性官能基を含有する合成樹脂Xを用いることにより、播種後の細胞の定着性をより一層高めることができる。 The content of anionic functional groups contained in the structural units of synthetic resin X, i.e., the degree of anionic modification, is preferably 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less. By using synthetic resin X containing anionic functional groups within such a range, the fixation of cells after seeding can be further improved.
なお、カチオン性官能基を有する構造単位及びアニオン性官能基を有する構造単位の含有量は、例えば、1H-NMR(核磁気共鳴スペクトル)により測定することができる。 The contents of the structural units having a cationic functional group and the structural units having an anionic functional group can be measured, for example, by 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy).
本発明に用いる細胞培養用足場材料が含有している上記合成樹脂Xとしては、上記特定のカチオン変性度及び上記特定の範囲の等電点を有する限り、特に限定されるものではない。 The synthetic resin X contained in the cell culture scaffold material used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above-mentioned specific cationic modification degree and isoelectric point within the above-mentioned specific range.
(ビニル重合体)
合成樹脂Xは、ビニル重合体を含むことが好ましく、ビニル重合体であることがより好ましい。なお、ビニル重合体とは、ビニル基又はビニリデン基を有する化合物の重合体である。上記合成樹脂Xがビニル重合体である場合、水中における細胞培養用足場材料の膨潤をより抑制しやすくすることができる。ビニル重合体としては、例えば、ポリビニルアルコール誘導体、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン、ポリスチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。ビニル重合体は、細胞との接着性をより高める観点から、ポリビニルアルコール誘導体又はポリ(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましい。合成樹脂Xは、少なくともポリビニルアルコール誘導体又はポリ(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましい。合成樹脂Xは、ポリビニルアルコール誘導体であることが好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸エステルであることも好ましい。
(Vinyl polymer)
The synthetic resin X preferably contains a vinyl polymer, and more preferably is a vinyl polymer. The vinyl polymer is a polymer of a compound having a vinyl group or a vinylidene group. When the synthetic resin X is a vinyl polymer, it is possible to more easily suppress the swelling of the scaffold material for cell culture in water. Examples of the vinyl polymer include polyvinyl alcohol derivatives, poly(meth)acrylic acid esters, polyvinylpyrrolidone, polystyrene, and ethylene-vinyl acetate copolymers. From the viewpoint of further increasing the adhesiveness to cells, the vinyl polymer is preferably a polyvinyl alcohol derivative or a poly(meth)acrylic acid ester. The synthetic resin X preferably contains at least a polyvinyl alcohol derivative or a poly(meth)acrylic acid ester. The synthetic resin X is preferably a polyvinyl alcohol derivative, and is also preferably a poly(meth)acrylic acid ester.
(ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂X)
細胞培養用足場材料は、ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂Xを含むことが好ましい。上記合成樹脂Xは、ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂を含むことが好ましく、ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂であることがより好ましい。
(Synthetic resin X having a polyvinyl acetal skeleton)
The scaffold material for cell culture preferably contains a synthetic resin X having a polyvinyl acetal skeleton. The synthetic resin X preferably contains a synthetic resin having a polyvinyl acetal skeleton, and more preferably is a synthetic resin having a polyvinyl acetal skeleton.
本明細書において、「ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂X」を、「ポリビニルアセタール樹脂X」と記載することがある。 In this specification, "synthetic resin X having a polyvinyl acetal skeleton" may be referred to as "polyvinyl acetal resin X."
従って、ポリビニルアセタール樹脂Xは、ポリビニルアセタール骨格を有する樹脂である。 Therefore, polyvinyl acetal resin X is a resin having a polyvinyl acetal skeleton.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、側鎖にアセタール基と、アセチル基と、水酸基とを有する。 Polyvinyl acetal resin X has an acetal group, an acetyl group, and a hydroxyl group in the side chain.
ポリビニルアセタール樹脂Xの合成方法は、ポリビニルアルコールをアルデヒドによりアセタール化する工程を少なくとも備える。 The method for synthesizing polyvinyl acetal resin X includes at least a step of acetalizing polyvinyl alcohol with an aldehyde.
ポリビニルアセタール樹脂Xを得るためのポリビニルアルコールのアセタール化に用いられるアルデヒドは、特に限定されない。アルデヒドとしては、例えば、炭素数が1~10のアルデヒドが挙げられる。アルデヒドは、鎖状脂肪族基、環状脂肪族基又は芳香族基を有していてもよい。アルデヒドは、鎖状アルデヒドであってもよく、環状アルデヒドであってもよい。 The aldehyde used in the acetalization of polyvinyl alcohol to obtain polyvinyl acetal resin X is not particularly limited. Examples of the aldehyde include aldehydes having 1 to 10 carbon atoms. The aldehyde may have a chain aliphatic group, a cyclic aliphatic group, or an aromatic group. The aldehyde may be a chain aldehyde or a cyclic aldehyde.
上記アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、ヘプタナール、オクタナール、ノナナール、デカナール、アクロレイン、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、ペリルアルデヒド、ホルミルピリジン、ホルミルイミダゾール、ホルミルピロール、ホルミルピペリジン、ホルミルトリアゾール、ホルミルテトラゾール、ホルミルインドール、ホルミルイソインドール、ホルミルプリン、ホルミルベンゾイミダゾール、ホルミルベンゾトリアゾール、ホルミルキノリン、ホルミルイソキノリン、ホルミルキノキサリン、ホルミルシンノリン、ホルミルプテリジン、ホルミルフラン、ホルミルオキソラン、ホルミルオキサン、ホルミルチオフェン、ホルミルチオラン、ホルミルチアン、ホルミルアデニン、ホルミルグアニン、ホルミルシトシン、ホルミルチミン、又はホルミルウラシル等が挙げられる。これらのアルデヒドは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the aldehyde include formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, pentanal, hexanal, heptanal, octanal, nonanal, decanal, acrolein, benzaldehyde, cinnamaldehyde, perillaldehyde, formylpyridine, formylimidazole, formylpyrrole, formylpiperidine, formyltriazole, formyltetrazole, formylindole, formylisoindole, formylpurine, formylbenzimidazole, formylbenzotriazole, formylquinoline, formylisoquinoline, formylquinoxaline, formylcinnoline, formylpteridine, formylfuran, formyloxolane, formyloxane, formylthiophene, formylthiolane, formylthiane, formyladenine, formylguanine, formylcytosine, formylthymine, and formyluracil. These aldehydes may be used alone or in combination of two or more.
アルデヒドは、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、又はペンタナールであることが好ましく、ブチルアルデヒドであることがより好ましい。したがって、ポリビニルアセタール骨格は、ポリビニルブチラール骨格であることが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂Xは、ポリビニルブチラール樹脂であることが好ましい。 The aldehyde is preferably formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, or pentanal, and more preferably butyraldehyde. Therefore, the polyvinyl acetal skeleton is preferably a polyvinyl butyral skeleton. The polyvinyl acetal resin X is preferably a polyvinyl butyral resin.
ポリビニルアセタール樹脂Xには、ビニル化合物が共重合されていてもよい。すなわち、ポリビニルアセタール樹脂Xは、ポリビニルアセタール樹脂の構造単位とビニル化合物との共重合体であってもよい。本発明では、ビニル基と共重合したポリビニルアセタール樹脂も、ポリビニルアセタール樹脂というものとする。 The polyvinyl acetal resin X may be copolymerized with a vinyl compound. That is, the polyvinyl acetal resin X may be a copolymer of a structural unit of the polyvinyl acetal resin and a vinyl compound. In the present invention, the polyvinyl acetal resin copolymerized with a vinyl group is also referred to as the polyvinyl acetal resin.
ビニル化合物は、ビニル基(H2C=CH-)を有する化合物である。ビニル化合物は、ビニル基を有する構造単位を有する重合体であってもよい。 The vinyl compound is a compound having a vinyl group (H 2 C═CH—) The vinyl compound may be a polymer having a structural unit having a vinyl group.
上記共重合体は、ポリビニルアセタール樹脂とビニル化合物とのブロック共重合体であってもよく、ポリビニルアセタール樹脂にビニル化合物がグラフトしたグラフト共重合体であってもよい。上記共重合体は、グラフト共重合体であることが好ましい。 The copolymer may be a block copolymer of a polyvinyl acetal resin and a vinyl compound, or a graft copolymer in which a vinyl compound is grafted onto a polyvinyl acetal resin. The copolymer is preferably a graft copolymer.
ビニル化合物としては、エチレン、アリルアミン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、無水マレイン酸、マレイミド、イタコン酸、(メタ)アクリル酸、ビニルアミン及、又は(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これらのビニル化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of vinyl compounds include ethylene, allylamine, vinylpyrrolidone, vinylimidazole, maleic anhydride, maleimide, itaconic acid, (meth)acrylic acid, vinylamine, and (meth)acrylic acid ester. These vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more.
細胞の接着性をより一層高める観点からは、ポリビニルアセタール樹脂Xは、ブレンステッド塩基性基又はブレンステッド酸性基を有することが好ましく、ブレンステッド塩基性基を有することがより好ましい。すなわち、ポリビニルアセタール樹脂Xの一部がブレンステッド塩基性基又はブレンステッド酸性基により変性されていることが好ましく、ポリビニルアセタール樹脂Xの一部がブレンステッド塩基性基で変性されていることがより好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the adhesiveness of cells, it is preferable that the polyvinyl acetal resin X has a Brønsted basic group or a Brønsted acidic group, and it is more preferable that the polyvinyl acetal resin X has a Brønsted basic group. In other words, it is preferable that a part of the polyvinyl acetal resin X is modified with a Brønsted basic group or a Brønsted acidic group, and it is more preferable that a part of the polyvinyl acetal resin X is modified with a Brønsted basic group.
ブレンステッド塩基性基は、水素イオンH+を他の物質から受け取ることができる官能基の総称である。ブレンステッド塩基性基としては、イミン構造を有する置換基、イミド構造を有する置換基、アミン構造を有する置換基、又はアミド構造を有する置換基等のアミン系塩基性基が挙げられる。ブレンステッド塩基性基は、特に限定されないが、例えば、ヒドロキシアミノ基、ウレア基、グアニジン、ビグアニド等の共役アミン系官能基、ピペラジン、ピペリジン、ピロリジン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ヘキサメチレンテトラアミン、モルホリン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、ピロール、アザトロピリデン、ピリドン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ピラゾール、オキサゾール、イミダゾリン、トリアゾール、チアゾール、チアジン、テトラゾール、インドール、イソインドール、プリン、キノリン、イソキノリン、キナゾリン、キノキサリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、アクリジン、アデニン、グアニン、シトシン、チミン、ウラシル、メラミン等のヘテロ環アミノ系官能基、ポルフィリン、クロリン、コリン等の環状ピロール系官能基、又はそれらの誘導体等が挙げられる。 The Bronsted basic group is a general term for a functional group that can receive a hydrogen ion H + from another substance. Examples of the Bronsted basic group include amine-based basic groups such as a substituent having an imine structure, a substituent having an imide structure, a substituent having an amine structure, or a substituent having an amide structure. The Bronsted basic group is not particularly limited, and examples thereof include conjugated amine functional groups such as hydroxyamino group, urea group, guanidine, and biguanide; heterocyclic amino functional groups such as piperazine, piperidine, pyrrolidine, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane, hexamethylenetetraamine, morpholine, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, pyrrole, azatropyridene, pyridone, imidazole, benzimidazole, benzotriazole, pyrazole, oxazole, imidazoline, triazole, thiazole, thiazine, tetrazole, indole, isoindole, purine, quinoline, isoquinoline, quinazoline, quinoxaline, cinnoline, pteridine, carbazole, acridine, adenine, guanine, cytosine, thymine, uracil, and melamine; cyclic pyrrole functional groups such as porphyrin, chlorine, and choline; and derivatives thereof.
ブレンステッド酸性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、マレイン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、又はこれらの塩等が挙げられる。ブレンステッド酸性基は、カルボキシル基であることが好ましい。 Examples of the Bronsted acid group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a maleic acid group, a sulfinic acid group, a sulfenic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, or salts thereof. The Bronsted acid group is preferably a carboxyl group.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、イミン構造を有する構造単位、イミド構造を有する構造単位、アミン構造を有する構造単位、又はアミド構造を有する構造単位を有することが好ましく、イミン構造を有する構造単位、又はアミン構造を有する構造単位を有することがより好ましい。この場合、これらの構造単位のうちの1種のみを有していてもよく、2種以上を有していてもよい。 The polyvinyl acetal resin X preferably has a structural unit having an imine structure, a structural unit having an imide structure, a structural unit having an amine structure, or a structural unit having an amide structure, and more preferably has a structural unit having an imine structure or a structural unit having an amine structure. In this case, it may have only one type of these structural units, or two or more types.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、イミン構造を有する構造単位を有していてもよい。イミン構造とは、C=N結合を有する構造をいう。特に、ポリビニルアセタール樹脂Xは、イミン構造を側鎖に有することが好ましい。 The polyvinyl acetal resin X may have a structural unit having an imine structure. An imine structure is a structure having a C=N bond. In particular, it is preferable that the polyvinyl acetal resin X has an imine structure in the side chain.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、イミド構造を有する構造単位を有していてもよい。イミド構造を有する構造単位は、イミノ基(=NH)を有する構造単位であることが好ましい。 The polyvinyl acetal resin X may have a structural unit having an imide structure. The structural unit having an imide structure is preferably a structural unit having an imino group (=NH).
ポリビニルアセタール樹脂Xは、イミノ基を側鎖に有することが好ましい。この場合、イミノ基は、ポリビニルアセタール樹脂Xの主鎖を構成する炭素原子に直接結合していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して主鎖に結合していてもよい。 It is preferable that the polyvinyl acetal resin X has an imino group in the side chain. In this case, the imino group may be directly bonded to a carbon atom constituting the main chain of the polyvinyl acetal resin X, or may be bonded to the main chain via a linking group such as an alkylene group.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、アミン構造を有する構造単位を有していてもよい。上記アミン構造におけるアミン基は、第一級アミン基であってもよく、第二級アミン基であってもよく、第三級アミン基であってもよく、第四級アミン基であってもよい。 The polyvinyl acetal resin X may have a structural unit having an amine structure. The amine group in the amine structure may be a primary amine group, a secondary amine group, a tertiary amine group, or a quaternary amine group.
アミン構造を有する構造単位は、アミド構造を有する構造単位であってもよい。上記アミド構造とは、-C(=O)-NH-を有する構造をいう。 The structural unit having an amine structure may be a structural unit having an amide structure. The amide structure refers to a structure having -C(=O)-NH-.
ポリビニルアセタール樹脂Xは、アミン構造又はイミン構造を側鎖に有することが好ましい。この場合、アミン構造又はイミン構造は、ポリビニルアセタール樹脂Xの主鎖を構成する炭素原子に直接結合していてもよく、アルキレン基等の連結基を介して主鎖に結合していてもよい。 It is preferable that the polyvinyl acetal resin X has an amine structure or an imine structure in the side chain. In this case, the amine structure or the imine structure may be directly bonded to a carbon atom constituting the main chain of the polyvinyl acetal resin X, or may be bonded to the main chain via a linking group such as an alkylene group.
なお、イミン構造を有する構造単位の含有率、イミド構造を有する構造単位の含有率、アミン構造を有する構造単位の含有率、アミド構造を有する構造単位の含有率は、1H-NMR(核磁気共鳴スペクトル)により測定することができる。 The content of structural units having an imine structure, the content of structural units having an imide structure, the content of structural units having an amine structure, and the content of structural units having an amide structure can be measured by 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance spectrum).
(ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する合成樹脂X)
本発明に用いる細胞培養用足場材料は、ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する合成樹脂Xを含むことが好ましい。上記合成樹脂Xは、ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する合成樹脂を含むことが好ましく、ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する合成樹脂であることがより好ましい。
(Synthetic resin X having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton)
The cell culture scaffold material used in the present invention preferably contains a synthetic resin X having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton. The synthetic resin X preferably contains a synthetic resin having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton, and more preferably is a synthetic resin having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton.
本明細書において、「ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する合成樹脂X」を、「ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂X」と記載することがある。 In this specification, "synthetic resin X having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton" may be referred to as "poly(meth)acrylic acid ester resin X."
従って、ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂Xは、ポリ(メタ)アクリル酸エステル骨格を有する樹脂である。 Therefore, poly(meth)acrylic acid ester resin X is a resin having a poly(meth)acrylic acid ester skeleton.
ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂Xは、(メタ)アクリル酸エステルの重合により、あるいは(メタ)アクリル酸エステルと、上記他のモノマーとの重合により得られる。 Poly(meth)acrylic acid ester resin X is obtained by polymerization of a (meth)acrylic acid ester or by polymerization of a (meth)acrylic acid ester and the other monomers described above.
(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸環状アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、(メタ)アクリルアミド類、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール類、(メタ)アクリル酸ホスホリルコリン等が挙げられる。 (Meth)acrylic acid esters include (meth)acrylic acid alkyl esters, (meth)acrylic acid cyclic alkyl esters, (meth)acrylic acid aryl esters, (meth)acrylamides, (meth)acrylic acid polyethylene glycols, and (meth)acrylic acid phosphorylcholine.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、又はステアリル(メタ)アクリレート、イソテトラデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid alkyl esters include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isotetradecyl (meth)acrylate, and the like.
なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、炭素数1~3のアルコキシ基及びテトラヒドロフルフリル基等の置換基で置換されていてもよい。このような(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例としては、メトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等が挙げられる。 The (meth)acrylic acid alkyl ester may be substituted with a substituent such as an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms and a tetrahydrofurfuryl group. Examples of such (meth)acrylic acid alkyl esters include methoxyethyl acrylate and tetrahydrofurfuryl acrylate.
(メタ)アクリル酸環状アルキルエステルとしては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、又はイソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid cyclic alkyl esters include cyclohexyl (meth)acrylate and isobornyl (meth)acrylate.
(メタ)アクリル酸アリールエステルとしては、フェニル(メタ)アクリレート、又はベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid aryl esters include phenyl (meth)acrylate and benzyl (meth)acrylate.
(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N’-ジメチル(メタ)アクリルアミド、(3-(メタ)アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド、4-(メタ)アクリロイルモルホリン、3-(メタ)アクリロイル-2-オキサゾリジノン、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、又は6-(メタ)アクリルアミドヘキサン酸等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylamides include (meth)acrylamide, N-isopropyl(meth)acrylamide, N-tert-butyl(meth)acrylamide, N,N'-dimethyl(meth)acrylamide, (3-(meth)acrylamidopropyl)trimethylammonium chloride, 4-(meth)acryloylmorpholine, 3-(meth)acryloyl-2-oxazolidinone, N-[3-(dimethylamino)propyl](meth)acrylamide, N-(2-hydroxyethyl)(meth)acrylamide, N-methylol(meth)acrylamide, and 6-(meth)acrylamidohexanoic acid.
(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール類としては、例えば、メトキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、又はヒドロキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of polyethylene glycol (meth)acrylates include methoxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, ethoxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, hydroxy-polyethylene glycol (meth)acrylate, methoxy-diethylene glycol (meth)acrylate, ethoxy-diethylene glycol (meth)acrylate, hydroxy-diethylene glycol (meth)acrylate, methoxy-triethylene glycol (meth)acrylate, ethoxy-triethylene glycol (meth)acrylate, and hydroxy-triethylene glycol (meth)acrylate.
(メタ)アクリル酸ホスホリルコリンとしては、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等が挙げられる。 Examples of (meth)acrylate phosphorylcholine include 2-(meth)acryloyloxyethyl phosphorylcholine.
(メタ)アクリル酸エステルと共重合される他のモノマーとしては、ビニル化合物が好適に用いられる。ビニル化合物としては、エチレン、アリルアミン、ビニルピロリドン、無水マレイン酸、マレイミド、イタコン酸、(メタ)アクリル酸、ビニルアミン、又は(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。ビニル化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 As another monomer to be copolymerized with the (meth)acrylic acid ester, a vinyl compound is preferably used. Examples of the vinyl compound include ethylene, allylamine, vinylpyrrolidone, maleic anhydride, maleimide, itaconic acid, (meth)acrylic acid, vinylamine, and (meth)acrylic acid ester. Only one type of vinyl compound may be used, or two or more types may be used in combination.
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は「メタクリル」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。 In this specification, "(meth)acrylic" means "acrylic" or "methacrylic", and "(meth)acrylate" means "acrylate" or "methacrylate".
また、ポリ(メタ)アクリル酸樹脂Xは、ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂Xと同様に、一部にブレンステッド塩基性基、またはブレンステッド酸性基を有していてもよい。ブレンステッド塩基性基及びブレンステッド酸性基については、上述した通りである。 The poly(meth)acrylic acid resin X may also have a Brønsted basic group or a Brønsted acidic group in part, similar to the synthetic resin X having a polyvinyl acetal skeleton. The Brønsted basic group and the Brønsted acidic group are as described above.
(合成樹脂X以外の樹脂)
細胞培養用足場材料は、合成樹脂X以外のポリマーを含んでいてもよい。該ポリマーとしては、ポリオレフィン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、又はポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
(Resin other than synthetic resin X)
The scaffold material for cell culture may contain a polymer other than the synthetic resin X. Examples of the polymer include polyolefin resin, polyether resin, polyvinyl alcohol resin, polyester, epoxy resin, polyamide resin, polyimide resin, polyurethane resin, and polycarbonate resin.
[細胞培養用足場材料]
本発明に用いる細胞培養用足場材料は、上記合成樹脂Xを含む。本発明の効果を効果的に発揮させる観点及び生産性を高める観点からは、上記細胞培養用足場材料100重量%中、上記合成樹脂Xの含有量は、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上、更に好ましくは97.5重量%以上、特に好ましくは99重量%以上、最も好ましくは100重量%(全量)である。したがって、上記細胞培養用足場材料は、上記合成樹脂Xであることが最も好ましい。上記合成樹脂Xの含有量が上記下限以上であると、本発明の効果をより一層効果的に発揮させることができる。
[Scaffold material for cell culture]
The cell culture scaffold material used in the present invention contains the synthetic resin X. From the viewpoint of effectively exerting the effects of the present invention and increasing productivity, the content of the synthetic resin X in 100% by weight of the cell culture scaffold material is preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, even more preferably 97.5% by weight or more, particularly preferably 99% by weight or more, and most preferably 100% by weight (total amount). Therefore, it is most preferable that the cell culture scaffold material is the synthetic resin X. When the content of the synthetic resin X is equal to or more than the lower limit, the effects of the present invention can be exerted even more effectively.
上記細胞培養用足場材料は、上記合成樹脂X以外の成分を含んでいてもよい。上記合成樹脂以外の成分としては、多糖類、セルロース、合成ペプチド、ポリペプチド等が挙げられる。 The above-mentioned cell culture scaffold material may contain components other than the above-mentioned synthetic resin X. Examples of the components other than the above-mentioned synthetic resin include polysaccharides, cellulose, synthetic peptides, polypeptides, etc.
本発明の効果を効果的に発揮させる観点から、上記合成樹脂X以外の成分の含有量は少ないほどよい。上記細胞培養用足場材料100重量%中、該成分の含有量は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは2.5重量%以下、特に好ましくは1重量%以下、最も好ましくは0重量%(未含有)である。したがって、細胞培養用足場材料は、合成樹脂X以外の成分を含まないことが最も好ましい。 From the viewpoint of effectively exerting the effects of the present invention, the content of components other than the synthetic resin X is preferably as small as possible. In 100% by weight of the scaffold material for cell culture, the content of the components is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, even more preferably 2.5% by weight or less, particularly preferably 1% by weight or less, and most preferably 0% by weight (not contained). Therefore, it is most preferable that the scaffold material for cell culture does not contain any components other than the synthetic resin X.
上記細胞培養用足場材料は、動物由来の原料を実質的に含まないことが好ましい。動物由来の原料を含まないことにより、安全性が高く、かつ、製造時に品質のばらつきが少ない細胞培養用足場材料を提供することができる。なお、「動物由来の原料を実質的に含まない」とは、細胞培養用足場材料中における動物由来の原料が、3重量%以下であることをいう。上記細胞培養用足場材料は、細胞培養用足場材料中における動物由来の原料が、1重量%以下であることが好ましく、0重量%であることがより好ましい。すなわち、上記細胞培養用足場材料は、動物由来の原料を全く含まないことがより好ましい。 It is preferable that the above-mentioned cell culture scaffold material is substantially free of animal-derived raw materials. By not including raw materials of animal origin, it is possible to provide a cell culture scaffold material that is highly safe and has little variation in quality during production. Here, "substantially free of raw materials of animal origin" means that the amount of animal-derived raw materials in the cell culture scaffold material is 3% by weight or less. It is preferable that the amount of animal-derived raw materials in the cell culture scaffold material is 1% by weight or less, and more preferably 0% by weight. In other words, it is more preferable that the above-mentioned cell culture scaffold material is completely free of animal-derived raw materials.
(細胞培養用足場材料からなる樹脂膜を用いた細胞培養)
細胞培養用足場材料は、細胞を培養するために用いられる。上記細胞培養用足場材料は、細胞を培養する際の該細胞の足場として用いられる。したがって、本発明に係る樹脂膜は、細胞を培養するために用いられ、また、細胞を培養する際の該細胞の足場として用いられる。
(Cell culture using resin membrane made of scaffold material for cell culture)
The scaffold material for cell culture is used for culturing cells. The scaffold material for cell culture is used as a scaffold for cells when culturing the cells. Therefore, the resin film according to the present invention is used for culturing cells, and is used as a scaffold for the cells when culturing the cells.
上記細胞としては、ヒト、マウス、ラット、ブタ、ウシ及びサル等の動物細胞が挙げられる。また、上記細胞としては、体細胞等が挙げられ、例えば、幹細胞、前駆細胞及び成熟細胞等が挙げられる。上記体細胞は、癌細胞であってもよい。 The above cells include animal cells such as human, mouse, rat, pig, cow, and monkey cells. The above cells also include somatic cells, such as stem cells, progenitor cells, and mature cells. The above somatic cells may be cancer cells.
上記幹細胞としては、間葉系幹細胞(MSC)、iPS細胞、ES細胞、Muse細胞、胚性がん細胞、胚性生殖幹細胞、及びmGS細胞等が挙げられる。 The above stem cells include mesenchymal stem cells (MSCs), iPS cells, ES cells, Muse cells, embryonic cancer cells, embryonic germ stem cells, and mGS cells.
上記成熟細胞としては、神経細胞、心筋細胞、網膜細胞及び肝細胞等が挙げられる。 The above-mentioned mature cells include nerve cells, cardiomyocytes, retinal cells, and hepatic cells.
(細胞培養用足場材料の形状)
本発明に係る樹脂膜は、細胞培養用足場材料により形成される。上記樹脂膜は、細胞培養用足場材料を用いて形成される。上記樹脂膜は、膜状の細胞培養用足場材料であることが好ましい。上記樹脂膜は、細胞培養用足場材料の膜状物であることが好ましい。上記樹脂膜の厚みは特に限定されない。
(Shape of scaffold material for cell culture)
The resin film according to the present invention is formed by a scaffold material for cell culture. The resin film is formed by using a scaffold material for cell culture. The resin film is preferably a membrane-like scaffold material for cell culture. The resin film is preferably a membrane-like product of the scaffold material for cell culture. The thickness of the resin film is not particularly limited.
本明細書では、上記細胞培養用足場材料を含む、粒子、繊維、多孔体、又はフィルムも提供する。この場合、上記細胞培養用足場材料の形状は特に限定されず、粒子であっても、繊維であっても、多孔体であっても、フィルムであってもよい。なお、上記粒子、繊維、多孔体、又はフィルムは、上記細胞培養用足場材料以外の構成要素を含んでいてもよい。 The present specification also provides particles, fibers, porous bodies, or films that contain the above-mentioned scaffold material for cell culture. In this case, the shape of the above-mentioned scaffold material for cell culture is not particularly limited, and may be a particle, a fiber, a porous body, or a film. Note that the above-mentioned particle, fiber, porous body, or film may contain components other than the above-mentioned scaffold material for cell culture.
上記細胞培養用足場材料を含むフィルムは、細胞を平面培養(二次元培養)するために用いられることが好ましい。また、上記細胞培養用足場材料を含む、粒子、繊維、又は多孔体は、細胞を三次元培養するために用いられることが好ましい。 The film containing the above-mentioned scaffold material for cell culture is preferably used for planar culture (two-dimensional culture) of cells. Also, the particles, fibers, or porous bodies containing the above-mentioned scaffold material for cell culture are preferably used for three-dimensional culture of cells.
(細胞培養用容器)
本発明は、細胞の培養領域の少なくとも一部に上記樹脂膜を備える、細胞培養用容器にも関する。図1は、本発明の一実施形態に係る細胞培養用容器を示す模式的正面断面図である。
(Cell culture vessel)
The present invention also relates to a cell culture vessel having the above-mentioned resin film in at least a part of a cell culture region. Fig. 1 is a schematic front cross-sectional view showing a cell culture vessel according to one embodiment of the present invention.
細胞培養用容器1は、容器本体2と、樹脂膜3とを備える。容器本体2の表面2a上に樹脂膜3が配置されている。容器本体2の底面上に樹脂膜3が配置されている。細胞培養用容器1に液体培地を添加し、また、細胞を樹脂膜3の表面に播種することで、細胞を平面培養することができる。
The cell culture vessel 1 comprises a
なお、容器本体は、第1の容器本体の底面上にカバーガラス等の第2の容器本体を備えていてもよい。第1の容器本体と第2の容器本体とは分離可能であってもよい。この場合、第2の容器本体の表面上に、樹脂膜が配置されていてもよい。 The container body may include a second container body such as a cover glass on the bottom surface of the first container body. The first container body and the second container body may be separable. In this case, a resin film may be disposed on the surface of the second container body.
上記容器本体として、従来公知の容器本体(容器)を用いることができる。上記容器本体の形状および大きさは特に限定されない。 A conventionally known container body (container) can be used as the container body. There are no particular limitations on the shape and size of the container body.
上記容器本体としては、1個又は複数個のウェル(穴)を備える細胞培養用プレート、及び細胞培養用フラスコ等が挙げられる。上記プレートのウェル数は特に限定されない。該ウェル数としては、特に限定されないが、例えば、2、4、6、12、24、48、96、384等が挙げられる。上記ウェルの形状としては、特に限定されないが、真円、楕円、三角形、正方形、長方形、五角形等が挙げられる。上記ウェル底面の形状としては、特に限定されないが、平底、丸底、凹凸等が挙げられる。 The container body may be a cell culture plate or a cell culture flask having one or more wells (holes). The number of wells in the plate is not particularly limited. The number of wells may be, but is not particularly limited to, 2, 4, 6, 12, 24, 48, 96, 384, etc. The shape of the well may be, but is not particularly limited to, a perfect circle, an ellipse, a triangle, a square, a rectangle, a pentagon, etc. The shape of the well bottom may be, but is not particularly limited to, a flat bottom, a round bottom, an uneven bottom, etc.
上記容器本体の材質は特に限定されないが、樹脂、金属及び無機材料が挙げられる。上記樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイソプレン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン等が挙げられる。上記金属としては、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、アルミ、チタン、金、銀、白金等が挙げられる。上記無機材料としては、酸化ケイ素(ガラス)、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、窒化ケイ素等が挙げられる。 The material of the container body is not particularly limited, but examples thereof include resins, metals, and inorganic materials. Examples of the resins include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyester, polyisoprene, cycloolefin polymers, polyimide, polyamide, polyamideimide, (meth)acrylic resins, epoxy resins, and silicone. Examples of the metals include stainless steel, copper, iron, nickel, aluminum, titanium, gold, silver, and platinum. Examples of the inorganic materials include silicon oxide (glass), aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, iron oxide, and silicon nitride.
次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例6は参考例である。 Next, the present invention will be clarified by showing specific examples and comparative examples of the present invention. Note that the present invention is not limited to the following examples. Note that the following Example 6 is a reference example.
細胞培養用足場材料の原料として、以下の合成樹脂を合成した。 The following synthetic resins were synthesized as raw materials for cell culture scaffold materials.
(実施例1)
攪拌装置を備えた反応機に、イオン交換水2700mL、平均重合度1700、鹸化度98モル%、アセチル基度2mol%のポリビニルアルコールを300重量部投入し、攪拌しながら加熱溶解し、溶液を得た。得られた溶液に、触媒として、塩酸濃度が0.2重量%となるように35重量%塩酸を添加した。次いで、温度を15℃に調整し、攪拌しながらn-ブチルアルデヒド22重量部を添加した。次いで、n-ブチルアルデヒド148重量部を添加し、白色粒子状のポリビニルブチラール樹脂を析出させた。析出してから15分後に、塩酸濃度が1.8重量%となるように35重量%塩酸を添加した後、50℃に加熱し、50℃で2時間保持した。次いで、溶液を冷却し、中和した後、ポリビニルブチラール樹脂を水洗し、乾燥させた。得られたポリビニルブチラール樹脂99.7重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びジメチルアミノアクリレート0.3重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
Example 1
In a reactor equipped with a stirrer, 2700 mL of ion-exchanged water, 300 parts by weight of polyvinyl alcohol having an average degree of polymerization of 1700, a degree of saponification of 98 mol%, and an acetyl group degree of 2 mol% were charged, and the mixture was heated and dissolved while stirring to obtain a solution. To the obtained solution, 35% by weight hydrochloric acid was added as a catalyst so that the hydrochloric acid concentration was 0.2% by weight. Next, the temperature was adjusted to 15°C, and 22 parts by weight of n-butyl aldehyde was added while stirring. Next, 148 parts by weight of n-butyl aldehyde was added to precipitate a white particulate polyvinyl butyral resin. 15 minutes after the precipitation, 35% by weight hydrochloric acid was added so that the hydrochloric acid concentration was 1.8% by weight, and then the mixture was heated to 50°C and held at 50°C for 2 hours. Next, the solution was cooled and neutralized, and the polyvinyl butyral resin was washed with water and dried. 99.7 parts by weight of the obtained polyvinyl butyral resin was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 0.3 parts by weight of dimethylaminoacrylate were added thereto, and graft polymerization was performed to obtain a synthetic resin.
得られた合成樹脂は、ブチラール化度70.7モル(mol)%、アセチル化度1モル(mol)%、水酸基量28モル(mol)%、カチオン変性度0.3モル(mol)%であった。なお、得られた合成樹脂における構造単位の含有率は、合成樹脂をDMSO-d6(ジメチルスルホキサイド)に溶解した後、1H-NMR(核磁気共鳴スペクトル)により測定した。以下の実施例及び比較例においても、同様にして測定した。 The synthetic resin obtained had a butyralization degree of 70.7 mol%, an acetylation degree of 1 mol%, a hydroxyl group amount of 28 mol%, and a cation modification degree of 0.3 mol%. The content of structural units in the synthetic resin obtained was measured by dissolving the synthetic resin in DMSO-d6 (dimethyl sulfoxide) and then using 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy). The same measurement was performed in the following examples and comparative examples.
(実施例2)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂98重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びジメチルアミノアクリレート2重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
Example 2
98 parts by weight of polyvinyl butyral resin obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 2 parts by weight of dimethylaminoacrylate were added thereto, and graft polymerization was performed to obtain a synthetic resin.
(実施例3)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂90重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びジメチルアミノアクリレート10重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
Example 3
90 parts by weight of the polyvinyl butyral resin obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 10 parts by weight of dimethylaminoacrylate were added thereto, and graft polymerization was performed to obtain a synthetic resin.
(実施例4)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂90重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、ビニルピロリドン5重量部、及びラウリルメタクリレート5重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
Example 4
90 parts by weight of the polyvinyl butyral resin obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator, 5 parts by weight of vinylpyrrolidone, and 5 parts by weight of lauryl methacrylate were added thereto, and graft polymerization was performed to obtain a synthetic resin.
(実施例5)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂90重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びビニルイミダゾール10重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
Example 5
90 parts by weight of the polyvinyl butyral resin obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 10 parts by weight of vinylimidazole were added thereto, followed by graft polymerization to obtain a synthetic resin.
(実施例6)
ビニルピロリドン5重量部、ブチルメタクリレート71重量部、及びエチルアクリレート24重量部を混合し、(メタ)アクリルモノマー溶液を得た。得られた(メタ)アクリルモノマー溶液にIrgacure184(BASF社製)0.1重量部を溶解させ、PETフィルム上に塗布した。塗布物を25℃にてアイグラフィックス社製、UVコンベア装置「ECS301G1」を用い、365nmの波長の光を積算光量2000mJ/cm2で照射することでポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂溶液を得た。得られたポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂溶液を80℃、3時間真空乾燥させることでポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂としての合成樹脂を得た。
Example 6
5 parts by weight of vinylpyrrolidone, 71 parts by weight of butyl methacrylate, and 24 parts by weight of ethyl acrylate were mixed to obtain a (meth)acrylic monomer solution. 0.1 parts by weight of Irgacure 184 (manufactured by BASF) was dissolved in the obtained (meth)acrylic monomer solution and applied onto a PET film. The applied material was irradiated with light having a wavelength of 365 nm at an integrated light quantity of 2000 mJ/cm 2 using a UV conveyor device "ECS301G1" manufactured by Eye Graphics Co., Ltd. at 25 ° C. to obtain a poly(meth)acrylic acid ester resin solution. The obtained poly(meth)acrylic acid ester resin solution was vacuum dried at 80 ° C. for 3 hours to obtain a synthetic resin as a poly(meth)acrylic acid ester resin.
(比較例1)
合成樹脂として、ポリスチレン樹脂をそのまま用いた。
(Comparative Example 1)
As the synthetic resin, polystyrene resin was used as it is.
(比較例2)
合成樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂をそのまま用いた。
(Comparative Example 2)
As the synthetic resin, polyethylene terephthalate resin was used as it is.
(比較例3)
合成樹脂として、ポリスチレン樹脂をそのまま用いた。
(Comparative Example 3)
As the synthetic resin, polystyrene resin was used as it is.
(比較例4)
合成樹脂として、ポリメタクリル酸メチル樹脂をそのまま用いた。
(Comparative Example 4)
As the synthetic resin, polymethyl methacrylate resin was used as it is.
(比較例5)
合成樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂をそのまま用いた。
(Comparative Example 5)
As the synthetic resin, polytetrafluoroethylene resin was used as it is.
(比較例6)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂A 90重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びアクリル酸10重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
(Comparative Example 6)
90 parts by weight of polyvinyl butyral resin A obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 10 parts by weight of acrylic acid were added thereto to perform graft polymerization, thereby obtaining a synthetic resin.
(比較例7)
実施例1と同様にして得られたポリビニルブチラール樹脂A 90重量部を、20重量%の溶液となるようにテトラヒドロフランに溶解させ、開始剤としてIrgacure184を5重量部、及びジエチルアミノアクリレート10重量部を添加し、グラフト重合を行うことで、合成樹脂を得た。
(Comparative Example 7)
90 parts by weight of polyvinyl butyral resin A obtained in the same manner as in Example 1 was dissolved in tetrahydrofuran to give a 20% by weight solution, and 5 parts by weight of Irgacure 184 as an initiator and 10 parts by weight of diethylaminoacrylate were added thereto, followed by graft polymerization to obtain a synthetic resin.
[評価]
(等電点)
細胞培養用容器の作製;
実施例1~6及び比較例1~7で得られた各合成樹脂0.1重量部をブタノール・メタノール混合溶媒(9:1)19.9重量部に溶解させた。得られた溶液200μLを、ポリスチレンディッシュにキャストした後、60℃で120分間加熱して、表面が平滑な樹脂膜(細胞培養用足場材料からなる樹脂膜)が形成された細胞培養用容器を得た。なお、以下の測定には、この樹脂膜を用いた。
[evaluation]
(Isoelectric point)
Fabrication of cell culture vessels;
0.1 parts by weight of each of the synthetic resins obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 was dissolved in 19.9 parts by weight of a butanol/methanol mixed solvent (9:1). 200 μL of the resulting solution was cast onto a polystyrene dish and heated at 60° C. for 120 minutes to obtain a cell culture vessel on which a resin film (a resin film made of a scaffold material for cell culture) with a smooth surface was formed. This resin film was used in the following measurements.
等電点の測定;
ゼータ電位測定機器(アントンパール社製、型番SURPASS 3)を用いて、実施例1~6及び比較例1~7で得られた樹脂膜のゼータ電位をそれぞれ求めた。まず、0.1mMのKCl溶液を用意した。次に、セルに足場材料の樹脂膜をセットしたあと、pH電極及び導電率計を設定した。HClとNaOH溶液を用いて、pH3.0~9.0まで滴定することでゼータ電位が0になるときのpH(等電点)を測定した。
Determination of isoelectric point;
The zeta potential of the resin films obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 was measured using a zeta potential measuring device (manufactured by Anton Paar, model number SURPASS 3). First, a 0.1 mM KCl solution was prepared. Next, the resin film of the scaffold material was set in the cell, and then a pH electrode and a conductivity meter were set. The pH (isoelectric point) at which the zeta potential became 0 was measured by titrating from pH 3.0 to 9.0 using HCl and NaOH solutions.
(貯蔵弾性率)
実施例1~6及び比較例1~7で得られた樹脂膜の25℃及び100℃における貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御社製、DVA-200)により引張条件下、周波数10Hz、-150℃から150℃の温度範囲を昇温速度5℃/分にて測定した。得られた引張貯蔵弾性率のグラフから25℃及び100℃における貯蔵弾性率を求め、25℃貯蔵弾性率/100℃貯蔵弾性率を算出した。長さ50mm、幅5mm~20mm、厚み0.1mm~1.0mmの測定サンプルを用いて、10Hz、ひずみ0.1%、温度-150℃~150℃、及び昇温速度5℃/minの条件で行った。また、得られた25℃及び100℃における貯蔵弾性率から、比((25℃における貯蔵弾性率)/(100℃における貯蔵弾性率))を算出した。
(Storage Modulus)
The storage modulus at 25°C and 100°C of the resin films obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 was measured under tensile conditions using a dynamic viscoelasticity measuring device (IT Measurement and Control Co., Ltd., DVA-200) at a frequency of 10 Hz and a temperature range of -150°C to 150°C at a heating rate of 5°C/min. The storage modulus at 25°C and 100°C was obtained from the obtained graph of tensile storage modulus, and the 25°C storage modulus/100°C storage modulus was calculated. Using a measurement sample with a length of 50 mm, a width of 5 mm to 20 mm, and a thickness of 0.1 mm to 1.0 mm, the measurement was performed under the conditions of 10 Hz, strain 0.1%, temperature -150°C to 150°C, and a heating rate of 5°C/min. In addition, the ratio ((storage modulus at 25°C)/(storage modulus at 100°C)) was calculated from the obtained storage modulus at 25°C and 100°C.
(水膨潤倍率)
実施例1~6及び比較例1~7で得られた樹脂膜(測定サンプル)を、25℃の水に24時間浸漬した。浸漬前と後のサンプルの重さを測定し、水膨潤率=(浸漬後のサンプル重量-浸漬前のサンプル重量)/(浸漬前のサンプル重量)×100(%)を算出した。
(Water swelling ratio)
The resin films (measurement samples) obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 were immersed in water at 25° C. for 24 hours. The weights of the samples before and after immersion were measured, and the water swelling ratio was calculated as follows: (sample weight after immersion−sample weight before immersion)/(sample weight before immersion)×100(%).
(表面自由エネルギー)
実施例1~6及び比較例1~7で得られた樹脂膜の表面自由エネルギーについて接触角計(協和界面化学社製、DMo-701)を用いて測定した。樹脂膜上に純水1μLを滴下し、30秒後の液滴像を撮影することで純水の接触角を得た。また、上記樹脂膜上にジヨードメタン1μLを滴下し、30秒後の液滴像を撮影することでジヨードメタンの接触角を得た。得られた接触角から、Kaelble-Uyの理論式を用いて表面自由エネルギーの分散項成分γd(dSFE)及び双極子成分γp(pSFE)を算出した。
(Surface Free Energy)
The surface free energy of the resin films obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 was measured using a contact angle meter (Kyowa Interface Science Co., Ltd., DMo-701). 1 μL of pure water was dropped onto the resin film, and the image of the droplet was photographed after 30 seconds to obtain the contact angle of pure water. In addition, 1 μL of diiodomethane was dropped onto the resin film, and the image of the droplet was photographed after 30 seconds to obtain the contact angle of diiodomethane. From the obtained contact angle, the dispersion term component γ d (dSFE) and dipole component γ p (pSFE) of the surface free energy were calculated using the Kaelble-Uy theoretical formula.
(接着性)
得られた細胞培養用容器にリン酸緩衝生理食塩水1mLを加えて37℃のインキュベーター内で1時間静置後、培養容器内のリン酸緩衝生理食塩水を除いた。35mmディッシュにコンフルエント状態になったh-iPS細胞253G1のコロニーを加え、次に1mLの0.5mMエチレンジアミン/リン酸緩衝溶液を加え、室温で2分静置した。その後、エチレンジアミン/リン酸緩衝溶液を除き、1.5mLのTeSRE8培地でピペッティングにより50μm~200μmに砕かれた細胞塊を0.5×105cells培養容器に播種し、培地TeSR E8(STEM CELL社製)1mLおよび、ROCK-Inhibitor(Y27632)10μM存在下、37℃、CO2濃度5%のインキュベーター内で培養を行った。24時間毎に培地を1000μL除き、新たなTeSR E8を1000μL加えることで培地交換を行った。
(Adhesion)
1 mL of phosphate buffered saline was added to the obtained cell culture vessel, and the vessel was left to stand in an incubator at 37 ° C for 1 hour, after which the phosphate buffered saline in the culture vessel was removed. A colony of h-iPS cells 253G1 that had become confluent was added to a 35 mm dish, and then 1 mL of 0.5 mM ethylenediamine/phosphate buffer solution was added and the vessel was left to stand at room temperature for 2 minutes. Thereafter, the ethylenediamine/phosphate buffer solution was removed, and the cell masses that had been crushed to 50 μm to 200 μm by pipetting in 1.5 mL of TeSRE8 medium were seeded in a culture vessel at 0.5 × 10 5 cells, and cultured in an incubator at 37 ° C and CO 2 concentration of 5% in the presence of 1 mL of medium TeSR E8 (manufactured by STEM CELL) and 10 μM of ROCK-Inhibitor (Y27632). Every 24 hours, 1000 μL of the medium was removed and 1000 μL of fresh TeSR E8 was added to replace the medium.
細胞塊培養試験において、細胞塊が剥がれるまでの接着維持可能時間を測定した。また、以下の基準に従って評価した。 In the cell cluster culture test, the time that the cell clusters could maintain adhesion before they detached was measured. Evaluation was also conducted according to the following criteria.
[評価基準]
〇〇…培地交換後72時間以上接着維持した。
〇…培地交換後48時間以上接着維持したが、72時間未満で全ての細胞が剥離した。
×…培地交換後24時間以下で全ての細胞が剥離した。
[Evaluation Criteria]
XX: Adhesion was maintained for more than 72 hours after medium change.
◯: Adhesion was maintained for 48 hours or more after medium change, but all cells were detached within 72 hours.
×: All cells were detached within 24 hours after medium replacement.
結果を下記の表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.
1…細胞培養用容器
2…容器本体
2a…表面
3…樹脂膜
1...
Claims (5)
前記合成樹脂のカチオン変性度が、0.2モル%以上、10モル%以下であり、
前記カチオン変性度は、前記合成樹脂の構造単位中に含まれるカチオン性官能基の含有量であり、
前記樹脂膜の等電点が、2.8以上、5.4以下であり、
表面自由エネルギーの分散項成分が30.0mJ/m2以上、38.0mJ/m2以下、かつ、極性項成分が1.5mJ/m2以上、7.5mJ/m2以下であり、
前記合成樹脂が、ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂を含み、
前記ポリビニルアセタール骨格を有する合成樹脂が、イミン構造を有する構造単位、イミド構造を有する構造単位、アミン構造を有する構造単位、又はアミド構造を有する構造単位を有する、樹脂膜。 A resin film made of a scaffold material for cell culture containing a synthetic resin,
The degree of cation modification of the synthetic resin is 0.2 mol % or more and 10 mol % or less,
The cationic modification degree is the content of cationic functional groups contained in the structural units of the synthetic resin,
The isoelectric point of the resin film is 2.8 or more and 5.4 or less,
The dispersion term component of the surface free energy is 30.0 mJ/ m2 or more and 38.0 mJ/ m2 or less, and the polar term component is 1.5 mJ/m2 or more and 7.5 mJ/ m2 or less,
the synthetic resin includes a synthetic resin having a polyvinyl acetal skeleton ,
A resin film , wherein the synthetic resin having a polyvinyl acetal skeleton has a structural unit having an imine structure, a structural unit having an imide structure, a structural unit having an amine structure, or a structural unit having an amide structure .
25℃における貯蔵弾性率と100℃における貯蔵弾性率との比((25℃における貯蔵弾性率)/(100℃における貯蔵弾性率))が、1.0×101以上、1.0×105以下である、請求項1又は2に記載の樹脂膜。 The storage modulus at 100° C. is 1.0×10 4 Pa or more and 1.0×10 8 Pa or less,
3. The resin film according to claim 1, wherein the ratio of the storage modulus at 25° C. to the storage modulus at 100° C. ((storage modulus at 25° C.)/(storage modulus at 100° C.)) is 1.0×10 1 or more and 1.0×10 5 or less.
請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂膜とを備え、
前記容器本体の表面上に、前記樹脂膜が配置されている、細胞培養用容器。 A container body;
The resin film according to any one of claims 1 to 4 ,
A cell culture vessel, comprising the resin film disposed on the surface of the vessel body.
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