[发明专利]水凝胶干燥体、玻璃质凝胶膜干燥体及它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及不具有不定形外周缘部的水凝胶干燥体、玻璃质凝胶膜干燥体及它们的制造方法。

背景技术

在制药的研究中，长久以来要求开发能够简便地构筑使用各种机能细胞来反映生物体的3维培养模型的培养系统。特别是将胶原凝胶用于细胞的培养载体的3维培养技术对于再构筑血管新生模型、癌浸润模型、上皮间充质模型等是有用的，但还未达到广泛普及。

作为其理由，认为以往的胶原凝胶由于由低密度的纤维构成所以柔软而难以处理，此外，由于为不透明所以培养细胞的相位差显微镜观察不一定容易等。

为了解决这样的问题，本发明者确立了以下技术：通过在低温下将赋予最适于凝胶化(gelation)的盐浓度和氢离子浓度(pH)的胶原的溶胶注入到培养皿内，并进一步保温在最适的温度而将胶原的溶胶凝胶化后，通过在低温下使其充分干燥而不仅除去游离水还慢慢地除去结合水而玻璃化(vitrification)，进一步进行再水化(rehydration)，从而将胶原凝胶的物性以良好的再现性转换成强度和透明性优异的薄膜(专利文献1)。

并且，若为水凝胶则即使是胶原以外的成分的凝胶，通过在玻璃化后进行再水化，也能够将凝胶变换成稳定的新的物性状态，所以将经由该玻璃化工序而制作的新的物性状态的凝胶命名为玻璃质凝胶(vitrigel)(非专利文献1)。

特别是迄今为止开发的胶原玻璃质凝胶薄膜具有以下特征：其是与生物体内的结缔组织相匹配的高密度的胶原纤维彼此缠绕而成的厚度数十微米的透明的薄的膜，具有优异的蛋白质透过性及强度。此外，由于能够在制作工序的胶原溶胶中添加各种物质，所以能够使胶原玻璃质凝胶薄膜反映出所添加的物质的特性。进而，例如包埋有环状尼龙膜支撑体的胶原玻璃质凝胶薄膜能够以镊子容易地进行处理。

并且，本发明者将关于该胶原玻璃质凝胶薄膜的技术进一步发展，还提出了用于提高胶原玻璃质凝胶薄膜的透明性、制作再现性的技术(专利文献2)、将胶原玻璃质凝胶制作成丝状或管状的形状而非膜形状的技术(专利文献3)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-228768号公报

专利文献2：WO2005/014774

专利文献3：日本特开2007-204881号公报

非专利文献

非专利文献1：Takezawa T，et al.，Cell Transplant.13：463-473，2004

非专利文献2：Takezawa T，et al.，Cells Tissues Organs185：237-241，2007

非专利文献3：Takezawa T，et al.，J.Biotechnol.131：76-83，2007

然而，在以往的胶原玻璃质凝胶薄膜的制造方法中，例如如图3中例示的那样，通过按照胶原玻璃质凝胶薄膜达到任意的厚度的方式，在塑料制的培养皿中注入规定量的胶原溶胶而凝胶化，并进行利用干燥的玻璃化及再水化来制造。

因此，通过干燥而玻璃化的胶原凝胶干燥体仅能够以附着在培养皿的底面和壁面上的状态来制作。因此，在进行再水化时，存在伴随来自壁面的胶原玻璃质凝胶薄膜的问题。在伴随来自壁面的胶原玻璃质凝胶薄膜的情况下，胶原玻璃质凝胶薄膜的处理很难，为了作为细胞的3维培养载体利用，需要用于除去不必要的来自壁面的胶原玻璃质凝胶薄膜部分的作业，但由于胶原玻璃质凝胶薄膜含有水分，所以该切断加工作业并不容易。此外，虽然通过改变注入胶原溶胶的容器的形状，能够在一定程度上控制所制的胶原玻璃质凝胶薄膜的形状，但由于伴随来自壁面的胶原玻璃质凝胶薄膜，所以为了准确地加工成微细形状需要对含有水分的胶原玻璃质凝胶薄膜进行切断加工，并不容易。并且，为了迅速且大量生产任意形状的胶原玻璃质凝胶薄膜作为产品，克服这样繁杂的作业是个大课题。特别是关于包埋有作为细胞的3维培养载体利用的环状尼龙膜支撑体的胶原玻璃质凝胶薄膜，需要微细加工成仅在培养容器的底面上附着胶原玻璃质凝胶薄膜、且在必要时能够用镊子等容易地从培养容器的底面剥离的形状、即胶原玻璃质凝胶薄膜不多余地伸出到环状尼龙膜支撑体的外周部的形状。

此外，在以往的胶原玻璃质凝胶薄膜的制造方法中，由于作为玻璃化的第1工序的凝胶内的游离水的除去通过利用风干的自然干燥来进行，所以通常需要2天以上的时间。