[发明专利]细胞或组织的培养装置和培养方法

说明书

本申请是如下专利申请的分案申请：

发明名称：细胞或组织的培养装置和培养方法；申请日： 2007年6月20日；申请号：200780026057.7。

技术领域

本发明涉及在再生医疗领域、组织工程领域中的细胞或组织的培 养，还涉及用于三维组织或器官再生的三维组织培养方法，具体来说， 涉及含有细胞、细胞载体(scaffold)、细胞产生的胞外基质的任意种类 作为细胞构成体(Cellconstruct)，根据情况添加培养液或其它添加物、 或生长因子或药品等进行的培养中所使用的培养装置和培养方法。

简而言之，本发明的培养装置和培养方法与以往的静置培养不 同，是涉及物理作用并用的三维培养的培养装置，该培养装置是：对 细胞构成体的细胞施加主动刺激，同时使细胞构成体位移，促进增殖、 细胞移动、物质移动，通过促进或停止分化来实现目标再生组织。

背景技术

细胞或组织的培养中，对于对要培养的细胞或组织施加压力或张 力等物理刺激的方法进行了研究，提出了各种生物反应器等。二元培 养(平面培养)是使用平底培养基材的培养方法，通常是在培养箱内静 置培养。悬浮培养是使非贴壁细胞悬浮培养的方法，也是在培养箱内 静置培养。三维培养的常规方法是将接种了细胞的细胞载体在培养箱 内静置，进行培养。三维培养(使用生物反应器)通常是使细胞粘附或 包含在细胞载体上，进行培养液的搅拌等处理，但是细胞载体的三维 培养中也有对细胞施加加压、压缩、张力、剪切等物理作用的培养方 法。

施加物理性作用的培养装置被称为“生物反应器”、“组织工程处理 器”等，作为用于组织工程的培养实验或再生医疗的体外细胞、组织的 培养装置，有望得到实际应用。

关于上述细胞或组织的培养、该培养中所使用的具有施加物理性 位移或应力、刺激的功能的生物反应器，采用压力、振动(超声波)的 例子有专利文献1中公开的细胞或组织的培养方法及其装置；采用压 力的例子有专利文献2中公开的生物体内、生物体外和试管内的软骨 和胶原的修复和再生以及骨再形成的方法；采用剪切力的例子有专利 文献3中公开的细胞、组织培养装置；采用拉伸力的例子有专利文献 4中公开的细胞、组织培养装置；采用压缩力的例子有专利文献5中 公开的细胞、组织培养装置；采用剪切力的例子有专利文献6中公开 的细胞培养装置；采用拉伸力的例子有专利文献7中公开的使用硅胶 带的培养细胞用伸缩刺激负荷装置；并用拉伸力和剪切力的例子有专 利文献8中公开的对组织、合成或天然血管移植片进行灭菌、接种、 培养、保存、运输以及检查的装置和方法。专利文献9中公开了通过 膜体使保持膜体状的细胞产生变形的培养方法等。专利文献10和专 利文献11中公开：培养中利用半透膜。人们对于各种物理性作用和 刺激的施加或利用半透膜的细胞等的培养进行了尝试。

专利文献1：日本特开2001-238663号公报(摘要等)

专利文献2：日本特表2004-512031号公报(摘要等)

专利文献3：日本特开2002-315566号公报(摘要等)

专利文献4：日本特开2003-061642号公报(摘要等)

专利文献5：日本特开2003-180331号公报(摘要等)

专利文献6：日本特开平09-313166号公报(摘要等)

专利文献7：日本特开平10-155475号公报(摘要等)

专利文献8：日本特表平11-504216号公报(摘要等)

专利文献9：日本特开2005-143343号公报(摘要等)

专利文献10：WO2006-015304A2(摘要等)

专利文献11：日本特表2000-513214号公报(摘要等)

发明内容

发明所要解决的课题

但是，人体存在承受各种应力的部位，这些部位的修复中所使用 的组织根据其部位不同而不同。例如，在椎间板、半月板、骨骼、纤 维软骨、心脏瓣膜处，在体内承受弯曲力。该弯曲力与单纯的压力、 压缩、拉伸、剪切等不同。对于所述承受弯曲力的部位，采用通过单 纯的压力、压缩、拉伸、剪切等刺激因素培养的组织并不足够。