培养基材、培养基材的制造方法、干细胞的培养方法及培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种培养基材，其为培养干细胞的培养基材，所述培养基材具备：具有沿相互交叉的多个方向排列延伸的软质区域、以及由上述软质区域划分出的多个硬质区域的表面部分；在上述表面部分，上述硬质区域具有朝上述软质区域突出的锐角部，上述干细胞能够变形为可容纳在上述硬质区域的区域内的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】培养基材、培养基材的制造方法、干细胞的培养方法及培养装置
本专利技术涉及培养基材、培养基材的制造方法、干细胞的培养方法及培养装置。
技术介绍
干细胞的分化谱系的决定过程受各种因素影响。例如，已知：培养中的基材上的干细胞的扩散会影响分化谱系的决定(例如非专利文献1)；因培养中干细胞所受到的外部刺激(细胞因培养基材表面的化学特性及力学特性等的差异而受到的刺激)而受到影响等。在培养皿上培养干细胞的情况下，干细胞会持续受到来自培养皿的恒定的抵抗力，因此有时会根据该刺激的强度来决定分化谱系。近年来，正在研究用于以未分化的状态培养干细胞的基材及培养方法。例如，专利文献1中公开了一种诱导多能干细胞的培养方法，其特征在于，该培养方法使用在弹性可变凝胶的表面固定细胞粘附蛋白而成的细胞培养基材来培养诱导多能干细胞，弹性可变凝胶具有大于1kPa且小于100MPa的弹性模量。此外，正在研究在设有条纹图案的培养基材上培养干细胞的方法，所述条纹图案具有硬质区域和软质区域。期待通过干细胞在基材上以纵贯硬质区域和软质区域的方式自行移动来改变干细胞从基材受到的刺激、妨碍分化谱系的决定(例如非专利文献2等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-163052号公报非专利文献非专利文献1：RowenaMcBeath,etal.,“CellShape,CytoskeletalTension,andRhoARegulateStemCellLineageCommitment”,DevelopmentCell,2004,6,p.483-495非专利文献2：SatoruKidoaki,ShuheiJinnouchi,“FrustratedDifferentiationofMesenchymalStemCellCulturedonMicroelastically-PatternedPhotocurableGelatinousGels”,BiophysicalJournal,2012,102,p.716a非专利文献3：SatoruKidoaki,etal.,“MeasurementoftheInteractionForcesbetweenProteinsandIniferter-BasedGraft-PolymerizedSurfaceswithanAtomicForceMicroscopeinAqueousMedia”,Langmuir2001,17,p.1080-1087非专利文献4：AlimjanIdiris,SatoruKidoaki,etal.,“ForceMeasurementforAntigen-AntibodyInteractionbyAtomicForceMicroscopyUsingaPhotograft-PolymerSpacer”,Biomacromolecules,2005,6,p.2776-2784
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，即使在如上所述的设有条纹图案的培养基材上培养干细胞的情况下，干细胞的运动中也会出现如干细胞在基材上在硬质区域或软质区域的一方的区域上移动等的、偏差。由于该运动的偏差，有时难以在充分维持干细胞的未分化状态的状态下进行培养。如果有以培养中的干细胞重复进行在不同的区域间的移动的方式使细胞在基材上各向同性地移动的培养基材，则认为其是有用的。本专利技术的目的在于提供可以使干细胞在基材表面的运动方向为各向同性的培养基材、培养基材的制造方法及干细胞的培养方法。用于解决问题的方案本专利技术的一个方面提供一种培养基材，其为培养干细胞的培养基材，所述培养基材具备表面部分，该表面部分具有：沿相互交叉的多个方向排列延伸的软质区域、以及由上述软质区域划分出的多个硬质区域；在上述表面部分，上述硬质区域具有朝上述软质区域突出的锐角部，上述干细胞能够变形为可容纳在上述硬质区域的区域内的形状。根据专利技术人等的研究判明，在使用在基材的表面上以条纹状形成有硬质区域和软质区域这2种区域的现有的培养基材的情况下，在培养的过程中，干细胞沿硬质区域移动的比例高。推测这与细胞具有优选在硬质区域上移动的细胞趋性(正的趋硬性(Durotaxis))有关。即，新发现了，在使用现有的培养基材的情况下，存在干细胞在软质区域上和硬质区域上往返的移动少、干细胞所受到的外部刺激趋于单一的倾向。上述培养基材通过在表面具有软质区域和硬质区域、上述硬质区域由上述软质区域划分，能够在培养的过程中抑制干细胞仅选择硬质区域进行移动。此外，通过在培养基材的表面上硬质区域具有朝软质区域突出的锐角部，能够在该部分引出细胞从硬质区域向软质区域移动的负的Durotaxis。通过这些作用，可以抑制在培养基材的表面上的干细胞的移动的偏差(干细胞优选在硬质区域上移动这一情况)。通过使干细胞在硬质区域及软质区域上移动，能够使干细胞所感受到的机械刺激在培养期间以高频率变化。本专利技术在一个方面，提供一种培养基材，其为培养干细胞的培养基材，所述培养基材具备表面部分，该表面部分具有：沿相互交叉的多个方向排列延伸的软质区域、以及由上述软质区域划分出的具有比上述软质区域高的压缩弹性模量的多个硬质区域；在上述表面部分，上述硬质区域具有朝上述软质区域突出的锐角部，上述干细胞能够变形为可容纳在上述硬质区域的区域内的形状。上述培养基材由于具备具有压缩弹性模量不同的区域的表面，且压缩弹性模量高的硬质区域由软质区域划分，因此能够抑制所培养的细胞仅选择硬质区域进行移动。此外，通过在培养基材的表面上硬质区域具有朝软质区域突出的锐角部，能够在该部分引出细胞从硬质区域向软质区域移动的负的Durotaxis。通过这些作用，可以抑制在培养基材的表面上的干细胞的移动的偏差(干细胞优选在硬质区域上移动这一情况)，通过使干细胞在硬质区域及软质区域上移动，能够使干细胞所感受到的机械刺激在培养期间以高频率变化。因此，通过使用上述培养基材培养干细胞，能够抑制培养历程在干细胞中积累，可以在充分维持未分化状态的状态下培养干细胞。可以是上述锐角部呈倒角形状、其曲率半径为50μm以下。通过使锐角部的曲率半径在上述范围内，能够进一步促进干细胞从硬质区域向软质区域的移动，能够使干细胞在培养基材上的移动更为各向同性。上述多个硬质区域中的至少一个可以为三角形状。通过使硬质区域中的至少一个为三角形状，能够使硬质区域所具有的锐角部(相当于三角形的顶点附近)的干细胞从硬质区域向软质区域的移动的频率与硬质区域的平坦部(相当于三角形的边附近)的干细胞从软质区域向硬质区域的移动频率同等。上述硬质区域的各自的面积可以为5000～13000μm2。通过使硬质区域的面积在上述范围内，能够制备与各种干细胞的尺寸对应的培养基材。通过使硬质区域的面积在上述范围内，能够更进一步减小在硬质区域上的干细胞的运动比例与在软质区域上的干细胞的运动比例的偏差。上述硬质区域的压缩弹性模量可以为上述软质区域的压缩弹性模量的10倍以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种培养基材，其为培养干细胞的培养基材，所述培养基材具备表面部分，/n所述表面部分具有：沿相互交叉的多个方向排列延伸的软质区域、以及/n由所述软质区域划分出的多个硬质区域，/n在所述表面部分，所述硬质区域具有朝所述软质区域突出的锐角部，/n所述干细胞能够变形为可容纳在所述硬质区域的区域内的形状。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180312 JP 2018-0444371.一种培养基材，其为培养干细胞的培养基材，所述培养基材具备表面部分，
所述表面部分具有：沿相互交叉的多个方向排列延伸的软质区域、以及
由所述软质区域划分出的多个硬质区域，
在所述表面部分，所述硬质区域具有朝所述软质区域突出的锐角部，
所述干细胞能够变形为可容纳在所述硬质区域的区域内的形状。


2.根据权利要求1所述的培养基材，其中，所述硬质区域具有比所述软质区域高的压缩弹性模量。


3.根据权利要求1或2所述的培养基材，其中，所述锐角部呈倒角形状，其曲率半径为50μm以下。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的培养基材，其中，所述多个硬质区域中的至少一个为三角形状。


5.根据权利要求1～4中的任一项所述的培养基材，其中，所述硬质区域的各自的面积为5000～13000μm2。


6.根据权利要求1～5中的任一项所述的培养基材，其中，所述硬质区域的压缩弹性模量为所述软质区域的压缩弹性模量的10倍以上。


7.根据权利要求1～6中的任一项所述的培养基材，其中，所述硬质区域的压缩弹性模量为30kPa以上。


8.根据权利要求1～7中的任一项所述的培养基材，其中，所述软质区域包含光聚合性化合物。


9.根据权利要求8所述的培养基材，其中，所述光聚合性化合物包含光固化性苯乙烯化明胶。


10.根据权利要求1所述的培养基材，其中，所述硬质区域具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：木户秋悟，森山幸祐，江端宏之，
申请(专利权)人：国立大学法人九州大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP