JP2020010620A - Housing device of cells for transplantation and housing system of cells for transplantation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムに関する。 The present invention relates to a transplant cell storage device and a transplant cell storage system.
本技術分野の背景技術として、特表平11−506696号公報(特許文献1)がある。この公報には、「バルク基板を有する多孔質膜を実現させて粒子フィルターを形成するのに表面微小加工及びバルク微小加工を採用する。フィルターは取り扱いを容易にするに十分に研究されている。フィルターは高圧下で拡散バリヤーとして使用することができる。開示したエッチング製作方法は簡単であり、信頼でき、集積回路に適合し、かくして、大量生産に従順である。流体特性、カプセル形成、又はフィルターの表面の自動清浄若しくはチャージングのようないくつかの目的で、所望に応じて、フィルターの表面に電子回路を集積してもよい。」と記載されている(要約参照)。 As a background art of this technical field, there is Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-506696 (Patent Document 1). This publication states that "Surface microfabrication and bulk microfabrication are employed to realize a porous membrane having a bulk substrate to form a particle filter. Filters have been studied enough to facilitate handling. The filter can be used as a diffusion barrier under high pressure.The disclosed etching fabrication method is simple, reliable, compatible with integrated circuits, and thus amenable to mass production.Fluid properties, encapsulation, or filter Electronic circuits may be integrated on the surface of the filter, if desired, for some purposes, such as automatic cleaning or charging of the surface of the filter (see summary).
前記特許文献1には、シリコン製の板である微小加工多孔質膜について記載されている。このシリコン製の板は、移植用細胞収容装置の細胞を収容する細胞室を覆う膜として使用することが考えられる。しかし、シリコン製の板は硬質で重いので、極力生体内には入れたくない。
そこで、移植用細胞収容装置の筐体や免疫隔離膜、酸素透過膜等は、ある程度可撓性(柔軟性)を有していて軽量の素材を用いて形成したい。
Therefore, it is desirable to form the casing, the immune isolation membrane, the oxygen permeable membrane, and the like of the cell storage device for transplantation using a lightweight material having some flexibility (flexibility).
しかしながら、細胞を収納する細胞室を覆う免疫隔離膜や酸素透過膜を可撓性の材料で形成すると、生体内に移植したときに生体内で撓んで細胞室内の細胞が細胞室内の一部分に偏ってしまい、細胞の機能や生存性が低下するという不具合がある。
そこで、本発明は、細胞室を覆う酸素透過膜や免疫隔離膜が生体内で撓むのを抑制することができる移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムを提供することを課題とする。
However, if an immunoisolation membrane or an oxygen permeable membrane that covers the cell chamber for accommodating the cells is formed of a flexible material, the cells in the cell chamber are bent in the living body when implanted in the living body, and the cells in the cell chamber are biased to a part of the cell chamber. As a result, there is a problem that the function and viability of the cell are reduced.
Therefore, an object of the present invention is to provide a cell storage device for transplantation and a cell storage system for transplantation that can suppress the in vivo deformation of an oxygen permeable membrane or an immunoisolation membrane covering a cell chamber.
上記課題を解決するため、本発明の一形態である移植用細胞収容装置は、筐体と、前記筐体の内部に形成された空洞部と、前記空洞部に接続され外部から当該空洞部内に酸素を導入する導入流路と、前記空洞部に接続され当該空洞部内の気体を排出する排出流路と、筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、前記空洞部と前記細胞室とを仕切るように前記筐体に設けられている酸素透過膜と、前記細胞室の外部側を閉じるように前記筐体に設けられている免疫隔離膜と、前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、生体内に移植されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a cell storage device for transplantation, which is one embodiment of the present invention, includes a housing, a cavity formed inside the housing, and a cavity connected to the cavity from the outside and into the cavity. An introduction flow path for introducing oxygen, a discharge flow path connected to the cavity and discharging gas in the cavity, a cell chamber formed inside the housing and containing cells, the cavity and the cells An oxygen permeable membrane provided in the housing so as to partition the cell compartment, an immunoisolation membrane provided in the housing so as to close the outside of the cell chamber, the oxygen permeable membrane and the immunoisolation A bending suppression member for suppressing bending of the membrane that may be below the cell chamber of the membrane, and is implanted in a living body.
本発明によれば、細胞室を覆う酸素透過膜や免疫隔離膜が生体内で撓むのを抑制することができる移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムを提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a transplant cell storage device and a transplant cell storage system that can suppress the in-vivo deformation of an oxygen-permeable membrane or an immune isolation membrane that covers a cell chamber.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be apparent from the following description of the embodiments.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
移植用細胞収容装置は、内部に所定の細胞を収容した状態で人間や動物の生体内に移植して、当該細胞が分泌する分泌物によって医療効果を発揮するようにした装置である。 The cell-transplanting device for transplantation is a device in which predetermined cells are accommodated therein and transplanted into a living body of a human or an animal, and a medical effect is exerted by secretions secreted by the cells.
典型的な例を説明すると、移植用細胞収容装置内に脳死状態の人体から摘出して得られた、あるいは、iPS細胞(induced Pluripotent Stem cells)由来である膵島の細胞を収容して人体に埋め込んで用いる例が挙げられる。これにより、当該膵島が分泌するインスリンによって1型糖尿病を治療することができる。
To explain a typical example, cells of a pancreatic islet obtained by excision from a human body in a brain dead state or derived from iPS cells (induced Pluripotent Stem cells) are implanted into a human cell body in a cell storage device for transplantation. The example used in is mentioned. Thereby,
このような移植用細胞収容装置に関連する技術としては、前記特許文献1に開示のものが知られている。すなわち、特許文献1には、シリコン製の板である微小加工多孔質膜について記載されている。このシリコン製の板は、移植用細胞収容装置の細胞を収容する細胞室を覆う膜として使用することが考えられる。しかし、シリコン製の板は硬質で重いので、極力生体内には入れたくない。
そこで、移植用細胞収容装置の筐体や免疫隔離膜、酸素透過膜等は、ある程度可撓性(柔軟性)を有していて軽量の素材を用いて形成したい。
As a technique related to such a cell storage device for transplantation, a technique disclosed in
Therefore, it is desirable to form the casing, the immune isolation membrane, the oxygen permeable membrane, and the like of the cell storage device for transplantation using a lightweight material having some flexibility (flexibility).
しかしながら、細胞を収納する細胞室を覆う免疫隔離膜や酸素透過膜を可撓性の材料で形成すると、生体内に移植したときに生体内で撓んで細胞室内の細胞が細胞室内の一部分に偏ってしまい、細胞に酸素や栄養分が十分に行き渡らない可能性がある。そのため、細胞の機能や生存性が低下する恐れがあるという不具合がある。
そこで、以下では、係る不具合を解決した移植用細胞収容装置及び移植用細胞収容システムについて説明する。
However, if an immunoisolation membrane or an oxygen permeable membrane that covers the cell chamber for accommodating the cells is formed of a flexible material, the cells in the cell chamber are bent in the living body when implanted in the living body, and the cells in the cell chamber are biased to a part of the cell chamber. Cells may not get enough oxygen and nutrients. Therefore, there is a problem that the function and viability of the cell may be reduced.
Therefore, hereinafter, a transplant cell storage device and a transplant cell storage system that solves such a problem will be described.
図1は、本実施形態1に係る移植用細胞収容装置1の縦断面図である。移植用細胞収容装置1は、筐体11を備えている。この筐体11は、上面視した外形が略長方形であってもよいし、略円形であってもよいし、様々な形状とすることができる。図1に示す例では、筐体11の縦断面外形形状は矩形状であって、筐体11の下部中央部には、筐体11と段差をなす段差部12が設けられている。筐体11及び段差部12の素材は、長期間生体内に留置しても患者等の健康面や生活面等に大きな問題を生じない材料であれば様々な材料を用いることができる。しかし、生体内に長期間留置することを考えると、あまり硬質な材料、重量のある材料は患者等にとって負担となることも考えられるので、ある程度は、可撓性、柔軟性を有し、しかも軽量な材料であることが望ましい。このような材料としては例えば樹脂等を挙げることができる。また、筐体11は、強度的に十分である限りにおいて、体積は極力小さい方が患者等の負担という点で好ましい。この点で、筐体11は、扁平な形状をしていることが望ましい。図1に示す筐体11(以下に説明する他の実施例における筐体11の縦断面図においても同様)は、便宜上、図の上下方向にある程度の厚みを持たせて作図しているが、実際の製品は、これより図の上下に扁平で薄い形態とすることが望ましい。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the
筐体11の内部には空洞部13が形成されている。筐体11には段差部12の下端部から空洞部13まで貫通することで空洞部13に接続された流路であり、外部から酸素を空洞部13内に導入する導入流路14が設けられている。また、同じく筐体11には段差部12の下端部から空洞部13まで貫通することで空洞部13に接続された流路であり、空洞部13内の二酸化炭素等の気体を筐体11外に排出する排出流路15も設けられている。
筐体11内には、酸素透過膜16を挟んで空洞部13と隣接する空間である細胞室17が設けられている。細胞室17は、前記した膵島の細胞等、所定の細胞組織が収容される空間である。
A
In the
酸素透過膜16は、空洞部13と細胞室17とを仕切るように筐体11に設けられている。酸素透過膜16は、細胞や体液等の水分は通過させないが酸素は透過させる性質を有する膜である。これにより、酸素透過膜16を介して酸素が細胞室17に供給され、細胞室17で発生した二酸化炭素は酸素透過膜16を介して細胞室17外に排出される。このような目的により、酸素透過膜は広い表面積を有することが望ましい。
The oxygen
酸素透過膜16としては、酸素の透過係数がある程度大きな材料であれば様々な材料を使用できるが、例えば物理的に微細な孔が空いている膜を用いることができる。例えば、薄いシリコーン系材料の膜を用いることができる。また、W.L.Gore&Associates,Incが開発したePTFE(expanded polytetrafluoroethylene)膜や、PTFE(polytetrafluoroethylene)不織布などは、疎水性が高いため水分が沁み込みにくく、水分と接した状態でも酸素透過膜16として機能する。
As the oxygen
細胞室17の空洞部13とは反対側、図1において筐体11の上側は外部側に開口していて、その開口部を閉じるように、筐体11には免疫隔離膜18が設けられている。免疫隔離膜18は、細胞は通過させないが、体液等の水分は通過させる性質を有する膜である。これにより、細胞室17内の細胞は生体の免疫細胞によって攻撃されることが防止され、また、細胞室17内の細胞が移植用細胞収容装置1の外に漏れ出ることも防止される。また、免疫隔離膜18は、生体の体液中の栄養分等が透過して細胞室17内の細胞に供給可能で、かつ、当該細胞の代謝物や有用分泌物が透過して生体の組織に物質移動可能な環境を作るための膜でもある。そのため、免疫隔離膜18も広い表面積を有することが望ましい。
免疫隔離膜18の材料としては、これらの機能を発揮できる材料であれば様々な材料を用いることができる。免疫隔離膜18の材料としては、例えば、多孔質ポリカーボネートなどを挙げることができる。
On the side opposite to the
Various materials can be used as the material of the
前記のとおり、筐体11は、扁平な形状であることが望ましい。このような扁平な筐体11の細胞室17内に細胞を導入する際には、細胞を含む細胞懸濁液を細胞室17に収容することで実現することができる。この細胞懸濁液は、酸素透過膜16のような薄い膜に力が加わる、すなわち酸素透過膜16が変形する状態で注ぎ込まれる。これは、前記のように、図1の下側が主に鉛直下方側となる場合である。一方、図1の上側が主に鉛直下方側となる場合は、免疫隔離膜18のような薄い膜に力が加わる、すなわち免疫隔離膜18が変形する状態で注ぎ込まれることとなる。
As described above, it is desirable that the
その結果、細胞懸濁液の細胞分布に偏りが生じ、酸素や栄養分の不足によって、細胞の機能や生存性が低下する。例えば、細胞室17に導入する細胞が接着細胞であった場合、変形の結果生じる酸素透過膜16や免疫隔離膜18の凹部に細胞が重力で集まった状態で細胞が当該膜に定着し、当該膜の中央部に細胞が多く分布して、周辺部には細胞が少ない状態となる。また、細胞を懸濁液の状態で細胞室17に導入した後にゲル化させて閉じ込めるような場合(例えばポリ乳酸系のインジェクタブルゲル)を考えても、酸素透過膜16や免疫隔離膜18の凹部に細胞が重力で集まった状態でゲル化すると、当該膜の中央部に細胞が多く、周辺部には細胞が少ない状態となる。
As a result, the cell distribution of the cell suspension is biased, and the function and viability of the cells are reduced due to lack of oxygen and nutrients. For example, when the cells to be introduced into the
そこで、酸素透過膜16及び免疫隔離膜18のうち少なくとも細胞室17の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材19(図2、図3参照)を、移植用細胞収容装置1に設けるようにする。ここで、移植用細胞収容装置1を移植された人間や動物は、活動するため、図1における「下側」を鉛直下方側として移植用細胞収容装置1を移植したとしても、常に酸素透過膜16が細胞室17の鉛直下方側になるわけではないが、移植用細胞収容装置1を移植された患者等がおおむね立った又は座った状態で酸素透過膜16が細胞室17の鉛直下方側に位置するのであれば、少なくとも酸素透過膜16に撓み抑制部材19を設ける。同様に、おおむね立った又は座った状態で免疫隔離膜18が細胞室17の鉛直下方側に位置するのであれば、少なくとも免疫隔離膜18に撓み抑制部材19を設ける。
Therefore, a bending suppression member 19 (see FIGS. 2 and 3) for suppressing bending of at least the lower side of the
まず、図2は、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18に、撓み抑制部材19を埋め込んだ例を示す酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の拡大縦断面図である。撓み抑制部材19は、図2に示すように、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18中に分散させて設けて、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の機能を阻害しないようにしてもよい。あるいは、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の機能を阻害しないように多孔質材料等で撓み抑制部材19を形成してもよい。後者の場合は、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18内の膜の幅方向全体に撓み抑制部材19を形成するようにしてもよい。
First, FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the oxygen
図3は、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18に、下側から膜状の撓み抑制部材19を形成した場合の拡大縦断面図である。すなわち、図3に示すように、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18に、下側から支持する支持膜である撓み抑制部材19を形成して、筐体11の内周面13aにその端部が支持されるようにしてもよい。また、この場合も、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の機能を阻害しないようにする。具体的には、支持膜である撓み抑制部材19は酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の部分々を覆うようにしてもよい。あるいは、支持膜である撓み抑制部材19を多孔質材料によって形成してもよい。
FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a case where a membrane-shaped
より具体的には、酸素透過膜16としてシリコン系材料を用いる場合、不織布などの多孔質性のフィルムに含浸させた状態でエラストマーを硬化させることで、支持膜である撓み抑制部材19とすることができる。また、免疫隔離膜18についても、多孔質性のフィルムを支持膜である撓み抑制部材19として免疫隔離膜18にラミネートしたものを用いることができる。
More specifically, when a silicon-based material is used as the oxygen-
図4は、移植用細胞収容装置1を含む移植用細胞収容システム21の概略構成を示すブロック図である。移植用細胞収容システム21は、移植用細胞収容装置1と酸素供給装置22とを備えている。酸素供給装置22は、配管23を介して外気を取り込んで送給するポンプ24と、このポンプ24の吐出側と移植用細胞収容装置1の導入流路14とを接続する配管25とを備えている。ポンプ24は、制御部26の制御に基づいて駆動する。また、図示はされていないが、ポンプ24及び制御部26は、酸素供給装置22に内蔵されている1次電池又は2次電池等を電源として駆動する。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a transplant
移植用細胞収容装置1は、生体の移植先組織100内に移植されていて、配管23が移植先組織100から生体外部に延びている。また、排出流路15に接続された配管27も移植先組織100から生体外部に延びている。酸素供給装置22は、純粋な酸素を移植用細胞収容装置1に供給するのではなく、ポンプ24によって配管23から空気を取り込んで、配管25を介して移植用細胞収容装置1に供給する。よって、空洞部13に供給する気体には酸素以外にも窒素等、空気中の気体成分が含まれる。なお、配管23,27には、空気中の塵埃等の異物が、極力、空洞部13に入り込まないようにフィルタを設けることが望ましい。
The cell storage device for
次に、移植用細胞収容装置1及び移植用細胞収容システム21の作用効果について説明する。
ここでは、移植用細胞収容装置1に膵島の細胞を収容し、1型糖尿病を治療する例で説明する。移植用細胞収容システム21においては、移植用細胞収容装置1の細胞室17内に膵島の細胞を収容して、移植用細胞収容装置1を生体の移植先組織100内に移植する。この状態で、配管25,27は一端側が移植用細胞収容装置1に接続されていて他端側が生体外に延びている。
Next, the function and effect of the transplant
Here, an example in which cells of pancreatic islets are stored in the
酸素供給装置22は比較的ポータブルな装置であり、移植用細胞収容システム21を使用する患者は、当該酸素供給装置22を自身の腰部等に装着して移植用細胞収容システム21を自らの体に装着した状態で移動可能である。この酸素供給装置22には、配管25が接続されている。そして、制御部26の制御により、ポンプ24が駆動して、配管23から酸素を含む空気を取り込み、これを移植用細胞収容装置1の空洞部13に送り込む。この送り込まれた空気中の酸素は、酸素透過膜16を透過して膵島の細胞に供給される。
一方、酸素透過膜16が空洞部13と細胞室17とを仕切っているため、導入流路14から空気と一緒に入り込んだ細かな塵埃等の異物は酸素透過膜16によりシャットダウンされて、細胞室17内には入り込めない。
The
On the other hand, since the oxygen
細胞室17内の膵島が排出した二酸化炭素(酸素透過膜16を介して細胞室17に流入する)や、膵島で消費されず残存した酸素、空洞部13に導入された空気中における酸素以外の窒素等の気体は体外に排出される。すなわち、導入流路14から新たな気体が空洞部13に導入されることで、これらの気体は負圧によって排出流路15を介して空洞部13から生体外に排出される。なお、細胞室17内における膵島の細胞の代謝物は免疫隔離膜18を透過する。また、細胞室17内の膵島の細胞は、免疫隔離膜18を介して生体の体液等から栄養成分を吸収する。細胞室17内の膵島は、インスリンを分泌し、このインスリンは免疫隔離膜18を透過して患者の体内に吸収されるので、1型糖尿病を患っている患者に対して治療効果を発揮することができる。
Except for carbon dioxide discharged from the pancreatic islets in the cell chamber 17 (flowing into the
移植用細胞収容装置1及び移植用細胞収容システム21によれば、酸素透過膜16及び免疫隔離膜18のうち下側となる膜は、撓み抑制部材19によって支持される。そのため、酸素透過膜16又は免疫隔離膜18が細胞室17内における膵島の細胞等の重みによって撓んでしまうことがない。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16又は免疫隔離膜18の上に均等に細胞が配置される。よって、細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
According to the transplant
[実験例1]
実験例として、セルロース不織布にシリコーン粘着材7-9900を含浸させた状態で硬化させて撓み抑制部材19を埋め込まれた酸素透過膜16を形成した。これを、3Dプリンタを用いて造形した筐体11に接着し、酸素透過膜16の上に細胞懸濁液を導入した。そして、目視したところ、酸素透過膜の変形は観察されなかった。
[Experimental example 1]
As an experimental example, the cellulosic nonwoven fabric was cured while being impregnated with the silicone adhesive 7-9900 to form the oxygen
[実験例2]
免疫隔離膜18が不織布状の撓み抑制部材19を備える例を検討した。アレンタウン社製のポリエステル不織布Reemay(登録商標である)をラミネートした多孔質PTFE膜(免疫隔離膜18)を筐体11に接着し、細胞室17の免疫隔離膜18の上に細胞懸濁液を導入した。この場合、目視によっても免疫隔離膜18の変形は観察されなかった。
[Experimental example 2]
An example in which the
以下の実施例2〜6は、実施例1と撓み抑制部材19の構成が異なるのみである。そのため、実施例1と共通の部材等には実施例1と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。実施例2〜6は、何れも細胞室17の下側の膜となる酸素透過膜16を支持する撓み抑制部材19に関する実施例である。
The following Examples 2 to 6 are different from Example 1 only in the configuration of the
図5は、実施例2に係る移植用細胞収容装置1の縦断面図である。空洞部13内には、空洞部13内の内壁面13bにおける導入流路14の出口と排出流路15の入口との間から延出していて、その先端19aが酸素透過膜16と接することにより当該酸素透過膜16を支持する撓み抑制部材19が設けられている。なお、実施例2〜6の例において、撓み抑制部材19は1本だけで酸素透過膜16を支持しているが、複数本の撓み抑制部材19を設けて、複数本の撓み抑制部材19で酸素透過膜16を支持するようにしてもよい。
図5の例では、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16の撓みを抑制する。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16の上に均等に細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the transplant
In the example of FIG. 5, the
図6は、空洞部13の平面図である。撓み抑制部材19は上面視で長方形状をしていて、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを結ぶ方向が当該長方形状の短辺方向となっている。そして、矢印29で示すように、導入流路14の入口から空洞部13に導入された酸素は、多くは撓み抑制部材19を迂回して空洞部13中を流れ、排出流路15の出口にたどりつく。
FIG. 6 is a plan view of the
ここで、図12は図6の比較例である撓み抑制部材19が設けられていない場合の空洞部13の平面図である。この場合は、撓み抑制部材19のような障害物が存在しないため、導入流路14の入口から空洞部13内に導入された酸素は、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直線距離で結んだ矢印111で示すルートを通過して排出流路15から排出され易くなる。そのため、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直線距離で結んだルートの近傍における酸素透過膜16の直下に位置する細胞室17内の膵島の細胞には十分な酸素が供給される。しかし、当該ルートから遠い空洞部13の内周面13a近傍の酸素透過膜16直下における細胞室17内の膵島の細胞には十分な酸素が供給されない恐れがある。
Here, FIG. 12 is a plan view of the
このような比較例の場合に比べて、図5、図6の例では、導入流路14の入口から導入された酸素は撓み抑制部材19によって矢印29で示すように迂回して流れる。そのため、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直線距離で結んだルートの近傍から遠い空洞部13の内周面13a近傍の酸素透過膜16直下における細胞室17内の膵島の細胞にも、充分な酸素を供給することができる。
Compared to the case of the comparative example, in the examples of FIGS. 5 and 6, the oxygen introduced from the inlet of the
[実験例]
3Dプリンタを用いて、撓み抑制部材19を備える筐体11を造形した後に、接着剤を用いて酸素透過膜16を接着し、酸素透過膜16の上に細胞懸濁液を導入した。この場合、目視によっても酸素透過膜16の変形は観察されなかった。
[Example of experiment]
After forming the
図7は、本実施例3に係る移植用細胞収容装置1の縦断面図である。本実施例3が実施例2と異なるのは、撓み抑制部材19は、先端19aに向かって先細り形状をなしている点である。
図7の例でも、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16の撓みを抑制する。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the transplant
Also in the example of FIG. 7, the
また、前記実施例2では、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16と接している。そのため、導入流路14の入口と排出流路15の出口との直近のルートを通過する酸素は皆無である。導入流路14から空洞部13内に流入した全ての酸素は、図6で矢印29に示すような迂回ルートを通過し、空洞部13の酸素は効率良く細胞室17の膵島の細胞全体にまんべんなく供給し易くなる。
但し、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16と接していることで、当該先端19aが接している酸素透過膜16の部分の直下に存在している膵島の細胞には酸素がいきわたりにくくなる可能性が生じる。
In the second embodiment, the
However, since the
しかし、本実施例2では、撓み抑制部材19は、先端19aに向かって先細り形状をなしているため、当該先端19aが接している酸素透過膜16の部分の面積を小さくすることができる。そのため、当該先端19aが接している酸素透過膜16部分直下の細胞室17の面積を小さくすることができるので、当該部分に存在する膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
However, in the second embodiment, since the
図8は、本実施例4に係る移植用細胞収容装置1の縦断面図である。本実施例4が実施例2と異なるのは、撓み抑制部材19は、多孔質材料で形成されている点である。
図8の例でも、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16の撓みを抑制する。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the transplant
Also in the example of FIG. 8, the
また、実施例2と同様に、本実施例4では、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16と接している。そのため、導入流路14の入口と排出流路15の出口との直近のルートを通過する酸素は皆無である。導入流路14から空洞部13内に流入した全ての酸素は、図6で矢印29に示すような大きな迂回ルートを通過し、空洞部13の酸素は効率良く細胞室17の膵島の細胞全体にまんべんなく供給し易くなる。
但し、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16と接していることで、当該先端19aが接している酸素透過膜16の部分の直下に存在している膵島の細胞には酸素がいきわたりにくくなる可能性が生じる。
Further, as in the second embodiment, in the fourth embodiment, the
However, since the
しかし、本実施例4では、撓み抑制部材19は多孔質材料で形成されている。そのため、空洞部13内の酸素は多孔質材料に形成された孔を通過し、撓み抑制部材19の先端19aが接している酸素透過膜16の部分を介して、当該部分直下の細胞室17における膵島の細胞に充分に酸素が供給される。よって、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16に接していても当該部分の膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
However, in the fourth embodiment, the
図9は、本実施例5に係る移植用細胞収容装置1の空洞部13の平面図である。本実施例5が実施例2と異なるのは、次の点である。すなわち、撓み抑制部材19が、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直近で結ぶ位置の近傍19dに比べて、それ以外の部分は、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを結ぶ方向(図12における矢印111の方向)の幅が短く形成されている。すなわち、図9に示されている撓み抑制部材19を平面視した形状は、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直近で結ぶ位置の近傍19dでは、図6の左右方向の幅が長い。これに対して、当該直近で結ぶ位置から遠ざかるに従って、図9の左右方向の幅が漸次短くなっている。図9に示された例では撓み抑制部材19は平面視した形状が菱形をしている。しかし、本実施例4は、係る形状を菱形に限定するものではない。
図9の例でも、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16の撓みを抑制する。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
FIG. 9 is a plan view of the
Also in the example of FIG. 9, the
本実施例5では、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを結ぶ方向と直交する方向の両端部19c側で撓み抑制部材19の先端19a(図5参照)の面積が狭くなることになる。これにより、図6と図9とを比較して明らかなように、本実施例5では撓み抑制部材19の先端19aの面積を全体として狭くできる。よって、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16に接していても、当該酸素透過膜16の接触部分直下における細胞室17の面積を限定でき、当該直下に存在する膵島の細胞に酸素がいきわたりにくくなることを抑制することができる。
In the fifth embodiment, the area of the
図10は、本実施例6に係る移植用細胞収容装置1の空洞部13の平面図である。本実施例6が実施例2と異なるのは、次の点である。すなわち、撓み抑制部材19が、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直近で結ぶ位置の近傍19dに比べて、それ以外の部分は、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを結ぶ方向(図12における矢印111の方向)の幅が長く形成されている。すなわち、図10に示されている撓み抑制部材19を平面視した形状は、導入流路14の入口と排出流路15の出口とを直近で結ぶ位置の近傍19dでは、図10の左右方向の幅が短い。これに対して、当該直近で結ぶ位置から最も遠い両端部19bでは、図10の左右方向の幅が長くなっている。図10に示された例では撓み抑制部材19は平面視した形状がH字形状をしている。しかし、本実施例5は、係る形状をH字形状に限定するものではない。
図10の例でも、撓み抑制部材19の先端19aが酸素透過膜16の撓みを抑制する。そのため、細胞室17内の膵島の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の酸素透過膜16の上に均等に膵島の細胞が配置される。よって、膵島の細胞にまんべんなく酸素や栄養分を供給することができる。
FIG. 10 is a plan view of the
Also in the example of FIG. 10, the
この場合の導入流路14の入口から排出流路15の出口にかけての酸素の流れを矢印31で図10中に示している。撓み抑制部材19が前記の形状であるため、酸素の流れを示す矢印31も内周面13aに沿うように大きく迂回している。実施例2における図6の矢印29と比較すれば、その点は明らかである。よって、本実施例6によれば、細胞室17の広い範囲に分布している膵島の細胞に対してまんべんなく酸素を供給することが可能となる。
In this case, the flow of oxygen from the inlet of the
しかしながら、本実施例6では、図10を図6及び図9と比較して明らかなように、撓み抑制部材19の先端19a(図5参照)を酸素透過膜16に接触させると、その接触部分の直下における細胞室17の面積が広くなりやすい。従って、その点では細胞室17の膵島に対して充分に酸素が供給できない可能性がある。そこで、撓み抑制部材19の先端19a(図5参照)を酸素透過膜16に接触させる際には、本実施例6の撓み抑制部材19は実施例3のように先端19aを先細り形状にし、あるいは、実施例4のように撓み抑制部材19を多孔質材料で形成することが望ましい。
However, in the sixth embodiment, when the
図11は、実施例7に係る移植用細胞収容装置1の分解斜視図である。本実施例7において、実施例1と共通の部材等には実施例1と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。
FIG. 11 is an exploded perspective view of the transplant
本実施例7の移植用細胞収容装置1は、扁平で幅広な円筒である筐体11と、筐体11の上下両側の開口をそれぞれ覆う免疫隔離膜18,18とを備えている。本実施例の移植用細胞収容装置1が実施例1〜6と異なるのは、酸素透過膜16や空洞部13等を備えていないことである。これは、酸素の供給を必要としない細胞も存在するからである。筐体11の内部が細胞室17となる。
The
そして、2枚の免疫隔離膜18,18のうち、少なくとも細胞室17の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材19を備えている。図11の例では、同図で下側となる免疫隔離膜18に対して実施例1における図2又は図3の手法によって、撓み抑制部材19が設けられている。もちろん、図11で上側となる免疫隔離膜18に対して実施例1における図2又は図3の手法によって、撓み抑制部材19が設けてもよい。
Further, a
本実施例によれば、免疫隔離膜18が撓み抑制部材19によって支持される。そのため、免疫隔離膜18が細胞室17内の細胞等の重みによって撓んでしまうことがない。そのため、細胞室17内の細胞等が一カ所に偏ってしまうことがなく、細胞室17の免疫隔離膜18の上に均等に細胞が配置される。よって、細胞にまんべんなく栄養分を供給することができる。
According to the present embodiment, the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above.
Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment. Further, for a part of the configuration of each embodiment, it is also possible to add / delete / replace another configuration.
1 移植用細胞収容装置
11 筐体
13 空洞部
13b 内壁面
14 導入流路
15 排出流路
17 細胞室
16 酸素透過膜
18 免疫隔離膜
19 撓み抑制部材
19a 先端
21 移植用細胞収容システム
22 酸素供給装置
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記筐体の内部に形成された空洞部と、
前記空洞部に接続され外部から当該空洞部内に酸素を導入する導入流路と、
前記空洞部に接続され当該空洞部内の気体を排出する排出流路と、
筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、
前記空洞部と前記細胞室とを仕切るように前記筐体に設けられている酸素透過膜と、
前記細胞室の外部側を閉じるように前記筐体に設けられている免疫隔離膜と、
前記酸素透過膜及び前記免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となりうる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、
生体内に移植されることを特徴とする移植用細胞収容装置。 A housing,
A cavity formed inside the housing,
An introduction flow path connected to the cavity and introducing oxygen from the outside into the cavity,
A discharge channel connected to the hollow portion and discharging gas in the hollow portion,
A cell chamber formed inside the housing and containing cells,
An oxygen-permeable membrane provided in the housing to partition the cavity and the cell chamber,
An immune isolation membrane provided in the housing so as to close the outside of the cell chamber,
A bending suppression member that suppresses bending of a membrane that may be below the cell chamber of the oxygen permeable membrane and the immune isolation membrane,
A cell storage device for transplantation, which is transplanted into a living body.
筐体の内部に形成され細胞が収容される細胞室と、
前記細胞室の両側の開口をそれぞれ覆う免疫隔離膜と、
前記両免疫隔離膜のうち前記細胞室の下側となる膜の撓みを抑制する撓み抑制部材とを備え、
生体内に移植されることを特徴とする移植用細胞収容装置。 A housing,
A cell chamber formed inside the housing and containing cells,
An immunoisolation membrane covering the openings on both sides of the cell compartment,
A flexure suppressing member that suppresses flexure of the membrane below the cell chamber of the two immunoisolation membranes,
A cell storage device for transplantation, which is transplanted into a living body.
前記移植用細胞収容装置の前記導入流路と配管で接続され当該導入流路を介して前記空洞部に酸素を供給する酸素供給装置とを備える移植用細胞収容システム。 A cell storage device for transplantation according to any one of claims 1 to 8,
A transplant cell storage system comprising: an oxygen supply device connected to the introduction channel of the transplant cell storage device by a pipe and supplying oxygen to the cavity via the introduction channel.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018133832A JP2020010620A (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Housing device of cells for transplantation and housing system of cells for transplantation |
PCT/JP2019/023372 WO2020017195A1 (en) | 2018-07-17 | 2019-06-12 | Cell storage device for implantation, cell storage system for implantation, and oxygen supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018133832A JP2020010620A (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Housing device of cells for transplantation and housing system of cells for transplantation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020010620A true JP2020010620A (en) | 2020-01-23 |
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ID=69170483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018133832A Pending JP2020010620A (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Housing device of cells for transplantation and housing system of cells for transplantation |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020010620A (en) |
-
2018
- 2018-07-17 JP JP2018133832A patent/JP2020010620A/en active Pending
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