CN107429210A - 医疗器具、含氟环状烯烃聚合物、含氟环状烯烃聚合物组合物及细胞培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的医疗器具是具备使用了含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物的基材的医疗器具,其特征在于,上述基材具有使该基材与细胞接触的一面,并且,该基材在上述一面具备凹凸结构,由上述凹凸结构构成的凸凸间的宽度(L1)与上述细胞中的平均一个接种细胞的最大直径(L2)之比(L1/L2)为1~300,上述细胞不粘附或不附着于具备上述凹凸结构的上述一面而促进细胞增殖。(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构)。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器具、含氟环状烯烃聚合物、含氟环状烯烃聚合物组合物以及细胞培养方法。
背景技术
对于动植物的细胞,一直以来培养了大量细胞,对于培养技术,也研究了各种形式的培养技术。特别是在生命科学领域中,细胞培养技术成为对药品的开发、病理生理机制的阐明等不可或缺的技术。此外,不仅对作为研究目的的细胞培养技术进行了各种研究,而且对以生物学、医学、药学、免疫学等领域中的利用作为目的的工业生产性培养方法也进行了各种研究。进一步,近年来在医疗等领域中,对组织细胞进行培养,将其作为人工脏器、人工牙骨、人工皮肤等的替代组织来利用的研究也盛行。
这样的细胞培养通常在一定的容器中与培养液一起进行。这里,动物细胞大多具有附着于物质而被培育的粘附依赖性,具有这样的粘附依赖性的细胞的培养中,需要用于细胞附着的基材(器具)。作为细胞培养用的基材,一般使用以聚苯乙烯作为原料成型而得的基材。此外,对基材的表面实施低温等离子体处理、电晕放电处理等,赋予了亲水性后作为培养皿、烧瓶、多孔板等培养器具而市售。
然而,关于附着性细胞种,可知在使用培养器具进行细胞培养的情况下,可能发生细胞覆盖培养容器的培养面,细胞增殖停止的接触障碍。此外可知,如果被接种的细胞浓度过低,则即使在向细胞充分供给营养成分、氧等的环境下也会对细胞的粘附、增殖产生影响这样的密度效果。此外,在制作应用于组织培养的细胞增殖形成了群体的状态的细胞片、球体、菌落时,使用了重复接种而进行培养的操作(以下,简称为传代操作)。在该操作过程中,因为显示出细胞一边附着于培养容器的培养面一边平面地增殖的举动,有时操作变得复杂,不损伤细胞而再现良好地培养变得困难。
为了解决这样的问题,已公开有将凝胶、海绵状交联而成的胶原配置在培养基材上,接种、培养成纤维细胞、角质形成细胞等,从而制造培养粘膜、皮肤的方法(参照专利文献1),但可利用的胶原种大多是从牛或猪的***进行增溶并提取出的胶原,近年来因为BSE(牛海绵状脑病)、***等问题,在考虑医疗应用等的情况下其使用变得困难。
关于传代操作,在现有技术中,为了对反复进行***的附着性细胞进行培养,一般的方法是:每次在培养容器中将细胞培养适当时间而增殖直到目标的细胞浓度时,都连续地进行将细胞从培养面剥离,将其一部分转移到新的培养容器的操作(例如,参照专利文献2、3)。专利文献2中,公开了使用具有面积不同的多个培养面的培养容器,从具有最小面积的培养面开始进行细胞培养,随着增殖进行将细胞用刮刀剥离而逐渐将细胞向面积大的培养面移动,同时在封闭***进行培养的方法。此外,专利文献3中,公开了将用透气性树脂制作的细胞袋彼此连接,使袋内的培养液混合,从而调整细胞浓度的传代操作。然而,在任一方法中,该传代操作都伴随液体更换等非常复杂的操作,此外,由于进行剥落附着于基材的细胞而转移到新的培养容器的操作,因此潜在使细胞损伤,使增殖后的形态崩溃等问题。
关于对细胞进行培养的基材表面的性状和增殖性,在对L细胞(胃肠内分泌细胞)进行培养的例子中,公开了对细胞的增殖形态与基材的水接触角的关系进行了评价的结果(参照非专利文献1)。该文献中,使用各种基材,进行了有关对水的接触角与细胞的粘附的相关性的研究。此外,该研究中,对水具有60~80°的接触角的基材显示L细胞的粘附性优异。
此外,最近提出了使用了在细胞接触的基材的表面形成有凹凸结构的基材的培养技术(例如,参照专利文献4、5)。使用这样的形成有凹凸结构的基材的培养,在多数情况下,为球体培养,细胞显示以块状形态增殖的状态。然而,形成有凹凸结构的基材的材料是环烯烃聚合物(参照专利文献4)、聚二甲基硅氧烷(参照专利文献5)等一直以来已知的细胞粘附性的材料,在利用基材的凹凸结构进行球体培养中,即使细胞与基材接触的面积变小,本质上粘附性的状态也并未改变而细胞形成锚定点。由此,在使培养了的细胞从基材脱离时,存在使细胞损伤,使增殖后的形态崩溃等潜在问题。这里,使用形成有凹凸结构的基材的细胞培养中,虽然关于细胞形成锚定点时的有效的凹凸结构的形状、尺寸已有报告,但并没有关于基材表面的水接触角与粘附性或者增殖性的关系的记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-147585号公报
专利文献2:日本特开2004-129558号公报
专利文献3:日本特开平7-047105号公报
专利文献4:国际公开第2007/097121号小册子
专利文献5:日本特开2010-88347号公报
非专利文献
非专利文献1:Y.Tamada,Y.Ikada,Journal of Colloid and Interface Science155,334-339(1993).
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是,提供可以使接触或保持于基材的一面的细胞无损伤地从基材脱离的医疗器具。
用于解决课题的方法
本发明如以下所示。
(1)一种医疗器具,其为具备使用了含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物的基材的医疗器具,其特征在于,
上述基材具有使该基材与细胞接触的一面,并且,该基材在上述一面具备凹凸结构,
由上述凹凸结构构成的凸凸间的宽度(L1)与上述细胞中的平均一个接种细胞的最大直径(L2)之比(L1/L2)为1~300,上述细胞不粘附或不附着于具备上述凹凸结构的上述一面而促进细胞增殖。
[化1]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
(2)根据(1)所述的医疗器具,上述L1/L2为1~100。
(3)根据(1)或(2)所述的医疗器具,上述凹凸结构的凸凸间的宽度为10μm~1000μm。
(4)根据(1)~(3)的任一项所述的医疗器具,上述一面的水接触角为70°~160°。
(5)根据(1)~(4)的任一项所述的医疗器具,上述一面由包含上述含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂的含氟环状烯烃聚合物组合物构成。
(6)根据(5)所述的医疗器具,上述含氟环状烯烃聚合物组合物中的上述含氟环状烯烃聚合物与上述光固化性化合物的质量比(含氟环状烯烃聚合物/光固化性化合物)为99.9/0.1~50/50。
(7)根据(1)~(6)的任一项所述的医疗器具,其用于使细胞与上述一面接触从而对细胞进行培养。
(8)根据(7)所述的医疗器具,来自上述细胞的培养细胞一边形成选自细胞片、球体或菌落中的生长细胞的群体一边悬浮增殖。
(9)根据(7)或(8)所述的医疗器具,通过缓冲液将生长细胞的群体游离而使其从上述一面脱离。
(10)一种含氟环状烯烃聚合物,是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的上述一面的含氟环状烯烃聚合物,其含有下述通式(1)所示的结构单元。
[化2]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
(11)一种含氟环状烯烃聚合物组合物,是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的上述一面的含氟环状烯烃聚合物组合物,其包含:
含有下述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物,
光固化性化合物,以及
光固化引发剂。
[化3]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
(12)一种细胞培养方法,其具备下述工序:
在(1)~(9)的任一项所述的医疗器具的一面上以接触的方式接种细胞的工序,
对上述细胞进行培养而获得培养细胞的工序,以及
在该一面上添加缓冲液,使培养细胞从该一面悬浮的工序。
发明的效果
根据本发明,可以提供使与基材的一面接触或保持的细胞无损伤地从基材脱离的医疗器具。
附图说明
通过以下说明的优选实施方式及其附带的以下附图进一步明确了上述目的、其他目的、特征和优点。
图1是表示实施例1所记载的利用磷酸缓冲生理盐水而片状悬浮的小鼠胚胎成纤维细胞的明暗视野显微镜照片的图。
图2是表示实施例8所记载的培养了14天的人皮肤成纤维细胞的细胞骨架蛋白的荧光显微镜照片的图。
图3是表示比较例4所记载的培养了7天的人皮肤成纤维细胞的细胞骨架蛋白的荧光显微镜照片的图。
具体实施方式
以下,基于实施方式对本发明进行说明。另外,本说明书中,只要没有特别指明,“~”就表示以上至以下。
(医疗器具)
本发明中的医疗器具示于以下。
一种医疗器具,其为具备使用了含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物的基材的医疗器具,其特征在于,上述基材具有使该基材与细胞接触的一面,并且,该基材在上述一面具备凹凸结构,由上述凹凸结构构成的凸凸间的宽度(L1)与上述细胞中的平均一个接种细胞的最大直径(L2)之比(L1/L2)为1~300,上述细胞不粘附或不附着于具备上述凹凸结构的上述一面而促进细胞增殖。
这里,所谓“上述细胞不粘附或不附着于具备上述凹凸结构的上述一面”,是指在保持有培养细胞的一面上添加培养液或缓冲液时,培养细胞从该一面悬浮并剥离的状态。
此外,在本实施方式中,与基材的一面接触的细胞可以包含干细胞。
[化4]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。优选式(1)中的R1~R4分别为氟或包含氟原子的取代基。)
本发明人等发现了,使用在构成医疗器具的基材的接触或保持细胞的一面形成有由含有由通式(1)表示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物、或包含该含氟环状烯烃聚合物的组合物构成的凹凸结构的基材,使接种了的细胞至少接触或保持于上述凹凸结构的凹部底面,从而可以适当且遍及基材整面均匀地保持细胞的密度。
此外发现了,可以形成在培养后的形态下细胞密度均匀的细胞块、均匀厚度的细胞片、球体、菌落等群体,且保持于该一面的细胞通过磷酸缓冲生理盐水等缓冲液而容易地悬浮。由此,能够使生长细胞无损伤地从基材脱离。
以下,对本发明中的医疗器具进行详细说明。
本发明中的医疗器具是具备形成有凹凸结构的基材,并以在基材的一面之中的至少凹部底面接触或保持细胞和培养液的形态使用的医疗器具。这样的医疗器具可以以例如对接触或保持于形成有凹凸结构的基材的一面的至少凹部底面的细胞进行培养使其增殖,并利用生长细胞作为目的;或者,可以用于利用接触或保持于形成有凹凸结构的基材的一面的至少凹部底面的生长细胞进行的检查。
另一方面,用于对细胞进行培养的医疗器具中,可以将形成有凹凸结构的一面的至少凹部底面作为用于对细胞进行培养的培养面。
在本发明中的医疗器具中,基材的接触或保持细胞的一面由含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物构成。由此,可以获得对接触或保持于基材的一面的医疗用途或细胞培养的细胞、在一面上进行了培养的细胞使用磷酸缓冲生理盐水等缓冲液,从而可以使生长细胞的群体从基材悬浮的医疗器具。由此,能够使接触或保持于基材的形成有凹凸结构的一面的生长细胞无损伤地从基材脱离。
进一步,通过含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物来构成基材的一面,从而可以实现接触或保持于一面的细胞不粘附和不附着于该一面的基材。由此,在细胞培养中,可以分开制作使细胞一边沿厚度方向形成群体一边增殖而成的细胞片、一边单独分离一边使群体增殖而成的球体、形成了随机分散了的群体的菌落。
在通常的用于对细胞进行培养的医疗器具中,由于增殖了的细胞一边粘附或附着于培养面一边增殖,因此细胞以相对于厚度方向为均匀的平面状态、单独分离了的球状状态、或随机分散了的菌落状态增殖。在该情况下,如果细胞覆盖培养面,则细胞粘附或附着的锚定点消失,因此会因接触障碍等的影响而妨碍细胞生长。另一方面,为了进行有效的细胞培养,可考虑使用反复接种进行培养的传代操作,但通过剥落细胞而转移到新的培养容器的操作,可能会使细胞损伤。此外,传代操作伴随着频繁的液体更换等非常复杂的操作。
与此相对,根据本发明,通过利用含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物来构成接触或保持细胞的基材的形成有凹凸结构的一面,从而可以抑制增殖了的细胞粘附和附着于基材的一面。因此,即使不采用传代操作,也可以以相对于厚度方向形成群体的方式使细胞增殖。因此,可以抑制诱发细胞损伤、操作的复杂化,同时进行更有效的细胞培养。
此外,本发明的医疗器具中,利用含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物形成的凹凸结构的凸凸间的宽度(L1)与接触或保持于该基材的细胞的最大直径(L2)之比(L1/L2)为1~300的范围,优选为2~200,进一步优选为3~100。另外,该细胞的最大直径(L2)表示接种于凸凸间的宽度(各凹部)的平均一个细胞的最大直径。这里,L2是分别测定接种于凸凸间的宽度的多个细胞的最大直径,将这些值平均而得的值。由此,可以确实地使细胞接触或保持于凹部的底面,且由于细胞在各个隔间内增殖,因此可以适当并且均匀地保持基材的一面上的细胞的密度,从而提高细胞的增殖性,此外,可以制作在培养形态下细胞密度均匀的群体状的细胞块、均匀厚度的细胞片、球体、菌落等。而且,可以使培养了的群体形状的细胞块、细胞片通过例如磷酸缓冲生理盐水那样的缓冲液而容易地悬浮并从基材脱离。
这里,所谓细胞的最大直径,是对悬浮在培养液中的状态的细胞进行显微镜观察而计测的计测值,根据种类不同,大小也各种各样。一般而言,小鼠、大鼠、人等动物细胞多数为10μm~100μm,特别是在人细胞的情况下为10μm~60μm,根据种类不同,甚至也存在***细胞的2.5μm、***的200μm左右的大小。将根据对由显微镜观察到的平均一个细胞的计测得到的细胞的最大直径设为L2。
由此,通过含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物而形成的凹凸结构的凸凸间的宽度优选为10μm~1000μm。更优选为15μm~1000μm,进一步优选为20μm~1000μm。这里的凸凸间的宽度为从上方观察图案时的计测值,例如,对于正方形、长方形等图案,表示对角,对于圆形图案,表示直径,对于不定形图案,表示最大宽度,形状没有特别限定。通过设为该范围,能够使细胞有效地接触或保持于凹凸结构的凹部底面,如上所述,可以制作在培养成的形态下密度均匀的细胞块、厚度均匀的细胞片、球体、菌落。
进一步,使用上述的凹凸结构的凸凸间的宽度(L1)与接触或保持于该基材的细胞的最大直径(L2)之比(L1/L2)为1~300的基材对细胞进行培养时的、接触或保持于接种细胞后的平均一个凹部底面的细胞数优选为1~100个,更优选为1~50个,进一步优选为1~30个。由此,通过适当且均匀地保持接种后的基材一面上的细胞的密度,从而可以提高细胞的增殖性,此外,可以制作在培养后的形态下细胞密度均匀的群体状的细胞块、厚度均匀的细胞片、球体、菌落。另外,这里的细胞数为考虑直到接种后的细胞沉降到凹部底面为止的时间,通过明暗视野显微镜等观察细胞并进行计数而得的细胞数,通常,作为对接触或保持于多个凹部的细胞进行计数而得的细胞数除以凹部数而得的平均值来处理。
使用本发明的医疗器具制作的培养细胞优选为维持药物代谢***酶活性的培养细胞。即,是在维持与生物体内的细胞增殖几乎相同的功能的状态下生长成的培养细胞,无限定地选择细胞的种类。或者,除了发生基因变异的概率高的病毒或细菌等极其有限的细胞种类以外,可以正常地培养活细胞。就该细胞的药物代谢***酶活性而言,是不进行低温下保存或特别的培养保存操作(例如,在氧过多下保存等)而得以维持的培养细胞。
另一方面,细胞的形状不需要特别限定,如果例示,则例如为片状细胞、球状细胞、菌落状细胞、神经***形态细胞等。特别是,在再生医疗领域,期望如本发明那样维持与生物体细胞同样的药物代谢***酶活性,本发明的培养细胞可以适合地生产成为重要的诉求点。此外,本发明的培养细胞在药物开发、生物药品、美容中也可以长期维持同样的功能,本发明是能够成为世界性潮流的发明。
此外,通过由上述含氟环状烯烃聚合物构成基材,可以提高基材的成型性,实现有工业价值的新的医疗器具。
本发明中,所谓接触或保持培养细胞的一面通过上述含氟环状烯烃聚合物来构成,也可以包括例如在通过塑料、金属等其他材料形成的支撑体的一面上粘贴通过上述含氟环状烯烃聚合物构成的形成有凹凸结构的膜而构成基材的情况、通过熔融成型使基材整体由上述含氟环状烯烃聚合物构成且在接触或保持细胞的部分形成凹凸结构的情况。
此外,也可以提供将在本发明的医疗器具上制作的培养细胞用棉、布、非织造布等覆盖并叠层而成的叠层体。或者,该叠层体也可以含浸甘油等保湿剂。即,用本发明的医疗器具制作的培养细胞也可以进行如下的医疗行为:取下叠层体的覆盖物,作为再生医疗而直接贴合于患部,并使膜脱离。
本发明中与培养细胞接触或保持的形成有凹凸结构的一面的水接触角可以为例如70°~160°,优选为75°~155°,更优选为80°~150°。由此,可以使用例如磷酸缓冲生理盐水等缓冲液使不粘附和不附着于一面而增殖了的细胞更容易地悬浮。因此,在使细胞从基材脱离时,能够更确实地抑制细胞发生损伤。
基材的一面的水接触角可以通过适当选择构成基材的一面的材料、基材的制作方法中的各种条件来控制。本发明中,为了使水接触角为所希望的范围,重要的要素之一是用由含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物构成并形成有凹凸结构的基材来形成上述基材的一面。
水接触角的测定可以通过下述方法进行:按照日本工业标准JIS-R3257(基板玻璃表面的润湿性试验方法),在25±5℃、50±10%的恒温恒湿条件下,将水滴的形状看作球形的4μl以下容量的水滴滴加到基材表面,通过静滴法,计测水滴与基材表面刚接触后1分钟以内的基材与水滴的接触界面的角度。本发明中,例如可以与利用于各种塑料材料的物性值的数值同样地,通过上述方法将从水滴刚接触后1分钟以内的数值作为物性值处理。
作为可以用本发明中的医疗器具处理的细胞的种类,在动物细胞的情况下,与悬浮系细胞、粘附系细胞无关,可例示例如,成纤维细胞、间充质系干细胞、造血干细胞、神经干细胞、神经细胞、角膜上皮细胞、口腔粘膜上皮细胞、视网膜色素上皮细胞、牙周膜干细胞、肌成纤维细胞、心肌细胞、肝细胞、脾内分泌细胞、皮肤角质形成细胞、皮肤成纤维细胞、皮下脂肪来源前体细胞、肾脏细胞、底部毛根鞘细胞、鼻粘膜上皮细胞、血管内皮前体细胞、血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、成骨细胞、软骨细胞、骨骼肌细胞、无限增殖化细胞、癌细胞、角质形成细胞、胚胎干细胞(ES细胞)、EBV转化B细胞、人工多能性干细胞(iPS细胞)等,更具体而言,可例示HeLa细胞、CHO细胞、Cos细胞、HL-60细胞、Hs-68细胞、MCF7细胞、Jurkat细胞、Vero细胞、PC-12细胞、K562细胞、L细胞、293细胞、HepG2细胞、U-937细胞、Caco-2细胞、HT-29细胞、A549细胞、B16细胞、MDCK细胞、BALB/3T3细胞、V79细胞、3T3-L1细胞、NIH/3T3细胞、Raji细胞、NSCLC细胞、A431细胞、Sf9细胞、SH-SY5Y细胞、BHK-21细胞、J774细胞、C2C12细胞、3T3-Swiss albino细胞、MOLT-4细胞、CV-1细胞、F9细胞、MC3T3-E1细胞、HaCaT细胞、L5178Y细胞、HuH-7细胞、Rat1细胞、Saos-2细胞、TIG细胞、CHL细胞、WI-38细胞、MRC-5细胞、Hep3B细胞、SK-N-SH细胞、MIN6细胞、KATO细胞、C3H/10T1/2细胞、DT40细胞、PLC/PRF/5细胞、IMR-90细胞、FM3A细胞等。可以是原代细胞或传代了的细胞中的任一种。
作为这些细胞的来源,可举出各种生物,例如,人、犬、大鼠、小鼠、鸟、猪、牛、昆虫等的细胞、或它们集合而形成的组织、器官、微生物、病毒等,更具体而言,可例示人***来源、中国仓鼠(Chinese hamster)卵巢来源、CV-1细胞来源、人骨髓性白血病来源、人乳癌来源、人T细胞白血病来源、非洲绿猴(Africa green monkey)肾来源、人肾上腺髓质嗜铬细胞瘤来源、人骨髓性白血病来源、C3H小鼠皮下组织来源、人胎儿肾来源、人肝癌来源、人组织细胞性白血病来源、人大肠癌来源、人肺癌来源、小鼠黑素瘤来源、犬肾脏来源、Balb/c小鼠胎儿来源、中国仓鼠(Chinese hamster)肺来源、Swiss3T3来源、NIH Swiss小鼠胎儿来源、人伯基特淋巴瘤来源、人肺非小细胞癌来源、人皮肤表皮囊肿(Epidermoid Carcinoid)来源、蛾的幼虫卵巢来源、叙利亚金仓鼠(Syrian golden hamster)肾来源、小鼠巨噬细胞来源、小鼠肌肉组织来源、杂系Swiss小鼠胎儿来源、人急性T细胞白血病来源、小鼠EC细胞OTT6050来源、小鼠颅盖(calvaria)来源、人表皮角质形成细胞来源、DBA/2小鼠胸腺肿瘤来源、人干细胞癌来源、大鼠***来源、人骨肉瘤来源、人胎儿肺来源、人成神经细胞瘤来源、小鼠胰岛素瘤来源、人胃癌来源、C3H小鼠胎儿来源、鸡B细胞白血病来源、小鼠自发乳癌来源等。
(利用于医疗器具的含氟环状烯烃聚合物)
用于形成使细胞与本发明中的基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的上述一面的含氟环状烯烃聚合物,含有下述通式(1)所示的结构单元。
[化5]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个是氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
在通式(1)中R1~R4可例示氟;氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、三氟乙基、五氟乙基、七氟丙基、六氟异丙基、七氟异丙基、六氟-2-甲基异丙基、全氟-2-甲基异丙基、正全氟丁基、正全氟戊基、全氟环戊基等烷基的氢的一部分或全部被氟取代的烷基等含有氟的碳原子数1~10的烷基;氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、五氟乙氧基、七氟丙氧基、六氟异丙氧基、七氟异丙氧基、六氟-2-甲基异丙氧基、全氟-2-甲基异丙氧基、正全氟丁氧基、正全氟戊氧基、全氟环戊氧基等烷氧基的氢的一部分或全部被氟取代的烷氧基等含有氟的碳原子数1~10的烷氧基;或氟甲氧基甲基、二氟甲氧基甲基、三氟甲氧基甲基、三氟乙氧基甲基、五氟乙氧基甲基、七氟丙氧基甲基、六氟异丙氧基甲基、七氟异丙氧基甲基、六氟-2-甲基异丙氧基甲基、全氟-2-甲基异丙氧基甲基、正全氟丁氧基甲基、正全氟戊氧基甲基、全氟环戊氧基甲基等烷氧基烷基的氢的一部分或全部被氟取代的烷氧基烷基等含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。
此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构,也可以形成全氟环烷基、隔着氧的全氟环醚等环。
进一步,不含氟的其他R1~R4可以例示氢;甲基、乙基、丙基、异丙基、2-甲基异丙基、正丁基、正戊基、环戊基等碳原子数1~10的烷基;甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基等碳原子数1~10的烷氧基;或甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基等碳原子数2~10的烷氧基烷基。优选式(1)中的R1~R4分别为氟或包含氟原子的取代基。
含氟环状烯烃聚合物可以为仅具有通式(1)所示的结构单元的聚合物,也可以为与通式(1)所示的结构单元一起具有其他结构单元的聚合物。此外,含氟环状烯烃聚合物可以包含由通式(1)表示并且R1~R4中的至少1个彼此不同的二种以上结构单元。
作为本发明中的含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物的具体例子,可举出聚(1-氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-1-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-1-氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1-二氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟乙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1-双(三氟甲基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟乙基-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-全氟异丙基-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(三氟甲基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟丙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟丙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟丙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟异丙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟异丙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1,2-双(三氟甲基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2,2,3,3,3a,6a-八氟环戊基-4,6-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2,2,3,3,4,4,3a,7a-十氟环己基-5,7-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟异丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟叔丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟异丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟异丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲基-2-全氟乙基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(1-三氟甲基-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟环戊基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚((1,1,2-三氟-2-全氟丁基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲基-2-全氟丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-1-全氟乙基-2,2-双(三氟甲基))-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-全氟丙基-2-三氟甲基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-己基-2-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-辛基-2-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟庚基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟辛基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟癸基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-全氟戊基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲基-2-全氟丁基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-全氟己基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲基-2-全氟戊基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(全氟丁基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(全氟己基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲氧基-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-叔丁氧基甲基-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,3,3,3a,6a-六氟呋喃基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-1-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-1-氟-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1-二氟-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟乙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1-双(三氟甲氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(三氟甲氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟丙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟丙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟丙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟-异丙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟-异丙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1,2-双(三氟甲氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟-异丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟-叔丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟-异丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟-异丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-全氟乙氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-全氟丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-全氟丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-1-全氟乙氧基-2,2-双(三氟甲氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-全氟丙氧基-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-己基-2-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-辛基-2-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟辛氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-全氟癸氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-全氟戊氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-全氟丁氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-全氟庚氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-全氟戊基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(全氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(全氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲氧基-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-叔丁氧基甲基-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,2’-三氟乙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,3’-五氟丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-(2’,2’,3’,3’,3’-五氟丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-(2’,2’,3’,3’,3’-五氟丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(1’,1’,1’-三氟异丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-(1’,1’,1’-三氟异丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,4’-七氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(1’,1’,1’-三氟异丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(1’,1’,1’-三氟异丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-(1’,1’,1’-三氟异丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-(1’,1’,1’-三氟异丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-(2’,2’,2’-三氟乙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,4’-七氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,4’-七氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-氟-1-(2’,2’,2’-三氟乙氧基)-2,2-双(三氟甲氧基))-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-(2’,2’,3’,3’,3’-五氟丙氧基)-2-三氟甲氧基-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-甲基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-丁基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-己基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-辛基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,7’,7’,7’-十三氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,7’,7’,8’,8’,8’-十五氟辛氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,7’,7’,8’,8’,9’,9’,9’-十七氟癸氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-2-(1’,1’,1’-三氟-异丙氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-二氟-1-三氟甲氧基-2-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,4’-七氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,1,2-三氟-(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(2’,2’,3’,3’,4’,4’,4’-七氟丁氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)、聚(1,2-双(2’,2’,3’,3’,4’,4’,5’,5’,6’,6’,6’-十一氟庚氧基)-3,5-环亚戊基乙烯)等。
关于本发明中的含氟环状烯烃聚合物的分子量,就例如在试样浓度3.0~9.0mg/ml时通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)而言,优选为5,000~1,000,000,更优选为10,000~300,000。通过使该重均分子量(Mw)为上述下限值以上,从而对于通过溶液浇铸法成型的成型物、或涂覆于基材的成型物而言,可以更确实地获得不产生起因于弯曲等外部应力的裂痕等的良好状态的成型物。此外,通过使重均分子量(Mw)为上述上限值以下,可以具有容易熔融成型的流动性。
此外,作为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.3~5.0,更优选为1.5~4.5,特别优选为1.7~4.0。通过使该分子量分布(Mw/Mn)为上述下限值以上,从而可以使通过溶液浇铸法、熔融成型法等各种成型法制作的膜或成型物的韧性提高,更有效地抑制起因于外部应力的裂缝、裂纹的发生。另一方面,通过使分子量分布(Mw/Mn)为上述上限值以下,从而能够抑制低聚物等特别是低分子量成分溶出,更确实地抑制形成有凹凸结构的基材表面的水接触角变化而妨碍细胞增殖的形态。通过使重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)为上述的范围,可以获得特别适合作为医疗用途或细胞培养和利用了细胞的检查所使用的器具的医疗器具。
差示扫描量热分析得到的含氟环状烯烃聚合物的玻璃化转变温度优选为50~300℃,更优选为80~280℃,进一步优选为100~250℃。如果玻璃化转变温度为上述范围,则可进行加热灭菌处理,此外可以在使用环境下维持形状,进一步可以适合获得作为用于医疗用途或细胞培养和利用了细胞的检查的基材的医疗器具,其在熔融成型中相对于加热温度具有优异的流动性且制造稳定性良好,色相也优异。
本发明中的含有通式(1)所示的结构单元的部分化氟化聚合物与全氟化聚合物不同,其结构是主链为烃且侧链为具有氟原子的部分性氟化聚合物,起因于此而极性变大。由此,在作为聚合物合成时的溶剂的通常市售的醚、酮等极性溶剂中良好地溶解,对光固化性化合物等极性化合物也显示优异的溶解性,并且相对于作为培养基材而市售的玻璃制、聚苯乙烯制或烯烃聚合物制的表面性状,本发明的含氟环状烯烃聚合物的成型物具有水接触角为70°以上的比较疏水的表面性状。由此,可以使培养成的群体形状的球体、菌落等的细胞块、细胞片通过例如磷酸缓冲液而悬浮并使其容易从基材脱离。
本发明中的上述树脂的利用形态中,可以例示例如,医疗用途或细胞培养袋、板、培养皿、皿、烧瓶、管等。这里,例如,细胞可以为包含生物体脏器、血液等的细胞。
(含氟环状烯烃聚合物的制造方法)
接下来,对含氟环状烯烃聚合物的制造方法进行说明。
通过使用由利用以下记载的制造方法获得的含氟环状烯烃聚合物形成的形成有凹凸结构的成型物作为本发明的医疗器具中的基材,可以适合地获得以抑制细胞的粘附或附着为特征的医疗器具。
具体而言,通过将下述通式(2)所示的环状烯烃单体通过开环易位聚合催化剂进行链转移聚合,将所得的聚合物的主链的烯烃部加氢,从而可以合成含氟环状烯烃聚合物。
[化6]
(式(2)中,R1~R4与通式(1)的R1~R4含义相同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。优选式(2)中的R1~R4分别为氟或包含氟原子的取代基。)
另外,只要是不损害本发明的效果的范围,就可以包含除通式(2)所示的环状烯烃单体以外的单体。
这里,在合成本发明的含氟环状烯烃聚合物时,通式(2)所示的单体优选以有助于聚合的化合物整体中的90~100量%使用,更优选以95~100质量%使用,进一步优选以98~100质量%使用。
本发明的含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物为在将通式(2)所示的单体进行开环易位聚合后,将主链的双键进行了加氢(氢化)的含氟聚合物。开环易位聚合优选使用Schrock催化剂,也可以使用Grubbs催化剂,由此能够提高对极性单体的聚合催化活性,实现工业上优异的制造方法。另外,这些开环易位聚合催化剂可以单独使用,也可以二种以上组合使用。此外,也可以使用由传统的有机过渡金属配位化合物、过渡金属卤化物或过渡金属氧化物与作为助催化剂的路易斯酸的组合构成的开环易位聚合催化剂。
此外,进行开环易位聚合时,为了控制分子量及其分布,可以使用烯烃或二烯作为链转移剂。作为烯烃,可以使用例如,乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等α-烯烃或它们的含氟烯烃。进一步,也可以使用乙烯基三甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、烯丙基三乙基硅烷、烯丙基三异丙基硅烷等含硅烯烃或它们的含氟和硅的烯烃等作为链转移剂。此外,作为二烯,可举出1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,6-庚二烯等非共轭系二烯或它们的含氟非共轭系二烯。这些烯烃、含氟烯烃或二烯可以分别单独使用,也可以并用2种以上。
此外,单体的开环易位聚合可以在无溶剂条件下进行也可以使用溶剂。作为使用溶剂时的溶剂,可以使用四氢呋喃、二乙基醚、二丁基醚、二甲氧基乙烷或二烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯等酯类;苯、甲苯、二甲苯或乙基苯等芳香族烃类;戊烷、己烷或庚烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷或十氢化萘等脂肪族环状烃类;二氯甲烷、二氯乙烷、二氯乙烯、四氯乙烷、氯苯或三氯苯等卤代烃类;氟苯、二氟苯、六氟苯、三氟甲基苯、间二甲苯六氟化物等含氟芳香族烃类;全氟己烷等含氟脂肪族烃类;全氟环十氢化萘等含氟脂肪族环状烃类;或全氟-2-丁基四氢呋喃等含氟醚类。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
对于单体的开环易位聚合,虽然根据该单体的反应性和在聚合溶剂中的溶解性的不同而不同,但单体相对于单体溶液的浓度优选为5~100质量%,更优选为10~60质量%。此外,反应温度优选为-30~150℃,更优选为30~100℃。此外,反应时间优选为10分钟~120小时,更优选为30分钟~48小时。进一步,也可以用丁醛等醛类、丙酮等酮类、甲醇等醇类、水等淬灭剂停止反应,获得聚合物的溶液。
用于将通过开环易位聚合而获得的聚合物的主链的双键部加氢的催化剂只要是可以加氢的催化剂,则可以为均相系金属配位化合物催化剂和非均相系的金属负载催化剂中的任一种。作为均相系金属配位化合物催化剂,可举出例如,氯三(三苯基膦)铑、二氯三(三苯基膦)锇、二氯氢化双(三苯基膦)铱、二氯三(三苯基膦)钌、二氯四(三苯基膦)钌、氯氢化羰基三(三苯基膦)钌、二氯三(三甲基膦)钌等,此外,作为非均相系金属负载催化剂,可举出例如,活性碳负载钯、氧化铝负载钯、活性碳负载铑、氧化铝负载铑、活性碳负载钌、氧化铝负载钌等。本发明中,这些氢化催化剂中,优选地,可以容易地分离的非均相系金属负载催化剂是适合的,此外,可以单独使用,或也可以组合使用二种以上。
作为加氢所使用的溶剂,只要是溶解聚合物,并且,溶剂本身不被加氢的溶剂就没有特别限制,可举出例如,四氢呋喃、二乙基醚、二丁基醚、二甲氧基乙烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯等酯类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃类;戊烷、己烷、庚烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷、甲基环己烷、二甲基环己烷、十氢化萘等脂肪族环状烃类;二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、二氯乙烯、四氯乙烷、氯苯、三氯苯等卤代烃类;氟苯、二氟苯、六氟苯、三氟甲基苯、间二甲苯六氟化物等含氟芳香族烃类;全氟己烷等含氟脂肪族烃类;全氟环十氢化萘等含氟脂肪族环状烃类;全氟-2-丁基四氢呋喃等含氟醚类等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
上述的主链的烯烃部的加氢反应中,氢压力优选为常压~10MPa,更优选为0.5~8MPa,特别优选为2~5MPa。此外,反应温度优选为0~200℃的温度,更优选为室温~150℃,特别优选为50~100℃。加氢反应的实施方式没有特别限制,可举出例如,将催化剂分散或溶解在溶剂中来进行的方法,将催化剂填充于柱等作为固定相而使聚合物溶液流通来进行的方法等。
进一步,关于主链的烯烃部的加氢处理,可以在使加氢处理前的聚合物的聚合溶液析出于不良溶剂而将聚合物分离后,再次溶解于溶剂而进行加氢处理,也可以不从聚合溶液分离聚合物,而用上述氢化催化剂进行加氢处理,没有特别限制。
此外,聚合物的烯烃部的加氢率优选为80%以上,优选为90~100%,进一步优选为95~100%。使加氢率为上述下限值以上,可以抑制在烯烃部中发生由光吸收导致的劣化、由成型时的加热导致的氧化,使与基材的粘附性良好。进一步,有时会因为残留双键而妨碍荧光显微镜下的生长细胞的观察。
加氢后,特别是,优选使用活性碳负载钯、氧化铝负载钯等固体催化剂的情况下的从聚合物溶液取得聚合物的方法,没有特别限制,可举出例如,通过过滤、离心分离、倾析等方法来取得聚合物,向搅拌下的不良溶剂排出反应溶液的方法;通过向反应溶液中吹入蒸汽的汽提等方法使聚合物析出的方法;或者,通过加热等将溶剂从反应溶液蒸发除去的方法等。
此外,在利用非均相系金属负载催化剂实施了加氢反应的情况下,也可以在过滤合成液而将金属负载催化剂过滤分离后,通过上述方法取得聚合物。另外,也可以使粒径大的催化剂成分预先通过倾析、离心分离等方法在聚合物溶液中沉降,采取上清液,对粗取了催化剂成分的溶液进行过滤,通过上述方法取得聚合物。特别是,将催化剂成分精密过滤是适合的,过滤过滤器的筛孔优选为10μm~0.05μm,特别优选为10μm~0.10μm,进一步优选为5μm~0.10μm。
(利用了含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物的医疗器具的制作方法)
本发明中的利用了含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物的医疗器具可以用于医疗用途或用于细胞培养或细胞的检查等。这里,对制作医疗器具的方法进行记载。本发明中的医疗器具例如可以将由形成有凹凸结构的膜、片状的单层膜形成的基材、在其他材料上形成有凹凸结构的膜、片状的单层膜用粘接剂或粘着剂等粘贴于本发明的树脂或其他树脂或其他材料而形成。进一步,可以通过挤出膜成型、注射成型那样的方法使辊或模具形成凹凸结构而形成凹凸结构。
进一步,具体而言,可以举出:将清漆状的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物通过溶液浇铸法涂覆于图案模型,使溶剂蒸发或溶剂蒸发后进行UV照射的压印法;预先通过膜成型、热加压或UV固化来转印模型的图案的压印方法;或通过挤出膜成型、注射成型那样的方法使辊或模具的表面形成凹凸结构的图案而形成凹凸结构的熔融成型、或以辊对辊(Roll-to-Roll)的UV固化而成形模型的图案的方法。
本发明中的这些凹凸结构的凹部为凸凸间的宽度(L1),优选为赋形了10μm~1000μm的图案的宽度,更优选为压印赋形了20μm~1000μm的图案的宽度,进一步优选为压印赋形了50μm~1000μm的图案的宽度,可以使细胞与凹部底面稳定地接触。此外,凹凸结构的凸部的宽度优选为赋形了1μm~300μm的图案的宽度,更优选为3μm~300μm,进一步优选为5μm~300μm,凸部的高度优选为赋形了10μm~1000μm的图案的高度,更优选为20μm~1000μm,进一步优选为50μm~1000μm。由此,可以使接种了的细胞以适当的密度均匀地接触或保持于基材整面,通过磷酸缓冲生理盐水等缓冲液使群体形状的球体、菌落等的细胞块、细胞片以培养后的形状悬浮并使其容易从基材脱离。
凹凸结构的形状没有特别限定,这些凹凸结构可以为通过网版印刷、压纹加工、亚微米压印、纳米压印等各种方法形成的圆形、正方形、长方形、正三角形、正六边形等各种形状,凸凸间的宽度(L1)为其最大长度。
制造本发明的医疗器具时,含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物可以使用以下有机溶剂来制作。可以举出例如,间二(三氟甲基)苯、苯三氟甲烷、氟苯、二氟苯、六氟苯、三氟甲基苯、双(三氟甲基)苯等含氟芳香族烃类;全氟己烷、全氟辛烷等含氟脂肪族烃类;全氟环十氢化萘等含氟脂肪族环状烃类;全氟-2-丁基四氢呋喃等含氟醚类;氯仿、氯苯、三氯苯等卤代烃类;四氢呋喃、二丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷、二烷等醚类;乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯类;或甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类等。可以考虑溶解性、制膜性而从它们之中进行选择。此外,它们可以单独使用,也可以组合使用二种以上。特别是,从制膜性的观点考虑,优选为在大气压下具有70℃以上沸点的溶剂。由此,可以确实地抑制蒸发速度变得过快,可以抑制膜表面不均的发生,此外,也可以有助于制膜时的膜厚精度的提高。
溶解含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物的浓度优选为1.0~99.0质量%,更优选为5.0~90.0质量%,特别优选为10.0~80.0质量%。可以考虑聚合物的溶解性、对过滤工艺的适应性、图案成型性、制膜性、膜的膜厚来选择浓度。
进一步,本发明中,只要是不损害膜特性的范围,就可以根据需要添加其他公知的成分。作为其他成分,可举出防老剂、流平剂、润湿性改良剂、表面活性剂、增塑剂等改性剂、紫外线吸收剂、防腐剂、抗菌剂等稳定剂、光敏剂、硅烷偶联剂等。
接着,关于含有上述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物的清漆,可以使其通过过滤器而进行过滤。由此,可以大幅降低清漆的聚合物不溶成分、凝胶、异物等的含量,可以稳定地形成作为对细胞进行培养的培养器具、进行利用了细胞的检查的检查器具的基材表面的图案。此外,可以遍及整面而均匀地形成显示疏水性的表面性状。
过滤过滤器的筛孔优选为10μm~0.05μm,更优选为10μm~0.1μm,进一步优选为5μm~0.1μm。过滤的工艺可以为从孔径大的过滤器向孔径小的过滤器输送聚合物溶液的多段工艺,也可以是直接向孔径小的过滤器输送清漆的单一工艺。关于过滤器的材质,可以由特氟隆(注册商标)、聚丙烯(PP)、聚醚砜(PES)、纤维素等有机材料形成,也可以由玻璃纤维、金属等无机材料形成,只要不对细胞培养带来不良影响就可以根据清漆特性、工艺适应性来进行选择。
此外,作为向过滤器输送清漆的方法,可以为利用压力差的方法,也可以为经由螺杆等通过机械驱动向过滤器输送清漆的方法。进一步,过滤的温度可以在考虑了过滤器性能、溶液粘度、聚合物的溶解性的范围内选择,优选为-10~200℃,更优选为0℃~150℃,特别优选为室温~100℃。
接下来,示出由将含有上述的通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物溶解于有机溶剂的清漆制作在膜的一面形成有凹凸结构的基材的制作方法的例子。在本发明中,通过各种压印法制作形成有凹凸结构的基材。
本发明的基材的制作所使用的模型为表面形成有微细图案的模型。作为该模型的基材材质,可举出镍、铁、不锈钢、锗、钛、硅等金属材料;玻璃、石英、氧化铝等无机材料;聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅树脂等树脂材料;金刚石、石墨等碳材料等。
形成有凹凸结构的基材可以通过如下方法获得:通过使上述清漆与模型的图案面接触,使溶剂蒸发来转印模型的图案;或者,在制作膜后加热转印模型图案;或者,将涂覆于模型图案的本发明的组合物UV固化并转印。
作为使将本发明的含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物溶解于有机溶剂的清漆、与模型接触的方法,没有特别限制,可以为例如,通过台式涂布(tablecoating)、旋转涂布、模涂、喷涂、棒涂、辊涂等方法在模型的微细图案面上涂布聚合物溶液(清漆)的方法;或者,在不锈钢、硅等金属材料、玻璃、石英等无机材料、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅树脂等树脂材料等基材上通过台式涂布、旋转涂布、模涂、喷涂、棒涂、辊涂等方法涂布聚合物溶液,使其被覆并接触模型的微细图案面的方法中的任一种。
具体而言,可以举出:(A)包含:在具有微细图案的模型表面涂布由含氟环状烯烃聚合物和有机溶剂形成的溶液(清漆)的工序、和使溶剂从上述溶液蒸发的工序的方法;(B)包含:在支撑体(基材)上涂布由含氟环状烯烃聚合物和有机溶剂形成的溶液(清漆)的工序、将涂布层的上表面用形成有微细图案的模型表面进行按压的工序、和使溶剂从上述涂布层蒸发的工序的方法等。另外,在(B)的方法中,也可以在使溶剂从涂布层蒸发后,用模型按压。
使溶剂从转印体蒸发,进行干燥的温度通常为10~300℃,优选为50~200℃的范围,压力通常为133Pa~大气压的范围,进一步,干燥时间通常为10分钟~120小时,可以优选在30分钟~48小时的范围实施。此外,干燥温度、压力和时间在各自的设定中可以逐步变化。
本发明中,使溶剂蒸发而在模型上形成了转印体后,剥离该转印体,从而获得基材。转印体的剥离优选在玻璃化转变温度以下的温度进行,进一步,更优选在(玻璃化转变温度-20℃)以下的温度下进行剥离。由此可以精度良好地保持形成于转印体的图案形状而容易地剥离。剥离的方法可以是通过剥离从模型脱模,或者,可以通过浸渍、喷射等方法使模型和转印体与例如水等介质接触后利用表面张力进行剥离。此外,也可以在转印体背面粘贴树脂材或玻璃等无机材而将该基板与支撑体剥离。
此外,本发明的形成有凹凸结构的基材也可以通过如下方法获得:使由含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物形成的膜,与模型的图案面接触并进行按压,从而使模型的图案进行加热转印或UV固化转印。
例如,优选为对膜压接加热到玻璃化转变温度以上的模型的方法、或者将膜加热到玻璃化转变温度以上并使模型压接的方法、或者将膜和模型加热到玻璃化转变温度以上并压接模型的方法,加热温度为玻璃化转变温度~(玻璃化转变温度+100℃)的范围,优选为(玻璃化转变温度+5℃)~(玻璃化转变温度+50℃),此外,压接压力通常为1MPa~100MPa,优选为1MPa~60MPa的范围。由此,可以精度良好地形成形成于转印体的图案形状。
对通过压接而形成于模型上的转印体的剥离优选在玻璃化转变温度以下的温度进行,进一步,更优选在(玻璃化转变温度-20℃)以下的温度剥离。由此可以精度良好地保持形成于转印体的图案形状而容易地脱离。剥离的方法可以为通过剥离而从模型剥离,或者,通过浸渍、喷射等方法使模型和转印体与例如水等介质接触后利用表面张力进行剥离。此外,也可以在转印体背面粘贴树脂材、或玻璃等无机材而将该基板与支撑体剥离。
进一步,可举出通过熔融成型法制作成为形成有凹凸结构的基材的膜的方法。作为通过熔融成型法制造膜的方法,可举出使用熔融混炼机将上述例示的含氟环状烯烃聚合物经由T型模进行膜化的方法。利用T型模的熔融挤出膜的制造中,例如,将根据需要配合有添加剂的环状烯烃聚合物投入到挤出机,在与玻璃化转变温度相比优选高50℃~200℃的温度,更优选高80℃~150℃的温度进行熔融混炼,从T型模挤出,一边用冷却辊输送一边将加热到聚合物的玻璃化转变温度以上且表面具有微细图案的辊形状的模型按压到膜上,从而加工出形成有凹凸结构的膜。此时的表面具有微细图案的辊的加热温度在与通过将上述的膜与模型进行加热压接而形成凹凸结构时的加热温度相同的范围内使用。此外,在不损害本发明的效果的范围内,可以添加紫外线吸收剂、抗氧化剂、阻燃剂、抗静电剂、着色剂等添加剂。
本发明中,例如,使用含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物而制作的膜基材的膜厚优选为1~10000μm,更优选为5~5000μm,特别优选为10~2000μm。从制作例如培养袋、培养板、培养皿等细胞培养所使用的医疗器具的观点考虑,它们是适合的范围。另外,这里所谓基材的膜厚,是构成基材的膜的膜厚,该膜厚可以根据制作各器具的工艺、器具的用途来适当设定。关于注射成型基材,没有特别限制。
使用了本发明的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物的、通过溶液浇铸法、加热压接法或熔融成型法制造的形成有凹凸结构的膜、片、注射成型物,可以通过热封法、利用了粘附剂的密封法、熔融挤出或熔融成型等来制造例如袋、管、成型物等形态的医疗器具。此外,可以制造在由聚苯乙烯、聚乙烯、金属等其他材料制作的例如培养皿、多孔板、烧瓶等中组合了通过本方法获得的膜、片或熔融成型物的形态的医疗器具。
本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物包含上述例示的含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂。根据本发明,可以使用这样的含氟环状烯烃聚合物组合物,形成医疗器具中的基材的具有凹凸结构的一面。
由此,可以一边精度良好地转印模型的形状、尺寸,一边表现与各种构件的牢固的密合性,同时改性细胞培养袋或板等各种培养器具的特性等,可以提供能够在抑制细胞的粘附或附着的同时进行增殖的医疗器具。
进一步,本发明中的含氟环状烯烃聚合物组合物例如通过将含氟环状烯烃聚合物以任意浓度与光固化性化合物和光固化引发剂混合来获得。
调制含氟环状烯烃聚合物组合物时使用的有机溶剂,没有特别限制,可举出例如间二(三氟甲基)苯、苯三氟甲烷、氟苯、二氟苯、六氟苯、三氟甲基苯、双(三氟甲基)苯等含氟芳香族烃类;全氟己烷、全氟辛烷等含氟脂肪族烃类;全氟环十氢化萘等含氟脂肪族环状烃类;全氟-2-丁基四氢呋喃等含氟醚类、氯仿、氯苯、三氯苯等卤代烃类;四氢呋喃、二丁基醚、1,2-二甲氧基乙烷、二烷、丙二醇单甲基醚、双丙甘醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯等醚类;乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯类;甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;甲醇、乙醇、异丙基醇、2-甲氧基乙醇、3-甲氧基丙醇等醇类等。特别是,可以使用光固化性化合物本身作为调制溶剂。
其中,特别是,从制膜性的观点考虑,优选为在大气压下具有70℃以上沸点的溶剂。由此,可以确实地抑制蒸发速度变得过快。因此,可以确实地抑制因涂布时溶剂部分地开始干燥等而导致的膜厚精度的恶化、膜表面中的不均发生。
另外,在含氟环状烯烃聚合物组合物中,根据需要,也可以添加除含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂以外的其他公知的成分。作为这样的成分,可举出例如,防老剂、流平剂、润湿性改良剂、表面活性剂、增塑剂等改性剂、紫外线吸收剂、防腐剂、抗菌剂等稳定剂、光敏剂、硅烷偶联剂等。
对于本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物中的光固化性化合物,含氟环状烯烃聚合物与光固化性化合物的质量比(含氟环状烯烃聚合物/光固化性化合物)优选为99.9/0.1~50/50,更优选为99.9/0.1~55/45,进一步优选为99.9/0.1~60/40。作为光固化性化合物,可举出能够阳离子聚合的开环聚合性化合物、具有反应性双键基团的化合物等。从抑制涂覆使用时伴随固化后的体积收缩引起的基材的变形、与含氟环状烯烃聚合物的相容性的观点考虑,优选选择能够阳离子聚合的开环聚合性化合物。
能够阳离子聚合的开环聚合性化合物和具有反应性双键基团的化合物可以在1分子中具有1个反应性基团,也可以具有多个。此外,在光固化性化合物中,也可以将不同反应性基团数的化合物以任意的比例混合使用。进一步,作为光固化性化合物,也可以使用将具有反应性双键基团的化合物与能够阳离子聚合的开环聚合性化合物以任意比例混合而得的化合物。由此,能够一边用本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物尺寸精度良好地转印模型的图案,一边与由其他材料形成的构件尺寸精度良好且牢固地密合。此外,可以适合获得作为能够表现本发明的效果的用于细胞培养或检查细胞的基材的医疗器具。
作为光固化性化合物中的能够阳离子聚合的开环聚合性化合物,可举出例如,环氧化环己烯、氧化二环戊二烯、二氧化苧烯、二氧化4-乙烯基环己烯、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷甲酸酯、二(3,4-环氧环己基)己二酸酯、(3,4-环氧环己基)甲基醇、(3,4-环氧-6-甲基环己基)甲基-3,4-环氧-6-甲基环己烷甲酸酯、亚乙基-1,2-二(3,4-环氧环己烷甲酸)酯、(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、苯基缩水甘油基醚、二环己基-3,3’-二环氧化物、二环氧化1,7-辛二烯、双酚A型环氧树脂、卤代双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、间甲酚酚醛清漆型环氧树脂、对甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、多元醇的聚缩水甘油基醚、3,4-环氧环己烯基甲基-3’,4’-环氧环己烯甲酸酯这样的脂环式环氧树脂或氢化双酚A的缩水甘油基醚等环氧化合物等环氧化合物类。
进一步,可举出:3-甲基-3-(丁氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(戊氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(辛氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(癸氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(十二烷氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(丁氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(戊氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(辛氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(癸氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(十二烷氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(环己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-甲基-3-(环己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(环己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-二甲基氧杂环丁烷、3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-苯氧基甲基氧杂环丁烷、3-正丙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-异丙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-正丁基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-异丁基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-仲丁基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-叔丁基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己基)氧杂环丁烷等,
除此以外,作为具有2个以上氧杂环丁烷基的化合物,可举出:双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基)醚(3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷)、1,2-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)]乙烷、1,3-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)]丙烷、1,3-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)]-2,2-二甲基-丙烷、1,4-双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)丁烷、1,6-双(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)己烷、1,4-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]苯、1,3-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]苯、1,4-双{[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯、1,4-双{[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}环己烷、4,4’-双{[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}联苯、4,4’-双{[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}二环己烷、2,3-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷、2,5-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷、2,6-双[(3-甲基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]苯、1,3-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]苯、1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯、1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}环己烷、4,4’-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}联苯、4,4’-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}二环己烷、2,3-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷、2,5-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷、2,6-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]二环[2.2.1]庚烷等氧杂环丁烷化合物类。这些可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
此外,作为光固化性化合物中的具有反应性双键基团的化合物,可举出例如,氟二烯(CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH2CH=CH2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH=CH2、CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2CH=CH2、CF2=CFCH2C(C(CF3)2OH)(CF3)CH2CH=CH2等)等烯烃类;降冰片烯、降冰片二烯等环状烯烃类;环己基甲基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等烷基乙烯基醚类;乙酸乙烯酯等乙烯基酯类;(甲基)丙烯酸、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸烯丙酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、四氢糠基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、4-羟基丁基乙烯基醚、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸及其衍生物或它们的含氟丙烯酸酯类等。这些可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
作为用于使本发明的上述单体固化的光固化引发剂,可举出通过光的照射而生成阳离子的光阳离子引发剂、通过光的照射而生成自由基的光自由基引发剂等。光固化引发剂的使用量相对于光固化性化合物100质量份优选为0.05质量份以上,更优选为0.1~10质量份。
作为光固化引发剂中的通过光的照射而生成阳离子的光阳离子引发剂,只要是通过光照射而使上述能够阳离子聚合的开环聚合性化合物类开始阳离子聚合的化合物就没有特别限定,但优选为例如,如阳离子和成对的阴离子的盐那样进行光反应并释放路易斯酸的化合物。
作为阳离子的具体例,可举出二苯基碘4-甲氧基二苯基碘双(4-甲基苯基)碘双(4-叔丁基苯基)碘双(十二烷基苯基)碘三苯基锍、二苯基-4-硫代苯氧基苯基锍、双〔4-(二苯基锍基)-苯基〕硫化物、双〔4-(二(4-(2-羟基乙基)苯基)锍基)-苯基〕硫化物、η5-2,4-(环戊二烯基)〔1,2,3,4,5,6-η-(甲基乙基)苯〕-铁(1+)等。此外,除了阳离子以外,可举出高氯酸离子、三氟甲磺酸离子、甲苯磺酸离子、***磺酸离子等。此外,这些光阳离子引发剂可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
另一方面,作为阴离子的具体例,可举出四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、六氯锑酸盐、四(氟苯基)硼酸盐、四(二氟苯基)硼酸盐、四(三氟苯基)硼酸盐、四(四氟苯基)硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐、四(全氟苯基)硼酸盐、四(三氟甲基苯基)硼酸盐、四[二(三氟甲基)苯基)]硼酸盐等。此外,这些光阳离子引发剂可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
作为进一步优选使用的光阳离子引发剂的具体例,可举出例如,IRGACURE 250(BASF公司制)、IRGACURE 290(BASF公司制)、IRGACURE784(BASF公司制)、ESACURE 1064(Lamberti公司制)、WPI-124(和光纯药工业公司制)、CYRAURE UVI6990(Union Carbide日本公司制)、CPI-100P(San-Apro公司制)、PHOTO INITIATOR 2074(Solvay Japan公司制)、ADEKAOPTOMER SP-172(ADEKA公司制)、ADEKAOPTOMER SP-170(ADEKA公司制)、ADEKAOPTOMER SP-152(ADEKA公司制)、ADEKAOPTOMER SP-150(ADEKA公司制)等。此外,这些光阳离子引发剂可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
此外,作为光固化引发剂中的通过光的照射而生成自由基的光自由基引发剂,可举出例如,苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、氯苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、羟基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2’-苯基苯乙酮、2-氨基苯乙酮、二烷基氨基苯乙酮等苯乙酮类;苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮等苯偶姻类;二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、羟基丙基二苯甲酮、丙烯酰基二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮等二苯甲酮类;噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、二乙基噻吨酮、二甲基噻吨酮等噻吨酮类;全氟(叔丁基过氧化物)、全氟苯甲酰过氧化物等氟系过氧化物类;除此以外,α-酰基肟酯、苄基-(邻乙氧基羰基)-α-单肟、酰基氧化膦、乙醛酸酯、3-香豆素酮、2-乙基蒽醌、樟脑醌、硫化四甲基秋兰姆、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、二烷基过氧化物、叔丁基过氧基新戊酸酯等。
作为进一步优选使用的光自由基引发剂的具体例,可举出例如,IRGACURE 651(BASF公司制)、IRGACURE 184(BASF公司制)、Darocure 1173(BASF公司制)、二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、IRGACURE 500(BASF公司制)、IRGACURE 2959(BASF公司制)、IRGACURE 127(BASF公司制)、IRGACURE 907(BASF公司制)、IRGACURE 369(BASF公司制)、IRGACURE 1300(BASF公司制)、IRGACURE 819(BASF公司制)、IRGACURE 1800(BASF公司制)、Darocure TPO(BASF公司制)、Darocure 4265(BASF公司制)、IRGACURE OXE01(BASF公司制)、IRGACUREOXE02(BASF公司制)、ESACURE KT55(Lamberti公司制)、ESACURE KIP150(Lamberti公司制)、ESACURE KIP100F(Lamberti公司制)、ESACURE KT37(Lamberti公司制)、ESACUREKTO46(Lamberti公司制)、ESACURE 1001M(Lamberti公司制)、ESACURE KIP/EM(Lamberti公司制)、ESACURE DP250(Lamberti公司制)、ESACURE KB1(Lamberti公司制)、2,4-二乙基噻吨酮。其中,作为进一步优选使用的光自由基聚合引发剂,可举出IRGACURE 184(BASF公司制)、Darocure 1173(BASF公司制)、IRGACURE 500(BASF公司制)、IRGACURE 819(BASF公司制)、Darocure TPO(BASF公司制)、ESACURE KIP100F(Lamberti公司制)、ESACURE KT37(Lamberti公司制)和ESACURE KTO46(Lamberti公司制)。此外,这些光自由基引发剂可以单独使用,也可以2种以上组合使用。
进一步,根据需要还可以加入其他公知的成分,例如,防老剂、流平剂、润湿性改良剂、表面活性剂、增塑剂等改性剂、紫外线吸收剂、防腐剂、抗菌剂等稳定剂、光敏剂、硅烷偶联剂等作为第3成分。
本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物在固化后的形态下,光固化性化合物可以形成三维网状结构并可以将表面硬度改性而使其坚硬。因此,可以改善安装于医疗器具等的情况下的损伤性,在作为用于细胞培养、细胞检查的基材使用时,可以便利性良好地使用。
本发明的光固化性组合物可以与上述的本发明的通式(1)所示的含氟环状烯烃聚合物清漆同样地过滤精制。
接下来,使用由包含含有上述的通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂的光固化性组合物形成的清漆,形成基材的凹凸结构的方法可以通过如下来获得:在经过与上述的含氟环状烯烃聚合物清漆同样的涂布工序后,利用UV照射固化来转印模型的图案。
UV照射固化的UV照射工序可以兼顾灭菌,作为照射光,只要是能够通过对光固化引发剂照射光而赋予引起自由基反应或离子反应的能量就没有特别限定。作为该光源,可以使用波长400nm以下的光线,例如,低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯和金属卤化物灯、i射线、G射线、KrF受激准分子激光、ArF受激准分子激光。
关于对由含氟环状烯烃聚合物组合物形成的上述膜的照射强度,对每个作为目标的制品进行控制,没有特别限定。例如,对光固化引发剂的活化有效的光波长区域(根据光固化引发剂不同而不同,例如使用300~420nm的光)的光照射强度优选为0.1~100mW/cm2。通过使照射强度为0.1mW/cm2以上,可以确实地抑制反应时间变得过长。另一方面,通过使照射强度为100mW/cm2以下,能够更确实地抑制因由灯辐射的热和组合物聚合时的发热而引起所得的固化物的凝聚力的降低、黄变或支撑体的劣化。
关于该光的照射时间,对每个作为目标的制品进行控制,没有特别限定,可以将作为光波长区域中的光照射强度与光照射时间之积表示的累计光量设定为例如3~1000mJ/cm2。进一步优选为5~500mJ/cm2,特别优选为10~300mJ/cm2。通过使累计光量为上述下限值以上,从而可以由光聚合引发剂充分产生活性种,谋求所得的固化物的特性的提高。另一方面,通过使累计光量为上述上限值以下,可以有助于生产率提高。此外,为了促进聚合反应,根据情况也优选并用加热。此外,照射光而使固化性树脂固化的情况下的温度通常优选为0~150℃,更优选为0~60℃。
在获得由膜、片状的单层膜形成的基材的情况下,可以通过例如使膜从模型剥离来制造基材。从支撑体剥离膜,例如,可以通过在膜的端部粘贴市售的带,对其施加应力而剥离来进行,也可以通过使水、溶剂等液体与膜和支撑体的接触界面接触而利用支撑体表面与膜的接触面的表面张力之差而剥离膜来进行。
在获得在塑料、金属等支撑体上形成了形成有凹凸结构的涂覆膜的基材的情况下,例如实施上述工序中的直到涂布膜的干燥工序为止,在支撑体上涂覆含氟环状烯烃聚合物组合物。接着,可以通过使模型的图案面和含氟环状烯烃聚合物组合物的涂覆面接触,并根据需要进行压接,进行UV照射、剥离来制造在支撑体上形成了由本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物形成的形成有凹凸结构的涂覆膜的基材。在该情况下,支撑体特别优选为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯酸系树脂等有机材料、或玻璃、硅、铝等无机材料。
使模型的图案面与含氟环状烯烃聚合物组合物的涂覆面接触时的压力在0.01~5MPa的范围使用,优选在0.05~4MPa的范围使用,更优选在0.1~3MPa的范围使用,可以一边压接一边UV照射,也可以在利用层压机等压接装置进行压接后进行UV照射。由此,与图案的形状、尺寸无关而可以制作将模型的图案以高精度转印而得的基材。
对于将本发明中的含氟环状烯烃聚合物组合物在由塑料或金属形成的支撑体上制膜,加热并根据需要进行压接后,照射光使其固化而获得的固化膜的膜厚,没有特别限制,优选为1μm~10000μm,更优选为5μm~5000μm,进一步优选为10μm~2000μm。如果为这些范围,则可以获得自支撑的单层膜、支撑体上的涂覆膜。此外,本发明的含氟环状烯烃聚合物组合物,光固化时的体积收缩小,可以一边精度良好地转印图案一边确实地抑制基材的变形。此外,从制作例如培养袋、培养板、培养皿等细胞培养所使用的医疗器具的观点考虑为适合的范围。进一步,膜的膜厚可以根据制作这些器具的工艺而适当设定。
就由本发明的含氟环状烯烃聚合物、或含氟环状烯烃聚合物组合物通过上述的方法而制作的具有凹凸结构的基材而言,可以通过对从模型剥离后的基材加热而使其熔融流动,从而使凹凸结构变化为例如从凸部的顶点向着凹部底面而具有倾斜结构的形状。由此,可以在使接种了的细胞有效地集合于凹部底面的状态下进行细胞培养,作为培养后的形状,可以制作来自细胞的培养细胞为均匀厚度的细胞片、球体或菌落等生长细胞的群体。
(细胞培养方法)
本发明中的细胞培养方法具备:在构成本发明中的医疗器具的基材的形成有凹凸结构的一面,以接触或保持的方式接种细胞的工序;对上述细胞进行培养而获得培养细胞的工序;以及在上述一面上添加磷酸缓冲生理盐水等缓冲液,使上述培养细胞从上述一面悬浮的工序。由此,可以不损伤培养细胞而使其从基材脱离,并且可以通过有效的增殖进行细胞培养。
在本发明中,作为细胞培养的形态,可以在医疗器具内接种细胞后,在静置的状态下培养悬浮细胞。更具体而言,作为本发明的细胞培养,可以使细胞一边形成群体一边悬浮增殖。
这可以通过基材的接触或保持细胞的一面由本发明中的具有水接触角为70°以上的疏水表面性状的含氟环状烯烃聚合物、或含氟环状烯烃聚合物组合物构成来实现。此外,为了将培养环境保持为恒定,可以在接种后通过敲击而除掉气泡,也可以考虑细胞的形态、增殖性而施加振动来进行培养,也可以一边使培养液流动一边培养,也可以一边搅拌一边培养,没有特别限制。可以考虑细胞的特性、装置的形态、生产率而从它们中适合地选择。任何形态都可以通过用本发明中的医疗器具对细胞进行培养,来抑制细胞附着或密合于培养器具,同时一边形成细胞片、球体、菌落等群体一边增殖。
培养方法使用将本发明中的基材加工成与各种培养方法对应的容器的医疗器具来进行。例如,可以通过静置培养、旋转培养、微载体培养、回转培养、球体培养、凝胶内培养、三维载体培养、加压循环培养等方法实施细胞培养。可以考虑细胞的特性、培养形态或生产率而从它们中适合地选择,可以单独使用也可以并用2种以上。
这些各种培养方法中的温度优选为35~40℃,更优选为36~38℃,特别优选为36.5~37.5℃。此外,压力优选为0.02~0.5MPa,更优选为0.05~0.3MPa,特别优选为0.08~0.2MPa。进一步,氢离子指数(pH)优选为8~6,更优选为7.5~6.5。
作为使用本发明中的医疗器具作为培养器具时的灭菌方法,可以举出例如,浸渍于醇等的湿式灭菌、利用氧化乙烯的气体灭菌、紫外线灭菌、放射线灭菌、利用高温、高压的水蒸气的高压釜灭菌、不能直接接触蒸气的情况下所使用的干热灭菌、适于包含对热不稳定成分的基材的过滤灭菌等。在不损害本发明的效果的范围内可以考虑工艺适应性而从它们中适合地选择,可以组合使用2种以上灭菌方法。
此外,作为培养所使用的培养基的种类,与液状、凝胶状、固体(粉末)等的形态无关,可以根据细胞的特性、培养形态来选择。作为其例子,可举出例如,BME培养基、MEM培养基、DMEM培养基、199培养基、RPMI培养基、Ham F10培养基、Ham F12培养基、MCDB104、107、131、151、170、202培养基、RITC80-7培养基、MCDB153培养基等。它们可以单独使用,也可以混合使用2种以上,进一步可以与人、犬、大鼠、小鼠、鸟、猪、牛等生物来源的血清混合使用。
此外,根据细胞培养的目的,在不损害本发明的效果的范围内,例如,可以将层粘连蛋白-5、层粘连蛋白-511、层粘连蛋白-521等胶原、本发明的含氟环状烯烃聚合物或含氟环状烯烃聚合物组合物等涂覆于本发明的上述基材的内壁、接触或保持细胞的一面的一部分或整面来使用。它们可以单独使用,或混合使用2种以上。此外,本发明中,可以根据细胞的种类、培养细胞的应用来选择细胞的培养液、缓冲液,也可以自由选择使用荧光色素、细胞的固定化试剂。
进一步,对于在培养时、或使培养成的细胞悬浮而从基材脱离时所使用的磷酸缓冲生理盐水等缓冲液而言,只要是在细胞增殖的过程中不使体系内的氢离子指数(pH)变化的缓冲液即可,通常,可以将例如磷酸缓冲生理盐水、磷酸缓冲液、盐酸缓冲液、乙酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、硼酸缓冲液、酒石酸缓冲液、Tris缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、乙二胺四乙酸缓冲液、Tris-EDTA缓冲液、Tris-乙酸EDTA缓冲液、Tris-硼酸EDTA缓冲液、浓缩SSC缓冲液、浓缩SSPE缓冲液、柠檬酸钠缓冲液、碳酸盐碳酸氢盐缓冲液、硼酸钠缓冲液、马来酸缓冲液、CABS缓冲液、哌啶缓冲液、甘氨酸缓冲液、苹果酸缓冲液、甲酸缓冲液、琥珀酸缓冲液、乙酸缓冲液、丙酸缓冲液、哌嗪缓冲液、吡啶缓冲液、卡可基酸缓冲液、MES缓冲液、组氨酸缓冲液、乙醇胺缓冲液、ADA缓冲液、碳酸缓冲液、ACES缓冲液、PIPES缓冲液、咪唑缓冲液、Bis-Tris丙烷缓冲液、BES缓冲液、MOPS缓冲液、HEPES缓冲液、TES缓冲液、MOPSO缓冲液、MOBS缓冲液、DIPSO缓冲液、TAPSO缓冲液、TEA缓冲液、焦磷酸缓冲液、HEPPSO缓冲液、POPSO缓冲液、麦黄酮缓冲液、肼缓冲液、甘氨酰甘氨酸缓冲液、EPPS缓冲液、BICIN(N-二(羟乙基)甘氨酸)缓冲液、HEPBS缓冲液、TAPS缓冲液、AMPD缓冲液、TABS缓冲液、AMPSO缓冲液、牛磺酸缓冲液、CHES缓冲液、甘氨酸缓冲液、氢氧化铵缓冲液、CAPSO缓冲液、甲基胺缓冲液、CAPS缓冲液等单独使用,或使它们中含有胰蛋白酶、胃蛋白酶、粗制凝乳酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、NADPH脱氢酶、或NADH脱氢酶等酶而使用,优选可以将磷酸缓冲液、磷酸缓冲生理盐水、盐酸缓冲液、乙酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、硼酸缓冲液、酒石酸缓冲液、Tris缓冲液、Tris-盐酸缓冲液、乙二胺四乙酸缓冲液、Tris-EDTA缓冲液、Tris-乙酸EDTA缓冲液、Tris-硼酸EDTA缓冲液、浓缩SSC缓冲液、浓缩SSPE缓冲液、柠檬酸钠缓冲液、碳酸盐碳酸氢盐缓冲液、硼酸钠缓冲液、马来酸缓冲液等单独使用,或使它们中含有胰蛋白酶、胃蛋白酶、粗制凝乳酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、NADPH脱氢酶或NADH脱氢酶等酶而使用。
进一步优选可以将磷酸缓冲液、磷酸缓冲生理盐水、Tris-盐酸缓冲液、乙二胺四乙酸缓冲液、Tris-EDTA缓冲液、Tris-乙酸EDTA缓冲液、Tris-硼酸EDTA缓冲液、浓缩SSC缓冲液、浓缩SSPE缓冲液、柠檬酸钠缓冲液、碳酸盐碳酸氢盐缓冲液、硼酸钠缓冲液等单独使用,或使它们中含有胰蛋白酶、胃蛋白酶、粗制凝乳酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、NADPH脱氢酶或NADH脱氢酶等酶而使用。
本发明人发现了:在使用本发明的医疗器具对例如包括人细胞在内的动物细胞进行培养,分离细胞并采集的过程中,如果添加例如磷酸缓冲生理盐水等缓冲液,则细胞在自然地悬浮的状态下从基材容易地脱离的方法。
根据本发明,细胞的悬浮脱离可以例如通过观察培养成的细胞与基材的界面状态来理解悬浮或粘附的现象。在设置有在通常的球体培养所利用的基材的表面可观察到的成为细胞锚定点的微细凹凸结构的由本发明的通式(1)形成的基材上,对细胞进行7天培养,如果用扫描型电子显微镜观察培养细胞与基材的界面,则即使是在设置有形成锚定点所需的充分小的直径的凹凸结构的基材上增殖了的细胞,在其界面也观察不到从细胞伸出的足部,此外,如果在用本培养容器培养成的细胞中添加例如磷酸缓冲生理盐水那样的缓冲液,则细胞可以一边悬浮一边从基材脱离。
通过使用由本发明的含氟环状烯烃聚合物、或含氟环状烯烃聚合物组合物形成的医疗器具进行细胞培养,从而使得细胞一边悬浮而形成细胞片、球体、菌落等群体一边高效率地增殖,由于增殖了的生长细胞悬浮,因此能够实现可以使细胞无损伤地从基材脱离这样的优异的细胞培养方法。
实施例
以下,在实施例中,说明本发明,但本发明不受这些例子任何限定。另外,实施例中的聚合物分析值测定方法、基材(膜)的制作条件和分析方法、细胞的操作方法、培养器具的灭菌方法和培养评价方法如以下所记载的那样。
[重均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)]
在下述条件下使用凝胶渗透色谱(GPC),通过聚苯乙烯标准品校正分子量来测定溶解于四氢呋喃(THF)或三氟甲苯(TFT)的聚合物的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
检测器:日本分光公司制RI-2031和875-UV或Viscotec公司制Model270,串联连接柱:Shodex K-806M,804,803,802.5,柱温:40℃,流量:1.0ml/分钟,试样浓度:3.0~9.0mg/ml
[玻璃化转变温度]
使用岛津制作所公司制DSC-50,将测定试样在氮气气氛下以10℃/分钟的升温速度加热并测定。
[水接触角测定]
使用协和界面科学公司制固体表面能解析装置CA-XE型依照JIS R3257(基板玻璃表面的润湿性试验方法),将2μl水滴滴加在基材表面,通过静滴法,在水滴与基材表面接触后1分钟以内测定接触角。
[UV固化]
在涂布膜的固化中,使用SCIVAX公司制UV压印装置(X-100U)作为光源,在将培养膜与模型无压接或压接了的状态下,照射波长365nm的LED光进行固化。
[培养膜的凸凸间的宽度(L1)计测]
使用日本分光公司制的扫描型电子显微镜JSM-6701F(以下,也表述为SEM。),从SEM的照片计测任意9点的凸凸间的宽度并通过平均值来算出。
[关于细胞种和培养液]
使用小鼠胚胎成纤维细胞(以下,简写为BALB/3T3细胞),在包含10%胎牛血清(Calf Bovine Serum,CBS)、高葡萄糖和D-MEM培养基(含有L-谷氨酰胺、酚红、丙酮酸钠)的溶液(以下,记载为BALB/3T3细胞液。)中,进行全部的传代培养和细胞增殖性试验。此外,也同样进行了关于人皮肤成纤维细胞(以下,简写为Hs-68细胞)的全部的传代培养和细胞增殖性试验。
[细胞的解冻]
将冷冻了的BALB/3T3细胞或Hs-68细胞的细胞悬浮液浸没在37℃水浴中解冻,在解冻了的细胞悬浮液中添加进行了冰上冷却的10%胎牛血清D-MEM培养基并进行离心分离。离心后,除去上清液并通过敲击将细胞块解开后,添加用37℃水浴保温了的10%胎牛血清D-MEM培养基。用血细胞计数器计数细胞数,使用用水浴保温了的10%胎牛血清D-MEM培养基调制细胞悬浮液,在培养烧瓶中接种细胞后,用加湿培养箱培养。
[细胞的传代]
从加湿培养箱取出培养烧瓶并将培养基用抽吸器除去,加入在37℃水浴中保温了的达尔伯克氏PBS(-),将上清液用抽吸器除去。再次进行了同样的操作后,加入在37℃水浴中保温了的0.025w/v%胰蛋白酶-EDTA溶液并在加湿培养箱内静置后,加入10%胎牛血清D-MEM培养基,回收剥落的细胞并移至离心管进行离心分离而除去上清液,通过敲击将细胞块解开后,加入10%胎牛血清D-MEM培养基。用血细胞计数器计数细胞数后,用10%胎牛血清D-MEM培养基调制细胞悬浮液,在培养烧瓶中接种细胞,用加湿培养箱培养。
[细胞培养器具的灭菌方法]
将切成直径15mm的圆形的培养膜置于TCPS多孔板(Corning公司制)孔部,加入70%乙醇水溶液并浸渍40分钟~1小时后,除去70%乙醇水溶液,在达尔伯克氏PBS(-)中浸渍15分钟~40分钟。接下来,除去PBS(-),颠倒培养器具,进行同样的操作,对培养器具的表面和背面进行灭菌处理。灭菌处理结束后,在纯净工作台(bench)内干燥一晚。
[细胞悬浮液的调制和细胞直径的计测]
将在25cm2培养烧瓶中成为约60%融合状态的BALB/3T3细胞,通过与上述细胞的传代操作同样的方法用0.025w/v%胰蛋白酶-EDTA进行处理而剥落。用血细胞计数器计数细胞数,用10%胎牛血清D-MEM培养基调制7300~7600cells/mL的BALB/3T3细胞或Hs-68细胞的细胞悬浮液。此外,实施例10中使用了将Hs-68细胞调制为1500cells/mL的细胞悬浮液。
根据由显微镜观察得到的平均一个细胞的平均计测,细胞的最大直径(L2)为25μm。或者,根据通过同样的方法调制的Hs-68细胞的由显微镜观察得到的平均一个细胞的平均计测,细胞的最大直径(L2)为20μm。
[沉降到凹部底面的细胞的数目的确认]
将BALB/3T3细胞或Hs-68细胞接种于凹凸结构的对细胞进行培养的面,将刚刚装入到加湿培养箱后4小时后的样品从加湿培养箱取出,进行显微镜观察,计数沉降到基材一面的任意30处凹部的细胞的数目,将沉降到平均一个凹部底面的细胞的数目作为平均值(=细胞数/30)来表示。
[细胞增殖性的评价]
将培养开始后经过1、3、7和14天后的培养容器从加湿培养箱取出并除去培养基,添加10%WST-8(Cell Counting Kit-8)/10%胎牛血清D-MEM培养基的混合溶液,用加湿培养箱孵育3小时。然后,将培养基200μl移至96孔板,用酶标仪(SPECTRA max PLUS384,Molecular Devices公司制)测定波长450nm的吸光度。各培养容器的细胞增殖性通过吸光度的经时变化来确认。
[显著性差异检定]
关于各种培养容器,准备接种了细胞的样品9个检体并进行培养,将吸光度的测定结果通过Prism 6for Windows 6.01(MDF公司制)进行数值解析,将结果的平均值作为吸光度来算出,对标准偏差附上±的符号作为偏差的范围。
[荧光显微镜观察]
从培养了预定期间细胞的容器除去培养基,添加4%戊二醛/磷酸缓冲液并静置1小时后,除去4%戊二醛/磷酸缓冲液。然后,用灭菌水洗涤,使用Image-iT Fixation/Permeabilization试剂盒(Life Sciences制)将细胞核和细胞骨架蛋白染色而调制荧光显微镜观察所使用的试样。荧光显微镜观察使用了一体化荧光显微镜BZ-X700(Keyence制)。
[制造例1]聚合物1
在5,5,6-三氟-6-(三氟甲基)二环[2.2.1]庚-2-烯(100g)与1-己烯(0.268g)的四氢呋喃溶液中,添加Mo(N-2,6-Pri 2C6H3)(CHCMe2Ph)(OBut)2(50mg)的四氢呋喃溶液,在70℃进行了开环易位聚合。对所得的聚合物的烯烃部,在钯氧化铝(5g)存在下,在160℃进行加氢反应,获得了聚(1,1,2-三氟-2-三氟甲基-3,5-环亚戊基乙烯)的四氢呋喃溶液。将该溶液用孔径5μm的过滤器加压过滤,除去了钯氧化铝,将所得的溶液加入到甲醇中,将白色的聚合物过滤分离、干燥而获得了99g的聚合物1。所得的聚合物1含有由上述通式(1)表示的结构单元。此外,加氢率为100%,重均分子量(Mw)为83000,分子量分布(Mw/Mn)为1.73,玻璃化转变温度为109℃。
[制造例2]培养膜1
将制造例1中合成的聚合物1在甲基异丁基酮中以30质量%浓度溶解,将该溶液用孔径1μm的过滤器加压过滤,接着用0.1μm的过滤器过滤而调制聚合物1的甲基异丁基酮溶液。接着,在具有凸部的宽度100μm、图案间距130μm、图案深度40μm的格子形状的石英模型中涂布聚合物1的甲基异丁基酮溶液,使用涂布器均匀地涂覆后,在140℃干燥60分钟而剥离,从而制作厚度80μm的格子形状的培养膜1。
培养膜1的凸凸间的宽度(L1)为100μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为4。此外,水接触角(经过15秒时)为126.0°。
[制造例3]培养膜2
将制造例2中使用的聚合物1的甲基异丁基酮溶液,涂布于具有凸部的宽度500μm、图案间距570μm、图案深度70μm的格子形状的镍模型,使用涂布器均匀地涂覆后,在140℃干燥60分钟而剥离,从而制作厚度110μm的格子形状的培养膜2。
培养膜2的凸凸间的宽度(L1)为500μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为20。此外,水接触角(经过15秒时)为134.1°。
[制造例4]培养膜3
调制在以30质量%浓度溶解有制造例1中合成的含氟环状烯烃聚合物1(A)的甲基异丁基酮溶液100g中,加入了作为光固化性化合物(B)的3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷与二环氧化1,7-辛二烯的质量比9/1的混合物20g、和作为光固化引发剂的ADEKAOPTOMER SP-172(ADEKA公司制)0.8g而得的溶液,用孔径1μm的过滤器加压过滤,接着用0.1μm的过滤器过滤而调制光固化性组合物1(成分(A)与成分(B)之比:[(A)/(B)=60/40])。接着,对具有凸部的宽度300μm、图案间距350μm、图案深度50μm的格子形状的石英模型,使用涂布器均匀地涂覆光固化性组合物1后,在140℃干燥30分钟,从涂覆面的背面以200mJ/cm2的累计光量照射波长365nm的UV光,然后从模型剥离,从而制作厚度90μm的格子形状的培养膜3。
培养膜3的凸凸间的宽度(L1)为300μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为12。此外,水接触角(经过15秒时)为128.1°。
[制造例5]培养膜4
调制在以30质量%浓度溶解有制造例1中合成的含氟环状烯烃聚合物1(A)的环己酮溶液100g中,加入了作为光固化性化合物(B)的3-乙基-3{[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基}氧杂环丁烷与二环氧化1,7-辛二烯的质量比9/1的混合物3g、和作为光固化引发剂的CPI-100P(San-Apro公司制)0.1g而得的溶液,用孔径1μm的过滤器加压过滤,接着用0.1μm的过滤器过滤而调制光固化性组合物2(成分(A)与成分(B)之比:[(A)/(B)=90/10])。接着,对制造例3中使用的镍模型,使用涂布器均匀地涂覆光固化性组合物2后,在140℃干燥50分钟,从涂覆面的背面以200mJ/cm2的累计光量照射波长365nm的UV光,然后从模型剥离,从而制作厚度105μm的格子形状的培养膜4。
培养膜4的凸凸间的宽度(L1)为500μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为20。此外,水接触角(经过15秒时)为129.4°。
[实施例1]
将制造例2中制作的培养膜1灭菌,将图案面朝上方置于24孔TCPS多孔板的孔部底面,用灭菌润滑脂(Toray Dow Corning公司制)使其与SUS制O-环(内径11mm)密合而固定后,将BALB/3T3细胞液(1mL)接种于培养膜1的图案面。将该操作实施9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到加湿培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。接着,对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜1的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目,算出平均值。其结果是,确认到在平均一个凹部底面存在1.3个细胞。
利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.31±0.02,经过3天后为0.95±0.05,经过7天后为2.37±0.08。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮(参照图1)。
[实施例2]
对制造例3中制作的培养膜2进行灭菌,通过与实施例1同样的方法固定于24孔TCPS多孔板,将解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)接种于培养膜2的图案面。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。接着,对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜2的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值。其结果是,确认到在平均一个凹部底面存在26个细胞。
利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.24±0.02,经过3天后为0.73±0.05,经过7天后为1.89±0.09。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例3]
将制造例4中制作的培养膜3灭菌,通过与实施例1同样的方法固定于24孔TCPS多孔板,将解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)接种于培养膜3的图案面。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。接着,对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜3的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值。其结果是,确认到在平均一个凹部底面存在9.7个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.28±0.01,经过3天后为0.89±0.02,经过7天后为2.26±0.07。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例4]
对制造例5中制作的培养膜4灭菌,通过与实施例1同样的方法固定于24孔TCPS多孔板,将解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)接种于培养膜4的图案面。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。接着,对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜4的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值。其结果是,确认到在平均一个凹部底面存在26个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.24±0.03,经过3天后为0.70±0.04,经过7天后为1.75±0.06。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果显微镜观察培养了7天的细胞,细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例5]
将含氟环状烯烃单体的种类变更为5,6-二氟-5-五氟乙基-6-三氟甲基二环[2.2.1]庚-2-烯,除此以外,通过与制造例1同样的方法获得了97g聚合物2。所得的聚合物2含有由通式(1)表示的结构单元。此外,加氢率为100%,重均分子量(Mw)为91000,分子量分布(Mw/Mn)为1.93,玻璃化转变温度为104℃。
接下来,通过与制造例2同样的方法制作厚度85μm的格子形状的培养膜5。培养膜5的凸凸间的宽度(L1)为100μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为4。此外,水接触角(经过15秒时)为128.1°。
利用培养膜5,通过与实施例1同样的方法实施的BALB/3T3细胞的培养中,如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜5的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.3个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.30±0.03,经过3天后为0.99±0.03,经过7天后为2.28±0.11。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例6]
将含氟环状烯烃单体的种类变更为5,6-二氟-5-七氟异丙基-6-三氟甲基二环[2.2.1]庚-2-烯,除此以外,通过与制造例1同样的方法获得了98g聚合物3。所得的聚合物3含有由通式(1)表示的结构单元。此外,加氢率为100%,重均分子量(Mw)为142000,分子量分布(Mw/Mn)为1.40,玻璃化转变温度为137℃。
接下来,将模型变更为制造例3中使用的格子形状的镍模型,除此以外,通过与制造例2同样的方法制作厚度103μm的格子形状的培养膜6。培养膜6的凸凸间的宽度(L1)为500μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为20。此外,水接触角(经过15秒时)为136.3°。
利用培养膜6,通过与实施例1同样的方法实施的BALB/3T3细胞的培养中,如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜6的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在26个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.21±0.03,经过3天后为0.68±0.03,经过7天后为1.56±0.15。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例7]
将制造例4中调制的光固化性组合物1[(A)/(B)=60/40]旋转涂布于PET膜,在100℃加热1分钟后,以制造例2中使用的格子形状的石英模型的图案面与光固化性组合物1的涂覆面接触的方式覆盖PET膜,一边以0.3MPa的压力压接一边以200mJ/cm2的累计光量照射波长365nm的UV光。接着,从石英模型剥离PET膜,制作在PET膜的表面形成了格子形状的培养膜7。培养膜7的凸凸间的宽度(L1)为100μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为4。此外,水接触角(经过15秒时)为127.3°。
利用培养膜7,通过与实施例1同样的方法实施的BALB/3T3细胞的培养中,如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜7的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.3个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.27±0.01,经过3天后为0.85±0.02,经过7天后为2.14±0.09。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
[实施例8]
将细胞种变更为Hs-68细胞,除此以外,通过与BALB/3T3细胞同样的方法进行细胞的解冻、传代,调制悬浮液,用10%胎牛血清D-MEM培养基调制7500cells/mL的细胞悬浮液。
培养膜的制作中,将模型变更为制造例4中使用的石英模型(凸部的宽度300μm,图案间距350μm,图案深度50μm),除此以外,通过与制造例2同样的方法制作培养膜9。培养膜9的凸凸间的宽度(L1)为300μm,与Hs-68细胞的最大直径(L2=20μm)之比(L1/L2)为15。此外,水接触角(经过15秒时)为124.2°。
接着,使用灭菌后的培养膜9通过与实施例1同样的方法,接种解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜9的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在9.7个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.27±0.05,经过3天后为0.82±0.09,经过7天后为1.69±0.11,经过14天后为3.21±0.13。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过14天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了14天的细胞进行显微镜观察,则细胞以球体或菌落状形成了群体的状态(参照图2)增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持球体或菌落状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到100%的培养细胞为活细胞。
[实施例9]
使用灭菌后的培养膜1(L1/L2=5),通过与实施例8同样的方法接种解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜1的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.3个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.28±0.04,经过3天后为1.83±0.05,经过7天后为1.79±0.10。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持片状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到99.8%的培养细胞为活细胞。
[实施例10]
使用灭菌后的培养膜9(L1/L2=15),将细胞数变更为1500cells/mL,除此以外,接种通过与实施例8同样的方法调制的解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜9的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.9个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.06±0.01,经过3天后为0.17±0.09,经过7天后为0.36±0.12。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以形成了球体或菌落的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持球体或菌落状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到100%的培养细胞为活细胞。
[实施例11]
使用灭菌后的培养膜3(L1/L2=15),通过与实施例8同样的方法,接种解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜3的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在9.6个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.21±0.04,经过3天后为0.74±0.09,经过7天后为1.60±0.11。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持片状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到99.9%的培养细胞为活细胞。
[实施例12]
使用实施例6中制作的灭菌后的培养膜6(L1/L2=25),通过与实施例8同样的方法,接种解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜6的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在26个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.23±0.05,经过3天后为0.65±0.08,经过7天后为1.55±0.11。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以形成了球体的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持球体状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到100%的培养细胞为活细胞。
[实施例13]
利用溶液浇铸法由制造例2中使用的聚合物1的甲基异丁基酮溶液制作厚度120μm的聚合物1的膜。接着,在加热板上使聚合物1的膜与制造例4中使用的石英模型(凸部的宽度300μm,图案间距350μm,图案深度50μm)的图案面接触,置于加热板并加热到150℃,以10MPa进行热压接并在该状态下保持5秒。冷却到70℃后,将模型脱离而制作培养膜10。培养膜10的凸凸间的宽度(L1)为300μm,与Hs-68细胞的最大直径(L2=20μm)之比(L1/L2)为15。此外,水接触角(经过15秒时)为124.9°。
接着,使用灭菌后的培养膜10,通过与实施例1同样的方法接种解冻后的Hs-68细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜10的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在9.8个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.26±0.04,经过3天后为0.87±0.03,经过7天后为1.70±0.10。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以形成了球体或菌落的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持球体或菌落状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,如果观察自发荧光则同样地确认到100%的培养细胞为活细胞。
[实施例14]
切出6孔TCPS多孔板(Corning制)的凹部底面,将制造例2中制作的凸凸间的宽度(L1)为100μm且与人胚胎成纤维细胞的最大直径(L2=20μm)之比(L1/L2)为5的膜1从容器的背面粘贴到全部6孔的凹部底面,制作细胞培养容器,通过乙醇进行了灭菌处理。
接着,将细胞液的量变更为10mL,除此以外,通过与实施例8同样的方法,接种解冻后的Hs-68细胞液。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜1的凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.3个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.29±0.01,经过3天后为0.83±0.01,经过7天后为1.79±0.05。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向形成了群体的状态增殖,如果添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水则以保持片状的形态的状态悬浮。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎100%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,即使观察自发荧光,也几乎观察不到荧光,因此同样地确认到100%的培养细胞为活细胞。
[参考例1]
将制造例2中使用的聚合物1的甲基异丁基酮溶液,涂布于具有直径150nm、间距250nm的柱形状的镍模型,使用涂布器均匀地涂覆后,在140℃干燥60分钟而剥离,从而制作厚度50μm的孔形状的培养膜11。培养膜11的水接触角(经过15秒时)为124.3°。
接着,使用灭菌后的培养膜11,通过与实施例1同样的方法固定于24孔TCPS多孔板,将解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)接种于培养膜11的图案面。将该操作重复9次,准备检体数为9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.10±0.02,经过3天后为0.34±0.03,经过7天后为0.70±0.09。吸光度相对于经过天数直线性地增大,即使经过7天,增殖性也未见变化。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以相对于厚度方向形成了细胞片的群体的状态增殖,如果添加磷酸缓冲生理盐水则以保持形成细胞片群体的形态的状态悬浮。
进一步,除去培养了7天的BALB/3T3细胞的培养液,进行脱水处理、干燥,调制SEM观察用的试样,如果观察细胞与培养膜11的界面的状态,则未见以卷缠于培养膜11的图案面的最大直径150nm的孔(凹部)的方式形成从细胞伸出的丝状的锚定点。
[比较例1]
在γ射线灭菌后的24孔TCPS多孔板(Corning制,水接触角是15秒后为46.1°)的孔部底面接种解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并观察多孔板的底部,则观察到稀疏地散在的BALB/3T3细胞,其中也有以凝聚块的状态沉降的物质,相对于培养面整体以不均匀的状态沉降。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.27±0.03,经过3天后为1.08±0.11,经过7天后为1.51±0.23。显示出吸光度的增加比例相对于经过天数而逐渐衰减的倾向,细胞增殖的程度随着经过天数而变小。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向具有厚度不均的平面状态增殖,即使添加磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮。
[比较例2]
使用乙醇灭菌后的ApelTM膜(三井化学公司制),通过与实施例1同样的方法开始BALB/3T3细胞的培养。如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察,则观察到稀疏散在的BALB/3T3细胞,其中也有以凝聚块的状态沉降的物质,相对于培养面整体以不均匀的状态沉降。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.11±0.01,经过3天后为1.22±0.10,经过7天后为1.71±0.19。显示出吸光度的增加比例相对于经过天数而逐渐衰减的倾向,细胞增殖的程度随着经过天数而变小。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向具有厚度不均的平面状态增殖,即使添加磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮。
[比较例3]
将制造例1中记载的单体变更为5-甲基-二环[2.2.1]庚-2-烯,将溶剂变更为环己烷,除此以外,通过与制造例1同样的方法获得了49g聚合物4。此外,加氢率为100%,重均分子量(Mw)为129000,分子量分布(Mw/Mn)为2.26,玻璃化转变温度为67℃。
接下来,将以30质量%溶解有聚合物4的环己酮溶液涂覆于玻璃基板,在150℃干燥3小时制作厚度75μm的膜。然后,使用制造例2中使用的格子形状的石英模型通过加热熔融压接纳米压印法,制作厚度73μm的格子形状的培养膜8。培养膜8的凸凸间的宽度(L1)为100μm,与BALB/3T3细胞的最大直径(L2=25μm)之比(L1/L2)为4。此外,水接触角(经过15秒时)为101.2°。
利用培养膜8,通过与实施例1同样的方法实施BALB/3T3细胞的培养,如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到培养膜4的凹凸结构的任意30处凹部底面的BALB/3T3细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在1.4个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.07±0.01,经过3天后为0.15±0.02,经过7天后为0.18±0.11。细胞增殖的程度随着经过天数而变小。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞以片状地且相对于厚度方向具有厚度不均的平面状态增殖,即使添加磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮。
[比较例4]
将细胞悬浮液变更为Hs-68细胞液(10mL),除此以外,与比较例1同样地在培养箱的箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.33±0.06,经过3天后为1.49±0.11,经过7天后为3.10±0.13。显示出吸光度相对于经过天数而逐渐衰减的倾向,细胞增殖的程度随着经过天数而变小。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞片状地增殖,即使添加含有胰蛋白酶的磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮(参照图3)。
进一步,如果将培养了7天的细胞用荧光发光试剂染色而对细胞核和细胞骨架蛋白的形态进行荧光显微镜观察,则观察到:发出蓝色荧光的细胞核和发出绿色荧光的细胞骨架蛋白是二维展开的片形状的荧光发光分布,未能确认到细胞在厚度方向重叠的细胞片的群体的形成。
如果用NADPH脱氢酶进行该培养细胞的药物代谢***酶活性评价,则可知几乎0%具有与生态***同样的药物代谢***酶活性。进一步,自发荧光观察中,没能用γ射线灭菌后的24孔TCPS多孔板的荧光吸收来测定。
[比较例5]
在图案间距4μm的形成了六方最密填充排列的灭菌后的24孔纳米培养板(SCIVAX公司制,水接触角(经过15秒时)为125°,L1/L2=0.16)的孔部底面的图案面接种解冻后的BALB/3T3细胞液(1mL)。将该操作重复9次,准备检体数9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。
如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并观察凹凸结构的任意30处凹部底面,则连一个凹部中都没有进入沉降的BALB/3T3细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.07±0.03,经过3天后为0.09±0.02,经过7天后为0.10±0.09。显示出吸光度的增加比例相对于经过天数而逐渐衰减的倾向,细胞增殖的程度随着经过天数而变小。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞相对于厚度方向形成球体的群体进行增殖,尺寸,形状不一致,即使添加磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮。
进一步,如果除去培养了7天的BALB/3T3细胞的培养液,进行脱水处理、干燥,调制SEM观察用的试样,如果观察细胞与纳米培养板界面的状态,则观察到以卷缠于纳米培养板的图案面的凹部的方式形成了细胞的锚定点的状态。
[比较例6]
在灭菌后的形成了口径500μm的孔形状的6孔球体形成培养用容器(IWAKI公司制,L1/L2=25)的孔部底面的图案面,与实施例8同样地接种Hs-68细胞的细胞悬浮液。将该操作重复9次,准备检体数9个的样品。然后,盖上盖子并移动到培养箱,在箱内温度37℃、二氧化碳浓度5%的灭菌空气下开始培养。
如果对经过4小时后的样品进行显微镜观察并计数沉降到凹凸结构的任意30处凹部底面的Hs-68细胞的数目而算出平均值,则确认到在平均一个凹部底面存在25个细胞。
在利用WST-8法的细胞增殖性的评价中,经过1天后的吸光度为0.08±0.01,经过3天后为0.11±0.04,经过7天后为0.15±0.06。此外,如果对培养了7天的细胞进行显微镜观察,则细胞相对于厚度方向形成球体的群体而进行了增殖,但尺寸,形状不一致,即使添加磷酸缓冲生理盐水,形态也无变化,不悬浮。
该申请主张以于2015年3月31日申请的日本申请特愿2015-070868号为基础的优先权,将其公开的全部内容引入到本文中。
本发明包含以下形态。
<1>
一种医疗器具,其是具备基材的医疗器具,其特征在于,
上述基材具有接触细胞的一面,
上述基材的与上述细胞接触的上述一面具备通过含有下述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物构成的凹凸结构,
由该凹凸结构构成的凸凸间的宽度(L1)与平均一个上述细胞的直径(L2)之比(L1/L2)为1~100,上述细胞不与具备凹凸结构的上述一面粘附。
[化7]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
<2>
根据<1>所述的医疗器具,接触上述细胞的上述一面所具备的凹凸结构的凸凸间的宽度为10μm~1000μm。
<3>
根据<1>或<2>所述的医疗器具,接触上述细胞的上述一面的水接触角为70°~160°。
<4>
根据<1>~<3>的任一项所述的医疗器具,上述基材所具备的上述一面由包含上述含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂的含氟环状烯烃聚合物组合物构成。
<5>
根据<4>所述的医疗器具,上述含氟环状烯烃聚合物组合物中的上述含氟环状烯烃聚合物与上述光固化性化合物的质量比(含氟环状烯烃聚合物/光固化性化合物)为99.9/0.1~50/50。
<6>
根据<1>~<5>的任一项所述的医疗器具,其用于对与上述一面接触的上述细胞进行培养。
<7>
根据<6>所述的医疗器具,在细胞培养中,上述细胞一边形成群体一边悬浮增殖。
<8>
根据<6>或<7>所述的医疗器具,通过磷酸缓冲生理盐水将培养成的上述细胞悬浮而从上述一面脱离。
<9>
一种含氟环状烯烃聚合物,其是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的上述一面的含氟环状烯烃聚合物,其含有下述通式(1)所示的结构单元。
[化8]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
<10>
一种含氟环状烯烃聚合物组合物,是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的上述一面的含氟环状烯烃聚合物组合物,其包含:
含有下述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物,
光固化性化合物,和
光固化引发剂。
[化9]
(式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基。在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基。R1~R4彼此可以相同也可以不同。此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。)
<11>
一种细胞培养方法,其具备下述工序:
在<1>~<8>的任一项所述的医疗器具的上述一面上,以与上述一面接触的方式接种上述细胞的工序,
对上述细胞进行培养而获得培养细胞的工序,以及
在上述一面上添加磷酸缓冲生理盐水,使上述培养细胞从上述一面悬浮的工序。
Claims (12)
1.一种医疗器具,其是具备使用了含有通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物的基材的医疗器具,其特征在于,
所述基材具有使该基材与细胞接触的一面,并且,该基材在所述一面具备凹凸结构,
由所述凹凸结构构成的凸凸间的宽度L1与所述细胞中的平均一个接种细胞的最大直径L2之比即L1/L2为1~300,所述细胞不粘附或不附着于具备所述凹凸结构的所述一面而促进细胞增殖,
式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基;在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基;R1~R4彼此可以相同也可以不同;此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。
2.根据权利要求1所述的医疗器具,所述L1/L2为1~100。
3.根据权利要求1或2所述的医疗器具,所述凹凸结构的凸凸间的宽度为10μm~1000μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的医疗器具,所述一面的水接触角为70°~160°。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的医疗器具,所述一面由包含所述含氟环状烯烃聚合物、光固化性化合物和光固化引发剂的含氟环状烯烃聚合物组合物构成。
6.根据权利要求5所述的医疗器具,所述含氟环状烯烃聚合物组合物中的所述含氟环状烯烃聚合物与所述光固化性化合物的质量比即含氟环状烯烃聚合物/光固化性化合物为99.9/0.1~50/50。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的医疗器具,其用于使细胞与所述一面接触从而对细胞进行培养。
8.根据权利要求7所述的医疗器具,来自所述细胞的培养细胞一边形成选自细胞片、球体或菌落中的生长细胞的群体一边悬浮增殖。
9.根据权利要求7或8所述的医疗器具,通过缓冲液将生长细胞的群体游离而使其从所述一面脱离。
10.一种含氟环状烯烃聚合物,是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的所述一面的含氟环状烯烃聚合物,其含有下述通式(1)所示的结构单元,
式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基;在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基;R1~R4彼此可以相同也可以不同;此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。
11.一种含氟环状烯烃聚合物组合物,是用于形成使细胞与基材的具有凹凸结构的一面接触的医疗器具的所述一面的含氟环状烯烃聚合物组合物,其包含:
含有下述通式(1)所示的结构单元的含氟环状烯烃聚合物,
光固化性化合物,以及
光固化引发剂,
式(1)中,R1~R4之中的至少1个为氟、含有氟的碳原子数1~10的烷基、含有氟的碳原子数1~10的烷氧基、或含有氟的碳原子数2~10的烷氧基烷基;在R1~R4为不含氟的基团的情况下,R1~R4选自氢、碳原子数1~10的烷基、碳原子数1~10的烷氧基、或碳原子数2~10的烷氧基烷基,R1~R4彼此可以相同也可以不同;此外,R1~R4可以彼此结合而形成环结构。
12.一种细胞培养方法,其具备下述工序:
在权利要求1~9中任一项所述的医疗器具的一面上以接触的方式接种细胞的工序,
对所述细胞进行培养而获得培养细胞的工序,以及
在该一面上添加缓冲液,使培养细胞从该一面悬浮的工序。
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