JP4401153B2 - パターニング用基板および細胞培養基板 - Google Patents

Description

本発明は、細胞を高精細なパターン状に接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板や、その細胞培養用パターニング基板の形成に用いられるパターニング用基板、そのパターニング用基板を形成するために用いられるパターニング用基板用コーティング液、および細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板に関するものである。

現在、いろいろな動物や植物の細胞培養が行われており、また、新たな細胞の培養法が開発されている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質の解明、有用な物質の生産などの目的で利用されている。さらに、培養細胞を用いて、人工的に合成された薬剤の生理活性や毒性を調べる試みがなされている。

一部の細胞、特に多くの動物細胞は、何かに接着して生育する接着依存性を有しており、生体外の浮遊状態では長期間生存することができない。このような接着依存性を有した細胞の培養には、細胞が接着するための担体が必要であり、一般的には、コラーゲンやフィブロネクチンなどの細胞接着性タンパク質を均一に塗布したプラスチック製の培養皿が用いられている。これらの細胞接着性タンパク質は、培養細胞に作用し、細胞の接着を容易にしたり、細胞の形態に影響を与えることが知られている。

一方、培養細胞を基材上の微小な部分にのみ接着させ、配列させる技術が報告されている。このような技術により、培養細胞を人工臓器やバイオセンサ、バイオリアクターなどに応用することが可能になる。培養細胞を配列させる方法としては、細胞に対して接着の容易さが異なるような表面がパターンをなしているような基材を用い、この表面で細胞を培養し、細胞が接着するように加工した表面だけに細胞を接着させることによって細胞を配列させる方法がとられている。

例えば、特許文献１には、回路状に神経細胞を増殖させるなどの目的で、静電荷パターンを形成させた電荷保持媒体を細胞培養に応用している。また、特許文献２では、細胞接着阻害性あるいは細胞接着性の光感受性親水性高分子をフォトリソグラフィ法によりパターニングした表面上への培養細胞の配列を試みている。

さらに、特許文献３では、細胞の接着率や形態に影響を与えるコラーゲンなどの物質がパターニングされた細胞培養用基材と、この基材をフォトリソグラフィ法によって作製する方法について開示している。このような基材の上で細胞を培養することによって、コラーゲンなどがパターニングされた表面により多くの細胞を接着させ、細胞のパターニングを実現している。

しかしながら、このような細胞培養部位のパターニングは、用途によっては高精細であることが要求される場合がある。上述したような感光性材料を用いたフォトリソグラフィ法等によるパターニングを行う場合は、高精細なパターンを得ることはできるが、細胞接着性材料が感光性を有する必要があり、例えば生体高分子等にこのような感光性を付与するための化学的修飾を行うことが困難な場合が多く、細胞接着性材料の選択性の幅を極めて狭くするといった問題があった。また、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法では、現像液等を用いる必要性があり、これらが細胞培養に際して悪影響を及ぼす場合があった。

さらに、高精細な細胞接着性材料のパターンの形成方法として、マイクロ・コンタクトプリンティング法が、ハーバード大学のジョージ Ｍ，ホワイトサイズ(George M. Whitesides)により提唱されている（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７等）。しかしながら、この方法を用いて工業的に細胞接着性材料のパターンを有する細胞培養基材を製造することは難しいといった問題があった。

特開平２−２４５１８１号公報 特開平３−７５７６号公報 特開平５−１７６７５３号公報 米国特許第５，５１２，１３１号公報 米国特許第５，９００，１６０号公報 特開平９−２４０１２５号公報 特開平１０−１２５４５号公報

そこで、基材上に細胞を高精細なパターン状に接着し、培養させるために用いられる細胞培養用パターニング基板や、細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板等の提供が望まれている。

本発明は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞培養パターニング用層とを有することを特徴とするパターニング用基板を提供する。

本発明によれば、上記細胞培養パターニング用層が、光触媒および上記細胞接着阻害材料を含有することから、細胞培養パターニング用層にエネルギーを照射することによって、細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、細胞との接着性が良好な領域を形成することが可能となる。したがって、本発明によれば、特別な装置や複雑な工程を必要とすることなく、細胞接着阻害材料が分解または変性されて細胞と接着性が良好な領域と、細胞接着阻害材料を含有し、細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができる。

上記発明においては、上記基材上にパターン状に遮光部が形成されているものとすることができる。この場合、基材側からエネルギーを照射することにより、遮光部が形成されていない領域の細胞培養パターニング用層のみにエネルギーを照射することができ、遮光部が形成されたパターン状に細胞接着阻害材料が残存したパターンが形成可能なパターニング用基板とすることができるからである。

また、上記発明においては、上記細胞培養パターニング用層が、バインダを含有することが好ましい。これにより、上記細胞培養パターニング用層に強度を付与することや、エネルギー照射された領域の細胞との接着性を調整する等の特性を付与することが可能となるからである。

また、上記発明においては、上記細胞培養パターニング用層が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することが好ましい。これにより、エネルギー照射によって、上記細胞培養パターニング用層の細胞接着阻害材料が分解または変性された領域の細胞との接着性をより高いものとすることができ、エネルギー照射された領域のみに、高精細に細胞を接着させることが可能となるからである。

また、本発明は、基材と、上記基材上に形成された細胞培養用パターン層とを有する細胞培養用パターニング基板であって、上記細胞培養用パターン層は、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害部と、少なくとも光触媒を含有し、上記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部とを有することを特徴とする細胞培養用パターニング基板を提供する。

本発明によれば、上記細胞接着阻害部と、上記細胞接着部とが形成されていることから、特別な装置や、細胞に悪影響を及ぼす処理液等を用いることなく、容易に細胞接着部上にのみ細胞を接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板とすることができる。

上記発明においては、上記基材上に、上記細胞接着阻害部と同じパターン状に遮光部が形成されているものとすることができる。これにより、上記細胞培養用パターン層における細胞接着部を、例えば基材側から全面にエネルギーを照射すること等によって、容易に形成されたものとすることができるからである。

上記発明においては、上記細胞培養用パターン層が、バインダを含有することが好ましい。これにより、細胞培養用パターン層の強度を高いものとしたり、上記細胞接着部上の細胞との接着性を調整する等の特性を付与することができるからである。

また上記発明においては、上記細胞培養用パターン層が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することが好ましい。これにより、上記細胞接着部上の細胞との接着性をより高いものとすることができるからである。

また、本発明は、上記いずれかの細胞培養用パターニング基板における上記細胞接着部上に細胞が接着していることを特徴とする細胞培養基板を提供する。

本発明によれば、上記細胞培養用パターニング基板の細胞接着阻害部上には細胞が接着せず、細胞接着部上にのみ細胞が接着することから、複雑な工程や、細胞に悪影響を及ぼすような処理液等を用いることなく、容易に高精細なパターン状に細胞が接着された細胞培養基板とすることができる。

また、本発明は、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有するパターニング用基板用コーティング液を提供する。

本発明によれば、上記光触媒および細胞接着阻害材料を含有することから、例えば基材上に上記パターニング用基板用コーティング液を塗布し、エネルギー照射をパターン状に行うこと等によって、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により細胞接着阻害材料が分解または変性され、細胞との接着性が良好な領域と、細胞接着阻害材料の細胞接着阻害性により細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なものとすることができる。

上記発明においては、上記パターニング基板用コーティング液が、バインダを含有することが好ましい。これにより、パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成する際に、層の形成を容易とすることや、層の強度を高めること等ができるからである。

またさらに、上記発明においては、上記パターニング用基板用コーティング液が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することが好ましい。これにより、上記パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際、エネルギー照射されて、細胞接着阻害材料が分解または変性された領域の細胞との接着性を高いものとすることができ、エネルギー照射された領域のみに、高精細なパターン状に細胞を接着させることが可能となるからである。

本発明によれば、特別な装置や複雑な工程を必要とすることなく、細胞接着阻害材料が分解または変性されて細胞と接着性が良好な領域と、細胞接着阻害材料を含有し、細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができる。

本発明は、細胞を高精細なパターン状に接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板や、その細胞培養用パターニング基板の形成に用いられるパターニング用基板、そのパターニング用基板を形成するために用いられるパターニング用基板用コーティング液、および細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板等に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。

Ａ．パターニング用基板用コーティング液
まず、本発明のパターニング用基板用コーティング液について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液は、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有するものである。

本発明のパターニング用基板用コーティング液には、上記細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害材料が含有されていることから、例えばパターニング用基板用コーティング液を基材上に塗布して層を形成した場合に、細胞との接着性が低いものとすることができる。また、上記細胞接着阻害材料は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性されることから、上記基板上に形成された層にエネルギーを照射することによって、エネルギー照射された領域は、細胞接着阻害材料が含有されない、または含有量の少ないものとすることができる。したがって、本発明によれば、上記パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成し、エネルギーをパターン状に照射すること等によって、細胞との接着性が低い領域と、細胞との接着性が良好な領域とを形成することができるのである。
以下、上記のようなパターニング用基板用コーティング液に用いられる各材料について説明する。

１．光触媒
まず、本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる光触媒について説明する。本発明にに用いられる光触媒は、後述する細胞接着阻害材料を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって分解または変性させることが可能なものであれば、特に限定されるものではない。

ここで、後述するような酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明においては、このキャリアが後述する細胞接着阻害材料に作用を及ぼすものであると思われる。

本発明に用いられる光触媒として、具体的には、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、および酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。

本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。

このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。

光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。

本発明のパターニング用基板用コーティング液における光触媒の含有量は、５〜９５重量％、好ましくは１０〜６０重量％、さらに好ましくは２０重量％〜４０重量％の範囲で設定することができる。これにより、パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、エネルギー照射された領域の細胞接着阻害材料を分解または変性することが可能となるからである。

ここで、本発明に用いられる光触媒は、細胞との接着性が良好なものであることが好ましい。これにより、後述する細胞接着阻害材料が分解等されて光触媒が露出した領域を、細胞との接着性が良好な領域として用いることが可能となるからである。

２．細胞接着阻害材料
次に、本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる細胞接着阻害材料について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる細胞接着阻害材料は、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性されるものであれば、その種類等は特に限定されるものではない。

ここで、上記細胞接着阻害性を有するとは、細胞が細胞接着阻害材料と接着することを阻害する性質を有することをいい、細胞との接着性が細胞の種類によって異なる場合等には、目的とする細胞との接着を阻害する性質を有することをいう。

本発明に用いられる細胞接着阻害材料は、このような細胞接着阻害性を有しており、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって分解または変性されて、細胞接着阻害性を有しなくなるものや、細胞との接着性が良好となるものが用いられる。

上記細胞接着阻害材料として、例えば水和能の高い材料を用いることができる。水和能の高い材料を用いた場合には、細胞接着阻害材料の周りに水分子が集まった水和層が形成される。通常、このような水和能の高い物質は水分子との接着性の方が細胞との接着性より高いことから、細胞は上記水和能の高い材料と接着することができず、細胞との接着性が低いものとなるのである。ここで、上記水和能とは、水分子と水和する性質をいい、水和能が高いとは、水分子と水和しやすいことをいうこととする。

上記水和能が高く細胞接着阻害材料として用いられる材料としては、例えばポリエチレングリコールや、ベタイン構造等を有する両性イオン材料、リン脂質含有材料等が挙げられる。このような材料を上記細胞接着阻害材料として用いた場合、エネルギーが照射された際、光触媒の作用によって、上記細胞接着阻害材料が分解または変質等され、表面の水和層が離れることにより、上記細胞接着阻害性を有しないものとすることができるのである。

また、光触媒の作用により分解されるような、撥水性または撥油性の有機置換基を有する界面活性剤も用いることができる。このような界面活性剤としては、例えば、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。

このような材料を細胞接着阻害材料として用いた場合、パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、表面に上記細胞接着阻害材料が偏在することとなる。これにより、表面の撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができるのである。また、この層にエネルギーが照射された場合には、光触媒の作用によって、容易に分解されて上記光触媒が露出し、上記細胞接着阻害性を有しないものとすることができるのである。

本発明においては、上記細胞接着阻害材料として、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により細胞との接着性が良好となるものが用いられることが特に好ましく、このような細胞接着阻害材料としては、例えば撥油性や撥水性を有する材料が挙げられる。

細胞接着阻害材料として、上記撥水性または撥油性を有する材料を用いた場合には、細胞接着阻害材料の撥水性または撥油性によって、細胞と細胞接着阻害材料との間における、例えば疎水性相互作用等の相互作用が小さく、細胞との接着性を低いものとすることができる。

このような撥水性または撥油性を有する材料としては、例えば骨格が光触媒の作用により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような撥水性または撥油性の有機置換基を有するもの等を挙げることができる。

骨格が光触媒の作用により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような撥水性または撥油性の有機置換基を有するものとしては、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。

上記の（１）の場合、一般式：
Ｙ_ｎＳｉＸ_{（４−ｎ）}
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。

また、上記有機基として、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ ＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２ＣＨ_３）_３；
ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_２Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３。

上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを細胞接着阻害材料として用いることにより、撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができる。また、上記のような材料にエネルギーが照射された場合には、容易にフッ素等を除去して表面にＯＨ基等を導入することができ、細胞との相互作用を大きなものとできることから、細胞との接着性を良好なものとすることができるのである。

また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。

ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ^１，Ｒ^２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ^１、Ｒ^２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。

また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物を別途混合してもよい。

上記のような反応性シリコーンを用いることにより、撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができる。また、上記のような材料にエネルギーが照射された場合には、容易に置換基を除去して表面にＯＨ基等を導入することができ、細胞との相互作用を大きなものとできることから、細胞との接着性を良好なものとすることができるのである。

このような細胞接着阻害材料は、パターニング用基板用コーティング液中に０．０１重量％〜９５重量％、中でも１重量％〜１０重量％の範囲内含有されることが好ましい。これにより、細胞接着阻害材料を含有する領域を細胞との接着性が低い領域とすることができるからである。

なお、エネルギーを照射して上記のような細胞接着阻害材料を分解または変性して、細胞との接着性が良好なものとして用いられる際には、目的とする細胞との接着性が良好となる程度にエネルギーが照射されて細胞接着阻害材料が分解または変性されればよく、完全に上記細胞接着阻害材料が分解または変性される必要はない。

３．パターニング用基板用コーティング液
次に、本発明のパターニング用基板用コーティング液について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液は、上述した光触媒と、細胞接着阻害材料とを含有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じてバインダ等を適宜含有するものとすることができる。

本発明においては、特に上記パターニング用基板用コーティング液中に、バインダや、少なくともエネルギー照射された後に細胞との接着性が良好な細胞接着材料を含有していることが好ましい。バインダを含有することにより、パターニング用基板用コーティング液を、例えば基材等の上に塗布する際に塗工を容易とすることや、形成された層に強度や耐性を付与する等、様々な特性を付与することが可能となるからである。

また、上記細胞接着材料を含有している場合には、本発明のパターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、エネルギー照射されて細胞接着阻害材料が分解または変性された領域の細胞との接着性を、より向上させることが可能となる。このような細胞接着材料は、上記バインダとしての役割を果たすものであってもよい。
以下、本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いることが可能なバインダおよび細胞接着材料について説明する。

（バインダ）
まず、本発明に用いられるバインダについて説明する。本発明に用いられるバインダは、上記光触媒および細胞接着阻害材料の特性を阻害しないものであれば、特に限定されるものではなく、例えば塗工性や、層を形成した際の強度や耐性等、パターニング用基板用コーティング液が必要とされる特性に合わせたものを用いることができる。ここで、上記細胞接着阻害材料が上記バインダとしての機能を果たすものであってもよい。

このようなバインダとしては、例えば主骨格が上記光触媒の作用により分解されないような高い結合エネルギーを有するものを用いることができる。具体的には、有機置換基を有しない、もしくは接着性に影響を与えない程度の有機置換基を有するポリシロキサン等を挙げることができ、これらはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分解、重縮合することにより得ることができる。

本発明においては、このようなバインダは、パターニング用基板用コーティング液中に５重量％〜９５重量％、中でも４０重量％〜９０重量％、特に６０重量％〜８０重量％の範囲内含有されることが好ましい。これにより、パターニング用基板用コーティング液の塗工を容易としたり、パターニング用基板用コーティング液が塗布されて形成された層に強度を付与する等、特性を発揮することが可能となるからである。

（細胞接着材料）
本発明に用いられる細胞接着材料は、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、上述したように上記バインダとしても用いられるものであってもよく、また上記バインダと別に、使用されるものであってもよい。また例えば、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有するものであってもよく、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、細胞と良好な接着性を有するものとなるものであってもよい。ここで、上記細胞と接着性を有するとは、細胞と良好に接着することをいい、細胞との接着性が細胞の種類によって異なる場合等には、目的とする細胞と良好に接着することをいう。

本発明においては、少なくともエネルギー照射された後に、上記細胞接着材料が細胞と良好な接着性を有するものであれば、細胞との接着が、例えば疎水性相互作用や、静電的相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等の物理的相互作用により良好なものとされるものであってもよく、生物学的特性により、良好なものとされるものであってもよい。

上記物理的相互作用により細胞と接着する材料として具体的には、親水化ポリスチレン、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）等の感温性高分子、ポリリジン等の塩基性高分子、アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン当の塩基性化合物およびそれらを含む縮合物等が挙げられる。

また、上記生物学的特性により細胞と接着する材料として具体的には、フィブロネクチン、ラミニン、テネイシン、ビトロネクチン、ＲＧＤ（アルギニン−グリシン−アスパラギン酸）配列含有ペプチド、ＹＩＧＳＲ（チロシン−イソロイシン−グリシン−セリン−アルギニン）配列含有ペプチド、コラーゲン、アテロコラーゲン、ゼラチン等が挙げられる。

本発明においては、このような細胞接着材料は、パターニング用基板用コーティング液中に０．０１重量％〜９５重量％、中でも１重量％〜１０重量％の範囲内含有されることが好ましい。これにより、上記パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、エネルギー照射された領域の細胞との接着性をより良好なものとすることができるからである。また、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有する材料を細胞接着材料として用いる場合には、パターニング用基板用コーティング液が塗布されて層が形成された後のエネルギーが照射されない領域において、上記細胞接着阻害材料の細胞接着阻害性を阻害しない程度含有されることが好ましい。なお、上記細胞接着阻害材料は、界面活性を有することが好ましい。パターニング用基板用コーティング液の塗布、乾燥過程において、塗膜表面に偏在する割合が高まり、結果として良好な細胞接着阻害性を得られるからである。

Ｂ．パターニング用基板
次に、本発明のパターニング用基板について説明する。本発明のパターニング用基板は、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞培養パターニング用層とを有するものである。

本発明のパターニング用基板は、例えば図１に示すように、基材１と、その基材上に形成された細胞培養パターニング用層２とを有するものである。本発明によれば、細胞培養パターニング用層が、上記細胞接着疎外性を有する細胞接着阻害材料が含有されていることから、細胞が接着しないものとすることができる。また、上記細胞培養パターニング用層にエネルギーを照射した場合には、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されて、細胞が接着することが可能となる。したがって、特別な装置や複雑な工程を必要とせず、パターン状にエネルギーを照射することにより、上記細胞接着阻害材料が分解除去されて、細胞との接着性が良好な領域と、上記細胞接着阻害材料が残存し、細胞との接着性が低い領域とを、容易に形成することが可能となる。

ここで、本発明のパターニング用基板においては、例えば図２に示すように、基材１上に遮光部３が形成されているものであってもよい。上記遮光部が形成されていることにより、基材側からエネルギーを照射した場合、遮光部が形成された領域上の細胞培養パターニング用層にはエネルギーが照射されないものとすることができる。これにより、遮光部が形成されていない領域上の細胞接着阻害材料のみを分解または変性させることができ、フォトマスク等を用いることなく、容易に細胞が接着する領域と、細胞が接着しない領域とを形成することが可能となる。
以下、本発明のパターニング用基板の各構成について説明する。

１．細胞培養パターニング用層
まず、本発明に用いられる細胞培養パターニング用層について説明する。本発明に用いられる細胞培養パターニング用層は、後述する基材上に形成され、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有するものであれば、特に限定されるものではない。

上記細胞培養パターニング用層としては、例えば上述したパターニング用基板用コーティング液を用いて、層を形成したもの等とすることができ、特に、少なくともエネルギー照射された後に、細胞との接着性が良好な細胞接着材料が含有されているパターニング用基板用コーティング液を用いて層を形成したものであることが好ましい。これにより、細胞培養パターニング用層にエネルギーが照射された際に、エネルギーが照射された領域の細胞との接着性をより高いものとすることができ、エネルギーが照射された領域に、高精細なパターンで細胞を接着させることができるからである。

また、上記パターニング用基板用コーティング液等の塗布は、一般的な塗布方法を用いて行うことができ、例えばスピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ビードコート法等を用いることができる。

ここで、本発明に用いられる細胞培養パターニング用層中に含有される光触媒、細胞接着阻害材料、およびバインダ等については、上述した「Ａ．パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

上記細胞培養パターニング用層の膜厚としては、パターニング用基板の種類等によって適宜選択されるものであるが、通常０．０１μｍ〜１．０μｍ程度、中でも０．１μｍ〜０．３μｍ程度とすることができる。

２．基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、上記細胞培養パターニング用層を形成可能な層であれば、特に限定されるものではなく、例えば金属、ガラス、シリコン等の無機材料、およびプラスチックで代表される有機材料等を用いることができる。

ここで、基材の可撓性等はパターニング用基板の種類や用途等によって適宜選択される。また、上記基材の透明性は、パターニング用基板の種類や、上記細胞接着阻害材料を分解または変性させるために照射されるエネルギーの照射方向等によって、適宜選択され、例えば基材が遮光部等を有しており、上記エネルギーの照射が、基材側から行われる場合等には、基材が透明性を有するものとされる。

ここで、本発明の基材には、上述したように、遮光部が形成されていてもよい。本発明に用いることが可能な遮光部としては、パターニング用基板に照射されるエネルギーを遮断することが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。

また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲内で設定することができる。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。

なお、上記遮光部は、基材の上記細胞培養パターニング用層が形成される側の面に形成されるものであってもよく、また反対側の面に形成されるものであってもよい。

また、上記遮光部を形成する場合には、上記細胞培養パターニング用層と遮光部との間にプライマー層を形成してもよい。このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、プライマー層を形成することにより、光触媒の作用による細胞培養パターニング用層中の細胞接着阻害材料の分解または変性を阻害する要因となる遮光部および遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、その結果、高解像度のパターンを得ることが可能となるのである。

なお、本発明においてプライマー層は、遮光部のみならず遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。

本発明におけるプライマー層は、上記遮光部と上記細胞培養パターニング用層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。

このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式ＳｉＸ_４で示され、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍから１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍから０．１μｍの範囲内であることが好ましい。

３．パターニング用基板
次に、本発明のパターニング用基板について説明する。本発明のパターニング用基板は、上述した基材上に細胞培養パターニング用層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば必要に応じて他の層が積層されたもの等であってもよい。

Ｃ．細胞培養用パターニング基板
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板は、基材と、上記基材上に形成された細胞培養用パターン層とを有するものであって、上記細胞培養用パターン層は、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害部と、少なくとも光触媒を含有し、上記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部とを有するものである。

本発明の細胞培養用パターニング基板は、例えば図３に示すように、基材１と、その基材１上に形成された細胞培養用パターン層４とを有するものであり、その細胞培養用パターン層４は細胞接着部５と、細胞接着阻害部６とを有するものである。

本発明によれば、上記細胞培養用パターン層が、上記細胞接着部と上記細胞接着阻害部とを有することから、容易に細胞接着部上にのみ細胞を接着させることができ、例えば細胞培養用パターン層の全面に細胞を塗布した場合であっても、細胞接着部上のみに、高精細に細胞を接着させることが可能となるのである。

ここで、本発明においては、例えば図４に示すように、上記細胞培養用パターン層４の細胞接着阻害部６と同じパターン状に、基材１に遮光部７が形成されていてもよい。このような遮光部が形成されていることにより、例えば、上述した「Ｂ．パターニング用基板」で説明したパターニング用基板を形成し、基材側からエネルギーを照射することによって、遮光部が形成されていない領域上のみの細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、上記細胞接着部が容易に形成されたものとすることができるからである。
以下、本発明の細胞培養用パターニング基板の各構成について説明する。

１．細胞培養用パターン層
まず、本発明の細胞培養用パターニング基板に用いられる細胞培養用パターン層について説明する。本発明に用いられる細胞培養用パターン層は、後述する基材上に形成されるものであり、細胞接着部と、細胞接着阻害部とを有するものであれば、特に限定されるものではないが、特に細胞培養用パターン層に細胞接着材料やバインダが含有されていることが好ましい。上記細胞接着材料が含有されている場合には、上記細胞接着部の細胞との接着性をより良好なものとすることができるからである。また、上記バインダが含有されている場合には、細胞培養用パターン層に強度や耐性等、様々な特性を付与することが可能となるからである。

上記細胞接着阻害部とは、光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解除去される細胞接着阻害材料を含有する領域であり、目的とする細胞との接着性が低い領域である。

一方、細胞接着部とは、少なくとも光触媒を含有し、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されており、細胞との接着性が高い領域である。ここで、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されているとは、上記細胞接着阻害材料が含有されていない、もしくは上記細胞接着阻害部に含有される細胞接着阻害材料の量と比較して、細胞接着阻害材料が少ない量含有されていることをいう。例えば上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解されるものである場合には、細胞接着部中にはその細胞接着阻害材料の量が含有されていない、または細胞接着阻害材料の分解物等が含有されていることとなる。また、上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性されるものである場合には、細胞接着部中にはその変性物等が含有されていることとなる。

ここで、上記細胞接着部中には、上述したように、細胞との接着性を有する細胞接着材料が含有されていることが好ましい。これにより、細胞接着部上に細胞をより良好に接着させることが可能となるからである。

なお、上記細胞接着阻害材料、光触媒、およびバインダについては、上述した「Ａ．パターニング用基板用コーティング液」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略し、以下、上述したような細胞接着部および細胞接着阻害部を有する細胞培養用パターン層の形成方法について説明する。

まず、上述した「Ａ．パターニング用基板用コーティング液」で説明したパターニング用基板用コーティング液等を用いて、例えば図５に示すように、少なくとも光触媒および細胞接着阻害材料を含有する細胞培養パターニング用層２を基材１上に形成する（図５（ａ））。次にこの細胞培養パターニング用層２に、細胞接着部を形成するパターン状に、例えばフォトマスク８等を用いてエネルギー９を照射する（図５（ｂ））。これにより、細胞培養パターニング用層２中に含有される光触媒の作用によって、エネルギー照射された領域の細胞接着阻害材料が分解または変性され、エネルギーが照射された領域が細胞接着部５、エネルギーが照射されていない領域が細胞接着阻害部６となった細胞培養用パターン層４が形成されるのである（図５（ｃ））。なお、上記細胞培養パターニング用層の形成方法等については、上記「Ｂ．パターニング用基板」で説明した方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、上述したように、光触媒および細胞接着阻害材料とともに、細胞との接着性が良好な細胞接着材料が含有されている場合には、細胞接着部をより細胞との接着性が良好な領域とすることができる。

ここで、本発明でいうエネルギー照射（露光）とは、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、細胞接着阻害材料を分解または変性させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。

通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒として用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。

このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。

上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。また、上述したように、基材が細胞接着阻害部と同じパターン状に遮光部を有する場合には、基材側からエネルギーを全面に照射することにより、行うことができる。この場合、フォトマスク等が必要なく、位置あわせ等の工程が必要ない、という利点を有する。

また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒の作用によって細胞接着阻害材料が分解または変性されるのに必要な照射量とする。

この際、光触媒が含有される層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的に細胞接着阻害材料を分解または変性させることができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。

本発明におけるフォトマスクを介して行うエネルギー照射の方向は、上述した基材が透明である場合は、基材側および細胞培養用パターン層を形成する側のいずれの方向からエネルギー照射を行っても良い。一方、基材が不透明な場合は、細胞培養用パターン層を形成する側からエネルギー照射を行う必要がある。

２．基材
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板に用いられる基材について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板に用いられる基材は、上述した細胞培養用パターン層を形成することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば上述したように遮光部等が形成されているものであってもよい。

なお、本発明に用いられる基材や遮光部等については、上述した「Ｂ．パターニング用基板」で説明したものと同様のものを用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。

３．細胞培養用パターニング基板
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板は、上記基材上に、上記細胞培養用パターン層が形成されているものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜他の層が形成されているもの等であってもよい。

Ｄ．細胞培養基板
次に、本発明の細胞培養基板について説明する。本発明の細胞培養基板は、上述した細胞培養用パターニング基板における細胞接着部上に、細胞が接着したものである。

本発明の細胞培養基板は、例えば図６に示すように、上記細胞培養用パターン層４の細胞接着部５上にのみ細胞７が接着し、細胞接着阻害部６上には、細胞７が接着していないものである。

本発明によれば、上記細胞培養用パターニング基板上には、細胞との接着性が良好な細胞接着部と、細胞との接着性を有しない細胞接着阻害部とが形成されていることから、例えば細胞を細胞培養用パターニング基板の全面に塗布した場合であっても、細胞接着部のみに細胞を接着させて、細胞接着阻害部上の細胞を容易に除去することができる。これにより、複雑な工程や細胞に悪影響を及ぼす処理液等を用いることなく、容易に形成されたものとすることができるのである。

以下、本発明の細胞培養基板に用いられる細胞について説明する。ここで、細胞培養用パターニング基板については、上記「Ｃ．細胞培養用パターニング基板」で説明したものであるので、ここでの説明は省略する。

（細胞）
本発明の細胞培養基板に用いられる細胞としては、上記細胞培養用パターニング基板の細胞接着部上に接着するものであり、細胞接着阻害部上には接着しないものであれば特に限定されるものではない。

本発明に用いられる細胞としては例えば、神経組織、肝臓、腎臓、膵臓、血管、脳、軟骨等、血球系等の非接着性細胞以外なら、生体に存在するあらゆる組織とそれに由来する細胞とすることができる。また一般的に非接着性の細胞についても、近年、接着固定を行う為に細胞膜を修飾する技術が考案されており、必要に応じてこのような技術を用いる事で本発明に用いることが可能である。

ここで、上述したような各組織は種々の機能をもつ細胞により形成されていることから、所望する細胞を選択し、使用する必要がある。例えば肝臓の場合、肝実質細胞以外にも上皮細胞、内皮細胞、クッパー細胞、繊維芽細胞、脂肪摂取細胞等から形成されることとなる。なおこの場合、細胞の種類により細胞接着阻害材料に対する接着阻害性が異なる為、細胞種に応じて、上記細胞接着阻害部に用いられる細胞接着阻害材料やその組成比の選択が必要となる。

また、細胞を細胞接着部上に接着させる方法としては、上記細胞接着部と細胞接着阻害部とを有する上記細胞培養用パターニング基板の上記細胞接着部のみに細胞を接着させることが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えばインクジェットプリンタやマニピュレータ等で細胞を接着させる方法等であってもよいが、細胞懸濁液を播種して上記細胞接着部に細胞を接着させた後、不要となった細胞接着阻害部上の細胞をリン酸バッファで洗浄し、細胞を除去する方法が一般的に用いられる。このような方法としては、例えば参考文献粘patial distribution of mammalian cells dictated by material surface chemistry Kevin E.Healy 他,Biotech.Bioeng．(1994) p.792等に記載されている方法を用いること等ができる。

（細胞培養基板の製造方法）
次に、上記細胞培養基板の製造方法について説明する。本発明における上記細胞培養基板の製造方法としては、基材と、上記基材上に形成され、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害部および、少なくとも光触媒を含有し、上記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部を有する細胞培養用パターン層と、上記細胞接着部上に接着した細胞とを有する細胞培養基板を製造することが可能な方法であれば、特に限定されるものではない。

このような細胞培養基板の製造方法としては、例えば、光触媒および細胞接着阻害材料を含有するパターニング用基板用コーティング液を基材上に塗布して細胞培養パターニング用層を形成する工程、その細胞培養パターニング用層にパターン状にエネルギーを照射して、細胞接着部と細胞接着阻害部とを有する細胞培養用パターン層を形成する工程、その細胞接着部上に細胞を接着する工程等を有するものとすることができ、必要に応じて上記工程以外に、他の工程を有するものであってもよい。

ここで、上記細胞培養基板の製造方法に用いられる光触媒、細胞接着阻害材料、および基材等や、上記細胞培養用パターン層の形成方法等については、、上記「Ｃ．細胞培養用パターニング基板」で説明したものであるので、ここでの説明は省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

[実施例１]
（細胞培養用パターニング基板の作製）
イソプロピルアルコール３ｇ、オルガノシランＴＳＬ８１１４（ＧＥ東芝シリコーン社製）０．４ｇ、フルオロアルキルシランＴＳＬ８２３３（ＧＥ東芝シリコーン社製）０．０４ｇ、光触媒無機コーティング剤ＳＴ−Ｋ０１（石原産業社製）１．５ｇを混合し、攪拌しながら２０分間、１００℃で加温した。

この溶液をスピンコーティング法により予めアルカリ処理を施した石英ガラス基板に塗布し、その基板を温度１５０℃で１０分間乾燥させて、加水分解および重縮合反応を進行させ、光触媒がオルガノポリシロキサン中に強度に固定された膜厚０．２μｍの細胞培養パターニング用層を有するパターニング用基板を得た。

この基板にフォトマスクを用いて水銀ランプ（波長３６５ｎｍ）により３００ｍＷ／ｃｍ^２の照度で９００秒間紫外線露光を行い、未露光部が細胞接着阻害部、露光部が細胞接着部となるパターンを有する細胞培養用パターニング基板を得た。

（細胞接着工程）
細胞培養の手順等については、例えば“組織培養の技術 第三版 基礎編”日本組織培養学会編、朝倉書店等に記載されている方法に基づき、以下の工程を行った。
ラットより摘出した肝臓をシャーレに移してメスで５ｍｍ大に細分し、２０ｍｌのＤＭＥＭ培地を加えてピペットで軽く懸濁した後、細胞ろ過器でろ過した。得られた粗分細胞分散浮遊液を５００〜６００ｒｐｍで９０秒間遠心処理し、上清を吸引して除去した。残留した細胞に新たにＤＭＥＭ培地を加えて再び遠心処理をした。この操作を３回繰り返し、ほぼ均一な肝実質細胞を得た。得られた肝実質細胞に、ＤＭＥＭ培地を２０ｍｌ加えて懸濁し、肝実質細胞懸濁液を調整した。

次にWaymouth MB752/1培地（Ｌ-グルタミン含有、ＮａＨＣＯ_３非含有）（ギブコ社製）１４．１２ｇに蒸留水９００ｍｌを添加した。これにＮａＨＣＯ_３２．２４ｇ、アンホテリシンＢ液（ＩＣＮ）１０ｍｌ、およびペニシリンストレプトマイシン液（ギブコ社製）１０ｍｌ加えて攪拌した。これをｐＨ７．４に調整した後、全量を１０００ｍｌとし、０．２２μｍのメンブレンフィルターでろ過減菌したものをWaymouth MB752/1培地液とした。
先に作製した肝実質細胞懸濁液を、同じく作製したWaymouth MB752/1培地液に懸濁した上で、細胞接着部と細胞接着阻害部とを有する、上述した細胞培養用パターニング基板上に播種した。この基板を３７℃、５％ＣＯ_２付与したインキュベータ内に２４時間静置し、基板全面に肝実質細胞を接着させた。この基板をＰＢＳで２回洗浄することにより、非接着細胞や死細胞を除去した後、新しい培地液と交換した。

培地液を交換しながら４８時間まで細胞の培養を続け、光学顕微鏡で細胞を観察したところ、細胞が細胞培養用パターニング基板上の細胞接着部に沿って接着していることを確認した。

[実施例２]
実施例１で使用した石英基板の代わりに、遮光部８０μｍ、スペース部３００μｍのストライプ状遮光層を設けた石英基板を用い、フォトマスク等を用いずに、基板の裏面側から紫外線を照射した以外は、実施例１と同様に細胞培養用パターニング基板を作製し、細胞を培養した。

この場合についても、細胞を観察したところ、細胞が細胞培養用パターニング基板上の細胞接着部に沿って接着していることを確認した。

［実施例３］
（細胞培養用パターニング基板の作製）
イソプロピルアルコール３ｇ、オルガノシランＴＳＬ８１１４（ＧＥ東芝シリコーン社製）０．４ｇ、ＭＰＣポリマーｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＰＭＢ（日本油脂社製）０．１ｇ、光触媒無機コーティング剤ＳＴ−Ｋ０１（石原産業社製）１．５ｇを混合し、攪拌しながら２０分間、１００℃で加温した。

この溶液をスピンコーティング法により予めアルカリ処理を施した石英ガラス基板に塗布し、その基板を温度１５０℃で１０分間乾燥させて、加水分解および重縮合反応を進行させ、光触媒がオルガノポリシロキサン中に強度に固定された膜厚０．１７μｍの細胞培養パターニング用層を有するパターニング用基板を得た。

細胞培養用パターニング基板の作製および細胞接着工程については、実施例１と同様に行った。その結果、ＭＰＣポリマーが露光処理された部分に沿って、細胞が細胞培養用パターニング基板上に接着していることを確認した。

本発明のパターニング用基板の一例を示す概略断面図である。 本発明のパターニング用基板の他の例を示す概略断面図である。 本発明の細胞培養用パターニング基板の一例を示す概略断面図である。 本発明の細胞培養用パターニング基板の他の例を示す概略断面図である。 本発明の細胞培養用パターニング基板における細胞培養用パターン層の形成方法の一例を示す工程図である。 本発明の細胞培養基板の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１…基板
２…細胞培養パターニング用層
３…遮光部
４…細胞培養用パターン層
５…細胞接着部
６…細胞接着阻害部

Claims (12)

1. 基材と、前記基材上に形成され、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞培養パターニング用層とを有することを特徴とするパターニング用基板。
2. 前記基材上にパターン状に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパターニング用基板。
3. 前記細胞培養パターニング用層が、バインダを含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターニング用基板。
4. 前記細胞培養パターニング用層が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のパターニング用基板。
5. 基材と、前記基材上に形成された細胞培養用パターン層とを有する細胞培養用パターニング基板であって、前記細胞培養用パターン層は、少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害部と、少なくとも光触媒を含有し、前記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部とを有することを特徴とする細胞培養用パターニング基板。
6. 前記基材上に、前記細胞接着阻害部と同じパターン状に遮光部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の細胞培養用パターニング基板。
7. 前記細胞培養用パターン層が、バインダを含有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の細胞培養用パターニング基板。
8. 前記細胞培養用パターン層が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれかの請求項に記載の細胞培養用パターニング基板。
9. 請求項５から請求項８までのいずれかの請求項に記載の細胞培養用パターニング基板における前記細胞接着部上に細胞が接着していることを特徴とする細胞培養基板。
10. 少なくとも光触媒および、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有することを特徴とするパターニング用基板用コーティング液。
11. バインダを含有することを特徴とする請求項１０に記載のパターニング用基板用コーティング液。
12. 少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のパターニング用基板コーティング液。
    

Images