[发明专利]使用电响应性功能材料的细胞培养装置，包括该装置的细胞培养体系以及细胞培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用电响应性(electrical responsiveness)功能材料的细胞培养装置、包括该装置的细胞培养体系，以及使用上述中的一种的细胞培养方法。更具体地，本发明涉及利用通过电方式在亲水性和疏水性之间转换的功能材料的细胞培养装置，包括该装置的细胞培养体系，以及使用上述中的一种的细胞培养方法。 

背景技术

一般而言，在细胞培养物中，胎牛血清被加入到培养液中。然而，每批之间的性能差异较大，这导致了实验再现性困难。此外，干细胞培养物与饲养细胞如小鼠胚胎成纤维细胞的共培养涉及很多问题，如因外源感染因素导致的细胞或组织污染，由于来自不同来源或物种的成分而导致的排异响应爆发等，这成为临床应用进程中的一个课题。为此，近年来，已经开展了在细胞培养中替换为化学组成明确的培养液或添加物质的研究。 

在上述细胞培养液的添加物质的情况中，需要在适当的时间将适当量的添加物质加入到培养液中。因此，日本专利特开平10-117767号公报中披露了一种细胞培养容器，可以通过传送低分子量物质的隔膜向其中引入药剂液体溶液。 

但是，当不依靠物质在培养液中的自然扩散等而更积极地考虑对细胞培养液中的各成分进行控制时，考虑了如下的系统，该系统通过来自外部的一些类型的刺激来实施控制。例如，日本专利特开2003-310244号公报披露了一种技术，通过这种技术，在使用温度响应性聚合物的细胞培养容器中，产生培养液温度的变化，由此剥离粘接至细胞培养容器的细胞。 

发明内容

为了解决上述问题完成了本公开内容，由于期望提供一种新的用于细胞 培养的技术，换言之，提供使用能够通过电方式在亲水性和疏水性之间转换的电响应功能物质的细胞培养装置，包括该装置的细胞培养体系和使用上述中的一种的细胞培养方法。 

在细胞培养中替换为化学组成明确的培养液或添加物质是重要的。然而，到现在为止都没有提出过以数量上和时间上高度精确的方式将物质自动供给至细胞培养液的方法。本申请的发明人认真地进行了研究，结果发现了以下方法，在该方法中，通过向电极施加合适的电压来控制依据氧化还原反应在亲水性和疏水性之间变化的亲水性/疏水性转换物质(hydrophilicity/hydrophobicity converting material)，从而将吸附至亲水性/疏水性转换物质上的亲水性或疏水性原料(feed material)从亲水性/疏水性转换物质上脱附(desorb)，由此将该亲水性或疏水性原料供给至细胞。 

为了实现上述目的，根据本公开的一实施方案，提供了一种细胞培养装置(cell culturing device)，其包括以下电极，在该电极的表面上提供有适合通过电方式(electrically)在亲水性和疏水性之间变化的亲水性/疏水性转换物质，所述电极设置在适合容纳待培养细胞的区域中。 

根据本公开的另一个实施方式，提供了一种细胞培养体系(cell culturing system)，其包括：设置有电极的细胞培养装置，在电极表面上提供有适合通过电方式在亲水性和疏水性之间变化的亲水性/疏水性转换物质，所述电极设置在适合容纳待培养细胞的区域中；以及电源，其向所述电极施加电压。 

根据本公开的再另一个实施方式，提供了一种细胞培养方法，其包括：在适合容纳待培养细胞的区域中，向电极施加电压，在该电极表面上提供有通过电方式在亲水性和疏水性之间变化的亲水性/疏水性转换物质，由此改变亲水性/疏水性转换物质的亲水性/疏水性；根据所述亲水性/疏水性转换物质的亲水性/疏水性的改变将吸附至所述亲水性/疏水性转换物质的亲水性或疏水性原料脱附；将如此脱附的所述亲水性或疏水性原料供给至所述培养细胞。 

如本文所提出的，根据本公开，在细胞培养中提供了一种新的技术。也就是说，可以提供一种细胞培养装置，其能够控制要添加至细胞培养物中的培养液的原料的进料时间和进料量，以及可以提供包括该装置的细胞培养体系，以及使用上述中的一种的细胞培养方法。 

附图的简要说明 

图1为根据本公开第一实施方案的细胞培养装置的示意图； 

图2示出在根据本公开第一实施方案的细胞培养装置中从亲水性/疏水性转换物质上脱附原料的过程； 

图3示出在根据本公开第一实施方案的细胞培养装置中合成N-异丙基丙烯酰胺-乙烯基二茂铁共聚物的示意图； 

图4示出在根据本公开第一实施方案的细胞培养装置中N-异丙基丙烯酰胺-乙烯基二茂铁共聚物在施加电压的阶段的循环伏安图；