チタン製三次元細胞培養用スキャフォールド ツェレッツ™（zellez™）

現在、多くの研究室では培養皿上での二次元的な細胞培養が行われています。培養皿上に拡がった二次元的に培養された細胞は、生体内に存在する細胞とは形態的に異なり、生体内での本来の機能および現象を再現できていない例が知られています¹。それは、従来の培養方法では細胞の外部環境を再現できていないことが要因であると考えられます。培養細胞を用いて生命現象を可能な限り再現するため、実験に使用される動物への負担を減らすため、そして細胞から組織を作る再生医療の実現のために立体的な三次元培養法の確立が求められています。

三次元培養を実現するための多種にわたる三次元培養用スキャフォールドが開発されています。これらは樹脂、ゲル、セラミックスなどの合成分子により構成されていますが、まだ課題が残っています。

三次元培養を実現するには、細胞、細胞外基質（Extracellular matrix：ECM）、制御因子が必要であると言われています。ツェレッツ™は、北海道大学 名誉教授 久保木 芳徳 先生が人工ECMの幾何学的性質について研究を重ねた結果、生体内で組織を再生するためには適切な空隙を持った人工ECMが必要であることを見出し、その要素を高い生体親和性と強度を持ったチタンで実現した細胞培養用スキャフォールドです^2～4。実際にツェレッツ™を用いたインプラントを使用することで、細胞がチタン繊維内に侵入して増殖し、インプラントの早期安定性を示す結果が得られています^5～10。これらの結果から、細胞培養プレートに置いたツェレッツ™内で細胞を培養することにより、生体内に近づいた状況で培養を行うことが可能になると期待され、実際にツェレッツ上で培養した細胞は多層構造を形成することが知られています¹¹。チタン繊維を用いているため、それぞれの細胞、培養目的に合わせて線径、空隙率、直径、厚みなどを変化させた製品を作製可能です。また、ハイドロキシアパタイトやコラーゲンなどの生体分子によるコートも可能です。

ツェレッツ™を構成するチタンは、生体親和性に優れていることが知られており、人工骨、人工歯根など生体内に移植する医療機器の材料として用いられています。ハイレックスコーポレーションが提供するツェレッツ™は、組織再生に最適な人工ECMの幾何学という概念をもとに開発され、医療機器の素材としても使用可能な細胞培養用スキャフォールドです。生体内の環境に近い細胞培養、将来的に医療につながる細胞培養を行いたい研究者の方々ににお使いいただける製品です。

1. Abbot, A., et al., Nature, 424, 870～872 (2003).
2. 久保木芳徳 他、ティッシュエンジニアリング, 24～33 (2006).
3. 久保木芳徳 他、再生医療, 5 (3), 20～30 (2006).
4. Kuboki, Y., et al., Transworld Res. Network, 1～27 (2008).
5. Vehof, J. W., et al., Plast Reconstr. Surg.,108, 434～443 (2001).
6. Vehof, J. W., et al., J. Biomed. Mater. Res.,61 (3) 440～449 (2002).
7. Takita, H., et al., J. Biomed. Mater. Res., A, 71 (1) 181～189 (2004).
8. Kuboki, Y., et al., Arch. Biocera Res.,5, 146 (2005).
9. Nakade, T., et al., Arch. Biocera Res.,5, 277 (2005).
10. Jansen, J. A., et al., J. Control Release,101, (1-3) 127～136 (2005).
11. Li, Dong, et al., J. Hard Tissue Biology,14, 333～334 (2005).