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本研究では人工肝臓の構築を目的として、簡便迅速に肝細胞を高密度充填できる細胞支持基材(Polyurethane Membrane:PUM)を新たに開発した。
前年度開発した新規細胞支持体PUMは、肝細胞を捕捉する微小孔(径35μm以下)と細胞の効率的な充填を可能にする巨大孔(径100μm以上)とがバランス良く配置されている。直径30mm、厚さ6mmのディスク状に整形したPUMを筒型ホルダーにセットし、バイオリアクター(人工肝臓モジュール)とした。PUMに1〜5×10^7cells/cm^3-PUMの肝細胞を充填する操作は5分以内に行うことができた。このときの細胞の固定化率はいずれも95%以上となり、極めて高いものであった。最適細胞密度は2.5×10^7cells/cm^3-PUMであった。細胞充填密度2×10^7cells/cm^3-PUMで灌流培養した結果、肝細胞の特異的機能である、アルブミン分泌能、尿素合成能、及びアンモニア除去能の発現が確認された。これらの活性は7日間持続した。グルタミン消費活性の低下がアルブミン分泌能の低下とパラレルに起こっていることから、アルブミン分泌能の低下は細胞活性の低下によるものと思われる。PUM内の細胞のcell-cell contactが不十分であること、及びPUM内の物質移動障害が、細胞活性低下の原因であると思われる。今後、単位細胞当たりの活性を高めるよう細胞支持体を改良する必要がある。
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