KR101080032B1 - 입체 표면을 갖는 기질에 균일하게 세포를 파종하기 위한세포 파종 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

생물학적 기질 및 그 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기를 제 1 및 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전시키기 위한 세포 파종 장치 및 그 방법으로서, 생물학적 기질 및 그 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기와, 그 용기를 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 1 회전 구동 수단과, 그리고 상기 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 그 용기가 제 2 회전축의 둘레를 선회하도록, 상기 제 1 회전 구동 수단을, 상기 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 2 회전 구동 수단을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 회전축은, 서로 동일 평면내 상에 존재하지 않도록 다른 방향으로 떨어져 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치 및 그 장치를 이용한 세포 파종 방법을 제공한다.

Description

입체 표면을 갖는 기질에 균일하게 세포를 파종하기 위한 세포 파종 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR UNIFORMLY INOCULATING CELL IN SUBSTRATE HAVING THREE-DIMENSIONAL SURFACE}

본 발명은, 세포를 파종해야 할 기질과 세포 분산액을 수용하기 위한 용기를 서로 동일 평면상에 존재하지 않는 2 개의 다른 회전축의 둘레로 회전시킴으로써, 복잡한 입체 표면을 갖는 기질에 균일하게 세포를 파종시킬 수 있는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통상의 복잡한 입체 표면을 갖는 부착성 세포의 배양에 있어서는, 세포를 수용하기 위한 배양 용기 내에 세포 분산액을 넣고, 이 배양 용기를 복수의 회전축 둘레로 회전시켜면서 균일하게 세포를 파종하여 배양하는, 세포 배양 장치 및 그 방법이 공개특허공보 (일본 공개특허공보2002-316899호)에 의해 알려져 있다.

그러나, 이러한 세포 배양 장치는, 배양 용기가 회전되어지는 복수의 회전축이 교차하여 배양 용기의 내부에 의사(疑似) 무중력 상태를 만들어내기 때문에, 배양 용기 중에 수용된 세포를 배양해야 할 기질 주변에 존재하는 세포 분산액을 충분히 유동시켜 분산시킬 수가 없고, 이 때문에, 세포 분산액의 열화나 농도 편석(偏析) 을 일으키는 문제가 있었다.

또한, 이러한 세포 배양 장치는, 배양 용기가 회전되어지는 복수의 회전축과 동축 상에 그 장치의 회전 구동부의 구동축이 배치되어 있기 때문에, 장치의 구조가 복잡하고, 그 장치가 고가이며, 또, 배양 용기의 심출에 수고가 들어 배양 용기에 대한 접근이 용이하지 않은 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 공개특허공보 (일본 공개특허공보 2002-45173호 및 일본 공개특허공보 2003-70458호) 에 개시되어 있는 바와 같은, 회전 중인 배양 용기내로, 외부로부터의 세포 분산액을 강제 순환시키는 장치 및 그 방법도 개발되어 있지만, 여전히 장치의 구조가 복잡하고, 또한, 분산액을 순환시키기 위한 배관의 탈착 등이 용이하지 않다는 문제가 있었다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 생물학적 기질 및 그 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기를 제 1 및 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전시키기 위한 세포 파종 장치 및 그 방법으로서, 생물학적 기질 및 그 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기와, 용기를 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 1 회전 구동 수단과, 그리고 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 용기가 제 2 회전축의 둘레를 선회하도록, 제 1 회전 구동 수단을 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 2 회전 구동 수단을 구비하고, 제 1 및 제 2 회전축은, 서로 동일 평면내 상에 존재하지 않도록 다른 방향으로 떨어뜨려 연장될 수 있음으로써, 배양 용기의 중심점에 대하여 편심된 회전 운동을 부여하여 배양 용기 중의 세포 분산액 중에 중력장을 발생시켜, 분산액 중의 세포를 자기 분산(自己 分散) 시킬 수 있는 세포 파종 장치 및 그 장치를 이용한 세포 파종 방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 제 1 및 제 2 회전 구동 수단의 제 1 및 제 2 회전축의 적어도 1 개를, 그것 또는 그것들을 회전하기 위한 구동축과 오프셋시킴으로써, 장치의 구조가 간단하고, 저렴하며, 또 배양 용기에 대한 접근이 용이한 세포 파종 장치 및 그 장치를 이용한 세포 파종 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 세포 파종 장치는, 생물학적 기질 및 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기를 제 1 및 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전시키기 위한 세포 파종 장치로서, 생물학적 기질 및 기질에 파종해야 할 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기와, 용기를 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 1 회전 구동 수단과, 그리고, 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 용기가 제 2 회전축의 둘레를 선회하도록, 제 1 회전 구동 수단을 제 2 회전축을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 2 회전 구동 수단을 구비하고, 제 1 및 제 2 회전축은, 서로 동일 평면내 상에 존재하지 않도록 다른 방향으로 떨어져 연신되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 제 1 및 제 2 회전축은 서로 평행하지 않고, 또한, 교차하지 않고 다른 방향으로 떨어져 연신되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 이러한 회전축의 배치에 의해, 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 배양 용기를 제 2 회전축의 둘레로 선회시켜 용기의 중심점에 대하여 편심된 회전 운동을 부여할 수 있도록 한 결과, 용기 내의 세포 분산액 중에 중력장을 발생시켜 분산액 중의 세포를 자기 분산시키는 것이 가능해진다.

또한, 복잡한 입체 표면을 갖는 기질에 세포 분산액 중의 세포를 효과적으로 파종시키기 위해서는, 기질을 수용하기 위한 용기를, 제 1 회전축과 제 2 회전축이 연신하는 방향이 제 1 및 제 2 회전축을 함께 직각으로 연결되는 축의 주위에 약 90° 떨어진 방향으로 연신되도록 설정하여 회전시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 장치의 제 1 및 제 2 회전 구동 수단의 제 1 및 제 2 회전축의 적어도 1 개를 그것 또는 그것들을 회전시키기 위한 구동축과 오프셋시킴으로써, 제 1 및 제 2 회전축의 연장선상에서 구동축 및 구동원을 없애는 것을 가능하게 하고, 그 결과, 장치의 구조가 간단하고, 저렴하며, 또한, 배양 용기로의 접근이 용이한 세포 파종 장치 및 그 장치를 이용한 세포 파종 방법을 제공할 수 있다.

또한, 이러한 회전축 및 구동축의 배치는, 배양 용기를 제 1 회전 구동 수단에/으로부터 부착ㆍ제거할 때의 구동축과의 간섭을 피할 수 있도록 하기 때문에, 용기를 제 1 회전 구동 수단에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지할 수 있게 되어, 그 결과, 용기에 대한 접근 용이성을 향상시킬 수 있다.

또한, 마찬가지로, 용기를 지지하는 제 1 회전 구동 수단도 제 2 회전 구동 수단에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지할 수 있게 되므로, 직접적으로는 제 2 회전 구동 수단에/으로부터 제 1 회전 구동 수단을 부착ㆍ제거하는 것은 물론, 간접적으로는 제 1 회전 구동 수단에/으로부터 배양 용기를 부착ㆍ제거하는 것도 한층 더 용이하게 한다.

또한, 이러한 제 1 및 제 2 회전 구동 수단의 구성은, 파종된 기질을 배양 용기 내에서 무균 환경으로 유지한 채, 예를 들어 인큐베이터 속에서 세포의 배양을 계속할 수 있게 한다.

이 때, 제 1 회전 구동 수단에 의해 배양 용기를 회전시키는 방법 및/또는 제 2 회전 구동 수단에 의해 제 1 회전 구동 수단을 회전시키는 방법은, 마찰 저항을 이용한 동력의 전달에 의해 회전시키는 것이 바람직하다.

마찰 저항을 이용한 동력의 전달은, 톱니 바퀴, 벨트 풀리 및 구동 전달 벨트라는, 용기 등을 회전시키기 위한 구동계 부품의 수를 줄여 장치 구조의 단순화에 기여하는 동시에, 용기의 제 1 회전 구동 수단에/으로부터 접속ㆍ분리하는 것, 및 제 1 회전 구동 수단을 제 2 회전 구동 수단에/으로부터 접속ㆍ분리하는 것을 용이하게 한다.

다만, 본 발명에 의한 동력 전달 수단은, 마찰 저항을 이용한 것에 한정되는 것이 아니라, 일반적인 톱니 바퀴를 사용한 것이나, 벨트 풀리 및 구동 전달 벨트를 사용하여 동력을 전달하는 것이어도 된다.

본 발명에 의한 세포 파종 장치에 있어서는, 배양 용기를 회전시키기 위해 제 1 회전 구동 수단을 제어하기 위한 수단과, 제 1 회전 구동 수단을 회전시키기 위해서 제 2 회전 구동 수단을 제어하기 위한 수단이 서로 분리ㆍ독립하여 회전 및 정지 제어할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다.

제 1 및 제 2 회전 구동 수단을 제어하기 위한 수단을 서로 분리ㆍ독립하여 회전 및 정지 제어할 수 있도록 하는 것은, 제 1 및 제 2 회전축을 중심으로 한 배양 용기의 3 차원 회전 상태를 자유롭게 변화시키는 것을 가능하게 하고, 그 결과, 본 발명에 의한 세포 파종 장치는, 여러 가지 복잡한 입체 표면을 갖는 기질에 대응하여 세포 분산액 중의 세포를 파종할 수 있게 된다.

또한, 제 1 및 제 2 회전 구동 수단을 제어하기 위한 수단을 서로 분리ㆍ독립시킨 결과, 용기를 제 1 회전 구동 수단에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지하고, 그리고 제 1 회전 구동 수단을 제 2 회전 구동 수단에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지시키는 것을 가능하게 한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 세포 파종 장치에 있어서는, 배양 용기를 회전시키기 위한 제 1 및 제 2 회전 구동 수단을 서로 분리ㆍ독립으로 하고 있기 때문에, 용기가 중심으로 하여 회전하는 곳의 제 1 및 제 2 회전축의 절대 위치 및 상대 위치를 임의로 설정할 수 있다.

그 결과, 본 발명에 의한 세포 파종 장치는, 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 용기가 제 2 회전축의 둘레를 선회하도록, 용기의 중심에 대하여 제 1 및/또는 제 2 회전축을 임의로 편심시켜 이들 회전축의 둘레를 회전시키는 것이 가능해지고, 용기 내에 생기는 중력장의 발생, 나아가서는 용기 중의 세포 분산액 중의 세포의 자기 분산을 임의로 제어할 수 있다.

도 1 은, 본 발명에 의한 세포 파종 장치의 전체 개요를 나타낸 도면이다.

도 2 는, 본 발명에 의한 제 1 회전 구동 수단의 전체 개요를 나타낸 도면이다.

도 3 은, 본 발명에 의한 제 2 회전 구동 수단의 전체 개요를 나타낸 도면이다.

도 4 는, 본 발명에 의한 배양 용기의 전체 개요를 나타낸 도면이다.

도 5 는, 본 발명에 의한 세포 파종 방법을 실시한 실시예 1 의 결과를 나타낸 도면이다.

도 6 은, 본 발명에 의한 세포 파종 방법을 실시한 실시예 2 의 결과를 나타낸 도면이다.

도 7 은, 본 발명에 의한 세포 파종 방법을 실시한 실시예 3 의 결과를 나타낸 도면이다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 및 본 장치를 사용한 세포 파종 방법에 대해서, 최선의 실시 형태를 설명한다.

도 1 은, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 의 전체 개요를 나타내고 있다.

본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 는, 생물학적 기질 및 기질에 파종해야 할 세포의 분산액 (40c) 을 수용하기 위한 배양 용기 (4; 도 4 참조) 와, 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5; 도 4 참조) 을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 1 회전 구동 수단 (2) 과, 그리고 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 제 2 회전축 (6; 도 2 참조) 을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 제 2 회전 구동 수단 (3) 으로 구성된다.

이 때, 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 은, 서로 동일 평면내 상에 존재하지 않 도록 다른 방향으로 떨어져 연신되도록, 즉 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 은 서로 평행하지 않고, 또한, 교차하지 않고 다른 방향으로 떨어져 연신되도록 설정된다.

다만, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 는 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 의 절대 위치 및 상대 위치를 임의로 설정할 수 있기 때문에, 서로의 회전축 (5, 6) 을 동일 평면내 상에 존재시키면서 다른 방향으로 떨어져 연신되도록, 즉 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 은 서로 평행하지 않지만, 교차하면서 다른 방향으로 연신되도록 설정할 수도 있다.

이와 같이, 2 개의 회전축 (5, 6) 의 배치를 임의로 설정할 수 있도록 하는 것은, 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전하고 있는 배양 용기 (4) 가 제 2 회전축 (6) 의 둘레를 선회시켜 용기 (4) 의 중심점에 대하여 편심된 회전 운동을 부여함으로써, 배양 용기 (4) 중의 세포 분산액 (40c) 중에 중력장을 발생시켜 분산액 (40c) 중의 세포가 자기 분산하는 것을 가능하게 하다.

특히, 복잡한 입체 표면을 갖는 기질 (40b) 에 세포 분산액 (40c) 중의 세포를 효과적으로 파종시키기 위해서는, 기질 (40b) 을 수용하기 위한 용기 (4) 를, 제 1 회전축과 제 2 회전축 (5, 6) 이, 연신하는 방향이 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 을 함께 직각으로 연결할 수 있는 축의 주위에 약 90°떨어진 방향으로 연신되도록 설정하여 회전시키는 것이 효과적이다.

배양 용기 (4) 의 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 한 회전은, 제 1 회전 구동 수단 (2) 중에 부착된 용기 구동 회전 롤러 (20c) 와 용기 (4) 의 외부 표면을 일체로 하여 형성하는 회전통 (4b) 을 서로 접촉시킴으로써, 양자간에 생긴 마찰 저항을 이용하여 구동 유닛 (23c) 중의 모터 (도시 생략) 의 구동력을 용기 (4) 로 전달함으로써 달성된다.

제 1 회전 구동 수단 (2) 의 제 2 회전축 (6) 을 중심으로 한 회전은, 제 1 회전 구동 수단 (2) 의 하우징 (2a) 을 지지하도록 부착된 2 개의 회전륜 (2b) 과 제 2 회전 구동 수단 (3) 의 회전륜 구동 롤러 (3b)를 서로 접촉시킴으로써, 양자간에 생긴 마찰 저항을 이용하여 회전륜 구동 롤러 (3b) 의 모터 (도시 생략) 의 구동력을 제 1 회전 구동 수단 (2) 으로 전달함으로써 이루어진다.

이러한 마찰 저항을 이용한 동력의 전달은, 톱니 바퀴, 벨트 풀리 및 구동 전달 벨트라는, 용기 등을 회전시키기 위한 구동계 부품의 수를 줄여 장치 구조의 단순화에 기여하는 동시에, 용기 (4) 를 제 1 회전 구동 수단 (2) 에/으로부터 접속ㆍ분리하는 것, 및 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 제 2 회전 구동 수단 (3) 에/으로부터 접속ㆍ분리하는 것을 용이하게 하는 데 도움이 된다.

다만, 본 발명에 의한 동력 전달 수단은, 마찰 저항을 이용한 것에 한정되는 것이 아니며, 일반적인 톱니 바퀴를 사용한 것이나, 벨트 풀리 및 구동 전달 벨트를 사용하여 동력을 전달하는 것이어도 된다.

따라서, 예를 들어 회전륜 구동 롤러 (3b) 및 회전륜 (2b) 의 표면을 톱니 바퀴 형상으로 함으로써, 양자를 맞물리게 하여 회전륜 구동 롤러 (3b) 의 구동력을 회전륜 (2b) 으로 전달시키는 것이어도 된다.

또한, 본 발명은, 장치의 제 1 및 제 2 회전 구동 수단 (2 ,3) 의 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 의 적어도 1 개를 그것 또는 그것들을 회전하기 위한 구동축과 오프셋시킴으로써, 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 의 연장선상에서 구동축 및 구동원을 없애는 것을 가능하게 하여, 그 결과, 장치의 구조가 간단하고, 저렴하며, 또, 배양 용기 (4) 및 제 1 회전 구동 수단 (2) 으로의 접근이 용이한 세포 파종 장치 (1) 및 그 장치 (1) 를 이용한 세포 파종 방법을 제공할 수 있다.

또한, 이러한 회전축 (5, 6) 및 구동축의 배치는, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전 구동 수단 (2) 에/으로부터 부착ㆍ제거할 때의 구동축과의 간섭을 피할 수 있도록 하기 때문에, 용기 (4) 를 제 1 회전 구동 수단 (2) 에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지할 수 있게 되고, 그 결과, 용기 (4) 에 대한 접근 용이성을 향상시킬 수 있다.

또한, 마찬가지로, 용기 (4) 를 지지하는 제 1 회전 구동 수단 (2) 도 제 2 회전 구동 수단 (3) 에/으로부터 부착ㆍ제거 자유롭게 지지할 수 있게 되므로, 직접적으로는 제 2 회전 구동 수단 (3) 에/으로부터 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 부착ㆍ제거하는 것은 물론, 간접적으로는 제 1 회전 구동 수단 (2) 에/으로부터 배양 용기 (4) 를 부착ㆍ제거하는 것도 한층 더 용이하게 한다.

도 2 는, 본 발명에 의한 세포 배양 장치 (1) 의 배양 용기 (4) 를 제거한 상태에서의 제 1 회전 구동 수단 (2) 의 전체 개요를 나타내고 있다.

제 1 회전 구동 장치 (2) 는, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5; 도 1, 도 4 참조) 을 중심으로 하여 회전 자유롭게 지지하기 위한 하우징 (2a) 의 외측에서, 대향하는 측면의 각각 부착된 2개의 회전륜 (2b) 및 배양 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전시키기 위한 용기 회전 구동 수단 (2c) 으로 구성된다.

하우징 (2a) 은, 배양 용기 (4) 와 2 개의 회전륜 (2b) 및 용기 회전 구동 수단 (2c) 을 지지할 수 있는 구조 및 형상이면 특별히 제한되지 않고, 본 발명에 의한 실시예에 있어서는, 하우징 (2a) 의 내구성, 중량 및 배양 용기 (4) 엑세스에 대한 용이성을 고려하여, 1 쌍의 측벽, 1 쌍의 단벽 및 바닥벽으로 이루어지는 5 개의 면으로 구성되는 상자형 형상을 갖는 구조로 하였다.

또한, 하우징 (2a) 에는, 후에 상세히 서술할 용기 회전 구동 수단 (2c) 을 하우징 (2a) 의 외부 또는 내부에 용이하게 탈착할 수 있도록, 절결부 (20a) 가 2 개의 측면 상의 상부에 형성되어 있다.

또한, 하우징 (2a) 의 내부에는, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5; 도 1, 도 4 참조) 을 중심으로 하여 회전 자유롭게, 또한 부착ㆍ제거 자유롭게 지지하기 위한 지지롤러 (21a) 가 적당히 배치된다.

용기 회전 구동 수단 (2c) 은, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전시키기 위한 회전 구동 샤프트 (21c) 와 일체로 된 용기 회전 구동 롤러 (20c) 와, 회전 구동 샤프트 (21c) 를 회전 자유롭게 지지하고, 또한 하우징 (2a) 에 부착하기 위한 2개의 베어링 (22c) 및 상기 회전 구동 샤프트 (21c) 를 회전시키기 위한 구동 유닛 (23c) 으로 구성된다.

또한, 상기 구동 유닛 (23c) 중에는, 외부로부터의 전원 공급을 받는 일 없이 회전 구동 샤프트 (21c) 를 회전시키기 위한 전기 모터, 배터리 및 제어 장치 ( 모두 도시 생략) 가 포함된다.

그 때문에, 제 1 회전 구동 수단 (2) 은 외부와의 배선 등이 불필요하고, 따라서, 제 1 회전 구동 수단 (2) 에 의해서 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전되는 배양 용기 (4) 와, 제 2 회전 구동 장치 (3) 에 의해서 제 2 회전축 (6) 을 중심으로 하여 회전되는 제 1 회전 구동 장치 (2) 는, 서로 분리ㆍ독립하여 회전 및 정지 제어를 할 수 있다. 또한, 구동 유닛 (23c) 은 하우징 (2a) 의 측면에 형성된 절결부 (20a) 에 회전 구동 샤프트 (21c) 를 통과시키면서 상방 또는 하방으로 일체적으로 이동 및 고정할 수 있게 되어 있기 때문에, 배양 용기 (4) 의 외주부에 부착된 회전통 (4b) 의 대소에 관계 없이, 용기 회전 구동 롤러 (20c) 와 회전통 (4b) 의 유연하고 확실한 접촉을 유지할 수 있다.

구체적으로는, 도 2 에 나타내는 본 발명의 실시예에 있어서 배양 용기 (4) 를 제 1 회전 구동 장치 (2) 중에 세트하는 경우에는, 용기 (4) 의 외주를 포함하여 일체적으로 부착된 회전통 (4b) 을 하우징 (2a) 내부에 적당히 배치된 지지 롤러 (20c) 상에 정합하도록 배치하고, 또한 그 위로부터 구동 유닛 (23c) 의 용기 회전 구동 롤러 (20c) 를 용기 (4) 의 회전통 (4b) 에 접촉하도록 가볍게 누르면서, 구동 유닛 (23c) 의 2개의 베어링 (22c) 을 하우징 (2a) 의 측면에 적당한 수단을 사용하여 고정하는 것만으로 이루어진다.

또한, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전 구동 수단 (2) 으로부터 제거하는 경우에는, 상기 부착 순서를 반대로 실시하면 되므로, 배양 용기 (4) 에 대한 접근이 매우 용이해진다.

도 3 은, 본 발명에 의한 세포 배양 장치 (1) 에 있어서, 제 2 회전 구동 수단 (3) 으로부터 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 제거한 경우의 제 2 회전 구동 수단 (3) 의 전체 개요를 나타내고 있다.

제 2 회전 구동 수단 (3) 은, 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 지지하고, 또한 회전시키기 위한 2 개의 평행하게 배치된 회전륜 구동 롤러 (3b) 와, 이 롤러 (3b) 를 지지하여 구동하기 위한 전기 모터 및 제어 장치 (모두 도시 생략) 를 포함하는 본체부 (3a) 로 구성된다.

제 2 회전 구동 수단 (3) 은, 제 1 회전 구동 수단 (2) 의 회전륜 (2b) 을 2개의 롤을 사용하여 지지할 수 있는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 시판되는 회전 구동 수단을 이용한 것이어도 된다.

도 4 는, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 에 부착되는 배양 용기 (4) 의 전체 개요를 나타낸다.

배양 용기 (4) 는, 중공의 챔버 (40a) 를 갖는 원통형의 용기 본체 (4a) 와 그 외주 영역을 둘러싸고 용기 본체 (4a) 를 지지하도록 부착된 회전통 (4b) 과, 그리고 배양 용기 (4) 의 챔버 (40a) 내에 세포를 파종해야 할 기질 (40b) 및 세포 분산액 (40c) 을 수용한 후, 챔버 (40a) 를 밀폐하기 위한 플러그 (4c) 로 구성된다.

또, 도 4 에 나타나는 본 발명에 의한 배양 용기 (4) 의 회전통 (4b) 의 경우는, 용기 본체 (4a) 의 형상을 원통형으로 함으로써 용기 본체 (4a) 와 회전통 (4b) 을 일체화하여, 단순화 또한 컴팩트로 한 것이다.

회전통 (4b) 은, 예를 들어 용기 본체 (4a) 의 외부 형상이 원통 형상이 아닌 경우에는 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전시킬 수 없기 때문에, 회전통 (4b) 을 용기 본체 (4a) 의 외부에서 지지하도록 부착함으로써, 이것이 제 1 회전 구동 수단 (2) 의 하우징 (2a) 내에 부착된 지지 롤러 (21a) 및 용기 회전 구동 롤러 (20c) 와 정합하여 용기 (4) 의 매끄러운 회전을 보증하는 기능을 한다.

따라서, 회전통 (4b) 의 형상은 그 외부 표면 형상이 원통형을 갖는 것이면, 용기 (4) 를 지지하기 위한 구조 및 형상에 제한은 없고, 또한, 배양 용기 (4) 의 본체 (4a) 와 일체화한 것이어도 되고 분리ㆍ독립한 것이어도 된다.

또한, 본건 발명에 의한 배양 용기 본체 (4a) 는, 외부로부터의 시인성을 고려하여 투명한 플라스틱 또는 유리 재료 등으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 는, 세포를 파종해야 할 기질 (40b) 과 세포 분산액 (40c) 을 서로 동일 평면 상에 존재하지 않는 2 개의 다른 회전축 (5, 6) 의 둘레로 회전시킴으로써, 복잡한 입체 표면을 갖는 기질 (40b) 에 균일하게 세포를 파종시키는 것을 달성하기 위한 장치 (1) 및 그 장치 (1) 를 이용한 세포 파종 방법에 관한 것이지만, 본 발명에 적용되는 세포를 파종해야 할 기질 (40b) 로서는, 인간 조직 뿐만 아니라, 돼지, 소 등의 포유류 및 어류, 양서류, 파충류, 조류 등의 척추 동물, 및 그 밖의 동물 또는 식물 등의 생물 유래 조직이나 합성 조직을 대상으로 할 수 있다.

이상의 설명으로부터 분명하듯이, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 는 배 양 용기 (4) 를 회전시키기 위한 제 1 및 제 2 회전 구동 수단 (2 ,3) 을 서로 분리ㆍ독립으로 하고 있기 때문에, 용기 (4) 가 중심이 되어 회전하는 곳의 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6) 의 절대 위치 및 상대 위치를, 용기 (4) 에 부착된 회전통 (4b) 및 제 1 회전 구동 수단 (2) 에 부착된 회전륜 (2b) 의 회전 반경을 변경함으로써 임의로 설정할 수 있다.

그 결과, 제 1 회전축 (5) 을 중심으로 하여 회전하고 있는 용기 (4) 가 제 2 회전축 (6) 의 둘레를 선회하도록, 용기 (4) 의 중심점에 대하여 제 1 및/또는 제 2 회전축 (5, 6) 을 임의로 편심시켜 이들의 회전축 (5, 6) 둘레를 회전시킬 수 있고, 용기 (4) 내에 생기는 중력장의 발생, 나아가서는 용기 (4) 중의 세포 분산액 (40c) 중의 세포의 자기 분산을 임의로 컨트롤할 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 회전 구동 수단 (2 ,3) 의 제 1 및 제 2 회전축 (5, 6)의 적어도 1 개를, 그것 또는 그것들을 회전하기 위한 구동축과 오프셋시킴으로써, 장치의 구조가 간단하고, 또한 저렴하며, 또한, 배양 용기 (4) 에 대한 접근이 용이한 세포 파종 장치 (1) 및 그 장치 (1) 를 이용한 세포 파종 방법을 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 를 사용하여 세포 파종을 실시한 실험 결과를 이하에 나타낸다.

실시예 1

본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 의 제 1 회전 구동 수단 (2) 내에 혈관 내피 세포 분산액 (40c) 을 봉입한 챔버 (40a) 의 내경 3mm 의 유리 용기 (4) 를 설치하고, 유리 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 의 둘레에 매분 12 회전, 그리고 유리 용기 (4) 를 부착한 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 제 2 회전축 (6) 의 둘레에 매분 4 회 회전시켜 2 시간 회전시킨 바, 도 5 에 나타내는 바와 같이 유리 용기 (4) 내에 균일하게 세포를 파종할 수 있었다.

실시예 2

본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 의 제 1 회전 구동 수단 (2) 내에 혈관 내피 세포 분산액 (40c) 을 봉입한 챔버 (40a) 의 내경 1cm 의 유리 용기 (4) 를 설치하고, 유리 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 의 둘레에 매분 12 회전, 그리고 유리 용기 (4) 를 부착한 제 1 회전 구동 수단 (2) 을 제 2 회전축 (6) 의 둘레로 매분 4 회 회전시켜 2 시간 회전시킨 바, 도 6 에 나타내는 바와 같이 유리 용기 (4) 의 측면 및 바닥면 모두 균일하게 세포를 파종할 수 있었다.

실시예 3

본 발명에 의한 세포 파종 장치 (1) 의 배양 용기 (4) 내에, 미리 세포를 제거한 미니 돼지 심장판막조직 (40b) 을 혈관 내피 분산액 (40c) 과 함께 봉입하고, 배양 용기 (4) 를 제 1 회전축 (5) 의 둘레로 매분 12 회전, 그리고 배양 용기 (4) 를 부착한 제 1 회전 구동 장치 (2) 를 제 2 회전축 (6) 의 둘레로 매분 4 회 회전시켜 2 시간 회전시킨 바, 도 7 에 나타내는 바와 같이 심장판막의 혈관벽내 및 심장판막엽 (40b) 표면 모두 균일하게 세포를 파종할 수 있었다.

Claims (18)

1. 생물학적 기질에 세포를 파종하기 위한 장치로서,

   상기 기질과 상기 세포의 분산액을 수용하기 위한 용기와

   상기 용기를 통하여 연신하는 제 1 회전축을 중심으로 360° 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 제 1 회전 구동 수단과,

   상기 용기가 상기 제 1 회전축을 중심으로 회전하는 동안, 상기 용기가 제 2 회전축의 둘레를 연속적으로 선회하도록, 상기 제 1 회전 구동 수단을 상기 제 2 회전축을 중심으로 하여 360°회전이 자유롭게 지지하기 위한 제 2 회전 구동 수단을 구비하고,

   상기 제 1 및 제 2 회전축은 서로 떨어진 상이한 평면내를 상이한 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   그 제 1 및 제 2 회전축은, 서로 평행하지 않고, 또한, 교차하지 않고 상이한 방향으로 떨어져 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축은, 상기 제 1 및 상기 제 2 회전축의 양방과 직각으로 교차하는 중심선의 주위에서, 90˚의 각도로 떨어진 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 회전축의 적어도 1 개는, 상기 용기 또는 상기 제 1 회전 구동 수단을 회전시키기 위한 구동축으로부터 편심시켜 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 용기는, 상기 제 1 회전 구동 수단에 부착ㆍ제거 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 회전 구동 수단은, 상기 제 2 회전 구동 수단에 부착ㆍ제거 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 회전 구동 수단은, 상기 용기 및 상기 제 1 회전 구동 수단의 회전을 서로 독립적으로 제어하기 위한 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 회전 구동 수단은 상기 용기에 양 사이의 마찰 걸어맞춤을 이용하여 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 회전 구동 수단은, 상기 제 1 회전 구동 수단에 양 사이의 마찰 걸어맞춤을 이용하여 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 세포 파종 장치.
10. 생물학적 기질에 세포를 파종하는 방법으로,

    상기 생물학적 기질 및 상기 세포를 용기 안에 수용하는 단계와

    상기 용기를 통하여 연신하는 제 1 회전축을 중심으로 하여 360˚회전시키기 위한 제 1 회전 구동 수단에 회전 자유롭게 지지시키는 단계와, 상기 용기가 상기 제 1 회전축을 중심으로 하여 회전하고 있는 동안 상기 용기가 제 2 회전축의 둘레를 연속적으로 선회하도록, 상기 제 1 회전 구동 수단을 상기 제 2 회전축을 중심으로 하여 360˚회전시키는 단계를 포함하고,

    상기 제 1 및 제 2 회전축은 서로 떨어진 상이한 평면내를 상이한 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 회전축은 서로 평행하지 않고, 교차하지 않고 상이한 방향으로 떨어져 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 회전축과 상기 제 2 회전축은 상기 제 1 및 제 2 의 회전축과 직각으로 교차하는 중심선의 주위에서, 90˚의 각도로 떨어진 방향으로 연신되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 회전축의 적어도 1 개는, 상기 용기 또는 상기 제 1 회전 수단을 회전시키기 위한 구동축으로부터 편심시켜 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 용기는, 상기 제 1 회전 구동 수단에 부착ㆍ제거 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 회전 구동 수단은, 상기 제 2 회전 구동 수단에 부착ㆍ제거 자유롭게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 회전 구동 수단은, 상기 용기 또는 그 제 1 회전 구동 수단의 회전을 서로 독립적으로 제어하기 위한 제어 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 회전 구동 수단은, 상기 용기에 양 사이의 마찰 걸어맞춤을 이용하여 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.
18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    상기 제 2 회전 구동 수단은, 상기 제 1 구동 수단에 양 사이의 마찰 걸어맞춤을 이용하여 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 세포 파종 방법.

Images