KR101341572B1 - 3-dimensional cell culture instrument using hollow tube and 3-dimensional cell culture method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구 및 이를 이용한 세포의 3차원 배양 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 중공형관을 포함하는 복수개의 세포 수용부를 포함하는 3차원 세포 배양 용구 및 상기 중공형관의 모세관 현상과 표면 장력을 이용하여 세포를 3차원으로 용이하게 배양할 수 있는 세포의 3차원 배양 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional cell culture apparatus using a hollow tube and a three-dimensional culture method of cells using the same, and more particularly, to a three-dimensional cell culture apparatus comprising a plurality of cell receiving units including a hollow tube therein. It relates to a three-dimensional culture method of cells that can easily culture the cells in three dimensions by using the capillary phenomenon and surface tension of the hollow tube.
체내 세포 및 조직은 아주 복잡한 3차원 구조로 상호 작용하면서 성장하고 분화/발전해 간다. 마찬가지로, 우리의 몸을 침입하고 전염병을 유발하는 생물 병원체들도 복잡한 3차원 조직 환경과 긴밀하게 상호 작용한다. 그러나, 이런 질병을 연구하는데 이용되는 세포 배양 방법은 전통적으로 2차원으로 된 불침투성의 평평한 평면에서 이루어지고 있다. 2차원 세포 배양 및 모델링이 세포 운동 및 전염과 질병의 메커니즘에 대한 주요한 통찰을 지속적으로 제공해주고는 있지만, 이들 2차원 세포 배양은 우리 체내 세포 환경 조건을 제대로 모사하지 못한다는 결정적인 문제점을 가지고 있다.Cells and tissues in the body grow, differentiate, and develop as they interact with highly complex three-dimensional structures. Likewise, biological pathogens that invade our bodies and cause epidemics also interact closely with complex three-dimensional tissue environments. However, the cell culture methods used to study these diseases have traditionally been made on a two-dimensional, impermeable flat plane. Although two-dimensional cell culture and modeling continue to provide key insights into the mechanisms of cell movement, transmission and disease, these two-dimensional cell cultures have the critical problem of not properly replicating the cellular environmental conditions in our bodies.
3차원 세포 배양법이 도래하기 이전, 연구에 사용된 인간 세포는 일반적으로 전처리 과정을 거친 폴리스티렌 또는 유리 같은 평평한 표면 위에서 배양되었고, 결과적으로는 세포는 단일 층 2차원 세포면 형태로 성장하였다. 하지만 3차원 구조로부터 분리된 세포로 원래 미세환경을 구축하기 위해서는 많은 비용이 필요하다.Prior to the arrival of three-dimensional cell culture, the human cells used in the study were generally cultured on flat surfaces, such as pretreated polystyrene or glass, resulting in cells growing in the form of a single layer two-dimensional cell plane. However, the cost of constructing the original microenvironment from the cells separated from the three-dimensional structure is expensive.
최근에는 생체 내와 동등한 기능을 갖는 3차원 세포 조직인 스페로이드(spheroid)의 배양이 주목을 받고 있다. 암을 모사하기 위한 세포 응집(cell aggregation)을 유도하기도 하고, 당뇨 치료를 위한 인슐린의 정상분비를 유도하기 위해서 췌도 세포를 이식함에 있어 응집된 세포를 이식하는 방법등이 쓰이고 있어 스페로이드의 대량 생산이 요구되고 있다. 또한, 줄기 세포 연구가 성숙됨에 따라 배아 줄기세포를 3차원 배양하여 각종 분화 기전의 연구에 응용하기 위한 여러 가지 방법이 시도되고 있다. In recent years, the cultivation of spheroid, a three-dimensional cell tissue having a function equivalent to that in vivo, has attracted attention. It is used to induce cell aggregation to simulate cancer, and to transplant the islet cells to induce normal secretion of insulin for diabetic treatment. This is required. In addition, as stem cell research matures, various methods have been attempted to apply embryo stem cells to three-dimensional culture and to study various differentiation mechanisms.
종래의 3차원 세포 배양 방법으로는 현적배양법(Hanging-drop method), 회전식배양법, 원심분리법, 마이크로 몰딩(Micromolding)법 등이 있으며, 관련 특허로는 예를 들어, 바닥면이 깔대기 형상인 웰에 복수의 단일세포를 씨딩하고, 바닥면에서 이 단일세포를 응집 및 분열시켜서 스페로이드를 배양하는 것 (일본 특개평6-327465호)이나, 소정의 폴리머 혼합물의 캐스트액 표면에 물을 결로시키고, 이 결로에 의해 생긴 미소한 물방울을 증발시킴으로써 얻어지는 허니콤 구조체 상에서 스페로이드를 배양하는 것(일본 특개2002-335949호), 기판 표면상에 세포를 착상시키는 세포배양 팁으로, 기판 표면상에 배열상이나 허니컴상등에 규칙배열시키고 세포를 응집시키고 유지하는 세포 배양 셀을 가진 것을 특징으로 하는 세포배양 팁(일본 특개2005-27598) 등이 있다.
Conventional three-dimensional cell culture methods include Hanging-drop method, rotary culture method, centrifugal separation method, micromolding method, and the like, and related patents, for example, in a well having a funnel bottom surface Seeding a plurality of single cells, agglomerating and dividing the single cells at the bottom to culture the spheroids (Japanese Patent Laid-Open No. 6-327465), or water condensation on the surface of the cast liquid of a predetermined polymer mixture, Cultivating a spheroid on a honeycomb structure obtained by evaporating the microscopic water droplets produced by this dew condensation (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-335949), a cell culture tip that implants cells onto a substrate surface, Cell culture tips (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-27598) and the like, which have a cell culture cell that regularly arranges on a honeycomb or the like and aggregates and maintains cells.
이러한 3차원 세포배양 방법은 재생 의료나 하이브리드(hybrid) 인공장기, 생체 유용 물질 생산, 생물 조직이나 기관 장기의 기능의 조사·탐색, 신약의 스크리닝(screening), 내분비 교란 물질 등의 영향을 평가하는 동물실험 대체법, 센서(sensor)기능을 가지는 세포 칩 등의 각 분야의 산업에 이용이 기대된다.This three-dimensional cell culture method evaluates the effects of regenerative medicine or hybrid artificial organs, production of bioavailable materials, investigation and investigation of the function of biological tissues and organs, screening of new drugs, and endocrine disruptors. It is expected to be used in industries of various fields such as animal experiment replacement method and cell chip having a sensor function.
그러나, 이러한 기존의 3차원 세포배양 방법은 노동집약적이며, 테크닉 위주의 기술로 연구자의 숙련도에 따라 실험의 결과가 달라지며, 교차오염의 가능성이 큰 문제점을 가지고 있다.
However, this conventional three-dimensional cell culture method is labor-intensive, the technique-oriented technology, the results of the experiments vary depending on the skill of the researcher, there is a great possibility of cross contamination.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 스페로이드(spheroid)의 배양을 보다 간편하고 고효율적으로 제공하기 위한 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a three-dimensional cell culture tool using a hollow tube for providing more convenient and high efficiency of the culture of spheroid (spheroid).
본 발명은 또한, 상기 3차원 세포 배양 용구를 이용하여 세포를 3차원 배양하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention also aims to provide a method for three-dimensionally culturing cells using the three-dimensional cell culture apparatus.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 플레이트부: 및 상기 플레이트 부의 일면으로부터 연장되고, 내부에 중공형관을 포함하는 복수개의 세포 수용부;를 포함하는 3차원 세포 배양 용구를 제공한다.The present invention provides a three-dimensional cell culture tool comprising a plate portion: and a plurality of cell receiving portion extending from one surface of the plate portion, including a hollow tube therein to solve the above problems.
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 세포 수용부는 원기둥, 또는 상기 플레이트부와 접하는 부분으로부터 직경이 점차 증가하는 테이퍼진 원기둥 형태인 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional cell culture tool of the present invention, the cell receiving portion is characterized in that the cylinder, or a tapered cylindrical form of the diameter gradually increasing from the portion in contact with the plate portion.
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 세포 수용부의 원기둥은 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부 또는 반원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional cell culture tool of the present invention, the cylinder of the cell receiving portion is characterized in that it further comprises a tapered portion or semi-circular portion gradually increasing in diameter at the end.
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 중공형관은 상기 플레이트와 접하는 부분으로부터 직경이 점차적으로 증가하는 테이퍼진 원기둥 형태, 직경이 일정하다가 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부를 포함하는 원기둥 형태 또는 직경이 일정하다가 말단에 반원부를 포함하는 원기둥 형태인 것을 특징으로 한다.In the three-dimensional cell culture material of the present invention, the hollow tube is in the form of a tapered cylindrical column gradually increasing in diameter from the portion in contact with the plate, a cylindrical shape including a taper portion of which the diameter is constant and gradually increases at the end thereof; Constant diameter is characterized in that the cylindrical form including a semi-circular portion at the end.
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 플레이트부는 상기 세포수용부가 형성되지 않은 다른 일면에 멸균수 수용부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 멸균수 수용부는 상기 플레이트부의 가장 자리로부터 상기 플레이트부에 수직방향으로 평행하게 형성되는 플랜지부로 형성되어, 상기 평행하게 형성된 플랜지부 사이에 멸균수를 수용하는 것이 가능하다는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 3차원 세포 배양 용구는 유리, 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In the three-dimensional cell culture apparatus of the present invention, the plate portion is characterized in that it further comprises a sterile water receiving portion on the other side where the cell receiving portion is not formed. In the three-dimensional cell culture apparatus of the present invention, the sterile water receiving portion is formed by a flange portion formed in parallel in the vertical direction from the edge of the plate portion to the plate portion, the sterile water between the parallel formed flange portion It is characterized in that it is possible to accommodate. In the three-dimensional cell culture tool of the present invention, the three-dimensional cell culture tool is characterized in that formed of glass, plastic.
본 발명의 상기 3차원 세포 배양 용구는 세포 배양을 위한 배양 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The three-dimensional cell culture tool of the present invention is characterized in that it further comprises a culture plate for cell culture.
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 배양 플레이트는 상기 세포 수용부 하나당 하나씩 형성되는 것을 특징으로 한다. In the three-dimensional cell culture tool of the present invention, the culture plate is characterized in that one is formed per one cell receiving unit.
본 발명의 상기 3차원 세포 배양 용구는 상기 플레이트부를 덮는 커버 플레이트부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The three-dimensional cell culture material of the present invention is characterized in that it further comprises a cover plate portion covering the plate portion.
본 발명의 상기 3차원 세포 배양 용구는 표면 코팅되는 것을 특징으로 한다. 코팅 방법 및 코팅 재료가 특별히 한정되지는 않으며, 모세관 현상에 의하여 상기 중공형관으로 흡입된 세포 배양액의 액적이 잘 형성되기 위하여 발수성 재료 등으로 코팅되는 것이 바람직하다.
The three-dimensional cell culture material of the present invention is characterized in that the surface coating. The coating method and the coating material are not particularly limited. Preferably, the coating method and the coating material are coated with a water repellent material in order to form droplets of the cell culture fluid sucked into the hollow tube by capillary action.
본 발명은 또한, 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포를 배양 플레이트에서 배양하는 단계;The present invention also comprises the steps of culturing cells in a culture plate desired to be cultured in the spheroid form;
3차원 세포 배양 용구를 상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포가 배양된 배양액에 침지시키는 단계; Immersing a three-dimensional cell culture material in a culture medium in which cells desired to be cultured in the spheroid form are cultured;
상기 세포수용부 내 중공형관의 모세관 현상과 표면 장력에 의하여 상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포를 포함하는 배양액이 상기 중공형관 내부로 흡입되고, 상기 중공형관 말단에 액적을 형성하는 단계; 및 A culture solution containing cells desired to be cultured in the spheroid form by capillary action and surface tension of the hollow tube in the cell accommodating part is sucked into the hollow tube, and forming droplets at the end of the hollow tube; And
상기 중공형관 말단에 액적을 형성한 세포가 중력에 의해 응집되어 스페로이드를 형성하면서 배양되는 단계;를 포함하는 본 발명의 3차원 세포 배양 용구를 이용한 세포의 3차원 배양 방법을 제공한다.
It provides a three-dimensional culture method of the cells using the three-dimensional cell culture tool of the present invention comprising the step of culturing while forming a spheroid by agglomerated by gravity to form a cell at the end of the hollow tube.
이하에서는 도면에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1에 본 발명의 일 실시예에 의한 3차원 세포 배양 용구의 사시도를, 도 2에는 배면도를 나타내었다. 도 1, 도 2 에서 보는 바와 같이 본 발명의 3차원 세포 배양 용구는 플레이트부(100): 및 상기 플레이트부의 일면으로부터 연장되고, 내부에 중공형관(300)을 포함하는 복수개의 세포 수용부(200)로 구성된다.1 is a perspective view of a three-dimensional cell culture tool according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear view. 1 and 2, the three-dimensional cell culture material of the present invention is a plate portion 100: and a plurality of
상기 세포수용부(200)는 도 2의 배면도에서 보는 바와 같이 상기 플레이트부(100)의 배면도 부분까지 연장형성되는 것이 가능하다.The cell accommodating
본 발명의 3차원 세포 배양 용구는 상기 중공형관의 모세관 현상 및 표면 장력에 의하여 세포 배양액이 상기 세포수용부 내부의 중공형관으로 흡입되어 액적을 형성하도록 하기 위해 상기 세포 수용부와 중공형관의 형태를 일정한 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.The three-dimensional cell culture material of the present invention is formed by the capillary phenomenon and the surface tension of the hollow tube, the cell culture fluid is sucked into the hollow tube inside the cell receiving portion to form a droplet to form the cell receiving portion and the hollow tube. It is characterized by forming in a certain form.
도 3 내지 도 7에 상기 세포수용부 및 상기 세포수용부 내부에 형성되는 중공형관의 형태를 나타내었다. 3 to 7 show the shape of the hollow tube formed inside the cell accommodating part and the cell accommodating part.
상기 세포 수용부는 도 3에서 보는 바와 같은 원기둥 형태(210), 또는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 플레이트부와 접하는 부분으로부터 직경이 점차 증가하는 테이퍼진 원기둥 형태(220)로 형성된다. 또한, 도 5에서 보는 바와 같이 원기둥 형태의 제 1 세포 수용부(230) 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부(231)를 더 포함하거나, 도 7에서 보는 바와 같이 원기둥 형태의 제 1 세포 수용부(250) 말단에 반원부(251)를 더 포함함으로써 모세관 현상을 극대화하는 것이 가능하다. The cell receiving portion is formed in a
본 발명에 있어서, 상기 세포수용부 내부에 형성되는 상기 중공형관의 형태는 배양된 세포를 포함하는 배양액이 모세관 현상에 의하여 상기 중공형관 내부로 빨려올라갈 수 있도록 상기 중공형관의 형태는 세포가 접하는 부분부터 플레이트부 방향으로 직경이 감소되도록 구성된다. In the present invention, the hollow tube is formed in the cell accommodating portion is a portion of the hollow tube in contact with the cell so that the culture medium containing the cultured cells can be sucked into the hollow tube by the capillary phenomenon From the diameter toward the plate portion.
구체적으로는 도 4, 도 6에서와 같은 테이퍼진 원기둥 형태(320,340), 도 5에서와 같이 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부를 포함하는 원기둥 형태(330) 또는 도 3, 도 7에서와 같이 말단에 반원부를 포함하는 원기둥 형태(310, 350)인 것이 가능하며, 도 4 내지 도 7에서 보는 바와 같이 상기 세포수용부의 형태와 동일하게 형성되거나, 도 3, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 세포수용부의 형태와 다르게 형성되는 것이 가능하다.
Specifically, the tapered
본 발명의 3차원 세포 배양 용구는 도 8에서 보는 바와 같이 상기 세포수용부(200)가 형성되지 않은 다른 일면에 멸균수 수용부(800)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 멸균수 수용부(800)는 상기 플레이트부의 가장 자리로부터 상기 플레이트부에 수직 방향으로 평행하게 형성되는 플랜지부(400, 500)로 형성되고, 상기 평행한 플랜지부(400,500) 사이에 멸균수가 수용된다. 상기 멸균수 수용부(800)에 멸균수를 수용하고 본 발명의 3차원 세포 배양 용구를 배양기에 넣어 배양을 하게 되면 상기 3차원으로 배양되는 세포 배양액의 수분을 유지시켜 주는 기능을 한다.
The three-dimensional cell culture tool of the present invention is characterized in that it further comprises a sterile
본 발명의 3차원 세포 배양 용구에 있어서, 상기 3차원 세포 배양 용구의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 유리, 플라스틱 등 당업계에서 일반적으로 사용되는 재료로 형성되는 것이 가능하다. 또한, 상기 3차원 세포 배양 용구의 표면은 상기 중공형관 내부로 흡입된 세포 배양액이 액적을 잘 형성하도록 하기 위해 표면을 발수 코팅등으로 코팅하는 것이 가능하다.In the three-dimensional cell culture tool of the present invention, the material of the three-dimensional cell culture tool is not particularly limited, and may be formed of materials generally used in the art, such as glass and plastics. In addition, the surface of the three-dimensional cell culture tool may be coated with a water repellent coating or the like in order to form a droplet of the cell culture fluid sucked into the hollow tube.
본 발명에 의한 3차원 세포 배양 용구는 상기와 같은 세포수용부(200)를 포함하는 플레이트부 외에 세포 배양을 위한 배양 플레이트(600)를 더 포함하는 것이 가능하다. 본 발명에 있어서, 상기 배양 플레이트의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 즉, 도 9의 (a) 에서와 같이 배양하기를 원하는 세포가 하나의 배양플레이트(600)에서 배양되서 상기 세포수용부(200)가 동시에 침지되도록 하거나, 도 9의 (b)에서와 같이 멀티웰 플레이트(600')에서 각각 세포를 배양한 후, 상기 멀티웰 플레이트에 각각 대응하는 세포수용부(200')에 삽입시키는 것이 모두 가능하다.The three-dimensional cell culture tool according to the present invention may further include a
본 발명에 의한 3차원 세포 배양 용구는 상기와 같은 세포수용부를 포함하는 플레이트부를 커버할 수 있는 커버 플레이트를 더 포함하는 것이 가능하다. 도 10에서 보는 바와 같이 커버 플레이트(700)는 상기 플레이트부의 상부를 커버해서 상기 플레이트부의 세포수용부(200)에 형성된 액적 및 상기 액적내에 형성된 세포의 스페로이드가 오염되는 것을 막고, 상기 멸균수 수용부(800)에 수용된 멸균수가 상기 세포수용부에 형성된 세포 액적의 수분을 유지시켜주는 역할을 한다.
The three-dimensional cell culture material according to the present invention may further include a cover plate that can cover the plate portion including the cell receiving portion as described above. As shown in FIG. 10, the
본 발명은 또한 이와 같은 3차원 세포 배양 용구를 이용하여 세포를 3차원으로 배양하는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for culturing cells in three dimensions using such three-dimensional cell culture tools.
본 발명에 의한 세포의 3차원 배양 방법은 The three-dimensional culture method of the cells according to the present invention
i)스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포를 배양하는 단계;i) culturing the cells desired to be cultured in spheroid form;
ii)3차원 세포 배양 용구를 상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포가 배양된 배양액에 침지시키는 단계; ii) immersing a three-dimensional cell culture material in a culture medium in which cells desired to be cultured in the spheroid form are cultured;
iii)상기 상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포를 포함하는 배양액이 상기 세포수용부 내 중공형관의 모세관 현상과 표면 장력에 의하여 상기 중공형관 내부로 흡입되고, 상기 중공형관 말단에 액적을 형성하는 단계; 및 iii) the culture medium containing the cells desired to be cultured in the spheroid form is sucked into the hollow tube by capillary action and surface tension of the hollow tube in the cell accommodating portion, and forms droplets at the end of the hollow tube. step; And
iv)상기 중공형관 말단에 액적을 형성한 세포가 스페로이드를 형성하면서 배양되는 단계;를 포함한다.
and iv) culturing the cells forming the droplets at the end of the hollow tube while forming a spheroid.
도 11에 본 발명에 의한 세포의 3차원 배양 방법을 순차적으로 모식도로 나타내었다. 먼저, 도 11의 (a)에서 보는 바와 같이 배양 플레이트(600)에서 세포를 배양 한 후, ii)단계에서는 도 11의 (b)에서와 같이 상기 3차원 세포 배양 용구의 세포수용부(200)를 세포가 배양된 배양 플레이트의 배양액에 침지시키게 되면, 상기 세포수용부 내 중공형관(300)의 모세관 현상과 표면 장력에 의하여 상기 세포를 포함하는 배양액이 상기 중공형관(300) 내부로 흡입된다. Figure 11 shows a three-dimensional culture method of the cells according to the present invention in sequence. First, after culturing the cells in the
이후, 상기 3차원 세포 배양 장치를 배양액으로부터 들어올린 후 정치시키게 되면, 도 11의 (c), (d) 에서 보는 바와 같이 상기 중공형관 내부로 흡입된 배양액이 액적을 형성하고, 액적 내에 포함된 세포들은 중력에 의해 서로 응집되어 스페로이드를 형성하게 되어, 세포의 3차원 배양이 가능하게 된다.
Then, when the three-dimensional cell culture apparatus is lifted from the culture medium and left to stand, as shown in (c) and (d) of FIG. 11, the culture fluid sucked into the hollow tube forms a droplet and is contained in the droplet. The cells aggregate with each other by gravity to form spheroids, which enables three-dimensional culture of the cells.
본 발명의 세포 배양 용구는 세포수용부 내 중공형관을 포함하고, 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포가 포함된 배양액에, 본 발명의 세포 배양 용구를 단순히 침지시키기만 하여도 상기 중공형관의 모세관 현상과 표면 장력에 의하여 상기 중공형관 내부로 세포를 포함하는 배양액이 흡입되고, 상기 중공형관 말단에 세포의 3차원 세포 배양을 위한 액적을 형성할 수 있으므로, 종래 기술보다 훨씬 쉽고 간편하게 세포의 3차원 배양이 가능하다.
The cell culture material of the present invention includes a hollow tube in the cell receiving portion, and the capillary tube of the hollow tube may be simply immersed in the culture medium containing the cell desired to be cultured in a spheroid form. Due to the phenomenon and surface tension, the culture medium containing the cells is sucked into the hollow tube, and droplets for the three-dimensional cell culture of the cells can be formed at the ends of the hollow tube. Cultivation is possible.
도 1은 3차원 세포 배양 용구의 사시도를 나타낸다.
도 2는 3차원 세포 배양 용구의 배면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양용구의 세포수용부를 나타낸다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양용구의 세포수용부를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포 배양 용구의 배면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예로서 배양플레이트가 (a)싱글-웰 타입(single-well type)일 때, (b)멀티-웰 타입(multi-well type) 일 때의 세포 배양장치 형태를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예로서 커버 플레이트를 포함하는 세포 배양장치 형태를 나타낸다.
도 11은 본 발명에 의한 세포의 3차원 배양 방법을 순차적으로 모식도로 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 3차원 세포 배양 장치를 나타내었다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 3차원 세포 배양 장치의 중공형관의 말단에 액적이 형성된 상태를 나타내었다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 3차원 세포 배양 장치를 이용하여 세포를 3차원으로 배양하고, 2시간 후의 액적을 광학 현미경과 형광 현미경으로 관찰한 결과를 나타내었다.1 shows a perspective view of a three-dimensional cell culture tool.
2 shows a rear view of a three-dimensional cell culture tool.
Figure 3 shows a cell receiving portion of the three-dimensional cell culture tool according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 shows a cell receiving portion of the three-dimensional cell culture apparatus according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a rear view of the three-dimensional cell culture tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates a cell culture apparatus form when the culture plate is (a) a single-well type and (b) a multi-well type as an embodiment of the present invention. Indicates.
Figure 10 shows the form of a cell culture apparatus including a cover plate as an embodiment of the present invention.
11 is a schematic diagram showing a three-dimensional culture method of cells according to the present invention in sequence.
Figure 12 shows a three-dimensional cell culture device prepared according to an embodiment of the present invention.
13 shows a state in which droplets are formed at the end of the hollow tube of the three-dimensional cell culture apparatus prepared according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 shows the results of culturing the cells in three dimensions by using a three-dimensional cell culture apparatus prepared according to an embodiment of the present invention, and after 2 hours the droplets were observed by light and fluorescence microscopy.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 아래 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.
<< 제조예Manufacturing example 1> 중공형관 1> hollow tube 을of 이용한 3차원 세포 배양 장치의 제조 Preparation of 3D Cell Culture Device Using
플레이트로 지름 10 cm 디쉬 (dish)를 사용하고, 상기 플레이트에 중공형관을 부착하여 3차원 세포 배양 장치를 제조하였다. 제조된 3차원 세포 배양 장치는 도 12에 나타내었다.
A 10 cm diameter dish was used as a plate, and a hollow tube was attached to the plate to prepare a three-dimensional cell culture device. The prepared three-dimensional cell culture device is shown in FIG.
<< 실험예Experimental Example > 3차원 세포 배양> 3D cell culture
<< 실험예Experimental Example 1> 세포 배양 1> cell culture
3차원 세포 배양을 위한 세포주로서 GFP-HeLa 세포를 10% FBS가 포함된 DMEM을 사용하여 37℃, 5% CO2 분위기의 배양기에서 2~3일에 한번 씩 1:4~1:6의 배율로 계대배양하며 세포를 배양하였다.
As a cell line for three-dimensional cell culture, GFP-HeLa cells were magnified 1: 4 to 1: 6 once every 2 to 3 days in a 37 ° C., 5% CO 2 atmosphere incubator using DMEM containing 10% FBS. Cells were cultured with subculture.
<< 실험예Experimental Example 2> 중공 2> hollow 형관Tube 말단에 At the end 액적Droplet 형성 formation
상기 실험예 1에서 배양된 HeLa 세포를 포함하는 배양액을 배양 플레이트에 수용하고, 상기 제조예에서 제조된 3차원 세포 배양 장치의 세포수용부를 상기 HeLa 세포를 포함하는 배양액에 침지시킨 후, 3초 후에 플레이트부를 들어올렸다. 중공형관의 말단에 액적이 형성된 상태를 도 13에 나타내었다.
After receiving the culture solution containing the HeLa cells cultured in Experimental Example 1 in a culture plate, and after immersing the cell receiving part of the three-dimensional cell culture device prepared in Preparation Example in the culture solution containing the HeLa cells, after 3 seconds The plate portion was lifted up. 13 shows a state in which droplets are formed at the ends of the hollow tube.
<< 실험예Experimental Example 3> 3차원 세포 배양 3> 3D cell culture
상기 실험예 2에서 중공형관 말단에 액적이 형성된 3차원 세포 배양 장치를 세포 배양기 내에 유지시키고 액적의 수분을 유지하면서 세포를 배양하였다. 세포 배양 후 2시간 후의 액적을 광학 현미경과 형광 현미경으로 관찰한 결과를 도 14에 나타내었다. 도 14에서 액적내의 세포들이 응집되어 3차원 스페로이드를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. In Experimental Example 2, the three-dimensional cell culture apparatus in which the droplets were formed at the end of the hollow tube was maintained in the cell incubator, and the cells were cultured while maintaining the moisture of the droplets. Droplets 2 hours after cell culture were observed with an optical microscope and a fluorescence microscope. In FIG. 14, the cells in the droplets aggregated to form a three-dimensional spheroid.
Claims (12)
상기 플레이트부의 일면으로부터 연장되고, 내부에 중공형관을 포함하는 복수개의 세포수용부;를 포함하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
Plate part: and
3D cell culture apparatus using a hollow tube comprising a; extending from one surface of the plate portion, a plurality of cell receiving portion including a hollow tube therein.
상기 세포수용부는 원기둥, 또는 상기 플레이트부와 접하는 부분으로부터 직경이 점차 증가하는 테이퍼진 원기둥 형태인 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The cell receiving portion is a cylinder, or a three-dimensional cell culture equipment using a hollow tube, characterized in that the tapered cylindrical form is gradually increasing in diameter from the portion in contact with the plate portion.
상기 원기둥은 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부 또는 반원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
3. The method of claim 2,
The cylinder is a three-dimensional cell culture tool using a hollow tube, characterized in that further comprises a tapered portion or semi-circular portion gradually increasing in diameter at the end.
상기 중공형관은 상기 플레이트부와 접하는 부분으로부터 직경이 점차 증가하는 테이퍼진 원기둥 형태(도 4), 말단에 직경이 점차 증가하는 테이퍼부를 포함하는 원기둥 형태(도 5) 또는 말단에 반원부를 포함하는 원기둥 형태(도 3)인 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The hollow tube has a tapered cylindrical shape (Fig. 4) gradually increasing in diameter from the portion in contact with the plate portion, a cylindrical shape including a taper portion gradually increasing in diameter at the end (Fig. 5) or a cylinder including a semicircle at the end. Three-dimensional cell culture using a hollow tube characterized in that the form (Fig. 3).
상기 플레이트부는 상기 세포수용부가 형성되지 않은 다른 일면에 멸균수 수용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The plate portion is a three-dimensional cell culture equipment using a hollow tube, characterized in that further comprising a sterile water receiving portion on the other side of the cell receiving portion is not formed.
상기 멸균수 수용부는 상기 플레이트부의 가장 자리로부터 상기 플레이트부에 수직 방향으로 평행하게 형성되는 복수의 플랜지부로 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 5, wherein
The sterilized water receiving portion is a three-dimensional cell culture equipment using a hollow tube, characterized in that formed from a plurality of flanges formed in parallel in the vertical direction from the edge of the plate portion.
상기 3차원 세포 배양 용구는 유리, 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The three-dimensional cell culture tool is a three-dimensional cell culture tool using a hollow tube, characterized in that formed of glass, plastic.
상기 3차원 세포 배양 용구는 세포 배양을 위한 배양 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The three-dimensional cell culture tool is a three-dimensional cell culture tool using a hollow tube, characterized in that further comprises a culture plate for cell culture.
상기 배양 플레이트를 상기 세포수용부 하나당 하나씩 형성되는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 8,
Three-dimensional cell culture equipment using a hollow tube, characterized in that the culture plate is formed one per cell receiving portion.
상기 3차원 세포 배양 용구는 상기 플레이트부를 덮는 커버 플레이트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The three-dimensional cell culture tool is a three-dimensional cell culture tool using a hollow tube, characterized in that further comprising a cover plate portion covering the plate portion.
상기 3차원 세포 배양 용구의 표면은 액적 형성이 용이하도록 표면이 코팅되는 것을 특징으로 하는 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구.
The method of claim 1,
The surface of the three-dimensional cell culture tool is a three-dimensional cell culture equipment using a hollow tube, characterized in that the surface is coated to facilitate the formation of droplets.
3차원 세포 배양 용구를 상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포가 배양된 배양 플레이트의 배양액에 침지시키는 단계;
상기 스페로이드 형태로 배양하기를 원하는 세포를 포함하는 배양액이 상기 세포수용부 내 중공형관의 모세관 현상과 표면 장력에 의하여 상기 중공형관 내부로 흡입되어, 상기 중공형관 말단에 액적을 형성하는 단계; 및
상기 중공형관 말단에 액적을 형성한 세포가 서로 응집되어 스페로이드를 형성하면서 배양되는 단계;를 포함하는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 중공형관을 이용한 3차원 세포 배양 용구를 이용한 세포의 3차원 배양 방법.Culturing the cells desired to be cultured in spheroid form in a culture plate;
Immersing a three-dimensional cell culture material in a culture solution of a culture plate in which cells desired to be cultured in the spheroid form are cultured;
The culture medium containing the cells to be cultured in the spheroid form is sucked into the hollow tube by the capillary phenomenon and surface tension of the hollow tube in the cell receiving portion, to form a droplet at the hollow tube end; And
Cells formed by droplets formed at the end of the hollow tube are cultured while agglomerating with each other to form a spheroid of the cells using the three-dimensional cell culture tool using the hollow tube of any one of claims 1 to 11. 3D culture method.
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