KR101437850B1 - 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체 - Google Patents

융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 공압에 의해 제1용액저장부에 저장된 용액을 나사산을 갖는 스크루부로 유입시킨 다음, 스크루부를 회전시켜 제1노즐부로 분사되도록 하는 제1분사수단과, 제2용액저장부로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부를 포함하는 제2분사수단을 포함하여 형성되고, 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액이 제1용액저장부에 저장되고 생체적합재료로 구성된 용액이 제2용액저장부에 저장되어 교호로 분사될 경우, 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있을 뿐만 아니라, 제2용액저장부에 의해 분사되어 형성된 세포배양지지체가 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있는 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체에 관한 것이다.

Description

융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체{Multi type scaffold manufacturing device and scaffold using the same}
본 발명은 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 공압에 의해 제1용액저장부에 저장된 용액을 나사산을 갖는 스크루부로 유입시킨 다음, 스크루부를 회전시켜 제1노즐부로 분사되도록 하는 제1분사수단과, 제2용액저장부로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부를 포함하는 제2분사수단을 포함하여 형성되고, 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액이 제1용액저장부에 저장되고 생체적합고분자로 구성된 용액이 제2용액저장부에 저장되어 교호로 분사될 경우, 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있을 뿐만 아니라, 제2용액저장부에 의해 분사되어 형성된 세포배양지지체가 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있는 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체에 관한 것이다.
생체 조직공학(Tissue Engineering)이란 환자의 몸에서 필요한 조직을 채취하고 그 조직편으로부터 세포를 분리한 다음 분리된 세포를 배양을 통하여 필요한 양만큼 증식시키고 다공성을 가지는 생분해성 고분자 지지체에 심어 일정기간 체외 배양한 뒤 하이브리드형 세포배양지지체(scaffold)를 다시 인체 내에 이식하는 것이다.
이식 후 세포들은 대부분의 조직이나 장기의 경우 신생 혈관이 형성될 때까지는 체액의 확산에 의해 산소와 영양분을 공급받다가 인체 내의 혈관이 들어와 혈액의 공급이 이루어지면 세포들이 증식 분화하여 새로운 조직 및 장기를 형성하고 고분자 지지체는 그동안 분해되어 사라지는 기법을 응용하는 것이다.
따라서 이러한 조직공학 연구를 위해서는 우선 생체 조직과 유사한 세포배양지지체를 제조하는 일이 중요하다.
국내공개특허 제2010-0011175호(명칭 : 세포배양장치 및 그 제어방법)에서도 세포배양장치가 개시된 바 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 세포배양지지체를 이용한 세포배양은 일반적으로 이미 제작된 세포배양지지체(S) 위에 세포(C)가 별도로 뿌려지는(seeding) 방법이 이용된다.
하지만, 이러한 방법은 여러 층의 세포배양지지체가 적층된 경우 상측에서 뿌려진 세포는 최상측면에 위치한 세포배양지지체에 가장 많이 뿌려지며, 내층에 위치한 세포배양지지체에까지 도달하는 양이 매우 적다는 문제점이 있다. 또한, 서로 다른 종류의 세포를 배양하기 위해 각 층의 세포배양지지체마다 세포를 뿌리는 것이 어렵다는 문제점도 있다.
국내공개특허 제2010-0011175호(공개일 : 2010.02.03, 명칭 : 세포배양장치 및 그 제어방법) 국내공개특허 제2010-0083332호(공개일 : 2011.07.22, 명칭 : 세포배양지지체 제조장치 및 제조방법)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공압에 의해 제1용액저장부에 저장된 용액을 나사산을 갖는 스크루부로 유입시킨 다음, 스크루부를 회전시켜 제1노즐부로 분사되도록 하는 제1분사수단과, 제2용액저장부로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부를 포함하는 제2분사수단을 포함하여 형성되고, 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액이 제1용액저장부에 저장되고 생체적합고분자로 구성된 용액이 제2용액저장부에 저장되어 교호로 분사됨으로써, 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있을 뿐만 아니라, 제2용액저장부에 의해 분사되어 형성된 세포배양지지체가 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있는 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체를 제공하는 것이다.
본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액이 저장되는 제1용액저장부(110); 생체적합고분자로 구성된 용액이 저장되는 제2용액저장부(210); 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액에 공압을 가해주는 제1가압수단(130)과, 상기 용액저장부에서 저장된 용액이 공압에 의해 유입되는 유입구(151) 및 용액이 배출되는 배출구(152)를 포함하는 제1외부하우징(140)과, 상기 제1외부하우징(140) 내부에 회전가능하게 장착되며 상기 유입구(151) 및 배출구(152)와 연통되는 나사산(161)을 갖는 스크루부(160)와, 상기 배출구(152)와 연결되어 용액이 분사되는 제1노즐부(120)를 포함하여 형성되는 제1분사수단(100); 상기 제2용액저장부(210)로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부(220)를 포함하는 제2분사수단(200); 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)를 통해 분사되는 용액이 수집되도록 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)의 하부에 구비되는 수집부(300); 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200), 또는 상기 수집부(300)를 x, y, z방향으로 이동하여 분사 위치를 조절하는 분사위치조절부(400); 및 상기 분사위치조절부(400)를 제어하는 제어부; 를 포함하는 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제2분사수단은 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액에 공압을 가해주어, 상기 제2노즐부(220)로 분사되도록 하는 제2가압수단(230); 및 상기 제2용액저장부(210)의 외주면을 따라 열선이 설치되어 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 생체적합고분자를 용융시켜 분사되도록 하는 가열수단(240); 을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)이 서로 이격되어 배치되며, 상기 제어부에 의해 상기 수집부(300)의 일정위치에 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)가 순차적으로 위치되어 용액이 분사되도록 하되, 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)를 통해 분사된 용액이 층별로 교호로 분사되거나, 일정 간격의 열마다 교호로 분사될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1분사수단(100)은 상기 제1외부하우징(140) 내부에 장착되어 상기 스크루부(160)를 회전시키는 모터부(180)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1분사수단(100)은 상기 제1용액저장부(110)가 복수개 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1용액저장부(110)는 제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)를 포함하여 형성되며, 상기 제1-2용액저장부(112)에는 경화제 또는, 상기 제1-1용액저장부(111)와 다른 세포를 포함하는 용액이 저장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1용액저장부(110)는 제1-3용액저장부(113)를 더 포함하여 형성되며, 상기 제1-3용액저장부(113)에는 경화제 또는, 상기 제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)와 서로 다른 세포를 포함하는 용액이 저장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액에 포함되는 생체적합재료는 하이드로 젤일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액은 경화된 상태의 강도가 하이드로 젤보다 강한 생체적합고분자인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액의 온도를 제어하는 가열수단(230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 세포배양지지체는 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)를 이용하여 제조된다.
본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 공압에 의해 제1용액저장부에 저장된 용액을 나사산을 갖는 스크루부로 유입시킨 다음, 스크루부를 회전시켜 제1노즐부로 분사되도록 하는 제1분사수단과, 제2용액저장부로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부를 포함하는 제2분사수단을 포함하여 형성됨으로써, 용액이 일정하게 분사되도록 할 수 있으며, 용액의 분사량을 제어하기 용이하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체는 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액이 제1용액저장부에 저장되고 생체적합고분자로 구성된 용액이 제2용액저장부에 저장되어 교호로 분사됨으로써, 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있을 뿐만 아니라, 제2용액저장부에 의해 분사되어 형성된 세포배양지지체가 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있는 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체를 제공하는 것이다.
다시 말해, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액이 혼합된 상태로 분사되어 세포배양지지체가 제조됨으로써, 세포배양지지체 위에 별도로 세포가 뿌려져 이식되는 종래의 방법에 비해 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있으며, 세포배양지지체가 복수 개 적층되는 경우 각 층별로 세포가 고르게 분포할 수 있고, 층별로 서로 다른 세포를 배양시키는 데에도 적합하다는 장점이 있다.
또, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 서로 다른 세포를 포함하는 용액이 저장되는 복수개의 제1용액저장부 및 제2용액저장부를 포함하여 형성될 수 있어 다양한 종류의 세포 배양 지지체를 간편하게 제조할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 세포배양방법을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제1분사수단의 일실시예를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3의 제1분사수단을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제1분사수단의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제2분사수단의 일실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 일실시예.
도 8은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 또 다른 실시예.
도 9는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 또 다른 실시예.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 세포배양방법을 나타낸 개략도이며, 도 2는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제1분사수단의 일실시예를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 제1분사수단을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제1분사수단의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치에 구비되는 제2분사수단의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 일실시예이며, 도 8은 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 또 다른 실시예이고, 도 9는 본 발명에 따른 융합형 세포배양지지체 제조장치를 이용하여 제조된 세포배양지지체의 또 다른 실시예이다.
실시예1
실시예1은 본 발명에 따른 세포배양지지체 제조장치에 관한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 크게 제1용액저장부(110), 제2용액저장부(210), 제1분사수단(100), 제2분사수단(200), 수집부(300), 분사위치조절부(400) 및 제어부를 포함하여 형성된다.
상기 제1용액저장부(110)에는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액 또는 경화제가 저장되며, 상기 제2용액저장부(210)에는 생체적합고분자로 구성된 용액이 저장된다.
이 때, 생체적합재료는 생체적합 고분자, 생체 단백질, 하이드로 젤 중 어느 하나일 수 있다.
특히, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치의 분사수단은 제1가압수단(130)과, 제1외부하우징(140)과, 스크루부(160)를 포함하여 형성될 수도 있다.
도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1분사수단(100)은 제1용액저장부(110)와, 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액에 공압을 가해주는 제1가압수단(130)을 포함하여 형성된다. 이 때, 상기 제1용액저장부(110)는 내부가 비어있는 실린더형태일 수 있으며, 상기 제1가압수단(130)은 피스톤 형태로 상기 제1용액저장부(110) 내부에 삽입되어 하측방향으로 가압함으로써, 상기 제1용액저장부(110) 내부에 저장된 용액을 외부로 밀어낼 수 있게 된다.
또한, 상기 제1가압수단(130)은 빈 실린더에 공압으로 밀어주는 형태일 수 있는데, 다시 말해 실린더 내에 차있는 용액을 공기가 밀어주는 형태일 수 있다.
상기 제1외부하우징(140)은 상기 제1용액저장부(110)에서 저장된 용액이 공압에 의해 유입되는 유입구(151)와, 용액이 배출되는 배출구(152)를 포함하고, 상기 스크루부(160)는 상기 제1외부하우징(140) 내부에 회전 가능하도록 장착되며, 상기 유입구(151) 및 배출구(152)와 연통되는 나사산(161)을 갖는다.
상기 제1분사수단(100)은 피치조절부(170)를 더 포함하여 형성될 수 있는데, 상기 피치조절부(170)는 상기 제1외부하우징(140) 외부에 장착되며, 외부에서 가해지는 힘에 의해 상기 스크루부(160)가 수동으로 회전되도록 할 수 있다.
도 3 내지 4를 참고로 설명하면, 상기 제1분사수단(100)은 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액이 상기 제1가압수단(130)에 의해 하측방향으로 가압되어 상기 유입구(151)를 통해 상기 스크루부(160)의 나사산(161)으로 유입되며 상기 나사산(161) 내에 유입된 용액이 상기 스크루부(160)의 회전에 의해 상기 배출구(152)를 통해 배출된다.
상기 수집부(300)는 상기 제1분사수단(100)의 제1노즐부(120) 또는 제2분사수단(200)의 제2노즐부(220)를 통해 분사되는 용액이 수집되도록 상기 제1분사수단(100) 또는 제2분사수단(200)의 하부에 구비된다.
상기 수집부(300)는 도 2에 도시된 것처럼 판 형태일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않고, 다양하게 얼마든지 변경실시가 가능하다.
상기 분사위치조절부(400)는 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200), 또는 상기 수집부(300)를 x, y, z 방향으로 이동하여 상기 수집부(300)가 상기 제1분사수단(100)의 하부 또는 제2분사수단(200)의 하부에 위치되도록 한다.
도 2는 상기 분사위치조절부(400)의 일실시예로, 상기 분사위치조절부(400)는 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)을 z축 방향으로 이동되도록 하는 z축 가이드레일(미도시)이 형성된 고정브라켓(410)과, 상기 고정브라켓(410)을 각각 x, y축으로 이동되도록 하는 x축 가이드레일(420) 및 y축 가이드레일(미도시)을 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 상기 분사위치조절부(400)에 의해 상기 분사수단을 이동시킴으로써, 분사위치를 조절할 수도 있지만, 상기 분사수단을 x, y, z 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 이동시키고, 상기 수집부(300)를 상기 분사수단이 이동되는 나머지 방향으로 이동시킴으로써, 분사위치를 조절할 수도 있다.
상기 제어부는 상기 분사위치조절부(400)와 연결되어 분사위치를 제어하게 된다.
이 때, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)이 서로 이격되어 배치되며, 상기 제어부에 의해 상기 수집부(300)의 일정위치에 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)가 순차적으로 위치되어 용액이 분사되도록 하되, 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)를 통해 분사된 용액이 층별로 교호로 분사되거나, 일정 간격의 열마다 교호로 분사되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치에서 제1용액저장부(110)에 저장된 용액은 세포와 생체적합재료가 혼합된 상태로 분사되는 것을 특징으로 하는데, 혼합된 상태에서 세포가 살아있는 상태를 유지하기 위해서 생체적합재료가 하이드로 젤인 것이 바람직하다.
이 때, 생체적합재료가 하이드로 젤일 경우, 미리 하이드로 젤 및 세포가 골고루 섞인 용액이 상기 제1용액저장부(110)에 저장되는 것이 바람직하다.
이 때, 용액은 상기 피치조절부(170)가 회전된 각도에 따라 수동적으로 배출되는 양이 조절될 수 있다.
상기 제1분사수단(100)은 상기 제1외부하우징(140) 내부에 장착되어 상기 스크루부(160)를 회전시키는 모터부(180)를 더 포함할 수 있는데, 이에 따라, 외부에서 힘을 별도로 가하지 않더라도 모터부(180)의 회전에 따라 자동적으로 상기 스크루부(160)가 회전될 수 있다.
이 경우, 상기 모터부(180)는 제어부(500)에 연결되어 회전속도 및 회전각도가 조절될 수 있다.
또한, 상기 제1분사수단(100)은 상기 피치조절부(170) 및 모터부(180) 중 어느 하나가 상기 스크루부(160)를 회전시키도록 선택하는 회전수단 조절부(190)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 회전수단 조절부(190)는 일종의 스위치로, 상기 스크루부(160)가 상기 피치조절부(170)에 의해 수동으로 회전되도록 하거나, 상기 모터부(180)에 의해 자동으로 회전되도록 선택할 수 있도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2분사수단(200)은 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액에 공압을 가해주어, 상기 제2노즐부(220)로 분사되도록 하는 제2가압수단(230)과, 상기 제2용액저장부(210)의 외주면을 따라 열선이 설치되어 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 생체적합고분자를 용융시켜 분사되도록 하는 가열수단(240)을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 제2분사수단(200)은 상기 제2용액저장부(210)에 저장되어 있는 생체적합고분자가 상기 가열수단(240)에 의해 용융되어 액체상태가 되면, 상기 제2가압수단(230)을 작동시켜 액체상태의 생체적합고분자가 상기 제2노즐부(220)를 통해 상기 수집부(300)로 분사되도록 한다.
이에 따라, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치(1) 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체는 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액이 제1용액저장부(110)에 저장되고 생체적합고분자로 구성된 용액이 제2용액저장부(210)에 저장되어 교호로 분사됨으로써, 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있다.
또한, 본 발명은 하이드로 젤과 세포로만 이루어지는 제1용액저장부에서 분사된 세포배양지지체는 기계적 강성이 낮다는 문제점을 보완하기 위해, 제2용액저장부(210)에 의해 분사되어 형성된 세포배양지지체를 통해 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있다.
다시 말해, 하이드로 젤과 세포로 구성된 용액은 경화가 된다 하더라도, 하이드로 젤의 특성상 강성이 낮을 수밖에 없는데, 본 발명은 경화된 상태의 강도가 하이드로 젤보다 강한 특성을 갖는 생체적합고분자로 구성된 용액이 제2용액저장부(210)에 저장된 다음 상기 제2노즐부(220)를 통해 분사됨으로써 전체 세포배양지지체의 강도를 보강할 수 있다.
도 7에서는 상기 제2노즐부(220)를 통해 분사된 생체적합고분자로 구성된 용액으로 형성되어 강성을 유지하는 세포배양지지체(무늬가 없는 하얀 부분)와, 상기 제1노즐부(120)를 통해 분사된 하이드로 젤과 세포의 혼합용액으로 형성되어 세포가 내부에 균일하게 분포되는 세포배양지지체가 교대로 형성된 세포배양지지체가 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치(1) 및 이를 이용하여 제조된 세포배양지지체는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액이 혼합된 상태로 분사되어 세포배양지지체가 제조됨으로써, 세포배양지지체 위에 별도로 세포가 뿌려져 이식되는 종래의 방법에 비해 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있으며, 세포배양지지체가 복수 개 적층되는 경우 각 층별로 세포가 고르게 분포할 수 있고, 층별로 서로 다른 세포를 배양시키는 데에도 적합하다는 장점이 있다.
실시예2
실시예 2는 본 발명에 따른 세포배양지지체 제조장치의 또 다른 실시예에 관한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 상기 제1분사수단(100)의 제1용액저장부(110)가 복수개 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1용액저장부(110)는 상기 제1외부하우징(140)의 외주면을 따라 복수개 배치될 수 있으며, 상기 제1외부하우징(140)에 형성되는 유입구(151)의 개수와 동일하게 형성되되, 상기 유입구(151)의 크기를 고려하여, 유입구(151)가 형성될 수 있는 공간만 확보된다면 개수가 제한되지 않는다.
상기 용액저장부는 제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)를 포함하여 형성되며, 제1-2용액저장부(112)에는 상기 제1-1용액저장부(111)와 다른 세포를 포함하는 용액이 저장될 수도 있으며 경화제가 저장될 수도 있다.
또한, 상기 제1용액저장부(110)는 제1-3용액저장부(113)를 더 포함하여 형성될 수 있는데, 상기 제1-3용액저장부(113)에는 경화제 또는, 상기 제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)와 서로 다른 세포를 포함하는 용액이 저장될 수도 있다.
상기 하이드로 젤은 알지네이트(Alginate)이고, 상기 경화제는 염화칼슘(Cacl2) 용액일 수 있다. 알지네이트(Alginate)는 세포와 실온에서 혼합 가능하며, 염화칼슘(Cacl2) 용액과의 혼합시 빠른 속도로 경화됨이 알려져 있다.
이 때, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 복수개의 제1용액저장부(110) 중 어느 하나에 경화제가 저장됨으로써, 세포배양지지체 제조액이 분사된 수집부(300) 위에 경화제를 분사하여 경화가 일어나도록 할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 세포와 생체적합재료의 혼합물인 세포배양지지체 제조액을 동시에 혼합하여 분사함으로써, 세포배양지지체에 별도로 세포를 심는 과정 없이 세포배양지지체 내부에 세포가 포함된 채로 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액이 혼합된 상태로 분사되어 세포배양지지체가 제조됨으로써, 세포배양지지체 위에 별도로 세포가 뿌려져 이식되는 종래의 방법에 비해 도 7과 같이 세포배양지지체의 전 영역에 걸쳐 고르게 세포가 배양될 수 있으며, 도 8과 같이 세포배양지지체가 복수 개 적층되는 경우 각 층별로 세포가 고르게 분포할 수 있고, 층별로 서로 다른 세포를 배양시키는 데에도 적합하다는 장점이 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는 단일층으로 형성된 세포배양지지체에서도 영역별로 서로 다른 세포가 배양되도록 할 수 있다.
이를 위해, 상기 제1분사수단(100)은 복수개의 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액이 동시에 상기 스크루부(160)로 유입되어 상기 스크루부(160)의 회전에 의해 혼합되며, 혼합된 용액이 상기 제1노즐부(120)를 통해 분사되도록 할 수도 있으며, 복수개의 상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액이 상기 스크루부(160)에 따로 유입되어 상기 제1노즐부(120)를 통해 순차적으로 분사되도록 할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는 복수개의 제1용액저장부(110)가 구비될 경우, 스크루부(160)의 나사산(161) 내부에서 용액이 혼합되도록 하여 복수개의 용액을 동시에 분사하거나 각각 순차적으로 분사하여 경화시킴으로써, 다양한 종류의 세포 배양 지지체를 간편하게 제조할 수 있다는 장점이 있다.
이 때, 도 7 내지 9에 도시된 세포배양지지체는 세포와 생체적합재료로 구성된 용액과, 생체적합고분자로 구성된 용액이 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)에 의해 교번되어 분사됨으로써 강성이 더욱 보강될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 융합형 세포배양지지체 제조장치
2 : 세포배양지지체
100 : 제1분사수단
110 : 제1용액저장부 111 : 제1-1용액저장부
112 : 제1-2용액저장부 113 : 제1-3용액저장부
120 : 노즐부
130 : 제1가압수단 140 : 제1외부하우징
151 : 유입구 152 : 배출구
160 : 스크루부 161 : 나사산
170 : 피치조절부 180 : 모터부
190 : 회전수단 조절부
200 : 제2분사수단
210 : 제2용액저장부 220 : 제2노즐부
230 : 제2가압수단 240 : 가열수단
300 : 수집부
400 : 분사위치조절부
410 : 고정브라켓
420 : X축 가이드레일
500 : 제어부

Claims (10)

  1. 세포와 생체적합재료로 구성된 용액이 저장되는 제1용액저장부(110);
    생체적합고분자가 용융된 용액이 저장되는 제2용액저장부(210);
    상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액에 공압을 가해주는 제1가압수단(130)과, 상기 제1용액저장부에서 저장된 용액이 공압에 의해 유입되는 유입구(151) 및 용액이 배출되는 배출구(152)를 포함하는 제1외부하우징(140)과, 상기 제1외부하우징(140) 내부에 회전가능하게 장착되며 상기 유입구(151) 및 배출구(152)와 연통되는 나사산(161)을 갖는 스크루부(160)와, 상기 배출구(152)와 연결되어 용액이 분사되는 제1노즐부(120)를 포함하여 형성되는 제1분사수단(100);
    상기 제2용액저장부(210)로부터 공급받은 용액이 분사되는 제2노즐부(220)를 포함하는 제2분사수단(200);
    상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)를 통해 분사되는 용액이 수집되도록 상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)의 하부에 구비되는 수집부(300);
    상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200), 또는 상기 수집부(300)를 x, y, z방향으로 이동하여 분사 위치를 조절하는 분사위치조절부(400); 및
    상기 분사위치조절부(400)를 제어하는 제어부; 를 포함하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2분사수단은
    상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액에 공압을 가해주어, 상기 제2노즐부(220)로 분사되도록 하는 제2가압수단(230); 및
    상기 제2용액저장부(210)의 외주면을 따라 열선이 설치되어 상기 제2용액저장부(210)에 저장된 생체적합고분자를 용융시켜 분사되도록 하는 가열수단(240); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)는
    상기 제1분사수단(100) 및 제2분사수단(200)이 서로 이격되어 배치되며,
    상기 제어부에 의해 상기 수집부(300)의 일정위치에 상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)가 순차적으로 위치되어 용액이 분사되도록 하되,
    상기 제1노즐부(120) 및 제2노즐부(220)를 통해 분사된 용액이 층별로 교호로 분사되거나, 일정 간격의 열마다 교호로 분사되는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1분사수단(100)은
    상기 제1외부하우징(140) 내부에 장착되어 상기 스크루부(160)를 회전시키는 모터부(180)를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1분사수단(100)은
    상기 제1용액저장부(110)가 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1용액저장부(110)는
    제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)를 포함하여 형성되며,
    상기 제1-2용액저장부(112)에는 경화제 또는, 상기 제1-1용액저장부(111)와 다른 세포를 포함하는 용액이 저장되는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1용액저장부(110)는
    제1-3용액저장부(113)를 더 포함하여 형성되며,
    상기 제1-3용액저장부(113)에는 경화제 또는, 상기 제1-1용액저장부(111) 및 제1-2용액저장부(112)와 서로 다른 세포를 포함하는 용액이 저장되는 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1용액저장부(110)에 저장된 용액에 포함되는 생체적합재료는 하이드로 젤인 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2용액저장부(210)에 저장된 용액은
    경화된 상태의 강도가 하이드로 젤보다 강한 생체적합고분자인 것을 특징으로 하는 융합형 세포배양지지체 제조장치.
  10. 제 9항에 의한 융합형 세포배양지지체 제조장치(1)를 이용하여 제조된 세포배양지지체에 있어서,
    상기 세포배양지지체는
    상기 제2노즐부(220)를 통해 분사된 생체적합고분자로 구성된 용액으로 형성되어 강성을 유지하는 세포배양지지체와, 상기 제1노즐부(120)를 통해 분사된 하이드로 젤과 세포의 혼합용액으로 형성되어 세포가 내부에 균일하게 분포되는 세포배양지지체가 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 세포배양지지체.
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