KR101569619B1 - 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체장기를 모사한 실험모델장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 육면체의 형태로 저면의 길이방향을 따라 저면이 개방된 유로를 형성한 상단몸체와, 상기 상단몸체의 저면에 접합하고, 상기 유로의 중심과 대응하는 위치에는 다공영역을 형성한 박막부 및 상기 박막부의 저면에 결합하고, 중심에 형성된 원통형의 제1챔버 내에 탄성을 갖으며, 상기 다공영역의 주위를 지지하는 원통형의 격벽으로 제2챔버를 구획한 하단몸체 및 상기 하단몸체의 일측면에 형성되어, 상기 제1챔버와 연통하는 진공유로를 포함하여, 상기 진공유로를 통해 상기 제1챔버 내부에 발생하는 진공압에 따라 원통형의 격벽이 유동하여 다공영역이 수축 및 팽창하도록 해, 세포층별 분리가 가능한 형태로 세포층을 공생배양하고 수축과 팽창을 반복하는 인체장기의 생체 내 생물-기계학적 환경에 해당하는 기계적 자극(수축과 팽창)을 배양액 유동방향 기준 전 방향(±180°)으로 가해주면서 생체 내?외부의 작용물질에 의해 인체장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 인체장기의 생체 내 조건과 유사한 환경을 제공하기에, 세포부착용 표면처리, 수축 및 팽창과 같은 기계적 자극, 외부 작용물질에 의한 인체 장기의 병리생리학적 변화와 세포장벽기능 변화를 보다 명확하게 측정할 수 있는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치를 제공한다.

Description

수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치{Experimental apparatus to simulate the contraction and expansion capability of human body organs for pathophysiological study}

본 발명은 인체장기를 모사한 실험모델장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리가 가능한 세포층을 공생배양한 후 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기의 동적 특성에 해당하는 기계적 자극을 세포배양액 유동방향 기준 전 방향으로 가해주면서 생체 내?외부의 작용물질에 의해 인체장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치에 관한 것이다.

최근 동물과 사람을 대상으로 하는 임상연구에 대한 윤리적 차원의 논란이 끊이지 않고 있고 그 연장선상에서 동물시험 또는 인체시험을 비롯한 생체 내(in vivo) 시험에 대한 국제인증 및 규약이 점차 강화되고 있다. 이에 생체 내 시험을 대체할 수 있는 시험관 내(in vitro) 시험에 대한 관심이 증가하고 있으나 현재까지 개발된 시험관 내 시험용 실험모델장치의 환경은 인체 장기조직에서의 환경과 많은 차이가 나는 문제점이 있다. 심장, 폐, 유방과 같이 수축과 팽창을 반복하는 기계적 거동이 있는 인체 장기에 대한 실험모델장치의 경우 더욱 그러하다. 따라서 인체 장기의 생체 내 조건과 유사하게 조직 또는 세포층 구조를 유지하면서 수축 및 팽창과 같은 인체 장기의 동적특성을 구현할 수 있는 시험관 내 실험모델장치를 개발하여 세포부착용 표면처리, 수축 및 팽창과 같은 기계적 자극, 외부 작용물질 등이 인체 장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링 하고자 하는 노력이 다양하게 이루어지고 있다. 더 나아가 상기 세포부착용 표면처리, 수축 및 팽창과 같은 기계적 자극, 외부 작용물질에 의한 인체 장기의 병리생리학적 변화와 세포장벽기능 변화가 발생하는 장기조직 내 세포층 위치를 규명하고자 하고 있다.

종래 기술을 살펴보면 다음과 같은 것들이 있는데, 먼저 미국 특허(US20090305326, MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR COUPLING DISCRETE MICROCHANNELS AND FOR CO-CULTURE)는 각각 한 개의 유로를 포함하는 상판과 하판으로 구성되어 적어도 두 종류 이상의 세포층을 공배양할 수 있는 방법이다. 본 선행특허는 수축과 팽창을 반복하는 인체 장기와 유사한 기계적 자극(수축, 팽창)을 구현할 수 있는 구성요소를 포함하고 있지 않아 실제 인체 장기와 유사한 생체 내 환경을 구현할 수 없다.

미국 특허(US20110250585, ORGAN MIMIC DEVICE WITH MICROCHANNELS AND METHODS OF USE AND MANUFACTURING THEREOF)는 다공성 박막에 적어도 두 종류 이상의 세포층을 공배양한 후 상기 다공성 박막에 세포배양액이 흐르는 방향에 수직인 방향으로 기계적 팽창을 가해 인체 장기의 생체 내 환경을 구현한다. 본 선행특허에 의한 방법은 인체 장기(혹은 세포층)에서 발생하는 병리생리학적 변화와 세포장벽기능 변화를 모니터링할 수 있는 구성요소를 구비하고 있지 않아 세포-표면, 세포-세포 간 상호작용을 직접적으로 측정할 수 없고 기계적 자극의 방향이 세포배양액 유동방향에 수직방향으로만 제한되어 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0018798호에서는 미세유체 세포칩, 이를 이용한 세포사멸 정량 분석법 및 세포영상분석장치)는 동일 평면상에 존재하는 적어도 두 개 이상의 유로를 기반으로 한 미세유체 세포칩에 세포층을 배양한 후 상기 세포층에 가해지는 외부 작용물질 농도의 구배를 조절할 수 있는 방법이다.

상기한 종래의 기술의 경우 적어도 두 종류 이상의 세포층에 대한 공생배양이 사실상 불가능하고 설사 공생배양을 해도 세포층 간의 분리가 불가능하며 수축과 팽창을 반복하는 인체 장기와 유사한 생체 내 환경을 구현할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 수축과 팽창을 반복하는 인체 장기와 동일한 생체 내 생물-기계학적 환경을 구현하면서 생체 내,외부의 작용물질에 의해 상기 인체 장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있는 수축 및 팽창을 반복하는 인체 장기를 모사한 조직공학 기반의 분리 가능한 실험모델장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서 상술한 실험모델장치는 종래기술이 해결하지 못한 분리가 가능한 세포층을 공생배양한 후 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기의 동적 특성에 해당하는 기계적 자극을 세포배양액 유동방향 기준 전 방향으로 가해주면서 생체 내,외부의 작용물질에 의해 인체장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술을 제공한다.

본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치는 육면체의 형태로 저면의 길이방향을 따라 저면이 개방된 유로가 형성된 상단몸체와, 상기 상단몸체의 저면에 접합되고, 상기 유로의 중심과 대응하는 위치에는 탄성중합체에 소금, 설탕, 커피, 코코아 중 어느 하나의 수용성 입자를 혼합 및 가교한 후, 다시 상기 수용성 입자를 물에 녹여서 제거해 지름 0.1~10.0㎛인 미세다공으로 다공영역이 형성된 박막부와, 상기 박막부의 저면에 결합되고, 탄성중합체로 이루어지며, 상기 다공영역의 하측 주위를 지지하고 자체탄성을 갖는 원통형인 격벽에 의해, 상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버와, 상기 제2챔버 주변을 따라 환상의 제1챔버로 구획된 하단몸체와, 상기 하단몸체의 제1챔버와 연통되는 일측면에 형성되는 진공유로와, 상기 상단몸체의 유로와 상기 하단몸체 제2챔버 사이의 상피관통저항이 측정되도록, 상기 상단몸체의 유로 상면에는 제1전극이 구비되고, 상기 하단몸체의 제2챔버 바닥면에는 제2전극이 구비되어, 상기 진공유로를 통해 상기 제1챔버 내부에 발생하는 진공압에 따라 원통형의 격벽이 유동하여 다공영역이 수축 및 팽창해 인체장기 내의 생체조건과 유사한 생물,기계학적 환경을 제공하고, 상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버의 저면 일측에는 상기 제2챔버 내부와 연통되어 배양액인 유체를 유로로 유입하는 제2입구; 및 상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버의 저면 타측에는 상기 제2챔버 내부와 연통되어 배양액인 유체를 유로에서 유출하는 제2출구가 형성되어, 미세다공으로 이루어진 다공영역 하부에 접착성 세포가 포함된 배양액이 바로 주입되고, 상기 박막부의 다공영역 한 측면 또는 양 측면에 배양액을 순환시켜, 세포부착분자, 세포외기질 단백질이 표면 코팅되도록 한다.

이때 본 발명에 따른 상기 상단몸체의 상면 일측에는 상기 유로와 연통하여 유체를 유로로 유입하는 적어도 하나 이상의 제1입구 및 상기 상단몸체의 상면 타측에는 상기 유로와 연통하여 유체를 유로에서 유출하는 적어도 하나 이상의 제1출구를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 상기 유로의 길이방향의 단면은 다각형 또는 원형이고, 상기 유로의 높이방향 단면은 사각형일 수 있다.

삭제

삭제

이때 본 발명에 따른 상기 세포부착분자는 integrin, cadherin, selectin 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 세포외기질 단백질은 fibronectin, tenascin, collagen, fibrinogen, laminin, entactin 중 적어도 하나를 포함한다.

삭제

더불어 본 발명에 따른 상기 배양액에는 접착성 세포를 포함하는데, 상기 접착성 세포는 동물 세포군 또는 인간 세포군 중에 어느 하나이다.

그리고 본 발명에 따른 상기 박막부 및 다공영역에 적어도 한 종류 이상의 접착성 세포를 배양할 시, 일측면에는 상피세포를 다른 측면에는 내피세포를 배양한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치는 세포층별 분리가 가능한 형태로 세포층을 공생배양하고 수축과 팽창을 반복하는 인체장기의 생체 내 생물-기계학적 환경에 해당하는 기계적 자극(수축과 팽창)을 배양액 유동방향 기준 전 방향(±180°)으로 가해주면서 생체 내?외부의 작용물질에 의해 인체장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있는 효과를 가진다.

또한 인체장기의 생체 내 조건과 유사한 환경을 제공하기에, 세포부착용 표면처리, 수축 및 팽창과 같은 기계적 자극, 외부 작용물질에 의한 인체 장기의 병리생리학적 변화와 세포장벽기능 변화를 보다 명확하게 측정할 수 있는 효과를 가진다.

그리고 수축과 팽창을 반복하는 인체장기를 모사한다는 점에서 종래의 동물과 사람을 대상으로 하는 임상연구(시험)을 대체할 수 있기 때문에 이는 다양한 외부 작용물질이 실제 인체장기에 미치는 영향(혹은 질병)과의 상관관계를 체계적으로 규명할 수 있고, 더 나아가 상기 외부 작용물질 혹은 그로 인한 질병에 대한 신약 개발에 적용될 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치의 구성을 보인 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치의 실시예를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 박막부의 수축 및 팽창 기능을 실시하는 상태를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치를 보인 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치의 실시예를 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 박막부의 수축 및 팽창 기능을 실시하는 상태를 보인 예시도이다.

본 발명은 분리가 가능한 세포층을 공생배양한 후 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기의 동적 특성에 해당하는 기계적 자극을 세포배양액 유동방향 기준 전 방향으로 가해주면서 생체 내?외부의 작용물질에 의해 인체장기에 미치는 영향을 실시간으로 모니터링할 수 있는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 크게 상단몸체(10), 박막부(20), 하단몸체(30)로 구성하는데, 먼저 상단몸체(10)를 살펴보면, 상기 상단몸체(10)는 육면체의 형태로 그 육면체 저면의 길이방향을 따라 저면이 개방된 유로(11)를 형성한다.

이때 상기 유로(11)의 길이방향 단면은 다각형 또는 원형이고, 상기 유로(11)의 높이방향 단면은 사각형으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 상단몸체(10)의 상면 일측에는 상기 유로(11)와 연통하여 유체를 상기 유로(11)로 유입하는 적어도 하나 이상의 제1입구(12)를 형성하고, 상기 상단몸체(10)의 상면 타측에는 상기 유로(11)와 연통하여 유체를 상기 유로(11)에서 외부로 유출하는 적어도 하나 이상의 제1출구(13)를 형성한다.

따라서 유체는 상기 제1입구(12)를 통해 상기 상단몸체(10)의 유로(11)로 진입하여 상기 제1입구(12)의 타측 방향에 형성된 제1출구(13)를 통해 유동한다.

이때 유체는 세포를 배양하는 배양액일 수 있다.

또한 상기 상단몸체(10)의 유로(11) 상면에는 제1전극(14)을 구비하고, 상기 제1전극(14)은 외부의 전기저항을 측정하는 장치와 연결할 수 있다.

그리고 상기 상단몸체(10)의 저면에는 박막부(20)를 접합하는데, 상기 박막부(20)는 탄성중합체로 이루어지고, 상기 상단몸체(10)의 저면과 동일한 형상으로 구성하여, 상기 상단몸체(10)의 저면과 면접하도록 한다.

또한 상기 박막부(20)에는 상기 유로(11) 중심과 대응하는 위치상에는 다공영역(21)을 형성하는데, 상기 다공영역(21)의 미세다공(22)은 지름은 0.1~10.0㎛로 탄성중합체에 소금, 설탕, 커피, 코코아 중 어느 하나의 수용성 입자를 혼합 및 가교한 후, 다시 상기 수용성 입자를 물에 녹여서 제거하여 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 박막부(20) 및 상기 다공영역(21) 상,하측 중 어느 한 측면 또는 상,하측 양 측면에는 세포를 배양하여 세포막(23)을 형성할 수 있다.

여기서 상기 세포막(23)을 어떻게 형성하는지는 하단몸체를 설명한 후 설명하겠다.

상기 박막부(20)의 저면에는 하단몸체(30)를 결합하는데, 상기 하단몸체(30) 역시 탄성중합체로 이루어지고, 육면체로 그 상면을 상기 박막부(20)의 저면과 동일한 형상으로 형성하여 면접하도록 한다.

그리고 상기 하단몸체(30) 중심에는 원통형의 제1챔버(40)를 형성하는데, 상기 제1챔버(40)의 내부에는 탄성을 갖는 원통형의 격벽(31)으로 제2챔버(50)를 구획한다.

다시 말해 상기 제2챔버(50)를 중심에 두고, 주변을 따라 환형의 제1챔버(40)가 배치되는 이중의 챔버로 구성한다.

그리고 상기 원통형의 격벽(31)의 상단은 상기 다공영역(21)의 주위 상기 박막부(20)를 지지함은 물론, 상기 격벽(31)의 상단이 상기 박막부(20)인 상기 다공영역(21)의 주위와 접합될 수도 있다.

또한 상기 하단몸체(30)의 일측면에는 상기 제1챔버(40)와 연통하는 진공유로(41)를 형성하여, 상기 진공유로(41)를 통해 상기 제1챔버(40) 내부에 발생하는 진공압(맥동압력)의 생성 유무에 따라 원통형의 격벽(31)이 상기 제1챔버(40) 측으로 유동하여 상기 박막부(20)의 다공영역(21)이 수축 및 팽창한다.

이때 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 상기 진공유로(41)는 별도의 진공펌프와 연결되어 상기 제1챔버(40) 내로 진공압을 전달하고, 상기 진공펌프의 정구동 및 역구동에 따라 상기 제1챔버(40) 내부에 진공압(맥동압력)의 생성이 조절된다.

상기 제1챔버(40)의 수축 및 팽창 작용에 의해 상기 박막부(20)와 그에 부착되어 있는 세포에게 양축등가응력(equibiaxial stress)을 가해주게 되고, 상기 양축등가응력 중 가장 큰 크기를 가지는 반지름 방향의 응력은 유체에 의한 전단응력에 대해 ±180°의 방향을 가지게 된다.

그리고 상기 제2챔버(50)의 저면 일측에는 상기 제2챔버(50) 내부와 연통하여 유체를 유로로 유입하는 적어도 하나 이상의 제2입구(51)를 형성하고, 상기 제2챔버(50)의 저면 타측에는 상기 제2챔버(50) 내부와 연통하여 유체를 유로에서 유출하는 제2출구(52)를 형성한다.

이때 유체는 세포를 배양하는 배양액일 수 있다.

또한 상기 제2챔버(50)의 바닥면에는 상기 상단몸체(10)의 제1전극(14)과 대향지게 제2전극(53)을 구비하고, 상기 제2전극(53)은 외부의 전기저항을 측정하는 장치와 연결할 수 있다.

따라서 상기 제1전극(14)과 제2전극(53)을 이용해 상기 상단몸체(10)의 유로(11)와 상기 제2챔버(50) 사이의 상피관통저항을 측정하는데, 상기 박막부(20) 또는 다공영역(21)을 경계로 한 상피관통저항을 실시간으로 모니터링 하여 상기 박막부(20) 또는 다공영역(21)에 부착되어 있는 세포층에서 일어나는 생물학적 변화와 상기 변화가 발생하는 세포층 위치를 실시간으로 측정 및 분석할 수 있다.

더불어 상기 박막부(20) 및 상기 다공영역(21)의 상,하측 중 어느 한 측면 또는 상,하측 양 측면에는 세포를 배양하여 세포막(23)을 형성할 수 있는데, 이때 세포부착분자, 세포외기질 단백질 등과 같은 생물학적 방법 혹은 산소 플라즈마 처리, 테슬러 코일(Tesla coil) 등과 같은 전기,화학적 방법에 의해 상기 박막부(20) 및 상기 다공영역(21)의 상,하측 중 어느 한 측면 또는 상,하측 양 측면에 세포를 배양할 수 있다.

상기 상단몸체(10)의 유로(11) 및 상기 하단몸체(30)의 제2챔버(50) 내로 입구(12,51)와 출구(13,52)를 이용하여 배양액을 순환시켜, 상기 박막부(20)의 다공영역(21)에 세포부착분자, 세포외기질 단백질을 표면 코팅을 실시할 수 있다.

이때 상기 세포부착분자는 integrin, cadherin, selectin 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 세포외기질 단백질은 fibronectin, tenascin, collagen, fibrinogen, laminin, entactin 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 박막부(20)로 주입되는 배양액에는 접착성 세포도 포함하는데, 상기 접착성 세포는 동물 세포군 또는 인간 세포군 중에 어느 하나일 수 있다.

이때에도 상기 박막부(20) 및 상기 다공영역(21)의 상,하측 양 측면에 적어도 한 종류 이상의 접착성 세포를 배양할 시, 한 측면에는 상피세포를 다른 한 측면에는 내피세포를 배양할 수 있다.

상기와 같이 상기 박막부(20) 및 상기 다공영역(21)의 배양되는 세포막(23)의 생성과정을 통해 상기 세포의 부착, 성장 및 기능에 미치는 영향을 상피관통저항 변화를 통해 확인할 수 있고, 상기 제1챔버(40) 내에 진공압을 생성하거나, 중단하여 상기 박막부(20)를 팽창 및 수축시켜 기계적 자극(수축 및 팽창)이 세포층에서 일어나는 병리생리학적 변화와 세포층의 장벽기능에 일어나는 변화에 미치는 영향을 상피관통저항 변화를 통해 확인할 수 있다.

또한 상기 박막부(20)에 적어도 한 종류 이상의 세포를 공생배양하여 융합상태에 도달하면 상기 박막부(20)를 팽창 및 수축시켜 기계적 자극(수축 및 팽창)을 주면서 외부 작용물질을 주입하여 상기 외부 작용물질이 상기 세포층에 미치는 영향을 상피관통저항 변화를 통해 확인할 수 있다.

이때 상기 외부 작용물질은 바이러스, 세균, 종양세포, 나노입자, 미세먼지, 담배연기, 분진, 동물 털, 꽃가루, 천연 추출물, 화학적 합성물 중에 하나일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 상단몸체 11: 유로
12: 제1입구 13: 제1출구
14: 제1전극 20: 박막부
21: 다공영역 22: 미세다공
23: 세포막 30: 하단몸체
31: 격벽 40: 제1챔버
41: 진공유로 50 제2챔버
51: 제2입구 52: 제2출구
53: 제2전극

Claims (10)

1. 육면체의 형태로 저면의 길이방향을 따라 저면이 개방된 유로가 형성된 상단몸체와, 상기 상단몸체의 저면에 접합되고, 상기 유로의 중심과 대응하는 위치에는 탄성중합체에 소금, 설탕, 커피, 코코아 중 어느 하나의 수용성 입자를 혼합 및 가교한 후, 다시 상기 수용성 입자를 물에 녹여서 제거해 지름 0.1~10.0㎛인 미세다공으로 다공영역이 형성된 박막부와, 상기 박막부의 저면에 결합되고, 탄성중합체로 이루어지며, 상기 다공영역의 하측 주위를 지지하고 자체탄성을 갖는 원통형인 격벽에 의해, 상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버와, 상기 제2챔버 주변을 따라 환상의 제1챔버로 구획된 하단몸체와, 상기 하단몸체의 제1챔버와 연통되는 일측면에 형성되는 진공유로와, 상기 상단몸체의 유로와 상기 하단몸체 제2챔버 사이의 상피관통저항이 측정되도록, 상기 상단몸체의 유로 상면에는 제1전극이 구비되고, 상기 하단몸체의 제2챔버 바닥면에는 제2전극이 구비되어, 상기 진공유로를 통해 상기 제1챔버 내부에 발생하는 진공압에 따라 원통형의 격벽이 유동하여 다공영역이 수축 및 팽창해 인체장기 내의 생체조건과 유사한 생물,기계학적 환경을 제공하고,
   상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버의 저면 일측에는 상기 제2챔버 내부와 연통되어 배양액인 유체를 유로로 유입하는 제2입구; 및 상기 다공영역의 하부에 위치하는 제2챔버의 저면 타측에는 상기 제2챔버 내부와 연통되어 배양액인 유체를 유로에서 유출하는 제2출구가 형성되어, 미세다공으로 이루어진 다공영역 하부에 접착성 세포가 포함된 배양액이 바로 주입되고, 상기 박막부의 다공영역 한 측면 또는 양 측면에 배양액을 순환시켜, 세포부착분자, 세포외기질 단백질이 표면 코팅되도록 한 것을 특징으로 하는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상단몸체의 상면 일측에는 상기 유로와 연통하여 유체를 유로로 유입하는 적어도 하나 이상의 제1입구; 및
   상기 상단몸체의 상면 타측에는 상기 유로와 연통하여 유체를 유로에서 유출하는 적어도 하나 이상의 제1출구를 더 포함하는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유로의 길이방향 단면은 다각형 또는 원형인 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 세포부착분자는 integrin, cadherin, selectin 중 적어도 하나를 포함하고,
   상기 세포외기질 단백질은 fibronectin, tenascin, collagen, fibrinogen, laminin, entactin 중 적어도 하나를 포함하는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 배양액에는 접착성 세포를 포함하는데, 상기 접착성 세포는 동물 세포군 또는 인간 세포군 중에 어느 하나인 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 박막부 및 다공영역에 적어도 한 종류 이상의 접착성 세포를 배양할 시, 일측면에는 상피세포를 다른 측면에는 내피세포를 배양하는 수축 및 팽창 기능을 하는 인체장기를 모사한 실험모델장치.

Images