KR101583159B1 - Cell culture container for producing large scale cell sheet, method for producing the container, system and method for harvesting cell sheet using the container - Google Patents

Cell culture container for producing large scale cell sheet, method for producing the container, system and method for harvesting cell sheet using the container Download PDF

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KR101583159B1 KR1020140149642A KR20140149642A KR101583159B1 KR 101583159 B1 KR101583159 B1 KR 101583159B1 KR 1020140149642 A KR1020140149642 A KR 1020140149642A KR 20140149642 A KR20140149642 A KR 20140149642A KR 101583159 B1 KR101583159 B1 KR 101583159B1
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김은경
김재동
신해진
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a cell culture container for producing a large scale cell sheet and a patterned sheet by radiating near infrared rays, a producing method thereof, a system for harvesting a cell sheet using the cell culture container and a harvesting method. The cell culture container can detach cells without enzyme treatment over a large area by using a conductive material as a support for cell culture, wherein the conductive material has heating characteristic when radiating near infrared rays, and can be used in a regenerative medicine field because cell sheets can be harvested without temporal and spatial constraints.

Description

대면적 세포시트 제작용 세포배양용기, 이의 제조방법, 이를 이용한 세포시트 수확시스템 및 수확방법{Cell culture container for producing large scale cell sheet, method for producing the container, system and method for harvesting cell sheet using the container}Field of the Invention The present invention relates to a cell culture container for producing a large-sized cell sheet, a method for producing the same, a cell sheet harvesting system using the same, and a harvesting method }

본 발명은 근적외선을 조사함에 따라 발생하는 광열효과를 갖는 박막, 구체적으로 전도성 물질을 이용함으로써, 세포시트(cell sheet)를 대면적부터 패턴화된 시트까지 자유자재로 수확 가능한 세포배양용기, 이의 제조방법, 이를 이용한 세포시트 수확시스템 및 수확방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thin film having a photothermal effect generated by irradiation with near infrared rays, specifically, a cell culture container capable of harvesting cell sheets freely from a large area to a patterned sheet by using a conductive material, , A cell sheet harvesting system using the same, and a harvesting method.

일반적으로 세포는 세포 대 세포(cell to cell), 그리고 성장인자(Growth factors)들을 포함한 세포 대 세포외 기질(cell to extracellular matrix(ECM))에 의해 그 분화의 운명(fate)이 많이 좌우되는 것으로 알려져 있고, 또한 유익한(instructive) 환경에 의해서도 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다(Nakayama et al, Neurosci Res, 46, 241-249, 2003). 최근 세포의 환경과 세포 간의 상호 작용에 관한 연구로서 바이오엔지니어링(bioengineering) 분야가 대두되고 있다. 이는 세포의 기능을 연구하거나 유도함에 있어서 전통적으로 사용되는 방법인 세포 배양액에 포함되는 호르몬이나 성장 인자 그리고 혈청(serum)의 조절이 아니라, 세포가 부착되어 자라는 지지체와 세포와의 상호 작용을 통하여 세포의 특성인 부착(attachment)과 증식(proliferation) 그리고 분화(differentiation)와 세포외기질(extracellular matrix) 분비 등을 조절하는 것을 의미한다(Bauer S. et al., Acta Biomaterialia, 4, 1576-1582, 2008; Guo L. et al., Biomaterials, 29, 23-32, 2008). 이를 위해서는 바이오 적합성(biocompatibility)을 가지는 물질의 개발과 표면의 특성을 변화시키는 기술(chemical surface modification)이 핵심적인 요소라 할 수 있다.In general, cells are highly dependent on the fate of their differentiation by cell-to-extracellular matrix (ECM), including cell-to-cell and growth factors (Nakayama et al., Neurosci Res., 46, 241-249, 2003), which is known to be highly influenced by the well-known and instructive environment. Recently, bioengineering is emerging as a study on the interaction between cell environment and cell. It is not the regulation of hormones, growth factors, and serum contained in cell cultures, which are traditionally used to study or induce cell function, but the interaction of cells with cell- (Bauer S. et al., Acta Biomaterialia, 4, 1576-1582, 1985). In addition, the expression of the extracellular matrix, 2008; Guo L. et al., Biomaterials, 29, 23-32, 2008). For this, the development of biocompatibility materials and chemical surface modification are key factors.

일반적으로 세포를 탈착시키는 종래 기술에서는 트립신이라는 효소를 가장 많이 사용하고 있다. 트립신은 세포 배양 용기에 부착된 세포에 대해 화학적으로 결합을 손상시키기 때문에 세포 간의 상호작용을 손상시킨다는 문제점이 있다. 따라서, 트립신을 사용할 경우 세포가 단일세포로 탈착되므로, 이를 통해 증식력 및 분화능 저하 문제가 발생할 수 있다. 또한 트립신은 배양 용기에 전체적으로 처리되기 때문에 부분적으로 원하는 세포를 취하기 어려운 부분도 있다.In general, the enzyme known as trypsin is most widely used in the prior art for desorbing cells. Trypsin has a problem in that it interferes with cell interactions because it impairs chemically binding to cells attached to cell culture vessels. Therefore, when trypsin is used, the cells are desorbed into a single cell, which may result in problems of proliferation and degradation of the ability to multiply. In addition, since trypsin is treated entirely in a culture container, there are portions where it is difficult to take a desired cell partly.

결국, 세포 간의 상호작용이 끊어진 단일세포가 아닌 세포시트를 얻고자 하는 연구들이 수없이 시도되고 있는데, 그 중에서 가장 시초가 되는 기술로는 일본의 Okano 연구팀에서 가장 먼저 선보인 온도감응성 고분자를 활용한 세포시트 탈착 기술이 있다(Paper: Teruo Okano et al, Polymers, 2012, 4, 1478-1498, Patent: US 2008-0131476-A1). Okano 연구팀에서 개발한 기술의 핵심물질인 온도감응성 고분자(pNIPAAm)는 주변온도 변화에 따라 고분자의 상변이를 일으켜 물질 표면특성이 변하는 특성을 통해 세포탈착을 유도하는데, 고분자 내 유동적인 사슬구조의 움직임 때문에 주로 겔 형태로 이루어져 있어 수분에 민감한 구조를 가지고 있다. 온도감응성 고분자 기반 시스템의 가장 큰 문제는 상변이를 유도하기 위해서 큰 온도차(4℃에서 1시간 이상 처리)를 적용해야 한다는 것이며, 이러한 큰 온도차는 세포에 있어서 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 실제로 세포 모폴로지 변화를 쉽게 확인할 수 있다.As a result, many attempts have been made to obtain a cell sheet that is not a single cell in which intercellular interactions have been lost. Among the techniques that have been tried for the first time are cell sheets using thermosensitive polymers, (Paper: Teruo Okano et al, Polymers , 2012, 4, 1478-1498, Patent: US 2008-0131476-A1). The temperature-sensitive polymer (pNIPAAm), which is a core material of the technology developed by Okano's team, induces cell desorption by changing the surface characteristics of the polymer due to the phase change of the polymer according to the ambient temperature change. In the polymer, Therefore, it is mainly composed of gel, and has a structure sensitive to moisture. The biggest problem with thermo sensitive polymer based systems is that a large temperature difference (one hour or more at 4 ° C) should be applied to induce phase change, and this large temperature difference can have a negative effect on cells, Changes can be easily identified.

온도감응성 고분자 기반 시스템에서 우려되는 문제(모폴로지 변화, 탈착을 위해 장시간 소요)를 해소하기 위해, 다양한 고분자(PEG, Alginate, Polystyrene, Polyurethane 등)와의 공중합을 시도하였는데, 탈착에 소요되는 시간을 단축하여 저온 자극에 대한 우려는 해소되는 듯하였으나, 합성단계의 증가로 인해 기능성 고분자를 얻기 위한 준비과정이 더욱 복잡해지고, 이는 차후 시제품으로 나올 때 단가 상승에 영향을 미칠 수 있다(Tao Wang et al, Reactive & Functional Polymers, 2011, 71, 447-454, Andrzej Dworak et al, Applied Materials & Interfaces, 2013, 5, 2197-2207, Dan Liu et al, Biopolymers, 2013, 101, 58-65).In order to solve the problem (concern for morphology change and detachment takes a long time) in the temperature sensitive polymer based system, copolymerization with various polymers (PEG, Alginate, polystyrene, polyurethane etc.) was attempted and the time required for desorption was shortened Concerns about low-temperature stimuli seemed to be resolved, but the preparation process for obtaining functional polymers became more complicated due to the increase in the synthesis step, which may affect the unit price rise in future prototypes (Tao Wang et al, Reactive & Functional Biosystems, Inc., Polymers , 2011, 71, 447-454, Andrzej Dworak et al., Applied Materials & Interfaces , 2013, 5, 2197-2207, Dan Liu et al., Biopolymers , 2013, 101, 58-65).

또한, 공중합 고분자 외에 물질을 달리하여 전기 자극이나 초음파 자극을 통한 연구가 진행되었으나, 전기 자극 및 초음파 효과를 발생시키기 위해서는 주로 금속물질 (Au, Ag, or CNT)을 사용해야 하므로, 세포배양용 기판을 제작하는데 있어서 공정상 어려움이 발생하고, 또한 초음파 효과를 발생시키기 위한 시스템을 구축하는데 고가의 장비가 필요하므로 역시 단가 상승에 큰 영향을 미칠 수 있다(L. Junge et al, Ultrasound in Med . & Biol., 2003, 29, 1769-1776, Takao Sada et al, ACS Nano, 2011, 5, 4414-4421, Tatiana A. Kolesnikova et al, ACS Nano, 2012, 6, 9585-9595).In addition, research has been conducted through electrical stimulation or ultrasonic stimulation by using a substance other than a copolymerized polymer. However, since metal materials (Au, Ag, or CNT) should be mainly used to generate electric stimulation and ultrasound, (L. Junge et al., Ultrasound) , which can be used to construct a system for generating ultrasound effects, in Med . & Amp; Biol ., 2003, 29, 1769-1776, Takao Sada et al, ACS Nano , 2011, 5, 4414-4421, Tatiana A. Kolesnikova et al, ACS Nano , 2012, 6, 9585-9595).

따라서, 세포를 배양 용기에서 손쉽게 떼어낼 뿐만 아니라, 이 과정에서 세포에 손상이 가지 않도록 하며, 그리고 원하는 부분에서만 세포를 탈착시켜 취할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
Therefore, it is required to develop a new technique that not only removes cells easily from a culture container, but also prevents cells from being damaged in this process, and can be desorbed only at a desired site.

따라서, 본 발명의 목적은 세포의 모폴로지 변화없이 세포시트를 수확할 수 있으며, 나아가 개발된 기술을 통해 대면적부터 자유로운 형태를 지닌 세포시트를 수확할 수 있는 세포배양용기 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cell culture container capable of harvesting a cell sheet without changing the morphology of cells, and harvesting a cell sheet having a free form from a large area through a developed technique, and a method for producing the cell culture container .

본 발명의 다른 목적은 상기 세포배양용기를 이용한 세포시트 수확시스템 및 세포시트 수확방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a cell sheet harvesting system using the cell culture container and a cell sheet harvesting method.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 기재; 및 기재 상에 형성되고, 근적외선 영역에서 흡광하여 발열하는 전도성 물질을 함유하는 지지체층을 포함하는 세포배양용기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate comprising: a substrate; And a support layer formed on the base material and containing a conductive material absorbing heat in the near infrared region to generate heat.

본 발명에서 전도성 물질(근적외선 발열 성분)은 전도성 고분자, 탄소나노튜브, 그래핀, 금속, 금속산화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 박막 형태로 형성할 수 있다.In the present invention, the conductive material (near-infrared heat generating component) may include at least one selected from the group consisting of a conductive polymer, a carbon nanotube, a graphene, a metal, and a metal oxide.

본 발명에서 전도성 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리화합물 및 아닐린 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 및 피리딘계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 폴리에틸린계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가물을 함유하는 조성물로부터 제조된 중합체 또는 공중합체일 수 있다.In the present invention, the conductive polymer may include at least one monomer selected from a heterocyclic compound represented by the following formula (1) and aniline; And a polymer or copolymer made from a composition containing at least one additive selected from a pyridine-based compound, an imidazole-based compound, and a polyethylenic compound.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014104828125-pat00001
Figure 112014104828125-pat00001

상기 식에서,In this formula,

X는 NH, O, S, Se 또는 Te를 나타내고;X represents NH, O, S, Se or Te;

R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것 또는 서로 연결되어 고리를 형성하는 것으로서, 수소원자, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z,R 1 and R 2 are the same or as to form the other or connected to each other rings, a hydrogen atom, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8 ) k - (CH 2) d -Z,

Figure 112014104828125-pat00002
Figure 112014104828125-pat00002

-O-CH(R3)-CH(R4)-O-, 또는 -O-CH2-C(R5)(R6)-CH2-O-이며;-O-CH (R 3 ) -CH (R 4 ) -O-, or -O-CH 2 -C (R 5 ) (R 6 ) -CH 2 -O-;

R3, R4, R5 및 R6은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 할로겐화알킬기, -(CH2)d-Z, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z, 또는R 3, R 4, R 5 and R 6 are the same as or different from each other, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10, - (CH 2) d -Z, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8) k - (CH 2) d -Z, or

Figure 112014104828125-pat00003
이고;
Figure 112014104828125-pat00003
ego;

R7 및 R8은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 -(CH2)d-Z이며;R 7 and R 8 are the same or different from each other and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or - (CH 2 ) d -Z;

Z는 메타아크릴레이트기 또는 아크릴레이트기이고;Z is a methacrylate group or an acrylate group;

ℓ은 0 내지 2 정수, m은 0 내지 3의 정수, n은 0 내지 5 정수, k는 0 내지 4 정수, a는 0 내지 2 정수, b는 0 내지 7 정수, d는 0 내지 2 정수일 수 있다.m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 5, k is an integer of 0 to 4, a is an integer of 0 to 2, b is an integer of 0 to 7, and d is an integer of 0 to 2 have.

본 발명에서 상기 화학식 1의 헤테로고리화합물은 하기 화학식 1a 내지 1m 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the heterocyclic compound of Formula 1 may be at least one selected from the following Formulas 1a to 1m.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112014104828125-pat00004
Figure 112014104828125-pat00004

[화학식 1b][Chemical Formula 1b]

Figure 112014104828125-pat00005
Figure 112014104828125-pat00005

[화학식 1c][Chemical Formula 1c]

Figure 112014104828125-pat00006
Figure 112014104828125-pat00006

[화학식 1d]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure 112014104828125-pat00007
Figure 112014104828125-pat00007

[화학식 1e][Formula 1e]

Figure 112014104828125-pat00008
Figure 112014104828125-pat00008

[화학식 1f](1f)

Figure 112014104828125-pat00009
Figure 112014104828125-pat00009

[화학식 1g][Formula 1g]

Figure 112014104828125-pat00010
Figure 112014104828125-pat00010

[화학식 1h][Chemical Formula 1h]

Figure 112014104828125-pat00011
Figure 112014104828125-pat00011

[화학식 1i][Formula 1i]

Figure 112014104828125-pat00012
Figure 112014104828125-pat00012

[화학식 1j][Chemical Formula 1j]

Figure 112014104828125-pat00013
Figure 112014104828125-pat00013

[화학식 1k][Chemical Formula 1k]

Figure 112014104828125-pat00014
Figure 112014104828125-pat00014

[화학식 1l]≪ EMI ID =

Figure 112014104828125-pat00015
Figure 112014104828125-pat00015

[화학식 1m][Formula 1m]

Figure 112014104828125-pat00016
Figure 112014104828125-pat00016

본 발명에서 피리딘계 화합물은 피리딘, 할로겐화피리딘, 바이피리딘, 피리딘 다이카복실산 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 이미다졸계 화합물은 이미다졸, 알킬이미다졸 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 피리딘계 화합물 및 이미다졸계 화합물은 조성물 전체 중량에 대하여 각각 독립적으로 0.1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.In the present invention, the pyridine compound may be at least one compound selected from pyridine, halogenated pyridine, bipyridine and pyridine dicarboxylic acid, and the imidazole compound may be at least one compound selected from imidazole and alkylimidazole, The compound and the imidazole-based compound may each be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight, independently of the total weight of the composition.

본 발명에서 폴리에틸렌계 화합물은 폴리에틸렌 글라이콜 올리고머, 폴리에틸렌 옥사이드 올리고머, 폴리에틸렌글라이콜/폴리프로필렌글라이콜 올리고머 중에서 선택되는 1종 이상의 폴리에틸렌계 올리고머일 수 있으며, 폴리에틸렌계 화합물은 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.In the present invention, the polyethylene-based compound may be at least one polyethylene-based oligomer selected from polyethylene glycol oligomers, polyethylene oxide oligomers and polyethylene glycol / polypropylene glycol oligomers. The polyethylene- 0.1 to 50% by weight.

본 발명에서 전도성 고분자의 중량평균 분자량은 1,000 내지 1,000,000 Da일 수 있다.In the present invention, the weight average molecular weight of the conductive polymer may be 1,000 to 1,000,000 Da.

본 발명에서 전도성 물질 중 금속 및 금속산화물의 금속은 금, 은, 구리, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 알루미늄, 비소 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the metal of the metal and the metal oxide may be at least one selected from the group consisting of gold, silver, copper, magnesium, strontium, zinc, aluminum and arsenic.

본 발명에서 지지체층은 산화/환원 처리된 것일 수 있고, 또한 지지체층은 패턴화된 것일 수 있다.In the present invention, the support layer may be oxidized / reduced, and the support layer may be patterned.

본 발명에서 기재는 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리락트-코글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 유리, 거즈 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The substrate in the present invention may include at least one selected from polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, polylactic-coglycolic acid, polylactic acid, polycaprolactone, glass, have.

본 발명에 따른 세포배양용기는 지지체층 상에 형성되고, 세포외기질 물질을 함유하는 표면처리층을 추가로 포함할 수 있으며, 세포외기질 물질은 콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.The cell culture container according to the present invention may further comprise a surface treatment layer formed on the support layer and containing an extracellular matrix material, and the extracellular matrix material may be one kind selected from collagen, gelatin, laminin and fibronectin Or more.

본 발명에 따른 세포배양용기의 세포 부착률은 50 내지 1000 cells/㎟일 수 있고, 세포 탈착 범위는 0.1 내지 100 ㎠일 수 있다.The cell attachment rate of the cell culture container according to the present invention may be 50-1000 cells / mm 2, and the cell desorption range may be 0.1-100 cm 2.

또한, 본 발명은 기재 상에 상술한 지지체층을 형성하는 단계를 포함하는 세포배양용기의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a cell culture container, comprising the step of forming the above-mentioned support layer on a substrate.

본 발명에 따른 세포배양용기의 제조방법에서 지지체층은 전기중합, 용액중합, 증기상 중합, 화학중합 중에서 선택되는 중합방법을 통해 전도성 고분자를 합성함으로써 형성될 수 있고; 또한 지지체층은 용액중합용 용액을 스핀코팅, 스프레이코팅, 담금코팅, 롤러 코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅 방법 중에서 선택되는 방법에 의해 코팅하거나 인쇄함으로써 형성될 수 있으며; 한편 기재 상에 형태 틀을 배치하고, 형태 틀 내에 용액중합용 용액을 코팅함으로써, 패턴화된 지지체층을 형성할 수 있다.In the method for producing a cell culture container according to the present invention, the support layer may be formed by synthesizing a conductive polymer through a polymerization method selected from among electrochemical polymerization, solution polymerization, vapor phase polymerization, and chemical polymerization; The support layer may also be formed by coating or printing a solution for solution polymerization by a method selected from spin coating, spray coating, dip coating, roller coating, bar coating, and inkjet printing; On the other hand, a patterned support layer can be formed by arranging a morphology frame on a substrate and coating a solution polymerization solution in the morphology frame.

또한, 본 발명은 상술한 세포배양용기; 및 근적외선 조사장치를 포함하는 세포시트 수확시스템을 제공한다.The present invention also relates to the aforementioned cell culture container; And a cell sheet harvesting system including a near infrared ray irradiating apparatus.

또한, 본 발명은 상술한 세포배양용기에 세포를 배양하는 단계; 및 배양된 세포에 근적외선을 조사하여 세포를 세포시트 형태로 탈착하는 단계를 포함하는 세포시트 수확방법을 제공한다.The present invention also relates to a method for culturing a cell, And irradiating the cultured cells with near-infrared light to desorb the cells in a cell sheet form.

본 발명에 따른 세포시트 수확방법에서 세포배양용기에 패턴 마스크를 배치하고 근적외선을 조사함으로써, 패턴화된 세포시트를 수확할 수 있다.
In the cell sheet harvesting method according to the present invention, a patterned cell sheet can be harvested by placing a pattern mask in a cell culture container and irradiating near infrared rays.

본 발명에 따르면, 간단한 공정을 통해 제조된 전도성 물질을 함유하는 지지체층을 포함하고, 선택적으로 세포외기질 물질로 표면처리된 세포배양용기를 이용함으로써, 근적외선 조사에 따른 광열효과를 통해 손쉽게 여러 모양을 지닌 세포시트를 수확할 수 있으며, 이를 활용하여 재생의학분야에서 손상된 조직에 맞춤형 세포치료제로 적용이 가능하다. 기존 세포시트용 세포배양용기 시스템에 비해 수확시간도 짧으면서 다양한 모양의 세포시트를 수확할 수 있으므로, 환자맞춤형 치료시스템을 구축하는데 필요한 근본적인 치유시스템으로 기대된다.
According to the present invention, by using a cell culture container including a support layer containing a conductive material manufactured through a simple process and optionally surface-treated with an extracellular matrix material, it is possible to easily form various shapes Can be harvested and utilized as a cell therapy agent tailored to a damaged tissue in the field of regenerative medicine. It is expected to be a fundamental healing system for constructing a patient-tailored treatment system because it can harvest cell sheets of various shapes with short harvest time as compared with cell culture vessel systems for existing cell sheets.

도 1은 일반 세포배양용기 및 본 발명에 따른 세포배양용기에 대한 세포 부착을 비교한 사진이다.
도 2는 지지체층의 표면 개질에 따른 세포 부착을 비교한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 근적외선을 조사하여 세포시트를 수확하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 실시예에서 수확된 세포시트의 광학현미경 사진이다.
도 5는 실시예에서 수확된 세포시트의 생물학적 특성을 나타낸 사진이다.
도 6은 다양한 모양으로 패턴화된 지지체의 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a photograph showing cell adhesion to a cell culture container according to the present invention and a cell culture container according to the present invention.
Fig. 2 is a photograph showing cell adhesion according to the surface modification of the support layer.
3 schematically shows a method for harvesting a cell sheet by irradiating near infrared rays according to the present invention.
Figure 4 is an optical micrograph of a cell sheet harvested in an example.
Figure 5 is a photograph showing the biological characteristics of the cell sheet harvested in the examples.
Figure 6 is a photograph of a support patterned in various shapes.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

세포배양용기Cell culture container

본 발명에 따른 세포배양용기는 기재 및 지지체층을 포함하여 이루어질 수 있다.The cell culture container according to the present invention may comprise a substrate and a support layer.

기재의 재질은 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스타이렌(polystylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리락트-코글리콜산(polylactic-co-glycolic acid; PLGA), 폴리락트산(polylactic acid; PLA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone; PCL), 이들의 공중합체, 유리, 거즈(gauze) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The material of the substrate may be selected from the group consisting of polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polystylene, polyethylene terephthalate (PET), polydimethylsiloxane (PDMS), polylactic-co polyglycolic acid (PLGA), polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL), copolymers thereof, glass, and gauze.

기재의 형태 및 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 세포 배양에 통상적으로 페트리디쉬(petri dish), 튜브, 플라스크 등을 사용할 수 있다.The shape and the shape of the substrate are not particularly limited, and for example, a petri dish, a tube, a flask, or the like can be usually used for cell culture.

지지체층은 기재 상에 형성되고, 근적외선 영역에서 흡광하여 발열하는 전도성 물질을 함유할 수 있다.The support layer may be formed on the substrate and may contain a conductive material absorbing and generating heat in the near infrared region.

전도성 물질(근적외선 발열 성분)은 전도성 고분자, 탄소나노튜브, 그래핀, 금속, 금속산화물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 박막 형태로 형성할 수 있다.The conductive material (near-infrared heat generating component) may include at least one selected from the group consisting of a conductive polymer, a carbon nanotube, a graphene, a metal, and a metal oxide, and may be formed into a thin film by singly or in combination.

지지체층은 바람직하게는 전도성 고분자 박막으로 구성될 수 있고, 필요에 따라 다른 물질이나 다른 층을 포함할 수 있다.The support layer may preferably be composed of a conductive polymer thin film, and may include other materials or other layers as required.

지지체층은 바람직하게는 기재의 내면에 형성될 수 있다. 지지체층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 10 nm 내지 1 mm일 수 있다. 지지체층의 두께가 너무 얇으면 박막 형성이 용이하지 못하고 광열효과가 저하될 수 있으며, 너무 두꺼우면 광열현상에 의한 열이 전달되는 시간이 길어져서 세포 탈착시간이 길어질 수 있다.The support layer may preferably be formed on the inner surface of the substrate. The thickness of the support layer is not particularly limited, and may be, for example, 10 nm to 1 mm. If the thickness of the support layer is too small, the thin film can not be easily formed and the photothermal effect may be deteriorated. If it is too thick, the time for transferring heat due to the photothermal phenomenon may be prolonged and the cell desorption time may be prolonged.

전도성 고분자는 근적외선 영역에서 흡광하여 발열하는 광열효과를 갖는 전도성 고분자를 사용할 수 있다. 구체적으로, 전도성 고분자 지지체는 근적외선을 흡수하여 빛 에너지가 열 에너지로 전화되어 열을 발생하는 전도성 고분자의 광열 특성을 이용한 것으로, 이를 세포배양용 지지체로 사용할 경우 근적외선 조사 시 수반되는 열에 의해 세포가 다양한 시트형태로 탈착됨으로써, 기존의 트립신 처리에 따른 세포벽 또는 세포벽 단백질의 손상 없이 세포시트를 쉽게 탈착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전도성 고분자로부터 세포가 탈착된 표면은 물성변화 없이 유지되어 세포배양 및 탈착에 대한 일련의 과정에서 반복적으로 사용할 수 있는 특징이 있다.The conductive polymer may use a conductive polymer having a photothermal effect that absorbs light in the near infrared region to generate heat. Specifically, the conductive polymer scaffold utilizes the photothermal characteristics of a conductive polymer that absorbs near-infrared rays and generates heat by radiating light energy into heat energy. When the conductive polymer scaffold is used as a support for cell culture, The cell sheet can be easily desorbed without damage to the cell wall or the cell wall protein due to the conventional trypsin treatment, and the surface on which the cells are desorbed from the conductive polymer can be maintained without changing the physical properties, There are features that can be used repeatedly in a series of processes.

전도성 고분자는 전도성 단량체 및 첨가물을 함유하는 조성물로부터 제조된 중합체 또는 공중합체일 수 있다.The conductive polymer may be a polymer or copolymer made from a composition containing conductive monomers and additives.

전도성 단량체로는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리화합물 및 아닐린 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.As the conductive monomer, at least one selected from a heterocyclic compound represented by the following general formula (1) and aniline can be used.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014104828125-pat00017
Figure 112014104828125-pat00017

상기 식에서,In this formula,

X는 NH, O, S, Se 또는 Te를 나타내고;X represents NH, O, S, Se or Te;

R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것 또는 서로 연결되어 고리를 형성하는 것으로서, 수소원자, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z,R 1 and R 2 are the same or as to form the other or connected to each other rings, a hydrogen atom, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8 ) k - (CH 2) d -Z,

Figure 112014104828125-pat00018
Figure 112014104828125-pat00018

-O-CH(R3)-CH(R4)-O-, 또는 -O-CH2-C(R5)(R6)-CH2-O-이며;-O-CH (R 3 ) -CH (R 4 ) -O-, or -O-CH 2 -C (R 5 ) (R 6 ) -CH 2 -O-;

R3, R4, R5 및 R6은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 할로겐화알킬기, -(CH2)d-Z, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z, 또는R 3, R 4, R 5 and R 6 are the same as or different from each other, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10, - (CH 2) d -Z, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8) k - (CH 2) d -Z, or

Figure 112014104828125-pat00019
이고;
Figure 112014104828125-pat00019
ego;

R7 및 R8은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 -(CH2)d-Z이며;R 7 and R 8 are the same or different from each other and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or - (CH 2 ) d -Z;

Z는 메타아크릴레이트기 또는 아크릴레이트기이고;Z is a methacrylate group or an acrylate group;

ℓ은 0 내지 2 정수, m은 0 내지 3의 정수, n은 0 내지 5 정수, k는 0 내지 4 정수, a는 0 내지 2 정수, b는 0 내지 7 정수, d는 0 내지 2 정수일 수 있다.m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 5, k is an integer of 0 to 4, a is an integer of 0 to 2, b is an integer of 0 to 7, and d is an integer of 0 to 2 have.

바람직하게는, 상기 화학식 1의 헤테로고리화합물은 하기 화학식 1a 내지 1m 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.Preferably, the heterocyclic compound of Formula 1 may be at least one selected from the following Formulas 1a to 1m.

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure 112014104828125-pat00020
Figure 112014104828125-pat00020

[화학식 1b][Chemical Formula 1b]

Figure 112014104828125-pat00021
Figure 112014104828125-pat00021

[화학식 1c][Chemical Formula 1c]

Figure 112014104828125-pat00022
Figure 112014104828125-pat00022

[화학식 1d]≪ RTI ID = 0.0 &

Figure 112014104828125-pat00023
Figure 112014104828125-pat00023

[화학식 1e][Formula 1e]

Figure 112014104828125-pat00024
Figure 112014104828125-pat00024

[화학식 1f](1f)

Figure 112014104828125-pat00025
Figure 112014104828125-pat00025

[화학식 1g][Formula 1g]

Figure 112014104828125-pat00026
Figure 112014104828125-pat00026

[화학식 1h][Chemical Formula 1h]

Figure 112014104828125-pat00027
Figure 112014104828125-pat00027

[화학식 1i][Formula 1i]

Figure 112014104828125-pat00028
Figure 112014104828125-pat00028

[화학식 1j][Chemical Formula 1j]

Figure 112014104828125-pat00029
Figure 112014104828125-pat00029

[화학식 1k][Chemical Formula 1k]

Figure 112014104828125-pat00030
Figure 112014104828125-pat00030

[화학식 1l]≪ EMI ID =

Figure 112014104828125-pat00031
Figure 112014104828125-pat00031

[화학식 1m][Formula 1m]

Figure 112014104828125-pat00032
Figure 112014104828125-pat00032

상기 전도성 고분자는 헤테로고리화합물 및 통상의 촉매 등을 이용하여, 용액 중합법, 전기를 이용한 전기중합[Macromolecular Research, 17, 791-796, 2009], 증기 중합[Macromolecules, 43, 2322-2327, 2010], 용액 코팅 중합[Advanced Materials, 23, 4168-4173, 2011], 수상에서의 에멀전 중합 등을 통하여 제조가 가능하다.The conductive polymer may be prepared by solution polymerization, electropolymerization using electricity [Macromolecular Research, 17, 791-796, 2009], vapor polymerization [Macromolecules, 43, 2322-2327, 2010] using a heterocyclic compound and a conventional catalyst ], Solution coating polymerization [Advanced Materials, 23, 4168-4173, 2011], emulsion polymerization in water phase and the like.

전도성 단량체의 함량은 용매를 포함한 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%일 수 있다. 전도성 단량체의 함량은 중합용액의 점성에 영향을 주는데, 너무 적으면 점성이 매우 낮아져 중합속도가 급격히 빨라지므로 반응을 제어하기 어렵고, 너무 많으면 점성이 매우 높아져 중합온도를 높여야 할 뿐 아니라 중합속도가 현저히 낮아지므로 중합을 완료하기 어렵다.The content of the conductive monomer may be 0.1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight based on the total weight of the composition including the solvent. The content of the conductive monomer affects the viscosity of the polymerization solution. If the amount is too low, the viscosity is very low and the polymerization rate is rapidly accelerated, so that it is difficult to control the reaction. If too much, the viscosity is extremely high and the polymerization temperature must be increased. It is difficult to complete the polymerization.

또한, 상기 전도성 고분자는 첨가물이 포함된 헤테로고리화합물 및/또는 아닐린의 중합반응을 통해 생성된 중합물을 통한 제조가 가능하다. 전도성 고분자 중합 시 중합속도와 고분자 배열을 조절하여 전도성 고분자의 광열특성을 조절할 수 있는 첨가물은 헤테로고리화합물인 피리딘(pyridine)계 화합물, 이미다졸(imidazole)계 화합물, 및/또는 친수성 물질인 폴리에틸렌계 화합물(polyethylene copolymer)일 수 있다.In addition, the conductive polymer can be produced through a polymer produced through polymerization of an aniline and / or a heterocyclic compound containing an additive. The additives that can control the photothermal properties of the conductive polymer by controlling the polymerization rate and the polymer arrangement in the polymerization of the conductive polymer include a pyridine compound, an imidazole compound, and / or a polyethylene-based compound, which is a hydrophilic substance, Polyethylene copolymer.

첨가물로는 피리딘계 화합물, 및 폴리에틸린계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 첨가물인 피리딘계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 폴리에틸린계 화합물은 최종적으로 전도성 고분자의 구조 내에 포함될 수 있으며, 즉 제2단량체로 작용할 수 있다.As the additive, at least one selected from a pyridine-based compound and a polyethylenic compound may be used, and two or more kinds of them may be used in combination. The pyridine-based compound, the imidazole-based compound, and the polyethylenic-based compound, which are additives, can be finally included in the structure of the conductive polymer, that is, they can function as the second monomer.

피리딘계 화합물로는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 피리딘, 브로모피리딘(4-brobopyridine) 등의 할로겐화피리딘, 바이피리딘(2,2-bipyridine), 피리딘 다이카복실산(pyridine-2,6-dicarboxylic acid) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 피리딘계 화합물은 용매를 포함한 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 피리딘계 화합물의 첨가량이 너무 적으면 중합속도가 급격하게 빨라지므로 중합된 고분자 배열이 일정하지 않아 표면특성을 제어하기 매우 어렵고, 너무 많으면 중합속도가 현저히 낮아지므로 고분자로의 중합이 완료되지 않을 수 있다.The pyridine compound is not particularly limited and includes, for example, halogenated pyridine such as pyridine, 4-bromopyridine, 2,2-bipyridine, pyridine-2,6-dicarboxylic acid ) Can be used. The pyridine-based compound may be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 1 to 5% by weight based on the total weight of the composition including the solvent. If the amount of the pyridine compound added is too small, the polymerization rate is rapidly increased, so that the arrangement of the polymerized polymer is not constant and it is very difficult to control the surface properties. If too much, the polymerization rate is remarkably lowered and polymerization with the polymer may not be completed .

이미다졸계 화합물로는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 이미다졸, 알킬이미다졸(2-에틸-4-메틸 이미다졸 등) 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 이미다졸계 화합물은 용매를 포함(제외)한 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 이미다졸계 화합물의 첨가량이 너무 적으면 중합속도가 급격하게 빨라지므로 중합된 고분자 배열이 일정하지 않아 표면특성을 제어하기 매우 어렵고, 너무 많으면 중합속도가 현저히 낮아지므로 고분자로의 중합이 완료되지 않을 수 있다.The imidazole-based compound is not particularly limited, and for example, at least one selected from imidazole, alkylimidazole (2-ethyl-4-methylimidazole, etc.) can be used. The imidazole-based compound may be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 1 to 5% by weight, based on the total weight of the composition including (excluding) the solvent. If the addition amount of the imidazole-based compound is too small, the polymerization rate rapidly increases, so the arrangement of the polymerized polymer is not constant and it is very difficult to control the surface properties. If too much, the polymerization rate is remarkably low. have.

폴리에틸렌계 화합물로는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 폴리에틸렌 글라이콜(PEG) 올리고머, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO) 올리고머, 폴리에틸렌글라이콜/폴리프로필렌글라이콜(PEPG) 올리고머 중에서 선택되는 1종 이상의 폴리에틸렌계 올리고머를 사용할 수 있다. 폴리에틸렌계 화합물은 용매를 포함(제외)한 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 폴리에틸렌계 화합물의 첨가량이 너무 적거나 많으면, 중합된 고분자의 배열이 일정하지 않아 표면특성이 달라지므로 제어하기 어렵다.The polyethylene-based compound is not particularly limited and includes, for example, at least one polyethylene selected from polyethylene glycol (PEG) oligomer, polyethylene oxide (PEO) oligomer, polyethylene glycol / polypropylene glycol (PEPG) oligomer Based oligomers can be used. The polyethylene-based compound may be contained in an amount of 0.1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight based on the total weight of the composition including (excluding) the solvent. If the addition amount of the polyethylene-based compound is too small or too large, the arrangement of the polymerized polymer is not constant, and the surface characteristics are different, so that it is difficult to control.

상기 첨가물들이 함유된 전도성 고분자 지지체는 중합되는 고분자 지지체의 표면 특성을 조절할 수 있어서 세포 부착 및 증식을 향상시킬 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 일반 세포배양용기(TCP)에 비해 첨가물이 함께 중합된 전도성 고분자 지지체에서 세포 부착이 월등히 증가함을 확인할 수 있다.The conductive polymer scaffold containing the additives can control the surface characteristics of the polymer scaffold to be polymerized, thereby improving cell adhesion and proliferation. As shown in Fig. 1, it can be confirmed that the cell adhesion is significantly increased in the conductive polymer scaffold in which the additives are polymerized together, compared with the general cell culture container (TCP).

따라서, 근적외선 영역에서 흡광도를 갖는 전도성 고분자 박막은 세포 부착률이 우수하여 세포 배양 영역에서 별도의 세포 접착층을 형성하지 않아도 세포 부착 및 증식이 가능하다.Therefore, the conductive polymer thin film having absorbance in the near infrared region is excellent in cell adhesion rate, and cell attachment and propagation are possible without forming a separate cell adhesion layer in the cell culture area.

중합용 조성물은 상기 단량체 및 첨가물 이외에, 중합 개시제 및 용매 등을 포함할 수 있다. 중합 개시제로는 특별히 제한되지 않고 통상적인 개시제를 사용할 수 있다. 용매로는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 부탄올, 아이소프로판올, n-Bu2NClO4, 에탄올, 메틸렌클로라이드 등을 사용할 수 있다.The composition for polymerization may contain, in addition to the above monomers and additives, a polymerization initiator and a solvent. The polymerization initiator is not particularly limited, and conventional initiators can be used. The solvent is not particularly limited, and for example, butanol, isopropanol, n-Bu 2 NClO 4 , ethanol, methylene chloride and the like can be used.

전도성 고분자의 중량평균 분자량(Mw)은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000 Da일 수 있다. 분자량은 중합된 고분자의 물성과 직결되므로, 기재한 범위보다 너무 작으면 고분자 중합반응이 이루어지지 않아 열전특성을 얻기 어렵고, 너무 크면 고분자 표면특성이 변하여 세포배양 조건형성이 매우 어렵다.The weight average molecular weight (Mw) of the conductive polymer is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 1,000,000 Da. Since the molecular weight is directly related to the physical properties of the polymerized polymer, if it is too small, it is difficult to obtain a thermoelectric property because the polymerization reaction is not carried out. If it is too large, the surface properties of the polymer are changed and formation of cell culture conditions is very difficult.

또한, 상기 전도성 고분자 이외에, 근적외선 발열 성분(전도성 물질)으로서, 탄소나노튜브(CNT); 그래핀; 금, 은, 구리, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 알루미늄, 비소 등의 단일 금속; 금, 은, 구리, 마그네슘, 스트론튬, 아연, 알루미늄, 비소 등의 금속 산화물; 및/또는 그 외에 근적외선 흡수 화합물 등의 물질로 대체하여 지지체를 구성할 수도 있다.In addition to the conductive polymer, carbon nanotubes (CNTs), carbon nanotubes (CNTs), and the like can be used as the near infrared ray generating component (conductive substance). Graphene; Gold, silver, copper, magnesium, strontium, zinc, aluminum, and arsenic; Metal oxides such as gold, silver, copper, magnesium, strontium, zinc, aluminum and arsenic; And / or a substance such as a near infrared absorbing compound or the like.

지지체층은 산화/환원 처리된 것일 수 있으며, 이에 따라 세포부착 및 증식을 향상시킬 수 있다.The support layer may be oxidized / reduced, thereby enhancing cell adhesion and proliferation.

지지체층은 패턴화된 것일 수 있으며, 이에 따라 다양한 형태의 패턴화된 세포시트를 수확할 수 있다. 다양한 모양을 지닌 세포시트를 수확하기 위해, 예를 들어 근적외선 영역에서 흡광도를 갖는 세포 배양용 전도성 고분자 기반의 패턴화된 지지체를 사용할 수 있다. 이러한 세포 배양용 패턴화된 지지체는 고유의 세포패턴을 가지는 간, 폐, 심장, 근육 등을 형성할 수 있는 세포 배양에 이용됨으로써, 효율적으로 세포를 배열시킬 수 있다. 세포 배양용 패턴화된 지지체는 고분자 지지체를 세포 지지체로 사용하고 있으므로, 근적외선 조사 시 특별한 효소 및 화학시약 없이도 시트형태의 세포군집의 수확이 가능하며, 근적외선이 조사되지 않는 세포 배양 영역에서는 지속적으로 세포가 배양될 수 있다.The support layer may be patterned, so that various types of patterned cell sheets can be harvested. In order to harvest cell sheets with various shapes, for example, a patterned support based on conductive polymers for cell culture with absorbance in the near infrared region can be used. Such a patterned support for cell culture can be used for cell culture capable of forming liver, lung, heart, muscle and the like having a unique cell pattern, thereby efficiently arranging the cells. Since the patterned support for cell culture uses a polymer scaffold as a cell scaffold, it is possible to harvest cell-shaped cell clusters without special enzymes and chemical reagents when irradiated with near infrared rays. In the cell culture area where near infrared rays are not irradiated, Can be cultured.

본 발명에 따른 세포배양용기는 표면처리층을 추가로 포함할 수 있다. 표면처리층은 지지체층에 형성될 수 있는데, 구체적으로 기재와 접촉하는 지지체층의 제1면과 반대쪽인 제2면에 형성될 수 있다.The cell culture container according to the present invention may further include a surface treatment layer. The surface treatment layer may be formed on the support layer, specifically on the second surface opposite to the first surface of the support layer in contact with the substrate.

표면처리층은 세포외기질 물질을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 다른 물질을 포함할 수도 있다. 세포외기질 물질로는 콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 표면처리층은 산소 플라즈마 처리를 통해 지지체 표면에 전하를 생성한 다음, 세포외기질 용액 내에 지지체를 약 1±0.5시간 동안 담그면서 세포외기질 물질 표면에 존재하는 표면전하와의 상호작용으로 지지체 표면에 세포외기질 물질을 흡착시키는 방법으로 형성될 수 있다. 표면처리층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 10 nm 내지 1 mm일 수 있다.The surface treatment layer may include an extracellular matrix material, and may include other materials as needed. As the extracellular matrix material, at least one selected from collagen, gelatin, laminin, and fibronectin can be used. The surface treatment layer is formed by forming an electric charge on the surface of the support through oxygen plasma treatment and then immersing the support in the extracellular matrix solution for about 1 ± 0.5 hours to form a surface with the surface charge on the surface of the extracellular matrix, And then adsorbing the extracellular matrix material to the supernatant. The thickness of the surface treatment layer is not particularly limited, and may be, for example, 10 nm to 1 mm.

표면처리층은 기재 상에 형성된 지지체층 위에 한 층 더 형성되는 층으로서, 예를 들어 고분자 지지체일 경우 배양된 세포와 공액 고분자가 직접 닿지 않도록 하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 세포와 전도성 고분자 간의 상호작용을 조절하여 광열효과를 통해 발생하는 열자극을 선택적으로 세포외기질에 집중함으로써, 세포 혹은 세포를 포함한 전도성 고분자 지지체가 대면적의 시트형태로 탈착할 수 있도록 돕는다.The surface treatment layer is a layer formed on the support layer formed on the substrate. For example, when the support is a polymer scaffold, the surface treatment layer can prevent direct contact between the cultured cells and the conjugated polymer. Specifically, the interaction between the cell and the conductive polymer is controlled so that the thermal stimulus generated through the photothermal effect is selectively concentrated on the extracellular matrix, so that the conductive polymer scaffold including the cell or the cell can be desorbed in a large sheet form Help.

이와 같이, 전도성 물질 박막 위에 특정 단백질의 도포를 통해서 향상된 세포 특성을 지닌 시트를 수확할 수 있다. 이러한 특성 향상을 위해, 세포-지지체 간의 상호작용 및 세포-세포 간의 상호작용에 영향을 미치는 특정 세포외기질을 사용하면, 도 2의 네 번째 사진인 세포외기질 이미지에서 확인할 수 있는 바와 같이, 세포 부착률을 증대시킬 수 있다. 재료에 있어서, 세포 부착에 관련된 물질, 예를 들어 콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 등의 여러 세포외기질이 사용 가능하다.Thus, a sheet having improved cell characteristics can be harvested through application of a specific protein onto a thin film of conductive material. In order to improve such characteristics, when a specific extracellular matrix that affects cell-support interactions and cell-cell interactions is used, as shown in the fourth image of FIG. 2, extracellular matrix image, The adhesion rate can be increased. In the material, various extracellular substrates such as collagen, gelatin, laminin, fibronectin and the like can be used as materials relating to cell adhesion.

본 발명에 따른 세포배양용기의 세포 부착률은 50 내지 1000 cells/㎟, 바람직하게는 150 내지 1000 cells/㎟, 더욱 바람직하게는 200 내지 1000 cells/㎟일 수 있다.The cell attachment ratio of the cell culture container according to the present invention may be 50 to 1000 cells / mm 2, preferably 150 to 1000 cells / mm 2, more preferably 200 to 1000 cells / mm 2.

본 발명에 따른 세포배양용기의 세포 탈착 범위는 0.1 내지 100 ㎠, 바람직하게는 0.4 내지 50 ㎠, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 10 ㎠일 수 있다.The cell desorption range of the cell culture container according to the present invention may be 0.1 to 100 cm 2, preferably 0.4 to 50 cm 2, more preferably 0.7 to 10 cm 2.

이와 같이, 본 발명에 따른 세포배양용기를 이용하면, 대면적의 세포시트를 수확할 수 있는데, 그 이유는 전도성 물질을 합성할 때 피리딘계 화합물과 친수성 폴리에틸렌계 화합물을 첨가하고, 또한 세포외기질을 함유하는 표면처리층을 형성함으로써, 세포 부착률 및 세포 간의 인력을 현저하게 증대시킬 수 있기 때문이다.
As described above, when the cell culture container according to the present invention is used, a large-sized cell sheet can be harvested because a pyridine-based compound and a hydrophilic polyethylene-based compound are added when synthesizing a conductive substance, It is possible to remarkably increase the cell attachment ratio and the intercellular attraction force.

세포배양용기 제조방법Cell culture container manufacturing method

본 발명에 따른 세포배양용기의 제조방법은 기재 상에 상술한 지지체층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for producing a cell culture container according to the present invention may include the step of forming the above-mentioned support layer on a substrate.

지지체층은 전도성 고분자 박막의 경우, 전기중합, 용액중합, 증기상 중합, 화학중합 중에서 선택되는 중합방법을 통해 전도성 고분자를 합성함으로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 일반 세포배양용기 내에 전도성 물질 지지체를 형성하기 위해, 도전막이 형성된 전극 기판에 전기중합을 통해 형성할 수 있으며, 용액중합, 증기상 중합, 화학중합 등의 방법을 통해 도전막이 없는 다양한 기판으로의 도입이 가능하다.In the case of the conductive polymer thin film, the support layer can be formed by synthesizing a conductive polymer through a polymerization method selected from among electrochemical polymerization, solution polymerization, vapor phase polymerization, and chemical polymerization. Specifically, in order to form a conductive material support in a general cell culture container, it can be formed through electrochemical polymerization on an electrode substrate on which a conductive film is formed, and can be formed by various methods such as solution polymerization, vapor phase polymerization, Can be introduced.

또한, 지지체층은 전도성 고분자 박막의 경우, 바람직하게는 용액중합용 용액을 스핀코팅, 스프레이코팅, 담금코팅, 롤러 코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅 방법 중에서 선택되는 방법에 의해 코팅하거나 인쇄함으로써 형성될 수 있다. 즉, 용액중합을 통해 용액 공정이 가능함으로써, 스핀코팅, 스프레이코팅, 담금코팅, 롤러 코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅 방법 등에 응용할 수 있어 다양한 패턴을 갖는 세포시트를 수확하는데 용이하다. The support layer may be formed by coating or printing a solution of a solution polymerization solution in a method selected from a spin coating, a spray coating, a dip coating, a roller coating, a bar coating and an ink jet printing method in the case of the conductive polymer thin film have. That is, since the solution process can be performed through solution polymerization, it can be applied to spin coating, spray coating, immersion coating, roller coating, bar coating, inkjet printing and the like, and thus it is easy to harvest a cell sheet having various patterns.

지지체층이 상기 전도성 고분자 이외에, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀, 단일 금속, 금속 산화물, 기타 근적외선 흡수 화합물 등으로 구성될 경우, 통상적인 증착이나 코팅 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.When the support layer is composed of carbon nanotubes (CNT), graphene, a single metal, a metal oxide, or other near-infrared absorbing compound in addition to the conductive polymer, it can be formed by a conventional deposition or coating method.

또한, 지지체층은 산화/환원 처리될 수 있는데, 이에 따라 일반 세포배양용기에 비해 세포부착 및 증식을 향상시킬 수 있다. 산호/환원 처리방법은 전도성 박막의 도핑 상태를 제어하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 먼저 전도성 박막을 전해질 용액 속에 넣고 순환 전압법(cyclic voltammetry)을 이용하여 1.5 V 내지 -1.5 V 범위의 전압을 2 내지 10회 동안 인가한 후, 전도성 박막이 환원 상태가 되었을 때 2 내 10초간 정지하였다가 전원을 제거하고, 순수 용매로 세척 및 건조하는 방법이다. 상기 방법에서 인가 전압이 -1.5 V에 가까울수록 전도성 박막의 도핑 상태가 환원상태로 전이되고, 이에 따라 도 2의 세 번째 사진인 산화/환원 이미지처럼, 세포의 부착 및 증식이 증가하게 되어 시트형태의 세포군집을 수확하는 것이 가능하게 된다. 환원상태의 전도성 박막 지지체에서 충분히 배양된 세포들은 시트형태의 세포군집으로 수확이 가능하고, 전체적으로 탈착된 세포시트는 새로운 배양용기로 전달된 후에도 시트모양을 유지하면서 배양액 상에서 존재할 수 있다.In addition, the support layer can be oxidized / reduced, thereby improving cell attachment and proliferation as compared to a conventional cell culture container. The coral / reduction treatment method aims at controlling the doping state of the conductive thin film. First, the conductive thin film is put into the electrolyte solution and the voltage in the range of 1.5 V to -1.5 V is applied to the anode 10 times, and when the conductive thin film is in the reduced state, it is stopped for 2 seconds and 10 seconds, then the power is removed, and the resultant is washed with pure solvent and dried. In the above method, as the applied voltage is closer to -1.5 V, the doping state of the conductive thin film is transferred to the reduced state, so that the adhesion and proliferation of cells are increased like the oxidation / reduction image shown in the third photograph of FIG. Lt; RTI ID = 0.0 > cell < / RTI > Cells that have been fully cultured in a reduced state conductive thin film support can be harvested into cell clusters in a sheet form and the entirely desorbed cell sheet can be present in the culture while retaining the sheet shape after delivery to a new culture vessel.

또한, 기재 상에 형태 틀을 배치하고, 형태 틀 내에 전도성 박막을 코팅함으로써, 패턴화된 지지체층을 형성할 수 있다. 다양한 모양의 세포시트를 얻기 위해서, 전도성 박막 지지체층을 배양용기 기재 표면에 형성하는 단계에서 원하는 모양의 형태 틀을 함께 적용할 수 있다. 예를 들어 용액 코팅 중합방법의 경우, 코팅을 위한 용액을 용기 내에 주입하기 전에 원하는 모양의 형태 틀을 용기 표면에 고정시키고 용액을 부은 후에 코팅 단계를 진행할 수 있다. 형태 틀은 두께 200 ㎛ 미만의 얇은 필름을 원하는 모양으로 음각 패턴화하여 뚫은 후 용기 내에 적용하고, 선택적으로 세포시트의 특성을 향상시키기 위한 물질(콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 등의 세포외기질)을 한 차례 더 적용한 다음, 사용한 형태 틀을 제거하면 원하는 패턴이 도 6과 같이 형성될 수 있다. 패턴 성형하기 위한 모든 작업은 30분 내로 진행이 가능하기 때문에, 기존에 고분자를 패턴화하기 위해서 일반적으로 활용된 포토리소그라피에 비해 현저히 빠르고 쉽게 적용할 수 있다.
In addition, a patterned support layer can be formed by placing a morphology frame on a substrate and coating the conductive thin film within the morphology frame. In order to obtain cell sheets of various shapes, the conductive thin film support layer may be formed on the surface of the culture container substrate together with a shape frame of a desired shape. For example, in the case of the solution coating polymerization method, the coating step can be carried out after fixing the desired shape of the mold frame on the surface of the container and pouring the solution before injecting the solution for coating into the container. The morphology frame is formed by embossing a thin film having a thickness of less than 200 탆 in a desired shape and applying it in a container, and optionally, a material (collagen, gelatin, laminin, fibronectin, etc. extracellular matrix) Is applied one more time, and the used pattern frame is removed, a desired pattern can be formed as shown in FIG. Since all the work for pattern formation can be carried out within 30 minutes, it can be applied quickly and easily compared with the photolithography generally used for patterning the existing polymer.

세포시트 수확시스템Cell sheet harvesting system

본 발명에 따른 세포시트 수확시스템은 상술한 세포배양용기; 및 근적외선 조사장치를 포함할 수 있다.The cell sheet harvesting system according to the present invention comprises the above cell culture container; And a near infrared ray irradiation apparatus.

세포배양용기는 일반 세포배양용기의 내면에 형성되고 광열효과를 지닌 전도성 박막 지지체층; 선택적으로 상기 지지체층 상에 형성되고 세포의 생물학적 특성을 향상시키기 위한 표면처리층을 포함할 수 있다. 세포배양용기는 세포시트 수확 이전에는 세포배양용 용기로서, 세포의 증식 및 분화 등을 유도하는 일반 세포배양용기와 동일한 특성을 가질 수 있다.The cell culture container is a conductive thin film support layer formed on the inner surface of a general cell culture container and having a photothermal effect; And optionally a surface treatment layer formed on the support layer and for enhancing the biological properties of the cells. The cell culture container is a cell culture container prior to harvesting the cell sheet, and may have the same characteristics as a general cell culture container that induces cell proliferation and differentiation.

근적외선 조사장치는 전도성 물질의 광열효과를 발생시키기 위해 근적외선을 조사하는 장치로서, 광원, 레이저 제어기(laser controller), 콜리메이터(collimator), 셔터(shutter) 등을 구비하는 통상의 근적외선 레이저 조사장치를 사용할 수 있다.The near-infrared ray irradiation apparatus is a device for irradiating near-infrared rays to generate a photothermal effect of a conductive material, and a conventional near-infrared laser irradiation apparatus having a light source, a laser controller, a collimator, a shutter, .

근적외선은 700 nm 내지 3 ㎛의 파장 범위를 가질 수 있다. 근적외선은 레이저 빔인 것이 좋다. 빔 조사범위는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.5 내지 100 ㎠, 바람직하게는 0.79 내지 79 ㎠일 수 있다. 조사시간은 특별히 제한되지 않고 예를 들어 1분 내지 1시간일 수 있다. 조사세기는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.1 내지 10 W일 수 있다. 조사량은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 1 내지 1000 J(또는 W·s)일 수 있다. 상기 조건을 통해 최소 직경 10 ㎛ 이상의 세포시트가 수확될 수 있다.The near-infrared rays may have a wavelength range of 700 nm to 3 占 퐉. Near infrared rays are preferably laser beams. The beam irradiation range is not particularly limited, and may be, for example, 0.5 to 100 cm 2, preferably 0.79 to 79 cm 2. The irradiation time is not particularly limited and can be, for example, from 1 minute to 1 hour. The irradiation intensity is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 to 10 W. [ The irradiation dose is not particularly limited and may be, for example, 1 to 1000 J (or W · s). Under these conditions, a cell sheet having a minimum diameter of 10 mu m or more can be harvested.

근적외선은 세포가 배양된 전도성 박막 지지체 상부 및 하부로부터 자유롭게 조사 가능하며, 바람직하게는 하부로부터 조사할 수 있다.The near-infrared rays can be irradiated freely from above and below the conductive thin film support on which the cells have been cultured, and preferably from the bottom.

근적외선 조사 전과 후에 발생하는 온도 차이는 1 내지 10분 동안 0 내지 40℃, 바람직하게는 1 내지 20℃일 수 있다.The temperature difference occurring before and after the near-infrared irradiation may be 0 to 40 占 폚, preferably 1 to 20 占 폚 for 1 to 10 minutes.

본 발명에 따른 세포수확시스템에서 배양 및 수확 가능한 세포는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 지방, 골수, 유방, 제대혈, 혈액, 간, 피부, 태반 등 적출할 수 있는 여러 조직/장기에서 유래된 성체 줄기세포 혹은 성체 조직세포일 수 있다.The cells that can be cultured and harvested in the cell harvesting system according to the present invention are not particularly limited and may include cells derived from various tissues / organs such as fat, bone marrow, breast, cord blood, blood, liver, Stem cells or adult tissue cells.

본 발명에 따른 세포수확시스템은 기존 세포시트용 세포배양용기 시스템에 비해 수확시간도 짧으면서 다양한 모양의 세포시트를 수확할 수 있으므로, 손상된 부위에 맞춤형 치료시스템을 구축하는데 필요한 근본적인 치유시스템으로 활용이 가능하다.
The cell harvesting system according to the present invention can harvest cell sheets of various shapes with short harvest time as compared with the cell culture vessel system for existing cell sheets, so that it can be utilized as a fundamental healing system necessary for constructing a customized treatment system for damaged areas It is possible.

세포시트 수확방법Cell sheet harvesting method

본 발명에 따른 세포시트 수확방법은 상술한 세포배양용기에 세포를 배양하는 단계; 및 배양된 세포에 근적외선을 조사하여 세포를 세포시트 형태로 탈착하는 단계를 포함할 수 있다.The method for harvesting a cell sheet according to the present invention comprises the steps of: culturing cells in the cell culture container; And irradiating the cultured cells with near-infrared light to desorb the cells in a cell sheet form.

세포배양용기에 세포를 배양한 후, 세포배양용기에 근적외선 광선을 조사하여 배양중인 세포를 시트형태로 수확할 수 있는데, 전도성 박막 지지체를 통한 세포시트의 제조원리를 살펴보면, 기본적으로 근적외선을 조사할 때 전도성 물질로부터 발생하는 광열효과에 의한 온도 차가 세포와 지지체 표면 간에 존재하는 세포외기질을 가수분해시키고, 이에 따른 세포와 지지체 표면 간의 상호작용이 약화되면서 자연적으로 세포시트를 탈착시킬 수 있다.After cells are cultured in a cell culture container, cells in culture can be harvested in a sheet form by irradiating the cell culture container with a near-infrared light ray. The principle of manufacturing the cell sheet through the conductive thin film support is basically a The temperature difference due to the photothermal effect generated from the conductive substance hydrolyzes the extracellular matrix existing between the cell and the surface of the supporter, and thus the interaction between the cell and the supporter surface is weakened and the cell sheet can be desorbed naturally.

또한, 세포배양용기에 패턴 마스크를 배치하고 근적외선을 조사함으로써, 패턴화된 세포시트를 수확할 수 있다. 전술한 바와 같은 전도성 박막 지지체의 패턴화 방법 외에도, 근적외선 조사 형태와 조건에 따라 다양하게 패턴화된 세포시트를 제작할 수 있다. 구체적으로, 세포가 배양된 전도성 박막 지지체에 근적외선을 조사하기 전에, 용기에 원하는 모양으로 패턴화된 금속 마스크를 배치한 후 근적외선을 조사하게 되면, 도 5의 정사각형 패턴 모양과 동일한 세포시트를 얻을 수 있다. 상술한 빔 직경 범위에서 동그라미, 네모, 세모 등 다양한 형상으로 패턴화된 금속 마스크를 도입할 수 있고, 패턴 하나의 크기는 예를 들어 10 ㎛ 내지 50 cm일 수 있다.In addition, the patterned cell sheet can be harvested by placing a pattern mask in a cell culture container and irradiating near infrared rays. In addition to the method of patterning the conductive thin film support as described above, variously patterned cell sheets can be produced according to the type and condition of near infrared irradiation. Specifically, when a metal mask patterned in a desired shape is placed on a container before irradiating the conductive thin film support on which the cells have been cultivated and near infrared rays are irradiated, the same cell sheet as the square pattern of FIG. 5 is obtained have. A metal mask patterned in various shapes such as circles, squares, triangles, etc. in the beam diameter range described above can be introduced, and the size of one pattern can be, for example, 10 μm to 50 cm.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 세포가 배양된 전도성 박막 지지체 내에서 세포만으로 구성된 세포시트의 탈착 뿐만 아니라, 용기 기재 및/또는 전도성 박막 지지체의 재질 및/또는 형태에 따라 지지체와 세포가 함께 수확될 수 있다. 전도성 박막 지지체는 용기 기재의 종류에 따라 다양한 형태를 지닐 수 있다. 용기 기재로서 상술한 일반 세포배양용기 기재 이외에, 유연한 생체적합성 실리콘계인 폴리디메틸실록산(PDMS), 생체적합성 폴리에틸렌코글라이콜계 화합물(PLGA, PLA, PCL 등), 의료용 거즈(wound healing gauze; 면, 레이온, 합성섬유 등) 등을 적용할 경우, 유연한 기판에 형성된 전도성 박막 지지체에서 세포 배양된 여러 형태의 세포시트를 제조할 수 있고, 세포뿐만 아니라 지지체와 함께 세포가 함유된 시트를 수확할 수 있다. 세포와 지지체가 함께 수확되는 이유는 상기 유연한 기판 내에 형성한 지지체는 일반 배양용기 내에서 세포와 함께 배양되므로 형성된 세포시트와 함께 패치형태로 건져내어 상처에 사용할 수 있기 때문이다. 이와 같이, 지지체와 세포를 함께 수확할 경우, 피부와 같은 조직은 공기 중에 노출되어 있으므로, 상처 치유시 피딱지와 같은 봉합가능한 물질로 덮인 상태에서 치유시스템이 진행되기 때문에, 이를 세포 및 지지체를 함께 사용하면, 지지체가 세포시트를 유지하는 동시에 상처를 봉합하는 역할을 하므로, 외부로부터의 2차감염을 막을 수 있는 장점이 있다.According to another embodiment of the present invention, not only the desorption of the cell sheet composed of cells only in the conductive thin film support in which the cells are cultured, but also the separation of the support and the cells together according to the material and / or the shape of the container substrate and / . The conductive thin film support may have various forms depending on the type of the container substrate. (PDMS), a biocompatible polyethylene coglycol-based compound (PLGA, PLA, PCL, etc.), a wound healing gauze (cotton, rayon , Synthetic fibers, etc.), it is possible to produce various types of cell sheets cultured on a conductive thin film support formed on a flexible substrate, and to harvest not only cells but also sheets containing cells together with a support. The reason why the cells and the supporter are harvested together is that the supporter formed in the flexible substrate is cultured together with the cells in a general culture vessel, so that the suppository can be taken out in a patch form together with the formed cell sheet and used for wound. Thus, when the supporter and the cell are harvested together, the skin-like tissue is exposed to the air, so that when the wound healing is carried out with the healing system covered with the sealable material such as a cane, The supporter maintains the cell sheet and simultaneously sutures the wound, so that it is possible to prevent the secondary infection from the outside.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상술한 세포시트 수확방법 외에도 세포외기질 기반 스탬프(수확한 세포시트를 전달하는 도구)를 활용하여 세포시트를 수확할 수 있다. 상기 스탬프는 지지체와 세포 간의 상호작용을 이용하는 것으로, 세포와 세포외기질로 이루어진 스탬프 표면 간의 상호작용을 근적외선에 의한 광열효과 및 스탬프 적용시간에 따라 조절하여 다양한 세포시트의 제조가 가능하다. 상기 스탬프의 세포외기질은 콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 등의 여러 세포외기질이 사용 가능하며, 특별히 한정되지 않는다.
According to another embodiment of the present invention, in addition to the cell sheet harvesting method described above, the cell sheet can be harvested utilizing an extracellular matrix-based stamp (a tool for delivering the harvested cell sheet). The stamp utilizes the interaction between the support and the cell, and it is possible to manufacture various cell sheets by controlling the interaction between the cell and the stamp surface comprising the extracellular matrix according to the photothermal effect by the near-infrared rays and the application time of the stamp. As the extracellular matrix of the stamp, various extracellular matrices such as collagen, gelatin, laminin, and fibronectin can be used, and there is no particular limitation.

[실시예][Example]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are for illustrating the present invention only, and the scope of the present invention is not limited thereto.

하기의 실시예에서 사용되는 시약 및 용매는 특별히 언급하지 않는 한 알드리치사(미국) 및 인비트로젠(미국)에서 구매하여 사용하였다.The reagents and solvents used in the following examples were purchased and used from Aldrich (USA) and Invitrogen (USA) unless otherwise noted.

실시예Example 1: 인간 지방 유래 성체 줄기세포 배양 1: Human adipose-derived adult stem cell culture

인간지방은 세브란스병원 임상시험심사위원회(IRB)에 의해 승인된 환자의 동의 하에 정상 채취하여 얻었고, 이 실험은 세브란스병원 생명윤리심의위원회에 의해 승인되었다. 사람의 지방으로부터 얻은 조직은 고형화 되어 있어 수술용 가위를 통해 잘게 절개 혹은 분쇄한 다음, PBS(Phosphate buffer saline) 버퍼용액에 1:5 비율로 희석한 후, 50 mL의 원심분리용 튜브에 옮겨 2000 rpm에서 10분간 원심분리를 하였다. 원심분리 되면 상층액은 버리고, 침전된 조직에 100 ㎛용 필터 위에서 새로운 PBS 버퍼용액을 흘려주면서 줄기세포들만 걸러내었다. 걸러진 세포들을 한 차례 더 원심 분리한 다음, 세포를 수득하여 배지(DMEM(low glucose)+1%P/S+10% FBS)에 세포를 부유시킨 후, 100 mm 세포배양용기에 배양하였다. CO2 배양기에서 1일간 세포 배양한 후, 상층액을 제거하고 배양용기 바닥에 부착되어 있는 세포에 최초 배양 시와 동일한 성분의 배양액을 다시 채워놓고 일주일 간 증식시켰다. 상기 방법으로 인간 지방유래 성체줄기세포를 배양 및 유지하였다.
Human fat was obtained from the consensus of patients approved by the Severance Hospital Clinical Trials Board (IRB) and this study was approved by the Severance Hospital Bioethics Review Board. The tissues obtained from human fat were solidified and cut or cut through surgical scissors, diluted 1: 5 in PBS (phosphate buffer saline) buffer solution, transferred to a 50 mL centrifuge tube and centrifuged at rpm for 10 minutes. After centrifugation, the supernatant was discarded, and fresh PBS buffer solution was poured onto the precipitated tissue on a filter for 100 쨉 m to filter only the stem cells. The filtered cells were centrifuged one more time and cells were harvested and suspended in culture medium (DMEM (low glucose) + 1% P / S + 10% FBS) and then cultured in 100 mm cell culture dishes. After the cells were cultured in a CO 2 incubator for 1 day, the supernatant was removed, and the cells adhered to the bottom of the culture container were replenished with the same culture medium as that used for the initial culture, and were allowed to proliferate for one week. Adult-derived adult stem cells were cultured and maintained in the above manner.

실시예Example 2: 세포시트 배양용 전도성 고분자 지지체 제작 2: Fabrication of Conductive Polymer Support for Cell Sheet Culture

폴리스타이렌 재질의 세포배양용기에 질소건을 사용하여 표면 상에 불순물을 제거하고, 용기 표면에 근적외선 영역에서 흡광도를 갖는 전도성 고분자 지지체층을 형성하였다. 표 1은 전도성 고분자 지지체 박막 형성을 위한 용액 조성 및 특성을 나타낸 것이다. 표 1에서 실시예 1-13의 경우 정압전기중합방법(Constant potential (1.1V / 0.02 Ccm-2)을 사용하였고, 나머지 실시예들의 경우 모두 용액코팅중합방법을 사용하였다. 표 1의 실시예를 바탕으로 형성된 전도성 고분자 박막은 표 2의 실시예 따라 세포부착률 정도를 확인하였다. 표 2는 고분자 지지체 박막에 따른 세포부착률을 나타낸 것이다. 중합과 표면개질을 단독 혹은 동시에 수행하였다. 충분히 중합된 고분자 지지체에 남아있는 미반응물 및 불순물을 제거하기 위해 무수알코올 용액으로 씻어낸 다음, 멸균처리를 위해 여러 차례 반복적으로 알코올 처리를 진행하였다. 제조된 전도성 고분자 지지체는 멸균된 상태로 세포배양 전까지 밀폐된 장소에서 보관하였다. 중합코팅조건 중에서 실시예 2-7로 제조한 전도성 고분자 지지체의 세포부착률이 가장 우수함을 분석을 통해 확인하였다.Impurities were removed from the surface of the cell culture container made of polystyrene by using a nitrogen gun, and a conductive polymer scaffold layer having absorbance in the near infrared region was formed on the surface of the container. Table 1 shows the composition and characteristics of the solution for the formation of the thin film of the conductive polymer scaffold. In Table 1, Constant potential (1.1 V / 0.02 C cm -2 ) was used in Examples 1-13, and solution coating polymerization was used in all of the other Examples. The electroconductive polymer thin film formed on the substrate confirmed the degree of cell adhesion according to the embodiment of Table 2. Table 2 shows the cell adhesion rate according to the thin film of the polymer scaffold The polymerization and the surface modification were performed singly or simultaneously. In order to remove unreacted substances and impurities remaining in the polymer scaffold, the scaffold was rinsed with an anhydrous alcohol solution and then subjected to alcohol treatment repeatedly for sterilization treatment. The prepared conductive polymer scaffold was sterilized, The cell adhesion ratio of the conductive polymer scaffold prepared in Example 2-7 was highest in the polymerization coating conditions It was confirmed through analysis.

실시예Example 단량체Monomer 첨가물(wt%)Additive (wt%) 두께(nm)Thickness (nm) 전도성(S/cm)Conductivity (S / cm) 1-11-1 화학식 1aFormula 1a 피리딘(1.34)Pyridine (1.34) 230230 357357 1-21-2 화학식 1aFormula 1a 피리딘(2.67)Pyridine (2.67) 160160 10601060 1-31-3 화학식 1aFormula 1a PEO(9.1)PEO (9.1) 252252 568568 1-41-4 화학식 1aFormula 1a PEPG(16.6)PEPG (16.6) 225225 874874 1-51-5 화학식 1aFormula 1a PEPG(23.1)PEPG (23.1) 183183 10151015 1-61-6 화학식 1aFormula 1a 피리딘(1.22)/
PEPG(9.0)
Pyridine (1.22) /
PEPG (9.0)
193193 10311031
1-71-7 화학식 1aFormula 1a 피리딘(1.12)/
PEPG(16.5)
Pyridine (1.12) /
PEPG (16.5)
122122 13621362
1-81-8 화학식 1aFormula 1a 피리딘(1.03)/
PEPG(22.8)
Pyridine (1.03) /
PEPG (22.8)
8888 12531253
1-91-9 화학식 1aFormula 1a 이미다졸(2)Imidazole (2) 118118 154154 1-101-10 화학식 1aFormula 1a 2-에틸-4-메틸
이미다졸(2)
2-ethyl-4-methyl
Imidazole (2)
120120 420420
1-111-11 화학식 1d1d PEG(16)PEG (16) 150150 1212 1-121-12 화학식 1g1 g 피리딘(2.26)Pyridine (2.26) 120120 1.5×10-3 1.5 x 10 -3 1-131-13 화학식 1l1l -- 130130 335335 1-141-14 화학식 1m1m 피리딘(2.26)Pyridine (2.26) 130130 5.6×10-5 5.6 x 10 -5

실시예Example 피리딘계
화합물(wt%)
Pyridine series
Compound (wt%)
폴리에틸렌계
화합물(wt%)
Polyethylene system
Compound (wt%)
두께
(nm)
thickness
(nm)
전도성
(S/cm)
conductivity
(S / cm)
표면개질Surface modification 세포부착률
(cells/㎟)
Cell adhesion rate
(cells / mm 2)
2-12-1 피리딘(1.34)Pyridine (1.34) PEPG(0)PEPG (0) 230230 357357 무처리No treatment 5555 2-22-2 피리딘(2.67)Pyridine (2.67) PEPG(0)PEPG (0) 160160 10601060 무처리No treatment 6060 2-32-3 피리딘(0)Pyridine (0) PEO(16.6)PEO (16.6) 252252 568568 무처리No treatment 7575 2-42-4 피리딘(0)Pyridine (0) PEPG(16.6)PEPG (16.6) 225225 874874 무처리No treatment 150150 2-52-5 피리딘(0)Pyridine (0) PEPG(23.1)PEPG (23.1) 183183 10151015 산화/환원
처리
Oxidation / reduction
process
175175
2-62-6 피리딘(1.22)Pyridine (1.22) PEPG(9.0)PEPG (9.0) 193193 10311031 세포외기질
처리(ECM)
Extracellular matrix
Processing (ECM)
200200
2-72-7 피리딘(1.12)Pyridine (1.12) PEPG(16.5)PEPG (16.5) 122122 13621362 세포외기질
처리(ECM)
Extracellular matrix
Processing (ECM)
350350
2-82-8 피리딘(1.03)Pyridine (1.03) PEPG(22.8)PEPG (22.8) 8888 12531253 세포외기질
처리(ECM)
Extracellular matrix
Processing (ECM)
300300

실시예Example 3: 전도성 고분자 지지체로부터 세포시트 수확 3: Cell sheet harvest from conductive polymer scaffold

전도성 고분자 지지체 내에 인간 피부 유래 성체 줄기세포를 배양하였다. 세포배양 3일 후, 표 3에 기재된 조건에 따라 근적외선 광선의 조사 조건을 달리함으로써, 수반되는 온도변화 및 수확되는 세포 탈착범위를 확인하였다. 또한, 동일한 조사 범위 조건에서 실시예 3-4처럼 용기 기재의 종류를 달리하여 이를 통해 조사받는 영역의 온도변화와 탈착되는 세포시트의 면적을 확인하였다. 표 3은 근적외선 조사조건에 따른 세포시트 수확 조건 및 결과를 나타낸 것이다.Human adult skin derived adult stem cells were cultured in a conductive polymer scaffold. Three days after the cell culture, temperature changes accompanying and desorbed cell desorption range were confirmed by changing irradiation conditions of the near-infrared light ray according to the conditions described in Table 3. [ Also, under the same irradiation range conditions, the kind of the container substrate was changed as in Example 3-4, and the temperature of the irradiated region and the area of the desorbed cell sheet were confirmed. Table 3 shows the cell sheet harvesting conditions and results according to the near-infrared irradiation conditions.

실시예Example 코팅기재Coated substrate 조사세기
(W)
Survey strength
(W)
조사량
(J or W·s)
Dose
(J or W · s)
온도변화
(℃)
Temperature change
(° C)
세포탈착
범위(㎠)
Cell desorption
Range (㎠)
세포
생존율(%)
cell
Survival rate (%)
3-13-1 페트리디쉬
(폴리스티렌)
Petri dish
(polystyrene)
1.01.0 300300 3434 0.130.13 8989
3-23-2 페트리디쉬
(폴리스티렌)
Petri dish
(polystyrene)
1.51.5 450450 3737 0.950.95 9696
3-33-3 페트리디쉬
(폴리스티렌)
Petri dish
(polystyrene)
2.02.0 600600 4040 1.331.33 9595
3-43-4 PET 필름PET film 1.51.5 450450 3434 0.890.89 9797

실시예Example 4: 지지체 종류별 세포시트 수확 4: Cell sheet harvesting by supporter type

폴리스타이렌 재질의 세포배양용기에 질소건을 사용하여 표면 상에 불순물을 제거하고, 용기 표면에 근적외선 영역에서 흡광도를 갖는 그래핀 박막, 금 박막, 카본나노튜브(single-walled carbon nanotube; SWNTs) 지지체층을 형성하였다. 형성된 전도성 박막 지지체 내에 인간 피부 유래 성체 줄기세포를 배양하였다. 세포배양 3일 후, 표 4에 기재된 조건에 따라 동일한 근적외선 광선 조건으로 조사하여 수확되는 세포시트의 탈착범위 및 발생하는 온도변화를 확인하였다.A cell culture container made of polystyrene was used to remove impurities on the surface by using a nitrogen gun, and a graphene thin film, a gold thin film, a single-walled carbon nanotube (SWNTs) support layer having absorbance in the near- . Human adult stem cells were cultured in a conductive thin film support. Three days after the cell culture, the range of desorption of the cell sheets harvested by irradiation under the same conditions of near infrared rays under the conditions described in Table 4, and the temperature changes occurred were confirmed.

실시예Example 지지체 종류Support type 박막두께
(nm)
Thin film thickness
(nm)
표면거칠기
(nm)
Surface roughness
(nm)
온도변화
(℃)
Temperature change
(° C)
세포탈착
범위(㎠)
Cell desorption
Range (㎠)
세포
생존율(%)
cell
Survival rate (%)
4-14-1 그래핀 박막Graphene thin film 300300 107107 4747 1.211.21 6363 4-24-2 금 박막Gold thin film 2020 2.72.7 5555 1.451.45 1717 4-34-3 전도성
고분자 박막
conductivity
Polymer thin film
230230 38.438.4 4040 1.331.33 9595

실시예Example 5:  5: 세포외기질Extracellular matrix 처리된 세포시트 수확 Treated cell sheet harvest

상기 실시예 3의 전도성 고분자 지지체 표면에 세포특성 향상을 위한 세포외기질 처리를 한 다음, 인간 피부 유래 성체세포를 배양하였다. 세포배양 3일 후, 표 5에 기재된 조건에 따라 세포시트 탈착실험을 진행하였다. 표 5는 세포외기질 처리에 따른 세포시트 수확 조건 및 결과를 나타낸 것이다. 실시예 5-1에서는 전도성 고분자 지지체가 존재하지 않으므로 세포탈착을 유도할 수 없었다. 실시예 5-2부터 5-4에서는 서로 다른 형태의 세포시트를 수확할 수 있었고, 세포외기질이 처리되지 않은 실시예 5-2에서는 수확된 세포시트 내의 세포형태가 탈착되면서 약간의 수축으로 구형을 띠는 것을 관찰하였다. 반면, 실시예 5-3과 5-4에서는 배양된 세포 형태 그대로 세포시트를 수확할 수 있었고, 각각의 세포생존율은 전부 95% 이상으로 살아있음을 확인하여 세포외기질이 처리됨으로써 세포특성이 일부 향상됨을 확인하였다.The surface of the conductive polymer scaffold of Example 3 was treated with an extracellular matrix to improve the cell characteristics, and human skin-derived adult cells were cultured. Three days after the cell culture, cell sheet desorption experiments were carried out according to the conditions shown in Table 5. [ Table 5 shows cell sheet harvesting conditions and results according to extracellular matrix treatment. In Example 5-1, cell desorption could not be induced because the conductive polymer scaffold was not present. In Examples 5-2 to 5-4, different types of cell sheets could be harvested. In Example 5-2 in which the extracellular matrix was not treated, the cell shape in the harvested cell sheet was desorbed, Were observed. On the other hand, in Examples 5-3 and 5-4, the cell sheet was harvested as it was in the cultured cell type, and the cell survival rate of each cell was found to be 95% or more, Respectively.

실시예Example 코팅
조건
coating
Condition
세포배양사진Cell culture photograph 탈착된 세포시트Desorbed cell sheet 세포형태,
생존율(%)
Cell morphology,
Survival rate (%)
5-15-1 일반
배양
용기
(TCP)
Normal
culture
Vessel
(TCP)

Figure 112014104828125-pat00033
Figure 112014104828125-pat00033
탈착 무Detachable radish 5-25-2 전도성
고분자
지지체
conductivity
Polymer
Support
Figure 112014104828125-pat00034
Figure 112014104828125-pat00034
Figure 112014104828125-pat00035
Figure 112014104828125-pat00035
구형
(96)
rectangle
(96)
5-35-3 콜라겐
처리된
전도성
고분자
지지체
Collagen
Treated
conductivity
Polymer
Support
Figure 112014104828125-pat00036
Figure 112014104828125-pat00036
Figure 112014104828125-pat00037
Figure 112014104828125-pat00037
섬유형
(95)
Fiber type
(95)
5-45-4 라미닌
처리된
전도성
고분자
지지체
Laminin
Treated
conductivity
Polymer
Support
Figure 112014104828125-pat00038
Figure 112014104828125-pat00038
Figure 112014104828125-pat00039
Figure 112014104828125-pat00039
섬유형
(95)
Fiber type
(95)

실시예Example 6: 그 외 다양한 형태의 세포시트 수확 6: Cell sheet harvesting in various other forms

전도성 고분자 지지체 내에 인간 피부 유래 성체세포를 배양하였다. 세포배양 3일 후, 표 6에 기재된 조건에 따라 근적외선 광선을 조사하여 다양한 형태의 세포시트를 제조하였다. 동일한 조사 범위 조건에서 용기 기재의 형태를 달리하여 이를 통해 조사받는 영역의 온도변화와 탈착되는 세포시트의 면적을 확인하였다. 표 6은 다양한 형태의 세포시트 수확 조건 및 결과를 나타낸 것이다.Human skin-derived adult cells were cultured in a conductive polymer scaffold. Three days after the cell culture, various types of cell sheets were prepared by irradiating near infrared rays according to the conditions shown in Table 6. Under the same irradiation range conditions, the shape of the container substrate was varied to determine the temperature change in the irradiated area and the area of the cell sheet to be desorbed. Table 6 shows various cell sheet harvesting conditions and results.

실시예Example 코팅기재Coated substrate 조사
세기
(W)
Research
century
(W)
조사량
(J or
W·s)
Dose
(J or
W · s)
온도
변화
(℃)
Temperature
change
(° C)
세포탈착
범위
(㎠)
Cell desorption
range
(㎠)
세포시트
수확방법
Cell sheet
Harvest method
세포
생존율
(%)
cell
Survival rate
(%)
6-16-1 페트리디쉬
(폴리스티렌)
Petri dish
(polystyrene)
1.51.5 450450 3737 0.950.95 세포만
수확
Cells only
harvesting
9696
6-26-2 PLGA 필름PLGA film 1.71.7 510510 3939 0.990.99 지지체와
함께 수확
The support
Harvest together
9696
6-36-3 거즈gauze 1.71.7 510510 3535 0.930.93 지지체와
함께 수확
The support
Harvest together
9595
6-46-4 PET 필름PET film 1.51.5 450450 3434 0.890.89 지지체와
함께 수확
The support
Harvest together
9797

실시예Example 7: 세포시트 분석 7: Cell sheet analysis

상기 실시예 3을 통해 세포시트를 수확하는 순간을 광학현미경을 통해 실시간으로 촬영하였다. 근적외선을 조사하게 되면, 세포시트의 끝부분이 용기의 한 구석에서 다른 구석으로 서서히 탈착되었고, 일부 탈착된 세포시트가 배양용기 내에서 떠 있다가, 조사가 완료되는 시점에서 거의 모든 시트가 수확되었으며, 새로운 세포배양용기로 옮긴 후에도 여전히 형태를 갖춘 것을 도 4를 통해 확인하였다. 또한, 도 5에서 광학현미경을 통해 고배율로 세포의 모폴로지를 관찰하였을 때, 제조된 배양용기 내에서 세포 배양된 첫날에 관찰된 세포의 모폴로지가 수확 후에도 고유의 모폴로지를 유지하고 있었고, 더불어 세포생존율도 우수하였다.
The moment of harvesting the cell sheet through Example 3 was photographed in real time through an optical microscope. When the near infrared ray was irradiated, the end of the cell sheet was gradually desorbed from one corner of the container to the other, and some desorbed cell sheets floated in the culture vessel, and almost all of the sheets were harvested at the completion of the irradiation , And the shape still after the transfer to the new cell culture container was confirmed through Fig. In FIG. 5, when the cell morphology was observed at high magnification through an optical microscope, the morphology of the cells observed on the first day of cell culture in the prepared culture container maintained the inherent morphology after harvesting, and the cell survival rate .

실시예Example 8: 세포시트 패턴 제작 8: Fabrication of cell sheet pattern

다양한 모양의 세포시트를 얻기 위해서, 고분자를 배양용기 표면에 코팅하는 단계에서 원하는 모양의 형태틀을 함께 적용하였다. 코팅을 위한 용액을 용기 내에 주입하기 전에 원하는 모양의 형태틀을 용기 표면에 고정시키고 용액을 부은 후에 코팅 단계를 진행하였다. 형태틀은 200 ㎛ 미만의 얇은 PET 필름을 원하는 모양으로 음각 패턴화하여 뚫은 후 용기 내에 적용하고, 세포시트의 특성을 향상시키기 위한 물질(콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 등의 세포외기질)을 한 차례 더 적용한 다음, 사용한 형태틀을 제거함으로써, 원하는 패턴이 도 6과 같이 형성되었다. 패턴 성형하기 위한 모든 작업은 30분 내로 진행이 가능하였고, 따라서 기존에 고분자를 패턴하기 위해서 일반적으로 활용된 포토리소그라피에 비해 현저히 빠르고 쉽게 적용할 수 있었다. 또한, 전도성 고분자 지지체 패턴화 방법 외에도, 근적외선 조사 조건에 따라 패턴화된 세포시트를 제작할 수 있었다. 세포가 배양된 전도성 고분자 지지체에 근적외선을 적용하기 전에 용기에 원하는 모양의 패턴 마스크를 배치하고 조사함으로써, 도 5의 정사각형 패턴 모양과 동일한 세포시트가 제조되었다.In order to obtain cell sheets of various shapes, the shape of the desired shape was applied together with the step of coating the polymer on the surface of the culture container. Before the solution for coating was injected into the container, the shape of the desired shape was fixed to the surface of the container, and the solution was poured, followed by the coating step. The shape frame is formed by patterning a thin PET film of less than 200 μm in a desired shape and applying it to the container, and then adding a substance (collagen, gelatin, laminin, fibronectin or other extracellular matrix) After further application of the pattern, the used pattern frame was removed, and the desired pattern was formed as shown in FIG. All the work for pattern formation was possible within 30 minutes, and thus it was possible to apply it remarkably quickly and easily compared with the photolithography generally used for patterning the existing polymer. In addition to the method of patterning the conductive polymer scaffold, patterned cell sheets could be prepared according to the near infrared ray irradiation conditions. A cell sheet having the same shape as the square pattern of FIG. 5 was prepared by arranging and irradiating a pattern mask of a desired shape in the container before applying the near infrared rays to the conductive polymer scaffold on which the cells were cultured.

Claims (25)

기재;
기재 상에 형성되고, 근적외선 영역에서 흡광하여 발열하는 전도성 물질을 함유하는 지지체층; 및
지지체층 상에 형성되고, 세포외기질 물질을 함유하는 표면처리층을 포함하며,
전도성 물질은 전도성 고분자이고, 전도성 고분자는 하기 화학식 1로 표시되는 헤테로고리화합물 및 아닐린 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체; 및 피리딘계 화합물, 이미다졸계 화합물 및 폴리에틸린계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가물을 함유하는 조성물로부터 제조된 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 세포배양용기:
[화학식 1]
Figure 112015103406206-pat00062

상기 식에서,
X는 NH, O, S, Se 또는 Te를 나타내고;
R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것 또는 서로 연결되어 고리를 형성하는 것으로서, 수소원자, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z,
Figure 112015103406206-pat00063

-O-CH(R3)-CH(R4)-O-, 또는 -O-CH2-C(R5)(R6)-CH2-O-이며;
R3, R4, R5 및 R6은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 할로겐화알킬기, -(CH2)d-Z, -(CH2)-O-(CH2)m-(CF2)n-(CR7R8)k-(CH2)d-Z, 또는
Figure 112015103406206-pat00064
이고;
R7 및 R8은 서로 같거나 다른 것으로서, 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 또는 -(CH2)d-Z이며;
Z는 메타아크릴레이트기 또는 아크릴레이트기이고;
ℓ은 0 내지 2 정수, m은 0 내지 3의 정수, n은 0 내지 5 정수, k는 0 내지 4 정수, a는 0 내지 2 정수, b는 0 내지 7 정수, d는 0 내지 2 정수이다.
materials;
A support layer formed on the substrate and containing a conductive material that absorbs light in the near infrared region to generate heat; And
A surface treatment layer formed on the support layer and containing extracellular matrix material,
The conductive material is a conductive polymer, and the conductive polymer is at least one monomer selected from a heterocyclic compound represented by the following formula (1) and aniline; And a polymer or copolymer made from a composition containing at least one additive selected from a pyridine-based compound, an imidazole-based compound and a polyethylenic compound:
[Chemical Formula 1]
Figure 112015103406206-pat00062

In this formula,
X represents NH, O, S, Se or Te;
R 1 and R 2 are the same or as to form the other or connected to each other rings, a hydrogen atom, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8 ) k - (CH 2) d -Z,
Figure 112015103406206-pat00063

-O-CH (R 3 ) -CH (R 4 ) -O-, or -O-CH 2 -C (R 5 ) (R 6 ) -CH 2 -O-;
R 3, R 4, R 5 and R 6 are the same as or different from each other, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10, - (CH 2) d -Z, - (CH 2) ℓ -O- (CH 2) m - (CF 2) n - (CR 7 R 8) k - (CH 2) d -Z, or
Figure 112015103406206-pat00064
ego;
R 7 and R 8 are the same or different from each other and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or - (CH 2 ) d -Z;
Z is a methacrylate group or an acrylate group;
m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 0 to 5, k is an integer of 0 to 4, a is an integer of 0 to 2, b is an integer of 0 to 7, and d is an integer of 0 to 2 .
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 헤테로고리화합물은 하기 화학식 1a 내지 1m 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
[화학식 1a]
Figure 112015048973876-pat00043

[화학식 1b]
Figure 112015048973876-pat00044

[화학식 1c]
Figure 112015048973876-pat00045

[화학식 1d]
Figure 112015048973876-pat00046

[화학식 1e]
Figure 112015048973876-pat00047

[화학식 1f]
Figure 112015048973876-pat00048

[화학식 1g]
Figure 112015048973876-pat00049

[화학식 1h]
Figure 112015048973876-pat00050

[화학식 1i]
Figure 112015048973876-pat00051

[화학식 1j]
Figure 112015048973876-pat00052

[화학식 1k]
Figure 112015048973876-pat00053

[화학식 1l]
Figure 112015048973876-pat00054

[화학식 1m]
Figure 112015048973876-pat00055

The method according to claim 1,
Wherein the heterocyclic compound of Formula 1 is at least one selected from the following Formulas 1a to 1m.
[Formula 1a]
Figure 112015048973876-pat00043

[Chemical Formula 1b]
Figure 112015048973876-pat00044

[Chemical Formula 1c]
Figure 112015048973876-pat00045

≪ RTI ID = 0.0 &
Figure 112015048973876-pat00046

[Formula 1e]
Figure 112015048973876-pat00047

(1f)
Figure 112015048973876-pat00048

[Formula 1g]
Figure 112015048973876-pat00049

[Chemical Formula 1h]
Figure 112015048973876-pat00050

[Formula 1i]
Figure 112015048973876-pat00051

[Chemical Formula 1j]
Figure 112015048973876-pat00052

[Chemical Formula 1k]
Figure 112015048973876-pat00053

≪ EMI ID =
Figure 112015048973876-pat00054

[Formula 1m]
Figure 112015048973876-pat00055

제1항에 있어서,
피리딘계 화합물은 피리딘, 할로겐화피리딘, 바이피리딘, 피리딘 다이카복실산 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the pyridine-based compound is at least one selected from pyridine, halogenated pyridine, bipyridine, and pyridine dicarboxylic acid.
제1항에 있어서,
이미다졸계 화합물은 이미다졸, 알킬이미다졸 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the imidazole-based compound is at least one selected from imidazole and alkylimidazole.
제1항에 있어서,
피리딘계 화합물 및 이미다졸계 화합물은 조성물 전체 중량에 대하여 각각 독립적으로 0.1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the pyridine-based compound and the imidazole-based compound are each independently contained in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서,
폴리에틸렌계 화합물은 폴리에틸렌 글라이콜 올리고머, 폴리에틸렌 옥사이드 올리고머, 폴리에틸렌글라이콜/폴리프로필렌글라이콜 올리고머 중에서 선택되는 1종 이상의 폴리에틸렌계 올리고머인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the polyethylene-based compound is at least one polyethylene-based oligomer selected from the group consisting of polyethylene glycol oligomer, polyethylene oxide oligomer, and polyethylene glycol / polypropylene glycol oligomer.
제1항에 있어서,
폴리에틸렌계 화합물은 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the polyethylene-based compound is contained in an amount of 0.1 to 50% by weight based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서,
전도성 고분자의 중량평균 분자량은 1,000 내지 1,000,000 Da인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
And the weight average molecular weight of the conductive polymer is 1,000 to 1,000,000 Da.
삭제delete 제1항에 있어서,
지지체층은 산화 및 환원 처리된 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the support layer is oxidized and reduced.
제1항에 있어서,
지지체층은 패턴화된 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the support layer is patterned.
제1항에 있어서,
기재는 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리디메틸실록산, 폴리락트-코글리콜산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 유리, 거즈 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
The base material is characterized in that it comprises at least one selected from polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, polylactic-coglycolic acid, polylactic acid, polycaprolactone, glass, Cell culture container.
삭제delete 제1항에 있어서,
세포외기질 물질은 콜라겐, 젤라틴, 라미닌, 피브로넥틴 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the extracellular matrix material is at least one selected from the group consisting of collagen, gelatin, laminin, and fibronectin.
제1항에 있어서,
세포 부착률이 50 내지 1000 cells/㎟인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the cell adhesion rate is 50 to 1000 cells / mm < 2 >.
제1항에 있어서,
세포 탈착 범위가 0.1 내지 100 ㎠인 것을 특징으로 하는 세포배양용기.
The method according to claim 1,
Wherein the cell desorption range is 0.1 to 100 cm < 2 >.
기재 상에 제1항에 따른 지지체층을 형성하는 단계를 포함하는 세포배양용기의 제조방법.
A method for manufacturing a cell culture container, comprising: forming a support layer according to claim 1 on a substrate.
제19항에 있어서,
지지체층은 전기중합, 용액중합, 증기상 중합, 화학중합 중에서 선택되는 중합방법을 통해 전도성 고분자를 합성함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용기의 제조방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the support layer is formed by synthesizing a conductive polymer through a polymerization method selected from electropolymerization, solution polymerization, vapor phase polymerization, and chemical polymerization.
제19항에 있어서,
지지체층은 용액중합용 용액을 스핀코팅, 스프레이코팅, 담금코팅, 롤러 코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅 방법 중에서 선택되는 방법에 의해 코팅하거나 인쇄함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 세포배양용기의 제조방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the support layer is formed by coating or printing a solution polymerization solution by a method selected from spin coating, spray coating, immersion coating, roller coating, bar coating, and inkjet printing.
제19항에 있어서,
기재 상에 형태 틀을 배치하고, 형태 틀 내에 용액중합용 용액을 코팅함으로써, 패턴화된 지지체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 세포배양용기의 제조방법.
20. The method of claim 19,
A method for producing a cell culture container, comprising: forming a patterned support layer by disposing a morphology frame on a substrate; and coating a solution polymerization solution in the morphology frame.
제1항에 따른 세포배양용기; 및
근적외선 조사장치를 포함하는 세포시트 수확시스템.
A cell culture container according to claim 1; And
A cell sheet harvesting system comprising a near-infrared irradiator.
제1항에 따른 세포배양용기에 세포를 배양하는 단계; 및
배양된 세포에 근적외선을 조사하여 세포를 세포시트 형태로 탈착하는 단계를 포함하는 세포시트 수확방법.
Culturing the cells in the cell culture container according to claim 1; And
Irradiating the cultured cells with near-infrared light to desorb the cells in a cell sheet form.
제24항에 있어서,
세포배양용기에 패턴 마스크를 배치하고 근적외선을 조사함으로써, 패턴화된 세포시트를 수확하는 것을 특징으로 하는 세포시트 수확방법.
25. The method of claim 24,
A cell sheet harvesting method characterized by placing a pattern mask in a cell culture container and irradiating near infrared rays to harvest the patterned cell sheet.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180005139A (en) 2016-07-05 2018-01-15 한국과학기술원 Method of fabrication and application of polymer coated culture plate for cell sheet formation
WO2021162144A1 (en) * 2020-02-13 2021-08-19 엘지전자 주식회사 Cell culture vessel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100072787A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 한국전자통신연구원 Compartment unit for cell culture and array having the same
KR20110129364A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 아주대학교산학협력단 Method of forming pattern using carbon nano tube langmuir-blodgett film and control of growth and differentiation of stem cell using the same
KR20120117452A (en) * 2011-04-15 2012-10-24 메디칸(주) Device and method for cell culture and isolation
KR20130115562A (en) * 2012-04-12 2013-10-22 연세대학교 산학협력단 Method for detaching, patterning and harvesting selectively cell with near infrared red

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100072787A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 한국전자통신연구원 Compartment unit for cell culture and array having the same
KR20110129364A (en) * 2010-05-25 2011-12-01 아주대학교산학협력단 Method of forming pattern using carbon nano tube langmuir-blodgett film and control of growth and differentiation of stem cell using the same
KR20120117452A (en) * 2011-04-15 2012-10-24 메디칸(주) Device and method for cell culture and isolation
KR20130115562A (en) * 2012-04-12 2013-10-22 연세대학교 산학협력단 Method for detaching, patterning and harvesting selectively cell with near infrared red

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180005139A (en) 2016-07-05 2018-01-15 한국과학기술원 Method of fabrication and application of polymer coated culture plate for cell sheet formation
WO2021162144A1 (en) * 2020-02-13 2021-08-19 엘지전자 주식회사 Cell culture vessel

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