KR101793508B1 - 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치에 관한 것으로, 세포가 배양되는 배양공간이 형성된 케이스본체와, 상기 배양공간의 일측과 연결되도록 상기 케이스본체의 일면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에 배양액을 주입하기 위한 주입구와, 상기 배양공간의 타측과 연결되도록 상기 케이스본체의 타면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에서 배양액을 배출하기 위한 배출구를 포함하며, 상기 주입구와 상기 배출구는 일직선상에 형성되어 배양액의 순환이 용이하여 순환 비율을 향상시킬 수 있으며, 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간은 단축할 수 있고, 소형화가 가능하다.

Description

세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치{A CELL CULTURE CASE AND CELL CULTURE DEVICE COMPRISING THE CELL CULTURE CASE}

본 발명은 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치에 관한 것이다.

세포 배양이라 함은 다세포 개체로부터 무균적으로 조직편을 떼내어 여기에 영양을 주고 세포배양케이스 내에서 배양, 증식시키는 일로서, 세포배양케이스 내에서 살아있는 세포의 배양은 세포 신진대사의 부가적인 부산물의 회수, 바이러스 백신의 제조, 인공기관을 만들기 위한 의도적인 세포의 배양, 동물세포의 유전자 조작에 의한 의약품 생산이나 식물의 세포 융합에 의한 육종 등의 공업화를 포함한 다양한 목적을 위하여 행하여진다.

이러한 세포 배양에서, 배양되는 세포가 동물세포인 경우 아미노산, 당류, 무기 염류, 비타민 등의 영양분을 함유한 배지가 필요하여 배양조건이 어려운 반면, 식물세포 배양의 경우에는 증식속도는 늦지만 동물세포 배양과는 달리 광합성을 하기 때문에 생존능력이 높아 배양이 쉬운 장점이 있다.

이에, 상기한 동물세포 배양에 대하여 상세히 살펴보면, 우선 동물세포 배양을 위해서는 세포가 배양될 수 있는 일정한 배양 공간과 세포에 영양분을 공급하는 배양액 및 각종 가스 등이 필요하며, 배양 공간에 주입된 배양액과 가스들은 세포 배양에 사용된 후에는 세포 조직을 신선한 상태로 유지하기 위하여 적절한 주기로 교환되어야 한다.

특히, 배양액을 적절한 주기로 교환하는 배양액의 순환 비율은 세포 배양에서 매우 중요한 요소 중에 하나인데, 이러한 배양액의 순환 비율 및 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간은 배양액을 담고 있는 세포배양케이스의 구조에 따라 차이가 발생된다.

이에 따라, 배양액의 순환이 용이한 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치의 개발이 요구되고 있다.

한국공개특허공보 제10-2014-0049843호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 배양액의 순환이 용이하고, 소형화가 가능한 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치는 세포가 배양되는 배양공간이 형성된 케이스본체와, 상기 배양공간의 일측과 연결되도록 상기 케이스본체의 일면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에 배양액을 주입하기 위한 주입구와, 상기 배양공간의 타측과 연결되도록 상기 케이스본체의 타면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에서 배양액을 배출하기 위한 배출구를 포함하며, 상기 주입구와 상기 배출구는 일직선상에 형성되는 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치가 제공됨에 달성된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스 및 이를 포함한 세포 배양 장치는 세포가 배양되는 세포배양케이스에 형성된 주입구 및 배출구가 일직선상에 형성됨으로써, 배양액의 순환이 용이하여 순환 비율을 향상시킬 수 있으며, 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간은 단축할 수 있고, 소형화가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 횡단면도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 포함한 세포 배양 장치를 나타낸 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

<세포배양케이스>

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 횡단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 나타낸 종단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스(100)는 케이스본체(110), 주입구(120) 및 배출구(130)를 포함한다.

상기 케이스본체(110)는 세포가 배양되는 배양공간(111)이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 케이스본체(110)는 내부 중심부에 배양공간(111)이 형성되며, 일정한 두께를 가지는 판형으로 형성될 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 케이스본체(110)가 사각판 형태를 형성된 것을 채택하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니며, 내부에 배양공간(111)이 형성될 수 있는 구성이라면 어떠한 형태로 형성되어도 무방하다.

아울러, 상기 케이스본체(110)는 광학적으로 투명하게 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 케이스본체(110)의 배양공간(111)에서 배양되는 세포를 외부로 꺼내지 않고 육안 또는 현미경 등과 같은 관찰기구로 확인하기 위함이다. 이에 따라, 본 실시예에서 케이스본체(110)는 폴리디메틸실록산 (poly(dimethylsiloxane),PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclicolefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 등의 다양한 합성수지 또는 유리로 형성될 수 있다.

한편, 상기 배양공간(111)은 케이스본체(110)의 내부에 형성된 것으로, 배양액이 충진될 수 있고, 세포가 배양될 수 있도록 소정의 부피를 갖는 공간일 수 있다.

여기서, 상기 배양공간(111)은 케이스본체(110)의 중심영역에서 양단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 배양공간(111)의 횡 단면은 타원, 육각형, 마름모 중 어느 한 형상으로 형성될 수 있다.

이는, 상기 배양공간(111)의 형태가 케이스본체(110)의 일단부터 타단까지 일정한 폭을 갖는 사각 형상인 경우에는, 배양공간(111)에 배양액을 주입하여 충진할 시, 케이스본체(110)의 일단과 타단에 형성된 모서리 부분에 배양액이 충진되는데 시간이 소모되고, 배양액의 배출시에도 미처 배출되지 못하고 배양공간(111)에 남는 잔여 배양액이 발생할 수 있다. 이에 반해 본 발명과 같이, 배양공간(111)이 케이스본체(110)의 중심영역에서 양단으로 갈수록 폭이 좁아지는 타원, 육각형, 마름모 중 어느 한 형상으로 형성되는 경우에는, 사각 형상으로 형성되는 경우에 비해 배양액배양액의 충진 시간을 단축할 수 있으므로, 배양액의 순환 비율을 향상시킬 수 있으며, 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있고, 배양공간(111) 내에 잔여 배양액이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배양공간(111)은 종 단면의 모서리가 라운드진 형태로 형성되거나, 타원 형상으로 형성될 수 있다.

이는, 상기 배양공간(111)의 종 단면에서 모서리 부분이 직각 형태로 형성되는 경우, 배양공간(111)에 배양액을 주입하여 충진할 시, 직각 형태의 모서리 부분에 배양액이 충진되는데 시간이 소모되고, 배양액의 이동이 용이하지 않을 수 있다. 이에 반해 본 발명과 같이, 배양공간(111)의 종 단면 모서리가 라운드진 형태로 형성되거나, 배양공간(111)의 종 단면이 타원 형상으로 형성되는 경우에는, 배양공간(111)의 종 단면에서 모서리 부분이 직각 형태로 형성되는 경우에 비해 배양액의 충진 시간을 단축할 수 있고, 배양액의 이동이 용이하므로, 배양액의 순환 비율이 향상될 수 있으며, 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주입구(120)는 배양공간(111)에 배양액을 주입하기 위한 것으로, 배양공간(111)의 일측과 연결되도록 케이스본체(110)의 일면에 관통 형성될 수 있다.

또한, 상기 배출구(130)는 배양공간(111)에서 배양액을 배출하기 위한 것으로, 배양공간(111)의 타측과 연결되도록 케이스본체(110)의 타면에 관통 형성될 수 있다.

즉, 상기 주입구(120)와 배출구(130)는 서로 맞은 편에 형성되어 배양액의 주입 및 배출시 배양액의 유동 방향이 케이스본체(110)의 일단에서 타탄으로 일방향을 향하여 유동될 수 있다.

이때, 상기 주입구(120)와 배출구(130)는 일직선상에 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 주입구(120)와 배출구(130)는 서로 맞은 편에 형성되고, 일직선상에 형성됨으로써, 배양액의 주입 및 배출시 배양액의 유동을 원활하게 할 수 있다. 결국, 배양액의 유동을 원활함으로써, 배양액의 순환 비율을 향상시킬 수 있으며, 소정의 순환 비율에 도달하는데 걸리는 시간은 단축할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스(100)는 주입구(120)와 배출구(130)를 각각 밀폐하는 마개부(140)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 마개부(140)는 케이스본체(110)의 일면 및 타면에 각각 구비될 수 있으며, 케이스본체(110)의 일면 및 타면에 각각 착탈 가능하도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 마개부(140)는 실리콘 등의 수지나 고무 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 마개부(140)는 삽입부(141)와 돌출부(142)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 삽입부(141)는 주입구(120) 또는 배출구(130)와 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 주입구(120) 또는 배출구(130)에 삽입되어 밀폐할 수 있다. 또한, 상기 돌출부(142)는 삽입부(141)에 일체로 형성되고, 케이스본체(110)의 외부 면으로 돌출되게 형성될 수 있다. 즉, 배양액을 주입 및 배출하는 경우 케이스본체(110)의 외부 면으로 돌출되게 형성된 돌출부(142)를 통해 케이스본체(110)에서 마개부(140)를 간편하게 분리할 수 있다.

<세포 배양 장치>

상술한 세포배양케이스(100)를 포함하는 세포 배양 장치를 도면을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세포배양케이스를 포함한 세포 배양 장치를 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세포 배양 장치는 세포배양케이스(100), 케이스수용부(200), 배양액 공급부(300), 배양액 수거부(400) 및 배양챔버(500)를 포함한다.

상기 케이스수용부(200)는 세포배양케이스(100)가 수용되는 것으로, 복수의 세포배양케이스(100)가 수용될 수 있다.

여기서, 상기 케이스수용부(200)는 복수의 세포배양케이스(100)가 적층되는 형태로 수용될 수 있으며, 일면이 개방되어 세포배양케이스(100)가 슬라이드 방식으로 삽입될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 세포 배양 장치는 케이스수용부(200)에 복수의 세포배양케이스(100)를 수용할 수 있으므로, 동시에 여러 세포 배양 실험이 가능하다.

상기 배양액 공급부(300)는 세포배양케이스(100)에 배양액을 공급하는 것으로, 케이스수용부(200)의 일면에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 배양액 공급부(300)는 세포배양케이스(100)의 주입구(120)에 삽입되어 배양공간(111)에 배양액을 주입하는 주입기(도면 미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 주입기는 주사기 형태로 형성될 수 있으며, 복수의 세포배양케이스(100)에 대응되도록 복수개가 구비될 수 있다. 또한, 상기 주입기는 배양액 공급부(300)에 탈착 가능하게 결합 될 수 있으며, 주입기 내의 모든 배양액이 세포배양케이스(100)에 주입되면 다른 주입기로 교체할 수 있다.

한편, 상기 배양액 공급부(300)와 케이스수용부(200) 사이에는 체크밸브(600)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 체크밸브(600)는 주입기에 결합되어 세포배양케이스(100)에서 주입기로 배양액이 역류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 체크밸브(600)는 주입기가 탈착 가능하게 결합되어 주입기 내의 모든 배양액이 세포배양케이스(100)에 주입되면 다른 주입기로 교체할 수 있다.

상기 배양액 수거부(400)는 세포배양케이스(100)에서 배출되는 배양액을 수거하는 것으로, 케이스수용부(200)의 타면에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 배양액 수거부(400)는 세포배양케이스(100)의 배출구(130)에 삽입되어 배양공간(111)에서 배출되는 배양액을 수거하는 수거기(410)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 수거기(410)는 주사기 형태로 형성될 수 있으며, 복수의 세포배양케이스(100)에 대응되도록 복수개가 구비될 수 있다.

즉, 배양액 공급부(300)가 케이스수용부(200)의 일면에 구비되고, 배양액 수거부(400)가 케이스수용부(200)의 타면에 구비됨으로써, 배양액 공급부(300)와 배양액 수거부(400)가 모두 케이스수용부(200)의 일면에 구비되는 것에 비하여 공간 활용이 효율적이므로, 세포 배양 장치의 소형화가 가능할 수 있다.

상기 배양챔버(500)는 케이스수용부(200)와 배양액 수거부(400)가 내부에 배치될 수 있다.

여기서 상기 배양챔버(500)의 내부에는, 도면에 도시하지는 않았으나, 세포배양케이스(100)의 온도를 조절하는 온도조절기 및 세포배양케이스의 습도를 조절하는 습도조절기를 포함할 수 있다. 즉, 배양챔버(500)의 내부에 온도조절기 및 습도조절기가 구비됨으로써, 세포배양에 필요한 온도 및 습도를 최적화할 수 있게 된다.

이때, 상기 온도조절기는 배양챔버(500)의 내부로 공기를 공급하는 팬 및 공급되는 공기에 열을 가하는 히터일 수 있다. 또한, 상기 습도조절기는 배양챔버(500) 내부에 수분을 공급하는 수조일 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 온도조절기 및 습도조절기를 팬, 히터 및 수조를 채택하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

본 명세서에서 '연결된다' 또는 '연결하는'등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 명세서를 통해 개시된 모든 실시예들과 조건부 예시들은, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 독자가 본 발명의 원리와 개념을 이해하도록 돕기 위한 의도로 기술된 것으로, 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 세포배양케이스 110 : 케이스본체
111 : 배양공간 120 : 주입구
130 : 배출구 140 : 마개부
141 : 삽입부 142 : 돌출부
200 : 케이스수용부 300 : 배양액 공급부
400 : 배양액 수거부 500 : 배양챔버
600 : 체크밸브

Claims (8)

1. 세포가 배양되는 배양공간이 형성된 케이스본체;
   상기 배양공간의 일측과 연결되도록 상기 케이스본체의 일면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에 배양액을 주입하기 위한 주입구;
   상기 배양공간의 타측과 연결되도록 상기 케이스본체의 타면에 관통 형성되어, 상기 배양공간에서 배양액을 배출하기 위한 배출구를 포함하며,
   상기 주입구와 상기 배출구는 일직선상에 형성되되,
   상기 배양공간의 횡 단면과 종 단면은 타원 형상으로 형성되고,
   상기 케이스본체의 일면 및 타면에 각각 착탈 가능하도록 구비되며, 상기 주입구와 상기 배출구를 각각 밀폐하는 마개부를 더 포함하며,
   상기 마개부는 상기 주입구와 상기 배출구에 삽입되는 삽입부와 상기 삽입부에 일체로 형성되어 상기 케이스본체의 외부로 돌출되는 돌출부로 구성되는 세포배양케이스.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 기재된 세포배양케이스;
   상기 세포배양케이스가 수용되는 케이스수용부;
   상기 세포배양케이스에 배양액을 공급하는 배양액 공급부;
   상기 세포배양케이스에서 배출되는 배양액을 수거하는 배양액 수거부; 및
   상기 케이스수용부와 상기 배양액 수거부가 내부에 배치되는 배양챔버;
   를 포함하는 세포 배양 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 배양액 공급부와 상기 케이스수용부 사이에 구비되는 체크밸브를 더 포함하는 세포 배양 장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 배양챔버는
   상기 세포배양케이스의 온도를 조절하는 온도조절기; 및
   상기 세포배양케이스의 습도를 조절하는 습도조절기를 포함하는 세포 배양 장치.

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