KR101860502B1 - 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 필러들의 배열을 변경할 수 있고, 시료 블록에서 시료 박편을 용이하게 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치에 관한 것이다.
신약 개발의 성공여부는 유효한 선도 물질을 초기에 도출할 수 있는지 여부에 달려있다. 약물의 흡수(Absorption), 분포(Distribution), 대사(Metabolism), 배설(Excretion)을 의미하는 ADME는 약물의 유효성을 결정하는 약물 동태적 특성이며, 이러한 특성이 불량할 경우, 신약개발에 실패하게 된다. 따라서, 이를 예측하기 위한 in vitro 평가 모델 및 기법이 개발되어 신약의 탐색 초기에 적용됨으로써 신약 개발의 실패율을 감소시켜 왔다.
이러한 노력에도 불구하고, 항암제의 신약 개발에 있어서, '유효성' 확보의 미검증 때문에 임상개발 단계에서의 항암 효능의 부족으로 인한 실패율이 여전히 높은 실정이다. 상기 ADME의 경우와 유사하게 항암제의 유효성을 개발 초기 단계에서 검증하는 것이 필요하다. 종래의 유효성 평가는 In-vitro 2D 세포 배양 모델 기반으로 이루어졌으나, 이러한 방법은 고형암의 역동적인 조직병리를 반영할 수 없어 임상 유효성 예측에 한계가 있었다. 따라서, 항암제의 유효성 평가를 위한 최선의 방법으로, 고형암의 고유 특징인 3D 구조(3-Dimensionality)와 이질적 세포 상호작용(Heterotypic cell interaction) 등 종양의 미세 환경적(Tumor microenvironment) 특징이 재현되는 3D 세포 배양계를 이용하는 방법이 주목받고 있다.
3차원 배양계를 이용한 생체 모사형 조직 배양계는 약물의 분포나 세포 내 축적을 연구하는데 좋은 모델로 평가받고 있으며, 약동-약력학적 평가에도 사용됨이 보고된 바 있다. 이러한 3차원 배양계는 1980년 이후 다양한 조직 병리학적인 연구 목적에 따라 활용되어 왔으며, 최근 많은 연구진에 의해 다층 세포 배양계와 다세포 구상체 등의 3차원 배양계가 더욱 활발히 연구되고 있다. 일례로서, 세포 밀집도에 따른 약물의 조직 분포 연구, 저산소에서 독성을 나타내는 약물의 평가와 항암 약물과 방사선 치료의 병용 실험 등에 활용되고 있다.
한편, 암은 크게 혈액암과 고형암으로 나뉘는데 고형암은 일반적으로 위, 대장, 간 등 장기에 발생하는 암으로 전체 암의 95% 이상을 차지하고 있다. 오늘날, 대규모의 다국적 제약 회사들이 새로운 항암제를 개발하고 있으나, 고형암에 (특히 췌장암, 간암, 신장암 등) 대해서는 아직도 만족할 만한 치료율 개선이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 특히, 고형암은 종양 미세환경 내의 기질 세포나 세포외 기질과 공존하며, 이들과의 접촉 또는 비접촉의 상호접촉을 통해 병이 진행되고 이를 통해 약물 내성을 획득한다고 알려져 있다. 이와 더불어, 고형암 조직은 약물의 접근이 쉽지 않은 특성을 가지며, 암 조직 내 불완전한 혈관계는 불완전한 혈류, 조직 내 간극 압력(Interstital Fluid Pressure)의 상승을 유도하여 오히려 약물의 조직 내 분포를 방해하고 결과적으로 항암효과를 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있다. 마찬가지로 세포외 기질 (Extracellular matrix, ECM)도 약물의 투과성에 영향을 미쳐 항암효과에 악영향을 미치고 있다. 이에 비추어 볼 때, 신규 항암제의 개발 성공율을 높이기 위해서는, 개발 초기 단계에서 유효성과 조직 투과 특성을 평가하고 생체 내 또는 임상에서의 유효성과 조직 분포를 함께 예측할 수 있는 시스템이 필요하다.
이러한 배경하에서, 생체 모사형 모델에서의 평가를 위한 3차원 세포 배양기술이 개발되고 있고, 이러한 3차원 배양된 세포에서의 세포 독성 및 세포 내외 발현되는 생체 고분자 물질들 (단백질, 핵산, 당단백) 등의 발현 변화를 분석하는 기술이 절실히 요구되고 있다. 현재, 변화를 추적하는 트레이서 또는 염료와 형광 현미경을 기초로 하는 기술들이 개발되어 사용되고 있으나, 광학적 한계와 이러한 물질들 자체의 투과성의 한계로 불완전한 결과만을 얻고 있는 상황이다. 따라서, 이러한 종래 문제점들이 개선된 조직 절편 제조 기술에 대한 요구가 있으나, 삼차원 배양된 세포들은 그 구조와 상태가 온전히 유지된 상태로 여러 과정을 거치기 쉽지 않기 때문에 실험자가 용이하게 사용할 수 있는 절편 제작 기술은 아직 미비한 실정이다(한국 공개특허 제2015-0027006호).
본 발명은 필러들의 배열을 변경할 수 있는 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 시료 블록에서 시료 박편을 용이하게 얻을 수 있는 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 시료 블록의 제조장치에 사용되는 필러 조립체로서, 복수 개의 관통홀을 갖는 제1 베이스 부재와, 상기 제1 베이스 부재에 장착되는 제2 베이스 부재와, 상기 제1 및 제2 베이스 부재 사이에 지지되며, 각각의 관통홀을 통해 외부로 노출되도록 배열되는 복수 개의 필러, 및 상기 제1 및 제2 베이스 부재를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재를 포함하는, 필러 조립체가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고형화 물질의 바닥부를 지지하기 위한 디스크와, 상기 디스크 상에 안착되며, 고형화 물질의 측면부를 지지하기 위한 지그 및 고형화 물질의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그 내부로 삽입되는 필러 조립체를 포함하는 시료 블록의 제조장치가 제공된다. 여기서, 상기 필러 조립체는, 복수 개의 관통홀을 갖고, 상기 지그와 마주하도록 배치되는 제1 베이스 부재와, 상기 제1 베이스 부재에 장착되는 제2 베이스 부재와, 상기 제1 및 제2 베이스 부재 사이에 지지되며, 각각의 관통홀을 통해 외부로 노출되도록 배열되고, 바이오 매트릭스를 부착시키기 위한 복수 개의 필러, 및 상기 제1 및 제2 베이스 부재를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고형화 물질의 바닥부를 지지하기 위한 열전도 패드와, 상기 열전도 패드가 안착되는 디스크와, 상기 디스크 상에 안착되며, 고형화 물질의 측면부를 지지하기 위한 지그 및 고형화 물질의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그 내부로 삽입되는 필러 조립체를 포함하는 시료 블록의 제조장치가 제공된다. 여기서 상기 필러 조립체는, 복수 개의 관통홀을 갖고, 상기 지그와 마주하도록 배치되는 제1 베이스 부재와, 상기 제1 베이스 부재에 장착되는 제2 베이스 부재와, 상기 제1 및 제2 베이스 부재 사이에 지지되며, 각각의 관통홀을 통해 외부로 노출되도록 배열되고, 바이오 매트릭스를 부착시키기 위한 복수 개의 필러 및 상기 제1 및 제2 베이스 부재를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재를 포함한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
상기 필러 조립체는 필러들의 배열을 변경할 수 있도록, 필러들을 지지하는 복수 개의 베이스 부재는, 예를 들어 자석과 같은 고정부재를 통해, 분리 가능하게 결합된다. 따라서, 시료 블록을 제조하는 각각의 공정에 따라 필러들의 배열을 손쉽게 변경할 수 있다.
또한, 고형화 물질을 통해 시료 블록을 제조하기 위한 지그와 필러 조립체를 용이하게 정렬 및 조립시킬 수 있다. 또한, 상기 고형화 물질의 고형화(예를 들어, 동결)가 완료되면, 지그 및 필러 조립체를 시료 블록으로부터 분리시킬 수 있다. 또한, 지그 및 필러 조립체가 분리된 상태의 시료 블록을 절단하여 시료 박편을 얻을 수 있다.
또한, 필러 조립체가 분리되어 소정 깊이의 홀이 시료 블록에 형성되고 상기 홀의 바닥면에 시료가 부착된다. 이때, 홀의 바닥면에서부터 시료의 절편이 이루어지게 되고, 이에 따라 용이하고 정확하게 시료 박편을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 필러 조립체를 나타내는 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 필러 조립체가 조립된 상태의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 필러 조립체가 조립된 상태의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 필러 조립체의 일 사용상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이다.
도 6은 필러를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 8은 도 7의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 시료 블록의 제조장치의 일 사용상태를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 사진이다.
도 2는 도 1에 도시된 필러 조립체가 조립된 상태의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 필러 조립체가 조립된 상태의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 필러 조립체의 일 사용상태를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 4의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이다.
도 6은 필러를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 8은 도 7의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 시료 블록의 제조장치의 일 사용상태를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 필러 조립체 및 이를 포함하는 시료 블록의 제조장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 필러 조립체(100)를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 필러 조립체(100)가 조립된 상태의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 필러 조립체(100)가 조립된 상태의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 필러 조립체(100)는 시료 블록의 제조장치에 사용되는 필러 조립체(100)일 수 있다. 또한, 상기 필러 조립체(100)는 제1 베이스 부재(110)와 제2 베이스 부재(120)와 복수 개의 필러(130) 및 고정부재(140)를 포함한다. 구체적으로, 필러 조립체(100)는 복수 개의 관통홀(111, 112)을 갖는 제1 베이스 부재(110)와, 상기 제1 베이스 부재(110)에 장착되는 제2 베이스 부재(120)와, 상기 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120) 사이에 지지되며, 제1 베이스 부재(110)의 각각의 관통홀(111, 112)을 통해 외부로 노출되도록 배열되는 복수 개의 필러(130) 및 상기 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120)를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재(140)를 포함한다.
또한, 상기 제1 베이스 부재(110) 및 제2 베이스 부재(120)는 소정의 두께를 갖는 플레이트일 수 있다. 또한, 상기 제1 베이스 부재(110) 및 제2 베이스 부재(120)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 베이스 부재(110) 및 제2 베이스 부재(120)가 결합하면, 그 사이에는 필러(130)의 일부 영역(예를 들어, 헤드부)이 배치 및 지지되기 위한 공간부가 마련될 수 있다. 상기 공간부는 필러(130)의 헤드부(131)의 두께와 동일한 두께를 갖도록 마련될 수도 있다.
한편, 상기 필러(130)는 헤드부(131) 및 헤드부(131)로부터 연장된 로드부(132)를 포함할 수 있다. 상기 헤드부(131)는 로드부(132)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 마련될 수 있다. 상기 필러(130)의 헤드부(131)는 제1 베이스 부재(110) 및 제2 베이스 부재(120)가 결합한 상태에서, 제1 베이스 부재(110) 및 제2 베이스 부재(120) 사이 공간에 배치된다. 또한, 상기 필러(130)의 로드부(132)는 제1 베이스 부재(110)의 관통홀(111, 112)을 통과하여 외부로 노출된다. 또한, 상기 필러(130)의 로드부(132)의 표면에는 후술할 바이오 매트릭스(bio matrix)와 세포가 부착된다.
한편, 상기 필러(130)의 길이 및 직경 등은 시료 블록의 크기 및 종류에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 일 실시예로, 필러(130)의 로드부(132)의 전체 길이는 약 7.1mm일 수 있고, 제1 베이스 부재(110) 외부로 노출된 로드부(132)의 길이는 약 4.1mm일 수 있다. 또한, 로드부(132)의 직경은 약 2mm일 수 있고, 필러(130)가 배치된 상태의 필러 조립체(100)의 전체 두께는 약 12.1mm일 수 있다.
상기 고정부재(140)는 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120)를 자기력으로 고정시키기 위한 하나 이상의 자석(140)을 포함할 수 있다. 상기 자석(140)은 제1 또는 제2 베이스 부재(110, 120)에 마련될 수 있다. 또한, 복수 개의 자석(140)이 제1 또는 제2 베이스 부재(110, 120)의 둘레방향을 따라 소정 간격으로 떨어져 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제2 베이스 부재(120)에만 복수 개의 자석(140)이 마련되고, 각각의 자석(140)은 금속 재질의 제1 베이스 부재(110)에 부착될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해, 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120)는 분리가 가능하다. 또한, 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120)가 분리되면, 그 사이에 배치된 필러(130)의 해드부(131)가 외부로 노출된다. 한편, 각각의 베이스 부재(120)는 폴리머 재질로 형성될 수도 있고, 이러한 경우, 상기 자석(140)은 각각의 베이스 부재(120)에 서로 다른 극성이 한 쌍을 이루도록 마련될 수도 있다.
복수 개의 관통홀(111, 112)은, 제1 베이스 부재(110)의 가장자리를 따라 위치하는 복수 개의 제1 관통홀(111)과, 제1 베이스 부재(110)의 중앙 영역에 위치하는 복수 개의 제2 관통홀(112)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인접하는 2개의 제1 관통홀(111) 사이의 간격과 인접하는 2개의 제2 관통홀(112) 사이의 간격은 서로 다르게 결정될 수 있다. 또한, 복수 개의 제1 관통홀(111) 들은 소정 축 방향을 따라 차례로 배열될 수 있고, 복수 개의 제2 관통홀(112)들을 원형을 이루도록 중앙 영역에 배열될 수 있다. 또한, 제1 관통홀(111)은 필러 조립체(100)가 침지되는 웰 플레이트의 웰의 배열과 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 복수 개의 제1 관통홀(111)은 제1 베이스부재(110)의 가장자리 측으로부터 중앙영역 측까지 전체 영역에 걸쳐 5 X 5의 격자 배열로 마련될 수 있다. 한편, 제2 베이스 부재(120)에는 복수 개의 제3 관통홀(121)이 마련될 수 있다. 이때, 각각의 제3 관통홀(121)은 제1 관통홀(111)과 동일한 크기를 갖도록 마련된다. 또한, 복수 개의 제3 관통홀(121)은 복수 개의 제1 관통홀(111)의 배열과 동일한 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 제3 관통홀(121)은 제2 베이스부재(120)의 가장자리 측으로부터 중앙영역 측까지 전체 영역에 걸쳐 5 X 5의 격자 배열로 마련될 수 있다. 또한, 제1 베이스 부재(110)와 제2 베이스 부재(120)가 결합된 상태에서, 각각의 제1 관통홀(111)과 이에 대응하는 각각의 제3 관통홀(121)은 동축 상에 배열되는 것이 바람직하다.
한편, 복수 개의 제1 관통홀(111)을 통해 필러(130)들이 외부로 노출된 경우와 복수 개의 제2 관통홀(112)을 통해 필러(130)들이 외부로 노출된 경우의 필러들의 배열이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 시료 블록을 제조하는 각각의 공정에 따라 필러들의 배열을 손쉽게 변경할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 필러 조립체(100)의 일 사용상태를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이며, 도 6은 필러(130)를 나타내는 측면도이다.
우선, 시료 블록(20, 도 8 참조)을 제조하기 위하여, 필러(130)의 표면에 바이오 매트릭스를 부착시키고, 필러 조립체(100)의 필러(130)들을 배양액이 함유된 복수 개의 웰(well)(11)이 배열된 웰 플레이트(10)에 침지시킨다. 예를 들어, 상기 웰 플레이트(10)는 96웰 플레이트일 수 있다. 이때, 각각의 필러(130)를 웰(11)에 침지시킴으로써, 필러(130) 표면에 세포를 3차원으로 배양시킬 수 있다. 이때, 상기 세포의 약물 반응성을 분석하기 위하여, 필러(130)에서 3차원으로 배양된 세포를 약물과 반응시킨 후, 이를 고형화 물질로 옮겨 시료 블록(20)을 형성할 수 있다.
한편, 본 문서에서 바이오 매트릭스는 콜라겐 또는 알지네이트일 수 있고, 상기 세포는 암세포 또는 줄기세포일 수 있다. 또한, 상기 웰 플레이트(10) 내의 배양액에는 후보 약물이 첨가되어 있을 수 있다. 구체적으로, 본 문서에서, '생물학적 시료'는 혈액 및 생물학적 기원의 기타 액상 시료, 생검 표본, 조직 배양과 같은 고형 조직 시료 또는 이로부터 유래된 세포가 포함되며, 보다 구체적으로, 조직, 추출물, 세포 용해물, 전혈, 혈장, 혈청, 침, 안구액, 뇌척수액, 땀, 뇨, 젖, 복수액, 활액, 복막액 등일 수 있으며, 바람직하게는 세포 시료, 가장 바람직하게는 암 세포 또는 줄기 세포일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 시료는 사용하기 전에 전처리할 수 있으며, 예를 들어, 여과, 증류, 추출, 농축, 방해 성분의 불활성화, 및 시약의 첨가 등을 포함할 수 있다. 아울러, '바이오 매트릭스'는 세포가 3차원 배양되는 공간을 제공하는 물질로서, 바람직하게 bFGF (Fibroblast growth factor)-알지네이트, 헤파린-알지네이트, 폴리글리콜산, 폴리글리콜산-콜라겐, 라미닌, 메트리젤, 피브린, 콜라겐 또는 알지네이트로 이루어지는 하이드로겔일 수 있으나, 생체 적합성을 갖는 물질이라면, 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 필러(130)의 표면에 폴리-L-라이신 (Poly-L-lysine), 폴리-D-라이신 (Poly-D-lysine), 및 도파민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 화합물과 Mg2+, Ca2+, Ba2+, 및 Cu2+ 등의 2가 금속 이온을 포함하는 화합물을 처리함으로써, 필러(130)의 표면과 바이오 매트릭스간 접착력을 더욱 증진시킬 수 있다.
한편, 상기 필러(130)는 관통홀(111)로부터 멀어질수록 직경이 작아질 수 있다. 전술한 바와 같이, 필러(130)는 헤드부(131) 및 로드부(132)를 포함하며, 상기 로드부(132)는 적어도 일부 영역이 관통홀(111)로부터 멀어질수록 직경이 작아지게 마련될 수 있다. 즉, 헤드부(131)와 인접한 영역(132a)의 직경(d1, 예를 들어, 2.22mm)이 헤드부(131)와 멀리 떨어진 영역(132b)의 직경(d2, 예를 들어, 1.98mm) 보다 크게 형성된다. 예를 들어, 로드부(132)는 원추 형상을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치(200)를 나타내는 분리 사시도이고, 도 8은 도 7의 각 구성요소가 결합된 상태의 단면도이며, 도 9 및 도 10은 도 7에 도시된 시료 블록의 제조장치의 일 사용상태를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 시료 블록의 제조장치(200)는 고형화 물질(O)의 바닥부(B)를 지지하기 위한 디스크(220)와, 상기 디스크(220) 상에 안착되며, 고형화 물질(O)의 측면부(S)를 지지하기 위한 지그(210) 및 고형화 물질(O)의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그(210) 내부로 삽입되는 필러 조립체(100)를 포함한다.
상기 필러 조립체(100)는 도 1을 통해 설명한 필러 조립체(100)와 동일하며, 구체적으로, 상기 필러 조립체(100)는 복수 개의 관통홀(111, 112)을 갖고, 상기 지그(210)와 마주하도록 배치되는 제1 베이스 부재(110)와, 상기 제1 베이스 부재(110)에 장착되는 제2 베이스 부재(120)와, 상기 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120) 사이에 지지되며, 각각의 관통홀(111, 112)을 통해 외부로 노출되도록 배열되고, 바이오 매트릭스를 부착시키기 위한 복수 개의 필러(130) 및 상기 제1 및 제2 베이스 부재(110, 120)를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재(140)를 포함한다.
시료 블록 제조장치(200)에서, 상기 필러 조립체(100)는 제1 베이스 부재(110) 외부로 노출된 필러(130)의 로드부(132)가 지그(210) 내부로 삽입되도록 배치된다. 전술한 바와 같이, 로드부(132)에는 약물 처리되고 3차원으로 배양된 세포가 바이오 매트릭스를 매개로 부착되어 있다.
절편 블록(Section block)을 만들기 위한 시료 블록(20)은, 지그(210) 내부에 수용된 고형화 물질(세포 고정물질)(O)에, 약물 처리되고 3차원으로 배양된 세포(22)가 필러(130)를 통해 삽입된다. 이후, 필러(130)가 삽입된 상태에서, 동결 처리되고, 고형화가 완료되면, 시료 블록(20)이 형성된다. 여기서, 상기 고형화 물질(O)은 파라핀 또는 동결조직 포매제(OCT compound)일 수 있다.
전술한 바와 같이, 복수 개의 관통홀(111, 112)은, 제1 베이스 부재(110)의 가장자리를 따라 위치하는 복수 개의 제1 관통홀(111)과, 제1 베이스 부재(110)의 중앙 영역에 위치하는 복수 개의 제2 관통홀(112)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인접하는 2개의 제1 관통홀(111) 사이의 간격과 인접하는 2개의 제2 관통홀(112) 사이의 간격은 서로 다르게 결정될 수 있다. 또한, 복수 개의 제1 관통홀(111) 들은 소정 축 방향을 따라 차례로 배열될 수 있고, 복수 개의 제2 관통홀(112)들을 원형을 이루도록 중앙 영역에 배열될 수 있다.
필러(130)들에 바이오 매트릭스를 부착시키고, 3차원으로 세포를 배양하는 공정(웰 플레이트 침지 공정)에서, 즉, 바이오 매트릭스가 부착된 필러들을 배양액에 침지시키는 공정에서, 필러들은 제1 관통홀(111)들에 배열될 수 있다. 이와는 다르게, 지그(210)에 삽입하는 공정에서, 필러(130)들은 제2 관통홀(112)들에 배열될 수 있다. 이는, 웰 플레이트의 웰 배열과 지그(210)의 형상이 상이하기 때문이다. 구체적으로, 지그(210)의 형상은 디스크(220)의 형상에 대응하도록 종속된다. 따라서, 디스크(220)의 형상과 웰 플레이트(10)에서 웰들이 배열된 형상이 다를 경우, 필러 조립체(100)의 필러(130)들의 배열도 변경될 필요가 있다.
한편, 지그(210)는, 고형화 물질(O)이 수용되는 공간부(211)를 제공하는 본체(212) 및 상기 본체(212)로부터 연장되고, 지그(210) 상의 소정 위치에 필러 조립체(100)를 정렬시키기 위하여 필러 조립체(100)에 삽입되는 하나 이상의 정렬 로드(213)를 포함할 수 있다. 상기 본체(212)는 원통형의 실린더 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 본체(212)는 상기 공간부(211)가 양 측으로 각각 개방된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, 상기 공간부(211)가 상하방향으로 각각 개방된 경우, 공간부(211)의 바닥부는 디스크(220)에 의해 닫히고, 공간부(211)의 상부는 필러 조립체(100)에 의해 닫힐 수 있다. 또한, 상기 정렬 로드(213)는 본체(212)의 둘레 방향을 따라 소정 간격으로 떨어져 복수 개로 마련될 수 있고, 복수 개의 정렬 로드(213)는 본체(212)의 둘레방향을 따라 방사형으로 각각 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 정렬 로드(213)는 제1 베이스 부재(110)의 제1 관통홀(111)에 삽입되도록 마련될 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 필러 조립체(100) 및 지그(210)는, 고형화된 고형화 물질(20)로부터 각각 분리 가능하게 마련될 수 있다. 필러 조립체(100) 및 지그(210)가 각각 분리된 상태의 시료 블록(20)은 고형층(21)과 고형층(21) 내에 위치한 3차원 세포 어레이(22)를 포함한다. 3차원 세포 어레이(22)는 필러(130) 표면의 세포들이 고형층(21) 내에 고정되어 형성된다. 이후, 지그(210) 및 필러 조립체(100)가 분리된 상태의 시료 블록(20)을 커터(30)를 통해 절단하여 시료 박편(40)을 얻을 수 있다. 이때, 필러 조립체(100)가 분리되어 소정 깊이의 홀(23)이 형성되며 홀(23)의 바닥면에서부터 시료 블록(20)의 절단이 이루어지게 되고, 이에 따라 용이하고 정확하게 시료 박편(40)을 얻을 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 평면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 시료 블록의 제조장치를 나타내는 사진이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 시료 블록의 제조장치는 고형화 물질이 특히 파라핀인 경우에 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예와 관련된 시료 블록의 제조장치는 고형화 물질(파라핀)의 바닥부를 지지하기 위한 열전도 패드(230)와, 상기 열전도 패드(230)가 안착되는 디스크(240)와, 상기 디스크(240) 상에 안착되며, 고형화 물질의 측면부를 지지하기 위한 지그(210) 및 고형화 물질의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그 내부로 삽입되는 필러 조립체를 포함한다.
이때, 디스크(240)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 형성되고, 열전도 패드(230)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 즉, 고형화 물질의 종류에 따라 디스크의 형상 및 재질이 달라질 수 있고, 열전도 패드가 추가로 사용될 수도 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 필러 조립체
200: 시료 블록 제조장치
210: 지그
220, 240: 디스크
230: 열전도 패드
200: 시료 블록 제조장치
210: 지그
220, 240: 디스크
230: 열전도 패드
Claims (20)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 고형화 물질의 바닥부를 지지하기 위한 디스크;
상기 디스크 상에 안착되며, 고형화 물질의 측면부를 지지하기 위한 지그; 및
고형화 물질의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그 내부로 삽입되는 필러 조립체를 포함하며,
상기 필러 조립체는, 복수 개의 관통홀을 갖고, 상기 지그와 마주하도록 배치되는 제1 베이스 부재;
상기 제1 베이스 부재에 장착되는 제2 베이스 부재;
상기 제1 및 제2 베이스 부재 사이에 지지되며, 각각의 관통홀을 통해 외부로 노출되도록 배열되고, 바이오 매트릭스를 부착시키기 위한 복수 개의 필러; 및
상기 제1 및 제2 베이스 부재를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재를 포함하는, 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
복수 개의 관통홀은, 제1 베이스 부재의 가장자리를 따라 위치하는 복수 개의 제1 관통홀과 제1 베이스 부재의 중앙 영역에 위치하는 복수 개의 제2 관통홀을 포함하며,
인접하는 2개의 제1 관통홀 사이의 간격과 인접하는 2개의 제2 관통홀 사이의 간격은 서로 다른, 시료 블록의 제조장치. - 제 6 항에 있어서,
바이오 매트릭스가 부착된 필러들을 배양액에 침지시키는 공정에서, 필러들은 제1 관통홀들에 배열되고,
지그에 삽입하는 공정에서, 필러들은 제2 관통홀들에 배열되는 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
지그는, 고형화 물질이 수용되는 공간부를 제공하는 본체 및 상기 본체로부터 연장되고, 지그 상의 소정 위치에 필러 조립체를 정렬시키기 위하여 필러 조립체에 삽입되는 하나 이상의 정렬 로드를 포함하는 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
고정부재는, 제1 및 제2 베이스 부재를 자기력으로 고정시키기 위한 하나 이상의 자석을 포함하는 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 필러는 관통홀로부터 멀어질수록 직경이 작아지는 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 고형화 물질은 동결조직 포매제(OCT compound)인 시료 블록의 제조장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 필러 조립체 및 지그는, 고형화된 고형화 물질로부터 각각 분리 가능하게 마련된 시료 블록의 제조장치. - 고형화 물질의 바닥부를 지지하기 위한 열전도 패드;
상기 열전도 패드가 안착되는 디스크;
상기 디스크 상에 안착되며, 고형화 물질의 측면부를 지지하기 위한 지그; 및
고형화 물질의 상부를 향해 바이오 매트릭스가 부착된 적어도 일부 영역이 상기 지그 내부로 삽입되는 필러 조립체를 포함하며,
상기 필러 조립체는, 복수 개의 관통홀을 갖고, 상기 지그와 마주하도록 배치되는 제1 베이스 부재;
상기 제1 베이스 부재에 장착되는 제2 베이스 부재;
상기 제1 및 제2 베이스 부재 사이에 지지되며, 각각의 관통홀을 통해 외부로 노출되도록 배열되고, 바이오 매트릭스를 부착시키기 위한 복수 개의 필러; 및
상기 제1 및 제2 베이스 부재를 분리 가능하게 고정시키도록 마련된 고정부재를 포함하는, 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
복수 개의 관통홀은, 제1 베이스 부재의 가장자리를 따라 위치하는 복수 개의 제1 관통홀과 제1 베이스 부재의 중앙 영역에 위치하는 복수 개의 제2 관통홀을 포함하며,
인접하는 2개의 제1 관통홀 사이의 간격과 인접하는 2개의 제2 관통홀 사이의 간격은 서로 다른, 시료 블록의 제조장치. - 제 14 항에 있어서,
바이오 매트릭스가 부착된 필러들을 배양액에 침지시키는 공정에서, 필러들은 제1 관통홀들에 배열되고,
지그에 삽입하는 공정에서, 필러들은 제2 관통홀들에 배열되는 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
지그는, 고형화 물질이 수용되는 공간부를 제공하는 본체 및 상기 본체로부터 연장되고, 지그 상의 소정 위치에 필러 조립체를 정렬시키기 위하여 필러 조립체에 삽입되는 하나 이상의 정렬 로드를 포함하는 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
고정부재는, 제1 및 제2 베이스 부재를 자기력으로 고정시키기 위한 하나 이상의 자석을 포함하는 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 필러는 관통홀로부터 멀어질수록 직경이 작아지는 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 고형화 물질은 파라핀을 포함하는 시료 블록의 제조장치. - 제 13 항에 있어서,
디스크는 PDMS 재질로 형성되고,
열전도 패드는 금속 재질로 형성된 시료 블록의 제조장치.
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