KR101876701B1 - 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법 - Google Patents

3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법 Download PDF

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임예선
무하마드 이크람
곽종영
정영훈
진송완
이강오
이승수
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드; 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드로부터 상부몰드를 분리한 후 상부몰드의 하부에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다.

Description

3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법{Mold for manufacturing hydrogel scaffold for culturing three-dimensional cells and method for manufacturing hydrogel scaffold using thereof}
본 발명은 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체조직에서 분리한 세포들을 배양하기 위한 하이드로겔 소재의 지지체를 제조하는 몰드 및 이를 이용하여 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조직공학은 공학과 생명과학의 주요 요소 즉, 생체 세포, 공학, 재료 및 적절한 생화학적/생리-화학적 인자 등을 복합적으로 사용하여 생체 기능을 유지, 증진 및 복구시키거나 대치함으로서 임상적으로 치료 목적으로 응용하고자 하는 학문 분야이다. 이러한 조직공학에 있어서 가장 핵심적인 기술은 생체 조직에서 분리하여 배양한 세포들을 생분해성 중합체로 만든 다공성 지지체에 부착시켜 생체내로 이식하거나 체외에서 일정기간 동안 배양하여 새로운 생체조직을 생성하는 것이라 할 수 있다.
한편, 진핵세포(Eukaryotic cell)를 단지 2차원적인 폴리스티렌 혹은 유리로 된 기질 위에서 배양하는 것은, 세포외기질(Extracellular matrix)에 부착되어 3차원 상에서 세포가 성장하도록 하는 것에 비해 생체의 생리적 환경을 정확히 반영할 수 없다는 한계가 있다. 따라서 실제 생체조직 환경에서 일어나는 많은 복잡한 생명 현상(예를 들면, 수용체의 발현, 유전자의 전사조절, 세포의 이동 및 세포자멸사(apoptosis) 등)이 구현될 수 있도록 하기 위하여, 세포의 공간적인 구조(Spatial organization)를 고려한 3차원적인 세포의 배양이 매우 중요한 의의를 지닌다고 할 수 있다.
이러한 세포배양과 관련된 것으로서, 인터넷 공지기술(http://imedifab.com/sub.asp?maincode=453&sub_sequence=465&sub_sub_sequence=477)에서는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 대해 개시하고 있다.
이때, 이러한 종래의 하이드로겔 지지체의 제조방법은, 키트(Kit) 내에서 겔(Gel)상의 소재를 겔화시킨 후, 핀셋 등을 이용하여 키트로부터 겔화된 하이드로겔 지지체를 수작업을 통해 분리시키는 것을 특징으로 한다.
따라서 상기 종래의 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 핀셋을 이용하여 일일이 겔화된 하이드로겔 지지체를 분리시켜야 하므로, 작업자의 높은 숙련도가 필요하며, 작업의 효율이 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있도록 개선된 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드는, 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드; 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함한다.
상기 이젝팅수단은, 탄성을 갖는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함할 수 있다.
상기 헤드부는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어질 수 있다.
상기 헤드부는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있다.
상기 헤드부는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상일 수 있다.
상기 헤드부는, 그 종단면이 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상일 수 있다.
상기 이젝팅수단은, 연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되고 상기 복수개의 상부 단위몰드에 형성된 관통홀에 각각 삽입되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되며 작업자에 의해 파지되는 손잡이를 포함할 수 있다.
상기 이젝터 핀은, 탄성을 갖는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 (A) 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드를 준비하는 단계; (B) 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드를 준비하는 단계; (C) 상기 복수개의 하부 단위몰드에 상기 복수개의 상부 단위몰드가 각각 삽입되도록 상기 상부몰드를 하부몰드에 장착시키는 단계; (D) 상기 상부몰드에 형성된 수용부에 겔(Gel)상의 소재를 충진시키는 단계; (E) 상기 상부몰드의 수용부에 수용된 겔상의 소재를 응고시키는 단계; (F) 상기 하부몰드로부터 상기 상부몰드를 분리시키는 단계; 및 (G) 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 상기 상부몰드의 수용부로부터 완성된 하이드로겔(Hydrogel) 지지체를 적출하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법이 제공된다.
상기 (G) 단계는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와, 상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 헤드부를 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (G) 단계는, 연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되는 손잡이를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와, 상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 이젝터 핀을 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이젝터 핀을 삽입하는 단계는, 상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 이젝팅수단을 위치시키는 단계와, 상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드의 관통홀로 삽입되도록 상기 이젝팅수단을 상기 상부몰드 측으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드로부터 상부몰드를 분리한 후 상부몰드의 하부에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 복수개의 상부 단위몰드의 수용부에서 각각 겔(Gel)상의 소재를 응고시킴으로써, 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 동시에 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 하부몰드가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상부몰드와 하부몰드의 분리사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단된 상부몰드와 하부몰드의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제1이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 제1이젝팅수단의 헤드부의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제2이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 따라 하이드로겔 지지체가 제조되는 과정을 도시한 사시도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 하부몰드가 결합된 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 상부몰드와 하부몰드의 분리사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단된 상부몰드와 하부몰드의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔(Hydrogel) 지지체 제조용 몰드(이하,‘몰드’라 한다)는, 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 포함한다.
상기 상부몰드(110)는, 베이스(111)와, 상기 베이스(111)에 설치되며 소정 간격으로 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 상부 단위몰드(112)를 포함한다. 상기 베이스(111)는 플레이트 형상의 부재로서, 상기 하부몰드(112)의 상면에 안착된다. 상기 상부 단위몰드(112)는, 상기 베이스(111)의 하측면에서 하방으로 돌출되는 것으로서, 내부에 하이드로겔 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부(113)가 형성되고, 그 바닥에는 관통홀(114)이 형성된다.
상기 하부몰드(120)는, 상기 상부몰드(110)의 하측에 배치되는 것으로서, 상기 상부 단위몰드(112)에 대응되도록 소정 간격으로 서로 이격되도록 배치된 암형의 하부 단위몰드(121) 복수개가 형성된다. 그리고 상기 상부몰드(110)는, 상기 베이스(111)의 하면이 상기 하부몰드(120)의 상면에 접하고, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)가 상기 하부 단위몰드(121)에 각각 삽입되도록, 상기 하부몰드(120)의 상부에 안착된다.
이때, 상기 하부 단위몰드(121)의 내벽은 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부몰드(110)는, 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽이 상기 하부 단위몰드(121)의 내벽과 완전히 밀착되도록 상기 하부몰드(120)에 안착될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 스포이드(200)를 통해 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)로 충진된 겔(Gel)상의 소재가, 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽과 상기 하부 단위몰드(112)의 내벽 사이로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제1이젝팅수단을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4에 나타낸 제1이젝팅수단의 헤드부의 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제2이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 몰드(100)는 이젝팅수단(130,140)을 더 포함한다. 상기 상부몰드(110)는, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에서 하이드로겔 지지체가 응고된 후 상기 하부몰드(120)로부터 분리된다. 그리고 상기 이젝팅수단(130,140)은, 분리된 상기 상부몰드(110)의 하측에서 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입되어, 상기 상부 단위몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킨다.
이때, 상기 이젝팅수단(130,140)은 제1이젝팅수단(130)과 제2이젝팅수단(140)으로 나뉘어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1이젝팅수단(130)은, 탄성을 갖는 헤드부(131)와, 상기 헤드부(131)의 하부에 연결되는 스템부(132)를 포함할 수 있다. 작업자는 상기 스템부(132)를 파지하여 상기 헤드부(131)를 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입함으로써, 상기 상부몰드(110)로부터 하이드로겔 지지체를 분리시킬 수 있게 된다.
한편, 응고된 하이드로겔 지지체는 그 소재의 특성상 외부의 충격에 약하다. 따라서 만약 상기 헤드부(131)가 금속과 같은 견고한 소재로 제조되는 경우, 상기 헤드부(131)가 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 밀어냄에 따라, 하이드로겔 지지체에 손상이 가해질 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여, 상기 헤드부(131)는, 실리콘(Silicon) 또는 고무와 같이 탄성을 갖는 소재로 만들어질 수 있다. 이 경우, 상기 헤드부(131)가 갖는 탄성에 의해 상기 헤드부(131)가 하이드로겔 지지체에 손상을 가하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 헤드부(131)는 실리콘, 고무 이외에 다른 탄성 소재로도 만들어질 수 있다고 할 것이다.
상기 헤드부(131)는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있다. 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers)와 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol)는, 투명도, 열변형성 내화학성이 뛰어나며 정전기 방지제, 차단제 등으로도 널리 사용된다. 이렇듯 상기 헤드부(131)를 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅하는 경우, 상기 헤드부(131)가 하이드로겔 지지체에 접착되어 분리되지 않는 문제를 해소할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 헤드부(131)는, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재가 아닌 다른 소재로도 코팅될 수 있다고 할 것이다.
상기 헤드부(131)는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 헤드부(131)는, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 그 종단면이 하측에서 상측으로 향할수록 내측으로 휘어지는 포물선의 형상으로 형성될 수도 있고, 도 5의 B에 도시된 바와 같이, 그 종단면이 하측에서 상측으로 향할수록 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 헤드부(131)가 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입될 시에 그 외측 둘레 부분이 외측으로 접혀진 상태로 삽입됨으로써, 상기 헤드부(131)가 상기 관통홀(114)로 보다 원활하게 삽입되도록 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2이젝팅수단(140)은, 연결대(141)와, 복수개의 이젝터 핀(142)과, 손잡이(143)를 포함할 수 있다. 상기 연결대(141)는 플레이트 형상의 부재로서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)과 손잡이(143)가 설치된다. 상기 복수개의 이젝터 핀(142)은, 상기 복수개의 하부 단위몰드(121)에 대응되도록 상기 연결대(141)의 상부에 소정 간격으로 서로 이격되게 배치되어 결합된다. 상기 손잡이(143)는 상기 연결대(141)의 하부에 결합된다. 작업자는 상기 손잡이(143)를 잡고 상기 연결대(141)를 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어 상기 복수개의 이젝터 핀(142)을 각각 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입함으로써, 상기 상부몰드(110)로부터 하이드로겔 지지체를 분리시킬 수 있게 된다.
이때, 작업자는, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 손잡이(143)를 파지한 상태에서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입되도록 상기 제2이젝팅수단(140)을 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어낼 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 수용된 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 별다른 어려움 없이 손쉽게 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킬 수 있게 된다.
상기 이젝터핀(142)은, 탄성을 갖는 헤드부(144)와, 상기 헤드부(144)의 하부에 연결되는 스템부(145)를 포함할 수 있다. 상기 헤드부(144)는 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입되어 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킨다. 그리고 상기 스템부(145)는 상기 연결대(141)의 상부에 수직으로 결합되어 상기 헤드부(144)를 상기 연결대(141)에 고정시킨다.
한편, 상기 제2이젝팅수단(140)의 상기 헤드부(144)는, 상기 제1이젝팅수단(130)의 헤드부(131)와 마찬가지로, 실리콘 또는 고무로 제조될 수 있으며, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있고, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상으로 형성될 수 있음은 물론이라 할 것이다. 이에 대해서는 앞에서 상세히 서술하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이하부터는, 상기 몰드(100)를 이용하여 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 관해 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법의 흐름도이고, 도 8은 도 7에 나타낸 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 따라 하이드로겔 지지체가 제조되는 과정을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하기 위해, 먼저 베이스(111)와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부(113)가 형성되도록 상기 베이스(111)의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀(114)이 형성되며 상기 베이스(111)의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드(112)를 포함하는 상부몰드(110)를 준비한다(S10). 그리고 상기 상부몰드(110)의 하측에, 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드(112) 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드(121) 복수개가 패턴 배열된 하부몰드(120)를 준비한다(S20). 그 후, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)가 각각 상기 하부 단위몰드(121)에 삽입되도록, 상기 상부몰드(110)를 상기 하부몰드(120)의 상면에 장착시킨다(S30).
다음으로, 스포이드(200)를 이용하여 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 각각 겔 상의 소재를 충진시킨다(S40). 이때, 작업자는 작업의 목적에 따라 서로 동일한 겔 상의 소재를 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 충진시킬 수도 있고, 서로 다른 겔 상의 소재를 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 충진할 수도 있다.
그 후, 상기 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 응고장치(300)에 장입하여, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 겔 상의 소재를 응고시킨다(S50). 충분한 시간동안 상기 겔 상의 소재를 응고시킨 다음에는, 상기 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 상기 응고장치(300)로부터 꺼내어 상기 상부몰드(110)를 상기 하부몰드(120)로부터 분리시킨다(S60).
그 다음에는, 분리시킨 상기 상부몰드(110)의 하부에 상기 이젝팅수단(130,140)을 위치시킨다. 그리고 상기 이젝팅수단(130,140)의 단부(상기 이젝팅수단이 제1이젝팅수단(130)인 경우에는 헤드부(131), 상기 이젝팅수단이 제2이젝팅수단(140)인 경우에는 이젝터핀(142)의 헤드부(144))를 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입시켜, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 적출함으로써(S70), 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 모든 제조과정을 완료하게 된다. 이후에는, 적출된 하이드로겔 지지체를 세포배양 플레이트(400)로 옮겨, 사람의 신체로부터 분리된 세포를 하이드로겔 지지체 상에서 배양시키는 3차원 세포의 배양과정을 수행하게 된다.
이때, 상기 이젝팅수단이 제2이젝팅수단(140)인 경우에는, 작업자는, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 손잡이(143)를 파지한 상태에서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입되도록 상기 제2이젝팅수단(140)을 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어낼 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 수용된 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 별다른 어려움 없이 손쉽게 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킬 수 있게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드(100) 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드(120)로부터 상부몰드(110)를 분리한 후 상부몰드(110)의 하부에 형성된 관통홀(114)로 이젝팅수단(130,140)을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드(100) 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부에서 각각 겔(Gel)상의 소재를 응고시킴으로써, 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 동시에 제조할 수 있다.
100 : 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드
110 : 상부몰드 120 : 하부몰드
130 : 제1이젝팅수단 140 : 제2이젝팅수단

Claims (12)

  1. 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드;
    하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및
    상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이젝팅수단은,
    탄성을 갖는 헤드부와,
    상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상인 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 그 종단면이 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상인 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이젝팅수단은,
    연결대와,
    상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되고 상기 복수개의 상부 단위몰드에 형성된 관통홀에 각각 삽입되는 복수개의 이젝터 핀과,
    상기 연결대의 하부에 결합되며 작업자에 의해 파지되는 손잡이를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이젝터 핀은,
    탄성을 갖는 헤드부와,
    상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  9. (A) 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드를 준비하는 단계;
    (B) 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드를 준비하는 단계;
    (C) 상기 복수개의 하부 단위몰드에 상기 복수개의 상부 단위몰드가 각각 삽입되도록 상기 상부몰드를 하부몰드에 장착시키는 단계;
    (D) 상기 상부몰드에 형성된 수용부에 겔(Gel)상의 소재를 충진시키는 단계;
    (E) 상기 상부몰드의 수용부에 수용된 겔상의 소재를 응고시키는 단계;
    (F) 상기 하부몰드로부터 상기 상부몰드를 분리시키는 단계; 및
    (G) 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 상기 상부몰드의 수용부로부터 완성된 하이드로겔(Hydrogel) 지지체를 적출하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 (G) 단계는,
    탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와,
    상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 헤드부를 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 (G) 단계는,
    연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되는 손잡이를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와,
    상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 이젝터 핀을 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이젝터 핀을 삽입하는 단계는,
    상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 이젝팅수단을 위치시키는 단계와,
    상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드의 관통홀로 삽입되도록 상기 이젝팅수단을 상기 상부몰드 측으로 이동시키는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
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