KR101880676B1 - 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리, 상기 스캐폴드 어셈블리를 이용하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 관류형 생물 반응기 및 생물 반응 시스템 - Google Patents
조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리, 상기 스캐폴드 어셈블리를 이용하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 관류형 생물 반응기 및 생물 반응 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리, 상기 스캐폴드 어셈블리를 이용하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 관류형 생물 반응기 및 생물 반응 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 스캐폴드 어셈블리 및 이를 이용한 관류형 반응기는 생체 친화성(biocompatibility), 화학적 적합성(chemicalcompatibility) 및 기계적 적합성(mechanical compatibility)을 가지는 재료를 사용하고, 쾌속 조형법에 의하여 세포 성장을 위한 3차원적 환경을 제공하는 스캐폴드와, 나노 시트로 구성됨으로써 구조적으로 골모세포성 니치(osteoblastic niche)와 유사할 뿐만 아니라, 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 유실되지 않으면서 펌프에 의하여 일정 크기의 타진이 가능하여 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 일정한 자극에 노출되어 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생체내와 유사한 최적의 환경을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 스캐폴드 어셈블리 및 이를 이용한 관류형 반응기는 생체 친화성(biocompatibility), 화학적 적합성(chemicalcompatibility) 및 기계적 적합성(mechanical compatibility)을 가지는 재료를 사용하고, 쾌속 조형법에 의하여 세포 성장을 위한 3차원적 환경을 제공하는 스캐폴드와, 나노 시트로 구성됨으로써 구조적으로 골모세포성 니치(osteoblastic niche)와 유사할 뿐만 아니라, 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 유실되지 않으면서 펌프에 의하여 일정 크기의 타진이 가능하여 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 일정한 자극에 노출되어 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생체내와 유사한 최적의 환경을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리, 상기 스캐폴드 어셈블리를 이용하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 확대 성장을 위한 관류형 생물 반응기 및 생물 반응 시스템에 관한 것이다.
조혈모세포 (hematopoietic stem cell)는 혈액을 구성하는 적혈구, 백혈구 및 혈소판 등의 혈액세포로 분화할 수 있는 능력을 지닌 세포를 말한다. 조혈모세포는 특히 골수에서 대량으로 생산되며, 정상인의 골수 세포 중 약 1% 가량 존재한다. 줄기세포(stem cell)의 특징인 자가복제능력(self-renewing capacity), 다세포분열능(high capacity for cell division), 다분화잠재능(multi-potential differentiation capacity)등을 지니고 있다(van der Kooy D 등 2000, science, 287 ; 1439-1441).
그러나 재생불량성빈혈 (aplastic anemia)처럼 조혈모세포의 수가 부족한 경우, 백혈병 (leukemia), 골수이형성 증후군 (myelodysplastic syndrome) 등과 같이 조혈모세포가 병든 경우, 항암제 투여 또는 방사선 조사 등으로 조혈모세포가 손상된 경우에는 조혈모세포가 제대로 기능을 발휘할 수 없어 혈액세포를 만들어 낼 수 없게 된다.
이러한 경우 환자의 조혈모세포를 완전히 제거한 후 정상적인 조혈모세포를 환자에게 투여하면 조혈모세포는 환자의 골수로 이동하여 생착한 후 정상 혈액세포를 다시 생산함으로써 정상적인 조혈기능을 회복하게 되는데, 이를 조혈모세포 이식 (hematopoietic stem cell transplantation)이라 한다. 조혈모세포를 제공할 수 있는 원천 재료로는 골수, 제대혈, 말초혈 등이 있고, 각각을 이용하여 조혈모세포이식을 시행할 경우, 각각을 골수이식, 제대혈이식, 말초혈이식이라고 부르기도 하며, 환자의 상태와 공여자의 가능 여부 등에 따라 종류를 결정하게 된다.
그러나, 이러한 조혈모세포는 인간의 몸에선 골수(bone marrow)에 아주 조금 존재하고 있는 세포이기도 하다. 따라서, 조혈모세포 이식을 위해서는 우리가 필요로 하는 조혈모세포를 대량으로 얻는 기술의 개발이 매우 유용하다.
그간 이러한 조혈모세포를 대량으로 얻기 위한 여러 가지 방법들이 시도되어져 왔었으며, 대표적으로 체외(ex vivo)에서 여러 가지 사이토카인(cytokine)들을 배지에 첨가하여 배양(culture)하는 방법들이 있었다(D Metcalf, 2001, Biomed Pharmacother, 55 ; 75-78, Ian McNiece등, 2001, Experimental Hematology, 29 ; 3-11).
예를 들면, 제대혈 유래 조혈모세포와 조혈전구세포 (hematopoietic progenitor cells, HPCs)들은, 재조합 싸이토카인이 첨가된 상태에서 세포영양막(cell feeder layer)과 함께 공동배양하면 충분히 체외 증식이 가능하다는 보고들이 있다[Slovick FT, et al. (1984) Exp Hematol 12: 327-338 ; Kohler T, et al. (1999) Stem Cells 17: 19-24; McNiece IK, et al. (2002) Exp Hematol 30: 612-616]. 이러한 목적에 사용된 재조합 싸이토카인들로 Flk-2/Flt-3 ligand (FL), stem cell factor (SCF), thrombopoietin (TPO), granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF), megakaryocyte growth and development factor (MGDF), interleukin-3 (IL-3), and interleukin-6 (IL-6)이 있다 [Petzer AL, et al. (1996) J Exp Med 183: 2551-2558; McNiece I, et al. (2000) Exp Hematol 28: 1181-1186; Conneally E, et al.(1997) Proc Natl Acad Sci U S A 94: 9836-9841; Ueda T, et al. (2000) J Clin Invest 105: 1013-1021].
또한 상기 방법들에 더하여, 세포의 생존(survival)을 증가시키는 신호 전달 물질을 첨가시키거나(Bhardwaj 등, 2001, Nature Immun., 2; 172-180), 기질세포(stroma cell)를 이용하여 직접적인 세포 사이의 상호작용(cell-to-cell interaction)을 통하여 세포증식에 도움을 줄 수 있는 공급세포(feeder cell)들을 사용하는 방법도 고안된 바 있다(Shimakura 등, 2000, Stem Cells, 18; 183-189).
전술한 바와 같이 다양한 조혈모세포의 배양방법이 알려져 있으나, 조혈모세포는 체외(ex vivo)에서의 배양시 많은 세포들이 세포사멸을 통하여 손실된다. 더욱이 채취된 조혈모세포의 보관을 위해 조혈모세포를 냉동시킨 후 다시 해동할 경우, 더 많은 조혈모세포들이 세포사멸을 겪게 됨도 확인하였다. 이로 인해 기존의 방법으로는 조혈모세포를 7일 동안 30 내지 40배 정도밖에는 증식하지 못하는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 골모세포성 니치(osteoblastic niche)와 유사한 구조의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 체내의 환경과 유사한 환경을 제공하기 위한 상기 스캐폴드 어셈블리를 이용하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 관류형 생물 반응기 및 생물 반응 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리는 하나 또는 복수개의 나노 파이버 시트; 및 상기 나노 파이버 시트 사이에 적층된 하나 또는 복수개의 격자형 스캐폴드를 포함한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리에 있어서, 상기 나노 파이버 시트는 전기 방사법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리에 있어서, 상기 나노 파이버 시트는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산）(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 및 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리에 있어서, 상기 격자 구조의 스캐폴드는 쾌속 조형법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리에 있어서, 상기 격자 구조의 스캐폴드는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA) , 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 및 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 생체적합성 또는 생분해성 고분자와 생체활성유리, 하이드록시 아파타이트, 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate; TCP) 및 돼지뼈 분말 중에서 선택되는 생분해성 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리; 상기 스캐폴드 어셈블리의 스캐폴드에 고정된 세포; 및 산소를 운반하기 위해 수용된 액체를 포함하는 관류형 생물 반응기를 제공한다.
본 발명의 관류형 생물 반응기는 산소 운반 액체 유입구, 산소 운반 액체 배출구 및 상기 스캐폴드 어셈블리를 수용하기 위한 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 관류형 생물 반응기에 있어서, 상기 스캐폴드 어셈블리는 상기 스캐폴드 어셈블리를 수용하기 위한 수용부는 별도의 접착제나 고정제 없이 상기 스캐폴드 어셈블리 수용부에 슬라이딩 방식으로 수용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 관류형 생물 반응기에 있어서, 상기 세포는 조혈모세포 또는 전구 세포 인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 의한 관류형 생물 반응기; 상기 관류형 생물 반응기와 연결되어 상기 관류형 생물 반응기 내에 일정한 진동을 가진 흐름을 만들기 위한 펌프; 상기 관류형 생물 반응기에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급부; 및 상기 관류형 생물 반응기 내부로의 배양액 공급 속도, 진동 인가 횟수를 조절하기 위한 제어부를 포함하는 것인 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템을 제공한다.
본 발명의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템은 상기 관류형 생물 반응기로부터 나오는 산소 운반 액체로부터 바이오 매스를 제거하기 위한 바이오매스 제거 장치, 산소 운반 액체의 합성 또는 반-합성 성분을 다른 성분과 분리하기 위한 분리 장치, 산소 운반 액체로부터 이산화탄소를 제거하기 위한 이산화탄소 제거 장치, 산소 운반 액체에 산소를 첨가하는 산소첨가 장치, 및 산소 운반 액체의 공기제거를 위한 공기제거 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 스캐폴드 어셈블리 및 이를 이용한 관류형 반응기는 생체 친화성(biocompatibility), 화학적 적합성(chemicalcompatibility) 및 기계적 적합성(mechanical compatibility)을 가지는 재료를 사용하고, 쾌속 조형법에 의하여 세포 성장을 위한 3차원적 환경을 제공하는 스캐폴드와, 나노 시트로 구성됨으로써 구조적으로 골모세포성 니치(osteoblastic niche)와 유사할 뿐만 아니라, 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 유실되지 않으면서 펌프에 의하여 일정 크기의 타진이 가능하여 상기 스캐폴드에 고정된 세포가 일정한 자극에 노출되어 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생체내와 유사한 최적의 환경을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 하나의 나노파이버 시트와 하나의 격자형 스캐폴드가 적층된 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 골모세포성 니치(osteoblastic niche) 스캐폴드 어셈블리를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 복수개의 나노파이버 시트와 복수개의 격자형 스캐폴드가 적층된 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리의 사시도 및 측면확대도를 나타낸다.
도 3는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 관류형 반응기를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 관류형 반응기의 스캐폴드 수용부에 상기 스캐폴드 어셈블리가 수용되는 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 복수개의 나노파이버 시트와 복수개의 격자형 스캐폴드가 적층된 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리의 사시도 및 측면확대도를 나타낸다.
도 3는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 관류형 반응기를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 관류형 반응기의 스캐폴드 수용부에 상기 스캐폴드 어셈블리가 수용되는 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템을 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리(100) 를 나타낸다. 도 1에서 상기 스캐폴드 어셈블리(100)는 하나의 나노파이버 시트(20)와 하나의 격자형 스캐폴드(10)가 순차적으로 적층되어 구성된다.
본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리(100)는 하나의 나노파이버 시트(20)와 하나의 격자형 스캐폴드(10)가 순차적으로 적층되어 조혈모세포의 생장을 위해 체내에서의 환경과 유사한 골모세포성 니치(osteoblastic niche) 구조를 형성한다.
조혈모세포 니치는 조혈모세포의 이동성과 휴면 및 분화를 조절하고 조혈모세포의 유지와 자생을 증진시키는 세포막결합 단백질 혹은 분비 인자를 발현시키는 지지 세포에 의해 만들어지는 특수화된 미세 환경을 의미하며, 이러한 조혈모세포 니치에 대한 개념은 1978년 schofield 에 의해 도입되었다. 조혈모세포 니치는 대표적으로 골모세포성 니치(osteoblastic niche)과 혈관성 니치(vascular niche)가 알려져 있으며, 본원 발명의 상기 격자형 스캐폴드(10)는 상기 골모세포성 니치(osteoblastic niche) 역할을 하여 조혈모세포 생장에 적합한 환경을 제공한다.
본 발명의 상기 스캐폴드 어셈블리(100)에 있어서, 상기 격자형 스캐폴드(10)는 쾌속 조형법으로 형성되어 조혈모세포의 생장에 유리한 미세 환경(niche)를 만들어 주어 골조직 재생을 위하여 세포가 고정화되는 지지대 역할을 한다.
본 발명의 상기 스캐폴드 어셈블리(100)에 있어서, 상기 나노파이버 시트(20)는 상기 격자형 스캐폴드에 적층된 후 스캐폴드 어셈블리 수용부에 수용되어, 펌프를 구비한 관류형 반응기에 의하여 주기적이고 지속적인 펌프에 의한 타진 자극을 받으면서 세포가 배양되는 동안 타진에 의하여 세포가 휩쓸려 가지 못하도록 막아주는 장벽 역할 뿐만 아니라, 표면적이 매우 크기 때문에 조혈모세포 성장을 위한 성장 인자 등의 로딩이 용이하다는 장점을 나타내게 된다.
본 발명의 스캐폴드 어셈블리는 나노 사이즈 기공과 마이크로 사이즈 기공이 모두 존재하여 조혈모세포 성장을 위한 최적의 환경을 제공한다. 즉, 상기 나노 파이버 시트는 1 내지 100 nm 범위의 나노 사이즈 기공이 3차원적으로 상호 연결된 형태로 형성되며, 상기 격자형 스캐폴드는 100 내지 1000 ㎛ 범위의 기공이 3차원으로 상호 연결된 형태로 형성되어, 본 발명의 스캐폴드 어셈블리 내에 생체 환경과 유사하도록 다양한 크기의 기공이 포함됨으로써, 개개 세포에 영향분과 산소를 충분히 공급하면서도 펌프에 의한 타진 자극이 골고루 전달되어 효율적인 세포 증식 및 분화, 세포 괴사 방지 등의 효과를 나타내도록 한다.
상기 격자 구조의 스캐폴드(10)는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA) , 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 및 공중합체로 구성된 군으로부터 최소 1 종 이상 선택되는 생체적합성 또는 생분해성 고분자와 생체활성유리, 하이드록시 아파타이트, 트리칼슘포스페이트(tricalcium phosphate; TCP) 및 돼지뼈 분말 중에서 선택되는 생분해성 세라믹을 포함하는 재료를 사용하여 3차원 기공 구조를 가지도록 제조된다.
3차원 기공구조의 합성법으로는 입자 침출(particle leaching)법, 가스를 이용한 거품성형 (gas foaming)법, 섬유망사 (fiber meshes)법, 상분리 (phase separation)법, 동결유탁 (emulsion freeze drying) 등이 있으나 이러한 합성방법은 기공의 크기를 조절하는 것이 쉽지 않고 얻어지는 지지체의 표면적과 기공률이 비교적 낮으며 기공 간 열린 구조가 잘 형성되지 않아 지지체 표면의 기공 막힘 현상이 야기되는 등의 문제가 있었다. 최근에는 컴퓨터의 도움을 받아 실체의 모델을 만드는 쾌속조형 (rapid prototyping)법이 지지체의 제작에 제안되어지고 있으며 이 방법은 위의 문제를 해결하고 세포의 성장에 필요한 기공크기 (자이언트기공; 100~1000μm)를 3차원적으로 제작하는데 효율적이다. 본 발명의 세포가 고정화되는 스캐폴드는 생체적합성을 유지하면서도 기계적 강도를 높일 수 있도록 생체적합성 또는 생분해성 고분자에 생분해성 세라믹을 혼합하여 쾌속 조형법으로 제조된다.
본 발명에서 상기 나노 파이버 시트(20)는 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자 용액을 사용하여 제조함으로써 배양되는 세포에게 생체 내 환경과 유사한 환경을 만들어 주도록 한다. 구체적으로는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산）(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 및 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자 용액을 전기 방사하여 제조된다.
전기 방사(ELECTROSPINNING)를 이용하여 그물망 나노파이버를 형성하는 기술은 널리 알려져 있다. 본 발명에서는 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자 용액을 전기 방사하기 위하여 사용하는 전기 방사 장치로는 고전압(5 내지 50 kV)을 걸어줄 수 있는 일반적인 전기 방사 장치가 사용될 수 있다. 방사시의 인가전압 범위는 5 내지 35kV에서 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15 내지 25 kV이다. 방사구와 집적판 사이의 거리는 5 내지 30cm이며, 더욱 바람직하게는 10 내지 15cm이다. 방사 시간은 2 내지 6시간이 바람직하다.
이와 같은 스캐폴드 어셈블리는 복수개가 적층되어 사용될 수 있다. 도 2에 상기 스캐폴드 어셈블리 복수개가 적층된 상태 및 측면도를 나타내었다.
도 3, 도 4 에 본 발명에 따르는 관류형 생물 반응기를 나타내었다. 도 3, 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 따르는 관류형 생물 반응기는 스캐폴드 어셈블리 수용부(230)가 홈 형태로 형성되고, 상기 스캐폴드 어셈블리 수용부(230)에 제 1항 내지 제 5항의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리(200)가 수용되며, 상기 스캐폴드 어셈블리를 구성하는 각각의 스캐폴드에 고정된 세포(미도시); 및 산소를 운반하기 위해 수용된 액체를 포함한다. 본 발명에 따르는 관류형 생물 반응기에 의하여 배양 및 분화되는 세포는 조혈모세포 또는 전구 세포일 수 있지만, 특별히 제한되지는 않는다.
도 3, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 관류형 생물 반응기는 산소 운반 액체 유입구, 산소 운반 액체 배출구 및 상기 스캐폴드 어셈블리를 수용하기 위한 수용부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 4에서 보는 바와 같이 본 발명의 상기 스캐폴드 어셈블리(200)는 복수개가 적층된 후 상기 스캐폴드 어셈블리 수용부(230)에 슬라이딩 방식으로 수용되는 것을 특징으로 한다. 상기 스캐폴드 어셈블리 수용부(230)는 상기 스캐폴드 어셈블리를 고정하기 위한 내부 요철 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서는 이와 같은 내부 요철 구조에 의하여 별도의 고정 장치 없이 복수개로 적층되는 스캐폴드 어셈블리 상호가 별도의 접착제가 없이도 상기 스캐폴드 어셈블리가 펌프에 의한 타진 자극에도 분리되거나 형태가 흐트러지는 것을 막게 된다.
도 5에 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템의 개략도를 나타내었다. 본 발명에 의한 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템은 관류형 생물 반응기(200); 상기 관류형 생물 반응기와 연결되어 상기 관류형 생물 반응기 내에 일정한 진동을 가진 흐름을 만들기 위한 펌프(300); 상기 관류형 생물 반응기에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급부(400); 및 상기 관류형 생물 반응기 내부로의 배양액 공급 속도, 진동 인가 횟수를 조절하기 위한 제어부(500)를 포함한다.
Claims (11)
- 수개의 나노 파이버 시트(20); 및
상기 나노 파이버 시트 사이에 적층된 하나 또는 복수개의 격자 구조의 스캐폴드(10)를 포함하는 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리(100)에 있어서,
상기 나노 파이버 시트는 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자 용액을 전기 방사하여 1 내지 100 nm 범위의 나노 사이즈 기공이 3차원적으로 상호 연결된 형태로 제조되고,
상기 격자 구조의 스캐폴드는 쾌속 조형법에 의하여 100 내지 1000 ㎛ 범위의 기공이 3차원으로 상호 연결된 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 것인, 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리.
- 제 1 항에 있어서,
상기 생체적 적합성 또는 생분해성 고분자는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산）(PDLLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 또는 및 공중합체로부터 선택되는 것인 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 격자 구조의 스캐폴드는 폴리(L-락트산)(PLLA), 폴리(D,L-락트산)(PDLLA) , 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(하이드록시알카노에이트), 폴리다이옥산온(PDS), 폴리트라이메틸린카보네이트, 이들의 유도체 및 공중합체로 구성된 군으로부터 선택되는 생체적합성 또는 생분해성 고분자와
하이드록시 아파타이트 또는 돼지뼈 분말 중에서 선택되는 생체적합성 세라믹을 포함하는 것인 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리.
- 삭제
- 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 하나의 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 스캐폴드 어셈블리;
상기 스캐폴드 어셈블리의 스캐폴드에 고정된 세포; 및
산소를 운반하기 위해 수용된 액체;를 포함하는 관류형 생물 반응기.
- 제 6 항에 있어서,
상기 스캐폴드 어셈블리는 상기 스캐폴드 어셈블리 수용부에 슬라이딩 방식으로 수용되는 것을 특징으로 하는 관류형 생물 반응기.
- 제 6 항에 있어서,
상기 관류형 생물 반응기는 산소 운반 액체 유입구, 산소 운반 액체 배출구 및 상기 스캐폴드 어셈블리를 수용하기 위한 수용부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관류형 생물 반응기.
- 제 6 항에 있어서,
상기 세포는 조혈모세포 또는 전구 세포 인 것을 특징으로 하는 관류형 생물 반응기.
- 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 관류형 생물 반응기;
상기 관류형 생물 반응기와 연결되어 상기 관류형 생물 반응기 내에 일정한 진동을 가진 흐름을 만들기 위한 펌프;
상기 관류형 생물 반응기에 배양액을 공급하기 위한 배양액 공급부; 및
상기 관류형 생물 반응기 내부로의 배양액 공급 속도, 진동 인가 횟수를 조절하기 위한 제어부를 포함하는 것인 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템.
- 제 10 항에 있어서,
상기 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템은 상기 관류형 생물 반응기로부터 나오는 산소 운반 액체로부터 바이오매스를 제거하기 위한 바이오매스 제거 장치, 산소 운반 액체의 합성 또는 반-합성 성분을 다른 성분과 분리하기 위한 분리 장치, 산소 운반 액체로부터 이산화탄소를 제거하기 위한 이산화탄소 제거 장치, 산소 운반 액체에 산소를 첨가하는 산소첨가 장치, 및 산소 운반 액체의 공기제거를 위한 공기제거 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 장치를 더 포함하는 것인 조혈모세포 또는 전구 세포의 체외 성장을 위한 생물 반응 시스템.
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