KR101965076B1 - Three-dimensional cell culture chip - Google Patents

Three-dimensional cell culture chip Download PDF

Info

Publication number
KR101965076B1
KR101965076B1 KR1020170180839A KR20170180839A KR101965076B1 KR 101965076 B1 KR101965076 B1 KR 101965076B1 KR 1020170180839 A KR1020170180839 A KR 1020170180839A KR 20170180839 A KR20170180839 A KR 20170180839A KR 101965076 B1 KR101965076 B1 KR 101965076B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
culture
cell
dimensional
cells
chambers
Prior art date
Application number
KR1020170180839A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최혁
황민호
남효근
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020170180839A priority Critical patent/KR101965076B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101965076B1 publication Critical patent/KR101965076B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/16Microfluidic devices; Capillary tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0062General methods for three-dimensional culture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a three-dimensional cell culture chip comprises: a culture plate provided with a plurality of culture chambers where different types of cells are cultured and channels connecting a plurality of chambers; a plurality of culture medium inlet paths connected to the plurality of culture chambers, respectively, in the same plane as the culture plate, to cause a culture medium to move to the culture chambers; three-dimensional culture bodies detachably mounted in the culture chambers to culture the different types of cells, respectively; and supports provided to support the three-dimensional culture bodies so as to surround outer surfaces of the three-dimensional culture bodies, including a pair of opening/closing doors opening and closing the culture medium inlet paths and the channels, and rotatably provided in the culture chambers. When the pair of opening/closing doors open the culture medium inlet paths and the channels by rotation of the supports, cells in the three-dimensional culture bodies are preferably cultured as the culture medium mimics interstitial flows between extracellular matrices.

Description

3차원 세포배양칩{Three-dimensional cell culture chip}Three-dimensional cell culture chip < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 3차원 세포배양칩에 관한 것이며, 상세하게는 세포외기질로 구성된 3차원배양체를 이용하여 세포를 3D형태로 배양하여, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있는 3차원 세포배양칩에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional cell culture chip, and more particularly, to a three-dimensional culture comprising an extracellular matrix, wherein cells are cultured in 3D form, and the molecular biological changes in each cell are more closely related to human body To a three-dimensional cell culture chip capable of forming an enemy / genetic change model.

인체 조직은 해부학적으로 외피/내피, 혈관세포, 섬유성 , 신경세포 등 다양한 세포의 구역으로 나누어져 있다. 인체 조직은 조직 내의 세포-세포 상호작용은 조직을 비롯하여 주변부에 존재하는 혈관 및 신경세포에 다양한 분비 단백질을 전달하여 세포신호전달 과정을 나타나게 한다. Human tissue is anatomically divided into various cell areas such as the envelope / endothelium, vascular cells, fibrous, and nerve cells. In human tissue, cell - cell interactions in tissues transmit various secretory proteins to blood vessels and nerve cells present in tissues as well as in the peripheral part, thereby inducing cellular signal transduction processes.

특정 조직에 대한 구성은 다양한 다종의 세포로 이루어져 있는 경우가 대부분이며, 한가지 조직에서도 각 세포를 구성하는 세포외기질의 특성도 다른 경우가 많다. The composition of a specific tissue is mostly composed of various kinds of cells. In one tissue, the characteristics of the extracellular matrix constituting each cell are also often different.

각 세포를 구성하는 세포외기질 및 다종의 조직에서 구성하는 세포외기질의 구분을 둘 필요가 있으며, 각 세포는 이러한 세포외기질의 성분에 영향을 받아 다양한 분자생물학적 변화를 나타낸다. It is necessary to distinguish the extracellular matrix constituting each cell and the extracellular matrix constituted by various tissues. Each cell is affected by the components of the extracellular matrix and exhibits various molecular biological changes.

선행적으로 일어나는 각 상호작용에서 원인이 되는 세포의 단백질 혹은 유전자 발현은 해당 신호전달을 제어함으로 인해 2차적으로 발생하는 생물학적변화를 조절할 수 있다. 각 세포-세포 상호작용에서, 어떠한 세포로부터 전해진 단백질 또는 분자가 병리학적 메커니즘의 방향성을 결정하는지에 대한 이해가 필요하다. The protein or gene expression of the cell responsible for each of the proactively occurring interactions can regulate secondary biological changes by controlling the signal transduction. In each cell-cell interaction, it is necessary to understand how the protein or molecule transmitted from any cell determines the direction of the pathological mechanism.

또한 많은 병리학적 메커니즘에서 면역세포들의 조직 내 침투는 잘 알려진 초기사건(Initiating events)로서 이와 관련하여 신생 혈관의 조직으로의 내성장이 중요한 의미를 가진다. 각각의 세포가 발현하는 단백질 및 유전자 발현 뿐만 아니라 세포의 이동(migration) 및 확산(diffusion)도 중요한 의미를 가진다. Also, in many pathological mechanisms, the penetration of immune cells into tissues is a well-known initiation event, and in this regard, the growth of new blood vessels into tissues is important. Not only the protein expression and gene expression of each cell but also the migration and diffusion of the cell are important.

한편, 인체의 세포외기질을 포함하는 모든 조직 및 세포는 3D 형태로 구성되어 있으며, 많은 연구를 통해 3D 형태의 세포와 단층 세포의 형태에서 분자생물학적인 발현 변화가 다르게 나타나는 것이 밝혀지고 있다. On the other hand, all the tissues and cells including the extracellular matrix of the human body are composed in 3D form, and it has been found through many studies that the molecular biological expression changes in the form of 3D-type cells and monolayer cells are different.

한국등록특허 제10-1741815호에는 세포 공동-배양을 위한 하이드로젤 기반 미세유체칩이 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-1741815 discloses a hydrogel-based microfluidic chip for cell co-culture.

본 발명은 세포외기질로 구성된 3차원배양체를 이용하여 세포를 3D형태로 배양하여, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있는 3차원 세포배양칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a method for culturing a cell in a 3D form using a three-dimensional culture comprising an extracellular matrix, and a method for producing a cell in which a molecular morphological change in each cell can form morphological / Dimensional cell culture chip.

본 발명은 배양챔버로 배지가 지속적으로 공급되면서 세포가 배양되어, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있는 3차원 세포배양칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a three-dimensional cell culture chip in which a cell is cultured with continuous feeding of a culture medium into a culture chamber, and a molecular biological change in each cell can form a morphological / The purpose is to provide.

본 발명은 3차원배양체가 배양챔버에 탈착가능하게 설치되어, 타겟단백질 검출시 연속적으로 실험이 가능한 3차원 세포배양칩을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional cell culture chip detachably installed in a culture chamber so that a three-dimensional culture can be continuously tested when detecting a target protein.

본 발명은 지지체의 회전구조를 통해 배양플레이트를 유동하는 물질의 흐름을 제어하여, 서로 다른 종류의 세포 간에 미치는 상호작용이 관찰될 수 있는 3차원 세포배양칩을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional cell culture chip in which interactions among different kinds of cells can be observed by controlling the flow of a substance flowing through a culture plate through a rotation structure of a support.

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩은, 서로 다른 종류의 세포가 각각 배양되는 복수의 배양챔버와, 복수의 챔버를 연결하는 채널이 마련된 배양플레이트; 배양플레이트의 동일평면 상에서 각각의 배양챔버에 연결되어, 배양챔버로 배지가 유동되는 복수의 배지유입통로; 배양챔버에 탈착가능하게 안착되어, 서로 다른 종류의 세포가 각각 배양되는 3차원배양체; 및 3차원배양체의 외주면을 둘러싸면서 3차원배양체를 지지하고, 배지유입통로와 채널을 개폐하는 한 쌍의 개폐도어가 마련되고, 배양챔버에 회전가능하게 설치된 지지체를 포함하고, 지지체의 회전조작에 의해 한 쌍의 개폐도어가 배지유입통로와 채널을 개방하면, 3차원배양체는 배지에 의한 세포외기질 사이로 흐르는 간질성 흐름(interstitial flow)이 모사되면서 세포가 배양되는 것이 바람직하다.A three-dimensional cell culture chip according to an embodiment of the present invention includes a plurality of culture chambers in which cells of different types are cultured, a culture plate provided with channels connecting the plurality of chambers, A plurality of medium inlet passages connected to the respective culture chambers on the same plane of the culture plate, the medium flowing into the culture chamber; A three-dimensional culture which is detachably placed in a culture chamber, in which different kinds of cells are cultured; And a support body which supports the three-dimensional culture body and surrounds the outer circumferential surface of the three-dimensional culture body and is provided with a pair of opening and closing doors for opening and closing the culture medium inlet channel and the channel and rotatably installed in the culture chamber, When the pair of opening / closing doors opens the inlet channel and the channel, it is preferable that the cells are cultured while the interstitial flow flowing between the extracellular matrix by the culture medium is simulated.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 배양플레이트의 동일평면 상에서 복수의 배양챔버에 각각 연결되어, 배양챔버로 세포가 유동되는 복수의 세포유입통로; 및 배양플레이트의 동일평면 상에서 복수의 배양챔버에 각각 연결되어, 배양챔버에서 배출된 분비물질이 유동되는 복수의 잔여물유출통로를 더 포함하고, 지지체는, 한 쌍의 개폐도어가 세포유입통로와 잔여물유출통로를 개방하면, 세포의 3차원배양체로의 흐름과, 분비물질의 잔여물유출통로로의 흐름을 허용하여, 잔여물유출통로에서 분비물질이 획득되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, a plurality of cell entry passages, each of which is connected to a plurality of culture chambers on the same plane of the culture plate, the cells flowing into the culture chamber; And a plurality of remnant outflow passages respectively connected to the plurality of culture chambers on the same plane of the culture plate for discharging secretory substances discharged from the culture chamber, wherein the pair of open / By opening the residue outlet passageway, it is desirable that the secretory material is obtained in the residue outlet passageway, allowing the flow of the cells to the three-dimensional culture and the flow of the secretory material into the residue outlet passageway.

삭제delete

본 발명의 일 실시예에 있어서, 3차원배양체는 세포외기질 성분으로 구성되고, 세포가 3차원형태로 배양되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the three-dimensional culture is composed of extracellular matrix components, and the cells are preferably cultured in a three-dimensional form.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 3차원배양체는 복수의 배양챔버에 각각 안착되어, 서로 다른 종류의 세포가 동시배양되고, 배양플레이트에서, 서로 다른 종류의 세포에서 각각 분비된 분비물질이 채널을 따라 유동되어, 서로 다른 종류의 세포에 미치는 자극이 관찰되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.In one embodiment of the present invention, the three-dimensional culture body is placed in each of a plurality of culture chambers so that different kinds of cells are co-cultured, and secretory substances secreted from different kinds of cells in the culture plate, And the stimulation on different kinds of cells is observed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 채널은 하이드로겔(hydrogel)로 채워지고, 채널에서, 분비물질에 의해 세포가 자극될 때의 세포의 내성장 또는 화학주성작용(chemotactic effect)이 관찰되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the invention, the channel is filled with a hydrogel, and in the channel, the endogenous growth or chemotactic effect of the cell when the cell is stimulated by the secretory material is preferably observed Do.

본 발명은 세포외기질로 구성된 3차원배양체를 이용하여 세포를 3D형태로 배양하여, 인체와 가장 유사한 환경을 생체외(in vitro) 환경 하에서 조성함으로써 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다.The present invention relates to a method of culturing a cell in a 3D form using a three-dimensional culture composed of an extracellular matrix to form the environment most similar to the human body under an in vitro environment so that molecular biological changes A morphological / genetic change model close to the human body can be formed.

본 발명은 배양챔버로 공급되는 배지에 의해 혈류의 흐름이 모사되면서 세포가 배양되어, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다.In the present invention, the cells are cultured while the flow of the blood stream is simulated by the medium supplied to the culture chamber, and the molecular biological changes that can appear in each cell can form morphological / genetic change models that are closer to human body.

본 발명은 3차원배양체가 배양챔버에 탈착가능하게 설치되어, 타겟단백질 검출시 연속적으로 실험이 가능하다. In the present invention, a three-dimensional culture body is detachably installed in a culture chamber, and can be continuously tested when detecting a target protein.

본 발명은 지지체의 회전구조를 통해 배양플레이트를 유동하는 물질의 흐름을 제어하여, 서로 다른 종류의 세포 간에 미치는 상호작용이 관찰될 수 있다. The present invention controls the flow of material flowing through the culture plate through the rotating structure of the support, so that interactions between different types of cells can be observed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩의 분해사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 A-A에 따른 단면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩의 제1작동상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩의 제2작동상태도이다.
1 is a schematic exploded perspective view of a three-dimensional cell culture chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a three-dimensional cell culture chip according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
4 is a first operational state diagram of a three-dimensional cell culture chip according to an embodiment of the present invention.
5 is a second operational state diagram of a three-dimensional cell culture chip according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 세포배양칩에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a three-dimensional cell culture chip according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 세포와 세포간의 상호작용의 결과로 분비되는 분비물질을 획득할 수 있고, 조직 내의 세포와 세포 간의 상호작용이 관찰되는 칩이다. The present invention is a chip capable of acquiring a secretory substance secreted as a result of cell-cell interactions, and observing interaction between cells and cells in tissues.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 세포배양칩(100)는, 배양플레이트(110), 멤브레인막(120), 3차원배양체(130a, 130b) 및 지지체(140a, 140b)를 포함한다. 1 and 2, a three-dimensional cell culture chip 100 according to an embodiment of the present invention includes a culture plate 110, a membrane 120, three-dimensional cultures 130a and 130b, And supports 140a and 140b.

배양플레이트(110)에는 적어도 두 개의 배양챔버(111a, 111b), 채널(115), 배지유입통로(112a, 112b), 세포유입통로(113a, 113b) 및 잔여물유출통로(114a, 114b)가 동일평면상에 마련된다. The culture plate 110 is provided with at least two culture chambers 111a and 111b, a channel 115, medium inlet passages 112a and 112b, cell inlet passages 113a and 113b and residual outlet passages 114a and 114b And is provided on the same plane.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 적어도 두 개의 배양챔버(111a, 111b)에 대해 "제1배양챔버(111a)"와 "제2배양챔버(111b)"로 구분지어 설명하기로 한다. 또한, 제1배양챔버(111a)에서 배양되는 세포에 대해 "제1세포"라 지칭하고, 제2배양챔버(111b)에서 배양되는 세포에 대해 "제2세포"라 지칭하기로 한다. 제1세포와 제2세포의 종류에 대해서는 특별히 한정하지 않기로 하며, 실험자의 선택에 따라 다양한 세포가 적용될 수 있다. In this embodiment, for convenience of description, at least two culture chambers 111a and 111b will be described as being divided into a "first culture chamber 111a" and a "second culture chamber 111b". The cells to be cultured in the first culture chamber 111a will be referred to as "first cells" and the cells cultured in the second culture chamber 111b will be referred to as "second cells". The types of the first cell and the second cell are not particularly limited, and various cells may be applied according to the choice of the experimenter.

제1배양챔버(111a)와 제2배양챔버(111b)는 채널(115)에 의해 상호 간에 연결된다. 제1배양챔버(111a) 및 제2배양챔버(111b)에는 물질흐름유도부(미도시)가 설치된다. 물질흐름유도부(미도시)는 제1세포의 분비물질이 채널(115)을 통해 제2배양챔버(111b)로 강제주입되도록, 또는 제2세포의 분비물질이 채널(115)을 통해 제1배양챔버(111a)로 강제주입되도록, 분비물질의 흐름방향을 조절한다. The first culture chamber 111a and the second culture chamber 111b are connected to each other by the channel 115. The first culture chamber 111a and the second culture chamber 111b are provided with a material flow-inducing unit (not shown). The material flow inducing unit (not shown) may be configured to force the secretory material of the first cell to be forced into the second culture chamber 111b through the channel 115, or to allow the secretory material of the second cell to pass through the channel 115 And adjusts the flow direction of the secretion material so as to be forced into the chamber 111a.

채널(115)에는 하이드로겔주입로(115a)가 연결된다. 하이드로겔주입로(115a)는 하이드로겔이 주입되는 통로이다. 채널(115)에는 하이드로겔이 채워진다. 세포와 세포 간의 상호작용시, 채널(115)에서, 분비물질에 의해 세포가 자극될 때의 세포의 내성장 또는 화학주성작용(chemotactic effect) 등 실제 세포에서 발생되는 병리학적 움직임이 관찰될 수 있다. The channel 115 is connected to the hydrogel injection path 115a. The hydrogel injection path 115a is a path through which the hydrogel is injected. The channel 115 is filled with hydrogel. In cell-cell interactions, in pathway 115, pathological movements that occur in actual cells, such as the endogenous growth or chemotactic effect of cells when cells are stimulated by secretory material, can be observed .

제1배양챔버(111a)에는 제1배지유입통로(112a), 제1세포유입통로(113a) 및 제1잔여물유출통로(114a)가 연결된다. 제1배지유입통로(112a)는 제1배양챔버(111a)로 배지가 공급되는 통로이다. The first culture chamber 111a is connected to the first culture medium inlet passage 112a, the first cell inlet passage 113a and the first residue outlet passage 114a. The first medium inlet passage 112a is a passage through which the medium is supplied to the first culture chamber 111a.

제1세포유입통로(113a)는 제1배양챔버(111a)로 제1세포가 주입되는 통로이다. 제1잔여물유출통로(114a)는 세포와 세포 간의 상호 작용에서, 제1세포에서 분비된 제1분비물질이 배양챔버에서 유출되어 유동되는 통로이다. The first cell entry passage 113a is a passage through which the first cells are injected into the first culture chamber 111a. The first residue outlet passage 114a is a passage through which the first secretory substance secreted from the first cell flows out from the culture chamber in the cell-cell interaction.

제2배양챔버(111b)에는 제2배지유입통로(112b), 제2세포유입통로(113b) 및 제2잔여물유출통로(114b)가 연결된다. 제2배지유입통로(112b)는 제2배양챔버(111b)로 배지가 공급되는 통로이다. The second culture chamber 111b is connected to the second culture inlet passage 112b, the second cell inlet passage 113b and the second residue outlet passage 114b. The second medium inlet passage 112b is a passage through which the medium is supplied to the second culture chamber 111b.

제2세포유입통로(113b)는 제2배양챔버(111b)로 제2세포가 주입되는 통로이다. 제2잔여물유출통로(114b)는 세포와 세포 간의 상호 작용에서, 제2세포에서 분비된 제2분비물질이 유동되는 통로이다.And the second cell inflow passage 113b is a passage through which the second cell is injected into the second culture chamber 111b. The second residue outlet passage 114b is a passage through which the second secretory substance secreted from the second cell flows in the cell-cell interaction.

본 발명은 배지를 제1배지유입통로(112a) 및 제2배지유입통로(112b)를 통해 제1배양챔버(111a) 및 제2배양챔버(111b)로 각각 공급하여, 인체의 세포외기질 사이로 흐르는 간질성 흐름(interstitial flow)을 모사할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 배양챔버로 공급되는 배지에 의해 혈류의 흐름이 모사되면서 세포가 배양되어, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다.The present invention is characterized in that the medium is supplied to the first culture chamber 111a and the second culture chamber 111b through the first medium inlet passage 112a and the second medium inlet passage 112b, respectively, It is possible to simulate interstitial flow. Therefore, the present invention is based on the fact that the cells are cultured while the flow of blood flow is simulated by the culture medium supplied to the culture chamber, and the molecular biological changes that can appear in each cell form a morphological / .

또한, 본 발명은 제1잔여물유출통로(114a)에서 제1분비물질이 획득되고, 제2잔여물유출통로(114b)에서 제2분비물질이 획득된다. 여기서, 제1분비물질은 제1세포가 배양되면서 분비된 단백질, 또는 제1세포가 제2분비물질에 의해 자극되어 분비된 단백질을 통칭한다. 제2분비물질은 제2세포가 배양되면서 분비된 단백질, 또는 제2세포가 제1분비물질에 의해 자극되어 분비된 단백질을 통칭한다. Further, the present invention obtains the first secretory material in the first residue outlet passage 114a and the second secretory material in the second residue outlet passage 114b. Here, the first secretory substance refers to a protein secreted by culturing the first cell, or a protein whose first cell is secreted by stimulation with a second secretory substance. The second secretory substance refers to a protein secreted when the second cell is cultured, or a protein secreted by stimulating the second cell with the first secretory substance.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배양플레이트(110)의 상면은 멤브레인막(120)에 의해 커버링된다. 멤브레인막(120)에는 제1챔버개구(121a), 제2챔버개구(121b), 제1배지주입개구(122a), 제2배지주입개구(122b), 제1세포주입개구(123a), 제2세포주입개구(123b), 제1잔여물유출개구(124a) 및 제2잔여물유출개구(124b)가 마련된다. As shown in Figs. 1 and 2, the upper surface of the culture plate 110 is covered by the membrane membrane 120. The membrane 120 includes a first chamber opening 121a, a second chamber opening 121b, a first medium injection opening 122a, a second medium injection opening 122b, a first cell injection opening 123a, 2 cell injection opening 123b, a first residue outlet opening 124a and a second residue outlet opening 124b are provided.

제1챔버개구(121a)는 제1배양챔버(111a)에 대응된다. 제2챔버개구(121b)는 제2배양챔버(111b)에 대응된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제1배양챔버(111a)는 제1챔버개구(121a)에 의해 개방되고, 제2배양챔버(111b)는 제2챔버개구(121b)에 의해 개방된다. The first chamber opening 121a corresponds to the first culture chamber 111a. And the second chamber opening 121b corresponds to the second culture chamber 111b. When the membrane membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the first culture chamber 111a is opened by the first chamber opening 121a, and the second culture chamber 111b is opened by the second chamber opening < (121b).

제1배지주입개구(122a)는 제1배지유입통로(112a)의 종단과 연통되게 마련된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제1배지유입통로(112a)는 제1배지주입개구(122a)와 연통되는 부분을 제외한 나머지 부분이 멤브레인막(120)에 의해 커버링된다. 제1배지주입개구(122a)를 통해 주입된 배지는 제1배지유입통로(112a)를 따라 유동되면서 제1배양챔버(111a)로 유입된다. The first medium inlet opening 122a is provided to communicate with the end of the first medium inlet passage 112a. When the membrane membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the first culture medium inlet passage 112a is formed so that the remaining portion of the first culture medium inlet passage 122a, except for the portion communicating with the first medium inlet opening 122a, . The medium injected through the first medium injection opening 122a flows into the first culture chamber 111a while flowing along the first medium inlet passage 112a.

제2배지주입개구(122b)는 제2배지유입통로(112b)의 종단과 연통되게 마련된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제2배지유입통로(112b)는 제2배지주입개구(122b)와 연통되는 부분을 제외한 나머지 부분이 멤브레인막(120)에 의해 커버링된다. 제2배지주입개구(122b)를 통해 주입된 배지는 제1배지유입통로(112a)를 따라 유동되면서 제1배양챔버(111a)로 유입된다. The second medium inlet port 122b is provided to communicate with the end of the second medium inlet port 112b. When the membrane membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the second culture medium inlet passage 112b is provided with the remaining portion except for the portion communicating with the second medium injection opening 122b, . The culture medium injected through the second culture medium inlet opening 122b flows into the first culture chamber 111a while flowing along the first culture medium inlet passage 112a.

제1세포주입개구(123a)는 제1세포유입통로(113a)의 종단과 연통되게 마련된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제1세포유입통로(113a)는 제1세포주입개구(123a)와 연통되는 부분을 제외한 나머지 부분이 멤브레인막(120)에 의해 커버링된다. 제1세포는 제1세포주입개구(123a)를 통해 주입되어, 제1세포유입통로(113a)를 따라 유동되면서 제1배양챔버(111a)로 유입된다. The first cell injection opening 123a is provided so as to communicate with the end of the first cell inflow passage 113a. When the membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the first cell inlet 113a is connected to the membrane 120 via the first cell inlet 123a, . The first cell is injected through the first cell injection opening 123a and flows into the first culture chamber 111a while flowing along the first cell entry passage 113a.

제2세포주입개구(123b)는 제2세포유입통로(113b)의 종단과 연통되게 마련된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제2세포유입통로(113b)는 제2세포주입개구(123b)와 연통되는 부분을 제외한 나머지 부분이 멤브레인막(120)에 의해 커버링된다. 제2세포는 제2세포주입개구(123b)를 통해 주입되어, 제2세포유입통로(113b)를 따라 유동되면서 제2배양챔버(111b)로 유입된다And the second cell injection opening 123b is provided so as to communicate with the end of the second cell inflow passage 113b. When the membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the second cell inlet 113b is connected to the membrane 120, except for the portion communicating with the second cell inlet opening 123b. . The second cell is injected through the second cell injection opening 123b and flows into the second culture chamber 111b while flowing along the second cell inflow passage 113b

제1잔여물유출개구(124a)는 제1잔여물유출통로(114a)의 종단과 연통되게 마련된다. 제2잔여물유출개구(124b)는 제2잔여물유출통로(114b)의 종단과 연통되게 마련된다. 멤브레인막(120)이 배양플레이트(110)의 상면에 커버링될 때, 제1잔여물유출통로(114a)와 제2잔여물유출통로(114b)는 멤브레인막(120)에 의해 커버링되고, 제1잔여물유출개구(124a)에 의해 제1잔여물유출통로(114a)의 종단이 개방되고, 제2잔여물유출개구(124b)에 의해 제2잔여물유출통로(114b)의 종단이 개방된다. The first residue outlet opening 124a is provided to communicate with the end of the first residue outlet passage 114a. The second residue outlet opening 124b is provided to communicate with the end of the second residue outlet passage 114b. When the membrane membrane 120 is covered on the upper surface of the culture plate 110, the first residue outlet passage 114a and the second residue outlet passage 114b are covered by the membrane membrane 120, The end of the first residue outlet passage 114a is opened by the residue outlet opening 124a and the end of the second residue outlet passage 114b is opened by the second residue outlet opening 124b.

한편, 3차원배양체(130a, 130b)는 제1배양챔버(111a) 및/또는 제2배양챔버(111b)에 탈착가능하게 설치된다. 3차원배양체(130a, 130b)는 일회용을 제작되어, 3차원배양체(130a, 130b)를 교체하면서 타겟단백질 검출을 연속적으로 실험할 수 있다. On the other hand, the three-dimensional cultures 130a and 130b are detachably installed in the first culture chamber 111a and / or the second culture chamber 111b. The three-dimensional cultures 130a and 130b can be disposable, and the target protein detection can be continuously tested while replacing the three-dimensional cultures 130a and 130b.

3차원배양체(130a, 130b)는 3차원형태로 세포가 배양되는 구성요소이다. 3차원배양체(130a, 130b)는 세포가 요구하는 세포외기질 성분(component of ECM)로 구성된다. 본 발명은 3차원배양체(130a, 130b)를 이용하여 세포를 3D형태로 배양하여, 인체와 가장 유사한 환경을 생체외(in vitro) 환경 하에서 조성함으로써 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다. The three-dimensional cultures 130a and 130b are components in which cells are cultured in a three-dimensional form. The three-dimensional cultures 130a and 130b consist of a component of ECM required by the cells. In the present invention, the cells are cultured in a 3D form using the three-dimensional cultures (130a, 130b), and the environment most similar to the human body is formed under an in vitro environment, so that molecular biological changes A morphological / genetic change model close to the human body can be formed.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 3차원배양체(130a, 130b)에 대해 "3차원배양체A(130a)"과 "3차원배양체B(130b)"로 구분지어 설명하기로 한다. 3차원배양체A(130a)는 제1세포가 배양되는 배양체이다. 3차원배양체B(130b)는 제2세포가 배양되는 배양체이다. In the present embodiment, for the sake of convenience of explanation, the three-dimensional cultures 130a and 130b will be described as being divided into three-dimensional cultures A (130a) and three-dimensional cultures B (130b). The three-dimensional culture A (130a) is a culture in which the first cells are cultured. The three-dimensional culture B (130b) is a cultured medium in which the second cells are cultured.

3차원배양체(130a, 130b)는 지지체(140a, 140b)에 의해 지지된다. 지지체(140a, 140b)는 3차원배양체(130a, 130b)의 외주면을 둘러싸면서 3차원배양체(130a, 130b)를 지지한다. 지지체(140a, 140b)는 개폐도어(141, 142)가 마련된다. 지지체(140a, 140b)는 개폐도어(141, 142)가 마련되고, 배양챔버에 회전가능하게 설치된다. 지지체(140a, 140b)는 배지유입통로(112a, 112b), 채널(115), 세포유입통로(113a, 113b)와 잔여물유출통로(114a, 114b)를 개폐하면서, 배양챔버로 유입되는 세포 및 배지의 흐름, 및 배양챔버에서 배출되는 분비물질의 흐름을 조절할 수 있다. The three-dimensional cultures 130a and 130b are supported by supporters 140a and 140b. The supports 140a and 140b surround the outer peripheral surfaces of the three-dimensional cultures 130a and 130b and support the three-dimensional cultures 130a and 130b. The supports 140a and 140b are provided with opening and closing doors 141 and 142, respectively. The supports 140a and 140b are provided with opening and closing doors 141 and 142, and are rotatably installed in the culture chamber. The supporting bodies 140a and 140b are provided to open and close the culture inflow passages 112a and 112b, the channel 115, the cell inflow passages 113a and 113b and the remnant outflow passages 114a and 114b, The flow of the culture medium, and the flow of the secretory fluid discharged from the culture chamber.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 3차원배양체A(130a)를 지지하는 지지체(140a, 140b)에 대해 "지지체A(140a)"라 지칭하고, 3차원배양체B(130b)를 지지하는 지지체(140a, 140b)에 대해 "지지체B(140b)"라 지칭한다. In this embodiment, for convenience of explanation, the support 140a, 140b supporting the three-dimensional culture A 130a is referred to as a "support A 140a" and the support 140b supporting the three-dimensional culture B 130b Quot; support B 140b " for the first and second support members 140a and 140b.

본 발명은 지지체A(140a)와 지지체B(140b)의 회전각도가 개별적으로 제어되어, 배양플레이트(110)를 유동하는 물질(예컨대, 제1세포, 제2세포, 배지, 제1분비물질, 제2분비물질 등)의 흐름을 제어하여, 서로 다른 종류의 세포 간에 미치는 상호작용을 확인할 수 있고, 상호작용의 결과 발생되는 분비물질을 획득할 수 있다. The present invention is characterized in that the angle of rotation of the support A 140a and the support B 140b is individually controlled so that the material (e.g., the first cell, the second cell, the medium, the first secretory substance, The second secretory substance, etc.), it is possible to confirm the interaction between different kinds of cells, and obtain the secretory substance resulting from the interaction.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 지지체A(140a)와 지지체B(140b)의 작동상태에 따른 세포, 배지, 분비물질의 흐름에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the flow of cells, media, and secretions according to the operating states of the support A 140a and the support B 140b will be described with reference to FIGS. 3 through 5. FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 3차원배양체A(130a)가 내장된 지지체A(140a)는 제1배양챔버(111a)에 설치된다. 3차원배양체B(130b)가 내장된 지지체B(140b)는 제2배양챔버(111b)에 설치된다. As shown in Fig. 3, the support A (140a) in which the three-dimensional culture A (130a) is embedded is installed in the first culture chamber 111a. The support B (140b) in which the three-dimensional culture B (130b) is embedded is installed in the second culture chamber 111b.

도 3에는 지지체A(140a)에 의해 제1배지유입통로(112a), 제1세포유입통로(113a), 제1잔여물유출통로(114a) 및 채널(115)이 모두 폐쇄되고, 지지체B(140b)에 의해 제2배지유입통로(112b), 제2세포유입통로(113b), 제2잔여물유출통로(114b) 및 채널(115)이 폐쇄된 작동상태가 도시된다. In Fig. 3, the first medium inlet passage 112a, the first cell inlet passage 113a, the first residue outlet passage 114a and the channel 115 are all closed by the support A 140a, and the support B The second culture inlet passage 113b, the second residue outlet passage 114b and the channel 115 are closed by the first outlet passage 140a, the second outlet passage 140b, the second outlet passage 113b, the second outlet passage 114b and the channel 115 are closed.

지지체A(140a)는 회전각도에 따라, 제1배지유입통로(112a), 제1세포유입통로(113a), 제1잔여물유출통로(114a) 및 채널(115)을 개폐하여, 제1배지유입통로(112a), 제1세포유입통로(113a), 제1잔여물유출통로(114a) 및 채널(115)을 유동하는 물질의 흐름을 제어할 수 있다. The support A 140a opens and closes the first medium inlet passage 112a, the first cell inlet passage 113a, the first residue outlet passage 114a and the channel 115 in accordance with the rotation angle, It is possible to control the flow of the material flowing through the inlet passage 112a, the first cell inlet passage 113a, the first residue outlet passage 114a and the channel 115. [

지지체B(140b)는 회전각도에 따라, 제2배지유입통로(112b), 제2세포유입통로(113b), 제2잔여물유출통로(114b) 및 채널(115)을 개폐하여, 제2배지유입통로(112b), 제2세포유입통로(113b), 제2잔여물유출통로(114b) 및 채널(115)을 유동하는 물질의 흐름을 제어할 수 있다. The support B 140b opens and closes the second medium inlet passage 112b, the second cell inlet passage 113b, the second residue outlet passage 114b and the channel 115 in accordance with the rotation angle, It is possible to control the flow of the material flowing through the inlet passage 112b, the second cell inlet passage 113b, the second residue outlet passage 114b and the channel 115. [

도 4에 도시된 바와 같이, 제1세포가 주입될 때, 지지체A(140a)는 소정의 각도로 회전되면서, 개폐도어(141, 142)가 제1세포유입통로(113a)와 제1잔여물유출통로(114a)와 연통되게 위치된다. 이때, 제1배지유입통로(112a) 및 채널(115)은 지지체A(140a)에 의해 폐쇄된 상태이다. 제1세포는 제1세포유입통로(113a)를 따라 유동되면서 제1배양챔버(111a)로 유입되어 3차원배양체A(130a)에서 배양된다. 제1세포에서 분비된 분비물질(예를 들어, 단백질)은 제1잔여물유출통로(114a)로 유출된다.As shown in FIG. 4, when the first cells are injected, the support A 140a is rotated at a predetermined angle so that the opening and closing doors 141 and 142 are closed with the first cell inlet passage 113a and the first remainder And is in communication with the outflow passage 114a. At this time, the first medium inlet passage 112a and the channel 115 are closed by the support A 140a. The first cells flow along the first cell inflow passage 113a into the first culture chamber 111a and are cultured in the three-dimensional culture A (130a). The secreted substance (for example, protein) secreted from the first cell flows out to the first residue outlet passage 114a.

제2세포가 주입될 때, 지지체B(140b)는 소정의 각도로 회전되면서, 개폐도어(141, 142)가 제2세포유입통로(113b)와 제2잔여물유출통로(114b)와 연통되게 위치된다. 이때, 제2배지유입통로(112b) 및 채널(115)은 지지체B(140b)에 의해 폐쇄된 상태이다. 제2세포는 제2세포유입통로(113b)를 따라 유동되면서 제2배양챔버(111b)로 유입되어 3차원배양체B(130b)에서 배양된다. 제2세포에서 분비된 분비물질(예를 들어, 단백질)은 제2잔여물유출통로(114b)로 유출된다.The support B 140b is rotated at a predetermined angle so that the opening and closing doors 141 and 142 are communicated with the second cell inflow passage 113b and the second remaining water outflow passage 114b . At this time, the second medium inlet passage 112b and the channel 115 are closed by the support B 140b. The second cell flows along the second cell inflow passage 113b, flows into the second culture chamber 111b, and is cultured in the three-dimensional culture B (130b). The secreted substance (e.g., protein) secreted from the second cell is released to the second residue outlet passage 114b.

상기와 같은 지지체A(140a)와 지지체B(140b)의 동작에 의해, 제1세포가 3차원배양체A(130a)로 유입되고, 제2세포가 3차원배양체B(130b)로 유입되는 과정이 완료되면, 3차원배양체A(130a)와 3차원배양체B(130b)로 배지가 공급된다. The process in which the first cells are introduced into the three-dimensional culture A 130a and the second cells are introduced into the three-dimensional culture B 130b by the operations of the support A 140a and the support B 140b, Upon completion, the medium is supplied to the three-dimensional culture A 130a and the three-dimensional culture B 130b.

3차원배양체A(130a)와 3차원배양체B(130b)로 배지가 공급되기 위해, 지지체A(140a)와 지지체B(140b)는 도 5에 도시된 바와 같이 작동된다. In order for the culture medium to be supplied to the three-dimensional culture A 130a and the three-dimensional culture B 130b, the support A 140a and the support B 140b are operated as shown in FIG.

지지체A(140a)와 지지체B(140b)는 도 4에 도시된 상태에서 90도 회전된다. 이때, 지지체A(140a)는 개폐도어(141, 142)가 제1배지유입통로(112a)와 채널(115)에 연통되게 위치된다. 그리고, 지지체B(140b)는 제2배지유입통로(112b)와 채널(115)에 연통되게 위치된다.The support A 140a and the support B 140b are rotated 90 degrees in the state shown in Fig. At this time, the support A 140a is positioned so that the opening and closing doors 141 and 142 are in communication with the first medium inlet passage 112a and the channel 115. The support B (140b) is positioned so as to communicate with the second medium inlet passage (112b) and the channel (115).

배지는 제1배지유입통로(112a)를 따라 유동되면서 제1배양챔버(111a)로 유입되어, 3차원배양체A(130a)로 공급된다. 배지는 제2배지유입통로(112b)를 따라 유동되면서 제2배양챔버(111b)로 유입되어, 3차원배양체B(130b)로 공급된다. The culture medium flows into the first culture chamber 111a while flowing along the first medium inlet passage 112a, and is supplied to the three-dimensional culture A 130a. The culture medium flows into the second culture chamber 111b while flowing along the second medium inlet passage 112b, and is supplied to the three-dimensional culture medium B (130b).

본 발명은 제1배양챔버(111a) 및 제2배양챔버(111b)로 공급되는 배지에 의해 혈류의 흐름이 모사되어, 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다.The present invention is based on the fact that the flow of blood flow is simulated by the medium supplied to the first culture chamber 111a and the second culture chamber 111b so that the molecular biologic changes that may appear in each cell are more morphologically / A change model can be formed.

3차원배양체A(130a)의 제1세포 및 3차원배양체B(130b)의 제2세포는 배지로부터 영양분을 공급받아 3차원형태로 배양된다. 그리고, 제1세포와 제2세포는 동일한 배양플레이트(110)에서 동시배양될 수 있다. The first cells of the three-dimensional culture A (130a) and the second cells of the three-dimensional culture B (130b) are cultured in a three-dimensional form by receiving nutrients from the medium. Then, the first cell and the second cell can be co-cultured in the same culture plate 110.

제1세포에서 분비된 제1분비물질은 채널(115)을 통해 제2배양챔버(111b)로 유입되어, 3차원배양체B(130b)에 배양된 제2세포를 자극할 수 있다. 또한, 제2세포에서 분비된 제2분비물질은 채널(115)을 통해 제1배양챔버(111a)로 유입되어, 3차원배양체A(130a)에 배양된 제1세포를 자극할 수 있다. 자극에 따른 제1세포와 제2세포의 내성장 및/또는 화학주성작용(chemotactic effect)이 채널(115)에서 관찰될 수 있다. The first secretory material secreted from the first cell may flow into the second culture chamber 111b through the channel 115 to stimulate the second cell cultured in the three-dimensional culture B 130b. In addition, the second secretory material secreted from the second cell may flow into the first culture chamber 111a through the channel 115 to stimulate the first cells cultured in the three-dimensional culture A 130a. The inner growth and / or chemotactic effect of the first and second cells upon stimulation can be observed in channel 115.

제1분비물질에 의해 제2세포가 자극되면서 분비된 물질은 지지체B(140b)에 의해 제2잔여물유출통로(114b)가 개방되면, 제2잔여물유출통로(114b)에서 획득가능하다. 그리고, 제2분비물질에 의해 제1세포가 자극되면서 분비된 물질은 지지체A(140a)에 의해 제1잔여물유출통로(114a)가 개방되면, 제1잔여물유출통로(114a)에서 획득가능하다. The substance secreted by the second cell stimulated by the first secretory material is obtainable in the second residue outlet passage 114b when the second residue outlet passage 114b is opened by the support B 140b. The substance secreted by the first cell by stimulation with the second secretory material can be obtained in the first residue outlet passage 114a when the first residue outlet passage 114a is opened by the support A 140a Do.

이로 인해, 본 발명은 세포외기질로 구성된 3차원배양체(130a, 130b)를 이용하여 세포를 3D형태로 배양하여, 인체와 가장 유사한 환경을 생체외(in vitro) 환경 하에서 조성함으로써 각 세포에서 나타날 수 있는 분자생물학적 변화가 좀 더 인체에 가까운 형태적/유전적 변화 모델을 형성할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a method of culturing cells in a 3D form using a three-dimensional culture (130a, 130b) composed of an extracellular matrix to form an environment most similar to the human body under an in vitro environment, Molecular biological changes that can be made can form morphological / genetic change models that are more human-like.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: 3차원 세포배양칩
110: 배양플레이트 111a: 제1배양챔버
111b: 제2배양챔버 112a: 제1배지유입통로
112b: 제2배지유입통로 113a: 제1세포유입통로
113b: 제2세포유입통로 114a: 제1잔여물유출통로
114b: 제2잔여물유출통로 120: 멤브레인막
121a: 제1챔버개구 121b: 제2챔버개구
122a: 제1배지주입개구 122b: 제2배지주입개구
123a: 제1세포주입개구 123b: 제2세포주입개구
124a: 제1잔여물유출개구 124b: 제2잔여물유출개구
130a, 130b: 3차원배양체 140a, 140b: 지지체
100: Three-dimensional cell culture chip
110: culture plate 111a: first culture chamber
111b: second culture chamber 112a: first culture medium inlet passage
112b: second medium inlet passage 113a: first cell inlet passage
113b: second cell inlet passage 114a: first residue outlet passage
114b: Second residue outlet passage 120: Membrane membrane
121a: first chamber opening 121b: second chamber opening
122a: first medium inlet opening 122b: second medium inlet opening
123a: first cell injection opening 123b: second cell injection opening
124a: first residue outlet opening 124b: second residue outlet opening
130a, 130b: three-dimensional culture body 140a, 140b:

Claims (6)

서로 다른 종류의 세포가 각각 배양되는 복수의 배양챔버와, 상기 복수의 챔버를 연결하는 채널이 마련된 배양플레이트;
상기 배양플레이트의 동일평면 상에서 각각의 상기 배양챔버에 연결되어, 상기 배양챔버로 배지가 유동되는 복수의 배지유입통로;
상기 배양챔버에 탈착가능하게 안착되어, 상기 서로 다른 종류의 세포가 각각 배양되는 3차원배양체; 및
상기 3차원배양체의 외주면을 둘러싸면서 상기 3차원배양체를 지지하고, 상기 배지유입통로와 상기 채널을 개폐하는 한 쌍의 개폐도어가 마련되고, 상기 배양챔버에 회전가능하게 설치된 지지체를 포함하고,
상기 지지체의 회전조작에 의해 상기 한 쌍의 개폐도어가 상기 배지유입통로와 상기 채널을 개방하면,
상기 3차원배양체는 상기 배지에 의한 세포외기질 사이로 흐르는 간질성 흐름(interstitial flow)이 모사되면서 상기 세포가 배양되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.
A culture plate having a plurality of culture chambers in which different kinds of cells are cultured, a culture plate provided with a channel connecting the plurality of chambers;
A plurality of medium inlet passages connected to each of the culture chambers on the same plane of the culture plate and through which the medium flows into the culture chamber;
A three-dimensional culture body detachably placed in the culture chamber, wherein the different types of cells are cultured; And
And a support body rotatably provided in the culture chamber, the support body including a pair of opening / closing doors for supporting the three-dimensional culture body surrounding the outer circumferential surface of the three-dimensional culture body and opening / closing the culture medium inlet passage and the channel,
When the pair of opening / closing doors opens the culture inlet passage and the channel by the rotation operation of the support,
Wherein the three-dimensional culture medium is cultured with the interstitial flow flowing between the extracellular matrix by the medium.
제 1 항에 있어서,
상기 배양플레이트의 동일평면 상에서 상기 복수의 배양챔버에 각각 연결되어, 상기 배양챔버로 상기 세포가 유동되는 복수의 세포유입통로; 및
상기 배양플레이트의 동일평면 상에서 상기 복수의 배양챔버에 각각 연결되어, 상기 배양챔버에서 배출된 분비물질이 유동되는 복수의 잔여물유출통로를 더 포함하고,
상기 지지체는, 상기 한 쌍의 개폐도어가 상기 세포유입통로와 상기 잔여물유출통로를 개방하면, 상기 세포의 상기 3차원배양체로의 흐름과, 상기 분비물질의 상기 잔여물유출통로로의 흐름을 허용하여,
상기 잔여물유출통로에서 상기 분비물질이 획득되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.
The method according to claim 1,
A plurality of cell entry passages respectively connected to the plurality of culture chambers on the same plane of the culture plate, the cells flowing into the culture chamber; And
Further comprising a plurality of residue outlet passages respectively connected to the plurality of culture chambers on the same plane of the culture plate, through which the secretory substance discharged from the culture chamber flows,
The support allows the flow of the cells to the three-dimensional culture body and the flow of the secretion water to the residue outlet passage when the pair of opening / closing doors opens the cell inlet passage and the residue outlet passage So,
And the secretory material is obtained in the residue outlet passage .
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 3차원배양체는 세포외기질 성분으로 구성되고, 상기 세포가 3차원형태로 배양되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.
The method according to claim 1,
Wherein the three-dimensional culture is composed of an extracellular matrix component, and the cells are cultured in a three-dimensional form.
제 1 항에 있어서,
상기 3차원배양체는 상기 복수의 배양챔버에 각각 안착되어, 상기 서로 다른 종류의 세포가 동시배양되고,
상기 배양플레이트에서, 상기 서로 다른 종류의 세포에서 각각 분비된 분비물질이 상기 채널을 따라 유동되어, 상기 서로 다른 종류의 세포에 미치는 자극이 관찰되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.
The method according to claim 1,
The three-dimensional culture body is respectively placed in the plurality of culture chambers, the different kinds of cells are co-cultured,
Wherein a secretory substance secreted from each of the different types of cells flows along the channel on the culture plate, and a stimulus applied to the different types of cells is observed.
제 5 항에 있어서,
상기 채널은 하이드로겔(hydrogel)로 채워지고,
상기 채널에서, 상기 분비물질에 의해 상기 세포가 자극될 때의 상기 세포의 내성장 또는 화학주성작용(chemotactic effect)이 관찰되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양칩.
6. The method of claim 5,
The channel is filled with a hydrogel,
Wherein in the channel, an endogenous growth or chemotactic effect of the cell when the cell is stimulated by the secretory substance is observed.
KR1020170180839A 2017-12-27 2017-12-27 Three-dimensional cell culture chip KR101965076B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180839A KR101965076B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Three-dimensional cell culture chip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170180839A KR101965076B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Three-dimensional cell culture chip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101965076B1 true KR101965076B1 (en) 2019-04-02

Family

ID=66166914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170180839A KR101965076B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Three-dimensional cell culture chip

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101965076B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112300929A (en) * 2019-07-31 2021-02-02 上海新微技术研发中心有限公司 Microfluidic experimental plate and double-sided cell culture method
WO2021112638A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 차의과학대학교 산학협력단 Biomimetic nerve chip for evaluating efficacy and toxicity on nerve, and use thereof
CN113189317A (en) * 2021-04-29 2021-07-30 广东省人民医院 Experimental device for three-dimensional static culture of artificial blood vessel and use method thereof
WO2021261902A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-30 차의과학대학교 산학협력단 Three-dimensional biomimetic chip for simulating endometrium, and endometrium simulating method using same
EP4282948A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-29 Finnadvance Oy Cell culture apparatus and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098958A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Biomedical Technology Hybrid Ltd Three-dimensional cell culture chip
KR20160145535A (en) * 2013-10-30 2016-12-20 밀리차 라디식 Devices and methods for three-dimensional tissue culturing
KR101741815B1 (en) 2014-05-23 2017-06-16 서강대학교산학협력단 Hydrogel-based microfluidic co-culture device
KR101782263B1 (en) * 2016-05-04 2017-09-26 고려대학교 산학협력단 Cell culture microfluidic chip And Microfluidic chip device for observing pathological mechanisms

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010098958A (en) * 2008-10-21 2010-05-06 Biomedical Technology Hybrid Ltd Three-dimensional cell culture chip
KR20160145535A (en) * 2013-10-30 2016-12-20 밀리차 라디식 Devices and methods for three-dimensional tissue culturing
KR101741815B1 (en) 2014-05-23 2017-06-16 서강대학교산학협력단 Hydrogel-based microfluidic co-culture device
KR101782263B1 (en) * 2016-05-04 2017-09-26 고려대학교 산학협력단 Cell culture microfluidic chip And Microfluidic chip device for observing pathological mechanisms

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112300929A (en) * 2019-07-31 2021-02-02 上海新微技术研发中心有限公司 Microfluidic experimental plate and double-sided cell culture method
WO2021112638A1 (en) * 2019-12-05 2021-06-10 차의과학대학교 산학협력단 Biomimetic nerve chip for evaluating efficacy and toxicity on nerve, and use thereof
KR20210070537A (en) * 2019-12-05 2021-06-15 차의과학대학교 산학협력단 Neuron on a chip for efficacy and toxicity tests to nerves and uses thereof
KR102325876B1 (en) 2019-12-05 2021-11-12 차의과학대학교 산학협력단 Neuron on a chip for efficacy and toxicity tests to nerves and uses thereof
WO2021261902A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-30 차의과학대학교 산학협력단 Three-dimensional biomimetic chip for simulating endometrium, and endometrium simulating method using same
KR20210158266A (en) * 2020-06-23 2021-12-30 차의과학대학교 산학협력단 3d biomimetic chip for replicating endometrium and method for replicating endometrium using the 3d biomimetic chip
KR102403774B1 (en) 2020-06-23 2022-05-31 의료법인 성광의료재단 3d biomimetic chip for replicating endometrium and method for replicating endometrium using the 3d biomimetic chip
CN113189317A (en) * 2021-04-29 2021-07-30 广东省人民医院 Experimental device for three-dimensional static culture of artificial blood vessel and use method thereof
EP4282948A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-29 Finnadvance Oy Cell culture apparatus and method
WO2023227834A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Finnadvance Oy Cell culture apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101965076B1 (en) Three-dimensional cell culture chip
Kang et al. 3D bioprinting of tumor models for cancer research
Alonzo et al. Microfluidic device to control interstitial flow-mediated homotypic and heterotypic cellular communication
Hsu et al. Full range physiological mass transport control in 3D tissue cultures
Tehranirokh et al. Microfluidic devices for cell cultivation and proliferation
KR101756901B1 (en) Cell culture chip and method of skin model
US20120135452A1 (en) Microfluidic device for pharmacokinetic-pharmacodynamic study of drugs and uses thereof
JP7373833B2 (en) Three-dimensional biological tissue culturing method, three-dimensional biological tissue culturing device and system
KR20150125926A (en) Human and large-mammal lung bioreactor
US20190376013A1 (en) Microfluidic devices, systems, and methods for investigating three-dimensional cellular structures
JP2017501745A (en) Fluidic device and perfusion system for the reconstruction of complex biological tissue outside the body
KR101822784B1 (en) NeuroVascular Unit(NVU)-On-a-Chip And Method Of Fabricating The Same
KR101866494B1 (en) Pumpless, microfluidic 3d skin chip mimicking skin and vascular structures
Sharma et al. 3D bioprinting complex models of cancer
RU171690U1 (en) Microfluidic Chip for the Creation of Cellular Models of Mammalian Organs
EP3987014A1 (en) Culture device
CN115353951A (en) Total aorta organoid chip model constructed based on induced pluripotent stem cells and application thereof
Ruiz‐Espigares et al. Evolution of Metastasis Study Models toward Metastasis‐On‐A‐Chip: The Ultimate Model?
US20220010252A1 (en) Microphysiological choroid model
Gong et al. Microfluidic Techniques for Next‐Generation Organoid Systems
KR101887633B1 (en) Fluidic chip simulating wounds
KR101855875B1 (en) Assay chip for simulating human interstitial flow and blood flow, and method for measuring cell reaction using the same
KR102240707B1 (en) Assembly for determining validity of agents
KR102186141B1 (en) Assembly for cell culture
Zhou Investigating the Effects of Cyclic Stretching on Lung Cancer Cells using an Automated Microfluidic System

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant