KR101978270B1 - Apparatus and method for mass transfer in the 3D cell culture - Google Patents

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전성찬
이정표
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연세대학교 산학협력단
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    • C12N2513/00—3D culture

Abstract

The disclosed invention relates to a mass transfer device in 3D cell culture. The present invention includes a 3D cell culture sample containing an extracellular matrix that accommodates cultured cells three-dimensionally; a membrane construct that accommodates a substance to be delivered to the cultured cells and is introduced into the extracellular matrix; and an ultrasonic irradiation device that generates a sonoporation phenomenon that increases the permeability of the membrane structure by irradiating ultrasound to the membrane structure injected into the extracellular matrix.

Description

3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치 및 방법{Apparatus and method for mass transfer in the 3D cell culture}Technical Field [0001] The present invention relates to a mass transfer device and a mass transfer method in a three-dimensional cell culture,

본 발명은 3차원 세포 배양에서의 물질 전달을 용이하게 일으키면서 전달 효율을 향상하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 초음파를 이용해 3차원 세포 배양을 위한 물질을 포함하고 있는 막 구조의 막을 열어 그 안의 물질을 세포 배양 환경으로 골고루 확산시킴으로써 두꺼운 3차원 세포 배양에서도 물질 전달이 세포 배양 전체에 유효하게 일어나게 하는 기술에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a method for enhancing transfer efficiency while facilitating mass transfer in a three-dimensional cell culture, and more particularly, to a method for manufacturing a three-dimensional cell culture using an ultrasonic wave, To a cell culture environment, thereby allowing mass transfer to take place effectively throughout the cell culture even in a thick three-dimensional cell culture.

생체 내 실험(in vivo)의 여러 가지 한계점 때문에 많은 연구자가 생체 외 실험(in vitro)을 진행하고 있다. 이를 위해 가능한 생체 내와 유사한 환경을 모사하고자 3차원 세포 배양을 진행한다. 3차원 세포 배양의 경우 2차원 세포 배양에 비해 체내와 좀더 유사한 환경을 만들 수 있고, 다양한 실험 조건을 설정하여 원하는 실험을 원활하게 수행할 수 있기 때문에 많은 연구자가 3차원 세포 배양하에서 실험을 진행하고 있다. 나아가 조금이라도 더 생체와 유사한 환경을 만들기 위해 다양한 시스템을 연구, 개발하려는 노력을 하고 있다.Many in vitro studies are under way due to various limitations of in vivo experiments. For this purpose, three-dimensional cell culture is carried out in order to simulate possible in vivo environment. In the case of three-dimensional cell culture, it is possible to make the environment more similar to the inside of the body than the two-dimensional cell culture, and it is possible to perform a desired experiment smoothly by setting various experimental conditions. Therefore, have. In addition, we are making efforts to research and develop various systems to make a living environment similar to a little bit more.

도 1은 3차원 세포 배양 환경이 2차원 세포 배양과는 어떤 점에서 차이가 있는지를 모식적으로 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram schematically showing how a three-dimensional cell culture environment differs from a two-dimensional cell culture.

도 1에서 볼 수 있듯이 생체 내에서의 세포들은 2차원 세포 배양처럼 독립적으로 홀로 구성되어 있지 않고 세포 외 기질(ExtraCellular Matrix; ECM) 속에 파 묻혀 있는 형태이고, 이 세포 외 기질과 묶여서 여러 생체 현상들이 일어나고 조직과 같은 특정 구조를 이루게 된다. 따라서, 많은 연구자는 세포 주변을 이런 생체 내 환경과 유사하게 만들기 위하여 세포 외 기질을 사용하여 3차원 세포 배양을 시도하고 있고 많은 성공을 이루었다.As can be seen from FIG. 1, cells in vivo are not independently constituted like a two-dimensional cell culture, but buried in an extracellular matrix (ECM), and are bound to this extracellular matrix, And it becomes a specific structure such as organization. Thus, many researchers have attempted to cultivate three-dimensional cells using extracellular matrix to make the cell periphery similar to this in vivo environment and have achieved a great deal of success.

세포 외 기질을 이용한 3차원 세포 배양 기술 중 가장 대표적인 것은 세포 외 기질의 구성요소 중 중요한 역할을 하는 폴리머를 이용하는 것이다. 대표적으로는 콜라겐을 이용한 것을 들 수 있는데, 콜라겐은 세포 외 기질에 풍부하게 들어가 있으며 겔화(gelation) 현상을 이용해서 세포를 콜라겐 섬유 안에 쉽게 잡아 둘 수 있다.One of the most representative three-dimensional cell culture techniques using extracellular matrix is the use of a polymer that plays an important role in the constituents of the extracellular matrix. Typically, collagen is used. Collagen is abundantly contained in the extracellular matrix and can be easily trapped in collagen fibers by using a gelation phenomenon.

하지만 이러한 3차원 세포 배양 시스템의 경우 배양 시스템의 크기 자체를 충분히 크게 키우는 것이 힘든데, 그 이유는 크기를 키울수록 폴리머와 세포의 밀도로 인해 세포를 배양하는 물질의 확산이 배양 시스템 깊숙한 내부까지 원활하게 이루어지지 않기 때문이다. 세포 수준의 연구라면 그 사이즈가 크지 않더라도 충분히 연구가 가능하겠지만, 조직 수준에서의 연구까지 수행하기에는 무리가 있다.However, in the case of such a three-dimensional cell culture system, it is difficult to increase the size of the culture system sufficiently, because the density of the polymer and the cell due to the increase in the size causes the diffusion of the material for culturing the cells to smoothly This is not done. Although research on cell-level studies can be carried out even if the size is not large, it is difficult to carry out studies at the tissue level.

한국공개특허 제10-2016-0067805호 (2016.06.14 공개)Korean Patent Publication No. 10-2016-0067805 (published on June 16, 2016)

본 발명의 목적은 위와 같은 종래의 3차원 세포 배양 시스템의 한계를 극복함으로써 조직 수준 사이즈의 생체 외 실험을 가능케 하는 3차원 세포 배양 시스템을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a three-dimensional cell culture system capable of in vitro experiments of tissue level size by overcoming the limitations of the conventional three-dimensional cell culture system.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들 역시 아래의 기재를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular embodiments that are described. It will be understood clearly.

본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치는, 3차원적으로 배양 세포를 수용하는 세포 외 기질을 포함하는 3차원 세포 배양 시료;와, 상기 배양 세포로 전달할 물질을 수용하고 있고, 상기 세포 외 기질 안으로 투입되는 막 구조체; 및 상기 세포 외 기질 안에 투입된 막 구조체에 초음파를 조사하여 상기 막 구조체의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으키는 초음파 조사 장치를 포함한다.A mass transfer device in a three-dimensional cell culture according to the present invention includes: a three-dimensional cell culture sample containing an extracellular matrix that three-dimensionally accommodates cultured cells; and a substance- A membrane construct injected into the extracellular matrix; And an ultrasonic irradiator for irradiating ultrasonic waves to the membrane structure injected into the extracellular matrix to cause a phenomenon of sonophoresis which increases the permeability of the membrane structure.

여기서, 본 발명은 상기 초음파 조사 장치를 상기 3차원 세포 배양 시료에 대해 XY 평면상의 임의의 위치로 이동시키는 구동 장치를 더 포함할 수 있다.Here, the present invention may further comprise a driving device for moving the ultrasonic irradiation device to an arbitrary position on the XY plane with respect to the three-dimensional cell culture sample.

그리고, 바람직하게는 상기 막 구조체 안에는 형광 표지물질이 포함되고, 상기 형광 표지물질에서 발광하는 빛을 감지하는 형광 이미지 검출기를 더 포함할 수 있다.Preferably, the membrane structure further includes a fluorescence labeling substance, and a fluorescent image detector for sensing light emitted from the fluorescent labeling substance.

그리고, 상기 형광 이미지 검출기는 상기 XY 평면상에서의 상기 막 구조체의 위치를 검출하고, 또한 상기 막 구조체의 이미지에 대한 초점거리를 통해 Z축 상의 위치를 계산할 수 있다.The fluorescence image detector can then detect the position of the membrane structure on the XY plane and also calculate the position on the Z axis through the focal distance to the image of the membrane structure.

이에 따라, 상기 구동 장치는 상기 형광 이미지 검출기를 통해 파악된 상기 막 구조체의 XY 평면상의 위치로 상기 초음파 조사 장치를 이동시키고, 이동된 상기 초음파 조사 장치는 상기 막 구조체의 Z축 상의 위치로 초점을 맞춰 초음파를 조사한다.Accordingly, the driving device moves the ultrasonic wave irradiating device to a position on the XY plane of the film structure grasped by the fluorescent image detector, and the moved ultrasonic wave irradiating device moves the focus to the position on the Z axis of the film structure Ultrasonic waves are irradiated.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 장치는 상기 XY 평면상에서 서로 직교하는 두 개의 축 방향을 각각 따라 상기 초음파 조사 장치를 선형 이동시킨다.In one embodiment of the present invention, the driving device linearly moves the ultrasonic wave irradiating device along two axial directions orthogonal to each other on the XY plane.

대안적으로, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 구동 장치는 상기 XY 평면상의 하나의 점을 중심으로 상기 초음파 조사 장치를 회전시키고, 또한 상기 중심점을 지나는 하나의 축 방향을 따라 상기 초음파 조사 장치를 선형 이동시킨다.Alternatively, in another embodiment of the present invention, the driving device rotates the ultrasonic wave irradiating device about one point on the XY plane, and moves the ultrasonic wave irradiating device along the one axial direction passing through the center point Linearly.

한편, 본 발명은 3차원적으로 배양 세포를 수용하는 세포 외 기질을 포함하는 3차원 세포 배양 시료 안에 상기 배양 세포로 전달할 물질을 수용하는 막 구조체를 투입하고, 상기 세포 외 기질 안에 투입된 막 구조체에 초음파를 조사하여 상기 막 구조체의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으킴으로써 상기 세포 외 기질 안에 상기 전달 물질을 확산시키는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 방법을 제공한다.Meanwhile, the present invention relates to a method for producing a three-dimensional cell culture sample, which comprises injecting a membrane structure containing a substance to be delivered to the cultured cell into a three-dimensional cell culture sample containing an extracellular matrix that accommodates the cultured cells three-dimensionally, The present invention provides a method of mass transfer in a three-dimensional cell culture, characterized in that the transfer substance is diffused in the extracellular matrix by causing a sonophoresis phenomenon which increases the permeability of the membrane structure by irradiating ultrasonic waves.

그리고, 상기 막 구조체 안에 형광 표지물질을 포함시키고, 상기 형광 표지물질에서 발광하는 빛을 감지하여 상기 막 구조체의 3차원 위치를 파악하고, 이에 따라 상기 초음파를 조사할 수 있으며, 특히 상기 막 구조체의 3차원 위치에 대응하여 상기 초음파의 초점을 맞춰 조사할 수 있다.The three-dimensional position of the membrane structure can be detected by sensing the light emitted from the fluorescent labeling substance, thereby irradiating the ultrasonic wave. Particularly, It is possible to match the focus of the ultrasonic wave in accordance with the three-dimensional position.

나아가 상기 형광 표지물질은 상기 전달 물질의 종류에 대응하여 서로 구별되는 파장 대역의 빛을 발생하는 형광 물질이 선택될 수 있다.Further, the fluorescent substance may be a fluorescent substance that generates light in a wavelength band that is different from each other in accordance with the kind of the transmitting substance.

이러한 실시형태에서 상기 막 구조체는 상기 전달 물질 및 형광 표지물질이 서로 다른 복수 종류가 상기 3차원 세포 배양 시료 안에 투입되고, 상기 서로 구별되는 형광 표지물질에 기초하여 원하는 종류의 전달 물질에 대해 선택적으로 상기 초음파를 조사하게 된다.In this embodiment, the membrane construct may be constructed such that a plurality of different types of the transducer and the fluorescent labeling substance are introduced into the three-dimensional cell culture sample, and are selectively added to the desired kind of the transducing substance based on the distinguished fluorescent labeling substance The ultrasonic waves are irradiated.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치 및 방법에 따르면, 소노포레이션 현상을 이용하여 3차원 세포 배양 내부에서 물질 전달을 용이하게 할 수 있으므로 기존에 3차원 세포 배양의 단점이었던 크기 제한이 본 발명을 통해 해결될 수 있다. 즉, 세포 배양 내부까지 충분히 물질을 전달할 수 있으므로 오랜 기간 배양을 할 수 있고, 세포 생존율도 높일 수 있어 3차원 세포 배양 연구에 많은 도움을 줄 수 있다. According to the apparatus and method for mass transfer in the three-dimensional cell culture of the present invention having the above-described structure, since mass transfer can be facilitated within the three-dimensional cell culture using the sonophoresis phenomenon, Which is a disadvantage of the present invention, can be solved by the present invention. In other words, since the material can be sufficiently transferred to the inside of the cell culture, it can be cultured for a long period of time, and the cell survival rate can be increased, which can be very useful for the study of three-dimensional cell culture.

또한, 본 발명을 이용하면 단순히 세포 배양을 위한 물질 전달뿐만 아니라 원하는 막 구조체를 특정하여 소노포레이션 현상을 유발시켜 특정 부위에 특정 물질을 전달하는 것이 가능하므로, 조직, 세포 수준에서 3차원적으로 다양한 연구를 수행할 수 있게 된다.In addition, the present invention can be used not only for mass transfer of cells for cell culture, but also for specifying a desired membrane structure to cause the phenomenon of sonophoresis to transfer a specific substance to a specific site. Therefore, Various studies can be carried out.

도 1은 2차원과 3차원에서의 세포 배양 환경을 모식적으로 비교 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 기술의 기본적인 개념을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치의 일 실시형태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치의 다른 실시형태를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a comparison between two-dimensional and three-dimensional cell culture environments. FIG.
2 is a diagram illustrating a basic concept of a mass transfer technology in a three-dimensional cell culture according to the present invention.
3 shows one embodiment of a mass transfer device in three-dimensional cell culture according to the present invention.
4 shows another embodiment of a mass transfer device in three-dimensional cell culture according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements will be denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. Referring to the drawings, The size of the elements, etc., may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled " or " connected " indirectly while intervening in the context of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서 효과적인 물질 전달을 가능케 하는 시스템의 개요를 보여준다.Figure 2 shows an overview of a system that enables effective mass transfer in a three-dimensional cell culture according to the present invention.

개략적으로 설명한다면, 본 발명은 3차원 세포 배양에서 내부까지 물질이 충분히 확산되지 못하는 문제를 해결하기 위해, 초음파의 사용을 통해 인위적으로 일으킬 수 있는 소노포레이션(sonoporation) 현상에 의한 막 구조의 물질 투과성 조절을 통해 3차원 세포 배양의 두꺼운 배양 환경 하에서도 환경 내부 깊숙이까지 원하는 물질을 충분히 확산시킬 수 있도록 한 발명이다. 본 발명을 통해 두꺼운 3차원 세포 배양 시스템을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 원하는 물질을 원하는 곳에만 확산시킬 수 있는 방법에까지 응용이 가능하다.In order to solve the problem that the material can not be sufficiently diffused from inside the three-dimensional cell culture to the inside, the present invention provides a membrane structure material by sonoporation which can be artificially caused through the use of ultrasonic waves. It is an invention to sufficiently diffuse a desired substance deep inside the environment even in a thick culture environment of three-dimensional cell culture through permeability control. The present invention can be applied not only to maintaining a thick three-dimensional cell culture system but also to a method of diffusing a desired substance only in a desired place.

초음파는 인간 가청 주파수의 최고 대역인 20,000㎐ 이상의 주파수를 가지는 음파를 의미하며 여러 분야에서 활용되고 있다. 대표적으로 의료분야에서는 의료 영상에 사용되고 있는데, 초음파의 중요한 특성 중 하나인 투과성을 이용한 기술이다. 이처럼 초음파의 투과성은 바이오 분야 연구에 많이 사용되고 있는데, 추가적인 외부 수술이나 시스템을 구성하지 않더라도 그대로 신체를 투과하여 원하는 곳을 조사할 수 있어서 그 활용도가 점점 증가하고 있다.Ultrasound means a sound wave having a frequency of 20,000 Hz or more, which is the highest band of the human audible frequency, and is used in various fields. Typically, it is used in medical imaging in medical imaging. It is a technique using permeability, which is one of the important characteristics of ultrasound. The permeability of ultrasonic waves is widely used in the field of bio-field research. Even if no external surgery or system is constituted, the permeability of the ultrasound can be transmitted through the body as it is.

최근에는 세포 단위에서 초음파를 활용하는 연구가 증가하고 있는데, 음파 자체가 매질의 기계적인 진동에 의한 에너지의 전파이기 때문에, 세포를 기계적으로 자극할 수 있다. 이러한 연구에서 알려진 바에 따르면 소노포레이션(sonoporation)이라는 현상이 생기는데, 세포 음파처리(cellular sonication)로도 불리는 이 현상은 초음파에 의해 세포막의 투과성이 변화하는 현상을 말한다.In recent years, studies using ultrasound in cell units are increasing, because the sound waves themselves are the propagation of energy by the mechanical vibrations of the medium, so that the cells can be mechanically stimulated. This phenomenon is known as sonoporation, which is also known as cellular sonication, in which the permeability of the cell membrane is changed by ultrasound.

이 기술은 주로 세포막을 초음파로 자극하여 투과가 잘 되도록 만든 다음에 DNA를 삽입하는데 많이 사용되고 있다. 초음파에 의한 캐비테이션(cavitation)의 형성이 이런 세포막의 투과성을 조절하게 되고, 이 때문에 크고 무거운 분자들이 세포 안으로 투과할 수 있는 것이다 This technique is mainly used for inserting DNA after stimulating the cell membrane with ultrasound to make it permeable. The formation of cavitation by ultrasound modulates the permeability of these cell membranes, which allows large, heavier molecules to penetrate into cells

다시 본 발명으로 돌아와 도 2를 참조하면, 본 발명의 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 시스템은 종래에는 세포 안으로 물질을 전달시켰던 것을 역으로 이용하여, 원하는 물질을 세포막 구조로 감싸서 3차원 세포 배양시의 세포 외 기질(120)에 포함시킨 다음 소노포레이션을 이용하여 막을 열어 막 구조 내부에 수용되어 있던 물질을 세포 외 기질(120)로 확산시킴으로써 두꺼운 세포 외 기질(120) 깊숙이도 물질 전달이 일어나도록 만든 것이다.Referring again to FIG. 2, the mass transfer system in the three-dimensional cell culture of the present invention uses a substance that has conventionally transferred a substance into a cell, reversely transfers the desired substance to the cell membrane structure, And then the material contained in the membrane structure is diffused into the extracellular matrix 120 by using the sonophoresis to open the membrane so that mass transfer occurs deep into the thick extracellular matrix 120 It is made.

즉, 본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치(10)(이하, 간략히 "물질 전달 장치"라 함)는 크게 나누면 3차원 세포 배양 시료(100)와 막 구조체(200), 그리고 초음파 조사 장치(300)를 포함한다. That is, the mass transfer device 10 (hereinafter simply referred to as " mass transfer device ") in the three-dimensional cell culture according to the present invention can be broadly divided into a three-dimensional cell culture sample 100 and a membrane structure 200, And an irradiation device 300.

3차원 세포 배양 시료(100)는 3차원적으로 배양 세포(110)를 수용하는 세포 외 기질(120)을 포함하는 시료로서, 도 1을 참조할 수 있다. The three-dimensional cell culture sample 100 is a sample including an extracellular matrix 120 that accommodates the cultured cells 110 three-dimensionally, and can be referred to FIG.

배양 세포(110)는 3차원 배양기술로 사용되는 어떠한 세포도 가능하며 종류를 가리지 않는다. 세포 외 기질(120) 요소는 3차원 세포 배양을 만들기 위해 필수적인 것으로서, 일반적으로 잘 알려져 있는 콜라겐이나 상품명이 마트리겔(matrigel)인 젤리 형태의 단백질 혼합물과 같이 생체 내 세포 외 기질(120)에 존재하고 있는 폴리머 형태, 나아가 PEG(폴리에틸렌글리콜) 또는 실크와 같이 3차원 세포 배양기술에 사용되는 일반적인 기질이 두루 사용될 수 있다.The cultured cells 110 can be any kind of cells used in a three-dimensional culture technique, and can be of any kind. The extracellular matrix 120 element is essential for making a three-dimensional cell culture, and is generally known to be present in the extracellular matrix 120, such as a well-known collagen or a jelly-like protein mixture whose name is matrigel , And even general substrates used in three-dimensional cell culture techniques such as PEG (polyethylene glycol) or silk.

막 구조체(200)는 배양 세포(110)로 전달할 물질(210)을 수용하는 막으로서, 대표적으로는 세포막을 예로 들 수 있는데, 막 구조체(200)는 초음파에 의해 캐비테이션이 형성되어 막의 투과성을 조절할 수 있는 특성을 가진 것을 의미한다. 막 구조체(200)는 세포 외 기질(120) 안으로 투입되는데, 3차원 세포 배양 시 원하는 곳에 위치시킬 수 있으며, 또한 세포 배양 환경 전 공간에 균등하게 퍼져있어 배양 세포(110)에 대한 물질 전달이 원활하게 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The membrane structure 200 is a membrane for receiving the substance 210 to be delivered to the cultured cells 110. Typically, the membrane structure is formed by cavitation by ultrasound to control the permeability of the membrane. Which means that it has the characteristics that it can. The membrane structure 200 is injected into the extracellular matrix 120. The membrane structure 200 can be placed at a desired position in a three-dimensional cell culture and spread evenly throughout the cell culture environment, It is desirable to make it happen.

초음파 조사 장치(300)는 세포 외 기질(120) 안에 투입된 막 구조체(200)에 초음파를 조사함으로써 막 구조체(200)의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으킬 수 있는 성능을 가진 것이라면 충분히 사용 가능하다. 또한, 초음파 조사 장치(300)를 3차원 세포 배양 시료(100)에 대해 XY 평면상(도 1, 도 3 및 도 4 참조)의 임의의 위치로 이동시키는 구동 장치(400)를 더 포함함으로써, 세포 외 기질(120)의 원하는 영역으로 선택적으로 초음파를 조사할 수 있도록 구성할 수도 있다.The ultrasonic irradiation apparatus 300 can be sufficiently used as long as it has a capability of causing a sonophoresis phenomenon that increases the permeability of the membrane structure 200 by irradiating ultrasonic waves to the membrane structure 200 injected into the extracellular matrix 120 . In addition, by further including the driving device 400 that moves the ultrasonic irradiation device 300 to an arbitrary position on the XY plane (see FIGS. 1, 3 and 4) with respect to the three-dimensional cell culture sample 100, And may be configured to selectively irradiate ultrasound to a desired region of the extracellular matrix 120.

나아가 초음파 조사 장치(300)는 초음파의 초점을 조절하는 기능을 가지는 것이 더욱 바람직할 수 있다.Further, it is more preferable that the ultrasonic wave irradiation device 300 has a function of adjusting the focus of the ultrasonic wave.

초음파를 사용하는 경우의 장점은 낮은 에너지를 가지는 초음파를 사용하더라도 초음파의 초점을 조절함으로써 높은 에너지의 초음파를 한정된 영역에 집중 조사할 수 있고, 이를 이용하면 원하는 부분에만 선택적으로 소노포레이션 현상을 유발할 수 있다는 점이다. 즉, 세포 외 기질(120)의 넓은 영역에 고에너지의 초음파를 조사함으로써 그 영역 안에 존재하는 거의 모든 막 구조체(200)의 막을 열어 일괄적으로 물질(210)을 확산시킬 수도 있지만, 좀더 정밀하게 물질 전달을 제어하기 위해 낮은 에너지의 초음파를 사용하면서 특정 막 구조체(200)에만 초음파의 초점을 맞춤으로써 원하는 종류와 개수의 막 구조체(200)의 막을 여는 것도 가능하다. The advantage of using an ultrasonic wave is that even if a low-energy ultrasonic wave is used, the focus of the ultrasonic wave can be controlled so that a high-energy ultrasonic wave can be concentratedly focused on a limited area. It is possible. That is, by irradiating a large region of the extracellular matrix 120 with a high energy ultrasonic wave, the substance 210 can be diffused at a time by opening the film of almost all the membrane structures 200 existing in the region, It is also possible to open membranes of the desired type and number of membrane structures 200 by focusing ultrasound only on a particular membrane structure 200 while using low energy ultrasonic waves to control mass transfer.

여기서, 특정 막 구조체(200)에 초음파의 초점을 맞추기 위해서는 해당 막 구조체(200)의 3차원 상의 위치를 파악할 필요가 있다. 이를 위해, 본 발명은 막 구조체(200) 안에 전달 물질(210) 외에 형광 표지물질(220)을 더 포함하도록 하고, 외부에는 형광 표지물질(220)에서 발광하는 빛을 감지하는 형광 이미지 검출기(500)를 더 포함하게 된다.Here, in order to focus the ultrasonic wave on the specific membrane structure 200, it is necessary to grasp the three-dimensional position of the membrane structure 200. For this purpose, the present invention is characterized in that the membrane structure 200 further includes a fluorescence labeling material 220 in addition to the transmissive material 210, and a fluorescent image detector 500 for sensing light emitted from the fluorescent labeling material 220 ).

형광 표지물질(220)은 의료, 바이오 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 형광 물질을 사용하면 충분하며, 형광 표지물질(220)은 막 구조체(200) 안에 별도로 삽입되는 것은 물론 막 구조체(200) 자체에 포함될 수도 있다. 요는 막 구조체(200)의 위치를 형광으로 나타낼 수 있으면 되는 것이다. 그리고, 형광 이미지 검출기(500)는 막 구조체(200) 안에 삽입된 형광 표지물질(220)이 발광하는 파장 대역을 감지할 수 있는 이미지 검출기를 사용하면 된다. The fluorescence labeling material 220 may be a fluorescent material commonly used in the fields of medical and biotechnology. The fluorescent labeling material 220 may be separately inserted into the film structure 200, . The urine should be able to indicate the position of the membrane structure 200 with fluorescence. The fluorescence image detector 500 may use an image detector capable of detecting a wavelength band in which the fluorescent label material 220 inserted in the membrane structure 200 emits light.

3차원 세포 배양 시료(100)를 촬영하는 형광 이미지 검출기(500)로 취득된 이미지에는 형광 표지물질(220)의 형광이 나타나게 되는데, 이 이미지 데이터를 분석하면 우선 XY 평면상에서의 막 구조체(200)의 위치를 검출 내지는 계산할 수 있다. 또한 타겟으로 하는 막 구조체(200)에 대해 초점을 맞춰 선명한 이미지를 얻게 되면, 막 구조체(200)의 이미지에 대한 초점거리를 통해 Z축 상의 위치를 계산할 수 있게 된다. 이는 형광 이미지 검출기(500)가 3차원 세포 배양 시료(100)에 대해 고정된 일정 지점에서 이미지를 취득하고, 형광 이미지 검출기(500) 자체의 광학 사양을 알기 때문에 타겟으로 하는 막 구조체(200)의 3차원 좌표를 계산할 수 있게 되는 것이다.Fluorescence of the fluorescence labeling material 220 appears on the image acquired by the fluorescence image detector 500 for capturing the three-dimensional cell culture sample 100. The fluorescence of the fluorescence labeling material 220 is analyzed, Can be detected or calculated. Also, if a sharp image is obtained by focusing on the target film structure 200, the position on the Z axis can be calculated through the focal distance of the image of the film structure 200. This is because the fluorescence image detector 500 acquires an image at a fixed point relative to the three-dimensional cell culture sample 100 and knows the optical specifications of the fluorescence image detector 500 itself, The three-dimensional coordinates can be calculated.

이에 따라, 구동 장치(400)는 형광 이미지 검출기(500)를 통해 파악된 타겟으로 하는 막 구조체(200)의 XY 평면상의 위치로 초음파 조사 장치(300)를 이동시키고, 이동된 초음파 조사 장치(300)는 막 구조체(200)의 Z축 상의 위치로 초점을 맞춰 초음파를 조사함으로써 목표로 하는 막 구조체(200)만 선택적으로 막을 열어 내부 전달 물질(210)을 세포 외 기질(120) 안에 확산시키면 된다.The driving device 400 moves the ultrasonic wave irradiating device 300 to a position on the XY plane of the film structure 200 to be the target that is grasped through the fluorescent image detector 500 and moves the ultrasonic wave irradiating device 300 May be focused on the Z-axis position of the membrane structure 200 and irradiated with ultrasound waves to selectively open only the target membrane structure 200 to diffuse the internal transfer material 210 into the extracellular matrix 120 .

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 물질 전달 장치(10)에 구비되는 구동 장치(400)의 두 가지 실시형태를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3 및 도 4는 초음파 조사 장치(300)를 XY 평면상의 임의의 지점에 위치시키기 위한 구동 장치(400)의 기본적인 작동 구조를 보여주는 것으로서, 구체적인 설계안을 제시하기 위한 것은 아님에 유의할 필요가 있다. 도시된 구동 장치(400)의 작동 원리를 이해할 수 있는 통상의 기술자라면 현재의 기술수준에 맞춰 적절한 설계안을 손쉽게 만들어 낼 수 있을 것이다.FIGS. 3 and 4 are views showing two embodiments of the driving device 400 provided in the mass transfer device 10 of the present invention, respectively. 3 and 4 show the basic operating structure of the driving device 400 for positioning the ultrasonic irradiating apparatus 300 at an arbitrary point on the XY plane, and it is not intended to suggest a specific design. A person skilled in the art who understands the operation principle of the illustrated driving device 400 will be able to easily produce an appropriate design according to the present state of the art.

도 3에 도시된 구동 장치(400)는 XY 평면상에서 서로 직교하는 두 개의 축 방향을 각각 따라 초음파 조사 장치(300)를 선형 이동시키는 구조로서, 직교 좌표계를 따르는 전형적인 XY 스테이지의 구동 장치(400)라 할 수 있다. 도시된 실시형태는 베이스(310) 위에 3차원 세포 배양 시료(100)를 안치시키며, 베이스(310) 위쪽에 배치된 구동 장치(400)상에 초음파 조사 장치(300)가 설치되어 있어, 초음파 조사 장치(300)가 3차원 세포 배양 시료(100)에 대한 XY 평면상의 임의의 지점에 위치할 수 있게 된다. 베이스(310) 측면에는 형광 이미지 검출기(500)가 설치되어 있어, 세포 외 기질(120) 내에서 형광 표지물질(220)로 표지된 막 구조체(200)의 3차원 위치를 파악하게 된다. 도면에는 구동 장치(400), 초음파 조사 장치(300) 및 형광 이미지 검출기(500)와 신호를 주고받고 동작을 제어하며, 또한 취득된 이미지 데이터를 처리하는 일련의 동작을 수행하는 제어부의 구성이 생략되어 있는데, 이러한 제어부는 일반적인 컴퓨터 내지는 마이크로 프로세서로 구성할 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다 할 것이다.The driving apparatus 400 shown in FIG. 3 is a structure for linearly moving the ultrasonic irradiating apparatus 300 along two axes directions orthogonal to each other on the XY plane. The driving apparatus 400 includes a driving apparatus 400 of a typical XY stage along a rectangular coordinate system, . In the illustrated embodiment, the ultrasonic wave irradiation device 300 is installed on the driving device 400 disposed above the base 310, placing the three-dimensional cell culture sample 100 on the base 310, So that the device 300 can be located at any point on the XY plane relative to the three-dimensional cell culture sample 100. A fluorescence image detector 500 is provided on the side of the base 310 to grasp the three-dimensional position of the membrane structure 200 labeled with the fluorescent labeling material 220 in the extracellular matrix 120. In the figure, the configuration of a control unit for performing a series of operations for transmitting and receiving signals to and from the driving unit 400, the ultrasonic irradiation unit 300, and the fluorescent image detector 500 and for processing acquired image data is omitted It will be apparent to a person skilled in the art that such a control unit can be constituted by a general computer or a microprocessor.

도 4의 구동 장치(400)는 XY 평면상의 하나의 점을 중심으로 초음파 조사 장치(300)를 회전시키는 한편, 상기 중심점을 지나는 하나의 축 방향을 따라 초음파 조사 장치(300)를 선형 이동시키는 작동 구조를 가진다. 이는 극 좌표계를 따르는 구동 장치(400)라 할 수 있다. 즉, 도 4의 구동 장치(400)는 (x, y) 직교 좌표가 아니라 (r, θ) 극 좌표로 표현되는 좌표계 상에서 초음파 조사 장치(300)를 구동하는 것이다. 직교 좌표와 극 좌표 사이의 좌표 변환은 간단한 행렬 계산으로 이루어질 수 있고(예를 들어, 막 구조체의 평면 좌표의 변환), 따라서 도 3에서 설명된 기본적인 제어부의 동작 또한 도 4의 구동 장치(400)에서 손 쉽게 구현된다. 도 4의 극 좌표계의 구동 장치(400)의 특징은 3차원 세포 배양 시료(100)를 담는 통상적인 용기(예를 들면, 샬레)의 단면 형태가 원형이기 때문에, 베이스(310)를 원형으로 만들었을 때에는 직교 좌표보다 극 좌표를 활용하는 것이 더욱 합리적이고 물질 전달 장치(10) 자체를 좀더 콤팩트하게 구성할 수 있다는 장점을 가진다는 것에 있다.The driving device 400 of FIG. 4 rotates the ultrasonic wave irradiating device 300 around one point on the XY plane, and moves the ultrasonic wave irradiating device 300 linearly along one axial direction passing through the center point Structure. This may be referred to as a driving device 400 that follows a polar coordinate system. That is, the driving apparatus 400 of FIG. 4 drives the ultrasonic irradiating apparatus 300 on a coordinate system represented by (r,?) Polar coordinates instead of (x, y) orthogonal coordinates. The coordinate transformation between the Cartesian coordinates and the polar coordinates can be done with simple matrix calculations (e.g., translation of the plane coordinates of the film structure), and thus the operation of the basic control unit described in FIG. . The characteristic feature of the driving device 400 of the polar coordinate system of Fig. 4 is that the base 310 is made circular in shape because the cross-sectional shape of a conventional container (e.g., a chalet) for containing the three-dimensional cell culture sample 100 is circular It is more advantageous to utilize the polar coordinates than the Cartesian coordinates and to have the advantage that the mass transfer device 10 itself can be constructed more compactly.

이상과 같은, 본 발명의 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 시스템을 방법적인 측면에서 요약하면 다음과 같다. 물론 아래에서 상세한 설명이 생략된 부분은 물질 전달 장치(10)에 대한 설명과 공통되는 것으로 이해하면 될 것이다. As described above, the mass transfer system in the three-dimensional cell culture of the present invention can be summarized as follows from a method aspect. It is to be understood that the parts omitted from the detailed description below are common to the description of the mass transfer device 10. [

본 발명에 따른 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 방법은, 3차원적으로 배양 세포(110)를 수용하는 세포 외 기질(120)을 포함하는 3차원 세포 배양 시료(100) 안에 상기 배양 세포(110)로 전달할 물질(210)을 수용하는 막 구조체(200)를 투입하고, 상기 세포 외 기질(120) 안에 투입된 막 구조체(200)에 초음파를 조사하여 막 구조체(200)의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으킴으로써 세포 외 기질(120) 안에 상기 전달 물질(210)을 확산시키는 것을 특징으로 하는 것이다.A method for mass transfer in a three-dimensional cell culture according to the present invention is a method for mass transferring a cultured cell (110) in a three-dimensional cell culture sample (100) comprising an extracellular matrix (120) And the ultrasonic wave is irradiated to the membrane structure 200 injected into the extracellular matrix 120 to increase the permeability of the membrane structure 200. In order to increase the permeability of the membrane structure 200, Thereby diffusing the transfer material 210 into the extracellular matrix 120 by causing a phenomenon.

나아가, 막 구조체(200) 안에 형광 표지물질(220)을 포함시키는 한편 상기 형광 표지물질(220)에서 발광하는 빛을 감지하여 막 구조체(200)의 3차원 위치를 파악하면, 막 구조체(200)의 3차원 위치에 대응하여 초음파의 초점을 맞춰 조사할 수 있다.When the three-dimensional position of the film structure 200 is detected by detecting the light emitted from the fluorescent label material 220 while the fluorescent label material 220 is included in the film structure 200, It is possible to focus the ultrasonic wave in accordance with the three-dimensional position of the ultrasonic wave.

나아가 형광 표지물질(220)은 전달 물질(210)의 종류에 대응하여 서로 구별되는 파장 대역의 빛을 발생하는 형광 물질을 선택하는 것도 가능하다. 즉, 여러 종류의 막 구조체(200, 전달 물질이 다름)를 일괄하여 세포 외 기질(120) 안에 투입하더라도, 각 전달 물질(210)에 일대일 대응을 하는 여러 종류의 형광 표지물질(220)을 부여함으로써 이미지상으로 각 종류의 막 구조체(200)를 구별하는 것이 가능하다. 이를 통해 좀더 정밀한 3차원 세포 배양 실험을 구현하는 것이 가능해진다.Further, it is possible to select a fluorescent substance that generates light in a wavelength band different from each other in accordance with the type of the transmitting material 210. That is, even if various kinds of membrane structures (200, different substances are transferred) are collectively injected into the extracellular matrix 120, various kinds of fluorescent markers 220 corresponding to one-to-one correspond to the respective transfer materials 210 It is possible to distinguish each type of membrane structure 200 on an image. This makes it possible to realize a more precise three-dimensional cell culture experiment.

따라서, 이러한 실시형태에서는 막 구조체(200)는 전달 물질(210) 및 형광 표지물질(220)이 서로 다른 복수 종류가 3차원 세포 배양 시료(100) 안에 투입되고, 형광 파장대역별로 서로 구별되는 형광 표지물질(220)에 기초하여 원하는 종류의 전달 물질(210)에 대해 선택적으로 초음파를 조사함으로써 다양한 상황을 모사한 복잡하고 정교한 실험이 가능해진다.Therefore, in this embodiment, a plurality of different types of the transmissive material 210 and the fluorescent labeling material 220 are introduced into the three-dimensional cell culture sample 100, and the fluorescence It is possible to perform complicated and sophisticated experiments in which various situations are simulated by selectively irradiating ultrasonic waves to a desired type of transmitting material 210 based on the label material 220.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재내용과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Accordingly, the scope of the present invention will be determined by the description of the claims and their equivalents.

10: 물질 전달 장치 100: 3차원 세포 배양 시료
110: 배양 세포 120: 세포 외 기질
200: 막 구조체 210: 전달 물질
220: 형광 표지물질 300: 초음파 조사 장치
310: 베이스 400: 구동 장치
500: 형광 이미지 검출기10: Mass transfer device 100: Three-dimensional cell culture sample
110: cultured cell 120: extracellular substrate
200: membrane structure 210: transfer material
220: fluorescent marker 300: ultrasonic irradiation device
310: Base 400: Driving device
500: Fluorescence image detector

Claims (12)

3차원적으로 배양 세포를 수용하는 세포 외 기질을 포함하는 3차원 세포 배양 시료;
상기 배양 세포로 전달할 물질을 수용하고 있고, 상기 세포 외 기질 안으로 투입되는 막 구조체; 및
상기 세포 외 기질 안에 투입된 막 구조체에 초음파를 조사하여 상기 막 구조체의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으키는 초음파 조사 장치;
를 포함하고,
상기 막 구조체 안에는 형광 표지물질이 포함되고, 상기 형광 표지물질에서 발광하는 빛을 감지하는 형광 이미지 검출기를 더 포함하며,
상기 형광 이미지 검출기는 상기 형광 표지물질에서 발광하는 빛을 감지하여 상기 막 구조체의 3차원 위치를 파악하고, 상기 초음파 조사 장치는 상기 막 구조체의 3차원 위치에 대응하여 상기 초음파의 초점을 맞춰 조사하는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.A three-dimensional cell culture sample containing an extracellular matrix that accommodates cultured cells three-dimensionally;
A membrane structure accommodating a substance to be delivered to the cultured cells and being introduced into the extracellular matrix; And
An ultrasonic irradiator for irradiating ultrasound to the membrane structure injected into the extracellular matrix to cause the phenomenon of sonophoresis to increase the permeability of the membrane structure;
Lt; / RTI >
Wherein the membrane structure further comprises a fluorescence labeling substance and a fluorescence image detector for sensing light emitted from the fluorescent labeling substance,
The fluorescence image detector senses light emitted from the fluorescent labeling substance to grasp the three-dimensional position of the membrane structure, and the ultrasonic wave irradiator irradiates the ultrasonic wave with the focus of the ultrasonic wave corresponding to the three-dimensional position of the membrane structure Wherein the cell is cultured in a three-dimensional cell culture. 제1항에 있어서,
상기 초음파 조사 장치를 상기 3차원 세포 배양 시료에 대해 XY 평면상의 임의의 위치로 이동시키는 구동 장치를 더 포함하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.The method according to claim 1,
And a driving device for moving the ultrasonic irradiator to an arbitrary position on the XY plane with respect to the three-dimensional cell culture sample. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 형광 이미지 검출기는 상기 XY 평면상에서의 상기 막 구조체의 위치를 검출하고, 또한 상기 막 구조체의 이미지에 대한 초점거리를 통해 Z축 상의 위치를 계산할 수 있는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the fluorescence image detector is capable of detecting the position of the membrane structure on the XY plane and calculating the position on the Z axis through a focal distance to the image of the membrane structure. Delivery device. 제4항에 있어서,
상기 구동 장치는 상기 형광 이미지 검출기를 통해 파악된 상기 막 구조체의 XY 평면상의 위치로 상기 초음파 조사 장치를 이동시키고, 이동된 상기 초음파 조사 장치는 상기 막 구조체의 Z축 상의 위치로 초점을 맞춰 초음파를 조사하는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.5. The method of claim 4,
The driving device moves the ultrasonic wave irradiating device to a position on the XY plane of the film structure grasped through the fluorescent image detector, and the moved ultrasonic wave irradiating device focuses the ultrasonic wave to a position on the Z axis of the film structure, Wherein the cell is cultured in a cell culture medium. 제2항에 있어서,
상기 구동 장치는 상기 XY 평면상에서 서로 직교하는 두 개의 축 방향을 각각 따라 상기 초음파 조사 장치를 선형 이동시키는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the driving device linearly moves the ultrasonic wave irradiating device in two axial directions perpendicular to each other on the XY plane. 제2항에 있어서,
상기 구동 장치는 상기 XY 평면상의 하나의 점을 중심으로 상기 초음파 조사 장치를 회전시키고, 또한 상기 중심점을 지나는 하나의 축 방향을 따라 상기 초음파 조사 장치를 선형 이동시키는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the driving device rotates the ultrasonic wave irradiating device about one point on the XY plane and linearly moves the ultrasonic wave irradiating device along one axial direction passing through the center point. / RTI > 3차원적으로 배양 세포를 수용하는 세포 외 기질을 포함하는 3차원 세포 배양 시료 안에 상기 배양 세포로 전달할 물질을 수용하는 막 구조체를 투입하고,
상기 세포 외 기질 안에 투입된 막 구조체에 초음파를 조사하여 상기 막 구조체의 투과성을 높이는 소노포레이션 현상을 일으킴으로써 상기 세포 외 기질 안에 상기 전달 물질을 확산시키며,
상기 막 구조체 안에 형광 표지물질을 포함시키고, 상기 형광 표지물질에서 발광하는 빛을 감지하여 상기 막 구조체의 3차원 위치를 파악하고, 상기 막 구조체의 3차원 위치에 대응하여 상기 초음파의 초점을 맞춰 조사하는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 방법.A three-dimensional (3-D) cell culture sample containing an extracellular matrix that accommodates cultured cells in a three-dimensional manner is introduced into a membrane structure containing a substance to be transferred to the cultured cells,
The present invention relates to an extracellular matrix, and more particularly, it relates to an extracellular matrix capable of enhancing permeability of the membrane structure by irradiating ultrasound to the membrane structure injected into the extracellular matrix,
Dimensional position of the membrane structure by sensing the light emitted from the fluorescent labeling material, and adjusting the focus of the ultrasonic wave in accordance with the three-dimensional position of the membrane structure Wherein the method comprises the steps of: 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 형광 표지물질은 상기 전달 물질의 종류에 대응하여 서로 구별되는 파장 대역의 빛을 발생하는 형광 물질이 선택되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the fluorescence labeling material is selected from a fluorescent material capable of generating light in a wavelength band different from each other in accordance with the kind of the transmitting material. 제11항에 있어서,
상기 막 구조체는 상기 전달 물질 및 형광 표지물질이 서로 다른 복수 종류가 상기 3차원 세포 배양 시료 안에 투입되고, 상기 서로 구별되는 형광 표지물질에 기초하여 원하는 종류의 전달 물질에 대해 선택적으로 상기 초음파를 조사하는 것을 특징으로 하는 3차원 세포 배양에서의 물질 전달 방법.12. The method of claim 11,
The membrane construct is characterized in that a plurality of different types of the transducer and the fluorescent labeling substance are introduced into the three-dimensional cell culture sample, and the ultrasound is selectively irradiated to a desired kind of the transducing substance based on the fluorescent labeling substances distinguished from each other Wherein the method comprises the steps of:
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