KR102064935B1 - A co-culture mold, co-culture method and lung organ on a chip - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공배양 몰드, 공배양 방법 및 폐 장기 모사칩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 상피세포와 내피세포의 공배양을 위한 공배양 몰드, 공배양 몰드를 이용하여 상피세포와 내피세포를 공배양하는 방법 및 공배양 방법을 이용하여 용이하게 제조될 수 있는 폐 장기 모사칩에 관한 것이다. The present invention relates to a coculture mold, a coculture method, and a lung organ simulation chip. More specifically, the present invention relates to an epithelial cell and an endothelial cell using a coculture mold and a coculture mold for coculture of epithelial cells and endothelial cells. It relates to a method for co-culturing and lung organ simulation chips that can be easily produced using the co-culture method.
매년 전 세계적으로 질병의 발병률은 꾸준히 증가하는 추세이다. 이에 따라 다양한 질병의 치료를 위한 신약의 효능과 부작용을 검사하기 위해 피실험체가 필요하였고, 피실험체로 동물을 이용하는 것 외에 장기 조직을 칩형태로 집적시킨 장기칩이 개발되었다. The incidence of disease worldwide continues to increase every year. Accordingly, test subjects were needed to examine the efficacy and side effects of new drugs for the treatment of various diseases, and in addition to using animals as test subjects, organ chips in which organ tissues were integrated into chips were developed.
장기칩에는 배양될 세포가 필요하며, 배양될 세포는 서로 다른 세포층의 접합으로 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2011-0018798호 문헌은 미세유체 세포칩, 이를 이용한 세포사멸 정량 분석법 및 세포영상분석장치에 관한 내용을 개시하고 있다. 위 특허는, 동일 평면상에 존재하는 적어도 두 개 이상의 유로를 기반으로 한 미세유체 세포칩에 세포층을 배양한 후 상기 세포층에 가해지는 외부 작용물질 농도의 구배를 조절할 수 있는 방법이다. The organ chip requires cells to be cultured, and the cells to be cultured may be formed by conjugation of different cell layers. In this regard, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0018798 discloses a microfluidic cell chip, the content of apoptosis quantitative analysis and cell image analysis apparatus using the same. The above patent is a method of controlling the gradient of the concentration of the external agonist applied to the cell layer after culturing the cell layer on the microfluidic cell chip based on at least two flow paths present on the same plane.
일반적으로 장기 모사칩은 PDMS 재질로 이루어진다. PDMS재질의 장기 모사칩의 경우, 상피세포와 내피세포를 공배양하기 위해, 상피세포 및 내피세포 중 어느 하나의 세포를 칩의 PDMS 채널 바닥면에 부착하여 배양한 후, 나머지 하나의 세포를 칩을 뒤집어 PDMS 채널의 다른 바닥면에 부착하여 배양해야 한다. 이와 같이 세포들을 동시에 배양하지 않고, 따로 배양할 경우, 각각의 세포에 미치는 스트레스가 서로 상이하기 때문에, 세포 성장에 영향이 미치게 된다. 따라서 장기의 상태를 관찰하기 위한 장기 모사칩에 이용되기에 적합하지 않을 수 있다.In general, long-term simulation chips are made of PDMS material. In the case of long-term simulation chips of PDMS material, in order to co-culture epithelial cells and endothelial cells, any one of epithelial cells and endothelial cells is attached to the bottom of the PDMS channel of the chip and cultured, followed by chipping the other cells. Should be inverted and attached to the other bottom of the PDMS channel to incubate. As such, when the cells are not cultured at the same time and cultured separately, the stresses on the cells are different from each other, which affects cell growth. Therefore, it may not be suitable for use in long-term simulation chips for observing the state of organs.
한편, 장기 모사칩에서 사용되는 장기조직의 세포접합층은 상피세포, 내피세포, 그 사이에 개제되는 세포외기질을 포함한다. 장기조직 배양 시 세포외기질의 두께를 실제 조직에 포함된 세포외기질 두께로 형성할 때 조직재생이 극대화될 수 있다. 장기조직마다 요구되는 세포외기질 두께가 다르며, 요구되는 세포외기질 두께는 대체로 마이크로 단위이기 때문에 세포외기질의 두께를 맞추기가 용이하지 않다. On the other hand, the cell junction layer of organ tissues used in organ simulation chips includes epithelial cells, endothelial cells, and extracellular matrix interposed therebetween. Tissue regeneration can be maximized when the thickness of the extracellular matrix is formed to the thickness of the extracellular matrix included in the actual tissue when organ tissue is cultured. The extracellular matrix thickness required for each organ tissue is different, and the extracellular matrix thickness required is generally micro units, so it is not easy to match the extracellular matrix thickness.
상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 상피세포와 내피세포를 동시에 배양함으로써, 폐 장기 모사칩에 적합한 세포접합층을 제공하는 데에 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention is to provide a cell junction layer suitable for lung organ simulation chips by culturing epithelial cells and endothelial cells at the same time.
또한 본 발명은 세포외기질의 두께 조절이 용이한 공배양 몰드 및 공배양 몰드를 이용하여 공배양하는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. In another aspect, the present invention is to provide a method for co-culture using the co-culture mold and co-culture mold that is easy to control the thickness of the extracellular substrate.
또한, 본 발명은 세포접합층을 이용하여 폐 호흡 모사가 가능한 폐 장기 모사칩을 제공하에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a lung organ simulation chip capable of pulmonary respiration simulation using a cell junction layer.
본 발명에 따른 공배양 몰드는, 중앙부분에 형성되는 배양공간부와, 상기 배양공간부 상부에 배치되어 세포가 배양되는 세포지지부를 구비하는 중간층; 상기 중간층 하부에 배치되어 상기 중간층을 지지하는 지지부; 및 상기 중간층의 상부에 배치되고, 상기 배양공간부를 상부방향으로 노출시키는 개구부가 형성되는 커버부를 포함하고, 상기 세포지지부는 멤브레인 재질이고, 상기 세포지지부의 일면에는 상피세포 또는 내피세포가 배양되고, 상기 세포지지부의 배면에는 세포외기질이 배양될 수 있다. Co-cultivation mold according to the present invention, the intermediate layer having a culture space portion formed in the center portion and the cell support portion is disposed on the culture space portion is cultured; A support part disposed below the intermediate layer to support the intermediate layer; And a cover part disposed on an upper portion of the intermediate layer and having an opening for exposing the culture space to an upper direction, wherein the cell support part is a membrane material, and one surface of the cell support part is cultured with epithelial cells or endothelial cells, An extracellular matrix may be cultured on the back of the cell support.
또한 실시예에 있어서, 상기 중간층의 두께는 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질의 두께에 기반하여 형성될 수 있다. In another embodiment, the thickness of the intermediate layer may be formed based on the thickness of the extracellular matrix of cells to be co-cultured and conjugated.
또한 실시예에 있어서, 상기 중간층의 두께는 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질의 두께의 1/2일 수 있다. In another embodiment, the thickness of the intermediate layer may be 1/2 of the thickness of the extracellular matrix of cells to be co-cultured and conjugated.
본 발명에 따른 상피세포 및 내피세포의 공배양 방법은, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제1 공배양 몰드의 제1 중간층에 구비되는 제1 세포지지부 상부면에 내피세포를 배양하고, 제2 공배양 몰드의 제2 중간층에 구비되는 제2 세포지지부 상부면에 상피세포를 배양하는 제1 과정; 상기 제1 세포지지부 하부면 및 상기 제2 세포지지부 하부면에 세포외기질을 각각 배양하는 2 과정; 및 상기 제1 공배양 몰드 및 상기 제2 공배양 몰드로부터 상기 제1 중간층 및 상기 제2 중간층을 각각 분리하고, 상기 세포외기질이 서로 마주보도록 상기 제2 중간층을 반전하여 상기 제1 중간층과 결합하여 결합중간층을 형성하는 제3 과정을 포함할 수 있다. In the method for coculture of epithelial cells and endothelial cells according to the present invention, endothelial cells are cultured on the upper surface of the first cell support part provided in the first intermediate layer of the first co-culture mold according to any one of claims 1 to 3. A first step of culturing the epithelial cells on the upper surface of the second cell support part provided in the second intermediate layer of the second co-culture mold; Culturing the extracellular matrix on the lower surface of the first cell support and the lower surface of the second cell support, respectively; And separating the first intermediate layer and the second intermediate layer from the first co-culture mold and the second co-culture mold, respectively, and inverting the second intermediate layer so that the extracellular substrates face each other, thereby combining with the first intermediate layer. To form a bonding intermediate layer.
본 발명에 따른 폐 장기 모사칩은, 제4항의 상피세포와 내피세포의 공배양 방법에 의해 제조되는 세포접합층을 구비하는 결합중간층; 상기 결합중간층 상부에 배치되며, 상기 세포접합층을 수용하는 제1 챔버를 구비하는 상부층; 및 상기 결합중간층 하부에 배치되며, 상기 세포접합층 하부를 수용하는 제2 챔버를 구비하는 하부층을 포함하고, 상기 제2 챔버의 바닥면에는 압력조절홀이 구비되고, 상기 압력조절홀을 통해 상기 제2 챔버의 압력제어가 이루어질 수 있다. Lung organ simulation chip according to the invention, the binding intermediate layer having a cell junction layer prepared by the method of coculture of the epithelial cells and endothelial cells of claim 4; An upper layer disposed above the intermediate intermediate layer, the upper layer including a first chamber to receive the cell bonding layer; And a lower layer disposed under the coupling intermediate layer, the lower layer including a second chamber accommodating a lower portion of the cell bonding layer, and a pressure control hole provided on a bottom surface of the second chamber. Pressure control of the second chamber can be made.
또한 실시예에 있어서, 상기 세포접합층은, 상기 챔버의 압력 제어에 따라, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내에서 상하방향으로 팽창, 수축될 수 있다. In addition, in the embodiment, the cell bonding layer may be expanded and contracted in the vertical direction in the first chamber and the second chamber according to the pressure control of the chamber.
본 발명에 따른 공배양 방법을 사용하여 내피세포와 상피세포를 배양하는 경우, 내피세포와 상피세포가 동시에 배양되므로, 내피세포와 상피세포 각각에 미치는 스트레스 차이를 해소할 수 있다. When culturing the endothelial cells and epithelial cells using the co-culture method according to the present invention, since the endothelial cells and epithelial cells are cultured at the same time, it is possible to resolve the stress difference on the endothelial cells and epithelial cells respectively.
본 발명에 따른 공배양몰드를 이용하면, 상피세포와 내피세포 사이에 배치되는 세포외기질의 두께에 기반하여 중간층의 두께를 형성하면, 특정 장기 세포가 요구하는 세포외기질 두께 조건을 충족하기 쉬워진다.Using the co-culture mold according to the present invention, if the thickness of the intermediate layer is formed on the basis of the thickness of the extracellular matrix disposed between the epithelial cells and the endothelial cells, it is easy to meet the extracellular matrix thickness requirements of the specific organ cells. .
본 발명에 따른 공배양 방법을 이용하여 공배양된 세포들을 포함하는 중간층을 폐 장기 모사칩에 그대로 사용될 수 있으므로, 폐 장기 모사칩 제조가 용이하다.Since the intermediate layer containing the co-cultured cells using the coculture method according to the present invention can be used as it is in the lung organ simulation chip, it is easy to manufacture the lung organ simulation chip.
본 발명에 따른 폐 장기 모사칩은, 세포접합층 하부에 형성되는 압력조절홀을 통해 세포접합층 하부의 압력을 조절하여, 실제 폐 호흡 운동을 유사하게 모사할 수 있다.Lung organ simulation chip according to the present invention, by adjusting the pressure in the lower cell junction layer through a pressure control hole formed in the lower cell junction layer, it is possible to similarly simulate the actual lung breathing movement.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공배양 몰드를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공배양 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 3은 도 2에 도시된 플로우차트를 설명하기 위한 도면이다
도 4는 A549 세포와 HUVEC CELL 배양 실험예를 나타낸 도면이다
도 5는 폐 장기 모사칩의 간략한 구성을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 폐 장기 모사칩의 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 폐 장기 모사칩이 적용된 폐 장기 모사칩 플렛폼을 도시한 도면이다
도 8은 동적 생성 모듈의 압력 제어에 따른 세포접합층의 상하 운동 거리를 도시한 그래프이다.1 is an exploded perspective view showing a co-culture mold according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a coculture method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for describing the flowchart shown in FIG. 2.
4 is a view showing an experimental example of A549 cells and HUVEC CELL culture.
5 is a view showing a brief configuration of the lung organ simulation chip.
6A and 6B are cross-sectional views of the lung organ simulation chip shown in FIG. 5.
FIG. 7 is a diagram illustrating a lung organ simulation chip platform to which the lung organ simulation chip illustrated in FIG. 5 is applied.
8 is a graph showing the vertical movement distance of the cell bonding layer under the pressure control of the dynamic generation module.
이하 첨부된 도면을 참조하여 공배양 몰드, 이를 이용한 상피세포와 내피세포의 공배양 방법 및 폐 장기 모사칩에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a co-culture mold, a method of co-culture of epithelial cells and endothelial cells using the same, and lung organ simulation chips will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공배양 몰드를 도시한 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a co-culture mold according to an embodiment of the present invention.
공배양 몰드는 상피세포(Epithelial cell)와 내피세포(Endothelial cell)를 동시에 배양하기 위한 것으로서, 상피세포와 내피세포를 각각 동시에 배양하기 위해 2개의 공배양 몰드가 이용된다.The co-culture mold is for culturing epithelial cells and endothelial cells at the same time, and two co-culture molds are used to simultaneously culture epithelial cells and endothelial cells.
도 1을 참조하면, 공배양 몰드(100)는 중간층(110)과, 중간층(110)의 하부에 결합되는 지지부(120), 중간층(110) 상부에 결합되는 커버부(130), 커버부와 중간층 사이에 구비되는 오링(133)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the
중간층(110)은 중앙부분에 형성되는 배양공간부(111), 배양공간부 주변의 주변부(112) 및 배양공간부 상부에 배치되는 세포지지부(113)를 포함한다. The
세포지지부(113)는 배양공간부(111)의 상부에 배치되며, 배양공간부(111)의 주변을 따라 주변부(112) 일부에 접착부재 또는 고정부재를 이용하여 부착되어 고정된다.The
세포지지부(113)에는 세포들이 부착되고 배양된다. 구체적으로 세포지지부의 상부면에는 상피세포(OC) 또는 내피세포(IC)가 부착되고, 하부면에는 세포외 기질(ECM)이 부착된다. Cells are attached to the
세포지지부(113)은 다공성의 멤브레인 재질을 포함한다. 바람직하게는, 세포지지부(113)은 우수한 공극률과 유연성을 갖는 나노섬유(nanofiber) 멤브레인 재질로 이루어질 수 있다. 배양공간부(111)가 나노섬유 재질로 형성되는 경우, 나노 섬유의 공극을 통해 세포층 사이에 물질교환이 원할하게 이루어질 수 있으며, 탄성력을 이용하여 세포층이 형성된 멤브레인이 상하 방향 또는 수평방향으로 확장, 수축이 가능하게 된다. 따라서 나노섬유 멤브레인 재질을 이용하면, 폐 호흡의 모사가 가능해지며, 폐 장기칩에 사용되기에 적합한 형태를 갖게 된다.The
배양공간부(111)는 세포지지부(113)의 하면에 부착되는 세포외기질(ECM)을 배양하기 위한 빈 공간으로서 중간층(110)의 중앙 부분에 구비된다. 배양공간부의 형상은 타원형, 원형, 사각형 등 여러가지 형태로 형성될 수 있다. 배양공간부(111)를 포함한 중간층(110)의 두께는 형성하고자 하는 세포외기질(ECM)의 두께에 따라 형성될 수 있다. 세포외기질(ECM)은 섬유아세포로 대체 가능하다.The
중간층의 두께와 관련하여 공배양 과정을 간략하게 설명하면 공배양 과정은, 제1 공배양 몰드의 제1 중간층의 세포지지부 상면에 상피세포와 하면에 세포외기질(ECM)을 각각 배양하고, 제2 공배양 몰드의 제2 중간층의 세포지지부 상면에 내피세포와 하면에 세포외기질(ECM)을 각각 배양한다. 그리고 제1 중간층과 제2 중간층을 각각 분리하여 세포외기질(ECM)이 서로 마주보는 형태로 결합하여 하나의 결합중간층을 형성한다. 이에 따라 결합중간층의 상면과 하면에는 상피세포와 내피세포가 구비되고, 상피세포와 내피세포 사이에는 세포외기질(ECM)이 구비된다. 결합중간층 내 세포외기질(ECM)의 두께는 제1 중간층과 제2 중간층의 두께의 합이 된다. 따라서 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질이 특정 200um 또는 400um의 두께를 요구하는 경우, 제1 중간층 두께와 제2 중간층 두께의 합이 200um 또는 400um이 되도록 형성할 수 있다. 바람직하게는 중간층 두께를 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질(ECM)의 두께의 1/2이 되도록 형성하는 경우, 중간층 설계의 반복을 피할 수 있게 된다.When the coculture process is briefly described in relation to the thickness of the intermediate layer, the coculture process may be performed by culturing an extracellular matrix (ECM) on the upper surface of the cell support of the first intermediate layer of the first coculture mold and the extracellular matrix (ECM). 2 The extracellular matrix (ECM) is cultured on the upper surface of the endothelial cells and the lower surface of the cell support of the second intermediate layer of the co-culture mold. The first intermediate layer and the second intermediate layer are separated from each other, and the extracellular matrix (ECM) is combined to face each other to form one binding intermediate layer. Accordingly, epithelial cells and endothelial cells are provided on the upper and lower surfaces of the binding intermediate layer, and an extracellular matrix (ECM) is provided between the epithelial cells and the endothelial cells. The thickness of the extracellular matrix (ECM) in the binding intermediate layer is the sum of the thicknesses of the first intermediate layer and the second intermediate layer. Therefore, when the extracellular matrix of cells to be co-cultured and conjugated requires a specific thickness of 200 μm or 400 μm, the sum of the thickness of the first intermediate layer and the thickness of the second intermediate layer may be 200 μm or 400 μm. Preferably, when the intermediate layer thickness is co-cultured to form one half of the thickness of the extracellular matrix (ECM) of the cells to be conjugated, the repetition of the intermediate layer design can be avoided.
주변부(112)는 투과성이 없는 투명한 폴리머 재질 또는 유리로 형성될 수 있다. 주변부(112)는 세포지지부(113)의 가장자리를 지지하며, 일정 두께를 갖는다. 세포층이 형성된 중간층(110)은 장기칩에 바로 결합될 수 있는 구성으로서, 마이크로 채널 및 챔버가 형성된 상부층과 하부층과 결합되어 장기칩의 용이한 제조를 가능하게 한다. The
커버부(130)는 중간층(110) 상부에 배치되어 중간층(110)을 커버한다. 커버부(130)는 세포지지부(113)를 상부방향으로 노출시키는 개구부(131)를 포함한다. The
또한, 개구부(131)에는 개구부를 감싸며 상부방향으로 돌출되는 중공형의 관부재(132)가 형성될 수 있다. 중공형의 관부재(132)의 직경은 개구부(131)와 접한 부분에서는 개구부(131)의 직경과 동일하고, 상부방향으로 갈수록 증가하는 형태로 이루어질 수 있다. 중공형의 관부재(132)는 개구부를 통한 유체의 공급을 용이하게 한다. 유체는 혈액, 혈액과 같은 성분의 영양분을 갖는 액체 또는 공기일 수 있다.In addition, the
커버부(130)의 개구부(131) 주위와 세포지지부(113) 사이에는 오링(133)이 구비된다. 오링(133)은 커버부(130)의 개구부(131) 주위와 세포지지부(113) 사이를 실링하며, 세포지지부(111) 주변으로의 유체 유출을 차단할 수 있다.An O-
커버부(130)와 중간층(110)의 분리가 용이하도록, 중간층(110)의 배양공간(111)을 제외한 가장자리 부분 일부를 노출시킬 수 있다. In order to facilitate separation of the
예를 들어, 중간층(110)이 X축 방향으로의 길이가 Y축 방향으로의 길이보다 긴 직사각형 형태로 형성되는 경우, 커버부(130)는 Y축 방향으로의 길이가 X축 방향으로의 길이보다 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라 중간층(110)의 X축 방향으로의 양측 부분이 노출되므로, 중간층(110)이 커버부(130)로부터 분리되기 용이해진다.For example, when the
지지부(120)는 중간층(110)의 하부에 배치되어 중간층(110)과 커버부(130)를 지지한다. 배양공간부(111)의 영역과 대응되는 위치인 지지부(120)의 중앙부분에는 세포수용홈(121)이 구비된다.The
세포수용홈(121)은 공배양 과정에서 중간층(110)을 뒤집어서 세포외기질(ECM)을 상면에 배양할 때, 아래면에 위치하는 상피세포 또는 내피세포가 지지부(120)의 상면에 눌리지 않도록 상피세포 또는 내피세포를 수용하는 역할을 한다. 세포수용홈(121)의 형상은 상피세포, 내피세포와 간섭되지 않도록 원형, 타원형, 사각형, 직사각형 형태로 오목하게 형성될 수 있다. The cell
중간층(110)이 X축 방향으로의 길이가 Y축 방향으로의 길이보다 긴 직사각형 형태로 형성되고, 커버부(130)는 Y축 방향으로의 길이가 X축 방향으로의 길이보다 긴 경우로 형성되는 경우, 커버부(130)는 지지부(120) 및 중간층(110)을 지지하기 위해 X축 및 Y축 방향으로 연장된 십자형태로 형성될 수 있다. 또한, 지지부(120)의 X축 방향으로의 폭은 중간층(110)의 Y축 방향으로의 폭과 다르게 형성될 수 있다. 지지부(120)와 중간층(110)의 y축 방향으로의 폭이 서로 다르게 형성되는 경우, 지지부(120)와 중간층(110)과의 분리가 용이하게 된다.The
커버부(130)와 지지부(120)는 중간층(110)과 무독성의 폴리머 재질로 형성될 수 있다. The
본 발명의 공배양용 몰드는 일반적인 폴리머 성형 방법에 의해 제작될 수 있으며, 3D 프린터로도 제조가 가능하다. The coculture mold of the present invention can be produced by a general polymer molding method, it can also be produced by a 3D printer.
본 발명의 공배양 몰드는, 멤브레인 재질의 세포지지부가 구비되는 중간층을 포함하므로, 배양공간부 내 세포층의 확장, 수축을 이용한 폐 호흡의 모사가 가능해진다. 또한, 세포지지부가 구비된 중간층은 별도의 처리없이 폐 장기 모사칩에 직접 이용될 수 있으므로, 폐 장기 모사칩 제조가 용이해진다.Since the co-culture mold of the present invention includes an intermediate layer provided with a cell support part of the membrane material, it is possible to simulate lung respiration using expansion and contraction of the cell layer in the culture space part. In addition, since the intermediate layer provided with the cell support part can be used directly in the lung organ simulation chip without additional treatment, it becomes easy to manufacture the lung organ simulation chip.
이하 상술한 공배양 몰드 2개를 이용하여 상피세포와 내피세포를 동시에 공배양하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of co-culture of epithelial cells and endothelial cells simultaneously using two co-culture molds will be described.
종래의 경우, PDMS 재질의 장기 모사칩 내 세포배양공간이 일체로 형성되었고, 채널 바닥에 상피세포를 배양한 후, 장기칩을 뒤집어서 채널의 다른 바닥에 내피세포를 배양하였다. 상피, 내피 세포를 동시에 배양하지 않고 순차적으로 배양하는 경우, 각각의 세포에 가해지는 스트레스가 서로 상이하여 세포 성장에 영향이 미쳐 장기 모사칩에 적합하지 않은 세포층이 형성될 수 있다. 본 발명은 상피, 내피 세포를 동시에 공배양할 수 있는 방법을 제공한다.In the conventional case, the cell culture space in the organ simulation chip of PDMS material was formed integrally, and after culturing the epithelial cells on the bottom of the channel, the endothelial cells were incubated on the other bottom of the channel by inverting the organ chip. In the case of sequential culturing of epithelial and endothelial cells without culturing at the same time, the stress applied to each cell is different from each other, affecting cell growth, thereby forming a cell layer that is not suitable for long-term simulation chips. The present invention provides a method for co-culture of epithelial and endothelial cells simultaneously.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공배양 몰드를 이용한 공배양 방법을 도시한 플로우 차트이고, 도 3은 도 2에 도시된 플로우 차트에 따라 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a coculture method using a coculture mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a process according to the flowchart shown in FIG.
도 3의 (a)는 도 2에 도시된 S100 단계를 나타내며, 도 3의 (b)는 도 2에 도시된 S200단계를 나타내며, 도 3의 도 2에 도시된 (c)는 S300단계를 나타낸다.FIG. 3A illustrates a step S100 shown in FIG. 2, FIG. 3B shows a step S200 shown in FIG. 2, and FIG. 3C shows a step S300. .
도 2 및 도 3의 (a)를 참조하면, S100단계에서, 제1 공배양 몰드(1000)의 제1 중간층(1110) 내 제1 세포지지부(1113) 상부방향을 향하는 일면에 내피세포(IC)를 부착하여 배양하고, 제2 공배양 몰드(2000)의 제2 중간층(2110) 내 제2 세포지지부(2113) 상부방향을 향하는 일면에 상피세포(OC)를 부착하여 배양한다. 2 and 3 (a), in step S100, the endothelial cells (IC) on one surface of the
제1 및 제2 공배양몰드 각각을 이용하여 상피세포와 내피세포를 동시에 배양함으로써, 세포간 성장 차이 및 세포에 가해지는 스트레스 차이를 줄여 접합 후의 세포 생존확률을 향상시킬 수 있다. By culturing epithelial cells and endothelial cells simultaneously using each of the first and second co-culture molds, it is possible to improve the cell survival probability after conjugation by reducing the difference in growth between cells and the stress difference applied to the cells.
내피세포(IC) 및 상피세포(OC)이 배양되는 제1 세포지지부(1113) 및 제2 세포지지부(2113)는 탄력성을 갖는 맴브레인 재질, 특히 나노섬유 멤브레인 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 세포층의 확장, 수축이 가능해지므로, 이를 이용한 폐 호흡의 모사가 가능해진다.The
도 2 및 도 3의 (b)를 참조하면, S200단계에서, 제1 및 제2 공배양 몰드(1000, 2000)에서 제1 중간층(1110) 및 제2 중간층(2110)의 상하면을 각각 뒤집은 후, 제1 세포지지부(1111) 상부방향을 향하는 일면에 세포외기질(ECM)을 부착하여 배양하고, 제2 배양공간부(2111) 상부방향을 향하는 제1면에 세포외기질(ECM)을 부착하여 배양한다. Referring to FIGS. 2 and 3 (b), in step S200, the top and bottom surfaces of the first
구체적으로, S200단계에서 중간층(1110)의 상하면이 뒤집히므로, S200단계에서 내피세포(IC)가 부착되어 배양된 제1 중간층(1110)의 제1면은 제1 세포지지부(1111)의 하부방향을 향하게 된다. 제1 세포지지부(1111)의 상부방향을 향하는 제2 면에는 세포외기질(ECM)이 부착되어 배양된다. 그리고 S200단계에서 외피세포(OC)가 부착되어 배양된 제2 중간층(2110)의 제1면은 제2 세포지지부(2111)의 하부방향을 향하게 된다. 제2 세포지지부(2113)의 상부방향을 향하는 제2 면에는 세포외기질(ECM)이 부착되어 배양된다.Specifically, since the upper and lower surfaces of the
제1 및 제2 중간층(1110, 2110)의 상하면이 뒤집히더라도, 지지부(1120, 2120) 상면에 형성된 세포수용홈(1121, 2121)이 내피세포(IC)와 외피세포(OC)를 수용할 수 있으므로 내피세포(IC)와 외피세포(OC)를 눌리지 않게 보호할 수 있다. Even when the upper and lower surfaces of the first and second
제1 및 제2 중간층(1110, 2110)의 두께 합이 배양할 장기 세포가 요구하는 세포외기질의 두께와 일치되도록, 제1 및 제2 중간층(1110, 2110)의 두께는 미리 설계 제조된다. 따라서 세포외기질(ECM)을 제1 및 제2 중간층(1110, 2110)의 상단 높이까지 배양한 후 세포접합층(TC) 형성하는 경우, 특정 장기의 세포외기질 두께 요건을 맞출 수 있게 된다.The thicknesses of the first and second
도 2 및 도 3의 (c)를 참조하면, S300단계에서, 제1 공배양 몰드(1000)로부터 제1 중간층(1110)을 분리하고, 제2 공배양 몰드(2000)로부터 제2 중간층(2110)을 분리한다. 그리고 세포외기질(ECM)이 서로 마주보도록 제2 중간층(2100)을 반전시켜 제1 중간층(1110)과 접합하여 결합중간층(3110)을 형성한다.2 and 3 (c), in step S300, the first
위 과정에 의하면, 상부에 내피세포(IC), 하부에 상피세포(OC), 내피세포(IC)와 상피세포(OC) 사이에 배치되는 세포외기질(ECM)을 포함하는 세포접합층(TC)이 형성된다. According to the above process, the cell junction layer (TC) including an endothelial cell (IC) at the top, epithelial cell (OC) at the bottom, an extracellular matrix (ECM) disposed between the endothelial cell (IC) and the epithelial cell (OC). ) Is formed.
세포접합층(TC)을 포함하는 결합중간층(3110)은 장기 모사칩에 그대로 이용될 수 있다. 즉, 결합중간층(3100)의 상부 및 하부에 마이크로 채널 및 챔버가 형성된 상부층과 하부층이 각각 결합됨으로써 장기 모사칩이 되며, 장기 모사칩은 홀더장치에 의해 고정될 수 있다. The binding
결합중간층(3110)을 별도의 가공없이 그대로 장기 모사칩에 사용할 수 있으므로 장기 모사칩의 제조가 용이해진다.Since the bonding
또한, 본 발명의 세포접합층(TC)이 형성되는 제1 및 제2 세포지지부(1113, 2113)는 멤브레인 재질로 형성됨으로써 확장, 수축이 가능하므로 폐 장기 모사칩에 적합하다.In addition, since the first and second
또한, 본 발명의 공배양 방법에 의하면, 상피세포와 내피세포가 동시에 배양되기 때문에, 동시에 배양되지 않을 때 상피세포와 내피세포 각각에 발생하는 스트레스 차이를 제거할 수 있다. 따라서 장기 모사칩에 더욱 적합한 상태의 상피세포와 내피세포를 배양할 수 있다.In addition, according to the co-culture method of the present invention, because epithelial cells and endothelial cells are cultured at the same time, it is possible to eliminate the stress difference generated in each of the epithelial cells and endothelial cells when not cultured at the same time. Therefore, it is possible to culture epithelial cells and endothelial cells in a state more suitable for long-term simulation chips.
도 4는 A549 세포와 HUVEC CELL 배양 실험예를 나타낸 도면이다.4 is a view showing an experimental example of A549 cells and HUVEC CELL culture.
A549 세포는 폐 상피 세포주이고, HUVEC CELL은 페동맥 모세혈관 내피세포이다. 상피세포로서 A549와 내피세포로서 HUVEC CELL을 전술한 공배양 방법에 의해 배양하였을 때, 공 초점 현미경을 통해 세포 생존을 확인할 수 있었다. A549 cells are pulmonary epithelial cell lines and HUVEC CELLs are pulmonary capillary endothelial cells. When A549 as an epithelial cell and HUVEC CELL as an endothelial cell were cultured by the coculture method described above, cell survival was confirmed through confocal microscopy.
이하 도 5를 참조하여 폐 장기 모사칩에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the lung organ simulation chip will be described in detail with reference to FIG. 5.
도 5는 폐 장기 모사칩의 간략한 구성을 나타낸 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 폐 장기 모사칩의 단면도이다. 5 is a view showing a simplified configuration of the lung organ simulation chip, Figure 6a and 6b is a cross-sectional view of the lung organ simulation chip shown in FIG.
도 5 및 도 6a를 참조하면, 폐 장기 모사칩(3000)은 공배양 방법에 의해 제조된 중간결합층(3110)과, 중간결합층 상부의 상부층(3120)과, 중간결합층 하부의 하부층(3130)을 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6A, the waste
폐 장기 모사칩(3000)은 3차원 멀티층 구조로 형성된다. 상부층 커버(3127)는 상부층(3120)과 일체로 형성될 수 있으며, 하부층 커버(3137)는 하부층(3130)과 일체로 형성될 수 있다. The waste
중간결합층(3110)은 전술한 공배양 방법에 의해 제조되는 것으로서, 상술한 바와 같이 세포지지부 내에서 배양된 세포접합층(TC)을 포함한다. 세포접합층(TC)은 상부에 내피세포(IC), 하부에 상피세포(OC), 내피세포(IC)와 상피세포(OC) 사이에 배치되는 세포외기질(ECM)을 포함한다. 또는 이와 반대로 배치될 수도 있다. 세포접합층(TC)은 확장 및 수축이 가능하도록 멤브레인 재질, 특히 나노섬유 재질로 형성되므로 폐 호흡의 모사가 가능하다. 중간결합층(3110)은 전술한 공배양 방법에 의해 제조되는 것으로서, 중간결합층(3110)은 폐 모사 장기칩에 별도의 가공없이 그대로 사용될 수 있어 폐 모사 장기칩의 제조가 용이해진다.The intermediate
상부층(3120)은 상부 마이크로 채널(3121), 상부 챔버(3122), 상부층커버(3127)를 포함한다.The
상부층 커버(3127)는 상부층(3120)의 상부에 결합 또는 형성되며, 상부층 커버(3127)에 의해 상부 마이크로 채널(3121)과 상부 챔버(3122)의 형태가 갖춰진다. 상부층 커버(3127)은 상부층(3120)에 일체로 형성될 수도 있다.The
상부 마이크로 채널(3121)은 일측의 제1 유체유입구(3123)로부터 공급되는 제1 유체(F1)가 세포지지부(3113)의 상부를 거쳐 타측의 제1 유체유출구(3124)로 배출되도록 경로를 형성한다. 한편, 상부층(3120)에는 제2 유체(F2)가 하부 마이크로 채널(3131)로 제공될 수 있도록, 제2 유체유입홀(3125)과 제2 유체배출홀(3126)이 구비될 수 있다. The upper
상부 챔버(3122)는 세포접합층(TC)을 수용한다. 따라서 세포접합층(TC)이 상하방향으로 확장 및 수축 운동 시 세포접합층(TC)과의 간섭을 피할 수 있다.The
세포지지부(3113) 상부에 공급되는 제1 유체(F1)는 세포지지부(3113)의 상부에 배양되는 세포에 영양분을 공급한다. 제1 유체(F1)는 영양분을 갖는 혈액 등의 액체일 수 있다. 제1 유체유입구(3123) 및 제1 유체유출구(3124)는 제1 유체(F1)의 공급 및 회수가 가능한 외부의 유량공급 모듈에 연결될 수 있다. The first fluid F1 supplied to the upper part of the
하부층(3130)은 하부 마이크로 채널(3131)과 하부챔버(3132)와 하부층 커버(3137)와 하부챔버(3132)의 바닥면에 형성되는 압력조절홀(3136)을 포함한다. The
하부층 커버(3137)는 하부층(3130) 하부에 결합되어 하부 마이크로 채널(3131)과 하부 챔버(3132)를 형성한다. 하부층 커버(3137)은 하부층(3130)에 일체로 형성될 수 있다.The
하부 마이크로 채널(3131)은 상부층(3120)의 제2 유체유입구(2125) 및 중간결합층(3110)의 제2 유체유입홀(3133)을 통해 공급되는 제2 유체(F2)가 세포지지부(3113)의 하부를 거쳐 타측의 제2 유체유출홀(3134) 및 제2 유체유입홀(3126)을 통해 배출되도록 경로를 형성한다. 세포지지부(3113) 하부에 공급되는 제2 유체(F2)는 공기일 수 있다. The
하부 챔버(3132)는 세포지지부(3113)에 배양되는 세포접합층(TC)을 수용한다. 구체적으로 하부챔버(3132)는 상하방향으로 확장 및 수축 운동을 하는 세포접합층(TC)을 수용하여 세포접합층(TC)와의 간섭을 피할 수 있다.The
압력조절홀(3136)은 하부챔버(3132)의 바닥면에 구비되며, 외부의 동적 생성 모듈이 연결된다. 압력조절홀(3136)을 통해 외부의 동적 생성 모듈로부터 제공되는 압력조절용 제3 유체는 제2 유체와 동일할 수 있다. 예를 들어 제2 유체가 공기인 경우, 제3 유체도 공기일 수 있다. 외부의 동적 생성 모듈에서 제어되는 제3 유체를 이용하여 세포접합층(TC)의 상하방향으로의 확장, 수축 운동이 가능해진다.The
특히, 하부챔버(3130)의 바닥면에 구비되는 압력조절홀(3136)을 통해 하부챔버(3130)의 압력을 직접적으로 제어함으로써, 실제 압력에 유사한 환경에서 폐 호흡 운동의 모사가 가능해진다.In particular, by directly controlling the pressure of the
압력조절홀(3136)에 연결되어, 폐 호흡 운동과 유사한 환경을 제공하는 외부의 동적생성 모듈은, 실제 호흡과 유사하게 분당 호흡횟수에 따라 제3 유체(F3)의 압력을 조절할 수 있다. The external dynamic generation module, which is connected to the
상부층(3120), 하부층(3130), 배양공간부를 제외한 영역의 중간결합층(3110)은 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU), 셀룰로오스, 유리 및 실리콘 고무로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 형성될 수 있다. The
도 6b는 압력조절홀(3136)을 통해 동적생성 모듈이 하부챔버(3130)의 압력을 증가시켰을 때의 모습을 나타낸 도면이다. 이에 따르면, 세포접합층(TC)가 상부방향으로 확장되었음을 알 수 있다. 도 6b는 동적생성 모듈이 양압을 제공한 경우를 도시하고 있지만, 동적생성 모듈에서 음압이 제공되는 경우, 세포접합층(TC)가 하부방향으로 확장될 수도 있다.FIG. 6B is a view illustrating a state in which the dynamic generation module increases the pressure of the
도 7은 도 5에 도시된 폐 장기 모사칩이 적용된 폐 장기 모사칩 플렛폼을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a lung organ simulation chip platform to which the lung organ simulation chip illustrated in FIG. 5 is applied.
도 7을 참조하면, 폐 장기 모사칩 플렛폼(4000)은 모니터링 모듈(4100), 유량공급 모듈(4200), 마이크로스코프(4300), 동적생성 모듈(4400), 폐 장기 모사칩(4500)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the lung organ
유량공급 모듈(4200)은 제1 유체, 제2 유체을 폐 장기 모사칩(4500)에 제공한다. 마이크로스코프(4300)는 폐 장기 모사칩(4500)에 배양되는 폐 장기 조직을 관찰하기 위한 것이다. 동적생성 모듈(4400)은 폐 장기 모사칩(4500)의 압력조절홀(3136)을 통해 제3 유체를 이용하여 압력을 조절함으로써, 폐 호흡 운동을 실제와 같이 모사할 수 있다. 모니터링 모듈(4100)은 이들을 제어하고, 사용자에게 표시해준다.The flow
도 8은 동적 생성 모듈의 압력 제어에 따른 세포접합층의 상하 운동 거리를 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the vertical movement distance of the cell bonding layer under the pressure control of the dynamic generation module.
도 8을 참조하면, 압력이 1 kPa에서 4 kPa로 증가함에 따라, 세포 접합층의 높이가 약 10um에서 약 50um으로 유동됨을 알 수 있다. 즉, 공압 1kPa에서 멤브레인 최소 유동높이가 10um이고, 공압 4kPa에서 멤브레인 최대 유동높이가 48um임을 알 수 있다. Referring to Figure 8, as the pressure increases from 1 kPa to 4 kPa, it can be seen that the height of the cell junction layer flows from about 10um to about 50um. That is, it can be seen that the membrane minimum flow height is 10um at 1 kPa of pneumatic pressure, and the membrane maximum flow height is 48um at 4 kPa of pneumatic pressure.
따라서 동적 생성 모듈의 제어를 통해 분당 10 내지 30회의 폐 호흡운동 모사가 가능하다.Therefore, it is possible to simulate 10 to 30 times of pulmonary breathing exercise per minute through the control of the dynamic generation module.
본 발명에 따른 공배양 방법을 사용하여 내피세포와 상피세포를 배양하는 경우, 내피세포와 상피세포가 동시에 배양되므로, 내피세포와 상피세포 각각에 미치는 스트레스 차이를 해소할 수 있다. When culturing the endothelial cells and epithelial cells using the co-culture method according to the present invention, since the endothelial cells and epithelial cells are cultured at the same time, it is possible to eliminate the stress difference on each of the endothelial cells and epithelial cells.
본 발명에 따른 공배양몰드를 이용하면, 상피세포와 내피세포 사이에 배치되는 세포외기질의 두께에 기반하여 중간층의 두께를 형성하면, 특정 장기 세포가 요구하는 세포외기질 두께 조건을 충족하기 쉬워진다.By using the co-culture mold according to the present invention, if the thickness of the intermediate layer is formed based on the thickness of the extracellular matrix disposed between the epithelial cells and the endothelial cells, it is easy to meet the extracellular matrix thickness requirements of the specific organ cells. .
본 발명에 따른 공배양 방법을 이용하여 공배양된 세포들을 포함하는 중간층을 폐 장기 모사칩에 그대로 사용될 수 있으므로, 폐 장기 모사칩 제조가 용이하다.Since the intermediate layer containing the co-cultured cells using the coculture method according to the present invention can be used as it is in the lung organ simulation chip, it is easy to manufacture the lung organ simulation chip.
본 발명에 따른 폐 장기 모사칩은, 세포접합층 하부에 형성되는 압력조절홀을 통해 세포접합층 하부의 압력을 조절할 수 있어, 실제 폐 호흡 운동을 모사할 수 있다. Lung organ simulation chip according to the present invention, it is possible to control the pressure of the lower cell junction layer through the pressure control hole formed in the lower cell junction layer, can simulate the actual lung respiration movement.
100: 공배양 몰드 110: 중간층
111: 배양공간부 112: 주변부
120: 지지부 130: 커버부
131: 개구부 132: 관부재
133: 오링 1110: 제1 중간층
1111: 제1 배양공간부 1120: 제1 지지부
1130: 제1 커버부 2110: 제2 중간층
2111: 제2 배양공간부 2120: 제2 지지부
2130: 제2 커버부 3000: 폐 장기 모사칩
3110: 중간결합층 3120: 상부층
3121: 상부 마이크로 채널 3122: 상부 챔버
3123: 제1 유체유입구 3124: 제1 유체유출구
3125: 제2 유체유입홀 3126: 제2 유체배출홀
3130: 하부층 3131: 하부 마이크로 채널
3132: 상부 챔버 3133: 제2 유체유입구
3134: 제2 유체유출구 3136: 압력조절홀
4000: 폐 장기 모사칩 플랫폼 4100: 모니터링 모듈
4200: 유량공급 모듈 4300: 마이크로스코프
4400: 동적생성 모듈 4500: 폐 장기 모사칩100: co-culture mold 110: intermediate layer
111: culture space portion 112: peripheral portion
120: support portion 130: cover portion
131: opening 132: pipe member
133: O-ring 1110: first intermediate layer
1111: first culture space part 1120: first support part
1130: first cover part 2110: second intermediate layer
2111: second culture space portion 2120: second support portion
2130: second cover portion 3000: lung organ simulation chip
3110: intermediate bonding layer 3120: upper layer
3121: upper micro channel 3122: upper chamber
3123: first fluid inlet 3124: first fluid inlet
3125: second fluid inlet hole 3126: second fluid outlet hole
3130: lower layer 3131: lower microchannel
3132: upper chamber 3133: second fluid inlet
3134: second fluid outlet 3136: pressure control hole
4000: Lung organ simulation chip platform 4100: Monitoring module
4200: Flow Supply Module 4300: Microscope
4400: Dynamic generation module 4500: Lung organ simulation chip
Claims (6)
상기 중간층 하부에 배치되어 상기 중간층을 지지하는 지지부; 및
상기 중간층의 상부에 배치되고, 상기 배양공간부를 상부방향으로 노출시키는 개구부가 형성되는 커버부를 포함하고,
상기 개구부에는 상기 개구부를 감싸며 상부방향으로 돌출되는 중공형의 관부재가 구비되고, 상기 중공형의 관부재의 직경은, 상기 개구부와 접한 부분에서는 상기 개구부의 직경과 동일하고, 상부방향으로 갈수록 증가하고,
상기 중간층은 X축 방향으로의 길이가 Y축 방향으로의 길이보다 긴 직사각형 형태이고, 상기 상기 커버부는 상기 Y축 방향으로의 길이가 상기 X축 방향으로의 길이가 긴 형태로 구비되어, 상기 중간층의 가장자리 부분 일부가 노출되고,
상기 세포지지부는 멤브레인 재질이고, 상기 세포지지부의 일면에는 상피세포 또는 내피세포가 배양되고, 상기 세포지지부의 배면에는 세포외기질이 배양되는 것을 특징으로 하는 공배양 몰드.An intermediate layer having a culture space portion formed in a central portion, and a cell support portion disposed on the culture space portion to culture the cells;
A support part disposed below the intermediate layer to support the intermediate layer; And
A cover part disposed on the intermediate layer and having an opening for exposing the culture space to an upper direction;
The opening is provided with a hollow tubular member that surrounds the opening and protrudes upwards, and the diameter of the hollow tubular member is equal to the diameter of the opening in a portion in contact with the opening, and increases in an upward direction. and,
The intermediate layer has a rectangular shape in which the length in the X-axis direction is longer than the length in the Y-axis direction, and the cover portion is provided in a shape in which the length in the Y-axis direction is long in the X-axis direction, Part of the edge of the
The cell support part is a membrane material, the epithelial cells or endothelial cells are cultured on one surface of the cell support, and the extracellular matrix is cultured on the back of the cell support.
상기 중간층의 두께는 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질의 두께에 기반하여 형성되는 것을 특징으로 하는 공배양 몰드.The method of claim 1,
The thickness of the intermediate layer is cocultured, characterized in that formed on the basis of the thickness of the extracellular matrix of cells to be conjugated.
상기 중간층의 두께는 공배양되어 접합될 세포의 세포외기질의 두께의 1/2인 것을 특징으로 하는 공배양 몰드.The method of claim 2,
The thickness of the intermediate layer is co-cultured mold, characterized in that half of the thickness of the extracellular matrix of the cells to be co-cultured and bonded.
제1 공배양 몰드의 제1 중간층에 구비되는 제1 세포지지부 상부면에 내피세포를 배양하고, 제2 공배양 몰드의 제2 중간층에 구비되는 제2 세포지지부 상부면에 상피세포를 배양하는 제1 과정;
상기 제1 세포지지부 하부면 및 상기 제2 세포지지부 하부면에 세포외기질을 각각 배양하는 2 과정; 및
상기 제1 공배양 몰드 및 상기 제2 공배양 몰드로부터 상기 제1 중간층 및 상기 제2 중간층을 각각 분리하고, 상기 각각의 세포외기질이 서로 마주보도록 상기 제2 중간층을 반전하여 상기 제1 중간층과 결합하여 결합중간층을 형성하는 제3 과정을 포함하고,
상기 제1 공배양 몰드는,
중앙부분에 형성되는 제1 배양공간부와, 상기 제1 배양공간부 상부에 배치되어 세포가 배양되는 상기 제1 세포지지부를 구비하는 상기 제1 중간층;
상기 제1 중간층 하부에 배치되어 상기 제1 중간층을 지지하는 제1 지지부; 및
상기 제1 중간층의 상부에 배치되고, 상기 제1 배양공간부를 상부방향으로 노출시키는 제1 개구부가 형성되는 제1 커버부를 포함하고,
상기 제2 공배양 몰드는,
중앙부분에 형성되는 제2 배양공간부와, 상기 제2 배양공간부 상부에 배치되어 세포가 배양되는 상기 제2 세포지지부를 구비하는 상기 제2 중간층;
상기 제2 중간층 하부에 배치되어 상기 제2 중간층을 지지하는 제2 지지부; 및
상기 제2 중간층의 상부에 배치되고, 상기 제2 배양공간부를 상부방향으로 노출시키는 제2 개구부가 형성되는 제2 커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 상피세포와 내피세포의 공배양 방법.In the method of coculture of epithelial cells and endothelial cells,
Culturing the endothelial cells on the upper surface of the first cell support portion provided in the first intermediate layer of the first co-culture mold, and culturing the epithelial cells on the upper surface of the second cell support portion provided on the second intermediate layer of the second co-culture mold. 1 course;
Culturing the extracellular matrix on the lower surface of the first cell support and the lower surface of the second cell support, respectively; And
Separating the first intermediate layer and the second intermediate layer from the first co-culture mold and the second co-culture mold, respectively, and inverting the second intermediate layer so that the respective extracellular substrates face each other; Combining to form a bonding intermediate layer;
The first co-culture mold,
A first intermediate layer having a first culture space portion formed in a central portion, and the first cell support portion disposed on the first culture space portion to culture cells;
A first support part disposed below the first intermediate layer to support the first intermediate layer; And
A first cover part disposed on an upper portion of the first intermediate layer and having a first opening portion for exposing the first culture space part upward;
The second co-culture mold,
A second intermediate layer having a second culture space portion formed in a central portion and the second cell support portion disposed on the second culture space portion to culture cells;
A second support part disposed below the second intermediate layer to support the second intermediate layer; And
A co-culture method of epithelial cells and endothelial cells, characterized in that it comprises a second cover portion disposed on the second intermediate layer, the second cover portion is formed to expose the second culture space in the upper direction. .
제4항의 상피세포와 내피세포의 공배양 방법에 의해 제조되는 세포접합층을 구비하는 결합중간층;
상기 결합중간층 상부에 배치되며, 상기 세포접합층을 수용하는 제1 챔버를 구비하는 상부층; 및
상기 결합중간층 하부에 배치되며, 상기 세포접합층 하부를 수용하는 제2 챔버를 구비하는 하부층을 포함하고,
상기 제2 챔버의 바닥면에는 압력조절홀이 구비되고, 상기 압력조절홀을 통해 상기 제2 챔버의 압력제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 장기 모사칩.
In the lung organ simulation chip,
A binding intermediate layer comprising a cell junction layer prepared by the co-culture method of epithelial cells and endothelial cells of claim 4;
An upper layer disposed above the intermediate intermediate layer, the upper layer including a first chamber to receive the cell bonding layer; And
A lower layer disposed under the binding intermediate layer, the lower layer including a second chamber for receiving the cell bonding layer;
The bottom surface of the second chamber is provided with a pressure control hole, the long-term simulation chip, characterized in that the pressure control of the second chamber is made through the pressure control hole.
상기 세포접합층은, 상기 챔버의 압력 제어에 따라, 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버 내에서 상하방향으로 팽창, 수축되는 것을 특징으로 하는 폐 장기 모사칩. The method of claim 5,
The cell bonding layer is lung organ simulation chip, characterized in that the expansion and contraction in the vertical direction in the first chamber and the second chamber in accordance with the pressure control of the chamber.
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CN113175952A (en) * | 2021-04-27 | 2021-07-27 | 东南大学 | Multi-channel signal acquisition control device for organ chip in-situ measurement |
KR20220133679A (en) * | 2021-03-25 | 2022-10-05 | 주식회사 바이오스페로 | Micro physiological systems capable of cell multi culture, mass culture and real time monitoring |
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