KR102460414B1 - Light blocking porous nanofiber membrane and apparatus for cell culture comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인, 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법 및 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인을 포함하는 세포 배양장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인이 제공되며, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인을 사용하여 세포 침입 분석에 적합한 세포 배양장치의 제공이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인 및 이를 포함하는 세포 배양장치는 향후 세포 침입 분석법을 이용한 병리학적 관찰 등 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.An object of the present invention is to provide a cell culture apparatus comprising a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect, a method for manufacturing a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect, and a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect. According to the present invention, a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect is provided, and it is possible to provide a cell culture device suitable for cell invasion analysis using the porous nanofiber membrane of the present invention. Therefore, it is expected that the porous nanofiber membrane of the present invention and a cell culture device including the same can be widely applied in related fields such as pathological observation using a cell invasion assay in the future.

Description

차광 효과를 나타내는 다공성 나노섬유 멤브레인 및 이를 포함하는 세포 배양장치 {LIGHT BLOCKING POROUS NANOFIBER MEMBRANE AND APPARATUS FOR CELL CULTURE COMPRISING THE SAME}A porous nanofiber membrane exhibiting a light-shielding effect and a cell culture device comprising the same {LIGHT BLOCKING POROUS NANOFIBER MEMBRANE AND APPARATUS FOR CELL CULTURE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 다공성 나노섬유 멤브레인, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 세포 배양장치에 관한 것으로, 특히 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 세포 배양장치에 관한 것이다.The present invention relates to a porous nanofiber membrane, a method for producing the same, and a cell culture apparatus including the same, and more particularly, to a porous nanofiber membrane having excellent light-shielding effect, a method for producing the same, and a cell culture apparatus including the same.

다공성 나노섬유 멤브레인은 다수의 나노섬유가 얽히거나 일 방향으로 배열됨으로써 형성된 멤브레인으로, 통상적으로 전기방사 공정을 통해 제작될 수 있다. 이때, 전기방사 공정은 점성을 가지는 폴리머 용액을 방사액으로 하여 전기적 척력을 이용해 나노 직경을 가지는 나노섬유 형태로 방사시킬 수 있다. 특히, 전기방사 공정은 내구성, 내화학성, 생적합성, 생분해성 등 다양한 특성을 가진 고분자 물질을 사용할 수 있으므로, 공정 변수에 따라 다양한 특성을 갖는 다공성 나노섬유 멤브레인을 제작할 수 있다.The porous nanofiber membrane is a membrane formed by entangled or arranging a plurality of nanofibers in one direction, and may be typically manufactured through an electrospinning process. In this case, in the electrospinning process, a viscous polymer solution may be used as a spinning solution to be spun in the form of nanofibers having a nano diameter by using an electrical repulsive force. In particular, since the electrospinning process can use a polymer material having various properties such as durability, chemical resistance, biocompatibility, and biodegradability, it is possible to manufacture a porous nanofiber membrane having various properties according to process parameters.

이러한 전기방사를 통해 제작된 다공성 나노섬유 멤브레인은 부피 대비 큰 표면적을 가질 뿐 아니라 생체 내의 세포 외 기질(extracellular matrix)과의 구조적인 유사성을 가지므로, 의학 분야, 생명 공학 분야 등에서 광범위하게 활용될 수 있다. The porous nanofiber membrane produced through such electrospinning not only has a large surface area to volume ratio, but also has a structural similarity to the extracellular matrix in vivo, so it can be widely used in the medical field, biotechnology field, etc. have.

한편, 세포 침입 분석은 생물학적 또는 환경적인 신호에 의하여 세포가 멤브레인을 투과하여 이동하는 것을 평가하는 분석법으로, 이를 통해 개체의 발달, 면역 반응, 상처 치료, 또는 암 전이 등 다양한 병리학적 현상을 분석할 수 있다. 이 때, 세포 배양 인서트(cell culture insert)와 같은 세포 배양장치를 사용하는데 세포 배양 인서트는 삽입구를 구비한 플레이트에 삽입되는 세포 배양 구조체로, 이동, 확산, 섭취(uptake), 변태(metabolization) 및 분비 조사 등에 광범위하게 사용된다. 한국등록특허 제10-1367855호, 한국등록특허 제10-2068465호에 다수의 관통 홀이 균일하게 형성된 멤브레인, 적절한 투과도를 갖는 멤브레인을 포함하는 세포 배양장치가 개시되어 있다.On the other hand, cell invasion assay is an assay that evaluates the movement of cells through membranes by biological or environmental signals. can At this time, a cell culture device such as a cell culture insert is used, and the cell culture insert is a cell culture construct inserted into a plate having an insert, and is carried out by movement, diffusion, uptake, metabolization and It is widely used in secretion investigations, etc. Korean Patent No. 10-1367855 and Korean Patent No. 10-2068465 disclose a cell culture apparatus including a membrane in which a plurality of through-holes are uniformly formed and a membrane having an appropriate permeability.

기존 세포 침입 분석법은 면역형광 단백질을 태깅(tagging)한 세포를 배양하고, 생물학적 신호를 준 이후, 이에 반응하여 멤브레인을 투과하여 이동한 세포(invasive cell)를 도립 형광 현미경(Inverted fluorescence microscope)을 통해 분석한다.Conventional cell invasion assays culture cells tagged with immunofluorescent proteins, give biological signals, and then react to the cells to penetrate and migrate through the membrane through an inverted fluorescence microscope. Analyze.

한편, 투과도를 가지는 멤브레인을 활용할 경우, 멤브레인을 투과하지 않은 세포(non-invasive cell)가 나타내는 형광이 함께 촬영 되는 문제점이 있다. 차광 효과를 갖는 나노섬유는 일반 폴리머 기반의 나노섬유에 카본화 과정을 거쳐서 표면에 카본 블랙을 형성하는 방식이 많이 활용되고 있다. 하지만, 카본화 과정에서 용광로를 활용하여 장시간 안정화 시키는 과정이 필요해 공정 시간이 길고, 비용이 많이 든다는 문제점이 존재한다. 또한, 카본화된 나노섬유의 경우 세포독성이 있어, 세포 배양 시 하이드로겔 코팅 등의 추가적인 처리를 필요로 하는 번거로움이 있다.On the other hand, when a membrane having permeability is used, there is a problem in that fluorescence exhibited by non-invasive cells is photographed together. For nanofibers having a light-shielding effect, a method of forming carbon black on the surface of a general polymer-based nanofiber through a carbonization process is widely used. However, there is a problem that the process time is long and the cost is high because a process for stabilizing the furnace for a long time is required in the carbonization process. In addition, in the case of carbonized nanofibers, there is cytotoxicity, and there is a inconvenience of requiring additional treatment such as hydrogel coating during cell culture.

이에 종래의 멤브레인이 갖는 문제점을 해결하고, 차광력을 가지며, 세포 침입 분석법에 사용이 용이한 다공성 나노섬유 멤브레인이 개발되는 경우, 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.Accordingly, if a porous nanofiber membrane is developed that solves the problems of the conventional membrane, has light blocking power, and is easy to use for cell invasion assays, it is expected to be widely applied in related fields.

본 발명은 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect.

본 발명의 다른 측면은 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect.

본 발명의 또 다른 측면은 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인을 포함하는 세포 배양장치를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a cell culture apparatus comprising a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect.

본 발명의 일 견지에 의하면, 차광 물질을 포함하는 고분자로 이루어진 나노섬유가 네트워크를 형성하여 제조된, 차광효과를 나타내는, 다공성 나노섬유 멤브레인이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a porous nanofiber membrane, which exhibits a light-shielding effect, produced by forming a network of nanofibers made of a polymer including a light-shielding material.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 다공성 나노섬유 멤브레인 및 내피세포(endothelium)를 포함하는, 세포 배양장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a cell culture apparatus is provided, including the porous nanofiber membrane and endothelium.

본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 차광 물질 및 고분자를 용매에 용해하여 폴리머 용액을 제조하는 단계; 및 상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용하여 전기방사를 통해 다공성 나노섬유 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는, 차광효과를 나타내는, 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, preparing a polymer solution by dissolving a light-shielding material and a polymer in a solvent; and using the polymer solution as a spinning solution to form a porous nanofiber membrane through electrospinning.

본 발명에 의하면, 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인이 제공되며, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인을 사용하여 세포 침입 분석에 적합한 세포 배양장치의 제공이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인 및 이를 포함하는 세포 배양장치는 향후 세포 침입 분석법을 이용한 병리학적 관찰 등 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.According to the present invention, a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect is provided, and it is possible to provide a cell culture device suitable for cell invasion analysis using the porous nanofiber membrane of the present invention. Therefore, it is expected that the porous nanofiber membrane of the present invention and a cell culture device including the same can be widely applied in related fields such as pathological observation using a cell invasion assay in the future.

도 1은 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조방법으로 제조하여 만든 나노섬유의 구조를 광학현미경으로 관찰한 것(약 50배)을 나타낸 것으로, 도 1(a)는 카본블랙 2.5중량%를 포함하는 폴리머 용액을 전기방사하여 제조한 것, 도 1(b)는 카본블랙 5중량%를 포함하는 폴리머 용액을 전기방사하여 제조한 것, 도 1(c)는 카본블랙 7.5중량%를 포함하는 폴리머 용액을 전기방사하여 제조한 나노섬유 구조의 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 다공성 나노섬유 멤브레인의 전기방사 시간에 따른 300 내지 700nm 파장에서 갖는 차광 효과(Transmittance)를 측정하여 나타낸 것이다. 이로부터 90% 이상의 차광 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 다공성 나노섬유 멤브레인의 전기방사 시간에 따른 평균 기공 크기(Pore size)를 측정하여 나타낸 것이다. 모두 3 내지 6μm 의 기공 크기를 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 인간 제대 정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)를 24시간 동안 배양한 후 실험예 3에 따른 세포 침입 분석법에 따라 8, 16, 24시간 후 침입한 세포 수를 측정하여 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 3의 세포 침입 분석법에 따라 침입한 세포의 형광을 도립 형광 현미경을 이용하여 멤브레인 아래쪽에서 촬영한 것이다. 세포가 이동하지 않았을 때(0h)는 형광이 전혀 관찰되지 않음을 확인할 수 있다.
도 6은 실시예 1에 따른 다공성 나노섬유 멤브레인의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 7은 다공성 나노섬유 멤브레인을 포함하는 세포 배양 인서트를 나타낸 것이다.
1 shows the observation (about 50 times) of the structure of the nanofiber prepared by the method for manufacturing a porous nanofiber membrane of the present invention with an optical microscope, and FIG. 1 (a) contains 2.5% by weight of carbon black 1 (b) is prepared by electrospinning a polymer solution containing 5% by weight of carbon black, FIG. 1 (c) is a polymer containing 7.5% by weight of carbon black It is a photograph of the nanofiber structure prepared by electrospinning the solution.
2 is a graph showing the measurement of the light-shielding effect (Transmittance) having a wavelength of 300 to 700 nm according to the electrospinning time of the porous nanofiber membrane prepared according to Example 1. From this, it can be confirmed that it has a light blocking effect of 90% or more.
3 is a graph showing the measurement of the average pore size (pore size) according to the electrospinning time of the porous nanofiber membrane prepared according to Example 1. It can be seen that all of them have a pore size of 3 to 6 μm.
Figure 4 shows the number of cells that invaded after 8, 16, and 24 hours according to the cell invasion assay according to Experimental Example 3 after culturing human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) for 24 hours. .
5 is a photograph of the fluorescence of cells that invaded according to the cell invasion assay of Experimental Example 3 under the membrane using an inverted fluorescence microscope. It can be confirmed that no fluorescence is observed when the cells do not migrate (0h).
6 shows an electron micrograph of the porous nanofiber membrane according to Example 1.
7 shows a cell culture insert comprising a porous nanofiber membrane.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명에 의하면, 차광 효과가 우수한 다공성 나노섬유 멤브레인이 제공된다.According to the present invention, there is provided a porous nanofiber membrane having an excellent light-shielding effect.

보다 상세하게, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인은 차광 물질을 포함하는 고분자로 이루어진 나노섬유가 네트워크를 형성하여 제조된 것이다.More specifically, the porous nanofiber membrane of the present invention is manufactured by forming a network of nanofibers made of a polymer including a light blocking material.

본 발명의 차광 물질은 카본 블랙, 산화철 염료, 오징어먹물색소, 먹, 숯 및 목탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있고, 바람직하게는 카본 블랙일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 차광 효과를 가질 수 있는 안료에 해당한다면 제한 없이 사용할 수 있다.The light-shielding material of the present invention may be at least one selected from the group consisting of carbon black, iron oxide dye, squid ink dye, ink, charcoal and charcoal, and may preferably be carbon black, but is not limited thereto, and has a light-shielding effect It can be used without limitation if it corresponds to a pigment that can have

본 발명의 나노섬유는 상기 차광 물질 및 고분자를 포함하는 폴리머 용액으로 제조될 수 있으며, 이때 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인이 세포배양용인 경우 상기 고분자는 예를 들어 폴리카프로락톤(PCL), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVA), 젤라틴, 실크피브로인, 폴리젖산(PLLA), 폴리락테이트-co-글리콜레이트(PLGA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리아크릴로니트릴(PAN)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리카프로락톤(PCL)을 포함하는 폴리머 용액으로 제조되는 나노섬유인 것이나, 이때 고분자는 이에 제한되는 것은 아니며, 그 목적 및 용도에 따라 변경될 수 있다.The nanofibers of the present invention may be prepared from a polymer solution including the light-shielding material and the polymer, and in this case, when the porous nanofiber membrane of the present invention is for cell culture, the polymer is, for example, polycaprolactone (PCL), polyurethane (PU), polyvinyl alcohol (PVA), gelatin, silk fibroin, polylactic acid (PLLA), polylactate-co-glycolate (PLGA), polyglycolic acid (PGA), polyethylene oxide (PEO), polyethylene glycol ( PEG), polycarbonate (PC), and polyacrylonitrile (PAN) may be at least one selected from the group consisting of, preferably nanofibers prepared with a polymer solution containing polycaprolactone (PCL). , In this case, the polymer is not limited thereto, and may be changed according to its purpose and use.

본 발명의 나노섬유는 차광 물질이 나노섬유 내에 균질화되어 있으므로 표면을 차광 물질로 코팅한 경우에 비하여 세포 독성이 현저히 낮은 효과를 획득할 수 있다. 한편, 나노섬유 외부 표면을 차광 물질로 코팅하는 과정을 거칠 경우, 공정 시간이 길고, 비용이 많이 든다는 단점 또한 존재한다.In the nanofiber of the present invention, since the light-shielding material is homogenized in the nanofiber, it is possible to obtain the effect of significantly lower cytotoxicity compared to the case where the surface is coated with the light-shielding material. On the other hand, when the process of coating the outer surface of the nanofiber with a light-shielding material, there are also disadvantages that the process time is long and the cost is high.

상기 차광 물질은 1 내지 10중량% 함유되는 것이 바람직하며, 2.5 내지 7.5중량% 함유되는 것이 보다 바람직하고, 1중량% 미만인 경우에는 충분한 차광력을 얻지 못하는 문제가 있으며, 10중량%를 초과하는 경우에는 차광 물질이 뭉쳐 균질화된 전기방사 공정이 수행되지 않는 문제가 있다. 상기 함량 범위 내에서 차광 물질의 함량이 증가할수록, 상기 폴리머 용액의 점성이 증가하고, 따라서 제조되는 나노섬유의 직경이 증가할 수 있다.The light-shielding material is preferably contained in an amount of 1 to 10% by weight, more preferably in an amount of 2.5 to 7.5% by weight, and when it is less than 1% by weight, there is a problem in that sufficient light-shielding power cannot be obtained, and when it exceeds 10% by weight There is a problem in that the light-shielding material is agglomerated and the homogenized electrospinning process is not performed. As the content of the light-shielding material increases within the content range, the viscosity of the polymer solution may increase, and thus the diameter of the nanofiber to be manufactured may increase.

본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인의 상기 나노섬유는 세포 외 기질을 구성하는 콜라겐 피브릴의 구조를 모사하기 위한 것으로, 평균 직경이 300 내지 3000nm일 수 있으나, 콜라겐 피브릴 구조를 모사할 수 있으면 되고, 이에 제한되는 것은 아니다.The nanofibers of the porous nanofiber membrane of the present invention are for mimicking the structure of collagen fibrils constituting the extracellular matrix, and may have an average diameter of 300 to 3000 nm, as long as they can mimic the structure of collagen fibrils, However, the present invention is not limited thereto.

상기 멤브레인의 평균 기공 크기는 1 내지 10μm인 것이 바람직하며, 3 내지 6μm인 것이 보다 바람직하고, 1μm 미만인 경우에는 세포가 멤브레인을 투과하지 못하는 문제가 있으며, 10μm를 초과하는 경우에는 구멍의 크기가 커지므로 내피세포 배양 시 내피세포의 침투 속도가 빨라져 충분한 시간 간격을 두고 현상 관측을 하기에 어려운 문제가 있다.The average pore size of the membrane is preferably 1 to 10 μm, more preferably 3 to 6 μm, and when it is less than 1 μm, there is a problem that cells cannot penetrate the membrane, and when it exceeds 10 μm, the size of the pores becomes large. Therefore, when culturing endothelial cells, the penetration rate of endothelial cells is increased, so it is difficult to observe the phenomenon at sufficient time intervals.

상기 멤브레인의 평균 두께는 10 내지 500μm인 것이 바람직하며, 30 내지 150μm인 것이 보다 바람직하고, 10μm 미만인 경우에는 멤브레인의 기계적 강성 부족으로 세포배양 시 쉽게 손상될 수 있는 문제가 있으며, 500μm 를 초과하는 경우에는 세포 침투현상이 과도하게 저해 되어 침투현상을 전혀 관측할 수 없는 문제가 있다.The average thickness of the membrane is preferably 10 to 500 μm, more preferably 30 to 150 μm, and when it is less than 10 μm, there is a problem that it can be easily damaged during cell culture due to insufficient mechanical rigidity of the membrane, and when it exceeds 500 μm There is a problem that the infiltration phenomenon cannot be observed at all because the cell penetration phenomenon is excessively inhibited.

본 발명의 상기 멤브레인은 300 내지 700nm 파장에서 90% 이상의 차광력을 갖는 것으로, 세포가 나타내는 형광을 측정하는 데 사용될 수 있으며, 이 때 세포의 형광을 측정하는데 사용되는 형광 분자는 300 내지 700nm 파장 범위 내에서 고유의 여기 파장(excitation wavelength)과 방출 파장(emission wavelength)을 갖는다. 예를 들어, 형광 분자인 DiI 염료는 488nm 파장에서 여기(excitation)되고, 565nm 파장에서 형광을 방출(emission)한다.The membrane of the present invention has a light blocking power of 90% or more at a wavelength of 300 to 700 nm, and can be used to measure the fluorescence exhibited by cells. It has intrinsic excitation wavelength and emission wavelength. For example, DiI dye, which is a fluorescent molecule, is excited at a wavelength of 488 nm and emits fluorescence at a wavelength of 565 nm.

본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법은, 특히 제한되는 것은 아니나, 전기방사에 의해 형성되는 것일 수 있다.The method for manufacturing the porous nanofiber membrane of the present invention is not particularly limited, but may be formed by electrospinning.

보다 상세하게, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법은 차광 물질 및 고분자를 용매에 용해하여 폴리머 용액을 제조하는 단계; 및 상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용하여 전기방사를 통해 다공성 나노섬유 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는 것이다.More specifically, the method for producing a porous nanofiber membrane of the present invention comprises the steps of dissolving a light-shielding material and a polymer in a solvent to prepare a polymer solution; and forming a porous nanofiber membrane through electrospinning using the polymer solution as a spinning solution.

상기 전기방사는 1 내지 25kV의 전압을 인가하여 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 15 내지 20kV의 전압을 부여하여 수행되는 것으로, 전압이 1kV미만인 경우에는 나노섬유 직경이 마이크로 수준으로 커지는 문제가 있으며, 25kV를 초과하는 경우에는 절연 파괴(Dielectric breakdown)로 직류 전류가 흐르게 되는 문제가 있다.The electrospinning is preferably performed by applying a voltage of 1 to 25 kV, and more preferably, is performed by applying a voltage of 15 to 20 kV. When the voltage is less than 1 kV, the nanofiber diameter increases to a micro level. And, when it exceeds 25 kV, there is a problem in that DC current flows due to dielectric breakdown.

또한, 안정적인 전기방사 공정의 수행을 위해 폴리머 용액 유량은 0.5 내지 2.0ml/hr, 온도 0 내지 35℃ 및 습도 40 내지 60%로 조절하여 수행하였다. 이때 습도는 상대습도를 의미한다.In addition, in order to perform a stable electrospinning process, the flow rate of the polymer solution was adjusted to 0.5 to 2.0 ml/hr, a temperature of 0 to 35° C., and a humidity of 40 to 60%. In this case, humidity means relative humidity.

다공성 나노섬유 멤브레인의 제조에 적합한 용매는 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 캄포술폰산, 포름산, 디메틸포름아마이드, 증류수 및 헥사플루오로이소프로판올으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이의 혼합 용매인 것으로, 클로로포름과 알코올이 2:1 내지 4:1의 부피 비율인 혼합 용매인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 클로로포름과 메탄올이 3:1의 부피 비율인 것이다. 이와 같은 클로로포름과 알코올의 혼합 용매를 사용하는 경우 용해도가 높고 유전상수(dielectric constant)가 크므로 전기방사에 유리한 장점이 있다.A suitable solvent for the preparation of the porous nanofiber membrane is at least one selected from the group consisting of chloroform, methanol, ethanol, camphorsulfonic acid, formic acid, dimethylformamide, distilled water and hexafluoroisopropanol or a mixed solvent thereof, wherein chloroform and alcohol are A mixed solvent having a volume ratio of 2:1 to 4:1 is preferable, and more preferably, chloroform and methanol have a volume ratio of 3:1. In the case of using such a mixed solvent of chloroform and alcohol, there is an advantage in electrospinning because the solubility is high and the dielectric constant is large.

본 발명에 의해 획득되는 다공성 나노섬유 멤브레인은 세포 배양용일 수 있으며, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인은 차광 효과가 우수하므로, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인을 사용하여 세포 침입 분석에 적합한 세포 배양장치의 제공이 가능하게 된다. 상술한 바와 같은 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인을 포함하는 세포 배양장치는 예를 들어 세포 배양 인서트, 미세유체 칩 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The porous nanofiber membrane obtained by the present invention may be used for cell culture, and since the porous nanofiber membrane of the present invention has an excellent light-shielding effect, the porous nanofiber membrane of the present invention is used in a cell culture device suitable for cell invasion analysis. provision becomes possible. The cell culture apparatus including the porous nanofiber membrane of the present invention as described above includes, for example, a cell culture insert, a microfluidic chip, and the like, but is not limited thereto.

본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인이 세포 배양과 관련한 용도에 적용되는 경우, 이때 세포는 인간 제대 정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs) 또는 인간 뇌 미세혈관 내피세포(human brain microvascular endothelial cell, HBEC-5i) 일 수 있으며, 다만 이에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인의 기공 크기 이상의 세포 크기를 갖는 세포가 바람직하다.When the porous nanofiber membrane of the present invention is applied to a cell culture-related use, in this case, the cells are human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) or human brain microvascular endothelial cells (HBECs). -5i), but is not limited thereto, and cells having a cell size equal to or greater than the pore size of the porous nanofiber membrane of the present invention are preferred.

본 발명에 의하면, 상기 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인 및 내피세포(endothelium)를 포함하는, 세포 배양장치가 제공될 수 있으며, 상기 내피세포는 인간 제대 정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs) 또는 인간 뇌 미세혈관 내피세포(human brain microvascular endothelial cell, HBEC-5i)일 수 있다.According to the present invention, a cell culture apparatus comprising the porous nanofiber membrane and endothelium of the present invention may be provided, wherein the endothelial cells are human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) Or it may be a human brain microvascular endothelial cell (HBEC-5i).

상기 세포 배양장치는 전기방사기와 상기 세포 배양장치, 예를 들어 세포 배양 인서트 또는 미세유체 칩 상에 도포된 전해질 용액 사이에 전압을 인가하여 방사된 나노섬유를 세포 배양장치 상에 적층하여 제조될 수 있으며, 이때 방사 조건은 다공성 나노섬유 멤브레인와 관련하여 상술한 바와 같다.The cell culture device may be manufactured by applying a voltage between the electrospinning device and the cell culture device, for example, an electrolyte solution applied on a cell culture insert or a microfluidic chip, and stacking the spun nanofibers on the cell culture device. In this case, the spinning conditions are as described above in relation to the porous nanofiber membrane.

따라서, 본 발명의 다공성 나노섬유 멤브레인 및 이를 포함하는 세포 배양장치는 향후 세포 침입 분석법을 이용한 병리학적 관찰 등 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, it is expected that the porous nanofiber membrane of the present invention and a cell culture device including the same can be widely applied in related fields such as pathological observation using a cell invasion assay in the future.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

1. 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조1. Preparation of Porous Nanofiber Membrane

실시예 1Example 1

클로로포름과 메탄올이 3:1의 부피 비율로 혼합된 용매 10g에 카본 블랙 0.28g를 용해시켜 균질화하였다. 이후 폴리카프로락톤 0.77g를 용해시켜 폴리머 용액을 제조하였다. 상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용하여 전기방사를 통해 제조한 나노섬유를 세포 배양장치 상에 적층하여 다공성 나노섬유 멤브레인을 제조하였다.0.28 g of carbon black was dissolved in 10 g of a solvent in which chloroform and methanol were mixed in a volume ratio of 3:1 to homogenize. Thereafter, 0.77 g of polycaprolactone was dissolved to prepare a polymer solution. Using the polymer solution as a spinning solution, nanofibers prepared through electrospinning were laminated on a cell culture device to prepare a porous nanofiber membrane.

전기방사기는 연구실 규모에서 제작한 전기방사 시스템(HV power supply; NanoNC사 HV30, Syringe pump; NanoNC 사 EP100)를 사용하였다. 방사 시 방사액의 방출속도는 0.7ml/h로 조절하였다. 전압은 18kV로 조절하였다. 세포 배양장치 상에 섬유가 집적되기 전에 용매가 전부 휘발되도록 적절한 온도와 습도의 유지가 중요하므로, 온도는 약 25℃, 습도는 약 50%로 설정하였다.Electrospinning system (HV power supply; NanoNC HV30, Syringe pump; NanoNC EP100) was used for the electrospinning machine. The release rate of the spinning solution during spinning was adjusted to 0.7 ml/h. The voltage was adjusted to 18 kV. Since it is important to maintain an appropriate temperature and humidity so that the solvent is completely volatilized before the fibers are accumulated on the cell culture device, the temperature was set to about 25° C. and the humidity was set to about 50%.

여기서 얻은 나노섬유는 773.30nm의 평균 직경을 갖는 것을 확인하였다. 도 1(a)는 상기와 같은 방사조건으로 제조하여 만든 섬유의 광학현미경사진을 나타낸 것이다.It was confirmed that the nanofibers obtained here had an average diameter of 773.30 nm. Figure 1 (a) shows an optical micrograph of the fiber produced by the spinning conditions as described above.

실시예 2Example 2

클로로포름과 메탄올이 3:1의 부피 비율로 혼합된 용매 10g에 카본 블랙 0.57g를 용해시켜 균질화하고, 이후 폴리카프로락톤 0.80g를 용해시켜 폴리머 용액을 제조하고, 상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 전기방사를 통해 제조한 나노섬유를 적층하여 다공성 나노섬유 멤브레인을 제조하였다.A polymer solution was prepared by dissolving 0.57 g of carbon black in 10 g of a solvent in which chloroform and methanol were mixed in a volume ratio of 3:1, followed by dissolving 0.80 g of polycaprolactone, and using the polymer solution as a spinning solution. A porous nanofiber membrane was prepared by stacking the nanofibers prepared through electrospinning under the same conditions as in Example 1, except that.

여기서 얻은 나노섬유는 1867.71nm의 평균 직경을 갖는 것을 확인하였다. 도 1(b)는 상기와 같은 방사조건으로 제조하여 만든 섬유의 광학현미경사진을 나타낸 것이다.It was confirmed that the nanofibers obtained here had an average diameter of 1867.71 nm. Figure 1 (b) shows an optical micrograph of the fiber produced by the spinning conditions as described above.

실시예 3 Example 3

클로로포름과 메탄올이 3:1의 부피 비율로 혼합된 용매 10g에 카본 블랙 0.88g를 용해시켜 균질화하고, 이후 폴리카프로락톤 0.82g을 용해시켜 폴리머 용액을 제조하고, 상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 전기방사를 통해 제조한 나노섬유를 적층하여 다공성 나노섬유 멤브레인을 제조하였다.A polymer solution was prepared by dissolving 0.88 g of carbon black in 10 g of a solvent in which chloroform and methanol were mixed in a volume ratio of 3:1, followed by dissolving 0.82 g of polycaprolactone, and the polymer solution was used as a spinning solution. A porous nanofiber membrane was prepared by stacking the nanofibers prepared through electrospinning under the same conditions as in Example 1, except that.

여기서 얻은 나노섬유는 2163.91nm의 평균 직경을 갖는 것을 확인하였다. 도 1(c)는 상기와 같은 방사조건으로 제조하여 만든 섬유의 광학현미경사진을 나타낸 것이다.It was confirmed that the nanofibers obtained here had an average diameter of 2163.91 nm. Figure 1 (c) shows an optical micrograph of the fiber produced by the spinning conditions as described above.

2. 전기방사 시간에 따른 차광률 및 기공 크기 측정2. Measurement of light blocking rate and pore size according to electrospinning time

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1에서 제조된 다공성 나노섬유 멤브레인의 전기방사 시간에 따른 차광률을 확인하기 위하여, 전기방사를 30, 60, 90초간 수행한 뒤 300 내지 700nm 파장에서 빛의 투과율을 측정하여 도 2에 나타내었다. 빛 투과율은 상용 마이크로 플레이트 리더기를 이용하여 300 내지 700nm 파장 범위에서 스펙트럼 스캐닝(spectral scanning)을 통해 측정하였다.In order to confirm the light blocking rate according to the electrospinning time of the porous nanofiber membrane prepared in Example 1, the light transmittance was measured at a wavelength of 300 to 700 nm after electrospinning for 30, 60, and 90 seconds. indicated. The light transmittance was measured through spectral scanning in a wavelength range of 300 to 700 nm using a commercial microplate reader.

하기 도 2에 나타낸 바와 같이, 30, 60, 90초간 수행한 경우 각각 98.9%. 98.9%, 98.4%의 차광률을 확인하였다.As shown in Figure 2 below, when performed for 30, 60, and 90 seconds, each 98.9%. The light blocking rates of 98.9% and 98.4% were confirmed.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 1에서 제조된 다공성 나노섬유 멤브레인의 전기방사 시간에 따른 기공 크기를 확인하기 위하여, 전기방사를 30, 60, 90초간 수행한 뒤 기공 크기를 측정하여 도 3에 나타내었다. 제작된 나노섬유 구조를 전자 현미경으로 1500배 확대하여 촬영한 후, 이미지 프로세싱을 통해 나노섬유 기공 크기를 측정하였다.In order to confirm the pore size according to the electrospinning time of the porous nanofiber membrane prepared in Example 1, electrospinning was performed for 30, 60, and 90 seconds, and then the pore size was measured and shown in FIG. 3 . After photographing the fabricated nanofiber structure at 1500 times magnification with an electron microscope, the nanofiber pore size was measured through image processing.

하기 도 3에 나타낸 바와 같이, 30, 60, 90초간 수행한 경우 모두 3 내지 6μm 의 기공 크기를 갖는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 3 below, it was confirmed that all of them had a pore size of 3 to 6 μm when performed for 30, 60, and 90 seconds.

3. 세포 배양 및 세포 침입 분석법 실험3. Cell Culture and Cell Invasion Assay Experiments

실험예 3Experimental Example 3

상기 1에서 설정된 조건으로 나노섬유를 제조하면서 세포 배양 인서트 상에 4.70μm의 평균 기공 크기 및 42.87μm의 평균 두께를 갖는 다공성 나노섬유 멤브레인을 적층하였다.A porous nanofiber membrane having an average pore size of 4.70 μm and an average thickness of 42.87 μm was laminated on the cell culture insert while preparing the nanofibers under the conditions set in 1 above.

상기 세포 배양 플레이트에 인간 망막 색소 상피 세포(human retinal pigment epithelial cell, ARPE-19)를 1.9x105/well로 시딩(seeding)한 후 24시간 동안 배양 하였다. 인서트에는 인간 제대 정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs) 를 다공성 나노섬유 멤브레인 상에 1x105/well로 시딩(seeding)한 후 24시간 동안 배양하였다. 24시간 이후 ARPE-19가 있는 플레이트에 5μM의 A2E를 처리하고, 자외선을 30초간 조사한 후, 인간 제대 정맥 내피세포가 있는 인서트와 결합하고 8, 16, 24시간 후 도립 형광 현미경(Inverted fluorescence microscope)을 사용하여 인서트 아래쪽으로 침입한 인간 제대 정맥 내피세포 수를 측정하였다. 측정된 세포 수를 도 4에 나타내었다.Human retinal pigment epithelial cells (ARPE-19) were seeded in the cell culture plate at 1.9x10 5 /well and then cultured for 24 hours. In the insert, human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were seeded on a porous nanofiber membrane at 1x10 5 /well and then cultured for 24 hours. After 24 hours, a plate with ARPE-19 was treated with 5 μM of A2E, irradiated with ultraviolet light for 30 seconds, and then combined with an insert containing human umbilical vein endothelial cells, and 8, 16, and 24 hours later, under an inverted fluorescence microscope. was used to measure the number of human umbilical vein endothelial cells that invaded under the insert. The measured number of cells is shown in FIG. 4 .

DiI 염료를 이용하여 세포를 태깅(tagging) 한 후 488nm 형광 빛으로 여기(excitation)하여 방출되는 형광 이미지를 촬영하였다. 촬영된 형광 이미지를 도 5에 나타내었다.After tagging the cells using DiI dye, excitation with 488 nm fluorescence light and emitted fluorescence images were taken. The photographed fluorescence image is shown in FIG. 5 .

하기 도 4 에 나타낸 바와 같이, 시간이 경과할수록 침입한 세포가 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 세포의 침입이 이루어지지 않은 경우(0h) 형광이 나타나지 않았다.As shown in FIG. 4 below, it was confirmed that the invading cells increased as time passed. In addition, as shown in FIG. 5 , when no cell invasion was made (0h), fluorescence did not appear.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

Claims (18)

카본 블랙, 산화철 염료, 오징어먹물색소, 먹, 숯 및 목탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 차광 물질을 포함하는 고분자로 이루어진 나노섬유가 네트워크를 형성하여 제조된, 10 내지 500μm의 평균 두께를 가지며 차광효과를 나타내는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
Carbon black, iron oxide dye, squid ink dye, ink, charcoal, and nanofibers made of a polymer comprising a light-shielding material selected from the group consisting of charcoal are formed by forming a network, and have an average thickness of 10 to 500 μm. A porous nanofiber membrane for cell culture that exhibits a light-shielding effect.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나노섬유는 차광 물질을 포함하는 고분자 방사액의 전기방사를 통해 제조되는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The nanofiber is a porous nanofiber membrane for cell culture, which is produced through electrospinning of a polymer spinning solution containing a light-shielding material.
제1항에 있어서,
상기 차광 물질은 다공성 나노섬유 멤브레인 전체 중량을 기준으로 2.5 내지 7.5중량% 함유되는 것을 특징으로 하는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The light-shielding material is characterized in that contained in 2.5 to 7.5% by weight based on the total weight of the porous nanofiber membrane, porous nanofiber membrane for cell culture.
제1항에 있어서,
상기 고분자는 폴리카프로락톤(PCL), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVA), 젤라틴, 실크피브로인, 폴리젖산(PLLA), 폴리락테이트-co-글리콜레이트(PLGA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리아크릴로니트릴(PAN)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The polymer is polycaprolactone (PCL), polyurethane (PU), polyvinyl alcohol (PVA), gelatin, silk fibroin, polylactic acid (PLLA), polylactate-co-glycolate (PLGA), polyglycolic acid ( PGA), polyethylene oxide (PEO), polyethylene glycol (PEG), polycarbonate (PC) and at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile (PAN), a porous nanofiber membrane for cell culture.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유는 300 내지 3000nm의 평균 직경을 갖는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The nanofiber has an average diameter of 300 to 3000nm, a porous nanofiber membrane for cell culture.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 300 내지 700nm 파장에서 90% 이상의 차광력을 갖는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The membrane is a porous nanofiber membrane for cell culture, having a light blocking power of 90% or more at a wavelength of 300 to 700 nm.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인은 3 내지 6μm의 평균 기공 크기를 갖는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인.
According to claim 1,
The membrane is a porous nanofiber membrane for cell culture, having an average pore size of 3 to 6 μm.
삭제delete 제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인 및 내피세포(endothelium)를 포함하는, 세포 배양장치.
A cell culture device comprising a porous nanofiber membrane and endothelium for cell culture according to any one of claims 1 to 8.
제10항에 있어서,
상기 내피세포는 인간 제대 정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs) 또는 인간 뇌 미세혈관 내피세포(human brain microvascular endothelial cell, HBEC-5i)인, 세포 배양장치.
11. The method of claim 10,
The endothelial cells are human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) or human brain microvascular endothelial cells (HBEC-5i), a cell culture device.
제10항에 있어서,
상기 세포 배양장치는 세포 배양 인서트 또는 미세유체 칩인 것을 특징으로 하는, 세포 배양장치.
11. The method of claim 10,
The cell culture apparatus is a cell culture insert or a microfluidic chip, characterized in that the cell culture apparatus.
차광 물질 및 고분자를 용매에 용해하여 폴리머 용액을 제조하는 단계; 및
상기 폴리머 용액을 방사액으로 사용하여 15초 내지 120초 동안의 전기방사를 통해 10 내지 500μm의 평균 두께의 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인을 형성하는 단계;
를 포함하는, 차광효과를 나타내는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
preparing a polymer solution by dissolving a light blocking material and a polymer in a solvent; and
forming a porous nanofiber membrane for cell culture with an average thickness of 10 to 500 μm through electrospinning for 15 to 120 seconds using the polymer solution as a spinning solution;
A method for producing a porous nanofiber membrane for cell culture, comprising, exhibiting a light-shielding effect.
제13항에 있어서,
상기 차광 물질은 카본 블랙, 산화철 염료, 오징어먹물색소, 먹, 숯 및 목탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The light-shielding material is at least one selected from the group consisting of carbon black, iron oxide dye, squid ink dye, ink, charcoal and charcoal.
제13항에 있어서,
상기 전기방사 시 폴리머 용액 유량은 0.5 내지 2.0ml/hr, 온도 0 내지 35℃ 및 습도 40 내지 60% 범위의 조건으로 수행되는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The method for producing a porous nanofiber membrane for cell culture, wherein the flow rate of the polymer solution during the electrospinning is 0.5 to 2.0ml/hr, a temperature of 0 to 35°C, and a humidity of 40 to 60%.
제13항에 있어서,
상기 전기방사는 1 내지 25kV의 전압을 인가하여 수행되는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The electrospinning is performed by applying a voltage of 1 to 25 kV, a method for producing a porous nanofiber membrane for cell culture.
제13항에 있어서,
상기 용매는 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 캄포술폰산, 포름산, 디메틸포름아마이드, 증류수 및 헥사플루오로이소프로판올으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상 또는 이의 혼합 용매인 것을 특징으로 하는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The solvent is at least one selected from the group consisting of chloroform, methanol, ethanol, camphorsulfonic acid, formic acid, dimethylformamide, distilled water and hexafluoroisopropanol or a mixed solvent thereof, characterized in that the porous nanofiber membrane for cell culture manufacturing method.
제13항에 있어서,
상기 용매는 클로로포름과 알코올이 2:1 내지 4:1의 부피 비율인 혼합 용매인 것을 특징으로 하는, 세포 배양용 다공성 나노섬유 멤브레인의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The solvent is a method for producing a porous nanofiber membrane for cell culture, characterized in that it is a mixed solvent of chloroform and alcohol in a volume ratio of 2:1 to 4:1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180091763A (en) * 2017-02-06 2018-08-16 포항공과대학교 산학협력단 Cell culture insert and cell culture container, and method for fabricating the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017104143A (en) * 2010-01-08 2017-06-15 住友ベークライト株式会社 Culture vessel for forming aggregated cell mass

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Enculescu 등. White-Light Emission of Dye-Doped Polymer Submicronic Fibers Produced by Electrospining. Polymers. 2018.7.4. 10, 737, 1~18 1부.*
정현범 등. 체외 세포 이동/침입 분석을 위한 창광 나노파이버 멤브레인 제작. 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집. 2020.9. 85-85 1부.*

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