KR102640929B1 - 미세생체조직시스템 형성 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세생체조직시스템 형성 장치에 관한 것으로 캐비닛, 배양부, 주입부, 관류부 및 저항 측정부를 포함한다. 구체적으로, 본 발명의 미세생체조직시스템에서 상기 배양부는 미세유체장치가 장착되고, 상기 미세유체장치를 반전시키고, 상기 주입부는 상기 배양부의 상단에 위치하여 상기 미세유체장치에 세포 및 배양액을 공급하고, 상기 관류부는 상기 배양부의 상단에 위치하여 상기 미세유체장치의 내부채널에 일정한 유속의 관류를 발생시키고, 상기 저항 측정부는 상기 배양부의 상단 및 하단에 위치하여 미세유체장치의 상하단 채널 사이의 저항을 측정할 수 있다.
Description
본 발명은 미세생체조직시스템(MicroPhysiological Systems, MPS) 형성 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 미세유체장치, 미세유체장치 내부에 2차원-3차원 결합 조직 또는 3차원 세포 조직 구조를 형성하기 위한 배양 장치, 미세유체장치의 상하 반전의 위치 변경을 위한 반전 장치, 세포 및 배양액을 주입하기 위한 주입 장치, 세포 조직의 활성화를 위한 관류 장치, 세포 배양에 적합한 환경 조성을 위한 기체 농도 및 온도 조절 장치, 및 미세생체조직시스템의 형성을 검증하기 위한 저항 측정(TransEpithelial/transendothelial Electrical Resistance, TEER) 장치를 포함하는 미세생체조직시스템 형성 자동화 기기에 관한 것이다.
약물의 효능 및 부작용을 검사하기 위한 실험 동물 모델 사용에 따른 윤리적 문제 및 이종 간의 차이점으로 인한 문제점을 해결하기 위해, 장기 조직을 칩 형태로 집적시킨 미세생체조직시스템(MPS)이 개발되었다. 미세생체조직시스템은 미세유체칩에 특정 장기를 구성하는 세포를 배양함으로써, 해당 장기의 형태 및 생리적 특성을 모사하여 원하는 기능을 구현하는 기술이다. 이를 이용하여 특정 장기의 세포 거동 및 미세환경에서의 물리 화학적 반응의 작용 기작을 상세하게 연구할 수 있으며, 신약개발 및 독성 평가 등을 위해 원하는 모델로 이용될 수 있다.
미세생체조직시스템의 개발에 있어서, 미세유체칩 상에 구현한 3차원 세포 배양 모델은 생체 내 상태(situation)를 잘 모방하므로 생체 외 실험에서 방향적 성장과 세포간 연결의 복잡성을 구현할 수 있고, 분자 기반(molecular basis)의 조직 기능을 연구하는데 있어서 2차원 세포 배양 모델 대비 다양한 질병 상태의 신호기전(signaling pathway)과 약물 반응(drug responsiveness)을 잘 포착하는데 유용하다.
그러나 3차원 세포 배양 모델로 미세생체조직시스템을 구현하는 과정은 통상적인 2차원 세포 배양 모델과 비교하여 높은 기술적 전문성을 요구한다. 특히, 3차원 세포 배양에 요구되는 세포외기질(ExtraCellular Matrix, ECM)은 통상적으로 높은 전단 응력(shear stress)을 발생시키며, 이로 인해 미세유체칩 내 채널로의 주입 과정을 어렵게 한다. 이러한 특성은 미세생체조직시스템의 구현을 위해 사용자의 높은 숙련도를 요구할 뿐만 아니라 사용자 간에 구현된 미세생체조직시스템의 편차를 유발하여 시험결과의 통계적 유의성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.
에뮬레이트 사의 미국공개특허 제20200332240호 및 제20210024866호, 및 미국등록특허 제11597899호 및 제10519410호는 펌프로 발생시킨 압력을 통해 미세유체칩에 일정한 유속으로 배양액을 관류시키는 기술 및 이를 통해 칩 상에 미세생체조직시스템을 구현하기 위한 세포 배양 환경을 제공하는 장비에 대해 기술하고 있다. 또한 미메타스 사의 미국공개특허 제20200393397호는 미세유체칩 상에 구현된 미세생체조직시스템의 저항 측정(TEER)을 위한 장비에 대해 기술하고 있다. 이러한 기술들은 미세생체조직시스템을 구현하는 과정의 일부를 자동화하여 사용자의 편의를 증진하고, 사용자간 기술 숙련도 차이에 기인하는 시험 결과의 편차를 최소화하는 것에 도움을 줄 수 있다. 그러나 상기 기술들은 미세생체조직시스템을 구현하는 과정 중 일부의 자동화에 대한 것으로, 상술한 시험 상의 편차를 해결하는 데에는 한계가 있다.
따라서, 본 발명자들은 미세생체조직시스템을 구현하는 데 있어서, 사용자의 편의 증진 및 시험 결과 간의 편차를 최소화하기 위한 목적으로, 세포 주입 단계부터 미세생체조직시스템 구현 및 검증에 필요한 모든 과정을 자동화하는 장비를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
Cho, H. et al. Three-dimensional blood-brain barrier model for in vitro studies of neurovascular pathology. Sci. Rep. 5, 15222 (2015).
Booth, R. & Kim, H. Characterization of a microfluidic in vitro model of the blood-brain barrier (mu BBB). Lab Chip 12, 1784-1792 (2012).
본 발명은 미세유체장치, 미세유체장치 내부에 세포 조직 구조를 형성하기 위한 배양 장치, 미세유체장치의 상하 반전의 위치 변경을 위한 반전 장치, 세포 및 배양액을 주입하기 위한 주입 장치, 세포 조직의 활성화를 위한 관류 장치, 세포 배양에 적합한 환경 조성을 위한 기체 농도 및 온도 조절 장치, 및 미세생체조직시스템의 형성을 검증하기 위한 저항 측정 장치를 포함하는 미세생체조직시스템 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 미세생체조직시스템 구현 및 검증에 필요한 전체 과정을 자동화한 미세생체조직시스템 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 미세유체장치, 배양부, 주입부, 관류부 및 저항 측정부를 포함하는 미세생체조직시스템 형성 장치를 제공한다.
상기 배양부는 미세유체장치 장착부, 미세유체장치 반전 구동 장치 및 투입부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 주입부는 주입부 평면 이동장치, 주입부 상하 이동장치, 주사기 상하 이동장치 및 주사기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 관류부는 관류부 상하 이동장치 및 관류부 주입 연결부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 저항 측정부는 저항 측정부 상부 및 저항 측정부 하부를 포함할 수 있으며, 상기 저항 측정부 상부는 상하 이동 장치 및 저항 측정부 상부 핀 연결부를 포함하고, 상기 저항 측정부 하부는 상하 이동 장치 및 저항 측정부 하부 핀 연결부를 포함할 수 있다.
상기 미세생체조직시스템 형성 장치는 캐비닛 내부에 안착될 수 있고, 상기 캐비닛 내부는 기체 농도 또는 온도가 일정하게 유지될 수 있다.
상기 미세생체조직시스템 형성 장치는 상기 미세유체장치 내부의 미세생체조직구조의 형성 및 활성화를 측정할 수 있다.
본 발명의 미세생체조직시스템 형성 장치는 세포, 하이드로젤, 및 배양액을 미세유체장치 내부에 순차적으로 일정하게 공급하여 미세유체장치의 채널 내부에 관류를 형성함으로써 세포 조직을 활성화할 수 있고, 장치 내부의 기체 농도와 온도를 일정하게 유지하여 세포 배양에 적합한 환경을 조성할 수 있으며, 미세유체장치에 전극을 연결하여 미세유체장치 내부에 형성된 조직 장벽을 통과하는 전기 저항을 측정하여 생체조직 장벽을 검증할 수 있다.
따라서 본 발명의 장치는 미세생체조직시스템 구현 및 검증에 필요한 모든 과정을 자동화함으로써 사용자의 편의를 증진하고 사용자간 기술 숙련도 차이에 따른 시험 결과의 편차를 최소화할 수 있다.
도 1은 미세생체조직시스템 형성 장치의 사시도이다.
도 2는 미세생체조직시스템 형성 장치에서 도어가 개방된 사시도이다.
도 3은 미세생체조직시스템 형성 장치에서 배양부, 주입부, 관류부, 및 저항 측정부가 안착된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 배양부의 사시도이다.
도 5는 배양부의 상면도이다.
도 6은 배양부의 저면도이다.
도 7은 미세유체장치 장착부의 사시도이다.
도 8은 배양부에 장착된 미세유체장치를 상하 반전시키는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 배양부 및 주입부의 사시도이다.
도 10은 배양부 및 관류부의 사시도이다.
도 11은 배양부 및 관류부의 측면도이다.
도 12는 배양부 및 저항 측정부의 사시도이다.
도 13은 배양부 및 저항 측정부의 측면도이다.
도 2는 미세생체조직시스템 형성 장치에서 도어가 개방된 사시도이다.
도 3은 미세생체조직시스템 형성 장치에서 배양부, 주입부, 관류부, 및 저항 측정부가 안착된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 배양부의 사시도이다.
도 5는 배양부의 상면도이다.
도 6은 배양부의 저면도이다.
도 7은 미세유체장치 장착부의 사시도이다.
도 8은 배양부에 장착된 미세유체장치를 상하 반전시키는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 배양부 및 주입부의 사시도이다.
도 10은 배양부 및 관류부의 사시도이다.
도 11은 배양부 및 관류부의 측면도이다.
도 12는 배양부 및 저항 측정부의 사시도이다.
도 13은 배양부 및 저항 측정부의 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시태양 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시태양 및 실시예에 한정되지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 미세유체장치, 배양부, 주입부, 관류부 및 저항 측정부를 포함하는 미세생체조직시스템 형성 장치에 관한 것이다.
상기 미세생체조직시스템 형성 장치는 상기 미세유체장치 내부의 미세생체조직구조의 형성 및 활성화를 측정할 수 있다.
일 실시태양에서, 상기 배양부, 주입부, 관류부 및 저항 측정부는 캐비닛 내부에 안착될 수 있고, 미세유체장치는 상기 배양부에 장착되고, 세포 및 하이드로젤은 상기 배양부에 투입되고, 상기 세포 및 상기 하이드로젤은 상기 주입부를 통해 상기 미세유체장치에 주입되고, 상기 관류부는 상기 미세유체장치에 연결되어 배양액을 일정 속도로 주입하고, 상기 저항 측정부는 상기 미세유체장치 상하부에 체결되어 전기 저항값을 측정할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "미세유체장치"는 유기 고분자 물질을 포함하는 플라스틱, 유리, 금속 또는 실리콘을 포함하는 다양한 소재로 제조된 기판 위에 유체가 흐를 수 있도록 구비된 미세채널 등을 포함하고 있는 장치를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "미세채널"은 유체가 흐를 수 있는 밀리미터(millimeter), 마이크로미터(micrometer), 또는 나노미터(nanometer)의 차원을 갖는 미세한 크기의 채널을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "세포"는 식물 세포, 동물 세포(예컨대, 포유동물 세포), 박테리아 세포 및 곰팡이 세포 등을 포함하는 생물학적 세포를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "조직 장벽 세포"는 조직의 특정한 구조를 유지하는 역할을 하며, 조직을 외부 자극으로부터 보호하는 역할을 하는 세포를 의미한다. 뿐만 아니라, 조직 장벽 세포 간 혹은 세포 외 기질과의 강한 결합력을 이용하여, 선택적으로 물질을 투과시키며 조직 내 물질 농도가 항상성을 유지하는 역할을 하는 세포를 의미한다.
본원에 사용된 용어 "하이드로젤"은 공유 결합, 수소결합, van der waals 결합 또는 물리적 결합 등과 같은 응집력에 의해 가교된 친수성 고분자로서, 수용액상에서 다량의 물을 내부에 함유하여 팽윤할 수 있는 3차원 고분자 네트워크 구조를 갖는 물질을 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 미세생체조직시스템 형성 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 도 1 내지 13의 형태로 구체화된 미세생체조직시스템 형성 장치를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것을 포함한다.
본 발명의 미세생체조직시스템 형성 장치(1)는 배양부(30), 주입부(40), 관류부(50), 및 저항 측정부(60)를 포함한다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 미세생체조직시스템 형성 장치(1)는 내부에 미세생체조직시스템이 형성되는 캐비닛(10) 및 개폐되는 도어(20)에 의해 외관이 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 캐비닛(10)의 내부에는 배양부(30), 주입부(40), 관류부(50), 및 저항 측정부(60)가 안착될 수 있다. 또한, 상기 캐비닛 내부는 기체 농도 또는 온도가 일정하게 유지될 수 있다.
도 4 내지 6을 참조하면, 상기 배양부(30)는 미세유체장치 장착부(31), 미세유체장치 반전 구동 장치(32), 및 투입부(33)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 미세유체장치 장착부(31)는 상기 미세유체장치 반전 구동 장치(32)에 연결될 수 있고, 상기 투입부(33)는 상기 미세유체장치 장착부(31)의 측면에 마련될 수 있으며, 상기 투입부(33)는 온도 조절을 위한 냉각 장치(331)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 미세유체장치 장착부(31)는 1개 또는 2개 이상의 미세유체장치가 장착될 수 있는 베드(311)와 상기 미세유체장치를 고정할 수 있는 고정 클립(312)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 미세유체장치 장착부(31)는 상기 미세유체장치 반전 구동 장치(32)를 통해 회전될 수 있고, 상기 미세유체장치 장착부(31)는 상하 반전될 수 있으며, 상하 반전은 1회 또는 2회 이상 반복될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 주입부(40)는 주입부 평면 이동장치(41), 주입부 상하 이동장치(42), 주사기 상하 이동장치(43), 및 주사기(44)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 주입부(40)는 상기 주입부 평면 이동장치(41)와 상기 주입부 상하 이동장치(42)를 통해 상기 투입부(33)로 투입된 물질을 상기 주사기(44)에 주입할 수 있으며, 상기 주입부(40)는 상기 주입부 평면 이동장치(41)와 상기 주입부 상하 이동장치(42)를 통해 상기 주사기(44)에 주입된 물질을 미세유체장치 내부에 주입할 수 있다. 상기 물질은 세포, 하이드로젤, 세포배양액 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
도 10 및 11을 참조하면, 상기 관류뷰(50)는 관류부 상하 이동장치(51), 및 관류 주입 연결부(52)를 포함할 수 있다. 상기 관류부(50)는 상기 관류부 상하 이동장치(51)를 통해 상기 배양부(30)에 장착된 미세유체장치에 상기 관류부 주입 연결부(52)를 연결하여 배양액을 미세유체장치 내부로 주입할 수 있으며, 미세유체장치의 내부채널에 일정한 유속의 관류를 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 관류부 주입 연결부(52)는 1개 또는 2개 이상의 주입 연결 노즐(521); 연결관(522); 및 미세유체장치 연결 노즐(523)을 포함할 수 있으며, 배양액 저장소에 저장된 배양액을 상기 주입 연결 노즐(521), 상기 연결관(522), 및 상기 미세유체장치 연결 노즐(523)을 통해 미세유체장치 내부로 주입할 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 상기 저항 측정부(60)는 저항 측정부 상부(61), 및 저항 측정부 하부(62)를 포함할 수 있다. 상기 저항 측정부 상부(61)는 상하 이동 장치(611), 및 저항 측정부 상부 핀 연결부(612)를 포함할 수 있고, 상기 저항 측정부 하부(62)는 상하 이동 장치(621), 및 저항 측정부 하부 핀 연결부(622)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 저항 측정부 상부 핀 연결부(612)는 1개 또는 2개 이상의 저항 측정부 상부 핀(6121)을 포함할 수 있고, 상기 저항 측정부 하부 핀 연결부(622)는 1개 또는 2개 이상의 저항 측정부 하부 핀(6221)을 포함할 수 있다. 상기 저항 측정부 상부 핀 연결부(612)는 상기 상하 이동 장치(611)를 통해 미세유체장치 상부 주입구의 상부로 이동하여 상기 저항 측정부 상부 핀(6121)을 상기 미세유체장치 주입구에 연결할 수 있고, 상기 저항 측정부 하부 핀 연결부(622)는 상기 상하 이동 장치(621)를 통해 미세유체장치 하부 주입구의 하부로 이동하여 상기 저항 측정부 하부 핀(6221)을 미세유체장치 주입구에 연결할 수 있으며, 상기 미세유체장치에 형성된 조직 장벽을 통한 전기 저항값을 측정할 수 있다.
1: 미세생체조직시스템 형성 장치
10: 캐비닛
20: 도어
30: 배양부
31: 미세유체장치 장착부
311: 베드
312: 고정 클립
32: 미세유체장치 반전 구동 장치
33: 투입부
331: 냉각 장치
40: 주입부
41: 주입부 평면 이동장치
42: 주입부 상하 이동장치
43: 주사기 상하 이동장치
44: 주사기
50: 관류부
51: 관류부 상하 이동장치
52: 관류 주입 연결부
60: 측정부
61: 저항 측정부 상부
611: 상하 이동 장치
612: 저항 측정부 상부 핀 연결부
6121: 저항 측정부 상부 핀
62: 저항 측정부 하부
621: 상하 이동 장치
622: 저항 측정부 하부 핀 연결부
6221: 저항 측정부 하부 핀
10: 캐비닛
20: 도어
30: 배양부
31: 미세유체장치 장착부
311: 베드
312: 고정 클립
32: 미세유체장치 반전 구동 장치
33: 투입부
331: 냉각 장치
40: 주입부
41: 주입부 평면 이동장치
42: 주입부 상하 이동장치
43: 주사기 상하 이동장치
44: 주사기
50: 관류부
51: 관류부 상하 이동장치
52: 관류 주입 연결부
60: 측정부
61: 저항 측정부 상부
611: 상하 이동 장치
612: 저항 측정부 상부 핀 연결부
6121: 저항 측정부 상부 핀
62: 저항 측정부 하부
621: 상하 이동 장치
622: 저항 측정부 하부 핀 연결부
6221: 저항 측정부 하부 핀
Claims (21)
- 미세유체장치, 배양부, 주입부, 관류부 및 저항 측정부를 포함하며,
상기 배양부는 미세유체장치 장착부, 미세유체장치 반전 구동 장치 및 투입부 중 하나 이상을 포함하며,
상기 미세유체장치 장착부는 상기 미세유체장치 반전 구동 장치를 통해 상하 반전될 수 있고, 상하 반전은 1회 또는 2회 이상 반복될 수 있으며,
상기 관류부는 관류부 상하 이동장치 및 관류부 주입 연결부 중 하나 이상을 포함하며,
상기 관류부 주입 연결부는 1개 또는 2개 이상의 주입 연결 노즐; 연결관; 및 미세유체장치 연결 노즐 중 하나 이상을 포함하며,
상기 관류부는 상기 관류부 상하 이동장치를 통해 상기 배양부에 장착된 미세유체장치에 상기 관류부 주입 연결부를 연결하여 배양액을 미세유체장치 내부로 주입하며,
상기 관류부는 상기 배양부에 장착된 미세유체장치의 내부채널에 일정한 유속의 관류를 발생시키는 것을 특징으로 하는 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 미세유체장치 장착부는 상기 미세유체장치 반전 구동 장치에 연결되고, 상기 투입부는 상기 미세유체장치 장착부 측면에 마련되는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 미세유체장치 장착부는 1개 또는 2개 이상의 미세유체장치가 장착될 수 있는 베드 및 상기 미세유체장치를 고정할 수 있는 고정 클립을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 미세유체장치 장착부는 상기 미세유체장치 반전 구동 장치를 통해 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 투입부는 온도 조절을 위한 냉각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 주입부는 주입부 평면 이동장치, 주입부 상하 이동장치, 주사기 상하 이동장치 및 주사기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 주입부는 상기 주입부 평면 이동장치 및 상기 주입부 상하 이동장치를 통해 투입부로 투입된 물질을 상기 주사기에 주입하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 주입부는 상기 주입부 평면 이동장치 및 상기 주입부 상하 이동장치를 통해 상기 주사기에 주입된 물질을 미세유체장치 내부에 주입하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 물질은 세포, 하이드로젤, 세포배양액 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 저항 측정부는 저항 측정부 상부 및 저항 측정부 하부를 포함하고, 상기 저항 측정부 상부는 상하 이동 장치 및 저항 측정부 상부 핀 연결부를 포함하고, 상기 저항 측정부 하부는 상하 이동 장치 및 저항 측정부 하부 핀 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 저항 측정부 상부 핀 연결부는 1개 또는 2개 이상의 저항 측정부 상부 핀을 포함하고, 상기 저항 측정부 하부 핀 연결부는 1개 또는 2개 이상의 저항 측정부 하부 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 저항 측정부 상부 핀 연결부는 상기 상하 이동 장치를 통해 미세유체장치 상부 주입구의 상부로 이동하여 상기 저항 측정부 상부 핀을 상기 미세유체장치 주입구에 연결하고, 상기 저항 측정부 하부 핀 연결부는 상기 상하 이동 장치를 통해 미세유체장치 하부 주입구의 하부로 이동하여 상기 저항 측정부 하부 핀을 상기 미세유체장치 주입구에 연결하여 상기 미세유체장치에 형성된 조직 장벽을 통한 전기 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 미세생체조직시스템 형성 장치는 캐비닛 내부에 안착되는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 캐비닛 내부는 기체 농도 또는 온도가 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 미세생체조직시스템 형성 장치는 미세유체장치 내부의 미세생체조직구조의 형성 및 활성화를 측정하는 것을 특징으로 하는, 미세생체조직시스템 형성 장치.
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| KR1020230071908A KR102640929B1 (ko) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 미세생체조직시스템 형성 장치 |
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| KR1020230071908A KR102640929B1 (ko) | 2023-06-02 | 2023-06-02 | 미세생체조직시스템 형성 장치 |
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100519410B1 (ko) | 2001-04-30 | 2005-10-07 | 주식회사 네비콤 | Ｇｐｓ 수신기의 위성신호 포착장치 |
| KR101597899B1 (ko) | 2013-09-27 | 2016-02-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 메모리 디바이스 및 그 형성 방법 |
| JP2019135924A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 自動細胞培養装置 |
| KR20200032240A (ko) | 2011-12-22 | 2020-03-25 | 에프. 호프만-라 로슈 아게 | 발현 벡터 구성원 조합, 신규한 제조 세포 생성 방법 및 폴리펩티드의 재조합적 제조를 위한 그의 용도 |
| KR20200039397A (ko) | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 이시호 | 풀림방지용 너트 |
| KR20200051282A (ko) * | 2018-11-05 | 2020-05-13 | 재단법인대구경북과학기술원 | 미세 유체 소자의 배양 장치 |
| US20200393397A1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-12-17 | Mimetas B.V. | Device for performing electrical measurements |
| KR20210024866A (ko) | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 패키지 |
| KR102313280B1 (ko) | 2019-12-09 | 2021-10-14 | 조지아 테크 리서치 코오포레이션 | 미세공학 조직 장벽 시스템 |
-
2023
- 2023-06-02 KR KR1020230071908A patent/KR102640929B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100519410B1 (ko) | 2001-04-30 | 2005-10-07 | 주식회사 네비콤 | Ｇｐｓ 수신기의 위성신호 포착장치 |
| KR20200032240A (ko) | 2011-12-22 | 2020-03-25 | 에프. 호프만-라 로슈 아게 | 발현 벡터 구성원 조합, 신규한 제조 세포 생성 방법 및 폴리펩티드의 재조합적 제조를 위한 그의 용도 |
| KR101597899B1 (ko) | 2013-09-27 | 2016-02-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 메모리 디바이스 및 그 형성 방법 |
| JP2019135924A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 自動細胞培養装置 |
| US20200393397A1 (en) * | 2018-03-02 | 2020-12-17 | Mimetas B.V. | Device for performing electrical measurements |
| KR20200039397A (ko) | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 이시호 | 풀림방지용 너트 |
| KR20200051282A (ko) * | 2018-11-05 | 2020-05-13 | 재단법인대구경북과학기술원 | 미세 유체 소자의 배양 장치 |
| KR20210024866A (ko) | 2019-08-26 | 2021-03-08 | 삼성전자주식회사 | 반도체 패키지 |
| KR102313280B1 (ko) | 2019-12-09 | 2021-10-14 | 조지아 테크 리서치 코오포레이션 | 미세공학 조직 장벽 시스템 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Booth, R. & Kim, H. Characterization of a microfluidic in vitro model of the blood-brain barrier (mu BBB). Lab Chip 12, 1784-1792 (2012). |
| Cho, H. et al. Three-dimensional blood-brain barrier model for in vitro studies of neurovascular pathology. Sci. Rep. 5, 15222 (2015). |
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