KR20170062191A - 세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법 - Google Patents

세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법 Download PDF

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김주민
배영복
신태환
황욱렬
이광
탄 틴 트란
기티카 푸칸
장혜경
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아주대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 기판, 상기 기판의 상면에 안착 배치되고 일측에는 응력인가부가 형성된 본체, 상기 응력인가부에 연결되도록 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 균일한 양의 점탄성 유체를 공급되게 가이드하는 유입채널, 상기 유입채널에 직교형상으로 배치되도록 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 연결되게 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부로 유입된 점탄성 유체 및 상기 세포를 배출하는 배출채널을 포함하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 제공하여, 유입채널 내측으로 유입되는 세포가 혼합된 점탄성 유체를 본체의 응력인가부의 마주보는 양측에 균일한 양으로 공급되게 하고, 응력인가부로 공급된 점탄성 유체는 다시 배출채널을 통해 유입채널에 직교되는 방향으로 균일하게 배출이 이루어지게 된다. 이때, 유입채널을 통해 응력인가부로 유입되는 점탄성 유체의 유동흐름에 의해 발생되는 신장응력이 가해진 세포의 손상되는 조건을 확인할 수 있게 하는 바, 바이오 리액터를 이용한 세포의 안정적인 배양을 위한 조건을 결정할 수 있게 한다.

Description

세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법{Microfluidic device for cell damage measurement and its application for cell damage analysis}
본 발명은 공기식 교반 바이오 리액터를 이용하여 세포를 배양할 때, 바이오 리액터 내측에서 발생하는 기포 파괴 과정에 수반되는 신장 유동에 의한 세포의 손상 조건을 파악할 수 있게 하는 세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법에 관한 것이다.
일반적으로, 바이오 리액터(Bioreactor)는 생물의 체내에서 이루어지고 있는 물질의 분해, 합성 또는 화학적인 변환 등의 생화학적 반응 과정을 인공적으로 재현하여 의약품 및 유용한 물질을 제조하는 장치이다. 이러한, 바이오 리액터는 동작 조건 및/또는 환경 인자의 조절이 가능하여, 세포 배양이나 3D 조직 성장 등 조직 공학 분야에 있어서 매우 중요한 역할을 한다.
이같은, 바이오 리액터는 통 형상의 배양조 내측에 산소를 공급하면서 임펠러를 회전시켜 세포를 배양시키는 공기식 교반 바이오 리액터가 널리 사용된다. 그러나, 공기 교반 바이오 리액터는, 배양조 내측에서 임펠러의 회전을 통해 세포 생장에 필요한 물질의 혼합이 이루어지고, 이때, 배양조 내측으로 기포 형태로 산소가 공급된다. 산소는 주로 바닥면으로부터 기포 형태로 공급되어, 일부는 배약액에 용해되어 세포 생장의 필수 성분으로 작용한다. 그리고, 바닥면에서 공급된 기포는 최종적으로 배양액과 공기의 계면에서 파열과정을 통해 소멸된다. 기포 파열 과정은 배약액-공기 계면의 위 방향으로 제팅(Jetting)이 발생되고, 이와 동시에 계면 아래 방향(배양액 내에)으로도 제팅이 발생시키는 것으로 알려져 있다. 기포 파열에 의해 계면을 중심으로 위아래 방향으로 대칭적으로 발생한 제팅 흐름은 대칭점의 중심에 강한 신장 흐름(Extensional flow)를 유발시킨다. 신장 흐름은 임펠러에 의해 유발되는 전단 흐름(Shear flow)에 비해 흐름 내에 존재하는 세포와 같이 변형 가능한 물질을 보다 심하게 변형을 가하는 것으로 알려져 있다. 기포의 파열 과정에 수반되는 높은 신장 응력은 세포 손상/사멸이 발생되어 바이오리액터의 생산성을 저해하는 원인이 된다. 세포 손상의 주 원인이 기포 파괴 과정에 수반되는 신장 유동에 의한 것인지 혹은 임펠러의 회전에 의한 전단 흐름에 의한 것인지에 대한 학술적인 논쟁이 지속되어 왔으나, 전단 흐름에 비해 균일한 신장 흐름을 발생시킬 수 있는 장치가 부재하여 신장 흐름에 의한 세포 손상에 대한 연구는 매우 미비한 실정이다.
한편, 배양조 내측에서 기포가 발생하는 것을 억제하도록 하는 바이오 리액터가 대한민국 공개특허공보 제1996-7002512호(1996.04.27)에 제시되어 있으나, 현실적으로 산소의 공급에 따른 기포 발생 방지를 완벽하게 억제할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 상기 공기 교반 바이오 리액터는, 세포의 안정적인 배양을 위해 배양조 내에신장 응력이 높아지지 않도록 하여, 배양하고자 하는 세포에 따라 신장 유동에 따른 손상을 방지할 수 있는 조건을 파악하는 것이 중요하다. 그러나 세포의 손상을 방지할 수 있는 최적의 배양조 환경(세포 손상을 일으킬 수 있는 한계 신장 응력)을 조성하기 위한 연구는 미비하고 이를 효과적으로 수행할 수 있는 소자 개발이 매우 필요한 상태이다.
본 발명은, 공기 교반 바이오 리액터를 통한 세포의 배양시 세포의 신장 유동에 따른 손상을 효과적으로 분석할 수 있는 세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판, 상기 기판의 상면에 안착 배치되고 일측에는 응력인가부가 형성된 본체, 상기 응력인가부에 연결되도록 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 균일한 양의 점탄성 유체를 공급되게 가이드하는 유입채널, 상기 유입채널에 직교형상으로 배치되도록 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 연결되게 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부로 유입된 점탄성 유체 및 상기 세포를 배출하는 배출채널을 포함하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 청구항 1의 세포손상 분석용 미세유체소자를 준비하는 단계, 상기 세포손상 분석용 미세유체소자의 유입채널을 통해 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 점탄성 유체를 균일한 양으로 공급되게 한 후, 공급된 상기 점탄성 유체 및 상기 세포가 상기 배출채널을 통해 배출되게 하는 단계, 상기 응력인가부에서 상기 점탄성 유체의 유동에 의해 발생되는 신장 응력으로 상기 세포가 손상되는지 여부를 판별하는 단계를 포함하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법을 제공한다.
본 발명에 따른 세포손상 분석용 미세유체소자 및 이를 활용한 세포손상 분석방법은, 유입채널 내측으로 유입되는 세포가 혼합된 점탄성 유체를 본체의 응력인가부의 마주보는 양측에 균일한 양으로 공급되게 하고, 응력인가부로 공급된 점탄성 유체는 다시 배출채널을 통해 유입채널에 직교되는 방향으로 균일하게 배출이 이루어지게 된다. 이때, 유입채널을 통해 응력인가부로 유입되는 점탄성 유체의 유동흐름에 의해 발생되는 신장응력이 가해진 세포의 손상되는 조건을 확인할 수 있게 하는 바, 바이오 리액터를 이용한 세포의 안정적인 배양을 위한 조건을 결정할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포손상 분석용 미세유체소자의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포손상 분석방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포손상 분석용 미세유체소자의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 세포손상 분석용 미세유체소자는, 기판(100), 본체(200), 유입채널(300), 배출채널(400)을 구비하고 있다.
상기 기판(100)은 이후 설명될 본체(200)를 지지하는 부분이다. 즉, 상기 기판(100)은 본체(200)를 지지한 상태에서 이후 설명될 유입채널(300)과 배출채널(400)을 통한 유체의 이동 및 분석하고자 하는 대상 세포(10)를 안착 지지하게 된다. 이러한, 상기 기판(100)은 투명한 재질의 유리로 형성되나 이에 한정하지 않으며 광학적으로 투명한 플라스틱이나 합성수지 재질로 형성될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 기판(100)의 표면, 보다 바람직하게는 이후 설명될 본체(200)에 대향되는 상면에는 표면박판(110)이 결합 구비될 수 있다. 이러한, 상기 표면박판(110)은 유입채널(300)과 배출채널(400)을 통한 유체의 유동이 안정적으로 이루어질 수 있게 한다. 이때, 상기 표면박판(110)은 본체(200)와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 표면박판(110)은 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 사이클릭 올레핀 공중합체(Cyclic olefin copolymer, COC) 중 어느 하나를 사용하거나, 이에 한정하지 않고 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 등의 폴리머 재질 중에서도 선택적으로 적용할 수도 있음은 물론이다.
상기 본체(200)는 상기 기판(100)의 상면에 안착 배치되며, 상기 기판(100)의 상부에 유입채널(300)과 배출채널(400)을 형성되게 한다. 상기 본체(200)는 앞서 설명한 상기 기판(100)과 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 본체(200)가 플라스틱 재질일 경우에는, 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 사이클릭 올레핀 공중합체(Cyclic olefin copolymer, COC) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 등의 폴리머 재질 중에서도 선택적으로 적용할 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 본체(200)의 일측, 보다 상세하게는 상기 기판(100)의 상면에 대향되는 상기 본체(200)의 저면 일측에는 응력인가부(210)가 형성된다. 상기 응력인가부(210)는 유입채널(300)을 통해 점탄성 유체와 혼합 유입되는 세포(10)가 배치된 후, 상기 점탄성 유체의 유체유동에 의한 상기 세포(10)에 신장응력이 가해지게 되는 공간부이다. 즉, 상기 응력인가부(210)는 유입채널(300)을 통해 상기 세포(10)가 점탄성 유체와 같이 유입시, 상기 응력인가부(210)의 중앙에 배치되는 상기 세포(10)로 상기 점탄성 유체의 상기 응력인가부(210)로 유입되는 유체유동 및 배출채널(400)로 배출되는 유체유동에 의한 신장응력을 가하게 된다. 여기서, 상기 본체(200)의 상면에는 유입채널(300)과 연결되는 유입공(201)과, 배출채널(400)과 연결되는 배출공(202)이 형성될 수 있다.
상기 유입채널(300)은 외부에서 점탄성 유체 및 세포(10)를 공급받아 유동시키는 유로부분이다. 즉, 상기 유입채널(300)에는 점탄성 유체로 생물적합성을 가지는 폴리비닐피롤리돈(Poly Vinyl Pirrolidone, PVP), 폴리에틸렌옥사이드(poly ethylene oxide, PEO), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide, PAA), 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA), 히알루론산(Hyaluronic Acid, HA) 용액 중 어느 하나의 용액과 상기 세포(10)를 혼합한 상태로 주입하게 된다. 이러한, 상기 유입채널(300)은 공급받은 상기 점탄성 유체를 상기 본체(200)의 응력인가부(210)의 마주보는 양측으로 균일한 양으로 공급되게 가이드하게 된다. 여기서, 상기 점탄성 유체에 상기 세포(10)를 포함시켜, 상기 본체(200)의 응력인가부(210)로 공급할 경우, 상기 세포(10)는 상기 점탄성 유체의 점탄성 성질에 따라 상기 응력인가부(210)의 중앙에 자동으로 정렬된 상태에서 상기 점탄성 유체의 유동흐름에 따라 발생되는 신장응력을 겪게 된다.
이와같이, 상기 유입채널(300)은 상기 본체(200)의 응력인가부(210)로 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체를 균일한 양으로 공급되게 하는데, 이때, 상기 응력인가부(210)의 중앙으로 집속되는 상기 세포(10)에는 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210)로 공급되는 상기 점탄성 유체의 유체유동에 의한 신장응력이 상기 세포(10)에 가해지게 한다.
여기서, 상기 유입채널(300)은 상기 본체(200)의 응력인가부(210)에 연결되도록 상기 본체(200)에 형성되는데, 보다 상세하게는 상기 기판(100)의 상면과 마주보는 상기 본체(200)의 저면에 일정 높이를 가지도록 요입 형성된 상태로, 상기 유입채널(300)의 단부는 상기 본체(200)의 응력인가부(210)에 연통되게 연결 형성된다.
여기서, 일 실시예에 따른 도 1을 참조하면, 상기 유입채널(300)은 상호 대칭되는 '[' 수평단면 형상을 가지는 제1유입로(310) 및 제2유입로(320)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1유입로(310)의 일단(311) 및 상기 제2유입로(320)의 일단(321)은 상기 본체(200)의 응력인가부(210)의 마주보는 양측에 각각 연통되도록 연결 형성된다. 여기서, 제1유입로(310)의 일단(311) 및 상기 제2유입로(320)의 일단(321)은 동일직선상에 배치된 상태로 상기 응력인가부(210)에 연결된다.
그리고, 상기 제1유입로(310)의 타단(312) 및 상기 제2유입로(320)의 타단(322)은 상호 연통되도록 연결 형성된다. 이때, 상기 제1유입로(310)의 타단(312) 및 상기 제2유입로(320)의 타단(322)이 상호 연결되는 지점에는, 상기 본체(200) 외부에서 상기 제1유입로(310)의 타단(312) 및 상기 제2유입로(320)의 타단(322)으로 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체를 공급하는 유체유입로(330)가 연결 형성된다. 여기서, 상기 유체유입로(330)는 상기 제1유입로(310)의 타단(312) 및 상기 제2유입로(320)의 타단(322)이 상호 연결되는 지점에 수직 배치된 상태로 연결된다.
더불어, 상기 유체유입로(330)의 단부, 보다 상세하게는 상기 본체(200)의 유입공(201)에는 상기 본체(200) 외부에서 상기 유입채널(300) 내측으로 공급되는 상기 세포(10)가 혼합된 점탄성 유체의 양을 제어할 수 있도록 펌프와 같은 주변장치를 연결한다. 즉, 상기 펌프는 상기 유체유입로(330)를 통해 상기 유입채널(300)로 유입되는 상기 점탄성 유체의 양을 달리할 수 있는 바, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210)로 공급되는 점탄성 유체의 양을 변경되게 하면서 각각의 변경된 점탄성 유체의 양에 따른 유체유동 변화에 따라 상기 응력인가부(210)에서의 변화되는 신장 응력에 따른 상기 세포(10)의 손상 여부를 파악할 수 있게 한다.
상기 배출채널(400)은 상기 유입채널(300)를 통해 상기 본체(200)의 응력인가부(210)로 유입된 상기 세포(10) 및 상기 점탄성 유체를 다시 상기 본체(200) 외부로 배출되게 한다. 이러한, 상기 배출채널(400)은 상기 유입채널(300)에 직교형상으로 배치되도록 상기 본체(200)에 형성된다. 즉, 상기 배출채널(400)은 상기 응력인가부(210)를 중심으로 상기 유입채널(300)과 직교형상으로 배치되도록 상기 본체(100)의 저면에 일정높이를 가지게 요입 형성된다. 상기 배출채널(400)은 직선 수평단면 형상을 가지는 제1배출로(410) 및 제2배출로(420)로 구성될 수 있으며, 상기 제1배출로(410) 및 상기 제2배출로(420)는 가상의 동일직선상에 배치된 상태로 상기 배출로(410)의 일단 및 상기 제2배출로(420)의 일단이 각각 상기 응력인가부(210)의 마주보는 양측에 연통되도록 연결된다. 여기서, 상기 제1배출로(410) 및 상기 제2배출로(420)는 동일한 길이를 가지도록 형성되어, 상기 응력인가부(210)에서 배출되는 점탄성 유체의 양 또는 압력이 동일하게 유지될 수 있게 한다.
이러한, 일 실시예에 따른 상기 세포손상 분석용 미세유체소자는, 상기 유입채널(300) 내측으로 유입되는 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체를 상기 본체(200)의 응력인가부(210)의 마주보는 양측에 균일한 양으로 공급되게 하고, 상기 응력인가부(210)로 공급된 상기 점탄성 유체는 다시 상기 배출채널(400)을 통해 상기 유입채널(300)에 직교되는 방향으로 균일하게 배출이 이루어지게 된다. 이때, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210)로 유입되는 상기 점탄성 유체의 유동흐름에 의해 발생되는 신장응력이 가해진 상기 세포(10)의 손상되는 조건을 확인할 수 있게 하는 바, 바이오 리액터를 이용한 세포(10)의 안정적인 배양을 위한 조건을 결정할 수 있게 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법을 나타낸 순서도이다. 도 2를 참조하면, 먼저, 앞서 설명한 세포손상 분석용 미세유체소자를 준비한다.
이후, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210)로 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체를 유입되게 한다. 즉, 펌프를 이용하여 상기 유입채널(300)의 제1유입로(310) 및 제2유입로(320)를 통해 상기 응력인가부(210) 내측으로 상기 세포(10) 및 균일한 양의 상기 점탄성 유체가 유입되게 한 후, 상기 배출채널(400)의 제1배출로(410) 및 제2배출로(420)를 통해 상기 본체(200) 외부로 상기 세포(10) 및 상기 점탄성 유체의 배출이 이루어지게 한다. 이와같이, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210) 내측으로 유입된 후, 상기 배출채널(400)을 통해 배출되는 상기 점탄성 유체의 유체유동에 의해 형성된 신장응력이 상기 응력인가부(210) 중앙에 집속되는 상기 세포(10)로 전달된다. 이때, 상기 유입채널(300)를 통해 상기 응력인가부(210)로 상기 점탄성 유체를 공급시, 펌프를 이용하여 상기 점탄성 유체의 양을 각각 변경할 수 있는데, 상기 점탄성 유체의 공급되는 양이 변화됨에 따라 상기 응력인가부(210)에서 유체유동에 따라 발생되는 신장 응력도 변화됨으로써, 상기 세포가 상기 점탄성 유체의 변경된 각 유량으로 발생되는 신장응력에 따른 손상 여부를 정확하게 파악할 수 있게 한다. 여기서, 상기 유입채널(300)을 통해 유입되는 상기 점탄성 유체의 유동흐름에 의해 발생되는 신장응력은 유량에 의해 결정되지만, 상기 세포(10)에 가해지는 정량적인 신장응력값은 전산유체역학 수치모사에 의해 계산된다.
이같이, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체의 유입되는 양을 변경시킨 상태로 상기 점탄성 유체가 상기 응력인가부(210)로 유입된 후, 배출되는 유체유동이 발생되게 한 후에는, 상기 응력인가부(210)의 중앙에 집속된 상태에서 신장응력을 받은 후 상기 배출채널(300)을 통해 배출된 상기 세포(10)의 손상여부를 판별한다. 이때, 상기 세포(10)의 손상여부는 세포생사판별시험을 통해 판별하게 된다.
즉, 상기 유입채널(300)을 통해 상기 응력인가부(210)로 공급되는 각 상기 점탄성 유체의 유량에 따라 상기 세포(10)가 상기 응력인가부(210)에서 받는 신장응력의 정량적 양은 전산유체역학 수치모사로 계산되고, 상기 점탄성 유체의 유량을 달리하면서 세포생사판별시험을 진행하여 상기 세포(10)가 손상받는 유량과, 상기 세포(10)가 손상받는 유량에서 전산유체역학 수치모사로 계산된 신장응력값을 종합하여, 상기 세포(10)가 손상되는 임계 응력을 파악한다.
따라서, 실제 바이오 리액터에서 발생되는 신장 응력은 기포의 크기와 밀접한 관련이 있고, 작은 크기의 기포가 큰 신장 응력을 발생시키는 것으로 알려져 있는 바, 이와같이 측정된 상기 세포(10)의 손상에 끼치는 최소 신장 응력을 파악하면, 상기 세포(10)의 손상을 억제할 수 있는 기포의 최대 크기를 파악할 수 있게 되어, 공정 도출 조건을 도출할 수 있게 된다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 상기 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법은, 상기 세포손상 분석용 미세유체소자의 유입채널(300)과 배출채널(400)이 교차되는 지점에 형성된 상기 응력인가부(210)로 상기 유입채널(300)을 통해 상기 세포(10)가 혼합된 상기 점탄성 유체를 공급한 후, 상기 배출채널(400)로 배출되게 할 때, 상기 응력인가부(210)에서 발생되는 상기 유체유동에 의한 신장응력으로 상기 응력인가부(210) 중앙에 집속된 상기 세포(10)의 손상여부를 판별하게 되는 바, 상기 세포(10)의 손상이 발생되는 조건을 통해 실제 바이오 리액터를 이용한 세포(10)의 배양시 교반 조건을 결정하는데 사용할 수 있게 되어 안정적인 세포(10)의 배양을 가능하게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 세포 100: 기판
200: 본체 210: 응력인가부
300: 유입채널 310: 제1유입로
320: 제2유입로 400: 배출채널
410: 제1배출로 420: 제2배출로

Claims (12)

  1. 기판과;
    상기 기판의 상면에 안착 배치되고 일측에는 응력인가부가 형성된 본체와;
    상기 응력인가부에 연결되도록 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 균일한 양의 점탄성 유체를 공급되게 가이드하는 유입채널; 및
    상기 유입채널에 직교형상으로 배치되도록 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 연결되게 상기 본체에 형성되며, 상기 응력인가부로 유입된 점탄성 유체 및 상기 세포를 배출하는 배출채널을 포함하는 세포손상 분석용 미세유체소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입채널은, 상호 대칭되는 '['수평단면 형상을 가지는 제1유입로 및 제2유입로를 포함하며,
    상기 제1유입로 일단 및 상기 제2유입로 일단은 상기 응력인가부의 마주보는 양측에 각각 연결되고,
    상기 제1유입로 타단 및 상기 제2유입로 타단은 상호 연결 형성된 세포손상 분석용 미세유체소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1유입로 타단 및 상기 제2유입로 타단이 연결되는 지점에는, 외부에서 상기 제1,2유입로의 타단으로 상기 점탄성 유체 및 상기 세포를 공급하는 유체유입로가 수직하게 더 연결 형성된 세포손상 분석용 미세유체소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출채널은, 직선 수평단면 형상을 가지는 제1배출로 및 제2배출로를 포함하며,
    상기 제1배출로 및 제2배출로는 동일한 길이를 가지도록 형성되고,
    상기 제1배출로의 일단 및 상기 제2배출로의 일단은 상기 응력인가부의 마주보는 양측에 연결되는 세포손상 분석용 미세유체소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 점탄성 유체는, 폴리비닐피롤리돈(Poly Vinyl Pirrolidone, PVP), 폴리에틸렌옥사이드(poly ethylene oxide, PEO), 폴리아크릴아미드(polyacrylamide, PAA), 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA), 히알루론산(Hyaluronic Acid, HA) 용액 중 어느 하나인 세포손상 분석용 미세유체소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판의 상면에는, 표면박판이 더 결합 구비된 세포손상 분석용 미세유체소자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력인가부에서 상기 세포에 집중되는 신장응력은, 상기 유입채널을 통해 유입되는 상기 점탄성 유체의 양에 따라 변경되는 세포손상 분석용 미세유체소자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 상기 세포를 포함하는 균일한 양의 상기 점탄성 유체를 공급시, 상기 세포는 상기 응력인가부의 중앙에 모이는 세포손상 분석용 미세유체소자.
  9. 청구항 1의 세포손상 분석용 미세유체소자를 준비하는 단계와;
    상기 세포손상 분석용 미세유체소자의 유입채널을 통해 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 점탄성 유체를 균일한 양으로 공급되게 한 후, 공급된 상기 점탄성 유체 및 상기 세포가 상기 배출채널을 통해 배출되게 하는 단계; 및
    상기 응력인가부에서 상기 점탄성 유체의 유동에 의해 발생되는 신장 응력으로 상기 세포가 손상되는지 여부를 판별하는 단계를 포함하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법을 제공한다.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 세포손상 분석용 미세유체소자의 유입채널을 통해 상기 세포가 혼합된 상기 점탄성 유체를 공급시, 상기 응력인가부로 유입되는 상기 점탄성 유체는 펌프를 통해 공급량이 변경되며,
    상기 응력인가부로 공급되는 각 상기 점탄성 유체의 변경된 공급량에 따라 변경되게 발생하는 상기 신장 응력에 의한 상기 세포의 손상여부를 판별하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 세포의 손상여부 판별은,
    상기 점탄성 유체의 유량에 따라 상기 세포가 상기 응력인가부에서 받는 신장응력의 정량적 양을 전산유체역학 수치모사로 계산하고,
    상기 점탄성 유체의 유량에 따른 상기 세포가 손상받는 유량을 상기 세포생사판별시험으로 파악하며,
    상기 세포생사판별시험으로 파악한 상기 세포가 손상받는 유량에서 전산유체역학 수치모사로 계산된 신장응력값을 종합하여 세포가 손상되는 임계응력을 파악하는 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 세포손상 분석용 미세유체소자의 유입채널을 통해 상기 응력인가부의 마주보는 양측으로 세포를 포함하는 점탄성 유체를 균일한 양으로 공급시, 상기 세포는 상기 응력인가부의 중앙에 모인 상태로 상기 점탄성 유체로부터 발생되는 신장응력을 겪게 되는 세포손상 분석용 미세유체소자를 활용한 세포손상 분석방법.


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