KR20170121293A - 세포 배양 장치 및 세포 배양 방법 - Google Patents

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KR20170121293A
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Abstract

세포 배양 장치로서; 파종된 세포가 유지되는 세포 유지부, 각각에 상기 세포 유지부를 갖고 또한 액체 배지가 저장되며 제1방향을 따라 병렬 배치된 m개의 배양 챔버, 상기 m개의 배양 챔버 사이를 서로 연통하는 1개 이상의 연락용 유로를 포함하고, 상기 m개의 배양 챔버와 상기 연락용 유로로 유닛이 구성되며, n개의 상기 유닛이 상기 제1방향과는 다른 방향인 제2방향을 따라 병렬 배치된 연결 배양 용기; 상기 연결 배양 용기에서 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 동렬 배치 배양 챔버 사이를 연통하고, 상기 동렬 배치 배양 챔버 사이에 동시에 가압 가능 또는 동시에 대기압에 개방 가능하며, 상기 m개의 배양 챔버 내의 압력 차이에 의해 상기 연락용 유로를 통해 상기 액체 배지를 상기 m개의 배양 챔버의 사이에서 액송 가능한 복수의 공압 배관;을 구비하고, 상기 m은 2 이상의 정수이며, 상기 n은 2 이상의 정수인 세포 배양 장치를 제공한다.

Description

세포 배양 장치 및 세포 배양 방법
본 발명은 의약품이나 화성품의 분석 기술에 관한 것으로, 의약품이나 화성품의 약효나 독성, 및 흡수, 분포, 대사, 배설과 같은 체내 동태를 배양 세포를 이용하여 분석하기 위한 세포 배양 장치 및 세포 배양 방법에 관한 것이다.
본원은 2015년 4월 3일 일본에 출원된 특허 출원 제2015-077196호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근 의약품 개발 비용의 증대는 현저하고, Pammolli 등이 2011년에 발표한 비특허문헌 1에 따르면, 의약품 후보 화합물이 제2상 및 제3상 임상시험에서 탈락할 확률이 크게 상승하고 있는 것이 큰 원인의 하나라고 지적되고 있다. 개발 성공률 저하의 원인이 무엇인지는 논란이 있는 것이지만, 전임상시험에서 유망하다고 알려진 후보 화합물이 임상시험에서 탈락하는 것을 방지하기 위해서는, 임상시험과 상관이 좋은 데이터를 전임상시험의 단계에서 얻는 것이 중요하다.
전임상시험에서는 약효, 약물 동태, 독성의 평가에 배양 세포를 이용한 시험이 이용되는 경우가 많다. 배양 세포를 이용한 시험에서는, 배양 환경이 생체 내의 환경과 크게 다른 것이 임상시험과의 상관의 나쁨의 원인으로 알려졌다. 또한, 1종류의 배양 세포로 약효, 약물 동태, 독성을 평가하여도 생체 내에서 복수의 장기가 관련된 현상을 평가하기 어렵고, 이것이 배양 세포를 이용한 시험과 임상시험과의 상관성의 나쁨의 하나의 원인이라고 생각된다. 동물 시험에서는 종의 차이에 기인하는 생물 기능의 차이가 시험 결과의 상관의 나쁨의 큰 원인으로 알려졌다.
Body-on-a-chip 시스템은 배양 세포를 장기 모델로 사용하고 복수의 장기 모델을 연결하여 배양함으로써, 복수의 장기가 관련된 생체 내의 현상을 생체 외에서 재구성하는 방법이다. Body-on-a-chip 시스템은 통상 동물 실험을 필요로 하는 약물 동태 해석을 in vitro로 실시할 수 있는 동물 실험 대체법으로서의 가능성을 지니고 있어, 근년에 급속히 주목을 모으고 있다(비특허문헌 2, 3 참조). 특히 인간 유래의 배양 세포에서 약물 동태 해석을 in vitro로 평가할 수 있다면, 임상시험과 상관이 좋은 데이터를 취득할 수 있다고 기대된다.
그러나 이들 연구의 대부분은 2, 3종류의 장기 모델을 이용하여 검증하기 쉬운 모델 화합물을 평가하는 원리 검증 연구에 머물고 있으며(비특허문헌 4 ~ 6 참조), Body-on-a-chip 시스템과 동물 실험, 임상시험과의 상관성 평가는 정해지지 않고 있다. 이 vivo/vitro 상관을 밝히기 위해서는 다양한 장기 모델이나 모델 화합물을 이용하여 Body-on-a-chip 시스템의 유효성을 검증할 필요가 있다. 게다가, Body-on-a-chip 시스템을 동물 실험 대체법으로서 신약 개발에 이용하기 위해서도, 다 종류의 화합물을 동시에 평가하는 하이 스루풋 스크리닝이 필요하지만, 이 점은 상술의 원리 검증 연구에서는 미해결로 되어 있다.
본 발명자 등은 이미 지금까지의 연구에서 다수의 약제 용액을 간편하게 취급하는 "압력 구동형의 관류 배양 마이크로 챔버 어레이"를 개발(비특허문헌 7, 8 참조)하고, 그 후 사용하기 편리한 플랫폼을 구비한 순환 배양 시스템을 개발하고 실용화를 위한 사용자 평가를 실시하기에 이르고 있다(비특허문헌 9, 특허문헌 1 참조).
[선행기술문헌]
[특허문헌]
[특허문헌 1] 일본 특개 제2015-73468호 공보
[비특허문헌]
[비특허문헌 1] F.Pammolli, et al., Nat. Rev. Drug Discov, 10, 428(2011)
[비특허문헌 2] S.N.Bhatia and DEIngber, Nat. Biotechnol., 32, 760(2014)
[비특허문헌 3] C.Y.Chan, et al., Lab Chip, 13, 4697(2013)
[비특허문헌 4] J.H.Sung, et al., Lab Chip, 10,446(2010)
[비특허문헌 5] I.Wagner, et al., Lab Chip, 13,3538(2013)
[비특허문헌 6] J.H.Sung, et al., Lab Chip, 13,1201(2013)
[비특허문헌 7] S.Sugiura, et al., Anal.Chem., 82, 8278(2010)
[비특허문헌 8] S.Sugiura, et al., Biotechnol.Bioeng., 100, 1156(2008)
[비특허문헌 9] K.Hattori, et al., J.Biosci.Bioeng., 118, 327(2014)
[비특허문헌 10] C.Zhang, et al., Lab Chip, 9, 3185(2009)
Body-on-a-chip 시스템을 동물 실험 대체법으로서 신약 개발에 이용하기 위해서는, 다 종류의 화합물을 동시에 평가하는 하이 스루풋 스크리닝이 필요하지만, 이 점은 현재로서는 실현될 수 없다.
여기에서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는 본 발명자 등이 이미 축적해온 "압력 구동형의 관류 배양 마이크로 챔버 어레이"에 관한 지식을 기반으로 하여, 이를 더욱 발전시켜 다 종류의 화합물을 동시에 평가하는 하이 스루풋 스크리닝이 실현 가능한 "압력 구동형 Body-on-a-chip 시스템"을 개발하고, 다양한 장기 연결 모델과 모델 화합물을 이용한 평가를 가능하게 하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 태양에 관한 세포 배양 장치는 배양 챔버를 마이크로 유로로 연결하고, 각 배양 챔버에 압력을 분배하는 압력 배관 라인을 접속하며, 압력 구동으로 복수의 배양 챔버 내의 액체 배지를 동시에 송액함으로써, 다 종류의 화합물의 동시 평가를 가능하게 한 것이다.
본 발명의 제1태양에 관한 세포 배양 장치는 파종된 세포가 유지되는 세포 유지부, 각각에 상기 세포 유지부를 갖고 또한 액체 배지가 저장되며 제1방향을 따라 병렬 배치된 m개의 배양 챔버, 상기 m개의 배양 챔버 사이를 서로 연통하는 1개 이상의 연락용 유로를 포함하고, 상기 m개의 배양 챔버와 상기 연락용 유로로 유닛이 구성되며, n개의 상기 유닛이 상기 제1방향과는 다른 방향인 제2방향을 따라 병렬 배치된 연결 배양 용기; 상기 연결 배양 용기에서 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 동렬 배치 배양 챔버 사이를 연통하고, 상기 동렬 배치 배양 챔버 사이에 동시에 가압 가능 또는 동시에 대기압에 개방 가능하며, 상기 m개의 배양 챔버 내의 압력 차이에 의해 상기 연락용 유로를 통해 상기 액체 배지를 상기 m개의 배양 챔버의 사이에서 액송 가능한 복수의 공압 배관;을 구비하고, 상기 m은 2 이상의 정수이며, 상기 n은 2 이상의 정수이다.
상기 연락용 유로로부터 상기 m개의 배양 챔버로의 흐름 방향을 제어 가능한 역류 방지 기구를 상기 연락용 유로의 말단 혹은 내부에 구비하고 있어도 좋다.
상기 m개의 배양 챔버는, 상기 m개의 배양 챔버의 각각에, 액체 배지를 저장하는 용기 형상의 조 본체, 상기 조 본체의 개구를 개폐 가능하고 기밀하게 폐지하는 덮개부를 가지고 있어도 좋다.
상기 덮개부를 상기 조 본체를 향해 누르도록 유지 가능한 덮개부 압압부를 추가로 구비하고, 상기 덮개부 압압부는 상기 조 본체를 지지하는 기체부, 상기 기체부에 지지된 상기 조 본체를 향해 상기 덮개부를 압압하는 압압 부재를 가지고 있어도 좋다.
상기 조 본체가 벽부와, 연락용 유로를 구비한 저부 플레이트를 가지고 있어도 좋다.
상기 벽부를 상기 저부 플레이트를 향해 눌러 유지하는 벽부 압압부를 추가로 구비하고, 상기 벽부 압압부는 상기 기체부와 상기 기체부에 지지된 상기 저부 플레이트를 향해 상기 벽부를 압압하는 압압 부재를 가지고 있어도 좋다.
상기 공압 배관을 통해 상기 각 배양 챔버에 미리 설정된 스케줄에 따라 순차 가압 혹은 대기압 개방 가능한 가압 장치를 구비하고 있어도 좋다.
상기 배양 챔버로부터 상기 연락용 유로로 접속하는 부위에 계면 장력에 의해 공기의 유입을 방지 가능한 라플라스 밸브를 구비하고 있어도 좋다.
상기 라플라스 밸브를 구성하는 마이크로 유로의 폭이 wL이고, 상기 마이크로 유로의 깊이가 hL이며, 상기 계면 장력이 γ이고, 상기 라플라스 밸브의 라플라스 압력이 ΔPLap일 때, 상기 라플라스 압력이 ΔPLap = 2γ(1/wL + 1/hL)의 식으로 표시되며, 상기 라플라스 압력 ΔPLap이 상기 연결 배양 용기에 가압되는 압력보다 커지도록 상기 마이크로 유로가 구성되어 있어도 좋다.
상기 연락용 유로의 일부에 유량을 조절하기 위해, 상기 연락용 유로의 유로 단면적에 대해, 유로 단면적이 1/10 이하인 저항 유로 부위를 구비하고 있어도 좋다.
상기 역류 방지 기구가 역지 밸브이어도 좋다.
상기 역류 방지 기구가 라플라스 밸브이어도 좋다.
본 발명의 제2태양에 관한 세포 배양 방법은 m 및 n이 2 이상의 정수일 때, m개의 배양 챔버를 1개 이상의 연락용 유로로 서로 연통하고, 상기 m개의 배양 챔버의 각각이 제1방향을 따라 병렬 배치된 1개 유닛의 연결 배양 용기를 n개 유닛으로 구비하며, 상기 n개 유닛의 상기 연결 배양 용기가 상기 제1방향과는 다른 방향인 제2방향을 따라 병렬 배치된 세포 배양 장치를 준비하고; 상기 연결 배양 용기의 덮개를 열고, 상기 세포 배양 장치의 각 배양 챔버 내에 세포를 파종하고 접착시키는 제1공정; 상기 세포 배양 장치에서, 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 상기 제1방향의 1열째 배양 챔버에 액체 배지를 채우고, 상기 덮개를 닫는 제2공정; 상기 1열째 배양 챔버 내를 가압하고, 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 상기 제1방향의 2열째 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 상기 1열째 배양 챔버로부터 상기 2열째 배양 챔버로 송액하는 제3공정; 상기 제1방향의 열 번호를 순차적으로 1개씩 늘리고 가압과 대기압 개방을 수행함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해, 상기 제1방향의 m-1열째 배양 챔버로부터 m열째 배양 챔버로 송액하는 제4공정; 상기 m열째 위치의 배양 챔버 내를 가압하고, 또한 상기 1열째 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 상기 m열째 위치의 배양 챔버로부터 상기 1열째 위치의 배양 챔버로 송액하는 제5공정; 상기 제3공정부터 상기 제5공정을 반복함으로써 상기 세포 배양 장치의 상기 각 배양 챔버 내에 상기 액체 배지를 순환시키는 제6공정;을 포함한다.
본 발명의 제3태양에 관한 평가 시스템은 상기 태양에 관한 세포 배양 장치에 세포를 도입하고 있다.
본 발명의 다른 태양은 액체 배지를 저장하기 위한 m개의 배양 챔버와, 각 배양 챔버에는 파종된 세포를 유지하기 위한 세포 유지부가 설치되고, 상기 m개의 배양 챔버를 1개 또는 복수의 연락용 유로로 서로 연통하여 1개 유닛의 연결 배양 용기를 구성하며, 또한 상기 연결 배양 용기를 n개 유닛으로 구비한 세포 배양 장치로서, 단 m 및 n은 2 이상의 정수이고, 각 유닛의 연결 배양 용기의 동일 위치의 배양 챔버를 연통하는 공압 배관을 설치하며, 상기 공압 배관을 이용하여 가압 또는 대기압에 개방함으로써, 각 유닛의 연결 배양 용기의 동일 위치의 배양 챔버에 대해 동시에 압력을 가하고, 혹은 동시에 대기압에 개방하고, 배양 챔버 내의 압력 차이에 의해 상기 연락용 유로를 통해 액체 배지의 액송을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 연락용 유로로부터 상기 배양 챔버로의 흐름 방향을 제어하는 역지 밸브를 상기 연락용 유로의 말단 혹은 내부에 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 배양 챔버는 액체 배지를 저장하는 용기 형상의 조 본체와, 상기 조 본체의 개구를 개폐 가능하고 기밀하게 폐지하는 덮개부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 덮개부를 상기 조 본체를 향해 눌러 유지하는 덮개부 압압부를 추가로 구비하고, 상기 덮개부 압압부는 상기 조 본체를 지지하는 기체부와, 기체부에 지지된 상기 조 본체를 향해 상기 덮개부를 압압하는 압압 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 조 본체가 벽부와, 연락용 유로를 구비한 저부 플레이트를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 벽부를 상기 저부 플레이트를 향해 눌러 유지하는 벽부 압압부를 추가로 구비하고, 상기 벽부 압압부는 상기 기체부와 상기 기체부에 지지된 상기 저부 플레이트를 향해 상기 벽부를 압압하는 압압 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 공압 배관을 통해 상기 각 배양 챔버에 미리 설정된 스케줄에 따라 순차 가압 혹은 대기압에 개방하는 가압 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 배양 챔버로부터 상기 연락용 유로로 접속하는 부위에 계면 장력에 의해 공기의 유입을 방지하는 라플라스 밸브를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 상기 세포 배양 장치에서 상기 연락용 유로의 일부에 유량을 조절하기 위해 유로 단면적이 1/10 이하로 되어 있는 저항 유로 부위를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양은 m개의 배양 챔버와, 상기 m개의 배양 챔버를 1개 또는 복수의 연락용 유로로 서로 연통하여 1개 유닛의 연결 배양 용기를 구성하고, 또한 상기 연결 배양 용기를 n개 유닛으로 구비한 세포 배양 장치를 이용하며, 단 m 및 n은 2 이상의 정수이고,
상기 연결 배양 용기의 덮개를 열고, 각 유닛의 연결 배양 용기의 각 배양 챔버 내에 세포를 파종하고 접착시키는 공정 1과,
각 유닛의 1번째 위치의 배양 챔버에 액체 배지를 채우고, 상기 덮개를 닫는 공정 2와,
각 유닛의 1번째 위치의 배양 챔버 내를 가압하고, 또한 2번째 위치의 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 1번째 위치의 배양 챔버로부터 2번째 위치의 배양 챔버로 송액하는 공정 3과,
이하 상기 공정 3을 배양 챔버의 위치 번수를 순차적으로 1개씩 늘리고 가압과 대기압 개방을 수행함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 m-1번째 위치의 배양 챔버로부터 m번째 위치의 배양 챔버로 송액하기 까지에 이르는 공정 4와,
각 유닛의 m번째 위치의 배양 챔버 내를 가압하고, 또한 1번째 위치의 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 m번째 위치의 배양 챔버로부터 1번째 위치의 배양 챔버로 송액하는 공정 5와,
상기 공정 3부터 공정 5를 반복함으로써 각 유닛의 m개의 배양 챔버 내에 액체 배지를 순환시키는 공정 6,
을 구비한 것을 특징으로 하는 세포 배양 방법이다.
예를 들면, 상기 비특허문헌 3 ~ 5에서는, 각각 용기를 기울여 중력을 이용하는 방법, 페리스타 펌프를 내장한 장치, 외부 시린지 펌프를 이용하여 송액하는 방법이 채용되어 있지만, 이들 방법에서는 장치가 복잡해지기 때문에 다수의 화합물을 동시에 평가하는 것은 곤란하였다. 또한, 상기 비특허문헌 3, 5에서는 1종류의 화합물밖에 평가할 수 없고, 비특허문헌 4에서는 2종류의 화합물의 평가만이 가능하였다.
그러나, 본 발명자 등이 먼저 출원한 특허문헌 1의 압력 구동형 관류 배양 시스템을 바탕으로, 더욱 발전시킨 본 발명에 의한 Body-on-a-chip 시스템에서는 다수의 약제 효과를 복수의 장기 연결 모델로 평가할 수 있게 된다.
도 1a는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일 제작예이다.
도 1b는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일 제작예에서의 2개 연결 배양 챔버(Body-on-a-Chip 유닛)의 확대도이다.
도 2a는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일례의 전체 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일례의 전체 구성도(배양 장치 조립 후의 사시도)이다.
도 2c는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치에서, 홀더 중에 마이크로 유로 플레이트(저부 플레이트)를 수납한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2a에 나타낸 압력 구동형 세포 배양 장치의 마이크로 유로 플레이트의 유로 구성도(상면도)이고, 2개 연결 배양 챔버형 8개 유닛 시스템용(2개 장기 × 8개 연결 플레이트)의 예이다.
도 4는 도 3의 1개 유닛의 유로 구성도이다.
도 5는 도 2a에 나타낸 압력 구동형 세포 배양 장치의 마이크로 유로 플레이트의 유로 구성도이고, 4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템용(4개 장기 × 4개 연결 플레이트)의 예이다.
도 6은 도 5의 1개 유닛의 유로 구성도이다.
도 7은 2개 연결 배양 챔버형 멀티 유닛 시스템을 간장이나 암세포를 장기 모델로서 이용하고 또한 2개 장기 연결 모델로서 사용한 예를 나타낸다.
도 8은 4개 연결 배양 챔버형 멀티 유닛 시스템을 폐, 간장, 신장, 지방 세포를 도입하여 4개 장기 연결 모델로서 사용한 예를 나타낸다.
도 9a는 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 9b는 도 9a에 나타낸 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 9c는 도 9a에 나타낸 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 9d는 도 9a에 나타낸 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 9e는 도 9a에 나타낸 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10a는 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10b는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10c는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10d는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10e는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10f는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 10g는 도 10a에 나타낸 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 11a는 라플라스 밸브를 설명한 도면이다.
도 11b는 라플라스 밸브를 설명한 도면이다.
도 11c는 라플라스 밸브를 설명한 도면이다.
도 12a는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일례의 조립 전의 정면 단면도와 조립 후의 정면 단면도를 나타내는 도면이다.
도 12b는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일례의 조립 전의 측면 단면도와 조립 후의 측면 단면도를 나타내는 도면이다.
도 12c는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 압력 구동형 세포 배양 장치의 일례의 상면도를 나타내는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 13b는 도 13a에 나타낸 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 13c는 도 13a에 나타낸 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 13d는 도 13a에 나타낸 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 13e는 도 13a에 나타낸 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 13f는 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치의 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 구성을 설명한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3실시 형태의 세포 배양 장치의 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3실시 형태의 세포 배양 장치의 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
도 16a는 실시예의 간암 세포 HepG2(간장 모델) 및 대장암 세포 HCT116(대장암 세포)의 배양 플레이트 내의 배치도이다.
도 16b는 실시예의 간암 세포 HepG2(간장 모델) 및 대장암 세포 HCT116(대장암 세포)의 배양 스케줄을 나타내는 도면이다.
도 17a는 실시예의 순환 배양을 개시하기 직전(Day 1)의 HepG2 세포의 사진이다.
도 17b는 실시예의 순환 배양을 개시하기 직전(Day 1)의 HCT116 세포의 사진이다.
도 17c는 실시예의 순환 배양을 48시간 수행한 후의 HepG2 세포의 사진이다.
도 17d는 실시예의 순환 배양을 48시간 수행한 후의 HCT116 세포의 사진이다.
도 1a 및 도 1b에 나타낸 8종의 화합물을 2종류의 장기 연결 모델에서 평가하는 시스템을 예로서, 본 발명의 제1실시 형태에 관한 세포 배양 장치(Body-on-a-Chip 유닛)(1)를 설명한다. 도 1a 및 도 1b의 예에서는, 도 1b에 나타낸 바와 같은 장기 모델이 되는 배양 챔버(2)가 2개 연결된 2개 연결 배양 챔버(2개 장기 연결 모델)(3A)를 1개 유닛으로서, 전체 8개 유닛으로 구성되어 있다. 1개 유닛을 구성하는 배양 챔버(2) 끼리는 마이크로 유로(4)로 접속되어 있다. 도 1a의 우측에 접속되어 있는 공압 배관(가압 라인)(5)에 의해 순차 가압함으로써, 각 장기 모델 배양 챔버(2) 간에 배양액을 순환시킬 수 있다.
도 2a는 도 1a 및 도 1b의 시스템을 보다 상세하게 나타낸 본 실시 형태에 관한 세포 배양 장치(1)의 전체 구성도로서, 덮개(가압 덮개)(6), 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8), 홀더(기체부)(9)의 4점의 부품으로 구성되어 있다. 장기 수나 배지 유량 등의 디자인에 따라 마이크로 유로 플레이트(저부 플레이트)(8)를 설계함으로써 다양한 장기 연결 모델에 적용할 수 있는 구성이다. 도 2a의 예에서는 2개 장기 연결 모델(3A)을 8개 유닛 탑재한 마이크로 유로 플레이트(8A)를 사용할 수도 있고, 4개 장기 연결 모델(3B)을 4개 유닛 탑재한 마이크로 유로 플레이트(8B)를 이용할 수도 있다. 본 실시 형태에 관한 세포 배양 장치(1)는 마이크로 유로 플레이트(8)를 교환하는 것만으로, 다양한 장기 연결 모델에 대응할 수 있는 구성이다.
도 2a의 시스템은 덮개(6), 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8), 홀더(기체부)(9)의 각 부품을 포갬으로써 시스템이 구성된다. 각 부품의 상세는 후술한다. 덮개(6)는 측면에 가공된 구멍(도 2에서는 나타나지 않고, 도 12a ~ c의 공압 배관(5, 5A ~ 5D)의 도입공을 참조)에 접속되고, 공압 배관(5)으로 도입되는 압력을 각 배양 챔버(2)에 분배하는 역할을 한다. 관통공판(7)은 배양 챔버(2)의 벽면(벽부)(7A)을 구성한다.
홀더(9)는 덮개(6), 관통공판(7) 및 마이크로 유로 플레이트(8)를 고정한다. 이때, 덮개(6)와 관통공판(7) 사이에 실리콘 수지 시트나 O링 등의 유연성이 있는 부품(봉지제(21))을 배치함으로써, 덮개(6)와 관통공판(7)의 간극으로부터의 압력 누출을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 마이크로 유로 플레이트(8)도 실리콘 수지제 등 유연성이 있는 부품을 사용함으로써, 마이크로 유로 플레이트(8)와 관통공판(7) 사이 및 마이크로 유로 플레이트(8)와 홀더(9) 사이로부터의 압력 누출 및 액체 누출을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 배양액을 순환시키기 위해, 관통공판(7)에 역지 밸브(11)를 설치할 수도 있다. 2개 장기 연결 모델(3A)에서는, 역지 밸브(11)의 설치는 필수가 아니다.
또한, 도 2a에는 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)가 따로 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
도 2a 및 이후에 나타낸 도 12a ~ 도 12c에 나타낸 바와 같이, 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)가 따로 형성되어도 좋고, 이후에 나타낸 도 9a ~ 도 9e 및 도 10a ~ 도 10g에 나타낸 바와 같이, 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)를 일체로 형성하여도 좋다.
또한, 도 9a ~ 도 9e에서는 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)를 일체로 형성한 부재를 본체(조 본체)(1A)로서 나타내고, 도 10a ~ 도 10g에서는 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)를 일체로 형성한 부재를 본체(조 본체)(101A)로서 나타내고 있다.
도 2b는 도 2a에서 나타낸 덮개(6), 관통공판(7), 마이크로 유로 플레이트(8) 및 홀더(9)를 조립한 상태의 배양 장치의 조립 후의 사시도이다.
도 2c는 홀더(9) 중에 마이크로 유로 플레이트(8A)를 수납한 상태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2c에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 마이크로 유로 플레이트(8A)를 홀더(9)에 수납하고, 추가로 홀더(9)에 수납된 마이크로 유로 플레이트(8A) 위에 관통공판(7)을 얹는다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 덮개(6)를 관통공판(7)에 설치하고, 제1걸쇠(20)로 덮개(6)를 고정할 수 있다. 이때, 제1걸쇠(덮개부 압압부, 압압 부재)(20)에 의해, 덮개(6)를 조 본체(1A)를 향해 누르도록 유지할 수 있다.
또한, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 제2걸쇠(덮개부 압압부, 압압 부재)(20A)에 의해, 관통공판(7)을 마이크로 유로 플레이트(저부 플레이트)(8)를 향해 누르도록 유지할 수 있다.
도 3은 2개 연결 배양 챔버(3A)형 8개 유닛 시스템의 마이크로 유로 플레이트(2개 장기 × 8개 연결 플레이트)(8A)의 유로 구성도(상면도)이고, 도 4는 2개 장기 × 8개 연결 플레이트(8A) 중 1개 유닛의 유로 구성(2개 연결 배양 챔버)(3A)을 상세히 설명한 도면이다.
도 4의 파선은 각 배양 챔버(2)의 내벽(7A)을 나타내고, 제1배양 챔버(2A) 및 제2배양 챔버(2B)는 각각 상류구(12), 웰(13), 하류구(14)를 구비하고 있다. 제1배양 챔버(2A)의 제1하류구(14A)와 제2배양 챔버(2B)의 상류구(12B)가 제1연락 유로(15A)로 연결되어 있다. 제2배양 챔버(2B)의 제2하류구(14B)와 제1배양 챔버(2A)의 상류구(12)A가 제2연락 유로(15B)로 연결되어 있다. 각 연락 유로(15, 15A, 15B)의 도중에는 유량을 조정하기 위한 저항 유로(16, 16A, 16B)가 설치되고, 저항 유로(16)의 단면적은 바람직하게는 연락 유로(15)의 단면적의 1/10 이하이며, 저항 유로(16)의 단면적은 연락 유로(15)의 단면적과 비교하여 현저히 작다. 따라서, 연락 유로(15)를 흐르는 액체의 액체량은 저항 유로(16)의 단면적 및 길이와 공압 배관(5)으로 도입하는 압력에 의해 간편하게 계산할 수 있다. 각 배양 챔버(2, 2A, 2B)의 웰(13, 13A, 13B)은 요부로 구성되는 세포 유지부인데, 세포 유지부는 세포를 유지할 수 있으면 웰에 한정되지 않고, 유지 시트, 겔 등이어도 좋다.
또한, 각 배양 챔버(2, 2A, 2B)의 상류구(12, 12A, 12B)에는 역지 밸브(11), 하류구(14, 14A, 14B)에는 라플라스 밸브(17)(후술의 "라플라스 밸브의 설명" 항목 및 "라플라스 밸브의 설계에 대해"의 항목을 참조)를 설치하는 것이 바람직하다. 도 4에서 웰(13, 13A, 13B)은 직경 6 mm × 깊이 2 mm로 형성하고, 연락 유로(15, 15A, 15B)를 폭 1 mm × 깊이 0.5 mm로 형성하며, 저항 유로(16, 16A, 16B)는 폭 0.2 mm × 깊이 0.1 mm, 라플라스 밸브(17, 17A, 17B)는 폭 0.1 mm × 깊이 0.016 mm의 마이크로 유로 36개로 구성되어 있다(이 수치는 도 1a 및 도 1b의 제작예의 수치를 예시한 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다).
도 5는 4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템의 마이크로 유로 플레이트(8B)의 유로 구성도이다. 도 6은 도 5의 마이크로 유로 플레이트(8B) 중 1개 유닛(4개 연결 배양 챔버)(3B)의 유로 구성을 상세히 설명한 도면이다. 도 6에서, 도 4와 동일하게 웰(113, 113A, 113B, 113C, 113D)은 직경 6 mm × 깊이 2 mm, 연락 유로(115, 115A, 115B, 115C, 115D)를 폭 1 mm × 깊이 0.5 mm, 저항 유로(116, 116A, 116B, 116C, 116D)는 폭 0.2 mm × 깊이 0.1 mm, 라플라스 밸브(117, 117A, 117B, 117C, 117D)는 폭 0.1 mm × 깊이 0.016 mm의 마이크로 유로 36개로 구성되어 있다(이 수치는 도 1a 및 도 1b의 제작예의 수치를 예시한 것이고, 이에 한정되는 것은 아니다). 제1 ~ 제4배양 챔버(102A, 102B, 102C, 102D)는 각각 제1 ~ 제4상류구(112, 112A, 112B, 112C, 112D), 제1 ~ 제4웰(113, 113A, 113B, 113C, 113D), 제1 ~ 제4하류구(114, 114A, 114B, 114C, 114D)를 구비하고 있다. 상류 측의 배양 챔버(제1배양 챔버)(102A)의 하류구(제1하류구)(114A)와 하류 측의 배양 챔버(제2배양 챔버)(102B)의 상류구(제2상류구)(112B)가 연락 유로(제1연락 유로)(115A)로 접속되어 있다. 최하류 측의 배양 챔버(제4배양 챔버)(102D)의 하류구(제4하류구)(114D)와 최상류 측의 배양 챔버(제1배양 챔버)(102A)의 상류구(제1상류구)(112A)가 연락 유로(제4연락 유로)(115D)로 접속되어 있다. 또한, 장기 모델에 따라서는, 도중의 배양 챔버(예를 들면, 제2배양 챔버(102B), 제3배양 챔버(102C))의 하류구(제2하류구(114B), 제3하류구(114C))로부터 연락 유로를 분기시켜 상류 측의 배양 챔버의 상류구에 접속시킬 수도 있다.
각 배양 챔버(102A, 102B, 102C, 102D)의 웰(113, 1113A, 113B, 113C, 113D)에는 다양한 배양 세포를 장기 모델로서 탑재할 수 있다.
도 7은 2개 연결 배양 챔버형 8개 유닛 시스템(8A)을 간장(19A)이나 암(19B) 세포를 장기 모델로서 이용하여 2개 장기 연결 모델(3A)로서 사용한 예이다.
도 8은 4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템(8B)을 폐(19C), 간장(19A), 신장(19D), 지방(19E) 세포를 도입하여 4개 장기 연결 모델(3B)로서 사용한 예이다.
(2개 연결 배양 챔버(3A)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리)
도 9a ~ 도 9e는 2개 연결 배양 챔버(3A)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
마이크로 유로 플레이트는 도 3에 나타낸 2개 연결 배양 챔버(3A)형 8개 유닛 시스템(2개 장기 × 8개 연결 플레이트)의 마이크로 유로 플레이트(8A)를 사용한다.
도 9a에 나타낸 바와 같은 구성에서, 아래로부터 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8A), 관통공판(7) 및 덮개(6)를 포개어 걸쇠(덮개부 압압부, 벽부 압압부)(20,20A)로 고정하고, 2개 장기 연결 배양용 배양 용기(배양 장치)(1)를 형성한다.
또한, 도 9a에 나타낸 구성에서는, 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8A), 관통공판(7)이 일체로 형성된 부재의 일례를 나타내고, 상기 부재를 본체(조 본체)(1A)라고 부른다. 도 9a에 나타낸 예에서는, 역지 밸브(11A, 11B)를 설치하고, 배양액을 순환시킬 수 있는 구성이다.
또한, 도 9a에 나타낸 바와 같은 일체 형성형 구성에서는, 본체(조 본체)(1A)에 덮개(6)의 압압부(덮개부 압압부)로서 제1걸쇠(20)(도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 12a ~ 도 12c를 참조, 도 9a ~ 도 9e에서는 미도시)가 설치되어 있으면 좋다. 제1걸쇠(20)를 벗김으로써, 덮개(6)는 개폐 가능 또는 착탈 가능하다.
또한, 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 12a ~ 도 12c에 나타낸 바와 같이, 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8A), 관통공판(7)이 개별적으로 설치될 경우(일체 형성형이 아닌 경우)에는, 홀더(9)에는 걸쇠가 제1걸쇠(덮개부 압압부)(20)와 제2걸쇠(벽부 압압부)(20A)의 2조로 설치되고, 제2걸쇠(20A)에 의해 마이크로 유로 플레이트(8A)와 관통공판(7)을 고정한 상태(본체(조 본체)(1A))에서 덮개(6)만을 개폐할 수 있다.
덮개(6)를 닫았을 때에는 O링 등의 봉지재(21)로 덮개와 본체(1A) 사이의 기밀성을 확보한다. 또한, 이하의 공정에서는 모든 유닛에서 동시에 동일한 공정이 수행된다.
이하, 도 9b ~ 도 9e를 이용하여 배지 순환 공정을 설명한다. 또한, 도 9b ~ 9e는 도 9a의 2개 연결 배양 챔버(3A)의 구성에 대응한 도면이고, 배지의 흐름을 설명하는 도면이다.
(1) 제1공정(도 9b를 참조)
배양 용기(1)의 덮개(6)를 열고, 관통공판(7)에 의해 마이크로 유로 플레이트(8A) 상에 형성되는 제1웰(13A) 및 제2웰(13B) 내에 세포(19)를 파종하고 접착시킨다.
(2) 제2공정(도 9c를 참조)
제1배양 챔버(2A)에 배지(31)를 채우고, 배양 플레이트의 덮개(6)를 닫는다.
(3) 제3공정(도 9d를 참조)
제1배양 챔버(2A) 내를 제1에어 필터(22A)를 통해 가압하고, 제2배양 챔버(2B)를 제2에어 필터(22B)를 통해 대기압에 개방한다. 제1역지 밸브(체크 밸브 1)(11A)가 폐색 상태로 되고, 제2역지 밸브(체크 밸브 2)(11B)가 개방 상태로 되기 때문에, 배지는 제1하류구(14A)로부터 제1연락 유로(15A)를 통해 제2배양 챔버(2B)로 송액된다. 제1웰(13A)은 제1하류구(14A)보다 낮은 위치에 있기 때문에, 제1배양 챔버(2A) 내를 계속 가압한 경우에서도 제1웰(13A) 내의 배지는 고갈되지 않고 잔류한다. 이와 같이, 웰을 포함하는 세포 유지부가 배양 챔버 내에 설치됨으로써, 배지가 고갈되지 않고, 세포는 사멸되지 않는다.
또한, 하류구(14A)에 가까운 위치에는, 라플라스 밸브(17, 17A)가 설치됨으로써, 후술하는 "라플라스 밸브"의 기능에 의해, 배지 송액 후에 제1배양 챔버(2A) 내를 가압하여도 제1연락 유로(15A)에 공기가 유입되는 일은 없다. 또한, 송액 유량은 압력 및 마이크로 유로 플레이트(8A) 상의 제1연락 유로(15A)의 도중에 설치된 저항 유로(16A)의 저항에 의해 조정된다.
(4) 제4공정(도 9e를 참조)
제2배양 챔버(2B) 내를 가압하고, 제1배양 챔버(2A) 내를 대기압에 개방한다. 제3공정과 동일한 과정으로 제2배양 챔버(2B) 내의 배지는 제1배양 챔버(2A)로 송액된다.
(5) 배지 순환
제3공정과 제4공정을 반복함으로써, 2개의 배양 챔버 내에서(제1배양 챔버와 제2배양 챔버 사이에서) 배지를 순환시킨다.
(4개 연결 배양 챔버(3B)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리)
도 10a ~ 도 10g는 4개 연결 배양 챔버(3B)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
마이크로 유로 플레이트는 도 5에 나타낸 4개 연결 배양 챔버(3B)형 4개 유닛 시스템(4개 장기 × 4개 연결 플레이트)의 마이크로 유로 플레이트(8B)를 사용한다. 도 10a에 나타낸 구성에서, 아래로부터 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8), 관통공판(7) 및 덮개(6)를 포개어 걸쇠(덮개부 압압부, 벽부 압압부)(20, 20A)(도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 12a ~ 도 12c 참조)로 고정하고, 4개 장기 연결 배양용 배양 용기(101)를 형성한다.
또한, 도 10a에 나타낸 구성에서는, 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8B), 관통공판(7)이 일체로 형성된 부재의 일례를 나타내고, 상기 부재를 본체(조 본체)(101A)라고 부른다. 도 10a에 나타낸 예에서는, 제1 ~ 제4역지 밸브(111A, 111B, 111C, 111D)를 설치하고, 배양액을 순환시킬 수 있는 구성으로 되어 있다.
또한, 도 10a에 나타낸 바와 같은 일체 형성형 구성에서는, 본체(조 본체)(101A)에 덮개(6)의 압압부(덮개부 압압부)로서 제1걸쇠(20)(도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 12a ~ 도 12c를 참조, 도 10a ~ 도 10g에서는 미도시)가 설치되어 있으면 좋다. 제1걸쇠(20)를 벗김으로써, 덮개(6)는 개폐 가능 또는 착탈 가능하다.
또한, 도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 12a ~ 도 12c에 나타낸 바와 같이, 홀더(9), 마이크로 유로 플레이트(8A), 관통공판(7)이 개별적으로 설치될 경우(일체 형성형이 아닌 경우)에는, 홀더(9)에는 제1걸쇠(덮개부 압압부)(20)와 제2걸쇠(벽부 압압부)의 2조로 설치되고, 제2걸쇠(20A)에 의해 마이크로 유로 플레이트(8A)와 관통공판(7)을 고정한 상태(이하 본체(조 본체)(101A)라 부름)에서, 제1걸쇠(20)를 벗김으로써 덮개(6)만을 개폐할 수 있다. 덮개(6)를 닫았을 때에는 O링 등의 봉지재(21)로 덮개(6)와 본체(101A) 사이의 기밀성을 확보한다. 또한, 도 6에 대응하도록, 도 12a ~ 도 12c의 4개 연결 배양 챔버에는, 제1 ~ 제4상류구(112A ~ 112D) 및 제1 ~ 제4라플라스 밸브(117A ~ 117D)가 설치되어 있다. 또한, 이하의 공정에서는 모든 유닛에서 동시에 동일한 공정이 수행된다.
이하, 도 10b ~ 도 10g를 이용하여 배지 순환 공정을 설명한다. 또한, 도 10b ~ 10e는 도 10a의 4개 연결 배양 챔버(3B)의 구성에 대응한 도면이고, 배지의 흐름을 설명하는 도면이다.
(1) 제1공정(도 10b를 참조)
배양 용기(101)의 덮개(6)를 열고, 제1웰(113A), 제2웰(113B), 제3웰(113C), 제4웰(113D) 내에 세포(19)를 파종하고 접착시킨다.
(2) 제2공정(도 10c를 참조)
제1배양 챔버(102A)에 배지(31)를 채우고, 배양 용기(플레이트)(101)의 덮개(6)를 닫는다.
(3) 제3공정(도 10d를 참조)
제1배양 챔버(102A) 내를 제1에어 필터(122A)를 통해 가압하고, 제2배양 챔버(102B) 내를 제2에어 필터(122B)를 통해 대기압에 개방한다. 제1역지 밸브(체크 밸브 1)(111A)가 폐색 상태로 되고, 제2역지 밸브(체크 밸브 2)(111B)가 개방 상태로 되기 때문에, 배지(31)는 제1하류구(114A)로부터 제1연락 유로(115A)를 통해 제2배양 챔버(102B)로 송액된다. 제1웰(113A)은 제1하류구(114A)보다 낮은 위치에 있기 때문에, 제1배양 챔버(102A) 내를 계속 가압한 경우에서도 제1웰(113A) 내의 배지는 고갈되지 않고 잔류한다. 이와 같이, 웰을 포함하는 세포 유지부가 배양 챔버 내에 설치됨으로써, 배지가 고갈되지 않고, 세포는 사멸되지 않는다.
또한, 제1하류구(114A)에 가까운 위치에는, 라플라스 밸브(117)(제1라플라스 밸브(117A))가 설치되어 있기 때문에, 후술하는 "라플라스 밸브"의 기능에 의해, 배지 송액 후에 제1배양 챔버(102A) 내를 가압하여도 제1연락 유로(115A)에 공기가 유입되는 일은 없다. 또한, 송액 유량은 압력 및 연락 유로(115A)의 도중에 설치된 제1저항 유로(116A)의 저항에 의해 조정된다.
(4) 제4공정(도 10e를 참조)
제2배양 챔버(102B) 내를 제2에어 필터(122B)를 통해 가압하고, 제3배양 챔버(102C) 내를 제3에어 필터(122C)를 통해 대기압에 개방한다. 제3공정과 동일한 과정으로 제2배양 챔버(102B) 내의 배지는 제3배양 챔버(102C)로 송액된다.
(5) 제5공정(도 10f를 참조)
제3의 배양 챔버(102C) 내를 제3에어 필터(122C)를 통해 가압하고, 제4배양 챔버(102D) 내를 제4에어 필터(122D)를 통해 대기압에 개방한다. 제4공정과 동일한 과정으로 제3배양 챔버(102C) 내의 배지는 제4배양 챔버(102D)로 송액된다.
(6) 제6공정(도 10g를 참조)
제4배양 챔버(102D) 내를 제4에어 필터(122D)를 통해 가압하고, 제1배양 챔버(102A) 내를 제1에어 필터(122A)를 통해 대기압에 개방한다. 제5공정과 동일한 과정으로 제4배양 챔버(102D) 내의 배지는 제1배양 챔버(102A)로 송액된다.
(7) 배지 순환
제3공정에서 제6공정을 반복함으로써, 제1 ~ 제4의 4개의 배양 챔버 내에 배지를 순환시킨다.
(라플라스 밸브의 설명)
라플라스 밸브(17)의 구조와 기능을 도 11a ~ 도 11c를 이용하여 설명한다. 도 11a는 라플라스 밸브(17)가 설치된 배양 챔버(2)의 부분 확대도를 나타낸다. 도 11b는 라플라스 밸브(17)를 통해 하류구(14)로부터 연락 유로(15)로 배지(31)가 유입될 경우의 모식도를 나타낸다. 도 11c는 하류구(14)에 공기가 유입되었을 때에, 라플라스 밸브(17)가 기능하고 있을 때의 모식도를 나타낸다. 도 11c에 나타낸 바와 같이, 미세한 유로 내에서 배지(31)와 공기 사이에는 계면 장력에 의한 압력 차이, 즉 라플라스 압력이 발생한다. 유로의 표면이 액체 배지로 젖어 있는 경우에는, 라플라스 압력 미만의 공기압 조건하에서 배지가 채워진 미세 유로에 공기가 유입될 수 없다. 이러한 조건하에서 미세 유로는 수동적인 공기 유입 방지 기구로서 취급될 수 있다. 본 명세서에서 상기 미세 유로로 구성되는 공기 유입 방지 기구를 "라플라스 밸브"라고 호칭한다. 도 3, 4, 5 및 6에 도시한 마이크로 유로 플레이트(8A, 8B)에서는, 각 배양 챔버(2A, 2B, 102A, 102B, 102C, 102D)의 하류구(14, 114)와 연락 유로(15, 115) 사이에 36개의 "라플라스 밸브"가 방사상으로 설치되어 있다.
(라플라스 밸브의 설계에 대해)
상술한 라플라스 밸브(17)의 설계에 대해, 이하에서 설명한다.
라플라스 밸브에 공기가 유입되는 압력(라플라스 압력, 한계 압력)(ΔPLap)은 계면 장력(γ) 및 라플라스 밸브를 구성하는 마이크로 유로의 폭(wL) 및 깊이(hL)에 의해 이하의 식 (1)으로 계산할 수 있다.
ΔPLap = 2γ(1/wL + 1/hL) (1)
본 실시 형태 및 이하에서 나타내는 실시 형태에 관한 배양 장치(1)를 구동하기 위한 현실적인 압력 범위는 시판의 압력 제어 장치로 조정 가능한 압력 범위 및 세포의 내압성에 의해 결정된다고 고려할 수 있다.
만일 세포의 내압성을 생체 내의 혈압의 상한 정도(30 kPa = 225 mmHg)로 하면, 본 실시 형태 및 이하에서 나타내는 실시 형태에 관한 배양 장치(1)를 구동하기 위한 현실적인 압력 범위는 1 kPa ~ 30 kPa 정도가 된다. 배양액의 계면 장력은 60 mN/m 정도이고, 라플라스 밸브(17)를 구성하는 마이크로 유로의 단면이 정사각형인 경우, 즉 wL = hL의 경우, 30 kPa로 공기가 유입되는 마이크로 유로의 치수는 상기 식 (1)로부터 wL = hL = 8 ㎛ 정도, 1 kPa로 공기가 유입되는 마이크로 유로의 치수는 wL = hL = 240 ㎛ 정도로 추산된다.
라플라스 밸브(17)를 구성하는 마이크로 유로의 치수를 상기 치수(30 kPa일 때의 wL = hL = 8 ㎛, 1 kPa일 때의 wL = hL = 240 ㎛)보다 작게 함으로써, 상정되는 압력에서 운용한 때에 라플라스 밸브(17)에 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 라플라스 밸브(17)가 기능하기 위한 한계의 압력인 라플라스 압력(ΔPLap)이 배양 장치(1)에서 사용하는 압력 범위보다 커지도록, 라플라스 밸브(17)를 구성하는 마이크로 유로를 형성하면, 라플라스 밸브(17)에 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, wL과 hL의 비율이 1:1이 아닌 경우에도 동일하게 식(1)에 기초하여 유로의 치수를 설계하는 것이 가능하다.
이하에서 나타내는 실시예에서는, 마이크로 유로의 폭과 깊이를 200 ㎛ 및 25 ㎛로 설계하고, 라플라스의 압력을 5.4 kPa로 추산하여 본 장치를 이 압력 이하에서 운용하였다.
(저항 유로의 설계에 대해)
단면이 직사각형인 마이크로 유로를 흐르는 액체의 유량(Q)과 압력 손실(ΔP) 사이에는 이하의 관계가 있다(F. M. White, Viscous Fluid Flow, McGraw-Hill Companies, Inc, Boston, 2006을 참조).
[수학식 1]
ΔP = R × Q (2)
[수학식 2]
Figure pct00001
(3)
상기 식 (2) 및 식 (3)에서, ΔP는 마이크로 유로의 입구와 출구의 압력 차이, R은 유로 저항, μ은 유체의 점도, l은 마이크로 유로의 길이, w는 마이크로 유로의 폭, h는 마이크로 유로의 깊이이다. 상기 식(2) 및 식 (3)은 w > h의 조건에서 성립된다.
예를 들면, 본 실시 형태 및 이하에서 나타내는 실시 형태에 관한 세포 배양 장치는 상기 연락용 유로의 일부에 유량을 조절하기 위해 유로 단면적이 1/10 이하로 되어 있는 저항 유로 부위를 구비하여도 좋다.
이때, 연락용 유로의 저항 유로 부위와 연락용 유로의 저항 유로 이외의 부위의 길이가 동일한 경우를 생각한다. 이때, 저항 유로의 단면적이 연락용 유로의 1/10이 되면, 폭(w), 깊이(h)가 1/100.5가 되고, 식 (3)의 저항 유로의 유로 저항(R)이 연락용 유로의 저항 유로 이외의 부위의 유로 저항(R)의 100배가 된다.
식 (2)로부터, 압력 손실에 대해서도 저항 유로의 압력 손실이 연락용 유로의 저항 유로 이외의 부위의 압력 손실의 100배가 된다. 이때, 유로 전체를 흐르는 유량을 추산할 때에, 저항 유로의 저항과 유로 전체에 걸리는 압력만을 고려하여 유량을 추산한 경우의 추산 오차가 1/100이 되고, 이는 허용할 수 있는 오차라고 할 수 있다.
즉, 연락용 유로의 일부에 유량을 조절하기 위해 유로 단면적이 1/10 이하로 되어 있는 저항 유로 부위가 설치된 경우에는, 저항 유로의 압력 손실만을 고려하고 유로 설계함으로써 유로망의 설계가 용이하게 된다는 이점이 있다.
도 12a ~ 도 12c는 도 2 및 도 3에서 나타낸 세포 배양 장치(1)의 2개 연결 배양 챔버(3A)형 8개 유닛 시스템(8A)으로서의 상세한 세포 배양 장치(1)의 조립도이다.
도 12a에서 세포 배양 장치(1)의 정면 단면도(조립 전)를 부호 201A1로 나타내고, 도 12b에서 세포 배양 장치(1)의 측면 단면도(조립 전)를 부호 201B1로 나타낸다.
또한, 도 12a에서 세포 배양 장치(1)의 정면 단면도(조립 후)를 부호 201A2로 나타내고, 도 12b에서 세포 배양 장치(1)의 측면 단면도(조립 후)를 부호 201B2로 나타낸다.
게다가, 도 12c에서 조립 후의 세포 배양 장치(1)의 상면도를 부호 201C로 나타낸다.
도 12c에서 덮개(6)에 설치된 4개의 공압 배관(가압 라인)(5A, 5B, 5C, 5D)에 대해 설명하면, 상면도(201C)에서 가장 위의 공압 배관(제1공압 배관)(5A)이 관통공판(7)에 설치된 가장 위에 늘어선(동렬로 배치된) 4개의 배양 챔버(세로 방향(제1방향)의 제1열째 배양 챔버 군)(2A1, 2A2, 2A3, 2A4)에 연통하고 있다.
상기 4개의 배양 챔버(2A1, 2A2, 2A3, 2A4)를 동시에 가압할 수 있고, 또한 상기 4개의 배양 챔버(2A1, 2A2, 2A3, 2A4)를 동시에 대기압에 개방할 수 있는 구성으로 되어 있다.
다른 3개의 공압 배관(제2 ~ 제4공압 배관)(5B, 5C, 5D)도 상기 제1공압 배관(5A)과 동일한 구성으로 되어 있다.
또한, 2개 연결 배양 챔버(3A)형이므로, 가로 방향(제2방향)의 제1열째 배양 챔버(2A1)와 배양 챔버(2B1)는 연통하고 있다.
동일하게, 가로 방향의 제1열째 배양 챔버(2C1과 2D1)는 연통하고 있다.
다른 배양 챔버도 도 12c의 상면도(201C)에 나타낸 바와 같이, 동일한 구조를 갖는다.
또한, 도 12a ~ 도 12c의 부호 135(135A ~ 135D)는 공압 배관에 접속하는 필터를 나타내고 있다.
여기에서는, 공압 배관에 접속하는 필터(135, 135A ~ 135D)로서 나타냈지만, 필터(135)가 각 배양 챔버에 미리 설정된 스케줄에 따라 순차 가압 혹은 대기압 개방 가능한 가압 장치이어도 좋다.
따라서, 예를 들면, "2개 연결 배양 챔버(3A)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리"의 항목에 나타낸 2개 연결 배양 챔버(3A)계 멀티 유닛 시스템의 제3공정에서는, 도 12c의 상면도(201C)에서 위로부터 1번째 공압 배관(제1공압 배관)(5A) 및 3번째 공압 배관(제3공압 배관)(5C)을 가압하고, 2번째 공압 배관(제2공압 배관)(5B) 및 4번째 공압 배관(제4공압 배관)(5D)을 대기압에 개방하면 된다. 또한, 다음의 제4공정에서는, 1번째 공압 배관(제1공압 배관)(5A) 및 3번째 공압 배관(제3공압 배관)(5C)을 대기압에 개방하고, 2번째 공압 배관(제2공압 배관)(5B) 및 4번째 공압 배관(제4공압 배관)(5D)을 가압하면 된다.
또한, 마이크로 유로 플레이트를 교체하여 4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템(8B)으로 한 경우의 "4개 연결 배양 챔버(3B)계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리"에 기재된 제3공정에서는, 위로부터 1번째 공압 배관(제1공압 배관)(5A)을 가압하고, 2번째 공압 배관(제2공압 배관)(5B)을 대기압에 개방하면 된다.
다음의 제4공정에서는, 위로부터 2번째 공압 배관(제2공압 배관)(5B)을 가압하고, 3번째 공압 배관(제3공압 배관)(5C)를 대기압에 개방하면 된다.
다음의 제5공정에서는, 위로부터 3번째 공압 배관(제3공압 배관)(5C)를 가압하고, 4번째 공압 배관(제4공압 배관)(5D)을 대기압에 개방하면 된다.
다음의 제6공정에서는, 위로부터 4번째 공압 배관(제4공압 배관)(5D)을 가압하고, 1번째 공압 배관(제1공압 배관)(5A)을 대기압에 개방하면 된다.
상기 설명에서는, 2개 연결 배양 챔버(3A)형 8개 유닛 시스템과 4개 연결 배양 챔버(3B)형 4개 유닛 시스템의 겸용 타입의 세포 배양 장치(1)로 설명했지만, 이들 상술한 예에 한정되지 않고, m개 연결 배양 챔버형 n개 유닛 시스템(여기서, m 및 n은 2 이상의 정수)으로서 세포 배양 장치를 실현할 수 있다.
즉, 본 실시 형태의 세포 배양 장치는, 예를 들면, 도 12c의 세로 방향(제1방향, 2A1, 2B1, 2C1, 2D1)을 따라 m개의 배양 챔버가 병렬 배치된 m개 연속 배양 챔버가 설치되고, 상기 세로 방향에 대략 수직으로 배치되는 가로 방향(제2방향)을 따라 n개 유닛의 m개 연속 배양 챔버가 병렬로 배치된 구성을 가질 수 있다.
본 실시 형태의 세포 배양 장치에서는, 공압 배관이 제2방향을 따라 동렬로 배치된 n개의 배양 챔버로 구성되는 동렬 배치 배양 챔버(예를 들어, 도 12c의 배양 챔버(2A1, 2A2, 2A3, 2A4)) 사이를 연통하고, n개의 배양 챔버로 구성되는 동렬 배치 배양 챔버 사이에 동시에 가압 가능 또는 동시에 대기압에 개방 가능한 구성을 가지고 있다.
이 때문에, 본 실시 형태의 세포 배양 장치는 공압 배관의 존재에 의해, m개의 배양 챔버 내의 압력 차이에 의해, 연락용 유로를 통해 m개의 배양 챔버 사이에서 액체 배지를 액송 가능하게 구성되어 있다.
유닛마다 다른 의약품 등의 액체 배지를 이용하면, n개 종류의 의약품의 약효 등이 한꺼번에 분석될 수 있고, 동일한 액체 배지를 이용하면 동일한 조건하에서 n회의 분석이 한꺼번에 이루어질 수 있다.
또한, 압력 구동에 이용되는 기체는 세포 배양에 적합한 이산화탄소 및 산소의 함유량으로 조정하면 바람직하다.
상술한 실시 형태에서는, 역지 밸브(11)를 이용하는 예를 나타냈지만, 배지 등의 액체의 역류를 방지할 수 있는 기구라면(역류 방지 기구가 설치되어 있으면), 역지 밸브에 한정되지 않는다.
예를 들면, 역지 밸브(11)를 대신하여, 역류를 방지하기 위해 역류를 방지하고 싶은 쪽의 배양 챔버를 가압함으로써 역류를 방지할 수도 있다.
또한, 역지 밸브(11)를 대신하여, 라플라스 밸브를 이용해도 좋다.
이하, 본 발명의 제2실시 형태에 관한 세포 배양 장치를 도면에 기초하여 설명한다.
도 13a ~ 13e는 본 실시 형태의 세포 배양 장치의 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 2개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
본 실시 형태에서 상술한 제1실시 형태와 다른 것은, 상술한 제1실시 형태의 역지 밸브(11)를 대신하여, 라플라스 밸브(역류 방지 라플라스 밸브)(317, 317A, 317B)를 역류 방지 기구로 이용한 점이며, 역류 방지 기구 이외의 대응하는 구성에 대해서는, 제1실시 형태와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
도 13a는 연결된 2개 연결 배양 챔버(303A)의 단면도이다.
도 13b ~ 13e는 도 13a의 구성에 대응한 도면이고, 배지의 흐름을 설명하는 도면이다.
연결된 2개 연결 배양 챔버(303A)는 제1배양 챔버(302A1)와 제2배양 챔버(302A2)를 갖는다.
상기 제1배양 챔버(302A1)의 저부는, 제1칸막이부(330A)에 의해, 제1유로 도입구(311A)가 설치된 부위(제1CV부)(350A1)와, 제1라플라스 밸브(317A) 및 제1웰(313A)이 설치된 부위(제1LV부)(350A2)로 나뉘어져 있다.
동일하게, 상기 제2배양 챔버(302A2)의 저부는, 제2칸막이부(330B)에 의해, 제2유로 도입구(311B)가 설치된 부위(제2CV부)(350B1)와, 제2라플라스 밸브(317B) 및 제2웰(313B)가 설치된 부위(제2LV부)(350B2)로 나뉘어져 있다.
또한, 제1배양 챔버(302A1)의 제1유로 도입구(311A)와 제2배양 챔버(302A2)의 제2라플라스 밸브(317B)는 제1유로(315A)로 접속되어 있다.
또한, 제1배양 챔버(302A1)의 제1라플라스 밸브(317A)와 제2배양 챔버(302A2)의 제2유로 도입구(311B)는 제2유로(315B)로 접속되어 있다.
도 13a에서는, 제1유로(315A)의 제1유로 도입구(311A)로부터 제1라플라스 밸브(317B)까지의 사이의 부위 및 제2웰(313B)에 제1배지(331A)가 채워져 있는 상태를 나타낸다.
또한, 도 13a에서는, 제2유로(315B), 제1라플라스 밸브 및 제1웰(313A)이 설치된 제1LV부(350A2)로부터 제2유로 도입구(311B)가 설치된 제2CV부(350B1)까지 제2배지(331B)가 채워져 있는 상태를 나타낸다.
도 13a에 나타낸 바와 같이, 제1배지(331A) 및 제2배지(331B) 중 어느 것이나, 배지의 표면이 제1칸막이부(330A)보다 낮은 위치에 있을 경우에는, 제1배지(331A) 및 제2배지(331B) 중 어느 것도 제1칸막이부(330A)를 넘어 이동할 수는 없다. 도 13a에 나타낸 바와 같이, 칸막이부(330A)가 소정의 높이를 가짐으로써, 역지 밸브를 설치하지 않아도, 라플라스 밸브(317B)의 기능에 의해 배지의 역류가 방지된다.
또한, 본 실시 형태에 관한 역류 방지 기구에서는, 예를 들면, 칸막이부(330A)를 이용하지 않아도 연락 유로(제1유로)(315A)의 출구(제1유로 도입구(311A))가 이미 한쪽의 연락 유로(제2유로)(315B)의 입구(제1라플라스 밸브(317A))보다 높은 위치에 배치됨으로써 기능하여 배지의 역류를 방지할 수 있다.
도 13b에 제1배양 챔버(302A1)를 가압한 경우의 도면을 나타낸다.
제1배양 챔버(302A1)을 가압하면, 제1유로 도입구(311A)로부터 제2라플라스 밸브(317B)로 제1배지(331A)가 송액된다.
동일하게, 제1배양 챔버(302A1)를 가압함으로써, 제1라플라스 밸브(317A)로부터 제2유로 도입구(311B)로 제2배지(331B)가 송액된다.
도 13b에서는, 제1유로 도입구(311A)(제1CV부(350A1))에 존재하였던 제1배지(331A)는 모두 제2라플라스 밸브(317B) 측(제2LV부(350B2))으로 송액된다.
이때, 제1유로 도입구(311A), 제1유로(315A), 제2라플라스 밸브(317B)의 용량의 합계의 일례는 20 ㎕ 미만이다. 제1배양 챔버(302A1)의 용량에 비해, 제1유로 도입구(311A), 제1유로(315A), 제2라플라스 밸브(317B)의 합계 용량에 특별한 제한은 없다. 한편, 제1배양 챔버(302A1)의 용량에 비해, 제1유로 도입구(311A), 제1유로(315A), 제2라플라스 밸브(317B)의 합계 용량이 적으면, 제1배양 챔버(302A1)의 웰(제1웰)(313A)에 존재하는 세포와 접촉한 배지가 더 많이 제2배양 챔버(302A2)로 유입되기 때문에, 제1배양 챔버(302A1)에 존재하는 세포보다 분비된 물질을 효율적으로 제2배양 챔버(302A2)에 존재하는 세포에 작용시키는 것이 가능하다. 따라서, 제1유로 도입구(311A), 제1유로(315A) 및 제2라플라스 밸브(317B)의 합계 용량은 제1배양 챔버의 용량과 동일한 정도 이하가 바람직하고, 2분의 1 이하가 더 바람직하며, 10분의 1 이하가 더욱 바람직하다.
도 13c에서는, 제1배양 챔버(302A1)에서 제1LV부(350A2)에 존재하는 제2배지(331B)는 제1배양 챔버(302A1)의 제1라플라스 밸브(317A)에 공기가 도달할 때까지 제2배양 챔버(302A2)로 송액된다.
라플라스 밸브(317A)에 공기가 도달한 경우에는, 라플라스 밸브의 기능이 작동하여 제2배지(331B)의 송액이 정지한다.
이러한 배지의 이동에 의해, 제1배지(331A)와 제2배지(331B)는 혼합되어 혼합 배지(331C)가 형성된다.
도 13d 및 도 13e에 나타낸 바와 같이, 제2배양 챔버(302A2)를 가압하면, 상술한 도 13b, 도 13c에 관한 설명에서 나타낸 기구와 동일한 기구에 의해, 제2배양 챔버(302A2)로부터 제1배양 챔버(302A1)로 혼합 배지(331C)가 송액된다.
이후, 도 13b에 나타낸 조작에서부터 도 13d에 나타낸 조작까지 반복함으로써 혼합 배지(331C)는 순환하여, 혼합 배지(331C)를 더 균일하게 혼합할 수 있다(균일한 혼합 배지(331C)를 형성할 수 있다).
또한, 도 13a ~ 13e에서는, 2개 연결 배양 챔버(303A)를 이용한 예를 나타내고 있지만, 제1실시 형태에 나타낸 바와 같이, 제2실시 형태에서도 4개 연결 배양 챔버식을 이용하는 것이 가능하다.
4개 연결 배양 챔버식을 이용한 경우에도, 2개 연결 배양 챔버(303A)의 예와 동일하게, 라플라스 밸브(역류 방지 라플라스 밸브)를 역류 방지 기구로 이용함으로써, 제1실시 형태에 나타낸 바와 같은 역지 밸브를 설치하지 않더라도, 배지의 역류를 방지하면서, 각 배양 챔버 사이의 배지의 이동이 가능하여 각 배지의 혼합이 가능하다.
즉, 4개 연결 배양 챔버에서도, 각 배양 챔버를 순차 가압함으로써 배지 순환이 가능하다.
도 13f는 본 실시 형태의 4개 연결 배양 챔버(303B)의 일례를 나타내는 단면이다.
연결된 4개 연결 배양 챔버(303B)는 제1배양 챔버(1302A1), 제2배양 챔버(1302A2), 제3배양 챔버(1302A3) 및 제4배양 챔버(1302A4)를 갖는다.
상기 제1배양 챔버(1302A1)의 저부는, 제1칸막이부(1330A)에 의해, 제1유로 도입구(1311A)가 설치된 부위(제1CV부)(1350A1)와, 제1라플라스 밸브(1317A) 및 제1웰(1313A)이 설치된 부위(제1LV부)(1350A2)로 나뉘어져 있다.
동일하게, 상기 제2배양 챔버(1302A2)의 저부는, 제2칸막이부(1330B)에 의해, 제2유로 도입구(1311B)가 설치된 부위(제2CV부)(1350B1)와, 제2라플라스 밸브(1317B) 및 제2웰(1313B)이 설치된 부위(제2LV부)(1350B2)로 나뉘어져 있다.
동일하게, 상기 제3배양 챔버(1302A3)의 저부는, 제3칸막이부(1330C)에 의해, 제3유로 도입구(1311C)가 설치된 부위(제3CV부)(1350C1)와, 제3라플라스 밸브(1317C) 및 제3웰(1313C)이 설치된 부위(제3LV부)(1350C2)로 나뉘어져 있다.
또한, 상기 제4배양 챔버(1302A4)의 저부는, 제4칸막이부(1330D)에 의해, 제4유로 도입구(1311D)가 설치된 부위(제4CV부)(350D1)와, 제4라플라스 밸브(1317D) 및 제4웰(1313D)이 설치된 부위(제4LV부)(1350D2)로 나뉘어져 있다.
또한, 제1배양 챔버(1302A1)의 제1유로 도입구(1311A)와 제2배양 챔버(1302A2)의 제2라플라스 밸브(1317B)는 제1유로(1315A)로 접속되어 있다.
또한, 제2배양 챔버(1302A2)의 제2유로 도입구(1311B)와 제3배양 챔버(1302A3)의 제3라플라스 밸브(1317C)는 제2유로(1315B)로 접속되어 있다.
또한, 제3배양 챔버(1302A3)의 제3유로 도입구(1311C)와 제4배양 챔버(1302A4)의 제4라플라스 밸브(1317D)는 제3유로(1315C)로 접속되어 있다.
또한, 제4배양 챔버(1302A4)의 제4유로 도입구(1311D)와 제1배양 챔버(1302A1)의 제1라플라스 밸브(1317A)는 제4유로(1315D)로 접속되어 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시 형태의 4개 연결 배양 챔버(303B)에서, 제1 ~ 제4웰(1313A ~ 1313D)의 각각에 세포를 파종하고, 제1 ~ 제4배양 챔버(1302A1 ~ 1302A4)의 각각에 배지를 가한다. 그리고, 2개 연결 배양 챔버(303A)의 예와 동일하게, 제1 ~ 제4배양 챔버(1302A1 ~ 1302A4)의 각각을 순차 가압함으로써, 배지의 역류를 방지하면서, 제1 ~ 제4배양 챔버(1302A1 ~ 1302A4) 사이에서 배지의 이동이 가능하여 각 배지의 혼합이 가능하다.
본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(303B)를 이용함으로써, 예를 들어, 제1챔버(1302A1)에 존재하는 세포보다 분비된 물질을 효율적으로 제2배양 챔버(1302A2)에 존재하는 세포에 작용시키는 것이 가능하다. 또한, 제2배양 챔버(1302A2)에 존재하는 세포보다 분비된 물질을 효율적으로 제3배양 챔버(1302A3)에 존재하는 세포에 작용시키는 것이 가능하다. 더불어, 제3배양 챔버(1302A3)에 존재하는 세포보다 분비된 물질을 효율적으로 제4배양 챔버(1302A4)에 존재하는 세포에 작용시키는 것이 가능하다. 그리고, 제4배양 챔버(1302A4)에 존재하는 세포보다 분비된 물질을 효율적으로 제1배양 챔버(1302A1)에 존재하는 세포에 작용시키는 것이 가능하다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(303B)를 이용함으로써, 제1 ~ 제4배양 챔버(1302A1 ~ 1302A4)의 사이에서, 각각 배치된 세포보다 분비된 물질을 순차적으로 순환시킬 수 있다.
본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(303B)에 따르면, 예를 들어, 제1실시 형태에 관한 도 8에서 나타낸 4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템(8B)과 같이, 폐(19C), 간장(19A), 신장(19D), 지방(19E)의 모델이 되는 세포를 도입하여 4개 장기 연결 모델(3B)과 동일하게, 세포 간의 영향을 평가할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(303B)의 제1 ~ 제4배양 챔버(1302A1 ~ 1302A4), 제1 ~ 제4라플라스 밸브(1317A ~ 1317D), 제1 ~ 제4유로 도입구(1311A ~ 1311D) 및 제1 ~ 제4유로(1315A ~ 1315D) 등의 각 구성 요소의 용량, 치수 등은 본 실시 형태의 2개 연결 배양 챔버(303A)에서 설명한 상술의 예와 동일하여도 좋다.
본 실시 형태에서는 2개 연결 배양 챔버 및 4개 연결 배양 챔버의 예에 대해서 언급했지만, 2개 이상의 배양 챔버를 가지고 있으면 좋고, 배양 챔버의 수는 이들에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 제3실시 형태에 관한 세포 배양 장치를 도면에 기초하여 설명한다.
도 14 및 도 15는 본 실시 형태의 세포 배양 장치의 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 동작 원리와 4개 연결 배양 챔버계 멀티 유닛 시스템의 사용 방법을 설명한 도면이다.
본 실시 형태에서 상술한 제1실시 형태와 다른 것은, (1) 상술한 제1실시 형태의 역지 밸브(11)를 대신하여, 라플라스 밸브(역류 방지 라플라스 밸브)(417)를 역류 방지 기구로 이용한 점, 및 (2) 도 14에 나타낸 바와 같은 4개 연결 배양 챔버를 이용하고 있는 점이며, 상기 (1) 및 (2) 이외의 대응하는 구성에 대해서는, 제1실시 형태와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.
도 14 및 도 15에 나타낸 본 실시 형태에 관한 공기압 구동형 배지 순환 방식의 세포 배양 장치에 대해, 이하에서 설명한다.
도 14는 위로부터 (1) 본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(403)의 유로를 나타낸 상면도, (2) 4개 연결 배양 챔버(403)의 구성 요소의 결합을 단순화한 도면, 및 (3) 4개 연결 배양 챔버(403)의 단면 모식도이다.
도 15는 본 실시 형태에 관한 4개 연결 배양 챔버(403)을 이용한 경우의 공기압 구동형 배지 순환 방식의 세포 배양 장치의 작동 개념도이다.
도 15(a)에 나타낸 바와 같이, 4개 연결 배양 챔버(403)에는 제1 ~ 제4배양 챔버(402A ~ 402D)가 설치되어 있다.
또한, 제1 ~ 제4배양 챔버(402A ~ 402D)에는 각각 제1 ~ 제4웰(413A ~ 413D)이 설치되어 있다.
먼저, 도 15(a)에 나타낸 바와 같이, 제1 ~ 제4웰(413A ~ 413D)의 각 웰에 세포(419)를 파종하고 접착시킨다.
다음, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이, 제2웰(413B)에 배지(431)를 주입한다.
다음에, 도 15(c)에 나타낸 바와 같이, 제1배양 챔버(402A), 제2배양 챔버(402B) 및 제4배양 챔버(402D)를 가압한다.
또한, 이때 가압하는 압력은 제1 ~ 제4배양 챔버(402A ~ 402D) 사이에서 대략 등압이고, 4개 연결 배양 챔버(403)에 설치된 라플라스 밸브(417)의 라플라스 압력보다 낮은 압력이다.
이때, 도 15(c)에 나타낸 바와 같이, 제1배양 챔버(402A) 및 제4배양 챔버에 존재하는 배지의 배지 표면은 라플라스 밸브가 설치된 위치보다 낮은 위치에 있기 때문에, 배지의 유출은 발생하지 않는다.
또한, 라플라스 압력보다 낮은 압력에 의한 가압을 수행하기 때문에, 라플라스 밸브(417)가 기능하여, 유로(415)로의 공기의 유입도 발생하지 않는다.
또한, 제1배양 챔버(402A)와 제2배양 챔버(402B)는 등압으로 가압되고 있기 때문에, 제2배양 챔버(402B)로부터 제1배양 챔버(402A)로의 배지의 이송은 발생하지 않는다.
도 15(c)에 나타낸 바와 같이, 제2배양 챔버(402B)에 주입된 배지(431)는 대기에 개방되어 있는 제3배양 챔버(402C)로만 이송된다.
다음에, 도 15(d)에 나타낸 바와 같이, 도 15(c)에 나타낸 바와 같은 배양 챔버의 가압 조작을 반복함으로써, 배지의 편도 순환을 수행할 수 있다.
상기 배양 챔버의 가압 조작 및 배지의 편도 순환을 반복함으로써, 각 챔버에서의 배지의 혼합을 촉진할 수 있다.
본 실시 형태에서는 제1 ~ 제4배양 챔버(402A ~ 402D)를 설치한 예를 나타냈지만, 3개 이상의 배양 챔버가 있으면, 동일한 조작이 가능하다.
본 실시 형태에 관한 배양 챔버는 3개 이상의 배양 챔버를 가지고 있으면 좋고, 4개 연결 배양 챔버에 한정되지 않는다.
[실시예]
다음에, 본 발명의 상기 실시 형태에 관한 세포 배양 장치(1)에 대해, 실시예를 제시하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 실시예는 본 발명이 적용된 구체적인 일례이고, 본 발명을 조금도 한정하지 않는다.
간장과 암 조직의 공배양 모델로서 간암 세포 HepG2(간장 모델) 및 대장암 세포 HCT116(대장암 세포)의 배양을 2개 장기 × 8개 연결 배양 시스템(세포 배양 장치)을 이용하여 수행하였다. 배양 플레이트 내의 각 세포의 배치를 도 16a에 나타낸다. 또한, 도 16a에 나타낸 도면은 도 7의 2개 장기 연결 모델(3A)에 대응하고 있다.
도 16a에 나타낸 바와 같이, 세포 배양 장치의 가로 방향을 따라 배치되고 또한 세로 방향의 제1열째 배양 챔버 군에 간암 세포 HepG2(간장 모델)를 배치하였다.
세포 배양 장치의 가로 방향을 따라 배치되고 또한 세로 방향의 제2열째 배양 챔버 군에 대장암 세포 HCT116을 배치하였다.
또한, 세포 배양 장치의 가로 방향을 따라 배치되고 또한 세로 방향의 제3열째 배양 챔버 군에 간암 세포 HepG2(간장 모델)를 배치하였다.
세포 배양 장치의 가로 방향을 따라 배치되고 또한 세로 방향의 제4열째 배양 챔버 군에 대장암 세포 HCT116을 배치하였다.
또한, 간암 세포 HepG2(간장 모델) 및 대장암 세포 HCT116(대장암 세포)의 배양 스케줄을 도 16b에 나타낸다.
HepG2를 배양하는 웰을 Collagen Type I(CellMatrix, 신덴 젤라틴)으로 제조 업체가 제공하는 프로토콜에 따라 코팅하였다.
대장암 세포 HCT116을 배양하는 웰은 Fibronectin 용액(28.3 ㎍/ml) 50 ㎕로 코팅하였다.
Fibronectin 용액에 의한 코팅 후, 각 웰을 배양 배지로 세정하고, 세포를 파종하였다. 이때, HepG2 세포는 100만 cells/ml의 농도로 William'S E 배지 중에 현탁시키고, HCT116은 10만 cells/ml의 농도로 MEM 배지 중에 현탁시켜, 각 웰에 50 ml 액량으로 첨가하였다.
세포를 파종하고 3시간 후에 각 웰이 존재하는 배양 챔버마다 300 ml씩의 배양 배지를 첨가하였다. 이때, HepG2를 포함한 챔버에는 William'S E 배지를 첨가하고, HCT116을 포함한 챔버에는 MEM 배지를 첨가하였다.
오버 나이트로 정치 배양한 후에 각 챔버의 배지를 William'S E 배지 300 ml로 치환하고, 순환 배양을 수행하였다.
순환 배양은 HepG2를 첨가한 챔버와 HCT116을 첨가한 챔버에 대해 4 kPa의 가압을 10분 간격으로 반복함으로써 수행하였다.
순환 배양을 개시하기 직전(Day 1)의 HepG2 세포의 사진을 도 17a에 나타낸다.
순환 배양을 개시하기 직전(Day 1)의 HCT116 세포의 사진을 도 17b에 나타낸다.
순환 배양을 48시간 수행한 후의 HepG2 세포의 사진을 도 17c에 나타낸다.
순환 배양을 48시간 수행한 후의 HCT116 세포의 사진을 도 17d에 나타낸다.
HepG2 및 HCT116의 두 세포가 모두 순환 배양 동안, 웰의 저면에 접착되어 있는 모습이 관찰되었고, HCT116 세포는 증식하고 있는 모습이 관찰되었다.
또한, 순환 배양을 수행할 때 사용하는 배지(William'S E 배지 300 ml)에 모델 화합물을 첨가함으로써, 모델 화합물의 간장과 암에 대한 영향을 동시에 평가하는 것, 및 장기 상호 작용을 실시간으로 반영한 상태에서 평가하는 것이 가능하다.
[산업상 이용가능성]
본 발명의 세포 배양 장치 및 세포 배양 방법을 이용하면, 의약품이나 화성품의 약효나 독성, 및 흡수, 분포, 대사, 배설 등의 체내 동태를 배양 세포를 이용하여 분석하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 동물 실험 대체법으로서 의약품이나 화성품의 분석에 이용할 수 있다.
1, 101: 세포 배양 장치(Body-on-a-Chip 유닛)
1A, 101A: 본체(조 본체)
2, 2A, 2A1~2A4, 2B, 2B1~2B4, 2C1~2C4, 2D1~2D4, 102A~102D, 302A1, 302A2, 402A~402D, 1302A1~1302A4: 배양 챔버(장기 모델 배양 챔버)
3A, 303A: 2개 연결 배양 챔버(2개 장기 연결 모델, 2개 연결 배양 챔버형 PDMS 플레이트)
3B, 303B, 403: 4개 연결 배양 챔버(4개 장기 연결 모델, 4개 연결 배양 챔버형 PDMS 플레이트)
4, 15, 15A, 15B, 115, 115A~115D, 315A, 315B, 415: 연락 유로(마이크로 유로, 장기 연결 마이크로 유로)
5, 5A~5D: 공압 배관(가압 라인, 압력 배관 라인)
6: 덮개(가압 덮개)
7: 관통공판
7A: 벽면(벽부, 배양 챔버의 벽면, 관통공판 및 챔버의 내벽)
8: 마이크로 유로 플레이트
8A: 2개 장기 × 8개 연결 플레이트(2개 연결 배양 챔버형 8개 유닛 시스템, 저부 플레이트)
8B: 4개 장기 × 4개 연결 플레이트(4개 연결 배양 챔버형 4개 유닛 시스템, 저부 플레이트)
9: 홀더(기체부)
11, 11A, 11B, 111A~111D: 역지 밸브(체크 밸브)
12, 12A, 12B, 112: 상류구
13, 13A, 13B, 113, 113A~113D, 313A, 313B, 413A~413D, 1313A~1313D: 웰
14, 14A, 14B, 114, 114A~114D: 하류구
16, 16A, 16B, 116: 저항 유로
17, 17A, 17B, 317, 317A, 317B, 417, 417A~417D, 1317A~1317D: 라플라스 밸브
19A: 간장
19B: 암
19C: 폐
19D: 신장
19E: 지방
20: 제1걸쇠(덮개부 압압부, 압압 부재)
20A: 제2걸쇠(벽부 압압부, 압압 부재)
21: 봉지재
22A, 22B, 122A~122D: 에어 필터
135, 135A~135D: 필터(가압 장치)
201A1: 세포 배양 장치의 정면 단면도(조립 전)
201B1: 세포 배양 장치의 측면 단면도(조립 전)
201A2: 세포 배양 장치의 정면 단면도(조립 후)
201B2: 세포 배양 장치의 측면 단면도(조립 후)
201C: 세포 배양 장치의 상면도
311A, 311B, 1311A~1311D: 유로 도입구
330A, 330B, 1330A~1330D: 칸막이부
331A, 331B, 431: 배지
331C: 혼합 배지
350A1, 350B1, 1350A1~1350D1: CV부(유로 도입구가 설치된 부위)
350A2, 350B2, 1350A2~1350D2: LV부(라플라스 밸브 및 웰이 설치된 부위)
419: 세포

Claims (14)

  1. 세포 배양 장치로서;
    파종된 세포가 유지되는 세포 유지부, 각각에 상기 세포 유지부를 갖고 또한 액체 배지가 저장되며 제1방향을 따라 병렬 배치된 m개의 배양 챔버, 상기 m개의 배양 챔버 사이를 서로 연통하는 1개 이상의 연락용 유로를 포함하고, 상기 m개의 배양 챔버와 상기 연락용 유로로 유닛이 구성되며, n개의 상기 유닛이 상기 제1방향과는 다른 방향인 제2방향을 따라 병렬 배치된 연결 배양 용기;
    상기 연결 배양 용기에서 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 동렬 배치 배양 챔버 사이를 연통하고, 상기 동렬 배치 배양 챔버 사이에 동시에 가압 가능 또는 동시에 대기압에 개방 가능하며, 상기 m개의 배양 챔버 내의 압력 차이에 의해 상기 연락용 유로를 통해 상기 액체 배지를 상기 m개의 배양 챔버의 사이에서 액송 가능한 복수의 공압 배관;
    을 구비하고,
    상기 m은 2 이상의 정수이며, 상기 n은 2 이상의 정수인
    세포 배양 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연락용 유로로부터 상기 m개의 배양 챔버로의 흐름 방향을 제어 가능한 역류 방지 기구를 상기 연락용 유로의 말단 혹은 내부에 구비하는 세포 배양 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 m개의 배양 챔버는, 상기 m개의 배양 챔버의 각각에, 액체 배지를 저장하는 용기 형상의 조 본체, 상기 조 본체의 개구를 개폐 가능하고 기밀하게 폐지하는 덮개부를 갖는 세포 배양 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 덮개부를 상기 조 본체를 향해 누르도록 유지 가능한 덮개부 압압부를 추가로 구비하고,
    상기 덮개부 압압부는 상기 조 본체를 지지하는 기체부, 상기 기체부에 지지된 상기 조 본체를 향해 상기 덮개부를 압압하는 압압 부재를 갖는 세포 배양 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조 본체가 벽부와, 연락용 유로를 구비한 저부 플레이트를 갖는 세포 배양 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 벽부를 상기 저부 플레이트를 향해 눌러 유지하는 벽부 압압부를 추가로 구비하고,
    상기 벽부 압압부는 상기 기체부와 상기 기체부에 지지된 상기 저부 플레이트를 향해 상기 벽부를 압압하는 압압 부재를 갖는 세포 배양 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공압 배관을 통해 상기 각 배양 챔버에 미리 설정된 스케줄에 따라 순차 가압 혹은 대기압 개방 가능한 가압 장치를 구비하는 세포 배양 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배양 챔버로부터 상기 연락용 유로로 접속하는 부위에 계면 장력에 의해 공기의 유입을 방지 가능한 라플라스 밸브를 구비하는 세포 배양 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 라플라스 밸브를 구성하는 마이크로 유로의 폭이 wL이고, 상기 마이크로 유로의 깊이가 hL이며, 상기 계면 장력이 γ이고, 상기 라플라스 밸브의 라플라스 압력이 ΔPLap일 때,
    상기 라플라스 압력이 ΔPLap = 2γ(1/wL + 1/hL)의 식으로 표시되며,
    상기 라플라스 압력 ΔPLap이 상기 연결 배양 용기에 가압되는 압력보다 커지도록 상기 마이크로 유로가 구성된 세포 배양 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연락용 유로의 일부에 유량을 조절하기 위해, 상기 연락용 유로의 유로 단면적에 대해, 유로 단면적이 1/10 이하인 저항 유로 부위를 구비한 세포 배양 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 역류 방지 기구가 역지 밸브인 세포 배양 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 역류 방지 기구로서, 역류 방지 라플라스 밸브를 구비하는 세포 배양 장치.
  13. 세포 배양 방법으로서;
    m 및 n이 2 이상의 정수일 때, m개의 배양 챔버를 1개 이상의 연락용 유로로 서로 연통하고, 상기 m개의 배양 챔버의 각각이 제1방향을 따라 병렬 배치된 1개 유닛의 연결 배양 용기를 n개 유닛으로 구비하며, 상기 n개 유닛의 상기 연결 배양 용기가 상기 제1방향과는 다른 방향인 제2방향을 따라 병렬 배치된 세포 배양 장치를 준비하고;
    상기 연결 배양 용기의 덮개를 열고, 상기 세포 배양 장치의 각 배양 챔버 내에 세포를 파종하고 접착시키는 제1공정;
    상기 세포 배양 장치에서, 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 상기 제1방향의 1열째 배양 챔버에 액체 배지를 채우고, 상기 덮개를 닫는 제2공정;
    상기 1열째 배양 챔버 내를 가압하고, 상기 제2방향을 따라 동렬로 배치된 상기 제1방향의 2열째 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 상기 1열째 배양 챔버로부터 상기 2열째 배양 챔버로 송액하는 제3공정;
    상기 제1방향의 열 번호를 순차적으로 1개씩 늘리고 가압과 대기압 개방을 수행함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해, 상기 제1방향의 m-1열째 배양 챔버로부터 m열째 배양 챔버로 송액하는 제4공정;
    상기 m열째 위치의 배양 챔버 내를 가압하고, 또한 상기 1열째 배양 챔버 내를 대기압에 개방함으로써, 상기 액체 배지를 상기 연락용 유로를 통해 상기 m열째 위치의 배양 챔버로부터 상기 1열째 위치의 배양 챔버로 송액하는 제5공정;
    상기 제3공정부터 상기 제5공정을 반복함으로써 상기 세포 배양 장치의 상기 각 배양 챔버 내에 상기 액체 배지를 순환시키는 제6공정;
    을 포함하는 세포 배양 방법.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 세포 배양 장치에 세포를 넣은 평가 시스템.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10961494B2 (en) 2016-03-08 2021-03-30 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Cell culture device and cell culture method
EP3428265A4 (en) * 2016-03-08 2019-10-23 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology CELL CULTURE DEVICE AND CELL CULTURE PROCEDURE
WO2018090035A1 (en) * 2016-11-14 2018-05-17 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Apparatus for reconfiguration of components in a microphysiological system
WO2019054287A1 (ja) * 2017-09-13 2019-03-21 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞培養装置および細胞培養方法
US11584907B2 (en) * 2017-09-13 2023-02-21 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Cell culture apparatus and cell culture method
WO2020037194A1 (en) * 2018-08-17 2020-02-20 Sierra Biosystems, Inc. Row-independent oligonucleotide synthesis
CN109055204B (zh) * 2018-10-19 2024-03-26 杭州捷诺飞生物科技股份有限公司 药物筛选用器官芯片
JP7246041B2 (ja) 2018-11-07 2023-03-27 ウシオ電機株式会社 細胞培養チップ及びその製造方法
JP2020110117A (ja) * 2019-01-15 2020-07-27 株式会社島津製作所 細胞処理容器及び細胞処理装置
JP7300099B2 (ja) * 2019-02-22 2023-06-29 ウシオ電機株式会社 細胞培養チップ
WO2021041453A1 (en) * 2019-08-27 2021-03-04 Battelle Memorial Institute Biological culture and test unit
JP7327501B2 (ja) * 2019-11-01 2023-08-16 株式会社島津製作所 細胞培養装置
JPWO2021084736A1 (ko) * 2019-11-01 2021-05-06
NL2024202B1 (en) * 2019-11-08 2021-07-20 Mimetas B V Microfluidic cell culture system
KR102370142B1 (ko) * 2020-03-23 2022-03-04 프레스티지바이오로직스 주식회사 항체 의약품 제조를 위한 배양 및 정제 공정의 하이브리드 시스템
JPWO2022065204A1 (ko) * 2020-09-23 2022-03-31
CN114015568B (zh) * 2021-10-08 2024-02-23 北京龙迈达斯科技开发有限公司 一种类器官芯片及其制备方法
GB202205709D0 (en) * 2022-04-19 2022-06-01 Keratify Ltd Biological culture unit
LU502219B1 (en) * 2022-06-03 2023-12-04 Cytena Bioprocess Solutions Co Ltd Liquid handling device for processing liquid samples
JP2024018571A (ja) * 2022-07-29 2024-02-08 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞培養装置
JP2024034473A (ja) * 2022-08-31 2024-03-13 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞培養装置及びその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140008629A (ko) * 2012-07-10 2014-01-22 서울대학교산학협력단 미소 유체 세포배양장치와 그 제조방법, 그리고 그 세포배양장치를 이용한 세포 배양방법
KR101404657B1 (ko) * 2013-04-26 2014-06-09 주식회사 바이오록스 진공, 상압 및 공압을 제공하는 랩온어칩 구동용 매니폴드 패키지

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6143496A (en) * 1997-04-17 2000-11-07 Cytonix Corporation Method of sampling, amplifying and quantifying segment of nucleic acid, polymerase chain reaction assembly having nanoliter-sized sample chambers, and method of filling assembly
EP1125129A1 (en) * 1998-10-13 2001-08-22 Biomicro Systems, Inc. Fluid circuit components based upon passive fluid dynamics
EP1392814B1 (en) * 2001-04-25 2007-06-13 Cornell Research Foundation, Inc. Devices and methods for pharmacokinetic-based cell culture system
US6682703B2 (en) * 2001-09-05 2004-01-27 Irm, Llc Parallel reaction devices
DE10302720A1 (de) 2003-01-23 2004-08-05 Steag Microparts Gmbh Mikrofluidischer Schalter zum Anhalten des Flüssigkeitsstroms während eines Zeitintervalls
CA2637613A1 (en) 2006-02-17 2007-08-30 Bioprocessors Corp. Microreactor with auxiliary fluid motion control
US20080153152A1 (en) 2006-11-22 2008-06-26 Akira Wakabayashi Microfluidic chip
JP4852399B2 (ja) 2006-11-22 2012-01-11 富士フイルム株式会社 二液合流装置
EP2040073A1 (en) 2007-09-20 2009-03-25 Iline Microsystems, S.L. Microfluidic device and method for fluid clotting time determination
WO2009146911A2 (en) 2008-06-04 2009-12-10 Uwe Marx Organ-on-a-chip-device
JP5374446B2 (ja) * 2010-06-08 2013-12-25 積水化学工業株式会社 微量液滴秤取構造、マイクロ流体デバイス及び微量液滴秤取方法
WO2013086329A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 Research Triangle Institute Human emulated response with microfluidic enhanced systems
US9725687B2 (en) * 2011-12-09 2017-08-08 President And Fellows Of Harvard College Integrated human organ-on-chip microphysiological systems
JP6230103B2 (ja) 2013-10-08 2017-11-15 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞培養装置および細胞培養方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140008629A (ko) * 2012-07-10 2014-01-22 서울대학교산학협력단 미소 유체 세포배양장치와 그 제조방법, 그리고 그 세포배양장치를 이용한 세포 배양방법
KR101404657B1 (ko) * 2013-04-26 2014-06-09 주식회사 바이오록스 진공, 상압 및 공압을 제공하는 랩온어칩 구동용 매니폴드 패키지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shinji Sugiura et.al., Pressure-Driven Perfusion Culture Microchamber Array for a Parallel Drug Cytotoxicity Assay, pp.1156-1165(2008.02.19.) *

Also Published As

Publication number Publication date
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KR102021102B1 (ko) 2019-09-11
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