KR20180091763A - 세포 배양 인서트와 세포 배양 용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트는, 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되는 것으로서, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체; 몸체의 일단을 덮도록 형성되며, 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 정렬형으로 형성된 멤브레인; 및 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내도록 몸체의 타단 테두리에 형성된 마커;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

세포 배양 인서트와 세포 배양 용기 및 그 제조 방법{Cell culture insert and cell culture container, and method for fabricating the same}

본 발명은 세포 배양 인서트와 세포 배양 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

생체 내에는 장벽 및 물질 이동 통로의 기능을 하는 기저막이 있다. 이러한 기저막을 통해 세포에 필요한 물질이 전달됨으로써, 생체 내의 세포는 증식할 수 있게 된다.

한편, 세포 배양 인서트(cell culture insert)는 삽입구를 구비한 플레이트에 삽입되는 세포 배양 도구로서, 다양한 세포의 성장 및 분화를 촉진시킬 수 있어, 합성 및 천연 혼합물의 이동, 확산, 섭취(uptake), 변태(metabolization) 및 분비를 조사하는데 주로 사용된다.

미국공개특허 5578492에 개시된 종래의 세포 배양 인서트는 세포 배양 인서트 몸체의 하단에 다공성 멤브레인(porous membrane)을 포함한다. 이러한 다공성 멤브레인은 플라스틱 등으로 구성된 층에 특정 물질의 이동 통로인 다수의 홀(hole)을 형성함으로써 제작된다.

하지만, 종래의 세포 배양 인서트에 구비된 다공성 멤브레인은 생체 내 기저막과 전혀 다른 구조를 가진다. 이에 따라, 종래의 세포 배양 인서트를 이용할 경우, 생체 내 혈액의 유동에 따른 물질 이동 환경과 다른 환경에서 세포를 배양하는 문제점이 발생한다.

(미국공개특허) US 5578492A

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 생체 내 혈액 유동 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있는 세포 배양 인서트와 세포 배양 용기 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트는,

상기와 같이 구성되는 본 발명은 생체 내 기저막과 유사한 구조의 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트를 제공할 수 있어, 생체 내 혈액 유동 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트를 제공할 수 있어, 세포가 부착되는 면적이 증가되어 세포의 부착 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 세포의 부착, 증식 및 분화 효율이 증가되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 일 방향으로 배열된 복수개의 고분자 나노 섬유의 배열 방향을 지시하는 마커를 구비함으로써, 배양액에 담가져 투명해진 정렬형 멤브레인에 대해서 사용자가 쉽게 나노 섬유 및 그 나노 섬유에서 배양되는 세포의 정렬 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 추후 세포 이미징 공정, 세포 공배양 공정 등에서의 활용도 및 편의성을 증대시키는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시에에 따른 세포 배양 용기를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기의 일측 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플레이트(30)를 나타낸다.
도 4는 도 2에서 하나의 삽입구(31) 주변을 확대한 도면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)를 나타낸다.
도 6(a),(b)는 정렬형 멤브레인을 구비한 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)를 나타낸다.
도 7 내지 도 9은 발명의 일 실시예에 따른 전해질 용액을 이용한 전기방사법을 나타낸다.
도 10은 전해질 용액(50)의 액적을 나타낸다.
도 11은 전기방사기(70)의 방사 시간에 따라 다양하게 형성되는 멤브레인(20)의 두께를 나타내는 그래프이다.
도 12는 고분자 용액의 농도에 따라 다양하게 형성되는 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유의 직경을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질 용액을 이용한 전기방사법으로 형성한 망형 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 망형 멤브레인의 확대한 사진이다.
도 14 및 도 15는 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인을 확대한 사진이다.
도 17은 마커(12) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 각각 포함하는 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인을 확대한 사진이다.
도 18(a), (b)는 마커(12) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 각각 포함하는 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인에 배양된 세포를 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법을 나타낸다.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시에에 따른 세포 배양 용기를 나타내며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기의 일측 단면도를 나타낸다. 이때, 도 2는 도 1에서 A와 A'를 잘라낸 일측 단면을 나타낸다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플레이트(30)를 나타낸다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 세포 배양 인서트(10) 및 플레이트(30)를 포함한다.

플레이트(30)는 하나 이상의 삽입구(31)를 구비한 것으로서, 세포 배양 인서트(10)를 삽입구(31)에 장착한다. 이때, 삽입구(31)는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 하부가 닫히고 상부가 개방된 웰(well) 형태이거나, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 플레이트(30)를 관통하는 개구부 형태일 수 있다. 삽입구(31)가 개구부 형태인 경우, 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기는 상부가 개방된 수용 공간을 가지며, 수용 공간에 플레이트(30)를 장착하는 용기를 더 포함할 수 있다.

특히, 플레이트(30)에 복수개의 삽입구(31)가 구비된 경우, 각 삽입구(31)가 서로 떨어지게 배열되므로, 본 발명에 따른 세포 배양 용기는 세포 배양 시에 각 삽입구(31)의 샘플 간 영향을 차단할 수 있으며, 이에 따라, 복수의 독립적인 실험 데이터를 하나의 플레이트(30)를 이용하여 도출할 수 있는 이점이 있다.

세포 배양 인서트(10)는 플레이트(30)에 구비된 삽입구(31)에 삽입되는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체 및 멤브레인(20)을 포함한다.

몸체는 일단과 타단이 관통하는 관통형으로 형성되며, 플레이트(30)의 삽입구(31)에 삽입되는 대상물이다. 몸체가 삽입구(31)에 삽입될 때, 몸체의 일단은 하부에 위치하며, 몸체의 타단은 상부에 위치한다. 몸체의 일단과 타단 사이에 형성된 몸체의 측벽은 일단에서부터 타단까지 폭이 일정한 수직 형태이거나, 일단에서부터 타단까지 폭이 점차 확대되는 깔때기 형태이거나, 수직 형태와 깔때기 형태가 복합된 형태일 수 있다. 몸체의 관통부는 그 단면이 원형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 그 크기도 다양하게 형성될 수 있다.

도 4는 도 2에서 하나의 삽입구(31) 주변을 확대한 도면을 나타낸다.

특히, 몸체가 플레이트(30)의 삽입구(31)에 장착될 때, 몸체의 일단이 세포 배양 용기의 바닥면으로부터 일정 간격 떨어지게 위치하도록, 몸체의 타단(11)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체의 일단 및 삽입구(31)의 입구 보다 넓은 단면을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 몸체의 일단과 세포 배양 용기 바닥면 사이의 공간에는 세포에 공급하기 위한 영양분을 가지는 유체의 통로가 형성될 수 있다. 이때, 세포 배양 용기의 바닥면은 웰 형태 삽입구를 구비한 플레이트의 경우엔 웰의 바닥면을 의미하며, 개구부 형태 삽입구를 구비한 플레이트의 경우엔 지지 용기의 바닥면을 의미한다.

멤브레인(20)은 세포 배양층으로서, 전해질 용액을 이용한 전기방사법 또는 전극을 이용한 전기방사법를 통해 형성됨에 따라 몸체의 일단을 덮는 형태로 형성된다. 이때, 멤브레인(20)은 복수개의 고분자 나노 섬유로 이루어지며, 고분자 나노 섬유는 10㎚ 내지 900㎚의 직경을 가질 수 있다.

멤브레인(20)은 복수개의 고분자 나노 섬유에 의한 다수의 공극을 구비함에 따라 선택적으로 물질을 투과시키는 선택적 투과막으로 작용할 수 있어, 물질 이동 장벽 및 통로의 역할을 할 수 있다. 또한, 멤브레인(20)은 복수개의 고분자 나노 섬유로 이루어져 생체 내 기저막과 유사한 구조를 가짐에 따라 생체 내 혈액 유동 환경을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 세포가 부착되는 면적이 증가되어 세포의 부착 효율을 향상시킬 수 있어, 세포의 부착, 증식 및 분화 효율이 증가되는 이점이 있다. 멤브레인(20)을 형성하기 위해 사용하는 전해질 용액을 이용한 전기방사법 또는 전극을 이용한 전기방사법에 대해서는 후술하기로 한다.

종래의 세포 배양 용기의 경우, 세포 배양층의 상측면에서만 세포 배양이 가능하여, 생체 내의 복잡한 세포간의 상호작용을 관찰할 수 없는 문제점이 있다. 이를 개선하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 인서트는 세포 배양층인 멤브레인(20)의 상측면 및 하측면에서 동시에 세포 배양이 가능하다. 이때, 멤브레인(20)은 상측면과 하측면에 존재하는 세포를 나누는 물리적 장벽 역할을 하는 동시에, 상측면과 하측면의 세포 분비 단백질 등의 교환을 통환 세포간의 상호작용을 유도할 수 있는 이점이 있다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 인서트는 멤브레인(20)의 상측면과 하측면에 서로 다른 종류의 세포를 배양할 수 있어 그 활용 범위가 넓어지는 이점이 있다.

고분자 나노 섬유는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 탄성 중합체 및 생체 고분자 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고분자 나노 섬유는 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리비닐리덴 플로라이드 (Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리스티렌(polystyrene), 콜라겐(collagen), 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

구체적으로, 멤브레인(20)은 망형 또는 정렬형으로 이루어질 수 있다. 이때, 망형 멤브레인은 복수개의 고분자 나노 섬유가 무작위로 얽힌 형태를 지칭하며, 정렬형 멤브레인(20)은 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 형태를 지칭한다.

특히, 전해질 용액을 이용한 전기방사법을 통해 형성됨에 따라, 망형 멤브레인은, 도 4(a), (b)에 도시된 바와 같이, 몸체 일단의 관통부에 위치하는 제1영역(20a)과, 몸체 일단의 테두리에 위치하는 제2영역(20)을 각각 포함한다. 이때, 제1영역(20a)은 복수개의 고분자 나노 섬유가 무작위로 얽힌 망으로 형성되며, 제2영역(20b)은 망형 또는 정렬형으로 형성될 수 있다. 특히, 제1영역(20a)과 제2영역(20b)은 그 두께 및 밀도가 서로 다르게 형성된다. 즉, 제1영역(20a)은 그 밀도 및 두께가 일정한 반면, 제2영역(20b)은 제1영역(20a)에 비해 그 밀도가 낮고 그 두께가 얇으며 이에 따라, 접촉면적 형상이 임의적으로 형성된다.

또한, 전해질 용액을 이용한 전기방사법를 통해 형성됨에 따라, 망형 멤브레인은, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 타단에서 일단 방향으로 볼록한 입체 형상을 가질 수 있다. 즉, 통상적으로 평평한 2차원 형상의 세포 배양층을 구비하는 종래의 세포 배양 인서트와 달리, 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)는 입체적인 3차원 형상의 세포 배양층을 제공함으로써 생체 내와 같이 3차원 구조 환경에서 세포를 배양할 수 있는 이점이 있다.

플레이트(30)에 복수개의 삽입구(31)가 구비된 경우, 본 발명에 따른 세포 배양 용기는 생체 내와 같이 3차원 구조 환경에서 실험한 복수의 독립적인 실험 데이터를 하나의 플레이트(30)를 이용하여 도출할 수 있는 이점이 있다.

한편, 정렬형 멤브레인은 전극을 이용한 전기방사법을 통해 형성됨에 따라, 일 방향으로 정렬된 복수개의 고분자 나노 섬유를 구비할 수 있다. 이러한 정렬형 멤브레인를 이용하여 세포를 배양할 경우, 일 방향으로 배열된 고분자 나노 섬유의 배열 방향을 따라 배양되는 세포도 배열된다. 이에 따라, 정렬형 멤브레인을 구비한 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기는 일 방향으로 정렬되는 생체 내 특정 세포를 모사한 세포 배양 모델을 위해 활용될 수 있는 이점이 있다.

예를 들어, 생체 내에의 혈관 내피 세포, 근육 세포, 심근 세포 등은 일 방향으로 정렬된 상태로 존재하며, 방향성이 없을 때 보다 정렬되어 있을 때 그 기능이 최대화되는 특징이 있다. 정렬형 멤브레인을 구비한 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 인서트는 혈관 내피 세포, 근육 세포, 심근 세포 등의 이러한 특징을 반영할 수 있는 이점이 있다.

정렬형 멤브레인은 제1층 멤브레인 및 제2층 멤브레인을 포함하는 2개 이상의 층으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1층 멤브레인과 제2층 멤브레인은 각각 일 방향으로 배열된 복수개의 고분자 나노 섬유를 가지며, 그 배열 방향은 서로 다를 수 있다. 즉, 제1층 멤브레인은 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 멤브레인이며, 제2층 멤브레인은 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층을 덮되 제1층의 배열 방향과 다른 일 방향으로 배열된 멤브레인일 수 있다.

상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포 배양 용기의 이점은 후술할 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예에 따른 세포 배양 용기에도 그대로 적용된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)를 나타낸다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 일단과 타단이 관통하며 몸체의 일단에 체결되는 링(40)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 몸체의 일단에 멤브레인(20)이 구비되지 않고 링(40)의 일단에 멤브레인(20)이 구비되거나, 몸체의 일단 및 링의 일단에 함께 멤브레인(20)이 구비될 수 있다. 몸체에 링(40)이 체결되면 링(40)의 관통부와 몸체의 관통부는 서로 연결된다.

링(40)은 몸체의 일단에 착탈(장착 및 분리)되는 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 링(40)의 내부 또는 외부에 나사산이 형성되며, 몸체 일단의 외부 또는 내부에 링(40)의 나사산에 대응하는 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 링(40)은, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 몸체의 일단의 관통부 내주면에 끼움 결합되거나, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 몸체의 일단의 외주면에 끼움 결합될 수 있다.

링(40)의 일단에 구비되는 멤브레인(20)은 상술한 몸체의 일단에 구비되는 멤브레인(20)에서 몸체를 링(40)으로 대체하는 것을 외에는 동일하다. 즉, 링(40)의 일단에 구비되는 멤브레인(20)은 그 위치가 몸체의 일단에서 링(40)의 일단으로 달라졌을 뿐이다. 따라서, 링(40)의 일단에 구비되는 멤브레인(20)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 몸체의 일단에 구비되는 멤브레인(20)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

도 6(a),(b)는 정렬형 멤브레인을 구비한 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)를 나타낸다.

정렬형 멤브레인 상에서는 세포가 나노 섬유의 배열 방향에 따라 평행하게 정렬이 되면서 배양이 된다. 이와 같이 세포가 정렬되어 배양되는 것은 종래의 다공성 멤브레인(porous membrane)과 가장 차별되는 이점으로서, 혈관 내피, 근섬유 재생, 신경섬유 재생 등의 다양한 분야에 활용될 수 있다.

하지만, 정렬형 멤브레인은 물에 젖게 되는 경우에 그 투명도가 증대되는 특성이 있다. 즉, 배양액에 담기게 되는 경우에 정렬형 멤브레인이 투명해지면서 사용자는 그 나노 섬유의 배열 방향을 인식할 수 없게 되므로, 해당 배열 방향을 따라 배양되는 세포의 배열 방향도 인식할 수 없게 된다. 이에 따라, 배양액에 담가진 정렬형 멤브레인의 정렬 방향 정보 획득을 위해서는 사용자가 별도의 장치를 이용해야 하는 불편함이 생긴다. 이러한 불편함을 해소하기 위해, 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 세포 배양 인서트는, 도 6에 도시된 바와 같이, 마커(12)를 더 포함한다.

마커(12)는 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내도록 몸체의 타단(11) 테두리에 구비되는 구성이다. 즉, 본 발명의 제3 실시예 따른 세포 배양 인서트의 마커(12)는 몸체의 일단에 구비된 정렬형 멤브레인의 나노 섬유에 대한 정렬 방향을 나타내며, 본 발명의 제4 실시예 따른 세포 배양 인서트의 마커(12)는 링(40)에 구비된 정렬형 멤브레인의 나노 섬유에 대한 정렬 방향을 나타낸다.

이때, 마커(12)는 소정 각도의 모서리가 향하는 방향이 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 도형을 포함할 수 있다. 이러한 도형은 몸체의 타단(11) 테두리에, 홈 형상으로 형성되거나, 돌기 형상으로 형상되거나, 별도의 부착물 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 마커(12)는 삼각형, 화살표 등의 도형을 포함할 수 있으며, 해당 도형의 예각 부분이 나노 섬유의 정렬 방향과 일치할 수 있다.

마커(12)를 구비함에 따라, 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예 따른 세포 배양 인서트는 배양액에 담가져 투명해진 정렬형 멤브레인에 대해서 사용자가 별도의 장치 없이도 쉽게 나노 섬유 및 그 나노 섬유에서 배양되는 세포의 정렬 방향 정보를 획득할 수 있으며, 이에 따라 추후 세포 이미징 공정, 세포 공배양 공정 등에서의 활용도 및 편의성을 증대시키는 이점이 있다.

한편, 멤브레인이 제1층 멤브레인 및 제2층 멤브레인을 포함하는 경우, 마커(12)는 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제2 마커를 각각 포함할 수 있다. 특히, 제1 마커와 제2 마커는 서로의 크기가 다르게 형성됨으로써 제1층 멤브레인과 제2층 멤브레인의 적층 순서를 나타낼 수 있다.

예를 들어, 제1 마커가 제2 마커 보다 그 크기가 더 큰 경우, 이는 제1층 멤브레인이 제2층 멤브레인의 윗쪽 또는 아랫쪽에 적층된 것을 나타낼 수 있다. 또한, 제1 마커와 제2 마커는 그 모양이 서로 다르게 형성됨으로써 제1층 멤브레인과 제2층 멤브레인의 적층 순서를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 삼각형 모양은 아랫쪽, 화살표 모양을 윗쪽에 적층된 것을 나타낼 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)의 제조 방법은, (1) 전해질 용액을 이용한 전기방사법과, (2) 전극을 이용한 전기방사법이 있으며, 2가지 방법 모두 챔버 내부에서 이루어질 수 있다. 이때, 챔버는 작업이 이루어지는 공간으로서, 멤브레인이 형성될 때 고분자 용액의 외부 누출을 방지한다.

먼저, 전해질 용액을 이용한 전기방사법에 대하여 설명하도록 한다.

도 7 내지 도 9는 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트(10)의 제조 방법 중의 하나인 전해질 용액을 이용한 전기방사법을 나타낸다. 이때, 도 8은 전해질 용액의 상부 표면이 평평한 경우를 나타내고, 도 9는 전해질 용액의 상부 표면이 볼록한 경우를 나타낸다.

전해질 용액을 이용한 전기방사법은 몸체 또는 링(40)의 일단을 덮도록 구비되는 망형 멤브레인을 형성한다.

몸체에 망형 멤브레인을 형성하기 위한 전해질 용액을 이용한 전기방사법(이하, “제1 전해질 전기방사법”이라 함)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 전해질 채움 단계(S11), 전압 인가 단계(S12) 및 멤브레인 형성 단계(S13)를 포함한다.

전해질 채움 단계(S11)에서는 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체에 전해질 용액(50)을 채운다. 이때, 도 8(a) 및 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 몸체의 일단이 상부를 향하도록 배치하고 몸체의 타단을 막은 후에 몸체의 일단으로 전해질 용액(50)을 채울 수 있다. 이때, 몸체의 타단을 막는 마개가 몸체의 타단에 구비되며, 마개에는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 전해질 용액(50)에 전압을 인가하기 위한 전극이 구비될 수 있다. 이때, 전극은 마개를 관통하도록 형성되어, 몸체에 채워지는 전해질 용액(50)과 연결된다.

또한, 도 8(b) 및 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 전해질 용액(50)이 채워진 전해질 용기(60)에 몸체를 배치하되, 몸체의 일단이 상부를 향하도록 배치함으로써 몸체의 관통부에 전해질 용액(50)을 채울 수 있다. 전해질 용액(50)이 채워진 전해질 용기(60)에 몸체를 배치하는 경우, 몸체의 일단이 전해질에 잠기지 않도록 배치하는 것이 바람직하다. 몸체가 전해질 용기(60)의 수용 공간으로 배치되면, 전해질 용액(50)의 표면에 몸체가 닿으면서 전해질 용액(50)의 표면을 누르는 압력이 생기고, 그 압력에 의해 몸체의 삽입구(31)로 전해질 용액(50)이 채워지게 된다. 이때, 전해질 용액(50) 표면의 압력이 보다 잘 생성될 수 있도록, 전해질 용기(60)의 수용 공간은 몸체의 형상에 일치하도록 형성되는 것이 바람직하다.

전해질 용액(50)은 전도성을 가지므로, 전압 인가 단계(S12)에서 전압이 인가되면 (-) 전하를 띄게 되어 (+) 전하를 갖는 입자를 전기적 인력으로 끌어당기고, 이에 따라, (+) 전하를 갖는 입자는 전해질 상부에 집적될 수 있다. 전해질 용액(50)은 해리의 정도에 따라 강전해질, 약전해질로 분류된다. 해리의 정도는 용매에 따라서 다르다.

예를 들어, 전해질 용액(50)으로는 염화칼륨과 증류수의 3%mol 비율로 혼합한 용액을 사용할 수 있다. 또한, 물 또는 유기용매(에탄올, 메탄올)에 녹아 1 mS/cm보다 높은 전기 전도도를 띠는 물질 및 농도 일체를 전해질 용액(50)으로 사용할 수 있다. 또한, 물에 녹아 상대 유전율이 80 F/m보다 높은 값을 가지는 물질 및 농도 일체를 전해질 용액(50)으로 사용할 수 있다.

이후, 전압 인가 단계(S12)에서는 전해질 용액(50)과 전기방사기(70)의 금속 니들(needle)(71) 사이에 전압을 인가한다. 이때, 전압은 전원 공급기(80)를 통해서 공급되는데, 인가 전압의 세기 변화에 따라 멤브레인 형성 단계(S13)에서 형성되는 멤브레인(20)의 구조에 변화가 생길 수 있다. 즉, 전해질 용액(50)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71)의 사이에는 전기장이 형성되며, 이때 형성되는 전기장의 세기가 지나치게 낮을 경우, 고분자 용액물이 연속적으로 토출되지 않아, 균일한 두께의 고분자 나노 섬유를 제조하기 어려울 뿐만 아니라, 제조된 고분자 나노 섬유가 전해질 용액(50) 위에 원활하게 집속되기 어렵다. 또한, 전기장의 세기가 지나치게 높을 경우, 고분자 섬유가 전해질 용액(50)의 상부 표면에 정확하게 안착되지 않기 때문에 정상적인 형태를 갖기 어렵다. 이런 점을 고려하여, 전해질 용액(50)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71)에 인가되는 전압의 세기는 5kV 내지 30kV인 것이 바람직하다.

구체적으로, 전해질 용액(50)에는 음(-)의 전압을 인가하고, 금속 니들(71)에는 양(+)의 전압을 인가한다. 이에 따라, 전해질 용액(50)은 음(-)의 전하를 띠게 되고, 멤브레인 형성 단계(S13)에서 방사되는 고분자 용액은 양(+)의 전하를 띠게 된다.

이후, 멤브레인 형성 단계(S13)에서는, 도 8(d)에 도시된 바와 같이, 전압이 인가된 상태에서 전기방사기(70)를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 멤브레인을 형성한다. 이때, 멤브레인(20)은 전해질 용액(50)의 높은 자유도로 인해 복수개의 고분자 나노 섬유가 무작위로 얽힌 망형으로 형성된다.

특히, 입체적인 3차원 형상의 멤브레인(20)을 제공하기 위해, 전해질 채움 단계(S11)는 전해질 용액의 상부 표면이 전해질 용액의 표면 장력에 따라 몸체 일단의 관통부를 통해 몸체의 일단 위로 돌출되는 전해질 용액(50)의 액적을 형성하는 액적 형성 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 몸체의 일단으로 전해질 용액(50)을 직접 채우거나, 전해질 용액(50)이 채워진 용기에 몸체를 배치하면, 전해질 용액(50)은 몸체 일단의 관통부를 통해서 밀려나온다. 이때, 전해질 용액(50)의 표면 장력에 의해서 몸체 일단의 관통부에는, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 몸체 일단의 관통부 위로 돌출되는 전해질 용액(50)의 액적이 형성된다. 액적의 형상 및 크기는 몸체 일단의 관통부의 단면 형상 및 크기에 따라서 달라진다.

이후, 멤브레인 형성 단계(S13)에서는, 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 몸체 일단의 관통부 위로 돌출된 전해질 용액(50)의 액적 형상을 따라 볼록한 입체 형상의 멤브레인을 형성할 수 있다. 즉, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 멤브레인(20)의 제1영역(20a)은 전해질 용액(50)의 액적 형상을 따라 볼록한 입체 형상으로 형성된다.

도 10는 전해질 용액(50)의 액적을 나타낸다.

이때, 액적의 곡률(k)은 하기 식에 의해 결정될 수 있다.

(식)

여기서, P₁은 액적 바닥면에서의 압력, P₀은 대기압, r은 0과 액적 바닥면 반지름 사이의 실수값, Z(r)은 액적의 높이를 각각 의미한다.

또한, 액적 형성 단계는 몸체의 관통부에 채워지는 전해질 용액(50)의 양을 조절하여 형성되는 액적의 높이를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 전해질 용액(50)의 양이 많을수록 몸체 일단의 관통부를 통해서 밀려나오는 전해질의 양이 많으므로, 액적이 크기가 더 클 수 있다.

이후, 멤브레인 형성 단계(S13)에서는 액적 형성 단계에서 조절된 액적의 높이에 따라 멤브레인(20) 제1영역(20a)의 볼록 형상의 높이가 조절된다.

한편, 전기방사기(70)는 고분자 용액을 공급하는 장치이다. 즉, 전기방사기(70)는 고분자 용액을 전기 방사가 가능한 적절한 점도를 갖도록 저장한 후, 금속 니들(71)을 통해 고분자 용액을 토출한다. 이때, 토출된 고분자 용액은 비산과 동시에 경화되어 고분자 나노 섬유를 형성한다.

금속 니들(71)은 고분자 용액을 토출하는 것으로서, 금속으로 이루어짐에 따라, 전원 공급기(80)와 연결하기 용이하며, 전원 공급기(80)로부터 전압이 인가될 경우, 토출되는 고분자 용액의 전하 대전 효율을 향상시키는 이점이 있다. 특히, 금속 니들(71)은 몸체와 이격된 상부에 위치하되 그 토출 단부가 몸체를 향하도록 배치된 상태에서 고분자 용액을 방사하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 전기방사기(70)는 주사기, 주사기 펌프 및 금속 니들(71)로 구성될 수 있다. 즉, 고분자 용액을 주사기에 넣고 주사기 펌프의 동력을 통해서 금속 니들(71)로 고분자 용액을 공기 중에 토출한다. 금속 니들(71)은 23 Gauge needle를 사용할 수 있지만 고분자 용액에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 금속 니들(71)의 토출 속도는 액적의 형상을 유지하면서 액적 위에 고분자 섬유가 얹혀질 수 있도록 0.01 ml/h 내지 3 ml/h의 속도로 방사할 수 있다.

상술한 전압 인가 범위(5kV 내지 30kV) 및 토출 속도 범위(0.01 ml/h 내지 3 ml/h)에서 고분자 용액을 방사하면, 고분자 나노 섬유는 그 직경이 10㎚ 내지 900㎚으로 형성될 수 있다.

예를 들어, 고분자 용액으로는 클로로폼(chloroform)과 메탄올(methanol)을 1: 1의 질량비로 혼합한 용액에 폴리카프로락톤(Polycarprolactone)을 혼합한 5% 내지 25% 농도의 용액을 사용할 수 있다. 또한, 아세톤(acetone)과 디메틸포름아미드(Dimethylformamide)를 3: 7의 부피비로 혼합한 후, 폴리비닐이딘 플루오라이드(Polyvinylidenefluoride, PVDF)을 혼합한 25% 내지 30% 농도의 용액을 고분자 용액으로 사용할 수 있다. 그 외에도 폴리스틸렌(Polystrene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 콜라겐과 폴리카보네이트 혼합 용액(collagen/Polycarbonate blending solution), 젤라틴 등을 이용하여 고분자 용액을 제조할 수 있다.

전해질 채움 단계(S11)에서 몸체 일단의 관통부 영역에 전해질 용액(50)이 채워지고, 전압 인가 단계(S12)에서 전해질 용액(50)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71) 사이에 전압이 인가됨에 따라, 멤브레인 형성 단계(S13)에서 몸체 일단의 관통부 영역에서는 전해질 용액(50)과 고분자 용액 사이에 일정하고 큰 전기적 인력이 작용한다. 즉, 전해질 용액 (50)이 채워진 플레이트(10) 상단의 개구부(11) 영역과 고분자 용액의 사이에서 발생되는 전기적 인력은 일정하며, 플레이트(10) 상단의 테두리 영역과 고분자 용액 사이에서 발생되는 전기적 인력에 비해 크다. 이에 따라, 전해질 용액(50)이 채워진 플레이트(10) 상단의 개구부(11) 영역에 집적되는 멤브레인(30)의 제1영역(30a)의 밀도 및 두께는 일정하고 제2영역(30b)보다 크다.

이에 반하여, 몸체 일단의 테두리 영역과 고분자 용액 사이에서 발생되는 전기적 인력의 크기는 전해질 용액(50)과 고분자 용액 사이에 발생되는 전기적 인력의 크기에 비해 작을 뿐만 아니라, 전해질 용액(50)이 채워진 몸체 일단의 관통부에서 멀어질수록 더욱 작아지게 된다. 이에 따라, 몸체 일단 관통부의 테두리 영역에 집적되는 멤브레인(20)의 제2영역(20b)의 밀도 및 두께는 일정하지 않고 제1영역(20a) 보다 작다.

도 11은 전기방사기(70)의 방사 시간에 따라 다양하게 형성되는 멤브레인(20)의 두께를 나타내는 그래프이다.

멤브레인 형성 단계(S13)는 전기방사기(70)의 방사 시간을 조절하여 몸체의 일단에 형성되는 멤브레인(20)의 두께, 공극률 및 투명도 중 어느 하나 이상을 조절하는 방사 시간 조절 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 전기방사기(70)의 방사 시간이 길어질수록 집적되는 고분자 나노 섬유의 양이 많아진다. 이에 따라, 몸체의 일단에 형성되는 멤브레인(20)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 그 두께가 두꺼워지게 되며, 그 공극률 및 투명도가 작아지게 된다.

도 12는 고분자 용액의 농도에 따라 다양하게 형성되는 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유의 직경을 나타내는 그래프이다.

또한, 멤브레인 형성 단계(S13)는 고분자 용액의 농도를 조절하여 형성되는 멤브레인의 고분자 나노 섬유의 직경을 조절하는 고분자 용액 농도 조절 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 고분자 용액의 농도가 높아지면 그 점성도가 커지므로, 몸체의 일단에 형성되는 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유의 직경은, 도 11에 도시된 바와 같이, 커지게 된다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해질 용액을 이용한 전기방사법으로 형성한 망형 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 망형 멤브레인의 확대한 사진이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해질 용액을 이용한 전기방사법으로 형성한 멤브레인(20)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수개의 고분자 나도 섬유가 얽힌 망형으로 형성되는 것을 확인할 수 있다.

다음으로, 링(40)의 일단에 망형 멤브레인을 형성하기 위한 전해질 용액을 이용한 전기방사법(이하, “제2 전해질 전기방사법”이라 함)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 전해질 채움 단계(S21), 전압 인가 단계(S22), 멤브레인 형성 단계(S23) 및 링 체결 단계(S24)를 포함한다. 이때, 전해질 채움 단계(S21), 전압 인가 단계(S22) 및 멤브레인 형성 단계(S23)를 통해 링(40)의 일단에 멤브레인(20)을 형성한다.

이후, 링 체결 단계(S24)에서는 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체의 일단에 멤브레인(20)이 형성된 링(40)을 체결한다. 예를 들어, 링 체결 단계(S24)는 몸체 또는 링(40)를 이송하여 몸체와 링(40)을 체결하는 이송 장치에 의해 수행될 수 있다.

제2 전해질 전기방사법의 전해질 채움 단계(S21), 전압 인가 단계(S22) 및 멤브레인 형성 단계(S23)는 상술한 제1 전해질 전기방사법의 전해질 채움 단계(S11), 전압 인가 단계(S12) 및 멤브레인 형성 단계(S13)에서 몸체를 링(40)으로 대체하는 것 외에는 동일하다. 따라서, 제2 전해질 전기방사법의 전해질 채움 단계(S21), 전압 인가 단계(S22) 및 멤브레인 형성 단계(S23)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제1 전해질 전기방사법의 전해질 채움 단계(S11), 전압 인가 단계(S12) 및 멤브레인 형성 단계(S13)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

다음으로, 전극을 이용한 전기방사법에 대하여 설명하도록 한다.

도 14 및 도 15는 발명의 일 실시예에 따른 세포 배양 인서트의 제조 방법 중의 하나인 전극을 이용한 전기방사법을 나타낸다.

전극을 이용한 전기방사법은 몸체 또는 링(40)의 일단을 덮도록 구비되는 정렬형 멤브레인(20)을 형성한다.

먼저, 몸체의 일단에 정렬형 멤브레인(20)을 형성하기 위한 전극을 이용한 전기방사법(이하, “제1 전극 전기방사법”이라 함)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 배치 단계(S31), 전압 인가 단계(S32) 및 멤브레인 형성 단계(S33)를 포함한다.

배치 단계(S31)에서는 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 그 일단이 상부로 향하도록 배치하며, 몸체를 사이에 두고 2개의 전극(90)을 이격 배치한다. 이때, 2개 전극(90)은, 도 15에 도시된 바와 같이, 길게 형성된 바(bar) 형상의 것을 사용하되, 긴 길이 방향에 대해서 서로 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 이는 2개 전극(90) 사이에 형성된 전기력이 일정하게 유지되게 하여, 멤브레인 형성 단계(S33)에서 형성되는 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유 간의 간격이 일정하게 배열되도록 하기 위함이다.

특히, 배치 단계(S31)에서는 특정의 일 방향을 나타내도록 그 타단 테두리에 마커(12)를 구비한 몸체를 사용할 수 있다. 이 경우, 배치 단계(S31)는 2개 전극(90)을 이격 배치하되 2개 전극(90)이 마커(12)가 나타내는 일 방향에 대응하도록 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 마커(12)가 지시하는 정렬 방향이 제1 방향인 경우, 2개 전극(90)은 제1 방향의 연장선 상에서 서로 평행하도록 이격 배치되며, 이에 따라, 각 전극(90)의 긴 길이 방향과 제1 방향은 서로 수직하게 배치된다.

이후, 전압 인가 단계(S32)에서는 2개의 전극(90)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71) 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극(90)에는 같은 극성의 전압을 인가한다. 이때, 전압은 전원 공급기(80)를 통해서 공급되며, 5㎸ ~ 30㎸ 범위에서 인가된다. 인가 전압의 세기 변화에 따라 멤브레인 형성 단계(S33)에서 형성되는 멤브레인(20)의 구조에 변화가 생길 수 있다. 구체적으로, 2개의 전극(90)에는 음(-)의 전압을 인가하고, 금속 니들에는 양(+)의 전압을 인가한다. 이에 따라, 2개의 전극(90)은 음(-)의 전하를 띠게 되고, 멤브레인 형성 단계(S33)에서 방사되는 고분자 용액은 양(+)의 전하를 띠게 된다.

이후, 멤브레인 형성 단계(S33)에서는 전압이 인가된 상태에서 전기방사기(70)를 통해 몸체의 일단으로 고분자 용액을 방사하여 멤브레인(20)을 형성한다. 이때, 복수개의 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 정렬형 멤브레인이 형성된다.

고분자 용액과 전기방사기(70)는 상술한 제1 전해질 전기방사법에서의 고분자 용액과 전기방사기(70)와 동일하다. 따라서, 고분자 용액과 전기방사기(70)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제1 전해질 전기방사법의 고분자 용액과 전기방사기(70)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

배치 단계(S31)에서 2개의 전극(90)이 배치되고, 전압 인가 단계(S32)에서 2개의 전극(90)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71) 사이에 전압이 인가됨에 따라, 멤브레인 형성 단계(S33)에서 2개의 전극(90)과 고분자 용액 사이에는 전기적 인력이 작용한다. 이때, 2개의 전극(90)이 서로 이격되고 평행하므로, 2개의 전극(90) 사이에는 일정한 전기력이 작용하며, 이에 따라, 2개의 전극(90) 사이에 배치된 몸체 일단에는 일 방향의 복수개의 고분자 나노 섬유가 일정한 간격으로 집적된다.

특히, 멤브레인(20)의 생산성 향상을 위해, 배치 단계(S31)에서 2개 전극(90)의 상단은 몸체 일단 보다 높이 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개 전극(90)의 상단은 몸체 일단 보다 1㎜ 내지 2㎜ 정도 높이 위치할 수 있다. 즉, 2개 전극(90)의 상단의 위치가 몸체 일단 보다 낮거나 같은 경우, 고분자 나노 섬유가 잘 집적되지 않거나, 일 방향이 아닌 불규칙하게 정렬된 고분자 나노 섬유가 집적된다.

멤브레인 형성 단계(S33)는 제1 전해질 전기방사법에서 설명한 방사 시간 조절 단계 및 고분자 용액 농도 조절 단계를 더 포함할 수 있다

배치 단계(S31)에서 마커(12)를 구비한 몸체를 사용하는 경우, 멤브레인 형성 단계(S33)를 통해 형성되는 정렬형 멤브레인(20)은 그 나노 섬유의 정렬 방향이 마커(12)가 나타내는 일 방향과 일치하게 된다.

한편, 제1 전극 전기방사법에서는 멤브레인(20)을 몸체에 접착하기 위한 접착 단계가 추가적으로 필요하다. 즉, 제1 전극 전기방사법은 배치 단계(S31)와 전압 인가 단계(S32)의 사이에 몸체의 상부 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 제1 전극 전기방사법은 멤브레인 형성 단계(S33) 이후, 몸체의 상부 표면에 접착제를 도포한 후, 열처리하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다. 접착제는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 특히, 열처리 단계에서는 가열된 공기를 이용하여 열처리하거나 가열된 금속 등의 판으로 압착하여 열처리할 수 있다.

배치 단계(S31)에서 마커(12)가 미구비된 몸체를 사용하는 경우, 제1 전극 전기방사법은 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단(11) 테두리의 위치에 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 마커(12)를 형성하는 마커 형성 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 마커 형성 단계는 소정 각도의 모서리가 향하는 방향이 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 도형을 몸체의 타단(11) 테두리에, 홈 형상으로 형성하거나, 돌기 형상으로 형상하거나, 별도의 부착물로 부착하는 단계일 수 있다. 이러한 마커 형성 단계는 멤브레인 형상 단계(S33) 이후에 수행되며, 열처리 단계 전후에 수행될 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 구비한 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인을 확대한 사진이다. 도 17은 마커(12) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 각각 포함하는 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인을 확대한 사진이다. 또한, 도 18(a), (b)는 마커(12) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 정렬형 멤브레인을 각각 포함하는 세포 배양 인서트의 사진과, 해당 정렬형 멤브레인에 배양된 세포를 현미경으로 관찰한 사진이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법으로 형성한 멤브레인(20)은, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 복수개의 고분자 나도 섬유가 일 방향으로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 17 및 도 18(a)에 도시된 바와 같이, 마커(12)(도 18에서 붉은색 별표 내에 위치)가 지시하는 방향과 정렬형 멤브레인의 나노 섬유의 배열 방향(도 18에서 붉은색 화살표로 표시)이 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 18(b)에 도시된 바와 같이, 정렬형 멤브레인의 나노 섬유의 배열 방향(붉은색 화살표로 표시)에 따라 내피 세포가 정렬되어 배양되는 것을 확인할 수 있다.

다음으로, 링(40)의 일단에 정렬형 멤브레인(20)을 형성하기 위한 전극을 이용한 전기방사법(이하, “제2 전극 전기방사법”이라 함)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 배치 단계(S41), 전압 인가 단계(S42) 및 멤브레인 형성 단계(S43) 및 링 체결 단계(S44)를 포함한다. 이때, 배치 단계(S41), 전압 인가 단계(S42) 및 멤브레인 형성 단계(S43)를 통해 링(40)의 일단에 멤브레인(20)을 형성한다. 이후, 링 체결 단계(S44)에서는 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체의 일단에 멤브레인(20)이 형성된 링을 체결한다.

제2 전극 전기방사법의 배치 단계(S41), 전압 인가 단계(S42) 및 멤브레인 형성 단계(S43)는 상술한 제1 전극 전기방사법의 배치 단계(S31), 전압 인가 단계(S32) 및 멤브레인 형성 단계(S33)에서 몸체를 링(40)으로 대체하는 것 외에는 동일하다. 따라서, 제2 전극 전기방사법의 배치 단계(S41), 전압 인가 단계(S42) 및 멤브레인 형성 단계(S43)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제1 전극 전기방사법의 배치 단계(S31), 전압 인가 단계(S32) 및 멤브레인 형성 단계(S33)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

링 체결 단계(S44)에서는 특정의 일 방향을 나타내도록 그 타단 테두리에 마커(12)를 구비한 몸체를 사용할 수 있다. 이 경우, 링 체결 단계(S44)는 몸체의 일단에 링(40)을 체결하면서, 마커(12)가 나타내는 일 방향과 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 제2 전극 전기방사법에서는 멤브레인(20)을 링(40)에 접착하기 위한 접착 단계가 추가적으로 필요하다. 즉, 제2 전극 전기방사법은 배치 단계(S41)와 전압 인가 단계(S42)의 사이에 링(40)의 상부 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 제2 전극 전기방사법은 멤브레인 형성 단계(S43)와 링 체결 단계(S44) 사이에 링(40)의 상부 표면에 접착제를 도포한 후, 열처리하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다. 접착제는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 특히, 열처리 단계에서는 가열된 공기를 이용하여 열처리하거나 가열된 금속 등의 판으로 압착하여 열처리할 수 있다.

링 체결 단계(S44)에서 마커(12)가 미구비된 몸체를 사용하는 경우, 제2 전극 전기방사법은 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단(11) 테두리의 위치에 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 마커(12)를 형성하는 마커 형성 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 마커 형성 단계는 소정 각도의 모서리가 향하는 방향이 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 도형을 몸체의 타단(11) 테두리에, 홈 형상으로 형성하거나, 돌기 형상으로 형상하거나, 별도의 부착물로 부착하는 단계일 수 있다. 이러한 마커 형성 단계는 링 체결 단계(S44) 이후에 수행되며, 열처리 단계 전후에 수행될 수 있다.

도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극을 이용한 전기방사법을 나타낸다.

한편, 전극을 이용한 전기방사법은 몸체 또는 링(40)의 일단을 덮도록 구비되는 2개(제1층 및 제2층) 이상 층의 정렬형 멤브레인(20)을 형성할 수 있다. 이 경우, 복수개의 고분자 나노 섬유 간의 공극 간격을 조절할 수 있는 이점이 있다.

먼저, 몸체의 일단에 2개 이상 층의 정렬형 멤브레인(20)을 형성하기 위한 전극을 이용한 전기방사법(이하, “제3 전극 전기방사법”이라 함)은, 도 19에 도시된 바와 같이, 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52), 제1층 멤브레인 형성 단계(S53), 회전 단계(S54), 제2 전압 인가 단계(S55) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)를 포함한다. 이때, 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52) 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S53)를 통해 몸체의 일단에 제1층의 멤브레인(20)을 형성하며, 회전 단계(S54), 제2 전압 인가 단계(S55) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)를 통해 제1층의 멤브레인 상에 제2층의 멤브레인을 형성한다.

제3 전극 전기방사법의 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52) 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S53)는 상술한 제1 전극 전기방사법의 배치 단계(S31), 전압 인가 단계(S32) 및 멤브레인 형성 단계(S33)에서 멤브레인(20)을 제1층의 멤브레인(20)으로 대체하는 것 외에는 동일하다. 따라서, 제3 전극 전기방사법의 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52) 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S53)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제1 전극 전기방사법의 배치 단계(S31), 전압 인가 단계(S32) 및 멤브레인 형성 단계(S33)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

배치 단계(S51)에서는 제1 방향을 나타내는 제1 마커와 제2 방향을 나타내는 제2 마커를 그 타단 테두리에 구비한 몸체를 사용할 수 있다. 이 경우, 배치 단계(S51)는 몸체를 사이에 두고 2개의 전극(90)을 이격 배치하되 2개의 전극(90)이 제1 방향에 대응하도록 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 2개 전극(90)은 제1 방향의 연장선 상에서 서로 평행하도록 이격 배치되며, 이에 따라, 각 전극(90)의 긴 길이 방향과 제1 방향은 서로 수직하게 배치된다.

제1층 멤브레인 형성 단계(S53) 이후, 회전 단계(S54)에서는 평면 상에서 몸체나 2개의 전극(90)을 회전시킨다. 즉, 평면(x축과 y축의 면)에 수직한 축(z축)을 회전축으로 하여, 2개의 전극(90)의 위치를 유지한 채 몸체를 회전시키거나, 몸체의 위치를 유지한 채 2개의 전극(90)을 회전시킨다. 이때, 회전각은 1° 내지 90°일 수 있다. 회전각이 90°인 경우, 제1층의 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유와 제2층의 멤브레인(20)의 고분자 나노 섬유는 서로 직교하게 된다. 몸체 또는 2개의 전극(90)를 회전시키기 위해 이송 장치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 이송 장치는 평면에 수직한 축을 가지는 모터와, 모터의 회전에 따라 회전하는 회전 플레이트와, 몸체 또는 2개의 전극(90)를 회전 플레이트에 체결하는 체결 수단을 포함할 수 있다.

배치 단계(S51)에서 제1 마커 및 제2 마커를 구비한 몸체를 사용하는 경우, 회전 단계(S54)는 평면 상에서 몸체나 2개의 전극(90)을 회전시켜 2개의 전극(90)이 제2 방향에 대응하도록 배치하는 단계일 수 있다.

이후, 제2 전압 인가 단계(S55)에서는 2개의 전극(90)과 전기방사기(70)의 금속 니들(71) 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가한다. 제2 전압 인가 단계(S55)는 상술한 제1 전극 전기방사법의 전압 인가 단계(S32)와 동일하므로, 제2 전압 인가 단계(S55)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제1 전극 전기방사법의 전압 인가 단계(S32)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

이후, 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)에서는 전압이 인가된 상태에서 전기방사기(70)를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층의 멤브레인과 다른 일 방향으로 정렬된 제2층의 멤브레인을 형성한다.

제1층 멤브레인 및 제2층 멤브레인의 생산성 향상을 위해, 배치 단계(S31)에서 2개 전극(90)의 상단은 몸체 일단 보다 높이 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개 전극(90)의 상단은 몸체 일단 보다 1㎜ 내지 2㎜ 정도 높이 위치할 수 있다. 즉, 2개 전극(90)의 상단의 위치가 몸체 일단 보다 낮거나 같은 경우, 고분자 나노 섬유가 잘 집적되지 않거나, 일 방향이 아닌 불규칙하게 정렬된 고분자 나노 섬유가 집적된다.

제1층 멤브레인 형성 단계(S53) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)는 제1 전해질 전기방사법에서 설명한 방사 시간 조절 단계 및 고분자 용액 농도 조절 단계를 더 포함할 수 있다.

배치 단계(S51)에서 제1 마커 및 제2 마커를 구비한 몸체를 사용하는 경우, 제1층 멤브레인 형성 단계(S53)를 통해 형성된 제1층 멤브레인의 정렬 방향은 제1 방향이며, 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)를 통해 형성된 제2층 멤브레인의 정렬 방향은 제2 방향이다.

한편, 제3 전극 전기방사법에서는 멤브레인(20)을 몸체에 접착하기 위한 단계가 추가적으로 필요하다. 즉, 제3 전극 전기방사법은 배치 단계(S51)와 제1 전압 인가 단계(S52)의 사이, 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S53)와 제2 전압 인가 단계(S55)의 사이에 몸체의 상부 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 제3 전극 전기방사법은 제1층 멤브레인 형성 단계(S53) 또는 제2층 멤브레인 형성 단계(S56) 이후, 몸체의 상부 표면에 접착제를 도포한 후 열처리하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다. 접착제는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 특히, 열처리 단계에서는 가열된 공기를 이용하여 열처리하거나 가열된 금속 등의 판으로 압착하여 열처리할 수 있다.

배치 단계(S51)에서 제1 마커 및 제2 마커가 미구비된 몸체를 사용하는 경우, 제3 전극 전기방사법은 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제2 마커를 몸체 타단(12) 테두리에 각각 형성하는 마커 형성 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 마커 형성 단계는 소정 각도의 모서리가 향하는 제1 방향이 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 제1 마커용 도형과, 소정 각도의 모서리가 향하는 제2 방향이 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 제2 마커용 도형을 몸체의 타단(11) 테두리에, 홈 형상으로 형성하거나, 돌기 형상으로 형상하거나, 별도의 부착물로 부착하는 단계일 수 있다. 이러한 마커 형성 단계는 제2층 멤브레인 형성 단계(S56) 이후에 수행되며, 열처리 단계 전후에 수행될 수 있다.

다음으로, 링(40)의 일단에 2개 이상 층의 정렬형 멤브레인(20)을 형성하기 위한 전극을 이용한 전기방사법(이하, “제4 전극 전기방사법”이라 함)은, 도 19에 도시된 바와 같이, 배치 단계(S61), 제1 전압 인가 단계(S62), 제1층 멤브레인 형성 단계(S63), 회전 단계(S64), 제2 전압 인가 단계(S65), 제2층 멤브레인 형성 단계(S66) 및 링 체결 단계(S67)를 포함한다. 이때, 배치 단계(S61), 제1 전압 인가 단계(S62) 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S63)를 통해 링(40)의 일단에 제1층의 멤브레인을 형성하며, 회전 단계(S64), 제2 전압 인가 단계(S65) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S66)를 통해 링(40)의 일단에 제2층의 멤브레인을 형성한다. 이후, 링 체결 단계(S67)에서는 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체의 일단에 제1층 및 제2층의 멤브레인(20)이 형성된 링(40)을 체결한다. 예를 들어, 링 체결 단계(S67)는 몸체 또는 링(40)를 이송하여 몸체와 링(40)을 체결하는 이송 장치에 의해 수행될 수 있다.

제4 전극 전기방사법의 배치 단계(S61), 제1 전압 인가 단계(S62), 제1층 멤브레인 형성 단계(S63), 회전 단계(S64), 제2 전압 인가 단계(S65) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S66)는 상술한 제3 전극 전기방사법의 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52), 제1층 멤브레인 형성 단계(S53), 회전 단계(S54), 제2 전압 인가 단계(S55) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)에서 몸체를 링(40)으로 대체하는 것 외에는 동일하다. 따라서, 제4 전극 전기방사법의 배치 단계(S61), 제1 전압 인가 단계(S62), 제1층 멤브레인 형성 단계(S63), 회전 단계(S64), 제2 전압 인가 단계(S65) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S66)에 대한 상세한 설명은 이하 생략하고 상술한 제3 전극 전기방사법의 배치 단계(S51), 제1 전압 인가 단계(S52), 제1층 멤브레인 형성 단계(S53), 회전 단계(S54), 제2 전압 인가 단계(S55) 및 제2층 멤브레인 형성 단계(S56)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

링 체결 단계(S67)에서는 제1 방향을 나타내는 제1 마커와 제2 방향을 나타내는 제2 마커를 각각 그 타단 테두리에 구비한 몸체를 사용할 수 있다. 이 경우, 링 체결 단계(S67)는 몸체의 일단에 링(40)을 체결하면서, 제1 방향과 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키고 제2 방향과 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 제4 전극 전기방사법에서는 멤브레인(20)을 링(40) 에 접착하기 위한 단계가 추가적으로 필요하다. 즉, 제4 전극 전기방사법은 배치 단계(S61)와 제1 전압 인가 단계(S62)의 사이, 및 제1층 멤브레인 형성 단계(S63)와 제2 전압 인가 단계(S65)의 사이에 링(40)의 상부 표면에 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 또는, 제4 전극 전기방사법은 제1층 멤브레인 형성 단계(S63) 또는 제2층 멤브레인 형성 단계(S63) 이후, 링(40)의 상부 표면에 접착제를 도포한 후 열처리하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다. 접착제는 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 에폭시 수지가 사용될 수 있다. 특히, 열처리 단계에서는 가열된 공기를 이용하여 열처리하거나 가열된 금속 등의 판으로 압착하여 열처리할 수 있다.

링 체결 단계(S67)에서 제1 마커 및 제2 마커가 미구비된 몸체를 사용하는 경우, 제4 전극 전기방사법은 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단(11) 테두리의 위치에 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단(11) 테두리의 위치에 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제2 마커를 각각 형성하는 마커 형성 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 마커 형성 단계는 소정 각도의 모서리가 향하는 제1 방향이 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 제1 마커용 도형과, 소정 각도의 모서리가 향하는 제2 방향이 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 제2 마커용 도형을 몸체의 타단(11) 테두리에, 홈 형상으로 형성하거나, 돌기 형상으로 형상하거나, 별도의 부착물로 부착하는 단계일 수 있다. 이러한 마커 형성 단계는 링 체결 단계(S67) 이후에 수행되며, 열처리 단계 전후에 수행될 수 있다.

또한, 제1 전극 전기방사법 내지 제4 전극 전기방사법은 멤브레인(20)을 형성한 후, 몸체 또는 링(40)의 모양에 맞춰 형성된 멤브레인(20)을 절삭하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 세포 배양 인서트 11 : 세포 배양 인서트의 타단
12 : 마커 20 : 멤브레인
20a : 제1영역 20b : 제2영역
30 : 플레이트 31 : 삽입구
40 : 링 50 : 전해질 용액
60 : 전해질 용기 70 : 전기방사기
71 : 금속 니들 80 : 전원 공급기
90 : 전극

Claims (14)

1. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되는 세포 배양 인서트에 있어서,
   일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체;
   몸체의 일단을 덮도록 형성되며, 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 정렬형으로 형성된 멤브레인; 및
   나노 섬유의 정렬 방향을 나타내도록 몸체의 타단 테두리에 형성된 마커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 마커는 소정 각도의 모서리가 향하는 방향이 나노 섬유의 정렬 방향과 일치하는 도형을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 정렬형으로 형성된 멤브레인은, 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 제1층 멤브레인과, 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층 멤브레인을 덮되 제1층 멤브레인의 배열 방향과 다른 일 방향으로 배열된 제2층 멤브레인을 포함하며,
   상기 마커는 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 제2 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 마커와 상기 제2 마커는 서로의 크기가 다르거나 모양이 다르게 형성됨으로써 제1층 멤브레인과 제2층 멤브레인의 적층 순서를 나타내는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트.
5. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되는 세포 배양 인서트에 있어서,
   일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체;
   몸체의 일단에 체결되는 링;
   링의 일단을 덮도록 형성되며, 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 정렬형으로 형성된 멤브레인; 및
   나노 섬유의 정렬 방향을 나타내도록 몸체의 타단 테두리에 형성된 마커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트.
6. 삽입구를 구비한 플레이트; 및
   플레이트의 삽입구에 삽입되는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 세포 배양 인서트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 용기.
7. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
   는 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
   특정의 일 방향을 나타내는 마커를 그 타단 테두리에 구비한 몸체를 그 일단이 상부로 향하도록 배치하며, 몸체를 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하되 2개의 전극이 마커가 나타내는 일 방향에 대응하도록 배치하는 배치 단계;
   2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 전압 인가 단계; 및
   전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체의 일단으로 고분자 용액을 방사하여 마커가 나타내는 일 방향으로 복수개의 고분자 나노 섬유가 배열된 멤브레인을 형성하는 멤브레인 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
8. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
   몸체를 그 일단이 상부로 향하도록 배치하며, 몸체를 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 배치 단계;
   2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 전압 인가 단계;
   전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체의 일단으로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 멤브레인을 형성하는 멤브레인 형성 단계; 및
   나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단 테두리의 위치에 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 마커를 형성하는 마커 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
9. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
   일단과 타단이 관통하도록 형성되는 링을 그 일단이 상부로 향하도록 배치하며, 링을 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 배치 단계;
   2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 전압 인가 단계;
   전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링의 일단으로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 멤브레인을 형성하는 멤브레인 형성 단계; 및
   특정의 일 방향을 나타내는 마커를 그 타단 테두리에 구비한 몸체의 일단에 링을 체결하면서, 마커가 나타내는 일 방향과 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키는 링 체결 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
10. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
    일단과 타단이 관통하도록 형성되는 링을 그 일단이 상부로 향하도록 배치하며, 링을 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 배치 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 전압 인가 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링의 일단으로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 배열된 멤브레인을 형성하는 멤브레인 형성 단계;
    몸체의 일단에 링을 체결하는 링 체결 단계; 및
    나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 몸체 타단 테두리의 위치에 나노 섬유의 정렬 방향을 나타내는 마커를 형성하는 마커 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
11. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성된 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
    제1 방향을 나타내는 제1 마커와 제2 방향을 나타내는 제2 마커를 각각 그 타단 테두리에 구비한 몸체를 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하되 2개의 전극이 제1 방향에 대응하도록 배치하는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1 방향으로 정렬된 제1층 멤브레인을 형성하는 단계;
    평면 상에서 몸체나 2개의 전극을 회전시켜 2개의 전극이 제2 방향에 대응하도록 배치하는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계; 및
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제2 방향으로 정렬된 제2층 멤브레인을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
12. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성되는 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
    몸체를 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 일 방향으로 정렬된 제1층 멤브레인을 형성하는 단계;
    평면 상에서 몸체나 2개의 전극을 회전시키는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 몸체로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층 멤브레인과 다른 일 방향으로 정렬된 제2층 멤브레인을 형성하는 단계; 및
    제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제2 마커를 몸체 타단 테두리에 각각 형성하는 마커 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
13. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성되는 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
    링을 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링으로 고분자 용액을 방사하여 제1층 멤브레인을 형성하는 단계;
    평면 상에서 링이나 2개의 전극을 회전시키는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링으로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층 멤브레인과 다른 일 방향으로 정렬된 제2층 멤브레인을 형성하는 단계; 및
    제1 방향을 나타내는 제1 마커와 제2 방향을 나타내는 제2 마커를 각각 그 타단 테두리에 구비한 몸체의 일단에 링을 체결하면서, 제1 방향과 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키고 제2 방향과 제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향을 일치시키는 링 체결 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.
14. 플레이트에 구비된 삽입구에 삽입되며, 일단과 타단이 관통하도록 형성되는 몸체를 구비한 세포 배양 인서트의 제조 방법에 있어서,
    링을 사이에 두고 2개의 전극을 이격 배치하는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링으로 고분자 용액을 방사하여 제1층 멤브레인을 형성하는 단계;
    평면 상에서 링이나 2개의 전극을 회전시키는 단계;
    2개의 전극과 전기방사기의 금속 니들 사이에 전압을 인가하되, 2개의 전극에는 같은 극성의 전압을 인가하는 단계;
    전압이 인가된 상태에서 전기방사기를 통해 링으로 고분자 용액을 방사하여 복수개의 고분자 나노 섬유가 제1층 멤브레인과 다른 일 방향으로 정렬된 제2층 멤브레인을 형성하는 단계; 및
    제1층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제1 마커와, 제2층 멤브레인 나노 섬유의 정렬 방향에 대응하는 제2 마커를 몸체 타단 테두리에 형성하는 마커 형성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 인서트의 제조 방법.

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