KR20190036640A - 3차원 형상 맞춤형 세포 시트와 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자 맞춤형 세포 시트 제조를 위한 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드을 이용하여 제조된 세포 시트에 대한 것으로, 폴리이소프로필아크릴아마이드의 형상 기억 현상을 활용하여 세포 배양기 안에서 자연적으로 환자 상처 부위와 일치한 세포 시트의 제작하는 것이다. 이를 통해 제조된 환자 맞춤형 세포 시트는 환자들의 다양한 상처에 대하여 치유 속도를 촉진시킬 수 있다.

Description

3차원 형상 맞춤형 세포 시트와 이의 제조 방법 {3 Dimensional Shape-Specific Cell Sheet and Method for Producing the Same}

본 발명은 3차원 형상 맞춤형 세포 시트와 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 수팽윤성 수지 지지체의 형상 기억 현상을 활용하여 상기 지지체에 세포를 분산 접종(seeding)하여 지지체 위에서 세포층을 배양함으로써 환자 상처 부위의 3차원 형상에 부합하는 세포층 시트를 제작하는 방법에 대한 것이다.

이러한 본 발명의 방법을 통해 제조되는 형상 맞춤형 세포층 시트를 환자의 다양한 형상의 상처 부위에 덮어주어 상처 치유 속도와 효과를 촉진시킬 수 있다.

1980년대 1980년대 이후 등장한 조직공학(tissue engineering)은, 손상된 생체 조직을 재생 및 치료하기 위한 방법이다. 이러한 생체 조직 재생 방법에서는, 지지체를 사용하여 배양되는 세포 조직을 생체 내에 이식 또는 주입하게 되는데, 이러한 경우 재생이 필요한 조직의 다양한 3차원적 형상으로 인하여 여러 가지 문제점들이 발생하게 된다.

이러한 조직 공학 기술을 통하여 제작되는 이식 또는 주입용 재생 조직에는 세포를 공정하거나 조직을 지탱하기 위한 생분해성 지지체가 사용되고, 이들은 통상 세포 조직과 함께 생체 내부로 이식되거나 주입 된다.

이러한 경우에 이식되는 재생 조직에 상기 지지체가 차지하는 부피만큼 체내에 주입되는 조직 세포의 숫자는 줄어들게 되어 치료 효과가 감소하는 문제점이 발생한다.

또한, 지지체를 세포와 함께 이식하는 경우 이식 이후 지지체에 대한 면역 반응이 발생하게 되고 더 나아가, 생분해성 지지체가 체내에서 분해 될 경우에도 염증반응을 유발할 수도 있게 된다.

최근 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 조직공학의 새로운 기술인 세포 시트 공학(cell sheet engineering)기술에서는 세포 조직 이식 과정에서 지지체(scaffold)를 제외하고 세포 조직만을 환자의 상처에 이식하게 된다.

이러한 세포 시트 이식 기술은, 지지체가 함께 이식되는 기존의 세포 조직 이식 방식에 비하여, 상대적으로 높은 밀도의 세포를 환자 조직에 이식할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

효과적으로 생체 조직을 재생하거나 치료하기 위해서는, 높은 밀도의 세포로 이루어진 조직을 이식하는 것이 필요하다. 이러한 이유로 세포 조직을 이식 가능한 시트 형태로 배양하여 지지체를 제거한 다음 세포 시트만을 조직의 치료와 재생에 사용 하는 세포 시트 공학이 주목 받고 있다.

현재까지 개발된 세포 시트 기술은 주로 평면 형상의 세포 시트를 제조하는 방법이므로 2차원 평면 형상의 세포 시트 조직을 3차원 형상의 굴곡진 환부를 덮어서 이식하기에는 물리적인 한계점이 존재하였다.

따라서 당업계에서는 3차원 형상의 굴곡진 생체 조직에 정확하게 합체되어 치료 효과를 향상시키기 위하여 이식할 생체 부위의 형상에 부합하는 3차원 형상의 시트(sheet)형태로 세포 조직을 배양하는 기술의 개발이 오랫동안 요구되어 왔다.

세포외기질(extracellular matrix; ECM)과 세포로만 이루어진 세포 층상 시트를 지지체 상에서 배양한 다음, 이렇게 배양된 세포 시트를 지지체에서 분리해내고 분리된 세포 시트를 환자 상처 조직 부위에 이식할 수 있도록 함으로써 치료 효과를 상승시키는 재생의학 기술에 소요되는 새로운 생체 조직 제조 기술이 필요한 실정이다.

그러나 3차원 형상의 다양한 형태의 생체 조직에 정확하게 합체될 수 있는 3차원 형상의 굴곡진 세포 층 시트를 제작하는 기술은 현재까지 개발되고 있지 아니하다.

따라서, 본 발명자들은 환자의 상처 부위의 3차원 형상에 부합하는 굴곡진 형상의 세포 시트를 배양하기 위해서, 온도 감응 형상 회복 능력을 갖는 고분자인 수지 지지체를 환자 상처 부위의 3차원 형상을 기억하도록 제작한 다음, 이러한 형상 기억 수지 지지체 상에서 세포 조직을 시트 형상으로 배양하는 기술을 개발하고자 한다.

따라서 본 발명의 목적은, 복잡한 3차원 형상의 생체 조직에 부합하는 3차원 형상을 기억하는 수팽윤성 고분자 지지체 시트 상에서 세포 시트를 배양하여 환자 부위별 형상 맞춤형 세포 시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 형상 기억 수팽윤성 수지 시트 지지체로 사용하여 기억하고자 하는 형상의 세포 시트를 제작하는 방법에 있어서,

1) 수용성 단량체와 물과의 혼합물에 가교제를 첨가하여 기억시키고자 하는 형상이 음각된 몰드에 투여하는 단계;

2) 상기 몰드에 채워진 단량체를 중합시키고 가교시켜서 중합 반응 당시의 형상 회복력을 갖는 수팽윤성 수지로 이루어진, 세포 지지체 시트를 제조하는 단계;

3) 상기 수팽윤성 고분자 수지로 이루어진 세포 지지체 시트에 압력을 가하여 평평한 형상의 시트로 변형 시키는 단계;

4) 평평한 형상으로 변형된 상기 지지체 시트에 세포를 살포하여 접종하는 단계;

5) 상기 세포 지지체 시트에 접종된 세포를 배양하여 상기 지지체 시트 위에 세포 시트 층을 형성시키는 단계;

6) 세포 시트 층이 형성된 세포 지지체의 형상을 상기 2)단계 지지체 중합 당시의 형상으로 복원시키는 단계; 그리고

7) 지지체 중합 반응 당시의 형상으로 복원된 세포 지지체에서 필요로 하는 3차원 형상의 세포 시트 층을 분리해내는 단계를 포함하는, 3차원 형상의 세포 시트를 제작하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 중합 반응 당시의 형상으로 복원되는 특성을 갖는 수팽윤성 수지 시트 지지체에서 배양되어 3차원 형상으로 제작되는 생체조직 형상 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트를 제공하는 것이다.

본 발명은, 형상 기억 수팽윤성 고분자 지지체 시트를 사용하여 환자 상처 부위 또는 재생이 필요한 조직 부위의 형상 맞춤형 세포 시트를 제조하기 위한 것으로서, 본 발명을 통해 제조된 환자 맞춤형 세포 시트는 환자들의 다양한 상처에 대한 치유 속도를 촉진시킬 수 있다. 이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.

본 발명의 하나의 예시로서 아크릴아마이드계 단량체 수용액과, 가교제 및 광 개시제로 이루어진 조성물에 자외선을 조사하여 폴리아크릴아마이드 지지체 시트를 제조하였으며, 이 지지체 시트는 중합 반응 당시의 형상으로 복원되는 특성을 나타낸다.

보다 구체적으로 본 발명에서는 N-이소프로필아크릴아마이드 (N-isopropylacrylamide; NIPAAm) 단량체의 수용액을 제조하고, 이를 중합시켜 중합 반응 당시 형상으로 회복되는 복원력을 갖는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트를 제작하였다.

본 발명의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트의 제조에 사용되는 단량체 수용액에서 N-이소프로필아크릴아마이드와 물의 몰 비율은 0.045:1 이하로 제조되며 물을 용매로 사용하는 용액 중합과정을 거쳐서 물이 발포체 역할을 하여 다공성 구조의 고분자 발포체를 형성한다.

그런데 상기 다공성 구조는 폴리이소프로필아크릴아마이드의 기계적 물성을 훼손하는 요인이 된다. 기계적 특성이 낮은 소재는 외부압력을 부가하면 그 변형 과정에서 소재의 형상이 변할 수 있고, 변하지 아니한다 하더라도 변형된 형상이 유지되지 못한다.

이러한 점은 종래기술로 제작되는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체가 형상 기억을 유지할 수 없는 이유가 된다. 지지체 시트가 형상 회복력을 갖는다는 점은 압력이 가하여졌을 때 변형되더라도 압력이 제거되고 특정 온도에 노출되면 중합 당시의 형상으로 복원되는 것을 의미한다.

폴리이소프로필아크릴아마이드 발포체로 이루어진 지지체 시트의 기계적 물성이 나쁘다는 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는, N-이소프로필아크릴아마이드 단량체 농도가 상대적으로 높은 수용액을 사용하여 형상 회복력을 가지는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트를 제조하였다.

본 발명의 3차원 형상의 세포 층 시트를 제조하기 위해 요구되는 된 형상 복원력을 갖는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트는 물이나 다른 용매로 팽윤되어 있을 때는 건조된 상태보다 향상된 신축성(elastic)을 가지게 되므로 팽윤된 상태에서 외부압력을 가하여 평평한 형상으로 변형시키는 것이 가능하다.

평평한 형상으로 변형된 상태를 유지한 채 상온에서 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트를 팽윤시켰던 용매나 물 분자들을 제거하게 되면, 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트는 그러한 평평한 형상을 유지할 수 있게 된다.

평평한 형상의 건조된 폴리이소프로필아크릴아마이드 시트가 외부 자극과 물과 같은 용매에 의해 팽윤되고 일정한 조건에 이르면 폴리이소프로필아크릴아마이드 고분자가 중합 반응 당시의 형상으로 복원 된다.

본 발명의 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체 수용액은 종래의 기술에 비하여 N-이소프로필아크릴아마이드를 비교적 고농도로 함유하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 본 발명의 단량체 수용액에서 N-이소프로필아크릴아마이드 대 물의 중량 비는 87:13 내지 95:5, 바람직하게는 87:13 내지 88:12 일 수 있다.

본 발명에서 사용되는 가교제는 폴리이소프로필아크릴아마이드 제조에 사용되는 종래의 중합 방법에 사용될 수 있는 가교제라면 제한 없이 사용 가능하다. 바람직하게는, 본 발명의 지지체에는 N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(N,N-Methylenebisacrylamide) 또는 테트라메틸에틸렌디아민(tetramethylethylenediamine,TEMED)이 가교제로서 사용될 수 있으나, 이들만으로 한정되지는 아니한다.

특히 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체 수용액에 첨가되는 가교제의 양에 따라 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트 형상이 복원되는 시간이 달라질 수 있어서, 가교제의 함량 조절을 통하여 형상 회복 시간을 조절할 수 있다.

예를 들어 가교제의 함량이 N-이소프로필아크릴아마이드 중량 100%를 기준으로 0.02 중량%인 경우, 형상 복원에 소요되는 시간이 115 내지 125 분이고, 0.1 중량%인 경우 형상 복원 시간은 185 내지 195 분 일 수 있다.

또한 상기 광 가교제는 2-히드록시-1-1[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1프로파논을 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 아니한다.

예를 들어 상기 광 개시제는 N-이소프로필아크릴아마이드 중량 100%를 기준으로 0.01 내지 0.05 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 하나의 실시 예에서 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 다공성 구조를 나타내지 아니하거나, 매우 낮은 수준의 다공성을 보이는 것에 그치는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 다공성 구조의 최소화에 따른 각별한 효과로서 지지체 시트의 기계적 강도가 비교적 우수한 것을 특징으로 한다.

예를 들어 본 발명의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 신장탄성계수(young's modulus)의 범위가 14 내지 15 MPa일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 N-이소프로필아크릴아마이드와 물의 중량비가 87:13 내지 95:5인 단량체 용액과, 가교제 및 광 개시제로 이루어진 조성물에 자외선을 조사하여 중합 반응이 이루어지며, 용매로 팽윤되었을 때 기억되었던 형상으로 회복되는 특성을 갖는 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제공한다.

현재까지 당업계에 알려진 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 제조에 관한 다양한 공지 기술들은 본 발명의 세포 시트 제조용 지지체의 제조 과정에 적용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 N-이소프로필아크릴아마이드 (N-isopropylacrylamide)와 물을 혼합하여 단량체 수용액을 제조하는 단계; 상기 단량체 수용액을 3차원 형상의 몰드에 공급하는 단계; 및 상기 몰드 내의 단량체 수용액에 자외선을 조사하여 폴리이소프로필아크릴아마이드로 중합시키는 단계를 포함하는 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트 제조 방법을 포함한다.

본 발명에서 사용된 지지체 시트 제조 방법에서는 사용되는 몰드는 기억시키고자 하는 환자의 생체 조직의 3차원 형상이 음각되거나 양각된 형상이다. 본 발명의 하나의 실시예는 L자 형태의 몰드를 사용하였다.

본 발명의 제조 방법에서, 자외선을 조사하는 단계 이후, 가교 반응을 통해 중합되는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트의 기계적 물성을 강화하는 단계를 추가로 포함하여, 종래 기억된 형상과 다른 형상으로도 변형시킬 수 있다.

예를 들어, 세포 시트 제작에 사용하기 위한 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제조하는 경우, 세포 배양이 용이하도록 하기 위하여 특정 형상이 기억된 형상 기억 지지체 시트에 물리적 압력을 가하여 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체가 평평하게 펴지도록 변형을 가할 수 있다.

본 발명의 하나의 실시예에서, 자외선 조사하는 단계 이후 제조된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트를 물에 침지시켜 폴리이소프로필아크릴아마이드의 탄성을 증진시키는 단계를 추가할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에서 사용되는 N-이소프로필아크릴아마이드 용액은 단량체를 고농도로 함유하는 것을 특징으로 하며, 예를 들어 단량체 수용액 내의 N-이소프로필아크릴아마이드 및 물의 중량비가 87:13 내지 95:5, 바람직하게는 87:13 내지 88:12 일 수 있다.

또한 상기 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 시트의 제조를 위한 단량체 수용액을 제조하는 단계에서 가교제 및/또는 광 개시제를 추가로 혼합할 수 있다.

본 발명의 제조방법으로 제조되는 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 용매에 의한 팽윤에 의하여 기억된 형상을 회복하는 것을 특징으로 하며, 상기 용매는 하이드로겔이 흡수할 수 있는 용매이면 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 물을 사용할 수 있다.

본 발명의 지지체 시트의 형상 복원을 위하여 사용되는 상기 용매의 온도에 따라 형상 복원 시간이 달라질 수 있어서, 용매의 온도를 조절함으로써 형상 복원 시간을 조절할 수 있다.

예를 들어 상기 용매의 온도가 37℃ 인 경우 형상 복원 시간이 860 내지 880 분이고, 용매의 온도가 80℃ 인 경우 형상 복원 시간은 100 내지 110분일 수 있다.

본 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 전술한 바와 같이, 제조 당시 단량체 용액에 첨가되는 가교제의 함량 또는 형상 회복시 사용되는 용액의 온도 조절을 통하여 형상 회복 시간을 조절할 수 있어 매우 유용하다.

특히 상기 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드를 세포 시트 제조용 지지체로 사용하는 경우, 세포에 따라 부착되는 시간이 상이하여 다양한 종류의 환자 생체 형상 맞춤형 세포 시트의 제조에 특히 적합하다.

본 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 사용하여 세포 시트 제조에 사용될 수 있으며, 예를 들어 원하는 형상으로 형상을 기억시켜 해당 형상의 세포 시트를 제조할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 세포 시트는 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드에 기억된 형상과 동일한 형상을 나타낼 수 있으며, 상기 형상은 필요에 따라 다양한 형태일 수 있다.

특히 중력 방향의 역방향을 포함하는 형상의 지지체에 세포를 살포하여 접종해야 하는 경우 중력의 작용으로 인하여 아래쪽 면으로 세포가 몰리게 되는 부작용이 발생하므로, 본 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드에 물리적 압력을 가하여 평평하게 변형시킨 후 세포를 살포 접종하여 세포 시드(seed)가 지지체 전면에 고르게 살포되어 균일한 두께의 세포 층으로 배양될 수 있게 된다.

이렇게 균일하게 배양된 세포 층 시트가 결합된 상태의 지지체 시트 형상을 원래 기억되었던 형상으로 복원시키면 균일한 두께의 세포 층 시트도 원래 기억되었던 3차원 형상으로 복원된다.

이라한 과정을 통해 원래 기억되었던 형상이 복원된 이후 세포 층 시트를 지지체 시트에서 분리해내어 원래 기억되었던 형상을 갖는 본 발명의 세포 층 시트를 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서 사용하는 형상 기억 수팽윤성 지지체 시트를 평평하게 변형시킨 후 O₂(산소) 플라즈마를 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, O₂(산소) 플라즈마 처리에 의하여 수팽윤성 지지체 시트에 대한 세포 부착력을 증진시킬 수 있다.

본 발명의 제조방법에 있어서 원래 기억되었던 형상으로 회복시키는 단계는 세포가 형상 기억 지지체 시트의 표면에 부착(adhesion)된 이후 수행하는 것이 바람직하며, 이러한 이유는 지지체에 균일하게 확산시킨 세포가 표면에 부착되기 전에 수팽윤성 지지체 시트가 3차원의 굴곡진 형상을 회복하게 되면 세포가 다시 중력의 영향을 받아 더 낮은 쪽으로 이동하게 되기 때문이다(도 3).

본 발명의 하나의 예시에서는 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 제조 시 단량체 수용액 내 첨가되는 가교제의 함량 또는 형상 회복시 사용되는 용액의 온도를 조절하여 형상 회복 시간을 조절할 수 있어서 세포에 따라 다른 부착 시간(adhesion time) 등 다양한 요소를 조절하여 형상 회복 시간을 조절할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 본 발명의 제조방법으로 제조된 세포 시트를 포함하며, 상기 세포 시트는 환자 맞춤형인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 세포 시트는 비교적 균일한 분포의 세포 층으로 이루어진 것임을 특징으로 한다. 통상적으로 세포 시트가 다양한 형상을 갖는 경우 중력 방향으로 세포 분포가 몰려 세포 시트 두께가 불균일한 층이 형성되는 것이 일반적이나, 본 발명에 따른 세포 시트는 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트를 평평하게 변형시킨 후 세포 층을 형성시키고 이를 원래의 형상으로 복원시키는 방법이므로 형상 기억을 통한 회복을 통하여 세포 시트가 균일한 두께로 3차원 형상을 나타낸다.

본 발명의 세포 시트는 인체조직이나 장기의 재생에 사용하기 위한 것으로서, 예를 들어 세포, 조직 및/또는 장기를 재생시키는 것을 특징으로 할 수 있으며, 구체적으로 피부 재생 또는 상처 치료용으로 사용할 수 있다.

본 발명과 같이, 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 세포 지지체를 사용하여 제조된 세포 시트를 사용하게 되면 환자 상처 부위와 일치하는 형상을 가지는 세포 시트를 제작할 수 있고, 이는 상처를 치유하는데 요구되는 시간을 절약할 수 있다.

또한, 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체가 형상 기억 현상을 통하여 원래의 모양으로 복원하는데 소요되는 시간은 필요에 따라 조절이 가능하고, 이는 각기 다른 부착 시간을 가지는 세포들을 사용한 다양한 종류의 환자 맞춤형 세포 시트의 제작을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 원하는 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제작하는 과정을 보여주는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 제조 과정을 도식화한 것이다.
도 3은 통상적으로 사용되는 폴리이소프로필아크릴아마이드(도 3a)과 본 발명에 따른 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드(도 3b) 지지체를 사용하여 세포 시트 제조 과정을 도시화한 것이다.
도 4는 낮은 비율 또는 높은 비율로 N-이소프로필아크릴아마이드를 함유하는 단량체 용액을 제조한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 N-이소프로필아크릴아마이드 비율이 높은 단량체 수용액을 사용하여 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제작했을 때의 내부구조를 보여주는 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 6은 비교예에 따라 N-이소프로필아크릴아마이드 비율이 낮은 단량체 수용액을 사용하여 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제작했을 때에 내부구조를 보여주는 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 L 형상으로 제작된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에 압력을 가하여 평평한 시트모양으로 만든 후 한쪽 변을 PDMS 홀더로 고정시키고 이를 증류수 (80 ℃)가 담긴 비커에 담고 20분 간격으로 얻어진 사진이다.
도 8a는 비교예에 따라 낮은 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 함유하여 제조된 폴리이소프로필아크릴아마이드의 기계적 강도를 측정한 결과이고, 도 8b는 본 발명의 높은 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 함유 폴리이소프로필아크릴아마이드의 기계적 강도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 L 형상으로 제작된 폴리이소프로필아크릴아마이드에 외부압력을 부가하여 평평한 모양으로 만든 후 세포를 시딩하고 이를 배양기(32℃)에서 배양한 후 상온에 정해시간 동안 보관하였을 때 원하는 형상의 세포 시트가 회수되는 과정을 보여주는 그림이다.
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 L 형상으로 배양된 세포 시트를 보여주는 사진이다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 L 형상으로 배양된 세포 시트의 윗면에서의 세포 생사를 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 L 형상으로 배양된 세포 시트의 아랫면에서의 세포 생사를 보여주는 사진이다.
도 13은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체가 형상 기억 현상을 통하여 원래의 모양을 복원시키는데 소요되는 시간을 증류수의 온도에 따라 조절이 가능하다는 것을 보여주는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 폴리이소프로필아크릴아마이드이 형상 기억 현상을 통하여 원래의 모양을 복원시키는데 소요되는 시간을 N-이소프로필아크릴아마이드의 조성에 따라 조절이 가능하다는 것을 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예들에 의하여 좀 더 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 시트의 제조

1.1. N-이소프로필아크릴아마이드 용액 제조

고농도의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액 내에서 나타나는 상분리 현상을 이용하여 높은 함량 비율(> 87 %) N-이소프로필아크릴아마이드 용액과 낮은 함량 비율(< 13 %)의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액을 제조하였다. 상기 낮은 함량 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드는 본 발명의 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드와의 비교를 위하여 비교군으로서 제조하였다.

구체적으로, N-이소프로필아크릴아마이드와 증류수를 1:1 질량비로 혼합하고, N-이소프로필아크릴아마이드가 증류수에 충분히 녹을 수 있도록 5분 동안 교반하였다. 시간이 지남에 따라서, 낮은 농도의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액과 높은 농도의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액은 안정적으로 나뉘게 되었고, 최종적으로 N-이소프로필아크릴아마이드 용액이 안정적으로 분리되었을 때, 파이펫을 이용하여 각각의 용액을 바이알에 옮겨 N-이소프로필아크릴아마이드:물의 질량비가 87:100인 높은 함량 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액 5 ml와 나이팜:물의 중량비가 13:100인 낮은 함량 비율의 나이팜 용액 5 ml를 수득하였다.

그 다음, 자외선 조사처리를 할 때 자외선에 반응하게 만들기 위한 가교제인 N,N’-메틸렌비스아크릴아미드(N,N-Methylenebisacrylamide; MBAAm) 0.05 mg (0.1%) 와 광개시제인 2-히드록시-1-1[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논 0.005 mg (0.01%)를 수득한 각각의 나이팜 용액에 첨가하였다.

1.2. 높은 비율의 단량체 용액을 사용한 폴리이소프로필아크릴아마이드 제조

실시예 1.1. 에서 제조된 높은 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액을 사용한 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제조하기 위해 도 1에 나타낸 공정도와 같이, 레이저 커터를 이용하여 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 몰드를 제작하고, 제작된 PMMA 몰드에 폴리디메틸실록산(PDMS)를 채우고 오븐에 하루 정도 두어 PDMS 몰드를 제작하였다.

그 다음, 제작된 PDMS 몰드에 상기 N-이소프로필아크릴아마이드 용액을 채우고 UV 광원을 조사하여 원하는 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제작하였다.

구체적으로, 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 원하는 형상을 완성시키고, 그 형상을 가지는 폴리메틸메타크릴레이트 (Poly(methyl methacrylate); PMMA)재질의 몰드를 레이저 커팅기를 사용하여 제작하였다. 그 다음, 제작된 PMMA 몰드를 이용하여 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane; PDMS) 몰드를 제작하였다.

그 다음, 제작된 PDMS 몰드에 상기 실시예 1.1.에서 수득한 높은 비율의 나이팜 용액을 가득 채웠다. 원하는 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제작하기 위하여, N-이소프로필아크릴아마이드 용액이 가득 찬 PDMS 몰드의 윗면을 커버 글래스로 덮어 N-이소프로필아크릴아마이드 용액이 PDMS 몰드에 채워졌을 때 발생하는 표면장력을 최소화 시켰다.

마지막으로, 원하는 형상으로 채워진 N-이소프로필아크릴아마이드 용액에 UV 광원을 30분간 조사하여 높은 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액을 사용한 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제작하였다. 제작된 폴리나이팜 지지체의 내부구조를 보여주는 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진을 도 4에 나타내었다.

1.3. 낮은 비율의 N-이소프로필아크릴아마이드 용액을 사용한 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 제조 (비교예)

높은 비율의 나이팜 용액 대신에 실시예 1.1.에서 수득한 낮은 비율의 나이팜 용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1.2.와 동일한 조건 및 방법으로 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제조하였다. 제작된 폴리이소프로필아크릴아마이드의 내부구조를 보여주는 주사전자현미경(Scanning electron microscope, SEM) 사진을 도 5에 나타내었다.

실시예 2. 형상 기억 폴리이소프로필크릴아마이드 지지체의 형상 기억 능력 확인

2.1. 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드의 형상 복원력 확인

실시예 1에서 제작된 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체 농도가 높은 수용액으로 제조된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체가 형상 기억 특성을 갖는지 확인하기 위하여, 우선, 상기 실시예 1의 방법으로 L자 형상을 가지는 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 제작하였다.

그 다음, 제작된 L 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 그것의 탄성력을 높이기 위하여, 80℃의 증류수에 15분간 담그고 이에 압력을 가하여 평평하게 만들었다. 평평하게 된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 그것의 탄성력을 낮추고 경도(hardness)를 증가시키기 위하여 상온(25℃)에서 건조시키면서 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 내부에 함유되어 있던 물 분자들을 제거시켰다.

그 다음, 평평하게 된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 한쪽 변을, 실시예 1에서 원하는 모양의 PDMS 몰드를 제작할 때와 같은 방법으로 제작된 PDMS 홀더로 고정시키고, 이를 80℃ 증류수가 담긴 비커에 넣어 20분씩 시간이 지남에 따라 형상이 복원되는지 확인하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.

도 7에서 확인할 수 있듯이, 단량체 비율이 높은 수용액을 중합시킨 폴리이소프로필아크릴아마이드에 압력을 가하였을 때 그 형상이 유지 되는 것이 확인되었고, 이를 증류수에 넣었을 때, 시간이 지남에 따라서 폴리이소폴리아크릴아마이드 지지체가 증류수의 물 분자를 흡수하면서 압력을 가하기 전의 원래 형상으로 돌아가는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이 높은 농도의 단량체로 중합된 폴리이소프로필아크릴아마이드를 L자 형상으로 기억시킨 후 압력을 가하였을 때 해당 압력에 버틸 수 있는 반면 낮은 농도의 단량체로 중합시킨 폴리나이팜에서는 이러한 효과를 확인할 수 없었다.

2.2. 물성 비교

실시예 2.1.에서 제조된 두 가지 종류의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 내부 구조 및 물성을 비교하였다.

그 결과를 도 5, 도 6 및 도 8a, 8b에 나타내었으며, 낮은 농도의 단량체 수용액으로 중합시킨 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체와 높은 농도의 단량체 수용액으로 중합시킨 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 다공성(porosity) 차이에 의하여 낮은 농도의 폴리이소프로필아크릴아마이드는 0.0607MPa의 young’s modulus를 갖는 반면, 높은 농도의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 14.814MPa의 young’s modulus를 가져 Young’s modulus (elastic modulus) 차이가 ~250배 가량 차이 난 것에 기인한 것으로 판단된다.

실시예 3. 원하는 형상의 세포시트 제조

3.1. 세포 시트 제조

실시예 1에서 제작된 형상 기억 현상을 가지는 높은 농도의 단량체 수용액으로 중합시킨 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에서 원하는 형상의 세포시트가 회수되는지 확인하기 위하여, 상기 실시예 1에 따라 L 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 탄성력을 높이기 위하여 80℃의 증류수에 15분간 담갔다. 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 탄성력이 확보된 후, 압력을 가하여 평평하게 만들었고, 평평한 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에 세포가 보다 잘 부착하게 만들기 위하여 플라즈마 처리를 진행하였다.

그 다음, 생체적합성(biocompatibility)을 증가시키기 위하여 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에 UV 광원을 4시간 동안 조사하여 살균처리를 하였다. 살균처리가 완료된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에 상피 종양세포 (epidermoid carcinoma(A431))를 시딩하였고, 37℃로 온도가 맞춰져 있는 세포배양기 안에서 7일 동안 배양하였다. 7 일간의 세포 배양 후, 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 배양 배지(culture media)에 담긴 채 상온에 40분간 보관되었고 이 때, 배양 배지가 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체에 흡수되어 원하는 형상의 세포 시트를 회수하였다.

상기 원하는 형상의 세포 시트 회수 공정도를 도 9에 나타내었다.

3.2. 회수된 세포의 형상 확인

실시예 3.1에서 회수된 원하는 형상의 세포 시트의 상태가 상처 치유의 목적으로 사용될 수 있을 정도인지를 확인 하기 위하여, 제작된 세포 시트의 전체적인 형상이 L 형상을 가지고 있는지 확인하였다.

구체적으로, L 형상으로 배양되고 있는 세포시트를 형광 염료 중 세포가 살아있음을 확인할 수 있는 염료인 calcein AM(시그마-알드리치, 미국)을 이용하여 염색하였고, 이를 형광 현미경을 확인한 결과를 도 10에서 나타내었다.

도 10에서 확인할 수 있듯이, 세포들이 L 형상을 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 폴리이소프로필아크릴아마이드가 37℃로 온도가 맞추어진 세포 배양기안에서 형상을 기억하는 과정에 있어서 세포들이 중력에 의하여 아래로 떨어지지 않고 L 형상의 각 변에 잘 부착된 채 세포의 migration/proliferation이 진행 되었음을 의미한다.

3.3. 회수된 세포의 생사 정도 확인

실시예 3.1에서 제조된 원하는 형상(L자)의 세포 시트 각 면에서의 세포 생사 정도를 보다 정확하게 파악하기 위하여 형광 염료 중 세포가 죽었음을 확인할 수 있는 염료인 ethidium homodimer-1을 사용하여 추가 염색을 진행하였다. 세포염색이 완료된 후, 형광 현미경을 사용하여 각 면의 세포 생사 정도를 고배율(200)로 확인한 결과를 도 11(세포시트의 윗면) 및 도 12(세포시트의 아랫면)에 나타내었다.

세포실험에 있어서 세포가 형광 염료 (calcein AM과 ethidium homodimer-1)에 염색되게 되면 세포의 상태에 따라 서로 다른 색을 띄게 되는데, 이때 세포가 초록색을 띄게 되면 이는 세포가 live상태에 있음을 의미하고, 적색을 띄게 되면 세포가 dead 상태에 있음을 의미한다. 도 11 및 도 12를 통하여 dead 상태의 세포에 비하여 live 상태의 세포가 현저히 많은 것을 확인할 수 있고, 이는 긍정적인 결과로 판단되고 더 나아가 상처 치유를 목적으로 사용될 수 있을 것을 의미한다.

실시예 4. 온도에 따른 형상 회복 실험

실시예 1에서 제작된 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 형상 기억 특성이 증류수의 온도에 따라 어떤 변화를 갖는지 확인하기 위하여, 상기 실시예 1에 따라 L 형상을 가지는 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 2개 제작하였다. 그 다음, 제작된 L 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 탄성력을 높이기 위하여 80℃의 증류수에 15분간 담가졌고 이에 압력을 가하여 이를 평평하게 만들었다.

그 다음, 평평하게 된 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 한쪽 면을 PDMS 홀더로 고정시키고 각각의 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드를 37℃의 증류수와 80℃의 증류수가 담긴 비커에 넣어 증류수의 온도가 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 기억 현상에 미치는 영향을 확인하여, 그 결과를 도 13 및 표 1에 나타내었다.

이 때, empty circle (○)은 증류수의 온도가 80℃일 때의 시간 별 복원 정도를 나타낸 것이고 filled circle (●)은 증류수의 온도가 37℃일 때의 시간 별 복원 정도를 나타낸 것이다.

시간에 따른 폴리이소프로필아크릴아마이드의 형상 회복 정도를 정량적을 분석하기 위해서 형상 회복율 (Recovery ratio, R_r)을 하기의 계산식과 같이 정의하였다.

[계산식 1]

시간 (Min)	Recovery ratio (80 )	Recovery ratio (37 )
0	0	0
7	0.91
14	1.54
21	2.64
28	5.43	0.061
35	10.20
42	15.10
49	16.84
56	26.11	0.095
63	35.53
70	43.77
77	52.71
84	73.30	0.17
91	85.29
98	93.89
105	100
133		0.90
161		0.96
189		1.15
217		1.48
245		2.16
273		3.03
301		4.39
329		5.44
357		6.14
385		9.28
413		10.77
441		12.06
469		13.36
497		14.39
525		17.17
553		19.97
581		25.85
609		34.13
637		40.54
665		47.04
693		56.24
721		67.50
749		74.47
777		83.73
805		92.08
833		97.40
861		100
889		99.18

도 13 및 표 1에서 확인할 수 있듯이, 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 회복 속도는 증류수의 온도가 높아질수록 증류수 내부의 물 분자 운동량이 증가함에 따라 폴리이소프로필아크릴아마이드 내부로 들어가게 되는 물 분자의 속도가 증가하므로 증류수의 온도가 올라감에 따라 촉진되는 것을 알 수 있어서, 본원 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 회복이 형상 회복을 위해 처리되는 용액의 온도에 따라 조절될 수 있음을 확인하였다.

실시예 5. 가교제 사용량에 따른 형상 회복 실험

실시예 1에서 제작된 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 기억 특성이 가교제(cross-linker) 사용량에 따라 어떤 변화를 갖는지 확인하기 위하여, 우선, 상기 실시예 1에 따라 L 형상을 가지는 높은 비율의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체 2개를 가교제 N,N’-메틸렌비스아크릴아미드 (N,N-Methylenebisacrylamide; MBAAm)의 함유량을 다르게 하여 제작하였다.

구체적으로, 가교제 사용량은 각각 총 폴리이소프로필아크릴아마이드의 중량을 기준으로 0.02%질량과 0.1%질량으로 맞추었다. 가교제 함유량이 다르게 제작된 L 형상의 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체는 탄성력을 높이기 위하여 80℃의 증류수에 15 분간 담가졌고 이에 압력을 가하여 평평하게 만들었다.

그 다음에, 평평하게 된 폴리이소프로필아크릴아마이드의 한쪽 변을 PDMS 홀더로 고정시키고 이를 80℃의 증류수가 담긴 비커에 넣어 가교제 함유량이 폴리이소프로필아크릴아마이드 형상 기억 현상에 미치는 영향을 확인하여, 그 결과를 도 14 및 표 2에 나타내었다.

이 때, empty circle (○)은 폴리이소프로필아크릴아마이드의 cross-linker concentration이 0.02 중량%일 ? 시간별 복원정도를 나타낸 것이고 filled circle (●)은 폴리이소프로필아크릴아마이드의 cross-linker concentration이 0.1 중량%일 때 시간별 복원정도를 나타낸 것이다.

시간에 다른 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 회복 정도를 정량적을 분석하기 위해서 형상 회복율 (Recovery ratio, R_r)을 다음과 같이 정의하였다.

[계산식 2]

시간 (Min)	Recovery ratio (CS-0.02 %)	Recovery ratio (CS-0.1 %)
0	0	0
7	0.11	0.14
14	1.54	0.39
21	0.91	1.24
28	2.65	2.02
35	5.43	0.47
42	5.49	1.12
49	10.21	1.49
56	15.10	1.07
63	16.84	0.91
70	26.11	2.47
77	35.54	2.69
84	43.78	8.00
91	52.72	16.71
98	73.30	19.97
105	85.30	23.80
112	93.90	33.01
119	100	42.43
126	99.83	49.92
133	99.83	65.88
140		71.00
147		85.25
153		89.44
160		92.00
167		97.99
173		98.10
180		96.34
187		100

도 14 및 표 2에서 확인할 수 있듯이, 폴리이소프로필아크릴아마이드의 형상 회복 속도는 폴리나이팜 내 가교제 사용량이 증가함에 따라 감소되는 것을 알 수 있었다. 이는, 폴리나이팜 내 가교밀도가 높아질수록 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체를 이루는 주쇄 사이의 가교가 조밀해져 증류수 내부의 물 분자가 폴리이소프로필아크릴아마이드로 침투하는데 어려움을 겪게 됨을 의미한다. 따라서 본원 발명의 형상 기억 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 형상 회복 능력이 폴리이소프로필아크릴아마이드 지지체의 가교 밀도에 따라 조절될 수 있음을 확인하였다.

Claims (21)

1. 형상 기억 수팽윤성 수지 지지체를 이용하여 기억된 형상의 세포 시트를 제작하는 방법에 있어서,
   1) 아크릴아마이드계 단량체 수용액과 가교제를 기억시키고자 하는 형상의 몰드에 투여하는 단계;
   2) 상기 몰드에 채워진 단량체를 중합시키고 가교시켜서 수팽윤성 수지 지지체를 제조하는 단계;
   3) 상기 수팽윤성 수지 지지체에 압력을 가하여 평평한 형상으로 변형 시키는 단계;
   4) 평평한 형상으로 변형된 상기 지지체에 세포를 분산시켜 접종하는 단계;
   5) 상기 지지체에 분산된 세포를 배양하여 상기 지지체 위에 세포 시트를 형성시키는 단계;
   6) 상기 세포 시트가 형성된 상태의 상기 세포 지지체의 형상을 상기 2)단계에서 지지체 중합 반응 당시의 형상으로 복원시키는 단계; 그리고
   6) 상기 지지체 중합 반응 당시의 형상으로 복원된 세포 지지체로부터 세포 시트를 분리해내는 단계를 포함하는, 기억된 형상의 세포 시트 제작 방법.
2. 제1항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 수팽윤성 지지체 시트가 폴리아크릴-co-아크릴산, 폴리스테아릴아크릴레이트-co-아크릴아미드, 아크릴-DNA 하이드로겔, 폴리아크릴아마이드 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
3. 제2항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 폴리아크릴아마이드 수지가 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지인 것을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
4. 제3항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드가 가교된 것임을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
5. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 지지체 시트가, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드(MBAAm)로 가교된 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지인 것을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
6. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 지지체 시트가 테트라메틸에틸렌디아민(TEMED)으로 가교된 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지로 이루어진 것임을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
7. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 가교된 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지의 신장탄성계수가 14 내지 15Mps인 것임을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
8. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지의 중합 반응에 광 개시제가 사용되는 것임을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
9. 제8항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 광개시제가 2-히드록시-1-1[4-(히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1프로파논인 것을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
10. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제조하기 위하여 사용되는 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체와 물의 중량비가 87:13 내지 95:5인 것을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
11. 제4항의 세포 시트 제작 방법에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드를제조하기 위하여 사용되는 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체와 물의 중량비가 87:13 내지 88:12인 것을 특징으로 하는, 세포 시트 제작 방법.
12. 중합 당시의 3차원 형상으로 복원되는 것을 특징으로 하는 형상 기억 수팽윤성 고분자 지지체 시트에 세포를 분산 접종하고 상기 지지체와 함께 배양하여 제작되는 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
13. 제12항의 세포 시트에 있어서, 상기 세포가 환자의 조직 세포에서 유래된 것임을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
14. 제13항의 세포 시트에 있어서, 상기 세포가 환자의 상피 조직 세포에서 유래된 것임을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
15. 제13항의 세포 시트에 있어서, 상기 세포가 환자의 장기 조직 세포에서 유래된 것임을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
16. 제12항의 세포 시트에 있어서, 상기 수팽윤성 지지체 시트가 폴리아크릴-co-아크릴산, 폴리스테아릴아크릴레이트-co-아크릴아미드, 아크릴-DNA 하이드로겔, 폴리아크릴아마이드 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
17. 제12항의 세포 시트에 있어서, 상기 폴리아크릴아마이드 수지가 폴리이소프로필아크릴아마이드 수지인 것을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
18. 제16항의 세포 시트에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드가 가교된 것임을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
19. 제17항의 세포 시트에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드를 제조하기 위하여 사용되는 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체와 물의 중량비가 87:13 내지 95:5인 것을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
20. 제17항의 세포 시트에 있어서, 상기 폴리이소프로필아크릴아마이드를제조하기 위하여 사용되는 N-이소프로필아크릴아마이드 단량체와 물의 중량비가 87:13 내지 88:12인 것을 특징으로 하는, 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트.
21. 환자의 생체 조직의 형상에 부합하는 몰드에서 중합 반응이 진행되어 중합 당시의 3차원 형상으로 복원되는 것을 특징으로 하는 형상 기억 수팽윤성 고분자 지지체 시트에 세포를 분산 접종하고 상기 지지체와 함께 배양하여 제작되는 환자 맞춤형 3차원 형상의 세포 시트를 환자의 생체 조직에 이식하여 환자의 생체 조직을 복원하는 방법.

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