KR20200033800A

KR20200033800A - 세포 배양 장치

Info

Publication number: KR20200033800A
Application number: KR1020197035842A
Authority: KR
Inventors: 카를로 크리에지; 바르탄 쿠르트쿠오글루; 아나스타시오스 마르마라스; 마틴 스테이너트
Original assignee: 유니베르시태트 취리히; 노르웨이전 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀러지(엔티엔유)
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2020-03-30
Also published as: CN110709501A; CA3061555A1; SG11201910058SA; AU2018262829A1; JP2020518290A; US20210340485A1; EP3619291A1; WO2018202894A1; JP7203392B2

Abstract

본 발명은 현미경의 대물렌즈 앞에서 광학 현미경의 스테이지 상에 배치되도록 구성되는 하우징(10), 상기 하우징은 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)을 둘러싸고, 여기서 상기 하우징(10)은 창(13) 및 대향하는 하부 벽(14)을 포함하는 상부 벽(12)을 더 포함함, 살아있는 생물학적 세포를 포함하는 세포 배양물(CC)을 수용하기 위한 내부 공간(20)을 둘러싸는 제거 가능한 유동 챔버(2), 여기서 상기 유동 챔버(2) 내에 세포 배양물을 배치하기 위해 상기 유동 챔버(2)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입되고 그리고 상기 하우징(10)으로부터 제거되도록 구성되고, 상기 　유동 챔버(2)는 유체 매질(M)이 상기 세포 배양물(CC)과 접촉하고 상기 세포 배양물(CC)을 따라 유동할 수 있도록 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 통해 유체 매질(M)의 유동을 안내하도록 추가로 구성되고, 상기 유동 챔버(2)는 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)에 배치된 세포 배양물(CC)을 관찰하기 위한 제1 및 제2투명 벽 영역(21, 22)을 더 포함하고, 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 상기 내부 공간(11) 내로 삽입될 때 상기 투명 벽 영역은 상기 창(13)을 향함(21, 22), 상기 유동 챔버(2)를 통해 안내될 유체 매질(M)을 가열하기 위해 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배열된 히터(3), 상기 유체 매질(M)를 상기 히터(3)를 통해 상기 유동 챔버(2)를 향해 안내하기 위해 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치된 제1유동 경로(P1) 및 상기 유동 챔버(2)를 떠나는 상기 유체 매질(M)을 안내하기 위해 상기 하우징(2)의 내부 공간(11)에 배치된 제2유동 경로(P2), 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입될 때 상기 제1유동 경로(P1)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)으로 그리고 상기 제2유동 경로(P2)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간 밖으로 상기 유체 매질(M)을 펌핑하기 위한 펌프(4)를 포함하는 광학 현미경과 함께 사용하기 위한 세포 배양 장치(1)에 관한 것이다.

Description

세포 배양 장치

본 발명은 세포 배양 장치에 관한 것이다.

시험관 내에서(in vitro) 살아있는 세포를 사용하는 연구는 실험 조건이 시험중인 생체 내 시스템의 조건과 유사하다는 가정에 의존한다.

이 가정은 명백한 이유 때문에 조사 중인 현상과 관련된 모든 실험 매개 변수에 적용되어야 한다.

내피 세포(endothelial cell)와 같은 이들 세포 중 일부의 경우, 그들의 적절한 기능은 기계적 자극에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 이들 세포를 연구하기 위해, 시험관 내 모델은 온도 및 대사와 같은 기본 조건을 복제할 뿐만 아니라 신뢰할 수 있는 데이터를 생성하기 위해 기계적 인자(mechanical factor)를 복제해야 한다. 이를 위해, 세포는 유동 챔버, 유동 세포, 관류 세포 또는 생물 반응기라 불리는 장치에 배치되고, 펌핑 시스템, 전형적으로 연동 펌프(peristaltic pump)에 의해 생성된 유동에 노출된다. 전단 응력, 변형 및 압력으로 표시되는 기계적 자극 수준은 유량 챔버의 유량 또는 치수를 조정하여 변경된다.

그러나 종종 세포 배양물을 다른 것과 교환하고 싶거나 관찰을 위해 세포 배양물을 현미경으로 옮길 필요가 있을 때 광학 현미경을 사용하여 관찰하기 위해 이러한 세포 배양물을 제조하는 것은 특히 번거로운 작업이다.

상기에 기초하여, 본 발명의 근본적인 문제는 전술한 종류의 세포 배양물을 쉽고 효율적으로 관찰할 수 있는 개선된 세포 배양 장치를 제공하는 것이다.

이 문제는 청구항 1의 특징을 갖는 세포 배양 장치에 의해 해결된다. 바람직한 실시 예는 이하의 청구 범위에 기재되어 있고 후술된다.

제1항에 따르면, 광학 현미경과 함께 사용하기 위한 세포 배양 장치가 개시되며, 이는

- 현미경의 대물렌즈(objective)(즉 상기 현미경의 광 경로) 아래 및/또는 위에 광학 현미경의 스테이지 상이 배치되도록 구성된 하우징, 상기 하우징은 상기 하우징의 내부 공간을 둘러싸고(enclosing), 여기서 상기 하우징은 상부 벽을 더 포함하고, 상부 벽은 창을 포함하고, 상기 하우징은 상기 상부 벽에 대향하는 하부 벽을 포함함,

- 살아있는 생물학적 세포를 포함하는 세포 배양물을 수용하기 위한 내부 공간을 둘러싸는 제거 가능한 유동 챔버(flow chamber), 여기서 상기 유동 챔버에서 상기 세포 배양물을 배치하기(arranging) 위해 상기 유동 챔버는 상기 하우징의 내부 공간에 (예를 들어 수동 또는 자동으로) 삽입되고 상기 하우징으로부터 (예를 들어 수동 또는 자동으로) 제거되도록 구성되고, 상기 유동 챔버는 유체 매질(fluid medium)이 상기 세포 배양물을 따라 접촉하고 유동할 수 있도록 상기 유동 챔버의 내부 공간을 통해 유체 매질(예를 들어, DMEM, RPMI 또는 인공 CSF와 같은)의 유동을 안내하도록 추가로 구성되고, 상기 유동 챔버는 투명 벽 영역들 사이에서 상기 유동 챔버의 내부 공간에서 배치된(arranged) 세포 배양물을 관찰하기 위한 제1 및 제2투명 벽 영역을 더 포함하고, 상기 유동 챔버가 상기 하우징의 상기 내부 공간에 삽입될 때 상기 투명 벽 영역이 상기 창을 향함,

- 상기 유동 챔버를 통해 안내되도록 상기 유체 매질을 가열하기 위해 상기 하우징의 내부 공간에 배치된 히터;

- 상기 유체 매질을 상기 히터를 통해 상기 유동 챔버를 향해 안내하기 위해 상기 하우징의 내부 공간에 배치된 제1유동 경로, 및 상기 유동 챔버를 떠나는(away from) 상기 유체 매질을 안내하기 위해 상기 하우징의 내부 공간에 배치된 제2유동 경로;

- 상기 유동 챔버가 상기 하우징의 내부 공간 내로 삽입될 때 제1유동 경로를 통해 상기 유동 챔버의 내부 공간으로 그리고 제2유동 경로를 통해 유동 챔버의 내부 공간 밖으로 상기 유체 매질을 펌핑하기 위한 펌프를 포함한다.

특히, 상기 유동 챔버가 하우징으로부터 (예를 들어 수동 또는 자동으로) 삽입 또는 제거될 수 있다는 사실은 상기 유동 챔버의 설치 또는 제거가 도구를 사용하지 않고 비파괴적인 방식으로 달성될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 유동 챔버는 하우징에 배치될 수 있고 상기 하우징에 크게 영향을 미치지 않으면서 상기 하우징으로부터 여러 번 제거될 수 있다.

따라서 유리하게는 본 발명은 단일 하우징에 통합된 중요한 기능을 제공할 뿐만 아니라, 예를 들어 표준 현미경 스테이지(일 실시 예에서, 110mm x160mm x 25mm, 전형적인 현미경 스테이지의 크기만큼 작을 수 있음)에 장착될 수 있는 유동 챔버 시스템을 제공하고, 그리고 따라서 시험관 내 실험을 지속적으로 관찰할 수 있게 하고, 특히 도구 없이 (예를 들어, 수동 또는 자동으로) 세포 배양 장치의 상기 하우징으로부터 상기 유동 챔버를 제거함으로써 세포 배양물을 쉽게 교환할 수 있게 한다. 이를 위해, 상기 유동 챔버는 간단하게 세포 배양 장치의 하우징 내외로 미끄러지도록 설계될 수 있다(아래 참조).

제1 및 제2유동 경로는 도관, 특히 하우징의 내부 공간에 배치된 가요성 도관(flexible conduit)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 히터는 제1유동 경로로의 섹션을 형성하고, 상기 히터는 상기 섹션을 통과할 때 상기 유체 매질을 가열하도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 히터는 복수의 병렬 가열 플레이트를 포함한다. 특히, 각각의 가열 플레이트는 도체(conductor)를 포함한다. 상기 각각의 도체는 특히 각각의 가열 플레이트의 클래딩(cladding)에 의해 덮이고, 이 클래딩은 바람직하게는 생체 적합성 재료, 예를 들어 실리콘으로 형성된다. 또한, 각각의 도체는 특히 구불구불한 형상을 포함하고 전압이 상기 도체의 대향 단부(opposing end)에 인가될 때 줄 열(Joule heat)을 발생시킨다(옴 가열). 특히, 각각의 도체는 금속 포일, 특히 레이저 절단에 의해 블랭크로부터 절단될 수 있는 NiCr-포일에 의해 형성된다. 특히, 상기 전압은 도체에 병렬로 인가된다. 상기 도체를 통해 흐르는 전류는 트랜지스터, 특히 MOSFET 트랜지스터를 제어할 수 있는, 상기 도체에서 나오는 전류가 통하여 흐를 수 있는 제어 유닛(아래 참조)에 의해 제어된다. 　특히, 상기 트랜지스터는 상기 트랜지스터를 통과하는 전류량 및 이에 따라 가열 플레이트를 가열하는 도체에 의해 생성된 줄 열을 조절할 수 있게 한다.

또한, 특히 상기 가열 플레이트는 서로 이격되어 이웃하는 두 가열 플레이트 사이에 간극이 제공되고, 여기서 상기 히터에 의해 형성된 제1유동 경로의 섹션은 상기 유체 매질을 상기 히터로 공급하기 위해 히터의 입구에서 시작하고, 상기 갭을 통해 연장되고 상기 유체 매질이 상기 유동 챔버의 입구를 향해 안내되는 히터의 출구에서 종료된다(아래 참조).

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 세포 배양 장치는 상기 하우징의 내부 공간에 배열된 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 유체 매질의 온도를 측정하기 위해 제1유동 경로를 통해 안내되는 상기 유체 매질과 열 접촉한다.

일 실시 예에서, 상기 세포 배양 장치는 또한 유체 매질의 유동 경로를 따라 상이한 위치에 특히 배열된 복수의 온도 센서를 포함할 수 있다. 이러한 여러 센서를 사용하면 제어 장치가 더 빠르고 강력해진다.

특히, 상기 온도 센서는 상기 히터의 하류 그리고 제1유동 경로를 따라 유동 챔버의 상류에 배치된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 세포 배양 장치는 (예를 들어, 히터를 통해 흐르는 전류를, 예를 들어 전술한 상기 트랜지스터를 통해 제어함으로써) 상기 히터를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 온도 센서로 측정된 유체 매질의 온도의 실제 값이 유체 매질의 원하는 온도 값에 근접하도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 세포 배양 장치는 유체 매질의 유량을 결정하기 위한 유량 센서(flow sensor)를 더 포함한다. 특히, 상기 유량 센서는 제2유동 경로에서 유동 챔버의 하류에 배치될 수 있다.

특히, 상기 제어 유닛은 상기 유량 센서로 측정된 유체 매질의 유량(flow rate)의 실제 값이 상기 유체 매질의 원하는 유량 값에 근접하도록 상기 펌프를 제어하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 펌프는 상기 하우징의 내부 공간 (예를 들어, 제1 또는 제2유동 경로로)에 배치된다. 대안적으로, 상기 펌프는 상기 하우징의 상기 내부 공간 외부에 배치되는 외부 펌프이다. 이어서, 특히, 상기 펌프는 상기 유체 매질이 세포 배양 장치의 입구로 안내되는 도관에 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하우징은 유동 챔버를 하우징의 내부 공간에 삽입하기 위한 리세스를 포함한다.

특히, 상기 하우징은 상부 벽을 하우징의 바닥 벽에 연결하는 측벽(lateral wall)을 포함하고, 상기 리세스는 하우징의 바닥 벽 및 측벽에 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유동 챔버는 상기 유동 챔버를 상기 하우징의 내부 공간에 삽입하기 위해 리세스 내로 슬라이딩되도록 구성되고, 상기 유동 챔버를 상기 하우징의 내부 공간으로부터 제거하기 위해 리세스 밖으로 슬라이딩되도록 구성된다. 따라서, 유리하게는, 상기 유동 챔버는 간단한 선형 슬라이딩 운동에 의해 작동 위치로 들어오고 나올 수 있다.

또한, 상기 슬라이딩 운동을 용이하게 하기 위해, 상기 유동 챔버는 추가 실시 예에 따른 적어도 2개의 가이드 레일을 포함하고, 상기 가이드 레일은 각각 상기 하우징 내에 형성된 관련 그루브와 맞물리도록 구성되어, 상기 유동 챔버는 유동 챔버를 상기 리세스 내외로 슬라이딩할 때 안내 레일에 의해 안내될 수 있다. 따라서, 특히 가이드 레일은 슬라이딩 방향을 따라 종 방향으로 연장된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유동 챔버는 상기 유동 챔버의 (예를 들어, 투명한) 몸체, 특히 상기 몸체의 제1측면에 힌지되는 도어(door)를 포함하고, 상기 몸체는 상기 유동 챔버의 상기 내부 공간을 형성하고 상기 도어로 폐쇄 및 밀봉될 수 있는 (폐쇄된) 도어와 마주보는 측면 상에 형성된 리세스를 포함한다. 특히, 상기 도어는 상기 제1투명 벽 영역을 포함하고, 특히 상기 유동 챔버의 몸체는 상기 제2투명 벽 영역을 포함하거나 형성한다. 또한, 특히, 상기 유동 챔버가 하우징의 내부 공간에 삽입될 때 상기 도어는 하우징의 바닥면과 동일 평면에 있다. 특히, 상기 세포 배양 장치가 현미경의 스테이지에서 상기 대물렌즈에 대해 배열될 때 바닥면(bottom side)은 현미경의 대물렌즈로부터 멀어진다. 상기 하우징의 상부면(top side) 및 2개의 투명한 벽 영역에 창(window) 배치로 인해, 상기 현미경으로 유동 챔버에 존재하는 세포 배양물을 적절히 관찰하기 위해 유동 챔버 (및 세포 배양 장치의 하우징)를 볼 수 있다.

특히, 적어도 2개의 가이드 레일 중 하나는 유동 챔버의 몸체의 상기 제1측면으로부터 돌출되고, 상기 적어도 2개의 가이드 레일 중 다른 가이드 레일은 상기 몸체의 제2측면으로부터 돌출되며, 상기 제2측면은 제1측면에서 멀리 떨어져 있다.

또한, 상기 도어는 일 실시 예에 따라 도어를 폐쇄하기 위한 래치(latch)를 포함하고, 상기 래치는 특히 도어를 폐쇄하기 위해 (및 특히 유동 챔버의 내부 공간을 밀봉하기 위해) 몸체에 형성된 리세스와 맞물리도록 구성되며, 여기서 상기 리세스는 상기 몸체의 상기 제2측면에 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유동 챔버는 유동 챔버 내로 상기 유체 매질을 주입하기 위한 입구 포트(inlet port) 및 유동 챔버 밖으로 상기 유체 매질을 배출하기 위한 출구 포트(outlet port)를 포함한다. 특히, 상기 입구 포트 및 상기 출구 포트는 상기 유동 챔버 본체의 후면에 배치되고, 상기 후면은 상기 유동 챔버 본체의 상기 제1측면을 상기 제2측면과 연결한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유동 챔버는 유동 챔버로부터 기포를 플러싱(flushing) 하기 위한 메커니즘을 추가로 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 유동 챔버는 유동 매체를 유동 챔버에 채우는 제1일방 밸브(one-way valve) 및 유동 매체 외부에 함유된 기포뿐만 아니라 유체 매질을 플러싱하기 위한 제2일방 밸브를 포함하고, 여기서 특히 상기 일방향 밸브는 또한 상기 후면에 배치된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 유동 챔버는 전방에서 입구 포트 및 출구 포트를 포함하는 상기 리세스 내로 슬라이딩되도록 구성되고, 상기 입구 포트는 제1유동 경로의 연결부(connector)와 결합하고 상기 출구 포트는 제2유동 경로의 연결부와 결합하고, 상기 유동 챔버가 상기 하우징의 내부 공간 내로 적절하게 삽입/슬라이드 될 때 입구 포트와 제1유동 경로 사이 및 출구 포트와 제2유동 경로 사이의 유동 연결(flow connection)이 확립된다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, 제1유동 경로는 상기 하우징, 특히 상기 하우징의 상부 벽에 배치된 입구(inlet)에 연결되는 반면, 제2유동 경로는 상기 하우징, 특히 상기 하우징의 상부 벽에 배치된 출구(outlet)에 연결된다. 또한, 특히, 상기 입구는 상기 유입구를 통해 상기 유체 매질을 상기 제1유동 경로로 안내하기 위한 제1도관에 연결되도록 구성되고, 상기 출구는 특히 유동 챔버로부터 나오는 유체 매질을 제2유동 경로 밖으로 배출하기 위해 제2도관에 연결되도록 구성된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1도관은 상기 유체 매질을 저장하기 위한 용기(container)에 연결될 수 있는 반면, 제2도관은 유체 매질을 배출하기 위해 폐기물 용기(waste bin)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 두 도관은 유체 매질을 재순환하기 위해 상기 용기에 연결될 수 있다. 상기 유체 매질은 제1유동 경로를 통해 상기 유동 챔버의 내부 공간으로 그리고 제2유동 경로를 통해 상기 유동 챔버의 내부 공간 밖에서 상기 용기로 다시 펌핑된다. 특히, 상기 펌프는 상기 하우징의 내부 공간의 제1 및/또는 제2유동 경로 내에, 또는 상기 세포 배양 장치의 상기 하우징 외부의 제1도관에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 하우징의 높이는 25mm 이하이다. 이것은 상기 세포 배양 장치를 표준(regular) 광학 현미경의 스테이지에 맞출 수 있게 한다. 따라서, 유리하게는, 본 발명은 표준 현미경과 함께 사용될 수 있으며, 상기 유동 챔버에 존재하는 세포 배양물을 관찰하기 위한 전용 광학기구를 필요로 하지 않는다.

또한, 일 실시 예에서 상기 하우징의 폭은 160mm 이하이다. 또한, 일 실시 예에서, 상기 하우징의 깊이는 110mm 이하이다.

또한, 본 발명에 따른 세포 배양 장치의 실시 예에 따르면, 상기 세포 배양 장치는 유체 매질로부터 기체 상(gaseous phase)의 기포(예를 들어, 공기 또는 이의 성분)를 제거하도록 구성된 버블 트랩을 포함한다.

특히, 일 실시 예에 따르면, 상기 버블 트랩은 제1 및 제2체적(volume)을 포함하고, 제1 및 제2체적은 상기 유체 매질에 불투과성이지만 상기 기체 상에는 투과성인 반투과성 막에 의해 분리되고, 따라서 기체 상의 기포가 막을 통해 제1체적으로부터 제2체적으로 상승하여 유체 매질로부터 이들을 제거할 수 있도록 한다. 특히, 상기 막은 PTFE를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 제1체적은 제1유동 경로의 섹션을 형성하여, 상기 기체 버블은 제1유동 경로, 즉 히터의 하류 및 유동 챔버의 상류에서 유체 매질로부터 제거된다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 버블 트랩의 제1체적은 상기 히터의 출구에 연결된 입구를 포함한다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 제1체적은 유동 챔버가 제1유동 경로에 연결될 수 있는 연결부를 통해 제1유동 경로의 상기 연결부에 연결된 출구를 포함한다. 따라서, 상기 유체 매질은 상기 히터로부터 상기 버블 트랩의 제1체적으로 그리고 제1체적으로부터 상기 유동 챔버로 통과될 수 있고, 여기서, 상기 유체 매질이 제1체적을 통과할 때, 상기 기체 상의 버블은 유체 매질/제1유동 경로에서 이들을 제거하기 위해 막을 통해 제1체적으로부터 제2체적으로 상승할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 버블 트랩의 제2체적은 제1체적보다 작다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 버블 트랩의 제2체적은 제1체적보다 작은 압력을 포함한다. 특히, (예를 들어, 더 작은) 제2체적은 진공 상태이므로, 반투과성 막을 통과할 수 있는 가스(예를 들어 공기)의 양을 증가시킨다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 버블 트랩의 제2체적은 상기 버블 트랩으로부터 상기 기상을 제거하기 위한 출구를 포함한다. 특히, 일 실시 예에 따르면, 펌프, 특히 진공 펌프는 상기 펌프를 통해 상기 기포를 제거하기 위해 상기 출구에 연결된다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 세포 배양 장치 및 현미경을 사용하여 세포 배양물을 관찰하는 방법이 개시되며, 여기서 상기 세포 배양물은 유동 챔버 내에 배치되고 상기 유동 배양 챔버가 상기 세포 배양 장치의 하우징의 내부 공간에 삽입되고, 여기서 세포 배양 장치의 하우징은 현미경의 대물렌즈의 아래 및/또는 앞에서 상기 현미경의 스테이지 상에 배치된다. 또한, 특히, 상기 유체 매질이 상기 세포 배양 장치의 하우징의 내부 공간에 배치된 유동 챔버를 통해 안내되고, 특히 온도는 원하는 값으로 조정되고 및/또는 상기 유량은 원하는 값으로 조정된다.

본 발명의 다른 특징 및 실시 예는 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 여기서,
도 1은 삽입된 유동 챔버를 포함하는 본 발명에 따른 세포 배양 장치의 사시도를 도시하며, 여기서 상기 장치의 하우징의 둘레 측면 벽 및 상부 벽의 일부는 상기 장치의 하우징의 내부 공간을 시각화하기 위해 생략된다;
도 2A-2B는 온도 센서 및 제어 유닛과 같은 부품이 장착된 하우징의 도면을 나타낸다, 도 2A에서, 상기 제어 유닛은 제어 유닛과 전기적으로 접촉하기 위한 연결부가 보이도록 도시되지 않았으며; 도 2B는 삽입된 제어 유닛을 포함하는 하우징을 도시하고; 도 2A는 또한 유동 챔버를 통해 안내되는 유체 매질의 유동 경로를 나타낸다;
도 3은 본 발명에 따른 세포 배양 장치의 하우징의 바닥 벽에 대한 평면도를 나타낸다;
도 4는 상기 하우징의 측벽에 대한 측면도이며, 상기 측벽은 바닥 벽과 함께 상기 유동 챔버를 하우징의 내부 공간에 삽입하기 위한 리세스를 포함한다;
도 5는 히터 및 유동 챔버와 같은 상기 내부 공간 내에 배열된 구성 요소를 나타내기 위해 상부 벽이 제거된 본 발명에 따른 세포 배양 장치 하우징의 상부 벽에 대한 평면도를 도시한다;
도 6은 상기 유동 챔버의 사시도를 도시한다;
도 7은 상기 유동 챔버의 사시 단면도이다;
도 8은 상기 유동 챔버의 측면도(유동 챔버의 몸체의 후면)를 도시한다;
도 9는 본 발명에 따른 세포 배양 장치의 히터의 사시도를 도시한다;
도 10은 상기 히터의 사시 단면도이다;
도 11은 상기 히터의 상면도를 나타내고, 상기 히터의 상부 가열 플레이트의 옴 가열을 위한 도체가 도시되어 있다;
도 12는 도 11에 도시된 상기 히터의 가열 플레이트를 도시한다;
도 13은 현미경의 스테이지에 배열된 상기 세포 배양 장치의 하우징의 측면도를 도시한다;
도 14는 도 13에 도시된 세포 배양 장치 및 현미경의 정면도를 도시한다;
도 15는 상기 유동 챔버가 하우징 내로 삽입되거나 상기 세포 배양 장치의 하우징으로부터 제거되는 것을 도시한다;
도 16은 세포 배양 장치의 내부 펌프를 도시한다;
도 17은 버블 트랩을 포함하는 세포 배양 장치의 실시 예를 도시하다;
도 18은 도 17의 버블 트랩의 측면도를 도시한다;
도 19는 도 17 및 도 18에 도시된 버블 트랩의 사시도를 도시한다;및
도 20은 본 발명에 따른 세포 배양 장치에 기록된 20배 확대에서의 1차 뉴런을 도시한 것이다.

도 1은 도 2A 및 2B뿐만 아니라 도 3 내지 도 16과 함께 광학 현미경(40)과 함께 사용하기 위한 세포 배양 장치(1)를 나타낸다. 도 1에 따르면, 상기 세포 배양 장치(1)는 광학 현미경(40)의 스테이지(43) 상에 배치되도록 구성된 하우징(10)을 포함하고, 그것은 도 13 및 도 14에 개략적으로 도시된 바와 같이 현미경(40)의 광 경로(L)에 (즉, 현미경(40)의 대물렌즈(41)의 전방에) 배치된다. 상기 하우징(10)은 현미경(40)의 대물렌즈(41) 아래에 배열될 수 있다. 대안적으로, 상기 대물렌즈(41)는 또한 도 11에서 점선으로 표시된 바와 같이 상기 하우징(10) 아래에 배치될 수 있다.

상기 하우징(10)은 내부 공간(11)을 둘러싸고, 여기서, 상기 하우징(10)은 제거 가능한 유동 챔버를 관찰하기 위한 창(13)을 포함하는 상부 벽(12)(도 1에 도시되지 않음) 및 대향하는 하부 벽(14)(도 14 참조)을 더 포함한다. 상기 제거 가능한 유동 챔버(2)(특히, 도 6 내지 8 참조)는 살아있는 생물학적 세포(예를 들어, 내피 세포; 상피 세포; 아교 세포; 뉴런; 공동 배양, 즉 한 번에 배양된 여러 세포 유형, 예를 들어 신경 세포 및 아교 세포; 내피 세포 및 섬유아세포 등)를 포함하는 세포 배양물(CC)을 수용하기 위한 내부 공간(20) 뿐만 아니라 유체 매질(M)의 흐름(위 참조)을 둘러싸고, 상기 유동 챔버(2)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11) 내로 삽입되고 상기 유동 챔버(2)에서 검사될 세포 배양물(CC)을 배치하기 위해 하우징(10)으로부터 제거되도록 구성된다. 세포 배양물(CC)을 적절한 조건에서 유지하기 위해, 상기 유동 챔버(2)는 유체 매질(M)이 세포 배양물(CC)을 따라 접촉하고 유동할 수 있도록 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 통해 유체 매질(M)의 유동을 안내하도록 추가로 구성된다. 특히, 이에 의해 세포 배양물(CC)의 생체 내 조건을 보다 정확하게 복제하기 위해 상기 세포 배양물에 한정된 힘/응력을 적용하는 것을 목표로 한다. 또한, 상기 유동 챔버(2)는 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)에 배치된 세포 배양물(CC)을 관찰하기 위한 제1 및 제2투명 벽 영역(21, 22)을 포함하고, 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 상기 내부 공간(11) 내로 삽입될 때 투명 벽 영역(21, 22)이 상기 창(13)을 향하고, 따라서 세포 배양물(CC)은 상기 창(13)과 제2투명 벽 영역(22)을 통해 적절히 관찰될 수 있고, 적절한 조명은 예를 들어 제1벽 영역(21)(예를 들어, 도 3)을 통해 아래로부터 적용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 치수 H x D x B는 바람직하게는 상기 하우징(10)이 일반적인 현미경(40)의 스테이지(43)에(그리고 동시에 상기 현미경의 대물렌즈(41) 아래 및/또는 전방에) 맞도록 선택된다. 따라서, 예에서, 상기 치수 H x D x B는 25mm x 110mm x 116mm보다 작거나 같을 수 있다.

또한, 유체 매질(M)의 온도를 원하는 값으로 조정하기 위해, 상기 장치(1)는 상기 하우징(10)의 상기 내부 공간(11)에 배열된 히터(3)를 더 포함한다. 상기 유체 챔버(2)를 향하여(상기 히트(3)를 통하여) 유체 매질(M)을 안내하기 위하여 상기 히터(3)는 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치되어 제1유동 경로(P1)(도 2a 참조)의 일부를 형성한다. 상기 장치(1)는 유동 매체(M)를 유동 챔버(2)로부터 떠나도록(away from) 안내하기 위해 상기 하우징(2)의 내부 공간(11)에 배열된 제2유동 경로(P2)(도 2a 참조)를 더 포함한다. 상기 유동 경로(P1, P2)는 (예를 들어, 상기 히터(3) 및 유동 챔버(2) 외부의 도 2a 또는 도 16의 점선을 따라) 상기 하우징(10)의 상기 내부 공간(11)에 배열된 도관, 특히 가요성 도관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 장치(1)는 상기 유동 챔버(2)가 하우징(10)의 내부 공간(11) 내로 삽입될 때, 제1유동 경로(P1)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20) 내부로 그리고 제2유로(P2)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20) 밖으로 상기 유체 매질(M)을 펌핑하기 위한(내부 또는 외부) 펌프(4)를 포함한다. 특히, 상기 유체 매질(M)은 원형 유동(circular flow)으로 펌핑될 수 있고 상기 히터(3) 및 유동 챔버(2)를 통해 연속적으로 재순환된다. 특히, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 펌프(4)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치될 수 있고 제2유동 경로(P2)의 일부를 형성할 수 있다. 특히, 상기 펌프(4)는 유동 챔버(2)의 하류에 배치될 수 있다.

상기 유체 매질(M)의 온도를 제어(예를 들어, 폐쇄 루프)하기 위해, 상기 세포 배양 장치(1)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배열된 온도 센서(5)를 더 포함할 수 있으며, 상기 온도 센서(5)는 유체 매질(M)의 온도를 측정하기 위해 제1유동 경로(P1)를 통해 안내되는 유체 매질(M)과 열 접촉한다. 특히, 상기 온도 센서(5)는 제1유동 경로(P1)를 따라 상기 히터(3)의 하류 및 유동 챔버(2)의 상류에 배치되고, 따라서 상기 유체 매질(M)이 히터(3)를 떠날 때 상기 유체 매질(M)의 실제 온도를 측정할 수 있다.

이 폐쇄 루프(closed-loop) 제어는 상기 온도 센서(5)로 측정된 유체 매질(M)의 온도의 실제 값이 상기 유체 매질(M)의 온도의 원하는 값에 접근하도록 상기 히터(3)를 제어하도록 구성된 제어 유닛(6)에 의해 수행된다. 따라서, 상기 제어 유닛은 온도 센서(5)(또는 몇몇 온도 센서)로부터 유체 매질(M)의 현재 온도를 입력으로서 수신한다.

도 2A는 인쇄 회로 기판(6a) / 제어 유닛(6)을 위한 연결부(60)를 볼 수 있도록, 상기 장치(1)의 내부 공간(11)으로부터 제거된 제어 유닛(6)의 회로 기판(6a)을 포함하는 세포 배양 장치(1)의 평면도를 도시한다. 도 2B는 내장된(mounted) 회로 기판(6a) 및 제어 유닛(6)을 포함하는 장치(1)를 도시하고, 회로 기판(6a)은 예를 들어 선택하는 원하는 온도 (또는 유체 매질의 원하는 유량과 같은 다른 선택된 원하는 양)를 표시하기 위한 디스플레이(61)뿐만 아니라 상기 제어 유닛(6)을 수동으로 작동하기 위한 (예를 들어, 원하는 온도 또는 원하는 유량과 같은 원하는 양을 선택하기 위한) 작동 요소(예를 들어 버튼(62))를 포함한다.

유체 매질(M)의 옴(ohmic) 가열을 위해, 상기 히터(3)는 도 9 내지 12에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 생체 적합성 물질로 형성된(formed out of) 클래딩(cladding)을 포함하는 복수의 평행 가열 플레이트(30)를 포함할 수 있다. 도체(31)는 각각의 가열 플레이트(30)의 상기 클래딩(31c)에 내장되며, 여기서 각각의 도체(31)는 특히 도 11 및 12에 도시된 바와 같은 구불구불한(meandering) 형상을 갖으며, 전압(예를 들어, 직류 전압, 예를 들어 19V)이 각각의 도체(31)의 대향 단부 또는 접점(contact)(31a, 31b)에 인가될 때 줄 열(Joule heat )을 발생시킨다(옴 가열). 　특히, 각각의 도체(31)는 레이저 절단에 의해 블랭크로부터 절단될 수 있는 금속 포일, 특히 NiCr-포일에 의해 형성된다. 특히, 상기 전압은 도체(31)에 병렬로(in parallel) 인가된다. 상기 도체(31)를 통해 흐르는 전류는 트랜지스터, 특히 MOSFET 트랜지스터를 제어할 수 있는, 상기 도체에서 나오는 전류가 통하여 흐를 수 있는 전술한 제어 유닛에 의해 제어된다. 　특히, 상기 트랜지스터는 상기 트랜지스터를 통과하는 전류량 및 이에 따라 가열 플레이트(30)를 가열하는 도체(31)에 의해 생성된 줄 열을 조절할 수 있게 한다. 특히, 도 12는 상기 클래딩(31c) 및 상기 클래딩(31c)에 의해 피복된 도체(31)를 나타내는 가열 플레이트(30) 중 하나를 도시하고, 또한, 상기 접점(31a, 31b)은 상기 클래딩(31a) 밖으로 돌출되어 접점(31a, 31b)에 전류가 인가될 수 있다. 도 12에 또한 도시된 바와 같이, 상기 가열 플레이트(30)는 제1유동 경로(P1)의 일부를 형성하는 리세스를 포함한다(도 10 참조).

도 9 및 10에서 알 수 있는 바와 같이, 가열 플레이트(30)는 서로 이격되어 이웃하는 두 가열 플레이트(30) 사이에 간극(32)이 제공되고, 여기서 상기 히터(3)에 의해 형성된 제1유동 경로(P1)의 섹션은 상기 유체 매질(M)을 상기 히터(3) 내로 공급하기 위해 히터(3)의 입구(33)에서 시작하고, 도 10에서 파선(dashed line)을 따라 적층된 갭(32)을 통해 연장되고, 특히 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 유체 매질(M)이 상기 유동 챔버(2)의 입구(200)를 향해 안내되는 히터(3)의 출구(34)에서 종료된다.

또한, 상기 세포 배양 장치(1)는 유체 매질(M)의 유량을 결정하기 위한 유량 센서(7)를 더 포함한다(도 1 참조). 이러한 유량 센서(7)는 유동 챔버(2)의 상류 및/또는 하류에 배치될 수 있고, 여기서, 상기 유동 센서(7)는 하우징(10)의 내부 공간(11)에서 유동 챔버(2)의 하류에 있는 제2유동 경로(P2)에 배치된다. 유량을 결정함으로써 유체 매질(M)을 통해 세포 배양물(CC)에 작용하는 전단력을 정확하게 조정할 수 있다. 이를 위해, 상기 제어 유닛(6)은 상기 유량 센서(7)로 측정된 유체 매질(M)의 유량의 실제 값이 유체 매질(M)의 유량의 원하는 값에 접근하도록 상기 펌프(4)를 제어하도록 구성된다.

상기 유동 챔버를 하우징(10)의 내부 공간(11) 내외로 슬라이딩시키기 위해, 이 슬라이딩은 도 15에 도시되고, 상기 하우징(10)은 특히 예를 들어 하우징(10)의 대향하는 상부 및 하부 벽(12, 14)뿐만 아니라 예를 들어 도 4 및 15에 도시된 바와 같이 하부 벽(14)을 연결하는 하우징의 측벽(16)에 형성되는 리세스(15)를 포함한다.

상기 유동 챔버(2)의 슬라이딩을 용이하게 하기 위해, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 그 후자는 적어도 2개의 가이드 레일(23)을 포함한다. 상기 가이드 레일(23)은 아래에서 더 상세히 설명될 래치(27)와 같은 다른 구성 요소에 의해 중단(discontinued)될 수 있다. 각각의 가이드 레일(23)은 상기 하우징(10)(도 4 참조)에 형성된 그루브(groove)(17)에 맞물리도록 구성되어, 맞물린 가이드 레일(23) 및 그루부(17)에 의해 가이드 슬라이딩 운동이 용이해진다.

특히, 도 6에 따르면, 상기 유동 챔버(2)는 유동 챔버(2)의 몸체(26)의 제1측면(26a) 상의 단일 가이드 레일(23)뿐만 아니라 상기 몸체(26)의 제2측면(26b) 상의 2개의 평행한 (중단된) 가이드 레일(23)을 포함할 수 있으며, 상기 제2측면(26b)은 제1측면(26a)으로부터 이격되어 있다. 도 7에서 나타난 바와 같이, 상기 본체(26)는 본체(26)의 제1측면(26a)에 (힌지(25)를 통해) 힌지(hinge)될 수 있는 도어(24)와 대면하는 상기 본체(26)의 측면 상에 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 형성하는 리세스(20)를 포함한다. 상기 도어(24)를 폐쇄하고 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 밀봉하기 위해 상기 도어(24)는 제2측면(26b)에 형성된 리세스(28)와 맞물리도록 구성된 상기 래치(27)를 사용하여(예를 들어, 내부 공간(20)을 밀봉하도록) 폐쇄될 수 있다.

특히, 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)에 상주하는 세포 배양물(CC)을 관찰하기 위해, 상기 도어(24)는 상기 제1투명 벽 영역(21)(예를 들어, 도어(24)의 창 형태)을 포함하지만, 상기 유동 챔버(2)의 대향 본체(26)는 상기 제2투명 벽 영역(22)을 포함하거나 형성한다. 특히, 상기 본체(26)는 투명할 수 있다.

또한, 특히 상기 도어(24)가 폐쇄되고 유동 챔버(2)가 리세스(15) 내로 슬라이딩될 때, 상기 도어(24)는 상기 하우징(10)의 바닥면(14)과 동일 평면(flush with)이거나 바닥면(14)에 대해 약간 오목하게 형성된다.

또한 이미 위에서 언급한 바와 같이 상기 유동 챔버(2)는 유동 챔버(2) 내로 상기 유체 매질(M)을 주입하기 위한 입구 포트(200) 및 유동 챔버(2)로부터 상기 유체 매체(M)를 배출하기 위한 출구 포트(201)를 포함하고, 특히 상기 포트(200, 201)는 상기 본체(26)의 후면(26c)에 배치되고, 상기 후면(26c)은 상기 유동 챔버(2) 본체(26)의 상기 제1측면(26a)을 상기 제2측면(26b)과 연결한다(도 6 및 8 참조).

또한, 도 6 및 8에 나타낸 바와 같이, 상기 유동 챔버(2)는 상기 몸체(26)의 후면(26c) 상에 (예컨대, 기포를 유동 챔버(2) 밖으로 밀어내기 위한) 제1일방 밸브(202) 및 제2일방 밸브(203)를 포함한다. 특히, 상기 제1밸브(202)는 상기 유동 챔버(2) 내로 유체 매질을 채우는 역할을 할 수 있고, 제2밸브(203)는 상기 유동 챔버(2) 밖으로 유체 매질을 플러싱(flushing)하고 이어서 유동 챔버(2) 밖으로 기포를 밀어내는 역할을 할 수 있다.

상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)과 세포 배양 장치(1)의 하우징(10)의 내부 공간(11) 내의 제1 및 제2유동 경로(P1, P2) 사이의 유동 연결(flow connection)을 확립하기 위해, 상기 유동 챔버(2)는 또한 입구 포트(200) 및 출구 포트(201)와 함께 상기 하우징(10)의 상기 리세스(15) 내로 슬라이딩되도록 구성되고, 따라서 상기 입구 포트(200)는 제1유동 경로로(P1)의 연결부(204)와 맞물리고 상기 출구 포트(201)는 제2유동 경로로(P2)(예를 들어 도 1 및 6)의 커넥터(205)와 맞물리고 유입 포트(200)와 제1유동 경로(P1) 사이 및 출구 포트(201)와 제2유동 경로(P2) 사이의 유동 연결은 유동 챔버(2)가 리세스(15) 내로 완전히 미끄러질 때 확립된다.

또한, 도 2A에 도시된 바와 같이, 상기 제1유동 경로(P1)는 상기 하우징(10) 상에, 특히 상기 하우징(10)의 상부 벽(12)에 배치된 입구(18)에 연결되는 반면, 제2유동 경로(P2)는 상기 하우징(10) 상에, 특히 하우징(10)의 상부 벽(12)에 배치된 출구(19)에 연결된다. 여기서, 상기 입구(18)는 유체 매질(M)을 제1유동 경로(P1)로 안내하기 위한 제1도관에 연결되도록 구성되는 반면, 상기 출구(19)는 제2유동 경로(P2) 밖으로 유동 챔버(2)로부터 나오는 유체 매질(M)을 배출하기 위해 제2도관에 연결되도록 구성된다.

상기 제1도관은 유체 매질(M)을 저장하기 위한 용기에 연결될 수 있는 반면, 상기 제2도관은 유체 매질을 폐기하기 위해 폐기물 용기(waste bin)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 두 도관은 유체 매질을 재순환하기 위해 상기 용기에 연결될 수 있으며, 즉 상기 유체 매질(M)은 제1유동 경로(P1)를 통해 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)으로 그리고 제2유동 경로(P2)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20) 밖에서 상기 용기로 다시 펌핑된다. 특히, 상기 펌프(4)는 하우징(10)의 내부 공간(11) 내부 또는 외부에서 제1 및/또는 제2유동 경로(P1, P2)에 배치될 수 있다.

또한, 도 17 내지 19에 도시된 바와 같이, 상기 세포 배양 장치(1)는 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치되고 유체 매질(M)로부터 기체 상(G)의 기포를 제거하도록 구성된 가스 버블 트랩(50)을 포함할 수 있다.

상기 버블 트랩(50)은 상기 내부 공간(11)에 배치된 별도의 버블 트랩 하우징을 포함할 수 있고, 특히 제1체적(51) 및 제1체적(51)의 상부에 인접한 제2체적(52)을 포함하고, 여기서, 제1 및 제2체적(51, 52)은 유체 매질(M)에 불투과성이지만 상기 기체 상(G)에 대해 투과성인 반투과성 막(53)에 의해 분리되고, 따라서 상기 기체 상(G)의 기포는 막(53)을 통해 제1체적(51)으로부터 제2체적(52)으로 상승할 수 있고, 따라서 유체 매질(M)로부터 제거된다.

도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 버블 트랩(50)의 제1부피(51)는 제1유동 경로(P1)의 섹션을 형성한다.

특히, 제1체적(51)은 유체 매질(M)이 상기 히터(3)로부터 상기 버블 트랩(50)의 제1부피(51)로 그리고 제1체적(51)으로부터 상기 유동 챔버(2)로 통과될 수 있도록, 연결부(204)에 연결된 출구(51b)뿐만 아니라 상기 히터(3)의 출구(34)에 연결된 입구(51a)를 포함하고, 상기 기체 상(G)의 기포는 상기 매질(M)의 액상이 막(53)에 의해 유지되는 동안에 상기 제1유동 경로로부터 제거될 수 있도록 막을 통하여 제1체적(51)으로부터 제2체적(52) 내로 상승한다.

또한, 제2체적(52)은 특히 제1체적(51)보다 작고, 특히 상기 세포 배양 장치(1)의 작동 동안 제1부피(51)보다 작은 압력을 포함한다. 특히, 제2부피(52)는 진공하에 있으므로, 반투과성 막(53)을 통과할 수 있는 가스(예를 들어 공기)의 양을 증가시킨다. 또한, 버블 트랩(50)의 제2체적(52)으로부터 기체 상상(G)을 제거하기 위해, 제2체적은 버블 트랩(50)으로부터 상기 기체 상상(G)을 제거하기 위한 출구(52a)를 포함한다. 특히, 펌프는 버블/기체 상(G)이 펌프를 통해 제거될 수 있도록 상기 출구(52a)에 펌프가 연결될 수 있다.

마지막으로, 예로서, 도 20은 2.5dyn/cm²의 전단 응력(shear stress)에 노출되는 동안, 본 발명에 따른 세포 배양 장치를 사용하여 기록된 20x 확대에서의 1차 뉴런을 도시한다. 800초의 전단 노출 후 위상차 이미지(A), GFP 신호(B) 및 둘 다(C)의 오버레이가 표시된다. 해리된 해마 뉴런(hippocampal neuron) 배양은 C57B6/JjRj(Janvier Labs, France) 마우스로부터 얻었다. 시간-성숙된(Time-mated) 마우스를 임신(E 16.5) 및 배아의 16.5일에 안락사시키고, 그들의 뇌 및 이어서 해마를 멸균 조건하에서 해부하고 37℃에서 Tryple Select 시약(Gibco) 25분을 사용하여 소화시켰다. 얻어진 해마 뉴런을 폴리-D-리신(100 ug/ml; 시그마) 코팅된 유리 슬라이드 상에 2%의 Gibco B-27이 보충된 뉴로 바살 배지(Gibco)에서 밀도 50,000/cm²로 플레이팅 하였다.

Claims

광학 현미경과 함께 사용하기 위한 세포 배양 장치(1)로서,
- 현미경의 대물렌즈 앞에서 광학 현미경의 스테이지 상에 배치되도록 구성되는 하우징(10), 상기 하우징은 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)을 둘러싸고, 여기서 상기 하우징(10)은 창(13) 및 대향하는 하부 벽(14)을 포함하는 상부 벽(12)을 더 포함함,
- 살아있는 생물학적 세포를 포함하는 세포 배양물(CC)을 수용하기 위한 내부 공간(20)을 둘러싸는 제거 가능한 유동 챔버(2), 여기서 상기 유동 챔버(2) 내에 세포 배양물을 배치하기 위해 상기 유동 챔버(2)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입되고 그리고 상기 하우징(10)으로부터 제거되도록 구성되고, 상기 　유동 챔버(2)는 유체 매질(M)이 상기 세포 배양물(CC)과 접촉하고 상기 세포 배양물(CC)을 따라 유동할 수 있도록 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 통해 유체 매질(M)의 유동을 안내하도록 추가로 구성되고, 상기 유동 챔버(2)는 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)에 배치된 세포 배양물(CC)을 관찰하기 위한 제1 및 제2투명 벽 영역(21, 22)을 더 포함하고, 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 상기 내부 공간(11) 내로 삽입될 때 상기 투명 벽 영역은 상기 창(13)을 향함(21, 22),
- 상기 유동 챔버(2)를 통해 안내될 유체 매질(M)을 가열하기 위해 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배열된 히터(3);
- 상기 유체 매질(M)를 상기 히터(3)를 통해 상기 유동 챔버(2)를 향해 안내하기 위해 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치된 제1유동 경로(P1) 및 상기 유동 챔버(2)를 떠나는 상기 유체 매질(M)를 안내하기 위해 상기 하우징(2)의 내부 공간(11)에 배치된 제2유동 경로(P2),
- 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입될 때
상기 제1유동 경로(P1)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)으로 그리고 상기 제2유동 경로(P2)를 통해 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간 밖으로 상기 유체 매질(M)를펌핑하기 위한 펌프(4)를 포함하는 세포 배양 장치.
제1항에 있어서,
상기 세포 배양 장치(1)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배열된 온도 센서(5)를 더 포함하고, 따라서 상기 온도 센서(5)는 유체 매질(M)의 온도를 측정하기 위해 제1유동 경로(P1)를 통해 안내되는 유체 매질(M)과 열 접촉하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 세포 배양 장치(1)는 상기 히터(3)를 제어하도록 구성된 제어 유닛(6)을 더 포함하고, 따라서 상기 온도 센서(5)로 측정된 유체 매질(M)의 온도의 실제 값이 유체 매질(M)의 원하는 온도 값에 근접하도록 하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세포 배양 장치(1)는 유체 매질(M)의 유량을 결정하기 위한 유량 센서(7)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제3항 및 제4항에 있어서,
유량 센서(7)로 측정된 유체 매질의 유량의 실제 값이 상기 유체 매질(M)의 원하는 유량 값에 근접하도록 상기 제어 유닛(6)은 상기 펌프(4)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프(4)는 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 배치되거나 상기 펌프(4)는 하우징(10)의 상기 내부 공간(11) 외부에 배치되는 외부 펌프인 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징(10)은 상기 유동 챔버(2)를 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입하기 위한 리세스(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제7항에 있어서,
상기 하우징(10)은 상부 벽(12)을 상기 하우징(10)의 바닥 벽(14)에 연결하는 측벽(16)을 포함하고, 상기 리세스(15)는 상기 하우징(10)의 바닥 벽(14) 및 측면 벽(16)에 형성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 챔버(2)는 상기 유동 챔버(2)를 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입하기 위해 리세스(15) 내로 슬라이딩되도록 구성되고, 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)으로부터 유동 챔버(2)를 제거하기 위해 상기 리세스(15) 밖으로 슬라이딩되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 챔버(2)는 적어도 2개의 가이드 레일(23)을 포함하고,
상기 유동 챔버(2)를 상기 리세스(15) 내외로 슬라이딩할 때 상기 유동 챔버(2)를 안내하기 위해 상기 하우징(10) 내에 형성된 관련 그루브(17)와 맞물리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 챔버(2)는 유동 챔버(2)의 몸체(26)에 힌지되는 도어(24)를 포함하고, 상기 몸체(26)는 상기 유동 챔버(2)의 내부 공간(20)을 형성하는 내부에 형성된 리세스(20)를 포함하고, 특히 상기 도어(24)는 상기 제1투명 벽 영역(21)을 포함하고, 상기 유동 챔버(2)의 상기 몸체(26)는 상기 제2투명 벽 영역(22)을 포함하거나 형성하며, 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 내부 공간(11) 내로 삽입될 때 상기 도어(24)는 상기 하우징(10)의 바닥면(14)과 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 챔버(2)는 상기 유체 매질(M)을 상기 유동 챔버(2) 내로 주입하기 위한 입구 포트(200) 및 상기 유체 매질(M)을 상기 유동 챔버(2) 밖으로 배출하기 위한 출구 포트(201)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동 챔버(2)는 전방에서 입구 포트(200) 및 출구 포트(201)를 포함하는 상기 리세스(15) 내로 슬라이딩되도록 구성되고, 따라서 상기 입구 포트(200)는 제1유동 경로(P1)의 연결부(204)와 결합하고 상기 출구 포트(201)는 제2유동 경로(P2)의 연결부(205)와 결합하고, 상기 유동 챔버(2)가 상기 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입될 때 상기　입구 포트(200)와 제1유동 경로(P1) 사이 및 출구 포트(201)와 제2유동 경로(P2) 사이의 유동 연결이 확립되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징의 높이(H)는 25mm보다 작거나 25mm와 같고, 및/또는 너비(B)는 160mm보다 작거나 160mm와 같고, 및/또는 깊이(D)는 110mm 보다 작거나 및/또는 110mm와 같은 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세포 배양 장치(1)는 유체 매질(M)로부터 기체 상의 기포를 제거하도록 구성된 가스 버블 트랩(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제15항에 있어서,
상기 버블 트랩(50)은 제1 및 제2체적(51, 52)을 포함하고, 여기서 제1 및 제2체적(51, 52)은 상기 유체 매질(M)에 불투과성이지만 상기 기체 상에는 투과성인 반투과성 막(53)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제16항에 있어서,
제1체적(51)은 제1유동 경로(P1)의 섹션을 형성하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제13항 및 제17항에 있어서,
상기 제1체적(51)은 상기 히터(3)의 출구(34)에 연결된 입구(51a)를 포함하고 및/또는 제1체적(51)은 연결부(204)에 연결된 출구(51b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2체적(52)은 상기 제1체적(51)보다 작은 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2체적(52)은 제1체적(51)보다 더 작은 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버블 트랩(50)의 제2체적(52)은 상기 버블 트랩(50)으로부터 상기 기체 상을 제거하기 위한 배출구(52a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따른 세포 배양 장치(1) 및 현미경(40)을 사용하여 세포 배양물(CC)을 관찰하는 방법에 있어서,
상기 세포 배양(CC)이 상기 유동 챔버(2)에는 배치되고 상기 유동 챔버(2)는 상기 세포 배양 장치(1)의 하우징(10)의 내부 공간(11)에 삽입되고,
특히 상기 세포 배양 장치(1)의 하우징(10)은 현미경(40)의 대물렌즈(41) 앞의 현미경(40)의 스테이지(43) 상에 배치되는 방법.