KR20200056344A - 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기 - Google Patents

대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기 Download PDF

Info

Publication number
KR20200056344A
KR20200056344A KR1020190146168A KR20190146168A KR20200056344A KR 20200056344 A KR20200056344 A KR 20200056344A KR 1020190146168 A KR1020190146168 A KR 1020190146168A KR 20190146168 A KR20190146168 A KR 20190146168A KR 20200056344 A KR20200056344 A KR 20200056344A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cell culture
culture sheet
sheet
incubator
cells
Prior art date
Application number
KR1020190146168A
Other languages
English (en)
Inventor
장선호
박희성
한경구
서동식
구송희
김지영
이효정
이수연
서인용
이승훈
김찬
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모그린텍 filed Critical 주식회사 아모그린텍
Publication of KR20200056344A publication Critical patent/KR20200056344A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/14Scaffolds; Matrices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/02Membranes; Filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/48Holding appliances; Racks; Supports
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14Incubators; Climatic chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0068General culture methods using substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2533/00Supports or coatings for cell culture, characterised by material
    • C12N2533/30Synthetic polymers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

대용량 배양기용 세포배양시트가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 세포배양시트는 내부에 다수 장의 시트가 시트 간 소정의 간격을 두고 이격 배치되어 구현된 대용량 배양기에 구비되는 세포배양시트로서, 상기 세포배양시트는 면적이 100㎠ 이상이며, 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하이다. 이에 의하면, 한정된 부피의 공간에 배양시트를 촘촘히 배치시키는 경우에도 특정 방향으로의 처짐이나 형상변형이 적어서 인접 배치되는 다른 배양시트와의 접촉발생이 방지되어 데드 스페이스로 인한 세포배양 용적 감소를 방지할 수 있다. 나아가 상기 접촉발생으로 인한 세포배양액의 흐름 방해가 최소화 또는 방지될 수 있어서 안정적으로 세포를 대용량으로 원활히 배양시킬 수 있어서 대용량 배양기에 매우 적합하고, 세포배양 산업에 널리 응용될 수 있다.

Description

대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기{Cell culture sheet assembly for mass culture apparatus and mass culture apparatus comprising the same}
본 발명은 세포배양시트 집합체에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기에 관한 것이다.
최근, 질병 치료에 배양 세포의 이용이 확대됨에 따라 세포 배양에 대한 관심 및 연구가 증가하고 있다. 세포 배양은 세포를 생체로부터 채취하고, 생체 밖에서 배양시키는 기술이며, 배양된 세포는 피부, 장기, 신경 등 신체의 다양한 조직으로 분화시켜 인체에 이식되거나 분화시키기 전 상태로 인체에 이식시켜 생착 및 분화를 동시에 이루어지게 하여 다양한 질병 치료에 활용될 수 있다.
질병의 치료를 위해 배양된 세포를 인체에 이식하기 위해서는 타겟하는 세포의 수가 실험실 수준을 넘어서는 양으로 배양되는 것이 요구된다. 그러나 세포는 2차원이 아닌 3차원으로 증식되기 어려워서 많은 양의 세포를 얻기 위해서는 대면적의 지지체를 사용하여 세포를 배양시키는 것이 불가피한 실정이다.
그러나 세포배양기가 한정된 부피를 갖는다는 것을 고려할 때 지지체의 면적을 늘리는 것에는 한계가 있고, 한정된 부피의 세포배양기 내에 최대한 많은 비표면적을 갖도록 지지체가 구비되는 것이 요구된다.
이를 해결하기 위한 방법으로서 다수 개의 판형 지지체를 지지체 간에 일정 간격으로 이격시켜 한정된 배양공간에 배치시키는 것을 고려해볼 수 있다. 이 경우 지지체가 배양공간이 허용하는 범위로 최대면적을 가지면서도, 한정된 높이 내 많은 수의 지지체가 적층될 수 있도록 지지체가 얇은 두께를 갖는 것이 유리하다.
그러나 지지체 면적이 커지고 두께가 얇아질 경우 자중에 의한 영향이 커짐에 따라서 측부가 지지되는 지지체의 중앙부가 오목하게 함몰되어 하방을 향해 처질 수 있다. 또한, 세포배양액에 지지체가 젖을 경우 지지체의 처짐은 더욱 현격히 발생할 수 있는 우려가 있다. 이 경우 처짐에 의해 일 지지체 하부면과 그 하부에 배치된 지지체 상부면 간에 접촉이 발생할 수 있고, 접촉이 발생한 곳은 세포가 증식하지 못하는 데드 스페이스가 되어 세포배양 용적이 감소하는 문제가 있다.
또한, 소정의 간격을 두고 적층된 지지체 사이에는 세포배양액이 위치하는데, 지지체의 처짐은 지지체 사이의 간격을 좁게 하고, 이로 인해 세포배양액의 흐름을 방해하거나 차단해서 세포배양 효율이 현저히 감소할 우려가 있다.
나아가 처짐이 발생할 정도로 기계적 강도가 뒷받침해주지 못하는 경우 유동하는 세포배양액에 의해서 지지체에 지속적인 흔들림이 유발될 수 있고, 이러한 흔들림은 세포의 안정적 배양을 어렵게 하는 문제가 있다.
이에, 대면적의 세포배양 지지체가 구비되어 소정의 간격을 두고 적층된 경우에도 상술한 데드스페이스 문제가 해소되고, 지지체 간의 이격거리가 지속 유지되어 세포배양액의 흐름을 방해하지 않으면서도 세포배양액의 흐름에도 지지체의 흔들림이 적어서 세포를 안정적으로 배양할 수 있는 세포배양 지지체에 대한 연구가 시급한 실정이다.
공개특허공보 제10-2009-0056667호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 다수 장의 대면적 세포배양시트를 한정된 부피의 공간에 촘촘히 이격시켜 배치시키는 경우에도 특정 방향으로의 처짐이나 형상변형이 적어서 인접 배치되는 다른 배양시트와의 접촉발생이 방지되고, 세포배양액의 흐름 방해가 최소화 또는 방지될 수 있으며, 세포배양액의 흐름에도 흔들림이 적어서 세포를 안정적으로 배양시킬 수 있는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체와 이를 구성하는 대용량 배양기용 세포배양 시트, 및 이를 구비한 대용량 배양기를 제공하는 것에 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 다수 장의 세포배양시트가 주면에 대해 수직방향으로 소정의 간격만큼 이격하여 배치되며, 상기 세포배양시트는 면적이 100㎠ 이상이고 벤딩 깊이가 0.5㎝ 이하인 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 인접한 세포배양시트 간의 수직거리는 0.1 ~ 20㎜일 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 섬유웹 및 필름 중 어느 하나 이상을 구비할 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 두께가 200 ~ 800㎛일 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리이더술폰(PES), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 평균직경이 10㎚ ~ 1.5㎛인 섬유들로 형성된 평량이 1 ~ 20g/㎡인 섬유웹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 측정한 벤딩깊이가 2.6㎝ 이하일 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 폭 또는 길이방향 중 어느 일방향으로 소정의 곡률을 가지며, 곡률반경이 0.1 ~ 0.5mm일 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트의 표면에는 세포의 부착, 이동, 증식 및 분화 중 어느 하나 이상을 촉진시키는 기능을 갖는 생리활성성분을 구비일 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트는 두께가 1 ~ 10㎛인 섬유웹과 상기 섬유웹의 일면 상에 필름이 일체화된 적층체일 수 있다.
또한, 본 발명은 내부공간에 다수 장의 세포배양시트가 주면에 대해 수직방향으로 소정의 간격만큼 이격 배치되어 구현되는 대용량 배양기에 구비되는 세포배양시트로서, 면적이 100㎠ 이상이고 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하인 대용량 배양기용 세포배양시트를 제공한다.
또한, 본 발명은 내부공간을 갖는 하우징, 및 상기 내부공간에 수용된 본 발명에 따른 세포배양시트 집합체를 포함하는 대용량 배양기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 세포배양시트 집합체는 낱장의 세포배양시트 테두리를 따라서 소정의 간격을 두고 타공된 제1홀을 구비하며, 제2홀을 구비하는 스페이서와, 상기 제1홀 및 제2홀에 대응하는 직경을 갖는 지지대를 더 포함하고, 상기 스페이서는 세포배양시트의 제1홀에 제2홀이 대응하도록 인접한 세포배양시트 사이에 배치되고, 상기 지지대는 서로 대응되도록 배치된 제1홀 및 제2홀을 관통하도록 삽입된 것을 특징으로 하는 대용량 배양기.
또한, 세포배양시트 집합체 내 각각의 세포배양시트가 하우징 내측면에 삽입되어 고정되도록 상기 하우징의 대향하는 양 내측면에는 소정의 간격을 두고 이격하여 형성된 슬릿이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 세포배양시트 집합체 및 세포배양시트 집합체 내 각각의 세포배양시트 상에 배양된 세포들을 구비하는 조직공학용 이식체를 제공한다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대하여 설명한다.
본 발명의 "세포외 기질(extracellular matrix, ECM)"은 세포의 외부를 둘러싸고 있는 기질로서, 세포와 세포 사이를 차지하고 있으며, 주로 단백질과 다당류로 이루어진 망상 구조를 가지는 것을 의미하는 것이다.
본 발명의 "모티프"는 세포의 부착, 이동, 분화 등에 중요한 역할을 하는 세포외 기질내 단백질, 당단백질 등에 포함되어 세포막의 표면 또는 막을 관통하도록 구비되는 수용체와 구조적/기능적으로 상호작용을 할 수 있는 아미노산 서열을 포함하는 펩타이드로써, 세포 내에서 분리하거나 유전자 클로닝(Gene cloning) 기법을 이용하여 인공적으로 생산된 것을 모두 포함한다.
본 발명에 의하면, 다수 장의 대면적 세포배양시트를 한정된 부피의 공간에 촘촘히 이격시켜 배치시키는 경우에도 세포배양시트가 본 발명에 따른 물성을 만족함에 따라서 특정 방향으로의 처짐이나 형상변형이 적어서 인접 배치되는 다른 배양시트와의 접촉발생에 따른 데드 스페이스가 최소화 또는 방지됨에 따라서 초도 설계한 세포배양 면적을 최대한 세포배양에 활용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 인접하여 배치된 세포배양시트 사이에 위치하는 세포배양액의 흐름을 지속적으로 원활히 유지시킬 수 있어서 대면적 세포배양시트의 위치에 관계없이 세포에 신선한 세포배양액을 제공할 수 있고, 대용량 배양기 내 위치에 관계없이 세포배양액의 이산화탄소 농도 등을 일정하게 유지시키는데 유리하다. 나아가 세포배양액의 흐름이 있는 경우에도 흔들림이 적게 발생하여 세포를 안정적으로 배양시킬 수 있음에 따라서 대용량의 세포를 배양하는데 널리 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양시트 집합체의 사시도,
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 세포배양시트 집합체의 사시도와, X-X' 경계선에 따른 부분 단면도,
도 3은 세포배양시트에 대한 본 발명에 따른 벤딩 깊이를 측정하는 방법을 나타낸 모식도,
도 4는 도 1의 분해사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양시트 집합체의 분해사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 배양기의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 배양기의 사진,
도 8은 인접한 세포배양시트 간 접촉이 발생한 본 발명의 비교예에 따른 세포배양시트 집합체를 구비한 대용량 배양기의 사진, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 대용량 배양기의 사진으로서, 2개의 대용량 배양기 중 왼쪽 대용량 배양기는 세포배양시트가 구비된 상태이며, 오른쪽 대용량 배양기의 경우 세포배양시트가 없는 상태의 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 세포배양시트 집합체(100)는 다수 장의 세포배양시트(11,12,13)가 주면에 수직한 방향으로 소정의 간격을 두고 이격되어 구성된다. 상기 간격을 유지시키기 위해서 인접하는 세포배양시트(11,12,13) 사이에 스페이서(20) 및 상기 스페이서(20)와 상기 다수 장의 세포배양시트(11,12,13)를 고정시키기 위한 지지대(30)를 더 포함할 수 있다.
상기 세포배양시트(11,12,13)는 낱장의 시트 상부면 및 하부면을 주면으로 하며, 상기 주면 상에 세포가 안착된 후 증식되기 위한 지지체로서 섬유웹, 필름, 또는 이들이 결합된 통상의 세포배양 지지체의 경우 제한 없이 사용될 수 있다.
다만, 낱장의 면적이 100㎠ 이상인 대면적의 세포배양시트가 소정의 간격을 두고 층층이 이격된 상태로 세포가 배양되는 대용량 배양방법이나, 이러한 대용량 배양방법에 사용되는 대용량 배양기에 적합하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양시트는 낱장의 면적이 100㎠ 이상이면서도 소정의 벤딩깊이를 갖도록 구현된다.
대용량 배양기 용도의 세포배양시트가 소정의 벤딩깊이를 가져야 하는 이유를 도 2를 참조하여 먼저 설명한다.
도 2에 도시된 것과 같이 다수 장의 세포배양시트(1,2)를 소정의 간격을 두고 이격배치 시킨 세포배양시트 집합체(100')에서 세포배양시트(1,2)는 자중에 의해 중앙부에 처짐이 발생할 수 있고, 세포배양시트(1,2)의 면적이 커지거나 또는 동일면적인 경우에도 폭과 길이 중 어느 하나가 큰 경우에 이러한 처짐은 더욱 심해질 수 있다. 또한, 한정된 부피 내에 적층되는 세포배양시트(1,2)의 수를 증가시키기 위해서는 세포배양시트의 두께를 얇게 구현해야 하나 이러한 경우에도 처짐은 더욱 심해질 수 있다. 나아가 세포배양시트 집합체(100')는 세포배양액에 함침된 상태로 세포가 배양될 수 있는데, 세포배양시트(1,2)가 세포배양액에 의해 젖을 경우 무게가 무거워져서 자중에 의한 처짐 현상은 더욱 심화될 수 있다.
만일 도 2와 같이 세포배양시트(1,2)의 처짐이 발생할 경우 상부 세포배양시트(1)와 하부 세포배양시트(2) 간에 접촉이 발생할 수 있는데, 접촉이 발생된 세포배양시트(1,2)의 영역(A)은 데드 스페이스가 되어서 해당 부분에는 세포가 배양되기 어려워서 세포배양 가능 용적의 감소를 유발하고, 세포배양액의 통과도 원활하지 못하여 세포배양효율이 현저히 저하될 수 있다. 나아가 세포배양액이 소정의 유속으로 상부 세포배양시트(1)와 하부 세포배양시트(2) 간 사이 공간에 유입되어 흐르는 경우에 처짐이 발생한 인접하는 세포배양시트(1,2) 간 공간을 통과할 때 유속의 차이가 발생하고 이로 인해 느린 유속으로 세포배양액이 통과하는 부분은 세포배양액이 원활히 공급되면서 기존의 세포배양액이 교체되지 못함에 따라서 세포배양효율이 저하될 수 있다. 또한, 반대로 세포배양액이 빠른 속도로 통과하는 부분에는 빠른 유속으로 인한 세포배양시트의 흔들림이 발생할 수 있고, 이 경우 세포가 세포배양시트에 안정적으로 부착하여 배양되기 어려울 수 있어서 세포배양효율의 저하를 유발시킬 수 있다.
따라서 낱장의 면적이 100㎠ 이상인 대면적으로 다수 장이 소정의 간격을 두고 층층이 이격 배치된 상태에서 세포가 배양되는 대용량 배양방법이나 이와 같은 배치형태로 구현되는 대용량 배양기에는 통상적인 세포배양시트가 모두 사용될 수 있는 것은 아니며, 소정의 간격을 두고 층층이 이격 배치되었을 때 데드 스페이스 발생을 방지할 수 있고, 세포배양액의 빠른 유속에도 흔들림이 적도록 물성이 구현된 세포배양시트의 채용이 요구된다.
한편, 세포배양시트의 처짐을 방지하기 위하여 처짐이 발생하는 부분을 지지하는 별도의 지지부재(예를 들어 후술하는 스페이서 등)를 구비시키는 것을 고려할 수 있으나, 지지부재에 의해 지지된 세포배양시트 영역은 세포가 배양될 수 없는 데드 스페이스가 됨에 따라서 한정된 부피 내 최대한 많은 양의 세포를 배양시키기 위한 방법으로서 부적절할 수 있다.
이에 본 발명에 따른 세포배양시트 집합체는 낱장의 면적이 100㎠ 이상, 바람직하게는 200㎠ 이상, 보다 바람직하게는 400㎠ 이상인 대면적임에도 소정의 벤딩깊이를 만족하도록 하는 세포배양시트로 구성됨에 따라서 대용량 배양기에 사용되는 경우에도 자중 등에 의한 처짐이 방지되고, 대용량 배양기 내부로 공급되는 배양액의 흐름에 따른 흔들림이 최소화되어 안정적인 세포배양이 가능하다.
이때, 상기 벤딩깊이를 도 3을 참조하여 설명하면, 벤딩깊이(d)는 길이와 폭이 각각 18㎝, 3㎝로 절단된 세포배양시트(10)의 길이방향에 수직한 어느 일 모서리로부터 길이방향으로 12.5㎝가 떨어진 제1선까지의 영역인 제1부분(ℓ)을 무게가 500g인 지그로 눌러 테이블(T) 상부면에 고정시킨 상태에서 길이방향 나머지 5.5㎝ 부분을 자중에 의해 벤딩 되도록 하였을 때, 벤딩된 정도를 나타내며, 제1부분(ℓ)의 상부면에서 벤딩된 나머지 부분의 끝단 상부 모서리 간 수직거리로 측정된다.
본 발명에 따른 세포배양시트 집합체(100)에 구비된 세포배양시트(11,12,13)는 벤딩깊이(d)가 0.5㎝ 이하이며, 바람직하게는 0.35㎝이하일 수 있다. 만일 벤딩깊이(d)가 0.5㎝를 초과할 경우 100㎠ 이상의 대면적으로 다수 장이 소정의 간격을 두고 이격 배치되었을 때 처짐이 발생하여 인접하는 세포배양시트 간의 접촉된 데드 스페이스를 발생시킬 수 있고, 인접하는 세포배양 시트 사이에 소정의 유속으로 배양액이 흐를 경우 배양액으로 인한 세포배양시트의 흔들림이 심하여 세포를 안정적으로 배양시키기 어려울 수 있다. 다만, 세포배양시트의 벤딩깊이는 0.5㎝ 이하인 경우에도 벤딩깊이가 0.01㎝ 이상일 수 있는데, 만일 벤딩깊이가 0.01㎝ 미만인 경우 세포배양시트의 두께가 과도히 두꺼워서 한정된 부피 내 구비되는 세포배양 시트의 장수가 감소하거나, 시트를 소정의 형상이나 크기로 타발하는 공정이 용이하지 않은 우려가 있을 수 있다. 또한, 두꺼운 두께의 필름형 세포배양시트의 경우 필름의 제조공정 상 필름이 롤형상으로 감긴 채 양산 및 판매되는데, 이와 같은 필름의 경우 소정의 크기, 특히 100㎠ 이상의 면적이 되도록 타발했을 때 평평한 상태를 유지하지 않고, 일정 수치 이상의 곡률을 계속 유지함에 따라서 세포배양시트 집합체에 구비되는 세포배양시트로 적합하지 않을 수 있다.
한편, 세포배양시트의 과도한 처짐으로 인한 인접하는 시트 간 접촉을 막기 위해 세포배양시트의 처짐을 감내하며 시트 간 거리를 증가시킬 수 있는데, 이와 같은 방법은 한정된 부피(즉, 높이)내 이격 배치시킬 수 있는 세포배양시트의 장 수를 감소시키므로 대용량의 배양기에 적합한 세포배양시트를 구현하고자 하는 본 발명에 역행하는 것으로서 본 발명의 고려대상이 아님을 밝혀둔다.
상기 세포배양시트(11,12,13)는 통상적인 세포배양 지지체로서 사용되는 재질인 경우 제한이 없다. 일예로 상기 세포배양시트(11,12,13)는 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리이더술폰(PES), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리아미드, 폴리알킬렌, 폴리알킬렌옥사이드(poly(alkylene oxide)), 폴리아미노산(poly(amino acids)), 폴리알릴아민(poly(allylamines), 폴리포스파젠(polyphosphazene), 폴리우레탄 및 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드 블록공중합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 비생분해성 성분, 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리다이옥사논(polydioxanone), 폴리글리콜릭산(polyglycolic acid), PLLA(poly(L-lactide)), PLGA(poly(DL-lactide-co-glycolide)), 폴리락틱산(Polylactic acid) 및 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 생분해성 성분, 이들의 혼합물, 또는 이들의 공중합체로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 세포배양시트(11,12,13)는 폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리이더술폰(PES), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 섬유웹 및 필름 중 어느 하나 이상을 구비하여 구현된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 세포배양시트(11,12,13)는 1장의 섬유웹 또는 필름 단독이거나 여러 장의 섬유웹 또는 필름을 포함하는 적층체일 수 있다. 또는 섬유웹 1장 또는 여러 장과, 필름 1장 또는 여러 장이 결합되어 일체화된 적층체일 수 있다. 이때, 섬유웹과 필름이 결합되는 경우 실리콘 재질 등의 접착제를 통해 결합되거나, 접착제 없이 필름이나 섬유웹의 부분용융을 통해 결합될 수 있다. 일 실시예에 의하면 세포배양시트는 섬유웹과 상기 섬유웹을 지지하는 필름이 일체화된 적층체일 수 있다. 이 경우 섬유웹 표면의 모폴로지를 활용해 효과적으로 세포를 안착 및 증식시키기 유리하고, 섬유웹 내부 기공을 통해 형성되는 공간에도 세포를 증식시킬 수 있어서 세포의 입체적 성장에 유리할 수 있다. 또한, 일면에 일체화된 필름은 섬유웹 상에 안착된 후 자중에 의해 섬유웹 내부를 통과해 하방으로 세포가 탈리되는 것을 방지하는 동시에 본 발명에 따른 벤딩깊이를 달성하는데 보다 유리하게 할 수 있는 이점이 있다. 나아가 섬유웹과 필름이 적층된 형태임에 따라서 취급성이 향상되어 배양기에 세포배양시트를 장착하는데 보다 용이할 수 있다. 더불어 후술하는 생리활성성분, 일예로 펩타이드인 모티프를 섬유웹에 코팅할 경우 코팅 표면이 섬유웹의 모폴로지에 따라서 세포의 부착, 재생 및 증식에 보다 도움을 주는 토폴로지를 구현할 수 있어서 세포증식에 보다 유리할 수 있다. 한편, 섬유웹인 경우에도 섬유직경이 큰 경우 섬유웹의 밀도가 작고, 위와 같은 토폴로지에 따른 효과는 미미할 수 있다. 또한, 섬유웹을 구비한 세포배양시트는 필름 단독의 경우에 대비해 세포회수가 보다 유리할 수 있고, 특히 세포배양시트가 대면적화가 될수록 세포회수성이 현저히 우수할 수 있다.
상기 섬유웹은 스펀본드, 멜트블로운 등의 공지된 방법으로 웹 형상으로 구현된 것이거나, 전기방사를 통해 구현된 것일 수 있다. 또한, 상기 섬유웹은 평균직경이 10㎚ ~ 1.5㎛인 섬유들로 형성되며, 평량이 1 ~ 20g/㎡일 수 있다. 만일 섬유의 평균직경이 10㎚ 미만일 경우 기계적 강도가 열위하고, 섬유웹의 제조가 어려울 수 있다. 만일 섬유의 평균직경이 1.5㎛를 초과하는 경우 섬유웹의 밀도(평량)가 작아지고, 열압착시 섬유웹의 표면이 부분적으로 용융된 것과 같이 형성될 우려가 있다. 또한, 섬유웹 모폴로지가 세포배양에 유리한 토폴로지를 구현하기 어려워 세포배양 효율이 감소할 우려가 있다. 또한, 만일 평량이 1 g/㎡ 미만일 경우 섬유웹 제조 시 핸들링이 용이하지 않은 우려가 있고, 평량이 20g/㎡를 초과하는 경우 압착롤에서 섬유웹이 용융될 수 있고, 섬유웹이 필름과 합지되어 세포배양시트를 구현하는 경우에 필름에 부착되기 어려울 수 있다. 또한, 섬유 직경과 섬유웹 평량 조건을 만족하지 못하는 경우 세포배양에 적합한 표면 모폴로지의 구현이 어려울 수 있고, 본 발명이 목적하는 수준의 세포배양 효율 등을 달성하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 필름은 공지된 방법으로 필름으로 구현된 것일 수 있고, 일예로 필름을 형성하는 성분이 용융되어 다이를 통해 압출되거나, 필름을 형성하는 성분이 용해된 뒤 기재 상에 통상적인 코팅방법을 통해 소정의 두께가 되도록 형성된 것일 수 있다. 또한, 필름인 세포배양시트는 친수성 향상을 위해 표면이 플라즈마 처리 등을 통해 개질된 것일 수 있고, 친수성 향상을 위한 표면개질 방법은 공지된 방법에 의할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 또한, 필름인 세포배양시트는 세포가 로딩된 후 필름표면과 세포 간 부착력 향상을 위해 소정의 표면조도를 갖도록 표면에 미세굴곡, 홈 등이 형성될 수 있다.
상기 세포배양시트(11,12,13)는 바람직하게는 두께가 200 ~ 800㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 250 ~ 700㎛, 보다 더 바람직하게는 300 ~ 520㎛일 수 있다. 만일 두께가 200㎛ 미만일 경우, 두께가 얇아서 본 발명에 따른 벤딩깊이를 만족시키기 어려울 수 있다. 특히 섬유웹 단독으로 세포배양시트가 구현될 경우 섬유 직경/평량의 조절 등으로도 상기 벤딩깊이를 만족시키기 어려울 수 있다. 또한, 멸균 공정을 위해 수행되는 고온, 고압의 처리 시 세포배양시트의 뒤틀림, 휨 등 형상변형이 유발될 수 있고, 형상변형으로 인해서 자중 없어도 세포배양시트 간 접촉이 발생할 수 있는 우려가 있다. 나아가 세포배양시트가 100㎠ 이상의 대면적으로 구현될 때 특히 중앙부 처짐이 과도하여 인접하는 세포배양시트 간 접촉이 발생하고 접촉면적이 증가할 우려가 있다. 나아가 일정 유속으로 공급되는 세포배양액에 의한 세포배양시트가 과도하게 흔들릴 수 있고, 이로 인해 세포가 안정적으로 부착되어 증식되기 어려울 수 있다. 또한, 만일 두께가 800㎛를 초과하는 경우 한정된 부피 내 적층되는 세포배양시트의 장수가 감소할 수 있다. 또한, 세포배양시트가 섬유웹 형상인 경우 세포배양액은 섬유웹 내부에 유입 후 섬유웹 내부 수직/수평방향으로의 흐름이 발생해서 세포가 보다 원활히 신선한 세포배양액과 접촉할 수 있는 이점이 있는데, 두께가 과도히 두꺼워지는 경우 섬유웹 내부에서 발생할 수 세포배양액의 흐름 및 교환이 원활히 이루어지지 않아서 세포의 증식이 저하되거나 섬유웹 내부에서 증식하는 세포의 경우 사멸할 우려가 있다. 나아가 두께가 두꺼울 경우 중량이 클 가능성이 높고, 이 경우 세포배양액이 젖음에 따른 중량 증가로 처짐 발생이 가속화될 우려가 있으며, 섬유웹을 포함하는 경우 세포배양액의 젖음에 따른 처짐은 더욱 심화될 수 있다. 더불어 두꺼운 두께의 필름으로 이루어지거나 두꺼운 두께의 필름을 구비하는 경우 타발이 용이하지 않고, 양산 판매되는 필름의 특성상 영구적인 곡률을 가지고 있음에 따라서 세포배양시트 간 간격을 좁게 배치시킬 때 곡률로 인해서 시트 간 접촉 및 데드 스페이스가 발생할 우려가 있다.
한편, 고온, 고압 조건에서 세포배양시트의 멸균이 가능하고, 이러한 조건에서 멸균에도 불구하고 상술한 여러 문제점이 발생하지 않거나 방지하기 위하여 세포배양시트의 두께는 300 ~ 520㎛인 것이 좋다.
또한, 세포배양시트(11,12,13)가 섬유웹과 필름이 일체화된 적층체일 경우 섬유웹은 두께가 1 ~ 10㎛인 것이 바람직하며, 이를 통해 보다 향상된 세포증식 효과를 발현할 수 있고, 특히 줄기세포의 증식에 보다 유리할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 섬유웹은 구비된 섬유의 평균직경이 200 ~ 300㎚이며, 평량이 2.5 ~ 6.5g/㎡, 보다 바람직하게는 3 ~ 5g/㎡로 구현된 것일 수 있다. 또한, 이때 섬유웹의 두께는 4 ~ 6㎛인 것일 수 있다. 또한, 공기투과도가 1 ~ 4cfm으로 구현된 것일 수 있다. 이러한 특성을 가지도록 구현된 섬유웹을 구비한 세포배양시트는 표면 모폴로지가 인간 유도만능줄기세포(hiPSC), 인간 심장 줄기세포(hCSC), 간엽 줄기세포(MSC) 및 쥐 배아줄기세포(mESCs)에 매우 적합할 수 있어서, 이러한 세포들에 대해 매우 우수한 배양효율을 발현시킬 수 있고, 배양된 세포가 파종 시보다 작은 직경을 갖도록 배양할 수 있어서 보다 젊고, 상태가 우수한 세포를 배양시키기에 유리하다. 일예로, hCSC는 파종 시 24 ~ 25㎛의 직경을 가질 수 있는데, 배양 후 증식된 세포는 16 ~ 18㎛ 직경을 가질 수 있다.
다른 예로써, 상기 섬유웹은 구비된 섬유의 평균직경이 500 ~ 600㎚이며, 상기 섬유웹은 평량이 3 ~ 12g/㎡, 보다 바람직하게는 3 ~ 10g/㎡, 일예로 4.0 ~ 5.5g/㎡로 구현된 것일 수 있다. 또한, 이때 섬유웹의 두께는 3 ~ 6㎛, 보다 바람직하게는 5 ~ 6㎛일 수 있다. 또한, 공기투과도가 4.5 ~ 8.0cfm으로 구현된 것일 수 있다. 이러한 특성을 가지도록 구현된 섬유웹을 구비한 세포배양시트는 표면 모폴로지가 인간 유도만능줄기세포(hiPSC), 인간 심장 줄기세포(hCSC), 간엽 줄기세포(MSC) 및 쥐 배아줄기세포(mESCs)에도 적합할 수 있으나, 간엽 줄기세포가 뼈 세포로 분화한 골모세포에 더욱 우수한 배양효율을 발현시킬 수 있다. 또한, 배양된 세포가 파종 시보다 작은 직경을 갖도록 배양할 수 있어서 보다 젊고, 상태가 우수한 세포를 배양시키기에 유리하다.
또한, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 면적이 100㎠ 이상이며, 길이와 폭은 일예로 11㎝×11㎝, 또는 18㎝×13㎝일 수 있다.
한편, 섬유웹, 필름 또는 이들의 결합된 적층체인 낱장의 세포배양시트가 상술한 벤딩깊이를 갖도록 구현하는 방법에는 제한이 없다. 목적하는 소정의 벤딩깊이를 조절하는 일예로써, 바람직한 범위 내에서 두께를 조절, 적층수 조절, 재질 변경, 섬유웹의 경우 웹을 형성하는 섬유의 직경 및/또는 평량 조절, 기계적 강도가 우수한 이종의 섬유웹이나 필름의 적층 등을 통해 달성할 수 있으므로 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다만, 대면적 세포배양시트의 자중에 의한 처짐 발생은 세포배양시트의 두께가 단독 인자로서 큰 영향을 준다고 보기 어려우며, 오히려 세포배양시트의 굴곡특성, 크리이프, 열변형 온도, 열팽창 계수, TD 및 MD 방향으로 수축/팽창률의 차이, 타발된 세포배양시트의 방향성(일예로 MD 방향이 타발된 시트의 길이방향인지, 폭방향인지, 또는 길이와 폭이 아닌 다른 방향인지 등)에 의해 더욱 큰 영향을 받을 수 있다. 이에 따라서 이러한 인자들의 복합적인 조정을 통해 본 발명의 벤딩 깊이의 구현이 가능할 수 있다.
또한, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 측정된 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하인 것일 수 있다. 세포배양시트는 세포가 로딩되기 전에 고온, 고압의 조건에서 멸균과정을 거칠 수 있으며, 세포가 배양되는 과정에서는 세포배양액에 침지된 상태로 유지됨에 따라서 고온, 다습한 조건에서도 처짐이 방지되는 형상유지력이 요구된다. 이에 따라서 121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 측정된 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하를 만족하는 세포배양시트의 경우 고온에서 살균과정을 거친 뒤 세포배양액에 침지된 상태로 장시간 세포배양이 지속되는 경우에도 데드 스페이스의 발생이 방지되고 더욱 안정적으로 많은 수의 세포를 배양시키기에 유리할 수 있다. 이때, 이러한 조건을 만족시키는 세포배양시트의 일예로서 고내열성 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리카보네이트와 같은 재질의 필름 단독 또는 이와 같은 재질의 필름과 섬유웹을 적층시킨 형태일 수 있고, 폴리스티렌 필름의 경우 고온고압의 멸균 조건으로 처리 시 형상변형을 초래할 우려가 있다.
또한, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 폭 또는 길이방향 중 어느 일 방향으로 소정의 곡률을 가질 수 있다. 이는 곡률이 형성된 세포배양시트의 볼록한 부분이 자중의 방향과 반대방향이 되도록 적층될 경우 자중에 의한 중앙부의 처짐을 상쇄시킬 수 있기 때문이며, 이 경우에도 곡률반경은 0.1 ~ 0.5㎜일 수 있는데, 만일 곡률반경이 0.1㎜ 미만일 경우 곡률을 통해 자중 영향을 상쇄시키는 효과가 미미할 수 있고, 0.5㎜를 초과할 경우 과도한 곡률로 인해 인접하는 세포배양시트 간 접촉이 발생할 수 있다.
한편, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 표면에 세포의 부착, 이동, 증식 및 분화 중 어느 하나 이상을 유도하거나 촉진시키는 기능을 갖는 생리활성성분을 구비할 수 있다.
상기 생리활성성분은 모노아민, 아미노산, 펩타이드, 당류(saccharide), 지질(lipid), 단백질, 당단백질(glucoprotein), 당지질(glucolipid), 프로테오글리칸, 뮤코다당(mucopolysaccharide) 및 핵산(nucleic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 및 세포 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 생리활성물질들은 구체적으로 세포외 기질에 존재하는 물질 또는 이와 동일하거나 유사하게 인공적으로 제조한 물질일 수 있다.
또한, 상기 생리활성성분은 모티프를 포함할 수 있다. 상기 모티프는 생장인자(growth factor) 또는 세포외기질(extracellular matrix)에 포함되는 단백질, 당단백질 및 프로테오글리칸 중에서 선택된 어느 하나 이상에 구비된 소정의 아미노산 서열을 포함하는 천연 펩타이드 또는 재조합 펩타이드일 수 있다. 구체적으로 상기 모티프는 아드레노메둘린(Adrenomedullin), 앙기오포이에틴(Angiopoietin), 뼈형성단백질(BMP), 뇌유래신경영양인자(BDNF), 표피생장인자(EGF), 에리스로포이에틴(Erythropoietin), 섬유아세포 증식인자(Fibroblast growth factor), 신경교의세포주유래신경영양인자(GDNF), 과립구집락자극인자(Granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF), 과립대식세포집락자극인자(Granulocyte macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF), 성장분화인자-9(Growth differentiation factor-9, GDF9), 간세포생장인자(HGF), 간세포선종 유래 생장인자(Hepatoma-derived growth factor, HDGF), 인슐린유사생장인자(Insulin-like growth factor, IGF), 각질세포 증식인자(Keratinocyte growth factor , KGF), 이동자극인자(Migration-stimulating factor, MSF), 마이오스타틴(Myostatin , GDF-8), 신경생장인자(Nerve growth factor, NGF), 혈소판유래생장인자(Platelet-derived growth factor, PDGF), 트롬보포이에틴(Thrombopoietin, TPO), T-세포생장인자(T-cell growth factor, TCGF), 뉴로필린, 형질전환생장인자-알파(TGF-α), 형질전환생장인자-베타(TGF-β), 종양괴사인자-알파(TNF-α), 혈관내피생장인자(VEGF), IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6 및 IL-7로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 생장인자(GF)에 포함된 소정의 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 또는, 히알루론산, 헤파린황산염, 콘드로이틴황산염, 테르마틴황산염, 케라탄황산염, 알진염, 피브린, 피브리노겐, 콜라겐, 엘라스틴, 피브로넥틴, 비트로넥틴, 카드헤린 및 라미닌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 세포외기질(extracellular matrix)에 포함되는 소정의 아미노산의 서열을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모티프는 생장인자에 포함되는 소정의 아미노산 서열 및 상기 세포외기질에 포함되는 소정의 아미노산 서열을 모두 포함할 수도 있다. 보다 바람직하게는 상기 모티프는 서열목록 번호 8 내지 서열목록 번호 28의 아미노산 서열을 포함하여 이루어진 단백질 및 이들 단백질 중 적어도 2개가 융합된 단백질로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 세포배양시트(11,12,13)는 접착성분을 더 구비할 수 있다. 상기 접착성분은 배양세포를 초기에 세포배양시트 상에 고정시켜 배양용액상에 로딩된 세포가 부유하는 것을 방지하는 기능 및/또는 접착성분이 아닌 생리활성성분을 세포배양시트 상에 고정시켜 생리활성성분이 세포배양 과정에서 세포배양시트에서 탈리되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 접착성분은 세포의 부착성을 증진시키기 위하여 공지된 홍합단백질 또는 홍합단백질 중 특정한 도메인이나 모티프를 포함할 수 있다. 상기 접착성분은 통상의 생체적합성이 있어서 세포독성을 발생시키지 않는 공지된 접착성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 서열번호 1 내지 서열번호 7의 아미노산 서열이 1회 내지 20회 반복하여 이루어진 단백질 및 이들 단백질 중 적어도 2개가 융합된 단백질로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있고, 이를 통해 세포독성이 현저히 저하되고, 생리활성성분의 접착력이 우수한 동시에 세포배양 중 접착성분이 배양용액에 용해됨에 따라서 발생하는 생리활성성분의 탈리나 세포의 단리가 방지될 수 있는 이점이 있다.
또한, 생리활성성분이 모티프인 경우 상기 모티프는 접착성분에 공유결합 되어 일체로 구현될 수 있다. 일예로, 상기 접착성분이 단백질인 경우 폴리펩타이드의 N-말단 및/또는 C-말단에 상기 모티프를 직접 공유결합 시키거나 이종의 펩타이드 또는 폴리펩타이드를 개재시켜 공유결합 시킬 수 있으며, 이 경우 세포배양시트에 더욱 견고히 생리활성성분을 부착시킬 수 있고, 생리활성성분의 세포배양 중 탈리를 최소화시킬 수 있다.
또한, 상술한 생리활성성분은 세포배양시트(11,12,13)의 표면에 공지된 방법을 통해 구비될 수 있다. 일예로, 상기 생리활성성분이 코팅공정을 통해 섬유웹이나 필름의 표면에 구비될 수 있다. 섬유웹의 표면에 코팅되는 경우 섬유웹의 기공구조는 유지하면서 섬유웹을 구성하는 섬유 외표면에 코팅되거나 및/또는 섬유웹 표면쪽의 기공구조를 일부 폐색하면서 섬유웹 표면쪽에 집중하여 코팅될 수도 있다. 또는, 상기 생리활성물질은 섬유웹이나 필름을 형성하는 고분자화합물과 함께 혼합되어 섬유웹이나 필름의 제조를 위한 조액 제조단계에서부터 구비될 수 있다. 이 경우 생리활성물질을 제조된 섬유웹이나 필름의 외부면에 별도의 코팅공정이나, 생리활성물질의 고정을 위한 별도의 접착성분 없이도 용이하게 구비시킬 수 있는 이점이 있다.
다음으로 인접하는 세포배양시트(11,12,13) 사이에 배치되는 스페이서(20)에 대해 설명한다. 상기 스페이서(20)는 다수 장의 세포배양시트(11,12,13)가 층층이 적층되는 경우에 인접하는 세포배양시트 간에 소정의 간격을 유지시키는 역할을 담당한다. 상기 스페이서(20)는 세포배양액에 용해되지 않는 재질로서, 세포배양액의 흐름을 방해하지 형상인 경우 제한 없이 사용될 수 있다.
이때, 상기 스페이서(20)의 두께는 인접하여 배치되는 세포배양시트 간 거리일 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조하면 도 4와 같이 상기 스페이서(20)의 형상은 오링의 형상이거나, 도 5와 같이 스페이서(20')는 소정의 폭을 가지고 일방향으로 길게 형성된 형상일 수 있으나, 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 지지대(30)는 상술한 세포배양시트(11,12,13)와 스페이서(20)를 고정시키는 역할을 담당한다. 상기 지지대(30)는 세포배양액에 용해되지 않는 재질로서 직경은 세포배양시트(11,12,13)와 스페이서(20)에 구비되는 홀의 직경과 같거나 작을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 세포배양시트 집합체(100.100")는 상기 세포배양시트(11,12,13)는 낱장의 세포배양시트 테두리를 따라서 소정의 간격을 두고 타공된 제1홀(H1)을 구비할 수 있고, 상기 스페이서(20,20')는 제2홀(H2,H'2)을 구비할 수 있으며, 상기 스페이서(20,20')는 인접하게 배치되는 세포배양시트(11,12,13)의 제1홀(H1)에 제2홀(H2,H'2)이 대응하도록 세포배양시트(11,12,13) 사이에 배치되고, 상기 지지대(30)는 세포배양시트(11,12,13)의 적층방향에 평행하게 상기 제1홀(H1) 및 제2홀(H2,H'2)을 관통하도록 삽입되어 세포배양시트(11,12,13) 및 스페이서(20,20')를 고정시킬 수 있다.
상기 스페이서(20)에 구비되는 제2홀(H2)의 직경은 제1홀(H1)의 직경과 동일할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 인접하는 제1홀(H1) 간 거리는 5㎝, 보다 바람직하게는 2.5㎝, 보다 더 바람직하게는 1㎝ 이하일 수 있고, 이를 통해 세포배양시트의 처짐을 구조적으로 더 방지시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1에 도시된 세포배양시트 집합체(100)는 하우징 내부에 수용되어 대용량 배양기를 구현할 수 있다. 이때 상기 하우징의 내부에는 지지대(30)의 단부가 수용되는 홈이 구비되어 수용되는 세포배양시트 집합체(100)가 하우징 내부에 고정될 수 있다. 또는 상기 하우징에는 상기 지지대(30) 단부가 관통하는 홀을 구비할 수 있고, 홀에 지지대(30)가 삽입된 후 지지대(30)의 단부가 하우징 외부에서 너트와 같은 별도의 체결부재에 의해 체결되는 방식으로 하우징 내부에 고정될 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 4와 다르게 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양시트 집합체(200)는 도 6에 도시된 것과 같이 대용량 배양기(1000)의 하우징(40) 내부면에 형성된 슬릿(41)에 다수 장의 세포배양시트(14,15,16)가 삽입되는 방식으로 끼워져 소정의 간격이 형성되는 방식으로 구현될 수 있다. 이때 상기 하우징(40)은 세포배양시트(14,15,16)가 삽입되는 일측벽을 제외하고 나머지 면이 모두 닫힌 구조일 수 있다. 이 경우 세포배양시트(14,15,16)는 스페이서 등 세포배양시트를 이격시키는 별도의 부재 없이도 여러 장의 세포배양시트가 소정의 수직거리만큼 이격된 세포배양시트 집합체(200)를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 세포배양시트 집합체는 다수 장의 세포배양시트와 함께 도 6의 하우징(40)의 변형된 구조를 갖는 가이드부재를 더 포함하여 구현될 수 있다. 상기 가이드 부재는 도 6의 하우징(40)에서 슬릿(41)이 형성된 양 측벽을 제외한 나머지 측벽부분과 상부 및 하부가 열린 구조가 되도록 구현된 것일 수 있다. 이 경우 여러 장의 세포배양시트가 가이드 부재의 슬릿에 장착된 세포배양시트 집합체는 카트리지와 같은 하나의 단위유닛이 되고, 여러 개의 단위유닛이 하우징 내부에 수용되어 대용량 배양기를 구성할 수 있다.
상술한 세포배양시트 집합체(100,100",200)에는 세포배양시트가 10 ~ 100장 구비될 수 있으나 대용량 배양기의 용량에 따라서 적절히 변경될 수 있으므로 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 본 발명에 따른 세포배양시트는 다수 장이 시트 간에 소정의 간격을 두고 이격 적층되어 대용량 배양기를 구현할 수 있다.
이때, 세포배양시트의 시트 간 간격은 0.1 ~ 50㎜일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 20㎜, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 20㎜, 더욱 더 바람직하게는 0.5 ~ 12㎜일 수 있다. 만일 세포배양시트 간격이 100㎜를 초과할 경우 한정된 공간 내 구비되는 세포배양시트의 장수가 감소될 수 있다. 또한, 0.1㎜ 미만일 경우 소정의 간격만큼 형성되는 세포배양시트 간 이격공간으로의 세포배양액의 통과가 어려울 수 있고, 이로 인해 세포배양효율이 저하될 우려가 있다. 또한, 본원발명에 따른 벤딩깊이를 갖는 세포배양시트일지라도 세포배양액에 젖은 뒤 자중에 의한 처짐 발생시 데드 스페이스를 발생시킬 수 있는 우려가 있다.
한편, 대용량 배양기의 일 구성인 상술한 하우징은 세포배양시트 집합체를 수용할 수 있도록 내부에 빈 공간을 구비할 수 있다. 또한, 상기 하우징은 하우징 내부로 세포배양액의 유입과 세포배양액의 교체를 위해 외부로 유출이 가능하도록 세포배양액 유입구와 유출구를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 유입구 및 유출구는 일예로 직경이 0.5 ~ 5파이이거나 1 ~ 3파이일 수 있다. 또한, 상기 유입구를 통해 유입되는 세포배양액의 유속은 80ml/min 이하, 보다 바람직하게는 20 ~ 50ml/min인 것이 좋고, 이를 통해 하우징 내부에 형성된 세포배양액의 흐름에 의해 세포배양시트가 흔들리는 것을 최소화 하는데 유리하다.
또한, 본 발명은 상기 대용량 배양기를 이용해 대용량 세포 배양시스템을 구현할 수 있다. 상기 대용량 세포배양시스템은 대용량 배양기, 상기 대용량 배양기 일 측으로 세포 배양 시 필요한 배지를 공급하는 배지공급장치 및 상기 배지를 순환시키기 위한 펌프를 구비하여 구현될 수 있다.
상기 배지공급장치, 펌프는 당해 기술분야에서 통상적으로 세포를 대용량으로 배양 시 사용되는 구성을 적절히 채용, 변경할 수 있는 것으로써 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다. 또는 상기 대용량 배양기의 구체적 구조, 배지공급장치 및 펌프를 구비하는 대용량 세포 배양시스템은 본 발명의 출원인에 의한 특허출원번호 제10-2018-0140008호가 참조되며, 당해 특허문헌에 개시된 대용량 세포 배양시스템에 본 발명에 따른 세포배양시트가 채용될 경우 보다 현저하게 대량의 세포를 배양하기에 유리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상술한 세포배양시트 집합체, 구체적으로는 세포배양시트 집합체를 구성하는 세포배양시트 상에 배양된 세포는 세포배양시트 집합체 또는 세포배양시트 집합체로부터 분리된 낱장의 세포배양시트와 함께 조직공학용 이식체로 구현될 수 있다. 이때, 상기 세포배양시트는 생분해성 성분으로 구현된 것을 사용할 수 있는데, 이 경우 세포배양시트 채로 인체 등에 이식이 가능할 수 있다. 또한, 상기 세포는 전능줄기세포, 만능줄기세포, 다능줄기세포, 올리고포텐트(oligopotent) 줄기세포 및 단일줄기세포로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 줄기세포, 및 조혈모세포, 간세포, 섬유세포, 상피세포, 중피세포, 내피세포, 근육세포, 신경세포, 면역세포, 지방세포, 연골세포, 골세포, 혈액세포 및 피부세포로 이루어진 군에서 선택된 분화세포 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.
하기 표 1은 상술한 생리활성성분에 대한 아미노산 서열을 나타낸다.
서열번호 아미노산 서열
1 Met Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser TyrPro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys AlaLys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro
Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ser Ser Glu
Glu Tyr Lys Gly Gly Tyr Tyr Pro Gly Asn Thr Tyr His Tyr His Ser
Gly Gly Ser Tyr His Gly Ser Gly Tyr His Gly Gly Tyr Lys Gly Lys
Tyr Tyr Gly Lys Ala Lys Lys Tyr Tyr Tyr Lys Tyr Lys Asn Ser Gly
Lys Tyr Lys Tyr Leu Lys Lys Ala Arg Lys Tyr His Arg Lys Gly Tyr
Lys Lys Tyr Tyr Gly Gly Ser Ser Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr
Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser
Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys
Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro
Pro Thr Tyr Lys
2 Met Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser TyrPro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys AlaLys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro
Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ser Ser Glu
Glu Tyr Lys Gly Gly Tyr Tyr Pro Gly Asn Thr Tyr His Tyr His Ser
Gly Gly Ser Tyr His Gly Ser Gly Tyr His Gly Gly Tyr Lys Gly Lys
Tyr Tyr Gly Lys Ala Lys Lys Tyr Tyr Tyr Lys Tyr Lys Asn Ser Gly
Lys Tyr Lys Tyr Leu Lys Lys Ala Arg Lys Tyr His Arg Lys Gly Tyr
Lys Lys Tyr Tyr Gly Gly Ser Ser Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr
Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser
Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys
Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro
Pro Thr Tyr Lys Gly Arg Gly Asp Ser Pro
3 Met Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser TyrPro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys AlaLys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro
Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Pro Trp Ala
Asp Tyr Tyr Gly Pro Lys Tyr Gly Pro Pro Arg Arg Tyr Gly Gly Gly
Asn Tyr Asn Arg Tyr Gly Arg Arg Tyr Gly Gly Tyr Lys Gly Trp Asn
Asn Gly Trp Lys Arg Gly Arg Trp Gly Arg Lys Tyr Tyr Gly Ser Ala
Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro
Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro
Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr
Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Leu
4 Ala Asp Tyr Tyr Gly Pro Lys Tyr Gly Pro Pro Arg Arg Tyr Gly GlyGly Asn Tyr Asn Arg Tyr Gly Arg Arg Tyr Gly Gly Tyr Lys Gly TrpAsn Asn Gly Trp Lys Arg Gly Arg Trp Gly Arg Lys Tyr Tyr
5 Ser Ser Glu Glu Tyr Lys Gly Gly Tyr Tyr Pro Gly Asn Thr Tyr HisTyr His Ser Gly Gly Ser Tyr His Gly Ser Gly Tyr His Gly Gly TyrLys Gly Lys Tyr Tyr Gly Lys Ala Lys Lys Tyr Tyr Tyr Lys Tyr Lys
Asn Ser Gly Lys Tyr Lys Tyr Leu Lys Lys Ala Arg Lys Tyr His Arg
Lys Gly Tyr Lys Lys Tyr Tyr Gly Gly Gly Ser Ser
6 Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys
7 Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr ProPro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala LysPro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr
Tyr Lys Ala Lys Pro Ser Tyr Pro Pro Thr Tyr Lys
8 Arg Gly Asp
9 Arg Gly Asp Ser
10 Arg Gly Asp Cys
11 Arg Gly Asp Val
12 Arg Gly Asp Ser Pro Ala Ser Ser Lys Pro
13 Gly Arg Gly Asp Ser
14 Gly Arg Gly Asp Thr Pro
15 Gly Arg Gly Asp Ser Pro
16 Gly Arg Gly Asp Ser Pro Cys
17 Tyr Arg Gly Asp Ser
18 Ser Pro Pro Arg Arg Ala Arg Val Thr
19 Trp Gln Pro Pro Arg Ala Arg Ile
20 Asn Arg Trp His Ser Ile Tyr Ile Thr Arg Phe Gly
21 Arg Lys Arg Leu Gln Val Gln Leu Ser Ile Arg Thr
22 Lys Ala Phe Asp Ile Thr Tyr Val Arg Leu Lys Phe
23 Ile Lys Val Ala Asn
24 Lys Lys Gln Arg Phe Arg His Arg Asn Arg Lys Gly Tyr Arg Ser Gln
25 Val Ala Glu Ile Asp Gly Ile Gly Leu
26 Pro His Ser Arg Asn Arg Gly Asp Ser Pro
27 Asn Arg Trp His Ser Ile Tyr Ile Thr Arg Phe Gly
28 Thr Trp Tyr Lys Ile Ala Phe Gln Arg Asn Arg Lys
<실시예 1>
평균직경이 260㎚인 PVDF 섬유로 형성되며, 평량이 4.5g/㎡, 두께가 5㎛인 섬유웹을 준비했다. 상기 섬유웹을 일면에 실리콘계 접착제를 구비한 두께가 450㎛인 폴리카보네이트(PC) 필름의 상기 실리콘계 접착제가 구비된 면에 접하게 합지한 뒤 상온에서 코팅기(digital-3500plus)를 이용해서 부착시킨 일체화된 적층체 타입의 하기 표 2와 같은 세포배양시트를 제조하였다.
<실시예 2 ~ 7>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 세포배양시트의 재질, 구조스펙 등을 하기 표 2와 같이 변경하여 하기 표 2와 같은 세포배양시트를 제조하였다.
<비교예 1 ~ 2>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 세포배양시트의 재질, 구조스펙 등을 하기 표 2와 같이 변경하여 하기 표 2와 같은 세포배양시트를 제조하였다.
<실험예1>
제조된 세포배양시트를 가로, 세로 각각 18㎝, 3㎝로 타발한 뒤, 도 3에 도시된 것과 같이 타발된 시편의 길이방향에 수직한 어느 일 모서리로부터 길이방향으로 12.5㎝가 떨어진 제1선까지의 영역인 제1부분(ℓ)을 무게가 500g인 지그로 눌러 테이블(T) 상부면에 고정시킨 상태에서 길이방향 나머지 5.5㎝ 부분이 자중에 의해 얼마나 벤딩되는지 측정하여 벤딩깊이로 하기 표 2에 나타내었다. 구체적으로 벤딩깊이(d)는 제1부분(ℓ)의 상부면에서 벤딩된 나머지 부분의 끝단 상부 모서리 간 수직거리로 측정하였다.
또한, 고온, 고압 조건에서의 벤딩깊이를 평가하기 위해서 세포배양시트를 동일 크기로 타발 후 121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 위와 동일한 방법으로 벤딩깊이를 측정하였다.
<실험예2>
실시예 및 비교예에 따른 세포배양시트를 가로, 세로 각각 11㎝, 11㎝로 타발한 뒤, 도 9의 오른쪽 대용량 배양기 하우징 내부 지지대에 대응되도록 세포배양시트를 타공하였다. 이후 준비된 세포배양시트에 γ-ray를 5 kGy 세기로 조사하여 세포배양시트를 멸균시켰다.
이후 대용량 배양기 하우징 내부 지지대에 두께가 1㎜이며, 상기 지지대의 직경에 대응되도록 타공된 스페이서를 통과시켰다. 이후 세포배양시트 한 장을 타공된 홀이 상기 지지대를 통과하도록 대용량 배양기 내부에 장착하였다. 이후 다시 두께가 1㎜인 스페이서를 지지대에 통과시키고 다시 한 장의 세포배양시트를 장착하는 방식으로 총 30 장의 세포배양시트가 1㎜ 수직거리로 이격되어 형성된 세포배양시트 집합체를 구현했다. 이후 대용량 배양기 하우징을 외기와 밀폐시킨 뒤, 일 측면에 구비된 세포배양액 유입관을 통해 파종될 세포가 혼합된 세포배양액을 투입시키고, 37℃ 온도조건에서 5일간 배양했다.
이때, 상기 파종될 세포가 혼합된 세포배양액은 KBS-3 Basal medium(B1001) 500㎖에 KSB-3 supplyments(S2901) 2㎖를 혼합시킨 배지에 FBS(Fetal Bovine Serum)를 전체 배지 중량의 10%가 되도록 투입하고, Penicillin/Streptomycin을 전체 배지 부피의 1/100이 되도록 포함시켜 제조한 세포배양액에 간엽 줄기세포(MSC) 수가 세포배양시트 단위면적 당 4,000개/㎠ 되도록 구비시킨 것을 사용하였다.
또한, 배양조건에 대해 구체적으로 설명하면, 세포 파종 후 24시간 경과한 뒤 동일한 세포배양액으로 1회 세포배양액을 교체하여 총 5일간 배양시켰다.
이후 배양을 통해 증식된 세포를 회수 및 세포 수를 카운팅하였다. 구체적으로 대용량 배양기에서 배지를 제거한 뒤, 37℃로 온도가 조절된 0.15% Trypsin-EDTA 용액을 하우징 내부로 주입시킨 뒤, 소정의 시간 방치해서 배양된 세포를 세포배양시트에서 분리시켜 부유시킨 뒤, 트립신 성분을 중화시키기 위해 다시 동일한 세포배양용액을 주입시킨 뒤 이를 수거하였다.
이후 수거한 용액을 원심분리기를 사용해 세포를 침강시키고 상층액을 제거한 뒤 추출한 세포 용액을 Trypan blue 용액과 1:1 비율로 섞어주고, 섞어준 용액을 세포 계수기(cell counter)를 사용해 세포 수를 카운팅하였고, 파종된 세포 수에 대비한 증식 후 회수된 세포수를 비율로 계산한 세포증식회수율을 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 실시예 및 비교예에 따른 세포배양시트를 가로, 세로 각각 25㎝, 25㎝로 타발한 뒤, 위의 방법과 동일하게 세포를 증식시킨 뒤 세포증식회수율을 계산하여 하기 표 2에 나타내었다.
한편, 회수된 세포가 포함된 용액에 세포 계수기를 사용해 도출된 실시예1과 실시예6에서 회수된 세포의 크기범위를 하기 표 3에 나타내었다.
또한, 배양 전 파종된 세포에 대비해 실시예1/실시예6을 통해 증식, 회수된 세포에 대한 형질변화 유무를 CD마커(CD29, CD44, CD73, CD10, CD11b, CD34, CD45)를 이용해서 FACS를 통해 분석하였고, 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예1 비교예2
섬유웹 섬유평균직경
(㎚)
260 300 260 500 260 없음 260 300 600
평량(g/㎡) 4.5 5.0 4.5 5.8 4.5 없음 4.5 5.0 6.2
두께(㎛) 5 5 5 3 5 없음 5 6 10
필름 재질 PC PC PC PC PS PC PC PC PC
두께(㎛) 500 200 300 250 500 700 700 150 200
세포배양시트 총 두께(㎛) 505 205 305 253 505 700 705 155 210
벤딩깊이(㎝) 0.20 0.47 0.35 0.42 0.22 0.10 0.10 0.55 0.51
121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 벤딩깊이(㎝) 0.23 0.55 0.40 0.49 측정불가 0.13 0.13 0.64 0.58
(11㎝×11㎝)세포증식회수율(배) 37.6 26.3 33.8 27.0 37.8 31.5 36.6 15.1 18.9
(25㎝×25㎝)세포증식회수율(배) 32.9 20.4 25.6 20.2 32.0 22.3 28.8 10.6 7.4
표 1을 통해 확인할 수 있듯이 벤딩깊이 0.5㎝ 이하의 세포배양시트에 해당하는 실시예들이 비교예보다 세포증식회수율에 있어서 더욱 우수한 것을 알 수 있다.
실시예들의 결과를 구체적으로 살펴보면, 실시예4와 실시예2를 대비 시 실시예4가 벤딩깊이가 더 작아서 세포배양에 유리할 수 있으나, 세포증식회수율에서 차이가 다소 작은 것은 섬유웹의 스펙 차이에 기인한 것으로 예상되며, 배양된 간엽 줄기세포(MSC)에 있어서 실시예2에 사용된 섬유웹의 모폴로지가 실시예4에서 사용된 섬유웹의 모폴리지에 대비해 세포배양에 더 유리하다는 것을 알 수 있다.
실시예5의 경우 사용된 필름의 재질이 폴리스티렌으로 γ-ray를 이용한 멸균 시 실시예1과 대비해 세포?식 회수율이 유사한 수준이나, 고온 고압조건에서 멸균 시 세포배양시트의 필름부분이 용융됨으로 인해 벤딩깊이를 측정할 수 없었다. 이에 따라서 실시예1에서 사용된 폴리카보네이트 재질의 필름이 멸균방식에 제한이 완화되는 점에서 실시예 5보다 더 이점이 있음을 알 수 있다.
한편, 실시예 6의 경우 필름이 단독으로 사용된 경우로써 세포배양효율이 우수하나, 실시예8과 대비시 세포배양효율이 다소 저하된 것을 알 수 있다. 한편, 실시예7은 25㎝×25㎝ 크기의 시트에서 11㎝×11㎝ 크기에 대비해 세포증식회수율의 저하가 다소 큰데, 이는 세포가 필름 상에 막을 형성해 증식됨에 따라서 회수결과, 세포가 단리되지 않고 세포들이 뭉쳐서 회수된 세포들이 존재함에 따라 기인한 결과이다.
또한, 실시예1과 실시예7을 대비 시, 25㎝×25㎝ 크기로 대면적화 될 시, 실시예1이 세포증식회수율이 더 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는 실시예7의 세포배양시트의 경우 세포배양액에 침지된 상태에서 실시예1에 비하여 세포배양액의 젖음에 따른 영향이 더 크기 때문인 것으로 예상된다.
실시예1 실시예6
단리 세포 평균크기(㎛) 20.5 15.3
세포 형질변화 유무 없음 없음
표 3을 통해 확인할 수 있듯이,
실시예1 및 실시예6의 세포배양시트를 통해 증식, 회수된 세포는 세포형질의 변화가 없음을 확인했다. 그러나 실시예1의 세포배양시트에서 증식, 회수된 세포의 크기는 실시예6의 세포배양시트에서 증식, 회수된 세포의 크기에 대비해 다소 많이 작았고, 이를 통해 배양된 세포가 매우 젊고, 세포 상태가 우수하다는 것을 알 수 있다. 실시예1에 따른 세포배양시트를 통해 증식, 회수된 세포의 크기가 작은 것은 섬유웹 모폴로지에 의한 토폴로지 효과와 필름과 대비되는 섬유웹 특성에 기인하며, 본원에 기재된 바람직한 섬유웹을 통해 이러한 효과를 더욱 우수하게 달성할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1,2,10,11,12,13,14,15,16: 세포배양시트
20,20': 스페이서
30: 지지대
40: 하우징
100,100', 100",200: 세포배양시트 집합체

Claims (15)

  1. 다수 장의 세포배양시트가 주면에 대해 수직방향으로 소정의 간격만큼 이격하여 배치되며, 상기 세포배양시트는 면적이 100㎠ 이상이고 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하인 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  2. 제1항에 있어서,
    인접한 세포배양시트 간의 수직거리는 0.5 ~ 20㎜인 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 섬유웹 및 필름 중 어느 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 두께가 200 ~ 800㎛인 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 세포배양시트는
    폴리스티렌(PS), 폴리에스테르, 폴리이더술폰(PES), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 평균직경이 10㎚ ~ 1.5㎛인 섬유들로 형성된 평량이 1 ~ 20g/㎡인 섬유웹을 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 121℃, 1.15기압에서 1시간 방치 후 측정한 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 폭 또는 길이방향 중 어느 일방향으로 소정의 곡률을 가지며, 곡률반경이 0.1 ~ 0.5mm인 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트의 표면에는 세포의 부착, 이동, 증식 및 분화 중 어느 하나 이상을 촉진시키는 기능을 갖는 생리활성성분을 구비하는 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양시트는 두께가 1 ~ 10㎛인 섬유웹과 상기 섬유웹의 일면 상에 필름이 일체화된 적층체인 것을 특징으로 하는 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체.
  11. 내부 공간에 다수 장의 세포배양시트가 주면에 대해 수직방향으로 소정의 간격만큼 이격 배치되어 구현되는 대용량 배양기에 구비되는 세포배양시트로서, 면적이 100㎠ 이상이고 벤딩깊이가 0.5㎝ 이하인 대용량 배양기용 세포배양시트.
  12. 내부공간을 갖는 하우징; 및
    상기 내부공간에 수용된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 세포배양시트 집합체를 포함하는 대용량 배양기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 세포배양시트 집합체는 낱장의 세포배양시트 테두리를 따라서 소정의 간격을 두고 타공된 제1홀을 구비하며,
    제2홀을 구비하는 스페이서와, 상기 제1홀 및 제2홀에 대응하는 직경을 갖는 지지대를 더 포함하고,
    상기 스페이서는 세포배양시트의 제1홀에 제2홀이 대응하도록 인접한 세포배양시트 사이에 배치되고, 상기 지지대는 서로 대응되도록 배치된 제1홀 및 제2홀을 관통하도록 삽입된 것을 특징으로 하는 대용량 배양기.
  14. 제12항에 있어서,
    세포배양시트 집합체 내 각각의 세포배양시트가 하우징 내측면에 삽입되어 고정되도록 상기 하우징의 대향하는 양 내측면에는 소정의 간격을 두고 이격하여 형성된 슬릿이 구비된 것을 특징으로 하는 대용량 배양기.
  15. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 세포배양시트 집합체; 및
    세포배양시트 집합체 내 각각의 세포배양시트 상에 배양된 세포들;을 구비하는 조직공학용 이식체.
KR1020190146168A 2018-11-14 2019-11-14 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기 KR20200056344A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180140010 2018-11-14
KR1020180140010 2018-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200056344A true KR20200056344A (ko) 2020-05-22

Family

ID=70731212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190146168A KR20200056344A (ko) 2018-11-14 2019-11-14 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220002651A1 (ko)
KR (1) KR20200056344A (ko)
CN (1) CN113015786A (ko)
WO (1) WO2020101399A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114574333B (zh) * 2022-02-23 2023-01-10 南京邮电大学 一种神经细胞培养皿

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090056667A (ko) 2007-11-30 2009-06-03 코아스템(주) 세포배양장치 및 이를 구비한 대용량 자동화 세포배양기

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4355212B2 (ja) * 2001-12-21 2009-10-28 オーガノジェネシス インコーポレーテッド 細胞培養及び臓器補助用の可変容量チャンバ
US8071382B2 (en) * 2004-12-22 2011-12-06 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Porous nanofiber mesh for three-dimensional cell culture
US8685733B2 (en) * 2007-05-11 2014-04-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Cell sheet having good dimensional stability, method for production thereof, and cell culture carrier for use in the method
DE102007028422A1 (de) * 2007-06-20 2008-12-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Bildung einer dreidimensionalen Anordnung biologischer Zellen
WO2012144624A1 (ja) * 2011-04-21 2012-10-26 ニプロ株式会社 細胞培養方法及び細胞培養キット
KR101714010B1 (ko) * 2015-07-13 2017-03-08 재단법인 아산사회복지재단 3차원 조직 재생을 위한 적층 가능한 세포배양용장치 및 이를 이용한 배양방법
JP2017085959A (ja) * 2015-11-09 2017-05-25 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所 凸部を備える細胞培養用プレート及び細胞培養器具
KR102119514B1 (ko) * 2016-05-31 2020-06-05 주식회사 아모라이프사이언스 세포배양용 또는 조직공학용 지지체

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090056667A (ko) 2007-11-30 2009-06-03 코아스템(주) 세포배양장치 및 이를 구비한 대용량 자동화 세포배양기

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020101399A1 (ko) 2020-05-22
CN113015786A (zh) 2021-06-22
US20220002651A1 (en) 2022-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. Self-organization of skin cells in three-dimensional electrospun polystyrene scaffolds
EP1835949B1 (en) Tissue engineering devices for the repair and regeneration of tissue
KR101916153B1 (ko) 세포배양 지지체용 원사, 이를 포함하는 세포배양 지지체용 원단
KR102119514B1 (ko) 세포배양용 또는 조직공학용 지지체
CN111065727B (zh) 细胞培养容器
US20060153815A1 (en) Tissue engineering devices for the repair and regeneration of tissue
Kim et al. 3D tissue formation by stacking detachable cell sheets formed on nanofiber mesh
US11946031B2 (en) Yarn for cell culture scaffold and fabric comprising the same
KR102250589B1 (ko) 줄기세포 배양용 나노섬유 하이브리드 멤브레인, 이를 이용한 줄기세포 배양기 및 줄기세포의 배양 방법
KR101829132B1 (ko) 성형된 박막 지지체를 이용한 3차원 조직 재생 방법
KR20200056344A (ko) 대용량 배양기용 세포배양시트 집합체 및 이를 포함하는 대용량 배양기
KR102463360B1 (ko) 세포배양시트 및 이를 포함하는 대용량 세포 배양기
KR102486925B1 (ko) 세포배양기재 및 이의 제조방법
KR102394713B1 (ko) 세포배양용기
KR102511304B1 (ko) 세포배양 지지체용 혼섬사 제조방법, 이를 통해 구현된 세포배양 지지체용 혼섬사 및 이를 포함하는 원단
KR102527073B1 (ko) 세포배양 지지체용 혼섬사 및 이를 포함하는 세포배양 지지체용 원단
KR102443838B1 (ko) 세포배양용 카트리지
KR102591579B1 (ko) 세포배양 지지체용 멀티레이어 원단
JP2004329122A (ja) 細胞培養装置および培養方法
KR20190006367A (ko) 세포배양 지지체용 시스-코어형 복합섬유 및 이를 포함하는 세포배양 지지체용 원단
Chen et al. The Use of Electrospun Polycaprolactone as a Dermal Scaffold for Skin Tissue Engineering