KR20200090578A - Cell stimulation system and cell stimulating method using thereof - Google Patents

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Abstract

Provided is a cell stimulation system capable of applying a shear stress according to the flow of fluid to cells as stimulation. In general, the cell stimulation system is coupled to a culture dish in which cells are cultured and applies shear stresses in one direction and the other direction according to the flow of fluid to the cells being cultured in the culture dish as stimulation. Compared to a conventional slide, a shear stress can be applied to a plurality of cells in a relatively large area, so that analysis accuracy and reliability of the response of the cells can be improved.

Description

세포 자극 시스템 및 이를 이용한 세포 자극 방법{Cell stimulation system and cell stimulating method using thereof}Cell stimulation system and cell stimulating method using thereof

본 발명은 세포 자극 시스템에 관한 것으로, 특히 세포가 배양되는 배양접시에 결합되어 세포에 유체에 의한 전단응력(Fluid shear stress)의 자극을 가하여 세포의 반응을 분석할 수 있는 세포 자극 시스템 및 이를 이용한 세포 자극 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cell stimulation system, in particular, a cell stimulation system capable of analyzing a cell's response by stimulating fluid shear stress by binding to a culture dish in which the cells are cultured and using the same Cell stimulation method.

비만은 과도한 에너지 섭취로 인한 지방 조직의 비정상적인 발달을 특징으로 하는 대사 질환이다. 비만으로 인한 대사 불균형의 직접적인 원인으로는 지방세포의 과잉 증식 및 성장을 꼽을 수 있는데, 특히 지방세포의 직경이 커질 경우 인슐린 민감도가 저하되어 혈당 조절에 문제가 생겨 항상성 유지에 있어 지방의 역할을 잃어버리게 된다. 따라서 비만을 치료하고 증상을 완화하기 위해 과도한 지방생성(adipogenesis)을 억제하고 지방세포의 세포자살(apoptosis)을 유발할 수 있는 방법을 찾기 위한 연구가 이루어지고 있다.Obesity is a metabolic disease characterized by abnormal development of fat tissue due to excessive energy intake. The direct cause of metabolic imbalance due to obesity is the over-proliferation and growth of fat cells. In particular, when the diameter of fat cells increases, insulin sensitivity decreases due to a decrease in the level of blood sugar, which leads to a problem in blood sugar control and loses the role of fat in maintaining homeostasis Will be discarded. Therefore, research has been conducted to find a method for suppressing excessive adiogenesis and inducing apoptosis of fat cells in order to treat obesity and alleviate symptoms.

지방생성은 지방세포로 분화하기 전 단계인 지방전구세포(preadipocyte)가 성숙한 지방세포(adipocyte)로 분화하는 일련의 과정으로, 세포 내 다양한 성장 인자들과 사이토카인(cytokine), 호르몬의 영향을 받는다. 지방 조직의 과도한 증식을 억제하기 위한 연구는 크게 화학 물질이나 호르몬을 활용한 분자생물학적 접근과 지방세포에 다양한 물리적 자극을 직접적으로 가하는 기계생물학(mechanobiology)적 접근으로 나눌 수 있다. Adipose production is a series of processes in which preadipocytes, which are stages before differentiation into adipocytes, differentiate into mature adipocytes, and are affected by various growth factors, cytokines, and hormones in the cells. . Studies to suppress excessive proliferation of adipose tissue can be largely divided into molecular biological approaches using chemicals or hormones and mechanobiology approaches that directly apply various physical stimuli to fat cells.

분자생물학적 접근에는 송과선(pineal gland)에서 분비되어 생물의 일주기를 조절하는 멜라토닌(melatonin)과 지방세포와의 연관성에 대한 연구가 있다. 기계생물학적 접근에는 세포에 동적인 물리적 자극을 가하는 방법이 있는데, 예컨대 배양된 세포 상에서 유체를 흐르게 하여 전단응력을 발생시키는 유체전단응력에 대한 연구가 있다. 이러한 유체전단응력은 간엽줄기세포가 뼈 세포로 분화하도록 유도하는 한편 조골세포의 뼈 생성을 유도하는 것으로 알려져 있으나, 지금까지 지방세포와 유체전단응력 간의 상관관계에 대한 연구는 활발히 이루어지지 않고 있는 실정이다.Molecular biological approaches include studies of the association between melatonin and adipocytes, which are secreted from the pineal gland and regulate the life cycle of the organism. There is a method of applying a dynamic physical stimulation to a cell in a mechanistic biological approach. For example, there is a study of a fluid shear stress that causes a shear stress by flowing a fluid on cultured cells. Such fluid shear stress is known to induce mesenchymal stem cells to differentiate into bone cells while inducing osteoblast bone formation, but until now, studies on the correlation between fat cells and fluid shear stress have not been actively conducted. to be.

한편, 기존에는 세포와 유체전단응력 간의 상관 관계에 대하여 슬라이드에 배양되고 있는 세포에 대해 그 상부에서 유체를 유동시킴으로써, 세포의 유체에 의한 전단응력에 따른 반응을 검사하여 분석하였다. Meanwhile, in relation to the correlation between the cell and the fluid shear stress, the fluid according to the shear stress caused by the fluid of the cell was examined and analyzed by flowing a fluid thereon to the cell cultured on the slide.

그러나, 기존의 세포 전단응력 검사에서는 슬라이드에 별도로 세포를 배양해야 하는 번거로움이 있고, 또한 슬라이드의 크기가 크지 않아 전단응력이 가해지는 세포의 수가 적어 반응검사의 정확도 및 신뢰성이 저하되었다. However, in the conventional cell shear stress test, there is a hassle of culturing cells separately on the slide, and since the size of the slide is not large, the number of cells to which the shear stress is applied decreases, thereby reducing the accuracy and reliability of the reaction test.

본 발명은 세포가 배양되는 배양접시 자체에 결합되어 유체의 유동에 따른 전단응력을 세포에 자극으로 가할 수 있는 세포 자극 시스템 및 이를 이용한 세포 자극 방법을 제공하고자 하는 데 있다. The present invention is to provide a cell stimulation system and a cell stimulation method using the cell stimulation system that is coupled to the culture dish itself in which the cells are cultured and can apply shear stress according to the flow of the fluid as a stimulus to the cells.

본 발명의 실시예에 따른 세포 자극 시스템은, 유체에 의한 전단응력을 세포에 자극으로 가하는 자극장치와 자극에 의한 상기 세포의 반응을 검사하는 반응검사장치를 포함한다.A cell stimulation system according to an embodiment of the present invention includes a stimulation device that applies shear stress by a fluid to a cell as a stimulus, and a reaction test device that checks the response of the cell by stimulation.

여기서, 자극장치는, 유체 공급유닛 및 상기 세포가 배양 중인 배양접시와 결합되고, 상기 유체 공급유닛에서 공급되는 상기 유체를 일방향 및 타방향 중 적어도 하나의 방향으로 유동시켜 상기 세포에 전단응력을 가하는 세포 자극유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the stimulation device, the fluid supply unit and the cells are combined with the culture dish in culture, and the fluid supplied from the fluid supply unit flows in at least one of one direction and the other direction to apply a shear stress to the cells It characterized in that it comprises a cell stimulation unit.

본 발명의 실시예에 따른 세포 자극 방법은, 상기 자극장치의 세포 자극유닛에 상기 세포가 배양 중인 배양접시를 결합하는 단계; 외부에서 공급되는 상기 유체가 상기 세포 자극유닛에서 일 방향으로 유동되도록 하여 상기 세포에 일 방향의 전단응력을 자극으로 가하는 단계; 외부에서 공급되는 상기 유체가 상기 세포 자극유닛에서 타 방향으로 유동되도록 하여 상기 세포에 타 방향의 전단응력을 자극으로 가하는 단계; 및 상기 일 방향의 전단응력 및 상기 타 방향의 전단응력 각각에 의한 상기 세포의 반응을 검사하여 분석하는 단계를 포함한다. A cell stimulation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: combining a culture dish in which the cells are being cultured to a cell stimulation unit of the stimulation device; Applying the shear stress in one direction to the cells as a stimulus by allowing the fluid supplied from the outside to flow in one direction from the cell stimulation unit; Applying the shear stress in the other direction to the cells as a stimulus by allowing the fluid supplied from the outside to flow in the other direction from the cell stimulation unit; And examining and analyzing the response of the cells by each of the shear stress in one direction and the shear stress in the other direction.

본 발명의 세포 자극 시스템은, 세포가 배양되는 배양접시가 자극장치에 직접 결합되어 자극장치에서 소정 방향으로 유동되는 유체에 의한 전단응력이 배양접시에서 배양되고 있는 세포에 자극으로 가해질 수 있다. In the cell stimulation system of the present invention, a culture dish in which cells are cultured is directly coupled to a stimulation device, and shear stress by a fluid flowing in a predetermined direction in the stimulation device can be applied as a stimulus to cells cultured in the culture dish.

이에, 종래의 슬라이드에 세포를 배양시켜 전단응력을 가하는 장치에 비해 상대적으로 넓은 면적에서 다수의 세포에 대하여 유체에 의한 전단응력을 가할 수 있어 전단응력에 따른 세포의 반응을 분석하는 데 있어 그 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있다. Therefore, it is possible to apply shear stress by a fluid to a plurality of cells in a relatively large area compared to a device for applying shear stress by culturing cells on a conventional slide, and thus its accuracy in analyzing the response of cells according to shear stress. And reliability.

또한, 본 발명의 세포 자극 시스템에서는, 종래와 대비하여 슬라이드에 별도로 세포를 배양하지 않아도 되어, 전단응력에 따른 세포의 반응을 분석하기 위한 준비과정의 번거로움이 없고, 빠른 시간에 다수의 세포에 대한 반응 분석을 수행할 수 있다. In addition, in the cell stimulation system of the present invention, there is no need to cultivate cells separately on the slide as compared with the prior art, so there is no hassle of preparing the process for analyzing the response of cells according to shear stress, and a large number of cells can be rapidly. Response analysis can be performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 자극 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 세포 자극유닛을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 세포 자극유닛을 상부에서 바라본 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3을 Ⅳ~Ⅳ'의 선으로 절단한 단면도이다.
도 5는 도 3을 Ⅴ~Ⅴ'의 선으로 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 세포 자극 시스템을 이용한 세포 자극방법을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a cell stimulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the cell stimulation unit of Figure 1;
FIG. 3 is a view showing the cell stimulation unit of FIG. 2 when viewed from the top.
4 is a cross-sectional view of FIG. 3 taken along line IV to IV'.
5 is a cross-sectional view of FIG. 3 taken along line V to V'.
6 is a view showing a cell stimulation method using the cell stimulation system of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the embodiment of the present invention will be described the configuration and operation.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.It should be noted that the same components among the drawings are represented by the same reference numerals and symbols as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Also, when a part is said to “include” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자들은 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있으며 본 발명의 범위가 다음에 기술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.In addition, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted in a conventional and lexical sense, and the inventors can properly define the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principles, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred embodiment of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of this application And variations, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 자극 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a cell stimulation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 세포 자극 시스템(100)은 유체의 유동에 따른 전단응력을 세포에 자극으로 가할 수 있는 자극장치(110) 및 상기 자극장치(110)에 의해 가해진 자극에 따른 세포의 반응을 검사 및 분석할 수 있는 반응검사장치(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the cell stimulation system 100 according to the present exemplary embodiment includes a stimulation apparatus 110 capable of applying a shear stress according to a flow of fluid as a stimulus to a cell, and cells according to stimulation applied by the stimulation apparatus 110 It may include a reaction test device 120 for testing and analyzing the reaction of.

자극장치(110)는 유체 공급유닛(220), 유체 회수유닛(230), 유체 제어유닛(240) 및 세포 자극유닛(210)을 포함할 수 있다. The stimulation device 110 may include a fluid supply unit 220, a fluid recovery unit 230, a fluid control unit 240, and a cell stimulation unit 210.

유체 공급유닛(220)은 세포 자극유닛(210)과 공급배관(251)을 통해 연결될 수 있다. 유체 공급유닛(220)은 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 유체, 예컨대 배양액을 일정한 진동수 및 압력으로 세포 자극유닛(210)에 공급할 수 있다. The fluid supply unit 220 may be connected to the cell stimulation unit 210 and the supply pipe 251. The fluid supply unit 220 may supply a fluid, such as a culture solution, to the cell stimulation unit 210 under a certain frequency and pressure under the control of the fluid control unit 240.

유체 공급유닛(220)과 세포 자극유닛(210)을 연결하는 공급배관(251)에는 제1밸브(261)가 결합될 수 있고, 유체 제어유닛(240)에 의해 제1밸브(261)의 개폐가 제어될 수 있다. A first valve 261 may be coupled to the supply pipe 251 connecting the fluid supply unit 220 and the cell stimulation unit 210, and the fluid control unit 240 opens and closes the first valve 261. Can be controlled.

유체 회수유닛(230)은 세포 자극유닛(210)과 회수배관(253)을 통해 연결될 수 있다. 유체 회수유닛(230)은 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 세포 자극유닛(210)으로부터 유체를 회수할 수 있다.The fluid recovery unit 230 may be connected to the cell stimulation unit 210 and the recovery pipe 253. The fluid recovery unit 230 may recover fluid from the cell stimulation unit 210 under the control of the fluid control unit 240.

유체 회수유닛(230)과 세포 자극유닛(210)을 연결하는 회수배관(253)에는 제2밸브(263)가 결합될 수 있고, 유체 제어유닛(240)에 의해 제2밸브(263)의 개폐가 제어될 수 있다. A second valve 263 may be coupled to the recovery pipe 253 connecting the fluid recovery unit 230 and the cell stimulation unit 210, and the second valve 263 may be opened and closed by the fluid control unit 240. Can be controlled.

한편, 본 실시예의 유체 공급유닛(220)과 유체 회수유닛(230)은 유체 제어유닛(240)에 의해 그 역할이 반전될 수 있다. 다시 말해, 유체 회수유닛(230)이 회수배관(253)을 통해 유체를 일정한 진동수 및 압력으로 세포 자극유닛(210)에 공급하고, 유체 공급유닛(220)이 세포 자극유닛(210)으로부터 공급배관(251)을 통해 유체를 회수할 수도 있다.Meanwhile, the roles of the fluid supply unit 220 and the fluid recovery unit 230 of the present embodiment may be reversed by the fluid control unit 240. In other words, the fluid recovery unit 230 supplies the fluid through the recovery pipe 253 to the cell stimulation unit 210 at a constant frequency and pressure, and the fluid supply unit 220 is supplied from the cell stimulation unit 210 The fluid may be recovered through 251.

세포 자극유닛(210)은 세포가 배양 중인 배양접시(도 2의 130)와 직접 결합될 수 있다. 세포 자극유닛(210)은 유체 공급유닛(220)에서 공급된 유체를 배양접시의 내측, 즉 배양접시(130)에 배양중인 세포의 상부에서 소정 방향으로 유동되도록 하여 세포에 유체의 유동에 따른 전단응력을 자극으로 가할 수 있다. The cell stimulation unit 210 may be directly coupled to the culture dish (130 in FIG. 2) in which the cell is being cultured. The cell stimulation unit 210 allows the fluid supplied from the fluid supply unit 220 to flow in a predetermined direction from the top of the cells being cultured on the inside of the culture dish, that is, the culture dish 130, thereby shearing according to the flow of the fluid to the cells. Stress can be applied as a stimulus.

세포 자극유닛(210)은 유체 제어유닛(240)의 유체 공급유닛(220) 및 유체 회수유닛(230)의 동작 제어에 따라 일 방향 및 타 방향 중 적어도 하나의 방향으로 유체를 유동시켜 세포에 전단응력을 가할 수 있다. 이때, 세포에 일정한 전단응력이 가해지도록 하기 위하여 세포 자극유닛(210) 내에서 유동되는 유체는 일정한 진동수 및 압력을 가지도록 제어될 수 있다. 예컨대, 유체는 0.5~1.5Hz의 진동수와 0.5~1.5Pa의 압력으로 제어되어 세포 자극유닛(210) 내에서 유동될 수 있다. 여기서, 세포 자극유닛(210)에서 유체가 유동되는 방향, 즉 일 방향과 타 방향은 서로 대향되는 방향일 수 있다. The cell stimulation unit 210 shears the cells by flowing fluid in at least one of one direction and the other direction according to the operation control of the fluid supply unit 220 and the fluid recovery unit 230 of the fluid control unit 240 Stress can be applied. At this time, in order to apply a constant shear stress to the cells, the fluid flowing in the cell stimulation unit 210 may be controlled to have a constant frequency and pressure. For example, the fluid may be controlled in a frequency of 0.5 to 1.5 Hz and a pressure of 0.5 to 1.5 Pa to flow in the cell stimulation unit 210. Here, the direction in which the fluid flows in the cell stimulation unit 210, that is, one direction and the other direction may be opposite directions to each other.

도 2는 도 1의 세포 자극유닛을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing the cell stimulation unit of Figure 1;

도 2를 참조하면, 본 실시예의 세포 자극유닛(210)은 본체(211) 및 결합부(213)로 구성될 수 있다. 세포 자극유닛(210)의 본체(211) 및 결합부(213)는 일체형으로 형성될 수 있다. Referring to Figure 2, the cell stimulation unit 210 of this embodiment may be composed of a body 211 and the engaging portion 213. The body 211 and the coupling portion 213 of the cell stimulation unit 210 may be integrally formed.

본체(211)는 공급배관(251)을 통해 유체 공급유닛(220)과 연결되고, 회수배관(253)을 통해 유체 회수유닛(230)과 연결될 수 있다. 이를 위하여, 본체(211)의 일측에는 공급배관(251)에 연결되는 입력단부(212a)와 회수배관에 연결되는 출력단부(212b)가 각각 구성될 수 있다. The main body 211 may be connected to the fluid supply unit 220 through the supply pipe 251 and may be connected to the fluid recovery unit 230 through the recovery pipe 253. To this end, an input end 212a connected to the supply pipe 251 and an output end 212b connected to the recovery pipe may be respectively configured at one side of the main body 211.

입력단부(212a)의 일측은 공급배관(251)에 연결되고, 타측은 본체(211) 내부에 형성된 공간, 예컨대 제1유동공간(미도시)을 통해 결합부(213)의 하부 일측에 연결될 수 있다. 출력단부(212b)의 일측은 회수배관(253)에 연결되고, 타측은 본체(211) 내부에 형성된 공간, 예컨대 제2유동공간(미도시)을 통해 결합부(213)의 하부 타측에 연결될 수 있다. One side of the input end 212a is connected to the supply pipe 251, and the other side can be connected to the lower side of the coupling portion 213 through a space formed inside the main body 211, for example, a first flow space (not shown). have. One side of the output end 212b is connected to the recovery pipe 253, and the other side can be connected to the lower other side of the coupling portion 213 through a space formed inside the main body 211, for example, a second flow space (not shown). have.

즉, 본 실시예의 세포 자극유닛(210)의 본체(211)는 유체 공급유닛(220)으로부터 공급배관(251) 및 입력단부(212a)를 통해 유체를 공급받고, 이를 제1유동공간을 통해 결합부(213)의 일측에 공급할 수 있다. 또한, 본체(211)는 결합부(213)의 타측으로부터 제2유동공간 및 출력단부(212b)를 통해 유체를 회수하고, 이를 회수배관(253)을 통해 유체 회수유닛(230)에 공급할 수 있다. 따라서, 결합부(213)의 일면, 예컨대 결합부(213)의 상면에서는 일 방향, 즉 일측에서 타측으로 유체가 유동될 수 있다. 이때, 유체는 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 일정한 진동수와 압력으로 유동될 수 있다. That is, the body 211 of the cell stimulation unit 210 of the present embodiment receives the fluid through the supply pipe 251 and the input end 212a from the fluid supply unit 220, and combines it through the first flow space It can be supplied to one side of the unit 213. In addition, the body 211 can recover the fluid from the other side of the coupling portion 213 through the second flow space and the output end 212b, and supply it to the fluid recovery unit 230 through the recovery pipe 253. . Therefore, a fluid may flow in one direction, that is, from one side to the other side, on one surface of the coupling portion 213, for example, an upper surface of the coupling portion 213. At this time, the fluid may flow at a constant frequency and pressure under the control of the fluid control unit 240.

한편, 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 결합부(213)의 상면에서는 타방향, 즉 타측에서 일측으로 유체가 유동될 수 있다. 이때, 본체(211)는 회수배관(253) 및 출력단부(212b)를 통해 유체를 공급받고, 이를 제2유동공간을 통해 결합부(213)의 타측에 공급할 수 있다. 그리고, 결합부(213)의 일측에서 제1유동공간 및 입력단부(212a)를 통해 유체를 회수여 공급배관(251)에 공급할 수 있다. 물론, 이때에도 유체는 일정한 진동수와 압력으로 결합부(213)의 상면에서 타 방향으로 유동될 수 있다. On the other hand, under the control of the fluid control unit 240, the fluid may flow from the upper surface of the coupling portion 213 in the other direction, that is, from the other side to one side. At this time, the body 211 may be supplied with fluid through the recovery pipe 253 and the output end 212b, and supply it to the other side of the coupling portion 213 through the second flow space. In addition, the fluid may be recovered and supplied to the supply pipe 251 through the first flow space and the input end 212a at one side of the coupling portion 213. Of course, even at this time, the fluid may flow in the other direction from the upper surface of the coupling portion 213 at a constant frequency and pressure.

결합부(213)는 본체(211)의 일면에 위치할 수 있다. 결합부(213)는 세포가 배양 중인 배양접시(130)와 결합되는 부분으로 배양접시(130)와 동일한 형태로 본체(211)의 일면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. The coupling portion 213 may be located on one surface of the body 211. The coupling portion 213 may be formed to protrude from one surface of the main body 211 in the same form as the culture plate 130 as a portion where the cells are combined with the culture plate 130 in culture.

결합부(213)의 일면, 즉 상면에는 본체(211)로부터 배면을 통해 공급되는 유체가 일방향 또는 타방향으로 유동하면서 세포에 전단응력을 가하는 세포자극부(215)가 구성될 수 있다. 세포자극부(215)는 유체에 의한 일정한 전단응력이 세포에 가해질 수 있도록 사각형의 형태로 구성될 수 있다. 이에, 결합부(213)에 결합되는 배양접시(130)는 세포자극부(215)에 대응되는 영역 내에 위치하는 세포에 대하여 유체에 의한 전단응력이 가해질 수 있다. On one surface, that is, the upper surface of the coupling part 213, a cell stimulation part 215 that applies a shear stress to the cell while fluid supplied from the main body 211 through the back surface flows in one direction or the other direction may be configured. The cell stimulation unit 215 may be configured in a quadrangular shape so that a constant shear stress by the fluid is applied to the cells. Thus, the culture plate 130 coupled to the coupling portion 213 may be subjected to a shear stress due to the fluid to the cells located in the region corresponding to the cell stimulation portion (215).

결합부(213)와 배양접시(130) 간의 안정적인 결합을 위하여 세포 자극유닛(210)은 하나 이상의 고정부(270)를 더 포함할 수 있다. 고정부(270)는 'ㄷ'자 형태의 클램프로 구성될 수 있고, 결합부(213)에 배양접시(130)가 결합된 후 서로 대칭되는 적어도 2방향, 바람직하게는 4방향에서 세포 자극유닛(210)에 체결되어 배양접시(130)와 결합부(213) 간의 안정적인 결합이 이루어지도록 할 수 있다. The cell stimulation unit 210 may further include one or more fixing parts 270 for stable coupling between the coupling portion 213 and the culture plate 130. The fixing part 270 may be composed of a'c' shaped clamp, and after the culture dish 130 is coupled to the coupling part 213, the cell stimulation unit is at least two directions symmetrical to each other, preferably four directions. It is fastened to (210) so that a stable bond between the culture dish 130 and the coupling portion 213 can be made.

예컨대, 세포 자극유닛(210)의 결합부(213)에 배양접시(130)가 결합된 후, 결합부(213)의 서로 대칭되는 4개의 방향으로 고정부(270)가 체결될 수 있다. 고정부(270)의 내측 상면은 결합부(213)에 결합된 배양접시(130)의 일면에 접촉되어 지지되고, 고정부(270)의 내측 하면은 본체(211)의 배면에 접촉되어 지지될 수 있다. 따라서, 배양접시(130)는 고정부(270)에 의해 결합부(213)에 안정적으로 결합되어 결합부(213)의 상면, 즉 세포자극부(215)에 밀착되어 고정될 수 있다. For example, after the culture dish 130 is coupled to the coupling portion 213 of the cell stimulation unit 210, the fixing portion 270 may be fastened in four directions symmetrical to each other of the coupling portion 213. The inner upper surface of the fixing portion 270 is supported in contact with one surface of the culture dish 130 coupled to the engaging portion 213, and the inner lower surface of the fixing portion 270 is supported in contact with the back surface of the main body 211. Can. Therefore, the culture dish 130 can be stably coupled to the coupling portion 213 by the fixing portion 270 and fixed to the top surface of the coupling portion 213, that is, in close contact with the cell stimulation portion 215.

한편, 배양접시(130)에는 세포가 배양되고 있으므로, 배양접시(130)가 세포 자극유닛(210)의 결합부(213)에 결합될 때, 배양접시(130)로부터 세포가 이탈되는 문제가 발생될 수 있다. 이에, 도 2에 도시된 세포 자극유닛(210)은 상/하가 반전된 상태, 즉 결합부(213)가 하부에 위치된 상태에서 세포 자극유닛(210)의 하부로부터 배양접시(130)가 결합될 수 있다. On the other hand, since the cells are cultured in the culture dish 130, when the culture dish 130 is coupled to the coupling portion 213 of the cell stimulation unit 210, a problem occurs in which cells are detached from the culture dish 130. Can be. Thus, the cell stimulation unit 210 shown in Figure 2 is a culture dish 130 from the bottom of the cell stimulation unit 210 in a state in which the upper / lower is inverted, that is, the coupling portion 213 is located at the bottom Can be combined.

도 3은 도 2의 세포 자극유닛을 상부에서 바라본 형태를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3을 Ⅳ~Ⅳ'의 선으로 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3을 Ⅴ~Ⅴ'의 선으로 절단한 단면도이다. 3 is a view showing the cell stimulation unit of FIG. 2 as viewed from the top, FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3 taken along line IV to IV', and FIG. 5 is shown as line V to V'of FIG. 3. It is a cut section.

도 2 및 도 3을 참조하면, 결합부(213)의 세포자극부(215)는 사각형의 형태로 구성될 수 있다. 세포자극부(215)의 내측에는 주변, 즉 결합부(213)의 상면보다 낮은 높이를 갖는 유동면(215a)이 형성될 수 있다. 유동면(215a)은 후술될 제1수로(217) 및 제2수로(218)를 통해 외부로부터 공급 또는 회수되는 유체가 일방향 또는 타방향으로 유동되는 공간일 수 있다2 and 3, the cell stimulation portion 215 of the coupling portion 213 may be configured in a rectangular shape. Inside the cell stimulation portion 215, a periphery, that is, a flow surface 215a having a lower height than the upper surface of the coupling portion 213 may be formed. The flow surface 215a may be a space in which the fluid supplied or recovered from the outside flows in one direction or the other through the first water channel 217 and the second water channel 218 to be described later.

세포자극부(215)의 내측에는 세포자극부(215)의 모서리를 따라 패킹부(216)가 배치될 수 있다. 패킹부(216)는 세포자극부(215)의 유동면(215a)에서 일방향 또는 타방향으로 흐르는 유체가 세포자극부(215) 외부로 누수되지 않도록 할 수 있다. 이러한 패킹부(216)는 탄성이 있는 고무 재질로 형성될 수 있다. 패킹부(216)에 의해 배양접시(130)가 결합부(213)의 상면, 즉 세포자극부(215)에 밀착되어 결합 및 고정될 수 있다. A packing part 216 may be disposed inside the cell stimulation part 215 along the edge of the cell stimulation part 215. The packing part 216 may prevent fluid flowing in one direction or the other direction from the flow surface 215a of the cell stimulation part 215 from leaking out of the cell stimulation part 215. The packing portion 216 may be formed of an elastic rubber material. The culture dish 130 may be in close contact with the upper surface of the coupling portion 213, that is, the cell stimulation portion 215, by the packing portion 216 to be coupled and fixed.

패킹부(216)의 내측에는 제1수로(217)와 제2수로(218)가 각각 배치될 수 있다. 제1수로(217)와 제2수로(218) 각각은 직선 형태로 패킹부(216)의 서로 대향되는 한 쌍의 변을 따라 배치될 수 있다. 제1수로(217)와 제2수로(218)는 일단에서 타단, 즉 세포자극부(215)의 유동면(215a)에서 결합부(213)의 배면까지 개구된 형태를 가질 수 있다. A first water channel 217 and a second water channel 218 may be disposed inside the packing unit 216, respectively. Each of the first water channel 217 and the second water channel 218 may be disposed along a pair of opposite sides of the packing unit 216 in a straight line. The first water channel 217 and the second water channel 218 may have an open shape from one end to the other end, that is, from the flow surface 215a of the cell stimulation portion 215 to the back surface of the coupling portion 213.

제1수로(217)의 타단은 본체(211)의 제1유동공간을 통해 입력단부(212a)에 연결될 수 있다. 제1수로(217)는 유체 공급유닛(220)에서 입력단부(212a)를 통해 공급되는 유체를 유동면(215a)을 통해 제2수로(218) 방향으로 유동되도록 하거나 또는 제2수로(218)로부터 유동면(215a)을 통해 유동되는 유체를 제1유동공간을 통해 입력단부(212a)로 공급할 수 있다. The other end of the first waterway 217 may be connected to the input end 212a through the first flow space of the main body 211. The first water channel 217 allows the fluid supplied from the fluid supply unit 220 to flow through the input end 212a in the direction of the second water channel 218 through the flow surface 215a or the second water channel 218. The fluid flowing through the flow surface 215a from can be supplied to the input end 212a through the first flow space.

제2수로(218)의 타단은 본체(211)의 제2유동공간을 통해 출력단부(212b)에 연결될 수 있다. 제2수로(218)는 제1수로(217)로부터 유동면(215a)을 통해 유동되는 유체를 제2유동공간을 통해 출력단부(212b)에 공급하거나 또는 유체 회수유닛(230)에서 출력단부(212b)를 통해 공급되는 유체를 유동면(215a)을 통해 제1수로(217) 방향으로 유동되도록 할 수 있다. The other end of the second waterway 218 may be connected to the output end 212b through the second flow space of the main body 211. The second water channel 218 supplies fluid flowing through the flow surface 215a from the first water channel 217 to the output end 212b through the second flow space, or the output end from the fluid recovery unit 230 The fluid supplied through 212b) may be allowed to flow in the direction of the first water channel 217 through the flow surface 215a.

도 4 및 도 5를 참조하면, 앞서 설명된 패킹부(216)와 함께 세포자극부(215)의 유동면(215a) 외측으로 요철(凹凸)부(215b)가 형성되어 유동면(215a)에 흐르는 유체가 외부로 누수되지 않도록 할 수 있다. 요철부(215b)는 세포자극부(215)의 모서리를 따라 패킹부(216)에 대응되도록 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, the uneven portion 215b is formed outside the flow surface 215a of the cell stimulation portion 215 together with the packing portion 216 described above to the flow surface 215a. It is possible to prevent the flowing fluid from leaking to the outside. The uneven portion 215b may be formed to correspond to the packing portion 216 along the edge of the cell stimulation portion 215.

도 4에 도시된 바와 같이, 요철부(215b)는 제1수로(217) 및 제2수로(218) 각각의 외측에 형성될 수 있다. 요철부(215b)는 하나의 요부와 상기 하나의 요부 양측으로 형성된 한 쌍의 철부를 포함할 수 있다. 요철부(215b)의 요부에는 패킹부(216)가 삽입되어 위치될 수 있다. As shown in FIG. 4, the uneven portion 215b may be formed outside each of the first water channel 217 and the second water channel 218. The uneven portion 215b may include one concave portion and a pair of concave portions formed on both sides of the one concave portion. A packing portion 216 may be inserted into the recessed portion of the uneven portion 215b to be positioned.

이때, 요철부(215b)의 요부 깊이는 패킹부(216)의 단면 높이보다 상대적으로 작도록 형성될 수 있다. 이에, 패킹부(216)는 상면이 요부로부터 소정 돌출될 수 있다. 이는, 배양접시(130)가 결합부(213)에 결합될 때 그 내면이 패킹부(216)의 상면에 접촉되도록 하여 배양접시(130)의 파손을 방지하고, 세포의 최소한의 손실이 발생되도록 하기 위함이다. At this time, the depth of the concave-convex portion 215b may be formed to be relatively smaller than the cross-sectional height of the packing portion 216. Thus, the packing portion 216 may have a top surface protruding from the recess. This prevents the culture dish 130 from being damaged by causing the inner surface to contact the upper surface of the packing part 216 when the culture dish 130 is coupled to the coupling part 213, so that minimal loss of cells is generated. It is to do.

요철부(215b)의 한 쌍의 철부는 유동면(215a)보다 높게 형성될 수 있다. 이에, 제1수로(217) 및 제2수로(218)를 통해 공급되는 유체가 유동면(215a)에서만 유동되도록 할 수 있다. 여기서, 유동면(215a)에서 유동되는 유체에 의한 전단응력이 배양접시(130) 내의 세포에 정확하게 가해질 수 있도록 요철부(215b)의 한 쌍의 철부의 상단과 유동면(215a) 간의 최적의 간격이 결정될 수 있다. A pair of convex portions of the concave-convex portion 215b may be formed higher than the flow surface 215a. Accordingly, the fluid supplied through the first water channel 217 and the second water channel 218 may be allowed to flow only on the flow surface 215a. Here, the optimal spacing between the top of the pair of concave and convex portions of the uneven portion 215b and the flow surface 215a so that the shear stress caused by the fluid flowing in the flow surface 215a is accurately applied to the cells in the culture dish 130. This can be determined.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 요철부(215b)는 유동면(215a)의 외측에 형성될 수 있다. 요철부(215b)의 요부에는 패킹부(216)의 상면이 노출되도록 삽입되어 배양접시(130)의 내면이 패킹부(216)의 상면에 접촉될 수 있다. 요철부(215b)의 철부는 요부 양측에 한 쌍으로 형성되고, 유동면(215a)보다 높게 형성될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 5, the uneven portion 215b may be formed outside the flow surface 215a. The concave-convex portion 215b may be inserted into the concave-convex portion so that the top surface of the packing portion 216 is exposed, so that the inner surface of the culture dish 130 may contact the top surface of the packing portion 216. The convex portions of the concave-convex portion 215b are formed in pairs on both sides of the concave-convex portion, and may be formed higher than the flow surface 215a.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 세포 자극유닛(210)은 배양접시(130)와 결합되는 결합부(213)에 세포자극부(215)를 구성하고, 세포자극부(215) 내에 제1수로(217), 제2수로(218) 및 유동면(215a)을 구성할 수 있다. 이에, 제1수로(217) 또는 제2수로(218)를 통해 유동면(215a)에서 일방향 및 타방향으로 유체를 유동시켜 배양접시(130)에 배양 중인 세포에 일정한 전단응력을 가할 수 있다. As described above, the cell stimulation unit 210 of the present embodiment constitutes the cell stimulation unit 215 in the coupling unit 213 coupled to the culture dish 130, and the first water channel in the cell stimulation unit 215 ( 217), the second water channel 218 and the flow surface 215a. Accordingly, a fluid may be flowed in one direction and the other direction from the flow surface 215a through the first water channel 217 or the second water channel 218 to apply a constant shear stress to the cells being cultured in the culture dish 130.

또한, 본 실시예의 세포 자극유닛(210)은 세포자극부(215)의 내측으로 패킹부(216) 및 하나 이상의 요철부(215b)를 배치함으로써, 세포자극부(215)의 유동면(215a)에서 유동되는 유체가 유동면(215a)의 외부로 누수되는 것을 방지하여 전단응력에 의한 세포의 반응 정확도를 높일 수 있다. In addition, the cell stimulation unit 210 of the present embodiment, by arranging the packing portion 216 and one or more irregularities 215b inside the cell stimulation portion 215, the flow surface 215a of the cell stimulation portion 215 It is possible to prevent the fluid flowing from leaking to the outside of the flow surface (215a) to increase the reaction accuracy of cells due to shear stress.

다시 도 1을 참조하면, 자극장치(110)의 유체 제어유닛(240)은 세포 자극유닛(210)에서 유동되는 유체의 방향 및 속도를 제어할 수 있다. 유체 제어유닛(240)은 유체 공급유닛(220), 유체 회수유닛(230), 제1밸브(261) 및 제2밸브(263)의 동작을 제어함으로써, 유체의 방향 및 속도를 제어할 수 있다. Referring back to FIG. 1, the fluid control unit 240 of the stimulation apparatus 110 may control the direction and speed of the fluid flowing in the cell stimulation unit 210. The fluid control unit 240 controls the operation of the fluid supply unit 220, the fluid recovery unit 230, the first valve 261 and the second valve 263, thereby controlling the direction and speed of the fluid. .

예컨대, 유체 제어유닛(240)에 의해 제1밸브(261)가 개방되고, 유체 공급유닛(220)에서 공급배관(251)을 통해 일정한 진동수와 압력, 예컨대 0.5~1.5Hz의 진동수와 0.5~1.5Pa의 압력을 갖는 유체가 세포 자극유닛(210)으로 공급될 수 있다. 이에, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 세포 자극유닛(210)의 세포자극부(215)에서는 공급배관(251) 및 제1수로(217)를 통해 공급된 유체가 유동면(215a)을 따라 제1방향, 즉 제2수로(218) 방향으로 유동될 수 있다. 이에, 세포 자극유닛(210)에 결합된 배양접시(130)에 배양되고 있는 세포는 유체에 의해 제1방향으로 가해지는 전단응력에 따른 자극을 받을 수 있다. For example, the first valve 261 is opened by the fluid control unit 240, and a constant frequency and pressure through the supply pipe 251 in the fluid supply unit 220, for example, 0.5 to 1.5 Hz frequency and 0.5 to 1.5 Fluid having a pressure of Pa may be supplied to the cell stimulation unit 210. Thus, as described with reference to FIGS. 2 and 3, in the cell stimulation unit 215 of the cell stimulation unit 210, the fluid supplied through the supply pipe 251 and the first water channel 217 flows through the flow surface 215a. ) In the first direction, that is, in the second channel 218. Accordingly, the cells being cultured in the culture dish 130 coupled to the cell stimulation unit 210 can receive stimulation according to the shear stress applied in the first direction by the fluid.

또한, 유체 제어유닛(240)에 의해 제2밸브(263)가 개방된 상태에서, 유체 회수유닛(230)에서 회수배관(253)을 통해 일정한 진동수와 압력을 갖는 유체가 세포 자극유닛(210)에 공급될 수 있다. 이에, 세포 자극유닛(210)의 세포자극부(215)에서는 회수배관(253) 및 제2수로(218)를 통해 공급된 유체가 유동면(215a)을 따라 제2방향, 즉 제1수로(217) 방향으로 유동될 수 있다. 이에, 세포 자극유닛(210)에 결합된 배양접시(130)에 배양되고 있는 세포는 유체에 의해 제2방향으로 가해지는 전단응력에 따른 자극을 받을 수 있다. In addition, in the state in which the second valve 263 is opened by the fluid control unit 240, the fluid stimulation unit 210 has a fluid having a constant frequency and pressure through the recovery pipe 253 in the fluid recovery unit 230. Can be supplied to. Accordingly, in the cell stimulation unit 215 of the cell stimulation unit 210, the fluid supplied through the recovery pipe 253 and the second water channel 218 flows along the flow surface 215a in the second direction, that is, the first water channel ( 217) direction. Thus, the cells being cultured in the culture dish 130 coupled to the cell stimulation unit 210 can receive stimulation according to the shear stress applied in the second direction by the fluid.

이와 같이, 유체 제어유닛(240)은 유체 공급유닛(220), 유체 회수유닛(230), 제1밸브(261) 및 제2밸브(263)의 동작을 제어함으로써, 배양접시(130)가 결합되어 있는 세포 자극유닛(210)에 일정한 진동수와 압력을 갖는 유체가 제1방향 및 제2방향으로 유동되도록 하여, 배양접시(130)에 배양 중인 세포에 양방향으로 일정한 크기의 전단응력에 따른 자극을 가할 수 있다. As such, the fluid control unit 240 controls the operation of the fluid supply unit 220, the fluid recovery unit 230, the first valve 261, and the second valve 263, so that the culture dish 130 is coupled. In the cell stimulation unit 210, the fluid having a constant frequency and pressure flows in the first direction and the second direction, thereby stimulating the shear stress of a certain size in both directions to the cells being cultured in the culture dish 130. Can be applied.

반응검사장치(120)는 배양접시(130)가 결합된 세포 자극유닛(210)에 인접되어 배치될 수 있다. 반응검사장치(120)는 세포 자극유닛(210)에 의해 전단응력이 가해진 배양접시(130) 내의 세포의 반응을 검사하여 분석할 수 있다. The reaction test device 120 may be disposed adjacent to the cell stimulation unit 210 to which the culture dish 130 is coupled. The reaction test device 120 may examine and analyze the reaction of cells in the culture dish 130 to which the shear stress is applied by the cell stimulation unit 210.

도 6은 본 발명의 세포 자극 시스템을 이용한 세포 자극방법을 나타내는 도면이다. 6 is a view showing a cell stimulation method using the cell stimulation system of the present invention.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여 앞서 설명된 도 1 내지 도 5를 함께 참조하여 본 발명의 세포 자극 시스템(100)을 이용한 세포 자극 방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, for convenience of description, the cell stimulation method using the cell stimulation system 100 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 described above.

먼저, 세포가 배양되고 있는 배양접시(130)가 자극장치(110)에 결합될 수 있다(S10). First, the culture dish 130 in which the cells are cultured may be coupled to the stimulation device 110 (S10).

도 2에 도시된 바와 같이, 배양접시(130)는 자극장치(110)의 세포 자극유닛(210)에 결합될 수 있다. 이때, 배양접시(130) 내의 세포 이탈을 방지하기 위하여 세포 자극유닛(210)의 결합부(213)가 하부에 위치되도록 대칭 반전된 상태에서 배양접시(130)가 결합부(213)에 결합될 수 있다. 그리고, 배양접시(130)가 결합된 결합부(213)의 적어도 4개의 방향에서 외부로부터 고정부(270)가 체결되어 배양접시(130)가 결합부(213)에 밀착되도록 고정될 수 있다. 2, the culture dish 130 may be coupled to the cell stimulation unit 210 of the stimulation device 110. At this time, in order to prevent the separation of the cells in the culture dish 130, the culture dish 130 is coupled to the coupling part 213 in a symmetrically inverted state such that the coupling part 213 of the cell stimulation unit 210 is located at the bottom. Can. Then, the fixing plate 270 is fastened from the outside in at least four directions of the coupling portion 213 to which the culture plate 130 is coupled, so that the culture plate 130 can be fixed to be in close contact with the coupling portion 213.

여기서, 배양접시(130)는 일반적으로 세포 배양에 널리 사용되는 90mm의 직경을 갖는 접시일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다.Here, the culture dish 130 may be a dish having a diameter of 90 mm, which is generally used for cell culture, but the present invention is not limited thereto.

이어, 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 세포 자극유닛(210)에 일 방향으로 유체가 공급되도록 하여 세포 자극유닛(210)에 결합된 배양접시(130)의 세포에 유체의 유동에 따른 전단응력을 자극으로 가할 수 있다(S20). Subsequently, the fluid is supplied to the cell stimulation unit 210 in one direction under the control of the fluid control unit 240 so that the fluid flows to the cells of the culture dish 130 coupled to the cell stimulation unit 210. Stress can be applied as a stimulus (S20).

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유체 제어유닛(240)에 의해 제1밸브(261)가 개방되고, 이어 유체 공급유닛(220)이 일정한 진동수와 압력으로 공급배관(251)을 통해 유체를 세포 자극유닛(210)에 공급할 수 있다. 1 and 3, the first valve 261 is opened by the fluid control unit 240, and then the fluid supply unit 220 fluid through the supply pipe 251 at a constant frequency and pressure Can be supplied to the cell stimulation unit 210.

유체 공급유닛(220)은 0.5~1.5Hz의 진동수와 0.5~1.5Pa의 압력으로 유체를 공급할 수 있으며, 바람직하게는 1Hz의 진동수와 1Pa의 압력으로 유체를 공급할 수 있다. The fluid supply unit 220 may supply fluid at a frequency of 0.5 to 1.5 Hz and a pressure of 0.5 to 1.5 Pa, and preferably supply a fluid at a frequency of 1 Hz and a pressure of 1 Pa.

유체 공급유닛(220)에서 공급되는 유체는 공급배관(251) 및 개방된 제1밸브(261)를 통해 세포 자극유닛(210)의 본체(211)에 형성된 입력단부(212a)에 공급될 수 있다. 이어, 유체는 입력단부(212a) 및 본체(211) 내부의 제1유동공간을 통해 결합부(213)의 상면에 구성된 세포자극부(215) 내의 제1수로(217)로 공급될 수 있다. 그리고, 유체는 제1수로(217)로부터 세포자극부(215)의 유동면(215a)을 따라 제2수로(218)까지 제1방향으로 유동될 수 있다. 이로 인해, 결합부(213)에 결합된 배양접시(130)에서는 세포자극부(215) 영역에 대응되어 위치된 세포에 대해 유체의 제1방향의 유동에 따른 전단응력이 자극으로 가해질 수 있다. 유체 제어유닛(240)은 유체 공급유닛(220)의 동작 제어를 통해 75~165분 동안 일정한 진동수 및 압력으로 세포 자극유닛(210)에 유체가 공급되도록 할 수 있다. The fluid supplied from the fluid supply unit 220 may be supplied to the input end 212a formed in the body 211 of the cell stimulation unit 210 through the supply pipe 251 and the opened first valve 261. . Subsequently, the fluid may be supplied to the first channel 217 in the cell stimulation portion 215 configured on the upper surface of the coupling portion 213 through the input end portion 212a and the first flow space inside the body 211. In addition, the fluid may flow in the first direction from the first water channel 217 to the second water channel 218 along the flow surface 215a of the cell stimulation unit 215. For this reason, in the culture dish 130 coupled to the coupling portion 213, shear stress according to the flow of the fluid in the first direction may be applied to the cells positioned corresponding to the region of the cell stimulation portion 215. The fluid control unit 240 may allow the fluid to be supplied to the cell stimulation unit 210 at a constant frequency and pressure for 75 to 165 minutes through operation control of the fluid supply unit 220.

그리고, 반응검사장치(120)는 세포 자극유닛(210)에 의해 제1방향으로 유체에 의한 전단응력이 가해진 배양접시(130) 내의 세포에 대해 그 반응을 검사하여 분석할 수 있다(S40). Then, the reaction test device 120 may be analyzed by examining the response to the cells in the culture dish 130 to which the shear stress by the fluid is applied in the first direction by the cell stimulation unit 210 (S40).

한편, 세포 자극유닛(210)의 세포자극부(215)에서 제1방향으로 유동된 유체는 제2수로(218)를 통해 본체(211)의 출력단부(212b) 및 회수배관(253)으로 회수될 수 있다. 이때, 유체 제어유닛(240)은 제2밸브(263)를 개방하여 유체가 회수배관(253)을 통해 유체 회수유닛(230)에 회수되도록 할 수 있다.Meanwhile, the fluid flowing in the first direction from the cell stimulation unit 215 of the cell stimulation unit 210 is recovered through the second water channel 218 to the output end 212b of the main body 211 and the recovery pipe 253 Can be. At this time, the fluid control unit 240 may open the second valve 263 to allow the fluid to be recovered in the fluid recovery unit 230 through the recovery pipe 253.

다음으로, 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 세포 자극유닛(210)에 타 방향으로 유체가 공급되도록 하여 세포 자극유닛(210)에 결합된 배양접시(130)의 세포에 유체의 유동에 따른 전단응력을 자극으로 가할 수 있다(S30). Next, according to the control of the fluid control unit 240 so that the fluid is supplied to the cell stimulation unit 210 in the other direction, according to the flow of fluid to the cells of the culture dish 130 coupled to the cell stimulation unit 210 Shear stress can be applied as a stimulus (S30).

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유체 제어유닛(240)에 의해 제2밸브(263)가 개방되고, 유체 회수유닛(230)이 일정한 진동수와 압력, 예컨대 0.5~1.5Hz의 진동수와 0.5~1.5Pa의 압력, 바람직하게는 1Hz의 진동수와 1Pa의 압력으로 회수배관(253)을 통해 유체를 세포 자극유닛(210)에 공급할 수 있다.1 and 3, the second valve 263 is opened by the fluid control unit 240, and the fluid recovery unit 230 has a constant frequency and pressure, for example, 0.5 to 1.5 Hz and 0.5 It is possible to supply the fluid to the cell stimulation unit 210 through the recovery pipe 253 at a pressure of ˜1.5 Pa, preferably a frequency of 1 Hz and a pressure of 1 Pa.

유체 회수유닛(230)에서 공급되는 유체는 회수배관(253) 및 개방된 제2밸브(263)를 통해 세포 자극유닛(210)의 본체(211)에 형성된 출력단부(212b)에 공급될 수 있다. 이어, 유체는 출력단부(212b) 및 본체(211) 내부의 제2유동공간을 통해 결합부(213)의 세포자극부(215) 내의 제2수로(218)로 공급될 수 있다. 유체는 제2수로(218)를 통해 세포자극부(215)의 유동면(215a)을 따라 제1수로(217)까지 제2방향으로 유동될 수 있다. 이로 인해, 결합부(213)에 결합된 배양접시(130)에서 세포자극부(215)에 대응되는 위치의 세포에는 유체의 제2방향 유동에 따른 전단응력이 자극으로 가해질 수 있다. The fluid supplied from the fluid recovery unit 230 may be supplied to the output end 212b formed in the body 211 of the cell stimulation unit 210 through the recovery pipe 253 and the opened second valve 263. . Subsequently, the fluid may be supplied to the second water passage 218 in the cell stimulation portion 215 of the coupling portion 213 through the output end portion 212b and the second flow space inside the body 211. The fluid may flow in the second direction through the second channel 218 to the first channel 217 along the flow surface 215a of the cell stimulation unit 215. Due to this, shear stress according to the second direction of flow of the fluid may be applied to the cells in the position corresponding to the cell stimulation portion 215 in the culture dish 130 coupled to the coupling portion 213.

이때, 유체 제어유닛(240)은 유체 회수유닛(230)의 동작 제어를 통해 75~165분 동안 일정한 진동수 및 압력으로 세포 자극유닛(210)에 유체가 공급되도록 할 수 있다. 또한, 세포자극부(215)에서 제2방향으로 유동된 유체는 제1수로(217)를 통해 본체(211)의 입력단부(212a) 및 공급배관(251)으로 회수될 수 있다. 유체 제어유닛(240)은 제1밸브(261)를 개방하여 유체가 공급배관(251)을 통해 유체 공급유닛(220)으로 회수되도록 할 수 있다. In this case, the fluid control unit 240 may allow the fluid to be supplied to the cell stimulation unit 210 at a constant frequency and pressure for 75 to 165 minutes through operation control of the fluid recovery unit 230. In addition, the fluid flowing in the second direction from the cell stimulation unit 215 may be recovered to the input end 212a of the body 211 and the supply pipe 251 through the first water channel 217. The fluid control unit 240 may open the first valve 261 so that the fluid is recovered through the supply pipe 251 to the fluid supply unit 220.

이어, 반응검사장치(120)는 세포 자극유닛(210)에 의해 제2방향으로 유체에 의한 전단응력이 가해진 배양접시(130) 내의 세포에 대해 그 반응을 검사하여 분석할 수 있다(S40).Subsequently, the reaction test apparatus 120 may examine and analyze the reaction of cells in the culture dish 130 to which the shear stress by the fluid is applied in the second direction by the cell stimulation unit 210 (S40).

반응검사장치(120)에 의한 세포의 전단응력 반응 검사 및 분석이 완료되면, 유체 제어유닛(240)은 제1밸브(261)를 폐쇄시키고, 제2밸브(263)를 개방시켜 회수배관(253)을 통해 세포 자극유닛(210) 내의 유체가 유체 회수유닛(230)에 회수되도록 할 수 있다.When the shear stress reaction test and analysis of the cell by the reaction test device 120 are completed, the fluid control unit 240 closes the first valve 261 and opens the second valve 263 to recover the piping 253 ) To allow the fluid in the cell stimulation unit 210 to be recovered in the fluid recovery unit 230.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 유체 제어유닛(240)은 유체 공급유닛(220) 및 유체 회수유닛(230)을 함께 제어하여 세포 자극유닛(210) 내에서 유체가 양방향, 즉 제1방향 및 제2방향으로 번갈아 유동되도록 할 수 있다. 그리고, 반응검사장치(120)는 세포 자극유닛(210)에 의해 양방향으로 유체에 의한 전단응력이 가해진 배양접시(130) 내의 세포에 대하여 그 반응을 검사하여 분석할 수도 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the fluid control unit 240 controls the fluid supply unit 220 and the fluid recovery unit 230 together so that the fluid in the cell stimulation unit 210 is bidirectional, that is, the first It can be made to flow alternately in the direction and the second direction. In addition, the reaction test apparatus 120 may examine and analyze the reaction of cells in the culture dish 130 to which shear stress by a fluid is applied in both directions by the cell stimulation unit 210.

좀 더 구체적으로, 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 유체 공급유닛(220)은 개방된 제1밸브(261) 및 공급배관(251)을 통해 유체를 본체(211)의 입력단부(212a)로 공급하고, 입력단부(212a)는 본체(211) 내부의 제1유동공간을 통해 제1수로(217)에 유체를 공급하여 세포자극부(215)에서 제1수로(217)에서 제2수로(218)의 방향, 즉 제1방향으로 유체가 유동될 수 있다. 이에, 배양접시(130) 내의 세포는 제1방향의 유체 유동에 따른 전단응력이 자극으로 가해질 수 있다. 이어, 제2수로(218)를 통해 회수배관(253)으로 회수된 유체는 유체 제어유닛(240)의 제어에 따라 다시 제2수로(218)로 공급되어 세포자극부(215)에서 제2수로(218)에서 제1수로(217)의 방향, 즉 제2방향으로 유동될 수 있다. 이에, 배양접시(130) 내의 세포는 제2방향의 유체 유동에 따른 전단응력이 자극으로 가해질 수 있다. 그리고, 반응검사장치(120)는 양방향으로 전단응력이 자극으로 가해진 배양접시(130)의 세포에 대하여 반응을 검사하여 분석할 수 있다. More specifically, under the control of the fluid control unit 240, the fluid supply unit 220 inputs the fluid through the opened first valve 261 and the supply pipe 251 to the input end 212a of the body 211. , And the input end 212a supplies fluid to the first water channel 217 through the first flow space inside the main body 211 to supply the fluid to the first water channel 217 from the cell stimulation unit 215. The fluid may flow in the direction of 218, that is, in the first direction. Accordingly, the cells in the culture dish 130 may be subjected to shear stress according to the fluid flow in the first direction as a stimulus. Subsequently, the fluid recovered into the recovery pipe 253 through the second water channel 218 is supplied to the second water channel 218 again under the control of the fluid control unit 240, and the second water channel from the cell stimulation unit 215 In 218, it may flow in the direction of the first channel 217, that is, in the second direction. Accordingly, the cells in the culture dish 130 may be subjected to shear stress according to the fluid flow in the second direction as a stimulus. In addition, the reaction test apparatus 120 may examine and analyze the reaction of the cells of the culture dish 130 to which the shear stress is applied as a stimulus in both directions.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 세포 자극 방법은, 일반적으로 세포가 배양되는 배양접시(130)가 자극장치(110)에 직접 결합되어 세포에 유체에 의한 전단응력이 자극으로 가해질 수 있다. As described above, in the cell stimulation method of the present embodiment, a culture dish 130 in which cells are generally cultured is directly coupled to the stimulation device 110 so that shear stress due to fluid may be applied to the cells as stimulation.

따라서, 본 발명의 세포 자극 방법은, 종래의 슬라이드에 배양된 세포에 전단응력을 자극으로 가하는 방법에 비하여 상대적으로 넓은 면적에 다수의 세포에 대하여 전단응력을 가할 수 있어 전단응력에 따른 세포의 반응 분석의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 세포 자극 방법은, 슬라이드에 별도로 세포를 배양하지 않아도 되므로, 전단응력에 따른 세포 반응 분석의 소요 시간을 현저하게 줄일 수 있다. Therefore, in the cell stimulation method of the present invention, shear stress can be applied to a plurality of cells in a relatively large area compared to a method of applying shear stress to cells cultured on a conventional slide as a stimulus, and thus the reaction of cells according to shear stress It can increase the accuracy and reliability of the analysis. In addition, since the cell stimulation method of the present invention does not require cells to be cultured separately on a slide, it is possible to significantly reduce the time required for analyzing the cell response according to shear stress.

100: 세포 자극 시스템 110: 자극장치
120: 반응검사장치 130: 배양접시
210: 세포 자극유닛 211: 본체
213: 결합부 215: 세포자극부
216: 패킹부 217: 제1수로
218: 제2수로 220: 유체 공급유닛
230: 유체 회수유닛 240: 유체 제어유닛
251: 공급배관 253: 회수배관
261: 제1밸브 263: 제2밸브
270: 고정부100: cell stimulation system 110: stimulation device
120: reaction test device 130: culture dish
210: cell stimulation unit 211: main body
213: coupling portion 215: cell stimulation portion
216: packing portion 217: first channel
218: second channel 220: fluid supply unit
230: fluid recovery unit 240: fluid control unit
251: Supply piping 253: Recovery piping
261: first valve 263: second valve
270: fixing part

Claims (13)

유체에 의한 전단응력을 세포에 자극으로 가하는 자극장치와 자극에 의한 상기 세포의 반응을 검사하는 반응검사장치를 포함하는 세포 자극 시스템에 있어서,
상기 자극장치는,
유체 공급유닛; 및
상기 세포가 배양 중인 배양접시와 결합되고, 상기 유체 공급유닛에서 공급되는 상기 유체를 일방향 및 타방향 중 적어도 하나의 방향으로 유동시켜 상기 세포에 전단응력을 가하는 세포 자극유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.In the cell stimulation system comprising a stimulation device for applying a shear stress by the fluid to the cells as a stimulus and a reaction test device for examining the response of the cells by stimulation,
The stimulation device,
Fluid supply unit; And
It characterized in that it comprises a cell stimulation unit that is coupled to the culture dish in which the cells are in culture, and flows the fluid supplied from the fluid supply unit in at least one of one direction and the other to apply shear stress to the cells. Cell stimulation system. 제1항에 있어서,
상기 세포 자극유닛은,
공급배관을 통해 상기 유체 공급유닛에 연결되며, 내부에 상기 유체가 흐르는 하나 이상의 유동공간이 형성된 본체; 및
상기 본체의 일면으로부터 돌출 형성되어 상기 배양접시와 결합되고, 상면에 상기 배양접시의 내면에 접촉되는 세포자극부가 구성된 결합부를 포함하고,
상기 유체는 상기 공급배관으로부터 상기 본체의 유동공간을 통해 상기 세포자극부에 공급되어 일방향 및 타방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 1,
The cell stimulation unit,
A main body connected to the fluid supply unit through a supply pipe and having one or more flow spaces through which the fluid flows; And
It is formed protruding from one surface of the main body is coupled to the culture plate, the upper surface includes a coupling portion consisting of a cell stimulation portion in contact with the inner surface of the culture plate,
The fluid is supplied from the supply pipe through the flow space of the main body to the cell stimulation section, characterized in that the cell stimulation system flows in one direction and the other direction. 제2항에 있어서,
상기 세포자극부는 사각형 형태로 구성되고,
상기 세포자극부의 내측에 상기 세포자극부의 모서리를 따라 배치된 패킹부; 및
상기 패킹부의 내측으로 상기 세포자극부의 서로 대향되는 적어도 한 쌍의 변을 따라 배치되도록 형성되어 상기 유체를 상기 세포자극부에 공급 및 회수하는 제1수로 및 제2수로를 더 포함하고,
상기 제1수로 및 제2수로 각각은 상기 세포자극부로부터 상기 결합부의 하부까지 개구되어 상기 본체의 유동공간과 연결되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 2,
The cell stimulation portion is configured in a rectangular shape,
A packing part disposed along an edge of the cell stimulation part inside the cell stimulation part; And
It is formed so as to be disposed along at least one pair of sides opposite to each other of the cell stimulation portion inside the packing portion further comprises a first channel and a second channel for supplying and recovering the fluid to the cell stimulation unit,
A cell stimulation system, characterized in that each of the first and second channels is opened from the cell stimulation portion to a lower portion of the coupling portion and is connected to the flow space of the body. 제3항에 있어서,
상기 패킹부의 내측으로 형성되어 상기 제1수로 및 제2수로 중 하나의 수로로부터 공급된 상기 유체가 다른 하나의 수로 방향으로 유동되는 유동면을 더 포함하고,
상기 유동면은 상기 결합부의 상면보다 낮은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 3,
It is formed inside the packing portion further includes a flow surface in which the fluid supplied from one of the first and second channels flows in the direction of the other channel,
The flow surface is a cell stimulation system, characterized in that formed at a lower height than the upper surface of the coupling portion. 제3항에 있어서,
상기 패킹부에 대응되도록 상기 세포자극부의 모서리를 따라 형성된 요철부를 더 포함하고,
상기 패킹부는 상기 요철부의 요부에 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 3,
Further comprising an uneven portion formed along the edge of the cell stimulation portion to correspond to the packing portion,
The packing portion is a cell stimulation system, characterized in that is inserted into the concave portion of the concave and convex. 제2항에 있어서,
상기 배양접시의 상면과 상기 본체의 배면에 각각 접촉되도록 구성되어 상기 결합부의 상면에 상기 배양접시가 밀착되어 고정되도록 하는 하나 이상의 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템. According to claim 2,
The cell stimulation system, characterized in that it further comprises at least one coupling portion configured to contact the upper surface of the culture dish and the back surface of the main body, respectively, so that the culture dish is in close contact and fixed to the upper surface of the coupling portion. 제1항에 있어서,
회수배관을 통해 상기 세포 자극유닛에 연결되어 상기 세포 자극유닛에서 유동된 상기 유체를 회수하는 유체 회수유닛; 및
상기 유체 공급유닛 및 상기 유체 회수유닛의 동작을 제어하여 상기 세포 자극유닛에서 상기 유체가 일방향 및 타방향 중 하나의 방향으로 유동되도록 하는 유체 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 1,
A fluid recovery unit connected to the cell stimulation unit through a recovery pipe to recover the fluid flowing in the cell stimulation unit; And
And a fluid control unit that controls the operation of the fluid supply unit and the fluid recovery unit to allow the fluid to flow in one of the one direction and the other in the cell stimulation unit. 제1항에 있어서,
상기 유체는 0.5~1.5Hz의 진동수 및 0.5~1.5Pa의 압력으로 상기 세포 자극유닛에서 유동되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 시스템.According to claim 1,
The fluid is a cell stimulation system, characterized in that flowing from the cell stimulation unit at a pressure of 0.5 ~ 1.5Hz and a pressure of 0.5 ~ 1.5Pa. 유체에 의한 전단응력을 세포에 자극으로 가하는 자극장치와 자극에 의한 상기 세포의 반응을 검사하는 반응검사장치를 포함하는 세포 자극 시스템을 이용한 세포 자극 방법에 있어서,
상기 자극장치의 세포 자극유닛에 상기 세포가 배양 중인 배양접시를 결합하는 단계;
외부에서 공급되는 상기 유체가 상기 세포 자극유닛에서 일 방향으로 유동되도록 하여 상기 세포에 일 방향의 전단응력을 자극으로 가하는 단계;
외부에서 공급되는 상기 유체가 상기 세포 자극유닛에서 타 방향으로 유동되도록 하여 상기 세포에 타 방향의 전단응력을 자극으로 가하는 단계; 및
상기 일 방향의 전단응력 및 상기 타 방향의 전단응력 각각에 의한 상기 세포의 반응을 검사하여 분석하는 단계를 포함하는 세포 자극 방법.In the cell stimulation method using a cell stimulation system comprising a stimulation device for applying a shear stress by the fluid to the cells as a stimulus and a reaction test device for examining the response of the cells by stimulation,
Binding the culture dish in which the cells are being cultured to the cell stimulation unit of the stimulation device;
Applying the shear stress in one direction to the cells as a stimulus by allowing the fluid supplied from the outside to flow in one direction from the cell stimulation unit;
Applying the shear stress in the other direction to the cells as a stimulus by allowing the fluid supplied from the outside to flow in the other direction from the cell stimulation unit; And
Cell stimulation method comprising the step of examining and analyzing the response of the cells by each of the shear stress in the one direction and the shear stress in the other direction. 제9항에 있어서,
상기 유체는 0.5~1.5Hz의 진동수 및 0.5~1.5Pa의 압력으로 상기 세포 자극유닛에서 일 방향 및 타 방향으로 각각 유동되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 방법.The method of claim 9,
The fluid is a cell stimulation method, characterized in that flowing in one direction and the other direction in the cell stimulation unit at a pressure of 0.5 ~ 1.5Hz and a pressure of 0.5 ~ 1.5Pa. 제9항에 있어서,
상기 유체는 75~165분 동안 상기 세포 자극유닛에 공급되어 일 방향 및 타 방향으로 각각 유동되는 것을 특징으로 하는 세포 자극 방법.The method of claim 9,
The fluid is supplied to the cell stimulation unit for 75 to 165 minutes, the cell stimulation method characterized in that it flows in one direction and the other, respectively. 제9항에 있어서,
상기 세포의 반응을 검사하여 분석한 후에, 상기 세포 자극유닛 내의 상기 유체를 회수배관을 통해 회수하는 것을 특징으로 하는 세포 자극 방법.The method of claim 9,
After examining and analyzing the response of the cells, the cell stimulation method characterized in that the fluid in the cell stimulation unit is recovered through a recovery pipe. 제9항에 있어서,
상기 일 방향과 상기 타 방향은 서로 대향되는 방향인 것을 특징으로 하는 세포 자극 방법.
The method of claim 9,
The cell stimulation method, characterized in that the one direction and the other direction are opposite directions to each other.
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