KR20210046117A

KR20210046117A - 세포배양장치

Info

Publication number: KR20210046117A
Application number: KR1020190129250A
Authority: KR
Inventors: 서인용; 이승훈; 한경구; 장선호; 김재윤; 박희성; 이수연; 김지영; 이효정
Original assignee: 주식회사 아모그린텍
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-28
Also published as: KR102411446B1; WO2021075806A1; CN114585724A; US20220389360A1

Abstract

세포배양장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 세포배양장치는 외부로부터 이산화탄소가 유입될 수 있도록 적어도 일면에 복수 개의 통과공이 형성되고 세포 배양을 위한 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징; 세포 배양을 위하여 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되고, 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되는 복수 개의 지지체; 및 상기 복수 개의 통과공을 덮도록 상기 하우징의 일면에 부착되고, 상기 내부공간에 채워진 배지가 외부로 누액되는 것을 방지함과 아울러 상기 이산화탄소가 외부에서 상기 내부공간으로 유입되는 것을 허용하는 다공성부재;를 포함한다.

Description

세포배양장치{Cell culture device}

본 발명은 세포배양장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포배양시 배지가 순환되지 않는 세포 배양 시스템에 사용될 수 있는 배지 정치형 세포배양장치에 관한 것이다.

세포배양은 다세포생물의 개체로부터 조직편을 떼내어 여기에 영양을 주고 용기 내에서 배양, 증식시키는 방법이다.

1980년대 이후 급속하게 발전하고 있는 생명공학분야에서 생물의약품의 산업화와 관련하여 동물세포배양기술이 중요한 역할을 차지하면서 1980년대 중반부터 동물세포 대량배양 기술의 중요성이 부각되기 시작하였다.

인간 혹은 동물의 조직으로부터 유래된 동물세포들은 배지 내에서 부유시키거나 또는 담체에 부착시켜 키울 수 있다. 주로 혈구유래의 세포들(조혈줄기세포 포함)이 부유성 세포이고, 피부, 간 또는 폐 같은 조직 유래의 세포들과 배아줄기세포 또는 중간엽 줄기세포 등은 부착성 세포이다. 부유성 세포는 세포가 단독으로 배지 중에 부유한 상태에서 증식할 수 있으나, 부착성 세포는 지지체의 표면에 부착되어야만 증식이 가능하다.

이에 따라, scale-up 할 때 단위 부피당 최고의 세포밀도를 유지하기 위해서는 부유성 세포가 유리하므로 대량 배양 방법의 개발은 주로 부유성 세포를 대상으로 이루어져 왔을 뿐, 부착성 세포에 대하여 대량배양을 위한 방법이나 시스템의 개발은 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 부착성 세포를 한 번의 공정을 통해 대량으로 배양하는 세포 배양 시스템에 사용될 수 있는 세포배양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 한 번의 공정을 통해 대량의 세포 배양이 가능하면서도 배지의 소모량을 줄이고 민감성 세포를 원활하게 배양시킬 수 있는 세포배양장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 이산화탄소가 유입될 수 있도록 적어도 일면에 복수 개의 통과공이 형성되고 세포 배양을 위한 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징; 세포 배양을 위하여 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되고, 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되는 복수 개의 지지체; 및 상기 복수 개의 통과공을 덮도록 상기 하우징의 일면에 부착되고, 상기 내부공간에 채워진 배지가 외부로 누액되는 것을 방지함과 아울러 상기 이산화탄소가 외부에서 상기 내부공간으로 유입되는 것을 허용하는 다공성부재;를 포함하는 세포배양장치를 제공한다.

일 실시예로써, 상기 지지체는 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인을 포함할 수 있다. 이때, 상기 지지체는, 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인과, 상기 나노섬유 멤브레인을 지지할 수 있도록 상기 나노섬유 멤브레인의 일면에 접착층을 매개로 부착된 지지부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지체는, 상기 복수 개의 통과공을 통하여 상기 내부공간으로 유입된 이산화탄소가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 홀을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 복수 개의 홀의 면적을 합한 제1면적은 상기 지지부재의 전체면적에서 상기 제1면적을 제외한 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적을 가질 수 있다.

다른 예로써, 상기 지지체는 플라즈마 처리된 판상의 필름부재일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 플라즈마 처리된 판상의 필름부재는, 상기 복수 개의 통과공을 통하여 상기 내부공간으로 유입된 이산화탄소가 원활하게 통과할 수 있도록 관통형성되는 복수 개의 홀을 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 홀의 면적을 합한 제1면적은 상기 플라즈마 처리된 판상의 필름부재의 전체면적에서 상기 제1면적을 제외한 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적을 가질 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 지지체는 상기 내부공간에 배치되는 스페이서를 매개로 서로 인접한 두 개의 지지체가 이격된 상태를 유지할 수 있다.

일례로, 상기 스페이서는, 상기 내부공간에 서로 대면하도록 삽입되는 두 개의 가이드부재를 포함할 수 있고, 상기 두 개의 가이드부재는 서로 마주하는 일면에 상기 지지체의 단부측이 각각 끼워질 수 있도록 길이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈을 포함할 수 있다. 이때, 상기 두 개의 가이드부재는 상기 하우징의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 일면이 접하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인일 수 있다.

또한, 상기 하우징은 외부로부터 공급되는 배지를 상기 내부공간 측으로 유입시킬 수 있도록 상기 하우징의 측부에 구비되는 적어도 하나의 배지유입구를 포함할 수 있다.

한편, 상기 세포배양장치는, 상기 하우징의 외부에 존재하는 이산화탄소를 흡입하여 상기 복수 개의 통과공 측으로 공급할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 송풍팬을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 하우징은 일면에 내측으로 일정깊이 인입형성되는 오목부를 포함할 수 있고, 상기 오목부는 바닥면에 상기 복수 개의 통과공이 관통형성될 수 있으며, 상기 송풍팬이 장착되는 덮개부재는 상기 오목부의 개방된 상부를 덮도록 상기 하우징에 결합될 수 있다. 이때, 상기 송풍팬은 상기 복수 개의 통과공과 소정의 간격을 두고 이격배치될 수 있다.

또한, 상기 하우징의 외부에 존재하는 이산화탄소는 상기 송풍팬을 통해 상기 오목부의 내부로 유입된 후 상기 복수 개의 통과공을 통해 상기 내부공간 측으로 분산주입될 수 있다.

본 발명에 의하면, 한 번의 공정을 통해 대량의 세포 배양이 가능하면서도 배지의 소모량을 줄일 수 있으므로 원가절감을 도모할 수 있으며, 세포 배양시 스트레스의 발생을 최소화할 수 있으므로 스트레스에 취약한 민감성 세포를 원활하게 배양시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치를 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 분리도,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 4는 도 1의 B-B 방향 단면도,
도 5는 도 1의 B-B 방향 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치에서 복수 개의 지지체가 하우징의 내부공간에 복수 개의 열로 배치된 경우를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치에 사용될 수 있는 지지체의 일형태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치에 사용될 수 있는 지지체의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 8a 및 8b는 도 7의 지지체가 일방향을 따라 배열된 경우 각각의 지지체에 형성된 홀들간의 배치방식을 개념적으로 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포배양장치를 나타낸 개략도,
도 10은 도 9에서 덮개부재가 하우징으로부터 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 11은 도 9의 분리도,
도 12는 도 9의 C-C 방향 단면도, 그리고,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치가 세포배양시스템에 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

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.

본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 배양될 세포들이 부착된 복수 개의 지지체(120,220)가 내부에 장착된 상태에서 외부로부터 공급되는 배지가 채워질 수 있다. 또한, 상기 세포배양장치(100,200)의 내부로 일정 농도의 이산화탄소가 지속적으로 유입됨으로써 상기 배지는 세포 배양에 적합한 PH로 일정하게 유지될 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 각각의 지지체(120,220)에 부착된 세포들이 배지로부터 공급되는 영양분을 통해 원활하게 배양될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 하우징(110), 복수 개의 지지체(120,220) 및 다공성부재(130)를 포함한다.

상기 하우징(110)은 상기 복수 개의 지지체(120,220) 및 배지를 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 하우징(110)은 내부공간(S1)을 갖는 함체형상으로 형성될 수 있다.

일례로, 상기 하우징(110)은 도 2 및 도 11에 도시된 바와 같이, 전면과 후면 및 상면이 개방된 내부공간(S1)을 갖는 함체형상의 몸체(111)를 포함할 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 몸체(111)의 전면과 후면에는 적어도 하나의 배지유입구(114)가 형성된 캡부(112a) 및 적어도 하나의 배지유출구(115)가 형성된 제2캡부(112b)가 각각 결합될 수 있으며, 상기 내부공간(S1)의 개방된 상부는 상기 몸체(111)에 체결되는 커버부재(113)를 통해 밀폐될 수 있다. 이를 통해, 외부로부터 공급된 배지는 상기 배지유입구(114)를 통해 상기 내부공간(S1)을 채움으로써 세포 배양시 필요한 영양분을 공급할 수 있으며, 세포 배양이 완료된 후 상기 배지는 상기 배지유출구(115)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

여기서, 상기 배지유입구(114) 및 배지유출구(115)는 별도의 튜브(170)가 연결될 수 있으며, 상기 튜브(170)의 단부에는 세균 또는 박테리아의 유입을 방지하면서도 배지의 누설을 방지할 수 있는 오염방지마개(180)가 착탈가능하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 배지유입구(114) 및 배지유출구(115)는 상기 몸체(111)의 전면과 후면이 밀폐된 경우, 상기 몸체(111)의 전면 및 후면에 각각 직접형성될 수도 있다. 더불어, 상기 커버부재(113)는 상기 몸체(111)와 일체로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 몸체(111)의 일측에는 내측으로 인입되는 수용홀(118)이 형성될 수 있다. 이와 같은 수용홀(118)은 볼트부재(191)를 통해 상기 제1캡부(112a) 및 제2캡부(112b)가 상기 몸체(111)에 체결되는 경우, 상기 볼트부재(191)의 단부가 상기 수용홀(118) 측으로 돌출될 수 있으며, 상기 수용홀(118)의 내부에 상기 볼트부재(191)를 고정하기 위한 너트부재(192)가 수용될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 상기 수용홀(118)을 이용하여 상기 볼트부재(191)와 너트부재(192)를 체결함으로써 상기 제1캡부(112a) 및 제2캡부(112b)를 상기 몸체(111)에 결합할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 상기 내부공간(S1) 측으로 이산화탄소가 지속적으로 유입될 수 있도록 상기 내부공간(S1)과 연통되는 복수 개의 통과공(116)이 형성될 수 있다.

일례로, 상기 복수 개의 통과공(116)은 상기 커버부재(113)를 관통하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)를 이용한 세포 배양시, 상기 세포배양장치(100,200)가 인큐베이터(10)와 같은 챔버의 내부에 배치되는 경우 상기 인큐베이터(10)의 내부에 존재하는 이산화탄소는 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 상기 복수 개의 지지체(120,220)가 배치된 하우징(110)의 내부공간(S1) 측으로 공급될 수 있다.

여기서, 상기 인큐베이터(10)는 복수 개의 지지체(120,220)에 부착된 세포의 배양환경을 제공하는 공간일 수 있다.

일례로, 상기 인큐베이터(10)는 도 13에 도시된 바와 같이 챔버일 수 있고, 상기 챔버의 내부는 온도와 이산화탄소의 농도가 일정하게 유지되는 환경일 수 있으며, 상기 챔버의 내부에는 상기 세포배양장치(100,200) 측으로 배지를 공급하기 위한 배지공급부(20)가 배치될 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 인큐베이터(10)는 내부의 온도를 일정온도로 유지하기 위한 공조시스템을 포함할 수 있으며, 상기 인큐베이터(10)의 내부로 이산화탄소를 안정적으로 공급하여 인큐베이터(10) 내부의 이산화탄소 농도를 일정 수준으로 유지하기 위한 이산화탄소 공급수단(미도시) 등을 포함할 수 있다. 더불어, 상기 세포배양장치(100,200)는 배지의 공급 또는 교체가 필요한 경우 선택적으로 상기 배지공급부(20)와 연결될 수 있다.

이를 통해, 상기 인큐베이터(10)의 내부에 배치된 세포배양장치(100,200)는 인큐베이터(10)의 내부에 존재하는 이산화탄소가 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)으로 공급될 수 있고, 상기 내부공간(S1)으로 공급된 이산화탄소는 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지에 용존됨으로써 상기 배지는 세포 배양시 필요한 적정 PH로 항상 유지될 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 상기 인큐베이터(10)의 내부에 배치되고 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지가 순환하지 않는 상태에서 세포가 배양되더라도, 상기 인큐베이터(10)의 내부에 존재하는 이산화탄소가 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지 측으로 지속적으로 공급될 수 있다.

이로 인해, 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지는 세포 배양시 요구되는 적정 PH로 유지됨으로써 각각의 지지체(120,220)에 부착된 세포는 원활하게 배양될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 세포 배양시 필요한 배지의 사용량을 최소화할 수 있음으로써 원가절감을 도모할 수 있다. 또한, 세포 배양시 필요한 배지가 항상 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)에 정체된 상태를 유지함으로써 각각의 지지체(120,220)에 부착된 세포가 받을 수 있는 스트레스의 발생을 최소화할 수 있으므로 스트레스에 취약한 민감성 세포를 원활하게 배양시킬 수 있다.

상기 복수 개의 지지체(120,220)는 배양될 세포가 부착될 수 있다. 이와 같은 지지체(120,220)는 한 번의 배양을 통해 대량의 세포를 배양할 수 있도록 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 배양될 세포가 부착된 복수 개의 지지체(120,220)가 판상으로 형성된 후 하우징(110)의 내부공간(S1)에 다단으로 적층될 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 세포가 배양되는 지지체(120,220)의 집적도를 높여줌으로써 한 번의 배양을 통해 더욱 많은 양의 세포를 배양할 수 있다.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 하나의 장치 내부에 복수 개의 지지체(120,220)가 다단으로 적층된 형태로 장착됨으로써 대량의 세포배양이 가능하면서도 전체 설비의 크기를 줄일 수 있다.

이때, 상기 지지체(120,220)는 판상의 형태로 구현이 가능하면서도 세포의 부착이 용이한 것이라면 공지의 세포 배양시 사용되는 다양한 재질이 제한없이 사용될 수 있다.

일례로, 상기 지지체(120)는 나노섬유가 전기방사를 통하여 3차원 네트워크 구조로 형성된 나노섬유 멤브레인(122)을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 지지체(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 나노섬유 멤브레인(122)과 더불어 접착층(124)을 매개로 상기 나노섬유 멤브레인(122)의 일면에 부착되는 지지부재(126)를 더 포함하는 3층구조일 수 있다. 여기서, 상기 지지부재(126)는 판상의 필름부재일 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(122)의 일면을 지지할 수 있다. 이를 통해, 상기 나노섬유 멤브레인(122)이 유연성을 가지고 판상으로 형성되더라도 상기 지지부재(126)를 통해 지지될 수 있음으로써 휘어짐이나 처짐이 방지될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)에 배치된 지지체(120,220)는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있음으로써 세포가 원활하게 배양될 수 있다.

다른 예로써, 상기 지지체(220)는 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 면적을 가지는 판상의 필름부재일 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 지지체(120,220)는 배양될 세포가 원활하게 부착될 수 있도록 표면이 개질된 것일 수 있다. 일례로, 상기 지지체(120)가 나노섬유 멤브레인(122)을 포함하는 경우, 상기 나노섬유 멤브레인(122)은 나노 섬유의 표면에 motif 코팅된 멤브레인일 수 있다. 또한, 상기 지지체(220)가 판상의 필름부재로 구비되는 경우, 상기 필름부재는 플라즈마 처리된 필름부재일 수 있다.

상기 다공성부재(130)는 소정의 면적을 갖는 판상의 부재로 형성될 수 있으며, 상기 커버부재(113)에 형성된 복수 개의 통과공(116)을 덮도록 상기 커버부재(113)에 부착될 수 있다.

이러한 다공성부재(130)는 이물질 및 액체가 통과하는 것을 차단하는 한편, 이산화탄소와 같은 기체의 통과를 허용할 수 있다. 이를 통해, 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지는 상기 다공성부재(130) 및 복수 개의 통과공(116)을 통해 유입되는 이산화탄소를 원활하게 공급받으면서도 다른 이물질의 유입이 차단될 수 있다.

이에 따라, 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지는 다른 이물질에 의한 오염발생이 미연에 방지될 수 있다.

일례로, 상기 다공성부재(130)는 발수처리된 나노섬유 멤브레인일 수 있다. 그러나 상기 다공성부재(130)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며, 고상 및 액상의 유체가 통과하는 것은 차단하면서도 기상의 유체가 통과하는 것은 허용하는 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 상기 내부공간(S1)에 다층으로 배열된 복수 개의 지지체(120,220)의 적층수가 증가하더라도 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지의 위치에 상관없이 이산화탄소가 원활하게 공급될 수 있도록 상기 지지체(120,220)에 형성된 복수 개의 홀(128)을 포함할 수 있다.

이와 같은 복수 개의 홀(128)은 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 내부공간(S1)으로 공급된 이산화탄소가 지지체(120,220)를 통과하여 하부로 이동할 수 있도록 함으로써 이산화탄소의 흐름성을 개선시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 복수 개의 홀(128)은 상기 지지체(120,220) 중 기체의 통과를 허용하지 않는 부분에 형성될 수 있다.

일례로, 상기 지지체(120)가 모티프 코팅된 나노섬유 멤브레인(122), 접착층(124) 및 지지부재(126)를 포함하는 3층 구조로 구비되는 경우, 상기 복수 개의 홀(128)은 상기 접착층(124) 및 지지부재(126)를 모두 관통하도록 상기 지지체(120)에 형성될 수 있다.

또한, 상기 지지체(220)가 플라즈마 처리된 판상의 필름부재로 구비되는 경우, 상기 복수 개의 홀(128)은 상기 필름부재를 관통하도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)으로 유입된 이산화탄소는 상기 지지체(120,220)에 형성된 복수 개의 홀(128)을 통해 하부 측으로 원활하게 이동할 수 있다.

이로 인해, 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지는 위치에 상관없이 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 유입된 이산화탄소가 공급될 수 있다.

이때, 상기 지지체(120,220)에 형성된 복수 개의 홀(128)의 면적을 합한 제1면적은 상기 지지체(120,220)에서 제1면적을 제외한 나머지 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적을 가질 수 있다.

일례로, 상기 지지부재(126)의 전체면적 중 복수 개의 홀(128)의 형성면적을 합한 제1면적은 나머지 홀이 형성되지 않은 부분에 해당하는 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적일 수 있으며, 플라즈마 처리된 필름부재로 구비된 지지체(220)의 전체면적 중 복수 개의 홀(128)의 형성면적을 합한 제1면적은 나머지 홀이 형성되지 않은 부분에 해당하는 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적일 수 있다.

이는, 상기 복수 개의 홀(128)을 통해 이산화탄소가 통과하는 흐름성을 확보하면서도 판상의 형태를 유지하기 위한 지지력을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.

이때, 상기 복수 개의 홀(128)을 각각 포함하는 복수 개의 지지체(120,220)가 상기 내부공간(S1)에 다단으로 배치되는 경우, 상기 복수 개의 지지체(120)는 도 8a에 도시된 바와 같이 각각의 지지체(120)에 형성된 복수 개의 홀(128)이 적층방향을 따라 일직선상에 위치하도록 배치될 수도 있고, 도 8b에 도시된 바와 같이 각각의 지지체(120)에 형성된 복수 개의 홀(128)이 서로 엇갈린 위치에 위치하도록 배치될 수도 있다.

더불어, 도 8a 및 도 8b에서는 도 6에 도시된 형태의 지지체(120)를 일례로 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 도 7에 도시된 형태의 지지체(220) 역시 도 8a 및 도 8b에 도시된 홀(128)의 배치방식이 동일하게 적용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(200)는 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지가 순환하지 않고 정체된 상태에서도 상기 내부공간(S1) 측으로 외부의 이산화탄소를 원활하게 공급할 수 있도록 송풍팬(150)을 포함할 수 있다.

이와 같은 송풍팬(150)은 상기 하우징(110)의 외부에 존재하는 이산화탄소를 흡입하여 상기 복수 개의 통과공(116) 측으로 공급함으로써 상기 복수 개의 통과공(116)을 통해 하우징(110)의 내부공간(S1) 측으로 이산화탄소가 원활하게 공급될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(200)는 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)에 결합되는 송풍팬(150)을 더 포함할 수 있으며, 상기 송풍팬(150)은 상기 커버부재(113)에 형성된 복수 개의 통과공(116)의 상부측에 위치하도록 배치될 수 있다.

일례로, 상기 하우징(110)은 일면에 내측으로 일정깊이 인입형성되는 오목부(117)를 포함할 수 있으며, 상기 오목부(117)의 바닥면에는 상기 복수 개의 통과공(116)이 관통형성될 수 있다. 여기서, 상기 오목부(117)가 형성된 하우징(110)의 일면은 상술한 커버부재(113)일 수 있으며, 상기 오목부(117)의 바닥면에는 상술한 다공성부재(130)가 상기 복수 개의 통과공(116)을 덮도록 부착될 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 송풍팬(150)이 장착된 덮개부재(160)가 상기 오목부(117)의 개방된 상부를 덮도록 상기 하우징(110)에 결합될 수 있으며, 상기 덮개부재(160)에 장착된 송풍팬(150)은 상기 오목부(117)의 바닥면과 소정거리 이격될 수 있다.

이를 통해, 상기 하우징(110)의 일면에는 상기 오목부(117) 및 덮개부재(160)를 통해 소정 부피를 갖는 체류공간(S2)이 형성될 수 있고, 상기 하우징(110)의 외부에 존재하는 이산화탄소는 상기 송풍팬(150)의 작동을 통해 상기 체류공간(S2) 측으로 흡입될 수 있으며, 상기 체류공간(S2)으로 흡입된 이산화탄소는 상기 오목부(117)의 바닥면에 형성된 복수 개의 통과공(116)을 통해 상기 하우징의 내부공간(S1) 측으로 원활하게 이동할 수 있다.

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(200)는 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)에 복수 개의 지지체(120,220)가 고집적도로 배치되더라도 상기 송풍팬(150)을 통해 상기 내부공간(S1)으로 강제방식으로 공급될 수 있음으로써 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지는 위치에 상관없이 원활하게 이산화탄소를 공급받을 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(200)는 복수 개의 지지체(120,220)가 고집적도로 배치되더라도 각각의 지지체(120,220)에 부착된 세포들이 원활하게 배양될 수 있음으로써 한 번의 배양공정을 통해 대량의 세포를 배양할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 상기 내부공간(S1)에 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(120,220)의 집적도를 높이면서도 서로 일정간격 이격된 상태를 유지하기 위한 스페이서를 포함할 수 있다.

일례로, 상기 스페이서는 도 2 내지 도 4, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 내부공간(S1)에 일면이 서로 대면하도록 삽입되는 두 개의 가이드부재(141,142)를 포함할 수 있으며, 상기 두 개의 가이드부재(141,142)는 도 2를 기준으로 좌측에 배치되는 제1가이드부재(141)와 제2가이드부재(142)일 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 제1가이드부재(141) 및 제2가이드부재(142)는 서로 대면하는 대향면 측에 높이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈(144a,144b)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 슬롯홈(144a,144b)이 형성되지 않은 반대면이 상기 하우징(110)의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 각각 접하도록 배치될 수 있다.

이를 통해, 상기 제1가이드부재(141) 및 제2가이드부재(142)는 상기 슬롯홈(144a,144b)이 형성된 면이 서로 마주하도록 상기 내부공간(S1)에 배치될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1가이드부재(141) 및 제2가이드부재(142)가 상기 내부공간(S1)에 삽입된 상태에서 상기 지지체(120,220)를 상기 슬롯홈(144a,144b) 측에 삽입하면, 상기 지지체(120,220)의 양측단은 상기 제1가이드부재(141)에 형성된 슬롯홈(144a)과 상기 제2가이드부재(142)에 형성된 슬롯홈(144b)에 각각 삽입될 수 있다.

이로 인해, 상기 지지체(120,220)는 상기 슬롯홈(144a,144b)을 통해 양측단이 구속됨으로써 수평한 상태로 상기 내부공간(S1)에 배치될 수 있으며, 서로 이웃하는 두 개의 지지체(120,220)는 높이방향을 따라 형성된 두 개의 슬릿홈 사이의 간격만큼 이격된 상태를 유지할 수 있다.

이를 통해, 상기 내부공간(S1)에 다단으로 배치된 복수 개의 지지체(120,220)는 양면이 상기 내부공간(S1)에 채워진 배지와 원활하게 접촉될 수 있으며, 상기 지지체(120,220)에 부착된 세포는 상기 배지로부터 공급되는 영양분을 통해 원활하게 배양될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 복수 개의 지지체(120,220)가 슬라이딩 방식을 통하여 장착될 수 있음으로써 조립의 편의성을 높일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양장치(100,200)는 상기 하우징(110)의 내부공간(S1)에 배치되는 지지체(120,220)의 집적도를 더욱 높일 수 있도록 상기 스페이서가 적어도 3개 이상의 가이드부재(141,142,143)로 구성될 수 있다.

일례로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스페이서는 상기 내부공간(S1)에 일면이 서로 대면하도록 각각 삽입되는 제1가이드부재(141) 및 제2가이드부재(142)와 상기 내부공간(S1)의 중앙부에 배치되는 제3가이드부재(143)를 포함할 수 있다.

이와 같은 경우, 상기 제3가이드부재(143)는 양면이 상기 제1가이드부재(141)의 일면 및 제2가이드부재(142)의 일면과 각각 대면할 수 있으며, 상기 제3가이드부재(143)의 양면에는 복수 개의 슬롯홈(144c)이 각각 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(120,220)는 3개의 가이드부재(141,142,143)를 통하여 복수 열로 장착될 수 있음으로써 집적도를 더욱 높일 수 있으며 더욱 많은 양의 세포를 대량으로 배양할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 제3가이드부재(143)는 일면에만 슬롯홈이 형성된 두 개의 가이드부재로 구성될 수도 있다.

그러나 상기 스페이서를 구성하는 가이드부재의 전체개수를 이에 한정하는 것은 아니며, 장착하고자 하는 지지체(120,220)의 전체개수에 따라 3개 이상의 가이드부재로 구성될 수 있으며, 서로 쌍을 이루는 방식이라면 제한없이 사용될 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.

100,200 : 세포배양장치 110 : 하우징
111 : 몸체 112a, 112b : 캡부
113 : 커버부재 114 : 배지유입구
115 : 배지유출구 116 : 통과공
117 : 오목부 118 : 수용홀
S1 : 내부공간 S2 : 체류공간
120,220 : 지지체 122 : 나노섬유 멤브레인
124 : 접착층 126 : 지지부재
128 : 홀 130 : 다공성부재
141,142,142 : 가이드부재 144a,144b,144c : 슬롯홈
150 : 송풍팬 160 : 덮개부재
170 : 튜브 180 : 오염방지마개
191 : 볼트부재 192 : 너트부재
10 : 인큐베이터 20 : 배지공급부

Claims

외부로부터 이산화탄소가 유입될 수 있도록 적어도 일면에 복수 개의 통과공이 형성되고 세포 배양을 위한 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징;
세포 배양을 위하여 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되고, 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되는 복수 개의 지지체; 및
상기 복수 개의 통과공을 덮도록 상기 하우징의 일면에 부착되고, 상기 내부공간에 채워진 배지가 외부로 누액되는 것을 방지함과 아울러 상기 이산화탄소가 외부에서 상기 내부공간으로 유입되는 것을 허용하는 다공성부재;를 포함하는 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 지지체는 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인을 포함하는 세포배양장치.
제2항에 있어서,
상기 지지체는,
모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인과, 상기 나노섬유 멤브레인을 지지할 수 있도록 상기 나노섬유 멤브레인의 일면에 접착층을 매개로 부착된 지지부재를 포함하는 세포배양장치.
제3항에 있어서,
상기 지지체는, 상기 복수 개의 통과공을 통하여 상기 내부공간으로 유입된 이산화탄소가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 홀을 포함하는 세포배양장치.
제4항에 있어서,
상기 복수 개의 홀의 면적을 합한 제1면적은 상기 지지부재의 전체면적에서 상기 제1면적을 제외한 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적을 가지는 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 지지체는 플라즈마 처리된 판상의 필름부재인 세포배양장치.
제6항에 있어서,
상기 플라즈마 처리된 판상의 필름부재는, 상기 복수 개의 통과공을 통하여 상기 내부공간으로 유입된 이산화탄소가 원활하게 통과할 수 있도록 관통형성되는 복수 개의 홀을 포함하는 세포배양장치.
제7항에 있어서,
상기 복수 개의 홀의 면적을 합한 제1면적은 상기 플라즈마 처리된 판상의 필름부재의 전체면적에서 상기 제1면적을 제외한 제2면적보다 상대적으로 좁은 면적을 가지는 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 지지체는 상기 내부공간에 배치되는 스페이서를 매개로 서로 인접한 두 개의 지지체가 이격된 상태를 유지하는 세포배양장치.
제9항에 있어서,
상기 스페이서는, 상기 내부공간에 서로 대면하도록 삽입되는 두 개의 가이드부재를 포함하고,
상기 두 개의 가이드부재는 서로 마주하는 일면에 상기 지지체의 단부측이 각각 끼워질 수 있도록 길이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈을 포함하는 세포배양장치.
제10항에 있어서,
상기 두 개의 가이드부재는 상기 하우징의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 일면이 접하도록 배치되는 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인인 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 외부로부터 공급되는 배지를 상기 내부공간 측으로 유입시킬 수 있도록 상기 하우징의 측부에 구비되는 적어도 하나의 배지유입구를 포함하는 세포배양장치.
제1항에 있어서,
상기 세포배양장치는,
상기 하우징의 외부에 존재하는 이산화탄소를 흡입하여 상기 복수 개의 통과공 측으로 공급할 수 있도록 상기 하우징에 결합되는 송풍팬을 더 포함하는 세포배양장치.
제14항에 있어서,
상기 하우징은 일면에 내측으로 일정깊이 인입형성되는 오목부를 포함하고,
상기 오목부는 바닥면에 상기 복수 개의 통과공이 관통형성되며,
상기 송풍팬이 장착되는 덮개부재는 상기 오목부의 개방된 상부를 덮도록 상기 하우징에 결합되되,
상기 송풍팬은 상기 복수 개의 통과공과 소정의 간격을 두고 이격배치되는 세포배양장치.
제 15항에 있어서,
상기 하우징의 외부에 존재하는 이산화탄소는 상기 송풍팬을 통해 상기 오목부의 내부로 유입된 후 상기 복수 개의 통과공을 통해 상기 내부공간 측으로 분산주입되는 세포배양장치.