KR20230040775A - 부유 세포용 바이오리액터 - Google Patents

부유 세포용 바이오리액터 Download PDF

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KR20230040775A
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floating cells
medium
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한경구
서인용
이승훈
송재경
구송희
박희성
노형탁
김지영
이수연
조승민
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Abstract

부유 세포용 바이오리액터가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터는 프레임부; 상기 프레임부에 장착되는 구동부; 및 부유 세포를 포함하는 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징과, 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하며, 일측이 상기 구동부에 축결합되는 세포배양부;를 포함한다.

Description

부유 세포용 바이오리액터{Suspension Cell Bioreactor}
본 발명은 부유 세포용 바이오리액터에 관한 것이다.
바이오프로세스(Bioprocess)는 바이오 분야에서 살아있는 세포를 이용하여 원하는 치료제를 생산해내는 과정을 일컫는다.
세포 배양을 통해 항체, 줄기세포, 면역 세포 등을 생산하고 이를 이용해 바이오 의약품, 백신, 세포 치료제를 생산한다.
기질 표면의 부착 없이 증식하는 부유세포(Suspension Cell) 두 분류로 나뉘어진다.
세포는 부착능력에 따라 표면기질에 부착되어야 하는 부착세포와 기질 표면의 부착 없이 증식하는 부유세포로 분류된다.
즉, 부착세포는 표면 기질이 되어주는 지지체에 부착된 상태로 배양되지만 부유 세포는 지지체에 부착된 상태에서 배양되지 않고 지지체의 표면에 붙었다가 떨어지고 다시 지지체의 표면에 붙었다가 떨어지는 접촉-부유-접촉-부유의 과정을 반복하면서 신호전달을 받아 성장한다.
이와 같은 부유 세포는 스트레스에 매우 민감하기 때문에 소정의 배양공간 내에 서 유동하지 않는 상태의 배지를 이용하여 배양된다.
그러나 부유 세포의 원활한 성장을 위해서는 상술한 바와 같이 지지체와 반복적으로 접촉되어야 하지만, 배양공간 내에서 배지가 유동하지 않기 때문에 지지체와 원활하게 접촉되지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 배지에서 부유하는 부유 세포의 움직임을 촉진할 수 있는 부유 세포용 바이오리액터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 작은 사이즈에서도 대량의 부유 세포를 배양할 수 있는 부유 세포용 바이오리액터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 프레임부; 상기 프레임부에 장착되는 구동부; 및 부유 세포를 포함하는 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징과, 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하며, 일측이 상기 구동부에 축결합되는 세포배양부;를 포함하는 부유 세포용 바이오리액터를 제공한다.
또한, 상기 세포배양부는 상기 배지가 서로 이웃하는 두 개의 지지체 사이의 공간에서 유동될 수 있도록 상기 구동부의 구동을 통하여 스윙될 수 있다.
또한, 상기 세포배양부는, 외부로부터 상기 내부공간으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 하우징에 소정의 면적으로 관통형성되는 적어도 하나의 기체유입구와, 상기 내부공간에 채워진 배지가 외부로 누액되는 것을 방지하면서 상기 기체가 외부에서 상기 내부공간으로 유입되는 것을 허용하는 다공성부재를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인일 수 있다.
또한, 상기 지지체는 소정의 면적을 가지는 판상의 부재일 수 있고, 상기 내부공간은 상기 하우징의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 통해 복수 개의 배양공간으로 구분될 수 있으며, 상기 부유 세포를 포함하는 배지는 상기 복수 개의 배양공간을 각각 채우도록 상기 내부공간에 저장될 수 있다.
또한, 상기 지지체는, 소정의 면적을 갖는 판상의 지지부재와, 상기 지지부재의 양면에 접착층을 매개로 각각 부착되는 한 쌍의 나노섬유 멤브레인을 포함할 수 있고, 상기 나노섬유 멤브레인은 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인일 수 있다.
또한, 상기 지지체는, 외부로부터 상기 내부공간으로 유입된 기체가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 통과홀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 지지체는 두 개의 지지체 사이에 배치되는 이격부재를 매개로 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 배지는 펩타이드 모티프(peptide motif)가 코팅된 자성입자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배지 내에서 부유하는 부유 세포의 움직임을 촉진하여 cell-to-cell interaction 및 peptide signal이 보다 빈번하게 일어날 수 있음으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에서 구동부와 세포배양부의 연결관계를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 작동상태도,
도 4는 도 1에 적용될 수 있는 세포배양부의 주요구성을 분리한 도면,
도 5는 도 4에서 지지체 어셈블리를 분리한 도면,
도 6은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에 사용될 수 있는 지지체의 일형태를 나타낸 도면, 그리고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에 사용될 수 있는 지지체의 다른 형태를 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 부유 세포용 바이오리액터(100)는 내부공간(S)에 세포 배양을 위한 복수 개의 지지체(136,136')가 소정의 간격을 두고 다단으로 배치될 수 있으며, 외부로부터 공급되는 배지는 서로 일정간격 이격된 두 개의 지지체(136,136') 사이에 형성된 배양공간(S1)과 더불어 상기 복수 개의 지지체(136,136')가 모두 잠길 수 있도록 상기 내부공간(S)에 채워질 수 있다.
여기서, 상기 배지는 배양될 부유 세포가 포함된 배지일 수 있으며, 상기 배지는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 부유 세포와 더불어 펩타이드 모티프(peptide motif)가 코팅된 자성입자를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 두 개의 지지체(136,136') 사이에 형성된 배양공간(S1) 내에서 부유하면서 상기 지지체(136,136')와 접촉된 후 떨어지는 과정을 반복할 수 있으며, 상기 부유 세포는 상기 지지체(136,136')와 접촉된 후 떨어지는 과정을 반복하면서 상기 지지체(136,136')로부터 신호를 전달받아 성장될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 배양공간(S1)에 채워진 배지를 최소한으로 유동시킴으로써 상기 부유 세포의 움직임을 촉진할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 배지의 움직임에 의한 세포의 성장을 방해하지 않으면서도 cell-to-cell interaction 및 peptide signal이 보다 빈번하게 일어날 수 있도록 함으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 프레임부(110), 구동부(120) 및 세포배양부(130)를 포함한다.
상기 구동부(120)는 상기 프레임부(110)에 장착될 수 있으며, 상기 세포배양부(130)는 일측이 상기 구동부(120)와 축결합될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 구동부(120)가 상기 프레임부(110)에 고정된 상태에서 상기 세포배양부(130)의 일측이 상기 구동부(120)와 축결합됨으로써 상기 구동부(120)의 구동을 통하여 상기 세포배양부(130)는 왕복 스윙될 수 있다.
이에 따라, 상기 세포배양부(130)에 채워진 배지는 상기 세포배양부(130)의 왕복스윙운동을 통하여 상기 세포배양부(130) 내에서 유동될 수 있으며, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 상기 배지의 유동에 의해 움직임이 촉진됨으로써 상기 지지체(136,136')와 원활하게 접촉될 수 있다.
이를 위해, 상기 프레임부(110)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 면적을 가지는 판상의 바닥판(112)과 상기 바닥판(112)으로부터 일정높이 연장되는 장착판(114)을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 구동부(120)는 상기 장착판(114)에 고정되는 고정대(116)를 매개로 상기 장착판(114)에 고정될 수 있다.
여기서, 상기 구동부(120)는 전원인가시 회전축(122)이 양방향으로 왕복회전할 수 있는 공지의 구동모터일 수 있고, 상기 구동부(120)는 상기 회전축(122)의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 구동모터와 연결되는 감속기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 세포배양부(130)는 일측에 구비된 동력전달부재(135)를 매개로 상기 구동부(120)의 회전축(122)과 축결합될 수 있다.
이에 따라, 서로 축결합된 상기 구동부(120) 및 세포배양부(130)는 상기 프레임부(110)의 바닥판(112)으로부터 일정높이 이격된 상태로 상기 장착판(114)에 설치될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 세포배양부(130)는 상기 회전축(122)의 회전시 상기 동력전달부재(135)를 통해 구동력을 전달받음으로써 양 방향으로 원활하게 스윙될 수 있다.
이로 인해, 상술한 바와 같이 상기 세포배양부(130)에 채워진 부유 세포를 포함하는 배지는 상기 세포배양부(130)의 스윙운동을 통해 유동될 수 있으며, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 상기 배지의 유동에 의해 움직임이 촉진됨으로써 상기 지지체(136,136')와 원활하게 접촉될 수 있다.
상기 세포배양부(130)는 상술한 바와 같이 일측이 동력전달부재(135)를 매개로 상기 구동부(120)와 축결합될 수 있으며, 세포배양을 위한 복수 개의 지지체(136,136')가 상기 세포배양부(130)의 내부에 다단으로 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 세포배양부(130)는 하우징(131) 및 복수 개의 지지체(136,136')를 포함할 수 있다.
상기 하우징(131)은 상기 복수 개의 지지체(136,136') 및 배지를 내부에 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 하우징(131)은 내부공간(S)을 갖는 함체형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 하우징(131)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상면이 개방된 내부공간(S)을 갖는 함체형상의 몸체(131a)와, 상기 몸체(131a)의 개방된 상부를 덮는 덮개(131b)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 몸체(131a)의 일측에는 외부로부터 공급되는 배지를 상기 내부공간(S)으로 유입하기 위한 유입구(132a)와, 상기 내부공간(S)의 배지를 외부로 배출하기 위한 유출구(132b)가 각각 형성될 수 있으며, 상기 몸체(131a)의 일측에는 상기 구동부(120)의 회전축(122)과 축결합되는 동력전달부재(135)가 구비될 수 있다.
이를 통해, 상기 내부공간(S)은 외부로부터 상기 유입구(132a)를 통해 공급되는 배지가 채워질 수 있고, 세포 배양이 완료된 후 상기 배지는 상기 유출구(132b)를 통해 외부로 배출될 수 있으며, 상기 몸체(131a)는 상기 구동부(120)의 구동을 통해 스윙될 수 있다.
도면과 설명에서는 상기 유입구(132a) 및 유출구(132b)가 상기 몸체(131a)의 일측에 각각 별도로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 유입구(132a) 및 유출구(132b)는 하나의 포트로 통합될 수도 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 내부공간(S)에 채워진 배지 측으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 내부공간(S)과 연통되는 적어도 하나의 기체유입구(133)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 기체유입구(133)는 상기 하우징(131)의 덮개(131b)를 관통하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)를 이용한 세포 배양시, 상기 부유 세포용 바이오리액터(100)가 인큐베이터와 같은 챔버의 내부에 배치되면 상기 인큐베이터 내부에 존재하는 기체는 상기 기체유입구(133)를 통해 상기 배지가 채워진 하우징(131)의 내부공간(S)으로 공급될 수 있다.
여기서, 상기 인큐베이터는 상기 배지에 포함된 부유 세포의 배양환경을 제공하는 공간일 수 있다. 일례로, 상기 인큐베이터는 챔버일 수 있고, 상기 챔버의 내부는 온도와 이산화탄소의 농도가 일정하게 유지되는 환경일 수 있다.
또한, 상기 기체는 이산화탄소 가스일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 배양될 세포에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 인큐베이터는 내부의 온도를 일정온도로 유지하기 위한 공조시스템을 포함할 수 있으며, 상기 인큐베이터의 내부로 세포의 배양시 필요한 기체를 안정적으로 공급하여 인큐베이터 내부의 기체 농도를 일정 수준으로 유지하기 위한 가스공급수단(미도시) 등을 포함할 수 있다.
이를 통해, 상기 인큐베이터의 내부에 배치된 부유 세포용 바이오리액터(100)는 인큐베이터의 내부에 존재하는 기체가 상기 기체유입구(133)를 통해 상기 하우징(131)의 내부공간(S)으로 공급될 수 있고, 상기 내부공간(S)으로 공급된 기체는 상기 내부공간(S)에 채워진 배지에 용존될 수 있으며, 상기 배지는 상기 기체의 용존을 통해 세포 배양시 필요한 적정 PH로 유지될 수 있다.
이로 인해, 상기 내부공간(S)에 채워진 배지는 세포 배양시 요구되는 적정 PH로 유지될 수 있음으로써 상기 배지에 포함된 부유 세포는 원활하게 배양될 수 있다.
한편, 상기 기체유입구(133)는 소정의 면적을 갖는 판상의 다공성부재(134)를 통해 덮어질 수 있다. 즉, 상기 다공성부재(134)는 상기 덮개(131b)에 형성된 기체유입구(133)를 덮도록 상기 덮개(131b)에 부착될 수 있다.
이러한 다공성부재(134)는 이물질 및 액체가 통과하는 것을 차단하는 한편, 이산화탄소 등과 같은 기체의 통과를 허용할 수 있다. 이를 통해, 상기 내부공간(S)에 채워진 배지는 상기 다공성부재(134) 및 기체유입구(133)를 통해 세포의 배양시 필요한 기체를 원활하게 공급받으면서도 다른 이물질이 유입되지 않을 수 있다.
이에 따라, 상기 기체유입구(133)를 통해 외부로부터 상기 내부공간(S) 측으로 기체가 유입되더라도, 상기 내부공간(S)에 채워진 배지는 다른 이물질에 의해 오염되지 않을 수 있다.
일례로, 상기 다공성부재(134)는 발수처리된 나노섬유 멤브레인일 수 있다. 그러나 상기 다공성부재(134)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며, 고상 및 액상의 유체가 통과하는 것은 차단하면서도 기상의 유체가 통과하는 것은 허용하는 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 복수 개의 지지체(136,136')는 상기 배지에서 부유하는 부유 세포가 접촉하면 상기 부유 세포 측으로 신호를 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 상술한 바와 같이 상기 배지 내에서 부유하면서 상기 지지체(136,136')와 접촉된 후 떨어지는 과정을 반복하면서 상기 지지체(136,136')로부터 신호를 전달받고 상기 배지로부터 영양분을 공급받음으로써 성장될 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체(136,136')의 표면은 세포 증식의 성질을 가지는 펩타이드(peptid)가 코팅된 표면을 가질 수 있다.
즉, 상기 지지체(136,136')의 표면은 세포 증식의 성질을 가지는 peptide motif가 코팅된 것일 수 있다.
더불어, 상기 지지체(136,136')는 상기 배지에 포함된 부유 세포가 접촉될 수 있는 면적을 넓힐 수 있도록 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(136,136')는 상기 하우징(131)의 내부공간(S)에 소정의 간격을 두고 다단으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 내부공간(S)은 상기 하우징(131)의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(136,136')를 통해 복수 개의 배양공간(S1)으로 구분될 수 있으며, 상기 부유 세포를 포함하는 배지는 상기 복수 개의 배양공간(S1)을 각각 채우도록 상기 내부공간(S)에 저장될 수 있다.
더불어, 각각의 배양공간(S1)에 채워진 배지는 상술한 바와 같이 부유 세포와 더불어 펩타이드 모티프(peptide motif)가 코팅된 자성입자를 더 포함할 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 세포 배양을 위한 지지체(136,136')의 집적도를 높여줄 수 있으며, 상기 복수 개의 배양공간(S1) 각각은 상측과 하측에 판상의 지지체(136,136')가 배치되기 때문에 각각의 배양공간(S1)에서 부유하는 부유 세포는 상기 지지체(136,136')의 표면과 접촉될 수 있는 면적이 더욱 넓어질 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 한 번의 배양을 통해 더욱 많은 양의 세포를 배양할 수 있고, 상기 배양공간(S1) 내에서 부유하는 부유 세포가 지지체(136,136')의 표면에 더욱 원활하게 접촉될 수 있기 때문에 상기 부유 세포는 서로 구분된 각각의 배양공간(S1)에서 더욱 원활하게 성장될 수 있으며, 배지 내에 포함된 자성입자를 통하여 cell-to-cell interaction 및 peptide signal이 보다 빈번하게 일어날 수 있음으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 하나의 세포배양부(130)에 복수 개의 지지체(136,136')들이 다단으로 배치될 수 있기 때문에 대량의 세포배양이 가능하면서도 상기 세포배양부(130)의 크기를 줄일 수 있다.
이에 따라, 상술한 바와 같이 상기 세포배양부(130)와 축결합된 구동부(120)가 장착된 프레임부(110)를 이동시키면 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 바이오리액터(100)가 이동될 수 있기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 바이오리액터(100)는 이동성을 향상시킬 수 있으며, 실험실이나 연구실에 구비된 소규모의 인큐베이터와 같은 공간에서도 대량의 세포를 배양할 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체(136,136')는 나노섬유가 전기방사를 통하여 3차원 네트워크 구조로 형성된 나노섬유 멤브레인(136a)을 포함할 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(136a)은 상기 지지체(136,136')의 양 표면을 형성하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
일례로써, 상기 지지체(136,136')는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 지지부재(136c)의 양면에 접착층(136b)을 매개로 한 쌍의 나노섬유 멤브레인(136a)이 부착된 5층구조일 수 있다.
여기서, 상기 지지부재(136c)는 판상의 필름부재일 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(136a)의 일면을 지지할 수 있다. 이를 통해, 상기 나노섬유 멤브레인(136a)이 유연성을 가지고 판상으로 형성되더라도 상기 지지부재(136c)를 통해 지지될 수 있음으로써 휘어짐이나 처짐이 방지될 수 있다. 이에 따라, 상기 하우징(131)의 내부공간(S)에 배치된 지지체(136,136')는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있음으로써 세포가 원활하게 배양될 수 있다.
더불어, 상기 지지체(136,136')의 표면을 형성하는 상기 나노섬유 멤브레인(136a)은 상술한 바와 같이 상기 지지체(136,136')의 표면이 세포 증식의 성질을 가질 수 있도록 세포 증식의 성질을 가지는 peptide motif가 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인일 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 내부공간(S)에서 복수 개의 배양공간(S1)을 규정하도록 다단으로 배열된 복수 개의 지지체(136,136')의 전체개수가 증가하더라도 두 개의 지지체(136,136')를 통해 규정되는 각각의 배양공간(S1)에 채워진 배지 측으로 세포배양시 필요한 기체가 원활하게 공급될 수 있다.
이를 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 지지체(136')는 복수 개의 통과홀(136e)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 통과홀(136e)은 상기 기체유입구(133)를 통해 외부로부터 상기 내부공간(S)으로 유입된 기체가 지지체(136')를 통과하여 하부로 이동하는 통로역할을 수행함으로써 기체의 흐름성을 개선할 수 있다.
이를 위해, 상기 복수 개의 통과홀(136e)은 상기 지지체(136') 중 기체의 통과를 허용하지 않는 부분에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 통과홀(136e)은 상기 지지체(136')에서 상기 접착층(136b) 및 지지부재(136c)를 관통하도록 상기 지지체(136')에 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 기체유입구(133)를 통해 상기 하우징(131)의 내부공간(S)으로 유입된 기체는 상기 지지체(136')에 형성된 복수 개의 통과홀(136e)을 통해 하부 측으로 원활하게 이동할 수 있다.
이로 인해, 각각의 배양공간(S1)에 채워진 배지는 위치에 상관없이 상기 복수 개의 통과홀(136e)을 통해 기체가 원활하게 공급받을 수 있다.
한편, 상기 세포배양부(130)는 상기 내부공간(S)에 배치되는 복수 개의 지지체(136,136')들의 집적도를 높여 대량의 세포를 원활하게 배양할 수 있고, 조립성을 높이며, 서로 구분된 복수 개의 배양공간(S1)을 유지할 수 있도록 상기 복수 개의 지지체(136,136')가 어셈블리 형태로 일체화될 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 지지체(136,136')는 지지체 어셈블리(P)로 구현될 수 있으며, 상기 지지체 어셈블리(P)는 복수 개의 지지체(136,136')들이 서로 일정간격 이격된 상태로 일체화된 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 지지체 어셈블리(P)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하우징(131)의 높이방향을 따라 복수 개의 지지체(136,136')들이 평행하게 이격배치되는 적층형으로 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체 어셈블리(P)는 소정의 길이를 갖는 복수 개의 체결바(138)와 상기 체결바(138)에 체결되는 복수 개의 이격부재(137,137')를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(136,136')들은 상기 체결바(138)에 각각 끼워지는 방식일 수 있다.
여기서, 상기 이격부재(137,137')는 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 체결바(138)에 체결될 수 있도록 링형상의 부재일 수도 있고, 복수 개의 체결바(138)에 동시에 체결될 수 있도록 길이방향을 따라 복수 개의 체결공이 형성된 바형상의 부재일 수도 있다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 체결바(138)들은 소정의 간격을 두고 서로 이격배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 체결바(138)들은 양단부가 소정의 면적을 갖는 판상의 지지판(139)에 각각 고정될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 개의 지지판(139)에 양단이 각각 고정된 복수 개의 체결바(138)들은 서로 간격을 두고 이격된 상태를 유지할 수 있고, 상기 복수 개의 지지체(136,136')들은 두 개의 지지판(139) 사이에서 일면이 서로 대면하도록 다단으로 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(136,136')들은 상기 복수 개의 체결바(138)들과 대응되는 위치에 관통형성된 복수 개의 체결공(136d)을 통하여 상기 체결바(138)에 각각 체결될 수 있다.
더불어, 상기 복수 개의 이격부재(137,137')는 상기 지지체(136,136')와 마찬가지로 상기 복수 개의 체결바(138)들에 각각 끼워질 수 있으며, 상기 복수 개의 이격부재(137,137')와 복수 개의 지지체(136,136')들은 각각의 체결바(138)에 교번적으로 체결될 수 있다.
이에 따라, 상기 이격부재(137,137')는 상기 하우징(131)의 높이방향을 따라 배열되는 두 개의 지지체(136,136') 사이에 각각 배치될 수 있으며, 서로 이웃하는 두 개의 지지체(136,136')들은 상기 이격부재(137,137')를 통해 서로 이격된 간격을 유지할 수 있다.
이를 통해, 복수 개의 지지체(136,136')들 사이에는 상기 이격부재(137,137')의 높이와 동일한 높이를 가지면서 상기 하우징(131)의 높이방향을 따라 배열되는 두 개의 지지체(136,136')를 통해 구분되는 복수 개의 배양공간(S1)이 형성될 수 있다.
그러나 상기 지지체 어셈블리(P)를 이에 한정하는 것은 아니며, 복수 개의 지지체(136,136')들이 일방향을 따라 서로 평행하게 배열되면서 서로 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있다면 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 바이오리액터(100)는 별도의 제어부(미도시)를 통해 상기 구동부(120)의 회전속도, 회전주기 등이 조절될 수 있으며, 상기 제어부는 상기 구동부(120)의 구동과 더불어 본 발명의 일 실시예에 따른 포터블 바이오리액터(100)의 전반적인 동작을 제어할 수도 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 : 부유 세포용 바이오리액터 110 : 프레임부
112 : 바닥판 114 : 장착판
116 : 고정대 120 : 구동부
122 : 회전축 130 : 세포배양부
131 : 하우징 131a : 몸체
131b : 덮개 132a : 유입구
132b : 유출구 133 : 기체유입구
134 : 다공성부재 135 : 동력전달부재
P : 지지체 어셈블리 136,136' : 지지체
136a : 나노섬유 멤브레인 136b : 접착층
136c : 지지부재 136d : 체결공
136e : 통과홀 137,137' : 이격부재
138 : 체결바 139 : 지지판

Claims (9)

  1. 프레임부;
    상기 프레임부에 장착되는 구동부; 및
    부유 세포를 포함하는 배지가 채워지는 내부공간을 갖는 하우징과, 상기 내부공간에 서로 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하며, 일측이 상기 구동부에 축결합되는 세포배양부;를 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양부는 상기 배지가 서로 이웃하는 두 개의 지지체 사이의 공간에서 유동될 수 있도록 상기 구동부의 구동을 통하여 스윙되는 부유 세포용 바이오리액터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세포배양부는,
    외부로부터 상기 내부공간으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 하우징에 소정의 면적으로 관통형성되는 적어도 하나의 기체유입구와, 상기 내부공간에 채워진 배지가 외부로 누액되는 것을 방지하면서 상기 기체가 외부에서 상기 내부공간으로 유입되는 것을 허용하는 다공성부재를 더 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인인 부유 세포용 바이오리액터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는 소정의 면적을 가지는 판상의 부재이고,
    상기 내부공간은 상기 하우징의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 통해 복수 개의 배양공간으로 구분되며,
    상기 부유 세포를 포함하는 배지는 상기 복수 개의 배양공간을 각각 채우도록 상기 내부공간에 저장되는 부유 세포용 바이오리액터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는,
    소정의 면적을 갖는 판상의 지지부재와, 상기 지지부재의 양면에 접착층을 매개로 각각 부착되는 한 쌍의 나노섬유 멤브레인을 포함하고,
    상기 나노섬유 멤브레인은 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인인 부유 세포용 바이오리액터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지체는, 외부로부터 상기 내부공간으로 유입된 기체가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 통과홀을 더 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 지지체는 두 개의 지지체 사이에 배치되는 이격부재를 매개로 일정간격 이격된 상태를 유지하는 부유 세포용 바이오리액터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배지는 펩타이드 모티프(peptide motif)가 코팅된 자성입자를 더 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
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