KR20230088311A - Well plate and method for cell culture using the same - Google Patents

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KR20230088311A
KR20230088311A KR1020230066489A KR20230066489A KR20230088311A KR 20230088311 A KR20230088311 A KR 20230088311A KR 1020230066489 A KR1020230066489 A KR 1020230066489A KR 20230066489 A KR20230066489 A KR 20230066489A KR 20230088311 A KR20230088311 A KR 20230088311A
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김도희
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윤재승
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셀로이드 주식회사
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Abstract

The present invention is to provide a 3D cell culture device that efficiently removes waste products generated during 3D cell culture and smoothly supplies nutrients to the bottom of 3D cells without adversely affecting the settlement, proliferation, and differentiation of cells during 3D cell culture, and a cell culture method using the same, and specifically, provides the 3D cell culture device including: an upper chamber containing a porous microwell; and a lower chamber in which the upper chamber is disposed and through which a fluid can flow to the bottom of a porous microwell by containing the fluid, and the cell culture method using the same.

Description

하단유동을 포함하는 3차원 세포의 배양 장치 및 이를 이용한 3차원 세포의 배양 방법{Well plate and method for cell culture using the same}3D cell culture device including bottom flow and 3D cell culture method using the same {Well plate and method for cell culture using the same}

본 발명은 3차원 세포 배양 시, 세포를 안정적으로 배양하고, 생성되는 노폐물을 효율적으로 제거하며 세포 배양에 원활한 영양분을 공급을 할 수 있는 세포 배양 장치 및 이를 이용한 3차원 세포 배양 방법을 제공한다.The present invention provides a cell culture device capable of stably culturing cells, efficiently removing generated waste products, and supplying nutrients to cell culture during 3-dimensional cell culture, and a 3-dimensional cell culture method using the same.

최근에 약물 스크리닝이나 질병 연구에 있어 효율적이며 성숙한 3차원 세포의 형성 및 배양 방법이 요구되고 있으며, 다양한 마이크로엔지니어링적 접근이 시도 되고 있다. 그 중 마이크로웰 플랫폼이 대표적이다. Recently, methods for forming and culturing efficient and mature three-dimensional cells are required for drug screening or disease research, and various microengineering approaches are being attempted. Among them, the microwell platform is representative.

종래의 마이크로웰 플랫폼은 3차원 세포 집합체 배양 시 생기는 노폐물 배출과 영양분 공급을 수동적 확산에만 의존하고 있다. 하지만 이는 3차원 세포의 성장 시 증가하는 신진 대사 요구를 충족시키기에는 불충분 해지며, 결국 3차원 세포의 성장과 성숙을 제한한다는 문제점이 있다. Conventional microwell platforms rely only on passive diffusion to discharge waste products and supply nutrients during the cultivation of three-dimensional cell aggregates. However, this is insufficient to meet the increasing metabolic demands during the growth of 3D cells, and eventually limits the growth and maturation of 3D cells.

한편, 등록특허 제10-1403536호와 같이 유동을 이용하여 노폐물을 배출하고 영양분을 공급하는 방법이 연구되고 있기는 하나, 이는 세포가 배양되는 영역에서 직접적으로 배양액을 흡입하고 노폐물을 배출하게 되어 배양된 세포의 안착, 증식 및 분화에 악영향을 주거나, 노폐물 제거 시 해당 세포가 노폐물과 함께 흡입 배출될 위험이 있다. 또한 3차원 세포의 하부까지 노폐물 제거와 영양분 공급이 원활하지 않다는 한계가 있다.On the other hand, although a method for discharging waste materials and supplying nutrients using flow is being studied, as in Registered Patent No. 10-1403536, this method directly inhales the culture medium and discharges waste products in the area where cells are cultured. There is a risk of adversely affecting the settlement, proliferation, and differentiation of cells that have been treated, or that the cells are inhaled and discharged together with waste materials when waste materials are removed. In addition, there is a limitation in that the removal of waste materials and the supply of nutrients to the lower part of the 3-dimensional cells are not smooth.

나아가 공개특허 제10-2012-0011609호와 같이 미세유체 시스템이 결합된 마이크로웰 플랫폼이 제시되었으나, 상기 플랫폼 역시 세포 배양 챔버에서의 연속적인 유동 흐름을 이용하는 것으로, 세포가 배양되는 챔버 내부에 난류가 쉽게 생성될 수 있고, 나아가 불필요한 물리적 힘을 인가하여 3차원 세포의 성숙을 제한한다는 문제가 있고 3차원 세포의 하부까지 노폐물 제거와 영양분 공급이 원활하지 않다는 한계가 있다.Furthermore, a microwell platform combined with a microfluidic system has been proposed as in Patent Publication No. 10-2012-0011609, but the platform also uses a continuous flow in a cell culture chamber, and turbulence is generated inside the chamber in which cells are cultured. It can be easily generated, and furthermore, there is a problem of limiting the maturation of 3D cells by applying unnecessary physical force, and there is a limitation that waste material removal and nutrient supply to the lower part of the 3D cells are not smooth.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 안정적인 3차원 세포의 배양과 세포 배양 시 노폐물을 효율적으로 배출하고 세포의 하부까지 영양분을 원활히 공급할 수 있도록, 다공성 마이크로웰의 하단부에 유동조절을 가능하게 하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is a stable three-dimensional cell culture and cell culture to efficiently discharge waste materials and smoothly supply nutrients to the lower part of the cell, flowing at the lower end of the porous microwell. Its purpose is to enable control.

본 발명의 일 견지에 있어서, 본 발명은 개구부 및 다공성 마이크로웰을 포함하는 상부 챔버; 및 상기 상부 챔버가 배치되며, 다공성 마이크로웰의 하단에서 유체의 유동이 가능한 하부 챔버를 포함하는, 3차원 세포 배양 장치를 제공한다. In one aspect of the present invention, the present invention provides an upper chamber including an opening and a porous microwell; and a lower chamber in which the upper chamber is disposed and fluid flow is possible at a lower end of the porous microwell.

본 발명의 다른 견지에 있어서, 본 발명은 본 발명의 3차원 세포 배양 장치를 이용하며, 다공성 마이크로웰에 세포 배양액 및 세포를 투입하여 3차원 세포를 배양하는 단계를 포함하는 3차원 세포 배양 방법을 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention is a three-dimensional cell culture method comprising the step of culturing three-dimensional cells by using the three-dimensional cell culture device of the present invention and introducing the cell culture medium and cells into porous microwells. to provide.

본 발명의 3차원 세포 배양 장치는 3차원 세포 배양 시 세포의 안착, 증식 및 분화에 악영향을 주지 않으면서, 세포 배양 시 형성되는 노폐물을 효율적으로 제거하고 3차원 세포의 하부까지 영양분을 원활히 공급할 수 있는 3차원 세포 배양 장치를 제공할 수 있다. The 3D cell culture device of the present invention can efficiently remove waste products formed during cell culture and smoothly supply nutrients to the bottom of the 3D cells without adversely affecting the settlement, proliferation and differentiation of cells during 3D cell culture. A three-dimensional cell culture device can be provided.

도 1(a)은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포 배양 장치의 예시도를 나타내며, 도 1(b)는 본 발명의 3차원 세포 배양 장치의 상부 챔버에 있어서 다공성 마이크로웰의 인접한 부분에 관통부가 형성된 경우의 예시도를 나타내며, 도 1(c)는 본 발명의 3차원 세포 배양 장치의 실제 이미지를 나타낸다.
도 2(a)는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 측정된 알부민의 발현양을 비교한 것이며, 도 2(b)는 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에서 측정된 FITC-Dextran의 농도를 비교한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따라, 시간에 따른 노폐물의 제거를 육안으로 관찰한 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 하부 챔버에서 유체 흐름 및 다공성 마이크로웰에 의해 다공성 마이크로웰 상면의 노폐물이 제거되는 개략도를 나타낸다.
Figure 1 (a) shows an exemplary view of a three-dimensional cell culture device according to an embodiment of the present invention, Figure 1 (b) is an adjacent portion of the porous microwell in the upper chamber of the three-dimensional cell culture device of the present invention It shows an example of the case where the penetrating portion is formed, and FIG. 1 (c) shows an actual image of the three-dimensional cell culture device of the present invention.
Figure 2 (a) is a comparison of the expression amount of albumin measured in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention, Figure 2 (b) is FITC-Dextran measured in Example 2 and Comparative Example 2 of the present invention concentration was compared.
Figure 3 shows the results of visually observing the removal of waste over time according to Example 2 of the present invention.
Figure 4 shows a schematic diagram in which waste materials on the upper surface of the porous microwell are removed by the fluid flow and the porous microwell in the lower chamber of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 세포 배양 시 생성되는 노폐물을 용이하게 제거하고 3차원 세포의 하부까지 영양분을 원활히 공급할 수 있는 3차원 세포 배양 장치를 제공한다.The present invention provides a three-dimensional cell culture device capable of easily removing waste products generated during cell culture and smoothly supplying nutrients to the bottom of the three-dimensional cells.

상세하게, 본 발명은 개구부 및 다공성 마이크로웰을 포함하는 상부 챔버; 및 상기 상부 챔버가 배치되며, 다공성 마이크로웰의 하단에서 유체의 유동이 가능한 하부 챔버를 포함하는, 3차원 세포 배양 장치를 제공한다. Specifically, the present invention provides an upper chamber including an opening and a porous microwell; and a lower chamber in which the upper chamber is disposed and fluid flow is possible at a lower end of the porous microwell.

본 발명에서 상기 상부 챔버는 개구부 및 다공성 마이크로웰을 포함하는 웰형태의 챔버가 플레이트를 관통하여 끼워져 있는 형태를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 상부 챔버는 개구부 및 다공성 마이크로웰을 포함하는 웰, 그리고 상기 웰이 관통되어 끼워진 플레이트를 포함할 수 있다. In the present invention, the upper chamber may mean a form in which a well-type chamber including an opening and a porous microwell is inserted through a plate. For example, as shown in FIG. 1, the upper chamber of the present invention It may include wells including openings and porous microwells, and a plate through which the wells are inserted.

나아가, 상기 다공성 마이크로웰의 하단은 다공성 마이크로웰의 하부 영역을 의미하는 것으로, 하부 챔버 내의 영역을 의미한다. Furthermore, the lower end of the porous microwell refers to a lower area of the porous microwell, and refers to an area within the lower chamber.

상기 상부 챔버에는 하부챔버의 유체가 외부와 접촉할 수 있도록 관통부가 형성될 수 있으며, 이때, 상기 관통부는 상부 챔버의 다공성 마이크로웰의 인접한 부분에 형성되거나, 상기 상부 챔버의 임의의 위치에 관통부가 형성될 수 있다. 상기와 같이 유체가 외부와 접촉되는 경우, 유체의 흐름에 의해 형성된 물리적인 힘에 의해 다공성 멤브레인이 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있는 것이라면 상기 관통부의 위치는 특히 제한되는 것은 아니다. A penetrating part may be formed in the upper chamber to allow fluid in the lower chamber to contact the outside. In this case, the penetrating part may be formed adjacent to the porous microwell of the upper chamber, or the penetrating part may be formed at an arbitrary position in the upper chamber. can be formed As described above, when the fluid is in contact with the outside, the location of the through-hole is not particularly limited as long as it can prevent the porous membrane from being deformed by the physical force formed by the flow of the fluid.

상기 하부 챔버는 유체가 유동할 수 있는 유체 유입구 및 유체 배출구를 추가로 구비할 수 있으며, 이를 통해 상기 하부 챔버의 유체가 유동할 수 있다. The lower chamber may further include a fluid inlet and a fluid outlet through which fluid may flow, through which the fluid in the lower chamber may flow.

나아가, 상기 유체 유입구 및 유체 배출구는 유동을 일으킬 수 있는 장치가 추가로 연결될 수 있으며, 예를 들어 상기 하부 챔버는 유체가 다공성 마이크로웰의 수평 방향으로 흐르도록 하는 유체 흐름을 유도하는 장치와 연결될 수 있다. 이 때, 상기 유체 흐름을 유도하는 장치로 펌프 등을 사용할 수 있으나, 상기 유체의 유동을 일으킬 수 있는 것이라면, 제한되지 않는다. Furthermore, the fluid inlet and the fluid outlet may be further connected with a device capable of generating flow, for example, the lower chamber may be connected with a device for inducing a fluid flow so that the fluid flows in a horizontal direction of the porous microwell. there is. At this time, a pump or the like may be used as a device for inducing the flow of the fluid, but it is not limited as long as it can cause the flow of the fluid.

한편, 상기 유체는 세포 배양액을 사용할 수 있으며, 상기 세포 배양액에는 FBS, 글루코스 및 성장인자 등이 포함될 수 있으나, 당업계에서 사용되는 세포 배양액이라면 제한되지 않는다. On the other hand, the cell culture medium may be used as the fluid, and the cell culture medium may include FBS, glucose, growth factors, etc., but is not limited as long as it is a cell culture medium used in the art.

나아가, 상기 다공성 마이크로웰은 복수개의 고분자 나노 섬유가 무작위로 얽혀짐으로써 이루어지거나, 고분자 합성 수지가 성형됨으로써 이루어질 수 있다. 상기 다공성 마이크로웰이 복수개의 고분자 나노 섬유로 이루어짐에 따라, 다공성 마이크로웰은 생체 내 기저막과 유사한 구조를 가질 수 있어, 생체 내 혈액 유동 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있다. Furthermore, the porous microwell may be formed by randomly entangling a plurality of polymer nanofibers or by molding a polymer synthetic resin. As the porous microwells are composed of a plurality of polymer nanofibers, the porous microwells may have a structure similar to that of a basement membrane in a living body, thereby providing an environment similar to a blood flow environment in a living body.

한편, 상기 다공성 마이크로웰은 고분자 나노 섬유들의 사이 영역에 형성된 다수의 공극을 포함할 수 있는 것이다. 이때, 상기 공극은 수㎚ 내지 수㎛의 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 다공성 마이크로웰은 공극으로 인해, 단일 세포들은 투과시키기 않으면서 타 물질들은 선택적으로 투과시키는 선택적 투과막으로 작용할 수 있으며, 이에 따라 물질 이동 장벽 및 통로의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 마이크로웰은 평균 직경 10㎚내지 8㎛의 기공 사이즈를 가질 수 있다. Meanwhile, the porous microwell may include a plurality of pores formed in a region between polymer nanofibers. At this time, the pores may have a size of several nm to several μm. That is, the porous microwell can act as a selective permeable membrane that selectively transmits other materials while not permeating single cells due to pores, and thus can serve as a material transfer barrier and passage. For example, the porous microwells may have a pore size of 10 nm to 8 μm in average diameter.

이 때, 상기 고분자 나노 섬유 또는 고분자 합성 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 탄성 중합체 및 생체 고분자 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어 고분자 나노 섬유 또는 고분자 합성 수지는 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리비닐리덴 플로라이드 (Polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리스티렌(polystyrene), 콜라겐(collagen), 젤라틴(gelatin), 키토산(chitosan) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.At this time, the polymer nanofiber or polymer synthetic resin may include at least one of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an elastomer, and a biopolymer. For example, the polymer nanofiber or polymer synthetic resin may include polycaprolactone It may include at least one of polyurethane, polyvinylidene fluoride (PVDF), polystyrene, collagen, gelatin, and chitosan, but is limited thereto It doesn't work.

상기 다공성 마이크로웰은 하부 방향으로 오목하게 형성된 함몰 패턴이 형성된 몰드를 이용하여 제조될 수 있으며, 예를 들어 고분자 나노섬유로 이루어진 편평한 다공성 멤브레인을 상기 몰드 상에 위치시키고 엠보싱 공정을 위해 별도의 몰드로 상기 다공성 멤브레인을 가압함으로써 제조할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. The porous microwells may be manufactured using a mold having a recessed pattern concave downward. For example, a flat porous membrane made of polymer nanofibers is placed on the mold and formed as a separate mold for an embossing process. It can be prepared by pressing the porous membrane, but is not limited thereto.

상기 다공성 마이크로웰의 상면은 세포 배양층으로 작용하는 영역으로, 함몰된 부분에 의해 상기 세포 배양층에 세포가 쉽게 안착하게 되며, 상기 다공성 마이크로웰 내에서 3차원 세포가 안정적으로 증식할 수 있게 된다. The upper surface of the porous microwell is an area that functions as a cell culture layer, and cells are easily seated on the cell culture layer by the recessed portion, and three-dimensional cells can stably proliferate in the porous microwell .

또한, 통상적으로 편평한 형상의 세포 배양층을 구비하는 종래의 세포 배양 용기와 달리, 본 발명의 세포 배양 장치는 입체적인 3차원 형상의 세포 배양층을 제공할 수 있어, 생체 내와 같이 3차원 구조 환경에서 세포를 배양할 수 있으므로, 3차원 세포를 형성할 수 있는 환경을 제공할 수 있다. In addition, unlike conventional cell culture vessels having a cell culture layer of a generally flat shape, the cell culture apparatus of the present invention can provide a cell culture layer of a three-dimensional three-dimensional shape, and thus a three-dimensional structure environment like in vivo. Since cells can be cultured in, it is possible to provide an environment in which three-dimensional cells can be formed.

나아가, 상기 3차원 세포 배양 장치는 상기 하부 챔버를 흐르는 유체가 다공성 마이크로웰의 하단에 흐르도록 하는 유체 흐름 유도 장치를 통해 상기 하부 챔버의 유체가 안정적으로 흐를 수 있도록 하며, 상기 다공성 마이크로웰의 공극의 투과성으로 인해, 상기와 같은 흐름을 가지는 유체가 3차원 세포 배양 시 형성되는 노폐물을 다공성 멤브레인의 상면에서 하부 챔버로 배출시킬 수 있으며 3차원 세포의 하부까지 영양분을 원활히 공급할 수 있다. 나아가 하부 챔버에서 3차원 세포 배양 장치 외부로 노폐물을 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 유체 흐름 유도 장치는 시린지 펌프(syringe pump), 튜브연동펌프(peristaltic pump) 또는 교반기 등을 사용할 수 있다. Furthermore, the 3D cell culture device allows the fluid in the lower chamber to flow stably through a fluid flow induction device that allows the fluid flowing in the lower chamber to flow to the lower end of the porous microwell, and the pores of the porous microwell Due to the permeability of the above, the fluid having the flow is three-dimensional Waste products formed during cell culture can be discharged from the upper surface of the porous membrane to the lower chamber, and nutrients can be smoothly supplied to the lower part of the three-dimensional cells. Furthermore, in the lower chamber, three-dimensional Waste materials may be discharged to the outside of the cell culture device. For example, the fluid flow inducer may use a syringe pump, a peristaltic pump, or an agitator.

또한, 상기 3차원 세포 배양 장치는 3차원 세포 배양 시 다공성 마이크로웰에 인가되는 압력을 분산시키고, 형성되는 노폐물과 영양분을 효율적으로 제거 및 공급할 수 있도록, 상기 상부 챔버는 하부 챔버의 유체의 표면이 외부와 접촉할 수 있도록 관통부가 형성될 수 있다. In addition, the three-dimensional cell culture device In order to disperse the pressure applied to the porous microwells during cell culture and to efficiently remove and supply formed waste products and nutrients, the upper chamber may have a through portion formed so that the surface of the fluid in the lower chamber can contact the outside. there is.

상기 관통부는 하부 챔버의 유체의 표면이 외부와 접촉될 수 있는 구조를 제공하는 것으로, 상기와 같은 구조에 의해 유체 흐름 시 상부 챔버에 압력이 걸려 다공성 마이크로웰이 변형되고, 이로 인해 3차원 세포 배양 시 세포의 안착, 증식 및 분화에 악영향을 미치는 문제를 해결할 수 있다. The penetrating portion provides a structure through which the surface of the fluid in the lower chamber can be brought into contact with the outside, and the porous microwell is deformed by applying pressure to the upper chamber when the fluid flows through the structure, thereby deforming the 3D cell culture. It is possible to solve problems that adversely affect the settlement, proliferation, and differentiation of cells upon application.

한편, 본 발명은 본 발명의 3차원 세포 배양 장치를 이용하여 다공성 마이크로웰에 세포 배양액 및 세포를 투입하여 세포를 배양하는 단계를 포함하는 3차원 세포 배양 방법을 제공하며, 상기 세포는 근아세포(myoblasts), 태아 섬유아세포(embryo fibroblasts), 인간 제정맥 내피세포(human umbilical vein endothelial cells), 인간 간암 세포(HepG2 세포) 또는 인간 표피 세포(human epidermal cells)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, the present invention is a three-dimensional cell culture comprising the step of culturing cells by introducing a cell culture medium and cells into a porous microwell using the three-dimensional cell culture device of the present invention. Provided is a cell culture method, wherein the cells are myoblasts, fetal fibroblasts (embryo fibroblasts), human umbilical vein endothelial cells, human liver cancer cells (HepG2 cells) or human epidermal cells (human epidermal cells), but is not limited thereto.

나아가, 본 발명의 3차원 세포 배양 장치는 3차원 스페로이드 또는 3차원 오가노이드를 배양할 수 있다. Furthermore, the 3D cell culture device of the present invention can culture 3D spheroids or 3D organoids.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예 1Example 1

도 1(a)와 같은 형태의 다공성 마이크로웰을 포함하는 상부 챔버 및 하부 챔버를 포함하는 3차원 세포 배양 장치에서, 다공성 마이크로웰에 HepG2 세포 및 DMEM(Dulbeco’s Modified Eagle’s Media, FBS 10%) 배양액과 함께 주입한 후 이를 37℃에서 48시간 안정화하여 3차원 스페로이드를 형성하였다. 그 후 하부 챔버에 유동을 주어 9일동안 배양 하였다. In a three-dimensional cell culture apparatus including an upper chamber and a lower chamber including porous microwells of the form shown in FIG. 1 (a), HepG2 cells and DMEM (Dulbeco's Modified Eagle's Media, FBS 10%) culture medium and After injection together, it was stabilized at 37 ° C. for 48 hours to form a three-dimensional spheroid. After that, flow was applied to the lower chamber and cultured for 9 days.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 하단 유동을 주지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 3차원의 HepG2 스페로이드를 배양하였다. Three-dimensional HepG2 spheroids were cultured in the same manner as in Example 1, except that the bottom flow was not applied in Example 1.

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 상기 배양 기간 중, 6일차 및 9일차에서 Hep G2 스페로이드의 알부민 발현량을 측정하였다. 측정된 알부민 발현양을 도 2(a)에 나타내었으며, 도 2(a)에 보이는 바와 같이 비교예 1에서 배양된 Hep G2 스페로이드의 알부민 발현양은 6일차에 1182.64mg/ml, 9일차에 2966.505mg/ml인 반면, 실시예 1에서 배양된 Hep G2 스페로이드의 알부민 발현양은 6일차에 4813.99mg/ml, 9일차에 6644.55mg/ml인 것을 확인할 수 있었다. 즉, 하단 유동이 있는 3차원 세포 배양 장치에서 배양시킨 Hep G2 스페로이드의 알부민 발현량이 큰 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 하단 유동으로 인해 3차원 Hep G2 스페로이드의 기능성 향상을 확인할 수 있었다. Albumin expression levels of Hep G2 spheroids were measured on days 6 and 9 during the culture period in Example 1 and Comparative Example 1. The measured albumin expression level is shown in FIG. 2 (a), and as shown in FIG. 2 (a), the albumin expression level of Hep G2 spheroids cultured in Comparative Example 1 was 1182.64mg/ml on the 6th day and 2966.505 on the 9th day. On the other hand, it was confirmed that the albumin expression level of Hep G2 spheroids cultured in Example 1 was 4813.99mg/ml on the 6th day and 6644.55mg/ml on the 9th day. That is, it was found that the albumin expression level of Hep G2 spheroids cultured in a three-dimensional cell culture apparatus with a bottom flow was high, and through this, it was confirmed that the functionality of the three-dimensional Hep G2 spheroids was improved due to the bottom flow.

실시예 2Example 2

하단 유동에 의한 본 발명의 3차원 세포 배양 장치에서 노폐물이 효율적으로 제거될 수 있음을 확인하기 위해, 도 1(a)과 같은 형태의 3차원 세포 배양 장치의 다공성 마이크로웰에 FITC-Dextran 20kDa을 200ug/ml를 넣고, 하단 유동을 3시간 동안 수행한 후 다공성 마이크로웰에 남아있는 FITC Dextran의 농도를 측정하였다. In order to confirm that waste materials can be efficiently removed from the three-dimensional cell culture device of the present invention by the bottom flow, FITC-Dextran 20 kDa was added to the porous microwell of the three-dimensional cell culture device of the form shown in FIG. 1 (a). 200ug/ml was added, the bottom flow was performed for 3 hours, and the concentration of FITC Dextran remaining in the porous microwell was measured.

비교예 2Comparative Example 2

상기 실시예 2에서 하단 유동을 주지 않는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 FITC-Dextran을 넣고 3시간 후에 다공성 마이크로웰에 남아있는 FITC-Dextran의 농도를 측정하였다. FITC-Dextran was added in the same manner as in Example 2, except that the bottom flow was not applied in Example 2, and the concentration of FITC-Dextran remaining in the porous microwell was measured after 3 hours.

실시예 2에서 노폐물이 축적된 정도를 육안으로 살펴본 결과를 도 3에 나타내었으며, 상기 실시예 2 및 비교예 2에서 측정된 FITC-Dextran의 농도를 도 2(b)에 나타내었다. 도 2(b)에 보이는 바와 같이, 하단 유동이 있는 실시예 2의 경우 다공성 마이크로웰에 남아있는 FITC-Dextran의 농도는 55.6199±3.3429mg/ml인 반면, 비교예 2의 경우 다공성 마이크로웰에 남아있는 FITC-Dextran의 농도는 131.435±7.80245mg/ml임을 확인할 수 있었다. The result of visually examining the degree of waste accumulation in Example 2 is shown in FIG. 3, and the concentration of FITC-Dextran measured in Example 2 and Comparative Example 2 is shown in FIG. 2(b). As shown in Figure 2 (b), in the case of Example 2 with bottom flow, the concentration of FITC-Dextran remaining in the porous microwell was 55.6199 ± 3.3429 mg / ml, whereas in the case of Comparative Example 2, the concentration of FITC-Dextran remained in the porous microwell It was confirmed that the concentration of FITC-Dextran present was 131.435±7.80245mg/ml.

즉, 하단 유동이 있을 때, 다공성 마이크로웰에 남아있는 FITC-dextran의 농도는 하단 유동이 없는 경우에 비해 현저히 낮은 것으로, 같은 양의 배양액으로도 하단 유동이 있을 때가 다공성 마이크로웰에 있는 세포의 노폐물을 효율적으로 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 도 4와 같이 하부 챔버에서 유체 흐름 유도 장치 및 다공성 마이크로웰에 의해 다공성 마이크로웰 상면의 노폐물이 제거되는 것임을 확인할 수 있었다. That is, when there is bottom flow, the concentration of FITC-dextran remaining in the porous microwell is significantly lower than that when there is no bottom flow. was found to be able to effectively remove As shown in FIG. 4 , it was confirmed that the waste materials on the upper surface of the porous microwells were removed by the fluid flow inducing device and the porous microwells in the lower chamber.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those skilled in the art.

Claims (1)

3차원 세포 스페로이드 배양 장치.3D cell spheroid culture device.
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