WO2012118304A2 - 동종 연조직 이식체 배양 장치 - Google Patents

동종 연조직 이식체 배양 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동종 연조직 이식체 배양 장치를 제공한다. 이에 따르면, 도입된 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체에 적절한 배양 조건 및 물리적 자극을 제공하여 인체의 손상된 연조직을 대체할 수 있는 획기적인 동종 연조직 이식체를 배양 및 제조할 수 있다.

Description

동종 연조직 이식체 배양 장치
본 발명은 동종 연조직 이식체를 배양하기 위한 장치에 관한 것이다.
현재 전 세계적으로 건강에 대한 관심은 나날이 증가하고 있다. 특히, 꾸준한 운동은 건강한 삶을 유지하는 필수적인 조건으로 인정되고 있는 실정이다. 그러나, 적절한 운동은 건강 유지에 도움이 되지만, 과도한 운동은 오히려 건강에 해를 끼칠 수 있다. 대표적인 예로서, 과도한 운동에 의해 근골격계에 이상이 생길 경우 환자는 거동조차 불가능하고, 오랜 기간 동안 물리치료 등을 받지 않으면 완치되기 어려운 경우가 빈번하다. 특히 슬관절 부위 중 십자인대가 손상되는 경우 물리치료만으로는 이러한 손상을 회복시킬 수 없고, 그나마 환자 본인의 자가 조직을 이식하는 방법으로 치료하고 있는 실정이다. 그러나, 상기 자가 조직의 이식도 지속적인 재활 치료가 요구되고, 본래 고유의 인대와는 달리 이식된 자가 조직은 그 물성이 현저하게 떨어져서 실질적인 치료로 볼 수 없다. 따라서, 손상된 인대, 즉 손상된 연조직을 치료하기 위하여 본연의 물성이 유지되고, 면역 거부 반응을 현저하게 줄일 수 있으며, 환자 본인의 고유 연조직과 최대한 유사하게 대체될 수 있는 동종 연조직 이식체가 요구되고 있는 실정이며, 환자 본인의 고유 연조직과 최대한 유사하게 대체될 수 있는 동종 연조직 이식체를 제조하기 위해서는 적절한 배양 조건을 유지하되, 상기 동종 연조직 이식체에 본래 연조직에 제공된 외부 자극과 최대한 동일한 물리적 자극을 제공할 수 있는 배양 장치가 요구된다.
본 발명은 인체의 손상된 연조직을 효율적으로 대체할 수 있는 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체를 제조하기 위하여 적절한 배양 조건 및 물리적 자극을 가할 수 있도록 구현된 동종 연조직 이식체 배양 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명은 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체 및 상기 자가 줄기 세포를 배양하기 위한 세포 배양액을 포함하는 세포 배양 챔버; 상기 세포 배양 챔버 내에 배치된 상기 동종 연조직 이식체의 상 말단 및 하 말단에 각각 연결 부착되어 상기 동종 연조직 이식체를 수직 배치시키는 상부 그립 및 하부 그립; 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립을 각각 고정하되, 상기 고정된 상태로 상하 방향 이동하거나, 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 배치되어 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립에 의해 수직 배치된 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하도록 구현된 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부; 및 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 구동축을 통해 각각 연결되고, 상기 구동축을 통해 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 상하 방향 이동 및 회전 운동의 구동력을 전달하는 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터를 포함하는 동종 연조직 이식체 배양 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 세포 배양 챔버는 그 외부 표면에 배치되되, 상기 세포 배양 챔버 내에 배치된 세포 배양액의 온도를 유지 제어하고 이산화탄소를 공급하도록 구현된 수로 채널을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체는 인대, 또는 뼈 단편과 연결된 인대일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체는 상기 자가 줄기 세포를 포함하는 하나 이상의 포어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부는 상기 동종 연조직 이식체의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 상향 이동함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 상기 동종 연조직 이식체의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 하향 이동하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체에 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전하도록 구현되거나, 또는 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부는 초당 1회 이하의 빈도로 상하 방향 이동 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체 배양 장치는 배양 조건이 프로그램화된 세포 배양 시스템 장치에 구동 가능하게 연결되고, 상기 세포 배양 시스템 장치에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 세포 배양 챔버는 멸균 상태로 유지되도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 세포 배양 챔버는 그 내부에 세포 배양액을 유입 또는 유출할 수 있고 이산화탄소 기체를 유입 또는 유출할 수 있도록 배치된 유입출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 제공함으로써 도입된 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체에 적절한 배양 조건 및 물리적 자극을 제공하여 인체의 손상된 연조직을 대체할 수 있는 획기적인 동종 연조직 이식체를 배양 및 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 2는 수로 채널을 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치에서 배양되는 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체를 도시한다.
도 4는 동종 연조직 이식체에 인장 자극을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 5는 동종 연조직 이식체에 비틀림 자극을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 6은 배양 조건이 프로그램화된 세포 배양 시스템 장치와 구동 가능하게 연결된 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기에서 물리적 자극 전 후 줄기세포 담지겔 이식 경골건의 Real time PCR 분석 결과를 도시한다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 GAG 함량 분석 결과를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 콜라겐 함량 분석 결과를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 이하 설명은 본 발명의 일 실시예들을 용이하게 이해하기 위한 수단일 뿐이며, 본 발명의 보호범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 1에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치는 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체(100) 및 상기 자가 줄기 세포를 배양하기 위한 세포 배양액(200)을 포함하는 세포 배양 챔버(300); 상기 세포 배양 챔버 내에 배치된 상기 동종 연조직 이식체의 상 말단 및 하 말단에 각각 연결 부착되어 상기 동종 연조직 이식체를 수직 배치시키는 상부 그립 및 하부 그립(400); 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립을 각각 고정하되, 상기 고정된 상태로 상하 방향 이동하거나, 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 배치되어 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립에 의해 수직 배치된 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하도록 구현된 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500); 및 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 구동축(600)을 통해 각각 연결되고, 상기 구동축을 통해 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 상하 방향 이동 및 회전 운동의 구동력을 전달하는 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)를 포함한다.
상기 세포 배양 챔버(300)는 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체(100) 및 상기 자가 줄기 세포를 배양하기 위한 세포 배양액(200)을 포함한다. 상기 동종 연조직 이식체(soft tissue homograft, 100)는 자가 줄기 세포가 이식된 것으로서, 동일 개체간 또는 의학적으로 인정되는 동종 개체간 상호 이식될 수 있는 연조직을 포함하는 이식체를 말한다. 상기 연조직(soft tissue)은 일반적으로 뼈가 아닌 몸체 내 조직으로서 몸체의 기관 또는 다른 구조물을 연결하거나 또는 지지하거나 또는 둘러싸는 조직을 말하고, 예를 들어, 인대, 힘줄, 아킬레스 건, 티비아리스 건 등이 있다. 상기 연조직은 주로 몸체의 무게를 지탱하거나 유지하는 부위에 분포되어 있고, 반복적인 움직임, 예를 들어 굽힘, 꼬임, 회전 등을 지지하고 유지하는 역할을 한다. 상기 연조직은 몸체의 운동과 관련성이 크기 때문에 상기 연조직 또는 이와 관련된 해당 몸체 부위에 이상이 생길 경우 운동 계통에 치명적인 질환을 야기할 수 있다. 한편, 상기 동종이라 함은 동일 개체 또는 의학적으로 동종 개체로 인정될 수 있는 관계를 말한다. 상기 동종 연조직 지지체(support)는 자기의 몸체로부터 직접 분리되거나 또는 의료학적으로 인정되는 동종 개체로부터 분리되어 획득된 몸체의 일 구조물로서 해당 치료 부위에 대체되는 지지물을 말한다. 또한, 상기 동종 연조직 지지체는 기증된 시신으로부터 합법적으로 채취될 수도 있다. 상기 동종 연조직 지지체는 몸체로부터 분리된 구조물 그 자체일 수도 있지만, 적절한 이식을 위해 다른 몸체 구조물과 조합될 수도 있다. 예를 들어, 상기 동종 연조직 지지체는 인대 그 자체일 수도 있지만, 하나 이상의 뼈 단편과 연결된 구조물, 예를 들어 뼈 단편-인대 복합 구조물 또는 뼈 단편-인대-뼈 단편 복합 구조물일 수도 있다. 또한, 상기 동종 연조직 지지체는 이식되는 몸체 부위에 따라 다양한 크기 및/또는 형상으로 구현될 수 있다. 상기 자가 줄기 세포는 이식받는 몸체에 존재하는 줄기 세포를 말한다. 상기 줄기 세포(stem cell)는 일반적으로 특정한 세포로 분화가 진행되지 않은 상태로 유지되다가 필요한 경우 신경, 혈액, 연골 등 몸체를 구성하는 다양한 종류의 세포로 분화될 가능성을 갖는 세포로 정의된다. 상기 줄기 세포는 현재 재생 의학(regenerative medicine) 분야에서 다양하게 활용되고 있고, 고전적인 약물 치료법이나 수술 치료법을 순차적으로 대체하거나 보완하고 있는 실정이다. 특히, 성체 줄기 세포(adult stem cell)는 몸체에 존재하는 특정 조직을 구성하는 세포로서, 몸체 속에 미량으로 존재하면서 몸체가 외부적인 영향을 받은 경우 정상 상태를 유지할 수 있도록 최소한의 세포를 제공해 주는 역할을 수행한다. 특히 상기 성체 줄기 세포는 장기 재생을 위한 이식 분야에서 면역 거부 반응이 미미하거나 존재하지 않기 때문에 자가 이식이 가능하다는 장점이 있다. 본 발명에 따른 자가 줄기 세포는 이식받고자 하는 몸체의 다양한 줄기 세포를 이용할 수 있으나, 이식받고자 하는 몸체의 골수로부터 획득한 자가 줄기 세포를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 세포 배양액(200)은 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상태 유지 및 이에 이식된 자가 줄기 세포의 성장 및 유지를 위해 필요한 요소를 포함하고 있다. 통상적으로, 자가 줄기 세포를 배양하고자 하는 경우 상기 세포 배양액(200)은 상기 자가 줄기 세포가 원활하게 성장할 수 있는 환경을 조성하기 위한 다양한 성분을 포함해야 하고, 상기 성분들의 함량 및 농도, pH 등은 몸체 내의 환경과 근접하게 조절되어야 한다. 또한, 상기 세포 배양액(200)은 상기 자가 줄기 세포의 성장 및 분화를 위한 다양한 성장 인자(growth factor), 사이토카인과 같은 세포 주기 인자, 상기 자가 줄기 세포에 영양분을 공급하기 위한 다양한 영양 물질 등을 포함해야 한다. 또한, 상기 세포 배양 챔버(300)는 세포 배양 단계에서 오염을 방지하기 위하여 멸균 상태로 유지되도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 세포 배양 챔버(300)는 그 내부에 세포 배양액(200)을 유입 또는 유출할 수 있고, 이산화탄소 기체를 유입 또는 유출할 수 있도록 배치된 유입출부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 유입출부는 상기 세포 배양액(200) 또는 이산화탄소 기체를 이동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 펌프(도시되지 않음), 예를 들어, 연동식 정량 이송 펌프와 구동가능하게 연결될 수 있다.
상기 상부 그립 및 하부 그립(400)은 상기 동종 연조직 이식체(100)를 수직 방향으로 고정하기 위한 모듈이다. 구체적으로, 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)은 상기 세포 배양 챔버(300) 내에 배치된 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상 말단 및 하 말단에 각각 연결 부착되어 상기 동종 연조직 이식체(100)를 수직 배치시킨다. 또한, 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)은 상기 세포 배양 챔버(300) 내에 배치되고, 상기 동종 연조직 이식체(100)를 연결 부착한 상태로 상하 방향으로 대칭되도록 배치된다. 또한, 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)은 이하 설명될 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)와 고정 연결된다. 즉, 상기 상부 그립(400)은 그 상단부가 상기 상부 고정 자극부(500)의 하단과 고정 배치되되 그 하단부는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상단부와 연결 부착되고, 상기 하부 그립(400)은 그 하단부가 상기 하단 고정 자극부(500)의 상단과 고정 배치되되 그 상단부는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 하단부와 연결 부착된다. 상기 상부 그립(400)의 하단부 및 상기 하부 그립(400)의 상단부는 상기 동종 연조직 이식체(100)와 구동가능하게 연결 부착될 수 있는 다양한 구조, 예를 들어 집게형 구조물, 오목형 구조물, 고리형 구조물 등으로 구현될 수 있다. 다만, 이하 설명될 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)에 의해 발생하는 구동력이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 적절하게 전달되기 위해서는 상기 상부 그립(400)의 하단부 및 상기 하부 그립(400)의 상단부는 상기 동종 연조직 이식체(100)가 가능한 한 움직이지 않도록 강하게 고정해야 한다.
상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 이하 설명될 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)에 의해 발생하는 구동력을 상기 상부 그립 및 하부 그립(40)에 의해 연결 부착된 상기 동종 연조직 이식체(100)에 전달하는 부분이다. 구체적으로, 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립(400)을 각각 고정하되, 상기 고정된 상태로 상하 방향 이동하거나, 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 배치되어 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립(400)에 의해 수직 배치된 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하도록 구현된다. 상기 상부 고정 자극부(500)의 하단부는 상기 상부 그립의 상단부와 고정 연결되고, 상기 하부 고정 자극부(500)의 상단부는 상기 하부 그립의 하단부와 고정 연결된다. 한편, 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 상기 동종 연조직 이식체 배양 장치 내에서 회전 운동 및 상하 운동이 가능하도록 구현된다. 즉, 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 이하 설명될 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)와 구동축(600)을 통해 각각 연결되고, 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)에 의해 발생되는 구동력이 상기 구동축(600)을 통해 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)에 전달된다.
상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)는 구동력을 발생하는 장치로서, 상기 구동력을 이미 설명된 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500), 상기 상부 그립 및 하부 그립(400) 및 상기 동종 연조직 이식체(100)에 전달한다. 구체적으로, 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)는 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 구동축(600)을 통해 각각 연결되고, 상기 구동축(600)을 통해 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부(500)에 상하 방향 이동 및 회전 운동의 구동력을 전달하도록 구현된다. 상기 상부 구동 모터(700)는 구동축(600)을 통해 상기 상부 고정 자극부(500)에 연결되고, 상기 하부 구동 모터(700)는 구동축(600)을 통해 상기 하부 고정 자극부(500)에 연결된다. 상기 구동축(600)은 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)에 의해 발생된 구동력을 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부(500)에 상하 방향 이동이 가능하도록 및/또는 회전 운동이 가능하도록 전달한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체(100) 및 상기 세포 배양액(200)을 상기 세포 배양 챔버(300)에 도입함으로써, 통상적인 세포 배양 과정을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 세포 배양 챔버(300) 내부 또는 외부에 배치된 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)에 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상단부와 하단부를 각각 연결 부착한 후 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)를 구동시키면 상기 세포 배양 과정을 수행함과 동시에 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)에 연결 부착된 동종 연조직 이식체(100)에 물리적 자극, 즉 상하 방향 이동에 의한 인장 자극 및/또는 회전 운동에 의한 비틀림 자극을 제공할 수 있다. 이와 같이, 상기 동종 연조직 이식체(100)에 물리적 자극을 제공함으로써, 상기 동종 연조직 이식체가 이식된 몸체 내에서 효율적으로 조직 분화가 일어나서 이식된 몸체 본연의 조직으로 쉽게 융화될 수 있도록 한다.
도 2는 수로 채널을 포함된 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 2에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치는 그 외부 표면에 배치되되, 상기 세포 배양 챔버(300) 내에 배치된 세포 배양액의 온도를 유지 제어하고 이산화탄소를 공급하도록 구현된 수로 채널(310)을 더 포함한다. 상기 수로 채널(310)이 상기 세포 배양 챔버(300)의 외부 표면에 배치됨으로써, 상기 세포 배양 챔버(300) 내에 세포 배양액(200)의 오염을 방지하되, 상기 수로 채널(310) 내로 물을 유입시키고, 상기 물의 온도를 일정하게 유지 제어해 주면 상기 세포 배양 챔버(300) 내 온도가 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 수로 채널(310)이 상기 세포 배양 챔버(300)의 외부 표면에 배치됨으로써, 상기 세포 배양 챔버(300) 내로 이산화탄소를 원활하게 공급할 수 있다. 따라서, 세포 배양 단계에 따른 원하는 온도 유지가 가능하여, 세포 배양에 필요한 이산화탄소가 지속적으로 공급될 수 있어서 세포 배양 효율을 높일 수 있다. 한편, 상기 수로 채널(310)은 세포 배양 챔버(300)의 외부 표면의 다양한 위치에 구현될 수 있으나, 가능한 넓은 범위에서 표면적이 넓게 상기 세포 배양 챔버(300)와 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치에서 배양되는 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체를 도시한다.
도 3에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체(100)를 세부적으로 도시한다. 상기 동종 연조직 이식체(100)는 상기 자가 줄기 세포를 포함하는 하나 이상의 포어(pore)(110)를 포함한다. 상기 동종 연조직 이식체(100) 표면은 극세사침(120)에 의해 자극받아 1 이상의 포어(110)가 형성된다. 상기 포어(110)의 크기(직경)는 약 1 내지 약 100 마이크로미터(㎛) 범위 중 선택될 수 있고, 약 10 마이크로미터(㎛)의 크기(직경)로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 포어(110)의 수는 특별히 제한되지 않지만, 상기 동종 연조직 이식체(100) 표면적 내에 가능한 많은 수의 포어가 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 동종 연조직 이식체에 인장 자극을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 4에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치로부터 인장 자극을 받고 있다. 구체적으로, 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상단부와 하단부는 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)에 의해 연결 부착되어 있고, 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)은 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)에 고정 배치되어 있다. 만약 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(도시되지 않음)가 구동축(도시되지 않음)을 통해 상하 방향 이동을 발생시키는 구동력을 제공하면, 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(도시되지 않음)와 고정 배치된 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)에 연결 배치된 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극을 제공한다. 즉, 상기 상부 고정 자극부(500)가 a 길이만큼 상향 이동함과 동시에 상기 하부 고정 자극부(500)가 a 길이만큼 하향 이동하면 상기 동종 연조직 이식체(100)는 상하 방향으로 2a 길이만큼 늘어난다. 이는 인체의 연조직이 늘어나는 것, 예를 들어 무릎의 굽힘에 의한 슬관절의 펴짐과 같은 동일한 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공되는 것과 같다. 한편, 상기 상부 고정 자극부(500)가 a 길이만큼 하향 이동함과 동시에 상기 하부 고정 자극부(500)가 a 길이만큼 상향 이동하면 상기 동종 연조직 이식체(100)는 상하 방향으로 2a 길이만큼 줄어든다. 이는 인체의 연조직이 줄어드는 것, 예를 들어 무릎의 펴짐에 의한 슬관절의 압축과 같은 동일한 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공되는 것과 같다. 따라서, 이와 같은 인장 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공됨으로써, 이식되는 몸체의 조직으로 쉽게 분화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치는 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부(500)는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 상향 이동함과 동시에 상기 하부 고정 자극부(500)는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 하향 이동하도록 구현될 수 있다. 한편, 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 상하 방향으로 동시에 이동할 수 있을 뿐만 아니라 일방이 이동하되 타방은 고정된 상태로 유지될 수도 있다. 또한, 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부는 초당 1회 이하의 빈도로 상하 방향 이동하도록 구현될 수 있다.
도 5는 동종 연조직 이식체에 비틀림 자극을 제공하는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 5에 따르면, 상기 동종 연조직 이식체(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치로부터 비틀림 자극을 받고 있다. 구체적으로, 상기 동종 연조직 이식체(100)의 상단부와 하단부는 상기 상부 그립 및 하부 그립(도시되지 않음)에 의해 연결 부착되어 있고, 상기 상부 그립 및 하부 그립(도시되지 않음)은 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)에 고정 배치되어 있다. 만약 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(도시되지 않음)가 구동축(도시되지 않음)을 통해 시계/반시계 방향 이동을 발생시키는 구동력을 제공하면, 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(도시되지 않음)와 고정 배치된 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 상기 상부 그립 및 하부 그립(400)에 연결 배치된 상기 동종 연조직 이식체(100)에 비틀림 자극을 제공한다. 즉, 상기 상부 고정 자극부(500)가 b 각도만큼 시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부(500)가 b 각도만큼 반시계 방향으로 회전하면 상기 동종 연조직 이식체(100)는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 세로 축을 기준으로 시계/반시계 방향으로 b 각도만큼 비틀어진다. 이는 인체의 연조직이 비틀어지는 것과 같은 동일한 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공되는 것과 같다. 한편, 상기 상부 고정 자극부(500)가 b 각도만큼 반시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부(500)가 b 각도만큼 시계 방향으로 회전하면 상기 동종 연조직 이식체(100)는 상기 동종 연조직 이식체(100)의 세로 축을 기준으로 반시계/시계 방향으로 b 각도만큼 비틀어진다. 이는 인체의 연조직이 비틀어지는 것과 같은 동일한 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공되는 것과 같다. 따라서, 이와 같은 비틀림 자극이 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공됨으로써, 이식되는 몸체의 조직으로 쉽게 분화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치는 상기 동종 연조직 이식체에 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전하도록 구현되거나, 또는 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다. 한편, 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500)는 시계 및 반시계 방향으로 동시에 회전할 수 있을 뿐만 아니라 일방이 회전하되 타방은 고정된 상태로 유지될 수도 있다. 또한, 상기 동종 연조직 이식체 배양 장치는 상기 동종 연조직 이식체(100)에 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부는 초당 1회 이하의 빈도로 시계 및/또는 반시계 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다. 또한, 상기 동종 연조직 이식체 배양 장치는 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극 및 비틀림 자극을 동시에 제공하도록 구현될 수 있다. 따라서, 상기 동종 연조직 이식체(100)에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부는 초당 1회 이하의 빈도로 상하 방향 이동 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다.
도 6은 배양 조건이 프로그램화된 세포 배양 시스템 장치와 구동 가능하게 연결된 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치를 도시한다.
도 6에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동종 연조직 이식체 배양 장치는 세포 배양 시스템(800)과 구동 가능하게 연결된다. 상기 세포 배양 시스템(800)은 이미 설명된 세포 배양 챔버(300), 상기 상부 그립 및 하부 그립(400), 상기 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부(500) 및 상기 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터(700)의 구동을 제어하기 위한 프로그램이 내장되어 있어서 사용자의 지시에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 동종 연조직 이식체(100)을 배양함에 요구되는 상기 세포 배양 챔버(300) 내의 온도, 압력, 습도 등을 손쉽게 제어할 수 있고, 특히 상기 동종 연조직 이식체(100)에 제공되는 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 손쉽고 정교하게 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기에서 물리적 자극 전 후 줄기세포 담지겔 이식 경골건의 Real time PCR 분석 결과를 도시한다.
구체적으로, 생체배양기 내에서 1, 3, 7일간 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식 경골건의 collagen type I, type III 및 tenascin-c gene의 Real time PCR을 분석한 결과이다. collagen I gene은 1일차 및 7일차의 경우 0.11±0.01 및 0.34±0.02으로 3배 증가하였다. collagen III gene은 1일차 및 7일차의 경우 0.31±0.01 및 0.67±0.03으로 2.2배 증가하였다. Tenascin-C는 1일차 및 7일차의 경우 0.42±0.01 및 0.79±0.02으로 1.9배 증가하였다. 인대 조직의 대표적인 표식자인 tenascin-C의 증가를 확인하였고, 이를 통하여 물리적으로 자극한 인간골수 유래 중간엽 줄기세포가 인대조직으로 분화되었음을 확인하였다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 GAG 함량 분석 결과를 도시한다.
구체적으로, 돼지 경골건 표면에 접종한 줄기세포 담지겔 이식군 (5x105 cell/cm2)을 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 군과 물리적 자극을 주지 않은 군의 배지에서 분비한 GAG의 함량 분석을 진행하였다. 1, 3, 7일간 배양한 배양액을 모은 후 GAG assay kit을 이용하여 656 nm파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준 chondroitin-4-sulfate 곡선의 선형 회귀분석 값은 99.9%의 결과가 나왔다. 물리적 자극을 준 군이 주지 않은 군보다 높은 GAG 함량을 보였고, 물리적 자극을 주지 않은 군은 1일째에 14.187±0.080 ㎍/㎕, 3일째는 25.542±0.599 ㎍/㎕, 7일째는 36.346±0.843 ㎍/㎕, 물리적 자극 1일째는 14.986±0.765 ㎍/㎕, 3일째는 33.298±0.936 ㎍/㎕, 7일째는 44.791±0.087 ㎍/㎕로 증가되는 양상을 보였다. 결과적으로 7일간 물리적 자극을 주고 배양된 줄기세포 담지겔 이식군은 자극을 주지 않은 군 보다 약 23% 증가하였다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 콜라겐 함량 분석 결과를 도시한다.
구체적으로, 돼지 경골건 표면에 접종한 줄기세포 담지겔 이식군 (5x105 cell/cm2)을 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 군과 물리적 자극을 주지 않은 군의 배지에서 분비한 collagen의 함량 분석을 진행하였다. 1, 3, 7일간 배양한 배양액을 모은 후 collagen assay kit을 이용하여 550 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준 collagen 곡선의 선형 회귀분석 값은 99.9%의 결과가 나왔음. 물리적 자극을 준 군이 주지 않은 군보다 높은 collagen 함량을 보였고, 물리적 자극을 주지 않은 군은 1일째에 0.769±0.012 ㎍/㎕, 3일째는 0.949±0.052 ㎍/㎕, 7일째는 1.382±0.028 ㎍/㎕, 물리적 자극 1일째는 0.811±0.106 ㎍/㎕, 3일째는 1.218±0.072 ㎍/㎕, 7일째는 1.803±0.065 ㎍/㎕로 증가되는 양상을 보였다. 결과적으로 7일간 물리적 자극을 주고 배양된 줄기세포 담지겔 이식군은 자극을 주지 않은 군 보다 약 30% 증가하였다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험예 1: 물리적 자극을 동반한 연조직 지지체 배양
<실험예 1-1> 연조직 지지체 준비
생체배양기의 효과를 입증하기 위하여, 돼지 및 인간에서 얻은 경골건을 세척 및 살균하고, 탈세포화 과정을 수행하였다. 그후, 중성 콜라겐과 자가 줄기 세포를 혼합하여 경골건에 주입하였다. 이때 상기 경골건은 극세사침(M100SWBL 모델, 대한민국)을 적용하여 직경이 약 10 마이크로미터(㎛)인 미세 포어를 형성하였다.
<실험예 1-2> 물리적 자극 조건에 따른 경골건에 주입된 세포의 배양
생체배양기 내에서 물리적 자극 조건 및 시간 설정에 따라 상기에서 제작된 경골건에 접종된 줄기세포 담지 겔 이식체의 물리적 강도 성향을 비교 분석하였다. 즉, 이식체의 강도 향상에 미치는 영향을 확인하기 위하여 다음과 같은 방법으로 진행하였다. 시편의 크기를 12 x 1 cm2 (가로x세로)로 준비한 후 챔버 내에 장착하였다. 실험 군의 경우 컴퓨터 프로그램 상에서 10 % (양 말단 각각 2 mm)의 인장(tension) 자극과 90˚(상하 시계 및 반 시계 방향으로 각각 45˚의 비틀림(torsion) 자극 및 1 Hz의 빈도수 (frequency) 조건으로 1, 3, 7일 동안 생체배양기 내에서 물리적 자극을 주어 실험을 진행하였다(표 1). 대조군의 경우 생체배양기 챔버 내에서 물리적인 자극을 주지 않고 7일간 배양하였다.
표 1
군 물리적 자극 조건 회수기간 N수
Tension (10 %) Torsion (90˚) Frequency
상부 하부 상부 하부 상부 하부
대조군 - - - - - - - 7일 3
실험군 1 2 mm 2 mm 45˚ 45˚ 1 hz 1 hz 1일 3
2 2 mm 2 mm 45˚ 45˚ 1 hz 1 hz 4일 3
3 2 mm 2 mm 45˚ 45˚ 1 hz 1 hz 7일 3
실험예 2 : 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 실시간 PCR 분석
물리적 자극을 준 이식군에서 세포의 분화에 따른 유전자의 발현 양상을 분석하기 위하여 mRNA를 분석하였다. RNA은 RNeasy mini kit (74136, Qiagen, USA)을 사용하여 추출하였다. 수거한 조직 30 mg에 RLT Plus buffer 600 ㎕를 넣고 균질화 시켰다. 3분간 최대 RPM으로 원심분리하고 파이펫팅하여 상층액을 조심스럽게 제거하였다. 2 ㎖ 수집 튜브에 gDNA 제거 스핀 컬럼(Eliminator spin column)을 올리고 균질화하여 용해된 조직을 넣어주었다. 10,000 x g에서 30초간 원심분리하여 여과된 액을 남기고 컬럼은 제거 하였다. 70 % 에탄올 600 ㎕를 수집 튜브에 넣고 파이펫팅하여 혼합하였다. 새로운 2 ㎖ 수집 튜브에 RNeasy 스핀 컬럼을 올리고 1,000 ㎕ 혼합액을 넣어주었다. 뚜껑을 닫고 10,000 xg에서 15초간 원심분리하고 여과된 액은 제거하였다. RNeasy 스핀 컬럼에 RW1 buffer 700 ㎕를 넣고, 10,000 xg에서 15초간 원심분리하고 여과된 액은 제거하였다. RNeasy 스핀 컬럼에 RPE buffer 500 ㎕를 넣고, 10,000 xg에서 15초간 원심분리하고 여과된 액은 제거하였다. RNeasy 스핀 컬럼에 RPE buffer 500 ㎕를 넣고, 10,000 xg에서 2분간 원심분리하고 여과된 액은 제거하였다. 새로운 1.5 ㎖ 수집 튜브에 RNeasy 스핀 컬럼을 올리고, 스핀 컬럼 멤브레인에 RNase-free water 50 ㎕를 넣고, RNA 추출물을 얻기 위하여 10,000 x g에서 1분간 원심분리 하였다.
cDNA 합성을 하기 위하여 SuperScript®VILO cDNA Synthesis Kit (11754-050, Invitrogen, USA)을 사용하였고, 다음과 같은 방법으로 진행하였다. 5x VILO Reaction Mix 4 ㎕, 10x SuperScript Enzyme Mix 2 ㎕, RNA 2.5 ㎍을 혼합한 후 최종 부피를 20 ㎕로 맞추기 위하여 DEPC-treated water를 첨가하였다. 혼합한 시약을 25 ℃에서 10분간 인큐베이팅, 42 ℃에서 60분간 인큐베이팅, 85 ℃에서 5분간 반응시키고 종료시켰다. 사용하기 전까지 -20 ℃ 냉동고에 보관하였다.
그 후, Real time PCR 분석을 위하여 SYBR®Premix Ex Taq(RR420Q, TaKaRa, JAPAN)을 사용하였고, 다음과 같은 방법으로 진행하였다. SYBR®Premix Ex Taq (1x) 12.5 ㎕, 0.2 uM PCR Forward Primer 0.5 ㎕, 0.2 uM PCR Reverse Primer 0.5 ㎕, cDNA 합성 시료 2.0 ㎕와 DW water 9.5 ㎕를 혼합하여 총 부피를 25 ㎕로 맞추었다. Real time PCR 기기 (TP800, TaKaRa, JAPAN)를 사용하여 1 step은 1 cylce, 95 ℃에서 30초간 진행하였고, 2 step은 95 ℃에서 5초, 60 ℃에서 30초간 40 cycle로 진행하였다. primer는 collagen type I, type III 및 tenascin-c를 사용하였다(표 2).
표 2
Genes Forward primer sequences Reverse primer sequences
Collagen I 5'-CAGGGTGTTCCTGGAGACCT-3'(서열번호 1) 3'-AGGAGAGCCATCAGCACCTT-5'(서열번호 2)
Collagen III 5'-GAAAATGGAAAACCTGGGGA-3'(서열번호 3) 3'-CACCCTTTGGACCAGGACTT-5'(서열번호 4)
Tenascin-C 5'-TACAGCCTGGCAGACCTGAG-3'(서열번호 5) 3'-ATTGCTTGGGAGCAGTCCTT-5'(서열번호 6)
GAPDH 5'-AAGGGTCATCATCTCTGCCC-3'(서열번호 7) 3'-GTGATGGCATGGACTGTGGT-5'(서열번호 8)
실험예 3 : 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 GAG 분석
돼지 경골건 표면에 접종한 줄기세포 담지겔 이식군 (5x105 cell/cm2)을 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 군과 물리적 자극을 주지 않은 군의 배지에서 분비한 GAG의 함량 분석을 진행하였다. 1, 3, 7일간 배양한 배양액을 모은 후 GAG assay kit을 이용하여 GAG(Glycosaminoglycan) 함량 분석을 진행하였다. 자세한 방법은 다음과 같다. 표준시약으로 Sulfated Glycosaminoglycan(0~5㎍)을 이용하여 마이크로센트리퓨즈 튜브(microcentrifuge tube)에 넣고, 정제수로 최종 부피를 100 ㎕로 맞추었다. 1, 3, 7일간 배양한 줄기세포 담지겔 이식군의 배지를 마이크로센트리퓨즈 튜브에 넣고, 최종 부피를 100 ㎕로 맞추었다. 준비한 모든 튜브에 1.0 ㎖의 glycosaminoglycan Dye Reagent를 첨가하고 나서 vortex mixer를 이용하여 30 분 동안 섞었다. 그 후 10,000 xg에서 10 분 동안 원심 분리하였다. 원심분리 후, 상층 액을 제거하고 tube 바닥이나 벽에 있는 용액을 좀 더 깨끗이 제거하기 위해서 튜브를 뒤집고, 흡수지(absorbent paper)를 사용하였다. Glycosaminoglycan-dye complex pellet에 1 ㎖의 Blyscan Dissociation Reagent를 첨가하고, 10분 동안 볼텍스 혼합기를 이용하여 글라이코사민글라이칸(glycosaminoglycan)과 결합한 dye를 녹였다. UV spectrometer를 이용하여 656 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. GAG의 최종 농도는 chondroitin-4-sulfate의 표준 곡선을 이용하여 정량하였다(도 8 참조).
실험예 4 : 물리적 자극을 준 줄기세포 담지겔 이식군의 콜라겐 분석
돼지 경골건 표면에 접종한 줄기세포 담지겔 이식군 (5x105 cell/cm2)을 생체배양기내에서 물리적 자극을 준 군과 물리적 자극을 주지 않은 군의 배지에서 분비한 collagen의 함량 분석을 진행하였다. 1, 3, 7일간 배양한 배양액을 모은 후 collagen assay kit을 이용하여 collagen의 함량 분석을 진행하였다. 자세한 방법은 다음과 같다. 표준시약으로 collagen solution (0~50 ㎍)을 이용하여 마이크로센트리퓨즈 튜브에 넣고, 정제수로 최종 부피를 100 ㎕로 맞추었다. 1, 3, 7일간 배양한 줄기세포 담지겔 이식군의 배지를 마이크로센트리퓨즈 튜브에 넣고, 최종 부피를 100 ㎕로 맞추었다. 준비한 모든 튜브에 1 ㎖의 Sircol dye reagent를 첨가하고 나서 볼텍스 혼합기를 이용하여 30 분 동안 섞었다. 그 후 10,000 xg에서 10 분 동안 원심 분리하였다. 원심분리 후, 상층 액을 제거하고 튜브 바닥이나 벽에 있는 용액을 좀 더 깨끗이 제거하기 위해서 튜브를 뒤집고, 흡수지 (absorbent paper)를 사용하였다. Collagen-dye complex pellet에 Alkali reagent를 첨가하고, 10분 동안 볼텍스 혼합기를 이용하여 Collagen과 결합한 dye를 녹였다. UV spectrometer를 이용하여 550 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. Collagen의 최종 농도는 collagen의 표준 곡선을 이용하여 정량하였다(도 9 참조).
본 발명은 동종 연조직 이식체 배양 장치를 제공한다. 이에 따르면, 도입된 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체에 적절한 배양 조건 및 물리적 자극을 제공하여 인체의 손상된 연조직을 대체할 수 있는 획기적인 동종 연조직 이식체를 배양 및 제조할 수 있으므로, 상업상 매우 유용할 것으로 판단된다.
서열번호 1: cagggtgttc ctggagacct
서열번호 2: aggagagcca tcagcacctt
서열번호 3: gaaaatggaa aacctgggga
서열번호 4: caccctttgg accaggactt
서열번호 5: tacagcctgg cagacctgag
서열번호 6: attgcttggg agcagtcctt
서열번호 7: aagggtcatc atctctgccc
서열번호 8: gtgatggcat ggactgtggt

Claims (10)

  1. 자가 줄기 세포가 이식된 동종 연조직 이식체 및 상기 자가 줄기 세포를 배양하기 위한 세포 배양액을 포함하는 세포 배양 챔버;
    상기 세포 배양 챔버 내에 배치된 상기 동종 연조직 이식체의 상 말단 및 하 말단에 각각 연결 부착되어 상기 동종 연조직 이식체를 수직 배치시키는 상부 그립 및 하부 그립;
    상기 상부 그립 및 상기 하부 그립을 각각 고정하되, 상기 고정된 상태로 상하 방향 이동하거나, 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전 가능하도록 배치되어 상기 상부 그립 및 상기 하부 그립에 의해 수직 배치된 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하도록 구현된 상부 고정 자극부 및 하부 고정 자극부; 및
    상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 구동축을 통해 각각 연결되고, 상기 구동축을 통해 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부에 상하 방향 이동 및 회전 운동의 구동력을 전달하는 상부 구동 모터 및 하부 구동 모터;
    를 포함하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세포 배양 챔버는 그 외부 표면에 배치되되, 상기 세포 배양 챔버 내에 배치된 세포 배양액의 온도를 유지 제어하고 이산화탄소를 공급하도록 구현된 수로 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체는 인대, 또는 뼈 단편과 연결된 인대인 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체는 상기 자가 줄기 세포를 포함하는 하나 이상의 포어(pore)를 포함하는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부는 상기 동종 연조직 이식체의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 상향 이동함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 상기 동종 연조직 이식체의 전체 길이 대비 10% 이하 범위 내에서 하향 이동하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체에 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전하도록 구현되거나, 또는 상기 상부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 반시계 방향으로 회전함과 동시에 상기 하부 고정 자극부는 45 도 이하 범위 내에서 시계 방향으로 회전하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체에 인장 자극 및/또는 비틀림 자극을 제공하기 위하여 상기 상부 고정 자극부 및 상기 하부 고정 자극부는 초당 1회 이하의 빈도로 상하 방향 이동 및/또는 시계 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 동종 연조직 이식체 배양 장치는 배양 조건이 프로그램화된 세포 배양 시스템 장치에 구동 가능하게 연결되고, 상기 세포 배양 시스템 장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 세포 배양 챔버는 멸균 상태로 유지되도록 구현된 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 세포 배양 챔버는 그 내부에 세포 배양액을 유입 또는 유출할 수 있고 이산화탄소 기체를 유입 또는 유출할 수 있도록 배치된 유입출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동종 연조직 이식체 배양 장치.
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