WO2019146896A1 - 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법 - Google Patents

3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법 Download PDF

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WO2019146896A1
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hydrogel support
upper mold
unit molds
upper unit
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윤식
임예선
옥예진
황선영
이강오
이승수
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부산대학교 산학협력단
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    • C12N2535/00—Supports or coatings for cell culture characterised by topography

Definitions

  • the present invention relates to a mold for preparing a hydrogel support for three-dimensional cell culture and a method of preparing a hydrogel support using the same, and more particularly, to a mold for producing a hydrogel- And a method for producing a hydrogel support using the same.
  • tissue engineering is a clinical technique that maintains, enhances, restores, or replaces biological functions by using a combination of key elements of engineering and life sciences: biological cells, engineering, materials, and appropriate biochemical / physiological- It is a discipline that we want to apply for therapeutic purposes.
  • the most important technology in tissue engineering is to attach cells attached to a porous support made of biodegradable polymers separated from living tissue and transplant them in vivo or cultivate them for a certain period of time in vitro to produce new biotissues .
  • culturing an eukaryotic cell on a two-dimensional polystyrene or glass substrate allows the physiological environment of the living body to be precisely determined, as compared with the case where the cell is allowed to adhere to the extracellular matrix, There is a limitation that it can not be reflected. Therefore, in order to be able to realize many complex life phenomena (for example, receptor expression, transcriptional regulation of genes, cell movement and apoptosis, etc.) occurring in an actual living tissue environment, Spatial organization of three - dimensional cell cultures is very important.
  • the conventional method of producing a hydrogel support is characterized in that a gel-like material is gelled in a kit, and then the hydrogel support gelled from the kit is separated by manual operation using a tweezers or the like .
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a mold for preparing a hydrogel support for improved three-dimensional cell culturing so that the hydrogel support can be easily separated and moved without high proficiency and a hydrogel support
  • the purpose of the method is to provide.
  • a mold for manufacturing a hydrogel support for three-dimensional cell culture includes a base and a base portion, which protrudes downward from the base to form a female-type accommodating portion corresponding to the shape of the hydrogel support,
  • An upper mold including a plurality of upper unit molds formed with holes and patterned in a lower portion of the base;
  • a lower mold having a plurality of lower unit molds arranged in a pattern so as to house each of the plurality of upper unit molds protruded downward and having a closed bottom;
  • ejecting means inserted into the through holes formed in the plurality of upper unit molds to separate the solidified hydrogel support from the receiving portion of the upper unit mold.
  • the ejecting means may include a head portion having elasticity and a stem portion connected to a lower portion of the head portion.
  • the head portion may be made of silicone or rubber having elasticity.
  • the head portion may be coated with styrene acrylonitrile copolymers (SAN) or polyethylene terephthalate glycol (PETG) as an upper surface in contact with the hydrogel support.
  • SAN styrene acrylonitrile copolymers
  • PETG polyethylene terephthalate glycol
  • the head portion may have a parabolic shape whose longitudinal section is open at the top.
  • the head portion may have a trumpet shape in which a longitudinal section thereof is bent outward.
  • a plurality of ejector pins coupled to an upper portion of the connecting block and patterned and arranged to correspond to the plurality of upper unit molds and inserted into through holes formed in the plurality of upper unit molds, And a handle gripped by an operator.
  • the ejector pin may include a head portion having elasticity and a stem portion connected to a lower portion of the head portion.
  • the mold for manufacturing a hydrogel support may further include packing means seated on an inner bottom surface of the lower unit mold so as to abut the lower portion of the upper unit mold and sealing the through hole.
  • the packing means may comprise a material selected from the group consisting of ethylene propylene diene monomer rubber, polyurethane, fluorocarbon-based synthetic rubber and hydrogenated nitrile butadiene rubber As shown in FIG.
  • a golf club head comprising: (A) a base and a through-hole protruding downward from the base so as to form a female receiving portion corresponding to a shape of a hydrogel support, Preparing an upper mold including a plurality of upper unit molds arranged; Preparing a lower mold having a plurality of lower unit molds arranged in a pattern and arranged in a female shape so as to accommodate each of the plurality of upper unit molds projected downward; (C) mounting the upper mold to the lower mold so that the plurality of upper unit molds are respectively inserted into the plurality of lower unit molds; (D) filling a gel-filled material in a receiving portion formed in the upper mold; (E) solidifying the gel-like material accommodated in the accommodating portion of the upper mold; (F) separating the upper mold from the lower mold; And (G) inserting ejecting means into the through-holes formed in the upper mold to extract a hydrogel support finished from the receiving portion of
  • step (G) comprises the steps of: preparing ejecting means including a head portion made of elastic silicon or rubber and a stem portion connected to a lower portion of the head portion; And inserting the head portion into the through hole formed in the upper mold.
  • the ejecting means may include a connecting rod, a plurality of ejector pins coupled to an upper portion of the connecting rod and patterned to correspond to the plurality of upper unit molds, and a handle coupled to a lower portion of the connecting rod. And inserting the ejector pin of the ejecting means into the through hole formed in the upper mold at a lower side of the upper mold.
  • the step of inserting the ejector pins comprises the steps of: positioning the ejecting means such that the ends of the plurality of ejector pins are spaced from the plurality of upper unit molds by the same distance; And moving the ejecting unit toward the upper mold so that the ejection unit is inserted into the through holes of the plurality of upper unit molds at the same time.
  • the step (C) may be carried out by using an ethylene propylene diene monomer rubber, a polyurethane, a fluorocarbon-based synthetic rubber, a hydrogenated nitrile butadiene rubber, The method comprising the steps of: preparing a packing means formed of a selected material; placing the packing means on an inner bottom surface of the lower unit mold; To the packing means.
  • the upper mold is separated from the lower mold, and then the ejecting means is inserted into the through hole formed in the lower portion of the upper mold
  • the hydrogel support can be easily separated and moved without a high degree of skill, and the working efficiency can be improved.
  • the gel material is solidified in the receiving portions of the plurality of upper unit molds, Other plural hydrogel supports may be simultaneously produced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a combination of an upper mold and a lower mold of a mold for producing a hydrogel support for three-dimensional cell culture according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is an exploded perspective view of the upper mold and the lower mold shown in Fig. 1.
  • Fig. 2 is an exploded perspective view of the upper mold and the lower mold shown in Fig. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an upper mold and a lower mold cut along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an upper mold and a first ejecting means of a mold for manufacturing a hydrogel support according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the head portion of the first ejecting means shown in Fig.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an upper mold and a second ejecting means of a mold for manufacturing a hydrogel support according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flow chart of a method of manufacturing a hydrogel support for three-dimensional cell culture according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a process of manufacturing a hydrogel support according to a method of manufacturing a hydrogel support for three-dimensional cell culture shown in FIG.
  • FIG. 9 is a view showing a packing means provided in FIG. 3.
  • FIG. 9 is a view showing a packing means provided in FIG. 3.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a combination of an upper mold and a lower mold of a mold for producing a hydrogel support for three-dimensional cell culture according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross- 3 is a cross-sectional view of the upper mold and the lower mold cut along the line II-II shown in FIG.
  • a mold for producing a hydrogel support for three-dimensional cell culture according to an embodiment of the present invention includes an upper mold 110 and a lower mold 120 do.
  • the upper mold 110 includes a base 111 and a plurality of upper unit molds 112 disposed on the base 111 and spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the base 111 is a plate-shaped member and is seated on the upper surface of the lower mold 112.
  • the upper unit mold 112 protrudes downward from the lower side of the base 111, and a female receiving portion 113 corresponding to the shape of the hydrogel supporting body is formed in the upper unit mold 112, (114).
  • the lower mold 120 is disposed below the upper mold 110 and includes a plurality of female lower unit molds 121 spaced apart from each other at a predetermined interval to correspond to the upper unit mold 112 do.
  • the upper mold 110 is formed so that the lower surface of the base 111 is in contact with the upper surface of the lower mold 120 and the plurality of upper unit molds 112 are inserted into the lower unit mold 121, And is seated on the upper portion of the lower mold 120.
  • the inner wall of the lower unit mold 121 may be formed to correspond to the shape of the outer wall of the upper unit mold 112. That is, the upper mold 110 may be seated on the lower mold 120 such that the outer wall of the upper unit mold 112 is completely in contact with the inner wall of the lower unit mold 121. 1, the material of the gel filled in the receiving part 113 of the upper unit mold 112 through the eyedropper 200 is connected to the outer wall of the upper unit mold 112, It is possible to prevent leakage between the inner walls of the lower unit mold 112.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an upper mold and a first ejecting means of a mold for manufacturing a hydrogel support according to an embodiment of the present invention
  • the mold 100 further includes ejecting means 130 and 140.
  • the upper mold 110 is separated from the lower mold 120 after the hydrogel support is solidified in the receiving portion 113 of the upper mold 110.
  • the ejecting means 130 and 140 are inserted into the through hole 114 of the upper mold 110 from the lower side of the separated upper mold 110 to form the receiving portion 113 of the upper unit mold 110, Is separated from the upper mold (110).
  • the ejecting means 130 and 140 may be divided into the first ejecting means 130 and the second ejecting means 140.
  • the first ejecting means 130 may include a head portion 131 having elasticity and a stem portion 132 connected to a lower portion of the head portion 131 . The operator can separate the hydrogel support from the upper mold 110 by holding the stem 132 and inserting the head 131 into the through hole 114 of the upper mold 110 .
  • the solidified hydrogel support is vulnerable to external impact due to the nature of the material. Therefore, if the head part 131 is made of a rigid material such as metal, the head part 131 pushes the hydrogel supporting member received in the receiving part 113 of the upper mold 110, The gel support may be damaged. Accordingly, in order to prevent this, the head part 131 may be made of a material having elasticity such as silicon or rubber. In this case, it is possible to prevent the head portion 131 from being damaged by the elasticity of the head portion 131. However, this is only an embodiment of the present invention, and the head part 131 may be made of an elastic material other than silicone, rubber.
  • the head portion 131 may be coated with styrene acrylonitrile copolymers (SAN) or polyethylene terephthalate glycol (PETG) as an upper surface in contact with the hydrogel support.
  • Styrene acrylonitrile copolymers (SAN) and polyethylene terephthalate glycol (PETG) are excellent in transparency, heat resistance and chemical resistance, and are widely used as antistatic agents and barrier agents.
  • the head part 131 is coated with styrene acrylonitrile copolymers (SAN) or polyethylene terephthalate glycol (PETG)
  • the head part 131 is adhered to the hydrogel support So that the problem of not being separated can be solved.
  • the head 131 may be formed of a material other than styrene acrylonitrile copolymers (SAN) or polyethylene terephthalate glycol (PETG) As shown in FIG.
  • the head part 131 may be formed in a parabolic shape whose longitudinal section is opened at the top.
  • the head portion 131 may be formed into a parabolic shape in which the longitudinal section thereof is bent inwardly from the lower side toward the upper side, as shown in Fig. 5B, And may be formed in a trumpet shape in which the longitudinal section thereof is bent outward from the lower side toward the upper side.
  • the outer peripheral part of the head part 131 is folded outward so that the head part 131 is inserted into the through- So that it can be more smoothly inserted into the opening 114.
  • the second ejecting unit 140 may include a connecting rod 141, a plurality of ejector pins 142, and a handle 143.
  • the connecting rod 141 is a plate-shaped member, and the plurality of ejector pins 142 and the handle 143 are installed.
  • the plurality of ejector pins 142 are spaced apart from each other at an upper portion of the connecting block 141 so as to correspond to the plurality of lower unit molds 121.
  • the handle 143 is coupled to the lower portion of the connecting rod 141.
  • the operator grips the handle 143 and pushes the connecting rod 141 toward the upper mold 110 to insert the plurality of ejector pins 142 into the through holes 114 of the plurality of upper unit molds 112 Whereby the hydrogel support can be separated from the upper mold 110.
  • the handle 143 is gripped such that the ends of the plurality of ejector pins 142 are separated from the plurality of upper unit molds 112 by the same interval
  • the second ejecting means 140 can be pushed toward the upper mold 110 so that the ends of the pins 142 are inserted into the through holes 114 of the plurality of upper unit molds 112 at the same time.
  • the plurality of different hydrogel supports housed in the accommodating portion 113 of the plurality of upper unit molds 112 can be easily separated from the upper mold 110 without any difficulty.
  • the ejector pin 142 may include a head portion 144 having elasticity and a stem portion 145 connected to a lower portion of the head portion 144.
  • the head portion 144 is inserted into the through hole 114 of the upper mold 110 to separate the hydrogel support received in the receiving portion 113 of the upper mold 110 from the upper mold 110.
  • the stem portion 145 is vertically coupled to an upper portion of the connecting rod 141 to fix the head portion 144 to the connecting rod 141.
  • the head portion 144 of the second ejecting means 140 may be made of silicone or rubber in the same way as the head portion 131 of the first ejecting means 130,
  • the upper side contacting with the substrate may be coated with a material such as styrene acrylonitrile copolymers (SAN) or polyethylene terephthalate glycol (PETG), and the longitudinal side thereof may have a parabolic shape As will be described later. Since this has been described in detail above, a detailed description will be omitted.
  • SAN styrene acrylonitrile copolymers
  • PETG polyethylene terephthalate glycol
  • the mold for producing a hydrogel support according to the present invention may further include a packing means 150.
  • the packing unit 150 is installed on the inner bottom surface of the lower unit mold 121.
  • the lower part of the upper unit mold 112 is seated on the upper part of the packing unit 150. Accordingly, the packing means 150 hermetically closes the through-hole 114, and the hydrogel support solidified by being injected into the upper unit mold 112 is guided by the upper unit mold 112 and the lower unit mold 112, (Not shown).
  • the packing means 150 may be made of ethylene propylene diene monomer rubber, polyurethane, fluorocarbon-based synthetic rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber, As shown in FIG.
  • Ethylene propylene diene monomer rubber is an amorphous polymer substance obtained by the copolymerization of ethylene and propylene, and exhibits chemically stable characteristics.
  • Polyurethane is a polymer compound made by bonding an alcohol group and an isocyanic acid group, and is excellent in abrasion resistance, chemical resistance, solvent resistance, and excellent resistance to aging, that is, oxygen.
  • the fluorocarbon-based synthetic rubber is a polymer compound containing fluorine in a molecule and is excellent in chemical resistance, heat resistance and lubricity.
  • Hydrogenated nitrile butadiene rubber is a polymer compound that forms a double bond by saturating hydrogen from a butadiene segment and is superior in heat resistance, ozone resistance, and chemical resistance to conventional nitrile butadiene rubber.
  • the packing means 150 formed of such a material When the packing means 150 formed of such a material is used, the hydrogel support is adhered to the upper portion of the packing means 150 during the process of solidifying the hydrogel support in the upper unit mold 112, Can be prevented.
  • FIG. 7 is a flow chart of a method of manufacturing a hydrogel support for three-dimensional cell culture according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of preparing a hydrogel support for three- Is manufactured. As shown in FIG.
  • a base 111 and a female receiving portion 113 (corresponding to a shape of a hydrogel support) And a plurality of upper unit molds 112 protruding downward from the base 111 and having through holes 114 at the bottom and patterned at a lower portion of the base 111 to form upper molds 110, (S10).
  • a lower mold (121) which is formed in a female shape and accommodates each of the plurality of upper unit molds (112) protruded downward, is disposed on the lower side of the upper mold (110) 120 are prepared (S20).
  • the upper mold 110 is mounted on the upper surface of the lower mold 120 so that the upper molds 112 are inserted into the lower unit mold 121, respectively (S30).
  • the packing unit 150 may be interposed between the upper unit mold 112 and the lower unit mold 121. More specifically, in step S30, an ethylene propylene diene monomer rubber, a polyurethane, a fluorocarbon-based synthetic rubber, a hydrogenated nitrile butadiene rubber, rubber, is prepared. The packing unit 150 is seated on the inner bottom surface of the lower unit mold 121. The lower portion of the upper unit mold 112 is seated on the packing means 150 so that the through hole 114 is sealed by the packing means 150. [ Through the above process, the upper mold 110 is mounted on the upper surface of the lower mold 120 in step S30.
  • the receptacle portion 113 of the upper mold 110 is filled with the gel-like material using the eyedropper 200 (S40).
  • the operator may fill the same gel-like material with each other in the accommodating portion 113 of the plurality of upper unit molds 112 according to the purpose of the work, 112, respectively.
  • the upper mold 110 and the lower mold 120 are charged into the coagulation apparatus 300 to solidify the gel material contained in the accommodating portion 113 of the upper mold 110 (S50). After the gel material is solidified for a sufficient time, the upper mold 110 and the lower mold 120 are taken out of the coagulation apparatus 300 and the upper mold 110 is separated from the lower mold 120 (S60).
  • the ejecting means 130 and 140 are positioned below the separated upper mold 110.
  • the ejecting means is the first ejecting means 130
  • the head portion 131 and the ejecting means is the second ejecting means 140
  • the ejector 130 The head portion 144 of the pin 142 is inserted into the through hole 114 of the upper mold 110 so that the hydrogel support received in the receiving portion 113 of the upper mold 110 is inserted into the upper mold 110 110) (S70), thereby completing the entire manufacturing process of the hydrogel support for three-dimensional cell culture.
  • the extracted hydrogel support is transferred to the cell culture plate 400, and the cells isolated from the human body are cultured on a hydrogel support.
  • the worker moves the end portions of the plurality of ejector pins 142 apart from the plurality of upper unit molds 112 by the same interval
  • the ends of the plurality of ejector pins 142 are inserted into the through holes 114 of the plurality of upper unit molds 112 at the same time in a state that the handle 143 is held by the first ejector pins 142, (140) to the upper mold (110) side.
  • the plurality of different hydrogel supports housed in the accommodating portion 113 of the plurality of upper unit molds 112 can be easily separated from the upper mold 110 without any difficulty.
  • the upper mold 110 is separated from the lower mold 120
  • the hydrogel support can be easily separated and moved without a high degree of skill by inserting the ejecting means 130 and 140 into the through hole 114 formed in the lower portion of the upper mold 110 to separate the hydrogel support, Can be improved.
  • a plurality of upper unit molds 112 By coagulating the material, a plurality of different hydrogel supports can be simultaneously produced.

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Abstract

본 발명은, 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드; 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드로부터 상부몰드를 분리한 후 상부몰드의 하부에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다.

Description

3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법
본 발명은 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체조직에서 분리한 세포들을 배양하기 위한 하이드로겔 소재의 지지체를 제조하는 몰드 및 이를 이용하여 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조직공학은 공학과 생명과학의 주요 요소 즉, 생체 세포, 공학, 재료 및 적절한 생화학적/생리-화학적 인자 등을 복합적으로 사용하여 생체 기능을 유지, 증진 및 복구시키거나 대치함으로서 임상적으로 치료 목적으로 응용하고자 하는 학문 분야이다. 이러한 조직공학에 있어서 가장 핵심적인 기술은 생체 조직에서 분리하여 배양한 세포들을 생분해성 중합체로 만든 다공성 지지체에 부착시켜 생체내로 이식하거나 체외에서 일정기간 동안 배양하여 새로운 생체조직을 생성하는 것이라 할 수 있다.
한편, 진핵세포(Eukaryotic cell)를 단지 2차원적인 폴리스티렌 혹은 유리로 된 기질 위에서 배양하는 것은, 세포외기질(Extracellular matrix)에 부착되어 3차원 상에서 세포가 성장하도록 하는 것에 비해 생체의 생리적 환경을 정확히 반영할 수 없다는 한계가 있다. 따라서 실제 생체조직 환경에서 일어나는 많은 복잡한 생명 현상(예를 들면, 수용체의 발현, 유전자의 전사조절, 세포의 이동 및 세포자멸사(apoptosis) 등)이 구현될 수 있도록 하기 위하여, 세포의 공간적인 구조(Spatial organization)를 고려한 3차원적인 세포의 배양이 매우 중요한 의의를 지닌다고 할 수 있다.
이러한 세포배양과 관련된 것으로서, 인터넷 공지기술(http://imedifab.com/sub.asp?maincode=453&sub_sequence=465&sub_sub_sequence=477)에서는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 대해 개시하고 있다.
이때, 이러한 종래의 하이드로겔 지지체의 제조방법은, 키트(Kit) 내에서 겔(Gel)상의 소재를 겔화시킨 후, 핀셋 등을 이용하여 키트로부터 겔화된 하이드로겔 지지체를 수작업을 통해 분리시키는 것을 특징으로 한다.
따라서 상기 종래의 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 핀셋을 이용하여 일일이 겔화된 하이드로겔 지지체를 분리시켜야 하므로, 작업자의 높은 숙련도가 필요하며, 작업의 효율이 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있도록 개선된 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드는, 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드; 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함한다.
상기 이젝팅수단은, 탄성을 갖는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함할 수 있다.
상기 헤드부는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어질 수 있다.
상기 헤드부는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있다.
상기 헤드부는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상일 수 있다.
상기 헤드부는, 그 종단면이 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상일 수 있다.
상기 이젝팅수단은, 연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되고 상기 복수개의 상부 단위몰드에 형성된 관통홀에 각각 삽입되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되며 작업자에 의해 파지되는 손잡이를 포함할 수 있다.
상기 이젝터 핀은, 탄성을 갖는 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함할 수 있다.
상기 하이드로겔 지지체 제조용 몰드는, 상기 상부 단위몰드의 하부와 접하도록 상기 하부 단위몰드의 내부 바닥면에 안착되며, 상기 관통홀을 밀폐시키는 패킹수단을 더 포함할 수 있다.
상기 패킹수단은, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 (A) 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드를 준비하는 단계; (B) 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드를 준비하는 단계; (C) 상기 복수개의 하부 단위몰드에 상기 복수개의 상부 단위몰드가 각각 삽입되도록 상기 상부몰드를 하부몰드에 장착시키는 단계; (D) 상기 상부몰드에 형성된 수용부에 겔(Gel)상의 소재를 충진시키는 단계; (E) 상기 상부몰드의 수용부에 수용된 겔상의 소재를 응고시키는 단계; (F) 상기 하부몰드로부터 상기 상부몰드를 분리시키는 단계; 및 (G) 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 상기 상부몰드의 수용부로부터 완성된 하이드로겔(Hydrogel) 지지체를 적출하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법이 제공된다.
상기 (G) 단계는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와, 상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 헤드부를 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (G) 단계는, 연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되는 손잡이를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와, 상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 이젝터 핀을 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이젝터 핀을 삽입하는 단계는, 상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 이젝팅수단을 위치시키는 단계와, 상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드의 관통홀로 삽입되도록 상기 이젝팅수단을 상기 상부몰드 측으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (C) 단계는, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성된 패킹수단을 준비하는 단계와, 상기 패킹수단을 상기 하부 단위몰드의 내부 바닥면에 안착시키는 단계와, 상기 패킹수단에 의해 상기 관통홀이 밀폐되도록, 상기 상부 단위몰드의 하부를 상기 패킹수단에 안착시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드로부터 상부몰드를 분리한 후 상부몰드의 하부에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 복수개의 상부 단위몰드의 수용부에서 각각 겔(Gel)상의 소재를 응고시킴으로써, 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 동시에 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 하부몰드가 결합된 모습을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상부몰드와 하부몰드의 분리사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단된 상부몰드와 하부몰드의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제1이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 제1이젝팅수단의 헤드부의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제2이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 따라 하이드로겔 지지체가 제조되는 과정을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 3에서 패킹수단이 구비되는 모습을 도시한 도면이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 하부몰드가 결합된 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 상부몰드와 하부몰드의 분리사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단된 상부몰드와 하부몰드의 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔(Hydrogel) 지지체 제조용 몰드(이하,‘몰드’라 한다)는, 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 포함한다.
상기 상부몰드(110)는, 베이스(111)와, 상기 베이스(111)에 설치되며 소정 간격으로 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 상부 단위몰드(112)를 포함한다. 상기 베이스(111)는 플레이트 형상의 부재로서, 상기 하부몰드(112)의 상면에 안착된다. 상기 상부 단위몰드(112)는, 상기 베이스(111)의 하측면에서 하방으로 돌출되는 것으로서, 내부에 하이드로겔 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부(113)가 형성되고, 그 바닥에는 관통홀(114)이 형성된다.
상기 하부몰드(120)는, 상기 상부몰드(110)의 하측에 배치되는 것으로서, 상기 상부 단위몰드(112)에 대응되도록 소정 간격으로 서로 이격되도록 배치된 암형의 하부 단위몰드(121) 복수개가 형성된다. 그리고 상기 상부몰드(110)는, 상기 베이스(111)의 하면이 상기 하부몰드(120)의 상면에 접하고, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)가 상기 하부 단위몰드(121)에 각각 삽입되도록, 상기 하부몰드(120)의 상부에 안착된다.
이때, 상기 하부 단위몰드(121)의 내벽은 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부몰드(110)는, 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽이 상기 하부 단위몰드(121)의 내벽과 완전히 밀착되도록 상기 하부몰드(120)에 안착될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 스포이드(200)를 통해 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)로 충진된 겔(Gel)상의 소재가, 상기 상부 단위몰드(112)의 외벽과 상기 하부 단위몰드(112)의 내벽 사이로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제1이젝팅수단을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4에 나타낸 제1이젝팅수단의 헤드부의 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드의 상부몰드와 제2이젝팅수단을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 몰드(100)는 이젝팅수단(130,140)을 더 포함한다. 상기 상부몰드(110)는, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에서 하이드로겔 지지체가 응고된 후 상기 하부몰드(120)로부터 분리된다. 그리고 상기 이젝팅수단(130,140)은, 분리된 상기 상부몰드(110)의 하측에서 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입되어, 상기 상부 단위몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킨다.
이때, 상기 이젝팅수단(130,140)은 제1이젝팅수단(130)과 제2이젝팅수단(140)으로 나뉘어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1이젝팅수단(130)은, 탄성을 갖는 헤드부(131)와, 상기 헤드부(131)의 하부에 연결되는 스템부(132)를 포함할 수 있다. 작업자는 상기 스템부(132)를 파지하여 상기 헤드부(131)를 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입함으로써, 상기 상부몰드(110)로부터 하이드로겔 지지체를 분리시킬 수 있게 된다.
한편, 응고된 하이드로겔 지지체는 그 소재의 특성상 외부의 충격에 약하다. 따라서 만약 상기 헤드부(131)가 금속과 같은 견고한 소재로 제조되는 경우, 상기 헤드부(131)가 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 밀어냄에 따라, 하이드로겔 지지체에 손상이 가해질 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여, 상기 헤드부(131)는, 실리콘(Silicon) 또는 고무와 같이 탄성을 갖는 소재로 만들어질 수 있다. 이 경우, 상기 헤드부(131)가 갖는 탄성에 의해 상기 헤드부(131)가 하이드로겔 지지체에 손상을 가하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 헤드부(131)는 실리콘, 고무 이외에 다른 탄성 소재로도 만들어질 수 있다고 할 것이다.
상기 헤드부(131)는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있다. 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers)와 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol)는, 투명도, 열변형성 내화학성이 뛰어나며 정전기 방지제, 차단제 등으로도 널리 사용된다. 이렇듯 상기 헤드부(131)를 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅하는 경우, 상기 헤드부(131)가 하이드로겔 지지체에 접착되어 분리되지 않는 문제를 해소할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 상기 헤드부(131)는, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재가 아닌 다른 소재로도 코팅될 수 있다고 할 것이다.
상기 헤드부(131)는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 헤드부(131)는, 도 5의 A에 도시된 바와 같이, 그 종단면이 하측에서 상측으로 향할수록 내측으로 휘어지는 포물선의 형상으로 형성될 수도 있고, 도 5의 B에 도시된 바와 같이, 그 종단면이 하측에서 상측으로 향할수록 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 헤드부(131)가 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입될 시에 그 외측 둘레 부분이 외측으로 접혀진 상태로 삽입됨으로써, 상기 헤드부(131)가 상기 관통홀(114)로 보다 원활하게 삽입되도록 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2이젝팅수단(140)은, 연결대(141)와, 복수개의 이젝터 핀(142)과, 손잡이(143)를 포함할 수 있다. 상기 연결대(141)는 플레이트 형상의 부재로서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)과 손잡이(143)가 설치된다. 상기 복수개의 이젝터 핀(142)은, 상기 복수개의 하부 단위몰드(121)에 대응되도록 상기 연결대(141)의 상부에 소정 간격으로 서로 이격되게 배치되어 결합된다. 상기 손잡이(143)는 상기 연결대(141)의 하부에 결합된다. 작업자는 상기 손잡이(143)를 잡고 상기 연결대(141)를 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어 상기 복수개의 이젝터 핀(142)을 각각 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입함으로써, 상기 상부몰드(110)로부터 하이드로겔 지지체를 분리시킬 수 있게 된다.
이때, 작업자는, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 손잡이(143)를 파지한 상태에서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입되도록 상기 제2이젝팅수단(140)을 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어낼 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 수용된 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 별다른 어려움 없이 손쉽게 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킬 수 있게 된다.
상기 이젝터핀(142)은, 탄성을 갖는 헤드부(144)와, 상기 헤드부(144)의 하부에 연결되는 스템부(145)를 포함할 수 있다. 상기 헤드부(144)는 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입되어 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킨다. 그리고 상기 스템부(145)는 상기 연결대(141)의 상부에 수직으로 결합되어 상기 헤드부(144)를 상기 연결대(141)에 고정시킨다.
한편, 상기 제2이젝팅수단(140)의 상기 헤드부(144)는, 상기 제1이젝팅수단(130)의 헤드부(131)와 마찬가지로, 실리콘 또는 고무로 제조될 수 있으며, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이, 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅될 수 있고, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상으로 형성될 수 있음은 물론이라 할 것이다. 이에 대해서는 앞에서 상세히 서술하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 하이드로겔 지지체 제조용 몰드는, 패킹수단(150)을 더 포함할 수 있다. 상기 패킹수단(150)은, 상기 하부 단위몰드(121)의 내부 바닥면에 설치된다. 그리고 상기 패킹수단(150)의 상부에는 상기 상부 단위몰드(112)의 하부가 안착된다. 이에 따라 상기 패킹수단(150)은, 상기 관통홀(114)을 밀폐하여, 상기 상부 단위몰드(112)의 내부로 주입되어 응고된 하이드로겔 지지체가 상기 상부 단위몰드(112)와 상기 하부 단위몰드(121)의 내면 사이로 새어나가는 것을 방지한다.
상기 패킹수단(150)은, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성될 수 있다.
에틸렌프로필렌 디엔모노머 고무는, 에틸렌과 프로필렌을 혼성 중합시켜 얻은 비결정성 고분자 물질로서, 화학적으로 안정된 특성을 나타낸다. 폴리우레탄은, 알코올기와 아이소사이안산기의 결합으로 만들어진 고분자 화합물로서, 내마모성, 내약품성, 내용제성이 우수하며, 내노화성, 즉 산소에 대한 안정성이 뛰어나다. 불화탄소계 합성고무는, 분자 안에 불소를 함유한 고분자 화합물로서, 내약품성, 내열성, 윤활성이 우수하다. 수소화 니트릴부타디엔고무는, 부타디엔 세그먼트에서 수소로 포화시켜 이중결합을 만든 고분자 화합물로서, 기존의 니트릴부타디엔 고무에 비해 내열성, 내오존성, 내화학성이 우수하다.
이러한 소재로 형성된 패킹수단(150)을 사용하는 경우, 상기 상부 단위몰드(112)의 내부에서 하이드로겔 지지체가 응고되는 과정 중에, 하이드로겔 지지체가 상기 패킹수단(150)의 상부에 유착(Adhesion)되는 것을 방지할 수 있다.
이하부터는, 상기 몰드(100)를 이용하여 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하는 방법에 관해 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법의 흐름도이고, 도 8은 도 7에 나타낸 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 따라 하이드로겔 지지체가 제조되는 과정을 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체를 제조하기 위해, 먼저 베이스(111)와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부(113)가 형성되도록 상기 베이스(111)의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀(114)이 형성되며 상기 베이스(111)의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드(112)를 포함하는 상부몰드(110)를 준비한다(S10). 그리고 상기 상부몰드(110)의 하측에, 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드(112) 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드(121) 복수개가 패턴 배열된 하부몰드(120)를 준비한다(S20). 그 후, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)가 각각 상기 하부 단위몰드(121)에 삽입되도록, 상기 상부몰드(110)를 상기 하부몰드(120)의 상면에 장착시킨다(S30).
이때, 상기 S30 단계에서는, 패킹수단(150)을 상기 상부 단위몰드(112)와 상기 하부 단위몰드(121)의 사이에 개재시킬 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 S30 단계에서는, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성된 패킹수단(150)을 준비한다. 그리고 상기 패킹수단(150)을 상기 하부 단위몰드(121)의 내부 바닥면에 안착시킨다. 이후 상기 패킹수단(150)에 의해 상기 관통홀(114)이 밀폐되도록, 상기 상부 단위몰드(112)의 하부를 상기 패킹수단(150)에 안착시킨다. 이와 같은 과정을 통해, 상기 S30 단계에서 상기 상부몰드(110)가 상기 하부몰드(120)의 상면에 장착되게 된다.
다음으로, 스포이드(200)를 이용하여 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 각각 겔 상의 소재를 충진시킨다(S40). 이때, 작업자는 작업의 목적에 따라 서로 동일한 겔 상의 소재를 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 충진시킬 수도 있고, 서로 다른 겔 상의 소재를 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 충진할 수도 있다.
그 후, 상기 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 응고장치(300)에 장입하여, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 겔 상의 소재를 응고시킨다(S50). 충분한 시간동안 상기 겔 상의 소재를 응고시킨 다음에는, 상기 상부몰드(110)와 하부몰드(120)를 상기 응고장치(300)로부터 꺼내어 상기 상부몰드(110)를 상기 하부몰드(120)로부터 분리시킨다(S60).
그 다음에는, 분리시킨 상기 상부몰드(110)의 하부에 상기 이젝팅수단(130,140)을 위치시킨다. 그리고 상기 이젝팅수단(130,140)의 단부(상기 이젝팅수단이 제1이젝팅수단(130)인 경우에는 헤드부(131), 상기 이젝팅수단이 제2이젝팅수단(140)인 경우에는 이젝터핀(142)의 헤드부(144))를 상기 상부몰드(110)의 관통홀(114)로 삽입시켜, 상기 상부몰드(110)의 수용부(113)에 수용된 하이드로겔 지지체를 상기 상부몰드(110)로부터 적출함으로써(S70), 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체의 모든 제조과정을 완료하게 된다. 이후에는, 적출된 하이드로겔 지지체를 세포배양 플레이트(400)로 옮겨, 사람의 신체로부터 분리된 세포를 하이드로겔 지지체 상에서 배양시키는 3차원 세포의 배양과정을 수행하게 된다.
이때, 상기 이젝팅수단이 제2이젝팅수단(140)인 경우에는, 작업자는, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 손잡이(143)를 파지한 상태에서, 상기 복수개의 이젝터 핀(142)의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 관통홀(114)로 삽입되도록 상기 제2이젝팅수단(140)을 상기 상부몰드(110) 측으로 밀어낼 수 있다. 이 경우, 상기 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부(113)에 각각 수용된 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 별다른 어려움 없이 손쉽게 상기 상부몰드(110)로부터 분리시킬 수 있게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드(100) 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 하부몰드(120)로부터 상부몰드(110)를 분리한 후 상부몰드(110)의 하부에 형성된 관통홀(114)로 이젝팅수단(130,140)을 삽입하여 하이드로겔 지지체를 분리함으로써, 높은 숙련도 없이도 손쉽게 하이드로겔 지지체를 분리 및 이동시킬 수 있으며, 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드(100) 및 이를 이용한 하이드로겔 지지체의 제조방법에 의하면, 복수개의 상부 단위몰드(112)의 수용부에서 각각 겔(Gel)상의 소재를 응고시킴으로써, 서로 다른 복수개의 하이드로겔 지지체를 동시에 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드;
    하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드; 및
    상기 복수개의 상부 단위몰드 각각에 형성된 관통홀에 삽입되어 응고된 하이드로겔 지지체를 상기 상부 단위몰드의 수용부로부터 분리시키는 이젝팅수단을 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이젝팅수단은,
    탄성을 갖는 헤드부와,
    상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 하이드로겔 지지체와 접촉되는 상측면이 스틸렌아크릴로니트릴수지(SAN;Styrene acrylonitrile copolymers) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG;Polyethylene terephthalate glycol) 소재로 코팅되는 것을 특징으로 하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드부는, 그 종단면이 상부가 개구된 포물선(Parabolic) 형상인 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 헤드부는, 그 종단면이 외측으로 휘어지는 나팔(Trumpet) 형상인 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 이젝팅수단은,
    연결대와,
    상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되고 상기 복수개의 상부 단위몰드에 형성된 관통홀에 각각 삽입되는 복수개의 이젝터 핀과,
    상기 연결대의 하부에 결합되며 작업자에 의해 파지되는 손잡이를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이젝터 핀은,
    탄성을 갖는 헤드부와,
    상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 단위몰드의 하부와 접하도록 상기 하부 단위몰드의 내부 바닥면에 안착되며, 상기 관통홀을 밀폐시키는 패킹수단을 더 포함하는 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 패킹수단은, 에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성된 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
  11. (A) 베이스와, 하이드로겔(Hydrogel) 지지체의 형상에 대응되는 암형의 수용부가 형성되도록 상기 베이스의 하방으로 돌출되고 바닥에 관통홀이 형성되며 상기 베이스의 하부에 패턴 배열된 복수개의 상부 단위몰드를 포함하는 상부몰드를 준비하는 단계;
    (B) 하방으로 돌출된 상기 복수개의 상부 단위몰드 각각을 수용하도록 암형으로 형성되며 하부가 밀폐된 하부 단위몰드 복수개가 패턴 배열된 하부몰드를 준비하는 단계;
    (C) 상기 복수개의 하부 단위몰드에 상기 복수개의 상부 단위몰드가 각각 삽입되도록 상기 상부몰드를 하부몰드에 장착시키는 단계;
    (D) 상기 상부몰드에 형성된 수용부에 겔(Gel)상의 소재를 충진시키는 단계;
    (E) 상기 상부몰드의 수용부에 수용된 겔상의 소재를 응고시키는 단계;
    (F) 상기 하부몰드로부터 상기 상부몰드를 분리시키는 단계; 및
    (G) 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 이젝팅수단을 삽입하여 상기 상부몰드의 수용부로부터 완성된 하이드로겔(Hydrogel) 지지체를 적출하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 (G) 단계는,
    탄성을 갖는 실리콘 또는 고무로 만들어진 헤드부와, 상기 헤드부의 하부에 연결되는 스템부를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와,
    상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 헤드부를 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 (G) 단계는,
    연결대와, 상기 연결대의 상부에 결합되며 상기 복수개의 상부 단위몰드에 대응되도록 패턴 배열되는 복수개의 이젝터 핀과, 상기 연결대의 하부에 결합되는 손잡이를 포함하는 이젝팅수단을 준비하는 단계와,
    상기 상부몰드의 하측에서 상기 이젝팅수단의 이젝터 핀을 상기 상부몰드에 형성된 관통홀로 삽입하는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 이젝터 핀을 삽입하는 단계는,
    상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 상기 복수개의 상부 단위몰드로부터 각각 동일한 간격만큼 이격된 상태가 되도록 상기 이젝팅수단을 위치시키는 단계와,
    상기 복수개의 이젝터 핀의 단부가 각각 동시에 상기 복수개의 상부 단위몰드의 관통홀로 삽입되도록 상기 이젝팅수단을 상기 상부몰드 측으로 이동시키는 단계를 포함하는 3차원 세포배양을 위한 하이드로겔 지지체 제조방법.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (C) 단계는,
    에틸렌프로필렌 디엔모노머고무(Ethylene propylene diene monomer rubber), 폴리우레탄(Polyurethane), 불화탄소계 합성고무(Fluorocarbon-based synthetic rubber), 수소화 니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber) 중에서 선택된 소재로 형성된 패킹수단을 준비하는 단계와,
    상기 패킹수단을 상기 하부 단위몰드의 내부 바닥면에 안착시키는 단계와,
    상기 패킹수단에 의해 상기 관통홀이 밀폐되도록, 상기 상부 단위몰드의 하부를 상기 패킹수단에 안착시키는 단계를 포함하는 하이드로겔 지지체 제조용 몰드.
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