WO2020101376A1 - 세포 대량배양 시스템 - Google Patents

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WO2020101376A1
WO2020101376A1 PCT/KR2019/015499 KR2019015499W WO2020101376A1 WO 2020101376 A1 WO2020101376 A1 WO 2020101376A1 KR 2019015499 W KR2019015499 W KR 2019015499W WO 2020101376 A1 WO2020101376 A1 WO 2020101376A1
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WO
WIPO (PCT)
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medium
support
cell culture
space
housing
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/015499
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English (en)
French (fr)
Inventor
장선호
한경구
서인용
서동식
박희성
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
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Publication date
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Priority to CN201980075020.6A priority patent/CN113015785A/zh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus
    • C12M3/04—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus with means providing thin layers

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture system, and more particularly, to a cell mass culture system capable of culturing a large number of cells through a single process.
  • Cell culture is a method of culturing or proliferating cells by removing a tissue piece from an individual of a multicellular organism and supplying nutrients to the tissue piece removed in a container.
  • Animal cells derived from human or animal tissue can be cultured in suspension in a medium or attached to a carrier.
  • cells derived from blood cells including hematopoietic stem cells
  • cells derived from tissues such as skin, liver or lung, and embryonic stem cells or mesenchymal stem cells are adherent cells. Suspended cells can proliferate while the cells are suspended in the medium alone, but adherent cells can proliferate only when attached to the surface of the support.
  • the floating cells are advantageous in order to maintain the highest cell density per unit volume during the scale-up of the cells, the method for mass cultivation of the cells has mainly been made for the floating cells, and for mass cultivation of the adherent cells The development of the method or device is insufficient.
  • the present invention was devised in view of the above points, and an object thereof is to provide a cell mass culture system capable of culturing a large amount of adherent cells through a single process.
  • an incubator having an internal space to provide a culture environment in which cells can be stably cultured;
  • a cell culture part disposed in the inner space and having a plurality of supports for cell culture disposed therein;
  • a medium supply unit disposed in the interior space and in which a predetermined amount of the medium supplied to the cell culture unit is stored;
  • It includes; a pump for circulating, and the plurality of supports is provided in a plate shape having a predetermined area and provides a cell mass culture system arranged in a spaced apart state from each other along a height direction inside the cell culture unit.
  • the support may include a nanofiber membrane on a plate coated with a protein motif, and a support member attached via an adhesive layer to one surface of the nanofiber membrane to support the nanofiber membrane.
  • the support may be a plasma-treated plate-like film member.
  • the inner space may be formed as one inner space in which the carbon dioxide concentration is maintained at a constant level while maintaining the temperature at a constant temperature, and the cell culture part and the medium supply part may be disposed together in the one inner space.
  • the incubator maintains the temperature of the internal space at a constant temperature, and a constant temperature chamber in which the cell culture unit and the pump are disposed, and a carbon dioxide supply chamber disposed in the constant temperature chamber and maintaining the concentration of carbon dioxide therein at a constant level. It may include, and the medium supply unit may be disposed inside the carbon dioxide supply chamber.
  • the cell culture unit the housing housing having a housing space filled with a medium, a plurality of supports arranged in multiple stages in the receiving space so that the cells can be cultured, and the plurality of supports are the height of the culture housing
  • it may include a spaced member spaced apart between the two supports facing each other.
  • the separation member may be configured in various ways.
  • the spacer member may be composed of a plurality of support bars and spacers, or a plurality of guide members having slot grooves.
  • the spacer member may be configured in a form in which a support bar, a spacer and a guide member are combined.
  • a dispersion plate may be disposed between the medium inlet and the support disposed in the accommodation space so as to disperse the medium introduced through the medium inlet.
  • the medium supply unit is provided with a storage space in which the medium is stored in a certain amount
  • the housing is in the shape of a housing with an open top, and the medium flows in and out so that the medium can be recovered to the storage space or supplied to the cell culture unit. It may include an inlet and an outlet, and the inlet may be formed at a relatively higher position than the outlet. In this case, the inlet and outlet may be respectively formed on opposite sides of the medium housing.
  • the medium housing is at least protruding from the bottom surface of the medium housing so that one end is connected to the inner surface of the medium housing and the other end is spaced apart from another inner surface facing the inner surface of the medium housing.
  • a partition wall may be included, and the storage space may be divided into a medium recovery space connected to the medium inlet and a medium supply space connected to the medium outlet through the barrier.
  • the inlet and outlet may be respectively formed on the same surface of the medium housing.
  • the medium supply unit may include a filter member covering an open upper portion of the medium housing, and the carbon dioxide may be supplied to the medium side stored in the storage space after passing through the filter member.
  • the cell mass culture system may further include at least one driving unit for rotating the cell culture unit.
  • the cell culture unit may be installed in the inner space of the incubator to enable both the first rotation about the X-axis and the second rotation about the Z-axis through the driving of the driving unit.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cell mass culture system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic diagram showing a cell mass culture system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a cell culture unit that can be applied to the cell mass culture system according to the present invention
  • Figure 4 is an exploded view of Figure 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 3;
  • FIG. 6 is a view showing another type of cell culture unit that can be applied to the cell mass culture system according to the present invention.
  • Figure 7 is an exploded view of Figure 6,
  • Figure 10 is a modification of Figure 6,
  • FIG. 10 is an exploded view of FIG. 10,
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line D-D in FIG. 10;
  • FIG. 13 is a view showing another type of cell culture unit that can be applied to the cell mass culture system according to the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded view of FIG. 13,
  • FIG. 16 is a view showing a support that can be applied to the cell culture unit according to the present invention.
  • FIG. 17 is a view showing another type of support that can be applied to the cell culture unit according to the present invention.
  • FIG. 18 is a view showing a dispersion plate that can be applied to a cell culture unit according to the present invention
  • FIG. 19 is a view showing a medium supply unit that can be applied to the cell mass culture system according to the present invention.
  • 21 is a view showing another form of a medium supply unit that can be applied to the cell mass culture system according to the present invention.
  • FIG. 22 is a plan view of the badge housing in FIG. 21,
  • FIG. 23 is a view schematically showing the configuration of a driving unit that can be applied to a cell mass culture system according to the present invention
  • FIG. 24 is a view schematically showing how the cell culture part rotates around the X axis in FIG. 23, and
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing a method in which the cell culture part rotates around the Z axis in FIG. 23.
  • Cell mass culture system (100,200) according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1, 2, 10 to 15 incubator 110,210, cell culture unit (120,220,320,420), medium supply unit (140,240) and It includes a pump 150.
  • the incubators 110 and 210 may provide a culture environment in which cells attached to the supports 130 and 230 can be stably cultured.
  • the incubators 110 and 210 may be a chamber having an internal space S, and the internal space S may be a space where the concentration of carbon dioxide is maintained at a constant concentration while the temperature is kept constant.
  • the incubator (110 210) may include an air conditioning system for maintaining the temperature of the interior space (S) at a constant temperature, carbon dioxide supply means for supplying carbon dioxide to the interior space (S) side (not shown) It may further include.
  • the medium supply unit (140,240) disposed in the interior space (S) can be introduced into the carbon dioxide from the interior space (S), carbon dioxide introduced from the interior space (S) is the medium supply unit (140,240) ).
  • the medium supply unit (140,240) can be stably supplied with a medium having a constant PH to the cell culture unit (120,220,320,420), the cells included in the cell culture unit (120,220,320,420) can be cultured smoothly.
  • the incubator 110 may be a chamber having one inner space (S) as shown in FIG.
  • the temperature of the internal space S may be maintained at a constant temperature through the air conditioning system described above, and the concentration of carbon dioxide may be maintained at a constant level through the carbon dioxide supplying means.
  • the cell culture unit (120,220,320,420), the medium supply unit (140,240) and the pump 150 may be appropriately disposed in the inner space (S).
  • the incubator 210 may be composed of two chambers as shown in FIG. 2. That is, the incubator 210 is a constant temperature chamber 111 for maintaining the temperature of the internal space (S) at a constant temperature, and is disposed inside the constant temperature chamber 111, the internal carbon dioxide concentration is maintained at a constant level It may be composed of a carbon dioxide supply chamber 112.
  • the medium supply unit 140, 240 may be disposed inside the carbon dioxide supply chamber 112, and the rest of the configuration except for the medium supply unit 140, 240, for example, the cell culture unit 120, 220, 320, 420 and the pump 150 ) May be disposed in the inner space S of the constant temperature chamber 111, but may be disposed outside the carbon dioxide supply chamber 112.
  • the constant temperature chamber 111 may be provided with an air conditioning system for maintaining the internal temperature at a constant temperature
  • the carbon dioxide supply chamber 112 may include carbon dioxide supply means for maintaining a constant concentration of carbon dioxide therein. have.
  • the incubator 210 of FIG. 2 is necessary for the culture of cells even if the concentration of carbon dioxide is uniformly maintained only in a relatively narrow space confined to the interior of the carbon dioxide supply chamber 112 compared to the incubator 110 of FIG. 1. Carbon dioxide can be supplied stably.
  • the cell mass culture system 200 employing the incubator 210 of FIG. 2 is for supplying to the medium supply units 140 and 240 as compared to the cell mass culture system 100 employing the incubator 110 of FIG. 1.
  • the concentration of carbon dioxide can be maintained more uniformly. Due to this, the medium supplied from the medium supply unit (140,240) to the cell culture unit (120,220,320,420) may have a more uniform carbon dioxide concentration.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) can provide a space in which cells attached to the plurality of supports (130,230) are cultured by arranging a plurality of supports (130,230) for cell culture, and connecting tubes (161,162,163) It may be connected to the medium supply unit (140,240) via a medium.
  • cells to be cultured may be attached to the plurality of supports 130 and 230, and cells attached to the supports 130 and 230 may be supplied with nutrients from a medium filled in a receiving space S1, which will be described later.
  • the plurality of supports 130 and 230 may be provided in a plate shape having a predetermined area, and the plurality of supports 130 and 230 formed in a plate shape may be spaced apart from each other at least partially with other supports 130 and 230. It may be arranged in multiple stages in (S1).
  • the cell culture unit (120,220,320,420) can increase the degree of integration of the supports (130,230) disposed in the accommodation space (S1), thereby culturing a large number of cells through one culture process can do.
  • the cell culture unit 120, 220, 320, 420 according to an embodiment of the present invention is arranged in a multi-stage arrangement of a plurality of supports 130 and 230 in one device, thereby enabling large-scale cell culture while reducing the size of the entire facility. have.
  • the support (130,230) can be implemented in a plate-like form, but as long as the attachment of cells is easy, various materials used in known cell culture can be used without limitation.
  • the supports 130 and 230 may include nanofiber membranes 132 in which nanofibers are formed in a three-dimensional network structure through electrospinning.
  • the support 130 is a support member 136 attached to one surface of the nanofiber membrane 132 via the adhesive layer 134 as well as the nanofiber membrane 132 as shown in FIG. It may be a three-layer structure further comprising a.
  • the support member 136 may be a plate-shaped film member, and may support one surface of the nanofiber membrane 132. Through this, even if the nanofiber membrane 132 is formed in a plate shape having flexibility, it can be supported through the support member 136 to prevent warping or sagging. Accordingly, the support 130 and 230 disposed in the receiving space (S1) of the cell culture unit (120,220,320,420) can maintain the unfolded state so that the cells can be cultured smoothly.
  • the support 230 may be composed of a plate-shaped film member having a predetermined area as shown in FIG. 17.
  • the support 130, 230 may be a surface modified so that the cells to be cultured can be attached smoothly.
  • the nanofiber membrane 132 may be a motif coated membrane of the nanofiber.
  • the film member may be a plasma-treated film member.
  • cells to be cultured can be smoothly attached to the surfaces of the supports 130 and 230, and the cells to be cultured can be cultured through nutrients supplied from the medium while being attached to the surfaces of the supports 130 and 230. .
  • the types of the supports 130 and 230 are not limited thereto, and various materials used for culturing known cells can be used as long as it can be implemented in a plate-like form and is easily attached to cells.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) may be disposed in the inner space (S) of the incubator (110,210), the cell culture unit (120,220,320,420) may be composed of a plurality, the plurality of cell culture unit (120,220,320,420)
  • Each of the media supply units 140 and 240 may be connected in series, may be connected in parallel, or may be connected in a series-parallel fashion.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) may be disposed in the incubator (110,210) so that one surface of the support (130,230) disposed therein parallel to the bottom surface of the incubator (110,210) or the support (130,230) disposed therein ) May be disposed on the incubator 110,210 such that one surface of the incubator is perpendicular to the bottom surface of the incubator 110,210.
  • Such a cell culture unit may include a culture housing (121,221,321,421), the above-described support (130,230) and a spacer as shown in Figures 3 to 15.
  • the culture housing (121,221,321,421) may provide a space in which cells attached to the plurality of supports (130,230) are cultured because a plurality of supports (130,230) for cell culture are disposed therein.
  • the plurality of supports 130 and 230 may be disposed in the receiving space (S1) of the culture housing (121,221,321,421) at least partially spaced from each other, and the medium supplied from the outside may be filled in the receiving space (S1). have.
  • the culture housing (121,221,321,421) may be formed in a housing shape having a receiving space (S1).
  • the culture housing 121 may include a body-shaped body 122 having a receiving space (S1) with an open top.
  • At least one medium inlet 124 and medium outlet 125 may be formed on the front and rear surfaces of the body 122, respectively, and the receiving space S1 with an open top is the culture housing 121 ) Can be sealed through the cover 123 coupled to.
  • the culture housing (221,321,421) may include a body-shaped body (222,322,422) having a receiving space (S1) with an open front and rear as shown in Figures 6 to 15.
  • first cap portion 223a having at least one medium inlet 124 and the second cap portion 223b having at least one medium outlet 125 formed on the open front and rear surfaces of the bodies 222,322,422 are formed. Each can be combined.
  • the medium supplied from the outside to the culture housing (121,221,321,421) can fill the receiving space (S1) through the medium inlet 124, and after the cell culture is completed, the medium filled in the receiving space (S1) is It may be discharged to the outside through the medium outlet 125.
  • a plurality of supports (130,230) disposed in the receiving space (S1) can be immersed in a medium filling the receiving space (S1), and the cells attached to each of the supports (130,230) can receive the nutrients needed for cell culture. It can be supplied from the medium.
  • the width, left, right and side of the culture housing (121,221,321,421) may be defined in a direction parallel to the X axis in FIGS. 3, 6, 10 and 13, and the culture housing (121,221,321,421) ),
  • the longitudinal direction, the front, rear direction, the front and rear can be defined in the direction parallel to the Y axis in Figures 3, 6, 10 and 13, the height direction, the top, the culture housing (121,221,321,421)
  • the downward, upper and lower surfaces can be defined in the directions parallel to the Z axis in FIGS. 3, 6, 10 and 13.
  • the spacing member may be formed in a plate shape and disposed in the accommodation space S1 so that a plurality of supports 130 and 230 arranged in multiple stages in the accommodation space S1 are spaced apart from each other.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) can smoothly cultivate a large number of cells through a single culturing process while increasing the density of the supports 130 and 230 disposed in the receiving space S1. Can be.
  • the spacer member is configured in various forms so as to increase the degree of integration of the plurality of supports 130 and 230 arranged in multiple stages in the accommodation space S1, while maintaining at least a portion of the supports 130 and 230 spaced apart from each other at regular intervals. Can be.
  • the separation member may be configured as a stacked type so that a plurality of supports 130 and 230 can be arranged in multiple stages along the height direction of the culture housing 121 as shown in FIGS. 3 to 5.
  • the spacer member may include a plurality of support bars 126 having a predetermined length and a plurality of spacers 127 formed in a ring shape, and the plurality of supports 130 and 230 may include the support bars 126 It may be a method that is fitted to each.
  • the plurality of support bars 126 may be spaced apart from each other at predetermined intervals in the accommodation space S1, and the plurality of support bars 126 may be shaped like a plate with a lower end having a predetermined area. Each may be fixed to the support plate 128.
  • a plurality of support bars 126 having a lower end fixed to the support plate 128 may be spaced apart from each other.
  • the plurality of support bars 126 may be inserted into the accommodation space S1 with the lower ends fixed to the support plates 128, respectively. Through this, a plurality of support bars 126 may be protruded from the bottom surface to the receiving space S1 of the culture housing 121 at a predetermined height.
  • the plurality of supports 130 and 230 may be respectively inserted into the support bar 126 through a plurality of through holes 131 formed through the positions corresponding to the plurality of support bars 126. .
  • a plurality of spacers 127 having a predetermined height may be fitted to the plurality of support bars 126, respectively. That is, the plurality of spacers 127 and the plurality of supports 130 and 230 may be alternately fastened to each support bar 126. Accordingly, the spacer 127 may be disposed between two supports 130 and 230 arranged along the height direction of the culture housing 121, respectively.
  • the plurality of supports 130 and 230 may maintain a plate-like shape through the plurality of support bars 126, and the two supports 130 and 230 arranged in the up and down directions may be connected to each other through a spacer 127. You can maintain a spaced apart distance. Accordingly, the supports 130 and 230 arranged in the up and down directions can be in smooth contact with the medium filled on both sides of the receiving space S1.
  • a plurality of support bars 126, a seating groove 122a may be formed at a position corresponding to the depth, and the cover 123 may include the plurality of Through-holes 123a may be formed through the support bars 126 at positions corresponding to them.
  • the lower end of the support bar 126 may be inserted into the seating groove 122a, and the support bar 126 ),
  • the upper end of the cover 123 may be exposed to the outside through the through hole 123a while the top of the accommodation space S1 is covered, and the outside exposed through the through hole 123a
  • the upper end of the bar 126 may be fastened with a fastening member (C) such as a nut.
  • the cell culture unit 120 has a plurality of support 130, 230 and spacer 127 is alternately fastened to a plurality of support bar 126, the receiving space opened through the cover 123 ( The upper portion of S1) may be sealed, and the upper end of the support bar 126 may protrude to the outside of the cover 123 and then be fastened with the fastening member C to maintain a sealed state.
  • the plate-like support plate 128 for fixing the lower ends of the plurality of support bars 126 may be omitted.
  • the culture housing 121 is shown as the upper portion is opened and the upper portion opened through a separate cover 123 is not limited thereto, but the culture housing 121 and the cover 123 are integral It may be formed of.
  • the separation member may be configured as a slot type as illustrated in FIGS. 6 to 9.
  • the separation member has a predetermined length and may include two guide members 226 inserted into the accommodation space S1 along the longitudinal direction of the culture housing 221, and the plurality of supports 130 and 230 ) May be supported by sliding inserts at both ends of the two guide members 226, respectively.
  • the two guide members 226 may be inserted into the accommodation space S1 such that one surface faces each other, and the two guide members 226 are drawn along the longitudinal direction on opposite side facing each other. It may include a plurality of slot grooves 227 formed.
  • the plurality of slot grooves 227 may be formed to be spaced apart at predetermined intervals along the height direction of the guide member 226.
  • the two guide members 226 may be disposed such that two inner surfaces facing one another and one surface of the inner surfaces of the culture housing 221 are in contact with each other.
  • the two guide members 226 may be disposed in the accommodation space S1 such that the surfaces on which the slot grooves 227 are formed face each other, and the opposite surfaces on which the slot grooves 227 are not formed are Among the inner surfaces of the culture housing 221, two inner surfaces facing each other may be disposed to contact each other.
  • both end portions of the respective supports 130 and 230 are inserted into the slot grooves 227 respectively formed in the two guide members 226.
  • both side ends of the supports 130 and 230 may be supported by the two guide members 226.
  • each of the support (130,230) can be maintained in the form of a plate by being arranged in the receiving space (S1) in a horizontal state, both sides are constrained through the slot groove (227), the culture housing
  • Each of the supports 130 and 230 disposed along the height direction of 221 may maintain a spaced apart distance between two slot grooves 227 formed along the height direction of the guide member 226.
  • the plurality of supports 130 and 230 arranged in multiple stages in the receiving space S1 can be smoothly contacted with a medium filled on both sides of the receiving space S1, and the cells attached to the supports 130 and 230 are It can be cultured smoothly through nutrients supplied from the medium.
  • the cell culture unit 220 can increase assembly convenience by allowing a plurality of supports 130 and 230 to be coupled to the guide member 226 through a sliding method.
  • the plurality of supports 130 and 230 may be inserted into the receiving space S1 at a time by using the jig or temporary fixture while being fixed to a separate jig or temporary fixture.
  • the guide member may further increase the degree of integration by using at least three.
  • the cell culture unit 320 includes four guide members 226 having a plurality of slot grooves 227 formed along a longitudinal direction on one surface as shown in FIGS. 10 to 12. It may include, four guide members 226 may be disposed in the accommodation space (S1) to form a pair with each other.
  • the four guide members 226 are between two first guide members 226a and two first guide members 226a, which are arranged so that the inner surface and one surface of the culture housing 321 are in contact.
  • Two second guide members 226b may be disposed, and the first guide members 226a and the second guide members 226b facing each other may be paired with each other.
  • the plurality of support (130,230) can be arranged in the horizontal direction along the width direction of the culture housing 321 through four guide members 226 configured to form a pair with each other, a plurality of The dog supports 130 and 230 may be arranged in multiple stages along the up and down directions through the slot groove 227 formed in the guide member 226, as in the above-described embodiment.
  • the cell culture unit 320 can further increase the degree of integration of the supports 130 and 230 and culture a large amount of cells in large quantities.
  • the two second guide members 226b may be provided as one member having slot grooves 227 formed on both sides.
  • the total number of guide members 226 is not limited thereto, and four or more guide members 226 may be used according to the total number of supports 130 and 230, and any pairing method may be used without limitation.
  • the receiving space (S1) may also be divided into a plurality of spaces so that two guide members 226 paired with each other can be individually inserted in pairs.
  • the separation member may be configured in a stacked and slotted manner as shown in FIGS. 13 to 15.
  • the spacer member may have a shape in which the support bar 126 shown in FIGS. 3 to 5 and the guide member 226 shown in FIGS. 6 to 5 are combined with each other.
  • the spacer member may include four guide members 226 and two support bars 126 on which a plurality of slot grooves 227 are formed.
  • the four guide members 226 may be inserted into the accommodation space S1 such that the surfaces on which the plurality of slot grooves 227 are formed face each other, and the four guide members 226 are cultured.
  • the inner surfaces of the housing 421 two inner surfaces and one surface facing each other may be disposed to contact each other.
  • the two support bars 126 may be disposed in the accommodation space S1 such that one surface is positioned between two guide members 226 facing each other.
  • the plurality of support (130,230) can be inserted into the slot groove 227 of the two corner sides of the four corners formed in the guide member 226, the other two corner sides of the support bar (126) Can be put on each.
  • the plurality of supports 130 and 230 may be supported through a slot groove 227 and a support bar 126 formed in the guide member 226.
  • the culture housing 421 may be formed with seating grooves 422a that are inserted at a predetermined depth so that the two support bars 126 can be slidingly inserted on the top and bottom surfaces facing each other.
  • the plurality of supports (130,230) can be arranged along the width direction of the two support (130,230) the culture housing 421, the two support (130,230) is a part of each area including the end portion It may be arranged along the width direction of the culture housing 421 to form an overlapping overlapping portion (A1).
  • the plurality of supports 130 and 230 may be stacked in a zigzag manner such that one end portion is in direct contact with each other while overlapping a certain area, as shown in FIGS. 13 and 14, and the other end portions that do not overlap with each other are the four
  • Each of the guide members 226 may be inserted into slot grooves 227.
  • the two support bars 126 may be arranged such that the supports 130 and 230 pass through overlapping portions A1 overlapping each other with a certain area, as shown in FIGS. 13 and 15.
  • the plurality of supports 130 and 230 are overlapped with each other and directly stacked portions can be fastened to the support bar 126, and the other two edge sides that do not overlap with each other are supported through the guide member 226. Can be.
  • the plurality of supports 130 and 230 have four guide members 226 coupled to the edge side through slot grooves 227 and two support bars 126 coupled to the overlapping portion A1.
  • the state of the culture housing 421 may be inserted into the receiving space (S1).
  • the plurality of supports 130 and 230 can maintain the shape of the plate through the overlapping portion A1 and the guide member 226 overlapping each other, and the two supports 130 and 230 disposed along the height direction are the two Spaces spaced apart from each other may be maintained through the thicknesses of the other supports 130 and 230 arranged to partially overlap between the two supports 130 and 230. Accordingly, the two supports 130 and 230 adjacent to each other can be smoothly contacted with a medium filled on both sides of the accommodation space S1.
  • the plurality of supports 130 and 230 can be arranged in two horizontal directions through four guide members 226 and two support bars 126, thereby further increasing the degree of integration and increasing the amount of Cells can be cultured in large quantities.
  • the two supports 130 and 230 can be kept apart from each other, thereby maximizing the degree of integration.
  • the spacer member is shown and described as being composed of four guide members 226 and two support bars 126, but is not limited thereto, and the number of guide members 226 and support bars 126 May be appropriately changed, and the guide member 226 may be provided in two as in the above-described embodiment, and one side of the supports 130 and 230 may be fitted into the slot groove 227.
  • the culture housing 121, 221, 321, 421 flows the medium supplied from the medium supply units 140, 240 into the receiving space S1 or discharges the medium filled in the receiving space S1 to the outside. It may include at least one medium inlet 124 and the medium outlet 125 for.
  • the medium inlet 124 and the medium outlet 125 may be formed directly on the body 122 of the culture housing 121 as described above, and coupled to the body 222,322,422 of the culture housing 221,321,421 It may be formed on separate cap portions 223a and 223b.
  • the medium inlet 124 and the medium outlet 125 May be directly formed on the front and rear surfaces of the body 122.
  • the body 222, 322, 422 of the culture housing 221, 321, 421 is provided in a shape of an open front and rear enclosure, and separate cap portions coupled to the front and rear sides of the body 222, 322, 422 When closed through (223a, 223b), the medium inlet 124 and the medium outlet 125 may be formed on the cap portions 223a, 223b, respectively.
  • the medium supplied from the medium supply unit (140,240) to the cell culture unit (120,220,320,420) is introduced into the receiving space (S1) through the medium inlet 124 and then through the medium outlet 125 It may be discharged to the outside of the receiving space (S1).
  • the inner surface of the inner surface of the cap portion 223a on which the medium inlet 124 is formed or the front surface of the body 122 on which the medium inlet 124 is formed may be formed to be drawn inwardly around the medium inlet 124.
  • the inner surface of the inner surface of the cap portion 223a on which the medium inlet 124 is formed or the front surface of the body 122 on which the medium inlet 124 is formed is along the direction in which the medium moves from the end of the medium inlet 124.
  • the cross-sectional area may be formed to have a cone or quadrangular pyramid shape that gradually increases, and an end of the medium inlet 124 may form a central portion of the cone or quadrangular pyramid shape.
  • the inner surface of the cap portion 223a on which the medium inlet 124 is formed or the inner surface of the front body of the body 122 on which the medium inlet 124 is formed is in contact with the medium inflow direction around the medium inlet 124. It may be formed concave toward the opposite direction.
  • the medium flowing from the medium supply unit 140 and 240 through the medium inlet 124 may be smoothly introduced into the accommodation space S1.
  • a dispersion plate 129,229 for dispersing the medium introduced through the medium inlet 124 may be disposed between the medium inlet 124 and the supports 130 and 230 disposed in the accommodation space S1,
  • the dispersion plates 129 and 229 may be disposed to be spaced apart from the end portions of the supports 130 and 230 disposed in the accommodation space S1.
  • the dispersion plates 129 and 229 may prevent the medium introduced from the outside through the medium inlet 124 from immediately moving into the interior of the accommodation space S1.
  • the medium flowing from the medium supply units 140 and 240 through the medium inlet 124 may be evenly spread by colliding with the dispersion plates 129 and 229.
  • the medium evenly distributed in the process of passing through the dispersion plates 129 and 229 is a space between the respective supports 130 and 230 regardless of the positions of the plurality of supports 130 and 230 disposed in the receiving space S1.
  • the medium can be smoothly supplied to each support (130,230).
  • the dispersion plates 129 and 229 are configured to include a plate-shaped body 129a having a predetermined area and a plurality of through holes 129b formed through the body 129a, as shown in FIG. 18. It may be, but is not limited thereto, and may be a plate-like mesh network in which a plurality of through holes are formed.
  • the dispersion plates 129 and 229 may include interfering means 129c and 229c for blocking the medium flowing in from the outside through the medium inlet 124 directly to the inside of the accommodation space S1. have.
  • the interference means (129c, 229c) may be formed at a position corresponding to the medium inlet (124).
  • the obstruction means (129c) is formed in a predetermined area on one surface of the body (129a) to block the medium from passing through the body (129a) as shown in Figure 18 (a) It may be a plate-shaped member.
  • the obstruction means 229c may be a protrusion protruding a certain length from the body 129a toward the medium inlet 124 as shown in FIG. 18 (b).
  • the protruding portion is located at a distance close to the end of the media inlet 124 so that the media introduced from the media inlet 124 may hit the end of the projection. Through this, the protrusion may more effectively disperse the medium introduced through the medium inlet 124.
  • the medium supply units 140 and 240 may store a medium containing nutrients necessary for cell culture therein.
  • the medium supply unit (140, 240) is connected to the cell culture unit (120, 220, 320, 420) and the connection tube (161, 162, 163) through the medium to supply the medium stored therein to the cell culture unit (120, 220, 320, 420) side.
  • the medium supply unit (140,240) may include a housing housing (141,241) in the shape of a housing having a storage space (S2) for storing a certain amount of the medium, as shown in Figures 19 to 22.
  • the medium housing (141,241) is supplied to the medium stored in the storage space (S2) to the cell culture unit (120,220,320,420) side and the inlet 146 and outlet 145 through which the medium flows in or out so that it can be recovered ).
  • the inlet 146 may be connected to the medium outlet 125 of the cell culture unit (120,220,320,420), the outlet 145 is a medium inlet (120,220,320,420) of the cell culture unit (120,220,320,420) via the pump 150 124).
  • the medium stored in the storage space (S2) is supplied to the cell culture unit (120,220,320,420) side through the operation of the pump 150 and then recovered to the medium supply unit (140,240).
  • the medium supply unit 140, 240 may be disposed in the interior space (S) of the above-described incubator 110, as shown in Figure 1 or may be disposed in the carbon dioxide supply chamber 112, as shown in FIG.
  • the medium supply units 140 and 240 can maintain a constant concentration of carbon dioxide dissolved in the medium and maintain the pH of the medium in a state suitable for cell culture.
  • the medium is moved to the cell culture unit (120, 220, 320, 420) and then stored in the medium supply unit (140, 240) even if the concentration of dissolved carbon dioxide dilutes in the process of being recovered to the storage space (S2) through the inlet 146. After being recovered to the space S2 side, it may be changed to an appropriate pH required for cell culture through the carbon dioxide introduced from the internal space S of the incubator 110 or the carbon dioxide supply chamber 112.
  • the medium housing (141,241) may have a housing shape with an open top so that external carbon dioxide can be introduced.
  • the plate-shaped filter member 143 may cover the open upper portion of the media housings 141 and 241, and may be fastened to the media housings 141 and 241 through a separate fixing frame 144.
  • the filter member 143 may be made of a material that allows carbon dioxide to pass while blocking the inflow of foreign matter. Through this, while the medium is smoothly supplied with carbon dioxide through the filter member 143, the inflow of other foreign substances is blocked, so that contamination by other foreign substances can be prevented.
  • An appropriate number of the medium supply units 140 and 240 may be used according to the total number of the cell culture units 120, 220, 320 and 420 described above.
  • the inlet 146 of the medium supply unit 140 and 240 may be formed in the medium housing 141 and 241 to be positioned at a relatively higher position than the outlet 145. That is, the outlet 145 may be formed in the medium housing 141 and 241 to be located at a position relatively close to the bottom surface of the medium housing 141 and 241 than the inlet 146, and the inlet 146 may be It may be formed to be positioned at a position relatively far from the bottom surface of the medium housing (141,241) than the outlet (145).
  • the medium contains air bubbles generated in the process of circulating along the connecting pipes (161,162,163) or being recovered to the storage space (S2) through the inlet 146, the air bubbles contained in the medium are the medium In the process of moving toward the outlet 145 formed at a position relatively lower than the inlet 146, it may move upward by buoyancy.
  • the medium supplied to the cell culture unit (120,220,320,420) through the outlet 145 can maintain a state that does not contain air bubbles. Because of this, the cells attached to the support (130,230) can be smoothly supplied with nutrients from the medium by not being disturbed by air bubbles.
  • the medium supply unit 240 that can be applied to the cell mass culture system 100,200 according to an embodiment of the present invention has at least two storage spaces S2 in which the medium is stored, as shown in FIGS. 21 and 22. Can be divided into spaces.
  • the medium supply unit 240 may include at least one partition wall 242 protruding from the bottom surface of the medium housing 241, and the storage space S2 formed in the medium housing 241 is the The partition wall 242 may be divided into a medium recovery space (S21) and a medium supply space (S22).
  • the partition wall 242, the one end is connected to the inner surface of the discharge housing (241) and the other end is spaced apart from the other inner surface facing the inner surface of the discharge housing (241) spaced apart from the discharge medium ( 241) may protrude from the bottom surface.
  • the medium recovery space (S21) and the medium supply space (S22) can be communicated with each other through a communication path (S23) formed between the inner surface of the end of the partition wall 242 and the medium housing 241 facing each other.
  • the inlet 146 may be formed at a position in communication with the medium recovery space S21, and the outlet 145 may be formed at a position in communication with the medium supply space S22.
  • the outlet 145 may be formed in the medium housing 241 to be positioned at a relatively lower position than the inlet 146 as described above.
  • the outlet 145 may be formed in the medium housing 241 to communicate with the medium supply space S22 while being located at a position relatively close to the bottom surface of the medium housing 141,241 than the inlet 146.
  • the inlet 146 may be formed to communicate with the medium recovery space S21 while being positioned at a position relatively far from the bottom surface of the medium housing 141 and 241 than the outlet 145.
  • the medium introduced into the medium supply unit 240 from the cell culture unit 120, 220, 320, 420 may move a relatively longer distance than the medium supply unit 140 of the aforementioned type. That is, the medium flowing into the medium supply unit 240 is discharged to the outside through the outlet 145 by flowing into the medium recovery space (S21) and then moving through the communication path (S23) to the medium supply space (S22). The travel distance to can be increased.
  • the time during which the carbon dioxide can be dissolved in the process of moving from the inlet 146 to the outlet 145 may be increased.
  • the air bubbles contained in the medium are floated by buoyancy in the process of moving from the medium recovery space (S21) through the communication path (S23) to the medium supply space (S22) to be completely removed from the medium. Can be.
  • the medium supplied to the cell culture unit (120,220,320,420) through the outlet 145 can maintain the best state that does not contain air bubbles. Accordingly, the cells attached to the supports 130 and 230 can be cultured more smoothly.
  • the cell mass culture system 100,200 is disposed inside the incubator 110, 210 in which the medium supply unit 140, 240, the pump 150, and the cell culture unit 120, 220, 320, 420 are sealed, and the medium is It can be implemented as a closed circulation system (closed circulation system) by configuring to circulate the medium supply unit (140,240) and the cell culture unit (120,220,320,420) through the pump 150.
  • closed circulation system closed circulation system
  • the cell mass culture system (100,200) by continuously supplying a certain concentration of carbon dioxide through the incubator (110,210), the medium supply unit (140,240), the pump 150 and the cell culture unit ( The medium circulating 120,220,320,420) may be maintained at a constant pH suitable for cell culture.
  • the cell mass culture system 100,200 can reuse the medium required for cell culture, thereby minimizing the amount of medium used to reduce the production cost.
  • the cell culture units 120, 220, 320, 420 have a plurality of supports 130, 230 formed in a plate shape having a predetermined area, arranged in multiple stages in the accommodation space S1. Even if the overall size of the cell culture unit 120, 220, 320, 420 is reduced by being configured in the form, a large number of cells may be attached to the plurality of supports 130, 230. Through this, the size of the entire facility can be realized in a small size, but a large number of cells can be stably cultured.
  • the cell mass culture system 100,200 may further include a driving unit for rotating the cell culture unit (120,220,320,420).
  • the cell culture unit (120,220,320,420) is rotated in the vertical direction through the driving of the driving unit so that one surface of the support (130,230) disposed in the receiving space (S1) is disposed parallel to the bottom surface of the incubator (110,210) or It can be arranged in a vertical state.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) is rotated in the left and right direction through the driving of the driving unit, cells are evenly attached to the entire surface of the support (120,220) in the process of attaching the cells contained in the medium to the support (120,220). I can make it possible.
  • the overall driving can be controlled through the control unit, such that the first rotation for rotating the cell culture unit (120,220,320,420) around the X axis and the second rotation for rotating around the Z axis can be configured. .
  • control unit may control the overall operation of the entire cell mass culture system 100 and 200 together with the driving unit.
  • the driving unit may include a first motor 181 for the first rotation and a second motor 187 for the second rotation, as shown in FIGS. 23 to 25.
  • a first motor 181 may be installed outside the incubator 110,210, and the mounting plate 184 is fixed to the inside of the incubator 110, 210, and the cell culture units 120, 220, 320, and 420 are fixed.
  • a structure for separating the plate 184 from the bottom surfaces of the incubators 110 and 210 by a predetermined height may be installed.
  • At least two supports 182 having a predetermined height may be installed inside the incubators 110 and 210, and the two supports (rotary) 183 having a predetermined length may be rotatable about the X axis ( 182).
  • the mounting plate 184 may be coupled to the swivel 183 via a coupling portion 185, and the swivel 183 may be connected to the first motor 181 via a pulley 186. Can be.
  • the second motor 187 for rotating the cell culture unit 120, 220, 320, 420 around the Z axis may be installed on the lower side of the mounting plate 184, and the mounting plate 184 is the second motor It can be rotated about the Z axis through the driving of (187).
  • the coupling portion 185 is fixed to the first coupling portion 185a and the mounting plate 184 fixedly coupled to the swivel 183 as shown in FIG. 25 and the second coupling portion 185b ), And the second coupling portion 185b may be rotatably connected to the Z-axis with respect to the first coupling portion 185a.
  • the driving force of the second motor 187 may be transmitted to the second coupling part 185b side through a gear part 188 corresponding to each other, and the second power through the driving of the second motor 187.
  • the coupling portion 185b may be rotated about the Z axis with respect to the first coupling portion 185a.
  • the gear portion 188 may be configured of a worm 188b axially coupled to the second motor 187 and a worm wheel 188a fixedly coupled to the second coupling portion 185b.
  • the second motor 187 when the second motor 187 is driven, a driving force is transmitted through the gear part 188 so that the second coupling part 185b can be rotated and the second coupling is performed.
  • the cell culture parts 120, 220, 320, and 420 may be rotated around the Z axis through rotation of the part 185b.
  • the configuration for rotating the cell culture unit (120,220,320,420) is not limited to the above-described configuration, and it is possible to rotate the mounting plate 184 around the X-axis while rotating around the Z-axis. Both methods can be applied.
  • a cell culture process including cell attachment, culture, and recovery may be automatically performed.
  • the cell mass culture system 100,200 has a plurality of cell culture units 120, 220, 320, 420, a pump 150, and a medium supply unit 140, 240 as shown in FIGS. 1 and 2. It may be connected via a dog connector (161,162,163), the medium through the drive of the pump 150, the cell culture unit (120,220,320,420) and the medium supply unit (140,240) can be circulated repeatedly.
  • a plurality of opening and closing valves 171,172,173 may be provided on the plurality of connection pipes 161,162,163, and the first supply line 164, the second supply line 165, and the discharge line 166 may be connected to the plurality of It can be connected to the pipe (161,162,163).
  • the medium supply unit (140,240) is the outlet 145 can be connected to the pump 150 via the first connecting pipe 161
  • the pump 150 is the second connecting pipe 162 via It may be connected to the medium inlet 124 of the cell culture unit (120,220,320,420).
  • the medium outlet 125 of the cell culture unit 120, 220, 320, 420 may be connected to the inlet 146 of the medium supply unit 140, 240 via a third connection tube 163.
  • a first opening / closing valve 171 may be provided on the first connection pipe 161, and a second opening / closing valve 172 may be provided on the second connection pipe 162, and the third connection A third opening / closing valve 173 may be provided on the tube 163.
  • the second connection pipe 162 is connected to the first supply line 164 via the fourth opening and closing valve 174 between the second opening and closing valve 172 and the cell culture unit (120,220,320,420). Can be.
  • the second connection pipe 162 may be connected to the second supply line 165 via the fifth opening and closing valve 175 between the second opening and closing valve 172 and the cell culture units 120, 220, 320 and 420.
  • the third connection pipe 163 may be connected to the discharge line 166 via the sixth opening / closing valve 176 between the third opening / closing valve 173 and the medium supply parts 140 and 240, and the first The supply line 164 or the second supply line 165 may be connected to the gas supply line 167 via the seventh opening / closing valve 177.
  • the first supply line 164 may supply a washing solution to the cell culture unit (120,220,320,420) or a medium containing cells to be cultured
  • the second supply line (165) may include the support (130,230) Trypsin for chemically separating the cells attached to the supports 130 and 230 may be supplied
  • the gas supply line 167 may supply high-pressure gas to the cell culture units 120, 220, 320, and 420.
  • a sensor 178 may be disposed between the third opening / closing valve 173 and the medium outlet 125 of the cell culture unit 120, 220, 320, 420 on the third connection pipe 163, and the plurality of open / close valves described above And the sensor may be electrically connected to the control unit.
  • the first opening and closing valve 171, the second opening and closing valve 172 and the third opening and closing valve 173 may be an NC valve
  • the sixth opening / closing valve 176 may be a NO valve.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) may be arranged such that one surface of the support (130,230) is horizontal with respect to the bottom surface of the incubator (110,210) during cell culture, but the support (130,230) with respect to the bottom surface of the incubator (110,210) ) May be arranged such that one surface thereof is vertical.
  • the cell culture unit 120, 220, 320, 420 is provided so that the medium inlet 124 and the medium outlet 125 are located on opposite sides of the culture housing 121, 221, 321, 221, and the medium inlet 124 during the process of culturing the cells.
  • the supports 130 and 230 accommodated in the accommodation space S1 are arranged such that one surface is perpendicular to the bottom surface of the incubators 110 and 210.
  • the medium supply unit 140 shown in FIGS. 19 and 20 is used.
  • a certain amount of medium is stored in the storage space (S2) of the medium supply unit 140, and the cell culture unit (120,220,320,420) is rotated about the X-axis through the driving of the first motor 181 so that the medium inlet ( 124) is disposed so that one surface of the support (130,230) is perpendicular to the bottom surface of the incubator (110,210) while facing downward (see the hidden line in FIG. 24).
  • the second opening / closing valve 172 remains closed and the fourth opening / closing valve 174 remains open. Then, the medium containing the cells to be cultured is supplied to the cell culture unit (120,220,320,420) through the first supply line (164).
  • the cells contained in the medium are moved to the receiving space (S1) side of the cell culture unit (120,220,320,420) with the medium is attached to each of the support (130,230).
  • the control unit controls the sensor It senses that the medium is introduced into the third connector 163 through (178).
  • control unit stops the supply of the medium supplied from the first supply line 164 by changing the third opening / closing valve 173 and the fourth opening / closing valve 174 to the closed state.
  • the cell culture unit 120, 220, 320, 420 has one surface of the support 130, 230 so that cells can be stably attached to the respective support 130, 230 side.
  • the first motor 181 may be rotated around the X-axis so as to be parallel to the bottom surface of (110,210) (see solid lines in FIGS. 23 and 24).
  • the cell culture unit (120,220,320,420) is fixed around the Z axis through the drive of the second motor 187 so that the medium filled in the receiving space (S1) spreads evenly over the entire area of the support (130,230), It can be rotated in the reverse direction.
  • the cells included in the medium may be attached evenly to the entire area without being concentrated and attached to a partial area of the entire area of the supports 130 and 230.
  • the cell culture units 120, 220, 320, and 420 are rotated about the X axis through the driving of the first motor 181, so that the medium inlet 124 is downward. It changes to the original state facing (refer to the hidden line in FIG. 24).
  • the fourth opening / closing valve 174 maintains a closed state, and the first opening / closing valve 171 and the second opening / closing valve 172 are changed to an open state.
  • the medium stored in the medium supply units 140 and 240 may be circulated between the medium supply units 140 and 240 and the cell culture units 120, 220, 320 and 420 through the driving of the pump 150.
  • the medium supplied to the cell culture unit (120,220,320,420) from the medium supply unit (140,240) and then recovered to the medium supply unit (140,240) is changed to a pH suitable for cell culture through the introduction of carbon dioxide, and then the cell culture unit (120,220,320,420) Can be fed back to the side.
  • the cells attached to the supports 130 and 230 can be cultivated smoothly by continuously receiving a medium of PH suitable for culture.
  • the second open / close valve 172 is changed to the closed state and the sixth open / close valve 176 is changed to the open state.
  • high-pressure gas may be supplied to the cell culture unit 120, 220, 320, 420 through the gas supply line 167.
  • the medium filled in the cell culture unit 120,220,320,420
  • the discharge line 166 after moving along the third connecting tube 163 through the high-pressure gas.
  • the cell culture unit (120,220,320,420) may be arranged such that the medium outlet 125 is directed downward by rotating about the X-axis through the driving of the first motor (181). Through this, the medium filled in the cell culture unit (120,220,320,420) can be smoothly discharged through the discharge line 166 after moving along the third connecting tube 163 through a high pressure gas.
  • the first opening / closing valve (171) is changed to an open state and the washing liquid is transferred through the first supply line (164) to the cell It is supplied to the culture unit (120,220,320,420). Accordingly, the washing solution is discharged to the outside through the discharge line 166 after washing the plurality of supports (130,230) mounted on the cell culture unit (120,220,320,420) through a third connecting tube (163).
  • the cell culture unit 120,220,320,420
  • the cell culture unit may be arranged such that the medium inlet 124 is facing downward, or the medium outlet 125 is facing downward.
  • the fourth opening / closing valve 174 is changed to the closed state and the fifth opening / closing valve 175 is changed to the open state in the state where the cell culture units 120, 220, 320, and 420 are changed such that the medium inlet 124 faces downward. do.
  • trypsin may be supplied to the cell culture unit 120, 220, 320, 420 through the second supply line 165, and trypsin supplied to the cell culture unit 120, 220, 320, 420 through the second supply line 165 may be the support.
  • Cells attached to (130,230) can be chemically separated.

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Abstract

대량 세포배양 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 대량 세포배양 시스템은 세포가 안정적으로 배양될 수 있는 배양 환경을 제공하는 내부공간을 가지는 인큐베이터; 상기 내부공간에 배치되고, 세포배양을 위한 복수 개의 지지체가 내부에 배치된 세포배양부; 상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 측으로 공급되는 배지가 일정량 저장된 배지공급부; 및 상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 및 배지공급부와 각각 연결관을 매개로 연결되며, 상기 배지공급부에 저장된 배지가 상기 세포배양부 측으로 공급된 후 상기 배지공급부 측으로 회수될 수 있도록 상기 배지를 순환시키는 펌프;를 포함하고, 상기 복수 개의 지지체는 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되고 상기 세포배양부의 내부에서 높이방향을 따라 서로 일정간격 이격된 상태로 배열된다.

Description

세포 대량배양 시스템
본 발명은 세포배양 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 번의 공정을 통해 대량의 세포를 배양할 수 있는 세포 대량배양 시스템에 관한 것이다.
세포배양은 다세포생물의 개체로부터 조직편을 떼어낸 후 용기 내에서 떼어낸 조직편에 영양분을 공급함으로써 세포를 배양 또는 증식하는 방법이다.
1980년대 이후 급속하게 발전하고 있는 생명공학분야에서 생물의약품의 산업화와 관련하여 동물세포배양기술이 중요한 역할을 차지하고 있다. 이에 따라, 1980년대 중반부터 동물세포 대량배양 기술은 그 중요성이 부각되기 시작하였다.
인간 혹은 동물의 조직으로부터 유래된 동물세포들은 배지 내에서 부유시키거나 또는 담체에 부착시킨 상태에서 배양될 수 있다. 주로 혈구유래의 세포들(조혈줄기세포 포함)이 부유성 세포이고, 피부, 간 또는 폐 같은 조직 유래의 세포들과 배아줄기세포 또는 중간엽 줄기세포 등은 부착성 세포이다. 부유성 세포는 세포가 단독으로 배지 중에 부유한 상태에서 증식할 수 있으나, 부착성 세포는 지지체의 표면에 부착된 상태에서만 증식될 수 있다.
이에 따라, 세포의 scale-up 시 단위 부피당 최고의 세포 밀도를 유지하기 위해서는 부유성 세포가 유리하므로 세포의 대량 배양 방법은 주로 부유성 세포를 대상으로 이루어져 왔을 뿐, 부착성 세포에 대한 대량 배양을 위한 방법이나 장치에 대한 개발이 미흡한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 부착성 세포를 한번의 공정을 통해 대량으로 배양할 수 있는 세포 대량배양 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 세포가 안정적으로 배양될 수 있는 배양 환경을 제공하는 내부공간을 가지는 인큐베이터; 상기 내부공간에 배치되고, 세포배양을 위한 복수 개의 지지체가 내부에 배치된 세포배양부; 상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 측으로 공급되는 배지가 일정량 저장된 배지공급부; 및 상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 및 배지공급부와 각각 연결관을 매개로 연결되며, 상기 배지공급부에 저장된 배지가 상기 세포배양부 측으로 공급된 후 상기 배지공급부 측으로 회수될 수 있도록 상기 배지를 순환시키는 펌프;를 포함하고, 상기 복수 개의 지지체는 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되고 상기 세포배양부의 내부에서 높이방향을 따라 서로 일정간격 이격된 상태로 배열되는 세포 대량배양 시스템을 제공한다.
이때, 상기 지지체는 단백질 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인과, 상기 나노섬유 멤브레인을 지지할 수 있도록 상기 나노섬유 멤브레인의 일면에 접착층을 매개로 부착된 지지부재를 포함할 수 있다. 다른 예로써, 상기 지지체는 플라즈마 처리된 판상의 필름부재일 수 있다.
또한, 상기 내부공간은 온도가 항온으로 유지하면서 이산화탄소 농도가 일정수준으로 유지되는 하나의 내부공간으로 형성될 수 있고, 상기 세포배양부 및 배지공급부는 상기 하나의 내부공간에 함께 배치될 수 있다.
대안으로, 상기 인큐베이터는 상기 내부공간의 온도를 항온으로 유지하고 상기 세포배양부 및 펌프가 배치되는 항온챔버와, 상기 항온챔버의 내부에 배치되고 내부의 이산화탄소 농도가 일정수준으로 유지되는 이산화탄소 공급챔버를 포함할 수 있고, 상기 배지공급부는 상기 이산화탄소 공급챔버의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 세포배양부는, 배지가 채워지는 수용공간을 갖는 함체형상의 배양하우징과, 세포가 배양될 수 있도록 상기 수용공간에 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체 및 상기 복수 개의 지지체가 상기 배양하우징의 높이방향을 따라 서로 이격된 상태를 유지할 수 있도록 서로 대면하는 두 개의 지지체 사이를 이격시키는 이격부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이격부재는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 일례로, 상기 이격부재는 복수 개의 지지바 및 스페이서로 구성될 수도 있고, 슬롯홈이 형성된 복수 개의 가이드부재로 구성될 수도 있다. 더불어, 상기 이격부재는 지지바, 스페이서 및 가이드부재가 조합된 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 배지유입구 및 상기 수용공간에 배치된 지지체 사이에는 상기 배지유입구를 통해 유입된 배지를 분산시킬 수 있도록 분산판이 배치될 수 있다.
또한, 상기 배지공급부는 상기 배지가 일정량 저장되는 저장공간을 갖추고 상부가 개방된 함체형상의 배지하우징과, 상기 배지를 상기 저장공간 측으로 회수하거나 상기 세포배양부 측으로 공급할 수 있도록 상기 배지가 유,출입되는 유입구 및 유출구를 포함할 수 있고, 상기 유입구는 상기 유출구보다 상대적으로 높은 위치에 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 유입구 및 유출구는 상기 배지하우징의 반대면에 각각 형성될 수 있다.
대안으로, 상기 배지하우징은 일단부가 상기 배지하우징의 내측면과 연결되고 타단부가 상기 배지하우징의 내측면과 마주하는 다른 내측면과 간격을 두고 이격되도록 상기 배지하우징의 바닥면으로부터 돌출형성되는 적어도 하나의 격벽을 포함할 수 있고, 상기 저장공간은 상기 격벽을 매개로 상기 배지유입구와 연결되는 배지회수공간과 상기 배지유출구와 연결되는 배지공급공간으로 구획될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 유입구 및 유출구는 상기 배지하우징의 동일면에 각각 형성될 수 있다.
한편, 상기 배지공급부는 상기 배지하우징의 개방된 상부를 덮는 필터부재를 포함할 수 있고, 상기 이산화탄소는 상기 필터부재를 통과한 후 상기 저장공간에 저장된 배지측으로 공급될 수 있다.
또한, 상기 세포 대량배양 시스템은, 상기 세포배양부를 회전시키기 위한 적어도 하나의 구동부를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 세포배양부는 상기 구동부의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전하는 제1회전과 Z축을 중심으로 회전하는 제2회전이 모두 가능하도록 상기 인큐베이터의 내부공간에 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 한 번의 공정을 통해 대량의 세포를 동시에 배양할 수 있음으로써 생산성을 향상시키고, 원가를 절감시키며 품질의 균일성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템을 나타낸 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 세포배양부를 나타낸 도면,
도 4는 도 3의 분리도,
도 5는 도 3의 A-A 방향단면도,
도 6은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 다른 형태의 세포배양부를 나타낸 도면,
도 7은 도 6의 분리도,
도 8은 도 6의 B-B 방향단면도,
도 9는 도 6의 C-C 방향단면도,
도 10은 도 6의 변형예,
도 11은 도 10의 분리도,
도 12는 도 10의 D-D 방향단면도,
도 13은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 또 다른 형태의 세포배양부를 나타낸 도면,
도 14는 도 13의 분리도,
도 15는 도 13의 결합단면도,
도 16은 본 발명에 따른 세포배양부에 적용될 수 있는 지지체를 나타낸 도면,
도 17은 본 발명에 따른 세포배양부에 적용될 수 있는 다른 형태의 지지체를 나타낸 도면,
도 18은 본 발명에 따른 세포배양부에 적용될 수 있는 분산판을 나타낸 도면,
도 19은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 배지공급부를 나타낸 도면,
도 20은 도 19의 E-E 방향 결합단면도,
도 21은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 배지공급부의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 22는 도 21에서 배지하우징의 평면도,
도 23은 본 발명에 따른 세포 대량배양 시스템에 적용될 수 있는 구동부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 24는 도 23에서 세포배양부가 X축을 중심으로 회전하는 방식을 개략적으로 나타낸 도면, 그리고,
도 25는 도 23에서 세포배양부가 Z축을 중심으로 회전하는 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 도 1, 도 2, 도 10 내지 도 15에 도시된 바와 같이 인큐베이터(110,210), 세포배양부(120,220,320,420), 배지공급부(140,240) 및 펌프(150)를 포함한다.
상기 인큐베이터(110,210)는 지지체(130,230)에 부착된 세포가 안정적으로 배양될 수 있는 배양환경을 제공할 수 있다.
일례로, 상기 인큐베이터(110,210)는 내부공간(S)을 갖는 챔버일 수 있으며, 상기 내부공간(S)은 온도가 일정하게 유지되면서 이산화탄소의 농도 역시 일정한 농도로 유지되는 공간일 수 있다.
여기서, 상기 인큐베이터(110,210)는 상기 내부공간(S)의 온도를 일정온도로 유지하기 위한 공조시스템을 포함할 수 있으며, 이산화탄소를 상기 내부공간(S) 측으로 공급하기 위한 이산화탄소 공급수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 내부공간(S)에 배치된 배지공급부(140,240)는 상기 내부공간(S)으로부터 이산화탄소가 내부로 유입될 수 있으며, 상기 내부공간(S)으로부터 유입된 이산화탄소는 상기 배지공급부(140,240)에 저장된 배지에 용존될 수 있다.
이로 인해, 상기 배지공급부(140,240)는 일정한 PH를 가지는 배지가 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 안정적으로 공급될 수 있으며, 상기 세포배양부(120,220,320,420)에 포함된 세포는 원활하게 배양될 수 있다.
이때, 상기 인큐베이터(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 내부공간(S)을 가지는 챔버일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 내부공간(S)은 상술한 공조시스템을 통해 온도가 항온으로 유지될 수 있으며, 이산화탄소 공급수단을 통해 이산화탄소의 농도가 일정수준으로 유지될 수 있다. 또한, 상기 내부공간(S)에는 상기 세포배양부(120,220,320,420), 배지공급부(140,240) 및 펌프(150)가 적절하게 배치될 수 있다.
대안으로, 상기 인큐베이터(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 챔버로 구성될 수 있다. 즉, 상기 인큐베이터(210)는 상기 내부공간(S)의 온도를 항온으로 유지하기 위한 항온챔버(111)와, 상기 항온챔버(111)의 내부에 배치되고 내부의 이산화탄소 농도가 일정수준으로 유지되는 이산화탄소 공급챔버(112)로 구성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 배지공급부(140,240)는 상기 이산화탄소 공급챔버(112)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 배지공급부(140,240)를 제외한 나머지 구성, 일례로, 세포배양부(120,220,320,420) 및 펌프(150) 등은 상기 항온챔버(111)의 내부공간(S)에 배치되되 상기 이산화탄소 공급챔버(112)의 외측에 위치하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 항온챔버(111)는 내부온도를 항온으로 유지하기 위한 공조시스템이 구비될 수 있으며, 상기 이산화탄소 공급챔버(112)는 내부의 이산화탄소 농도를 일정하게 유지하기 위한 이산화탄소 공급수단을 포함할 수 있다.
이에 따라, 도 2의 인큐베이터(210)는 도 1의 인큐베이터(110)에 비하여 상기 이산화탄소 공급챔버(112)의 내부에 국한된 상대적으로 좁은 공간에 대해서만 이산화탄소의 농도가 균일하게 유지되더라도 세포의 배양에 필요한 이산화탄소를 안정적으로 공급할 수 있다.
이를 통해, 도 2의 인큐베이터(210)를 채용한 세포 대량배양 시스템(200)은 도 1의 인큐베이터(110)를 채용한 세포 대량배양 시스템(100)에 비하여 상기 배지공급부(140,240) 측으로 공급하기 위한 이산화탄소의 농도를 보다 균일하게 유지할 수 있다. 이로 인해, 상기 배지공급부(140,240)로부터 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급되는 배지는 더욱 균일한 이산화탄소 농도를 가질 수 있다.
상기 세포배양부(120,220,320,420)는 세포배양을 위한 복수 개의 지지체(130,230)가 내부에 배치됨으로써 상기 복수 개의 지지체(130,230)들에 부착된 세포들이 배양되는 공간을 제공할 수 있으며, 연결관(161,162,163)을 매개로 상기 배지공급부(140,240)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 지지체(130,230) 측에는 배양될 세포들이 부착될 수 있으며, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포들은 후술하는 수용공간(S1)에 채워진 배지로부터 영양분을 공급받을 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들에 부착된 세포들은 배지로부터 공급되는 영양분을 통해 원활하게 배양될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있으며, 판상으로 형성된 복수 개의 지지체(130,230)들은 적어도 일부가 다른 지지체(130,230)들과 서로 이격된 상태로 상기 수용공간(S1)에 다단으로 배열될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230)들의 집적도를 높여줄 수 있음으로써 한 번의 배양공정을 통해 대량의 세포를 배양할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양부(120,220,320,420)는 하나의 장치에 복수 개의 지지체(130,230)들이 다단으로 배열된 형태로 배치됨으로써 대량의 세포배양이 가능하면서도 전체 설비의 크기를 줄일 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체(130,230)는 판상의 형태로 구현이 가능하면서도 세포의 부착이 용이한 것이라면 공지의 세포 배양시 사용되는 다양한 재질이 제한없이 사용될 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 지지체(130,230)는 나노섬유가 전기방사를 통하여 3차원 네트워크 구조로 형성된 나노섬유 멤브레인(132)을 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 지지체(130)는 도 16에 도시된 바와 같이 상기 나노섬유 멤브레인(132)과 더불어 접착층(134)을 매개로 상기 나노섬유 멤브레인(132)의 일면에 부착되는 지지부재(136)를 더 포함하는 3층구조일 수 있다.
여기서, 상기 지지부재(136)는 판상의 필름부재일 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(132)의 일면을 지지할 수 있다. 이를 통해, 상기 나노섬유 멤브레인(132)이 유연성을 갖는 판상으로 형성되더라도 상기 지지부재(136)를 통해 지지될 수 있음으로써 휘어짐이나 처짐이 방지될 수 있다. 이에 따라, 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230)는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있음으로써 세포가 원활하게 배양될 수 있다.
다른 예로써, 상기 지지체(230)는 도 17에 도시된 바와 같이 소정의 면적을 가지는 판상의 필름부재로 구성될 수도 있다.
이때, 상기 지지체(130,230)는 배양될 세포가 원활하게 부착될 수 있도록 표면이 개질된 것일 수 있다. 일례로, 상기 지지체(130)가 나노섬유 멤브레인(132)을 포함하는 경우, 상기 나노섬유 멤브레인(132)은 나노 섬유의 표면이 motif 코팅된 멤브레인일 수 있다. 또한, 상기 지지체(230)가 판상의 필름부재로 구비되는 경우, 상기 필름부재는 플라즈마 처리된 필름부재일 수 있다.
이에 따라, 상기 지지체(130,230)의 표면에는 배양될 세포가 원활하게 부착될 수 있으며, 상기 배양될 세포는 상기 지지체(130,230)의 표면에 부착된 상태에서 배지로부터 공급되는 영양분을 통해 배양될 수 있다.
그러나 상기 지지체(130,230)의 종류를 이에 한정하는 것은 아니며, 판상의 형태로 구현이 가능하면서도 세포의 부착이 용이한 것이라면 공지의 세포 배양시 사용되는 다양한 재질이 사용될 수 있다.
이와 같은 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 인큐베이터(110,210)의 내부공간(S)에 배치될 수 있고, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 복수 개로 구성될 수도 있으며, 복수 개의 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 배지공급부(140,240)와 각각 직렬로 연결될 수도 있고, 병렬로 연결될 수도 있으며, 직병렬이 혼합된 형태로 연결될 수도 있다.
여기서, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 내부에 배치된 지지체(130,230)들의 일면이 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면과 서로 평행하도록 상기 인큐베이터(110,210)에 배치될 수도 있고 내부에 배치된 지지체(130,230)들의 일면이 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면에 대하여 수직하도록 상기 인큐베이터(110,210)에 배치될 수도 있다.
이와 같은 세포배양부(120,220,320,420)는 도 3 내지 도 15에 도시된 바와 같이 배양하우징(121,221,321,421), 상술한 지지체(130,230) 및 이격부재를 포함할 수 있다.
상기 배양하우징(121,221,321,421)은 세포배양을 위한 복수 개의 지지체(130,230)들이 내부에 배치됨으로써 상기 복수 개의 지지체(130,230)들에 부착된 세포들이 배양되는 공간을 제공할 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 적어도 일부가 서로 간격을 두고 상기 배양하우징(121,221,321,421)의 수용공간(S1)에 배치될 수 있으며, 외부로부터 공급되는 배지가 상기 수용공간(S1)에 채워질 수 있다.
이를 위해, 상기 배양하우징(121,221,321,421)은 수용공간(S1)을 갖는 함체형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 배양하우징(121)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상부가 개방된 수용공간(S1)을 갖는 함체형상의 몸체(122)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 몸체(122)의 전면과 후면에는 적어도 하나의 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)가 각각 형성될 수 있으며, 상부가 개방된 수용공간(S1)은 상기 배양하우징(121)에 결합되는 덮개(123)를 통해 밀폐될 수 있다.
다른 예로써, 상기 배양하우징(221,321,421)은 도 6 내지 도 15에 도시된 바와 같이 전면과 후면이 개방된 수용공간(S1)을 갖는 함체형상의 몸체(222,322,422)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 몸체(222,322,422)의 개방된 전면과 후면에는 적어도 하나의 배지유입구(124)가 형성된 제1캡부(223a) 및 적어도 하나의 배지유출구(125)가 형성된 제2캡부(223b)가 각각 결합될 수 있다.
이를 통해, 외부로부터 상기 배양하우징(121,221,321,421)으로 공급되는 배지는 상기 배지유입구(124)를 통해 상기 수용공간(S1)을 채울 수 있으며, 세포 배양이 완료된 후 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지는 상기 배지유출구(125)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
이에 따라, 상기 수용공간(S1)에 배치된 복수 개의 지지체(130,230)들은 상기 수용공간(S1)을 채우는 배지에 잠길 수 있으며, 각각의 지지체(130,230)에 부착된 세포들은 세포 배양시 필요한 영양분을 배지로부터 공급받을 수 있다.
본 명세서에서, 상기 배양하우징(121,221,321,421)의 폭방향, 좌,우방향 및 측면은 도 3, 도 6, 도 10 및 도 13에서 X축과 평행한 방향으로 규정될 수 있고, 상기 배양하우징(121,221,321,421)의 길이방향, 전,후 방향, 전면 및 후면은 도 3, 도 6, 도 10 및 도 13에서 Y축과 평행한 방향으로 규정될 수 있으며, 상기 배양하우징(121,221,321,421)의 높이 방향, 상,하방향, 상면 및 하면은 도 3, 도 6, 도 10 및 도 13에서 Z축과 평행한 방향으로 규정될 수 있다.
상기 이격부재는 판상으로 형성되어 상기 수용공간(S1)에 다단으로 배열되는 복수 개의 지지체(130,230)들을 서로 이격시킬 수 있도록 상기 수용공간(S1)에 배치될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230)들의 집적도를 높이면서도 한 번의 배양공정을 통해 대량의 세포를 원활하게 배양할 수 있다.
이때, 상기 이격부재는 상기 수용공간(S1)에 다단으로 배열되는 복수 개의 지지체(130,230)들의 집적도를 높이면서도 지지체(130,230)의 적어도 일부가 서로 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있도록 다양한 형태로 구성될 수 있다.
일례로, 상기 이격부재는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 배양하우징(121)의 높이방향을 따라 복수 개의 지지체(130,230)들이 다단으로 배열될 수 있도록 적층형으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 이격부재는 소정의 길이를 갖는 복수 개의 지지바(126)와 링형상으로 형성되는 복수 개의 스페이서(127)를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 상기 지지바(126)에 각각 끼워지는 방식일 수 있다.
구체적으로, 상기 복수 개의 지지바(126)들은 상기 수용공간(S1)에 소정의 간격을 두고 서로 이격배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 지지바(126)들은 하부단이 소정의 면적을 갖는 판상의 지지판(128)에 각각 고정될 수 있다.
이에 따라, 상기 지지판(128)에 하부단이 고정된 복수 개의 지지바(126)들은 서로 간격을 두고 이격된 상태를 유지할 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 지지바(126)들은 하부단이 상기 지지판(128)에 각각 고정된 상태에서 상기 수용공간(S1)에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 상기 배양하우징(121)의 수용공간(S1) 측에는 바닥면으로부터 복수 개의 지지바(126)들이 소정의 높이로 돌출될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 복수 개의 지지체(130,230)는 상기 복수 개의 지지바(126)들과 대응되는 위치에 관통형성된 복수 개의 통과공(131)을 통하여 상기 지지바(126)에 각각 삽입될 수 있다.
이때, 소정의 높이를 갖는 복수 개의 스페이서(127)들이 상기 복수 개의 지지바(126)들에 각각 끼워질 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 스페이서(127)들과 복수 개의 지지체(130,230)들은 각각의 지지바(126)에 교번적으로 체결될 수 있다. 이에 따라, 상기 스페이서(127)는 상기 배양하우징(121)의 높이 방향을 따라 배열되는 두 개의 지지체(130,230) 사이에 각각 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 상기 복수 개의 지지바(126)들을 통하여 판상의 형태를 유지할 수 있으며, 상,하 방향으로 배열되는 두 개의 지지체(130,230)들은 스페이서(127)를 통해 서로 이격된 간격을 유지할 수 있다. 이에 따라, 상,하 방향으로 배열된 지지체(130,230)들은 양면이 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지와 원활하게 접촉될 수 있다.
여기서, 상기 배양하우징(121)의 바닥면에는 상기 복수 개의 지지바(126)들과 대응되는 위치에 일정깊이 인입되는 안착홈(122a)이 형성될 수 있으며, 상기 덮개(123)는 상기 복수 개의 지지바(126)들과 대응되는 위치에 통과공(123a)이 관통형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 지지바(126)들이 상기 수용공간(S1)에 삽입되는 경우, 상기 지지바(126)의 하부단은 상기 안착홈(122a)에 삽입될 수 있고, 상기 지지바(126)의 상부단은 상기 덮개(123)가 수용공간(S1)의 상부를 덮은 상태에서 상기 통과공(123a)을 통해 외부로 노출될 수 있으며, 상기 통과공(123a)을 통해 외부로 노출된 지지바(126)의 상부단은 너트와 같은 체결부재(C)와 체결될 수 있다.
이를 통해, 상기 세포배양부(120)는 복수 개의 지지체(130,230) 및 스페이서(127)가 복수 개의 지지바(126)에 교번적으로 체결된 상태에서 상기 덮개(123)를 통해 개방된 수용공간(S1)의 상부가 밀폐될 수 있으며, 상기 지지바(126)의 상부단이 덮개(123)의 외측으로 돌출된 후 체결부재(C)와 체결됨으로써 밀봉된 상태를 유지할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 복수 개의 지지바(126)들의 하부단을 고정하는 판상의 지지판(128)은 생략될 수도 있다. 더불어, 상기 배양하우징(121)은 상부가 개방되고 별도의 덮개(123)를 통해 개방된 상부가 밀폐되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 배양하우징(121)과 덮개(123)는 일체로 형성될 수도 있다.
다른 예로써, 상기 이격부재는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 슬롯형으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 이격부재는 소정의 길이를 갖추고 상기 배양하우징(221)의 길이방향을 따라 상기 수용공간(S1)에 삽입되는 두 개의 가이드부재(226)를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 상기 두 개의 가이드부재(226)에 양측단부가 각각 슬라이딩 삽입되어 지지될 수 있다.
구체적으로, 상기 두 개의 가이드부재(226)는 일면이 서로 대면하도록 상기 수용공간(S1)에 삽입될 수 있으며, 상기 두 개의 가이드부재(226)는 서로 대면하는 대향면 측에 길이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈(227)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 슬롯홈(227)은 상기 가이드부재(226)의 높이방향을 따라 소정의 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 두 개의 가이드부재(226)는 상기 배양하우징(221)의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 일면이 접하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 두 개의 가이드부재(226)는 상기 슬롯홈(227)이 형성된 면이 서로 마주하도록 상기 수용공간(S1)에 배치될 수 있으며, 상기 슬롯홈(227)이 형성되지 않은 반대면이 상기 배양하우징(221)의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 각각 접하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 두 개의 가이드부재(226)가 상기 수용공간(S1)에 삽입된 상태에서 각각의 지지체(130,230)의 양측단부를 상기 두 개의 가이드부재(226)에 각각 형성된 슬롯홈(227)에 삽입하면, 상기 지지체(130,230)의 양측단부는 상기 두 개의 가이드부재(226)에 의해 지지될 수 있다.
이로 인해, 각각의 지지체(130,230)는 상기 슬롯홈(227)을 통해 양측단부가 구속되어 수평한 상태로 상기 수용공간(S1)에 배치될 수 있음으로써 판상의 형태를 유지할 수 있으며, 상기 배양하우징(221)의 높이방향을 따라 배치되는 각각의 지지체(130,230)들은 가이드부재(226)의 높이방향을 따라 형성된 두 개의 슬롯홈(227) 사이의 간격만큼 이격된 상태를 유지할 수 있다.
이를 통해, 상기 수용공간(S1)에 다단으로 배치된 복수 개의 지지체(130,230)들은 양면이 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지와 원활하게 접촉될 수 있으며, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포들은 상기 배지로부터 공급되는 영양분을 통해 원활하게 배양될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 세포배양부(220)는 복수 개의 지지체(130,230)들이 슬라이딩 방식을 통하여 상기 가이드부재(226)에 결합될 수 있음으로써 조립편의성을 높일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 별도의 지그나 가고정물에 고정된 상태에서 상기 지그나 가고정물을 이용하여 상기 수용공간(S1)에 한 번에 삽입될 수도 있다.
한편, 상기 이격부재가 슬롯홈(227)을 포함하는 가이드부재(226)로 구성되는 경우, 상기 가이드부재는 적어도 3개 이상이 사용됨으로써 집적도를 더욱 높일 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양부(320)는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 일면에 길이방향을 따라 복수 개의 슬롯홈(227)이 형성된 4개의 가이드부재(226)를 포함할 수 있으며, 4개의 가이드부재(226)는 서로 쌍을 이루도록 상기 수용공간(S1)에 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 4개의 가이드부재(226)는 상기 배양하우징(321)의 내면과 일면이 접하도록 배치되는 두 개의 제1가이드부재(226a)와, 상기 두 개의 제1가이드부재(226a) 사이에 배치되는 두 개의 제2가이드부재(226b)를 포함할 수 있으며, 서로 마주하는 제1가이드부재(226a) 및 제2가이드부재(226b)는 서로 쌍을 이룰 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 서로 쌍을 이루도록 구성되는 4개의 가이드부재(226)를 통하여 상기 배양하우징(321)의 폭방향을 따라 수평한 방향으로 각각 2개씩 배치될 수 있으며, 복수 개의 지지체(130,230)들은 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 가이드부재(226)에 형성된 슬롯홈(227)을 통해 상,하 방향을 따라 다단으로 배치될 수 있다.
이로 인해, 본 실시예에 따른 세포배양부(320)는 지지체(130,230)들의 집적도를 더욱 높일 수 있으며 더욱 많은 양의 세포를 대량으로 배양할 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 두 개의 제2가이드부재(226b)는 양면에 각각 슬롯홈(227)이 형성된 하나의 부재로 구비될 수도 있다.
그러나 상기 가이드부재(226)의 전체개수를 이에 한정하는 것은 아니며, 지지체(130,230)의 전체개수에 따라 4개 이상의 가이드부재(226)가 사용될 수 있으며, 서로 쌍을 이루는 방식이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 더불어, 상기 수용공간(S1) 역시 서로 쌍을 이루는 두 개의 가이드부재(226)가 한 쌍씩 개별적으로 삽입될 수 있도록 복수 개의 공간으로 구획될 수도 있다.
또 다른 예로서, 상기 이격부재는 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 적층방식과 슬롯방식이 조합된 형태로 구성될 수 있다.
즉, 상기 이격부재는 도 3 내지 도 5에 도시된 지지바(126)와 도 6 내지 도 에 도시된 가이드부재(226)가 상호 조합된 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 이격부재는 일면에 복수 개의 슬롯홈(227)이 형성된 4개의 가이드부재(226)와 2개의 지지바(126)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 4개의 가이드부재(226)는 복수 개의 슬롯홈(227)이 형성된 면이 서로 마주하도록 상기 수용공간(S1)에 삽입될 수 있으며, 상기 4개의 가이드부재(226)는 상기 배양하우징(421)의 내면 중 서로 마주하는 두 개의 내면과 일면이 각각 접하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 2개의 지지바(126)는 일면이 서로 마주하는 두 개의 가이드부재(226) 사이에 위치하도록 상기 수용공간(S1)에 배치될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 4개의 모서리 중 두 개의 모서리 측이 가이드부재(226)에 형성된 슬롯홈(227)에 삽입될 수 있으며, 나머지 두 개의 모서리 측이 상기 지지바(126)에 각각 끼워질 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 상기 가이드부재(226)에 형성된 슬롯홈(227)과 지지바(126)를 통해 지지될 수 있다.
여기서, 상기 배양하우징(421)은 서로 마주하는 상면 및 바닥면 측에 상기 2개의 지지바(126)들이 슬라이딩 삽입될 수 있도록 일정깊이 인입되는 안착홈(422a)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 두 개의 지지체(130,230)가 상기 배양하우징(421)의 폭방향을 따라 배치될 수 있으며, 상기 두 개의 지지체(130,230)는 단부를 포함하는 일부의 면적이 서로 중첩되는 중첩부분(A1)을 형성하도록 상기 배양하우징(421)의 폭방향을 따라 배열될 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 지지체(130,230)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 일단부측이 일정면적 중첩되면서 서로 직접 밀착되도록 지그재그방식으로 적층될 수 있으며, 서로 중첩되지 않는 타단부 측이 상기 4개의 가이드부재(226)에 각각 형성된 슬롯홈(227)에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 2개의 지지바(126)들은 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 지지체(130,230)들이 일정면적 서로 중첩되는 중첩부분(A1)을 통과하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 서로 중첩되고 직접 적층된 부분이 상기 지지바(126)에 체결될 수 있으며, 서로 중첩되지 않는 나머지 두 개의 모서리 측이 상기 가이드부재(226)를 통해 지지될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 모서리측이 슬롯홈(227)을 통해 4개의 가이드부재(226)가 결합되고 상기 중첩부분(A1)에 2개의 지지바(126)들이 결합된 조립체의 상태에서 상기 배양하우징(421)의 수용공간(S1)으로 삽입될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 서로 중첩된 중첩부분(A1) 및 가이드부재(226)를 통하여 판상의 형태를 유지할 수 있으며, 높이 방향을 따라 배치된 두 개의 지지체(130,230)들은 상기 두 개의 지지체(130,230) 사이에 일부 중첩되도록 배치된 다른 지지체(130,230)의 두께를 통해 서로 이격된 간격을 유지할 수 있다. 이에 따라, 서로 이웃하는 두 개의 지지체(130,230)들은 양면이 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지와 원활하게 접촉될 수 있다.
이를 통해, 상기 복수 개의 지지체(130,230)들은 4개의 가이드부재(226) 및 2개의 지지바(126)들을 통하여 수평한 방향으로 각각 2개씩 배치될 수 있음으로써 집적도를 더욱 높일 수 있으며 더욱 많은 양의 세포를 대량으로 배양할 수 있다.
더불어, 본 실시예의 경우 별도의 스페이서를 사용하지 않더라도 두 개의 지지체(130,230)가 서로 이격된 상태를 유지할 수 있음으로써 집적도를 극대화할 수 있다.
본 실시예에서, 이격부재가 4개의 가이드부재(226) 및 두 개의 지지바(126)로 구성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 가이드부재(226) 및 지지바(126)의 개수는 적절하게 변경될 수 있으며, 상기 가이드부재(226)는 전술한 실시예와 마찬가지로 두 개로 구비되어 상기 지지체(130,230)의 한 변이 슬롯홈(227)에 끼워질 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 배양하우징(121,221,321,421)은 상기 배지공급부(140,240)에서 공급된 배지를 상기 수용공간(S1)의 내부로 유입시키거나 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지를 외부로 배출시키기 위한 적어도 하나의 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)를 포함할 수 있다.
이와 같은 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)는 상술한 바와 같이 상기 배양하우징(121)의 몸체(122)에 직접형성될 수도 있고, 상기 배양하우징(221,321,421)의 몸체(222,322,422)와 결합되는 별도의 캡부(223a,223b)에 형성될 수도 있다.
즉, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 배양하우징(121)의 몸체(122)가 전면,후면 및 측면이 밀폐된 함체형상으로 구비되는 경우, 상기 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)는 상기 몸체(122)의 전,후면에 직접 형성될 수 있다.
또한, 도 6 내지 도 14에 도시된 바와 같이 상기 배양하우징(221,321,421)의 몸체(222,322,422)가 전,후면이 개방된 함체형상으로 구비되고 몸체(222,322,422)의 전,후면 측에 결합되는 별도의 캡부(223a,223b)를 통해 밀폐되는 경우, 상기 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)는 상기 캡부(223a,223b)에 각각 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 배지공급부(140,240)로부터 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급되는 배지는 상기 배지유입구(124)를 통해 수용공간(S1)의 내부로 유입된 후 상기 배지유출구(125)를 통해 상기 수용공간(S1)의 외부로 배출될 수 있다.
이때, 상기 배지유입구(124)가 형성된 캡부(223a)의 내면 또는 상기 배지유입구(124)가 형성된 몸체(122)의 전면의 내면은 상기 배지유입구(124)를 중심으로 내측으로 인입되게 형성될 수 있다.
즉, 상기 배지유입구(124)가 형성된 캡부(223a)의 내면 또는 상기 배지유입구(124)가 형성된 몸체(122)의 전면의 내면은 상기 배지유입구(124)의 단부로부터 배지가 이동하는 방향을 따라 단면적이 서서히 증가하는 원뿔 또는 사각뿔 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 배지유입구(124)의 단부가 상기 원뿔 또는 사각뿔 형상의 중심부를 형성할 수 있다.
다시 말하면, 상기 배지유입구(124)가 형성된 캡부(223a)의 내면 또는 상기 배지유입구(124)가 형성된 몸체(122)의 전면의 내면은 상기 배지유입구(124)를 중심으로 상기 배지의 유입방향과 반대방향을 향하여 오목하게 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 배지유입구(124)를 통해 상기 배지공급부(140,240)로부터 유입되는 배지는 상기 수용공간(S1) 측으로 원활하게 유입될 수 있다.
이때, 상기 배지유입구(124) 및 상기 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230) 사이에는 상기 배지유입구(124)를 통해 유입된 배지를 분산시키기 위한 분산판(129,229)이 배치될 수 있으며, 상기 분산판(129,229)은 상기 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230)의 단부와 일정간격 이격되도록 배치될 수 있다.
이와 같은 분산판(129,229)은 상기 배지유입구(124)를 통해 외부로부터 유입된 배지가 곧바로 상기 수용공간(S1)의 내부로 이동하는 것을 방해할 수 있다.
즉, 상기 배지유입구(124)를 통해 상기 배지공급부(140,240)부터 유입되는 배지는 상기 분산판(129,229)과 부딪혀 고르게 퍼질 수 있다. 이를 통해, 상기 분산판(129,229)을 통과하는 과정에서 고르게 분산된 배지는 상기 수용공간(S1)에 배치된 복수 개의 지지체(130,230)의 위치와 상관없이 각각의 지지체(130,230)들 사이의 공간으로 동시에 이동할 수 있음으로써 상기 배지가 각각의 지지체(130,230) 측으로 원활하게 공급될 수 있다.
일례로, 상기 분산판(129,229)은 도 18에 도시된 바와 같이 소정의 면적을 가지는 판상의 몸체(129a)와, 상기 몸체(129a)에 관통형성된 복수 개의 통공(129b)을 포함하는 형태로 구성될 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 복수 개의 통공이 형성된 판상의 메쉬망일 수도 있다.
이때, 상기 분산판(129,229)은 상기 배지유입구(124)를 통해 외부로부터 유입된 배지가 상기 수용공간(S1)의 내부로 곧바로 이동하는 것을 차단하기 위한 방해수단(129c,229c)을 포함할 수 있다.
이와 같은 방해수단(129c,229c)은 상기 배지유입구(124)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 방해수단(129c)은 도 18의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 배지가 상기 몸체(129a)를 곧바로 통과하는 것을 차단할 수 있도록 상기 몸체(129a)의 일면에 소정의 면적으로 형성되는 판상의 부재일 수 있다.
대안으로, 상기 방해수단(229c)은 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 몸체(129a)로부터 상기 배지유입구(124) 측으로 일정길이 돌출형성되는 돌출부일 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 돌출부는 일단부가 상기 배지유입구(124)의 단부와 가까운 거리에 위치함으로써 상기 배지유입구(124)로부터 유입된 배지는 상기 돌출부의 단부에 부딪힐 수 있다. 이를 통해, 상기 돌출부는 상기 배지유입구(124)를 통해 유입된 배지를 더욱 효과적으로 분산할 수 있다.
상기 배지공급부(140,240)는 내부에 세포배양시 필요한 영양분을 함유하고 있는 배지를 저장할 수 있다. 이와 같은 배지공급부(140,240)는 상기 세포배양부(120,220,320,420)와 연결관(161,162,163)을 매개로 연결됨으로써 내부에 저장된 배지를 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급할 수 있다.
이를 위해, 상기 배지공급부(140,240)는 도 19 내지 도 22에 도시된 바와 같이 상기 배지를 일정량 저장하기 위한 저장공간(S2)을 가지는 함체형상의 배지하우징(141,241)을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우 상기 배지하우징(141,241)은 상기 저장공간(S2)에 저장된 배지를 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급한 후 회수할 수 있도록 상기 배지가 유입되거나 유출되는 유입구(146) 및 유출구(145)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유입구(146)는 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 배지유출구(125)와 연결될 수 있으며, 상기 유출구(145)는 펌프(150)를 매개로 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 배지유입구(124)와 연결될 수 있다.
이를 통해, 상기 저장공간(S2)에 저장된 배지는 상기 펌프(150)의 작동을 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급된 후 상기 배지공급부(140,240) 측으로 회수될 수 있다.
이때, 상기 배지공급부(140,240)는 도 1에 도시된 바와 같이 상술한 인큐베이터(110)의 내부공간(S)에 배치되거나 도 2에 도시된 바와 같이 이산화탄소 공급챔버(112) 내에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 배지공급부(140,240)는 상기 배지에 용존된 이산화탄소의 농도를 일정하게 유지할 수 있으며, 상기 배지의 PH를 세포 배양에 적합한 상태로 유지할 수 있다.
이를 통해, 상기 배지는 세포배양부(120,220,320,420)로 이동한 후 상기 유입구(146)를 통해 저장공간(S2) 측으로 회수되는 과정에서 용존된 이산화탄소의 농도가 묽어지더라도 상기 배지공급부(140,240)의 저장공간(S2) 측으로 회수된 후 상기 인큐베이터(110)의 내부공간(S) 또는 이산화탄소 공급챔버(112)에서 유입되는 이산화탄소를 통해 세포배양에 필요한 적정한 PH로 변경될 수 있다.
이로 인해, 상기 배지는 상기 펌프(150)를 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420) 및 배지공급부(140,240)를 반복적으로 순환하더라도 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포는 배양에 적합한 상태의 배지를 지속적으로 공급받을 수 있음으로써 배양이 원활하게 이루어질 수 있다.
이를 위해, 상기 배지하우징(141,241)은 외부의 이산화탄소가 유입될 수 있도록 상부가 개방된 함체형상일 수 있다. 이때, 판상의 필터부재(143)는 상기 배지하우징(141,241)의 개방된 상부를 덮을 수 있으며, 별도의 고정프레임(144)을 통해 상기 배지하우징(141,241)에 체결될 수 있다.
여기서, 상기 필터부재(143)는 이물질의 유입을 차단하면서도 이산화탄소가 통과하는 것을 허용하는 재질로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 상기 배지는 상기 필터부재(143)를 통해 이산화탄소를 원활하게 공급받으면서도 다른 이물질의 유입이 차단됨으로써 다른 이물질에 의한 오염이 미연에 방지될 수 있다.
이와 같은 배지공급부(140,240)는 상술한 세포배양부(120,220,320,420)의 전체 개수에 따라 적절한 개수가 사용될 수 있다.
이때, 상기 배지공급부(140,240)의 유입구(146)는 유출구(145)보다 상대적으로 높은 위치에 위치하도록 상기 배지하우징(141,241)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 유출구(145)는 상기 유입구(146)보다 상기 배지하우징(141,241)의 바닥면과 상대적으로 가까운 위치에 위치하도록 상기 배지하우징(141,241)에 형성될 수 있으며, 상기 유입구(146)는 상기 유출구(145)보다 상기 배지하우징(141,241)의 바닥면과 상대적으로 먼 위치에 위치하도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 수용공간(S1)으로부터 상기 유입구(146)를 통하여 저장공간(S2) 측으로 유입된 배지는 상대적으로 낮은 위치에 형성된 유출구(145)를 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420)측으로 이동할 수 있다.
이로 인해, 상기 배지가 연결관(161,162,163)을 따라 순환하는 과정이나 상기 유입구(146)를 통해 저장공간(S2) 측으로 회수되는 과정에서 발생된 기포를 포함하더라도 상기 배지에 포함된 기포는 상기 배지가 상기 유입구(146)보다 상대적으로 낮은 위치에 형성된 유출구(145) 측으로 이동하는 과정에서 부력에 의해 상부로 이동할 수 있다.
이를 통해, 상기 유출구(145)를 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급되는 배지는 기포를 포함하지 않는 상태를 유지할 수 있다. 이로 인해, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포는 기포에 의한 방해를 받지 않음으로써 배지로부터 영양분을 원활하게 공급받을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)에 적용될 수 있는 배지공급부(240)는 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 배지가 저장되는 저장공간(S2)이 적어도 두 개의 공간으로 구획될 수 있다.
이를 위해, 상기 배지공급부(240)는 배지하우징(241)의 바닥면으로부터 돌출형성되는 적어도 하나의 격벽(242)을 포함할 수 있으며, 상기 배지하우징(241)에 형성된 저장공간(S2)은 상기 격벽(242)을 매개로 배지회수공간(S21)과 배지공급공간(S22)으로 구획될 수 있다.
이때, 상기 격벽(242)은 일단부가 상기 배지하우징(241)의 내측면과 연결되고 타단부가 상기 배지하우징(241)의 내측면과 마주하는 다른 내측면과 간격을 두고 이격되도록 상기 배지하우징(241)의 바닥면으로부터 돌출형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 배지회수공간(S21) 및 배지공급공간(S22)은 상기 격벽(242)의 단부와 마주하는 배지하우징(241)의 내측면 사이에 형성된 연통로(S23)를 통해 서로 연통될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 유입구(146)는 상기 배지회수공간(S21)과 연통되는 위치에 형성될 수 있으며, 상기 유출구(145)는 상기 배지공급공간(S22)과 연통되는 위치에 형성될 수 있다. 더불어, 상기 유출구(145)는 상술한 바와 같이 상기 유입구(146)보다 상대적으로 낮은 위치에 위치하도록 상기 배지하우징(241)에 형성될 수 있다.
즉, 상기 유출구(145)는 상기 유입구(146)보다 상기 배지하우징(141,241)의 바닥면과 상대적으로 가까운 위치에 위치하면서 상기 배지공급공간(S22)과 연통되도록 배지하우징(241)에 형성될 수 있으며, 상기 유입구(146)는 상기 유출구(145)보다 상기 배지하우징(141,241)의 바닥면과 상대적으로 먼 위치에 위치하면서 상기 배지회수공간(S21)과 연통되도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 세포배양부(120,220,320,420)로부터 배지공급부(240)로 유입된 배지는 전술한 형태의 배지공급부(140)에 비하여 상대적으로 더 긴 거리를 이동할 수 있다. 즉, 상기 배지공급부(240)로 유입된 배지는 배지회수공간(S21)으로 유입된 후 연통로(S23)를 거쳐 배지공급공간(S22) 측으로 이동함으로써 상기 유출구(145)를 통해 외부로 배출되기까지의 이동거리가 증가될 수 있다.
이로 인해, 상기 배지는 상기 유입구(146)에서 유출구(145)로 이동하는 과정에서 이산화탄소가 용존될 수 있는 시간이 증가될 수 있다. 또한, 배지가 기포를 포함하고 있더라도 배지에 포함된 기포는 배지회수공간(S21)에서 연통로(S23)를 거쳐 배지공급공간(S22) 측으로 이동하는 과정에서 부력에 의해 부상하여 배지로부터 완전히 제거될 수 있다.
이를 통해, 상기 유출구(145)를 통해 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급되는 배지는 기포를 포함하지 않는 최상의 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포는 배양이 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 배지공급부(140,240), 펌프(150) 및 세포배양부(120,220,320,420)가 밀폐된 인큐베이터(110,210)의 내부에 배치되고, 배지가 펌프(150)를 통해 배지공급부(140,240) 및 세포배양부(120,220,320,420)를 순환하도록 구성함으로써 밀폐된 순환 시스템(closed circulation system)으로 구현될 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 상기 인큐베이터(110,210)를 통해 일정 농도의 이산화탄소를 지속적으로 공급해 줌으로써 상기 배지공급부(140,240), 펌프(150) 및 세포배양부(120,220,320,420)를 순환하는 배지가 세포 배양에 적합한 일정 PH로 유지될 수 있다.
이로 인해, 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 세포 배양시 필요한 배지의 재사용이 가능함으로써 배지의 사용량을 최소화하여 생산단가를 줄일 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)에서 세포배양부(120,220,320,420)는 소정의 면적을 갖는 판상으로 형성된 복수 개의 지지체(130,230)가 수용공간(S1)에 다단으로 배열된 형태로 구성됨으로써 세포배양부(120,220,320,420)의 전체사이즈를 줄이더라도 상기 복수 개의 지지체(130,230)측에 대량의 세포가 부착될 수 있다. 이를 통해, 전체설비의 사이즈를 소형으로 구현할 수 있으면서도 대량의 세포를 안정적으로 배양할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 상기 세포배양부(120,220,320,420)를 회전시키기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 구동부의 구동을 통해 상,하 방향으로 회전됨으로써 수용공간(S1)에 배치된 지지체(130,230)의 일면이 인큐베이터(110,210)의 바닥면과 평행하게 배치되거나 수직한 상태로 배치될 수 있다.
더불어, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 구동부의 구동을 통해 좌,우 방향으로 회전됨으로써 배지에 포함된 세포를 지지체(120,220)에 부착하는 과정에서 세포들이 지지체(120,220)의 전면적에 골고루 부착될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같은 구동부는 제어부를 통해 전반적인 구동이 제어될 수 있으며, 상기 세포배양부(120,220,320,420)를 X축을 중심으로 회전시키는 제1회전과 Z축을 중심으로 회전시키는 제2회전이 모두 가능하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 구동부와 더불어 세포 대량배양 시스템(100,200) 전체의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
이를 위해, 상기 구동부는 도 23 내지 도 25에 도시된 바와 같이 상기 제1회전을 위한 제1모터(181)와 상기 제2회전을 위한 제2모터(187)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 인큐베이터(110,210)의 외측에는 제1모터(181)가 설치될 수 있으며, 상기 인큐베이터(110,210)의 내부에는 상기 세포배양부(120,220,320,420)가 고정되는 장착판(184)과 더불어 상기 장착판(184)을 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면으로부터 일정높이 이격시키기 위한 구조물이 설치될 수 있다.
즉, 상기 인큐베이터(110,210)의 내부에는 소정의 높이를 갖는 적어도 두 개의 지지대(182)가 설치될 수 있으며, 소정의 길이를 갖는 회전대(183)가 X축을 중심으로 회전가능하게 상기 두 개의 지지대(182)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 장착판(184)은 결합부(185)를 매개로 상기 회전대(183)에 결합될 수 있으며, 상기 회전대(183)는 풀리(186)를 매개로 상기 제1모터(181)와 연결될 수 있다.
이에 따라, 도 24에 도시된 바와 같이 상기 제1모터(181)가 구동되면 상기 풀리(186)를 통해 구동력이 전달되어 회전대(183)는 회전될 수 있으며, 상기 회전대(183)의 회전을 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 X축을 중심으로 회전될 수 있다.
이때, 상기 세포배양부(120,220,320,420)를 Z축을 중심으로 회전시키기 위한 제2모터(187)는 상기 장착판(184)의 하부측에 설치될 수 있으며, 상기 장착판(184)은 상기 제2모터(187)의 구동을 통해 Z축을 중심으로 회전될 수 있다.
이를 위해, 상기 결합부(185)는 도 25에 도시된 바와 같이 상기 회전대(183)에 고정결합된 제1결합부(185a)와 상기 장착판(184)에 고정결합된 제2결합부(185b)를 포함할 수 있으며, 상기 제2결합부(185b)는 제1결합부(185a)에 대해서 Z축을 중심으로 회전가능하게 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제2모터(187)의 구동력은 서로 대응되는 기어부(188)를 통해 상기 제2결합부(185b) 측으로 전달될 수 있으며, 상기 제2모터(187)의 구동을 통해 상기 제2결합부(185b)는 제1결합부(185a)에 대해서 Z축을 중심으로 회전될 수 있다. 일례로, 상기 기어부(188)는 상기 제2모터(187)에 축결합된 웜(188b)과 상기 제2결합부(185b)에 고정결합된 웜휠(188a)로 구성될 수 있다.
이에 따라, 도 25에 도시된 바와 같이 상기 제2모터(187)가 구동되면 상기 기어부(188)를 통해 구동력이 전달되어 상기 제2결합부(185b)는 회전될 수 있으며, 상기 제2결합부(185b)의 회전을 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 Z축을 중심으로 회전될 수 있다.
그러나, 상기 세포배양부(120,220,320,420)를 회전시키기 위한 구성을 상술한 구성에 한정하는 것은 아니며, 상기 장착판(184)을 X축을 중심으로 회전시킬 수 있으면서 Z축을 중심으로 회전시킬 수 있다면 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 세포의 부착, 배양 및 회수를 포함하는 세포배양공정이 자동으로 이루어질 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 대량배양 시스템(100,200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세포배양부(120,220,320,420), 펌프(150) 및 배지공급부(140,240)가 복수 개의 연결관(161,162,163)을 매개로 연결될 수 있으며, 상기 펌프(150)의 구동을 통해 배지가 상기 세포배양부(120,220,320,420) 및 배지공급부(140,240)를 반복적으로 순환할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 연결관(161,162,163) 측에는 복수 개의 개폐밸브(171,172,173)가 구비될 수 있으며, 제1공급라인(164), 제2공급라인(165) 및 배출라인(166)이 상기 복수 개의 연결관(161,162,163)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 배지공급부(140,240)는 유출구(145)가 제1연결관(161)을 매개로 펌프(150)와 연결될 수 있고, 상기 펌프(150)는 제2연결관(162)을 매개로 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 배지유입구(124)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 배지유출구(125)는 제3연결관(163)을 매개로 상기 배지공급부(140,240)의 유입구(146)와 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1연결관(161) 상에는 제1개폐밸브(171)가 구비될 수 있고, 상기 제2연결관(162) 상에는 제2개폐밸브(172)가 구비될 수 있으며, 상기 제3연결관(163) 상에는 제3개폐밸브(173)가 구비될 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 제2연결관(162)은 상기 제2개폐밸브(172)와 세포배양부(120,220,320,420) 사이에서 제4개폐밸브(174)를 매개로 제1공급라인(164)이 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2연결관(162)은 상기 제2개폐밸브(172)와 세포배양부(120,220,320,420) 사이에서 제5개폐밸브(175)를 매개로 제2공급라인(165)이 연결될 수 있다. 더하여, 상기 제3연결관(163)은 상기 제3개폐밸브(173)와 배지공급부(140,240) 사이에서 제6개폐밸브(176)를 매개로 배출라인(166)이 연결될 수 있으며, 상기 제1공급라인(164) 또는 제2공급라인(165)은 제7개폐밸브(177)를 매개로 기체공급라인(167)이 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1공급라인(164)은 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 세척액을 공급하거나 배양될 세포가 포함된 배지가 공급될 수 있고, 상기 제2공급라인(165)은 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포를 지지체(130,230)로부터 화학적으로 분리하기 위한 트립신이 공급될 수 있으며, 상기 기체공급라인(167)은 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 고압의 기체를 공급할 수 있다.
또한, 상기 제3연결관(163) 상에는 상기 제3개폐밸브(173) 및 세포배양부(120,220,320,420)의 배지유출구(125) 사이에 센서(178)가 배치될 수 있으며, 상술한 복수 개의 개폐밸브 및 센서는 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1개폐밸브(171), 제2개폐밸브(172) 및 제3개폐밸브(173)는 NC밸브일 수 있으며, 상기 제4개폐밸브(174), 제5개폐밸브(175) 및 제6개폐밸브(176)는 NO밸브일 수 있다. 이를 통해, 상기 개폐밸브들의 개폐작동을 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 세포배양시 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면에 대하여 지지체(130,230)의 일면이 수평하도록 배치될 수 있지만, 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면에 대하여 지지체(130,230)의 일면이 수직하도록 배치될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의상 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 배지유입구(124) 및 배지유출구(125)가 배양하우징(121,221,321,221)의 반대면에 위치하도록 구비되며, 세포가 배양되는 과정에서 상기 배지유입구(124)는 하방을 향하고 상기 수용공간(S1)에 수용된 지지체(130,230)들은 일면이 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면에 대하여 수직하도록 배치되는 것으로 설명하기로 한다. 또한, 도 19 및 도 20에 도시된 배지공급부(140)가 사용되는 것으로 설명하기로 한다.
먼저, 상기 배지공급부(140)의 저장공간(S2)에는 배지가 일정량 저장되고, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 제1모터(181)의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전됨으로써 상기 배지유입구(124)가 하방을 향하면서 상기 지지체(130,230)의 일면이 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면에 대하여 수직한 상태가 되도록 배치된다(도 24의 은선 참조).
이와 같은 상태에서, 상기 제2개폐밸브(172)는 닫힘 상태를 유지하고 상기 제4개폐밸브(174)가 열린 상태를 유지한다. 그런 다음, 배양될 세포가 포함된 배지는 상기 제1공급라인(164)을 통해 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급된다.
이에 따라, 배지에 포함된 세포는 배지와 함께 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 수용공간(S1) 측으로 이동한 후 각각의 지지체(130,230)들에 부착된다.
이때, 상기 제1공급라인(164))을 통해 공급된 배지가 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 수용공간(S1)을 완전히 채운 후 상기 제3연결관(163) 측으로 유입되면 상기 제어부는 상기 센서(178)를 통해 배지가 상기 제3연결관(163) 측으로 유입되는 것을 감지한다.
이와 같은 경우, 상기 제어부는 상기 제3개폐밸브(173) 및 제4개폐밸브(174)를 닫힘 상태로 변경하여 상기 제1공급라인(164)으로부터 공급되는 배지의 공급을 중단한다.
여기서, 상기 제1공급라인(164)으로부터 배지의 공급이 중단되면 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 각각의 지지체(130,230) 측에 세포가 안정적으로 부착될 수 있도록 지지체(130,230)의 일면이 상기 인큐베이터(110,210)의 바닥면과 평행한 상태가 되도록 상기 제1모터(181)의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전될 수 있다(도 23 및 도 24의 실선 참조).
이때, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 수용공간(S1)에 채워진 배지가 상기 지지체(130,230)의 전체면적에 골고루 퍼질 수 있도록 상기 제2모터(187)의 구동을 통해 Z축을 중심으로 정,역방향으로 회전될 수 있다.
이에 따라, 상기 배지에 포함된 세포들은 상기 지지체(130,230)의 전체면적 중 일부면적에 집중되어 부착되지 않고 전체면적에 대해서 고르게 부착될 수 있다.
그런 다음, 상기 지지체(130,230) 측에 세포가 안정적으로 부착되면, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 제1모터(181)의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전됨으로써 상기 배지유입구(124)가 하방을 향하는 원상태로 변경된다(도 24의 은선 참조).
여기서, 상기 제4개폐밸브(174)는 닫힘 상태를 유지하며 상기 제1개폐밸브(171) 및 제2개폐밸브(172)는 열림상태로 변경된다.
이에 따라, 상기 배지공급부(140,240)에 저장된 배지는 상기 펌프(150)의 구동을 통해 상기 배지공급부(140,240) 및 세포배양부(120,220,320,420) 사이에서 순환될 수 있다.
이때, 상기 배지공급부(140,240)에서 세포배양부(120,220,320,420)로 공급된 후 다시 배지공급부(140,240)로 회수된 배지는 이산화탄소의 유입을 통해 세포 배양에 적합한 PH로 변경된 후 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 재공급될 수 있다. 이를 통해, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포는 배양에 적합한 PH의 배지를 지속적으로 공급받을 수 있음으로써 원활하게 배양될 수 있다.
그런 다음, 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포의 배양이 완료되면, 상기 제2개폐밸브(172)는 닫힘 상태로 변경되고 상기 제6개폐밸브(176)는 열린 상태로 변경된다. 이와 같은 상태에서, 상기 기체공급라인(167)을 통해 고압의 기체가 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급될 수 있다. 이를 통해, 상기 세포배양부(120,220,320,420)에 채워진 배지는 상기 고압의 기체를 통해 제3연결관(163)을 따라 이동한 후 상기 배출라인(166)을 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 제1모터(181)의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전함으로써 상기 배지유출구(125)가 하방을 향하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 세포배양부(120,220,320,420)에 채워진 배지는 고압의 기체를 통해 제3연결관(163)을 따라 이동한 후 상기 배출라인(166)을 통해 원활하게 배출될 수 있다.
이후, 상기 세포배양부(120,220,320,420)의 수용공간(S1)에 채워진 배지가 완전히 제거되면, 상기 제1개폐밸브(171)를 개방상태로 변경하고 제1공급라인(164)을 통해 세척액을 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급한다. 이에 따라, 세척액은 상기 세포배양부(120,220,320,420)에 장착된 복수 개의 지지체(130,230)들을 세척한 후 제3연결관(163)을 경유하여 상기 배출라인(166)을 통해 외부로 배출된다.
이와 같은 경우, 상기 세포배양부(120,220,320,420)는 상기 배지유입구(124)가 하방을 향하도록 배치될 수도 있고, 상기 배지유출구(125)가 하방을 향하도록 배치될 수도 있다.
그런 다음, 상기 배지유입구(124)가 하방을 향하도록 상기 세포배양부(120,220,320,420)가 변경된 상태에서 제4개폐밸브(174)는 닫힘 상태로 변경되고 제5개폐밸브(175)는 열림 상태로 변경된다.
이에 따라, 상기 세포배양부(120,220,320,420) 측에는 제2공급라인(165)을 통해 트립신이 공급될 수 있으며, 상기 제2공급라인(165)을 통해 세포배양부(120,220,320,420) 측으로 공급된 트립신은 상기 지지체(130,230)에 부착된 세포를 화학적으로 분리할 수 있다.
그런 다음, 상기 세포배양부(120,220,320,420)를 세포 대량배양 시스템(100,200)으로부터 분리하여 회수하면 상기 지지체(130,230)로부터 분리된 세포들을 대량으로 회수할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 세포가 안정적으로 배양될 수 있는 배양 환경을 제공하는 내부공간을 가지는 인큐베이터;
    상기 내부공간에 배치되고, 세포배양을 위한 복수 개의 지지체가 내부에 배치된 세포배양부;
    상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 측으로 공급되는 배지가 일정량 저장된 배지공급부; 및
    상기 내부공간에 배치되고, 상기 세포배양부 및 배지공급부와 각각 연결관을 매개로 연결되며, 상기 배지공급부에 저장된 배지가 상기 세포배양부 측으로 공급된 후 상기 배지공급부 측으로 회수될 수 있도록 상기 배지를 순환시키는 펌프;를 포함하고,
    상기 복수 개의 지지체는 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비되고 상기 세포배양부의 내부에서 높이방향을 따라 서로 일정간격 이격된 상태로 배열되는 세포 대량배양 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지체는 단백질 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인과, 상기 나노섬유 멤브레인을 지지할 수 있도록 상기 나노섬유 멤브레인의 일면에 접착층을 매개로 부착된 지지부재를 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지체는 플라즈마 처리된 판상의 필름부재인 세포 대량배양 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내부공간은 온도가 항온으로 유지하면서 이산화탄소 농도가 일정수준으로 유지되는 하나의 내부공간으로 형성되고,
    상기 세포배양부 및 배지공급부는 상기 하나의 내부공간에 함께 배치되는 세포 대량배양 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인큐베이터는 상기 내부공간의 온도를 항온으로 유지하고 상기 세포배양부 및 펌프가 배치되는 항온챔버와, 상기 항온챔버의 내부에 배치되고 내부의 이산화탄소 농도가 일정수준으로 유지되는 이산화탄소 공급챔버를 포함하고,
    상기 배지공급부는 상기 이산화탄소 공급챔버의 내부에 배치되는 세포 대량배양 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 세포배양부는,
    배지가 채워지는 수용공간을 갖는 함체형상의 배양하우징과, 세포가 배양될 수 있도록 상기 수용공간에 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체 및 상기 복수 개의 지지체가 상기 배양하우징의 높이방향을 따라 서로 이격된 상태를 유지할 수 있도록 서로 대면하는 두 개의 지지체 사이를 이격시키는 이격부재를 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이격부재는,
    소정의 길이를 갖추고 상기 수용공간에 서로 간격을 두고 이격배치되는 복수 개의 지지바와 서로 인접한 두 개의 지지체를 서로 이격시킬 수 있도록 상기 복수 개의 지지바에 각각 체결되는 스페이서를 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 이격부재는,
    상기 수용공간에 일면이 서로 마주하도록 삽입되는 적어도 두 개의 가이드부재를 포함하고,
    상기 두 개의 가이드부재는 서로 마주하는 일면에 상기 지지체의 단부측이 각각 슬라이딩 삽입될 수 있도록 길이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈을 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 이격부재는,
    상기 수용공간에 일면이 서로 마주하도록 삽입되고 서로 마주하는 일면에 상기 지지체의 단부측이 각각 슬라이딩 삽입될 수 있도록 길이방향을 따라 인입형성된 복수 개의 슬롯홈을 포함하는 적어도 두 개의 가이드부재와, 소정의 길이를 갖도록 구비되고 상기 두 개의 가이드부재 사이에 위치하도록 상기 수용공간에 배치되는 적어도 하나의 지지바를 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수 개의 지지체는 상기 배양하우징의 폭방향을 따라 단부를 포함하는 일부면적이 서로 중첩되도록 배열되는 제1지지체 및 제2지지체를 포함하고,
    상기 제1지지체는 일단부측이 상기 두 개의 가이드부재 중 제1가이드부재의 슬롯홈에 삽입되고 타단부 측이 상기 제2지지체와 중첩되도록 배치되고,
    상기 제2지지체는 일단부측이 상기 두 개의 가이드부재 중 제2가이드부재의 슬롯홈에 삽입되고 타단부 측이 상기 제1지지체와 중첩되도록 배치되며,
    상기 지지바는 상기 제1지지체 및 제2지지체가 서로 중첩되는 중첩부분을 통과하도록 배치되는 세포 대량배양 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 상기 배양하우징은 상기 배지공급부로부터 공급되는 배지를 상기 수용공간 측으로 유입시킬 수 있도록 상기 배양하우징의 일면에 구비되는 적어도 하나의 배지유입구를 포함하고,
    상기 배지유입구가 형성된 부분의 배양하우징의 내면은 상기 배지유입구를 중심으로 상기 배지의 유입방향과 반대방향을 향하여 오목하게 형성되는 세포 대량배양 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 배지유입구 및 상기 수용공간에 배치된 지지체 사이에는 상기 배지유입구를 통해 유입된 배지를 분산시킬 수 있도록 분산판이 배치되는 세포 대량배양 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분산판은 소정의 면적을 가지는 판상의 몸체와, 상기 몸체에 관통형성된 복수 개의 통공 및 상기 배지유입구와 대응되는 위치에 형성되어 상기 배지유입구로부터 유입된 배지의 흐름을 방해하는 방해수단을 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방해수단은 상기 몸체로부터 상기 배지유입구 측으로 일정길이 돌출형성되는 돌출부이거나, 상기 몸체의 일면에 소정의 면적으로 형성되는 판상의 부재인 세포 대량배양 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 배지공급부는 상기 배지가 일정량 저장되는 저장공간을 갖추고 상부가 개방된 함체형상의 배지하우징과, 상기 배지를 상기 저장공간 측으로 회수하거나 상기 세포배양부 측으로 공급할 수 있도록 상기 배지가 유,출입되는 유입구 및 유출구를 포함하고, 상기 유입구는 상기 유출구보다 상대적으로 높은 위치에 위치하도록 상기 배지하우징에 형성되는 세포 대량배양 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 배지하우징은 일단부가 상기 배지하우징의 내측면과 연결되고 타단부가 상기 배지하우징의 내측면과 마주하는 다른 내측면과 간격을 두고 이격되도록 상기 배지하우징의 바닥면으로부터 돌출형성되는 적어도 하나의 격벽을 포함하고,
    상기 저장공간은 상기 격벽을 매개로 상기 유입구와 연결되는 배지회수공간과 상기 유출구와 연결되는 배지공급공간으로 구획되는 세포 대량배양 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 배지공급부는 상기 배지하우징의 개방된 상부를 덮는 필터부재를 포함하고, 상기 이산화탄소는 상기 필터부재를 통과한 후 상기 저장공간에 저장된 배지 측으로 공급되는 세포 대량배양 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 세포 대량배양 시스템은, 상기 세포배양부를 회전시키기 위한 적어도 하나의 구동부를 더 포함하는 세포 대량배양 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 세포배양부는 상기 구동부의 구동을 통해 X축을 중심으로 회전하는 제1회전과 Z축을 중심으로 회전하는 제2회전이 모두 가능하도록 상기 인큐베이터의 내부공간에 설치되는 세포 대량배양 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112763A (ja) * 2000-10-10 2002-04-16 Nipro Corp 細胞培養容器
KR20100088297A (ko) * 2009-01-30 2010-08-09 한국과학기술원 세포배양 복합자극챔버와 이를 이용한 세포배양장치
US20130157366A1 (en) * 2009-02-18 2013-06-20 Terumo Bct, Inc. Rotation System for Cell Growth Chamber of a Cell Expansion System and Method of Use Therefor
KR20150111535A (ko) * 2014-03-25 2015-10-06 주식회사 아모그린텍 줄기세포 배양용 나노섬유 하이브리드 멤브레인 및 이를 이용한 줄기세포의 배양 방법
KR20170008024A (ko) * 2015-07-13 2017-01-23 재단법인 아산사회복지재단 3차원 조직 재생을 위한 적층 가능한 세포배양용장치 및 이를 이용한 배양방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002112763A (ja) * 2000-10-10 2002-04-16 Nipro Corp 細胞培養容器
KR20100088297A (ko) * 2009-01-30 2010-08-09 한국과학기술원 세포배양 복합자극챔버와 이를 이용한 세포배양장치
US20130157366A1 (en) * 2009-02-18 2013-06-20 Terumo Bct, Inc. Rotation System for Cell Growth Chamber of a Cell Expansion System and Method of Use Therefor
KR20150111535A (ko) * 2014-03-25 2015-10-06 주식회사 아모그린텍 줄기세포 배양용 나노섬유 하이브리드 멤브레인 및 이를 이용한 줄기세포의 배양 방법
KR20170008024A (ko) * 2015-07-13 2017-01-23 재단법인 아산사회복지재단 3차원 조직 재생을 위한 적층 가능한 세포배양용장치 및 이를 이용한 배양방법

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