WO2021261902A1 - 자궁 내막을 모사하기 위한 3차원 생체 모사 칩 및 이를 이용한 자궁 내막 모사 방법 - Google Patents

자궁 내막을 모사하기 위한 3차원 생체 모사 칩 및 이를 이용한 자궁 내막 모사 방법 Download PDF

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WO2021261902A1
WO2021261902A1 PCT/KR2021/007860 KR2021007860W WO2021261902A1 WO 2021261902 A1 WO2021261902 A1 WO 2021261902A1 KR 2021007860 W KR2021007860 W KR 2021007860W WO 2021261902 A1 WO2021261902 A1 WO 2021261902A1
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culture
cell
channel
chamber
cells
Prior art date
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PCT/KR2021/007860
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강윤정
안중호
윤민지
차휘제
홍선화
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차의과학대학교 산학협력단
의료법인 성광의료재단
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2502/00—Coculture with; Conditioned medium produced by
    • C12N2502/28—Vascular endothelial cells

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a biomimetic chip, and more particularly, to a biomimetic chip capable of simulating the endometrium in three dimensions and a method for simulating the endometrium using the same.
  • Organ-on-a-chip is a type of microchip made by mimicking living organs such as the heart, lung, and liver. can be implemented. By administering the drug to the simulated living organ, the living organ simulation chip can effectively identify the drug stability and the phenomena that occur in the drug delivery process. can reflect In addition, living organ mimicry chips have recently attracted attention because they can solve ethical problems, excessive time and cost, and inaccurate results that occur in animal experiments.
  • the present invention can provide a biomimetic chip with high biosimilarity to the actual uterus by physically and chemically realizing the shape of the actual uterine tissue.
  • the present invention is not limited to a specific cell, and by culturing a plurality of types of cells with a biomimetic chip device, it is possible to provide a biomimetic chip capable of implementing the physiological function of uterine tissue.
  • the present invention implements an environment in which cells self-assemble tissues through a multi-layered culture channel, thereby increasing physiological similarity with the actual intrauterine environment, thereby providing a biomimetic chip capable of simulating the organic characteristics of the actual uterus. have.
  • the biomimetic chip according to an embodiment of the present invention is a three-dimensional biomimetic chip that simulates the endometrium including a plate, a plurality of chambers, and a plurality of posts disposed between the plurality of chambers, wherein the plurality of chambers has a channel in which different cells are cultured therein, is arranged side by side in one direction on the plate, and is arranged adjacent to each other so that at least some sections are communicated.
  • the plurality of chambers include a first culture channel, a first cell culture chamber in which first cells are cultured, and disposed on one side of the first cell culture chamber and a second culture channel communicating with the first culture channel, a second cell culture chamber in which second cells are cultured, and a second cell culture chamber disposed on one side of the second cell culture chamber, and communicating with the second culture channel It may include a first culture medium chamber having a first culture medium channel, and into which the culture medium is injected.
  • the first culture channel, the second culture channel, and the first culture medium channel may be formed of a single body.
  • the biomimetic chip device is disposed on the other side of the first culture chamber to face the second cell culture chamber, and includes a third culture channel communicating with the first culture channel, , It may further include a third cell culture chamber in which the second cells are cultured.
  • the biomimetic chip device is disposed on the other side of the first cell culture chamber to face the first culture chamber, and includes a second culture channel communicating with the first culture channel, , It may further include a second culture chamber into which the culture medium is injected.
  • the first cells and the second cells are injected into the first cell culture chamber and the second cell culture chamber, respectively, and the first After a period of time a third cell may be injected.
  • the plurality of posts are a plurality of first posts and the second plurality of posts disposed at first intervals along a boundary between the first culture channel and the second culture channel.
  • a plurality of second posts disposed at second intervals along a boundary between the culture channel and the first culture medium channel may be included, wherein the second interval may be greater than the first interval.
  • the plurality of posts may have a polygonal columnar shape having a convex curved surface.
  • the cell may be at least one of endometrial epithelial cells, endometrial fibroblasts, and uterine vascular endothelial cells, which are specific cells of the endometrium.
  • Endometrial imitation method is a method of simulating the endometrium in three dimensions by culturing different cells in a plurality of chambers that are arranged side by side in one direction and communicate with each other. Culturing the first cells, culturing the second cells in the second cell culture chamber, injecting the culture solution into the first culture chamber and after the first period, culturing the third cells in the first culture chamber may include steps.
  • the method before the step of injecting the culture medium, may further include culturing the second cells in a third cell culture chamber.
  • the first cell may be a uterine vascular endothelial cell
  • the second cell may be an endometrial fibroblast
  • the third cell may be an endometrial epithelial cell
  • the second cells self-assemble in the second cell culture chamber, so that blood vessels are formed in the first cell culture chamber. It can be a period in which it is created.
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial simulating method according to the present invention can simulate the endometrium in three dimensions by culturing different cells in a plurality of chambers forming a multi-layered structure.
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial mimicry method according to the present invention use endometrial-specific cells (eg, endometrial fibroblasts, endometrial epithelial cells, and uterine vascular endothelial cells) to have biosimilarity to the endometrium.
  • endometrial-specific cells eg, endometrial fibroblasts, endometrial epithelial cells, and uterine vascular endothelial cells
  • This highly biomimetic chip can be provided.
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial mimicry method can provide a biomimetic chip that can be used in drug experiments for treating various uterine diseases or used for patient-specific treatment.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional biomimetic chip according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a cross section taken along II-II of Fig. 1;
  • FIG. 3 is an enlarged view of III of FIG. 2 .
  • Figure 4a shows a state in which the first cells are introduced into the first culture channel.
  • Figure 4b shows a state in which the second cells were introduced into the second culture channel.
  • Figure 4c shows a state in which the second cell was put into the third culture channel.
  • 4D shows a state in which the first cell begins to generate blood vessels toward the second cell.
  • 4E shows a state in which blood vessels generated by the first cells grow in the second culture channel, and the third cells are introduced into the first culture channel.
  • FIG. 5 shows a state in which the first cells generate blood vessels.
  • FIG 6 shows the state of the first cell according to the combination of the first cell culture chamber, the second cell culture chamber, and the third cell culture chamber.
  • FIG. 7A shows a blood vessel area of the first cell culture chamber according to FIG. 6 .
  • FIG. 7B shows the blood vessel area of the second cell culture chamber according to FIG. 6 .
  • FIG. 8 shows angiogenesis states according to angiogenic factors.
  • 9A and 9B show the results of a cell viability experiment and a blood vessel regression experiment using a biomimetic chip according to an embodiment of the present invention.
  • 10A is a comparative example showing the permeability test of endometrial epithelial cells.
  • 10B is an invention example showing the permeability test of endometrial epithelial cells.
  • 11A shows the thickness of endometrial epithelial cells of Comparative Examples and Inventive Examples.
  • 11B shows the transmittance of the invention example.
  • FIG. 13 shows an embryo implantation test using the present invention.
  • the biomimetic chip according to an embodiment of the present invention is a three-dimensional biomimetic chip that simulates the endometrium including a plate, a plurality of chambers, and a plurality of posts disposed between the plurality of chambers, wherein the plurality of chambers has a channel in which different cells are cultured therein, is arranged side by side in one direction on the plate, and is arranged adjacent to each other so that at least some sections are communicated.
  • FIG. 1 shows a bio-simulation chip 10 for simulating the endometrium according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a cross-section taken along II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is III of FIG. enlarged to show.
  • the biomimetic chip 10 includes a plate 100, a first cell culture chamber 200, a second cell culture chamber 300, A first culture medium chamber 400 may be included.
  • the plate 100 has a region in which chambers to be described later are disposed.
  • the shape of the plate 100 is not particularly limited, and it is sufficient if it has a flat shape.
  • the plate 100 is made of polydimethylsiloxane (PDMS), and may have a square plate shape.
  • the first cell culture chamber 200 is a member in which cells are cultured, and is disposed on the plate 100 .
  • the first cell culture chamber 200 may include a first culture channel 210 , a first culture bridge 220 , and a first cell inlet 230 .
  • the first culture channel 210 may be disposed on the plate 100 in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ).
  • the height of the first culture channel 210 is not particularly limited, but may be 250 ⁇ m to 300 ⁇ m for stable embryo implantation, as will be described later.
  • the first cells C1 may be cultured in the first culture channel 210 . This will be described later.
  • the first culture bridge 220 extends in a predetermined direction from the end of the first culture channel 210 . In one embodiment, the first culture bridge 220 extends from both ends of the first culture channel (210).
  • the direction in which the first culture bridge 220 extends is not particularly limited, but is preferably sufficiently spaced apart from the second cell culture chamber 300 and the like disposed adjacent to the first cell culture chamber 200 .
  • the width of the first culture bridge 220 may be narrower than the width of the first culture channel (210).
  • the first cell inlet 230 is connected to an end of the first culture bridge 220 .
  • the first cell inlet 230 is disposed at one end and the other end of the first culture channel 210 to be connected to each of the first culture bridges 220 , and the first cell C1 is injected through it.
  • a ball (not shown) may be provided.
  • the injected first cells C1 may move into the first culture channel 210 through the first culture bridge 220 .
  • the shape of the first cell injection hole 230 is not particularly limited.
  • the first cell inlet 230 may have a cylindrical shape having a height higher than that of the first culture channel 210 .
  • the second cell culture chamber 300 is a member in which cells are cultured, and may be disposed on one side of the first cell culture chamber 200 so as to be parallel to the first cell culture chamber 200 on the plate 100 . . In an embodiment, the second cell culture chamber 300 is adjacent to the first cell culture chamber 200, but may be disposed in the +Y-axis direction therefrom.
  • the second cell culture chamber 300 may include a second culture channel 310 , a second culture bridge 320 , and a second cell inlet 330 .
  • the second culture channel 310 may be disposed on the plate 100 in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ).
  • the height of the second culture channel 310 is not particularly limited, but may have the same height as that of the first culture channel 210 .
  • the second cells C2 may be cultured in the second culture channel 310 .
  • the second cell C2 may generate an angiogenesis promoting factor. This will be described later.
  • the second culture channel 310 may communicate with the first culture channel 210 .
  • the boundary between the first culture channel 210 and the second culture channel 310 is open, and a plurality of first posts 510 to be described later along the boundary are disposed.
  • the second culture bridge 320 may extend in a predetermined direction from the end of the second culture channel 310 .
  • the second cell injection hole 330 is connected to the second culture bridge 320 , and the second cell C2 may be injected.
  • the injected second cells C2 may move into the second culture channel 310 through the second culture bridge 320 .
  • the remaining configurations of the second culture bridge 320 and the second cell inlet 330 may be the same as those of the first culture bridge 220 and the first cell inlet 230 , and a detailed description thereof will be omitted.
  • the first culture chamber 400 is a member into which the culture liquid is injected, and the second cell culture chamber 300 is parallel to the first cell culture chamber 200 and/or the second cell culture chamber 300 on the plate 100 . ) may be disposed on one side. In one embodiment, the first culture medium chamber 400 is adjacent to the second cell culture chamber 300, it may be arranged in the +Y-axis direction therefrom.
  • the first culture medium chamber 400 may include a first culture medium channel 410 , a first culture medium bridge 420 , and a first culture medium inlet 430 .
  • the first culture medium channel 410 may be disposed on the plate 100 in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ).
  • the height of the first culture channel 410 is not particularly limited, but may have the same height as the first culture channel 210 .
  • the third cell C3 may be cultured in the first culture medium channel 410 . This will be described later.
  • the first culture channel 410 may communicate with the second culture channel 310 .
  • the boundary between the second culture channel 310 and the first culture medium channel 410 is open, and a plurality of second posts 520 to be described later along the boundary are disposed.
  • the first culture medium bridge 420 may extend in a predetermined direction from the end of the first culture medium channel 410 .
  • the first culture solution inlet 430 is connected to the first culture solution bridge 420 , and may be disposed at both ends of the first culture solution channel 410 , respectively.
  • the culture solution injected into the first culture solution inlet 430 may move into the first culture solution channel 410 through the first culture solution bridge 420 .
  • the first culture channel 210 , the second culture channel 310 , and the first culture medium channel 410 are disposed adjacent to each other, and may be disposed side by side in one direction.
  • the biomimetic chip 10 forms a multi-layered structure in which channels (chambers) in which different cells are cultured in one direction, respectively, can be biocompatible to simulate the body, in particular, the endometrium.
  • the first culture channel 210 , the second culture channel 310 , and the first culture medium channel 410 may form a common communication area. More specifically, as shown in Figure 2, the first culture channel 210, the second culture channel 310, and the first culture medium channel 410, the boundary between the channels to share at least a partial section to be opened. can
  • biomimetic chip 10 in the biomimetic chip 10 according to an embodiment of the present invention, different cells cultured in each channel (chamber) may be connected to each other, thereby realizing a cell network. Accordingly, it is possible to provide a biomimetic chip with improved biocompatibility compared to the conventional two-dimensional biomimetic device and capable of simulating the endometrium in three dimensions.
  • the first cell culture chamber 200 , the second cell culture chamber 300 , and the first culture solution chamber 400 may form a single body. More specifically, the first culture channel 210, the second culture channel 310, and the first culture medium channel 410 are formed as an integral body, and the first culture bridge 220 and the second The second culture bridge 320 and the first culture solution bridge 420 may be branched in a predetermined direction.
  • the biomimetic chip 10 may further include a post 500 .
  • a plurality of posts 500 may be disposed along the boundary between the chambers. More specifically, disposed between the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 and/or between the second cell culture chamber 300 and the first culture medium chamber 400 at a predetermined interval can be The post 500 may set the interval or pattern of cells cultured in the chamber by being disposed at a predetermined interval while partitioning the boundary between the chamber and the chamber.
  • an extracellular matrix may be disposed between the posts 500 . Since the outer peripheral surface of the microscopically shaped post 500 forms a kind of hydrophobic pattern, the extracellular matrix may exist in a spherical shape between the posts 500 .
  • a hydrogel hydrogel may be used as the extracellular matrix.
  • the post 500 may include a first post 510 and a second post 520 .
  • a plurality of first posts 510 may be disposed along the boundary between the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 in one direction (eg, the X-axis direction of FIG. 2 ).
  • the shape of the first post 510 is not particularly limited, and may have a polygonal or circular shape.
  • the shape of the first post 510 may be a polygonal pole shape in which one surface is a convex curved surface, as shown in the enlarged view of FIG. 3 .
  • the cells when the cells are injected into the second cell culture chamber 300 and the biomimetic chip 10 is tilted, the cells naturally roll the first post 510 on the curved surface of the first post ( 510) may be disposed between.
  • the size of the first post 510 is not particularly limited.
  • the height L1 of the first post 510 may be the same as the height of the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 , and may be 250 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the maximum length L2 of the upper surface or the lower surface of the first post 510 may be 180 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the interval d1 of the first post 510 is not particularly limited, and in an embodiment, the interval d1 may be the same as the length L2.
  • a plurality of second posts 520 may be arranged in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 2 ) along the boundary between the second cell culture chamber 300 and the first culture medium chamber 400 .
  • the size and shape of the second post 520 may be the same as or different from the shape of the first post 510 .
  • the embryo when an embryo is injected through the first culture chamber 400 and the biomimetic chip 10 is tilted, the embryo naturally rolls on the curved surface of the second post 520 while rolling It may be disposed between the second posts 520 .
  • the interval d2 of the second post 520 may be greater than the interval d1 of the first post 510 . More specifically, the interval d2 of the second post 520 may be 180 ⁇ m to 200 ⁇ m. As will be described later, by securing a wider interval between the second posts 520 , an embryo may be more stably implanted between the second posts 520 .
  • the biomimetic chip 10 may further include a third cell culture chamber 600 and a second culture medium chamber 700 .
  • the third cell culture chamber 600 is a member in which cells are cultured, and may be disposed on one side of the first culture chamber 400 to be parallel to the first culture chamber 400 on the plate 100 .
  • the third cell culture chamber 600 is adjacent to the first culture chamber 400 to face the second cell culture chamber 300 with the first culture chamber 400 interposed therebetween, from +Y It may be disposed in the axial direction.
  • the third cell culture chamber 600 may be disposed to be surrounded by the first culture medium chamber 400 .
  • the third cell culture chamber 600 may include a third culture channel 610 , a third culture bridge 620 , and a third cell inlet 630 .
  • the third culture channel 610 may be disposed on the plate 100 in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ).
  • the height of the third culture channel 610 is not particularly limited, but may have the same height as the first culture channel 210 .
  • the first cells C1 may be cultured in the third culture channel 610 . This will be described later.
  • the third culture channel 610 may communicate with the first culture channel 410 .
  • the boundary between the first culture medium channel 410 and the third culture channel 610 is open, and a plurality of third posts 530 to be described later are disposed along the boundary.
  • the third culture bridge 620 may extend in a predetermined direction from the end of the third culture channel 610 .
  • the third cell injection port 630 is connected to the third culture bridge 620 , and the first cells C1 may be injected.
  • the injected first cells C1 may move into the third culture channel 610 through the third culture bridge 620 .
  • the remaining configurations of the third culture bridge 620 and the third cell inlet 630 may be the same as those of the first culture bridge 220 and the first cell inlet 230 , and a detailed description thereof will be omitted.
  • the second culture chamber 700 is a member into which the culture liquid is injected, and the first cell culture chamber 200 is parallel to the first cell culture chamber 200 and/or the second cell culture chamber 300 on the plate 100 . ) may be disposed on the other side.
  • the culture solution injected into the second culture solution chamber 700 may be the same as the culture solution injected into the first culture solution chamber 400 .
  • the second culture medium chamber 700 is adjacent to the first cell culture chamber 200, it may be arranged in the -Y-axis direction therefrom.
  • the second culture medium chamber 700 may include a second culture medium channel 710 , a second culture medium bridge 720 , and a second culture medium inlet 730 .
  • the second culture medium channel 710 may be disposed on the plate 100 in one direction (eg, the X-axis direction in FIG. 1 ).
  • the height of the second culture channel 710 is not particularly limited, but may have the same height as the first culture channel 210 .
  • the second culture channel 710 may communicate with the first culture channel 210 .
  • the boundary between the first culture channel 210 and the second culture medium channel 710 is open, and a plurality of fourth posts 540 to be described later along the boundary are disposed.
  • the second culture medium bridge 720 may extend in a predetermined direction from the end of the second culture medium channel 710 .
  • the second culture solution inlet 730 is connected to the second culture solution bridge 720 , and may be disposed at both ends of the second culture solution channel 710 , respectively.
  • the culture solution injected into the second culture solution inlet 730 may move into the inside of the second culture solution channel 710 through the second culture solution bridge 720 .
  • the first culture channel 210 , the second culture channel 310 , the first culture channel 410 , the third culture channel 610 , and the second culture channel 710 are one It may be arranged to be parallel to the direction.
  • the first culture channel 210 , the second culture channel 310 , the first culture channel 410 , the third culture channel 610 , and the second culture channel 710 have a common A communication region may be formed. More specifically, as shown in FIG. 2 , a first culture channel 210 , a second culture channel 310 , a first culture channel 410 , a third culture channel 610 , and a second culture medium
  • the channel 710 may have an open boundary between the channels to share at least a partial section.
  • the first culture channel 210 , the second culture channel 310 , the first culture channel 410 , the third culture channel 610 , and the second culture channel 710 are one can form the body of More specifically, the first culture channel 210, the second culture channel 310, the first culture channel 410, the third culture channel 610, and the second culture channel 710 are one It is formed of a body, and may be made of PDMS.
  • the first culture bridge 220, the second culture bridge 320, the first culture bridge 420, the third culture bridge 620, and the second culture bridge 720 from the body are each It may branch in a predetermined direction.
  • each of the first cell (C1), the second cell (C2), and the third cell (C3) may be a specific cell of the endometrium. More specifically, the first cell (C1) is an endometrial endothelial cell, the second cell (C2) is an endometrial stromal fibroblast, and the third cell (C3) is an endometrial cell (endometrial). epithelial cells).
  • the second cells C2 that are endometrial fibroblasts cultured in the second cell culture chamber 300 may generate angiogenesis-promoting factors.
  • the second cell (C2) may produce vascular endothelial growth factor (VEGF).
  • the first cells (C1) which are uterine vascular endothelial cells cultured in the first cell culture chamber 200, are stimulated by the generated vascular endothelial cell growth factor to generate blood vessels while performing self-assembly.
  • DAF direct angiogenic factor
  • DAF indirect angiogenic factor
  • IAF perivascular cells
  • the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 are arranged side by side in one direction. That is, the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 may form a multi-layered structure in one direction. Accordingly, the first cells C1 cultured in the first cell culture chamber 200 generate blood vessels toward the second cell culture chamber 300 in which the second cells C2 are located.
  • the biomimetic chip 10 can implement a biomimetic chip that is biometrically similar to the endometrium by culturing the specific cells of the endometrium in a multi-layered structure.
  • the biomimetic chip 10 further culturing the first cells (C1), which are uterine vascular endothelial cells, in the third cell culture chamber 600, so that the direction of blood vessel generation is more certain.
  • the first cells (C1) which are uterine vascular endothelial cells
  • the vascular endothelial cell growth factor is generated not only from the second cell culture chamber 300 but also from the first cells C1 cultured in the third cell culture chamber 600 . Accordingly, the orientation of the blood vessel generated by the first cell C1 can be more reliably controlled so that the blood vessel faces the +Y-axis direction.
  • the third cell C3, which is an endometrial epithelial cell, may be cultured in the first culture chamber 400 . More specifically, after the first cell C1 and the second cell C2 are cultured, the third cell C3 may be injected into the first culture medium chamber 400 after a first period has elapsed.
  • the third cell C3 may be disposed on the second post 520 or a hydrogel disposed between the second posts 520 .
  • the first cells C1 self-assemble, the blood vessels form a vascular network, and the formed vascular network is the boundary between the first culture channel 210 and the second culture channel 310 . After passing through, it may be a period of growth in the second culture channel 310 .
  • the biomimetic chip 10 uses specific cells of the endometrium, such as uterine vascular endothelial cells, endometrial fibroblasts, and endometrial epithelial cells, to layer the endometrium in multiple layers. can imitate specific cells of the endometrium, such as uterine vascular endothelial cells, endometrial fibroblasts, and endometrial epithelial cells, to layer the endometrium in multiple layers. can imitate
  • biomimetic chip 10 can easily and efficiently implant an embryo on endometrial epithelial cells by simulating the endometrium with high biocompatibility as described above.
  • the biomimetic chip 10 uses a plurality of channels (chambers) forming a multi-layered structure and a specific post shape to generate blood vessels in the endometrium in a predetermined direction without additional power. It is possible to make it possible, and it is possible to form a natural flow using gravity.
  • the biomimetic chip 10 according to the present invention may further include a third post 530 and a fourth post 540 .
  • a plurality of third posts 530 may be disposed to be spaced apart by a predetermined distance d3 along the boundary between the first culture medium chamber 400 and the third cell culture chamber 600 .
  • a plurality of fourth posts 540 may be disposed to be spaced apart by a predetermined distance d4 along the boundary between the first cell culture chamber 200 and the second culture chamber 700 .
  • the third post 530 may be disposed so that the curved surface of the second post 520 faces the curved surface. Accordingly, as will be described later, when an embryo is injected into the first culture chamber 400 , it rolls on the curved surface of the second post 520 and the third post 530 and in the space between the second post 520 . can be seated
  • Figure 4a shows a state in which the first cell (C1) is introduced into the first culture channel (210)
  • Figure 4b shows a state in which the second cell (C2) is introduced into the second culture channel (310)
  • Figure 4c shows a state in which the second cell (C2) is introduced into the third culture channel 610
  • FIG. 4D shows a state in which the first cell (C1) starts to generate blood vessels toward the second cell (C2)
  • FIG. 4e shows a state in which blood vessels generated by the first cells C1 grow in the second culture channel 310 and the third cells C3 are introduced into the first culture channel 410 .
  • the method for simulating the endometrium according to the present invention can simulate the endometrium in three dimensions by culturing different cells in a plurality of chambers communicating with each other using the bio-simulation chip 10 .
  • first cells C1 are cultured in the first cell culture chamber 200 , that is, the first culture channel 210 .
  • the first cells (C1) are injected through the first cell inlet 230 of the first cell culture chamber 200 .
  • the first cell C1 is moved to the first culture channel 210 by tilting the biomimetic chip 10 at an appropriate angle.
  • the first cells C1 that have moved to the first culture channel 210 roll on a plurality of fourth posts 540 spaced apart by a predetermined interval d4 and are arranged in a predetermined pattern. Accordingly, the first cells C1 may be patterned in the first culture channel 210 .
  • the first cell C1 may be a uterine vascular endothelial cell, which is a specific cell of the endometrium.
  • the second cell C2 is cultured in the second cell culture chamber 300 , that is, the second culture channel 310 .
  • the second cells (C2) are injected through the second cell inlet 330 of the second cell culture chamber (300). According to the tilting of the biomimetic chip 10 , the second cells C2 move to the second culture channel 310 .
  • the second cells C2 that have moved to the second culture channel 310 roll on the plurality of first posts 510 spaced apart by a predetermined interval d2 and are arranged in a constant pattern. Accordingly, the second cells C2 may be patterned in the second culture channel 310 .
  • the second cell (C2) may be an endometrial fibroblast that is a specific cell of the endometrium.
  • the order of culturing the first cell (C1) and the second cell (C2) is not particularly limited, and after culturing the second cell (C), the first cell (C1) may be cultured or cultured simultaneously. .
  • the culture solution is injected into the first culture solution chamber 400 .
  • the culture solution injected through the first culture solution inlet 430 may be delivered to the entire chamber through the space between the posts 500 .
  • a hydrogel as an extracellular matrix may be disposed between the posts 500 , and the culture medium may be diffused through the hydrogel.
  • the first cells C1 may be cultured in the first cell culture chamber 200 and the second cells C2 may be cultured in the second cell culture chamber 300 .
  • the first cell (C1) forms a vascular network (C1') while self-assembling.
  • the vascular endothelial cell growth factor is produced from the second cell (C2), as shown in FIG. 4E , the vascular network (C1') is directed toward the second cell culture chamber (300) in which the second cell (C2) is located. Creates new blood vessels (C1").
  • the endometrial simulating method according to the present invention can simulate the endometrium in multiple layers by culturing different cells in a plurality of chambers arranged side by side in one direction.
  • the third cells (C3) are cultured in the first culture chamber 400 .
  • the biomimetic chip (10) is tilted to roll the third cell (C3).
  • the third cell C3 naturally rolls by gravity and is attached to the second post 520 or the extracellular matrix disposed between the second posts 520 .
  • the first cells (C1) self-assemble in the first culture channel 210 to form a vascular network (C1'), and the second culture channel (C2) with the second cells (C2) 310) may be a period required to generate new blood vessels.
  • the third cell (C3) may be an endometrial epithelial cell that is a specific cell of the endometrium.
  • the endometrial simulating method according to the present invention can simulate an actual uterus in a biocompatible manner by culturing endometrial specific cells, such as uterine vascular endothelial cells, endometrial fibroblasts, and endometrial epithelial cells, in a multi-layered structure.
  • endometrial specific cells such as uterine vascular endothelial cells, endometrial fibroblasts, and endometrial epithelial cells
  • the method may further include culturing the second cells C2 in the third cell culture chamber 600 . More specifically, after culturing the second cells (C2) and the second cells (C2) in the first cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300, respectively, the third cell culture before injecting the culture solution A second cell (C2) is cultured in the chamber (600). After injecting the second cell (C2) through the third cell inlet 630 of the third cell culture chamber 600, the second cell (C2) is third cultured by tilting the biomimetic chip 10 at an appropriate angle. It moves to the channel 610 (refer to FIG. 4c).
  • the second cells C2 that have moved to the third culture channel 610 roll on a plurality of third posts 530 spaced apart by a predetermined interval d3 and are arranged in a constant pattern. Accordingly, the second cells C2 may be patterned in the third culture channel 610 .
  • the endometrial imitation method according to the present invention may arrange the second cells (C2), which are endometrial fibroblasts, in multiple layers. Accordingly, the absolute amount of the vascular endothelial growth factor generated by the second cell (C2) increases to promote the angiogenesis of the first cell (C1), as well as the blood vessel in one direction (eg, the upper part of FIG. 4E ) direction to grow.
  • FIG. 5 shows a state in which the first cells C1 generate blood vessels
  • FIG. 6 shows the first cell culture chamber 200 , the second cell culture chamber 300 , and the third cell culture chamber 600 .
  • the state of the first cell (C1) according to the combination is shown
  • FIG. 7A shows the vascular area of the first cell culture chamber 200 according to FIG. 6
  • FIG. 7B shows the second cell culture chamber 300 according to FIG. represents the area of blood vessels.
  • FIG. 8 shows the angiogenesis state according to the angiogenesis factor
  • FIGS. 9A and 9B show the results of the cell viability experiment and the blood vessel regression experiment using the biomimetic chip device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10a is a comparative example showing the endometrial epithelial cell permeability test
  • FIG. 10b is an invention example showing the endometrial epithelial cell permeability test
  • FIG. 11a is a comparative example and the endometrial epithelial cell thickness of the invention example
  • FIG. 11b shows the transmittance of the invention example
  • FIG. 12 shows the vascular permeation state of the fluorescent material according to drug treatment
  • FIG. 12C shows the transmittance of FIGS. 12A and 12B
  • FIG. 13 shows the embryo implantation test using the present invention.
  • the biomimetic chip 10 according to the present invention can mimic the characteristics of endometrial tissue by arranging endometrial epithelial cells, endometrial fibroblasts, and uterine vascular endothelial cells, which are specific cells of the endometrium in multiple layers.
  • the biomimetic chip 10 can check the state of the cells cultured in each chamber, and monitor the quantitative and qualitative responses of the cells to the drug in real time.
  • Figs. 5 (a) to 5 (c) show the endometrial mimic state according to time of the bio-simulation chip 10, Fig. 5 (a) is the first day, Fig. 5 (b) is 6 Day 1, Figure 5(c) shows Day 8.
  • the first cells (C1) which are uterine vascular endothelial cells, are cultured in the first cell culture chamber 200 may be confirmed.
  • the second cells (C2) which are endometrial fibroblasts, are cultured in the second cell culture chamber 300 and/or the third cell culture chamber 600, and then the first cells (C1) self-assemble to form blood vessels. You can see that the network is created.
  • the third cells (C3) which are endometrial epithelial cells, are cultured in the first culture chamber 400, and new blood vessels derived from the first cells (C1) are grown in the second cell culture chamber 300. can be checked
  • FIG. 6(a) shows when only the first cells C1 are disposed in the first cell culture chamber 200
  • FIG. 6(b) shows the second cells C2 in the second cell culture chamber 300 When additionally disposed
  • FIG. 6( c ) shows a case in which second cells C2 are further disposed in the third cell culture chamber 600 .
  • the vascular area of the first cell culture chamber 200 is compared to other cases. It can be seen that blood vessels do not grow at all in this very narrow, in particular, second cell culture chamber 300 .
  • the second cells (C2) are respectively cultured in the second cell culture chamber (300) and the third cell culture chamber (600)
  • the vascular endothelial cell growth factor generated in the second cells (C2) causes the first It can be seen that the area of blood vessels is very wide in the cell culture chamber 200 and the second cell culture chamber 300 , and the blood vessels are generated in a distinct direction toward the second cell C2 .
  • FIGS. 8(a) to 8(d) show a state in which different vascular inducing factors are injected into the biomimetic chip 10, and FIG. 8 (a) is a state in which vascular inducing factors are not injected; Figure 8 (b) is a state in which S1P (Sphingosine-1-phosphate; sphingosine 1-phosphate) having an angiogenic effect is injected as a vascular inducing factor, and Figure 8 (c) is a vascular endothelial cell growth factor as a vascular inducing factor. A state in which VEGF was injected, and FIG. 8(d) shows a state in which both S1P and VEGF were injected.
  • S1P Sphingosine-1-phosphate
  • sphingosine 1-phosphate sphingosine 1-phosphate
  • the biomimetic chip 10 according to the present invention can visually and in real time check the growth state such as the area, length, and orientation of the blood vessel according to the injection state of each blood vessel inducing factor.
  • 9A and 9B show different amounts of a drug (emergency contraceptive; levonogestrel) in the biomimetic chip 10 according to an embodiment of the present invention (no drug treatment (control), 10 ng/ml, 100 ng/ml , 1000 ng/ml, 10000 ng/ml), the first culture chamber (400, Epithelium layer in FIG. 9A) in which the third cells (C3) are cultured, and the second cells (C2) are cultured 2 shows the cell viability test result and the blood vessel regression test result of the cell culture chamber 300 (stromal layer of FIG. 9A).
  • a drug emergency contraceptive; levonogestrel
  • 10A shows a state in which only endometrial epithelial cells and uterine vascular endothelial cells are cultured as a comparative example.
  • 10a (a) to (c) show time points 20 seconds, 100 seconds, and 200 seconds after administration of the fluorescent substance FITC-dextran, respectively, because the endometrial epithelial cells are too thick (refer to FIG. 11a ) It can be seen that the intima epithelial cells do not penetrate properly. Accordingly, when only endometrial epithelial cells and uterine vascular endothelial cells were cultured, endometrial permeability could not be measured.
  • FIG. 10B shows a state in which all endometrial epithelial cells, endometrial fibroblasts, and uterine vascular endothelial cells are cultured as an example of the invention.
  • 10b (a) to (c) show time points 20 seconds, 100 seconds, and 200 seconds after administration of FITC-dextran, respectively, it can be seen that the endometrial epithelial cells are relatively thin (see FIG. 11a ). Accordingly, when all endometrial epithelial cells, endometrial fibroblasts, and uterine vascular endothelial cells were cultured as in the present invention, the permeability of the endometrium could be measured.
  • 11B shows the results of calculating the permeability coefficient of the endometrium in the biomimetic chip device 10 according to the present invention using a fluorescent material (FITC-dextran) of 70 kDa and 10 kDa, respectively.
  • the permeability of the endometrium can be calculated by the following equation.
  • I w is the thickness of the endometrial epithelial cells
  • I J is the average brightness outside the endometrial epithelial cells
  • I is the brightness of the inner space of the endometrial epithelial cells, that is, the endometrial space.
  • the biomimetic chip 10 according to the present invention can test various drug reactivity to the endometrium by simulating the endometrium and a biocompatible state.
  • the biomimetic chip 10 according to the present invention can measure the permeability of endometrial epithelial cells.
  • the permeability of endometrial epithelial cells according to the administration of the contraceptive can be quantitatively measured.
  • Figure 12 shows the transmission state of a fluorescent material according to drug treatment. More specifically, Figure 12 shows the time (20 sec, 100 sec, 200 sec) after the injection of the fluorescent substance in the case of not treating the drug (control) and the case of treating the emergency contraceptive as a drug (10 ⁇ g/ml) shows the transmission state of the fluorescent material.
  • the transmission of the fluorescent material is relatively slow when no treatment is performed, whereas the transmission of the fluorescent material is relatively fast when the drug is treated.
  • the transmittance of the fluorescent material when the drug is treated is much greater than that in the case where the drug is not treated.
  • 13(a) and 13(b) show a state in which an embryo (a bead as an artificial embryo) is implanted in the first culture chamber 400 .
  • embryos are injected.
  • the embryo may be injected through the first culture medium chamber 400 .
  • the biomimetic chip 10 is vertically erected so that the injected embryo can be implanted naturally by gravity, and culture is performed.
  • a plurality of second posts 520 are arranged at a predetermined interval d2, and around them, endometrial epithelial cells is cultivated
  • the second posts 520 of the biomimetic chip 10 according to the present invention are arranged at wider intervals compared to the conventional biomimetic device. Accordingly, the embryos may be naturally disposed between the second posts 520 while rolling along the curved surface of the second posts 520 .
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial simulating method according to the present invention can simulate the endometrium in three dimensions by culturing different cells in a plurality of chambers forming a multi-layered structure.
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial mimicry method according to the present invention use endometrial-specific cells (eg, endometrial fibroblasts, endometrial epithelial cells, and uterine vascular endothelial cells) to have biosimilarity to the endometrium.
  • endometrial-specific cells eg, endometrial fibroblasts, endometrial epithelial cells, and uterine vascular endothelial cells
  • This highly biomimetic chip can be provided.
  • the three-dimensional biomimetic chip and endometrial mimicry method according to the present invention can provide a biomimetic chip that can be used for drug experiments for treating various uterine diseases or for customized treatment for patients.
  • the present invention can be used in industries related to microfluidic chips.

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Abstract

본 발명은 자궁 내막을 3차원으로 모사하는 생체 모사 칩 및 이를 이용한 자궁 내막 모사 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩은 플레이트와, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버 사이에 배치되는 복수 개의 포스트를 포함하는 자궁 내막을 모사하는 3차원 생체 모사 칩으로서, 상기 복수 개의 챔버는 내부에 서로 다른 세포가 배양되는 채널을 구비하며, 상기 플레이트 상에 일 방향으로 나란히 배치되고, 적어도 일부 구간이 연통하도록 서로 인접하여 배치된다.

Description

자궁 내막을 모사하기 위한 3차원 생체 모사 칩 및 이를 이용한 자궁 내막 모사 방법
본 발명의 실시예들은 생체 모사 칩에 관한 것으로, 보다 구체적으로 자궁 내막을 3차원으로 모사할 수 있는 생체 모사 칩과 이를 이용하여 자궁 내막을 모사하는 방법에 관한 것이다.
생체 장기 모사 칩(organ-on-a-chip)은 심장, 폐, 간 등 생체 장기를 모방하여 만든 마이크로 칩의 일종으로, 장기를 구성하는 세포와 그 주변 환경을 재현함으로써 실제 장기가 작동하는 시스템을 구현할 수 있다. 생체 장기 모사 칩은 모사된 생체 장기에 약물을 투여함으로써 약물의 안정성과 약물 전달 과정에서 일어나는 현상을 효과적으로 파악할 수 있어 기존의 전임상 신약 스크리닝(screening)에 비교했을 때 실제 장기가 작동하는 생리 환경을 효과적으로 반영할 수 있다. 또한, 생체 장기 모사 칩은 동물 실험에서 발생하는 윤리적 문제와 과도한 시간 및 비용, 그리고 부정확한 결과를 해결할 수 있어 최근 주목 받고 있다.
한편, 대표적인 자궁 난치성 질환 중 하나인 자궁내막증의 경우, 환자가 2013년 8만 명에서 2017년 12만 명으로 35% 이상 증가했고, 난임 환자도 10년 사이에 2.5배 증가하는 등 자궁 관련 질환이 최근 문제되고 있다. 이에 따라, 자궁과 관련된 질병 원인을 연구할 수 있는 자궁 전임상 플랫폼이 요구된다. 그러나 종래의 생체 장기 모사 칩은 세포 배양을 2차원으로 구현하거나, 특정 세포만을 고려하기 때문에 실제 자궁의 생물학적 구성과 기능을 모사하기에는 부족하다.
전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 실제 자궁 조직의 형태를 물리적 및 화학적으로 구현하여, 실제 자궁과 생체 유사성이 높은 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 특정 세포에 제한되지 않고, 복수 종의 세포를 생체 모사 칩 장치로 배양함으로써 자궁 조직의 생리적 기능을 구현할 수 있는 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 다층화된 배양 채널을 통해 세포가 스스로 조직을 조립하는 환경을 구현하여, 실제 자궁 내 환경과 생리적 유사성을 높임으로써 실제 자궁의 유기적 특성을 모사할 수 있는 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
다만, 이는 일 예로서, 본 발명의 목적은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩은 플레이트와, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버 사이에 배치되는 복수 개의 포스트를 포함하는 자궁 내막을 모사하는 3차원 생체 모사 칩으로서, 상기 복수 개의 챔버는 내부에 서로 다른 세포가 배양되는 채널을 구비하며, 상기 플레이트 상에 일 방향으로 나란히 배치되고, 적어도 일부 구간이 연통하도록 서로 인접하여 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 복수 개의 챔버는 제1 배양 채널을 구비하고, 제1 세포가 배양되는 제1 세포 배양 챔버, 상기 제1 세포 배양 챔버의 일측에 배치되고, 상기 제1 배양 채널과 연통하는 제2 배양 채널을 구비하며, 제2 세포가 배양되는 제2 세포 배양 챔버 및 상기 제2 세포 배양 챔버의 일측에 배치되고, 상기 제2 배양 채널과 연통하는 제1 배양액 채널을 구비하며, 배양액이 주입되는 제1 배양액 챔버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 제1 배양 채널과, 상기 제2 배양 채널과, 상기 제1 배양액 채널은 하나의 바디로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 제2 세포 배양 챔버와 대향하도록 상기 제1 배양액 챔버의 타측에 배치되고, 상기 제1 배양액 채널과 연통하는 제3 배양 채널을 구비하며, 상기 제2 세포가 배양되는 제3 세포 배양 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 제1 배양액 챔버와 대향하도록 상기 제1 세포 배양 챔버의 타측에 배치되며, 상기 제1 배양 채널과 연통하는 제2 배양액 채널을 구비하고, 배양액이 주입되는 제2 배양액 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 제1 배양액 챔버는 상기 제1 세포 및 상기 제2 세포가 각각 상기 제1 세포 배양 챔버 및 상기 제2 세포 배양 챔버에 주입되고 제1 기간이 지난 후에 제3 세포가 주입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 복수 개의 포스트는 상기 제1 배양 채널과 상기 제2 배양 채널의 경계를 따라 제1 간격으로 배치되는 복수 개의 제1 포스트 및 상기 제2 배양 채널과 상기 제1 배양액 채널의 경계를 따라 제2 간격으로 배치되는 복수 개의 제2 포스트를 포함하고, 상기 제2 간격은 상기 제1 간격보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 복수 개의 포스트는 일면이 볼록한 곡면을 갖는 다각 기둥 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치에 있어서, 상기 세포는 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자궁 내막 모사 방법은 일 방향으로 나란히 배치되며 서로 연통하는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양하여, 자궁 내막을 3차원으로 모사하는 방법으로서, 제1 세포 배양 챔버에 제1 세포를 배양하는 단계, 제2 세포 배양 챔버에 제2 세포를 배양하는 단계, 제1 배양액 챔버에 배양액을 주입하는 단계 및 제1 기간 후에, 상기 제1 배양액 챔버에 제3 세포를 배양하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자궁 내막 모사 방법에 있어서, 상기 배양액을 주입하는 단계 전에, 제3 세포 배양 챔버에 상기 제2 세포를 배양하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자궁 내막 모사 방법에 있어서, 상기 제1 세포는 자궁 혈관 내피세포이고, 상기 제2 세포는 자궁 내막 섬유아세포이고, 상기 제3 세포는 자궁 내막 상피세포일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자궁 내막 모사 방법에 있어서, 상기 제1 기간은 상기 제2 세포가 상기 제2 세포 배양 챔버에서 자가 조립(self-assembly)하여, 혈관이 상기 제1 세포 배양 챔버에서 생성되는 기간일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 다층 구조를 이루는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양하여 자궁 내막을 3차원으로 모사할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 자궁 내막 특이적 세포(예를 들어, 자궁 내막 섬유아세포, 자궁 내막 상피세포, 자궁 혈관 내피세포)를 이용하여 자궁 내막과 생체 유사성이 높은 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
또한, 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 각종 자궁 질환을 치료하기 위한 약물 실험에 사용되거나, 환자 맞춤형 치료에 사용될 수 있는 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 생체 모사 칩을 나타낸다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 횡단면을 나타낸다.
도 3은 도 2의 Ⅲ를 확대하여 나타낸다.
도 4a는 제1 세포를 제1 배양 채널에 투입한 상태를 나타낸다.
도 4b는 제2 세포를 제2 배양 채널에 투입한 상태를 나타낸다.
도 4c는 제2 세포를 제3 배양 채널에 투입한 상태를 나타낸다.
도 4d는 제1 세포가 제2 세포를 향해 혈관을 생성하기 시작한 상태를 나타낸다.
도 4e는 제1 세포가 생성한 혈관이 제2 배양 채널에서 성장하고, 제1 배양액 채널에 제3 세포가 투입된 상태를 나타낸다.
도 5는 제1 세포가 혈관을 생성하는 상태를 나타낸다.
도 6은 제1 세포 배양 챔버와, 제2 세포 배양 챔버와, 제3 세포 배양 챔버의 조합에 다른 제1 세포의 상태를 나타낸다.
도 7a는 도 6에 따른 제1 세포 배양 챔버의 혈관 면적을 나타낸다.
도 7b는 도 6에 따른 제2 세포 배양 챔버의 혈관 면적을 나타낸다.
도 8은 혈관 생성 인자에 따른 혈관 생성 상태를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩을 이용한 세포 생존도 실험과 혈관의 regression 실험 결과를 나타낸다.
도 10a는 자궁 내막 상피 세포의 투과도 테스트를 나타내는 비교예이다.
도 10b는 자궁 내막 상피 세포의 투과도 테스트를 나타내는 발명예이다.
도 11a는 비교예와 발명예의 자궁 내막 상피 세포의 두께를 나타낸다.
도 11b는 발명예의 투과도를 나타낸다.
도 12는 약물 처리에 따른 형광 물질의 투과 상태를 나타낸다.
도 13은 본 발명을 이용한 배아 착상 테스트를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩은 플레이트와, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버 사이에 배치되는 복수 개의 포스트를 포함하는 자궁 내막을 모사하는 3차원 생체 모사 칩으로서, 상기 복수 개의 챔버는 내부에 서로 다른 세포가 배양되는 채널을 구비하며, 상기 플레이트 상에 일 방향으로 나란히 배치되고, 적어도 일부 구간이 연통하도록 서로 인접하여 배치된다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자궁 내막을 모사하기 위한 생체 모사 칩(10)을 나타내고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 횡단면을 나타내고, 도 3은 도 2의 Ⅲ를 확대하여 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 플레이트(100)와, 제1 세포 배양 챔버(200)와, 제2 세포 배양 챔버(300)와, 제1 배양액 챔버(400)를 포함할 수 있다.
플레이트(100)는 후술하는 챔버들이 배치되는 영역을 구비한다. 플레이트(100)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 평탄한 형상을 가지면 충분하다. 일 실시예로, 플레이트(100)는 PDMS(폴리디메틸실록산; polydimethylsiloxane)으로 이루어지며, 사각 평판 형상을 가질 수 있다.
제1 세포 배양 챔버(200)는 내부에 세포가 배양되는 부재이며, 플레이트(100) 상에 배치된다.
제1 세포 배양 챔버(200)는 제1 배양 채널(210)과, 제1 배양 브릿지(220)와, 제1 세포 주입구(230)를 포함할 수 있다.
제1 배양 채널(210)은 플레이트(100) 상에서 일 방향(예를 들어, 도 1의 X축 방향)으로 배치될 수 있다. 제1 배양 채널(210)의 높이는 특별히 한정하지 않으나, 후술하는 바와 같이 안정적인 배아의 착상을 위해 250 μm 내지 300 μm일 수 있다. 제1 배양 채널(210)의 내부에는 제1 세포(C1)가 배양될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
제1 배양 브릿지(220)는 제1 배양 채널(210)의 단부에서 소정의 방향으로 연장된다. 일 실시예로, 제1 배양 브릿지(220)는 제1 배양 채널(210)의 양단에서 연장된다. 제1 배양 브릿지(220)가 연장되는 방향은 특별히 한정하지 않으나, 제1 세포 배양 챔버(200)와 인접하도록 배치되는 제2 세포 배양 챔버(300) 등으로부터 충분히 이격되는 것이 바람직하다.
일 실시예로, 제1 배양 브릿지(220)의 폭은 제1 배양 채널(210)의 폭보다 좁을 수 있다.
제1 세포 주입구(230)는 제1 배양 브릿지(220)의 단부와 연결된다. 일 실시예로, 제1 세포 주입구(230)는 각각의 제1 배양 브릿지(220)와 연결되도록 제1 배양 채널(210)의 일단과 타단에 배치되며, 제1 세포(C1)가 주입되는 관통공(미도시)을 구비할 수 있다. 주입된 제1 세포(C1)는 제1 배양 브릿지(220)를 거쳐 제1 배양 채널(210)의 내부로 이동할 수 있다.
제1 세포 주입구(230)의 형상은 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로, 제1 세포 주입구(230)는 제1 배양 채널(210)보다 높은 높이를 갖는 원기둥 형상일 수 있다.
제2 세포 배양 챔버(300)는 내부에 세포가 배양되는 부재이며, 플레이트(100) 상에 제1 세포 배양 챔버(200)와 평행하도록 제1 세포 배양 챔버(200)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제2 세포 배양 챔버(300)는 제1 세포 배양 챔버(200)와 인접하되, 그로부터 +Y축 방향으로 배치될 수 있다.
제2 세포 배양 챔버(300)는 제2 배양 채널(310)과, 제2 배양 브릿지(320)와, 제2 세포 주입구(330)를 포함할 수 있다.
제2 배양 채널(310)은 플레이트(100) 상에서 일 방향(예를 들어, 도 1의 X축 방향)으로 배치될 수 있다. 제2 배양 채널(310)의 높이는 특별히 한정하지 않으나, 제1 배양 채널(210)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 제2 배양 채널(310)의 내부에는 제2 세포(C2)가 배양될 수 있다. 일 실시예로, 제2 세포(C2)는 혈관 신생 촉진 인자를 생성할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
제2 배양 채널(310)은 제1 배양 채널(210)과 연통할 수 있다. 일 실시예로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배양 채널(210)과 제2 배양 채널(310)의 경계는 개방되어 있으며, 경계를 따라 후술하는 제1 포스트(510)가 복수 개 배치될 수 있다.
제2 배양 브릿지(320)는 제2 배양 채널(310)의 단부에서 소정의 방향으로 연장될 수 있다. 제2 세포 주입구(330)는 제2 배양 브릿지(320)와 연결되며, 제2 세포(C2)가 주입될 수 있다. 주입된 제2 세포(C2)는 제2 배양 브릿지(320)를 거쳐 제2 배양 채널(310)의 내부로 이동할 수 있다.
제2 배양 브릿지(320)와 제2 세포 주입구(330)의 나머지 구성은 제1 배양 브릿지(220) 및 제1 세포 주입구(230)의 구성과 동일할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1 배양액 챔버(400)는 배양액이 주입되는 부재이며, 플레이트(100) 상에 제1 세포 배양 챔버(200) 및/또는 제2 세포 배양 챔버(300)와 평행하도록 제2 세포 배양 챔버(300)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제1 배양액 챔버(400)는 제2 세포 배양 챔버(300)와 인접하되, 그로부터 +Y축 방향으로 배치될 수 있다.
제1 배양액 챔버(400)는 제1 배양액 채널(410)과, 제1 배양액 브릿지(420)와, 제1 배양액 주입구(430)를 포함할 수 있다.
제1 배양액 채널(410)은 플레이트(100) 상에서 일 방향(예를 들어, 도 1의 X축 방향)으로 배치될 수 있다. 제1 배양액 채널(410)의 높이는 특별히 한정하지 않으나, 제1 배양 채널(210)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 제1 배양액 채널(410)의 내부에는 제3 세포(C3)가 배양될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
제1 배양액 채널(410)은 제2 배양 채널(310)과 연통할 수 있다. 일 실시예로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 배양 채널(310)과 제1 배양액 채널(410)의 경계는 개방되어 있으며, 경계를 따라 후술하는 제2 포스트(520)가 복수 개 배치될 수 있다.
제1 배양액 브릿지(420)는 제1 배양액 채널(410)의 단부에서 소정의 방향으로 연장될 수 있다. 제1 배양액 주입구(430)는 제1 배양액 브릿지(420)와 연결되며, 제1 배양액 채널(410)의 양단에 각각 배치될 수 있다. 제1 배양액 주입구(430)로 주입된 배양액은 제1 배양액 브릿지(420)를 거쳐 제1 배양액 채널(410)의 내부로 이동할 수 있다.
일 실시예로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)은 서로 인접하도록 배치되되, 일 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 각각 서로 다른 세포가 배양되는 채널(챔버)이 일 방향으로 다층 구조를 형성함으로써, 신체, 특히 자궁 내막을 생체 적합하게 모사할 수 있다.
일 실시예로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)은 공통된 연통 영역을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)은 적어도 일부 구간을 공유하도록 채널 사이의 경계가 개방될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 각각의 채널(챔버) 내에 배양되는 서로 다른 세포가 서로 연결될 수 있어, 세포 네크워크를 구현할 수 있다. 따라서 종래의 2차원 생체 모사 장치에 비해 생체 적합성이 향상되고, 3차원으로 자궁 내막을 모사할 수 있는 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
일 실시예로, 제1 세포 배양 챔버(200)와, 제2 세포 배양 챔버(300)와, 제1 배양액 챔버(400)는 하나의 바디를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)은 일체의 바디로 형성되며, 상기 바디로부터 제1 배양 브릿지(220)와, 제2 배양 브릿지(320)와, 제1 배양액 브릿지(420)가 소정의 방향으로 분기될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 포스트(500)를 더 포함할 수 있다.
포스트(500)는 챔버 사이의 경계를 따라 복수 개 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)의 사이 및/또는 제2 세포 배양 챔버(300)와 제1 배양액 챔버(400)의 사이에 소정의 간격으로 배치될 수 있다. 포스트(500)는 챔버와 챔버 사이의 경계를 구획하면서, 소정의 간격으로 배치됨으로써 챔버에서 배양되는 세포의 간격 또는 패턴을 설정할 수 있다.
일 실시예로, 포스트(500) 사이에는 세포외 기질(extracellular matrix)이 배치될 수 있다. 미세한 형상의 포스트(500)의 외주면은 일종의 소수성 패턴을 형성하기 때문에, 세포외 기질은 포스트(500) 사이에서 구 형상으로 존재할 수 있다. 일 실시예로, 세포외 기질로서 하이드로겔(hydrogel)이 이용될 수 있다.
포스트(500)는 제1 포스트(510)와, 제2 포스트(520)를 포함할 수 있다.
제1 포스트(510)는 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)의 경계를 따라 일 방향(예를 들어, 도 2의 X축 방향)으로 복수 개 배치될 수 있다. 제1 포스트(510)의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 다각 기둥 또는 원 기둥의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예로, 제1 포스트(510)의 형상은 도 3의 확대도에 나타낸 바와 같이, 일면이 볼록한 곡면인 다각 기둥 형상일 수 있다.
이에 따라, 세포가 제2 세포 배양 챔버(300)로 주입되고, 생체 모사 칩(10)을 틸팅했을 때, 세포가 제1 포스트(510)의 곡면 상을 롤링(rolling)하면서 자연스럽게 제1 포스트(510) 사이에 배치될 수 있다.
제1 포스트(510)의 크기는 특별히 한정하지 않는다. 일 실시예로, 제1 포스트(510)의 높이 L1은 제1 세포 배양 챔버(200) 및 제2 세포 배양 챔버(300)의 높이와 동일할 수 있으며, 250 μm 내지 300 μm일 수 있다. 또한, 제1 포스트(510)의 상면 또는 하면의 최대 길이 L2는 180 μm 내지 200 μm일 수 있다.
제1 포스트(510)의 간격 d1은 특별히 한정하지 않으며, 일 실시예로 간격 d1은 길이 L2와 동일할 수 있다.
제2 포스트(520)는 제2 세포 배양 챔버(300)와 제1 배양액 챔버(400)의 경계를 따라 일 방향(예를 들어, 도 2의 X축 방향)으로 복수 개 배치될 수 있다. 제2 포스트(520)의 크기와 형상은 제1 포스트(510)의 형상과 동일하거나 상이할 수 있다.
이에 따라, 후술하는 바와 같이 제1 배양액 챔버(400)를 통해 배아(embryo)가 주입되고, 생체 모사 칩(10)을 틸팅했을 때, 배아가 제2 포스트(520)의 곡면 상을 롤링하면서 자연스럽게 제2 포스트(520) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 제2 포스트(520)의 간격 d2는 제1 포스트(510)의 간격 d1보다 클 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 포스트(520)의 간격 d2는 180 μm 내지 200 μm일 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제2 포스트(520)의 간격을 보다 넓게 확보함으로써 배아를 제2 포스트(520)의 사이에 보다 안정적으로 착상시킬 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 제3 세포 배양 챔버(600)와, 제2 배양액 챔버(700)를 더 포함할 수 있다.
제3 세포 배양 챔버(600)는 내부에 세포가 배양되는 부재이며, 플레이트(100) 상에 제1 배양액 챔버(400)와 평행하도록 제1 배양액 챔버(400)의 일측에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제3 세포 배양 챔버(600)는 제1 배양액 챔버(400)를 사이에 두고 제2 세포 배양 챔버(300)와 대향하도록 제1 배양액 챔버(400)와 인접하되, 그로부터 +Y축 방향으로 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제3 세포 배양 챔버(600)는 제1 배양액 챔버(400)에 의해 감싸지도록 배치될 수 있다.
제3 세포 배양 챔버(600)는 제3 배양 채널(610)과, 제3 배양 브릿지(620)와, 제3 세포 주입구(630)를 포함할 수 있다.
제3 배양 채널(610)은 플레이트(100) 상에서 일 방향(예를 들어, 도 1의 X축 방향)으로 배치될 수 있다. 제3 배양 채널(610)의 높이는 특별히 한정하지 않으나, 제1 배양 채널(210)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 제3 배양 채널(610)의 내부에는 제1 세포(C1)가 배양될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
제3 배양 채널(610)은 제1 배양액 채널(410)과 연통할 수 있다. 일 실시예로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배양액 채널(410)과 제3 배양 채널(610)의 경계는 개방되어 있으며, 후술하는 제3 포스트(530)가 경계를 따라 복수 개 배치될 수 있다.
제3 배양 브릿지(620)는 제3 배양 채널(610)의 단부에서 소정의 방향으로 연장될 수 있다. 제3 세포 주입구(630)는 제3 배양 브릿지(620)와 연결되며, 제1 세포(C1)가 주입될 수 있다. 주입된 제1 세포(C1)는 제3 배양 브릿지(620)를 거쳐 제3 배양 채널(610)의 내부로 이동할 수 있다.
제3 배양 브릿지(620)와 제3 세포 주입구(630)의 나머지 구성은 제1 배양 브릿지(220) 및 제1 세포 주입구(230)의 구성과 동일할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2 배양액 챔버(700)는 배양액이 주입되는 부재이며, 플레이트(100) 상에 제1 세포 배양 챔버(200) 및/또는 제2 세포 배양 챔버(300)와 평행하도록 제1 세포 배양 챔버(200)의 타측에 배치될 수 있다. 제2 배양액 챔버(700)에 주입되는 배양액은 제1 배양액 챔버(400)에 주입되는 배양액과 동일할 수 있다. 일 실시예로, 제2 배양액 챔버(700)는 제1 세포 배양 챔버(200)와 인접하되, 그로부터 -Y축 방향으로 배치될 수 있다.
제2 배양액 챔버(700)는 제2 배양액 채널(710)과, 제2 배양액 브릿지(720)와, 제2 배양액 주입구(730)를 포함할 수 있다.
제2 배양액 채널(710)은 플레이트(100) 상에서 일 방향(예를 들어, 도 1의 X축 방향)으로 배치될 수 있다. 제2 배양액 채널(710)의 높이는 특별히 한정하지 않으나, 제1 배양 채널(210)과 동일한 높이를 가질 수 있다.
제2 배양액 채널(710)은 제1 배양 채널(210)과 연통할 수 있다. 일 실시예로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배양 채널(210)과 제2 배양액 채널(710)의 경계는 개방되어 있으며, 경계를 따라 후술하는 제4 포스트(540)가 복수 개 배치될 수 있다.
제2 배양액 브릿지(720)는 제2 배양액 채널(710)의 단부에서 소정의 방향으로 연장될 수 있다. 제2 배양액 주입구(730)는 제2 배양액 브릿지(720)와 연결되며, 제2 배양액 채널(710)의 양단에 각각 배치될 수 있다. 제2 배양액 주입구(730)로 주입된 배양액은 제2 배양액 브릿지(720)를 거쳐 제2 배양액 채널(710)의 내부로 이동할 수 있다.
일 실시예로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)과, 제3 배양 채널(610)과, 제2 배양액 채널(710)은 일 방향으로 평행하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)과, 제3 배양 채널(610)과, 제2 배양액 채널(710)은 공통된 연통 영역을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)과, 제3 배양 채널(610)과, 제2 배양액 채널(710)은 적어도 일부 구간을 공유하도록 채널 사이의 경계가 개방될 수 있다.
일 실시예로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)과, 제3 배양 채널(610)과, 제2 배양액 채널(710)은 하나의 바디를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배양 채널(210)과, 제2 배양 채널(310)과, 제1 배양액 채널(410)과, 제3 배양 채널(610)과, 제2 배양액 채널(710)은 일체의 바디로 형성되고, PDMS로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 바디로부터 제1 배양 브릿지(220)와, 제2 배양 브릿지(320)와, 제1 배양액 브릿지(420)와, 제3 배양 브릿지(620)와, 제2 배양액 브릿지(720)가 각각 소정의 방향으로 분기될 수 있다.
일 실시예로, 제1 세포(C1)와, 제2 세포(C2)와, 제3 세포(C3)는 각각 자궁 내막의 특이적 세포일 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 세포(C1)는 자궁 혈관 내피 세포(endothelial cell), 제2 세포(C2)는 자궁 내막 섬유아세포(endometrial stromal fibroblast) 그리고 제3 세포(C3)는 자궁 내막 상피 세포(endometrial epithelial cell)일 수 있다.
제2 세포 배양 챔버(300)에서 배양되는 자궁 내막 섬유아세포인 제2 세포(C2)는 혈관 신생 촉진 인자를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 세포(C2)는 혈관 내피 세포 성장 인자(vascular endothelial growth factor; VEGF)를 생성할 수 있다. 생성된 혈관 내피 세포 성장 인자에 의해 제1 세포 배양 챔버(200)에서 배양되는 자궁 혈관 내피 세포인 제1 세포(C1)가 자극을 받아 자가 조립(self-assembly)을 하면서 혈관을 생성할 수 있다. 그 외에도 다른 혈관 신생 촉진 인자로서 내피 세포를 직접 자극하는 직접 혈관 신생 인자(direct angiogenic factor; DAF)와 혈관 주위 세포를 자극하여 DAF의 생성을 통해 혈관 신생을 유발하는 간접 혈관 신생 인자(indirect angiogenic factor; IAF)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)는 일 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)는 일 방향으로 다층 구조를 이룰 수 있다. 이에 따라, 제1 세포 배양 챔버(200)에서 배양되는 제1 세포(C1)는 제2 세포(C2)가 있는 제2 세포 배양 챔버(300)를 향해 혈관을 생성한다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 자궁 내막의 특이적 세포를 다층 구조로 배양함으로써, 자궁 내막과 생체적으로 유사한 생체 모사 칩을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 제3 세포 배양 챔버(600)에서 자궁 혈관 내피 세포인 제1 세포(C1)를 추가로 배양함으로써, 혈관의 생성 방향을 보다 확실하게 유도할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 세포 배양 챔버(300)뿐만 아니라 제3 세포 배양 챔버(600)에서 배양되는 제1 세포(C1)로부터도 혈관 내피 세포 성장 인자가 생성된다. 따라서 제1 세포(C1)에 의해 생성되는 혈관이 +Y축 방향을 향하도록 배향을 보다 확실하게 제어할 수 있다.
일 실시예로, 자궁 내막 상피 세포인 제3 세포(C3)는 제1 배양액 챔버(400)에서 배양될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 세포(C1)와 제2 세포(C2)가 배양된 다음, 제1 기간이 지난 후에 제3 세포(C3)가 제1 배양액 챔버(400)에 주입될 수 있다. 제3 세포(C3)는 제2 포스트(520) 또는 제2 포스트(520)의 사이에 배치된 하이드로겔 상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 기간은 제1 세포(C1)가 자가 조립하여, 혈관이 혈관망(vascular network)를 형성하고, 형성된 혈관망이 제1 배양 채널(210)과 제2 배양 채널(310)의 경계를 지나, 제2 배양 채널(310)에서 성장하는 기간일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 자궁 혈관 내피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 내막 상피 세포와 같이 자궁 내막의 특이적 세포를 이용하여, 자궁 내막을 다층적으로 모사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 이와 같이 생체 적합성이 높은 자궁 내막을 모사함으로써, 자궁 내막 상피 세포 상에 배아를 용이하고 효율적으로 착상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)은 다층 구조를 이루는 복수 개의 채널(챔버)과, 특정한 포스트의 형상을 이용함으로써 별도의 동력 없이도 자궁 내막의 혈관이 소정의 방향으로 생성되도록 할 수 있으며, 중력을 이용한 자연적인 유동을 형성할 수 있다.
일 실시예로, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 제3 포스트(530)와 제4 포스트(540)를 더 포함할 수 있다.
제3 포스트(530)는 제1 배양액 챔버(400)와 제3 세포 배양 챔버(600)의 경계를 따라 소정의 간격(d3)만큼 이격되어 복수 개 배치될 수 있다. 또한, 제4 포스트(540)는 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 배양액 챔버(700)의 경계를 따라 소정의 간격(d4)만큼 이격되어 복수 개 배치될 수 있다.
일 실시예로, 도 3에 나타낸 바와 같이 제3 포스트(530)는 곡면이 제2 포스트(520)의 곡면과 대향하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 제1 배양액 챔버(400)로 배아가 주입되었을 때, 제2 포스트(520)와 제3 포스트(530)의 곡면 상에서 롤링하며 제2 포스트(520) 사이의 공간에 안착될 수 있다.
다음, 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 자궁 내막 모사 방법에 대해 설명한다.
도 4a는 제1 세포(C1)를 제1 배양 채널(210)에 투입한 상태를 나타내고, 도 4b는 제2 세포(C2)를 제2 배양 채널(310)에 투입한 상태를 나타내고, 도 4c는 제2 세포(C2)를 제3 배양 채널(610)에 투입한 상태를 나타내고, 도 4d는 제1 세포(C1)가 제2 세포(C2)를 향해 혈관을 생성하기 시작한 상태를 나타내고, 도 4e는 제1 세포(C1)가 생성한 혈관이 제2 배양 채널(310)에서 성장하고, 제1 배양액 채널(410)에 제3 세포(C3)가 투입된 상태를 나타낸다.
본 발명에 따른 자궁 내막 모사 방법은 생체 모사 칩(10)을 이용해 서로 연통하는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양하여, 자궁 내막을 3차원을 모사할 수 있다.
먼저 도 1 내지 도 4a를 참조하면, 제1 세포 배양 챔버(200), 즉, 제1 배양 채널(210)에 제1 세포(C1)를 배양한다. 세포외 기질인 하이드로겔에 제1 세포(C1)를 삽입한 상태에서, 제1 세포 배양 챔버(200)의 제1 세포 주입구(230)를 통해 제1 세포(C1)를 주입한다. 그리고 생체 모사 칩(10)을 적절한 각도로 기울여 제1 세포(C1)를 제1 배양 채널(210)로 이동시킨다.
이때, 제1 배양 채널(210)로 이동한 제1 세포(C1)는 소정의 간격(d4)으로 이격된 복수 개의 제4 포스트(540) 상에서 롤링하며 일정한 패턴으로 배치된다. 이에 따라, 제1 세포(C1)를 제1 배양 채널(210)에서 패터닝할 수 있다.
일 실시예로, 제1 세포(C1)는 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 혈관 내피 세포일 수 있다.
다음, 제2 세포 배양 챔버(300), 즉, 제2 배양 채널(310)에 제2 세포(C2)를 배양한다. 마찬가지로 하이드로겔에 제2 세포(C2)를 삽입한 상태에서 제2 세포 배양 챔버(300)의 제2 세포 주입구(330)를 통해 제2 세포(C2)를 주입한다. 생체 모사 칩(10)의 틸팅에 따라 제2 세포(C2)가 제2 배양 채널(310)로 이동한다.
마찬가지로, 제2 배양 채널(310)로 이동한 제2 세포(C2)는 소정의 간격(d2)으로 이격된 복수 개의 제1 포스트(510) 상에서 롤링하며 일정한 패턴으로 배치된다. 이에 따라, 제2 세포(C2)를 제2 배양 채널(310)에서 패터닝할 수 있다.
일 실시예로, 제2 세포(C2)는 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 내막 섬유아세포일 수 있다.
다만, 제1 세포(C1)와 제2 세포(C2)를 배양하는 순서는 특별히 한정하지 않으며, 제2 세포(C)를 배양한 후에 제1 세포(C1)를 배양하거나, 동시에 배양할 수도 있다.
다음, 제1 배양액 챔버(400)에 배양액을 주입한다. 제1 배양액 주입구(430)를 통해 주입된 배양액은 포스트(500) 간의 공간을 거쳐 챔버 전체로 전달될 수 있다. 이때, 포스트(500) 사이에는 세포외 기질로서 하이드로겔이 배치될 수 있으며, 배양액은 하이드로겔을 통해 확산될 수 있다.
이에 따라, 제1 세포 배양 챔버(200)에서 제1 세포(C1)가 배양되고, 제2 세포 배양 챔버(300)에서 제2 세포(C2)가 배양될 수 있다. 도 4d에 나타낸 바와 같이, 제1 세포(C1)는 자가 조립하면서 혈관망(C1')을 형성한다. 그리고 제2 세포(C2)로부터 혈관 내피 세포 성장 인자가 생성됨에 따라, 도 4e에 나타낸 바와 같이, 혈관망(C1')은 제2 세포(C2)가 있는 제2 세포 배양 챔버(300)를 향해 신생 혈관(C1")을 생성한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자궁 내막 모사 방법은 일 방향으로 나란히 배치되는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양함으로써 자궁 내막을 다층적으로 모사할 수 있다.
다음, 제1 기간 후에, 제1 배양액 챔버(400)에 제3 세포(C3)를 배양한다. 제1 배양액 챔버(400)를 통해 제3 세포(C3)를 주입한 다음, 생체 모사 칩(10)을 기울여 제3 세포(C3)를 롤링시킨다. 제3 세포(C3)는 중력에 의해 자연스럽게 롤링하며 제2 포스트(520) 또는 제2 포스트(520) 사이에 배치된 세포외 기질에 부착된다.
일 실시예로, 제1 기간은 제1 세포(C1)가 제1 배양 채널(210)에서 자가 조립하여 혈관망(C1')을 형성하고, 제2 세포(C2)가 있는 제2 배양 채널(310)에서 신생 혈관을 생성하는데 소요되는 기간일 수 있다.
일 실시예로, 제3 세포(C3)는 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 내막 상피 세포일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자궁 내막 모사 방법은 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 혈관 내피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 내막 상피 세포를 다층 구조로 배양함으로써 실제 자궁을 생체 적합하게 모사할 수 있다.
일 실시예로, 제3 세포 배양 챔버(600)에 제2 세포(C2)를 배양하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)에 각각 제2 세포(C2)와 제2 세포(C2)를 배양한 다음, 배양액을 주입하기 전에 제3 세포 배양 챔버(600)에 제2 세포(C2)를 배양한다. 제3 세포 배양 챔버(600)의 제3 세포 주입구(630)를 통해 제2 세포(C2)를 주입한 다음, 생체 모사 칩(10)을 적절한 각도로 기울여 제2 세포(C2)를 제3 배양 채널(610)로 이동시킨다(도 4c 참조).
이때, 제3 배양 채널(610)로 이동한 제2 세포(C2)는 소정의 간격(d3)으로 이격된 복수 개의 제3 포스트(530) 상에서 롤링하며 일정한 패턴으로 배치된다. 이에 따라, 제2 세포(C2)를 제3 배양 채널(610)에서 패터닝할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자궁 내막 모사 방법은 자궁 내막 섬유아세포인 제2 세포(C2)를 복층으로 배치할 수 있다. 따라서, 제2 세포(C2)가 생성하는 혈관 내피 세포 성장 인자의 절대량이 증가하여 제1 세포(C1)의 혈관 생성을 촉진할 뿐만 아니라, 혈관이 일 방향(예를 들어, 도 4e의 윗쪽)으로 성장하도록 방향성을 부여할 수 있다.
도 5는 제1 세포(C1)가 혈관을 생성하는 상태를 나타내고, 도 6은 제1 세포 배양 챔버(200)와, 제2 세포 배양 챔버(300)와, 제3 세포 배양 챔버(600)의 조합에 다른 제1 세포(C1)의 상태를 나타내고, 도 7a는 도 6에 따른 제1 세포 배양 챔버(200)의 혈관 면적을 나타내고, 도 7b는 도 6에 따른 제2 세포 배양 챔버(300)의 혈관 면적을 나타낸다.
또한, 도 8은 혈관 생성 인자에 따른 혈관 생성 상태를 나타내고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩 장치를 이용한 세포 생존도 실험과 혈관의 regression 실험 결과를 나타내고, 도 10a는 자궁 내막 상피 세포의 투과도 테스트를 나타내는 비교예이고, 도 10b는 자궁 내막 상피 세포의 투과도 테스트를 나타내는 발명예이고, 도 11a는 비교예와 발명예의 자궁 내막 상피 세포의 두께를 나타내고, 도 11b는 발명예의 투과도를 나타내고, 도 12는 약물 처리에 따른 형광 물질의 혈관 투과 상태를 나타내고, 도 12C는 도 12A와 도 12B의 투과도를 나타내고, 도 13은 본 발명을 이용한 배아 착상 테스트를 나타낸다.
본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포를 다층적으로 배치하여, 자궁 내막 조직의 특성을 모사할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 각각의 챔버에서 배양되는 세포의 상태를 확인하고, 약물에 대한 세포의 정량, 정성 반응을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5(a) 내지 도 5(c)는 생체 모사 칩(10)의 시간에 따른 자궁 내막 모사 상태를 나타내는 것으로, 도 5(a)는 1일차, 도 5(b)는 6일차, 도 5(c)는 8일차를 나타낸다.
1일차에는 자궁 혈관 내피 세포인 제1 세포(C1)가 제1 세포 배양 챔버(200)에서 배양되는 상태를 확인할 수 있다. 6일차에는 제2 세포 배양 챔버(300) 및/또는 제3 세포 배양 챔버(600)에 자궁 내막 섬유아세포인 제2 세포(C2)가 배양되고 나서, 제1 세포(C1)가 자가 조립하여 혈관망이 생성되는 것을 확인할 수 있다. 그리고 8일차에는 제1 배양액 챔버(400)에 자궁 내막 상피 세포인 제3 세포(C3)가 배양되고, 제1 세포(C1)에서 비롯된 신생 혈관이 제2 세포 배양 챔버(300)에서 성장하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 6(a)는 제1 세포 배양 챔버(200)에 제1 세포(C1)만이 배치되는 경우, 도 6(b)는 제2 세포 배양 챔버(300)에 제2 세포(C2)가 추가로 배치되는 경우, 그리고 도 6(c)는 제3 세포 배양 챔버(600)에 제2 세포(C2)가 더 배치되는 경우를 나타낸다.
도 6 내지 도 7a, 도 7b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제1 세포 배양 챔버(200)에 제1 세포(C1)만이 배치되는 경우는 다른 경우에 비해 제1 세포 배양 챔버(200)의 혈관 면적이 매우 좁고, 특히 제2 세포 배양 챔버(300)로는 혈관이 전혀 성장하지 않음을 알 수 있다. 반면, 제2 세포 배양 챔버(300)와 제3 세포 배양 챔버(600)에 각각 제2 세포(C2)가 배양되는 경우, 제2 세포(C2)에서 생성되는 혈관 내피 세포 성장 인자에 의해 제1 세포 배양 챔버(200)와 제2 세포 배양 챔버(300)에서 혈관의 면적이 매우 넓고, 혈관이 제2 세포(C2)를 향해 뚜렷한 방향으로 생성되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 8(a) 내지 도 8(d)는 생체 모사 칩(10)에 대해 서로 다른 혈관 유도 인자를 주입한 상태를 나타내는 것으로, 도 8(a)는 혈관 유도 인자를 주입하지 않은 상태, 도 8(b)는 혈관 유도 인자로서 혈관 신생 효과를 갖는 S1P(Sphingosine-1-phosphate; 스핑고신 1-인산)를 주입한 상태, 도 8(c)는 혈관 유도 인자로서 혈관 내피 세포 성장 인자인 VEGF를 주입한 상태, 그리고 도 8(d)는 S1P와 VEGF를 모두 주입한 상태를 나타낸다.
이와 같이, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 각각의 혈관 유도 인자의 주입 상태에 따라 혈관의 면적, 길이 및 배향 등 성장 상태를 시각적으로, 그리고 실시간으로 확인할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 모사 칩(10)에 약물(응급 피임약; levonogestrel)을 서로 다른 양(약물 처리 하지 않음(control), 10 ng/ml, 100 ng/ml, 1000 ng/ml, 10000 ng/ml)으로 투입했을 때, 제3 세포(C3)가 배양되는 제1 배양액 챔버(400, 도 9a의 Epithelium layer)와, 제2 세포(C2)가 배양되는 제2 세포 배양 챔버(300, 도 9a의 Stromal layer)의 세포 생존도(cell viability) 실험 결과와 혈관의 regression 실험 결과를 나타낸다.
도 10a는 비교예로서 자궁 내막 상피 세포와 자궁 혈관 내피 세포만을 배양한 상태를 나타낸다. 도 10a의 (a) 내지 (c)는 각각 형광 물질인 FITC-dextran을 투여하고 20 초, 100 초, 200 초가 지난 시점을 나타내는데, 자궁 내막 상피 세포가 지나치게 두꺼워(도 11a 참조) 형광 물질이 자궁 내막 상피 세포를 제대로 투과하지 못하는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 자궁 내막 상피 세포와 자궁 혈관 내피 세포만을 배양할 경우, 자궁 내막의 투과도를 측정할 수 없었다.
반면, 도 10b는 발명예로서 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포를 모두 배양한 상태를 나타낸다. 도 10b의 (a) 내지 (c)는 각각 FITC-dextran을 투여하고 20 초, 100 초, 200 초가 지난 시점을 나타내는데, 자궁 내막 상피 세포가 상대적으로 얇은 것을 알 수 있다(도 11a 참조). 이에 따라, 본 발명과 같이 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포를 모두 배양할 경우, 자궁 내막의 투과도를 측정할 수 있었다.
도 11b는 각각 70 kDa와 10 kDa의 형광 물질(FITC-dextran)을 이용하여 본 발명에 따른 생체 모사 칩 장치(10)에서 자궁 내막의 투과도(permeability coefficient)를 산출한 결과를 나타낸다. 자궁 내막의 투과도는 아래의 식으로 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2021007860-appb-I000001
여기서 Iw는 자궁 내막 상피 세포의 두께, IJ는 자궁 내막 상피 세포 외부의 평균 밝기, I는 자궁 내막 상피 세포의 내부 공간, 즉, 자궁 내막 공간의 밝기를 나타낸다.
이와 같이, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 자궁 내막과 생체 적합한 상태를 모사함으로써 자궁 내막에 대한 다양한 약물 반응성을 실험할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)은 자궁 내막 상피 세포의 투과도를 측정할 수 있다. 또한, 이에 기초하여 피임약 투여에 따른 자궁 내막 상피 세포의 투과도를 정량적으로 측정할 수 있다.
도 12는 약물 처리에 따른 형광 물질의 투과 상태를 나타낸다. 보다 구체적으로, 도 12는 약물을 처리하지 않은 경우(control)와, 약물로서 응급 피임약을 처리(10 μg/ml)한 경우에, 형광 물질 투입 후 시간(20 초, 100 초, 200 초)에 따른 형광 물질의 투과 상태를 나타낸다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 아무런 아무런 처리를 하지 않은 경우에는 형광 물질의 투과가 상대적으로 느린 반면, 약물을 처리한 경우에는 형광 물질의 투과가 상대적으로 빠른 것을 알 수 있다. 또한, 약물을 처리했을 때의 형광 물질의 투과도가 그렇지 않은 경우에 비해 훨씬 큰 것을 알 수 있다.
도 13(a) 및 도 13(b)는 제1 배양액 챔버(400)에 배아(인조 배아로서 비드(bead))가 착상된 상태를 나타낸다.
보다 구체적으로, 생체 모사 칩(10)에 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포가 배양된 상태에서, 배아를 주입한다. 배아는 제1 배양액 챔버(400)를 통해 주입될 수 있다. 그리고 주입된 배아가 중력에 의해 자연적으로 착상될 수 있도록 생체 모사 칩(10)을 수직으로 세워, 배양을 진행한다.
전술한 바와 같이, 제2 세포 배양 챔버(300)와 제1 배양액 챔버(400)의 경계 상에는 복수 개의 제2 포스트(520)가 소정의 간격(d2)으로 배치되며, 그 주위에는 자궁 내막 상피 세포가 배양된다. 특히, 본 발명에 따른 생체 모사 칩(10)의 제2 포스트(520)는 종래의 생체 모사 장치에 비해 넓은 간격으로 배치된다. 이에 따라, 배아는 제2 포스트(520)의 곡면을 따라 롤링하면서 자연스럽게 제2 포스트(520)의 사이에 각각 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 다층 구조를 이루는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양하여 자궁 내막을 3차원으로 모사할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 자궁 내막 특이적 세포(예를 들어, 자궁 내막 섬유아세포, 자궁 내막 상피세포, 자궁 혈관 내피세포)를 이용하여 자궁 내막과 생체 유사성이 높은 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 생체 모사 칩 및 자궁 내막 모사 방법은 각종 자궁 질환을 치료하기 위한 약물 실험에 사용되거나, 환자 맞춤형 치료에 사용될 수 있는 생체 모사 칩을 제공할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 본 명세서에서 명시적으로 설명하지는 않았으나, 실시예와 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명은 미세유체 칩에 관련된 산업에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 플레이트와, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버 사이에 배치되는 복수 개의 포스트를 포함하는 자궁 내막을 모사하는 3차원 생체 모사 칩으로서,
    상기 복수 개의 챔버는
    내부에 서로 다른 세포가 배양되는 채널을 구비하며, 상기 플레이트 상에 일 방향으로 나란히 배치되고, 적어도 일부 구간이 연통하도록 서로 인접하여 배치되는, 생체 모사 칩.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 챔버는
    제1 배양 채널을 구비하고, 제1 세포가 배양되는 제1 세포 배양 챔버;
    상기 제1 세포 배양 챔버의 일측에 배치되고, 상기 제1 배양 채널과 연통하는 제2 배양 채널을 구비하며, 제2 세포가 배양되는 제2 세포 배양 챔버; 및
    상기 제2 세포 배양 챔버의 일측에 배치되고, 상기 제2 배양 채널과 연통하는 제1 배양액 채널을 구비하며, 배양액이 주입되는 제1 배양액 챔버;를 포함하는, 생체 모사 칩.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 배양 채널과, 상기 제2 배양 채널과, 상기 제1 배양액 채널은 하나의 바디로 이루어진, 생체 모사 칩.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 세포 배양 챔버와 대향하도록 상기 제1 배양액 챔버의 타측에 배치되고, 상기 제1 배양액 채널과 연통하는 제3 배양 채널을 구비하며, 상기 제2 세포가 배양되는 제3 세포 배양 챔버를 더 포함하는, 생체 모사 칩.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 배양액 챔버와 대향하도록 상기 제1 세포 배양 챔버의 타측에 배치되며, 상기 제1 배양 채널과 연통하는 제2 배양액 채널을 구비하고, 배양액이 주입되는 제2 배양액 챔버를 더 포함하는, 생체 모사 칩.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 배양액 챔버는
    상기 제1 세포 및 상기 제2 세포가 각각 상기 제1 세포 배양 챔버 및 상기 제2 세포 배양 챔버에 주입되고 제1 기간이 지난 후에 제3 세포가 주입되는, 3차원 생체 모사 칩.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 포스트는
    상기 제1 배양 채널과 상기 제2 배양 채널의 경계를 따라 제1 간격으로 배치되는 복수 개의 제1 포스트; 및
    상기 제2 배양 채널과 상기 제1 배양액 채널의 경계를 따라 제2 간격으로 배치되는 복수 개의 제2 포스트;를 포함하고,
    상기 제2 간격은 상기 제1 간격보다 큰, 생체 모사 칩.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수 개의 포스트는 일면이 볼록한 곡면을 갖는 다각 기둥 형상인, 생체 모사 칩.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 세포는 자궁 내막의 특이적 세포인 자궁 내막 상피 세포, 자궁 내막 섬유아세포 및 자궁 혈관 내피 세포 중 적어도 어느 하나인, 3차원 생체 모사 칩.
  10. 일 방향으로 나란히 배치되며 서로 연통하는 복수 개의 챔버에 서로 다른 세포를 배양하여, 자궁 내막을 3차원으로 모사하는 방법으로서,
    제1 세포 배양 챔버에 제1 세포를 배양하는 단계;
    제2 세포 배양 챔버에 제2 세포를 배양하는 단계;
    제1 배양액 챔버에 배양액을 주입하는 단계; 및
    제1 기간 후에, 상기 제1 배양액 챔버에 제3 세포를 배양하는 단계를 포함하는, 자궁 내막 모사 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 배양액을 주입하는 단계 전에, 제3 세포 배양 챔버에 상기 제2 세포를 배양하는 단계를 더 포함하는, 자궁 내막 모사 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 세포는 자궁 혈관 내피세포이고, 상기 제2 세포는 자궁 내막 섬유아세포이고, 상기 제3 세포는 자궁 내막 상피세포인, 자궁 내막 모사 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 기간은
    상기 제2 세포가 상기 제2 세포 배양 챔버에서 자가 조립(self-assembly)하여, 혈관이 상기 제1 세포 배양 챔버에서 생성되는 기간인, 자궁 내막 모사 방법.
PCT/KR2021/007860 2020-06-23 2021-06-23 자궁 내막을 모사하기 위한 3차원 생체 모사 칩 및 이를 이용한 자궁 내막 모사 방법 WO2021261902A1 (ko)

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