WO2023058925A1 - 부유 세포용 바이오리액터 - Google Patents

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WO2023058925A1
WO2023058925A1 PCT/KR2022/013821 KR2022013821W WO2023058925A1 WO 2023058925 A1 WO2023058925 A1 WO 2023058925A1 KR 2022013821 W KR2022013821 W KR 2022013821W WO 2023058925 A1 WO2023058925 A1 WO 2023058925A1
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WO
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medium
space
bioreactor
floating cells
supports
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PCT/KR2022/013821
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English (en)
French (fr)
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장선호
한경구
서인용
이승훈
구송희
노형탁
김지영
이수연
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
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Publication date
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    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a bioreactor for floating cells.
  • Bioprocess refers to the process of producing desired therapeutic agents using living cells in the bio field.
  • Antibodies, stem cells, and immune cells are produced through cell culture and used to produce biopharmaceuticals, vaccines, and cell therapies.
  • Cells are classified into adherent cells that need to adhere to the surface substrate and floating cells that proliferate without adherence to the substrate surface according to their ability to adhere.
  • adherent cells are cultured while attached to a support that serves as a surface substrate, but floating cells are not cultured while attached to a support, but adhere to the surface of the support and then fall off.
  • T cells included in leukocytes are cultured for about 14 days after a single-layer scaffold having a predetermined area and a predetermined volume of liquid medium are added to a backpack formed of a gas-permeable film having a predetermined volume.
  • the culture method using a conventional backpack can only add a new medium to the inside of the backpack, but cannot replace the medium, so even if a new medium is added, it must be mixed with the existing medium, so the nutrients contained in the medium per unit volume are reduced.
  • the problem is that there is not enough quantity.
  • the present invention has been devised in consideration of the above points, and by arranging a plurality of supports in multiple stages to divide a space filled with a medium into a plurality of spaces, even if a support having the same total area is used, the frequency of contact between floating cells and the support can be increased. Its purpose is to provide a bioreactor for suspended cells.
  • Another object of the present invention is to provide a bioreactor for floating cells in which the added medium and the existing medium can be smoothly mixed when the medium is added.
  • Another object of the present invention is to provide a bioreactor for floating cells capable of replacing all or part of an existing medium.
  • the present invention is formed in the shape of an enclosure having a culture space of a predetermined volume, and includes a seeding port for seeding the floating cells into the culture space through a medium containing floating cells on one side.
  • housing to; a support assembly including a plurality of support bodies formed of a plate-shaped member having a predetermined area and arranged in multiple stages at intervals along one direction of the housing; a gas inlet penetrating the housing with a predetermined area so that gas can flow into the culture space from the outside; and a porous member covering the gas inlet to allow the gas to flow into the culture space from the outside while preventing the medium from leaking to the outside, wherein the culture space includes all of the plurality of supports.
  • It includes a medium storage space filled with a certain amount of the medium to be locked and a gas storage space positioned above the medium storage space and filled with gas, wherein the medium storage space is spaced apart from each other through a plurality of supports arranged in multiple stages.
  • a bioreactor for floating cells comprising a plurality of distinct cell growth spaces is provided.
  • the support may include a plate-shaped support member having a predetermined area and a pair of nanofiber membranes attached to both surfaces of the support member via an adhesive layer, wherein the nanofiber membrane is motif-coated. It may be a plate-shaped nanofibrous membrane.
  • the support may include a plurality of passage holes formed through the support member so that gas introduced from the outside into the gas storage space can pass smoothly.
  • the support assembly includes an upper plate and a lower plate having a predetermined area, a plurality of supports disposed between the upper and lower plates so that one surfaces face each other, and two supports facing each other so as to space the two supports apart. It may include a spacer disposed therebetween, and a plurality of fastening bars for fastening and integrating the upper plate, the lower plate, a plurality of supports, and the spacer member.
  • the housing may include a box-shaped housing body having a culture space with an open top and a cover covering the open top of the housing body, and at least one of the plurality of fastening bars is
  • the support assembly may be prevented from floating in the culture space by being disposed in the culture space such that the lower end is in contact with the bottom surface of the culture space and the upper end is in contact with the inner surface of the cover.
  • fixing grooves drawn inward to a certain depth may be formed on an inner surface of the housing body and an inner surface of the cover, respectively, so that both ends of the fastening bar may be inserted and fixed to a certain depth.
  • the bioreactor for floating cells may include at least one blocking member fastened to a side surface of the support assembly so as to cover an open side surface of the cell growth space.
  • the supporter assembly may be disposed in the medium storage space to be spaced apart from an inner surface of a housing in which the seeding port is formed, and the medium storage space includes a first space in which the support assembly is disposed, and the seeding port. may include a second space formed between an inner surface of the housing and the support assembly, and the first space may be divided into the plurality of cell growth spaces through the plurality of supports.
  • the porous member may be a water-repellent membrane.
  • the bioreactor for floating cells includes a vent formed in the housing to communicate with the gas storage space, and a vent hole formed in the housing to supply a medium to the culture space or discharge a medium existing in the culture space to the outside.
  • a formed port may be further included.
  • the bioreactor for floating cells may further include an extension tube having a predetermined length connected to the port in the culture space, and a lower end of the extension tube is located at the top of the plurality of supports constituting the support assembly. It may be placed in the culture space so as to be located at a position relatively lower than the support.
  • the frequency of contact between the floating cells floating in the medium and the support can be increased, so that cell-to-cell interactions can occur more frequently. can stimulate growth.
  • the added medium and the existing medium can be smoothly mixed, so that the nutrients contained in the medium can be evenly distributed per unit volume, thereby promoting the growth of floating cells.
  • the present invention can promote the growth of floating cells by smoothly supplying nutrients necessary for the growth of floating cells by replacing the entire existing medium or part of the existing medium.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a bioreactor for floating cells according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view in which the main components are separated from Figure 1;
  • Figure 3 is a cross-sectional view in the A-A direction of Figure 1;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in the B-B direction of FIG. 1, showing a state in which the culture space is filled with a medium;
  • FIG. 5 is a view showing a modified form of the extension pipe in FIG. 4;
  • Figure 6 is a view taken and separated from the support assembly in Figure 2;
  • FIG. 7 is a partial cutaway view showing a detailed stacked structure of a support that can be used in a bioreactor for floating cells according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a view showing a bioreactor for floating cells according to another embodiment of the present invention, in which main components are separated;
  • FIG. 9 is a view in which the support assembly and the blocking member are extracted and separated from FIG. 8;
  • FIG. 10 is a combined view of FIG. 8, showing a state in which the cover is removed;
  • FIG. 11 is a state diagram showing a process of seeding floating cells using a seeding port in a bioreactor for floating cells according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a use state diagram showing a process of supplying a medium to a culture space using a port in a bioreactor for floating cells according to an embodiment of the present invention.
  • the bioreactor 100 for floating cells may include a culture space S in which a plurality of supports 121 for cell culture are arranged in multiple stages at predetermined intervals.
  • the space (S) can be divided into a medium storage space (S1) filled with a certain amount of medium and a gas storage space (S2) filled with gas. It can be divided into a plurality of cell growth spaces (S111) separated from each other through the support 121.
  • the medium supplied from the outside is provided in the culture space (S) so that all of the plurality of supports (121) can be submerged together with the cell growth space (S111) formed between the two supports (121) spaced apart from each other at a predetermined interval. can be filled in Through this, the culture space (S) can be divided into the medium storage space (S1) and the gas storage space (S2).
  • the medium may be a medium containing floating cells to be cultured, and the medium may further include magnetic particles coated with a peptide motif along with the floating cells. Accordingly, the floating cells included in the medium float in each of the cell growth spaces (S111) formed between the two supports (121), and the two supports (121) defining each cell growth space (S111) and The contacting and falling process may be repeated, and the floating cells may grow by receiving signals from the supports 136 and 136' while repeating the contact and falling process.
  • the medium storage space S1 filled with the medium is formed through a plurality of supports 121 arranged in multiple stages at intervals as described above. It can be divided into a plurality of cell growth spaces (S111).
  • one medium storage space (S1) filled with medium is divided into a plurality of cell growth spaces (S111) in which cells can grow. Therefore, the contact frequency between floating cells floating in the medium and the support 121 can be increased.
  • cell-to-cell interactions can occur more frequently in the limited cell growth space (S111) defined by the two supports 121. can promote the growth of floating cells.
  • the bioreactor 100 for floating cells includes a housing 110, a support assembly 120, a gas inlet 130 and a porous member ( 140).
  • the housing 110 may accommodate the support assembly 120 and the medium for cell culture therein. To this end, the housing 110 may be formed in an enclosure shape having a culture space (S).
  • the housing 110 has a housing body 111 in the shape of a cage having a culture space S with an open upper surface and covering the open top of the housing body 111.
  • a cover 112 may be included.
  • a seeding port 113 for seeding the floating cells into the culture space S by introducing a medium containing floating cells from the outside into the culture space S. ) can be formed.
  • the culture space (S) can be filled with a medium supplied from the outside through the seeding port 113, and the floating cells, which have been cell cultured in the culture space (S), together with the medium for seeding It may be discharged to the outside through the port 113.
  • the seeding port 113 harvests the cultured floating cells together with the medium supply port for supplying the medium to the culture space S from the outside so that the floating cells can be seeded in the culture space S. It can also serve as a harvesting port for discharging the medium containing the floating cells from the culture space (S) to the outside.
  • a seeding port for seeding floating cells in the culture space (S) and a medium containing floating cells from the culture space (S) so that the cultured floating cells can be harvested may be separately formed on one side of the housing body 111 .
  • the culture space (S) will be divided into a medium storage space (S1) and a gas storage space (S2) through the medium supplied from the outside through the seeding port 113 and stored in a certain amount as described above.
  • the culture space (S) is divided into a medium storage space (S1) in which medium is stored and a gas storage space (S2) in which gas is stored through the water level surface of the medium filled therein.
  • the support assembly 120 may be arranged to be locked in the medium storage space S1, and the medium storage space S1 has a plurality of supports 121 arranged in multiple stages at intervals as described above. ), it can be divided into a plurality of cell growth spaces (S111). Accordingly, in the bioreactor 100 for floating cells according to an embodiment of the present invention, one medium storage space (S1) filled with medium is divided into a plurality of cell growth spaces (S111) in which cells can grow, respectively. The frequency of contact between floating cells floating in the medium and the support 121 can be increased.
  • the bioreactor 100 for floating cells according to an embodiment of the present invention, even if a support having the same total area is used in the limited cell growth space (S111) defined through the two supports 121, the floating cells and The frequency of contact between the supports 121 can be increased.
  • the floating cell bioreactor 100 has two supports 121 even if the number of floating cells per unit area or unit volume is the same as compared to a conventional backpack type bioreactor. ), since they can float in the cell growth space (S111) of limited volume, the floating cells included in the medium per unit area or per unit volume are more frequently in contact with one side of the two supports 121 disposed on the top and bottom. It can be.
  • the contact frequency between the floating cells included in the medium and the support 121 can be increased, and thus more through frequent cell-to-cell interaction. can grow smoothly.
  • the support assembly 120 may include a plurality of supports 121 for transmitting a signal to the floating cells when the floating cells floating in the medium come into contact with each other.
  • the plurality of supports 121 are arranged in multiple stages at intervals from each other, thereby dividing one medium storage space S1 into a plurality of cell growth spaces S111.
  • the floating cells included in the medium receive signals from the supports 136 and 136' while floating in the medium, come into contact with the support 121, and then fall off, as described above, and receive nutrients from the medium. can grow by being supplied with.
  • the support assembly 120 can smoothly culture a large amount of cells by increasing the degree of integration of the plurality of supports 121, and maintains a plurality of cell growth spaces S111 separated from each other while increasing assembly efficiency. It can be configured so that
  • the support assembly 120 may be configured as a stacked structure in which a plurality of supports 121 are spaced apart in parallel along the height direction of the housing 110 .
  • the support assembly 120 may include a plurality of fastening bars 123 having a predetermined length and a plurality of spacer members 122 fastened to the fastening bars 123, as shown in FIG. And, the plurality of supports 121 may be inserted into the fastening bar 123, respectively.
  • the spacer member 122 may be provided as a ring-shaped member so that it can be individually fastened to one fastening bar 123, as shown in FIG.
  • the plurality of fastening bars 123 may be spaced apart from each other at predetermined intervals, and the plurality of fastening bars 123 may include a plate-shaped upper plate 124 and a lower plate having both ends having a predetermined area ( 125) can be fixed to each.
  • the plurality of fastening bars 123 whose both ends are respectively fixed to the upper plate 124 and the lower plate 125 can be maintained in a spaced state at intervals from each other, and the plurality of supports 121 are the upper plate ( 124) and the lower plate 125 may be arranged in multiple stages so that one surface faces each other, and the plurality of supports 121 are formed through a plurality of fastening holes formed at positions corresponding to the plurality of fastening bars 123 ( 121d) may be respectively fastened to the fastening bar 123.
  • the plurality of spacer members 122 may be inserted into the plurality of fastening bars 123, respectively, similarly to the support body 121, and the plurality of spacer members 122 and the plurality of support bodies 121 It may be alternately fastened to each fastening bar 123 .
  • the spacer 122 may be disposed between the two supports 121 arranged along the height direction of the housing 110, and the two supports 121 adjacent to each other are the spacer ( 122), the upper plate 124, the lower plate 125, the plurality of supports 121, and the spacer member 122 may be integrated through the plurality of fastening bars 123. .
  • a plurality of supports 121 having the same height as the height of the spacer 122 and arranged along the height direction of the housing 110 are separated through two supports 121.
  • a cell growth space (S111) may be formed.
  • the support assembly 120 is not limited thereto, and various known methods may all be applied as long as the plurality of supports 121 are arranged parallel to each other along one direction and are spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • At this time, at least one fastening bar 123a of the plurality of fastening bars 123 has a lower end in contact with the bottom surface of the culture space S and an upper end in contact with the inner surface of the cover 112. It can be placed in the culture space (S).
  • the fastening bar 123a fastened to the center of the support assembly 120 has both ends in contact with the bottom surface of the culture space S and the inner surface of the cover 112. It can be placed in the culture space (S) so as to.
  • the inner surface of the housing body 111 and the inner surface of the cover 112 have fixing grooves 114a and 114b drawn inward so that both ends of the fastening bar 123a can be inserted and fixed to a predetermined depth, respectively. Each of these can be formed.
  • the culture space (S) is divided into a medium storage space (S1) filled with medium and a gas storage space (S2) filled with gas through the water level surface of the medium filled therein, and the support assembly 120
  • the support assembly 120 When is arranged to be locked in the medium storage space (S1), even if buoyancy is generated on the side of the support assembly 120 arranged to be locked in the medium storage space (S1), the support assembly 120 is the fastening bar (123a) ) It can be prevented from floating from the medium storage space (S1) to the gas storage space (S2) by buoyancy.
  • each of the cell growth spaces (S111) defined by the two supports 121 in the support assembly 120 can always maintain a state filled with the medium, so that the floating cells included in the medium can maintain the cell growth space. (S111) can be cultured smoothly.
  • the fixing groove 114a formed on the inner surface of the housing body 111 may be provided to correspond to the plurality of fastening bars 123 on a one-to-one basis at positions corresponding to the plurality of fastening bars 123. .
  • the surface of the support 121 may have a surface coated with a peptide having properties of cell proliferation.
  • the surface of the support 121 may be coated with a peptide motif having a property of cell proliferation.
  • the support 121 may be provided in a plate shape having a predetermined area so as to increase an area that can be contacted by floating cells included in the medium.
  • each of the cell growth spaces S111 divided by the plurality of supports 121 arranged in multiple stages at intervals along the height direction of the housing 110 can be filled with the medium containing the floating cells. there is.
  • the bioreactor 100 for floating cells can increase the degree of integration of the supports 121 for cell culture, and each of the plurality of cell growth spaces S111 has upper and lower sides. Since the plate-shaped support 121 is disposed, floating cells floating in each cell growth space S111 can contact the surface of the support 121 more frequently.
  • the bioreactor 100 for floating cells can culture a larger amount of cells through one culture, and the floating cells floating in the cell growth space S111 Since they can be more smoothly contacted with the surface of the support 121, the floating cells can grow more smoothly in each cell growth space (S111) separated from each other, and cell-to-cell interactions and peptide signals are more By being able to occur frequently, the growth of floating cells can be promoted.
  • the bioreactor 100 for floating cells forms a plurality of cell growth spaces S111 through a plurality of supports 121 arranged in multiple stages in one medium storage space S1. Since a large amount of cells can be cultured, the overall size of the housing 110 can be reduced.
  • the support 121 may include a nanofiber membrane 121a in which nanofibers are formed into a three-dimensional network structure through electrospinning, and the nanofiber membrane 121a is formed on both surfaces of the support 121. It may be provided as a pair to form.
  • the support 121 may have a five-layer structure in which a pair of nanofiber membranes 121a are attached to both sides of a support member 121c via an adhesive layer 121b, as shown in FIG. 7 .
  • the support member 121c may be a plate-shaped film member and may support one surface of the nanofiber membrane 121a. Through this, even if the nanofiber membrane 121a has flexibility and is formed in a plate shape, it can be supported through the support member 121c, thereby preventing bending or deflection.
  • the support 121 disposed in the medium storage space S1 can maintain an unfolded state, so that cells can be cultured smoothly.
  • the nanofibrous membrane 121a forming the surface of the scaffold 121 is coated with a peptide motif having the property of cell proliferation so that the surface of the support 121 can have the property of cell proliferation, as described above. It may be a plate-like nanofibrous membrane.
  • the support 121 may include a plurality of through holes 121e.
  • the plurality of passage holes 121e allow the gas introduced into the gas storage space S2 from the outside through the gas inlet 130 to pass through the support 121 in the gas storage space S2 to the lower part. It can serve as a passageway for movement. Through this, the plurality of passage holes 121e can improve gas flow.
  • the plurality of passage holes 121e may be formed in a portion of the support 121 that does not allow gas to pass through.
  • the plurality of passage holes 121e may be formed in the support 121 to pass through the adhesive layer 121b and the support member 121c in the support 121 .
  • the gas introduced into the gas storage space S2 through the gas inlet 130 can smoothly move downward through the plurality of passage holes 121e formed in the support 121 .
  • the medium filled in each cell growth space S111 can smoothly receive gas from the gas storage space S2 through the plurality of passage holes 121e regardless of position.
  • the medium storage space (S1) as shown in Figure 4, the first space (S11) in which the support assembly 120 is disposed, the inner surface of the housing 110 in which the seeding port 113 is formed, A second space S12 formed between the support assembly 120 may be included.
  • the first space (S11) may be a space in which the support assembly 120 is disposed, and the first space (S11) is the plurality of cell growth spaces (S11) through the plurality of supports (121) S111).
  • the second space (S12) may be a space in which the support assembly 120 is not disposed, and the second space (S12) is a medium supplied from the outside through the seeding port 113, respectively. It may be a space to stay before entering the cell growth space (S111).
  • the bioreactor 100 for floating cells when the bioreactor 100 for floating cells is disposed such that the seeding port 113 is disposed at the bottom, and then a medium is supplied from the outside through the seeding port 113.
  • the medium supplied from the outside may fill some of the second space (S12) and the gas storage space (S2).
  • the medium may form the above-described medium storage space (S1) and gas storage space (S2) while moving to each cell growth space (S111).
  • each cell growth space S111 divided by two supports 121 is opened.
  • At least one blocking member 160 fastened to the side of the support assembly 120 may be further included to cover the side.
  • the blocking member 160 may be fastened to a side surface of the support assembly 120 to cover both left and right sides of the support assembly 120 with reference to FIGS. 8 and 10 .
  • the blocking member 160 may include a plate-shaped body 161 having a predetermined area and a plurality of fastening grooves 162 drawn inward at intervals along the height direction on one surface of the body 161. And, the end of the support 121 may be inserted into the fastening groove 162.
  • the shape of the blocking member 160 is not limited thereto, and can be changed into various shapes according to design conditions as long as it covers the open side of the cell growth space S111 by covering the side of the support assembly 120. there is.
  • the support assembly 120 is disposed in the culture space S, and a certain amount of medium is filled in the culture space S to store the medium.
  • a space (S1) and a gas storage space (S2) each of the cell growth spaces (S111) divided through the two supports 121 in the medium storage space (S1) has both sides of the blocking member ( 160) can be sealed.
  • each of the cell growth spaces (S111) can be more clearly distinguished from each other by being defined through the blocking member 160 together with the two supports 121.
  • the gas inlet 130 may be formed through the housing 110 with a predetermined area so that gas necessary for culturing cells may flow into the culture space S from the outside.
  • the gas inlet 130 may be formed in the housing 110 to communicate with the gas storage space S2.
  • the bioreactor 100 for floating cells includes at least one gas communicating with the gas storage space S2 so that the gas can flow into the medium filled in the medium storage space S1.
  • An inlet 130 may be included.
  • the gas inlet 130 may be formed to pass through the cover 112 .
  • the bioreactor 100 for floating cells when culturing cells using the bioreactor 100 for floating cells according to an embodiment of the present invention, when the bioreactor 100 for floating cells is disposed inside a chamber such as an incubator, Gas may flow into the gas storage space S2 through the gas inlet 130, and the gas flowing into the gas storage space S2 may be supplied to the medium filled in the medium storage space S1. .
  • the incubator may be a space that provides a culture environment for floating cells included in the medium.
  • the incubator may be a chamber, and the inside of the chamber may be an environment in which temperature and concentration of carbon dioxide are kept constant.
  • the gas may be carbon dioxide gas, but is not limited thereto and may be appropriately changed depending on the cells to be cultured.
  • the incubator may include an air conditioning system for maintaining the internal temperature at a constant temperature, and stably supply gas required for cell culture to the inside of the incubator to reduce the gas concentration inside the incubator to a certain level. It may include a gas supply means (not shown) for maintaining.
  • the gas existing inside the incubator can flow into the gas storage space S2 through the gas inlet 130, and the gas
  • the gas introduced into the storage space (S2) can be dissolved in the medium filled in the medium storage space (S1), and the medium can be maintained at an appropriate pH required for cell culture through the dissolution of the gas.
  • the medium filled in the medium storage space (S1) can be maintained at an appropriate pH required for cell culture, so that the floating cells included in the medium can be cultured smoothly.
  • the gas inlet 130 may be covered by a plate-shaped porous member 140 having a predetermined area. That is, the porous member 140 may be attached to one surface of the cover 112 to cover the gas inlet 130 formed on the cover 112 .
  • the porous member 140 blocks the passage of foreign substances and liquids, while allowing gases such as carbon dioxide to pass through. Through this, other foreign substances may not be introduced into the gas storage space (S2), and the medium filled in the medium storage space (S1) is smoothly supplied with gas necessary for culturing cells from the gas storage space (S2). can
  • the medium filled in the medium storage space S1 may not be contaminated by other foreign substances.
  • the porous member 140 may be a water-repellent nanofiber membrane.
  • the material of the porous member 140 is not limited thereto, and any material that blocks the passage of solid and liquid fluids while allowing gaseous fluids to pass therethrough may be used without limitation.
  • the bioreactor 100 for floating cells supplies a medium to at least one vent 115a, 115b formed in the housing 110 and the culture space S, or At least one port 116a, 116b formed in the housing 110 may be further included to discharge the medium existing in the culture space S to the outside.
  • vents 115a and 115b may be formed in the housing 110 to communicate with the gas storage space S2, and the vents 115a and 115b and the ports 116a and 116b respectively It may be provided as one, or may be provided in plural.
  • opening/closing means 180 may be provided respectively.
  • the opening/closing means 180 may be a known clip type opening/closing valve.
  • the bioreactor 100 for floating cells further includes extension tubes 117a and 117b having a predetermined length connected to the ports 116a and 116b in the culture space S.
  • the extension pipe (117a, 117b) is located in the culture space (S) so that the lower end is located at a position relatively lower than the support located at the top of the plurality of supports 121 constituting the support assembly 120. ) can be placed.
  • the extension tubes 117a and 117b may be arranged so that their lower ends are locked in the medium storage space S1, and preferably, the extension tubes 117a and 117b have a lower end
  • the stage may be disposed in the culture space (S) so as to be located in a position close to the bottom surface of the housing body 111 forming the bottom surface of the culture space (S).
  • the extension tubes 117a and 117b may be provided with a plurality of ports 116a and 116b connected in a one-to-one manner.
  • some of the extension tubes 117a among the plurality of extension tubes 117a and 117b have lower ends of the housing body 111 forming the bottom surface of the culture space S.
  • the remaining extension pipe (117b) Arranged in the culture space (S) so as to be located in close proximity to the bottom surface, the remaining extension pipe (117b) has a lower end consistent with the bottom surface of the housing body (111) forming the bottom surface of the culture space (S). It may be arranged in the culture space (S) so as to be spaced apart.
  • each of the plurality of extension tubes 117a and 117b has a lower end positioned close to the bottom surface of the housing body 111 forming the bottom surface of the culture space S. It can be placed in the culture space (S) so as to.
  • the ports 116a and 116b may serve to additionally supply a new medium required for cell culture in addition to the existing medium filled in the culture space S, or a part of the existing medium filled in the culture space S. Or it may serve to replace the entire medium.
  • vents 115a and 115b supply the medium to the culture space S or discharge the medium filled in the culture space S to the outside, while the gas in the gas storage space S2 is discharged. It is possible to adjust the internal pressure of the culture space (S) by allowing it to be discharged to the outside.
  • the culture space (S) is pressured inside through the vent ports (115a, 115b). As this can be controlled, it is possible to prevent bubbles from being generated in the culture space (S) in the process of injecting the medium through the ports (116a, 116b).
  • the port 116a when the port 116a serves to additionally supply a new medium required for cell culture in addition to the existing medium filled in the culture space S, the port 116a as shown in FIG. (116a) may be connected to the medium injection means 190 through the connection pipe 171, and the medium supplied from the medium injection means 190 is connected to the connection pipe 171, the port 116a and the extension pipe 117a. ) It can move to the badge storage space (S1) through.
  • the medium supplied from the medium injection means 190 is not supplied to the gas storage space S2 through the extension tube 117a whose one end is submerged in the medium storage space S1, but is transferred to the medium storage space S1. Since it can be introduced directly, the flow of the medium due to the introduced pressure can be minimized without disturbing the growth of cells.
  • the medium added to the medium storage space (S1) through the port (116a) can be smoothly mixed with the existing medium existing in the medium storage space (S1), thereby reducing the nutrients contained in the medium per unit volume. can be evenly distributed.
  • the bioreactor 100 for floating cells can easily add a cell culture medium to the medium storage space S1 through the port 116a, as well as The growth of floating cells can be promoted by smoothly mixing the medium and the new medium.
  • a portion of the gas storage space S2 may be converted into the medium storage space S1 by the volume of the medium added through the ports 116a and 116b.
  • the ports 116a and 116b may include a plurality of ports 116a and 116b may consist of In this case, some of the ports 116a of the plurality of ports 116a and 116b may serve as supply ports for supplying the medium, and the remaining ports 116b may serve as discharge ports for discharging the medium.
  • the floating cells cultured in the cell growth space (S111) can more smoothly receive the nutrients contained in the medium, thereby allowing the floating cells to grow. this can be promoted.
  • the plurality of ports 116a and 116b may be divided into a role of a supply port and a role of a discharge port, respectively, but may also serve as both a supply port and a discharge port.
  • the plurality of ports 116a and 116b serve as a supply port for supplying a new medium to the culture space (S) and then serve as a discharge port for discharging the medium filled in the culture space (S) to the outside. Or, after performing the role of a discharge port for discharging the medium filled in the culture space (S) to the outside, it may be converted to a role as a supply port for supplying a new medium to the culture space (S).

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Abstract

부유 세포용 바이오리액터가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터는 소정 부피의 배양공간을 가지는 함체 형상으로 형성되고, 씨딩용 포트를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하는 지지체 어셈블리; 상기 하우징에 소정의 면적으로 관통형성되는 적어도 하나의 기체유입구; 및 상기 기체유입구를 덮는 다공성부재;를 포함하고, 상기 배양공간은 상기 복수 개의 지지체가 모두 잠기도록 상기 배지가 일정량 채워지는 배지저장공간을 포함하며, 상기 배지저장공간은 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 통해 서로 구분되는 복수 개의 세포성장공간을 포함할 수 있다.

Description

부유 세포용 바이오리액터
본 발명은 부유 세포용 바이오리액터에 관한 것이다.
바이오프로세스(Bioprocess)는 바이오 분야에서 살아있는 세포를 이용하여 원하는 치료제를 생산해내는 과정을 일컫는다.
세포 배양을 통해 항체, 줄기세포, 면역 세포 등을 생산하고 이를 이용해 바이오 의약품, 백신, 세포 치료제를 생산한다.
세포는 부착능력에 따라 표면기질에 부착되어야 하는 부착세포와 기질 표면의 부착 없이 증식하는 부유세포로 분류된다.
즉, 부착세포는 표면 기질이 되는 지지체에 부착된 상태에서 배양되지만 부유 세포는 지지체에 부착된 상태에서 배양되지 않고 지지체의 표면에 붙었다가 떨어지고 다시 지지체의 표면에 붙었다가 떨어지는 접촉-부유-접촉-부유의 과정을 반복하면서 신호전달을 받아 성장한다.
이러한 부유 세포 중 백혈구에 포함된 T세포는 소정의 부피를 가지고 가스투과성 필름으로 형성된 백팩에 소정면적을 가지는 단층의 지지체와 소정용량의 액상 배지를 함께 투입한 후 약 14일 동안 배양된다.
이에 따라, T세포의 배양시 상기 배지에 포함된 영양분은 세포의 성장과 함께 시간이 지날수록 소모되기 때문에 배양시작 후 일주일이 경과하면 새로운 배지가 백팩에 추가될 필요가 있다.
그러나 종래의 백팩을 이용한 배양방식은 백팩의 내부가 하나의 공간으로 형성되기 때문에 하나의 동일한 공간에 단층의 지지체 및 부유세포를 포함하는 배지가 함께 배치될 수밖에 없다. 이에 따라, 배지에 포함된 각각의 부유세포는 지지체와의 접촉빈도가 떨어져 원활하게 성장되지 못하는 문제가 있다.
또한, 종래의 백팩을 이용한 배양방식은 백팩의 내부에 새로운 배지를 추가할 수 있을 뿐 배지의 교체가 불가능하므로 새로운 배지가 추가되더라도 기존의 배지와 혼합될 수밖에 없기 때문에 단위 부피당 배지에 포함된 영양분의 양이 충분하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 복수 개의 지지체를 다단으로 배치하여 배지가 채워진 공간을 복수 개로 구분함으로써 동일한 전체면적을 가지는 지지체를 사용하더라도 부유세포와 지지체의 접촉빈도를 높일 수 있는 부유 세포용 바이오리액터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배지의 추가시 추가된 배지와 기존의 배지가 원활하게 섞일 수 있는 부유 세포용 바이오리액터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
더불어, 본 발명은 기존의 배지 전체 또는 일부를 교체할 수 있는 부유 세포용 바이오리액터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 소정 부피의 배양공간을 가지는 함체 형상으로 형성되고, 일측에 부유 세포가 포함된 배지를 통하여 상기 부유 세포를 상기 배양공간에 씨딩하기 위한 씨딩용 포트를 포함하는 하우징; 소정의 면적을 가지는 판상의 부재로 형성되고 상기 하우징의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하는 지지체 어셈블리; 외부로부터 상기 배양공간으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 하우징에 소정의 면적으로 관통형성되는 기체유입구; 및 상기 배지가 외부로 누액되는 것을 방지하면서 상기 기체가 외부에서 상기 배양공간으로 유입되는 것을 허용할 수 있도록 상기 기체유입구를 덮는 다공성부재;를 포함하고, 상기 배양공간은, 상기 복수 개의 지지체가 모두 잠기도록 상기 배지가 일정량 채워지는 배지저장공간과 상기 배지저장공간의 상부에 위치하면서 기체가 채워지는 기체저장공간을 포함하며, 상기 배지저장공간은 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 통해 서로 구분되는 복수 개의 세포성장공간을 포함하는 부유 세포용 바이오리액터를 제공한다.
또한, 상기 지지체는, 소정의 면적을 갖는 판상의 지지부재와, 상기 지지부재의 양면에 접착층을 매개로 각각 부착되는 한 쌍의 나노섬유 멤브레인을 포함할 수 있고, 상기 나노섬유 멤브레인은 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인일 수 있다.
또한, 상기 지지체는, 외부로부터 상기 기체저장공간으로 유입된 기체가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 통과홀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지체 어셈블리는, 소정의 면적을 가지는 상판 및 하판과, 상기 상판 및 하판 사이에 일면이 서로 대면하도록 배치되는 복수 개의 지지체와, 두 개의 지지체 사이를 이격시킬 수 있도록 서로 대면하는 두 개의 지지체 사이에 배치되는 이격부재와, 상기 상판, 하판, 복수 개의 지지체 및 이격부재를 체결하여 일체화하는 복수 개의 체결바를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 상부가 개방된 배양공간을 가지는 함체 형상의 하우징몸체와, 상기 하우징몸체의 개방된 상부를 덮는 덮개를 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 체결바 중 적어도 어느 하나의 체결바는 하부단이 상기 배양공간의 바닥면과 접촉되고 상부단이 상기 덮개의 내면과 접촉되도록 상기 배양공간에 배치되어 상기 지지체 어셈블리가 상기 배양공간에서 부유되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 하우징몸체의 내면과 상기 덮개의 내면에는 상기 체결바의 양단부가 각각 일정깊이 삽입되어 고정될 수 있도록 내측으로 일정깊이 인입되는 고정홈이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 부유 세포용 바이오리액터는, 상기 세포성장공간의 개방된 측면을 덮을 수 있도록 상기 지지체 어셈블리의 측면에 체결되는 적어도 하나의 차단부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지체 어셈블리는 상기 배지저장공간에서 상기 씨딩용 포트가 형성된 하우징의 내면과 일정간격 이격되도록 배치될 수 있고, 상기 배지저장공간은 상기 지지체 어셈블리가 배치되는 제1공간과, 상기 씨딩용 포트가 형성된 하우징의 내면과 상기 지지체 어셈블리 사이에 형성되는 제2공간을 포함할 수 있으며, 상기 제1공간은 상기 복수 개의 지지체를 통해 상기 복수 개의 세포성장공간으로 구분될 수 있다.
또한, 상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인일 수 있다.
또한, 상기 부유 세포용 바이오리액터는, 상기 기체저장공간과 연통되도록 상기 하우징에 형성되는 벤트구와, 상기 배양공간으로 배지를 공급하거나 상기 배양공간에 존재하는 배지를 외부로 배출할 수 있도록 상기 하우징에 형성되는 포트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 부유 세포용 바이오리액터는, 상기 배양공간에서 상기 포트와 연결되는 소정길이의 연장관을 더 포함할 수 있고, 상기 연장관의 하부단은 상기 지지체 어셈블리를 구성하는 복수 개의 지지체 중 최상단에 위치하는 지지체보다 상대적으로 더 낮은 위치에 위치하도록 상기 배양공간에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 세포가 성장하는 공간을 복수 개의 공간으로 구분하여 배지 내에서 부유하는 부유 세포와 지지체의 접촉빈도를 높일 수 있음으로써 cell-to-cell interaction이 보다 빈번하게 일어날 수 있어 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 배지의 추가시 추가된 배지와 기존의 배지가 원활하게 섞일 수 있어 단위부피당 배지에 포함된 영양분이 고르게 분포할 수 있음으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
더불어, 본 발명은 기존의 배지 전체 또는 기존의 배지 일부를 교체할 수 있음으로써 부유 세포의 성장시 필요한 영양분을 원활하게 공급하여 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터를 나타낸 개략도,
도 2는 도 1에서 주요구성을 분리한 도면,
도 3은 도 1의 A-A 방향 단면도,
도 4는 도 1의 B-B 방향 단면도로서, 배양공간에 배지가 채워진 상태를 나타낸 도면,
도 5는 도 4에서 연장관이 변형된 형태를 나타낸 도면,
도 6은 도 2에서 지지체 어셈블리를 발췌하여 분리한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에 사용될 수 있는 지지체의 세부적층구성을 나타낸 부분절개도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터를 나타낸 도면으로서 주요구성을 분리한 도면,
도 9는 도 8에서 지지체 어셈블리 및 차단부재를 발췌하여 분리한 도면,
도 10은 도 8의 결합도로서, 덮개가 제거된 상태를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에서 씨딩용 포트를 이용하여 부유 세포를 씨딩하는 과정을 나타낸 사용상태도, 그리고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터에서 포트를 이용하여 배양공간으로 배지를 공급하는 과정을 나타낸 사용상태도이다.
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 부유 세포용 바이오리액터(100)는 세포 배양을 위한 복수 개의 지지체(121)가 소정의 간격을 두고 다단으로 배치되는 배양공간(S)을 포함할 수 있고, 상기 배양공간(S)은 배지가 일정량 채워지는 배지저장공간(S1)과 기체가 채워지는 기체저장공간(S2)으로 구분될 수 있으며, 상기 배지저장공간(S1)은 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(121)를 통하여 서로 구분되는 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 구분될 수 있다.
본 발명에서, 외부로부터 공급되는 배지는 서로 일정간격 이격된 두 개의 지지체(121) 사이에 형성된 세포성장공간(S111)과 더불어 상기 복수 개의 지지체(121)들이 모두 잠길 수 있도록 상기 배양공간(S)에 채워질 수 있다. 이를 통해, 상기 배양공간(S)은 상기 배지저장공간(S1)과 기체저장공간(S2)으로 구분할 수 있다.
또한, 상기 배지는 배양될 부유 세포가 포함된 배지일 수 있으며, 상기 배지는 상기 부유 세포와 더불어 펩타이드 모티프(peptide motif)가 코팅된 자성입자를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 두 개의 지지체(121) 사이에 형성된 각각의 세포성장공간(S111) 내에서 부유하면서 각각의 세포성장공간(S111)을 규정하는 두 개의 지지체(121)와 접촉한 후 떨어지는 과정을 반복할 수 있으며, 상기 부유 세포는 상기 지지체(121)와 접촉된 후 떨어지는 과정을 반복하면서 상기 지지체(136,136')로부터 신호를 전달받아 성장할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)에서 상기 배지가 채워지는 배지저장공간(S1)은 상술한 바와 같이 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(121)를 통하여 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 구분될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)에서 배지가 채워지는 하나의 배지저장공간(S1)이 세포가 성장할 수 있는 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 각각 구분될 수 있기 때문에 배지 내에서 부유하는 부유 세포와 지지체(121)의 접촉빈도를 높일 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 두 개의 지지체(121)를 통해 규정된 제한된 세포성장공간(S111)에서 cell-to-cell interaction이 보다 빈번하게 일어날 수 있어 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110), 지지체 어셈블리(120), 기체유입구(130) 및 다공성부재(140)를 포함한다.
상기 하우징(110)은 세포배양을 위한 상기 지지체 어셈블리(120) 및 배지를 내부에 수용할 수 있다. 이를 위해, 상기 하우징(110)은 배양공간(S)을 갖는 함체형상으로 형성될 수 있다.
일례로, 상기 하우징(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상면이 개방된 배양공간(S)을 갖는 함체형상의 하우징몸체(111)와, 상기 하우징몸체(111)의 개방된 상부를 덮는 덮개(112)를 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 하우징몸체(111)의 일측에는 외부로부터 부유 세포가 포함된 배지를 상기 배양공간(S)으로 유입하여 상기 부유 세포를 상기 배양공간(S)으로 씨딩하기 위한 씨딩용 포트(113)가 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 배양공간(S)은 외부로부터 상기 씨딩용 포트(113)를 통해 공급되는 배지가 채워질 수 있고, 상기 배양공간(S)에서 세포 배양이 완료된 부유 세포는 상기 배지와 함께 상기 씨딩용 포트(113)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
즉, 상기 씨딩용 포트(113)는 상기 배양공간(S)에 부유 세포를 씨딩할 수 있도록 외부로부터 상기 배양공간(S)으로 배지를 공급하는 배지공급용 포트와 함께 배양이 완료된 부유 세포를 추수할 수 있도록 상기 배양공간(S)으로부터 부유 세포가 포함된 배지를 외부로 배출하는 추수용 포트의 역할을 겸할 수 있다.
그러나 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 배양공간(S)에 부유 세포를 씨딩하기 위한 씨딩용 포트와 배양이 완료된 부유 세포를 추수할 수 있도록 상기 배양공간(S)으로부터 부유 세포가 포함된 배지를 외부로 배출하는 추수용 포트가 상기 하우징몸체(111)의 일측에 각각 별도로 형성될 수도 있다.
이때, 상기 배양공간(S)은 상술한 바와 같이 상기 씨딩용 포트(113)를 통해 외부로부터 공급되어 내부에 일정량 저장되는 배지를 통하여 배지저장공간(S1)과 기체저장공간(S2)으로 구분될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배양공간(S)은 내부에 채워지는 배지의 수위면을 통해 배지가 저장되는 배지저장공간(S1)과 기체가 저장되는 기체저장공간(S2)으로 구분될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 지지체 어셈블리(120)는 상기 배지저장공간(S1)에 잠기도록 배치될 수 있으며, 상기 배지저장공간(S1)은 상술한 바와 같이 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(121)를 통해 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 구분될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 배지가 채워지는 하나의 배지저장공간(S1)이 세포가 성장할 수 있는 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 각각 구분됨으로써 배지 내에서 부유하는 부유 세포와 지지체(121)의 접촉빈도를 높일 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 두 개의 지지체(121)를 통해 규정된 제한된 세포성장공간(S111)에서 동일한 전체면적을 가지는 지지체를 사용하더라도 부유 세포와 지지체(121)간의 접촉빈도를 높일 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 종래의 백팩 방식의 바이오리액터와 비교할 때 단위면적당 또는 단위부피당 배지에 포함된 부유 세포의 개수가 동일하더라도 두 개의 지지체(121)를 통해 제한된 부피의 세포성장공간(S111)에서 부유할 수 있기 때문에 단위면적당 또는 단위부피당 상기 배지에 포함된 부유 세포는 상부와 하부에 배치된 두 개의 지지체(121)의 일면과 보다 빈번하게 접촉될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 배지에 포함된 부유 세포와 지지체(121)의 접촉빈도가 증가될 수 있음으로써 빈번한 cell-to-cell interaction을 통해 더욱 원활하게 성장될 수 있다.
상기 지지체 어셈블리(120)는 상기 배지에서 부유하는 부유 세포가 접촉할 때 상기 부유 세포 측으로 신호를 전달하기 위한 복수 개의 지지체(121)를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 상술한 바와 같이 상기 지지체 어셈블리(120)에서 상기 복수 개의 지지체(121)는 서로 간격을 두고 다단으로 배치됨으로써 하나의 배지저장공간(S1)을 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 구분할 수 있다.
이에 따라, 상기 배지에 포함된 부유 세포는 상술한 바와 같이 상기 배지 내에서 부유하면서 상기 지지체(121)와 접촉된 후 떨어지는 과정을 반복하면서 상기 지지체(136,136')로부터 신호를 전달받고 상기 배지로부터 영양분을 공급받음으로써 성장될 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체 어셈블리(120)는 상기 복수 개의 지지체(121)들의 집적도를 높여 대량의 세포를 원활하게 배양할 수 있고, 조립성을 높이면서도 서로 구분된 복수 개의 세포성장공간(S111)을 유지할 수 있도록 구성될 수 있다.
일례로, 상기 지지체 어셈블리(120)는 상기 하우징(110)의 높이방향을 따라 복수 개의 지지체(121)들이 평행하게 이격배치되는 적층형으로 구성될 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 지지체 어셈블리(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 갖는 복수 개의 체결바(123)와 상기 체결바(123)에 체결되는 복수 개의 이격부재(122)를 포함할 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(121)들은 상기 체결바(123)에 각각 끼워질 수 있다.
여기서, 상기 이격부재(122)는 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 체결바(123)에 개별적으로 체결될 수 있도록 링형상의 부재로 구비될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 복수 개의 체결바(123)들은 소정의 간격을 두고 서로 이격배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 체결바(123)들은 양단부가 소정의 면적을 갖는 판상의 상판(124) 및 하판(125)에 각각 고정될 수 있다.
이에 따라, 상기 상판(124) 및 하판(125)에 양단이 각각 고정된 복수 개의 체결바(123)들은 서로 간격을 두고 이격된 상태로 유지될 수 있고, 상기 복수 개의 지지체(121)들은 상판(124) 및 하판(125) 사이에서 일면이 서로 대면하도록 다단으로 배치될 수 있으며, 상기 복수 개의 지지체(121)들은 상기 복수 개의 체결바(123)들과 대응되는 위치에 관통형성된 복수 개의 체결공(121d)을 통하여 상기 체결바(123)에 각각 체결될 수 있다.
더불어, 상기 복수 개의 이격부재(122)는 상기 지지체(121)와 마찬가지로 상기 복수 개의 체결바(123)들에 각각 끼워질 수 있으며, 상기 복수 개의 이격부재(122)와 복수 개의 지지체(121)들은 각각의 체결바(123)에 교번적으로 체결될 수 있다.
이에 따라, 상기 이격부재(122)는 상기 하우징(110)의 높이방향을 따라 배열되는 두 개의 지지체(121) 사이에 각각 배치될 수 있고, 서로 이웃하는 두 개의 지지체(121)들은 상기 이격부재(122)를 통해 서로 이격된 간격을 유지할 수 있으며, 상기 상판(124), 하판(125), 복수 개의 지지체(121) 및 이격부재(122)는 복수 개의 체결바(123)를 통해 일체화될 수 있다.
이를 통해, 복수 개의 지지체(121)들 사이에는 상기 이격부재(122)의 높이와 동일한 높이를 가지면서 상기 하우징(110)의 높이방향을 따라 배열되는 두 개의 지지체(121)를 통해 구분되는 복수 개의 세포성장공간(S111)이 형성될 수 있다.
그러나 상기 지지체 어셈블리(120)를 이에 한정하는 것은 아니며, 복수 개의 지지체(121)들이 일방향을 따라 서로 평행하게 배열되면서 서로 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있다면 공지의 다양한 방식이 모두 적용될 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 체결바(123) 중 적어도 어느 하나의 체결바(123a)는 하부단이 상기 배양공간(S)의 바닥면과 접촉되고 상부단이 상기 덮개(112)의 내면과 접촉되도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다.
일례로, 상기 복수 개의 체결바(123) 중 상기 지지체 어셈블리(120)의 중앙부에 체결되는 체결바(123a)는 양단이 상기 배양공간(S)의 바닥면과 상기 덮개(112)의 내면에 접촉하도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 하우징몸체(111)의 내면과 상기 덮개(112)의 내면에는 상기 체결바(123a)의 양단부가 각각 일정깊이 삽입되어 고정될 수 있도록 내측으로 인입되는 고정홈(114a,114b)이 각각 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 배양공간(S)이 내부에 채워지는 배지의 수위면을 통해 배지가 채워지는 배지저장공간(S1)과 기체가 채워지는 기체저장공간(S2)으로 구분되고 상기 지지체 어셈블리(120)가 상기 배지저장공간(S1)에 잠기도록 배치되는 경우, 상기 배지저장공간(S1)에 잠기도록 배치된 지지체 어셈블리(120) 측에 부력이 발생하더라도 상기 지지체 어셈블리(120)는 상기 체결바(123a)를 통해 부력에 의해 상기 배지저장공간(S1)에서 상기 기체저장공간(S2)으로 부상되는 것이 방지될 수 있다.
이로 인해, 상기 지지체 어셈블리(120)에서 두 개의 지지체(121)를 통해 규정된 각각의 세포성장공간(S111)은 항상 배지가 채워진 상태를 유지할 수 있음으로써 배지에 포함된 부유 세포는 상기 세포성장공간(S111)에서 원활하게 배양될 수 있다.
여기서, 상기 하우징몸체(111)의 내면에 형성되는 고정홈(114a)은 상기 복수 개의 체결바(123)와 대응되는 위치에서 상기 복수 개의 체결바(123)와 각각 일대일로 대응되도록 구비될 수도 있다.
한편, 상기 지지체(121)의 표면은 세포 증식의 성질을 가지는 펩타이드(peptide)가 코팅된 표면을 가질 수 있다.
즉, 상기 지지체(121)의 표면은 세포 증식의 성질을 가지는 peptide motif가 코팅된 것일 수 있다.
더불어, 상기 지지체(121)는 상기 배지에 포함된 부유 세포가 접촉될 수 있는 면적을 넓힐 수 있도록 소정의 면적을 갖는 판상으로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 하우징(110)의 높이방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체(121)를 통해 구분된 각각의 세포성장공간(S111)은 상기 부유 세포를 포함하는 배지가 각각 채워질 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 세포 배양을 위한 지지체(121)의 집적도를 높일 수 있으며, 상기 복수 개의 세포성장공간(S111) 각각은 상측과 하측에 판상의 지지체(121)가 배치되기 때문에 각각의 세포성장공간(S111)에서 부유하는 부유 세포는 상기 지지체(121)의 표면과 보다 빈번하게 접촉될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 한 번의 배양을 통해 더욱 많은 양의 세포를 배양할 수 있고, 상기 세포성장공간(S111) 내에서 부유하는 부유 세포가 지지체(121)의 표면에 더욱 원활하게 접촉될 수 있기 때문에 상기 부유 세포는 서로 구분된 각각의 세포성장공간(S111)에서 더욱 원활하게 성장될 수 있으며, cell-to-cell interaction 및 peptide signal이 보다 빈번하게 일어날 수 있음으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 하나의 배지저장공간(S1)에 다단으로 배치된 복수 개의 지지체(121)들을 통하여 복수 개의 세포성장공간(S111)을 형성할 수 있기 때문에 대량의 세포배양이 가능하면서도 상기 하우징(110)의 전체사이즈를 줄일 수 있다.
이를 위해, 상기 지지체(121)는 나노섬유가 전기방사를 통하여 3차원 네트워크 구조로 형성된 나노섬유 멤브레인(121a)을 포함할 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(121a)은 상기 지지체(121)의 양 표면을 형성하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
일례로써, 상기 지지체(121)는 도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 나노섬유 멤브레인(121a)이 지지부재(121c)의 양면에 접착층(121b)을 매개로 부착된 5층구조일 수 있다.
여기서, 상기 지지부재(121c)는 판상의 필름부재일 수 있으며, 상기 나노섬유 멤브레인(121a)의 일면을 지지할 수 있다. 이를 통해, 상기 나노섬유 멤브레인(121a)이 유연성을 가지고 판상으로 형성되더라도 상기 지지부재(121c)를 통해 지지될 수 있음으로써 휘어짐이나 처짐이 방지될 수 있다.
이에 따라, 상기 배지저장공간(S1)에 배치된 지지체(121)는 펼쳐진 상태를 유지할 수 있음으로써 세포가 원활하게 배양될 수 있다. 더불어, 상기 지지체(121)의 표면을 형성하는 상기 나노섬유 멤브레인(121a)은 상술한 바와 같이 상기 지지체(121)의 표면이 세포 증식의 성질을 가질 수 있도록 세포 증식의 성질을 가지는 peptide motif가 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인일 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 배지저장공간(S1)에서 복수 개의 세포성장공간(S111)을 규정하도록 다단으로 배열된 복수 개의 지지체(121)의 전체개수가 증가하더라도 두 개의 지지체(121)를 통해 규정되는 각각의 배양공간(S)에 채워진 배지 측으로 세포배양시 필요한 기체가 원활하게 공급될 수 있다.
이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 지지체(121)는 복수 개의 통과홀(121e)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 통과홀(121e)은 상기 기체유입구(130)를 통해 외부로부터 상기 기체저장공간(S2)으로 유입된 기체가 상기 기체저장공간(S2)에서 지지체(121)를 통과하여 하부로 이동하는 통로역할을 수행할 수 있다. 이를 통해, 상기 복수 개의 통과홀(121e)은 기체의 흐름성을 개선할 수 있다.
이를 위해, 상기 복수 개의 통과홀(121e)은 상기 지지체(121) 중 기체의 통과를 허용하지 않는 부분에 형성될 수 있다. 일례로, 상기 복수 개의 통과홀(121e)은 상기 지지체(121)에서 상기 접착층(121b) 및 지지부재(121c)를 관통하도록 상기 지지체(121)에 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 기체유입구(130)를 통해 상기 기체저장공간(S2)으로 유입된 기체는 상기 지지체(121)에 형성된 복수 개의 통과홀(121e)을 통해 하부 측으로 원활하게 이동할 수 있다.
이로 인해, 각각의 세포성장공간(S111)에 채워진 배지는 위치에 상관없이 상기 복수 개의 통과홀(121e)을 통해 상기 기체저장공간(S2)으로부터 기체를 원활하게 공급받을 수 있다.
이때, 상기 배지저장공간(S1)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지체 어셈블리(120)가 배치되는 제1공간(S11)과, 상기 씨딩용 포트(113)가 형성된 하우징(110)의 내면과 상기 지지체 어셈블리(120) 사이에 형성되는 제2공간(S12)을 포함할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 제1공간(S11)은 상기 지지체 어셈블리(120)가 배치되는 공간일 수 있으며, 상기 제1공간(S11)은 상기 복수 개의 지지체(121)를 통해 상기 복수 개의 세포성장공간(S111)으로 구분될 수 있다.
또한, 상기 제2공간(S12)은 상기 지지체 어셈블리(120)가 배치되지 않는 공간일 수 있으며, 상기 제2공간(S12)은 상기 씨딩용 포트(113)를 통해 외부로부터 공급된 배지가 각각의 세포성장공간(S111)으로 유입되기 전 체류하는 공간일 수 있다.
일례로, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 씨딩용 포트(113)가 하부에 배치되도록 부유 세포용 바이오리액터(100)를 배치한 후, 상기 씨딩용 포트(113)를 통해 외부로부터 배지를 공급하면, 외부로부터 공급된 배지는 상기 제2공간(S12)과 상기 기체저장공간(S2) 중 일부를 채울 수 있다.
그런 다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)를 도 12에 도시된 상태로 변경하면, 상기 제2공간(S12)과 기체저장공간(S2) 중 일부의 공간을 채운 배지는 각각의 세포성장공간(S111)으로 이동하면서 상술한 배지저장공간(S1)과 기체저장공간(S2)을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이 두 개의 지지체(121)를 통해 구분되는 각각의 세포성장공간(S111)의 개방된 측면을 덮을 수 있도록 상기 지지체 어셈블리(120)의 측면에 체결되는 적어도 하나의 차단부재(160)를 더 포함할 수 있다.
일례로, 상기 차단부재(160)는 도 8 및 도 10을 기준으로 상기 지지체 어셈블리(120)의 좌,우 양 측면을 덮도록 상기 지지체 어셈블리(120)의 측면에 체결될 수 있다.
여기서, 상기 차단부재(160)는 소정면적을 갖는 판상의 몸체(161)와 상기 몸체(161)의 일면에서 높이방향을 따라 간격을 두고 내측으로 인입형성된 복수 개의 체결홈(162)을 포함할 수 있으며, 상기 지지체(121)의 단부는 상기 체결홈(162)에 삽입될 수 있다.
그러나 상기 차단부재(160)의 형상을 이에 한정하는 것은 아니며 상기 지지체 어셈블리(120)의 측면을 덮어 상기 세포성장공간(S111)의 개방된 측면을 덮을 수 있다면 설계조건에 따라 다양한 형상으로 변경될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 지지체 어셈블리(120)가 상기 배양공간(S)에 배치되고 상기 배양공간(S)에 일정량의 배지가 채워져 배지저장공간(S1)과 기체저장공간(S2)으로 구분된 경우, 상기 배지저장공간(S1)에서 두 개의 지지체(121)를 통해 구분된 각각의 세포성장공간(S111)은 양 측면이 상기 차단부재(160)를 통해 밀폐될 수 있다.
이로 인해, 각각의 세포성장공간(S111)들은 두 개의 지지체(121)와 더불어 상기 차단부재(160)를 통해 규정될 수 있음으로써 더욱 명확하게 서로 구분될 수 있다.
상기 기체유입구(130)는 외부로부터 상기 배양공간(S)으로 세포의 배양시 필요한 기체가 유입될 수 있도록 상기 하우징(110)에 소정의 면적으로 관통형성될 수 있다.
이와 같은 기체유입구(130)는 상기 기체저장공간(S2)과 연통되도록 상기 하우징(110)에 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지 측으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 기체저장공간(S2)과 연통되는 적어도 하나의 기체유입구(130)를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 기체유입구(130)는 상기 덮개(112)를 관통하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)를 이용한 세포 배양시, 상기 부유 세포용 바이오리액터(100)가 인큐베이터와 같은 챔버의 내부에 배치되면 상기 인큐베이터 내부에 존재하는 기체는 상기 기체유입구(130)를 통해 상기 기체저장공간(S2)으로 유입될 수 있으며, 상기 기체저장공간(S2)으로 유입된 기체는 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지 측으로 공급될 수 있다.
여기서, 상기 인큐베이터는 상기 배지에 포함된 부유 세포의 배양환경을 제공하는 공간일 수 있다. 일례로, 상기 인큐베이터는 챔버일 수 있고, 상기 챔버의 내부는 온도와 이산화탄소의 농도가 일정하게 유지되는 환경일 수 있다.
또한, 상기 기체는 이산화탄소 가스일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 배양될 세포에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 인큐베이터는 내부의 온도를 일정온도로 유지하기 위한 공조시스템을 포함할 수 있으며, 상기 인큐베이터의 내부로 세포의 배양시 필요한 기체를 안정적으로 공급하여 인큐베이터 내부의 기체 농도를 일정 수준으로 유지하기 위한 가스공급수단(미도시) 등을 포함할 수 있다.
이를 통해, 상기 인큐베이터의 내부에 배치된 부유 세포용 바이오리액터(100)는 인큐베이터의 내부에 존재하는 기체가 상기 기체유입구(130)를 통해 상기 기체저장공간(S2)으로 유입될 수 있고, 상기 기체저장공간(S2)으로 유입된 기체는 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지에 용존될 수 있으며, 상기 배지는 상기 기체의 용존을 통해 세포 배양시 필요한 적정 PH로 유지될 수 있다.
이로 인해, 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지는 세포 배양시 요구되는 적정 PH로 유지될 수 있음으로써 상기 배지에 포함된 부유 세포는 원활하게 배양될 수 있다.
한편, 상기 기체유입구(130)는 소정의 면적을 갖는 판상의 다공성부재(140)를 통해 덮어질 수 있다. 즉, 상기 다공성부재(140)는 상기 덮개(112)에 형성된 기체유입구(130)를 덮도록 상기 덮개(112)의 일면에 부착될 수 있다.
이러한 다공성부재(140)는 이물질 및 액체가 통과하는 것을 차단하는 한편, 이산화탄소 등과 같은 기체의 통과를 허용할 수 있다. 이를 통해, 상기 기체저장공간(S2)에는 다른 이물질이 유입되지 않을 수 있으며, 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지는 상기 기체저장공간(S2)으로부터 세포의 배양시 필요한 기체를 원활하게 공급받을 수 있다.
이에 따라, 상기 기체유입구(130)를 통해 외부로부터 상기 기체저장공간(S2) 측으로 기체가 유입되더라도, 상기 배지저장공간(S1)에 채워진 배지는 다른 이물질에 의해 오염되지 않을 수 있다.
일례로, 상기 다공성부재(140)는 발수처리된 나노섬유 멤브레인일 수 있다. 그러나 상기 다공성부재(140)의 재질을 이에 한정하는 것은 아니며, 고상 및 액상의 유체가 통과하는 것은 차단하면서도 기상의 유체가 통과하는 것은 허용하는 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 하우징(110)에 형성되는 적어도 하나의 벤트구(115a,115b)와, 상기 배양공간(S)으로 배지를 공급하거나 상기 배양공간(S)에 존재하는 배지를 외부로 배출할 수 있도록 상기 하우징(110)에 형성되는 적어도 하나의 포트(116a,116b)를 더 포함할 수 있다.
일례로, 상기 벤트구(115a,115b)는 상기 기체저장공간(S2)과 연통되도록 상기 하우징(110)에 형성될 수 있으며, 상기 벤트구(115a,115b) 및 포트(116a,116b) 각각은 하나로 구비될 수도 있지만, 복수 개로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 벤트구(115a,115b) 및 포트(116a,116b) 각각은 별도의 연결관(171,172)이 각각 연결될 수 있으며, 상기 연결관(171,172) 측에는 유체의 이동을 허용하거나 차단하기 위한 별도의 개폐수단(180)이 각각 구비될 수 있다. 일례로, 상기 개폐수단(180)은 공지의 클립식 개폐밸브일 수 있다.
이와 같은 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 배양공간(S)에서 상기 포트(116a,116b)와 연결되는 소정길이의 연장관(117a,117b)을 더 포함할 수 있으며, 상기 연장관(117a,117b)은 하부단이 상기 지지체 어셈블리(120)를 구성하는 복수 개의 지지체(121) 중 최상단에 위치하는 지지체보다 상대적으로 더 낮은 위치에 위치하도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다.
즉, 상기 연장관(117a,117b)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하부단이 상기 배지저장공간(S1)에 잠기도록 배치될 수 있으며, 바람직하게는 상기 연장관(117a,117b)은 하부단이 상기 배양공간(S)의 바닥면을 형성하는 상기 하우징몸체(111)의 바닥면과 근접한 위치에 위치하도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 포트(116a,116b)가 복수 개로 구비되는 경우 상기 연장관(117a,117b)은 복수 개의 포트(116a,116b)와 각각 일대일로 연결된 복수 개로 구비될 수 있다.
이와 같은 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 연장관(117a,117b) 중 일부의 연장관(117a)은 하부단이 상기 배양공간(S)의 바닥면을 형성하는 상기 하우징몸체(111)의 바닥면과 근접한 위치에 위치하도록 상기 배양공간(S)에 배치되고 나머지의 연장관(117b)은 하부단이 상기 배양공간(S)의 바닥면을 형성하는 상기 하우징몸체(111)의 바닥면과 일정간격 이격되도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다. 대안으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 연장관(117a,117b) 각각은 하부단이 상기 배양공간(S)의 바닥면을 형성하는 상기 하우징몸체(111)의 바닥면과 근접한 위치에 위치하도록 상기 배양공간(S)에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 포트(116a,116b)는 상기 배양공간(S)에 채워진 기존의 배지에 더하여 세포 배양시 필요한 새로운 배지를 추가적으로 공급하는 역할일 수도 있고, 상기 배양공간(S)에 채워진 기존의 배지 일부 또는 배지 전체를 교체하기 위한 역할일 수도 있다.
이와 같은 경우, 상기 벤트구(115a,115b)는 상기 배양공간(S)으로 배지를 공급하거나 상기 배양공간(S)에 채워진 배지를 외부로 배출하는 과정에서 상기 기체저장공간(S2)의 기체가 외부로 배출될 수 있도록 함으로써 상기 배양공간(S)의 내부압력을 조절할 수 있다.
이에 따라, 상기 포트(116a,116b)를 통해 외부로부터 추가 또는 교체를 위한 새로운 배지가 상기 배양공간(S)으로 공급되더라도 상기 배양공간(S)은 상기 벤트구(115a,115b)를 통해 내부압력이 조절될 수 있음으로써 상기 포트(116a,116b)를 통해 배지가 주입되는 과정에서 상기 배양공간(S)에서의 버블 발생을 방지할 수 있다.
비제한적인 일례로써, 상기 포트(116a)가 상기 배양공간(S)에 채워진 기존의 배지에 더하여 세포 배양시 필요한 새로운 배지를 추가적으로 공급하는 역할을 수행하는 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 포트(116a)는 상기 연결관(171)을 통해 배지주입수단(190)과 연결될 수 있으며, 상기 배지주입수단(190)으로부터 공급된 배지는 상기 연결관(171), 포트(116a) 및 연장관(117a)을 통해 상기 배지저장공간(S1)으로 이동할 수 있다.
이에 따라, 상기 배지주입수단(190)으로부터 공급된 배지는 일단부가 상기 배지저장공간(S1)에 잠긴 연장관(117a)을 통해 상기 기체저장공간(S2)으로 공급되지 않고 배지저장공간(S1)으로 곧바로 유입될 수 있음으로써 세포의 성장을 방해하지 않으면서도 유입되는 압력에 의한 상기 배지의 유동을 최소화할 수 있다.
이로 인해, 상기 포트(116a)를 통해 상기 배지저장공간(S1)으로 추가된 배지는 상기 배지저장공간(S1)에 존재하는 기존의 배지와 원활하게 섞일 수 있음으로써 단위부피당 배지에 포함된 영양분이 고르게 분포할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 상기 포트(116a)를 통해 세포 배양용 배지를 상기 배지저장공간(S1)으로 용이하게 추가할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 배지와 새로운 배지가 원활하게 섞일 수 있음으로써 부유 세포의 성장을 촉진할 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 기체저장공간(S2) 중 일부는 상기 포트(116a,116b)를 통해 추가되는 배지의 부피만큼 상기 배지저장공간(S1)으로 전환될 수 있다.
다른 예로써, 상기 포트(116a,116b)가 상기 배양공간(S)에 채워진 배지의 일부 또는 전체를 교체하는 역할을 수행하는 경우, 상기 포트(116a,116b)는 복수 개의 포트(116a,116b)로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 복수 개의 포트(116a,116b) 중 일부의 포트(116a)는 배지를 공급하는 공급포트의 역할일 수 있고 나머지 포트(116b)는 배지를 배출하는 배출포트의 역할일 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유 세포용 바이오리액터(100)는 복수 개의 포트(116a,116b)를 통하여 상기 배양공간(S)에 채워진 기존의 배지 전체 또는 기존의 배지 중 일부를 용이하게 교체할 수 있음으로써 부유 세포의 성장시 필요한 영양분을 더욱 원활하게 공급할 수 있다.
즉, 상기 배양공간(S)에 채워진 기존의 배지 전체 또는 일부의 배지가 새로운 배지로 교체된 경우, 단위 부피당 배지에 포함된 영양분의 농도는 기존의 배지에 새로운 배지를 추가하는 경우와 비교할 때 더욱 높아질 수 있다.
이에 따라, 기존의 배지 전체 또는 일부의 배지가 새로운 배지로 교체된 경우, 상기 세포성장공간(S111)에서 배양되는 부유 세포는 배지에 포함된 영양분을 더욱 원활하게 공급받을 수 있음으로써 부유 세포는 성장이 촉진될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 포트(116a,116b)는 공급포트의 역할과 배출포트의 역할로 각각 구분될 수도 있지만, 공급포트의 역할과 배출포트의 역할을 겸할 수도 있다.
즉, 상기 복수 개의 포트(116a,116b)는 상기 배양공간(S)으로 새로운 배지를 공급하는 공급포트로서의 역할을 수행한 후 상기 배양공간(S)에 채워진 배지를 외부로 배출하는 배출포트의 역할로 전환되거나, 상기 배양공간(S)에 채워진 배지를 외부로 배출하는 배출포트의 역할을 수행한 후 상기 배양공간(S)으로 새로운 배지를 공급하는 공급포트로서의 역할로 전환될 수도 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 (11)

  1. 소정 부피의 배양공간을 가지는 함체 형상으로 형성되고, 일측에 부유 세포가 포함된 배지를 통하여 상기 부유 세포를 상기 배양공간에 씨딩하기 위한 씨딩용 포트를 포함하는 하우징;
    소정의 면적을 가지는 판상의 부재로 형성되고 상기 하우징의 일방향을 따라 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 포함하는 지지체 어셈블리;
    외부로부터 상기 배양공간으로 기체가 유입될 수 있도록 상기 하우징에 소정의 면적으로 관통형성되는 기체유입구; 및
    상기 배지가 외부로 누액되는 것을 방지하면서 상기 기체가 외부에서 상기 배양공간으로 유입되는 것을 허용할 수 있도록 상기 기체유입구를 덮는 다공성부재;를 포함하고,
    상기 배양공간은, 상기 복수 개의 지지체가 모두 잠기도록 상기 배지가 일정량 채워지는 배지저장공간과 상기 배지저장공간의 상부에 위치하면서 기체가 채워지는 기체저장공간을 포함하며,
    상기 배지저장공간은 간격을 두고 다단으로 배치되는 복수 개의 지지체를 통해 서로 구분되는 복수 개의 세포성장공간을 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는,
    소정의 면적을 갖는 판상의 지지부재와, 상기 지지부재의 양면에 접착층을 매개로 각각 부착되는 한 쌍의 나노섬유 멤브레인을 포함하고,
    상기 나노섬유 멤브레인은 모티프 코팅된 판상의 나노섬유 멤브레인인 부유 세포용 바이오리액터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지체는, 외부로부터 상기 기체저장공간으로 유입된 기체가 원활하게 통과할 수 있도록 상기 지지부재에 관통형성되는 복수 개의 통과홀을 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지체 어셈블리는,
    소정의 면적을 가지는 상판 및 하판과,
    상기 상판 및 하판 사이에 일면이 서로 대면하도록 배치되는 복수 개의 지지체와,
    두 개의 지지체 사이를 이격시킬 수 있도록 서로 대면하는 두 개의 지지체 사이에 배치되는 이격부재와,
    상기 상판, 하판, 복수 개의 지지체 및 이격부재를 체결하여 일체화하는 복수 개의 체결바를 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은, 상부가 개방된 배양공간을 가지는 함체 형상의 하우징몸체와, 상기 하우징몸체의 개방된 상부를 덮는 덮개를 포함하고,
    상기 복수 개의 체결바 중 적어도 어느 하나의 체결바는 하부단이 상기 배양공간의 바닥면과 접촉되고 상부단이 상기 덮개의 내면과 접촉되도록 상기 배양공간에 배치되어 상기 지지체 어셈블리가 상기 배양공간에서 부유되는 것을 방지하는 부유 세포용 바이오리액터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징몸체의 내면과 상기 덮개의 내면에는 상기 체결바의 양단부가 각각 일정깊이 삽입되어 고정될 수 있도록 내측으로 일정깊이 인입되는 고정홈이 각각 형성되는 부유 세포용 바이오리액터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부유 세포용 바이오리액터는,
    상기 세포성장공간의 개방된 측면을 덮을 수 있도록 상기 지지체 어셈블리의 측면에 체결되는 적어도 하나의 차단부재를 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지체 어셈블리는 상기 배지저장공간에서 상기 씨딩용 포트가 형성된 하우징의 내면과 일정간격 이격되도록 배치되고,
    상기 배지저장공간은 상기 지지체 어셈블리가 배치되는 제1공간과, 상기 씨딩용 포트가 형성된 하우징의 내면과 상기 지지체 어셈블리 사이에 형성되는 제2공간을 포함하며,
    상기 제1공간은 상기 복수 개의 지지체를 통해 상기 복수 개의 세포성장공간으로 구분되는 부유 세포용 바이오리액터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다공성부재는 발수처리된 멤브레인인 부유 세포용 바이오리액터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 부유 세포용 바이오리액터는,
    상기 기체저장공간과 연통되도록 상기 하우징에 형성되는 벤트구와, 상기 배양공간으로 배지를 공급하거나 상기 배양공간에 존재하는 배지를 외부로 배출할 수 있도록 상기 하우징에 형성되는 포트를 더 포함하는 부유 세포용 바이오리액터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부유 세포용 바이오리액터는,
    상기 배양공간에서 상기 포트와 연결되는 소정길이의 연장관을 더 포함하고,
    상기 연장관의 하부단은 상기 지지체 어셈블리를 구성하는 복수 개의 지지체 중 최상단에 위치하는 지지체보다 상대적으로 더 낮은 위치에 위치하도록 상기 배양공간에 배치되는 부유 세포용 바이오리액터.
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