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막을 가진 세포배양 디바이스와 그 응용

전문가 제언: ○ 약 개발이나 생명과학 등 광범위한 분야에서 세포를 사용하는 분석법은 많이 이용되고 있으며 또한 동물실험 대체방법으로도 주목을 받고 있다. 그러나 기존의 세포분석법은 실험 시스템 거의 전부가 셀이나 다중 벽(mutiwall) 등을 이용한 정지(靜地)배양계로서 실제의 생체 내 환경과는 크게 차이가 난다.

○ 생체 내 세포는 고도로 조직화되어 있으며 3차원 구조를 형성한다. 간장의 구조를 보면, 간세포, 내피세포, 섬유아세포 등의 복수 종류의 세포가 구조를 구성하고 있으며, 혈관이나 담관 등의 미소크기의 물질수송기능이 조직 내부에 집적되어 있다. 일반적으로 셀이나 플라스크를 이용하는 세포배양에서는 영양물, 폐기물 및 산소 등의 물질수송은 주로 확산으로 행해진다. 따라서 일정 규모 이상으로 배양조직을 크게 할 수 없으며 3차원 조직 구축도 어렵다.

○ 이에 반하여 마이크로 유체디바이스를 이용하여 혈류와 비슷하게 흐름을 능동적으로 가해 주면 물질수송 문제가 해결될 수 있으며, 흐름에 의한 전단력이 세포형태에 미치는 영향도 생체와 비슷하게 실현할 수 있다. 또한 마이크로디바이스 내에 세포의 받침대 등의 구조를 만들어 세포를 배양하면 정지(靜地)시스템에서는 곤란한 3차원의 고밀도 배양을 실현할 수 있다.

○ 본고는 필자들이 연구 개발한 마이크로유체디바이스 내부에 반투막을 설치하여 생체 내와 비슷한 환경을 재현하는 시험용 디바이스와 그 응용 사례를 소개한 것이다. 간장모델, 수정란 배양모델 및 소장모델에서 이 장치로 생체환경을 체외에서 재현하는데 성공하였다고 한다.

○ 세포는 배양환경에 따라 아주 상이한 형질이나 기능을 발현한다. 배양환경을 생체 내와 가깝게 하는 것이 세포의 기능분석에 아주 중요하다. 마이크로유체디바이스는 생명과학 등의 분야에 크게 공헌할 수 있을 것으로 보인다. 이 분야 관련 학자들에게 좋은 참고자료가 될 것이다.

저자: Hiroshi Kimura, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii
자료유형: 학술정보