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줄기세포 배양을 위하여 다양한 기계적 자극을 가하는 세포 배양 장치 및 그것을 이용한 줄기세포 배양방법

  • 기술번호 : KST2015126885
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치에 관한 것으로서, 인장/압축/비틀림 하중을 가하는 구동부;와 상기 구동부를 제어하는 구동 제어기;와 지지 프레임;과 상기 하중을 전달하는 고정 장치 지지축;과 줄기세포를 배양하는 스캐폴드;와 상기 스캐폴드를 고정하는 스캐폴드 시편 고정대;와 줄기세포에 제공되는 영양분을 담고 있는 배양액 용기;와 상기 배양액 용기의 내부 온도를 일정하게 유지하기 위한 방편으로 일정온도의 물을 저장하여 배양액과 외부 간 열전달 효과를 최소화시키는 물 용기;와 상기 배양액 용기와 상기 물 용기를 고정 및 밀봉하는 마운트;와 상기 가해지는 하중을 측정하는 로드셀; 및 상기 하중에 의하여 발생하는 위치 및 각도 변위를 측정하는 변위센서; 등으로 이루어진 세포 배양 장치임을 특징으로 한다.또한, 본 발명은 영양분을 원하는 온도로 가열하고 산소 가스 등을 이에 혼합한 가스를 배양액 용기로 투여하며, 일정한 온도로 유지되는 물을 물 용기로 일정한 유량으로 투여하여 배양액과 외부 간 열전달 효과를 최소화시키는 화학적 환경조성 과정;과 상기 세포 배양 장치를 이용하여 인장, 압축 및 비틀림 하중을 스캐폴드 내의 줄기세포에 가하는 기계적 과정; 및 상기 하중에 대한 직선 및 회전 변위를 측정하여 연산장치에서 피드백을 수행하는 연산 과정;으로 이루어지는 줄기세포 배양방법을 제공한다.세포 배양 장치, 줄기세포 배양, 기계적 자극, 인장하중, 압축하중, 비틀림하중, 반복하중, 하중제어, 변위제어, 하중사이클
Int. CL C12M 3/00 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020060120049 (2006.11.30)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-0799988-0000 (2008.01.25)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20080131) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2006.11.30)
심사청구항수 29

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 전흥재 대한민국 서울 서초구
2 문성환 대한민국 서울 강남구
3 김현민 대한민국 경기 성남시 분당구
4 김향 대한민국 경기 광명시 철

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이원희 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 성지하이츠빌딩*차 ***호 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application		 2006.11.30 수리 (Accepted) 1-1-2006-0891564-92
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2007.06.07 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2007.07.12 수리 (Accepted) 9-1-2007-0041096-65
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2007.10.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0546889-03
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2007.11.02 수리 (Accepted) 1-1-2007-0789091-16
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2007.11.02 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0789090-71
7 등록결정서
Decision to grant		 2007.12.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0691299-32
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2011-5252006-10
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5062749-37
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.06.24 수리 (Accepted) 4-1-2013-5088566-87
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.09.25 수리 (Accepted) 4-1-2014-5114224-78
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치에 있어서, 인장하중과 압축하중, 그리고 비틀림하중을 줄기세포 및 배양액(152)이 들어 있는 스캐폴드(scaffold,60)에 가하는 구동부(10);상기 구동부(10)를 제어하는 구동 제어기(171) 및 구동 드라이버(172)를 포함하는 구동 드라이버 박스(170);상기 구동부(10)와 상기 구동 드라이버 박스(170)를 지지해주는 프레임(160);상기 구동부(10)로부터 가해지는 인장과 압축 및 비틀림하중을 스캐폴드(60)의 상부에 전달하는 상부 고정 장치 지지축(Top anchor shaft,31);상기 구동부(10)로부터 가해지는 인장과 압축 및 비틀림하중을 스캐폴드(60)의 하부에 전달하는 하부 고정 장치 지지축(Bottom anchor shaft,32);배양액 용기(Media vessel,61)와 물 용기(Water vessel,62)를 용기 구조물(70)의 상부에서 고정 및 밀봉하는 상부 고정 장치 마운트(Top anchor mount,41); 배양액 용기(Media vessel,61)와 물 용기(Water vessel,62)를 용기 구조물(70)의 하부에서 고정 및 밀봉하는 하부 고정 장치 마운트(Bottom anchor mount,42); 줄기세포와 스캐폴드(60)에 제공하는 배양액(152) 및 스캐폴드(60)를 포함하는 배양액 용기(Media vessel,61);상기 배양액 용기(61)의 내부 온도를 일정하게 유지하기 위하여, 배양하고자 하는 줄기세포에 대한 성체의 체온을 유지하고 있는 물(151)을 상부에서 하부로 중력방향으로 계속 순환시키는 물 용기(Water vessel,62);스캐폴드(60)에 인장과 압축 및 비틀림 하중에 관한 정확한 하중과 변위를 전달하기 위하여 상기 스캐폴드(60)를 상부에서 고정하는 상부 시편 고정대(Top grip,51);스캐폴드(60)에 인장과 압축 및 비틀림 하중에 관한 정확한 하중과 변위를 전달하기 위하여 상기 스캐폴드(60)를 하부에서 고정하는 하부 시편 고정대(Bottom grip,52);배양액(152) 및 배양되는 줄기세포를 담고 있는 스캐폴드(60); 상기 구동부(10)에 의하여 가해지는 인장과 압축 및 비틀림 하중을 측정하는 선형(Linear) 및 각도(Angular) 로드셀(Load Cell : 21A,22A); 및상기 구동부(10)에 의하여 가해지는 인장과 압축 및 비틀림 하중에 의하여 발생하는 인장과 압축 및 비틀림 변위를 측정하는 선형(Linear) 및 각도(Angular) 변위센서(21B,22B);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
2 2
제1항에 있어서,상기 배양액 용기(61) 및 상기 물 용기(62)에 배양액(152)과 물(151)을 각각 일정한 유속으로 공급하는 펌프(111,112);상기 배양액(152)을 담고 있는 배양액 병(Media bottle:153A,153B)을 포함하며, 상기 배양액(152)과 물(151)을 상기 펌프(111,112)에 튜브를 통하여 공급하는 온수조(Water bath,150);산소(O2), 질소(N2), 이산화탄소(CO2) 중 어느 하나를 포함하는 기체를 혼합하여 상기 배양액 병(153B)에 공급하는 가스 혼합기(Gas mixer,120); 및가열장치(140)가 결합된 영양분 저장고(130);를 더 포함함을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
3 3
제2항에 있어서, 상기 배양액 용기(61)에 상기 배양액(152)을 일정한 유속으로 공급하는 펌프(111)는 상기 배양액(152)이 외부의 오염이 없이 순환이 이루어 질 수 있도록 하고 일정한 유량 및 유속으로 상기 배양액(152)을 공급할 수 있어야 하며
4 4
제1항에 있어서, 상기 배양액 용기(61) 또는 상기 물 용기(62) 또는 상기 스캐폴드(60)의 형상이 원통형임을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
5 5
제1항에 있어서, 상기 구동부(10)는 상기 스캐폴드(60)에 인장/압축하중과 비틀림하중을 각각 가하는 2개의 구동부(10A,10B)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
6 6
제5항에 있어서, 상기 2개의 구동부(10A,10B)는 인장 및 압축하중을 상기 스캐폴드(60)의 어느 일방 끝단 방향으로부터 상기 스캐폴드(60)에 가하는 선형 모터(Linear motor,13)와 비틀림하중을 상기 스캐폴드(60)의 타방 끝단 방향으로부터 상기 스캐폴드(60)에 가하는 정밀 구동 모터(Servo motor,14)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
7 7
제5항에 있어서 상기 2개의 구동부(10A,10B)는,인장 및 압축하중을 상기 스캐폴드(60)의 어느 일방 끝단 방향으로부터 상기 스캐폴드(60)에 가하는 제 1 정밀 구동 모터(15A);와 상기 제 1 정밀 구동 모터(15A)에 의해 발생된 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 볼 스크류(Ball screw,16);와 상기 인장 및 압축하중을 상기 상부 고정 장치 지지축(31) 또는 상기 하부 고정 장치 지지축(32)에 연결 및 전달하는 제1커플링(17A);으로 이루어지는 제1구동부(10A)와,비틀림하중을 상기 스캐폴드(60)의 타방 끝단 방향으로부터 상기 스캐폴드(60)에 가하는 제 2 정밀 구동 모터(15B);와 상기 제 2 정밀 구동 모터(15B)에 의해 발생한 회전운동을 정밀하게 제어할 수 있게 하는 하모닉 드라이브(Harmonic drive,19);와 상기 비틀림하중을 상기 제1커플링(17A)이 결합된 방향과 반대방향에 위치하는 상기 상부 고정 장치 지지축(31) 또는 상기 하부 고정 장치 지지축(32)에 연결 및 전달하는 제2커플링(17B);으로 이루어지는 제2구동부(10B)로,구성됨을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
8 8
제7항에 있어서, 상기 제1구동부(10A)는 상기 볼 스크류(16)에서 발생할 수 있는 기어 오차(Backlash)를 방지하고 상기 상부 고정 장치 지지축(31) 또는 상기 하부 고정 장치 지지축(32)의 직선운동의 미끄러짐을 원활하게 하는 선형 운동 가이드(LM guide,18A)를 더 포함함을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
9 9
제8항에 있어서, 상기 선형 운동 가이드(18A)는 상기 상부 고정 장치 지지축(31) 또는 상기 하부 고정 장치 지지축(32)의 직선운동을 보다 정밀하게 제어할 수 있게 하는 선형 운동 가이드 구동기(LM guide actuator,18B)를 구비하는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
10 10
제1항에 있어서, 상기 구동부(10);와 상기 상부 고정 장치 지지축(31);과 상기 하부 고정 장치 지지축(32);과 상기 상부 고정 장치 마운트(41);와 상기 하부 고정 장치 마운트(42);와 상기 배양액 용기(61);와 상기 물 용기(62);와 상기 상부 시편 고정대(51); 상기 하부 시편 고정대(52);와 상기 스캐폴드(60); 상기 선형 및 각도 로드셀(21A,22A); 및 상기 선형 및 각도 변위센서(21B,22B);가 각각 2개 이상으로 되어 있는 다 채널(Multi channel) 구조인 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
11 11
제10항에 있어서, 상기 다 채널 구조에서의 각 구동부(10)의 운동이 하나의 구동 제어기(171)와 하나의 구동 드라이버(172)에 의하여 제어됨을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
12 12
제10항에 있어서, 상기 다 채널 구조에서의 각 용기 구조물(70)과 각 구동부(10)가 단일한 프레임(160)을 중심으로 서로 엇갈리게 교대로 배치됨을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
13 13
제1항에 있어서, 상기 상부 시편 고정대(51) 또는 상기 하부 시편 고정대(52)는 시편 고정대 몸체(56)와 고정집게(Jaw, 57)의 각각에 형성된 나사산이 서로 맞물려서 상기 시편 고정대 몸체(56)의 회전운동을 상기 고정집게(57)의 직선운동으로 전환하는 구조로 되어 있음으로 인하여 구동부(10)로부터 직선운동과 회전운동이 동시에 이루어지는 경우에도 상기 스캐폴드(60)를 단단히 고정할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
14 14
제13항에 있어서, 상기 고정집게(57)는 상부 고정 장치 지지축(31) 또는 하부 고정 장치 지지축(32)을 중심으로 120°의 간격으로 3개가 배치되어 고정집게(57)의 상하운동에 따라 다양한 형태와 크기의 스캐폴드(60)를 정확히 고정할 수 있는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
15 15
제13항에 있어서, 상기 고정집게(57)와 상기 스캐폴드(60)가 직접 연결되는 부분이 요철로 가공되어 고정집게와 스캐폴드 간의 미끄러짐의 발생을 억제할 수 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
16 16
제13항에 있어서, 상기 고정집게(57)와 상기 스캐폴드(60)가 직접 연결되는 부분에 스캐폴드 파손방지용 탭(58)을 구비하여 스캐폴드의 손상을 방지할 수 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
17 17
제16항에 있어서, 상기 스캐폴드 파손방지용 탭(58)은 수분을 함유하게 되면 팽창하는 재료인 수분을 흡수해 팽창하는 물질(Expandable Cuff)로 된 것임을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
18 18
제13항에 있어서, 상기 상부 시편 고정대(51) 또는 상기 하부 시편 고정대(52)는 마운트(41,42) 및 시편 고정대 몸체(56)가 외부 인자로부터 보호될 수 있도록 상기 마운트 및 시편 고정대 몸체를 감싸고 있는 시편 고정대 몸체 외부면(Grip Body Shell, 54)을 포함하고 있으며, 상기 시편 고정대 몸체(56)와 상기 시편 고정대 몸체 외부면(54)은 핀(55)으로써 체결되어 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
19 19
제13항에 있어서, 상기 고정집게(57)가 직선운동하는 과정에서 나사산으로부터 이탈되지 않도록 하기 위하여 시트(Seat, 59)가 자중을 이용하여 상기 고정집게(57)를 고정하는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
20 20
제13항에 있어서, 상기 상부 시편 고정대(51) 또는 상기 하부 시편 고정대(52)는 SUS-304 또는 SUS-316 또는 테프론의 재질로 이루어진 것임을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
21 21
제1항에 있어서, 상기 배양액 용기(61) 또는 상기 물 용기(62)는 폴리카보네이트 또는 아크릴 또는 유리로 된 재질의 관을 이용하여 제작된 것임을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
22 22
제1항에 있어서, 상기 상부 고정 장치 마운트(41) 또는 상기 하부 고정 장치 마운트(42)는 SUS-304 또는 SUS-316 또는 테프론의 재질로 이루어진 것임을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
23 23
제1항에 있어서, 상기 상부 고정 장치 마운트(41)는 상기 배양액(152)이 유입되는 튜브가 관입되는 구멍(48)과 상기 배양액 용기(61) 내부의 온도, 용존산소량, 이산화탄소 함유량, 질소 함유량, 배양액의 pH 값 중 하나 이상을 측정하는 센서들을 상기 배양액 용기(61) 내부로 삽입시키기 위한 복수 개의 센서구멍(81)을 구비한 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
24 24
제1항에 있어서, 상기 하부 고정 장치 마운트(42)는 줄기세포 배양실험에 사용된 배양액(152)이 배출되는 튜브(Drain outlet)가 관입되는 구멍(49)을 구비한 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
25 25
제1항에 있어서, 상기 상부 고정 장치 마운트(41)와 상기 하부 고정 장치 마운트(42)는 상기 배양액 용기(61)와 상기 물 용기(62)가 삽입될 수 있도록 홈(63,64)을 구비하며 이 때 배양액(152)과 물(151)의 혼합을 방지하기 위해 상기 홈에 줄기세포에 영향이 없는 오링(O-Ring,45)이 삽입되고 상기 상부 고정 장치 마운트(41)와 상기 하부 고정 장치 마운트(42)를 볼트(46)로 조이는 구조를 가지고 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
26 26
제1항에 있어서, 상기 상부 고정 장치 마운트(41)와 상기 하부 고정 장치 마운트(42)는 각각 상기 상부 고정 장치 지지축(31)과 상기 하부 고정 장치 지지축(32)이 관통하는 구멍(33,34)을 가지며 상기 상부 고정 장치 지지축(31)과 상기 하부 고정 장치 지지축(32)을 상기 용기 구조물(70)에 고정시키고 상기 지지축들의 직선 및 회전운동을 안정적으로 할 수 있도록 하기 위하여 각각 단면이 사각 형태인 고무 또는 실리콘 링(43)과 기계적 밀폐 장치(Mechanical seal,44)이 안착될 수 있는 홈을 상기 관통구멍(33,34) 안쪽에 구비하는 것을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
27 27
제1항에 있어서, 상기 스캐폴드(60)는 직경 10 내지 10000 마이크로미터의 기공이 뚫려 있으며 그 기공율이 10 내지 80% 의 재료로 되어 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
28 28
제27항에 있어서, 상기 스캐폴드(60)의 재질은 폴리머 또는 실크로 되어 있음을 특징으로 하는 줄기세포 배양을 위한 세포 배양 장치(100)
29 29
세포 배양 장치를 이용하여 줄기세포를 배양하는 방법에 있어서,영양분 저장고(130)에 있는 영양분을 소정의 가열장치(140)에 의해 원하는 온도로 가열하는 단계와,산소, 질소, 이산화탄소 가스를 가스 혼합기(120)에 의해 혼합하는 단계와,온수조(150)로부터 상기 혼합 가스가 상기 영양분에 용해되어 형성된 배양액(152)은 배양액 용기(61)로, 물(151)은 물 용기(62)로 펌프(111,112)에 의해 각각 상부 고정 장치 마운트(41) 및 용기 구조물(70)의 벽면에 형성된 구멍을 통하여 원하는 일정한 압력 및 유량으로 투여하는 단계로 이루어지는 화학적 환경조성 과정;제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 기재된 세포 배양 장치(100)를 이용하여 인장과 압축 및 비틀림 하중을 스캐폴드(60) 내의 줄기세포에 가하는 기계적 과정; 및로드셀(21A,22A)과 변위센서(22A,22B)에 의하여 각각 상기 하중값과 상기 하중에 대한 직선 또는 회전변위를 측정하고, 상기 배양액 용기(61) 내에 구비된 센서(80)에 의해 용존산소량, 이산화탄소 함유량, 질소 함유량, pH값, 온도 중 어느 하나를 측정하여 이 데이터들을 가지고 연산장치(90)에서 원하는 피드백 작업을 수행하는 연산 과정;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세포 배양 장치를 이용한 줄기세포 배양방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.