KR101887633B1 - Fluidic chip simulating wounds - Google Patents
Fluidic chip simulating wounds Download PDFInfo
- Publication number
- KR101887633B1 KR101887633B1 KR1020170029967A KR20170029967A KR101887633B1 KR 101887633 B1 KR101887633 B1 KR 101887633B1 KR 1020170029967 A KR1020170029967 A KR 1020170029967A KR 20170029967 A KR20170029967 A KR 20170029967A KR 101887633 B1 KR101887633 B1 KR 101887633B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- channel
- injection port
- wound
- pdms structure
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 title abstract description 46
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 title abstract description 46
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 9
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims abstract description 4
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical group C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 26
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 24
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 6
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000004885 white matter Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 20
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 20
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 4
- 239000012930 cell culture fluid Substances 0.000 description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000011953 bioanalysis Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000002174 soft lithography Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/16—Microfluidic devices; Capillary tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
본 발명은 유리판 상에 PDMS구조체를 형성한 칩과, 상기 PDMS구조체 일측에서 상부로 개구된 홀로 형성되는 제1주입구와, 상기 PDMS구조체 타측에는 상기 제1유입구와 대향지고, 상부로 개구된 홀로 형성되는 제1배출구와, 상기 PDMS구조체의 제1주입구 주변에 형성되고, 상부로 개구된 홀로 형성되는 제2주입구와, 상기 PDMS구조체 내부에 홈으로 형성되어, 상기 제1주입구와 대향진 제1배출구를 서로 연통되게 하는 제1채널, 및 상기 제2주입구와 연결되어 상기 PDMS구조체 내부에 홈으로 형성되고, 상기 제1채널의 어느 한 지점에 좌, 우 양측에서 서로 연결되는 제2채널을 포함하고, 상기 제2주입구를 통해 세포 배양액을 주입하여 상기 배양액을 제2채널을 통해 제1채널의 배출구로 유동시키면서 제1채널을 따라 세포가 배양되도록 하고, 상기 제1주입구를 통해 단백질분해효소액을 상기 제1채널의 배출구로 유동시켜, 상기 제1채널에서 배양된 세포 중 채널의 중심에 위치하는 세포들이 상기 제1채널의 길이방향을 따라 분해되어 형성되는 상처모델을 포함하여, 체내에 가까운 환경을 구현하면서, 피부 및 혈관에 발생하는 상처를 모사하고, 기존 윤리적 문제를 수반하던 동물실험을 일정부분 대체할 수 있고, 정교한 미세구배를 형성할 수 있으며, 극미량의 시약을 사용하는 미세유체칩의 장점으로 인해 보다 저렴하고 정확한 실험을 가능한 인체의 상처 모사 칩을 제공한다.The PDMS structure includes a chip having a PDMS structure formed on a glass plate, a first injection port formed as a hole opened upward from one side of the PDMS structure, and a hole formed in the PDMS structure opposite to the first inlet, A second injection port formed in the periphery of the first injection port of the PDMS structure and formed as an upper opening hole; and a second injection port formed in the PDMS structure as a groove, the first injection port and the opposing first discharge port And a second channel connected to the second injection port and formed as a groove in the PDMS structure and connected to one of the left and right sides at one point of the first channel, , A cell culture solution is injected through the second injection port, the culture solution is allowed to flow through the second channel to the outlet of the first channel, and the cells are cultured along the first channel, A wound model in which a white matter lysing solution is flowed to an outlet of the first channel and cells located at the center of the channel of the cells cultured in the first channel are formed by being decomposed along the longitudinal direction of the first channel, It is possible to replicate the wounds occurring in the skin and blood vessels while imitating the environment close to the body, to substitute a certain part of the animal experiment accompanied by the existing ethical problems, to form a fine microscopic gradient, and to use a very small amount of reagent Due to the advantages of the microfluidic chip, it provides human body scratch chip which can be cheaper and more accurate.
Description
본 발명은 인체의 상처를 모사하는 유체 칩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세 유체 칩의 채널을 따라 세포를 배양하여, 상기 채널에 세포조직을 형성하고, 상기 세포조직이 형성된 채널에 단백질분해효소를 유동시켜, 상기 단백질분해효소의 세포 분해작용에 따른 화학적 식각을 통해 실제 상처와 유사한 해당 깊이와 너비의 상처를 모사하는 유체 칩에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid chip for simulating a wound of a human body. More particularly, the present invention relates to a fluid chip for culturing a cell along a channel of a microfluidic chip to form a cell tissue on the channel, To a fluid chip which simulates a wound of a corresponding depth and width similar to a real wound through chemical etching according to the cell decomposing action of the protease.
일반적으로 실험실에서 다양한 실험도구를 사용하여 상당한 양의 시료용액과 반응용액을 사용하여 수행하던 여러 가지 종류의 실험을 슬라이드 글라스 크기보다 더 작은 칩 내부에 마이크로미터 단위 크기의 다양한 구조물을 집적하여 수행하는 개념에서 출발한 랩온어칩(lab-on-a-chip)이 활발히 개발되고 있다.In general, various kinds of experiments performed by using various experimental equipments in a laboratory using a considerable amount of a sample solution and a reaction solution are carried out by integrating various structures of a micrometer size within a chip smaller than a slide glass size A lab-on-a-chip has been actively developed.
랩온어칩을 구현하여 실제로 고속 질병진단이나 고효율 바이오 분석 등에 활용하기 위해서는 바이오 센서가 장착된 칩 또는 바이오 센서 그 자체를 하나의 기판에 집적하기 위한 미세유체칩 가공 기술이 필요하다.In order to actualize a lab-on-a-chip and actually utilize it for high-speed disease diagnosis or high-efficiency bioanalysis, microfluidic chip processing technology is required to integrate a biosensor-equipped chip or a biosensor itself on a single substrate.
일반적으로 미세 유체 칩을 제조하기 위한 방법으로는 실리콘 웨이퍼나 유리판 등과 같은 단단한 세라믹 소재 기판에 식각공정 등을 통하여 미세 미터 크기의 구조물을 형성시키고 평면 기판을 덮어서 접착시키는 과정에 의해서 제조하는 방법, 또는 유연한 소재인 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS) 등과 같은 고분자 소재를 사용하여 소프트리소그라피(soft-lithography) 공정 등에 의해서 제조하는 방법 등을 사용한다. Generally, a method for manufacturing a microfluidic chip includes a method of forming a micro-sized structure through an etching process on a hard ceramic substrate such as a silicon wafer or a glass plate, A soft-lithography process or the like using a polymer material such as polydimethylsiloxane (PDMS), which is a flexible material, or the like is used.
이중 유리판을 사용하여 박막 칩 레플리카나 미세 유체 칩을 제조하는 방법에 관해서는 대한민국 등록특허 제10-0965632호(2010.06.15)등에서 제시하고 있다. A method of manufacturing a thin film chip replica or a microfluidic chip using a double glass plate is disclosed in Korean Patent No. 10-0965632 (Jun. 15, 2010).
한편, 오늘날에는 상기한 유체 칩에 세포조직을 배양시켜 생체의 일부를 모사할 수 있는데, 이때 종래의 유체 칩은 상처의 면적 및 깊이 등에 대해 세밀한 모사가 어렵고, 상처 부위가 재생되는 과정을 세심하게 관찰하는 것이 불편하다는 문제가 있다.On the other hand, today, it is possible to simulate a part of a living body by culturing a cell tissue on the above-mentioned fluid chip. In this case, in the conventional fluid chip, it is difficult to precisely simulate the area and depth of the wound, There is a problem that observation is inconvenient.
본 발명은 체내에 가까운 환경을 구현하면서, 피부 및 혈관에 발생하는 상처를 모사하고, 기존 윤리적 문제를 수반하던 동물실험을 일정부분 대체할 수 있고, 정교한 미세구배의 형성으로 단백질분해효소의 유동량을 조절할 수 있어 상처(상처모델)의 크기를 제어해 맞춤형 상처모델을 제시할 수 있으며, 극미량의 시약을 사용하는 미세유체칩의 장점으로 인해 보다 저렴하고 정확한 실험을 가능한 상처를 모사하는 유체 칩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention can simulate wounds occurring in the skin and blood vessels while imitating the environment close to the body, substitute a part of the animal experiment accompanied by existing ethical problems, and form a sophisticated microscopic gradient to increase the flow rate of the proteolytic enzyme It is possible to control the size of the wound (the wound model) to present a customized wound model and to provide a fluid chip that simulates a wound that can be cheaper and more accurate due to the advantages of a microfluidic chip using a very small amount of reagent The purpose of that is to do.
본 발명에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 유리판 상에 PDMS구조체와, 상기 PDMS구조체 내부에 홈으로 형성되고, 일측에서 타측으로 세포배양액을 유동시켜 내부에 세포조직을 형성하는 제1채널, 및 상기 PDMS구조체 내부에 홈으로 상기 제1채널과 연통하게 형성되고, 상기 제1채널로 세포조직을 분해하는 세포 단백질분해효소를 공급하는 제2채널이 포함되는데, 상기 제1채널은 일측에 형성된 제1주입구를 기준으로 좌, 우 방향 두 갈래로 분할되면서 타측방향으로 절곡형성되어, 상기 제1주입구에서 좌,우로 분할된 제1채널이 서로 어느 한 지점에서 만나 합류되고, 합류된 지점에서 제1배출구와 연통하게 연장형성되어, '┣'형태의 교차지점을 형성하고, 상기 제2채널의 일측인 제2주입구에서 연장된 타측은 '┣'형태의 교차지점과 연결되어, 상기 제1채널과 제2채널은 서로 '+'형태의 연통하게 형성하며, 상기 제1채널의 하부에는 다공성 멤브레인을 격벽으로 하여 혈관을 모사하는 제3채널을 형성한다.A fluid chip for simulating a wound according to the present invention comprises a PDMS structure on a glass plate, a first channel formed as a groove in the PDMS structure, flowing a cell culture liquid from one side to the other side to form a cell structure therein, And a second channel formed in the inside of the PDMS structure to communicate with the first channel and supplying a cell proteolytic enzyme for decomposing cell tissue into the first channel, The first channel divided into left and right at the first inlet is merged at any one point and merged at the first inlet and the first outlet is formed at the merged point, And the other side extending from the second injection port, which is one side of the second channel, is connected to the intersection point of the '?' Shape so that the first channel The second channel is in communication with one another to form a "+" shape, a lower portion of the first channel forms a third channel to simulate a blood vessel by a porous membrane as the partition wall.
그리고 본 발명에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 상기 제1채널 내부에 형성된 세포조직에 상기 제2채널을 통해 단백질분해효소를 공급하여, 상기 제1채널에서 배양된 세포조직 중 일부가 단백질분해효소에 의해 분해되어, 상기 제1채널의 길이방향을 따라 상처모델이 형성되는 것이 바람직하다.The fluid chip for simulating a wound according to the present invention supplies a proteolytic enzyme to the cell tissue formed inside the first channel through the second channel so that a part of the cell tissue cultured in the first channel is converted into proteolytic enzyme And a wound model is formed along the longitudinal direction of the first channel.
또한, 본 발명에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 상기 단백질분해효소의 유동량으로 상처모델의 크기를 제어하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the fluid chip that simulates the wound according to the present invention controls the size of the wound model by the flow rate of the protease.
삭제delete
본 발명의 일 실시 예에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 다음과 같은 효과를 가진다.The fluid chip simulating a wound according to an embodiment of the present invention has the following effects.
첫째, 체내에 가까운 환경을 구현하면서, 피부 및 혈관에 발생하는 상처를 모사하고, 기존 윤리적 문제를 수반하던 동물실험을 일정부분 대체할 수 있는 효과를 가진다.First, it implements the environment close to the body, simulates the wounds that occur in the skin and blood vessels, and has the effect of substituting a part of the animal experiment accompanying the existing ethical problem.
둘째, 정교한 미세구배의 형성으로 단백질분해효소의 유동량을 조절할 수 있어 상처(상처모델)의 크기를 제어해 맞춤형 상처모델을 제시할 수 있으며, 극미량의 시약을 사용하는 미세유체칩의 장점으로 인해 보다 저렴하고 정확한 실험을 가능한 효과를 가진다.Secondly, it is possible to control the flow rate of proteolytic enzyme by the formation of elaborate microgranules, and it is possible to present a customized wound model by controlling the size of the wound (wound model). Due to the advantages of the microfluidic chip using a very small amount of reagent It is possible to make an inexpensive and accurate experiment.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 상처를 모사하는 유체 칩을 보인 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 칩에 상처를 형성하는 과정을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단백질분해효소의 유동속도에 따른 상처모델 너비를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상처를 모사하는 유체 칩을 보인 예시도 이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a fluid chip that simulates a wound according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a view illustrating a process of forming a wound on a fluid chip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary view showing a wound model width according to a flow rate of proteolytic enzyme according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is an exemplary view showing a fluid chip simulating a wound according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, It should be understood that there may be variations.
본 발명은 미세 유체 칩의 채널을 따라 세포를 배양하여, 상기 채널에 세포조직을 형성하고, 상기 세포조직이 형성된 채널에 단백질분해효소를 유동시켜, 상기 단백질분해효소의 세포 분해작용에 따른 화학적 식각을 통해 실제 상처와 유사한 형태의 상처모델을 제공하여 상처를 모사하는 유체 칩에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The present invention relates to a method for culturing a microfluidic chip, which comprises culturing cells along a channel of a microfluidic chip, forming a cell tissue on the channel, flowing a proteolytic enzyme on the channel in which the cell tissue is formed, The present invention relates to a fluid chip for simulating a wound by providing a wound model similar to that of an actual wound.
도 1을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 칩(100)과, 제1채널(130) 및 제2채널(140)을 포함하는데, 먼저 상기 칩(100)은 판 상으로 지정 크기의 유리판(101) 상면에 PDMS구조체(102)를 형성한다. 1, a fluid chip that simulates a wound according to an embodiment of the present invention includes a
이때 상기 PDMS구조체(102)는 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane) 재질을 갖는 고형의 구조체로 통상의 기술과 같이 리소그라피 방식으로 제조되어, 상기 유리판(101)이 접합 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the
이러한 상기 PDMS구조체(102)는 제1주입구(110)와, 제1배출구(120)와, 제1채널(130) 및 제2채널(140) 등을 포함하고, 상기 유리판(101) 상면에서 하나의 층을 이룬다.The
그리고 상기 PDMS구조체(102)의 일측에는 제1주입구(110)를 형성하는데, 상기 제1주입구(100)는 상부로 개구된 홀로 형성하여, 외부에서 상기 제1주입구(100)를 통해 상기 PDMS구조체(102) 내부로 유체를 주입할 수 있도록 한다.A
또한, 상기 PDMS구조체(102)의 타측에는 제1배출구(120)를 형성하는데, 상기 제1배출구(120)는 상기 제1주입구(110)와 서로 대향지고, 상기 제1배출구(120) 역시, 상부로 개구된 홀로 형성하여 상기 PDMS구조체(102)의 내부에서 유통하는 유체가 외부로 배출될 수 있도록 한다.A
이때 상기 PDMS구조체(102) 내부에는 제1채널(130)을 형성하는데, 상기 제1채널(130)은 PDMS구조체(102)의 내부에서 홈으로 형성되어, 상기 제1주입구(110)와 대향진 제1배출구(120)를 서로 연통시켜 상기 제1주입구(110)에서 제1배출구(120)로 유체가 유동할 수 있는 통로를 제공한다.A
따라서 상기한 구성에 의해 상기 제1주입구(110)를 통해 주입된 유체는 상기 제1채널(130)을 따라 상기 PDMS구조체(102)의 일측에서 타측으로 유동하면서 제1배출구(120)를 통해 외부로 배출된다.Accordingly, the fluid injected through the
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 제1채널(130)은 상기 제1주입구(110)에서 시작되는 제1채널(130)의 일측은 유체가 좌 방향과 우 방향으로 분할 유동하도록, 상기 제1주입구(110)를 기준으로 상기 제1채널(130)을 좌, 우 방향 두 갈래로 형성하고, 좌, 우 방향으로 각각 형성된 제1채널(130)들의 타측은 다시 서로 만나 합류하여 '┣'형태의 교차지점(131)을 형성한다.In the
이때 '┣'형태의 교차지점(131)을 형성하기 위해 좌, 우 방향으로 각각 형성된 제1채널(130)들의 타측은 각각 '┏┓'와, '┗┛'형태로 절곡 형성하면서 대칭을 이루어, '┏┓'와, '┗┛'형태로 절곡 형성된 제1채널(130)들의 타측이 어느 한 지점에서 만나 합류되고, 합류된 지점에서 다시 제1배출구(120)와 연통하게 연장형성되어, '┣'형태의 교차지점(131)을 형성하게 된다.At this time, the other sides of the
상기한 구조의 제1채널(130)에는 세포배양액을 유동시켜 세포조직이 형성되도록 하는데, 이때 세포배양액은 상기 제1주입구(110)를 통해 주입되고, 상기 제1주입구(110)를 통해 주입된 세포배양액은 좌, 우 두 갈래로 분할된 제1채널(130)들을 따라 유동하면서 '┣'형태의 교차지점(131)에서 합류된 후, 제1배출구(120) 측으로 유동하고, 여기서 세포배양액에 의해 상기 제1채널(130)의 내부에는 세포가 배양되어 세포조직을 형성한다. The cell culture fluid is injected through the
더불어 상기 PDMS구조체(102)의 제1주입구(110) 주변에는 제2주입구(150)를 형성하는데, 상기 제2주입구(150) 역시, 상부로 개구된 홀로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 제2주입구(150)는 제2채널(140)과 연결된다.A
이때 상기 제2채널(140) 역시, 상기 PDMS구조체(102) 내부에서 홈으로 형성되는데, 상기 제2채널(140)의 일측은 상기 제2주입구(150)와 연결하고, 상기 제2채널(140)의 타측은 상기 제1채널(130)의 교차지점(131)으로 연결되어, 상기 제1채널(130)과 제2채널(140)은 서로 '+'형태를 이룬다.At this time, the
상기한 구조의 상기 제2주입구(150)에 단백질분해효소를 주입하면 단백질분해효소는 제2채널(140)을 따라 상기 제1채널(130)의 교차지점(131)을 통해 제1배출구(120)로 배출되도록 한다. When the proteolytic enzyme is injected into the
이때 상기 단백질분해효소는 트립신(trypsin)인 것이 바람직하다.In this case, the protease is preferably trypsin.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 칩에 상처를 형성하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 2 and 3, a process of forming a wound on a fluid chip according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 칩 내부에 상처를 모사하기 위해 상기 제1채널(130)에는 생체조직과 같은 세포조직을 형성하는데, 상기 세포조직을 형성하기 위해 상기 제1주입구(110)를 통해 세포배양액을 제1채널(130)로 주입하면, 상기 세포배양액은 좌, 우 두 갈래로 분할된 제1채널(110)들을 따라 일측에서 타측으로 각각 유동하고, 교차지점(131)에서 합류한 후 제1배출구(120) 측으로 유동한다. First, a cell tissue such as a biotissue is formed in the
이때 상기 제1채널(130) 내부에는 세포가 배양되어 세포조직이 형성되며, 상기 제2주입구(150)를 통해 단백질분해효소를 주입하면 상기 단백질분해효소가 상기 제2채널(140)을 따라 상기 제1채널(130)로 유동하면서 상기 제1채널(130) 내부에 형성된 세포조직을 화학적 식각으로 분해하여 해당 크기의 상처(상처모델)를 형성한다.When the proteolytic enzyme is injected through the
여기서 상처(상처모델)의 크기는 상처의 너비 또는 폭을 말하는데, 도 3에 도시한 바와 같이 단백질분해효소의 유동량에 따른 상처의 크기가 다르게 형성되는 것을 알 수 있다.Here, the size of the wound (wound model) refers to the width or width of the wound. As shown in FIG. 3, it can be seen that the wound size varies depending on the flow rate of the protease.
아래의 [표 1]은 단백질분해효소의 유동량에 따른 상처의 크기를 나타낸 것이다.[Table 1] shows the size of the wound according to the flow rate of proteolytic enzyme.
따라서, [표 1]에서 보는 바와 같이 단백질분해효소의 유동량에 따라 세포조직의 식각 정도가 비례하므로, 상기 제1채널(130)로 유동하는 단백질분해효소의 유동량을 조절하여 상처(상처모델)의 크기를 제어해 맞춤형 상처모델을 제시할 수 있고, 또한 상처의 깊이 역시 단백질분해효소의 유동량으로 제어할 수 있다.Therefore, as shown in [Table 1], since the degree of etching of the cell tissue is proportional to the amount of the protease, the amount of the proteolytic enzyme flowing in the
이렇게 형성된 상처(상처모델)에 약물을 유동시켜 상처 치유에 대한 약물 실험 및 상처 치유 전반에 관한 실험을 실시할 수 있다.The drug can be flowed into the formed wound (wound model) so that the drug experiment for wound healing and the whole wound healing can be conducted.
더불어 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상처를 모사하는 유체 칩은 도 4에 도시한 바와 같이 상기 제1채널(130)의 하부에 연통하는 제3채널(170)을 더 형성할 수 있는데, 이때 상기 제3채널(170)은 상기 제1주입구(110)의 인접하여 형성된 제3주입구(171)와 상기 제1배출구(120)의 인접에 형성된 제2배출구(172)가 서로 연통하도록 연결하고, 상기 제1채널(130)과 연통하도록 상기 제1채널(130)과 제3채널(170) 사이 격벽(173)은 다공성 맴브레인으로 형성하는 것이 바람직하다.4, the fluid chip for simulating a wound according to another embodiment of the present invention may further include a
상기한 제3채널(170)은 혈관을 모사한 것으로, 상기 제3주입구(171) 및 제2배출구(172)를 통해 상기 제3채널(170)에 유체를 유동시키면, 인자들을 다공을 통해 제공하여 상기 제1채널(130)에서 혈류 유동성에 따른 상처 형태 및 세포 배양 제어는 물론, 상처 치유 전반에 관한 실험을 할 수 있다. The
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 칩
101: 유리판
102: PDMS구조체
110: 제1주입구
120: 제1배출구
130: 제1채널
140: 제2채널
150: 제2주입구100: chip
101: Glass plate
102: PDMS structure
110: first inlet
120: first outlet
130: First channel
140: Second channel
150: Second inlet
Claims (4)
상기 제1채널은 일측에 형성된 제1주입구를 기준으로 좌, 우 방향 두 갈래로 분할되면서 타측방향으로 절곡형성되어, 상기 제1주입구에서 좌,우로 분할된 제1채널이 서로 어느 한 지점에서 만나 합류되고, 합류된 지점에서 제1배출구와 연통하게 연장형성되어, '┣'형태의 교차지점을 형성하고,
상기 제2채널의 일측인 제2주입구에서 연장된 타측은 '┣'형태의 교차지점과 연결되어, 상기 제1채널과 제2채널은 서로 '+'형태의 연통하게 형성하며,
상기 제1채널의 하부에는 다공성 멤브레인을 격벽으로 하여 혈관을 모사하는 제3채널을 형성하는 상처를 모사하는 유체 칩.
A first channel formed on the glass plate and formed as a groove in the PDMS structure to flow cell culture liquid from one side to the other side to form a cell structure therein; A fluid chip for simulating a wound including a second channel formed to communicate with the first channel and supplying a cell proteolytic enzyme for degrading cell tissue into the first channel,
The first channel is divided into left and right bifurcations on the basis of a first injection port formed on one side, and is bent in the other direction so that the first channels divided into left and right from the first injection port meet each other at one point And extends in communication with the first outlet at the merged point to form a crossing point in the form of a "?'
The other side of the second channel extending from the second inlet port is connected to the intersection point of the '?' Type, and the first channel and the second channel are formed in a '+'
And a third channel that forms a third channel that replicates blood vessels with the porous membrane as a partition below the first channel.
상기 제1채널 내부에 형성된 세포조직에 상기 제2채널을 통해 단백질분해효소를 공급하여, 상기 제1채널에서 배양된 세포조직 중 일부가 단백질분해효소에 의해 분해되어, 상기 제1채널의 길이방향을 따라 상처모델을 형성하는 상처를 모사하는 유체 칩.
The method according to claim 1,
A proteolytic enzyme is supplied to the cell tissue formed in the first channel through the second channel so that a part of the cell tissue cultured in the first channel is decomposed by the proteolytic enzyme, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > wound to form a wound model.
상기 단백질분해효소의 유동량으로 상처모델의 크기를 제어하는 상처를 모사하는 유체 칩.
The method of claim 2,
And a fluid chip that simulates the wound to control the size of the wound model with the flow rate of the protease.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029967A KR101887633B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Fluidic chip simulating wounds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029967A KR101887633B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Fluidic chip simulating wounds |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101887633B1 true KR101887633B1 (en) | 2018-08-13 |
Family
ID=63250931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170029967A Active KR101887633B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Fluidic chip simulating wounds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101887633B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113637580A (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-12 | 复旦大学 | Multi-force field coupled cell tissue culture chip |
CN115779987A (en) * | 2022-12-06 | 2023-03-14 | 海南医学院 | PDMS micro-fluidic chip and application thereof |
KR20230155222A (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-10 | 한국공학대학교산학협력단 | Microfluidic adjusted device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070122415A (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-31 | 한국과학기술원 | Micromixing device for samples and lab-on-a-chip |
-
2017
- 2017-03-09 KR KR1020170029967A patent/KR101887633B1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070122415A (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-31 | 한국과학기술원 | Micromixing device for samples and lab-on-a-chip |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
AJP-Heart Circ Physiol., (2010), Vol. 298, pp H719-H725. * |
Integr. Biol., (2014), 6, pp 1132-1140.* * |
J. Chromatogr Sep Tech. (2017.01.), 8:1. pp 1-4. * |
PLoS ONE, (2011), Vol. 6, Issue 9, e24283, pp 1-14. * |
Scientific Reports, (2015), 5, Article number : 14049, pp 1-10. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113637580A (en) * | 2020-04-27 | 2021-11-12 | 复旦大学 | Multi-force field coupled cell tissue culture chip |
KR20230155222A (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-10 | 한국공학대학교산학협력단 | Microfluidic adjusted device |
KR102709131B1 (en) | 2022-05-03 | 2024-09-25 | 한국공학대학교산학협력단 | Microfluidic adjusted device |
CN115779987A (en) * | 2022-12-06 | 2023-03-14 | 海南医学院 | PDMS micro-fluidic chip and application thereof |
CN115779987B (en) * | 2022-12-06 | 2023-09-08 | 海南医学院 | A PDMS microfluidic chip and its application |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vanapalli et al. | Microfluidics as a functional tool for cell mechanics | |
KR101887633B1 (en) | Fluidic chip simulating wounds | |
CN109234163B (en) | A high-throughput tumor-targeted drug concentration screening microfluidic device | |
US20130244270A1 (en) | Microfluidic device for cell motility screening and chemotaxis testing | |
US20210252509A1 (en) | Microfluidic device | |
US12163112B2 (en) | Production of cellular spheroids | |
JP2014505590A (en) | Particle separation apparatus and method | |
JP2009524407A (en) | Microfluidic cell culture device | |
JP2013506434A (en) | Microscale multi-fluid flow bioreactor for cell culture | |
CN107904168B (en) | A microfluidic chip and method for studying cell chemotaxis | |
KR101965076B1 (en) | Three-dimensional cell culture chip | |
US10106768B2 (en) | Micro cell culturing device | |
CN113814010B (en) | Multi-cell and multi-tissue co-culture bionic micro-fluidic chip and preparation method thereof | |
CN103146574A (en) | High-flux microfluidic biomechanical long-term stimulation system and use thereof | |
CN105543072B (en) | Cancer cell migration and screening anticancer medicine co-culture model based on micro-fluidic chip | |
KR102734231B1 (en) | Microfluidic chip for organoid culture and drug screening, and methdo of using the same | |
JP5166360B2 (en) | Cell motility evaluation method using microreactor | |
CN212955171U (en) | Micro-fluidic chip | |
JP6968381B2 (en) | Cell culture device | |
KR101433091B1 (en) | Chematoxis Analysis Microfluidic Apparatus of bacteria, Production Method and Chematoxis Analysis Method of bacteria | |
CN105910878B (en) | A device for gas removal in microfluidic channels | |
CN113528334A (en) | Microfluidic experimental plate and cell culture method | |
CN112358968A (en) | Micro-fluidic chip for tumor cell migration research and preparation method thereof | |
Hazar et al. | 3D bio-etching of a complex composite-like embryonic tissue | |
KR102744474B1 (en) | Microfluidic device for forming 3-dimensional tissue barrier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20170309 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180119 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20180727 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20180806 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20180807 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210802 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220801 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230718 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240716 Start annual number: 7 End annual number: 7 |