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줄기세포 배양 자동화 바이오리액터 시스템 개발
줄기세포 배양 자동화 바이오리액터 시스템 개발
  • 교수신문
  • 승인 2019.12.03 10:43
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강원대 임기택 교수팀

강원대학교 바이오산업공학부 임기택 교수가 인간 줄기세포 배양에 특화된 자동화 바이오리액터 시스템 개발에 성공했다. 바이오리액터(Bioreactor, 생물반응기)는 생물학적인 활성화 환경을 조성하기 위해 공학적으로 제작 및 설계 된 기계장치다. 관련 연구결과는 바이오화학공학의 권위 학술지인 ‘Biochemical Engineering Journal’ 10월호를 통해 공개됐다.

연구팀은 ▲배양배지 제어조절 및 실시간 모니터링이 가능한 정밀온도 조절 배양챔버 ▲전단응력과 저산소 생체역학 신호를 유도할 수 있는 제어 프로그래밍을 통해 ‘인간 중간엽 줄기세포(hMSCs)’의 증식·분화과정의 재현성과 속도를 향상시키는데 성공했다.

연구팀은 줄기세포에 영향을 미치는 ▲수소이온농도지수(pH) ▲용존산소(DO) 및 이산화탄소(CO₂) 농도를 정확히 조절할 수 있는 ‘통합 바이오리액터 시스템(Integrated Bioreactor System, 이하 IBS)’을 구축했다.

이 시스템은 ▲모니터링 시스템 ▲주 조절 시스템 ▲배지 공급 시스템 ▲정량펌프(peristaltic pump) ▲질량 유량 조절계(mass flow controller) ▲세포 배양 시스템 등 6개 부분으로 구성돼 있다.

이를 통해 ‘인간 중간엽 줄기세포(hMSCs)’ 증식·분화과정의 실시간 측정 및 센서를 통해 수집된 데이터를 이용한 환경적 변화를 제어하는데 성공했으며, IBS에 의해 유도된 저산소증이 줄기세포의 연골 분화를 증가시킨다는 사실을 확인했다.

연구팀은 지난 10월 ‘세포 증식 및 분화의 정확한 조절을 위한 자동화된 바이오리액터’라는 명칭으로 특허 등록을 마쳤으며, 현재 기술이전을 통한 상용화를 진행하고 있다.

 


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