사업화 유망기술

당뇨, 비만 치료제 개발을 위한 3D 세포배양 구조체 제작, 이를 이용한 약물 효능평가 방법 및 3차원 세포배양기

당뇨, 비만 치료제 개발을 위한 3D 세포배양 구조체 제작, 이를 이용한 약물 효능평가 방법 및 3차원 세포배양기

3차원 세포-프린팅 시스템을 이용하여 하이드로겔 스캐폴드를 제조하고, 염화칼슘을 처리 및 배양액 처리를 통해 지방전구세포 및 마크로파지가 유사 지방조직을 형성하도록함

보유기관 : 한국화학연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

3차원 세포-프린팅 시스템을 이용하여 하이드로겔 스캐폴드를 제조하고, 염화칼슘을 처리 및 배양액 처리를 통해 지방전구세포 및 마크로파지가 유사 지방조직을 형성하도록함

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
지방세포 및 마크로파지 공동 배양 방법 10-2078602
지방세포와 마크로파지 공동배양을 이용한 글루코스 수용성 평가 방법 10-2087928
지방세포 및 마크로파지 공동 배양을 이용한 지방 입자 측정 방법 10-2087927
3차원 세포 공동 배양 방법 및 세포 공동 배양 기구 10-2065343

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기존 기술의 문제점

- 간 연구를 위해 인공적 제조방법인 3차원 스캐폴드(scaffold)를 이용하고 있으나, 실제와 유사한 생체 내 구조 및 조직을 형성하기에는 한계점이 존재함

- 신약 후보 물질의 효과를 확인하기 위해 고속 대량 스크리닝(High throughput screening)에 적합하고 다양한 대사질환에 적용하기 용이한 스크리닝 방법이 필요함

- 웰 플레이트(well-plate)나 페트리디시(petri dish)와 같은 세포 배양 접시를 사용하는 2차원 세포 배양 방법은 세포마다 성장 및 증식 속도가 서로 달라 다양한 생체 분자가 세포에 주는 영향을 예측하고 조정하는 것이 불가능함

기존 기술과의 차별성

- 하이드로겔 스캐폴드 내에서 마크로파지의 세포 및 생체 내 지방조직과 유사한 기능을 가지는 구조체를 형성할 수 있음

- 비드(bead) 형태의 하이드로겔 스캐폴드를 이용해 지방세포와 마크로파지를 3차원으로 공동 배양하여 인슐린 저항성을 갖는 유사 지방 모델을 형성함으로써 지방 입자 측정 및 글루코스 수용성 평가를 고속으로 가능함

- 세포 간에 직접적인 접촉에 의해 발생하는 문제를 최소화 할 수 있으며 공동 배양에 의해 일어난 세포 내 현상을 정확하게 확인할 수 있음

주요 기술 구성

- 3차원 세포-프린팅 시스템을 이용하여 하이드로겔 스캐폴드를 제조하고, 염화칼슘을 처리 및 배양액 처리를 통해 지방전구세포 및 마크로파지가 유사 지방조직을 형성하도록함

- 하이드로겔 스캐폴드를 제조하여 염화칼슘을 처리 및 배양액 처리를 통해 염증성 유사지방 모델을 형성하고 글루코스 수용성을 평가함

- 제조된 하이드로겔 스캐폴드에 지방 입자에 특이적인 AdipoRed 염료를 처리함으로써 지방 입자를 측정함

- 복수의 배양액 유통로를 포함하는 공동 세포 배양 기구에 서로 다른 세포들을 공동 배양함

적용분야 및 적용제품

- 맞춤형 의학, 신약개발, 질병 및 세포 연구 분야

- 3D spheroid model 및 3차원 세포배양 Kit
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