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김종윤(J. Y. Kim),이동원(D.-W. Lee) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.5월
본 연구에서는 세포 배양액 상태에 따른 심장 수축 특성 변화를 분석하기 위해 심근세포 배양액 자동 교체 시스템을 제작하였다. 장시간 세포 배양액 보관을 위해 열전소자 기반 온도 유지장치를 제작하였고 온도 5-8℃, pH 7.39 ± 0.15를 유지하였다. 세포 배양액은 연동펌프를 이용하여 배양된 심근세포에 지속적으로 공급 및 교체하였으며0.83 μl/hour의 유량으로 교체하였다. 세포 배양액을 자동으로 교체하는 심근세포는 2 일 주기로 수동으로 교체하는 세포에 비해 심장박동수가 균일 하였으며 한번의 수축 이완 주기에서 더 큰 수축력을 측정하였다. 생물학적 성숙을 평가하기 위해 형광염색을 진행하였고 자동 배양액 교체 시스템을 이용한 심근세포가 대조군에 비해 증가된 Sarcomere 길이를 측정하였다. 날짜에 따른 Sarcomere 길이는 서서히 증가하여 21 일차에서 배양액 자동 교체 세포가 1.94 ± 0.15μm 로 가장 높게 측정되었고 이후 서서히 감소하고 유지되었다. 최종적으로, SU-8 기반 캔틸레버를 제작하였고 배양액 상태에 따른 심근세포의 수축 특성 및 약물에 의한 반응성 평가를 진행하였다. 제안된 SU-8 캔틸레버 기반 배양액 자동 교체 시스템은 균일한 심장박동 및 수축력 향상을 보이며 유도 만능 줄기세포에서 분화된 심근세포를 사용하여 환자 맞춤형 약물 독성 평가가 가능할 것으로 기대한다.