중간엽 줄기세포(MSCs)는 미분화 상태의 세포로써, 섬유아세포, 연골아세포, 골아세포 등으로 분화하여 인체의 근골격계를 구성하며, 기계적 자극은 중간엽 줄기세포 분화를 결정하는 중요한 인자로 알려져 이다. 본 연구에서는, 세포가 생존하기 위한 환경을 제공하고, 세포가 기계적 자극조건에 따라 분화할 수 있도록 하는 바이오리엑터를 제안하엿다. 또한, 중간엽 줄기세포를 배양하기 위한 세포 지지체로써 PU(polyurethane)로 제작된 지지체를 제안하였다. 세포 분화를 확인하기 위하여, 중간엽 줄기세포를 PU 지지체에 seeding한 후, 바이오리엑터를 이용하여 기계적 자극에 의한 세포의 분화를 확인하였다.
It is well known that mesenchymal stem cell(MSCs) can be differentiated into fibroblasts, chondrocytes, and osteoblasts and that they develop into fibrous tissue, cartilage, or bone, as a result of mechanical stimulation. In this study, we developed a bioreactor system, which is composed of a reactor vessel that provides the required cell culture environment, an environment controlling chamber to control the media, a gas mixer, and a reactor motion control subsystem to apply mechanical stimuli to the cells. For the MSC culture, We used a poly-urethane (PU) scaffold, with a collagen coating to ensure improved cohesion ratio. Then, we transferred the cultivated MSCs in the PU scaffold, cultured the cells in the bioreactor system, and confirmed the proliferation, differentiation, and ossification processes, resulting from mechanical stimuli.
