Abstract
in this study, hybrid bioreactor was used to apply physical stimuli in cell culture. Effect of the applied physical stimuli on the growth and differentiation of MC3T3-El cell in a three-dimensional Chitosan scaffold were studied by using the hybrid bioreactor. The hybrid bioreactor for physical stimulus was specially designed to apply uniaxial cyclic compressive and shear strain. Physical stimulus was applied over a period of 14 days with 150 cycles per day at a frequency of 0.5Hz. Strain magnitude was 2.5% of the scaffold size. Control group and physically stimulated group of the MC3T3-El tell were incubated and harvested at the indicated times (Day 6, 8, 10, 12, 14). The total amount of protein, which obtained information of cell growth, was determined by Lowey method. Alkaline phosphatase activity was examined by ELISA. Physically stimulated group using the hybrid bioreactor was increased in alkaline phosphatase activity comparing with control group. The nodule formation and calcium deposit of the physical stimuli group which resulted in cell differentiation was faster than that of control group.
본 연구에서는 세포배양을 위해 개발된 복합생물반응기(Hybrid bioreactor)의 배양조건의 유효성을 평가하고, 3차원 키토산 지지체 (Chitosan-Scaffold Sponge Type)에 배양된 세포에 Hybrid Bioreactor를 이용한 물리적 자극에 대한 반응을 실험하였다. Hybrid bioreactor는 압축변형과 전단변형을 동시에 가할 수 있도록 제작되었다. 본 실험에서는 지지체 크기의 2.5% 변형으로 14일간 150회씩 0.5Hz 로 물리적 자극을 가하였다. 14일간 배양한 세포군은 일정 날짜에 샘플링 (sampling) 하였다. (Day 6, 8, 10, 12, 14). 세포 성장 정도를 알 수 있는 전체 단백질 양을 Lowey의 방범으로 분석하였으며, 분화의 시작을 알리는 표적단백질인 알카라인 포스파타제(Alkaline phosphatase)양을 ELISA로 측정하였다. Hybrid bioreactor를 이용하여 물리적 자극을 가한 군은 자극을 가하지 않은 군에 비하여 표적단백질의 형성을 촉진하였으며, 자극을 가한 관에서 사극을 가하지 않은 군에 비해 빠른 칼슘침착을 나타내었다.