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목적 : 안과 영역에서 세포를 이용한 독성 및 약물효과 실험은 안약의 투여횟수와 눈물에 의한 약물세척등을 고려해야 하므로 다소 복잡하다. 또한 각막등의 상처치유등을 보기위한 실험에서 플레이트에 pipet tip으로 상처를 만드는 방법을 많이 사용하는데 상처 크기가 균일하지 않고 물리적 손상이 야기되는 경우가 많다. 본 연구에서는 실험자의 많은 노동력과 실험때마다 발생하는 편차등을 줄이고자 미세유체회로 칩을 이용하여 자동화된 실험환경을 구축하였다.
방법 : 본 실험에 사용된 미세유체회로 칩은 한 방울의 약물로 8번의 실험을 동시에 진행 가능한 고속대량 약물 스크리닝 시스템(High throughput drug screening system)이며, PC에 의해 실험 계획에 따라 프로그램 된 약물의 투여와 수거과정을 자동화 하였다. 본 시스템을 이용하여 안약 보존제로 사용되는 benzalkonium chloride(BAK)의 HCEC세포에 대한 독성 실험과 ursolic acid의 세포 이동 및 증식 촉진 효과를 관찰하는데 적용하였다.
결과 : 1. High Throughput Cytotoxicity Screening for Preservatives in Eye Drop device
고농도 BAK(0.05%)와 buffer(media)만 채워주면, 자동적으로 8가지(0~.0.05%) 농도로 cell chamber에 처리 되고 일정시간 뒤 세척되어 눈과 비슷한 환경에서 세포독성이 나타나는 BAK 농도를 찾을 수 있었다.
2. Micro fluidic High Throughput Screening System for Proliferation and Invasion Model
64개의 각각의 cell chamber 중앙에 원기둥의 밸브를 가지고 있어 세포를 배양후 밸브를 열고 8개의 (0~10uM) 농도로 Ursolic acid가 자동으로 처리되게 하여, 세포의 proliferation 및 migration 이 촉진되는 약물의 농도를 찾을 수 있었다.
결론 : 이와 같은 micro-fluidic device는 기존의 플레이트 실험에서 다루기 어려운 부분을 더 다양한 조건에서 한번에 빠르고 정확하게 확인할 수 있었으며 플레이트를 이용하는 것보다 적은 양의 세포가 필요하였다. 안과관련 독성 및 약물효과 실험 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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