[줄기세포개원장비] ‘줄기세포실’ 클린룸 조성 증가

연구 및 실험실 수준의 장비 필요

동물병원에서 수의사가 직접 줄기세포의 체취와 배양, 분리 등이 가능해짐에 따라 줄기세포실을 설치하는 동물병원이 늘어나고 있다. 별도의 인허가 없이 설치가 가능해 임상기회를 빠르게 넓힐 수도 있다. 그러나 동물병원의 줄기세포실은 공기 중에 있는 미세한 박테리아로 인해 세포의 변형이 일어날 가능성도 있어 무균실에 가까운 공간을 마련하는 것이 좋다.

세포와 관련한 동물병원의 환경 기준이 별도로 마련돼 있진 않지만 대부분은 실내공기 중의 미립자, 온도, 습도, 기류, 압력까지 일정범위로 제어하는 클린룸 규정을 따르는 경우가 많다. 클린룸 내 공기 청정도 등급은 ISO 14644-1에서 규정하고 있으며, 총 9등급까지 있다. 7등급 이상이면 무균에 가까운 공간으로 평가받을 수 있다.

세포실은 적절한 환경을 갖추는 시설장비와 세포 배양을 위한 공정장비, 정확한 배양이 이뤄졌는지 확인할 수 있는 품질시험장비, 세포를 보관할 수 있는 장비 등이 갖춰져 있어야 한다.

공기정화시설

최근에는 공기 중에 존재하는 미세입자가 벽이나 장비 등에 붙어 증식하지 못하도록 하는 공기조화시스템을 설치하는 동물병원도 있다. 필터를 통해 룸으로 들어오는 공기의 입자를 제거해 오염원을 차단하는 한편 다른 공간과 압력차를 두어 오염된 공기가 들어오지 못하게 할 수 있다.

공기정화시설에 이어 적정한 온습도를 유지할 수 있도록 온도와 습도를 관리하는 장비를 설치할수도 있다. 클린룸 내부에 설치된 센서 및 모니터링 계측기를 통해 중앙제어실에서 모니터링이 가능하다. 공기 중의 오염원을 차단하고 일정한 온도와 습도를 유지할 수 있는 공기정화시설은 세포를 다루는 중요한 환경을 조성할 수 있다. 하지만 별도의 설치 비용이 추가된다는 단점이 있다.

제조 공정 장비들

제조 시설에서 가장 중요한 장비는 Clean bench이다. 클린벤치는 세균이 없는 이상적인 환경을 조성해 세균이나 곰팡이 등의 미생물의 혼입을 방지하는 장비다.

공기정화시설이 갖춰있지 않아도 클린벤치의 필터를 통해 작업 공간 내로 유입되는 공기 중 0.3㎍/㎥ 이상의 입자를 제거할 수 있다. 클린벤치에는 작업 공간 내의 공기가 장치의 외부로 나가는 것과 장치 내부를 순환하는 것이 있다. 사용하지 않을 때는 UV를 통해 오염원이 자랄 수 없도록 관리해야 한다. 줄기세포 치료를 위한 필수 장비다.

원심력을 이용해 시료를 분획하는 원심분리기와 세포배양기도 필요하다. 최근에는 혈액과 골수의 세밀한 세포 밀도를 계산, 자동으로 각도와 속도를 조절해 다량의 성장인자와 면역세포를 줄기세포와 함께 추출할 수 있는 원심분리기도 출시된 상태다. 

세포가 성장하는데 필요한 모든 조건을 제공하는 챔버와 세포를 확인하는 현미경 등의 필수 장비도 최근에는 오염원 차단을 최소화한 제품이 판매되고 있다.

세포를 배양하는 챔버는 최적의 온도와 습도를 유지하는 것이 관건이다. 문을 열었다가 닫아도 온도와 습도의 변화가 거의 없어야 한다. 최근에는 온도와 습도의 변화를 CO2 농도로 파악해 산소 환경은 낮추고 이산화탄소의 농도를 조절해 ph를 유지하는 챔버를 많이 사용하고 있다. 챔버는 세포의 성장을 돕고 변형을 억제하는 중요한 역할을 하는 장비인 만큼 온도와 습도의 변화가 거의 없는 제품을 선택하는 것이 좋다는 것이 전문가들의 견해다.

또한 배양하려는 plate에 media가 묻었거나 챔버에 쏟았을 경우 곰팡이가 자랄 수 있는 만큼 관리에도 신경을 써야 한다.

세포배양 확인

어떤 세포가 얼마나 배양이 됐는지 등을 확인할 수 있는 현미경은 최근에 레이저가 장착돼 있어 조직으로 부터 특정 세포를 분리할 수 있는 제품까지 등장했다. 불균질 혼합물에서 순수 시료를 비접촉식으로 정확하게 분리할 수 있으며, 원하는 부위만 캡처해 고해상도의 사진을 얻을 수 있다.

그 외에 분주기와 피펫, 세포수를 확인하는 Cell Counter도 유용한 장비다. 세포를 옮기지 않고 자동으로 세포수를 측정할 수 있는 장비도 등장했을 정도로 정확하면서도 오염도를 최소화한 장비들이 많다.

동종 세포 취급시 보관 중요

최근에는 자가이식보다 동종 세포를 보관했다가 다른 동물에게 이식하는 동물병원이 늘어나고 있다. 몸에 이상이 있는 동물은 자가 줄기세포를 사용하기 어려워 건강할 때 줄기세포를 채취해 놓았다가 몸에 이상이 생긴 후에 재 사용하기도 한다. 동종세포 사용이 늘면서 세포 포관의 중요성은 더욱 커지고 있다.

세포 보관시에는 세포의 생존도를 높이기 위해 액체질소(-196℃)를 이용하여 보관하고 있다. 액화질소 내부에는 샘플 저장 용기를 넣을 수 있어 안전한 세포의 보관이 가능하다.

줄기세포는 동물에게 직접 주사되거나 이식되는 만큼 체취부터 배양, 이식까지 안전한 관리가 필요하다. 공기의 오염을 없애면서도 온도와 습도를 일정하게 유지할 수 있는 제품을 선택하는 것이 좋다.

안혜숙기자 ivetclinic@naver.com